(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
水で充填された貯水槽と、
前記貯水槽内の下部の水を取出し前記貯水槽の上部に戻すための湯生成水循環路と、
前記湯生成水循環路の途中に配置され、水流路に流れる水と冷媒流路に流れる冷媒との熱交換を行なう湯生成熱交換器と、
冷媒を圧縮する圧縮機と、前記湯生成熱交換器と、冷媒を膨張する第一膨張器と、冷媒に熱を伝達する熱伝達手段に冷媒を循環させて冷凍サイクルを形成する第一冷媒回路と、
前記圧縮機と、前記湯生成熱交換器と、冷媒を膨張する第二膨張器と、前記貯水槽内の所定の位置の下方の水の熱を冷媒に伝達する吸熱手段に冷媒を循環させて冷凍サイクルを形成する第二冷媒回路と、
前記圧縮機と、冷媒の熱を前記所定の位置の下方の水に伝達する放熱手段と、冷媒を膨張する第三膨張器と、冷媒と建物内の空気との熱交換を行なう建物熱交換手段に冷媒を循環させて冷凍サイクルを形成する第四冷媒回路と、
前記圧縮機と、前記湯生成熱交換器と、冷媒を膨張する第四膨張器または前記第一膨張器または前記第二膨張器または前記第三膨張器と、前記建物熱交換手段に冷媒を循環させて冷凍サイクルを形成する第五冷媒回路を備えることを特徴とする冷房給湯装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、建物を冷房する冷房装置と湯を生成する湯生成装置と水を貯える貯水装置を統合した冷房給湯装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
消費エネルギーと運用コストの削減のために、冷房の排熱や太陽熱等を湯の生成や暖房等に利用する技術は多数開示されている。
特許文献１に記載されたヒートポンプ冷暖房給湯機は、冷凍サイクルと高温タンクと低温タンクを有し、深夜電力運転中に高温タンクに高温の湯を貯え、昼間の冷房貯湯運転中に冷房の排熱で低温タンクに低温の湯を貯え、高温タンク及び低温タンクの湯を混合して湯を供給することにより冷房の排熱を湯の生成に利用している。
特許文献２に記載された給湯装置は、湯を生成する時に、貯湯タンク内の中温水を取り出して補助蒸発器で冷却した後に、貯湯タンクの下部に戻すことにより、貯湯タンクの底部の水を低温に保つ。冷媒回路は貯湯タンクの底部の低温の水から湯を生成するので、冷媒回路のＣＯＰの低下を防止することができる。
特許文献３に記載された給湯装置は、貯湯タンクの上部出湯口近傍口からの湯水は１次側温水循環管路を介して暖房用熱交換器へ流れ、下部戻し口へと戻る。下部戻し口へ戻るまでには暖房１次ポンプ があり湯水を循環している。一方、暖房用熱交換器は２次側温水循環管路上に暖房２次ポンプ、暖房端末が接続されていて、暖房端末を通して床暖房として利用できる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００８−２４１２０３号公報
【特許文献２】特開２００７−１０２０７号公報
【特許文献３】特開２００６−３４３００８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
特許文献１に記載されたヒートポンプ冷暖房給湯機は、冷房の排熱を湯の生成に利用しているが、高温タンクと低温タンクがあるので配管や設置や湯の温度調整が複雑で高価である。更に、低温タンクに蓄えることができる冷房の排熱量は少ない。次にその理由を説明する。冷房の排熱で全ての潜熱蓄熱材が融解された後に、低温タンクに蓄えることができる熱量は、その後湯が使用された時に低温タンクに流れる水が冷やした熱量である。その熱量は低温タンクに流れる水量と、潜熱蓄熱材の凝固温度と水道水の温度の温度差と、水の比熱と密度を乗算して得られる熱量に略等しい。一方、使用した湯量を生成するために必要とする熱量は使用した湯量と、湯と水道水の温度差と、水の比熱と密度を乗算して得られる熱量である。給湯の湯量（特許文献１の図１の給湯管４３に流れ、使用される湯量）は低温タンクに流れる水量より多く、給湯の温度と水道水の温度の温度差は凝固温度と水道水の温度の温度差より遥かに大きい。従って、低温タンクに蓄えることができる冷房の排熱量は、給湯の湯量を生成するために必要とする熱量より遥かに少ない。例えば、水道水の温度を２０度、凝固温度を３５度、高温タンクの湯の温度を６５度、給湯の温度を４５度とすると、使用される冷房の排熱量は給湯の湯量を生成するために必要とする熱量の略４０％である。つまり、湯の大部分は外気の熱を吸収して生成され、冷房の排熱はその一部分が湯の生成に利用されるだけである。
また、低温タンクに収容されている複数のカプセルに封入された潜熱蓄熱材の潜熱を最大限利用するためには低温タンク全体に略均一に水を流す必要があるがその手段が記載されていない。
【０００５】
特許文献２に記載された給湯装置は、冷媒回路が貯湯タンクの底部の低温の水から湯を生成するので、冷媒回路のＣＯＰ（湯の生成能力／冷媒回路の消費電力）の低下を防止することができるが、冷却回路のポンプの運転はエネルギーを消費するので湯の生成の熱効率（湯の生成能力／（冷媒回路の消費電力＋冷却回路のポンプの消費電力））を下げる。
【０００６】
特許文献３に記載された給湯装置は、暖房用熱交換器で熱を奪われた水が戻し口から貯湯槽に戻り、貯湯槽内の冷水または高温水と混合する。混合すると中温水が増加し、利用可能な高温水の量が減少する。例えば、暖房用熱交換器で熱を奪われて戻し口に戻った水の温度が暖房に利用可能な温度であり、貯湯槽内の戻し口付近の水が冷水である場合、戻し口に戻った水は冷水と混合し、その温度は暖房に利用可能な温度以下になり暖房に利用できない。つまり、戻り水と貯湯槽内の冷水と混合は暖房に利用可能な高温水の量を減少させる。
【０００７】
本発明の目的は、上記の課題を鑑みてなされたものであり、強冷房時に湯を生成し、弱冷房時に冷房の排熱で中温水を生成し、中温水が貯えられている場合は、その中温水の熱を吸収して湯を生成し、貯水槽に中温水が貯えられていない場合は、外部から熱を吸収して湯を生成することにより冷房の熱効率と湯の生成の熱効率を共に極めて高くすることである。
【０００８】
なお、中温度は、その温度の水から湯が生成された場合、湯の生成の熱効率が低下する温度（例えば、３５度以上で湯の温度未満）であり、中温水は中温度の水である。中温度未満の水を冷水と呼ぶ。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
本発明の冷房給湯装置は、貯水槽と、熱伝達手段で熱を吸収し湯を生成する第一冷媒回路と、貯水槽内の所定の位置の下方の水の熱を吸熱手段で吸収し、湯を生成する第二冷媒回路と、建物を弱冷房し、その冷房の排熱を貯水槽内の水に放熱手段で放出する第四冷媒回路と、建物を強冷房し、その冷房の排熱で湯を生成する第五冷媒回路と、生成された湯を貯水槽の上部に送るための湯生成水循環路を備える。
本発明の冷房給湯装置は、強冷房時に第五冷媒回路を運転し冷房の排熱で湯を生成し、弱冷房時に第四冷媒回路を運転し冷房の排熱を貯水槽内の水に放出し、貯水槽内に弱冷房の排熱で生成された中温水がある場合、第二冷媒回路を運転し、中温水の熱を吸収し湯を生成し中温水を冷水に変えるので、本発明の冷房給湯装置の湯の生成と冷房の熱効率は極めて高い。
【発明の効果】
【００１０】
本発明の冷房給湯装置は、貯水槽に蓄えられた冷房の排熱を吸収して湯を生成する冷媒回路を備えることにより、従来技術より遥かに高い熱効率で、建物を冷房すると共に湯を生成する。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【図１】冷房給湯装置の第一参考例である冷房給湯装置２１０を示す。
【図２】冷房給湯装置の第二参考例である冷房給湯装置２１０Ａを示す。
【図３】冷房給湯装置の第三参考例である冷房給湯装置２１０Ｂを示す。
【図４】冷房給湯装置の第四参考例である冷房給湯装置２１０Ｃを示す。
【図５】冷房給湯装置の第五参考例である冷房給湯装置２１０Ｄを示す。
【図６】冷房給湯装置の第六参考例である冷房給湯装置２１０Ｅを示す。
【図７】冷房給湯装置の第七参考例である冷房給湯装置２１０Ｆを示す。
【図８】冷房給湯装置の第八参考例である冷房給湯装置２１０Ｇを示す。
【図９】冷房給湯装置の第九参考例である冷房給湯装置２１０Ｈを示す。
【図１０】冷房給湯装置の第十参考例である冷房給湯装置２２０を示す。
【図１１】本発明の冷房給湯装置の第一実施形態である冷房給湯装置２３０を示す。
【図１２】本発明の冷房給湯装置の第二実施形態である冷房給湯装置２３０Ａを示す。
【図１３】本発明の冷房給湯装置の第三実施形態である冷房給湯装置２３０Ｂを示す。
【図１４】本発明の冷房給湯装置の第四実施形態である冷房給湯装置２３０Ｃを示す。
【図１５】本発明の冷房給湯装置の第五実施形態である冷房給湯装置２４０を示す。
【図１６】本発明の冷房給湯装置の第十一参考例である冷房給湯装置２５０を示す。
【図１７】給湯装置の第一参考例である給湯装置３１０を示す。
【図１８】給湯装置の第二参考例である給湯装置３２０を示す。
【図１９】給湯装置の第三参考例である給湯装置３２０Ａを示す。
【図２０】給湯装置の第四参考例である給湯装置３３０を示す。
【図２１】給湯装置の第五参考例である給湯装置３３０Ａを示す。
【図２２】給湯装置の第六参考例である給湯装置３４０を示す。
【図２３】給湯装置の第七参考例である給湯装置３４０Ａを示す。
【図２４】本発明の冷房給湯装置の第六実施形態である冷房給湯装置２６０を示す。
【図２５】渦巻き管２２の平面図とコイル状の管２３の斜視図を示す。
【図２６】分散器２４の一実施例の斜視図を示す。
【図２７】貯水槽１１の断面図と仕切り部材１７の斜視図を示す。
【図２８】貯水槽１１の断面図と流路分岐管１８の斜視図を示す。
【図２９】貯水槽１１の断面図と仕切り部材１７Ａの斜視図を示す。
【図３０】貯水槽１１の断面図と流路分岐管１８Ａの斜視図を示す。
【発明を実施するための形態】
【００１２】
以下、図面を参照して本発明の実施の形態を詳細に説明する。
図１に冷房給湯装置の第一参考例である冷房給湯装置２１０を示す。冷房給湯装置２１０は貯水装置１１０と湯生成装置１３０と冷房装置１５０を備える。
貯水装置１１０は、水で充填された貯水槽１１を備え、貯水槽１１は上部に配置された給湯口１２と下部に配置された給水口１３と貯水槽１１内の熱交換器３７と５４に冷媒を流す管を貫通させる孔を有する。図１に示した貯水槽１１は貯水槽１１の垂直断面を模式的に示し、貯水槽１１は円筒と上蓋と下蓋で構成された形状とする。
湯生成装置１３０は、給水口１３と給湯口１２を結ぶ水循環路３８と、水循環路３８に水を循環させるポンプ３６と、冷媒回路９１と９２と、温度検出器３９と３９Ａを備える。冷媒回路９１は冷媒を圧縮する圧縮機３１と、水流路に流れる水と冷媒流路に流れる冷媒との熱交換を行なう熱交換器３４と、冷媒の流量を制御するバルブ３５と、冷媒を膨張する膨張器３２と、冷媒と外気との熱交換を行なう熱交換器３３を備え、それらに冷媒を循環させて冷凍サイクルを形成する。冷媒回路９２は圧縮機３１と熱交換器３４と冷媒の流量を制御するバルブ３５Ａと冷媒を膨張する膨張器３２Ａと温度検出器３９の位置より下方の貯水槽１１内に配置され、冷媒と水との熱交換を行なう熱交換器３７を備え、それらに冷媒を循環させて冷凍サイクルを形成する。なお、熱交換器３４の水流路は水循環路３８の途中に配置される。冷媒回路９１と９２に循環する冷媒は二酸化炭素が好ましい。
【００１３】
冷房装置１５０は冷媒回路９３と温度検出器５９を備える。冷媒回路９３は他の冷媒を圧縮する圧縮機５１と、熱交換器３７の下方に配置され、他の冷媒と水との熱交換を行なう熱交換器５４と、他の冷媒を膨張する膨張器５２と、他の冷媒と建物内の空気との熱交換を行なう熱交換器５３を備え、それらに他の冷媒を循環させて冷凍サイクルを形成する。なお、他の冷媒はＨＦＣ系冷媒が好ましい。以下、他の冷媒を冷媒と記述する場合がある。
熱交換器３７と熱交換器５４は図２５（Ａ）に示すような渦巻き管２２でも良いし、図２５（Ｂ）に示すようなコイル状の管２３でも良い。
以下、高温の水または湯の最低温度を第一温度（例えば６０度）と呼び、給水口１３に供給される水の温度を第三温度（例えば２０度）と呼ぶ。冷媒回路９３の熱効率は、高圧の冷媒を冷却する熱交換器５４に接触する水の温度が特定の温度以上になると急激に低下する。その特定の温度を第四温度（例えば３５度）と呼ぶ。中温度の最低温度を第五温度（例えば３５度）と呼び、第三温度以上で第五温度未満の所定の温度を第二温度（例えば３０度）と呼ぶ。湯と中温水と冷水を言い換えれば、湯は第一温度以上の水であり、中温水は第一温度未満で第五温度以上の水であり、冷水は第五温度未満の水である。
【００１４】
温度検出器３９は、一日に使用される湯量等に基づいて算出された湯量がその上部の貯水槽１１に貯えられる位置に配置される。冷媒回路９１とポンプ３６が運転されると、熱交換器３４で生成された湯は給湯口１２から貯水槽１１に流入し、貯水槽１１内の温度成層は流入した湯の体積分だけ下がる。貯水槽１１の最上部から温度検出器３９の位置まで湯が生成された場合、温度検出器３９の直下に温度成層が形成される。熱交換器３７は、その温度成層の第二温度より低い温度の層の位置に配置される。但し、貯水槽１１内の水は全て第三温度の水で充填されてから湯が生成されたとする。
温度検出器３９Ａは、熱交換器３７に接する水の温度（熱交換器３７に冷媒が流れていない場合は熱交換器３７の温度と略等温度の水の温度、熱交換器３７に冷媒が流れている場合は熱交換器３７により冷された水が生成する自然対流の戻りの経路（上昇経路）上の水の温度）を検出する位置に配置される。例えば熱交換器３７が渦巻き管２２の場合、温度検出器３９Ａは貯水槽１１の中央付近で渦巻き管２２より少し下方に配置される。
熱交換器５４は貯水槽１１の底部付近に配置される。温度検出器５９は、熱交換器５４に接する水の温度（熱交換器５４に冷媒が流れていない場合は熱交換器５４の温度と略等温度の水の温度、熱交換器５４に冷媒が流れている場合は熱交換器５４により加熱された水が生成する自然対流の戻りの経路（下降経路）上の水の温度）を検出する位置に配置される。例えば熱交換器５４が渦巻き管２２の場合、温度検出器５９は貯水槽１１の中央付近で、渦巻き管２２より少し上方に配置される。
【００１５】
なお、外気の熱を冷媒に伝達する熱交換器３３を、水や土壌やガス等の熱を冷媒に伝達する装置で置換しても良い。更に、熱交換器３３を、図９に示す冷房給湯装置の第九参考例である冷房給湯装置２１０Ｈのように、熱媒体流路に流れる熱媒体と冷媒流路に流れる冷媒との熱交換を行なう熱交換器３３Ａと、外気と熱媒体の熱交換を行なう熱交換器３３Ｂと、熱交換器３３Ａと熱交換器３３Ｂとの間に熱媒体を循環させるための熱媒体循環路３８Ｂと熱媒体循環路３８Ｂに熱媒体を循環させるポンプ３６Ｂで置換しても良い。つまり、熱交換器３３を、外気の熱を熱媒体を介して冷媒に伝達する装置で置換しても良い。更に、熱交換器３３Ｂを、水や土壌やガス等の熱を熱媒体に伝達する装置で置換しても良い。
更に、熱交換器５３を、冷房給湯装置２１０Ｈのように、熱媒体と建物内の空気との熱交換を行なう熱交換器５３Ｂと、熱媒体流路に流れる熱媒体と冷媒流路に流れる冷媒との熱交換を行なう熱交換器５３Ａと、熱交換器５３Ｂと熱交換器５３Ａとの間に熱媒体を循環させるための熱媒体循環路５７と、熱媒体循環路５７に熱媒体を循環させるポンプ５６Ａで置換しても良い。つまり、熱交換器５３を、建物内の空気の熱を熱媒体を介して冷媒に伝達する装置で置換しても良い。
【００１６】
一日に使用される平均の湯量等に基づいて算出された湯量がその上部の貯水槽１１に貯えられる位置（温度検出器３９が配置される位置）が本発明の所定の位置に相当する。
膨張器には電子膨張弁のように外部信号により開度が調整される機能を有するものと外部信号により開度が調整される機能を有さないものがある。
【００１７】
以下、冷房給湯装置と給湯装置は、ＣＰＵ、ＲＯＭ、ＲＡＭ、プログラム、Ｉ／Ｏインターフェース等を備える制御部（不図示）を有し、制御部は温度検出器等からの信号に基づいて、それぞれの装置を適正に制御または運転するとする。
次に、冷房給湯装置２１０の動作を説明する。冷媒回路を運転するとは、圧縮機を適正な回転速度で運転し、外気と冷媒との熱交換を行なう熱交換器がファンを有する場合はそのファンを適正な回転速度で運転して冷媒回路が冷凍サイクルを形成するようにすることである。冷媒回路は冷媒の流量や圧力等が適正に調整されて運転されるとする。
（１）膨張器３２と３２Ａが外部信号により開度が調整される機能を有さない場合
所定の湯生成条件が満たされ、温度検出器３９の検出温度が第一温度未満であり、温度検出器３９Ａの検出温度が第二温度未満の場合、制御部はバルブ３５を開きバルブ３５Ａを閉じ、冷媒回路９１とポンプ３６を運転する。冷媒回路９１とポンプ３６が運転されると、熱交換器３３は外気から熱を吸収し、熱交換器３４はその熱を水循環路３８の水に伝達し、湯を生成する。その湯はポンプ３６で貯水槽１１の上部に送られ、貯水槽１１の上部に貯えられ、貯水槽１１内の湯の量は増加し、冷水の量はその湯の増加分だけ減少する。貯水槽１１の上部の湯と下部の冷水の間に温度成層が形成され、温度成層は湯が増加するにつれて下降する。そして温度検出器３９の検出温度が第一温度に達した場合に冷媒回路９１とポンプ３６の運転が停止される。この時に貯水槽１１の最上部から温度検出器３９までが湯である。
なお、所定の湯生成条件とは、深夜電力が適用される時刻、湯量が所定の量未満等である。
【００１８】
所定の湯生成条件が満たされ、温度検出器３９の検出温度が第一温度未満であり、温度検出器３９Ａの検出温度が第二温度以上の場合、制御部はバルブ３５Ａを開き、バルブ３５を閉じ、冷媒回路９２とポンプ３６を運転する。冷媒回路９２とポンプ３６が運転されると、貯水槽１１内の熱交換器３７の付近の水から熱交換器３７で熱が吸収され、熱交換器３４で湯が生成され、湯は貯水槽１１の上部に送られる。貯水槽１１内の温度成層は湯が生成されるにつれて下降する。熱交換器３７で熱が吸収され、冷やされた水は下降し、自然対流が生じる。つまり、熱交換器３７は熱交換器３７付近及びその下方の水から熱を吸収する。
そして温度検出器３９の検出温度が第一温度未満で温度検出器３９Ａの検出温度が第三温度に達した場合、冷媒回路９２が停止され、冷媒回路９１が運転される（バルブ３５が開かれ、バルブ３５Ａが閉じられる）。温度検出器３９の検出温度が第一温度に達した場合、冷媒回路９１または９２とポンプ３６の運転は停止される。
なお、バルブ３５と３５Ａは三方弁で代替しても良い。
【００１９】
冷媒回路９２が運転された場合、熱交換器３７のみで貯水槽１１内の熱を吸収して湯を生成するので熱交換器３７付近の水の温度は下降する。これは、湯が生成された量だけ貯水槽１１内の水が下降するが、湯の生成に必要な熱量を熱交換器３７が水から吸収するからである。熱交換器３７付近の水の温度が第三温度未満に下降すると冷媒回路９２が停止され、冷媒回路９１が運転される。冷媒回路９１が運転されると外気の熱で湯が生成され、貯水槽１１内の水が下降する。貯水槽１１内の水の温度は上方ほど高いので湯が生成されるにつれて温度検出器３９Ａの温度が上がる。温度検出器３９Ａの検出温度が第二温度以上になると、冷媒回路９１が停止され、冷媒回路９２が運転される。つまり、冷媒回路９１と９２が交互に運転され、貯水槽１１内の下部の水温は第二温度付近またはそれ以下に保たれる。従って、冷房給湯装置２１０は熱効率の高い冷房を行うと共に熱効率の高い湯の生成を行なうことができる。
この運転（一方の冷媒回路に流す冷媒の割合が１００％で、他方の冷媒回路に流す冷媒の割合が０％の運転）をオンオフ運転と呼ぶ。オンオフ運転は運転が切り替わる毎に過渡現象を起こし、その過渡現象は湯の生成の速度と熱効率を下げる。
【００２０】
（２）膨張器３２と３２Ａが外部信号により開度が調整される機能を有する場合
バルブ３５とバルブ３５Ａは常に開いた状態である。所定の湯生成条件が満たされ、温度検出器３９の検出温度が第一温度未満であり、温度検出器３９Ａの検出温度が第二温度未満の場合、制御部は膨張器３２Ａを閉じ、冷媒回路９１とポンプ３６を運転し、湯を生成する。
所定の湯生成条件が満たされ、温度検出器３９の検出温度が第一温度未満であり、温度検出器３９Ａの検出温度が第二温度以上の場合、制御部は、冷媒回路９１と９２とポンプ３６を運転し、冷媒回路９１と９２に流す冷媒の流量の割合を温度検出器３９Ａの検出温度と第二温度の温度差に基づいて算出し、その割合になるように膨張器３２と３２Ａの開度を調整する。例えば、制御部は、冷媒回路９２に循環させる冷媒の割合が、温度検出器３９Ａの検出温度が第二温度以上で第一温度未満の場合、第二温度と温度検出器３９Ａの検出温度の温度差に比例し、温度検出器３９Ａの検出温度が第一温度の場合１００％になるように膨張器３２と３２Ａの開度を調整する。なお、膨張器３２と３２Ａに流れる冷媒の合計の流量は圧縮機３１で圧縮される冷媒の流量であり、その流量は熱負荷や過熱度や冷媒の温度や圧力等に基づいて制御部が調整する。
冷媒回路９１と９２とポンプ３６が運転されると、湯の生成に必要な熱量の一部が熱交換器３７で吸収され、残りの熱は熱交換器３３で外気から吸収されて湯が生成され、熱交換器３７付近の温度は第二温度付近まで下がる。この運転を同時運転と呼ぶ。同時運転は、過渡現象を回避できると共に貯水槽１１内の下部の水温を第二温度付近またはそれ以下に保つことができる。従って、冷房給湯装置２１０は熱効率の高い冷房を行うと共に熱効率の高い湯の生成を行なうことができる。
【００２１】
同時運転において、温度検出器３９Ａの検出温度が第二温度以上で第一温度未満の場合、冷媒回路９２に流れる冷媒の割合を第二温度と温度検出器３９Ａの検出温度の温度差に比例するように調整したが、冷媒回路９２に流れる冷媒の割合を第二温度と温度検出器３９Ａの検出温度の温度差が大きくなるにつれて階段状に多くするように調整しても良い。膨張器３２と３２Ａに電子膨張器を使用した場合、膨張器３２と３２Ａは階段状に開度が制御されるが階段の段数を多くすれば過渡現象の問題は殆ど生じない。
熱交換器３７から流出した冷媒と熱交換器３３から流出した冷媒は状態（乾き度や過熱度）が異なる。過熱度で冷媒の流量を制御する場合、異なる状態の冷媒を同一の状態の冷媒にした後に、その冷媒の温度を検出する必要がある。また異なる状態の冷媒を同一の状態の冷媒にした後に、気相冷媒を圧縮機３１に入れるのが好ましい。
【００２２】
冷房運転の指示があり温度検出器５９の検出温度が第四温度未満の場合、冷媒回路９３が運転される。冷媒回路９３が運転されると建物内の空気の熱が熱交換器５３で吸収され、熱交換器５４でその熱が貯水槽１１内の水に放出される。熱交換器５４で加熱された水は上昇し、自然対流が生じる。つまり、熱交換器５４は熱交換器５４より上方の水を加熱する。熱交換器５４の上方に第四温度より低温の水が充分ある場合、温度検出器５９の検出温度は第四温度まで上昇しない。
温度検出器５９の検出温度が第四温度以上にまで上昇した場合、所定の第一排熱処理を行なう。第一排熱処理は、給湯口１２に接続した排水弁（不図示）を開き貯水槽１１の湯を排出する（図１０の排水弁７３Ａ参照）、または温度検出器３９と温度検出器５９の間の貯水槽１１に排水口（不図示）を設け、その排水口に接続した排水弁（不図示）を開けて貯水槽１１の水を排出する（図１６の排水装置１７０参照）処理である。いずれの排水弁が開かれた場合でも、給水口１３から給水され、温度検出器５９の検出温度が第四温度未満に下がり、冷媒回路９３は熱効率良く運転される。つまり、冷房の排熱は、外気に放出せず、排水により貯水槽１１外に放出される。熱交換器３７と５４の間に、融解温度が第三温度より高く第四温度より低い潜熱蓄熱材を有する潜熱蓄熱体が配置された場合（図５参照）、冷房の排熱はその潜熱蓄熱体に蓄えられ、排水量が減少するまたは排水がされない。
【００２３】
長時間湯が使われない場合、貯水槽１１の断熱材を通して湯が放熱され、中温水が生成される場合がある。そして所定の湯生成条件が満たされ、湯が生成され、中温水が温度検出器３９Ａの位置まで下降した場合、冷媒回路９１と９２がオンオフ運転または同時運転され、高い熱効率で湯が生成される。
冷房給湯装置２１０は、冷媒回路９３が運転され、深夜に湯生成装置１３０が運転される場合、冷媒回路９３の運転で生成された中温水は、深夜の湯生成装置１３０の運転により冷水になるので、翌日冷房装置１５０は高い熱効率で運転される。従って、冷房給湯装置２１０は熱効率の高い冷房を行うと共に熱効率の高い湯の生成を行なうことができる。
【００２４】
図２に冷房給湯装置の第二参考例である冷房給湯装置２１０Ａを示す。冷房給湯装置２１０Ａは貯水装置１１０と湯生成装置１３０Ａと冷房装置１５０を備える。貯水装置１１０と冷房装置１５０は既に説明されている。湯生成装置１３０Ａは、冷媒回路９１と９２Ａと水循環路３８とポンプ３６を備える。膨張器３２Ｂと３２Ｃは外部信号により開度が調整される機能を有するとする。
冷媒回路９１は圧縮機３１と熱交換器３４と膨張器３２Ｂと熱交換器３３を備え、それらに冷媒を循環させて冷凍サイクルを形成し、湯生成装置１３０の冷媒回路９１と同等である。冷媒回路９２Ａは圧縮機３１と熱交換器３４と膨張器３２Ｃと熱交換器３７と３３を備え、それらに冷媒を循環させて冷凍サイクルを形成する。冷媒回路９２Ａが運転されると冷媒回路９２Ａは熱交換器３７と３３で熱を吸収し、熱交換器３４で熱を放出する。
なお、外部信号により開度が調整される機能を有する膨張器は、外部信号により開度が調整される機能を有さない膨張器と、外部信号により流量が調整される機能を有するバルブで置換可能である。
【００２５】
所定の湯生成条件が満たされ、温度検出器３９の検出温度が第一温度未満であり、温度検出器３９Ａの検出温度が第二温度未満の場合、制御部は膨張器３２Ｃ閉じ、冷媒回路９１とポンプ３６を運転する。制御部は所定の湯生成条件が満たされ、温度検出器３９の検出温度が第一温度未満であり、温度検出器３９Ａの検出温度が第二温度以上の場合、冷媒回路９１と９２Ａとポンプ３６を運転し、冷媒回路９１と９２Ａに流す冷媒の流量の割合を、温度検出器３９Ａの検出温度と第二温度の差に基づいて算出し、その割合になるように膨張器３２Ｂと３２Ｃの開度を調整する。つまり、冷媒回路９１と９２Ａは同時運転され、貯水槽１１内の下部の水温が第二温度付近またはそれ以下に保たれる。従って、冷房給湯装置２１０Ａは熱効率の高い冷房を行うと共に熱効率の高い湯の生成を行なうことができる。
なお、熱交換器３７から冷媒と膨張器３２Ｂから流出した冷媒は、熱交換器３３内で混合されるので熱交換器３３の出口において同一の状態となり、過熱度の検出が容易にできる。冷媒回路９１と９２Ａはオンオフ運転も可能である。
【００２６】
図３に冷房給湯装置の第三参考例である冷房給湯装置２１０Ｂを示す。冷房給湯装置２１０Ｂは貯水装置１１０と湯生成装置１３０Ｂと冷房装置１５０を備える。貯水装置１１０と冷房装置１５０は既に説明されている。湯生成装置１３０Ｂは冷媒回路９１と９２Ｂと水循環路３８とポンプ３６を備える。
冷媒回路９１は圧縮機３１と熱交換器３４と膨張器３２Ｂと熱交換器３３を備え、それらに冷媒を循環させて冷凍サイクルを形成し、湯生成装置１３０の冷媒回路９１と同等である。冷媒回路９２Ｂは圧縮機３１と熱交換器３４と膨張器３２Ｃと熱交換器３７と膨張器３２Ｂと熱交換器３３を備え、それらに冷媒を循環させて冷凍サイクルを形成する。冷媒回路９２Ｂが運転されると冷媒回路９２Ｂは、冷媒回路９２Ａと同様に熱交換器３３と３７で熱を吸収し、熱交換器３４で熱を放出する。冷媒回路９２Ｂにおいて冷媒は膨張器３２Ｂと３２Ｃで減圧（膨張）されるので熱交換器３７内の圧力は熱交換器３４と３３の圧力の中間であり、熱交換器３７内の冷媒の温度は熱交換器３４と３３内の冷媒の温度の中間である。そして熱交換器３７内の圧力と冷媒の温度は膨張器３２Ｂと３２Ｃの開度により調整可能である。
【００２７】
所定の湯生成条件が満たされ、温度検出器３９の検出温度が第一温度未満であり、温度検出器３９Ａの検出温度が第二温度未満の場合、制御部はバルブ３５を開け膨張器３２Ｃを閉じ、冷媒回路９１とポンプ３６を運転する。
所定の湯生成条件が満たされ、温度検出器３９の検出温度が第一温度未満であり、温度検出器３９Ａの検出温度が第二温度以上の場合、制御部はバルブ３５を閉じ、冷媒回路９２Ｂとポンプ３６を運転し、膨張器３２Ｂと３２Ｃの開度を、膨張器３２Ｃの出口の冷媒の温度が第二温度付近の温度になるように調整する。冷媒回路９２Ｂとポンプ３６が運転されると、熱交換器３７が熱交換器３７の下方の水から熱を吸収し、熱交換器３３が外気から熱を吸収して、熱交換器３４で湯を生成する。そして温度検出器３９Ａの検出温度が第三温度未満になった場合、冷媒回路９２Ｂの運転は停止され、冷媒回路９１が運転される。つまり、冷媒回路９１と冷媒回路９２Ｂはオンオフ運転され、貯水槽１１内の下部の水温が第二温度付近またはそれ以下に保たれる。従って、冷房給湯装置２１０Ｂは熱効率の高い冷房を行うと共に熱効率の高い湯の生成を行なうことができる。
【００２８】
図４に冷房給湯装置の第四参考例である冷房給湯装置２１０Ｃを示す。冷房給湯装置２１０Ｃは貯水装置１１０Ａと湯生成装置１３０Ｃと冷房装置１５０Ａを備える。
貯水装置１１０Ａは水で充填された貯水槽１１Ａを備え、貯水槽１１Ａは給湯口１２と給水口１３と温度検出器３９の下方に配置された中間口１４を有する。中間口１４の位置は、最上部から温度検出器３９の位置まで湯が生成された時にできる温度成層の第二温度より低い温度の層の位置に配置される。つまり、中間口１４は熱交換器３７が配置される位置と同様な水平位置に配置される。なお、温度検出器３９Ａは中間口１４の少し下方に、温度検出器５９は貯水槽１１Ａの底部付近に配置される。
湯生成装置１３０Ｃは、湯生成装置１３０Ａの熱交換器３７を、水流路に流れる水と冷媒流路に流れる冷媒との熱交換を行なう熱交換器３７Ａと、熱交換器３７Ａを経由し中間口１４と給水口１３を結ぶ水循環路３８Ａと、水循環路３８Ａの途中に配置されたポンプ３６Ａで置換したものである。
冷媒回路９２Ｃは、圧縮機３１と熱交換器３４と膨張器３２Ｃと熱交換器３７Ａと３３を備え、それらに冷媒を循環させて冷凍サイクルを形成し、熱交換器３７Ａを介して、中間口１４から取り入れた水から熱を吸収し、その水は給水口１３に戻される。つまり、冷媒回路９２Ｃは、冷媒回路９２Ａと同様に貯水槽１１内の温度検出器３９の下方の水の熱を吸収し、熱交換器３４で湯を生成する。
湯生成装置１３０Ｃは湯生成装置１３０Ａと同様に動作する。但し、冷媒回路９２Ｃが運転される場合にポンプ３６Ａが運転される。
【００２９】
冷房装置１５０Ａは、冷房装置１５０の熱交換器５４を、水流路に流れる水と冷媒流路に流れる冷媒との熱交換を行なう熱交換器５４Ａと、熱交換器５４Ａを経由し中間口１４と給水口１３を結ぶ水循環路５８と、水循環路５８の途中に配置されたポンプ５６で置換したものである。
冷媒回路９３Ａは、圧縮機５１と熱交換器５４Ａと膨張器５２と熱交換器５３を備え、それらに冷媒を循環させて冷凍サイクルを形成し、熱交換器５４Ａを介して、給水口１３から取り入れた水に熱を放出し、その水は中間口１４に戻される。つまり、冷媒回路９３Ａは、冷媒回路９３と同様に貯水槽１１内の温度検出器３９の下方の水に熱を放出する。
冷房装置１５０Ａは冷房装置１５０と同様に動作する。但し、冷媒回路９３Ａが運転される場合にポンプ５６が運転される。
【００３０】
図５に冷房給湯装置の第五参考例である冷房給湯装置２１０Ｄを示す。冷房給湯装置２１０Ｄは冷房給湯装置２１０Ａに潜熱蓄熱体２１を追加した構成であり、潜熱蓄熱体２１は貯水槽１１内の熱交換器３７と熱交換器５４の間に配置される。融解温度が第三温度より高く、第四温度より低く、且つ第五温度より低い潜熱蓄熱材が潜熱蓄熱体２１の潜熱蓄熱材として使用される。例えば、潜熱蓄熱材として硫酸ナトリウム十水塩（融解温度３２．４度）やパラフィン（Ｃ１８Ｈ３８、融解温度２８．２度）が使用される。融解温度の低い潜熱蓄熱材を使用すると、冷媒回路９３の高圧の冷媒の温度を低くできるので、冷房装置１５０の熱効率は高くなる。更に、潜熱蓄熱体２１は大量の熱を蓄えることができるので、貯水槽１１を小型にできる。
第三温度以上で潜熱蓄熱体２１の融解温度未満の所定の温度を第六温度と呼ぶ。
【００３１】
所定の湯生成条件が満たされ、温度検出器３９の検出温度が第一温度未満であり、温度検出器３９Ａの検出温度が第六温度未満の場合、制御部は膨張器３２Ｃ閉じ、冷媒回路９１とポンプ３６を運転する。
所定の湯生成条件が満たされ、温度検出器３９の検出温度が第一温度未満であり、温度検出器３９Ａの検出温度が第六温度以上の場合、制御部は冷媒回路９１と９２Ａとポンプ３６を運転し、
冷媒回路９１と９２Ａに流す冷媒の流量の割合を、温度検出器３９Ａの検出温度と第六温度の差に基づいて算出し、その割合になるように膨張器３２Ｂと３２Ｃの開度を調整する。例えば、制御部は、冷媒回路９２Ａに循環される冷媒の割合が、温度検出器３９Ａの検出温度が第六温度以上で融解温度未満の場合、第六温度と温度検出器３９Ａの検出温度の温度差に比例し、温度検出器３９Ａの検出温度が融解温度以上の場合、１００％になるように膨張器３２Ｂと３２Ｃの開度を調整する。この冷媒回路９１と９２Ａの同時運転で十分な湯量が生成された場合、貯水槽１１内の下部の水温は第六温度付近またはそれ以下に下がり、潜熱蓄熱体２１は凝固される。
冷房装置１５０は冷房の排熱を熱交換器５４で貯水装置１１内の水に放出し、潜熱蓄熱体２１を融解する。つまり、潜熱蓄熱体２１は冷房の排熱で融解され、湯の生成時に凝固される。潜熱蓄熱体２１の潜熱が湯の生成に必要な熱量より多く、湯の生成に必要な熱量が冷房の排熱の熱量より多い場合、冷房の排熱は全て湯の生成に利用され得る。なお、冷房の排熱の熱量が多く、温度検出器５９Ａの検出温度が第四温度以上になった場合、第一排熱処理が行なわれる。
従って、冷房給湯装置２１０Ｄは熱効率の高い冷房を行うと共に熱効率の高い湯の生成を行なうことができ、更に冷房給湯装置２１０Ａより小型にできる。
【００３２】
図６に冷房給湯装置の第六参考例である冷房給湯装置２１０Ｅを示す。冷房給湯装置２１０Ｅは貯水装置１１０と湯生成装置１３０Ｄと冷房装置１５０を備える。貯水装置１１０と冷房装置１５０は既に説明されている。
湯生成装置１３０Ｄは冷媒回路９１Ａと９２Ｄと水循環路３８とポンプ３６を備える。冷媒回路９１Ａは、低段側回転圧縮要素で中間圧まで圧縮した冷媒を中間連結回路７５Ｃを経由して高段側回転圧縮要素に吸入し、高段側回転圧縮要素で高圧まで圧縮する圧縮機３１Ａと、熱交換器３４と、飽和圧力以下まで減圧する膨張器３２Ｄと、湿りガス状態になった冷媒を気液分離する気液分離器７５Ａと、気液分離器７５Ａで分離された液体の冷媒を減圧する膨張器３２Ｂと、熱交換器３３を備え、それらに冷媒を循環させて冷凍サイクルを形成する。気液分離器７５Ａで分離された気体の冷媒はインジェクション回路７５Ｂを経由して圧縮機３１Ａにインジェクションされる。冷媒回路９１Ａが運転されると冷媒回路９１Ａは、冷媒回路９１と同様に熱交換器３３で熱を吸収し、熱交換器３４で熱を放出する。なお、冷媒回路９１Ａは超臨界域で動作し、冷媒は二酸化炭素である。
【００３３】
冷媒回路９２Ｄは、圧縮機３１Ａと、熱交換器３４と、膨張器３２Ｄと気液分離器７５Ａと、気液分離器７５Ａで分離された液体の冷媒を減圧する膨張器３２Ｃと、熱交換器３７と３３を備え、それらに冷媒を循環させて冷凍サイクルを形成する。気液分離器７５Ａで分離された気体の冷媒はインジェクション回路７５Ｂを経由して圧縮機３１Ａにインジェクションされる。冷媒回路９２Ｄが運転されると冷媒回路９２Ｄは、冷媒回路９２Ａと同様に熱交換器３３と３７で熱を吸収し、熱交換器３４で熱を放出する。
冷媒回路９１Ａと９２Ｄの起動と停止と冷媒の流量の割合の制御は冷媒回路９１と９２Ａの起動と停止と冷媒の流量の割合の制御と同様に行なわれる。
この二段圧縮二段膨張方式（特開２００７−１７８０４２参照）は熱効率を改善し、安定した運転を提供する。
【００３４】
図７に冷房給湯装置の第七参考例である冷房給湯装置２１０Ｆを示す。冷房給湯装置２１０Ｆは貯水装置１１０と湯生成装置１３０Ｅと冷房装置１５０を備える。貯水装置１１０と冷房装置１５０は既に説明されている。
湯生成装置１３０Ｅは冷媒回路９１Ｂと９２Ｅと水循環路３８とポンプ３６を備える。冷媒回路９１Ｂは圧縮機３１と熱交換器３４と、低圧冷媒流路に流れる低圧の冷媒と高圧冷媒流路に流れる高圧の冷媒との熱交換を行なう熱交換器７６Ａの高圧冷媒流路と、膨張器３２Ｂと、熱交換器３３と、気相と液相を分離するアキュームレータ７６Ｂと、熱交換器７６Ａの低圧冷媒流路を備え、それらに冷媒を循環させて冷凍サイクルを形成する。冷媒回路９１Ｂが運転されると、冷媒回路９１Ｂは冷媒回路９１と同様に、熱交換器３３で熱を吸収し、熱交換器３４で湯を生成する。
冷媒回路９２Ｅは、圧縮機３１と熱交換器３４と、熱交換器７６Ａの高圧冷媒流路と、膨張器３２Ｃと、熱交換器３７と３３と、アキュームレータ７６Ｂと、熱交換器７６Ａの低圧冷媒流路を備え、それらに冷媒を循環させて冷凍サイクルを形成する。冷媒回路９２Ｅが運転されると冷媒回路９２Ｅは冷媒回路９２Ａと同様に、熱交換器３３と３７で熱を吸収し、熱交換器３４で熱を放出する。
冷媒回路９１Ｂと９２Ｅの起動と停止と冷媒の流量の割合の制御は冷媒回路９１と９２Ａの起動と停止と冷媒の流量の割合の制御と同様に行なわれる。
熱交換器７６Ａは冷凍サイクルの冷凍能力を向上させる（特開２００１−１０８３０８参照）。
【００３５】
図８に冷房給湯装置の第八参考例である冷房給湯装置２１０Ｇを示す。冷房給湯装置２１０Ｇは貯水装置１１０と湯生成装置１３０Ｆと冷房装置１５０を備える。貯水装置１１０と冷房装置１５０は既に説明されている。
湯生成装置１３０Ｆは、冷媒回路９１Ｃと冷媒回路９２Ｆと水循環路３８とポンプ３６を備える。エジェクタ７７Ｂは熱交換器３４から流出する冷媒を減圧膨張させて熱交換器３３にて蒸発した気相冷媒を吸引するとともに、膨張エネルギーを圧力エネルギーに変換して圧縮機３１の吸入圧を上昇させる装置であり、気液分離器７７Ａは冷媒を気相冷媒と液相冷媒とに分離して冷媒を貯える装置である。
冷媒回路９１Ｃは圧縮機３１と熱交換器３４とエジェクタ７７Ｂと気液分離器７７Ａと膨張器３２Ｂと熱交換器３３を備え、それらに冷媒を循環させて冷凍サイクルを形成する。冷媒回路９１Ｃにおいて、圧縮機３１で圧縮された高温の冷媒は熱交換器３４で冷却され、エジェクタ７７Ｂにより減圧される。エジェクタ７７Ｂにより減圧された冷媒は気液分離器７７Ａにより気相と液相に分離され、気相の冷媒は圧縮機３１に吸引され、液相の冷媒は膨張器３２Ｂにより減圧され、熱交換器３３で外気と熱交換し、エジェクタ７７Ｂに吸引される。冷媒回路９１Ｃが運転されると冷媒回路９１Ｃは、冷媒回路９１と同様に熱交換器３３で熱を吸収し、熱交換器３４で熱を放出する。
【００３６】
冷媒回路９２Ｆは圧縮機３１と熱交換器３４とエジェクタ７７Ｂと気液分離器７７Ａと膨張器３２Ｃと熱交換器３７と３３を備え、それらに冷媒を循環させて冷凍サイクルを形成する。冷媒回路９２Ｆにおいて、圧縮機３１で圧縮された高温の冷媒は熱交換器３４で冷却され、エジェクタ７７Ｂにより減圧される。エジェクタ７７Ｂにより減圧された冷媒は気液分離器７７Ａにより気相と液相に分離され、気相の冷媒は圧縮機３１に吸引され、液相の冷媒は膨張器３２Ｃにより減圧され、熱交換器３７で貯水槽１１内の水の熱を吸収し、熱交換器３３で外気の熱を吸収し、エジェクタ７７Ｂに吸引される。冷媒回路９２Ｆが運転されると冷媒回路９２Ｆは、冷媒回路９２Ａと同様に熱交換器３７と３３で熱を吸収し、熱交換器３４で熱を放出する。
冷媒回路９１Ｃと９２Ｆの起動と停止と冷媒の流量の割合の制御は冷媒回路９１と９２Ａの起動と停止と冷媒の流量の割合の制御と同様に行なわれる。
冷媒回路９１Ｃと９２Ｆは、減圧時に発生する膨張エネルギーをより確実に回収するので冷凍サイクルの熱効率を上げることができる（特開２００２−３１８０１９参照）。
【００３７】
図１０に冷房給湯装置の第十参考例である冷房給湯装置２２０を示す。冷房給湯装置２２０は貯水装置１１０と湯生成装置１３０Ｈと冷房装置１５０と湯の排出を制御する排水弁７３Ａを備える。貯水装置１１０と冷房装置１５０は既に説明されている。
湯生成装置１３０Ｈは湯生成装置１３０Ａに温度検出器３９Ｂと３９Ｃを追加した構成である。
温度検出器３９Ｃは、湯切れを起こさないために、湯生成装置１３０Ｈが起動されてから熱交換器３４で湯が生成されるまでの間に使用される湯量が、その上部の貯水槽１１内に貯えられる位置に配置される。温度検出器３９Ｂは、湯生成装置１３０Ｈの起動の頻度を適正にするために、または安価に湯を生成するために、温度検出器３９Ｃから所定の距離下方に配置される。
【００３８】
冷房給湯装置２２０は冬期モードと中間期モードと冷房モードのいずれかのモードで運転される。冷房給湯装置２２０は所定の日時（例えば１１月１日午前０時）に冬期モードに移行し、別の所定の日時（例えば５月１日午前０時）に中間期モードに移行する。冷房給湯装置２２０は、中間期モードにおいて排湯がある場合、その時以降の午前０時に冷房モードに移行し、冷房モードにおいて午前０時の直前に、過去２４時間の冷房の排熱量を冷媒回路９３の運転履歴から算出し、その冷房の排熱量が所定の熱量未満の場合、午前０時に中間期モード（但し、１０月３１日の場合は冬期モード）に移行する。所定の熱量は、例えば温度検出器５９と３９の間の貯水槽１１の体積と、第三温度と第四温度の温度差と、水の比熱と密度を乗算して得られる熱量である。
（１）冬期モードの動作
冬期モードにおいて、湯の生成の指示は、所定の湯生成条件が満たされ、温度検出器５９の検出温度が第一温度未満の場合に出力される。所定の湯生成条件とは所定の時刻、温度検出器３９Ｃが第一温度未満等である。
湯の生成の運転の指示がある場合の動作：
温度検出器５９の検出温度が第一温度になるまで冷媒回路９１が運転される。
冷房運転の指示がある場合の動作：
温度検出器５９の検出温度が第四温度未満の場合、冷媒回路９３が運転され、温度検出器５９の検出温度が第四温度以上の場合、排水弁７３Ａが開けられて排水され、温度検出器５９が第四温度未満を検出した後に冷媒回路９３が運転される。
【００３９】
（２）中間期モードの動作
中間期モードにおいて、湯の生成の指示は、所定の湯生成条件が満たされ、温度検出器３９の検出温度が第一温度未満の場合に出力される。所定の湯生成条件とは所定の時刻、温度検出器３９Ｃが第一温度未満等である。
湯の生成の運転の指示がある場合の動作：
温度検出器３９Ａの検出温度が第二温度未満の場合、冷媒回路９１が運転され、温度検出器３９Ａの検出温度が第二温度以上の場合、冷媒回路９１と９２Ａが同時運転され、温度検出器３９の検出温度が第一温度以上になるまで湯が生成される。
冷房運転の指示がある場合の動作：
温度検出器５９の検出温度が第四温度未満の場合、冷媒回路９３が運転され、温度検出器５９の検出温度が第四温度以上の場合、排水弁７３Ａが開けられて排水され、温度検出器５９が第四温度未満を検出した後に冷媒回路９３が運転される。
（３）冷房モードの動作
冷房モードにおいて、湯の生成の指示は、所定の湯生成条件が満たされ、温度検出器３９Ｂの検出温度が第一温度未満の場合に出力される。所定の湯生成条件とは所定の時刻、温度検出器３９Ｃが第一温度未満等である。
湯の生成の運転の指示がある場合の動作：
温度検出器３９Ａの検出温度が第二温度未満ある場合、冷媒回路９１が運転され、温度検出器３９Ａの検出温度が第二温度以上の場合、冷媒回路９１と９２Ａが同時運転され、温度検出器３９Ｂが第一温度以上を検出するまで湯が生成される。
冷房運転の指示がある場合の動作：
温度検出器５９の検出温度が第四温度未満の場合、冷媒回路９３が運転され、温度検出器５９の検出温度が第四温度以上の場合、排水弁７３Ａが開けられて排水され、温度検出器５９が第四温度未満を検出した後に冷媒回路９３が運転される。
なお、冷房給湯装置２２０は排水弁７３Ａを開いて排水するが冷房給湯装置２６０に示すように排水口を温度検出器５９と３９Ａの間に配置し、その排水口に排水弁を接続し、その排水弁を開けて排水しても良い。
【００４０】
冷房給湯装置２２０は、温度検出器３９と温度検出器３９Ｂの位置と、冬期モードと中間期モード間の移行の日時を地域の気候に応じて適正な値の設定することにより、気候の異なる地域で貯水槽１１の容量を最大限活用できる。例えば、温度検出器３９を、その上方の貯水槽１１に貯水槽１１の最大貯水量の８０％を貯える位置に配置し、温度検出器３９Ｂを、その上方の貯水槽１１に貯水槽１１の最大貯水量の３０％を貯える位置に配置する。冷房給湯装置２２０は、湯の使用量が多い冬期において、深夜電力料金が適用される深夜に貯水槽１１の略最大貯水量の湯を貯えて冬期に必要な一日分の湯量を供給し、湯の使用量が少し減少する中間期において、深夜電力料金が適用される深夜に８０％の貯水量の湯を貯えて中間期に必要な一日分の湯量を供給すると共に中間期の冷房の排熱を蓄える冷水の容積を確保し、湯の使用量が少なく、冷房の排熱量が大きい冷房期において、深夜電力料金が適用される深夜に少ない湯量を貯えて、冷房の大量の排熱を蓄えられるようにすると共に強冷房により生成される湯で冷房期に必要な湯量を補完する。
従って、冷房給湯装置２２０は、湯の生成の指示により生成される湯を貯える容積と冷房の排熱を蓄える容積の割合を季節により変えることにより貯水槽１１の容量を有効に活用し、貯水槽１１のサイズを最小にできる。更に、冷房給湯装置２２０は、排水がある場合に中間期モードから冷房モードへ移行し、冷房の排熱量が所定の熱量により少ない場合に冷房モードから中間期モードへ移行するので気温の変動に柔軟に対応できる。更に冷房給湯装置２２０は中温水の熱を吸収し、湯を生成するのでその湯の生成と冷房の熱効率は高い。
【００４１】
図１１に本発明の冷房給湯装置の第一実施形態である冷房給湯装置２３０を示す。冷房給湯装置２３０は貯水装置１１０と湯生成装置１３１を備える。貯水装置１１０は既に説明されている。湯生成装置１３１は湯生成装置１３０Ａに冷媒回路９４と９５を追加した構成である。
冷媒回路９４は圧縮機３１と熱交換器５４と膨張器５２と熱交換器５３を備え、それらに冷媒を循環させて冷凍サイクルを形成する。冷媒回路９４が運転されると、熱交換器５３で建物が冷房され、冷房の排熱が熱交換器５４で貯水槽１１の水に放出される。冷媒回路９５は圧縮機３１と熱交換器３４と膨張器５２Ａと熱交換器５３を備え、それらに冷媒を循環させて冷凍サイクルを形成する。冷媒回路９５が運転されると、熱交換器５３で建物が冷房され、熱交換器３４で湯が生成される。なお、膨張器５２と５２Ａは外部信号により開度が調整されるとする。
制御部は、冷媒回路９１を運転する場合、膨張器３２Ｃと５２と５２Ａを閉じ、冷媒回路９２Ａを運転する場合、膨張器３２Ｂと５２と５２Ａを閉じ、冷媒回路９１と９２Ａを同時運転する場合、膨張器５２と５２Ａを閉じ、冷媒回路９４を運転する場合、膨張器３２Ｂと３２Ｃと５２Ａを閉じ、冷媒回路９５を運転する場合、膨張器３２Ｂと３２Ｃと５２を閉じ、冷媒回路９１と９５を同時運転する場合、膨張器３２Ｃと５２を閉じ、冷媒回路９２Ａと９５を同時運転する場合、膨張器３２Ｂと５２を閉じる。
冷媒回路９１と９２Ａと９４と９５と膨張器３２Ｂと３２Ｃと５２と５２Ａと熱交換器３３と３４と３７と５４と５３がそれぞれ本発明の第一冷媒回路と第二冷媒回路と第四冷媒回路と第五冷媒回路と第一膨張器と第二膨張器と第三膨張器と第四膨張器と熱伝達手段と湯生成熱交換器と吸熱手段と放熱手段と建物熱交換手段に相当する。
【００４２】
冷媒回路９１と９２Ａと９５が運転される場合、圧縮機３１は冷媒を高圧、高温度（例えば９０度）に圧縮する高速運転で運転され、湯が生成される。冷媒回路９４が運転される場合、圧縮機３１は高速運転より低速な低速運転で運転され、圧縮された冷媒の圧力と温度は高速運転の場合より低く、その温度は例えば５０度である。冷媒として二酸化炭素が使用された場合、圧縮機３１が高速運転されると、臨界点を超える超臨界冷凍サイクルが形成され、圧縮機３１が低速運転されると、臨界点を超えない冷凍サイクルが形成されるのが好ましい。なお、使用される冷媒はＨＦＣ系冷媒でも他の冷媒でも良い。
冷媒回路９５の運転は冷房能力の高い強冷房運転であり、冷媒回路９４の運転は冷房能力の低い弱冷房運転である。なお、弱冷房運転は冷媒回路９５と冷媒回路９１または９２Ａとの同時運転により可能である。冷媒回路９１と９５の同時運転は、圧縮機３１が高速運転され、熱交換器５３に流れる冷媒の流量を弱冷房に対応する流量になるように膨張器３２Ｂと５２Ａの開度が調整されて、弱冷房を行うと共に弱冷房の排熱と外気の熱から湯を生成する。冷媒回路９２Ａと９５の同時運転は、圧縮機３１が高速運転され、熱交換器５３に流れる冷媒の流量を弱冷房に対応する流量になるように膨張器３２Ｃと５２Ａの開度が調整され、弱冷房を行うと共に弱冷房の排熱と貯水槽１１の水の熱から湯を生成する。
なお、熱交換器５３と３３から流出した冷媒は状態（乾き度や過熱度）が異なるので同一の状態の冷媒にした後に過熱度等の検出を行い、気相冷媒を圧縮機３１に入れるのが好ましい。
【００４３】
冷房給湯装置２３０は一つの圧縮機で湯の生成と冷房を行うために湯の生成中に冷房の指示がある場合もあるし、冷房中に湯の生成の指示がある場合もある。なお、湯の生成中とは冷媒回路９１または冷媒回路９２Ａの運転中または冷媒回路９１と９２Ａの同時運転中を意味する。冷房指示には強冷房運転の指示と弱冷房運転の指示がある。
（Ａ）冷房中でない時に湯の生成の指示がある場合の動作
湯生成装置１３１は湯生成装置１３０Ａと同様に動作する。
（Ｂ）湯の生成中でない時に冷房の指示がある場合の動作
弱冷房運転の指示の場合の動作：
温度検出器５９の検出温度が第四温度未満の場合、冷媒回路９４が運転される。温度検出器５９の検出温度が第四温度以上の場合、第一排熱処理または第二排熱処理が行なわれる。第一排熱処理は既に説明されている。第二排熱処理は、バルブや四方弁等を冷媒の経路に追加することにより圧縮機３１と熱交換器３３と膨張器５２Ａと熱交換器５３を順次接続して冷凍サイクルを形成する冷媒回路を運転し、冷房の排熱を外気に放出する処理である。なお、弱冷房運転における第四温度は、冷媒回路９４の熱効率が低くなる温度である。
強冷房運転の指示の場合の動作：
温度検出器５９の検出温度が第五温度未満の場合、冷媒回路９５が運転され、温度検出器５９の検出温度が第五温度以上の場合、第一排熱処理または第二排熱処理が行なわれ、温度検出器５９の検出温度が第五温度未満にされる。
【００４４】
（Ｃ）湯の生成中に冷房の指示がある場合の動作
弱冷房運転の指示の場合の動作：
冷媒回路９１の運転中の場合、冷媒回路９１の運転は冷媒回路９１と９５の同時運転に徐々に移行される。冷媒回路９２Ａの運転中の場合、冷媒回路９２Ａの運転は冷媒回路９２Ａと９５の同時運転に徐々に移行される。媒回路９１と９２Ａの同時運転中の場合、冷媒回路９１と９２Ａの同時運転は冷媒回路９２Ａと９５の同時運転に徐々に移行される。
強冷房運転の指示の場合の動作：
湯の生成の運転は冷媒回路９５の運転に徐々に移行される。
なお、湯の生成の運転とは冷媒回路９１または冷媒回路９２Ａの運転または冷媒回路９１と９２Ａの同時運転である。また、例えば冷媒回路９１が冷媒回路９５に徐々に移行されるとは、冷媒回路９１と９５が同時運転され、冷媒回路９１に流れる冷媒の量が徐々に減らされ、冷媒回路９５に流れる冷媒の量が徐々に増加され、移行の完了時点で冷媒回路９１に流れる冷媒の量が無くなり、全ての冷媒が冷媒回路９５に流れる。徐々に移行することにより過渡現象が抑制される。
（Ｄ）冷房中に湯の生成の指示がある場合の動作
冷媒回路９５の運転中に湯の生成指示の場合の動作：
冷媒回路９５の運転は継続される。
冷媒回路９４の運転中に湯の生成指示の場合の動作：
圧縮機３１が低速運転から高速運転に移行され、冷媒回路９４の運転は、温度検出器３９Ａの検出温度が第二温度未満の場合、冷媒回路９１と９５の同時運転に移行され、温度検出器３９Ａの検出温度が第二温度以上の場合、冷媒回路９２Ａと９５の同時運転に移行される。
冷房給湯装置２３０は、強冷房運転において圧縮機３１を高速運転し、冷房の排熱で湯を生成するので冷房と湯の生成の熱効率が極めて高く、弱冷房運転において圧縮機３１を低速運転するので冷房の熱効率が高い。更に、冷房給湯装置２２０は一台の圧縮機で湯の生成と冷房を行うので安価で小型である。
【００４５】
図１２に本発明の冷房給湯装置の第二実施形態である冷房給湯装置２３０Ａを示す。冷房給湯装置２３０Ａは貯水装置１１０と湯生成装置１３１Ａを備える。貯水装置１１０は既に説明されている。
湯生成装置１３１Ａは冷媒回路９１と９２Ａと９４と９５Ａと水循環路３８とポンプ３６を備える。冷媒回路９１と９２Ａと９４は既に説明されている。冷媒回路９５Ａは圧縮機３１と熱交換器３４と膨張器３２Ｂと熱交換器５３を備え、それらに冷媒を循環させて冷凍サイクルを形成する。
【００４６】
制御部は冷媒回路９１を運転する場合、バルブ３５Ｂを開け、バルブ３５Ｃと膨張器３２Ｃと５２を閉じ、冷媒回路９２Ａを運転する場合、バルブ３５Ｃと膨張器３２Ｂと５２を閉じ、冷媒回路９１と９２Ａを同時運転する場合、バルブ３５Ｂを開け、バルブ３５Ｃと膨張器５２を閉じ、冷媒回路９４を運転する場合、バルブ３５Ｃと膨張器３２Ｂと３２Ｃを閉じ、冷媒回路９５Ａを運転する場合、バルブ３５Ｃを開け、バルブ３５Ｂと膨張器３２Ｃと５２を閉じ、冷媒回路９２Ａと９５Ａを同時運転する場合、バルブ３５Ｂと膨張器５２を閉じ、冷媒回路１と９５Ａを同時運転する場合、膨張器３２Ｃと５２を閉じ、バルブ３５Ｂと３５Ｃの開度の割合を制御する。なお、バルブ３５Ｂと３５Ｃは三方弁で置換できる。
冷媒回路９１と９２Ａと９４と９５Ａと膨張器３２Ｂと３２Ｃと５２と熱交換器３３と３４と３７と５４と５３がそれぞれ本発明の第一冷媒回路と第二冷媒回路と第四冷媒回路と第五冷媒回路と第一膨張器と第二膨張器と第三膨張器と熱伝達手段と湯生成熱交換器と吸熱手段と放熱手段と建物熱交換手段に相当する。
冷媒回路９１と９２Ａと９４と９５Ａはそれぞれ湯生成装置１３１の冷媒回路９１と９２Ａと９４と９５と同様に機能する。従って、冷房給湯装置２３０Ａは冷房給湯装置２３０と同様に機能する。
【００４７】
図１３に本発明の冷房給湯装置の第三実施形態である冷房給湯装置２３０Ｂを示す。冷房給湯装置２３０Ｂは貯水装置１１０と湯生成装置１３１Ｂを備える。貯水装置１１０は既に説明されている。湯生成装置１３１Ｂは冷媒回路９１と９２Ａと９４と９５Ｂと水循環路３８とポンプ３６を備える。冷媒回路９１と９２Ａと９４は既に説明されている。冷媒回路９５Ｂは圧縮機３１と熱交換器３４と膨張器３２Ｃと熱交換器５３を備え、それらに冷媒を循環させて冷凍サイクルを形成する。
制御部は冷媒回路９１を運転する場合、膨張器３２Ｃと５２を閉じ、冷媒回路９２Ａを運転する場合、バルブ３５Ｄを開け、バルブ３５Ｅと膨張器３２Ｂと５２を閉じ、冷媒回路９１と９２Ａを同時運転する場合、バルブ３５Ｄを開け、バルブ３５Ｅと膨張器５２を閉じ、冷媒回路９４を運転する場合、バルブ３５Ｅと膨張器３２Ｂと３２Ｃを閉じ、冷媒回路９５Ｂを運転する場合、バルブ３５Ｅを開け、バルブ３５Ｄと膨張器３２Ｂと５２を閉じ、冷媒回路９２Ａと９５Ｂを同時運転する場合、バルブ３５Ｂと３５Ｅを開け、膨張器３２Ｂと５２を閉じ、冷媒回路９１と９５Ｂを同時運転する場合、バルブ３５Ｅを開け、バルブ３５Ｄと膨張器５２を閉じる。なお、バルブ３５Ｄと３５Ｅは三方弁で置換できる。
【００４８】
冷媒回路９１と９２Ａと９４と９５Ｂと膨張器３２Ｂと３２Ｃと５２と熱交換器３３と３４と３７と５４と５３がそれぞれ本発明の第一冷媒回路と第二冷媒回路と第四冷媒回路と第五冷媒回路と第一膨張器と第二膨張器と第三膨張器と熱伝達手段と湯生成熱交換器と吸熱手段と放熱手段と建物熱交換手段に相当する。
冷媒回路９１と９２Ａと９４と９５Ｂはそれぞれ湯生成装置１３１の冷媒回路９１と９２Ａと９４と９５と同様に機能する。従って、冷房給湯装置２３０Ｂは冷房給湯装置２３０と同様に機能する。
【００４９】
図１４に本発明の冷房給湯装置の第四実施形態である冷房給湯装置２３０Ｃを示す。冷房給湯装置２３０Ｄは貯水装置１１０と湯生成装置１３１Ｃを備える。貯水装置１１０は既に説明されている。
湯生成装置１３１Ｃは冷媒回路９１と９２Ａと９４と９５Ｃと水循環路３８とポンプ３６を備える。冷媒回路９１と９２Ａと９４は既に説明されている。冷媒回路９５Ｃは圧縮機３１と熱交換器３４と膨張器５２と熱交換器５３を備え、それらに冷媒を循環させて冷凍サイクルを形成する。
制御部は冷媒回路９１を運転する場合、バルブ３５Ｆと３５Ｇと膨張器３２Ｃを閉じ、冷媒回路９２Ａを運転する場合、バルブ３５Ｆと３５Ｇと膨張器３２Ｂを閉じ、冷媒回路９１と９２Ａを運転する場合、バルブ３５Ｆと３５Ｇを閉じ、冷媒回路９４を運転する場合、バルブ３５Ｆを開け、バルブ３５Ｇと膨張器３２Ｂと３２Ｃを閉じ、冷媒回路９５Ｃを運転する場合、バルブ３５Ｇを開け、バルブ３５Ｆと膨張器３２Ｂと３２Ｃを閉じ、冷媒回路９２Ａと９５Ｃを運転する場合、バルブ３５Ｇを開け、バルブ３５Ｆと膨張器３２Ｂを閉じ、冷媒回路１と９５Ｃを運転する場合、バルブ３５Ｇを開け、バルブ３５Ｆと膨張器３２Ｃを閉じる。
冷媒回路９１と９２Ａと９４と９５Ｃと膨張器３２Ｂと３２Ｃと５２と熱交換器３３と３４と３７と５４と５３がそれぞれ本発明の第一冷媒回路と第二冷媒回路と第四冷媒回路と第五冷媒回路と第一膨張器と第二膨張器と第三膨張器と熱伝達手段と湯生成熱交換器と吸熱手段と放熱手段と建物熱交換手段に相当する。
冷媒回路９１と９２Ａと９４と９５Ｃはそれぞれ湯生成装置１３１の冷媒回路９１と９２Ａと９４と９５と同様に機能する。従って、冷房給湯装置２３０Ｃは冷房給湯装置２３０と同様に機能する。
【００５０】
図１５に本発明の冷房給湯装置の第五実施形態である冷房給湯装置２４０を示す。冷房給湯装置２４０は貯水装置１１０と湯生成装置１３１Ｄと湯の排出を制御する排水弁７３Ａを備える。貯水装置１１０は既に説明されている。
湯生成装置１３１Ｄは、湯生成装置１３１に温度検出器３９Ｂと３９Ｃを追加した構成である。
温度検出器３９Ｃは、湯切れを起こさないために、湯生成装置１３１Ｄが起動されてから熱交換器３４で湯が生成されるまでの間に使用される湯量が、その上部の貯水槽１１に貯えられる位置に配置される。温度検出器３９Ｂは、湯生成装置１３１Ｄの起動の頻度を適正にするために、または安価に湯を生成するために、温度検出器３９Ｃから所定の距離下方に配置される。
【００５１】
冷房給湯装置２４０は、冷房給湯装置２２０と同様な冬期モードと中間期モードと冷房モードのいずれかのモードで運転される。冷房給湯装置２４０のモード間の移行は冷房給湯装置２２０と同様に行なわれる。
冷媒回路９１と９２Ａと９５が運転される場合、冷房給湯装置２３０と同様に、圧縮機３１が高速運転で運転されて湯が生成され、冷媒回路９４が運転される場合、圧縮機３１が速運転で運転されて建物が弱冷房される。
従って、冷房給湯装置２４０の動作は冷房給湯装置２２０と２３０を複合した動作となる。
【００５２】
（１）冬期モードの動作
冷房モードにおいて、湯の生成の指示は、所定の湯生成条件が満たされ、温度検出器５９の検出温度が第一温度未満の場合に出力され、温度検出器５９の検出温度は湯の生成中、第一温度未満である。所定の湯生成条件とは所定の時刻、温度検出器３９Ｃが第一温度未満等である。
（Ａ）冷房中でない時に湯の生成の指示がある場合の動作
冷媒回路９１が運転され、温度検出器５９の検出温度が第一温度以上になるまで湯が生成される。
（Ｂ）湯の生成中でない時に冷房の指示がある場合の動作
弱冷房運転の指示の場合の動作：
温度検出器５９の検出温度が第四温度未満の場合、冷媒回路９４が運転される。温度検出器５９の検出温度が第四温度以上の場合、排水弁７３Ａが開けられて排水され、温度検出器５９の検出温度が第四温度未満にされた後に冷媒回路９４が運転される。
強冷房運転の指示の場合の動作：
温度検出器５９の検出温度が第四温度未満の場合、冷媒回路９５が運転される。温度検出器５９の検出温度が第四温度以上の場合、排水弁７３Ａが開けられて排水され、温度検出器５９の検出温度が第四温度未満にされた後に冷媒回路９５が運転される。
（Ｃ）湯の生成中に冷房の指示がある場合の動作
強冷房運転の指示の場合の動作：
湯の生成の運転は冷媒回路９５の運転に徐々に移行される。
弱冷房運転に指示の場合の動作：
湯の生成の運転は冷媒回路９１と９５の同時運転に徐々に移行される。
（Ｄ）冷房中に湯の生成の指示がある場合の動作
冷媒回路９５の運転中に湯の生成指示がある場合の動作：
冷媒回路９５の運転が継続される。
冷媒回路９４の運転中に湯の生成指示がある場合の動作：
圧縮機３１が低速運転から高速運転に移行され、冷媒回路９４の運転は冷媒回路９１と９５の同時運転に移行する。
【００５３】
（２）中間期モードの動作
中間モードにおいて、湯の生成の指示は、所定の湯生成条件が満たされ、温度検出器３９の検出温度が第一温度未満の場合に出力され、温度検出器３９の検出温度は湯の生成中、第一温度未満である。所定の湯生成条件とは所定の時刻、温度検出器３９Ｃが第一温度未満等である。
（Ａ）冷房中でない時に湯の生成の指示がある場合の動作
温度検出器３９Ａの検出温度が第二温度未満の場合、冷媒回路９１が運転され、温度検出器３９Ａの検出温度が第二温度以上の場合、冷媒回路９１と９２Ａが同時運転され、温度検出器３９の検出温度が第一温度以上になるまで湯が生成される。
（Ｂ）湯の生成中でない時に冷房の指示がある場合の動作
弱冷房運転の指示の場合の動作：
温度検出器５９の検出温度が第四温度未満の場合、冷媒回路９４が運転される。温度検出器５９の検出温度が第四温度以上の場合、排水弁７３Ａが開けられて排水され、温度検出器５９の検出温度が第四温度未満にされた後に冷媒回路９４が運転される。
強冷房運転の指示の場合の動作：
温度検出器５９の検出温度が第五温度未満の場合、冷媒回路９５が運転される。温度検出器５９の検出温度が第五温度以上の場合、排水弁７３Ａが開けられて排水され、温度検出器５９の検出温度が第五温度未満にされた後に冷媒回路９５が運転される。
【００５４】
（Ｃ）湯の生成中に冷房の指示がある場合の動作
強冷房運転の指示の場合の動作：
湯の生成の運転は冷媒回路９５の運転に徐々に移行される。
弱冷房運転の指示の場合の動作：
冷媒回路９１の運転中の場合、冷媒回路９１の運転は冷媒回路９１と９５の同時運転に徐々に移行される。冷媒回路９２Ａの運転中の場合、冷媒回路９２Ａの運転は冷媒回路９２Ａと９５の同時運転に徐々に移行される。媒回路９１と９２Ａの同時運転中の場合、冷媒回路９１と９２Ａの同時運転は冷媒回路９２Ａと９５の同時運転に徐々に移行される。
（Ｄ）冷房中に湯の生成の指示がある場合の動作
冷媒回路９５の運転中に湯の生成指示がある場合の動作：
冷媒回路９５の運転は継続される。
冷媒回路９４の運転中に湯の生成指示がある場合の動作：
圧縮機３１は低速運転から高速運転に移行され、冷媒回路９４の運転は、温度検出器３９Ａの検出温度が第二温度未満の場合、冷媒回路９１と９５の同時運転に移行され、温度検出器３９Ａの検出温度が第二温度以上の場合、冷媒回路９２Ａと９５の同時運転に移行される。
【００５５】
（３）冷房モードの動作
冷房モードにおいて、湯の生成の指示は、所定の湯生成条件が満たされ、温度検出器３９Ｂの検出温度が第一温度未満の場合に出力され、温度検出器３９Ｂの検出温度は湯の生成中、第一温度未満である。所定の湯生成条件とは温度検出器３９Ｃが第一温度未満、所定の時刻等である。
（Ａ）冷房中でない時に湯の生成の指示がある場合の動作
温度検出器３９Ａの検出温度が第二温度未満ある場合、冷媒回路９１が運転され、温度検出器３９Ａの検出温度が第二温度以上の場合、冷媒回路９１と９２Ａが同時運転され、温度検出器３９Ｂが第一温度以上を検出するまで湯が生成される。
（Ｂ）湯の生成中でない時に冷房の指示がある場合の動作
弱冷房運転の指示場合の動作：
温度検出器５９の検出温度が第四温度未満の場合、冷媒回路９４が運転される。温度検出器５９の検出温度が第四温度以上の場合、排水弁７３Ａが開けられて排水され、温度検出器５９の検出温度が第四温度未満にされた後に冷媒回路９４が運転される。
強冷房運転の指示場合の動作：
温度検出器５９の検出温度が第五温度未満の場合、冷媒回路９５が運転される。温度検出器５９の検出温度が第五温度以上の場合、排水弁７３Ａが開けられて排水され、温度検出器５９の検出温度が第五温度未満にされた後に冷媒回路９５が運転される。
【００５６】
（Ｃ）湯の生成中に冷房の指示がある場合の動作
強冷房運転の指示の場合の動作：
湯の生成の運転は冷媒回路９５の運転に徐々に移行される。
弱冷房運転の指示の場合の動作：
湯の生成の運転は、温度検出器３９Ａの検出温度が第二温度未満の場合、冷媒回路９１と９５の同時運転に徐々に移行され、温度検出器３９Ａの検出温度が第二温度以上の場合、冷媒回路９２Ａと９５の同時運転に徐々に移行される。
（Ｄ）冷房中に湯の生成の指示がある場合の動作
冷媒回路９５の運転中に湯の生成の指示がある場合の動作：
冷媒回路９５の運転は継続される。
冷媒回路９４の運転中に湯の生成の指示がある場合の動作：
圧縮機３１は低速運転から高速運転に移行され、冷媒回路９４の運転は、温度検出器３９Ａの検出温度が第二温度未満の場合、冷媒回路９１と９５の同時運転に移行され、温度検出器３９Ａの検出温度が第二温度以上の場合、冷媒回路９２Ａと９５の同時運転に移行される。
【００５７】
冷房給湯装置２４０は排水弁７３Ａを開いて排水するが冷房給湯装置２６０に示すように排水口を温度検出器５９と３９Ａの間に配置し、その排水口に排水弁を接続し、その排水弁を開けて排水しても良い。
従って、冷房給湯装置２４０は、湯の生成の指示により生成される湯を貯える容積と冷房の排熱を蓄える容積の割合を季節により変えることにより貯水槽１１の容量を有効に活用し、貯水槽１１のサイズを最小にできる。更に、冷房給湯装置２４０は、排水がある場合に中間期モードから冷房モードへ移行し、冷房の排熱量が所定の熱量により少ない場合に冷房モードから中間期モードへ移行するので気温の変動に柔軟に対応できる。更に冷房給湯装置２４０は、中温水の熱を吸収し、湯を生成するのでその湯の生成と冷房の熱効率は高く、一台の圧縮機を使用し、安価に構築可能である。
【００５８】
図１６に本発明の冷房給湯装置の第十一参考例である冷房給湯装置２５０を示す。冷房給湯装置２５０は貯水装置１１０Ｃと湯生成装置１８０と冷房装置１５０と排水装置１７０を備える。冷房装置１５０は既に説明されている。貯水装置１１０Ｃは水で充填された貯水槽１１Ｂを備え、貯水槽１１Ｂは給湯口１２と、給水口１３と、熱交換器８４と温度検出器５９の間に配置された排水口７１と、貯水槽１１内の熱交換器５４と８４にそれぞれ冷媒と熱媒体を流す管を貫通させる孔を有する。
湯生成装置１８０は熱源８３（例えば、石油ボイラー）と、熱媒体と水との熱交換を行なう熱交換器８４と、熱源８３と熱交換器８４との間に熱媒体を循環させるための熱媒体循環路８７と、温度検出器８９を備える。温度検出器８９は、熱源８３が起動されてから湯が生成されるまでの期間に使用される湯量が、その上部の貯水槽１１Ｂ内に貯えられる位置に配置される。熱交換器８４は温度検出器８９の少し下方に配置される。これは、温度検出器８９が、熱交換器８４に接する水の温度（熱交換器８４に熱媒体が流れていない場合は熱交換器８４の温度と略等温度の水の温度、熱交換器８４に熱媒体が流れている場合は熱交換器８４により加熱された水が生成する自然対流の戻りの経路（下降経路）上の水の温度）を検出するためである。
排水装置１７０は排水口７１と排水管７２と排水を制御する排水弁７３を備える。
【００５９】
温度検出器８９が第一温度未満の場合、熱源８３が運転される。熱源８３が運転されると熱媒体が熱媒体循環路８７に循環され、熱交換器８４で水が湯に変えられ、その湯は自然対流により上昇する。そして温度検出器８９が第一温度以上になる場合に熱源８３の運転が停止される。その時、貯水槽１１Ｂ内の最上部から温度検出器８９の位置までの領域の水は湯に変えられている。
冷房装置１５０が運転されると冷房の排熱が熱交換器５４で貯水槽１１内の水に放出され、その水の温度は上昇する。ところで、冷房装置１５０の熱効率は、熱交換器５４に接触する水の温度が第四温度以上になると急激に低下する。温度検出器５９が第四温度を検出した場合、排水弁７３が開けられて排水口７１から水が放出される。給水口１３から流入する水で温度検出器５９が冷やされ、その検出温度が第四温度未満に下がった場合、排水弁７３が閉じられる。つまり、温度検出器５９の検出温度は排水弁７３を制御することにより第四温度付近に保たれる。従って、冷房装置１５０の熱効率は高い。なお、排水口７１は熱交換器８４の下方にあるので湯は排出されない。
更に、冷房の排熱を熱交換器とファンで外気に放出する従来の冷房装置に比べて、ファンの運転が不要であるので冷房装置１５０の熱効率は従来の冷房装置の熱効率より高い。
従って、冷房給湯装置２５０は熱効率の高い水冷の冷房を提供し、湯を無駄に排出しない。
【００６０】
図１７に給湯装置の第一参考例である給湯装置３１０を示す。給湯装置３１０は貯水装置１１０と湯生成装置１３０Ａと集熱装置１６０を備える。貯水装置１１０と湯生成装置１３０Ａは既に説明されている。集熱装置１６０は太陽熱を収集する太陽熱収集器６３と、貯水槽１１の底部に配置された熱交換器６４と、太陽熱収集器６３と熱交換器６４の間に熱媒体を循環させるための熱媒体循環路６７と、熱媒体循環路６７に熱媒体を循環させるポンプ６６を備える。集熱装置１６０は中温水を生成する一実施例であり、中温水を生成する他の例は冷房装置１５０である。
冷媒回路９１と９２Ａに流れる冷媒の流量は膨張器３２Ｂと３２Ｃとそれらを制御する制御部により制御される。
【００６１】
太陽熱収集器６３で温められた熱媒体は熱媒体循環路６７を循環し、熱交換器６４で貯水槽１１内の水を温め、その水の温度を上昇させる。太陽熱収集器６３で温められる熱媒体の温度は、気温や日射の強度に依存するので広い温度範囲（例えば２０度から８０度）内で変化する。従って、熱交換器６４により温められる貯水槽１１内の水の温度の範囲も広い。つまり、集熱装置１６０は貯水槽１１内に湯を生成すると共に中温水も生成する。
湯生成装置１３０Ａは、所定の湯生成条件が満たされ、温度検出器３９の検出温度が第一温度未満であり、温度検出器３９Ａの検出温度が第二温度以上の場合、水を循環させるポンプを使わずに熱交換器３７付近の水の熱を熱交換器３７で吸収して熱効率良く湯を生成すると共に熱交換器３７付近とその下方の水を冷す。従って、湯生成装置１３０Ａの湯の生成の熱効率は、水を循環させるポンプを使って中温水を冷却する従来の装置の湯の生成の熱効率より、高い。
【００６２】
図１８に給湯装置の第二参考例である給湯装置３２０を示す。給湯装置３２０は貯水装置１１０Ｄと湯生成装置１３０Ｃと集熱装置１６０Ａを備える。湯生成装置１３０Ｃは既に説明されている。
貯水装置１１０Ｄは水で充填された貯水槽１１Ａと、貯水槽１１Ａ内に中間口１４に接続された分散器２４と分散器２４の下方に配置された潜熱蓄熱体２１Ａと分散板２７を有する。温度検出器３９Ａは分散器２４の下方に配置される。
集熱装置１６０Ａは太陽熱収集器６３と、熱媒体流路に流れる熱媒体と水流路に流れる水との熱交換を行なう熱交換器６４Ａと、太陽熱収集器６３と熱交換器６４Ａの熱媒体流路との間に熱媒体を循環させるための熱媒体循環路６７Ａと、熱媒体循環路６７Ａに水を循環させるポンプ６６と、給水口１３と中間口１４を熱交換器６４Ａの水流路を経由して結ぶ水循環路６８と、水循環路６８に水を循環させるポンプ６６Ａを備える。
【００６３】
図２６に分散器２４の一実施例の斜視図を示す。分散器２４は二つの環状の分散管２５と２５Ａが略同一平面に配置され、それらと分散器接続口２６が連結管２５Ｂで接続された構造である。分散管２５と２５Ａは水を流通させる複数の分散孔２６Ａを有する。分散器２４は略水平に配置され、分散器接続口２６は中間口１４に接続される。つまり、分散器２４は、分散器接続口２６と、貯水槽１１Ａの水平断面付近に分散して配置された複数の分散孔２６Ａとの間に水を流す流路を形成するものである。言い換えれば、分散器２４は、分散器接続口２６に流入した水を貯水槽１１Ａの水平断面付近に分散して吹き出す、または貯水槽１１Ａの水平断面付近から分散して取り入れた水を分散器接続口２６から流出させるものである。
分散板２７は水を通す複数の孔を有し、略水平に配置された板状の部材であり、水が貯水槽１１Ａ内を上下移動する場合に、貯水槽１１Ａの水平断面に水を略均一に流すためのものである。
潜熱蓄熱体２１Ａの潜熱蓄熱材は太陽熱を最大限利用できる特性（融解温度、融解熱、安全性、価格等）を有するものが選択される。太陽熱収集器６３が受ける日射量や気温や太陽熱収集器６３の特性や湯生成装置１３０Ｃの特性等により最適な潜熱蓄熱材の特性は異なる。ここでは潜熱蓄熱体２１Ａの融解温度は第五温度より高いとする。例えばパラフィンＣ２２Ｈ４６（融解温度４４度）を使用できる。
【００６４】
湯が排出されていない場合の給湯装置３２０の動作を説明する。熱媒体が太陽熱収集器６３で加熱され、ポンプ６６と６６Ａが運転された場合、加熱された熱媒体は熱交換器６４Ａを介して水循環路６８に循環する水を温める。温められた水は分散器２４の分散孔２６Ａから貯水槽１１Ａの水平断面付近に分散して吹出し、潜熱蓄熱体２１Ａの間を下降し、分散板２７の孔を通り、給水口１３から水循環路６８に流入する。分散器２４と分散板２７との間の貯水槽１１Ａの水は、下方に略並行に潜熱蓄熱体２１Ａの間を流れる。つまり、熱交換器６４Ａで温められた水は全ての潜熱蓄熱体２１Ａと略均一に接触し、潜熱蓄熱体２１Ａに熱を伝達する。潜熱蓄熱体２１Ａの一部が固相で、潜熱蓄熱体２１Ａに接触する水の温度が潜熱蓄熱体２１Ａの融解温度より高い場合、下降する水は潜熱蓄熱体２１Ａを融解させる。
なお、分散器２４から吹出す水の温度が分散器２４付近の水の温度より高い場合は、分散器２４から吹出す水の一部は上昇し、分散器２４の上方に対流が生じる。分散器２４から吹出す水の温度が分散器２４付近の水の温度より低い場合は、分散器２４から吹出す水は下降する。分散器２４の下方の水は分散器２４から吹出す水の温度にかかわらず下降し、給水口１３から水循環路６８に入り、水循環路６８を循環する。
【００６５】
湯生成装置１３０Ｃが運転される時に温度検出器３９Ａの検出温度が第二温度以上で第一温度未満の場合、冷媒回路９１と９２Ｃが同時運転され、ポンプ３６と３６Ａが運転される。ポンプ３６Ａの運転により、分散器２４から取り入れられた水は、熱交換器３７Ａで冷媒により冷やされ、給水口１３から貯水槽１１Ａに戻される。貯水槽１１Ａに戻された水は分散板２７で分散され、潜熱蓄熱体２１Ａの間を上昇し、潜熱蓄熱体２１Ａで温められて再び分散器２４に取り入れられる。つまり、熱交換器３７Ａで冷やされた水は全ての潜熱蓄熱体２１Ａと略均一に接触し、潜熱蓄熱体２１Ａに熱を伝達する。潜熱蓄熱体２１Ａの一部が液相で、潜熱蓄熱体２１Ａに接触する水の温度が潜熱蓄熱体２１Ａの凝固温度より低い場合、上昇する水は潜熱蓄熱体２１Ａを凝固させる。一方、冷媒回路９２Ｃは熱交換器３７Ａで水から熱を吸収し、熱交換器３４で湯を生成する。つまり、潜熱蓄熱体２１Ａの凝固熱で湯が生成される。
従って、給湯装置３２０は太陽熱で温められた水を分散器２４と分散板２７により全ての潜熱蓄熱体２１Ａに略均一に接触させて太陽熱を潜熱蓄熱体２１Ａに蓄えると共に水を全ての潜熱蓄熱体２１Ａに略均一に接触させて潜熱蓄熱体２１Ａに蓄えられた熱を取り出して湯を生成する。従って、分散器２４により潜熱蓄熱体２１Ａの熱容量が略最大限有効に利用される。
【００６６】
図１９に給湯装置の第三参考例である給湯装置３２０Ａを示す。給湯装置３２０Ａは貯水装置１１０Ｅと湯生成装置１３０Ｃと冷房装置１５０Ａを備える。冷房装置１５０Ａと湯生成装置１３０Ｃは既に説明されている。貯水装置１１０Ｅは貯水装置１１０Ｄの潜熱蓄熱体２１Ａを冷房給湯装置２１０Ｄに使用されている潜熱蓄熱体２１に変更したものである。
【００６７】
湯生成装置１３０Ｃの動作は、潜熱蓄熱体２１Ａが存在するために、冷房給湯装置２１０Ｃの湯生成装置１３０Ｃの動作と異なるのでそれを説明する。所定の湯生成条件が満たされ、温度検出器３９の検出温度が第一温度未満であり、温度検出器３９Ａの検出温度が第六温度未満である場合、冷媒回路９１とポンプ３６が運転され、温度検出器３９の検出温度が第一温度以上になるまで湯が生成される。温度検出器３９Ａの検出温度が第六温度以上で第一温度未満の場合、冷媒回路９１と９２Ｃが同時運転され、ポンプ３６と３６Ａが運転される。
冷媒回路９１と９２Ｃとポンプ３６と３６Ａが運転されると、水が水循環路３８Ａに循環され、熱交換器３７Ａで冷やされた水は給水口１３から貯水槽１１Ａに流入し、分散板２７により、貯水槽１１Ａの水平断面に分散されて上昇する。上昇する水は分散器２４の分散孔２６Ａを通り中間口１４から水循環路３８Ａに流れる。分散器２４と分散板２７の間の水は上方に略均一に流れ、全ての潜熱蓄熱体２１に接触する。潜熱蓄熱体２１に接触する水の温度が潜熱蓄熱体２１の凝固温度より低い場合、液相の潜熱蓄熱体２１は凝固する。潜熱蓄熱体２１の凝固熱が湯の生成に必要な熱量以下であれば全ての潜熱蓄熱体２１は凝固する。
【００６８】
冷房運転の指示がある場合、冷媒回路９３Ａとポンプ５６が運転され、熱交換器５４Ａで温められた水は分散器２４により貯水槽１１Ａの水平断面に分散して吹出される。分散器２４と分散板２７により、分散器２４と分散板２７の間の水は略均一に下方に流れ、全ての潜熱蓄熱体２１と接触する。熱交換器５４Ａで温められた水が潜熱蓄熱体２１の融解温度より高い場合、固相の潜熱蓄熱体２１は融解する。潜熱蓄熱体２１の融解熱が冷房の排熱量以上であれば潜熱蓄熱体２１は冷房の排熱を全て蓄える。
つまり、冷房装置１５０Ａの排熱は分散器２４と分散板２７により略最大限潜熱蓄熱体２１に蓄えられる。そして湯生成装置１３０Ｃは、分散器２４と分散板２７により潜熱蓄熱体２１に蓄えられた熱を略最大限吸収し、湯を生成する。従って、分散器２４により潜熱蓄熱体２１の熱容量が略最大限有効に利用される。
【００６９】
図２０に給湯装置の第四参考例である給湯装置３３０を示す。給湯装置３３０は貯水装置１１０Ｆと湯生成装置１３２を備える。
貯水装置１１０Ｆは水で充填された貯水槽１１Ｃと仕切り部材１７を備え、貯水槽１１Ｃは給湯口１２と、給水口１３と、温度検出器３９Ｂの垂直位置より上方に配置された流入口１５を有する。仕切り部材１７は流入口１５から流入した水が上昇または下降する流路を形成するものである。
湯生成装置１３２は、給水口１３と流入口１５を結ぶ水循環路３８Ｂと、水循環路３８Ｂに水を循環させるポンプ３６と、冷媒回路９１と、温度検出器３９Ｄと、貯水槽１１Ｃの底部付近に配置された温度検出器３９Ｅを備える。なお、冷媒回路９１は圧縮機３１と熱交換器３４と膨張器３２Ｂと熱交換器３３を備え、それらに冷媒を循環させて冷凍サイクルを形成し、冷房給湯装置２１０Ａの冷媒回路９１と同一である。温度検出器３９Ｄは、冷媒回路９１が起動されてから湯が生成されるまでの期間に使用される湯量が、その上部の貯水槽１１Ｃに貯えられる位置に配置される。
【００７０】
図２７（Ａ）に流入口１５の位置における貯水槽１１Ｃの断面図を示す。図２７（Ｂ）に仕切り部材１７の斜視図を示す。仕切り部材１７は半角筒状であり、軸に平行な両側辺を略垂直に貯水槽１１Ｃの内側に密着し、流入口１５が両側辺の間に位置するように配置される。仕切り部材１７は、下端の位置が温度検出器３９Ｄの位置に略水平になり、上端が貯水槽１１Ｃの上蓋との間に隙間があるように配置される。流路１６は貯水槽１１Ｃと仕切り部材１７の間の領域である。流入口１５から流入した水は流路１６の水と混合しながら流路１６を上昇または下降する。仕切り部材１７の形状は半円筒状でも良い。
【００７１】
温度検出器３９Ｄの検出温度が第一温度未満の場合、湯生成装置１３２が運転され、外気の熱を吸収し、湯を貯水槽１１Ｃに生成する。温度検出器３９Ｅの検出温度が第一温度以上になった場合に湯生成装置１３２の運転が停止される。なお、湯生成装置１３２の起動時に温度検出器３９Ｄの上部に貯えられる湯量が充分であるので湯切れは起きない。
貯水槽１１Ｃは、一日に使用する湯を生成し貯える給湯装置の貯水槽より小型にできる。しかし貯水槽１１Ｃが貯える湯量が少ないため湯生成装置１３２の運転が頻繁に行なわれる。
【００７２】
湯生成装置１３２が運転されていない間、流入口１５と熱交換器３４の間の水循環路３８Ａ内の水の熱は水循環路３８Ａを覆う断熱材を通して外気に放出されるので、その水は外気の温度付近まで冷やされる場合がある。湯生成装置１３２が起動される時、温度検出器３９Ｄの検出温度は第一温度より少し低い温度であり、流入口１５は温度検出器３９Ｄの上方にあるので流入口１５付近の水の温度は略第一温度である。湯生成装置１３２が起動されると外気で冷やされた水が流入口１５を通って流路１６に流入し、流路１６の水と混合し下降するが、流路１６外の水は、仕切り部材１７により流路１６の水と混合しない。
湯生成装置１３２が起動され、所定の起動時間経過後、熱交換器３４で湯の生成が開始される。生成された湯は流入口１５を通って流路１６に流入する。流入口１５から流入する湯は、貯水槽１１Ｃ内の上部の水の温度分布により、流路１６を上昇または下降または一部上昇一部下降し、湯の層を増加させる。
従って、仕切り部材１７は、湯生成装置１３２が起動される時に貯水槽１１Ｃに流入する低温の水と貯水槽１１Ｃ内の湯との混合を抑制し、貯水槽１１Ｃ内に蓄えられた熱を略最大限利用可能にする。
【００７３】
図２１に給湯装置の第五参考例である給湯装置３３０Ａを示す。給湯装置３３０Ａは給湯装置３３０の仕切り部材１７を流路分岐管１８で置換したものである。図２８（Ａ）に流入口１５の位置における貯水槽１１Ｃの断面図を示す。図２８（Ｂ）に流路分岐管１８の斜視図を示す。流路分岐管１８は、途中に管内の水の流れを分岐する分岐口を有し、貯水槽１１Ｃの内側に垂直に配置され、管内に水が流れる垂直管２８と、流入口１５と分岐口を結び、管内に水が流れる接続管２９を備える。垂直管２８は、下端の位置が温度検出器３９Ｄの位置に略水平になり、上端が貯水槽１１Ｃの上蓋との間に隙間があるように配置される。流路１６Ａは垂直管２８と接続管２９により形成される管内の領域である。流入口１５から流入した水は接続管２９を経由して垂直管２８に流入し、垂直管２８内を上昇または下降する。
流路１６Ａの形状は流路１６の形状とは異なるが同様の機能を果たす。従って、給湯装置３３０Ａの動作と効果は給湯装置３３０の動作と効果と同様である。
【００７４】
図２２に給湯装置の第六参考例である給湯装置３４０を示す。給湯装置３４０は貯水装置１１０Ｈと湯生成装置１８０Ａと暖房装置１４０を備える。
貯水装置１１０Ｈは水で充填された貯水槽１１Ｄと仕切り部材１７Ａを備え、貯水槽１１Ｄは給湯口１２と給水口１３と給湯口１２の下方に配置された流入口１５と流入口１５の下方に配置された流入口４１を有する。図２９（Ａ）に流入口４１の位置における貯水槽１１Ｄの断面図を示す。図２９（Ｂ）に仕切り部材１７Ａの斜視図を示す。
仕切り部材１７Ａは半角筒状の形状であり、水を通す複数の流通孔１９を有する。仕切り部材１７Ａは、軸に平行な両側辺を略垂直に貯水槽１１Ｄの内側に密着し、流入口４１と１５が両側辺の間に位置するように配置される。仕切り部材１７Ａの下端の位置は流入口４１の下方であり、仕切り部材１７の上端は流入口１５の上方で、貯水槽１１Ｄの上蓋との間に隙間があるように配置される。流路１６Ｂは貯水槽１１Ｄと仕切り部材１７Ａの間の領域である。流入口４１と１５から流入した水は流路１６Ｂの水と混合しながら流路１６Ｂを上昇または下降する。
仕切り部材１７Ａの形状は半円筒状でも良い。
【００７５】
湯生成装置１８０Ａは熱源８３Ａ（例えば、燃料電池）と、水流路に流れる水と熱媒体流路に流れる熱媒体との熱交換を行なう熱交換器８４Ａと、熱源８３Ａと熱交換器８４Ａの間に熱媒体を循環させるための熱媒体循環路８７Ａと、給水口１３と流入口１５を結ぶ水循環路８８と、水循環路８８に水を循環させるポンプ８６と、貯水槽１１Ｄに温度検出器８９Ａと８９Ｂを備える。温度検出器８９Ａは、熱源８３Ａが起動されてから湯が生成されるまでの期間に使用される湯量が、その上部の貯水槽１１Ｄに貯えられる位置に配置され、温度検出器８９Ｂは貯水槽１１Ｄの底部付近に配置される。
暖房装置１４０は給湯口１２と流入口４１を結ぶ水循環路４８と、水循環路４８の途中に配置され、水流路に流れる水と熱媒体流路に流れる熱媒体との熱交換を行なう熱交換器４３と、水循環路４８に水を循環させるポンプ４６と、室内に熱媒体の熱を放熱する熱交換器４４と、熱交換器４３と４４の間に熱媒体を循環させるための熱媒体循環路４７と、熱媒体循環路４７に熱媒体を循環させるポンプ４６Ａを備える。
【００７６】
湯生成装置１８０Ａは、温度検出器８９Ａが第一温度未満を検出した場合に運転が開始され、温度検出器８９Ｂが第一温度以上を検出した場合に運転が停止される。
湯生成装置１８０Ａが起動されると、熱交換器８４Ａと流入口１５の間の、外気に冷やされた低温の水が流入口１５を通って流路１６Ｂに流入する。流入口１５付近の水の温度は高いので流路１６Ｂに流入した低温の水は流路１６Ｂ内の水と混合しながら下降する。下降する水は、混合によりその温度が徐々に高くなり、貯水槽１１Ｄの中央部の水の温度がその下降する水の温度と略等しい位置まで下降する。また下降する水の一部は仕切り部材１７Ａの流通孔１９を通って貯水槽１１Ｄの中央部へ流れる。貯水槽１１Ｄに給水の温度から湯の温度に変化する温度成層がある場合、その下降する水はその温度成層まで下降し、その下降する水の温度の温度成層の層の厚さを増加させる。ところで、湯の生成や湯の使用により温度成層の位置は上下に移動する。仕切り部材１７Ａは、温度成層の位置にかかわらず、湯生成装置１８０Ａの起動時に流入口１５から流入する低温の水を温度成層の位置まで、貯水槽１１Ｄの水との混合を抑制して下降させる。
湯生成装置１８０Ａが起動され、所定の起動時間経過後、熱交換器８４Ａで生成された湯が流入口１５から流路１６Ｂに流入する。その湯は、貯水槽１１Ｄ内の上部の水の温度分布により、流路１６Ｂを上昇または下降または一部上昇一部下降し、湯の層を増加させる。
【００７７】
また、熱源８３Ａが燃料電池の場合、燃料電池の排熱を放出する熱媒体の温度は、燃料電池の負荷等の使用条件や気温等の環境条件により大きく変わる。熱媒体の温度が大きく変わると熱交換器８４Ａで生成される湯の温度が大きく変わる。熱交換器８４Ａで生成された湯の温度が貯水槽１１Ｄの中央部の水の温度より高い場合、流入口１５から流入する水は流路１６Ｂの水と混合しながら流路１６Ｂを上昇する。上昇する水の温度はその混合により徐々に低くなり、貯水槽１１Ｄの中央部の水の温度がその上昇する水の温度と略等しい位置まで上昇すると共に上昇する水の一部は、仕切り部材１７Ａの流通孔１９を通って貯水槽１１Ｄの中央部へ流れ、上昇する水の温度の層の厚さを増加させる。
熱交換器８４Ａで加熱された水の温度が貯水槽１１Ｄの中央部の水の温度より低い場合、流入口１５から流入する水は流路１６Ｂの水と混合しながら下降する。下降する水の温度はその混合により徐々に高くなり、貯水槽１１Ｄの中央部の水の温度がその下降する水の温度と略等しい位置まで下降すると共に下降する水の一部は、仕切り部材１７Ａの流通孔１９を通って貯水槽１１Ｄの中央部へ流れ、下降する水の温度の層の厚さを増加させる。
従って、仕切り部材１７Ａは流入口１５から流入する水と貯水槽１１Ｄの中央部の水との混合を抑制し、湯量の減少を抑制し、貯水槽１１Ｄに略最大限の湯量を貯える。
【００７８】
暖房の指示がある場合、ポンプ４６と４６Ａと熱交換器４４のファンが運転される。熱交換器４３は水循環路４８に流れる水と熱媒体循環路４７に流れる熱媒体との熱交換を行なうので、高温の水の熱が熱媒体に伝達され、熱媒体に伝達された熱が熱交換器４４により、室内の空気に伝達され、室内が暖房される。一方、熱交換器４３により冷やされた水は流入口４１から流路１６Ｂに流入する。流路１６Ｂに流入する水の流れは、流入口１５から流路１６Ｂに流入する水の流れと同様であるので説明は省略する。
仕切り部材１７Ａは、流入口４１から流路１６Ｂに流入する水と貯水槽１１Ｄの中央部の水との混合を抑制し、貯水槽１１Ｄ内に蓄えられた熱を略最大限利用可能にする。
なお、流路１６Ｂの水と混合しながら上昇または下降する水の流れと流通孔１９を通って貯水槽１１Ｄの中央部へ流れる水の流れは、ポンプ４６が起こす水の流れと自然対流により生じる水の流れにより生じる。ポンプ４６が水循環路４８に循環させる水量が、自然対流の水量より多い場合、流入口４１から流路１６Ｂに流入する水は流入口４１付近に滞留し、貯水槽１１Ｄ内の等温度の面は水平面から大きく変わる。また貯水槽１１Ｄ内の等温度の面の形状は流通孔１９のサイズや数量や流路１６Ｂの断面積の大きさ等により大きく変わる。
【００７９】
図２３に給湯装置の第七参考例である給湯装置３４０Ａを示す。給湯装置３４０Ａは貯水装置１１０Ｉと湯生成装置１３０Ｃと暖房装置１４０を備える。湯生成装置１３０Ｃと暖房装置１４０は既に説明されている。貯水装置１１０Ｉは水で充填された貯水槽１１Ｅと流路分岐管１８Ａを備え、貯水槽１１Ｅは給湯口１２と給水口１３と中間口１４と流入口４１を有する。
図３０（Ａ）に流入口４１の位置における貯水槽１１Ｅの断面図を示す。図３０（Ｂ）に流路分岐管１８Ａの斜視図を示す。流路分岐管１８Ａは途中に分岐口を有し、水が流れる複数の流通孔１９Ａを有する垂直管２８Ａと、流入口４１と分岐口を結ぶ接続管２９Ａを備える。垂直管２８Ａの下端の位置は温度検出器３９付近であり、垂直管２８の上端は貯水槽１１Ｅの上蓋との間に隙間があるように配置される。流路１６Ｃは垂直管２８Ａと接続管２９Ａにより形成される管内の領域である。流入口４１から流入した水は接続管２９Ａを経由して垂直管２８Ａに流入し、垂直管２８Ａ内を上昇または下降する。熱交換器４３で冷された水は流入口４１から流路１６Ｃに流れる。流路１６Ｃに流入する水の流れは、給湯装置３４０で説明した流入口１５から流路１６Ｂに流入する水の流れと同様であるのでその説明は省略する。暖房装置１４０が運転されると大量の中温水が生成される。湯生成装置１３０Ｃの動作は既に説明されているように、中温水から熱効率良く湯を生成する。
従って、給湯装置３４０Ａは、流路分岐管１８Ａにより貯水槽１１Ｅに蓄えられた熱を効率よく暖房に使用し、暖房により生成された中温水から熱効率良く湯を生成する。
【００８０】
図２４に本発明の冷房給湯装置の第六実施形態である冷房給湯装置２６０を示す。冷房給湯装置２６０は貯水装置１１０Ｊと湯生成装置１３１Ｅと暖房装置１４０と排水装置１７０を備える。暖房装置１４０と排水装置１７０は既に説明されている。貯水装置１１０Ｊは水で充填された貯水槽１１Ｆと仕切り部材１７Ａを備え、貯水槽１１Ｆは給湯口１２と給水口１３と中間口１４と流入口４１と熱交換器３７と３７Ｂと５４に冷媒を流す管を貫通させる孔を有する。
湯生成装置１３１Ｅは湯生成装置１３１Ｄに冷媒回路９６と温度検出器３９Ｆを追加し、湯生成装置１３１Ｄの水循環路３８を、給水口１３と流入口１５を結ぶ水循環路３８Ｂに変更したものである。冷媒回路９６は圧縮機３１と熱交換器３４と膨張器３２Ｅと熱交換器３７Ｂと３３を備え、それらに冷媒を循環させて冷凍サイクルを形成する。温度検出器３９Ｆと熱交換器３７Ｂは温度検出器５９の上方に、温度検出器３９Ｆと熱交換器３７Ｂと温度検出器５９の位置関係が温度検出器３９と熱交換器３７と温度検出器３９Ａの位置関係と同様になるように配置される。
冷媒回路９６は暖房装置１４０で生成される中温水の熱を吸収して湯を生成することにより、湯の生成の熱効率を向上する。水循環路３８Ｂは湯生成装置１３１Ｄの起動直後に貯水槽１１Ｆに流入する、外気で冷やされた水と貯水槽１１Ｆ内の湯の混合を抑制する。
【００８１】
冷房給湯装置２６０は、冷房給湯装置２４０と同様な冬期モードと中間期モードと冷房モードのいずれかのモードで運転される。冷房給湯装置２６０のモード間の移行は冷房給湯装置２４０と同様に行なわれる。
冷房給湯装置２６０は、冷媒回路９１と９２Ａと９５と９６を運転する場合、圧縮機３１を高速運転で運転し、湯を生成し、冷媒回路９４を運転する場合、圧縮機３１を速運転で運転し、建物を弱冷房する。
（１）冬期モードの動作
冬期モードにおいて、湯の生成の指示は、所定の湯生成条件が満たされ、温度検出器３９Ｆの検出温度が第一温度未満の場合に出力される。
（Ａ）冷房中でない時に湯の生成の指示がある場合の動作
温度検出器５９の検出温度が第二温度未満の場合、冷媒回路９１が運転され、温度検出器５９の検出温度が第二温度以上の場合、冷媒回路９１と９６が同時運転され、温度検出器３９Ｆの検出温度が第一温度以上になるまで湯が生成される。
（Ｂ）湯の生成中でない時に冷房の指示がある場合の動作
弱冷房運転の指示の場合の動作：
温度検出器５９の検出温度が第四温度未満の場合、冷媒回路９４が運転される。温度検出器５９の検出温度が第四温度以上の場合、排水弁７３が開けられて排水され、温度検出器５９の検出温度が第四温度未満にされた後に冷媒回路９４が運転される。
強冷房運転の指示場合の動作：
温度検出器３９Ｆの検出温度が第一温度未満で、温度検出器５９の検出温度が第四温度未満の場合、冷媒回路９５が運転される。温度検出器３９Ｆの検出温度が第一温度以上または温度検出器５９の検出温度が第四温度以上の場合、排水弁７３が開けられて排水された後に冷媒回路９５が運転される。
【００８２】
（Ｃ）湯の生成中に冷房の指示がある場合の動作
強冷房運転の指示の場合の動作：
湯の生成の運転は冷媒回路９５の運転に徐々に移行される。
弱冷房運転の指示の場合の動作：
湯の生成の運転は、温度検出器５９の検出温度が第二温度未満の場合、冷媒回路９１と９５の同時運転に徐々に移行され、温度検出器３９Ａの検出温度が第二温度以上の場合、冷媒回路９６と９５の同時運転に徐々に移行される。
なお、冬期モードにおける湯の生成の運転は冷媒回路９１の運転または冷媒回路９１と９６の同時運転である。
（Ｄ）冷房中に湯の生成の指示がある場合の動作
冷媒回路９５の運転中に湯の生成指示がある場合の動作：
冷媒回路９５の運転は継続される。
冷媒回路９４の運転中に湯の生成指示がある場合の動作：
圧縮機３１は低速運転から高速運転に移行され、冷媒回路９４の運転は、温度検出器５９の検出温度が第二温度未満の場合、冷媒回路９１と９５の同時運転に移行され、温度検出器５９の検出温度が第二温度以上の場合、冷媒回路９６と９５の同時運転に移行される。
（Ｅ）暖房の指示がある場合の動作
ポンプ４６と４６Ａと熱交換器４４のファンが運転され、室内が暖房される。一方、熱交換器４３により冷やされた水は流入口４１から流路１６Ｂに流入し、貯水槽１１Ｆ内に中温水が生成される。なお、暖房で生成された中温水は、湯が生成される時に冷媒回路９６が運転され、冷水に変えられるので冬期モードにおいても冷房給湯装置２６０の湯の生成の熱効率は高い。
（２）中間期モードと（３）冷房モードの動作は冷房給湯装置２４０の動作と同様である。但し、排水は排水弁７３Ａの代わりに排水弁７３が開けられて行なわれる。
【００８３】
従って、冷房給湯装置２６０は、湯の生成の指示により生成された湯を貯える容積と冷房の排熱を蓄える容積の割合を季節により変えることにより貯水槽１１の容量を有効に活用し、貯水槽１１のサイズを最小にできる。更に、冷房給湯装置２６０は、排水がある場合に中間期モードから冷房モードへ移行し、冷房の排熱量が所定の熱量により少ない場合に冷房モードから中間期モードへ移行するので気温の変動に柔軟に対応できる。更に冷房給湯装置２６０は、中温水の熱を吸収し、湯を生成するのでその湯の生成と冷房の熱効率は高く、一台の圧縮機を使用し、安価に構築可能であり、暖房により生成された中温水から湯を熱効率良く生成する。
以上、実施形態の例について詳細に説明したが、それらは本発明の技術的範囲を限定するものではない。
【符号の説明】
【００８４】
１１  貯水槽、１２  給湯口、１３  給水口、１４  中間口、１５  流入口、１６  流路、１７  仕切り部材、１８  流路分岐管、１９  流通孔
２１  潜熱蓄熱体、２２  渦巻き管、２３  コイル、２４  分散器、２５  分散管、２５Ｂ  連結管、２６  分散器接続口、２６Ａ  分散孔、２７  分散板、２８  垂直管、２９  接続管
３１  圧縮機、３２  膨張器、３３  ３４  ３７  熱交換器、３５  バルブ、３６  ポンプ、３８  水循環路、３９  温度検出器
４１  流入口、４３  ４４  熱交換器、４６  ポンプ、４７  熱媒体循環路、４８  水循環路
５１  圧縮機、５２  膨張器、５３  ５４  熱交換器、５６  ポンプ、５７  熱媒体循環路、５８  水循環路、５９  温度検出器
６３  太陽熱収集器、６４  熱交換器、６６  ポンプ、６７  熱媒体循環路、６８  水循環路、６９  温度検出器
７１  排水口、７２  排水管、７３  排水弁、７５Ａ  気液分離器、７５Ｂ  インジェクション回路、７５Ｃ  中間連結回路、７６Ａ  熱交換器、７６Ｂ  アキュームレータ、７７Ａ  気液分離器、７７Ｂ  エジェクタ
８３  熱源、８４  熱交換器、８７  熱媒体循環路、８９  温度検出器
９１〜９６  冷媒回路
１１０  貯水装置、１３０〜１３２  湯生成装置、１４０  暖房装置、１５０  冷房装置、１６０  集熱装置、１７０  排水装置、１８０  湯生成装置  
２１０〜２６０  冷房給湯装置
３１０〜３４０  給湯装置
【要約】
【課題】
湯の生成と冷房を統合し、熱効率の高い冷房給湯装置を提供する。
【解決手段】
本発明の冷房給湯装置２６０は、最大の湯量を貯える冬期モードと、冬期モードより少ない湯量を貯える中間期モードと、大量の冷房の排熱を蓄える冷房モードを有し、冬期モードと中間期モード間は日付で移行し、中間期モードと冷房モード間は冷房の排熱量に基づいて移行する。冷房給湯装置２６０は、外気から熱を吸収し湯を生成する冷媒回路９１と、強冷房の指示で運転され、湯を生成する冷媒回路９５と、弱冷房の指示で運転され、中温水を生成する冷媒回路９４と、冷媒回路９４または暖房装置１４０の運転で生成される中温水の熱を吸収し、湯を生成する冷媒回路９２Ａと９６を備えるので冷房と湯の生成の熱効率が極めて高く、中温水による湯の生成の熱効率の低下がない。
【選択図】  図２４【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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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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【図１９】
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【図２０】
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【図２１】
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【図２２】
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【図２３】
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【図２４】
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【図２５】
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【図２６】
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【図２７】
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【図２８】
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【図２９】
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【図３０】
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