(57)【要約】【課題】  ヒートポンプ給湯機のヒートポンプ回路において、運転停止時に蒸発器に液冷媒が滞留し、再運転時に加熱立ち上がり時間遅れや始動特性への影響が問題であった。【解決手段】  圧縮機、水冷媒熱交換器、冷媒調整弁、蒸発器を、冷媒配管を介して順次接続したヒートポンプ冷媒回路と、  外部から給水された水が水配管を通じて前記水冷媒熱交換器で加熱され、その加熱された湯水が水配管を通じて給湯される直接給湯回路と、  前記圧縮機が運転停止するときには、前記圧縮機を停止すると共に冷媒調整弁を閉止し、圧縮機が再運転するときには、冷媒調整弁を開放した後に圧縮機を再始動させる制御を行う、圧縮機運転制御手段とを備えたことにより、運転停止する時には蒸発器内の冷媒を圧縮機側に回収し、停止後は蒸発器の前後を冷媒調整弁と逆流防止弁とで閉止状態として、蒸発器内への液冷媒の滞留を防止するものである。【選択図】  図１
2006266588.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
圧縮機と、その圧縮機で圧縮された冷媒と水との熱交換を行う水冷媒熱交換器と、水と熱交換した冷媒の流路を開閉して冷媒の減圧を行い前記圧縮機の運転停止時には流路を閉じる冷媒調整装置と、減圧された冷媒と空気とで熱交換を行う蒸発器とがそれぞれ冷媒配管で順次接続されたヒートポンプ回路と、前記水冷媒熱交換器に水を供給する給水配管と、前記水冷媒熱交換器で加熱された水を供給する給湯配管とを有する給湯回路と、を備えたヒートポンプ給湯機。
【請求項２】
請求項１記載のヒートポンプ給湯機において、前記冷媒調整装置は、前記圧縮機の運転開始時には冷媒の流路を開放するヒートポンプ給湯機。
【請求項３】
請求項２記載のヒートポンプ給湯機において、前記圧縮機の運転開始時に、前記圧縮機の吐出側圧力と吸込側圧力との圧力差に応じて、前記圧縮機の運転開始と前記冷媒調整装置の冷媒流路の開放との順序を変えるヒートポンプ給湯機。
【請求項４】
請求項３記載のヒートポンプ給湯機において、前記圧縮機の吐出側圧力と吸込側圧力との圧力差が所定値以上のときは、前記冷媒調整装置の冷媒流路を開放した後で前記圧縮機の運転を開始するヒートポンプ給湯機。
【請求項５】
請求項３記載のヒートポンプ給湯機において、前記圧縮機の吐出側圧力と吸込側圧力との圧力差が所定値よりも低いときは、前記圧縮機の運転を開始した後で前記冷媒調整装置の冷媒流路を開放するヒートポンプ給湯機。
【請求項６】
請求項２記載のヒートポンプ給湯機において、前記圧縮機の運転開始時に、前記圧縮機の運転開始と前記冷媒調整装置の冷媒流路の開放とに時間差を有するヒートポンプ給湯機。
【請求項７】
請求項６記載のヒートポンプ給湯機において、前記圧縮機の運転開始と前記冷媒調整装置の冷媒流路の開放との時間差を、給湯開始時の外気温度、前記圧縮機の機体温度、及び前記圧縮機の吐出側圧力と吸込側圧力との圧力差のいずれかにより変えるヒートポンプ給湯機。
【請求項８】
請求項１記載のヒートポンプ給湯機において、前記ヒートポンプ回路の前記蒸発器と前記圧縮機との間の冷媒配管内に、前記圧縮機から前記蒸発器へ冷媒が流れるの止める逆流防止弁を備えたヒートポンプ給湯機。
【請求項９】
請求項８記載のヒートポンプ給湯機において、前記逆流防止弁は逆止弁であるヒートポンプ給湯機。
【請求項１０】
請求項８記載のヒートポンプ給湯機において、前記逆流防止弁は電磁二方弁であるヒートポンプ給湯機。
【請求項１１】
請求項１記載のヒートポンプ給湯機において、前記給水配管は装置外部の給水管と接続して、前記給湯配管は装置外部の出湯端末と接続するヒートポンプ給湯機。
【請求項１２】
請求項１１記載のヒートポンプ給湯機において、前記給水配管と前記給湯配管との間に水配管を介して接続された貯湯タンクと機内循環ポンプとを備え、前記給湯配管と前記貯湯タンクとは前記水冷媒熱交換器で加熱された湯水と前記貯湯タンク内の湯水とを混合する給湯混合弁を介して接続しているヒートポンプ給湯機。
【請求項１３】
請求項１２記載のヒートポンプ給湯機において、前記貯湯タンクの容量を１００L以下として、少なくとも前記貯湯タンクと前記ヒートポンプ回路とが同一の箱体に収納されたヒートポンプ給湯装置。
【請求項１４】
請求項１記載のヒートポンプ給湯機において、前記冷媒調整装置は電動膨張弁であるヒートポンプ給湯機。
【請求項１５】
請求項１記載のヒートポンプ給湯機において、前記冷媒調整装置は電磁二方弁とキャピラリチューブとからなるヒートポンプ給湯機。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ヒートポンプ給湯機に関わる。
【背景技術】
【０００２】
従来のヒートポンプ給湯機は電気温水器と同様に３００Ｌ〜５００Ｌもの大容量の貯湯タンクを設け、夜間の安価な割引電力を使って夜中にヒートポンプ回路で湯を沸き上げて貯湯タンクに貯蔵しておき、上記貯蔵した湯を日中に使う貯湯方式のものが一般的であった。
【０００３】
近年になって、毎回、給湯使用時にヒートポンプ運転を行って、直接、加熱・給湯を行う瞬間湯沸し型ヒートポンプ給湯機が提案されている。
【０００４】
このような瞬間型ヒートポンプ給湯機として特開２００３−２４０３４４号公報（特許文献１）に開示されたものがあり、これは貯湯タンクを使わず、給湯機本体とヒートポンプ本体を一体にして軽量化、設置面積の省スペース化を図るものである。
【０００５】
【特許文献１】特開２００３−２４０３４４号
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
特許文献１に示す瞬間型ヒートポンプ給湯機においては、瞬間型ヒートポンプ給湯機の重要課題である運転開始直後の加熱立ち上がり時間が長いという、運転立ち上がり特性の課題が未解決であった。
【０００７】
瞬間型ヒートポンプ給湯機の実現には、給湯使用の度に毎回断続運転を行うため始動特性の安定化が重要である。特に冬期停止時に冷媒が蒸発器内に液冷媒として大量に滞留してしまう。そして運転開始後直後、液冷媒が一挙に圧縮機内に流入して始動運転を阻害する、いわゆる低温寝込み状態に対する対策が必要である。特許文献１に示す瞬間型ヒートポンプ給湯機においては、これらの問題の解決策が示されていない。
【０００８】
即ち、特許文献１の瞬間型ヒートポンプ給湯機では、圧縮機の停止中に冷媒が蒸発器において熱を放出して液状なるが、その液冷媒を再びヒートポンプ回路で水を加熱可能な状態にするには、水道の蛇口を開いてから適温の湯（約４２℃）が出るまでの時間が、冬期には５〜６分掛かってしまうと共に、低温寝込み特性の改善策もないため、実用化は極めて難しいものであった。
【０００９】
本発明は、上記、従来の課題を解決するためのもので、大容量貯湯タンクを必要としない瞬間型ヒートポンプ給湯機において、重要課題である、立ち上がり時間の短縮及び低温寝込み特性の改善を図り、使い勝手の良い瞬間型ヒートポンプ給湯機を提供することを目的とするものである。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
本発明は、従来のヒートポンプ給湯機における立ち上がり時間の加熱遅れを解決する手段として、低温寝込み後の運転特性を分析し、ヒートポンプサイクル自体の必要加熱時間の他に、蒸発器に滞留する冷媒量が大きく影響していることを突き止めた。
【００１１】
即ち、蒸発器に滞留する冷媒量を少なくすることによって、圧縮機の始動特性を改善すると共に、始動後の加熱温度上昇を速め、立ち上がり時の加熱遅れ時間を短縮することができ、特に加熱遅れの長い低温時に効果があることが解った。
【００１２】
本発明は、前記検討結果にもとづき、蒸発器への冷媒の滞留量を少なくすることにより、立ち上がり時間の短縮及び低温寝込み特性の改善を図り、使い勝手の良いヒートポンプ給湯機を提供するものである。
【００１３】
上記目的を解決するために本発明のヒートポンプ給湯機は、圧縮機と、その圧縮機で圧縮された冷媒と水との熱交換を行う水冷媒熱交換器と、水と熱交換した冷媒の流路を開閉して冷媒の減圧を行い前記圧縮機の運転停止時には流路を閉じる冷媒調整装置と、減圧された冷媒と空気とで熱交換を行う蒸発器とがそれぞれ冷媒配管で順次接続されたヒートポンプ回路と、前記水冷媒熱交換器に水を供給する給水配管と、前記水冷媒熱交換器で加熱された水を供給する給湯配管とを有する給湯回路と、を備えたものである。
【００１４】
これらの構成を備えることによって、給湯運転におけるヒートポンプ運転の停止時に、圧縮機を停止すると共に冷媒調整弁を閉止するので、停止状態における水冷媒熱交換器から蒸発器への冷媒流入を防ぎ、蒸発器に滞留する液冷媒量を減少させることができる。
【００１５】
また、上述の構成に加えて本発明のヒートポンプ給湯機は、運転開始時に、冷媒調整装置の冷媒流路を開放することによって、圧縮機の始動前に吐出圧力を下げることができ、圧縮機の始動を円滑に行うことができる。
【００１６】
例えば、冷媒調整装置が冷媒流路を開放した後に圧縮機を運転することにより、圧縮機の始動前に吐出圧力を下げることができ、圧縮機の始動を円滑に行うことができる。
【００１７】
次に、先に述べた本発明のヒートポンプ装置に加えて、圧縮機の運転開始時に、圧縮機の吐出側圧力と吸込側圧力との圧力差に応じて、圧縮機の運転開始と冷媒調整装置による冷媒流路の開放との順番を変えることにより、周囲温度や運転停止時間等によって異なる再運転時の圧縮機前後の冷媒圧力差に応じて、適切な制御を行うことができる。例えば、圧縮機の指導特性が向上し、加熱能力の立ち上がり特性が向上される。
【００１８】
冷媒圧力差が大きいとき、即ち圧縮機負荷が重い場合は冷媒調整弁を開放した後に圧縮機を運転し、冷媒圧力差が小さいとき、即ち圧縮機負荷が軽い場合は圧縮機を運転した後に冷媒調整弁を開放するものである。  これらによって圧縮機の再始動特性改善と加熱運転立ち上がり特性改善の両立を図ることができる。
【００１９】
また、圧縮機の運転開始時と冷媒調整装置による冷媒流路の開放時との時間差を有してもよい。この時間差を有することにより、より確実に圧縮機の起動を行うことができる。また、給湯開始時の外気温度、圧縮機温度及び圧縮機圧力差により、この時間差を決めてもよい。これにより、季節要因と運転停止時間要因を共に加味した再始動特性改善制御ができる。
【００２０】
更に、上述の構成に加えて本発明のヒートポンプ給湯機は、ヒートポンプ回路の蒸発器と圧縮機との間の冷媒配管内に、圧縮機から蒸発器へ冷媒が流れるの止める逆流防止弁を設けることによって、さらに、蒸発器への冷媒流入を防ぎ、蒸発器に滞留する液冷媒量を減少させることができる。
【００２１】
これにより、蒸発器の前後に開閉弁を設けることになり、運転中は冷媒が循環するよう冷媒調整弁及び逆流防止弁が共に開らき、停止時には、蒸発器内の冷媒が圧縮機側に回収された後、冷媒調整装置及び逆流防止弁が共に閉止して蒸発器内への冷媒流入を防ぐことができ、運転立ち上がり特性の改善を図ることができる。
【００２２】
この逆流防止弁を逆止弁としてもよい。電磁コイルを使用することなく、圧縮機の吸込側圧力と蒸発器側圧力との差圧により、運転中は開放されて冷媒を循環させ、停止時には、蒸発器内の冷媒が圧縮機側に回収された後、圧縮機の停止と共に逆止弁が閉止して蒸発器を密閉状態とすることができる。
【００２３】
また逆流防止弁を電磁二方弁としてもよい。電磁二方弁は、逆止弁と比較した場合、電磁コイルは必要となるが、圧力に関係なく電気的に制御できるため、閉止するタイミングが自由に選定できることや、ボール弁等を用いた単純な構造で閉止時の冷媒漏れ量を極めて少なくすることができる。
【００２４】
さらに上述した本発明のヒートポンプ給湯機に加えて、給水配管が装置外部の給水管と接続して、給湯配管が装置外部の出湯端末と接続することによって、給水された水が直接給湯される直接給湯回路となすことにより、従来の大容量の貯湯タンクを備えた貯湯式ヒートポンプ給湯機に比べて、高温に沸き上げた湯を溜める貯湯タンクからの放熱によるロスを無くすことができる。
【００２５】
また、本発明によって蒸発器内への冷媒滞留量を減少することにより、瞬間型ヒートポンプ給湯機の重要課題である運転開始時の加熱立ち上がり特性及び再始動、低温寝込み特性を改善し、タンクなし瞬間型ヒートポンプ給湯機の製品化を可能にすることができる。
【００２６】
更に、瞬間的に水冷媒熱交換器により直接加熱した湯水を給湯するときに、出湯温度になるようにヒートポンプ回路の能力制御を行うことによって、最低限の入力で必要な湯を給湯することができるため、非常に高効率で使い勝手のよいヒートポンプ給湯機を実現できる。
【００２７】
また、この直接出湯式のヒートポンプ給湯機においても、ヒートポンプ回路の立ち上がりが、燃焼により高熱量を得られるガス瞬間式湯沸かし器に対しては遅いことが考えられる。そのため、ヒートポンプ回路の立ち上がり時に必要な湯温を確保するために、補助的な、従来に比べて容量の少ない貯湯タンクを備えることで、立ち上がり時の問題をさらに解決することができる。
【００２８】
したがって、運転立ち上がり時は、貯湯タンクに貯湯した高温湯を使用して即時に適温給湯し、ヒートポンプ運転が所定温度の湯を供給できるような安定運転に達してからは、貯湯タンクからの給湯を停止して直接給湯回路によって給湯することで、蒸発器に残留する冷媒量を減少させることができる本発明の構成と組み合わせることにより、運転開始直後の液戻りによる加熱力低下を防ぎ、加熱立ち上がり時間の短縮を更に図ることができる。
【００２９】
また、本発明によって貯湯タンクの大きさを必要最小限にすることができるので、従来の貯湯型ヒートポンプ給湯機の不具合を解消すると共に、大容量の圧縮機を必要とせずに小形軽量化を図った貯湯タンク付瞬間型ヒートポンプ給湯機の実現を図ることができる。本発明によれば圧縮機の運転開始時に用いるこの貯湯タンクの容量を１００Ｌ以下とすることができ、従来の貯湯タンク式ヒートポンプ給湯機の貯湯タンク容量が３００〜５００Ｌであるのに比べ、１／３〜１／５と大幅に小型化を図ることができるので、貯湯タンクをヒートポンプ冷媒回路等と同一箱体に収納することが容易となり、設置面積、設置強度、給湯機本体とヒートポンプ本体間の水配管接続等、設置施行上の様々な課題を解決することができる。
【００３０】
また、上述の本発明のヒートポンプ給湯装置における冷媒調整装置を電動膨張弁にしてもよい。温度式膨張弁のようにヒータに通電し、ヒータの温度上昇によって冷媒を膨張させ、その膨張力によって弁を開閉するものと異なり、運転制御手段の発信パルス数の指示によって、即時にステッピングモータを駆動し弁機構部を所定開度に調整することができ、運転停止信号を受けると同時に電動膨張弁を閉止することが可能となり、圧縮機停止とのタイミングや、時間制御が容易になる。そして運転立ち上がり時間の短縮及び低温寝込み時の再始動特性の改善効果をさらに有することができる。
【００３１】
また、上述の本発明のヒートポンプ給湯装置における冷媒調整装置を電磁二方弁とキャピラリチューブとで構成してもよい。電磁二方弁は、運転時の全開と停止時の全閉のみの機能で済むため、ボール弁等を用いた単純な構造で閉止時の冷媒漏れ量を極めて少なくすることができ、蒸発器内の冷媒回収がより確実に行える。
【発明の効果】
【００３２】
本発明によれば、ヒートポンプ給湯機において、運転開始時の立ち上がり特性を改善し、使い勝手の向上を図ることができる。特に、出湯を検知して圧縮機を起動し、水冷媒熱交換器で出湯設定温度に加熱された湯水を出湯端末より出湯させる瞬間加熱型のヒートポンプ給湯機においては顕著な効果を奏することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００３３】
図１において、本発明の一実施例におけるヒートポンプ給湯機は、ヒートポンプ冷媒回路３０、給湯回路４０、および運転制御手段５０を備えている。
【００３４】
ヒートポンプ冷媒回路３０及び給湯回路４０は同一箱体内に一体的に収納可能である。また、運転制御手段５０は、別個に設けられた台所リモコン５１及び風呂リモコン５２と接続する。
【００３５】
ヒートポンプ冷媒回路３０は各部品を２個ずつ有する２サイクル方式であり、圧縮機１ａ、１ｂ、水冷媒熱交換器３に設けられた冷媒側伝熱管３ａ、３ｂ、冷媒調整弁６ａ、６ｂ、蒸発器７ａ、７ｂ及び逆流防止弁８ａ、８ｂを、それぞれ冷媒配管を介して順次接続して構成されている。
【００３６】
それぞれのサイクルの中に封入されている冷媒としては塩素を含まないフッ化炭化水素や自然系冷媒として例えば二酸化炭素を使用するのが好ましい。
【００３７】
ヒートポンプ冷媒回路３０の二つのサイクルのうち、圧縮機１ａを擁するサイクルには、風呂２３の湯水を追い焚きする風呂用熱交換器５に通じる回路も備える。
【００３８】
この風呂追い焚き用冷媒回路は、圧縮機１ａと水冷媒熱交換器３との間の冷媒管路から分岐して、風呂用熱交換器５に設けられた風呂用冷媒管５ａと接続する冷媒管路に高温の冷媒が通じることで、風呂用熱交換器５で風呂２３の湯が追い焚きできる。風呂用冷媒管５ａはまた、水冷媒熱交換器３の冷媒側伝熱管３ａ、３ｂと冷媒調整弁６ａとの間の冷媒配管から分岐した冷媒配管と接続する。
【００３９】
この一連の風呂用熱交換器５に通じる冷媒管路の途中に第２冷媒開閉弁４が設けられている。この第２冷媒開閉弁４は、圧縮機１ａと第１冷媒開閉弁２との間の冷媒管路から分岐して風呂用冷媒管５ａと接続する冷媒配管に設けるのが望ましい。
【００４０】
本実施例においては、圧縮機1aを有するサイクルの水冷媒熱交換器３に接続する冷媒配管に第1冷媒開閉弁２も設けている。これら第１冷媒開閉弁２と第２冷媒開閉弁４とで冷媒流路を切り替えることで、給湯時に高温冷媒が風呂用熱交換器５に流入して能力が低下することを防ぐ。
【００４１】
圧縮機１ａ、１ｂは瞬間式ヒートポンプ給湯機に適合できるような大容量で、かつ、給湯量に応じて回転数を変えられる容量制御型圧縮機である。圧縮機１ａ、１ｂはＰＷＭ制御、電圧制御（例えばＰＡＭ制御）及びこれらの組合せ制御により、低速（例えば７００回転／分）から高速（例えば７０００回転／分）まで、圧縮機制御手段(図示せず)により回転数制御される。
【００４２】
水冷媒熱交換器３は、圧縮機１ａ、１ｂと冷媒配管を介して接続する冷媒側伝熱管３ａ、３ｂ及び給湯回路４０の給水側伝熱管３ｃ、３ｄを備えている。そしてそれらの冷媒側伝熱管３ａ、３ｂと給水側伝熱管３ｃ、３ｄとの間で熱交換を行う。圧縮機１ａ、１ｂとしては、例えば、２つのサイクルを用いて、外気温１６℃、入水温度１７℃の中間期条件において、２３ｋｗ以上の加熱能力を備えるようにすると実用上好ましい。
【００４３】
冷媒側伝熱管３ａ、３ｂと接続する冷媒調整弁６ａ、６ｂは、一般的にはキャピラリ、温度式膨張弁、電動膨張弁等が使用される。冷媒調整弁６ａ、６ｂは運転制御手段５０により、水冷媒熱交換器３を経て送られてくる中温高圧冷媒を減圧して、冷媒配管を介して接続する蒸発器７ａ、７ｂへ蒸発し易い低圧冷媒を送る減圧装置の働きをする。
【００４４】
また、冷媒調整弁６ａ、６ｂは、冷媒通路の絞り量を変えてヒートポンプ回路３０内の冷媒循環量を調節する働きや、絞り量を全開にして中温冷媒を蒸発器７ａ、７ｂに多量に送って霜を溶かす除霜装置の役目をも持つ、冷媒の流れを調整する装置である。
【００４５】
さらに本実施例における冷媒調整弁６ａ、６ｂは、従来の減圧装置の機能に加え、全閉機能を備える。詳細は後述するが、運転制御手段５０からの指令に基づき、圧縮機１ａ、１ｂの停止に応じてその冷媒通路を閉止する。これにより、蒸発器７ａ、７ｂ内の冷媒を圧縮機１ａ、１ｂ側に回収するのに寄与する。
【００４６】
またヒートポンプ回路３０の再運転時には、圧縮機１ａ、１ｂ、の運転開始より先に冷媒通路の開放指令が運転制御手段５０より与えられ、圧縮機１ａ、１ｂの吐出側圧力を下げて圧力バランスを図り、圧縮機１ａ、１ｂの再始動を容易にする。運転制御手段５０からの開閉指示信号に対応するために、応答速度の速い電動膨張弁または電磁二方弁が最適である。
【００４７】
なお、冷媒調整弁６ａ、６ｂとして電磁二方弁を使用するときには、冷媒の開閉動作を行う電磁二方弁と共に、冷媒を減圧するキャピラリチューブが必要である。
【００４８】
蒸発器７ａ、７ｂは空気と冷媒との熱交換を行う空気冷媒熱交換器である。図示されていないファンによる空気供給量の調整により、蒸発器７ａ、７ｂの熱交換量を変えることも可能である。
【００４９】
給湯回路４０は蛇口給湯、風呂給湯、風呂追焚きを行うための水循環回路を備えている。
【００５０】
台所蛇口給湯回路は、給水配管と台所給湯配管とを有する。給水配管は、水道などの装置外部の給水源である給水管と接続する給水金具９と、水冷媒熱交換器３の給水側伝熱管３ｃ、３ｄと、に接続されている。台所給湯配管は、水冷媒熱交換器３の給水側伝熱管３ｃ、３ｄと、装置外部の出湯端末の一つである台所蛇口１６に配管を通じて接続する台所出湯金具１５と、に接続されている。
【００５１】
この給水配管の途中には、減圧弁１０、給水された水の水量を計測する給水水量センサ１１、水逆止弁１２、が順次設けられている。
【００５２】
また給湯配管の途中には、給水配管から分岐した水配管と接続する湯水混合弁１３、出湯する湯水の流量を調整する流量調整弁１４が順次設けられている。
【００５３】
減圧弁１０は、例えば水道の給水源から供給される２００〜５００ｋＰａものバラツキのある高い水圧を約１７０ｋＰａ程度の使用上適切な一定水圧にコントロールするものである。水逆止弁１２は、一方向にのみに水を流し、逆流を防止するものである。
【００５４】
風呂給湯回路は、台所蛇口給湯回路の給水配管を共通して有し、その給水配管と、水冷媒熱交換器３の給水側伝熱管３ｃ、３ｄと入出湯金具２１との間に接続された風呂給湯配管とを有する。入出湯金具２１は、浴槽に取り付けられた風呂循環アダプター２２と水配管を介して接続する。
【００５５】
風呂給湯配管は、湯水混合弁１３、流量調整弁１４、浴槽２３へ注湯するときに開放する風呂注湯弁１７、水の流れ方向を検知するフロースイッチ１８、風呂の湯を追い焚きする際に運転する風呂循環ポンプ１９、風呂に溜まった湯の高さを検知する水位センサ２０、が順次設けられている。
【００５６】
風呂追焚き回路は、風呂給湯回路の風呂給湯配管と一部重複する。入出湯金具２１からフロースイッチ１８に至り、さらに風呂注湯弁１７までの風呂給湯配管から分岐して、風呂用熱交換器５の風呂用水配管５ｂに接続し、その風呂用水配管５ｂから風呂出湯金具２４に水配管を介して接続された管路である。
【００５７】
なお、入出湯金具２１は風呂循環アダプター２２を介して浴槽２３に接続されると共に、風呂蛇口２５やシャワー（図示せず）にも接続される。この入出湯金具２１を介して、風呂給湯時は水位センサ２０側から浴槽２３及び風呂蛇口２５側へ給湯し、風呂追焚き時には浴槽２３側から水位センサ２０側へ風呂循環ポンプ１９により浴槽湯を引き出し水循環させる。
【００５８】
風呂追焚き時には、水循環ポンプ１９を運転し風呂追焚回路による浴槽水の水循環を行うと共に、ヒートポンプ運転を行い、風呂用熱交換器５で浴槽２３の残り湯を加熱して浴槽２３に戻し風呂追焚きを行う。
【００５９】
運転制御手段５０は、台所リモコン５１及び風呂リモコン５２の操作設定により、ヒートポンプ冷媒回路３０の運転・停止並びに圧縮機１ａ、１ｂの回転数制御を行うと共に、第1冷媒開閉弁２、第２冷媒開閉弁４の開閉、冷媒調整弁６ａ、６ｂの冷媒絞り量調整、風呂循環ポンプ１９の運転・停止及び湯水混合弁１３、流量調整弁１４、風呂注湯弁１７、フロースイッチ１８を制御することにより、直接給湯運転、風呂湯張り運転、風呂追焚運転等を行うものである。
【００６０】
また、運転制御手段５０には図示しない圧縮機運転制御手段を有し、圧縮機１ａ、１ｂの回転数を制御する。運転制御手段５０と圧縮機運転制御手段とは、運転開始直後に加熱立上げ時間を早めるため、圧縮機1a、１ｂを所定の高速回転数で運転し、比較的熱負荷の軽い風呂追焚運転の時は加熱温度に見合った低速回転数で圧縮機1aを運転するよう制御する。
【００６１】
運転制御手段５０の給湯運転停止時の制御について説明する。運転制御手段５０は、蛇口閉止や風呂湯張り終了を検知すると、先ず冷媒調整弁６ａ、６ｂを閉じて水冷媒熱交換器３側から蒸発器７ａ、７ｂへの冷媒流入を止める。そして、蒸発器７ａ、７ｂ内の冷媒を圧縮機１ａ、１ｂ側へ回収するために、蒸発器７ａ、７ｂの内容積や圧縮機１ａ、１ｂの回転数等によって決められる所定時間経過後に圧縮機１ａ、１ｂを停止させる。
【００６２】
なお、冷媒調整弁６ａ、６ｂを閉じてから圧縮機１ａ、１ｂを停止するまでの所定時間は、蒸発器７ａ、７ｂ、水冷媒熱交換器３の内容積及び圧縮機１ａ、１ｂの特性によっては、ほぼ同時停止であっても、蒸発器７ａ、７ｂ内への冷媒滞留量の減少効果を十分発揮できる。
【００６３】
即ち、従来、運転停止中も開放状態であった冷媒調整弁６ａ、６ｂを運転停止中は全閉とすることにより、停止後の水冷媒熱交換器３側から蒸発器７ａ、７ｂへの冷媒流入を防止することができ、従来よりも蒸発器７ａ、７ｂに溜まる冷媒を減らす効果が得られる。
【００６４】
次に、運転制御手段５０は、圧縮機１ａ、１ｂの再始動時には、圧縮機１ａ、１ｂ前後の圧力差に応じて、圧縮機１ａ、１ｂ及び冷媒調整弁６ａ、６ｂの作動順序を変える。そのため、圧縮機１ａ、１ｂの吸入側及び吐出側に圧力センサを設けるのが望ましい。本実施例においては、圧縮機１ａ、１ｂの吐出側配管に圧力センサ１ｃ、１ｄが設けられ吐出側圧力を検知する。
【００６５】
圧縮機１ａ、１ｂの吸込側圧力は、蒸発器圧縮機７ａ、７ｂに設けられた蒸発器出口温度センサ７ｃ、７ｄにより検知した冷媒温度に基づき算出することにより、圧縮機１ａ、１ｂの吸込側圧力を得る。
【００６６】
圧縮機１ａ、１ｂ前後の圧力差が所定値（例えば２ＭＰａ）以上の場合は、冷媒調整弁６ａ、６ｂを開放して、水冷媒熱交換器３のある高圧側圧力と蒸発器７ａ、７ｂのある低圧側圧力をバランスさせた後に、圧縮機１ａ、１ｂを始動させる。この場合、高圧側と低圧側の圧力を完全にバランスさせなくてもよい。これらの動作により、圧縮機１ａ、１ｂの再始動を容易にする。
【００６７】
その圧力差が所定値以下の場合は、冷媒調整弁６ａ、６ｂを開放する以前に圧縮機１ａ、１ｂを始動させる。この場合、少しでも速く加熱運転を始めるものである。圧力差が所定値以下ということは、少なからず蒸発器７内に冷媒が流入している状態であり、圧縮機１を先に起動させることで、蒸発器側は圧力が低下して液冷媒のガス化に寄与する。すると冷媒調整弁６を開けたときに圧縮機１に戻る液冷媒量を減らすことができる。
【００６８】
圧縮機１ａ、１ｂの始動と冷媒調整弁６ａ、６ｂの開放の時間差は、給湯開始時の外気温度と圧縮機１ａ、１ｂのチャンバ温度との差によって、圧縮機負荷の軽重を算定して決めるのが望ましい。更に、運転開始後の圧縮機１ａ、１ｂの回転数は、給湯負荷に対応して設定した圧縮機回転数テーブルによって制御し、冷媒調整弁６ａ、６ｂの開度は、外気温度と水冷媒熱交換器３の出口目標温度に対応して設定した冷媒調整弁開度テーブルによって制御するのが望ましい。
【００６９】
逆流防止弁８ａ、８ｂは、前後の冷媒差圧によって開閉する逆止弁または電磁二方弁等が使用される。逆流防止弁８ａ、８ｂとして逆止弁を使用した場合、運転中は前後の差圧がなく全開状態で冷媒循環がスムーズに行なわれている。運転制御手段５０によって、冷媒調整弁６ａ、６ｂが閉じられると蒸発器７ａ、７ｂは圧縮機１ａ、１ｂによって冷媒が吸引されると共に低圧状態となり、更に圧縮機１ａ、１ｂが停止すると圧縮機１ａ、１ｂ内全体が高圧となり、逆止弁の前後圧力は圧縮機１ａ、１ｂ側圧力＞蒸発器７ａ、７ｂ側圧力となって閉止する。
【００７０】
即ち、運転停止後は蒸発器７ａ、７ｂ前後の冷媒調整弁６ａ、６ｂ及び逆止弁８ａ、８ｂが閉止され、蒸発器７ａ、７ｂには冷媒がほとんど残らず、かつ、進入して来ることもほとんどなく、残留冷媒がほぼない状態を保つのである。
【００７１】
また、逆流防止弁８ａ、８ｂとして電磁二方弁を使用した場合、運転制御手段５０の電気信号により自由に動作制御できるので、運転停止と電磁二方弁の閉止の時間的タイミングを最適に選択することができる。
【００７２】
逆流防止弁８ａ、８ｂとして逆止弁と電磁二方弁の何れを選ぶかは、ヒートポンプ回路の圧力特性、コスト、逆流防止性能等の観点から比較し選択すればよい。
【００７３】
ヒートポンプ給湯機には、給水温度を検知する給水サーミスタ１１ａ、水冷媒熱交換器３の出湯温度を検知する熱交サーミスタ３ｅ、給湯温度を検知する給湯サーミスタ１３ａ、浴槽水の温度を検知する風呂サーミスタ１８ａ、圧縮機１ａ、１ｂの吐出圧力を検知する圧力センサ１ｃ、１ｄ、蒸発器７ａ、７ｂの冷媒出口温度を検知する蒸発器出口温度センサ７ｃ、７ｄ、及び浴槽２３内の水位を検出する水位センサ２０などが設けられ、各検出信号は運転制御手段５０に入力されるように構成されている。運転制御手段５０はこれらの信号に基づいて各機器を制御するものである。
【００７４】
次に、本発明のヒートポンプ給湯機の運転動作について説明する。
【００７５】
据付時の必要操作の一実施例を、図２のフローチャートに基づき説明する。
【００７６】
ヒートポンプ給湯機は、製造場所から運搬されて使用者の希望する設置場所に据付られる。給水金具９は水道等の給水源に、台所出湯金具１５は台所蛇口１６に、入出湯金具２１は風呂循環アダプター２２及び風呂蛇口２５に、風呂出湯金具２４は風呂循環アダプター２２に水配管を介して接続される（ステップ６０）。その後、空気抜きのため台所蛇口１６または風呂蛇口２５を開放し（ステップ６１）、給水源の元栓を開放する（ステップ６２）。
【００７７】
給水源から機内へ給水が開始され、水は減圧弁１０によって一定圧力に減圧調整された後、水冷媒熱交換器３及び各水配管内に流入する（ステップ６３）。台所蛇口１６または風呂蛇口２５からの水溢れ出しにより機内水回路が満水状態になったことを確認（ステップ６４）した後、台所蛇口１６及び風呂蛇口２５を閉止し、機内給水が終了する（ステップ６５）。
【００７８】
なお、ヒートポンプ給湯機の据付時の各機器は次のような初期状態に設定されている。湯水混合弁１３は３方向開状態、流量調整弁１４は全開状態、風呂注湯弁１７は全閉状態となっている。
【００７９】
次に電源スイッチを投入し（ステップ６６）、浴槽水張り運転を行う（ステップ６７）。
【００８０】
浴槽水張り運転は、風呂注湯弁１７を開き浴槽２３に水が溢れるまで注水して満水判断する（ステップ６８）。水位センサ２０や給水水量センサ１１により浴槽２３内の水位と水量を検知し、運転制御手段５０が浴槽２３の全容量及び水量と水位高さの関係を自動計算し（ステップ６９）、浴槽の適正水量、及び追加水量による水位変化量の設定（ステップ７０）を行う。これらの設定以降の風呂自動運転における風呂湯張りや風呂差し湯時の湯量制御等に設定値を活用する。従って、上記浴槽水張り運転はヒートポンプ給湯機設定時の１回のみ必要とするものである。
【００８１】
次に図３は、台所蛇口１６を開けて給湯使用する場合の動作を示すフローチャートの一実施例である。
【００８２】
台所蛇口１６を開けて湯水使用が始まる（ステップ７１）と、給水水量センサ１１が流量を検知して運転制御手段50が給湯開始の判定を行い（ステップ７２）、流量が一定以上であれば給湯開始と判定する。運転制御手段５０は、圧縮機１ａ、１ｂを始動させヒートポンプ運転を開始し（ステップ７３）、上述の台所蛇口給湯回路により給湯を開始する（ステップ７４）。
【００８３】
ステップ７３で運転制御手段５０は以下の制御を行う。まず、ヒートポンプ冷媒回路３０の第1冷媒開閉弁２及び冷媒調整弁６ａ、６ｂを開放し、圧縮機１ａ、１ｂを始動させて圧縮した高温高圧冷媒を循環させる。圧縮機１ａ、１ｂの運転開始により、逆流防止弁８ａ、８ｂ前後の圧力が、圧縮機１ａ、１ｂ側圧力＜蒸発器７ａ、７ｂ側圧力の関係に変わり、逆流防止弁８ａ、８ｂは閉止状態から開放状態に変わる。このようにヒートポンプ回路を冷媒が循環可能となり、ヒートポンプ運転が継続して行なわれる。
【００８４】
圧縮機１ａ、１ｂで圧縮された高温高圧冷媒を水冷媒熱交換器３の冷媒側伝熱管３ａ、３ｂに送り込み、給水側伝熱管３ｃ、３ｄを流れる給水を加熱して湯水混合弁１３側へ流出するが、運転立ち上がり直後は水冷媒熱交換器３に送り込まれてくる冷媒が充分に高温高圧となり切らず温度が低く、かつ水冷媒熱交換器３全体が冷えているため、水を加熱する加熱能力が充分でない。
【００８５】
時間の経過と共に冷媒は高温高圧となり、それに従って、発生する冷媒からの放熱量が増加し、水への加熱能力が増してゆくが、この運転開始から給湯温度が適温（約４２℃）に達するまでの運転立ち上がり時間の長短を運転立ち上がり特性または加熱立ち上がり特性という。
【００８６】
貯湯タンクを有しないで、ヒートポンプ運転によって加熱する温水を直接給湯する瞬間式給湯においては、前記運転立ち上がり特性が最も基本的かつ重要な課題であり、詳細は追って図４にて説明する。
【００８７】
給湯運転開始（ステップ７４）後、給水水量センサ１１、給水サーミスタ１１ａ、給湯サーミスタ１３ａの検知データによって、運転制御手段５０は給湯温度及び流量の調整を行い（ステップ７５）、適正温度、適正流量の給湯運転を続ける。
【００８８】
なお、給湯温度及び流量の判定は常時行い（ステップ７６）、規定内であれば蛇口が閉じられるまで給湯を継続する（ステップ７７）。
【００８９】
台所蛇口１６が閉じられ湯水使用が終了すると（ステップ７８）、運転制御手段５０は、先ず冷媒調整弁６ａ、６ｂを閉止し（ステップ７９）、所定時間経過後に圧縮機１ａ、１ｂを停止する（ステップ８０）。これらのステップにより、逆流防止弁８ａ、８ｂ前後の差圧が、圧縮機１ａ、１ｂ側＞蒸発器７ａ、７ｂ側となり（ステップ８１）、逆流防止弁８ａ、８ｂが閉止され（ステップ８２）、運転は終了する（ステップ８３）。なお、逆流防止弁８ａ、８ｂが電磁二方弁の場合は、前記閉止動作は、圧縮機運転制御手段が電気信号を送ることにより行なわれる。
【００９０】
次に、運転立ち上がり特性について、本実施例の圧縮機運転制御手段を用いた場合と、従来の何もしない場合との比較を、図１を参照しながら図４において説明する。
【００９１】
図４において、横軸はヒートポンプ運転開始からの運転時間であり、縦軸は図１の圧縮機１ａ、１ｂで圧縮され高温高圧となって吐出される冷媒ガスの圧縮機吐出温度である。この高温冷媒が水冷媒熱交換器３において、冷媒側伝熱管３ａ、３ｂを流れ、給水側伝熱管３ｃ、３ｄを流れる水を加熱して給湯するので、給湯温度は縦軸の吐出温度とほぼ同様の変化を示す。
【００９２】
先ず、本実施例の運転制御を行わない従来の制御における加熱立ち上がり特性を線図Ｂで説明する。圧縮機1が運転開始すると圧縮機１内に溜まっていた冷媒が圧縮されて高温高圧の冷媒となって吐出され、水冷媒熱交換器３で給水を加熱して給湯が行なわれる。従来の運転制御における圧縮機１停止時は、冷媒が蒸発器内に液として溜まっており、圧縮機１内の冷媒不足となり、加熱立ち上がり時間がやや遅くなる。
【００９３】
また、矢印Ｂ１で示すように、一旦目標温度に達した後、蒸発器７内の液冷媒が一気に戻り圧縮機１内で蒸発するため吐出温度が目標温度より低くなってしまい、ヒートポンプ回路の運転開始から目標温度の安定運転に達するまでの立ち上がり時間がＢ点まで長く掛かってしまい、実用上の問題となる。また、多量の液冷媒戻りは圧縮機にとって過大な負荷となり始動不良を起こす要因となる。
【００９４】
なお、蒸発器７は冷媒と外部空気との熱交換を行うためのもので、給湯機本体の外面に設けてあり、特に冬期等の低温時にはヒートポンプ回路３０中で最も低温となるので、冷媒が集まって滞留し易いことになる。図４の加熱立ち上がり特性線図は、冬期運転停止６時間後に再度運転した場合の低温寝込み運転を示すものであるが、寝込み時間が更に短い場合及び周囲温度が高い場合においても、程度の差はあるが同様の傾向が見られる。
【００９５】
次に、線図Ａで本実施例の運転制御における温度変化について説明する。本実施例の圧縮機運転制御では、運転停止時には先ず蒸発器７ａ、７ｂの前に設けられた冷媒調整弁６ａ、６ｂを閉じて蒸発器７ａ、７ｂ内の冷媒を圧縮機１ａ、１ｂ側に回収してから圧縮機１ａ、１ｂを停止させる。
【００９６】
圧縮機１ａ、１ｂの停止と共に圧力差が生じて逆流防止弁８ａ、８ｂが閉止されるので、運転停止中は蒸発器７ａ、７ｂ内に冷媒が滞留することがほとんどなく、圧縮機１ａ、１ｂ内に冷媒が十分滞留しており、再度運転開始したときに圧縮機１ａ、１ｂによる冷媒の圧縮高温高圧化を継続して行うことができるのでスムーズな加熱立ち上がり特性が得られる。
【００９７】
即ち、圧縮機１ａ、１ｂが運転開始すると圧縮機１ａ、１ｂ内に溜まっていた冷媒が圧縮されて高温高圧の冷媒となって吐出され、水冷媒熱交換器３内で給水を加熱して給湯が行なわれる。
【００９８】
同時に第1冷媒開閉弁２及び逆流防止弁８ａ、８ｂが開放されるので、圧縮機１ａ、１ｂ、第1冷媒開閉弁２、冷媒側伝熱管３ａ、３ｂ、冷媒調整弁６ａ、６ｂ、蒸発器７ａ、７ｂ、逆流防止弁８ａ、８ｂが冷媒配管を通じて順に接続されたヒートポンプ回路により、冷媒が連続循環し、水冷媒熱交換器３にて冷媒と給水との熱交換が行なわれ、図３の給湯フローチャートで説明した給湯運転が継続される。
【００９９】
また、運転直後は加熱立上げ時間を短縮するため圧縮機１ａ、１ｂ、の回転数を上げて運転するので、目標温度を少しオーバーシュートし、その後給湯サーミスタ１３ａの給湯温度検知によって補正し目標温度を維持した給湯運転を行うことができる。
【０１００】
以上のように、本実施例における運転制御及び特有の構成により、線図Ｂ１に示すような液戻り現象がほとんどなく、線図Ａに示す如くスムーズな加熱温度上昇により目標温度への到達時間がＢ点からＡ点へと早くなる。また、加熱立ち上時間の大幅な短縮が図れると共に、始動不良の発生要因である液冷媒戻り現象を排除することができる。
【０１０１】
次に、図５、図６を用いて、給湯運転開始時の圧縮機１ａ、１ｂ及び冷媒調整弁６ａ、６ｂの動作について更に説明する。図５は、給湯停止後、次の給湯開始によって、圧縮機１ａ、１ｂ及び冷媒調整弁６ａ、６ｂが動作するときのチャートを示す。横軸は時間経過を示し、縦軸は圧縮機１ａ、１ｂ前後の冷媒圧力Ｐｄ、Ｐｓの変化、圧縮機１ａ、１ｂの運転、停止、及び冷媒調整弁の開閉を示す。
【０１０２】
給湯開始時における圧縮機１ａ、１ｂ前後の冷媒圧力Ｐｄ、Ｐｓの圧力差Ａ−Ｂが所定値（例えば２ＭＰａ）以上の場合は、圧縮機１ａ、１ｂの始動負荷が重いと判断し、冷媒調整弁６ａ、６ｂを実線の如く開放（(1)τ１＝約１０秒間）して圧縮機１ａ、１ｂ前後の圧力バランスを図り始動負荷を軽減してから圧縮機１ａ、１ｂを始動させる。
【０１０３】
一方、圧力差Ａ−Ｂが所定値未満の場合は、圧縮機１ａ、１ｂの始動負荷が軽いと判断し先ず圧縮機１ａ、１ｂを始動させ、その後に冷媒調整弁６ａ、６ｂを点線の如く開放する。（Ｄ２）
なお、圧縮機１ａ、１ｂの始動時と冷媒調整弁６ａ、６ｂの開放時の時間差τ１、τ２は、給湯開始時の外気温度と圧縮機温度との差によって負荷の軽重を判断して決めることが望ましい。
【０１０４】
また、始動直後は、圧縮機１ａ、１ｂの回転数及び冷媒調整弁６ａ、６ｂの開度をτ２→τ３→ＣＣ及び(1)→(2)→ＤＤの如く徐々に変化させるが、圧縮機1ａ、１ｂの始動運転が安定すると、その後は、圧縮機６ａ、６ｂの回転数は図６に一例を示すような加熱負荷に対応して設定した圧縮機回転数テーブルに基づいて回転数を制御し、冷媒調整弁６ａ、６ｂの開度は外気温度と水冷媒熱交換器３の出口目標温度に対応して設定した冷媒調整弁開度テーブル（図示せず）によって制御する。
【０１０５】
図６は、圧縮機回転数テーブルの一例を示す。給湯機に供給される給水温度と、これを加熱してヒートポンプ回路から供給する給湯温度を加熱負荷条件として圧縮機の回転数を設定する。
【０１０６】
例えば、冬期台所使用の場合、９℃の水を４２℃まで加熱して給湯するため圧縮機回転数を４，０００回転／分とするが、同じ冬期でも貯湯運転の場合は、９℃の水を６０℃まで加熱して給湯するため圧縮機回転数を５，０００回転／分とするものである。
【０１０７】
なお、圧縮機回転数の設定は、圧縮機を主体としたヒートポンプ回路の加熱能力や給湯時の流量なども考慮して設定される。
運転制御手段は、圧縮機の回転数を給湯負荷に対応して設定した圧縮機回転数テーブルによって制御し、冷媒調整弁の開度を外気温度と水冷媒熱交換器の出口目標温度に対応して設定した冷媒調整弁開度テーブルによって制御するものであるから、給湯負荷即ち直接給湯運転やタンク貯湯運転等の用途による給湯温度の相違に対応し、かつ、外気温度も加味して圧縮機の回転数及び冷媒調整弁の開度を調整するものであり、より速く目標給湯温度に到達することができる。
【０１０８】
このように、本実施例で説明する運転制御は、ヒートポンプ回路の運転中に冷媒の圧力差として蓄えた仕事をできるだけ保存したまま次の運転に生かす制御であり、ヒートポンプ給湯機の高効率化にも寄与するものである。
【０１０９】
次に、図７は、風呂自動運転による湯張り動作を示すフローチャートの一実施例である。
【０１１０】
風呂自動ボタンを押してＯＮしておき（ステップ９１）、設定時刻が来ると、風呂湯張り運転が開始（ステップ９２）し、風呂注湯弁１７が開き、風呂給湯が行なわれる（ステップ９３）。
【０１１１】
風呂給湯（ステップ９３）は、図３にて説明した給湯使用と同様にヒートポンプ運転を行い、台所蛇口１６の代りに前記風呂給湯回路にて浴槽２３に給湯するものである。
【０１１２】
また、風呂給湯運転中は、風呂サーミスタ１８ａで風呂給湯温度を検知して給湯温度を判定（ステップ９４）し、規定外であれば温度調整を行い（ステップ９４ａ）、規定内であれば風呂給湯を継続する（ステップ９５）。
【０１１３】
更に、水位センサ２０で浴槽内水位を検知し、風呂湯張り量を判定する（ステップ９６）。
【０１１４】
風呂湯張り量判定（ステップ９６）において、規定外のうちは風呂給湯を継続（ステップ９５）し、規定内に達すると風呂給湯及びヒートポンプ運転を停止（ステップ９７）し、圧縮機運転制御手段９８ａは、先ず冷媒調整弁６ａ、６ｂを閉止し（ステップ９８）、所定時間経過後に圧縮機１ａ、１ｂを停止する（ステップ９９）ことにより、冷媒逆止弁前後の差圧が、圧縮機１ａ、１ｂ側＞蒸発器７ａ、７ｂ側となり（ステップ１００）、逆流防止弁８ａ、８ｂが閉止され（ステップ１０１）、運転は終了する（ステップ１０２）。
【０１１５】
図８は、風呂自動運転による風呂追焚を示すフローチャートの一実施例である。風呂自動ボタンを押してＯＮしておき（ステップ１０５）、設定時刻になると、図７にて説明した風呂湯張り運転を開始（ステップ１０６）し、その後風呂湯張り運転を終了する（ステップ１０７）と、風呂保温運転が開始される（ステップ１０８）。
【０１１６】
風呂保温運転開始（ステップ１０８）後は、風呂サーミスタ１８ａで湯温を検知し、浴槽内湯温判定（ステップ１０９）において規定値内であれば風呂保温を継続し、規定値以下の場合は風呂追焚運転を行う（ステップ１１０）。
【０１１７】
水位センサ２０で所定時間（例えば１０分）毎に浴槽内の湯量を検知し、風呂湯張り量判定（ステップ１１１）において規定値内であれば風呂保温を継続し、規定値以下の場合は風呂足し湯（ステップ１１２）を行う。
【０１１８】
さらに、風呂自動運転の設定時間を経過すると、風呂保温運転を終了（ステップ１１３）し、風呂自動運転が終了する（ステップ１１４）。
【０１１９】
なお、風呂保温運転終了時（ステップ１１３）には、圧縮機運転制御手段１１３ａが図７にて説明した場合と全く同様の手順で運転停止制御を行うものである。
【０１２０】
図１にて説明した貯湯タンクなしの瞬間式ヒートポンプ給湯機を実現するためには、大容量の圧縮機が必要であるが、小型の貯湯タンクを設けることにより、従来技術の応用範囲内で圧縮機の容量アップを図り瞬間式ヒートポンプ給湯機の実現性が高まる。
【０１２１】
図９は、図１のヒートポンプ給湯機と比較した場合、ヒートポンプ冷媒回路３０は同一で、給湯回路４０において、水逆止弁１２の前後に給水配管と水配管を介して接続する貯湯タンク２７、貯湯タンク２７に設けられたタンクサーミスタ２７ａ〜２７ｄ、貯湯タンク２７と給水配管との接続配管の一方の水配管中に設けられたタンク循環ポンプ２８及び台所給湯配管の途中であって給水側伝熱管３ｃ、３ｄと湯水混合弁との間に設けられたタンク混合弁２９が付加されている。
【０１２２】
そのため図９に示したヒートポンプ給湯機を据付る手順が、図1のヒートポンプ給湯機と若干異なる。異なる点は貯湯タンク２７のセッティングである。
【０１２３】
先ず図９のヒートポンプ給湯機を設置した直後に、給水金具９、減圧弁１０、給水水量センサ１１、貯湯タンク２７の給水回路で貯湯タンク２７を満水状態にする。その後、ヒートポンプ運転を行うと共にタンク循環ポンプ２８を運転し、貯湯タンク２７から引かれたタンク２７下部の水が、タンク循環ポンプ２８により給水側伝熱管３ｃ、３ｄに送られて加熱される。そして加熱された水は、タンク２７側が開放されたタンク混合弁２９から貯湯タンク２７に戻される。この一連のタンク循環サイクルで貯湯タンク内の水を所定温度に沸かしておく。
【０１２４】
この貯湯運転は貯湯タンク２７の温水を使用する度に行い、貯湯タンク２７は常に所定温度の温水が溜まっているように制御されるのが望ましい。
【０１２５】
このようにして貯湯タンク２７には常時高温水を貯えておき、運転開始直後は水冷媒熱交換器３からの加熱水と共に貯湯タンク２７からの高温湯を供給することにより、ヒートポンプ運転の加熱立ち上がり時間の補助的役目を果たすものである。
【０１２６】
即ち、運転開始時に給水側伝熱管３ｃ、３ｄからの給水が未だ適温に達しなくても貯湯タンク２７の高温湯をタンク混合弁２９で併用することにより、適温水として台所蛇口１６や風呂蛇口２５に出湯することができる。
【０１２７】
貯湯タンク２７を有する貯湯式瞬間ヒートポンプ給湯機に、上述した本実施例の運転制御を適用した場合、ヒートポンプ運転開始時における加熱立ち上がり特性が改善されることにより、貯湯タンク２７の高温水使用量が少なくて済む。従って、貯湯タンク２７の小形が図れると共に、貯湯タンク２７の湯が供給されるので確実に圧縮機の起動を経た後に設定温度に合わせた回転数制御を行えるので、低温寝込み時における圧縮機の始動不良の恐れをより防止できる相乗的効果を有するものである。
【０１２８】
また、本実施例で説明した運転制御を用いることにより、貯湯タンク２７の使用量を少なくし、貯湯タンクの容量を、従来貯湯方式で使用している３００〜５００Ｌから大幅に小型化を図り１００Ｌ以下にすることができ、貯湯水の放熱ロスを従来の貯湯式に比べて大幅に少なくでき、ヒートポンプ給湯機の運転効率を上げる効果をも有する。
【０１２９】
以上の本発明の実施例で説明したように、貯湯タンクのない瞬間式ヒートポンプ給湯機においても、貯湯タンクのある瞬間式ヒートポンプ給湯機においても、給湯方式に関係なく適用でき、充分な効果を有する。特にヒートポンプ運転により加熱した湯水を貯湯槽に溜めずに直接給湯する瞬間式における運転立ち上がり特性の向上に効果を奏するものである。
【０１３０】
更に、本発明を従来の貯湯式ヒートポンプ給湯機に適用した場合、貯湯式においては１日に１回夜間のみ運転するので、断続回数が少なく加熱立ち上がり時間短縮の効果は顕著ではないが、湯切れ防止に対応すべく緊急的に実施される昼間のタンク追い焚きや特に低温寝込み時の再始動特性の改善効果をも有する。
【図面の簡単な説明】
【０１３１】
【図１】本発明のヒートポンプ給湯機における第一の実施例を示し、貯湯タンク無しの場合の模式図。
【図２】本発明のヒートポンプ給湯機における、据付及び配管接続時の確認動作の一例を示すフローチャート。
【図３】本発明のヒートポンプ給湯機における、湯水使用時の動作の一例を示すフローチャート。
【図４】本発明のヒートポンプ給湯機における、回転数制御及び容量制御時の圧縮機回転数と加熱能力の関係の一例を示す特性図。
【図５】本発明のヒートポンプ給湯機における、給湯開始時の圧力変化、圧縮機及び冷媒調整弁の動作の一例を示す特性図。
【図６】本発明のヒートポンプ給湯機における、圧縮機回転数テーブルの一例を示す表。
【図７】本発明のヒートポンプ給湯機における、風呂自動運転における風呂湯張り時の動作の一例を示すフローチャート。
【図８】本発明のヒートポンプ給湯機における、風呂自動運転における風呂保温時の動作の一例を示すフローチャート。
【図９】本発明のヒートポンプ給湯機における一実施例を示し、図１に対して貯湯タンクが付いた場合の模式図。
【符号の説明】
【０１３２】
１ａ，１ｂ…圧縮機  １ｃ，１ｄ…圧力センサ  ２…冷媒開閉弁Ａ  ３…水冷媒熱交換器  ３ａ，３ｂ…冷媒側伝熱管  ３ｃ，３ｄ…給水側伝熱管  ４…冷媒開閉弁Ｂ  ５…風呂用熱交換器  ５ａ…風呂用冷媒管  ５ｂ…風呂用水配管  ６ａ，６ｂ…冷媒調整弁  ７ａ，７ｂ…蒸発器  ８ａ，８ｂ…逆流防止弁  ９…給水金具  １0…減圧弁  １１…給水水量センサ  １１ａ…給水サーミスタ  １２…水逆止弁  １３…湯水混合弁  １３ａ…給湯サーミスタ  1４…流量調整弁  １５…台所出湯金具  １６…台所蛇口  1７…風呂注湯弁  １８…フロースイッチ  １９…風呂循環ポンプ  ２０…水位センサ  ２１…入出湯金具  ２２…風呂循環アダプター  ２３…浴槽  ２４…風呂出湯金具  ２５…風呂蛇口  ３０…ヒートポンプ冷媒回路  ４０…給湯回路  ５０…運転制御手段  ５１…台所リモコン  ５２…風呂リモコン。
【図１】
2006266588.tif 000003
【図２】
2006266588.tif 000004
【図３】
2006266588.tif 000005
【図４】
2006266588.tif 000006
【図５】
2006266588.tif 000007
【図６】
2006266588.tif 000008
【図７】
2006266588.tif 000009
【図８】
2006266588.tif 000010
【図９】
2006266588.tif 000011