JPH0740926Y2 - 給湯装置 - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】 （産業上の利用分野） この考案は給湯装置に関するものである。

（従来の技術） 給湯装置の従来例としては、例えば特開昭55-89653号公
報を挙げることができる。第４図にその装置構成を示し
ており、同図において、31は給湯熱源ユニットであっ
て、この給湯熱源ユニット31内に、圧縮機32、凝縮器と
して作用する給湯用熱交換器33、絞り34、蒸発器として
作用する空気熱交換器35を一連の冷媒配管で接続して冷
凍サイクルを構成している。一方、図において36は貯湯
タンクであって、この貯湯タンク36における下部位置に
は給水配管37が、また上部位置には給湯配管38がそれぞ
れ接続され、さらに上記貯湯タンク36の下部側と上部側
とを上記給湯用熱交換器33にそれぞれ接続した水循環配
管39が設けられている。この水循環配管39にはポンプ40
が介設されており、このポンプ40を作動することによっ
て、上記貯湯タンク36内の貯湯水が下部側から上記給湯
用熱交換器33を介して上部側へと循環し、この際に上記
冷凍サイクルにおける給湯用熱交換器33での凝縮熱によ
って、循環水の加熱が行われる。

（考案が解決しようとする問題点） ところで上記従来の給湯装置においては、貯湯タンク36
内の貯湯水を、給水温度から設定温度に至るまでの間、
冷凍サイクルの凝縮熱を利用して加熱する構成を採用し
ているため、特に設定温度の高いような場合には、充分
なエネルギ効率（以下、EERという）が得られないとい
う欠点がある。それは上記のような冷凍サイクルにおい
ては、貯湯水温度が低い場合には充分なEERが得られる
ものの、貯湯水温度の上昇とともにEERが急激に低下す
るような特性を有するためである。また上記給湯装置に
おいては、使用に際して要求される最も高い湯温を基準
として設定温度が定められると共に、貯湯タンク36内の
全量が上記設定温度にまで加熱される訳であるから、低
温湯が要求される際には、上記のようにエネルギ単価の
高い高温湯が水道水と混合されて使用されることとな
り、この点においても無駄なエネルギを使用しているこ
とになる。

この考案は上記した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、従来よりもエネルギ効率
を改善し、省エネルギを図ることが可能な給湯装置を提
供することにある。

（問題点を解決するための手段） そこでこの考案の給湯装置においては、給湯口３と給水
口２とを有する貯湯タンク１を複数台並設し、各給湯口
3a〜3cを給湯配管５に接続する一方、各給水口2a〜2cは
給水圧の加えられた給水配管４に接続し、さらに各貯湯
タンク1a〜1c内の湯水をヒートポンプシステムによる加
熱部11に循環路13、16を介して循環させて加熱する給湯
装置であって、上記各貯湯タンク1a〜1cのうち一部の貯
湯タンク1cの底部には、加熱部11によって加熱された湯
水をこれよりもさらに高い温度にまで加熱するよう深夜
電力を用いる電気ヒータ25を配設し、上記各給水口2a〜
2cに対しては、上記給水配管４との連通と遮断とを切り
替える開閉弁21a〜21cをそれぞれ介設し、さらに高温湯
出湯要求があったときは上記電気ヒータ25が配設された
貯湯タンク1cの給水口2cに対して設けられた開閉弁21c
を開弁する一方、低温湯出湯要求があったときは上記電
気ヒータ25が配設されていない貯湯タンク1a、1bの給水
口2a、2bに対して設けられた開閉弁21a、21bを開弁する
制御装置を設けたことを特徴としている。

（作用） 上記した給湯装置においては、ヒートポンプシステムの
加熱部11で、ある程度の温度にまで加熱した加熱湯を、
各貯湯タンク1a、1b、1cに供給し、一部のタンク1cにお
いてはその底部に設けた電気ヒータ25によって、さらに
高温にまで加熱することが可能となる。すなわちEERの
良好な温度範囲内においてヒートポンプシステムの加熱
部11で低温湯を得る一方、これを電気ヒータ25にて加熱
することによって高温湯を得る、というようにエネルギ
効率の良い加熱操作をなすことが可能となる。しかも上
記貯湯タンク1a、1b、1cにおいては、高温湯と低温湯と
の両者がそれぞれ別々の貯湯タンクに貯溜されることに
なる訳であり、従って長時間貯溜しても両者が混合する
ことなく、そのため湯温及び湯量ともにさほど多くは要
求されない朝方から昼間にかけての時間帯は、エネルギ
単価の低い低温湯を使用し、また入浴等が行われる関係
上、高い湯温と多くの湯量とが必要とされる夕方から夜
間にかけての時間帯は高温湯を使用する、というような
効率の良い使用操作をなすことも可能となる。

また高温湯と低温湯とはそれぞれ別々の貯湯タンク1a、
1b、1cから選択して出湯することができるので、使用に
よって両者が混合することなく、用途に応じて使い分け
て省エネルギを図ることが可能となる。

（実施例） 次にこの考案の給湯装置の具体的な実施例について、図
面を参照しつつ詳細に説明する。

第１図には第１実施例における給湯装置の要部模式図を
示している。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1a、1b、1cには、その下端部に給水口2a、
2b、2c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、1b、1cの給水口2
a、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
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のうちの特定のタンク1c内
の底部には、深夜にのみ作動する電気ヒータ25が配設さ
れている。

そして夕方から夜間にかけて入浴等に使用するため高温
湯出湯要求があったときは、上記電気ヒータ25が配設さ
れた貯湯タンク1cから出湯すべく、この貯湯タンク1cの
給水口2cに対して設けられた上記開閉弁21cを開弁する
一方、例えば朝方から昼間にかけての使用において低温
湯出湯要求があったときは、上記電気ヒータ25が配設さ
れていない貯湯タンク1a、1bから出湯すべく、これらの
貯湯タンク1a、1bの給水口2a、2bに対して設けられた上
記開閉弁21a、21bを開弁する制御を行なう制御装置が設
けられている。

一方、第１図において、６は、上記各貯湯タンク1a、1
b、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熱交換器11内
を循環する湯水に付与され、この湯水を加熱するように
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は給湯接続管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
側から、三方弁14と循環ポンプ15とが順次介設されてお
り、上記三方弁14はさらに給水接続管16によって上記給
水配管４に接続されている。上記三方弁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側との間で切換える
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箇のサーミスタが
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
付けられている。

次に上記構成の給湯装置の作動状態について説明する
が、以下における説明は便宜上、特定の開閉弁21aを開
弁し、特定の貯湯タンク1a内に、例えば40℃程度の低温
湯を供給する際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10℃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、すなわち第２図に示している沸き
上げ工程図において、同図（ａ）に達した場合には、三
方弁14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
下部側の水が上記ポンプ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、第２図（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、第２図（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っ
て、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。

第２図（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
方弁14を切換えることによって、この加熱湯が第２図
（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こととなる。この結果、貯
湯タンク1aの上部側に設定温度の加熱湯が、また下部側
に給水水温状態の水がほぼ分離して存在することとな
り、このため、前記したように、貯湯タンク1a内の湯全
体が設定温度に達するまで待つことなく、設定温度状態
の湯を供給することが可能である。

そしてこのような作動を繰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
を供給するのである。

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、安
価な深夜電力を利用する等して、それよりもさらに高温
の第２設定温度（例えば65℃程度）になるまで電気ヒー
タ25によって加熱する。

以上のように、冷凍サイクルによる加熱と、上記電気ヒ
ータ25による加熱を湯温に応じて使い分けることによ
り、加熱運転経費を低減することが可能である。例えば
湯温が40℃程度までの加熱においては、冷凍サイクルに
おいて高いEERで加熱運転ができるので、深夜電力を利
用した電気ヒータ25によるよりも安い経費で加熱でき
る。一方、40℃を超えると冷凍サイクルのEERが低下す
ることによって、電気ヒータ25による加熱経費の方が安
くなる。この結果、冷凍サイクルが高いEERの維持され
た運転範囲となることによって、経費を低減することが
できる。また電気ヒータによる加熱によって、冷凍サイ
クルでは得られない、例えば80℃程度までの加熱も可能
であり、この結果、各貯湯タンク1a、1b、1cに蓄積し得
る熱量が増加し、一日の使用量を見込んで設置する貯湯
タンク1a、1b、1cをより低容量の小形のものとすること
も可能となる。

また上記貯湯タンク1a、1b、1cにおいては、電気ヒータ
25を配設した一部の貯湯タンク1cには高温湯が、残りの
貯湯タンク1a、1bには低温湯がそれぞれ貯溜されること
になる訳であり、そのため湯温及び湯量ともにさほど多
くは要求されない朝方から昼間にかけての時間帯は、エ
ネルギ単価の低い低温湯を使用し、また入浴等が行われ
る関係上、高い温度と多くの湯量とが必要とされる夕方
から夜間にかけての時間帯は高温湯を使用する、という
よな効率の良い使用操作をなすことも可能となる。

さらに各貯湯タンク1a、1b、1cの給水口2a、2b、2cに対
し、給水配管４との連通と遮断とを切り替える開閉弁21
a、21b、21cを設け、これを制御装置で高温湯出湯要求
及び低温湯出湯要求に応じて開弁するようにしている。
従って使用に際して湯温の異なる湯水が混合することな
く、用途に応じて使い分けることが可能となる。

しかも上記のように複数タンクの分割構成とすることに
よって、各貯湯タンク1a、1b、1cの径を小さくすること
ができ、この結果、貯湯タンクユニットをより薄形に構
成することが可能となり、例えばマンションのベランダ
等に設置する場合に壁面に密着させて据付けたり、壁面
に形成した凹部や壁面に形成した切欠部に埋設する等し
て据付ることによて、居住性を大きく損なうことのない
ようにすることができる。

第３図には第２実施例を示しているが、これは第１実施
例のような補助タンク６を使用せず、給湯用熱交換器22
と各貯湯タンク1a、1b、1cとの間に加熱用循環経路を構
成したものである。この実施例においても上記第１実施
例と略同様な作用、効果が得られ、そのため同一部分を
同一符号で示してその説明を省略する。

（考案の効果） 以上のようにこの考案の給湯装置においては、EERの良
好な温度範囲内においてヒートポンプシステムの加熱部
で低温湯を得る一方、これを電気ヒータにてさらに加熱
することによって高温湯を得る、というようにエネルギ
効率の良い加熱操作をなすことが可能となり、そのため
従来よりもエネルギ効率を向上し得ることになる。しか
も複数の貯湯タンクにおいて、高温湯と低温湯とが別々
の貯湯タンクに貯溜されることになる訳であり、そのた
め湯温及び湯量ともにさほど多くは要求されない朝方か
ら昼間にかけての時間帯においては、エネルギ単価の低
い低温湯を使用し、また入浴等が行われる関係上、高い
温度と多くの湯量とが必要とされる夕方から夜間にかけ
ての時間帯においては高温湯を使用する、というよに効
率の良い使用操作をなすことも可能となり、この点にお
いても省エネルギを図ることが可能となる。

また高温湯と低温湯とはそれぞれ別々の貯湯タンクから
選択して出湯することができるので、使用によって両者
が混合することなく、用途に応じて使い分けて省エネル
ギを図ることが可能となる。

【図面の簡単な説明】

第１図はこの考案の第１実施例における給湯装置の要部
構成を示す模式図、第２図（ａ）（ｂ）（ｃ）（ｄ）
（ｅ）は上記装置における貯湯タンク内の湯水の沸き上
げ工程を示す説明図、第３図はこの考案の第２実施例に
おける給湯装置の要部構成を示す模式図、第４図は従来
の給湯装置における構成模式図である。 1a、1b、1c……貯湯タンク、2a、2b、2c……給水口、3
a、3b、3c……給湯口、４……給水配管、５……給湯配
管、11……給湯用熱交換器（加熱部）、13……給湯接続
管（循環路）、16……給水接続管（循環路）21a、21b、
21c……開閉弁、25……電気ヒータ。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)考案者 杉本 孝之 滋賀県草津市岡本町字大谷1000番地の２ ダイキン工業株式会社滋賀製作所内 (56)参考文献 特開 昭60−205149（ＪＰ，Ａ) 特開 昭63−127058（ＪＰ，Ａ) 特開 昭62−141460（ＪＰ，Ａ) 実開 昭56−175643（ＪＰ，Ｕ)

Claims (1)

【実用新案登録請求の範囲】
1. 【請求項１】給湯口（３）と給水口（２）とを有する貯
   湯タンク（１）を複数台並設し、各給湯口（3a〜3c）を
   給湯配管（５）に接続する一方、各給水口（2a〜2c）は
   給水圧の加えられた給水配管（４）に接続し、さらに各
   貯湯タンク（1a〜1c）内の湯水をヒートポンプシステム
   による加熱部（11）に循環路（13）（16）を介して循環
   させて加熱する給湯装置であって、上記各貯湯タンク
   （1a〜1c）のうち一部の貯湯タンク（1c）の底部には、
   加熱部（11）によって加熱された湯水をこれよりもさら
   に高い温度にまで加熱するよう深夜電力を用いる電気ヒ
   ータ（25）を配設し、上記各給水口（2a〜2c）に対して
   は、上記給水配管（４）との連通と遮断とを切り替える
   開閉弁（21a〜21c）をそれぞれ介設し、さらに高温湯出
   湯要求があったときは上記電気ヒータ（25）が配設され
   た貯湯タンク（1c）の給水口（2c）に対して設けられた
   開閉弁（21c）を開弁する一方、低温湯出湯要求があっ
   たときは上記電気ヒータ（25）が配設されていない貯湯
   タンク（1a）（1b）の給水口（2a）（2b）に対して設け
   られた開閉弁（21a）（21b）を開弁する制御装置を設け
   たことを特徴とする給湯装置。