JP2004340450A - 貯湯式給湯装置およびサーモスタット - Google Patents

Abstract

【課題】低外気温時における貯湯式給湯装置の各機能部品、特に往復水路３２・３３の効率的な凍結防止時、および出湯・給湯時に貯湯槽９への冷水の回り込みを解消する。
【解決手段】経路切換手段８は、復水路３３内の水温が、第１所定温度より高い時には第１温水循環経路２３に切り替え、第２所定温度より低い時には第２温水循環経路２４に切り換える。
これにより、熱源器６の出口より流出した循環水は貯湯槽９を迂回して熱源器６に戻されることより、機能部品の凍結防止制御を貯湯槽９内の温水を使用することなく行なうことができる。すなわち、低外気温時における貯湯式給湯装置の各機能部品、特に往復水路３２・３３の効率的な凍結防止を行なうことができる。また、出湯・給湯時に貯湯槽９内の差圧によって温水循環回路４中の冷水が貯湯槽９の上部に入り込むことがなくなり、貯湯槽９内の貯湯温度が下がることを防止できる。
【選択図】 図２

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、熱源器で生成された温水を貯留すると共に、所定の給湯箇所に給湯するための貯湯槽を備えた貯湯式給湯装置およびサーモスタットに関し、特に熱源器および貯湯槽を環状に接続する往復配管等の機能部品の凍結防止を行なう貯湯式給湯装置およびサーモスタットに関するものでる。
【０００２】
【従来の技術】
従来、例えば特許文献１に示されているように、熱源器にて生成された温水を貯湯槽に循環供給する温水循環回路中に、貯湯槽をバイパスするバイパス配管を接続した貯湯式電気温水器が知られている。この貯湯式電気温水器は、バイパス配管の開閉を、バイパス配管の途中に設置した開閉弁によって行なうようにしている。
【０００３】
尚、温水循環回路は、貯湯槽内の温水を、第１接続管→往配管→熱源器→復配管→給湯管を経て貯湯槽に戻す温水循環経路である。そして、冬期等の低外気温時には、温水温度検知器の信号で給水ポンプ・電気ヒータ等の加熱源に通電し、開閉弁を開放して温水を循環させ、給水ポンプ・熱源器・往配管・バイパス配管・復配管の系内の温水を昇温させて、機能部品の凍結防止、つまり往配管や復配管等の配管凍結防止を行なっている。
【０００４】
【特許文献１】
特許第３１２７６２２号公報
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
ところが、従来の貯湯式電気温水器においては、低外気温時に、バイパス配管に設けられた開閉弁を開放し、給水ポンプを運転して温水の循環を行った際にも、貯湯槽の上部への配管経路が遮断されないため、貯湯槽上部および給湯管への循環水の回り込みや、貯湯槽の下部より第１接続管を通じての温水（冷水）の吸い出しが懸念される。
【０００６】
また、使用者が給水栓を開いて浴室の風呂または台所等の給湯箇所に出湯または給湯しようとすると、貯湯槽内の差圧によって温水循環回路中の冷えた温水（冷水）が回され、貯湯槽の上部へその冷水が入り込むことにより、貯湯槽内の温水温度が低下するという問題が生じる。
【０００７】
本発明は、上記従来技術の問題点に鑑みて成されたものであり、その目的は、低外気温時における貯湯式給湯装置の各機能部品、特に往配管や復配管等の配管の効率的な凍結防止時、および出湯または給湯時に貯湯槽への冷水の回り込みを解消することのできる貯湯式給湯装置およびサーモスタットを提供することにある。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
本発明は上記目的を達成するために、請求項１ないし請求項５に記載の技術的手段を採用する。すなわち、請求項１に記載の発明によれば、経路切換手段（８）は、熱源器（６）より流出する側の水路（３３）内の水温が第１所定温度より高い時には第１温水循環経路（２３）に切り替え、熱源器（６）より流出する側の水路（３３）内の水温が第２所定温度より低い時には第２温水循環経路（２４）に切り換えることを特徴とする。
【０００９】
これにより、熱源器（６）の出口より流出した循環水は貯湯槽（９）を迂回して熱源器（６）に戻されることより、機能部品の凍結防止制御を行なうことができる。すなわち、低外気温時における貯湯式給湯装置の各機能部品、特に往水路（３２）や復水路（３３）等の配管の効率的な凍結防止を行なうことができる。
【００１０】
また、出湯または給湯時に貯湯槽（９）内の差圧によって温水循環回路（４）中の冷水が貯湯槽（９）の上部に入り込むことがなくなるため、貯湯槽（９）内の貯湯温度が低くなることを防止できる。また、水−冷媒熱交換器６の運転開始時で沸き上げ温度が低い状態では、サーモスタット８は自動的に貯湯槽９を迂回する側に開いているため、貯湯槽９上部に低温の水が流入して、貯湯温度を下げてしまうことを防止でき、貯湯槽９内の貯湯温度低下を防止できる。
【００１１】
請求項２に記載の発明によれば、経路切換手段（８）は、水温を感知する感温部材（８３ｅ、８３ｆ、８７）によって変位する弁体（８３ａ、８３ｂ）を有し、この弁体（８３ａ、８３ｂ）によって第１温水循環経路（２３）と第２温水循環経路（２４）とを切り換えるサーモスタット（８）であることを特徴とする。
【００１２】
これにより、熱源器（６）より流出する側の水路（３３）内の水温によって第１温水循環経路（２３）と第２温水循環経路（２４）とが自動的に切り換わることとなり、温水循環経路内の水温を検知する水温センサ等の水温検知手段や、経路切換手段を駆動するサーボモータ等の駆動手段や、水温検知手段の入力により水温を監視しつつ所定条件で駆動手段を動かして経路切換手段を制御する制御装置等の制御手段が不要となり、貯湯式給湯装置を簡素なものとしてコストを抑えることができる。また、これらの水温検知手段・駆動手段・制御手段の不具合による機能不良が起こらないため、信頼性の高い貯湯式給湯装置とすることができる。
【００１３】
請求項３に記載の発明によれば、感温部材（８３ｅ）としてサーモワックス（８３ｅ）を用いた事を特徴とする。また、請求項４に記載の発明によれば、感温部材（８３ｆ）として不活性ガス（８３ｆ）を用いた事を特徴とする。また、請求項５に記載の発明によれば、感温部材（８７）としてバイメタル（８７）を用いた事を特徴とする。これらにより、簡素な構造で確実な作動を行なうサーモスタット（８）とすることができる。尚、上記各手段の括弧内の符号は、後述する実施形態に記載の具体的手段との対応関係を示す一例である。
【００１４】
【発明の実施の形態】
（第１実施形態）
以下、本発明の実施の形態について図面を用いて説明する。図１は、本発明の第１実施形態におけるヒートポンプ式給湯装置のシステム構成を示した模式図である。本実施形態のヒートポンプ式給湯装置は、本発明の貯湯式給湯装置に相当するもので、料金（ランニングコスト）の安い深夜電力（夜間電力）を使用して主に深夜に稼働される電気式給湯装置を構成するものである。
【００１５】
そして、温水を加熱する熱源ユニットとしてのヒートポンプユニット１と、このヒートポンプユニット１によって加熱された温水（水道水等の利用水）を貯留する貯湯槽９を含む貯湯槽ユニット２と、ヒートポンプユニット１および貯湯槽ユニット２に組み込まれた各機器を電気的に制御して、浴室または台所への給湯温度と風呂の自動湯張り（差し湯）等を自動コントロールする電子制御ユニット（運転制御手段）１０とを備えている。
【００１６】
ヒートポンプユニット１は、冷媒として臨界温度の低い二酸化炭素（ＣＯ_２）を使用するヒートポンプサイクル３、および貯湯槽９の下部から水を循環し、ヒートポンプサイクル３によって加熱後に貯湯槽９の上部に戻す温水循環回路（貯湯用温水循環回路）４と、温水循環回路４中に設置された給水ポンプ７とから構成されている。ヒートポンプサイクル３は、電動式のコンプレッサ５・水−冷媒熱交換器６・電気式膨張弁１１・空気熱交換器１２およびアキュームレータ１３を順次冷媒配管によって接続して構成されている。
【００１７】
コンプレッサ５は、内蔵する電動モータ（図示せず）によって回転駆動され、空気熱交換器１２より吸引した冷媒を臨界圧力以上の高圧に圧縮して吐出する電動式の冷媒圧縮機である。このコンプレッサ５は、色々な運転条件下において規定の能力が出るよう、電子制御ユニット１０により回転数が制御される。また、電気式膨張弁１１は、水−冷媒熱交換器６から流出する高圧の冷媒を減圧する装置で、電子制御ユニット１０によって弁開度が電気的に制御される。
【００１８】
そして、空気熱交換器１２は、電気式膨張弁１１で減圧された冷媒を空気熱交換器用の送風ファン１４によって送風される室外空気との熱交換によって蒸発気化させ、コンプレッサ５にガス冷媒を供給する。その送風ファン１４は、空気熱交換器１２の熱交換性能を確保するよう、電子制御ユニット１０によって回転数が制御される。
【００１９】
水−冷媒熱交換器６は、本発明の熱源器に相当するもので、コンプレッサ５の吐出口より吐出された高圧・高温の冷媒によって水を湯に昇温させる熱交換器である。水−冷媒熱交換器６中の冷媒側熱交換器２１は、コンプレッサ５の吐出口より吐出された高圧のガス冷媒と温水とを熱交換する冷媒流路管により構成されている。そして、水−冷媒熱交換器６は、冷媒側熱交換器２１の一端面に水側熱交換器２２の他端面が熱交換可能に密着するように配置された二層構造となっている。
【００２０】
その給湯用熱交換器２２は、冷媒側熱交換器２１の冷媒入口部から冷媒出口部に至る冷媒流路の全長で冷媒と温水との熱交換を行なうように構成されており、水側熱交換器２２の出口部から給湯温度（６５℃〜９０℃程度）相当の温水を取り出した時に、規定の熱交換性能を出せるように構成されている。
【００２１】
温水循環回路４は、水−冷媒熱交換器６中の水側熱交換器（熱源器）２２・サーモスタット８・貯湯槽９および給水ポンプ７を順次貯湯用配管により接続して構成された温水循環回路で、貯湯槽９を迂回させて循環水を循環させる凍結防止制御時に使用する凍結防止用配管としてのバイパス配管３５を備えている。
【００２２】
そして、温水循環回路４には、水側熱交換器２２の出口より流出した温水を、貯湯槽９を経て水側熱交換器２２に循環させる第１温水循環経路２３と、水側熱交換器２２の出口より流出した循環水を、貯湯槽９を迂回して水側熱交換器２２に循環させる第２温水循環経路２４と、貯湯槽９の下部から水道水等の利用水を給水するための給水配管２５と、貯湯槽９の上部から給湯箇所に所望の給湯温度の温水を給湯するための給湯配管２６とが設けられている。
【００２３】
給水ポンプ７は、後述するヒートポンプ給水配管３１と水側熱交換器２２の入口とを接続する往水路３２の途中に設置されており、内蔵する電動モータ（図示せず）によって回転駆動されて、沸き上げ運転時に、水側熱交換器２２内で加熱された温水を貯湯槽９に還流させるように作動するウォータポンプである。この給水ポンプ７は、水側熱交換器２２の出口側水温が、色々な運転条件下において決定される、所定の沸き上げ目標温度となるように、電子制御ユニット１０によって回転数が制御される。
【００２４】
給湯配管２６は、その途中に温度調整弁（図示せず）が設置されており、貯湯槽９内の温水を台所・洗面所や浴室等の給湯箇所へ給湯する給湯供給管である。その給湯配管２６の下流端には、台所・洗面台等に設置された蛇口や水栓等の給水栓（図示せず）、あるいは浴室に設置された蛇口や水栓等の給水栓（図示せず）が接続されている。
【００２５】
そして、温度調整弁は、給湯配管２６の途中に設けられて、貯湯槽９内の高温の温水と、図示しない給水配管からの低温の水道水との混合比率を調整して所望の給湯温度の温水に調整するものである。この温度調整弁は、上記の混合比率を調整する弁体をモータ等のアクチュエータにより駆動するようになっており、温水の温度を検出する温度センサ（サーミスタ）の検出温度により弁体位置を自動調整して、温水の温度が目標温度（目標出湯温度）に維持されるように構成されている。
【００２６】
第１温水循環経路２３は、給水ポンプ７を運転し且つ水側熱交換器２２への熱量供給を行なうことで貯湯槽９内に貯留する温水を所望の貯湯温度に昇温させる沸上げ運転時に、貯湯槽９内の水を、貯湯槽９の下部と第１分岐部２８とを接続するヒートポンプ給水配管３１→第１分岐部２８と水側熱交換器２２の入口とを接続する往水路（往復配管）３２→水側熱交換器２２→水側熱交換器２２の出口と第２分岐部２９とを接続する復水路（往復配管）３３→分岐部２９と貯湯槽９の上部とを接続する貯湯槽配管３４→貯湯槽９の順に循環させる経路である。
【００２７】
また、第２温水循環経路２４は、沸き上げ運転の停止時で、且つ機能部品の凍結防止制御時に、水側熱交換器２２内の循環水を、復水路３３→第２分岐部２９と第１分岐部２８とを連通するバイパス配管３５→第１分岐部２８と水側熱交換器２２の入口とを連通する往水路３２→水側熱交換器２２の順に循環させる経路である。
【００２８】
次に、本発明の要部の構成について説明する。図２〜４は本発明の第１実施形態におけるサーモスタット８の構造を示す断面図であり、図２は流入水温が高い場合の作動状況、図３は流入水温が上がっていく、もしくは下がっていく途中の作動状況、図４は流入水温が低い場合の作動状況を示す。また、図５は本発明の第１実施形態における感温部８２ｃの構造を示す断面図である。
【００２９】
サーモスタット８は、本発明の経路切替手段に相当するもので、復水路３３と貯湯槽配管３４との間の第２分岐部２９に設けられており、入口ポート８４が復水路３３に連通し、第１出口ポート８５が貯湯槽配管３４に連通し、第２出口ポート８６がバイパス配管３５に連通している。サーモスタット８の本体８１の内部には、復水路３３からの温水に晒されて、その温水の温度によって移動する弁本体８２を内蔵し、その弁本体８２の移動によって２つの出口ポート８５・８６への流通を選択的に開閉している。
【００３０】
弁本体８２の駆動は、図５に示すように、弁本体８２に組み込まれた感温部８２ｃの内部に充填された感温部材であるサーモワックス８２ｅにて作動棒８２ｄを押し出すことにより、反力にて弁本体８２が移動する。これにより、弁本体８２に付けられた弁体８２ａ・８２ｂも同時に移動して両出口ポート８５・８６への開口部の一方を開らいて他方を閉じる。更に、弁本体８２を元の位置に押し戻すように、弁戻り用ばね８３を有している。
【００３１】
以上の構造により、図４の流入水温が低い状態（例えば凍結防止運転時）では、感温部８２ｃ内部に封入されたサーモワックス８２ｅは収縮状態にあり、弁本体８２は弁戻り用ばね８３にて、第２出口ポート８６側（バイパス配管３５側）が開となるように押し込まれている。これにより、第１出口ポート８５側（貯湯槽配管３４側）は弁体８２ａにて閉じられ、循環水は全て第２出口ポート８６側（バイパス配管３５側）に流出し、貯湯槽９内に貯蔵された温水を使うことなく凍結防止運転が行われる。
【００３２】
また、図３の流入水温が上昇していく途中の状態（例えばヒートポンプユニット１の運転開始直後）では、感温部８２ｃ内部に封入されたサーモワックス８２ｅが膨張を始め、作動棒８２ｄを押し出していく。これにより、弁本体８２は弁戻り用ばね８３を押し戻し、第２出口ポート８６側（バイパス配管３５側）を閉じる方向に移動を始める。この際、弁体８２ａ・８２ｂにて、２つの出口ポート８５・８６への分岐の両方が閉じられる状況が発生すると、サイクルが閉塞して機能不良となるため、図３に示すように、一定の間、両方の出口ポート８５・８６が開口している状態を設ける。
【００３３】
また、図２の流入水温が高い状態（例えばヒートポンプユニット１の通常運転時）では、感温部８２ｃ内部に封入されたサーモワックス３ｅは膨張し、作動棒３ｄにより弁本体８２は第２出口ポート８６側（バイパス配管３５側）を閉じるように移動する。これにより、第２出口ポート８６側は弁体８２ｂにて閉じられ、循環水は全て第１出口ポート８５側（貯湯槽配管３４側）に流出し、貯湯槽９の上部に沸き上げた高温水を貯蔵してゆく。
【００３４】
以上のように、流入してくる水温のみにより、弁本体８２の位置は決定され、凍結防止運転、および通常の沸き上げ運転両方の状態において、自動的に循環経路を選択的に切り換えることが可能となっている。
【００３５】
貯湯槽９は、水側熱交換器２２で生成された高温の温水を一時的に貯留する貯湯タンクである。この貯湯槽９の下部には、水道水等を給水するための給水配管２５に接続する給水入口、および水側熱交換器２２に循環水を循環供給するヒ一トボンプ給水用出口が設けられている。また、貯湯槽９の上部には、水側熱交換器２２内で加熱された温水が流入する温水入口、および給湯配管２６に接続する温水出口が設けられている。
【００３６】
電子制御ユニット１０は、ＣＰＵ・ＲＯＭ・ＲＡＭ・Ｉ／Ｏポートの機能を有し、それ自体は周知の構造を持つマイクロコンピュータを内蔵している。尚、ヒートボンプユニット１の水−冷媒熱交換器６中の水側熱交換器２２に設置された循環水温度センサ（温度検出手段）４１、室外（例えば空気熱交換器１２の空気流れ方向の上流側）に設置された外気温度センサ（温度検出手段）４２等の各種センサからのセンサ信号は、図示しない入力回路によってＡ／Ｄ変換された後に、マイクロコンピュータに入力されるように構成されている。
【００３７】
そして、電子制御ユニット１０は、浴室の壁面および台所の壁面にそれぞれ設置された図示しない浴室リモートコントローラ（以下、浴室リモコンと呼ぶ）および図示しない台所リモートコントローラ（以下、台所リモコンと呼ぶ）や、循環水温度センサ４１、外気温度センサ４２等の各種センサからの信号に基づいて、ヒートポンプユニット１に装着されたコンプレッサ５、給水ポンプ７、電気式膨張弁１１およびファン１４を制御する。
【００３８】
ここで、浴室リモコンおよび台所リモコンには、少なくとも沸き上げ運転の開始および停止の条件を設定する沸上げ運転制御スイッチ（図示せず）、浴室内の風呂または台所や洗面所へ給湯する給湯温度を希望の温度に設定する給湯温度設定スイッチ（図示せず）、貯湯槽９内に貯湯する給湯温度を希望の温度に設定する貯湯温度設定スイッチ（図示せず）、給湯温度や貯湯温度等を表示する表示装置（図示せず）等が設けられている。
【００３９】
次に、本実施形態のヒートポンプ式給湯装置の作用を簡単に説明する。浴室の壁面または台所の壁面にそれぞれ設置された浴室リモコンまたは台所リモコンで設定された条件により、沸き上げ運転の開始が指示されると、ヒートポンプユニット１側では、電子制御ユニット１０の制御信号を受けてコンプレッサ５・電気式膨張弁１１・給水ポンプ７および送風ファン１４の運転が開始される。
【００４０】
すると、コンプレッサ５の作動によってヒートポンプサイクル３中を冷媒が循環する。コンプレッサ５により１２０℃程度まで加熱・圧縮された冷媒は、水−冷媒熱交換器６中の冷媒側熱交換器２１内に流入し、水側熱交換器２２内を還流する温水と熱交換した後に、電気式膨張弁１１にて膨張して低圧・低温となり、空気熱交換器１２にて大気より吸熱を行ないながら蒸発し、コンプレッサ５へ戻る。
【００４１】
この時、温水循環回路４においては、貯湯槽９の下部の温水が給水ポンプ７の作動により、水−冷媒熱交換器６中の水側熱交換器２２内に流入し、高圧・高温の冷媒との熱交換によって６５〜９０℃程度に昇温される。そして、水−冷媒熱交換器６中の水側熱交換器２２で生成された高温の温水は、復水路３３、貯湯槽配管３４を通じて貯湯槽９の上部に還流され貯湯される。
【００４２】
一方、機能部品の凍結防止制御、つまり往水路３２や復水路３３等の配管凍結防止制御は、循環水温度センサ４１または外気温度センサ４２で検出される循環水温度または外気温度が予め定められた所定値（例えば３〜４℃）以下となると開始される。この時、サーモスタット８は、温水循環回路４は復水路３３→バイパス配管３５の第２温水循環経路２４のままであり給水ポンプ７の運転によって循環水が貯湯槽９の上部へ回り込むことを防止している。
【００４３】
先ず、循環水温度センサ４１または外気温度センサ４２で検出される循環水温度または外気温度が予め定められた所定値（例えば３〜４℃）以下となった時点で、電子制御ユニット１０の制御信号にて給水ポンプ７は運転を開始する。これにより、往水路３２内の循環水は、水−冷媒熱交換器６中の水側熱交換器２２→復水路３３→バイパス配管３５→往水路３２を循環する。
【００４４】
ここで、給水ポンプ７の運転を開始してからコンプレッサ５の運転（水一冷媒熱交換器６中の水側熱交換器２２への熱量供給）を開始するまでの所定時間（例えば２〜５分間程度）の問は、循環水温度センサ４１により循環水の温度検出のみを行ない、所定時間が経過したところで、循環水温度が所定温度（例えば１〜２℃）以下であったら、電子制御ユニット１０はコンプレッサ５、電気式髪張弁１１へ制御信号を送り、コンプレッサ５の運転が開始されて水−冷媒熱交換器６中の水側熱交換器２２へ熱量の供給が開始される。
【００４５】
この時、水−冷媒熱交換器６では高圧・高温の冷媒と循環水との熱交換が行われ循環水温度は２０〜６０℃程度まで昇温して第２温水循環経路２４を循環水が循環することで、低外気温下でも機能部品の凍結防止、つまり往水路３２や復水路３３等の配管凍結防止が可能となる。循環水温度センサ４１で検出される循環水温度が所定温度（例えば４℃）以上になるか、あるいは所定時間（例えば２〜５分問程度）を経過したところで電子制御ユニット１０はコンプレッサ５、電気式膨張弁１１ヘ制御信号を送り、ヒートポンプサイクル３の運転（水−冷媒熱交換器６中の水側熱交換器２２への熱量供給）は停止する。
【００４６】
一方、給水ポンプ７の運転も、所定時間（例えば３Ｏ分問程度）を経過したところで電子制御ユニット１０より制御信号が送られて停止する。この後、所定時間（例えば３０分問程度）の間は、電気代等の経済性を向上させるために給水ポンプ７は稼働しないものとする。そして、循環水温度センサ４１または外気温度センサ４２で検出される循環水温度または外気温度が所定値（例えば４℃）以上となったら、凍結防止制御は終了する。
【００４７】
次に、本実施形態での特徴について述べる。まず、経路切換手段８は、水−冷媒熱交換器６より流出する側の水路３３内の水温が第１所定温度より高い時には第１温水循環経路２３に切り替え、水−冷媒熱交換器６より流出する側の水路３３内の水温が第２所定温度より低い時には第２温水循環経路２４に切り換えるようにしている。
【００４８】
これにより、水−冷媒熱交換器６の出口より流出した循環水は貯湯槽９を迂回して水−冷媒熱交換器６に戻されることより、沸き上げ運転の停止中に機能部品の凍結防止制御を行なうことができる。すなわち、低外気温時における貯湯式給湯装置の各機能部品、特に往水路３２や復水路３３等の配管の効率的な凍結防止を、貯湯槽９内の温水を使用することなく行なうことができる。また、出湯または給湯時に貯湯槽９内の差圧によって温水循環回路中の冷水が貯湯槽９の上部に入り込むことがなくなるため、貯湯槽９内の貯湯温度が低くなることを防止できる。また、水−冷媒熱交換器６の運転開始時で沸き上げ温度が低い状態では、サーモスタット８は自動的に貯湯槽９を迂回する側に開いているため、貯湯槽９上部に低温の水が流入して、貯湯温度を下げてしまうことを防止でき、貯湯槽９内の貯湯温度低下を防止できる。
【００４９】
また、経路切換手段８は、水温を感知する感温部材８３ｅ、８３ｆ、８７によって変位する弁体８３ａ・８３ｂを有し、この弁体８３ａ・８３ｂによって第１温水循環経路２３と第２温水循環経路２４とを切り換えるサーモスタット８である。
【００５０】
これにより、水−冷媒熱交換器６より流出する側の水路３３内の水温によって第１温水循環経路２３と第２温水循環経路２４とが自動的に切り換わることとなり、温水循環経路内の水温を検知する水温センサ等の水温検知手段や、経路切換手段を駆動するサーボモータ等の駆動手段や、水温検知手段の入力により水温を監視しつつ所定条件で駆動手段を動かして経路切換手段を制御する制御装置等の制御手段が不要となり、貯湯式給湯装置を簡素なものとしてコストを抑えることができる。
【００５１】
また、これらの水温検知手段・駆動手段・制御手段の不具合による機能不良が起こらないため、信頼性の高い貯湯式給湯装置とすることができる。また、感温部材８３ｅとしてサーモワックス８３ｅを用いている。これにより、簡素な構造で確実な作動を行なうサーモスタット８とすることができる。
【００５２】
（第２実施形態）
図６は、本発明の第２実施形態における感温部８２ｃの構造を示す断面図である。上述の第１実施形態に対し、感温部８２ｃ内の感温部材８２ｆを不活性ガス８２ｆとし、内部圧力によりピストン８２ｇを押し出すことで、作動棒３ｄを駆動し、弁戻り用ばね８３とのバランスにて弁本体８２の位置を決定するようにしたものである。これによっても、簡素な構造で確実な作動を行なうサーモスタット８とすることができる。
【００５３】
（第３実施形態）
図７は、本発明の第３実施形態におけるサーモスタット８の構造を示す断面図であり、流入水温が低い場合の作動状況を示す。前述の第１実施形態に対し、弁本体８２の駆動方法を、感温部材であるバイメタル８７の反転動作により行なうものである。これによっても、簡素な構造で確実な作動を行なうサーモスタット８とすることができる。また、バイメタル８７の反転変形温度を調整することで、弁本体８２による貯湯槽配管３４側とバイパス配管３５側との切り換えを、任意の温度にて瞬間的に循環経路の切り換えを行なうことが可能である。
【００５４】
（その他の実施形態）
上述の実施形態では、
本発明は、上記した実施形態に限定されるものではなく、
上述の実施形態では、熱源ユニットとして臨界温度の低い二酸化炭素（ＣＯ_２）を冷媒とするヒートポンプサイクル３を使用しているが、熱源ユニットとしてＲ２２を冷媒とするヒ一トポンプサイクルを使用しても良く、また、熱源器としてガスバーナ・石油バーナ・電気ヒータ等の熱源器を使用しても良い。また、上述の実施形態では感温部８２ｃ内の作動流体を、サーモワックス８２ｅや不活性ガス８２ｆとしたが、温度に対する圧力および体積変化が十分大きければ、液体、もしくは２相流体であっても良い。
【００５５】
また、図２〜４に示す実施例では、弁戻り用ばね８３によって押さえつけられる方の弁体８２ａを面シール構造とし、サーモワックス８２ｅによる作動棒の動きのバラツキを吸収するために、弁体８２ｂを円筒シール構造としているが、これらの弁構造に限定するものではなく、弁体８２ａを円筒シール構造、もしくはそれ以外のシール構造としたり、弁体８２ｂを面シール構造としたりしてもよい。その他弁体の構造は、上述の実施形態で説明しているように流路を選択的に切り換え可能とするものであれば、上述の構造によらないものであっても良い。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１実施形態におけるヒートポンプ式給湯装置のシステム構成を示した模式図である。
【図２】本発明の第１実施形態におけるサーモスタットの構造を示す断面図であり、流入水温が高い場合の作動状況を示す。
【図３】本発明の第１実施形態におけるサーモスタットの構造を示す断面図であり、流入水温が上がって行く途中の作動状況を示す。
【図４】本発明の第１実施形態におけるサーモスタットの構造を示す断面図であり、流入水温が低い場合の作動状況を示す。
【図５】本発明の第１実施形態における感温部の構造を示す断面図である。
【図６】本発明の第２実施形態における感温部の構造を示す断面図である。
【図７】本発明の第３実施形態におけるサーモスタットの構造を示す断面図であり、流入水温が低い場合の作動状況を示す。
【符号の説明】
６ 水−冷媒熱交換器（熱源器）
７ 給水ポンプ
８ サーモスタット（経路切換手段）
９ 貯湯槽
１０ 電子制御ユニット（運転制御手段）
２３ 第１温水循環経路
２４ 第２温水循環経路
３３ 復水路（熱源器より流出する側の水路）
４１ 循環水温度センサ（温度検出手段）
４２ 外気温度センサ（温度検出手段）
８２ａ 第１の弁（弁体）
８２ｂ 第２の弁（弁体）
８２ｅ サーモワックス（感温部材）
８２ｆ 不活性ガス（感温部材）
８７ バイメタル（感温部材）

Claims (5)

1. 熱量を供給する熱源器（６）と、
   この熱源器（６）で生成された温水を貯留すると共に、所定の給湯箇所に給湯するための貯湯槽（９）と、
   前記熱源器（６）で生成された温水を、前記貯湯槽（９）に循環供給する給水ポンプ（７）と、
   前記熱源器（６）より流出した温水を・前記貯湯槽（９）を経て再び前記熱源器（６）に戻すための第１温水循環経路（２３）と、
   前記熱源器（６）より流出した温水を、前記貯湯槽（９）を迂回して再び前記熱源器（６）に戻すための第２温水循環経路（２４）と、
   前記第１温水循環経路（２３）と前記第２温水循環経路（２４）とを切り換える経路切換手段（８）と、
   外気温度もしくは循環水温度を検出する温度検出手段（４１、４２）と、
   前記温度検出手段（４１、４２）によって検出される温度が所定値以下の時には、少なくとも前記給水ポンプ（７）の運転を開始する運転制御手段（１０）とを備えた貯湯式給湯装置において、
   前記経路切換手段（８）は、前記熱源器（６）より流出する側の水路（３３）内の水温が第１所定温度より高い時には前記第１温水循環経路（２３）に切り替え、前記熱源器（６）より流出する側の水路（３３）内の水温が第２所定温度より低い時には前記第２温水循環経路（２４）に切り換えることを特徴とする貯湯式給湯装置。
2. 前記経路切換手段（８）は、前記水温を感知する感温部材（８３ｅ、８３ｆ、８７）によって変位する弁体（８３ａ、８３ｂ）を有し、この弁体（８３ａ、８３ｂ）によって前記第１温水循環経路（２３）と前記第２温水循環経路（２４）とを切り換えるサーモスタット（８）であることを特徴とする請求項１に記載の貯湯式給湯装置。
3. 前記感温部材（８３ｅ）としてサーモワックス（８３ｅ）を用いた事を特徴とする請求項２に記載のサーモスタット。
4. 前記感温部材（８３ｆ）として不活性ガス（８３ｆ）を用いた事を特徴とする請求項２に記載のサーモスタット。
5. 前記感温部材（８７）としてバイメタル（８７）を用いた事を特徴とする請求項２に記載のサーモスタット。

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