(57)【要約】【課題】ヒートポンプ式給湯機において、小型及び軽量で輸送性及び据付け性に優れると共に湯切れを起こすことなくエネルギー効率に優れたものとし、しかもコストアップを極力抑えつつ出湯圧力を高めること。【解決手段】ヒートポンプ式給湯機は、ヒートポンプ回路５１と、貯給湯回路５３と、機器の動作を制御する運転制御手段５５とを備える。貯給湯回路５３は、貯湯タンク１８、第１ポンプ２２、第１水熱交換器１１に水を循環させて貯湯タンク１８に貯湯する貯湯回路と、貯湯タンク１８から使用端末３１、３２へ給湯する第１給湯回路と、第１水熱交換器１１から使用端末３１、３２へ給湯する第２給湯回路とに切換えて形成する。第１ポンプ２２は第２給湯回路による給湯時に水熱交換器１１の出口側に位置させると共に、貯湯回路による貯湯時に循環用に用いるポンプと兼用する。【選択図】  図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
圧縮機、凝縮器、減圧装置、外気と熱交換を行なう蒸発器を冷媒配管を介して順次接続したヒートポンプ回路と、
貯湯タンク、ポンプ、前記凝縮器と熱交換する水熱交換器、切換弁を水配管を介して接続した貯給湯回路と、
前記圧縮機、前記ポンプ、前記切換弁の動作を制御する運転制御手段とを備え、
前記貯給湯回路は、前記貯湯タンク、前記ポンプ、前記水熱交換器に水を循環させて前記貯湯タンクに貯湯する貯湯回路と、前記貯湯タンクから使用端末へ給湯する第１給湯回路と、前記水熱交換器から使用端末へ給湯する第２給湯回路とに切換えて形成し、
前記ポンプは前記第２給湯回路による給湯時に前記水熱交換器の出口側に位置させると共に、前記貯湯回路による貯湯時に循環用に用いるポンプと兼用した
ことを特徴とするヒートポンプ式給湯機。
【請求項２】
圧縮機、凝縮器、減圧装置、外気と熱交換を行なう蒸発器を冷媒配管を介して順次接続したヒートポンプ回路と、
貯湯タンク、ポンプ、前記凝縮器と熱交換する水熱交換器、切換弁、流量調整弁を水配管を介して接続した貯給湯回路と、
前記圧縮機、前記ポンプ、前記切換弁、前記流量調整弁の動作を制御する運転制御手段とを備え、
前記貯給湯回路は、前記運転制御手段の制御によって、前記貯湯タンクの水を前記貯湯タンク、流量調整弁、前記ポンプ、前記水熱交換器、前記切換弁、前記貯湯タンクの順に循環させて前記貯湯タンクに貯湯する貯湯回路と、前記貯湯タンクの温水を前記貯湯タンクから前記切換弁、前記流量調整弁、前記ポンプの順に通して給湯する第１給湯回路と、前記水熱交換器で加熱された温水を前記水熱交換器から前記切換弁、前記流量調整弁、前記ポンプの順に通して給湯する第２給湯回路とに切換えて形成する
ことを特徴とするヒートポンプ式給湯機。
【請求項３】
前記貯湯タンクと前記水熱交換器との間の水配管に逆止弁を設け、前記貯湯タンクと前記逆止弁との間の水配管と前記切換弁と前記流量調整弁との間の水配管とをバイパス弁を設けた水配管で接続し、前記逆止弁と前記水熱交換器との間の水配管と前記ポンプの吐出側の水配管とを開閉弁を設けた水配管で接続したことを特徴とする請求項２に記載のヒートポンプ式給湯機。
【請求項４】
前記凝縮器と前記水熱交換器とは熱的に接触して螺旋状に巻いて円筒状に形成されたことを特徴とする請求項２または３に記載のヒートポンプ式給湯機。
【請求項５】
圧縮機、凝縮器、減圧装置、外気と熱交換を行なう蒸発器を冷媒配管を介して順次接続したヒートポンプ回路と、
貯湯タンク、ポンプ、前記凝縮器と熱交換する水熱交換器、切換弁、流量調整弁を水配管を介して接続した貯給湯回路と、
前記圧縮機、前記ポンプ、前記切換弁、前記流量調整弁の動作を制御する運転制御手段とを備え、
前記貯給湯回路は、前記運転制御手段の制御によって、前記貯湯タンクの水を前記貯湯タンク、前記ポンプ、前記水熱交換器、前記切換弁、前記貯湯タンクの順に循環させて前記貯湯タンクに貯湯する貯湯回路と、前記貯湯タンクの温水を前記貯湯タンクから前記切換弁、前記流量調整弁の順に通して使用端末へ給湯する第１給湯回路と、前記水熱交換器で加熱された温水を前記水熱交換器から前記切換弁、前記流量調整弁の順に通して使用端末へ給湯する第２給湯回路とを切換えて形成する
ことを特徴とするヒートポンプ式給湯機。
【請求項６】
圧縮機、凝縮器、減圧装置、外気と熱交換を行なう蒸発器を冷媒配管を介して順次接続したヒートポンプ回路と、
貯湯タンク、第１ポンプ、前記凝縮器と熱交換する水熱交換器、切換弁、第２ポンプ、前記凝縮器と熱交換する第２水熱交換器を水配管を介して接続した貯給湯回路と、
第２ポンプ、前記凝縮器と熱交換する第２水熱交換器を水配管を介して接続した風呂追炊回路と、
前記圧縮機、前記第１ポンプ、前記切換弁、前記第２ポンプの動作を制御する運転制御手段とを備え、
前記貯給湯回路は、前記切換弁の切換えによって、前記貯湯タンク、前記第１ポンプ、前記第１水熱交換器に水を循環させて前記貯湯タンクに貯湯する貯湯回路と、前記貯湯タンクから給湯する第１給湯回路と、前記第１水熱交換器から給湯する第２給湯回路とを形成するように構成され、
前記第１ポンプは前記第２給湯回路による給湯時に前記水熱交換器の出口側に位置させると共に、前記貯湯回路による貯湯時に循環用に用いるポンプと兼用し、
前記風呂追炊回路は、風呂の湯を第２水熱交換器、前記第２ポンプの順に通して追炊きするように接続すると共に、前記第２給湯回路の出湯側を前記第２ポンプの吸込側に接続した
ことを特徴とするヒートポンプ式給湯機。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、ヒートポンプ式給湯機に係り、特に貯湯タンクから給湯する第１給湯回路と水冷媒熱交換器から給湯する第２給湯回路とを備えたヒートポンプ式給湯機に好適なものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来の給湯機には、貯湯タンクを持たずにガス等を燃焼させてその強力な燃焼熱で瞬間的に水を沸き上げて湯を供給する燃焼式給湯機や、大容量の貯湯タンクを持ち夜間割引の安い電力を利用して夜の間に電気ヒーターで加熱した大量の湯を貯湯タンクに貯蔵し日中に貯湯タンクに貯蔵した湯を使う電気温水器等があった。
【０００３】
そして、最近では電気温水器に比較してエネルギー効率が良いと云われるヒートポンプ式給湯機が普及し始めてきた。ヒートポンプ式給湯機は、熱源に冷媒の状態変化を利用しているので、電気ヒーター加熱よりエネルギー効率が数倍良く、またガス等を燃焼しないのでＣＯ２を排出せず地球環境にやさしい給湯機と云われている。しかし、ガス等を燃焼したときのように強力な熱量がないため、電気温水器と同様に大容量の貯湯タンクを設け、夜間の安価な電力を使って夜中にヒートポンプ回路で湯を沸き上げて貯湯タンクに貯蔵し、貯蔵した湯を日中に使うものが一般的であった。すなわち、従来のヒートポンプ式給湯機ではヒートポンプ回路と、ヒートポンプ回路で加熱した大量の湯を貯蔵しておく貯湯タンクをそれぞれ別個の装置として設け、両装置の間を配管等で接続して給湯機として機能させていた。
【０００４】
係る従来のヒートポンプ式給湯機としては、特開平９−１２６５４７号公報（特許文献１）に開示されたものがある。これを図７に示して説明する。
【０００５】
ヒートポンプ式給湯機は、圧縮機１０１、凝縮器１０２、減圧装置１０３、蒸発器１０４から構成されたヒートポンプ回路と、大容量の貯湯タンク１８５とを別個の装置として設けている。また、ヒートポンプ式給湯機は、貯湯タンク１８５の下部からポンプ２２２を介してヒートポンプ回路の凝縮器１０２と熱交換的に配置した水熱交換器１１３に水配管を接続し、水熱交換器１１３の出口と貯湯タンク１８５の上部に温水配管を接続した貯給湯回路を設けている。
【０００６】
そして、このヒートポンプ式給湯機は、夜間の安価な電力を利用してエネルギー効率の良いヒートポンプ回路を運転し、貯湯タンク１８５内の水をポンプ２２２で循環させながら水熱交換器１１３で所定の湯温になるまで徐々に温め、所定の湯温に達したことを温度検知器１１４で検知してヒートポンプ回路の運転を停止するようにしている。日中、使用端末１１８で湯を使用する際にはミキシングバルブ１１７で水道水と混合して適当な温度に薄めて供給する。貯湯タンク１８５に貯蔵する湯の温度をできるだけ高くすることにより、ミキシングバルブ１１７により薄める水道水の量を多くし、貯湯タンク１８５から取り出す湯の量を少なくするようにしている。
【０００７】
【特許文献１】
特開平９−１２６５４７号公報
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】
従来のヒートポンプ式給湯機は、大容量の貯湯タンクを有するため、ヒートポンプ式給湯機を設置するための充分な広さの設置スペースが必要となっていた。また、貯湯タンクの容量一杯に湯を貯めた場合を考えると、その質量は一般的なヒートポンプ式給湯機では４００ｋｇを超える重さになるので、設置場所の基礎工事を行なって充分な強度を確保しなければならず、また、アパートやマンションのベランダのような狭い場所や強度の強度の不十分な場所にすえつけることが困難であり、さらには、ヒートポンプ式給湯機を顧客の設置場所に運搬する際にもその費用や手間を多く要するものであった。
【０００９】
そして、従来のヒートポンプ式給湯機は、夜間の安い電気料金を利用するように夜中にヒートポンプ回路を運転し、高温の湯にして貯湯タンクに貯えておき、日中にヒートポンプ回路を運転しないで貯湯タンクに貯まっている湯を利用して給湯するという使い方をしている。このため、時には貯湯タンクの湯を使いきってしまい、直ぐに沸き上げることができずに湯切れを起こすことがあった。また、空気温度より温度の高い大量の湯を貯蔵しておくため、貯湯タンクの大きな表面から熱が放射されてエネルギーの無駄使いになり、それによって温度が下がる分を夜間に余裕を持って温めておく必要があった。
【００１０】
そこで、貯湯タンクの温水を利用した給湯運転を行なった後に、ヒートポンプ回路を運転しつつ水熱交換器に水を通して温水にし、これを給湯するヒートポンプ式給湯機が考えられる。
【００１１】
しかし、このヒートポンプ式給湯機では、水熱交換器で所定温度まで上昇させなければならないため、水熱交換器を長くして凝縮器との熱交換量を大きくする必要があった。このため、給湯時の水熱交換器の圧力損失が大きくなって出湯圧力が低くなり、例えば水道の給水圧力が低い場合、シャワーの勢いが弱くなったり、２階への給湯ができなくなったりするなど使い勝手に問題の発生する場合があった。特に、水熱交換器を凝縮器と共に螺旋状に巻き円筒状に形成して熱交換面積を大幅に増大させようとすると、これに伴って水熱交換器の圧力損失が大幅に大きくなって使い勝手を著しく損なってしまうという問題があった。
【００１２】
これを解決するために出湯回路の出口側に新たに加圧ポンプを追加して昇圧することが考えられるが、この場合には高価なポンプを２個使用することになり、コストアップになってしまうという問題があった。
【００１３】
本発明の目的は、小型及び軽量で輸送性及び据付け性に優れると共に湯切れを起こすことなくエネルギー効率に優れ、しかもコストアップを極力抑えつつ出湯圧力を高める事が可能なヒートポンプ式給湯機を提供することにある。
【００１４】
なお、本発明のその他の目的と有利点は以下の記述から明らかにされる。
【００１５】
【課題を解決するための手段】
前記目的を達成するために、本発明は、圧縮機、凝縮器、減圧装置、外気と熱交換を行なう蒸発器を冷媒配管を介して順次接続したヒートポンプ回路と、貯湯タンク、ポンプ、前記凝縮器と熱交換する水熱交換器、切換弁を水配管を介して接続した貯給湯回路と、前記圧縮機、前記ポンプ、前記切換弁の動作を制御する運転制御手段とを備え、前記貯給湯回路は、前記貯湯タンク、前記ポンプ、前記水熱交換器に水を循環させて前記貯湯タンクに貯湯する貯湯回路と、前記貯湯タンクから使用端末へ給湯する第１給湯回路と、前記水熱交換器から使用端末へ給湯する第２給湯回路とに切換えて形成し、前記ポンプは前記第２給湯回路による給湯時に前記水熱交換器の出口側に位置させた構成にしたものである。
【００１６】
なお、本発明のその他の手段は以下の記述から明らかにされる。
【００１７】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の複数の実施例を、図を用いて説明する。各実施例の図における同一符号は同一物または相当物を示す。
【００１８】
まず、本発明の第１実施例のヒートポンプ式給湯機を、図１から図４を用いて説明する。
【００１９】
ヒートポンプ式給湯機５０は、ヒートポンプ回路５１、給湯回路５２および運転制御手段５５を備えて構成されている。このヒートポンプ回路５１、給湯回路５２および運転制御手段５５は、小容量の貯湯タンク１８を用いて一つの筐体５０ａ内に収納されるようになっている。これによって、ヒートポンプ回路５１および給湯回路５２が別体の筐体に収納されている従来の一般的なヒートポンプ式給湯機に比較して、輸送性、据付け性を良好なものすることができる。
【００２０】
ヒートポンプ回路５１は、圧縮機１、凝縮器３、減圧装置５、蒸発器６を、冷媒配管を介して順次接続して構成されており、その中に冷媒が封入されている。
【００２１】
圧縮機１は、容量制御が可能で、多量の給湯を行なう際に大きな容量で運転される。ここで、圧縮機１は、ＰＷＭ制御、電圧制御（例えばＰＡＭ制御）及びこれらの組合せ制御により、低速（例えば２０００回転／分）から高速（例えば８０００回転／分）まで回転数制御されるようになっている。特に、第１水熱交換器１１から直接給湯する際（換言すれば、第２給湯回路で給湯する際）には、圧縮機１が高速回転数で運転される。
【００２２】
凝縮器３は第１水熱交換器１１および第２水熱交換器１２と熱交換を行なうように構成されている。水冷媒熱交換器２は凝縮器３、第１水熱交換器１１および第２水熱交換器１２を備えて構成されている。蒸発器６は送風機９により通風される外気と冷媒との熱交換を行なう空気冷媒熱交換器で構成されている。
【００２３】
給湯回路５２は貯給湯回路５３および風呂追炊回路５４を備えて構成されている。
【００２４】
貯給湯回路５３は、減圧弁１７、貯湯タンク１８、第１ポンプ２２、逆止弁２４、第１水熱交換器１１、切換弁１９、流量調整弁２３、バイパス弁２０、開閉弁２１および流量計２５が水配管を介して接続されて構成されている。なお、符号２６は給湯口である。貯給湯回路５３内には、給水源から水が供給されて充満される。
【００２５】
風呂追炊回路５４は、第２水熱交換器１２、第２ポンプ２８が水配管を介して接続されて構成されている。風呂追炊回路５４は、浴槽３３の湯を第２水熱交換器１２、第２ポンプ２８の順に循環して追炊きするように構成されている。貯給湯回路５３の給湯口２６から開閉弁２７を通して風呂追炊回路５４側に給湯されるように構成されている。
【００２６】
なお、本発明の説明において、水は冷水と温水とを含むものであり、冷水は温水になる前の状態であり、温水は冷水が加熱された状態（湯とも言う）である。
【００２７】
運転制御手段５５は、図１に示すように、圧縮機１、減圧装置５、第１ポンプ２２、切換弁１９、流量調整弁２３、バイパス弁２０、第２ポンプ２８、開閉弁２１、２７の動作を制御するものである。
【００２８】
ヒートポンプ式給湯機には、給湯機の状態を検出する温度センサが備えられている。給湯回路５２側には、流量調整弁２３の前後の給湯管３４、第１水熱交換器１１と切換弁１９との間の水配管、減圧弁１７の出口側の給水管１６、第２ポンプ２８の出口側の水配管にそれぞれ温度センサが設けられ、運転制御手段５５に検出信号が入力されるように構成されている。また、ヒートポンプ回路５１側には、外気温度を検出する外気温センサが設けられ、運転制御手段５５に検出信号が入力されるように構成されている。運転制御手段５５はこれらの信号に基づいて各機器を制御する。
【００２９】
貯給湯回路５３は、切換弁１９の切換えによって、貯湯タンク１８、バイパス弁２０、流量調整弁２３、第１ポンプ２２、開閉弁２１、第１水熱交換器１１、切換弁１９、貯湯弁１８の順に水を循環させて貯湯タンク１８に貯湯する貯湯回路と、給水源から給水を受けながら貯湯タンク１８から切換弁１９、流量調整弁２３および第１ポンプを通して給湯する第１給湯回路と、給水源から給水を受けながら第１水熱交換器１１から切換弁１９、流量調整弁２３および第１ポンプ２２を通して給湯する第２給湯回路とを形成するように水配管を介して接続されて構成されている。
【００３０】
貯給湯回路５３は、給水管１６を給水源に接続して給水されると共に、給湯管３４を使用端末である蛇口３１、シャワー３２に接続して給湯するようになっている。
【００３１】
給水管１６は入口側に減圧弁１７および流量計２５を設けている。給水管１６は、減圧弁１７の出口側で三つに分岐されている。分岐された管は、貯湯タンク１８に直接的に、第１水熱交換器１１に逆止弁２４を介して、流量調整弁２３にバイパス弁２０を介してそれぞれ接続されている。バイパス弁２０と流量調整弁２３は給湯温度が目標設定温度になるように調整するためのものである。
【００３２】
逆止弁２４は、圧力差によって一方向のみに水を流通させるものであり、第２給湯回路を構成する際に給水源の冷水を第１水熱交換器へ導くように構成されている。
【００３３】
切換弁１９は、第１給湯回路における第１水熱交換器１１の出口側、第２給湯回路における貯湯タンク１８の出口側、および貯湯回路における第１水熱交換器１１と貯湯タンク１８との間に位置して設けられている。
【００３４】
流量調整弁２３は、給湯管３４の出口側に設けられ、流量を調整して所定温度の給湯を行なうために設けられている。バイパス弁２０は給水源の冷水を貯湯タンク１８および第１水熱交換器１１をバイパスして直接流量調整弁２３の入口側に導くように給水管１６と給湯管３４との間に接続されている。バイパス弁２０から冷水を流量調整弁２３の入口側に導くことにより、給湯流量を確保しながら給湯温度を調節することができる。
【００３５】
貯湯タンク１８は円筒状で縦長に形成された小容量のタンクで構成されている。貯湯タンク１８は従来貯湯方式の貯湯タンクに比べ３分の１程度の小さな貯湯タンクである。貯湯タンク１８の周囲には図２〜図４に示す水冷媒熱交換器２が巻かれて配置されている。水冷媒熱交換器２は、凝縮器３の間に第１水熱交換器１１および第２水熱交換器１２が交互に配置されるように螺線状に形成され、全体として円筒状に形成されている。凝縮器３、第１水熱交換器１１および第２水熱交換器１２は、扁平状に形成されており、その平坦部が熱的に接触して一体的に形成されている。
【００３６】
このような構成において、本実施例のヒートポンプ給湯機は、電気温水器に比較してエネルギー効率が３００〜５００％良いといわれるヒートポンプ回路５１を利用して、第１水熱交換器１１で焚き上げた湯を直接使用端末に供給すると共に、浴槽３３の湯を第２水熱交換器１２で追炊きしようとするものである。
【００３７】
次に、本ヒートポンプ式給湯機の動作について説明する。
【００３８】
ヒートポンプ式給湯機５０は、製造場所から運搬されて利用者の希望する設置場所に据付られ、電源に接続されると、給水源（例えば水道）から給水される。給水された水が減圧弁１７によって一定圧力に減圧調整され、貯湯タンク１８および第１水熱交換器１１並びに各水配管内に充満し、貯給湯回路５３が満水状態にされる。ヒートポンプ給湯機５０の据付時の流量調整弁２２およびバイパス弁２０は閉じられた状態となっている。
【００３９】
電源スイッチが投入されて運転制御手段５５が動作すると、ヒートポンプ回路５１および貯給湯回路５３の運転が開始され、貯湯運転が行なわれる。この貯湯運転では、圧縮機１が運転され、圧縮機１内のガス状冷媒が加熱圧縮され高温高圧の冷媒となって凝縮器３に送り込まれる。これによって、水冷媒熱交換器２では、凝縮器３の冷媒回路を流れる高温冷媒と第１水熱交換器１１の水回路を流れる水とが熱交換し、冷媒は放熱され、水は加熱される。放熱された冷媒は減圧装置５で減圧され、更に蒸発器６で膨脹蒸発してガス状となり再び圧縮機１に戻る。このヒートポンプ運転を繰返し続けることにより、第１水熱交換器１１内を通過する水が加熱される。
【００４０】
また、貯湯運転では、第１ポンプ２２が運転され、貯湯タンク１8内の水が貯湯タンク１８、バイパス弁２０、流量調整弁２３、第１ポンプ２２、開閉弁２１、第１水熱交換器１１、切換弁１９、貯湯弁１８、貯湯タンク１８の順に循環される。これにより、水冷媒熱交換器２で加熱された温水が貯湯タンク１８の上部より貯湯されてゆき、貯湯タンク１８全体が沸き上がった状態で運転を停止する。
【００４１】
そして、使用端末３１、３２で湯が使われると、貯湯タンク１８の下部に水が供給されてその給水圧により貯湯タンク１８の上部に貯まっていた高温の湯が切換弁１９を通って給湯管３４に至り、流量調整弁２３および第１ポンプ２２を通って使用端末３１、３２に供給されることになる。即ち、第１給湯回路が構成されることによってタンク給湯が行なわれる。ここで、給水圧が低い場合には、第１ポンプを運転させて十分な給湯が得られるようになっている。
【００４２】
係る使用端末３１、３２の給湯が開始されると、運転制御手段５５は制御信号を発信して、圧縮機１を起動させてヒートポンプ回路５１の運転を開始する。これによって、ヒートポンプ回路５１は、凝縮器３に冷媒を送り込み、第１水熱交換器１１に溜まっている少量の水を加熱してゆく。そして、凝縮器３に送り込まれてくる冷媒の量は時間の経過とともに増加するので、それにしたがって発生する凝縮熱が増加して第１水熱交換器１１の中に溜まっている少量の水の温度を急激に上昇させてゆく。
【００４３】
そして、運転開始直後の所定時間（例えば数分間）を貯湯タンク１８から湯を供給するタンク給湯を行なった後は、運転制御手段５５が動作して第１給湯回路によるタンク給湯から第２給湯回路による加熱給湯に切換えられる。即ち、第２給湯回路は、給水源からの冷水を第１水熱交換器１１を通して加熱し、切換弁１９および流量調整弁２３を通して使用端末３１、３２に供給する。
【００４４】
このように使用端末３１、３２から給湯が開始されると、貯湯タンク１８から過渡的に給湯し、その後は水加熱器１１から給湯するようにしているので、ヒートポンプ運転立ち上り時の加熱遅れによる給湯遅れを解消できると共に、貯湯タンク１８の容量を従来例と比較して格段に小さくすることができる。また、水加熱器１１からの温水の温度を貯湯タンク１８に溜められた温水の温度より低く設定しておくことにより、ヒートポンプ回路の効率がより一層良好な状態で給湯することができる。なお、水加熱器１１に貯溜している水の温度をできるだけ速く上昇させて、貯湯タンク１８を使用する過渡的な給湯回路を使用する時間を短縮することが貯湯タンク１８の容量をさらに小さくすることになるので、ヒートポンプ回路１０の能力、特に圧縮機出力を従来一般に用いられている５ＫＷ程度より３倍以上の１５ＫＷ程度（より好ましくは５倍以上の２０ＫＷ程度）に大きくすることが望ましい。
【００４５】
また、使用端末の蛇口３１、シャワー３２から同時に出湯された場合は、同時に給水源から同量の水が供給され、貯湯タンク１８及び給湯回路５２は常に満水となるように構成されている。また、この同時給湯における給湯量が極端に多い場合には、切換弁１９の弁体を中間位置に動作させて第１水熱交換器１１からの給湯に加えて貯湯タンク１８からの給湯も併用できるようになっている。但し、この併用運転は貯湯タンク１８に溜まっている温水がなくなるまで続けられる。
【００４６】
そして、使用端末３１、３２での給湯使用がなくなると、貯湯回路による貯湯運転に切換えられる。この貯湯運転は、給湯停止時に、バイパス弁２０を開に、混合弁１９を水加熱器１１の出口と貯湯タンク１８の出口が通となるように開き、流量調整弁２３は全開とし、開閉弁２１は開とした状態から、ヒートポンプ回路を運転させると同時にポンプ２２を運転させる。この貯湯運転は上述した貯湯運転と同じ動作を行なうので、ここで重複して説明することを省略する。
【００４７】
この貯湯運転中に使用端末３１、３２での給湯使用の有無を判定し、給湯使用が開始されれば第１給湯回路による給湯運転に切換えられ、新たな給湯が無ければ貯湯運転を継続すると共に貯湯タンク１８の温度が所定温度になったかを判定する。この判定で、所定温度未満であれば貯湯運転が継続され、所定温度以上であれば運転制御手段５５により運転が終了される。
【００４８】
次に、タンク追焚きについて説明する。貯湯タンク１８内の温水が長時間使用されないで所定温度以下になると、これを自動検知して、ヒートポンプ運転および第１ポンプ２２運転を開始する。これによって、貯湯タンク１８、第１ポンプ２２、第１水熱交換器１１、切換弁１９、貯湯タンク１８の貯湯回路にて貯湯タンク１８内の水温が所定温度に達するまで貯湯運転を行なう。
【００４９】
同様にして、風呂追焚きは、浴槽３３内の温水が長時間使用されない場合、所定温度以下になると自動検知してヒートポンプ運転を開始し、第２ポンプ２８により、浴槽３３、第２ポンプ２８、水冷媒熱交換器２、浴槽３３の水循環回路にて浴槽３３内の水温が所定温度に達するまで貯湯運転を行なう。
【００５０】
本実施例によれば、第１ポンプ２２を第２給湯回路による給湯時に水熱交換器１１の出口側に位置させているので、第２給湯回路による給湯時に給水圧が低くても第１ポンプ２２を運転することにより給湯圧力を増大することができ、これによって十分な給湯を行なうことができる。また、この第１ポンプ２２を貯湯回路の循環用ポンプとして兼用しているので、コストアップを抑えつつ出湯圧力を高めることができる。
【００５１】
また、ヒートポンプ回路５１の運転を開始する時の過渡期だけ貯湯タンク１８内に貯蔵している高温の湯を使用して補助的に使用端末３１、３２に湯を供給し、ヒートポンプ回路５１の安定時には第１水熱交換器１１で焚き上げた湯を直接使用端末３１、３２に供給することができるので、貯湯タンク１８を格段に小さくすることができると共に、湯切れすることなく給湯することができる。小容量の貯湯タンク１８を用いたことにより、運搬費用等を低減することができる。さらには、ヒートポンプ給湯機を設置するのに広い設置スペースを必要とせず、また質量も軽いので特に強固な地盤や基礎工事を必要とせず、アパートやマンションのベランダ等に設置することが可能になる。
【００５２】
また、小容量の貯湯タンク１８をヒートポンプ回路５１などと共に、ヒートポンプ給湯機本体に内蔵するようにしたことにより、ヒートポンプ給湯機本体一個を運搬し、設置すれば良く、運搬費用、設置工事費、それらにかかる諸経費を低減することができると共に、ヒートポンプ給湯機を設置するのに広い設置スペースを必要とせず、また質量も軽いので特に強固な地盤や基礎工事を必要とせず、アパートやマンションのベランダ等にも設置することが可能になる。
【００５３】
また、貯湯タンク１８を小さくすることができるので、貯湯タンク１８からの放熱量を低減することができ、熱エネルギーを無駄なく利用することができる。さらには、貯湯タンク１８を小さくしたことによって、水熱交換器２を巻き付けた貯湯タンク１８全体を小さな断熱材２９で被覆することができるようになり、ヒートポンプ回路１０で加熱した湯をさめ難くし、熱エネルギーを無駄なく利用することができる。
【００５４】
次に、本発明の第２実施例のヒートポンプ式給湯機を図５を参照しながら説明する。この第２実施例は、風呂追炊回路５４をなくした点で第１実施例と相違するものであり、その他の点については第１実施例と基本的には同一である。この第２実施例においても第１実施例と共通する構成において同様な効果を有する。
【００５５】
次に、本発明の第３実施例のヒートポンプ式給湯機を図６を参照しながら説明する。この第３実施例は、第１ポンプ２２を第１水熱交換器１１と切換弁１９との間に配置すると共に、逆止弁２４を削除し、更には開閉弁２１とその水配管を削除した点にて、第１実施例と相違するものであり、その他の点については第１実施例と基本的には同一である。この第３実施例においても第１実施例と共通する構成において同様な効果を有すると共に、この第３実施例では逆止弁２４、開閉弁２１を不要とすることができて安価なものとすることができる。
【００５６】
【発明の効果】
本発明によれば、小型及び軽量で輸送性及び据付け性に優れると共に湯切れを起こすことなくエネルギー効率に優れ、しかもコストアップを極力抑えつつ出湯圧力を高める事が可能なヒートポンプ式給湯機を得ることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１実施例のヒートポンプ式給湯機の構成図である。
【図２】図１のヒートポンプ式給湯機に用いる水熱交換器の正面図である。
【図３】図２の水熱交換器の平面図である。
【図４】図２の水熱交換器の部分断面拡大図である。
【図５】本発明の第２実施例のヒートポンプ式給湯機の構成図である。
【図６】本発明の第３実施例のヒートポンプ式給湯機の構成図である。
【図７】従来のヒートポンプ式給湯機の構成図である。
【符号の説明】
１…圧縮機、２…水熱交換器、３…凝縮器、５…減圧装置、６…蒸発器、７…アキュムレータ、９…送風機、１１…第１水熱交換器、１２…第２水熱交換器、１６…給水管、１７…減圧弁、１８…貯湯タンク、１９…混合弁、２０…バイバス弁、２１…開閉弁、２２…第１ポンプ、２３…流量調整弁、２４…逆止弁、２７…開閉弁、２８…第２ポンプ、２９…循環ポンプ、３１…蛇口、３２…シャワー、３３…風呂の浴槽、３４…給湯管、５０…ヒートポンプ式給湯機、５１…ヒートポンプ回路、５２…給湯回路、５３…貯給湯回路、５４…風呂追炊回路、５５…運転制御手段。
【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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