JP5141293B2

JP5141293B2 - 貯湯式給湯システム、貯湯式給湯システムの制御方法

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Publication number: JP5141293B2
Application number: JP2008041604A
Authority: JP
Inventors: 高之小野寺; 利幸佐久間
Original assignee: Mitsubishi Electric Corp
Current assignee: Mitsubishi Electric Corp
Priority date: 2008-02-22
Filing date: 2008-02-22
Publication date: 2013-02-13
Anticipated expiration: 2028-02-22
Also published as: JP2009198115A

Description

本発明は、貯湯タンクを有する貯湯式給湯システムに関するものである。

従来の貯湯式給湯システムは、貯湯タンク内の湯を給湯や湯張りで使用したあと、浴槽に湯張りした浴槽水の熱エネルギーを貯湯タンク内の湯水に熱交換により回収して貯湯タンク内の湯水の温度を少しでも上昇させ、その後の加熱手段による貯湯タンクの沸き上げの際に省エネを図るような廃熱回収機能を備えていた。（例えば、特許文献１参照）

特開２００４−２５７６９２号公報（第１頁、図１）

上記のような従来の貯湯式給湯システムは、深夜電力時間帯（主に２３時から翌朝７時）の電気料金の安い時間帯に貯湯タンクの沸き上げをシーズヒーター等の一般的な電気ヒーターで行っているが、より省エネ性を高める手段としてヒートポンプを加熱手段に利用することが求められており、最近の貯湯式給湯システムにおいては自然冷媒を利用したヒートポンプでの加熱手段が広く普及している。

ところが、自然冷媒のヒートポンプには、沸き上げる水の元の温度が高いほど効率が低下するという特性がある。すなわち、沸き上げる元の水温が５℃から２０℃程度であれば、ヒートポンプの効率指標であるＣＯＰ（ＣＯＰ＝ヒートポンプによる加熱熱量／使用エネルギー量）は３程度を確保でき使用したエネルギーの約３倍の高効率を確保できるが、元の水温がそれ以上になるとＣＯＰが急速に悪化し３０℃付近ではＣＯＰが２以下となる場合もある。したがって、従来のように貯湯タンクに廃熱回収を行って貯湯タンク内の水温を上昇させたあとでヒートポンプによる沸き上げを行うと、ヒートポンプで沸き上げる元の水温を廃熱回収により上昇させてしまっていることになり、廃熱回収により省エネを図るつもりが、ＣＯＰを低下させてしまい省エネに逆行するという問題点があった。

また、廃熱回収により貯湯タンク内の水に熱回収し、貯湯タンク内に中温水（一般的には浴槽から熱回収するので約３０℃程度となる温水）を貯湯しても、元々沸き上げで貯湯した高温の湯（一般的には９０℃程度）のほうが密度差で相対的に軽いので貯湯タンクの上部に位置することになる。ところが貯湯タンクの出湯口は上部にしかないので、熱回収して得た中温水を利用するには、その前に沸き上げた高温の湯を使い切る必要があり、効率的に中温水を利用することができないだけでなく、中温水を使い切れずに貯湯タンクに残った状態でヒートポンプによる沸き上げを行うと、ヒートポンプで沸き上げる元の水温を廃熱回収により上昇させてしまっていることになり、廃熱回収により省エネを図るつもりが、ＣＯＰを低下させてしまい省エネに逆行するという問題点もあった。

本発明は、上記のような課題を解決するためになされたもので、ヒートポンプのＣＯＰを低下させることなく廃熱回収を行うとともに、廃熱回収で得られた熱エネルギーを有効利用し、ヒートポンプにより沸き上げた湯の効率的な利用を行うことのできる省エネ性に優れた貯湯式給湯システムを提供することを目的とする。

本発明に係る貯湯式給湯システムは、貯湯タンク下部の水を取り出して加熱し貯湯タンク上部へ戻す、貯湯タンクの外部に設けられたヒートポンプによる加熱手段と、貯湯タンク下部と貯湯タンク中間部に設けられた中間接続口とを連通する熱回収回路を流れる湯水と浴槽に湯張りされた浴槽水とを熱交換する熱交換器と、熱回収回路内の温水を循環させる熱回収ポンプと、浴槽水を浴槽水ポンプにより循環して熱交換器で熱交換を行う浴槽水循環回路と、加熱手段、熱回収ポンプおよび浴槽水ポンプを制御する制御手段と、を備え、制御手段は、加熱手段により貯湯タンク内の水の加熱を行うタンク沸上動作、及び、熱交換器、熱回収ポンプおよび浴槽水ポンプにより貯湯タンク内の水と浴槽水とを熱交換し、貯湯タンク内の水の加熱を行う熱回収沸上動作、を順に行う際に、タンク沸上動作では、貯湯タンクの下部に熱回収沸上動作を行うための水の領域が残るように制御するものである。

本発明によれば、ヒートポンプのＣＯＰを低下させることなく廃熱回収を行うことのできる省エネ性に優れた貯湯式給湯システムを提供することが可能となる。

実施の形態１．
図１は本発明の実施の形態に係る貯湯式給湯システムの構成図、図２から図４は図１の要部拡大図、図５から図１４は図１の貯湯式給湯システムの各動作状態を示す説明図、図１５から図１７は本発明に実施の形態に係わるタンク沸上動作および熱回収動作のフローチャートである。以下、図１を中心に説明し、図２から図１７までの図で図１と同一部分または相当部分は同一符号を付し説明を省略する。図１において、貯湯式給湯システム１００は、貯湯タンクユニット４０とヒートポンプユニット５０とから構成されている。

図１において、貯湯タンクユニット４０には貯湯タンク１が内蔵されており、貯湯タンク１の下部には外部の給水源に接続された給水配管２が接続されている。この給水配管２からは、一般側給水分岐配管２ａと、ふろ側給水分岐配管２ｂが分岐している。また、貯湯タンク１の上部には給湯配管８が接続されていて、この給湯配管８は一般側給湯分岐配管８ａとふろ側給湯分岐配管８ｂに分岐している。また、給水配管２から貯湯タンク１に給水された水は減圧弁（図示せず）で所定圧に減圧され、貯湯タンク１は常に満水状態となっている。

追焚循環回路４は、貯湯タンク１上部と、貯湯タンク１下部から容量で約６０Ｌ程度上の位置となるタンク循環戻り口１ｂとに接続されている。この追焚循環回路４には、貯湯タンク１内に貯湯された湯と浴槽２１内の浴槽水２２とを熱交換する熱交換器６と、貯湯タンク１内の湯を追焚循環回路４に循環させるタンク側循環ポンプ７とが、貯湯タンク１の上部からこの順で設けられている。また、タンク循環戻り口１ｂの近傍の貯湯タンク１上には貯湯タンク１内の湯温を検出する貯湯温度センサ１ａが取り付けられている。

また、追焚循環回路４の貯湯タンク１上部と熱交換器６との間には三方弁５が接続されており、この三方弁５は熱回収分岐配管４ａにより給水配管２とも接続されている。この三方弁５は、貯湯タンク１上部から湯を取り出し三方弁５、熱交換器６、タンク側循環ポンプ７、タンク循環戻り口１ｂへと循環させる追焚循環回路４の経路と、貯湯タンク１下部から水を取り出して給水配管２、熱回収分岐配管４ａを経由して三方弁５に入り、さらに熱交換器６、タンク側循環ポンプ７を経由してタンク循環戻り口１ｂへ循環させる熱回収回路との２つの経路を切り替えるようになっている。また、熱交換器６とタンク側循環ポンプ７との間には内部を流れる湯水の温度を検出するタンク側循環温度センサ２５が取り付けられている。

浴槽２１には、熱交換器６の二次側に接続されるふろ循環回路２０が接続され、ふろ循環回路２０には、熱交換器６と浴槽２１との間に浴槽水２２を循環させるふろ側循環ポンプ２３が設けられている。また、ふろ循環回路２０上の浴槽２１から熱交換器６方向に循環する熱交換器６の手前には、ふろ循環回路２０内を流れる湯水の温度を検出する、ふろ循環温度センサ２４が取り付けられている。

ヒートポンプユニット５０には、加熱循環回路３が接続され、この加熱循環回路３は貯湯タンク１の上下部と接続されており、加熱循環回路３にはヒートポンプユニット５０内に循環ポンプ（図示せず）が設けられ、貯湯タンク１の下部から水を導き、ヒートポンプにより外気との熱交換を行い、水を高温の湯に沸き上げ、貯湯タンク１の上部に戻している。なお、ヒートポンプユニット５０の冷媒には自然冷媒である二酸化炭素が用いられている。

給湯用混合弁９は、一般側給水分岐配管２ａと一般側給湯分岐配管８ａの間に接続され、タンク循環戻り口１ｂより上方で貯湯タンク１に接続され貯湯タンク１内の湯水を取り出す給湯用中温水取出配管１０にも接続されている。この給湯用混合弁９は、一般側給水分岐配管２ａから供給される水と、一般側給湯分岐配管８ａから供給される貯湯タンク１上部の湯と、給湯用中温水取出配管１０から供給される貯湯タンク１の中ほどからの湯の３つの湯水を適宜混合し、一般給湯配管１１を経由して使用先である蛇口１２などの出湯口から出湯する湯温を調整する。なお、給湯用混合弁９と一般給湯配管１１との接続位置近傍には給湯温度センサ１３が取り付けられており、給湯温度センサ１３は給湯混合弁９での出湯湯温を検出する。また、給湯用中温水取出配管１０の貯湯タンク１との接続位置近傍には給湯用中温水取出配管１０で取出す貯湯タンク１内の湯温を検出する給湯用中温水温度センサ１ｃが取り付けられている。

ふろ用混合弁１４は、ふろ側給水分岐配管２ｂとふろ側給湯分岐配管８ｂの間に接続され、給湯用中温水取出配管１０よりも上方で貯湯タンク１に接続され貯湯タンク１内の湯水を取り出すふろ用中温水取出配管１５にも接続されている。このふろ用混合弁１４は、ふろ側給水分岐配管２ｂから供給される水と、ふろ側給湯分岐配管８ｂから供給される貯湯タンク１上部の湯と、ふろ用中温水取出配管１５から供給される貯湯タンク１の中ほどからの湯の３つの湯水を適宜混合し、ふろ給湯配管１６、ふろ循環回路２０を経由し浴槽２１への湯張りを行う湯温を調整する。なお、ふろ給湯配管１６には、ふろ側混合弁１４の後には、ふろ側混合弁１４での出湯温度を検出する湯張り温度センサ１７と、ふろ循環回路２０を経由しての浴槽２１への出湯を開放、遮断するふろ電磁弁１８と、ふろ循環回路２０を経由しての浴槽２１への湯張り湯量を検出する流量センサ１９が、この順で備えられている。また、ふろ用中温水取出配管１５の貯湯タンク１との接続位置近傍にはふろ用中温水取出配管１５で取出す貯湯タンク１内の湯温を検出するふろ用中温水温度センサ１ｄが取り付けられている。

リモコン３１では、使用者が蛇口１２からの出湯温度や浴槽２１への湯張り量および湯張り温度、貯湯タンク１の沸き上げ設定や湯張り操作、追焚き操作など貯湯式給湯システム１００の操作および設定の入力を行う。制御装置３０は、時計機能を有し時刻に基づいた動作制御を行う。また、制御装置３０は、リモコン３１で設定された出湯温度や湯張り量および各種の制御情報を記憶部３０ｂに記憶するとともに、貯湯温度センサ１ａ、給湯用中温水温度センサ１ｃ、ふろ用中温水温度センサ１ｄ、給湯温度センサ１３、湯張り温度センサ１７、流量センサ１９、ふろ循環温度センサ２４、タンク側循環温度センサ２５の検出値に基づいて判断部３０ａを用いて判断し、三方弁５、タンク側循環ポンプ７、給湯用混合弁９、ふろ用混合弁１４、ふろ電磁弁１８、ふろ側循環ポンプ２３、ヒートポンプユニット５０などを制御し、貯湯式給湯システム１００全体の動作を制御する。

次に、本実施の形態における貯湯式給湯システムの動作について、図１の構成に基づいて、図２から図１７を適宜の動作ごとに用いて詳細に説明する。

まず、貯湯タンク１の水を沸き上げるタンク沸上動作について、図２から図４と図１５、図１６のフローチャートを用いて説明する。図２から図４は、図１の貯湯タンク１周辺とヒートポンプユニット５０の部分を拡大した要部拡大図である。各図において図１と同一部分または相当部分は同一符号を付し説明を省略する。

図２は２３時より少し前の貯湯タンク１内の状態を示している。図２のように、貯湯タンク１内は前日の深夜時間帯（２３時から翌朝７時）に約９０℃に沸き上げた湯のうち使用しなかった残りが若干放熱して約８０℃の湯として上方に残っているが、大部分は使用され、下部は給水配管２から供給された約１０℃の水で満たされている状態である。なお、貯湯タンク１内の約８０℃の温水と約１０℃の水の間には、その密度差により温度境界層が生じ互いに混ざり合いにくい状態となっている。

ここでタンク沸上動作について図１６のフローチャートを用いて説明する。図１６はタンク沸上動作を示すフローチャートである。図１６において、ステップＳ６０がタンク沸上動作開始の位置であり、タンク沸上動作を開始するとステップＳ６１に至る。

ステップＳ６１では、現在時刻が深夜電力時間帯の２３時から翌朝７時の電気代の安い時間帯になったかどうかを、制御装置３０の判断部３０ａが判断し、２３時になっていれば「Ｙ」方向に進みステップＳ６２に至り、２３時になっていなければ「Ｎ」方向に進みステップＳ６１でループ状態となる。

ステップＳ６２では、現在時刻が２３時となったので制御装置３０はヒートポンプユニット５０を動作させ、あらかじめ設定され記憶部３０ｂに記憶された沸上温度（ここでは９０℃）を目標温度としヒートポンプユニット５０による沸上動作を開始する。このヒートポンプユニット５０による沸上動作は図３に示すように、貯湯タンク１の下部から加熱循環回路３でヒートポンプユニット５０に内蔵された循環ポンプ（図示せず）により水を取出し、ヒートポンプにより取り出した水と外気との熱交換を行い、水を９０℃の湯に沸き上げ、再び加熱循環回路３により貯湯タンク１の上部に戻すという動作である。（図３の太線で流路を示し、流れの方向を矢印で記載）このとき貯湯タンク１の上部に９０℃の湯が戻されてゆくので、貯湯タンク１上部に若干残っていた約８０℃の湯と混ざり合いながら図３のように約９０℃の湯となって、その貯湯領域は徐々に貯湯タンク１上部から下部方向に温度境界層を維持した状態で増加する。この状態を継続し図１６のステップＳ６３に至る。

ステップＳ６３では、貯湯タンク１内のタンク循環戻り口１ｂ近傍に取り付けられた貯湯温度センサ１ａが検出する検出温度Ｔが、制御装置３０の記憶部３０ｂにあらかじめ記憶されたタンク沸上動作停止温度Ｔ１（ここでは９０℃）となったかどうかを制御装置３０の判断部３０ａにより比較判断する。すなわち、図４のように、ヒートポンプユニット５０での沸上動作を継続していき約９０℃の湯の貯湯領域が貯湯温度センサ１ａ付近まで到達すると、制御装置３０は貯湯温度センサ１ａにより貯湯タンク１内の検出温度Ｔを９０℃として検出する。（図４の太線で流路を示し、流れの方向を矢印で記載）次に制御装置３０は記憶部３０ｂに記憶されたタンク沸上動作停止温度Ｔ１と検出温度Ｔを比較し、Ｔ＝Ｔ１となっているので図１６のステップＳ６３の「Ｙ」方向に進みステップＳ６４に至る。また、図４の状態に至らない（貯湯温度センサ１ａでの検出温度ＴがＴ１に満たない）場合は、「Ｎ」方向に進みステップＳ６３でループ状態となる。

ステップＳ６４では、貯湯温度センサ１ａによる貯湯タンク１内のタンク循環戻り口１ｂ近傍までの貯湯温度が９０℃となったので、制御装置３０はヒートポンプユニット５０による沸上動作を停止する。すなわち、ヒートポンプによる大気との熱交換を停止し、循環ポンプ（図示せず）による加熱循環回路３の循環動作を停止する。以上の動作のあとステップＳ６５に至り、タンク沸上動作が完了する。このタンク沸上動作の完了は制御装置３０の記憶部３０ｂにタンク沸上動作完了として記憶される。

このとき、貯湯タンク１のタンク循環戻り口１ｂより下方はヒートポンプユニット５０による沸き上げが行われていない約１０℃の水が、タンク循環戻り口１ｂの貯湯タンク１の取り付け高さ近傍から貯湯タンク１下部の給水配管２の接続位置までの間の容量分（ここでは約６０Ｌ）だけ残留することになる。

また、ヒートポンプによる沸上では、ヒートポンプユニット５０に加熱循環回路３から入る水温が低いので、沸き上げの加熱効率は低下することなくＣＯＰの悪化を招かず、きわめて効率のよい沸き上げ運転を実施している。

なお、このタンク沸上動作は、図１５のフローチャートでは、ステップＳ９０のタンク沸上動作ステップとなる。続いて、図１５のフローチャートで示すステップＳ９１の熱回収沸上ステップの動作へと移るが、以下その詳細内容について説明する。

浴槽２１内の浴槽水２２の熱エネルギーを貯湯タンク１内の水に熱交換し貯湯タンク１の水を沸き上げる熱回収動作について、図５から図７と図１７のフローチャートを用いて説明する。図５から図７は、貯湯式給湯システム１００の熱回収動作時の流路を太線で示し、各々の湯水の流れを矢印で示した図である。各図において図１と同一部分または相当部分は同一符号を付し説明を省略する。

図５は、タンク沸上動作の完了直後を示す図であり、浴槽２１には前日の夜に約４２℃で２４０Ｌの湯張りを行った浴槽水２２が自然放熱により約３５℃となった状態で残り湯として残留している状態を示している。

ここで熱回収動作について図１７のフローチャートを用いて説明する。図１７は熱回収動作を示すフローチャートである。図１７において、ステップＳ７０が熱回収動作開始の位置であり、熱回収動作を開始するとステップＳ７１に至る。

ステップＳ７１では、タンク沸上動作が完了しているかどうかを、制御装置３０の記憶部３０ｂの完了記憶データ有無により判断部３０ａが判断し、完了していれば「Ｙ」方向に進みステップＳ７２に至り、タンク沸き上げ動作完了の記憶部３０ｂの記憶をリセットして消去する。また、完了していない場合は完了するまで「Ｎ」方向に進みステップＳ７１でループ状態となる。

ステップＳ７２では、図５のように三方弁５を熱回収分岐配管４ａ側に切り替え、タンク側循環ポンプ７を動作させる。すると、図５の太線と矢印で示すように、貯湯タンク１下部の約１０℃の水が給水配管２から取り出され、熱回収分岐配管４ａ、三方弁５、熱交換器６の一次側、タンク側循環ポンプ７という経路で再びタンク循環戻り口１ｂから貯湯タンク１に戻る熱回収回路で循環を開始する。このあと、ステップＳ７３に至る。

ステップＳ７３では、貯湯タンク１の下部から取り出された水が上述の熱回収回路で循環を継続し、タンク側循環温度センサ２５により貯湯タンク１の下部から取り出された水の温度検出ができるまでの時間である３０秒が経過したかどうかを制御装置３０の判断部３０ａが判断し、３０秒を経過したら「Ｙ」方向に進みステップＳ７４に至り、３０秒経過未満であれば、「Ｎ」方向に進みステップＳ７３でループ状態となる。なお、ここではタンク側循環温度センサ２５による貯湯タンク１下部の水の循環による温度検出までの時間を３０秒としたが、システムの構成や配管、循環手段の性能などにより適宜の時間を設定してもよい。

ステップＳ７４では、タンク側循環温度センサ２５による貯湯タンク１下部の水の循環による温度検出が可能な３０秒が経過したので、制御装置３０によりタンク側循環温度センサ２５で貯湯タンク１下部の熱回収を行う部分の水温Ｔ２（ここでは１０℃）を検出し、記憶部３０ｂにＴ２の検出値を記憶（ここではＴ２＝１０℃と記憶）し、ステップＳ７５に至る。

ステップＳ７５では、タンク側循環温度センサ２５による貯湯タンク１下部の熱回収を行う部分の水温Ｔ２が検出できたので、一旦、タンク側循環ポンプ７を停止しステップＳ７６に至る。

ステップＳ７６では、図５のように、ふろ側循環ポンプ２３を動作させる。すると、図５の太線と矢印で示すように、浴槽２１の約３５℃の浴槽水２２が、ふろ循環回路２０により取り出され、ふろ側循環ポンプ２３、熱交換器６の二次側を経由し再び浴槽２１に戻る回路で循環を開始する。このあと、ステップＳ７７に至る。

ステップＳ７７では、浴槽２１から取り出された浴槽水２２が上述の回路で循環を継続し、ふろ循環温度センサ２４により温度検出ができるまでの時間である３０秒が経過したかどうかを制御装置３０の判断部３０ａが判断し、３０秒を経過したら「Ｙ」方向に進みステップＳ７８に至り、３０秒経過未満であれば、「Ｎ」方向に進みステップＳ７７でループ状態となる。なお、ここでは、ふろ循環温度センサ２４による浴槽２１から取り出された浴槽水２２の循環による温度検出までの時間を３０秒としたが、システムの構成や配管、循環手段の性能などにより適宜の時間を設定してもよい。

ステップＳ７８では、ふろ循環温度センサ２４による浴槽水２２の温度検出が可能な３０秒が経過したので、制御装置３０により、ふろ循環温度センサ２４で浴槽２１内の浴槽水２２の水温Ｔ３（ここでは３５℃）を検出し、記憶部３０ｂにＴ３の検出値を記憶（ここではＴ３＝３５℃と記憶）し、ステップＳ７９に至る。

ステップＳ７９では、浴槽２１の浴槽水２２からの熱回収が可能であるかどうかを、制御装置３０の判断部３０ａが記憶部３０ｂに記憶されたＴ２、Ｔ３により判断する。すなわち、Ｔ３（浴槽水２２の水温）＞Ｔ２（貯湯タンク１下部の水温）の場合は熱回収が可能と判断し「Ｙ」方向に進みステップＳ８０に至り、それ以外の場合は熱回収困難と判断し「Ｎ」方向に進みステップＳ８１に至る。

ステップＳ８０では、タンク側循環ポンプ７を再び動作開始し、図６に示すように、ふろ側循環ポンプ２３と同時に動作させる。これにより図６の太線と矢印で示した循環経路と方向で貯湯タンク１の下部から水温約１０℃の水が熱交換器６の一次側に循環するとともに、浴槽２１からは約３５℃の浴槽水２２が熱交換器６の二次側に循環することになる。この循環動作を継続すると、図６に示すように、熱交換器６により貯湯タンク１の下部の水と浴槽水２２が熱交換を行い、貯湯タンク１下部の約１０℃の水は温められて約３０℃の中温水となってタンク循環戻り口１ｂから貯湯タンク１に戻り、浴槽水２２は冷やされて約３０℃の中温水となって浴槽２１へ戻る。なお、浴槽水２２は約２４０Ｌあり、貯湯タンク１下部の約１０℃の水は約６０Ｌあるので、式１のようにほぼ全体が約３０℃となるまで熱交換が可能である。

１０[℃]×６０[Ｌ]＋３５[℃]×２４０[Ｌ]＝３０[℃]×（６０＋２４０）[Ｌ]…式１

ステップＳ８１では、熱回収は困難と判断されたので、ふろ側循環ポンプ２３を停止して、ステップＳ８４に至り、熱回収動作を完了させる。

ステップＳ８２では、熱回収動作が継続していき、貯湯タンク１下部の水温の状態が図６から図７で示すような状態となる。ここで、ステップＳ８２にてタンク側循環温度センサ２５で検出する貯湯タンク１の下部の水温をＴ４、ふろ循環温度センサ２４で検出する浴槽水２２の水温をＴ５とし、制御装置３０の判断部３０ａで、水温Ｔ４とＴ５を比較判断する。すなわち、Ｔ４≒Ｔ５（例えばＴ４とＴ５の温度差の閾値を２℃として、その閾値以内かどうかなどの適宜の閾値を設定し判断）となり浴槽水２２と貯湯タンク１の下部の水温がほぼ同じ水温となったら、熱回収はこれ以上できないので熱回収完了と判断し、「Ｙ」方向に進みステップＳ８３に至り、Ｔ４とＴ５に閾値を超える温度差があれば、「Ｎ」方向に進みステップＳ８２でループ状態となり熱回収を継続する。

ステップＳ８３では、浴槽水２２からの熱回収が終了したので、ふろ側循環ポンプ２３とタンク側循環ポンプ７を停止し、ステップＳ８４に至り、ステップＳ８４にて熱回収動作を完了する。熱回収動作の完了は制御装置３０の記憶部３０ｂに記憶する。なお、熱回収動作の完了は図１５のステップＳ９１に示す熱回収沸上ステップの完了に相当する。

以上、図１５のフローチャートで示すように、タンク沸上動作を行うタンク沸き上げステップの後に浴槽２１の浴槽水２２からの熱回収動作を行う熱回収沸上ステップを行うことで、ヒートポンプユニット５０での沸き上げの効率を低下させることなく、また浴槽水２２の熱エネルギーを十分有効に貯湯タンク１内に回収することができ、省エネ性に優れた貯湯運転が実施できる。また熱回収動作により得られた熱エネルギーの分だけタンク沸上動作によるヒートポンプユニット５０を動作させての沸き上げが不要となるので、ヒートポンプユニット５０による沸き上げ運転時間を相対的に抑制することができるのでヒートポンプユニット５０の消費電力を抑制し省エネになるだけでなく経年劣化をも抑制することが可能となる。なお制御装置３０は、タンク沸上動作ステップと熱回収沸上動作ステップを、深夜電力時間帯（２３時から翌朝７時）の間に完了するよう制御を行う。

次に、タンク沸上動作および熱回収動作により貯湯タンク１内に貯湯された約９０℃の湯と、約３０℃の中温水の利用方法を、蛇口１２への給湯や浴槽２１への湯張り、浴槽水２２の追い焚き動作などを用いて、図８から図１４により順次説明する。

なお、この熱回収沸上動作は、図１５のフローチャートでは、ステップＳ９１の熱回収沸上ステップとなる。続いて、図１５のフローチャートで示すステップＳ９２の一般給湯制御ステップの動作へと移るが、以下その詳細内容について説明する。

まず、蛇口１２からの一般給湯を行う場合について、図８から図１０を用いて説明する。図８から図１０は、本発明の実施の形態に係わる貯湯式給湯システム１００の一般給湯時の流路を太線で示し、各々の湯水の流れを矢印で示した図である。各図において図１と同一部分または相当部分は同一符号を付し説明を省略する。

図８において、制御装置３０はリモコン３１で使用者があらかじめ設定した一般給湯温度（ここでは４０℃）に対して給湯用中温水取出配管１０から取り出すことのできる貯湯タンク１の湯温を給湯用中温水温度センサ１ｃにより検出（ここでは９０℃を検出する）し比較する。ここで、制御装置３０は、使用者が設定した一般給湯温度の４０℃よりも給湯用中温水温度センサ１ｃによる検出温度の９０℃のほうが高いので、給湯用中温水取出配管１０からの湯と一般側給水分岐配管２ａからの水を混合しても所望の一般給湯温度の４０℃が得られると判断し、給湯用混合弁９による混合対象を給湯用中温水取出配管１０からの湯と一般側給水分岐配管２ａの水となるよう制御する。

この状態で蛇口１２を開くと給水源から供給される約１０℃の水に押し出される形で給水配管２を経由して貯湯タンク１下部に水が供給され、給湯用中温水取出配管１０から給湯用混合弁９に約９０℃の湯が供給される。一方、給水配管２から分岐した一般側給水分岐配管２ａから給湯用混合弁９に約１０℃の水が供給される。制御装置３０はリモコン３１で使用者があらかじめ設定した一般給湯温度（ここでは４０℃）を給湯温度センサ１３が検出するように給湯用混合弁９の各流路の混合比率を調整する。混合されて設定温度の４０℃となった温水は一般給湯配管１１を経由し蛇口１２から出湯される。

このように、出湯が行われていくと、貯湯タンク１内の湯は徐々に消費されていき、図９のような状態になる。すなわち、図８のように給湯用中温水取出配管１０からの出湯で９０℃の湯を得られる状態から、貯湯タンク１の湯を消費していき、貯湯タンク１の下部に給水源からの水が入り込み、中温水の領域を押し上げる形で約９０℃の湯の量が減少して、給湯用中温水取出配管１０の位置に中温水（約３０℃）の領域が到達するような状態となる。ここで、制御装置３０は、使用者が設定した一般給湯温度の４０℃よりも給湯用中温水温度センサ１ｃによる検出温度の約３０℃のほうが低いので、給湯用中温水取出配管１０からの湯と一般側給水分岐配管２ａからの水を混合しても所望の一般給湯温度の４０℃が得られないと判断し、給湯用混合弁９による混合対象を給湯配管８経由で一般側給湯配管８ａから取り出される貯湯タンク１上部の約９０℃の湯と、給湯用中温水取出配管１０からの中温水となるよう制御する。すなわち、制御装置３０は、図９のように給湯配管８を経由して一般側給湯配管８ａから貯湯タンク１上部の約９０℃の湯と、給湯用中温水取出配管１０からの３０℃の中温水を、リモコン３１で使用者があらかじめ設定した一般給湯温度（ここでは４０℃）を給湯温度センサ１３が検出するように給湯用混合弁９の各流路の混合比率を調整する。混合されて設定温度の４０℃となった温水は一般給湯配管１１を経由し蛇口１２から出湯される。

図９で示すように、熱回収動作により得られた中温水を給湯用中温水取出配管１０から取出し、給湯用混合弁９で貯湯タンク１の上部の高温の湯と混合利用することにより、回収した熱エネルギーを給湯の熱源として有効に利用することが可能となるとともに、仮に一般側給水分岐配管２ａからの約１０℃の低温の水と約９０℃の高温の湯を混合して設定温度の４０℃の湯を得る場合と比較して、中温水と約９０℃お湯を混合する場合のほうが約９０℃の湯の消費量を少なく抑えることが可能であり、この側面からもヒートポンプにより沸き上げた湯の利用を抑制するので省エネになるという効果を奏する。図９のように中温水を給湯に利用していくと、やがて図１０のように中温水が積極的に利用されて中温水の量が減少していくことになる。

なお、この制御装置３０による給湯用混合弁９での中温水を利用した給湯動作は、図１５のフローチャートでは、ステップＳ９２の一般給湯制御ステップとなる。続いて、図１５のフローチャートで示すステップＳ９３のふろ給湯制御ステップの動作へと移るが、以下その詳細内容について説明する。

浴槽２１への湯張りを行う場合について、図１１から図１３を用いて説明する。図１１から図１３は、本発明の実施の形態に係わる貯湯式給湯システム１００の湯張り時の流路を太線で示し、各々の湯水の流れを矢印で示した図である。各図において図１と同一部分または相当部分は同一符号を付し説明を省略する。なお、湯張りは通常夕方から夜におこわなれるため、貯湯タンク１内の湯は現実的にも、先の一般給湯のときから若干放熱による温度低下を生じるため、ここでは約８５℃まで低下した状態としている。

図１１において、制御装置３０はリモコン３１で使用者があらかじめ設定した湯張り温度（ここでは４２℃）に対してふろ用中温水取出配管１５から取り出すことのできる貯湯タンク１の湯温をふろ用中温水温度センサ１ｄにより検出（ここでは８５℃を検出する）し比較する。ここで、制御装置３０は、使用者が設定した湯張り温度の４２℃よりもふろ用中温水温度センサ１ｄによる検出温度の８５℃のほうが高いので、ふろ用中温水取出配管１５からの湯とふろ側給水分岐配管２ｂからの水を混合しても所望の湯張り温度の４２℃が得られると判断し、ふろ用混合弁１４による混合対象をふろ用中温水取出配管１５からの湯とふろ側給水分岐配管２ｂの水となるよう制御する。

この状態で使用者がリモコン３１で湯張り開始の指示を行うと、制御装置３０は、ふろ電磁弁１８を開放するとともに、流量センサ１９で浴槽２１への湯張り流量のカウントを開始する。また、制御装置３０は、ふろ用混合弁１４を、使用者がリモコン３１であらかじめ設定した湯張り温度の４２℃が出湯するように制御する。すなわち、ふろ電磁弁１８を開くと給水源から供給される約１０℃の水に押し出される形で給水配管２を経由して貯湯タンク１下部に水が供給され、ふろ用中温水取出配管１５から、ふろ用混合弁１４に約８５℃の湯が供給される。一方、給水配管２から分岐した、ふろ側給水分岐配管２ｂから、ふろ用混合弁１４に約１０℃の水が供給される。制御装置３０はリモコン３１で使用者があらかじめ設定した湯張り温度の４２℃を湯張り温度センサ１７が検出するように、ふろ用混合弁１４の各流路の混合比率を調整する。混合されて設定温度の４２℃となった温水は、ふろ給湯配管１６、ふろ循環回路２０を経由し浴槽２１へ供給される。

このように、湯張りが行われていくと、貯湯タンク１内の湯は徐々に消費されていき、図１２のような状態になる。すなわち、図１１のように、ふろ用中温水取出配管１５からの出湯で８５℃の湯を得られる状態から、貯湯タンク１の湯を消費していき、貯湯タンク１の下部に給水源からの水が入り込み、中温水の領域を押し上げる形で約８５℃の湯の量が減少して、ふろ用中温水取出配管１５の位置に中温水の領域が到達するような状態となる。ここで制御装置３０は、使用者が設定した湯張り温度の４２℃よりも、ふろ用中温水温度センサ１ｄによる検出温度の約３０℃のほうが低いので、ふろ用中温水取出配管１５からの湯とふろ側給水分岐配管２ｂからの水を混合しても所望の湯張り温度の４２℃が得られないと判断し、ふろ用混合弁１４による混合対象を、給湯配管８経由でふろ側給湯配管８ｂから貯湯タンク１上部の約８５℃の湯と、ふろ用中温水取出配管１５からの中温水となるよう制御する。すなわち、制御装置３０は、図１２のように給湯配管８を経由してふろ側給湯配管８ｂから貯湯タンク１上部の約８５℃の湯と、ふろ用中温水取出配管１５からの３０℃の中温水を、リモコン３１で使用者があらかじめ設定した湯張り温度の４２℃を湯張り温度センサ１７が検出するように、ふろ用混合弁１４の各流路の混合比率を調整する。混合されて設定温度の４２℃となった温水は、ふろ給湯配管１６、ふろ循環回路２０を経由し浴槽２１へ供給される。

図１２で示すように、熱回収動作により得られた中温水を、ふろ用中温水取出配管１５から取出し、ふろ用混合弁１４で貯湯タンク１上部の高温の湯と混合利用することにより、回収した熱エネルギーを湯張りの熱源として有効に利用することが可能となるとともに、ふろ側給水分岐配管２ｂからの約１０℃の水と貯湯タンク１上部の約８５℃の湯を混合して設定温度の４２℃の湯を得る場合と比較して、中温水と約８５℃の湯を混合する場合のほうが約８５℃の湯の消費量を少なく抑えることが可能であり、この側面からもヒートポンプにより沸き上げた湯の利用を抑制するので省エネになるという効果を奏する。図１２のように中温水を湯張りに利用していくと、湯張りによる給湯利用量は一般的に２４０Ｌ程度と蛇口１２などからの給湯に比べて大量であるため、やがて図１３のように中温水が積極的に利用されて中温水をほとんど消費することが可能である。こうして中温水がほとんど利用されると、温度境界層と見分けがつかない状態となり温度境界層に集約される。

浴槽２１への湯張りは、流量センサ１９により検出され制御装置３０でカウントされた浴槽２１への累積湯張り量が、使用者がリモコン３１であらかじめ設定した湯張り量（ここでは２４０Ｌ）となるまで継続される。累積湯張り量が２４０Ｌとなったら、制御装置３０は、ふろ電磁弁１８を閉じて流路を遮断し、湯張りは完了する。

次に、浴槽２１への湯張りした浴槽水２２の追い焚きを行う場合について、図１４を用いて説明する。図１４は、本発明の実施の形態に係わる貯湯式給湯システム１００の追い焚き時の流路を太線で示し、各々の湯水の流れを矢印で示した図である。図１４において図１と同一部分または相当部分は同一符号を付し説明を省略する。なお、湯張りは通常夕方から夜におこわなれるため、夜遅くなると浴槽２１の浴槽水２２は徐々に冷めていくので夜遅く入浴したいときなどには、追い焚きにより浴槽水２２を温めることになるが、その時間の貯湯タンク１内の湯は現実的にも、先の湯張りのときから若干放熱による温度低下を生じるため、ここでは約８０℃まで低下した状態としている。

図１４において、使用者がリモコン３１で追い焚き開始の指示を行うと、制御装置３０は、三方弁５を追焚循環回路４側に切り替えるとともにタンク側循環ポンプ７を動作させ、貯湯タンク１の上部から約８０℃の湯を追焚循回路４に導きタンク循環戻り口１ｂに向けて循環を開始する。一方、制御装置３０はふろ側循環ポンプ２３を動作させ、ふろ循環回路２０により浴槽２１の浴槽水２２を循環させる。熱交換器６により浴槽水２２と貯湯タンク１上部の約８５℃の湯は熱交換され、浴槽水２２は加熱される。ふろ循環温度センサ２４での検出温度が、湯張り時に使用者が設定した湯張り温度（ここでは４２℃）になったら、浴槽水２２が追い焚きにより湯張り湯温まで上昇して追い焚きが完了したと判断し、制御装置３０は、ふろ側循環ポンプ２３とタンク側循環ポンプ７を停止し追い焚き動作は完了となる。貯湯タンク１のタンク循環戻り口１ｂから戻された熱交換後の温水は、貯湯タンク１内の約１０℃の水に対して微量なので、約１０℃の温水はほとんど温度上昇をせず、図１４のような状態となる。なお、図１４の状態は、先に図２で示した２３時直前の状態と同様で、一日の湯の使用をほぼ終了した状態となっている。

このように、本実施の形態によれば、タンク沸上動作の後に浴槽２１の浴槽水２２からの熱回収動作を行うことで、熱回収動作で温度上昇した中温水をヒートポンプにより沸き上げるという動作を行わないので、ヒートポンプユニット５０での沸き上げの効率を低下させることなく、また浴槽水２２の熱エネルギーを十分有効に貯湯タンク１内に回収することができ、省エネ性に優れた貯湯運転が実施できる。また熱回収動作により得られた熱エネルギーの分だけタンク沸上動作によるヒートポンプユニット５０を動作させての沸き上げが不要となるので、ヒートポンプユニット５０による沸き上げ運転時間を相対的に抑制することができるのでヒートポンプユニット５０の消費電力を抑制し省エネになるだけでなく経年劣化をも抑制することが可能となる。

また、熱回収動作により得られた中温水を給湯用中温水取出配管１０から取出し、給湯用混合弁９で貯湯タンク１上部の高温の湯と混合利用することにより、回収した熱エネルギーを給湯の熱源として有効に利用することが可能となるとともに、約１０℃の低温の水と約９０℃の高温の湯を混合して設定温度の４０℃の湯を得る場合と比較して、中温水と約９０℃の湯を混合する場合のほうが約９０℃の湯の消費量を少なく抑えることが可能であり、ヒートポンプにより沸き上げた湯の利用を抑制するので省エネになるという効果を奏する。また、熱回収動作により得られた中温水をふろ用中温水取出配管１５から取出し、ふろ用混合弁１４で貯湯タンク１上部の高温の湯と混合利用することにより、回収した熱エネルギーを湯張りの熱源として有効に利用することが可能となるとともに、約１０℃の低温の水と約８５℃の高温の湯を混合して設定温度の４２℃の湯を得る場合と比較して、中温水と約８５℃の湯を混合する場合のほうが約８５℃の湯の消費量を少なく抑えることが可能であり、ヒートポンプにより沸き上げた湯の利用を抑制するので省エネになるという効果を奏する。

また、上述の実施の形態１においては一例として、タンク循環戻り口１ｂの位置を貯湯タンク１の下部から容量で約６０Ｌの位置としたが、熱回収を行う対象の熱容量などに応じて適宜の位置に設定してもよく、その場合も上述と同様の効果を奏する。

また、タンク循環戻り口１ｂを貯湯タンク１の高さ方向に複数設け、貯湯温度センサ１ａもそれに対応させて複数設け、貯湯温度センサ１ａの温度に基づいて、複数設けたタンク循環戻り口１ｂの戻り位置を切替弁などを用いて変更してもよい。この場合、貯湯タンク１の湯水の分布状態に応じて、浴槽水２２の熱回収を行う貯湯タンク１内の範囲を適切に選択することが可能となり、浴槽水２２の熱回収をより効率的に行うことが可能となり貯湯式給湯システムの一層の省エネ化を図ることが可能となる。また熱回収動作により得られた熱エネルギーの分だけタンク沸上動作によるヒートポンプユニット５０を動作させての沸き上げが不要となるので、ヒートポンプユニット５０による沸き上げ運転時間を相対的に抑制することができるのでヒートポンプユニット５０の消費電力を抑制し省エネになるだけでなく経年劣化をも抑制することが可能となる。

また、給湯用中温水取出配管１０を貯湯タンク１の高さ方向に複数設け、給湯用中温水温度センサ１ｃもそれに対応させて複数設け、給湯用中温水温度センサ１ｃの温度に基づいて、複数設けた給湯用中温水取出配管１０の出湯位置を切替弁などを用いて変更してもよい。この場合、貯湯タンク１の中温水の分布状態に応じて、効率的に中温水を選択した給湯が可能となり、浴槽水２２の熱回収により得られた熱エネルギーをより効率的に利用し、ヒートポンプユニット５０で深夜電力を消費して貯湯した貴重な高温の湯の消費量を抑えることが可能となり貯湯式給湯システムの一層の省エネ化を図ることが可能となる。また熱回収動作により得られた熱エネルギーの分だけタンク沸上動作によるヒートポンプユニット５０を動作させての沸き上げが不要となるので、ヒートポンプユニット５０による沸き上げ運転時間を相対的に抑制することができるのでヒートポンプユニット５０の消費電力を抑制し省エネになるだけでなく経年劣化をも抑制することが可能となる。

また、ふろ用中温水取出配管１５を貯湯タンク１の高さ方向に複数設け、ふろ用中温水温度センサ１ｄもそれに対応させて複数設け、ふろ用中温水温度センサ１ｄの温度に基づいて、複数設けたふろ用中温水取出配管１５の出湯位置を切替弁などを用いて変更してもよい。この場合、貯湯タンク１の中温水の分布状態に応じて、効率的に中温水を選択した給湯が可能となり、浴槽水２２の熱回収により得られた熱エネルギーをより効率的に利用し、ヒートポンプユニット５０で深夜電力を消費して貯湯した貴重な高温の湯の消費量を抑えることが可能となり貯湯式給湯システムの一層の省エネ化を図ることが可能となる。
また熱回収動作により得られた熱エネルギーの分だけタンク沸上動作によるヒートポンプユニット５０を動作させての沸き上げが不要となるので、ヒートポンプユニット５０による沸き上げ運転時間を相対的に抑制することができるのでヒートポンプユニット５０の消費電力を抑制し省エネになるだけでなく経年劣化をも抑制することが可能となる。

以上のように、貯湯タンク１下部の水を取り出して加熱し貯湯タンク１上部へ戻す、貯湯タンクの外部に設けられた加熱手段であるヒートポンプユニット５０と、貯湯タンク１下部と貯湯タンク１中間部に設けられた中間接続口であるタンク循環戻り口１ｂとを連通する熱回収回路である給水配管２、熱回収分岐配管４ａ、三方弁５、追焚循環回路４、を流れる湯水と浴槽２１に湯張りされた浴槽水２２とを熱交換する熱交換器６と、この熱回収回路内の温水を循環させる熱回収ポンプであるタンク側循環ポンプ７と、浴槽水２２を浴槽水ポンプであるふろ側循環ポンプ２３により循環して熱交換器６で熱交換を行う浴槽水循環回路であるふろ循環回路２０と、加熱手段であるヒートポンプユニット５０、熱回収ポンプであるタンク側循環ポンプ７および浴槽水ポンプであるふろ側循環ポンプ２３を制御する制御手段である制御装置３０と、を備え、制御手段である制御装置３０は、加熱手段であるヒートポンプユニット５０により貯湯タンク１内の水の加熱を行うタンク沸上動作、及び、熱交換器６、熱回収ポンプであるタンク側循環ポンプ７、浴槽水ポンプであるふろ側循環ポンプ２３により貯湯タンク１内の水と浴槽水２２とを熱交換し貯湯タンク１内の水の加熱を行う熱回収沸上動作、を順に行うように構成したので、熱回収動作で温度上昇した中温水をヒートポンプにより沸き上げるという動作を行わないのでヒートポンプユニット５０での沸き上げの効率を低下させることなく、また浴槽水２２の熱エネルギーを十分有効に貯湯タンク１内に回収することができ、省エネ性に優れた貯湯運転が実施できる。また熱回収動作により得られた熱エネルギーの分だけタンク沸上動作によるヒートポンプユニット５０を動作させての沸き上げが不要となるので、ヒートポンプユニット５０による沸き上げ運転時間を相対的に抑制することができるのでヒートポンプユニット５０の消費電力を抑制し省エネになるだけでなく経年劣化をも抑制することが可能となる。

また、中間接続口であるタンク循環戻り口１ｂ近傍に貯湯タンク１内の湯温を検出する温度検出手段である貯湯温度センサ１ａを備え、制御手段である制御装置３０は、温度検出手段である貯湯温度センサ１ａで所定温度を検出するまではタンク沸上動作を行い、その後は熱回収沸上動作を行うように構成したので、熱回収動作で温度上昇した中温水をヒートポンプにより沸き上げるという動作を行わないので、ヒートポンプユニット５０での沸き上げの効率を低下させることなく、また浴槽水２２の熱エネルギーを十分有効に貯湯タンク１内に回収することができ、省エネ性に優れた貯湯運転が実施できる。また熱回収動作により得られた熱エネルギーの分だけタンク沸上動作によるヒートポンプユニット５０を動作させての沸き上げが不要となるので、ヒートポンプユニット５０による沸き上げ運転時間を相対的に抑制することができるのでヒートポンプユニット５０の消費電力を抑制し省エネになるだけでなく経年劣化をも抑制することが可能となる。

また、貯湯タンク１下部に接続され給水源からの水を貯湯タンク１下部に供給する給水配管２と、貯湯タンク１下部の水を取り出して加熱し貯湯タンク１上部へ戻す、貯湯タンク１の外部に設けられた加熱手段であるヒートポンプユニット５０と、貯湯タンク１上部の湯水を取り出す上部出湯口である給湯配管８と給水配管２の貯湯タンク１との接続位置との間に設けられた貯湯タンク１内の湯水を取り出す第１の出湯口である給湯用中温水取出配管１０と、上部出湯口である給湯配管８と第１の出湯口である給湯用中温水取出配管１０との間に設けられた貯湯タンク１内の湯水を取り出す第２の出湯口であるふろ用中温水取出配管１５と、を備え、上部出湯口である給湯配管８を浴槽２１への湯張りを行うふろ側給湯回路であるふろ給湯配管１６、浴槽２１以外へ給湯を行う一般給湯回路である一般給湯配管１１の双方に接続し、第１の出湯口である給湯用中温水取出配管１０を一般給湯回路である一般給湯配管１１に接続し、第２の出湯口であるふろ用中温水取出配管１５をふろ側給湯回路であるふろ給湯配管１６に接続したので、貯湯タンク１内に給湯に直接利用するには低温である約３０℃程度の中温水があった場合であっても給湯用中温水取出配管１０から取出し、給湯用混合弁９で貯湯タンク１上部の高温の湯と混合利用することにより、中温水の熱エネルギーを給湯の熱源として有効に利用することが可能となるとともに、約１０℃の低温の水と約９０℃の高温の湯を混合して設定温度の４０℃の湯を得る場合と比較して、中温水と約９０℃の湯を混合する場合のほうが約９０℃の湯の消費量を少なく抑えることが可能であり、ヒートポンプにより沸き上げた湯の利用を抑制するので省エネになるという効果を奏する。

また、中温水をふろ用中温水取出配管１５から取出し、ふろ用混合弁１４で貯湯タンク１上部の高温の湯と混合利用することにより、中温水の熱エネルギーを湯張りの熱源として有効に利用することが可能となるとともに、約１０℃の低温の水と約８５℃の高温の湯を混合して設定温度の４２℃の湯を得る場合と比較して、中温水と約８５℃お湯を混合する場合のほうが約８５℃の湯の消費量を少なく抑えることが可能であり、ヒートポンプにより沸き上げた湯の利用を抑制するので省エネになるという効果を奏する。

また、第１の出湯口である給湯用中温水取出配管１０近傍に設けられ第１の出湯口である給湯用中温水取出配管１０からの出湯温度を検出する第１出湯温度検出手段である給湯用中温水温度センサ１ｃと、第２の出湯口であるふろ用中温水取出配管１５近傍に設けられ第２の出湯口であるふろ用中温水取出配管１５からの出湯温度を検出する第２出湯温度検出手段であるふろ用中温水温度センサ１ｄと、上部出湯口である給湯配管８、第２の出湯口であるふろ用中温水取出配管１５、給水配管２、からの湯水を混合するふろ用混合弁１４と、上部出湯口である給湯配管８、第１の出湯口である給湯用中温水取出配管１０、給水配管２、からの湯水を混合する給湯用混合弁９と、ふろ用混合弁１４、給湯用混合弁９を制御する制御手段である制御装置３０と、を備え、制御手段である制御装置３０は、第１出湯温度検出手段である給湯用中温水温度センサ１ｃ、第２出湯温度検出手段であるふろ用中温水温度センサ１ｄでの検出温度により、ふろ用混合弁１４で混合する湯水を上部出湯口である給湯配管８、第２の出湯口であるふろ用中温水取出配管１５、給水配管２、からの湯水のうち２つを選択して、給湯用混合弁９で混合する湯水を上部出湯口である給湯配管８、第１の出湯口である給湯用中温水取出配管１０、給水配管２、からの湯水のうち２つを選択して、混合を制御するように構成したので、貯湯タンク１内に給湯に直接利用するには低温である約３０℃程度の中温水があった場合であっても給湯用中温水取出配管１０から取出し、給湯用混合弁９で貯湯タンク１上部の高温の湯と混合利用することにより、中温水の熱エネルギーを給湯の熱源として有効に利用することが可能となるとともに、約１０℃の低温の水と約９０℃の高温の湯を混合して設定温度の４０℃の湯を得る場合と比較して、中温水と約９０℃の湯を混合する場合のほうが約９０℃の湯の消費量を少なく抑えることが可能であり、ヒートポンプにより沸き上げた湯の利用を抑制するので省エネになるという効果を奏する。

また、貯湯タンク１下部と貯湯タンク１中間部に設けられた中間接続口であるタンク循環戻り口１ｂとを連通する熱回収回路である給水配管２、熱回収分岐配管４ａ、三方弁５、追焚循環回路４を備え、中間接続口であるタンク循環戻り口１ｂを第１の出湯口である給湯用中温水取出配管１０と給水配管２の貯湯タンク１との接続位置との間に設けたので、熱回収動作により得られた中温水を給湯用中温水取出配管１０から取出し、給湯用混合弁９で貯湯タンク１上部の高温の湯と混合利用することにより、回収した熱エネルギーを給湯の熱源として有効に利用することが可能となるとともに、約１０℃の低温の水と約９０℃の高温の湯を混合して設定温度の４０℃の湯を得る場合と比較して、中温水と約９０℃の湯を混合する場合のほうが約９０℃の湯の消費量を少なく抑えることが可能であり、ヒートポンプにより沸き上げた湯の利用を抑制するので省エネになるという効果を奏する。また、熱回収動作により得られた中温水をふろ用中温水取出配管１５から取出し、ふろ用混合弁１４で貯湯タンク１上部の高温の湯と混合利用することにより、回収した熱エネルギーを湯張りの熱源として有効に利用することが可能となるとともに、約１０℃の低温の水と約８５℃の高温の湯を混合して設定温度の４２℃の湯を得る場合と比較して、中温水と約８５℃の湯を混合する場合のほうが約８５℃の湯の消費量を少なく抑えることが可能であり、ヒートポンプにより沸き上げた湯の利用を抑制するので省エネになるという効果を奏する。また熱回収動作により得られた熱エネルギーの分だけタンク沸上動作によるヒートポンプユニット５０を動作させての沸き上げが不要となるので、ヒートポンプユニット５０による沸き上げ運転時間を相対的に抑制することができるのでヒートポンプユニット５０の消費電力を抑制し省エネになるだけでなく経年劣化をも抑制することが可能となる。

また、加熱手段であるヒートポンプユニット５０により貯湯タンク１内の水の加熱を行うタンク沸上ステップと、熱交換器６、熱回収ポンプであるタンク側循環ポンプ７および浴槽水ポンプであるふろ側循環ポンプ２３により貯湯タンク１内の水と浴槽水２２とを熱交換し、貯湯タンク１内の水の加熱を行う熱回収沸上ステップと、を備え、タンク沸上ステップの後に熱回収沸上ステップを行うように構成したので、タンク沸上動作の後に浴槽２１の浴槽水２２からの熱回収動作を行うことで、熱回収動作で温度上昇した中温水をヒートポンプにより沸き上げるという動作を行わないので、ヒートポンプユニット５０での沸き上げの効率を低下させることなく、また浴槽水２２の熱エネルギーを十分有効に貯湯タンク１内に回収することができ、省エネ性に優れた貯湯運転が実施できる。また熱回収動作により得られた熱エネルギーの分だけタンク沸上動作によるヒートポンプユニット５０を動作させての沸き上げが不要となるので、ヒートポンプユニット５０による沸き上げ運転時間を相対的に抑制することができるのでヒートポンプユニット５０の消費電力を抑制し省エネになるだけでなく経年劣化をも抑制することが可能となる。

また、熱回収動作により得られた中温水を給湯用中温水取出配管１０から取出し、給湯用混合弁９で貯湯タンク１上部の高温の湯と混合利用することにより、回収した熱エネルギーを給湯の熱源として有効に利用することが可能となるとともに、約１０℃の低温の水と約９０℃の高温の湯を混合して設定温度の４０℃の湯を得る場合と比較して、中温水と約９０℃の湯を混合する場合のほうが約９０℃の湯の消費量を少なく抑えることが可能であり、この側面からもヒートポンプにより沸き上げた湯の利用を抑制するので省エネになるという効果を奏する。また、熱回収動作により得られた中温水をふろ用中温水取出配管１５から取出し、ふろ用混合弁１４で貯湯タンク１上部の高温の湯と混合利用することにより、回収した熱エネルギーを湯張りの熱源として有効に利用することが可能となるとともに、約１０℃の低温の水と約８５℃の高温の湯を混合して設定温度の４２℃の湯を得る場合と比較して、中温水と約８５℃お湯を混合する場合のほうが約８５℃の湯の消費量を少なく抑えることが可能であり、ヒートポンプにより沸き上げた湯の利用を抑制するので省エネになるという効果を奏する。また熱回収動作により得られた熱エネルギーの分だけタンク沸上動作によるヒートポンプユニット５０を動作させての沸き上げが不要となるので、ヒートポンプユニット５０による沸き上げ運転時間を相対的に抑制することができるのでヒートポンプユニット５０の消費電力を抑制し省エネになるだけでなく経年劣化をも抑制することが可能となる。

また、熱交換器６、熱回収ポンプであるタンク側循環ポンプ７および浴槽水ポンプであるふろ側循環ポンプ２３により貯湯タンク１内の水と浴槽水２２とを熱交換し、貯湯タンク１内の水の加熱を行う熱回収沸上ステップと、上部出湯口である給湯配管８、第１の出湯口である給湯用中温水取出配管１０、給水配管２、からの湯水のうち２つを選択して、給湯用混合弁９で混合する一般給湯制御ステップと、上部出湯口である給湯配管８、第２の出湯口であるふろ用中温水取出配管１５、給水配管２、からの湯水のうち２つを選択して、ふろ用混合弁１４で混合するふろ給湯制御ステップと、を備え、熱回収沸上ステップの後に一般給湯制御ステップまたはふろ給湯ステップを行うように構成したので、熱回収動作で貯湯タンク１に貯湯した中温水を給湯用中温水取出配管１０から取出し、給湯用混合弁９で貯湯タンク１上部の高温の湯と混合利用することにより、回収した熱エネルギーを給湯の熱源として有効に利用することが可能となるとともに、約１０℃の低温の水と約９０℃の高温の湯を混合して設定温度の４０℃の湯を得る場合と比較して、中温水と約９０℃の湯を混合する場合のほうが約９０℃の湯の消費量を少なく抑えることが可能であり、ヒートポンプにより沸き上げた湯の利用を抑制するので省エネになるという効果を奏する。また、熱回収動作により得られた中温水をふろ用中温水取出配管１５から取出し、ふろ用混合弁１４で貯湯タンク１上部の高温の湯と混合利用することにより、回収した熱エネルギーを湯張りの熱源として有効に利用することが可能となるとともに、約１０℃の低温の水と約８５℃の高温の湯を混合して設定温度の４２℃の湯を得る場合と比較して、中温水と約８５℃お湯を混合する場合のほうが約８５℃の湯の消費量を少なく抑えることが可能であり、ヒートポンプにより沸き上げた湯の利用を抑制するので省エネになるという効果を奏する。また、熱回収動作で温度上昇した中温水をヒートポンプにより沸き上げるという動作を行わないので、ヒートポンプユニット５０での沸き上げの効率を低下させることなく、また浴槽水２２の熱エネルギーを十分有効に貯湯タンク１内に回収することができ、省エネ性に優れた貯湯運転が実施できる。また熱回収動作により得られた熱エネルギーの分だけタンク沸上動作によるヒートポンプユニット５０を動作させての沸き上げが不要となるので、ヒートポンプユニット５０による沸き上げ運転時間を相対的に抑制することができるのでヒートポンプユニット５０の消費電力を抑制し省エネになるだけでなく経年劣化をも抑制することが可能となる。

このように本発明によれば、タンク沸上動作の際に貯湯タンク１下部に浴槽水２２の廃熱回収を行うための水の領域が残るように、制御装置３０によりタンク循環戻り口１ｂ近傍に設けた貯湯温度センサ１aの検出温度に基づいて沸上動作を制御する。これにより、ヒートポンプユニット５０は常に低温の水を沸き上げ、廃熱回収の中温水を沸き上げることはないので、ＣＯＰの低下を招かない。また、タンク沸上動作の際に形成した廃熱回収を行う低温の水の領域であるタンク循環戻り口１ｂの下部の貯湯タンク１内に、熱回収動作により浴槽水２２の廃熱を回収して水を中温水として沸き上げて貯湯する。これにより、ヒートポンプユニット５０のＣＯＰを低下させることなく、浴槽水２２の熱エネルギーを十分有効に貯湯タンク１内に回収することができる。また、熱回収動作により得られた中温水を給湯用中温水取出配管１０から取出し、給湯用混合弁９で貯湯タンク１上部の高温の湯と混合利用することにより、回収した熱エネルギーを給湯の熱源として有効に利用することが可能となるとともに、約１０℃の低温の水と約９０℃の高温の湯を混合して設定温度の４０℃の湯を得る場合と比較して、中温水と約９０℃の湯を混合する場合のほうが約９０℃の湯の消費量を少なく抑えることが可能であり、ヒートポンプにより沸き上げた湯の利用を抑制するので省エネになるという効果を奏する。また、熱回収動作により得られた中温水をふろ用中温水取出配管１５から取出し、ふろ用混合弁１４で貯湯タンク１上部の高温の湯と混合利用することにより、回収した熱エネルギーを湯張りの熱源として有効に利用することが可能となるとともに、約１０℃の低温の水と約８５℃の高温の湯を混合して設定温度の４２℃の湯を得る場合と比較して、中温水と約８５℃お湯を混合する場合のほうが約８５℃の湯の消費量を少なく抑えることが可能であり、この側面からもヒートポンプにより沸き上げた湯の利用を抑制するので省エネになるという効果を奏する。また、中温水を積極的に利用しヒートポンプユニット５０で沸き上げた湯の利用量を抑制することにより必要な高温の湯の量が減少するので、ヒートポンプユニット５０による沸き上げ運転時間を相対的に抑制することができるのでヒートポンプユニット５０の経年劣化を抑制することが可能となる。以上のように本発明によれば、ヒートポンプのＣＯＰを低下させることなく廃熱回収を行うとともに、廃熱回収で得られた熱エネルギーを有効利用し、ヒートポンプにより沸き上げた湯の効率的な利用を行うことのできる省エネ性に優れた貯湯式給湯システムを提供することが可能となる。

本発明の実施の形態１による貯湯式給湯システムの構成図である。本発明の実施の形態１による貯湯式給湯システムの要部拡大図である。本発明の実施の形態１による貯湯式給湯システムの要部拡大図である。本発明の実施の形態１による貯湯式給湯システムの要部拡大図である。本発明の実施の形態１による貯湯式給湯システムの動作説明図である。本発明の実施の形態１による貯湯式給湯システムの動作説明図である。本発明の実施の形態１による貯湯式給湯システムの動作説明図である。本発明の実施の形態１による貯湯式給湯システムの動作説明図である。本発明の実施の形態１による貯湯式給湯システムの動作説明図である。本発明の実施の形態１による貯湯式給湯システムの動作説明図である。本発明の実施の形態１による貯湯式給湯システムの動作説明図である。本発明の実施の形態１による貯湯式給湯システムの動作説明図である。本発明の実施の形態１による貯湯式給湯システムの動作説明図である。本発明の実施の形態１による貯湯式給湯システムの動作説明図である。本発明の実施の形態１による貯湯式給湯システムのフローチャートである。本発明の実施の形態１による貯湯式給湯システムのフローチャートである。本発明の実施の形態１による貯湯式給湯システムのフローチャートである。

符号の説明

１貯湯タンク
１ａ貯湯温度センサ
１ｂタンク循環戻り口
１ｃ給湯用中温水温度センサ
１ｄふろ用中温水温度センサ
２給水配管
２ａ一般側給水分岐配管
２ｂふろ側給水分岐配管
３加熱循環回路
４追焚循環回路
４ａ熱回収分岐配管
５三方弁
６熱交換器
７タンク側循環ポンプ
８給湯配管
８ａ一般側給湯分岐配管
８ｂふろ側給湯分岐配管
９給湯用混合弁
１０給湯用中温水取出配管
１１一般給湯配管
１２蛇口
１３給湯温度センサ
１４ふろ用混合弁
１５ふろ用中温水取出配管
１６ふろ給湯配管
１７湯張り温度センサ
１８ふろ電磁弁
１９流量センサ
２０ふろ循環回路
２１浴槽
２２浴槽水
２３ふろ側循環ポンプ
２４ふろ循環温度センサ
２５タンク側循環温度センサ
３０制御装置
３０ａ判断部
３０ｂ記憶部
３１リモコン
４０貯湯タンクユニット
５０ヒートポンプユニット
１００貯湯式給湯システム

Claims

貯湯タンク下部の水を取り出して加熱し該貯湯タンク上部へ戻す、該貯湯タンクの外部に設けられたヒートポンプによる加熱手段と、
前記貯湯タンク下部と該貯湯タンク中間部に設けられた中間接続口とを連通する熱回収回路を流れる湯水と浴槽に湯張りされた浴槽水とを熱交換する熱交換器と、
前記熱回収回路内の温水を循環させる熱回収ポンプと、
前記浴槽水を浴槽水ポンプにより循環して前記熱交換器で熱交換を行う浴槽水循環回路と、
前記加熱手段、前記熱回収ポンプおよび前記浴槽水ポンプを制御する制御手段と、
を備え、
前記制御手段は、
前記加熱手段により前記貯湯タンク内の水の加熱を行うタンク沸上動作、及び
前記熱交換器、前記熱回収ポンプおよび前記浴槽水ポンプにより前記貯湯タンク内の水と前記浴槽水とを熱交換し、前記貯湯タンク内の水の加熱を行う熱回収沸上動作、
を順に行う際に、前記タンク沸上動作では、前記貯湯タンクの下部に前記熱回収沸上動作を行うための水の領域が残るように制御することを特徴とする貯湯式給湯システム。
前記中間接続口近傍に前記貯湯タンク内の湯温を検出する温度検出手段を備え、
前記制御手段は、前記温度検出手段で所定温度を検出するまでは前記タンク沸上動作を行い、その後は前記熱回収沸上動作を行うことを特徴とする請求項１に記載の貯湯式給湯システム。
貯湯タンク下部に接続され給水源からの水を該貯湯タンク下部に供給する給水配管と、
前記貯湯タンク下部の水を取り出して加熱し該貯湯タンク上部へ戻す、該貯湯タンクの外部に設けられたヒートポンプによる加熱手段と、
前記貯湯タンク上部の湯水を取り出す上部出湯口と前記給水配管の前記貯湯タンクとの接続位置との間に設けられた前記貯湯タンク内の湯水を取り出す第１の出湯口と、
前記上部出湯口と前記第１の出湯口との間に設けられた前記貯湯タンク内の湯水を取り出す第２の出湯口と、
を備え、
前記上部出湯口を浴槽への湯張りを行うふろ側給湯回路、前記浴槽以外へ給湯を行う一般給湯回路の双方に接続し、前記第１の出湯口を前記一般給湯回路に接続し、前記第２の出湯口を前記ふろ側給湯回路に接続するとともに、
前記第１の出湯口からの出湯温度を検出する第１出湯温度検出手段と、
前記第２の出湯口からの出湯温度を検出する第２出湯温度検出手段と、
前記上部出湯口、前記第２の出湯口、前記給水配管、からの湯水を混合するふろ用混合弁と、
前記上部出湯口、前記第１の出湯口、前記給水配管、からの湯水を混合する給湯用混合弁と、
前記ふろ用混合弁、前記給湯用混合弁を制御する制御手段と、
を備え、
前記制御手段は、前記第１出湯温度検出手段、前記第２出湯温度検出手段での検出温度により、前記ふろ用混合弁で混合する湯水を前記上部出湯口、前記第２の出湯口、前記給水配管、からの湯水のうち２つを選択して、
前記給湯用混合弁で混合する湯水を前記上部出湯口、前記第１の出湯口、前記給水配管、からの湯水のうち２つを選択して、
混合するように制御することを特徴とする貯湯式給湯システム。
前記貯湯タンク下部と該貯湯タンク中間部に設けられた中間接続口とを連通する熱回収回路を流れる湯水と浴槽に湯張りされた浴槽水とを熱交換する熱交換器と、
前記熱回収回路内の温水を循環させる熱回収ポンプと、
前記浴槽水を浴槽水ポンプにより循環して前記熱交換器で熱交換を行う浴槽水循環回路と、
前記加熱手段、前記熱回収ポンプおよび前記浴槽水ポンプを制御する制御手段と、
を備え、
前記中間接続口を前記第１の出湯口と前記給水配管の前記貯湯タンクとの接続位置との間に設けたことを特徴とする請求項３に記載の貯湯式給湯システム。
請求項１または２のいずれかに記載の貯湯式給湯システムを制御する制御方法であって、
前記加熱手段により前記貯湯タンク内の水の加熱を行うタンク沸上ステップと、
前記熱交換器、前記熱回収ポンプおよび前記浴槽水ポンプにより前記貯湯タンク内の水と前記浴槽水とを熱交換し、前記貯湯タンク内の水の加熱を行う熱回収沸上ステップと、
を備え、
前記タンク沸上ステップの後に前記熱回収沸上ステップを行うことを特徴とする貯湯式給湯システムの制御方法。
請求項４に記載の貯湯式給湯システムを制御する制御方法であって、
前記熱交換器、前記熱回収ポンプおよび前記浴槽水ポンプにより前記貯湯タンク内の水と前記浴槽水とを熱交換し、前記貯湯タンク内の水の加熱を行う熱回収沸上ステップと、
前記上部出湯口、前記第１の出湯口、前記給水配管、からの湯水のうち２つを選択して、前記給湯用混合弁で混合する一般給湯制御ステップと、
前記上部出湯口、前記第２の出湯口、前記給水配管、からの湯水のうち２つを選択して、前記ふろ用混合弁で混合するふろ給湯制御ステップと、
を備え、
前記熱回収沸上ステップの後に前記一般給湯制御ステップまたは前記ふろ給湯制御ステップを行うことを特徴とする貯湯式給湯システムの制御方法。