(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
圧縮機、凝縮器、蒸発器等からなる冷凍サイクルの前記凝縮器が給湯用熱交換器に選定され、前記給湯用熱交換器には給水管と出湯管とが接続され、前記蒸発器が空気側熱交換器に選定され、該空気側熱交換器の上流側には、冷媒の流れ抵抗の小さい第１のキャピラリチューブと、冷媒の流れ抵抗の大きい第２のキャピラリチューブとが並列的に、そしてその下流側に圧力調整弁が設けられ、冷媒は、外気温度が１０℃以上のとき前記第１のキャピラリチューブを、外気温度が１０℃以下の時前記第２のキャピラリチューブを流れるように構成されていると共に、外気温度がさらに高いときは前記圧力調整弁が開いて第３のキャピラリチューブが介装されているバイパス管を通って、その一部が前記空気側熱交換器をバイパスするように構成され、
前記給水管と出湯管のいずれかには流量調整弁が介装され、前記流量調整弁による給水流量、前記給湯用熱交換器の伝熱面積、容量および過冷却度が、凝縮圧力が２．７５ＭＰａ以下で、出湯温度が６０℃以上の温水が得られるように、組み合わせ決定されていることを特徴とする、冷凍サイクルからなる給湯装置。
【請求項２】
圧縮機、凝縮器、蒸発器等からなる冷凍サイクルの前記凝縮器が給湯用熱交換器に選定され、前記給湯用熱交換器には給水管と出湯管とが接続され、前記蒸発器が空気側熱交換器に選定され、該空気側熱交換器の上流側には、冷媒の流れ抵抗の小さい第１のキャピラリチューブと、冷媒の流れ抵抗の大きい第２のキャピラリチューブとが並列的に、そしてその下流側に圧力調整弁が設けられ、冷媒は、外気温度が１０℃以上のとき前記第１のキャピラリチューブを、外気温度が１０℃以下の時前記第２のキャピラリチューブを流れるように構成されていると共に、外気温度がさらに高いときは前記圧力調整弁が開いて第３のキャピラリチューブが介装されているバイパス管を通って、その一部が前記空気側熱交換器をバイパスするように構成され、
前記給水管と出湯管のいずれかには流量調整弁が介装され、前記流量調整弁による給水流量、前記給湯用熱交換器の伝熱面積、容量および過冷却度が、凝縮圧力が２．７５ＭＰａ以下で、前記給湯用熱交換器に３５℃以上の温水を供給でき、出湯温度が６０℃以上の温水が得られるように、組み合わせ決定されていることを特徴とする、冷凍サイクルからなる給湯装置。
【請求項３】
圧縮機、凝縮器、蒸発器等からなる冷凍サイクルの前記凝縮器が給湯用熱交換器に選定され、前記給湯用熱交換器に貯湯タンクが給水管と出湯管とにより接続され、前記貯湯タンク内で検知される湯温が所定温度以下に下がると、前記貯湯タンク中の湯が、前記貯湯タンクと前記給湯用熱交換器との間を循環して加温されるようになっており、前記蒸発器は空気側熱交換器に選定され、該空気側熱交換器の上流側には、冷媒の流れ抵抗の小さい第１のキャピラリチューブと、冷媒の流れ抵抗の大きい第２のキャピラリチューブとが並列的に、そしてその下流側に圧力調整弁が設けられ、冷媒は、外気温度が１０℃以上のとき前記第１のキャピラリチューブを、外気温度が１０℃以下の時前記第２のキャピラリチューブを流れるように構成されていると共に、外気温度がさらに高いときは前記圧力調整弁が開いて第３のキャピラリチューブが介装されているバイパス管を通って、その一部が前記空気側熱交換器をバイパスするように構成され、
前記給水管と出湯管のいずれかには流量調整弁が介装され、前記流量調整弁による給水流量、前記給湯用熱交換器の伝熱面積、容量および過冷却度が、凝縮圧力が２．７５ＰＭａ以下で６０℃の温水が貯湯されるように、組み合わせ決定されていることを特徴とする、冷凍サイクルからなる給湯装置。
【請求項４】
請求項３に記載の冷凍サイクルからなる給湯装置において、前記貯湯タンクに、浴湯用、暖房用、乾燥用等の熱負荷装置が接続されている、冷凍サイクルからなる給湯装置。
【請求項５】
請求項１〜４のいずれかの項に記載の冷凍サイクルからなる給湯装置において、前記流量調整弁は、冷凍サイクルの冷媒の圧力を感知して、給水流量を制御する圧力式温調弁である、冷凍サイクルからなる給湯装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、圧縮機、凝縮器、蒸発器等からなる冷凍サイクルの前記凝縮器が給湯用熱交換器に選定され、前記給湯用熱交換器には給水管と出湯管とが接続されている、冷凍サイクルからなる給湯装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
ヒートポンプあるいは冷凍サイクルは、文献名を挙げるまでもなく従来周知で、圧縮機、凝縮器、膨張弁、蒸発器等から構成されている。したがって、圧縮機を起動して冷媒を凝縮器、膨張弁、蒸発器等の間を循環させると、冷媒が液体、気体、液体と状態変化し、そのとき凝縮器で熱を外部へ放出し、蒸発器で外部の熱を吸収するので、凝縮器を加熱源とし、蒸発器を冷却源として冷暖房に利用することができる。このような冷凍サイクルを応用した給湯装置も従来周知で、冷媒を圧縮する圧縮機、圧縮機から送られる高温の冷媒により温水を作る凝縮器すなわち給湯用熱交換器、冷媒が外部から熱を受けて気体となる蒸発器すなわち空気側熱交換器等から構成されている。
【０００３】
したがって、冷媒が給湯用熱交換器の方へ流れるようにすると、冷媒は給湯用熱交換器において気体から液体に凝縮される。このとき、潜熱を放出するので、給湯用熱交換器に例えば水道管から冷水を供給すると、冷水は給湯用熱交換器において高温の冷媒と熱交換され、加温されて出湯管から瞬間的に出湯される。また、貯湯タンクの水を、貯湯タンクと給湯用熱交換器との間を循環させて加温することもできる。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
上記のように、従来から冷凍サイクルによって瞬間に温水を得ることも、また循環加熱して温水を得ることも行われているが、次のような理由により充分には利用されていない。すなわち、従来の冷凍サイクルにより得られる温水の湯温は、高くて５５℃程度で、出湯温度が低いからである。この出湯温度は、冷凍サイクルの凝縮圧力を例えば２．２ＭＰａ以上に高くすることにより、ある程度上げることができると予想されるが、凝縮圧力を高くすると、圧縮機は過酷な運転を強いられ、現実には運転時における高圧と低圧との圧力差が大きく、なお且つ多くの機械には高圧運転防止を目的とした安全装置が取られており、その運転圧力は例えば２．７５ＭＰａ以下に制限されており、出湯温度は５５℃程度になっている。また、従来の瞬時に温水を得ることのできる冷凍サイクルにおいても出湯温度が６０℃以上の温水を得ることは可能であるが、給湯用熱交換器に給水する水の温度は、０〜３５℃程度が限度となり、冷暖房等の熱源として利用した直後の３５〜５５℃程度の温水を再昇温することができず不効率である。以上のような理由により、瞬間方式、循環方式を問わず、空調、給湯をはじめ、２４時間随意に入浴できる浴湯の保温、床暖房の熱源、乾燥用の熱源等に利用し難いという問題がある。
【０００５】
以上のような理由により、冷凍サイクルの熱効率の良さにも拘わらず、給湯装置には充分に利用されていない。したがって、本発明は、上記したような従来の欠点あるいは問題点を解決した給湯装置を提供することを目的とし、具体的には凝縮圧力は低く、しかも出湯温度の高い、冷凍サイクルからなる給湯装置を提供することを目的としている。また、他の発明は、出湯温度が高くて貯湯タンク中の比較的高温の湯を循環加熱もすることができ、さらに他の発明は、外気温が例えば４０℃のように高い時の成績係数および過熱度を抑え、圧縮機を保護することができる冷凍サイクルからなる給湯装置を提供することを、また他の発明は冷房用熱交換器に供給される熱媒体の温度が変化し、過熱度が取りづらいときも、あるいはデフロスト時のような圧力が低下するときでも、安定して過熱度がとれる冷凍サイクルからなる給湯装置を、さらに他の発明は貯湯タンク中の湯を循環加熱することができると共に、貯湯タンク中の湯を浴湯の昇温、床暖房の熱源、乾燥用の熱源等に利用することもできる、冷凍サイクルからなる給湯装置を提供することを目的としている。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
本発明は、冷凍サイクルの凝縮器を給湯用熱交換器に選定し、この給湯用熱交換器に接続されている給水管あるいは出湯管に流量調整弁望ましくは圧力式温調弁を介装し、そして流量調整弁による給水流量、給湯用熱交換器の伝熱面積、大きさ等を適宜組み合わせて給湯用熱交換器の出湯温度を実験で調べた結果、流量調整弁による給水流量、給湯用熱交換器の伝熱面積、容量および過冷却度を最適に組み合わせると、本発明の上記目的が達成されるという知見に基づいて成されたもので、請求項１に記載の発明は、上記目的を達成するために、圧縮機、凝縮器、蒸発器等からなる冷凍サイクルの前記凝縮器が給湯用熱交換器に選定され、前記給湯用熱交換器には給水管と出湯管とが接続され、前記蒸発器が空気側熱交換器に選定され、該空気側熱交換器の上流側には、冷媒の流れ抵抗の小さい第１のキャピラリチューブと、冷媒の流れ抵抗の大きい第２のキャピラリチューブとが並列的に、そしてその下流側に圧力調整弁が設けられ、冷媒は、外気温度が１０℃以上のとき前記第１のキャピラリチューブを、外気温度が１０℃以下の時前記第２のキャピラリチューブを流れるように構成されていると共に、外気温度がさらに高いときは前記圧力調整弁が開いて第３のキャピラリチューブが介装されているバイパス管を通って、その一部が前記空気側熱交換器をバイパスするように構成され、前記給水管と出湯管のいずれかには流量調整弁が介装され、前記流量調整弁による給水流量、前記給湯用熱交換器の伝熱面積、容量および過冷却度が、凝縮圧力が２．７５ＭＰａ以下で、出湯温度が６０℃以上の温水が得られるように、組み合わせ決定されている。請求項２に記載の発明は、圧縮機、凝縮器、蒸発器等からなる冷凍サイクルの前記凝縮器が給湯用熱交換器に選定され、前記給湯用熱交換器には給水管と出湯管とが接続され、前記蒸発器が空気側熱交換器に選定され、該空気側熱交換器の上流側には、冷媒の流れ抵抗の小さい第１のキャピラリチューブと、冷媒の流れ抵抗の大きい第２のキャピラリチューブとが並列的に、そしてその下流側に圧力調整弁が設けられ、冷媒は、外気温度が１０℃以上のとき前記第１のキャピラリチューブを、外気温度が１０℃以下の時前記第２のキャピラリチューブを流れるように構成されていると共に、外気温度がさらに高いときは前記圧力調整弁が開いて第３のキャピラリチューブが介装されているバイパス管を通って、その一部が前記空気側熱交換器をバイパスするように構成され、前記給水管と出湯管のいずれかには流量調整弁が介装され、前記流量調整弁による給水流量、前記給湯用熱交換器の伝熱面積、容量および過冷却度が、凝縮圧力が２．７５ＭＰａ以下で、前記給湯用熱交換器に３５℃以上の温水を供給でき、出湯温度が６０℃以上の温水が得られるように、組み合わせ決定されている。請求項３に記載の発明は、圧縮機、凝縮器、蒸発器等からなる冷凍サイクルの前記凝縮器が給湯用熱交換器に選定され、前記給湯用熱交換器に貯湯タンクが給水管と出湯管とにより接続され、前記貯湯タンク内で検知される湯温が所定温度以下に下がると、前記貯湯タンク中の湯が、前記貯湯タンクと前記給湯用熱交換器との間を循環して加温されるようになっており、前記蒸発器は空気側熱交換器に選定され、該空気側熱交換器の上流側には、冷媒の流れ抵抗の小さい第１のキャピラリチューブと、冷媒の流れ抵抗の大きい第２のキャピラリチューブとが並列的に、そしてその下流側に圧力調整弁が設けられ、冷媒は、外気温度が１０℃以上のとき前記第１のキャピラリチューブを、外気温度が１０℃以下の時前記第２のキャピラリチューブを流れるように構成されていると共に、外気温度がさらに高いときは前記圧力調整弁が開いて第３のキャピラリチューブが介装されているバイパス管を通って、その一部が前記空気側熱交換器をバイパスするように構成され、前記給水管と出湯管のいずれかには流量調整弁が介装され、前記流量調整弁による給水流量、前記給湯用熱交換器の伝熱面積、容量および過冷却度が、凝縮圧力が２．７５ＰＭａ以下で６０℃の温水が貯湯されるように、組み合わせ決定されている。請求項４に記載の発明は、請求項３に記載の冷凍サイクルからなる給湯装置において、前記貯湯タンクに、浴湯用、暖房用、乾燥用等の熱負荷装置が接続され、そして請求項５に記載の発明は、請求項１〜４のいずれかの項に記載の冷凍サイクルからなる給湯装置において、前記流量調整弁は、冷凍サイクルの冷媒の圧力を感知して、給水流量を制御する圧力式温調弁であるように構成されている。
【０００７】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態を説明する。図１は、本発明の第１の実施の形態を示す模式図で、その（イ）は全体の正面図、その（ロ）は給湯用熱交換器の斜視図であるが、図１の（イ）に示されているように、第１の実施の形態に係わる冷凍サイクルからなる給湯装置は、冷凍サイクル部１と、給湯部２０とからなっている。冷凍サイクル部１は、従来周知のように、圧縮機２、凝縮器の作用を奏する給湯用熱交換器１０、膨張弁３、蒸発器の作用を奏する空気側熱交換器あるいは冷房用熱交換器４等からなり、これらは管路６、７、、８および９で接続され、密閉サイクルを構成している。そして、圧縮機２から出た、例えばフロンに代わるアンモニアのような冷媒は、給湯用熱交換器１０の一方の上方に設けられている入口管１１から入り、一方の下方に設けられている出口管１２から出て管路７を介して膨張弁３に入り、以下従来周知のように蒸発器４、圧縮機２と循環し、給湯用熱交換器１０において、冷媒の潜熱により水あるいは温水が加温されるようになっている。なお、蒸発器４に対応して冷却フアン５が設けられている。
【０００８】
給湯用熱交換器１０は、本実施の形態ではプレート型熱交換器で、構造自体は従来周知であるので詳しい説明はしないが、図１の（ロ）に示されているように、全体は縦長の略立方形を呈し、その内部に複数枚のプレートが設けられている。この複数枚のプレートの面積、枚数等により伝熱面積、容量等が適宜選定されている。このような給湯用熱交換器１０の上方に冷媒の入口管１１と、水あるいは温水の出口管２２’とが設けられ、その下方に冷媒の出口管１２と、水あるいは温水の入口管２１’とが設けられている。
【０００９】
給湯部２０は、例えば水道源に接続されている給水管２１と、出湯管２２とからなっている。そして、給水管２１は給湯用熱交換器１０の下方に設けられている入口管２１’に接続され、出湯管２２は上方に設けられている出口管２２’にそれぞれ接続されている。このような給水管２１には、圧力式温調弁３０が介装されている。この圧力式温調弁３０は、圧縮機２の吐出管路６に取り付けられている圧力センサ６’と信号ラインｂで接続されている。これにより、圧力式温調弁３０の開度が、運転時の冷媒の圧力に応じて制御される。換言すると、外気温等の周辺の条件に伴う機械すなわち冷媒の圧力変動に応じて給水量あるいは出湯量が制御されることになる。
【００１０】
次に、上記第１の実施の形態の作用について説明する。冷凍サイクル部１を起動する。そうすると、冷媒は圧縮機２、給湯用熱交換器１０、膨張弁３、蒸発器すなわち空気側熱交換器４および圧縮機２の順に循環する。この間に従来周知のように状態変化をして給湯用熱交換器１０において液体になり、そのとき潜熱を放出する。給湯用熱交換器１０は、その伝熱面積、大きさ等が適宜選定されているので、圧力式温調弁３０により流量が調節されて給湯用熱交換器１０に供給されると、凝縮圧力は約２．１５ＭＰａで比較的低く、従来の冷凍サイクルの過冷却度は５℃より、はるかに高い３０℃以上になり、７０℃以上の温水が得られる。
【００１１】
なお、本実施の形態によると、得られる湯の温度が７０℃以上のように高いので、図１の（イ）において鎖線で示されているように、得られる高温の温水を貯湯タンクＴに貯めておき、必要時に蛇口Ｊを開いて、冷水と適宜混合して使用することもできる。このときの貯湯タンクＴの容量は、貯湯する湯の温度が高いので、小さくて済む利点がある。また、上記実施の形態では、圧力式温調弁３０は、給水管２１に介装されているが、出湯管２２に設けることもできる。このように、出湯管２２に設けても略同じような高温の温水が得られることは明らかである。また、圧力式温調弁３０は、外気温等の周辺の条件に伴う機械すなわち冷媒の圧力変動に応じて出湯量を制御するものであるから、例えば給水量あるいは出湯量を手動的に、あるいは外気温により調整できる流量調整弁で実施できることも明らかである。
【００１２】
上記のような高温の温水が得られる理由は、定かではないが、供給される水量に対して、給湯用熱交換器１０の伝熱面積を広く、容量を大きくすると、給湯用熱交換器１０の中でガス状の冷媒と熱交換される時間が長くなり、冷媒は充分凝縮でき、過冷却を多くとることができ、したがって凝縮圧力は約２．１５ＭＰａのように低くて、７０℃以上の高温の温水が得られるとも考えられる。さらに考えられる理由を説明すると、図３は冷媒の流れを示すモリエル線図であるが、従来の方式により、例えば給水温度が６５℃の温水を給湯用熱交換器へ供給して７０℃の温水を得ようとすると、冷媒の流れは図３においてａ、ｂ、ｃ、ｄ、ａのようになり、凝縮圧力は約２．９４ＭＰａ（３０ｋｇ／ｃｍ２）になる。この圧力は機械の許容耐圧を越えており、通常は２．７ＭＰａ（２８ｋｇ／ｃｍ２）で機械は安全のために停止するようになっているので、実際は７０℃の温水は得られない。これに対し、本実施の形態では、図３に示されているように過冷却度Ｋを大きくとり、また給湯用熱交換器の伝熱面積を、通常の凝縮器に必要とされている伝熱面積よりも広く、例えば２倍にしたことにより、凝縮圧力は約２．１５ＭＰａに下がり、しかも７０℃以上の高温の温水が得られるとも考えられる。このときの冷媒の流れをＡ、Ｂ、Ｃ、Ｄ、Ａで示す。なお、過冷却は色々な方法例えば蒸発器に冷媒を２度通すことによっても多くとることができる。
【００１３】
次に、図２により本発明の第２の実施の形態を説明する。なお、図１に示されている第１の実施の形態と同じ構成要素には同じ参照符号を付けて、また同様な構成要素には同じ参照数字にダッシュ「’」を付けて重複説明はしない。第２の実施の形態によると、給湯装置は、冷凍サイクル部１と、給湯部２０’と、熱負荷部４０とからなっている。そして、給湯部２０’は貯湯タンク２５を備え、この貯湯タンク２５の下部と給水管２１は、第１の制御弁２７が介装されている管路２６で接続されている。また、給水管２１には第２の制御弁２８とポンプ２９とが介装されて２次側給水管２１”となって入口管２１’に接続されている。貯湯タンク２５の上部には、出湯管２２から分岐した分岐管２４が接続されている。なお、貯湯タンク２５の下方部分には温度センサＳが取り付けられ、この温度センサＳとポンプ２９とは信号ラインａで接続され、貯湯タンク２５内の湯温が設定温度以下になったことを温度センサＳが検知すると、ポンプ２９が起動し貯湯タンク２５内の温水が給湯用熱交換器１０により循環加熱されるようになっている。
【００１４】
熱負荷部４０は、熱交換器４１と、浴槽、暖房機、乾燥機のような熱消費部４２とからなっている。そして、熱交換器４１と貯湯タンク２５は、１次側温水供給管４３と１次側温水戻管４４とで接続されている。また、熱交換器４１と熱消費部４２は、２次側温水供給管４６と２次側温水戻管４７とで接続されている。したがって、１次側温水戻管４４に介装されている第１のポンプ４５が起動すると、貯湯タンク２５中の比較的高温の温水が、貯湯タンク２５と熱交換器４１との間を循環し、２次側温水戻管４７に介装されている第２のポンプ４８が起動すると、２次側温水供給管４６と２次側温水戻管４７に満たされている熱媒体例えば水あるいは温水が、熱交換器４１と熱消費部４２との間を循環することになる。
【００１５】
第２の実施の形態は、上記のように構成されているので、次のような色々な加熱ができる。
（ａ）直接温水を得る場合：貯湯タンク２５、１次側温水供給管４３、１次側温水戻管４４等は、温水で満たされているものと仮定する。冷凍サイクル部１を起動する。一方、管路２６の第１の制御弁２７を閉じ、給水管２１の第２の制御弁２８を開く、また出湯管２２の蛇口２３を開く。圧力式温調弁３０を調節する。そうして、ポンプ２９を起動する。そうすると、給水管２１から供給された冷水は、その流量が圧力式温調弁３０で調節されて給湯用熱交換器１０に供給される。この給湯用熱交換器１０において、前述したようにして冷凍サイクル部１の冷媒と熱交換されて高温例えば７０℃以上となって出湯管２２から出る。貯湯タンク２５、１次側温水供給管４３、１次側温水戻管４４等は温水で満たされているので、流体抵抗があり、加熱された温水は蛇口２３からでる。これにより、高温の温水が直接得られる。なお、分岐管２４、１次側温水供給管４３等に開閉弁を設けて、直接出湯する場合はこれらの管２４、４３を閉じるように実施できることは明らかである。
【００１６】
（ｂ）貯湯タンク２５から出湯する場合：今、貯湯タンク２５には温水が満たされているので、管路２６の第１の制御弁２７の開度を調節し、給水管２１の第２の制御弁２８を閉じる。そうして、給水管２１から冷水を供給する。そうすると、貯湯タンク２５中の温水は押し上げられる。１次側温水供給管４３、１次側温水戻管４４等は温水で満たされているので、流体抵抗があり、押し上げられる貯湯タンク２５中の高温の温水は、蛇口２３から出湯する。
【００１７】
（ｃ）貯湯タンク２５中の温水を循環加熱する場合：貯湯タンク２５の温度センサＳが設定温度に低下したことを検知すると、例えば５０℃以下に低下したことを検知すると、ポンプ２９が作動する。貯湯タンク２５の下方の温水が、第１、２の制御弁２７、２８を通り、圧力式温調弁３０により調節されて給湯用熱交換器１０に供給される。この給湯用熱交換器１０において、前述したようにして冷凍サイクル部１の冷媒と熱交換されて高温となって貯湯タンク２５の上方に供給され、上方から順に貯湯される。以下同様にして貯湯タンク２５中の温水は循環され、そして加熱される。温度センサＳが設定温度になったことを検知して停止する。
【００１８】
（ｄ）消費部４２を加熱する場合：１、２次側温水戻管４４、４７の第１、２のポンプ４５、４８を起動する。そうすると、貯湯タンク２５中の温水が１次側温水供給管４３、熱交換器４１、１次側温水戻管４４、貯湯タンク２５の順に循環する。一方、消費部４２が例えば床暖房の場合は熱媒体である温水、浴槽の場合は浴湯が、熱交換器４１、２次側温水供給管４６、消費部４２、２次側温水戻管４７、熱交換器４１の順に循環する。この熱交換器４１において、熱媒体である温水、あるいはが加熱され、そして消費部４２で放熱される。これにより、消費部４２は加温される。消費部４２の加温と共に、貯湯タンク２５中の温水の温度が低下すると、前述したようにして、冷凍サイクル部１が起動すると共にポンプ２９が起動し、貯湯タンク２５中の温水は循環加熱される。なお、浴湯の循環加熱回路には、例えば本出願人が特開平７−２１１９５号、特開平１０−３１４２５５号等により提案している濾過装置、活性石、殺菌装置等を適宜組み込むこともできる。
【００１９】
第２の実施の形態は、上記以外の組み合わせでいろいろ加熱できることは明らかである。例えば貯湯タンク２５から出湯し、貯湯タンク２５中の温水が所定量減少したら直接加熱するように実施できる。また、貯湯タンク２５中の温水を循環加熱しているときに、第１の制御弁２７から冷水を供給して出湯できることも明らかである。さらには、貯湯タンク２５は、開放型のタンクでも略同様にして実施できることは明らかである。
【００２０】
実施例１：図２に示されているような給湯装置を使用してテストした。このときの、圧縮機の能力は３馬力、給湯用熱交換器はプレート型（プレート枚数５０枚）で伝熱面積が１．２ｍｍ２（外径寸法：幅、奥横、高さは１０３ｍｍ、１３５ｍｍ、３０２ｍｍ）、容積は１、４リットルであった。外気温度が６℃で出湯温度が７０℃の温水が得られた。このときの圧力式温調弁による給水量（出湯量）は１６１リットル／時間であった。また、凝縮圧力は、２．１ＭＰａであった。給水温度を上げて５１℃でテストしたが、問題なく６０℃の温水が得られた。
【００２１】
実施例２：実施例１と同様な給湯装置を使用してテストした。このときの、圧縮機の能力は、実施例１と同じ３馬力、給湯用熱交換器はプレート型（プレート枚数３０枚）で伝熱面積は１．７６ｍｍ２（外径寸法：幅、奥横、高さは１２５ｍｍ、８５ｍｍ、５３２ｍｍ）、容積は２．０リットルであった。外気温度が１０℃、給水温度２０℃で、出湯温度が７１℃の温水が得られた。このときの圧力式温調弁による給水量（出湯量）は１９７リットル／時間であった。また、凝縮圧力は、２．１５ＭＰａであった。給水温度を上げて５１℃でテストしたが問題はなかった。
【００２２】
上記実施例１、２の結果から、給湯用熱交換器の伝熱面積あるいは容量と、給湯用熱交換器に供給する水あるいは温水の量は、得られる温水の温度と密接な関係があり、給湯用熱交換器の中でガス状の冷媒と熱交換される時間、冷媒の凝縮度、過冷却の量等が影響すると推量され、上記関係を適切に選定することにより、凝縮圧力を上げることなく、６０℃以上の温水が得られることが判明した。また、上記とも関連して給湯用熱交換器に供給する温水の温度が高くなった場合でも５１℃程度までの温水を給湯用熱交換器に供給できることも判明した。
【００２３】
本発明は、上記実施の形態に限定されることなく、色々な形で実施できる。すなわち、図４の（イ）に示されている第３の実施の形態によると、図１、２の機械式膨張弁３に代えて、電子式膨張弁３Ａが設けられている。電子式膨張弁３Ａは、冷媒の蒸発温度を感知して冷媒のガス量を調整するもので、この電子式膨張弁３Ａを設けることにより蒸発器すなわち空気側熱交換器４を冷却する外気の温度に関係なく、確実に過熱度５℃を取ることができる。これにより、給湯用熱交換１０により安定して７０℃の温水が得られる。
【００２４】
図４の（ロ）に示されている第４の実施の形態によると、図１、２に示されている蒸発器４が冷房用熱交換器４’として使用されている。そのために冷房用熱交換器４’には、冷房用の熱媒体例えば水が給排される給排管４ａ、４ｂが接続されている。そして、本実施の形態では冷房用熱交換器４’の上流側の管路７にオリフイスからなる機械式膨張弁３Ｂが設けられている。したがって、冷房用熱交換器４’に供給される熱媒体の温度が変化し、過熱度が取りづらいとき、あるいはデフロスト時のような圧力が低下するときでも、安定して過熱度５℃がとれる。なお、過熱度５℃がとれると、圧縮機２の仕事量すなわち消費エネルギは小さく、成績計数（ＣＯＤ）は大きくなる。これに対し、過熱度が０℃の場合は、重いガスが圧縮機２に吸引されることになり、ＣＯＤは小さくなる。
【００２５】
図５に、本発明の第５の実施の形態が示されている。本実施の形態によると、蒸発器すなわち空気側熱交換器４の上流側に圧力調整弁５Ａが、その上流側に第１、２のキャピラリチューブ３Ｃ、３Ｃ’が並列に設けられている。さらに詳しく説明すると、給湯用熱交換１０から出ている管路７は分岐し、一方の分岐管には第１の電磁開閉弁３ａと第１のキャピラリチューブ３Ｃとが介装され、他方の分岐管には第２の電磁開閉弁３ｂと第２のキャピラリチューブ３Ｃ’とが介装されている。第１のキャピラリチューブ３Ｃの流れ抵抗は、第２のキャピラリチューブ３Ｃ’の流れ抵抗よりも小さく、例えば外径・内径・長さが５ｍｍ・３ｍｍ・１５００ｍｍの管体から、そして第２のキャピラリチューブ３Ｃ’は、外径・内径・長さが５ｍｍ・３ｍｍ・３０００ｍｍの管体から構成されている。そして、空気側熱交換器４を冷却する外気温度が例えば１０℃を含む１０℃以上の時は、過冷却を多く取るために第１の電磁開閉弁３ａが開いて、冷媒は第１のキャピラリチューブ３Ｃの方を流れ、１０℃以下の時は抵抗（絞り）を大きくするとＣＯＤが大きくなるので、過熱度を安定させるために第２の電磁開閉弁３ｂが開いて、冷媒は第２のキャピラリチューブ３Ｃ’の方を流れるようになっている。１本のキャピラリチューブでは外気温度に充分には対応できないが、本実施の形態によると、抵抗の異なるキャピラリチューブが２本設けられているので、外気温の変化に対応できる。圧力調整弁５Ａからは、一部の冷媒が空気側熱交換器４をバイパスするバイパス管５Ｂが設けられている。このバイパス管５Ｂには第３のキャピラリチューブ５Ｃが介装されている。圧力調整弁５Ａは、外気温度がさらに高いとき例えば２５℃になると開き、冷媒の一部が空気側熱交換器４をバイパスする。これにより、外気温が例えば４０℃のように高い時のＣＯＤおよび過熱度を抑え、圧縮機２を保護することができる。なお、本実施の形態によると、抵抗の異なる２本の第１、２のキャピラリチューブ３Ｃ、３Ｃ’が設けられているので、外気温度によりこれらのキャピラリチューブを使い分けできるが、３本のキャピラリチューブを並列に設けさらにきめ細かに対応できることは明らかである。また、抵抗の同じ複数本のキャピラリチューブを直列と並列とに適宜組み合わせて実施できることも明らかである。なお、図５中の符号５Ｄは開閉弁を示している。
【００２６】
【発明の効果】
以上のように、本発明によると、給水管と出湯管のいずれかに設けられている流量調整弁による給水流量、冷凍サイクルの給湯用熱交換器の伝熱面積、容量および過冷却度が最適に組み合わされているので、凝縮圧力が２．７５ＭＰａ以下で、出湯温度が６０℃以上の高温の温水が得られるという本発明に特有の効果が得られる。また、流量調整弁による給水流量、給湯用熱交換器の伝熱面積、容量および過冷却度が最適に決定されているので、給湯用熱交換器に３５℃以上の温水を供給できる効果も得られる。さらには、給湯用熱交換器に３５℃以上の温水を供給できるので、貯湯タンク中の高温の温水を循環加熱し、貯湯タンクに５５℃以上の高温の温水を貯湯することもできる。このように、高温の温水を循環、貯湯できるので、貯湯タンクの温水を浴湯の加熱、暖房、乾燥等の熱源としても利用できる。また、蒸発器が、空気側熱交換に選定され、該空気側熱交換器の上流側には、冷媒の流れ抵抗の小さい第１のキャピラリチューブと、冷媒の流れ抵抗の大きいキャピラリチューブとが並列的に、そしてその下流側に圧力調整弁が設けられ、冷媒は外気温度が１０℃以上のとき前記第１のキャピラリチューブを、外気温度が１０℃以下の時前記第２のキャピラリチューブを流れるように構成されていると共に、外気温度がさらに高いときは第３のキャピラリチューブが介装されているバイパス管を通って、冷媒の一部が前記空気側熱交換をバイパスするように構成されているので、空気側熱交換器を冷却する外気温の変化に対応できる。これにより、外気温が例えば４０℃のように高い時のＣＯＤおよび過熱度を抑え、圧縮機を保護することもできる。
【図面の簡単な説明】
【図１】  本発明の第１の実施の形態を示す図で、その（イ）は全体を模式的に示す正面図、その（ロ）は給湯用熱交換器を一部断面にして示す斜視図である。
【図２】  本発明の第２の実施の形態の全体を模式的に示す正面図である。
【図３】  冷媒の流れを示すモリエル線図である。
【図４】  本発明の第３、４の実施の形態の要部を示す図で、その（イ）は第３の実施の形態を、その（ロ）は第４の実施の形態を模式的に示す正面図である。
【図５】  本発明の第５の実施の形態の要部を模式的に示す正面図である。
【符号の説明】
１          冷凍サイクル部                ２      圧縮機
３Ａ          電子式膨張弁                ３Ｂ      機械式膨張弁
３Ｃ、３Ｃ’  第１、２のキャピラリチューブ
４            蒸発器（空気側熱交換器）    ４’    冷房用熱交換器        ５Ａ 圧力調整弁 ５Ｂ バイパス管
５Ｃ 第３のキャピラリチューブ  １０      給湯用熱交換器        ２０          給湯部                    ２１      給水管                ２２          出湯管                    ２５      貯湯タンク            ３０ 流量調整弁                ４０      熱負荷部
４１          熱交換器
【図１】
0003644016.tif 000002
【図２】
0003644016.tif 000003
【図３】
0003644016.tif 000004
【図４】
0003644016.tif 000005
【図５】
0003644016.tif 000006