(57)【要約】【課題】追いだき用の内部熱交換器を備えた貯湯式給湯装置において、熱交換効率を向上させると共に、ＣＯＰの低下を抑えることを目的とする。【解決手段】給湯装置１００は、ヒートポンプユニット１１０と、貯湯タンク１３２と、貯湯タンク内に上下方向に配置された複数の熱交換器１５０と、浴槽の浴水を導く風呂循環入口配管１６０と、風呂循環入口配管から分岐して、複数の熱交換器にそれぞれ接続された複数の入口分岐配管１６０ａ、１６０ｂと、風呂循環入口配管に対して複数の入口分岐配管のいずれかを連通させる入口切替弁１６２と、浴水の温度を検知する浴槽温度センサ１６６と、貯湯タンクにおいて複数の熱交換器の高さにおける湯水の温度を検知する貯湯温度検知センサ１３４ａ、１３４ｂと、入口切替弁を切り替えることにより、浴水の温度よりも温度が高い位置の熱交換器に浴水を導く制御部１９０と、を備える。【選択図】図１
2011075252.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
水または湯水を加熱するヒートポンプ式の湯水生成装置と
湯水を貯留する貯湯タンクと、
前記貯湯タンク内に上下方向に配置された複数の熱交換器と、
浴槽の浴水を導く風呂循環入口配管と、
前記風呂循環入口配管から分岐して、前記複数の熱交換器にそれぞれ接続された複数の入口分岐配管と、
前記風呂循環入口配管に対して前記複数の入口分岐配管のいずれかを連通させる入口切替弁と、
浴水の温度を検知する浴槽温度センサと、
前記貯湯タンクにおいて前記複数の熱交換器の高さにおける湯水の温度を検知する貯湯温度検知センサと、
前記入口切替弁を切り替えることにより、浴水の温度よりも温度が高い位置の熱交換器に浴水を導く制御部と、を備えることを特徴とする貯湯式給湯装置。
【請求項２】
浴槽に加熱後の浴水を導く風呂循環出口配管と、
前記複数の熱交換器に接続される複数の出口分岐配管と、
前記風呂循環出口配管に対して前記複数の出口分岐配管のいずれかを連通させる出口切替弁と、
浴水の加熱目標温度である設定温度を取得する設定温度取得部と、をさらに備え、
前記制御部はさらに、前記出口切替弁を切り替えることにより、前記設定温度より温度が高い位置の熱交換器から浴水を戻し、それより高い位置の熱交換器には浴水を通過させない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】
前記貯湯タンクには、前記複数の熱交換器のいずれか１つまたは複数の下方に、該貯湯タンクから中温の湯水を出湯するための１または複数の中温水取出配管を備えた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、貯湯した湯水を浴槽などの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）を貯湯タンクに貯湯しておき、必要に応じて貯湯タンク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。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。
【０００３】
ヒートポンプはその内部に熱媒体（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タンクに貯湯し、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】
住宅における湯水の用法は多岐に亘っており、台所における給湯や風呂の湯張りはもちろんのこと、風呂の追いだき、暖房、除霜など様々な用例がある。そこで貯湯式給湯装置においてもその要請に応えるために、さまざまな機能が要求される。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つの循環回路に暖房熱交換器や風呂熱交換器など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。
【０００５】
特に風呂の追いだきは、風呂の湯を再加熱する動作であるが、貯湯タンク内の湯を消費せずに熱のみを利用する点において他の動作と趣旨が異なっている。上記の特許文献１では、貯湯タンクの外部に追いだきのための風呂熱交換器（以下、「外部熱交換器」という。）を備えている。これは、風呂の湯と貯湯タンクの高温の湯とをそれぞれ風呂熱交換器に循環させて、風呂熱交換器において熱交換させる構成である。
【０００６】
また特許文献２には、貯湯タンクの内部に追いだきのための熱交換器（以下、「内部熱交換器」という。）を備えた構成が開示されている。これは、風呂の湯を貯湯タンク内に設置した熱交換器に流通させることによって加熱する構成である。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
【特許文献１】特開２００５−９０９０８号公報
【特許文献２】特開平０８−１００９５０号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
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、さらなる省エネルギー推進のためにはＣＯＰ（Coefficient Of Performance：成績係数）を向上させる必要がある。
【０００９】
ところで、上記の追いだきのための構成のうち内部熱交換器は、給湯装置全体の大きさを小型化できる点で有利であるが、熱交換効率の点で外部熱交換器よりも不利である。これは、風呂の湯は内部熱交換器内を流通するものの、貯湯タンク内の湯が流通しないために、熱交換器の周囲に温度が低下した層が形成されてしまい、熱交換速度が低下してしまうためである。すると、所望の温度まで浴水を加熱するために、長時間を要するようになってしまう。この現象は、貯湯タンクの湯水と浴水の温度差が大きいときほど顕著となる。
【００１０】
そこで従来は、上記のような状態に陥りそうになると、ヒートポンプを追加運転して、内部熱交換器の周囲に高温の湯水を追加している。しかしヒートポンプを動作させると、内部熱交換器の周囲の中温水が貯湯タンク内で下方に降りていき、使い切れないまま次の蓄熱タイミングになってしまう。するとヒートポンプは中温水を高温水に加熱することになり、ＣＯＰの低下を招いてしまう。
【００１１】
上記の熱交換効率を改善するためには、熱交換器を上下方向に大きくすることが考えられる。しかし熱交換器を大きくすると、貯湯タンク内の温度成層において高温層ばかりでなく中温層まで熱交換器が配置されてしまう（熱交換器の下部に中温層がかぶってしまう）。すると、風呂の湯の温度が低い場合には問題ないが、高い場合には貯湯タンク内の湯水よりも風呂の湯の方が温度が高いという逆転現象を生じるおそれがある。すると、風呂の湯の熱が貯湯タンク内に流れ込み、かえって熱量をロスするばかりか、貯湯タンク内の下方の湯水の温度が上昇してしまい、やはり次の蓄熱タイミングのヒートポンプのＣＯＰも低下させてしまうおそれがある。
【００１２】
そこで本発明は、追いだき用の内部熱交換器を備えた貯湯式給湯装置において、熱交換効率を向上させると共に、ＣＯＰの低下を抑えることを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１３】
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、水または湯水を加熱するヒートポンプ式の湯水生成装置と、湯水を貯留する貯湯タンクと、貯湯タンク内に上下方向に配置された複数の熱交換器と、浴槽の浴水を導く風呂循環入口配管と、風呂循環入口配管から分岐して、複数の熱交換器にそれぞれ接続された複数の入口分岐配管と、風呂循環入口配管に対して複数の入口分岐配管のいずれかを連通させる入口切替弁と、浴水の温度を検知する浴槽温度センサと、貯湯タンクにおいて複数の熱交換器の高さにおける湯水の温度を検知する貯湯温度検知センサと、入口切替弁を切り替えることにより、浴水の温度よりも温度が高い位置の熱交換器に浴水を導く制御部と、を備えることを特徴とする。
【００１４】
上記構成によれば、複数の熱交換器を、上下方向に大きな熱交換器としても、小さな熱交換器としても、段階的に切り替えて使用することができる。そして浴水が中温層の温度より低い場合には大きな熱交換器として用いることにより、熱交換可能な温度差を小さくすることができるため、熱交換速度の低下を防止し、追加運転を回避できるため、中温層の増大を防止することができる。また浴水が中温層の温度より高い場合には小さな熱交換器として用いることにより、浴水から貯湯タンクへの熱の流出がなくなり、中温層の増大を防止することができる。これらのことから、熱交換効率を向上させると共に、ＣＯＰの低下を抑えることが可能となる。
【００１５】
当該貯湯式給湯装置は、浴槽に加熱後の浴水を導く風呂循環出口配管と、複数の熱交換器に接続される複数の出口分岐配管と、風呂循環出口配管に対して複数の出口分岐配管のいずれかを連通させる出口切替弁と、浴水の加熱目標温度である設定温度を取得する設定温度取得部と、をさらに備え、制御部はさらに、出口切替弁を切り替えることにより、設定温度より温度が高い位置の熱交換器から浴水を戻し、それより高い位置の熱交換器には浴水を通過させないようにしてもよい。
【００１６】
上記構成によれば、上下方向に配置された複数の熱交換器のうち、必ずしも最も上の熱交換器まで通さずとも、設定温度まで加熱できたところから浴水を戻すことができる。これにより必要な追いだき機能は達成しつつ、貯湯タンクの上部の高温層の温度を維持することができる。
【００１７】
貯湯タンクには、複数の熱交換器のいずれか１つまたは複数の下方に、貯湯タンクから中温の湯水を出湯するための１または複数の中温水取出配管を備えていてもよい。
【００１８】
上記構成によれば、他の用途に対して出湯する場合に、追いだき用の熱交換器の下の位置から中温水を出湯することにより、貯湯タンク下部により多くの低温層を形成することができる。従って、次回の蓄熱タイミングにおけるＣＯＰの低下を抑えることが可能となる。
【発明の効果】
【００１９】
本発明によれば、内部熱交換器を備えた貯湯式給湯装置において、熱交換効率を向上させると共に、ＣＯＰの低下を抑えることが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【００２０】
【図１】第１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】第２実施形態にかかる貯湯式給送装置の構成を説明する図である。
【図３】第３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。
【発明を実施するための形態】
【００２１】
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。
【００２２】
[第１実施形態]
図１は第１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１（ａ）、（ｂ）において黒色の太い実線は湯水や浴水が流通する配管を表している。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。
【００２３】
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。またヒートポンプユニット１１０は、貯湯タンク１３２の下部から低温水を抜き出し、加熱して生成した高温水を貯湯タンク１３２の上部へと戻す。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。
【００２４】
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、圧縮機１１４による圧縮過程と、凝縮器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。
【００２５】
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、凝縮器１１６と、膨張弁１１８とを含んで構成される。
【００２６】
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。
【００２７】
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凝縮器１１６において水を加熱することが可能となる。
【００２８】
凝縮器１１６は、後述する貯湯タンク１３２から供給された水と熱交換してこれを加熱し、高温の湯水（高温水）を生成する。かかる凝縮器１１６は水熱交換器とも呼ばれる。凝縮器１１６は、圧縮機１１４により圧縮されて高温となった熱媒体と、貯湯タンク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。
【００２９】
膨張弁１１８は、凝縮器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。
【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、浴槽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、貯湯タンク１３２と、追いだき用の複数の内部熱交換器１５０（下側を１５０ａ、上側を１５０ｂとする）と、制御部１９０と、浴室リモコン１９２と、複数の配管とを含んで構成される。
【００３１】
貯湯タンク１３２は、ヒートポンプユニット１１０によって水または湯水を加熱して生成された湯水を貯留する。貯湯タンク１３２に貯湯される湯水には温度成層が形成されており、貯湯タンク１３２の上方になるにつれ、高温の湯水が貯湯されている。そこで制御部１９０は所定の高さ（または複数の高さ）の温度を測定することにより、所定量の高温水が蓄積されているか否かを判断する。
【００３２】
内部熱交換器１５０は、貯湯タンク内に上下方向に複数の内部熱交換器１５０ａ（下側）、１５０ｂ（上側）が配置されている。また貯湯タンク１３２において複数の熱交換器１５０ａ、１５０ｂの高さには、その高さの湯水の温度を検知する貯湯温度検知センサ１３４ａ、１３４ｂが備えられている。内部熱交換器１５０は、浴槽２００に既に存在する浴水を追いだきして加熱するための熱交換器である。かかる内部熱交換器１５０は、貯湯タンク１３２の上部より送出された湯水と、浴槽２００に貯湯された浴水との熱交換を行う。これにより、貯湯タンク１３２内に滞留する高温の湯水の熱を用いて浴槽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】
制御部１９０は、不図示のＣＰＵや、プログラムを記憶させているＲＯＭ、プログラムを動作させるためのＲＡＭなどから構成される。制御部１９０は、貯湯ユニット１３０全体の動作を制御する。例えば、出湯する際に貯湯タンク１３２上部の高温の湯水と給水との混合比を設定して設定温度の適温の湯を出湯する。また同様に、各種のポンプの動作と停止、弁の開閉や開度調整を行う。
【００３４】
浴室リモコン１９２は、浴室内の利用者から設定温度Ｔ２０の入力などの操作を受けつける。また、浴室リモコン１９２は不図示の表示パネルを備えており、利用者に対して現在の運転状況を表示する。また浴室リモコン１９２にはスピーカを備えていてもよく、音声やメロディを出力して利用者に各種の報知を行ったり、キッチンなどの離れた場所との通話機能を提供したりすることができる。
【００３５】
貯湯ユニット１３０内の主たる配管としては、給水配管１３８と、蓄熱配管１４０と、高温配管１４２と、出湯配管１５２と、が設けられている。
【００３６】
給水配管１３８は、貯湯タンク１３２の下部に接続され、貯湯タンク１３２内に補充用の水（給水）を供給する。一般に水道事業者による給水には高めの給水圧がかけられているため、給水配管１３８には減圧弁１３６が備えられている。給水配管１３８による給水の供給量は、貯湯タンク１３２の湯水の消費量に従う。また、給水配管１３８は混合弁１４４に接続される。混合弁１４４は開度を調節することができ、貯湯タンク１３２からの高温の湯水と給水配管１３８からの給水を混合する比を調整することにより、適温の湯水を出湯する。
【００３７】
蓄熱配管１４０は貯湯タンク１３２の下部から凝縮器１１６に接続された送り配管１４０ａと、凝縮器１１６から貯湯タンク１３２の上部に接続された戻り配管１４０ｂとからなる。蓄熱配管１４０上には循環ポンプ１４０ｃが設けられており、ヒートポンプユニット１１０を稼働させながら循環ポンプ１４０ｃによって低温水（水または湯水）を循環させることにより、貯湯タンク１３２内に高温の湯水が蓄積される。
【００３８】
高温配管１４２は貯湯タンク１３２に接続され、貯湯タンク１３２上方の湯水を混合弁１４４に供給する配管である。貯湯タンク１３２には減圧された給水圧がかかっており、貯湯タンク１３２の上部から湯水を混合弁１４４へと送り出し混合させる。
【００３９】
出湯配管１５２は、混合弁１４４に接続され、混合弁１４４によって適温に調節された湯水を不図示の様々な給湯設備に供給する。
【００４０】
また、浴槽２００に対しては、湯張り配管１５８、追いだきのための風呂循環入口配管１６０および風呂循環出口配管１７０を備えている。
【００４１】
湯張り配管１５８は、出湯配管１５２から切替弁１５６によって分岐し、適温の湯を浴槽２００へと出湯する配管である。なお湯張り配管１５８は、浴槽に差し湯をする場合にも使用される。
【００４２】
風呂循環入口配管１６０は浴槽の浴水を導く配管である。さらに風呂循環入口配管１６０は、複数の熱交換器１５０ａ、１５０ｂのそれぞれ下側に接続された複数の入口分岐配管１６０ａ、１６０ｂに分岐している。分岐点には、風呂循環入口配管１６０に対して複数の入口分岐配管１６０ａ、１６０ｂのいずれかを連通させる入口切替弁１６２が備えられている。また風呂循環入口配管１６０には、ポンプ１６４と、浴水の温度を検知する浴槽温度センサ１６６とが備えられている。なお浴槽温度センサ１６６による温度計測は、ポンプ１６４によって浴水を循環させた状態で行う。
【００４３】
風呂循環出口配管１７０は、熱交換器１５０（上側の熱交換器１５０ｂ）の上端から加熱後の浴水を浴槽２００へと導く配管である。
【００４４】
上記構成によれば、入口切替弁１６２を切り替えて入口分岐配管１６０ａ、１６０ｂを選択することにより、熱交換器１５０ａ、１５０ｂの両方を用いて上下方向に大きな熱交換器として使用するか、内部熱交換器１５０ｂのみを用いて小さな熱交換器として使用するかを切り替えることができる。
【００４５】
そして制御部１９０は、貯湯温度検知センサ１３４ａ、１３４ｂから熱交換器１５０ａ、１５０ｂの位置の温度Ｔ１１、Ｔ１２を取得し、また浴槽温度センサ１６６から浴水の温度Ｔ２１を取得して、浴水の温度Ｔ２１よりも温度が高い位置の熱交換器１５０ａ、１５０ｂに浴水を導くように入口切替弁１６２を切り替える。
【００４６】
すなわち図１（ａ）に示すように、浴水の温度Ｔ２１が中温層の温度（下側の熱交換器１５０ａの位置の温度Ｔ１１）より低い場合には、入口切替弁１６２を切り替えて下側の入口分岐配管１６０ａを選択し、大きな熱交換器１５０（１５０ａおよび１５０ｂ）として用いる。これにより熱交換可能な温度差を小さくすることができるため、熱交換器１５０の周囲に温度が低下した層が形成されることを防止し、熱交換速度の低下を抑制することができる。したがってヒートポンプユニット１１０の追加運転を回避できるため、中温層の増大を防止することができる。
【００４７】
また図１（ｂ）に示すように、浴水の温度Ｔ２１が中温層の温度（下側の熱交換器１５０ａの位置の温度Ｔ１１）以上である場合には、入口切替弁１６２を入り変えて上側の入口分岐配管１６０ｂを選択し、小さな熱交換器１５０（１５０ｂのみ）として用いる。これにより、浴水から貯湯タンクへの熱の流出がなくなり、中温層の増大を防止することができる。
【００４８】
これらのことから、熱交換効率を向上させることができる。また、中温層の増大を防止することができることから、貯湯タンク１３２の下部に低温層を維持することができ、次の蓄熱タイミングにおいてＣＯＰの低下を抑えることが可能となる。なお、上記実施形態においては熱交換器１５０を２つ設けるように説明したが、本発明はこれに限定するものではなく、３つ以上の熱交換器、入口分岐配管、貯湯温度検知センサを設けてもよい。
【００４９】
［第２実施形態］
本発明にかかる貯湯式給湯装置の第２実施形態について説明する。図２は第２実施形態にかかる貯湯式給送装置の構成を説明する図である。第１実施形態と説明の重複する部分については、同一の符号を付して説明を省略する。
【００５０】
上記第１実施形態においては、風呂循環入口配管１６０を入口分岐配管１６０ａ、１６０ｂに分岐して、それぞれ複数の熱交換器１５０ａ、１５０ｂに接続するように説明した。本実施形態は、さらに風呂循環出口配管１７０を分岐させた例である。
【００５１】
図２（ａ）に示すように、風呂循環出口配管１７０は、複数の熱交換器１５０に接続される複数の出口分岐配管１７０ａ、１７０ｂが集合している。集合点には、風呂循環出口配管１７０に対して複数の出口分岐配管１７０ａ、１７０ｂのいずれかを連通させる出口切替弁１７２が備えられている。
【００５２】
本実施形態において制御部１９０は、浴室リモコン１９２から浴水の加熱目標温度である設定温度Ｔ２０を取得する設定温度取得部を兼ねている。そして制御部１９０は、設定温度Ｔ２０より温度が高い位置の熱交換器１５０から浴水を戻し、それより高い位置の熱交換器１５０には浴水を通過させないように、出口切替弁１７２を切り替える。換言すれば、設定温度Ｔ２０より温度が高い熱交換器１５０のうち、最も低い位置の熱交換器１５０から浴水を戻すように動作する。
【００５３】
すなわち図２（ａ）に示すように、中温層の温度（下側の熱交換器１５０ａの位置の温度Ｔ１１）が設定温度Ｔ２０以下の場合は、出口切替弁１７２を切り替えて上側の出口分岐配管１７０ｂを選択し、内部熱交換器１５０ａ、１５０ｂで加熱した浴水を戻す。
【００５４】
一方、図２（ｂ）に示すように、中温層の温度（下側の熱交換器１５０ａの位置の温度Ｔ１１）が設定温度Ｔ２０より高い場合には、下側の内部熱交換器１５０ｂで充分加熱できる。したがって出口切替弁１７２を切り替えて下側の出口分岐配管１７０ａを選択し、内部熱交換器１５０ａのみで加熱した浴水を戻す。
【００５５】
上記構成によれば、上下方向に配置された複数の熱交換器１５０のうち、必ずしも最も上の熱交換器１５０まで通さずとも、設定温度Ｔ２０まで加熱できたところから浴水を戻すことができる。これにより必要な追いだき機能は達成しつつ、貯湯タンク１３２の上部の高温層の温度（熱交換器１５０ｂの周囲の温度）を維持することができる。ひいては中温層の増大を防止することができ、次の蓄熱タイミングにおいてＣＯＰの低下を抑えることが可能となる。
【００５６】
なお、制御部１９０が温度の大小を判断する際には、設定温度Ｔ２０や測定温度Ｔ１１をそのまま判断に用いてもよいが、設定温度Ｔ２０に所定のマージン（例えば＋１０℃〜＋２０℃など）を加えて判断してもよい。あまり厳密な温度判断をすると、出口切替弁１７２の切り替えが頻発してしまうためである。
【００５７】
また第２実施形態においても、熱交換器１５０を３つ以上設けてもよく、その場合には３つ以上の出口分岐配管を設け、上記と同様に制御すればよい。
【００５８】
［第３実施形態］
本発明にかかる貯湯式給湯装置の第３実施形態について説明する。図３は第３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。上記各実施形態と説明の重複する部分については、同一の符号を付して説明を省略する。
【００５９】
上記第１実施形態においては、出湯配管１５２に対しては高温配管１４２からのみ湯水を出すように説明した。これに対し本実施形態では、中温の湯水を出湯するための中温水取出配管１８０を設けている。
【００６０】
図３に示すように、中温水取出配管１８０は、複数の熱交換器１５０の下方から引き出された第１中温分岐配管１８０ａ、第２中温分岐配管１８０ｂが集合している。集合点には、中温切替弁１８２が備えられている。また中温水取出配管１８０は、混合弁１８４によって出湯配管１５２に合流している。
【００６１】
ここで、複数の熱交換器１５０の「下方」としているのは、熱交換器１５０では中温水を利用したいが、熱交換器１５０より下はなるべく低温にしたい趣旨から、このような配置としている。したがって熱交換器１５０との位置関係は必ずしも厳密なものではなく、熱交換器１５０と高さ方向に若干重なっていてもよいし、高さ方向に若干離れていてもよい。
【００６２】
上記構成によれば、制御部１９０は混合弁１４４、１８４、中温切替弁１８２の開度調整を行うことにより、高温水と、２種類の中温水と、給水とを、適宜混合させて出湯することができる。そして制御部１９０は、第１実施形態の構成ではいかなる場合も高温の湯水と給水とを混合して出湯していたところ、中温水を積極的に消費するように制御することが好ましい。
【００６３】
図３（ｂ）は制御部の動作の例を説明する図である。ここで便宜的に、第１中温分岐配管１８０ａから導かれる湯水を中温水１、第２中温分岐配管１８０ｂから導かれる湯水を中温水２、高温配管１４２から導かれる湯水を高温水と表記する。また加熱目標温度である出湯温度をＴ１０、熱交換器１５０ａ、１５０ｂの位置の温度をそれぞれＴ１１、Ｔ１２、給水の温度をＴ００とする。
【００６４】
図３（ｂ）の例を説明する。パターン１として、中温水１の温度Ｔ１１が出湯温度Ｔ１０よりも高ければ、中温水１と給水を混合して出湯する。貯湯タンク１３２には中温水１を使用した分の給水が給水配管１３８から補給され、貯湯タンク１３２の下部の低温層が増大する。
【００６５】
パターン２として、出湯温度Ｔ１０が中温水２の温度Ｔ１２と中温水１の温度Ｔ１１の間であれば、中温水２と中温水１を混合して出湯する。換言すれば、中温水１を給水の代わりに使用する。
【００６６】
パターン３として、出湯温度Ｔ１０が中温水２の温度Ｔ１２より高く、かつ給水の温度Ｔ００＋αが中温水１の温度Ｔ１１より低い場合には、高温水と中温水１を混合して出湯する。ここでαは適宜定められた所定温度であって、例えば５℃程度とすることができる。これは、中温水１の温度Ｔ１１が給水の温度Ｔ００と同程度である場合には、給水を使用することを意味する。なぜなら、この程度の温度差であればＣＯＰに差が少ないこと、および中温水を抜き出すと貯湯タンク１３２内の温度成層に乱れが生じるおそれがあるため、利益の兼ね合いを図ったものである。
【００６７】
パターン４として、出湯温度Ｔ１０が中温水２の温度Ｔ１２より高く、かつ給水の温度Ｔ００＋αがＴ１２とＴ１１の間である場合には、高温水と中温水２を混合して出湯する。中温水１ではなく中温水２を使うのは、中温水１は給水との温度差が小さいため、ＣＯＰに差が少なくなる一方、抜き出すことによる貯湯タンク１３２内の温度成層の乱れによる性能低下が大きくなると考えられるためである。そこで、給水との温度差が大きい中温水２を消費する。
【００６８】
パターン５として、出湯温度Ｔ１０が中温水２の温度Ｔ１２より高く、かつ給水の温度Ｔ００＋αが中温水２の温度Ｔ１２より高い場合には、高温水と給水を混合して出湯する。この場合は中温水１、中温水２共にほぼ給水の温度Ｔ００と同程度であるため、温度成層の維持を優先して給水を使用する。
【００６９】
上記説明したように、他の用途に対して出湯する場合に、追いだき用の熱交換器１５０の下の位置から中温水を優先的に出湯することにより、貯湯タンク１３２の下部により多くの低温層を形成することができる。従って、次回の蓄熱タイミングにおけるＣＯＰの低下を抑えることが可能となる。
【００７０】
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】
【００７１】
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】
【００７２】
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…凝縮器、１１８…膨張弁、１３０…貯湯ユニット、１３２…貯湯タンク、１３４ａ、１３４ｂ…貯湯温度検知センサ、１３６…減圧弁、１３８…給水配管、１４０…蓄熱配管、１４０ａ…送り配管、１４０ｂ…戻り配管、１４０ｃ…循環ポンプ、１４２…高温配管、１４４…混合弁、１５０…熱交換器、１５０ａ、１５０ｂ…内部熱交換器、１５２…出湯配管、１５６…切替弁、１５８…湯張り配管、１６０…風呂循環入口配管、１６０ａ、１６０ｂ…入口分岐配管、１６２…入口切替弁、１６４…ポンプ、１６６…浴槽温度センサ、１７０…風呂循環出口配管、１７０ａ、１７０ｂ…出口分岐配管、１７２…出口切替弁、１８０…中温水取出配管、１８０ａ…第１中温分岐配管、１８０ｂ…第２中温分岐配管、１８２…中温切替弁、１８４…混合弁、１９０…制御部、１９２…浴室リモコン、２００…浴槽
【図１】
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【図２】
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【図３】
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