(57)【要約】【課題】ＣＯＰの向上した省エネ効果の高い貯湯式給湯装置を提供することを目的とする。【解決手段】本発明にかかる貯湯式給湯装置は、低温水を加熱することにより高温水を生成する湯水生成装置と、湯水を貯湯する貯湯槽１３２と、風呂の浴水を加熱する追いだき熱交換器１５０と、湯水生成装置から貯湯槽１３２に接続された蓄熱配管１４６と、湯水生成装置から追いだき熱交換器１５０に接続された追いだき配管１４２と、追いだき熱交換器１５０から熱交換後の余熱水を貯湯槽１３２へ導く余熱配管１４４と、を備え、余熱配管１４４は、貯湯槽１３２の高さ方向の中途部である中温域に接続されていることを特徴とする。【選択図】図１
2011002121.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
低温水を加熱することにより高温水を生成する湯水生成装置と、
湯水を貯湯する貯湯槽と、
風呂の浴水を加熱する追いだき熱交換器と、
前記湯水生成装置から前記貯湯槽に接続された蓄熱配管と、
前記湯水生成装置から前記追いだき熱交換器に接続された追いだき配管と
前記追いだき熱交換器から熱交換後の余熱水を前記貯湯槽へ導く余熱配管と、
を備え、
前記余熱配管は、前記貯湯槽の高さ方向の中途部である中温域に接続されていることを特徴とする貯湯式給湯装置。
【請求項２】
前記湯水生成装置は、前記追いだき熱交換器へ高温水を供給するときは、前記貯湯槽へ高温水を供給するときよりも高い温度の高温水を生成することを特徴とする請求項１に記載の貯湯式給湯装置。
【請求項３】
当該貯湯式給湯装置は、
前記貯湯槽の下部に給水を行う給水配管と、
前記貯湯槽の高さ方向の上部である高温域から高温水を取り出す高温水取出配管と、
前記中温域から中温水を取り出す中温水取出配管と、
前記高温水取出配管と前記中温水取出配管と前記給水配管とから、高温水または中温水、もしくは給水を混合して出湯する混合配管と、
を備えたことを特徴とする請求項１または２に記載の貯湯式給湯装置。
【請求項４】
前記湯水生成装置はヒートポンプであることを特徴とする請求項１または３のいずれか１項に記載の貯湯式給湯装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、水を加熱して生成した湯水を貯湯し、貯湯した湯水を給湯設備に供給する貯湯式給湯装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、住宅等における熱源の一つとして、湯水（温水）を貯湯槽（貯湯タンクと称されることもある。）に貯湯しておき、必要に応じて貯湯槽から給湯設備等に供給する貯湯式給湯装置の普及が進んでいる。従来は熱源として電気やガスなどのエネルギーを用いて直接的に熱を用いていたところ、住宅等で使用される熱の温度が必ずしも数百度といった高温ではなく、例えば風呂やシャワーでは４０℃程度、台所の湯沸かし器でも８０℃〜９０℃程度、床暖房でも３５℃〜５５℃程度である。したがって、水を十分に熱媒体として利用することができ、これに蓄熱することにより、熱の受給に時間差を設けたり、排熱の回収を行うことによって効率の向上を図ったりすることができる。
【０００３】
このような給湯装置における湯水生成装置として、ヒートポンプの普及が進んでいる。ヒートポンプは内部に熱媒体（冷媒）が循環しており、熱媒体を電力を利用して循環させることにより、空気熱とポンプ仕事をあわせた熱量で水を加熱することができるため、高い効率で湯水を生成することができる。さらに、水を蓄熱材として熱の受給に時間差を設けることができるため、安価な夜間電力を利用して生成した湯水を貯湯槽に貯湯し、貯湯された湯水を日中使用すれば、使用者（需要家）は電気に要するコストを削減することができる。
【０００４】
例えば、特許文献１には、ヒートポンプを用いた、温水暖房、風呂追いだきなどの複数の機能を有する貯湯式給湯器が開示されている。特許文献１の技術によれば、同じ温水を熱源とした１つの循環回路に複数の熱交換器を配置することで、軽量、コンパクトで安価な貯湯式給湯器を提供できるとされている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２００５−９０９０８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、上述したように安価な夜間電力を用いることでコストの削減を可能とする貯湯式給湯装置であっても、さらなる省エネ効果の向上のためにはＣＯＰ（Coefficient Of Performance：成績係数）を向上させる必要があった。そして、貯湯式給湯装置の湯水生成装置におけるＣＯＰでは、中温水を高温水に加熱するよりも、低温水を高温水に加熱するほうがＣＯＰの値が良いことがわかっている。
【０００７】
特許文献１の貯湯式給湯装置では、貯湯槽の下部の湯水を加熱手段（湯水生成装置等）で加熱しているが、加熱後の湯水は、暖房熱交換器および風呂熱交換器を通過した後に再び下部へ戻されている。熱交換によって温度が低下した湯水であっても、風呂の浴水の追いだき前の温度以下にはならないため、中温水であるか、または少なくとも低温水ではない。ここで、上述したＣＯＰを鑑みると、湯水生成装置等による加熱の対象である貯湯槽下部の低温水の温度を上げてしまうことは、ＣＯＰの低下につながると考えられる。
【０００８】
本発明は、このような課題に鑑み、ＣＯＰの向上した省エネ効果の高い貯湯式給湯装置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】
【０００９】
上記課題を解決するために、本発明にかかる貯湯式給湯装置の代表的な構成は、低温水を加熱することにより高温水を生成する湯水生成装置と、湯水を貯湯する貯湯槽と、風呂の浴水を加熱する追いだき熱交換器と、湯水生成装置から貯湯槽に接続された蓄熱配管と、湯水生成装置から追いだき熱交換器に接続された追いだき配管と、追いだき熱交換器から熱交換後の余熱水を貯湯槽へ導く余熱配管と、を備え、余熱配管は、貯湯槽の高さ方向の中途部である中温域に接続されていることを特徴とする。
【００１０】
上記構成によれば、熱交換後の余熱水は貯湯槽の中温域へ戻されるため、湯水生成装置によって加熱される低温域に滞留する低温水を温めることがない。よって、湯水生成装置の入水温度が上昇することによっておこるＣＯＰの低下を防ぎ、ひいてはＣＯＰを向上させることができる。したがって、省エネ効果の高い貯湯式給湯装置を提供することが可能となる。
【００１１】
湯水生成装置は、追いだき熱交換器へ高温水を供給するときは、貯湯槽へ高温水を供給するときよりも高い温度の高温水を生成するとよい。
【００１２】
上記構成によれば、追いだき熱交換器による追いだきの熱源として用いられる高温水の温度をさらに高温にすることで、追いだきを短時間で完了させ、使用する水量を抑えることができる。また、貯湯槽へ流通する余熱水の温度も高くなるため、貯湯槽内の中温域に戻されても、低温水よりも比重が軽いために低温域に流れ込むことがない。そのため、貯湯槽の低温水を温めることなく、湯水生成装置の入水温度が上昇することによっておこるＣＯＰの低下をさらに防ぐことができる。
【００１３】
当該貯湯式給湯装置は、貯湯槽の下部に給水を行う給水配管と、貯湯槽の高さ方向の上部である高温域から高温水を取り出す高温水取出配管と、中温域から中温水を取り出す中温水取出配管と、高温水取出配管と中温水取出配管と給水配管とから、高温水または中温水、もしくは給水を混合して出湯する混合配管と、を備えるとよい。
【００１４】
上記構成によれば、高温水と中温水を混合して所望する温度の湯水に調節できるため、追いだき熱交換器から戻された貯湯槽内の中温水を積極的に消費することができる。そして貯湯槽には、消費量分の給水（低温水）が貯湯槽の下部に新たに供給されるため、湯水生成装置はより低温の水を加熱して高温水を生成することができる。これらのことから、当該貯湯式給湯装置のＣＯＰをさらに向上させることが可能となる。
【００１５】
湯水生成装置はヒートポンプであるとよい。ヒートポンプは、物質間の熱移動（熱伝導）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、かかるヒートポンプを用いた給湯装置は、化石燃料等を燃焼する従来の給湯器と比較し、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、当該湯水生成装置を、環境負荷が低減された湯水生成装置とすることができる。
【発明の効果】
【００１６】
本発明によれば、ＣＯＰの向上した省エネ効果の高い貯湯式給湯装置を提供することが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【００１７】
【図１】本実施形態にかかる貯湯式給湯装置の構成を説明する図である。
【図２】比較例の装置構成を説明する図である。
【図３】ヒートポンプユニットの熱媒体であるＣＯ２のモリエル線図（ＴＨ線図）である。
【発明を実施するための形態】
【００１８】
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。
【００１９】
なお以下の説明において、本実施形態では、湯水生成装置としてヒートポンプを備えたヒートポンプ式給湯装置を貯湯式給湯装置として例示するが、これに限らず、湯水を一時的にタンク等に貯湯し、貯湯されている湯水を供給する貯湯式の給湯装置であればよい。
【００２０】
図１は、本実施形態にかかる貯湯式給湯装置の構成を説明する図である。なお、図１において、黒色の太い実線は熱媒体が循環する配管を表しており、白抜きの線は水または湯水が流通する配管を示している。図１（ａ）に示すように、貯湯式給湯装置（以下、給湯装置１００と称する）は、湯水生成装置であるヒートポンプユニット１１０と、貯湯ユニット１３０から構成される。
【００２１】
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、熱媒体と称する）が循環しており、熱媒体の熱を用いて水または湯水を加熱することにより後述する貯湯槽１３２および追いだき熱交換器へ供給する高温水を生成する。またヒートポンプユニット１１０は、貯湯槽１３２内に貯湯された湯水の温度低下によりかかる湯水の使用に支障をきたす場合には、その湯水の再加熱を行うこともある。
【００２２】
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、当該給湯装置１００を、従来の燃焼式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。
【００２３】
上述したように、本実施形態では熱媒体として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、後述する圧縮機１１４による圧縮過程と、放熱器１１６による放熱過程の間に熱媒体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。
【００２４】
かかるヒートポンプユニット１１０は、蒸発器１１２と、圧縮機１１４と、放熱器１１６と、膨張手段１１８とを含んで構成される。
【００２５】
蒸発器１１２は、ヒートポンプユニット１１０内を循環する熱媒体と外気との熱交換を行う。かかる蒸発器１１２は空気熱交換器とも呼ばれる。これにより、熱媒体は、外気（大気中）の熱を吸熱して蒸発し、水を加熱するための熱を得ることができる。
【００２６】
圧縮機１１４は、外気の熱を吸熱して蒸発した熱媒体を電力を利用して圧縮する。これにより、熱媒体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放熱器１１６において水を加熱することが可能となる。
【００２７】
放熱器１１６は、後述する貯湯槽１３２から供給された水を加熱し、湯水を生成する。かかる放熱器１１６は水熱交換器とも呼ばれる。放熱器１１６は、圧縮機１１４により圧縮されて高温となった熱媒体と、貯湯槽１３２から供給された水との熱交換を行う。これにより、熱媒体の熱を用いて水を加熱し湯水を生成することができる。
【００２８】
さらに、後述するように、本実施形態では、追いだき運転時において、放熱器１１６は追いだき熱交換器１５０へ高温水を供給するときは、貯湯槽１３２へ高温水を供給するときよりも高い温度の高温水を生成することができる。この場合、高い温度の高温水は、圧縮器１１４でより高圧縮された熱媒体を熱交換に用いることで生成できる。
【００２９】
膨張手段１１８は、放熱器１１６において水と熱交換を行った後の熱媒体を減圧状態とし、膨張冷却する。これにより、かかる熱媒体が再度外気の熱を吸収することが可能となり、熱媒体を再利用することができる。なお、本実施形態では膨張手段１１８として膨張弁を用いるが、これに限定されるものではなく、水と熱交換を行った後の熱媒体を膨張冷却できるものであればよい。
【００３０】
貯湯ユニット１３０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２００や、台所、洗面所等の給湯設備（図示せず）に湯水を供給する。かかる貯湯ユニット１３０は、貯湯槽１３２と、給湯ポンプ１３４と、給湯弁１３６と、追いだき熱交換器１５０と、風呂循環ポンプ１３８と、高温水取出ポンプ１６０と、中温水取出ポンプ１６２と、混合弁１５６ａ、１５６ｂと、複数の配管とを含んで構成される。
【００３１】
貯湯槽１３２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。貯湯槽１３２に貯湯される湯水には温度分布があり、上部に高温水が滞留する高温域、下部に低温水が滞留する低温域が存在し、中途部には中温水が滞留する中温域が存在する。
【００３２】
追いだき熱交換器１５０は、給湯設備から風呂２００に供給された浴水を追いだきして加熱するための熱交換器である。かかる追いだき熱交換器１５０は、ヒートポンプユニット１１０により供給された高温水と、風呂２００に貯湯された浴水との熱交換を行う。これにより、高湯水の熱を用いて風呂２００の湯水を加熱し、かかる湯水の追いだきを行うことができる。
【００３３】
給湯ポンプ１３４は、給湯配管１４０上に設けられ、貯湯槽１３２の下部からの低温水（水または湯水）を放熱器１１６へと送出し循環させる。
【００３４】
給湯弁１３６は、給湯配管１４０の分岐部であり、放熱器１１６から給湯配管１４０を通じて供給された高温水を、追いだき配管１４２または蓄熱配管１４６に切り替える。
【００３５】
風呂循環ポンプ１３８は、風呂循環配管１６４上に設けられ、風呂２００の浴水を追いだき熱交換器１５０へと送出し循環させる。
【００３６】
高温水取出ポンプ１６０は、高温水取出配管１４８上に設けられ、貯湯槽１３２の上部である高温域から高温水を混合弁１５６ａ、１５６ｂへと送り出し混合させる。
【００３７】
中温水取出ポンプ１６２は、中温水取出配管１５２上に設けられ、貯湯槽１３２の中途部である中温域から中温水を混合弁１５６ａ、１５６ｂへと送り出し、前述の高温水と混合させる。
【００３８】
混合弁１５６ａは、高温水取出配管１４８および中温水取出配管１５２の合流部に設けられる。混合弁１５６ｂは、混合弁１５６ａの下流側に配置され、混合配管１５４と給水配管１５８の合流部に設けられる。混合弁１５６ａ、１５６ｂは開度を調節することができ、高温水または中温水、もしくは給水を混合する比率を変更することにより、混合して出湯する混合湯水の温度を使用者が所望する温度に調節する。
【００３９】
また貯湯ユニット１３０内には、湯水が流通する複数の配管が配置されている。主たる配管としては、給湯配管１４０と、追いだき配管１４２と、余熱配管１４４と、蓄熱配管１４６と、高温水取出配管１４８と、中温水取出配管１５２と、混合配管１５４と、風呂循環配管１６４と、給水配管１５８が備えられている。
【００４０】
給湯配管１４０は、貯湯槽１３２とヒートポンプユニット１１０の放熱器１１６とにおいて水または湯水を循環させる配管である。給湯配管１４０は、送り配管１４０ａと戻り配管１４０ｂとからなる。送り配管１４０ａは、一端が貯湯槽１３２の下部に、他端が放熱器１１６の入口に接続されており、貯湯槽１３２の下部の低温水を放熱器１１６に送出する。戻り配管１４０ｂは、一端が放熱器１１６の出口に、他端が給湯弁１３６に接続されており、放熱器１１６において生成された高温水を給湯弁１３６を介して、追いだき配管１４２または蓄熱配管１４６に供給する。
【００４１】
追いだき配管１４２は、給湯弁１３６に接続され、放熱器１１６および給湯配管１４０を通じて給湯弁１３６へ供給された高温水を、追いだき熱交換器１５０へ供給する。
【００４２】
余熱配管１４４は、一端が追いだき熱交換器１５０の出口に、他端が貯湯槽１３２の中途部である中温域に接続されており、追いだき熱交換器１５０による熱交換後の余熱水を貯湯槽１３２の中温域に戻す。
【００４３】
蓄熱配管１４６は、給湯弁１３６に接続され、放熱器１１６および給湯配管１４０を通じて給湯弁１３６へ供給された高温水を、貯湯槽１３２に供給する。蓄熱配管１４６は、貯湯槽１３２の上方に接続され、高温水を貯湯槽１３２の上層の高温域に供給する。
【００４４】
高温水取出配管１４８は、貯湯槽１３２の上部である高温域に接続され、貯湯槽１３２から高温水を取り出して混合弁１５６ａ、１５６ｂへ供給する。高温水取出配管１４８による高温水の取出量は、混合弁１５６ａ、１５６ｂの開度により調節される。
【００４５】
中温水取出配管１５２は、貯湯槽１３２の中途部である中温域に接続され、中温域から中温水を取り出して混合弁１５６ａへ供給する。中温水取出配管１５２による中温水の取出量も高温水取出配管１４８と同様に、混合弁１５６ａの開度により調節される。
【００４６】
また混合配管１５４には、給水配管１５８と接続される混合弁１５６ｂも配置されている。混合弁１５６ｂは、本実施形態では混合配管１５４上において混合弁１５６ａよりも下流側に配置しているが、上流側に配置していてもよい。使用者が主に中温水よりも低い温度を指定した場合には、混合弁１５６ａ、１５６ｂの開度を調節して適温の湯水を生成する。
【００４７】
通常、貯湯槽１３２内であっても貯湯水は徐々に放熱し、また下方の低温水と対流によって混合し、もしくは伝熱して、下部の低温水の温度を上げてしまう。しかし、中温水取出配管１５２が貯湯槽１３２内の中温水を積極的に消費することにより、低温水の温度を上げることなく、かつ貯湯槽１３２内の消費量を増やすことができる。
【００４８】
換言すれば、給水配管１５８による貯湯槽１３２の下部への、消費量に対応した給水量（給水）を増やすことができる。これにより、放熱器１１６は、放熱して温度が低下した湯水（給水よりも温度が高い湯水）ではなく、さらに温度の低い給水を対象に加熱を行うことができる。これらのことから、給湯装置１００のＣＯＰをさらに向上させることができる。
【００４９】
混合配管１５４は、混合弁１５６ａ、１５６ｂに接続され、混合弁１５６ａ、１５６ｂによって使用者の所望する温度に調節された混合湯水を給湯設備に供給する。
【００５０】
給水配管１５８は、貯湯槽１３２の下部に接続され、貯湯槽１３２内に補充用の水（給水）を供給する。給水配管１５８による給水の供給量は、貯湯槽１３２の湯水の消費量に応じて調節される。
【００５１】
風呂循環配管１６４は、追いだき熱交換器１５０と風呂２００とにおいて浴水を循環させる配管である。かかる風呂循環配管１６４は、風呂水送り配管１６４ａと風呂水戻り配管１６４ｂとからなる。風呂水送り配管１６４ａは、一端が風呂１６４に、他端が追いだき熱交換器１５０の入口に接続されており、風呂２００に湯張りされた浴水を追いだき熱交換器１５０に送出する。風呂水戻り配管１６４ｂは、一端が追いだき熱交換器１５０の出口に、他端が風呂２００に接続されており、追いだき熱交換器１５０において追いだきされた湯水を風呂２００に供給する。
【００５２】
（追いだき運転）
当該給湯装置１００において湯水を生成して貯湯する通常運転の場合、図１（ａ）に示す黒い矢印のように、まず、貯湯槽１３２の下方の低温の湯水が送り配管１４０ａ（給湯配管１４０）を通じて放熱器１１６に送出される。そして、かかる低温の湯水は、放熱器１１６における熱媒体との熱交換により高温水となる。放熱器１１６において生成された高温水は、戻り配管１４０ｂ（給湯配管１４０）から給湯弁１３６を通じて貯湯槽１３２の上部の高温域に供給され、貯湯される。風呂２００を使用する場合には、混合配管１５４から分岐した湯張り配管１５５から風呂２００に適温の湯を供給する。
【００５３】
図１（ｂ）は、本実施形態にかかる貯湯式給湯装置の追いだき運転を説明する図である。本実施形態において、風呂２００の追いだき運転を行う場合、上記のように放熱器１１６により生成された高温水は、図１（ｂ）に示す黒い矢印のように、給湯弁１３６から追いだき配管１４２を通じて追いだき熱交換器１５０に供給される。風呂２００の浴水と熱交換をした後、追いだき熱交換器１５０からは熱交換後の高温水である余熱水が排出される。そして、排出された余熱水は、余熱配管１４４を通じて貯湯槽１３２の中温域に戻される。
【００５４】
上記構成において本実施形態の１つめの特徴は、熱交換後の余熱水を貯湯槽１３２の中温域へ戻すことである。追いだき熱交換器１５０において熱を失った余熱水は、熱を失ったとしても、ぬるくなった風呂の温度（例えば３０℃）以下には下がらない。このため、仮に余熱水を貯湯槽１３２の下部に戻すと、下部の温度が上昇してしまうことになる。しかし上記構成のように中温域に戻すことにより、貯湯槽１３２の下部の低温域に滞留する低温水を温めることがない。
【００５５】
本実施形態の２つめの特徴は、追いだきを行うに際して貯湯槽１３２の高温域の湯を用いるのではなく、ヒートポンプユニット１１０で加熱した湯を直接用いることである。仮に貯湯槽１３２に既に蓄えられた高温水を用いるとしても、家庭用に設置される貯湯槽１３２の容量は大きなものではないため、追いだきをする際にはヒートポンプユニット１１０の追加運転を余儀なくされる場合が多い。したがって追いだきのためにヒートポンプユニット１１０を動かすこととしても使用エネルギーの無駄になることはない。むしろ、加熱水を直接利用することによって貯湯槽１３２全体を暖めるよりも応答性がはるかに高く、かつ貯湯槽１３２全体を加熱するよりも必要分だけ運転すればよいことから使用エネルギーの削減を図ることができる。なお、応答性がよいとは、風呂２００の湯を迅速に再加熱できることを意味している。
【００５６】
さらに本実施形態の３つめの特徴は、追いだきを行うに際して、通常運転時よりも高い温度の高温水を生成することにある。これにより追いだきをさらに短時間で完了させることができ、使用する水量を抑えると共に、応答性も向上させることができる。また、熱交換後の余熱水も温度が高くなるため、貯湯槽１３２の中温域に戻されても、低温水よりも比重が軽いために低温域に流れ込むことがなく、また貯湯槽１３２内の全体的な温度を低下させることがない。
【００５７】
これらによって、貯湯槽１３２の下部の低温水を温めることなく、ヒートポンプユニット１１０へ入水温度が上昇することによっておこるＣＯＰの低下を防ぎ、ひいてはＣＯＰを向上させることができる。
【００５８】
ところで、ヒートポンプユニット１１０を高温で動作させるということは、ＣＯＰが低下することが懸念される。しかし以下に述べるように、貯湯槽１３２の下部が温度上昇してしまう場合に比較すれば、ＣＯＰの低下は抑えられる。
【００５９】
図２は比較例の装置構成を説明する図、図３は、ヒートポンプユニットの熱媒体であるＣＯ２のモリエル線図（ＴＨ線図）である。図３の実施例と比較例を参照して、ヒートポンプユニット１１０の入水温度の上昇によるＣＯＰの低下について説明する。
【００６０】
実施例は、装置構成は上記説明した構成であって、給水温度である９℃から、通常運転時よりも高い温度である９０℃まで加熱するものと仮定する。実施例における、Ａ→Ｂは圧縮（等エントロピー変化）、Ｂ→Ｃは放熱（等圧変化）、Ｃ→Ｄは膨張（等エンタルピー変化）、Ｄ→Ａは蒸発（等圧変化）である。なお、外気温は冬期条件に合わせて７℃とし、給水温度は９℃とする。
【００６１】
比較例は、図２に示すように、貯湯槽１３２の上部から追いだき熱交換器１５０に高温水を供給する追いだき配管２４２と、また追いだき熱交換器１５０から貯湯槽１３２の下部に戻す余熱配管２４４とを備えている。比較例においては、追いだきによって貯湯槽１３２の下部の温度が２８℃にまで上昇しており、通常運転時の高温水の温度である６５℃まで加熱するものと仮定する。図３において比較例の状態変化はＡ´、Ｂ´、Ｃ´、Ｄ´として記載する。
【００６２】
上記のようなヒートポンプを用いた貯湯式給湯装置において、膨張弁で膨張冷却された熱媒体（湿り蒸気）の温度Ｄは、放熱器１１６の出口温度（ヒートポンプユニット）の影響を受ける。例えば、比較例で示すように、２８℃付近にまで温度上昇した低温水（中温水と呼ぶべきである）を放熱器１１６に供給して加熱した場合、熱交換を行うヒートポンプユニット１１０の熱媒体は、少なくとも２８℃以下にはならずに膨張手段１１８（膨張弁）に送られる。膨張弁では減圧され膨張冷却されるものの、エンタルピーＨは一定のままである（Ｃ´→Ｄ´）。
【００６３】
そして、比較例のように２８℃付近の中温水を６５℃程度の高温水に加熱した場合のＣＯＰ（放熱ΔＩ２/ポンプ仕事ΔＬ２）は、実施例のように９℃付近の低温水を９０℃程度の高温水に加熱した場合のＣＯＰ（放熱ΔＩ１/ポンプ仕事ΔＬ２）よりも著しく低いものとなる。すなわち、実施例のように、低温水を通常運転時よりも高い温度の高温水に加熱するほうが、中温水を通常運転時の高温水に加熱するよりもＣＯＰを向上させられることがわかる。
【００６４】
以上、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。
【産業上の利用可能性】
【００６５】
本発明は、水を加熱して生成した湯水を貯湯し、貯湯した湯水を給湯設備に供給する貯湯式給湯装置に利用することができる。
【符号の説明】
【００６６】
１００  …給湯装置
１１０  …ヒートポンプユニット
１１２  …蒸発器
１１４  …圧縮機
１１６  …放熱器
１１８  …膨張手段
１３０  …貯湯ユニット
１３２  …貯湯槽
１３４  …給湯ポンプ
１３６  …給湯弁
１３８  …風呂循環ポンプ
１４０  …給湯配管
１４２  …追いだき配管
１４４  …余熱配管
１４６  …蓄熱配管
１４８  …高温水取出配管
１５０  …追いだき熱交換器
１５２  …中温水取出配管
１５４  …混合配管
１５５  …湯張り配管
１５６ａ、１５６ｂ  …混合弁
１５８  …給水配管
１６０  …高温水取出ポンプ
１６２  …中温水取出ポンプ
１６４  …風呂循環配管
２００  …風呂
２４２  …追いだき配管
２４４  …余熱配管
【図１】
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【図２】
2011002121.tif 000004
【図３】
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