(57)【要約】【課題】井戸水などの地下水を給水源として用いた場合であっても水熱交換器の腐食および詰まりを抑制することができるヒートポンプ式給湯機を提供する。【解決手段】ヒートポンプ式給湯機１１は、水熱交換器２１を有し、冷媒配管を通じて冷媒が循環する冷媒回路１３と、水が貯留されるタンク１５、このタンク１５の水を水熱交換器２１に送る入水配管２７および水熱交換器２１により加熱された水をタンク１５に戻す出湯配管２９を有する貯湯回路１７と、給水源からタンク１５に水を給水する給水配管３７およびタンク１５に貯留された高温の水を給湯する給湯配管３５と、入水配管２７に設けられた減圧弁４７と、この減圧弁４７よりも下流側の入水配管２７に設けられ、入水配管２７から流入する水を一時的に貯留するとともに、この貯留された水を大気雰囲気中に開放可能な容器９１と、を備えている。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
水熱交換器（２１）を有し、冷媒配管を通じて冷媒が循環する冷媒回路（１３）と、
水が貯留されるタンク（１５）、このタンク（１５）の水を前記水熱交換器（２１）に送る入水配管（２７）および前記水熱交換器（２１）により加熱された水を前記タンク（１５）に戻す出湯配管（２９）を有する貯湯回路（１７）と、
給水源から前記タンク（１５）に水を給水する給水配管（３７）および前記タンク（１５）に貯留された高温の水を給湯する給湯配管（３５）と、
前記入水配管（２７）または前記給水配管（３７）に設けられた減圧手段（４７）と、
この減圧手段（４７）よりも下流側の前記入水配管（２７）または前記給水配管（３７）に設けられ、前記入水配管（２７）または前記給水配管（３７）から流入する水が、前記減圧手段（４７）により減圧された圧力以下の低圧雰囲気下で一時的に貯留される容器（９１）と、を備えたヒートポンプ式給湯機。
【請求項２】
前記容器（９１）よりも下流側の前記入水配管（２７）または前記給水配管（３７）に設けられ、前記容器（９１）において前記低圧雰囲気中に開放された水を前記タンク（１５）に送水可能なポンプ（３１，３４）をさらに備えている、請求項１に記載のヒートポンプ式給湯機。
【請求項３】
前記ポンプ（３１，３４）よりも下流側の前記入水配管（２７）または前記給水配管（３７）に設けられた逆止弁（３２）をさらに備えている、請求項２に記載のヒートポンプ式給湯機。
【請求項４】
前記容器（９１）は、内部を第１空間（９１ａ）と第２空間（９１ｂ）とに仕切る仕切り部材（９２）を有し、
前記第１空間（９１ａ）には前記入水配管（２７）または前記給水配管（３７）から水が流入し、
前記第２空間（９１ｂ）には前記第１空間（９１ａ）内の水が流れ込み、前記容器（９１）よりも下流側の前記入水配管（２７）または前記給水配管（３７）に前記第２空間（９１ｂ）内の水が排出される、請求項１〜３のいずれかに記載のヒートポンプ式給湯機。
【請求項５】
前記容器（９１）は、前記第１空間（９１ａ）内の水がこの第１空間（９１ａ）からオーバーフローして前記第２空間（９１ｂ）に流れ込む構造を有している、請求項４に記載のヒートポンプ式給湯機。
【請求項６】
前記容器（９１）よりも下流側の前記入水配管（２７）または前記給水配管（３７）に前記容器（９１）内の水を排出する排出口（２７ｄ，３７ｄ）が前記容器（９１）の下部に位置し、
前記入水配管（２７）または前記給水配管（３７）から前記水を前記容器（９１）に流入させる供給口（２７ｃ，３７ｃ）が前記排出口（２７ｄ，３７ｄ）よりも上方に位置している、請求項１〜３のいずれかに記載のヒートポンプ式給湯機。
【請求項７】
前記容器（９１）の底面または前記容器（９１）内の水の液面に前記水が前記供給口（２７ｃ，３７ｃ）から落下するように前記供給口（２７ｃ，３７ｃ）が配置されている、請求項６に記載のヒートポンプ式給湯機。
【請求項８】
前記容器（９１）は大気圧下に開放されている、請求項１〜７のいずれかに記載のヒートポンプ式給湯機。
【請求項９】
前記容器（９１）には水位を検知するセンサ（９３）が設けられており、
前記減圧手段（４７）が減圧弁であり、
前記センサ（９３）の検知結果に基づいて前記減圧弁（４７）の開度を調節するように制御する制御部（３３）をさらに備えている、請求項１〜８のいずれかに記載のヒートポンプ式給湯機。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ヒートポンプ式給湯機に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
一般に、ヒートポンプ式給湯機は、圧縮機、水熱交換器、膨張弁および空気熱交換器をこの順に配管で接続した冷媒回路と、水が貯留されるタンク、このタンクの水を水熱交換器に送る入水配管、および水熱交換器により加熱された水をタンクに戻す出湯配管を有する貯湯回路とを備えている。このヒートポンプ式給湯機では、タンクに貯留される水は、通常、水道水などを給水源としている。
【０００３】
ところで、水道水の硬度は地域によっては比較的高いところがあり、また、井戸水などの地下水の硬度は水道水と比べて高い場合が多い。仮に、上記のような硬度の高い水をタンクの給水源として用いると、カルシウム塩などのスケールが析出しやすくなる。特に、水熱交換器の出口側に多くのスケールが析出して詰まりなどの原因となることがある。
【０００４】
そこで、特許文献１には、カルシウムを除去して水の硬度を下げる軟水化ユニット、水の酸性度を上げてスケールの析出を抑制するｐＨ改善ユニット、カルシウムを含む結晶を微細化してこの結晶が水熱交換器内を流れやすくする結晶微細化ユニット、またはカルシウムを含む結晶核がタンク内に入る前に捕集除去するフィルタユニットを備えたヒートポンプ式給湯機が提案されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２００９−３０９５９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
特許文献１のヒートポンプ式給湯機では、スケールの析出を抑制する効果が得られ、水熱交換器において詰まりが生じるのを抑制できるものの、例えば井戸水などの地下水をタンクの給水源として用いると、水道水を用いる場合と比較して、水熱交換器の配管などが腐食しやすい。
【０００７】
そこで、本発明は、かかる点に鑑みてなされたものであり、その目的とするところは、井戸水などの地下水を給水源として用いた場合であっても水熱交換器の腐食および詰まりを抑制することができるヒートポンプ式給湯機を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
通常、水には二酸化炭素、酸素などの種々のガスが溶け込んでおり、特に井戸水などの地下水は、地中において高圧環境下にさらされたり、種々のガスが存在する雰囲気下にさらされることにより、二酸化炭素および酸素の他、塩素、硫化水素、二酸化硫黄などの溶存ガスの量が水道水よりも多い。しかも、井戸水などの地下水は一般に硬度が高い。スケールは、例えば炭酸カルシウム、水酸化マグネシウム、硫酸カルシウムなどの化合物である。
【０００９】
そこで、本発明のヒートポンプ式給湯機は、前記の目的を達成するため、給水源の水に溶け込んでいるガスを除去可能な容器（９１）を備えている。すなわち、このヒートポンプ式給湯機は、水熱交換器（２１）を有し、冷媒配管を通じて冷媒が循環する冷媒回路（１３）と、水が貯留されるタンク（１５）、このタンク（１５）の水を前記水熱交換器（２１）に送る入水配管（２７）および前記水熱交換器（２１）により加熱された水を前記タンク（１５）に戻す出湯配管（２９）を有する貯湯回路（１７）と、給水源から前記タンク（１５）に水を給水する給水配管（３７）および前記タンク（１５）に貯留された高温の水を給湯する給湯配管（３５）と、前記入水配管（２７）または前記給水配管（３７）に設けられた減圧手段（４７）と、この減圧手段（４７）よりも下流側の前記入水配管（２７）または前記給水配管（３７）に設けられ、前記入水配管（２７）または前記給水配管（３７）から流入する水が、前記減圧手段（４７）により減圧された圧力以下の低圧雰囲気下で一時的に貯留される容器（９１）と、を備えている。
【００１０】
この構成では、水が水熱交換器（２１）に送られる前に、入水配管（２７）または給水配管（３７）に設けられた容器（９１）において溶存ガスの一部を除去することができる。すなわち、本構成では、まず、入水配管（２７）または給水配管（３７）に設けられた減圧手段（４７）により減圧された水が容器（９１）に流入し、この容器（９１）において前記低圧雰囲気下で一時的に貯留される。この貯留中には水が前記低圧雰囲気にさらされているので、水に溶け込んでいる溶存ガスの一部を水から前記低圧雰囲気中に放出させることができる。これにより、例えば地下水、井戸水などのように溶存ガスが多く溶け込んだ水を給水源として用いた場合であっても、水熱交換器（２１）において炭酸塩、硫酸塩などの溶存ガス成分に起因するスケールの生成が抑制されるので、水熱交換器（２１）において詰まりが生じるのを抑制できる。しかも、酸素、塩素、硫化水素、二酸化硫黄などのガスは腐食性を有しているので、これらのガスの一部を除去することにより、水熱交換器（２１）の配管などが腐食するのを抑制できる。
【００１１】
また、本発明のヒートポンプ式給湯機は、前記容器（９１）よりも下流側の前記入水配管（２７）または前記給水配管（３７）に設けられ、前記容器（９１）において前記低圧雰囲気中に開放された水を前記タンク（１５）に送水可能なポンプ（３１，３４）をさらに備えている場合には、減圧手段（４７）で減圧された水を確実にタンク（１５）に送ることができる。
【００１２】
また、本発明のヒートポンプ式給湯機は、前記ポンプ（３１，３４）よりも下流側の前記入水配管（２７）または前記給水配管（３７）に設けられた逆止弁（３２）をさらに備えている場合には、水熱交換器（２１）またはタンク（１５）から水が容器（９１）側に逆流して容器（９１）から水が溢れ出すのを防止できる。
【００１３】
前記容器（９１）は、内部を第１空間（９１ａ）と第２空間（９１ｂ）とに仕切る仕切り部材（９２）を有し、前記第１空間（９１ａ）には前記入水配管（２７）または前記給水配管（３７）から水が流入し、前記第２空間（９１ｂ）には前記第１空間（９１ａ）内の水が流れ込み、前記容器（９１）よりも下流側の前記入水配管（２７）または前記給水配管（３７）に前記第２空間（９１ｂ）内の水が排出される構造であるのが好ましい。
【００１４】
この構成では、第１空間（９１ａ）内の水が第２空間（９１ｂ）に流れ込む容器構造であるので、容器（９１）内に流入した水がそのまま容器（９１）から流出することを防止することができる。したがって、水が容器（９１）内に滞留する時間が長くなり、この水が前記低圧雰囲気中にさらされる時間を長くすることができる。これにより、溶存ガスの一部を水から除去する効果が高まるので、水熱交換器（２１）におけるスケールの生成および腐食をさらに抑制できる。
【００１５】
前記容器（９１）は、前記第１空間（９１ａ）内の水がこの第１空間（９１ａ）からオーバーフローして前記第２空間（９１ｂ）に流れ込む構造を有しているのが好ましい。
【００１６】
この構成では、水がこの第１空間（９１ａ）からオーバーフローするときに水が流動しながら低圧雰囲気中にさらされるので、溶存ガスが水から低圧雰囲気中に放出されるのをより促進することができる。
【００１７】
また、本発明のヒートポンプ式給湯機は、前記容器（９１）よりも下流側の前記入水配管（２７）または前記給水配管（３７）に前記容器（９１）内の水を排出する排出口（２７ｄ，３７ｄ）が前記容器（９１）の下部に位置し、前記入水配管（２７）または前記給水配管（３７）から前記水を前記容器（９１）に流入させる供給口（２７ｃ，３７ｃ）が前記排出口（２７ｄ，３７ｄ）よりも上方に位置している構造であってもよい。
【００１８】
この構成では、水が容器（９１）の上部から容器（９１）内に流入し、容器（９１）の下部から排出される容器構造であるので、供給口（２７ｃ，３７ｃ）と排出口（２７ｄ，３７ｄ）とを遠ざけることが可能となり、水が容器（９１）内に滞留する時間を長くすることができる。これにより、溶存ガスの一部が効果的に除去された水を水熱交換器（２１）に送ることができるので、水熱交換器（２１）においてスケールが生成するのをさらに抑制できる。
【００１９】
また、前記容器（９１）の底面または前記容器（９１）内の水の液面に前記水が前記供給口（２７ｃ，３７ｃ）から落下するように前記供給口（２７ｃ，３７ｃ）が配置されているのが好ましい。
【００２０】
この構成では、容器（９１）の底面または容器（９１）内の水の液面に水が落下するときの衝撃による撹拌効果が得られるので、溶存ガスが水から放出されるのをさらに促進することができる。
【００２１】
容器（９１）に貯留された水を前記低圧雰囲気中に開放する手段として、例えば前記容器（９１）を大気圧下に開放する構造とする場合には、装置構造を簡略化できる。
【００２２】
また、本発明のヒートポンプ式給湯機は、前記容器（９１）に水位を検知するセンサ（９３）が設けられており、前記減圧手段（４７）が減圧弁であり、前記センサ（９３）の検知結果に基づいて前記減圧弁の開度を調節するように制御する制御部（３３）をさらに備えているのが好ましい。
【００２３】
この構成では、容器（９１）に設けられた水位検知センサ（９３）の検知結果に基づいて減圧弁の開度を調節するので、容器（９１）内に水が過剰に供給されて水が溢れ出すのを防止できるとともに、容器（９１）内の水が不足するのを防止できる。
【発明の効果】
【００２４】
以上説明したように、本発明によれば、例えば井戸水などの地下水のように溶存ガスの量が多い水を給水源として用いた場合であっても、水熱交換器において腐食および詰まりが生じるのを抑制することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２５】
【図１】本発明の第１実施形態のヒートポンプ式給湯機を示す構成図であり、給水源として井戸水を用いた場合を示している。
【図２】第１実施形態のヒートポンプ式給湯機を示す構成図であり、給水源として水道水を用いた場合を示している。
【図３】本発明の第２実施形態のヒートポンプ式給湯機を示す構成図である。
【図４】本発明の第３実施形態のヒートポンプ式給湯機を示す構成図である。
【図５】本発明の第４実施形態のヒートポンプ式給湯機を示す構成図である。
【図６】容器の変形例を示す断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００２６】
以下、本発明の実施形態について図面を参照しながら詳細に説明する。
【００２７】
＜第１実施形態＞
図１に示すように、第１実施形態のヒートポンプ式給湯機１１は、冷媒が循環する冷媒回路１３と、この冷媒回路１３の冷媒と熱交換して低温の水を沸き上げ、タンク１５に高温の水を貯留する貯湯回路１７とを備えている。
【００２８】
冷媒回路１３は、圧縮機１９と、水熱交換器２１と、電動膨張弁２３と、空気熱交換器２５と、これらを接続する配管とを有している。本実施形態では、冷媒回路１３を循環する冷媒として二酸化炭素を用いている。この二酸化炭素は圧縮機１９により臨界圧力以上に圧縮される。冷媒は、水熱交換器２１において貯湯回路１７を循環する水と熱交換してこの水を加熱し、空気熱交換器２５において外気と熱交換して外気から熱を吸収する。
【００２９】
貯湯回路１７は、水が貯留されるタンク１５と、このタンク１５の水を水熱交換器２１に送る入水配管２７と、水熱交換器２１と熱交換して加熱された水をタンク１５に戻す出湯配管２９とを有している。
【００３０】
給湯機１１は、入水配管２７を流れる水からこの水に溶け込んでいるガスを分離可能な容器９１を備えている。この容器９１は、例えば略直方体の形状を有しており、上部が開口している。言い換えると、容器９１は、略矩形状の底板とこの底板の周縁部から立設された略矩形状の４つの側板とを有している。この容器９１は大気圧雰囲気中に配置されており、上部が開口していることにより容器９１の内部は大気圧下に開放されている。この容器９１は、入水配管２７を構成する上流側入水配管２７ａと下流側入水配管２７ｂとの間に設けられている。
【００３１】
容器９１は、内部の空間を仕切る板状の仕切り部材９２を有している。この仕切り部材９２は、略矩形状をなし、前記側板に沿って容器９１の底板から上方に立設されている。この仕切り部材９２により、容器９１の内部は第１空間９１ａと第２空間９１ｂとに分割されている。上流側入水配管２７ａは、容器９１の底板に設けられた図略の第１貫通口に接続されており、この第１貫通口を通じて第１空間９１ａと連通している。下流側入水配管２７ｂは、容器９１の底板に設けられた図略の第２貫通口に接続されており、この第２貫通口を通じて第２空間９１ｂと連通している。仕切り部材９２の高さは、容器９１の各側板よりも低くなるように調整されている。
【００３２】
第２空間９１ｂ内には、第２空間９１ｂの水位を検知する水位センサ９３が設けられている。本実施形態において用いることができる水位センサ９３は、第２空間９１ｂにおいて予め設定された高さの上限水位を検知できるものであればよく、特に限定されるものではない。具体的には、水位センサ９３としては、例えばフロート式の水位センサなどが挙げられる。水位センサ９３の設置高さは、この水位センサ９３により検知される上限位置が仕切り部材９２の上端よりも低い位置となるように調整されるのがよい。これにより、第１空間９１ａ内の水が第２空間９１ｂに流れ込むときに、後述するように水がオーバーフローして効果的に撹拌される。
【００３３】
容器９１よりも上流側に位置する入水配管２７、すなわち上流側入水配管２７ａには減圧弁４７が設けられている。この減圧弁４７は、容器９１に流入する水の水圧を所定の大きさまで減圧する。本実施形態では、大気圧下に開放された容器９１に上流側入水配管２７ａを通じて水が供給されるので、供給される水の水圧は、減圧弁４７により大気圧と同程度に調整されるのがよい。また、供給される水の水圧は、水が上流側入水配管２７ａを第１空間９１ａに向かって円滑に流れ、かつ、第１空間９１ａに水が過度に勢いよく流入して第１空間９１ａから水が溢れ出ることのない程度に、大気圧よりも少し大きい圧力に調整されてもよい。
【００３４】
容器９１よりも下流側に位置する入水配管２７、すなわち下流側入水配管２７ｂにはポンプ３１が設けられている。このポンプ３１は、減圧弁４７により減圧された入水配管２７内の水を加圧して水熱交換器２１および出湯配管２９を通じてタンク１５に送水する。また、ポンプ３１よりも下流側の下流側入水配管２７ｂには逆止弁３２が設けられている。この逆止弁３２は下流側入水配管２７ｂにおいて水が逆流するのを防止する。
【００３５】
図１に示すように、タンク１５の上部には、タンク１５内に貯留された高温の水を取り出して浴槽などへ給湯するための給湯配管３５が接続されている。また、タンク１５の底部には、給水源からタンク１５内に低温の水を給水するための給水配管３７が接続されている。
【００３６】
タンク１５へ水を給水する給水源としては、例えば水道水や、井戸水などの地下水を利用することができる。井戸水を給水源として用いる場合には、図１に示すように、例えば井戸７１内の水中に配置された水中ポンプ７２を駆動して配管７５を通じて井戸水を地上に吸い上げる。水中ポンプ７２は運転ユニット７３により制御される。配管７５の下流側の端部には給水栓７４が取り付けられている。この給水栓７４に給水配管３７の上流側の端部が接続されている。
【００３７】
また、水道水を給水源として用いる場合には、図２に示すように、給水配管３７の上流側の端部が止水栓６１を介して水道配管８１に接続される。給水配管３７には減圧逆止弁６３が設けられている。水道配管８１内の水圧は例えば２００ｋＰａ〜５００ｋＰａ程度であるが、給水配管３７内の水圧は減圧逆止弁６３により例えば２００ｋＰａ程度にまで減圧される。この減圧された水がタンク１５内に供給される。減圧逆止弁６３は、水の逆流を防止する役割も果たす。
【００３８】
給湯機１１は、マイクロコンピュータ、入出力回路などからなる制御部３３と、各種設定値、温度データなどを記憶するメモリーとを備えている。制御部３３は、タンク１５、水熱交換器２１、配管などに設けられた図略の温度センサにより測定された温度データなどに基づいて冷媒回路１３および貯湯回路１７を制御する。
【００３９】
次に、第１実施形態の給湯機１１の動作について説明する。タンク１５内の水を沸上げる沸上げ運転では、制御部３３は、冷媒回路１３の圧縮機１９を駆動させ、電動膨張弁２３の開度を調節するとともに、貯湯回路１７のポンプ３１を駆動させる。これにより、図１に示すように、タンク１５の底部に設けられた出水口からタンク１５内の低温の水が入水配管２７を通じて水熱交換器２１に送られ、水熱交換器２１において加熱される。加熱された高温の水は出湯配管２９を通じてタンク１５の上部に設けられた入水口からタンク１５内に戻される。これにより、タンク１５内には、その上部から順に高温の水が貯湯されていく。
【００４０】
この沸上げ運転において、タンク１５の水が水熱交換器２１に送られる前に、この水に溶け込んでいる溶存ガスの一部が以下のようにして除去される。
【００４１】
本実施形態の給湯機１１では、制御部３３は、減圧弁４７の開度を水位センサ９３の検知結果と連動させるように制御する。すなわち、制御部３３は、第２空間９１ｂ内の水位が水位センサ９３の検知する前記上限水位よりも低いときには、減圧弁４７を開いてタンク１５内の水を容器９１に送るように制御する。このとき、この水の水圧は、減圧弁４７により前記所定の大きさまで減圧される。一方、制御部３３は、第２空間９１ｂ内の水位が水位センサ９３の検知する前記上限水位に達したときには、減圧弁４７を閉じて（全閉して）タンク１５内の水を容器９１に送らないように制御する。
【００４２】
タンク１５の下部から排出され、上流側入水配管２７ａを通じて容器９１の第１空間９１ａに流入した水は、第１空間９１ａ内に順次貯留されていく。そして、第１空間９１ａ内の水位が仕切り部材９２の高さを超えると、第１空間９１ａ内の水がオーバーフローして第２空間９１ｂに流れ込む。言い換えると、第１空間９１ａ内の水が仕切り部材９２の上端を乗り越えて第２空間９１ｂに流れ込む。第２空間９１ｂに流れ込んだ水は第２空間９１ｂ内に順次貯留されていく。そして、上記したように第２空間９１ｂ内の水位が前記上限水位に達したことを水位センサ９３が検知すると、制御部３３は、減圧弁４７を閉じてタンク１５から容器９１への水の供給を停止するように制御する。
【００４３】
容器９１において大気圧下に開放されることによって溶存ガスの一部が除去された水は、ポンプ３１により第２空間９１ｂから下流側入水配管２７ｂに流入し、水熱交換器２１に送られる。第２空間９１ｂ内の水が前記上限水位未満になったことを水位センサ９３が検知すると、制御部３３は、減圧弁４７を開いてタンク１５から容器９１への水の供給を再開するように制御する。水熱交換器２１に送られた水は冷媒と熱交換して加熱される。加熱された高温の水は、水熱交換器２１から出湯配管２９に排出されてタンク１５に戻される。
【００４４】
溶存ガスが除去される過程についてより具体的に説明すると次のようになる。井戸水などの地下水は、地中において高圧で、種々のガスが存在する雰囲気下にさらされることにより、二酸化炭素および酸素の他、塩素、硫化水素、二酸化硫黄などの溶存ガスの量が水道水よりも多い。この地下水が本実施形態のように大気圧雰囲気にさらされることにより、この水に溶け込んでいるガスの一部が効果的に除去される。容器９１に流入する前の水に溶け込んでいるガスは、水と水和した状態、イオン化した状態などの種々の状態で水中において存在し、これらは化学平衡の状態に達している。この水が容器９１に流入し、前記のようにこの水に溶け込んでいるガスの一部が大気圧雰囲気中に放出されると、容器９１内の水中ではその変化を打ち消す方向に平衡が移動する。すなわち、水中において水和した状態、イオン化した状態などのガス由来の化合物の一部がガスとなって水から除去されやすくなる方向に平衡が移動する。したがって、水に溶け込んでいるガスは容器９１において大気圧下に開放されることにより効率的に除去される。
【００４５】
以上説明したように、前記実施形態では、入水配管２７に設けられた減圧弁４７により減圧された水が容器９１に流入し、この容器９１において大気圧下に開放された状態で一時的に貯留される。この貯留中には水が大気圧下に開放されているので、水に溶け込んでいる溶存ガスの一部を水から大気圧雰囲気中に放出させることができる。これにより、水熱交換器２１において溶存ガス成分に起因するスケールの生成が抑制されるので、水熱交換器２１において詰まりが生じるのを抑制できる。しかも、酸素、塩素、硫化水素、二酸化硫黄などの腐食性を有するガスの一部を除去することにより、水熱交換器２１の配管などが腐食するのを抑制できる。
【００４６】
また、前記実施形態では、下流側入水配管２７ｂに設けられ、容器９１において大気圧下に開放された水をタンク１５に送水可能なポンプ３１をさらに備えているので、減圧弁４７で減圧された水を確実にタンク１５に送ることができる。
【００４７】
また、前記実施形態では、ポンプ３１よりも下流側の下流側入水配管２７ｂに設けられた逆止弁をさらに備えているので、水熱交換器２１から水が逆流して容器９１から水が溢れ出すのを防止できる。
【００４８】
また、前記実施形態では、容器９１はその内部空間を仕切る仕切り部材９２を有している。この仕切り部材９２により、容器９１の内部は、上流側入水配管２７ａから水が流入する第１空間９１ａと、この第１空間９１ａ内の水が流れ込み、容器９１よりも下流側の下流側入水配管２７ｂに内部の水を排出可能な第２空間９１ｂとに分割されている。したがって、水が容器９１内に滞留する時間を長くして大気圧下にさらされる時間を長くすることができる。これにより、溶存ガスの一部を水から除去する効果が高まるので、水熱交換器２１におけるスケールの生成および腐食をさらに抑制できる。
【００４９】
また、前記実施形態では、容器９１は、第１空間９１ａ内の水がこの第１空間９１ａからオーバーフローして第２空間９１ｂに流れ込む構造を有しているので、水がこの第１空間９１ａからオーバーフローするときに水が流動しながら大気圧下にさらされる。これにより、溶存ガスが水から大気圧下に放出されるのをより促進することができる。
【００５０】
また、前記実施形態では、容器９１に設けられた水位検知センサ９３の検知結果に基づいて減圧弁４７の開度を調節するので、容器９１内に水が過剰に供給されて水が溢れ出すのを防止できるとともに、容器９１内の水が不足するのを防止できる。
【００５１】
＜第２実施形態＞
図３は、本発明の第２実施形態のヒートポンプ式給湯機１１を示す構成図である。図３に示すように、この第２実施形態では、容器９１が給水配管３７に設けられている点が第１実施形態とは異なっている。なお、第１実施形態と同じ構成要素には同じ符号を付し、その詳細な説明を省略する。
【００５２】
この第２実施形態では、容器９１は、給水配管３７を構成する上流側給水配管３７ａと下流側給水配管３７ｂとの間に設けられている。上流側給水配管３７ａには減圧弁４７が設けられている。この減圧弁４７は、容器９１に流入する水の水圧を前記所定の大きさまで減圧する。下流側給水配管３７ｂにはポンプ３４が設けられている。このポンプ３４は、減圧弁４７により減圧された給水配管３７内の水を加圧してタンク１５に送水する。また、ポンプ３４よりも下流側の下流側給水配管３７ｂには逆止弁３２が設けられている。この逆止弁３２は下流側給水配管３７ｂにおいて水が逆流するのを防止する。
【００５３】
次に、第２実施形態の給湯機１１の動作について説明する。この給湯機１１のタンク１５内の水を沸上げる沸上げ運転では、制御部３３は、第１実施形態と同様にして冷媒回路１３の圧縮機１９を駆動させ、電動膨張弁２３の開度を調節するとともに、貯湯回路１７のポンプ３１を駆動させる。これにより、タンク１５内には、その上部から順に高温の水が貯湯されていく。
【００５４】
ユーザによりタンク１５内の高温の水が使用されると、その使用量に応じてタンク１５には給水配管３７を通じて水が給水される。このとき、井戸水に溶け込んでいる溶存ガスの一部が以下のようにして容器９１において除去される。
【００５５】
まず、タンク１５への給水時には、制御部３３は、給水栓７４を開放するとともに、運転ユニット７３を介して水中ポンプ７２を駆動して井戸水を吸い上げる。配管７５を通じて吸い上げられた井戸水は、その水圧が上流側給水配管３７ａに設けられた減圧弁４７によって前記所定の大きさまで減圧された後、上流側給水配管３７ａを通じて容器９１の第１空間９１ａに流入する。
【００５６】
第１空間９１ａに流入した水は、第１空間９１ａ内に順次貯留されていき、第１空間９１ａ内の水位が仕切り部材９２の高さを超えると、第１空間９１ａ内の水がオーバーフローして第２空間９１ｂに流れ込む。第２空間９１ｂに流れ込んだ水は、第２空間９１ｂ内に順次貯留されていく。第２空間９１ｂ内の水位が予め設定された上限水位に達したことを水位センサ９３が検知すると、制御部３３は、減圧弁４７を閉じて給水源から容器９１への水の給水を停止するように制御する。
【００５７】
容器９１において大気圧下に開放されることによって溶存ガスの一部が除去された水は、ポンプ３４により第２空間９１ｂから下流側給水配管３７ｂに流入し、タンク１５に送られる。第２空間９１ｂ内の水が前記上限水位未満になったことを水位センサ９３が検知すると、制御部３３は、減圧弁４７を開いて給水源から容器９１への水の供給を再開するように制御する。
【００５８】
この第２実施形態では、タンク１５に水が給水される前にこの水の溶存ガスの一部を除去するので、水熱交換器２１におけるスケールの生成および腐食を抑制できるだけでなく、タンク１５、入水配管２７などにおけるスケールの生成および腐食を抑制することもできる。
【００５９】
なお、その他の構成、作用および効果はその説明を省略するが第１実施形態と同様である。
【００６０】
＜第３実施形態＞
図４は、本発明の第３実施形態のヒートポンプ式給湯機１１を示す構成図である。図４に示すように、この第３実施形態では、容器９１の内部に仕切り部材９２が設けられていない点、および上流側入水配管２７ａから水を容器９１に流入させる供給口２７ｃが容器９１の上部に位置している点が第１実施形態とは異なっている。なお、第１実施形態と同じ構成要素には同じ符号を付し、その詳細な説明を省略する。
【００６１】
この第３実施形態では、容器９１は、入水配管２７を構成する上流側入水配管２７ａと下流側入水配管２７ｂとの間に設けられている。この容器９１は、略直方体の形状を有しており、上部が開口している。
【００６２】
上流側入水配管２７ａには減圧弁４７が設けられている。この減圧弁４７は、容器９１に流入する水の水圧を所定の大きさまで減圧する。本実施形態では、大気圧下に開放された容器９１に上流側入水配管２７ａを通じて水が供給されるので、供給される水の水圧は、減圧弁４７により大気圧と同程度、または大気圧よりも少し大きい圧力に調整される。減圧弁４７により調整される水の圧力は、減圧弁４７と供給口２７ｃとの位置関係に応じて設定される。
【００６３】
容器９１内には、この容器９１内の水位を検知する水位センサ９３が設けられている。この水位センサ９３は、容器９１において予め設定された高さの上限水位を検知する。
【００６４】
上流側入水配管２７ａはタンク１５の下部から延設され、上流側入水配管２７ａの下流側の端部である供給口２７ｃは容器９１の上部開口を通じて容器９１の内部に配置されている。この第３実施形態では、供給口２７ｃは、水位センサ９３の検知する前記上限水位と同程度の高さまたは前記上限水位よりも高い位置に配置されている。これにより、供給口２７ｃから吐出される水は、容器９１内の水の液面に向かって落下するように供給される。下流側入水配管２７ｂは、容器９１の底板に設けられた排出口２７ｄに接続されており、この排出口２７ｄを通じて容器９１と連通している。供給口２７ｃは、容器９１の一側板の近くに配置され、排出口２７ｄは、前記一側板に対向する側板の近くに配置されている。
【００６５】
次に、第３実施形態の給湯機１１の動作について説明する。この給湯機１１のタンク１５内の水を沸上げる沸上げ運転では、制御部３３は、第１実施形態と同様にして冷媒回路１３の圧縮機１９を駆動させ、電動膨張弁２３の開度を調節するとともに、貯湯回路１７のポンプ３１を駆動させる。これにより、タンク１５内には、その上部から順に高温の水が貯湯されていく。
【００６６】
この沸上げ運転において、タンク１５の水が水熱交換器２１に送られる前に、この水に溶け込んでいる溶存ガスの一部が以下のようにして除去される。
【００６７】
この第３実施形態の給湯機１１では、制御部３３は、減圧弁４７の開度を水位センサ９３の検知結果と連動させるように制御する。すなわち、容器９１内の水位が水位センサ９３の検知する前記上限水位よりも低いときには、減圧弁４７を開いてタンク１５内の水を容器９１に送る。一方、容器９１内の水位が水位センサ９３の検知する前記上限水位に達したときには、減圧弁４７を閉じて（全閉して）タンク１５内の水を容器９１に送らないようにする。
【００６８】
タンク１５の下部から上流側入水配管２７ａに排出される水は、減圧弁４７によって前記所定の大きさまで減圧され、上流側入水配管２７ａの供給口２７ｃから容器９１内に吐出される。供給口２７ｃから吐出された水は、容器９１の底面または容器９１内の水の液面に落下し、その落下地点の周囲の水に衝撃を与えつつ容器９１内の水を撹拌する。このようにして容器９１内に供給された水は順次容器９１内に貯留されていく。容器９１内の水位が前記上限水位に達したことを水位センサ９３が検知すると、制御部３３は、減圧弁４７を閉じてタンク１５から容器９１への水の供給を停止するように制御する。
【００６９】
容器９１において大気圧下に開放されることによって溶存ガスの一部が除去された水は、ポンプ３１により容器９１から下流側入水配管２７ｂに流入し、水熱交換器２１に送られる。容器９１内の水が前記上限水位未満になったことを水位センサ９３が検知すると、制御部３３は、減圧弁４７を開いてタンク１５から容器９１への水の供給を再開するように制御する。
【００７０】
この第３実施形態では、上流側入水配管２７ａから水を容器９１に流入させる供給口２７ｃが容器９１の上部に位置し、容器９１よりも下流側入水配管２７ｂに容器９１内の水を排出する排出口２７ｄが容器９１の下部に位置している構造である。したがって、供給口２７ｃと排出口２７ｄとを遠ざけることが可能となり、水が容器９１内に滞留する時間を長くすることができる。これにより、溶存ガスの一部が効果的に除去された水を水熱交換器２１に送ることができるので、水熱交換器２１においてスケールの生成および腐食をさらに抑制できる。
【００７１】
また、この第３実施形態では、容器９１の底面または容器９１内の水の液面に水が供給口２７ｃから落下するような位置に供給口２７ｃが配置されているので、容器９１の底面または容器９１内の水の液面に水が落下するときの衝撃による撹拌効果が得られる。これにより、溶存ガスが水から放出されるのをさらに促進することができる。
【００７２】
なお、その他の構成、作用および効果はその説明を省略するが第１実施形態と同様である。
【００７３】
＜第４実施形態＞
図５は、本発明の第４実施形態のヒートポンプ式給湯機１１を示す構成図である。図５に示すように、この第４実施形態では、容器９１が給水配管３７に設けられている点、容器９１の内部に仕切り部材９２が設けられていない点、および容器９１への水の供給口３７ｃが容器９１の上部に位置している点が第１実施形態とは異なっている。なお、第１実施形態と同じ構成要素には同じ符号を付し、その詳細な説明を省略する。
【００７４】
この第４実施形態では、容器９１は、給水配管３７を構成する上流側給水配管３７ａと下流側給水配管３７ｂとの間に設けられている。この容器９１は、略直方体の形状を有しており、上部が開口している。容器９１内には、この容器９１内の水位を検知する水位センサ９３が設けられている。この水位センサ９３は、容器９１において予め設定された高さの上限水位を検知する。
【００７５】
上流側給水配管３７ａは給水栓７４から延設され、その下流側の端部である供給口３７ｃは容器９１の上部開口を通じて容器９１の内部に配置されている。この第４実施形態では、供給口３７ｃは、水位センサ９３の検知する前記上限水位と同程度の高さまたは前記上限水位よりも高い位置に配置されている。これにより、供給口３７ｃから吐出される水は、容器９１内の水の液面に向かって落下するように供給される。下流側給水配管３７ｂは、容器９１の底板に設けられた排出口３７ｄに接続されており、この排出口３７ｄを通じて容器９１と連通している。
【００７６】
次に、第４実施形態の給湯機１１の動作について説明する。この給湯機１１のタンク１５内の水を沸上げる沸上げ運転では、制御部３３は、第１実施形態と同様にして冷媒回路１３の圧縮機１９を駆動させ、電動膨張弁２３の開度を調節するとともに、貯湯回路１７のポンプ３１を駆動させる。これにより、タンク１５内には、その上部から順に高温の水が貯湯されていく。
【００７７】
ユーザによりタンク１５内の高温の水が使用されると、その使用量に応じてタンク１５には給水配管３７を通じて水が給水される。このとき、井戸水に溶け込んでいる溶存ガスの一部が以下のようにして容器９１において除去される。
【００７８】
まず、タンク１５への給水時には、制御部３３は、給水栓７４を開放するとともに、運転ユニット７３を介して水中ポンプ７２を駆動して井戸水を吸い上げる。配管７５を通じて吸い上げられた井戸水は、その水圧が上流側給水配管３７ａに設けられた減圧弁４７によって前記所定の大きさまで減圧された後、上流側給水配管３７ａの供給口３７ｃから容器９１内に吐出される。供給口３７ｃから吐出された水は、容器９１の底面または容器９１内の水の液面に落下し、その落下地点の周囲の水に衝撃を与えつつ容器９１内の水を撹拌する。このようにして容器９１内に供給された水は順次容器９１内に貯留されていく。容器９１内の水位が前記上限水位に達したことを水位センサ９３が検知すると、制御部３３は、減圧弁４７を閉じてタンク１５から容器９１への水の供給を停止するように制御する。
【００７９】
容器９１において大気圧下に開放されることによって溶存ガスの一部が除去された水は、ポンプ３４により容器９１から下流側入水配管２７ｂに流入し、タンク１５に送られる。容器９１内の水が前記上限水位未満になったことを水位センサ９３が検知すると、制御部３３は、減圧弁４７を開いて給水源から容器９１への水の供給を再開するように制御する。
【００８０】
なお、その他の構成、作用および効果はその説明を省略するが第１実施形態、第２実施形態または第３実施形態と同様である。
【００８１】
＜他の実施形態＞
なお、本発明は、前記実施形態に限られるものではなく、その趣旨を逸脱しない範囲で種々変更、改良等が可能である。例えば、前記実施形態では、容器９１を大気圧下に開放する場合を例に挙げて説明したが、これに限定されない。本発明における容器９１は、タンク１５または給水源から供給される水が減圧弁４７により減圧された圧力以下の低圧雰囲気中に開放可能であればよい。したがって、前記低圧雰囲気が大気圧よりも大きな気圧であってもよい。
【００８２】
また、前記第１実施形態および第２実施形態では、第１空間９１ａの水がオーバーフローして第２空間９１ｂに流れ込む場合を例に挙げて説明したが、これに限定されない。例えば仕切り部材９２に設けられた切り欠き、貫通口などを通じて第１空間９１ａ内の水が第２空間９１ｂに流れ込むようにしてもよい。
【００８３】
また、前記第３実施形態および第４実施形態では、供給口２７ｃまたは供給口３７ｃが前記上限水位と同程度の高さまたは前記上限水位よりも高いところに配置される場合を例に挙げて説明したが、これに限定されない。供給口２７ｃまたは供給口３７ｃは、前記上限水位よりも低い位置に配置されていてもよい。ただし、供給口２７ｃまたは供給口３７ｃから吐出される水が容器９１の底面または容器９１内の水面に落下する衝撃を大きくしてガスの放出効果を高めるという点では、供給口２７ｃまたは供給口３７ｃが前記上限水位と同程度の高さまたは前記上限水位よりも高いところに配置されるのが好ましい。
【００８４】
また、前記第３実施形態および第４実施形態では、供給口２７ｃまたは供給口３７ｃが容器９１の上部開口を通じて容器９１の内部に配置される場合を例に挙げて説明したが、供給口２７ｃまたは供給口３７ｃは、例えば容器９１の側板に設けられた貫通口を通じて上流側入水配管２７ａが容器９１の内部に挿通されることにより、容器９１内に配置されていてもよい。また、排出口２７ｄまたは排出口３７ｄについても同様に側板に設けられていてもよい。
【００８５】
また、前記実施形態では、仕切り部材９２により容器９１の内部が２つに分割されている場合を例に挙げて説明したが、３つ以上の空間に分割されていてもよい。
【００８６】
また、前記実施形態では、容器９１が略直方体形状である場合を例に挙げて説明したが、これに限定されない。容器９１は例えば円柱状、多角柱状などの他の形状であってもよい。
【００８７】
また、前記実施形態では、制御部３３が、上流側入水配管２７ａまたは上流側給水配管３７ａに設けられた減圧弁４７の開度を水位センサ９３の検知結果と連動させるように制御する場合を例に挙げて説明したが、これに限定されない。制御部３３は水位センサ９３と減圧弁４７を連動させる制御を行わなくてもよく、また、水位センサ９３が必ずしも設けられていなくてもよい。
【００８８】
また、前記実施形態では、減圧手段として減圧弁４７を用いた場合を例に挙げて説明したが、これに限定されず、他の減圧手段を用いてもよい。
【００８９】
また、容器９１の内部には、水を撹拌するための羽根などの撹拌装置を設けてもよい。これにより、水からガスを除去する効果が高められる。
【００９０】
また、図６に示すように容器９１の内部を複数の空間に分割してもよい。この形態では、容器９１は、一側板から側方に延びる仕切り部材９２を有し、容器９１の内部は上下に第１空間９１ａと第２空間９１ｂとに分割されている。前記一側板に対向する側板と、仕切り部材９２の先端部との間には隙間が設けられており、第１空間９１ａは、前記隙間を通じて第２空間９１ｂに連通している。上流側入水配管２７ａまたは上流側給水配管３７ａは、供給口２７ｃまたは供給口３７ｃを通じて第１空間９１ａに連通している。下流側入水配管２７ｂまたは下流側給水配管３７ｂは、排出口２７ｄまたは排出口３７ｄを通じて第２空間９１ｂに連通している。供給口２７ｃまたは供給口３７ｃを通じて第１空間９１ａに流入する水は、第１空間９１ａに貯留される。第１空間９１ａ内の水は前記隙間から第２空間９１ｂに流れ込み、排出口２７ｄまたは排出口３７ｄを通じて下流側入水配管２７ｂまたは下流側給水配管３７ｂに排出される。図略の制御部は、上流側入水配管２７ａまたは上流側給水配管３７ａに設けられた図略の減圧弁の開度を水位センサ９３の検知結果と連動させるように制御する。
【００９１】
また、前記実施形態では、容器９１の上部が開口している場合を例に挙げて説明したが、容器９１の上部には例えば板状の蓋が取り付けられていてもよい。
【００９２】
また、前記実施形態では、冷媒回路を循環する冷媒として二酸化炭素を用いた場合を例に挙げて説明したが、これに限定されない。冷媒としては、二酸化炭素の他、エチレン、エタン、酸化窒素等の超臨界圧力で使用する冷媒であってもよく、さらには、超臨界圧力で使用する冷媒ではなく、例えばＲ４１０Ａのような冷媒を使用してもよい。
【符号の説明】
【００９３】
１１  給湯機
１３  冷媒回路
１５  タンク
１７  貯湯回路
２１  水熱交換器
２７  入水配管
２７ｃ  供給口
２７ｄ  排出口
２９  出湯配管
３１  ポンプ
３３  制御部
３５  給湯配管
３７  給水配管
３７ｃ  供給口
３７ｄ  排出口
９１  容器
９１ａ  第１空間
９１ｂ  第２空間
９２  仕切り部材
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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