(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
水冷媒熱交換器によって給水を加熱するヒートポンプ回路と、前記水冷媒熱交換器で加熱された湯を貯える二つの貯湯タンクユニットとを備えたヒートポンプ給湯機において、
前記各貯湯タンクユニットは、貯湯タンクと、該貯湯タンクの上部に連結される第１と第２の配管と、下部に連結される第３と第４の配管とを有して形成され、一の前記貯湯タンクユニットは、前記第３の配管が給水源に連通されるとともに、前記第４の配管が前記水冷媒熱交換器の給水口に連通され、他の前記貯湯タンクユニットは、前記第１の配管が前記水冷媒熱交換器の出湯口に連通されるとともに、前記第２の配管が給湯端末に連通され、
一の前記貯湯タンクユニットの前記第１と第２の配管及び他の前記貯湯タンクユニットの前記第３と第４の配管は、それぞれ連通管により連通され、一の前記貯湯タンクと他の前記貯湯タンクは、前記各連通管が接続配管によって接続されていることを特徴とするヒートポンプ給湯機。
【請求項２】
水冷媒熱交換器によって給水を加熱するヒートポンプ回路と、前記水冷媒熱交換器で加熱された湯を貯える三以上の貯湯タンクユニットとを備えたヒートポンプ給湯機において、
前記各貯湯タンクユニットは、貯湯タンクと、該貯湯タンクの上部に連結される第１と第２の配管と、下部に連結される第３と第４の配管とを有し、一の前記貯湯タンクユニットの前記第１と第２の配管及び他の前記貯湯タンクユニットの前記第３と第４の配管は、それぞれ連通管により連通され、一の前記貯湯タンクユニットと他の前記貯湯タンクユニットは、前記各連通管が接続配管によって接続されて直列的に上流端の前記貯湯タンクから下流端の前記貯湯タンクへ順次貯湯されるように接続され、
前記下流端の貯湯タンクを有する前記貯湯タンクユニットは、前記第３の配管が給水源に連通されるとともに、前記第４の配管が前記水冷媒熱交換器の給水口に連通され、前記上流端の貯湯タンクの前記貯湯タンクユニットは、前記第１の配管が前記水冷媒熱交換器の出湯口に連通されるとともに、前記第２の配管が給湯端末に連通されていることを特徴とするヒートポンプ給湯機。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ヒートポンプ熱源を用いるヒートポンプ給湯機に関する。
【背景技術】
【０００２】
給湯機の熱源としてヒートポンプを用いたヒートポンプ式給湯機が知られている。一般に、ヒートポンプ給湯機は、給水を加熱するヒートポンプ回路と、このヒートポンプ回路で加熱された湯を貯えておく貯湯タンクを備えている。
【０００３】
家庭用のヒートポンプ給湯機においては、例えば、電力が安価な夜間にヒートポンプ回路を稼動させ、貯湯タンク内の水を加熱して貯湯タンクに貯えることにより、日中に使用する温水を賄うようにしている。これによれば、夜間はヒートポンプ回路の圧縮機の回転数を低くして高効率の運転を行い、貯湯タンク内の湯を時間をかけて沸き上げる一方、日中は回転数を増加させて沸き増しを行うことで、省エネ運転を実現できる。
【０００４】
一方、例えば、結婚式場、レストラン、病院、老人ホーム等で使用される業務用のヒートポンプ給湯機においては、日中に限らず夜間の給湯量も多く、大量の給湯量（例えば、３０００Ｌ／日）が要求される。この場合、例えば、給湯使用量のピーク時に、貯湯タンクの沸き増しが追いつかないことによる湯切れを避けるには、ユーザの要求に応じた仕様で貯湯タンクの容量等を適宜設計する必要がある。そのため、一つの貯湯タンクで給湯をまかなう構成の場合、貯湯タンクが大型化するとともに、設計や製造コストが高価になり、運搬・据付等が不便になるという問題がある。
【０００５】
これに対し、貯湯タンクをモジュール化して必要最低限の種類を用意し、ユーザの要望に応じて適宜複数の貯湯タンクを接続し、所望の貯湯量を確保することにより、湯切れの発生を回避する技術が知られている（特許文献１参照）。
【０００６】
【特許文献１】特開２００５−１２７６４０号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
ところで、給湯機に要求される能力としては、単に湯切れを防ぐだけでなく、ユーザが使いたいときに使いたいだけの湯量、つまり時間当たりの給湯量を供給する能力が求められる。例えば、業務用の給湯機の場合、レストラン等の混雑時においては、短時間に大量の給湯流量（例えば、５０Ｌ／ｍｉｎ）が要求される。
【０００８】
これに対し、特許文献１の構成によれば、貯湯量の確保により湯切れを抑制できるが、複数の貯湯タンクを配管で接続することにより、給湯経路の圧力損失が増大する。このため、給湯流量の低下を招き、ユーザの要求を満足できないおそれがある。
【０００９】
本発明は、給湯流量の低下を抑制するヒートポンプ給湯機を低コストで実現することを課題とする。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
まず、本発明にかかる貯湯タンクとこれに接続される配管の前提構成について説明する。一般に、貯湯タンクは、複数設置する場合に限らず、一つだけで用いる場合も考えられることから、設置数によらず、共通に利用可能な構成とすることが望まれる。
【００１１】
本発明において、貯湯タンクを単数で用いる場合の配管構成は、給水用、給湯用の各１系統と、沸き上げとなる貯湯時に貯湯タンク内の水を抜き出す配管系統、及び加熱された湯を貯湯タンクに戻す配管系統の合計４系統となる。これに対し、例えば、複数の貯湯タンクを直列的に接続して用いる場合、給水用と給湯用の２系統と、貯湯時の２系統は、いずれも両端の貯湯タンクで１系統ずつ分担すればよいため、貯湯タンクどうしを１本の配管で接続すると、すべての貯湯タンクには、余剰の配管系統が生じることになる。
【００１２】
そこで、本発明は、ヒートポンプ回路と、このヒートポンプ回路によって加熱された湯を貯留する複数の貯湯タンクとを備え、貯湯タンクは、上部に連結された第１と第２の配管と、下部に連結された第３と第４の配管とを有し、第１と第２の配管及び前記第３と第４の配管は、それぞれ連通可能に形成する。
【００１３】
このように、同一構成の貯湯タンクをいくつかの配管で接続することにより、所望の貯湯量を得ることができ、低コストで湯切れのない給湯機を実現することができる。ここで、各貯湯タンクは、上部と下部にそれぞれ２系統ずつ配管を備えているが、例えば、各貯湯タンクの第１と第２の配管及び第３と第４の配管のうち少なくとも一方の２系統を連通させ、その連通する２本の配管を給湯経路に配置する。これによれば、貯湯タンクどうしをつなぐ管路の断面積を大きくできるため、その分、圧力損失の増加を抑制し、給湯流量の低下を抑えることができる。
【００１４】
具体的に、本発明は、水冷媒熱交換器によって給水を加熱するヒートポンプ回路と、水冷媒熱交換器で加熱された湯を貯える二つの貯湯タンクユニットとを備えたヒートポンプ給湯機において、各貯湯タンクユニットは、貯湯タンクと、この貯湯タンクの上部に連結される第１と第２の配管と、下部に連結される第３と第４の配管とを有して形成され、一の貯湯タンクユニットは、第３の配管が給水源に連通されるとともに、第４の配管が水冷媒熱交換器の給水口に連通され、他の貯湯タンクユニットは、第１の配管が水冷媒熱交換器の出湯口に連通されるとともに、第２の配管が給湯端末に連通され、一の貯湯タンクユニットの第１と第２の配管及び他の貯湯タンクユニットの第３と第４の配管は、それぞれ連通管により連通され、一の貯湯タンクと他の貯湯タンクは、各連通管が接続配管によって接続されるようにする。
【００１５】
この構成によれば、先ず、一の貯湯タンクユニットに第３の配管を通じて給水が行われることにより、その貯湯タンク内に貯えられた湯は、連通する第１と第２の配管を通じて外に押し出され、他の貯湯タンクユニットの連通する第３と第４の配管を介してその貯湯タンク内へ導入される。これにより他の貯湯タンクユニットの貯湯タンク内に貯えられた湯は、第２の配管を通じて押し出され、給湯が行われる。一方、一の貯湯タンクユニットの第４の配管と他の貯湯タンクユニットの第１の配管は、各貯湯タンクユニットの沸き上げの貯湯時に使用される。
【００１６】
このように、二つの貯湯タンクユニットを接続する経路において、２系統の配管を連通されて用いることにより、圧力損失を低減し、給湯流量の低下を抑えることができる。すなわち、第１と第２の配管及び第３と第４の配管をそれぞれ連通管により連通させ、各連通管を接続配管によって接続することにより、簡単な構成で各配管を連通させることができるため、製造コストが廉価になり、かつ据付作業等が容易になる。
【００１７】
また、水冷媒熱交換器によって給水を加熱するヒートポンプ回路と、水冷媒熱交換器で加熱された湯を貯える三以上の貯湯タンクユニットとを備えたヒートポンプ給湯機においては、各貯湯タンクユニットは、貯湯タンクと、貯湯タンクの上部に連結される第１と第２の配管と、下部に連結される第３と第４の配管とを有し、一の貯湯タンクユニットの第１と第２の配管及び他の貯湯タンクユニットの第３と第４の配管は、それぞれ連通管により連通され、一の貯湯タンクユニットと他の貯湯タンクユニットは、各連通管が接続配管によって接続されて直列的に上流端の貯湯タンクから下流端の貯湯タンクへ順次貯湯されるように接続され、下流端の貯湯タンクを有する貯湯タンクユニットは、第３の配管が給水源に連通されるとともに、第４の配管が水冷媒熱交換器の給水口に連通され、上流端の貯湯タンクの貯湯タンクユニットは、第１の配管が水冷媒熱交換器の出湯口に連通されるとともに、第２の配管が給湯端末に連通されているようにしてもよい。
【００１８】
このように、貯湯タンクユニットを３つ以上接続する場合、上流端の貯湯タンクと下流端の貯湯タンクに挟まれた貯湯タンクは、上下部の各２系統の配管がそれぞれ連通されて構成されるため、貯湯タンクの設置数が増加しても、給湯経路の圧力損失の増加を抑制し、給湯流量の低下を抑えることができる。
【発明の効果】
【００２０】
本発明によれば、給湯流量の低下を抑制するヒートポンプ給湯機を低コストで実現することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２１】
以下、本発明の第１の実施形態を図面に基づいて説明する。図１は本発明を適用してなるヒートポンプ給湯機において貯湯タンクユニットを二つ備えた構成図である。図２は本発明を適用してなるヒートポンプ給湯機において貯湯タンクユニットを三つ備えた構成図である。図３は本発明のヒートポンプ給湯機に用いる貯湯タンクユニットの構成図である。図４は図３の貯湯タンクユニットを１つ備えたヒートポンプ給湯機の構成図である。
【００２２】
先ず、本実施形態のヒートポンプ給湯機に使用する貯湯タンクユニットの基本構成について説明する。
【００２３】
本実施形態のヒートポンプ給湯機の貯湯タンクユニット２は、図３に示すように、４本の接続配管を有する貯湯タンク１０を容器に内蔵して構成される。貯湯タンク１０のタンク上部には、給湯管１２と熱源機戻り管１４の２系統の配管が接続され、タンク下部には、給水管１１と熱源機往き管１３の２系統の配管が接続されている。上部と下部の各２系統の配管は、貯湯タンク１０の近接する位置に接続される。給湯管１２，熱源機戻り管１４，給水管１１，熱源機往き管１３の端部には、接続用端末として、それぞれ端末１２ａ，１４ａ，１１ａ，１３ａが形成される。これらの端末は、例えば、配管どうしを接続する周知の接続具でもよいし、配管端部に螺刻して形成されるものでもよい。端末１２ａと端末１４ａ、端末１１ａと端末１３ａは、後述するようにそれぞれ連通可能な位置に配置される。
【００２４】
次に、このようにして構成される貯湯タンクユニット２を一つ備えたヒートポンプ給湯機の構成について、参考例として図４を用いて説明する。このヒートポンプ給湯機は、熱源機１と貯湯タンクユニット２を接続して構成される。熱源機１は、ヒートポンプサイクル部分と水サイクル部分とを備え、ヒートポンプサイクル部分は、圧縮機３、水と冷媒を熱交換する水冷媒熱交換器４の冷媒配管４ａ、減圧装置５、蒸発器６を冷媒配管で順次接続する閉回路により構成され、水サイクル部分は、水冷媒熱交換器４の水側配管４ｂ、循環ポンプ７等を冷媒配管で接続して構成される。ヒートポンプサイクル部分では、例えば、ＣＯ２冷媒を封入し、超臨界サイクルで運転させるようにしてもよい。
【００２５】
循環ポンプ７は、水冷媒熱交換器４の水配管４ｂの吸込み側水配管８の途中に配設される。吸込み側水配管８の端子８ｂは、接続配管１５によって貯湯タンクユニット２の熱源機往き管１３と接続される。一方、水配管４ｂの吐き出し側配管９の端子９ｂは、接続配管１６によって貯湯タンクユニット２の熱源機戻り管１４と接続される。このように接続することで、貯湯タンク１０内の貯留水を沸き上げる循環加熱回路が形成される。
【００２６】
貯湯タンク１０には、タンク内の貯留水の水温を検知して、熱源機１の運転開始、停止を制御するセンサ（図示せず）が複数個取り付けられる。給水管１１は減圧弁１７の二次側端末と接続され、一次側端末には給水源からの給水配管が接続される。一方、給湯管１２は給湯端末と連通する給湯配管と接続され、給湯経路が形成される。
【００２７】
このような構成のヒートポンプ給湯機が設置場所に据え付けられると、給水源の元栓が開かれて、給水が開始される。給水源からの供給水は、減圧弁１７で所定の給水圧に調整された後、給水管１１を通り貯湯タンク１０に流入する。貯湯タンク１０に流入した供給水は、熱源機往き管１３、接続配管１５を経由して熱源機１の水配管４ｂにも充填され、その後、貯湯タンク１０が満水状態となる。
【００２８】
このような状態で、貯湯タンク１０内の貯留水が所定の温度以下の場合、熱源機５の圧縮機３が運転を開始し、高温の冷媒が水冷媒熱交換器４の冷媒配管４ａを通って循環する。冷媒配管４ａで熱交換された冷媒は、減圧装置５で減圧され蒸発器６に入り、空気と熱交換されて蒸発し、再び圧縮機３に戻される。一方、循環ポンプ７も運転を開始し、貯湯タンク１０内の貯留水を接続配管１５を通じて熱源機１に吸込み、水配管４ｂを通して循環させる。これにより水冷媒熱交換器４において、冷媒配管４ａと水配管４ｂとの間で熱交換が行われ、高温冷媒により低温の貯留水が所定の温度に加熱される。加熱されて高温となった給湯用水は、接続配管１６を通って貯湯タンクユニット２の熱源機戻り管１４から貯湯タンク１０の上部に戻される。このようにして、貯湯タンク１０内の貯留水は上部から高温の湯に置換され、貯湯タンク１０内の給湯用水の所定量が所定の温度になった時点で、熱源機１の運転は停止される。なお、この動作は、図示しない制御装置により制御される。
【００２９】
貯湯タンク１０に貯湯された高温の給湯用水は、ユーザが給湯端末により給湯使用することで、貯湯タンク１０内に流入する給水の圧力により貯湯タンク１０の上部から押出され、給湯管１２に接続された機器外の給湯配管を経由して、給湯端末へ給湯を行なう。
【００３０】
次に、本発明が適用されるヒートポンプ給湯機の実施形態について説明する。図１に示すように、本実施形態のヒートポンプ給湯機では、図１と同一構造の貯湯タンクユニットを二つ接続することにより、貯湯運転や給湯運転を行うものである。なお、図４と同一の構成要素については、同一の符号を付して説明を省略する。
【００３１】
本実施形態のヒートポンプ給湯機は、熱源機１、第１の貯湯タンクユニット２、第２の貯湯タンクユニット１８を備えて構成される。第２の貯湯タンクユニット１８は第１の貯湯タンクユニット２と同一構造であり、容器内に内蔵される貯湯タンク１９の上部に給湯管２１、熱源機戻り管２３の２系統の配管が接続され、下部に給水管２０、熱源機往き管２２の２系統の配管が接続されている。給湯管２１，熱源機戻り管２３，給水管２０，熱源機往き管２２の端部には、接続用端末として、それぞれ端末２１ａ，２３ａ，２０ａ，２２ａが形成されている。
【００３２】
ここで、第１の貯湯タンクユニット２の給湯管１２を、接続配管２４を介して第２の貯湯タンクユニット１８の給水管２０と接続し、第１の貯湯タンクユニット２の貯湯タンク１０と第２の貯湯タンクユニット１８の貯湯タンク１９を接続する。そして、貯湯タンク１９の上部に接続された給湯管２１は、端末２１ａで給湯配管に接続することで、給湯端末までの給湯経路を形成する。
【００３３】
一方、第１の貯湯タンクユニット２の熱源機往き管１３は、接続配管１５により熱源機１の水冷媒熱交換器４の吸込み配管８と接続し、水冷媒熱交換器４の吐き出し側配管９は、接続配管１６により第２の貯湯タンクユニット１８の熱源機戻り管２３と接続することで、２つの貯湯タンクユニット２，１８と熱源機１からなる循環経路を形成する。
【００３４】
ところで、このように、給湯経路及び循環経路を配管構成する場合、第１の貯湯タンクユニット２の熱源機戻り管１４と第２の貯湯タンクユニット１８の熱源機往き管２２は、配管接続されずに未使用の状態となる。
【００３５】
本実施形態では、この未使用の配管を有効に利用するため、図のように、第１の貯湯タンクユニット２内の給湯管１２と接続配管２４の端末２４ａとの間に連通管２５を接続する。つまり、連通管２５の分岐側の一端は給湯管１２の端末１２ａに接続し、分岐側の他端は未使用の熱源機戻り管１４の端末１４ａと接続する。これにより、貯湯タンク１０からの給水経路が２系統形成される。一方、接続配管２４の端末２４ｂは第２の貯湯タンクユニット１８内で連通管２６と接続する。この連通管２６の分岐側の一端は給水管２０の端末２０ａに接続し、分岐側の他端は未使用の熱源機往き管２２の端末２２ａと接続する。
【００３６】
この場合において、本給湯機の施行の際は、二つの連通管の接続を間違えないように、各連通管の形状を相違させるようにしてもよいし、また、どちらにも使用できるように同一形状にしてもよい。
【００３７】
このような構成のヒートポンプ給湯機が設置場所に据え付けられると、給水源の元栓が開かれて、給水が開始される。給水源からの給水は、第１の貯湯タンクユニット２内の減圧弁１７で所定の給水圧に調整された後、給水管１１を通って貯湯タンク１０に流入する。貯湯タンク１０に流入した供給水は、接続配管２４を経由して第２の貯湯タンクユニット１８の貯湯タンク１９に流入する。さらに供給水は、貯湯タンク１０の熱源機往き管１３に接続された接続配管１５、貯湯タンク１９の熱源機戻り管２３に接続された接続配管１６を順次流れることにより、熱源機１内部の水配管４ｂ内にも充填され、貯湯タンク１０，１９が満水状態となる。
【００３８】
このように、給湯機全体が満水になった状態で熱源機１が運転されると、前述した貯湯タンクの単数接続時と同様、貯留水は、循環ポンプ７によって第１の貯湯タンクユニット２の貯湯タンク１０の下部から接続配管１５を介して熱源機１に吸込まれ、ヒートポンプサイクルにより所定の温度に加熱される。加熱されて高温となった貯留水は、接続配管１６を通り、第２の貯湯タンクユニット１８の貯湯タンク１９の上部に流入する。貯湯タンク１９内の貯留水が上部から順次高温になり最下部まで高温になると、この高温の給湯用水は、接続配管２４を介して第１の貯湯タンクユニット２の貯湯タンク１０の上部に導かれる。そして、貯湯タンク１０の貯留水が上部から順次高温になり貯湯タンク１０の下部に設置されるセンサー（図示せず）が所定の温度を検知すると、熱源機１の運転が停止される。
【００３９】
次に、このようにして貯湯タンク内に貯留された高温の給湯用水を給湯する場合の給湯用水の流れについて説明する。ユーザが給湯端末で給湯使用すると、給水源の給水圧力、つまり減圧弁１７で調整された給水圧力によって給湯機内の給湯用水に流れが生じる。これにより第１の貯湯タンクユニット２では貯湯タンク１０内の給湯用水は上部に接続された給湯管１２と熱源機戻り管１４の双方を通り、連通管２５で合流して接続配管２４に流れる。これにより給湯経路は貯湯タンクを単体で使用する場合よりも配管１系統分、流路断面積が大きくなるため、配管抵抗による圧力損失が小さくなる。さらに接続配管２４を通過した給湯用水は、第２の貯湯タンクユニット１８に入り、連通管２６によって２系統に分れ、給水管２０と熱源機往き管２２を通過して貯湯タンク１９内に入る。このときも貯湯タンクユニット１の貯湯タンク１０と連通管２５の間と同様、配管抵抗による圧力損失が小さくなる。
【００４０】
このようにして、給湯用水は、貯湯タンク１９の上部から給湯管２１を通り、給湯端末に流れていく。
【００４１】
すなわち、本実施形態のヒートポンプ給湯機のように、二つの貯湯タンクを直列に接続して配置しても、給湯経路に連通管２５，２６を設けることにより、流路断面積を大きくできるため、貯湯タンクユニット内の給湯経路の圧力損失、つまり流量損失を低減し、給湯端末における給湯流量の低下を抑制できる。
【００４２】
次に、本発明が適用されるヒートポンプ給湯機の他の実施形態について説明する。図２に示すように、本実施形態のヒートポンプ給湯機では、図３と同一構造の貯湯タンクユニットを三つ接続することにより、貯湯運転、給湯運転を行うものである。なお、図１と同一の構成要素については、同一の符号を付して説明を省略する。
【００４３】
本実施形態のヒートポンプ給湯機は、熱源機１、第１の貯湯タンクユニット２、第２の貯湯タンクユニット１８、第３の貯湯タンクユニット３１を備えて構成される。第３の貯湯タンクユニット３１は、他の貯湯タンクユニットと同一構造であり、内蔵される貯湯タンク３２の上部に給湯管３３、熱源機戻り管３４の２系統の配管が接続され、下部に給水管３５、熱源機往き管３６の２系統の配管が接続される。給湯管３３，熱源機戻り管３４，給水管３５，熱源機往き管３６の端部には、接続用端末として、それぞれ端末３３ａ，３４ａ，３５ａ，３６ａが形成される。
【００４４】
本実施形態では、第３の貯湯タンクユニット３１を第１の貯湯タンクユニット２と第２の貯湯タンクユニット１８との間に配置し、第１の貯湯タンクユニット２と第３の貯湯タンクユニット３１を接続配管２４で接続するとともに、第２の貯湯タンクユニット１８と第３の貯湯タンクユニット３１を接続配管３７で接続する。
【００４５】
ここで、接続配管２４の端末２４ａは、上記のように第１の貯湯タンクユニット２内で連通管２５と接続し、接続配管２４の端末２４ｂは、第３の貯湯タンクユニット３１内で連通管３８と接続する。連通管３８の分岐側の一端は給水管３５の端末３５ａに接続し、分岐側の他端は熱源往き管３６の端末３６ａと接続する。一方、接続配管３７の端末３７ｂは、上記のように第２の貯湯タンクユニット２内で連通管２６と接続し、接続配管３７の端末３７ａは、第３の貯湯タンクユニット３１内で連通管３９と接続する。接続配管３７の端末３７ｂは、上記のように連通管２６と接続する。連通管３９の分岐側の一端は給湯管３３の端末３３ａに接続し、分岐側の他端は熱源機戻り管３４の端末３４ａと接続する。
【００４６】
第１の貯湯タンクユニット２の熱源機往き管１３は、接続配管１５によって熱源機１の水冷媒熱交換器４の吸込み配管８に接続し、水冷媒熱交換器４の吐き出し側配管９は、接続配管１６によって第２の貯湯タンクユニット１８の熱源機戻り管２３に接続する。そして、第２の貯湯タンクユニット１８の連通管２６と第３の貯湯タンクユニット３１の連通管３９、第３の貯湯タンクユニット３８と第１の貯湯タンクユニット２の連通管２５の間をそれぞれ接続配管で接続することにより、３つの貯湯タンクユニット２，１８，３１と熱源機１を含む循環経路を形成する。また、給湯経路は、図１と同様、第２の貯湯タンクユニット１８の貯湯タンク１９の上部に接続された給湯管２１が、端末２１ａで給湯配管に接続されることにより形成される。
【００４７】
このように構成されるヒートポンプ給湯機において、給水源から給水が開始されると、図１と同様に、供給水は貯湯タンクユニット２，３１，１８及び熱源機１の水配管４ｂに流入し、貯湯タンク１０，３２，１９は、順次満水状態となる。そして、給湯機全体が満水になった状態で熱源機１が運転されると、ヒートポンプサイクルにより高温に加熱された給湯用水は、貯湯タンク１９，３２，１０に順次流入し、貯湯タンク１０のセンサが所定の温度を検知したところで、熱源機１の運転が停止される。
【００４８】
この状態において、ユーザが給湯端末で給湯使用すると、給湯機内の給湯用水に流れが生じる。これにより第１の貯湯タンクユニット２では貯湯タンク１０内の給湯用水は上部に接続された給湯管１２と熱源機戻り管１４の双方を通り、連通管２５で合流して接続配管２４に流れる。さらに接続配管２４を通過した給湯用水は、第３の貯湯タンクユニット３１に入り、連通管３８によって２系統に分れ、給水管３５と熱源機往き管３６を通過して貯湯タンク３２内に入る。貯湯タンク３２内の給湯用水は上部に接続された給湯管３３と熱源機戻り管３４の双方を通り、連通管３９で合流して接続配管３７に流れる。さらに接続配管３７を通過した給湯用水は、第２の貯湯タンクユニット１８に入り、連通管２６によって２系統に分れ、給水管２０と熱源機往き管２２を通過して貯湯タンク１９内に入る。そして、貯湯タンク１９内の給湯用水は上部に接続された給湯管２１を通って給湯端末へ流れていく。
【００４９】
本実施形態のように、貯湯タンクを三つ以上接続するヒートポンプ給湯機は、二つの貯湯タンクを接続するヒートポンプ給湯機と同様、２系統の配管を連通管を介して連通させて給湯経路に用いることにより、流路断面積が大きくできるため、各貯湯タンクユニット内の給湯経路の圧力損失、つまり流量損失を低減し、給湯端末における給湯流量の低下を抑制することができる。これにより、例えば、給湯機の給湯ピーク時において、給湯流量の設定範囲を小さく制限する必要がなくなる。また、本実施形態の貯湯タンクユニット３１のように、上下の各２系統の配管をそれぞれ連通管で連通させて用いることにより、同一構造の貯湯タンクを４つ以上接続しても、給湯流量の低下を抑制することができる。
【００５０】
以上述べたように、上記実施形態によれば、貯湯タンクユニットの構造を簡略化し、かつ同一構造としているため、ユーザ要求に応じた所望の貯湯量を適宜設定することができ、設計の自由度を大きくできる。また、貯湯タンクユニットを同一構造とすることにより、部品の共通化を図ることができ、生産管理、出荷管理、施工時の管理等、各種管理が容易になるため、貯湯タンクユニットの製造コストの低減、製作工程の管理や出荷管理にかかるコストの低減、及び出荷価格の低減を実現できる。
【００５１】
また、上記実施形態では、貯湯タンクユニットの設置数を増やすことにより、例えば、業務用の給湯機等に要求される大容量の給湯に対応することが可能となり、湯切れを抑制することができる。また、上記実施形態では、複数の貯湯タンクユニットを直列的に接続して使用する際に、連通管を用いて配管系統を連通させることにより、給湯経路の圧力損失の増加を抑制でき、給湯流量が減少することを抑制することができる。従って、給湯流量の不足を補うために給湯機の設置台数を増加させる必要がなく、イニシャルコストの増加を抑えることができる。
【００５２】
また、給湯流量が減少することを抑制することができるので、必要な量の湯を得るまでの時間が延びることを抑制できる。これにより、給湯ピーク時等における当該時間が延びることを解消し、ユーザ要求を満たすことができる。例えば、風呂を所望の時間内に湯張りするというような要求を満たすことができる。
【００５３】
また、上記実施形態では、連通管の構造について具体的に限定していないが、２系統の配管を連通させる機能を有するものであれば、特に限定されず、例えば、一体形成されたＹ字型の配管でもよいし、別体型の配管、フレキシブル配管等を適宜接続して用いるようにしてもよい。
【図面の簡単な説明】
【００５４】
【図１】本発明を適用してなるヒートポンプ給湯機において貯湯タンクユニットを二つ備えた構成図である。
【図２】本発明を適用してなるヒートポンプ給湯機において貯湯タンクユニットを三つ備えた構成図である。
【図３】本発明のヒートポンプ給湯機に用いる貯湯タンクユニットの構成図である。
【図４】図３の貯湯タンクユニットを１つ備えたヒートポンプ給湯機の構成図である。
【符号の説明】
【００５５】
１  熱源機
２  第１の貯湯タンクユニット
３  圧縮機
４  水冷媒熱交換器
７  循環ポンプ
１０，１９，３２  貯湯タンク
１１，２０，３５  給水管
１２，２１，３３  給湯管
１３，２２，３６  熱源機往き管
１４，２３，３４  熱源機戻り管
１８  第２の貯湯タンクユニット
２５，２６，３８，３９  連通管
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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