(57)【要約】【課題】生成される中温水を貯留しても貯湯タンク内の温度分布の悪化を招かず、貯留された中温水を使い切ることで中温水層の形成を極力抑え、貯湯タンクの大型化を避けつつより効率よく貯湯運転を行うことのできる経済的に優れたヒートポンプ給湯システムを提供する。【解決手段】水熱交換器１２の水回路２１に連結し水熱交換器１２で生成した高温水を貯留する貯湯タンク３１と、浴槽５１ａと、浴槽５１ａに貯められた湯を循環させる風呂循環ポンプ７１と、湯を水熱交換器１２で生成された高温水Ｈとの間で熱交換を行う追焚熱交換器７２と、追焚熱交換器７２において生成された中温水Ｍを貯湯タンク３１へ送出させる追焚ポンプ７３と、から構成される湯保温回路７０と、を備え、貯湯タンク３１は、その内部に貯湯タンク３１下部から供給される低温水Ｌと貯湯タンク３１上部から供給される高温水Ｈとを隔てる湯水分離機構９０を備える。【選択図】図２
2010242987.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
圧縮機、水熱交換器、膨張弁、空気熱交換器を順次配管接続した冷凍サイクルと、
前記水熱交換器の水回路に連結し前記水熱交換器で生成した高温水を貯留する貯湯タンクと、
前記貯湯タンクから供給される湯を貯める浴槽と、
前記浴槽に貯められた湯を循環させる風呂循環ポンプと、前記湯を前記水熱交換器で生成された高温水との間で熱交換を行う追焚熱交換器と、前記追焚熱交換器における熱交換によって生成された中温水を前記貯湯タンクへ送出させる追焚ポンプと、から構成される前記浴槽に貯められた湯を保温するための湯保温回路と、を備え、
前記貯湯タンクは、その内部に前記貯湯タンク下部から供給される低温水と前記貯湯タンク上部から供給される前記高温水とを隔てる湯水分離機構を備えることを特徴とするヒートポンプ給湯システム。
【請求項２】
前記湯水分離機構は、
前記低温水と前記高温水とを分離する断熱板と、
前記低温水の量に応じて前記貯湯タンク内において前記断熱板を前記貯湯タンクの側壁に沿って移動させる可動ピストンと、
を備えることを特徴とする請求項１に記載のヒートポンプ給湯システム。
【請求項３】
前記貯湯タンク内には、一端が前記断熱板の前記高温水側に開口し、その他端が前記貯湯タンクの上端部に固定され、前記断熱板から前記貯湯タンクの上端までの領域に貯められる前記高温水或いは前記中温水を使用場所に供給し、または前記領域に前記中温水を排水する中温水供給管が設けられていることを特徴とする請求項１または請求項２に記載のヒートポンプ給湯システム。
【請求項４】
前記貯湯タンク内には、前記貯湯タンクの下端部にその一端が固定され、他端が前記断熱板の前記高温水側へ開口し、前記中温水を前記領域へ供給する中温水供給管が設けられていることを特徴とする請求項１ないし請求項３のいずれかに記載のヒートポンプ給湯システム。
【請求項５】
前記中温水供給管と前記中温水供給管の一方或いはいずれも、前記断熱板の移動に合わせて前記貯湯タンク内で伸縮することを特徴とする請求項１ないし請求項４のいずれかに記載のヒートポンプ給湯システム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ヒートポンプ給湯システムに関する。
【背景技術】
【０００２】
ヒートポンプ給湯システムを利用して湯を生成する貯湯運転の場合、通常は深夜電力を使用する。これは湯を生成する（沸かす）ために使用される電力の電気代を安く済ませることが可能となるからである。生成される湯は、一般的に６５℃から９０℃の湯温を持つ（以下、このような温度を持つ湯を便宜的に「高温水」という）。この高温水は各使用場所で使用されるまで貯湯タンクに貯めておかれる。
【０００３】
一方、例えば風呂の追焚運転が行われると、高温水と浴槽の湯との間において熱交換が行われる。この熱交換によって高温水は放熱によって温度が下がり、例えば、５０℃前後の湯温をもつ、いわゆる中温水が生成される。この中温水も貯湯タンクに戻されるが、中温水の戻し方によっては貯湯タンク内において高温水と中温水が混ざってしまい、貯湯タンク内の温度分布が悪化し、貯湯運転の効率が低下するといった弊害が生ずる。
【０００４】
そこで、以下の特許文献１には、中温水を貯湯タンクの中温水貯留部に貯留させるとともに、給湯時に中温水を出湯して沸き挙げ時に残る中温水を減らすことで、ヒートポンプ熱源による沸き挙げ運転（貯湯運転のこと）時のＣＯＰを改善した発明が開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２００４−２４５５１２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、上述の特許文献１に開示されたヒートポンプ給湯装置の貯湯槽では、中温水戻し口が固定されているため、常にこの中温水戻し口付近に中温水貯留部が形成されることになる。また、中温水戻し口に水平方向拡散手段を設けることで中温水戻し口付近の水と混ぜることなく中温水を貯湯槽に戻すことができるとされるが、水平方向拡散手段の取り付け角度如何によっては戻された中温水と水とが混ざることは避けられない。従って、ヒートポンプ熱源へ供給する水の温度が所定よりも高くなってしまう弊害が生じ、高温水の生成（貯湯運転）により多くの時間と電気を必要とする低効率高コストなヒートポンプ給湯装置となりかねない。
【０００７】
また、特許文献１に開示されたヒートポンプ給湯装置の貯湯槽には中温水出湯管も設置されているが、その設置位置は中温水戻し口の設置位置よりも高い位置にあるため、中温水の量によっては中温水と高温水との境界が中温水出湯管の位置よりも低くなることもある。従って、貯湯槽内に必ず中温水貯留部が形成され中温水を使い切ることができなくなる。
【０００８】
さらに、貯湯槽内部に中温水貯留部が必ず形成されるということになれば、高温水を一定量貯湯するためには中温水の量をも見越して貯湯槽の大きさを決定しなければならず、貯湯槽の大型化を招きかねない。貯湯槽の大型化は、広い設置スペースの確保が求められることになり、省スペースの観点から適切ではない。
【０００９】
本発明は上記課題を解決するためになされたものであり、本発明の目的は、生成される中温水を貯留しても貯湯タンク内の温度分布の悪化を招かず、さらには貯留された中温水を使い切ることで中温水層の形成を極力抑え、貯湯タンクの大型化を避けつつより効率よく貯湯運転を行うことのできる経済的に優れたヒートポンプ給湯システムを提供することである。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
本発明の実施の形態に係る第１の特徴は、ヒートポンプ給湯システムにおいて、圧縮機、水熱交換器、膨張弁、空気熱交換器を順次配管接続した冷凍サイクルと、水熱交換器の水回路に連結し水熱交換器で生成した高温水を貯留する貯湯タンクと、貯湯タンクから供給される湯を貯める浴槽と、浴槽に貯められた湯を循環させる風呂循環ポンプと、湯を水熱交換器で生成された高温水との間で熱交換を行う追焚熱交換器と、追焚熱交換器における熱交換によって生成された中温水を貯湯タンクへ送出させる追焚ポンプと、から構成される浴槽に貯められた湯を保温するための湯保温回路と、を備え、貯湯タンクは、その内部に貯湯タンク下部から供給される低温水と貯湯タンク上部から供給される高温水とを隔てる湯水分離機構を備える。
【発明の効果】
【００１１】
本発明によれば、生成される中温水を貯留しても貯湯タンク内の温度分布の悪化を招かず、さらには貯留された中温水を使い切ることで中温水層の形成を極力抑え、貯湯タンクの大型化を避けつつより効率よく貯湯運転を行うことのできる経済的に優れたヒートポンプ給湯システムを提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１２】
【図１】本発明の第１の実施の形態におけるヒートポンプ給湯システム１を住宅に設置した例を示した模式図である。
【図２】本発明の第１の実施の形態に係る貯湯ユニットの部分を拡大して示す拡大図である。
【図３】本発明の第１の実施の形態に係る貯湯ユニットの部分を拡大して示す拡大図である。
【図４】本発明の第１の実施の形態に係る貯湯ユニットの部分を拡大して示す拡大図である。
【図５】本発明の第２の実施の形態に係る貯湯ユニットの部分を拡大して示す拡大図である。
【発明を実施するための形態】
【００１３】
以下、本発明の実施の形態について図面を参照して詳細に説明する。
【００１４】
（第１の実施の形態）
図１は、本発明の第１の実施の形態におけるヒートポンプ給湯システム１を住宅に設置した例を示した模式図である。
【００１５】
図１に示すように、ヒートポンプ給湯システム１は、大きく分けてヒートポンプユニット１０と、貯湯ユニット３０と、供給された湯が使用される各使用場所５０から構成されている。また、ヒートポンプ給湯システム１は、制御手段８０によってそのシステムが制御されている。ヒートポンプユニット１０と貯湯ユニット３０とはいわゆる水回路２１で、貯湯ユニット３０と各使用場所５０とは給湯管４０でそれぞれ接続されている。
【００１６】
ヒートポンプユニット１０には、冷凍サイクル内を循環する冷媒を圧縮する圧縮機１１と、冷媒の熱を利用して水道管Ｗから供給される水を温め高温水Ｈを生成する水熱交換器１２と、膨張弁１３と、膨張弁１３を通ってきた水熱交換器１２で液体となった冷媒を気体にする空気熱交換器１４とを順次配管接続した冷凍サイクル１５が設けられている。冷凍サイクル１５では、蒸発器として空気熱交換器１４を用いており、この空気熱交換器は外気を取り入れて冷媒を気体にする。
【００１７】
貯湯ユニット３０は、冷凍サイクル１５を利用して生成された高温水Ｈを貯める貯湯タンク３１と、例えば貯湯タンク３１の高温水Ｈと水道管Ｗから供給される水を混合して各使用場所５０に給湯する第１の混合弁３２とから構成されている。
【００１８】
ここで、ヒートポンプ給湯システム１における冷凍サイクルについて、上述の冷凍サイクル１５を例に簡単に説明する。まず、気体である冷媒は圧縮機１１において圧力が掛けられて高温高圧にされ水熱交換器１２に供給される。一方、水道管Ｗから供給された水は一旦貯湯タンク３１に貯留され、必要に応じて貯湯運転の際に貯湯タンク３１から水配管を介してポンプ２０にて水熱交換器１２に送られる。水熱交換器１２内では、冷媒と水との間で熱交換が行われる。すなわち、冷媒の熱がポンプ２０によって水熱交換器１２に送り込まれた水を熱し、冷媒はこの水によって冷やされて気体から液体に変化する。熱せられた水は、高温水Ｈとなって貯湯タンク３１に貯えられ、また、この高温水Ｈは第１の混合弁３２または第２の混合弁３３を通って、風呂場等の各使用場所５０に供給される。水熱交換器１２によって熱を奪われ液体になった冷媒は膨張弁１３、空気熱交換器１４によって再び気体にされてこれまでのサイクルを繰り返す。
【００１９】
貯湯タンク３１に貯められている高温水Ｈは、給湯管４０を介して各使用場所５０へ供給される。貯湯タンク３１内に貯められた高温水Ｈは、第１の混合弁３２において水道管Ｗから供給される水と適宜混合されて各使用場所５０に供給される。また、貯湯タンク３１内に貯められた後述する中温水Ｍは第２の混合弁３３おいて高温水Ｈと、或いは第１の混合弁３２において水と適宜混合されて各使用場所５０に供給される。これらによって、各使用場所５０において適温の湯を使用することができる。なお、第１の混合弁３２と第２の混合弁３３とは、後述する制御手段８０によってその開閉が制御される。
【００２０】
本発明の各実施の形態においては、図１に示すように湯の使用場所５０の例として、浴室５１、洗面所５２、台所５３が表わされている。浴室５１では、浴槽５１ａに湯が張られ、シャワー５１ｂで湯を使用することができるようにされている。また、洗面所５２では顔や手を洗うために湯が使用され、台所５３では料理をする際に湯が使用される。そして、各使用場所５０で使用された湯や水は、排水管６０を介して排水される。
【００２１】
なお、本発明の実施の形態における浴槽５１ａは、貯湯タンク３１から供給された湯を貯めておくため時間の経過とともに湯が冷めることのないように高い断熱性能を備えるものであることが好ましい。
【００２２】
また、浴槽５１ａには、浴槽５１ａ内部に貯められている湯の温度を保つための湯保温回路が接続されている。この湯保温回路７０は、浴槽に貯められた湯を湯保温回路７０内に循環させる風呂循環ポンプ７１と、この浴槽５１ａ内部に貯められている湯を貯湯タンク３１内の高温水Ｈとの間で熱交換を行う追焚熱交換器７２とから構成される。追焚熱交換器７２内には、貯湯タンク３１内の高温水Ｈが通るための管が設けられ、この高温水Ｈと浴槽５１ａから送水された湯との間で熱交換が行われる。この熱交換によって高温水Ｈはその温度が下がることになるが、この温度が下がった高温水Ｈが中温水Ｍである。追焚ポンプ７３は貯湯タンク３１から高温水Ｈを追焚熱交換器７２へと供給するとともに、熱交換によって生成された中温水Ｍを再度貯湯タンク３１へと戻す。
【００２３】
制御手段８０は、本発明の実施の形態におけるヒートポンプ給湯システム１のシステム全体を制御している。図１では図示の都合上、膨張弁１３、空気熱交換器１４との間の接続のみを例示し、その他のヒートポンプ給湯システム１の各部との接続を省略しているが、第１の混合弁３２、第２の混合弁３３、或いは湯保温回路７０内の風呂循環ポンプ７１や追焚ポンプ７３等の駆動を制御する。
【００２４】
図２は、貯湯ユニット３０の部分を拡大して示す拡大図である。この図２では、貯湯タンク３１の内部構成が示されている。貯湯タンク３１には、図示しないヒートポンプユニット１０において生成された高温水Ｈが貯湯タンク３１上部に接続される水回路２１を介して供給される。一方、水（以下、このように貯湯タンク３１内に供給される水を「低温水Ｌ」と表わす。）は貯湯タンク３１の下部に接続される水道管Ｗから供給される。
【００２５】
貯湯タンク３１内には、低温水Ｌと高温水Ｈ（中温水Ｍ）とを貯湯タンク３１内において隔てる湯水分離機構９０が設けられている。具体的には、湯水分離機構９０は、実際に低温水Ｌと高温水Ｈ（中温水Ｍ）とを分離する断熱板９１と、低温水Ｌの量に応じて断熱板９１を貯湯タンク３１内の側壁３１ａに沿って移動させる可動ピストン９２とから構成される。
【００２６】
断熱板９１は、低温水Ｌと高温水Ｈ（中温水Ｍ）とが貯湯タンク３１内において混ざることのないように両者を隔てる役割を担うとともに、両者の間で熱交換が行われて高温水Ｈ（中温水Ｍ）の温度が下がる、或いは低温水Ｌの温度が上がるといったことを防止している。この現象が生ずると、ヒートポンプユニット１０における貯湯運転の効率が低下するからである。
【００２７】
なお、断熱板９１を構成する部材は、上述した役割を果たすことができればどのような部材を用いて作成されていても良い。また、図２以降いずれの図においても断熱板９１の周囲は、貯湯タンク３１の側壁３１ａに接しているかのように表わされているが、必ずしも接していなくても良い。
【００２８】
可動ピストン９２の一端は貯湯タンク３１の下部に固定され、他端は断熱板９１の低温水Ｌと接する側に固定されている。また、可動ピストン９２は伸縮することで低温水Ｌの量に応じて貯湯タンク３１内において上下方向（図２におけるＹ―−Ｙ方向）に移動可能とされている。断熱板９１は、可動ピストン９２の他端に固定されているため、可動ピストン９２が貯湯タンク３１内を上下に移動するに伴って一体的に移動する。
【００２９】
なお、本発明の実施の形態における可動ピストン９２は、例えば蛇腹状に形成され伸縮することで貯湯タンク３１内において上下方向（図２におけるＹ―−Ｙ方向）に移動可能とされている。但し、可動ピストン９２が伸縮する方法はいずれの方法であっても構わない。
【００３０】
貯湯タンク３１内には、一端が断熱板９１の高温水Ｈ側に開口し、その他端が貯湯タンク３１の上端部に固定される中温水供給管９３が設けられている。中温水供給管９３の他端はさらに給湯管４０に接続されている。制御手段８０によって第２の混合弁３３或いは、第１の混合弁３２が開閉されることで、中温水Ｍは、高温水Ｈ、或いは水と混合されて適温の湯として各使用場所５０に供給される。
【００３１】
貯湯タンク３１内において断熱板９１と貯湯タンク３１の上部との間の領域には、高温水Ｈと中温水Ｍとが貯留される。この両者がこの領域において貯留される場合には、断熱板９１と直接接する領域に中温水Ｍが、中温水Ｍと貯湯タンク３１の上部との間に高温水Ｈが貯留される。中温水供給管９３の一端は、上述したように断熱板９１の高温水Ｈ側に開口していることから、中温水Ｍが貯湯タンク３１内に貯留されている場合は、この中温水供給管９３を介して給湯管４０（各使用場所５０）に中温水Ｍが供給される。
【００３２】
低温水Ｌが貯留される貯湯タンク３１内における断熱板９１と貯湯タンク３１の下部との間の領域には、中温水戻し管９４が設けられている。この中温水戻し管９４は、貯湯タンク３１の下部にその一端が固定され、その他端が断熱板９１を貫通し高温水Ｈ側へ開口している。高温水Ｈと浴槽５１ａから送水された湯とは、追焚熱交換器７２において熱交換が行われ、高温水Ｈは中温水Ｍとなって追焚ポンプ７３によって貯湯タンク３１に送水される。ここで貯湯タンク３１側において追焚ポンプ７３と接続されるのは、中温水戻し管９４の一端である。従って、詳細には生成された中温水Ｍは、追焚ポンプ７３を介して中温水戻し管９４へと供給され、中温水戻し管９４及び断熱板９１内を通過して貯湯タンク３１内の上述した領域に送水されることになる。
【００３３】
これら中温水供給管９３及び中温水戻し管９４は、断熱板９１が可動ピストン９２の上下動に従って貯湯タンク３１内を移動するのに合わせて伸縮するようにされている。そこで中温水供給管９３及び中温水戻し管９４については、例えば、伸縮可能なホースを好適に使用することができる。
【００３４】
次に、貯湯タンク３１内における湯水分離機構９０の動きを、貯湯運転や湯保温運転といったヒートポンプ給湯システム１において行われる各種運転時における水（高温水Ｈ、中温水Ｍ、低温水Ｌ）の流れと併せて説明を行う。説明は、一般的に深夜に行われる貯湯運転の開始から日中、夜間とヒートポンプ給湯システム１が使用されて次に貯湯運転が開始されるまでを時系列に行う。また、各使用場所５０としては上述したように複数あり、貯湯タンク３１からは各使用場所５０のそれぞれに湯が供給されるが、ここでは浴室５１、中でも浴槽５１ａに供給される場合を例に挙げて説明する。
【００３５】
貯湯運転が開始されると、ヒートポンプユニット１０内の冷凍サイクルが利用されて、水道管Ｗから供給された水が水熱交換器１２において高温水Ｈとされる。この高温水Ｈは、水回路２１を送水されて貯湯タンク３１に貯留される。貯湯運転が終了すると、図３に示すように貯湯タンク３１内は高温水Ｈで満たされる。
【００３６】
但し、貯湯タンク３１下部には湯水分離機構９０が設けられている。上述したように、この湯水分離機構９０として、低温水Ｌが貯留される領域に貯湯タンク３１内において上下方向（図２におけるＹ―−Ｙ方向）に伸縮可能な可動ピストン９２が設けられている。貯湯タンク３１に高温水Ｈが貯留されても貯湯タンク３１の下部には最も縮められた状態の可動ピストン９２があるため、断熱板９１は貯湯タンク３１内においてそれ以上下方向（−Ｙ方向）には下がることができず、その領域には低温水Ｌが残ることになる。
【００３７】
一方、断熱板９１と貯湯タンク３１の上部との間に設けられている中温水供給管９３は、高温水Ｈの貯留のため断熱板９１が貯湯タンク３１の下部に移動していることから、貯湯タンク３１内において最も伸びた状態にある。
【００３８】
各使用場所５０において湯の使用が始まると、水道管Ｗから供給される水の圧力により、断熱板９１が上昇（Ｙ方向へと移動）する。高温水Ｈは中温水供給管９３内を送水されて貯湯タンク３１の外へと押し出され、第２の混合弁３３、第１の混合弁３２、給湯管４０を介して各使用場所５０に供給される。
【００３９】
制御手段８０には、各使用場所５０において設定された湯温（以下、この湯温を「設定温度」と表わす）に関する情報が集められる。また、貯湯タンク３１から供給される高温水Ｈ或いは、中温水Ｍの温度（以下、この湯温を「出湯温度」と表わす）に関する情報も、図２以下の図面には図示していないが、貯湯タンク３１から高温水Ｈ等が出る管付近に設けられた温度センサから送信されて制御手段８０はこの情報を保持する。
【００４０】
貯湯タンク３１から供給される高温水Ｈの温度が高い場合は、制御手段８０からの指令により第１の混合弁３２における水道管Ｗから供給される水の量を調節する弁が開き、高温水Ｈと混合されて設定温度となるように調節される。
【００４１】
供給された水（低温水Ｌ）は貯湯タンク３１内の可動ピストン９２の内部領域に入る。また、可動ピストン９２上部に固定される断熱板９１が存在するために、この断熱板９１よりも上方（Ｙ方向）に低温水Ｌが移動することはない。従って、貯湯タンク３１内において高温水Ｈと低温水Ｌとが混ざることはない。これは給湯運転において高温水Ｈが各使用場所５０へと給湯される場合に、断熱板９１が貯湯タンク３１内を上昇（Ｙ方向へ移動）しても同様である。従って、高温水Ｈと低温水Ｌとが混ざることによって中温水Ｍが生成されて貯湯タンク３１内に貯留されることはない。
【００４２】
高温水Ｈが各使用場所５０に供給されて使用されることによって、貯湯タンク３１内の高温水Ｈは少なくなり、断熱板９１は貯湯タンク３１内を上昇（Ｙ方向へ移動）する。この動きに合わせて、中温水供給管９３は次第に縮む。一方、可動ピストン９２は水道管Ｗから供給される低温水Ｌの量が増えるに従って貯湯タンク３１内にを上昇（Ｙ方向へ移動）し、伸びていく。
【００４３】
次に、風呂の追焚運転が開始された場合の状態を説明する。風呂の追焚運転は、湯保温回路７０内を浴槽５１ａの湯が循環することで行われる。具体的には、浴槽５１ａから出た湯は風呂循環ポンプ７１を介して追焚熱交換器７２へと送水される。この浴槽５１ａから出た直後の湯温を例えば、３８℃とすると、この湯は追焚熱交換器７２においてヒートポンプユニット１０から供給される高温水Ｈとの間で熱交換が行われることで設定温度である４３℃とされる。なお、以下述べる場合も含めてここで挙げる温度（の数字）はあくまでも説明の便宜上例として挙げたものであり、この温度に拘泥されるわけではない。
【００４４】
浴槽５１ａから出た湯は、上述したように高温水Ｈとの間の熱交換を行うことで昇温されることになる。一方高温水Ｈは、例えばヒートポンプユニット１０から供給された状態の温度が９０℃であるとすると、浴槽５１ａの湯と熱交換を行うことにより５０℃へと下がる。
【００４５】
追焚熱交換器７２で生成された中温水Ｍは、追焚ポンプ７３を介して貯湯タンク３１の下部に固定されている中温水戻し管９４へと送水される。この中温水Ｍは、中温水戻し管９４内を通り、断熱板９１において開口されている中温水戻し管９４の他端から断熱板９１の高温水Ｈ側へと供給される。従って、追焚運転が終了するまで追焚熱交換器７２において中温水Ｍが生成されることになり、併せて貯湯タンク３１に貯留されることになる。図２に示す貯湯タンク３１の内部には、断熱板９１の高温水Ｈ側付近に貯留される中温水Ｍと、中温水Ｍの上部領域に貯留される高温水Ｈが示されている。
【００４６】
一方、貯湯タンク３１の下部から断熱板９１の下面までには、上述したように低温水Ｌが貯留されている。この場合においても、低温水Ｌと中温水Ｍとの間には断熱板９１があるため、低温水Ｌと中温水Ｍとが混ざることはなく、中温水Ｍの温度が低下、或いは低温水Ｌの温度が高くなる、といった状態にはならない。
【００４７】
追焚運転が終了した状態では、上述したように断熱板９１の高温水Ｈ側付近に中温水Ｍが貯留されている。また、中温水供給管９３の一端は断熱板９１の高温水Ｈ側に開口している。従って、追焚運転終了後に給湯運転が開始された場合には、この一端である中温水供給管９３の開口から中温水Ｍを給水し送水することになる。中温水Ｍは、中温水供給管９３内を送水されて貯湯タンク３１の外へと押し出され、第２の混合弁３３、第１の混合弁３２、給湯管４０を介して各使用場所５０に供給される。
【００４８】
各使用場所５０へと給湯される際には、制御手段８０において中温水Ｍの出湯温度に関する情報と設定温度に関する情報とを比較する。中温水Ｍの温度が給湯される湯の設定温度よりも高い場合は、第１の混合弁３２における水道管Ｗから供給される水の量を調節する弁が開くよう制御手段８０が指令を出し、設定温度となるように高温水Ｈと混合される。
【００４９】
一方、中温水供給管９３から供給される中温水Ｍの出湯温度が設定温度よりも低い場合には、貯湯タンク３１内の高温水Ｈ、或いは、ヒートポンプユニット１０から供給される高温水Ｈを第２の混合弁３３において中温水Ｍと混ぜて各使用場所５０に供給する。
【００５０】
図４は、１日の最後における貯湯タンク３１の状態を示す説明図である。可動ピストン９２は最も伸びた状態にあり、貯湯タンク３１の下部には低温水Ｌが満たされている。一方、断熱板９１と貯湯タンク３１の上部との間の領域には、中温水供給管９３が最も縮まった状態である。従って、中温水供給管９３の状態からこれ以上断熱板９１は貯湯タンク３１の上部へは移動することができない。この領域に高温水Ｈが貯留されているが、１日使用されたことにより、その量は貯湯運転終了時に比べて非常に少なくなっている。
【００５１】
また、中温水Ｍについては、給湯運転において中温水供給管９３を用いて高温水Ｈに優先して使用され貯湯タンク３１内の全量を使い切っているので、貯湯タンク３１内には貯留されていない。従って、この後に開始される貯湯運転の際にも中温水Ｍが低温水Ｌと混ざり低温水Ｌの温度が高くなることがないため、高効率にて貯湯運転を行うことができる。
【００５２】
以上説明した通り、追焚運転において生成される中温水を貯湯タンク内において低温水、高温水のいずれとも混ざらないように貯留させることから貯湯タンク内の温度分布の悪化を招かず、さらには、貯留された中温水を使い切ることで貯湯タンク内において中温水層の形成を極力抑えることができる。従って、貯湯タンクの大型化を避けつつより効率よく貯湯運転を行うことのできる経済的に優れたヒートポンプ給湯システムを提供することができる。
【００５３】
（第２の実施の形態）
次に本発明の第２の実施の形態について説明する。なお、第２の実施の形態において、上述の第１の実施の形態において説明した構成要素と同一の構成要素には同一の符号を付し、同一の構成要素の説明は重複するので省略する。
【００５４】
第２の実施の形態における貯湯タンク３１内には、第１の実施の形態における中温水戻し管９４がなく、中温水戻し管９４の役割を第１の実施の形態における中温水供給管９３に担わせ、中温水出入管１００を設けた点が第１の実施の形態と相違する。
【００５５】
すなわち、図５に示すように、断熱板９１の低温水Ｌ側と貯湯タンク３１の下部との間に中温水戻し管９４は設けられていない。追焚運転中に追焚熱交換器７２において浴槽５１ａの湯と熱交換を行うことで生成された中温水Ｍは、追焚ポンプ７３によって貯湯タンク３１の上部と断熱板９１とに固定されている中温水出入管１００を用いて貯湯タンク３１に戻される。貯湯タンク３１に戻された中温水Ｍは中温水出入管１００内を通って−Ｙ方向へと流れ、断熱板９１と高温水Ｈとの間に貯留される。
【００５６】
一方、追焚運転が終了し給湯運転が開始されると、中温水Ｍは再度中温水出入管１００内を通って＋Ｙ方向へと流れ、第２の混合弁３３、第１の混合弁３２、給湯管４０を介して各使用場所５０へと給湯される。各使用場所５０へ給湯される間に中温水Ｍの温度に応じて高温水Ｈを混ぜたり（中温水Ｍの出湯温度が設定温度より低い場合）、水を混ぜたり（中温水Ｍの出湯温度が設定温度より高い場合）するように制御手段８０が制御を行うのは第１の実施の形態において述べた通りである。
【００５７】
このような構成を採用することによって、追焚運転において生成される中温水を貯湯タンク内において低温水、高温水のいずれとも混ざらないように貯留させることから貯湯タンク内の温度分布の悪化を招かず、また、貯留された中温水を使い切ることで貯湯タンク内において中温水層の形成を極力抑えることができる。従って、貯湯タンクの大型化を避けつつより効率よく貯湯運転を行うことのできる経済的に優れたヒートポンプ給湯システムを提供することができる。
【００５８】
特に、中温水Ｍは貯湯タンク３１に戻す間に低温水Ｌが貯留される領域内に設けられている中温水戻し管９４内を通ることがなくなるので、低温水Ｌの温度を上げる可能性がなくなる。低温水Ｌの温度を低いまま保つことができるため、貯湯運転を行う際にヒートポンプユニット１０をより高効率に運転させることが可能となる。このことは、より一層の省エネに資するものである。
【００５９】
なお、この発明は、上記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。また、上記実施の形態に開示されている複数の構成要素を適宜組み合わせることにより種々の発明を形成できる。例えば、実施の形態に示される全構成要素から幾つかの構成要素を削除してもよい。更に、異なる実施の形態に亘る構成要素を適宜組み合わせてもよい。
【符号の説明】
【００６０】
１…ヒートポンプ給湯システム、１０…ヒートポンプユニット、１１…圧縮機、１２…水熱交換器、１３…膨張弁、１４…空気熱交換器、１５…冷凍サイクル、２０…ポンプ、２１…水回路、３０…貯湯ユニット、３１…貯湯タンク、３２…第１の混合弁、３３…第２の混合弁、４０…給湯管、５０…各使用場所、５１ａ…浴槽、６０…排水管、７０…湯保温回路、７１…風呂循環ポンプ、７２…追焚熱交換器、７３…追焚ポンプ、８０…制御手段、９０…湯水分離機構、９１…断熱板、９２…可動ピストン、９３…中温水供給管、９４…中温水戻し管、１００…中温水出入管、Ｗ…水道管
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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