(57)【要約】      （修正有）【課題】利用側熱交換器で放熱した低温水の流入によって給湯タンク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給湯機を提供する。【解決手段】給湯タンク１１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９５Ａ，９５Ｂ，９５Ｃを備え、利用側熱交換器１３で放熱した低温水を給湯タンクに流入させる熱源側配管の給湯タンク内への戻し管４７Ａ，４７Ｂ，４７Ｃを、給湯タンクの上部と下部との間で、異なる高さ位置となるように構成し、戻し管からの低温水を、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て給湯タンクに流入させることを特徴とする給湯機。【選択図】        図１
2004218920.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
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、冷水は前記給湯タンクの下部から流入させることで、前記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し、前記給湯タンクに貯留した温水を利用して利用側熱交換器の利用側配管を流れる媒体を加熱する給湯機であって、
前記給湯タンクの上部から流出させた温水を前記利用側熱交換器に導き、前記利用側熱交換器で放熱した低温水を前記給湯タンクに流入させる熱源側配管と、
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とを備え、
前記熱源側配管の前記給湯タンク内への戻し口を、前記給湯タンクの上部と下部との間で、異なる高さ位置となるように構成し、
前記戻し口からの低温水を、前記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て前記給湯タンクに流入させることを特徴とする給湯機。
【請求項２】
前記給湯温度センサを、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、前記戻し口を、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、前記戻し口から流入させる低温水の温度と複数の前記給湯温度センサで検出した給湯温度とを比較し、前記戻し口からの低温水を、当該低温水の温度よりも高い給湯温度の位置からは流入させないことを特徴とする請求項１に記載の給湯機。
【請求項３】
前記給湯温度センサを、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、前記戻し口を、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、前記戻し口から流入させる低温水の温度と複数の前記給湯温度センサで検出した給湯温度とを比較し、前記戻し口からの低温水を、当該低温水の温度を含む給湯温度の位置から流入させることを特徴とする請求項１に記載の給湯機。
【請求項４】
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、冷水は前記給湯タンクの下部から流入させることで、前記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し、前記給湯タンクに貯留した温水を利用して利用側熱交換器の利用側配管を流れる媒体を加熱する給湯機であって、
前記給湯タンクの上部から流出させた温水を前記利用側熱交換器に導き、前記利用側熱交換器で放熱した低温水を前記給湯タンクに流入させる熱源側配管と、
前記戻し口から流入させる低温水の温度を検出する熱源側温度センサとを備え、前記熱源側配管の前記給湯タンク内への戻し口を、前記給湯タンクの上部と下部との間で、異なる高さ位置となるように構成し、
前記戻し口からの低温水を、前記熱源側温度センサで検出した温度に応じて高さ位置を異ならせて前記給湯タンクに流入させることを特徴とする給湯機。
【請求項５】
給湯温度センサを、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、前記戻し口を、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、前記熱源側温度センサで検出した低温水の温度と複数の前記給湯温度センサで検出した給湯温度とを比較し、前記戻し口からの低温水を、当該低温水の温度よりも高い給湯温度の位置からは流入させないことを特徴とする請求項４に記載の給湯機。
【請求項６】
給湯温度センサを、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、前記戻し口を、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、前記熱源側温度センサで検出した低温水の温度と複数の前記給湯温度センサで検出した給湯温度とを比較し、前記戻し口からの低温水を、当該低温水の温度を含む給湯温度の位置から流入させることを特徴とする請求項４に記載の給湯機。
【請求項７】
前記給湯タンク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を設け、前記出湯配管の流出口を、前記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たことを特徴とする請求項１から請求項６のいずれかに記載の給湯機。
【請求項８】
前記流出口を、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、前記出湯配管側で設定された設定出湯温度と複数の前記給湯温度センサで検出した給湯温度とを比較し、前記流出口からの温水を、前記設定出湯温度よりも高い給湯温度で当該設定出湯温度に近い給湯温度の位置から流出させることを特徴とする請求項７に記載の給湯機。
【請求項９】
前記流出口を、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、前記出湯配管側で設定された設定出湯温度と複数の前記給湯温度センサで検出した給湯温度とを比較し、前記流出口からの温水を、前記設定出湯温度を含む給湯温度以下の位置からは流出させないことを特徴とする請求項７に記載の給湯機。
【請求項１０】
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、冷水は前記給湯タンクの下部から流入させることで、前記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であって、前記給湯タンクの上部と下部との間で、異なる高さ位置から温水を流出させる出湯配管と、前記給湯タンクの上部と下部との間で、異なる高さ位置から温水を流入させる戻し口と、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とを備えたことを特徴とする給湯機。
【請求項１１】
前記出湯配管の流出口又は前記戻し口の高さ位置を、前記給湯温度センサで検出した給湯温度に応じて異ならせることを特徴とする請求項１０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）。
特に、特許文献２では、給湯タンクの天部と中間部に出湯配管を接続し、給湯タンク内の温度に応じて、中間部の出湯配管を利用することで、無駄な水道水を混ぜることなくエネルギー効率を向上させるものが提案されている。
【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、特許文献２では、浴槽用熱交換器を循環させた湯を、中間部の出湯配管と同じ高さの給湯タンクの中間部に戻しており、中間部の出湯温度は、この浴槽用熱交換器で放熱した低温水の影響を受けやすく、また流入する低温水の温度変動も受けやすい。
【０００５】
そこで、本発明は、利用側熱交換器で放熱した低温水の流入によって給湯タンク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給湯機を提供することを目的とする。
特に、本発明は、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することで、給湯タンク内の高温水が低温水と混ざり合うことを有効に防止できる給湯機を提供することを目的とする。
そして、本発明は、給湯タンクの小型化を実現でき、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、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、冷水は前記給湯タンクの下部から流入させることで、前記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し、前記給湯タンクに貯留した温水を利用して利用側熱交換器の利用側配管を流れる媒体を加熱する給湯機であって、前記給湯タンクの上部から流出させた温水を前記利用側熱交換器に導き、前記利用側熱交換器で放熱した低温水を前記給湯タンクに流入させる熱源側配管と、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とを備え、前記熱源側配管の前記給湯タンク内への戻し口を、前記給湯タンクの上部と下部との間で、異なる高さ位置となるように構成し、前記戻し口からの低温水を、前記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て前記給湯タンクに流入させることを特徴とする。
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、前記給湯温度センサを、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、前記戻し口を、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、前記戻し口から流入させる低温水の温度と複数の前記給湯温度センサで検出した給湯温度とを比較し、前記戻し口からの低温水を、当該低温水の温度よりも高い給湯温度の位置からは流入させないことを特徴とする。
請求項３記載の本発明は、請求項１に記載の給湯機において、前記給湯温度センサを、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、前記戻し口を、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、前記戻し口から流入させる低温水の温度と複数の前記給湯温度センサで検出した給湯温度とを比較し、前記戻し口からの低温水を、当該低温水の温度を含む給湯温度の位置から流入させることを特徴とする。
請求項４記載の本発明の給湯機は、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、冷水は前記給湯タンクの下部から流入させることで、前記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し、前記給湯タンクに貯留した温水を利用して利用側熱交換器の利用側配管を流れる媒体を加熱する給湯機であって、前記給湯タンクの上部から流出させた温水を前記利用側熱交換器に導き、前記利用側熱交換器で放熱した低温水を前記給湯タンクに流入させる熱源側配管と、前記戻し口から流入させる低温水の温度を検出する熱源側温度センサとを備え、前記熱源側配管の前記給湯タンク内への戻し口を、前記給湯タンクの上部と下部との間で、異なる高さ位置となるように構成し、前記戻し口からの低温水を、前記熱源側温度センサで検出した温度に応じて高さ位置を異ならせて前記給湯タンクに流入させることを特徴とする。
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、給湯温度センサを、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、前記戻し口を、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、前記熱源側温度センサで検出した低温水の温度と複数の前記給湯温度センサで検出した給湯温度とを比較し、前記戻し口からの低温水を、当該低温水の温度よりも高い給湯温度の位置からは流入させないことを特徴とする。
請求項６記載の本発明は、請求項４に記載の給湯機において、給湯温度センサを、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、前記戻し口を、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、前記熱源側温度センサで検出した低温水の温度と複数の前記給湯温度センサで検出した給湯温度とを比較し、前記戻し口からの低温水を、当該低温水の温度を含む給湯温度の位置から流入させることを特徴とする。
請求項７記載の本発明は、請求項１から請求項６のいずれか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、異なる高さ位置から温水を流出させる出湯配管を設け、前記出湯配管の流出口を、前記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、前記流出口を、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、前記出湯配管側で設定された設定出湯温度と複数の前記給湯温度センサで検出した給湯温度とを比較し、前記流出口からの温水を、前記設定出湯温度よりも高い給湯温度で当該設定出湯温度に近い給湯温度の位置から流出させ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、前記流出口を、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、前記出湯配管側で設定された設定出湯温度と複数の前記給湯温度センサで検出した給湯温度とを比較し、前記流出口からの温水を、前記設定出湯温度を含む給湯温度以下の位置からは流出させないことを特徴とする。
請求項１０記載の本発明の給湯機は、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、冷水は前記給湯タンクの下部から流入させることで、前記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であって、前記給湯タンクの上部と下部との間で、異なる高さ位置から温水を流出させる出湯配管と、前記給湯タンクの上部と下部との間で、異なる高さ位置から温水を流入させる戻し口と、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とを備えたことを特徴とする。
請求項１１記載の本発明は、請求項１０に記載の給湯機において、前記出湯配管の流出口又は前記戻し口の高さ位置を、前記給湯温度センサで検出した給湯温度に応じて異ならせ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、利用側熱交換器で放熱した低温水を、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て給湯タンクに流入させるものである。本実施の形態によれば、利用側熱交換器で放熱した低温水の流入によって給湯タンク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。従って、給湯タンクの小型化を実現でき、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。
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、給湯温度センサを、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、戻し口を、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、戻し口から流入させる低温水の温度と複数の給湯温度センサで検出した給湯温度とを比較し、戻し口からの低温水を、当該低温水の温度よりも高い給湯温度の位置からは流入させないものである。本実施の形態によれば、複数の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３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、給湯温度センサを、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、戻し口を、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、戻し口から流入させる低温水の温度と複数の給湯温度センサで検出した給湯温度とを比較し、戻し口からの低温水を、当該低温水の温度を含む給湯温度の位置から流入させるものである。本実施の形態によれば、複数の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４の実施の形態による給湯機は、利用側熱交換器で放熱した低温水を、熱源側温度センサで検出した温度に応じて高さ位置を異ならせて給湯タンクに流入させるものである。本実施の形態によれば、利用側熱交換器で放熱した低温水の流入によって給湯タンク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。従って、給湯タンクの小型化を実現でき、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。
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、給湯温度センサを、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、戻し口を、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、熱源側温度センサで検出した低温水の温度と複数の給湯温度センサで検出した給湯温度とを比較し、戻し口からの低温水を、当該低温水の温度よりも高い給湯温度の位置からは流入させないものである。本実施の形態によれば、複数の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６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、給湯温度センサを、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、戻し口を、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、熱源側温度センサで検出した低温水の温度と複数の給湯温度センサで検出した給湯温度とを比較し、戻し口からの低温水を、当該低温水の温度を含む給湯温度の位置から流入させるものである。本実施の形態によれば、複数の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７の実施の形態は、第１から第６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、異なる高さ位置から温水を流出させる出湯配管を設け、出湯配管の流出口を、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たものである。本実施の形態によれば、給湯タンクから流出させる温水も、利用側の要望にあ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、給湯タンク内に、より高温の温水を温存することができる。また、給湯温度センサを給湯タンクへの流入と、給湯タンクからの流出の両方に利用することができ、給湯タンク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。
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、流出口を、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、出湯配管側で設定された設定出湯温度と複数の給湯温度センサで検出した給湯温度とを比較し、流出口からの温水を、設定出湯温度よりも高い給湯温度で当該設定出湯温度に近い給湯温度の位置から流出させるものである。本実施の形態によれば、複数の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、設定出湯温度に応じた温水を流出することができる流出口を選択でき、給湯タンク内の高温水を温存することができる。
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、流出口を、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、出湯配管側で設定された設定出湯温度と複数の給湯温度センサで検出した給湯温度とを比較し、流出口からの温水を、設定出湯温度を含む給湯温度以下の位置からは流出させないものである。本実施の形態によれば、複数の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、設定出湯温度に応じた温水を流出することができ、設定温度を下回る温度の温水の流出を防止することができる。
本発明による第１０の実施の形態による給湯機は、給湯タンク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と、給湯タンクの上部と下部との間で、異なる高さ位置から温水を流入させる戻し口と、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とを備えたものである。本実施の形態によれば、給湯タンクから流出させる温水として、利用側の要望にあ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、給湯タンク内に、より高温の温水を温存することができる。また、低温水の流入によって給湯タンク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、低温水の熱も有効に利用することができ、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ことができる。従って、給湯温度センサを給湯タンクへの流入と、給湯タンクからの流出の両方に利用することができ、給湯タンク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、給湯タンクの小型化を実現でき、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。
本発明による第１１の実施の形態は、第１０の実施の形態による給湯機において、出湯配管の流出口又は戻し口の高さ位置を、給湯温度センサで検出した給湯温度に応じて異ならせるものである。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流出口と戻し口を選択でき、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、暖房ユニット８０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内の温水を暖房ユニット８０で利用するための暖房用熱交換器１３と、給湯タンク１１の高温水を暖房用熱交換器１３に導き、この暖房用熱交換器１３で放熱した温水を給湯タンク１１に戻すための循環ポンプ１６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。
暖房ユニット８０は、例えば温水配管を備えた床暖房装置、温風装置、乾燥装置、又は除湿装置など主に暖房機能を備えた空調機器からなるユニットである。暖房ユニット８０は、暖房用熱交換器１３の利用側配管と循環ポンプ１４とともに、第２利用側配管４９にて環状に接続して構成されている。
【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。循環ポンプ１２の上流側配管には、給湯用熱交換器６２の下流側配管と接続されるバイパス配管が設けられ、このバイパス配管と給湯用熱交換器６２の下流側配管との接続部には三方弁２９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。出湯配管４２は、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とから構成される。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。
【００１０】
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。
熱源側配管４６は、一端が給湯タンク１１の上部に接続され、暖房用熱交換器１３の熱源側配管を構成し、他端が戻し管に接続されている。熱源側配管４６には、循環ポンプ１６と流量制御弁２６が設けられている。
戻し管は、給湯タンク１１の上部と下部との間に接続された、第１の戻し管４７Ａ及び第２の戻し管４７Ｂと、給湯タンク１１の下部に接続された第３の戻し管４７Ｃとから構成される。本実施例では、戻し管として給湯タンク１１の上部と下部との間に２つの戻し管４７Ａ、４７Ｂを設けたものを示しているが、更に多くの戻し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１の戻し管４７Ａは、第２の戻し管４７Ｂよりも高い位置に設けている。また第１の戻し管４７Ａには開閉弁３２Ａを、第２の戻し管４７Ｂには開閉弁３２Ｂを、第３の戻し管４７Ｃには開閉弁３２Ｃを設け、これら開閉弁３２Ａ、３２Ｂ、３２Ｃの開閉動作によって少なくともいずれか一つの戻し管４７Ａ、４７Ｂ、４７Ｃから低温水を流入させている。
【００１１】
なお、熱源側配管４６は、暖房用熱交換器１３の上流側に温度センサ９１を、暖房用熱交換器１３の下流側に温度センサ９２を設けている。また、第２利用側配管４９は、暖房用熱交換器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。
また、給湯タンク１１には、異なる高さ位置の温度を検出する給湯温度センサ９５を設けている。図１では、３つの給湯温度センサ９５Ａ、９５Ｂ、９５Ｃを、給湯タンク１１の上部と下部との間で、異なる高さ位置に設けたものを示している。本実施例では、第１の給湯温度センサ９５Ａは第１の戻し管４７Ａ又は第２の出湯配管４２Ｂよりも高い位置に設けている。また第２の給湯温度センサ９５Ｂは、第２の戻し管４７Ｂ又は第３の出湯配管４２Ｃよりも高い位置に設けている。また第３の給湯温度センサ９５Ｃは、第２の戻し管４７Ｂ又は第３の出湯配管４２Ｃよりも低い位置に設けている。
【００１２】
まず給湯タンクの沸き上げ運転について説明する。
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、循環ポンプ１２、給湯用熱交換器６２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。
【００１３】
次に、図２から図４を用いて暖房運転について説明する。
この暖房運転モードでは、給湯タンク１１内の温水を利用する。
循環ポンプ１６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、暖房用熱交換器１３を通り、戻し管から再び給湯タンク１１に流入する。
一方、暖房ユニット８０も運転を行う。循環用ポンプ１４を運転することで、暖房用熱交換器１３では、熱源側配管４６を流れる温水の熱が第２利用側配管４９を流れる水に伝達し、加熱された水は温水となり暖房ユニット８０側を循環する。
この暖房運転時の戻し管４７Ａ、４７Ｂ、４７Ｃの選択は、温度センサ９２で検出した温度と複数の給湯温度センサ９５Ａ、９５Ｂ、９５Ｃで検出した給湯温度とを比較し、低温水を、当該低温水の温度を含む給湯温度の位置から流入させ、当該低温水の温度よりも高い給湯温度の位置からは流入させないように、開閉弁３２Ａ、３２Ｂ、３２Ｃを開閉制御して行う。
【００１４】
なお、以下に説明する図２から図４では、ヒートポンプユニット６０の運転を継続し、高温水の貯留量が常に一定であると仮定して説明する。
図２は、給湯温度センサ９５Ａでは高温ＴＨ、給湯温度センサ９５Ｂ及び給湯温度センサ９５Ｃでは低温ＴＬを検出し、戻り水の温度を中温ＴＭとした場合を示している。
図２の条件の場合には、給湯温度センサ９５Ａと給湯温度センサ９５Ｂとの間に設けられている戻し管４７Ａを用いる。従って、開閉弁３２Ａを開、開閉弁３２Ｂ及び開閉弁３２Ｃを閉とする。
図２に示すように、戻し管４７Ｂや戻し管４７Ｃを用いないことにより、中温ＴＭの温水を温度低下させることなく給湯タンク１１内に貯留することができる。従って、図２の状態で運転することにより図３の状態にすることができる。
【００１５】
図３は、給湯温度センサ９５Ａでは高温ＴＨ、給湯温度センサ９５Ｂでは中温ＴＭ、給湯温度センサ９５Ｃでは低温ＴＬを検出し、戻り水の温度を中温ＴＭとした場合を示している。
図３の条件の場合には、給湯温度センサ９５Ｂと給湯温度センサ９５Ｃとの間に設けられている戻し管４７Ｂを用いる。従って、開閉弁３２Ｂを開、開閉弁３２Ａ及び開閉弁３２Ｃを閉とする。
図３に示すように、戻し管４７Ａを用いないことにより高温ＴＨの領域に影響を与えることを少なくし、一方、戻し管４７Ｃを用いないことにより、中温ＴＭの温水を温度低下させることなく給湯タンク１１内に貯留することができる。従って、図３の状態で運転することにより図４の状態にすることができる。
【００１６】
図４は、給湯温度センサ９５Ａでは高温ＴＨ、給湯温度センサ９５Ｂ及び給湯温度センサ９５Ｃでは中温ＴＭを検出し、戻り水の温度を中温ＴＭとした場合を示している。
図４の条件の場合には、給湯温度センサ９５Ｃよりも下方に設けられている戻し管４７Ｃを用いる。従って、開閉弁３２Ｃを開、開閉弁３２Ａ及び開閉弁３２Ｂを閉とする。
図４に示すように、特に戻し管４７Ａを用いないことにより高温ＴＨの領域に影響を与えることを少なくすることができる。また戻し管４７Ｂを用いないことにより中温ＴＨの領域での温度分離が進み、中温ＴＨ領域の上層部での高温化領域の拡大を図ることができる。
【００１７】
次に、図５から図７を用いて給湯タンク内の温水を給湯用として利用する場合について説明する。
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。
この給湯利用時の出湯配管４２Ａ、４２Ｂ、４２Ｃの選択は、ユーザ側で設定した設定出湯温度と複数の給湯温度センサ９５Ａ、９５Ｂ、９５Ｃで検出した給湯温度とを比較し、出湯配管４２Ａ、４２Ｂ、４２Ｃから供給する温水を、設定出湯温度よりも高い給湯温度でかつ当該設定出湯温度に近い給湯温度の位置から流出させ、設定出湯温度を含む給湯温度以下の位置からは流出させないように、開閉弁３１Ａ、３１Ｂ、３１Ｃを開閉制御して行う。
【００１８】
なお、以下に説明する図５から図７では、暖房ユニット８０の運転を継続し、高温水の貯留量が十分に補充できないと仮定して説明する。
図５は、給湯温度センサ９５Ａ及び給湯温度センサ９５Ｂでは高温ＴＨ、給湯温度センサ９５Ｃでは中温ＴＭを検出し、設定出湯温度を中低温Ｔｍとした場合を示している。
図５の条件の場合には、給湯温度センサ９５Ｂよりも下方に設けられている出湯配管４２Ｃを用いる。従って、開閉弁３１Ｃを開、開閉弁３１Ａ及び開閉弁３１Ｂを閉とする。
図５に示すように、出湯配管４２Ａや出湯配管４２Ｂを用いないことにより、高温ＴＨの温水を用いることなく給湯を行うことができる。
【００１９】
図６は、給湯温度センサ９５Ａでは高温ＴＨ、給湯温度センサ９５Ｂでは中温ＴＭ、給湯温度センサ９５Ｃでは低温ＴＬを検出し、設定出湯温度を中低温Ｔｍとした場合を示している。
図６の条件の場合には、給湯温度センサ９５Ｂと給湯温度センサ９５Ｃとの間に設けられている出湯配管４２Ｂを用いる。従って、開閉弁３１Ｂを開、開閉弁３１Ａ及び開閉弁３１Ｃを閉とする。
図６に示すように、出湯配管４２Ａを用いないことにより、高温ＴＨの温水を用いることなく給湯を行うことができる。
【００２０】
図７は、給湯温度センサ９５Ａでは中温ＴＭ、給湯温度センサ９５Ｂ及び給湯温度センサ９５Ｃでは低温ＴＬを検出し、設定出湯温度を中低温Ｔｍとした場合を示している。
図７の条件の場合には、給湯温度センサ９５Ａよりも上方に設けられている出湯配管４２Ａを用いる。従って、開閉弁３１Ａを開、開閉弁３１Ｂ及び開閉弁３１Ｃを閉とする。
図５から図７で説明したように、出湯配管４２からの流出位置を、利用側の設定出湯温度と給湯タンク内の温度によって変化させ、中温領域の温水を利用することで高温水を温存することができる。
【００２１】
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８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、暖房用熱交換器１３をバイパスする配管を第２利用側配管４９に設け、このバイパス管に混合弁３０を設けたものである。
この混合弁３０によって、循環ポンプ１４から吐出された温水の一部は、暖房用熱交換器１３を通ることなく、暖房用熱交換器１３から流出した温水と混合され、暖房ユニット８０に流れる。
本実施例のように、暖房用熱交換器１３をバイパスするバイパス管に混合弁３０を設け、循環ポンプ１４から吐出された温水の一部を、暖房用熱交換器１３をバイパスさせることで、暖房ユニット８０では、暖房負荷に対応した運転を行うことができる。この混合弁３０は、暖房ユニット８０側で設定した温度と温度センサ９３との比較によって、設定温度より温度センサ９３での検出温度が高ければバイパス量を増加させ、温度センサ９３での検出温度が設定温度以下であれば、バイパス量を減少させる方向に制御する。
混合弁３０を制御することで、バイパス量が増加すれば、暖房用熱交換器１３での熱交換量は減少し、熱源側配管４６を流れる温水は、暖房用熱交換器１３の流出後においても温度低下は少なくなる。
従って、バイパス量を増加させる状態では、給湯タンク１１内に、より高温の温水を貯留することができるので、戻し管４７Ａ、４７Ｂ、４７Ｃを選択することで、より効率よく給湯タンク１１内に温水を貯留することができる。
【００２２】
図９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８に示す実施例に、更に浴槽７０内の浴槽水を加熱する沸上機能と、浴槽７０内に注湯する注湯機能と、浴室乾燥ユニット９０を設けたものである。
浴槽７０内の浴槽水を加熱する沸上機能は、浴槽７０内の浴槽水を給湯タンク１１内に配置した浴槽用熱交換器１５に導き、浴槽用熱交換器１５で加熱された温水を浴槽７０に導く浴槽用配管７２と、この浴槽用配管７２内の温水を循環させる循環ポンプ７１とによって構成されている。なお、浴槽用配管７２には、浴槽用熱交換器１５をバイパスする配管が設けられ、このバイパス管には混合弁７３を設けている。この混合弁７３によって、循環ポンプ７１から吐出された温水の一部は、浴槽用熱交換器１５を通ることなく、浴槽用熱交換器１５から流出した温水と混合され、浴槽７２に流れる。
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。
浴室乾燥ユニット９０は、暖房ユニット８０と並列に設けられており、暖房用熱交換器１３の利用側配管と循環ポンプ１４とともに、第２利用側配管４９にて環状に接続して構成されている。
本実施例によれば、暖房用熱交換器１３を用いて浴室乾燥ユニット９０を運転することができるとともに、暖房用熱交換器１３を用いた暖房運転中に、浴槽７０の沸き上げや注湯を行うことができる。
【００２３】
図１０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９に示す実施例の中で浴槽７０内の浴槽水を加熱する沸上手段を変更したものである。
すなわち、本実施例による給湯機は、浴槽用熱交換器１５に代えて浴槽用熱交換器１３Ｂを用いる。またこの浴槽用熱交換器１３Ｂの熱源として、熱源側配管４６Ｂを用いる。
浴槽用熱交換器１３Ｂは、暖房用熱交換器１３と同一の機能を有するものであり、熱源側配管４６Ｂによって暖房用熱交換器１３と並列に設ける。
また、熱源側配管４６Ｂは、熱源側配管４６と並列に接続されており、一端が給湯タンク１１の上部に接続され、浴槽用熱交換器１３Ｂの熱源側配管を構成し、他端が戻し管に接続されている。熱源側配管４６Ｂには、循環ポンプ１６Ｂと流量制御弁２６Ｂが設けられている。
【００２４】
【発明の効果】
本発明によれば、利用側熱交換器で放熱した低温水の流入によって給湯タンク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。
そして、本発明によれば、給湯タンクの小型化を実現でき、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。
【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】本実施例による給湯機の暖房運転状態を示す回路構成図
【図３】本実施例による給湯機の暖房運転状態を示す回路構成図
【図４】本実施例による給湯機の暖房運転状態を示す回路構成図
【図５】本実施例による給湯機の給湯利用状態を示す回路構成図
【図６】本実施例による給湯機の給湯利用状態を示す回路構成図
【図７】本実施例による給湯機の給湯利用状態を示す回路構成図
【図８】本発明の他の実施例による給湯機の回路構成図
【図９】本発明の更に他の実施例による給湯機の回路構成図
【図１０】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
１４    循環ポンプ
３１    開閉弁
３２    開閉弁
４２    出湯配管
４７Ａ  戻し管
４７Ｂ  戻し管
４７Ｃ  戻し管
６０    ヒートポンプユニット
８０    暖房ユニット
９２    温度センサ
９５    給湯温度センサ
【図１】
2004218920.tif 000003
【図２】
2004218920.tif 000004
【図３】
2004218920.tif 000005
【図４】
2004218920.tif 000006
【図５】
2004218920.tif 000007
【図６】
2004218920.tif 000008
【図７】
2004218920.tif 000009
【図８】
2004218920.tif 000010
【図９】
2004218920.tif 000011
【図１０】
2004218920.tif 000012