JPH0949668A

JPH0949668A - 給湯装置

Info

Publication number: JPH0949668A
Application number: JP30806495A
Authority: JP
Inventors: Yuji Yamazaki; 有史山崎; Takao Aizawa; 孝夫相澤; Shinji Yoshikawa; 晋司吉川
Original assignee: Daikin Industries Ltd
Current assignee: Daikin Industries Ltd
Priority date: 1995-05-31
Filing date: 1995-10-19
Publication date: 1997-02-18
Anticipated expiration: 2015-10-19
Also published as: JP2850811B2

Abstract

(57)【要約】【課題】単一の貯湯タンクによる簡素な構成で蓄冷と
給湯あるいは貯湯が可能な給湯装置を提供する。【解決手段】熱交換路５の出口側５ａを第１三方弁１
１を介して温水を流出する出湯管１７と冷水を流出する
出水管１８とに分岐させ、それぞれ貯湯タンク１の出湯
口６とこれよりも下側に設けた出水口８とに接続する。
また入口側５ｂは第２三方弁１２を介して温水が流入す
る取湯管１９と冷水が流入する取水管２０とに分岐さ
せ、それぞれ出湯口６と出水口８との中間に設けた取湯
口９と、下端部に設けた取水口７とにおいて貯湯タンク
１に接続する。給水配管２２は第３三方弁１３を介して
分岐させ、貯湯タンク１の下端部と、取湯口９と出水口
８との中間位置とに接続する。各三方弁１１〜１３及び
冷媒系統を制御手段１４で制御する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】この発明は、蓄冷運転が可能
な給湯装置に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】高温多湿な夏期における不快な室内環境
も、空気調和機を用いて冷房及び除湿を行うことにより
快適なものとすることができる。そのため空気調和機の
普及には目覚ましいものがあるが、一方で真夏の昼間に
は冷房のために電力需要がピークに達し、大きな工場等
では供給電力が制限されるという問題を生じる場合があ
る。このような場合に、夜間の安価な電力を利用して冷
熱を蓄え、これを昼間の空気調和機の冷房負荷の軽減に
用いることができれば、経済的であるのみならず電力需
要のピークの緩和に役立つことになる。

【０００３】かかる観点から上記問題を解決するために
なされたものとして、特開平６−１５９８４５号公報記
載の給湯装置がある。図１５は、この従来例の給湯装置
の水系統を示す回路図である。この給湯装置は、加熱手
段としての電気ヒータ３０を内蔵する加熱タンク３１
と、湯を貯える第１貯湯タンク３２と、湯または冷水を
貯える第２貯湯タンク３３とを立設し、加熱タンク３１
および第１、第２貯湯タンク３２、３３の頂部に給湯配
管３５を、加熱タンク３１および第２貯湯タンク３３の
底部に第２三方弁４２を介して給水配管３６をそれぞれ
接続し、第１貯湯タンク３２の底部と第２貯湯タンク３
３の頂部とを配管３７で接続している。またヒートポン
プシステムの凝縮器または蒸発器に切り換えられる二重
管式の熱交換器３９とポンプ４０とを介設した循環配管
３８の一端３８ａを加熱タンク３１の底部に接続する一
方、第１三方弁４１を介して２つに分岐する循環配管３
８の他端３８ｂ、３８ｃを、加熱タンク３１、第２貯湯
タンク３３の底部にそれぞれ接続している。

【０００４】上記第２三方弁４２と第２貯湯タンク３３
との間の給水配管３６には、第１貯湯タンク３２の底部
に連なる給水分岐管４７を分岐させる第４三方弁４４を
介設し、上記熱交換器３９と加熱タンク３１との間の循
環配管３８には、第２貯湯タンク３３の頂部に連なる循
環第１分岐管４８を分岐させる第３三方弁４３を介設
し、上記第１三方弁４１と第２貯湯タンク３３との間の
循環配管３８には、第１貯湯タンク３２の底部に連なる
循環第２分岐管４９を分岐させる第５三方弁４５を介設
している。さらに、制御装置（図示せず）からの種々の
指令信号に基づいて、上記熱交換器３９を凝縮器、蒸発
器のいずれかに切換動作させ、各三方弁４１〜４５の切
換およびポンプ１０の発停を制御する制御器５０を設け
ている。なお給水配管３６の入口側は給水口３４に連な
る一方、給湯配管３５の出口側は先端が給湯口３７ａに
なっており、さらにこの給湯配管３５は自動混合栓４６
によって給水配管３６とも接続されている。

【０００５】次に制御器５０は、例えば夏季の夜間等に
蓄冷運転指令を受けると、熱交換器３９を蒸発器として
機能させ、同時に第１、第５三方弁４１、４５を破線
側、第３三方弁４３を実線側にそれぞれ切り換え、ポン
プ４０を逆転駆動する。すると循環配管３８は第２貯湯
タンク３３とのみ連通し、第２貯湯タンク３３内の水の
みが図１４の破線矢印で示すように熱交換器３９を経て
循環し、第２貯湯タンク３３に冷水が貯溜されることに
なる。続いて制御器５０は、放冷運転指令を受けると熱
交換器３９を凝縮器として機能させ、同時に各三方弁４
１〜４５を上記蓄冷運転指令を受けた時と同じ状態に切
り換え、ポンプ４０を正転駆動する。このようにして第
２貯湯タンク３３内に貯溜した冷水を熱交換器３９を経
て実線矢印方向に循環させ、凝縮器として機能する熱交
換器３９においてその放冷を行う。そしてこれによって
ヒートポンプシステムを空気調和機として適用した場合
に、その室外熱交換器（図示せず）を作動させることな
く室内の冷房を行うことが可能となり、冷房負荷を軽減
することができるようになっている。

【０００６】また上記のように第２貯湯タンク３３に冷
水を貯溜した状態で給湯を可能とするために、制御器５
０は、給湯運転指令を受けると熱交換器３９を凝縮器と
して機能させ、同時に第１及び第３三方弁４１、４３を
破線側、第５三方弁４５を実線側に切り換え、ポンプ４
０を正転駆動する。すると加熱タンク３１及び第１貯湯
タンク３２の湯水を熱交換器３９を経て循環でき、両タ
ンク３１、３２内の湯水を沸き上げることができる。そ
して第２及び第４三方弁４２、４４の連通状態を切り換
えて給水配管３６から給水圧を加えることにより、給湯
口３７ａからの給湯ができるようになっている。なお自
動混合栓４６は、加熱タンク３１と第１貯湯タンク３２
との間で出湯タンクを切り換える際における利用者の火
傷防止のために設けられたものである。そしてこのよう
にして上記従来例の給湯装置では、冷房負荷を軽減する
ための蓄冷と、給湯あるいは貯湯とが可能となってい
る。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら上記従来
例では、蓄冷用のタンク３３を貯湯用のタンク３１、３
２とは別に設ける必要がある。そしてこれに伴って分岐
回路等の水系統が複雑になり、また三方弁等の部品点数
も増加する。従って装置が複雑化し、これがコストアッ
プを招く一因になると共に、制御が複雑となって安定な
動作を容易に得ることが困難になるという問題があっ
た。

【０００８】この発明は、上記従来の欠点を解決するた
めになされたものであって、その目的は、単一の貯湯タ
ンクによる簡素な構成で蓄冷と給湯、あるいは貯湯が可
能な給湯装置を提供することにある。

【課題を解決するための手段】

【０００９】そこで請求項１の給湯装置は、供給する市
水を流入させる第１給水口２を下端部に設ける一方、上
端部には給湯する湯水を流出させる給湯口３を設けた貯
湯タンク１と、ヒートポンプシステムの凝縮器又は蒸発
器として切り換え可能に機能する熱交換器４に対して熱
交換可能に設けられると共に循環ポンプ１５が介設され
た熱交換路５とを備え、上記熱交換路５の出口側５ａが
上記貯湯タンク１の中間部に設けられた出湯口６に接続
される一方、その入口側５ｂが上記貯湯タンク１の下端
部に設けられた取水口７に接続され、上記循環ポンプ１
５を作動させて貯湯タンク１内の湯水の温調を行う給湯
装置において、上記出湯口６よりも下側の位置において
上記貯湯タンク１に出水口８を設けて、熱交換路５から
貯湯タンク１への湯水の流入を主として上記出湯口６を
経由して行う第１切換状態と、上記流入を主として上記
出水口８を経由して行う第２切換状態とを切り換える第
１流路切換手段２６を設け、さらに制御手段１４を設け
て、この制御手段１４は、給湯運転指令があったとき
は、第１切換状態となるように上記第１流路切換手段２
６を切り換えると共に上記熱交換器４を凝縮器として機
能させて給湯し、蓄冷運転指令があったときは、第２切
換状態となるように上記第１流路切換手段２６を切り換
えると共に上記熱交換器４を蒸発器として機能させて冷
水を貯溜し、放冷運転指令があったときは、上記熱交換
器４を凝縮器として機能させて熱交換路５で放冷する制
御を行うようにしたことを特徴としている。

【００１０】上記請求項１の給湯装置では、給湯時にお
ける貯湯タンク１への温水の供給は出湯口６から行な
い、蓄冷時における貯湯タンク１への冷水の供給は上記
出湯口６よりも下側の位置に設けられた出水口８から行
うようにしている。そのため温水あるいは冷水の供給に
よって両者が混合することなく、貯湯タンク１の出湯口
６近傍よりも上端側には熱交換器４で加熱された温水
が、そして出水口８近傍よりも下端側には熱交換器４で
冷却された冷水が、それぞれ安定に分離して貯溜される
ことになる。そして放冷のための取水口７は貯湯タンク
１の下端部に、また出湯のための給湯口３は上端部にそ
れぞれ設けられているので、単一の貯湯タンク１を用い
た貯湯専用の給湯装置にわずかな部材を付加しただけの
簡素な装置によって、蓄冷と給湯あるいは貯湯を行うこ
とが可能となる。

【００１１】また請求項２の給湯装置は、上記制御手段
１４は、放冷運転中においては、市水温度Ｔｓと熱交換
路５の出口側５ａにおける返流の水温度Ｔｍとを比較
し、市水温度Ｔｓよりも上記水温度Ｔｍの方が高いとき
は上記第１流路切換手段２６を上記第１切換状態とする
一方、市水温度Ｔｓよりも上記水温度Ｔｍの方が低いと
きは上記第１流路切換手段２６を上記第２切換状態とす
る制御を行うようにしたことを特徴としている。

【００１２】上記請求項２の給湯装置では、放冷によっ
て市水よりも高温となった水は出湯口６近傍よりも上端
側へと返流され、また未だ市水よりも低温を保つ水は出
水口８近傍よりも下端側へと返流される。従って貯溜し
ている冷水の温度が熱交換路５からの返流によって上昇
することを回避して、放冷運転の効率を向上させること
が可能となる。

【００１３】さらに請求項３の給湯装置は、上記貯湯タ
ンク１の出湯口６と出水口８との中間部近傍に取湯口９
を設けて、貯湯タンク１から上記熱交換路５への湯水の
流出を主として上記取水口７を経由して行う第１切換状
態と、上記流出を主として上記取湯口９を経由して行う
第２切換状態とを切り換える第２流路切換手段２７を設
け、上記制御手段１４は、給湯運転指令があったとき
は、第２切換状態となるように上記第２流路切換手段２
７を切り換えると共に上記熱交換器４を凝縮器として機
能させて給湯し、蓄冷運転指令があったときは、第１切
換状態となるように上記第２流路切換手段２７を切り換
えると共に上記熱交換器４を蒸発器として機能させて冷
水を貯溜し、放冷運転指令があったときは、第１切換状
態となるように上記第２流路切換手段２７を切り換える
と共に上記熱交換器４を凝縮器として機能させて熱交換
路５で放冷する制御を行うようにしたことを特徴として
いる。

【００１４】上記請求項３の給湯装置では、上記出湯口
６と出水口８との中間部近傍に取湯口９を設け、給湯時
に加熱する湯水はこの取湯口９から取り出すようにして
いる。従って冷水を貯溜している場合にもこれに影響を
与えることなく加熱のために湯水を循環させることが可
能であり、また比較的温度の高い湯水を加熱することに
なるので、加熱効率を向上させることが可能となる。

【００１５】請求項４の給湯装置は、上記取湯口９と出
水口８との中間部近傍に対して市水を供給可能な位置に
第２給水口１０を設けて、貯湯タンク１への市水の供給
を主として第１給水口２を経由して行う第１切換状態
と、上記供給を主として第２給水口１０を経由して行う
第２切換状態とを切り換える第３流路切換手段２８を設
け、上記制御手段１４は、貯湯タンク１に冷水を貯溜し
ているときは、第２切換状態となるように上記第３流路
切換手段２８を切り換える制御を行うようにしたことを
特徴としている。

【００１６】上記請求項４の給湯装置では、貯湯タンク
１に貯溜する温水と冷水との間に、供給された市水が貯
溜して境界層を形成するようになっている。そのため温
水と冷水との間で直接に熱交換が行われることを回避す
ることができ、蓄冷及び給湯運転の効率をさらに向上さ
せることが可能となる。また出湯時に第２給水口１０に
対して給水圧を加えることにより、貯溜する冷水に影響
を与えることなく給湯口３を経由して出湯することが可
能となる。

【００１７】

【発明の実施の形態】次に、この発明の給湯装置の具体
的な実施の形態について、図面を参照しつつ詳細に説明
する。

【００１８】図１は、上記給湯装置における水系統を示
す回路図である。同図において１は電気ヒータ１６を内
蔵する貯湯タンクであり、また４は、後述するヒートポ
ンプシステムの凝縮器又は蒸発器として切換可能に機能
する二重管式の熱交換器である。そしてこの熱交換器４
と熱交換可能に熱交換路５が設けられ、これに介設され
た循環ポンプ１５の作動によってその入口側５ｂから出
口側５ａへと湯水が流通するようになっている。また上
記熱交換路５の出口側５ａは、第１三方弁１１を介して
出湯管１７と出水管１８とに分岐し、貯湯タンク１の中
間部に設けられた出湯口６に上記出湯管１７が接続され
る一方、上記出湯口６よりも下側の位置において貯湯タ
ンク１に設けられた出水口８に、上記出水管１８が接続
されている。そしてこれらの第１三方弁１１、出湯管１
７及び出水管１８によって第１流路切換手段２６を構成
している。一方、上記熱交換路５の入口側５ｂは、第２
三方弁１２を介して取湯管１９と取水管２０とに分岐し
ている。そして上記出湯口６と出水口８との中間位置に
おいて貯湯タンク１に設けられた取湯口９に上記取湯管
１９が接続される一方、貯湯タンク１の下端部に設けら
れた取水口７に取水管２０が接続されている。そしてこ
れらの第２三方弁１２、取湯管１９、及び取水管２０に
よって第２流路切換手段２７を構成している。また同図
において２２は給水圧を加えながら貯湯タンク１に市水
を供給する給水配管であり、その貯湯タンク１側が第３
三方弁１３を介して第１給水管２４と第２給水管２５と
に分岐し、貯湯タンク１の下端部に設けた第１給水口２
に上記第１給水管２４が接続される一方、上記取湯口９
と出水口８との中間位置において貯湯タンク１に設けら
れた第２給水口１０に上記第２給水管２５が接続されて
いる。そしてこれらの第３三方弁１３、第１給水管２４
及び第２給水管２５によって第３流路切換手段２８を構
成している。さらに貯湯タンク１の上端部には給湯口３
が設けられて給湯配管２３が接続され、下端部には貯湯
タンク１内に貯溜する湯水を抜くための排水管２１が設
けられている。そして上記の水系統回路は制御手段１４
によって制御されるが、この制御手段１４はＣＰＵ、メ
モリ、入出力インタフェース等を有するマイクロコンピ
ュータを用いて構成されたものである。また上記熱交換
路５の出口側５ａには、熱交換路５から貯湯タンク１へ
と返流される水の温度Ｔｍを検出する水温度センサ５ｃ
が設けられる一方、上記第２給水管２５には、貯湯タン
ク１に供給される市水の温度Ｔｓを検出する市水温度セ
ンサ２５ａが設けられている。そしてそれぞれのセンサ
５ｃ、２５ａで検出された水温度Ｔｍ及び市水温度Ｔｓ
は、上記制御手段１４に入力されるようになっている。

【００１９】図２は、上記熱交換器４を備えたヒートポ
ンプシステムの冷媒系統を示す回路図である。このヒー
トポンプシステムは、同図に示すように圧縮機５１、四
路切換弁５２、室外ファン５４を備えた室外熱交換器５
３、膨張弁６０、及びそれぞれ室内膨張弁６８ａ〜６８
ｃを備えて互いに並列に接続された室内熱交換器５６ａ
〜５６ｃを、順次管路６９ａ〜６９ｆで接続し、また膨
張弁６０に向かう管路６９ｄに液閉鎖弁６２と受液器５
５とを介設し、さらに管路６９ｅにガス閉鎖弁６３を介
設して構成されている。また圧縮機５１の吐出管路６９
ａに第１電磁弁５８を介設し、この手前から第２電磁弁
５９と第１閉鎖弁６５とを介設した第１管路７０ａを分
岐させて、その先端を熱交換器４の一端に接続する一
方、熱交換器４の他端と受液器５５とを第２閉鎖弁６４
及び第１キャピラリチューブ６７を介設した第２管路７
０ｂで接続している。そして第１閉鎖弁６５の圧縮機５
１側の第１管路７０ａを、第３電磁弁６１を介設した第
３管路７０ｃによって圧縮機５１の吸入管路６９ｆに接
続する一方、受液器５５と吸入管路６９ｆに設けたアキ
ュームレータ５７とを第２キャピラリチューブ６６を備
えた第４管路７０ｄによって接続している。

【００２０】次に上記構成の給湯装置の運転動作につい
て説明する。まず給湯装置全体の制御装置（図示せず）
から蓄冷運転指令があったときは、制御手段１４は冷媒
系統回路に対して次のような制御を行う。すなわち図２
に示す四路切換弁５２を実線で示す通路側に切り換え、
第１電磁弁５８、第３電磁弁６１及び膨張弁６０を開弁
する一方、第２電磁弁５９と管路６９ｄの液閉鎖弁６２
とを閉弁し、圧縮機５１からの吐出冷媒を同図に示す破
線矢印のように循環させ、熱交換器４を蒸発器として機
能させる。一方、水系統回路に対しては、図１に示す第
１三方弁１１と第３三方弁１３とを破線側に、そして第
２三方弁１２を実線側にそれぞれ切り換えて循環ポンプ
１５を作動させる。すると図３に示すように、貯湯タン
ク１の下端部に設けた取水口７から内部の貯溜水が流出
し、これが取水管２０を介して熱交換路５を流通する。
そのときこの水は蒸発器として機能している熱交換器４
によって冷却されて冷水となり、出水管１８を介して出
水口８から再び貯湯タンク１内へと返流される。そして
このような動作が継続して行われることによって、貯湯
タンク１の出水口８近傍よりも下端側に冷水が貯溜する
ことになる。

【００２１】次に、上記のようにして貯溜した冷水を利
用して冷房運転を行う場合について説明する。制御手段
１４は、給湯装置全体の制御装置（図示せず）からの放
冷運転指令を受けて上記冷水利用冷房運転をするための
制御を行うが、冷媒系統回路に対しては、図２に示す四
路切換弁５２を実線で示す通路側に切り換え、第１電磁
弁５８、第３電磁弁６１及び膨張弁６０を閉弁する一
方、第２電磁弁５９、液閉鎖弁６２及びガス閉鎖弁６３
を開弁し、圧縮機５１からの吐出冷媒を同図に示す一点
鎖線のように循環させる。そして室内熱交換器５６ａ〜
５６ｃを蒸発器として機能させると共に、室外熱交換器
５３は作動させずに熱交換器４を凝縮器として機能させ
る。一方、水系統回路に対しては、図１に示す第２三方
弁１２を実線側に、そして第３三方弁１３を破線側に切
り換える。また第１三方弁１１については、上記市水温
度センサ２５ａで検出した市水温度Ｔｓと、上記水温度
センサ５ｃで検出した返流の水温度Ｔｍとに基づいて制
御する。この制御を図１４に示すフローチャートを用い
て説明すれば、ステップＳ１で水温度Ｔｍと市水温度Ｔ
ｓとを比較し、水温度Ｔｍが市水温度Ｔｓ以下であれば
次にステップＳ２に進み、第１三方弁１１を破線側に切
り換える。一方、水温度Ｔｍが市水温度Ｔｓよりも高い
ときは上記ステップＳ１からステップＳ３へと進み、第
１三方弁１１を実線側に切り換える。そして上記ステッ
プＳ２、ステップＳ３からは次にステップＳ４へと進
み、放冷運転が継続中であるか否かを判断する。放冷運
転が継続中であれば再びステップＳ１へと戻り、上記ル
ーチンを繰り返す。以上のような制御によって各三方弁
１１、１２、１３を切り換えて循環ポンプ１５を作動さ
せると、図４に示すように、上記蓄冷運転指令を受けて
貯溜した冷水が、貯湯タンク１の下端部に設けた取水口
７から流出し、これが取水管２０を介して熱交換路５を
流通する。そしてこの冷水は凝縮器として機能している
熱交換器４に対して放冷を行ない、再び貯湯タンク１内
へと返流される。このとき、上記冷水は熱交換路５で吸
熱することによってその温度が上昇するが、これが未だ
市水よりも温度の低いものであるときは出水口８近傍よ
りも下端側に返流する一方、すでに市水よりも温度の高
いものであるときは出湯口６近傍よりも上端側に返流す
るようになっている。従って貯溜している冷水の温度が
市水よりも温度の高い湯水によって上昇させられること
を回避し、効率の高い放冷運転を行うことができる。ま
た第１三方弁１１に対する上記の制御に代えて、蓄冷運
転指令を受けた場合と同様に図１に示す第１三方弁１１
を破線側に固定したまま循環ポンプ１５を作動させるよ
うにしてもよい。このようにすれば、返流の温度が高く
なった場合に貯溜する冷水にいくらかの影響を与えるお
それも考え得るが、市水温度センサ２５ａ、水温度セン
サ５ｃが不要になるので構成と制御とを簡素なものとし
てコストダウンを図ることができる。

【００２２】さらに上記のように貯湯タンク１の下端側
に冷水を貯溜した状態で行う給湯運転について説明す
る。給湯装置全体の制御装置（図示せず）から給湯運転
指令を受けたとき上記制御手段１４は、冷媒系統回路に
対しては、図２に示す四路切換弁５２を破線で示す通路
側に切り換え、第１電磁弁５８、第３電磁弁６１及び管
路６９ｄの液閉鎖弁６２を閉弁する一方、第２電磁弁５
９及び膨張弁６０を開弁し、圧縮器５１からの吐出冷媒
を同図に示す実線のように循環させて、熱交換器４を凝
縮器として機能させる。一方、水系統回路に対しては、
図１に示す第１三方弁１１を実線側に、そして第２三方
弁１２及び第３三方弁１３を破線側にそれぞれ切り換え
て循環ポンプ１５を作動させる。すると図５に示すよう
に、出水口８よりも上側の位置において貯湯タンク１に
設けた取湯口９から貯溜水が流出し、これが取湯管１９
を介して熱交換路５を流通する。そのとき上記貯溜水は
凝縮器として機能している熱交換器４によって加熱さ
れ、出湯管１７を介して出湯口６から再び貯湯タンク１
内に返流される。そしてこのような動作が継続して行わ
れることによって、貯溜する冷水に影響を与えることな
く、貯湯タンク１の取湯口９近傍よりも上端側に加熱さ
れた温水が貯溜されることになる。このとき、第２給水
管２５を介して第２給水口１０から給水圧を加えながら
貯湯タンク１内に給水を行うことによって、図６に示す
ように給湯口３から温水が出湯することになるが、冷水
は出水口８よりも下端側に貯溜しているため、貯溜する
冷水に市水との混合による温度上昇などの影響を与える
ことなく給湯することができる。

【００２３】また、図７、図８は、貯湯タンク１に冷水
を貯溜せず、その全体に温水を貯溜する貯湯運転を示し
ている。この貯湯運転は、制御手段１４が給湯装置全体
の制御装置（図示せず）から貯湯運転指令を受けたとき
に行われるが、この場合における冷媒系統回路に対する
制御は給湯運転指令を受けた場合と同じであるのでここ
での説明は省略する。また水系統回路に対しては、第１
三方弁１１を破線側に、第２三方弁１２を実線側に、そ
して第３三方弁２３を実線側に切り換えて循環ポンプ１
５を作動させる。このような制御を行うことにより貯湯
タンク１の全体に温水を貯溜し、多量の給湯を行うこと
ができる。なおこのとき熱交換路５での加熱のみでは十
分でない場合には、電気ヒータ１６を用いてさらに加熱
することができる。

【００２４】上記のようにこの給湯装置の貯湯タンク１
には、出水口８近傍よりも下端側に冷水が貯溜され、取
湯口９近傍よりも上端側に温水が貯溜される。そしてこ
のときには第２給水口１０から市水が供給されるので、
上記温水と冷水との間には図９（ａ）に示すように市水
の層が形成されることになる。本実施形態の給湯装置で
は、このような市水の中間層が存在することで温水と冷
水との間で直接に熱伝達が生じることがなく、長時間に
わたり両者を安定して貯溜しておくことができる。同図
（ｂ）は時間の経過に対する温水及び冷水の温度変化を
示すグラフである。同図に示すように、温水と市水との
間及び市水と冷水との間のみで熱伝達が行われることか
ら、矢印で示すように温水と冷水との間には境界層が形
成され、従って単一の貯湯タンク１による簡素な構成で
あっても蓄冷運転で生成した冷水を熱損失なく有効に貯
溜し、また利用することができるようになっている。

【００２５】また図１５に示す従来の給湯装置と上記給
湯装置とを比較すると、構造が簡素化されていることが
明らかである。例えば従来例では貯湯タンクが３本であ
ったところが上記給湯装置では１本のみであり、三方弁
も従来は５個が必要であったのに対し、この給湯装置で
は３個で十分となっている。また単一の貯湯タンク１を
使用するので、貯湯タンク切換時の火傷防止のために必
要であった自動混合栓も上記実施形態の給湯装置では不
要である。しかもこのように制御を要する部材が減少す
るため、コストダウンを図ることができるのみならず、
制御内容自体をも簡素化できるため、安定な動作を容易
に確保することができる。

【００２６】以上にこの発明の具体的な実施形態につい
て説明したが、この発明は上記形態に限定されるもので
はなく、この発明の範囲内で種々変更して実施すること
ができる。例えば上記給湯装置では、図１０（ａ）に示
すように第１流路切換手段２６を第１三方弁１１、出湯
管１７及び出水管１８で構成したが、これは同図（ｂ）
に示すように二方弁２９、出湯管１７及び出水管１８で
構成してもよい。ただしこのときは出水管１８の最大流
量は出湯管１７の最大流量よりも十分に小さいものと
し、二方弁２９を開弁した場合には主として出湯管１７
を介して出湯口６から湯水が貯湯タンク１内に流入する
ようにしておく必要がある。

【００２７】このように構成した給湯装置の他の実施例
によって各運転を行った場合の湯水の流路を図１１〜図
１３に示している。このとき図１１に示す蓄冷運転時に
は問題はないが、図１２に示す放冷運転時（熱交換路５
から返流される水の温度Ｔｍが市水温度Ｔｓよりも高い
場合）及び図１３に示す給湯運転時には、二方弁２９を
開放したときにも出水口８から少量の温水が貯湯タンク
１内に流入するため、これが貯溜する冷水に影響を与え
るという問題を生じる場合がある。また図１３に示す給
湯運転時には、出水口８からわずかに流入する加熱した
温水をすぐに出湯口９から再度熱交換路５へと流出させ
てしまう可能性があるため、給湯効率が低下するという
問題を生じる場合がある。しかし三方弁１１を二方弁２
９とすることで大幅なコストダウン効果を得ることがで
きるので、必要により上記のような構成とした方が、上
記の問題を差し引いても有利となる場合がある。またこ
のような構成は、第２、第３流路切換手段２７、２８に
対して採用してもよい。

【００２８】

【発明の効果】上記請求項１の給湯装置では、簡素な構
成によって蓄冷と給湯あるいは貯湯ができるので、コス
トダウンを図ることが可能であると共に、制御を簡素化
して安定した動作を容易に得ることが可能となる。

【００２９】また請求項２〜請求項４のいずれかの給湯
装置では、簡素な構成でエネルギー効率の向上を図るこ
とが可能となる。

【図面の簡単な説明】

【図１】この発明の一実施形態における給湯装置の水系
統回路図である。

【図２】上記給湯装置の冷媒系統回路図である。

【図３】上記給湯装置の蓄冷運転動作を示す回路図であ
る。

【図４】上記給湯装置の放冷運転動作を示す回路図であ
る。

【図５】上記給湯装置の給湯運転動作を示す回路図であ
る。

【図６】上記給湯装置の出湯運転動作を示す回路図であ
る。

【図７】上記給湯装置の貯湯運転動作を示す回路図であ
る。

【図８】上記給湯装置の出湯運転動作を示す回路図であ
る。

【図９】上記給湯装置における湯水の貯溜状態を示し、
（ａ）は貯湯タンクの断面模式図、（ｂ）は湯水の温度
変化を示すグラフである。

【図１０】第１流路切換手段を示し、（ａ）は上記実施
形態の場合、（ｂ）は他の実施形態の場合の回路図であ
る。

【図１１】上記他の実施形態による給湯装置の蓄冷運転
動作を示す回路図である。

【図１２】上記他の実施形態による給湯装置の放冷運転
動作を示す回路図である。

【図１３】上記他の実施形態による給湯装置の給湯運転
動作を示す回路図である。

【図１４】上記給湯装置の放冷運転制御を示すフローチ
ャートである。

【図１５】従来例の給湯装置の水系統回路図である。

【符号の説明】

１貯湯タンク２第１給水口３給湯口４熱交換器５熱交換路５ａ熱交換路出口側６出湯口７取水口８出水口９取湯口１０第２給水口１４制御手段１５循環ポンプ２６第１流路切換手段２７第２流路切換手段２８第３流路切換手段Ｔｓ市水温度Ｔｍ水温度

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】供給する市水を流入させる第１給水口
（２）を下端部に設ける一方、上端部には給湯する湯水
を流出させる給湯口（３）を設けた貯湯タンク（１）
と、ヒートポンプシステムの凝縮器又は蒸発器として切
り換え可能に機能する熱交換器（４）に対して熱交換可
能に設けられると共に循環ポンプ（１５）が介設された
熱交換路（５）とを備え、上記熱交換路（５）の出口側
（５ａ）が上記貯湯タンク（１）の中間部に設けられた
出湯口（６）に接続される一方、その入口側（５ｂ）が
上記貯湯タンク（１）の下端部に設けられた取水口
（７）に接続され、上記循環ポンプ（１５）を作動させ
て貯湯タンク（１）内の湯水の温調を行う給湯装置にお
いて、上記出湯口（６）よりも下側の位置において上記
貯湯タンク（１）に出水口（８）を設けて、熱交換路
（５）から貯湯タンク（１）への湯水の流入を主として
上記出湯口（６）を経由して行う第１切換状態と、上記
流入を主として上記出水口（８）を経由して行う第２切
換状態とを切り換える第１流路切換手段（２６）を設
け、さらに制御手段（１４）を設けて、この制御手段
（１４）は、給湯運転指令があったときは、第１切換状
態となるように上記第１流路切換手段（２６）を切り換
えると共に上記熱交換器（４）を凝縮器として機能させ
て給湯し、蓄冷運転指令があったときは、第２切換状態
となるように上記第１流路切換手段（２６）を切り換え
ると共に上記熱交換器（４）を蒸発器として機能させて
冷水を貯溜し、放冷運転指令があったときは、上記熱交
換器（４）を凝縮器として機能させて熱交換路（５）で
放冷する制御を行うようにしたことを特徴とする給湯装
置。
【請求項２】上記制御手段（１４）は、放冷運転中に
おいては、市水温度（Ｔｓ）と熱交換路（５）の出口側
（５ａ）における返流の水温度（Ｔｍ）とを比較し、市
水温度（Ｔｓ）よりも上記水温度（Ｔｍ）の方が高いと
きは上記第１流路切換手段（２６）を上記第１切換状態
とする一方、市水温度（Ｔｓ）よりも上記水温度（Ｔ
ｍ）の方が低いときは上記第１流路切換手段（２６）を
上記第２切換状態とする制御を行うようにしたことを特
徴とする請求項１の給湯装置。
【請求項３】上記貯湯タンク（１）の出湯口（６）と
出水口（８）との中間部近傍に取湯口（９）を設けて、
貯湯タンク（１）から上記熱交換路（５）への湯水の流
出を主として上記取水口（７）を経由して行う第１切換
状態と、上記流出を主として上記取湯口（９）を経由し
て行う第２切換状態とを切り換える第２流路切換手段
（２７）を設け、上記制御手段（１４）は、給湯運転指
令があったときは、第２切換状態となるように上記第２
流路切換手段（２７）を切り換えると共に上記熱交換器
（４）を凝縮器として機能させて給湯し、蓄冷運転指令
があったときは、第１切換状態となるように上記第２流
路切換手段（２７）を切り換えると共に上記熱交換器
（４）を蒸発器として機能させて冷水を貯溜し、放冷運
転指令があったときは、第１切換状態となるように上記
第２流路切換手段（２７）を切り換えると共に上記熱交
換器（４）を凝縮器として機能させて熱交換路（５）で
放冷する制御を行うようにしたことを特徴とする請求項
１又は請求項２の給湯装置。
【請求項４】上記取湯口（９）と出水口（８）との中
間部近傍に対して市水を供給可能な位置に第２給水口
（１０）を設けて、貯湯タンク（１）への市水の供給を
主として第１給水口（２）を経由して行う第１切換状態
と、上記供給を主として第２給水口（１０）を経由して
行う第２切換状態とを切り換える第３流路切換手段（２
８）を設け、上記制御手段（１４）は、貯湯タンク
（１）に冷水を貯溜しているときは、第２切換状態とな
るように上記第３流路切換手段（２８）を切り換える制
御を行うようにしたことを特徴とする請求項３の給湯装
置。