JP4482579B2 - 貯湯式給湯装置 - Google Patents

Description

この発明は、例えばヒートポンプユニットを用いて湯水を沸かし、沸かした湯水を貯留する貯湯タンクを備えた貯湯式給湯装置に関するものである。

従来、貯湯式給湯装置として、貯湯タンクの下側から低温水を取り出し、この低温水をヒートポンプユニットを用いて沸かした湯水を、貯湯タンクの上側から貯湯タンクに戻すものが知られている（例えば特許文献１）。
このものの場合、貯湯タンク内では、湯水が底面側に低温度（例えば５℃）の低湯水、天井側に高温度（例えば９０℃）の高温水，高温水と低温水の間に温度勾配をもつ中温水を有して貯留されているが、その湯水のうち中温水を、出湯管により取り出して給湯へ利用している。

特開２００６−５７９１６号公報

しかしながら、この貯湯式給湯装置では、貯湯タンク内に溜まった中温水を取り出して給湯に利用することができるものの、ヒートポンプ起動時の沸き上げで生じる中温水や、風呂の追い炊きや暖房で生じる中温水を、貯湯タンク内に存在する中温水の領域に戻すことができず、貯湯タンクに流入した中温水が、そのまま貯湯タンク内に溜まっている高温水と混合する。そのため、高温水が温度低下し、貯湯タンク内の中温水が増加し、貯湯タンク内の高温水が不足するという問題点があった。
また、中温水をヒートポンプによりおよそ９０℃まで沸き上げるときの、加熱量／消費電力量で示されるエネルギー消費効率（ＣＯＰ）は、１から２程度であり、低温水を９０℃まで沸き上げるときのＣＯＰが３から４程度である。このように、中温水を沸き上げる場合は、低温水を沸き上げる場合と比較して温度差が小さく、それだける湯水を沸き上げるのに、ＣＯＰが低下するが、貯湯タンク内の低温水は、貯湯タンク内に戻った中温水と混合して温度上昇してしまい、それだけ中温水が占める割合が大きくなり、それだけ湯水を沸き上げるのに消費されるヒートポンプのＣＯＰは低下するという問題点もあった。

この発明は、上記のような問題点を解決することを課題とするものであって、例えば貯湯タンク内に中温水が流入する際の、高温水の温度低下及び低温水の温度上昇を抑えることにより、貯湯タンク内の高温水不足を解消するとともに、高いＣＯＰが確保される貯湯式給湯装置を得ることを目的とする。

この発明に係る貯湯式給湯装置は、湯水が貯留される貯湯タンクと、この貯湯タンクに配管を介して接続され貯湯タンクから送られた湯水を加熱する加熱手段と、貯湯タンク内に鉛直方向に延在して設けられ、加熱手段で加熱された湯水が流入して連通部から貯湯タンク内に流出する加熱用の配管体と、貯湯タンクに取り付けられ貯湯タンク内の湯水の温度を検出する湯温センサと、配管体は、湯温センサでの検出温度に基づいて連通部の鉛直方向の位置が調整されるものである。

また、この発明に係る貯湯式給湯装置は、湯水が貯留される貯湯タンクと、この貯湯タンクに配管を介して接続され貯湯タンクから送られた湯水を熱交換する熱交換器と、貯湯タンク内に鉛直方向に延在して設けられ、熱交換器で熱交換された湯水が流入して連通部から貯湯タンク内に流出する暖房用の配管体と、貯湯タンクに取り付けられ貯湯タンク内の湯水の温度を検出する湯温センサと、配管体は、湯温センサでの検出温度に基づいて連通部の鉛直方向の位置が調整されるものである。

この発明による貯湯式給湯装置によれば、貯湯タンク内に流入する中温水を、貯湯タンク内の中温水の領域に流入させることができるので、中温水と貯湯タンク内の高温水との混合が抑制され、高温水の温度低下を防ぐことができ、貯湯タンク内の高温水不足を解消することができる。
また、貯湯タンク内の低温水との混合も抑制されるため、低温水の温度上昇を防ぐことができ、高いＣＯＰが確保される。

以下、この発明の各実施の形態について図に基づいて説明するが、各図において、同一または相当部材、部位については同一符号を付して説明する。

実施の形態１．
図１はこの発明の実施の形態１による貯湯式給湯装置を示す構成図である。
この貯湯式給湯装置は、貯湯タンク２を備えた貯湯タンクユニット１と、貯湯タンク２内の湯水を加熱する加熱手段としてのヒートポンプユニット３と、台所や洗面所などで使用する給湯栓４と、貯湯タンク２から送られた高温水を床暖房、風呂、浴室乾燥機等の暖房端末６と熱交換する熱交換器１８とを備えている。また、貯湯タンク２内には、上下方向（略鉛直方向）に延びた円筒形状の中温水流出入配管３８が設けられている。なお、床暖房等の場合は、暖房端末６自身が熱交換器１８であってもよい。

ヒートポンプユニット３のヒートポンプ冷媒回路１５は、圧縮機１１、凝縮機である冷媒−水熱交換器１２、電子膨張弁１３、及び強制空冷式の蒸発器１４で構成される。
圧縮機１１で圧縮された自然冷媒である二酸化炭素は、冷媒−水熱交換器１２で放熱して凝縮し、電子膨張弁１３で減圧膨張した後、蒸発器１４で大気熱により気化蒸発され、再び圧縮機１１に流入して１サイクルの運転となる。
この１サイクルの運転の際、ヒートポンプ冷媒回路１５では、低温水（例えば５℃）は、冷媒−水熱交換器１２を介して高温水（例えば９０℃）まで沸き上げられる。ここで、自然冷媒である二酸化炭素は、冷媒−水熱交換器１２において、超臨界状態のまま凝縮されるため、効率よく湯水を高温に加熱することができる。

図２は図１に示した中温水流出入配管３８の外筒８０を示す斜視図であり、図３は図１に示した中温水流出入配管３８の中筒８１を示す斜視図である。また、図４は図１に示した中温水流出入配管３８全体を示す斜視図であり、図５は中温水流出入配管３８を示す断面図である。
配管体である中温水流出入配管３８は、外筒８０とこの外筒８０の内側に周方向に摺動可能に設けられた中筒８１とから構成されている。外筒８０には、上下方向及び周方向に間隔をおいて、すなわち上下方向及び周方向に位置が異なる同一直径の外筒穴（開口部）３９ａ，３９ｂ，３９ｃ，３９ｄ，３９ｅが形成されている。中筒８１には、上下方向及び周方向に間隔をおいて、すなわち上下方向及び周方向に位置が異なる同一直径の中筒穴（開口部）４１ａ，４１ｂ，４１ｃ，４１ｄ，４１ｅが形成されている。
中筒８１の上部には、上側連通穴４２が形成されている。また、中筒８１の上部は、上側連通部２１で覆われている。上側連通部２１の側面には、中温水上側配管２７の先端部が貫通している。中筒８１の天部には、駆動モータ３５が取り付けられており、この駆動モータ３５の駆動により、中筒８１は周方向に回転する。
中筒８１の下部の小径部には、下側連通穴４３が形成されている。また、小径部は、下側連通部２５で覆われている。下側連通部２５の側面には、中温水下側配管２０の先端部が貫通している。

駆動モータ３５の駆動で中筒８１を回転することで、外筒８０に形成された外筒穴３９ａ，３９ｂ，３９ｃ，３９ｄ，３９ｅと、中筒８１に形成された中筒穴４１ａ，４１ｂ，４１ｃ，４１ｄ，４１ｅとの重なりによってできる連通部を少なくとも１つ以上形成することができ、すばやく湯水が流通する連通部の高さ（鉛直方向の位置）を変更することができる。図４においては、外筒８０に形成された外筒穴３９ｃと、外筒８０の外筒穴３９ｃに対応する高さに中筒８１に形成された中筒穴４１ｃとが重なり、連通部を形成している。
中筒８１及び外筒８０は、沸き上げ運転時には、ヒートポンプユニット３で加熱された湯水が上部から流入して連通部から流出する加熱用の配管体を構成し、暖房運転時には、熱交換器１８で熱交換された湯水が下部から流入して連通部から流出する暖房用の配管体を構成している。
また、中筒８１及び外筒８０は、給湯運転時には、連通部から流入した湯水が上部から流出する給湯用の配管体を構成している。

このようにして、沸き上げ運転時または暖房運転時には、中温水流出入配管３８を加熱用の配管体または暖房用の配管体として用いて、貯湯タンク２の任意の高さに湯水を流入させることができる。また、給湯運転時には、中温水流出入配管３８を給湯用の配管体として用いて、貯湯タンク２内の任意の高さの湯水を取り出すことができる。

貯湯タンク２の外周面には、貯湯タンク２内の湯水の温度を検出する湯温センサ３４が設けられている。この実施の形態では５個の湯温センサ３４ａ，３４ｂ，３４ｃ，３４ｄ，３４ｅが上下方向に所定の間隔をおいて取り付けられている。
また、貯湯タンク２から中温水上側配管２７、中温水混合弁下流配管４８及び給湯混合弁下流配管３２を通って給湯栓４に流れる湯水の温度を検出する給湯温度センサ３３が、給湯混合弁下流配管３２に取り付けられている。
また、ヒートポンプユニット３で加熱された後の湯水の沸き上げ温度を検出する沸き上げ温度センサ２３が、高温水戻り配管１０に取り付けられている。
また、熱交換器１８で熱交換された後の湯水の温度を検出する暖房温度センサ４０が中温水下側配管２０に取り付けられている。

次に、上記構成の貯湯式給湯装置の動作について説明する。
貯湯式給湯装置の動作には、給湯栓４から湯を供給する給湯運転と、ヒートポンプユニット３を用いて湯を沸かすための沸き上げ運転と、暖房端末６を使用して床暖房や風呂の追い炊きなどを行う暖房運転とがある。
以下、給湯運転、沸き上げ運転、暖房運転の各運転を単独に行う場合と、組合せて行う場合の動作について順次説明する。

図６は、貯湯式給湯装置が給湯運転のみを行うときを示す動作説明図である。
貯湯タンク２内には、上下方向に温度勾配を有する温度分布で湯水が貯留されている。貯湯タンク２内では、上から高温水４５、中温水４６、低温水４７が満たされている。高温水４５の温度は、例えば９０℃、低温水の温度は、例えば５℃、中温水４６の温度は、高温水と低温水の間で温度勾配をもつ。
ここで、中温水４６は、暖房運転の熱源としては温度が低いので、用いることができない。また、中温水４６は、ヒートポンプユニット３で加熱するにも、温度差が小さく、エネルギー消費効率が悪いため、この中温水４６は優先的に給湯に利用することが求められる。

給湯の利用者が、設定パネル５で要求する給湯温度（要求給湯温度）を設定すると、貯湯タンク２の側面に、高さ方向に設けられた湯温センサ３４ａ，３４ｂ，３４ｃ，３４ｄ，３４ｅで検出された温度から、中温水４６が存在する高さを知ることができるとともに、中温水４６の温度と、要求給湯温度とが比較される。
ここで、この実施の形態１では、湯温センサ３４ａ，３４ｂ，３４ｃ，３４ｄ，３４ｅを５個設けた場合を示したが、より多くの湯温センサ３４ａ，３４ｂ，３４ｃ，３４ｄ，３４ｅを設けることで、中温水４６が存在する高さ及び温度を精度よく検知することができる。
例えば、代表的な中温水の層厚みであるおよそ１００ｍｍにあわせて、中温水が分布しやすい貯湯タンク２の中央部に、湯温センサ３４ａ，３４ｂ，３４ｃ，３４ｄ，３４ｅを１００ｍｍ以下の間隔で設置すると、中温水４６が存在する高さ及び温度の検知精度は向上する。
また、この実施の形態１では、湯温センサ３４は、貯湯タンク２の外周面に設けられているが、内周面に設けられ、直接、貯湯タンク２内の湯水の温度を測定してもよい。

例えば、湯温センサ３４ｂが９０℃、湯温センサ３４ｃが４０℃、湯温センサ３４ｄが５℃であれば、湯温センサ３４ｃの温度が５℃より大きく、９０℃よりも小さいことから、湯温センサ３４ｃの高さ近くに中温水が存在すると判断できる。また、複数の温度センサ３４において、５℃より大きく、９０℃よりも小さい場合は、要求給湯温度に近い値を示す温度センサ３４の位置に、中温水が存在すると判断してもよい。さらに，湯温センサ３４ｃが９０℃、湯温センサ３４ｄが５℃となるような場合であって、温度が５℃よりも大きく、９０℃よりも小さい値を示す湯温センサ３４が存在しない場合には、温度差が最も大きくなる湯温センサ３４ｃと湯温センサ３４ｄとの中間に中温水が存在すると判断してもよい。

湯温センサ３４ｃの高さに、中温水４６が存在すると判断された場合には、駆動モータ３５を駆動させて、中筒８１を回転させて、湯温センサ３４ｃとほぼ同じ高さにある中温水流出入配管３８の外筒８０の穴３９ｃと中筒８１の穴４１ｃとを連通させ、連通部を形成する。これにより、中温水４６は、中温水流出入配管３８を通じて上側連通部２１に連通し、中温水上側配管２７、中温水混合弁下流配管４８及び給湯混合弁下流配管３２を通って給湯栓４に供給される。

また、湯温センサ３４ｃの温度が、要求給湯温度以上の場合には、三方弁である中温水混合弁２８を作動させて、中温水上側配管２７から中温水４６のみを取り出し、中温水混合弁下流配管４８に取り付けた中温水混合温度センサ２９で要求給湯設定温度以上であることを確認する。
この後、三方弁である給湯混合弁３０を作動して、中温水混合弁下流配管４８からの中温水に給湯用給水管３１からの低温水を混合し、混合後の湯水の温度を給湯混合弁下流配管３２に取り付けた給湯温度センサ３３で検知する。このようにして、給湯混合弁３０を作動することで、混合後の湯水の温度が要求給湯温度となるように調整し、調整された混合水は、給湯栓４から給湯される。
給湯用給水管３１は、給水配管８と接続されており、給水配管８に取り付けられた加圧ポンプ（図示せず）の駆動により、低温水は、貯湯タンク２内に圧送されるともに、給湯用給水管３１内にも流れる。この低温水の温度は、給水配管８に取り付けられた給水温度センサ３７で検知される。

また、給湯と同時に給水配管８を通じて貯湯タンク２内には底部から低温水が加圧供給され、中温水４６の温度が低下する。そして、中温水混合温度センサ２９の温度が要求給湯温度よりも低下した場合には、中温水混合弁２８の開度を変えて、出湯配管７を通じて貯湯タンク２内の高温水４５を取り出し、中温水混合温度センサ２９の検出温度が要求給湯温度になるように調整する。
なお、給湯運転時には、中温水４６は、下側連通部２５とも連通するが、中温水下側配管２０に取り付けた暖房戻り弁３６は閉じており、下側連通部２５を通じて中温水下側配管２０内に流れることはない。

このように、中温水流出入配管３８と、出湯配管７または給湯用給水管３１とを併用することにより、中温水４６の温度が要求給湯温度より小さい場合、または高い場合であっても、給湯栓４に所望の温度の中温水を供給することができる。

以上のように、中温水流出入配管３８を用いて中温水４６を優先して取り出すことができるため、中温水４６を給湯に有効利用できるとともに、貯湯タンク２内に占める中温水４６を低減して、高温水４５をより多く貯湯することができるため、貯湯タンク２内の高温水不足を解消することができる。
さらには、中温水４６を取り除くことにより、高いＣＯＰを確保することができる。

図７は貯湯式給湯装置が給湯運転のみを行う場合の応用例を示す図である。
この応用例では、貯湯タンク２内で中温水４６の領域と、高温水４５の領域から、中温水流出入配管３８を通じて中温水４６と高温水４５とを同時に取り出す例である。
この場合、図８に示すように、中温水４６が位置する外筒８０の連通穴３９ｃと中筒８１の穴４１ｃとを連通させて連通部を形成するとともに、高温水４５が位置する外筒８０の連通穴３９ａと中筒８１の穴４１ａとを連通させて連通部を形成する。これにより、中温水混合弁２８を用いて中温水４６と高温水４５とを混合する必要がなくなるため、給湯温度の制御が容易となる。
また、中温水４６の温度が要求給湯温度より低下した場合でも、出湯配管７を通じて高温水４５を貯湯タンク２から取り出し、中温水混合弁２８で混合することで、貯湯タンク２内から中温水を取り出すことができる。
なお、駆動モータ３５の回転角度を微調整して、外筒８０の外筒穴３９ａ，３９ｃと中筒８１の中筒穴４１ａ，４１ｃとの重なりによってできる連通部の開口面積８２ａ，８２ｃを変化させてもよい。
このようにして、中筒穴４１ａ，４１ｃと外筒穴３９ａ，３９ｃとの重なり度合いを連続的に調整することで、高温水４５または中温水４７の流量及び比率を調整することができ、より精度の高い温度制御が可能となる。
また、図４４に示すように、外筒８０の外筒穴を周方向に高さの異なる外筒穴８５ａ，８５ｂ，８５ｃ，８５ｄ，８５ｅとし、中筒８１の中筒穴を周方向に高さの等しい長方形の中筒穴８６ａ，８６ｂ，８６ｃ，８６ｄ，８６ｅとして、駆動モータ３５の回転角度を微調整して、外筒８０の外筒穴８５ａ，８５ｃと中筒８１の中筒穴８６ａ，８６ｃの重なりによってできる連通部の開口面積８２ａ，８２ｃを変化させてもよい。
このようにして、外筒穴８５ａ，８５ｃと中筒穴８６ａ，８６ｃとの重なりによってできる連通部の開口面積８２ａ，８２ｃを精度よく変化させることで、高温水４５または中温水４７の流量及び比率をより精度よく調整することができ、さらに精度の高い温度制御が可能となる。

図９は給湯運転のみを行う場合のさらに他の応用例に示す図である。
この応用例は、中温水流出入配管３８を用いて、中温水４６及び高温水４５の流量及び比率を調整できるようにした例である。
このものの場合、図１０に示すように、外筒８０の同じ高さの領域に異なる直径の外筒穴３９ａ，３９ａ'と、外筒穴３９ｃ，３９ｃ'とを形成し、駆動モータ３５の回転により、高温水４５と中温水４６との位置に相当する連通部の開口面積８２ａ，８２ｃを変化させて、中温水４６及び高温水４５の流量及び比率を調整する。
これにより、外筒８０の外筒穴３９ａ，３９ａ'，３９ｃ，３９ｃ'と中筒８１の中筒穴４１ａ，４１ｃとの重なり量を調整する、先に説明した駆動モータ３５の回転角度の微調整が不要となり、高温水４５及び中温水４７の流量及び比率の調整が容易となる。

また、図１１に示すように、貯湯タンク２内で中温水４６の高さと、高温水４５の高さと、低温水４７の高さから、中温水流出入配管３８を通じて中温水４６、高温水４５及び低温水４７を同時に取り出してもよい。
この場合は、図１２に示すように、駆動モータ３５の回転角度を微調整することにより、高温水４５が通過する連通部の開口面積８２ａ、及び中温水４６が通過する連通部の開口面積８２ｃを変化させると同時に、低温水が位置する外筒８０の外筒穴３９ｅと中筒８１の中筒穴４１ｅとの重なりによってできる連通部の開口面積８２ｅをも変化させることによって、中温水４６、高温水４５及び低温水４７のそれぞれの流量及び比率を調整することができる。
このようにして中温水流出入配管３８を用いることで、要求給湯温度に近い温度の中温水を貯湯タンク２から取り出すことができるため、中温水混合弁２８または中温水混合弁下流配管４８での給湯温度の制御が容易となる。

また、図１２に示す中温水流出入配管３８の場合、図１３に示すように、中温水混合弁２８、出湯配管７、給湯混合弁３０及び給湯用給水管３１を配管構成から削除することができる。
これにより、貯湯式給湯装置のさらなる簡素化及び低コスト化を図ることができる。

さらに、中温水４６、高温水４５、低温水４７に連通する高さ方向の連通部の数をかえて、各湯温の流量及び比率を調整してもよい。
例えば、図１３において、外筒８０の５つの外筒穴３９ａ，３９ｂ，３９ｃ，３９ｄ，３９ｅと、中筒８１の５つの中筒穴４１ａ，４１ｂ，４１ｃ，４１ｄ，４１ｅにおいて、それぞれの連通部の開口面積が等しくなるように連通させると、外筒穴３９ａ，３９ｂ及び中筒４１ａ，４１ｂは高温水４５の高さに位置しており、外筒穴３９ｃ及び中筒４１ｃは中温水４６の高さに位置しており、また外筒穴３９ｄ，３９ｅ及び中筒４１ｄ，４１ｅは低温水４７の高さに位置しているので、それぞれの流量比率は、密度比や流動抵抗の影響もあるが、およそ２：１：２になる。
これにより、高温水４５、中温水４６及び低温水４７の流量比率の変更が容易となる。
なお、図８，１０，１２では、外筒８０及び中筒８１のそれぞれに、高さ方向に５箇所の穴がある場合を例に挙げて説明したが、中温水流出入配管３８の高さ方向に、外筒８０の穴及び中筒８１の穴の数を増やすことによって、精度よくそれぞれの流量及び比率を調整することが可能となる。

次に、図１４を用いて貯湯式給湯装置が沸き上げ運転のみを行うときの動作を説明する。この沸き上げ運転では、加熱手段であるヒートポンプユニット３が熱源として用いられる。
このヒートポンプユニット３は、起動した直後は、ヒートポンプ冷媒回路１５が安定するまでに時間がかかり、低温水を高温水（例えば９０℃）まで加熱することができず、中温水の状態にしか加熱することができない。この中温水を貯湯タンク２に戻すと、貯湯タンク２内の高温水４５と混合して高温水４５の温度が低下し、また低温水４７と混合して低温水４７の温度が上昇する。
このため、ヒートポンプユニット３の起動時に生じた中温水を、貯湯タンク２内の高温水４５、低温水４７と混合しないように、貯湯タンク内２の中温水４６が存在する高さに流入させることが求められる。

利用者が、設定パネル５で沸き上げ運転を指示するか、所定の湯温センサ３４（例えば、湯温センサ３４ｂ）の温度が９０℃よりも低くなり、貯湯タンク２内の高温水１５の量が低下したと判断したとき、沸き上げ運転が開始する。
先ず、湯温センサ３４を用いて、給湯運転と同様に中温水４６の高さを検出し、駆動モータ３５により、中温水４６の高さに相当する外筒８０の外筒穴３９ｂ及び中筒８１の中筒穴４１ｂを連通させ連通部を形成し、中温水流出入配管３８を通じて中温水４６と上側連通部２１とを連通させる。

次に、高温水戻り配管１０に取り付けた沸き上げ戻り弁５２を開いて、ヒートポンプ冷媒回路１５及びヒートポンプ循環ポンプ１６を駆動する。ヒートポンプ冷媒回路１５及びヒートポンプ循環ポンプ１６の駆動は、ヒートポンプ制御回路１７で制御される。
貯湯タンク２の下側から、低温水取り出し配管９を通じて低温水４７を取り出し、低温水４７を冷媒−水熱交換器１２で加熱するが、ヒートポンプユニット３の起動時では、中温水までしか加熱されない。この中温水は、高温水戻り配管１０から、中温水バイパス配管４４、沸き上げ戻り弁５２を通って、上側連通部２１に到達する。
上側連通部２１は、中温水流出入配管３８を介して中温水４５に連通しているので、沸き上げ運転により生じた中温水は、貯湯タンク２内の高温水４５及び低温水４７との混合が少ない状態で、中温水４６の高さに流入される。
これにより、沸き上げ運転により生じた中温水が貯湯タンク２内へ流入しても、高温水４５の温度低下を防ぐことができ、貯湯タンク２内の高温水不足を解消することができる。また、低温水４７の温度上昇を防ぐことができ、高いＣＯＰが確保される。

また、沸き上げ温度センサ２３で検出する温度と湯温センサ３４で検出する温度とを比較しながら、両者の温度がほぼ等しくなる貯湯タンク２の高さに、中温水流出入配管３８の連通穴を移動させることにより、沸き上げ運転により生じた中温水を貯湯タンク２内の中温水４６が存在する高さに的確に注入することができる。

ヒートポンプ冷媒回路１５が安定した後は、ヒートポンプユニット３により、高温水まで加熱されるため、駆動モータ５４の駆動により中筒８１を周方向に回転させて高温水４５の領域に外筒８０の外筒穴３９ａと中筒８１の中筒穴４１ａとを連通させて連通部を形成することで、加熱した高温水を貯湯タンク２内の高温水４５の高さに流入させることができる。
このとき、加熱された高温水は、外筒８０の外筒穴３９ａから横方向に向けて貯湯タンク２内へ流入されるので、高温水流入弁５１を通じて貯湯タンク２の上側から鉛直方向に高温水を流入させる場合に比べて、鉛直方向の速度成分が小さくなる。このため、貯湯タンク２に戻す高温水と、すでに貯湯タンク２内に存在する中温水４６との混合を抑制することができ、高温水４５の温度低下を防ぐことができる。
なお、ヒートポンプが安定したかどうかの判断は、沸き上げ温度センサ２３で検出する温度が安定したことで判断してもよいし、ある温度（たとえば９０℃）以上となったときに安定したと判断してもよい。また、ヒートポンプが安定するまでの時間（たとえば１０分）をあらかじめ設定しておいてもよい。

次に、暖房運転のみを行うときの動作について図１５を用いて説明する。
暖房運転とは、例えば暖房端末６が床暖房の場合、暖房回路２４に取り付けた暖房端末循環ポンプ２６を駆動して、床暖房に使用した低温の湯水を熱交換器１８に送り、熱交換器１８で貯湯タンク２から送られてくる高温水と熱交換し、高温となった湯水を再び暖房端末６へ送り、床暖房を行うものである。
暖房端末６は、風呂や浴室乾燥機、浴室暖房機、部屋の温水暖房機などであってもよい。

一方、貯湯タンク２から高温水取り出し配管１９を通じて送られてくる高温水は、暖房運転に使用する湯水と熱交換器１８で熱交換して中温水となる。この中温水を貯湯タンク２にそのまま戻すと、貯湯タンク２内に存在する高温水４５と混合して高温水４５の温度が低下し、また低温水４７と混合して低温水４７の温度が上昇する。このため、暖房運転で熱交換により生じた中温水は、貯湯タンク２内の高温水４５及び低温水４７と混合しないように、貯湯タンク内２の中温水４６の高さに流入させることが求められる。

この貯湯式給湯装置では、利用者が、設定パネル５で暖房運転の開始を指示すると、給湯運転と同様に、湯温センサ３４を用いて中温水４６の高さを検出し、駆動モータ３５により、中温水４６の領域に相当する外筒８０の外筒穴３９ｄと中筒８１の中筒穴４１ｄとを連通させて連通部を形成して、中温水流出入配管３８を介して中温水４６と下側連通部２５とが連通する。

次に、中温水下側配管２０に取り付けた暖房戻り弁３６を開いて、中温水下側配管２０に取り付けた暖房用循環ポンプ２２及び暖房回路２４に取り付けた暖房端末循環ポンプ２６を起動させる。貯湯タンク２の上部からは、高温水取り出し配管１９を通じて高温水４５が取り出され、この高温水４５は、熱交換器１８を介して、暖房回路２４を流れる水と熱交換し、中温水となる。
この中温水は、中温水下側配管２０を通って、下側連通部２５に到達する。下側連通部２５は、中温水流出入配管３８を介して中温水４６の高さに位置する連通部に連通しているため、中温水は、引き続き貯湯タンク２内の高温水４５及び低温水４７と混合することなく、中温水４６の高さに流入することができる。

このように、暖房により生じた中温水が貯湯タンク２内へ流入しても、高温水４５の温度低下を防ぐことができ、貯湯タンク２内の高温水４５の量不足を解消することができる。また、低温水４７の温度上昇を防ぐことができ、ヒートポンプユニット３は高いＣＯＰが確保される。

また、この貯湯式給湯装置等では、中温水下側配管２０に取り付けた暖房温度センサ４０で検出する温度と、湯温センサ３４で検出する温度を比較して、両者の温度が最も近くなる貯湯タンク２の高さに、中温水流出入配管３８の連通を移動させることで、熱交換して生じた中温水を貯湯タンク２内で最も近い温度の中温水４６に注入することができる。
暖房運転が続くと，貯湯タンク２内の中温水４６の量が増加するが、これにより、貯湯タンク２内の中温水４６が拡散することを抑制することができ、より多くの高温水４５を貯湯タンク２内に貯めることができる。

次に、優先的に給湯運転を行い、付加的に沸き上げ運転を行うときの動作について図１６を用いて説明する。
この場合、給湯運転の動作については、先に説明した給湯運転のみの動作と同じである。
沸き上げ運転については、中温水流出入配管３８を給湯で優先的に使用しているため、沸き上げ戻り弁５２を閉じて、高温水流入弁５１を開けることにより、沸き上げ運転により生じた高温水を、貯湯タンク２内に流入させる。この場合、ヒートポンプ冷媒回路１５が十分に安定した状態であれば、沸き上げ運転により生じた高温水は、貯湯タンク２内の高温水４５の領域に流入するため、高温水４５の温度低下を防ぐことができる。
これにより、中温水４６を優先的に取り出す給湯運転をしながら、沸き上げ運転を行うことができる。

次に、優先的に給湯運転を行い、付加的に暖房運転を行うときの動作について、図１７を用いて説明する。
この場合、給湯運転の動作については、先に説明した給湯運転のみの動作と同じである。
暖房運転については、中温水流出入配管３８を給湯で優先的に使用しているため、暖房戻り弁３６を閉じて、中温水戻り弁５０を開けることにより、暖房運転により生じた中温水を、貯湯タンク２の周囲に設けた中温水戻り配管４９を通って貯湯タンク２内に流入させる。
これにより、中温水４６を優先的に取り出す給湯運転をしながら、暖房運転を行うことができる。

次に、優先的に沸き上げ運転を行い、付加的に給湯運転を行うときの動作について、図１８を用いて説明する。
この場合、沸き上げ運転の動作については、先に説明した沸き上げ運転のみの動作と同じである。
給湯運転については、中温水流出入配管３８を沸き上げ運転で優先的に使用しているため、中温水混合弁２８で、出湯配管７を通って、高温水４５を貯湯タンク２内から流出させ、給湯混合弁３０で要求給湯温度となるよう低温水と混合し給湯する。
これにより、沸き上げ運転の起動時に生じた中温水を優先的に、貯湯タンク２内の中温水４６に戻しながら、給湯運転を行うことができる。

次に、優先的に沸き上げ運転を行い、付加的に暖房運転を行うときの動作について、図１９を用いて説明する。
この場合、沸き上げ運転の動作については、先に説明した沸き上げ運転のみの動作と同じである。
暖房運転については、中温水流出入配管３８を沸き上げ運転で優先的に使用しているため、暖房戻り弁３６を閉じて、中温水戻り弁５０を開けることにより、沸き上げ運転の起動時に生じた中温水を、中温水戻り配管４９を通って、貯湯タンク２内に流入させる。
これにより、沸き上げ運転の起動時に生じた中温水を優先的に、貯湯タンク２内の中温水４６に戻しながら、暖房運転を行うことができる。

次に、優先的に暖房運転を行い、付加的に給湯運転を行うときの動作について、図２０を用いて説明する。
この場合、暖房運転の動作については、先に説明した暖房運転のみの動作と同じである。
給湯運転については、中温水流出入配管３８を沸き上げ運転で優先的に使用しているため、中温水混合弁２８で、出湯配管７を通って、高温水４５を貯湯タンク２内から流出させ、給湯混合弁３０で要求給湯温度となるよう低温水と混合し給湯する。
これにより、暖房運転で生じた中温水を優先的に、貯湯タンク２内の中温水４６に戻しながら、給湯運転を行うことができる。

次に、優先的に暖房運転を行い、付加的に沸き上げ運転を行うときの動作について、図２１を用いて説明する。
この場合、暖房運転の動作については、先に説明した暖房運転のみの動作と同じである。
沸き上げ運転については、中温水流出入配管３８を暖房運転で優先的に使用しているため、沸き上げ戻り弁５２を閉じて、高温水流入弁５１を開けることにより、沸き上げ運転により生じた高温水を貯湯タンク２内に流入させる。
この場合、ヒートポンプ冷媒回路１５が十分に安定した状態であれば、沸き上げ運転により生じた高温水は、貯湯タンク２内の高温水４５の領域に流入するため、高温水４５の温度低下を防ぐことができる。
これにより、暖房運転で生じた中温水を優先的に、貯湯タンク２内の中温水４６に戻しながら、沸き上げ運転を行うことができる。

次に、給湯運転と沸き上げ運転とをともに優先して行う場合の動作について、図２２を用いて説明する。
給湯運転では中温水を貯湯タンク２から取り出し、一方、沸き上げ運転の起動時では、中温水を貯湯タンク２に流入させるため、両方の運転を同時にすることもできる。
この場合、先に説明した給湯運転のみの動作と、沸き上げ運転のみの動作を両方同時に行うが、沸きあげ運転で生じた中温水は、沸き上げ戻り弁５２を介して、中温水流出入配管３８から流出した貯湯タンク２内の中温水と合流し、中温水混合弁２８で、貯湯タンク２の上側から流出した高温水４５と混合した後、給湯混合弁３０で要求給湯温度となるよう低温水と混合される。
これにより、貯湯タンク２内の中温水４６と、沸き上げ運転で生じた中温水を給湯に利用しながら、給湯運転と沸き上げ運転を行うことができる。
なお、沸き上げ運転で生じる中温水の量が余剰となった場合は、余剰の中温水を、中温水流出入配管３８を介して、貯湯タンク２内の中温水４６の領域に戻すことができる。この場合、沸き上げ運転で生じた中温水が、中温水混合弁２８を介して貯湯タンク２に流入する量が減少するため、中温水が貯湯タンク２内に流入する際の温度拡散が抑制されて、貯湯タンク２内に存在する高温水４５の温度低下をさらに防ぐことができる。

次に、給湯運転と暖房運転をともに優先して行う場合の動作について、図２３を用いて説明する。
給湯運転では中温水４６を貯湯タンク２から取り出し、一方暖房運転の起動時では、中温水を貯湯タンク２に流入させるため、両方の運転を同時にすることもできる。
この場合、先に説明した給湯運転のみの動作と、暖房運転のみの動作を両方同時に行う。暖房運転で生じた中温水は、中温水流出入配管３８の途中で、貯湯タンク２内から流出する中温水４６と合流し、中温水混合弁２８で、貯湯タンク２の上側から流出した高温水４５と混合した後、給湯混合弁３０で要求給湯温度となるよう低温水と混合される。
これにより、貯湯タンク２内の中温水４６と、暖房運転で生じた中温水を給湯に利用しながら、給湯運転と暖房運転を行うことができる。
なお、暖房運転で生じる中温水の量が余剰となった場合は、余剰の中温水を、中温水流出入配管３８を通じて貯湯タンク２内の中温水４６の領域に戻すことができる。この場合、暖房運転で生じた中温水が、中温水混合弁２８を介して貯湯タンク２に流入する量が減少するため、中温水が貯湯タンク２内に流入する際の温度拡散が抑制されて、貯湯タンク２内に存在する高温水４５の温度低下をさらに防ぐことができる。

次に、沸き上げ運転と暖房運転をともに優先して行う場合の動作について図２４を用いて説明する。
沸き上げ運転の起動時、暖房運転ともに、中温水を貯湯タンク２に流入させるために、両方の運転を同時にすることもできる。
この場合、先に説明した沸き上げ運転のみの動作と、暖房運転のみの動作を両方同時に行い、暖房温度センサ４０と沸き上げ温度センサ２３のどちらか一方または両方を湯温センサと比較して、中温水流出配管の連通穴の領域を決定すればよい。
これにより、暖房運転で生じた中温水と、沸き上げ運転の起動時に生じた中温水を貯湯タンク２内の中温水４６に戻しながら、沸き上げ運転と暖房運転を行うことができる。

次に、優先的に給湯運転を行い、付加的に沸き上げ運転と暖房運転を行うときの動作について、図２５を用いて説明する。
この場合、給湯運転と沸き上げ運転の動作については、先に説明した優先的に給湯運転を行い、付加的に沸き上げ運転を行う場合の動作と同じである。
暖房運転については、中温水流出入配管３８を給湯で優先的に使用しているため、暖房戻り弁３６を閉じて、中温水戻り弁５０を開けることにより、暖房運転により生じた中温水を、貯湯タンク２の周囲に設けた中温水戻り配管４９を通って、貯湯タンク２内に流入させる。これにより、中温水４６を優先的に取り出す給湯運転をしながら、沸き上げ運転と暖房運転を行うことができる。

次に、優先的に沸き上げ運転を行い、付加的に給湯運転及び暖房運転を行うときの動作について、図２６を用いて説明する。
この場合、沸き上げ運転と給湯運転の動作は、先に説明した優先的に沸き上げ運転を行い、付加的に給湯運転を行う場合の動作と同じである。
暖房運転については、中温水流出入配管３８を給湯で優先的に使用しているため、暖房戻り弁３６を閉じて、中温水戻り弁５０を開けることにより、暖房運転により生じた中温水を、貯湯タンク２の周囲に設けた中温水戻り配管４９を通って、貯湯タンク２内に流入させる。
これにより、沸き上げ運転の起動時に生じた中温水を優先的に、貯湯タンク２内の中温水４６に戻しながら、給湯運転と暖房運転を行うことができる。

次に、優先的に暖房運転を行い、付加的に給湯運転と沸き上げ運転を行うときの動作について、図２７を用いて説明する。
この場合、暖房運転と給湯運転の動作は、先に説明した優先的に暖房運転を行い、付加的に給湯運転を行う場合の動作と同じである。
沸き上げ運転については、中温水流出入配管３８を暖房運転で優先的に使用しているため、沸き上げ戻り弁５２を閉じて、高温水流入弁５１を開けることにより、沸き上げ運転により生じた高温水を、貯湯タンク２内に流入させる。
この場合、ヒートポンプ冷媒回路１５が十分に安定した状態であれば、沸き上げにより生じた高温水は、貯湯タンク２内の高温水４５の高さに流入するため、高温水４５の温度低下を防ぐことができる。
これにより、暖房運転で生じた中温水を優先的に、貯湯タンク２内の中温水４６の高さに戻しながら、給湯運転と沸き上げ運転とを行うことができる。

次に、優先的に給湯運転と沸き上げ運転を行い、付加的に暖房運転を行うときの動作について、図２８を用いて説明する。
この場合、給湯運転と沸き上げ運転の動作は、先に説明した給湯運転と沸き上げ運転をともに優先して行う場合の動作と同じである。
暖房運転については、中温水流出入配管３８を給湯と沸き上げ運転で優先的に使用しているため、暖房戻り弁３６を閉じて、中温水戻り弁５０を開けることにより、暖房運転により生じた中温水を、貯湯タンク２の周面に設けた中温水戻り配管４９を通って、貯湯タンク２内に流入させる。
これにより、貯湯タンク２内の中温水４６と、沸き上げ運転で生じた中温水を給湯に利用しながら、給湯運転と沸き上げ運転と暖房運転を行うことができる。

次に、優先的に給湯運転と暖房運転を行い、付加的に沸き上げ運転を行うときの動作について、図２９を用いて説明する。
この場合、給湯運転と沸き上げ運転の動作は、先に説明した給湯運転と暖房運転をともに優先して行う場合の動作と同じである。
沸き上げ運転については、中温水流出入配管３８を給湯運転と暖房運転で優先的に使用しているため、沸き上げ戻り弁５２を閉じて、高温水流入弁５１を開けることにより、沸き上げ運転により生じた高温水を貯湯タンク２内に流入させる。
この場合、ヒートポンプ冷媒回路１５が十分に安定した状態であれば、沸き上げにより生じた高温水は、貯湯タンク２内の高温水４５の高さに流入するため、高温水４５の温度低下を防ぐことができる。
これにより、貯湯タンク２内の中温水４６と、暖房運転で生じた中温水を給湯に利用しながら、給湯運転と暖房運転と沸き上げ運転を行うことができる。

次に、優先的に沸き上げ運転と暖房運転を行い、付加的に給湯運転を行うときの動作について、図３０を用いて説明する。
この場合、沸き上げ運転と暖房運転の動作は、先に説明した沸き上げ運転と暖房運転をともに優先して行う場合の動作と同じである。
給湯運転については、中温水流出入配管３８を沸き上げ運転及び暖房運転で優先的に使用しているため、中温水混合弁２８、出湯配管７を通って、高温水４５を貯湯タンク２内から流出させ、給湯混合弁３０で要求給湯温度となるよう低温水と混合し給湯する。
これにより、暖房運転で生じた中温水と、沸き上げ運転の起動時に生じた中温水とを貯湯タンク２内の中温水４６の高さに戻しながら、沸き上げ運転、暖房運転及び給湯運転を行うことができる。

次に、給湯運転、沸き上げ運転及び暖房運転のすべてを優先して行う場合の動作について、図３１を用いて説明する。
この場合、先に説明した給湯運転と沸き上げ運転をともに優先して行う場合の動作と、給湯運転と暖房運転をともに優先して行う動作とを同時に行う。
これにより、貯湯タンク２内の中温水４６と、沸き上げ運転及び暖房運転で生じた中温水を給湯に利用しながら、給湯運転、沸き上げ運転及び暖房運転を行うことができる。
なお、沸き上げ運転及び暖房運転で生じる中温水の量が余剰となった場合は、余剰の中温水を中温水流出入配管３８を介して、貯湯タンク２内の中温水４６の高さに戻すことができる。この場合、沸き上げ運転及び暖房運転で生じた中温水が、中温水混合弁２８を介して貯湯タンク２に流入する量が減少するため、中温水が貯湯タンク２内に流入する際の温度拡散が抑制されて、貯湯タンク２内に存在する高温水４５の温度低下をさらに防ぐことができる。

以上のように、この実施の形態１の貯湯式給湯装置によれば、主な運転モードである給湯運転、沸き上げ運転、暖房運転の各運転を単独で行うとともに、優先的な動作を選択して同時に行うことができる。
これにより、貯湯タンク２内の中温水４６を給湯に有効利用できるとともに、沸き上げ運転や暖房運転で生じた中温水が貯湯タンク２に流入するときに、高温水や低温水と混合することで生じる温度拡散を抑制することができため、高温水４５をより多量に貯湯することができ、貯湯タンク２内の高温水不足を解消することができる。さらに、中温水４６を取り除くことにより、ヒートポンプの高いＣＯＰを確保することができる。

なお、図３２に示すように、中温水バイパス配管４４と下側連通部２５とを接続し、中温水下側配管２０と上側連通部２１とを接続してもよい。

また、図３３に示すように、中温水バイパス配管４４と中温水下側配管２０の両方を下側連通部２５に接続してもよい。

さらに、図３４に示すように、中温水上側配管２７、中温水バイパス配管４４、中温水下側配管２０のすべてを上側連通部２１に接続してもよい。この場合、中温水流出入配管３８と接続する配管を、貯湯タンク２の上側のみに集約できる。また、この場合、下側連通部２５の端部は、閉止されている。
さらに、このような場合、図４２に示すように、中温水流出入配管３８を貯湯タンク２の底部を貫通させる必要はなく、貯湯タンク２の上部のみ貫通するように中温水流出入配管３８を設けてもよい。この場合、中温水流出入配管２０を貫通させるための貯湯タンク２の底部に設ける穴が不要となるため、取り付け不良などによる水漏れが発生する可能性を低減することができる。

また、図３５に示すように、中温水上側配管２７、中温水バイパス配管４４、中温水下側配管２０のすべてを、下側連通部２５に接続してもよい。この場合も、中温水流出入配管３８と接続する配管を、貯湯タンク２の下側のみに集約できる。この場合、上側連通部２１の端部は，閉止されている。
さらに、このような場合、図４３に示すように、中温水流出入配管３８を貯湯タンク２の上部を貫通させる必要はなく、駆動モータ３５を底部に取り付けて、貯湯タンク２の底部のみ貫通するように中温水流出入配管３８を設けてもよい。この場合、中温水流出入配管３８を貫通するための貯湯タンク２の上部に設ける穴が不要となるため、取り付け不良などによる水漏れが発生する可能性を低減することができる。

また、上記の実施の形態では、中温水流出入配管３８を構成する外筒８０を固定し、中筒８１を回転させ、外筒８０と中筒８１とを相対移動させたが、外筒８０を回転させ、中筒８１を固定させ、外筒８０と中筒８１とを相対移動させてもよい。
さらに、図３６から図３８に示すように、外筒８０または中筒８１を上下方向（軸線方向）にスライドさせて、外筒８０の外筒穴３９ａ，３９ｂ，３９ｃ，３９ｄ，３９ｅと中筒８１の中筒穴４１ａ，４１ｂ，４１ｃ，４１ｄ，４１ｅとを選択的に連通する連通部を形成するようにしてもよい。
また、外筒８０と中筒８１とをスライド及び回転の両方を組み合わせて相対移動させてもよく、この場合には、中温水４６の取り出し及び流入パターンを増やすことができるために、より精度の高い中温水４６の流出入制御を行うことが可能となる。

さらに、図４５に示すように、外筒８０の外筒穴を高さ方向（略鉛直方向）に延在する開口部８７として、中筒８１の中筒穴を高さ方向（略鉛直方向）に延在するとともに周方向に３６０度未満の角度で延在するらせん状の開口部８８としてもよい。駆動モータ３５の回転角度を微調整して、外筒８０の開口部８７と中筒８１の開口部８８との重なりによってできる連通部８９の高さを変化させてもよい。この場合、開口部８７と開口部８８との重なりによってできる連通部８９を連続的に高さ方向（略鉛直方向）に変化させることができるため、中温水流出入配管３８を用いて、貯湯タンク２に存在する中温水を的確に取り出すことが可能となる。
なお、外筒８０の外筒穴を高さ方向（略鉛直方向）に延在するとともに周方向に３６０度未満の角度で延在するらせん状の開口部８７とし、中筒８１の中筒穴を高さ方向略鉛直方向）に延在する開口部８８としてもよい。開口部８７と開口部８８との重なりによってできる連通部８９の高さを連続的に変化できるような形状であればよい。
また、図４６に示すように、中筒８１に高さの異なる複数の中筒穴４１ａ，４１ｂ，４１ｃ，４１ｄ，４１ｅを形成し、外筒８０に高さ方向（略鉛直方向）に延在する長方形の開口部８７を形成してもよい。

また、中温水取り出し配管３８を金属のような熱伝導率の高い材料ではなく、樹脂材料のような熱伝導性の低い材料で構成してもよい。この場合、中温水流出入配管３８を熱伝導体として，貯湯タンク２内の高温水４５、中温水４６、低温水４７のそれぞれの領域間を熱が移動することがなくなるため、高温水４５の温度低下を防ぐことができ、貯湯タンク２内の高温水不足を解消することができる。また、低温水４７の温度上昇を防ぐことができ、高いＣＯＰが確保される。

実施の形態２．
図３９は、この発明の実施の形態２による貯湯式給湯装置を示す構成図である。
この実施の形態では、貯湯タンク２内に、実施の形態１で示した中温水流出入配管３８と同じ構造の中温水流出入配管６１，６２がさらに追加されている。
中温水流出入配管３８の上側連通部２１には中温水混合弁下流配管４８が取り付けられ、中温水流出入配管６１の下側連通部５７には中温水下側配管２０が取り付けられている。また、中温水流出入配管６２の上側連通部５６には高温水戻り配管１０が取り付けられている。それぞれの中温水流出入配管３８，６１，６２の中筒８１には、駆動モータ３５，５３，５４が接続されている。これらの駆動モータ３５，５３，５４の駆動は、中温水流出入配管制御装置６３からの信号により、制御される。
この貯湯式給湯装置では、実施の形態１の図９や図１３に示したように、中温水流出入配管３８，６１，６２からは１箇所以上の連通穴を介して、高温水、中温水、低温水を流出または流入させることが可能である。

この実施の形態による貯湯式給湯装置によれば、給湯運転、沸き上げ運転、暖房運転のそれぞれの運転モードに対して、個別に中温水流出入配管３８，６２，６１が設けられているため、各運転モードで発生する中温水の温度に対して、個別に中温水流出入配管３８，６２，６１の連通穴の位置を変更できる。
従って、給湯運転、沸き上げ運転及び暖房運転を同時に行う場合であっても、給湯運転の要求設定温度に近い中温水４６を貯湯タンク２から取り出すことができるとともに、沸き上げ運転で生じた中温水や、暖房運転で生じた中温水を、それぞれもっとも温度の近い貯湯タンク２内の中温水４６の位置に流入することが可能となる。

なお、中温水流出入配管の数を２つにして、一方の中温水流出入配管を給湯運転、沸き上げ運転及び暖房運転のいずれか１つに使用し、もう１つを給湯運転、沸き上げ運転及び暖房運転のいずれか２つで共有してもよい。

実施の形態３．
図４０、図４１は、この発明の実施の形態３による貯湯式給湯装置を示す構成図である。
この実施の形態は、穴（開口部）６５ａ，６５ｂ，６５ｃ，６５ｄ，６５ｅの高さ方向（鉛直方向）の位置が異なる並立筒６４ａ，６４ｂ，６４ｃ，６４ｄ，６４ｅを複数設けて、貯湯タンク２内の中温水４６の位置に存在する連通部を選択できるようにして、連通部の高さを変化させるものである。
並立筒６４ａ，６４ｂ，６４ｃ，６４ｄ，６４ｅは、上側連結管８３及び下側連結管８４と連結されており、上側連通部７７及び下側連通部７９を介して、中温水上側配管２７及び中温水下側配管２０に連通する。
上側連結管８３は、外筒部６６と中筒部６７とを重ねた構造であり、駆動モータ７６を回転することにより、外筒部６６に形成された外筒穴７０ａ，７０ｂ，７０ｃ，７０ｄ，７０ｅと、中筒部６７に形成された中筒穴６８ａ，６８ｂ，６８ｃ，６８ｄ，６８ｅとから少なくとも１つ以上連通するか、すべて連通しないようにすることができる。
また、下側連結管８４は、外筒部７１と中筒部７２とを重ねた構造であり、駆動モータ７８を回転することにより、外筒部７１に形成された外筒穴７５ａ，７５ｂ，７５ｃ，７５ｄ，７５ｅと、中筒部７２に形成された中筒穴７３ａ，７３ｂ，７３ｃ，７３ｄ，７３ｅとから少なくとも１つ以上連通するか、すべて連通しないようにすることができる。
なお、等分間隔で並立された並立筒６４ａ，６４ｂ，６４ｃ，６４ｄ，６４ｅにより、配管体を構成している。
また、上側連結管８３、下側連結管８４及び駆動モータ７６，７８により、湯水を流通する穴を選択する穴選択手段を構成している。

例えば、給湯運転において、貯湯タンク２から中温水４６を取り出す場合、駆動モータ７６で中筒部６７を回転させて、外筒穴７０ｃと中筒穴６８ｃとを連通させ、中温水６４の高さの筒６４ｃの穴６５ｃを介して、中温水４６を上側連通穴６９を介して取り出すことができる。
また、例えば、暖房運転で生じた中温水を、貯湯タンク２の中温水４６に流入させる場合、駆動モータ７８で中筒部７２を回転させて、外筒穴７５ｃと中筒穴７３ｃを連通させることにより、中温水６４の高さの筒６４ｃの穴６５ｃを介して、中温水４６を下側連通穴７４を介して取り出すことができる。
沸き上げ運転の起動時に生じた中温水を貯湯タンク２の中温水４６に流入させる場合も同様である。

この実施の形態による貯湯式給湯装置によれば、貯湯タンク２内に存在する中温水４６の高さに合わせて、連通部の高さを高さ方向に変化させることができ、精度よく中温水４６を取り出したり、流入させたりすることができる。
また、回転動作を行う中筒部６７，７２の長さを短くすることができるため、回転時の摩擦を軽減することができ、駆動モータ７６，７８の消費電力を低減できるとともに、回転角度の領域決め精度を向上させることができる。
なお、並立筒６４ａ，６４ｂ，６４ｃ，６４ｄ，６４ｅを５本用いた例を示したが、設置する本数は任意である。
また、上側連結管８３及び下側連結管８４の中筒部６７，７２を回転させる構造としたが、中筒部６７，７２をスライドさせることにより、外筒穴７０ａ，７０ｂ，７０ｃ，７０ｄ，７０ｅと中筒穴６８ｂ，６８ｃ，６８ｄ，６８ｅを連通させる構造であってもよい。
また、連結管８３，８４と並立筒６４ａ，６４ｂ，６４ｃ，６４ｄ，６４ｅとの間で，２本以上の並立筒６４ａ，６４ｂ，６４ｃ，６４ｄ，６４ｅを用いて同時に中温水を流すようにしてもよい。

実施の形態３に示した並立した複数本の並立筒６４ａ，６４ｂ，６４ｃ，６４ｄ，６４ｅからなる配管体も、実施の形態１，２の中筒８１及び外筒８０と同様の機能を有する配管体である。
このように、並立筒６４ａ，６４ｂ，６４ｃ，６４ｄ，６４ｅは、沸き上げ運転、暖房運転及び給湯運転の何れのときにも用いられるように、互いに兼用可能である。
また、上記各実施の形態では、加熱手段として、ヒートポンプユニット３を用いた場合について説明したが、勿論ヒートポンプユニット３に限定されるものではなく、ガス、或いは電気ヒータを用いてもよい。
また、ヒートポンプユニット３に使用する冷媒として、二酸化炭素を用いた場合について説明したが、勿論、二酸化炭素に限定されるものではなく、その他の自然冷媒である炭化水素、フロンなどを用いてもよい。

この発明の実施の形態１による貯湯式給湯装置を示す構成図である。 この発明の実施の形態１による貯湯式給湯装置の中温水流出入配管を構成する外筒を示す斜視図である。 この発明の実施の形態１による貯湯式給湯装置の中温水流出入配管を構成する中筒を示す斜視図である。 この発明の実施の形態１による貯湯式給湯装置の中温水流出入配管を示す斜視図である。 この発明の実施の形態１による貯湯式給湯装置の中温水流出入配管の断面図である。 この発明の実施の形態１による貯湯式給湯装置の給湯運転のみのときの動作説明図である。 この発明の実施の形態１による貯湯式給湯装置の給湯運転のみのときの応用例を示す動作説明図である。 この発明の実施の形態１による貯湯式給湯装置の中温水流出入配管の一使用形態を示す斜視図である。 この発明の実施の形態１による貯湯式給湯装置の給湯運転のみのときの他の応用例を示す動作説明図である。 この発明の実施の形態１による貯湯式給湯装置の中温水流出入配管の変形例を示す斜視図である。 この発明の実施の形態１による貯湯式給湯装置の給湯運転のみのときのさらに他の応用例を示す動作説明図である。 この発明の実施の形態１による貯湯式給湯装置の中温水流出入配管の他の変形例を示す斜視図である。 この発明の実施の形態１による貯湯式給湯装置の給湯運転のみのときのさらに他の応用例を示す動作説明図である。 この発明の実施の形態１による貯湯式給湯装置の沸き上げ運転のみのときの動作説明図である。 この発明の実施の形態１による貯湯式給湯装置の沸き上げ運転のみのときの動作説明図である。 この発明の実施の形態１による貯湯式給湯装置において、優先的に給湯運転を行い、付加的に沸き上げ運転を行うときの動作説明図である。 この発明の実施の形態１による貯湯式給湯装置において、優先的に給湯運転を行い、付加的に暖房運転を行うときの動作説明図である。 この発明の実施の形態１による貯湯式給湯装置において、優先的に沸き上げ運転を行い、付加的に給湯運転を行うときの動作説明図である。 この発明の実施の形態１による貯湯式給湯装置において、優先的に沸き上げ運転を行い、付加的に暖房運転を行うときの動作説明図である。 この発明の実施の形態１による貯湯式給湯装置において、優先的に暖房運転を行い、付加的に給湯運転を行うときの動作説明図である。 この発明の実施の形態１による貯湯式給湯装置において、優先的に暖房運転を行い、付加的に沸き上げ運転を行うときの動作説明図である。 この発明の実施の形態１による貯湯式給湯装置において、給湯運転と沸き上げ運転をともに優先して行う場合の動作説明図である。 この発明の実施の形態１による貯湯式給湯装置において、給湯運転と暖房運転をともに優先して行う場合の動作説明図である。 この発明の実施の形態１による貯湯式給湯装置において、沸き上げ運転と暖房運転をともに優先して行う場合の動作説明図である。 この発明の実施の形態１による貯湯式給湯装置において、優先的に給湯運転を行い、付加的に沸き上げ運転と暖房運転を行うときの動作説明図である。 この発明の実施の形態１による貯湯式給湯装置において、優先的に沸き上げ運転を行い、付加的に給湯運転及び暖房運転を行うときの動作説明図である。 この発明の実施の形態１による貯湯式給湯装置において、優先的に暖房運転を行い、付加的に給湯運転と沸き上げ運転を行うときの動作説明図である。 この発明の実施の形態１による貯湯式給湯装置において、優先的に給湯運転と沸き上げ運転を行い、付加的に暖房運転を行うときの動作説明図である。 この発明の実施の形態１による貯湯式給湯装置において、優先的に給湯運転と暖房運転を行い、付加的に沸き上げ運転を行うときの動作説明図である。 この発明の実施の形態１による貯湯式給湯装置において、優先的に沸き上げ運転と暖房運転を行い、付加的に給湯運転を行うときの動作説明図である。 この発明の実施の形態１による貯湯式給湯装置において、給湯運転と沸き上げ運転と暖房運転のすべてを優先して行う場合の動作説明図である。 この発明の実施の形態１による貯湯式給湯装置において、沸き上げ運転と暖房運転の接続が上下逆の例を示す動作説明図である。 実施の形態１による貯湯式給湯装置において、沸き上げ運転と暖房運転の接続が両方下の例を示す動作説明図である。 この発明の実施の形態１による貯湯式給湯装置の応用例を示す動作説明図である。 この発明の実施の形態１による貯湯式給湯装置の応用例を示す動作説明図である。 この発明の実施の形態１による貯湯式給湯装置の中温水流出入配管の外筒の他の変形例を示す斜視図である。 この発明の実施の形態１による貯湯式給湯装置の中温水流出入配管の中筒の他の変形例を示す斜視図である。 この発明の実施の形態１による貯湯式給湯装置の中温水流出入配管の他の変形例を示す斜視図である。 この発明の実施の形態２による貯湯式給湯装置を示す構成図である。 この発明の実施の形態３による貯湯式給湯装置を示す構成図である。 この発明の実施の形態３による貯湯式給湯装置の配管体を示す斜視図である。 この発明の実施の形態１による貯湯式給湯装置の応用例を示す動作説明図である。 この発明の実施の形態１による貯湯式給湯装置の応用例を示す動作説明図である。 この発明の実施の形態１による貯湯式給湯装置の中温水流出入配管の他の変形例を示す斜視図である。 この発明の実施の形態１による貯湯式給湯装置の中温水流出入配管の他の変形例を示す斜視図である。 この発明の実施の形態１による貯湯式給湯装置の中温水流出入配管の他の変形例を示す斜視図である。

符号の説明

１ 貯湯タンクユニット、２ 貯湯タンク、３ ヒートポンプユニット（加熱手段）、４ 給湯栓、５ 設定パネル、６ 暖房端末、７ 出湯配管、８ 給水管、９ 低温水取り出し配管、１０ 高温水戻り配管、１１ 圧縮機、１２ 冷媒−水熱交換器、１３ 電子膨張弁、１４ 強制空冷式の蒸発器、１５ ヒートポンプ冷媒回路、１６ ヒートポンプ循環ポンプ、１７ ヒートポンプ制御回路、１８ 熱交換器、１９ 高温水取り出し配管、２０ 中温水下側配管、２１，５５，５６，７７ 上側連通部、２２ 暖房用循環ポンプ、２３ 沸き上げ温度センサ、２４ 暖房回路、２５，５７，５８，７９ 下側連通部、２６ 暖房端末循環ポンプ、２７ 中温水上側配管、２８ 中温水混合弁、２９ 中温水混合温度センサ、３０ 給湯混合弁、３１ 給湯用給水管、３２ 給湯混合弁下流配管、３３ 給湯温度センサ、３４ａ，３４ｂ，３４ｃ，３４ｄ，３４ｅ 湯温センサ、３５，５３，５４ 駆動モータ、３６ 暖房戻り弁、３７ 給水温度センサ、３８，６１，６２ 中温水流出入配管、３９ａ，３９ｂ，３９ｃ，３９ｄ，３９ｅ，５９ｃ，６０ｃ 外筒穴、４０ 暖房温度センサ、４１ａ，４１ｂ，４１ｃ，４１ｄ，４１ｅ 中筒穴、４２ 上側連通穴、４３ 下側連通穴、４４ 中温水バイパス配管、４５ 高温水、４６ 中温水、４７ 低温水、４８ 中温水混合弁下流配管、４９ 中温水戻り配管、５０ 中温水戻り弁、５１ 高温水流入弁、５２ 沸き上げ戻り弁、６３ 中温水流出入配管制御装置、６４ａ，６４ｂ，６４ｃ，６４ｄ，６４ｅ 並立筒、中温水流出入配管、６５ａ，６５ｂ，６５ｃ，６５ｄ，６５ｅ 穴、６６，７１ 外筒部、６７，７２ 中筒部、６８ａ，６８ｂ，６８ｃ，６８ｄ，６８ｅ，７３ａ，７３ｂ，７３ｃ，７３ｄ，７３ｅ， 中筒穴、６９ 上側連通穴、７０ａ，７０ｂ，７０ｃ，７０ｄ，７０ｅ，７５ａ，７５ｂ，７５ｃ，７５ｄ，７５ｅ 外筒穴、７４ 下側連通穴、７６，７８ 駆動モータ、８０ 外筒、８１ 中筒、８２ａ，８２ｃ 開口面積、８３ 上側連結管、８４ 下側連結管、８５，８５ａ，８５ｂ，８５ｃ，８５ｄ，８５ｅ 外筒穴、８６，８６ａ，８６ｂ，８６ｃ，８６ｄ，８６ｅ 中筒穴、８７ 開口部、８８ 開口部、８９ 連通部。

Claims (20)

1. 湯水が貯留される貯湯タンクと、
   この貯湯タンクに配管を介して接続され前記貯湯タンクから送られた湯水を加熱する加熱手段と、
   前記貯湯タンク内に鉛直方向に延在して設けられ、前記加熱手段で加熱された湯水が流入して連通部から前記貯湯タンク内に流出する加熱用の配管体と、
   前記貯湯タンクに取り付けられ前記貯湯タンク内の前記湯水の温度を検出する湯温センサとを備え、
   前記配管体は、前記湯温センサでの検出温度に基づいて前記連通部の鉛直方向の位置が調整されることを特徴とする貯湯式給湯装置。
2. 湯水が貯留される貯湯タンクと、
   この貯湯タンクに配管を介して接続され前記貯湯タンクから送られた湯水を熱交換する熱交換器と、
   前記貯湯タンク内に鉛直方向に延在して設けられ、前記熱交換器で熱交換された湯水が流入して連通部から前記貯湯タンク内に流出する暖房用の配管体と、
   前記貯湯タンクに取り付けられ前記貯湯タンク内の前記湯水の温度を検出する湯温センサとを備え、
   前記配管体は、前記湯温センサでの検出温度に基づいて前記連通部の鉛直方向の位置が調整されることを特徴とする貯湯式給湯装置。
3. 前記貯湯タンクに配管を介して接続され前記貯湯タンクから送られた湯水を熱交換する熱交換器と、
   前記貯湯タンク内に鉛直方向に延在して設けられ、前記熱交換器で熱交換された湯水が流入して連通部から前記貯湯タンク内に流出する暖房用の配管体とを備え、
   前記配管体は、前記湯温センサでの検出温度に基づいて前記連通部の鉛直方向の位置が調整されることを特徴とする請求項１に記載の貯湯式給湯装置。
4. 前記貯湯タンクに配管を介して接続され前記貯湯タンクから前記湯水が送られる給湯栓と、
   前記貯湯タンク内に鉛直方向に延在して設けられ、前記貯湯タンク内の湯水が連通部から流入して前記貯湯タンク外に流出し、前記給湯栓に送られる給湯用の配管体とを備え、
   前記配管体は、前記貯湯タンク外に流出した湯水の温度を検出する給湯温度センサでの検出温度または前記湯温センサでの検出温度に基づいて前記連通部の鉛直方向の位置が調整されることを特徴とする請求項１〜３のいずれか１項に貯湯式給湯装置。
5. 沸き上げ用の配管体、暖房用の配管体及び給湯用の配管体の少なくとも２つは、同一部材で構成され、互いに兼用可能であることを特徴とする請求項３または４に記載の貯湯式給湯装置。
6. 前記配管体は、中筒と、前記中筒の外側に設けられる外筒と、前記中筒または前記外筒を周方向または軸方向に移動させる駆動モータとを有し、
   前記中筒及び前記外筒の一方は、側面に鉛直方向の位置が異なる複数の開口部を有し、
   前記中筒及び前記外筒の他方は、側面に少なくとも一つの開口部を有し、
   前記中筒または前記外筒を移動させ前記中筒の前記開口部と前記外筒の前記開口部とが重なることで前記連通部を形成することを特徴とする請求項１〜５の何れか１項に記載の貯湯式給湯装置。
7. 前記配管体は、中筒と、前記中筒の外側に設けられる外筒と、前記中筒または前記外筒を周方向に移動させる駆動モータとを有し、
   前記中筒及び前記外筒の一方は、側面に鉛直方向に延在する開口部を有し、
   前記中筒及び前記外筒の他方は、側面に鉛直方向の位置が異なる複数の開口部を有し、
   前記中筒または前記外筒を移動させ前記中筒の前記開口部と前記外筒の前記開口部とが重なることで前記連通部を形成することを特徴とする請求項１〜５の何れか１項に記載の貯湯式給湯装置。
8. 前記配管体は、中筒と、前記中筒の外側に設けられる外筒と、前記中筒または前記外筒を周方向に移動させる駆動モータとを有し、
   前記中筒及び前記外筒の一方は、側面に鉛直方向に延在する開口部を有し、
   前記中筒及び前記外筒の他方は、側面に鉛直方向に延在するとともに周方向に延在するらせん状の開口部を有し、
   前記中筒または前記外筒を移動させ前記中筒の前記開口部と前記外筒の前記開口部とが重なることで前記連通部を形成することを特徴とする請求項１〜５の何れか１項に記載の貯湯式給湯装置。
9. 前記中筒の前記開口部または前記外筒の前記開口部は、周方向に開口面積が異なることを特徴とする請求項６または７に記載の貯湯式給湯装置。
10. 前記中筒の前記開口部と前記外筒の前記開口部の重なり度合いは、連続的に調整されることを特徴とする請求項６または７に記載の貯湯式給湯装置。
11. 前記配管体は、鉛直方向の位置がそれぞれ異なる穴が形成された複数の並立筒と、各並列筒の端部に連結している外筒と、この外筒の内側に摺動可能に設けられているとともに前記並立筒に対応した位置に形成された開口部を有する中筒と、前記中筒を移動させる駆動モータとを有し、
    前記中筒を移動させ前記並列筒の端部と前記中筒の前記開口部とが重なることで前記連通部を形成することを特徴とする請求項１〜５の何れか１項に記載の貯湯式給湯装置。
12. 前記配管体は、鉛直方向の位置が異なる複数の前記連通部を有することを特徴とする請求項１〜１１の何れか１項に記載の貯湯式給湯装置。
13. 前記配管体は、給湯用の配管体であり、前記貯湯タンク内の前記湯水が複数の前記連通部を通じて同時に流入することを特徴とする請求項１２に記載の貯湯式給湯装置。
14. 前記貯湯タンクの上部には、前記高温水を取り出す出湯配管の端部が接続されていることを特徴とする請求項４〜１３の何れか１項に記載の貯湯式給湯装置。
15. 前記貯湯タンクの上部と前記加熱手段とは、高温水戻り配管で接続され、前記加熱手段で加熱された湯水は、前記高温水戻り配管を通じて前記貯湯タンクに戻ることを特徴とする請求項３〜１４の何れか１項に記載の貯湯式給湯装置。
16. 前記貯湯タンクの中間部と前記熱交換器とは、中温水戻り配管で接続され、前記熱交換器で熱交換された湯水は、前記中温水戻り配管を通じて前記貯湯タンクに戻ることを特徴とする請求項２〜１５の何れか１項に記載の貯湯式給湯装置。
17. 前記加熱手段で加熱された湯水の少なくとも一部は、前記給湯栓に直接送られることを特徴とする請求項４〜１６の何れか１項に記載の貯湯式給湯装置。
18. 前記熱交換器で熱交換された湯水の少なくとも一部は、前記給湯栓に直接送られることを特徴とする請求項４〜１６の何れか１項に記載の貯湯式給湯装置。
19. 前記配管体は、樹脂材料で構成されることを特徴とする請求項１〜１８の何れか１項に記載の貯湯式給湯装置。
20. 前記加熱手段は、冷媒として二酸化炭素を用いたヒートポンプユニットであることを特徴とする請求項１〜１９の何れか１項に記載の貯湯式給湯装置。

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