(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
貯湯タンクと、ヒートポンプによる加熱手段を利用して前記貯湯タンク内の水を加熱して高温水とする沸き上げ用熱交換器と、
前記貯湯タンク内の温水と、所定の加熱対象水とを熱交換させる利用側熱交換器と、
一端が前記貯湯タンクの上部に接続され、途中に前記沸き上げ用熱交換器が設置され、他端が前記貯湯タンクの第１下部に接続された沸き上げ水循環回路と、
一端が前記沸き上げ水循環回路における前記貯湯タンクの前記上部と前記沸き上げ用熱交換器との間に接続され、途中に前記利用側熱交換器が設置され、他端が前記沸き上げ水循環回路における前記貯湯タンクの前記第１下部と前記沸き上げ用熱交換器との間に第１流路切替手段を介して接続され、前記利用側熱交換器の熱源側となる流路を構成する熱源側流路と、
前記沸き上げ水循環回路における前記熱源側流路の前記一端との接続部と前記沸き上げ用熱交換器との間に設置された第２流路切替手段と、
前記第２流路切替手段と前記貯湯タンクの第２下部とを接続する下部戻し流路と、
前記沸き上げ水循環回路における前記第１流路切替手段と前記沸き上げ用熱交換器との間に設置された循環ポンプと、
一端が前記熱源側流路の前記利用側熱交換器と前記第１流路切替手段との間に接続され、
他端が前記第２流路切替手段に接続されたバイパス流路と、
一端が前記沸き上げ水循環回路における前記第２流路切替手段と前記貯湯タンクの上部との間に接続され、他端を前記貯湯タンク内の湯水の出湯先に接続された給湯配管と、
を備え、
前記第１流路切替手段は、前記貯湯タンクの前記第１下部と前記沸き上げ用熱交換器とが前記沸き上げ水循環回路を介して連通する第１流路形態と、前記熱源側流路と前記沸き上げ用熱交換器とが前記沸き上げ水循環回路を介して連通する第２流路形態とを選択可能な手段であって、
前記第２流路切替手段は、前記沸き上げ用熱交換器と前記貯湯タンクの前記上部とが前記沸き上げ水循環回路を介して連通する第１流路形態と、前記沸き上げ用熱交換器と前記下部戻し流路とが前記沸き上げ水循環回路を介して連通する第２流路形態と、前記沸き上げ用熱交換器と前記加熱用熱交換器が前記沸き上げ水循環回路と、前記バイパス流路、前記熱源側流路を介して連通する第３流路形態とを選択可能な手段であることを特徴とする貯湯式給湯機。
【請求項２】
前記貯湯タンク内の水を沸き上げる沸き上げ運転時に、
前記第１流路形態が選択されるように前記第１流路切替手段を制御し、前記第１流路形態が選択されるように前記第２流路切替手段を制御し、かつ、前記循環ポンプが作動するように制御する沸き上げ運転時制御手段と、
前記沸き上げ運転時制御手段を用いた前記沸き上げ運転中において前記利用側熱交換器による加熱運転を行う場合に、
前記第１流路切替手段により選択される流路形態を前記第１流路形態から前記第２流路形態に切り替える沸上加熱同時制御手段と、
を備えることを特徴とする、請求項１に記載の貯湯式給湯機。
【請求項３】
前記沸上加熱同時制御手段の動作中に給湯が行われた場合、
前記第１流路形態が選択されるように前記第１流路切替手段を制御し、前記第３流路形態が選択されるように前記第２流路切替手段を制御する給湯時沸上加熱同時制御手段を、
備えたことを特徴とする、請求項２に記載の貯湯式給湯機。
【請求項４】
前記給湯時沸上加熱同時制御手段は、
前記第２流路切替手段による流路切替よりも先に前記第１流路切替手段による流路切替を行うことを特徴とする、請求項３に記載の貯湯式給湯機。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、貯湯式給湯機に関する。
【背景技術】
【０００２】
貯湯式給湯機として、１つの循環ポンプを用いて、貯湯タンク内の水を沸き上げる沸き上げ運転と加熱対象水（浴槽循環水や暖房用循環水）を加熱する加熱運転とを行うシステムが提案されている（例えば、特許文献１参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００４−２１８９０７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、特許文献１の構成では、浴槽水の追焚き運転や暖房ユニットでの暖房運転と沸き上げ運転を同時に行っているときに給湯先へ出湯された場合、沸き上げ用熱交換器に流入する温水は浴槽水の追焚き運転実施後の中温水（湯温は一般に４０〜５０℃程度）となる。特に自然冷媒を用いたヒートポンプ式の熱源装置においては、沸き上げ用熱交換器に導かれる温水の温度と沸上げ目標温度（一般的に９０℃程度）との温度差が少ないほど運転効率（沸き上げなどのヒートポンプによる加熱運転に用いたエネルギーに対するヒートポンプによる加熱能力から算出される効率）は低下するため、中温水を沸き上げ用熱交換器で加熱した場合には、運転効率が低下するという課題がある。
【０００５】
この発明は、上述のような課題を解決するためになされたもので、１つの循環ポンプを用いて、貯湯タンク内の水の沸き上げ運転と加熱対象水の加熱運転の同時運転を行えるようにするとともに、沸き上げ運転と加熱対象水の加熱運転の同時運転中に出湯が行われた際にも運転効率の低下を生じない貯湯式給湯機を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
貯湯タンクと、ヒートポンプによる加熱手段を利用して貯湯タンク内の水を加熱して高温水とする沸き上げ用熱交換器と、貯湯タンク内の温水と所定の加熱対象水とを熱交換させる利用側熱交換器と、一端が貯湯タンクの上部に接続され、途中に沸き上げ用熱交換器が設置され、他端が貯湯タンクの第１下部に接続された沸き上げ水循環回路と、一端が沸き上げ水循環回路における貯湯タンクの上部と沸き上げ用熱交換器との間に接続され、途中に利用側熱交換器が設置され、他端が沸き上げ水循環回路における貯湯タンクの第１下部と沸き上げ用熱交換器との間に第１流路切替手段を介して接続され、利用側熱交換器の熱源側となる流路を構成する熱源側流路と、沸き上げ水循環回路における熱源側流路の一端との接続部と沸き上げ用熱交換器との間に設置された第２流路切替手段と、第２流路切替手段と貯湯タンクの第２下部とを接続する下部戻し流路と、沸き上げ水循環回路における第１流路切替手段と沸き上げ用熱交換器との間に設置された循環ポンプと、一端が熱源側流路の前記利用側熱交換器と第１流路切替手段との間に接続され、他端が第２流路切替手段に接続されたバイパス流路と、一端が沸き上げ水循環回路における第２流路切替手段と貯湯タンクの上部との間に接続され、他端を貯湯タンク内の湯水の出湯先に接続された給湯配管と、を備え、第１流路切替手段は、貯湯タンクの第１下部と沸き上げ用熱交換器とが沸き上げ水循環回路を介して連通する第１流路形態と、熱源側流路と沸き上げ用熱交換器とが沸き上げ水循環回路を介して連通する第２流路形態とを選択可能な手段であって、第２流路切替手段は、沸き上げ用熱交換器と貯湯タンクの上部とが沸き上げ水循環回路を介して連通する第１流路形態と、沸き上げ用熱交換器と下部戻し流路とが沸き上げ水循環回路を介して連通する第２流路形態と、沸き上げ用熱交換器と加熱用熱交換器が沸き上げ水循環回路と、バイパス流路、熱源側流路を介して連通する第３流路形態とを選択可能な手段であるものである。
【発明の効果】
【０００７】
この発明によれば、１つの循環ポンプを用いて、貯湯タンク内の水の沸き上げ運転と加熱対象水の加熱運転の同時運転を行えるようにするとともに、沸き上げ運転と加熱対象水の加熱運転の同時運転中に出湯が行われた際にも運転効率の低下を生じない貯湯式給湯機を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【０００８】
【図１】本発明の実施の形態１を示す貯湯式給湯機の構成図である。
【図２】実施の形態１の貯湯式給湯機の待機状態を示す図である。
【図３】実施の形態１の貯湯式給湯機の沸き上げ単独運転時を示す図である。
【図４】実施の形態１の貯湯式給湯機の沸き上げ運転と給湯動作の同時運転中の状態を示す図である。
【図５】実施の形態１の貯湯式給湯機の沸上追焚同時運転時を示す図である。
【図６】実施の形態１の貯湯式給湯機の沸上追焚同時運転と給湯動作の同時運転中の状態を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【０００９】
以下、図面を参照して、本発明の実施の形態について説明する。尚、各図において説明の中心となる流路を太線で示すとともに、湯水の流れ方向を補助的に矢印を付記して示している。また、各図において共通する要素には、同一の符号を付して、重複する説明を省略する。
【００１０】
実施の形態１．
図１は、本発明の実施の形態１における貯湯式給湯機１００の構成図である。図１に示す貯湯式給湯機１００は、貯湯タンクユニット１と、ヒートポンプサイクルを利用するように構成されたヒートポンプユニット６０とを備えている。２つのユニット１、６０は、ヒートポンプ入口配管４１とヒートポンプ出口配管４２とによって接続されている。また、貯湯タンクユニット１には、制御部７０が内蔵されている。貯湯タンクユニット１およびヒートポンプユニット６０が備える各種の弁類、ポンプ類等の作動は、これらと電気的に接続された制御部７０により制御される。以下、貯湯式給湯機１００の各構成要素について説明する。
【００１１】
ヒートポンプユニット６０は、貯湯タンクユニット１から導かれた低温水を加熱する（沸き上げる）ための加熱手段として機能するものである。ヒートポンプユニット６０は、圧縮機６１、沸き上げ用熱交換器６２、膨張弁６３、空気熱交換器６４を冷媒循環配管６５にて環状に接続し、冷凍サイクル（ヒートポンプサイクル）を構成している。沸き上げ用熱交換器６２は、ヒートポンプサイクルを構成する冷媒循環配管６５を流れる冷媒と貯湯タンクユニット１から導かれた低温水との間で熱交換を行うためのものである。また、ＨＰ出口側サーミスタ６６は、沸き上げ用熱交換器６２で加熱した高温水の温度を検知するための温度センサーであり、ヒートポンプ出口配管４２に設けられている。ヒートポンプユニット６０で高温水を得るためには、ヒートポンプサイクルは、冷媒として自然冷媒の一種である二酸化炭素を用い、臨界圧を越える圧力で運転することが好ましい。
【００１２】
一方、貯湯タンクユニット１には、以下の各種部品や配管などが内蔵されている。貯湯タンク１０は、湯水を貯留するためのものである。貯湯タンク１０の下部には、市水を供給するための給水配管２が接続されており、貯湯タンク１０の上部には、貯留した湯水を給湯機外部の出湯先へ供給するための給湯配管３がタンク上部配管４３から分岐されて接続されている。尚、貯湯タンク１０には、ヒートポンプユニット６０を用いて加熱された高温水がタンク上部から流入されるとともに、給水配管２を介して低温水をタンク下部から流入させることにより、貯湯タンク１０内の上部と下部で温度差が生じるように湯水が貯留される。また、貯湯タンク１０の表面には、取付高さを変えて貯湯タンク１０内の湯水の温度分布を検知するための残湯サーミスタ１１、１２が取り付けられている。これらの残湯サーミスタ１１、１２により取得された温度分布に基づいて、貯湯タンク１０内の残湯量が把握され、ヒートポンプユニット６０による貯湯タンク１０内の湯水の沸き上げ運転の開始および停止などが制御される。
【００１３】
また、貯湯タンクユニット１内には、循環ポンプ２１および利用側熱交換器２２が内蔵されている。循環ポンプ２１は、貯湯タンクユニット１内の後述する各種配管に湯水を循環させるためのポンプである。利用側熱交換器２２は、貯湯タンク１０やヒートポンプユニット６０から供給される高温水を利用して、２次側の加熱対象水（浴槽循環水や暖房用循環水など）を加熱するための熱交換器である。尚、本実施形態では、利用側熱交換器２２の２次側の構成として、浴槽５０内の湯水を循環させる浴槽水循環回路５１を例に挙げて説明する。上記利用側熱交換器２２は、浴槽水循環回路５１の途中に設置されている。また、浴槽水循環回路５１の途中には、浴槽水を循環させるための２次側循環ポンプ５２と、浴槽５０から出た浴槽水の温度を検知するための浴槽出口側サーミスタ５３とが設置されている。
【００１４】
次に、貯湯タンクユニット１が備える弁類および配管類について説明する。貯湯タンクユニット１は、三方弁３１、四方弁３２を有している。三方弁３１は、湯水が流入する２つの入口（ａポート、ｂポート）と、湯水が流出する１つの出口（ｃポート）とを有する流路切替手段であり、ａポートもしくはｂポートのどちらかから湯水が流入するように湯水の経路を切り替え可能に構成されている。四方弁３２は、湯水が流入する１つの入口（ａポート）と、湯水が流出する３つの出口（ｂポート、ｃポート、ｄポート）とを有する流路切替手段であり、３つの経路、すなわち、ａ−ｂ経路、ａ−ｃ経路、ａ−ｄ経路の間で流路形態を切り替え可能に構成されている。
【００１５】
また、貯湯タンクユニット１は、タンク下部配管４０、上記ヒートポンプ入口配管４１、上記ヒートポンプ出口配管４２、タンク上部配管４３、タンク戻し配管４４、利用側熱交換器１次側（熱源側）入口配管４５、利用側熱交換器１次側出口配管４６およびバイパス配管４７を有している。
【００１６】
より具体的には、タンク下部配管４０は、貯湯タンク１０の第１下部と三方弁３１のａポートとを接続する流路である。ヒートポンプ入口配管４１は、三方弁３１のｃポートとヒートポンプユニット６０の入口側とを接続する流路であり、ヒートポンプ出口配管４２は、ヒートポンプユニット６０の出口側と四方弁３２のａポートとを接続する流路であり、タンク上部配管４３は、四方弁３２のｂポートと貯湯タンク１０上部とを接続する流路であり、タンク戻し配管４４は、四方弁３２のｃポートと貯湯タンク１０の中央部から下部の間に設けられた戻し口（第２下部）とを接続する流路である。また、利用側熱交換器１次側入口配管４５は、タンク上部配管４３における貯湯タンク上部と四方弁３２との間から分岐し、利用側熱交換器２２の１次側入口に接続される流路であり、利用側熱交換器１次側出口配管４６は、利用側熱交換器２２の１次側出口と三方弁３１のｂポートとを接続する流路である。更に、バイパス配管４７は、利用側熱交換器１次側出口配管４６の途中から分岐して四方弁３２のｄポートと接続される流路である。
【００１７】
さらに貯湯タンクユニット１は、給水配管２、給湯配管３、給水分岐管４、給湯混合弁３３、ふろ混合弁３４、混合水給湯管３３ａ、浴槽水給湯管３４ａを有している。
【００１８】
より具体的には、給水分岐管４は給水配管２の途中から分岐して、給湯混合弁３３とふろ混合弁３４の水側配管を構成している。給湯配管３はタンク上部配管４３から分岐して給湯混合弁３３とふろ混合弁３４の湯側配管を構成している。給湯混合弁３３とふろ混合弁３４は、給湯配管３から供給される高温水と給水分岐管４から流れる水の流量比を調整して、ユーザーが設定可能なリモコン（図示しない）にて設定された設定温度に調整する弁である。給湯混合弁３３で温度調整された温水は、混合水給湯管３３ａから、ユーザーが使用するシャワーやカラン等の蛇口（図示しない）に供給される。ふろ混合弁３４で設定温度に調整された温水は、浴槽水給湯管３４ａから浴槽水循環回路５１を経て浴槽５０に供給される。
【００１９】
本実施形態の貯湯式給湯機１００では、以下の図２〜６に示す運転状態に応じて上記三方弁３１を制御して、次の第１および第２の２つの流路形態の間で、貯湯タンクユニット１内の湯水の流路を切り替えて使用するようになっている。より具体的には、三方弁３１により選択可能な「第１流路形態」とは、貯湯タンク１０の第１下部と沸き上げ用熱交換器６２とがタンク下部配管４０およびヒートポンプ入口配管４１を介して連通する流路形態のことであり、「第２流路形態」とは、利用側熱交換器１次側出口配管４６と沸き上げ用熱交換器６２とがヒートポンプ入口配管４１を介して連通する流路形態のことである。
【００２０】
更に、本実施形態の貯湯式給湯機１００では、以下の図２〜６に示す運転状態に応じて上記四方弁３２を制御して、次の第１〜第３の３つの流路形態の間で、貯湯タンクユニット１内の湯水の流路を切り替えて使用するようになっている。より具体的には、四方弁３２により選択可能な「第１流路形態」とは、沸き上げ用熱交換器６２と貯湯タンク１０の上部とがヒートポンプ出口配管４２およびタンク上部配管４３を介して連通する流路形態のことであり、「第２流路形態」とは、沸き上げ用熱交換器６２とタンク戻し配管４４とがヒートポンプ出口配管４２を介して連通する流路形態であり、「第３流路形態」とは、
沸き上げ用熱交換器６２とバイパス配管４７とがヒートポンプ出口配管４２を介して連通する流路形態のことである。
【００２１】
図２は、本発明の実施の形態１における貯湯式給湯機１００の待機状態での回路構成図である。この待機状態とは、後述する沸き上げ運転や浴槽水追焚き運転などのいずれの運転も行っていない状態のことである。待機状態では、三方弁３１は、ａポートとｃポートとが連通し、ｂポートが閉状態となるように（すなわち、三方弁３１の上記第１流路形態が選択されるように）制御される。これにより、タンク下部配管４０とヒートポンプ入口配管４１とが連通するとともに、利用側熱交換器１次側出口配管４６側を閉として利用側熱交換器２２からの流路が遮断される。また、待機状態では、四方弁３２は、ａポートとｃポートとが連通し、ｂポートとｄポートとが閉状態となるように（すなわち、四方弁３２の上記第２流路形態が選択されるように）制御される。これにより、ヒートポンプ出口配管４２とタンク戻し配管４４とが連通するとともに、タンク上部配管４３側の流路が閉状態となる。尚、この待機状態では、循環ポンプ２１、ヒートポンプユニット６０および２次側循環ポンプ５２のいずれも停止状態である。
【００２２】
次に、図３は、本発明の実施の形態１における貯湯式給湯機１００の沸き上げ単独運転時の回路構成図である。ここでいう沸き上げ単独運転とは、ヒートポンプユニット６０を利用して貯湯タンク１０内の水を沸き上げる沸き上げ運転が単独で行われるもののことである。この沸き上げ単独運転時には、三方弁３１は、ａポートとｃポートとが連通し、ｂポートが閉状態となるように（すなわち、三方弁３１の上記第１流路形態が選択されるように）制御される。これにより、タンク下部配管４０とヒートポンプ入口配管４１とが連通するとともに、利用側熱交換器１次側出口配管４６側を閉として利用側熱交換器２２からの流路が遮断される。また、沸き上げ単独運転時には、四方弁３２は、ａポートとｂポートとが連通し、ｃポートとｄポートとが閉状態となるように（すなわち、四方弁３２の上記第１流路形態が選択されるように）制御される。これにより、ヒートポンプ出口配管４２とタンク上部配管４３とが連通するとともに、タンク戻し配管４４側を閉として貯湯タンク１０の第２下部への流路が遮断される。
【００２３】
沸き上げ単独運転は、上記のように三方弁３１および四方弁３２が制御された状態で、循環ポンプ２１とヒートポンプユニット６０の運転を開始することにより実行される。その結果、貯湯タンク１０の第１下部から流出する低温水は、タンク下部配管４０、三方弁３１、循環ポンプ２１およびヒートポンプ入口配管４１を経由してヒートポンプユニット６０に導かれ、沸き上げ用熱交換器６２において加熱された後、高温水となってヒートポンプ出口配管４２、四方弁３２およびタンク上部配管４３を経由して、貯湯タンク１０の上部から当該貯湯タンク１０内に流入し貯えられる。このような沸き上げ単独運転が実行されることで、貯湯タンク１０の内部では、上層部から高温水が貯えられていき、この高温水層が徐々に厚くなる。
【００２４】
図４は本発明の実施の形態１における貯湯式給湯機１００の沸き上げ単独運転中に給湯動作が発生した場合の運転回路構成図である。ユーザーが蛇口等を開状態にした際には、貯湯タンク１０上部に貯湯された高温水と給水分岐管４から供給される低温水が給湯混合弁３３にて設定された温度になるよう流量比を調節して、混合水給湯管３３ａを経由して蛇口等へ給湯される。沸き上げで加熱された高温水は上部配管４３から分岐された給湯配管３を経由して給湯混合弁３３へ供給される。このため、貯湯タンク１０には貯湯されることなく、直接蛇口へ給湯されるために、高温水を貯湯タンク１０に貯湯すると生じる放熱により発生するエネルギーロスを低減することが可能となる。なお、上述では蛇口等への給湯の場合について説明したが、浴槽５０への給湯の場合も同様であり、高温水を貯湯タンク１０に貯湯すると生じる放熱により発生するエネルギーロスを低減することが可能となる。
【００２５】
次に、図５は、本発明の実施の形態１における貯湯式給湯機１００の沸上追焚同時運転時の回路構成図である。ここでいう沸上追焚同時運転とは、ヒートポンプユニット６０によって貯湯タンク１０内の湯水を沸き上げるための沸き上げ運転と浴槽水追焚き運転とを同時に行う複合運転のことである。具体的には、この沸上追焚同時運転は、例えば図３に示す沸き上げ単独運転の実行中において、浴槽水追焚き運転を行う際に実行される。この沸上追焚同時運転時には、図３に示す沸き上げ単独運転状態に対し、三方弁３１のｂポートとｃポートとが連通するように（すなわち、三方弁３１の第２流路形態が選択されるように）三方弁３１が制御される。これにより、利用側熱交換器１次側出口配管４６から導かれた湯水が三方弁３１を経由してヒートポンプ入口配管４１へと流れる経路が設けられる。一方、四方弁３２の制御については、沸き上げ単独運転状態から変更が無く、ａポートとｂポートとが連通し、ｃポートとｄポートとが閉状態とする制御が維持される。
【００２６】
この沸上追焚同時運転は、上記のように三方弁３１および四方弁３２が制御された状態で、既に運転されている循環ポンプ２１とヒートポンプユニット６０に加え、２次側循環ポンプ５２の運転を開始することにより実行される。その結果、利用側熱交換器２２から流出する熱交換後の温水は、利用側熱交換器１次側出口配管４６、三方弁３１および循環ポンプ２１を経由してヒートポンプユニット６０に導かれ、沸き上げ用熱交換器６２において加熱された後、高温水となってヒートポンプ出口配管４２、四方弁３２、タンク上部配管４３および利用側熱交換器１次側入口配管４５を経由して利用側熱交換器２２に戻される。また、この場合には、貯湯タンク１０の上部への温水の循環が遮断されるようになる。一方、浴槽５０側の経路では、２次側循環ポンプ５２を運転することで、浴槽５０に張られた湯水が浴槽水循環回路５１内を循環する。その結果、利用側熱交換器２２の１次側を流れる高温水の熱が、利用側熱交換器２２の２次側を流れる湯水に伝わり、浴槽５０内に張られた湯水が温められる。
【００２７】
次に図６は本発明の実施の形態１における貯湯式給湯機の沸上追焚同時運転と給湯動作の同時運転時の回路構成図である。ここでいう沸上追焚同時運転と給湯動作の同時運転とは、図５に示した沸上追焚同時運転中に給湯動作が発生した場合に最も効率が向上する沸上追焚同時運転方法である。ユーザーが蛇口等を開状態にした際には、貯湯タンク１０上部に貯湯された高温水と給水分岐管４から供給される低温水が給湯混合弁３３にて設定された温度になるよう流量比を調節して、混合水給湯管３３ａを経由して蛇口へ給湯される。図５に示す沸上追焚同時運転状態から、三方弁３１のａポートとｃポートとが連通するように（すなわち、三方弁３１の第１流路形態が選択されるように）三方弁３１が制御される。さらに四方弁３２はａポートとｄポートが連通し、ｂポートとｃポートとが閉状態となるように（すなわち四方弁３２の上記第３流路形態が選択されるように）制御される。なお、この制御は、図示しない出湯検知手段により制御部７０が出湯が行われたことを検知することによって行われる。
【００２８】
この結果、貯湯タンク１０の第１下部から流出する低温水は、タンク下部配管４０、三方弁３１、循環ポンプ２１およびヒートポンプ入口配管４１を経由してヒートポンプユニット６０に導かれ、沸き上げ用熱交換器６２において加熱された後、高温水となってヒートポンプ出口配管４２、四方弁３２、バイパス配管４７、利用側熱交換器１次側出口配管４６を経由して利用側熱交換器２２を通過し、利用側熱交換器２２で熱を奪われて中温水となった後に、利用側熱交換器１次側入口配管４５、上部配管４３、給湯配管３を経由し、給湯混合弁３３で設定温度に調整され、混合水給湯管３３ａから蛇口に給湯が行われる。
【００２９】
三方弁３１と四方弁３２の流路切替の順序としては、もし四方弁３２を先に流路切替した場合（上記第３流路形態が選択）、沸き上げ用熱交換器６２において湯水が加熱された後、高温水はヒートポンプ出口配管４２、四方弁３２、バイパス配管４７、利用側熱交換器１次側出口配管４６、三方弁３１、循環ポンプ２１およびヒートポンプ入口配管４１を経由し再び沸き上げ用熱交換器６２に供給されるため、沸き上げた湯水の利用ができず沸き上げ効率が低下する。したがってこれを防止し効率的な運転を行うために、三方弁３１を四方弁３２よりも先に上記第１流路形態への流路切替を実施する。このような順序とすることで、三方弁３１の切替完了時点から四方弁３２の切替完了までの間でも、貯湯タンク１０の第１下部から流出する低温水が、タンク下部配管４０、三方弁３１、循環ポンプ２１およびヒートポンプ入口配管４１を経由してヒートポンプユニット６０に導かれ、沸き上げ用熱交換器６２において加熱された後、高温水となってヒートポンプ出口配管４２、四方弁３２、タンク上部配管４３を経由して沸き上げた湯や各配管に残留していた湯は給湯に使用される。さらに四方弁３２の切替完了により、利用側熱交換器２２での湯の利用も行える。このように構成し制御することで沸き上げ用熱交換器６２に流入する水は、貯湯タンク１０の下部の低温水を利用可能となり、ヒートポンプ沸き上げ効率も高く、さらに貯湯によるエネルギーロスを低減することが可能となり効率のよい運転が可能となる。なお、上述では蛇口等への給湯の場合について説明したが、浴槽５０への給湯の場合でも同様の制御がなされ、同様の効果を奏する。
【００３０】
上記のような本実施の形態の貯湯式給湯機１００によれば、１つの循環ポンプ２１を用いて、沸上追焚同時運転と給湯動作の同時運転時には、ヒートポンプユニット６０へは低温水が供給され、さらに、追焚き後の中温水は給湯に直接利用することが可能となり、追焚き後の中温水を貯湯タンク１０に貯湯することで沸き上げ効率を低下することなく、効率の高い運転をすることが可能となる。
【００３１】
ところで、上述した実施の形態１においては、加熱対象水を加熱させる加熱運転の一例として、浴槽水を追い焚きする浴槽水追焚き運転について説明した。しかしながら、本発明の加熱運転はこれに限定されるものではなく、例えば、暖房用循環水を加熱対象水とする暖房運転であってもよい。
【００３２】
また、上述した実施の形態１においては、ヒートポンプサイクルを、冷媒の圧力が臨界圧力以上となる超臨界ヒートポンプサイクルとしたが、もちろん一般の臨界圧力以下のヒートポンプサイクルでもよい。またこの場合、冷媒としてはフロンガス、アンモニアなどを用いても良い。
【符号の説明】
【００３３】
１  貯湯タンクユニット
３  給湯配管
１０  貯湯タンク
２１  循環ポンプ
２２  利用側熱交換器
３１  三方弁（第１流路切替手段）
３２  四方弁（第２流路切替手段）
４０  タンク下部配管（沸き上げ水循環回路）
４１  ヒートポンプ入口配管（沸き上げ水循環回路）
４２  ヒートポンプ出口配管（沸き上げ水循環回路）
４３  タンク上部配管（沸き上げ水循環回路）
４４  タンク戻し配管（下部戻し流路）
４５  利用側熱交換器１次側入口配管（熱源側流路）
４６  利用側熱交換器１次側出口配管（熱源側流路）
４７  バイパス配管（バイパス流路）
５０  浴槽
５１  浴槽水循環回路
５２  ２次側循環ポンプ
６０  ヒートポンプユニット
６１  圧縮機
６２  沸き上げ用熱交換器
６３  膨張弁
６４  空気熱交換器
７０  制御部
１００  貯湯式給湯機
【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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