(57)【要約】【課題】  中温水の有効利用を低コストで実現することのできる給湯装置を提供すること。【解決手段】  貯湯タンク１の高さ方向にのびる長さの異なる複数の湯水取出し配管１５ａ、１５ｂ、１５ｃ、１５ｄ、１５ｅが、貯湯タンクの内部に設けられ、湯水取出し配管のいずれか１本を選択し、その湯水取出し配管を給湯配管に分岐管より上流側で連通させる切替機構が設けられ、切替機構は、貯湯タンクの高さ方向に複数設けられた温度センサ１４による温度検知に基づいて動作し、中温水の取出しを優先させる。【選択図】図１
2006125679.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
湯を貯留する貯湯タンクと、貯湯タンクの下部に接続され、低温水を供給する給水配管と、貯湯タンクの下部および上部に接続され、低温水を貯湯タンクの下部から取り出し、高温水を上部に供給する循環配管と、循環配管の途中に設けられ、貯湯タンクの下部から取り出された低温水を昇温して高温水を生成させるヒートポンプと、貯湯タンク内の温水を取り出す給湯配管と、貯湯タンク内の高温水域に配置され、風呂、床暖房装置、浴室乾燥機等に用いられる熱媒と高温水の間で熱交換する熱交換器と、貯湯タンクの高さ方向に複数設けられた温度センサとを備えた給湯装置であって、貯湯タンクの高さ方向にのびる長さの異なる複数の湯水取出し配管が、貯湯タンクの内部に設けられ、湯水取出し配管のいずれか１本を選択し、その湯水取出し配管を給湯配管に連通させる切替機構が設けられ、切替機構は、温度センサによる温度検知に基づいて動作し、熱交換器での熱交換により高温水が低温化されて生成した中温水の取出しを優先させることを特徴とする給湯装置。
【請求項２】
切替機構は、湯水取出し配管ごとに設けられ、給湯配管に接続された取水配管と、各取水配管に設けられた開閉弁とを備え、開閉弁は、温度センサによる温度検知に基づいて開動作する請求項１記載の給湯装置。
【請求項３】
湯水取出し配管が同心円状に配置され、切替機構は、連通口が１つ形成された円板と、この円板を回動させるモータとを備え、モータの駆動が、温度センサによる温度検知に基づいて制御され、円板の連通口が湯水取出し配管のいずれか１本に一致するとき、給湯配管に至る流路が形成される請求項記１載の給湯装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本願発明は給湯装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
ヒートポンプにより水を沸かし、貯湯タンクに溜めた湯を風呂等の熱源とし、また、カラン等の出湯端末に供給する給湯装置が知られている（たとえば、特許文献１参照）。
【０００３】
上記給湯装置では、図４に示したように、湯を溜める貯湯タンク１内の上部に、風呂２、床暖房装置、浴室乾燥機等に用いられる熱媒との間で熱交換する熱交換器３が配置されている。貯湯タンク１には、下部および上部に接続された循環配管４が設けられ、循環配管４の途中にヒートポンプ５が設けられている。また、貯湯タンク１の上部に給湯配管６が接続され、給湯配管６の末端はシャワー、カラン等の出湯端末７に連通している。さらに、貯湯タンク１の下部には給水配管８が接続されている。給水配管８からは分岐配管９が分岐し、給湯配管６に連通している。
【０００４】
このような給湯装置では、市水である温度１５℃程度の低温水Ｌが、給水配管８を通じて貯湯タンク１の下部より内部に供給され、この低温水Ｌを貯湯タンク１の下部より循環配管４内に取り出し、ヒートポンプ５で沸かして温度８０℃〜９０℃の高温水Ｈとし、貯湯タンク１の上部より取り入れる。高温水Ｈは、給湯配管６に設けられた開閉弁１０を開けることにより、給湯配管６を通じて取り出され、分岐配管９より供給される市水と湯水混合弁１１において混合され、適温に調節されてシャワー、カラン等の出湯端末７に供給される。また、高温水Ｈは、風呂２、床暖房装置、浴室乾燥機等の熱媒と熱交換器３において熱交換される。この熱交換により貯湯タンク１内には温度３０℃〜７０℃の中温水Ｍが発生する。
【０００５】
中温水Ｍは、ヒートポンプ５により９０℃まで沸き上げる際の、（加熱量）／（消費電力）で示されるＣＯＰが１〜２程度であり、低温水ＬのＣＯＰが３〜４程度であるのに対して低い。したがって、中温水Ｍは高温水Ｈの生成には適さない。また、中温水Ｍをそのまま放っておくと、高温水Ｈが少なくなることから熱交換効率が低下するという問題が生じる。
【０００６】
そこで、上記給湯装置では、中温水Ｍを給湯に利用するようにしている。そのために、取水口を貯湯タンク１の高さ方向に複数設け、貯湯タンク１の側面に配置し、取水口の各々に開閉弁１２を取り付けている。各開閉弁１２は取水配管１３に接続され、取水配管１３は、給湯配管６に湯水混合弁１１より上流側で接続されている。また、サーミスタ等の温度センサ１４が貯湯タンク１の高さ方向に複数設けられ、中温水Ｍの検出を行えるようにしている。一つの温度センサ１４の温度検知は一つの開閉弁１２の開閉動作に対応させている。
【０００７】
このような給湯装置では、いずれかの温度センサ１４が３０℃〜７０℃の範囲の温度を検知すると、これに対応する開閉弁１２が開動作し、中温水Ｍが取水配管１３を通って給湯配管６に供給される。そして、そのまま、または湯水混合弁１１において市水と混合され、適温に調節されて出湯端末７に供給される。中温水Ｍが消費される分、給水配管８を通じて低温水Ｌが貯湯タンク１に供給されため、ヒートポンプ５のＣＯＰが良好な値となる。
【特許文献１】特開２００３−２９４２５１号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
以上のとおりに、図４に示した給湯装置では、ヒートポンプ５の加熱効率を高めつつ、中温水Ｍの有効利用を図っているが、その一方で、貯湯タンク１の側面に設けられる取水口には高い水密性が要求されるため、これを実現するためにコストが高くなるという問題が指摘される。
【０００９】
本願発明は、このような事情に鑑みてなされたものであり、中温水の有効利用を低コストで実現することのできる給湯装置を提供することを課題としている。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
本願発明は、上記の課題を解決するために、第１には、湯を貯留する貯湯タンクと、貯湯タンクの下部に接続され、低温水を供給する給水配管と、貯湯タンクの下部および上部に接続され、低温水を貯湯タンクの下部から取り出し、高温水を上部に供給する循環配管と、循環配管の途中に設けられ、貯湯タンクの下部から取り出された低温水を昇温して高温水を生成させるヒートポンプと、貯湯タンク内の温水を取り出す給湯配管と、貯湯タンク内の高温水域に配置され、風呂、床暖房装置、浴室乾燥機等に用いられる熱媒と高温水の間で熱交換する熱交換器と、貯湯タンクの高さ方向に複数設けられた温度センサとを備えた給湯装置であって、貯湯タンクの高さ方向にのびる長さの異なる複数の湯水取出し配管が、貯湯タンクの内部に設けられ、湯水取出し配管のいずれか１本を選択し、その湯水取出し配管を給湯配管に連通させる切替機構が設けられ、切替機構は、温度センサによる温度検知に基づいて動作し、熱交換器での熱交換により高温水が低温化されて生成した中温水の取出しを優先させることを特徴としている。
【００１１】
本願発明は、第２には、第１の給湯装置において、切替機構は、湯水取出し配管ごとに設けられ、給湯配管に接続された取水配管と、各取水配管に設けられた開閉弁とを備え、開閉弁は、温度センサによる温度検知に基づいて開動作することを特徴としている。
【００１２】
本願発明は、第３には、第１の給湯装置において、湯水取出し配管が同心円状に配置され、切替機構は、連通口が１つ形成された円板と、この円板を回動させるモータとを備え、モータの駆動が、温度センサによる温度検知に基づいて制御され、円板の連通口が湯水取出し配管のいずれか１本に一致するとき、給湯配管に至る流路が形成されることを特徴としている。
【発明の効果】
【００１３】
本願発明の第１、第２および第３の給湯装置によれば、中温水の貯湯タンクからの優先的な取出しを安価に実現することができる。また、本願発明の第３の給湯装置によれば、開閉弁を使用しないため、動作制御が容易となり、より低コストとなる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１４】
以下、図面に沿って本願発明の給湯装置についてさらに詳しく説明する。
【００１５】
図１は、本願発明の給湯装置の一実施形態を示した概要図である。図１図中に示した符号の内、図４に示したものと同一の符号は同じものを示している。すなわち、図１に示した給湯装置では、湯を溜める貯湯タンク１内の上部の高温水Ｈ域に、風呂２、床暖房装置、浴室乾燥機等に用いられる熱媒との間で熱交換する熱交換器３が配置されている。貯湯タンク１には、下部および上部に接続された循環配管４が設けられ、循環配管４の途中に、取り出した低温水Ｌを昇温させて高温水Ｈを生成させるＣＯ2ヒートポンプ等のヒートポンプ５が設けられている。また、貯湯タンク１内の温水を取り出し、シャワー、カラン等の出湯端末７に連通する給湯配管６が設けられている。さらに、貯湯タンク１の下端部には給水配管８が接続されている。給水配管８からは分岐配管９が分岐し、給湯配管６に連通している。分岐配管９が給湯配管６に連通する部分には湯水混合弁１１が設けられている。
【００１６】
加えて、図１に示した給湯装置では、貯湯タンク１の高さ方向にのびる複数の湯水取出し配管１５ａ、１５ｂ、１５ｃ、１５ｄ、１５ｅが、貯湯タンク１の内部に設けられている。これらの湯水取出し配管１５ａ、１５ｂ、１５ｃ、１５ｄ、１５ｅは相互に異なる長さを有し、貯湯タンク１の上端部から下方に向けて貯湯タンク１の内部に挿入されている。湯水取出し配管１５ａ、１５ｂ、１５ｃ、１５ｄ、１５ｅの上端部は、貯湯タンク１の上端部に集中して配置されている。
【００１７】
また、湯水取出し配管１５ａ、１５ｂ、１５ｃ、１５ｄ、１５ｅには、それぞれに取水配管１６ａ、１６ｂ、１６ｃ、１６ｄ、１６ｅが接続され、これらの取水配管１６ａ、１６ｂ、１６ｃ、１６ｄ、１６ｅは、給湯配管６に、分岐配管９より上流側、すなわち湯水混合弁１１より上流側で接続されている。
【００１８】
さらに、取水配管１６ａ、１６ｂ、１６ｃ、１６ｄ、１６ｅには、その各々に、開閉弁１７ａ、１７ｂ、１７ｃ、１７ｄ、１７ｅが設けられている。これらの開閉弁１７ａ、１７ｂ、１７ｃ、１７ｄ、１７ｅは、貯湯タンク１の高さ方向に複数設けられたサーミスタ等の温度センサ１４による温度検知に基づき、制御装置Ｃを通じて開閉するようになっている。
【００１９】
図１に示した給湯装置では、５本の湯水取出し配管が設けられ、この湯水取出し配管に対応して取水配管および開閉弁の数も同数としているが、湯水取出し配管をはじめ、取水配管および開閉弁の数は特に制限されない。複数であればよく、また、湯水取出し配管については、相互において長さが異なっていればよい。
【００２０】
このような図１に示した給湯装置では、温度センサ１４により中温水温度（３０℃〜７０℃）が検知されると、制御装置Ｃは、高温水Ｈの取出しより中温水Ｍの取出しを優先させ、開閉弁１７ａ、１７ｂ、１７ｃ、１７ｄ、１７ｅの内のいずれか一つを開動作させる。他の開閉弁は閉動作するまたは閉じたままとされる。中温水Ｍは、開動作した開閉弁が設けられた取水配管が接続している湯水取出し配管に流入し、取水配管を流れた後、給湯配管６に流れ込み、そのまま、または湯水混合弁１１において分岐配管９より供給される市水と混合され、適温とされて出湯端末７に供給される。中温水Ｍの優先的な供給が行われる。
【００２１】
図１に示した貯湯タンク１内の湯水の分布状態では、中温水温度は２つの温度センサ１４により検知されるが、この場合、制御装置Ｃは、湯水取出し配管１５ｃ、１５ｄのいずれか一方に中温水Ｍが流れ込むように、開閉弁１７ｃ、１７ｄのいずれか一方を開動作させる。どちらを開動作させるかは、制御装置Ｃにあらかじめ設定しておくことができる。
【００２２】
このように、図１に示した給湯装置では、中温水Ｍの取出しに長さの異なる湯水取出し配管１５ａ、１５ｂ、１５ｃ、１５ｄ、１５ｅを用い、その上端部を貯湯タンク１の上端部に集中して配置しているため、水密性が要求される箇所は、貯湯タンク１の上端部の１箇所のみであり、したがって、低コストとなる。中温水Ｍの貯湯タンク１からの優先的な取出しが安価に実現される。
【００２３】
図２は、本願発明の給湯装置の別の実施形態を示した概要図である。図２図中に示した符号の内、図１に示したものと同一の符号は同じものを示している。
【００２４】
図２に示した給湯装置では、湯水取出し配管１５ａ、１５ｂ、１５ｃ、１５ｄ、１５ｅが、図３に示したように、同心円状に配置され、各々の上端において固定板１８に固定されている。固定板１８の上には、連通口１９が一つ形成された円板２０が配置されている。円板２０は、駆体２１の内部に納められ、駆体２１の上方に設けられたモータ２２の回転軸２３に接続されている。駆体２１には、側方に取出し口２４が設けられ、この取出し口２４に給湯配管６が接続している。また、駆体２１は、固定板１８と水密的に重合するようになっている。モータ２２の駆動は、図２に示したように、制御装置Ｃにより制御され、しかも、その制御は、温度センサ１４の検知温度に基づいて行われるようになっている。モータ２２には、ステッピングモータが好ましく適用される。
【００２５】
このような図２に示した給湯装置では、中温水温度（３０℃〜７０℃）が温度センサ１４により検知されると、制御装置Ｃを通じてモータ２２が駆動し、円板２０が回動する。このとき、円板２０に設けられた連通口１９が湯水取出し配管１５ａ、１５ｂ、１５ｃ、１５ｄ、１５ｅのいずれか１本の上端に一致し、湯水取出し配管、連通口１９、駆体２１、取出し口２４、そして給湯配管６に至る流路が形成される。この流路を通じての中温水Ｍの優先的な取出しが可能となる。中温水Ｍは、以上の流路を流れ、そのまま、または湯水混合弁１１において分岐配管９から供給される市水と混合され、適温とされて出湯端末７に供給される。中温水Ｍの優先的な供給が行われる。
【００２６】
図２に示した貯湯タンク１内の湯水の分布状態では、中温水温度は２つの温度センサ１４により検知されるが、この場合、制御装置Ｃは、湯水取出し配管１５ｃ、１５ｄのいずれか一方に中温水Ｍが流れ込むように、モータ２２の駆動を制御し、連通口１９が湯水取出し配管１５ｃ、１５ｄのいずれか一方の上端に一致するように、円板２０を回動させる。どちらの湯水取出し配管に連通口１９を一致させるかは、制御装置Ｃにあらかじめ設定しておくことができる。
【００２７】
このように、図２に示した給湯装置でも、中温水Ｍの取出しに長さの異なる湯水取出し配管１５ａ、１５ｂ、１５ｃ、１５ｄ、１５ｅを用い、その上端部を貯湯タンク１の上端部に集中して配置しているため、水密性が要求される箇所は、貯湯タンク１の上端部の１箇所のみであり、したがって、低コストとなる。中温水Ｍの貯湯タンク１からの優先的な取出しが安価に実現される。
【００２８】
また、図２に示した給湯装置では、制御装置Ｃの制御対象がモータ２２の１つであり、開閉弁を使用していないため、制御が容易となり、より低コストとなる。湯水取出し配管の数が多くなるほどコスト的に有利となる。
【００２９】
なお、以上の実施形態では、湯水取出し配管を貯湯タンク１の上端部から下方に向かうように配設しているが、湯水取出し配管は、貯湯タンク１の下端部から上方に向かうように設けることもできる。この場合、湯水取出し配管の下端部が貯湯タンク１の下端部に集中するが、水密性が要求される箇所は貯湯タンク１の下端部の１箇所のみであり、以上の実施形態と同様の効果が得られる。
【図面の簡単な説明】
【００３０】
【図１】本願発明の給湯装置の一実施形態を示した概要図である。
【図２】本願発明の給湯装置の別の実施形態を示した概要図である。
【図３】図２に示した実施形態の要部分解斜視図である。
【図４】従来の給湯装置を示した概要図である。
【符号の説明】
【００３１】
１    貯湯タンク
２    風呂
３    熱交換器
４    循環配管
５    ヒートポンプ
６    給湯配管
７    出湯端末
８    給水配管
９    分岐配管
１１    湯水混合弁
１４    温度センサ
１５ａ、１５ｂ、１５ｃ、１５ｄ、１５ｅ    湯水取出し配管
１６ａ、１６ｂ、１６ｃ、１６ｄ、１６ｅ    取水配管
１７ａ、１７ｂ、１７ｃ、１７ｄ、１７ｅ    開閉弁
１８    固定板
１９    連通口
２０    円板
２１    駆体
２２    モータ
２３    回転軸
２４    取出し口
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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