(57)【要約】【課題】所定の温度の被加熱液体を得つつ、第一熱交換器を最適な運転条件で運転できることで高効率化を達成可能な加熱装置、及び加熱方法を提供する。【解決手段】第三貯湯槽６の上部での水Ｗの温度が所定の温度以上となった際に、外部からの水Ｗを第三貯湯槽６に導入させ、第三貯湯槽６の上部での水Ｗの温度が所定の温度よりも低くなった際に、外部からの水を第一貯湯槽４に導入させるように切換え弁４２を操作する弁制御部４３を備えている。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
第一冷媒であるＣＯ２が凝縮と蒸発を繰り返して循環する第一冷媒回路を有するとともに入口から導入された被加熱液体を加熱して出口から吐出する第一熱交換部と、
前記被加熱液体を貯留するとともに下部が前記第一熱交換部の前記入口に接続された第一貯留槽と、
前記被加熱液体を貯留するとともに前記第一貯留槽の上部に下部が接続され、上部が前記第一熱交換部の前記出口に接続され、かつ、該上部から所定の温度の前記被加熱液体を取出し可能な第二貯留槽と、
前記被加熱液体を貯留するとともに上部が前記第二貯留槽に接続された第三貯留槽と、
前記第一熱交換部と並列で設けられ、第二冷媒が循環する第二冷媒回路を有するとともに、前記第三貯留槽の前記被加熱液体を加熱する第二熱交換部と、
前記第一貯留槽の前記下部、又は前記第三貯留槽の下部に前記被加熱液体を外部から導入可能とする切換え弁と、
前記第三貯留槽の前記上部での前記被加熱液体の温度が前記所定の温度以上となった際に、前記外部からの前記被加熱液体を前記第三貯留槽に導入させ、前記第三貯留槽の前記上部での前記被加熱液体の温度が前記所定の温度よりも低くなった際に、前記外部からの前記被加熱液体を前記第一貯留槽に導入させるように前記切換え弁を操作する弁制御部と、
を備える加熱装置。
【請求項２】
前記第一貯留槽の上部に対応する所定の高さ位置で、該第一貯留槽の前記被加熱液体の温度を計測する第一温度センサと、
前記第二貯留槽の上部における所定の高さ位置で、該第二貯留槽の前記被加熱液体の温度を計測する第二温度センサと、
前記第一温度センサの計測値に応じて、前記第二温度センサの計測値が前記所定の温度以上となるように、前記第一熱交換部の運転を制御する運転制御部と
をさらに備える請求項１に記載の加熱装置。
【請求項３】
前記所定の温度は、６０度以上９０度以下である請求項１又は２に記載の加熱装置。
【請求項４】
前記第二熱交換部は太陽熱集熱器を有し、該太陽熱集熱器によって前記第三貯留槽の前記被加熱液体を加熱する請求項１から３のいずれか一項に記載の加熱装置。
【請求項５】
前記第一貯留槽に接続され、前記第二貯留槽から取り出されて利用された後の前記被加熱液体を前記第一貯留槽に導入可能なリサイクルラインと、
前記リサイクルラインの前記第一貯留槽内の開口部の上下のうちの少なくとも一方に配置されて前記第一貯留槽の内面から突出する流動規制部材と、
をさらに備える請求項１から４のいずれか一項に記載の加熱装置。
【請求項６】
第一冷媒であるＣＯ２が凝縮と蒸発を繰り返して循環する第一冷媒回路を有するとともに入口から導入された被加熱液体を加熱して出口から吐出する第一熱交換部と、
前記被加熱液体を貯留するとともに下部が前記第一熱交換部の前記入口に接続された第一貯留槽と、
前記被加熱液体を貯留するとともに前記第一貯留槽の上部に下部が接続され、上部が前記第一熱交換部の前記出口に接続され、かつ、該上部から所定の温度の前記被加熱液体を取出し可能な第二貯留槽と、
前記第一貯留槽に接続され、前記第二貯留槽から取り出されて利用された後の前記被加熱液体を前記第一貯留槽に導入可能なリサイクルラインと、
前記リサイクルラインの前記第一貯留槽内の開口部の上下のうちの少なくとも一方に配置されて前記第一貯留槽の内面から突出する流動規制部材と、
を備える加熱装置。
【請求項７】
前記流動規制部材は、前記開口部の上下のうちの少なくとも一方に配置された高さ方向規制部と、前記第一貯留槽の内側で前記高さ方向規制部に連続し、前記開口部に対向する対向方向規制部とを有する請求項５又は６に記載の加熱装置。
【請求項８】
第一冷媒であるＣＯ２が凝縮と蒸発を繰り返して循環する第一冷媒回路を有するとともに入口から導入された被加熱液体を加熱して出口から吐出する第一熱交換部と、
前記被加熱液体を貯留するとともに下部が前記第一熱交換部の前記入口に接続された第一貯留槽と、
前記被加熱液体を貯留するとともに前記第一貯留槽の上部に下部が接続され、上部が前記第一熱交換部の前記出口に接続され、かつ、該上部から所定の温度の前記被加熱液体を取出し可能な第二貯留槽と、
前記被加熱液体を貯留するとともに上部が前記第二貯留槽に接続された第三貯留槽と、
前記第一熱交換部と並列で設けられ、第二冷媒が循環する第二冷媒回路を有するとともに、前記第三貯留槽の前記被加熱液体を加熱する第二熱交換部と、
を備える装置で前記被加熱液体を加熱する加熱方法であって、
前記第三貯留槽の前記被加熱液体の温度が前記所定の温度以上となった際に、外部からの前記被加熱液体を前記第三貯留槽に導入させ、前記被加熱液体の温度が前記所定の温度よりも低くなった際に、前記外部からの前記被加熱液体を前記第一貯留槽に導入させる工程を含む加熱方法。
【請求項９】
前記第一貯留槽の上部における所定の高さ位置での該第一貯留槽の前記被加熱液体の温度に応じて、前記第二貯留槽の前記被加熱液体の温度が前記所定の温度以上となるように、前記第一熱交換部の運転を制御する工程をさらに含む請求項８に記載の加熱方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、被加熱液体を加熱する加熱装置、及び加熱方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来から温水を生成し給湯する給湯機（加熱装置）が知られている。給湯機にはガスを燃焼させて水の加熱を行うガス式、電気ヒータによって水の加熱を行う電気式、及び、冷媒回路を有するヒートポンプ式等が知られている。
【０００３】
さらに、現在は省エネルギーの観点から太陽熱利用の需要が高まっており、特許文献１に示すように太陽熱集熱器を用いた給湯機も知られている。
【０００４】
ところが、水の加熱に自然エネルギーを利用する太陽熱集熱器を用いる場合、利用可能な太陽熱の熱量は天候や時間帯によって変動する。このため、太陽熱集熱器のみを用いた給湯機では貯湯タンク内の水の温度を所望の温度に保つことができないが、例えば、レジオネラ菌等の繁殖を抑えるためには６０度以上に貯湯槽内の水の温度を保つことが好ましいことが知られている。このため、給湯機には太陽熱集熱器に加えて、電気ヒータやボイラを併用することが一般的である。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特許第５７７５５９６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、このように給湯機の熱源に太陽熱を利用することで省エネルギーを図ろうとしても、上記のように電気ヒータやボイラを用いることで効率が低下してしまうといった問題が生じる。
【０００７】
そこで本発明は、所定の温度の被加熱液体を得つつ、高効率化を達成可能な加熱装置、及び加熱方法を提供する。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明の第一の態様に係る加熱装置は、第一冷媒であるＣＯ２が凝縮と蒸発を繰り返して循環する第一冷媒回路を有するとともに入口から導入された被加熱液体を加熱して出口から吐出する第一熱交換部と、前記被加熱液体を貯留するとともに下部が前記第一熱交換部の入口に接続された第一貯留槽と、前記被加熱液体を貯留するとともに前記第一貯留槽の上部に下部が接続され、上部が前記第一熱交換部の前記出口に接続され、かつ、該上部から所定の温度の前記被加熱液体を取出し可能な第二貯留槽と、前記被加熱液体を貯留するとともに上部が前記第二貯留槽に接続された第三貯留槽と、前記第一熱交換部と並列で設けられ、第二冷媒が循環する第二冷媒回路を有するとともに、前記第三貯留槽の前記被加熱液体を加熱する第二熱交換部と、前記第一貯留槽の前記下部、又は前記第三貯留槽の下部に前記被加熱液体を外部から導入可能とする切換え弁と、前記第三貯留槽の前記上部での前記被加熱液体の温度が前記所定の温度以上となった際に、前記外部からの前記被加熱液体を前記第三貯留槽に導入させ、前記第三貯留槽の前記上部での前記被加熱液体の温度が前記所定の温度よりも低くなった際に、前記外部からの前記被加熱液体を前記第一貯留槽に導入させるように前記切換え弁を操作する弁制御部と、を備えている。
【０００９】
このような加熱装置によれば、第二熱交換部と被加熱液体との熱交換量が十分でない場合、第三貯留槽の被加熱液体の温度が低下する。この際、第三貯留槽の上部での被加熱液体の温度が所定の温度よりも低くなると、切換え弁が制御されて外部からの被加熱液体が第三貯留槽へ導入されずに第一貯留槽に導入される。第一貯留槽では被加熱液体がＣＯ２の冷媒が循環する第一熱交換部との間で熱交換されて加熱される。例えば第二熱交換部が熱源に自然エネルギーを利用している場合には、第二熱交換部での熱交換量が不足することがある。この点について本態様ではこのような熱交換量の不足分を、ＣＯ２の冷媒を用いたヒートポンプである第一熱交換部によって補うことができる。
そして切換え弁の制御によって第一貯留槽から第一熱交換部へ導入されて加熱された被加熱液体、または、第三貯留槽で加熱された被加熱液体は、切換え弁によって選択された貯留槽から第二貯留槽に導入される。この結果、所定の温度の被加熱液体が第二貯留槽に貯留される。よって第二熱交換部での熱交換量の変動に影響を受けることなく、第二貯留槽の上部から所定温度の被加熱液体を取出して利用に供することが可能である。
また、第一貯留槽には熱交換前の外部の被加熱液体が下部から導入され、かつ、第一熱交換部の入口には第一貯留槽の下部からの被加熱液体が導入される。ここで第一貯留槽内の被加熱液体は上部で温度が高く、下部で温度が低くなっている。よって第一熱交換部には、第一貯留槽の下部での温度が低い被加熱液体が導入されることになる。ここで冷媒にＣＯ２の用いたヒートポンプでは、ヒートポンプへの入口温度が低い程ＣＯＰ（Ｃｏｅｆｆｉｃｉｅｎｔ  Ｏｆ  Ｐｅｒｆｏｒｍａｎｃｅ）が高くなる。よって本態様では、第一熱交換部の効率が高い状態で運転することが可能である。
【００１０】
本発明の第二の態様に係る加熱装置は、上記第一の態様において、前記第一貯留槽の上部に対応する所定の高さ位置で、該第一貯留槽の前記被加熱液体の温度を計測する第一温度センサと、前記第二貯留槽の上部における所定の高さ位置で、該第二貯留槽の前記被加熱液体の温度を計測する第二温度センサと、前記第一温度センサの計測値に応じて、前記第二温度センサの計測値が前記所定の温度以上となるように、前記第一熱交換部の運転を制御する運転制御部とをさらに備えていてもよい。
【００１１】
このように運転制御部によって第一熱交換部の運転を制御することで、第二貯留槽から取り出す被加熱液体を、常時所定の温度以上に保つことができる。
【００１２】
本発明の第三の態様に係る加熱装置は、上記第一又は第二の態様において、前記所定の温度は、６０度以上９０度以下であってもよい。
【００１３】
第二貯留槽から取り出される被加熱液体の温度を６０度以上９０度以下に保つことで、ユーザが利用しやすい被加熱液体を取出し可能となる。また、レジオネラ菌等の細菌の発生を抑制できる。
【００１４】
本発明の第四の態様に係る加熱装置は、上記第一から第三の態様において、前記第二熱交換部は太陽熱集熱器を有し、該太陽熱集熱器によって前記第三貯留槽の前記被加熱液体を加熱してもよい。
【００１５】
第二熱交換部での熱交換に太陽熱を利用することで、さらなる省エネルギーが達成でき、加熱装置のさらなる高効率化が可能である。
【００１６】
本発明の第五の態様に係る加熱装置は、上記第一から第四の態様において、前記第一貯留槽に接続され、前記第二貯留槽から取り出されて利用された後の前記被加熱液体を前記第一貯留槽に導入可能なリサイクルラインと、前記リサイクルラインの前記第一貯留槽内の開口部の上下のうちの少なくとも一方に配置されて前記第一貯留槽の内面から突出する流動規制部材と、をさらに備えていてもよい。
【００１７】
利用によって温度が低下した被加熱液体がリサイクルラインから第一貯留槽に導入される。この際、リサイクルラインからの被加熱液体が第一貯留槽に貯留されず、第一貯留槽内で攪拌されずにそのまま第一貯留槽内の上下方向に向かって流通してしまうことを流動規制部材によって規制できる。
そしてリサイクルラインからの被加熱液体が、第一貯留槽内で下方に向かって直接流れないようにできれば、リサイクルラインからの被加熱液体がそのまま第一熱交換部の入口に流入してしまうことを回避できる。よって第一熱交換部の入口での被加熱液体の温度が低くなることを抑制でき、第一熱交換部でのＣＯＰの低下を回避できる。
また、リサイクルラインからの被加熱液体が、第一貯留槽内で上方に向かって直接流れないようにできれば、リサイクルラインからの被加熱液体がそのまま第一貯留槽の上部から第二貯留槽に流れ込むことを回避できる。よって第二貯留槽の上部から取り出す被加熱液体の温度が所定の温度よりも低くなってしまうことを回避できる。
【００１８】
本発明の第六の態様に係る加熱装置は、第一冷媒であるＣＯ２が凝縮と蒸発を繰り返して循環する第一冷媒回路を有するとともに入口から導入された被加熱液体を加熱して出口から吐出する第一熱交換部と、前記被加熱液体を貯留するとともに下部が前記第一熱交換部の前記入口に接続された第一貯留槽と、前記被加熱液体を貯留するとともに前記第一貯留槽の上部に下部が接続され、上部が前記第一熱交換部の前記出口に接続され、かつ、該上部から所定の温度の前記被加熱液体を取出し可能な第二貯留槽と、前記第一貯留槽に接続され、前記第二貯留槽から取り出されて利用された後の前記被加熱液体を前記第一貯留槽に導入可能なリサイクルラインと、前記リサイクルラインの前記第一貯留槽内の開口部の上下のうちの少なくとも一方に配置されて前記第一貯留槽の内面から突出する流動規制部材と、を備えている。
【００１９】
このような加熱装置によれば、リサイクルラインからの被加熱液体が第一貯留槽に貯留されず、第一貯留槽内で攪拌されずにそのまま第一貯留槽内の上下方向に向かって流通してしまうことを流動規制部材によって規制できる。よって第一熱交換部の入口での被加熱液体の温度が低くなることを抑制でき、第一熱交換部でのＣＯＰの低下を回避できる。またリサイクルラインからの被加熱液体がそのまま第一貯留槽の上部から第二貯留槽に流れ込むことを回避でき、第二貯留槽の上部から取り出す被加熱液体の温度が所定の温度よりも低くなってしまうことを回避できる。
【００２０】
本発明の第七の態様に係る加熱装置は、上記第五又は第六の態様において、前記流動規制部材は、前記開口部の上下のうちの少なくとも一方に配置された高さ方向規制部と、前記第一貯留槽の内側で前記高さ方向規制部に連続し、前記開口部に対向する対向方向規制部とを有していてもよい。
【００２１】
このように流動規制部材の高さ方向規制部によって、リサイクルラインからの被加熱液体が第一貯留槽の下方に向って流れ、そのまま第一熱交換部へ流れ込むことを回避でき、第一貯留槽の上方に向って流れ、そのまま上方から第二貯留槽に流れ込むことを回避できる。さらに対向方向規制部にリサイクルラインからの被加熱液体が衝突し、リサイクルラインからの被加熱液体を第一貯留部内で拡散させることができる。よってリサイクルラインからの被加熱液体を、第一貯留槽内で十分に加熱することができる。
【００２２】
本発明の第八の態様に係る加熱方法は、第一冷媒であるＣＯ２が凝縮と蒸発を繰り返して循環する第一冷媒回路を有するとともに入口から導入された被加熱液体を加熱して出口から吐出する第一熱交換部と、前記被加熱液体を貯留するとともに下部が前記第一熱交換部の前記入口に接続された第一貯留槽と、前記被加熱液体を貯留するとともに前記第一貯留槽の上部に下部が接続され、上部が前記第一熱交換部の前記出口に接続され、かつ、該上部から所定の温度の前記被加熱液体を取出し可能な第二貯留槽と、前記被加熱液体を貯留するとともに上部が前記第二貯留槽に接続された第三貯留槽と、前記第一熱交換部と並列で設けられ、第二冷媒が循環する第二冷媒回路を有するとともに、前記第三貯留槽の前記被加熱液体を加熱する第二熱交換部と、を備える装置で前記被加熱液体を加熱する加熱方法であって、前記第三貯留槽の前記被加熱液体の温度が前記所定の温度以上となった際に、外部からの前記被加熱液体を前記第三貯留槽に導入させ、前記被加熱液体の温度が前記所定の温度よりも低くなった際に、前記外部からの前記被加熱液体を前記第一貯留槽に導入させる工程を含んでいる。
【００２３】
このような加熱方法によれば、第二熱交換部が熱源に自然エネルギーを利用している場合には、第二熱交換部での熱交換量が不足することがあるが、このような熱交換量の不足分をＣＯ２の冷媒を用いたヒートポンプである第一熱交換部によって補うことができる。第二熱交換部での熱交換量の変動に影響を受けることなく、第二貯留槽の上部から所定温度の被加熱液体を取り出して利用に供することが可能である。
また、第一貯留槽には熱交換前の外部からの被加熱液体が下部から導入され、かつ、第一熱交換部の入口には第一貯留槽の下部からの被加熱液体が導入される。よって、第一熱交換部には第一貯留槽の下部での温度が低い被加熱液体が導入されることになる。よって本態様では、第一熱交換部のＣＯＰを高くでき、効率が高い状態で運転することが可能である。
【００２４】
本発明の第九の態様に係る加熱方法は、上記第八の態様において、前記第一貯留槽の上部における所定の高さ位置での該第一貯留槽の前記被加熱液体の温度に応じて、前記第二貯留槽の前記被加熱液体の温度が前記所定の温度以上となるように、前記第一熱交換部の運転を制御する工程をさらに含んでいてもよい。
【００２５】
第一熱交換部の運転を第一貯留槽の前記被加熱液体の温度に応じて制御することで、第二貯留槽から取り出す被加熱液体を、常時所定の温度に保つことができる。
【発明の効果】
【００２６】
上記の加熱装置、及び加熱方法によれば、所定の温度の被加熱液体を得つつ、第一熱交換器を最適な運転条件で運転できることで高効率化を達成可能である。
【図面の簡単な説明】
【００２７】
【図１】本発明の第一実施形態の給湯装置の全体構成図である。
【図２】本発明の第二実施形態の給湯装置の全体構成図である。
【図３】本発明の第二実施形態における第一貯湯槽の側面図である。
【図４】本発明の第二実施形態における流動規制部材を示す斜視図である。
【図５】本発明の第二実施形態の第一変形例における流動規制部材を示す斜視図である。
【図６】本発明の第二実施形態の第二変形例における流動規制部材を示す斜視図である。
【図７】本発明の第三実施形態の給湯装置の全体構成図である。
【発明を実施するための形態】
【００２８】
〔第一実施形態〕
以下、本発明の実施形態の給湯装置（加熱装置）１について説明する。
図１に示すように、本実施形態の給湯装置１は、並列に設けられた第一熱交換部２及び第二熱交換部３と、第一熱交換部２との間で熱交換を行う水（被加熱液体）Ｗを貯留する第一貯湯槽（第一貯留槽）４と、第二熱交換部３との間で熱交換を行う水Ｗを貯留する第三貯湯槽（第三貯留槽）６と、第一貯湯槽（第一貯留槽）４と第三貯湯槽（第三貯留槽）６との間に接続された第二貯湯槽（第二貯留槽）５とを備えている。
【００２９】
第一熱交換部２は、第一冷媒ＲＦ１としてＣＯ２（二酸化炭素）が循環する第一冷媒回路２ａを有している。第一冷媒回路２ａは不図示の圧縮機、熱交換器、配管３ｃ等を有するヒートポンプである。第一冷媒回路２ａをＣＯ２が凝縮と蒸発を繰り返して循環する。第一熱交換部２の入口２ｂから水Ｗが導入されると、この水Ｗが加熱されて出口２ｃから吐出される。
【００３０】
第一貯湯槽４は水（湯）Ｗを貯留する。第一貯湯槽４の下部には第一出口管１０が接続されている。第一出口管１０は第一熱交換部２の入口２ｂに接続されている。第一貯湯槽４の内部では、下部に冷たい水Ｗが、上部に温かい水（湯）Ｗが貯留されている。よって、第一出口管１０から第一熱交換部２の入口２ｂには比較的温度の低い水Ｗが導入される。また第一貯湯槽４の上部には第一接続管１１が接続されている。第一接続管１１からは比較的温度の高い水（湯）Ｗが流出する。
【００３１】
また、第一貯湯槽４の下部には、外部の水Ｗの供給源（水道等（不図示））からの水Ｗが導入可能に、供給管４１が設けられている。
【００３２】
また、第一貯湯槽４の側壁面には第一温度センサ１３が設けられている。第一温度センサ１３は、高さ方向に間隔をあけて複数個（本実施形態では三つ）設けられている。三つの第一温度センサ１３を、上部第一温度センサ１３ａ、中部第一温度センサ１３ｂ、下部第一温度センサ１３ｃと称する。第一温度センサ１３の数量、配置位置は、運転条件や第一貯湯槽４の構造にあわせて適宜設定可能である。
【００３３】
第二貯湯槽５は水（湯）Ｗを貯留する。第二貯湯槽５の下部には第一貯湯槽４の上部に接続された第一接続管１１が接続されている。これにより第一貯湯槽４には第二貯湯槽５から比較的温度の高い水(湯)Ｗが流入可能となっている。また第二貯湯槽５には第二入口管２２が接続されている。第二入口管２２は第一熱交換部２の出口２ｃに接続されている。これにより第二貯湯槽５には上部から第一熱交換部２で加熱された水（湯）Ｗが導入される。
【００３４】
さらに、第二貯湯槽５の水（湯）Ｗを取り出して利用可能となるように、第二貯湯槽５の上部に取水管２１が接続されている。また第二貯湯槽５には取水管２１から取り出されて利用された水 (湯) Ｗが第二貯湯槽５に流入可能に、管路であるリサイクルライン２３が設けられている。本実施形態では、リサイクルライン２３は第二貯湯槽５の側壁面に接続されて、第二貯湯槽５の内部に開口している。
【００３５】
また、第二貯湯槽５の側壁面には第二温度センサ２４が設けられている。第二温度センサ２４は、高さ方向に間隔をあけて複数個（本実施形態では三つ）設けられている。三つの第二温度センサ２４を、上部第二温度センサ２４ａ、中部第二温度センサ２４ｂ、下部第二温度センサ２４ｃと称する。第二温度センサ２４の数量、配置位置は、運転条件や第二貯湯槽５の構造にあわせて適宜設定可能である。
【００３６】
さらにこれら第一温度センサ１３及び第二温度センサ２４には、第一温度センサ１３及び第二温度センサ２４での計測値（水Ｗの温度）を取得し、これら計測値に基づいて第一熱交換部２の運転制御（圧縮機の回転数等の制御）を行うＭＰＵ等からなる運転制御部１５が接続されている。具体的には、運転制御部１５は、上部第一温度センサ１３ａの計測値が所定の第一温度よりも小さくなった場合、第一熱交換部２を運転する。即ち、上部第二温度センサ２４ａ、中部第二温度センサ２４ｂ、及び下部第二温度センサ２４ｃの全ての計測値（水Ｗの温度）が所定の温度以上である状態が運転制御部１５によって維持される（運転を制御する工程）。
【００３７】
ここで上記の「所定の温度」は、６０度以上９０度以下であるとよいが、少なくとも６０度以上の温度であるとよい。
【００３８】
第二熱交換部３は、第一熱交換部２とは独立して設けられている。本実施形態では第二熱交換部３は、第二冷媒ＲＦ２として例えばブライン（不凍液）が循環する配管３ｃ、第二冷媒を加熱する太陽熱集熱器３ｂ、及び第二冷媒ＲＦ２を圧送するポンプ３ｄを有する第二冷媒回路３ａを有している。
【００３９】
第三貯湯槽６は、水（湯）Ｗを貯留する。第三貯湯槽６の下部には第三入口管３１が接続されている。第三入口管３１は、供給管４１から分岐するように設けられており、供給源(水道)からの水Ｗが第三貯湯槽６の下部から導入可能となっている。第三貯湯槽６は、第二熱交換部３の第二冷媒ＲＦ２との間で熱交換を行って、太陽熱によって加熱される。第三貯湯槽６の内部では、下部に冷たい水Ｗが、上部に温かい水（湯）Ｗが貯留されている。第三貯湯槽６の上部には第二接続管３２が接続されている。第二接続管３２は、第二貯湯槽５に接続されている。第二接続管３２からは比較的温度の高い水（湯）Ｗが第二貯湯槽５に向かって流出するようになっている。
【００４０】
また、第三貯湯槽６の上部の側壁面には第三温度センサ３３が設けられている。第三温度センサ３３の配置位置は、運転条件や第三貯湯槽６の構造にあわせて適宜設定可能である。
【００４１】
ここで、第三入口管３１の供給管４１からの分岐部分には、例えば三方弁等の切換え弁４２が設けられている。切換え弁４２にはＭＰＵ等からなる弁制御部４３が接続されている。
切換え弁４２は、供給源から供給管４１を介して流通する水Ｗを、第三貯湯槽６か、又は、第一貯湯槽４へ選択的に導入可能とする。
【００４２】
具体的には弁制御部４３は、第三貯湯槽６の水（湯）Ｗの温度が上記所定の温度以上となった際に、供給源からの水Ｗを第三貯湯槽６に導入させる。その一方で、第三貯湯槽６の水（湯）Ｗの温度が上記所定の温度よりも低くなった際に、供給源からの水Ｗを第一貯湯槽４に導入させるように切換え弁４２を操作する（導入させる工程）。
【００４３】
以上説明した本実施形態の給湯装置１によれば、自然エネルギーを利用する第二熱交換部３での利用可能熱量が不足して水Ｗとの熱交換量が十分でない場合に、第三貯湯槽６の水Ｗの温度が低下する。すると、第三貯湯槽６の水Ｗの温度（第三温度センサ３３での計測値）が所定の温度よりも低くならないように、弁制御部４３によって切換え弁４２が操作されて外部の供給源からの水Ｗを第三貯湯槽６へ導入させず、この水Ｗを第一貯湯槽４に導入することができる。
【００４４】
この場合、第一貯湯槽４で水ＷがＣＯ２の第一冷媒ＲＦ１が循環する第一熱交換部２との間で熱交換されて加熱され、第二貯湯槽５へ導入される。よって第二熱交換部３での熱交換量が不足しても、このような熱交換量の不足分をカバーするように、ＣＯ２の冷媒を用いたヒートポンプである第一熱交換部２によって水Ｗを加熱し、第二貯湯槽５に貯留できる。
【００４５】
そして第一貯湯槽４における加熱された水（湯）Ｗが第一熱交換部２の出口２ｃから第二貯湯槽５の上部に貯湯されるか、第三貯湯槽６で加熱された水（湯）Ｗが第三貯湯槽６の上部から押し出されて第二貯湯槽５に導入されるか、いずれかが選択される。この結果、所定の温度の水（湯）Ｗが第二貯湯槽５に貯湯される。この結果、第二熱交換部３での熱交換量の変動に影響を受けることなく、第二貯湯槽５の上部から上記の所定の温度の水Ｗ（湯）Ｗを取出して利用に供することが可能である。
【００４６】
また、第一貯湯槽４には熱交換前の外部の供給源からの水Ｗが下部から導入され、かつ、第一熱交換部２の入口２ｂには第一貯湯槽４の下部からの水Ｗが導入される。第一貯湯槽４内の水（湯）Ｗは上部で温度が高く、下部で温度が低くなっている。よって第一熱交換部２には、第一貯湯槽４の下部の温度が低い水Ｗが導入される。ＣＯ２の冷媒を用いるヒートポンプでは、入口２ｂ温度が低い程ＣＯＰが高くなるので、本実施形態のＣＯ２給湯機では第一熱交換部２の効率が高い状態で運転することが可能である。
【００４７】
また、運転制御部１５によって第一熱交換部２の運転を制御することで、第二貯湯槽５から取り出す水Ｗの温度を、常時所定の温度に保つことができる。例えば第二貯湯槽５から取り出される水（湯）Ｗの温度を６０度以上９０度以下に保つことで、ユーザが利用しやすい水（湯）Ｗを取出し可能となる。また、レジオネラ菌等の細菌が発生することを抑制できる。
【００４８】
〔第二実施形態〕
次に、本発明の第二実施形態の給湯装置１Ａについて説明する。以下に説明する第二実施形態においては、第一実施形態と同一部分に同一符号を付して説明するとともに、重複説明を省略する。第二実施形態では、第一実施形態の構成に加えて流動規制部材５１が第一貯湯槽４に設けられている点で、第一実施形態とは異なっている。
また、本実施形態では第一貯湯槽４の側壁面には、高さ方向に間隔をあけて貯湯量検出センサ６０が複数設けられている。本実施形態では貯湯量が２０％から１００％となる高さ位置まで、下方に向かって２０％刻みで５つの貯湯量検出センサ６０（６０ａ、６０ｂ、６０ｃ、６０ｄ、６０ｅ）が設けられている（図３参照）。
【００４９】
図２から図４に示すように、流動規制部材５１は第一貯湯槽４内に、リサイクルライン２３が接続される位置に対応して第一貯湯槽４の側壁の内面から突出するように設けられている。
より具体的には、流動規制部材５１は、リサイクルライン２３の第一貯湯槽４への開口部２３ａの上下に配置された高さ方向規制部５２と、高さ方向規制部５２に連続して設けられた対向方向規制部５３とを有している。
リサイクルライン２３は例えば第一貯湯槽４の側壁面を貫通して第一貯湯槽４の内部に突出して設けられている。
【００５０】
高さ方向規制部５２は板状をなし、リサイクルライン２３の開口部２３ａを上下から挟み込むように、リサイクルライン２３の延びる方向に沿って一対が設けられている。開口部２３ａの下方の高さ方向規制部５２は、１００％となる高さ位置の貯湯量検出センサ６０ｅ）よりも上方に配置されている。また、開口部２３ａの上方の高さ方向規制部５２は、２０％となる高さ位置の貯湯量検出センサ６０ａよりも下方に配置されている。
【００５１】
対向方向規制部５３は、高さ方向に延びる板状をなし、一対の高さ方向規制部５２同士を第一貯湯槽４の内側で接続している。そして、リサイクルライン２３から流出する水Ｗの流出方向（本実施形態では第一貯湯槽４の幅方向）に対向するように、表面を第一貯湯槽４の側壁内面に向けている。
【００５２】
以上説明した本実施形態の給湯装置１Ａによれば、リサイクルライン２３からの温度が低下した水Ｗが第一貯湯槽４に貯留されずにそのまま上方又は下方に向かい、第一貯湯槽４から流出してしまうことを流動規制部材５１の高さ方向規制部５２によって規制できる。
【００５３】
よって第一熱交換部２の入口２ｂにリサイクルライン２３からの水Ｗが直接導入されないようにできることで、リサイクルライン２３からの水Ｗの温度が外部の供給源からの水Ｗの温度よりも高い場合に、第一熱交換部２の入口２ｂでの水Ｗの温度が高くなってしまうことを回避でき、第一熱交換部２のＣＯＰの低下を回避できる。
【００５４】
また、上記所定の温度よりも温度が低いリサイクルライン２３からの水Ｗがそのまま第一貯湯槽４の上部から第二貯湯槽５に流れ込むことを回避できる。よって第二貯湯槽５の上部から取り出す水（湯）Ｗの温度が、上記の所定の温度よりも低くなってしまうことを回避できる。
【００５５】
さらに、対向方向規制部５３にリサイクルライン２３からの水Ｗが衝突し、第一貯湯槽４内で拡散させることができる。よって、温度が所定の温度よりも低くなったリサイクルラインからの水Ｗを再度、第一貯湯槽４内で加熱することができる。
【００５６】
ここで本実施形態では、図５に示すようにリサイクルライン２３の開口部２３ａの下方のみに高さ方向規制部５２が設けられていてもよい。また、図５の場合とは異なり、開口部２３ａの上方のみに高さ方向規制部５２が設けられていてもよい。即ち、流動規制部材５１が断面Ｌ字状をなしていてもよい。
【００５７】
さらに本実施形態では図６に示すように、管路であるリサイクルライン２３の先端を折り曲げて、Ｌ字状に形成することでも流動規制部材５１と同様の効果が得られる。
【００５８】
〔第三実施形態〕
次に、本発明の第三実施形態の給湯装置１Ｂについて説明する。以下に説明する第三実施形態においては、第一実施形態及び第二実施形態と同一部分に同一符号を付して説明するとともに重複説明を省略する。第三実施形態では第二実施形態の構成のうち第二熱交換部３、第三貯湯槽６、切換え弁４２、及び弁制御部４３が設けられていない。
【００５９】
即ち、図７に示すように給湯装置１Ｂは、第一熱交換部２と、第一貯湯槽４と、第二貯湯槽５と、リサイクルライン２３と、流動規制部材５１とを備えている。
【００６０】
このような本実施形態の給湯装置１Ｂによれば、外部の供給源からの水Ｗよりも温度の高いリサイクルライン２３からの水Ｗが、第一熱交換部２の入口２ｂに直接導入されないようにできることで、第一熱交換部２のＣＯＰの低下を回避できる。
【００６１】
また、上記所定の温度よりも温度が低いリサイクルライン２３からの水Ｗがそのまま第一貯湯槽４の上部から第二貯湯槽５に流れ込むことを回避できる。よって第二貯湯槽５の上部から取り出す水（湯）Ｗの温度が、上記の所定の温度よりも低くなってしまうことを回避できる。
【００６２】
さらに、対向方向規制部５３にリサイクルライン２３からの水Ｗが衝突し、第一貯湯槽４内で拡散させることができる。よって、温度が所定の温度よりも低くなったリサイクルライン２３からの水Ｗを再度、第一貯湯槽４内で加熱することができる。
【００６３】
以上、本発明の実施形態について図面を参照して詳述したが、各実施形態における各構成及びそれらの組み合わせ等は一例であり、本発明の趣旨から逸脱しない範囲内で、構成の付加、省略、置換、およびその他の変更が可能である。また、本発明は実施形態によって限定されることはなく、特許請求の範囲によってのみ限定される。
例えば、切換え弁４２は弁制御部４３によらず手動で操作されてもよい。
【符号の説明】
【００６４】
１、１Ａ、１Ｂ…給湯装置（加熱装置）
２…第一熱交換部
２ａ…第一冷媒回路
２ｂ…入口
２ｃ…出口
３…第二熱交換部
３ａ…第二冷媒回路
３ｂ…太陽熱集熱器
３ｃ…配管
４…第一貯湯槽（第一貯留槽）
５…第二貯湯槽（第二貯留槽）
６…第三貯湯槽（第三貯留槽）
１０…第一出口管
１１…第一接続管
１３…第一温度センサ
１３ａ…上部第一温度センサ
１３ｂ…中部第一温度センサ
１３ｃ…下部第一温度センサ
１５…運転制御部
２１…取水管
２２…第二入口管
２３…リサイクルライン
２３ａ…開口部
２４…第二温度センサ
２４ａ…上部第二温度センサ
２４ｂ…中部第二温度センサ
２４ｃ…下部第二温度センサ
３１…第三入口管
３２…第二接続管
３３…第三温度センサ
４１…供給管
４２…切換え弁
４３…弁制御部
５１…流動規制部材
５２…高さ方向規制部
５３…対向方向規制部
６０（６０ａ、６０ｂ、６０ｃ、６０ｄ、６０ｅ）…貯湯量検出センサ
Ｗ…水（被加熱液体）
ＲＦ１…第一冷媒
ＲＦ２…第二冷媒
【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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