(57)【要約】【課題】除霜運転中においても貯湯運転を継続することにより湯切れの可能性の低いヒートポンプ給湯装置を提供する。【解決手段】貯湯運転中に除霜開始センサー２３によって吸熱器４の出口温度が一定温度以下になった場合で、給水温度検知センサー２２で検知された温度が所定温度以下の時、混合手段１６の貯湯タンク混合回路１７を徐々に開成して、貯湯タンク１０の頭頂部付近の高温の湯と底部付近の水を混合していく。そして、混合手段１６によって混合された湯温を湯温センサー１９で検知して適度な湯温となるように混合手段１６で調整する。【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、減圧装置と吸熱器を環状に接続して構成されたヒートポンプサイクルと、貯湯タンクの水を前記放熱器に循環させて加熱する出湯回路と、前記出湯回路上の前記放熱器入口側に前記貯湯タンク底部付近の低温の水と前記低温の水よりも高温の水とを混合する混合手段を備えたヒートポンプ給湯装置。
【請求項２】
混合手段は、貯湯タンク頭頂部付近に貯まった高温の湯と前記貯湯タンク底部付近の低温の水を混合する請求項１記載のヒートポンプ給湯装置。
【請求項３】
混合手段は、放熱器より流出する高温の湯と貯湯タンク底部の低温の水を混合する請求項１記載のヒートポンプ給湯装置。
【請求項４】
貯湯タンクの湯を熱源とする風呂加熱回路を備え、混合手段は前記風呂加熱回路内の高温の湯と前記貯湯タンク底部の低温の水を混合する請求項１記載のヒートポンプ給湯装置。
【請求項５】
出湯回路上の前記放熱器入口側に水循環ポンプを備え、混合手段は前記水循環ポンプの水の入口側に備えられる請求項１から４の何れか１項に記載のヒートポンプ給湯装置。
【請求項６】
混合手段にて混合後の湯温を制御する湯温制御手段を設けた請求項１から５の何れか１項に記載のヒートポンプ給湯装置。
【請求項７】
混合手段を動作して放熱器に流入する水温を上昇させたとき、圧縮機の吐出圧力が運転許容範囲となるようにヒートポンプサイクルの能力制御を行う能力制御手段を備えたことを特徴とする請求項１から６の何れか１項に記載のヒートポンプ給湯装置。
【請求項８】
除霜開始検知手段を備え、除霜開始を検知した場合に、前記放熱器に流入する水温が一定温度以下となれば、混合手段を動作させる請求項１から７の何れか１項に記載のヒートポンプ給湯装置。
【請求項９】
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から８の何れか１項に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５は従来の技術によるヒートポンプ給湯装置である。以下、図に基づいて説明する。
【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。
【０００９】
また、吸熱器４の冷媒出口温度が所定温度以下となると、吸熱器４に付着した霜を取り除く除霜運転に入る。
【００１０】
除霜運転では、水循環ポンプ９を停止し、減圧手段３の開度を通常運転より大きく設定して、圧縮機１から吐出する温度の高い冷媒ガスの温度低下を小さくして、吸熱器４に送ることにより、冷媒ガスにより霜を溶かすことになる（例えば、特許文献１参照）。
【特許文献１】特開２００３−９０６５３号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１１】
しかしながら、上記の構成では、貯湯タンク１０に湯を貯める貯湯運転中に吸熱器４の冷媒出口温度が所定温度以下となった場合、除霜運転を行うために、水循環ポンプ９を停止する、即ち貯湯運転を停止して除霜運転を行うこととなる。
【００１２】
従って、除霜運転の間、貯湯運転は行われず貯湯タンク１０内の湯の増加がなく、この時、利用者が湯を使った場合など湯切れを起こす可能性が高くなる。
【００１３】
本発明の目的は、除霜運転中においても貯湯運転を継続することにより湯切れの可能性の低いヒートポンプ給湯装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１４】
この目的を達成するために本発明のヒートポンプ給湯装置は、出湯回路上の放熱器入口側に、貯湯タンク底部付近の低温の水と低温の水よりも高温の水とを混合する混合手段を備えたものである。
【００１５】
これによって、貯湯運転中に吸熱器の除霜を行う場合、貯湯運転を継続しながら放熱器に流入する水温が上昇し、
それに伴いヒートポンプサイクルの高圧圧力が上昇し、さらに低圧圧力も上昇する。即ち、吸熱器に流入する冷媒の温度を上昇することができ、吸熱器に付着した霜を溶かすことができる。
【発明の効果】
【００１６】
本発明のヒートポンプ給湯装置は、霜運転中においても貯湯運転を継続することにより湯切れの可能性を低くできる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１７】
第１の発明は、圧縮機、放熱器、減圧装置と吸熱器を環状に接続して構成されたヒートポンプサイクルと、貯湯タンクの水を放熱器に循環させて加熱する出湯回路と、出湯回路上の放熱器入口側に貯湯タンク底部付近の低温の水と低温の水よりも高温の水とを混合する混合手段を備えることにより、貯湯運転中に吸熱器の除霜を行う場合、貯湯運転を継続しながら放熱器に流入する水温を上昇するようにした。
【００１８】
これによって、放熱器へ入る入水が上昇するに伴い、ヒートポンプサイクルの高圧圧力が上昇し、さらに低圧圧力も上昇する。即ち、吸熱器に流入する冷媒の温度を上昇することができ、吸熱器に付着した霜を溶かすことができるので、霜運転中においても貯湯運転を継続することにより湯切れの可能性を低くできる。
【００１９】
第２の発明は、特に第１の発明の混合手段において、湯タンク頭頂部付近に貯まった高温の湯と貯湯タンク底部付近の低温の水を混合することにより、放熱器に流入する水温を確実に上昇することができるものである。
【００２０】
また、放熱器へ入る入水が上昇するに伴い、ヒートポンプサイクルの高圧圧力が上昇し、さらに低圧圧力も上昇する。即ち、吸熱器に流入する冷媒の温度を上昇することができ、吸熱器に付着した霜を溶かすことができるので、霜運転中においても貯湯運転を継続することにより湯切れの可能性を低くできる。
【００２１】
第３の発明は、特に第１の発明の混合手段において、放熱器より流出する高温の湯と貯湯タンク底部の低温の水を混合することにより、放熱器に流入する水温を確実に上昇することができるものである。
【００２２】
また、放熱器へ入る入水が上昇するに伴い、ヒートポンプサイクルの高圧圧力が上昇し、さらに低圧圧力も上昇する。即ち、吸熱器に流入する冷媒の温度を上昇することができ、吸熱器に付着した霜を溶かすことができるので、霜運転中においても貯湯運転を継続することにより湯切れの可能性を低くできる。
【００２３】
第４の発明は、特に第１の発明で、貯湯タンクの湯を熱源とする風呂加熱回路を備えた上で、混合手段は風呂加熱回路内の高温の湯と貯湯タンク底部の低温の水を混合することにより、放熱器に流入する水温を確実に上昇することができる。
【００２４】
また、風呂加熱時には風呂加熱を終え環流してきた中間温度の湯を除霜に利用することができる。
【００２５】
そして、放熱器へ入る入水が上昇するに伴い、ヒートポンプサイクルの高圧圧力が上昇し、さらに低圧圧力も上昇する。即ち、吸熱器に流入する冷媒の温度を上昇することができ、吸熱器に付着した霜を溶かすことができるので、霜運転中においても貯湯運転を継続することにより湯切れの可能性を低くできる。
【００２６】
第５の発明は、特に第１から４のうちいずれか１つの発明において、混合手段を水循環ポンプの水の入口側に設置したものである。
【００２７】
これによって、混合手段に湯あるいは水を導入する動力源として水循環ポンプのみで行うことで、効率を向上できる。
【００２８】
また、放熱器へ入る入水が上昇するに伴い、ヒートポンプサイクルの高圧圧力が上昇し、さらに低圧圧力も上昇する。即ち、吸熱器に流入する冷媒の温度を上昇することができ、吸熱器に付着した霜を溶かすことができるので、霜運転中においても貯湯運転を継続することにより湯切れの可能性を低くできる。
【００２９】
第６の発明は、特に第１から５のうちいずれか１つの発明において、混合手段にて混合後の湯温を制御する湯温制御手段を設けた。
【００３０】
これによって、放熱器に入る湯温の上昇を必要最小限度に抑えることができるので、ヒートポンプサイクルの効率を向上できる。
【００３１】
また、放熱器へ入る入水が上昇するに伴い、ヒートポンプサイクルの高圧圧力が上昇し、さらに低圧圧力も上昇する。即ち、吸熱器に流入する冷媒の温度を上昇することができ、吸熱器に付着した霜を溶かすことができるので、霜運転中においても貯湯運転を継続することにより湯切れの可能性を低くできる。
【００３２】
第７の発明は、特に第１から６のうちいずれか１つの発明において、混合手段を動作して放熱器に流入する水温を上昇させたときには圧縮機の吐出圧力が運転許容範囲となるよう、ヒートポンプサイクルの能力制御を行う能力制御手段を備えたもので、システムの信頼性を向上できるものである。
【００３３】
また、放熱器へ入る入水が上昇するに伴い、ヒートポンプサイクルの高圧圧力が上昇し、さらに低圧圧力も上昇する。即ち、吸熱器に流入する冷媒の温度を上昇することができ、吸熱器に付着した霜を溶かすことができるので、霜運転中においても貯湯運転を継続することにより湯切れの可能性を低くできる。
【００３４】
第８の発明は、特に第１から７のうちいずれか１つの発明において、除霜開始検知手段を備え、除霜開始を検知した場合に、放熱器に流入する水温が一定温度以下であれば、混合手段を動作させるようにしたものである。
【００３５】
放熱器へ入る入水が上昇するに伴い、ヒートポンプサイクルの高圧圧力が上昇し、さらに低圧圧力も上昇する。即ち、吸熱器に流入する冷媒の温度を上昇することができ、吸熱器に付着した霜を溶かすことができるので、霜運転中においても貯湯運転を継続することにより湯切れの可能性を低くできる。
【００３６】
第９の発明は、特に第１から８のうちいずれか１つの発明において、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。
【００３７】
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。
【００３８】
（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装置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装置の回路図である。図２はヒートポンプ給湯装置の動作点を示す動作線図である。
【００３９】
背景技術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。
【００４０】
先ず、実施の形態１によるヒートポンプ給湯装置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。
【００４１】
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、減圧手段３、吸熱器４を環状に順次連接して冷媒回路８を構成し、冷媒として臨界温度の低い炭酸ガスを使用している。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。
【００４２】
放熱器２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で放熱しても凝縮することはない。
【００４３】
減圧手段３は、放熱器２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。
【００４４】
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。
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。
【００４５】
給湯端末１４を使用した給湯時には給水源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。
【００４６】
また、貯湯タンク１０の頭頂部付近より取り出した高温の湯を貯湯タンク混合回路１７により水循環ポンプ９の入口に設置された混合手段１６により、貯湯タンク１０底部付近より取り出した水と混合する。
【００４７】
混合手段１６の混合部に取り付けられた湯温センサー１９により混合手段１６を制御して適度な湯温として水循環ポンプ９に吸入される。
【００４８】
また、能力制御手段２０はヒートポンプサイクル５の能力調整を行う。
【００４９】
そして、除霜開始検知手段２１は吸熱器４の出口の冷媒温度を検知する除霜開始センサー２３の温度が一定以下となったとき除霜運転を開始する。
【００５０】
除霜運転を行う場合、貯湯タンク１０底部付近の水温を検知する給水温度検知手段２２により混合動作を行うかどうかの判断を行う。
【００５１】
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。
【００５２】
本給湯機の主な動作は、貯湯タンク１０に湯を貯める貯湯運転と、放熱器２に付着した霜を取り除く除霜運転、及び給湯端末１４に適温の湯を出す給湯運転からなる。
【００５３】
先ず、貯湯運転について説明する。
【００５４】
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。
【００５５】
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２で放熱しても凝縮することはない。
【００５６】
そして、放熱した冷媒は減圧手段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。
【００５７】
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。
【００５８】
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２０℃となっている。
【００５９】
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の底部より循環ポンプ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。
この時、混合手段１６の貯湯タンク混合回路１７は閉止状態であり、混合手段１６において水の混合は行われない。
【００６０】
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、水循環ポンプ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。
【００６１】
次に除霜運転について説明する。
【００６２】
前述の貯湯運転中に除霜開始センサー２３によって吸熱器４の出口温度が一定温度以下になった場合、除霜開始検知手段２１はまず、給水温度検知センサー２２により貯湯タンク１０の底部付近の水温を検知する。
【００６３】
給水温度検知センサー２２で検知された温度が所定温度以下の時、混合手段１６の貯湯タンク混合回路１７を徐々に開成して、貯湯タンク１０の頭頂部付近の高温の湯と底部付近の水を混合していく。
【００６４】
そして、混合手段１６によって混合された湯温を湯温センサー１９で検知して適度な湯温（４０〜６０℃程度）となるように混合手段１６で調整される。
【００６５】
適温となった湯は循環ポンプ９により放熱器２に送られる。この時、ヒートポンプサイクル５の高圧が異常上昇しないように、能力制御手段は圧縮機１の周波数を低下させ、また高圧側の減圧量を低下させるために減圧手段３の開度をより大きく調整する。
【００６６】
またこの時、放熱器２に送られる湯温が上昇するため、放熱器２で熱交換を行うためには放熱器２内の冷媒温度を上昇させなければならず、その結果、図２において、Ａ点がＡ’点、Ｂ点がＢ’点、Ｃ点がＣ’点そしてＤ点はＤ’点に徐々に移動していく。即ち、ヒートポンプサイクル５の高圧圧力ＰＨが徐々に上昇してＰＨ’となり、それに伴って低圧圧力ＰＬも上昇してＰＬ’となる。
【００６７】
従って、吸熱器４を流れる冷媒温度も上昇する。本実施形態では２℃となっているが、霜の溶ける温度０℃であれば良い。吸熱器４では冷媒より熱を吸収した霜が解けることになる。この様にして吸熱器４の除霜が行われる。
【００６８】
なお、給水温度検知センサー２２で検知された温度が所定温度以上であれば混合手段１６を制御しない。
【００６９】
最後に給湯運転について説明する。
【００７０】
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。
【００７１】
給湯運転時には、貯湯タンク１０から出湯してきた湯は給湯回路１２を通って、給水源１３より供給される市水と給水混合弁１５で混合され、適温の湯となり、給湯端末１４より供給される。
【００７２】
以上のように、第１の実施の形態によれば、貯湯運転中に吸熱器４の除霜を行う場合に放熱器２に流入する水温を上昇させるので、ヒートポンプサイクル５の高圧圧力が上昇し、さらに低圧圧力も上昇する。つまり、吸熱器４に流入する冷媒の温度を上昇することができ、吸熱器４に付着した霜を溶かすことができるので、霜運転中においても貯湯運転を継続することにより湯切れの可能性を低くできる。
【００７３】
（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装置について図面を用いて説明する。
【００７４】
図３は本発明の実施の形態２おけるヒートポンプ給湯装置の回路図である。尚、実施の形態１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。
【００７５】
図３において、出湯混合回路２５は放熱器２の出口側から混合手段１６を接続する回路であり、出湯回路１１より取り出した高温の湯を出湯混合回路２５により水循環ポンプ９の入口に設置された混合手段１６を介して、貯湯タンク１０底部付近より取り出した水と混合する。
【００７６】
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。ただし、貯湯運転、給湯運転については第１の実施の形態と同様であるので説明を省略するので、以下除霜運転について説明する。
【００７７】
貯湯運転中に除霜開始センサー２３によって吸熱器４の出口温度が一定温度以下になった場合、除霜開始検知手段２１はまず、給水温度検知センサー２２により貯湯タンク１０の底部付近の水温を検知する。給水温度検知センサー２２で検知された温度が所定温度以下の時、混合手段１６の出湯混合回路２５を徐々に開成して、放熱器２により加熱された高温の湯と底部付近の水を混合していく。
【００７８】
そして、混合手段１６によって混合された湯温を湯温センサー１９で検知して適度な湯温（４０〜６０℃程度）となるように混合手段１６で調整される。適温となった湯は循環ポンプ９により放熱器２に送られる。この時、ヒートポンプサイクル５の高圧が異常上昇しないように、能力制御手段は圧縮機１の周波数を低下させ、また減圧手段３の減圧量を調整する。この様にして吸熱器４の除霜が行われる。
【００７９】
なお、給水温度検知センサー２２で検知された温度が所定温度以上であれば混合手段１６を制御しない。
【００８０】
以上のように、第２の実施の形態によれば、貯湯運転中に吸熱器４の除霜を行う場合に、貯湯タンク１０内の高温湯を使用することなく放熱器２に流入する水温を上昇させるので、ヒートポンプサイクル５の高圧圧力が上昇し、さらに低圧圧力も上昇する。つまり、吸熱器４に流入する冷媒の温度を上昇することができ、吸熱器４に付着した霜を溶かすことができるので、霜運転中においても貯湯運転を継続することにより湯切れの可能性を低くできる。
【００８１】
（実施の形態３）
本発明の第３の実施の形態によるヒートポンプ給湯装置について図面を用いて説明する。図４は本発明の実施の形態２おけるヒートポンプ給湯装置の回路図である。尚、実施の形態１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。
【００８２】
本実施の形態のヒートポンプ給湯装置には、風呂加熱回路２６の湯と風呂回路３０内の湯とが熱交換する風呂熱交２８と、貯湯タンク１０の頭頂部の高温の湯を風呂熱交２８を通して、貯湯タンク１０の底部付近に循環させる風呂熱源ポンプ２７、そして、浴槽３１内湯を風呂回路３０を通して循環させる風呂ポンプが設置されている。また、風呂加熱回路２８の一端は混合手段１６に接続されている。
【００８３】
給湯端末１４より浴槽に湯が張られお風呂が利用させる。そして、浴槽内の下がった湯温を調整するのに風呂加熱回路２６、風呂回路３０が用いられる。
【００８４】
風呂熱源ポンプ２７、風呂ポンプ２９をそれぞれ駆動する。この時、風呂加熱回路２６では、貯湯タンク１０の頭頂部の高温の湯を風呂熱交２８を通して、貯湯タンク１０の底部付近に循環させ、風呂回路３０では浴槽３１内の湯を循環させる。風呂熱交２８では風呂加熱回路２６を循環する高温の湯と、風呂回路３０を循環する浴槽内の温度の下がった湯が熱交換をおこなって、風呂回路３０側の湯を加熱して浴槽３１環流させることにより湯温を適当な温度まで上昇させる。一方、風呂加熱回路２６内の高温の湯は風呂回路３０に放熱し、温度が若干低下した中温水が貯湯タンク１０の底部付近に環流する。この様に風呂の加熱運転が行われる。
【００８５】
風呂加熱回路２６は、風呂熱源ポンプ２７の出口側と混合手段１６を接続する回路であり、風呂加熱回路２６より取り出した高温の湯を水循環ポンプ９の入口に設置された混合手段１６により、貯湯タンク１０底部付近より取り出した水と混合する。
【００８６】
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。ただし、貯湯運転、給湯運転については第１の実施の形態と同様であるので説明を省略するので、以下除霜運転について説明する。
【００８７】
貯湯運転中に除霜開始センサー２３によって吸熱器４の出口温度が一定温度以下になった場合、除霜開始検知手段２１はまず、給水温度検知センサー２２により貯湯タンク１０の底部付近の水温を検知する。給水温度検知センサー２２で検知された温度が所定温度以下の時、混合手段１６の風呂加熱回路２６側を徐々に開成して、風呂回路３０側の湯を加熱し終えた湯と貯湯タンク１０の底部付近の水を混合していく。
【００８８】
そして、混合手段１６によって混合された湯温を湯温センサー１９で検知して適度な湯温（４０〜６０℃程度）となるように混合手段１６で調整される。適温となった湯は循環ポンプ９により放熱器２に送られる。この時、ヒートポンプサイクル５の高圧が異常上昇しないように、能力制御手段は圧縮機１の周波数を低下させ、また減圧手段３の減圧量を調整する。この様にして吸熱器４の除霜が行われる。
【００８９】
なお、給水温度検知センサー２２で検知された温度が所定温度以上であれば混合手段１６を制御しない。
【００９０】
なお、上記各実施例以外であっても、貯湯タンク底部付近の低温の水とその低温の水よりも高温の水とを混合できればよく、例えば外部でバーナー等で温めた温水と貯湯タンク底部付近の低温の水とを混合するような形態であってもよい。
【００９１】
以上の様に、本実施の形態においては、貯湯運転中に吸熱器４の除霜を行う場合、貯湯運転を継続しながら放熱器２に流入する水温を上昇するようにした。これによって、放熱器２へ入る入水が上昇するに伴い、ヒートポンプサイクル５の高圧圧力が上昇し、さらに低圧圧力も上昇する。即ち、吸熱器４に流入する冷媒の温度を上昇することができ、吸熱器４に付着した霜を溶かすことができるので、霜運転中においても貯湯運転を継続することにより湯切れの可能性を低くできる。
【００９２】
また、本実施の形態においては、放熱器２に流入する水温上昇の手段として、貯湯タンク１０頭頂部に貯まった高温の湯と貯湯タンク１０底部の低温の水を混合する混合手段１６を設けた。これによって、放熱器２に流入する水温を確実に上昇することができる。
【００９３】
また、放熱器２へ入る入水が上昇するに伴い、ヒートポンプサイクル５の高圧圧力が上昇し、さらに低圧圧力も上昇する。即ち、吸熱器４に流入する冷媒の温度を上昇することができ、吸熱器４に付着した霜を溶かすことができるので、霜運転中においても貯湯運転を継続することにより湯切れの可能性を低くできる。
【００９４】
さらに、本実施の形態においては、放熱器２に流入する水温上昇の手段として、放熱器２より流出する高温の湯と貯湯タンク１０底部の低温の水を混合する混合手段を設けた。これによって、放熱器２に流入する水温を確実に上昇することができる。
【００９５】
また、放熱器２へ入る入水が上昇するに伴い、ヒートポンプサイクル５の高圧圧力が上昇し、さらに低圧圧力も上昇する。即ち、吸熱器４に流入する冷媒の温度を上昇することができ、吸熱器４に付着した霜を溶かすことができるので、霜運転中においても貯湯運転を継続することにより湯切れの可能性を低くできる。
【００９６】
またさらに、本実施の形態においては、貯湯タンク１０の湯を熱源とする風呂加熱回路２６を備え、放熱器２に流入する水温上昇の手段として、風呂加熱回路２６内の高温の湯と貯湯タンク１０底部の低温の水を混合する混合手段１６を設けた。これによって、放熱器２に流入する水温を確実に上昇することができる。
【００９７】
また、風呂加熱時には風呂加熱を終え環流してきた中間温度の湯を除霜に利用することができる。そして、放熱器２へ入る入水が上昇するに伴い、ヒートポンプサイクル５の高圧圧力が上昇し、さらに低圧圧力も上昇する。即ち、吸熱器４に流入する冷媒の温度を上昇することができ、吸熱器４に付着した霜を溶かすことができるので、霜運転中においても貯湯運転を継続することにより湯切れの可能性を低くできる。
【００９８】
さらにまた、本実施の形態においては、混合手段１６を前記水循環ポンプ９の水の入口側に設置した。これによって、混合手段１６に湯あるいは水を導入する動力源として水循環ポンプ９のみで行うことで、効率を向上できる。
【００９９】
また、放熱器２へ入る入水が上昇するに伴い、ヒートポンプサイクル５の高圧圧力が上昇し、さらに低圧圧力も上昇する。即ち、吸熱器４に流入する冷媒の温度を上昇することができ、吸熱器４に付着した霜を溶かすことができるので、霜運転中においても貯湯運転を継続することにより湯切れの可能性を低くできる。
【０１００】
さらに、本実施の形態においては、混合手段１６にて混合後の湯温を制御する湯温制御手段１８を設けた。これによって、放熱器２に入る湯温の上昇を必要最小限度に抑えることができるので、ヒートポンプサイクル５の効率を向上できる。
【０１０１】
また、放熱器２へ入る入水が上昇するに伴い、ヒートポンプサイクル５の高圧圧力が上昇し、さらに低圧圧力も上昇する。即ち、吸熱器４に流入する冷媒の温度を上昇することができ、吸熱器４に付着した霜を溶かすことができるので、霜運転中においても貯湯運転を継続することにより湯切れの可能性を低くできる。
【０１０２】
そして、本実施の形態においては、混合手段１６を動作して放熱器２に流入する水温を上昇させたときには圧縮機１の吐出圧力が運転許容範囲となるよう、システムの能力制御を行う能力制御手段２０を備えた。これによって、システムの信頼性を向上できる。
【０１０３】
また、放熱器２へ入る入水が上昇するに伴い、ヒートポンプサイクル５の高圧圧力が上昇し、さらに低圧圧力も上昇する。即ち、吸熱器４に流入する冷媒の温度を上昇することができ、吸熱器４に付着した霜を溶かすことができるので、霜運転中においても貯湯運転を継続することにより湯切れの可能性を低くできる。
【０１０４】
また、本実施の形態においては、除霜開始検知手段２１を備え、除霜開始を検知した場合に、放熱器２に流入する水温が一定温度以上であれば、混合手段１６を動作させないこととした。
【０１０５】
放熱器２へ入る入水が上昇するに伴い、ヒートポンプサイクル５の高圧圧力が上昇し、さらに低圧圧力も上昇する。即ち、吸熱器４に流入する冷媒の温度を上昇することができ、吸熱器４に付着した霜を溶かすことができるので、霜運転中においても貯湯運転を継続することにより湯切れの可能性を低くできる。
【０１０６】
また、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。これにより、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ているので、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全域で冷媒と水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。
【産業上の利用可能性】
【０１０７】
以上のように、本発明にかかるヒートポンプ給湯装置は、霜運転中においても貯湯運転を継続することにより湯切れの可能性を低くできるヒートポンプ給湯装置として有用である。
【図面の簡単な説明】
【０１０８】
【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】本発明の実施の形態２におけるヒートポンプ給湯装置の回路図
【図４】本発明の実施の形態３におけるヒートポンプ給湯装置の回路図
【図５】従来のヒートポンプ給湯装置の回路図
【符号の説明】
【０１０９】
１  圧縮機
２  放熱器
３  減圧装置
４  吸熱器
９  水循環ポンプ
１０  貯湯タンク
１６  混合手段
１８  湯温制御手段
２０  能力制御手段
２１  除霜開始検知手段
２６  風呂加熱回路
【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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