(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
ＣＯ2ヒートポンプ給湯機の貯湯タンクと電気温水器のタンクとが接続されて、ＣＯ2ヒートポンプ給湯機の貯湯タンクのお湯が電気温水器のタンクに送り込まれるようになされていると共に、
ＣＯ2ヒートポンプ給湯機から電気温水器のタンクに送り込まれるお湯の温度は、電気温水器での沸き上げ温度よりも低く設定されており、かつ、
電気温水器のタンクと利用側との間をつなぐ給湯管に温度調節用のミキシングバルブが介設され、このミキシングバルブに給水管が接続され、利用側に、電気温水器による沸き上げ設定温度よりも低い所定の一定温度のお湯が送られるようになされていると共に、
前記ミキシングバルブから利用側に送られるお湯の設定温度は、ＣＯ2ヒートポンプ給湯機から電気温水器のタンクに送り込まれるお湯の温度と同等ないしは同等程度、又は、その温度よりも低く設定されていることを特徴とするＣＯ2ヒートポンプを用いた給湯システム。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、ＣＯ2ヒートポンプを用いた給湯システムに関する。
【０００２】
【関連技術】
本発明者らは、先の出願（特願２００１−３４００１７）において、イニシャルコストは高いがランニングコストの非常に低いＣＯ2ヒートポンプ給湯機を用いた給湯システムにおいて、ＣＯ2ヒートポンプ給湯機の貯湯タンクと電気温水器のタンクとを接続することで、ＣＯ2ヒートポンプ給湯機の貯湯タンクのお湯が電気温水器のタンクに送り込まれるようにし、かつ、ＣＯ2ヒートポンプ給湯機から電気温水器のタンクに送り込まれるお湯の温度を電気温水器での沸き上げ温度よりも低く設定してこの電気温水器のタンクから利用側に給湯されるようにした給湯システムを提案した。
【０００３】
この給湯システムでは、例えば集合住宅などの複数世帯の給湯をＣＯ2ヒートポンプ給湯機で行うような場合において、そのＣＯ2ヒートポンプ給湯機では必要な給湯能力に不足を生じるが、その能力不足を追加のＣＯ2ヒートポンプ給湯機で補ったのでは給湯能力が過剰となってしまうということがあり、そのような場合に、高価で能力過剰なＣＯ2ヒートポンプ給湯機を追加して補うのではなく、安価でＣＯ2ヒートポンプ給湯機よりも能力の低い電気温水器を追加してＣＯ2ヒートポンプ給湯機の給湯能力不足を補おうとするものであり、必要にして過剰でない給湯能力を確保しながら、システム全体のイニシャルコストを低く抑えることができる。
【０００４】
しかも、ＣＯ2ヒートポンプ給湯機から電気温水器のタンクに送り込まれるお湯の温度を、電気温水器での沸き上げ温度よりも低く設定しているので、ＣＯ2ヒートポンプ給湯機から電気温水器に送られるお湯の量をＣＯ2ヒートポンプ給湯機の能力範囲内で多くすることができ、また、電気温水器では、水を一から沸き上げるのではなく、ＣＯ2ヒートポンプ給湯機から送られてくるお湯を沸き上げるだけでよいので、電気温水器のランニングコストも低く抑えることができ、その結果、システム全体のランニングコストも低く抑えることができる。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、上記のシステムにおいて、例えば、複数の各世帯において同時に浴槽への湯ばりを行うようなお湯の大量使用状態では、電気温水器の給湯能力がＣＯ2ヒートポンプ給湯機のそれより低いがゆえに、電気温水器での沸き上げが追いつかず、そのため、浴槽に給湯されるお湯の温度が湯ばりの途中時点から低下してしまい、浴槽に予定温度よりも低い温度のお湯が湯ばりされてしまうおそれがある。
【０００６】
本発明は、このような問題点に鑑みてなされたもので、システム全体のイニシャルコストとランニングコストの両方をいずれも低く抑えることができ、しかも、一度に大量のお湯を使用するような場合であっても、利用側に安定した温度のお湯を供給することができるＣＯ2ヒートポンプを用いた給湯システムを提供することを課題とする。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
上記の課題は、ＣＯ2ヒートポンプ給湯機の貯湯タンクと電気温水器のタンクとが接続されて、ＣＯ2ヒートポンプ給湯機の貯湯タンクのお湯が電気温水器のタンクに送り込まれるようになされていると共に、
ＣＯ2ヒートポンプ給湯機から電気温水器のタンクに送り込まれるお湯の温度は、電気温水器での沸き上げ温度よりも低く設定されており、かつ、
電気温水器のタンクと利用側との間をつなぐ給湯管に温度調節用のミキシングバルブが介設され、このミキシングバルブに給水管が接続され、利用側に、電気温水器による沸き上げ設定温度よりも低い所定の一定温度のお湯が送られるようになされていることを特徴とするＣＯ2ヒートポンプを用いた給湯システムによって解決される。
【０００８】
このシステムでは、ＣＯ2ヒートポンプ給湯機の貯湯タンクと電気温水器のタンクとが接続されて、ＣＯ2ヒートポンプ給湯機の貯湯タンクのお湯が電気温水器のタンクに送り込まれるようになされていると共に、ＣＯ2ヒートポンプ給湯機から電気温水器のタンクに送り込まれるお湯の温度は、電気温水器での沸き上げ温度よりも低く設定されている。従って、上述したように、ＣＯ2ヒートポンプ給湯機では必要な給湯能力に不足を生じるが、その能力不足を追加のＣＯ2ヒートポンプ給湯機で補ったのでは給湯能力が過剰となってしまうような場合に、電気温水器の追加によって、必要にして過剰でない給湯能力を確保しながら、システム全体のイニシャルコストとランニングコストの両方をいずれも低く抑えることができる。
【０００９】
しかも、このシステムでは更に、電気温水器のタンクと利用側との間をつなぐ給湯管に温度調節用のミキシングバルブが介設され、このミキシングバルブに給水管が接続され、利用側に、電気温水器による沸き上げ設定温度よりも低い所定の一定温度のお湯が利用側に送られるようになされている。従って、一度に大量のお湯を使用して、電気温水器での沸き上げが追いつかず、電気温水器の貯湯タンクから送り出されるお湯の温度が給湯の途中で電気温水器での設定沸き上げ温度より低下したような場合であっても、次のようにして、利用側に安定した温度のお湯を供給することができる。
【００１０】
即ち、そのような場合において、電気温水器の貯湯タンクから送り出されるお湯の温度が、ミキシングバルブから利用側に送られるお湯の設定温度よりも高い又は同等ないしは同等程度であるときは、ミキシングバルブから利用側に送られるお湯の温度は、給水管からミキシングバルブに送られる水の量が減少ないしは停止することで、設定した所定の一定温度に調整され、それによって、利用側に送られるお湯の温度が途中で低下してしまうのが防がれる。
【００１１】
また、そのような場合において、電気温水器の貯湯タンクから送り出されるお湯の温度が、ミキシングバルブから利用側に送られるお湯の設定温度よりも低くなったときは、ミキシングバルブから利用側に送られるお湯の温度は、設定した所定の一定温度よりも低下してしまうが、その低下の程度は、電気温水器の貯湯タンクから送り出されるお湯の温度とミキシングバルブから利用側に送られるお湯の温度との差であり、電気温水器の設定沸き上げ温度とミキシングバルブから利用側に送られるお湯の温度との差よりも小さく抑えられ、それによって、利用側に送られるお湯の温度が途中で低下してしまう低下の程度を小さく抑えることができる。
【００１２】
こうして、一度に大量のお湯を使用して、電気温水器での沸き上げが追いつかず、電気温水器の貯湯タンクから送り出されるお湯の温度が給湯の途中で電気温水器での設定沸き上げ温度より低下したような場合であっても、利用側に安定した温度のお湯を供給することができる。
【００１３】
特に、上記のシステムにおいて、ミキシングバルブから利用側に送られるお湯の設定温度が、ＣＯ2ヒートポンプ給湯機から電気温水器のタンクに送り込まれるお湯の温度と同等ないしは同等程度、又は、その温度よりも低く設定されているとよい。
【００１４】
このシステムでは、上記のように、一度に大量のお湯を使用して、電気温水器での沸き上げが追いつかず、電気温水器の貯湯タンクから送り出されるお湯の温度が給湯の途中で電気温水器での設定沸き上げ温度より低下したような場合であっても、電気温水器からミキシングバルブに送られるお湯の温度がミキシングバルブから利用側に送られるお湯の設定温度よりも低下してしまうというようなことが起こらず、そのため、利用側に供給されるお湯の温度をより一層安定したものにすることができる。
【００１５】
【発明の実施の形態】
次に、本発明の実施形態を図面に基づいて説明する。
【００１６】
図１に示す実施形態の給湯システムは、単身者用集合住宅においてＡ，Ｂ，Ｃの３世帯を１単位とした給湯システムに構成されており、Ａ，Ｂ，Ｃの各世帯にはそれぞれ、キッチン１１、洗面所１２、浴槽１３が備えられ、それぞれの場所でお湯を利用できるようになっている。
【００１７】
このシステムには、１機のＣＯ2ヒートポンプ給湯機１が備えられている。このＣＯ2ヒートポンプ給湯機１において、２はヒートポンプユニットであり、３は貯湯タンクユニットである。このＣＯ2ヒートポンプ給湯機１は、単身者用の集合住宅において、１機で２世帯をまかなう能力はあるが、１機で３世帯をまかなうには能力的に不足のあるものである。そのため、本システムでは、上記の３世帯Ａ，Ｂ，Ｃをまかなうために、もう１機のＣＯ2ヒートポンプ給湯機を備えさせることをせず、電気温水器４を備えさせている。この電気温水器４は深夜電力を利用して貯湯を行うことができるものであるのもよい。
【００１８】
この電気温水器４は、そのタンク４ａがＣＯ2ヒートポンプ給湯機１の貯湯タンクユニット３と配管６を介して接続され、ＣＯ2ヒートポンプ給湯機１の貯湯タンクユニット３からのお湯が配管６を通じて電気温水器４のタンク４ａに送り込まれるようになされている。ＣＯ2ヒートポンプ給湯機１から電気温水器４に送り込まれるお湯の温度は、電気温水器４での沸き上げ温度よりも低く設定されている。
【００１９】
そして、電気温水器４と利用側Ａ，Ｂ，Ｃをつなぐ配管７の幹管７ａには温度調節用のミキシングバルブ８が介設されると共に、このミキシングバルブ８に、ＣＯ2ヒートポンプ給湯機１への給水管５からの分岐管５ａが接続され、利用側Ａ，Ｂ，Ｃに、電気温水器４による沸き上げ設定温度よりも低い所定の一定温度のお湯が送られるようになされている。即ち、この温度調節用のミキシングバルブ８は、このミキシングバルブ８から利用側Ａ，Ｂ，Ｃへ送られるお湯の温度を、給水管５ａからの水を利用して、電気温水器４からミキシングバルブ８へ送られるお湯の温度の変化にかかわらず、一定に保つように、自動で温度調節を行うものである。
【００２０】
具体的には、ＣＯ2ヒートポンプ給湯機１から電気温水器４に送り込まれるお湯の温度は例えば６５°Ｃに設定され、電気温水器４での沸き上げ温度は例えば８５°Ｃに設定され、ミキシングバルブ８から利用側Ａ，Ｂ，Ｃへのお湯の温度は例えば６５°Ｃに設定される。
【００２１】
なお、ＣＯ2ヒートポンプ給湯機１から電気温水器４に送り込まれるお湯の温度を６５°Ｃにする方法として、ＣＯ2ヒートポンプ給湯機１のヒートポンプユニット２との熱交換で得られるお湯の温度を例えば９０°Ｃにし、このお湯を電気温水器４のタンク４ａに向かわせる途中で水とミキシングすることで６５°Ｃにするのもよいし、ＣＯ2ヒートポンプ給湯機１のヒートポンプユニット２との熱交換で得られるお湯の温度を６５°Ｃにして、それをそのまま電気温水器４のタンク４ａに送り込むようにしてもよい。要は、ＣＯ2ヒートポンプ給湯機１から電気温水器４に送り込まれるお湯の温度が６５°Ｃになるようにされていればよい。
【００２２】
この給湯システムでは、ＣＯ2ヒートポンプ給湯機１の給湯能力不足を、他のＣＯ2ヒートポンプ給湯機１の追加によって補うのではなく、電気温水器４で補うようにしたものであるから、必要な給湯能力を確保しながら、システム全体のイニシャルコストを低く抑えることができる。
【００２３】
しかも、ＣＯ2ヒートポンプ給湯機１から電気温水器４に送り込まれるお湯の温度は、電気温水器４での沸き上げ温度よりも低く設定されているから、ＣＯ2ヒートポンプ給湯機１によって沸き上げられるお湯の量をＣＯ2ヒートポンプ給湯機１の能力範囲内で多くすることができ、加えて、電気温水器４では、水を一から沸き上げるのではなく、ＣＯ2ヒートポンプ給湯機１から送り込まれるお湯を沸き上げるだけでよいから、電気温水器４のランニングコストを低く抑えることができ、その結果、必要な給湯量を確保することができながら、システム全体のランニングコストを低く抑えることができる。もちろん、ＣＯ2ヒートポンプ給湯機１も電気温水器４も深夜に行い、深夜電力を有効活用するシステムとすれば、ランニングコストは更に低く抑えることができるのはいうまでもない。
【００２４】
そして、この給湯システムの種々の使用状況における作動状態を説明していくと、通常の使用状態では、電気温水器４の貯湯タンク４ａから送り出されるお湯の温度は設定通りの８５°Ｃであり、このお湯はミキシングバルブ８において水とミキシングされ、６５°Ｃのお湯となって利用側に供給される。
【００２５】
一方、上記の３世帯Ａ，Ｂ，Ｃのうちの２世帯又は３世帯全部で同時に浴槽１３に湯ばりを行うなど、一度に大量のお湯を給湯していくことにより、電気温水器４での６５°Ｃから８５°Ｃへの沸き上げが、途中から追いつかなくなり、電気温水器４の貯湯タンク４ａから送り出されるお湯の温度が８５°Ｃを下回って例えば７０°Ｃに低下したような場合には、このお湯はミキシングバルブ８において上記の場合よりも少ない量の水とミキシングされ、６５°Ｃのお湯となって利用側に供給される。従って、電気温水器４による沸き上げが上記のような使用状況で追いつかないようになっても、それによって、利用側に送られるお湯の温度が途中で低下してしまうというようなことは起こらない。
【００２６】
また、このような大量給湯において、電気温水器４の貯湯タンク４ａから送り出されるお湯の温度が７０°Ｃを更に下回って例えば６５°Ｃとなったような場合には、このお湯は水とミキシングされることなく６５°Ｃのお湯のまま利用側に供給される。従って、電気温水器４による沸き上げがほとんど追いつかないこのような使用状況においても、それによって、利用側に送られるお湯の温度が途中で低下してしまうというようなことは起らない。
【００２７】
特に、本実施形態では、ＣＯ2ヒートポンプ給湯機１から電気温水器４に送られるお湯の温度を６５°Ｃに設定しているので、電気温水器４からミキシングバルブ８に送られるお湯の温度が、ミキシングバルブ８から利用側Ａ，Ｂ，Ｃに送られるお湯の設定温度である６５°Ｃよりも低下してしまうというようなことは起こらず、そのため、利用側に供給されるお湯の温度を安定したものにすることができる。
【００２８】
また一方、上記の場合において、ミキシングバルブ８から利用側Ａ，Ｂ，Ｃへのお湯の温度が６５°Ｃではなくそれより低い例えば５５°Ｃに設定されているような場合は、電気温水器４の貯湯タンク４ａから送り出されるお湯の温度が６５°Ｃとなったような場合でも、このお湯はミキシングバルブ８において水とミキシングされ、５５°Ｃのお湯となって利用側Ａ，Ｂ，Ｃに供給される。従って、電気温水器４による沸き上げがほとんど追いつかないこのような使用状況においても、それによって、利用側に送られるお湯の温度が途中で低下してしまうというようなことがない。
【００２９】
更に、上記の場合において、ミキシングバルブ８から利用側Ａ，Ｂ，Ｃへのお湯の温度が６５°Ｃではなくそれより高い例えば７０°Ｃに設定されている場合は、電気温水器４の貯湯タンク４ａから送り出されるお湯の温度が６５°Ｃとなったような場合において、このお湯は水とのミキシングを受けることなくそのままミキシングバルブ８を通過して、６５°Ｃの温度のお湯で利用側Ａ，Ｂ，Ｃに供給され、利用側Ａ，Ｂ，Ｃへのお湯の供給温度が低下してしまうが、それでも、その温度低下は５°Ｃであり、ミキシングバルブ８を設けず電気温水器４から直接利用側Ａ，Ｂ，Ｃへ給湯する場合の８５°Ｃから６５°Ｃへの２０°Ｃの温度低下に比べれば、利用側Ａ，Ｂ，Ｃへのお湯の供給を温度の安定したものにすることができる。
【００３０】
以上に、本発明の実施形態を示したが、本発明はこれに限られるものではなく、発明思想を逸脱しない範囲で、各種の変更が可能である。例えば、上記の実施形態では、ＣＯ2ヒートポンプ給湯機１と電気温水器４をそれぞれ１機づつ備えさせた給湯システムに構成されているが、ＣＯ2ヒートポンプ給湯機１を複数機、電気温水器４を１機備えさせたシステムに構成されてもよいし、ＣＯ2ヒートポンプ給湯機１を１機、電気温水器４を複数機備えさせたシステムに構成されてもよい。もちろん、本発明の給湯システムは、単身者用集合住宅の３世帯用のシステムに限られるものではなく、４世帯以上であってもよいし、２世帯であってもよいし、１世帯であってもよいし、単身者用でなくてもよいし、集合住宅でなくてもよい。
【００３１】
【発明の効果】
本発明は、以上のとおりのものであるから、システム全体のイニシャルコストとランニングコストの両方をいずれも低く抑えることができ、しかも、一度に大量のお湯を使用するような場合であっても、利用側に安定した温度のお湯を供給することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】実施形態の給湯システムの構成図である。
【符号の説明】
１…ＣＯ2ヒートポンプ給湯機
３…タンク
４…電気温水器
４ａ…タンク
８…温度調節用ミキシングバルブ
Ａ，Ｂ，Ｃ…利用側
【図１】
0003895188.tif 000002