(57)【要約】【課題】流路の内壁から剥離したスケールが、給湯端末あるいは利用側熱交換器等に流れることを抑制すると共に、スケールによって流路が閉塞するまでの期間を長くすることのできる貯湯式給湯機を提供すること。【解決手段】本発明の貯湯式給湯機１は、湯水を貯留する貯湯タンク１０１と、水を加熱して湯を生成する加熱手段（ＨＰＵ２００）と、加熱手段から貯湯タンク１０１に湯を送る貯湯経路と、貯湯タンク１０１から取り出した湯と、加熱手段から出た湯との一方または両方を、湯を利用する側（追い焚き熱交換器１２１、浴槽３００）へ送る利用側経路と、湯水の中の剥離したスケールを除去するスケール除去手段（ストレーナ１５４，１５５）と、を備え、スケール除去手段は、利用側経路に存在し、貯湯経路および加熱手段内には存在しない。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
湯水を貯留する貯湯タンクと、
水を加熱して湯を生成する加熱手段と、
前記加熱手段から前記貯湯タンクに湯を送る貯湯経路と、
前記貯湯タンクから取り出した湯と、前記加熱手段から出た湯との一方または両方を、湯を利用する側へ送る利用側経路と、
湯水の中の剥離したスケールを除去するスケール除去手段と、
を備え、
前記スケール除去手段は、前記利用側経路に存在し、前記貯湯経路および前記加熱手段内には存在しない貯湯式給湯機。
【請求項２】
加熱する対象物と熱源水との熱交換を行う利用側熱交換器を備え、
前記利用側経路は、
前記熱源水としての湯を前記利用側熱交換器へ送る熱源水供給経路と、
湯を給湯端末側へ送る給湯経路と、
を含み、
前記熱源水供給経路と、前記給湯経路とに、前記スケール除去手段がそれぞれ設けられている請求項１記載の貯湯式給湯機。
【請求項３】
前記給湯経路の湯に水を混合させる混合手段を備え、
前記混合手段より上流側の前記給湯経路に前記スケール除去手段が設けられている請求項２記載の貯湯式給湯機。
【請求項４】
所定期間内において、前記貯湯経路を通る湯の総量が、前記熱源水供給経路を通る前記熱源水の総量より多く、且つ、前記給湯経路を通る湯の総量より多い請求項２または３記載の貯湯式給湯機。
【請求項５】
前記加熱手段から前記貯湯経路により前記貯湯タンクに湯を送る貯湯運転と、
前記加熱手段から出た湯を前記利用側経路により前記利用する側へ送る利用運転と、
を実施可能であり、
前記利用運転における前記加熱手段の出口水温が、前記貯湯運転における前記加熱手段の出口水温より低い請求項１乃至４の何れか１項記載の貯湯式給湯機。
【請求項６】
前記加熱手段から前記貯湯経路により前記貯湯タンクに湯を送る貯湯運転と、
前記加熱手段から出た湯を前記利用側経路により前記利用する側へ送る利用運転と、
を実施可能であり、
前記利用運転において前記加熱手段を通過する湯水の流速が、前記貯湯運転において前記加熱手段を通過する湯水の流速より高い請求項１乃至５の何れか１項記載の貯湯式給湯機。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、貯湯式給湯機に関する。
【背景技術】
【０００２】
水を加熱する加熱手段（例えばヒートポンプ装置）により生成した高温の湯を貯湯タンクに貯え、この貯湯タンクから湯を取り出して外部の給湯端末に供給したり、湯の熱を利用する利用側熱交換器（例えば追い焚き熱交換器）に供給したりする貯湯式給湯機が広く用いられている。ヒートポンプ式の加熱手段の場合には、水と冷媒との熱交換を行う水−冷媒熱交換器にて水が加熱され、高温の湯になる。加熱手段において水の温度が高温になると、水中の二酸化炭素濃度が低下することに伴い、水中のカルシウムやマグネシウムなどの鉱物成分が析出する。この析出物が流路の内壁に付着してスケールを形成する。経年によりこのようなスケールが堆積すると、流路が閉塞するという問題がある。
【０００３】
特許文献１には、水が流通する水管と、水管に接触して配置され、冷媒が流通する冷媒管と、水が所定温度域となる水管の一部において、水管に対して着脱可能に配置されている着脱部と、を備えた水−冷媒熱交換器が開示されている。上記着脱部は、スケールの析出を促進させる析出部を有している。析出部は、着脱部における流路内に配置された金網と、金網に塗布されており、スケールの析出を促進させる核生成物と、によって形成されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２０１０−９１１７７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
上述した特許文献１の発明は、水−冷媒熱交換器の水管の一部分に設けた着脱部にスケールの析出を集中させ、この着脱部内の流路がスケールによって閉塞する前に、着脱部を交換することを想定している。しかしながら、特許文献１の発明では、着脱部にスケールを集中的に析出させるので、スケールの成長が極めて速くなる結果、流路が閉塞するまでの期間が極めて短くなる。このため、着脱部を短期間で交換しなければならず、頻繁なメンテナンスが必要になる。また、成長段階でスケールが剥離し、このスケールが貯湯タンク側に流れたり、ひいては、蛇口やシャワーなどの給湯端末に排出されたり、利用側熱交換器へ流れたりする可能性がある。その結果、使用者に不快感を与えたり、利用側熱交換器内の流路を狭小化させたりするおそれがある。
【０００６】
本発明は、上述のような課題を解決するためになされたもので、流路の内壁から剥離したスケールが、給湯端末あるいは利用側熱交換器等に流れることを抑制すると共に、スケールによって流路が閉塞するまでの期間を長くすることのできる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】
【０００７】
本発明に係る貯湯式給湯機は、湯水を貯留する貯湯タンクと、水を加熱して湯を生成する加熱手段と、加熱手段から貯湯タンクに湯を送る貯湯経路と、貯湯タンクから取り出した湯と、加熱手段から出た湯との一方または両方を、湯を利用する側へ送る利用側経路と、湯水の中の剥離したスケールを除去するスケール除去手段と、を備え、スケール除去手段は、利用側経路に存在し、貯湯経路および加熱手段内には存在しないものである。
【発明の効果】
【０００８】
本発明によれば、流路の内壁から剥離したスケールが、給湯端末あるいは利用側熱交換器等に流れることを抑制すると共に、スケールによって流路が閉塞するまでの期間を長くすることが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
【図１】本発明の実施の形態１の貯湯式給湯機を示す構成図である。
【図２】本発明の実施の形態１の貯湯式給湯機における貯湯運転を説明する図である。
【図３】本発明の実施の形態１の貯湯式給湯機における下部戻し浴槽加熱運転を説明する図である。
【図４】本発明の実施の形態１の貯湯式給湯機における上部戻し浴槽加熱運転を説明する図である。
【図５】本発明の実施の形態１の貯湯式給湯機におけるヒートポンプ浴槽加熱運転を説明する図である。
【図６】本発明の実施の形態１の貯湯式給湯機における通常湯張り動作を説明する図である。
【図７】本発明の実施の形態１の貯湯式給湯機におけるヒートポンプ併用湯張り動作を説明する図である。
【発明を実施するための形態】
【００１０】
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。なお、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。
【００１１】
実施の形態１．
図１は、本発明の実施の形態１の貯湯式給湯機を示す構成図である。なお、図中において、制御部１０２，２０１と各機器とを接続するリード線や温度センサなどの一部の機器は省略する。図１に示すように、本実施の形態１の貯湯式給湯機１は、貯湯タンク１０１を備えた貯湯ユニット１００と、加熱手段としてのヒートポンプユニット（以下、「ＨＰＵ」と略記する）２００とを有している。貯湯ユニット１００は、配管１０３，１３１および電気配線（図示省略）を介して、ＨＰＵ２００と接続されている。また、貯湯ユニット１００は、配管１４５，１４６を介して浴槽３００と接続されている。本実施の形態１の貯湯式給湯機１は、ＨＰＵ２００にて沸き上げられた湯を貯湯ユニット１００内の貯湯タンク１０１内に貯留可能である。また、貯湯式給湯機１は、貯湯タンク１０１から取り出した湯を、例えば台所や洗面所の蛇口、シャワー、浴槽３００などの給湯端末に供給する動作を実施可能である。貯湯タンク１０１内には、上側が高温、下側が低温になるように、温度成層を形成して、湯水を貯留可能である。
【００１２】
貯湯ユニット１００内には、貯湯タンク１０１のほか、追い焚き熱交換器１２１と、流路切替手段としての第一流路切替弁１０５、第二流路切替弁１０８および第三流路切替弁１２７と、湯水を循環させる熱源循環ポンプ１２９と、浴槽水を循環させる風呂循環ポンプ１２４と、貯湯タンク１０１あるいはＨＰＵ２００から供給される湯と給水配管１３９，１４１から供給される低温水とを混合して温度調節する混合手段１１４（給湯混合弁１１５，風呂混合弁１１６）と、上述した弁類およびポンプ類等の動作を制御する制御部１０２（制御手段）と、湯水および熱源水の流通経路を形成するための後述の配管類とが更に内蔵されている。また、貯湯ユニット１００には、配管の接続口として、ＨＰ戻り口１４７、ＨＰ往き口１４８、給湯口１５０、給水口１５１、風呂戻り口１５２および風呂往き口１５３が設けられている。更に、貯湯ユニット１００には、排水口１４９が設けられている。
【００１３】
追い焚き熱交換器１２１は、貯湯タンク１０１あるいはＨＰＵ２００から供給される熱源水と、浴槽３００内から循環する浴槽水と熱交換することにより、浴槽水を加熱する。本実施の形態１では、浴槽水を加熱する追い焚き熱交換器１２１を利用側熱交換器として備える構成を例に説明するが、本発明では、浴槽水以外の対象物を熱源水の熱によって加熱する利用側熱交換器（例えば、暖房用の熱交換器）を備える構成にも適用可能である。
【００１４】
ＨＰＵ２００は、詳細な図示を省略するが、空気の熱を吸収して水を加熱して湯とすることのできる冷凍サイクル装置（ヒートポンプサイクル装置）を搭載している。ＨＰＵ２００は、湯水の出入り口となる流入口２０５および流出口２０６と、高温冷媒と湯水との熱交換を行う水−冷媒熱交換器２０３と、流入口２０５と水−冷媒熱交換器２０３とを接続する配管２０２と、流出口２０６と水−冷媒熱交換器２０３とを接続する配管２０４と、冷凍サイクル装置の構成機器（圧縮機、膨張弁、送風ファン等）の動作を制御する制御部２０１（制御手段）とを有している。制御部２０１は、貯湯ユニット１００内の制御部１０２と通信可能に接続されている。
【００１５】
浴槽３００に設けられた浴槽アダプタ３０１には、配管１４５，１４６の一端がそれぞれ接続されている。配管１４５の他端は、貯湯ユニット１００の風呂戻り口１５２に接続されている。配管１４６の他端は、貯湯ユニット１００の風呂往き口１５３に接続されている。
【００１６】
貯湯タンク１０１の上部領域には、第１上部口１０１ａと第２上部口１０１ｂとが設けられている。貯湯タンク１０１の下部領域には、第１下部口１０１ｃと第２下部口１０１ｄと入水口１０１ｅとが設けられている。
【００１７】
配管１３４は、貯湯タンク１０１の下部（第１下部口１０１ｃ）と排水弁１３５とを接続している。配管１３７は、排水弁１３５と排水口１４９とを接続している。配管１３６は、排水弁１３５と、第三流路切替弁１２７のＪポートとを接続している。通常使用時には、排水弁１３５は、配管１３４と配管１３６とを連通させる状態にされている。通常使用時には、貯湯タンク１０１内は常に湯水で満水状態に維持される。非常時等に貯湯タンク１０１内の湯水を排水する必要のある場合には、排水弁１３５を、配管１３４と配管１３７とを連通させる状態に切り替える。これにより、貯湯タンク１０１内の湯水を、配管１３４、排水弁１３５、配管１３７を経由させて、排水口１４９から排水することができる。
【００１８】
配管１２８は、第三流路切替弁１２７のＩポートと、熱源循環ポンプ１２９の吸入口とを接続している。配管１３０は、熱源循環ポンプ１２９の吐出口と、ＨＰ往き口１４８とを接続している。配管１３１は、ＨＰ往き口１４８と、ＨＰＵ２００の流入口２０５とを接続している。配管１０３は、ＨＰＵ２００の流出口２０６と、ＨＰ戻り口１４７とを接続している。配管１０４は、ＨＰ戻り口１４７と、第一流路切替弁１０５のＤポートとを接続している。配管１０６の一端は第一流路切替弁１０５のＡポートに接続され、他端側は配管１０７と配管１１１とに分岐している。配管１０７は、第二流路切替弁１０８のＧポートに接続されている。配管１１１は、配管１１２と配管１１３とに分岐している。配管１１２は、貯湯タンク１０１の上部（第１上部口１０１ａ）に接続されている。配管１０９は、第二流路切替弁１０８のＥポートと、貯湯タンク１０１の上部（第２上部口１０１ｂ）とを接続している。配管１１０は、第二流路切替弁１０８のＦポートと、追い焚き熱交換器１２１の熱源水の入口とを接続している。配管１２６は、追い焚き熱交換器１２１の熱源水の出口と、第三流路切替弁１２７のＨポートとを接続している。配管１３２は、配管１３０の途中から分岐して第一流路切替弁１０５のＢポートに接続されている。配管１３３は、第一流路切替弁１０５のＣポートと、貯湯タンク１０１の下部（第２下部口１０１ｄ）とを接続している。配管１１３は、給湯混合弁１１５，風呂混合弁１１６にそれぞれ接続されている。給水配管１３９は、給水口１５１と、減圧弁１４０の上流側とを接続している。給水配管１４１の一端は減圧弁１４０の下流側に接続され、他端は給湯混合弁１１５，風呂混合弁１１６にそれぞれ接続されている。給水配管１３８は、給水配管１４１の途中から分岐して貯湯タンク１０１の下部（入水口１０１ｅ）に接続されている。給湯混合弁１１５は、配管１４２、給湯流量センサ１４３、配管１４４を経由して給湯口１５０に接続されている。風呂混合弁１１６は、風呂電磁弁１１７、風呂流量センサ１１８、配管１１９を経由して配管１２０の途中に接続されている。配管１２０は、風呂往き口１５３と、追い焚き熱交換器１２１とを接続している。配管１２５は、風呂戻り口１５２と、追い焚き熱交換器１２１とを接続している。配管１２５の途中には、風呂循環ポンプ１２４と、フロースイッチ１２３と、水位センサ１２２とが設置されている。なお、第一流路切替弁１０５、第二流路切替弁１０８および第三流路切替弁１２７の待機位置は、図１中に矢印で示す位置になっている。
【００１９】
給水口１５１には、水道等の外部の水源からの水を供給する外部給水配管（図示省略）が接続される。また、給湯口１５０には、浴槽３００以外の給湯端末（例えば台所や洗面所の蛇口やシャワーなど）へ湯を送るための外部給湯配管（図示省略）が接続される。
【００２０】
配管１１３の途中には、ストレーナ１５４が設置されている。配管１１０の途中には、ストレーナ１５５が設置されている。ストレーナ１５４，１５５は、湯水が通過可能であるとともに、湯水の中のスケール等の異物を捕捉可能な網状あるいは多孔質状の部材で構成されている。配管１１０，１１３を流れる湯の中に、剥離したスケールが含まれている場合には、そのスケールをストレーナ１５４，１５５により捕捉して除去することができる。ストレーナ１５４，１５５は、着脱可能になっている。ストレーナ１５４，１５５にスケール等の異物が蓄積した場合には、ストレーナ１５４，１５５を取り外して、ストレーナ１５４，１５５を洗浄あるいは新品に交換することができる。本実施の形態１では、ストレーナ１５４，１５５により、湯水の中の剥離したスケールを除去するスケール除去手段が構成される。
【００２１】
図２は、本実施の形態１の貯湯式給湯機１における貯湯運転を説明する図である。なお、図２〜図７中では、湯水の流れる経路を太線で示す。貯湯式給湯機１は、熱源循環ポンプ１２９およびＨＰＵ２００を稼動させ、ＨＰＵ２００にて生成された湯を貯湯タンク１０１へ送る貯湯運転を実施可能である。貯湯運転では、図２に示すように、貯湯タンク１０１の第１下部口１０１ｃから導出された水が、配管１３４、排水弁１３５および配管１３６を経由し、第三流路切替弁１２７をポートＪ→Ｉのように経由し、配管１２８、熱源循環ポンプ１２９、配管１３０および１３１を経由してＨＰＵ２００の流入口２０５に流入し、配管２０２を通って水−冷媒熱交換器２０３に流入し、水−冷媒熱交換器２０３にて加熱される。そして、水−冷媒熱交換器２０３にて加熱された湯は、配管２０４を通ってＨＰＵ２００の流出口２０６から流出し、配管１０３，１０４を経由し、第一流路切替弁１０５をポートＤ→Ａのように経由し、配管１０６，１１１，１１２を経由し、貯湯タンク１０１の第１上部口１０１ａから貯湯タンク１０１内に流入して貯留される。本実施の形態１では、配管１０３、ＨＰ戻り口１４７、配管１０４、第一流路切替弁１０５、配管１０６，１１１，１１２により、ＨＰＵ２００から貯湯タンク１０１に湯を送る貯湯経路が構成される。
【００２２】
貯湯式給湯機１は、浴槽３００内の湯水（浴槽水）の温度を保温あるいは昇温させる浴槽加熱運転を実施可能である。浴槽加熱運転においては、風呂循環ポンプ１２４および熱源循環ポンプ１２９が稼動され、浴槽３００からの浴槽水が、浴槽アダプタ３０１、配管１４５，１２５、風呂循環ポンプ１２４、フロースイッチ１２３、水位センサ１２２を経由して追い焚き熱交換器１２１へ送られるとともに、熱源水が追い焚き熱交換器１２１へ送られる。そして、追い焚き熱交換器１２１で熱源水と熱交換して加熱された浴槽水が、配管１２０，１４６、浴槽アダプタ３０１を経由して再び浴槽３００に戻る。
【００２３】
本実施の形態１の貯湯式給湯機１は、熱源水の循環経路が異なる３種類の浴槽加熱運転を実施可能になっている。第１の浴槽加熱運転は、下部戻し浴槽加熱運転である。第２の浴槽加熱運転は、上部戻し浴槽加熱運転である。第３の浴槽加熱運転は、ヒートポンプ浴槽加熱運転である。以下、これら３種類の浴槽加熱運転について順次説明する。
【００２４】
図３は、本実施の形態１の貯湯式給湯機１における下部戻し浴槽加熱運転を説明する図である。下部戻し浴槽加熱運転では、貯湯タンク１０１の第１上部口１０１ａから取り出された湯を熱源水として利用する。この熱源水は、図３に示すように、配管１１２，１１１，１０７を経由し、第二流路切替弁１０８をポートＧ→Ｆのように経由し、配管１１０を経由して追い焚き熱交換器１２１へ送られる。そして、この熱源水は、追い焚き熱交換器１２１で浴槽水と熱交換して温度低下した後、配管１２６を経由し、第三流路切替弁１２７をポートＨ→Ｉのように経由し、配管１２８、熱源循環ポンプ１２９、配管１３０，１３２を経由し、第一流路切替弁１０５をポートＢ→Ｃのように経由し、配管１３３を経由して、第２下部口１０１ｄから貯湯タンク１０１に流入する。このように、下部戻し浴槽加熱運転では、貯湯タンク１０１の上部から取り出された湯を熱源水として追い焚き熱交換器１２１へ送り、追い焚き熱交換器１２１を通過した熱源水を貯湯タンク１０１の下部に戻す。
【００２５】
下部戻し浴槽加熱運転では、配管１１２，１１１，１０７、第二流路切替弁１０８、配管１１０により、熱源水を追い焚き熱交換器１２１を送る熱源水供給経路が構成される。
【００２６】
図４は、本実施の形態１の貯湯式給湯機１における上部戻し浴槽加熱運転を説明する図である。上部戻し浴槽加熱運転では、貯湯タンク１０１の第２上部口１０１ｂから取り出された湯を熱源水として利用する。この熱源水は、図４に示すように、配管１０９を経由し、第二流路切替弁１０８をポートＥ→Ｆのように経由し、配管１１０を経由して追い焚き熱交換器１２１へ送られる。そして、この熱源水は、追い焚き熱交換器１２１で浴槽水と熱交換して温度低下した後、配管１２６を経由し、第三流路切替弁１２７をポートＨ→Ｉのように経由し、配管１２８、熱源循環ポンプ１２９、配管１３０，１３２を経由し、第一流路切替弁１０５をポートＢ→Ａのように経由し、配管１０６，１１１，１１２を経由して、第１上部口１０１ａから貯湯タンク１０１の上部に流入する。このように、上部戻し浴槽加熱運転では、貯湯タンク１０１の上部から取り出された湯を熱源水として追い焚き熱交換器１２１へ送り、追い焚き熱交換器１２１を通過した熱源水を貯湯タンク１０１の上部に戻す。
【００２７】
上部戻し浴槽加熱運転では、配管１０９、第二流路切替弁１０８、配管１１０により、熱源水を追い焚き熱交換器１２１を送る熱源水供給経路が構成される。
【００２８】
図５は、本実施の形態１の貯湯式給湯機１におけるヒートポンプ浴槽加熱運転を説明する図である。ヒートポンプ浴槽加熱運転では、ＨＰＵ２００および熱源循環ポンプ１２９を稼動させて水−冷媒熱交換器２０３にて湯を生成し、ＨＰＵ２００から出た湯を、貯湯タンク１０１に流入させずに、そのまま熱源水として利用する。このヒートポンプ浴槽加熱運転では、ＨＰＵ２００の流出口２０６から出た熱源水は、図５に示すように、配管１０３，１０４を経由し、第一流路切替弁１０５をポートＤ→Ａのように経由し、配管１０６，１０７を経由し、第二流路切替弁１０８をポートＧ→Ｆのように経由し、配管１１０を経由して追い焚き熱交換器１２１へ送られる。そして、この熱源水は、追い焚き熱交換器１２１で浴槽水と熱交換して温度低下した後、配管１２６を経由し、第三流路切替弁１２７をポートＨ→Ｉのように経由し、配管１２８、熱源循環ポンプ１２９、配管１３０，１３１を経由し、ＨＰＵ２００の流入口２０５に流入して、再循環する。
【００２９】
ヒートポンプ浴槽加熱運転では、配管１０３、ＨＰ戻り口１４７、配管１０４、第一流路切替弁１０５、配管１０６，１０７、第二流路切替弁１０８、配管１１０により、熱源水を追い焚き熱交換器１２１を送る熱源水供給経路が構成される。本実施の形態１の貯湯式給湯機１では、貯湯タンク１０１内の湯量が比較的少ない場合などには、下部戻し浴槽加熱運転あるいは上部戻し浴槽加熱運転に代えてヒートポンプ浴槽加熱運転を行うことにより、貯湯タンク１０１内の湯が減少することを確実に抑制することができる。
【００３０】
上述した下部戻し浴槽加熱運転、上部戻し浴槽加熱運転、ヒートポンプ浴槽加熱運転の何れにおいても、熱源水は、追い焚き熱交換器１２１の上流側の配管１１０の途中に設けられたストレーナ１５５を通過する。このため、熱源水の中に、剥離したスケールが含まれている場合には、そのスケールをストレーナ１５５により除去することができる。よって、剥離したスケールが追い焚き熱交換器１２１に流入することを確実に抑制することができる。これにより、剥離したスケールが追い焚き熱交換器１２１内に蓄積し、追い焚き熱交換器１２１内の流路を狭小化させたり、熱交換効率を低下させたりするようなことを確実に回避することができる。
【００３１】
次に、浴槽３００に給湯する湯張り動作について説明する。本実施の形態１の貯湯式給湯機１は、２種類の湯張り動作を実施可能になっている。第１の湯張り動作は、貯湯タンク１０１から取り出した湯のみを浴槽３００側へ供給する通常湯張り動作である。第２の湯張り動作は、ＨＰＵ２００および熱源循環ポンプ１２９を稼動させて水−冷媒熱交換器２０３にて湯を生成し、貯湯タンク１０１から取り出した湯とＨＰＵ２００で生成した湯との両方を浴槽３００側へ供給するヒートポンプ併用湯張り動作である。以下、これら２種類の湯張り動作について順次説明する。
【００３２】
図６は、本実施の形態１の貯湯式給湯機１における通常湯張り動作を説明する図である。通常湯張り動作において、風呂電磁弁１１７が開かれると、図６に示すように、貯湯タンク１０１の第１上部口１０１ａから湯が流出し、この湯が配管１１２，１１３を経由して風呂混合弁１１６に送られる。これと並行して、低温水が給水配管１３９、減圧弁１４０、給水配管１４１を経由し、風呂混合弁１１６に送られる。制御部１０２は、予め設定された湯温になるように、風呂混合弁１１６での湯と低温水との混合比を調節する。風呂混合弁１１６にて温度調節された湯は、風呂電磁弁１１７、風呂流量センサ１１８、配管１１９を経由した後、配管１２０，１４６を経由する流路と、追い焚き熱交換器１２１、水位センサ１２２、フロースイッチ１２３、風呂循環ポンプ１２４、配管１２５，１４５を経由する流路とに分かれて流れ、浴槽アダプタ３０１から浴槽３００内に供給される。なお、貯湯タンク１０１の第１上部口１０１ａから流出した湯と同量の低温水が、給水配管１３８を通って入水口１０１ｅから貯湯タンク１０１の下部に流入する。
【００３３】
本実施の形態１の貯湯式給湯機１では、通常湯張り動作を行う場合には、配管１１２，１１３、風呂混合弁１１６、追い焚き熱交換器１２１、配管１１９，１２０，１２５、風呂戻り口１５２、風呂往き口１５３により、湯を給湯端末側に送る給湯経路が構成される。
【００３４】
図７は、本実施の形態１の貯湯式給湯機１におけるヒートポンプ併用湯張り動作を説明する図である。ヒートポンプ併用湯張り動作では、通常湯張り動作の湯水の流れに加えて、次のような湯水の流れが生じる。すなわち、ヒートポンプ併用湯張り動作では、貯湯タンク１０１の第１下部口１０１ｃから導出された水が、配管１３４、排水弁１３５および配管１３６を経由し、第三流路切替弁１２７をポートＪ→Ｉのように経由し、配管１２８、熱源循環ポンプ１２９、配管１３０および１３１を経由してＨＰＵ２００の流入口２０５に流入し、配管２０２を通って水−冷媒熱交換器２０３に流入し、水−冷媒熱交換器２０３にて加熱される。そして、水−冷媒熱交換器２０３にて加熱された湯は、配管２０４を通ってＨＰＵ２００の流出口２０６から流出し、配管１０３，１０４を経由し、第一流路切替弁１０５をポートＤ→Ａのように経由し、配管１０６，１１１を経由し、配管１１３で貯湯タンク１０１からの湯と合流し、浴槽３００側へ送られる。
【００３５】
本実施の形態１の貯湯式給湯機１では、ヒートポンプ併用湯張り動作を行う場合には、上述した通常湯張り動作での給湯経路に加えて、配管１０３、ＨＰ戻り口１４７、配管１０４、第一流路切替弁１０５、配管１０６，１１１により、湯を給湯端末側に送る給湯経路が構成される。貯湯タンク１０１内の湯量が比較的少ない場合などには、通常湯張り動作に代えてヒートポンプ併用湯張り動作を行うことにより、貯湯タンク１０１内の湯が減少することを確実に抑制することができる。
【００３６】
次に、給湯口１５０から浴槽３００以外の給湯端末（例えば台所や洗面所の蛇口やシャワーなど）へ給湯する給湯動作について説明する。図示を省略するが、この給湯動作では、貯湯タンク１０１の第１上部口１０１ａから湯が流出し、この湯が配管１１２，１１３を経由して給湯混合弁１１５に送られる。これと並行して、低温水が給水配管１３９、減圧弁１４０、給水配管１４１を経由し、給湯混合弁１１５に送られる。制御部１０２は、予め設定された湯温になるように、給湯混合弁１１５での湯と低温水との混合比を調節する。給湯混合弁１１５にて温度調節された湯は、配管１４２、給湯流量センサ１４３、配管１４４、給湯口１５０を経由して、給湯端末側へ送られる。なお、貯湯タンク１０１の第１上部口１０１ａから流出した湯と同量の低温水が、給水配管１３８を通って入水口１０１ｅから貯湯タンク１０１の下部に流入する。
【００３７】
本実施の形態１の貯湯式給湯機１では、給湯口１５０から浴槽３００以外の給湯端末へ給湯する給湯動作（以下、単に「給湯動作」と称する）を行う場合には、配管１１２，１１３、給湯混合弁１１５、配管１４２，１４４、給湯口１５０により、湯を給湯端末側に送る給湯経路が構成される。
【００３８】
上述した通常湯張り動作、ヒートポンプ併用湯張り動作、給湯動作の何れにおいても、給湯端末側へ送られる湯は、混合手段１１４の上流側の配管１１３の途中に設けられたストレーナ１５４を通過する。このため、給湯端末側へ送られる湯の中に、剥離したスケールが含まれている場合には、そのスケールをストレーナ１５４により除去することができる。よって、剥離したスケールが外部の給湯端末へ排出されることを確実に抑制することができ、給湯端末側の使用者に不快感を与えることを確実に回避することができる。
【００３９】
本実施の形態１では、上述した熱源水供給経路および給湯経路により、湯を利用する側（追い焚き熱交換器１２１および給湯端末）に湯を送る利用側経路が構成される。本実施の形態１では、貯湯経路と利用側経路とが一部の配管を共用しているが、本発明では、貯湯経路と利用側経路とが共用部分を持たなくても良い。
【００４０】
ストレーナ１５４，１５５（スケール除去手段）が設けられた配管１１３，１１０は、利用側経路には属するが、貯湯経路には属さない。本実施の形態１の貯湯式給湯機１では、貯湯経路およびＨＰＵ２００内には、湯水の中の剥離したスケールを除去するストレーナ等のスケール除去手段を設けていない。すなわち、本実施の形態１の貯湯式給湯機１では、スケール除去手段は、利用側経路には存在するが、貯湯経路およびＨＰＵ２００内には存在しない。ストレーナ等のスケール除去手段には、剥離したスケールが捕集されて蓄積する。貯湯経路およびＨＰＵ２００内は、スケールが最も発生し易い。このため、ストレーナ等のスケール除去手段が貯湯経路あるいはＨＰＵ２００内に存在すると、短期間のうちにスケール除去手段にスケールが集中的に蓄積して、流路が閉塞してしまう。その結果、頻繁なメンテナンスが必要になる。これに対し、本実施の形態１では、スケールが最も発生し易い貯湯経路およびＨＰＵ２００内にはスケール除去手段が存在しないため、スケールが一部分に集中的に蓄積し、短期間のうちに流路が閉塞してしまうようなことがない。このため、流路が閉塞するまでの期間を長くすることができ、メンテナンスの頻度を減らすことができる。
【００４１】
一方、本実施の形態１では、利用側経路にはストレーナ１５４，１５５（スケール除去手段）が設けられているので、湯を利用する側（追い焚き熱交換器１２１および給湯端末）に、剥離したスケールが流れることを確実に抑制することができる。このため、剥離したスケールが追い焚き熱交換器１２１内に蓄積し、追い焚き熱交換器１２１内の流路を狭小化させたり、熱交換効率を低下させたりするようなことを確実に回避することができる。また、剥離したスケールが外部の給湯端末へ排出されることを確実に抑制することができ、給湯端末側の使用者に不快感を与えることを確実に回避することができる。
【００４２】
本実施の形態１では、貯湯経路およびＨＰＵ２００内にはスケール除去手段が存在しないため、貯湯経路およびＨＰＵ２００内の流路の内壁から剥離したスケールは、大部分が貯湯タンク１０１内に流入する。このようにして貯湯タンク１０１に流入したスケールは、貯湯タンク１０１内で沈降し、貯湯タンク１０１内の底部に蓄積する。このように、本実施の形態１では、貯湯タンク１０１は、剥離したスケールを蓄積するバッファの役割を果たす。このスケールは、貯湯タンク１０１内の底部に蓄積するため、貯湯タンク１０１の上部に接続された利用側経路に流入する確率は低い。よって、剥離したスケールがストレーナ１５４，１５５に蓄積するスピードは比較的遅いので、ストレーナ１５４，１５５がそれほど短期間のうちに閉塞することはない。このため、本実施の形態１では、貯湯経路あるいはＨＰＵ２００内にスケール除去手段を設けた場合に比べて、メンテナンスを行う間隔を長くすることができる。なお、貯湯タンク１０１は、例えば数百リットル程度の大容量があるため、多少のスケールが貯湯タンク１０１内に蓄積しても問題はない。
【００４３】
なお、本実施の形態１では、水−冷媒熱交換器２０３を含め、貯湯経路およびＨＰＵ２００の湯水の流路の内壁は、意図的にスケールを析出させるための突起などがなく、滑らかに構成されていることが望ましい。これにより、貯湯経路あるいはＨＰＵ２００内の一部分にスケールが集中的に蓄積することを抑制し、流路の閉塞を更に遅らせることができる。
【００４４】
本実施の形態１の貯湯式給湯機１では、貯湯経路により貯湯タンク１０１に貯えた湯を、熱源水供給経路と、給湯経路とに分配して利用する。このため、所定期間内（例えば、１日あるいは複数日）において、貯湯経路を通る湯の総量は、熱源水供給経路を通る湯（熱源水）の総量より多く、且つ、給湯経路を通る湯の総量より多い。したがって、スケールの発生およびスケールの剥離が生ずる可能性は、貯湯経路での流れ発生時が最も高くなり、熱源水供給経路での流れ発生時、あるいは給湯経路での流れ発生時には比較的低くなる。このように、本実施の形態１の貯湯式給湯機１では、スケールの発生およびスケールの剥離が生ずる可能性は、貯湯経路での流れ発生時に最も高くなるが、貯湯経路およびＨＰＵ２００内にはスケール除去手段が存在しないため、貯湯経路あるいはＨＰＵ２００内の一部分にスケールが集中的に蓄積することがなく、流路の閉塞を遅らせることができる。
【００４５】
また、本実施の形態１の貯湯式給湯機１では、給湯経路の混合手段１１４の上流側にストレーナ１５４（スケール除去手段）を配置している。このため、剥離したスケールが混合手段１１４に流入することを抑制することができるので、剥離したスケールが混合手段１１４の内部に蓄積することを確実に抑制することができる。また、混合手段１１４が複数の系統（本実施の形態１では、給湯混合弁１１５と風呂混合弁１１６との２系統）に分かれている場合であっても、ストレーナ１５４（スケール除去手段）を共通化することができる。ただし、本発明では、給湯経路の混合手段１１４の下流側（例えば、配管１１９，１４２）にストレーナ１５４のようなスケール除去手段を配置しても良い。
【００４６】
本実施の形態１では、上述したヒートポンプ浴槽加熱運転あるいはヒートポンプ併用湯張り動作は、ＨＰＵ２００から出た湯を、利用側経路により、湯を利用する側（追い焚き熱交換器１２１あるいは浴槽３００）に送る利用運転に相当する。本実施の形態１では、利用運転（ヒートポンプ浴槽加熱運転、ヒートポンプ併用湯張り動作）におけるＨＰＵ２００の出口水温が、貯湯運転におけるＨＰＵ２００の出口水温に比べて、低くなるように制御することが望ましい。この場合、貯湯運転におけるＨＰＵ２００の出口水温は、例えば８０℃程度あるいは８０℃以上とすることが好ましい。一般に、貯湯運転では、必要な蓄熱量を貯湯タンク１０１内に確保するために、ＨＰＵ２００の出口水温を比較的高くことが好ましい。これに対し、ヒートポンプ浴槽加熱運転では、ＨＰＵ２００から出る湯（熱源水）の温度は、浴槽水の温度（例えば４０℃）に比べて、ある程度以上高ければ良い。このため、ヒートポンプ浴槽加熱運転におけるＨＰＵ２００の出口水温は、例えば６５℃程度とすることが好ましい。また、ヒートポンプ併用湯張り動作では、ＨＰＵ２００から出た湯が、貯湯タンク１０１から取り出された高温の湯と混合して用いられるので、ＨＰＵ２００から出る湯の温度は浴槽３００の湯張り温度より低くても良い。このため、ヒートポンプ併用湯張り動作におけるＨＰＵ２００の出口水温は、例えば２５℃程度とすることが好ましい。
【００４７】
ＨＰＵ２００の出口水温は、制御部１０２，２０１により制御される。制御部１０２，２０１は、熱源循環ポンプ１２９の回転数を制御することにより、ＨＰＵ２００の出口水温を制御することができる。また、制御部１０２，２０１は、ＨＰＵ２００の圧縮機の回転数、膨張弁の開度などを制御することによって、ＨＰＵ２００の出口水温を制御しても良い。
【００４８】
水の加熱温度、すなわちＨＰＵ２００の出口水温が高いほど、スケールが発生し易い。このため、利用運転（ヒートポンプ浴槽加熱運転、ヒートポンプ併用湯張り動作）におけるＨＰＵ２００の出口水温を、貯湯運転におけるＨＰＵ２００の出口水温に比べて、低くすることにより、利用運転時のスケール発生を抑制することができる。その結果、スケールがストレーナ１５４，１５５に蓄積するスピードを抑制することができるので、ストレーナ１５４，１５５のメンテナンスを行う間隔を長くすることができる。また、ＨＰＵ２００の出口水温が低いほど、ＨＰＵ２００のエネルギー効率が良くなる。このため、利用運転におけるＨＰＵ２００の出口水温を低くすることにより、利用運転のエネルギー効率を向上することができる。
【００４９】
また、本実施の形態１では、利用運転（ヒートポンプ浴槽加熱運転、ヒートポンプ併用湯張り動作）においてＨＰＵ２００（水−冷媒熱交換器２０３）を通過する湯水の流速（流量）が、貯湯運転においてＨＰＵ２００（水−冷媒熱交換器２０３）を通過する湯水の流速（流量）に比べて、高くなるように制御することが望ましい。制御部１０２，２０１は、熱源循環ポンプ１２９の回転数を制御することにより、ＨＰＵ２００（水−冷媒熱交換器２０３）を通過する湯水の流速（流量）を制御することができる。ヒートポンプ浴槽加熱運転では、ＨＰＵ２００（水−冷媒熱交換器２０３）を通過する湯水の流速（流量）を高くすることにより、追い焚き熱交換器１２１への熱源水の循環流量を高くすることができ、浴槽水を迅速に加熱することができる。更に、ＨＰＵ２００（水−冷媒熱交換器２０３）を通過する湯水の流速（流量）を高くすることにより、ＨＰＵ２００の出口水温が低くなるので、ヒートポンプ浴槽加熱運転のエネルギー効率を向上することができる。また、ヒートポンプ併用湯張り動作では、ＨＰＵ２００（水−冷媒熱交換器２０３）を通過する湯水の流速（流量）を高くすることにより、ＨＰＵ２００からの出湯量を多くすることができるので、貯湯タンク１０１内の湯の減少をより一層抑制することができる。更に、ＨＰＵ２００（水−冷媒熱交換器２０３）を通過する湯水の流速（流量）を高くすることにより、ＨＰＵ２００の出口水温が低くなるので、ヒートポンプ併用湯張り動作のエネルギー効率を向上することができる。
【００５０】
上述した理由から、利用運転（ヒートポンプ浴槽加熱運転、ヒートポンプ併用湯張り動作）においてＨＰＵ２００（水−冷媒熱交換器２０３）を通過する湯水の流速を、貯湯運転においてＨＰＵ２００（水−冷媒熱交換器２０３）を通過する湯水の流速に比べて、高くすることが望ましい。しかしながら、ＨＰＵ２００（水−冷媒熱交換器２０３）を通過する湯水の流速が高くなると、水−冷媒熱交換器２０３内の湯水の流路の内壁に付着したスケールが剥がれ易い状況にさらされることがある。このため、利用運転（ヒートポンプ浴槽加熱運転、ヒートポンプ併用湯張り動作）時に、貯湯運転時に比べて、水−冷媒熱交換器２０３内のスケールが剥離し易くなる場合がある。これに対し、本実施の形態１では、利用運転（ヒートポンプ浴槽加熱運転、ヒートポンプ併用湯張り動作）時に、水−冷媒熱交換器２０３内のスケールが剥離した場合であっても、その剥離したスケールは、ストレーナ１５４，１５５によって確実に捕捉される。このため、剥離したスケールが追い焚き熱交換器１２１内に蓄積したり、外部の給湯端末へ排出されたりするという不都合を確実に抑制することができる。
【符号の説明】
【００５１】
１  貯湯式給湯機、１００  貯湯ユニット、１０１  貯湯タンク、１０１ａ  第１上部口、１０１ｂ  第２上部口、１０１ｃ  第１下部口、１０１ｄ  第２下部口、１０１ｅ  入水口、１０２，２０１  制御部、１０３，１０４，１０６，１０７，１０９，１１０，１１１，１１２，１１３，１１９，１２０，１２５，１２６，１２８，１３０，１３１，１３２，１３３，１３４，１３６，１３７，１４２，１４４，１４５，１４６，２０２，２０４  配管、１０５  第一流路切替弁、１０８  第二流路切替弁、１１４  混合手段、１１５  給湯混合弁、１１６  風呂混合弁、１１７  風呂電磁弁、１１８  風呂流量センサ、１２１  追い焚き熱交換器、１２２  水位センサ、１２３  フロースイッチ、１２４  風呂循環ポンプ、１２７  第三流路切替弁、１２９  熱源循環ポンプ、１３５  排水弁、１３８，１３９，１４１  給水配管、１４０  減圧弁、１４３  給湯流量センサ、１４７  ＨＰ戻り口、１４８  ＨＰ往き口、１４９  排水口、１５０  給湯口、１５１  給水口、１５２  風呂戻り口、１５３  風呂往き口、１５４，１５５  ストレーナ、２００  ヒートポンプユニット（ＨＰＵ）、２０３  水−冷媒熱交換器、２０５  流入口、２０６  流出口、３００  浴槽、３０１  浴槽アダプタ
【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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