(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
圧縮機から吐出された冷媒と水とを熱交換する水・冷媒熱交換器を有する複数の冷凍サイクルと、
前記複数の冷凍サイクルにおける水・冷媒熱交換器の水側流路に水を直列に流通させる水回路とを備えた加温装置において、
上記水回路に設けられたポンプと、
上記水回路における最下流側に位置する冷凍サイクルの水・冷媒熱交換器の下流側と、最上流側に位置する冷凍サイクルの水・冷媒熱交換器の上流側とを接続するバイパス回路と、
前記バイパス回路を開閉する開閉制御手段と、を備え、
上記開閉制御手段は、
複数の冷凍サイクルが加熱運転をなすときはバイパス回路を閉成し、いずれか一方の冷凍サイクルが除霜運転をなす場合はバイパス回路を開放する
ことを特徴とする加温装置。
【請求項２】
上記冷凍サイクルの数が偶数であるときは、冷凍サイクルの数を二分し、
一方の半数の冷凍サイクルで加熱運転をなすとともに、他方の半数の冷凍サイクルで除霜運転をなし、
他方の半数の冷凍サイクルで除霜運転終了後は、一方の半数の冷凍サイクルで除霜運転をなすとともに、他方の半数の冷凍サイクルで加熱運転をなす
ことを特徴とする請求項１記載の加温装置。
【請求項３】
前記水回路は、二股に分岐され、その一方と他方に、複数の冷凍サイクルにおける水・冷媒熱交換器が直列に接続され、そのあと、１本に合流する
ことを特徴とする請求項１記載の加温装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明の実施態様は、水・冷媒熱交換器を有する複数の冷凍サイクルの、水・冷媒熱交換器の水側流路を直列に流通する水回路を備えた加温装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
水・冷媒熱交換器を有する冷凍サイクルを２個直列に並べ、２段階昇温を採用したヒートポンプ給湯機である加温装置が考えられる。すなわち、水・冷媒熱交換器の水側流路を直列に接続する水回路を備え、水回路の一端側は給水源に接続し、他端側は貯湯タンク、給湯栓または往水側（利用側）バッファタンクに接続する。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００７−１９８６９３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
このように、給水源から出た水を冷凍サイクルの凝縮器である水・冷媒熱交換器に導き、冷媒と熱交換して昇温させる。２個の冷凍サイクルの水・冷媒熱交換器に導くことで設定温度に到達させ、貯湯タンク、給湯栓または往水側（利用側）バッファタンクなどの利用側へ送り出す。
【０００５】
ところで、前記冷凍サイクルの蒸発器として、空気熱交換器が用いられるところから、外気温が極めて低い状態で着霜し、そのまま放置すると熱交換効率に悪影響を及ぼす。場合によっては、水・冷媒熱交換器における加温作用が完全にならず、凍結の虞れもあるので、早急に除霜をする必要がある。
【０００６】
このような事情から、設定された出湯温度以下の水を貯湯タンク、給湯栓または往水側（利用側）バッファタンクなどの利用側に出すことがなく、また水回路において水を凍結させることもなく、短時間で逆サイクル除霜を行える加温装置が望まれている。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本実施形態は、圧縮機から吐出された冷媒と水とを熱交換する水・冷媒熱交換器を有する複数の冷凍サイクルと、前記複数の冷凍サイクルにおける水・冷媒熱交換器の水側流路に水を直列に流通させる水回路とを備えている。  
そして、上記水回路にポンプが設けられるとともに、水回路における最下流側に位置する冷凍サイクルの水・冷媒熱交換器の下流側と、最上流側に位置する冷凍サイクルの水・冷媒熱交換器の上流側とを接続するバイパス回路と、前記バイパス回路を開閉する開閉制御手段とを備えている。
上記開閉制御手段は、複数の冷凍サイクルが加熱運転をなすときはバイパス回路を閉成し、いずれか一方の冷凍サイクルが除霜運転をなす場合はバイパス回路を開放する。
【図面の簡単な説明】
【０００８】
【図１】第１の実施形態に係る、加温装置の冷凍サイクル構成図であり、第１の冷凍サイクルと第２の冷凍サイクルがいずれも加熱運転中の、水回路における水の流れを表す図と、たとえば第１の冷凍サイクルが加熱運転中で、第２の冷凍サイクルが除霜運転中の、バイパス回路の水の流れを表す図。
【図２】第１の実施形態の変形例に係る、加温装置の冷凍サイクル構成図。
【図３】第１の実施形態の、さらに異なる変形例に係る、加温装置の冷凍サイクル構成図。
【図４】第２の実施形態に係る、加温装置の冷凍サイクル構成図であり、第１の冷凍サイクルと、第２の冷凍サイクルがいずれも加熱運転中の、水回路の水の流れを表す図。
【図５】第２の実施形態の変形例に係る、加温装置の冷凍サイクル構成図。
【図６】第３の実施形態に係る、加温装置の冷凍サイクル構成図であり、複数の冷凍サイクル全てが加熱運転中における水回路の水の流れを表す図と、いずれか一方が加熱運転中、他方が運転停止中、他方が除霜運転中の、水回路の水の流れを表す図。
【図７】第４の実施形態に係る、加温装置の冷凍サイクル構成図であり、複数の冷凍サイクルがいずれも加熱運転中の、水回路の水の流れを表す図。
【図８】第５の実施形態に係る、加温装置の冷凍サイクル構成図であり、複数の冷凍サイクルがいずれも加熱運転中の、水回路の水の流れを表す図。
【図９】第６の実施形態に係る、加温装置の冷凍サイクル構成図であり、複数の冷凍サイクルがいずれも加熱運転中の、水回路の水の流れを表す図。
【図１０】第７の実施形態に係る、加温装置の冷凍サイクル構成図であり、複数の冷凍サイクルがいずれも加熱運転中の、水回路の水の流れを表す図。
【図１１】第７の実施形態の加温装置に用いられる、水・冷媒熱交換器の概略の構成図。
【発明を実施するための形態】
【０００９】
以下、本実施の形態を図面にもとづいて説明する。  
図１は、たとえば給湯システムや循環加温システムとして用いられる、第１の実施形態における加温装置の冷凍サイクル構成図である。
【００１０】
この加温装置は、同一の筐体Ａ内に搭載される第１の冷凍サイクルＳＡと、第２の冷凍サイクルＳＢおよび、これら第１ないし第２の冷凍サイクルＳＡ，ＳＢに直列に接続される水配管（水回路）Ｈから構成される。さらには、バイパス回路Ｂおよび、バイパス回路Ｂを開閉する開閉制御手段である三方切換え弁Ｖからなる。
【００１１】
第１の冷凍サイクルＳＡと、第２の冷凍サイクルＳＢは、全く同様の構成をなしていて、以下、第１の冷凍サイクルＳＡについての説明を行い、第２の冷凍サイクルＳＢについては、同一の構成部品に同番号を付して新たな説明を省略する。  
第１の冷凍サイクルＳＡにおいて、１は圧縮機であり、この吐出部には冷媒管Ｐが接続される。冷媒管Ｐは四方切換え弁２の第１のポートに接続されるとともに、四方切換え弁２の第２のポートと水・冷媒熱交換器３の冷媒側流路３ａが接続される。
【００１２】
前記水・冷媒熱交換器３の冷媒側流路３ａは冷媒管Ｐを介して膨張弁（膨張回路）４に接続され、前記膨張弁４と空気熱交換器５とは冷媒管Ｐを介して接続される。前記空気熱交換器５と対向して送風ファンＦが配置され、前記空気熱交換器５に導かれる冷媒と熱交換するための空気を送風するようになっている。
【００１３】
前記空気熱交換器５と前記四方切換え弁２の第３のポートとは冷媒管Ｐを介して接続され、前記四方切換え弁２の第４のポートと前記圧縮機１の吸込み部とは冷媒管Ｐを介して接続される。  
また、前記水・冷媒熱交換器３の冷媒側流路３ａに、水側流路３ｂが一体的に設けられていて、この水側流路３ｂには水配管（水回路）Ｈが接続される。前記水配管Ｈは、一端部が給水源に接続され、他端部が貯湯タンク、給湯栓または往水側（利用側）バッファタンク（以上、いずれ図示しない）などの利用側に接続される。
【００１４】
水配管Ｈに設けられるポンプ６は筐体Ａの一端部内に収容されていて、このポンプ６から第１の冷凍サイクルＳＡにおける水・冷媒熱交換器３の水側流路３ｂと、第２の冷凍サイクルＳＢにおける水・冷媒熱交換器３の水側流路３ｂが直列に接続される。  
すなわち、給水源から出た水配管Ｈは、筐体Ａ内においてポンプ６に接続し、ポンプ６から前記第１の冷凍サイクルＳＡの水・冷媒熱交換器３における水側流路３ｂと、前記第２の冷凍サイクルＳＢの水・冷媒熱交換器３における水側流路３ｂを介して、貯湯タンク、給湯栓または往水側（利用側）バッファタンクなどの利用側に連通することになる。
【００１５】
また、第２の冷凍サイクルＳＢの水・冷媒熱交換器３における水側流路３ｂと、貯湯タンク、給湯栓または往水側（利用側）バッファタンクなどの利用側との間における、筐体Ａ内の水配管Ｈに開閉制御手段である三方切換え弁Ｖが設けられている。  
前記三方切換え弁Ｖにおける第３のポートと、前記ポンプ６の吸込側とは、前記バイパス回路Ｂを介して連通されている。三方切換え弁Ｖは、第２の冷凍サイクルＳＢの水側流路３ｂから出た水を利用側に送り出す、もしくはバイパス回路Ｂへ送り出すよう切換えられる。
【００１６】
このようにして構成される加温装置であり、冷凍サイクル運転（加熱運転モード）開始の指示を受けると、第１の冷凍サイクルＳＡと、第２の冷凍サイクルＳＢで、後述するように冷媒が導かれ循環する。
【００１７】
このとき、水配管Ｈにおけるポンプ６は駆動されるが、はじめ三方切換え弁Ｖは第２の冷凍サイクルＳＢにおける水・冷媒熱交換器３の水側流路３ｂとバイパス回路Ｂとを連通し、貯湯タンク、給湯栓または往水側（利用側）バッファタンクなどの利用側への連通を遮断する。すなわち、第１の冷凍サイクルＳＡと、第２の冷凍サイクルＳＢの起動直後は、圧縮機１の吐出圧力と吐出温度が低いため、水を十分に加熱することはできない。
【００１８】
所定時間経過後、第１の冷凍サイクルＳＡにおいて圧縮機１が駆動され、高温高圧の冷媒が吐出される。高温高圧の冷媒は、四方切換え弁２を介して水・冷媒熱交換器３の冷媒側流路３ａに導かれ、ポンプ６から水配管Ｈを介して水・冷媒熱交換器３の水側流路３ｂに導かれる水と熱交換する。
【００１９】
冷媒は凝縮して液冷媒となり、膨張弁４に導かれて断熱膨張し、空気熱交換器５において空気と熱交換して蒸発する。蒸発冷媒は空気熱交換器５から四方切換え弁２を介して圧縮機１の吸込み部に導かれ、再び高温高圧に圧縮されて上述の回路を循環する。第２の冷凍サイクルＳＢにおいても、全く同様の作用をなす。
【００２０】
ポンプ６から水配管Ｈを介して第１の冷凍サイクルＳＡにおける水・冷媒熱交換器３の水側流路３ｂに導かれた水は、第１の冷凍サイクルＳＡにおける水・冷媒熱交換器３の冷媒側流路３ａに導かれる冷媒と熱交換して温度上昇する。
【００２１】
さらに、第１の冷凍サイクルＳＡにおける水・冷媒熱交換器３の水側流路３ｂから出た水は、第２の冷凍サイクルＳＢにおける水・冷媒熱交換器３の水側流路３ｂにおいて、第２の冷凍サイクルＳＢにおける水・冷媒熱交換器３の冷媒側流路３ａに導かれる冷媒と熱交換して温度上昇する。
【００２２】
第２の冷凍サイクルＳＢにおける水・冷媒熱交換器３の水側流路３ｂから出た水は、バイパス回路Ｂに導かれる。そして、給水源から出た低温の水と合流し、再び第１の冷凍サイクルＳＡにおける水・冷媒熱交換器３の水側流路３ｂで、冷媒側流路３ａに導かれる冷媒と熱交換する。
【００２３】
したがって、第２の冷凍サイクルＳＢにおける水側流路３ｂから出て、三方切換え弁Ｖを介し、バイパス回路Ｂを循環する水の温度は早期に設定温度に到達する。  
この状態を確認したら、三方切換え弁Ｖをバイパス回路Ｂから、貯湯タンク、給湯栓または往水側（利用側）バッファタンクである、利用側に徐々に切換える。
【００２４】
第２の冷凍サイクルＳＢにおける水・冷媒熱交換器３の水側流路３ｂから出て貯湯タンク、給湯栓または往水側（利用側）バッファタンクなどの利用側に導かれる水は、常に設定温度に加温される。  
ところで、外気温が極く低温になると、第１の冷凍サイクルＳＡを構成する空気熱交換器５と、第２の冷凍サイクルＳＢを構成する空気熱交換器５に、それぞれ着霜する。そのまま放置すると、霜が厚くなって熱交換効率が下がり、設定温度の水が得られなくなる。そればかりか、水配管Ｈが凍結する虞れがある。
【００２５】
そこで、給湯運転を止めて除霜運転をなす。すなわち、給水源からの給水を停止するとともに、貯湯タンク、給湯栓または往水側（利用側）バッファタンクなどの利用側への出湯を停止する。  
具体的には、はじめ第１の冷凍サイクルＳＡにおける圧縮機１と、第２の冷凍サイクルＳＢにおける圧縮機１を停止する。そして、三方切換え弁Ｖをバイパス回路Ｂの方向に切換えて、ポンプ６を駆動する。
【００２６】
そのあと、図１（Ｂ）に示すように、第２の冷凍サイクルＳＢにおける四方切換え弁２を逆方向の、圧縮機１から空気熱交換器５の方向に切換える。このときはまだ、第１の冷凍サイクルＳＡにおける四方切換え弁２は先に説明した圧縮機１から水・冷媒熱交換器３の冷媒側流路３ａ方向であって良い。
【００２７】
つぎに、第１の冷凍サイクルＳＡと、第２の冷凍サイクルＳＢを起動する。第１の冷凍サイクルＳＡでは、圧縮機１で圧縮された高温高圧の冷媒が、四方切換え弁２を介して水・冷媒熱交換器３の冷媒側流路３ａに導かれ、水・冷媒熱交換器３の水側流路３ｂに導かれる水を加温する。  
第２の冷凍サイクルＳＢでは、圧縮機１で圧縮された高温高圧の冷媒が四方切換え弁２の切換え方向に沿って、空気熱交換器５に直接導かれる。ここで冷媒は凝縮熱を放出するので、付着していた霜は早急に溶融する。
【００２８】
冷媒は、膨張弁４で断熱膨張し、水・冷媒熱交換器３における冷媒側流路３ａで蒸発する。第２の冷凍サイクルＳＢにおける水・冷媒熱交換器３の水側流路３ｂに導かれる水は、冷媒側流路３ａに導かれる冷媒と熱交換するので、ある程度は温度低下するが、第１の冷凍サイクルＳＡの水・冷媒熱交換器で加温されるので、凍結に至ることはない。
【００２９】
また、三方切換え弁Ｖをバイパス回路Ｂの方向に切換えているので、設定された出湯温度以下の水を貯湯タンク、給湯栓または往水側（利用側）バッファタンクなどの利用側へ出湯することはない。
【００３０】
水をバイパス回路Ｂで凍結させることなく、短時間で第２の冷凍サイクルＳＢにおける空気熱交換器５の除霜を完了する。第２の冷凍サイクルＳＢにおける空気熱交換器５の除霜が完了したら、一旦、第１の冷凍サイクルＳＡおよび第２の冷凍サイクルＳＢを停止する。
【００３１】
つぎに、特に図示していないが、第１の冷凍サイクルＳＡの四方切換え弁２と、第２の冷凍サイクルＳＢの四方切換え弁２を、それぞれ逆方向に切換える。第１の冷凍サイクルＳＡにおいて、圧縮機１から吐出された高温高圧の冷媒ガスが、四方切換え弁２を介して空気熱交換器５に導かれる。
【００３２】
したがって、第１の冷凍サイクルＳＡの空気熱交換器５に付着していた霜は早急に溶融する。空気熱交換器５から出た冷媒は、膨張弁４で断熱膨張し、水・冷媒熱交換器３の冷媒側流路３ａにおいて、この水側流路３ｂに導かれる水と熱交換する。すなわち、バイパス回路Ｂを導かれる水と熱交換する。
【００３３】
この熱交換により、温度の低下した水は、第２の冷凍サイクルＳＢにより加温されてからバイパス回路Ｂを経て、再度、第１の冷凍サイクルＳＡ側の水・冷媒熱交換器３に導かれる。そのため、水が凍結に至ることなく、除霜運転が短時間で完了する。
【００３４】
このようにして、全ての冷凍サイクルＳＡ，ＳＢの除霜が完了したら、第１の冷凍サイクルＳＡと、第２の冷凍サイクルＳＢの運転を一旦停止するとともに、ポンプ６も駆動停止する。そして、第１の冷凍サイクルＳＡにおける四方切換え弁２を通常の冷凍サイクルに切換える。第２の冷凍サイクルＳＢにおける四方切換え弁２はそのままで良い。
【００３５】
しかるのち、上述のように加熱運転を開始する。すなわち、第１の冷凍サイクルＳＡと第２の冷凍サイクルＳＢを、順次または同時に加熱運転を行ってバイパス回路Ｂに循環する水を設定温度に上げる。バイパス回路Ｂに循環する水が設定温度に到達したことを検知してから、三方切換え弁Ｖを切換える。
【００３６】
給水源から出た水は筐体１内に導かれる。筐体１内においてポンプ６から第１の冷凍サイクルＳＡの水・冷媒熱交換器３における水側流路３ｂと、第２の冷凍サイクルＳＢの水・冷媒熱交換器３における水側流路３ｂにおいて加熱され、貯湯タンク、給湯栓または往水側（利用側）バッファタンクなどの利用側に導出する。
【００３７】
以上、説明したように、圧縮機１から吐出された冷媒と、水とを熱交換する水・冷媒熱交換器３を有する第１の冷凍サイクルＳＡおよび第２の冷凍サイクルＳＢと、これら冷凍サイクルＳＡ，ＳＢの水・冷媒熱交換器３に水を直列に流通させる水配管Ｈとを備えた加温装置である。
【００３８】
さらに、最下流側である第２の冷凍サイクルＳＢにおける水・冷媒熱交換器３の下流側と、最上流側である第１の冷凍サイクルＳＡにおける水・冷媒熱交換器３の上流側とを接続するバイパス回路Ｂを設けるとともに、バイパス回路Ｂを開閉する開閉制御手段である三方切換え弁Ｖを設けた。
【００３９】
加熱運転中は、三方切換え弁Ｖを水配管Ｈ側に向けてバイパス管Ｂを閉成する。水配管Ｈを導かれ、第１の冷凍サイクルＳＡにおける水・冷媒熱交換器３を導通して温度上昇した水は、第２の冷凍サイクルＳＢにおける水・冷媒熱交換器３を導通してさらに温度上昇する。結局、水に対して効率のよい加温をなすことができ、設定温度の水が得られることとなる。
【００４０】
外気温が極く低下して除霜が必要になった場合には、そのまま水をバイパス回路Ｂに循環するとともに、第１の冷凍サイクルＳＡと第２の冷凍サイクルＳＢのいずれか一方を除霜運転、すなわち逆サイクルに切換え、他方は加熱運転を維持する。
【００４１】
そして、逆サイクル側の冷凍サイクルにおける除霜が完了したあと、この冷凍サイクルは加熱運転に切換え、他方の冷凍サイクルは逆サイクルである除霜運転に切換える。除霜運転側の冷凍サイクルにおける除霜が完了したあと、直ちに加熱運転に移行する。
【００４２】
除霜運転中においても、複数の冷凍サイクルＳＡ，ＳＢを同時に逆サイクルに切換えるのではなく、いずれか一方を逆サイクルに切換え、他方は加熱運転状態とするとともに、バイパス回路Ｂに水を循環させるようにした。
【００４３】
したがって、除霜運転中における水の温度低下を極力少くして、加熱運転に移行したときの設定温度復帰を早期に得られることとなるとともに、水が凍結することを防止することができる。
【００４４】
なお、以下のような変形例が考えられる。  
すなわち、バイパス回路Ｂと、水配管Ｈとの合流部位に、開閉制御手段である三方切換え弁Ｖを設けたが、これに限定されるものではない。
【００４５】
たとえば、図２に示すように、バイパス回路Ｂと、水・冷媒熱交換器３における水側流路３ｂ出口側の水配管Ｈそれぞれに、開閉制御手段である二方切換え弁Ｖａ，Ｖｂを備えてもよい。
【００４６】
起動直後を除く加熱運転時は、バイパス回路Ｂ側の二方切換え弁Ｖａを閉成し、水配管Ｈ側の二方切換え弁Ｖｂを開放する。除霜運転中は、バイパス回路Ｂ側の二方切換え弁Ｖａを開放し、水配管Ｈ側の二方切換え弁Ｖｂを閉成する。
【００４７】
あるいは、図３に示すように、水配管Ｈと、ポンプ６導入側のバイパス回路Ｂ分岐部に、開閉制御手段である三方切換え弁Ｖｃを設けてもよい。起動直後を除く加熱運転中はバイパス回路Ｂを閉じ水配管Ｈに水を流し、除霜運転中はバイパス回路Ｂ側に水を流すことは変りがない。
【００４８】
また、特に図示していないが、後段冷凍サイクルである第２の冷凍サイクルＳＢを、高温側冷凍サイクルと低温側冷凍サイクルからなる、二元冷凍サイクルとしてもよい。  
二元冷凍サイクルである第２の冷凍サイクルＳＢを除霜運転する場合、第２の冷凍サイクルＳＢにおける水・冷媒熱交換器３の水側流路３ｂ下流側に設けた水温センサが凍結水温まで低下しないように、第２の冷凍サイクルＳＢにおける圧縮機１の運転周波数を制限する。加熱運転中の第１の冷凍サイクルＳＡにおける圧縮機１は、最終的には最大周波数で加熱運転を行わせ、早期に除霜が完了しつつ凍結には至らないように制御する。
【００４９】
第２の冷凍サイクルＳＢの除霜が完了したら、再びポンプ６と第１、第２の冷凍サイクルＳＡ，ＳＢを停止する。つぎに、第１の冷凍サイクルＳＡを除霜運転とし、二元冷凍サイクルである第２の冷凍サイクルＳＢを加熱運転に切換え、それぞれの圧縮機１を駆動するとともに、ポンプ６を駆動する。
【００５０】
この際、除霜している第１の冷凍サイクルＳＡにおける水・冷媒熱交換器３の水側流路３ｂ下流側の水配管Ｈに取付けた中間水温センサが凍結温度まで低下しないように、第１の冷凍サイクルの運転周波数を制限する。
【００５１】
加熱運転をしている二元冷凍サイクルである第２の冷凍サイクルＳＢにおける圧縮機１は、最終的には最大周波数として、早期に除霜運転が完了しつつ凍結には至らないように制御する。第１の冷凍サイクルＳＡの除霜が完了したら、ポンプ６を停止するとともに、第１の冷凍サイクルＳＡと第２の冷凍サイクルＳＢを停止させる。  
その後の加熱運転再開については、上述のとおりである。
【００５２】
図４は、第２の実施形態における加温装置の冷凍サイクル構成図である。  
ここでは、水配管Ｈを構成する配管径よりも、バイパス回路Ｂａの配管径を太くしたことを特徴とする。これにより、バイパス回路Ｂａに確保されるバッファとしての水量を多くすることができる。
【００５３】
さらに、加熱運転立ち上げ時における、第１の冷凍サイクルＳＡにおける水・冷媒熱交換器３の水側流路３ｂへの流入水温の上昇が緩やかになるために、前段である第１の冷凍サイクルＳＡと、後段である第２の冷凍サイクルＳＢそれぞれの圧縮機１運転周波数や、膨張弁４の開度調整などの制御に対して余裕ができ、製品の信頼性が増す。
【００５４】
さらにまた、加熱運転から除霜運転への移行時、ならびに除霜運転から加熱運転への移行時に、三方切換え弁Ｖを切換えてバイパス回路Ｂａを全開とし、貯湯タンク、給湯栓または往水側（利用側）バッファタンクなど利用側を全閉として、利用側に水が出て行かない状態とする。
【００５５】
このとき、第１、第２の冷凍サイクルＳＡ，ＳＢにおける圧縮機１の起動よりも前にポンプ６を動かし始めることで、水・冷媒熱交換器３における水側流路３ｂと、バイパス回路Ｂをつなぐ水配管Ｈ中を循環する水の水温が均一化され、第１、第２の冷凍サイクルＳＡ、ＳＢの運転開始時に信頼性が向上する。
【００５６】
また、除霜運転を、第１の冷凍サイクルＳＡと第２の冷凍サイクルＳＢとに、順に実施していく際の冷凍サイクル停止時に、ポンプ６を動かしたままとすることにより、水・冷媒熱交換器３の水側流路３ｂとバイパス回路Ｂａをつなぐ水配管Ｈ中を循環する水の水温が均一化され、冷凍サイクル運転開始時における信頼性の向上を得られる。
【００５７】
図５は、第２の実施形態の変形例である。  
すなわち、第２の実施形態では、バイパス回路Ｂａ自体をバッファとすべく配管径を太くしたが、これに限定されるものではない。  
バイパス回路Ｂ自体は、水回路Ｈと同じ配管径とし、バイパス回路Ｂに小型タンク７を追加する。これにより、バイパス回路Ｂに確保されるバッファとしての水量を多くすることが可能である。
【００５８】
なお、図４に示す第２の実施形態と、図５に示す第２の実施形態の変形例のいずれにおいても、後段サイクルである第２の冷凍サイクルＳＢを、高温側冷凍サイクルと、低温側冷凍サイクルからなる二元冷凍サイクルとしてもよい。
【００５９】
図６（Ａ）は、第３の実施形態を示す加温装置の冷凍サイクル構成図である。  
大能力に対応するために、冷凍サイクルを３個（以上）直列に接続した多段階昇温を採用した加温装置において、第１の実施形態における加温装置と同様の効果を得られるように構成したものである。
【００６０】
すなわち、前段サイクルである第１の冷凍サイクルＳＡと、中段サイクルである第２の冷凍サイクルＳＢと、後段サイクルである第３の冷凍サイクルＳＣがともに、単段圧縮サイクルで、３直列の多段階昇温を採用した。  
停止時から加熱運転立ち上げ時には、開閉制御手段としての三方切換え弁Ｖを切換えてバイパス回路Ｂを全開とし、貯湯タンク、給湯栓または往水側（利用側）バッファタンク側などの利用側へ水が行かない状態としてから、ポンプ６を駆動する。
【００６１】
つぎに、第１の冷凍サイクルＳＡと、第２の冷凍サイクルＳＢおよび第３の冷凍サイクルＳＣを起動させて加熱運転を開始する。これ以降の制御方法については、水配管Ｈに接続された冷凍サイクルＳＡ〜ＳＣにおける水・冷媒熱交換器３の水側流路３ｂの数が異なるだけで基本的な差がないため、説明を省略する。
【００６２】
つぎに、この加熱運転の安定状態から除霜運転に入る場合について説明する。  
ポンプ６と全ての冷凍サイクルＳＡ〜ＳＣを停止するとともに、バイパス回路Ｂを全開とし、貯湯タンク、給湯栓または往水側（利用側）バッファタンク側などの利用側へ水が行かない状態（出湯停止）とする。
【００６３】
つぎに、図６（Ｂ）に示すように、後段サイクルである第３の冷凍サイクルＳＣの四方切換え弁２を切換えて空気熱交換器５を除霜運転とし、前段サイクルである第１の冷凍サイクルＳＡは加熱運転を継続し、それぞれの圧縮機１を駆動し、併せてポンプ６を駆動する。中段サイクルである第２の冷凍サイクルＳＢは停止状態のままとする。
【００６４】
この際、除霜している第３の冷凍サイクルＳＣにおける水・冷媒熱交換器３の下流側の水温センサが凍結水温まで低下しないように、第３の冷凍サイクルＳＣにおける圧縮機１の運転周波数を制限する。
【００６５】
加熱運転中の第１の冷凍サイクルＳＡは、最終的には最大周波数で加熱運転を行わせ、早期に除霜が完了しつつ凍結には至らないように制御する。第３の冷凍サイクルＳＣにおける空気熱交換器５の除霜が完了したら、再びポンプ６と第１の冷凍サイクルＳＡおよび第３の冷凍サイクルＳＣを停止する。
【００６６】
つぎに、図示していないが、中段サイクルである第２の冷凍サイクルＳＢの四方切換え弁２を切換えて空気熱交換器５を除霜運転とし、後段サイクルである第３の冷凍サイクルＳＣを加熱運転として、それぞれの圧縮機１を駆動し、ポンプ６を駆動する。前段サイクルである第１の冷凍サイクルＳＡは停止状態とする。  
この際、除霜している第２の冷凍サイクルＳＢにおける水・冷媒熱交換器３の下流側の水温センサが凍結水温まで低下しないように、第２の冷凍サイクルＳＢにおける圧縮機１の運転周波数を制限する。
【００６７】
加熱運転中の第３の冷凍サイクルＳＣは、最終的には最大周波数で加熱運転を行わせ、早期に除霜が完了しつつ凍結には至らないように制御する。第２の冷凍サイクルＳＢの除霜が完了したら、再びポンプ６と第２の冷凍サイクルＳＢおよび第３の冷凍サイクルＣを停止する。
【００６８】
つぎに、図示していないが、前段サイクルである第１の冷凍サイクルＳＡの四方切換え弁２を除霜運転に切換え、中段サイクルである第２の冷凍サイクルを加熱運転として、それぞれの圧縮機１を駆動し、ポンプ６も駆動する。後段サイクルである第３の冷凍サイクルＳＣは停止状態とする。  
この際、除霜している第１の冷凍サイクルＳＡにおける水・冷媒熱交換器３の下流側の水温センサが凍結水温まで低下しないように、第１の冷凍サイクルＳＡにおける圧縮機１の運転周波数を制限する。
【００６９】
加熱運転中の第２の冷凍サイクルＳＢは、最終的には最大周波数で加熱運転を行わせ、早期に除霜が完了しつつ凍結には至らないように制御する。第２の冷凍サイクルＳＢの除霜が完了したら、再びポンプ６と第１の冷凍サイクルＳＡおよび第２の冷凍サイクルＢを停止する。  
そのあとの加熱運転再開時については、前述の停止時−加熱運転立ち上げ時−加熱運転安定時の内容と同一であるため、省略する。
【００７０】
このように、冷凍サイクルの総数が奇数個あれば、１個の冷凍サイクルは停止させ、残り冷凍サイクルは、半数を除霜運転とし、半数を加熱運転とする。このとき、除霜運転と加熱運転の冷凍サイクルは水の流れ方向で交互になるようにして、除霜中の各部分の水温が凍結以下に下がることを防止する。
【００７１】
これにより、設定された出湯温度以下の水を製品外へ出湯することがなく、また、水を凍結させることもなく、短時間で逆サイクルの除霜を行うことができる。  
なお、特に図示していないが、この加温装置においても、後段サイクルである第３の冷凍サイクルＳＣを、高圧側冷凍サイクルと、低温側冷凍サイクルからなる、二元冷凍サイクルとしてもよい。
【００７２】
図７は、第４の実施形態を示す、加温装置の冷凍サイクル構成図である。  
ここでは、前段サイクルである第１の冷凍サイクルＳＡと、中段１サイクルである第２の冷凍サイクルＳＢと、中段２サイクルである第３の冷凍サイクルＳＣと、後段サイクルである第４の冷凍サイクルＳＤにおける、それぞれ偶数個の冷凍サイクルにおける水・冷媒熱交換器３の水側流路３ｂを直列に接続した水配管Ｈを備えている。
【００７３】
そして、最下流側に位置する第４の冷凍サイクルＳＤにおける水・冷媒熱交換器３の下流側と、最上流側に位置する第１の冷凍サイクルＳＡにおける水・冷媒熱交換器３の上流側とを接続するバイパス回路Ｂと、このバイパス回路Ｂを開閉する開閉制御手段である三方切換え弁Ｖを設けてなる。  
各冷凍サイクルＳＡ〜ＳＤの圧縮機１が一斉に駆動することで、貯湯タンク、給湯栓または往水側（利用側）バッファタンク側などの利用側へ導かれる水の温度を極めて高く保持することができる。
【００７４】
除霜運転に切換えた際は、次のようになる。  
特に図示していないが、はじめ第２の冷凍サイクルＳＢおよび第４の冷凍サイクルＳＤを除霜運転に切換え、第１の冷凍サイクルＳＡおよび第３の冷凍サイクルＳＣを加熱運転として四方切換え弁２を切換え、それぞれの圧縮機１を駆動して、水配管Ｈのポンプ６を駆動する。
【００７５】
この際、除霜している第２の冷凍サイクルＳＢと第４の冷凍サイクルＳＤにおける水・冷媒熱交換器３の下流側の水温センサが凍結水温まで低下しないように、第２の冷凍サイクルＳＢと第４の冷凍サイクルＳＤにおける圧縮機１の運転周波数を制限する。
【００７６】
加熱運転中の第１の冷凍サイクルＳＡと第３の冷凍サイクルＳＣは、最終的には最大周波数で加熱運転を行わせ、早期に除霜が完了しつつ凍結には至らないように制御する。第２の冷凍サイクルＳＢと第４の冷凍サイクルＳＤの除霜が完了したら、再びポンプ６と全ての冷凍サイクルを停止する。
【００７７】
つぎに、第１の冷凍サイクルＳＡおよび第３の冷凍サイクルＳＣの四方切換え弁２を除霜運転に切換え、第２の冷凍サイクルＳＢおよび第４の冷凍サイクルＳＤの四方切換え弁２を加熱運転に切換えて、それぞれの圧縮機１を駆動し、ポンプ６を駆動する。
【００７８】
この際、空気熱交換器５を除霜している第１の冷凍サイクルＳＡと第３の冷凍サイクルＳＣにおける水・冷媒熱交換器３の下流側の水温センサが凍結水温まで低下しないように、第１の冷凍サイクルＳＡと第３の冷凍サイクルＳＣにおける圧縮機１の運転周波数を制限する。
【００７９】
加熱運転中の第２の冷凍サイクルＳＢと第４の冷凍サイクルＳＤは、最終的には最大周波数で加熱運転を行わせ、早期に除霜が完了しつつ凍結には至らないように制御する。第１の冷凍サイクルＳＡと第３の冷凍サイクルＳＣにおける空気熱交換器５の除霜が完了したら、再びポンプ６と全ての冷凍サイクルを停止する。  
そのあとの、加熱運転再開時については、前述の停止時−加熱運転立ち上げ時−加熱運転安定時の内容と同一であるので、説明を省略する。
【００８０】
このように、冷凍サイクルの総数が偶数個あれば、冷凍サイクルの総数を二分し、その一方の半数に対する除霜運転とし、他方の半数に対する加熱運転とする。一方の半数の冷凍サイクルに対する除霜運転終了後は、他方の半数の冷凍サイクルに対する除霜運転をなすとともに、一方の半数に対する冷凍サイクルの加熱運転をなす。
【００８１】
このとき、除霜運転と加熱運転の冷凍サイクルは水の流れ方向で交互になるようにして、除霜中の各部分の水温が凍結以下に下がることを防止する。これにより、設定された出湯温度以下の水を製品外へ出湯することがなく、また、水を凍結させることもなく、短時間で逆サイクルの除霜を行うことができる。
【００８２】
図８は、第５の実施形態を示す、加温装置の冷凍サイクル構成図である。  
ここでは、前段サイクルである第１の冷凍サイクルＳＡと、第２の冷凍サイクルＳＢを互いに並列に接続し、後段サイクルである第３の冷凍サイクルＳＣと、第４の冷凍サイクルＳＤは、それぞれ第１の冷凍サイクルＳＡと、第２の冷凍サイクルＳＢに直列に接続してなる。
【００８３】
水配管Ｈは、ポンプ６から二股に分岐され、一方の分岐水配管Ｈａは、第１の冷凍サイクルＳＡにおける水・冷媒熱交換器３の水側流路３ｂと、第３の冷凍サイクルＳＣにおける水・冷媒熱交換器３の水側流路３ｂとを直列に接続される。  
他方の分岐水配管Ｈｂは、第２の冷凍サイクルＳＢにおける水・冷媒熱交換器３の水側流路３ｂと、第４の冷凍サイクルＳＤにおける水・冷媒熱交換器３の水側流路３ｂとを直列に接続される。
【００８４】
第２の冷凍サイクルＳＢと第４の冷凍サイクルＳＤから出た分岐水管Ｈａ，Ｈｂは、所定部位で１本に合流した水配管Ｈとなり、貯湯タンク、給湯栓または往水側（利用側）バッファタンク側などの利用側へ導かれる。  
また、ポンプ６を内蔵した水配管Ｈの出湯側に開閉制御手段である三方切換え弁Ｖを設け、ここで分岐させたバイパス回路Ｂをポンプ６の入り口側に接続したことを特徴とする一体型の給湯機である。
【００８５】
停止中は、ポンプ６、第１、第２の冷凍サイクルＳＡ、ＳＢと、第３、第４の冷凍サイクルＳＣ，ＳＤは全て停止する。停止時からの加熱運転立ち上げ時には、バイパス回路Ｂを全開とし、貯湯タンク、給湯栓または往水側（利用側）バッファタンク側などの利用側を全閉として、利用側に水が出て行かない状態とする。
【００８６】
このように操作した後、ポンプ６を運転する。水は、水配管Ｈから各冷凍サイクルＳＡ〜ＳＤにおける水・冷媒熱交換器３の水側流路３ｂを流通し、三方切換え弁Ｖからバイパス回路Ｂを循環する。さらに、全ての冷凍サイクルＳＡ〜ＳＤの圧縮機１を起動して加熱運転を開始させる。
【００８７】
冷凍サイクルの特性として、安定状態になるまでは充分な加熱能力を引出すことができないため、運転開始直後は利用側の出湯水温センサの水温度がリモコン等で外部から設定された設定温度に到達することはない。  
そこで、水配管Ｈの三方切換え弁Ｖ近傍に設けた水温センサで水温度が設定水温に達するまではバイパス回路Ｂを開とし、利用側へ水が出て行かない状態のままとする。
【００８８】
前記水温センサでの水温度が設定温度に到達してからは、三方切換え弁Ｖを操作して、徐々にバイパス回路Ｂに流れる水量を絞る。その一方で、利用側への出湯水量を増加させてゆき、前段の第１の冷凍サイクルＳＡおよび第３の冷凍サイクルＳＣにおける水・冷媒熱交換器３の水側流路３ｂへ流入する水温度の急激な低下を避けるように制御する。
【００８９】
このように操作することで、第１、第２の冷凍サイクルＳＡ，ＳＢの水・冷媒熱交換器３における水側流路３ｂへ流入する水温度も、徐々に給水温度にまで低下していくことになり、冷凍サイクルの温度や圧力の急激な変化を防止することができる。
【００９０】
併せて、水配管Ｈにおける第１、第２の冷凍サイクルＳＡ、ＳＢと第３、第４の冷凍サイクルＳＣ、ＳＤの間に設けた中間水温センサと、第３の冷凍サイクルＳＣおよび第４の冷凍サイクルＳＤと三方切換え弁Ｖとの間に設けた出湯水温センサの温度を指標として、第１、第２の冷凍サイクルＳＡ、ＳＢと、第３、第４の冷凍サイクルＳＣ，ＳＤにおける圧縮機１の運転周波数を、利用側の水温が設定温度に対し低下しないよう増加させる。
【００９１】
このようにして、加熱安定時までスムーズに冷凍サイクルを移行させながら、利用側への出湯温度は設定温度以下の水を供給することがない。加熱安定後は、三方切換え弁Ｖを切換えて、バイパス回路Ｂ側を全閉とし、水配管Ｈから利用側を全開とする。したがって、供給された水が設定温度の水となって利用側から供給される。
【００９２】
つぎに、除霜運転に入る場合について説明する。  
まず、ポンプ６と、前段サイクルである第１、第２の冷凍サイクルＳＡ、ＳＢおよび後段サイクルである第３．第４の冷凍サイクルＳＣ，ＳＤのそれぞれ圧縮機１を停止するとともに、三方切換え弁Ｖを切換えて、水配管Ｈからバイパス回路Ｂを全開とし、利用側を全閉とする。
【００９３】
つぎに、前段サイクルである第１、第２の冷凍サイクルＳＡ，ＳＢを加熱運転とし、後段サイクルである第３、第４の冷凍サイクルＳＣ，ＳＤを除霜運転となるよう四方切換え弁２を切換える。そして、それぞれの圧縮機１を駆動し、ポンプ６も駆動する。
【００９４】
除霜している冷凍サイクルにおける、水・冷媒熱交換器３の水側流路３ｂの下流側に設けられる水温センサが凍結温度まで低下しないように、第３、第４の冷凍サイクルＳＣ，ＳＤの圧縮機１の運転周波数を制限し、加熱運転中の第１、第２の冷凍サイクルＳＡ，ＳＢの圧縮機１は最終的には最大周波数で加熱運転を行わせる。すなわち、早期に除霜が完了しつつ、凍結には至らないように制御する。
【００９５】
第３、第４の冷凍サイクルＳＣ，ＳＤにおける空気熱交換器５の除霜が終了したら、再びポンプ６と、第１、第２の冷凍サイクルＳＡ，ＳＢおよび、第３、第４の冷凍サイクルＳＣ，ＳＤの圧縮機１を停止する。  
つぎに、前段サイクルである第１、第２の冷凍サイクルＳＡ，ＳＢの空気熱交換器５を除霜運転とし、後段サイクルである第３、第４の冷凍サイクルＳＣ，ＳＤは加熱運転となるよう、四方切換え弁２を切換えて圧縮機１を駆動し、ポンプ６を駆動する。
【００９６】
除霜している冷凍サイクルＳＡ，ＳＢにおける、水・冷媒熱交換器３の水側流路３ｂの下流側に設けられる水温センサが凍結温度まで低下しないように、第１、第２の冷凍サイクルＳＡ，ＳＢの圧縮機１の運転周波数を制限し、加熱運転中の第３、第４の冷凍サイクルＳＣ、ＳＤの圧縮機１は最終的に最大周波数で加熱運転を行わせる。すなわち、早期に除霜が完了しつつ、凍結には至らないように制御する。
【００９７】
第１、第２の冷凍サイクルＳＡ，ＳＢにおける空気熱交換器５の除霜が終了したら、再びポンプ６と、第１、第２の冷凍サイクルＳＡ，ＳＢおよび、第３、第４の冷凍サイクルＳＣ，ＳＤの圧縮機１を停止する。その後の加熱運転再開時については、前述のとおりである。
【００９８】
なお、特に図示していないが、この加温装置においても、後段サイクルである第３の冷凍サイクルＳＣおよび第４の冷凍サイクルＳＤを、それぞれが高圧側冷凍サイクルと、低温側冷凍サイクルからなる、二元冷凍サイクルとしてもよい。
【００９９】
図９は、第６の実施形態を示す、加温装置の冷凍サイクル構成図である。  
ここでは、前段サイクルである第１の冷凍サイクルＳＡと、第２の冷凍サイクルＳＢを互いに並列に接続し、後段サイクルである第３の冷凍サイクルＳＣと、第４の冷凍サイクルＳＤは、第１の冷凍サイクルＳＡと、第２の冷凍サイクルＳＢにそれぞれ直列に接続してなる。
【０１００】
ポンプ６を内蔵した水配管Ｈの出湯側に開閉制御手段である三方切換え弁Ｖを設け、ここで分岐させたバイパス回路Ｂをポンプ６の入り口側に接続したことを特徴とする一体型の給湯機である。
【０１０１】
第５の実施形態（図８に示す）との相違点は、第５の実施形態がポンプ６から分岐した水配管Ｈが、第１の冷凍サイクルＳＡにおける水・冷媒熱交換器３の水側流路３ｂと、第３の冷凍サイクルＳＣにおける水・冷媒熱交換器３の水側流路３ｂに直列に接続する一方で、第２の冷凍サイクルＳＢにおける水・冷媒熱交換器３の水側流路３ｂと、第４の冷凍サイクルＳＤにおける水・冷媒熱交換器３の水側流路３ｂに直列に接続し、そのあと合流して三方切換え弁Ｖが接続される。
【０１０２】
これに対して第６の実施形態は、水配管Ｈが、第１の冷凍サイクルＳＡにおける水・冷媒熱交換器３の水側流路３ｂと、第２の冷凍サイクルＳＢにおける水・冷媒熱交換器３の水側流路３ｂに並列に接続し、そのあと１本に合流し、そのあと第３の冷凍サイクルＳＣにおける水・冷媒熱交換器３の水側流路３ｂと、第４の冷凍サイクルＳＤにおける水・冷媒熱交換器３の水側流路３ｂに並列に接続し、そのあと１本に合流して三方切換え弁Ｖが接続される。
【０１０３】
停止中は、ポンプ６、第１、第２の冷凍サイクルＳＡ、ＳＢと、第３、第４の冷凍サイクルＳＣ，ＳＤは全て停止する。停止時からの加熱運転立ち上げ時には、バイパス回路Ｂを全開とし、貯湯タンク、給湯栓または往水側（利用側）バッファタンク側などの利用側を全閉として、利用側に水が出て行かない状態とする。
【０１０４】
このように操作した後、ポンプ６を運転する。水は、水配管Ｈから各冷凍サイクルＳＡ〜ＳＤにおける水・冷媒熱交換器３の水側流路３ｂを流通し、三方切換え弁Ｖからバイパス回路Ｂを循環する。さらに、全ての冷凍サイクルＳＡ〜ＳＤの圧縮機１を起動して加熱運転を開始させる。
【０１０５】
冷凍サイクルの特性として、安定状態になるまでは充分な加熱能力を引出すことができないため、運転開始直後は利用側の出湯水温センサの水温度がリモコン等で外部から設定された設定温度に到達することはない。  
そこで、水配管Ｈの三方切換え弁Ｖ近傍に設けた水温センサで水温度が設定水温に達するまではバイパス回路Ｂを開とし、利用側へ水が出て行かない状態のままとする。
【０１０６】
前記水温センサでの水温度が設定温度に到達してからは、三方切換え弁Ｖを操作して、徐々にバイパス回路Ｂに流れる水量を絞る。さらに、利用側への出湯水量を増加させてゆき、前段サイクルである第１の冷凍サイクルＳＡおよび第２の冷凍サイクルＳＢにおける水・冷媒熱交換器３の水側流路３ｂへ流入する水温度の急激な低下を避けるように制御する。
【０１０７】
このように操作することで、第１、第２の冷凍サイクルＳＡ，ＳＢの水・冷媒熱交換器３における水側流路３ｂへ流入する水温度も、徐々に給水温度にまで低下していくことになり、冷凍サイクルの温度や圧力の急激な変化を防止することができる。
【０１０８】
併せて、水配管Ｈにおける第１、第２の冷凍サイクルＳＡ、ＳＢと第３、第４の冷凍サイクルＳＣ、ＳＤの間に設けた中間水温センサと、第３の冷凍サイクルＳＣおよび第４の冷凍サイクルＳＤと三方切換え弁Ｖとの間に設けた出湯水温センサの温度を指標として、第１、第２の冷凍サイクルＳＡ、ＳＢと、第３、第４の冷凍サイクルＳＣ，ＳＤにおける圧縮機１の運転周波数を、利用側の水温が設定温度に対し低下しないよう増加させる。
【０１０９】
このようにして、加熱安定時までスムーズに冷凍サイクルを移行させながら、利用側への出湯温度は設定温度以下の水を供給することがない。加熱安定後は、三方切換え弁Ｖを切換えて、バイパス回路Ｂ側を全閉とし、水配管Ｈから利用側を全開とする。したがって、供給された水が設定温度の水となって利用側から供給される。
【０１１０】
つぎに、除霜運転に入る場合について説明する。  
まず、ポンプ６と、前段サイクルである第１、第２の冷凍サイクルＳＡ、ＳＢおよび後段サイクルである第３．第４の冷凍サイクルＳＣ，ＳＤのそれぞれ圧縮機１を停止するとともに、三方切換え弁Ｖを切換えて、水配管Ｈからバイパス回路Ｂを全開とし、利用側を全閉とする。
【０１１１】
つぎに、前段サイクルである第１、第２の冷凍サイクルＳＡ，ＳＢを加熱運転とし、後段サイクルである第３、第４の冷凍サイクルＳＣ，ＳＤを除霜運転となるよう四方切換え弁２を切換える。そして、それぞれの圧縮機１を駆動し、ポンプ６も駆動する。
【０１１２】
この際、除霜している第３、第４の冷凍サイクルＳＣ，ＳＤにおける、水・冷媒熱交換器３の水側流路３ｂの下流側に設けられる水温センサが凍結温度まで低下しないように、第３、第４の冷凍サイクルＳＣ，ＳＤの圧縮機１の運転周波数を制限し、加熱運転中の第１、第２の冷凍サイクルＳＡ，ＳＢの圧縮機１は最終的には最大周波数で加熱運転を行わせる。すなわち、早期に除霜が完了しつつ、凍結には至らないように制御する。
【０１１３】
第３、第４の冷凍サイクルＳＣ，ＳＤにおける空気熱交換器５の除霜が終了したら、再びポンプ６と、第１、第２の冷凍サイクルＳＡ，ＳＢおよび、第３、第４の冷凍サイクルＳＣ，ＳＤの圧縮機１を停止する。  
つぎに、前段サイクルである第１、第２の冷凍サイクルＳＡ，ＳＢの空気熱交換器５を除霜運転とし、後段サイクルである第３、第４の冷凍サイクルＳＣ，ＳＤは加熱運転となるよう、四方切換え弁２を切換えて圧縮機１を駆動し、ポンプ６を駆動する。
【０１１４】
除霜している冷凍サイクルＳＡ，ＳＢにおける、水・冷媒熱交換器３の水側流路３ｂの下流側に設けられる水温センサが凍結温度まで低下しないように、第１、第２の冷凍サイクルＳＡ，ＳＢの圧縮機１の運転周波数を制限し、加熱運転中の第３、第４の冷凍サイクルＳＣ、ＳＤの圧縮機１は最終的に最大周波数で加熱運転を行わせる。すなわち、早期に除霜が完了しつつ、凍結には至らないように制御する。
【０１１５】
第１、第２の冷凍サイクルＳＡ，ＳＢにおける空気熱交換器５の除霜が終了したら、再びポンプ６と、第１、第２の冷凍サイクルＳＡ，ＳＢおよび、第３、第４の冷凍サイクルＳＣ，ＳＤの圧縮機１を停止する。その後の加熱運転再開時については、前述のとおりである。
【０１１６】
なお、必ずしも前段サイクルである第１、第２の冷凍サイクルＳＡ，ＳＢと、後段サイクルである第３、第４の冷凍サイクルＳＣ，ＳＤのいずれか一方を加熱運転とし、他方を除霜運転とし、除霜が完了した後、前段サイクルと後段サイクルのいずれか一方を除霜運転とし、他方を加熱運転に切換えるようにしたが、これに限定されるものではない。
【０１１７】
前段サイクルである、第１の冷凍サイクルＳＡと第２の冷凍サイクルＳＢのいずれか一方を加熱運転とし、他方を除霜運転とする。後段サイクルである、第３の冷凍サイクルＳＣと第４の冷凍サイクルＳＤは、いずれか一方を除霜運転とし、他方を加熱運転とする。
【０１１８】
除霜が完了した後は、前段サイクルである、第１の冷凍サイクルＳＡと第２の冷凍サイクルＳＢのいずれか一方を除霜運転とし、他方を加熱運転とする。後段サイクルである、第３の冷凍サイクルＳＣと第４の冷凍サイクルＳＤは、いずれか一方を加熱運転とし、他方を除霜運転とする。
【０１１９】
このように、直列的に接続される第１の冷凍サイクルＳＡと第３の冷凍サイクルＳＣおよび、第２の冷凍サイクルＳＢと第４の冷凍サイクルＳＤを互いに逆サイクルとすることで、極端な水温度の低下を防止できる。  
なお、特に図示していないが、この加温装置においても、後段サイクルである第３の冷凍サイクルＳＣおよび第４の冷凍サイクルＳＤを、高圧側冷凍回路と、低温側冷凍回路からなる、二元冷凍サイクルとしてもよい。
【０１２０】
図１０は、第７の実施形態を示す、加温装置の冷凍サイクル構成図である。  
ここでは、前段サイクルである第１の冷凍サイクルＳＡと、第２の冷凍サイクルＳＢにおける冷媒側流路３ａを、共通の水・冷媒熱交換器３に設けており、水側流路３ｂは１つである。
【０１２１】
すなわち、図１１に示すように、水側流路３ｂに対して第１の冷凍サイクルＳＡの冷媒側側流路３ａと、第２の冷凍サイクルＳＢの冷媒側流路３ａが交互に設けられて、水・冷媒熱交換器３が構成される。
【０１２２】
後段サイクルである第３の冷凍サイクルＳＣと、第４の冷凍サイクルＳＤは、それぞれが高温側冷凍サイクルＲａと低温側冷凍サイクルＲｂの二元冷凍サイクルをなす。したがって、高温側冷凍サイクルＲａと低温側冷凍サイクルＲｂとは、互いにカスケード熱交換器１３にて熱交換するようになっている。  
再び、図１０において、１２はアキュームレータであり、１４はレシーバ、１５は給水水温センサ、１５は中間水温センサ，１７は出湯水温センサである。
【０１２３】
低温側冷凍サイクルＲｂの圧縮機１から出た冷媒は、四方切換え弁２を介してカスケード熱交換器１３に導かれて凝縮熱を放出する。高温側冷凍サイクルＲａの圧縮機１から出た冷媒は、水・冷媒熱交換器３で凝縮熱を放出し、カスケード熱交換器１３で低温側冷凍サイクルＲｂから蒸発熱を奪う。結局、より高温の水を利用側に提供できることとなる。
【０１２４】
つぎに、除霜運転に入る場合について説明する。  
まず、ポンプ６と、前段サイクルである第１、第２の冷凍サイクルＳＡ、ＳＢおよび後段サイクルである第３．第４の冷凍サイクルＳＣ，ＳＤのそれぞれ圧縮機１を停止するとともに、三方切換え弁Ｖを切換えて、水配管Ｈからバイパス回路Ｂを全開とし、利用側を全閉とする。
【０１２５】
つぎに、前段サイクルである第１、第２の冷凍サイクルＳＡ，ＳＢを加熱運転とし、後段サイクルである第３、第４の冷凍サイクルＳＣ，ＳＤの高温側冷凍サイクルＲａと低温側冷凍サイクルＲｂが除霜運転となるよう、それぞれの四方切換え弁２を切換える。そして、それぞれの圧縮機１を駆動し、ポンプ６も駆動する。
【０１２６】
この際、除霜している第３、第４の冷凍サイクルＳＣ，ＳＤにおける、水・冷媒熱交換器３の水側流路３ｂの下流側に設けられる出湯水温センサ１７が凍結温度まで低下しないように、第３、第４の冷凍サイクルＳＣ，ＳＤの圧縮機１の運転周波数を制限する。  
加熱運転中の第１、第２の冷凍サイクルＳＡ，ＳＢの圧縮機１は、最終的には最大周波数で加熱運転を行わせる。すなわち、早期に除霜が完了しつつ、凍結には至らないように制御する。
【０１２７】
より具体的には、前段サイクルである第１の冷凍サイクルＳＡと第２の冷凍サイクルＳＢの圧縮機１が最大運転周波数の場合に、出湯水温センサ１７が低下してきた場合には、後段サイクルである第３、第４の冷凍サイクルＳＣ，ＳＤにおける圧縮機１の運転周波数を低下させて水温低下を抑制する。
【０１２８】
除霜が進行してきて、出湯水温センサ１７で検出される水温が上昇傾向となった場合には、前段サイクルである第１、第２の冷凍サイクルＳＡ，ＳＢの圧縮機１運転周波数を低下させて水温上昇を抑制する。除霜中の第３、第４の冷凍サイクルＳＣ，ＳＤのいずれか一方が先に除霜を終了した場合には、終了した方の冷凍サイクルを停止させる。
【０１２９】
これにともない、水配管Ｈから三方切換え弁Ｖを介してバイパス回路Ｂに閉回路で循環している水からの吸熱量が低下して、出湯水温センサ１７で検出される水温が上昇傾向となるため、前段サイクルである第１、第２の冷凍サイクルＳＡ，ＳＢにおける圧縮機１の運転周波数を低下させる。
【０１３０】
最低周波数になってもまだ加熱能力側が多い場合には、一方の加熱サイクルを停止させる。最終的に、後段サイクルである第３、第４の冷凍サイクルＳＣ，ＳＤの除霜が両方とも完了したら、再びポンプ６と、第１、第２の冷凍サイクルＳＡ，ＳＢおよび第３、第４の冷凍サイクルＳＣ，ＳＤを停止させる。
【０１３１】
つぎに、前段サイクルである第１、第２の冷凍サイクルＳＡ，ＳＢを除霜運転となるように、四方切換え弁２を切換え、後段サイクルである第３、第４の冷凍サイクルＳＣ，ＳＤにおけるそれぞれの高温側冷凍サイクルＲａと低温側冷凍サイクルＲｂが加熱運転となるように、各四方切換え弁２を切換える。併せて、ポンプ６と圧縮機を駆動する。
【０１３２】
この際、除霜している第１、第２の冷凍サイクルＳＡ，ＳＢにおける、水・冷媒熱交換器３の水側流路３ｂの下流側に設けられる中間水温センサ１６が凍結温度まで低下しないように、第１、第２の冷凍サイクルＳＡ，ＳＢの圧縮機１の運転周波数を制限し、加熱運転中の第３、第４の冷凍サイクルＳＣ、ＳＤの圧縮機１は最終的に最大周波数で加熱運転を行わせる。すなわち、早期に除霜が完了しつつ、凍結には至らないように制御する。
【０１３３】
第１、第２の冷凍サイクルＳＡ，ＳＢにおける空気熱交換器５の除霜が終了したら、再びポンプ６と、第１、第２の冷凍サイクルＳＡ，ＳＢおよび、第３、第４の冷凍サイクルＳＣ，ＳＤの圧縮機１を停止する。その後の加熱運転再開時については、前述のとおりである。
【０１３４】
なお、以下に述べるような除霜運転も可能である。  
前段サイクルである、第１の冷凍サイクルＳＡと第２の冷凍サイクルＳＢのいずれか一方を加熱運転とし、他方を除霜運転とする。たとえば、第１の冷凍サイクルＳＡを加熱運転とし、第２の冷凍サイクルＳＢを除霜運転に切換える。
【０１３５】
後段サイクルである、第３の冷凍サイクルＳＣと第４の冷凍サイクルＳＤは、いずれか一方を除霜運転とし、他方を加熱運転とする。たとえば、第３の冷凍サイクルＳＣを加熱運転とし、第４の冷凍サイクルＳＤを除霜運転に切換える。
【０１３６】
この際、前段の第１、第２の冷凍サイクルＳＡ，ＳＢにおける水・冷媒熱交換器３の水側流路３ｂ下流側にある中間水温センサ１６と、後段の第３、第４の冷凍サイクルＳＣ、ＳＤにおける水・冷媒熱交換器３の水側流路３ｂの下流側にある出湯水温センサ１７で検出される水温がある範囲内に収まり、かつ上昇し続けたり、低下し続けたりすることのないよう、加熱運転中の圧縮機１の運転周波数と、除霜運転中の圧縮機１の運転周波数とを調整する。
【０１３７】
具体的には、除霜開始直後は、除霜中の第２、第４の冷凍サイクルＳＢ、ＳＤの水からの吸熱量は大きくなる傾向のため、加熱運転中の第１、第３の冷凍サイクルＳＡ，ＳＣの圧縮機１運転周波数を最大まで持ってゆく。
【０１３８】
除霜運転中の第２、第４の冷凍サイクルＳＢ，ＳＤの圧縮機１運転周波数は、水・冷媒熱交換器３の水側流路３ｂ下流側にある水温センサ１６と１７で検出される水温が現状を維持するように抑制する。
【０１３９】
また、除霜が進行してきて、除霜中の第２、第４の冷凍サイクルＳＢ、ＳＤの水からの吸熱量が減少してきた場合には、このサイクルＳＢ、ＳＤの水・冷媒熱交換器３の水側流路３ｂで水温センサ１６と１７によって検出される水温が上昇傾向となるため、加熱運転中の第１、第３の冷凍サイクルＳＡ，ＳＣの圧縮機１運転周波数を低下させて水温が現状を維持するように制御する。
【０１４０】
さらに、前段サイクルまたは後段サイクルにおけえる除霜中の冷凍サイクルの１つが先に除霜完了条件を満たした場合は、同一の水・冷媒熱交換器３を共有する加熱運転中の冷凍サイクルとともに停止させ、除霜継続中の冷凍サイクルと、これと同一の水・冷媒熱交換器３を共有する加熱運転中の冷凍サイクルのみを運転継続させる。残りの除霜中の冷凍サイクルも除霜完了条件を満たした場合は、全ての冷凍サイクルを停止させる。ポンプは運転したままとする。
【０１４１】
除霜が完了した後は、前段サイクルである、第１の冷凍サイクルＡと第２の冷凍サイクルＳＢのいずれか一方を除霜運転とし、他方を加熱運転とする。後段サイクルである、第３の冷凍サイクルＳＣと第４の冷凍サイクルＤは、いずれか一方を加熱運転とし、他方を除霜運転とする。
【０１４２】
具体的には、第１の冷凍サイクルＳＡを除霜運転とし、第２の冷凍サイクルＳＢを加熱運転に切換える。第３の冷凍サイクルＳＣを除霜運転とし、第４の冷凍サイクルＳＤを加熱運転に切換える。
【０１４３】
この際、前段の第１、第２の冷凍サイクルＳＡ，ＳＢにおける水・冷媒熱交換器３の水側流路３ｂ下流側にある中間水温センサ１６と、後段の第３、第４の冷凍サイクルＳＣ、ＳＤにおける水・冷媒熱交換器３の水側流路３ｂの下流側にある出湯水温センサ１７で検出される水温がある範囲内に収まり、かつ上昇し続けたり、低下し続けたりすることのないよう、加熱運転中の圧縮機１の運転周波数と、除霜運転中の圧縮機１の運転周波数とを調整する。具体的には、上記第２、第４の冷凍サイクルＳＢ、ＳＤの除霜時と同様に制御する。
【０１４４】
全ての冷凍サイクルの除霜が完了すると、全冷凍サイクルＳＡ〜ＳＤが停止状態となる。ここで、ポンプ６は運転したままとする。この後の状態は、先に説明したとおりである。  
このように、直列的に接続される第１の冷凍サイクルＳＡと第３の冷凍サイクルＳＣおよび、第２の冷凍サイクルＳＢと第４の冷凍サイクルＳＤを互いに逆サイクルとすることで、極端な水温度の低下を防止できる。
【０１４５】
なお、上述の実施形態は、例として提示したものであり、実施形態の範囲を限定することは意図していない。この新規な実施形態は、その他の様々な形態で実施されることが可能であり、要旨を逸脱しない範囲で、種々の省略、置換え、変更を行うことができる。これら実施形態やその変形は、発明の範囲や要旨に含まれるとともに、特許請求の範囲に記載された発明とその均等の範囲に含まれる。
【符号の説明】
【０１４６】
１…圧縮機、３…水・冷媒熱交換器、ＳＡ…第１の冷凍サイクル、ＳＢ…第２の冷凍サイクル、ＳＣ…第３の冷凍サイクル、ＳＤ…第４の冷凍サイクル、Ｈ…水配管（水回路）、Ｂ…バイパス回路、Ｖ…三方切換え弁（開閉制御手段）。
【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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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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