(57)【要約】【課題】  給湯装置を大型化および複雑化することなく、スケールの析出を確実に防止し、給湯装置の能力低下を防ぐことが可能とする。【解決手段】  本発明にかかる給湯装置１００の構成は、水を供給するための供給口１６０と、供給された水に二酸化炭素を注入する注入手段１３０と、二酸化炭素を注入し溶解した水を二酸化炭素のマイクロバブルとの２相流として流し、加熱することにより湯水を生成する加熱器１１６とを備え、注入手段は、加熱器の上流側に設けられることを特徴とする。【選択図】      図３
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
水を供給するための供給口と、
前記供給された水に二酸化炭素を注入する注入手段と、
前記二酸化炭素を注入した水を加熱することにより湯水を生成する加熱器とを備え、
前記注入手段は、前記加熱器の上流側に設けられることを特徴とする給湯装置。
【請求項２】
前記注入手段は、二酸化炭素をマイクロバブルにして注入することを特徴とする請求項１に記載の給湯装置。
【請求項３】
前記加熱器内を通過する水は、二酸化炭素のマイクロバブルを含む２相流であることを特徴とする請求項１に記載の給湯装置。
【請求項４】
前記加熱器は、該加熱器内部の配管の内面が親水処理されていることを特徴とする請求項１に記載の給湯装置。
【請求項５】
当該給湯装置は、
前記加熱器において生成した湯水を送出するための送出口と、
前記送出口近傍に設けられ、前記湯水中の二酸化炭素を該湯水から分離する気液分離手段とを更に備えることを特徴とする請求項１に記載の給湯装置。
【請求項６】
当該給湯装置は、前記加熱器において生成した湯水を貯湯する貯湯タンクを更に備え、
前記貯湯タンクには、前記湯水中から脱気した前記二酸化炭素を回収する気液分離手段としての回収弁が設けられていることを特徴とする請求項１に記載の給湯装置。
【請求項７】
前記気液分離手段から回収された二酸化炭素を前記注入手段に再供給する再供給手段を更に備えることを特徴とする請求項５または６に記載の給湯装置。
【請求項８】
当該給湯装置は、前記貯湯タンクに貯留された湯水を前記加熱器に循環させて再加熱するための循環経路を更に備え、
前記注入手段は、前記循環経路のうち、前記加熱器の上流側且つ前記貯湯タンクの下流側に設けられることを特徴とする請求項６に記載の給湯装置。
【請求項９】
当該給湯装置は、ヒートポンプを用いたヒートポンプ式給湯装置であることを特徴とする請求項１に記載の給湯装置。
【請求項１０】
前記加熱器は、水と冷媒とを流通させて熱交換を行う二重管熱交換器であることを特徴とする請求項１に記載の給湯装置。
【請求項１１】
スケール成分を含む水の加熱によるスケールの析出を防止するスケール析出防止方法であって、
水を加熱する加熱器の上流側において、水を加熱する前に二酸化炭素を該水に注入することを特徴とするスケール成分析出防止方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、水を加熱することにより生成した湯水を供給する給湯装置および給湯装置におけるスケール析出防止方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
ボイラや給湯器等の給湯装置では、水を加熱して温水を生成する。このとき、水に含まれているスケール成分（硬度成分）が給湯装置の内部においてスケール（析出物）となって析出すると、給湯装置の内部の配管に付着し、配管の詰まりや流量の低下、熱伝達率の悪化等を引き起こし給湯装置の能力が低下するおそれがある。
【０００３】
上記のスケール成分としては、カルシウム（Ｃａ）、マグネシウム（Ｍｇ）、シリカ（Ｓｉ）等があるが、中でもカルシウムが最も多く水に含まれている。したがって、析出するスケールとしてはカルシウム化合物、特に炭酸カルシウム（ＣａＣＯ３）が最も多く、かかる炭酸カルシウムの析出を防止することで、スケールの析出量を著しく低減し、機器の能力低下を防止することができる。
【０００４】
スケールである炭酸カルシウムが析出する原因は、水の加熱により水温が上昇することで、二酸化炭素の水への溶解度が低下し、水に溶解していた溶存二酸化炭素の脱気によって平衡状態がずれるためである。すなわち、「ＣａＣＯ３＋Ｈ２Ｏ＋ＣＯ２⇔Ｃａ（ＨＣＯ３）２」の反応式で示される平衡状態において、二酸化炭素（ＣＯ２）が脱気すると反応が左に進み（逆反応が進行）、炭酸カルシウム（ＣａＣＯ３）が析出してしまう。このような炭酸カルシウムの析出を防止するための手段としては、水の軟水化とｐＨ調整が挙げられる。なお、炭酸水素カルシウム（Ｃａ（ＨＣＯ３）２）は水に溶解して解離するため、上記の反応は「ＣａＣＯ３＋Ｈ２Ｏ＋ＣＯ２⇔Ｃａ２＋＋２ＨＣＯ３−」と表すこともできる。
【０００５】
水の軟水化には、イオン交換樹脂や活性炭を用いた吸着、逆浸透膜を用いたろ過、イオン交換樹脂と電極を用いたイオン交換等の方法がある。これらの方法により、水中に含まれるカルシウムイオンの量を低減することができる。例えば特許文献１では、給水ライン上に設けた水質改善部で改善された給水をボイラへ供給する給水システムであって、水質改善部の適正な運転条件を決定するために、改質される前の原水の硬度を測定する原水硬度測定手段と残留塩素濃度を測定する原水残留塩素濃度測定手段を設けた給水システムが開示されている。そして、かかる水質改善部として、活性炭を用いた酸化剤除去部、イオン交換樹脂を用いた硬度成分除去部、濾過部材を用いた濾過処理部を設けている。
【０００６】
また水のｐＨ調整では、水にｐＨ調整薬剤を投与することでｐＨが所望する値付近の値を保つよう調節し、スケールの析出を防止している。ここで、水中での二酸化炭素の解離は、「Ｈ２Ｏ＋ＣＯ２⇔Ｈ＋＋ＨＣＯ３−⇔２Ｈ＋＋ＣＯ３２−」の反応式で表すことができ、ｐＨ５付近で炭酸水素イオン（ＨＣＯ３−）が生じ始め、ｐＨ９付近で炭酸イオン（ＣＯ３２−）が生じ始めるというように、ｐＨが上昇するほど反応は右へ進行する。
【０００７】
水中に存在するカルシウムイオン（Ｃａ２＋）は炭酸イオン（ＣＯ３２−）と反応し、水に不溶解の炭酸カルシウム（ＣａＣＯ３）がスケールとして析出する。したがって、ｐＨ調整薬剤を用いて水のｐＨを９未満に調整することで炭酸イオンの発生を防ぎ、炭酸カルシウムすなわちスケールの析出を抑制することが可能であった。
【特許文献１】特開２００５−３３４７９８号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
ところで、高効率ガス給湯器やヒートポンプ式給湯装置のヒートポンプユニットでは、水への熱伝達（水との熱交換）を促進し給湯効率を向上するために、内部の配管の構造が複雑な熱交換器が用いられている。かかる熱交換器の例としては、フィンチューブ式やプレートフィン式等のコンパクト熱交換器や二重管式やツイストチューブ式などの高性能熱交換器が挙げられる。
【０００９】
フィンチューブ式やプレートフィン式などのコンパクト熱交換器は、配管が幾重にも折返した構造となっている。また高性能熱交換器は、水が流通する配管の外側に冷媒が流通する配管を配置した構造や、水が流通する配管の外側に冷媒が流通する配管を巻装した構造や、水が流通する配管と冷媒が流通する配管を撚合した構造等の配管を有する。
【００１０】
上述したように、高効率ガス給湯器やヒートポンプ式給湯装置における熱交換器は内部の配管の構造が複雑であるため、配管内部にスケールが析出した場合、単純な構造の配管のように削剥して除去することはほぼ不可能である。ここで貫流ボイラのような温水装置であれば加熱部分の水の配管が直管であるため、ブラシなどを配管内に挿通させてスケールを削剥することが可能である。
【００１１】
したがって、高効率ガス給湯器やヒートポンプ式給湯装置のように複雑な配管を有する熱交換器を備える給湯装置においては、水道水基準を満たす硬度の低い水を使用し、また剥離したスケールによって配管が閉塞しない工夫を施していた。しかし、かかる給湯装置の熱交換におけるスケールの析出を未然に防ぐことができれば、使用できる水の硬度の範囲も広がり、配管の閉塞の発生を極めて低減することが可能となる。このため、スケールの析出を防止することは、高効率ガス給湯器やヒートポンプ式給湯装置において大きな利点となる。
【００１２】
しかし、上記の特許文献１に記載の技術（水質改善部）による水の軟水化では、吸着はカルシウムイオン（Ｃａ２＋）等の２価イオンを除去すると劣化が早い、逆浸透膜を用いたろ過は目の細かいフィルターであるため水の透過には高い圧力が必要となりポンプ動力を要する上、約半分の水を排水してしまう。イオン交換は水道水などの硬度が低い水では効果が少ないなどの不都合があった。また水のｐＨ調整は、ｐＨ調整薬剤が人体へ及ぼす影響を考慮すると、人間の口に入る（経口される）可能性がある水への適用は難しかった。
【００１３】
また上記の技術であると、上述した不具合がある上に、スケールの析出防止に用いる部材が多いため、給湯装置が大型化および複雑化してしまう。その結果、近年の小型化への要求に副えず、また部材に要するコストの増大およびメンテナンスの煩雑化を招いてしまう。
【００１４】
本発明は、このような課題に鑑み、給湯装置を大型化および複雑化することなく、スケールの析出を確実に防止し、給湯装置の能力低下を防ぐことが可能な給湯装置およびスケール析出防止方法を提供することを目的としている。
【課題を解決するための手段】
【００１５】
上記課題を解決するために、本発明にかかる給湯装置の代表的な構成は、水を供給するための供給口と、供給された水に二酸化炭素を注入する注入手段と、二酸化炭素を注入した水を加熱することにより湯水を生成する加熱器とを備え、注入手段は、加熱器の上流側に設けられることを特徴とする。
【００１６】
上記構成の如く、加熱器の上流側において水に二酸化炭素を注入することにより、水加熱時の二酸化炭素の脱気による炭酸カルシウムの反応式（ＣａＣＯ３＋Ｈ２Ｏ＋ＣＯ２⇔Ｃａ２＋＋２ＨＣＯ３−）における逆反応の進行を抑制し、反応を右に進める、すなわち正反応の進行を促進することができる。これにより、上記の反応式における平衡状態を維持し、加熱器内部の配管におけるスケール（炭酸カルシウム）の析出を防止し、給湯装置の能力低下を防ぐことが可能となる。
【００１７】
また上述したように、水のｐＨが上昇するにつれ水中における炭酸イオン（ＣＯ３２−）濃度が増加し、炭酸カルシウムの析出が促進されてしまう。そこで、上記構成の如く水に二酸化炭素を注入することで、水に二酸化炭素を溶解させる。これにより、「Ｈ２Ｏ＋ＣＯ２⇔Ｈ＋＋ＨＣＯ３−」の反応式における正反応（炭酸水素イオンの炭酸イオンと水素イオンとへの解離）を促進し、水中の炭酸水素イオン（ＨＣＯ３−）の濃度を上昇させる、すなわち水素イオン（Ｈ＋）の発生を促進することで、水のｐＨを低下させることができる。したがって、水への十分な二酸化炭素の供給があれば、水に溶解される二酸化炭素の量は自然に飽和状態に達するため、上記反応式における二酸化炭素の解離により水中の炭酸水素イオン濃度が調整され、水のｐＨを調整することが可能となる。これにより、水のｐＨを９未満、好ましくは７から９に調整し、炭酸イオンの発生を防ぎ、炭酸カルシウムすなわちスケールの析出を抑制することができる。
【００１８】
ここで、先に述べたように二酸化炭素の解離は「Ｈ２Ｏ＋ＣＯ２⇔Ｈ＋＋ＨＣＯ３−⇔２Ｈ＋＋ＣＯ３２−」の反応式で表されるため、上記のように水中の炭酸水素イオン濃度が上昇するとかかる炭酸水素イオンの解離により炭酸イオンが生じることが懸念されるかもしれないが、水中での二酸化炭素の解離は１段階目の解離反応（Ｈ２Ｏ＋ＣＯ２⇔Ｈ＋＋ＨＣＯ３−）において平衡状態となる。したがって、２段階目の解離反応（Ｈ＋＋ＨＣＯ３−⇔２Ｈ＋＋ＣＯ３２−）は進行せず、炭酸イオンの発生が促進されることがないため、それに伴う炭酸カルシウム（スケール）の発生が促進されることはない。ただし、アルカリ性物質の水への投与等により水のｐＨのアルカリ性側への変動が生じる場合はこの限りではない。この場合、水素イオンが中和に用いられて消費されるので、水素イオンを生成させるために２段階目の解離反応が促進されるからである。
【００１９】
なお上記の注入手段としては、エゼクタ、ポンプ、加圧タンクの中から１または複数を用いた二酸化炭素の供給が好適であり、二酸化炭素の水への溶解度の向上を図るために、更にライフル管による旋回流やスプレーを用いて二酸化炭素の気泡を微細化することができる。また多孔質材料に二酸化炭素を通過させることでも微細な気泡を容易に得ることができる。
【００２０】
上記の注入手段は、二酸化炭素をマイクロバブルにして注入するとよい。二酸化炭素をマイクロバブルとすることで、気液の接触面積を広げられると共に、水の表面張力によって気泡内部の圧力が大気圧よりも高くなり、二酸化炭素の水への溶解度を向上させることができ、溶解速度を速めることができる。
【００２１】
またマイクロバブルは、マイクロバブル同士が反発しやすいため結合しづらく、マイクロバブル同士の結合による大きな気泡の形成が生じにくい。したがって、上記構成の如く二酸化炭素をマイクロバブルとすることで二酸化炭素の水への分散性が向上する。
【００２２】
したがって、上記構成の如く二酸化炭素をマイクロバブルにすることにより、気泡内部の圧力を高めることで、二酸化炭素の水への溶解度を向上し溶解速度を速めるという利点と、マイクロバブル同士の反発性を利用することで二酸化炭素の水での分散性が向上し、水の流れにより加熱器内に当該マイクロバブルが効率的に運搬されるため、水中の二酸化炭素の分布を均一化するという利点とを得ることができる。なお、マイクロバブルは、減圧弁を用い、減圧弁前の水に二酸化炭素を溶解し減圧弁後に過溶解状態となって発生させる（キャビテーション）ことでも得ることができる。
【００２３】
上記の加熱器内を通過する水は、二酸化炭素のマイクロバブルを含む２相流であるとよい。
【００２４】
加熱器内の水が流通する配管における冷媒が流通する配管に接する面（伝熱面）付近等、水が加熱されて高温となり、二酸化炭素が大きな気泡となって脱気する部分では、かかる脱気により水に二酸化炭素の濃度分布の差が発生し、水において二酸化炭素の希濃度域が生じる。その結果、かかる希濃度域においてスケールの析出が抑制されず、スケールが析出してしまうおそれがある。
【００２５】
したがって、上述した注入手段を用いた二酸化炭素のマイクロバブルの注入量を、水の二酸化炭素への溶解量の限界を超える量、すなわち水における二酸化炭素の飽和溶解度を超える量とすることにより、溶解せずに残ったマイクロバルブが水中に残存し、水は二酸化炭素のマイクロバブルを含む２相流として加熱器内を通過する。これにより、希濃度域においてマイクロバブルがすみやかに溶解して水中の二酸化炭素を補充する。したがって、希濃度域の二酸化炭素濃度を上昇させ、スケールの発生を抑制または低減することができる。
【００２６】
上記の加熱器は、当該加熱器内部の配管の内面が親水処理されているとよい。
【００２７】
水中に分散し、気泡となっている二酸化炭素が加熱器内部の配管に付着すると、かかる気泡が加熱器内部の配管を水が通過する際の抵抗（流体抵抗）となる上、冷媒から水への熱伝達を阻害する要因となる。したがって、上記構成によれば、水中に気体として注入された二酸化炭素の加熱器内部の配管への付着を防止することができ、水中への二酸化炭素の分散を促進することが可能となる。
【００２８】
なお、上記の親水処理としては、配管内壁が微細な凹凸を有するよう研磨処理してもよいし、親水コーティングを施してもよい。
【００２９】
当該給湯装置は、加熱器において生成した湯水を送出するための送出口と、送出口近傍に設けられ、湯水中の二酸化炭素を湯水から分離する気液分離手段とを更に備えるとよい。
【００３０】
かかる構成によれば、注入手段により注入され水中に分散している二酸化炭素を、送出口近傍において気液分離手段を用いて水から分離することができる。これにより、分離した二酸化炭素を再利用し、コストを低減することが可能となる。なお、上記の気液分離手段として分離器を例示でき、かかる分離器を設けることで気体（二酸化炭素）と液体（湯水）を旋回流分離することができる。
【００３１】
当該給湯装置は、加熱器において生成した湯水を貯湯する貯湯タンクを更に備え、貯湯タンクには、湯水中から脱気した二酸化炭素を回収する気液分離手段としての回収弁が設けられているとよい。
【００３２】
水が加熱器において加熱されて湯水になると、水の温度が上昇するため二酸化炭素の水への溶解度が低下する。このため、加熱器から貯湯タンクに供給された湯水から二酸化炭素が浮上分離し、脱気する。したがって、貯湯タンク内に回収弁を設けることで、水から分離した二酸化炭素を容易に回収することが可能となる。
【００３３】
上記の気液分離手段から回収された二酸化炭素を注入手段に再供給する再供給手段を更に備えるとよい。これにより、回収した二酸化炭素を再利用することが可能となり、二酸化炭素の消費量を抑えてランニングコストを低減することができる。
【００３４】
当該給湯装置は、貯湯タンクに貯留された湯水を加熱器に循環させて再加熱するための循環経路を更に備え、注入手段は、循環経路のうち、加熱器の上流側且つ貯湯タンクの下流側に設けられるとよい。これにより、加熱器に供給される水が、貯湯タンクを経由する場合や、当該加熱器と貯湯タンクを循環する場合であっても、加熱器に供給する前の水に二酸化炭素を確実に注入することができる。したがって、加熱器内部におけるスケールの析出を低減することができる。
【００３５】
当該給湯装置は、ヒートポンプを用いたヒートポンプ式給湯装置であるとよい。
【００３６】
ヒートポンプは、物質間の熱移動（熱伝達）により熱（エネルギー）を取得する熱交換サイクルを利用している。このためヒートポンプ式給湯装置は、化石燃料等を燃焼する従来の給湯装置と比較し、省エネルギーおよび二酸化炭素排出量の削減が可能である。したがって、上記構成によれば、当該給湯装置を、環境負荷が低減された給湯装置とすることができる。
【００３７】
また本発明において、加熱器におけるスケールの析出を防止するために必要な部材は注入手段だけであるため、大掛かりな、且つ複雑な装置等の導入が不要となる。したがって、小規模設備用、所謂家庭用として近年普及が進んでいる小型のヒートポンプ式給湯装置に本発明を適用することで、かかる小型化を妨げることなくスケールの析出を防止し、当該給湯装置のメンテナンスの回数およびコストを低減することが可能となる。
【００３８】
上記の加熱器は、水と冷媒とを流通させて熱交換を行う二重管熱交換器であるとよい。二重管熱交換器のように配管の構造が複雑な場合、スケールを削剥により除去することはほぼ不可能であり、削剥するにしても多大な労力を要する。このため、かかる熱交換器においては、スケールの析出を未然に防ぐことが不可欠である。したがって、本発明は、配管が複雑な加熱器すなわち二重管熱交換器を備える給湯装置に特に好適に用いることができる。
【００３９】
なお、上述した如く本発明は配管が複雑な加熱器を備える給湯装置に特に好適に用いることができるため、本発明は、高効率ガス給湯器にも好適に用いることができる。
【００４０】
また、自然冷媒である二酸化炭素は、天然物であって環境に対し無害である。したがって上記構成によれば、環境に負担をかけないヒートポンプとすることができる。
【００４１】
上記課題を解決するために、本発明にかかるスケール析出防止方法の代表的な構成は、スケール成分を含む水の加熱によるスケールの析出を防止するスケール析出防止方法であって、水を加熱する加熱器の上流側において、水を加熱する前に二酸化炭素を該水に注入することを特徴とする。
【００４２】
上述した給湯装置の技術的思想に基づく構成要素やその説明は、当該スケール析出防止方法にも適用可能である。
【発明の効果】
【００４３】
以上説明したように本発明の給湯装置およびスケール析出防止方法によれば、給湯装置を大型化および複雑化することなく、スケールの析出を確実に防止し、給湯装置の能力低下を防ぐことが可能となる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００４４】
以下に添付図面を参照しながら、本発明の好適な実施形態について詳細に説明する。かかる実施形態に示す寸法、材料、その他具体的な数値などは、発明の理解を容易とするための例示に過ぎず、特に断る場合を除き、本発明を限定するものではない。なお、本明細書及び図面において、実質的に同一の機能、構成を有する要素については、同一の符号を付することにより重複説明を省略し、また本発明に直接関係のない要素は図示を省略する。
【００４５】
本実施形態では、まずスケールの析出機構について説明した後に、本発明にかかる給湯装置およびスケール析出防止方法の実施形態について説明する。
【００４６】
（スケールの析出機構）
上述のようにスケール成分としてはカルシウム（Ｃａ）、マグネシウム（Ｍｇ）、シリカ（Ｓｉ）等があるが、中でもカルシウムが最も多く水に含まれている。スケールとしての炭酸カルシウムの析出は、水中の二酸化炭素濃度と密接な関係がある。
【００４７】
図１は、水中での二酸化炭素濃度の温度依存性を説明する図である。図１に示すように、水温の上昇に伴い、水中での二酸化炭素濃度（溶存二酸化炭素濃度）が低下している。このことから、水の加熱により水温が上昇することで、水に溶解していた溶存二酸化炭素の脱気が生じることが理解できる。このように、二酸化炭素の脱気が生じると、「ＣａＣＯ３＋Ｈ２Ｏ＋ＣＯ２⇔Ｃａ（ＨＣＯ３）２」の反応式で示される平衡状態がずれ、逆反応の進行が促進されるため、炭酸カルシウムの析出が加速してしまう。したがって、水の加熱を行う加熱器において最も二酸化炭素が脱気しやすく、平衡状態のずれが生じやすいことが理解できる。また図１を参照すると、水を加圧することで、水に溶解させることができる二酸化炭素の量、すなわち水中での二酸化炭素濃度を上昇可能であることが理解できる。
【００４８】
図２は、スケールの析出の温度依存性を説明する図である。かかる図２は、スケール析出加速試験の結果である。加速試験では、水道水の代替として、水道水よりも炭酸カルシウム濃度が著しく高い高濃度炭酸カルシウム溶液を用い、熱交換を行う配管を１００ｍｍとし、配管内においてスケールが極めて析出しやすい条件を設定して、スケール析出の温度依存性を測定した。なお、配管が１００ｍｍと極めて短いことから、スケールが約２ｇ析出すると、配管内のスケールの厚みが部分的に１ｍｍを超え始める。
【００４９】
ここで、配管に付着している物質がスケールであるということは、配管付着重量と電気伝導度減量が比例していることから明らかである。なお、「スケールの配管付着重量」は、析出したスケールが配管内に付着した量であることから「スケールの析出量」と、「配管内の温度」は、配管内を水が流通することから「配管内を流通する水の温度」と、解釈することができる。
【００５０】
図２に示すように、スケールは配管温度７０℃付近において析出し始め、配管に付着し始める。そして、付着重量は、８０℃近辺までは段階的に増加し、８０℃を超えると直線的に増加する。このことから、給湯装置では、水を冷水の状態から１００℃付近まで加熱する加熱器において最もスケールが析出しやすいことが理解できる。
【００５１】
また図２では、配管内の温度が８０℃を超えると、配管に付着したスケールの厚みが部分的に１ｍｍを超え始めることがわかる。スケールの厚みが１ｍｍを超えると、付着していたスケールの配管内面からの剥落が生じる。これにより、配管の詰まりが生じ、給湯装置の能力が低下するおそれがある。したがって、スケールが最も析出しやすい加熱器においてスケールの析出を防止することが、配管の詰まりや流量の低下、熱伝達率の悪化等の不具合を低減し、給湯装置の能力低下の防止に有効であることがわかる。
【００５２】
次に、本発明にかかる給湯装置およびスケール析出防止方法の実施形態について説明する。なお、理解を容易にするために、本実施形態では給湯装置としてヒートポンプ式給湯装置を例示して説明するが、本発明はかかる例に限られず、水を加熱して湯水を生成し、生成した湯水を供給する給湯装置であればよい。
【００５３】
［第１実施形態］
図３は、第１実施形態にかかる給湯装置の構成を説明する図である。図３に示す給湯装置１００は、ヒートポンプユニット１１０と、貯湯タンクユニット１７０から構成される。
【００５４】
ヒートポンプユニット１１０は、内部に自然冷媒である二酸化炭素（以下、「冷媒」と称する）が循環しており、冷媒の熱を用いて水を加熱することにより後述する貯湯タンク１７２に貯湯する湯水を生成する。かかるヒートポンプユニット１１０は熱交換サイクルを利用しているため、省エネルギーおよび二酸化炭素排出量の削減が可能である。したがって、給湯装置１００を、従来の給湯装置よりも環境負荷が低減された給湯装置とすることができる。
【００５５】
本実施形態において冷媒は自然冷媒である二酸化炭素を用いるため、ヒートポンプユニット１１０は圧縮過程と放熱過程の間に冷媒が超臨界状態となる超臨界サイクルを行う。超臨界サイクルは高圧で動作し、動作温度範囲内で相変化（気液変化）を行わないために、自由で幅の広い温度範囲と大きな熱搬送を設定することができる。また、二酸化炭素は自然冷媒であるため、環境に対して無害である。したがって、環境への負荷を低減することが可能となる。
【００５６】
かかるヒートポンプユニット１１０は、空気熱交換器１１２と、圧縮機１１４と、水熱交換器１１６と、膨張弁１１８と、ポンプ１２０と、注入手段１３０と、気液分離手段１４０と、再供給手段１５０と、供給口１６０と、送出口１６２とを含んで構成される。
【００５７】
空気熱交換器１１２は、ヒートポンプユニット１１０内を循環する冷媒と、外気との熱交換を行う。これにより、冷媒は外気（大気中）の熱を吸熱し、水を加熱するための熱を得ることができる。
【００５８】
圧縮機１１４は、外気の熱を吸熱した冷媒を、電力を利用して圧縮する。これにより、冷媒は高圧状態となり高熱を発生し、かかる熱を用いて後述する水熱交換器１１６において水を加熱することが可能となる。
【００５９】
水熱交換器１１６は、後述する供給口１６０から供給され、注入手段１３０により二酸化炭素が注入された水を加熱し、湯水を生成する加熱器である。かかる水熱交換器１１６は、圧縮機１１４における加圧により高温となった冷媒と、後述する貯湯タンク１７２から供給される水との熱交換を行う。これにより、冷媒の熱を用いて水を加熱し湯水を生成することができる。
【００６０】
図４は、水熱交換器１１６の内部の配管を説明する図である。図４（ａ）は配管の部分断面図、図４（ｂ）は配管の断面図である。図４に示すように水熱交換器１１６は二重管熱交換器であって、その内部の配管は、外挿された配管１１６ａの内部に水を流通させ、内挿された配管１１６ｂ、１１６ｃの内部に冷媒である二酸化炭素を流通させ、さらに内挿された配管１１６ｂ、１１６ｃはねじられており（ねじり配管）、水および冷媒に乱流を生じさせて熱交換の効率を高めるように構成されている。これは、ヒートポンプユニット１１０に冷媒として用いられている二酸化炭素は、臨界点が約３１度と低く超臨界状態であるため冷媒から水への熱伝達効率を向上するためである。このように配管の構造が複雑な場合、スケールをブラシなどによって削剥により除去することが困難であるため、スケールの析出を未然に防ぐことが不可欠である。したがって、本発明は、水熱交換器１１６（加熱器）が複雑な配管を有する二重管熱交換器である給湯装置１００に特に好適に用いることができる。
【００６１】
また水熱交換器１１６は、内部の配管の内面が親水処理されている。これにより、水中に注入された二酸化炭素の気泡が配管内面へ付着することを防ぎ、配管内を流れる水に二酸化炭素を長時間安定して分散させることができる。したがって、配管内への気泡の付着による、水の抵抗（流体抵抗）の上昇、および冷媒から水への熱伝達の阻害を防止することが可能になる。なお、かかる親水処理は、配管内壁が微細な凹凸となる研磨処理でもよいし、親水コーティングでもよい。
【００６２】
膨張弁１１８は、水熱交換器１１６において水を加熱後の冷媒を減圧状態とし膨張冷却する。これにより、かかる冷媒が再度外気の熱を吸収することが可能となり、冷媒を再利用することができる。
【００６３】
ポンプ１２０は、後述する供給口１６０から供給された水を貯湯タンク１７２から水熱交換器１１６へと循環させる。
【００６４】
注入手段１３０は、水熱交換器１１６の上流側に設けられ、ポンプ１２０を経由して後述する供給口１６０から供給された水に、二酸化炭素供給配管からの二酸化炭素を注入する。これにより、水熱交換器１１６の上流側において加熱前の水に二酸化炭素を注入し、水熱交換器１１６における加熱時の二酸化炭素の脱気による水中の平衡状態（ＣａＣＯ３＋Ｈ２Ｏ＋ＣＯ２⇔Ｃａ２＋＋２ＨＣＯ３−）を維持し、水熱交換器１１６内部の配管におけるスケール（炭酸カルシウム）の析出を防止することができる。
【００６５】
更に、注入手段１３０を用いて水に注入することで、「Ｈ２Ｏ＋ＣＯ２⇔Ｈ＋＋ＨＣＯ３−」の反応式における正反応を促進し、水中の炭酸水素イオン（ＨＣＯ３−）の濃度を上昇させる、すなわち水素イオン（Ｈ＋）の発生を促進する。これにより水のｐＨを低下させることができる。したがって、注入する二酸化炭素の量を調節することで水に溶解させる二酸化炭素の量を調節し、水のｐＨを調整することが可能となる。
【００６６】
図５は、スケール析出のｐＨ依存性を説明する図である。図５（ａ）は、水温２５℃における炭酸化学種のモル分率を示す図であり、図５（ｂ）は、水温８０℃における炭酸化学種のモル分率を示す図である。なお、図５における「Ｈ２ＣＯ３」は二酸化炭素と水との反応により生成した炭酸を示しているが、実際には水中において大部分が炭酸ではなく二酸化炭素として存在するため、以下の説明では低ｐＨ領域（ｐＨ４〜６．５付近）における炭酸化学種を二酸化炭素であるとして説明する。
【００６７】
図５（ａ）および（ｂ）に示すように、ｐＨ４付近では、水中における炭酸化学種はほぼ二酸化炭素（炭酸）のみである。そして、ｐＨが上昇するにつれ「Ｈ２Ｏ＋ＣＯ２⇔Ｈ＋＋ＨＣＯ３−」に示す正反応が進行し、炭酸水素イオン（ＨＣＯ３−）が増加する。その結果、ｐＨ８．５付近では炭酸化学種はほぼ炭酸水素イオンのみとなる。そして、ｐＨが更に上昇すると、「ＨＣＯ３−⇔Ｈ＋＋ＣＯ３２−」に示す正反応である炭酸水素イオンの解離が促進され、炭酸イオン（ＣＯ３２−）が増加する。その後、ｐＨが１３まで到達すると、水中における炭酸化学種は、ほぼ炭酸イオンのみとなる。
【００６８】
上述した如く、ｐＨが上昇すると炭酸イオンが生成され、水中のカルシウムイオン（Ｃａ２）がかかる炭酸イオンと反応し炭酸カルシウム（ＣａＣＯ３）が析出してしまう。したがって、本実施形態の如く水に注入する二酸化炭素の量を調節する、すなわち水に溶解させる二酸化炭素の量を調節することで、水のｐＨを調整し、炭酸イオンの生成を抑制することができ、炭酸カルシウムの析出を防止することが可能となる。かかる水のｐＨは９未満、好ましくは７から９に調整するとよい。これにより、炭酸イオンの生成を最も効果的に抑制することができるからである。
【００６９】
更に、図５（ａ）および（ｂ）を比較してわかるように、ｐＨが一定の場合、水温が高温のほうが炭酸イオンの水中でのモル分率が高い。このことから、炭酸イオンの生成の温度依存性は、スケール（炭酸カルシウム）の析出の温度依存性の一因であることが理解できる。
【００７０】
図６は、注入手段１３０の例を示す図である。注入手段１３０としては、図６（ａ）に示すような加圧溶解装置１３０ａを利用することができる。加圧することによって二酸化炭素の溶解度が大きくなり、また分子同士の衝突回数が増大するため、水温に対して過溶解させることができる。
【００７１】
また注入手段１３０として、二酸化炭素をマイクロバブル（直径１０〜数１０μｍの気泡）にして注入する装置を用いることが好ましい。マイクロバブルは気泡の表面張力により気泡の半径に反比例して気泡内の圧力が上昇する。その結果、気泡内部の圧力が圧力容器や圧縮機を用いることなく水圧よりも高くなり、水への溶解度を向上することが可能となる。
【００７２】
また、二酸化炭素をマイクロバブルとすることで、マイクロバブル同士の反発性を利用することができ、二酸化炭素の水への分散性を向上することが可能となる。これにより、水の流れに乗りマイクロバブルが加熱器内部に効率的に運搬されるため、水中での二酸化炭素の存在分布を均一化することができる。更にマイクロバブルは微細な気泡であるため、二酸化炭素の気泡の表面積を増大させることができる。したがって、二酸化炭素の水への溶解度を更に向上することが可能となる。このようにマイクロバブルを利用することにより、圧力容器なしで加圧状態を維持する事が出来るため、機器の大幅な小型化および高性能化を図ることができる。
【００７３】
更に、注入手段１３０による二酸化炭素のマイクロバブルの注入量を、水における二酸化炭素の飽和溶解度を超える量とすることにより、溶解しなかったマイクロバルブが残存した水が２相流として加熱器内を通過する。これにより、加熱により二酸化炭素が脱気しやすい伝熱面付近等において、かかる脱気により水に二酸化炭素の濃度分布の差が発生したとしても、マイクロバブルが速やかに溶解するため、水中の二酸化炭素の希濃度域の発生を低減し、スケールの発生を抑制することができる。
【００７４】
マイクロバブルを生じる装置としては、図６（ｂ）に示すようなエゼクタ１３０ｂ、図６（ｃ）に示すような管内の螺旋条によって生じる旋回流で気泡を粉砕するライフル管１３０ｃ、図６（ｄ）に示すような多孔質材料からなるノズル１３０ｄから二酸化炭素を噴出するものなど、その他の既知の様々な装置を利用することができる。
【００７５】
また本実施形態においては、注入手段１３０はヒートポンプユニット１１０に設けられているが、これに限定されるものではなく、水熱交換器１１６の上流側であればよい。これにより、水熱交換器１１６に供給される前の水に二酸化炭素を注入できるからである。したがって、例えば貯湯タンクユニット１７０の水熱交換器１１６の上流側となる箇所に注入手段１３０を設けることも可能である。
【００７６】
気液分離手段１４０は、水熱交換器１１６において生成された湯水に含まれている二酸化炭素をかかる湯水から分離する。図７は、気液分離手段１４０の例を示す図である。気液分離手段１４０としては、図７（ａ）に示すようなサイクロン型分離器１４０ａを用いることができる。これにより気体（二酸化炭素）と液体（湯水）を旋回流分離することができる。また気液分離手段１４０として、図７（ｂ）に示すような拡大管による減圧気液分離器１４０ｂを用いることができる。拡大管においては体積膨張により圧力が低下して溶解度が下がるために二酸化炭素が脱気し、気泡となって浮上することから回収することができる。なお、気液分離手段１４０は、気体と液体を分離することが可能なものであればよく、かかる例に限定されるものではない。
【００７７】
ここで図1を再度参照すると、２０℃付近の水道原水（大気分圧）よりも８０℃付近の二酸化炭素飽和溶液（２気圧）における水中での溶存二酸化炭素濃度が高い。したがって、水を水熱交換器１１６において加熱することで８０℃近い湯水にしたとしても、かかる湯水の溶存二酸化炭素濃度を、スケールが発生しない２０℃付近の水道原水における溶存二酸化炭素濃度よりも高い濃度とすることができるため、確実にスケールの析出を抑制できることが分かる。また２０℃２気圧で飽和溶解した二酸化炭素も、１００℃付近まで加熱されると約９０％が分離するため、気液分離手段１４０により回収可能であることが分かる。
【００７８】
詳細には、２０℃の水道原水、すなわち後述する供給口１６０を通じて水熱交換器１１６に供給される水は、注入手段１３０において高圧状態となり二酸化炭素が注入され、水中の溶存二酸化炭素濃度が上昇する。そして、二酸化炭素が注入された水は水熱交換器１１６に流入し、水熱交換器１１６で加熱され８０℃以上の湯水となる。水熱交換器１１６を通過した湯水からは、温度上昇により溶存二酸化炭素濃度が低下するため、かかる湯水から二酸化炭素が脱気し、気液分離手段１４０において脱気した二酸化炭素が回収され、後述する再供給手段１５０を通じて注入手段１３０に流通され再利用される。
【００７９】
なお、水が水道水等の塩素殺菌が施された水であった場合、気液分離によって回収される二酸化炭素には塩素が混入する。しかし、塩素の水への溶解度は二酸化炭素の約５倍以上であるため、混入する（回収される）塩素はごくわずかである。また、そもそも水に混入されていた塩素であるから、二酸化炭素の再使用と共に水に溶解させたとしても、水中の塩素濃度が過多になることはない。
【００８０】
また本実施形態では気液分離手段１４０は送出口１６２近傍に設けられている。これにより、湯水中に分散している二酸化炭素を、送出口１６２近傍において気液分離手段１４０を用いて水から分離することができる。したがって、二酸化炭素が後述する貯湯タンク１７２に貯留することがない。
【００８１】
なお、気液分離手段１４０において湯水中の二酸化炭素をすべて回収することができなかったとしても、二酸化炭素は天然物であり人体に無害であるため、かかる二酸化炭素が湯水中に存在しても何等問題が生じないことは言うまでもない。
【００８２】
再供給手段１５０は、気液分離手段１４０から回収された二酸化炭素を注入手段１３０に再供給する。再供給手段１５０は気液分離手段１４０にて回収した二酸化炭素を注入手段１３０まで流通させる配管であるが、二酸化炭素を搬送するポンプを適宜組み合わせて構成することができる。これにより、気液分離手段１４０を用いて回収した二酸化炭素を再利用し、注入する二酸化炭素に要するコストを低減することが可能となる。
【００８３】
供給口１６０は、後述する給水弁１９０を通じて貯湯タンク１７２に供給された水を、加熱器である水熱交換器１１６に供給する。
【００８４】
送出口１６２は、水熱交換器１１６において生成した湯水を後述する貯湯タンク１７２に送出する。
【００８５】
貯湯タンクユニット１７０は、ヒートポンプユニット１１０により生成された湯水を貯湯し、使用者が必要とするときに、風呂、台所、洗面所等の給湯設備に貯湯された湯水を供給する。かかる貯湯タンクユニット１７０は、貯湯タンク１７２と、循環経路１８０と、給水弁１９０と、混合弁１９２とを含んで構成される。
【００８６】
貯湯タンク１７２は、ヒートポンプユニット１１０により生成された湯水を貯湯する。
【００８７】
循環経路１８０は、貯湯タンク１７２に貯留された湯水を加熱器である水熱交換器１１６に循環させるための配管である。循環経路１８０によって貯湯タンク１７２内の湯水を再加熱することにより、常に貯湯タンク１７２内の湯水の温度を所望の高温に維持することができる。
【００８８】
給水弁１９０は、貯湯タンク１７２に水を供給する。
【００８９】
混合弁１９２は、貯湯タンク１７２からの湯水と給水弁１９０からの水を混合することで湯水の温度を使用者が所望する温度に調節し、かかる湯水を給湯設備に供給する。
【００９０】
以上説明したように、第１実施形態にかかる給湯装置１００では、ヒートポンプユニット１１０に設けられた注入手段１３０により、水熱交換器１１６に供給される前の水に二酸化炭素のマイクロバブルを注入する。これにより、水に二酸化炭素を溶解させて水中の溶存二酸化炭素濃度を上昇させることができ、且つマイクロバブルを含む２相流により水中の二酸化炭素の希濃度域の発生を低減することができる。したがって、水熱交換器１１６における水の加熱時の二酸化炭素の脱気による炭酸カルシウムの平衡のずれを抑制し、水熱交換器１１６でのスケール（炭酸カルシウム）の析出を防止することができ、給湯装置１００の能力低下を防止することが可能となる。
【００９１】
また、スケールの析出防止に要する部材が注入手段１３０のみであるため、大掛かりな、且つ複雑な装置等の導入が不要となる。したがって、給湯装置１００の大型化および複雑化を招くことがなく、小規模設備用、いわゆる家庭用として近年普及が進んでいるヒートポンプ式給湯装置１００として利用することができる。更に、給湯装置１００の複雑化を招かないことから、当該給湯装置１００のメンテナンスの回数およびコストを低減することも可能となる。
【００９２】
（スケール析出防止方法）
図８は、第１実施形態にかかるスケール析出防止方法のフローチャートである。図８に示すように、第１実施形態にかかる給湯装置１００を用いたスケール析出防止方法では、まず貯湯タンク１７２から送水される水に、注入手段１３０により二酸化炭素のマイクロバブルを注入する（Ｓ３００）。そして、かかる水を水熱交換器１１６において加熱し、湯水を生成する（Ｓ３０２）。次に、湯水に含まれている二酸化炭素を気液分離手段１４０により分離し（Ｓ３０４）、二酸化炭素を分離した湯水を貯湯タンク１７２に送出し、貯湯タンク１７２に貯湯する（Ｓ３０６）。
【００９３】
［第２実施形態］
本発明に係る給湯装置の第２実施形態について説明する。上記第１実施形態は貯湯する前に強制的に二酸化炭素を気液分離する構成を説明したが、本実施形態は貯湯タンクに静置した湯水から脱気し、気泡となって浮上した二酸化炭素を回収する構成である。
【００９４】
図９は、第２実施形態にかかる給湯装置の構成を説明する図である。図９に示す給湯装置２００は、ヒートポンプユニット２１０と、貯湯タンクユニット２７０から構成される。なお、以下の説明において、第１実施形態と同様の要素および構成については、重複を避けるため説明を省略する。
【００９５】
ヒートポンプユニット２１０は、空気熱交換器１１２と、圧縮機１１４と、水熱交換器１１６と、膨張弁１１８と、ポンプ１２０と、供給口１６０と、送出口１６２とを含んで構成される。なお、ヒートポンプユニット２１０自体の機能は、第１実施形態におけるヒートポンプユニット１１０と同様であるため説明を省略する。
【００９６】
貯湯タンクユニット２７０は、貯湯タンク１７２と、循環経路１８０と、注入手段２７２と、気液分離手段２７４と、再供給手段２７６と、給水弁１９０と、混合弁１９２とを含んで構成される。なお、貯湯タンクユニット２７０自体の機能は、第１実施形態における貯湯タンクユニット１７０と同様であるため説明を省略する。
【００９７】
本実施形態において、注入手段２７２は、加熱器である水熱交換器１１６の上流側且つ貯湯タンク１７２の下流側に設けられ、貯湯タンクユニット２７０からヒートポンプユニット２１０に、すなわち水熱交換器１１６に供給される水に二酸化炭素を注入する。これにより、水熱交換器１１６に供給される水が、貯湯タンク１７２を経由する場合や、当該水熱交換器１１６と貯湯タンク１７２を循環する場合においても、水熱交換器１１６に供給される前に水に二酸化炭素を確実に注入することが可能となる。
【００９８】
また本実施形態では、気液分離手段２７４としての回収弁を貯湯タンク１７２に備えることで、湯水中から脱気した二酸化炭素を回収する。これにより、水熱交換器１１６から供給され貯湯タンク１７２に貯湯された湯水から浮上分離し、湯水から脱気した二酸化炭素を容易に回収することが可能となる。
【００９９】
また、気液分離手段２７４として要する部材が回収弁のみであるため、サイクロン型分離器１４０ａなどの装置を用いる場合に比べて、気液分離手段２７４の部材に要するコストを低減し、且つ給湯装置２００の複雑化を招くことがない。
【０１００】
再供給手段２７６は、注入手段２７２と気液分離手段２７４とに接続され、気液分離手段２７４から回収された二酸化炭素を注入手段２７２に再供給する配管である。かかる再供給手段２７６には、二酸化炭素を搬送するポンプを適宜組み合わせて構成することができる。これにより、気液分離手段２７４である回収弁から回収した二酸化炭素を注入手段２７２に再供給することが可能となる。したがって、気液分離手段２７４により回収した二酸化炭素を再利用し、注入手段２７２を用いて再度二酸化炭素に注入することができ、二酸化炭素に要するコストを低減することが可能となる。
【０１０１】
以上説明したように、第２実施形態にかかる給湯装置２００では、貯湯タンクユニット２７０に設けられた注入手段２７２により水熱交換器１１６に供給される前の水に二酸化炭素のマイクロバブルを注入する。これにより、水に二酸化炭素を溶解させて水中の溶存二酸化炭素濃度を上昇させることができ、且つマイクロバブルを含む２相流により水中の二酸化炭素の希濃度域の発生を低減することができる。したがって、水加熱時の二酸化炭素の脱気による水熱交換器におけるスケールの析出を防止し、給湯装置２００の能力低下を防ぐことが可能となる。
【０１０２】
また、気液分離手段２７４を回収弁とすることで、当該気液分離手段２７４に要するコストを低減し、給湯装置２００の複雑化を回避することができる。
【０１０３】
（スケール析出防止方法）
図１０は、第２実施形態にかかるスケール析出防止方法のフローチャートである。図１０に示すように、第２実施形態にかかる給湯装置２００を用いたスケール析出防止方法では、まず貯湯タンク１７２から送水される水に、注入手段２７２により二酸化炭素のマイクロバブルを注入する（Ｓ４００）。そして、かかる水を水熱交換器１１６において加熱し、湯水を生成する（Ｓ４０２）。かかる湯水を水熱交換器１１６から貯湯タンク１７２に送出し、貯湯タンク１７２に貯湯する（Ｓ４０４）。貯湯された湯水から浮上分離した二酸化炭素を、貯湯タンク１７２の回収弁（気液分離手段２７４）を開状態とすることにより回収する（Ｓ４０６）。回収された二酸化炭素を再供給手段２７６を通じて注入手段２７２に再供給する（Ｓ４０８）。
【０１０４】
以上説明したように、上記のスケール析出防止方法により、水熱交換器１１６に供給される前の水に二酸化炭素のマイクロバブルを注入し、水に二酸化炭素を溶解させて水中の溶存二酸化炭素濃度を上昇させることができる。これにより、水熱交換器１１６におけるスケールの析出を防止し、給湯装置２００の能力低下を防ぐことが可能となる。
【０１０５】
（実施例と比較例）
以下に本実施形態にかかるスケール析出防止方法の有効性を説明する。図１１は、実施例および比較例における配管の状態を示す図である。図１１（ａ）は、実施例における配管の写真であり、図１１（ｂ）は、比較例における配管の写真である。また、図１１（ｃ）は、実施例における配管のＳＥＭ画像であり、図１１（ｄ）は、比較例における配管のＳＥＭ画像である。なお、実施例とは、上記実施形態にかかるスケール析出防止方法を適用した給湯装置の配管であり、比較例とは、かかるスケール析出防止方法を適用しなかった給湯装置の配管である。
【０１０６】
図１１（ａ）および（ｂ）に示すように、比較例ではスケールが著しく付着しているのに対し、実施例では目視で確認できるスケールが存在しない。また、図１１（ｃ）および（ｄ）に示すように、比較例では配管の内面が確認できないほどスケールが付着しているが、実施例では微量のスケールしか確認されない。このことから、当該スケール析出防止方法を適用することにより、配管内へのスケール付着を防止することが可能であることがわかった。
【０１０７】
以上、添付図面を参照しながら本発明の好適な実施例について説明したが、本発明は係る例に限定されないことは言うまでもない。当業者であれば、特許請求の範囲に記載された範疇内において、各種の変更例または修正例に想到し得ることは明らかであり、それらについても当然に本発明の技術的範囲に属するものと了解される。
【０１０８】
なお、本明細書のスケール成分析出防止方法における各工程は、必ずしもフローチャートとして記載された順序に沿って時系列に処理する必要はなく、並列的あるいはサブルーチンによる処理を含んでもよい。
【産業上の利用可能性】
【０１０９】
本発明は、水を加熱することにより生成した湯水を供給する給湯装置および給湯装置におけるスケール析出防止方法に利用することができる。
【図面の簡単な説明】
【０１１０】
【図１】水中での二酸化炭素濃度の温度依存性を説明する図である。
【図２】スケールの析出の温度依存性を説明する図である。
【図３】第１実施形態にかかるヒートポンプ式給湯装置の構成を説明する図である。
【図４】水熱交換器の内部の配管を説明する図である。
【図５】スケール析出のｐＨ依存性を説明する図である。
【図６】注入手段の例を示す図である。
【図７】気液分離手段の例を示す図である。
【図８】第１実施形態にかかるスケール析出防止方法のフローチャートである。
【図９】第２実施形態にかかるヒートポンプ式給湯装置の構成を説明する図である。
【図１０】第２実施形態にかかるスケール析出防止方法のフローチャートである。
【図１１】実施例および比較例における配管の状態を示す図である。
【符号の説明】
【０１１１】
１００・２００  …給湯装置、１１０・２１０  …ヒートポンプユニット、１１２  …空気熱交換器、１１４  …圧縮機、１１６  …水熱交換器、１１８  …膨張弁、１２０  …ポンプ、１３０・２７２  …注入手段、１３０ａ  …加圧溶解装置、１３０ｂ  …エゼクタ、１３０ｃ  …ライフル管、１３０ｄ  …ノズル、１４０・２７４  …気液分離手段、１４０ａ  …サイクロン型分離器、１４０ｂ  …減圧気液分離器、１５０・２７６  …再供給手段、１６０  …供給口、１６２  …送出口、１７０・２７０  …貯湯タンクユニット、１７２  …貯湯タンク、１８０  …循環経路、１９０  …給水弁、１９２  …混合弁
【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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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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