(57)【要約】【課題】従来よりも熱回収効率を向上させた貯液システム、排熱利用システム及び貯水タンクを提供する。【解決手段】冷凍サイクルで加熱された熱媒体と被加熱媒体である液とを熱交換して、前記液を加熱する熱交換器１と、熱交換器１により加熱された液が、上部が高温に下部が低温になるように貯留され、上部の液が頂部から外部に取り出されて利用され、下部の液が熱交換器１により熱交換された後、再び戻されて貯留される貯液タンク７と、熱交換器１により加熱された液を貯液タンク７内に放出するノズル４ａとを備える貯液システムにおいて、ノズル４ａは、貯液タンク７の高さ方向の中間部分よりも上方に備えられ、前記液を、斜め下方に向けて扇状に広がるように放出する。【選択図】図５
2013120023.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
冷凍サイクルで加熱された熱媒体と被加熱媒体である液とを熱交換して、前記液を加熱する熱交換器と、
前記熱交換器により加熱された液が、上部が高温に下部が低温になるように貯留され、上部の液が頂部から外部に取り出されて利用され、下部の液が前記熱交換器により熱交換された後、再び戻されて貯留される貯液タンクと、
前記熱交換器により加熱された液を前記貯液タンク内に放出するノズルと、
を備える貯液システムにおいて、
前記ノズルは、
前記貯液タンクの高さ方向の中間部分よりも上方に備えられ、前記液を、斜め下方に向けて扇状に広がるように放出する
ことを特徴とする、貯液システム。
【請求項２】
前記貯液タンクの上部には、前記貯留されている液を加熱する熱源を備え、
前記ノズルは、前記熱源よりも下方に備えられる
ことを特徴とする、請求項１に記載の貯液システム。
【請求項３】
冷媒に熱を与える熱源と、
前記冷媒と被加熱媒体の液とを熱交換して前記液を昇温させる熱交換器と、
前記熱交換器で昇温された液を貯蔵する貯液タンクと、
を備える排熱利用システムにおいて、
前記貯液タンクは、略円筒形状の胴部と略半球形状の鏡部とにより構成され、
前記胴部には、前記貯液タンク内に、前記熱交換器で昇温された液を放出するノズルが設けられ、
前記ノズルは、前記貯液タンク内に貯蔵される液の液中に設けられ、
前記ノズルから放出される液は、前記ノズルに対向する部位であって、前記胴部と前記鏡部との境界部近傍に向かって扇状に放出される
ことを特徴とする、排熱利用システム。
【請求項４】
前記ノズルは、円筒管の末端が封止されるとともに前記円筒管の一部が所定の角度を有した切り込みが設けられて形成され、
前記切り込みから前記貯液タンク内に液が放出される
ことを特徴とする、請求項３に記載の排熱利用システム。
【請求項５】
前記ノズル並びに前記ノズルに接続される配管は樹脂により構成され、
前記ノズル及び前記配管は、射出成形により形成されたものである
ことを特徴とする、請求項３又は４に記載の排熱利用システム。
【請求項６】
前記貯液タンクと前記熱交換器とは配管を介して接続され、
前記貯液タンクから取液された液が、前記熱交換器において前記冷媒から熱を受け取って昇温され、
前記熱交換機において昇温された液が、前記ノズルを通じて前記貯液タンク内に放出される
ことを特徴とする、請求項３〜５の何れか１項に記載の排熱利用システム。
【請求項７】
液を貯蔵する貯液タンクにおいて、
前記貯液タンクは、略円筒形状の胴部と略半球形状の鏡部とにより構成され、
前記胴部には、前記貯液タンク内に、前記熱交換器で昇温された液を放出するノズルが設けられ、
前記ノズルは、前記貯液タンク内に貯蔵される液の液中に設けられ、
前記ノズルから放出される液は、前記ノズルに対向する部位であって、前記胴部と前記鏡部との境界部位近傍に向かって扇状に放出される
ことを特徴とする、貯液タンク。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、貯液システム、排熱利用システム及び貯水タンクに関する。
【背景技術】
【０００２】
省エネルギ化等の観点から、ショーケース等に接続される冷凍機や冷蔵機、空気調和機の室外機等から排出される熱を利用する排熱利用システムが利用されている。このようなシステムとして、例えば、排出された排熱と水（被加熱流体）とを熱交換して温水（湯）が作られるシステムがある。このシステムにおいては、作られた温水を店舗や家屋等に設置された貯水タンクに貯蔵し、貯蔵された温水が必要時に蛇口等を通じて流し台等に供給される。
【０００３】
前記の冷凍機や冷蔵機、室外機等は、通常、室外に設置される。そのため、外気温度の低い冬場や寒冷地での運転時、高圧ガス冷媒（冷媒）の温度が十分に高くならないことがある。そのため、冷媒と水とを熱交換させても水が十分に加熱されず、所望の温度の温水が得られないことがある。
【０００４】
そこで、所望の温度まで昇温させるため、前記加熱後の水が貯蔵された貯水タンク上部に設けられた電気ヒータを用いて、貯水タンク内の水を加熱することがある。つまり、貯水タンク内に満たされた水は、電気ヒータ近傍（即ち上部）が加熱される。その結果、貯水タンク内には、その上部に高温の水（温水）と、下部に低温の水とが混在する。そして、高温の水は浮力によって上方にとどまる。
【０００５】
このような技術に関連する技術として、例えば特許文献１に記載の技術がある。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開２００９−２９３８３９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
特許文献１に記載の技術においては、熱交換器において加熱された水はいったん別体の貯水タンクに供給され、その後、再び熱交換器に供されて加熱されている。即ち、熱交換器によって加熱される水は、熱交換器と貯水タンクとを循環していることになる。そのため、熱交換器に供されて貯水タンクに戻ってきた水が、貯水タンク内で、加熱ヒータにより加熱された水を攪拌してしまうことがある。その結果、貯水タンク内が均温化され、貯水タンクから熱交換器に供される水の温度が昇温し、これにより、加熱媒体と被加熱媒体との温度差を大きくとることができず、熱交換器での熱交換効率（熱回収効率）が低下することがある。このような課題は、貯水タンクの体積（内容積）が小さい場合や、水の戻し速度（貯水タンクへの注水速度）が早すぎる場合に特に顕著に生じうる。
【０００８】
本発明は前記の課題に鑑みて為されたものであり、その目的は、従来よりも熱回収効率を向上させた貯液システム、排熱利用システム及び貯水タンクを提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
本発明者らは前記課題を解決するべく鋭意検討した結果、熱交換器からの水を貯水タンクに戻す際、所定の挙動を示すように貯液タンク内に設けられたノズルから液を放出させることで前記課題を解決できることを見出し、本発明を完成させた。
【発明の効果】
【００１０】
本発明によれば、従来よりも熱回収効率を向上させた貯液システム、排熱利用システム及び貯水タンクを提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【図１】第１実施形態の排熱利用システムの設置例を示す構成図で、（ａ）は平面図、（ｂ）は正面図である。
【図２】第１実施形態の排熱利用システムにおける熱交換器の内部構成を説明する平面図である。
【図３】第１実施形態の排熱利用システムにおける温水器の内部構成を説明する平面図である。
【図４】第１実施形態の排熱利用システムにおける冷凍サイクル構成図である。
【図５】図４の貯水タンク近傍を拡大して示す図である。
【図６】図５のＡ部拡大図である。
【図７】ノズルから水が放出される時の、貯水タンク内での水の挙動を示す図である。
【図８】比較例の貯水タンク内での水の挙動を示す図である。
【図９】実施例及び比較例のノズルを示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１２】
以下、図面を適宜参照しながら、本発明を実施するための形態（本実施形態）を説明する。はじめに、本実施形態の排熱利用システムの全体構成を説明する。次いで、本実施形態の排熱利用システムにおける貯液システム及び貯水タンクを説明する。
【００１３】
第１実施形態の排熱利用システム１００を説明する。なお、第１実施形態においては、一例として、熱交換器での水（被加熱媒体、液）の加熱に用いられる熱の熱源が、冷凍機から排出される凝縮排熱（排熱）であるものとして説明する。また、この水を加熱するための熱媒体を、以下の説明では「冷媒」と呼称している。さらに、本実施形態においては、加熱して得られた温水も含めて、説明の便宜上「水」と称することがある。
【００１４】
図１は第１実施形態の排熱利用システム１００の設置例を説明する図で、（ａ）は平面図、（ｂ）は正面図である。図１に示すように、排熱利用システム１００は、熱交換器１と、温水器２と、冷凍機３と、それらを接続する水配管４及び冷媒配管５とを主に備えて構成される。これら各手段の具体的な内部構成は、図４等を参照しながら後記する。なお、図１（ｂ）においては、冷凍機３及び冷媒配管５の図示を省略している。
【００１５】
熱交換器（排熱熱交換器）１は、冷凍機３の凝縮排熱を温水器２に利用するための熱交換器である。また、温水器２は、店舗内の流し台等に温水を供給するための給湯装置の温水器である。熱交換器１及び温水器２は、店舗等の建屋４０の内側（屋内）に設置されている。さらに、冷凍機３は、店舗内のショーケース等に接続されている冷凍機である。冷凍機３は、建屋４０の外側（屋外）に設置されている。
【００１６】
第１実施形態においては、温水器２の左側面及び背面が、建屋４０内の壁側に近接させて設置されている。また、熱交換器１は、温水器２の上部で、その左側面は建屋４０に近接させ、その背面側（図１（ｂ）では図示していない）は建屋４０との間に比較的大きな空間が確保されるように設置されている。熱交換器１は温水器２よりも小型であり、その横幅寸法及び奥行き寸法が温水器２よりも小さい。そのため、熱交換器１を温水器２の上部に前記のように設置することにより、温水器２と熱交換器１を合せた設置面積は、温水器２の設置面積分だけでよくなり、設置面積を小さくすることができる。
【００１７】
熱交換器１と温水器２との前面はサービススペース面１ｂ，２ｂ（サービススペース側の面或いは前面パネル（図示しない）であり、取外し可能或いは開閉可能に構成されている面）となっている。そして、サービススペース面１ｂ，２ｂを開くことにより、内部に設けられている電気品箱（制御装置）の調整やメンテンナンスができるようになっている。従って、熱交換器１及び温水器２のサービススペース面１ｂ，２ｂは同じ方向を向いていることが好ましい。
【００１８】
また、熱交換器１のサービススペース面１ｂとは反対側である背面には、２個の水配管接続口と、２個の冷媒配管接続口とが設けられている（いずれも図示しない）。２個の水配管接続口と温水器２とは、２本の水配管４を介して接続されている。水配管４は、熱交換器１の背面側の空間を利用して右方向に引き出された後、温水器２の右側面に沿って下方に導かれ、温水器２の下部から温水器２内の貯水タンク７（図３及び図４等参照）に接続されている。また、２個の冷媒配管接続口と冷凍機３とは、２本の冷媒配管５を介して接続されている。冷媒配管５は、冷凍機３が建屋４０外に設置されているため、建屋４０を貫通して設けられている。
【００１９】
図１（ａ）に示すように、熱交換器１と温水器２とを接続する水配管４は、熱交換器１の背面に接続され、温水器２の壁側とは反対側の側面に沿わせて温水器２の底部に接続されている。これにより、水配管４の取り出しスペースと、熱交換器１や温水器２のサービススペースとを同時に確保することができる。
【００２０】
なお、図１に示した例は、温水器２の左側面及び背面を、店舗等の建屋４０内の壁側になるように設置した例で説明したが、温水器２の右側面及び背面を、建屋４０内の壁側になるように設置しても同様に実施可能である。
【００２１】
図２は、図１に示した熱交換器１の内部構成を説明する平面図である。熱交換器１は、筐体１ａ、この筐体１ａに内蔵された水冷媒熱交換器１０、電気品箱１１等が内蔵されている。
【００２２】
水冷媒熱交換器１０は、筐体１ａ内の背面側に設置されている。電気品箱１１は、水冷媒熱交換器１０の前部のサービススペース面１ｂ側（前面側）に設置されている。従って、熱交換器１を構成する筐体前面のサービススペース面１ｂを開くことにより、電気品箱１１内の機器の調整やメンテナンスが容易に行えるようになっている。なお、電気品箱１１も、その前面側がサービススペース面１ｂとなっている。
【００２３】
また、熱交換器１内の水配管４には、温水器２の貯水タンク７内の水を、熱交換器１へ循環させるための水循環ポンプ８が設けられている。さらに、水配管４や冷媒配管５には、手動の開閉弁（図示しない）等も設けられている。そして、これらの水循環ポンプ８や開閉弁等も、熱交換器１の前部に設けたサービススペース面１ｂを開くことでメンテナンスできるようになっている。
【００２４】
電気品箱１１内には、冷凍機３（図１参照）等からの信号を受け、水循環ポンプ８を制御する制御装置（図示しない）が設けられている。この制御装置は、温水器２内に設けられている電気品箱１２（図３参照）内の制御装置を制御し、間接的に温水器２内の電気ヒータ５２（図４参照）等の制御を行うようになっている。
【００２５】
水冷媒熱交換器１０は、水配管４を通流する水と冷媒配管５を通流する冷媒とを熱交換させるものである。水冷媒熱交換器１０の具体的な構成としては、例えば、水配管４と冷媒配管５とが接触しながら螺旋状に形成されている、二重管方式の熱交換器等が用いられる。
【００２６】
水冷媒熱交換器１０に接続される水配管４と冷媒配管５とは、熱交換器１内で冷媒熱交換器１０から導出される際、サービススペース面１ｂに対して平行に配置される。また、水循環ポンプ８が、水冷媒熱交換器１０の横に設置される。これらにより、熱交換器１の前後方向の幅が、水冷媒熱交換器１０の幅（即ち、外径）と電気品箱１１の横幅とを合わせた長さとほぼ同程度とすることができる。これにより、熱交換機１の大きさ（寸法）を小さくすることができる。さらには、水配管４、冷媒配管５、水循環ポンプ８及び電気品箱１１のメンテナンス等のサービスを行うスペースも、同時に確保することができる。
【００２７】
図３は、図１に示した温水器２の内部構成を説明する平面図である。温水器２の筐体２ａ内には、湯（水）を溜めるための貯水タンク７、貯水タンク７内の水を加熱するための電気ヒータ５２（熱源；図４参照）、電気ヒータ５２を制御する制御装置（図示しない）等を内蔵した電気品箱１２等が設けられている。
【００２８】
電気品箱１２は、貯水タンク７より前のサービススペース面２ｂ側に設置されている。そして、筐体２ａのサービススペース面２ｂ（前面パネル）を開くことで、メンテナンスを容易に行うことができるようになっている。貯水タンク７及び電気ヒータ５２については後記する。
【００２９】
図４に、第１実施形態の排熱利用システム１００での冷凍サイクル構成図を示す。図４に示すように、冷凍機３内には、圧縮機２７、凝縮器２９、受液器３１及びアキュームレータ３９等が設けられている。そして、冷凍機３は、冷媒配管５を介して膨張弁３５及び蒸発器３７に接続され、冷凍サイクル（ヒートポンプサイクル）が形成されている。圧縮機２７、凝縮器２９、膨張弁３５及び蒸発器３７の各手段は、各機能を備える任意の手段を用いることができる。なお、圧縮機２７は、冷媒を圧縮して高温高圧にするものである。従って、圧縮機２７は、冷媒に熱を与える熱源と言うことができる。
【００３０】
凝縮器２９には送風機２８が取り付けられている。また、圧縮機２７と凝縮器２９との間の冷媒配管５には接続口１９が設けられている。そして、この接続口１９を介して、冷媒（圧縮機２７で圧縮されて高温高圧になっている冷媒）が熱交換器１に供給されるようになっている。なお、熱交換器１に供給されて熱交換された冷媒は、冷凍機３に戻って凝縮器２９に供給される。
【００３１】
蒸発器３７は、店舗（コンビニエンスストア等）内のオープンショーケース等である。図４に示すように、通常は複数台設けられる。そして、それぞれの蒸発器３７について、その冷媒入口側には膨張弁３５及び開閉弁（電磁弁）３３が設けられている。これにより、蒸発器３７ごとの駆動制御ができるようになっている。
【００３２】
また、熱交換器１において、冷凍機３からの冷媒と貯水タンク７内の水との間で熱交換が行われる。即ち、熱交換器１において、冷凍機３からの排熱が利用されている。熱交換器１では、冷媒は紙面上から下へ、水は紙面下から上に流れるようにしている。これにより、高圧高温の冷媒は容易に下方に流れるようにすると共に、冷媒と水が対向流になるようにして、熱交換効率が向上する。
【００３３】
図４に示すように、温水器２の内部には貯水タンク７が設置されている。そして、貯水タンク７の水が熱交換器１に供給され、また、熱交換器１から貯水タンク７に水（湯）を戻す水配管４が設けられている。熱交換器１から戻った水は、貯水タンク７内に設けられ、水配管４に接続されたノズル４ａから貯水タンク７内に放出される。ちなみに、図４に示す構成を有する排熱利用システム１００においては、冬場にノズル４ａから放出される水の温度は約５０℃、夏場で約９０℃である。ノズル４ａの詳細については後記する。
【００３４】
貯水タンク７から温水として利用されて減少した水は新たに外部から給水される。ちなみに、外部からの給水圧力により貯水タンク７内は加圧されており、この圧力により貯水タンク７の上部から温水を外部へ取り出すことができる。つまり、貯水タンク７内は常時満水状態になっている。なお、貯水タンク７に水を戻す構成についての詳細は、図５〜図７を参照しながら後記する。
【００３５】
この水配管４には、水を循環させるための水循環ポンプ８が設けられている。水循環ポンプ８は、貯水タンク７内下部と熱交換器１とを接続する水配管４に設けられるとともに、熱交換器１内に設けられている。なお、水循環ポンプ８の吸込側の水配管４には、水道等からの給水配管も接続されている。
【００３６】
また、貯水タンク７内には、貯水タンク７内の水を加温するための電気ヒータ５２が設けられている。また、貯水タンク７上部の水の温度を検知するためのサーミスタ５４が、貯水タンク７の上部に設けられている。なお、電気ヒータ５２の駆動時には、ノズル４ａからの水（湯）の放出は行われていない。
【００３７】
電気品箱１２には、サーミスタ５４からの温度情報を得て、設定温度になるまで貯水タンク７内の水を加熱するように、電気ヒータ５２を制御する制御装置等が内蔵されている。ちなみに、貯水タンク７内の水（湯）の量（温度分布）を計測するために、サーミスタ（図示しない）が貯水タンク７の上下方向に複数設置されることが多い。
【００３８】
圧縮機２７で圧縮された高温高圧のガス冷媒は、熱交換器１での排熱利用のため、接続口１９から冷媒配管５を介して熱交換器１に導入され、温水器２の貯水タンク７から循環ポンプ８により熱交換器１に導入される水と熱交換される。高温高圧のガス冷媒で加温された温水は水配管４を介して貯水タンク７内の上下方向中央部付近の中温水部に流入される。この点は、図５を参照しながら後記する。
【００３９】
本実施形態では、冷凍装置の圧縮機２７で圧縮された高温高圧ガス冷媒の凝縮排熱を利用して温水器２の水を加温している。この際、貯水タンク７内の水温計測用のサーミスタ５４で温水温度を検知して、電気品箱１２内の制御装置により、設定温度と検知温度との差を計算し、電気ヒータ５２に通電して設定温度まで温水を加温するようにしている。これにより、電気ヒータのみで設定温度まで加熱する場合より、少ない電力量で水を必要な温度に加温することが可能となる。
【００４０】
次に、水配管４を介して、熱交換器１で加熱された水を貯水タンク７に戻す構成について説明する。前記のように、貯水タンク７内は常時満水状態である。そして、貯水タンク７内では、冷たい水（冷水）と温かい水（温水）との密度差によって生じる温水に対する浮力により、温水が上方に溜まり、冷水は下方（底部）に溜まっている。また、温水の中でも特に熱い温水（熱水）は、貯水タンク７の最上方に存在する。このような熱水は、例えば水が電気ヒータ５２で加熱されたり、夏場に冷凍機３からの排熱を利用したりして得られる。
【００４１】
これらのことを、図５を参照しながら説明する。図５は、貯水タンク７近傍の拡大図である。なお、図５において、水配管４及びノズル４ａの大きさは、発明を把握し易くするために、それらの形状を誇張して示している。即ち、水配管４及びノズル４ａの大きさは、実際には図示の大きさ（貯水タンク７に対する大きさ）よりも小さい。また、ノズル４ａ自体も、図示のように貯水タンク７内であまり突出せず、実際には貯水タンク７の内壁にもっと近づけられて設けられている。即ち、貯水タンク７の内壁付近から、熱交換器１からの水（湯）が貯水タンク７内に放出されることになる。
これらの点は、後記する図６〜図８においても同様である。
【００４２】
貯水タンク７内において、ドット柄が施されていない部分（最上部）には熱水が、薄いドット柄で示される中央付近（水配管４が貯水タンク７内に突出している部分）には温水が、濃いドット柄で示される底部には冷水が溜まっている。なお、熱水、温水及び冷水の滞留位置の境界は、説明の便宜上破線で示しているが、実際には、図示のような明確な境界があるものではない。また、後記する図７及び図８においては、図示の簡略化のために、ドット柄を示していない。
【００４３】
貯水タンク７内の温水部分（貯水タンク７の高さ方向の中間部分よりも上方）には水配管４に接続されたノズル４ａが設けられている。そして、詳細は後記するが、ノズル４ａにおける、貯水タンク７内に面する部分の距離（肉厚）Ｌ（図７参照）は長いことが好ましい。具体的には例えば、０．６ｍｍ程度（図９参照）よりは２．５ｍｍ程度とすることが好ましい。ただし、２．５ｍｍ程度が最も好ましいということではなく、水配管４自身の肉厚を考慮してできるだけ長く設けることが好ましい。このような長い距離にすることで、ノズル４ａから水が放出される際に、水を整流することができる。なお、貯水タンク７内におけるノズル４ａの高さ方向の位置は、例えば、冬場や寒冷地における、熱水の貯湯量を考慮した位置とすることができる。
【００４４】
また、ノズル４ａからの水流を整流する観点から、水配管４及びノズル４ａは射出成形された樹脂からなることが好ましい。これにより、水配管４の内側及びノズル４ａの切り込み４ａｂ（図６を参照しながら後記する）の形状（表面粗さ）を平滑にし易くなり、乱流が生じることを防止することができる。
【００４５】
図６に、図５のＡ部（ノズル４ａの近傍）を拡大した様子を示す。図６（ａ）はノズル４ａ近傍の拡大側面図、（ｂ）は図６（ａ）のＢ−Ｂ線断面図である。図６（ａ）に示すように、水配管４の先端には切り込み４ａｂが形成され、ノズル４ａが構成されている。なお、ノズル４ａにおいては、前記のように、その肉厚はＬである。水配管４の紙面右側の末端面は封止されている。そのため、切り込み４ａｂを通じて、水配管４内を通流する水が貯水タンク７内に放出されることになる。
【００４６】
切り込み４ａｂの側面形状は、図示のように、水流方向に対して所定の傾き及び幅（傾き方向に垂直な方向の長さ）を有した矩形状となっている。具体的な傾き及び幅の程度は、図７を参照しながら後記する。切り込み４ａｂをこのような形状にすることで、後記する水の放出挙動にすることができる。
【００４７】
また、図６（ｂ）のＢ−Ｂ線断面図に示すように、切り込み４ａｂにおいては、水配管４の外径方向に対して異なる傾きを有する面４ａｃ，４ａｃが形成されている。このような面４ａｃ，４ａｃが形成されていることにより、ノズル４ａから放出された水の水流をより好適に所望の挙動にすることができる。
【００４８】
次に、ノズル４ａから放出される水の挙動について、図７を参照しながら説明する。図７（ａ）は、ノズル４ａから水が放出されている際の水の流れの挙動の上面図、（ｂ）は図７（ａ）における水配管４内を通流する水流方向に平行な方向の断面図である。
【００４９】
図７（ａ）に示すように、図７に示す形状のノズル４ａから放出された水は、満水状態の貯水タンク７内で、貯水タンク７の内径の両端７ｃ，７ｃ近傍（最大幅部分近傍）を端として、当該両端間の貯水タンク７内の内壁に向かって扇状に拡散される。即ち、ノズル４ａに対向する境界部７ｄ（図７（ｂ）参照）近傍に向かって、扇状に放出される。ノズル４ａからの水がこのような扇状に放出されることで、ノズル４ａから放出される水の速度（流速）を低下させることができ、貯水タンク７内での過度の攪拌を抑制することができる。従って、図６（ｂ）を参照して説明した面４ａｃ，４ａｃは、水流がこのような挙動を示すような傾きを有して設けられることが好ましい。
【００５０】
また、ノズル４は、その下部に切り込み４ａｂを備えているため、放出される水は、図７（ｂ）に示すように、貯水タンク７の下方向に向かうことになる。具体的には、本実施形態においては、貯水タンク７を構成する略円筒形状の胴部７ａと略半球形状の鏡部７ｂとの接合部位である境界部７ｄに向かって、ノズル４ａから水が放出される。その後、境界部７ｄ近傍に到達した水は、鏡部７ｂの内壁（底面）に沿って、貯水タンク７内を拡散する。
【００５１】
従って、前記した切り込み４ａｂの有する傾き及び幅は、放出された水が斜め下方、具体的には境界部７ｄに向かわせることが可能な傾きとなっている。即ち、傾きが大きすぎても小さすぎても、水を境界部７ｄに向かって放出させることができない。さらには、幅が長すぎる場合には、水が境界部７ｄに到達する前に下方向に拡散することがある。また、幅が短すぎる場合には、水配管４内を通流する水の圧力が過度に上昇することがある。そのため、切り込み４ａｂの傾き及び幅は、実験や試運転等によって決定することが好ましい。
【００５２】
図９に、本実施形態の排熱利用システム１００に適用されるノズル（実施例のノズル；ノズルＡ）、並びに、比較例のノズル（ノズルＢ〜Ｅ）を示す。図９には、各ノズルの形状（側面図）及び各ノズルから放出される水の流れ（斜視図）を示している。また、ノズルＢ〜Ｅにおける肉厚は、前記した肉厚と同義である。
【００５３】
図９に示すように、ノズルＡ（実施例）を用いると、前記したように放出される水が扇状に拡散される。これにより、水の流れの速度（流速）が抑えられて貯水タンク７の下方に向かうため、貯水タンク７内で水が過度に攪拌されることを抑制できる。
【００５４】
一方、ノズルＢやノズルＥ（比較例）を用いると、ノズルから放出された水が拡散されずにすぐに貯水タンク７下方に向かう。これにより、流速が低下しないため、水の攪拌が生じてしまう。これは、水の放出口が真下を向いているためであると考えられる。
【００５５】
また、ノズルＣ（比較例）を用いる場合、放出された水は拡散するものの、放出された水はノズルＡの場合よりも拡散されてしまう。その結果、やはり貯水タンク７内で水が攪拌されてしまう。これは、肉厚が薄すぎるためであると考えられる。
【００５６】
さらに、ノズルＤ（比較例）を用いる場合も、放出された水は拡散するものの、放出された水はノズルＡの場合よりも拡散されてしまう。これは、放出口が大きいため、放出時の流速が低下しないためであると考えられる。また、ノズルＤに関しては、その製造コストが特に高いという課題もある。
【００５７】
従って、以上説明したように、貯水タンク７内に設けるノズルとしては、図９のノズルＡが好適である。
【００５８】
図８に示す従来の形態（比較例）においては、水配管４から放出された水は、そのまま貯水タンク７の内壁に向かい、内壁に到達後、内壁に沿って上下方向に拡散する。そして、特に上方向に拡散された水が、熱水、温水、冷水の順で貯留されていた水を攪拌する。その結果、貯水タンク７の上部に貯留していた熱水の温度が低下する。そのため、外部へ取り出す熱水の温度を維持するために電気ヒータ５２を駆動させる必要が生じ、エネルギ消費に無駄が生じることになる。
【００５９】
同時に、貯水タンク７の底部から熱交換器１へ供給される水の温度が上昇することになる。その結果、熱交換器１において、冷媒（加熱媒体）と水（被加熱媒体）との温度差とが小さくなる。これにより、熱交換効率が低下することになる。即ち、排熱の有効利用ができない。
【００６０】
一方、本実施形態においては、図６に示すノズル４ａを用い、図７（ｂ）に示す水流挙動を生じさせている。これにより、水配管４から貯水タンク７内に放出される水が、既に貯溜されている水を攪拌することを抑制することができる。即ち、ノズル４ａから放出された水は、既に貯溜された水を過度に攪拌することなく、貯水タンク７の下方に向かう。そして、放出された水は、その温度に応じて浮力が生じ、前記の熱水、温水、冷水のいずれかの領域に浮上（あるいはそのまま滞留）することになる。そのため、貯水タンク７内で熱水の温度をほとんど低下させずに維持できる。
【００６１】
そのため、熱水の温度は低下することなくほとんど維持されるため、攪拌によって低下した温度を上昇させるための電気ヒータ５２の駆動が必要ない。従って、排熱利用システム１００の省エネルギ化を図ることができる。
【００６２】
また、貯水タンク７の上部から外部へ取り出された熱水は、通常、水道水等の低温の水と混合されて所望の温度を有する水になり、その水が需要端に供給される。前記のように、本実施形態においては放出水による攪拌が抑制されているため、温度が維持された熱水の量はほとんど変化しない。そのため、熱交換器１と貯水タンク７との間で水を循環させても、貯水タンク７上部からの水（熱水）を需要端に供給する際、需要者（熱水の使用者）が使用可能な水量を維持することができる。
【００６３】
さらに、貯水タンク７下部の冷水の温度も、前記の温水や熱水等と同様にほとんど変化することなく維持される。そのため、熱交換器１に供給される水と冷媒との温度差を大きなものに維持することができる。これにより、水と冷媒との熱交換効率を向上させることができる。即ち、冷凍機３からの熱回収を効率よく行うことができる。
【００６４】
本実施形態の排熱利用システム１００は、家庭用として利用可能なことはもちろんのこと、冷凍装置（冷凍機や空気調和機）や温水器（給湯機器）が設置される店舗（コンビニエンスストアやスーパーマーケット等）での利用可能性が特に大きい。特に冬場や寒冷地においては、凍結防止の観点から温水器や熱交換器の室内設置の需要が大きく、しかも省エネルギの観点から、本実施形態の排熱利用システムはとりわけ好適に適用できる。
【００６５】
即ち、特に冬場や寒冷地において、前記のように外気温が低いため冷媒が十分に温められず、ノズル４ａから放出される水の温度もそれほど高くない。そこで、既に貯水タンク７内に貯水されている水が攪拌されることを抑制することで、熱交換器１で少しでも熱交換して得られた温水の有する熱の損失を抑制できる。その結果、電気ヒータ５２の使用電力を削減することができる。しかも、前記のように、依然として低温の水は底部に溜まっているため、熱交換器１で熱交換される冷媒との温度差も維持される。従って、効率よく熱交換することができる。
【００６６】
＜変更例＞
以上、複数の実施形態を挙げて本実施形態を説明したが、本実施形態はこれらの実施例に限定されるものではなく、種々の変更を施して実施可能である。
【００６７】
例えば、貯水タンク７内のノズル４ａの形状は、図７（ｂ）に示した水の挙動を示す限り、図示の形状に何ら限定されない。例えば、切り込み４ａｂを設けず、さらには末端を封止しない水配管４そのものを、所定の傾きを有して（やや貯水タンク７の下方に向くように）設置してもよい。このような場合には、水配管４の先端がノズルに相当する。
【００６８】
また、ノズル４ａから放出される水は、図７（ａ）に示す境界部７ｃ，７ｃ間に拡散されているが、必ずしもこのような範囲に拡散させる必要はなく、この範囲よりも狭い範囲（上面から見た範囲）に拡散させるようにしてもよい。
【００６９】
また、本実施形態においては、貯水タンク７内は常時満水であることを前提として説明したが、熱水の使用中には満水ではなくなることもありうる。このような場合にも、ノズル４ａが貯水されている水の中（水中）にあればよい。
【００７０】
また、冷媒に熱を与える熱源は圧縮機２７に限られず、例えば、別の熱交換器を設けて、当該別の熱交換器にて別の高温冷媒と熱交換器１に供給される冷媒とを熱交換するようにしてもよい。このようにしても、熱交換器１に高温の冷媒を供給することができる。
【００７１】
また、前記したように、水と冷媒との組み合わせで本実施形態を説明しているが、熱を有する冷媒（熱媒体）が加熱するものは水に限られず、どのような液（被加熱媒体）であってもよい。
【符号の説明】
【００７２】
１    熱交換器
１ａ  筐体
２    温水器
２ａ  筐体
３    冷凍機（冷凍装置）
４    水配管
４ａ  ノズル
４ａｂ  切り込み
５    冷媒配管
７    貯水タンク（貯液タンク）
７ａ  胴部
７ｂ  鏡部
７ｄ  境界部
８    水循環ポンプ
９    水抜き栓
１０  水冷媒熱交換器、
１１  電気品箱
１２  電気品箱
２７  圧縮機（熱源）
２９  凝縮器
３１  受液器
３７  蒸発器
３９  アキュームレータ
４０  建屋
５２  電気ヒータ（熱源）
５４  サーミスタ
【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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【図８】
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【図９】
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