(57)【要約】【課題】湯切れやヒートポンプサイクル効率低下することなく、高性能のヒートポンプ給湯装置を提供することを目的とする。【解決手段】圧縮機２１と放熱器２２と減圧手段２３と吸熱器２４とを含む冷媒循環回路２０と、放熱器２２と熱交換を行う水流路を備えた水／冷媒熱交換器３０と、水／冷媒熱交換器３０で加熱した温水を貯留する貯湯タンク２７と、貯湯タンク２７から温水を取り出す温水行き管３３と貯湯タンク２７の温水を循環する温水ポンプ３７と放熱熱交換器３５と温水を戻す温水戻り管３４とを含む温水回路３６と、放熱熱交換器３５で上記温水から吸熱し利用する吸熱手段３９と、温水戻り管３４に対応して設けた戻りの温水温度を下げる潜熱蓄熱部４０とを備えたことを特徴とする。【選択図】図１
2006214659.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
貯湯タンクと、圧縮機と放熱器とを備える冷媒循環回路と、前記放熱器と熱交換関係にある水／冷媒熱交換器と、前記貯湯タンクの底部から取り出した水を前記水／冷媒熱交換器を介して加熱して前記貯湯タンクの上部へ戻す積層ポンプと、前記貯湯タンクの上部から取り出した湯水を吸熱手段を介して前記貯湯タンクの下部へ戻す温水ポンプと、前記貯湯タンクの下部から給水を行う給水管と、前記吸熱手段から流出する水を熱交換して前記水／冷媒熱交換器へ流す第１の流水路と前記給水管から給水される水と熱交換して出湯する第２の流水路とから少なくとも構成される蓄熱手段とを備えるヒートポンプ給湯装置。
【請求項２】
貯湯タンクに貯えられた湯を出湯する出湯管を前記貯湯タンクの上部に設けるとともに、第２の流水路と前記出湯管を接続する出湯バイパス管を備える請求項１記載のヒートポンプ給湯装置。
【請求項３】
蓄熱手段は潜熱蓄熱材である平面の蓄熱プレートを積層に重ねることによって第１の流水路と第２の流水路とを形成する請求項２記載のヒートポンプ給湯装置。
【請求項４】
潜熱蓄熱材の融点を年間平均水温に設定することを特徴とする請求項３記載のヒートポンプ給湯装置。
【請求項５】
蓄熱手段は貯湯タンクと別設する構成する請求項１から４のいずれか１項に記載のヒートポンプ給湯装置。
【請求項６】
蓄熱手段は貯湯タンクの底部に構成する請求項１から４のいずれか１項に記載のヒートポンプ給湯装置。
【請求項７】
冷媒は二酸化炭素で、圧力は臨界圧力以上とする請求項１から６のいずれか１項記載のヒートポンプ給湯装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ヒートポンプ給湯装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来のヒートポンプ給湯装置として、図７に示すように、１は冷媒が循環してヒートポンプサイクル運転を行う冷媒回路、この冷媒回路１では、圧縮機２と冷媒対水熱交換器３と蒸発器４とを含んでいる。５は冷媒対水熱交換器３で加熱された高温の湯を貯留する貯湯タンク、６はこの貯湯タンク５の頭頂部に設けた出湯管、７は貯湯タンク５の頭頂部から湯を取り出す温水行路、８は温水行路７と連通し温水を貯湯タンク５に戻す温水復路、９は温水行路７と温水復路８との間に位置し温水を駆動する循環ポンプである。１０は温水復路８と隣接するところに設けた中間出湯管である。
【０００３】
１１は放熱端末１２を含む熱媒回路で、１３はこの熱媒回路中の熱媒を駆動するポンプ、１４は温水行路７からの湯と熱媒回路の熱媒とを熱交換を行う熱交換器である。
【０００４】
そして、このように、貯湯タンク５の湯は循環ポンプ９によって、温水行路７から流れて熱交換器１４にて熱媒と熱交換して温度低下し温水復路８から貯湯タンク５に戻される。一方、熱交換器１４で貯湯タンク５の湯から熱を受けた熱媒は所定温度となり、熱媒回路１１を介して放熱端末１２へ供給され放熱し、ユーザーに例えば暖房機能を提供できるようになっていた。そして、給湯する時に、温水復路８から貯湯タンク５に戻される湯温に応じて、出湯管６或いは中間出湯管１０を選択的に使用し、貯湯タンク５から湯を出湯していた（例えば特許文献１参照）。
【特許文献１】特開２００２−２４３２７４号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら上記従来のヒートポンプ給湯装置では、温水復路から貯湯タンクに戻される温水は熱交換されて温度低下し、いわゆる中温水となる。従って、そのままにすると、貯湯タンク内の貯留熱量の低下による湯切れや冷媒対水熱交換器の入口温度上昇によるヒートポンプサイクル高圧上昇と効率低下が起きてしまう。
【０００６】
そこで、中間出湯管によってこの中温水を先行出湯してエネルギー効率の向上を図ることが考えられるが、長時間暖房運転の後にすぐユーザーから給湯の要請が発生する場合に備えて、湯切れしない貯留熱量を確保する必要があり、そのため貯湯タンクが大型化となる課題があった。また、特に温水復路に対応する貯湯タンク内部は低い温度であった時に、この中温水は貯湯タンク内に戻されると、混合して混合層は広がり、ヒートポンプサイクルによる貯湯タンクの混合層沸かし直しが強いられるため、この中温水を高温まで沸かす時に、ヒートポンプサイクル効率が大変悪くなるという課題もあった。
【０００７】
そこで本発明は、上記従来の課題を解決するもので、湯切れやヒートポンプサイクル効率低下することなく、高性能のヒートポンプ給湯装置を提供する。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
従来の課題を解決するために、本発明のヒートポンプ給湯装置は、吸熱手段から流出する水を熱交換して水／冷媒熱交換器へ流す第１の流水路と給水管から給水される水と熱交換して出湯する第２の流水路とから少なくとも構成される蓄熱手段を備えるものである。
【０００９】
これによって、蓄熱手段は、温水戻り管を介して吸熱手段から流出する４０℃〜６０℃の水と熱交換を行い、２０℃〜３０℃程度まで抑えることができるので、水／冷媒熱交換器の入口の水温を低く抑え、冷媒回路のＣＯＰ低下を防ぐことができる。また、取り込んだ熱と給水管からの低温水とを熱交換して出湯利用できる。
【発明の効果】
【００１０】
本発明によれば、湯切れやヒートポンプサイクル効率低下することなく、高性能のヒートポンプ給湯装置を提供することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１１】
第１の発明は、貯湯タンクと、圧縮機と放熱器とを備える冷媒循環回路と、放熱器と熱交換関係にある水／冷媒熱交換器と、貯湯タンクの底部から取り出した水を前記水／冷媒熱交換器を介して加熱して貯湯タンクの上部へ戻す積層ポンプと、貯湯タンクの上部から取り出した湯水を吸熱手段を介して貯湯タンクの下部へ戻す温水ポンプと、貯湯タンクの下部から給水を行う給水管と、吸熱手段から流出する水を熱交換して水／冷媒熱交換器へ流す第１の流水路と給水管から給水される水と熱交換して出湯する第２の流水路とから少なくとも構成される蓄熱手段とを備えるものである。
【００１２】
これによって、放熱熱交換器で熱媒と熱交換して温度が下がり、中温水例えば４０℃〜６０℃となった温水は、更に温度が下げられて比較的低い温度レベル例えば２０℃〜３０℃で貯蔵されることになる。このため、貯湯タンク内に中温水が存在しないため、温水戻り管から戻ってきた部分の温水を再度沸かし直す時に、ヒートポンプサイクルの水／冷媒熱交換器の入水温度は低くなっており、ヒートポンプサイクルの高効率運転を実現ことができる。このように、長時間暖房運転の後にすぐユーザーから給湯の要請はない場合でも、中温水を低温化とすることにより、高効率のヒートポンプ給湯装置を提供することができる。
【００１３】
また、蓄熱手段で中温水の温度が下がった分に対応する熱量は、相応手段によって有効利用することにより、有効熱量を確保し湯切れのしないヒートポンプ給湯装置を提供することができる。
【００１４】
第２の発明は、特に、第１の発明のヒートポンプ給湯装置において、貯湯タンクに貯えられた湯を出湯する出湯管を貯湯タンクの上部に設けるとともに、第２の流水路と前記出湯管を接続する出湯バイパス管を備えるものである。
【００１５】
これによって、潜熱蓄熱剤は融点付近で潜熱吸熱するため、中温水は潜熱蓄熱剤と熱交換した後、温度低下して融点に対応する所定の比較的低い温度レベルとなり、貯湯タンク内に貯蔵されることになる。このように、温水戻り管から戻ってきた中温水が所有する熱量の一部は熱交換を通じ潜熱て蓄熱剤で貯蔵される、一方、この中温水の温度が低下することによって、温水戻り管から戻ってきた部分の温水を再度沸かし直す時に、ヒートポンプサイクルの水／冷媒熱交換器の入水温度は低くなっており、ヒートポンプサイクルの高効率運転を実現ことができる。また、蓄熱手段で貯蔵される熱量は出湯バイパス管を通じて、給水を予熱するように有効利用し、高効率とコンパクトを両立した高性能ヒートポンプ給湯装置を提供することができる。
【００１６】
第３の発明は、特に、第２の発明のヒートポンプ給湯装置において、蓄熱手段は潜熱蓄熱材である平面の蓄熱プレートを積層に重ねることによって第１の流水路と第２の流水路とを形成するものである。
【００１７】
これによって、蓄熱プレートを積層する工程だけで第１、第２の流水路が形成され、複雑な作業工程を廃し、製造時間も短縮される。
【００１８】
第４の発明は、特に、第３の発明のヒートポンプ給湯装置において、潜熱蓄熱剤の融点を年間平均水温付近に設定したものである。
【００１９】
これによって、温水戻り管から戻ってきた中温水は潜熱蓄熱剤と熱交換する際に、温度差を取りやすくなり、熱交換性能の向上を図れるとともに、中温水は年間平均水温付近まで温度低下でき、再度沸かし直す時に、ヒートポンプサイクルの水／冷媒熱交換器の入水温度は低く確保できるため、ヒートポンプサイクルの高効率運転を実現ことができる。
【００２０】
第５の発明は、特に、第１から第４の発明のヒートポンプ給湯装置において、蓄熱手段は貯湯タンクと別設したものである。
【００２１】
これによって、蓄熱手段の容量を放熱端末などの能力や使用頻度に合わせて設定できるので、蓄熱量と温度レベルを最適値に設計でき、湯切れのしない高効率ヒートポンプ給湯装置を提供することができる。また、別設とすることで、ヒートポンプ給湯装置の設置性やメンテ性などをよくすることができ、より信頼性の高い高性能ヒートポンプ給湯装置を提供することができる。
【００２２】
第６の発明は、特に、第１から第４の発明のヒートポンプ給湯装置において、蓄熱手段は貯湯タンクの底部に設置したものである。これによって、蓄熱手段の設置場所を節約でき、設置場所が限られた場合であっても本発明の効果を得ることができる。
【００２３】
第７の発明は、特に、第１から第６のいずれか一つの発明のヒートポンプ給湯装置において、冷媒は二酸化炭素、圧力は臨界圧力以上としたことである。
【００２４】
本実施の形態によれば、臨界圧力以上とすることによって、冷媒の二酸化炭素は水により熱を奪われて温度低下しても凝縮することなく、水／冷媒熱交換器全域で冷媒と水とに温度差を形成しやすくなり、必要な高温度レベルまで水を効率的に加熱できるため、高温度レベルを必要とする放熱端末へ対応できるとともに、水／冷媒熱交換器の入水温度を低温化とすることで、ヒートポンプサイクルの高効率運転を実現でき、高効率のヒートポンプ給湯装置を提供することができる。
【００２５】
（実施の形態１）
図１は、本発明の第１の実施形態におけるヒートポンプ給湯装置のシステム構成図、図２は同ヒートポンプ給湯装置の要部構成拡大図、図３は単位容積あたりの蓄熱量を示す蓄熱密度比較図である。
【００２６】
図１と図２において、冷媒循環回路２０は圧縮機２１と放熱器２２と減圧手段２３と吸熱器２４からなる。そして、この冷媒循環回路２０はヒートポンプサイクルを構成し、高圧側の冷媒圧力が臨界圧力以上となる例えば二酸化炭素のような冷媒を封入している。２５は循環ポンプ、２６は放熱器２２を流れる冷媒と熱交換して高温となった湯を輸送する貯湯管、２７は貯湯管２６と連通する貯湯タンクで、下部から給水管２８を通って低温水である水道水を給水し、上部の出湯管２９から出湯する。３０は貯湯タンク２７の下部から循環ポンプ２５によって送られてきた水が放熱器２２で冷媒と熱交換する水／冷媒熱交換器であり、この水／冷媒熱交換器３０で水は所定高温となり貯湯管２６を経由し貯湯タンク２７へ輸送される。３１は給湯管２９からの湯と給水管２８からの給水を混合する混合弁であり、この混合弁３１を通って所定の流量と温度の温水が給湯端末３２へ送られる。
【００２７】
３３は貯湯タンク２７の上部に設けた貯湯タンク２７の内部と連通し高温の湯が流れる温水行き管であり、３４はこの高温の湯が温度低下した後貯湯タンク２７へ戻る温水戻り管であり、３５はこの温水行き管３３と温水戻り管３４の間に設けた放熱熱交換器である。そして、貯湯タンク２７と温水行き管３３と放熱熱交換器３５と温水戻り管３４とが温水回路３６を構成し、３７はこの温水回路に設けた流量調節手段の電磁弁、３８はこの温水回路に設けた温水ポンプである。そして、貯湯タンク２７から高温の湯を温水行き管３３経由で取出し、放熱熱交換器３５へ送り、放熱熱交換器３５で熱交換し温度低下した温水を温水戻り管３４から貯湯タンク２７へ戻すようになっている。３９は放熱熱交換器３５に備えて、放熱熱交換器３５を流れる温水から吸熱するための風を送る吸熱手段の温風機である。
【００２８】
４０は貯湯タンク２７内に温水戻り管３４に対応して設けた蓄熱手段である潜熱蓄熱部である、この潜熱蓄熱部４０には、例えば硫酸ナトリウム水和物のような潜熱蓄熱剤を内包する蓄熱プレート４１と、これら蓄熱プレート４１を積層して構成する水通路４２とを含む。蓄熱プレート４１に内包される潜熱蓄熱剤の融点は低く設定され、例えば年間平均水温付近に設定されている。４３はこの潜熱蓄熱部４０に対応して設けた出湯管２９と連通する出湯バイパス管、４４はこの出湯バイパス管４３に設けた流量を調整するバイパス流量電磁弁である。
【００２９】
図３の蓄熱密度比較図において、横軸は使用温度、縦軸は単位容積あたりの蓄熱量を表している。図中、それぞれ水と硫酸ナトリウム水和物の温度に対する蓄熱量をグラフで表示している。硫酸ナトリウム水和物の場合では、単位容積内に充填した硫酸ナトリウム水和物の比率（充填率）を７４％とし、残りの２６％を水として計算を行った。図中、用いた硫酸ナトリウム水和物の融点を３２℃としているが、本実施例はその融点のものに限らない。
【００３０】
次に動作、作用について説明すると、温風機３９が運転した場合、温水回路３６において、流量調節手段である電磁弁３７が所定の開度で開き、温水ポンプ３８が貯湯タンク２７から放熱熱交換器３５へ高温例えば８０℃〜９０℃の湯を送るようになっている。そして、温風機３９の駆動によって、風は放熱熱交換器３５で温水ポンプ３８から送ってきたこの高温の湯から吸熱し所定の温風温度となり、所定の場所へ送られ温風暖房を実現する。
【００３１】
一方、放熱熱交換器３５で熱交換し例えば５０〜６０℃程度まで低下し、中温水となった温水は、温水戻り管３４を経て、蓄熱手段である潜熱蓄熱部４０へ戻される。この潜熱蓄熱部４０では、この戻された中温水は水通路４２を流れて、蓄熱プレート４１に内包される潜熱蓄熱剤の硫酸ナトリウム水和物と熱交換するようになっている。そして、硫酸ナトリウム水和物が中温水から吸熱し、融点付近において潜熱を吸熱した。一方、この中温水は硫酸ナトリウム水和物へ放熱したことによって、さらに温度が低下し、年間平均水温に近い温度レベルよりやや高く例えば２０℃〜３０℃程度となる。
【００３２】
図３にも示すように、一定の蓄熱量例えば２００ｋＪ／Ｌを確保するために、水の場合は６５℃までとする必要があるのに対して、硫酸ナトリウム水和物の場合は約３２℃で実現できる。また、同温度レベルで比較した場合、温度帯によるが、硫酸ナトリウム水和物は水より倍ぐらいの蓄熱量を有している。このように、潜熱蓄熱剤を用いた場合、低い温度レベルで所定の熱量を貯蔵することができる。
【００３３】
また、給湯端末３２からの出湯要請があった時に、バイパス流量電磁弁４４が所定開度で開き、出湯バイパス管４３は給水管２８から通水されるようになる。このようにして、給水を潜熱蓄熱部４０の水通路４１を通過させることによって、潜熱蓄熱部４０の潜熱蓄熱剤に貯蔵される中温水の一部の熱量を給水予熱するようにする。そして、潜熱蓄熱剤によって予熱された給水は、出湯管２９からきた高温湯とまたは給水管２８からきた給水とミキシングして、所望の給湯温度となり、給湯端末３２へ供給される。
【００３４】
このように、温水戻り管３４から戻ってきた中温水と熱交換を行う蓄熱プレート４１を備える潜熱蓄熱部４０を設けたことによって、温水戻り管３４から戻ってきた中温水の温度さらに低下させることができるため、温水戻り管３４から戻ってきた部分の温水を再度沸かし直す時に、ヒートポンプサイクルの水／冷媒熱交換器の入水温度は低くなっており、ヒートポンプサイクルの高効率運転を実現ことができる。特に、潜熱蓄熱部４０は低い温度となった後、長時間暖房運転をした後にすぐユーザーから給湯の要請はなくても、潜熱吸熱の働きで中温水を低温化とすることができ、高効率のヒートポンプ給湯装置を提供することができる。
【００３５】
また、潜熱蓄熱部４０で貯蔵される熱量は出湯バイパス管４３を通じて、給水を予熱するように有効利用することによって、熱量を無駄なく利用できるので、湯切れすることなく、高効率とコンパクトを両立した高性能ヒートポンプ給湯装置を提供することができる。
【００３６】
また、潜熱蓄熱剤の融点を年間平均水温付近に設定することによって、温水戻り管３４から戻ってきた中温水は蓄熱プレート４１と熱交換する際に、温度差を取りやすくなる。また、熱交換性能の向上を図ることによって、コンパクト軽量化の蓄熱部を実現できるとともに、中温水は年間平均水温付近まで温度低下できる。さらに、再度沸かし直す時に、ヒートポンプサイクルの水／冷媒熱交換器の入水温度は低く確保できるため、ヒートポンプサイクルの高効率運転を確実に実現ことができる。
【００３７】
また、ヒートポンプサイクルの冷媒を二酸化炭素とすることによって、地球環境保全を実現するとともに、臨界圧力以上とすることによって、冷媒の二酸化炭素は水により熱を奪われて温度低下しても凝縮することなく、水／冷媒熱交換器全域で冷媒と水とに温度差を形成しやすくなり、必要な高温度レベルまで水を効率的に加熱できるため、高温度レベルを必要とする放熱端末へ対応できるとともに、水／冷媒熱交換器の入水温度を低温化とすることで、ヒートポンプサイクルの高効率運転を実現でき、高効率のヒートポンプ給湯装置を提供することができる。
【００３８】
（実施の形態２）
図４は本発明の第２の実施形態におけるヒートポンプ給湯装置を示すシステム構成図である。
【００３９】
本実施形態において、第１の実施形態と異なる点は、貯湯タンク２７と別設して、温水戻り管３４の管路に潜熱蓄熱部４５を設けたことである。この潜熱蓄熱部４５は内部に実施例１の潜熱蓄熱部４０と同様な構成を有し、そして、それぞれ給水管２８を介して給水元と、戻り管４６を介して貯湯タンク２７と、混合管４７を介して混合弁３１と連通している。
【００４０】
なお、第１の実施形態と同一符号のものは同一構造を有し、説明は省略する。
【００４１】
次に動作、作用を説明すると、放熱熱交換器３５で熱交換し温度例えば５０〜６０℃程度まで低下し、中温水となった温水は、温水戻り管３４を経て、蓄熱手段である潜熱蓄熱部４５へ戻される。この潜熱蓄熱部４５では、この戻された中温水は水通路４２を流れて、蓄熱プレート４１に内包される潜熱蓄熱剤の硫酸ナトリウム水和物と熱交換するようになっている。そして、硫酸ナトリウム水和物が中温水から吸熱し、融点付近において特に潜熱を吸熱した。一方、この中温水は硫酸ナトリウム水和物へ放熱したことによって、さらに温度が低下し、年間平均水温に近い温度レベルよりやや高く例えば２０℃〜３０℃程度となってから、戻り管４６を通じて貯湯タンク２７へ戻される。そして、貯湯タンク２７の水を再度沸かし直す時に、ヒートポンプサイクルの水／冷媒熱交換器の入水温度は低くなっており、ヒートポンプサイクルの高効率運転を実現ことができる。特に、潜熱蓄熱部４５は低い温度となった後、長時間暖房運転をした後にすぐユーザーから給湯の要請はなくても、潜熱吸熱の働きで中温水を低温化とすることができ、高効率のヒートポンプ給湯装置を提供することができる。
【００４２】
また、給湯端末３２からの出湯要請があった時に、給水は給水管２８から潜熱蓄熱部４５の水通路４１を流れながら、潜熱蓄熱部４５の潜熱蓄熱剤に貯蔵される中温水の一部の熱量を給水予熱するようになる。そして、潜熱蓄熱剤によって予熱された給水は、混合管４７を経て、出湯管２９からきた高温湯とミキシングして、所望の給湯温度となり、給湯端末３２へ供給される。
【００４３】
このように、潜熱蓄熱部４５を貯湯タンク２７と別設することによって、潜熱蓄熱部４５の容量、大きさ、設置形態などを放熱端末などの能力や使用頻度に合わせて設定できるので、蓄熱量と温度レベルを最適値に設計でき、設計自由度の高い湯切れのしない高効率ヒートポンプ給湯装置を提供することができる。
【００４４】
また、別設とすることで、ヒートポンプ給湯装置の設置性やメンテ性などをよくすることができ、より信頼性の高い高性能ヒートポンプ給湯装置を提供することができる。
また、貯湯タンク２７にバイパス出湯管４３の出口を設ける必要がなくなり、貯湯タンク２７の製作コストを削減することができる。
【００４５】
（実施の形態３）
図５は本発明の第３の実施形態におけるヒートポンプ給湯装置の要部構成図である。
【００４６】
本実施形態において、第２の実施形態と異なる点は、潜熱蓄熱部４８を新設したことである。この潜熱蓄熱部４８は、混合管４７と連通する先行出湯流路５０と、潜熱蓄熱剤を内包した蓄熱プレート４９と、温水戻り管３４と連通する戻り流路５１とが交互に積層して構成されている。
【００４７】
なお、第２の実施形態と同一符号のものは同一構造を有し、説明は省略する。
【００４８】
次に動作、作用を説明すると、放熱熱交換器３５で熱交換し温度例えば５０〜６０℃程度まで低下し、中温水となった温水は、温水戻り管３４を経て、蓄熱手段である潜熱蓄熱部４８へ戻される。蓄熱部４８では、この戻された中温水は戻り流路５１を流れて、蓄熱プレート４９に内包される潜熱蓄熱剤の硫酸ナトリウム水和物と熱交換するようになっている。そして、硫酸ナトリウム水和物が中温水から吸熱し、特に融点付近において潜熱を吸熱した。一方、この中温水は硫酸ナトリウム水和物へ放熱したことによって、さらに温度が低下し、年間平均水温に近い温度レベルよりやや高く例えば２０℃〜３０℃程度となってから、戻り管４６を通じて貯湯タンク２７へ戻される。そして、貯湯タンク２７の水を再度沸かし直す時に、ヒートポンプサイクルの水／冷媒熱交換器の入水温度は低くなっており、ヒートポンプサイクルの高効率運転を実現ことができる。特に、給湯端末３２から給湯する時、必ず給水管２８から潜熱蓄熱部４８の先行出湯流路５０を経て混合弁３１へ給水若しくは予温水が流れるため、潜熱蓄熱部４８の常時低い温度レベルを保つことができるため、暖房運転から来た中温水から潜熱吸熱に備えることができる。長時間暖房運転をした後にすぐユーザーから給湯の要請はなくても、潜熱吸熱の働きで中温水を低温化とすることができ、高効率のヒートポンプ給湯装置を提供することができる。
【００４９】
また、このように、潜熱蓄熱部４８の内部において、混合管４７と連通する先行出湯流路５０と温水戻り管３４と連通する戻り流路５１とをそれぞれ設けたことによって、中温水が温水戻り管３４から戻り流路５１を流れ貯湯タンクへ戻される回路と、給水管２８から給水が先行出湯流路５０を流れ混合管４７へ流れる回路とは完全別回路となるので、それぞれの回路の流量などを個別に制御できるため、使用状況に応じた制御精度を高めることができる。特に、暖房運転と給水運動が同時に行われる場合、中温水と給水が別回路であるため、潜熱蓄熱部４８内部で混合、干渉することがなく、適切な温度と流量でそれぞれの暖房運転と給湯運転に対応できるため、より使い勝手のよいヒートポンプ給湯装置を提供することができる。
【００５０】
（実施の形態４）
図６は本発明の第４の実施形態におけるヒートポンプ給湯装置のシステム構成図である。
【００５１】
本実施形態において、第１の実施形態と異なる点は、温水回路３６の温水行き管３３と温水戻り管３４の間に中間熱交換器５２と、この中間熱交換器５２に対応して、熱媒例えば水を駆動循環する暖房ポンプ５３と放熱端末である温風機５４とを備える熱媒回路５５とを新設したことである。
【００５２】
なお、第１の実施形態と同一符号のものは同一構造を有し、説明は省略する。
【００５３】
次に動作、作用を説明すると、中間熱交換器５２では、温水ポンプ３８によって送られてきた高温の湯と暖房ポンプ５３によって送られてきた熱媒の間に、熱交換が行われる。熱媒は高温の湯から吸熱し所定の温度となり、温風機５４へ流れる。そして、この熱媒は温風機５４で風と熱交換して温度低下し中間熱交換器５２へ戻る。一方、温風機５４で風が熱媒から熱を受けて所定温度の温風となり所定場所へ送られ温風暖房を実現する。
【００５４】
なお、上記各実施の形態において、蓄熱手段は蓄熱プレートにより構成される潜熱蓄熱部としたが、例えば蓄熱プレートの代わりに潜熱蓄熱材を詰め込んだ球体カプセル状のものにより構成される潜熱蓄熱部としてもよい。
【００５５】
このように、中間熱交換器５２を介して、貯湯タンク２７の高温湯と熱媒回路５５の熱媒とを熱交換を行うことによって、貯湯タンク２７の高温湯の熱は間接的に温風機３９へ伝わることになるので、高温の湯を温風機３９端末のユーザーに近いところまで持っていく必要がないため、安全性の高いヒートポンプ給湯装置を提供することができる。
【産業上の利用可能性】
【００５６】
以上のように、本発明にかかるヒートポンプ給湯装置は、湯切れやヒートポンプサイクル効率低下することなく、高性能のヒートポンプ給湯装置を提供することができる。その他、幅広く熱交換、熱搬送などの用途にも適用できる。
【図面の簡単な説明】
【００５７】
【図１】本発明の実施の形態１におけるヒートポンプ給湯装置のシステム構成図
【図２】本発明の実施の形態１における同ヒートポンプ給湯装置の要部拡大図
【図３】本発明の実施の形態１における単位容積あたりの蓄熱量を示す蓄熱密度比較図
【図４】本発明の実施の形態２におけるヒートポンプ給湯装置システム構成図
【図５】本発明の実施の形態３におけるヒートポンプ給湯装置システム構成図
【図６】本発明の実施の形態４におけるヒートポンプ給湯装置の要部拡大図
【図７】従来のヒートポンプ給湯装置の構成図
【符号の説明】
【００５８】
２０  冷媒循環回路
２１  圧縮機
２２  放熱器
２３  減圧手段
２４  吸熱器
２７  貯湯タンク
３０  水／冷媒熱交換器
３３  温水行き管
３４  温水戻り管
３５  放熱熱交換器
３６  温水回路
３８  温水ポンプ
３９、５４  温風機
４０、４５、４８  潜熱蓄熱部
４３  出湯バイパス管
【図１】
2006214659.tif 000003
【図２】
2006214659.tif 000004
【図３】
2006214659.tif 000005
【図４】
2006214659.tif 000006
【図５】
2006214659.tif 000007
【図６】
2006214659.tif 000008
【図７】
2006214659.tif 000009