(57)【要約】【課題】貯湯タンクに貯まる中温湯を優先的に使用することができて、沸上運転時に加熱源への中温湯の供給を回避できてＣＯＰの低下を防止でき、しかも、制御の簡略化を図ることができるヒートポンプ式給湯機を提供する。【解決手段】貯湯タンク１の底部から低温水を流出させて、低温水をヒートポンプ式加熱源３にて沸き上げて貯湯タンク１の上部に戻す沸き上げ運転を行うヒートポンプ式給湯機である。中温湯の温度が設定給湯温度以上のときに水供給管２５からの給水を混合弁２１に供給する。中温湯の温度が設定給湯温度未満のときに貯湯タンク１の高温湯を混合弁２１に供給する。給湯時において中温湯用出湯管２３から出湯される中温湯と、貯湯タンク１からの高温湯又は水供給管２５からの給水との混合弁２１における混合比率を制御する。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
貯湯タンク（１）の底部から低温水を流出させて、この低温水をヒートポンプ式加熱源（３）にて沸き上げて貯湯タンク（１）の上部に戻す沸き上げ運転を行うヒートポンプ式給湯機であって、上記貯湯タンク（１）の上部の高温湯を出湯する高温湯用出湯管（１６）と、貯湯タンク（１）の中温湯を出湯する中温湯用出湯管（２３）とを備え、高温湯用出湯管（１６）と水供給管（２５）とを連結し、この連結部（１９）よりも下流側の給湯管（２６）に中温湯用出湯管（２３）を連結したことを特徴とするヒートポンプ式給湯機。
【請求項２】
貯湯タンク（１）の底部から低温水を流出させて、この低温水をヒートポンプ式加熱源（３）にて沸き上げて貯湯タンク（１）の上部に戻す沸き上げ運転を行うヒートポンプ式給湯機であって、上記貯湯タンク（１）の上部の高温湯を出湯する高温湯用出湯管（１６）と、貯湯タンク（１）の中温湯を出湯する中温湯用出湯管（２３）とを備え、高温湯用出湯管（１６）と水供給管（２５）とを連結し、この連結部（１９）よりも下流側の給湯管（２６）の途中に、中温湯用出湯管（２３）からの中温湯を混合させる混合弁（２１）を介設したことを特徴とするヒートポンプ式給湯機。
【請求項３】
貯湯タンク（１）の底部から低温水を流出させて、この低温水をヒートポンプ式加熱源（３）にて沸き上げて貯湯タンク（１）の上部に戻す沸き上げ運転を行うヒートポンプ式給湯機であって、上記貯湯タンク（１）の上部の高温湯を出湯する高温湯用出湯管（１６）と、この高温湯用出湯管（１６）に介設される切換手段（２０）と、この切換手段（２０）に接続される水供給管（２５）と、貯湯タンク（１）の中温湯を出湯する中温湯用出湯管（２３）と、上記切換手段（２０）よりも下流側の高温湯用出湯管（１６）と中温湯用出湯管（２３）とを接続する混合弁（２１）と、この混合弁（２１）に接続される給湯管（２６）とを備えたことを特徴とするヒートポンプ式給湯機。
【請求項４】
上記中温湯の温度が設定給湯温度以上のときに水供給管（２５）からの給水を混合弁（２１）に供給すると共に、上記中温湯の温度が設定給湯温度未満のときに貯湯タンク（１）の高温湯を混合弁に供給するように切換手段（２０）を切換える弁制御手段（３０）と、給湯時において中温湯用出湯管（２３）から出湯される中温湯と、上記貯湯タンク（１）からの高温湯又は水供給管からの給水との混合弁（２１）における混合比率を制御して上記設定給湯温度の湯の給湯を行う調整手段（３２）とを備えたことを特徴とする請求項３のヒートポンプ式給湯機。
【請求項５】
上記切換手段（２０）が３方弁であることを特徴とする請求項３又は請求項４のヒートポンプ式給湯機。
【請求項６】
上記ヒートポンプ式加熱源の冷媒回路（Ｓ）の冷凍サイクルの高圧側が超臨界圧力で運転することを特徴とする請求項１〜請求項５のいずれかのヒートポンプ式給湯機。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、ヒートポンプ式給湯機に関し、特に浴槽や台所等への給湯が可能な貯湯タンクを備えたヒートポンプ式給湯機に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
この種のヒートポンプ式給湯機として、従来から貯湯タンクを備えたものがある。ヒートポンプ式給湯機は、貯湯タンクの底部から低温水を流出させて、この低温水をヒートポンプ式加熱源にて沸き上げて貯湯タンクの上部に戻す沸き上げ運転を行う。そして、貯湯タンクに上部には出湯管が接続され、給湯の際にはこの出湯管を介して貯湯タンクの高温の湯（高温湯）が出湯される。また、風呂の追焚きや保温のための熱交換器の熱源として、この貯湯タンクの湯が使用される。この場合、高温の湯が熱交換器に供給され、この熱交換器で熱交換されて温度低下して、３０℃〜５０℃程度の中間温度の温水（中温湯）となって貯湯タンクに戻る。このため、貯湯タンクには、その上下方向中間部に中温湯が貯まっている場合が多い。このような場合には、中温湯は、風呂の追焚き等に利用するには低温すぎて、使用しきれない。そのため、高温湯が無くなるいわゆる湯切れ状態となれば、中温湯が残ったまま沸上運転を行うことになる。
【０００３】
しかしながら、中温湯が残ったまま沸上運転を行うと、中温湯がヒートポンプ加熱源に供給される。このような中温湯をヒートポンプ加熱源にて加熱した場合、効率が悪く、ＣＯＰを低下させていた。そこで、この中温湯を優先的に使用できるようにしたヒートポンプ式給湯機が提案されている。
【０００４】
すなわち、図６に示すように、貯湯タンク５１に中温湯用出湯管５２を接続し、この中温湯用出湯管５２を、切換弁５３を介して、貯湯タンク５１の上部に接続される出湯管５４に接続している。また、貯湯タンク５１の下部に給水管５５が接続され、さらにこの給水管５５から分岐管５６が分岐されている。そして、この分岐管５６が混合弁５７に接続されている。
【０００５】
すなわち、上記中温湯の温度が設定給湯温度以上のときには、切換弁５３を、中温湯用出湯管５２からの中温湯が混合弁５７に供給されるように切換え、この中温湯と、分岐管５６からの給水とを混合弁５７にて混合して給湯することになる。また、上記中温湯の温度が設定給湯温度未満のときには、切換弁を出湯管５４からの高温湯が混合弁５７に供給されるように切換え、この出湯管５４の高温湯と、分岐管５６の給水とを混合弁５７にて混合して給湯することになる。
【０００６】
このため、中温湯の温度が設定給湯温度未満のときには、この中温湯を使用しないことになり、この中温湯が残ることになる。従って、湯切れ状態となっても中温湯が残ったままであり、この状態で沸上運転を行うことになる。
【０００７】
そのため、中温湯を優先的に使用して、湯切れ状態となっても中温湯が残らないようにしたものも提案されている（例えば、特許文献１参照）。すなわち、特許文献１に記載のヒートポンプ式給湯機は、図７に示すように、貯湯タンク６１の頂部に出湯管６２を接続すると共に、貯湯タンク６１の底部に給水管６３を接続し、さらに、貯湯タンク６１の上下方向中間部に中温湯用出湯管６４を接続している。そして、給水管６３には給水バイパス管６５が接続され、この給水バイパス管６５と、中温湯用出湯管６４とが混合弁（第２混合弁）６７を介して接続される。また、出湯管６２は混合弁（第１混合弁）６６を介して給湯管６８が接続されている。そして、第１混合弁６６と第２混合弁６７とは接続管６９を介して接続される。なお、給湯管６８にはカラン７０が接続されている。
【０００８】
この場合、中温湯用出湯管６４からの中温湯の温度が設定給湯温度よりも高い場合には、第２混合弁６７において、中温湯用出湯管６４からの中温湯と給水バイパス管６５からの給水とを混合して、その混合湯を給湯管６８から給湯する。また、中温湯用出湯管６４からの中温湯の温度が設定給湯温度よりも低い場合には、第１混合弁６６において、中温湯用出湯管６４からの中温湯と出湯管６２からの高温湯とを混合して、その混合湯を給湯管６８から給湯する。
【特許文献１】特開２００４−１９７９５８公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
しかしながら、図７に示すヒートポンプ式給湯機では、中温湯用出湯管６４からの中温湯の温度が設定給湯温度よりも高い場合には、第１混合弁６６において出湯管６２側を全閉状態とすると共に、第２混合弁６７を制御状態とする。また、中温湯用出湯管６４からの中温湯の温度が設定給湯温度よりも低い場合には、第２混合弁６７において給水バイパス管６５側を全閉状態とすると共に、第１混合弁６６を制御状態とする。
【００１０】
このため、上記ヒートポンプ式給湯機においては、２つの混合弁を必要とし、しかも、中温湯用出湯管６４からの中温湯の温度に応じて、この２つの混合弁の制御を行う必要があり、その制御が複雑であり、安定した制御が困難であり、装置としてコスト高となる。
【００１１】
この発明は、上記従来の欠点を解決するためになされたものであって、その目的は、貯湯タンクに貯まる中温湯を優先的に使用することができて、沸上運転時に加熱源への中温湯の供給を回避できてＣＯＰの低下を防止でき、しかも、制御の簡略化を図ることができるヒートポンプ式給湯機を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１２】
そこで請求項１のヒートポンプ式給湯機は、貯湯タンク１の底部から低温水を流出させて、この低温水をヒートポンプ式加熱源３にて沸き上げて貯湯タンク１の上部に戻す沸き上げ運転を行うヒートポンプ式給湯機であって、上記貯湯タンク１の上部の高温湯を出湯する高温湯用出湯管１６と、貯湯タンク１の中温湯を出湯する中温湯用出湯管２３とを備え、高温湯用出湯管１６と水供給管２５とを連結し、この連結部１９よりも下流側の給湯管２６に中温湯用出湯管２３を連結したことを特徴としている。
【００１３】
請求項２のヒートポンプ式給湯機は、貯湯タンク１の底部から低温水を流出させて、この低温水をヒートポンプ式加熱源３にて沸き上げて貯湯タンク１の上部に戻す沸き上げ運転を行うヒートポンプ式給湯機であって、上記貯湯タンク１の上部の高温湯を出湯する高温湯用出湯管１６と、貯湯タンク１の中温湯を出湯する中温湯用出湯管２３とを備え、高温湯用出湯管１６と水供給管２５とを連結し、この連結部１９よりも下流側の給湯管２６の途中に、中温湯用出湯管２３からの中温湯を混合させる混合弁２１を介設したことを特徴としている。
【００１４】
請求項３のヒートポンプ式給湯機は、貯湯タンク１の底部から低温水を流出させて、この低温水をヒートポンプ式加熱源３にて沸き上げて貯湯タンク１の上部に戻す沸き上げ運転を行うヒートポンプ式給湯機であって、上記貯湯タンク１の上部の高温湯を出湯する高温湯用出湯管１６と、この高温湯用出湯管１６に介設される切換手段２０と、この切換手段２０に接続される水供給管２５と、貯湯タンク１の中温湯を出湯する中温湯用出湯管２３と、上記切換手段２０よりも下流側の高温湯用出湯管１６と中温湯用出湯管２３とを接続する混合弁２１と、この混合弁２１に接続される給湯管２６とを備えたことを特徴としている。
【００１５】
請求項４のヒートポンプ式給湯機は、上記中温湯の温度が設定給湯温度以上のときに水供給管２５からの給水を混合弁２１に供給すると共に、上記中温湯の温度が設定給湯温度未満のときに貯湯タンク１の高温湯を混合弁に供給するように切換弁２１を切換える弁制御手段３０と、給湯時において中温湯用出湯管２３から出湯される中温湯と、上記貯湯タンク１からの高温湯又は水供給管からの給水との混合弁２１における混合比率を制御して上記設定給湯温度の湯の給湯を行う調整手段３２とを備えたことを特徴としている。
【００１６】
請求項５のヒートポンプ式給湯機は、上記切換手段２０が３方弁であることを特徴としている。
【００１７】
請求項６のヒートポンプ式給湯機は、上記ヒートポンプ式加熱源の冷媒回路Ｓの冷凍サイクルの高圧側が超臨界圧力で運転することを特徴としている。
【発明の効果】
【００１８】
請求項１のヒートポンプ式給湯機によれば、高温湯用出湯管と水供給管とを連結し、さらに、この連結部よりも下流側の給湯管に中温湯用出湯管を連結しているので、高温湯用出湯管からの高温湯と水供給管からの水道水とを合流（混合）させることができ、その合流温水に中温湯用出湯管からの中温湯を混合させることができる。従って、中温湯用出湯管からの中温湯が低い場合には、合流温水の温度を高くすることによって、中温湯を使用した適温の湯の供給が可能となり、中温湯用出湯管からの中温湯の温度が高い場合には、合流温水の温度を低くすることによって、中温湯を使用した適温の湯の供給が可能となる。このため、中温湯を有効に使用することができ、貯湯タンク内において高温の湯が無くなって沸上運転を行う場合、ヒートポンプ式加熱源へ中温湯を供給することなく低温水を供給することができる。すなわち、沸上効率の悪い中温湯を無くして、ＣＯＰの向上を図ることができる。
【００１９】
請求項２のヒートポンプ式給湯機によれば、高温湯用出湯管と水供給管とを連結しているので、高温湯用出湯管からの高温湯と水供給管からの水道水とを合流（混合）させ、この合流温水を混合弁側へ供給したり、高温湯用出湯管からの高温湯又は水供給管からの水道水を混合弁側へ供給したりすることができる。そして、合流温水、高温湯又は水道水に、混合弁を介して中温湯を混合させることができる。このため、中温湯用出湯管からの中温湯が低い場合には、合流温水や高温湯等の中温湯よりも高温の湯を給湯管に高温湯を供給することによって、中温湯を使用した適温の湯の供給が可能となり、中温湯用出湯管からの中温湯の温度が高い場合には、合流温水や水道水等の中温湯よりも低い湯水を給湯管に供給することによって、中温湯を使用した適温の湯の供給が可能となる。このため、上記請求項１のヒートポンプ式給湯機と同様、中温湯を有効に使用することができ、沸上効率の悪い中温湯を無くして、ＣＯＰの向上を図ることができる。
【００２０】
請求項３のヒートポンプ式給湯機によれば、中温湯用出湯管から出湯される中温湯と水供給管からの給水とを混合して給湯したり、中温湯用出湯管から出湯される中温湯と貯湯タンクの高温湯とを混合して給湯したりすることができる。このため、請求項１及び請求項２のヒートポンプ式給湯機と同様、中温湯用出湯管からの中温湯を有効に使用することができ、沸上効率の悪い中温湯を無くして、ＣＯＰの向上を図ることができる。
【００２１】
請求項４のヒートポンプ式給湯機によれば、中温湯の温度が設定給湯温度以上のときには、中温湯用出湯管から出湯される中温湯と水供給管からの給水とを混合して給湯し、中温湯の温度が設定給湯温度未満のときには、中温湯用出湯管から出湯される中温湯と貯湯タンクの高温湯とを混合して給湯する。すなわち、中温湯の温度が設定給湯温度以上のときはもちろんであるが、中温湯の温度が設定給湯温度未満であっても、中温湯を優先的に使用することができる。このため、貯湯タンクに貯まる中温湯を使い切ることができる。従って、貯湯タンク内において高温の湯が無くなって沸上運転を行う場合、ヒートポンプ式加熱源へ安定して低温水を供給することができる。これによって、ＣＯＰの一層の向上を図ることができる。しかも、混合弁が１つであり、制御の簡略化及びコスト低減化を図ることができて、安定した制御が可能となる。このため、設定給湯温度の湯の給湯を確実に行うことができる。
【００２２】
請求項５のヒートポンプ式給湯機によれば、切換弁が３方弁であるので、水供給管からの給水と貯湯タンクからの高温湯との混合弁への切換供給を確実に行うことができる。
【００２３】
請求項６のヒートポンプ式給湯機によれば、冷媒として、炭酸ガス等の自然系冷媒を使用することができるので、一層効率のよい沸上運転を行うことができる。さらに、自然系冷媒を使用することによって、オゾン層の破壊、環境汚染等の問題がなく、地球環境にやさしいヒートポンプ式給湯機となる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２４】
次に、この発明のヒートポンプ式給湯機の具体的な実施の形態について、図面を参照しつつ詳細に説明する。図１はヒートポンプ式給湯機の要部簡略図である。このヒートポンプ式給湯機は、貯湯タンク１を備え、この貯湯タンク１の湯を浴槽に供給（給湯）したり、台所やシャワーに供給（給湯）したりすることができる。
【００２５】
この場合、冷媒回路Ｓを有する熱源ユニット（ヒートポンプ式加熱源）３を使用して、貯湯タンク１に湯を溜めるものである。冷媒回路Ｓは、圧縮機４と、水熱交換器５と、膨張弁６と、空気熱交換器（蒸発器）７とを順に接続して構成される。そして、貯湯タンク１に循環路８が連結され、この循環路８に、水循環用ポンプ９と熱交換路１０とが介設されている。この場合、熱交換路１０は水熱交換器５にて構成される。この冷媒回路Ｓの冷媒としては、高圧側が超臨界圧力で運転することになる炭酸ガス（ＣＯ２）等を用いる。
【００２６】
また、循環路８は、上記水循環用ポンプ９を有する第１循環路１１ａと、この第１循環路１１ａからの湯（加熱水）を貯湯タンク１に戻す第２循環路１１ｂとを備える。第１循環路１１ａは、その一端側が貯湯タンク１の底部に開設された取水口１２に接続され、その他端側が熱交換路１０に接続される。また、第２循環路１１ｂは、その一端側が熱交換路１０に接続され、その他端側が貯湯タンク１の頂部に開設された上部湯入口１３に接続される。
【００２７】
さらに、貯湯タンク１の上部（頂部）には出湯口１５が開設され、この出湯口１５に高温湯出湯路（出湯管）１６が接続されると共に、貯湯タンク１の底部に給水口１７が開設され、この給水口１７に給水管１８が接続されている。また、高温湯用出湯管１６に切換手段２０としての切換弁が介設されると共に、混合弁２１が接続される。すなわち、高温湯用出湯管１６は、出湯口１５と切換弁２０とを接続する第１管１６ａと、切換弁２０と混合弁２１とを接続する第２管１６ｂとを備える。なお、この場合の切換弁２０は３方弁が使用される。
【００２８】
また、貯湯タンク１の上下方向略中間部に中温湯出湯口２２が介設され、この中温湯出湯口２２に中温湯用出湯管２３が接続されている。この中温湯用出湯管２３は上記混合弁２１に接続される。さらに、給水管１８から分岐管（水供給管）２５が分岐され、この水供給管２５が上記切換弁２０に接続される。そして、混合弁２１には給湯管２６が接続され、混合弁２１からの温水をこの給湯管２６を介して、台所の蛇口や洗面所のシャワー等に給湯するものである。
【００２９】
ところで、このヒートポンプ式給湯機には、貯湯タンク１の中温湯出湯口２２の近傍に配置されて中温湯用出湯管２３から出湯される中温湯の温度を検出する中温湯用温度検出器２８と、高温湯用出湯管１６の第２管１６ｂ又はその近傍に配置されて、混合弁２１に供給される高温湯又は給水の温度を検出する高温湯／給水温度検出器２９とを備える。
【００３０】
そして、上記中温湯用温度検出器２８にて検出されたデータ（検出温度）は、図２に示すように、弁制御手段３０に入力される。また、この弁制御手段３０には、設定給湯温度入力手段３１にて予め設定給湯温度が入力されている。すなわち、弁制御手段３０では、中温湯用温度検出器２８にて検出された温度と、設定給湯温度とを比較して、この比較に基づいて切換弁２０を切換える。この場合、設定給湯温度は、ユーザが希望する給湯温度に近い温度であって、任意に設定することができる。
【００３１】
このため、中温湯用温度検出器２８にて検出された温度が設定給湯温度以上であれば、中温湯用出湯管２３から出湯される温湯の温度を下げて給湯する必要があるので、弁制御手段３０は、上記切換弁２０を、水供給管２５からの給水を混合弁２１に供給するように切換えることになる。また、中温湯用温度検出器２８にて検出された温度が設定給湯温度未満であれば、中温湯用出湯管２３から出湯される中温湯の温度を上げて給湯する必要があるので、弁制御手段３０は、上記切換弁２０を、貯湯タンク１の高温湯を混合弁２１に供給するように切換えることになる。
【００３２】
従って、混合弁２１には中温湯用出湯管２３からの中温湯と、貯湯タンク１からの高温湯又は水供給管２５からの給水とが流入する。そして、この混合弁２１には、図３に示すように、混合比率を制御（調整）する調整手段３２が接続される。この調整手段３２には、上記高温湯／給水温度検出器２９にて検出されたデータ（検出温度）が入力されると共に、中温湯用温度検出器２８にて検出されたデータ（検出温度）が入力され、さらには、設定給湯温度入力手段３１から設定給湯温度が入力される。なお、この設定給湯温度入力手段３１での設定給湯温度設定は、図示省略の操作部（操作パネル）の設定ボタンを操作することによって行うことができる。
【００３３】
このため、調整手段３２では、中温湯用出湯管２３からの中温湯の温度と、高温湯用出湯管１６の第２管１６ｂからの湯水の温度と、設定給湯温度入力手段３１からの設定給湯温度とに基づいて、混合弁２１の混合比率を調整する。従って、給湯管２６に接続された図示省略の蛇口（栓）等を開状態とすることによって、設定給湯温度（又はこの設定給湯温度に近い温度）の湯を給湯できる。
【００３４】
ところで、風呂の追焚きや保温のための熱源として、この貯湯タンク１の湯が使用される。すなわち、図１に示すように、貯湯タンク１の上部に湯流出口３５と、貯湯タンク１の下部に湯流入口３６とを開設し、この湯流出口３５と湯流入口３６とを湯循環路３７を介して接続する。湯循環路３７には、循環用ポンプ３８と、外部熱交換器３９にて構成される熱交換路４０とが介設されている。そして、浴槽（図示）には追い焚き用循環路４２が接続されている。この追い焚き用循環路４２には、上記外部熱交換器３９にて構成される熱交換路４３と、風呂湯循環用ポンプ（図示省略）が介設されている。
【００３５】
次に、このヒートポンプ式給湯機の沸上運転を説明する。圧縮機４を駆動すると共に、水循環用ポンプ９を駆動する。すると、貯湯タンク１の底部に設けた取水口１２から貯溜水（温水）が循環路８に流出して、これが循環路８の熱交換路１０を流通する。また、圧縮機４からの吐出冷媒が、水熱交換器５、膨張弁６、空気熱交換器７を順次経由して圧縮機４へと返流する。そのため、循環路８の熱交換路１０を流通する水が水熱交換器５によって加熱される。従って、貯湯タンク１の底部の低温水は取水口１２から流出して、水熱交換器５にて加熱されて高温湯となって、上部湯入口１３から返流される。このような動作を継続して行うことによって、貯湯タンク１に高温湯を貯めることができる。
【００３６】
また、風呂の追焚きや保温する場合、循環用ポンプ３８を駆動して、貯湯タンク１の高温の湯を湯流出口３５から湯循環路３７に出湯させて、湯流入口３６から貯湯タンク１に戻す。この際、追い焚き用循環路４２の循環ポンプを駆動して、浴槽の湯を追い焚き用循環路４２において循環させる。これによって、貯湯タンク１の高温の湯が熱交換路４０を流れると共に、浴槽から流出した湯が熱交換路４３を流れる。この際、浴槽から流出した湯は、貯湯タンク１の高温の湯と熱交換することによって暖められて浴槽に戻る。また、貯湯タンク１から流出した高温の湯は、浴槽から流出した湯と熱交換することによって冷やされて、例えば、３０℃〜５０℃程度の中間温度の温水（中温湯）となって貯湯タンク１に戻る。このため、貯湯タンク１の中間部には中温湯が貯まることになる。
【００３７】
そこで、このヒートポンプ式給湯機では、このように貯まった中温湯を優先的に使用できるようにしている。すなわち、給湯管２６から給湯する場合、図４に示すフローチャート図に従って行われることになる。そして、給湯は、給湯管２６に接続された蛇口を開状態とする。これによって、給湯されることになるが、この際、以下のような制御が行われる。まず、中温湯出湯管２３からの出湯される中温湯の温度を中温湯用温度検出器２２にて検出する（ステップＳ１）。次にステップＳ２へ移行して、このステップＳ２にて中温湯の温度が設定給湯温度以上か否かを判断する。そして、設定給湯温度以上であれば、ステップＳ３へ移行して、給水（低温度の水）が混合弁２１に供給されるように切換弁２０を切換えてステップＳ５へ移行する。また、ステップＳ２で中温湯の温度が設定給湯温度未満であれば、ステップＳ４へ移行して、高温湯が混合弁２１に供給されるように切換弁２０を切換えてステップＳ６へ移行する。
【００３８】
ステップＳ５では中温湯と給水との混合比率を調整して、ステップＳ７へ移行して、設定給湯温度の湯を給湯する。また、ステップＳ６では中温湯と高温湯との混合比率を調整して、ステップＳ７へ移行して設定給湯温度の湯を給湯する。なお、給湯を終了する場合には、給湯管２６に接続されている蛇口を閉状態とすればよい。
【００３９】
上記ヒートポンプ式給湯機では、中温湯用出湯管２３から出湯される中温湯と水供給管２５からの給水とを混合して給湯したり、中温湯用出湯管２３から出湯される中温湯と高温湯用出湯管１６からの高温湯とを混合して給湯したりすることができる。このため、中温湯用出湯管２３からの中温湯を有効に使用することができ、貯湯タンク１内において高温の湯が無くなって沸上運転を行う場合、ヒートポンプ式加熱源へ中温湯を供給することなく低温水を供給することができる。すなわち。沸上効率の悪い中温湯を無くして、ＣＯＰの向上を図ることができる。
【００４０】
特に、中温湯の温度が設定給湯温度以上のときには、中温湯用出湯管２３から出湯される中温湯と水供給管２５からの給水とを混合して給湯し、中温湯の温度が設定給湯温度未満のときには、中温湯用出湯管２３から出湯される中温湯と貯湯タンク１の高温湯とを混合して給湯する。すなわち、中温湯の温度が設定給湯温度以上のときはもちろんであるが、中温湯の温度が設定給湯温度未満であっても、中温湯を優先的に使用することができる。このため、貯湯タンク１に貯まる中温湯を使い切ることができる。従って、貯湯タンク１内において高温の湯が無くなって沸上運転を行う場合、ヒートポンプ式加熱源へ安定して低温水を供給することができる。これによって、ＣＯＰの一層の向上を図ることができる。しかも、混合弁が１つであり、制御の簡略化及びコスト低減化を図ることができて、安定した制御が可能となる。このため、設定給湯温度の湯の給湯を確実に行うことができる。また、切換弁２０が３方弁であるので、水供給管２５からの給水と貯湯タンク１からの高温湯との混合弁への切換供給を確実に行うことができる。
【００４１】
さらに、冷媒として、炭酸ガス等の自然系冷媒を使用することができるので、一層効率のよい沸上運転を行うことができる。また、自然系冷媒を使用することによって、オゾン層の破壊、環境汚染等の問題がなく、地球環境にやさしいヒートポンプ式給湯機となる。
【００４２】
上記実施の形態では、切換手段２０に切換弁を使用して切換部を設けるようにしたが、切換手段２０に混合弁４６（図５参照）を使用して、高温湯用出湯管１６からの高温湯と、水供給管２５からの水道水とを合流させる連結部１９を設けるようにしてもよい。すなわち、高温湯用出湯管１６からの高温湯と水供給管２５からの水道水とを連結部１９で合流させ、この合流温水を混合弁２１に供給するようにしてもよい。切換手段２０の混合弁４６としては、給湯管２６に介設された混合弁２１と同様のものを使用することができる。
【００４３】
この場合、図５に示すように、混合弁４６には調整手段４７が接続され、この調整手段４７に、中温湯用温度検出器２８と、設定給湯温度入力手段３１と、高温湯温度検出器４４と、水道水温度検出器４５とが接続される。高温湯温度検出器４４は、例えば、図１の仮想線で示すように、連結部１９の近傍の高温湯用出湯管１６に付設され、水道水温度検出器４５は連結部１９の近傍の水供給管２５に付設されている。
【００４４】
調整手段４７に、高温湯の温度と、水道水の温度と、中温湯の温度と、設定給湯温度入力手段３１にて設定された設定温度とが入力される。すなわち、高温湯と中温湯と水道水とで、設定給湯温度となるように、混合弁４６とこの混合弁４６よりも下流側の混合弁４１のそれぞれの混合比を調整することになる。
【００４５】
例えば、中温湯の温度が設定給湯温度よりも低い場合には、混合弁４６から下流側の混合弁４１へ流出する混合湯（高温湯用出湯管１６からの高温湯と水供給管２５からの水道水との合流温水）を設定給湯温度よりも高温として、混合弁２１に供給すればよい。また、中温湯の温度が設定給湯温度よりも高い場合には、混合弁４６から下流側の混合弁４１へ流出する混合湯を設定給湯温度よりも低温として、混合弁２１に供給すればよい。
【００４６】
すなわち、図５に示す制御方法によれば、高温湯用出湯管１６からの高温湯と水供給管２５からの水道水とを連結部で合流させ、その合流温水に中温湯用出湯管２３からの中温湯を混合させることになる。従って、中温湯用出湯管２３からの中温湯が低い場合には、合流温水の温度を高くすることによって、中温湯を使用した適温の湯の供給が可能となり、中温湯用出湯管２３からの中温湯の温度が高い場合には、合流温水の温度を低くすることによって、中温湯を使用した適温の湯の供給が可能となる。このため、中温湯を有効に使用することができ、貯湯タンク１内において高温の湯が無くなって沸上運転を行う場合、ヒートポンプ式加熱源へ中温湯を供給することなく低温水を供給することができる。すなわち、沸上効率の悪い中温湯を無くして、ＣＯＰの向上を図ることができる。
【００４７】
以上にこの発明の具体的な実施の形態について説明したが、この発明は上記形態に限定されるものではなく、この発明の範囲内で種々変更して実施することができる。例えば、中温湯の温度しては上記実施形態では３０℃〜５０℃程度としていたが、もちろんこれに限るものではなく、このヒートポンプ式給湯機における中温湯の温度とは、沸上効率を低下させることになる範囲の温度をいう。また、設定給湯温度は給湯温度を決定するものであり、ユーザによって任意の温度の設定することができる。しかも、この設定給湯温度が種々に設定されても、このヒートポンプ式給湯機では、中温湯（沸上効率を低下させることになる範囲の温度の湯）を優先的に使用することができる。さらに、切換弁２０として、実施形態では三方弁を使用したが、三方弁を使用することなく複数の開閉弁を備えた切換回路等にて構成してもよい。なお、冷媒回路Ｓの冷媒として、炭酸ガス以外のエチレン、エタン、酸化窒素等の自然系冷媒であってもよく、さらには、ジクロロジフルオロメタン（Ｒ−１２）やクロロジフルオロメタン（Ｒ−２２）や１，１，１，２−テトラフルオロエタン（Ｒ−１３４ａ）等のような冷媒であってもよい。
【図面の簡単な説明】
【００４８】
【図１】この発明のヒートポンプ式給湯機の実施形態を示す簡略図である。
【図２】上記ヒートポンプ式給湯機の切換弁を制御するための制御部の簡略ブロック図である。
【図３】上記ヒートポンプ式給湯機の混合弁を制御するための制御部の簡略ブロック図である。
【図４】上記ヒートポンプ式給湯機の給湯時のフローチャート図である。
【図５】この発明のヒートポンプ式給湯機の他の実施形態を示す簡略ブロック図である。
【図６】従来のヒートポンプ式給湯機の簡略図である。
【図７】従来の他のヒートポンプ式給湯機の簡略図である。
【符号の説明】
【００４９】
１・・貯湯タンク、３・・ヒートポンプ式加熱源、１６・・高温湯用出湯管、１９・・連結部、２０・・切換手段、２１・・混合弁２１・・中温湯用出湯管、２５・・水供給管、３０・・弁制御手段、３２・・調整手段、Ｓ・・冷媒回路
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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