JP2004293971A

JP2004293971A - 貯湯式給湯装置

Info

Publication number: JP2004293971A
Application number: JP2003088638A
Authority: JP
Inventors: Makoto Honma; 誠本間; Shigeki Murayama; 成樹村山
Original assignee: Corona Corp
Current assignee: Corona Corp
Priority date: 2003-03-27
Filing date: 2003-03-27
Publication date: 2004-10-21
Anticipated expiration: 2023-03-27
Also published as: JP4053451B2

Abstract

【課題】検出する中温水の温度と実際の中温水の温度のズレにより給湯温度がオーバーシュートしてしまうことがない貯湯式給湯装置を提供する。
【解決手段】貯湯タンク２外周の上下に複数設けられた貯湯温度センサ３４と、貯湯タンク２中間部に接続された中間出湯管２７と、出湯管７を流れる湯水に中間出湯管２７からの湯水を混合する中間混合弁２８と、この中間混合弁２８からの湯水と給水バイパス管３１からの湯水とを混合する給湯混合弁３０と、中間混合弁２８で給湯設定温度より所定温度高い温度に混合し、この混合された湯水を給湯混合弁３０で給湯設定温度に混合して給湯するようにした制御手段３６とを備えたものにおいて、制御手段３６は、中間混合弁２８の開度を出湯管７から供給される湯水の温度と中間出湯管２７より低い位置にある貯湯温度センサ３４ｄで検出する温度とに基づいて制御するようにした。
【選択図】図１

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は貯湯タンクの中間部から取り出した湯水を用いて給湯する貯湯式給湯装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来よりこの種のものにおいては、本願出願人により開発中のもので図１１に示すように貯湯タンク１０１内に貯湯された高温水を取り出して暖房や風呂の追焚きの熱源として用い、熱交換によって温度低下した中温水が貯湯タンク１０１内に戻されると共に、貯湯タンク１０１の中間部から中間出湯管１０２を介してこの中温水を取り出して給湯に用いるものがあった。
【０００３】
そして、この中温水は中間混合弁１０３によって貯湯タンク上部の出湯管１０４からの高温水と給湯設定温度以上の温度に混合され、給湯混合弁１０５によって給水バイパス管１０６からの給水と給湯設定温度に混合されて給湯されるものがあった。
【０００４】
また、別に本願出願人が提案するものでは、図１２に示すように中温水を中間混合弁１０３によって給水バイパス管１０６からの給水と給湯設定温度以下の温度に混合し、給湯混合弁１０５によって出湯管１０４からの湯水と給湯設定温度に混合されて給湯されるものがあった。
【０００５】
なお、このような従来の貯湯式給湯装置にかかる公知の刊行物を本願出願人は発見することができないが、貯湯タンク内に貯湯された高温水を熱源として暖房を行うものとして例えば特許文献１が挙げられる。
【０００６】
【特許文献１】特許２６６３６３７号
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
これら従来のものでは、貯湯タンク１０１の外周に複数設けられた貯湯温度センサのうちの１つ（１０７）によって中温水の温度を検出し、これを用いて中間混合弁１０３の開度の制御を行っていたが、貯湯温度センサ１０７の取付位置と中間出湯管１０２の取付位置の高さのズレから、検出する中温水の温度と実際の中温水の温度が一致しない状況が発生し、中間混合弁１０３からの出湯温度が目標とする温度から離れ、最終的な給湯温度がオーバーシュートまたはアンダーシュートしてしまう。
【０００８】
特に、図１１に示したもののように、中間混合弁１０３で給湯設定温度より高い温度に混合する場合、検出する中温水の温度が実際の中温水の温度よりも高い温度であると中間混合弁１０３から給湯設定温度以下の湯水が出湯され、給湯混合弁１０５では給水バイパス管１０６からの水が混合されるため最終的な給湯温度が必ずアンダーシュートしてしまい、また、図１２で示したもののように、中間混合弁１０３で給湯設定温度より低い温度に混合する場合、検出する中温水の温度が実際の中温水の温度よりも低い温度であると中間混合弁から給湯設定温度以上の湯水が出湯され、給湯混合弁１０５では出湯管１０４からの高温水が混合されるため最終的な給湯温度が必ずオーバーシュートしてしまうという課題があった。
【０００９】
【課題を解決する為の手段】
そこで、本発明では上記課題を解決するため、請求項１では、湯水を貯湯する貯湯タンクと、この貯湯タンク外周の上下に複数設けられた貯湯温度センサと、前記貯湯タンク内の湯水を加熱する加熱手段と、前記貯湯タンク上部に接続された出湯管と、前記貯湯タンク下部に接続された給水管と、この給水管から分岐された給水バイパス管と、前記貯湯タンク中間部に接続された中間出湯管と、前記出湯管途中に設けられた出湯管を流れる湯水に前記中間出湯管からの湯水を混合する中間混合弁と、この中間混合弁からの湯水と前記給水バイパス管からの湯水とを混合する給湯混合弁と、給湯設定温度を設定する給湯温度設定手段と、前記中間混合弁で給湯設定温度より所定温度高い温度に混合し、この混合された湯水を前記給湯混合弁で給湯設定温度に混合して給湯するようにした制御手段とを備えたものにおいて、前記制御手段は、前記中間混合弁の開度を前記出湯管から供給される湯水の温度と前記中間出湯管より低い位置にある前記貯湯温度センサで検出する温度とに基づいて制御するようにしたものである。
【００１０】
これにより、中間出湯管が接続されている部位付近の貯湯温水が給湯によって押し出されて貯湯タンク下部の低温水と入れ替わって温度低下したとしても、中間出湯管が接続されている部位よりも低い位置に設けられている貯湯温度センサで温度検出しているため、実際に中間出湯管で出湯される湯水の温度よりも低い温度を検出することとなる。そのため中間混合弁では出湯管側の高温水が多く混合され中間混合弁からは必ず給湯設定温度より高い温度の湯水が出湯され、給湯混合弁にて給水バイパス管からの水が混合されて給湯設定温度の湯水が給湯されるので最終的な給湯温度がオーバーシュートしてしまうことがなくなる。
【００１１】
また、請求項２では、湯水を貯湯する貯湯タンクと、この貯湯タンク外周の上下に複数設けられた貯湯温度センサと、前記貯湯タンク内の湯水を加熱する加熱手段と、前記貯湯タンク上部に接続された出湯管と、前記貯湯タンク下部に接続された給水管と、この給水管から分岐された給水バイパス管と、前記貯湯タンク中間部に接続された中間出湯管と、前記給水バイパス管途中に設けられた給水バイパス管を流れる湯水に前記中間出湯管からの湯水を混合する中間混合弁と、この中間混合弁からの湯水と前記出湯管からの湯水とを混合する給湯混合弁と、給湯設定温度を設定する給湯温度設定手段と、前記中間混合弁で給湯設定温度より所定温度低い温度に混合し、この混合された湯水を前記給湯混合弁で給湯設定温度に混合して給湯するようにした制御手段とを備えたものにおいて、前記制御手段は、前記中間混合弁の開度を前記出湯管から供給される湯水の温度と前記中間出湯管より高い位置にある前記貯湯温度センサで検出する温度とに基づいて制御するようにしたものである。
【００１２】
これにより、中間出湯管が接続されている部位付近の貯湯温水が給湯によって押し出されて貯湯タンク下部の低温水と入れ替わって温度低下したとしても、中間出湯管が接続されている部位よりも高い位置に設けられている貯湯温度センサで温度検出しているため、実際に中間出湯管で出湯される湯水の温度よりも高い温度を検出することとなる。そのため中間混合弁では給水バイパス管側の水が多く混合され中間混合弁からは必ず給湯設定温度より低い温度の湯水が出湯され、給湯混合弁にて出湯管からの高温水が混合されて給湯設定温度の湯水が給湯されるので最終的な給湯温度がアンダーシュートしてしまうことがなくなる。
【００１３】
【発明の実施の形態】
次に、本発明の一実施形態を図１〜６に基づいて説明する。なお、図中の貯湯タンク内にハッチングした斜線は低温水、二重斜線は中温水、三重斜線は高温水を示し、矢印は湯水の流れ方向を示すものである。
【００１４】
この貯湯式給湯装置は、時間帯別契約電力の電力単価が安価な深夜時間帯に湯水を沸き上げて貯湯し、この貯湯した湯水を給湯に用いるもので、１は湯水を貯湯する貯湯タンク２を備えた貯湯タンクユニット、３は貯湯タンク内の湯水を加熱する加熱手段としてのヒートポンプユニット、４は台所や洗面所等に設けられた給湯栓、５はこの給湯栓４の近傍に設けられた給湯リモコン、６は貯湯タンク１内の高温水を熱源とする床暖房パネル等の暖房端末である。
【００１５】
前記貯湯タンクユニット１の貯湯タンク２は、上端に出湯管７と、下端に給水管８とが接続され、さらに、下部にヒーポン循環回路を構成するヒーポン往き管９と、上部にヒーポン循環回路を構成するヒーポン戻り管１０とが接続され、前記ヒートポンプユニット３によってヒーポン往き管９から取り出した貯湯タンク２内の湯水を沸き上げてヒーポン戻り管１０から貯湯タンク２内に戻して貯湯され、給水管８からの給水により貯湯タンク２内の湯水が押し上げられて貯湯タンク２内上部の高温水が出湯管７から押し出されて給湯されるものである。
【００１６】
前記ヒートポンプユニット３は、圧縮機１１と凝縮器としての冷媒−水熱交換器１２と電子膨張弁１３と強制空冷式の蒸発器１４で構成されたヒートポンプ回路１５と、貯湯タンク２内の湯水を前記ヒーポン往き管９およびヒーポン戻り管１０を介して冷媒−水熱交換器１２に循環させるヒーポン循環ポンプ１６と、それらの駆動を制御するヒーポン制御部１７とを備えており、ヒートポンプ回路１５内には冷媒として二酸化炭素が用いられて超臨界ヒートポンプサイクルを構成しているものである。なお、冷媒に二酸化炭素を用いているので、低温水を電熱ヒータなしで約９０℃の高温まで沸き上げることが可能なものである。
【００１７】
ここで、前記冷媒−水熱交換器１２は冷媒と被加熱水たる貯湯タンク２内の湯水とが対向して流れる対向流方式を採用しており、超臨界ヒートポンプサイクルでは熱交換時において冷媒は超臨界状態のまま凝縮されるため効率良く高温まで被加熱水を加熱することができ、被加熱水の冷媒−水熱交換器１２入口温度と冷媒の出口温度との温度差が一定になるように前記電子膨張弁１３または圧縮機１１を制御することで、被加熱水の冷媒−水熱交換器１２の入口温度が５〜２０℃程度の低い温度であるとＣＯＰ（エネルギー消費効率）がとても良い状態で被加熱水を加熱することが可能なものである。
【００１８】
１８は前記暖房端末６の湯水を加熱するための熱交換器で、その一次側には貯湯タンク２上部に接続された高温水往き管１９と貯湯タンク２下部に接続された中温水戻り管２０とが接続されて熱交循環回路２１を構成し、中温水戻り管２０途中に設けられた熱交循環ポンプ２２の作動により貯湯タンク２から取り出した高温水を熱交換器１８に循環させ、熱交換により温度低下した中温水を再び貯湯タンク２内に戻すものである。
【００１９】
前記熱交換器１８の二次側には、暖房端末６の循環水を循環可能に暖房往き管２３と暖房戻り管２４より構成される暖房循環回路２５が接続され、暖房戻り管２４途中に設けられた暖房循環ポンプ２６の作動により暖房端末６の循環水が熱交換器１８に循環されて、一次側の高温水により加熱されて暖房が行われるものである。
【００２０】
次に、２７は貯湯タンク２の前記中温水戻り管２０より高く前記出湯管７より低い中間位置に接続された中間出湯管で、前記熱交換器１８で二次側と熱交換して温度低下した中温水などの貯湯タンク２の中間位置に貯められている湯水を貯湯タンク２から出湯するものである。
【００２１】
２８は、前記出湯管７途中で前記中間出湯管２７の下流に設けられた電動ミキシング弁より構成された中間混合弁、２９はこの中間混合弁２８下流に設けた中間混合温度センサで、貯湯タンク２中間位置付近の中温水と貯湯タンク２上端に接続された出湯管７からの高温水とを給湯リモコン５でユーザーが設定した給湯設定温度より所定温度高い温度になるように混合比率が制御されるものである。
【００２２】
次に、３０は中間混合弁２８からの湯水と給水管８から分岐された給水バイパス管３１からの低温水を混合する電動ミキシング弁より構成された給湯混合弁であり、その下流の給湯管３２に設けた給湯温度センサ３３で検出した湯温が給湯リモコン５でユーザーが設定した給湯設定温度になるように混合比率を制御するものである。
【００２３】
次に、３４は貯湯タンク２の上下方向に複数個配置された貯湯温度センサで、この実施形態では５つの貯湯温度センサが配置され上から３４ａ、３４ｂ、３４ｃ、３４ｄ、３４ｅと呼び、この貯湯温度センサ３４が検出する温度情報によって、貯湯タンク２内にどれだけの熱量が残っているかを検知し、そして貯湯タンク２内の上下方向の温度分布を検知するものである。
【００２４】
前記給湯リモコン５には、給湯設定温度を設定する給湯温度設定スイッチ３５が設けられ、給湯温度設定手段を構成しているものである。
【００２５】
３６は貯湯タンクユニット１内の各センサの入力を受け各アクチュエータの駆動を制御するマイコンを有した給湯制御部である。この給湯制御部３５に前記給湯リモコン５が無線または有線により接続されユーザーが任意の給湯設定温度およびふろ設定温度を設定できるようにしているものである。
【００２６】
前記給湯制御部３６は、中間出湯管２７の直ぐ下方の高さに設けられている貯湯温度センサ３４ｄの検出する温度と出湯管７の下方の高さに設けられている貯湯温度センサ３４ａの検出する温度とに基づいて給湯設定温度より所定温度高い温度に混合するよう中間混合弁２８の開度をフィードフォワード制御すると同時に、中間混合温度センサ２９で検出する温度が給湯設定温度より所定温度高い温度になるよう中間混合弁２８の開度をフィードバック制御するようにしているものであると共に、中間混合温度センサ２９の検出する温度と給水管８途中に設けられた給水温度センサ３７の検出する温度とに基づいて給湯設定温度に混合するよう給湯混合弁３０の開度をフィードフォワード制御すると同時に、給湯温度センサ３３の検出する温度が給湯設定温度になるように給湯混合弁３０の開度をフィードバック制御するようにしているものである。
【００２７】
次に、この一実施形態の作動を説明する。
まず、図２に示す沸き上げ運転について説明すると、深夜電力時間帯になって貯湯温度センサ３４が貯湯タンク２内に翌日に必要な熱量が残っていないことを検出すると、給湯制御部３６はヒーポン制御部１７に対して沸き上げ開始指令を発する。指令を受けたヒーポン制御部１７は圧縮機１１を起動した後にヒーポン循環ポンプ１６を駆動開始し、貯湯タンク２下部に接続されたヒーポン往き管９から取り出した５〜２０℃程度の低温水を冷媒−水熱交換器１２で７０〜９０℃程度の高温に加熱し、貯湯タンク２上部に接続されたヒーポン戻り管１０から貯湯タンク２内に戻し、貯湯タンク２の上部から順次積層して高温水を貯湯していく。貯湯温度センサ３４が必要な熱量が貯湯されたことを検出すると、給湯制御部３６はヒーポン制御部１７に対して沸き上げ停止指令を発し、ヒーポン制御部１７は圧縮機１１を停止すると共にヒーポン循環ポンプ１６も停止して沸き上げ動作を終了するものである。
【００２８】
次に、図３に示す給湯運転について説明すると、給湯栓４を開くと、給水管８からの給水が貯湯タンク２内に流れ込む。そして中間出湯管２７を介して中間混合弁２８へ高温水が押し出される。なお、貯湯タンク２内には上部に高温水、下部に低温水が貯められているが、その温度差により比重差が発生し、温度境界層を形成して比重の軽い高温水が上部に、比重の重い低温水が下部に位置するので、互いに混じり合うことはないものである。
【００２９】
ここで、給湯制御部３６は中間出湯管２７からの湯水と出湯管７からの湯水を混合して中間混合弁２８にて給湯リモコン５で設定された給湯設定温度より所定温度高い温度となるように中間混合弁２８を適当な比率に調整する。なお、ここでは、中間出湯管２７から流入する湯が高温で給湯設定温度より高いため、中間混合弁２８の出湯管７側が閉じられることとなる。
【００３０】
そして、中間混合弁２８から流出した湯は給湯混合弁３０へ流入し、給水バイパス管３１からの低温水と混合され、給湯制御部３６が給湯混合弁３０の混合比率を調整し給湯設定温度の湯が給湯栓４から給湯される。そして、給湯栓４の閉止によって給湯が終了するものである。
【００３１】
このとき、前記中間混合弁２８は給湯設定温度よりも所定温度高い温度の湯を供給するようにしているので、中間出湯管２７が接続されている部位付近の温度が給湯設定温度よりも低い場合は、給湯制御部３６により中間混合弁２８の混合比率が調整されて出湯管７からの高温水を用いて給湯設定温度よりも所定温度高い温度の湯を供給するようにし、貯湯タンク２の中間位置からの出湯を優先し、貯湯タンク２の上部に貯められている高温水の使用を最小限に留め、熱源となる高温水をより多く確保することが可能となる。
【００３２】
次に、図４に示す暖房運転について説明すると、暖房運転指示が入力されると給湯制御部３６は熱交循環ポンプ２２および暖房循環ポンプ２６を駆動し、高温水往き管１９から取り出した高温水を熱交換器１８に流入させ、二次側の循環水と熱交換させ暖房運転を行う。そして、熱交換により温度低下した中温水が中温水戻り管２０を介して貯湯タンク２下部に戻り、高温水と入れ替わる形で高温水と中温水の境界面を押し上げるようにして中温水が貯湯されるものである。なお、貯湯タンク２内には上部に高温水、中間部に中温水、下部に低温水が貯められているが、その温度差が２０℃程度あれば比重差が発生し、温度境界層を形成して比重の軽い高温水が上部に、中間の中間水が中間部に、比重の重い低温水が下部に位置するので、互いに混じり合うことはないものである。
【００３３】
そして、二次側では、熱交換器１８にて加熱された循環水が暖房端末６へ戻って暖房を行う。そして、暖房停止の指示が入力されると給湯制御部３６は熱交循環ポンプ２２および暖房循環ポンプ２６の駆動を停止し、暖房運転を終了するものである。
【００３４】
このように、暖房運転を行うと熱交換によって温度低下した中温水が多量に貯湯タンク２内に貯められることとなる。この中温水は暖房の熱源として用いることができないと共に、ヒートポンプ回路１５で沸き上げるにも効率が悪い。そこで、この中温水を優先的に給湯に用いることが求められる。
【００３５】
そこで、貯湯タンク２内に中温水が貯められた後の給湯運転について説明する。図５に示すように、給湯栓４の開栓により、給水管８からの給水が貯湯タンク２内に流れ込むと同時に、中間出湯管２７から中温水が押し出されて中間混合弁２８へ流入する。ここで中間出湯管２７から押し出される中温水の温度が給湯設定温度よりも高い場合は、中間混合弁２８は出湯管７側が閉じられて中温水がそのまま給湯混合弁３０へ供給され、この給湯混合弁３０で給水バイパス管３１からの給水と混合されて給湯設定温度の湯水が給湯される。
【００３６】
ここで、中間出湯管２７から押し出される中温水の温度が給湯設定温度よりも低い場合は、中間混合弁２８の混合比率が調整されて貯湯タンク２上端部の出湯管７からの高温水と混合されて給湯設定温度より所定温度高い温度の湯が給湯混合弁３０に供給され、給水バイパス管３１からの低温水と混合され、給湯制御部３６が給湯混合弁３０の混合比率を調整し給湯設定温度の湯が給湯栓４から給湯される。そして、給湯栓４の閉止によって給湯が終了するものである。
【００３７】
このようにして、高温水と比べて容量当たりの保有熱量が少ない中温水を高温水よりも優先的に給湯に用いることができるので、ヒートポンプ回路で効率の良い沸き上げを行うことができＣＯＰ（エネルギー消費効率）を向上することができる。
【００３８】
そして、前記中間混合弁２８での混合動作は、中間出湯管２７の直ぐ下方の高さ位置に設けられている貯湯温度センサ３４ｄの検出する温度と出湯管７の下方の高さ位置に設けられている貯湯温度センサ３４ａの検出する温度とに基づいて給湯制御部３６が給湯設定温度より所定温度高い温度になるようにフィードフォワード制御されるので、図６に示すように貯湯温度センサ３４ｄが検出する温度と実際に中間出湯管２７から押し出される中温水の温度とが一致しない場合であっても、中間混合弁２８では出湯管７側の高温水が多く混合され中間混合弁２８からは必ず給湯設定温度より高い温度の湯水が出湯され、給湯混合弁３０にて給水バイパス管３１からの水が混合されて給湯設定温度の湯水が給湯されるので最終的な給湯温度がオーバーシュートしてしまうことがなくなる。
【００３９】
そのため、中間出湯管２７から押し出される湯水の温度が給湯に伴って高温水から中温水（低温水）、中温水から低温水へと変化する過渡期にあっても安定した湯温の給湯を行うことができるものである。
【００４０】
次に、本発明の他の一実施形態について図７〜１０に基づいて説明する。なお、先の一実施形態と同じ構成については同一の符号を付してその説明を省略する。
【００４１】
この一実施形態においては、中間混合弁２８が給水バイパス管３１途中に設けられ、中間出湯管２７からの湯水と給水バイパス管３１からの給水とを給湯設定温度より所定温度低い温度になるように混合比率が制御されるものである。
【００４２】
前記給湯制御部３６は、中間出湯管２７の直ぐ上方の高さ位置に設けられている貯湯温度センサ３４ｃの検出する温度と給水管８の給水温度センサ３７の検出する温度とに基づいて給湯設定温度より所定温度低い温度に混合するよう中間混合弁２８の開度をフィードフォワード制御すると同時に、中間混合温度センサ２９で検出する温度が給湯設定温度より所定温度低い温度になるよう中間混合弁２８の開度をフィードバック制御するようにしているものであると共に、中間混合温度センサ２９の検出する温度と出湯管７の下方の高さ位置に設けられている貯湯温度センサ３４ａの検出する温度とに基づいて給湯設定温度に混合するよう給湯混合弁３０の開度をフィードフォワード制御すると同時に、給湯温度センサ３３の検出する温度が給湯設定温度になるように給湯混合弁３０の開度をフィードバック制御するようにしているものである。
【００４３】
次に、図８に示す給湯運転について説明すると、給湯栓４を開くと、給水管８からの給水が貯湯タンク２内に流れ込む。そして中間出湯管２７を介して中間混合弁２８へ高温水が押し出される。なお、貯湯タンク２内には上部に高温水、下部に低温水が貯められているが、その温度差により比重差が発生し、温度境界層を形成して比重の軽い高温水が上部に、比重の重い低温水が下部に位置するので、互いに混じり合うことはないものである。
【００４４】
ここで、給湯制御部３６は中間出湯管２７からの湯水と給水バイパス管３１からの給水を混合して中間混合弁２８にて給湯リモコン５で設定された給湯設定温度より所定温度低い温度となるように中間混合弁２８を適当な比率に調整する。
【００４５】
そして、中間混合弁２８から流出した湯は給湯混合弁３０へ流入し、出湯管７からの湯水と混合され、給湯制御部３６が給湯混合弁３０の混合比率を調整し給湯設定温度の湯が給湯栓４から給湯される。そして、給湯栓４の閉止によって給湯が終了するものである。
【００４６】
このとき、前記中間混合弁２８は給湯設定温度よりも所定温度低い温度の湯を供給するようにしているので、中間出湯管２７が接続されている部位付近の温度が給湯設定温度よりも高い場合は、給湯制御部３６により中間混合弁２８の混合比率が調整されて給水バイパス管３１からの給水を用いて給湯設定温度よりも所定温度低い温度の湯を供給するようにし、貯湯タンク２の中間位置からの出湯を優先し、貯湯タンク２の上部に貯められている高温水の使用を最小限に留め、熱源となる高温水をより多く確保することが可能となる。
【００４７】
そして、給湯を多く行い中間出湯管２７から押し出される湯水が低温水となった場合は、図９に示すように、中間混合弁２８では給水バイパス管３１側が閉じられて、給湯混合弁３０にて中間出湯管２７から押し出される低温水と出湯管７からの高温水が混合されて給湯設定温度の湯水が給湯されることとなるものである。
【００４８】
そして、貯湯タンク２内に中温水が貯められた後の給湯運転について説明する。図１０に示すように、給湯栓４の開栓により、給水管８からの給水が貯湯タンク２内に流れ込むと同時に、中間出湯管２７から中温水が押し出されて中間混合弁２８へ流入する。ここで中間出湯管２７から押し出される中温水の温度が給湯設定温度よりも高い場合は、中間混合弁２８にて給水バイパス管３１からの給水が混合されて給湯設定温度より所定温度低い温度に調整されて給湯混合弁３０へ供給され、この給湯混合弁３０で出湯管７からの高温水と混合されて給湯設定温度の湯水が給湯される。
【００４９】
また、中間出湯管２７から押し出される中温水の温度が給湯設定温度よりも低い場合は、中間混合弁２８では給水バイパス管３１側の弁が閉じられ、給湯混合弁３０で出湯管７からの高温水と混合されて給湯設定温度の湯が給湯栓４から給湯される。そして、給湯栓４の閉止によって給湯が終了するものである。
【００５０】
このようにして、高温水と比べて容量当たりの保有熱量が少ない中温水を高温水よりも優先的に給湯に用いることができるので、ヒートポンプ回路で効率の良い沸き上げを行うことができＣＯＰ（エネルギー消費効率）を向上することができる。
【００５１】
ところで、中間混合弁２８での混合動作は、中間出湯管２７の直ぐ上方の高さ位置に設けられている貯湯温度センサ３４ｃの検出する温度と給水バイパス管３１からの給水の温度とに基づいて給湯制御部３６が給湯設定温度より所定温度低い温度になるようにフィードフォワード制御されるので、貯湯温度センサ３４ｃが検出する温度と実際に中間出湯管２７から押し出される中温水の温度とが一致しない場合であっても、中間混合弁２８では給水バイパス管３１側の給水が多く混合され中間混合弁２８からは必ず給湯設定温度より低い温度の湯水が出湯され、給湯混合弁３０にて出湯管７からの高温水が混合されて給湯設定温度の湯水が給湯されるので最終的な給湯温度がアンダーシュートしてしまうことがなくなる。
【００５２】
そのため、中間出湯管２７から押し出される湯水の温度が給湯に伴って高温水から中温水（低温水）、中温水から低温水へと変化する過渡期にあっても安定した湯温の給湯を行うことができるものである。
【００５３】
なお、これらの一実施形態では、熱交換器１８と熱交循環ポンプ２２と暖房循環ポンプ２６とを貯湯タンクユニット１内に設けているが、貯湯タンクユニット１とは別体のユニット体に設けるようにしても良く、本発明の要旨を変更しない範囲での実施形態の変更をすることを妨げるものではない。
【００５４】
また、これらの一実施形態では、熱交換器１９の二次側に暖房回路を設けているが、これに限られずフロの循環回路を設けても良く、要は貯湯タンク１６内の高温水の熱を熱交換器１８で熱交換して利用する熱機器であれば何でも良いものである。また、暖房端末６としては床暖房パネルや温水式温風暖房器や温水式パネルコンベクタ、温水式パネルラジエータ等を用いることができる。
【００５５】
さらに、貯湯タンク２内の湯水を加熱する手段としてヒートポンプ回路１５を備えたヒートポンプユニット３を例示しているが、これに限られず、貯湯タンク２内に直接配置した電熱ヒータや、貯湯タンク２内の湯水を循環させて電熱ヒータで加熱するようにしても良いものである。
【００５６】
【発明の効果】
以上のように、本発明の請求項１によれば、中間混合弁からは必ず給湯設定温度より高い温度の湯水が出湯され、給湯混合弁にて給水バイパス管からの水が混合されて給湯設定温度の湯水が給湯されるので最終的な給湯温度がオーバーシュートしてしまうことがなくなるという優れた効果を有するものである。
【００５７】
また、請求項２によれば、中間混合弁からは必ず給湯設定温度より低い温度の湯水が出湯され、給湯混合弁にて出湯管からの高温水が混合されて給湯設定温度の湯水が給湯されるので最終的な給湯温度がアンダーシュートしてしまうことがなくなるという優れた効果を有するものである。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施形態の概略構成図。
【図２】同一実施形態の沸き上げ運転の作動を説明する図。
【図３】同一実施形態の給湯運転の作動を説明する図。
【図４】同一実施形態の暖房運転の作動を説明する図。
【図５】同一実施形態の貯湯タンク内に中温水が存在する場合の給湯運転の作動を説明する図。
【図６】同一実施形態の貯湯タンク内に中温水が存在する場合の給湯運転の作動を説明する図。
【図７】本発明の他の一実施形態の概略構成図。
【図８】同一実施形態の給湯運転の作動を説明する図。
【図９】同一実施形態の給湯運転の作動を説明する図。
【図１０】同一実施形態の貯湯タンク内に中温水が存在する場合の給湯運転の作動を説明する図。
【図１１】従来の貯湯式給湯装置の概略構成図。
【図１２】従来の貯湯式給湯装置の概略構成図。
【符号の説明】
２貯湯タンク
３ヒートポンプユニット（加熱手段）
７出湯管
８給水管
２７中間出湯管
２８中間混合弁
３０給湯混合弁
３１給水バイパス管
３４貯湯温度センサ
３５給湯温度設定スイッチ（給湯温度設定手段）
３６給湯制御部（制御手段）

Claims

湯水を貯湯する貯湯タンクと、この貯湯タンク外周の上下に複数設けられた貯湯温度センサと、前記貯湯タンク内の湯水を加熱する加熱手段と、前記貯湯タンク上部に接続された出湯管と、前記貯湯タンク下部に接続された給水管と、この給水管から分岐された給水バイパス管と、前記貯湯タンク中間部に接続された中間出湯管と、前記出湯管途中に設けられた出湯管を流れる湯水に前記中間出湯管からの湯水を混合する中間混合弁と、この中間混合弁からの湯水と前記給水バイパス管からの湯水とを混合する給湯混合弁と、給湯設定温度を設定する給湯温度設定手段と、前記中間混合弁で給湯設定温度より所定温度高い温度に混合し、この混合された湯水を前記給湯混合弁で給湯設定温度に混合して給湯するようにした制御手段とを備えたものにおいて、前記制御手段は、前記中間混合弁の開度を前記出湯管から供給される湯水の温度と前記中間出湯管より低い位置にある前記貯湯温度センサで検出する温度とに基づいて制御するようにしたことを特徴とする貯湯式給湯装置。
湯水を貯湯する貯湯タンクと、この貯湯タンク外周の上下に複数設けられた貯湯温度センサと、前記貯湯タンク内の湯水を加熱する加熱手段と、前記貯湯タンク上部に接続された出湯管と、前記貯湯タンク下部に接続された給水管と、この給水管から分岐された給水バイパス管と、前記貯湯タンク中間部に接続された中間出湯管と、前記給水バイパス管途中に設けられた給水バイパス管を流れる湯水に前記中間出湯管からの湯水を混合する中間混合弁と、この中間混合弁からの湯水と前記出湯管からの湯水とを混合する給湯混合弁と、給湯設定温度を設定する給湯温度設定手段と、前記中間混合弁で給湯設定温度より所定温度低い温度に混合し、この混合された湯水を前記給湯混合弁で給湯設定温度に混合して給湯するようにした制御手段とを備えたものにおいて、前記制御手段は、前記中間混合弁の開度を前記出湯管から供給される湯水の温度と前記中間出湯管より高い位置にある前記貯湯温度センサで検出する温度とに基づいて制御するようにしたことを特徴とする貯湯式給湯装置。