(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
加熱部にて加熱した湯を貯溜する貯湯タンクを備えると共に、床暖房を行なうための熱媒を循環させる床暖房用循環パイプの熱交換部を貯湯タンク内の上部の床暖房用の高温の湯が貯湯される高温湯領域に配置し、貯湯タンクの下端部に給水管からの水を取り入れる水取り入れ口を設け、貯湯タンクの一側壁に床暖房用循環パイプの復路側に戻される熱媒の温度近くの温度の湯を取り出すための湯取り出し口を設け、先端部が出湯端末に接続される給湯配管を湯取り出し口に接続すると共に、給湯配管の湯取り出し口と出湯端末との途中に湯水混合弁を介して給水管を接続し、上記熱交換部の下方に、貯湯タンク内の他側壁に面して下り傾斜して低温の下降水流が高温の湯と混ざらないようにしながら下降させる熱遮蔽板を配置したことを特徴とする貯湯式給湯床暖房システム。
【請求項２】
湯取り出し口を貯湯タンクの一側壁の上下方向に間隔をあけて複数設け、各湯取り出し口には各湯取り出し口を個別に開閉する複数の出湯バルブと、湯取り出し口ごとに湯の温度を検知する複数の検知手段とをそれぞれ設け、湯の温度を検知手段にて検知して任意の設定温度に該当する出湯バルブを開閉制御する制御部を設けたことを特徴とする請求項１記載の貯湯式給湯床暖房システム。
【請求項３】
貯湯タンクの上端部に、貯湯タンク内の湯を取り出すための副湯取り出し口を設け、副湯取り出し口に副給湯配管の一端を接続し、副給湯配管の他端を混合弁を介して上記給湯配管の湯水混合弁と湯取り出し口との途中に接続したことを特徴とする請求項１記載の貯湯式給湯床暖房システム。
【請求項４】
貯湯タンクの上端部に流路入口、下端部に流路出口を設け、これら流路入口と流路出口とをタンク外部に配した循環流路を介して接続すると共に、循環流路の途中に加熱部を設けたことを特徴とする請求項１乃至請求項３のいずれかに記載の貯湯式給湯床暖房システム。
【請求項５】
上記加熱部は、ヒートポンプと、ヒートポンプの熱媒と循環流路内に循環する湯水との間で熱交換する熱交換器とで構成されていることを特徴とする請求項１又は請求項４記載の貯湯式給湯床暖房システム。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、出湯と床暖房の両方を行なうことが可能な貯湯式給湯床暖房システムに関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来、加熱部にて加熱した湯を貯溜する貯湯タンクに、出湯端末に湯を供給する給湯配管を貯湯タンクの上端部に接続し、一方、上記貯湯タンク内に床暖房用循環パイプの熱交換部を配置して、貯湯タンク内の高温の湯と床暖房用循環パイプ内を循環する熱媒との間で熱交換を行なうようにした貯湯式給湯床暖房システムが知られている。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、貯湯タンク内の湯の温度は上層部で最も高く、中層部ではそれよりも低くなり、下層部では最も低くなっているが、従来では、貯湯タンクの湯を貯湯タンクの上層領域から取り出して給水管からの低温水と混合して所定温度にして出湯端末へ供給するようにしているため、出湯と床暖房とを同時に行なう場合にあっては、出湯によって上層部の高温の湯が使用されてしまい、この高温の湯を床暖房のために利用できなくなるため、従来では貯湯タンク内の湯水を加熱部によって加熱する必要が生じる。しかも、貯湯タンクの上層部から出湯がされると、貯湯タンクの下端部からその使用分だけ市水（低温水）が供給されるため、貯湯タンクの上層部の湯の温度が低くなり、貯湯タンク内部にはまだ給湯に利用できる温度の湯が残っているにもかかわらず、加熱部によって上層部を床暖房が可能な温度（例えば、９０℃前後）まで加熱する必要が生じ、このため主貯湯タンク内部のほぼ全量の湯（熱）を有効に利用できないという欠点がある。
【０００４】
そのうえ、従来では貯湯タンク内部に給湯に利用できる温度の湯が残った状態であるにもかかわらず加熱を行なうために、例えばヒートポンプ式の加熱方式を採用できないという問題がある。つまり、ヒートポンプはその入口水温が低いほどＣＯＰ｛冷媒が凝縮する際に放出する熱量／圧縮機動力｝が高くなるという特性を有するが、従来のように床暖房用循環パイプの往路側の加熱温度よりも低いが、給湯に利用できる温度以上の湯（例えば６０℃前後）を加熱する場合は、ヒートポンプの入口水温が高くなるためにＣＯＰが低下して、加熱効率がきわめて悪くなり、この結果従来ではヒートポンプによる加熱方式は採用できないものであった。
【０００５】
本発明は、上記の従来例の問題点に鑑みて発明したものであって、その目的とするところは、貯湯タンク内のほぼ全量の湯（熱）をすべて床暖房又は給湯に有効に使いきることができると共に、ヒートポンプによる効率の良い加熱方式を実現できる貯湯式給湯床暖房システムを提供することにある。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決するために本発明にあっては、加熱部１にて加熱した湯を貯溜する貯湯タンク２を備えると共に、床暖房を行なうための熱媒を循環させる床暖房用循環パイプ５の熱交換部７を貯湯タンク２内の上部の床暖房用の高温の湯が貯湯される高温湯領域Ｓ１にし、貯湯タンク２の下端部に給水管８からの水を取り入れる水取り入れ口９を設け、貯湯タンク２の一側壁２ａに床暖房用循環パイプ５の復路５ｂ側に戻される熱媒の温度近くの温度の湯を取り出すための湯取り出し口１０を設け、先端部が出湯端末３に接続される給湯配管４を湯取り出し口１０に接続すると共に、給湯配管４の湯取り出し口１０と出湯端末３との途中に湯水混合弁１２を介して給水管８を接続し、上記熱交換部７の下方に、貯湯タンク２内の他側壁２ｂに面して下り傾斜して低温の下降水流Ｗが高温の湯と混ざらないようにしながら下降させる熱遮蔽板２０を配置したことを特徴としており、このように構成することで、貯湯タンク２の湯取り出し口１０からは床暖房用循環パイプ５の復路５ｂ側に戻される熱媒の温度近くの温度の湯が取り出されることとなる。これにより出湯時には貯湯タンク２内の高温湯領域Ｓ１の湯を使用しなくても済むようになり、その高温の湯をそのまま床暖房の熱源として利用できるようになる。しかも、熱交換部７から下降してくる湯が貯湯タンク２内の高温の湯を押し上げることで、床暖房用循環パイプ５の往路５ａ側を加熱するための高温の湯を床暖房の熱交換にすべて有効に利用できるようになる。従って、従来のように貯湯タンク２内の湯水を加熱部１によって無駄に加熱する必要がなくなる。さらに、給湯配管４の湯と給水管８からの水とを混合して出湯することで、設定された端末出湯温度の湯を継続して供給可能となり、貯湯タンク２内部のほぼ全量の湯（熱）をすべて床暖房又は給湯に有効に使いきることができる。
また上記のように熱交換部７の下方に熱遮蔽板２０が設けられ、この熱遮蔽板２０は貯湯タンク２内の他側壁２ｂに面して下り傾斜しており、これにより、熱交換部７にて生じる低温の下降水流Ｗが高温の湯と混ざらないようにしながら下降させる働きをする。従って、熱交換されて低温となった湯は下降水流Ｗとなって熱交換部７の下方に配した熱遮蔽板２０に沿って高温の湯と混ざることなく、下層部まで下降していくので、中層部及び上層部の高温湯領域Ｓ１の湯の温度が下がることがないため、床暖房に支障をきたすことがない。
【０００７】
また上記湯取り出し口１０を貯湯タンク２の一側壁２ａの上下方向に間隔をあけて複数設け、各湯取り出し口１０には各湯取り出し口１０を個別に開閉する複数の出湯バルブＶと、湯取り出し口１０ごとに湯の温度を検知する複数の検知手段１３とをそれぞれ設け、湯の温度を検知手段１３にて検知して任意の設定温度に該当する出湯バルブＶを開閉制御する制御部１４を設けるのが好ましく、この場合、出湯によって貯湯タンク２内の湯量が減り、貯湯タンク２の下端部の水取り入れ口９から水が供給されて、貯湯タンク２の下層部の低温湯領域（水道水の温度）Ｓ３が増加して、出湯を行なっている湯取り出し口１０の温度が所定温度以下となったときにはその湯取り出し口１０を閉じ、検知手段１３によって温度が所定温度以上である別の湯取り出し口１０を検知して開放することで、高温の湯（９０℃前後）を残しつつ、設定された端末出湯温度の湯を当該別の湯取り出し口１０から出湯端末３に継続して供給可能となる。
【０００８】
また上記貯湯タンク２の上端部に、貯湯タンク２内の湯を取り出すための副湯取り出し口３２を設け、副湯取り出し口３２に副給湯配管３０の一端を接続し、副給湯配管３０の他端を混合弁１１を介して上記給湯配管４の湯水混合弁１２と湯取り出し口１０との途中に接続するのが好ましく、この場合、例えば出湯量が増えて湯取り出し口１０から取り出される湯の温度が所定温度以下となったとき、或いは端末出湯温度が貯湯タンク２内の中間温湯領域（高温湯領域Ｓ１の温度よりも低く、且つ設定された端末出湯温度よりも高い温度の領域）Ｓ２の温度よりも高く設定されたときは、混合弁１１を副給湯配管３０が全開、給湯配管４が全閉となるように切り替えることにより、貯湯タンク２の上端部の副湯取り出し口３２から高温の湯を出湯させて、端末出湯温度に見合った湯を出湯端末３に供給することが可能となる。
【０００９】
また上記貯湯タンク２の上端部に流路入口１５、下端部に流路出口１６を設け、これら流路入口１５と流路出口１６とをタンク外部に配した循環流路１７を介して接続すると共に、循環流路１７の途中に加熱部１を設けるのが好ましく、この場合、加熱部１によって貯湯タンク２内の上層部→中層部→下層部の順に高温の湯が効率良く溜められる。
【００１０】
また上記加熱部１は、ヒートポンプ１８と、ヒートポンプ１８の熱媒と循環流路１７内に循環する湯水との間で熱交換する熱交換器１９とで構成されているのが好ましく、この場合、貯湯タンク２内部のほぼ全量の湯（熱）をすべて使いきることができるので、加熱の際には貯湯タンク２内のほぼ全体に水が溜まった状態で加熱をすることとなるため、入口水温が低いほどＣＯＰが高くなるというヒートポンプの特性を生かした加熱方式を実現できる。
【００１１】
【発明の実施の形態】
以下、本発明を添付図面に示す実施形態に基づいて説明する。
【００１２】
図１は、加熱部１にて加熱した湯を貯溜する貯湯タンク２に、出湯端末３に湯を供給する給湯配管４を接続すると共に、貯湯タンク２内に床暖房用循環パイプ５の熱交換部７を配置して、貯湯タンク２内の高温の湯と床暖房用循環パイプ５内を循環する熱媒との間で熱交換を行なう貯湯式給湯床暖房システムの一例を示している。
【００１３】
上記熱交換部７は貯湯タンク２内の上層部の高温湯領域Ｓ１に配置され、床暖房パネル６内に引き込まれる床暖房用循環パイプ５の往路５ａ側に供給される熱媒と高温湯領域Ｓ１の湯との間で熱交換を行なうためのものである。熱交換部７の下方には、熱遮蔽板２０が設けられている。この熱遮蔽板２０は貯湯タンク２内の他側壁２ｂに面して下り傾斜しており、これにより、熱交換部７にて生じる低温の下降水流Ｗが高温の湯と混ざらないようにしながら下降させる働きをする。
【００１４】
貯湯タンク２の下端部には水取り入れ口９が設けられ、給水管８が接続配管を介して水取り入れ口９に接続されている。接続配管の途中には減圧弁２５、ストレーナー（ごみ取り）２６とが介設されている。なお給水管８からは直圧２００ｋＰａ以上の市水が供給される。
【００１５】
貯湯タンク２の一側壁２ａには、床暖房用循環パイプ５の復路５ｂ側に戻される熱媒の温度近くの温度の湯を取り出すための湯取り出し口１０が設けられている。本例では、湯取り出し口１０は貯湯タンク２の一側壁２ａの上下方向に間隔をあけて複数設けられている。各湯取り出し口１０は、それぞれ、出湯バルブＶを介して１本の給湯配管４に接続されている。給湯配管４の先端部は逆止弁２７を介して出湯端末３に接続されている。また給湯配管４の湯取り出し口１０と出湯端末３との途中には、湯水混合弁１２を介して給水管８が接続されている。図１の例では、湯水混合弁１２の開度を矢印で示している。この湯水混合弁１２は、予め設定される又はリモコン等によって逐次設定される端末出湯温度に応じて、給湯配管４を全開、給水管８を全閉とする方向（図１の矢印ｎ１の方向）と、給湯配管４を全閉、給水管８を全開とする方向（図１の矢印ｎ２の方向）との間で開度が切り替え可能となっている。
【００１６】
また、上記貯湯タンク２の複数の湯取り出し口１０には、各湯取り出し口１０を個別に開閉する複数の出湯バルブＶと、湯取り出し口１０ごとに湯の温度を検知する複数の検知手段１３とがそれぞれ設けられている。本例では検知手段１３は、貯湯タンク２の一側壁２ａに沿って設けられた上下複数のサーミスタ等の温度センサＴ（Ｔ１，Ｔ２，…，Ｔｎ）からなり、貯湯タンク２全体の温度分布を把握できるようになっている。ここでは１つの温度センサＴと１つの出湯バルブＶを１組として、貯湯タンク２内の湯取り出し口１０の近くにそれぞれ配置されている。そして、設定された任意の温度に応じた最適な出湯バルブＶを１つ（或いは複数）を選び、この出湯バルブＶがマイコン等によって構成される制御部１４（図９）からの制御信号により開放されることにより、最適な出湯バルブＶから出湯端末３に給湯されるようになっている。
【００１７】
また、上記貯湯タンク２の上端部には、貯湯タンク２内の高温の湯を取り出すための副湯取り出し口３２が設けられており、この副湯取り出し口３２に副給湯配管３０の一端が接続され、副給湯配管３０の他端が混合弁１１を介して上記給湯配管４の湯水混合弁１２と湯取り出し口１０との途中に接続されている。図１の例では、混合弁１１の開度を矢印で示している。この混合弁１１は、設定された端末設定温度に応じて、副給湯配管３０を全開、給湯配管４を全閉とする方向（図１の矢印ｍ１の方向）と、副給湯配管３０を全閉、給湯配管４を全開とする方向（図１の矢印ｍ２の方向）との間で開度が切り替え可能となっている。
【００１８】
さらに、貯湯タンク２の上端部に流路入口１５が設けられ、貯湯タンク２の下端部には流路出口１６が設けられ、これら流路入口１５と流路出口１６とはタンク外部に配した循環流路１７を介して互いに接続されていると共に、この循環流路１７の途中に加熱部１が設けられている。ここでは、加熱部１は、ヒートポンプ１８と、ヒートポンプ１８の熱媒と循環流路１７内に循環する湯水との間で熱交換する熱交換器１９とで構成されている。
【００１９】
上記貯湯タンク２内の温度分布の一例を説明すると、貯湯タンク２の高温湯領域Ｓ１の温度をＡ、中間温湯領域Ｓ２の温度をＢ、低温湯領域Ｓ３の温度をＣとしたとき、貯湯タンク２からの放熱ロスが少ない場合は、Ａ＞Ｂ＞Ｃの関係となる。以下において、Ａは床暖房用循環パイプ５の往路５ａ側の温度であり、例えば９０℃前後とする。Ｂは湯取り出し口１０から取り出されるタンク出湯温度であり、例えば５７℃前後とする。Ｃは水道水の温度であり、例えば１０℃前後とする。なお、タンク出湯温度Ｂは、床暖房用循環パイプ５の復路５ｂ側の温度δ近くの温度（例えば９０℃よりも低く、且つ設定された端末出湯温度よりも高い温度、例えば５７℃前後）とする。以下において、風呂、台所、シャワー等の給湯装置側（出湯端末３）で使用される湯の温度（端末出湯温度）を例えば、３８℃〜４５℃とする。なお端末出湯温度の設定は予め設定される場合或いはリモコンによって逐次設定される場合のいずれであってもよい。
【００２０】
次に、本貯湯式給湯床暖房システムの動作を図２に示す床暖房と給湯の使用パターンを例に挙げて説明する。図２中の早朝の使用パターンａは床暖房のみ、使用パターンｂはシャンプー等の給湯と床暖房の両方、夕方以後の使用パターンｃは床暖房のみ、使用パターンｄは風呂炊きと給湯と床暖房のすべて、蓄熱パターンｅは床暖房も出湯も行なわない場合である。
【００２１】
先ず、早朝では貯湯タンク２内の湯の温度はすべて９０℃以上の高温湯領域Ｓ１となっている。つまり、早朝使用前は後述のように示すように、深夜電力を利用して貯湯タンク２内の全量を高温湯領域Ｓ１となるようにあらかじめ加熱しておく。上記床暖房のみの使用パターンａでは、図３に示すように、給湯配管４から出湯されないように全ての出湯バルブＶ（Ｖ１，Ｖ２，……，Ｖｎ）を閉じ、床暖房のポンプ５１のみを稼動する。これにより、床暖房用循環パイプ５内の熱媒が循環して、往路５ａ側に供給される熱媒が熱交換部７において貯湯タンク２内の高温の湯（９０℃前後）との間で熱交換されて床暖房パネル６内へ供給される。そして、床暖房パネル６を加熱した後の低温となった熱媒（温度δ：例えば５７℃前後）は床暖房用循環パイプ５の復路５ｂに戻って熱交換部７において再び高温の湯（９０℃前後）と熱交換される。このとき図４に示すように、熱交換されて低温となった湯（５７℃前後）は下降水流Ｗとなって熱交換部７の下方に配した熱遮蔽板２０に沿って高温の湯と混ざることなく、下層部まで下降していき、下層部は中間温湯領域Ｓ２（５７℃前後）となる。従って、中層部及び上層部の高温湯領域Ｓ１の湯（９０℃前後）の温度が下がることがないため、床暖房に支障をきたすことがない。
【００２２】
その後、給湯と床暖房の両方を行なう使用パターンｂ、さらに夕方において風呂炊きと出湯と床暖房とを行なう使用パターンｃに移行する場合を説明する。このとき、貯湯タンク２内の湯の温度分布は、例えば上層部が９０℃の高温湯領域Ｓ１、中層部が５７℃前後の温度を含む中間温湯領域Ｓ２となっているものとする。この場合、設定されたタンク出湯温度（例えば、５７℃前後）に合わせて、上下複数に設けた温度センサＴ（Ｔ１，Ｔ２，…，Ｔｎ）が中間温湯領域Ｓ２の湯の温度（例えば、５７℃前後）を検知し、この温度に該当する湯取り出し口１０の出湯バルブＶを開放する。このとき、５７℃前後の湯取り出し口１０が複数検知されたときは、中間温湯領域Ｓ２のうちの最も下に位置する湯取り出し口１０の出湯バルブＶ５のみ（或いは中間温湯領域Ｓ２の出湯バルブＶ５、Ｖ６の両方でもよい）を開放する。また、給湯配管４の混合弁１１を副給湯配管３０が全閉、給湯配管４が全開となるように図５の矢印ｍ２方向に切り替えると共に、湯水混合弁１２の開度を調整して、設定された端末出湯温度（例えば４２℃）となるように給湯配管４内の湯（５７℃前後）と給水管８からの水とを混合して出湯端末３に供給する。このとき、出湯に使用した分だけ貯湯タンク２の下端部の水取り入れ口９から市水が供給される。これにより図５のように、下層部が１０℃程度の低温湯領域Ｓ３となる。
【００２３】
その後、貯湯タンク２内の上層部には９０℃の高温湯領域Ｓ１があり、さらにその下には５７℃前後の湯を含む中間温湯領域Ｓ２が残っており、中層部及び下層部は１０℃の低温湯領域Ｓ３となっている場合において、上記出湯が終了して床暖房のみとなる使用パターンｄでは、図６に示すように、給湯配管４から出湯されないように全ての出湯バルブＶを閉じ、床暖房のポンプ５１のみを稼動する。このときは、上層部に残っている高温の湯（９０℃前後）をすべて残らず床暖房に利用することができる。
【００２４】
一方、出湯時において、出湯量が増えて中間温湯領域Ｓ２の湯（５７℃前後）が熱交換部７のある上層部まで達したときは、最上部の出湯バルブＶ１のみを開いて上層部の湯を出湯用として利用することができる。
【００２５】
しかして、貯湯タンク２の側壁の任意の位置から中間温湯領域Ｓ２における５７℃前後の湯を取り出して使用するので、貯湯タンク２の高温湯領域Ｓ１の湯は取り出されないため、床暖房に支障をきたさないようにしながら、出湯することができる。しかも、前述のように床暖房によって上層部の熱交換部７で生じた５７℃前後の下降水流Ｗが中間温湯領域Ｓ２まで下降してくる。ここで給湯に利用される湯の温度は、下降してくる湯の温度とほぼ同レベル（例えば５７℃前後）であるため、その下降水流Ｗをそのまま給湯に利用できるようになり、またこのとき、下降水流Ｗが高温の湯を押し上げるので、貯湯タンク２の上層部は高温湯領域Ｓ１に保たれ、床暖房の熱交換にすべて有効に利用できるようになる。従って、従来のように貯湯タンク２内の湯水を加熱部１によって無駄に加熱する必要がなくなる。
【００２６】
なお、出湯時において設定された端末出湯温度が中間温湯領域Ｓ２の温度（５７℃前後）以上の場合、例えば６０℃とされたときには、高温湯領域Ｓ１の出湯バルブＶを開くか、或いは混合弁１１を副給湯配管３０が全開、給湯配管４が全閉となるように図６の矢印ｍ１方向に切り替えることにより、貯湯タンク２の上端部の副湯取り出し口３２から高温の湯を出湯させて出湯端末３に供給することが可能となる。
【００２７】
また、出湯によって貯湯タンク２内の湯量が減り、貯湯タンク２の下端部から水が新たに供給されるが、この下層部の水量が増加するにつれて、中間温湯領域Ｓ２の下層部分が徐々に上に移動するのに伴い、湯取り出し口１０のタンク出湯温度が低下してくるが、温度センサＴによって５７℃前後の湯取り出し口１０を検知することで、所定温度以下になった湯取り出し口１０の出湯バルブＶを閉じ、５７℃前後の湯取り出し口１０を検知してその出湯バルブＶを開放する。このような出湯バルブＶの切り替えは中間温湯領域Ｓ２が熱交換部７のある上層部に達するまで繰り返される。これにより、中間温湯領域Ｓ２の湯を継続して供給可能となる。
【００２８】
この結果、本貯湯式給湯床暖房システムでは、設定された端末出湯温度に見合った湯を出湯端末３に供給可能としたものでありながら、貯湯タンク２内の高温の湯をすべて床暖房用として、或いは給湯として有効に利用できることとなり、エネルギー効率がきわめて良くなり、従来と比較して電気代を節約できるものである。
【００２９】
また、貯湯タンク２内の温度センサＴによって貯湯タンク２内の水温が一定温度以下となったことを検知したときは、制御部１４は、貯湯タンク２内の湯を殆んど使いきったと判断して、図２の蓄熱パターンｅを実行する。このとき図７に示すように、加熱部１のポンプ５０を稼動して、貯湯タンク２の循環流路１７に循環する湯水とヒートポンプ１８の熱媒との間で熱交換することにより、貯湯タンク２内の湯水が加熱される。本例では全ての出湯バルブＶを閉じて、開閉弁４６を開いて加熱部１のポンプ５０を稼動することで、貯湯タンク２内に高温の湯を溜めることができる。
【００３０】
また本例では、加熱部１としてヒートポンプ方式を利用している。このヒートポンプ１８の特性を図８に示す。図８はヒートポンプ１８の入口水温と加熱時のＣＯＰとの関係を示している。なお、ＣＯＰは、｛冷媒が凝縮する際に放出する熱量／圧縮機動力｝である。 図８では、ヒートポンプ１８の入口水温が低いほど、ＣＯＰが高くなっている。ヒートポンプ１８の入口水温が例えば３０℃以下では、ＣＯＰが１．５０以上と良くなる。しかして、本発明では主貯湯タンク２内部のほぼ全量の湯（熱）をすべて使いきることができるので、加熱の際には貯湯タンク２内のほぼ全体に水が溜まった状態で加熱をするため、ヒートポンプ１８の熱媒と低温の水との熱交換となり、ヒートポンプ１８の入口水温が低いほどＣＯＰが高くなるという特性を利用して効率良く加熱することができる。なお、このヒートポンプ１８による加熱は、昼夜を問わず、貯湯タンク２内の湯を使いきった段階で実行されるものである。
【００３１】
【発明の効果】
上述のように請求項１記載の発明にあっては、加熱部にて加熱した湯を貯溜する貯湯タンクを備えると共に、床暖房を行なうための熱媒を循環させる床暖房用循環パイプの熱交換部を貯湯タンク内の上部の床暖房用の高温の湯が貯湯される高温湯領域に配置し、貯湯タンクの下端部に給水管からの水を取り入れる水取り入れ口を設け、貯湯タンクの一側壁に床暖房用循環パイプの復路側に戻される熱媒の温度近くの温度の湯を取り出すための湯取り出し口を設け、先端部が出湯端末に接続される給湯配管を湯取り出し口に接続すると共に、給湯配管の湯取り出し口と出湯端末との途中に湯水混合弁を介して給水管を接続したので、貯湯タンクの湯取り出し口からは床暖房用循環パイプの復路側に戻される熱媒の温度近くの温度の湯が取り出されることとなる。これにより出湯時には貯湯タンク内の高温湯領域の湯を使用しなくても済むようになり、その高温の湯をそのまま床暖房の熱源として利用できるようになる。しかも、熱交換部から下降してくる湯が貯湯タンク内の高温の湯を押し上げることで、床暖房用循環パイプの往路側を加熱するための高温の湯を床暖房の熱交換にすべて有効に利用できるようになる。従って、従来のように貯湯タンク内の湯水を加熱部によって無駄に加熱する必要がなくなる。さらに、給湯配管の湯と給水管からの水とを混合して出湯することで、設定された端末出湯温度の湯を継続して出湯端末に供給可能となる。従って、本貯湯式給湯床暖房システムでは、設定された端末出湯温度に見合った湯を出湯端末に供給可能としたものでありながら、貯湯タンク内の高温の湯をすべて床暖房用として、或いは給湯用として有効に利用できることとなり、エネルギー効率がきわめて良くなり、従来と比較して電気代を節約できるものである。さらに、上記熱交換部の下方に、貯湯タンク内の他側壁に面して下り傾斜して低温の下降水流が高温の湯と混ざらないようにしながら下降させる熱遮蔽板を配置した。この熱遮蔽板は貯湯タンク内の他側壁に面して下り傾斜しており、これにより、熱交換部にて生じる低温の下降水流が高温の湯と混ざらないようにしながら下降させる働きをする。従って、熱交換されて低温となった湯は下降水流となって熱交換部の下方に配した熱遮蔽板に沿って高温の湯と混ざることなく、下層部まで下降していくので、中層部及び上層部の高温湯領域の湯の温度が下がることがないため、床暖房に支障をきたすことがない。
【００３２】
また請求項２記載の発明は、請求項１記載の効果に加えて、湯取り出し口を貯湯タンクの一側壁の上下方向に間隔をあけて複数設け、各湯取り出し口には各湯取り出し口を個別に開閉する複数の出湯バルブと、湯取り出し口ごとにタンク出湯温度を検知する複数の検知手段とをそれぞれ設け、湯の温度を検知手段にて検知して任意の設定温度に該当する出湯バルブを開閉制御する制御部を設けたので、出湯によって貯湯タンク内の湯量が減り、貯湯タンクの下端部の水取り入れ口から水が供給されて、貯湯タンクの下層部の低温湯領域が増加して、出湯を行なっている湯取り出し口の温度が低下してきたときその湯取り出し口を閉じ、検知手段によって出湯温度よりも高く且つ熱交換部の往路側における温度よりも低い温度にある湯取り出し口を検知して開放することで、高温の湯を残しつつ、出湯端末から要求された端末出湯温度の湯を継続して供給可能となる。
【００３３】
また請求項３記載の発明は、請求項１記載の効果に加えて、貯湯タンクの上端部に、貯湯タンク内の湯を取り出すための副湯取り出し口を設け、副湯取り出し口に副給湯配管の一端を接続し、副給湯配管の他端を混合弁を介して上記給湯配管の湯水混合弁と湯取り出し口との途中に接続したので、例えば出湯量が増えて湯取り出し口から取り出される湯の温度が所定温度以下となったとき、或いは端末出湯温度が貯湯タンク内の中間温湯領域（高温湯領域の温度よりも低く、且つ床暖房用循環パイプの復路側に戻される熱媒の温度近くの温度の湯が溜められている領域）の温度よりも高く設定されたときは、混合弁を副給湯配管が全開、給湯配管が全閉となるように切り替えることにより、貯湯タンクの上端部の副湯取り出し口から高温の湯を出湯させて、端末出湯温度に見合った湯を出湯端末に供給することが可能となる。
【００３４】
また請求項４記載の発明は、請求項１乃至請求項３のいずれかに記載の効果に加えて、貯湯タンクの上端部に流路入口、下端部に流路出口を設け、これら流路入口と流路出口とをタンク外部に配した循環流路を介して接続すると共に、循環流路の途中に加熱部を設けたので、加熱部によって貯湯タンク内の上層部→中層部→下層部の順に高温の湯を効率良く溜めることができる。
【００３５】
また請求項５記載の発明は、請求項１又は請求項４記載の効果に加えて、上記加熱部は、ヒートポンプと、ヒートポンプの熱媒と循環流路内に循環する湯水との間で熱交換する熱交換器とで構成されているので、貯湯タンク内部のほぼ全量の熱（熱）をすべて有効に使いきることができるので、加熱の際には貯湯タンク内のほぼ全体に水が溜まった状態で加熱をするため、入口水温が低いほどＣＯＰが高くなるというヒートポンプの特性を生かした加熱方式を実現できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施形態の一例を示す概略構成図である。
【図２】同上の床暖房、給湯の使用パターンの説明図である。
【図３】同上の床暖房のみの使用状態の概略構成図である。
【図４】同上の下降水流の説明図である。
【図５】同上の出湯と床暖房の両方の使用状態の概略構成図である。
【図６】同上の出湯後において床暖房のみの使用状態の概略構成図である。
【図７】同上の加熱部により加熱を行なう場合の説明図である。
【図８】同上のヒートポンプの入口水温とＣＯＰとの関係を示すグラフである。
【図９】同上の制御部のブロック図である。
【符号の説明】
１  加熱部
２  貯湯タンク
２ａ  一側壁
２ｂ  他側壁
３  出湯端末
４  給湯配管
５  床暖房用循環パイプ
５ａ  往路
５ｂ  復路
７  熱交換部
８  給水管
９  水取り入れ口
１０  湯取り出し口
１１  混合弁
１２  湯水混合弁
１３  検知手段
１４  制御部
１５  流路入口
１６  流路出口
１７  循環流路
１８  ヒートポンプ
１９  熱交換器
３０  副給湯配管
３２  副湯取り出し口
Ｓ１  高温湯領域
Ｓ２  中間温湯領域
Ｓ３  低温湯領域
Ｖ  出湯バルブ
【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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