(57)【要約】【課題】効率良く給湯水を高温に加熱することができるヒートポンプ給湯装置を提供する。【解決手段】圧縮機３１、給湯用熱交換器３２、第１の絞り装置３３、第１の蒸発器３４、第２の絞り装置３５、第２の蒸発器３６を順次接続して構成した冷媒回路２９と、貯湯槽４１、循環ポンプ４２、給湯用熱交換器３２を順次接続して構成した給湯回路３０と、給湯用熱交換器３２に流入する給湯水の温度を検知する入水温度センサー５１と、圧縮機３１の吐出圧力を検出する吐出圧力センサー５４とを備え、前記入水温度と前記吐出圧力が予め設定した値以上の場合に、第１の絞り装置３３の開度を開方向に、第２の絞り装置３５の開度を閉方向にそれぞれ動作させるもので、第１の蒸発器３４が放熱器として作用するので、沸き上げ運転完了近くになって入水温度が高くなった場合にも、圧縮機３１の吐出圧力や吐出温度を低減しながら、給湯水を容易に高温に加熱することができる。【選択図】図１
2008039236.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
少なくとも圧縮機、給湯用熱交換器、第１の絞り装置、第１の蒸発器、第２の絞り装置、第２の蒸発器を冷媒を通す配管を介して順次接続して構成した冷媒回路と、貯湯槽、循環ポンプ、前記給湯用熱交換器を順次接続して構成した給湯回路と、前記給湯用熱交換器に流入する給湯水の温度を検知する入水温度センサーと、前記圧縮機の吐出圧力を検出する吐出圧力センサーとを備え、前記入水温度センサーで検知した入水温度と前記吐出圧力センサーで検出した吐出圧力が予め設定した値以上の場合に、前記第１の絞り装置の開度を開方向に、前記第２の絞り装置の開度を閉方向にそれぞれ動作させることを特徴とするヒートポンプ給湯装置。
【請求項２】
給湯用熱交換器から流出する給湯水の温度を検知する出湯温度センサーを設け、入水温度センサーで検知した入水温度と吐出圧力センサーで検出した吐出圧力が予め設定した値以上でかつ、前記出湯温度センサーで検知した出湯温度が予め設定した値以上の場合に、第１の絞り装置の開度を開方向に、第２の絞り装置の開度を閉方向にそれぞれ動作させることを特徴とする請求項１に記載のヒートポンプ給湯装置。
【請求項３】
給湯用熱交換器から流出する給湯水の温度を検知する出湯温度センサーと、外気温度を検知する外気温度センサーを設け、入水温度センサーで検知した入水温度と、吐出圧力センサーで検出した吐出圧力と、前記出湯温度センサーで検知した出湯温度と、前記外気温度センサーで検知した外気温度に応じて、第１の絞り装置の開度を開方向に、第２の絞り装置の開度を閉方向にそれぞれ動作させることを特徴とする請求項１に記載のヒートポンプ給湯装置。
【請求項４】
少なくとも圧縮機、給湯用熱交換器、第１の絞り装置、第１の蒸発器、第２の絞り装置、第２の蒸発器を冷媒を通す配管を介して順次接続して構成した冷媒回路と、貯湯槽、循環ポンプ、前記給湯用熱交換器を順次接続して構成した給湯回路と、二方弁を有し前記第１の絞り装置をバイパスするバイパス回路と、前記給湯用熱交換器に流入する給湯水の温度を検知する入水温度センサーと、前記圧縮機の吐出圧力を検出する吐出圧力センサーとを備え、前記入水温度センサーで検知した入水温度と前記吐出圧力センサーで検出した吐出圧力が予め設定した値以上の場合に、前記二方弁を開方向に、前記第２の絞り装置の開度を閉方向にそれぞれ動作させることを特徴とするヒートポンプ給湯装置。
【請求項５】
給湯用熱交換器から流出する給湯水の温度を検知する出湯温度センサーを設け、入水温度センサーで検知した入水温度と吐出圧力センサーで検出した吐出圧力が予め設定した値以上でかつ、前記出湯温度センサーで検知した出湯温度が予め設定した値以上の場合に、二方弁を開方向に、第２の絞り装置の開度を閉方向にそれぞれ動作させることを特徴とする請求項４に記載のヒートポンプ給湯装置。
【請求項６】
給湯用熱交換器から流出する給湯水の温度を検知する出湯温度センサーと、外気温度を検知する外気温度センサーを設け、入水温度センサーで検知した入水温度と、吐出圧力センサーで検出した吐出圧力と、前記出湯温度センサーで検知した出湯温度と、前記外気温度センサーで検知した外気温度に応じて、二方弁を開方向に、第２の絞り装置の開度を閉方向にそれぞれ動作させることを特徴とする請求項４に記載のヒートポンプ給湯装置。
【請求項７】
冷媒回路中に冷媒を貯留する容器を持たないことを特徴とする請求項１〜６のいずれか１項に記載のヒートポンプ給湯装置。
【請求項８】
冷媒として炭酸ガスを用いたことを特徴とする請求項１〜７のいずれか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、ヒートポンプ給湯装置に関するもので、特に、貯湯式の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、この種のヒートポンプ給湯装置について、図３を用いて説明する。図３は、従来のヒートポンプ給湯装置の構成図である。
【０００３】
図３において、従来のヒートポンプ給湯装置は、圧縮機１、給湯用熱交換器２、絞り装置３、蒸発器４からなる冷媒循環回路７と、貯湯槽５、循環ポンプ６、前記給湯用熱交換器２、補助加熱器１９を接続した給湯回路８からなり、前記圧縮機１より吐出された高温高圧の過熱ガス冷媒は、前記給湯用熱交換器２に流入し、ここで前記循環ポンプ６から送られてきた給湯水を加熱する。そして、凝縮液化した冷媒は、前記絞り装置３で減圧され、前記蒸発器４に流入し、ここで大気熱を吸熱して蒸発ガス化し、前記圧縮機１にもどる。一方、前記給湯用熱交換器２で加熱された湯は前記貯湯槽５の上部に流入し、上から次第に貯湯されていく。そして、前記給湯用熱交換器２の入口水温が設定値に達すると水温検知器２０が検知し、前記圧縮機１によるヒートポンプ運転を停止して、前記補助加熱器１９の単独運転に切り換えるものである（例えば、特許文献１参照）。
【特許文献１】特開昭６０−１６５１５７号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、上記従来のヒートポンプ給湯装置の構成では、沸き上げ運転時間の経過と共に貯湯槽５内の湯と水の接する部分で湯水混合層が生じ、その層は次第に拡大していく。これは、高温湯と低温水の熱伝導および対流により発生するものであり、高温湯から低温水へ伝熱されその境界部分で高温湯は温度低下し、逆に低温水は温度上昇する。
【０００５】
従って、沸き上げ運転完了近くになると、前記給湯用熱交換器２に流入する水温は高くなるため、前記圧縮機１の吐出圧力および吐出温度が上昇して、前記圧縮機１のモータの巻線温度の上昇など前記圧縮機１の耐久性が課題となる。そのため、前記給湯用熱交換器２に流入する水温が低い状態で運転を停止しなければならず、前記貯湯槽５の下部の水が低温の状態で運転を停止することになり、前記貯湯槽５の湯容量を有効に利用できず、そのため、貯湯熱量が少ないという課題があった。
【０００６】
また、貯湯熱量を増加するため、ヒートポンプ運転を停止した後、補助加熱器１９の単独運転で貯湯熱量を増加する場合には、電気ヒータで加熱するため、消費電力が大きくなり、効率が悪くなっていた。
【０００７】
また、上記のような従来の構成では、外気温度が水温より高い場合にも、外気の熱量を有効に利用する手段がなく、外気温度が高く、水温が低い場合にも消費電力が比較的高いという課題もあった。
【０００８】
本発明は、前記従来の課題を解決するものであり、圧縮機の吐出圧力上昇を抑え、異常温度上昇もなく、低消費電力量で貯湯槽の下部まで高温湯を貯湯し、貯湯槽の容量を有効に利用することが出来るヒートポンプ給湯装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
前記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、少なくとも圧縮機、給湯用熱交換器、第１の絞り装置、第１の蒸発器、第２の絞り装置、第２の蒸発器を冷媒を通す配管を介して順次接続して構成した冷媒回路と、貯湯槽、循環ポンプ、前記給湯用熱交換器を順次接続して構成した給湯回路と、前記給湯用熱交換器に流入する給湯水の温度を検知する入水温度センサーと、前記圧縮機の吐出圧力を検出する吐出圧力センサーとを備え、前記入水温度センサーで検知した入水温度と前記吐出圧力センサーで検出した吐出圧力が予め設定した値以上の場合に、前記第１の絞り装置の開度を開方向に、前記第２の絞り装置の開度を閉方向にそれぞれ動作させるもので、第１の蒸発器を放熱器として作用させることができるので、沸き上げ運転完了近くになって入水温度が高くなった場合にも、冷媒回路の圧縮機の吐出圧力や吐出温度を低減しながら、給湯水を容易に高温に加熱することができ、ヒートポンプを安全にかつ高効率で運転できる。また、貯湯槽の下部まで高温湯を貯湯でき、貯湯槽の容量を有効に利用できる。また、入水温度が低く圧縮機の吐出圧力が低い場合には、第１の蒸発器は蒸発器として作用させるため、吸熱量を多く取ることができ、ヒートポンプを高効率で運転することができる。
【００１０】
また本発明のヒートポンプ給湯装置は、少なくとも圧縮機、給湯用熱交換器、第１の絞り装置、第１の蒸発器、第２の絞り装置、第２の蒸発器を冷媒を通す配管を介して順次接続して構成した冷媒回路と、貯湯槽、循環ポンプ、前記給湯用熱交換器を順次接続して構成した給湯回路と、二方弁を有し前記第１の絞り装置をバイパスするバイパス回路と、前記給湯用熱交換器に流入する給湯水の温度を検知する入水温度センサーと、前記圧縮機の吐出圧力を検出する吐出圧力センサーとを備え、前記入水温度センサーで検知した入水温度と前記吐出圧力センサーで検出した吐出圧力が予め設定した値以上の場合に、前記二方弁を開方向に、前記第２の絞り装置の開度を閉方向にそれぞれ動作させるもので、低コストで冷媒回路の圧縮機の吐出圧力を低減させて、安全にかつ高効率で給湯水をより高温に加熱することができ、貯湯熱量を増大できる。また、入水温度が低く吐出圧力が低い場合には、第１の蒸発器は蒸発器として作用させるため、吸熱量を多く取ることができ、低コストでヒートポンプを高効率で運転することができる。
【発明の効果】
【００１１】
本発明のヒートポンプ給湯装置は、冷媒回路の圧縮機の吐出圧力や吐出温度を低減しながら、給湯水を容易に高温に加熱することができ、ヒートポンプを安全にかつ高効率で運転できる。また、貯湯槽の下部まで高温湯を貯湯でき、貯湯槽の容量を有効に利用できる効果がある。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１２】
第１の発明は、少なくとも圧縮機、給湯用熱交換器、第１の絞り装置、第１の蒸発器、第２の絞り装置、第２の蒸発器を冷媒を通す配管を介して順次接続して構成した冷媒回路と、貯湯槽、循環ポンプ、前記給湯用熱交換器を順次接続して構成した給湯回路と、前記給湯用熱交換器に流入する給湯水の温度を検知する入水温度センサーと、前記圧縮機の吐出圧力を検出する吐出圧力センサーとを備え、前記入水温度センサーで検知した入水温度と前記吐出圧力センサーで検出した吐出圧力が予め設定した値以上の場合に、前記第１の絞り装置の開度を開方向に、前記第２の絞り装置の開度を閉方向にそれぞれ動作させるもので、第１の蒸発器を放熱器として作用させることができるので、沸き上げ運転完了近くになって入水温度が高くなった場合にも、冷媒回路の圧縮機の吐出圧力や吐出温度を低減しながら、給湯水を容易に高温に加熱することができ、ヒートポンプを安全にかつ高効率で運転できる。また、貯湯槽の下部まで高温湯を貯湯でき、貯湯槽の容量を有効に利用できる。また、入水温度が低く圧縮機の吐出圧力が低い場合には、第１の蒸発器は蒸発器として作用させるため、吸熱量を多く取ることができ、ヒートポンプを高効率で運転することができる。
【００１３】
第２の発明は、特に、第１の発明の給湯用熱交換器から流出する給湯水の温度を検知する出湯温度センサーを設け、入水温度センサーで検知した入水温度と吐出圧力センサーで検出した吐出圧力が予め設定した値以上でかつ、前記出湯温度センサーで検知した出湯温度が予め設定した値以上の場合に、第１の絞り装置の開度を開方向に、第２の絞り装置の開度を閉方向にそれぞれ動作させるもので、第１の蒸発器に流入する冷媒圧力を高圧とすることにより、第１の蒸発器を放熱器として作用させ、外気および第２の蒸発器と熱交換させることができ、冷媒回路の圧縮機の吐出圧力を低減させることができ、ヒートポンプを安全に高効率で運転することができる。
【００１４】
第３の発明は、特に、第１の発明の給湯用熱交換器から流出する給湯水の温度を検知する出湯温度センサーと、外気温度を検知する外気温度センサーを設け、入水温度センサーで検知した入水温度と、吐出圧力センサーで検出した吐出圧力と、前記出湯温度センサーで検知した出湯温度と、前記外気温度センサーで検知した外気温度に応じて、第１の絞り装置の開度を開方向に、第２の絞り装置の開度を閉方向にそれぞれ動作させるもので、第１の蒸発器に流入する冷媒圧力が高圧になり、第１の蒸発器を放熱器として作用させ、外気および第２の蒸発器と熱交換させることができ、冷媒回路の圧縮機の吐出圧力を低減させることができ、ヒートポンプをさらに高効率で運転することができる。
【００１５】
第４の発明は、少なくとも圧縮機、給湯用熱交換器、第１の絞り装置、第１の蒸発器、第２の絞り装置、第２の蒸発器を冷媒を通す配管を介して順次接続して構成した冷媒回路と、貯湯槽、循環ポンプ、前記給湯用熱交換器を順次接続して構成した給湯回路と、二方弁を有し前記第１の絞り装置をバイパスするバイパス回路と、前記給湯用熱交換器に流入する給湯水の温度を検知する入水温度センサーと、前記圧縮機の吐出圧力を検出する吐出圧力センサーとを備え、前記入水温度センサーで検知した入水温度と前記吐出圧力センサーで検出した吐出圧力が予め設定した値以上の場合に、前記二方弁を開方向に、前記第２の絞り装置の開度を閉方向にそれぞれ動作させるもので、低コストで冷媒回路の圧縮機の吐出圧力を低減させて、安全にかつ高効率で給湯水をより高温に加熱することができ、貯湯熱量を増大できる。また、入水温度が低く吐出圧力が低い場合には、第１の蒸発器は蒸発器として作用させるため、吸熱量を多く取ることができ、低コストでヒートポンプを高効率で運転することができる。
【００１６】
第５の発明は、特に、第４の発明の給湯用熱交換器から流出する給湯水の温度を検知する出湯温度センサーを設け、入水温度センサーで検知した入水温度と吐出圧力センサーで検出した吐出圧力が予め設定した値以上でかつ、前記出湯温度センサーで検知した出湯温度が予め設定した値以上の場合に、二方弁を開方向に、第２の絞り装置の開度を閉方向にそれぞれ動作させるもので、第１の蒸発器に流入する冷媒圧力が高圧になり、第１の蒸発器を放熱器として作用させ、外気および第２の蒸発器と熱交換させることができ、冷媒回路の圧縮機の吐出圧力を低減させることができ、低コストでヒートポンプを安全に高効率で運転することができる。
【００１７】
第６の発明は、特に、第４の発明の給湯用熱交換器から流出する給湯水の温度を検知する出湯温度センサーと、外気温度を検知する外気温度センサーを設け、入水温度センサーで検知した入水温度と、吐出圧力センサーで検出した吐出圧力と、前記出湯温度センサーで検知した出湯温度と、前記外気温度センサーで検知した外気温度に応じて、二方弁を開方向に、第２の絞り装置の開度を閉方向にそれぞれ動作させるもので、第１の蒸発器に流入する冷媒圧力を高圧とすることにより、第１の蒸発器を放熱器として作用させ、外気および第２の蒸発器と熱交換させることができ、冷媒回路の圧縮機の吐出圧力を低減させることができ、低コストでヒートポンプを安全に高効率で運転することができる。
【００１８】
第７の発明は、特に、第１〜６のいずれか一つの発明の冷媒回路中に冷媒を貯留する容
器を持たないもので、圧縮機の吐出圧力を低減する効果が大きい。
【００１９】
第８の発明は、特に、第１〜７のいずれか一つの発明の冷媒として炭酸ガスを用いたもので、給湯水の高温化を高効率で実現すると共に、冷媒が外部に漏れた場合にも、地球温暖化への影響は非常に少い。
【００２０】
以下、本発明の実施の形態について、図面を参照しながら説明する。なお、この実施の形態によって本発明が限定されるものではない。
【００２１】
（実施の形態１）
図１は、本発明の第１の実施の形態におけるヒートポンプ給湯装置の構成図を示すものである。
【００２２】
図１において、本実施の形態におけるヒートポンプ給湯装置は、冷媒回路２９と給湯回路３０から構成され、冷媒回路２９は、圧縮機３１と、給湯用熱交換器３２と、第１の絞り装置３３と、第１の蒸発器３４と、第２の絞り装置３５と、第２の蒸発器３６を順に、冷媒として炭酸ガスを封入した配管２８を介して環状に接続して形成され、第１の蒸発器３４および第２の蒸発器３６は一体に構成され、外気を送風するためのファン３９を備えている。
【００２３】
給湯回路３０は、貯湯槽４１と、循環ポンプ４２と、給湯用熱交換器３２を順に接続して形成され、圧縮機３１より吐出された高温高圧の過熱ガス冷媒は、給湯用熱交換器３２に流入し、ここで循環ポンプ４２から送られてきた給湯水を加熱するようになっている。
【００２４】
また、給湯用熱交換器３２に流入する入水温度を検知する入水温度センサー５１と、給湯用熱交換器３２から流出する出湯温度を検知する出湯温度センサー５２と、外気温度を検知する外気温度センサー５３と、圧縮機３１の吐出圧力を検出する吐出圧力センサー５４を設けてあり、各々の温度と吐出圧力センサー５４の圧力と、あらかじめ設定してある値（温度、圧力）とを比較し、その結果に応じて、第１の絞り装置３３と第２の絞り装置３５の開閉を制御する制御装置５５を設置している。
【００２５】
以上のように構成されたヒートポンプ給湯装置について、以下その動作、作用を説明する。
【００２６】
通常の運転時は、第２の絞り装置３５の開度は全開に動作させ、第１の蒸発器３４と第２の蒸発器３６は、蒸発器として作用する。この時、圧縮機３１で高温高圧の超臨界状態に圧縮された冷媒（炭酸ガス）は、給湯用熱交換器３２で給湯回路３０を流れる水と熱交換し、自らは中温高圧の冷媒となり、第１の絞り装置３３で減圧された後、第１の蒸発器３４、第２の蒸発器３６に流入し、ここでファン３９で送風された外気と熱交換して蒸発ガス化し、圧縮機３１にもどる。一方、循環ポンプ４２で送られた給湯水は給湯用熱交換器３２で加熱され、生成した湯は貯湯槽４１の上部に流入し、上から次第に貯湯されていく。
【００２７】
一方、沸き上げ運転時間の経過とともに、貯湯槽４１内の湯と水の接する部分で湯水混合層が生じ、その層は、貯湯槽４１の下部に拡大し、沸き上げ運転完了近くになると、貯湯槽４１下部より循環ポンプ４２を経て給湯用熱交換器３２に流入する水温は高くなってくる。そして、入水温度が上昇すると、給湯用熱交換器３２では冷媒は流入する水温までしか放熱されないため、給湯用熱交換器３２の出口の冷媒の密度は低く、高圧が上昇する。特に、レシーバ（図示せず）や、圧縮機３１の吸入配管のアキュムレータ（図示せず）など冷媒回路２９の余剰冷媒を貯留する容器を用いない場合、高圧の上昇が大きい。
【００２８】
また、ＣＯ２の臨界温度は３１℃であり、給湯用熱交換器３２の出口の冷媒温度が３０℃を超えると、運転効率の低下が大きくなる。この時、入水温度センサー５１で検知した入水温度が制御装置５５にあらかじめ設定してある温度（例えば３０℃）よりも上昇し、吐出圧力センサー５４で検知した圧縮機３１の吐出圧力が出湯温度や室外気温によりあらかじめ設定された圧力（例えば１０．５ＭＰａ）よりも上昇すると、第１の絞り装置３３を開方向に動作させ、第２の絞り装置３５を閉方向に動作させる。こうすることにより、第１の蒸発器３４に流入する冷媒圧力が高圧になり、第１の蒸発器３４を放熱器として作用させ、外気と熱交換させ中温高圧の冷媒となり、第２の絞り装置３５で減圧され、低温低圧の冷媒となった後、第２の蒸発器３６に流入し、外気と熱交換して蒸発ガス化し、圧縮機３１にもどる。
【００２９】
この時、第１の蒸発器３４が放熱器として作用するため、冷媒回路２９内に封入された冷媒の内、高圧冷媒の存在できるところは給湯用熱交換器３２と第１の蒸発器３４となり体積が増加し、さらに、第１の蒸発器３４で外気によって冷媒は放熱されるため、密度の高い冷媒が第１の蒸発器３４に存在することとなる。
【００３０】
その結果、冷媒回路２９の圧縮機３１の吐出圧力を低減させ、第１の絞り装置３３と第２の絞り装置３５を動作させ、吐出圧力を制御することができ、ヒートポンプ給湯装置を安全にかつ高効率で運転することができる。また、貯湯槽４１の下部まで高温湯を貯湯でき、貯湯槽４１の容量を有効に利用できる効果がある。
【００３１】
また、出湯温度が高い場合、冷媒回路２９の圧縮機３１の吐出温度を高くする必要があるが、そのためには圧縮機３１の吐出圧力も高くする必要がある。したがって、入水温度が上昇すると、出湯温度が高いほど圧縮機３１の吐出圧力は高くなる。出湯温度が高い場合、圧縮機３１の吐出温度、吐出圧力はより高くなり、入水温度の上昇に対しては、さらに高圧が上昇し、運転効率は低下する。
【００３２】
従って、入水温度センサー５１で検知した入水温度と、出湯温度センサー５２で検知した出湯温度が、制御装置５５にあらかじめ設定してある温度よりも上昇し、圧縮機３１の吐出圧力が、出湯温度や室外気温によりあらかじめ設定された圧力（例えば１１．５ＭＰａ）よりも上昇すると、第１の絞り装置３３を開方向に動作させ、第２の絞り装置３５を閉方向に動作させ、第１の蒸発器３４に流入する冷媒圧力を高圧とし、第１の蒸発器３４を放熱器として作用させることにより、冷媒回路の圧縮機３１の吐出圧力を低減させることができる。
【００３３】
このように、本実施の形態によれば、第１の絞り装置３３と第２の絞り装置３５を動作させて、圧縮機３１の吐出圧力を制御することができ、ヒートポンプ給湯装置をさらに安全にかつ高効率で運転することができる。
【００３４】
また、外気温度が高いと、蒸発圧力が上昇する。蒸発圧力が高いほど、圧縮機３１の吸入冷媒の比容積が小さくなり、冷媒循環量が増加し給湯能力が増加する。そのため、外気温が高いほど圧縮機３１の吐出圧力は高くなる。このように出湯温度や外気温が高く、入水温度が高くなるほど、圧縮機３１の吐出圧力は高くなる傾向がある。
【００３５】
従って、入水温度センサー５１で検知した入水温度と、出湯温度センサー５２で検知した出湯温度と外気温センサー５３で検知した外気温と、圧縮機３１の吐出圧力が出湯温度や室外気温によりあらかじめ設定された圧力（例えば１２ＭＰａ）よりも上昇すると、第１の絞り装置３３を開方向に動作させ、第２の絞り装置３５を閉方向に動作させ、第１の蒸発器３４に流入する冷媒圧力を高圧とし、第１の蒸発器３４を放熱器として作用させる
ことにより、冷媒回路の圧縮機３１の吐出圧力を低減させることができる。
【００３６】
このように、本実施の形態によれば、第１の絞り装置３３と第２の絞り装置３５を動作させて、圧縮機３１の吐出圧力を制御することができ、ヒートポンプ給湯装置をさらに安全にかつ高効率で運転することができる。
【００３７】
また、低外気温時の運転により、第１の蒸発器３４と第２の蒸発器３６に着霜する場合、第１の蒸発器３４を第２の蒸発器３６の下部に設け、第１の蒸発器３４を放熱器として作用させると、第１、第２の蒸発器３４、３６の凍結防止を図ることもできる。
【００３８】
（実施の形態２）
図２は、本発明の第２の実施の形態におけるヒートポンプ給湯装置の構成図を示すものである。なお、上記第１の実施の形態と同一部分については同一符号を付与し、詳細な説明を省略する。
【００３９】
本実施の形態は、図２に示すように、第１の絞り装置３３と並列に二方弁３７を介したバイパス回路３８を設け、前記二方弁３７の開閉を制御装置５５で制御するようにしたもので、他の構成は、上記第１の実施の形態と同一である。
【００４０】
以上のように構成されたヒートポンプ給湯装置について、以下その動作、作用を説明する。
【００４１】
圧縮機３１で高温高圧の超臨界状態に圧縮された冷媒（炭酸ガス）は、給湯用熱交換器３２で給湯回路３０を流れる水と熱交換し、自らは中温高圧の冷媒となり、第１の絞り装置３３で減圧された後、第１の蒸発器３４に流入し、ここでファン３９で送風された外気と熱交換して蒸発ガス化し、圧縮機３１にもどる。一方、循環ポンプ４２で送られた給湯水は給湯用熱交換器３２で加熱され、生成した湯は貯湯槽４１の上部に流入し、上から次第に貯湯されていく。
【００４２】
一方、沸き上げ運転時間の経過とともに貯湯槽４１内の湯と水の接する部分で湯水混合層が生じ、その層は貯湯槽４１の下部に拡大し、沸き上げ運転完了近くになると、貯湯槽４１下部より循環ポンプ４２を経て給湯用熱交換器３２に流入する水温は高くなってくる。
【００４３】
この場合、入水温度センサー５１で検知した入水温度が制御装置５５にあらかじめ設定してある温度よりも上昇し、圧縮機３１の吐出圧力が出湯温度や室外気温によりあらかじめ設定された圧力（例えば１１ＭＰａ）よりも上昇した場合には、バイパス回路３８の二方弁３７を開方向に動作させ、第２の絞り装置３５の開度を閉方向に動作させる。こうすることにより、第１の蒸発器３４に流入する冷媒圧力が高圧になり、第１の蒸発器３４を放熱器として作用させ、外気と熱交換させ中温高圧の冷媒となり、第２の絞り装置３５で減圧され、低温低圧の冷媒となった後、第２の蒸発器３６に流入し、外気と熱交換して蒸発ガス化し、圧縮機３１にもどる。
【００４４】
この時、第１の蒸発器３４が放熱器として作用するため、冷媒回路２９内に封入された冷媒の内、高圧冷媒の存在できるところが給湯用熱交換器３２と第１の蒸発器３４となり体積が増加し、さらに、第１の蒸発器３４で外気によって冷媒は放熱されるため、密度の高い冷媒が第１の蒸発器３４に存在することとなる。
【００４５】
その結果、冷媒回路２９の圧縮機３１の吐出圧力を低減させることができ、ヒートポンプ給湯装置を低コストで安全にかつ高効率で運転することができる。また、低外気温時の
運転により、第１の蒸発器３４と第２の蒸発器３６に着霜する場合、第１の蒸発器３４を第２の蒸発器３６の下部に設け、第１の蒸発器３４を放熱器として作用させると、第１、第２の蒸発器３４、３６の凍結を防止することもできる。
【産業上の利用可能性】
【００４６】
以上のように、本発明にかかるヒートポンプ給湯装置は、冷媒回路の圧縮機の吐出圧力や吐出温度を低減しながら、給湯水を容易に高温に加熱することができるので、高温を得るヒートポンプ給湯機や高温風を得る空調機等の用途にも適用できる。
【図面の簡単な説明】
【００４７】
【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構成図
【図２】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構成図
【図３】従来のヒートポンプ給湯装置の構成図
【符号の説明】
【００４８】
２９  冷媒回路
３０  給湯回路
３１  圧縮機
３２  給湯用熱交換器
３３  第１の絞り装置
３４  第１の蒸発器
３５  第２の絞り装置
３６  第２の蒸発器
３７  二方弁
３８  バイパス回路
３９  ファン
４１  貯湯槽
４２  循環ポンプ
５１  入水温度センサー
５２  出湯温度センサー
５３  外気温度センサー
５４  吐出圧力センサー
５５  制御装置
【図１】
2008039236.tif 000003
【図２】
2008039236.tif 000004
【図３】
2008039236.tif 000005