ヒートポンプ式給湯機
【課題】 貯湯タンクに溜まる中温湯を優先的に使用することができ、沸上運転時に加熱源への中温湯の供給を回避できてＣＯＰの低下を防止でき、しかも、制御の簡略化を図ることができるヒートポンプ式給湯機を提供すること。
【解決手段】 貯湯タンク１の底部から低温水を流出させて、低温水をヒートポンプ式加熱源３にて沸き上げて貯湯タンク１の上部に戻す沸上運転を行なうヒートポンプ式給湯機である。貯湯タンク１内の中温湯の温度が設定給湯温度より高い場合であって、かつ最も低い温度の中温湯から採湯する。該当するいずれかの中温湯用出湯管２３ａ〜２３ｃからの中温湯と、水供給管２５からの給水とを混合弁２１にて混合し、混合弁２１にて設定給湯温度に混合した温水を給湯管２６より給湯する。
【解決手段】 貯湯タンク１の底部から低温水を流出させて、低温水をヒートポンプ式加熱源３にて沸き上げて貯湯タンク１の上部に戻す沸上運転を行なうヒートポンプ式給湯機である。貯湯タンク１内の中温湯の温度が設定給湯温度より高い場合であって、かつ最も低い温度の中温湯から採湯する。該当するいずれかの中温湯用出湯管２３ａ〜２３ｃからの中温湯と、水供給管２５からの給水とを混合弁２１にて混合し、混合弁２１にて設定給湯温度に混合した温水を給湯管２６より給湯する。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ヒートポンプ式給湯機に関し、特に浴槽や台所等への給湯が可能な貯湯タンクを備えたヒートポンプ式給湯機に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
この種のヒートポンプ式給湯機として、従来から貯湯タンクを備えたものがある。ヒートポンプ式給湯機は、貯湯タンクの底部から低温水を流出させて、この低温水をヒートポンプ式加熱源にて沸き上げて貯湯タンクの上部に戻す沸上運転を行なう。そして、貯湯タンクの上部には出湯管が接続され、給湯の際にはこの出湯管を介して貯湯タンクの高温の湯（高温湯）が出湯される。また、風呂の追い焚きや保温のための熱交換器の熱源として、この貯湯タンクの湯が使用される。この場合、高温の湯が熱交換器に供給され、この熱交換器で熱交換されて温度低下して、３０℃〜５０℃程度の中間温度の温水（中温湯）となって貯湯タンクに戻る。このため、貯湯タンクには、その上下方向中間部に中温湯が溜まっている場合が多い。このような場合には、中温湯は、風呂の追い焚き等に利用するには低温すぎて、使用しきれない。そのため、高温湯が無くなるいわゆる湯切れ状態となれば、中温湯が残ったまま沸上運転を行なうことになる。
【０００３】
しかしながら、中温湯が残ったまま沸上運転を行なうと、中温湯がヒートポンプ加熱源に供給される。このような中温湯をヒートポンプ加熱源にて加熱した場合、効率が悪く、ＣＯＰ（エネルギー消費効率）を低下させていた。そこで、この中温湯を優先的に使用できるようにしたヒートポンプ式給湯機が提案されている。
【０００４】
すなわち、図５に示すように、貯湯タンク５１に中温湯用出湯管５２を接続し、この中温湯用出湯管５２を、切換弁５３を介して、貯湯タンク５１の上部に接続される出湯管５４に接続している。また、貯湯タンク５１の下部に給水管５５が接続され、さらにこの給水管５５から分岐管５６が分岐されている。そして、この分岐管５６が混合弁５７に接続されている。
【０００５】
すなわち、上記中温湯の温度が設定給湯温度以上のときには、切換弁５３を、中温湯用出湯管５２からの中温湯が混合弁５７に供給されるように切り換え、この中温湯と、分岐管５６からの給水とを混合弁５７にて混合して給湯することになる。また、上記中温湯の温度が設定給湯温度未満のときには、切換弁５３を出湯管５４からの高温湯が混合弁５７に供給されるように切り換え、この出湯管５４の高温湯と、分岐管５６の給水とを混合弁５７にて混合して給湯することになる。
【０００６】
このため、中温湯の温度が設定給湯温度未満のときには、この中温湯を使用しないことになり、この中温湯が残ることになる。従って、湯切れ状態となっても中温湯が残ったままであり、この状態で沸上運転を行なうことになる。
【０００７】
そのため、中温湯を優先的に使用して、湯切れ状態となっても中温湯が残らないようにしたものも提案されている（例えば、特許文献１参照）。すなわち、特許文献１に記載のヒートポンプ式給湯機は、図６に示すように、貯湯タンク６１の頂部に出湯管６２を接続すると共に、貯湯タンク６１の底部に給水管６３を接続し、さらに、貯湯タンク６１の上下方向中間部に中温湯用出湯管６４を接続している。そして、給水管６３には給水バイパス管６５が接続され、この給水バイパス管６５と、中温湯用出湯管６４とが混合弁（第２混合弁）６７を介して接続される。また、出湯管６２は混合弁（第１混合弁）６６を介して給湯管６８が接続されている。そして、第１混合弁６６と第２混合弁６７とは接続管６９を介して接続される。なお、給湯管６８にはカラン７０が接続されている。
【０００８】
この場合、中温湯用出湯管６４からの中温湯の温度が設定給湯温度よりも高い場合には、第２混合弁６７において、中温湯用出湯管６４からの中温湯が給水バイパス管６５からの給水とを混合して、その混合湯を給湯管６８から給湯する。また、中温湯用出湯管６４からの中温湯の温度が設定給湯温度より低い場合には、第１混合弁６６において、中温湯用出湯管６４からの中温湯と出湯管６２からの高温湯とを混合して、その混合湯を給湯管６８から給湯する。
【特許文献１】特開２００４−１９７９５８号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
しかしながら、図６に示すヒートポンプ式給湯機では、中温湯用出湯管６４からの中温湯の温度が設定給湯温度より高い場合には、第１混合弁６６において出湯管６２側を全閉状態とすると共に、第２混合弁６７を制御状態とする。また、中温湯用出湯管６４からの中温湯の温度が設定給湯温度よりも低い場合には、第２混合弁６７において給水バイパス管６５側を全閉状態とすると共に、第１混合弁６６を制御状態とする。
【００１０】
このため、上記ヒートポンプ式給湯機においては、２つの混合弁を必要とし、しかも、中温湯用出湯管６４からの中温湯の温度に応じて、この２つの混合弁の制御を行なう必要があり、その制御が複雑であり、安定した制御が困難であり、装置としてコスト高となる。また、貯湯タンク１から中温湯を取り出す位置が１カ所であり、そのため、中温湯の取り出し口より上方に設定給湯温度より高い中温湯がある場合、中温湯を有効に使用することができない。
【００１１】
本発明は上述の問題点に鑑みて提供したものであって、貯湯タンクに貯まる中温湯を優先的に使用することができ、沸上運転時に加熱源への中温湯の供給を回避できてＣＯＰの低下を防止でき、しかも、制御の簡略化を図り、装置の低コスト化を図ることを目的としたヒートポンプ式給湯機を提供するものである。
【課題を解決するための手段】
【００１２】
そこで、本発明の請求項１に記載のヒートポンプ式給湯機では、貯湯タンク１の底部から低温水を流出させて、この低温水をヒートポンプ式加熱源３にて沸き上げて貯湯タンク１の上部に戻す沸上運転を行なうヒートポンプ式給湯機であって、上記貯湯タンク１の上部の高温湯を出湯する出湯管１６と、この出湯管１６と低温水を供給する水供給管２５とを接続する混合弁２１と、上記出湯管１６に介設されている開閉弁１９と、上記貯湯タンク１の上下方向に複数設けられている中温湯出湯口２２ａ〜２２ｃに一端側がそれぞれ接続され、他端側が上記混合弁２１と開閉弁１９との間の出湯管１６に接続されて該混合弁２１に中温湯を供給する複数の中温湯用出湯管２３ａ〜２３ｃと、上記各中温湯用出湯管２３ａ〜２３ｃにそれぞれ介設されている開閉弁２０ａ〜２０ｃと、上記混合弁２１に接続される給湯管２６とを備えていることを特徴としている。
【００１３】
請求項２に記載のヒートポンプ式給湯機では、上下方向のいずれかの中温湯の温度が設定給湯温度以上であって、かつ最も低い温度に対応した中温湯出湯口２２に接続されている中温湯用出湯管２３からの中温湯を出湯管１６を介して混合弁２１に供給すると共に、上記中温湯の温度が設定給湯温度未満のときには出湯管１６から高温湯を混合弁２１に供給するように上記各開閉弁１９、２０ａ〜２０ｃを開閉制御する弁制御手段３０を有し、給湯時においていずれかの中温湯用出湯管２３ａ〜２３ｃから出湯された中温湯と、上記水供給管２５からの給水との混合弁２１における混合比率、または上記貯湯タンク１からの高温湯と、水供給管２５からの給水との混合弁２１における混合比率を制御して上記設定給湯温度の湯の給湯を行なうことを特徴としている。
【００１４】
請求項３に記載のヒートポンプ式給湯機では、上記ヒートポンプ式加熱源３の冷媒回路Ｓの冷凍サイクルの高圧側が超臨界圧力で運転することを特徴としている。
【発明の効果】
【００１５】
請求項１のヒートポンプ式給湯機によれば、上下方向のいずれかの中温湯用出湯管から出湯される中温湯と水供給管からの給水とを混合して給湯することができる。このため、貯湯タンク内の中温湯を有効に使用することができ、沸上効率の悪い中温湯を無くして、ＣＯＰの向上を図ることができる。
【００１６】
請求項２のヒートポンプ式給湯機によれば、いずれかの中温湯出湯口付近の中温湯の温度が設定給湯温度以上であって、且つ最も低い温度の中温湯を採湯しているので、中温湯を下部付近から略中央付近までの多量の中温湯を有効に使用することができる。このように、貯湯タンク内の中温湯を有効に使用することができて、貯湯タンク内において高温の湯が無くなって沸上運転を行なう場合、ヒートポンプ式加熱源へ中温湯を供給することなく低温水を供給することができる。すなわち、沸上効率の悪い中温湯を無くして、ＣＯＰの一層の向上を図ることができる。しかも、混合弁が１つであり、制御の簡略化及びコスト低減化を図ることができて、安定した制御が可能となる。
【００１７】
請求項３のヒートポンプ式給湯機によれば、冷媒として、炭酸ガス等の自然系冷媒を使用することができるので、一層効率の良い沸上運転を行なうことができる。さらに自然系冷媒を使用することによって、オゾン層の破壊、環境汚染等の問題がなく、地球環境にやさしいヒートポンプ式給湯機となる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１８】
以下、本発明の実施の形態を図面を参照して詳細に説明する。図１はヒートポンプ式給湯機の要部簡略図である。このヒートポンプ式給湯機は、貯湯タンク１を備え、この貯湯タンク１の湯を浴槽に供給（給湯）したり、台所やシャワーに供給（給湯）したりすることができる。
【００１９】
この場合、冷媒回路Ｓを有する熱源ユニット（ヒートポンプ式加熱源）３を使用して、貯湯タンク１に湯を溜めるものである。冷媒回路Ｓは、圧縮機４と、水熱交換器５と、膨張弁６と、空気熱交換器（蒸発器）７とを順に接続して構成される。そして、貯湯タンク１に循環路８が連結され、この循環路８に、水循環用ポンプ９と熱交換路１０とが介設されている。この場合、熱交換路１０は水熱交換器５にて構成される。この冷媒回路Ｓの冷媒としては、高圧側が超臨界圧力で運転することになる炭酸ガス（ＣＯ２）等を用いる。
【００２０】
また、循環路８は、上記水循環用ポンプ９を有する第１循環路１１ａと、この第１循環路１１ａからの湯（加熱水）を貯湯タンク１に戻す第２循環路１１ｂとを備える。第１循環路１１ａは、その一端側が貯湯タンク１の底部に開設された取水口１２に接続され、その他端側が熱交換路１０に接続される。また、第２循環路１１ｂは、その一端側が熱交換路１０に接続され、その他端側が貯湯タンク１の頂部に開設された上部湯入口１３に接続されている。
【００２１】
さらに、貯湯タンク１の上部（頂部）には出湯口１５が開設され、この出湯口１５に高温湯用出湯路（出湯管）１６が接続されると共に、貯湯タンク１の底部に給水口１７が開設され、この給水口１７に給水管１８が接続されている。また、高温湯用出湯管１６には開閉弁１９を介して混合弁２１が接続されていて、この混合弁２１の下流側に給湯管２６が接続されている。そして、この給湯管２６から温水が台所の蛇口や洗面所のシャワー等に給湯されるようになっている。
【００２２】
また、貯湯タンク１の上下方向に複数の中温湯出湯口２２（２２ａ〜２２ｃ）が介設され、この中温湯出湯口２２ａ〜２２ｃにそれぞれ開閉弁２０ａ〜２０ｃを介設した中温湯用出湯管２３（２３ａ〜２３ｃ）がそれぞれ接続されている。そして、各中温湯用出湯管２３ａ〜２３ｃは接続管２４を介して高温湯用出湯管１６に接続されている。また、給水管１８から分岐された分岐管（水供給管）２５が上記混合弁２１に接続されている。なお、貯湯タンク１に設けている中温湯出湯口２２ａ〜２２ｃは、図示例では３カ所としているが、２カ所あるいは４カ所以上設けてもよい。
【００２３】
ところで、このヒートポンプ式給湯機には、貯湯タンク１の中温湯出湯口２２ａ〜２２ｃの近傍、あるいは中温湯用出湯管２３ａ〜２３ｃに配置されて、貯湯タンク１内の上下方向における中温湯の温度を検出する中温湯用温度検出器２８ａ〜２８ｃと、水供給管２５の混合弁２１の近傍であって水供給管２５内に供給される給水管１８からの給水の温度を検出する給水用温度検出器２９と、混合弁２１より上流側であって接続管２４より下流側の高温湯用出湯管１６またはその近傍に配置されて、混合弁２１に供給される高温湯用出湯管１６の高温湯または各中温湯用出湯管２３ａ〜２３ｃからの中温湯の温度を検出する高温湯／中温湯用温度検出器３３とを備えている。
【００２４】
そして、上記中温湯用温度検出器２８ａ〜２８ｃにて検出されたデータ（検出温度）は、図２に示すように、弁制御手段３０に入力される。また、この弁制御手段３０には、設定給湯温度入力手段３１にて予め設定給湯温度が入力されている。すなわち、弁制御手段３０では、中温湯用温度検出器２８ａ〜２８ｃにて検出された温度と、設定給湯温度とを比較して、この比較に基づいて開閉弁１９、開閉弁２０ａ〜２０ｃのオン、オフの制御を行なう。この場合、設定給湯温度は、ユーザが希望する給湯温度に近い温度であって、任意に設定することができる。
【００２５】
ところで、貯湯タンク１内は下部から上部に至っては給水の温度である例えば１０℃〜２０℃から９０℃まで分布しており、今、例えば、上の中温湯出湯口２２ａ付近の中温湯の温度が６０℃とし、真ん中の中温湯出湯口２２ｂ付近の中温湯の温度が５０℃とし、下の中温湯出湯口２２ｃ付近の中温湯の温度が３０℃とする。そして、設定給湯温度が例えば、４０℃あるいは４２℃とした場合に、ユーザーが設定した設定給湯温度以上であって、各中温湯出湯口２２ａ〜２２ｃでの最も低い中温湯の場所から採湯するようにしている。したがって、この場合では、設定給湯温度以上であって、かつ最も低い温度の中温湯は中温湯出湯口２２ｂ付近の場合であり、この中温湯出湯口２２ｂから中温湯を取り出すことになる。かかる場合、弁制御手段３０は、中温湯用出湯管２３ｂに介設している開閉弁２０ｂのみを開制御し、他の開閉弁１９及び開閉弁２０ａ、２０ｃを閉制御する。
【００２６】
本発明では、貯湯タンク１内の中温湯の温度が設定給湯温度より高い場合であって、かつ最も低い温度の中温湯から採湯するようにしたものであり、該当するいずれかの中温湯用出湯管２３ａ〜２３ｃからの中温湯と、水供給管２５からの給水とを混合弁２１にて混合し、混合弁２１にて設定給湯温度に混合した温水を給湯管２６より給湯するようにしている。この時、採湯しているいずれかの中温湯用出湯管２３ａ〜２３ｃの開閉弁２０ａ〜２０ｃのみが開制御され、高温湯用出湯管１６の開閉弁１９と採湯していない他の中温湯用出湯管２３ａ〜２３ｃの開閉弁２０ａ〜２０ｃは閉制御される。
【００２７】
また、貯湯タンク１内の中温湯の温度が設定給湯温度より低い場合には、貯湯タンク１からの高温湯用出湯管１６内の高温湯と、水供給管２５からの給水とを混合弁２１にて混合し、混合弁２１にて設定給湯温度に混合した温水を給湯管２６より給湯するようにしている。この時、高温湯用出湯管１６の開閉弁１９のみ開制御され、各中温湯用出湯管２３ａ〜２３ｃの開閉弁２０ａ〜２０ｃは閉制御される。
【００２８】
従って、貯湯タンク１内の中温湯が設定給湯温度より高い場合でも、また低い場合でも、給湯管２６に供給される温水の温度を設定給湯温度に一定にすべく、給水用温度検出器２９と高温湯／中温湯用温度検出器３３からの温度データを取り込んで、混合弁２１での混合比率を制御（調整）するようにしている。
【００２９】
すなわち、図３に示すように、混合弁２１には、混合比率を制御（調整）する調整手段３２が接続される。この調整手段３２には、上記給水用温度検出器２９、高温湯／中温湯用温度検出器３３にて検出されたデータ（検出温度）が入力されると共に、設定給湯温度入力手段３１から設定給湯温度が入力される。なお、この設定給湯温度入力手段３１での設定給湯温度設定は、図示省略の操作部（操作パネル）の設定ボタンを操作することによって行うことができる。
【００３０】
このため、調整手段３２では、混合弁２１の上流側の高温湯用出湯管１６内の高温湯の温度または中温湯の温度と、水供給管２５の給水の温度と、設定給湯温度入力手段３１からの設定給湯温度とに基づいて、混合弁２１の混合比率を調整する。従って、給湯管２６に接続された図示省略の蛇口（栓）等を開状態とすることによって、設定給湯温度（又はこの設定給湯温度に近い温度）の湯を給湯できる。
【００３１】
ところで、風呂の追焚きや保温のための熱源として、この貯湯タンク１の湯が使用される。すなわち、図１に示すように、貯湯タンク１の上部に湯流出口３５と、貯湯タンク１の下部に湯流入口３６とを開設し、この湯流出口３５と湯流入口３６とを湯循環路３７を介して接続する。湯循環路３７には、循環用ポンプ３８と、外部熱交換器３９にて構成される熱交換路４０とが介設されている。そして、浴槽（図示）には追い焚き用循環路４２が接続されている。この追い焚き用循環路４２には、上記外部熱交換器３９にて構成される熱交換路４３と、風呂湯循環用ポンプ（図示省略）が介設されている。
【００３２】
次に、このヒートポンプ式給湯機の沸上運転を説明する。圧縮機４を駆動すると共に、水循環用ポンプ９を駆動する。すると、貯湯タンク１の底部に設けた取水口１２から貯溜水（温水）が循環路８に流出して、これが循環路８の熱交換路１０を流通する。また、圧縮機４からの吐出冷媒が、水熱交換器５、膨張弁６、空気熱交換器７を順次経由して圧縮機４へと返流する。そのため、循環路８の熱交換路１０を流通する水が水熱交換器５によって加熱される。従って、貯湯タンク１の底部の低温水は取水口１２から流出して、水熱交換器５にて加熱されて高温湯となって、上部湯入口１３から返流される。このような動作を継続して行うことによって、貯湯タンク１に高温湯を貯めることができる。
【００３３】
また、風呂の追焚きや保温する場合、循環用ポンプ３８を駆動して、貯湯タンク１の高温の湯を湯流出口３５から湯循環路３７に出湯させて、湯流入口３６から貯湯タンク１に戻す。この際、追い焚き用循環路４２の循環ポンプを駆動して、浴槽の湯を追い焚き用循環路４２において循環させる。これによって、貯湯タンク１の高温の湯が熱交換路４０を流れると共に、浴槽から流出した湯が熱交換路４３を流れる。この際、浴槽から流出した湯は、貯湯タンク１の高温の湯と熱交換することによって暖められて浴槽に戻る。また、貯湯タンク１から流出した高温の湯は、浴槽から流出した湯と熱交換することによって冷やされて、例えば、３０℃〜５０℃程度の中間温度の温水（中温湯）となって貯湯タンク１に戻る。このため、貯湯タンク１の中間部には中温湯が貯まることになる。
【００３４】
そこで、このヒートポンプ式給湯機では、このように貯まった中温湯を優先的に使用できるようにしている。すなわち、給湯管２６から給湯する場合、図４に示すフローチャート図に従って行われることになる。そして、給湯は、給湯管２６に接続された蛇口を開状態とする。これによって、給湯されることになるが、この際、以下のような制御が行われる。まず、貯湯タンク１内の各中温湯出湯口２２ａ〜２２ｃ付近の中温湯の温度を中温湯用温度検出器２８ａ〜２８ｃにてそれぞれ検出する（ステップＳ１）。次にステップＳ２へ移行して、このステップＳ２にて各中温湯の温度が設定給湯温度以上か否かを判断する。そして、いずれかの中温湯が設定給湯温度以上であれば、ステップＳ３へ移行して、設定給湯温度（例えば、４２℃）以上であって、且つ最も低い中温湯の場所の開閉弁、例えば、中温湯出湯口２２ｂ付近の中温湯が５０℃であれば、中温湯用出湯管２３ｂの開閉弁２０ｂを開制御し、他の開閉弁２０ａ、２０ｃを閉制御すると共に、高温湯用出湯管１６の開閉弁１９を閉制御する。このように、各開閉弁１９、２０ａ〜２０ｂを開閉制御してステップＳ５へ移行する。また、ステップＳ２で各中温湯の温度が設定給湯温度未満であれば、ステップＳ４へ移行して、高温湯用出湯管１６から高温湯が混合弁２１に供給されるように開閉弁１９を開制御し、各中温湯用出湯管２３ａ〜２３ｃの開閉弁２０ａ〜２０ｃを閉制御する。そして、ステップＳ４からステップＳ６へ移行する。
【００３５】
ステップＳ５では中温湯と、給水との混合比率を調整して、ステップＳ７へ移行して、設定給湯温度の湯を給湯する。また、ステップＳ６では高温湯と、給水との混合比率を調整して、ステップＳ７へ移行して設定給湯温度の湯を給湯する。なお、給湯を終了する場合には、給湯管２６に接続されている蛇口を閉状態とすればよい。
【００３６】
また、上記のようにして中温湯を使っていって、中温湯出湯口２２ｂ付近の中温湯の温度が設定給湯温度未満となった場合でも、上側の中温湯出湯口２２ａ付近の中温湯の温度が設定給湯温度以上の場合では、中温湯用出湯管２３ａから中温湯を採湯していく。この場合、中温湯用出湯管２３ａの開閉弁２０ａのみを開制御し、他の開閉弁２０ｂ、２０ｃを閉制御すると共に、高温湯用出湯管１６の開閉弁１９を閉制御する。
【００３７】
上記ヒートポンプ式給湯機では、いずれかの中温湯出湯口２２ａ〜２２ｃ付近の中温湯の温度が設定給湯温度以上であって、且つ最も低い温度の中温湯を採湯しているので、中温湯を下部付近から略中央付近までの多量の中温湯を有効に使用することができる。このように、貯湯タンク１内の中温湯を有効に使用することができて、貯湯タンク１内において高温の湯が無くなって沸上運転を行なう場合、ヒートポンプ式加熱源へ中温湯を供給することなく低温水を供給することができる。すなわち、沸上効率の悪い中温湯を無くして、ＣＯＰの一層の向上を図ることができる。しかも、混合弁２１が１つであり、制御の簡略化及びコスト低減化を図ることができて、安定した制御が可能となる。
【００３８】
さらに、冷媒として、炭酸ガス等の自然系冷媒を使用することができるので、一層効率の良い沸上運転を行なうことができる。また、自然系冷媒を使用することによって、オゾン層の破壊、環境汚染等の問題がなく、地球環境にやさしいヒートポンプ式給湯機となる。
【００３９】
以上にこの発明の具体的な実施の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、中温湯の温度としては上記実施形態では３０℃〜５０℃程度としていたが、もちろんこれに限るものではなく、このヒートポンプ式給湯機における中温湯の温度とは、沸上効率を低下させることになる範囲の温度をいう。また、設定給湯温度は給湯温度を決定するものであり、ユーザーによって任意の温度を設定することができる。しかも、この設定給湯温度が種々に設定されても、このヒートポンプ式給湯機では、中温湯（沸上効率を低下させることになる範囲の温度の湯）を優先的に使用することができる。なお、冷媒回路Ｓの冷媒として、炭酸ガス以外のエチレン、エタン、酸化窒素等の自然系冷媒であってもよく、さらには、ジクロロジフルオロメタン（Ｒ−１２）やクロロジフルオロメタン（Ｒ−２２）や、１，１，１，２−テトラフルオロエタン（Ｒ−１３４ａ）等のような冷媒であってもよい。
【図面の簡単な説明】
【００４０】
【図１】この発明のヒートポンプ式給湯機の実施形態を示す簡略図である。
【図２】上記ヒートポンプ式給湯機の切換弁を制御するための制御部の簡略ブロック図である。
【図３】上記ヒートポンプ式給湯機の混合弁を制御するための制御部の簡略ブロック図である。
【図４】上記ヒートポンプ式給湯機の給湯時のフローチャート図である。
【図５】従来のヒートポンプ式給湯機の簡略図である。
【図６】従来の他のヒートポンプ式給湯機の簡略図である。
【符号の説明】
【００４１】
１・・貯湯タンク、３・・ヒートポンプ式加熱源、１６・・高温湯用出湯管、１９・・開閉弁、２０ａ〜２０ｃ・・開閉弁、２１・・混合弁、２３ａ〜２３ｃ・・中温湯用出湯管、２５・・水供給管、２６・・給湯管、３０・・弁制御手段、３２・・調整手段
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ヒートポンプ式給湯機に関し、特に浴槽や台所等への給湯が可能な貯湯タンクを備えたヒートポンプ式給湯機に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
この種のヒートポンプ式給湯機として、従来から貯湯タンクを備えたものがある。ヒートポンプ式給湯機は、貯湯タンクの底部から低温水を流出させて、この低温水をヒートポンプ式加熱源にて沸き上げて貯湯タンクの上部に戻す沸上運転を行なう。そして、貯湯タンクの上部には出湯管が接続され、給湯の際にはこの出湯管を介して貯湯タンクの高温の湯（高温湯）が出湯される。また、風呂の追い焚きや保温のための熱交換器の熱源として、この貯湯タンクの湯が使用される。この場合、高温の湯が熱交換器に供給され、この熱交換器で熱交換されて温度低下して、３０℃〜５０℃程度の中間温度の温水（中温湯）となって貯湯タンクに戻る。このため、貯湯タンクには、その上下方向中間部に中温湯が溜まっている場合が多い。このような場合には、中温湯は、風呂の追い焚き等に利用するには低温すぎて、使用しきれない。そのため、高温湯が無くなるいわゆる湯切れ状態となれば、中温湯が残ったまま沸上運転を行なうことになる。
【０００３】
しかしながら、中温湯が残ったまま沸上運転を行なうと、中温湯がヒートポンプ加熱源に供給される。このような中温湯をヒートポンプ加熱源にて加熱した場合、効率が悪く、ＣＯＰ（エネルギー消費効率）を低下させていた。そこで、この中温湯を優先的に使用できるようにしたヒートポンプ式給湯機が提案されている。
【０００４】
すなわち、図５に示すように、貯湯タンク５１に中温湯用出湯管５２を接続し、この中温湯用出湯管５２を、切換弁５３を介して、貯湯タンク５１の上部に接続される出湯管５４に接続している。また、貯湯タンク５１の下部に給水管５５が接続され、さらにこの給水管５５から分岐管５６が分岐されている。そして、この分岐管５６が混合弁５７に接続されている。
【０００５】
すなわち、上記中温湯の温度が設定給湯温度以上のときには、切換弁５３を、中温湯用出湯管５２からの中温湯が混合弁５７に供給されるように切り換え、この中温湯と、分岐管５６からの給水とを混合弁５７にて混合して給湯することになる。また、上記中温湯の温度が設定給湯温度未満のときには、切換弁５３を出湯管５４からの高温湯が混合弁５７に供給されるように切り換え、この出湯管５４の高温湯と、分岐管５６の給水とを混合弁５７にて混合して給湯することになる。
【０００６】
このため、中温湯の温度が設定給湯温度未満のときには、この中温湯を使用しないことになり、この中温湯が残ることになる。従って、湯切れ状態となっても中温湯が残ったままであり、この状態で沸上運転を行なうことになる。
【０００７】
そのため、中温湯を優先的に使用して、湯切れ状態となっても中温湯が残らないようにしたものも提案されている（例えば、特許文献１参照）。すなわち、特許文献１に記載のヒートポンプ式給湯機は、図６に示すように、貯湯タンク６１の頂部に出湯管６２を接続すると共に、貯湯タンク６１の底部に給水管６３を接続し、さらに、貯湯タンク６１の上下方向中間部に中温湯用出湯管６４を接続している。そして、給水管６３には給水バイパス管６５が接続され、この給水バイパス管６５と、中温湯用出湯管６４とが混合弁（第２混合弁）６７を介して接続される。また、出湯管６２は混合弁（第１混合弁）６６を介して給湯管６８が接続されている。そして、第１混合弁６６と第２混合弁６７とは接続管６９を介して接続される。なお、給湯管６８にはカラン７０が接続されている。
【０００８】
この場合、中温湯用出湯管６４からの中温湯の温度が設定給湯温度よりも高い場合には、第２混合弁６７において、中温湯用出湯管６４からの中温湯が給水バイパス管６５からの給水とを混合して、その混合湯を給湯管６８から給湯する。また、中温湯用出湯管６４からの中温湯の温度が設定給湯温度より低い場合には、第１混合弁６６において、中温湯用出湯管６４からの中温湯と出湯管６２からの高温湯とを混合して、その混合湯を給湯管６８から給湯する。
【特許文献１】特開２００４−１９７９５８号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
しかしながら、図６に示すヒートポンプ式給湯機では、中温湯用出湯管６４からの中温湯の温度が設定給湯温度より高い場合には、第１混合弁６６において出湯管６２側を全閉状態とすると共に、第２混合弁６７を制御状態とする。また、中温湯用出湯管６４からの中温湯の温度が設定給湯温度よりも低い場合には、第２混合弁６７において給水バイパス管６５側を全閉状態とすると共に、第１混合弁６６を制御状態とする。
【００１０】
このため、上記ヒートポンプ式給湯機においては、２つの混合弁を必要とし、しかも、中温湯用出湯管６４からの中温湯の温度に応じて、この２つの混合弁の制御を行なう必要があり、その制御が複雑であり、安定した制御が困難であり、装置としてコスト高となる。また、貯湯タンク１から中温湯を取り出す位置が１カ所であり、そのため、中温湯の取り出し口より上方に設定給湯温度より高い中温湯がある場合、中温湯を有効に使用することができない。
【００１１】
本発明は上述の問題点に鑑みて提供したものであって、貯湯タンクに貯まる中温湯を優先的に使用することができ、沸上運転時に加熱源への中温湯の供給を回避できてＣＯＰの低下を防止でき、しかも、制御の簡略化を図り、装置の低コスト化を図ることを目的としたヒートポンプ式給湯機を提供するものである。
【課題を解決するための手段】
【００１２】
そこで、本発明の請求項１に記載のヒートポンプ式給湯機では、貯湯タンク１の底部から低温水を流出させて、この低温水をヒートポンプ式加熱源３にて沸き上げて貯湯タンク１の上部に戻す沸上運転を行なうヒートポンプ式給湯機であって、上記貯湯タンク１の上部の高温湯を出湯する出湯管１６と、この出湯管１６と低温水を供給する水供給管２５とを接続する混合弁２１と、上記出湯管１６に介設されている開閉弁１９と、上記貯湯タンク１の上下方向に複数設けられている中温湯出湯口２２ａ〜２２ｃに一端側がそれぞれ接続され、他端側が上記混合弁２１と開閉弁１９との間の出湯管１６に接続されて該混合弁２１に中温湯を供給する複数の中温湯用出湯管２３ａ〜２３ｃと、上記各中温湯用出湯管２３ａ〜２３ｃにそれぞれ介設されている開閉弁２０ａ〜２０ｃと、上記混合弁２１に接続される給湯管２６とを備えていることを特徴としている。
【００１３】
請求項２に記載のヒートポンプ式給湯機では、上下方向のいずれかの中温湯の温度が設定給湯温度以上であって、かつ最も低い温度に対応した中温湯出湯口２２に接続されている中温湯用出湯管２３からの中温湯を出湯管１６を介して混合弁２１に供給すると共に、上記中温湯の温度が設定給湯温度未満のときには出湯管１６から高温湯を混合弁２１に供給するように上記各開閉弁１９、２０ａ〜２０ｃを開閉制御する弁制御手段３０を有し、給湯時においていずれかの中温湯用出湯管２３ａ〜２３ｃから出湯された中温湯と、上記水供給管２５からの給水との混合弁２１における混合比率、または上記貯湯タンク１からの高温湯と、水供給管２５からの給水との混合弁２１における混合比率を制御して上記設定給湯温度の湯の給湯を行なうことを特徴としている。
【００１４】
請求項３に記載のヒートポンプ式給湯機では、上記ヒートポンプ式加熱源３の冷媒回路Ｓの冷凍サイクルの高圧側が超臨界圧力で運転することを特徴としている。
【発明の効果】
【００１５】
請求項１のヒートポンプ式給湯機によれば、上下方向のいずれかの中温湯用出湯管から出湯される中温湯と水供給管からの給水とを混合して給湯することができる。このため、貯湯タンク内の中温湯を有効に使用することができ、沸上効率の悪い中温湯を無くして、ＣＯＰの向上を図ることができる。
【００１６】
請求項２のヒートポンプ式給湯機によれば、いずれかの中温湯出湯口付近の中温湯の温度が設定給湯温度以上であって、且つ最も低い温度の中温湯を採湯しているので、中温湯を下部付近から略中央付近までの多量の中温湯を有効に使用することができる。このように、貯湯タンク内の中温湯を有効に使用することができて、貯湯タンク内において高温の湯が無くなって沸上運転を行なう場合、ヒートポンプ式加熱源へ中温湯を供給することなく低温水を供給することができる。すなわち、沸上効率の悪い中温湯を無くして、ＣＯＰの一層の向上を図ることができる。しかも、混合弁が１つであり、制御の簡略化及びコスト低減化を図ることができて、安定した制御が可能となる。
【００１７】
請求項３のヒートポンプ式給湯機によれば、冷媒として、炭酸ガス等の自然系冷媒を使用することができるので、一層効率の良い沸上運転を行なうことができる。さらに自然系冷媒を使用することによって、オゾン層の破壊、環境汚染等の問題がなく、地球環境にやさしいヒートポンプ式給湯機となる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１８】
以下、本発明の実施の形態を図面を参照して詳細に説明する。図１はヒートポンプ式給湯機の要部簡略図である。このヒートポンプ式給湯機は、貯湯タンク１を備え、この貯湯タンク１の湯を浴槽に供給（給湯）したり、台所やシャワーに供給（給湯）したりすることができる。
【００１９】
この場合、冷媒回路Ｓを有する熱源ユニット（ヒートポンプ式加熱源）３を使用して、貯湯タンク１に湯を溜めるものである。冷媒回路Ｓは、圧縮機４と、水熱交換器５と、膨張弁６と、空気熱交換器（蒸発器）７とを順に接続して構成される。そして、貯湯タンク１に循環路８が連結され、この循環路８に、水循環用ポンプ９と熱交換路１０とが介設されている。この場合、熱交換路１０は水熱交換器５にて構成される。この冷媒回路Ｓの冷媒としては、高圧側が超臨界圧力で運転することになる炭酸ガス（ＣＯ２）等を用いる。
【００２０】
また、循環路８は、上記水循環用ポンプ９を有する第１循環路１１ａと、この第１循環路１１ａからの湯（加熱水）を貯湯タンク１に戻す第２循環路１１ｂとを備える。第１循環路１１ａは、その一端側が貯湯タンク１の底部に開設された取水口１２に接続され、その他端側が熱交換路１０に接続される。また、第２循環路１１ｂは、その一端側が熱交換路１０に接続され、その他端側が貯湯タンク１の頂部に開設された上部湯入口１３に接続されている。
【００２１】
さらに、貯湯タンク１の上部（頂部）には出湯口１５が開設され、この出湯口１５に高温湯用出湯路（出湯管）１６が接続されると共に、貯湯タンク１の底部に給水口１７が開設され、この給水口１７に給水管１８が接続されている。また、高温湯用出湯管１６には開閉弁１９を介して混合弁２１が接続されていて、この混合弁２１の下流側に給湯管２６が接続されている。そして、この給湯管２６から温水が台所の蛇口や洗面所のシャワー等に給湯されるようになっている。
【００２２】
また、貯湯タンク１の上下方向に複数の中温湯出湯口２２（２２ａ〜２２ｃ）が介設され、この中温湯出湯口２２ａ〜２２ｃにそれぞれ開閉弁２０ａ〜２０ｃを介設した中温湯用出湯管２３（２３ａ〜２３ｃ）がそれぞれ接続されている。そして、各中温湯用出湯管２３ａ〜２３ｃは接続管２４を介して高温湯用出湯管１６に接続されている。また、給水管１８から分岐された分岐管（水供給管）２５が上記混合弁２１に接続されている。なお、貯湯タンク１に設けている中温湯出湯口２２ａ〜２２ｃは、図示例では３カ所としているが、２カ所あるいは４カ所以上設けてもよい。
【００２３】
ところで、このヒートポンプ式給湯機には、貯湯タンク１の中温湯出湯口２２ａ〜２２ｃの近傍、あるいは中温湯用出湯管２３ａ〜２３ｃに配置されて、貯湯タンク１内の上下方向における中温湯の温度を検出する中温湯用温度検出器２８ａ〜２８ｃと、水供給管２５の混合弁２１の近傍であって水供給管２５内に供給される給水管１８からの給水の温度を検出する給水用温度検出器２９と、混合弁２１より上流側であって接続管２４より下流側の高温湯用出湯管１６またはその近傍に配置されて、混合弁２１に供給される高温湯用出湯管１６の高温湯または各中温湯用出湯管２３ａ〜２３ｃからの中温湯の温度を検出する高温湯／中温湯用温度検出器３３とを備えている。
【００２４】
そして、上記中温湯用温度検出器２８ａ〜２８ｃにて検出されたデータ（検出温度）は、図２に示すように、弁制御手段３０に入力される。また、この弁制御手段３０には、設定給湯温度入力手段３１にて予め設定給湯温度が入力されている。すなわち、弁制御手段３０では、中温湯用温度検出器２８ａ〜２８ｃにて検出された温度と、設定給湯温度とを比較して、この比較に基づいて開閉弁１９、開閉弁２０ａ〜２０ｃのオン、オフの制御を行なう。この場合、設定給湯温度は、ユーザが希望する給湯温度に近い温度であって、任意に設定することができる。
【００２５】
ところで、貯湯タンク１内は下部から上部に至っては給水の温度である例えば１０℃〜２０℃から９０℃まで分布しており、今、例えば、上の中温湯出湯口２２ａ付近の中温湯の温度が６０℃とし、真ん中の中温湯出湯口２２ｂ付近の中温湯の温度が５０℃とし、下の中温湯出湯口２２ｃ付近の中温湯の温度が３０℃とする。そして、設定給湯温度が例えば、４０℃あるいは４２℃とした場合に、ユーザーが設定した設定給湯温度以上であって、各中温湯出湯口２２ａ〜２２ｃでの最も低い中温湯の場所から採湯するようにしている。したがって、この場合では、設定給湯温度以上であって、かつ最も低い温度の中温湯は中温湯出湯口２２ｂ付近の場合であり、この中温湯出湯口２２ｂから中温湯を取り出すことになる。かかる場合、弁制御手段３０は、中温湯用出湯管２３ｂに介設している開閉弁２０ｂのみを開制御し、他の開閉弁１９及び開閉弁２０ａ、２０ｃを閉制御する。
【００２６】
本発明では、貯湯タンク１内の中温湯の温度が設定給湯温度より高い場合であって、かつ最も低い温度の中温湯から採湯するようにしたものであり、該当するいずれかの中温湯用出湯管２３ａ〜２３ｃからの中温湯と、水供給管２５からの給水とを混合弁２１にて混合し、混合弁２１にて設定給湯温度に混合した温水を給湯管２６より給湯するようにしている。この時、採湯しているいずれかの中温湯用出湯管２３ａ〜２３ｃの開閉弁２０ａ〜２０ｃのみが開制御され、高温湯用出湯管１６の開閉弁１９と採湯していない他の中温湯用出湯管２３ａ〜２３ｃの開閉弁２０ａ〜２０ｃは閉制御される。
【００２７】
また、貯湯タンク１内の中温湯の温度が設定給湯温度より低い場合には、貯湯タンク１からの高温湯用出湯管１６内の高温湯と、水供給管２５からの給水とを混合弁２１にて混合し、混合弁２１にて設定給湯温度に混合した温水を給湯管２６より給湯するようにしている。この時、高温湯用出湯管１６の開閉弁１９のみ開制御され、各中温湯用出湯管２３ａ〜２３ｃの開閉弁２０ａ〜２０ｃは閉制御される。
【００２８】
従って、貯湯タンク１内の中温湯が設定給湯温度より高い場合でも、また低い場合でも、給湯管２６に供給される温水の温度を設定給湯温度に一定にすべく、給水用温度検出器２９と高温湯／中温湯用温度検出器３３からの温度データを取り込んで、混合弁２１での混合比率を制御（調整）するようにしている。
【００２９】
すなわち、図３に示すように、混合弁２１には、混合比率を制御（調整）する調整手段３２が接続される。この調整手段３２には、上記給水用温度検出器２９、高温湯／中温湯用温度検出器３３にて検出されたデータ（検出温度）が入力されると共に、設定給湯温度入力手段３１から設定給湯温度が入力される。なお、この設定給湯温度入力手段３１での設定給湯温度設定は、図示省略の操作部（操作パネル）の設定ボタンを操作することによって行うことができる。
【００３０】
このため、調整手段３２では、混合弁２１の上流側の高温湯用出湯管１６内の高温湯の温度または中温湯の温度と、水供給管２５の給水の温度と、設定給湯温度入力手段３１からの設定給湯温度とに基づいて、混合弁２１の混合比率を調整する。従って、給湯管２６に接続された図示省略の蛇口（栓）等を開状態とすることによって、設定給湯温度（又はこの設定給湯温度に近い温度）の湯を給湯できる。
【００３１】
ところで、風呂の追焚きや保温のための熱源として、この貯湯タンク１の湯が使用される。すなわち、図１に示すように、貯湯タンク１の上部に湯流出口３５と、貯湯タンク１の下部に湯流入口３６とを開設し、この湯流出口３５と湯流入口３６とを湯循環路３７を介して接続する。湯循環路３７には、循環用ポンプ３８と、外部熱交換器３９にて構成される熱交換路４０とが介設されている。そして、浴槽（図示）には追い焚き用循環路４２が接続されている。この追い焚き用循環路４２には、上記外部熱交換器３９にて構成される熱交換路４３と、風呂湯循環用ポンプ（図示省略）が介設されている。
【００３２】
次に、このヒートポンプ式給湯機の沸上運転を説明する。圧縮機４を駆動すると共に、水循環用ポンプ９を駆動する。すると、貯湯タンク１の底部に設けた取水口１２から貯溜水（温水）が循環路８に流出して、これが循環路８の熱交換路１０を流通する。また、圧縮機４からの吐出冷媒が、水熱交換器５、膨張弁６、空気熱交換器７を順次経由して圧縮機４へと返流する。そのため、循環路８の熱交換路１０を流通する水が水熱交換器５によって加熱される。従って、貯湯タンク１の底部の低温水は取水口１２から流出して、水熱交換器５にて加熱されて高温湯となって、上部湯入口１３から返流される。このような動作を継続して行うことによって、貯湯タンク１に高温湯を貯めることができる。
【００３３】
また、風呂の追焚きや保温する場合、循環用ポンプ３８を駆動して、貯湯タンク１の高温の湯を湯流出口３５から湯循環路３７に出湯させて、湯流入口３６から貯湯タンク１に戻す。この際、追い焚き用循環路４２の循環ポンプを駆動して、浴槽の湯を追い焚き用循環路４２において循環させる。これによって、貯湯タンク１の高温の湯が熱交換路４０を流れると共に、浴槽から流出した湯が熱交換路４３を流れる。この際、浴槽から流出した湯は、貯湯タンク１の高温の湯と熱交換することによって暖められて浴槽に戻る。また、貯湯タンク１から流出した高温の湯は、浴槽から流出した湯と熱交換することによって冷やされて、例えば、３０℃〜５０℃程度の中間温度の温水（中温湯）となって貯湯タンク１に戻る。このため、貯湯タンク１の中間部には中温湯が貯まることになる。
【００３４】
そこで、このヒートポンプ式給湯機では、このように貯まった中温湯を優先的に使用できるようにしている。すなわち、給湯管２６から給湯する場合、図４に示すフローチャート図に従って行われることになる。そして、給湯は、給湯管２６に接続された蛇口を開状態とする。これによって、給湯されることになるが、この際、以下のような制御が行われる。まず、貯湯タンク１内の各中温湯出湯口２２ａ〜２２ｃ付近の中温湯の温度を中温湯用温度検出器２８ａ〜２８ｃにてそれぞれ検出する（ステップＳ１）。次にステップＳ２へ移行して、このステップＳ２にて各中温湯の温度が設定給湯温度以上か否かを判断する。そして、いずれかの中温湯が設定給湯温度以上であれば、ステップＳ３へ移行して、設定給湯温度（例えば、４２℃）以上であって、且つ最も低い中温湯の場所の開閉弁、例えば、中温湯出湯口２２ｂ付近の中温湯が５０℃であれば、中温湯用出湯管２３ｂの開閉弁２０ｂを開制御し、他の開閉弁２０ａ、２０ｃを閉制御すると共に、高温湯用出湯管１６の開閉弁１９を閉制御する。このように、各開閉弁１９、２０ａ〜２０ｂを開閉制御してステップＳ５へ移行する。また、ステップＳ２で各中温湯の温度が設定給湯温度未満であれば、ステップＳ４へ移行して、高温湯用出湯管１６から高温湯が混合弁２１に供給されるように開閉弁１９を開制御し、各中温湯用出湯管２３ａ〜２３ｃの開閉弁２０ａ〜２０ｃを閉制御する。そして、ステップＳ４からステップＳ６へ移行する。
【００３５】
ステップＳ５では中温湯と、給水との混合比率を調整して、ステップＳ７へ移行して、設定給湯温度の湯を給湯する。また、ステップＳ６では高温湯と、給水との混合比率を調整して、ステップＳ７へ移行して設定給湯温度の湯を給湯する。なお、給湯を終了する場合には、給湯管２６に接続されている蛇口を閉状態とすればよい。
【００３６】
また、上記のようにして中温湯を使っていって、中温湯出湯口２２ｂ付近の中温湯の温度が設定給湯温度未満となった場合でも、上側の中温湯出湯口２２ａ付近の中温湯の温度が設定給湯温度以上の場合では、中温湯用出湯管２３ａから中温湯を採湯していく。この場合、中温湯用出湯管２３ａの開閉弁２０ａのみを開制御し、他の開閉弁２０ｂ、２０ｃを閉制御すると共に、高温湯用出湯管１６の開閉弁１９を閉制御する。
【００３７】
上記ヒートポンプ式給湯機では、いずれかの中温湯出湯口２２ａ〜２２ｃ付近の中温湯の温度が設定給湯温度以上であって、且つ最も低い温度の中温湯を採湯しているので、中温湯を下部付近から略中央付近までの多量の中温湯を有効に使用することができる。このように、貯湯タンク１内の中温湯を有効に使用することができて、貯湯タンク１内において高温の湯が無くなって沸上運転を行なう場合、ヒートポンプ式加熱源へ中温湯を供給することなく低温水を供給することができる。すなわち、沸上効率の悪い中温湯を無くして、ＣＯＰの一層の向上を図ることができる。しかも、混合弁２１が１つであり、制御の簡略化及びコスト低減化を図ることができて、安定した制御が可能となる。
【００３８】
さらに、冷媒として、炭酸ガス等の自然系冷媒を使用することができるので、一層効率の良い沸上運転を行なうことができる。また、自然系冷媒を使用することによって、オゾン層の破壊、環境汚染等の問題がなく、地球環境にやさしいヒートポンプ式給湯機となる。
【００３９】
以上にこの発明の具体的な実施の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、中温湯の温度としては上記実施形態では３０℃〜５０℃程度としていたが、もちろんこれに限るものではなく、このヒートポンプ式給湯機における中温湯の温度とは、沸上効率を低下させることになる範囲の温度をいう。また、設定給湯温度は給湯温度を決定するものであり、ユーザーによって任意の温度を設定することができる。しかも、この設定給湯温度が種々に設定されても、このヒートポンプ式給湯機では、中温湯（沸上効率を低下させることになる範囲の温度の湯）を優先的に使用することができる。なお、冷媒回路Ｓの冷媒として、炭酸ガス以外のエチレン、エタン、酸化窒素等の自然系冷媒であってもよく、さらには、ジクロロジフルオロメタン（Ｒ−１２）やクロロジフルオロメタン（Ｒ−２２）や、１，１，１，２−テトラフルオロエタン（Ｒ−１３４ａ）等のような冷媒であってもよい。
【図面の簡単な説明】
【００４０】
【図１】この発明のヒートポンプ式給湯機の実施形態を示す簡略図である。
【図２】上記ヒートポンプ式給湯機の切換弁を制御するための制御部の簡略ブロック図である。
【図３】上記ヒートポンプ式給湯機の混合弁を制御するための制御部の簡略ブロック図である。
【図４】上記ヒートポンプ式給湯機の給湯時のフローチャート図である。
【図５】従来のヒートポンプ式給湯機の簡略図である。
【図６】従来の他のヒートポンプ式給湯機の簡略図である。
【符号の説明】
【００４１】
１・・貯湯タンク、３・・ヒートポンプ式加熱源、１６・・高温湯用出湯管、１９・・開閉弁、２０ａ〜２０ｃ・・開閉弁、２１・・混合弁、２３ａ〜２３ｃ・・中温湯用出湯管、２５・・水供給管、２６・・給湯管、３０・・弁制御手段、３２・・調整手段
【特許請求の範囲】
【請求項１】
貯湯タンク（１）の底部から低温水を流出させて、この低温水をヒートポンプ式加熱源（３）にて沸き上げて貯湯タンク（１）の上部に戻す沸上運転を行なうヒートポンプ式給湯機であって、
上記貯湯タンク（１）の上部の高温湯を出湯する出湯管（１６）と、この出湯管（１６）と低温水を供給する水供給管（２５）とを接続する混合弁（２１）と、上記出湯管（１６）に介設されている開閉弁（１９）と、上記貯湯タンク（１）の上下方向に複数設けられている中温湯出湯口（２２ａ）〜（２２ｃ）に一端側がそれぞれ接続され、他端側が上記混合弁（２１）と開閉弁（１９）との間の出湯管（１６）に接続されて該混合弁（２１）に中温湯を供給する複数の中温湯用出湯管（２３ａ）〜（２３ｃ）と、上記各中温湯用出湯管（２３ａ）〜（２３ｃ）にそれぞれ介設されている開閉弁（２０ａ）〜（２０ｃ）と、上記混合弁（２１）に接続される給湯管（２６）とを備えていることを特徴とするヒートポンプ式給湯機。
【請求項２】
上下方向のいずれかの中温湯の温度が設定給湯温度以上であって、かつ最も低い温度に対応した中温湯出湯口（２２）に接続されている中温湯用出湯管（２３）からの中温湯を出湯管（１６）を介して混合弁（２１）に供給すると共に、上記中温湯の温度が設定給湯温度未満のときには出湯管（１６）から高温湯を混合弁（２１）に供給するように上記各開閉弁（１９）、（２０ａ）〜（２０ｃ）を開閉制御する弁制御手段（３０）を有し、
給湯時においていずれかの中温湯用出湯管（２３ａ）〜（２３ｃ）から出湯された中温湯と、上記水供給管（２５）からの給水との混合弁（２１）における混合比率、または上記貯湯タンク（１）からの高温湯と、水供給管（２５）からの給水との混合弁（２１）における混合比率を制御して上記設定給湯温度の湯の給湯を行なうことを特徴とする請求項１に記載のヒートポンプ式給湯機。
【請求項３】
上記ヒートポンプ式加熱源（３）の冷媒回路Ｓの冷凍サイクルの高圧側が超臨界圧力で運転することを特徴とする請求項１又は請求項２に記載のヒートポンプ式給湯機。
【請求項１】
貯湯タンク（１）の底部から低温水を流出させて、この低温水をヒートポンプ式加熱源（３）にて沸き上げて貯湯タンク（１）の上部に戻す沸上運転を行なうヒートポンプ式給湯機であって、
上記貯湯タンク（１）の上部の高温湯を出湯する出湯管（１６）と、この出湯管（１６）と低温水を供給する水供給管（２５）とを接続する混合弁（２１）と、上記出湯管（１６）に介設されている開閉弁（１９）と、上記貯湯タンク（１）の上下方向に複数設けられている中温湯出湯口（２２ａ）〜（２２ｃ）に一端側がそれぞれ接続され、他端側が上記混合弁（２１）と開閉弁（１９）との間の出湯管（１６）に接続されて該混合弁（２１）に中温湯を供給する複数の中温湯用出湯管（２３ａ）〜（２３ｃ）と、上記各中温湯用出湯管（２３ａ）〜（２３ｃ）にそれぞれ介設されている開閉弁（２０ａ）〜（２０ｃ）と、上記混合弁（２１）に接続される給湯管（２６）とを備えていることを特徴とするヒートポンプ式給湯機。
【請求項２】
上下方向のいずれかの中温湯の温度が設定給湯温度以上であって、かつ最も低い温度に対応した中温湯出湯口（２２）に接続されている中温湯用出湯管（２３）からの中温湯を出湯管（１６）を介して混合弁（２１）に供給すると共に、上記中温湯の温度が設定給湯温度未満のときには出湯管（１６）から高温湯を混合弁（２１）に供給するように上記各開閉弁（１９）、（２０ａ）〜（２０ｃ）を開閉制御する弁制御手段（３０）を有し、
給湯時においていずれかの中温湯用出湯管（２３ａ）〜（２３ｃ）から出湯された中温湯と、上記水供給管（２５）からの給水との混合弁（２１）における混合比率、または上記貯湯タンク（１）からの高温湯と、水供給管（２５）からの給水との混合弁（２１）における混合比率を制御して上記設定給湯温度の湯の給湯を行なうことを特徴とする請求項１に記載のヒートポンプ式給湯機。
【請求項３】
上記ヒートポンプ式加熱源（３）の冷媒回路Ｓの冷凍サイクルの高圧側が超臨界圧力で運転することを特徴とする請求項１又は請求項２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２００７−４６８７９（Ｐ２００７−４６８７９Ａ）
【公開日】平成１９年２月２２日（２００７．２．２２）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００５−２３４５９４（Ｐ２００５−２３４５９４）
【出願日】平成１７年８月１２日（２００５．８．１２）
【出願人】（０００００２８５３）ダイキン工業株式会社 (7,604)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成１９年２月２２日（２００７．２．２２）
【国際特許分類】
【出願日】平成１７年８月１２日（２００５．８．１２）
【出願人】（０００００２８５３）ダイキン工業株式会社 (7,604)
【Ｆターム（参考）】
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