(57)【要約】      （修正有）【課題】一つの循環ポンプを用いて、給湯タンクの沸き上げ運転と浴槽水の加熱運転や暖房運転とを行うことができる給湯機を提供する。【解決手段】給湯用配管４１と熱源側配管４６の接続部に設けた第１の制御弁３３、給湯用配管４１と給湯タンク１１の下部に接続された下部戻し管５７の接続部に設けた第２の制御弁３４、第１の制御弁３３と第２の制御弁３４間の給湯用配管４１に循環ポンプ１２を設け、給湯タンク１１の沸上運転時に循環ポンプ１２を運転して給湯タンク１１の下部から流出させた水を、第１の制御弁３３、循環ポンプ１２、給湯用熱交換器６２、第２の制御弁３４の順に給湯タンク１１の上部から戻し、浴槽水７０の加熱運転や暖房運転時に循環ポンプ１２を運転して利用側熱交換器１３で放熱させた水を、第１の制御弁３３、循環ポンプ１２、給湯用熱交換器６２、第２の制御弁の順３４に下部戻し管５７から給湯タンク１１に戻す給湯機。【選択図】        図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
温水を貯留させる給湯タンクと、前記給湯タンク内の水を加熱する給湯用熱交換器と、前記給湯タンク内の温水を用いて浴槽での浴槽水沸き上げ運転や暖房ユニットでの暖房運転を行う利用側熱交換器とを備えた給湯器であって、
一端が前記給湯タンクの下部に、他端が前記給湯タンクの上部に接続され、前記給湯用熱交換器の利用側配管を構成する給湯用配管と、
一端が前記給湯タンクの上部に、他端が前記給湯タンクの下部に接続され、前記利用側熱交換器の熱源側配管を構成する熱源側配管と、
前記給湯用配管の一端と前記熱源側配管の他端との接続部に設けた第１の制御弁と、
一端が前記給湯用配管の他端側に第２の制御弁を介して接続され、他端が前記給湯タンクの下部に接続された下部戻し管とを有し、
前記第１の制御弁から前記第２の制御弁までの間の前記給湯用配管に、循環ポンプを設け、
前記給湯タンクの沸き上げ運転では、前記循環ポンプを運転することにより、前記給湯タンクの下部から流出させた水を、前記第１の制御弁、前記循環ポンプ、前記給湯用熱交換器、前記第２の制御弁を経由させ、前記給湯タンクの上部から戻し、
前記浴槽水の加熱運転や暖房運転では、前記循環ポンプを運転することにより、前記利用側熱交換器で放熱させた水を、前記第１の制御弁、前記循環ポンプ、前記給湯用熱交換器、前記第２の制御弁を経由させ、前記下部戻し管から前記給湯タンクに戻すことを特徴とする給湯機。
【請求項２】
前記循環ポンプから前記給湯用熱交換器までの間の前記給湯用配管に第３の制御弁を設け、一端を前記第３の制御弁に接続し、他端を前記給湯用熱交換器から前記第２の制御弁までの間の前記給湯用配管に接続したバイパス管を設けたことを特徴とする請求項１に記載の給湯機。
【請求項３】
給湯ユニットに、前記給湯タンク、前記利用側熱交換器、前記熱源側配管、前記第１の制御弁、前記第２の制御弁、前記第３の制御弁、前記バイパス管、前記下部戻し管、及び前記循環ポンプを設け、ヒートポンプユニットに前記給湯用熱交換器を設け、前記給湯ユニットと前記ヒートポンプユニットとを前記給湯用配管で接続したことを特徴とする請求項２に記載の給湯機。
【請求項４】
温水を貯留させる給湯タンクと、前記給湯タンク内の水を加熱する給湯用熱交換器と、前記給湯タンク内の温水を用いて浴槽での浴槽水沸き上げ運転や暖房ユニットでの暖房運転を行う利用側熱交換器とを備えた給湯器であって、
一端が前記給湯タンクの下部に、他端が前記給湯タンクの上部に接続され、前記給湯用熱交換器の利用側配管を構成する給湯用配管と、
一端が前記給湯タンクの上部に、他端が前記給湯タンクの下部に接続され、前記利用側熱交換器の熱源側配管を構成する熱源側配管と、
前記給湯用配管の一端と前記熱源側配管の他端との接続部に設けた第１の制御弁と、
前記給湯用配管から分岐し、前記給湯タンクの下部に接続された下部戻し管とを有し、
前記第１の制御弁から前記下部戻し管の前記給湯用配管との分岐部までの間の前記給湯用配管に、循環ポンプを設け、
前記給湯タンクの沸き上げ運転では、前記循環ポンプを運転することにより、前記給湯タンクの下部から流出させた水を、前記第１の制御弁、前記循環ポンプ、前記給湯用熱交換器を経由させ、前記給湯タンクの上部から戻し、
前記浴槽水の加熱運転や暖房運転では、前記循環ポンプを運転することにより、前記利用側熱交換器で放熱させた水を、前記第１の制御弁、前記循環ポンプを経由させ、前記下部戻し管から前記給湯タンクに戻すことを特徴とする給湯機。
【請求項５】
給湯ユニットに、前記給湯タンク、前記利用側熱交換器、前記熱源側配管、前記第１の制御弁、前記下部戻し管、及び前記循環ポンプを設け、ヒートポンプユニットに前記給湯用熱交換器を設け、前記給湯ユニットと前記ヒートポンプユニットとを前記給湯用配管で接続したことを特徴とする請求項４に記載の給湯機。
【請求項６】
温水を貯留させる給湯タンクと、前記給湯タンク内の水を加熱する給湯用熱交換器と、前記給湯タンク内の温水を用いて浴槽での浴槽水沸き上げ運転や暖房ユニットでの暖房運転を行う利用側熱交換器とを備えた給湯器であって、
一端が前記給湯タンクの下部に、他端が前記給湯タンクの上部に接続された給湯用配管と、
一端が前記給湯タンクの上部に、他端が前記給湯タンクの下部に接続され、前記利用側熱交換器の熱源側配管を構成する熱源側配管と、
前記給湯用配管の一端と前記熱源側配管の他端との接続部に設けた第１の制御弁とを有し、
前記給湯用配管に、循環ポンプを設け、
前記給湯タンクの沸き上げ運転では、前記循環ポンプを運転することにより、前記給湯タンクの下部から流出させた水を、前記第１の制御弁、前記循環ポンプを経由させ、前記給湯タンクの上部から戻し、
前記浴槽水の加熱運転や暖房運転では、前記循環ポンプを運転することにより、前記利用側熱交換器で放熱させた水を、前記第１の制御弁、前記循環ポンプを経由させ、前記給湯タンクの上部から戻すことを特徴とする給湯機。
【請求項７】
前記下部戻し管を、前記給湯タンクの上部と下部との間で、異なる高さ位置に複数設けたことを特徴とする請求項１又は請求項４に記載の給湯機。
【請求項８】
前記給湯タンクの上部と下部との間で、異なる高さ位置の温度を検出する給湯温度センサを設け、給湯温度センサで検出した給湯温度に応じて前記下部戻し管を選択的に用いることを特徴とする請求項７に記載の給湯機。
【請求項９】
前記下部戻し管を流れる水温に応じて前記下部戻し管を選択的に用いることを特徴とする請求項７に記載の給湯機。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、給湯用熱交換器によって加熱された温水を給湯タンクの上部から流入させ、冷水は給湯タンクの下部から流入させることで、給湯タンク内の上部と下部とで湯温差が生じるように給湯水を貯留する給湯機に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来より、冷凍サイクルを用いたヒートポンプ式給湯機が提案されており、例えば冷凍サイクルを利用して給湯タンク内に温水を貯留するものや、浴槽への給湯を行うものが提案されている（例えば特許文献１、特許文献２参照）。
【０００３】
【特許文献１】
特開２００２−１３０８１９号公報
【特許文献２】
特開２００２−２４３２７４号公報
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、従来では、給湯タンク内の水を加熱する給湯用熱交換器を循環するための回路や、給湯タンク内の温水を用いて浴槽での浴槽水の加熱や暖房ユニットでの暖房を行う利用側熱交換器を循環するための回路等には、それぞれに循環ポンプを設けなければならなかった。
【０００５】
そこで、本発明は、一つの循環ポンプを用いて、給湯タンクの沸き上げ運転と浴槽水の加熱運転や暖房運転とを行うことができる給湯機を提供することを目的とする。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
請求項１記載の本発明の給湯機は、温水を貯留させる給湯タンクと、前記給湯タンク内の水を加熱する給湯用熱交換器と、前記給湯タンク内の温水を用いて浴槽での浴槽水沸き上げ運転や暖房ユニットでの暖房運転を行う利用側熱交換器とを備えた給湯器であって、一端が前記給湯タンクの下部に、他端が前記給湯タンクの上部に接続され、前記給湯用熱交換器の利用側配管を構成する給湯用配管と、一端が前記給湯タンクの上部に、他端が前記給湯タンクの下部に接続され、前記利用側熱交換器の熱源側配管を構成する熱源側配管と、前記給湯用配管の一端と前記熱源側配管の他端との接続部に設けた第１の制御弁と、一端が前記給湯用配管の他端側に第２の制御弁を介して接続され、他端が前記給湯タンクの下部に接続された下部戻し管とを有し、前記第１の制御弁から前記第２の制御弁までの間の前記給湯用配管に、循環ポンプを設け、前記給湯タンクの沸き上げ運転では、前記循環ポンプを運転することにより、前記給湯タンクの下部から流出させた水を、前記第１の制御弁、前記循環ポンプ、前記給湯用熱交換器、前記第２の制御弁を経由させ、前記給湯タンクの上部から戻し、前記浴槽水の加熱運転や暖房運転では、前記循環ポンプを運転することにより、前記利用側熱交換器で放熱させた水を、前記第１の制御弁、前記循環ポンプ、前記給湯用熱交換器、前記第２の制御弁を経由させ、前記下部戻し管から前記給湯タンクに戻すことを特徴とする。
請求項２記載の本発明は、請求項１に記載の給湯機において、前記循環ポンプから前記給湯用熱交換器までの間の前記給湯用配管に第３の制御弁を設け、一端を前記第３の制御弁に接続し、他端を前記給湯用熱交換器から前記第２の制御弁までの間の前記給湯用配管に接続したバイパス管を設けたことを特徴とする。
請求項３記載の本発明は、請求項２に記載の給湯機において、給湯ユニットに、前記給湯タンク、前記利用側熱交換器、前記熱源側配管、前記第１の制御弁、前記第２の制御弁、前記第３の制御弁、前記バイパス管、前記下部戻し管、及び前記循環ポンプを設け、ヒートポンプユニットに前記給湯用熱交換器を設け、前記給湯ユニットと前記ヒートポンプユニットとを前記給湯用配管で接続したことを特徴とする。
請求項４記載の本発明の給湯機は、温水を貯留させる給湯タンクと、前記給湯タンク内の水を加熱する給湯用熱交換器と、前記給湯タンク内の温水を用いて浴槽での浴槽水沸き上げ運転や暖房ユニットでの暖房運転を行う利用側熱交換器とを備えた給湯器であって、一端が前記給湯タンクの下部に、他端が前記給湯タンクの上部に接続され、前記給湯用熱交換器の利用側配管を構成する給湯用配管と、一端が前記給湯タンクの上部に、他端が前記給湯タンクの下部に接続され、前記利用側熱交換器の熱源側配管を構成する熱源側配管と、前記給湯用配管の一端と前記熱源側配管の他端との接続部に設けた第１の制御弁と、前記給湯用配管から分岐し、前記給湯タンクの下部に接続された下部戻し管とを有し、前記第１の制御弁から前記下部戻し管の前記給湯用配管との分岐部までの間の前記給湯用配管に、循環ポンプを設け、前記給湯タンクの沸き上げ運転では、前記循環ポンプを運転することにより、前記給湯タンクの下部から流出させた水を、前記第１の制御弁、前記循環ポンプ、前記給湯用熱交換器を経由させ、前記給湯タンクの上部から戻し、前記浴槽水の加熱運転や暖房運転では、前記循環ポンプを運転することにより、前記利用側熱交換器で放熱させた水を、前記第１の制御弁、前記循環ポンプを経由させ、前記下部戻し管から前記給湯タンクに戻すことを特徴とする。
請求項５記載の本発明は、請求項４に記載の給湯機において、給湯ユニットに、前記給湯タンク、前記利用側熱交換器、前記熱源側配管、前記第１の制御弁、前記下部戻し管、及び前記循環ポンプを設け、ヒートポンプユニットに前記給湯用熱交換器を設け、前記給湯ユニットと前記ヒートポンプユニットとを前記給湯用配管で接続したことを特徴とする。
請求項６記載の本発明の給湯機は、温水を貯留させる給湯タンクと、前記給湯タンク内の水を加熱する給湯用熱交換器と、前記給湯タンク内の温水を用いて浴槽での浴槽水沸き上げ運転や暖房ユニットでの暖房運転を行う利用側熱交換器とを備えた給湯器であって、一端が前記給湯タンクの下部に、他端が前記給湯タンクの上部に接続された給湯用配管と、一端が前記給湯タンクの上部に、他端が前記給湯タンクの下部に接続され、前記利用側熱交換器の熱源側配管を構成する熱源側配管と、前記給湯用配管の一端と前記熱源側配管の他端との接続部に設けた第１の制御弁とを有し、前記給湯用配管に、循環ポンプを設け、前記給湯タンクの沸き上げ運転では、前記循環ポンプを運転することにより、前記給湯タンクの下部から流出させた水を、前記第１の制御弁、前記循環ポンプを経由させ、前記給湯タンクの上部から戻し、前記浴槽水の加熱運転や暖房運転では、前記循環ポンプを運転することにより、前記利用側熱交換器で放熱させた水を、前記第１の制御弁、前記循環ポンプを経由させ、前記給湯タンクの上部から戻すことを特徴とする。
請求項７記載の本発明は、請求項１又は請求項４に記載の給湯機において、前記下部戻し管を、前記給湯タンクの上部と下部との間で、異なる高さ位置に複数設けたことを特徴とする。
請求項８記載の本発明は、請求項７に記載の給湯機において、前記給湯タンクの上部と下部との間で、異なる高さ位置の温度を検出する給湯温度センサを設け、給湯温度センサで検出した給湯温度に応じて前記下部戻し管を選択的に用いることを特徴とする。
請求項９記載の本発明は、請求項７に記載の給湯機において、前記下部戻し管を流れる水温に応じて前記下部戻し管を選択的に用いることを特徴とする。
【０００７】
【発明の実施の形態】
本発明による第１の実施の形態による給湯機は、一端が給湯タンクの下部に、他端が給湯タンクの上部に接続され、給湯用熱交換器の利用側配管を構成する給湯用配管と、一端が給湯タンクの上部に、他端が給湯タンクの下部に接続され、利用側熱交換器の熱源側配管を構成する熱源側配管と、給湯用配管の一端と熱源側配管の他端との接続部に設けた第１の制御弁と、一端が給湯用配管の他端側に第２の制御弁を介して接続され、他端が給湯タンクの下部に接続された下部戻し管とを有し、第１の制御弁から第２の制御弁までの間の給湯用配管に循環ポンプを設けたものである。本実施の形態によれば、第１の制御弁と第２の制御弁を切り替えるだけで、一つの循環ポンプを用いて、給湯タンクの沸き上げ運転と浴槽水の加熱運転や暖房運転とを行うことができる。
本発明による第２の実施の形態は、第１の実施の形態による給湯機において、循環ポンプから給湯用熱交換器までの間の給湯用配管に第３の制御弁を設け、一端を第３の制御弁に接続し、他端を給湯用熱交換器から第２の制御弁までの間の給湯用配管に接続したバイパス管を設けたものである。本実施の形態によれば、浴槽水の加熱運転や暖房運転を行う場合に、給湯用熱交換器をバイパスさせて給湯タンクに温水を戻すため、給湯用熱交換器での無駄な放熱を防止できる。
本発明による第３の実施の形態は、第２の実施の形態による給湯機において、給湯ユニットに、給湯タンク、利用側熱交換器、熱源側配管、第１の制御弁、第２の制御弁、第３の制御弁、バイパス管、下部戻し管、及び循環ポンプを設け、ヒートポンプユニットに給湯用熱交換器を設け、給湯ユニットとヒートポンプユニットとを給湯用配管で接続したものである。本実施の形態によれば、浴槽水の加熱運転や暖房運転を行う場合に、給湯ユニット外に温水を引き回すことなく給湯タンクに温水を戻すため、無駄な放熱を防止できる。
本発明による第４の実施の形態による給湯機は、一端が給湯タンクの下部に、他端が給湯タンクの上部に接続され、給湯用熱交換器の利用側配管を構成する給湯用配管と、一端が給湯タンクの上部に、他端が給湯タンクの下部に接続され、利用側熱交換器の熱源側配管を構成する熱源側配管と、給湯用配管の一端と熱源側配管の他端との接続部に設けた第１の制御弁と、給湯用配管から分岐し、給湯タンクの下部に接続された下部戻し管とを有し、第１の制御弁から下部戻し管の給湯用配管との分岐部までの間の給湯用配管に、循環ポンプを設けたものである。本実施の形態によれば、第１の制御弁を切り替えることで、一つの循環ポンプを用いて、給湯タンクの沸き上げ運転と浴槽水の加熱運転や暖房運転とを行うことができる。
本発明による第５の実施の形態は、第４の実施の形態による給湯機において、給湯ユニットに、給湯タンク、利用側熱交換器、熱源側配管、第１の制御弁、下部戻し管、及び循環ポンプを設け、ヒートポンプユニットに給湯用熱交換器を設け、給湯ユニットとヒートポンプユニットとを給湯用配管で接続したものである。本実施の形態によれば、浴槽水の加熱運転や暖房運転を行う場合に、給湯ユニット外に温水を引き回すことなく給湯タンクに温水を戻すため、無駄な放熱を防止できる。
本発明による第６の実施の形態による給湯機は、一端が給湯タンクの下部に、他端が給湯タンクの上部に接続された給湯用配管と、一端が給湯タンクの上部に、他端が給湯タンクの下部に接続され、利用側熱交換器の熱源側配管を構成する熱源側配管と、給湯用配管の一端と熱源側配管の他端との接続部に設けた第１の制御弁とを有し、給湯用配管に循環ポンプを設けたものである。本実施の形態によれば、第１の制御弁を切り替えることで、一つの循環ポンプを用いて、給湯タンクの沸き上げ運転と浴槽水の加熱運転や暖房運転とを行うことができる。
本発明による第７の実施の形態は、第１又は第４の実施の形態による給湯機において、下部戻し管を、給湯タンクの上部と下部との間で、異なる高さ位置に複数設けたものである。本実施の形態によれば、給湯タンク内の高温水が低温水と混ざり合わないように戻し口を選択することができる。
本発明による第８の実施の形態は、第７の実施の形態による給湯機において、給湯タンクの上部と下部との間で、異なる高さ位置の温度を検出する給湯温度センサを設け、給湯温度センサで検出した給湯温度に応じて下部戻し管を選択的に用いるものである。本実施の形態によれば、給湯温度センサによって給湯タンク内の温度分布を正確に把握でき、給湯タンク内の温度状況に応じた戻し口を選択でき、給湯タンク内の高温水が低温水と混ざり合うことを防止できる。
本発明による第９の実施の形態は、第７の実施の形態による給湯機において、下部戻し管を流れる水温に応じて下部戻し管を選択的に用いるものである。本実施の形態によれば、給湯タンク内の温度状況に応じた戻し口を選択でき、給湯タンク内の高温水が低温水と混ざり合うことを防止できる。
【０００８】
【実施例】
以下、本発明の一実施例による給湯機について図面を用いて説明する。
図１は、本実施例による給湯機の回路構成図である。
本実施例による給湯機は、給湯ユニット１０と、ヒートポンプユニット６０と、浴槽７０とから構成される。
給湯ユニット１０は、温水を貯留する給湯タンク１１と、給湯タンク１１の低温水をヒートポンプユニット６０に導き、このヒートポンプユニット６０で加熱した温水を給湯タンク１１に戻すための循環ポンプ１２と、給湯タンク１１内の温水を浴槽７０で利用するための利用側熱交換器１３とを備えている。
ヒートポンプユニット６０は、圧縮機６１、給湯用熱交換器６２、膨張弁６３、蒸発器６４を配管にて環状に接続し、冷凍サイクルを構成している。給湯用熱交換器６２は、冷凍サイクルを構成する熱源側配管と給湯ユニット１０を構成する利用側配管との間で熱交換を行う。利用側配管側で高温水を得るためには、冷凍サイクルは、冷媒として二酸化炭素を用い、臨界圧を越える圧力で運転することが好ましい。
浴槽７０は、利用側熱交換器１３の利用側配管と循環ポンプ７１とともに、浴槽用配管７２にて環状に接続した温水回路を備えている。
【０００９】
給湯用配管４１は、一端が給湯タンク１１の底部に接続され、給湯用熱交換器６２の利用側配管を構成し、他端が給湯タンク１１の上部に接続され、管路中に循環ポンプ１２を備えている。給湯用配管４１の一端側には、給湯タンク１１内の貯留水の流出を制御する三方弁３３が設けられている。この三方弁３３と給湯用熱交換器６２との間の給湯用配管４１には、循環ポンプ１２が設けられている。一方、給湯用管４１の他端側、すなわち給湯用熱交換器６２と給湯用タンク１１との間の給湯用配管４１には、三方弁３４が設けられている。そしてこの三方弁３４の他方の流出側開口には、給湯タンク１１の下部に接続される下部戻し管５７が設けられている。
二方弁２４は、一方に水道管等の水供給配管を接続し、他方に給湯ユニット１０内の出水配管４３を接続している。
混合弁２５は、一方の流入側接続口に出湯配管４２を接続し、他方の流入側接続口に出水配管４３を接続し、流出側接続口に第１利用側配管４４を接続している。
なお、出湯配管４２の一端は、給湯タンク１１の上部に接続されている。また第１利用側配管４４の一端は、浴室、キッチン、又は洗面所等の給湯用の蛇口に接続されている。給水配管４５は、出水配管４３の途中から分岐し、給湯タンク１１の底部に接続されている。
【００１０】
熱源側配管４６は、一端が給湯タンク１１の上部に接続され、利用側熱交換器１３の熱源側配管を構成し、他端が三方弁３３の流入側接続口に接続されている。熱源側配管４６には、流量制御弁２６が設けられている。
なお、熱源側配管４６は、利用側熱交換器１３の上流側に温度センサ９１を、利用側熱交換器１３の下流側に温度センサ９２を設けている。また、浴槽用配管７２は、利用側熱交換器１３の上流側に温度センサ９３を設けている。また熱源側配管４６は、流量センサ９４を設けている。
浴槽７０内に注湯する注湯機能は、出水配管４３から分岐させた冷水側注湯用配管５４Ａと、出湯配管４２から分岐させた温水側注湯用配管５４Ｂと、冷水側注湯用配管５４Ａと温水側注湯用配管５４Ｂとを流入側接続口に接続する混合弁５３と、混合弁５３の流出側接続口に接続される注湯用配管５５と、この注湯用配管５５に設けた開閉弁５６とから構成され、注湯用配管５５は浴槽用配管７２に接続している。
【００１１】
まず、図１を用いて給湯タンクの沸き上げ運転について説明する。
三方弁３３は、給湯タンク１１側配管と給湯用配管４１を連通させ、熱源側配管４６の流入側接続口を閉とする。また三方弁３４は、給湯用配管４１、すなわち給湯用熱交換器６２側の配管と給湯タンク１１の上部接続側配管とを連通させ、下部戻し管５７への流出側接続口を閉とする。
従って、循環ポンプ１２を運転することにより、給湯タンク１１の下部から流出する水は、三方弁３３、循環ポンプ１２、給湯用熱交換器６２、三方弁３４を順に通り、再び給湯タンク１１の上部から流入する。
一方、ヒートポンプユニット６０も運転を行う。圧縮機６１で圧縮された冷媒は、給湯用熱交換器６２で放熱し、膨張弁６３で減圧された後、蒸発器６４にて吸熱し、ガス状態で圧縮機６１に吸入される。
従って、給湯用熱交換器６２では、冷凍サイクルを流れる冷媒の熱が給湯用配管４１を流れる水に伝達し、加熱された水は温水となり給湯タンク１１内に蓄えられる。このとき、温水は給湯タンク１１の上部から流入させ、冷水は給湯タンク１１の下部から流出させるため、給湯タンク１１内では、上層部に温水が蓄えられ、この温水層が徐々に厚くなる。そして給湯タンク１１の下部側に設けた温度センサ（図示しない）によって、給湯タンク１１内に十分な温水が蓄積された状態を検知し、沸き上げ運転を終了する。
【００１２】
次に、給湯タンク内の温水を給湯用として利用する場合の給湯運転について説明する。
第１利用側配管４４に接続された蛇口を開くことで給湯水を利用することができる。給湯温度は、混合弁２５の流入側流路の混合比を変更することで調整される。給湯温度を高くする場合には、出湯配管４２からの流入量を増加させ、給湯温度を低くする場合には、出水配管４３からの流入量を増加させる。
給湯タンク１１内は、出湯配管４２から温水が流出することで圧力が低下する。従って、出湯配管４２からの温水の流出量だけ、給水配管４５から給湯タンク１１内に水が流入する。そして、温度センサによって給湯タンク１１内の温水量が所定量よりも少なくなったことを検知した場合には、沸き上げ運転を再開する。
【００１３】
次に、給湯タンク内の温水を利用した浴槽水沸き上げ運転について説明する。
この浴槽水沸き上げ運転では、三方弁３３は、給湯タンク１１からの流入側接続口を閉とし、熱源側配管４６と給湯用配管４１とを連通させる。また、三方弁３４は、下部戻し管５７への流出側開口を開とし、給湯タンク１１の上部への流れを阻止する。
従って、循環ポンプ１２を運転することにより、給湯タンク１１の上部から流出する温水は、利用側熱交換器１３、三方弁３３、循環ポンプ１２、給湯用熱交換器６２、三方弁３４、下部戻し管５７を順に通り、給湯タンク１１の下部から流入する。
なお、ヒートポンプユニット６０は運転を停止しておく。
一方、浴槽７０は運転を行う。循環ポンプ７１を運転することで、利用側熱交換器１３では、熱源側配管４６を流れる温水の熱が、浴槽用配管７２を流れる水に伝達し、加熱された水は温水となり浴槽７０を循環する。このとき、温水は給湯タンク１１の上部から流入させ、利用側熱交換器１３で熱を奪われた低温水は給湯タンク１１の下部から流出させるため、給湯タンク１１内では、温水層が徐々に薄くなる。そして給湯タンク１１の上部側に設けた温度センサ（図示しない）によって、給湯タンク１１内の温水量が所定量以下となった状態を検知した場合には、沸き上げ運転を再開するか、又はヒートポンプを利用した浴槽水沸き上げ運転に切り替えることで浴槽水沸き上げ運転を継続する。
【００１４】
次に、ヒートポンプを利用した浴槽水沸き上げ運転について説明する。
このヒートポンプを利用した浴槽水沸き上げ運転では、三方弁３３の流入側接続口は熱源側配管４６を連通させ、三方弁３４の流出側接続口は熱源側配管４６、すなわち給湯タンク１１の上部に接続された配管側を連通させる。
一方、ヒートポンプユニット６０も運転を行う。圧縮機６１で圧縮された冷媒は、給湯用熱交換器６２で放熱し、膨張弁６３で減圧された後、蒸発器６４にて吸熱し、ガス状態で圧縮機６１に吸入される。
従って、循環ポンプ１２を運転することにより、利用側熱交換器１３を通った低温水は、三方弁３３、循環ポンプ１２を通って給湯用熱交換器６２に流入する。そして、給湯用熱交換器６２で加熱された高温水は、三方弁３４を経由して給湯タンク１１の上部から流入する。なお、熱源側配管４６によって給湯タンク１１の上部から流出する高温水が利用側熱交換器１３に流入する。
また、浴槽７０も運転を行う。循環ポンプ７１を運転することで、利用側熱交換器１３では、熱源側配管４６を流れる温水の熱が浴槽用配管７２を流れる水に伝達し、加熱された水は温水となり浴槽７０側を循環する。
【００１５】
次に、給湯タンク１１に貯留させた温水を浴槽７０内に注湯する注湯運転について説明する。
開閉弁５６を開放することで、冷水側注湯用配管５４Ａからは水道管等の水供給配管からの水が導入され、温水側注湯用配管５４Ｂからは給湯タンク１１の上部の高温水が導入される。
給湯タンク１１内は、給湯用配管４１から温水が流出することで圧力が低下する。従って、給湯用配管４１からの温水の流出量だけ、給水配管４５から給湯タンク１１内に水が流入する。
冷水側注湯用配管５４Ａから導入される水と、温水側注湯用配管５４Ｂから導入される温水とは、混合弁７３によって設定温度に調整され、注湯用配管５５を経由して、浴槽用配管７２から浴槽７０内に導入される。
なお、この場合の給湯用熱交換器６２での能力と浴槽７０での暖房負荷との関係は、温度センサ９２での検出温度で判定できる他、温度センサ９１と温度センサ９２との検出温度から更に正確に判定することができる。
【００１６】
以下、本発明の他の実施例による給湯機について図面を用いて説明する。なお、同一機能を有する部材には同一番号を付して説明を省略する。
図２は、本実施例による給湯機の回路構成図である。
本実施例による給湯機は、出湯配管として、給湯タンク１１の上部に接続された第１の出湯配管４２Ａの他に、給湯タンク１１の上部と下部との間に接続された、第２の出湯配管４２Ｂ及び第３の出湯配管４２Ｃとを備えている。本実施例では、給湯タンク１１の上部と下部との間に２つの出湯配管４２Ｂ、４２Ｃを設けたものを示しているが、更に多くの出湯配管を高さ方向の位置を異ならせて設けてもよい。本実施例では、第２の出湯配管４２Ｂは、第３の出湯配管４２Ｃよりも高い位置に設けている。また第１の出湯配管４２Ａには開閉弁３１Ａを、第２の出湯配管４２Ｂには開閉弁３１Ｂを、第３の出湯配管４２Ｃには開閉弁３１Ｃを設け、これら開閉弁３１Ａ、３１Ｂ、３１Ｃの開閉動作によって、少なくともいずれか一つの出湯配管４２Ａ、４２Ｂ、４２Ｃから温水を流出させている。
また、本実施例による給湯機は、下部戻し管５７として、給湯タンク１１の上部と下部との間に接続された、第１の下部戻し管５７Ａ及び第２の下部戻し管５７Ｂと、給湯タンク１１の下部に接続された第３の下部戻し管５７Ｃを備えている。本実施例では、下部戻し管として給湯タンク１１の上部と下部との間に２つの下部戻し管５７Ａ、５７Ｂを設けたものを示しているが、更に多くの下部戻し管５７を高さ方向の位置を異ならせて設けてもよい。本実施例では、第１の下部戻し管５７Ａは、第２の下部戻し管５７Ｂよりも高い位置に設けている。また第１の下部戻し管５７Ａには開閉弁３５Ａを、第２の下部戻し管５７Ｂには開閉弁３５Ｂを、第３の下部戻し管５７Ｃには開閉弁３５Ｃを設け、これら開閉弁３５Ａ、３５Ｂ、３５Ｃの開閉動作によって、少なくともいずれか一つの下部戻し管５７Ａ、５７Ｂ、５７Ｃから低温水を流入させている。
【００１７】
本実施例のように、出湯配管として、給湯タンク１１の上部に接続された第１の出湯配管４２Ａの他に、給湯タンク１１の上部と下部との間に複数の出湯配管４２Ｂ、４２Ｃを設けることで、第１利用側配管４４での利用温度又は設定温度に応じた温度の温水を供給することができる。従って、給湯タンク１１の上部に貯留されている高温の温水を温存することができる。なお、図示はしないが、給湯温度センサを、給湯タンク１１の上部と下部との間で、異なる高さ位置に複数設けることが好ましい。
以上のように本実施例によれば、給湯タンク１１の上部と下部との間で、異なる高さ位置から温水を流出させる出湯配管４２Ｂ、４２Ｃを設け、出湯配管４２Ｂ、４２Ｃの流出口を、給湯温度センサで検出した給湯温度に応じて高さ位置を異ならせることで、給湯タンク１１から流出させる温水を、利用側の要望に合わせた温度の温水を用いることができるため、高温水を不必要に用いることなく、給湯タンク１１内に、より高温の温水を温存することができる。
【００１８】
また本実施例のように、下部戻し管５７として、給湯タンク１１の下部に接続された第３の下部戻し管５７Ｃの他に、給湯タンク１１の上部と下部との間に複数の下部戻し管５７Ａ、５７Ｂを設けることで、図１に示す給湯タンク内の温水を利用した浴槽水沸き上げ運転において、利用側熱交換器１３での負荷に応じて、熱源側配管４６から戻ってくる温水の温度に応じて、給湯タンク１１内に温水を流入させることができる。
以上のように本実施例によれば、利用側熱交換器１３で放熱した低温水の流入によって給湯タンク１１内の温度の異なる温水が混ざり合うことを防止できるとともに、利用側熱交換器１３で放熱した低温水の熱も有効に利用することができ、給湯タンク１１内の上部と下部とで湯温差が生じるように給湯水を貯留することができる。
また、給湯温度センサを給湯タンク１１への流入と、給湯タンク１１からの流出の両方に利用することで、給湯タンク１１内の温度差を確保して、より高温の温水を温存することができる。従って、給湯タンクの小型化が実現でき、小型の給湯タンクであっても、高温水を有効に利用することができる。
【００１９】
図３は、更に他の実施例による給湯機の回路構成図である。
本実施例による給湯機は、図１に示す実施例に、更に三方弁３６とバイパス管５８とを設けたものである。
三方弁３６は、循環ポンプ１２の流出側配管であって、給湯ユニット１０内に配置される給湯用配管４１に設けられている。そして、この三方弁の他方の流出側開口には、バイパス管５８が設けられ、このバイパス管５８の他端は、三方弁３４の流入側配管であって、給湯ユニット１０内に配置される給湯用配管４１に設けられている。
本実施例では、給湯タンク内の温水を利用した浴槽水沸き上げ運転において、循環ポンプ１２から流出した温水を、給湯用熱交換器６２に流入させることなく、バイパス管５８側に流し、三方弁３４を介して下部戻し管５７に流すものである。
本実施例のように、給湯タンク内の温水を利用した浴槽水沸き上げ運転において、給湯用熱交換器６２に温水を流すことなく、給湯ユニット１０内の配管を経由して給湯タンク１１に戻すことによって、放熱による熱ロスを少なくすることができる。
【００２０】
図４は、更に他の実施例による給湯機の回路構成図である。
本実施例による給湯機は、上記実施例で説明したヒートポンプユニット６０を設ける代わりに、給湯用熱交換器６２Ａを給湯タンク１１内に設けたものである。
給湯用配管４１Ａは、一端が給湯タンク１１の底部に接続され、他端が給湯タンク１１の上部に接続され、管路中に循環ポンプ１２を備えている。給湯用配管４１Ａの一端側には、給湯タンク１１内の貯留水の流出を制御する三方弁３３が設けられている。
【００２１】
まず、給湯タンクの沸き上げ運転について説明する。
三方弁３３は、給湯タンク１１側配管と給湯用配管４１を連通させ、熱源側配管４６の流入側接続口を閉とする。そして給湯用熱交換器６２の電源をオンする。
従って、循環ポンプ１２を運転することにより、給湯タンク１１の下部から流出する水は、給湯タンク１１の上部から流入し、給湯用熱交換器６２によって加熱される。このとき、給湯タンク１１の上部で加熱され、冷水は給湯タンク１１の下部から流出させるため、給湯タンク１１内では、上層部に温水が蓄えられ、この温水層が徐々に厚くなる。そして給湯タンク１１の下部側に設けた温度センサ（図示しない）によって、給湯タンク１１内に十分な温水が蓄積された状態を検知し、沸き上げ運転を終了する。
【００２２】
次に、給湯タンク内の温水を利用した浴槽水沸き上げ運転について説明する。
この浴槽水沸き上げ運転では、三方弁３３は、給湯タンク１１からの流入側接続口を閉とし、熱源側配管４６と給湯用配管４１とを連通させる。
従って、循環ポンプ１２を運転することにより、給湯タンク１１の上部から流出する温水は、利用側熱交換器１３、三方弁３３、循環ポンプ１２を順に通り、給湯タンク１１の上部から流入する。なお、給湯用熱交換器６２Ａの電源はオンにしておく。
【００２３】
【発明の効果】
本発明によれば、一つの循環ポンプを用いて、給湯タンクの沸き上げ運転と浴槽水の加熱運転や暖房運転とを行うことができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施例による給湯機の回路構成図
【図２】本発明の他の実施例による給湯機の回路構成図
【図３】本発明の更に他の実施例による給湯機の回路構成図
【図４】本発明の更に他の実施例による給湯機の回路構成図
【符号の説明】
１０    給湯ユニット
１１    給湯タンク
１２    循環ポンプ
１３    暖房用熱交換器
３３    三方弁
３４    三方弁
３６    三方弁
５７    下部戻し管
５８    バイパス管
７１    循環ポンプ
６０    ヒートポンプユニット
７０    浴槽
【図１】
2004218907.tif 000003
【図２】
2004218907.tif 000004
【図３】
2004218907.tif 000005
【図４】
2004218907.tif 000006