JP6351101B2 - 給湯システム - Google Patents

Description

本発明は、密閉型貯湯槽を備える給湯システムに関する。

従来の給湯システムには、ヒートポンプによって水を加熱し、加熱された温水を密閉型貯湯槽に貯留して給湯に使用する給湯システムが提案されている（特許文献１参照）。この給湯システムでは、貯湯槽の上層部に貯留する高温水の温度が給湯先の設定温度を超えている場合には、高温水と給水源の水を三方弁を介して設定温度になるように混合して給湯先に供給する。また、貯湯槽の上下方向中間層に貯留する中温水の温度が設定温度よりも低い場合には、中温水を熱交換器で加熱して貯湯槽に戻して、中温水の温度を上昇させて給湯に用いる。

一方、本出願人等は、ＣＯ２を冷媒としたヒートポンプによって加熱された高温水を密閉型貯湯槽に貯留して給湯に使用する給湯システムを提案している。ＣＯ２を冷媒としたヒートポンプは、給水温度から大きな温度差を有して加熱する運転で９０℃程度の高温水を密閉型貯湯槽に貯留することができ、また効率（ＣＯＰ）も高い。

特開２００７−２９２４５６号公報

特許文献１に記載の給湯システムにおいて、高温水が流れる管と中温水が流れる管が合流して給湯先に延びる給湯管の上流側に設けられた三方弁は、高温水又は中温水を給湯管側又は熱交換器側に切り替えるための方向切替弁である。このため、特許文献１に記載の給湯システムは、貯湯層の高温水又は加熱された中温水を給湯先に供給するものである。このため、特許文献１に記載の給湯システムでは、貯湯層から取り出された高温水と中温水が設定温度になるように混ぜて給湯先に供給することができない。

一方、ＣＯ２を冷媒としたヒートポンプを備える給湯システムでは、冬期、夏期等の外気温度が変化する場合、貯湯槽に貯留された温水からの放熱によって温水の温度が低下する虞がある。特に、冬期では、温水の温度低下はより大きくなる。従って、貯湯槽に貯留された温水をヒートポンプで再加熱する必要が生じ、ヒートポンプの効率が低下する。

上述の事情に鑑みて、本発明の少なくとも一つの実施形態は、ヒートポンプを備える給湯システムにおいて、外気の温度が変化してもＣＯＰを高い状態に維持したままで安定した給湯ができる給湯システムを提供することを目的とする。

本発明の少なくとも一つの実施形態に係わる給湯システムは、
ヒートポンプによって水を加熱し、加熱された温水を密閉型貯湯槽に貯留して給湯に使用する給湯システムであって、
給水源から前記密閉型貯湯槽の下部に給水圧を利用して給水可能であるとともに前記ヒートポンプに接続された給水管と、
前記密閉型貯湯槽の下部から取り出した低温水を前記ヒートポンプによって加熱して前記密閉型貯湯槽の上部に戻す加熱管と、
一端が前記密閉型貯湯槽の上部に接続され、他端が開度調整可能な三方弁に接続された高温水配管と、
一端が前記密閉型貯湯槽の上下方向中間部に接続され、他端が前記三方弁に接続された中温水配管と、
一端が前記三方弁に接続され、他端が前記給湯先に接続された給湯管と、
一端が前記給水管から分岐し、他端が前記中温水配管に接続された給水分岐管と、を備え、
前記給湯管には、該給湯管を流れる温水の温度を検出する給湯温度センサが設けられ、
前記給湯先に供給される給湯の温度が設定温度になるように、前記給湯温度センサにより検出される検出値に応じて、前記三方弁の開度を制御して前記高温水配管を流れる高温水の流量及び前記中温水配管を流れる水の流量を調整する制御装置が設けられているように構成される。

上記給湯システムによれば、制御装置は、給湯先に供給される給湯の温度が設定温度になるように、給湯温度センサにより検出される検出値に応じて、三方弁の開度を制御して高温水配管を流れる高温水の流量及び中温水配管を流れる水の流量を調整する。このため、給湯先に給湯する場合、密閉型貯湯槽に貯留された高温水及び中温水の夫々の流量を調整して混合した混合湯を給湯することで、ヒートポンプで密閉型貯湯槽に貯留する温水を再加熱して給湯する頻度を抑えることができるとともに、高温水を効果的に利用することができる。よって、外気の温度が変化（低下）してもＣＯＰを高い状態に維持したままで安定した給湯ができる給湯システムを実現できる。

また、幾つかの実施形態では、
前記中温水配管には、該中温水配管を流れる中温水の流通を遮断し又は許容する第１開閉弁が設けられ、
前記給水分岐管には、該給水分岐管を流れる水の流通を遮断し及び許容する第２開閉弁が設けられ、
設けられ、
前記密閉型貯湯槽の上下方向中間部の中温層に貯留する中温水の温度を検出する中温水温度センサが設けられ、
前記制御装置は、前記中温水温度センサの検出値が設定温度よりも小さい場合には、前記第１開閉弁を開き、且つ前記第２開閉弁を閉じて、前記高温水配管を流れる高温水と前記中温水配管を流れる中温水を前記三方弁に供給するように構成される。

この場合、制御装置は、中温水温度センサの検出値が所定温度よりも小さい場合には、第１開閉弁を開き、且つ第２開閉弁を閉じるとともに、高温水配管を流れる高温水と中温水配管を流れる中温水の混合水が設定温度になるように、三方弁の開度を制御する。このため、高温水配管を流れる高温水の流量と、中温水配管を流れる中温水の流量が三方弁によって制御されて、設定温度の混合水を給湯先に供給することができる。このため、外気の温度が低下して中温水の温度が所定温度よりも小さくなっても、高温水を効果的に利用することで、ヒートポンプによる温水の再加熱をすることなく、設定温度の混合水を得ることができる。よって、外気の温度が変化してもヒートポンプのＣＯＰを高い状態に維持したままで安定した給湯を行うことができる。

また、幾つかの実施形態では、
前記制御装置は、前記中温水温度センサの検出値が設定温度を超えている場合には、前記第１開閉弁を閉じ、且つ前記第２開閉弁を開いて、前記高温水配管を流れる高温水と前記給水分岐管を流れる水を前記三方弁に供給するように構成される。

この場合、中温水温度センサの検出値が所定温度を超えている場合には、制御装置は、第１開閉弁を閉じ、且つ第２開閉弁を開くとともに、高温水配管を流れる高温水と給水分岐管を流れる水の混合水が設定温度になるように、三方弁の開度を制御する。従って、高温水配管を流れる高温水と、給水分岐管を流れる水の流量が三方弁によって制御されて、設定温度の混合水を給湯先に供給することができる。このため、高温水を効果的に利用して、ヒートポンプによる温水の再加熱を抑制することができる。よって、ヒートポンプのＣＯＰを高い状態に維持したままで安定した給湯を行うことができる。

また、幾つかの実施形態では、
前記密閉型貯湯槽の上部に貯留する高温層の高温水の温度を検出する高温水温度センサが設けられ、
前記制御装置は、前記高温水温度センサの検出値が設定温度よりも低い温度を検出すると、前記ヒートポンプを作動させて、前記密閉型貯湯槽の下部から流出した低温水を前記ヒートポンプで加熱して前記密閉型貯湯槽の上部に戻すように構成されている。

この場合、制御装置は、高温層温度センサの検出値が設定温度よりも低い温度を検出すると、ヒートポンプを作動させる。このため、給水源からの給水圧が高温水配管を介して密閉型貯湯槽内に伝わって、密閉型貯湯槽内の下方から取り出された低温水はヒートポンプを介して加熱されて密閉型貯湯槽の上部に戻される。よって、密閉型貯湯槽の上部に貯留する高温水を設定温度よりも高い温度にして貯留することができる。

また、幾つかの実施形態では、
前記中温水配管と前記給水分岐管とが交差する部分には、前記中温水配管を開放するとともに前記給水分岐管を遮断して前記中温水配管を流れる中温水を三方弁に供給し、又は前記中温水配管を遮断するとともに前記給水分岐管を開放して前記給水分岐管を流れる水を前記三方弁に供給する方向切替弁が設けられ、
前記密閉型貯湯槽の上下方向中間部の中温層に貯留する中温水の温度を検出する中温水温度センサが設けられ、
前記制御装置は、前記中温水温度センサの検出値が設定温度よりも小さい場合には、中温水が前記中温水配管を流れて前記三方弁に供給されるように前記方向切替弁を切替制御するように構成される。

この場合、制御装置は、中温水温度センサの検出値が設定温度よりも小さい場合には、中温水が中温水配管を流れて三方弁に供給されるように方向切替弁を切替制御する。このため、中温水配管を流れる中温水が三方弁に供給され、高温水配管を流れる高温水の流量と、中温水配管を流れる中温水の流量が三方弁によって制御されて、設定温度の混合水を給湯先に供給することができる。このため、外気の温度が低下して中温水の温度が所定温度よりも小さくなっても、高温水を効果的に利用することで、ヒートポンプによる温水の再加熱をすることなく、設定温度の混合水を得ることができる。よって、外気の温度が変化してもヒートポンプのＣＯＰを高い状態に維持したままで安定した給湯を行うことができる。

また、幾つかの実施形態では、
前記制御装置は、前記中温水温度センサの検出値が前記設定温度を超えている場合には、給水源からの水が前記給水分岐管を流れて前記三方弁に供給されるように前記方向切替弁を切替制御するように構成される。

この場合、制御装置は、中温水温度センサの検出値が設定温度を超えている場合には、給水源からの水が給水分岐管を流れて三方弁に供給され、高温水配管を流れる高温水の流量と、給水分岐管を流れる水の流量が三方弁によって制御されて、設定温度の混合水を給湯先に供給することができる。このため、高温水を効果的に利用して、ヒートポンプによる温水の再加熱を抑制することができる。よって、ヒートポンプのＣＯＰを高い状態に維持したままで安定した給湯を行うことができる。

また、幾つかの実施形態では、
前記密閉型貯湯槽の上部に貯留する高温層の高温水の温度を検出する高温水温度センサが設けられ、
前記制御装置は、前記高温水温度センサの検出値が設定温度よりも低い温度を検出すると、中温水及び給水源からの水が前記三方弁に供給されないように前記方向切替弁を切替制御するとともに、前記ヒートポンプを作動させて、前記密閉型貯湯槽の下部から流出する低温水を前記ヒートポンプによって加熱して前記密閉型貯湯槽の上部に戻すように構成される。

この場合、制御装置は、高温水温度センサの検出値が設定温度よりも低い温度を検出すると、中温水及び給水源からの水が三方弁に供給されないように方向切替弁を切替制御するとともに、ヒートポンプを作動させる。このため、密閉型貯湯槽の下部から流出する低温水がヒートポンプによって加熱されて密閉型貯湯槽の上部に戻される。このため、密閉型貯湯槽の上部に貯留する高温水を設定温度よりも高い温度にして貯留することができる。

本発明の少なくとも幾つかの実施形態によれば、ヒートポンプを備える給湯システムにおいて、外気の温度が変化してもＣＯＰを高い状態に維持したままで安定した給湯ができる給湯システムを提供することができる。

本発明の第１実施形態に係る給湯システムの概略構成図である。 本発明の第１実施形態に係る給湯システムの高温水・水による追い掛けモード時の概略構成図である。 本発明の第１実施形態に係る給湯システムの高温水・中温水による追い掛けモード時の概略構成図である。 本発明の第１実施形態に係る給湯システムの蓄熱モード時における給湯システムの概略構成図である。 本発明の第１実施形態に係る給湯システムの追い掛けモード時におけるフローチャートである。 本発明の第１実施形態に係る給湯システムの蓄熱モード時におけるフローチャートである。 本発明の第２実施形態に係る給湯システムの高温水・水による追い掛けモード時の概略構成図である。 本発明の第２実施形態に係る給湯システムの高温水・中温水による追い掛けモード時の概略構成図である。 本発明の第２実施形態に係る給湯システムの蓄熱モード時における概略構成図である。 本発明の第２実施形態に係る給湯システムの追い掛けモード時におけるフローチャートである。 本発明の第２実施形態に係る給湯システムの蓄熱モード時におけるフローチャートである。

以下、本発明を図に示した実施形態を用いて詳細に説明する。但し、この実施形態に記載されている構成部品の寸法、材質、形状、その相対配置などは特に特定的な記載がない限り、この発明の範囲をそれのみに限定する趣旨ではない。

[第１実施形態]
図１は、本発明の第１実施形態に係る給湯システムの概略構成図である。給湯システムは、図１に示すように、ヒートポンプで加熱した湯を密閉型貯湯槽１（以下、単に「貯湯槽１」と記す。）内に貯留しておき、湯の使用時に必要量を供給する給湯機能を有している。

給湯システムは、１つの貯湯槽１と、貯湯槽１の下部から取り出した低温水を加熱して貯湯槽１の上部に戻すヒートポンプ３を備える。ヒートポンプ３は、ＣＯ２を冷媒として低温水を加熱可能な熱交換器であり、例えば、給水源から供給された水を９０℃に加熱可能な加熱能力を有する。給湯システムには、給水源から供給される水をヒートポンプ３に供給可能な給水管５を備えている。給水管５の下流側には、給水管５から分岐して貯湯槽１の底部に接続された低温水配管７が設けられている。また、給水管５の上流側には、給水管５から分岐して貯湯槽１の上下方向中間部から取り出される中温水を流す中温水配管９に接続された給水分岐管１１が設けられている。

ヒートポンプ３によって加熱された温水は、ヒートポンプ３に一端部が接続されて他端部が貯湯槽１の上部に接続された加熱管１３を介して流出する。このため、ヒートポンプによって加熱された温水は、加熱管１３を流れて貯湯槽１の上部に流入する。加熱管１３の途中には、排出管から分岐して三方弁３０に繋がる高温水配管１５が設けられている。この三方弁３０には、貯湯槽１の上下方向中間部に貯留する中温水を取り出し可能な中温水配管９が接続されている。また、三方弁３０には給湯先に延びる給湯管１７が接続されている。

つまり、三方弁３０には、高温水配管１５、中温水配管９、給湯管１７が接続されている。三方弁３０は、高温水配管１５を流れる高温水の流量と中温水配管９を流れる中温水の流量を調整して、所望の温度の混合水を給湯管１７に流すことができるように構成されている。三方弁３０には、高温水及び中温水のそれぞれの流量を調整可能な流量調整機構部（図示せず）が設けられ、この流量調整機構部はモータＭによって作動して流量調整するように構成されている。モータＭの制御は制御装置４０によって行われる。

中温水配管９の貯湯槽１側には、中温水配管９を流れる中温水の流通を遮断し又は許容する第１開閉弁３１が設けられている。また、給水分岐管１１には、給水分岐管１１を流れる水の流通を遮断し及び許容する第２開閉弁３２が設けられている。第１開閉弁３１及び第２開閉弁３２は、電磁式又は電動式の開閉弁であり、制御装置４０によって作動が制御される。

給湯管１７には、給湯管１７内を流れる水の温度を検出する温度センサＴ４が設けられている。また、貯湯槽１の上下方向の上部、中間部、底部には、貯湯槽１内の上部、中間部、底部に貯留する夫々の温水の温度を検出可能な温度センサＴ１、Ｔ２、Ｔ３が設けられている。温度センサＴ２が設けられ位置は、中温水配管９の上下位置と略同じ位置に配設されている。これらの温度センサＴ１〜Ｔ４は、制御装置４０に電気的に接続されている。

制御装置４０は、三方弁３０、第１開閉弁３１、第２開閉弁３２の作動を制御して、高温水配管１５を流れる高温水と、中温水配管９を流れる中温水又は給水源の水を混合させて所定温度の混合水を給湯先に供給可能な追い掛けモードと、貯湯槽１に所定温度の温水を蓄熱するための蓄熱モードを備える。制御装置４０の詳細については、後述する。

次に、給湯システムの作動について、図２から図６を参照しながら説明する。先ず、追い掛けモードについて説明する。図２及び図５に示すように、制御装置４０は、温度センサＴ２の検出値に基づいて、貯湯槽１の上下方向中間部内の中温水の温度が６０℃を超えているか否かを判断する（ステップ１００）。中温水の温度が６０℃を超えていれば、ステップ１０１に移行し、超えていなければ、ステップ１０３に移行する。

ステップ１０１では、中温水の温度が６０℃を超えていると判断されると、第１開閉弁３１（Ｖ１）を閉じ、第２開閉弁３２（Ｖ２）を開いた状態にする。第１開閉弁３１が閉じた状態となり且つ第２開閉弁３２が開いた状態になると、給水源の給水圧によって、貯湯槽１の上部から高温水が高温水配管１５を流れて三方弁３０に流入するとともに、給水源からの水が給水分岐管１１及び中温水配管９を流れて三方弁３０に流入する。そして、高温水と水は、三方弁３０の通過時に三方弁３０によって夫々の流量が調節されて混合される。このため、高温水と水の混合水は所定温度となって給湯先に供給される。

ここで、給湯先への混合水の供給時に、中温水の温度が５５℃以下であるか否かが判断される（ステップ１０２）。中温水の温度が５５℃以下であると判断されると、ステップ１０３に移行し、判断されないときには、ステップ１０２の判断が繰り返される。ステップ１０３では、第１開閉弁３１（Ｖ１）を開き、第２開閉弁３２（Ｖ２）を閉じた状態にする。第１開閉弁３１が開いた状態となり且つ第２開閉弁３２が閉じた状態になると、図３に示すように、給湯先で混合水が給湯されると、給水源の給水圧によって、貯湯槽１の上部から高温水が高温水配管１５を流れて三方弁３０に流入するとともに、貯湯槽１の上下方向中間部からの中温水が中温水配管９を流れて三方弁３０に流入する。そして、高温水と中温水は、三方弁３０の所定温度の混合水になるように通過時に夫々の流量が調節される。従って、所定温度となった混合水が給湯先に供給される。そして、給湯先への混合水の供給時に、中温水の温度が６０℃以上であるか否かが判断され（ステップ１００）、その後、前述したステップ１０１〜ステップ１０３が実行される。

次に、給湯システムの作動における蓄熱モードについて説明する。図４及び図６に示すように、制御装置４０は、温度センサＴ３の検出値に基づいて、貯湯槽１の下部内の低温水の温度が６０℃よりも小さいか否かを判断する（ステップ１１０）。低温水の温度が６０℃を超えていれば、ステップ１１０が繰り返される。低温水の温度が６０℃よりも小さいと判断された場合には、ステップ１１１に移行する。

ステップ１１１では、制御装置４０によってヒートポンプ３を作動させる。従って、図４に示すように、給水源の給水圧によって、水が給水管５を流れてヒートポンプ３に供給される。ヒートポンプ３に供給された低温水は、ヒートポンプ３によって加熱されて高温水となり、高温水は加熱管１３を流れて貯湯槽１の上部に流入する。貯湯槽１の上部に高温水が流入すると、貯湯槽１の底部から低温水が流出し、低温水配管７及び給水管５を流れてヒートポンプ３に供給される。ヒートポンプ３に供給された低温水は、ヒートポンプ３によって加熱されて加熱管１３を流れて貯湯槽１の上部に戻される。そして、この一連の動作が繰り返される。そして、温度センサＴ３の検出値が６５℃を超えたと判断されると（ステップ１１２）、蓄熱モードが終了する。一方、温度センサＴ３の検出値が６５℃を超えていない場合には、ステップ１１１が継続される。

このように、本願の第１実施形態の給湯システムは、密閉型貯湯槽１に貯留された高温水及び中温水の夫々の流量を三方弁３０で調整して混合した混合湯を給湯する。このため、ヒートポンプ３で密閉型貯湯槽１に貯留する温水を再加熱して給湯する頻度を抑えることができるとともに、高温水を効果的に利用することができる。よって、外気の温度が変化（低下）してもＣＯＰを高い状態に維持したままで安定した給湯ができる給湯システムを実現できる。また、三方弁３０は流量制御可能であるので、三方弁３０の制御は複雑になるが、本願の給湯システムには１つの三方弁３０しか存在しないので、制御装置４０における三方弁３０の制御負担の増大を抑えることができる。

[第２実施形態]
次に、本発明の第２実施形態に係る給湯システムについて、図７〜図１１を参照しながら説明する。なお、第２実施形態については、第１実施形態との相違点のみについて説明し、第１実施形態と同一態様部分については同一符号を附して説明を省略する。

図７に示すように、中温水配管９と給水分岐管１１とが交差する部分には、方向切替弁４３が設けられている。この方向切替弁４３は、電動で駆動して、中温水配管９側を開くとともに給水分岐管１１側を閉じて中温水配管９を流れる中温水を三方弁３０に供給し、又は中温水配管９側を閉じるとともに給水分岐管１１側を開いて給水分岐管１１を流れる水を三方弁３０に供給するように流路を切り替える。方向切替弁４３の切替制御は、制御装置４０によって行われる。なお、第２実施形態に係る給湯システムには、第１開閉弁３１（図１参照）及び第２開閉弁３２（図１参照）は設けられていない。

このように構成された給湯システムにおいて追い掛けモードを行う場合には、図７及び図１０に示すように、制御装置４０は、温度センサＴ２の検出値に基づいて、貯湯槽１の上下方向中間部内の中温水の温度が６０℃を超えているか否かを判断する（ステップ１００）。中温水の温度が６０℃を超えていれば、ステップ１０１'に移行し、超えていなければ、ステップ１０３'に移行する。

ステップ１０１'では、中温水の温度が６０℃を超えていると判断されると、給水分岐管１１側を開くとともに中温水配管９側を閉じるように方向切替弁４３を切り替える。このように方向切替弁４３を切り替えると、給水源の給水圧によって、貯湯槽１の上部から高温水が高温水配管１５を流れて三方弁３０に流入するとともに、給水源からの水が給水分岐管１１及び中温水配管９を流れて三方弁３０に流入する。そして、高温水と水は、三方弁３０の通過時に三方弁３０によって夫々の流量が調節されて混合される。このため、高温水と水の混合水は所定温度となって給湯先に供給される。

ここで、給湯先への混合水の供給時に、中温水の温度が５５℃以下であるか否かが判断される（ステップ１０２）。中温水の温度が５５℃以下であると判断されると、ステップ１０３'に移行し、判断されないときには、ステップ１０２の判断が繰り返される。ステップ１０３'では、給水分岐管１１側を閉じるとともに中温水配管９側を開くように方向切替弁４３を切り替える。このように方向切替弁４３を切り替えると、図８に示すように、給湯先で混合水が給湯されると、給水源の給水圧によって、貯湯槽１の上部から高温水が高温水配管１５を流れて三方弁３０に流入するとともに、貯湯槽１の上下方向中間部からの中温水が中温水配管９を流れて三方弁３０に流入する。そして、高温水と中温水は、三方弁３０の所定温度の混合水になるように通過時に夫々の流量が調節される。従って、所定温度となった混合水が給湯先に供給される。そして、給湯先への混合水の供給時に、中温水の温度が６０℃以上であるか否かが判断され（ステップ１００）、その後、前述したステップ１０１'、ステップ１０２、ステップ１０３'が実行される。

次に、給湯システムの作動における蓄熱モードについて説明する。図９及び図１１に示すように、制御装置４０は、温度センサＴ３の検出値に基づいて、貯湯槽１の下部内の低温水の温度が６０℃よりも小さいか否かを判断する（ステップ１１０）。低温水の温度が６０℃を超えていれば、ステップ１１０が繰り返される。低温水の温度が６０℃よりも小さいと判断された場合には、ステップ１１１'に移行する。

ステップ１１１'では、制御装置４０によって、方向切替弁４３の給水分岐管１１側を閉じて中温水配管９側を開き、三方弁３０の高温水配管側を閉じて中温水配管を開くように方向切替弁４３及び三方弁３０を制御するとともに、ヒートポンプ３を作動させる。従って、図９に示すように、給水源の給水圧によって、水が給水管５を流れてヒートポンプ３に供給される。ヒートポンプ３に供給された低温水は、ヒートポンプ３によって加熱されて高温水となり、高温水は加熱管１３を流れて貯湯槽１の上部に流入する。貯湯槽１の上部に高温水が流入すると、貯湯槽１の底部から低温水が流出し、低温水が低温水配管７及び給水管５を流れてヒートポンプ３に供給される。ヒートポンプ３に供給された低温水は、ヒートポンプ３によって加熱されて加熱管１３を流れて貯湯槽１の上部に戻される。そして、この一連の動作が繰り返される。そして、温度センサＴ３の検出値が６５℃を超えたと判断されると（ステップ１１２）、蓄熱モードが終了する。一方、温度センサＴ３の検出値が６５℃を超えていない場合には、ステップ１１１'が継続される。

このように、本願の第２実施形態の給湯システムでは、前述した第１実施形態の給湯システムの第１開閉弁３１及び第２開閉弁３２の代わりに、方向切替弁４３を用いることで、第１実施形態の場合と同様に、ヒートポンプ３で密閉型貯湯槽１に貯留する温水を再加熱して給湯する頻度を抑えられる効果を得ることができるとともに、高温水を効果的に利用可能な効果を得ることができる。よって、外気の温度が変化（低下）してもＣＯＰを高い状態に維持したままで安定した給湯ができる給湯システムを実現できる。第２実施形態の給湯システムでは、第１開閉弁３１及び第２開閉弁３２の代わりに方向切替弁４３を用いるので、コストの低減を図ることができる。

なお、前述した実施形態では、中温水配管に第１開閉弁を設け、給水分岐管に第２開閉弁を設けたが、これらの開閉弁の代わりに、中温水配管及び給水分岐管を開閉可能な三方弁を設けてもよい。

１ 密閉型貯湯槽
３ ヒートポンプ
５ 給水管
７ 低温水配管
９ 中温水配管
１１ 給水分岐管
１３ 加熱管
１５ 高温水配管
１７ 給湯管
３０ 三方弁
３１ 第１開閉弁
３２ 第２開閉弁
４０ 制御装置
４３ 方向切替弁
Ｍ モータ
Ｔ１ 温度センサ（高温水温度センサ）
Ｔ２ 温度センサ（中温水温度センサ）
Ｔ３ 温度センサ（低温水温度センサ）
Ｔ４ 温度センサ（給湯温度センサ）
Ｔ５ 温度センサ（環境温度センサ）

Claims (4)

1. ヒートポンプによって水を加熱し、加熱された温水を密閉型貯湯槽に貯留して給湯に使用する給湯システムであって、
   給水源から前記密閉型貯湯槽の下部に給水圧を利用して給水可能であるとともに前記ヒートポンプに接続された給水管と、
   前記密閉型貯湯槽の下部から取り出した低温水を前記ヒートポンプによって加熱して前記密閉型貯湯槽の上部に戻す加熱管と、
   一端が前記密閉型貯湯槽の上部に接続され、他端が開度調整可能な三方弁に接続された高温水配管と、
   一端が前記密閉型貯湯槽の上下方向中間部に接続され、他端が前記三方弁に接続された中温水配管と、
   一端が前記三方弁に接続され、他端が給湯先に接続された給湯管と、
   一端が前記給水管から分岐し、他端が前記中温水配管に接続された給水分岐管と、を備え、
   前記給湯管には、該給湯管を流れる温水の温度を検出する給湯温度センサが設けられ、
   前記給湯先に供給される給湯の温度が設定温度になるように、前記給湯温度センサにより検出される検出値に応じて、前記三方弁の開度を制御して前記高温水配管を流れる高温水の流量及び前記中温水配管を流れる水の流量を調整する制御装置が設けられ、
   前記中温水配管には、該中温水配管を流れる中温水の流通を遮断し又は許容する第１開閉弁が設けられ、
   前記給水分岐管には、該給水分岐管を流れる水の流通を遮断し及び許容する第２開閉弁が設けられ、
   前記密閉型貯湯槽の上下方向中間部の中温層に貯留する中温水の温度を検出する中温水温度センサが設けられ、
   前記制御装置は、
   前記中温水温度センサの検出値が第１設定温度以上となったとき、前記第１開閉弁を閉じ、且つ前記第２開閉弁を開いて、前記高温水配管を流れる高温水と前記給水分岐管を流れる水を前記三方弁に供給する給水利用モードにて前記給湯システムを稼働させ、
   前記給水利用モードによる前記給湯システムの運転中において、前記中温水温度センサの検出値が、前記第１設定温度よりも低温である第２設定温度以下になったとき、前記第１開閉弁を開き、且つ前記第２開閉弁を閉じて、前記高温水配管を流れる高温水と前記中温水配管を流れる中温水を前記三方弁に供給する中温水利用モードへと前記給湯システムの運転状態を切り替える
   ように構成された
   ことを特徴とする給湯システム。
2. 前記密閉型貯湯槽の底部に貯留する低温層の低温水の温度を検出する低温水温度センサが設けられ、
   前記制御装置は、前記低温水温度センサの検出値が設定温度よりも低い温度を検出すると、前記ヒートポンプを作動させて、前記密閉型貯湯槽の下部から流出した低温水を前記ヒートポンプで加熱して前記密閉型貯湯槽の上部に戻すように構成されている
   ことを特徴とする請求項１に記載の給湯システム。
3. ヒートポンプによって水を加熱し、加熱された温水を密閉型貯湯槽に貯留して給湯に使用する給湯システムであって、
   給水源から前記密閉型貯湯槽の下部に給水圧を利用して給水可能であるとともに前記ヒートポンプに接続された給水管と、
   前記密閉型貯湯槽の下部から取り出した低温水を前記ヒートポンプによって加熱して前記密閉型貯湯槽の上部に戻す加熱管と、
   一端が前記密閉型貯湯槽の上部に接続され、他端が開度調整可能な三方弁に接続された高温水配管と、
   一端が前記密閉型貯湯槽の上下方向中間部に接続され、他端が前記三方弁に接続された中温水配管と、
   一端が前記三方弁に接続され、他端が給湯先に接続された給湯管と、
   一端が前記給水管から分岐し、他端が前記中温水配管に接続された給水分岐管と、を備え、
   前記給湯管には、該給湯管を流れる温水の温度を検出する給湯温度センサが設けられ、
   前記給湯先に供給される給湯の温度が設定温度になるように、前記給湯温度センサにより検出される検出値に応じて、前記三方弁の開度を制御して前記高温水配管を流れる高温水の流量及び前記中温水配管を流れる水の流量を調整する制御装置が設けられ、
   前記中温水配管と前記給水分岐管とが交差する部分には、前記中温水配管を開放するとともに前記給水分岐管を遮断して前記中温水配管を流れる中温水を三方弁に供給し、又は前記中温水配管を遮断するとともに前記給水分岐管を開放して前記給水分岐管を流れる水を前記三方弁に供給する方向切替弁が設けられ、
   前記密閉型貯湯槽の上下方向中間部の中温層に貯留する中温水の温度を検出する中温水温度センサが設けられ、
   前記制御装置は、
   前記中温水温度センサの検出値が第１設定温度以上となったとき、前記方向切替弁を切替制御して、給水源からの水が前記給水分岐管を流れて前記三方弁に供給される給水利用モードにて前記給湯システムを稼働させ、
   前記給水利用モードによる前記給湯システムの運転中において、前記中温水温度センサの検出値が、前記第１設定温度よりも低温である第２設定温度以下になったとき、前記方向切替弁を切替制御して、中温水が前記中温水配管を流れて前記三方弁に供給される中温水利用モードへと前記給湯システムの運転状態を切り替える
   ように構成された
   ことを特徴とする給湯システム。
4. 前記密閉型貯湯槽の底部に貯留する低温層の低温水の温度を検出する低温水温度センサが設けられ、
   前記制御装置は、前記低温水温度センサの検出値が設定温度よりも低い温度を検出すると、中温水及び給水源からの水が前記三方弁に供給されないように前記方向切替弁を切替制御するとともに、前記ヒートポンプを作動させて、前記密閉型貯湯槽の下部から流出する低温水を前記ヒートポンプによって加熱して前記密閉型貯湯槽の上部に戻す
   ことを特徴とする請求項３に記載の給湯システム。

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