(57)【要約】【課題】貯湯式給湯装置のＣＯＰを向上させ且つ貯湯槽内に析出空気が蓄積されることも防止できる貯湯式給湯装置を提供する。【解決手段】第１の配管，第２の配管を貯湯タンク１の上部，下部に連通接続し、第１〜第３ポートの３つのポートを備えた三方弁８の第１ポートには第１の配管を、第２ポートに第２の配管を接続し、第３ポートには貯湯タンク１内の過圧を解放するためのベント管２６を接続する。ベント管２６には過圧逃し弁１０を設ける。制御装置３３は、ヒートポンプ２により貯湯タンク１内の湯水の沸上を行う際には、三方弁８を、第２ポートと第３ポートとが連通し第１ポートが遮断された状態に開度制御し、間歇的に第１ポートと第３ポートとが連通するように切替制御する。【選択図】図１
2010242983.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
温水を貯湯する貯湯タンクと、
前記貯湯タンク内に貯留された湯水の沸上を行う沸上手段と、
前記貯湯タンクの上部に連通接続された第１の配管と、
前記貯湯タンクの下部に連通接続された第２の配管と、
前記貯湯タンク内の過圧を解放するためのベント管と、
前記ベント管に設けられた過圧逃し弁と、
第１ポート，第２ポート，第３ポートの３つのポートを備え、第１ポートには前記第１の配管が接続され、第２ポートには前記第２の配管が接続され、第３ポートにはベント管が連通された三方弁と、
前記沸上手段により前記貯湯タンク内の湯水の沸上を行う際には、前記三方弁を、前記第２ポートと前記第３ポートとが連通し前記第１ポートが遮断された状態に開度制御するとともに、間歇的に前記第１ポートと前記第３ポートとが連通するように切替制御する制御手段と、
を備えたことを特徴とする貯湯式給湯装置。
【請求項２】
前記制御手段は、所定の時間おきに、前記三方弁を一時的に前記第１ポートと前記第３ポートとが連通するように開度制御することを特徴とする請求項１記載の貯湯式給湯装置。
【請求項３】
前記制御手段は、前記貯湯タンク内の温度上昇の積算値が所定の値増加する毎に、前記三方弁を一時的に前記第１ポートと前記第３ポートとが連通するように開度制御することを特徴とする請求項１記載の貯湯式給湯装置。
【請求項４】
前記貯湯タンクは、複数の貯湯タンクからなり、各貯湯タンクは、給水側の前段の貯湯タンクの上部がその後段の貯湯タンクの底部に配管接続された直列接続とされており、
前記第１の配管は、最後段の貯湯タンクの上部に連通接続され、
前記第２の配管は、最前段の貯湯タンクの下部に連通接続されていることを特徴とする請求項１乃至３の何れか一記載の貯湯式給湯装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、貯湯式給湯装置に関し、特に貯湯タンクの過圧を解放する際に過圧逃し弁から高温水が排水されることを極力防止し且つ貯湯タンク内に析出空気が蓄積されることも防止できる貯湯式給湯装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
ヒートポンプ式給湯器や電気温水器のような貯湯式給湯装置では、ヒートポンプや電熱器等で沸き上げた温水を一旦貯湯タンクに蓄積しておき、必要に応じて貯湯タンクから風呂や給湯栓に温水の供給が行われる。そのため、沸上の際に貯湯タンク内の温水の温度が上昇するのに伴って、貯湯タンク内の湯水が膨張し内圧が上昇する。この上昇する内圧が一定の圧力を超えることがないように、貯湯タンクの過圧を解放するための過圧逃し弁が設けられている。この過圧逃し弁の取り付け方に関しては、特許文献１−６に記載のものが知られている。
【０００３】
図４は、特許文献１に記載の貯湯式給湯装置における過圧逃し弁の取り付け方を表した概略配管図である。この貯湯式給湯装置は、成層貯湯式の２つの貯湯タンク１０１，１０２を備えている。貯湯タンク１０１が低温側の貯湯タンク、貯湯タンク１０２が高温側の貯湯タンクである。尚、図４においては、貯湯タンク１０１，１０２内の湯水の沸上回路については省略している。給水管１０３から供給される冷水は、減圧逆止弁１０４を経て低温側の貯湯タンク１０１の下部に供給される。貯湯タンク１０１の頂部と貯湯タンク１０２の底部とは、連結管１０５を介して連通されている。また、貯湯タンク１０２の頂部には、給湯管１０６が接続されており、給湯管１０６を通して貯湯タンク１０２内の温水が出湯される。各貯湯タンク１０１，１０２の頂部近傍の連結管１０５及び給湯管１０６には、ベント管１０７，１０８がそれぞれ連接されている。各ベント管１０７，１０８には、過圧逃し弁１０９，１１０がそれぞれ設けられている。ここで、過圧逃し弁１０９の作動圧力は、過圧逃し弁１１０の作動圧力よりも低く設定されている。
【０００４】
貯湯タンク１０１，１０２内の湯水の沸上を行う場合、貯湯タンク１０１の底部の水を沸上回路に送水し、沸上回路に於いて沸上を行った後に、高温となった温水が貯湯タンク１０２の頂部に戻される。加熱された温水によって貯湯タンク１０１，１０２内の内圧が上昇すると、過圧逃し弁１０９の作動圧力が過圧逃し弁１１０の作動圧力よりも低いので、先に過圧逃し弁１０９が開弁して、ベント管１０７を通して貯湯タンク１０１内の過圧水が排出される。ここで、貯湯タンク１０１内の温水は、貯湯タンク１０２内の温水よりも温度が低い。従って、排出される過圧水は、比較的低温の温水となるため、過圧水の排出による熱損失は抑えられる。
【０００５】
図５は、特許文献２，３に記載の貯湯式給湯装置における過圧逃し弁の取り付け方を表した概略配管図である。尚、図５においては、要部の配管のみを示し、それ以外は省略してある。この貯湯式給湯装置においては１つの成層貯湯式の貯湯タンク１０１を備えており、貯湯タンク１０１の底部には給水管１０３，頂部には給湯管１０６が連通接続されている。図４と同様、給水管１０３には減圧逆止弁１０４が配設されている。この貯湯式給湯装置では、ベント管１１１は、貯湯タンク１０１の底部近傍の給水管１０３に分岐して連通接続され、このベント管１１１に過圧逃し弁１１２が設けられている。
【０００６】
この場合、貯湯タンク１０１内の湯水の沸上によって貯湯タンク１０１内の圧力が上昇すると、過圧逃し弁１１２が開弁して貯湯タンク１０１の底部の温度の低い過圧水が排出される。従って、この場合も排出される過圧水は、低温の水となるため、過圧水の排出による熱損失は抑えられる。
【０００７】
図６は、特許文献４に記載の貯湯式給湯装置における過圧逃し弁の取り付け方を表した概略配管図である。尚、図６においては、要部の配管のみを示し、それ以外は省略してある。この貯湯式給湯装置においては１つの成層貯湯式の貯湯タンク１０１を備えており、貯湯タンク１０１の底部には給水管１０３が連通接続されている。図４と同様、給水管１０３には減圧逆止弁１０４が配設されている。図６の貯湯式給湯装置では、貯湯タンク１０１の頂部に出湯管１１３が接続され、給水管１０３からは分岐水管１１４が分岐して設けられ、出湯管１１３と分岐水管１１４とは混合弁１１５を介して給湯管１０６に接続されている。また、貯湯タンク１０１の過圧を解放するため、貯湯タンク１０１の頂部近傍の出湯管１１３及び貯湯タンク１０１の底部近傍の給水管１０３に、それぞれベント管１０７，１１１が連通接続されている。各ベント管１０７，１１１には、それぞれ過圧逃し弁１０９，１１２が設けられている。ここで、過圧逃し弁１１２の作動圧力は、過圧逃し弁１０９の作動圧力よりの低く設定されている。
【０００８】
この場合、貯湯タンク１０１内の湯水の沸上によって貯湯タンク１０１内の圧力が上昇すると、過圧逃し弁１１２の作動圧力が過圧逃し弁１０９の作動圧力よりも低いので、先に過圧逃し弁１１２が開弁して、ベント管１１１を通して貯湯タンク１０１内の過圧水が排出される。従って、排出される過圧水は、貯湯タンク１０１底部の水となるため、過圧水の排出による熱損失は抑えられる。
【０００９】
図７は、特許文献５に記載の貯湯式給湯装置における過圧逃し弁の取り付け方を表した概略配管図である。尚、図７においては要部の配管のみを示し、それ以外は省略してある。この貯湯式給湯装置においては１つの成層貯湯式の貯湯タンク１０１を備えており、貯湯タンク１０１の底部には給水管１０３が連通接続されている。図４と同様、給水管１０３には減圧逆止弁１０４が配設されている。図７の貯湯式給湯装置では、貯湯タンク１０１の頂部に出湯管１１３が連通接続され、貯湯タンク１０１の中央部付近に中温水取水管１１６が連通接続されている。出湯管１１３と中温水取水管１１６とは、混合弁１１７を介して出湯管１１８に接続されている。更に、給水管１０３からは分岐水管１１４が分岐して設けられ、出湯管１１８と分岐水管１１４とは混合弁１１５を介して給湯管１０６に接続されている。出湯管１１８には、ベント管１０７が分岐接続されている。ベント管１０７には、過圧逃し弁１０９が設けられている。
【００１０】
貯湯タンク１０１内の湯水を沸き上げる際には、混合弁１１７を、中温水取水管１１６と出湯管１１８とが連通する方向に開度制御される。これにより、貯湯タンク１０１内の湯水の沸上によって貯湯タンク１０１内の圧力が上昇すると、過圧逃し弁１０９が開弁して、ベント管１０７を通して貯湯タンク１０１内の中央部付近の温水が過圧水として排出される。従って、排出される過圧水は、貯湯タンク１０１中央部の中温水となるため、過圧水の排出による熱損失は比較的低く抑えられる。
【００１１】
図８は、特許文献６に記載の貯湯式給湯装置における過圧逃し弁の取り付け方を表した概略配管図である。尚、図８においては要部の配管のみを示し、それ以外は省略してある。この貯湯式給湯装置においては１つの成層貯湯式の貯湯タンク１０１を備えており、貯湯タンク１０１の底部には給水管１０３が連通接続されている。図４と同様、給水管１０３には減圧逆止弁１０４が配設されている。図８の貯湯式給湯装置では、貯湯タンク１０１の頂部に出湯管１１３が連通接続され、出湯管１１３は、風呂側出湯管１１３ａと給湯栓側出湯管１１３ｂの２つに分岐している。一方、給水管１０３からは分岐水管１１４が分岐して設けられ、この分岐水管１１４も、風呂側分岐水管１１４ａと給湯栓側分岐水管１１４ｂの２つに分岐している。風呂側出湯管１１３ａと風呂側分岐水管１１４ａとは、混合弁１１５ａを介して風呂側給湯管１０６ａに接続されている。給湯栓側出湯管１１３ｂと給湯栓側出湯管１１６ｂとは、混合弁１１５ｂを介して給湯栓側給湯管１０６ｂに接続されている。風呂側給湯管１０６ａには、開閉弁１１９，１２０が設けられており、この開閉弁１１９，１２０よりも上流側にベント管１０７が分岐接続され、ベント管１０７には過圧逃し弁１０９が設けられている。
【００１２】
貯湯タンク１０１内の湯水を沸き上げる際には、混合弁１１５ａを、風呂側分岐水管１１４ａと風呂側給湯管１０６ａとが連通する方向に開度制御される。これにより、貯湯タンク１０１内の湯水の沸上によって貯湯タンク１０１内の圧力が上昇すると、貯湯タンク１０１の内圧は給水管１０３，分岐水管１１４，風呂側分岐水管１１４ａ，及び風呂側給湯管１０６ａを通じてベント管１０７に伝わる。そして、過圧逃し弁１０９が開弁し、ベント管１０７を通して貯湯タンク１０１内の下部付近の温水に押されて風呂側分岐水管１１４ａから風呂側給湯管１０６ａ内に貯留した水が過圧水として排出される。従って、排出される過圧水は、管内残留水となるため、過圧水の排出による熱損失は抑えられる。また、沸上が終了した場合には、混合弁１１５ａを、風呂側出湯管１１３ａと風呂側給湯管１０６ａとが連通する方向に開度制御される。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１３】
【特許文献１】特開平１０−２０５８８５号公報
【特許文献２】実用新案登録第３０５７４９０号公報
【特許文献３】特開２００７−１５５１９７号公報
【特許文献４】特開２００４−８５０６０号公報
【特許文献５】特開２００６−６４３４４号公報
【特許文献６】特開２００６−１４５０４７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１４】
上記従来の各貯湯式給湯装置は、貯湯タンク内の内圧が上昇すると、各過圧逃し弁が圧力を解放するため、貯湯タンク内の圧力が過剰圧となることは防止されている。また、図５〜図８の方式では、貯湯タンクの過圧を解放する際に、タンク底部又は中央部の温度の低い湯水を過圧水として放出させるため、過圧解放に伴う熱損失が抑えられ、貯湯式給湯装置のＣＯＰ（coefficient of performance）を向上させることができる。
【００１５】
しかしながら、上記図４〜図７の方式の従来の貯湯式給湯装置は、加熱時に貯湯タンクの上部に析出空気が貯まるという問題がある。即ち、貯湯タンク内の湯水の沸上を行った場合、湯水の温度が上昇するに従って、湯水の気体の溶解度は小さくなる。そのため、湯水中に溶解していた気体成分が分離析出して貯湯タンクの上部に貯まる。貯湯タンクの上部に析出空気が貯まった状態のまま給湯管の先の給湯栓を開くと、給湯栓から空気と湯とが一緒に放出され、ゴボゴボといった夾雑音を生じさせ、使用者を喫驚させる。これを防止するためには、貯湯タンクの上部に自動空気抜き弁を取り付けなければならないが、その場合コストがかかってしまうという問題がある。
【００１６】
その点、図８に示した特許文献６の貯湯式給湯装置においては、貯湯タンク１０１の上部に貯まる空気を抜くことが必要な場合には、混合弁１１５ａを風呂側出湯管１１３ａと風呂側給湯管１０６ａとが連通するように開度設定するとされている。これにより加熱による圧力上昇が生じたときは、膨張水と空気を貯湯タンク１０１上部に接続された配管を通して風呂側出湯管１１３ａ側に開度が設定された混合弁１１５ａ及び過圧力逃がし弁１０９を介してベント管１０７から装置外へ排出する。これにより、貯湯タンク１０１上部のエア溜まりを極力抑えることができる。
【００１７】
しかしながら、貯湯タンク１０１の上部の空気を抜くために混合弁１１５ａを風呂側出湯管１１３ａと風呂側給湯管１０６ａとが連通するように開度設定した状態で、貯湯タンク１０１内の湯水の沸上を行った場合、貯湯タンク１０１の上部の高温水が膨張水として過圧力逃がし弁１０９を介してベント管１０７から排出されることになる。従って、過圧解放に伴う熱損失が大きくなり、貯湯式給湯装置のＣＯＰが低下するという問題が生じる。
【００１８】
そこで、本発明の目的は、貯湯式給湯装置のＣＯＰを向上させつつ、且つ貯湯タンク内に析出空気が蓄積されることも防止できる貯湯式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】
【００１９】
本発明に係る貯湯式給湯装置の第１の構成は、温水を貯湯する貯湯タンクと、
前記貯湯タンク内に貯留された湯水の沸上を行う沸上手段と、
前記貯湯タンクの上部に連通接続された第１の配管と、
前記貯湯タンクの下部に連通接続された第２の配管と、
前記貯湯タンク内の過圧を解放するためのベント管と、
前記ベント管に設けられた過圧逃し弁と、
第１ポート，第２ポート，第３ポートの３つのポートを備え、第１ポートには前記第１の配管が接続され、第２ポートには前記第２の配管が接続され、第３ポートにはベント管が連通された三方弁と、
前記沸上手段により前記貯湯タンク内の湯水の沸上を行う際には、前記三方弁を、前記第２ポートと前記第３ポートとが連通し前記第１ポートが遮断された状態に開度制御するとともに、間歇的に前記第１ポートと前記第３ポートとが連通するように切替制御する制御手段と、
を備えたことを特徴とする。
【００２０】
この構成によれば、沸上手段により貯湯タンク内の湯水の沸上を行う際には、三方弁は第２の配管とベント管とが連通した状態となっているため、貯湯タンク内の湯水の温度上昇に伴い、貯湯タンク下部の温度の低い水（又は湯）が第２の配管を通してベント管から排出されて放圧される。これにより、過圧解放に伴う熱損失が抑えられ、貯湯式給湯装置のＣＯＰを向上させることができる。
【００２１】
一方、制御手段により、三方弁を、間歇的に第１ポートと第３ポートとが連通するように切替制御することで、貯湯タンク上部に溜まった空気は、この切り替わり時に第１の配管を通してベント管から排出される。これにより、貯湯タンク上部に空気が溜ることによる弊害を極力抑えることができる。また、この空気抜き動作の際には、貯湯タンク上部の高温の湯がベント管から排出されるが、空気抜き動作は間歇的に行われるため、空気抜きに伴う熱損失は僅かである。従って、貯湯式給湯装置のＣＯＰを高く維持することができる。
【００２２】
本発明に係る貯湯式給湯装置の第２の構成は、前記第１の構成に於いて、前記制御手段は、所定の時間おきに、前記三方弁を一時的に前記第１ポートと前記第３ポートとが連通するように開度制御することを特徴とする。
【００２３】
このように、所定の時間おきに空気抜きを行うことによって、貯湯タンク上部に空気が溜ることによる弊害を極力抑えることができる。
【００２４】
本発明に係る貯湯式給湯装置の第３の構成は、前記第１の構成に於いて、前記制御手段は、前記貯湯タンク内の温度上昇の積算値が所定の値増加する毎に、前記三方弁を一時的に前記第１ポートと前記第３ポートとが連通するように開度制御することを特徴とする。
【００２５】
貯湯タンク内の湯水の気体の溶解度は、温度が上昇するに従って減少する。従って、湯水の温度が一定温度だけ変化する毎に貯湯タンク内には空気が析出すると考えられる。従って、貯湯タンク内の温度が所定の温度変化する毎に空気抜きを行うことによって、貯湯タンク上部に空気が溜ることによる弊害を極力抑えることができる。
【００２６】
本発明に係る貯湯式給湯装置の第４の構成は、前記第１乃至３の何れか一の構成に於いて、前記貯湯タンクは、複数の貯湯タンクからなり、各貯湯タンクは、給水側の前段の貯湯タンクの上部がその後段の貯湯タンクの底部に配管接続された直列接続とされており、
前記第１の配管は、最後段の貯湯タンクの上部に連通接続され、
前記第２の配管は、最前段の貯湯タンクの下部に連通接続されていることを特徴とする。
【発明の効果】
【００２７】
以上のように、本発明によれば、沸上の際に、貯湯タンク下部に連通接続された第２の配管とベント管とを接続して貯湯タンク下部の温度の低い水（又は湯）を排出して貯湯タンクの放圧を行うことにより、過圧解放に伴う熱損失が抑えられ、貯湯式給湯装置のＣＯＰを向上させることができる。一方、三方弁を、間歇的に第１の流入ポートと第３の流出ポートとが連通するように切替制御して、貯湯タンク上部に溜まった空気を、第１の配管を通してベント管から排出することにより、貯湯タンク上部に空気が溜ることによる弊害を極力抑えることができる。また、空気抜き動作は間歇的に行われるため、空気抜きに伴う熱損失は僅かであり、貯湯式給湯装置のＣＯＰを高く維持することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２８】
【図１】本発明の実施例１に係る貯湯式給湯装置の構成を表す要部配管図である。
【図２】追焚回路のない場合の実施例１に係る貯湯式給湯装置の構成を表す要部配管図である。
【図３】本発明の実施例２に係る貯湯式給湯装置の構成を表す要部配管図である。
【図４】特許文献１に記載の貯湯式給湯装置における過圧逃し弁の取り付け方を表した概略配管図である。
【図５】特許文献２，３に記載の貯湯式給湯装置における過圧逃し弁の取り付け方を表した概略配管図である。
【図６】特許文献４に記載の貯湯式給湯装置における過圧逃し弁の取り付け方を表した概略配管図である。
【図７】特許文献５に記載の貯湯式給湯装置における過圧逃し弁の取り付け方を表した概略配管図である。
【図８】特許文献６に記載の貯湯式給湯装置における過圧逃し弁の取り付け方を表した概略配管図である。
【発明を実施するための形態】
【００２９】
以下、本発明を実施するための形態について、図面を参照しながら説明する。
【実施例１】
【００３０】
図１は、本発明の実施例１に係る貯湯式給湯装置の構成を表す要部配管図である。本実施例では、温水を貯湯する成層貯湯式の貯湯タンク１を１台備えた貯湯式給湯装置の例を示す。
【００３１】
本実施例の貯湯式給湯装置は、貯湯タンク１、ヒートポンプ２、追焚熱交換器３、沸上ポンプ４、追焚ポンプ５、風呂循環ポンプ６、切替三方弁７，８、過圧逃し弁１０、三方混合弁１１，１２、逆止弁１３，１４及び開閉弁１５を備えている。
【００３２】
貯湯タンク１は、温水を貯湯する成層貯湯式の貯湯タンクである。ヒートポンプ２は、貯湯タンク１内に貯留された湯水の沸上を行う沸上手段である。ヒートポンプ２は、空気との熱交換によって熱の汲み上げを行うヒートポンプ１６と、ヒートポンプ１６で汲み上げられた熱を貯湯タンク１内の湯水に給熱する沸上熱交換器１７とを備えている。追焚熱交換器３は、貯湯タンク１内の温水と浴槽Ｂ内の浴槽水との熱交換を行う熱交換器である。
【００３３】
貯湯タンク１の側面には、タンク内の湯水の温度を検出する温度センサ３２ａ，３２ｂ，３２ｃ，３２ｄが上部から下部にかけてのそれぞれの高さに設置されている。
【００３４】
貯湯タンク１の底部には、上水からの水を供給するための給水管２７が接続されている。給水管２７には減圧逆止弁２８が設けられている。貯湯タンク１の頂部には、図示しない給湯栓等に貯湯タンク１内の湯を出湯するための給湯管２９が接続されている。給湯管２９の途中には、２つの流入ポートと１つの流出ポートを備えた三方混合弁１１が設けられている。三方混合弁１１の一方の流入ポートと流出ポートは給湯管２９に接続されており、もう一方の流入ポートには分岐管３０が接続されている。この分岐管３０は、上流側の管端が減圧逆止弁２８と貯湯タンク１との間の給水管２７に連通接続されている。三方混合弁１１は、上流側の給湯管２９から送水される温水と分岐管３０から送水される水とを所望の割合で混合して、下流側の給湯管２９へ送水するための弁である。
【００３５】
貯湯タンク１の底部から沸上ポンプ４，沸上熱交換器１７，切替三方弁７を経由して貯湯タンク１の上部にかけて沸上回路が配管されている。貯湯タンク１の底部から沸上ポンプ４を経由して沸上熱交換器１７に至る配管を沸上往管１８といい、沸上熱交換器１７から切替三方弁７を経由して貯湯タンク１の頂部に至る配管を沸上戻管１９という。また、切替三方弁７から貯湯タンク１の底部へバイパス管２０が配管されている。ヒートポンプ１６と沸上熱交換器１７との間は、熱媒が循環するための熱媒循環管２１が環状に配管されている。
【００３６】
また、貯湯タンク１の上部から切替三方弁８，追焚熱交換器３，追焚ポンプ５を経由して貯湯タンク１の下部にかけて追焚回路が配管されている。貯湯タンク１の上部から切替三方弁８を経由して追焚熱交換器３に至る配管を追焚往管２２といい、追焚熱交換器３から追焚ポンプ５を経由して貯湯タンク１の下部に至る配管を追焚戻管２３という。切替三方弁８は、第１ポート，第２ポート，第３ポートの３つのポートを備えている。第１ポート，第２ポートは夫々追焚往管２２に接続されている。第３ポートには、過圧を解放するためのベント管（vent tube）２６が接続されている。ベント管２６の途中には、過圧逃し弁１０が設けられており、その末端は大気圧に解放されている。
【００３７】
また、追焚熱交換器３と浴槽Ｂとの間には、浴槽水循環管２４，２５が配管されている。浴槽水循環管２４は、浴槽Ｂから追焚熱交換器３に至る配管であり、浴槽水循環管２５は、追焚熱交換器３から風呂循環ポンプ６を経由して浴槽Ｂに至る配管である。
【００３８】
貯湯タンク１と三方混合弁１１との間の給湯管２９には湯張管３１が分岐接続されている。湯張管３１の下流側の管端は浴槽水循環管２５に接続されている。湯張管３１には、上流側から下流側にかけて、逆止弁１３，三方混合弁１２，開閉弁１５，逆止弁１４がこの順で設けられている。三方混合弁１２は、２つの流入ポートと１つの流出ポートを備えている。三方混合弁１２の一方の流入ポートと流出ポートは湯張管３１に接続されており、もう一方の流入ポートは分岐管３０に連通接続されている。三方混合弁１２は、上流側の湯張管３１を通して給湯管２９から送水される温水と分岐管３０から送水される水とを所望の割合で混合して、下流側の湯張管３１へ送水するための弁である。
【００３９】
また、沸上ポンプ４、追焚ポンプ５、ヒートポンプ１６、風呂循環ポンプ６、切替三方弁７，８、及び三方混合弁１１，１２等の貯湯式給湯装置全体の制御を行う制御装置３３が設けられている。
【００４０】
以上のように構成された本実施例に係る貯湯式給湯装置において、以下その沸上時の動作について説明する。尚、以下の説明に於いて、風呂において温水の使用がされておらず、風呂循環ポンプ６は停止しているとする。
【００４１】
貯湯タンク１内の温度は、温度センサ３２ａ，３２ｂ，３２ｃ，３２ｄにより常時制御装置３３が監視している。貯湯タンク１内の温水の温度が所定の温度以下に低下した場合や、電気代の安価な夜間時間帯になった場合、制御装置３３は貯湯タンク１内の温水の沸上を開始する。沸上時においては、制御装置３３は、ヒートポンプ１６を起動して熱媒循環管２１に高温の熱媒を循環させる。バイパス管２０は、ヒートポンプ２の起動初期において、沸上熱交換器１７通過後の沸上戻管１９内の水温が十分に上がっていないとき沸上ポンプ４を駆動して循環水を貯湯タンク１の上部に戻すと、貯湯タンク１内が冷水の流入により攪拌され成層貯湯が乱れてしまうので、沸上戻管１９内の水温が上がるまでの間循環水を貯湯タンク１の下部に戻すための配管である。そして、切替三方弁７を沸上戻管１９が連通する方向に切り替えた状態で、沸上ポンプ４を起動する。これにより、貯湯タンク１の底部の温度の低い湯水は、沸上熱交換器１７で加熱されて貯湯タンク１の上部に送られ、貯湯タンク１に蓄熱される。
【００４２】
更に、沸上を開始すると、制御装置３３は、切替三方弁８を、追焚熱交換器３側の追焚往管２２が接続されたポート（以下「第２ポート」という。）とベント管２６が接続されたポート（以下「第３ポート」という。）とが連通し、貯湯タンク１上部に接続する側の追焚往管２２が接続されたポート（以下「第１ポート」という。）が遮断された状態に切り替える。そして、制御装置３３は、一定の時間ごと（例えば、１時間に１回ごと）に、一時的に（例えば５秒間）、切替三方弁８を第１ポートと第３ポートが連通する方向に切り替える制御を行う。
【００４３】
このような制御を行うことにより、貯湯タンク１内の放圧が次のように行われる。まず、貯湯タンク１内の湯水の温度が沸上により上昇し、貯湯タンク１内の湯水の体積が膨張すると、貯湯タンク１内の圧力が上昇する。上昇した圧力は、追焚戻管２３内及び追焚往管２２内の水を介してベント管２６内の水に伝達する。圧力が所定圧を越えたとき、過圧逃し弁１０が開弁してベント管２６から外部に膨張水を逃して放圧が行われる。このとき、切替三方弁８は、第２ポートと第３ポートが連通した状態にあるため、追焚戻管２３内及び追焚往管２２内の水又は貯湯タンク１の底部の温度の低い水が膨張水として放出される。従って、放圧に伴う熱損失は最小限に抑えられる。
【００４４】
一方、貯湯タンク１内の温水の温度が上昇すると、水の気体溶解度が減少することにより、貯湯タンク１内の水に溶け込んでいた空気が析出して貯湯タンク１上部からその上部に接続されている配管内に蓄積する。しかし、制御装置３３が一定の時間毎に切替三方弁８を第１ポートと第３ポートが連通する方向に切り替えることにより、溜まった空気は温水と共に追焚往管２２を通ってベント管２６に流入し、過圧逃し弁１０を通って外部に排出される。従って、一定の時間毎に貯湯タンク１上部の空気抜きがされ、貯湯タンク１上部に多量の空気が溜まることがなくなる。従って、使用者が給湯管２９の末端の給湯栓（図示せず）を開栓したときに、給湯栓から空気と湯とが一緒に放出されるような事態が防止される。
【００４５】
尚、本実施例に於いては、制御装置３３は、一定の時間ごとに、一時的に、切替三方弁８を第１ポートと第３ポートが連通する方向に切り替える制御を行うこととしたが、これ以外の制御の例として、制御装置３３は、温度センサ３２ａ，３２ｂ，３２ｃ，３２ｄにより検出される貯湯タンク１内の温度上昇の積算値が所定の値増加する毎に、一時的に、切替三方弁８を第１ポートと第３ポートが連通する方向に切り替える制御を行うようにすることもできる。ここで、時刻ｔから時刻ｔ＋Δｔの間の温度変化をΔθ（ｔ）としたときに、関数ｆ（ｔ）を、Δθ（ｔ）＞０のときｆ（ｔ）＝Δθ（ｔ）、Δθ（ｔ）≦０のときｆ（ｔ）＝０と定義すると、温度上昇の積算値とは、ｆ（ｔ）を時間で積算した値をいう。
【００４６】
また、本実施例に於いては、風呂の追焚回路の付いた貯湯式給湯装置について説明したが、追焚回路のない貯湯式給湯装置においても本発明は同様に適用することができる。図２に追焚回路のない場合の実施例１に係る貯湯式給湯装置の構成を表す要部配管図を示す。この場合、追焚熱交換器３、追焚ポンプ５、風呂循環ポンプ６、逆止弁１３，１４、開閉弁１５、浴槽水循環管２４，２５、及び湯張管３１がないこと以外は、図１と同様であり、制御装置３３の動作についても同様である。
【実施例２】
【００４７】
本実施例に於いては、貯湯タンクを複数個備えた貯湯式給湯装置について本発明を適用した例について説明する。図３は、本発明の実施例２に係る貯湯式給湯装置の構成を表す要部配管図である。
【００４８】
図３において、ヒートポンプ２、追焚熱交換器３、沸上ポンプ４、追焚ポンプ５、風呂循環ポンプ６、切替三方弁７，８、過圧逃し弁１０、三方混合弁１１，１２、逆止弁１３，１４、開閉弁１５、ヒートポンプ１６、沸上熱交換器１７、沸上往管１８、沸上戻管１９、バイパス管２０、熱媒循環管２１、追焚往管２２、追焚戻管２３、浴槽水循環管２４，２５、ベント管２６、給水管２７、減圧逆止弁２８、給湯管２９、分岐管３０、湯張管３１、温度センサ３２ａ，３２ｂ，３２ｃ，３２ｄ、制御装置３３、及び浴槽Ｂは図１と同様である。
【００４９】
本実施例では、貯湯タンクは、低温側貯湯タンク１ａと高温側貯湯タンク１ｂとの２つに分割されている。低温側貯湯タンク１ａの頂部と高温側貯湯タンク１ｂの底部は、ベンド管（bend tube）４１により直列に連通接続されている。温度センサ３２ａ，３２ｂ，３２ｃ，３２ｄは、低温側貯湯タンク１ａの上部から下部にかけてのそれぞれの高さに設置されている。また、高温側貯湯タンク１ｂの上部から下部にかけてのそれぞれの高さには、温度センサ３２ｅ，３２ｆ，３２ｇがそれぞれ設置されている。
【００５０】
給湯管２９は、上流側が給湯管２９ａ，２９ｂに分岐している。給湯管２９ａは低温側貯湯タンク１ａの頂部に連通接続され、給湯管２９ｂは高温側貯湯タンク１ｂの頂部に連通接続されている。給湯管２９が給湯管２９ａ，２９ｂに分岐する分岐点には、三方混合弁４２が設けられている。
【００５１】
三方混合弁４２では、給湯温度設定装置（図示せず）と湯張り温度設定装置（図示せず）で設定した給湯設定温度と湯張り温度とを比較し、いずれか高い方の温度より所定温度（実施例では３℃）以上高い温度のお湯を出湯し、三方混合弁１１で給湯温度設定装置で設定した給湯設定温度に、三方混合弁１２で湯張り温度に調節して出湯する。三方混合弁４２は、温度センサ４７で検知する温度により、前述の所定温度以上に調節して出湯する。この際、低温側貯湯タンク１ａのお湯を優先して使用するように制御しているが、これは、風呂追焚運転を効率よく行うためである。すなわち、追焚熱交換器３に送るお湯の温度が高い方が早く、しかも効率よく追焚きできるからである。従って、高温側貯湯タンク１ｂのお湯の温度を高く保つために、低温側貯湯タンク１ａを優先して使用するようにしている。
【００５２】
また、給湯管２９ａ，２９ｂには、それぞれ、逆止弁４３，４４が設けられている。
【００５３】
また、給湯管２９において、湯張管３１の分岐点と三方混合弁１１との間に逆止弁４５が設けられ、分岐管３０において、三方混合弁１１の近傍に逆止弁４６が設けられている。また、配管の各所に温度センサ４７，４８，４９，５０，５１が配設されている。
【００５４】
本実施例では、追焚往管２２の上流側端部は高温側貯湯タンク１ｂの上部、追焚戻管２３の下流側端部は低温側貯湯タンク１ａの下部にそれぞれ連通接続されており、沸上往管１８の上流側端部は低温側貯湯タンク１ａの下部、沸上戻管１９の下流側端部は高温側貯湯タンク１ｂの上部にそれぞれ連通接続されている。
【００５５】
尚、本実施例に於いて、制御装置３３は、
低温側貯湯タンク１ａ，高温側貯湯タンク１ｂ内の湯水の沸上時においては、実施例１で説明した制御と同様の制御を行う。
【００５６】
このような構成とすることにより、貯湯タンクが複数の場合であっても、実施例１と同様、過圧逃し弁１０による放圧に伴う熱損失は最小限に抑えられるとともに、高温側貯湯タンク１ｂの頂部に空気が溜まるのを防止し、使用者が給湯管２９末端の給湯栓を開栓したときに、給湯栓から空気と湯とが一緒に放出されるような事態が防止される。
【００５７】
尚、本実施例に於いては、沸上された高温の温水は高温側貯湯タンク１ｂに戻されるため、高温側貯湯タンク１ｂにおいて空気の析出が生じ、低温側貯湯タンク１ａでは空気の析出が殆ど生じない。従って、高温側貯湯タンク１ｂのみの空気抜きを行えばよい。
【符号の説明】
【００５８】
１  貯湯タンク
１ａ  低温側貯湯タンク
１ｂ  高温側貯湯タンク
２  ヒートポンプ
３  追焚熱交換器
４  沸上ポンプ
５  追焚ポンプ
６  風呂循環ポンプ
７，８  切替三方弁
１０  過圧逃し弁
１１，１２，４２  三方混合弁
１３，１４，４３，４４，４５，４６  逆止弁
１５  開閉弁
１６  ヒートポンプ
１７  沸上熱交換器
１８  沸上往管
１９  沸上戻管
２０  バイパス管
２１  熱媒循環管
２２  追焚往管
２３  追焚戻管
２４，２５  浴槽水循環管
２６  ベント管
２７  給水管
２８  減圧逆止弁
２９，２９ａ，２９ｂ  給湯管
３０  分岐管
３１  湯張管
３２ａ，３２ｂ，３２ｃ，３２ｄ，３２ｅ，３２ｆ，３２ｇ  温度センサ
３３  制御装置
４１  ベンド管
４７，４８，４９，５０，５１  温度センサ
Ｂ  浴槽
【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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【図６】
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【図７】
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【図８】
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