(57)【要約】【課題】ヒートポンプ式給湯機において、給湯、浴室乾燥、床暖房、追焚きが瞬間式で可能にできるようにする。【解決手段】ヒートポンプ式給湯機は、圧縮機３、凝縮器４、減圧装置５、及び蒸発器６を接続したヒートポンプ回路１と、貯湯槽１０、凝縮器４で加熱される受熱器７、貯湯槽１０の水を受熱器７を通して循環させるポンプ１３、給水管３１、及び給湯管３２を接続した給湯部２と給湯部２を制御する制御部Ａとを備える。制御部Ａでの給湯機の状態を検出して給湯、浴室乾燥、床暖房、追焚き等ができる機能を有する。又、それらを端末による遠隔操作でもできる機能を有する。【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、及び蒸発器を接続したヒートポンプ回路と、貯湯槽、前記凝縮器で加熱される受熱器、前記貯湯槽の水を前記受熱器を通して循環させるポンプ、給水管及び給湯管を接続した給湯部と、前記給湯部を制御する制御部とを備えたヒートポンプ式給湯機において、給水管から導入した水を前記受熱器を介して給湯使用側端末に供給する運転モードを有すると共に前記貯湯槽に熱交換器を設け、前記貯湯槽の熱を利用して給湯機以外の使用側端末に供給する運転モードの付加機能を有することを特徴とするヒートポンプ式給湯機。
【請求項２】
前記給湯以外の使用側端末が暖房用であることを特徴とする請求項１記載のヒートポンプ式給湯機。
【請求項３】
前記給湯以外の使用側端末が風呂追焚き用であることを特徴とする請求項１記載のヒートポンプ式給湯機。
【請求項４】
前記貯湯槽に複数の熱交換器を設け、少なくとも給湯以外の複数の付加機能を有することを特徴とする請求項１記載のヒートポンプ式給湯機。
【請求項５】
端末制御器による遠隔操作機能を有することを特徴とする請求項１乃至請求項４のいずれかの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、ヒートポンプ冷凍サイクルを利用して給湯が行えるヒートポンプ式給湯機に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来の給湯機には、貯湯槽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、大容量の貯湯槽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で加熱した大量の湯を貯湯槽に貯蔵し、日中に貯湯槽に貯蔵した湯を使う電気温水器があった。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。
【０００３】
ヒートポンプ式給湯機は、電気温水器と同様に大容量の貯湯槽を設け、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槽に貯蔵し、貯蔵した湯を日中に使うものが一般的であり、熱源に冷媒の状態変化を利用しているので、電気ヒータ加熱よりエネルギー効率が数倍良く、又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。
【０００４】
係る従来のヒートポンプ式給湯機としては、以下の特許文献１に開示されたものがあり、これを示す図２を参照しながら説明する。
【０００５】
図２に示す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、大容量の貯湯槽１０５、凝縮器１０２と熱交換的に配置した受熱器１１３、貯湯槽１０５の水を受熱器１１３に循環する循環ポンプ１１２から構成された沸上げ回路とを備えて構成されている。
【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、貯湯槽１０５内の水を循環ポンプ１１２で循環させながら受熱器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、使用端末で湯を使用する際にはミキシングバルブ１１７で利用水と混合して適当な温度に薄めて供給する。貯湯槽１０５に貯蔵する湯の温度を出来るだけ高くすることにより、薄める利用水の量を多くし、貯湯槽１０５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】
しかし、従来のヒートポンプ式給湯機は、給湯だけであり、浴室乾燥や床暖などが行えなかった。又、貯湯槽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は給湯、浴室乾燥、床暖なども行えるが、エネルギー効率が非常に悪く電気代もかかるという問題があった。
【０００９】
又、従来のヒートポンプ式給湯機は高温の湯を大量に貯湯槽に貯えるものであるため、ヒートポンプ回路の効率が充分に高い所で使用されていないと共に、大きな貯湯槽の表面から多くの熱が放射されてエネルギーの無駄を生じており、これらによってエネルギー効率の低下を招いていた。そして大容量の貯湯槽を有することに伴って、大きなスペースが必要であると共に、給湯機の運搬、設置などが面倒であった。
【００１０】
さらには、従来のヒートポンプ式給湯機、燃焼式給湯機では、端末制御器による遠隔操作が行われていなかった。
【００１１】
本発明の第１の目的は、給湯、床暖、浴室乾燥、追焚きなどが行えるヒートポンプ式給湯機を提供するものである。
【００１２】
本発明の第２の目的は、給湯、床暖、浴室乾燥、追焚きなどが行え、エネルギー効率がよく、しかも小型及び軽量で輸送性及び据付性に優れると共に湯切れを防止可能なヒートポンプ式給湯機を提供するものである。
【００１３】
本発明の第３の目的は、端末による遠隔操作が可能なヒートポンプ式給湯機を提供するものである。
【００１４】
なお、本発明のその他の目的と効果は以下の記述によって説明する。
【００１５】
【課題を解決するための手段】
前記第１の目的を達成するための本発明のヒートポンプ式給湯機は、圧縮機、凝縮器、減圧装置、及び蒸発器を接続したヒートポンプ回路と、貯湯槽、前記凝縮器で加熱される受熱器、前記貯湯槽の水を前記受熱器を通して循環させるポンプ、給水管及び給湯管を接続した給湯部と、前記給湯部を制御する制御部とを備えたヒートポンプ式給湯機において、給水管から導入した水を前記受熱器を介して給湯使用側端末に供給する運転モードを有すると共に前記貯湯槽に熱交換器を設け、前記貯湯槽の熱を利用して給湯機以外の使用側端末に供給する運転モードの付加機能を有する構成にしたことにある。
【００１６】
前記第２の目的である暖房用機能を達成するための本発明のヒートポンプ式給湯機は、前記給湯以外の使用側端末が暖房用である構成にしたことにある。
【００１７】
前記第２の目的である風呂追焚き機能を達成するための本発明のヒートポンプ式給湯機は、前記給湯以外の使用側端末が風呂追焚き用である構成にしたことにある。
【００１８】
前記第３の目的を達成するための本発明のヒートポンプ式給湯機は、端末制御器による遠隔操作機能を有する構成にしたことにある。
【００１９】
なお、本発明のその他の手段は以下の記述によって説明する。
【００２０】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施例を、図１を用いて説明する。
【００２１】
図１において、ヒートポンプ式冷凍サイクルで形成されるヒートポンプ回路１と、ヒートポンプ回路１によって加熱される給湯部２と、ヒートポンプ回路１及び給湯部２を制御する制御部Ａとを備えて構成され、一つの箱体内にこれらを収納して構成されている。
【００２２】
ヒートポンプ回路１は、低温低圧の冷媒を圧縮して高温高圧の冷媒として吐出する能力可変型圧縮機３と、この吐出された冷媒を受熱器７と熱交換させて凝縮させる凝縮器４と、この凝縮された冷媒を減圧する減圧装置５と、この減圧された冷媒を外気と熱交換させて蒸発させる蒸発器６とを冷媒配管で接続することにより構成されている。なお、蒸発器６に外気を通風するようにファン６ａが配置されている。
【００２３】
ここで、圧縮機３は、ＰＷＭ制御、電圧制御（例えばＰＡＭ制御）及びこれらの組み合わせ制御により、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、受熱器７から直接給湯する際には、圧縮機３が高速運転される。
【００２４】
給湯部２は、１００Ｌ程度の少量の湯を貯湯するための少容量貯湯槽１０と、凝縮器４と熱交換して加熱される受熱器７と、貯湯槽１０の水を受熱器７を通して循環させる循環ポンプ１４と、貯湯槽１０及び受熱器７に利用水を供給する給水管３１と、貯湯槽１０及び受熱器７から給湯する給湯管３２と、給水や循環や給湯等を制御する制御弁１１〜１３とを備えて構成されている。給湯管３２及び給水管３１の湯及び水は適切な温度（例えば４２℃）になるように制御弁１２及び制御弁１３を介して合流され、出湯口より出湯されるようになっている。
【００２５】
ここで、給湯部２は、貯湯槽１０、循環ポンプ１４及び受熱器７からなる貯湯回路と、給水管３１、貯湯槽１０及び給湯管３２からなる第１の給湯回路と、給水管３１、受熱器７、及び給湯管３２からなる第２の給湯回路と、貯湯槽１０の中に備えてある暖房用熱交換器８、温水往管２５、制御弁１７、温度センサ２１、浴室乾燥機２２、循環ポンプ２０、温水戻り管２６からなる第３の給湯回路と、貯湯槽１０の中に備えてある暖房用熱交換器８、温水往管２５、制御弁１８、１９、温度センサ２４、床暖房２３、循環ポンプ２０、温水戻り管２６からなる第４の給湯回路と、貯湯槽１０の中に備えてある追焚き用熱交換器９、追焚き用往管２７、浴槽３０、循環ポンプ２９、追焚き用戻り管２８からなる第５の給湯回路とが切替可能に形成される。
【００２６】
次に、係る構成のヒートポンプ式給湯機の運転動作を説明する。
【００２７】
まず、貯湯槽１０への貯湯運転について説明する。貯湯運転は、出湯が行われていない時に貯湯槽１０の出口側温度を温度センサ１５で検出し、その検出温度が所定温度（例えば９０℃）以下の場合に、ヒートポンプ回路１及び給湯部２を運転して貯湯槽１０に所定温度以上の湯を貯湯するために行う運転である。
【００２８】
この時のヒートポンプ回路１の運転は、圧縮機３及びファン６ａが運転されることにより行われ、ヒートポンプ回路１の冷媒は、圧縮機３で高温高圧となって凝縮器４に供給され、凝縮器４で受熱器７の利用水を加熱して凝縮されて減圧装置５に至り、減圧装置５で減圧されて蒸発器６に至り、ファン６ａにより送風される外気から蒸発器６で吸熱して蒸発した後に圧縮機３に戻る。
【００２９】
一方、上記における給湯部２の運転は、循環ポンプ１４が運転されることにより行われ、貯湯槽１０内の水は、受熱器７に送られて凝縮器４により加熱され、貯湯槽１０内に湯として溜められるように貯湯回路を循環される。この時、制御弁１２、１３が閉の状態で、制御弁１１が開の状態となるように制御部Ａで制御され、貯湯槽１０の水は９０℃付近まで加熱されて貯湯される。貯湯槽１０内の全体が所定温度以上なると、循環ポンプ１４の運転が停止され、貯湯運転が終了する。
【００３０】
この状態で出湯が始まると、制御部Ａで制御弁１２及び制御弁１３を開路し、給水管３１、貯湯槽１０及び給湯管３２からなる第１の給湯回路が形成され、貯湯槽１０内の湯が出湯口から給湯される。ここで、制御部Ａは、貯湯槽１０の出口側温度の温度センサ１５で検出される温度に基づいて制御弁１２、１３の開度を制御し、貯湯槽１０より給湯管３２を通して出される湯（この実施例では約９０℃の湯）と給水管３１より給水される利用水とを混合して適切な温度（４２℃付近）にして出湯する。なお、制御弁１２、１３が混合栓のように一つのもので構成されていてもよい。
【００３１】
上述した出湯が始まると、循環ポンプ１４が運転されない状態でヒートポンプ回路１の運転が開始される。この運転によって受熱器７の水が加熱され、その出口部分の温度センサ１６の検出温度が４２℃付近まで上昇すると、制御部Ａで制御弁１１を閉路し、給水管３１、受熱器７及び給湯管３２からなる第２の給湯回路が形成され、第２の給湯回路による給湯に移行される。これによって、貯湯槽１０は小容量のもので十分に機能することとなり、貯湯槽１０の湯切れを防止しつつ、貯湯槽１０の表面から放射される熱エネルギの無駄が低減すると共に、小型及び軽量で輸送性及び据付性に優れたヒートポンプ式給湯機とすることができる。しかも、この第２の給湯回路による給湯温度は、貯湯回路による貯湯温度（例えば９０℃付近）より大幅に低い温度である実際の使用温度（例えば４２℃付近）でよく、第２の給湯回路によるヒートポンプ回路１の効率は貯湯運転時に比較して大幅に向上することができる。
【００３２】
次に第３の給湯回路である浴室乾燥について説明する。貯湯槽１０内に溜められた湯（９０℃付近）から温水往管２５、制御弁１７、温度センサ２１、浴室乾燥機２２、循環ポンプ２０、温水戻り管２６から形成される。この状態で運転が始まると、浴室乾燥機で温水が放熱され温水戻り管２６での温度（８０℃以下）が低くなってしまう。ここで、浴室乾燥機前での温度センサ２１を検出して、適切な温度（８０℃付近）になるように、暖房用熱交換器８で貯湯槽１０内の湯（９０℃付近）による熱交換により吸熱効果をもたらせ、温水往管２５での温度を所定温度（８０℃付近）にまですることができる。
【００３３】
次に第４の給湯回路である床暖房について説明する。貯湯槽１０内に溜められた湯（９０℃付近）から温水往管２５、制御弁１８、１９、温度センサ２４、床暖房２３、循環ポンプ２０、温水戻り管２６から形成される。この状態で運転が始まると、床暖房で温水が放熱されて温水戻り管２６での温度（６０℃以下）が低くなってしまう。ここで床暖房前での温度センサ２４を検出して、適切な温度（６０℃付近）になるように、暖房用熱交換器８で貯湯槽１０内の湯（９０℃付近）による熱交換により吸熱効果をもたらせ、温水往管２６での温度を所定温度（６０℃付近）にまですることができる。
【００３４】
次に第５の給湯回路である浴槽の追焚きについて説明する。浴槽に溜められた湯から、追焚き用往管２７、追焚き用熱交換器９、循環ポンプ１４、追焚き用戻り管２８から形成される。この状態で運転が始まると、浴槽に溜められた湯を所定温度（例えば４２℃）になるように追焚き用熱交換器９で貯湯槽１０内の湯（９０℃付近）による熱交換により吸熱効果をもたらせ、浴槽内での湯を所定温度にすることができる。
【００３５】
又、第１給湯回路〜第５給湯回路を制御部Ａから端末による遠隔操作ができ、効率がよく便利な給湯機を提供することができる。
【００３６】
【発明の効果】
以上の実施例の説明から明らかなように、本発明によれば、給湯、浴室乾燥、床暖房、浴槽の追焚き等が瞬間式で可能なヒートポンプ式給湯機を得ることができる。
【００３７】
又、本発明によれば、小型及び軽量で輸送性及び据付性に優れると共に湯切れを防止可能なヒートポンプ式給湯機を得ることができる。
【００３８】
又、本発明によれば、端末による遠隔操作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−実施例を示すヒートポンプ式給湯機の構成図である。
【図２】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…ヒートポンプ回路、２…給湯部、３…圧縮機、４…凝縮器、５…減圧装置、６…蒸発器、７…受熱器、８…暖房用熱交換器、９…追焚き用熱交換器、１０…貯湯槽、１１、１２、１３、１７、１８、１９…制御弁、１４、２０、２９…循環ポンプ、１５、１６、２１、２４…温度センサ、２２…浴室乾燥機、２３…床暖房機、２５…温水往管、２６…温水戻り管、２７…追焚き往管、２８…温水戻り管、３０…浴槽、３１…給水管、３２…給湯管。
【図１】
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【図２】
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