JP5090019B2 - 貯湯式給湯機 - Google Patents

Description

本発明は、貯湯タンクから給湯を行う貯湯式給湯機に関する。

従来の給湯機としては、図６に示すようなものがある（例えば、特許文献１参照）。図６に示すように、貯湯式給湯機２００は、貯湯タンク１０２を有する貯湯タンクユニット１０１と、水を加熱する加熱手段としてのヒートポンプユニット１０３とを備えている。貯湯タンクユニット１０１は、配管により、蛇口やシャワーなどの給湯端末１０４および浴槽１０６に接続されている。貯湯タンク１０２とヒートポンプユニット１０３とは、ヒートポンプ入水管１１０およびヒートポンプ出湯管１１１で環状に接続されている。貯湯タンク１０２の底部の水は、ヒートポンプ入水管１１０を経由してヒートポンプユニット１０３の水熱交換器に送られ、高温の湯に加熱される。高温の湯は、ヒートポンプ出湯管１１１を経由して貯湯タンク１０２の上部に戻される。

貯湯タンク１０２の湯を給湯端末１０４で利用する場合、貯湯タンク１０２の上部に貯められた高温の湯は、出湯管１０８、中間水混合弁１１４および第１出湯管１１５を経由し、給湯混合弁１１６で給水配管１０９の水と混合され、所定の第１給湯温度に調節された後に給湯管１１７から給湯端末１０４に供給される。第１給湯温度は、給湯制御端末１０５に入力を行うことにより、ユーザーが所望の温度（通常は、最高６０℃）に設定することができる。

貯湯タンク１０２の湯を浴槽１０６への湯張りに利用する場合、貯湯タンク１０２の上部に貯められた高温の湯は、出湯管１０８、中間水混合弁１１４および第１出湯管１１５を経由し、風呂混合弁１１８で給水配管１０９の水と混合され、所定の風呂湯張り温度に調節された後に湯張り管１１９から浴槽１０６に供給される。風呂湯張り温度は、風呂制御端末１０７に入力を行うことにより、ユーザーが所望の温度（通常は、最高６０℃）に設定することができる。

さらに、貯湯式給湯機２００によれば、貯湯タンク１０２の湯を用いて浴槽１０６の水を加熱する風呂加熱運転（いわゆる追焚運転）が可能である。貯湯タンク１０２の上部に貯められた高温の湯は、１次側往き管１２３から風呂熱交換器１２９に送られ、１次側ポンプ１２５および１次側戻り管１２４を経由して貯湯タンク１０２の底部に戻される。浴槽１０６の水は、２次側往き管１２６から風呂熱交換器１２９に送られ、２次側ポンプ１２８および２次側戻り管１２７を経由して浴槽１０６に戻される。風呂熱交換器１２９において、貯湯タンク１０２の湯と浴槽１０６の水とが熱交換することにより、浴槽１０６の水が加熱される。追焚温度は、風呂制御端末１０７で設定することができる。

このように、図６に示す貯湯式給湯機２００は、貯湯タンク１０２の湯を給湯端末１０４と浴槽１０６に別々の温度で給湯できるだけでなく、貯湯タンク１０２の湯を利用した風呂加熱運転ができるという点で利便性が高い。
特開２００５−２７４１３２号公報

図６に示す１ユニットの貯湯式給湯機を複数世帯、例えば、二世帯住宅や集合住宅の複数世帯で共用できれば、設備コストを大幅に削減することが可能である。しかしながら、従来の貯湯式給湯機は、複数世帯での共用を想定したものではない。

上記事情に鑑み、本発明は、貯湯タンクの湯を給湯端末や浴槽のそれぞれに個別の設定温度で供給できるとともに、複数世帯が共用するのに適した貯湯式給湯機を提供することを目的とする。

すなわち、本発明は、
水を加熱する加熱装置と、
加熱装置で加熱した湯を貯える貯湯タンクと、
貯湯タンクの湯と給水とを第１給湯混合弁において混合し、所定の第１給湯温度に調節された湯を蛇口やシャワーなどの第１給湯端末に供給する第１給湯管路と、
第１給湯端末のユーザーが行う入力に基づき、第１給湯混合弁の制御に使用される第１給湯温度を設定する第１給湯温度設定手段と、
貯湯タンクの湯と給水とを第１風呂混合弁において混合し、所定の第１風呂給湯温度に調節された湯を第１浴槽に供給する第１風呂給湯管路と、
第１浴槽のユーザーが行う入力に基づき、第１風呂混合弁の制御に使用される第１風呂給湯温度を設定する第１風呂温度設定手段と、
貯湯タンクの湯と給水とを第２給湯混合弁において混合し、所定の第２給湯温度に調節された湯を蛇口やシャワーなどの第２給湯端末に供給する第２給湯管路と、
第２給湯端末のユーザーが行う入力に基づき、第２給湯混合弁の制御に使用される第２給湯温度を設定する第２給湯温度設定手段と、
貯湯タンクの湯と給水とを第２風呂混合弁において混合し、所定の第２風呂給湯温度に調節された湯を第２浴槽に供給する第２風呂給湯管路と、
第２浴槽のユーザーが行う入力に基づき、第２風呂混合弁の制御に使用される第２風呂給湯温度を設定する第２風呂温度設定手段と、
を備えた、貯湯式給湯機を提供する。

他の側面において、本発明は、
水を加熱する加熱装置と、
加熱装置で加熱した湯を貯える貯湯タンクと、
貯湯タンクの湯と給水とを第１給湯混合弁において混合し、所定の第１給湯温度に調節された湯を蛇口やシャワーなどの第１給湯端末に供給する第１給湯管路と、
第１給湯端末のユーザーが行う入力に基づき、第１給湯混合弁の制御に使用される第１給湯温度を設定する第１給湯温度設定手段と、
貯湯タンクの湯と給水とを風呂混合弁において混合し、所定の風呂給湯温度に調節された湯を浴槽に供給する風呂給湯管路と、
浴槽のユーザーが行う入力に基づき、風呂混合弁の制御に使用される風呂給湯温度を設定する風呂温度設定手段と、
貯湯タンクの湯と給水とを第２給湯混合弁において混合し、所定の第２給湯温度に調節された湯を蛇口やシャワーなどの第２給湯端末に供給する第２給湯管路と、
第２給湯端末のユーザーが行う入力に基づき、第２給湯混合弁の制御に使用される第２給湯温度を設定する第２給湯温度設定手段と、
を備えた、貯湯式給湯機を提供する。

上記本発明の貯湯式給湯機の前者は、貯湯タンクの湯をそれぞれ個別の給湯温度で利用できる、第１給湯管路、第１風呂給湯管路、第２給湯管路および第２風呂給湯管路を備えている。上記本発明の貯湯式給湯機の後者は、貯湯タンクの湯をそれぞれ個別の給湯温度で利用できる、第１給湯管路、第１風呂給湯管路および第２給湯管路を備えている。このように、個別の温度で給湯できる給湯管路の数が増加することにより、ユーザーの利便性が向上する。さらに、複数世帯で１ユニットの貯湯式給湯機を共用することが可能となり、貯湯式給湯機の設置スペースや設置コストを削減できる。

（第１実施形態）
以下、本発明の実施形態について、図面を参照しながら説明する。
図１は、本発明の第１実施形態にかかる貯湯式給湯機の構成図である。貯湯式給湯機１００Ａは、ヒートポンプユニット３、貯湯タンクユニット１Ａ、主制御器５０および制御端末８，９，１０，１１を備えている。複数の給湯端末４，５と複数の浴槽６，７のそれぞれに対し、個別の設定温度で湯を供給することが可能である。このような貯湯式給湯機１００Ａは、例えば、二世帯住宅に好適である。以下、「貯湯式給湯機」を「給湯機」と略記する。

給湯端末４，５は、第１給湯端末４と第２給湯端末５とを含む。第１給湯端末４は、例えば、蛇口４ａおよび／またはシャワー４ｂである。同様に、第２給湯端末５は、蛇口５ａおよび／またはシャワー５ｂである。

ヒートポンプユニット３は、水を加熱する加熱装置であり、冷媒を圧縮する圧縮機と、圧縮された冷媒を放熱させる放熱器と、放熱した冷媒を膨張させる膨張弁と、膨張した冷媒を蒸発させる蒸発器とを有する冷凍装置によって構成されている。放熱器において冷媒と水との熱交換が行われ、最高約９０℃の湯を沸かすことができる。ヒートポンプサイクル（冷凍サイクル）を利用して水を加熱する方式によれば、電気ヒータを用いて水を加熱する方式に比べ、高いエネルギー効率を達成することができる。

ヒートポンプユニット３の冷媒として、例えば、二酸化炭素を使用することができる。自然冷媒である二酸化炭素は、オゾン層破壊係数がゼロであり、地球温暖化係数も代替冷媒であるＨＦＣ−４０７Ｃの約１７００分の１と非常に小さいため、環境にも優しい。

貯湯タンクユニット１Ａは、ヒートポンプユニット３で加熱した湯を貯める貯湯タンク２と、ヒートポンプユニット３と貯湯タンク２とを環状に接続する貯湯管路５１と、貯湯タンク２の湯を所定の給湯温度に調節して給湯端末４，５や浴槽６，７に供給する複数の給湯管路５２，５３，５５，５６と、貯湯タンク２の湯を利用して浴槽６，７の水を加熱する複数の風呂加熱管路５４，５７と、貯湯タンク２の底部に水を補給するとともに湯温調節に使用する水を各給湯管路５２，５３，５５，５６に供給する給水管路１４とを備えている。

貯湯タンク２の内壁面には、高さ方向に沿って複数のタンク温度センサ４６が設けられている。タンク温度センサ４６により貯湯タンク２に貯められた湯の高さ方向の温度分布、言い換えれば、湯量を検出することができる。タンク温度センサ４６を用いて貯湯タンク２内の温度分布をモニタすることにより、適切な量の湯を貯湯タンク２に貯めることが可能となる。

貯湯タンク２の容量は特に限定されるものではないが、例えば、４５０リットル以上６００リットル以下であることが好ましい。このような容量であれば、１ユニットの給湯機１００Ａを二世帯で共用する場合において、余分な沸上運転や湯切れの発生を防止でき、高い運転効率が期待できる。また、貯湯タンク２の容量を上述の範囲に設定することと併せて、ヒートポンプユニット３の定格加熱能力を、例えば、５ｋＷ以上（好ましくは５．４ｋＷ以上）７ｋＷ以下に設定するとよい。

貯湯管路５１は、ヒートポンプ入水配管４３、ヒートポンプ出湯配管４５およびヒートポンプ循環ポンプ４４によって構成されている。ヒートポンプ入水配管４３は、一端が貯湯タンク２の底部、他端がヒートポンプユニット３に接続されている。ヒートポンプ出湯配管４５は、一端がヒートポンプユニット３、他端が貯湯タンク２の上部に接続されている。ヒートポンプ循環ポンプ４４が作動することに応じて、貯湯タンク２の底部の水は、ヒートポンプ入水配管４３を流通し、ヒートポンプユニット３に送られる。ヒートポンプユニット３で加熱された湯は、ヒートポンプ出湯配管４５を流通し、貯湯タンク２の上部に戻される。

給湯管路５２，５３，５５，５６は、貯湯タンク２の湯を第１給湯温度に調節して第１給湯端末４に供給する第１給湯管路５２と、貯湯タンク２の湯を第２給湯温度に調節して第２給湯端末５に供給する第２給湯管路５５と、貯湯タンク２の湯を第１風呂給湯温度に調節して第１浴槽６に供給する第１風呂給湯管路５３と、貯湯タンク２の湯を第２風呂給湯温度に調節して第２浴槽７に供給する第２風呂給湯管路５６とを含む。

第１給湯管路５２は、給湯用出湯配管１２、第１給湯混合弁１７および第１給湯配管２１によって構成されている。第１給湯配管２１は、一端が第１給湯端末４に接続され、他端が第１給湯混合弁１７に接続されている。給湯用出湯配管１２は、一端が貯湯タンク２の上部に接続されており、他端が第１給湯混合弁１７に接続されている。第１給湯混合弁１７は、第１給湯端末４と貯湯タンク２との間に配置されており、給湯用出湯配管１２を経由して貯湯タンク２から送られてくる湯と、給水管路１４（分岐給水配管１４ｂ）から送られてくる水とを所定割合で混合し、湯の温度調節を行う。第１給湯混合弁１７において温度調節された湯は、第１給湯配管２１を流通し、第１給湯端末４に供給される。第１給湯配管２１を流通する湯の温度を検出するために、サーミスタなどで構成される第１給湯温度センサ２３が第１給湯配管２１の内部に設けられている。

第２給湯管路５５は、給湯用出湯配管１２、第２給湯混合弁１８および第２給湯配管２２によって構成され、第１給湯管路５２と同一の構成および同一の機能を有している。第２給湯配管２２を流通する湯の温度を検出するために、第２給湯温度センサ２４が第２給湯配管２２の内部に設けられている。

なお、給湯用出湯配管１２は、貯湯タンク２に接続されている側とは反対側において二股に分岐した端部を有しており、分岐した端部の一方が第１給湯管路５２の第１給湯混合弁１７に接続され、他方が第２給湯管路５５の第２給湯混合弁１８に接続されている。つまり、給湯用出湯配管１２は、第１給湯管路５２および第２給湯管路５５のそれぞれの一部として共用されている。

第１風呂給湯管路５３は、風呂用出湯配管１３、第１風呂混合弁１９、第１風呂給湯電磁弁２７および第１風呂給湯配管２５によって構成されている。第１風呂給湯配管２５は、一端が第１風呂加熱管路５４を介して間接的に第１浴槽６に接続され、他端が第１風呂混合弁１９に接続されている。風呂用出湯配管１３は、一端が貯湯タンク２の上部に接続されており、他端が第１風呂混合弁１９に接続されている。第１風呂混合弁１９は、第１浴槽６と貯湯タンク２との間に配置されており、風呂用出湯配管１３を経由して貯湯タンク２から送られてくる湯と、給水管路１４（分岐給水配管１４ｂ）から送られてくる水とを所定割合で混合し、湯の温度調節を行う。第１風呂混合弁１９において温度調節された湯は、第１風呂給湯配管２５および第１風呂加熱管路５４を流通し、第１浴槽６に供給される。第１風呂給湯電磁弁２７は、第１浴槽６から貯湯タンク２への湯の逆流を防止する。第１風呂給湯配管２５を流通する湯の温度を検出するために、第１風呂給湯電磁弁２７と第１風呂混合弁１９との間における第１風呂給湯配管２５の内部に、第１風呂給湯温度センサ２９が設けられている。

第２風呂給湯管路５６は、風呂用出湯配管１３、第２風呂混合弁２０、第２風呂給湯電磁弁２８および第２風呂給湯配管２６によって構成され、第１給湯管路５２と同一の構成および同一の機能を有している。第２風呂給湯配管２６を流通する湯の温度を検出するために、第２風呂給湯電磁弁２８と第２風呂混合弁２０との間における第２風呂給湯配管２６の内部に、第２風呂給湯温度センサ３０が設けられている。

なお、風呂用出湯配管１３は、貯湯タンク２に接続されている側とは反対側において三ツ股に分岐した端部を有しており、分岐した端部の１つが第１風呂混合弁１９に接続され、他の１つが第２風呂混合弁２０に接続され、さらに他の１つが圧力逃がし弁１６に接続されている。つまり、風呂用出湯配管１３は、第１風呂給湯管路５３および第２風呂給湯管路５６のそれぞれの一部として共用されている。

風呂加熱管路５４，５７は、貯湯タンク２の湯を利用して第１浴槽６の水（または湯）を加熱する第１風呂加熱管路５４と、貯湯タンク２の湯を利用して第２浴槽７の水（または湯）を加熱する第２風呂加熱管路５７とを含む。

第１風呂加熱管路５４は、１次側配管３３、第１風呂追焚ポンプ３５、２次側配管４１、第１風呂循環ポンプ３７および第１風呂熱交換器３１によって構成されている。１次側配管３３は、一端が風呂用出湯配管１３に接続され、他端が貯湯タンク２の底部に接続されている。２次側配管４１は、両端が第１浴槽６に接続されている。貯湯タンク２、風呂用出湯配管１３、１次側配管３３および第１風呂熱交換器３１により環状の１次側管路が形成され、第１浴槽６、２次側配管４１および第１風呂熱交換器３１により環状の２次側管路が形成されている。第１風呂熱交換器３１は、例えば、二重管式熱交換器である。第１風呂熱交換器３１において、貯湯タンク２から送られてくる湯の流通方向と、第１浴槽６から送られてくる水（または湯）の流通方向とが逆向きになっている。

第１風呂追焚ポンプ３５を駆動することにより、貯湯タンク２の上部に貯められている湯が１次側配管３３を流通して第１風呂熱交換器３１に送られる。第１風呂循環ポンプ３７を駆動することにより、第１浴槽６の水（または湯）が２次側配管４１を流通して第１風呂熱交換器３１に送られる。第１風呂熱交換器３１において、第１浴槽６の水（または湯）と貯湯タンク２の湯が熱交換する。第１風呂熱交換器３１において第１浴槽６の水（または湯）と熱交換した貯湯タンク２の湯は、貯湯タンク２の底部に戻される。第１風呂熱交換器３１において貯湯タンク２の湯と熱交換した第１浴槽６の湯（または水）は、第１浴槽６に戻される。第１風呂循環ポンプ３７の入口部には、第１浴槽６の湯温を検出する第１風呂温度センサ３９が設けられている。

第２風呂加熱管路５７は、１次側配管３４、２次側配管４２、第２風呂追焚ポンプ３６、第２風呂循環ポンプ３８および第２風呂熱交換器３２によって構成され、第１風呂加熱管路５４と同一の構成および同一の機能を有している。第２風呂循環ポンプ３８の入口部には、第２浴槽７の湯温を検出する第２風呂温度センサ４０が設けられている。

本実施形態において、第１風呂加熱管路５４と第２風呂加熱管路５７とは、それぞれ個別に風呂熱交換器３１，３２を有しており、独立して機能させることが可能となっている。つまり、第１風呂熱交換器３１による第１浴槽６の水または湯の加熱と、第２風呂熱交換器３２による第２浴槽７の水または湯の加熱とを同時に行うことが可能であり、非常に利便性が高い。

主制御器５０は、マイクロコンピュータやＤＳＰ（digital signal processor）によって構成され、必要に応じて、各種温度センサ２３，２４，２９，３０，３９，４０，４６の検出信号を取得するとともに、検出信号に基づいて、ヒートポンプユニット３の制御、各種混合弁１７〜２０の制御、各種ポンプ３５〜３８，４４の制御を行う。

制御端末８〜１１は、第１給湯制御端末８、第２給湯制御端末９、第１風呂制御端末１０および第２風呂制御端末１１を含む。これらの制御端末８〜１１は、マイクロコンピュータ、ユーザーが各種設定を行うための入力部、および、湯の使用状況や湯の設定温度を表示するモニタ等によって構成され、主制御器５０と通信可能に接続されている。

第１給湯制御端末８は、第１給湯端末４がある家庭の台所や洗面所に設置される。第１給湯制御端末８を操作することにより、ユーザーは、第１給湯端末４に供給される湯の温度を所望の第１給湯温度（通常は最高６０℃）に設定することができる。すなわち、第１給湯制御端末８は、第１給湯端末４のユーザーが行う入力に基づき、第１給湯混合弁１７の制御に使用される第１給湯温度を設定する第１給湯温度設定手段として機能する。第１給湯制御端末８に入力および設定された第１給湯温度は、主制御器５０に通知される。主制御器５０は、第１給湯温度センサ２３の検出温度、言い換えれば、第１給湯端末４に供給される湯の温度を第１給湯温度に一致させるべく第１給湯混合弁１７の制御を行い、第１給湯混合弁１７における湯と給水との混合比率を調節する。

第２給湯制御端末９は、第１給湯制御端末８と同一の機能および同一の構成を有し、第２給湯端末５がある場所に設置される。第２給湯温度設定手段としての第２給湯制御端末９に入力および設定された第２給湯温度は、主制御器５０に通知される。主制御器５０は、第２給湯温度センサ２４の検出温度が第２給湯温度に一致するように第２給湯混合弁１８の制御を行い、第２給湯混合弁１８における湯と水の混合比率を調節する。

第１風呂制御端末１０は、第１浴槽６がある家庭の浴室に設置される。第１風呂制御端末１０を操作することにより、ユーザーは、第１浴槽６に供給される湯の温度を所望の第１風呂給湯温度（通常は３２℃〜４８℃程度）に設定することができ、第１浴槽６の湯（または水）の追焚温度を所望の第１風呂温度（通常は３２℃〜４８℃程度）に設定することができる。すなわち、第１風呂制御端末１０は、第１浴槽６のユーザーが行う入力に基づき、第１風呂混合弁１９の制御に使用される第１風呂給湯温度と、第１風呂加熱管路５４における熱交換の制御に使用される第１風呂温度とを設定する第１風呂温度設定手段として機能する。第１風呂制御端末１０に入力および設定された第１風呂給湯温度および第１風呂温度は、主制御器５０に通知される。主制御器５０は、第１風呂給湯温度センサ２９の検出温度、言い換えれば、第１浴槽６に供給される湯の温度を第１風呂給湯温度に一致させるべく第１風呂給湯混合弁１９の制御を行い、第１風呂給湯混合弁１９における湯と給水との混合比率を調節する。追焚運転開始後において、主制御器５０は、第１風呂温度センサ３９の検出温度、言い換えれば、第１浴槽６の湯の温度が第１風呂温度に達するまで、第１風呂追焚ポンプ３５および第１風呂循環ポンプ３７を駆動する。

第２風呂制御端末１１は、第１風呂制御端末１０と同一の機能および同一の構成を有し、第２浴槽７がある家庭の浴室に設置される。第２風呂温度設定手段としての第２風呂制御端末１１に入力および設定された第２風呂給湯温度および第２風呂温度は、主制御器５０に通知される。主制御器５０は、第２風呂給湯温度センサ３０の検出温度が第２風呂給湯温度に一致するように第２風呂給湯混合弁２０の制御を行い、第２風呂給湯混合弁２０における湯と給水との混合比率を調節する。追焚運転開始後において、主制御器５０は、第２風呂温度センサ４０の検出温度が第２風呂温度に達するまで、第２風呂追焚ポンプ３６および第２風呂循環ポンプ３８を駆動する。

給水管路１４は、主給水配管１４ａ、分岐給水配管１４ｂ、減圧弁１５および給水加圧ポンプ４６によって構成されている。主給水配管１４ａは、貯湯タンク２、減圧弁１５、給水加圧ポンプ４６および外部の水道管（図示省略）をこの順番で接続する配管である。分岐給水配管１４ｂは、一端が主給水配管１４ａに接続され、他端が各混合弁１７，１８，１９，２０に接続されている。分岐給水配管１４ｂにより、湯の温度調節に使用する水が給湯管路５２，５３，５５，５６に供給される。減圧弁１５は、貯湯タンク２から見て主給水配管１４ａと分岐給水配管１４ｂとの接続位置よりも水の流れ方向に関する上流側に配置されている。減圧弁１５の仕様により、各給湯管路５２，５３，５５，５６の給湯圧力が定まる。給水加圧ポンプ４６は、貯湯タンク２から見て減圧弁１５よりもさらに上流側に配置されており、例えば、給湯管路５２，５３，５５，５６の合計流量が所定値を超えた場合に作動するブースターである。

給湯端末４，５や浴槽６，７で同時に湯を使用すると、給湯端末４，５のユーザーが湯量不足を体感する程度まで給湯量が低下する可能性がある。給水加圧ポンプ４６を作動させることにより、給湯端末４，５に湯を供給するための給湯管路５２，５５の吐出圧力を高く維持することができ、給湯端末４，５に十分な量の湯を供給することが可能となる。給水加圧ポンプ４６を設ける場合、減圧弁１５の設定圧力を、例えば、７０ｋＰａ以上１７０ｋＰａ以下とすることが適切である。

給水加圧ポンプ４６を作動させるタイミングは特に限定されないが、給湯端末４，５に湯を供給するための給湯管路５２，５５の吐出圧力が所定圧力まで低下することに応じて、給水加圧ポンプ４６を作動させるとよい。一般に、シャワー４ｂ，５ｂへの給湯量が約８リットル／分を下回ると、ユーザーが湯量不足を感じ始める。したがって、このような給湯量を達成できないほど給湯管路５２，５５の吐出圧力が低下した場合に、給水加圧ポンプ４６を作動させることができる。給湯管路５２，５５の吐出圧力は、例えば、給湯配管２１，２２に圧力センサを設けることにより検出可能である。主制御部５０は、このような圧力センサの検出信号を定期的に、または必要に応じて取得する。取得した検出信号に基づいて、給湯配管２１，２２の吐出圧力を識別する。吐出圧力が所定圧力を下回ったら給水加圧ポンプ４６を始動する。

もちろん、給水加圧ポンプ４６が必須というわけではない。給水加圧ポンプ４６を設けない場合、例えば、減圧弁１５の設定圧力を１５０ｋＰａ以上３５０ｋＰａ以下（好ましくは２００ｋＰａ以上３００ｋＰａ以下）とすることにより、同時給湯が行われた場合であっても十分な給湯量を確保できるようになる。しかしながら、給水加圧ポンプ４６を使用することにより、給湯管路５２，５３，５５，５６の合計流量が大きく変動した場合の応答性が改善され、給湯端末４，５を使用中のユーザーの違和感を少なくすることが可能となる。

なお、本実施形態においては、給水加圧ポンプ４６を減圧弁１５よりも上流側に設け、給湯管路５２，５５の吐出圧力を上昇させる構成としているが、減圧弁１５よりも下流側、例えば主給水配管１４ａに給水加圧ポンプ４６を設けてもよい。さらに、第１給湯管路５２の第１給湯配管２１や第２給湯管路５５の第２給湯配管２２に給水加圧ポンプ４６を設け、各給湯管路５２，５５の吐出圧力を上昇させる構成としてもよい。さらには、上記構成を併用してもよい。

次に、給湯機１００Ａの動作について説明する。
第１給湯端末４を開放すると、第１給湯混合弁１７において貯湯タンク２の湯が分岐給水配管１４ｂの水と混合され、第１給湯温度で第１給湯端末４に供給される。第２給湯端末５を開放した場合は、貯湯タンク２の湯が第２給湯温度に調節され、第２給湯端末５に供給される。

第１風呂制御端末１０の湯張りスイッチをオンすると、第１風呂給湯電磁弁２７が開き、第１浴槽６への給湯が開始される。貯湯タンク２の湯は、第１風呂混合弁１９において分岐給水配管１４ｂの水と混合され、第１風呂給湯温度で第１浴槽６に供給される。第２風呂制御端末１１の湯張りスイッチをオンした場合には、第２風呂給湯電磁弁２８が開き、第２風呂給湯温度に調節された湯が第２浴槽７に供給される。

第１風呂制御端末１０の追焚スイッチをオンすると、第１風呂追焚ポンプ３５および第１風呂循環ポンプ３７が始動する、つまり第１風呂加熱運転が始まる。貯湯タンク２の上部に貯められた湯は、第１風呂追焚ポンプ３５の働きにより１次側配管３３を流通して第１風呂熱交換器３１に送られ、第１浴槽６の水と熱交換した後に貯湯タンク２の底部に戻される。一方、第１浴槽６の水（または湯）は、第１風呂循環ポンプ３７の働きにより２次側配管４１を流通して第１風呂熱交換器３１に送られ、貯湯タンク２の湯と熱交換して加熱された後に第１浴槽６に戻される。第１風呂温度センサ３９の検出温度が第１風呂温度に到達した場合に、第１風呂追焚ポンプ３５と第１風呂循環ポンプ３７とが停止し、第１風呂加熱運転が終了する。

第２風呂制御端末１１の追焚スイッチをオンすると、第２風呂加熱運転が始まる。第２浴槽７の湯は、貯湯タンク２の湯と熱交換を行うことにより加熱される。第２風呂温度センサ４０の検出温度が第２風呂温度に到達した場合に、第２風呂追焚ポンプ３６と第２風呂循環ポンプ３８とが停止し、第２風呂加熱運転が終了する。

以上のように、給湯機１００Ａでは、第１給湯温度、第２給湯温度、第１風呂給湯温度および第２風呂給湯温度をそれぞれ個別に設定できるため、ユーザーの利便性や快適性が高い。また、貯湯タンク２の湯を給湯端末４，５に供給するだけでなく、第１浴槽６および第２浴槽７の風呂加熱運転にも利用できる。

なお、給湯端末４，５および浴槽６，７は、一世帯に設置されていてもよいし、複数の世帯に設置されていてもよい。例えば、第１給湯端末４および第１浴槽６を一世帯に、第２給湯端末５および第２浴槽７を別の世帯に設置することが可能である。すなわち、複数の世帯で１ユニットの給湯機１００Ａを共用することにより、給湯機１００Ａの設置スペースや設置コストの削減が可能となり、施工性や経済性でのメリットが得られる。

ところで、１ユニットの給湯機１００Ａを二世帯で共用する場合、共用に起因する問題の顕在化が想定される。例えば、一方の世帯でシャワー４ａを使用している最中に、他方の世帯で浴槽７（第２浴槽７）に湯を張り始めると、その影響が使用中のシャワー４ａに現れ、ユーザーに不快感を与える可能性がある。給湯量の変動の問題が顕在化することを防ぐためには、給湯管路５２，５３，５５，５６および風呂加熱管路５４，５７の６本の管路のそれぞれが貯湯タンク２の上部から直接かつ個別に延びていることが好ましい。しかしながら、貯湯タンク２の上部のスペースには制限があり、このような多数の管路を貯湯タンク２の上部から個別に延ばすことは困難であるとともに、配管のロウ付け等の加工コストが嵩む問題もある。

そこで、本実施形態においては、以下のような構成を採用している。給湯機１００Ａは、貯湯タンク２の上部に接続された給湯用出湯配管１２と、給湯用出湯配管１２とは別に、貯湯タンク２の上部に接続された風呂用出湯配管１３とを備えており、給湯用出湯配管１２を第１給湯管路５２および第２給湯管路５５のそれぞれの一部として共用し、風呂用出湯配管１３を第１風呂給湯管路５３（１次側）、第１風呂加熱管路５４、第２風呂給湯管路５６および第２風呂加熱管路５７（１次側）のそれぞれの一部として共用している。すなわち、給湯端末４，５に湯を供給する２つの給湯管路５２，５５の始端を一本の配管１２にまとめ、浴槽６，７に湯を供給する給湯管路５３，５６の始端と、浴槽６，７の湯を追い焚きする風呂加熱管路５４，５７の１次側の始端を一本の配管１３にまとめている。圧力変動が大きいと問題になる給湯管路５２，５５と、多少の圧力変動があっても問題とならない風呂側の管路５３，５４，５６，５７との共用部分が存在しない。このようにすれば、給湯端末４，５の使用中に浴槽６，７の湯張りを開始しても、給湯端末４，５側に影響が及び難くなり、ひいてはユーザーの不快感を最小限に食い止めることが可能となる。

なお、本実施形態の給湯機１００Ａは、第２風呂給湯管路５６および第２風呂加熱管路５７を備えているが、第２風呂給湯管路５６のみを備えるものであってもよいし、第２風呂加熱管路５７のみを備えるものであってもよい。前者の場合、風呂用出湯配管１３は、第１風呂給湯管路５３、第１風呂加熱管路５４（１次側）および第２風呂給湯管路５６のそれぞれの一部として共用されうる。後者の場合、風呂用出湯配管１３は、第１風呂給湯管路５３、第１風呂加熱管路５４（１次側）および第２風呂加熱管路５７（１次側）のそれぞれの一部として共用されうる。また、風呂加熱管路５４，５７は省略が可能であり、このことについては他の実施形態も共通である。

（第２実施形態）
図２は、第２実施形態にかかる給湯機の構成図である。本実施形態の給湯機１００Ｂと、第１実施形態の給湯機１００Ａとの相違点は、貯湯タンク２の上部における配管の共用の仕方にある。

給湯機１００Ｂ（貯湯タンクユニット１Ｂ）は、貯湯タンク２の上部に接続された第１出湯配管６４と、第１出湯配管６４とは別に、貯湯タンク２の上部に接続された第２出湯配管６５とを備えている。第１出湯配管６４が第１給湯管路５２、第１風呂給湯管路５３および第１風呂加熱管路５４（１次側）のそれぞれの一部として共用されており、第２出湯配管６５が第２給湯管路５５、第２風呂給湯管路５６および第２風呂加熱管路５７（１次側）のそれぞれの一部として共用されている。

第１給湯管路５２、第１風呂給湯管路５３および第１風呂加熱管路５４が１つの世帯用、第２給湯管路５５、第２風呂給湯管路５６および第２風呂加熱管路５７が他の１つの世帯用という明確な用途分けがある場合、本実施形態のような共用の仕方が好適である。なぜなら、１つの世帯において、シャワー４ｂを浴びている最中に浴槽６への湯張りを開始するといった状況は起こりにくいし、蛇口４ａで湯を使用している最中に浴槽６への湯張りを開始する場合には、湯張りの開始をユーザーが事前に知ることができるからである。したがって、本実施形態のような構成によっても、ユーザーの不快感を最小限に食い止めることが可能である。

なお、本実施形態の給湯機１００Ｂも、第１実施形態で触れたように、第２風呂給湯管路５６および第２風呂加熱管路５７のいずれか一方のみを備えるものであってもよい。

（第３実施形態）
図３は、第３実施形態にかかる給湯機の構成図である。本実施形態の給湯機１００Ｃと、第１実施形態の給湯機１００Ａとの相違点は、貯湯タンク２の上部における配管の共用の仕方にある。

給湯機１００Ｃ（貯湯タンクユニット１Ｃ）は、貯湯タンク２の上部に接続された第１出湯配管６２と、第１出湯配管６２とは別に、貯湯タンク２の上部に接続された第２出湯配管６３と、第１および第２出湯配管６２，６３とは別に、貯湯タンク２の上部に接続された風呂用出湯配管１３とを備えている。第１出湯配管６２は、第１給湯管路５２に専用の配管であり、第２出湯配管６３は、第２給湯管路５５に専用の配管である。風呂用出湯配管１３については、第１実施形態で説明したように、第１風呂給湯管路５３、第１風呂加熱管路５４、第２風呂給湯管路５６および第２風呂加熱管路５７のそれぞれの一部として共用されている。このようにすれば、貯湯タンク２の上部に接続される配管の本数が増加するものの、給湯量の変動の影響が給湯端末４，５により一層及びにくくなるという利点がある。

（第４実施形態）
図４は、第４実施形態にかかる給湯機の構成図である。本実施形態の給湯機１００Ｄは、第１実施形態の給湯機１００Ａ（図１参照）から、第２浴槽７、第２風呂給湯管路５６および第２風呂加熱管路５７を省略したものである。このような給湯機１００Ｄは、風呂は１つであるが、台所は２つあるといった二世帯住宅に特に好適である。簡略化により、製品コストの低減を図りながら複数箇所からの個別温度給湯が可能なので、ユーザーの利便性は高い。

貯湯タンク２の上部における配管の共用の仕方に関して、本実施形態の給湯機１００Ｄは、第１実施形態の給湯機１００Ａと思想を共にする。すなわち、給湯機１００Ｄ（貯湯タンクユニット１Ｄ）は、貯湯タンク２の上部に接続された給湯用出湯配管１２と、給湯用出湯配管１２とは別に、貯湯タンク２の上部に接続された風呂用出湯配管１３とを備えている。給湯用出湯配管１２が第１給湯管路５２および第２給湯管路５５のそれぞれの一部として共用されており、風呂用出湯配管１３が風呂給湯管路５３および風呂加熱管路５４のそれぞれの一部として共用されている。このような構成により、第１実施形態で説明した利益を得ることができる。

（第５実施形態）
図５は、第５実施形態にかかる給湯機の構成図である。本実施形態の給湯機１００Ｅは、第２実施形態の給湯機１００Ｂ（図２参照）から、第２浴槽７、第２風呂給湯管路５６および第２風呂加熱管路５７を省略したものである。また、本実施形態の給湯機１００Ｅと、第４実施形態の給湯機１００Ｄ（図４参照）との相違点は、貯湯タンク２の上部における配管の共用の仕方にある。

給湯機１００Ｅ（貯湯タンクユニット１Ｅ）は、貯湯タンク２の上部に接続された第１出湯配管６４と、第１出湯配管６４とは別に、貯湯タンク２の上部に接続された第２出湯配管６５とを備えている。第１出湯配管６４が第１給湯管路５２、風呂給湯管路５３および風呂加熱管路５４のそれぞれの一部として共用されており、第２出湯配管６５が第２給湯管路５５の一部として用いられている。このような構成により、第２実施形態で説明した利益を得ることができる。

なお、第３実施形態（図３）で説明したように、第１給湯管路５２に専用の出湯配管を設けるようにしてもよい。すなわち、第１給湯管路５２に専用の出湯配管と、第２給湯管路５５に専用の出湯配管と、風呂給湯管路５３と風呂加熱管路５４に共用の出湯配管とを、貯湯タンク２の上部に接続することができる。

以上に説明した実施形態では、水の加熱装置として、二酸化炭素を冷媒とするヒートポンプユニット３を採用したが、代替フロンやアンモニアなどの他の冷媒を用いてもよい。ただし、二酸化炭素を用いると高効率で高温の湯を作ることが可能であるとともに、地球環境にも優しい。また、水の加熱装置として電気ヒータやガス燃焼機器を用いてもよい。

本発明の第１実施形態にかかる貯湯式給湯機の構成図 第２実施形態にかかる貯湯式給湯機の模式図 第３実施形態にかかる貯湯式給湯機の構成図 第４実施形態にかかる貯湯式給湯機の模式図 第５実施形態にかかる貯湯式給湯機の模式図 従来の貯湯式給湯機の構成図

符号の説明

１Ａ，１Ｂ，１Ｃ，１Ｄ，１Ｅ 貯湯タンクユニット
２ 貯湯タンク
３ ヒートポンプユニット
４ 第１給湯端末
５ 第２給湯端末
６ 第１浴槽
７ 第２浴槽
８ 第１給湯制御端末
９ 第２給湯制御端末
１０ 第１風呂制御端末
１１ 第２風呂制御端末
１２ 給湯用出湯配管
１３ 風呂用出湯配管
１４ 給水管路
１５ 減圧弁
１７ 第１給湯混合弁
１８ 第２給湯混合弁
１９ 第１風呂混合弁
２０ 第２風呂混合弁
３１ 第１風呂熱交換器
３２ 第２風呂熱交換器
４６ 給水加圧ポンプ
５２ 第１給湯管路
５３ 第１風呂給湯管路
５４ 第１風呂加熱管路
５５ 第２給湯管路
５６ 第２風呂給湯管路
５７ 第２風呂加熱管路
６２，６４ 第１出湯配管
６３，６５ 第２出湯配管
１００Ａ，１００Ｂ，１００Ｃ，１００Ｄ，１００Ｅ 貯湯式給湯機

Claims (4)

1. 水を加熱する加熱装置と、
   前記加熱装置で加熱した湯を貯える貯湯タンクと、
   前記貯湯タンクの湯と給水とを第１給湯混合弁において混合し、所定の第１給湯温度に調節された湯を蛇口やシャワーなどの第１給湯端末に供給する第１給湯管路と、
   前記第１給湯端末のユーザーが行う入力に基づき、前記第１給湯混合弁の制御に使用される前記第１給湯温度を設定する第１給湯温度設定手段と、
   前記貯湯タンクの湯と給水とを第１風呂混合弁において混合し、所定の第１風呂給湯温度に調節された湯を第１浴槽に供給する第１風呂給湯管路と、
   前記第１浴槽のユーザーが行う入力に基づき、前記第１風呂混合弁の制御に使用される前記第１風呂給湯温度を設定する第１風呂温度設定手段と、
   前記貯湯タンクの湯と給水とを第２給湯混合弁において混合し、所定の第２給湯温度に調節された湯を蛇口やシャワーなどの第２給湯端末に供給する第２給湯管路と、
   前記第２給湯端末のユーザーが行う入力に基づき、前記第２給湯混合弁の制御に使用される前記第２給湯温度を設定する第２給湯温度設定手段と、
   前記貯湯タンクの湯と給水とを第２風呂混合弁において混合し、所定の第２風呂給湯温度に調節された湯を第２浴槽に供給する第２風呂給湯管路と、
   前記第２浴槽のユーザーが行う入力に基づき、前記第２風呂混合弁の制御に使用される前記第２風呂給湯温度を設定する第２風呂温度設定手段と、
   前記貯湯タンクの上部に接続された第１出湯配管と、前記第１出湯配管とは別に、前記貯湯タンクの上部に接続された第２出湯配管と、を備え、
   前記第１出湯配管が前記第１給湯管路および前記第１風呂給湯管路のそれぞれの一部として共用され、
   前記第２出湯配管が前記第２給湯管路および前記第２風呂給湯管路のそれぞれの一部として共用されている、貯湯式給湯機。
2. 前記第１浴槽の水または湯を前記貯湯タンクの湯と熱交換させて所定の第１風呂温度に加熱する第１風呂加熱管路と、
   前記第２浴槽の水または湯を前記貯湯タンクの湯と熱交換させて所定の第２風呂温度に加熱する第２風呂加熱管路とをさらに備え、
   前記第１出湯配管が前記第１風呂加熱管路の一部として用いられ、
   前記第２出湯配管が前記第２風呂加熱管路の一部として用いられている、請求項１記載の貯湯式給湯機。
3. 前記第１風呂温度設定手段は、前記第１浴槽のユーザーが行う入力に基づき、前記第１風呂給湯温度と、前記第１風呂加熱管路における熱交換の制御に使用される前記第１風呂温度とを設定し、
   前記第２風呂温度設定手段は、前記第２浴槽のユーザーが行う入力に基づき、前記第２風呂給湯温度と、前記第２風呂加熱管路における熱交換の制御に使用される前記第２風呂温度とを設定する、請求項２記載の貯湯式給湯機。
4. 前記貯湯タンクの下部に水を補給する給水管路をさらに備え、
   前記給水管路は、前記各給湯管路の給湯圧力を定める減圧弁と、前記貯湯タンクから見て前記減圧弁よりも水の流れ方向に関する上流側および／または下流側に配置された給水加圧ポンプとを含む、請求項１ないし請求項３のいずれか１項に記載の貯湯式給湯機。
   

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