(57)【要約】【課題】放熱器へ入る入水温度が徐々に上昇する沸き終い運転において、ヒートポンプサイクルの運転効率を向上される。【解決手段】高温潜熱蓄熱材２２と低温潜熱蓄熱材２３からなる蓄熱手段１６をヒートポンプサイクル５における放熱器２の冷媒出口側で、冷媒が高温潜熱蓄熱材２２から低温潜熱蓄熱材２３へ順次流れるようにし、水供給回路１９を流れる市水が低温潜熱蓄熱材２３から高温潜熱蓄熱材２２へ順次流れるように配置する。そして、蓄熱手段により温度上昇した水供給回路１９を流れる市水は、混合弁１５へ供給される。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
圧縮機、放熱器が接続されたヒートポンプサイクルと、前記ヒートポンプサイクルを流れる冷媒の吸熱を行う蓄熱手段とを備え、前記蓄熱手段は前記放熱器の冷媒出口側に接続されることを特徴とするヒートポンプ給湯機。
【請求項２】
貯湯タンクに貯えられる貯湯水に水を混合する水供給回路とを備え、前記蓄熱手段は前記水供給回路上に接続されることを特徴とする請求項１記載のヒートポンプ給湯機。
【請求項３】
前記蓄熱手段は、潜熱蓄熱材により形成されることを特徴とする請求項２記載のヒートポンプ給湯機。
【請求項４】
前記蓄熱手段は、少なくとも２種類以上の融点の異なる潜熱蓄熱材により形成されることを特徴とする請求項３記載のヒートポンプ給湯機。
【請求項５】
前記蓄熱手段は、融点の高い潜熱蓄熱材から融点の低い潜熱蓄熱材へ冷媒が流れるように配置することを特徴とする請求項４記載のヒートポンプ給湯機。
【請求項６】
前記蓄熱手段は、前記水供給回路を流れる水が融点の低い潜熱蓄熱材から融点の高い潜熱蓄熱材へ流れるように配置することを特徴とする請求項５記載のヒートポンプ給湯機。
【請求項７】
前記水供給回路を流れる水は、前記貯湯タンクへ流入されることを特徴とする請求項６記載のヒートポンプ給湯機。
【請求項８】
前記水供給回路を流れる水は、前記貯湯タンクからの給湯に混合されることを特徴とする請求項６記載のヒートポンプ給湯機。
【請求項９】
前記ヒートポンプサイクルに臨界圧力以上に昇圧された冷媒を用いたことを特徴とする請求項１〜８の何れか１項に記載のヒートポンプ給湯機。
【請求項１０】
圧縮機、放熱器、冷媒の吸熱を行う蓄熱手段とが環状に接続され、前記蓄熱手段は前記放熱器の冷媒出口側に接続されることを特徴とするヒートポンプサイクル。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ヒートポンプサイクルを用いたヒートポンプ給湯装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
図６は従来の技術によるヒートポンプ給湯装置である。
【０００３】
まず冷媒回路８は圧縮機１と、放熱器２と、減圧手段３及び吸熱器４を環状に連接してヒートポンプサイクル５を構成している。
【０００４】
放熱器２は冷媒の通過する冷媒用配管６ａと水の通過する水用配管６ｂから成り、互いに熱交換する様に構成されている。
【０００５】
冷媒回路８においては、冷媒が以下のように循環する。すなわち、冷媒が圧縮機１で圧縮されて吐出され高温高圧のガスとなる。この高温の冷媒は、放熱器２の冷媒用配管６ａ内で水用配管６ｂの水と熱交換して冷却される。
【０００６】
冷媒用配管６ａを流出した高温の冷媒は、膨張弁３によって減圧されると共に冷却されて凝縮する。減圧によって温度が低下した冷媒は、吸熱器４において蒸発する。吸熱器４を流出した冷媒は、蒸発し低温のガスとなって圧縮機１に吸入される。この循環が繰り返される。
【０００７】
出湯回路１１では市水などの給水源より１３貯湯タンク１０に貯められた水を貯湯タンク１０の底部よりポンプ９で放熱器２の水用配管６ｂに循環して、冷媒用配管６ａ内の冷媒と熱交換して高温の湯となって貯湯タンク１０の頭頂部に送られる。このような貯湯運転が行われ、貯湯タンク１０内の水が全て高温の湯となった時にはヒートポンプサイクル５を停止する。
【０００８】
また、給湯回路１２は貯湯タンク１０に貯められた高温の湯を給湯端末１４に接続されている（例えば、特許文献１参照。）。
【特許文献１】特開２００４−２８３５１号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
しかしながら、上記の構成では、貯湯タンク１０内の水がヒートポンプサイクル５によって加熱され湯になるとき、貯湯タンク１０内の高温の湯が増えていくと、貯湯タンク１０底部の水温が徐々に上昇していく。貯湯タンク１０内の低温の湯が減少し、貯湯タンク１０底部の水温が上昇していく沸き終い運転時には、ポンプ９水用配管６ｂに送られるによる水温も上昇するため、放熱器２では冷媒用配管６ａとの温度差が小さくなり熱交換効率が低下していく。
【００１０】
また、この沸き終い運転時にはヒートポンプサイクル５では放熱器２出入り口のエンタルピー差が水温の上昇と共に小さくなるため、水温の上昇と共にヒートポンプサイクルの運転効率が低下する事になる。
【００１１】
本発明の目的は、貯湯タンク１０底部の水温が徐々に上昇する沸き終い運転時において、ヒートポンプサイクルの運転効率を向上したヒートポンプ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】
【００１２】
この目的を達成するために本発明のヒートポンプ給湯機は、ヒートポンプサイクルにおける放熱器の冷媒出口側に蓄熱手段を設置し、蓄熱手段と市水などの給水とが熱交換する予備放熱器を備えて、前記予備放熱器で熱交換されて昇温した給水を前記貯湯タンクからの給湯に混合する様にしたものである。
【００１３】
これによって、放熱器へ入る入水温度が徐々に上昇する沸き終い運転時においてヒートポンプサイクル内の冷媒は蓄熱手段に放熱できるのでエンタルピー差を大きくすることができ、また、蓄熱手段に蓄えた熱エネルギーを給湯時に放熱する事ができる。
【発明の効果】
【００１４】
本発明のヒートポンプ給湯機は、放熱器へ入る入水温度が徐々に上昇する沸き終い運転において、ヒートポンプサイクルの運転効率を向上することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１５】
第１の発明は、圧縮機、放熱器が接続されたヒートポンプサイクルと、ヒートポンプサイクルを流れる冷媒の吸熱を行う蓄熱手段とを備え、蓄熱手段を放熱器の冷媒出口側に接続したものである。これにより、放熱器の冷媒出口側の冷媒は蓄熱手段により吸熱され、温度が下がり、ヒートポンプサイクルの圧縮機の運転効率が上昇する。
【００１６】
第２の発明は、特に、第１の発明に貯湯タンクに貯えられる貯湯水に水を混合する水供給回路とを備え、蓄熱手段を水供給回路上に接続したものである。それによって、放熱器へ入る入水温度が徐々に上昇する沸き終い運転時においてヒートポンプサイクル内の冷媒は蓄熱手段に放熱できるのでエンタルピー差を大きくすることができ、また、蓄熱手段に蓄えた熱エネルギーを給湯時に放熱する事ができるので、ヒートポンプサイクルの運転効率を向上することができる。
【００１７】
第３の発明は、特に、第２の発明の蓄熱手段が潜熱蓄熱材により形成されるものである。それによって、水温が徐々に上昇する沸き終い運転時においてヒートポンプサイクル内の冷媒は蓄熱手段に放熱できるのでエンタルピー差を大きくすることができ、ヒートポンプサイクルの運転効率を向上することができる。
【００１８】
第４の発明は、特に、第３の発明の蓄熱手段の潜熱蓄熱材が、少なくとも２種類以上の融点の異なる潜熱蓄熱材により形成されるものである。それによって、水温が徐々に上昇する沸き終い運転時においてヒートポンプサイクル内の冷媒は蓄熱手段に放熱できるのでエンタルピー差を大きくすることができ、ヒートポンプサイクルの運転効率を向上することができる。
【００１９】
第５の発明は、特に、第４の発明の蓄熱手段を、融点の高い潜熱蓄熱材から融点の低い潜熱蓄熱材へ冷媒が流れるように配置したものである。それによって、水温が徐々に上昇する沸き終い運転時においてヒートポンプサイクル内の冷媒は蓄熱手段に放熱できるのでエンタルピー差を大きくすることができ、ヒートポンプサイクルの運転効率を向上することができる。
【００２０】
第６の発明は、特に、第５の発明の蓄熱手段を、水供給回路を流れる水が融点の低い潜熱蓄熱材から融点の高い潜熱蓄熱材へ流れるように配置するものである。それによって、水温が徐々に上昇する沸き終い運転時においてヒートポンプサイクル内の冷媒は蓄熱手段に放熱できるのでエンタルピー差を大きくすることができ、ヒートポンプサイクルの運転効率を向上することができる。また、市水の蓄熱手段からの吸熱時には水温が上昇しても、より融点の高い潜熱蓄熱材での吸熱ができるのでさらに効率を向上できる。
【００２１】
第７の発明は、特に、第６の発明の水供給回路に流れる水を、貯湯タンクへ流入されるようにしたものである。それによって、放熱器へ入る入水温度が徐々に上昇する沸き終い運転時においてヒートポンプサイクル内の冷媒は蓄熱手段に放熱できるのでエンタルピー差を大きくすることができ、また、蓄熱手段に蓄えた熱エネルギーを貯湯タンクへの湯を貯める貯湯時に放熱する事ができるので、ヒートポンプサイクルの運転効率を向上することができる。
【００２２】
第８の発明は、特に、第６の発明の水供給回路を流れる水は、貯湯タンクからの給湯に混合するようにしたものである。それによって、放熱器へ入る入水温度が徐々に上昇する沸き終い運転時においてヒートポンプサイクル内の冷媒は蓄熱手段に放熱できるのでエンタルピー差を大きくすることができ、また、蓄熱手段に蓄えた熱エネルギーを貯湯タンクへの湯を貯める貯湯時に放熱する事ができるので、ヒートポンプサイクルの運転効率を向上することができる。
【００２３】
第９の発明は、特に第１から第８の発明において、ヒートポンプサイクルに、臨界圧力以上に昇圧された冷媒を用いた。これにより、放熱器を流れる冷媒は、圧縮機で臨界圧力以上に加圧されているので、放熱器で熱を奪われて温度低下しても凝縮することがない。したがって放熱器全域で冷媒と潜熱蓄熱材とに温度差を形成しやすくなり熱交換効率を高くできる。
【００２４】
第１０の発明は、圧縮機、放熱器、冷媒の吸熱を行う蓄熱手段とが環状に接続され、前記蓄熱手段は前記放熱器の冷媒出口側に接続されることを特徴とするヒートポンプサイクルである。これにより、放熱器の冷媒出口側の冷媒は蓄熱手段により吸熱され、温度が下がり、ヒートポンプサイクルの圧縮機の運転効率が上昇する。
【００２５】
（実施の形態１）
以下、本発明の第１の実施の形態によるヒートポンプ給湯機について図面を用いて説明する。図１は本発明の実施の形態おけるヒートポンプ給湯機の回路図である。図２はヒートポンプ給湯機の動作点を示す動作線図である。なお、背景技術で説明した図６の構成と同様の構成に関しては、同一符号を付し詳細な説明を省略する。
【００２６】
先ず、実施の形態１によるヒートポンプ給湯機のヒートポンプサイクルについて図１及び図２を用いて説明する。
【００２７】
図１において、ヒートポンプサイクル５は、圧縮機１、放熱器２、蓄熱手段１６、減圧手段３、吸熱器４を環状に順次連接して構成され、冷媒として臨界温度の低い炭酸ガスを使用している。冷媒は、図１中の矢印方向に流れている。圧縮機１は、内蔵する電動モータ（図示しない）によって駆動され吸引した冷媒を、一般的使用条件において臨界圧力以上まで圧縮して吐出する。
【００２８】
また、蓄熱手段１６は比較的融点の高い高温潜熱蓄熱材２２と、高温潜熱蓄熱材２２と比較して融点の低い低温潜熱蓄熱材２３の順に圧縮機１より吐出された高圧のガス冷媒と熱交換するものである。なお、放熱器２及び蓄熱手段１６に流入する冷媒（炭酸ガス）は、圧縮機１で臨界圧力以上に加圧されており、放熱器２、及び蓄熱手段１６で放熱しても凝縮することはない。
【００２９】
給水源１３は、外部から得られる市水をヒートポンプ給湯機へ供給する供給口である。給水源１３から流れる水は、貯湯タンク１０の底部へ供給されるとともに、混合弁１５を通して給貯湯タンク１０からの湯と混合して、適温の湯を給湯端末へ供給する。また、水供給回路１９を通じて蓄熱手段１６、予備加熱混合弁２０へ供給される。
【００３０】
減圧手段３は、放熱器２を通り蓄熱手段１６から流出する冷媒を減圧する減圧装置で、絞りを調整して適度に減圧して冷媒を断熱膨張させて低温の冷媒とする。
【００３１】
吸熱器４は減圧手段３から流出してきた冷媒を外気との熱交換によって蒸発させる。
【００３２】
また、蓄熱手段１６は高温潜熱蓄熱材２２、低温潜熱蓄熱材２３で構成されており、各々、高温側潜熱蓄熱材２２、低温側潜熱蓄熱材２３は融解して液状になった時、混合しない様、仕切板２４で仕切られている。
【００３３】
そして、高温潜熱蓄熱材２２、低温潜熱蓄熱材２３は融点の異なる潜熱蓄熱材２１であり、高温潜熱蓄熱材２２は例えば融点が約５０℃の酢酸ソーダ混合物、低温潜熱蓄熱材２３は例えば融点が約３０℃の硫酸ナトリウム系のパラフィンを用いても構わない。
【００３４】
尚、本実施の形態では２種類の潜熱蓄熱材２１を用いたが３種類以上用いても構わない。そして、その際も、ヒートポンプサイクル５内を循環する冷媒は、融点の高い潜熱蓄熱材から融点の低い潜熱蓄熱材へ流れるように配置し、逆に水供給回路１９を流れる市水は、融点の低い潜熱蓄熱材から融点の高い潜熱蓄熱材へ流れるように配置する。
【００３５】
また、各々の潜熱蓄熱材２１と冷媒配管が直接接触すると腐食がおこる場合にはエポキシ樹脂等で配管表面をコーティングしても構わない。
【００３６】
出湯回路１１では市水などの給水源１３より貯湯タンク１０に貯められた水を貯湯タンク１０の底部よりポンプ９で放熱器２の水用配管６ｂに循環して、冷媒用配管６ａ内の冷媒と熱交換して高温の湯となって貯湯タンク１０の頭頂部に送られ、高温の湯が貯湯タンク１０に貯められる。
【００３７】
また、給水源１３から市水は水供給回路１９を通って、低温潜熱蓄熱材２３、高温潜熱蓄熱材２２の順に熱交換を行って、予備加熱混合弁２０を通って、給湯時には貯湯タンク１０からの出湯と混合される。
【００３８】
給湯端末１４を使用した給湯時には貯湯タンク１０と予備加熱混合弁２０より供給された湯が混合して、給湯回路１２を通して高温の湯が供給さる。一方、給水源１３から市水が混合弁１５を通して給湯回路１２に送られて、湯と水が混合されて適温の湯となって給湯端末より利用される。
【００３９】
このように構成された、本発明の給湯機の動作について次に説明する。
【００４０】
本給湯機の動作は、貯湯タンク１０に湯を貯める貯湯運転と、貯湯運転終了前に放熱器２にポンプ９により送られる水温が上昇する沸き終い運転、及び給湯端末１４に適温の湯を出す給湯運転からなる。なお、本実施の形態では、沸き終い運転とは、例えば、貯湯タンク１０内の低温層の湯水温度を測定するために、貯湯タンク１０の下部に温度センサを設け、その温度センサが所定温度（例えば、給水源１３より供給される市水の温度）以上を検出したときの運転のことを指している。
【００４１】
先ず、貯湯運転について説明する。
【００４２】
冷媒回路８においては、冷媒が以下のように循環する。すなわち、冷媒が圧縮機１で圧縮されて吐出され高温高圧のガスとなる。この高温の冷媒は、放熱器２の冷媒用配管６ａ内で水用配管６ｂの水と熱交換して冷却される。
【００４３】
冷媒用配管６ａを通って冷却された冷媒は圧縮機１で臨界圧力以上に加圧されており、放熱器２７で放熱しても凝縮することはなくガス状態のまま蓄熱手段１６に送られる。
【００４４】
この時、冷媒が冷却されているため蓄熱手段１６内の潜熱蓄熱材２１への蓄熱は行われない。
【００４５】
そして、蓄熱手段１６を通った冷媒は膨張弁３によって減圧されると共に断熱膨張して冷却されて凝縮し液ガスの二相状態となる。
【００４６】
さらに、減圧によって温度が低下した冷媒は、吸熱器４において蒸発する。吸熱器４を流出した冷媒は、蒸発し低温のガスとなって圧縮機１に吸入される。この循環が繰り返される。
【００４７】
この時、図２において圧縮機１の吸入点がＡ点、圧縮機１の吐出点がＢ点、放熱器２の出口点がＣ点そして減圧手段３の出口がＤ点となり、冷媒はＡ−Ｂ−Ｃ−Ｄの順で流れることになる。そして、貯湯運転では放熱器２出口での冷媒温度は放熱器２で冷却され約３０℃となっている。
【００４８】
またこの時、出湯回路１１では市水などの給水源１３より貯湯タンク１０に貯められた水を貯湯タンク１０の底部よりポンプ９で放熱器２の水用配管６ｂに循環して、冷媒用配管６ａ内の冷媒と熱交換して高温の湯となって貯湯タンク１０の頭頂部に送られる。
【００４９】
このような貯湯運転が行われ、貯湯タンク１０内に高温の湯が貯められていく。そして貯湯タンク１０内の水の大半が高温の湯となった時、ポンプ９で放熱器２に送られる水温が徐々に上昇を始める沸き終い運転となる。
【００５０】
次に、沸き終い運転について先ず図２を用いて説明する。
【００５１】
ポンプ９により放熱器２に送られる水温が上昇するにつれて、放熱器２の出口点がＣ点からＣ’点へ変化して行き、放熱器２の出口での冷媒温度も上昇することとなる。
【００５２】
この時、放熱器２を通った冷媒は温度上昇するが、蓄熱手段１６を通ることによって冷媒が吸熱され、冷媒の温度が減少する。そして、貯湯運転時には低温であった冷媒温度が沸き終い時には上昇することで、蓄熱手段１６は冷媒の熱を吸熱、蓄熱することができる様になる。
【００５３】
図３を用いて説明する。放熱器２を通った冷媒は約６０℃となっており、先ず蓄熱手段１６内の高温潜熱蓄熱材２２と熱交換を行って高温潜熱蓄熱材２２に蓄熱して５０℃程度となる。さらに、低温潜熱蓄熱材２３と熱交換を行い低温潜熱蓄熱材２３に蓄熱して約３０℃の冷媒として減圧装置３に送られる。
【００５４】
従って、沸き終い運転時の動作点は、貯湯運転時の動作点とほぼ同等となる。
【００５５】
即ち、図２において、圧縮機１の吸入点がＡ点、圧縮機１の吐出点がＢ点、放熱器２の出口点がＣ’点、蓄熱手段１６出口がＣ点減圧手段３の出口がＤ点となり、冷媒はＡ−Ｂ−Ｃ’−Ｃ−Ｄの順で流れることになる。
【００５６】
最後に給湯運転について説明する。
【００５７】
給湯運転は給湯端末１４に適切な湯温となった湯を供給する運転である。
【００５８】
給湯運転時には、給水源１３より市水が水供給回路１９を通って、蓄熱手段１６に入る。蓄熱手段１６は先に沸き終い運転で蓄熱された熱を、市水と熱交換する。
【００５９】
この状態を図４を用いて説明する。２０℃の市水が蓄熱手段１６で先ず低温潜熱蓄熱材２３と熱交換を行いおおよそ３０℃まで加熱される。さらに高温潜熱蓄熱材２２と熱交換して約５０℃となって蓄熱手段を通過する。
【００６０】
蓄熱手段１６を通過し加熱された湯は予備加熱混合弁２０を通して、貯湯タンク１０から出湯してきた高温の湯と適度に混合される。混合された湯は給湯回路１２を通って給水混合弁１５から供給される水と適度に混合して適温の湯となり、給湯端末１４より供給される。
【００６１】
以上、本発明のヒートポンプ給湯機の動作について説明したが、次にヒートポンプサイクルの運転効率について図２を用いて説明を行う。
【００６２】
従来のヒートポンプ給湯機の沸き終い時のヒートポンプサイクルの運転効率（以下、ＣＯＰと表す）は、ＣＯＰ＝（ｈ４−ｈ２）÷（ｈ４−ｈ３）で計算すことができる。
【００６３】
一方、本発明のヒートポンプ給湯機の沸き終い時の効率ＣＯＰ’は、蓄熱手段１６に蓄えられた熱エネルギーを有効に使用できることから、ＣＯＰ’＝（ｈ４−ｈ１）÷（ｈ４−ｈ３）となる。
【００６４】
（ｈ４−ｈ１）＞（ｈ４−ｈ２）であり本発明のヒートポンプ給湯装置はエンタルピー差を大きくできるので、ＣＯＰ’＞ＣＯＰとなり、ヒートポンプサイクルの運転効率を向上できる。
【００６５】
（実施の形態２）
本発明の第２の実施の形態によるヒートポンプ給湯機について図面を用いて説明する。
【００６６】
図５は本発明の実施の形態おけるヒートポンプ給湯機の回路図である。尚、実施の形態１で説明した構成については同一符号を付し詳細な説明を省略する。
【００６７】
給水源１３から供給された市水は水供給回路１９を介して貯湯弁２６を通り、蓄熱手段１６で加熱された後、貯湯タンク１０の頭頂部へ導かれる。給湯運転時には貯湯弁２６を開成して蓄熱手段１６により湯となった市水を貯湯タンク１０の頭頂部に導き、その他の運転時には閉止する。
【００６８】
なお、蓄熱手段１６は、冷媒から吸熱、蓄熱した熱を水供給回路１９を流れる水を熱交換したが、たとえば、水供給回路１９の代わりに、貯湯タンク１０から別途蓄熱手段１６へ流れるような回路を設けることによって、貯湯タンクに貯えられた水から湯を生成してもよい。そして、生成した湯は、予備加熱混合弁２０や貯湯弁２６へ流れるする。
【００６９】
以上の様に、本実施の形態においては、ヒートポンプサイクル５における放熱器２の冷媒出口側に蓄熱手段１６を設置し、蓄熱手段１６と市水などの給水とが熱交換されて昇温した給水を前記貯湯タンク１０からの給湯に混合する様にした。なお、図５には示されていないが、水供給回路１９の途中に循環ポンプを設けてもよい。
【００７０】
これによって、放熱器２へ入る入水温度が徐々に上昇する沸き終い運転時においてヒートポンプサイクル５内の冷媒は蓄熱手段１６に放熱できるのでエンタルピー差を大きくすることができ、また、蓄熱手段１６に蓄えた熱エネルギーを給湯時に放熱する事ができるので、ヒートポンプサイクルの運転効率を向上することができる。
【００７１】
また、本実施の形態においては、ヒートポンプサイクル５における放熱器２の冷媒出口側に蓄熱手段１６を設置し、蓄熱手段１６と市水などの給水とが熱交換されて昇温した給水を貯湯タンク１０へ流入させるようにした。
【００７２】
これによって、放熱器２へ入る入水温度が徐々に上昇する沸き終い運転時においてヒートポンプサイクル５内の冷媒は蓄熱手段１６に放熱できるのでエンタルピー差を大きくすることができ、また、蓄熱手段１６に蓄えた熱エネルギーを貯湯タンク１０への湯を貯める貯湯時に放熱する事ができるので、ヒートポンプサイクルの運転効率を向上することができる。
【００７３】
さらに、本実施の形態においては、蓄熱手段１６の蓄熱材として潜熱蓄熱材２１を用いた。
【００７４】
これによって、水温が徐々に上昇する沸き終い運転時においてヒートポンプサイクル５内の冷媒は蓄熱手段１６に放熱できるのでエンタルピー差を大きくすることができ、ヒートポンプサイクルの運転効率を向上することができる。
【００７５】
さらにまた、本実施の形態においては、潜熱蓄熱材２１は少なくとも２種類以上の融点の異なる蓄熱材を用いた。
【００７６】
これによって、水温が徐々に上昇する沸き終い運転時においてヒートポンプサイクル５内の冷媒は蓄熱手段１６に放熱できるのでエンタルピー差を大きくすることができ、ヒートポンプサイクルの運転効率を向上することができる。
【００７７】
さらに、本実施の形態においては、潜熱蓄熱材２１への蓄熱時にはより高い融点からなる高温潜熱蓄熱材２２から順次より融点の低い低温潜熱蓄熱材２３に冷媒を流す様にした。
【００７８】
これによって、水温が徐々に上昇する沸き終い運転時においてヒートポンプサイクル５内の冷媒は蓄熱手段１６に放熱できるのでエンタルピー差を大きくすることができ、ヒートポンプサイクルの運転効率を向上することができる。
【００７９】
蓄熱手段１６への放熱時に冷媒温度が低下しても、融点の低い潜熱蓄熱材２１での蓄熱ができるのでさらに効率を向上できる。
【００８０】
また、本実施の形態においては、潜熱蓄熱材１６からの放熱時には低温側潜熱蓄熱材２３から順次、高温側蓄熱材２２に給水を流す様にした。
【００８１】
これによって、水温が徐々に上昇する沸き終い運転時においてヒートポンプサイクル５内の冷媒は蓄熱手段１６に放熱できるのでエンタルピー差を大きくすることができ、ヒートポンプサイクルの運転効率を向上することができる。
【００８２】
市水の蓄熱手段１６からの吸熱時には水温が上昇しても、より融点の高い潜熱蓄熱材２１での吸熱ができるのでさらに効率を向上できる。
【００８３】
最後に、本実施の形態においては、ヒートポンプサイクル５に、臨界圧力以上に昇圧された冷媒を用いたので、放熱器２を流れる冷媒は圧縮機１で臨界圧力以上に加圧され、放熱器２で熱を奪われて温度低下しても凝縮することがない。したがって放熱器２全域で冷媒と潜熱蓄熱材とに温度差を形成しやすくなり熱交換効率を高くでき、ヒートポンプサイクルの運転効率を向上できる。
【産業上の利用可能性】
【００８４】
以上のように、本発明にかかるヒートポンプ給湯装置は、放熱器へ入る入水温度が徐々に上昇する沸き終い運転において、ヒートポンプサイクルの運転効率を向上することができる。ヒートポンプ給湯機として有用である。
【図面の簡単な説明】
【００８５】
【図１】本発明の実施の形態におけるヒートポンプ給湯機の回路図
【図２】本発明の実施形態におけるヒートポンプ動作点図
【図３】本発明の実施形態における蓄熱手段内の冷媒と蓄熱材の温度の関係図
【図４】本発明の実施形態における蓄熱手段内の水と蓄熱材の温度の関係図
【図５】本発明の実施の形態におけるヒートポンプ給湯機の回路図
【図６】従来の回路図
【符号の説明】
【００８６】
２  放熱器
５  ヒートポンプサイクル
９  ポンプ
１０  貯湯タンク
１６  蓄熱手段
２１  潜熱蓄熱材
２２  高温潜熱蓄熱材
２３  低温潜熱蓄熱材
【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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