JP2015092125A - 貯湯式給湯装置 - Google Patents

Abstract

【課題】ＣＯＰの向上を図る際にの温度調整回数が少ない貯湯式給湯装置を提供する。【解決手段】給水元から低温水が給水されるタンク１と、タンク１の下部からの水をヒートポンプ方式により加熱しタンク１内に戻すヒートポンプユニット２と、タンク１の上部からの高温水を浴水と熱交換させてタンク１の中間部を介してタンク１内に戻す熱交換ユニット３とを備え、タンク１内の湯水を外部へ給湯する貯湯式給湯装置１００であって、タンク１の中間部からの湯水に対して、給水元からの低温水及びタンク１の上部からの高温水の少なくとも一方からなる流体を混合する混合ユニット４であって、前記混合を、中間部からの湯水の温度に基づいて一回の混合で行う混合ユニット４を含み、タンク１に貯留される湯水を、該混合ユニット４を介して外部へ給湯する構成とした。【選択図】図１

Description

本発明は、貯湯タンクを備えた貯湯式給湯装置に関し、詳しくは、ヒートポンプを利用して給湯する貯湯式給湯装置に関する。

近時、省エネルギーの観点からヒートポンプを利用して生成された湯水を貯湯タンクに貯留して給湯する貯湯式給湯装置の利用が拡大している。この種の貯湯式給湯装置は、一般的に、貯湯タンク、この貯湯タンクの下部に低温の水を供給する給水管、貯湯タンクと配管で接続されタンク下部からの水を加熱して高温の水（湯水）にしてタンク上部に戻すヒートポンプユニット、貯湯タンク内に貯留した湯水をタンク上部から出湯させる上部出湯管等を備えて構成される。この貯湯式給湯装置では、貯湯タンク内の湯水が使用されると使用量に応じてタンク下部に低温の水が外部から給水され、貯湯タンク内では、上層に高温水の領域、下層に低温水の領域ができ、さらに、中間層に高温水と低温水とが混合した中温水の領域ができて、主に３層の温度領域に分かれた状態になっている。

ここで、この種の貯湯式給湯装置は、台所や風呂等への給湯に用いられるほか、ぬるま湯となった風呂の浴水の追い焚きにも用いられる。一般に貯湯式給湯装置における追い焚きは、浴槽からの浴水（ぬるま湯）を貯湯タンクの上部からの高温水と直接混ぜることなく熱交換させることによって行われる。この貯湯タンクの上部からの高温水は熱交換により熱を奪われて中温水となり貯湯タンクの中間層内に戻される。このため、中温水の領域が増えてタンク下部に達する場合がある。この場合に、ヒートポンプユニットを作動させて、タンク下部の中温水を加熱して目標温度の湯水を生成すると、低温水を同一の目標温度まで加熱する場合と比べてＣＯＰ（Coefficient of Performance：成績係数）が低下することが知られている。

そこで、例えば特許文献１に記載の追い焚き機能を有する貯湯式給湯装置では、貯湯タンクの中間部に接続されタンク内の中温水を出湯する中間出湯管と、貯湯タンクの上部に接続されタンク内の高温水を出湯する上部出湯管と、を備え、中間出湯管からの中温水に上部出湯管からの高温水を混合し、その後、この中温水と高温水からなる混合水に、給水管からの水を混合して給湯する構成とすることで、中温水を給湯に利用している。これにより、中温水の領域を減らし、ＣＯＰの向上を図っている。

特開２０１１−２５７１０５号公報

しかしながら、特許文献１に記載の貯湯式給湯装置では、中温水に水及び高温水の両方を混合して目標温度の湯水を給湯する構成である。このため、例えば、中温水に高温水を混合して目標温度より高めの湯水に調整し、その後、この中温水と高温水との混合水に水（低温水）を混ぜて目標温度の湯水に最終調整して給湯する必要がある。したがって、中温水に対する流体（高温水、低温水）の混合が２回に分けて行われており、温度調整が２回あって複雑であるため、改良の余地がある。

本発明は、このような実状に着目してなされたもので、ＣＯＰの向上を図るにあたって温度調整の回数が少ない貯湯式給湯装置を提供することを目的とする。

本発明に係る貯湯式給湯装置の一態様は、給水元から水が給水されるタンクと、該タンクの下部から流出する水をヒートポンプ方式により加熱し前記タンクの上部から該タンク内に戻すヒートポンプユニットと、前記タンクの上部から流出する湯水を浴槽内の浴水と熱交換させ熱交換後の前記湯水を前記タンクの中間部を介して該タンク内に戻す熱交換ユニットとを備え、前記タンクに貯留される湯水を外部へ給湯する貯湯式給湯装置であって、前記タンクの中間部からの湯水に対して、前記給水元からの水及び前記タンクの上部からの湯水の少なくとも一方からなる流体を混合する混合ユニットであって、前記混合を、前記中間部からの湯水の温度に基づいて一回の混合で行う混合ユニットを含み、前記タンクに貯留される湯水を、前記混合ユニットを介して外部へ給湯する構成としたことを特徴とする。

本発明に係る貯湯式給湯装置によれば、タンクの上部から流出する湯水を浴槽内の浴水と熱交換させ熱交換後の湯水（中温水）をタンクの中間部を介してタンク内に戻す熱交換ユニットと、タンクの中間部からの湯水に対して、給水元からの水（低温水）及びタンクの上部からの湯水（高温水）の少なくとも一方からなる流体を混合する混合ユニットを有し、混合ユニットによって、タンクの中間部からの中温水に対する上記流体の混合を一回の混合で行って温度調整し、その混合水を外部へ給湯する。したがって、温度の異なる液体を混合して温度調整する回数が１回でよい。

このようにして、ＣＯＰの向上を図るにあたって温度調整の回数が少ない貯湯式給湯装置をすることができる。

本発明に係る貯湯式給湯装置の一実施形態の概略構成図である。 上記実施形態の貯湯式給湯装置の動作を説明するための図である。 上記実施形態の貯湯式給湯装置の別の動作を説明するための図である。

以下、本発明の実施形態を図面に基づいて説明する。
図１は、本発明に係る貯湯式給湯装置の一実施形態の概略構成図である。
図１において、本実施形態の貯湯式給湯装置１００は、貯湯タンク１と、ヒートポンプユニット２と、熱交換ユニット３と、混合ユニット４と、を備え、貯湯タンク１に貯留される湯水を台所や風呂の浴槽等の外部へ、給湯管５を介して給湯するものである。

前記貯湯タンク１は、給水元から水（例えば市水等、以下「低温水」という）が給水され、この低温水をヒートポンプユニット２によって加熱させて生成された湯水（例えば６５℃の湯、以下「高温水」という）を貯留するものである。貯湯タンク１内の湯水が使用されると使用量に応じてタンク内に低温水が外部から給水される。なお、本実施形態において、上記貯湯タンク１が本発明に係る「タンク」に相当する。

また、貯湯タンク１の下部には、給水元からの低温水をタンク内に給水する給水管６と、貯湯タンク１内の低温水をヒートポンプユニット２に流入させるヒートポンプ往き配管７とが接続されている。そして、貯湯タンク１の上部には、ヒートポンプユニット２からの高温水のヒートポンプ戻り配管８と、貯湯タンク１内の高温水を熱交換ユニット３に流入させる熱交換往き配管９と、タンク内の高温水を出湯する上部出湯管１０とが接続されている。さらに、貯湯タンク１の中間部には、熱交換ユニット３による熱交換後の湯水をタンク内に戻す熱交換戻り配管１１と、タンク内（つまり中間層）の湯水（例えば２０℃〜４０℃の湯、以下「中温水」という）を出湯する中間出湯管１２とが接続されている。上部出湯管１０、中間出湯管１２は、貯湯タンク１内にかかる給水元からの給水圧を利用して、それぞれ高温水、中温水を出湯する。
なお、本実施形態において、中間出湯管１２は、図１に示すように、熱交換戻り配管１１と同じ高さで貯湯タンク１の中間部（つまり、タンク周壁の高さ方向略中間）に接続される。

また、図示省略するが、貯湯タンク１には、湯水の温度を検知する湯水温度センサが、タンク上下方向に沿ってそれぞれ設けられている。この湯水温度センサにより、それぞれの高さにおける湯水の温度を検知すると共に、各温度領域（高温水、中温水、低温水の領域）の容量を概略検知することができるように構成されている。

前記ヒートポンプユニット２は、貯湯タンク１の下部から流出する水をヒートポンプ方式により加熱し貯湯タンク１の上部から貯湯タンク１内に戻すものであり、図１に示すように、ヒートポンプ往き配管７の経路途中に配置された低温水送水ポンプ２ａと、貯湯タンク１から低温水送水ポンプ２ａを介して送水される低温水を加熱するヒートポンプ２ｂと、ヒートポンプ２ｂの駆動を制御する図示省略したポンプ制御部とを備える。

前記ヒートポンプ２ｂは、冷媒（例えばＣＯ₂等）の循環経路に圧縮機、凝縮器（熱交換器）、膨張弁、蒸発器（熱交換器）が介装され、蒸発器で空気の熱を取り込み、凝縮器で貯湯タンク１からヒートポンプ往き配管７及び低温水送水ポンプ２ａを介して送水された低温水を加熱し、ヒートポンプ戻り配管８を介して貯湯タンク１に高温水を戻す構成である。

前記ポンプ制御部は、例えば、台所や風呂場等に設けられる操作盤を介して利用者等により設定された給湯温度、及び、貯湯タンク１内の湯水の温度等に基づいて、低温水送水ポンプ２ａ及びヒートポンプ２ｂの駆動を制御する。

前記熱交換ユニット３は、貯湯タンク１の上部から流出する湯水を、図示省略する風呂の浴槽内の浴水と熱交換させ熱交換後の湯水を貯湯タンク１の中間部を介してタンク内に戻すものである。これにより、ぬるくなった浴槽内の浴水を追い焚きする。

本実施形態において、熱交換ユニット３は、熱交換往き配管９の経路途中に配置された高温水送水ポンプ３ａと、高温水送水ポンプ３ａを介して送水される高温水と浴槽からの浴水とを熱交換させる熱交換部３ｂと、この熱交換部３ｂへ浴槽内の浴水（ぬるま湯）を送水する浴水送水ポンプ３ｃと、高温水送水ポンプ３ａ及びぬるま湯送水ポンプ３ｃの駆動を制御する図示省略した追い焚き制御部と、を備えて構成される。

前記追い焚き制御部は、例えば、風呂場に設けられる操作盤を介して追い焚きモードが設定されると高温水送水ポンプ３ａ及びぬるま湯送水ポンプ３ｃを作動させ、浴水の温度が設定された温度に加熱されると、高温水送水ポンプ３ａ及びぬるま湯送水ポンプ３ｃを停止させる。

前記混合ユニット４は、給水元からの低温水、又は、貯湯タンク１の上部からの高温水のいずれか一方を、貯湯タンク１の中間部からの中温水の温度Ｔ１に基づいて選択的に切替えて流出させる切替部４ｂと、貯湯タンク１の中間部からの中温水に、切替部４ｂから流出される低温水又は高温水を混合するものである。貯湯タンク１に貯留される湯水は、この混合ユニット４によって温度調整された後、給湯管５を介して外部へ給湯される。

本実施形態において、混合ユニット４は、切替部４ｂ及び混合部４ｃに加えて、例えば、温度検知部４ａと、図示省略した切替混合制御部とを備えて構成される。

前記温度検知部４ａは、貯湯タンク１の中間部（中間出湯管１２）からの中温水の温度Ｔ１を検知するものであり、例えば、サーミスタ等の感温素子からなる。この温度検知部４ａの温度検知結果は、切替混合制御部に入力される。

前記切替部４ｂは、具体的には、給水管６から分岐する給水分岐管６ａと上部出湯管１０との合流点に配置され、給水分岐管６ａからの低温水、又は、上部出湯管１０からの高温水のいずれか一方を、中間出湯管１２を介して流出する貯湯タンク１の中間部からの中温水の温度Ｔ１に基づいて選択的に切替えて流出させる切替弁からなる。

具体的には、切替部（切替弁）４ｂは、例えば、図１に示すように、三方弁構造であり、２方の流入口に上部出湯管１０、給水分岐管６ａの端部がそれぞれ接続され、後に詳述する切替混合制御部からの制御信号に基づいて切替制御され、流出口から低温水又は高温水を流出させる。この切替部４ｂの流出側には、切替部４ｂから流出する低温水又は高温水を流通させる流通管１３が接続される。そして、この流通管１３の端部が、混合部４ｃの２方の流入口のうちの一方に接続される。このように、本実施形態においては、切替部４ｂは、給水分岐管６ａと上部出湯管１０と流通管１３との合流点に配置される。

切替部４ｂは、給水分岐管６ａからの低温水を混合部４ｃ側へ流出させる場合は、給水分岐管６ａと流通管１３との間の経路を全開とし、上部出湯管１０と流通管１３との間の経路を全閉とし、上部出湯管１０からの高温水を混合部４ｃ側へ流出させる場合は、給水分岐管６ａと流通管１３との間の経路を全閉とし、上部出湯管１０と流通管１３との間の経路を全開とするものであり、単に経路を切替える簡易な弁である。

前記混合部４ｃは、流通管１３と中間出湯管１２との合流点に配置され、中間出湯管１２からの中温水に、切替部４ｂから流通管１３を介して流出される低温水又は高温水を混合する混合弁からなる。

具体的には、混合部（混合弁）４ｃは、例えば、図１に示すように、三方弁構造であり、中間出湯管１２からの中温水に、切替部４ｂからの低温水又は高温水を混合可能でかつこの混合の比率（混合比率）を調整可能に構成されたものである。この混合部４ｃは、２方の流入口に中間出湯管１２、流通管１３の端部がそれぞれ接続され、切替混合制御部からの制御信号に基づいて、中間出湯管１２からの中温水と、流通管１３からの水（低温水又は高温水）との混合比率を高精度に調整可能に構成されている。そして、混合部４ｃの流出側には、給湯管５が接続され、この給湯管５を介して給湯先へ温度調整後の湯水が給湯される。このように、本実施形態においては、混合部４ｃは、中間出湯管１２と流通管１３と給湯管５との合流点に配置される。
なお、図示省略したが、給湯管５には、混合部４から出湯される湯水の温度を検知する混合温度センサが設けられている。この混合部４の出湯温度の検知結果は、切替混合制御部に入力される。

前記切替混合制御部は、切替部４ｂ及び混合部４ｃの駆動を制御するものであり、温度検知部４ａから中温水の温度検知結果（Ｔ１）と、前述の混合温度センサ（図示省略）からの温度検知結果とが入力されると共に、台所や風呂場等に設けられる操作盤を介して利用者等により設定された給湯温度Ｔ２が入力されるように構成される。

具体的には、切替混合制御部は、貯湯タンク１の中間部からの中温水の温度Ｔ１が給湯の設定温度Ｔ２より高い場合は、貯湯タンク１の中間部からの中温水に給水元からの低温水を混合させ、貯湯タンク１の中間部からの中温水の温度Ｔ１が給湯の設定温度Ｔ２より低い場合は、貯湯タンク１の中間部からの中温水に上部出湯管１０からの高温水を混合させるように、温度検知部４ａによる中温水の検知温度Ｔ１に基づいて、切替部４ｂの切替の駆動制御をすると共に、少なくとも、操作盤を介して設定される給湯温度Ｔ２、中温水の温度Ｔ１及び混合部４ｃの出湯温度に基づいて、混合部４ｃの混合比率を制御する。
なお、中温水の検知温度Ｔ１と給湯温度Ｔ２とが同じ場合は、例えば、混合部４ｃにおける、流通管１３と給湯管５との間の経路の開度を０％（全閉）とし、中間出湯管１２と給湯管５との間の経路の開度を１００％（全開）として、中温水のみで給湯するように混合部４ｃを駆動制御する。この場合、切替部４ｂを低温水側全開としてもよいし、高温水側全開としてもよい。また、これに限らず、Ｔ１とＴ２が同じ場合、例えば、湯水が給湯先に到達するまでの温度低下を考慮して、混合部４ｃにおいてＴ２よりも所定温度分高めの温度の湯水が混合生成されるように、中間出湯管１２からの中温水と、上部出湯管１０からの高温水とを所定の混合比で混合可能に、切替部４ａ及び混合部４ｃの駆動を制御するようにしてもよい。
以上のようにして、混合ユニット４は、貯湯タンク１の上部（上部出湯管１０）からの高温水と給水元（給水分岐管６ａ）からの低温水との合流点より給湯先側の配管経路において、貯湯タンク１の中間部（中間出湯管１２）からの中温水を、上記高温水又は低温水に混合させる。

次に、本実施形態における貯湯式給湯装置の追い焚き動作及び給湯動作について、図１〜図３に基づいて説明する。なお、貯湯タンク１内にはヒートポンプユニット２によって事前に湯水が貯湯され、図１に示すように、タンク内が上層の高温水、中間層の中温水、下層の低温水の主に３層の温度領域に分かれた状態となり、この状態で、熱交換ユニット３による追い焚き運転と給湯動作を順次行うものとして、以下説明する。

図１に示すように、貯湯タンク１内に事前に湯水が貯湯されている状態で、風呂場に設けられる操作盤を介して追い焚き運転の軌道操作がされると、追い焚き制御部（図示省略）は、高温水送水ポンプ３ａ及びぬるま湯送水ポンプ３ｃを作動させる。高温水送水ポンプ３ａを介して上層の高温水が熱交換部３ｂへ送水される。これにより、高温水は、ぬるま湯送水ポンプ３ｃを介して送水される浴槽内のぬるま湯と対向方向に流通するように熱交換部３ｂへ送水される。そして、浴槽からのぬるま湯は高温水の熱によって加熱されて、再度浴槽内へ戻される。一方、上層の高温水はぬるま湯に熱を奪われて中温水となって熱交換戻り配管１１を介して貯湯タンク１の中間部を介してタンク内（中間層）に戻される。その結果、貯湯タンク１の中温水の領域が増える。そして、浴水の温度が操作盤を介して設定される温度に到達すると、各送水ポンプ３ａ，３ｃを停止させ、追い焚き運転が完了する。

この追い焚き運転完了後、例えば台所に設けられた操作盤を介して利用者等により所定の給湯温度Ｔ２が設定され（予め設定されていてもよい）、台所の蛇口が開かれると、混合ユニット４は、切替部４ｂ及び混合部４ｃの駆動を制御して、貯湯タンク１に貯留される中温水に、下層の低温水又は上層の高温水を混ぜて、目標の給湯温度Ｔ２に温度調整された湯水を生成し、給湯管５を介して外部へ給湯する。貯湯タンク１内の湯水が使用されると使用量に応じてタンク下部に低温水が給水される。

例えば、図２に示すように、温度検知部４ａによる中温水の検知温度Ｔ１が給湯の設定温度Ｔ２より高い場合（例えば、Ｔ１＝４０℃、Ｔ２＝３５℃の場合等）、切替部４ｂは、切替混合制御部からの制御信号に基づいて、給水分岐管６ａと流通管１３との間の経路を全開とし、上部出湯管１０と流通管１３との間の経路を全閉とするように駆動制御され、図２中、矢印Ａで示すように、低温水を混合部４ｃ側へ流出させる。この場合、混合部４ｃは、切替混合制御部からの制御信号に基づいて、中間出湯管１２からの中温水と、切替部４ｂからの低温水との混合比率を高精度に調整し、目標の設定温度Ｔ２の湯水（中温水＋低温水）を生成し、給湯管５を介して台所に給湯する。

また、例えば、図３に示すように、温度検知部４ａによる中温水の検知温度Ｔ１が給湯の設定温度Ｔ２より低い場合（例えば、Ｔ１＝３５℃、Ｔ２＝４０℃の場合等）、切替部４ｂは、切替混合制御部からの制御信号に基づいて、給水分岐管６ａと流通管１３との間の経路を全閉とし、上部出湯管１０と流通管１３との間の経路を全開とするように駆動制御され、図３中、矢印Ｂで示すように、高温水を混合部４ｃ側へ流出させる。この場合、混合部４ｃは、切替混合制御部からの制御信号に基づいて、中間出湯管１２からの中温水と、切替部４ｂからの高温水との混合比率を高精度に調整して、目標の設定温度Ｔ２の湯水を生成して、給湯管５を介して台所に給湯する。

かかる本実施形態による貯湯式給湯装置１００によれば、貯湯タンク１の上部から流出する高温水を浴槽内の浴水と熱交換させ熱交換後の中温水を貯湯タンク１の中間部を介してタンク内に戻す熱交換ユニット３と、貯湯タンク１の中間部からの湯水に対して、給水元からの水（低温水）、又は、タンクの上部からの湯水（高温水）のいずれか一方からなる流体を混合する混合ユニットとを有し、混合ユニット４によって、貯湯タンク１の中間部からの中温水に対する上記液体の混合を一回の混合で行って温度調整し、その混合水を外部へ給湯することができる。したがって、温度の異なる液体を混合して温度調整する回数が１回でよい。
このようにして、ＣＯＰの向上を図るにあたって温度調整の回数が少ない貯湯式給湯装置をすることができる。

ここで、従来の貯湯式給湯装置では、中温水に水及び高温水の両方を混合して目標温度の湯水を給湯する構成であり、例えば、中温水に高温水を混合して目標温度より高めの湯水に調整し、その後、この中温水と高温水との混合水に水（低温水）を混ぜて目標温度の湯水に最終調整して給湯する必要があった。したがって、温度調整が２回である上、目標温度の湯水を生成するために必要な熱量以上の高温水を用いる場合があり、その分、中温水の消費量が少ないこととなる。
一方、本実施形態において、混合ユニット４は、給水元からの低温水、又は、貯湯タンク１の上部からの高温水のいずれか一方を、中間部からの中温水の温度に基づいて選択的に切替えて流出させる切替部４ｂと、貯湯タンク１の中間部からの中温水に、切替部４ｂから流出される低温水又は高温水を混合する混合部４ｃとを有して構成される。したがって、温度調整回数が１回でよい上、例えば、貯湯タンク１の中間部からの中温水に貯湯タンク１の上部からの高温水を混合させる場合であっても、１回の温度調整によって目標温度の湯水を生成するので必要な熱量以上の高温水を使用することがない。そのため、従来よりも中温水の使用量を増やすことができ、ＣＯＰをさらに向上することができる。
このようにして、温度調整の回数が少い上、ＣＯＰの更なる向上を図ることが可能な貯湯式給湯装置をすることができる。

また、本実施形態による貯湯式給湯装置１００によれば、中間出湯管１２は目標の給湯温度の湯水を混合する混合部４ｃに直接接続されているため、温度センサを中間出湯管１２と給湯管５との２箇所に設けるだけで、給湯メイン回路（つまり、中間出湯管１２、混合部４ｃ、給湯配管５に至る経路）における湯水の温度を、把握することができる。
そして、温度センサを中間出湯管１２と給湯管５との２箇所に設けて、混合部４ｃの２つの流入口のうち一方の温度（中温水の温度）を検知すると共に、混合部４ｃの流出側の温度を検知して、混合部４ｃにおける混合比率を適切に調整して目標の給湯温度の湯水を容易に生成することができる。

このように、本実施形態による貯湯式給湯装置１００は、温度センサを中間出湯管１２と給湯管５との２箇所に設けるだけであるにも関わらず、適切な温度調整が可能である。一方、従来の貯湯式給湯装置では、貯湯タンクの中間部からの中温水の温度検知用と、下流側の混合弁（最終混合弁）からの湯水の温度検知用の、２つの温度センサを設けるだけでは最終混合弁の２つの流入口にそれぞれ流入されるいずれの流体の温度も不明となり、温度センサを更に設ける必要がある。

また、本実施形態においては、中間出湯管１２は、熱交換ユニット３による熱交換後の湯水を貯湯タンク内に戻す熱交換戻り配管１１と同じ高さで貯湯タンク１の中間部に接続される構成とした。このように、中間出湯管１２を熱交換戻り配管１１と同じ高さに設けることで、追い焚きで生成されてしまう中温水をそのまま給湯用に取出すことが可能な構造を構築することができ、中温水を効率的に使用してその領域を効率的に減らすことができる。

また、混合ユニット４に含まれる２つの弁（４ｂ，４ｃ）のうち一方（４ｂ）は、開度の調整を必要としない単なる切替弁であるため、２つの開度調整弁を必要とした従来の貯湯式給湯装置と比べて、安価で簡易な構成の混合ユニットを構成することができる。

以上、好ましい実施形態を参照して本発明の内容を具体的に説明したが、本発明の基本的技術思想及び教示に基づいて、当業者であれば、さらに、種々の変形態様を採り得ることは自明である。

例えば、本実施形態において、切替部４ｂは、給水分岐管６ａと上部出湯管１０と流通管１３との合流点に配置される三方弁構造の切替弁から場合で説明したが、これに限らず、上部出湯管１０の途中と、給水分岐管６ａの途中とに、それぞれ、全開と全閉の二位置に開閉動作可能な一般的な二方弁を配置して構成してもよい。この場合、Ｔ１＞Ｔ２の場合、上部出湯管１０側の二方弁を全閉にし、給水分岐管６ａ側の二方弁を全開にし、Ｔ１＜Ｔ２の場合、上部出湯管１０側の二方弁を全開にし、給水分岐管６ａ側の二方弁を全閉にする。

なお、切替部４ｂは、単に経路を切替える切替弁であるものとして説明した。
ここで、例えば、台所の蛇口等が大開放される等により、所定の給湯流量を超えて使用される場合がある。このように、給湯の流量が多くなると、中温水に、低温水又は高温水を、それらの混合比率を調整して混ぜ、湯水を目標の温度Ｔ２に温度調整して給湯するという前述した給湯動作の制御（通常制御）では、温度調整が追従できない場合がある。このように、給湯流量が過剰に多い例外的な場合にも対応するためには、例えば、切替部４ｂとして、混合部４ｃと同様に２つの流体を混合可能でかつこの混合の比率（混合比率）を調整可能な混合弁を適用してもよい。この場合、通常制御においては、切替部４ｂは、切替弁として機能するように、上部出湯管１０と流通管１３との間の経路の開度を０％（全閉）又は１００％（全開）として、給水分岐管６ａと流通管１３との間の経路の開度を１００％（全開）又は０％（全閉）として、低温水又は高温水のいずれか一方が流出するように駆動制御される。一方、給湯流量が所定値を超える例外的な場合は、切替部４ｂは、混合弁として機能し、上部出湯管１０からの高温水と給水分岐管６ａからの低温水との混合比率を調整し、目標の設定温度Ｔ２に近い湯水（高温水＋低温水）を生成するように駆動制御される。そしてこの設定温度Ｔ２に近い湯水（高温水＋低温水）を混合部４ｃにおいて中温水と所定の混合比率で混合させることで、目標の給湯温度Ｔ２の湯水を生成する。
このように、大半の給湯時（通常制御時）には、中温水と、高温水又は低温水を用いて給湯し、給湯流量が所定値を超えた場合に限り、中温水と高温水と低温水とを用いて給湯する構成であるため、給湯動作全体としては、中温水の使用量を従来より増加させているため、ＣＯＰの向上を図ることができる。
つまり、混合ユニット４は、給水元からの低温水、又は、貯湯タンク１の上部からの高温水のいずれか一方を、中間部からの中温水の温度に基づいて選択的に切替えて流出させる切替部４ｂと、貯湯タンク１の中間部からの中温水に、切替部４ｂから流出される低温水又は高温水を混合する混合部４ｃとを有して構成されるものとして説明したが、これに限らず、貯湯タンク１の中間部からの湯水に対して、給水元からの水及び貯湯タンク１の上部からの湯水を混合する構成としてもよく、貯湯タンク１の中間部からの湯水に対して、給水元からの水及び貯湯タンク１の上部からの湯水の少なくとも一方からなる流体を混合する混合ユニットであって、前記混合を、中間部からの湯水の温度に基づいて一回の混合で行うものであればよい。これにより、ＣＯＰの向上を図るにあたって温度調整の回数が少ない貯湯式給湯装置１を提供することができる。

また、本実施形態において、混合部４ｃは、中間出湯管１２と流通管１３と給湯管５との合流点に配置される三方弁構造の混合弁からなる場合で説明したが、これに限らず、中間出湯管１２の途中に、上記中間出湯管１２と流通管１３と給湯管５との合流点側に流れる中温水の流量を調整する流量制御弁を配置すると共に、流通管１３の途中に、上記合流点側に流れる低温水又は高温水の流量を調整する流量制御弁を配置して構成してもよい。この場合、２つの流量調整弁をそれぞれ調整することで合流点における混合比を調整し、目標の給湯温度Ｔ２の湯水を生成する。

そして、本実施形態において、温度検知部４ａは、中間出湯管１２に設けた場合で説明したが、これに限らず、貯湯タンク１に設けられる前述した複数の湯水温度センサのうち貯留タンク１の中間部（タンク周壁の高さ方向略中間）に設けられる湯水温度センサを用いてもよい。

１ 貯湯タンク（タンク）
２ ヒートポンプユニット
３ 熱交換ユニット
４ 混合ユニット
４ｂ 切替部（切替弁）
４ｃ 混合部（混合弁）
６ 給水管
６ａ 給水分岐管
１０ 上部出湯管
１１ 熱交換戻り配管
１２ 中間出湯管
１３ 流通管
１００ 貯湯式給湯装置

Claims (6)

1. 給水元から水が給水されるタンクと、該タンクの下部から流出する水をヒートポンプ方式により加熱し前記タンクの上部から該タンク内に戻すヒートポンプユニットと、前記タンクの上部から流出する湯水を浴槽内の浴水と熱交換させ熱交換後の前記湯水を前記タンクの中間部を介して該タンク内に戻す熱交換ユニットとを備え、前記タンクに貯留される湯水を外部へ給湯する貯湯式給湯装置であって、
   前記タンクの中間部からの湯水に対して、前記給水元からの水及び前記タンクの上部からの湯水の少なくとも一方からなる流体を混合する混合ユニットであって、前記混合を、前記中間部からの湯水の温度に基づいて一回の混合で行う混合ユニットを含み、前記タンクに貯留される湯水を、前記混合ユニットを介して外部へ給湯する貯湯式給湯装置。
2. 前記混合ユニットは、前記給水元からの水、又は、前記タンクの上部からの湯水のいずれか一方を、前記中間部からの湯水の温度に基づいて選択的に切替えて流出させる切替部と、前記タンクの中間部からの湯水に、前記切替部から流出される前記水又は湯水を混合する混合部と、を有して構成される請求項１に記載の貯湯式給湯装置。
3. 前記タンクは、
   前記下部に、前記給水元からの水を該タンク内に給水する給水管が接続され、
   前記中間部に、該タンク内の湯水を出湯する中間出湯管が接続され、
   前記上部に、該タンク内の湯水を出湯する上部出湯管が接続される構成とし、
   前記切替部は、
   前記給水管から分岐する給水分岐管と前記上部出湯管との合流点に配置され、前記給水分岐管からの水、又は、前記上部出湯管からの湯水のいずれか一方を、前記中間出湯管からの湯水の温度に基づいて選択的に切替えて流出させる切替弁からなり、
   前記混合部は、
   前記切替弁から流出する前記水又は高温水を流通させる流通管と前記中間出湯管との合流点に配置され、前記中間出湯管からの湯水に、前記流通管を介して流出される前記水又は湯水を混合する混合弁からなる、請求項２に記載の貯湯式給湯装置。
4. 前記中間出湯管は、前記熱交換ユニットによる前記熱交換後の湯水を前記タンク内に戻す熱交換戻り配管と同じ高さで前記タンクに接続される、請求項３に記載の貯湯式給湯装置。
5. 前記混合ユニットは、前記中間部からの湯水の温度が給湯の設定温度より高い場合は、前記タンクの中間部からの湯水に前記給水元からの水を混合させ、前記中間部からの湯水の温度が給湯の設定温度より低い場合は、前記タンクの中間部からの湯水に前記上部出湯管からの湯水を混合させる、請求項１〜４のいずれか１つに記載の貯湯式給湯装置。
6. 前記混合ユニットは、前記タンクの中間部からの湯水に対して、前記給水元からの水及び前記タンクの上部からの湯水を混合する請求項１に記載の貯湯式給湯装置。