(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
圧縮機を有するヒートポンプ回路と、浴槽と、前記ヒートポンプ回路の冷媒と給湯水が熱交換する給湯熱交換器を有する給湯水回路と、浴槽水ポンプならびに前記ヒートポンプ回路の冷媒で浴槽水の熱を回収する風呂熱交換器を有する浴槽水回路と、前記風呂熱交換器の途中より浴槽水回路を分岐して、前記風呂熱交換器の浴槽水出口部と連結させたバイパス回路と、前記バイパス回路を開閉するバイパス回路開閉弁と、前記浴槽内での浴槽水の上下温度差と関連してバイパス回路開閉弁を制御する制御手段とを備え、浴槽内での浴槽水の上下温度差が所定値以上となったとき、前記浴槽水ポンプの作用により風呂熱交換器で吸熱されている途中の浴槽水の一部をバイパス回路を介して流動させるとともに、風呂熱交換器のすべてを流動してきた浴槽水の残りとともに循環系で循環させることで、浴槽に戻る浴槽水温度の低下を抑制し、かつバイパス回路を介した短い循環路によって前記浴槽に戻る浴槽水の総循環量を増加させて浴槽内の浴槽水を攪拌し、上下温度差を小さくすることを特徴とするヒートポンプ風呂給湯機。
【請求項２】
浴槽内での浴槽水の上下温度差を、運転時間で推測するようにした請求項１記載のヒートポンプ風呂給湯機。
【請求項３】
浴槽内での浴槽水の上下温度差を、浴槽水回路の浴槽水の温度にもとづいて検知するようにした請求項１記載のヒートポンプ風呂給湯機。
【請求項４】
浴槽内での浴槽水の上下温度差を風呂熱交換器を流動する浴槽水の圧力にもとづいて検知するようにした請求項１記載のヒートポンプ風呂給湯機。
【請求項５】
浴槽内での浴槽水の上下温度差を、風呂熱交換器を流動する冷媒の温度または圧力にもとづいて検知するようにした請求項１記載のヒートポンプ風呂給湯機。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、ヒートポンプを応用して、大気熱や太陽熱などを浴槽水の加熱に利用したり、大気熱や太陽熱や浴槽水の温熱を給湯の加熱などに利用する装置の改良に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来より、ヒートポンプサイクルを用いて外部の熱源から熱を汲熱し、給湯、および、風呂浴槽水の加熱を行う装置が提供されている。
【０００３】
図１１に、従来例の風呂浴槽水の温熱、または、大気熱を熱源とし、ヒートポンプによって給湯の加熱、または、風呂浴槽水の加熱を行う装置の構成を示す。図１１のヒートポンプ給湯機は、圧縮機１と、膨張弁２ａ、２ｂと、冷媒回路３と、給湯熱交換器４と、給湯水回路５と、貯湯タンク６と、風呂熱交換器７と、浴槽水回路８と、浴槽９と、大気熱または太陽熱を集熱する集熱機１０と、冷媒回路３を開閉する冷媒回路開閉弁１１ａ、１１ｂ、１１ｃ、浴槽水を循環させる浴槽水ポンプ１２により構成されている。
【０００４】
浴槽の浴槽水の温熱を利用して、給湯の加熱運転をするときは、以下のような運転を行う。まず、浴槽水循環ポンプ１２によって浴槽９の浴槽水を浴槽水回路８と、風呂熱交換器７に循環させる。そして、圧縮機１を運転して冷媒回路３内の冷媒を高温高圧に加圧し、給湯熱交換器４、膨張弁２ａ、風呂熱交換器７の順に送る。冷媒は風呂熱交換器７で浴槽水の熱を吸熱し、その後圧縮機１に吸入されて高温高圧に加圧され、給湯熱交換器４で凝縮して給湯水の加熱を行う。
【０００５】
浴槽９の浴槽水の加熱運転をするときは、以下のような運転を行う。まず、浴槽水ポンプ１２によって浴槽９の浴槽水を浴槽水回路８と、風呂熱交換器７に循環させる。そして、圧縮機１を運転して冷媒回路３内の冷媒を高温高圧に加圧し、風呂熱交換器７、膨張弁２ｂ、集熱機１０の順に送る。冷媒は集熱機１０で大気の熱を吸熱し、その後圧縮機１で高温高圧に加圧され、風呂熱交換器７で凝縮して浴槽水の加熱を行う。
【０００６】
この従来のヒートポンプ風呂給湯機の構成において、効率よく浴槽水の冷却と加熱を行うために、例えば特公平８−２７０７９号公報に記載されているような方法が提案されている。さらに、ヒートポンプの応用展開として、浴槽水温熱を暖房に利用することが特開平９−１５９２６７号公報に記載されている。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上記のような従来の構成では、以下に挙げる理由から、浴槽水の温熱を有効に給湯の加熱に利用することは困難であった。
【０００８】
すなわち、風呂熱交換器７で冷媒から吸熱された浴槽水の温度は、浴槽９内の浴槽水の温度より低いので、両浴槽水の間には密度差が生じ、密度の大きい低温の浴槽水は浴槽９の底部に向けて流れる。従って、風呂熱交換器７から戻ってきた温度の低くなった浴槽水は、浴槽９の温度の高い浴槽水と十分に撹拌されることなく、浴槽９の底部に低温の層を形成する。従って、浴槽の浴槽水は、図１２に示すような、浴槽９の底部の温度が低く、浴槽の上部の温度が高いような温度分布となる。このまま運転を続けていくと、浴槽９の底部の低温層は厚みを増していき、浴槽の浴槽水の出水口まで達したときは、風呂熱交換器７に流入する浴槽水の温度は著しく低下する。風呂熱交換器７に流入する浴槽水の温度が低下すると、ヒートポンプの効率が低下するばかりでなく、循環している浴槽水が吸熱された後で凍結するため、浴槽上部の温熱を有効に給湯の加熱に利用できないままヒートポンプの運転を終了しなければならない。従って、浴槽上部の温熱を有効に給湯の加熱に利用するためには、図１２に示した浴槽９内に形成された温度分布を均一にしなければならない事が課題となる。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
本発明は上記課題を解決するために、圧縮機を有するヒートポンプ回路と、浴槽と、前記ヒートポンプ回路の冷媒と給湯水が熱交換する給湯熱交換器を有する給湯水回路と、浴槽水ポンプならびに前記ヒートポンプ回路の冷媒で浴槽水の熱を回収する風呂熱交換器を有する浴槽水回路と、前記風呂熱交換器の途中より浴槽水回路を分岐して、前記風呂熱交換器の浴槽水出口部と連結させたバイパス回路と、前記バイパス回路を開閉するバイパス回路開閉弁と、前記浴槽内での浴槽水の上下温度差と関連してバイパス回路開閉弁を制御する制御手段とを備え、浴槽内での浴槽水の上下温度差が所定値以上となったとき、前記浴槽水ポンプの作用により風呂熱交換器で吸熱されている途中の浴槽水の一部をバイパス回路を介して流動させるとともに、風呂熱交換器のすべてを流動してきた浴槽水の残りとともに循環系で循環させることで、浴槽に戻る浴槽水温度の低下を抑制し、かつバイパス回路を介した短い循環路によって前記浴槽に戻る浴槽水の総循環量を増加させて浴槽内の浴槽水を攪拌し、上下温度差を小さくするようにしたものである。
【００１０】
上記発明によれば、浴槽水の温熱を利用して給湯の加熱運転を行うときに、浴槽の底部の温度が低く、浴槽の上部の温度が高いような温度分布を均一化することが出来る。
【００１１】
従って、浴槽水の温熱を有効かつ高効率に給湯の加熱に利用することができる。
【００１２】
【発明の実施の形態】
本発明の実施の形態は、圧縮機を有するヒートポンプ回路と、浴槽と、前記ヒートポンプ回路の冷媒と給湯水が熱交換する給湯熱交換器を有する給湯水回路と、浴槽水ポンプならびに前記ヒートポンプ回路の冷媒で浴槽水の熱を回収する風呂熱交換器を有する浴槽水回路と、前記風呂熱交換器の途中より浴槽水回路を分岐して、前記風呂熱交換器の浴槽水出口部と連結させたバイパス回路と、前記バイパス回路を開閉するバイパス回路開閉弁と、前記浴槽内での浴槽水の上下温度差と関連してバイパス回路開閉弁を制御する制御手段とを備え、浴槽内での浴槽水の上下温度差が所定値以上となったとき、前記浴槽水ポンプの作用により風呂熱交換器で吸熱されている途中の浴槽水の一部をバイパス回路を介して流動させるとともに、風呂熱交換器のすべてを流動してきた浴槽水の残りとともに循環系で循環させることで、浴槽に戻る浴槽水温度の低下を抑制し、かつバイパス回路を介した短い循環路によって前記浴槽に戻る浴槽水の総循環量を増加させて浴槽内の浴槽水を攪拌し、上下温度差を小さくするようにした。
【００１３】
浴槽内での浴槽水の上下温度差は、例えば、運転時間で推測したり、或いは、浴槽水回路の浴槽水の温度にもとづいて検知する。その他、風呂熱交換器を流動する浴槽水の圧力とか、風呂熱交換器を流動する冷媒の温度または圧力にもとづいても検知できる。
【００１４】
【実施例】
以下、本発明の実施例について図面を用いて説明する。
【００１５】
（実施例１）
図１は本発明の実施例におけるヒートポンプ風呂給湯機の構成を模式的に示したものである。本実施例のヒートポンプ風呂給湯機は、従来の構成である圧縮機１、膨張弁２ａ、２ｂ、冷媒回路３、給湯熱交換器４、給湯水回路５、貯湯タンク６、風呂熱交換器７、浴槽水回路８、浴槽９、集熱機１０、冷媒回路開閉弁１１ａ、１１ｂ、１１ｃ、浴槽水ポンプ１２に加えて、風呂熱交換器７内の浴槽水回路８を分岐して出口部と連結させたバイパス回路１３、バイパス回路開閉弁１４、および、制御手段１５を備えている。制御手段１５は、バイパス回路開閉弁１４を運転時間に基づいて開閉させる制御手段である。
【００１６】
次に動作と作用について説明する。浴槽９の浴槽水の温熱を利用して、給湯水の加熱を行うときは、従来例と同様の動作を行い、運転開始時はバイパス回路開閉弁１４は閉とし、バイパス回路１３には浴槽水を流さない。浴槽水の温熱を利用して、給湯水の加熱運転を続けていくにつれて、浴槽９には図１２のような温度分布が形成される。
【００１７】
このとき、制御手段１５によってバイパス回路開閉弁１４を閉から開とし、風呂熱交換器７内の浴槽水回路８を分岐して出口部と連結させたバイパス回路１３を開放する。従って、浴槽水の一部がバイパス回路１３を流れるようになり、さらに、浴槽水回路８の圧力損失が低下するので、浴槽水ポンプ１２で搬送される浴槽水の総循環流量が増加する。浴槽水回路８を循環する浴槽水の流量が増加すれば、浴槽９内の浴槽水の対流が促進され、浴槽９の底部の低温の浴槽水は、表層部の温度の高い浴槽水と効果的に対流によって攪拌されていく。
【００１８】
従って、浴槽９の温度分布は徐々に均一になっていく。温度分布が均一に近い状態になったら、制御手段１５によってバイパス回路開閉弁１４を開から閉へとする。この上記運転を繰り返すときの循環する浴槽水の温度変化を図２に示す。バイパス回路開閉弁１４の制御を繰り返し行うことによって、浴槽９の浴槽水全体の温度は徐々に低下し、ある所定の温度以下になるまでシステムの運転を行うことが出来れば、浴槽９の浴槽水の温熱を有効に給湯の加熱に活用できたことになる。制御手段１５の制御により、浴槽水の一部をバイパス回路１３を通すために、風呂熱交換器７の熱交換能力が低下するが、浴槽９に戻る浴槽水温度が上昇するので、浴槽９の温度分布は均一化されやすい。
【００１９】
本実施例において、制御手段１５によってバイパス回路開閉弁１４が閉である時間ａは、図１２のような温度分布が形成されるまでの時間とし、制御手段１５によってバイパス回路開閉弁１４が開である時間ｂは、浴槽水の上層部と低層部の温度差が所定の温度差となるまでに要する値に設定した。
【００２０】
なお、本実施例ではバイパス回路を１回路設置したが、複数回路設置しても良い。また、分岐される浴槽水回路は風呂熱交換器の出口部ではなく入口部に接続しても構わない。
【００２１】
また、本実施例では浴槽水を加熱する場合においても適用することが出来る。すなわち、浴槽９の浴槽水を均一に加熱することが可能となる。従って、高効率な浴槽の加熱運転をすることが出来る。
【００２２】
（実施例２）
図３は本発明の実施例２におけるヒートポンプ風呂給湯機の構成を模式的に示したものである。本実施例のヒートポンプ風呂給湯機は、従来の構成に加えて、風呂熱交換器７内の浴槽水回路８を分岐して出口部と連結させたバイパス回路１３、バイパス回路開閉弁１４、および、温度センサー１６、制御手段１７を備えている。
【００２３】
温度センサー１６は、浴槽水回路８の浴槽水温度の検知手段である。制御手段１７は、バイパス回路開閉弁１４を温度センサー１６の検知温度に基づいて、開閉させる制御手段である。本実施例では、温度センサー１６にはサーミスターを使用したが、他にも、熱電対や、測温抵抗体などを用いても良い。また、設置位置は浴槽水回路８であって浴槽水温度を測定できれば場所はどこでも良い。
【００２４】
次に動作と作用について説明する。浴槽９の浴槽水の温熱を利用して、給湯水の加熱を行うときは、従来例と同様の動作を行い、運転開始時はバイパス回路開閉弁１４は閉とし、バイパス回路１３には浴槽水を流さない。浴槽水の温熱を利用して、給湯水の加熱運転を続けていくにつれて、浴槽９には図１２のような温度分布が形成される。このとき、温度センサー１６の温度が所定温度Ｔ１以下になったら、制御手段１７によってバイパス回路開閉弁１４を閉から開とし、風呂熱交換器７内の浴槽水回路８を分岐して出口部と連結させたバイパス回路１３を開放する。
【００２５】
従って、浴槽水の一部が浴槽出水口８ａよりバイパス回路１３を通って浴槽入水口８ｂに流れるようになり、さらに、浴槽水回路８の圧力損失が低下するので、浴槽水ポンプ８で搬送される浴槽水の総循環流量が増加する。浴槽水回路８を循環する浴槽水の流量が増加すれば、浴槽９内の浴槽水の対流が促進され、浴槽９の底部の低温の浴槽水は、表層部の温度の高い浴槽水と効果的に対流によって攪拌されていく。従って、浴槽９の温度分布は徐々に均一になっていく。
【００２６】
温度分布が均一となるに従い、循環している浴槽水の温度は高くなるから、温度センサー１６の検知温度が所定の温度Ｔ２以上になったら、浴槽９の浴槽水の温度分布は均一になったと判断して、制御手段１７によってバイパス回路開閉弁１４を開から閉へとする。この上記運転を繰り返すときの循環する浴槽水の温度変化を図４に示す。
【００２７】
バイパス回路開閉弁１４の制御を繰り返し行うことによって、浴槽９の浴槽水全体の温度は徐々に低下し、ある所定の温度以下になるまでシステムの運転を行うことが出来れば、浴槽９の浴槽水の温熱を有効に給湯の加熱に活用できたことになる。制御手段１６の制御により、浴槽水の一部をバイパス回路１３を通すために、風呂熱交換器７の熱交換能力が低下するが、浴槽９に戻る浴槽水温度が上昇するので、浴槽９の温度分布は均一化されやすい。
【００２８】
本実施例では、所定温度Ｔ１、Ｔ２は一定値としたが、繰り返し回数や運転時間の関数として指定しても良く、同様の効果が得られる。
【００２９】
なお、浴槽９の浴槽水温度を検知するために既存の温度センサーが設置してあれば、これを利用することで本実施例は実施できる。
【００３０】
また、本実施例では浴槽水を加熱する場合においても適用することが出来る。すなわち、浴槽９の浴槽水を均一に加熱することが可能となる。従って、高効率な浴槽の加熱運転をすることが出来る。
【００３１】
（実施例３）
図５は本発明の実施例３におけるヒートポンプ風呂給湯機の構成を模式的に示したものである。本実施例のヒートポンプ風呂給湯機は、従来の構成に加えて、風呂熱交換器７内の浴槽水回路を分岐して出口部と連結させたバイパス回路１３、バイパス回路開閉弁１４、および、圧力センサー１８、制御手段１９を備えている。圧力センサー１８は、風呂熱交換器７の浴槽水入口圧力と出口圧力の差圧検知手段である。
【００３２】
制御手段１９は、バイパス回路開閉弁１４を圧力センサー１８の検知圧力に基づいて、開閉させる制御手段である。本実施例では、圧力センサー１８は風呂熱交換器７の差圧力計として設置したが、風呂熱交換器の浴槽水の入口、または出口の絶対圧力、または、ゲージ圧力であっても良い。
【００３３】
次に動作と作用について説明する。浴槽９の浴槽水の温熱を利用して、給湯水の加熱を行うときは、従来例と同様の動作を行うが、バイパス回路開閉弁１４は閉とし、バイパス回路１３には浴槽水を流さない。浴槽水の温熱を利用して、給湯水の加熱運転を続けていくにつれて、浴槽９には図１２のような温度分布が形成される。風呂熱交換器７に流入する浴槽水温度が低下すると、浴槽水の粘性が大きくなり風呂熱交換器７における浴槽水の圧力損失が増加する。
【００３４】
すなわち、循環する浴槽水の温度は、圧力センサー１８の検知圧力に反映される。従って、圧力センサー１８の差圧力が所定の値Ｐ１以上になったら、制御手段１９によってバイパス回路開閉弁１４を閉から開とし、風呂熱交換器７内の浴槽水回路を分岐して出口部と連結させたバイパス回路１３を開放する。従って、浴槽水の一部がバイパス回路１３を流れるようになり、さらに、浴槽水回路８の圧力損失が低下するので、浴槽水ポンプ８で搬送される浴槽水の総循環流量が増加する。
【００３５】
浴槽水回路８を循環する浴槽水の流量が増加すれば、浴槽９内の浴槽水の対流が促進され、浴槽９の底部の低温の浴槽水は、表層部の温度の高い浴槽水と効果的に対流によって攪拌されていく。従って、浴槽９の温度分布は徐々に均一になっていく。循環している浴槽水の温度は高くなると、浴槽水の粘性が小さくなり風呂熱交換器７における浴槽水の圧力損失が減少する。
【００３６】
圧力センサー１８の検知する差圧力が所定の値Ｐ１以下になったら、浴槽９の浴槽水の温度分布は均一になったと判断して、制御手段１９によってバイパス回路開閉弁１４を開から閉へとする。この上記運転を繰り返すときの循環する浴槽水の温度変化を図６に示す。バイパス回路開閉弁１４の制御を繰り返し行うことによって、浴槽９の浴槽水全体の温度は徐々に低下し、ある所定の温度以下になるまでシステムの運転を行うことが出来れば、浴槽９の浴槽水の温熱を有効に給湯の加熱に活用できたことになる。制御手段１７の制御により、浴槽水の一部をバイパス回路１３を通すために、風呂熱交換器７の熱交換能力が低下するが、浴槽９に戻る浴槽水温度が上昇するので、浴槽９の温度分布は均一化されやすい。
【００３７】
本実施例では、所定圧力Ｐ１、Ｐ２は一定値としたが、繰り返し回数や運転時間の関数として指定しても良く、同様の効果が得られる。
【００３８】
また、本実施例では浴槽水を加熱する場合においても適用することが出来る。すなわち、浴槽９の浴槽水を均一に加熱することが可能となる。従って、高効率な浴槽の加熱運転をすることが出来る。
【００３９】
（実施例４）
図７は本発明の実施例４におけるヒートポンプ風呂給湯機の構成を模式的に示したものである。本実施例のヒートポンプ風呂給湯機は、従来の構成に加えて、風呂熱交換器７内の浴槽水回路を分岐して出口部と連結させたバイパス回路１３、バイパス回路開閉弁１４、および、温度センサー２０、制御手段２１を備えている。温度センサー２０は、風呂熱交換器７の冷媒入口温度の検知手段である。
【００４０】
制御手段２１は、バイパス回路開閉弁１４を温度センサー２０の検知温度に基づいて、開閉させる制御手段である。本実施例では、温度センサー２０にはサーミスターを使用したが、他にも、熱電対や、測温抵抗体などを用いても良い。また、設置位置は風呂熱交換器の冷媒出口であっても良い。
【００４１】
次に動作と作用について説明する。浴槽９の浴槽水の温熱を利用して、給湯水の加熱を行うときは、従来例と同様の動作を行うが、バイパス回路開閉弁１４は閉とし、バイパス回路１３には浴槽水を流さない。浴槽水の温熱を利用して、給湯水の加熱運転を続けていくにつれて、浴槽９には図１２のような温度分布が形成される。風呂熱交換器７に流入する浴槽水温度が低下すると、ヒートポンプ回路の蒸発圧力が低下するために、風呂熱交換器７に流入する冷媒の温度も低下する。すなわち、循環する浴槽水の温度は、温度センサー２０の検知温度に反映される。
【００４２】
従って、温度センサー２０の温度が所定温度Ｔ３以下になったら、制御手段２１によってバイパス回路開閉弁１４を閉から開とし、風呂熱交換器７内の浴槽水回路を分岐して出口部と連結させたバイパス回路１３を開放する。従って、浴槽水の一部がバイパス回路１３を流れるようになり、さらに、浴槽水回路８の圧力損失が低下するので、浴槽水ポンプ８で搬送される浴槽水の総循環流量が増加する。
【００４３】
浴槽水回路８を循環する浴槽水の流量が増加すれば、浴槽９内の浴槽水の対流が促進され、浴槽９の底部の低温の浴槽水は、表層部の温度の高い浴槽水と効果的に対流によって攪拌されていく。従って、浴槽９の温度分布は徐々に均一になっていく。温度分布が均一となるに従い、循環している浴槽水の温度は高くなるから、温度センサー２０の検知温度が所定の温度Ｔ４以上になったら、浴槽９の浴槽水の温度分布は均一になったと判断して、制御手段２１によってバイパス回路開閉弁１４を開から閉へとする。
【００４４】
この上記運転を繰り返すときの循環する浴槽水の温度変化を図８に示す。バイパス回路開閉弁１４の制御を繰り返し行うことによって、浴槽９の浴槽水全体の温度は徐々に低下し、ある所定の温度以下になるまでシステムの運転を行うことが出来れば、浴槽９の浴槽水の温熱を有効に給湯の加熱に活用できたことになる。制御手段２１の制御により、浴槽水の一部をバイパス回路１３を通すために、風呂熱交換器７の熱交換能力が低下するが、浴槽９に戻る浴槽水温度が上昇するので、浴槽９の温度分布は均一化されやすい。
【００４５】
なお、ヒートポンプサイクルを制御するために、温度センサーが浴槽水熱交換器の冷媒入口、または、出口に設置してあれば、これを用いて本実施例は実施できる。逆に、設置していなかった場合は、本実施例で設置した温度センサーを利用して、ヒートポンプサイクルの制御をすることが出来る。
【００４６】
本実施例では、所定温度Ｔ３、Ｔ４は一定値としたが、繰り返し回数や運転時間の関数として指定しても良く、同様の効果が得られる。
【００４７】
また、本実施例では浴槽水を加熱する場合においても適用することが出来る。すなわち、浴槽９の浴槽水を均一に加熱することが可能となる。従って、高効率な浴槽の加熱運転をすることが出来る。
【００４８】
（実施例５）
図９は本発明の実施例５におけるヒートポンプ風呂給湯機の構成を模式的に示したものである。本実施例のヒートポンプ風呂給湯機は、従来の構成に加えて、風呂熱交換器７内の浴槽水回路を分岐して出口部と連結させたバイパス回路１３、バイパス回路開閉弁１４、および、圧力センサー２２、制御手段２３を備えている。圧力センサー２２は、風呂熱交換器７の冷媒入口圧力の検知手段である。制御手段２３は、バイパス回路開閉弁１４を圧力センサー２２の検知圧力に基づいて、開閉させる制御手段である。本実施例では、圧力センサー２２は風呂熱交換器７の冷媒入口に設置したが、設置位置は風呂熱交換器の冷媒出口であっても良い。
【００４９】
次に動作と作用について説明する。浴槽９の浴槽水の温熱を利用して、給湯水の加熱を行うときは、従来例と同様の動作を行うが、バイパス回路開閉弁１４は閉とし、バイパス回路１３には浴槽水を流さない。浴槽水の温熱を利用して、給湯水の加熱運転を続けていくにつれて、浴槽９には図１２のような温度分布が形成される。風呂熱交換器７に流入する浴槽水温度が低下すると、ヒートポンプ回路の冷媒の蒸発する圧力が低下する。すなわち、循環する浴槽水の温度は、圧力センサー２２の検知圧力に反映される。
【００５０】
従って、圧力センサー２２の検知圧力が所定の値Ｐ３以下になったら、制御手段２３によってバイパス回路開閉弁１４を閉から開とし、風呂熱交換器７内の浴槽水回路を分岐して出口部と連結させたバイパス回路１３を開放する。従って、浴槽水の一部がバイパス回路１３を流れるようになり、さらに、浴槽水回路８の圧力損失が低下するので、浴槽水ポンプ１２で搬送される浴槽水の総循環流量が増加する。浴槽水回路８を循環する浴槽水の流量が増加すれば、浴槽９内の浴槽水の対流が促進され、浴槽９の底部の低温の浴槽水は、表層部の温度の高い浴槽水と効果的に対流によって攪拌されていく。従って、浴槽９の温度分布は徐々に均一になっていく。
【００５１】
温度分布が均一となるに従い、循環している浴槽水の温度は高くなるから、圧力センサー２２の検知圧力が所定の値Ｐ４以上になったら、浴槽９の浴槽水の温度分布は均一になったと判断して、制御手段２３によってバイパス回路開閉弁１４を開から閉へとする。この上記運転を繰り返すときの循環する浴槽水の温度変化を図１０に示す。
【００５２】
バイパス回路開閉弁１４の制御を繰り返し行うことによって、浴槽９の浴槽水全体の温度は徐々に低下し、ある所定の温度以下になるまでシステムの運転を行うことが出来れば、浴槽９の浴槽水の温熱を有効に給湯の加熱に活用できたことになる。制御手段２３の制御により、浴槽水の一部をバイパス回路１３を通すために、風呂熱交換器７の熱交換能力が低下するが、浴槽９に戻る浴槽水温度が上昇するので、浴槽９の温度分布は均一化されやすい。
【００５３】
なお、ヒートポンプサイクルを制御するために、圧力センサーが浴槽水熱交換器の冷媒入口、または、出口に設置してあれば、これを用いて本実施例は実施できる。逆に、設置していなかった場合は、本実施例で設置した圧力センサーを利用して、ヒートポンプサイクルの制御をすることが出来る。
【００５４】
本実施例では、所定圧力Ｐ３、Ｐ４は一定値としたが、繰り返し回数や運転時間の関数として指定しても良く、同様の効果が得られる。
【００５５】
また、本実施例では浴槽水を加熱する場合においても適用することが出来る。すなわち、浴槽９の浴槽水を均一に加熱することが可能となる。従って、高効率な浴槽の加熱運転をすることが出来る。
【００５６】
上記実施例に記載したヒートポンプ風呂給湯機によれば、次のような効果が得られる。
【００５７】
（１）浴槽水の温熱を利用して給湯の加熱運転を行う場合に、浴槽の深さ方向に運転効率に不利な浴槽水の温度分布が形成されても、バイパス回路に浴槽水を流す制御により、浴槽の温度分布を均一にすることが出来る。
【００５８】
したがって、浴槽水の温熱を有効に給湯の加熱に利用できることから、浴槽水の温熱を利用して給湯の加熱運転を行う場合の高効率化が実現される。
【００５９】
（２）バイパス回路を開とするときに、循環する流量が増加することから、浴槽と浴槽水回路、および、風呂熱交換器に汚れが付着しにくい。
【００６０】
（３）風呂熱交換器の出口部分で浴槽水における汚れや腐食による閉塞が起きても、バイパス回路を用いることにより、風呂熱交換器で浴槽水との熱交換が可能であるから、装置の延命化が可能となる。
【００６１】
（４）付加した温度センサーを、装置の安全性を感知する手段とする事が出来るので、装置の安全性が向上し、またこの温度センサーを浴槽水の湯温を制御するために兼用することもできる。
【００６２】
（５）風呂熱交換器に汚れが付着して浴槽水流路の圧力損失が上昇した場合には、圧力センサーでこの状態を検知することが出来る。従って、メンテナンス時期を知らせる機能を持たせることができる。
【００６３】
（６）温度センサーをヒートポンプサイクル制御にも利用することが出来るため、これを利用することで、装置の高効率化が図れる。
【００６４】
【発明の効果】
このように本発明のヒートポンプ風呂給湯機によれば、浴槽水の温熱を有効に給湯の加熱に利用できるもので、効率の向上が期待できるものである。
【図面の簡単な説明】
【図１】  本発明の実施例１におけるヒートポンプ風呂給湯機の構成説明図
【図２】  同ヒートポンプ風呂給湯機の運転時間と浴槽水温度との関係を示した図
【図３】  本発明の実施例２におけるヒートポンプ風呂給湯機の構成説明図
【図４】  同ヒートポンプ風呂給湯機の運転時間と浴槽水温度との関係を示した図
【図５】  本発明の実施例３におけるヒートポンプ風呂給湯機の構成説明図
【図６】  同ヒートポンプ風呂給湯機の運転時間と浴槽水温度との関係を示した図
【図７】  本発明の実施例４におけるヒートポンプ風呂給湯機の構成説明図
【図８】  同ヒートポンプ風呂給湯機の運転時間と浴槽水温度との関係を示した図
【図９】  本発明の実施例５におけるヒートポンプ風呂給湯機の構成説明図
【図１０】  同ヒートポンプ風呂給湯機の運転時間と浴槽水温度との関係を示した図
【図１１】  従来のヒートポンプ風呂給湯機の構成説明図
【図１２】  同ヒートポンプ風呂給湯機の浴槽水深と浴槽水温度との関係を示した図
【符号の説明】
１  圧縮機
２ａ、２ｂ  膨張弁
３  冷媒回路
４  給湯熱交換器
５  給湯水回路
６  貯湯タンク
７  風呂熱交換器
８  浴槽水回路
９  浴槽
１０  集熱機
１１ａ、１１ｂ、１１ｃ  開閉弁
１２  浴槽水ポンプ
１３  バイパス回路
１４  バイパス回路開閉弁
１５  運転時間に基づいてバイパス回路開閉弁を制御する制御手段
１６、２０  温度センサー
１７、２１  温度センサーの検知温度に基づいてバイパス回路開閉弁を制御する制御手段
１８、２２  圧力センサー
１９、２３  圧力センサーの検知圧力に基づいてバイパス回路開閉弁を制御する制御手段
【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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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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