JPH06221673A - ヒートポンプ式給湯装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 ヒートポンプ式給湯装置において、沸上げ運
転を行いながら、同時に連続して出湯運転も行うことが
でき、すべてのタンクを必要給湯熱量に応じて高温に沸
上げる。 【構成】 ヒートポンプシステムによる加熱部１１と、
互いに並設された複数の貯湯タンク１ａ，１ｂと、加熱
部へ各貯湯タンクの水を循環させ沸上げを行う循環系
と、各貯湯タンク下部に接続され貯湯タンクへ給水を行
う給水系と、各貯湯タンク上部から給湯を行う給湯系
と、各貯湯タンク内に配設された加熱用ヒータ２５ａ，
２５ｂと、循環系の加熱部下部と各貯湯タンク下部との
間に配設され各貯湯タンクを切換える第１の多方向切換
弁１４ａと、給水系の各貯湯タンクへ分岐する分岐点に
配設され各貯湯タンクを切換える第２の多方向切換弁１
４ｂとを備える。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】この発明は給湯装置に関するもの
である。

【０００２】

【従来の技術】従来、この種のヒートポンプ式給湯装置
として、例えば実開平０１−９７１４７号公報に記載さ
れたものがある。図２２は上記公報に記載された従来の
ヒートポンプ式給湯装置の構成図である。同図のよう
に、この給湯装置は、互いに並設された複数の貯湯タン
ク１ａ，１ｂ，１ｃを有しているが、各貯湯タンク１
ａ，１ｂ，１ｃにはその下端部に給水口２ａ，２ｂ，２
ｃが、またその上端部に給湯口３ａ，３ｂ，３ｃがそれ
ぞれ形成されており、各給水口２ａ，２ｂ，２ｃは給水
配管４に、また各給湯口３ａ，３ｂ，３ｃは給湯配管５
にそれぞれ接続されている。また各貯湯タンク１ａ，１
ｂ，１ｃの給水口２ａ，２ｂ，２ｃにはそれぞれ開閉弁
２１ａ，２１ｂ，２１ｃが接続されている。これは、上
記給湯配管５先端側のカラン（図示せず）が開弁されて
いるときに、選択的に開弁された開閉弁２１ａに接続さ
れた貯湯タンク１ａ内の貯湯水を、上記給水配管４を通
して作用する水道水の加圧力により、押し上げ式に給湯
し得るようにするためのものである。さらに、上記貯湯
タンク１ａ，１ｂ，１ｃのうち特定のタンク１ｃ内に
は、深夜のみ作動する電気ヒータ２５が配設されてい
る。一方、図２２において、６は上記各貯湯タンク１
ａ，１ｂ，１ｃよりも容量の小さな補助タンクであっ
て、この補助タンク６にはその下端側位置に取水口７と
給水口８とが設けられており、これらの取水口７と給水
口８とは加熱用往管９と加熱用復管１０とによって、ヒ
ートポンプシステムによる加熱部としての給湯用熱交換
器１１に接続され、上記補助タンク６と給湯用熱交換器
１１との間で水循環経路が構成されている。上記給湯用
熱交換器１１は、冷凍サイクルにおける凝縮器として作
用するものであって、図示しない圧縮機、蒸発器、減圧
機構等に冷媒配管によって接続され、これによってヒー
トポンプシステムを構成している。すなわち、上記圧縮
機を運転して冷媒循環がなされる際には、上記給湯用熱
交換器１１において冷媒の凝縮を生じ、その凝縮熱がこ
の給湯用１１内を循環するようになされている。そして
上記補助タンク６の上部側に形成されている給湯口１２
が給湯接続管１３によって上記給湯配管５に接続されて
いる。また上記加熱用往管９には、上記補助タンク６か
ら、多方向切換弁１４と循環ポンプ１５とが順次介設さ
れており、上記多方向切換弁１４はさらに給水接続管１
６によって上記給水配管４に接続されている。上記多方
向切換弁１４は、ポンプ１５への接続状態を補助タンク
６の取水口７側と各貯湯タンク１ａ，１ｂ，１ｃの給水
口２ａ，２ｂ，２ｃとの間で切り換えるものである。な
お各上記貯湯タンク１ａ，１ｂ，１ｃには、図示しては
いないが、上下方向に合計４個のサーミスタが設けられ
ており、これらのサーミスタによって、湯温を各水位毎
に検出し得るようになされており、また補助タンク６に
も、内部湯温を検出するためのサーミスタが取り付けら
れている。

【０００３】次に上記構成の給湯装置の作動状態につい
て説明する。初めに、貯湯タンク１ａ内全体が例えば１
０℃程度の給水水温状態にある場合からの加熱運転につ
いて説明する。このとき三方向切り換え弁１４を補助タ
ンク６の取水口７側に位置させてポンプ１５の運転と冷
凍サイクルの運転とが開始される。この状態において
は、補助タンク６内の水が取水口７からポンプ１５の作
用によって吸引され、給湯用熱交換器１１に送られて加
熱され、さらに加熱用復管１０から給水口８を通して補
助タンク６内へと返流される循環が継続される。この運
転の継続によって補助タンク６内の湯温が設定温度に達
した場合、すなわち図２３に示している沸上げ工程図に
おいて、同図（ａ）に達した場合には、三方向切換弁１
４によって、ポンプ１５を貯湯タンク１ａの給水口２ａ
側への接続状態に切換える。この結果、貯湯タンク１ａ
内の下部の水が上記ポンプ１５により吸引され、加熱用
往管９、給湯用熱交換器１１、加熱用復管１０を経て補
助タンク６の給水口８を通してこの補助タンク６内に流
入する。この水の流入によって、それまでの補助タンク
６内の加熱湯は上方へと押し上げられ、図２１（ｂ）に
示すように、補助タンク６の給湯口１２から給湯接続管
１３を経て貯湯タンク１ａの上部側へ流入する。この状
態を所定時間継続することによって、図２３（ｃ）に示
すように、補助タンク６で設定温度まで加熱された湯が
貯湯タンク１ａの上部位置に、また同時に、それまで貯
湯タンク１ａの下部側に存在していた水が補助タンク６
内へとそれぞれ移送される置換が行われる。そしてこの
置換の終了を見込んだ時間経過後に、再び三方向切換弁
１４によってポンプ１５への接続を補助タンク６の取水
口７側に切換えることにより、補助タンク６と給湯用熱
交換器１１との間の水の循環が行われ、補助タンク６内
の水の加熱が行われる。この加熱の間、貯湯タンク１ａ
内においては、上部側に設定温度の湯が、また下部側に
それよりも温度の低い水が位置しているので、この段階
で給湯配管５から設定温度の湯を供給することが可能で
ある。図２３（ｄ）には、補助タンク６内の湯が再び設
定温度に達した状態を示しており、この状態で上記と同
様に三方向切換弁１４を切換えることによって、この加
熱湯が図２１（ｅ）に示すように、貯湯タンク１ａの上
部側に移送される置換が行われる。この移送湯も先の加
熱湯を押し下げて、その上部側に貯溜される。そしてこ
のような作動を繰り返して特定の貯湯タンク１ａを温水
で満たした後、当該開閉弁２１ａを閉弁すると共に、次
の開閉弁２１ｂを開弁し、次の貯湯タンク１ｂに対して
上記同様な手順で温水を供給しさらにその後は、それ以
後の貯湯タンク１ｃに対しても上記と同様な手順で順次
温水を供給する。一方、電気ヒータ２５の配設された貯
湯タンク１ｃにおいては、上記のように供給された低温
湯（４０℃程度）を、それよりもさらに高温の第２設定
温度（例えば６５℃）になるまで電気ヒータ２５によっ
て加熱する。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】従来のヒートポンプ式
給湯装置は、以上のように、加熱用のタンク６で沸上げ
た加熱湯を貯湯タンク１ａ，１ｂ，１ｃに移送すること
によって貯湯を行うため、昼間に冷房の排熱を利用して
沸上げ運転を行うような場合や、残湯量が少なくなり、
使いきったタンクの沸上げ運転を行うような場合、従来
のヒートポンプ式給湯装置では回路の構成上、加熱タン
クで沸上げた加熱湯を貯湯タンクへ移送している間、出
湯運転ができないという問題があった。また、もし加熱
タンク６が腐食等によって使用不可能となった場合、ま
ったく給湯運転ができなくなるという問題点があった。
また、一部のタンクにしかヒータが入っていないため、
ヒータが入っていないタンクは高温に沸上げることがで
きず、冬場など必要給湯熱量が大きい場合をカバーしよ
うとすると、タンクの必要容量が大きくなるという問題
点があった。また、ヒータが入ったタンクと入っていな
いタンクを別々に製造する必要があり、量産性が悪いと
いう問題点があった。

【０００５】この発明は、以上のような問題点を解決す
るためになされたものであり、昼間の冷房排熱を利用し
た高効率沸上げ運転などを行いながら連続して出湯が可
能であり、一部のタンクが使用不可能となっても他のタ
ンクによって給湯機能が維持でき、全てまたは一部のタ
ンクを必要に応じて高温に沸上げることが可能であり、
残湯量が少なくなったら、使いきったタンクを沸上げ運
転を行い、同時に出湯も可能という高信頼性、高効率、
省スペースのヒートポンプ式給湯装置を提供することを
目的としている。

【０００６】

【課題を解決するための手段】この発明に係るヒートポ
ンプ式給湯装置は、ヒートポンプシステムによる加熱部
と、互いに並設された複数の貯湯タンクと、前記加熱部
と前記各貯湯タンクを連結し前記加熱部へ前記各貯湯タ
ンクの水を循環させ沸上げを行う循環系と、前記各貯湯
タンク下部に接続され貯湯タンクへ給水を行う給水系
と、前記各貯湯タンク上部に接続され貯湯タンクから給
湯を行う給湯系と、前記各貯湯タンク内に配設された加
熱を行う加熱用ヒータと、前記循環系の前記加熱部下部
と前記各貯湯タンク下部との間に配設され前記各貯湯タ
ンクを切換える第１の多方向切換弁と、前記給水系の前
記各貯湯タンクへ分岐する分岐点に配設され前記各貯湯
タンクを切換える第２の多方向切換弁と、を備える。

【０００７】また、この発明に係るヒートポンプ式給湯
装置は、各貯湯タンク内に配設され湯温を検出する複数
の温度検出手段と、この温度検出手段により検出された
一つの貯湯タンクの湯温が設定温度以下の場合、この貯
湯タンクの沸上げを行い、この一つの貯湯タンクの湯温
が設定温度以上となった場合は、他の貯湯タンクに切換
え、この貯湯タンクの湯温が設定温度以下の場合、この
貯湯タンクの沸上げを行う制御手段と、を備える。

【０００８】また、この発明に係るヒートポンプ式給湯
装置は、各貯湯タンク内に配設され湯温を検出する複数
の温度検出手段と、この温度検出手段により検出された
出湯中の前記一つの貯湯タンクの所定箇所の湯温が設定
温度以下となった場合、他の貯湯タンクからの出湯に切
換えることにより、湯切れを防止する制御手段と、を備
える。

【０００９】また、この発明に係るヒートポンプ式給湯
装置は、貯湯タンクの外部近傍に配設され外気温度を検
出する外気温度検出手段と、この外気温度検出手段によ
り検出された前記貯湯タンクの外部近傍の外気温度が第
１の設定温度以下の場合、ヒートポンプの沸上げ後に全
ての前記貯湯タンクを電気ヒータによる加熱を行い、前
記外気温度が第２の設定温度以上の場合、ヒートポンプ
のみで沸上げ、前記外気温度が第１の設定温度以上で第
２の設定以下の場合、全ての前記貯湯タンクをヒートポ
ンプの沸上げ後、一部の前記貯湯タンクを電気ヒータに
よる加熱を行う制御手段と、を備える。

【００１０】

【作用】この発明に係るヒートポンプ式給湯装置は、貯
湯タンク下部に接続された給水系の多方向切換弁により
貯湯タンクを切換え給水を行い、循環系の多方向切換弁
により加熱し沸上げを行う貯湯タンクに切換え、加熱部
に水を循環させ沸上げを行い、必要に応じ各貯湯タンク
内に配設された加熱用ヒータにより、さらに加熱し貯湯
タンク上部に接続された給湯系から出湯を行う。

【００１１】また、この発明に係るヒートポンプ式給湯
装置は、各貯湯タンク内部に配設され湯温を検出する複
数の温度検出手段により検出された一つの貯湯タンクの
湯温が設定温度以下の場合、この貯湯タンクの沸上げを
行い、この一つの貯湯タンクの湯温が設定温度以上とな
った場合は、他の貯湯タンクに切換え、この貯湯タンク
の湯温が設定温度以下の場合、この貯湯タンクの沸上げ
を自動的に行う。

【００１２】また、この発明に係るヒートポンプ式給湯
装置は、各貯湯タンク内部に配設された湯温を検出する
複数の温度検出手段により検出された出湯中の一つの貯
湯タンクの所定箇所の湯温が設定温度以下となった場
合、他の貯湯タンクからの出湯に自動的に切換え、湯切
れを防止する。

【００１３】また、この発明に係るヒートポンプ式給湯
装置は、貯湯タンクの外部近傍に配設され外気温度を検
出する外気温度検出手段により検出された貯湯タンクの
外部近傍の外気温度が第１の設定温度以下の場合、ヒー
トポンプの沸上げ後に全ての前記貯湯タンクを電気ヒー
タによる加熱を行い、前記外気温度が第２の設定温度以
上の場合、ヒートポンプのみで沸上げ、前記外気温度が
第１の設定温度以上で第２の設定温度以下の場合、全て
の前記貯湯タンクをヒートポンプの沸上げ後に一部の前
記貯湯タンクを電気ヒータによる加熱を自動的に行う。

【００１４】

【実施例】 実施例１．図１は実施例１の構成を示す。図において、
１ａ，１ｂは貯湯タンク、２ａ，２ｂは水道から貯湯タ
ンク１ａ，１ｂへの給水口、３ａ，３ｂは貯湯タンク１
ａ，１ｂの給湯口、４は給水配管、５は給湯配管、７
ａ，７ｂは貯湯タンク１ａ，１ｂの取水口、８ａ，８ｂ
はポンプ１５から貯湯タンク１ａ，１ｂへの循環給湯
口、９は加熱用往管、１０は加熱用復管、１１は加熱部
である給湯用熱交換器、１４ａ，１４ｂは多方向切換
弁、１５は循環ポンプ、１７ａ，１７ｂは貯湯タンク１
ａ，１ｂの排水口、１８ａ，１８ｂは排水弁、２５ａ，
２５ｂは電気ヒータである。

【００１５】次に動作について説明する。この発明のヒ
ートポンプ式給湯装置には、６つの運転モードがあり、
以下に各運転モードについて動作を説明する。 （１）貯湯タンク１ａ沸上げ運転 図２によって説明を行う。貯湯タンク１ａ沸上げ運転時
には、多方向切換弁１４ａを貯湯タンク１ａ側に切換
え、多方向切換弁１４ｂを貯湯タンク１ｂ側に切換え、
排水弁１８ａ，１８ｂを閉止の状態とする。貯湯タンク
１ａの下部にある取水口７ａより取水された水は、ポン
プ１５により多方向切換弁１４ａ、ポンプ１５、給湯用
熱交換器１１を循環し、貯湯タンク１ａの上部の循環給
湯口８ａより再び貯湯タンク１ａに入る。

【００１６】（２）貯湯タンク１ｂ沸上げ運転 図３によって説明を行う。貯湯タンク１ｂ沸上げ運転時
には、多方向切換弁１４ａを貯湯タンク１ｂ側に切換
え、多方向切換弁１４ｂを貯湯タンク１ａ側に切換え、
排水弁１８ａ，１８ｂを閉止の状態とする。貯湯タンク
１ｂの下部にある取水口７ｂより取水された水は、ポン
プ１５により多方向切換弁１４ａ、ポンプ１５、給湯用
熱交換器１１を循環し、貯湯タンク１ｂの上部の循環給
湯口８ｂより再び貯湯タンク１ｂに入る。

【００１７】（３）貯湯タンク１ａ出湯運転 図４によって説明を行う。貯湯タンク１ａ出湯運転時に
は、多方向切換弁１４ａを貯湯タンク１ｂ側に切換え、
多方向切換弁１４ｂを貯湯タンク１ａ側に切換え、排水
弁１８ａ，１８ｂを閉止、ポンプ１５を停止の状態とす
る。水道配管につながった給水配管４から水道圧によっ
て入ってきた市水は、多方向切換弁１４ｂを通って貯湯
タンク１ａの下部にある給水口２ａに入り、貯湯タンク
１ａ内の加熱湯を貯湯タンク１ａの上部にある給湯口３
ａより押し出すことで、出湯配管５より出湯を行う。

【００１８】（４）貯湯タンク１ｂ出湯運転 図５によって説明を行う。貯湯タンク１ｂ出湯運転時に
は、多方向切換弁１４ａを貯湯タンク１ａ側に切換え、
多方向切換弁１４ｂを貯湯タンク１ｂ側に切換え、排水
弁１８ａ，１８ｂを閉止、ポンプ１５を停止の状態とす
る。水道配管につながった給水配管４から水道圧によっ
て入ってきた市水は、多方向切換弁１４ｂを通って貯湯
タンク１ｂの下部にある給水口２ｂに入り、貯湯タンク
１ｂ内の加熱湯を貯湯タンク１ｂの上部にある給湯口３
ｂより押し出すことで、出湯配管５より出湯を行う。

【００１９】（５）貯湯タンク１ａ沸上げ及び貯湯タン
ク１ｂ出湯同時運転 図６によって説明を行う。貯湯タンク１ａの沸上げ運転
時には、多方向切換弁１４ａを貯湯タンク１ａ側に切換
え、多方向切換弁１４ｂを貯湯タンク１ｂ側に切換え、
排水弁１８ａ，１８ｂを閉止の状態とする。貯湯タンク
１ａの下部にある取水口７ａより取水された水は、ポン
プ１５により多方向切換弁１４ａ、ポンプ１５、給湯用
熱交換器１１を循環し、貯湯タンク１ａの上部の循環給
湯口８ａより再び貯湯タンク１ａに入る。一方、水道配
管につながった給水配管４から水道圧によって入ってき
た市水は、多方向切換弁１４ｂを通って貯湯タンク１ｂ
の下部にある給水口２ｂに入り、貯湯タンク１ｂ内の加
熱湯を貯湯タンク１ｂの上部にある給湯口３ｂより押し
出すことで、出湯配管５より出湯を行う。

【００２０】（６）貯湯タンク１ｂ沸上げ及び貯湯タン
ク１ａ出湯同時運転 図７によって説明を行う。貯湯タンク１ｂの沸上げ運転
時には、多方向切換弁１４ａを貯湯タンク１ｂ側に切換
え、多方向切換弁１４ｂを貯湯タンク１ａ側に切換え、
排水弁１８ａ，１８ｂを閉止の状態とする。貯湯タンク
１ｂの下部にある取水口７ｂより取水された水は、貯湯
ポンプ１５により多方向切換弁１４ａ、ポンプ１５、給
湯用熱交換器１１を循環し、貯湯タンク１ｂの上部の循
環給湯口８ｂより再び貯湯タンク１ｂに入る。一方、水
道配管につながった給水配管４から水道圧によって入っ
てきた市水は、多方向切換弁１４ｂを通って貯湯タンク
１ａの下部にある給水口２ａに入り、貯湯タンク１ａ内
の加熱湯を貯湯タンク１ａの上部にある給湯口３ａより
押し出すことで、出湯配管５より出湯を行う。

【００２１】なお、メンテナンス等で、貯湯タンク内の
水を捨てる場合、排水弁１８ａ，１８ｂを開状態にす
る。また、全ての沸上げ運転において、冬場や冬場と夏
場以外の中間期など必要給湯熱量が多い時は、ヒートポ
ンプ給湯運転の後に、必要給湯熱量に応じて一部の貯湯
タンクあるいは全ての貯湯タンクを、電気ヒータ２５
ａ，２５ｂによる加熱運転を行い、必要給湯熱量をカバ
ーする。

【００２２】以上のように、本実施例では、昼間の冷房
排熱を利用したヒートポンプにより、連続的に沸上げ運
転を行いながら、同時に連続して貯湯タンクから出湯す
ることができ貯湯タンク間の湯の置換を行う必要もなく
効率的な給湯運転ができると共に、各貯湯タンクが独立
した構成となっているので、もし一部の貯湯タンクが腐
食などで使用不可能となっても他の貯湯タンクによって
給湯機能が維持でき高い信頼性が得られる。また、各貯
湯タンクに設けられた電気ヒータにより必要給湯熱量に
応じ全ての貯湯タンクの沸上げ温度を自由に設定できる
ため、冬場のように必要給湯量が多い場合は、全ての貯
湯タンクを高温に沸上げることができかつ貯湯タンクの
必要容量を減らしコンパクト化することができる。ま
た、春と秋のように必要給湯量が比較的少ない場合は、
一部の貯湯タンクのみ電気ヒータによる高温沸上げを行
い、他の貯湯タンクは低温湯として、用途により使い分
けることもできる。また、全てのタンクが同じ構造とな
っているため、量産性が良いという効果がある。

【００２３】実施例２．図８は他の実施例の構成を示
す。図において、１ａ，１ｂは貯湯タンク、９は加熱用
往管、１０は加熱用復管、１１は給湯用熱交換器、１４
ａ，１４ｂは多方向切換弁、１５は循環ポンプ、１７
ａ，１７ｂは貯湯タンク１ａ，１ｂの排水口、１８ａ，
１８ｂは排水弁、１９ａ，１９ｂは貯湯タンク１ａ，１
ｂの給水口、２０ａ，２０ｂは貯湯タンク１ａ，１ｂの
給湯口、２５ａ，２５ｂは電気ヒータである。

【００２４】次に動作について説明する。この発明のヒ
ートポンプ式給湯装置には、６つの運転モードがあり、
以下に各運転モードについて動作を説明する。 （１）貯湯タンク１ａ沸上げ運転 図９によって説明を行う。貯湯タンク１ａ沸上げ運転時
には、多方向切換弁１４ａを貯湯タンク１ａ側に切換
え、多方向切換弁１４ｂを貯湯タンク１ｂ側に切換え、
排水弁１８ａ，１８ｂを閉止の状態とする。貯湯タンク
１ａの下部にある取水口１９ａより取水された水は、ポ
ンプ１５により多方向切換弁１４ａ、ポンプ１５、給湯
用熱交換器１１を循環し、貯湯タンク１ａの上部の給湯
口２０ａより再び貯湯タンク１ａに入る。

【００２５】（２）貯湯タンク１ｂ沸上げ運転 図１０によって説明を行う。貯湯タンク１ｂ沸上げ運転
時には、多方向切換弁１４ａを貯湯タンク１ｂ側に切換
え、多方向切換弁１４ｂを貯湯タンク１ａ側に切換え、
排水弁１８ａ，１８ｂを閉止の状態とする。貯湯タンク
１ｂの下部にある取水口１９ｂより取水された水は、ポ
ンプ１５により多方向切換弁１４ａ、ポンプ１５、給湯
用熱交換器１１を循環し、貯湯タンク１ｂの上部の給湯
口２０ｂより再び貯湯タンク１ｂに入る。

【００２６】（３）貯湯タンク１ａ出湯運転 図１１によって説明を行う。貯湯タンク１ａ出湯運転時
には、多方向切換弁１４ａを貯湯タンク１ｂ側に切換
え、多方向切換弁１４ｂを貯湯タンク１ａ側に切換え、
排水弁１８ａ，１８ｂを閉止、ポンプ１５を停止の状態
とする。水道配管につながった給水配管４から水道圧に
よって入ってきた市水は、多方向切換弁１４ｂを通って
貯湯タンク１ａの下部にある給水口１９ａに入り、貯湯
タンク１ａ内の加熱湯を貯湯タンク１ａの上部にある給
湯口２０ａより押し出すことで、出湯配管５より出湯を
行う。

【００２７】（４）貯湯タンク１ｂ出湯運転 図１２によって説明を行う。貯湯タンク１ｂ出湯運転時
には、多方向切換弁１４ａを貯湯タンク１ａ側に切換
え、多方向切換弁１４ｂを貯湯タンク１ｂ側に切換え、
排水弁１８ａ，１８ｂを閉止、ポンプ１５を停止の状態
とする。水道配管につながった給水配管４から水道圧に
よって入ってきた市水は、多方向切換弁１４ｂを通って
貯湯タンク１ｂの下部にある給水口１９ｂに入り、貯湯
タンク１ｂ内の加熱湯を貯湯タンク１ｂの上部にある給
湯口２０ｂより押し出すことで、出湯配管５より出湯を
行う。

【００２８】（５）貯湯タンク１ａ沸上げ及び貯湯タン
ク１ｂ出湯同時運転 図１３によって説明を行う。貯湯タンク１ａの沸上げ運
転時には、多方向切換弁１４ａを貯湯タンク１ａ側に切
換え、多方向切換弁１４ｂを貯湯タンク１ｂ側に切換
え、排水弁１８ａ，１８ｂを閉止の状態とする。貯湯タ
ンク１ａの下部にある取水口１９ａより取水された水
は、ポンプ１５により多方向切換弁１４ａ、ポンプ１
５、給湯用熱交換器１１を循環し、貯湯タンク１ａの上
部の給湯口２０ａより再び貯湯タンク１ａに入る。一
方、水道配管につながった給水配管４から水道圧によっ
て入ってきた市水は、多方向切換弁１４ｂを通って貯湯
タンク１ｂの下部にある給水口１９ｂに入り、貯湯タン
ク１ｂ内の加熱湯を貯湯タンク１ｂの上部にある給湯口
２０ｂより押し出すことで、出湯配管５より出湯を行
う。

【００２９】（６）貯湯タンク１ｂ沸上げ及び貯湯タン
ク１ａ出湯同時運転 図１４によって説明を行う。貯湯タンク１ｂの沸上げ運
転時には、多方向切換弁１４ａを貯湯タンク１ｂ側に切
換え、多方向切換弁１４ｂを貯湯タンク１ａ側に切換
え、排水弁１８ａ，１８ｂを閉止の状態とする。貯湯タ
ンク１ｂの下部にある取水口１９ｂより取水された水
は、貯湯ポンプ１５により多方向切換弁１４ａ、ポンプ
１５、給湯用熱交換器１１を循環し、貯湯タンク１ｂの
上部の給湯口２０ｂより再び貯湯タンク１ｂに入る。一
方、水道配管につながった給水配管４から水道圧によっ
て入ってきた市水は、多方向切換弁１４ｂを通って貯湯
タンク１ａの下部にある給水口１９ａに入り、貯湯タン
ク１ａ内の加熱湯を貯湯タンク１ａの上部にある給湯口
２０ａより押し出すことで、出湯配管５より出湯を行
う。なお、メンテナンス等で、貯湯タンク内の水を捨て
る場合、排水弁１８ａ，１８ｂを開状態にする。

【００３０】また、全ての沸上げ運転において、冬場な
ど必要給湯熱量が多い冬場などは、ヒートポンプ給湯運
転の後に、必要給湯熱量に応じて一部の貯湯タンクある
いは全ての貯湯タンクを、電気ヒータ２５ａ，２５ｂに
よる加熱運転を行い、必要給湯熱量をカバーする。

【００３１】以上のように本実施例では、水道からの給
水口とポンプの取水口を兼用させ、給湯口とポンプから
の給水口を兼用させることによって、タンクより引き出
す配管の数を減らすことが可能で量産性が良いという効
果があり、この他、実施例１と同じ効果がある。

【００３２】実施例３．図１５は他の実施例の構成を示
す。図において、図１と同一符号は同一または相当部分
を示し、その詳細説明を省略する。２６ａ，２６ｂ，２
６ｃは貯湯タンク１ａの湯温検知用のサーミスタ、２６
ｄ，２６ｅ，２６ｆは貯湯タンク１ｂの湯温検知用のサ
ーミスタであり、このサーミスタで検知された温度によ
り、貯湯タンクの沸上げと出湯の制御を行うマイクロコ
ンピュータ（図示せず）により構成される。

【００３３】次に動作について図１６，１７によって説
明する。図１６はマイクロコンピュータによる制御手順
を示すフローチャート、図１７は貯湯タンクの運転状況
を示す。図１６において、ステップＳＴ５０で給湯温度
Ｔ_S を設定し、ステップＳＴ５１で貯湯タンク１ａの温
度が設定温度Ｔ_S 未満であればステップＳＴ５１に進み
貯湯タンク１ａ出湯不可となり、ステップＳＴ５２に進
み貯湯タンク１ａの沸上げ運転を行い、ステップＳＴ５
１に戻る。ステップＳＴ５１で貯湯タンク１ａの温度が
設定温度Ｔ_S 以上であれば、ステップＳＴ５３に進み、
貯湯タンク１ａが出湯可となり、この時点で貯湯タンク
１ｂに切換わり、ステップＳＴ５４で貯湯タンク１ｂの
温度が設定温度Ｔ_S 未満であればステップＳＴ５５に進
み貯湯タンク１ｂ出湯不可となり、ステップＳＴ５６に
進み貯湯タンク１ｂの沸上げ運転を行い、ステップＳＴ
５４に戻る。ステップＳＴ５４で、貯湯タンク１ｂの温
度が設定温度Ｔ_S 以上であればステップＳＴ５７に進
み、貯湯タンク１ｂが出湯可となり、この時点で貯湯タ
ンク１ａに切換わりステップＳＴ５１に戻る。また、出
湯運転については、貯湯タンク１ａから出湯している時
に、貯湯タンク１ａの所定の個所の温度が設定温度Ｔ_S
以下となり、残湯量が少なくなったことを検知し、貯湯
タンク１ｂに切換わり連続して出湯する。

【００３４】以上の制御による貯湯タンクの運転状況に
ついて図１７に示す。沸上げ運転は図１７（ａ）に示す
ように貯湯タンク１ａより行い、サーミスタ２６ａ，２
６ｂ，２６ｃによって貯湯タンク１ａ内の湯温が設定温
度Ｔ_S になったことを検知したら、図１７（ｂ）に示す
ように沸上げ運転が貯湯タンク１ｂに切換わる。貯湯タ
ンク１ｂ内のサーミスタ２６ｄ，２６ｅ，２６ｆにより
貯湯タンク１ｂ内の湯温が設定温度Ｔ_S になったことを
検知したら沸上げ運転を終了し、貯湯タンク１ａに切換
わる。次に、出湯運転は図１７（ｃ）に示すように貯湯
タンク１ａより行い、サーミスタ２６ａ，２６ｂ，２６
ｃのいずれかにより検出した温度により、貯湯タンク１
ａ内の残湯量が少なくなったことを検知したら、図１７
（ｄ）に示すように出湯運転が貯湯タンク１ｂに切換わ
る。貯湯タンク１ｂ内のサーミスタ２６ｄ，２６ｅ，２
６ｆのいずれかにより検出した温度によって、貯湯タン
ク１ｂ内の残湯量がある量よりも少なくなったことを検
知したら、図１７（ｅ）に示すように貯湯タンク１ａの
沸上げ運転が行われ、ヒートポンプ方式は連続的に沸上
げができるので貯湯タンク１ａ，１ｂを交互に連続的に
沸上げ、湯切れを防止することができる。

【００３５】実施例４．本実施例は、実施例１に示した
ように冬場、夏場及びそれ以外の季節による必要給湯熱
量に応じ、図１に示した加熱用熱交換器１１と電気ヒー
タ２５ａ，２５ｂによる沸上げ運転ができるが、この季
節による沸上げ運転をタンク近傍の外気を検出する外気
温度検知用サーミスタ（図示せず）とマイクロコンピュ
ータ（図示せず）により自動的に制御するものであり、
図１８のフローチャートにより説明する。図において、
ステップＳＴ６０で冬場の設定外気温度Ｔ_S1と夏場の設
定外気温度Ｔ_S2を入力する。ステップＳＴ６１では外気
温度Ｔ_out を測定し、ステップＳＴ６２に進み、外気温
度Ｔ_out が、冬場の設定外気温度Ｔ_S1未満であれば、ス
テップＳＴ６３に進み冬場の必要給湯熱量大となり、ス
テップＳＴ６４に進み、貯湯タンク１ａ，１ｂの両タン
クをヒートポンプと電気ヒータによる高温沸上げを行
う。ステップＳＴ６２で外気温度Ｔ_out が、冬場の設定
外気温度Ｔ_S1以上であれば、ステップＳＴ６５に進み、
外気温度Ｔ_out が、夏場の設定外気温度Ｔ_S2を越えれ
ば、ステップＳＴ６６に進み夏場の必要給湯熱量小とな
り、ステップＳＴ６７に進み、貯湯タンク１ａ，１ｂの
両タンクをヒートポンプのみで沸上げを行う。ステップ
ＳＴ６５で外気温度Ｔ_out が夏場の設定外気温度Ｔ_S2以
下であればステップＳＴ６８に進み、冬場と夏場以外の
中間期の必要給湯熱量中となり、ステップＳＴ６９に進
み、貯湯タンク１ａ，１ｂのいずれか一方をヒートポン
プと電気ヒータによる沸上げを行い、もう一方の貯湯タ
ンクはヒートポンプのみの沸上げを行う。

【００３６】以上のように沸上げが制御されるので、冬
場のように必要給湯熱量が多い場合は、全ての貯湯タン
クを自動的に高温に沸上げることができ、冬場と夏場以
外の中間期に必要給湯量が比較的少ない場合は、一部の
貯湯タンクのみ電気ヒータによる高温沸上げを自動的に
行い、他の貯湯タンクは低温湯として、用途により使い
分けることもできる。また、必要給湯熱量が多い場合
は、全てのタンクをヒータによる高温沸上げすること
で、槽の必要容量を減らし、コンパクト化することがで
きる。

【００３７】実施例５．実施例５を図１９（ａ）、１９
（ｂ）により説明する。図１９（ａ）は本実施例５の構
成を示し、図１９（ｂ）は部分平面図を示す。図におい
て図１と同一符号は同一または相当部分を示しその詳細
な説明を省略する。２７は貯湯タンクの中間に設けた穴
のあいた仕切板である。

【００３８】次に動作について図２０により説明する。
本例は貯湯タンク１ａ沸上げ運転及び貯湯タンク１ａ出
湯同時運転を行うものであり、先ず多方向切換弁１４を
貯湯タンク１ａ側に、多方向切換弁１４ｂを貯湯タンク
１ｂ側に、排水弁１８ａ，１８ｂを閉止とする。貯湯タ
ンク１ａの下部の取水口７ａより取水された水はポンプ
１５により多方向切換弁１４ａ、ポンプ１５、給湯用熱
交換器１１を循環し、貯湯タンク１ａの上の給水口８ａ
より再び貯湯タンク１ａに入る。この循環を数回行って
沸上げた後に、多方向切換弁１４ｂを貯湯タンク１ａ側
に切換えることにより、水道配管につながった給水配管
４から水道圧によって入ってきた市水は、多方向切換弁
１４ｂを通って貯湯タンク１ａの下部にある給水口２ａ
に入り貯湯タンク１ａ内の加熱湯を押し上げ、貯湯タン
ク１ａの上部にある給湯口３ａより押し出し、出湯配管
５より出湯を行う。仕切板２７は、貯湯タンク下部の給
水口２ａから入った水が、上部の給湯口３ａからでない
ように作用する。

【００３９】以上のように本実施例では、沸上げ運転を
行っていながら、同時に同じ貯湯タンクから出湯するこ
とができ、効率的な給湯運転ができる。

【００４０】実施例６．実施例１では貯湯タンクが二つ
の場合を示したが、本実施例は貯湯タンクが三つの場合
であり、図２１に構成を示す。図において、図１と同一
符号は同一または相当部分を示し、その詳細な説明を省
略する。１ｃは貯湯タンク、２ｃは水道から貯湯タンク
への給水口、３ｃは貯湯タンク１ｃの給湯口、７ｃは貯
湯タンク１ｃの取水口、８ｃはポンプ１５から貯湯タン
ク１ｃへのポンプからの給湯口、１７ｃは貯湯タンク１
ｃの排水口、１８ｃは排水弁、２５ｃは電気ヒータであ
る。

【００４１】次に動作について説明する。貯湯タンク１
ｃの沸上げ運転は、多方向切換弁１４ａを貯湯タンク１
ｃ側に切換え、多方向切換弁１４ｂ貯湯タンク１ａ側ま
たは１ｂ側に切換え、排水弁１８ａ，１８ｂ及び１８ｃ
を閉止の状態とする。貯湯タンク１ｃの下部にある取水
口７ｃより取水された水は、ポンプ１５により多方向切
換弁１４ａ、ポンプ１５、給湯用熱交換器１１を循環
し、貯湯タンク１ｃの上部の循環給湯口８ｃにより再び
貯湯タンク１ｃに入る。

【００４２】貯湯タンク１ｃの出湯運転は、多方向切換
弁１４ａを貯湯タンク１ａまたは１ｂ側に切換え、多方
向切換弁１４ｂを貯湯タンク１ｃ側に切換え、排水弁１
８ａ，１８ｂ及び１８ｃを閉止し、ポンプ１５を停止と
する。水道配管につながった給水配管４が水道圧によっ
て入ってきた市水は、多方向切換弁１４ｂを通って貯湯
タンク１ｃの下部にある給水口２ｃに入り、タンク１ｃ
内の加熱湯を押し上げ、貯湯タンク１ｃの上部にある給
湯口３ｃより押し出すことで、出湯配管５より出湯を行
う。

【００４３】沸上げと同時に行う出湯運転は実施例１で
の貯湯タンク１ａ沸上げ及び貯湯タンク１ｂ出湯同時運
転と、貯湯タンク１ｂ沸上げ貯湯タンク１ａ出湯同時運
転が実施できるほかに、貯湯タンク１ａ沸上げ及び貯湯
タンク１ｃ出湯同時運転と、貯湯タンク１ｂ沸上げ及び
貯湯タンク１ｃ出湯同時運転と、貯湯タンク１ｃ沸上げ
及び貯湯タンク１ｂ出湯同時運転と、貯湯タンク１ｃ沸
上げ及び貯湯タンク１ａ出湯同時運転が実施例１と同様
な動作で可能である。

【００４４】以上のように本実施例では、貯湯タンクの
数が実施例１より多いため貯湯容量が大きくなり、多量
の給湯ができると共に、連続的に沸かし、同時に連続的
に出湯ができる。

【００４５】

【発明の効果】この発明に係るヒートポンプ式給湯装置
は、ヒートポンプシステムによる加熱部と各貯湯タンク
を連結し加熱部へ前記各貯湯タンクの水を循環させ沸上
げを行う循環系と、各貯湯タンク下部に接続された貯湯
タンクへ給水を行う給水系と、各貯湯タンク上部に接続
され貯湯タンクから給湯を行う給湯系と、各貯湯タンク
内に配設された加熱を行う加熱用ヒータと、循環系の加
熱部と各貯湯タンクを切換える第１の多方向切換弁と、
給水系を各貯湯タンクに切換える第２の多方向切換弁と
を備えたので、連続的に沸上げ運転を行いながら、同時
に連続的に出湯することができ効率的な給湯運転ができ
るとともに、一部の貯湯タンクが使用不可能となっても
他の貯湯タンクによって給湯機能が維持でき高い信頼性
が得られる。

【００４６】また、この発明に係るヒートポンプ式給湯
装置は、各貯湯タンク内に配設され湯温を検出する複数
の温度検出手段と、この温度検出手段により検出された
一つの貯湯タンクの湯温が設定温度以下の場合、この貯
湯タンクの沸上げを行い、この一つの貯湯タンクの湯温
が設定温度以上となった場合は、他の貯湯タンクに切換
え、この貯湯タンクの湯温が設定温度以下の場合、この
貯湯タンクの沸上げを行う制御手段と、温度検出手段に
より検出された出湯中の一つの貯湯タンクの所定箇所の
湯温が設定温度以下となった場合、他の貯湯タンクから
の出湯に切換えることにより、湯切れを防止する制御手
段と、を備えたので、連続的に沸上げ運転を行いなが
ら、同時に連続的に出湯することが自動的にでき、湯切
れを防止できる。

【００４７】また、この発明に係るヒートポンプ式給湯
装置は、貯湯タンクの外部近傍に配設された外気温度を
検出する外気温度検出手段と、加熱の制御手段を設けた
ので、外気温度によりヒートポンプの沸上げ後に全ての
貯湯タンクを電気ヒータによる加熱を行ったり、ヒート
ポンプのみで沸上げたり、また、全ての貯湯タンクをヒ
ートポンプの沸上げ後、一部の貯湯タンクを電気ヒータ
による加熱を自動的に行うことができ、必要給湯熱量に
応じた効率的な給湯運転ができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】この発明の一実施例を示すヒートポンプ式給湯
装置の構成図である。

【図２】この発明の一実施例のヒートポンプ式給湯装置
において、貯湯タンク１ａの沸上げ運転を示す給湯回路
の系統図である。

【図３】この発明の一実施例のヒートポンプ式給湯装置
において、貯湯タンク１ｂの沸上げ運転を示す給湯回路
の系統図である。

【図４】この発明の一実施例のヒートポンプ式給湯装置
において、貯湯タンク１ａの出湯運転を示す給湯回路の
系統図である。

【図５】この発明の一実施例のヒートポンプ式給湯装置
において、貯湯タンク１ｂの出湯運転を示す給湯回路の
系統図である。

【図６】この発明の一実施例のヒートポンプ式給湯装置
において、貯湯タンク１ａ沸上げ及び貯湯タンク１ｂ出
湯同時運転を示す給湯回路の系統図である。

【図７】この発明の一実施例のヒートポンプ式給湯装置
において、貯湯タンク１ｂ沸上げ及び貯湯タンク１ａの
出湯同時運転を示す給湯回路の系統図である。

【図８】この発明の他の実施例を示すヒートポンプ式給
湯装置の構成図である。

【図９】この発明の他の実施例のヒートポンプ式給湯装
置において、貯湯タンク１ａの沸上げ運転を示す給湯回
路の系統図である。

【図１０】この発明の他の実施例のヒートポンプ式給湯
装置において、貯湯タンク１ｂの沸上げ運転を示す給湯
回路の系統図である。

【図１１】この発明の他の実施例のヒートポンプ式給湯
装置において、貯湯タンク１ａの出湯運転を示す給湯回
路の系統図である。

【図１２】この発明の他の実施例のヒートポンプ式給湯
装置において、貯湯タンク１ｂの出湯運転を示す給湯回
路の系統図である。

【図１３】この発明の他の実施例のヒートポンプ式給湯
装置において、貯湯タンク１ａ沸上げ及び貯湯タンク１
ｂ出湯同時運転を示す給湯回路の系統図である。

【図１４】この発明の他の実施例のヒートポンプ式給湯
装置において、貯湯タンク１ｂ沸上げ及び貯湯タンク１
ａ出湯同時運転を示す給湯回路の系統図である。

【図１５】この発明の他の実施例を示すヒートポンプ式
給湯装置の構成図である。

【図１６】この発明の他の実施例の制御を示すフローチ
ャート図である。

【図１７】この発明の他の実施例を示すヒートポンプ式
給湯装置において、運転状況を示す説明図である。

【図１８】この発明の他の実施例の制御を示すフローチ
ャート図である。

【図１９】（ａ）はこの発明の他の実施例を示すヒート
ポンプ式給湯装置の構成図である。（ｂ）はこの発明の
他の実施例を示す部分平面図である。

【図２０】この発明の他の実施例のヒートポンプ式給湯
装置において、貯湯タンク１ａ沸上げ及び貯湯タンク１
ａ出湯同時運転を示す給湯回路の系統図である。

【図２１】この発明の他の実施例を示すヒートポンプ式
給湯装置の構成図である。

【図２２】従来のヒートポンプ式給湯装置の系統図であ
る。

【図２３】従来のヒートポンプ式給湯装置の沸上げ工程
を示す説明図である。

【符号の説明】

１ａ，１ｂ 貯湯タンク ２ａ，２ｂ 水道からの給水口 ３ａ，３ｂ 給湯口 ４ 給水配管 ５ 給湯配管 ７ａ，７ｂ 取水口 ８ａ，８ｂ 循環給湯口 ９ 加熱用往管 １０ 加熱用復管 １１ 給湯用熱交換器 １４ａ，１４ｂ 多方向切換弁 １５ 循環ポンプ １７ａ，１７ｂ 排水口 １８ａ，１８ｂ 排水弁 １９ａ，１９ｂ 給水口 ２０ａ，２０ｂ 給湯口 ２５ａ，２５ｂ 電気ヒータ ２６ａ，２６ｂ，２６ｃ サーミスタ ２６ｄ，２６ｅ，２６ｆ サーミスタ ２７ 仕切板

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.⁵ 識別記号 庁内整理番号 ＦＩ 技術表示箇所 Ｆ２４Ｈ 4/00 (72)発明者 佐久間 清 東京都千代田区丸の内二丁目２番３号 三 菱電機株式会社内 (72)発明者 岡田 哲治 東京都千代田区丸の内二丁目２番３号 三 菱電機株式会社内

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 ヒートポンプシステムによる加熱部と、
   互いに並設された複数の貯湯タンクと、前記加熱部と前
   記各貯湯タンクを連結し前記加熱部へ前記各貯湯タンク
   の水を循環させ沸上げを行う循環系と、前記各貯湯タン
   ク下部に接続され貯湯タンクへ給水を行う給水系と、前
   記各貯湯タンク上部に接続され貯湯タンクから給湯を行
   う給湯系と、前記各貯湯タンク内に配設された加熱を行
   う加熱用ヒータと、前記循環系の前記加熱部下部と前記
   各貯湯タンク下部との間に配設され前記各貯湯タンクを
   切換える第１の多方向切換弁と、前記給水系の前記各貯
   湯タンクへ分岐する分岐点に配設され前記各貯湯タンク
   を切換える第２の多方向切換弁と、を備えたことを特徴
   とするヒートポンプ式給湯装置。
2. 【請求項２】 前記各貯湯タンク内に配設され湯温を検
   出する複数の温度検出手段と、この温度検出手段により
   検出された一つの貯湯タンクの湯温が設定温度以下の場
   合、この貯湯タンクの沸上げを行い、前記一つの貯湯タ
   ンクの湯温が設定温度以上となった場合は、他の貯湯タ
   ンクに切換え、この貯湯タンクの湯温が設定温度以下の
   場合、前記他の貯湯タンクの沸上げを行う制御手段と、
   を備えたことを特徴とする請求項１記載のヒートポンプ
   式給湯装置。
3. 【請求項３】 前記各貯湯タンク内に配設され湯温を検
   出する複数の温度検出手段と、この温度検出手段により
   検出された出湯中の前記一つの貯湯タンクの所定箇所の
   湯温が設定温度以下となった場合、他の貯湯タンクから
   の出湯に切換えることにより、湯切れを防止する制御手
   段と、を備えたことを特徴とする請求項１記載のヒート
   ポンプ式給湯装置。
4. 【請求項４】 前記貯湯タンクの外部近傍に配設され外
   気温度を検出する外気温度検出手段と、この外気温度検
   出手段により検出された前記貯湯タンクの外部近傍の外
   気温度が第１の設定温度以下の場合、ヒートポンプの沸
   上げ後に全ての前記貯湯タンクを電気ヒータによる加熱
   を行い、前記外気温度が第２の設定温度以上の場合、ヒ
   ートポンプのみで沸上げ、前記外気温度が第１の設定温
   度以上で第２の設定以下の場合、全ての前記貯湯タンク
   をヒートポンプの沸上げ後、一部の前記貯湯タンクを電
   気ヒータによる加熱を行う制御手段と、を備えたことを
   特徴とする請求項１記載のヒートポンプ式給湯装置。