ヒートポンプ式給湯機
【課題】本発明は、１タンク方式を採用しながら高温湯と低温湯を貯湯し、かつ混合して給湯することが可能で、ヒートポンプ特性の向上化と、ランニングコストの低減化および、配置スペースの減少化を得られるヒートポンプ式給湯機を提供する。
【解決手段】貯湯タンク１と、この貯湯タンクの上部に接続される高温用出湯管１１および下部に接続される低温用出湯管１５と、貯湯タンクの底部に接続され給水源と連通する給水管Ｐａと、この給水管から分岐して接続され水ポンプ４と加熱熱交換器５を順次備えたヒートポンプ加熱回路７と、このヒートポンプ加熱回路の加熱熱交換器に収容される利用側熱交換器部９を備えたヒートポンプ熱源機８と、高温用出湯管および低温用出湯管の出口端部に接続される混合弁１２と、この混合弁から厨房や浴室等に設けられる給湯部Ｋに接続される給湯管１３とを具備し、ヒートポンプ加熱回路における加熱熱交換器の出口を、高温出湯管および低温出湯管にそれぞれ接続した。
【解決手段】貯湯タンク１と、この貯湯タンクの上部に接続される高温用出湯管１１および下部に接続される低温用出湯管１５と、貯湯タンクの底部に接続され給水源と連通する給水管Ｐａと、この給水管から分岐して接続され水ポンプ４と加熱熱交換器５を順次備えたヒートポンプ加熱回路７と、このヒートポンプ加熱回路の加熱熱交換器に収容される利用側熱交換器部９を備えたヒートポンプ熱源機８と、高温用出湯管および低温用出湯管の出口端部に接続される混合弁１２と、この混合弁から厨房や浴室等に設けられる給湯部Ｋに接続される給湯管１３とを具備し、ヒートポンプ加熱回路における加熱熱交換器の出口を、高温出湯管および低温出湯管にそれぞれ接続した。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ヒートポンプを利用して湯を作り、貯湯および給湯をなすヒートポンプ式給湯機に関する。
【背景技術】
【０００２】
業務用あるいは一般家庭用として、ヒートポンプ式給湯機が多用される。これは、夜間の廉価な深夜電力料金が適用される時間帯にヒートポンプ運転を行って高温の湯を作り、貯湯タンクに貯溜する。日中等の給湯時には、貯湯タンクから高温の湯を取出すとともに、給水管から導かれる水と混合して所望温度とし、厨房や浴室への給湯をなす。
この種の給湯機における貯湯タンクは１基備えられるのが通常構成であり、給湯の際は貯湯タンクの上部から高温の湯を取出し、給湯量と同量の水が水圧により給水管から貯湯タンク内底部へ導入される。比重の関係から、貯湯タンク内において水が下層を形成し、高温湯がその上に載り上層を形成する。
【０００３】
貯湯タンク内には常に湯もしくは水が満タン状態となっていて、貯湯タンク内の湯を所定量使うと、貯湯タンク内下部から水が給出される。貯湯タンクを極めて大型化すれば一日に使用する給湯を貯湯タンクの湯のみで賄えるが、大型化に限度がある。そのため、所定量以上の湯を使用した場合は、それ以降、給湯操作の都度、ヒートポンプ運転を行って給湯を行い、貯湯量を確保するようにしている。しかしながら、給湯時間が短いと圧縮機のＯＮ−ＯＦＦ頻度が多くなり、運転効率が悪くなる。
本出願人は［特許文献１］において、一つの貯湯タンクを高温用として夜間に貯湯し、別途、それ以外の時間帯に低温の湯を作って貯湯する低温用貯湯タンクを備えた技術を開示した。実際の給湯時には、それぞれのタンクから高温湯と低温湯を出湯して混合し、所望の温度にする。
【特許文献１】特開２００４−１０１１３４号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
このように［特許文献１］のヒートポンプ式給湯機によれば、高温湯と低温湯の両方を１つのヒートポンプ回路で作ってそれぞれを貯溜し、給湯時には混合して出湯する。そのため、圧縮機のＯＮ−ＯＦＦ頻度の減少化を図ることができ、給湯時におけるヒートポンプ回路の電流値が低くなり、消費電力量（ランニングコスト）の低減化に役立つ。
しかしながら、その反面、従来の１タンク方式に用いられる貯湯タンクよりも小型化するとはいえ、２基の貯湯タンクを備えなければならない。これらタンクを上下に重ねて支持するには、支持機構を頑丈にしなければならずコストに悪影響を及ぼす。また、並べて配置すると、配置スペースが拡大してコンパクト性が悪化してしまう。
【０００５】
本発明は上記事情に着目してなされたものであり、その目的とするところは、１タンク方式を採用しながら高温湯と低温湯を貯湯し、かつ混合して給湯することが可能で、ヒートポンプ特性の向上化と、ランニングコストの低減化および、配置スペースの減少化を得られるヒートポンプ式給湯機を提供しようとするものである。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
上記目的を達成するため本発明のヒートポンプ式給湯機は、貯湯タンクと、この貯湯タンクの上部に接続される高温用出湯管および下部に接続される低温用出湯管と、貯湯タンクの底部に接続され給水源と連通する給水管と、この給水管から分岐して接続され水ポンプと加熱熱交換器を順次備えたヒートポンプ加熱回路と、このヒートポンプ加熱回路の加熱熱交換器に収容される利用側熱交換器部を備えたヒートポンプ熱源機と、高温用出湯管および低温用出湯管の出口端部に接続される混合弁と、この混合弁から厨房や浴室等に設けられる給湯部に接続される給湯管とを具備し、ヒートポンプ加熱回路における加熱熱交換器の出口を高温出湯管および低温出湯管にそれぞれ接続した。
【発明の効果】
【０００７】
本発明によれば、ヒートポンプ特性の向上化と、ランニングコストの低減化および、配置スペースの減少化を得られる効果を奏する。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００８】
以下、図面を参照しながら、本発明における実施の形態について詳細に説明する。
図１は、ヒートポンプ式給湯機の概略構成図である。
図中Ｐａは図示しない給水源に連通する給水管であり、この給水管Ｐａは貯湯タンク１の底部に接続される。上記貯湯タンク１は、たとえばステンレス製であり、直径が４５ｃｍ、高さが１Ｍの円柱状をなす。内部の貯湯量が１５９Ｌ（Ｌ：リットル）となるよう構成され、完全密閉構造である。
上記貯湯タンク１の底部には、第１の温度センサ２Ａが設けられ、貯湯タンク１の下部（収容量３０Ｌの位置）には、第２の温度センサ２Ｂが設けられる。各温度センサ２Ａ，２Ｂとも、取付けられる部位付近の貯湯タンク１内部温度を検知して、その検知信号を制御部３へ送るようになっている。
【０００９】
上記給水管Ｐａの中途部には第１の分岐給水管Ｐｂが接続されていて、この第１の分岐給水管Ｐｂに水ポンプ４と、加熱熱交換器５および第１の二方弁６が順次接続されるヒートポンプ加熱回路７が設けられる。上記加熱熱交換器５内には、ヒートポンプ熱源機８と冷媒管Ｐｃを介して連通する利用側熱交換部９が収容される。
上記ヒートポンプ熱源機８は、図示しない筐体内に、圧縮機、四方切換え弁、熱源側熱交換器部、膨張機構等が収容されていて、これらは冷媒管を介して接続されている。そして、圧縮機と膨張機構との間の上記冷媒管Ｐｃは筐体から突出し上記利用側熱交換器部９が設けられる。これらでヒートポンプ式の冷媒回路１０が構成される。
上記圧縮機は冷媒を吸込んで圧縮し利用側熱交換器部９へ吐出する。利用側熱交換器部９では冷媒ガスと加熱熱交換器５に導入される水と熱交換し、凝縮熱を放出して水を湯に換える。上記膨張機構は冷媒を断熱膨張し、上記熱源側熱交換器部では冷媒を蒸発する。そのあと圧縮機は蒸発冷媒を吸込み、冷媒回路１０を循環させるようになっている。
一方、上記貯湯タンク１の上端部には高温用出湯管１１が接続されていて、この高温用出湯管１１は後述する混合弁１２の第１のポートａに接続される。上記混合弁１２の第２のポートｂには給湯管１３が接続され、これは厨房や浴室、洗面所等へ延出され、それぞれに備えられる給湯栓、湯水混合栓、シャワー等の給湯部Ｋに接続される。
【００１０】
上記貯湯タンク１の下部である上記第２の温度センサ２Ｂの取付け位置と略同一位置に、貯湯タンク１側壁から内部へ略水平に差し込まれた状態で低温用出湯管１５が設けられる。この低温用出湯管１５の貯湯タンク１内部における端部は開口する、もしくは貯湯タンク１内部における低温用出湯管１５には複数の出湯孔が設けられている。
上記低温用出湯管１５には第２の二方弁１６が設けられ、この端部は混合弁１２の第３のポートｃに接続される。上記低温用出湯管１５の中途部から連通管Ｐｄが分岐され、ここに第３の二方弁１７が設けられる。上記連通管Ｐｄの端部は上記ヒートポンプ加熱回路７の中途部である、加熱熱交換器５と第１の二方弁６との間に接続される。
【００１１】
換言すれば、上記ヒートポンプ加熱回路７における加熱熱交換器５の出口が、上記高温用出湯管１１に接続されるとともに、上記低温用出湯管１５に連通管Ｐｄを介して接続されることとなる。
上記第１の分岐給水管Ｐｂから分岐して、水供給回路２０を構成する第２の分岐給水管Ｐｅが設けられている。ここには第４の二方弁１８が設けられ、第２の二方弁１６と混合弁１２の第３のポートｃとを連通する上記低温用出湯管１５の中途部に接続される。すなわち、上記水供給回路２０は給水管Ｐａから混合弁１２に至る間に設けられる。
【００１２】
上記混合弁１２は電動ミキシング弁であって、高温用出湯管１１から導かれる高温湯と、低温用出湯管１５から導かれる低温湯とを混合して給湯管１３へ導く。もしくは、高温用出湯管１１の高温湯と、水供給回路２０から導かれる水とを混合して給湯管１３へ導く。いずれにしても、図示しないリモコン等で設定された所望温度の湯を得られる。
なお、上記貯湯タンク１の内部において、交差する破線ハッチング部分は、たとえば９０℃に加熱された高温湯を示している。一方向の破線ハッチング部分は、たとえば３０℃に加熱された低温湯を示している。そして、点々部分は、たとえば５℃の水を示している。
【００１３】
上記制御部３は、上述したように第１の温度センサ２Ａと第２の温度センサ２Ｂから送られる検知温度信号を受けるとともに、リモコンからの設定信号を受ける。その演算結果にもとづいて、水ポンプ４、ヒートポンプ熱源機８、第１ないし第４の二方弁６，１６〜１８および、混合弁１２に対して制御信号を送るようになっている。
このようにして構成されるヒートポンプ式給湯機であり、上記制御部３は廉価な深夜電力料金が適用される時間帯に以下に述べるような、深夜貯湯運転の制御をなす。
図２（Ａ）は深夜貯湯運転の開始時における作用説明図であり、図２（Ｂ）は深夜貯湯運転の停止時における作用説明図である。（なお、構成部品の一部は省略している。以下同じ）
はじめに、図２（Ａ）の深夜貯湯運転開始時について説明する。
このとき制御部３は、ヒートポンプ熱源機８の圧縮機をＯＮ、水ポンプ４をＯＮとし、第１の二方弁６を開放、第２〜第４の二方弁１６〜１８を閉成するとともに、混合弁１２は第１のポートａを閉成し、第２、第３のポートｂ，ｃは開放する、深夜貯湯運転モードに設定される。ただし、第２の二方弁１６と第４の二方弁１８が閉成されているので、各ポートｂ，ｃを導通する湯水はない。
ヒートポンプ熱源機８は最大能力で運転され、実線矢印に示すように貯湯タンク１底部からヒートポンプ加熱回路７に導かれる水（もしくは低温湯）を、加熱熱交換器５において加熱し高温湯に換える。得られた高温湯は第１の二方弁６を介して高温用出湯管１１に導かれ、さらに貯湯タンク１上部に導かれて貯溜される。
【００１４】
この深夜貯湯運転の開始時において、貯溜量１５９Ｌの貯湯タンク１内が全て５℃の水である場合、貯湯タンク１内を全て９０℃の高温湯に換えるのに、ヒートポンプ熱源機８の加熱能力が４．５ＫＷであれば、貯湯流量（循環量）が０．７６Ｌ／ｍｉｎとなり、貯湯時間が３．４９時間で終了する。
また、上記貯湯タンク１内が全て３０℃の低温湯で満たされている場合、貯湯タンク１内を全て９０℃の高温湯に換えるのに、ヒートポンプ熱源機８の加熱能力が同じ４．５ＫＷであれば、貯湯流量（循環量）が１．０８Ｌ／ｍｉｎとなり、貯湯時間が２．４６時間で終了する。
【００１５】
すなわち、制御部３から深夜貯湯運転の開始信号が出されてヒートポンプ熱源機８の圧縮機の運転が開始されると、最短では２．４６時間で終了し、最長でも３．４９時間で終了する。深夜貯湯運転の最中に給湯操作を行うことは可能であるが、給湯量と同量の水が給水管Ｐａから貯湯タンク１へ自動補充されるので、その分、加熱時間が長くなる。
図２（Ｂ）に示すように、貯湯タンク１内のほとんど全てが９０℃の高温湯で満たされた状態で、深夜貯湯運転が終了する。具体的には、第１の温度センサ２Ａが貯湯タンク１内底部の温度が５０℃以上であることを検知し、その検知信号が制御部３へ送られると、制御部３はヒートポンプ熱源機８と水ポンプ４に対して運転停止信号を送る。
【００１６】
深夜電力料金が適用される時間帯が終り、日中等に給湯部Ｋにおいて給湯操作を行うと、給湯運転が開始される。
図３は初期段階での給湯運転の作用説明図である。
制御部３は、第４の二方弁１８のみ開放し、第１〜第３の二方弁６，１６，１７は閉成するとともに、上記混合弁１２における第１〜第３のポートａ〜ｃの全てを開放する、初期給湯運転モードに設定される。そして、上記ヒートポンプ熱源機８および水ポンプ４に対しては、貯湯運転停止の状態をそのまま継続する。
給湯部Ｋでの給湯操作にともなって、実線矢印で示すように貯湯タンク１の上部から高温湯が導出され、高温用出湯管１１を介して混合弁１２の第１のポートａに導かれる。同時に、給水管Ｐａから貯湯タンク１底部へ高温湯の導出量と同一量の水が導入され、比重の関係から水は高温湯の下部に溜り、かつ高温湯を押上げる。
【００１７】
第４の二方弁１８が開放されているので、給水管Ｐａから水供給回路２０に水が導かれる。水は、水供給回路２０から混合弁１２の第３のポートｃに導かれ、混合弁１２内で高温湯と混合する。そして、リモコンに設定した所望温度の湯となり、混合弁１２の第２のポートｂから導出されて、給湯管１３から給湯部Ｋにおける給湯に供せられる。
具体的には、たとえば４２．０℃の湯を、１０．０Ｌ／ｍｉｎで給湯をなすことの条件で設定した場合には、貯湯タンク１内に貯溜される９０℃の高温湯を４．３５Ｌ／ｍｉｎ導出する。そして、給水管Ｐａから導かれる水の温度が５℃であれば、５．６５Ｌ／ｍｉｎを導出して混合弁１２で混合させれば上記条件を満足する。
【００１８】
このような初期給湯運転は、貯湯タンク１内の高温湯を３０Ｌ分だけ使い切るまでは、以上説明した高温湯と水とを混合して出湯を行う。この間は、ヒートポンプ熱源機８の運転を停止しているので、深夜貯湯運転開始時から圧縮機のＯＮ−ＯＦＦ頻度が著しく低下し、ヒートポンプ特性の向上化と、ランニングコストの低減化を得られる。
給湯にともなって給水管Ｐａから貯湯タンク１内に水が補充され、この補充量が３０Ｌに到達すると、初期給湯運転が停止する。実際には、貯湯タンク１の収容量３０Ｌの位置にある第２の温度センサ２Ｂから送られる検知温度信号が、給水温度＋５℃以下であると判断したとき、制御部３は初期給湯運転の停止をなす。
【００１９】
同時に、制御部３は昼間貯湯運転モードに設定され、このモードにおける給湯運転を開始する。すなわち、上記昼間貯湯運転モードにおける給湯運転は、貯湯タンク１に対する貯湯運転状態において、給湯部Ｋでの給湯操作による給湯運転が行なわれる運転状態である。
図４は昼間貯湯運転モードにおける給湯運転の作用説明図である。
上記制御部３は、ヒートポンプ熱源機８の圧縮機と水ポンプ４を作動させる。そして、第２の二方弁１６と第３の二方弁１７を開放し、第１の二方弁６と第４の二方弁１８は閉成する昼間貯湯運転モードに設定される。また、上記混合弁１２は第１〜第３のポートａ〜ｃ全てが開放されることは変りがない。
【００２０】
実線矢印で示すように、貯湯タンク１上部から高温湯が高温用出湯管１１を介して混合弁１２の第１のポートａに導かれる。同時に、高温湯の導出量と同量の水が給水管Ｐａから貯湯タンク１底部へ補充されるとともに、水ポンプ４の駆動にともなって給水管Ｐｂから加熱熱交換器５に水が導かれる。
上記加熱熱交換器５において水は加熱される。このとき上記制御部３は、貯湯運転時と同様、ヒートポンプ熱源機８が最大能力運転をなすよう制御するが、水ポンプ４に対して流量を制御し、低温度の湯が得られるように制御する。このように出湯温度を低く抑えるよう制御することで、ヒートポンプ熱源機８の効率は高温湯を出湯しているよりも良くなる。
【００２１】
先の初期給湯運転停止時に貯湯タンク１下部に水が３０Ｌ補充されたうえに、貯湯タンク１から高温湯が導出され同量の水が補充されているので、貯湯タンク１内部における低温用出湯管１５は完全に水に浸漬されている。したがって、第２の二方弁１６が開放されるのにともない、低温用出湯管１５から水が導出される。
低温用出湯管１５から導出される水が、破線矢印に示すように上記加熱熱交換器５から連通管Ｐｄと第３の二方弁１７を介して導かれる低温湯と混合し、より低温度の湯となる。より低温の湯は第２の二方弁１６から混合弁１２の第３のポートｃに導かれ、混合弁１２内部で高温湯と混合し所望温度になって給湯部Ｋへ導かれる。
【００２２】
具体的に、給水管Ｐａから５℃の水が導かれ、ヒートポンプ熱源機８が４．５ＫＷの加熱能力をもつとすると、加熱熱交換器５において３０℃の低温湯を得るには、２．６Ｌ／ｍｉｎとなる。貯湯タンク１内部の水が５℃であれば、低温用出湯管１５から３．８Ｌ／ｍｉｎだけ導出し、３０℃の湯と混合させて１５．１℃の温水を得られる。
すなわち、加熱熱交換器５と貯湯タンク１下部から、合計水量６．４Ｌ／ｍｉｎの温水が混合弁１２に導かれるが、その間に０．１℃の温度低下を見込む。さらに、貯湯タンク１から９０℃の高温湯を３．６Ｌ／ｍｉｎだけ導いて、混合弁１２で１５．０℃の温水と混合させると、給湯部Ｋへは４２℃の湯が１０．０Ｌ／ｍｉｎで供給される。
【００２３】
上記昼間貯湯運転モードでの給湯運転中に、給湯部Ｋでの給湯操作が停止すると、制御部３は給湯運転を終了し、同昼間貯湯運転モードでの貯湯運転に変える。図５（Ａ）は昼間貯湯運転モードでの貯湯運転中の作用説明図であり、図５（Ｂ）は昼間貯湯運転モードでの貯湯運転終了時の作用説明図である。
はじめに、図５（Ａ）の昼間貯湯運転モードでの貯湯運転中の説明をなす。このとき制御部３は、水ポンプ４とヒートポンプ熱源機８の圧縮機の作動を継続する。第３の二方弁１７はそのまま開放を継続するが、第２の二方弁１６は閉成に変える。第１の二方弁６と第４の二方弁１８はそのまま閉成を継続し、混合弁１２は第１のポートａを閉成する。
【００２４】
実線矢印に示すように、貯湯タンク１下部の水が水ポンプ４を介して加熱熱交換器５に導かれ低温湯に換る。この低温湯は、破線矢印に示すように連通管Ｐｄと低温用出湯管１５から第３の二方弁１７を介して貯湯タンク１下部に導かれる。貯湯タンク１では、下層が水、中層が加熱熱交換器５から導かれた低温湯、上層が高温湯の三層をなす。
時間の経過とともに、貯湯タンク１内では水の量が減少する一方で低温湯の量が相対的に増加する。そして、ついには図５（Ｂ）に示すように貯湯タンク１底部の水がほとんど無くなる。実際には、第１の温度センサ２Ａが昼間貯湯温度を検知し、その検知信号を制御部３が受けた後、昼間貯湯運転モードでの貯湯運転終了の制御信号を送る。
【００２５】
具体的に、先の昼間貯湯運転モードでの給湯貯湯運転終了時に貯湯タンク１下部に５℃の水が３０Ｌあり、これを３０℃の低温湯に変える場合、ヒートポンプ熱源機８の加熱能力をそのまま４．５ＫＷすると、２．５８Ｌ／ｍｉｎの加熱流量で１１．６ｍｉｎ、すなわち約１２分で貯湯運転を終了できる。
このように昼間貯湯運転モードでの貯湯運転時には、１つの貯湯タンク１に高温湯を溜めるとともに、低温湯を溜めることができる。従来構成のように高温湯と低温湯を別個の貯湯タンクに溜める必要がなく、２基のタンクを備える場合よりも配置スペースの低減化を得られる。また、このとき出湯温度が低く抑えられているために、高効率の運転となる。
【００２６】
上述の昼間貯湯運転モードでの貯湯運転の途中においても、あるいは貯湯運転を終了した時点で、通常給湯運転に移行できる。図６は通常給湯運転モードでの給湯運転時の作用説明図である。
このとき制御部３は、水ポンプ４およびヒートポンプ熱源機８の圧縮機の運転を停止し、第２の二方弁１６を開放し、第３の二方弁１７を閉成するよう変え、第１、第４の二方弁６、１８はそのまま閉成しておく通常給湯運転モードに設定する。また、混合弁１２は第１のポートａを開放するよう制御する。
【００２７】
給湯部Ｋでの給湯操作にともない、実線矢印で示すように貯湯タンク１上部から高温湯が導出され、高温用出湯管１１を介して混合弁１２の第１のポートａに導かれる。同時に、破線矢印に示すように貯湯タンク１下部から低温湯が導出され、低温用出湯管１５から第２の二方弁１６を介して混合弁１２の第３のポートｃに導かれる。
上記混合弁１２において高温湯と低温湯とが混合して所望の温度に換り、給湯管１３を介して給湯部Ｋに導かれる。貯湯タンク１から導出される高温湯と低温湯との合計量と同量の水が給水管Ｐａから貯湯タンク１内に補充される。ここでも比重の関係から、下層が水、中層が低温湯、上層が高温湯となる。
【００２８】
具体的に、給湯部Ｋにおいて４２．０℃の湯を１０．０Ｌ／ｍｉｎで給湯するよう設定された場合、貯湯タンク１から９０℃の高温湯を２．０Ｌ／ｍｉｎ導出し、３０℃の低温湯を８．０Ｌ／ｍｉｎ導出して混合弁１２で混合すればよい。これにともなって、貯湯タンク１底部に給水管Ｐａから５℃の水が１０Ｌ／ｍｉｎ、自動的に補充される。
以上説明したように本発明のヒートポンプ式給湯機によれば、貯湯タンク１の上部に高温用出湯管１１を設け、下部に低温用出湯管１５を設けて、加熱熱交換器５の出口をそれぞれの出湯管１１，１５に接続した。
【００２９】
安価な深夜電力料金の適用される時間帯にヒートポンプ熱源機８を運転し、高温湯を高温用出湯管１１から貯湯タンク１上部に溜め、昼間低温（給湯温度より低い温度）の湯を低温用出湯管１５から貯湯タンク１下部に溜める。したがって、１基の貯湯タンク１で高温湯と低温湯を溜めることができ、２タンク方式のヒートポンプ式給湯機と比較してコンパクト化を図れる。
さらに、貯湯タンク１に対する低温用出湯管１５の接続位置に（第２の）温度センサ２Ｂを設け、この温度センサ２Ｂの検知温度が給水温度レベルになると貯湯運転を行うようにしたから、ヒートポンプ熱源機８の圧縮機のＯＮ−ＯＦＦ頻度が少なくなり、安定した高効率の貯湯運転ができる。
【００３０】
さらに、給水管Ｐｂから混合弁１２に至る間に水供給回路２０を備えたから、初期給湯運転時に貯湯タンク１内の高温湯と上記水供給回路２０の水とを混合して所望温度の湯を給湯できる。すなわち、高温湯の供給量を低く抑えた状態で所望温度の湯が得られ、エネルギ消費の低減化を得られる。
なお、本発明は上述した実施の形態そのままに限定されるものではなく、実施段階ではその要旨を逸脱しない範囲で構成要素を変形して具体化できるとともに、上述した実施の形態に開示されている複数の構成要素の適宜な組み合わせにより種々の発明を形成できる。
【図面の簡単な説明】
【００３１】
【図１】本発明における一実施の形態に係る、ヒートポンプ式給湯機の概略構成図。
【図２】同実施の形態に係る、深夜貯湯運転モードでの貯湯運転開始時と完了時における作用説明図。
【図３】同実施の形態に係る、初期給湯運転モードでの給湯運転時の作用説明図。
【図４】同実施の形態に係る、昼間貯湯運転モードでの給湯運転時の作用説明図。
【図５】同実施の形態に係る、昼間貯湯運転モードでの貯湯運転の開始時と完了時における作用説明図。
【図６】同実施の形態に係る、通常給湯運転モードでの給湯運転時における作用説明図。
【符号の説明】
【００３２】
１…貯湯タンク、１１…高温用出湯管、１５…低温用出湯管、Ｐａ…給水管、４…水ポンプ、５…加熱熱交換器、７…ヒートポンプ加熱回路、９…利用側熱交換器部、８…ヒートポンプ熱源機、１２…混合弁、Ｋ…給湯部、１３…給湯管、２Ｂ…第２の温度センサ、３…制御部、２０…水供給回路。
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ヒートポンプを利用して湯を作り、貯湯および給湯をなすヒートポンプ式給湯機に関する。
【背景技術】
【０００２】
業務用あるいは一般家庭用として、ヒートポンプ式給湯機が多用される。これは、夜間の廉価な深夜電力料金が適用される時間帯にヒートポンプ運転を行って高温の湯を作り、貯湯タンクに貯溜する。日中等の給湯時には、貯湯タンクから高温の湯を取出すとともに、給水管から導かれる水と混合して所望温度とし、厨房や浴室への給湯をなす。
この種の給湯機における貯湯タンクは１基備えられるのが通常構成であり、給湯の際は貯湯タンクの上部から高温の湯を取出し、給湯量と同量の水が水圧により給水管から貯湯タンク内底部へ導入される。比重の関係から、貯湯タンク内において水が下層を形成し、高温湯がその上に載り上層を形成する。
【０００３】
貯湯タンク内には常に湯もしくは水が満タン状態となっていて、貯湯タンク内の湯を所定量使うと、貯湯タンク内下部から水が給出される。貯湯タンクを極めて大型化すれば一日に使用する給湯を貯湯タンクの湯のみで賄えるが、大型化に限度がある。そのため、所定量以上の湯を使用した場合は、それ以降、給湯操作の都度、ヒートポンプ運転を行って給湯を行い、貯湯量を確保するようにしている。しかしながら、給湯時間が短いと圧縮機のＯＮ−ＯＦＦ頻度が多くなり、運転効率が悪くなる。
本出願人は［特許文献１］において、一つの貯湯タンクを高温用として夜間に貯湯し、別途、それ以外の時間帯に低温の湯を作って貯湯する低温用貯湯タンクを備えた技術を開示した。実際の給湯時には、それぞれのタンクから高温湯と低温湯を出湯して混合し、所望の温度にする。
【特許文献１】特開２００４−１０１１３４号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
このように［特許文献１］のヒートポンプ式給湯機によれば、高温湯と低温湯の両方を１つのヒートポンプ回路で作ってそれぞれを貯溜し、給湯時には混合して出湯する。そのため、圧縮機のＯＮ−ＯＦＦ頻度の減少化を図ることができ、給湯時におけるヒートポンプ回路の電流値が低くなり、消費電力量（ランニングコスト）の低減化に役立つ。
しかしながら、その反面、従来の１タンク方式に用いられる貯湯タンクよりも小型化するとはいえ、２基の貯湯タンクを備えなければならない。これらタンクを上下に重ねて支持するには、支持機構を頑丈にしなければならずコストに悪影響を及ぼす。また、並べて配置すると、配置スペースが拡大してコンパクト性が悪化してしまう。
【０００５】
本発明は上記事情に着目してなされたものであり、その目的とするところは、１タンク方式を採用しながら高温湯と低温湯を貯湯し、かつ混合して給湯することが可能で、ヒートポンプ特性の向上化と、ランニングコストの低減化および、配置スペースの減少化を得られるヒートポンプ式給湯機を提供しようとするものである。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
上記目的を達成するため本発明のヒートポンプ式給湯機は、貯湯タンクと、この貯湯タンクの上部に接続される高温用出湯管および下部に接続される低温用出湯管と、貯湯タンクの底部に接続され給水源と連通する給水管と、この給水管から分岐して接続され水ポンプと加熱熱交換器を順次備えたヒートポンプ加熱回路と、このヒートポンプ加熱回路の加熱熱交換器に収容される利用側熱交換器部を備えたヒートポンプ熱源機と、高温用出湯管および低温用出湯管の出口端部に接続される混合弁と、この混合弁から厨房や浴室等に設けられる給湯部に接続される給湯管とを具備し、ヒートポンプ加熱回路における加熱熱交換器の出口を高温出湯管および低温出湯管にそれぞれ接続した。
【発明の効果】
【０００７】
本発明によれば、ヒートポンプ特性の向上化と、ランニングコストの低減化および、配置スペースの減少化を得られる効果を奏する。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００８】
以下、図面を参照しながら、本発明における実施の形態について詳細に説明する。
図１は、ヒートポンプ式給湯機の概略構成図である。
図中Ｐａは図示しない給水源に連通する給水管であり、この給水管Ｐａは貯湯タンク１の底部に接続される。上記貯湯タンク１は、たとえばステンレス製であり、直径が４５ｃｍ、高さが１Ｍの円柱状をなす。内部の貯湯量が１５９Ｌ（Ｌ：リットル）となるよう構成され、完全密閉構造である。
上記貯湯タンク１の底部には、第１の温度センサ２Ａが設けられ、貯湯タンク１の下部（収容量３０Ｌの位置）には、第２の温度センサ２Ｂが設けられる。各温度センサ２Ａ，２Ｂとも、取付けられる部位付近の貯湯タンク１内部温度を検知して、その検知信号を制御部３へ送るようになっている。
【０００９】
上記給水管Ｐａの中途部には第１の分岐給水管Ｐｂが接続されていて、この第１の分岐給水管Ｐｂに水ポンプ４と、加熱熱交換器５および第１の二方弁６が順次接続されるヒートポンプ加熱回路７が設けられる。上記加熱熱交換器５内には、ヒートポンプ熱源機８と冷媒管Ｐｃを介して連通する利用側熱交換部９が収容される。
上記ヒートポンプ熱源機８は、図示しない筐体内に、圧縮機、四方切換え弁、熱源側熱交換器部、膨張機構等が収容されていて、これらは冷媒管を介して接続されている。そして、圧縮機と膨張機構との間の上記冷媒管Ｐｃは筐体から突出し上記利用側熱交換器部９が設けられる。これらでヒートポンプ式の冷媒回路１０が構成される。
上記圧縮機は冷媒を吸込んで圧縮し利用側熱交換器部９へ吐出する。利用側熱交換器部９では冷媒ガスと加熱熱交換器５に導入される水と熱交換し、凝縮熱を放出して水を湯に換える。上記膨張機構は冷媒を断熱膨張し、上記熱源側熱交換器部では冷媒を蒸発する。そのあと圧縮機は蒸発冷媒を吸込み、冷媒回路１０を循環させるようになっている。
一方、上記貯湯タンク１の上端部には高温用出湯管１１が接続されていて、この高温用出湯管１１は後述する混合弁１２の第１のポートａに接続される。上記混合弁１２の第２のポートｂには給湯管１３が接続され、これは厨房や浴室、洗面所等へ延出され、それぞれに備えられる給湯栓、湯水混合栓、シャワー等の給湯部Ｋに接続される。
【００１０】
上記貯湯タンク１の下部である上記第２の温度センサ２Ｂの取付け位置と略同一位置に、貯湯タンク１側壁から内部へ略水平に差し込まれた状態で低温用出湯管１５が設けられる。この低温用出湯管１５の貯湯タンク１内部における端部は開口する、もしくは貯湯タンク１内部における低温用出湯管１５には複数の出湯孔が設けられている。
上記低温用出湯管１５には第２の二方弁１６が設けられ、この端部は混合弁１２の第３のポートｃに接続される。上記低温用出湯管１５の中途部から連通管Ｐｄが分岐され、ここに第３の二方弁１７が設けられる。上記連通管Ｐｄの端部は上記ヒートポンプ加熱回路７の中途部である、加熱熱交換器５と第１の二方弁６との間に接続される。
【００１１】
換言すれば、上記ヒートポンプ加熱回路７における加熱熱交換器５の出口が、上記高温用出湯管１１に接続されるとともに、上記低温用出湯管１５に連通管Ｐｄを介して接続されることとなる。
上記第１の分岐給水管Ｐｂから分岐して、水供給回路２０を構成する第２の分岐給水管Ｐｅが設けられている。ここには第４の二方弁１８が設けられ、第２の二方弁１６と混合弁１２の第３のポートｃとを連通する上記低温用出湯管１５の中途部に接続される。すなわち、上記水供給回路２０は給水管Ｐａから混合弁１２に至る間に設けられる。
【００１２】
上記混合弁１２は電動ミキシング弁であって、高温用出湯管１１から導かれる高温湯と、低温用出湯管１５から導かれる低温湯とを混合して給湯管１３へ導く。もしくは、高温用出湯管１１の高温湯と、水供給回路２０から導かれる水とを混合して給湯管１３へ導く。いずれにしても、図示しないリモコン等で設定された所望温度の湯を得られる。
なお、上記貯湯タンク１の内部において、交差する破線ハッチング部分は、たとえば９０℃に加熱された高温湯を示している。一方向の破線ハッチング部分は、たとえば３０℃に加熱された低温湯を示している。そして、点々部分は、たとえば５℃の水を示している。
【００１３】
上記制御部３は、上述したように第１の温度センサ２Ａと第２の温度センサ２Ｂから送られる検知温度信号を受けるとともに、リモコンからの設定信号を受ける。その演算結果にもとづいて、水ポンプ４、ヒートポンプ熱源機８、第１ないし第４の二方弁６，１６〜１８および、混合弁１２に対して制御信号を送るようになっている。
このようにして構成されるヒートポンプ式給湯機であり、上記制御部３は廉価な深夜電力料金が適用される時間帯に以下に述べるような、深夜貯湯運転の制御をなす。
図２（Ａ）は深夜貯湯運転の開始時における作用説明図であり、図２（Ｂ）は深夜貯湯運転の停止時における作用説明図である。（なお、構成部品の一部は省略している。以下同じ）
はじめに、図２（Ａ）の深夜貯湯運転開始時について説明する。
このとき制御部３は、ヒートポンプ熱源機８の圧縮機をＯＮ、水ポンプ４をＯＮとし、第１の二方弁６を開放、第２〜第４の二方弁１６〜１８を閉成するとともに、混合弁１２は第１のポートａを閉成し、第２、第３のポートｂ，ｃは開放する、深夜貯湯運転モードに設定される。ただし、第２の二方弁１６と第４の二方弁１８が閉成されているので、各ポートｂ，ｃを導通する湯水はない。
ヒートポンプ熱源機８は最大能力で運転され、実線矢印に示すように貯湯タンク１底部からヒートポンプ加熱回路７に導かれる水（もしくは低温湯）を、加熱熱交換器５において加熱し高温湯に換える。得られた高温湯は第１の二方弁６を介して高温用出湯管１１に導かれ、さらに貯湯タンク１上部に導かれて貯溜される。
【００１４】
この深夜貯湯運転の開始時において、貯溜量１５９Ｌの貯湯タンク１内が全て５℃の水である場合、貯湯タンク１内を全て９０℃の高温湯に換えるのに、ヒートポンプ熱源機８の加熱能力が４．５ＫＷであれば、貯湯流量（循環量）が０．７６Ｌ／ｍｉｎとなり、貯湯時間が３．４９時間で終了する。
また、上記貯湯タンク１内が全て３０℃の低温湯で満たされている場合、貯湯タンク１内を全て９０℃の高温湯に換えるのに、ヒートポンプ熱源機８の加熱能力が同じ４．５ＫＷであれば、貯湯流量（循環量）が１．０８Ｌ／ｍｉｎとなり、貯湯時間が２．４６時間で終了する。
【００１５】
すなわち、制御部３から深夜貯湯運転の開始信号が出されてヒートポンプ熱源機８の圧縮機の運転が開始されると、最短では２．４６時間で終了し、最長でも３．４９時間で終了する。深夜貯湯運転の最中に給湯操作を行うことは可能であるが、給湯量と同量の水が給水管Ｐａから貯湯タンク１へ自動補充されるので、その分、加熱時間が長くなる。
図２（Ｂ）に示すように、貯湯タンク１内のほとんど全てが９０℃の高温湯で満たされた状態で、深夜貯湯運転が終了する。具体的には、第１の温度センサ２Ａが貯湯タンク１内底部の温度が５０℃以上であることを検知し、その検知信号が制御部３へ送られると、制御部３はヒートポンプ熱源機８と水ポンプ４に対して運転停止信号を送る。
【００１６】
深夜電力料金が適用される時間帯が終り、日中等に給湯部Ｋにおいて給湯操作を行うと、給湯運転が開始される。
図３は初期段階での給湯運転の作用説明図である。
制御部３は、第４の二方弁１８のみ開放し、第１〜第３の二方弁６，１６，１７は閉成するとともに、上記混合弁１２における第１〜第３のポートａ〜ｃの全てを開放する、初期給湯運転モードに設定される。そして、上記ヒートポンプ熱源機８および水ポンプ４に対しては、貯湯運転停止の状態をそのまま継続する。
給湯部Ｋでの給湯操作にともなって、実線矢印で示すように貯湯タンク１の上部から高温湯が導出され、高温用出湯管１１を介して混合弁１２の第１のポートａに導かれる。同時に、給水管Ｐａから貯湯タンク１底部へ高温湯の導出量と同一量の水が導入され、比重の関係から水は高温湯の下部に溜り、かつ高温湯を押上げる。
【００１７】
第４の二方弁１８が開放されているので、給水管Ｐａから水供給回路２０に水が導かれる。水は、水供給回路２０から混合弁１２の第３のポートｃに導かれ、混合弁１２内で高温湯と混合する。そして、リモコンに設定した所望温度の湯となり、混合弁１２の第２のポートｂから導出されて、給湯管１３から給湯部Ｋにおける給湯に供せられる。
具体的には、たとえば４２．０℃の湯を、１０．０Ｌ／ｍｉｎで給湯をなすことの条件で設定した場合には、貯湯タンク１内に貯溜される９０℃の高温湯を４．３５Ｌ／ｍｉｎ導出する。そして、給水管Ｐａから導かれる水の温度が５℃であれば、５．６５Ｌ／ｍｉｎを導出して混合弁１２で混合させれば上記条件を満足する。
【００１８】
このような初期給湯運転は、貯湯タンク１内の高温湯を３０Ｌ分だけ使い切るまでは、以上説明した高温湯と水とを混合して出湯を行う。この間は、ヒートポンプ熱源機８の運転を停止しているので、深夜貯湯運転開始時から圧縮機のＯＮ−ＯＦＦ頻度が著しく低下し、ヒートポンプ特性の向上化と、ランニングコストの低減化を得られる。
給湯にともなって給水管Ｐａから貯湯タンク１内に水が補充され、この補充量が３０Ｌに到達すると、初期給湯運転が停止する。実際には、貯湯タンク１の収容量３０Ｌの位置にある第２の温度センサ２Ｂから送られる検知温度信号が、給水温度＋５℃以下であると判断したとき、制御部３は初期給湯運転の停止をなす。
【００１９】
同時に、制御部３は昼間貯湯運転モードに設定され、このモードにおける給湯運転を開始する。すなわち、上記昼間貯湯運転モードにおける給湯運転は、貯湯タンク１に対する貯湯運転状態において、給湯部Ｋでの給湯操作による給湯運転が行なわれる運転状態である。
図４は昼間貯湯運転モードにおける給湯運転の作用説明図である。
上記制御部３は、ヒートポンプ熱源機８の圧縮機と水ポンプ４を作動させる。そして、第２の二方弁１６と第３の二方弁１７を開放し、第１の二方弁６と第４の二方弁１８は閉成する昼間貯湯運転モードに設定される。また、上記混合弁１２は第１〜第３のポートａ〜ｃ全てが開放されることは変りがない。
【００２０】
実線矢印で示すように、貯湯タンク１上部から高温湯が高温用出湯管１１を介して混合弁１２の第１のポートａに導かれる。同時に、高温湯の導出量と同量の水が給水管Ｐａから貯湯タンク１底部へ補充されるとともに、水ポンプ４の駆動にともなって給水管Ｐｂから加熱熱交換器５に水が導かれる。
上記加熱熱交換器５において水は加熱される。このとき上記制御部３は、貯湯運転時と同様、ヒートポンプ熱源機８が最大能力運転をなすよう制御するが、水ポンプ４に対して流量を制御し、低温度の湯が得られるように制御する。このように出湯温度を低く抑えるよう制御することで、ヒートポンプ熱源機８の効率は高温湯を出湯しているよりも良くなる。
【００２１】
先の初期給湯運転停止時に貯湯タンク１下部に水が３０Ｌ補充されたうえに、貯湯タンク１から高温湯が導出され同量の水が補充されているので、貯湯タンク１内部における低温用出湯管１５は完全に水に浸漬されている。したがって、第２の二方弁１６が開放されるのにともない、低温用出湯管１５から水が導出される。
低温用出湯管１５から導出される水が、破線矢印に示すように上記加熱熱交換器５から連通管Ｐｄと第３の二方弁１７を介して導かれる低温湯と混合し、より低温度の湯となる。より低温の湯は第２の二方弁１６から混合弁１２の第３のポートｃに導かれ、混合弁１２内部で高温湯と混合し所望温度になって給湯部Ｋへ導かれる。
【００２２】
具体的に、給水管Ｐａから５℃の水が導かれ、ヒートポンプ熱源機８が４．５ＫＷの加熱能力をもつとすると、加熱熱交換器５において３０℃の低温湯を得るには、２．６Ｌ／ｍｉｎとなる。貯湯タンク１内部の水が５℃であれば、低温用出湯管１５から３．８Ｌ／ｍｉｎだけ導出し、３０℃の湯と混合させて１５．１℃の温水を得られる。
すなわち、加熱熱交換器５と貯湯タンク１下部から、合計水量６．４Ｌ／ｍｉｎの温水が混合弁１２に導かれるが、その間に０．１℃の温度低下を見込む。さらに、貯湯タンク１から９０℃の高温湯を３．６Ｌ／ｍｉｎだけ導いて、混合弁１２で１５．０℃の温水と混合させると、給湯部Ｋへは４２℃の湯が１０．０Ｌ／ｍｉｎで供給される。
【００２３】
上記昼間貯湯運転モードでの給湯運転中に、給湯部Ｋでの給湯操作が停止すると、制御部３は給湯運転を終了し、同昼間貯湯運転モードでの貯湯運転に変える。図５（Ａ）は昼間貯湯運転モードでの貯湯運転中の作用説明図であり、図５（Ｂ）は昼間貯湯運転モードでの貯湯運転終了時の作用説明図である。
はじめに、図５（Ａ）の昼間貯湯運転モードでの貯湯運転中の説明をなす。このとき制御部３は、水ポンプ４とヒートポンプ熱源機８の圧縮機の作動を継続する。第３の二方弁１７はそのまま開放を継続するが、第２の二方弁１６は閉成に変える。第１の二方弁６と第４の二方弁１８はそのまま閉成を継続し、混合弁１２は第１のポートａを閉成する。
【００２４】
実線矢印に示すように、貯湯タンク１下部の水が水ポンプ４を介して加熱熱交換器５に導かれ低温湯に換る。この低温湯は、破線矢印に示すように連通管Ｐｄと低温用出湯管１５から第３の二方弁１７を介して貯湯タンク１下部に導かれる。貯湯タンク１では、下層が水、中層が加熱熱交換器５から導かれた低温湯、上層が高温湯の三層をなす。
時間の経過とともに、貯湯タンク１内では水の量が減少する一方で低温湯の量が相対的に増加する。そして、ついには図５（Ｂ）に示すように貯湯タンク１底部の水がほとんど無くなる。実際には、第１の温度センサ２Ａが昼間貯湯温度を検知し、その検知信号を制御部３が受けた後、昼間貯湯運転モードでの貯湯運転終了の制御信号を送る。
【００２５】
具体的に、先の昼間貯湯運転モードでの給湯貯湯運転終了時に貯湯タンク１下部に５℃の水が３０Ｌあり、これを３０℃の低温湯に変える場合、ヒートポンプ熱源機８の加熱能力をそのまま４．５ＫＷすると、２．５８Ｌ／ｍｉｎの加熱流量で１１．６ｍｉｎ、すなわち約１２分で貯湯運転を終了できる。
このように昼間貯湯運転モードでの貯湯運転時には、１つの貯湯タンク１に高温湯を溜めるとともに、低温湯を溜めることができる。従来構成のように高温湯と低温湯を別個の貯湯タンクに溜める必要がなく、２基のタンクを備える場合よりも配置スペースの低減化を得られる。また、このとき出湯温度が低く抑えられているために、高効率の運転となる。
【００２６】
上述の昼間貯湯運転モードでの貯湯運転の途中においても、あるいは貯湯運転を終了した時点で、通常給湯運転に移行できる。図６は通常給湯運転モードでの給湯運転時の作用説明図である。
このとき制御部３は、水ポンプ４およびヒートポンプ熱源機８の圧縮機の運転を停止し、第２の二方弁１６を開放し、第３の二方弁１７を閉成するよう変え、第１、第４の二方弁６、１８はそのまま閉成しておく通常給湯運転モードに設定する。また、混合弁１２は第１のポートａを開放するよう制御する。
【００２７】
給湯部Ｋでの給湯操作にともない、実線矢印で示すように貯湯タンク１上部から高温湯が導出され、高温用出湯管１１を介して混合弁１２の第１のポートａに導かれる。同時に、破線矢印に示すように貯湯タンク１下部から低温湯が導出され、低温用出湯管１５から第２の二方弁１６を介して混合弁１２の第３のポートｃに導かれる。
上記混合弁１２において高温湯と低温湯とが混合して所望の温度に換り、給湯管１３を介して給湯部Ｋに導かれる。貯湯タンク１から導出される高温湯と低温湯との合計量と同量の水が給水管Ｐａから貯湯タンク１内に補充される。ここでも比重の関係から、下層が水、中層が低温湯、上層が高温湯となる。
【００２８】
具体的に、給湯部Ｋにおいて４２．０℃の湯を１０．０Ｌ／ｍｉｎで給湯するよう設定された場合、貯湯タンク１から９０℃の高温湯を２．０Ｌ／ｍｉｎ導出し、３０℃の低温湯を８．０Ｌ／ｍｉｎ導出して混合弁１２で混合すればよい。これにともなって、貯湯タンク１底部に給水管Ｐａから５℃の水が１０Ｌ／ｍｉｎ、自動的に補充される。
以上説明したように本発明のヒートポンプ式給湯機によれば、貯湯タンク１の上部に高温用出湯管１１を設け、下部に低温用出湯管１５を設けて、加熱熱交換器５の出口をそれぞれの出湯管１１，１５に接続した。
【００２９】
安価な深夜電力料金の適用される時間帯にヒートポンプ熱源機８を運転し、高温湯を高温用出湯管１１から貯湯タンク１上部に溜め、昼間低温（給湯温度より低い温度）の湯を低温用出湯管１５から貯湯タンク１下部に溜める。したがって、１基の貯湯タンク１で高温湯と低温湯を溜めることができ、２タンク方式のヒートポンプ式給湯機と比較してコンパクト化を図れる。
さらに、貯湯タンク１に対する低温用出湯管１５の接続位置に（第２の）温度センサ２Ｂを設け、この温度センサ２Ｂの検知温度が給水温度レベルになると貯湯運転を行うようにしたから、ヒートポンプ熱源機８の圧縮機のＯＮ−ＯＦＦ頻度が少なくなり、安定した高効率の貯湯運転ができる。
【００３０】
さらに、給水管Ｐｂから混合弁１２に至る間に水供給回路２０を備えたから、初期給湯運転時に貯湯タンク１内の高温湯と上記水供給回路２０の水とを混合して所望温度の湯を給湯できる。すなわち、高温湯の供給量を低く抑えた状態で所望温度の湯が得られ、エネルギ消費の低減化を得られる。
なお、本発明は上述した実施の形態そのままに限定されるものではなく、実施段階ではその要旨を逸脱しない範囲で構成要素を変形して具体化できるとともに、上述した実施の形態に開示されている複数の構成要素の適宜な組み合わせにより種々の発明を形成できる。
【図面の簡単な説明】
【００３１】
【図１】本発明における一実施の形態に係る、ヒートポンプ式給湯機の概略構成図。
【図２】同実施の形態に係る、深夜貯湯運転モードでの貯湯運転開始時と完了時における作用説明図。
【図３】同実施の形態に係る、初期給湯運転モードでの給湯運転時の作用説明図。
【図４】同実施の形態に係る、昼間貯湯運転モードでの給湯運転時の作用説明図。
【図５】同実施の形態に係る、昼間貯湯運転モードでの貯湯運転の開始時と完了時における作用説明図。
【図６】同実施の形態に係る、通常給湯運転モードでの給湯運転時における作用説明図。
【符号の説明】
【００３２】
１…貯湯タンク、１１…高温用出湯管、１５…低温用出湯管、Ｐａ…給水管、４…水ポンプ、５…加熱熱交換器、７…ヒートポンプ加熱回路、９…利用側熱交換器部、８…ヒートポンプ熱源機、１２…混合弁、Ｋ…給湯部、１３…給湯管、２Ｂ…第２の温度センサ、３…制御部、２０…水供給回路。
【特許請求の範囲】
【請求項１】
貯湯タンクと、
この貯湯タンクの上部に接続される高温用出湯管および、下部に接続される低温用出湯管と、
上記貯湯タンクの底部に接続され、給水源と連通する給水管と、
この給水管から分岐して接続され、水ポンプと加熱熱交換器を順次備えたヒートポンプ加熱回路と、
このヒートポンプ加熱回路の上記加熱熱交換器に収容される利用側熱交換器部を備えたヒートポンプ熱源機と、
上記高温用出湯管および低温用出湯管の出口端部に接続される混合弁と、
この混合弁から厨房や浴室等に設けられる給湯部に接続される給湯管とを具備し、
上記ヒートポンプ加熱回路における上記加熱熱交換器の出口を、上記高温出湯管および低温出湯管にそれぞれ接続したことを特徴とするヒートポンプ式給湯機。
【請求項２】
上記貯湯タンクにおける上記低温出湯管の接続位置に温度センサを設け、
この温度センサの検知温度が給水温度レベルになると貯湯運転を行うよう制御する制御部を備えたことを特徴とする請求項１記載のヒートポンプ式給湯機。
【請求項３】
上記給水管から上記混合弁に至る間に、水供給回路を設けたことを特徴とする請求項１および請求項２のいずれかに記載のヒートポンプ式給湯機。
【請求項１】
貯湯タンクと、
この貯湯タンクの上部に接続される高温用出湯管および、下部に接続される低温用出湯管と、
上記貯湯タンクの底部に接続され、給水源と連通する給水管と、
この給水管から分岐して接続され、水ポンプと加熱熱交換器を順次備えたヒートポンプ加熱回路と、
このヒートポンプ加熱回路の上記加熱熱交換器に収容される利用側熱交換器部を備えたヒートポンプ熱源機と、
上記高温用出湯管および低温用出湯管の出口端部に接続される混合弁と、
この混合弁から厨房や浴室等に設けられる給湯部に接続される給湯管とを具備し、
上記ヒートポンプ加熱回路における上記加熱熱交換器の出口を、上記高温出湯管および低温出湯管にそれぞれ接続したことを特徴とするヒートポンプ式給湯機。
【請求項２】
上記貯湯タンクにおける上記低温出湯管の接続位置に温度センサを設け、
この温度センサの検知温度が給水温度レベルになると貯湯運転を行うよう制御する制御部を備えたことを特徴とする請求項１記載のヒートポンプ式給湯機。
【請求項３】
上記給水管から上記混合弁に至る間に、水供給回路を設けたことを特徴とする請求項１および請求項２のいずれかに記載のヒートポンプ式給湯機。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【公開番号】特開２００７−３２２０６５（Ｐ２００７−３２２０６５Ａ）
【公開日】平成１９年１２月１３日（２００７．１２．１３）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００６−１５２７３５（Ｐ２００６−１５２７３５）
【出願日】平成１８年５月３１日（２００６．５．３１）
【出願人】（３９９０２３８７７）東芝キヤリア株式会社 (320)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成１９年１２月１３日（２００７．１２．１３）
【国際特許分類】
【出願日】平成１８年５月３１日（２００６．５．３１）
【出願人】（３９９０２３８７７）東芝キヤリア株式会社 (320)
【Ｆターム（参考）】
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