JP4389842B2 - 給湯装置 - Google Patents

Description

本発明は、給湯装置に関するものである。

従来、この種のヒートポンプ給湯装置は、貯湯タンクの上部に設けた第１出湯管から取り出された湯水と、貯湯タンクの中央部付近に中温水を流出させるための第２の出湯管を備え、第１の出湯管から取り出された湯水と第２の出湯管から取り出された湯水とを混合し、その混合された湯水を給湯設定温度となるように給水管からの低温水を混合して給湯するようにしていた（例えば、特許文献１参照）。

図５は、特許文献１に記載された従来のヒートポンプ給湯装置を示すものである。図５に示すように、ヒートポンプ給湯装置は貯湯タンク１６、冷媒水熱交換器６と蒸発器８と減圧器７とが接続された冷媒回路９、貯湯タンク１６の底部から水道水を供給する給水管１７と、貯湯タンク１６の中部から得られる湯水と貯湯タンク１６の天部から得られる湯水とを混合する第１混合弁３４と、第１混合弁３４から流れる湯水と給水管１４を流れる水道水とを混合する第２混合弁２７と、第２混合弁２７から流れる湯水を出湯するための給湯混合水栓３から構成される。

また、貯湯タンク１６の上部から下部へ連結する管上に熱交換器２０を設けて、熱交換器２０により放熱手段４を加熱する。放熱手段４は、床暖房や浴槽乾燥や風呂の追い焚きに利用される。

そして、上記のように構成されたヒートポンプ給湯装置は、第１混合弁３４で貯湯タンク１６の中部と天部から得られる湯水を混合し、その混合された湯水と水道水とを第２混合弁２７で混合し、給湯混合水栓３から出湯する。
特開２００３−２４０３４２号公報（第１０頁、図４）

しかしながら、上記従来の構成では、給湯混合水栓３から出湯する温度を４０℃とすると貯湯タンク１６の中部から得られる中温水（例えば３０〜５０℃程度）は、第１混合弁３４から流れる湯水と給水管１４を流れる水道水（例えば５〜２０℃）とを第２混合弁２７で混合するため、第２混合弁２７の手前で湯水温度を４０℃以上にする必要があり、中温水の限定された温度域（例えば４０℃以上）の湯水量しか多く活用できず、高温水（例えば７０〜９０℃程度）を優先的に活用し第１混合弁３４で混合した湯水を第２混合弁２７で水道水と混合し給湯混合水栓３から温度を４０℃とし出湯するものである。

又、放熱手段４を使用すればするほど貯湯タンク１６の中温水が増加し続け、中温水をヒートポンプ回路で沸き上げると温度が高いため効率が悪くなり、エネルギー消費効率（ＣＯＰ＝加熱能力／消費電力）を低下させ、深夜電力使用時間帯で沸き上げができないという課題を有していた。

本発明は、貯湯タンク内に貯められた高温水は、風呂の追い焚きや暖房端末に熱量を使用するため、給湯としての利用量を最小限度にすることを目的とする。

特に中温水発生温度によって水道水と中温水との混合を最適化でき、中温水の湯量を優先的に利用することで貯湯タンク下部の低温水を流入し水道水により低い温度に保ち、そ
の低温水をヒートポンプ回路で沸き上げることによりエネルギー消費効率（ＣＯＰ＝加熱能力／消費電力）を高くできる給湯機を提供することを目的とするものである。

前記従来の課題を解決するために、本発明の給湯装置は、給水管より供給される水を加熱して上部から積層状態で貯留する貯湯槽と、貯湯槽の上部に設けた高温水を取り出す上部出湯管と、貯湯槽の中間部に設けた中温水を取り出す中部出湯管とを備え、貯湯槽内の湯水を利用して負荷運転を行うとき、上部出湯管より供給される高温水と中部出湯管より供給される中温水を混合したのち給水管より供給される水を混合する第１混合運転と、中部出湯管より供給される中温水と給水管より供給される水を混合したのち上部出湯管より供給される高温水を混合する第２混合運転とを切り換えて所望の湯温に調整し、貯湯槽内の中温水の状態に応じて第１混合運転と第２混合運転を切り換える切換手段を有するものである。

これにより、貯湯タンクから取り出した高温水を熱交換して放熱手段に用い湯水を中温水とし貯湯タンクに戻り、中温水発生温度によって水道水と中温水との混合を最適化でき、中温水量が増加しても出湯時に優先的に中温水が使用されるため、貯湯タンク下部には低温の水道水が流入し、貯湯タンク内の湯水の沸き上げを行う時は、この貯湯タンク下部に貯められた低温水をヒートポンプ回路で沸き上げるので効率の良い運転状態で沸き上げを行うことができ、通常電力使用時間帯で早く沸き上げできることや深夜電力時間帯だけでも任意に設定した貯湯タンク温度に沸き上げが完了することができる。

本発明の給湯装置は、中温水量が増加しても出湯時に優先的に中温水を使用するため、ヒートポンプ回路による沸き上げ運転を効率良く行える。

第１の発明は、給水管より供給される水を加熱して上部から積層状態で貯留する貯湯槽と、貯湯槽の上部に設けた高温水を取り出す上部出湯管と、貯湯槽の中間部に設けた中温水を取り出す中部出湯管とを備え、貯湯槽内の湯水を利用して負荷運転を行うとき、上部出湯管より供給される高温水と中部出湯管より供給される中温水を混合したのち給水管より供給される水を混合する第１混合運転と、中部出湯管より供給される中温水と給水管より供給される水を混合したのち上部出湯管より供給される高温水を混合する第２混合運転とを切り換えて所望の湯温に調整し、貯湯槽内の中温水の状態に応じて第１混合運転と第２混合運転を切り換える切換手段を有することにより、貯湯タンクの中温水発生温度により、中間水を効率良く取り出すことができ、ヒートポンプ回路での沸き上げ効率も良くなり、通常電力使用時間帯で早く沸き上げできることや深夜電力時間帯だけでも任意に設定した貯湯タンク温度に沸き上げが完了することができる。また、中間水を優先的に使用する結果、貯湯タンク上部に貯えられる高温水の使用量が減少し、蓄熱量不足となる状況を緩和でき、高温出湯の要求に常時応えることが可能となる。

第２の発明は、貯湯槽と、貯湯槽内の湯水を加熱する加熱手段と、貯湯槽の上部に設けた上部出湯口と、貯湯槽の中間部に設けた中部出湯口と、水道水を供給する給水管と、中部出湯口からの湯と給水管からの水道水とを混合する第１の混合弁と、第１の混合弁を経由した湯と前記上部出湯口からの湯とを混合する第２の混合弁と、第２の混合弁の下流側と第１の混合弁の上流側を接続するバイパス管と、給水管と前記バイパス管との接続箇所に流量切換え手段と、第２の混合弁の下流側と前記バイパス管との接続箇所に湯水混合手段とを備えるものであり、貯湯タンクの中温水発生温度により、中間水を効率良く取り出すことができ、ヒートポンプ回路での沸き上げ効率も良くなり、通常電力使用時間帯で早く沸き上げできることや深夜電力時間帯だけでも任意に設定した貯湯タンク温度に沸き上
げが完了することができる。

第３の発明は、特に、第２の発明において、貯湯タンク内の中間温度の残湯量を検出する残湯センサを備え、残湯センサにより検出される残湯量が所定量以下であるとき、給水管により供給される水道水がバイパス管を経由して第２の混合弁の下流側に流れるように流量切換え手段を切換えることにより、中温水発生する温度域により効果的に中温水を取り出すことができる。

第４の発明は、特に、第２の発明において、湯タンク内の中間部に位置する湯温温度を検出する温度センサを備え、度センサにより検出される湯温が所定値以上であるとき、給水管により供給される水道水がバイパス管を経由して第２の混合弁の下流側に流れるように流量切換え手段を切換えることにより、中温水発生する温度域により効果的に中温水を取り出すことができる。

第５の発明は、特に、第３または第４の発明において、端末から出湯する湯の温度を設定する温度設定手段を備え、湯水混合手段の上流側の湯水温が温度設定手段で設定した温度以上となるように、第２の混合弁を制御することにより、設定温度以上の中温水を優先的に取り出すことができる。また、中間水を優先的に使用する結果、貯湯タンク上部に貯えられる高温水の使用量が減少し、蓄熱量不足となる状況を緩和でき、高温出湯の要求に常時応えることが可能となる。

また、端末から出湯する湯の温度を設定する温度設定手段と、第２の混合弁の上流側の湯水温度が温度設定手段で設定した温度以下となるように第１の混合弁を制御するようにしたものであり、設定温度以下の中温水を優先的に取り出すことができる。そして、中間水を優先的に使用する結果、貯湯タンク上部に貯えられる高温水の使用量が減少し、蓄熱量不足となる状況を緩和でき、高温出湯の要求に常時応えることが可能となる。

また、第６の発明は、特に、第１から第５のいずれか１つの発明において、加熱手段を冷媒の圧力が超臨界圧力以上となる超臨界ヒートポンプサイクルとし、前記臨界圧力以上に昇圧された冷媒により湯水循環手段による流水を加熱するように構成している。そして、超臨界ヒートポンプサイクルは、湯水循環手段の流水を高温（例えば９０℃程度）に加熱する場合、加熱前の流水温度が低いほど、高圧圧力が低くなることでエネルギー消費効率（ＣＯＰ＝加熱能力／消費電力）が向上する。したがって、貯湯タンクに温度成層を形成し、低温部の水を超臨界ヒートポンプで加熱することにより、エネルギー消費効率が向上し、省動力運転を行うことができる。また、中間温度の残湯も優先的に給湯により出湯してしまえば、貯湯タンク内下部に低温の水道水が流入し、超臨界ヒートサイクルで加熱するのは、超湯タンク内の低温部の水だけとなるので、より効率が向上することができる。

以下、本発明の実施の形態について、図面を参照しながら説明する。なお、この実施の形態によって本発明が限定されるものではない。

（実施の形態１）
本発明の第１の実施形態を図１〜図４に基づき説明する。

図１〜図４は、本発明の実施の形態における給湯装置の図を示すものである。

図１において、本実施例は一般家庭用の給湯装置で主に深夜電力を利用して給湯の湯を貯留するものである。給湯装置は、大きくヒートポンプサイクルで構成される加熱手段１と、貯湯タンク２から構成され、貯湯タンク２の上部には上部出湯口１３が設けられてい
る。上部出湯口１３から出された湯水は第２の混合弁２９、湯水混合弁３０を介して給湯混合水栓３から出湯される。図１においては、給湯混合水栓３から出湯された湯水は、例えば浴槽４２へ直接流れるように構成されているが、それ以外にも台所等へ供給されるものであってもよい。貯湯タンク２の中間部には中部出湯口３３が設けられ、中部出湯口３３から出された水は第１の混合弁３４を介して第２の混合弁２９へ流れる。第１の混合弁３４は、中部出湯口３３から得られる中温水と水道水とを混合できるものであり、第２の混合弁２９は、第１の混合弁３４から流れる湯水と上部出湯口１３から流れる湯水とを混合できるものである。

また、貯湯タンク２の下部には水道水取り入れ口１５が設けられ、給水管１４から減圧弁４０を介して水道水が供給される。水道水は貯湯タンク２の下部へ供給される以外に、流量切換え弁４４あるいは第１の混合弁３４へも供給される。流量切換え弁４４では、水道水が第１の混合弁３４側へ流れるか、湯水混合弁３０へ直接接続されているバイパス管４５側へ流れるかの切り換えが行われる。

さらに、貯湯タンク２の上部出湯口１３近傍の上部出湯口近傍口１３ａと、貯湯タンク２の下部に下部戻し口２２が設けられ、上部出湯口近傍口１３ａからの湯水は１次側温水循環管路１８を介して暖房用熱交換器２０へ流れ、下部戻し口２２へと戻る。下部戻し口２２へ戻るまでには暖房１次ポンプ２３があり湯水を循環している。一方、暖房用熱交換器２０は２次側温水循環管路２５上に暖房２次ポンプ２６、暖房端末４が接続されていて、暖房端末４を通して床暖房として利用できる。なお、暖房端末４は床暖房以外にも、浴室乾燥や浴槽追い焚きなどにも利用できる。

貯湯タンク２の下部には、下部戻し口２２以外にも加熱手段１へ通じる管があり、その管を通じて流れる貯湯タンク２下部の水は温水循環ポンプ１０により加熱手段１で加熱された後、貯湯タンク２上部へ循環されて貯湯される。

貯湯タンク２の表面側には、残湯センサが備え付けられている。残湯センサは、例えば貯湯タンク２の表面上下に複数個をほぼ均等に配置した温度検知手段３６ａ〜ｅにより構成される。例えば、温度検知手段３６a〜３６eの検知温度が所定温度以下であれば、中温水が存在すると判断し、中温水が検知された位置より中温水の残湯量が所定量よりも多いか、少ないかを判断する。

また、湯水温度を制御するために、例えばリモコン等の給湯温度設定手段（図示せず）により給湯温度が設定され、給湯混合水栓３を開くと給湯制御手段３７を介して出湯温度検知手段４１と前記貯湯タンク２内の温度を検知する残湯サーミスタ３６で高温水の残湯温度範囲を検知でき、第１の混合弁３４と第２の混合弁２９の混合比率を制御し湯水を設定温度に混合するように制御している。また、給湯制御手段３７は、湯水混合弁３０から流れ出る湯温を検出する温度センサ４１と給湯設定温度とに基づいて、第１の混合弁３４や第２の混合弁２９を制御する。

ヒートポンプサイクルで構成される加熱手段１は、圧縮機５と凝縮器としての冷媒と水を熱交換する水熱交換器６と減圧器７と蒸発器８で構成されたヒートポンプ回路９とそれらを駆動するヒートポンプ制御装置１１とから構成されている。ヒートポンプ回路９内に使用されている冷媒は、フロンと比べオゾン層を破壊しにくい二酸化炭素を用いているので、電気式ヒーターを使用することなく前記貯湯タンク２内下部の水を約９０℃に沸き上げることができる。

以上のように構成された給湯装置について、以下その動作、作用を説明する。

まず、貯湯タンク２に対して給湯を行う場合は、温水循環ポンプ１０により、貯湯タンク２下部にある水を水熱交換器６を介して加熱し、その加熱された湯水を貯湯タンク２内上部に貯めていく。貯湯タンク２内の温度は検知する残湯サーミスタ３６で検知され、貯湯タンク２下部が高温水(例えば約９０℃程度)となるまで沸き上げる。

次に暖房運転について説明する。暖房運転においては、図２に示すよう、暖房１次ポンプ２３を動作させながら、貯湯タンク２の上部出湯口１３近傍の上部出湯口近傍口１３ａより高温水を取り出し、その高温水が１次側温水循環管路１８内を高温水で循環させ暖房用熱交換器２０で放熱した後に中温水になって貯湯タンク２下部にある戻し口２２から貯湯タンク２内に戻される。一方、暖房用熱交換器２０により加熱された暖房用熱交換器２０の２次側を流れる温水は、暖房２次ポンプ２６を作動させることにより暖房端末４に２次側温水循環管路２５内を循環させることにより、暖房端末４を暖めるものである。このように、暖房により貯湯タンク２の中温水が多く発生し、この状態で加熱手段１を運転すると入水温度が高くエネルギー消費効率が低下し加熱能力も低下してしまうため、加熱手段１への入水温度（貯湯タンク９の下部）がエネルギー消費効率の良くなる低い温度となるまで動作させないようにしている。

次に図３、４に示すように給湯混合水栓３への給湯は、例えばリモコン等の給湯温度設定手段（図示せず）により給湯温度が設定され、給湯混合水栓３が開くと給湯制御手段３７を介して出湯温度検知手段４１と前記貯湯タンク２内の温度を検知する残湯サーミスタ３６a〜３６ｅで高温水、中温水、低温水の残湯温度範囲を検知し、中温水をできるだけ多く排水するように流量切換え弁４４、第１の混合弁３４、第２の混合弁２９、湯水混合弁３０を制御する。

まず、中間温度の湯水の残湯量が所定量以下であるときの制御について説明する。残湯サーミスタ３６a〜３６eにより中間温度の湯水の残湯量が所定量よりも少ないと判断されたとき、給湯制御手段３７は流量切換え弁４４を切換え、水道水がバイパス管４５を通り湯水混合弁３０へ流れるように制御する。

そして、給湯制御手段３７に入力された設定温度と残湯サーミスタ３６ｃとを比較する。もし、残湯サーミスタ３６ｃで検知される温度よりも設定温度（９０℃程度）の方が低いときは、図３に示すように、湯水混合弁３０において、中部出湯口３３から流れた高温水（例えば約９０℃程度）と、流量切換え弁４４の切換えにより湯水混合弁３０へ供給される水道水とを混合し、その結果混合水が設定温度となって給湯混合水栓３から出湯される。なお、このとき湯水混合弁３０で水道水と混ざる湯水（第２の混合弁２９から流れる湯水）は、設定温度よりも高温となっており、湯水混合弁３０により適量の水道水を混ぜて、設定温度の湯水を出湯することができる。

この一連の処理により、貯湯タンク２内の中部出湯口３３から高温水（例えば約９０℃程度）を優先的に使用し、かつ上部出湯口１３から流れる湯水の使用量はなくなるので、上部高温水は適量を保持して湯切れが起こりにくくなる。また、貯湯タンク２内の高温水（例えば約９０℃程度）は減少し、貯湯タンク２内の下部に設けられた水道水取り入れ口１５から水道水が流入し低温水（例えば５〜２０℃）域を形成することとなり、加熱手段１を運転しても低温水を入水するためエネルギー消費効率（ＣＯＰ）が向上して水道水を沸き上げることができる。

上記処理では、第１の混合弁３４において、中部出湯口３３から流れる高温水（例えば９０℃程度）と水道水を混合させないようにしている。これは、上記出湯口１３から出湯される温水が高温（約９０℃程度）のため水道水を第１の混合弁３４で混合した場合、混合弁３４に不具合が発生し、温度コントロールできなかった場合、給湯混合水栓３から高
温が出湯し、使用者がやけどする危険性が生じるため、必ず湯水混合弁３０で水道水と混合するようにしている。

また、残湯サーミスタ３６ｃで検知された温度（約７０℃程度）よりも設定温度の方が高いときは、水道水は使用としないので、中温出湯口３３から第１混合弁３４を流れた湯水とタンク上部出湯口１３から流れる高温水混合させ、その結果混合水が設定温度となっているので、湯水混合弁３０で水道水を混ぜることなく給湯混合水栓３から出湯される。この一連の処理によれば、貯湯タンク２内の中部出湯口３３から中温水（例えば７０℃以下）を優先的に使用し、かつ上部出湯口１３から流れる高湯水を最少量の使用により、湯切れが起こりにくくなる。また、貯湯タンク２内の中温水は減少し、貯湯タンク２内の下部に設けられた水道水取り入れ口１５から水道水が流入し低温水（例えば５〜２０℃）域を形成することとなり、加熱手段１を運転しても低温水を入水するためエネルギー消費効率（ＣＯＰ）が向上して水道水を沸き上げることができる。

次に、中間温度の湯水の残湯量が所定量以上であるときの制御について説明する。残湯サーミスタ３６a〜eにより中間温度の湯水の残湯量が所定量よりも多いと判断されたとき、給湯制御手段３７は流量切換え弁４４を切り替え、水道水が第1の混合弁３４へ流れるように制御する。

そして、給湯制御手段３７に入力された設定温度と残湯サーミスタ３６ｃとを比較する。もし、残湯サーミスタ３６ｃで検知される温度よりも設定温度の方が低いときは、貯湯タンク２内中間部の中温水（例えば３０〜７０℃程度）を中部出湯口３３から優先的に取り出し、給水管１４から減圧器４０によって減圧された水道水（例えば５〜２０℃程度）を最少水量に設定するように第１の混合弁３４で混合し、貯湯タンク２内の高温水を使用しないように第２の混合弁２９を制御し給湯混合水詮３から出湯することになり、貯湯タンク２内の中温水は減少し、貯湯タンク２内の下部に設けられた水道水取り入れ口１５から水道水が流入し低温水（例えば５〜２０℃）域を形成することとなり、加熱手段１を運転しても低温水を入水するためエネルギー消費効率（ＣＯＰ）が向上して水道水を沸き上げることができる。

もし、残湯サーミスタ３６ｃで検知される温度よりも設定温度の方が高いときは、貯湯タンク２内中間部の中温水（例えば３０〜７０℃程度）を優先的に使用し、給水管１４から減圧器４０によって減圧された水道水（例えば５〜２０℃程度）を第１の混合弁３４で混合させず、熱容量が不足した場合は、貯湯タンク２内の高温水を最小水量に設定するように第２の混合弁２９を制御し給湯混合水詮３から出湯することになり、貯湯タンク２内の中温水は減少し、貯湯タンク２内の下部に設けられた水道水取り入れ口１５から水道水が流入し低温水（例えば５〜２０℃）域を形成することとなり、加熱手段１を運転しても低温水を入水するためエネルギー消費効率（ＣＯＰ）が向上して水道水を沸き上げることができる。

なお、第１の混合弁３４から流れ出る湯水温と給湯設定温度との温度差が所定値以内であるときは、第１の混合弁３４から流れ出る湯水と貯湯タンク２上部に設けた上部出湯口１３から取り出した湯水とを第２の混合弁２９により混合することなく、給湯混合水詮３から出湯するようにしてもよい。

（実施の形態２）
第１の実施の形態では、貯湯タンク２内の中温水量に応じて流量切換え弁４４を切り換えていた。すなわち、中温水量が所定量よりも多いときは水道水を第１の混合弁３４側へ流し、中温水量が所定量よりも少ないときは水道水をバイパス管４５側へ流した。

第２の実施の形態では、残湯サーミスタ３６ｃで検出される湯温に基づいて流量切換え弁４４を切り換えるものである。実験では、残湯サーミスタ３６ｃで検出される湯温が所定温度よりも高い場合には、水道水をバイパス管４５側へ流した後に湯水と混合したときに貯湯タンク２内の中温水量が多く減らせ、逆に残湯サーミスタ３６ｃで検出される湯温が所定温度よりも低い場合には、水道水を第１の混合弁３４側へ流し中部出湯口３３から得られる中温水と水道水を第１の混合弁３４で混合したときに中温水量が多く減らせることを確認している。

そこで、上記実験結果を利用して、残湯サーミスタ３６ｃによる検出温度が所定温度（例えば４５℃）以上であったときは、流量切換え弁４４をバイパス管４５側へ切り換える。そして、給湯制御手段３７に入力された設定温度と残湯サーミスタ３６ｃとを比較する。

もし、残湯サーミスタ３６ｃで検知される温度よりも設定温度の方が低いときは、貯湯タンク２内中間部の中温水（例えば３０〜７０℃程度）を中部出湯口３３から優先的に取り出し、給水管１４から減圧器４０によって減圧された水道水（例えば５〜２０℃程度）を最少水量に設定するように第１の混合弁３４で混合し、貯湯タンク２内の高温水を使用しないように第２の混合弁２９を制御し給湯混合水詮３から出湯することになり、貯湯タンク２内の中温水は減少し、貯湯タンク２内の下部に設けられた水道水取り入れ口１５から水道水が流入し低温水（例えば５〜２０℃）域を形成することとなり、加熱手段１を運転しても低温水を入水するためエネルギー消費効率（ＣＯＰ）が向上して水道水を沸き上げることができる。

もし、残湯サーミスタ３６ｃで検知される温度よりも設定温度の方が高いときは、貯湯タンク２内中間部の中温水（例えば３０〜７０℃程度）を優先的に使用し、給水管１４から減圧器４０によって減圧された水道水（例えば５〜２０℃程度）を第１の混合弁３４で混合させず、熱容量が不足した場合は、貯湯タンク２内の高温水を最小水量に設定するように第２の混合弁２９を制御し給湯混合水詮３から出湯することになり、貯湯タンク２内の中温水は減少し、貯湯タンク２内の下部に設けられた水道水取り入れ口１５から水道水が流入し低温水（例えば５〜２０℃）域を形成することとなり、加熱手段１を運転しても低温水を入水するためエネルギー消費効率（ＣＯＰ）が向上して水道水を沸き上げることができる。

また、残湯サーミスタ３６ｃによる検出温度が所定温度（例えば４５℃）以下であったときは、流量切換え弁４４を第１の混合弁３４側へ切り換える。そして、給湯制御手段３７に入力された設定温度と残湯サーミスタ３６ｃとを比較する。

もし、残湯サーミスタ３６ｃで検知される温度よりも設定温度の方が低いときは、第１の混合弁３４において水道水と中部出湯口３３からの湯水とを混合して、設定温度して、給湯混合水栓３から出湯される。この一連の処理によれば、貯湯タンク２内の中部出湯口３３から中温水（例えば７０℃以下）を優先的に使用し、かつ上部出湯口１３から流れる高温の湯水を使用していないので湯切れが起こりにくくなる。また、貯湯タンク２内の中温水は減少し、貯湯タンク２内の下部に設けられた水道水取り入れ口１５から水道水が流入し低温水（例えば５〜２０℃）域を形成することとなり、加熱手段１を運転しても低温水を入水するためエネルギー消費効率（ＣＯＰ）が向上して水道水を沸き上げることができる。

また、残湯サーミスタ３６ｃで検知される温度よりも設定温度の方が高いときは、第１の混合弁３４において水道水と混合することなく中部出湯口３３からの湯水を流し、第２の混合弁２９で貯湯タンク２上部に設けた上部出湯口１３から取り出した湯水と混合し、
設定温度に調整してから給湯混合水詮３から出湯するようにする。

このようにして、上記第１及び第２の実施の形態によれば、中温水を最大限使用することにより、貯湯タンク上部の高温水を必要最小量に出湯を行うことができるので、熱容量（蓄熱量）の不足を回避し、かつ中温水を減少でき、貯湯タンク内の下部に設けられた水道水取り入れ口から水道水が流入し低温水域を形成することとなり、加熱手段を運転しても低温水を入水するためエネルギー消費効率（ＣＯＰ）が向上して水道水を沸き上げることができる。

以上のように、本発明にかかる給湯装置は、中間水温を有効的に利用でき、ヒートポンプ回路の入水温度を低い温度に抑えられるので、低い温度の湯水を高温のお湯に加熱することになり、効率の良い運転が可能となり、貯湯タンク内の高温水を間接的に利用し浴槽水の追い炊きや室内の空間温水暖房等の用途にも適用できる。

本発明の実施の形態における給湯装置の構成図 本発明の実施の形態における給湯装置の構成図 本発明の実施の形態における給湯装置の構成図 本発明の実施の形態における給湯装置の構成図 従来の給湯装置の構成図

符号の説明

１ 加熱手段
２ 貯湯タンク
１３ 上部出湯口
１４ 給水管
２９ 第２の混合弁
３０ 湯水混合弁
３３ 中部出湯口
３４ 第１の混合弁
３６ 温度検知手段
４４ 流量切換え弁
４５ バイパス管

Claims (6)

1. 給水管より供給される水を加熱して上部から積層状態で貯留する貯湯槽と、前記貯湯槽の上部に設けた高温水を取り出す上部出湯管と、前記貯湯槽の中間部に設けた中温水を取り出す中部出湯管とを備え、前記貯湯槽内の湯水を利用して負荷運転を行うとき、前記上部出湯管より供給される高温水と中部出湯管より供給される中温水を混合したのち前記給水管より供給される水を混合する第１混合運転と、前記中部出湯管より供給される中温水と前記給水管より供給される水を混合したのち前記上部出湯管より供給される高温水を混合する第２混合運転とを切り換えて所望の湯温に調整し、前記貯湯槽内の中温水の状態に応じて前記第１混合運転と前記第２混合運転を切り換える切換手段を有したことを特徴とする給湯装置。
2. 貯湯槽と、前記貯湯槽内の湯水を加熱する加熱手段と、前記貯湯槽の上部に設けた上部出湯口と、前記貯湯槽の中間部に設けた中部出湯口と、水道水を供給する給水管と、前記中部出湯口からの湯と前記給水管からの水道水とを混合する第１の混合弁と、前記第１の混合弁を経由した湯と前記上部出湯口からの湯とを混合する第２の混合弁と、前記第２の混合弁の下流側と前記第１の混合弁の上流側を接続するバイパス管と、前記給水管と前記バイパス管との接続箇所に流量切換え手段と、前記第２の混合弁の下流側と前記バイパス管との接続箇所に湯水混合手段とを備える給湯装置。
3. 貯湯タンク内の中間温度の残湯量を検出する残湯センサを備え、前記残湯センサにより検出される残湯量が所定量以下であるとき、給水管により供給される水道水がバイパス管を経由して湯水混合手段に流れるように流量切換手段を切り換え請求項２記載の給湯装置。
4. 貯湯タンク内の中間部に位置する湯温温度を検出する温度センサを備え、前記温度センサにより検出される湯温が所定値以上であるとき、給水管により供給される水道水がバイパス管を経由して湯水混合手段に流れるように流量切換手段を切り換え請求項２記載の給湯装置。
5. 端末から出湯する湯の温度を設定する温度設定手段を備え、湯水混合手段の上流側の湯温が前記温度設定手段で設定した温度以上となるように、第２の混合弁を制御する請求項３または４記載の給湯装置。
6. 加熱手段は、圧縮機を有するヒートポンプである請求項１から５のいずれか１項に記載の給湯装置。

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