(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
第一の冷媒が少なくとも第一の圧縮機及び第一の膨張器を経て循環される第一のヒートポンプサイクルと、
前記第一の冷媒と異なる特性を持つ第二の冷媒が少なくとも第二の圧縮機及び第二の膨張器を経て循環される第二のヒートポンプサイクルと、
前記第二の冷媒と室内空気との間で熱交換を行う室内空気熱交換器と、
前記第一の冷媒及び／又は前記第二の冷媒と水との間で熱交換を行う水熱交換器と、
前記第一の冷媒及び／又は前記第二の冷媒と室外空気との間で熱交換を行う室外空気熱交換器と、
前記室外空気熱交換器における着霜の発生を検出する着霜検出手段と、
前記第一のヒートポンプサイクル及び前記第二のヒートポンプサイクルの一方が稼働中に、前記着霜検出手段により前記室外空気熱交換器の着霜が検出された場合に、前記第一のヒートポンプサイクル及び前記第二のヒートポンプサイクルの稼動中でない他方において前記室外空気熱交換器の霜を取り除く除霜運転を実行する手段と、を備えるヒートポンプ式給湯機。
【請求項２】
前記第一のヒートポンプサイクル及び前記第二のヒートポンプサイクルの両方が稼働中に、前記着霜検出手段により前記室外空気熱交換器の着霜が検出された場合に、前記第一のヒートポンプサイクル及び前記第二のヒートポンプサイクルのいずれか一方において前記室外空気熱交換器の霜を取り除く除霜運転を実行する手段、をさらに備える、請求項１に記載のヒートポンプ式給湯機。
【請求項３】
第一の冷媒が少なくとも第一の圧縮機及び第一の膨張器を経て循環される第一のヒートポンプサイクルと、
前記第一の冷媒と異なる特性を持つ第二の冷媒が少なくとも第二の圧縮機及び第二の膨張器を経て循環される第二のヒートポンプサイクルと、
前記第二の冷媒と室内空気との間で熱交換を行う室内空気熱交換器と、
前記第一の冷媒及び／又は前記第二の冷媒と水との間で熱交換を行う水熱交換器と、
前記第一の冷媒及び／又は前記第二の冷媒と室外空気との間で熱交換を行う室外空気熱交換器と、
前記室外空気熱交換器における着霜の発生を検出する着霜検出手段と、
前記第一のヒートポンプサイクル及び前記第二のヒートポンプサイクルの両方が稼働中に、前記着霜検出手段により前記室外空気熱交換器の着霜が検出された場合に、前記第一のヒートポンプサイクル及び前記第二のヒートポンプサイクルのいずれか一方において前記室外空気熱交換器の霜を取り除く除霜運転を実行する手段、を備える、ヒートポンプ式給湯機。
【請求項４】
前記室外空気熱交換器の温度を検出する熱交換器温度検出手段を更に備え、
前記着霜検出手段が、前記熱交換器温度検出手段による検出温度に基づいて前記室外空気熱交換器の着霜の発生を検出する第一の着霜検出手段を含む、請求項１から３のいずれかに記載のヒートポンプ式給湯機。
【請求項５】
前記第一のヒートポンプサイクルが、前記第一の圧縮機、前記水熱交換器、前記第一の膨張器、前記室外空気熱交換器、前記第一の圧縮機が順に接続されたものであって、
前記除霜運転を実行する手段が、前記第一の膨張器を開放した状態で前記第一のヒートポンプサイクルを稼働することにより前記第一の圧縮機から吐出された高温の前記第一の冷媒を前記室外空気熱交換器に流入させる第一の除霜運転実行手段を含む、請求項１から４のいずれかに記載のヒートポンプ式給湯機。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は，圧縮機や膨張器などが設けられたヒートポンプサイクル内に循環する冷媒との熱交換によって水を加熱して給湯するヒートポンプ式給湯機に関し，特に，二つのヒートポンプサイクルを具備するヒートポンプ式給湯機に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来から，圧縮機や膨張器などが設けられたヒートポンプサイクル内に循環する冷媒との熱交換によって水を加熱して給湯するヒートポンプ式給湯機が周知である。前記冷媒は，例えば炭酸ガス冷媒やＨＦＣ冷媒などである。前記ヒートポンプ式給湯機では，前記冷媒との熱交換により加熱された温水を直接給湯口から給湯する瞬間給湯運転や前記温水を貯湯タンクに貯留する貯湯運転などの各種の給湯運転が実行される。
また，特許文献１には，ＣＯ2冷媒（炭酸ガス冷媒の一例）が用いられたヒートポンプサイクル（以下，「ＣＯ2サイクル」という）と，Ｒ４１０Ａ冷媒（ＨＦＣ冷媒の一例）が用いられたヒートポンプサイクル（以下，「Ｒ４１０Ａサイクル」という）との二つのヒートポンプサイクルを併せ持つヒートポンプ式給湯機が示されている。このように構成されたヒートポンプ式給湯機では，高温の温水が必要な場合にＣＯ2サイクルが用いられ，低温の温水でよい場合にはＲ４１０Ａサイクルが用いられる。
【０００３】
ところで，ヒートポンプ式給湯機では，前記給湯運転の実行時に，冷媒と室外空気との間で熱交換を行う室外空気熱交換器に着霜が生じた場合には，その給湯運転を中断して，その霜を取り除くための除霜運転が実行される。例えば，この除霜運転は，前記ヒートポンプサイクル内に循環される冷媒の循環方向を切り替えて，圧縮機から吐出された高温の冷媒を前記室外空気熱交換器に流入させることによって実現される。
また，従来から，冷媒と室内空気との間で熱交換を行う室内空気熱交換器と，該冷媒と室外空気との間で熱交換を行う室外空気熱交換器とを有する空気調和機でも同様に，暖房運転時に前記室外空気熱交換器の着霜が発生した場合には，冷房運転に切り替えて前記室外空気熱交換器に高温の冷媒を流入させることにより除霜運転が実現される。
【特許文献１】特開２００５−８３５８５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，前記除霜運転では前記室外空気熱交換器に高温の冷媒を流入させる必要があるため，前記給湯運転や前記暖房運転と前記除霜運転とを同時に実行することができないという問題がある。
従って，本発明は上記事情に鑑みてなされたものであり，その目的とするところは，給湯運転や暖房運転と除霜運転とを同時に実行することのできるヒートポンプ式給湯機を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
上記目的を達成するために本発明は，第一の冷媒が少なくとも第一の圧縮機及び第一の膨張器を経て循環される第一のヒートポンプサイクルと，前記第一の冷媒と異なる特性を持つ第二の冷媒が少なくとも第二の圧縮機及び第二の膨張器を経て循環される第二のヒートポンプサイクルと，前記第二の冷媒と室内空気との間で熱交換を行う室内空気熱交換器と，前記第一の冷媒及び／又は前記第二の冷媒と水との間で熱交換を行う水熱交換器と，前記第一の冷媒及び／又は前記第二の冷媒と室外空気との間で熱交換を行う共通の室外空気熱交換器と，を備えてなるヒートポンプ式給湯機に適用されるものであって，前記第一のヒートポンプサイクル及び／又は前記第二のヒートポンプサイクルの稼働中に，前記室外空気熱交換器における着霜の発生の有無を検出し，前記室外空気熱交換器の着霜が検出された場合に，前記第一のヒートポンプサイクル及び前記第二のヒートポンプサイクルのいずれか一方において前記室外空気熱交換器の霜を取り除く除霜運転を実行することを特徴とするヒートポンプ式給湯機として構成される。ここに，例えば前記第一の冷媒は炭酸ガス冷媒であって，前記第二の冷媒はＨＦＣ冷媒であることが考えられる。
このように構成された本発明に係るヒートポンプ式給湯機では，前記第一のヒートポンプサイクル及び前記第二のヒートポンプサイクルのいずれか一方で前記除霜運転が実行されるため，他方のヒートポンプサイクルでは給湯運転や暖房運転を実行することができる。即ち，前記除霜運転と前記給湯運転や前記暖房運転とを同時に実行することができる。
具体的には，前記室外空気熱交換器に，前記第一の冷媒が循環される第一の配管と，前記第二の冷媒が循環される第二の配管と，前記第一の配管及び前記第二の配管が貫装された伝熱板と，を設けておくことにより，一方のヒートポンプサイクルの稼働によって前記室外空気熱交換器に付着した霜を，他方のヒートポンプサイクルを稼働することによって除霜することができる。
【０００６】
ところで，前記室外空気熱交換器への着霜の検出は，例えば，前記室外空気熱交換器の温度を検出し，その検出温度に基づいて行うことができる。また，前記室外空気熱交換器への着霜の有無によって，暖房運転時に前記室内空気熱交換器から流出される空気の温度が変化するため，該空気の温度を検出し，その検出温度に基づいて該室外空気熱交換器への着霜を検出することも考えられる。
【０００７】
このとき，前記第一のヒートポンプサイクルが，前記第一の圧縮機，前記水熱交換器，前記第一の膨張器，前記室外空気熱交換器，前記第一の圧縮機が順に接続されたものである場合には，前記第一の膨張器を開放した状態で前記第一のヒートポンプサイクルを稼働することにより前記第一の圧縮機から吐出された高温高圧の前記第一の冷媒を前記室外空気熱交換器に流入させることにより，前記除霜運転を実現することができる。
また，前記第二のヒートポンプサイクルにおける前記第二の冷媒の循環方向を切り替える循環方向切替手段を設けておき，前記第二の圧縮機から吐出された高温の前記第二の冷媒を前記室外空気熱交換器に流入させるように，前記第二の冷媒の循環方向を前記循環方向切替手段によって切り替えることにより，前記除霜運転を実現することも考えられる。
【発明の効果】
【０００８】
本発明によれば，前記第一のヒートポンプサイクル及び前記第二のヒートポンプサイクルのいずれか一方のヒートポンプサイクルで除霜運転を実行することにより，他方のヒートポンプサイクルでは給湯運転や暖房運転を実行することが可能となる。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００９】
以下添付図面を参照しながら，本発明の実施の形態について説明し，本発明の理解に供する。尚，以下の実施の形態は，本発明を具体化した一例であって，本発明の技術的範囲を限定する性格のものではない。
ここに，図１は本発明の実施の形態に係るヒートポンプ式給湯機Ｘの概略構成図，図２は前記ヒートポンプ式給湯機Ｘに設けられた室外機６の内部構成図，図３は前記室外機６に設けられた室外空気熱交換器１３の部品図である。
図１に示すように，前記ヒートポンプ式給湯機Ｘは，冷媒が循環される二つのヒートポンプサイクル１（第一のヒートポンプサイクルの一例），２（第二のヒートポンプサイクルの一例），流水経路３０ａ〜３０ｄ，貯湯タンク３１，循環ポンプ３４，前記ヒートポンプサイクル１及び２に共通する水熱交換器３２，前記ヒートポンプサイクル１及び２に共通する室外空気熱交換器１３，前記室外空気熱交換器１３の温度を検出するサーミスタ等の温度センサ１３ａ（熱交換器温度検出手段の一例），及び切換弁４１〜４５を備えて概略構成されている。また，前記ヒートポンプ式給湯機Ｘは，ＣＰＵやＲＡＭ，ＲＯＭなどを有してなり当該ヒートポンプ式給湯機Ｘを統括的に制御する不図示の制御部を備えている。
前記水熱交換器３２は，前記ヒートポンプサイクル１や前記ヒートポンプサイクル２に循環される冷媒と，前記貯湯タンク３１に戻る流水経路３０ａ上，又は給水口から給湯口への流水経路３０ｂ上を流れる水との間で熱交換を行うものである。ここに，前記流水経路３０ａは，給水口から貯湯タンク３１，循環ポンプ３４，切換弁４５，水熱交換器３２，切換弁４３，貯湯タンク３１が順に接続された水の流通経路である。また，前記流水経路３０ｂは，給水口から切換弁４５，水熱交換器３２，切換弁４３，給湯口が順に接続された水の流通経路である。なお，前記流水経路３０ｃは，前記貯湯タンク３１から前記切換弁４４を経て前記給湯口に続く温水の流通経路，前記流通経路３０ｄは，前記給水口から前記切換弁４４を経て前記給湯口に続く水の流通経路である。
前記室外空気熱交換器１３は，前記ヒートポンプサイクル１や前記ヒートポンプサイクル２に循環される冷媒と室外空気との間で熱交換を行うものである。なお，前記室外空気熱交換器１３については後段で詳述する。
前記貯湯タンク３１の上層には前記水熱交換器３２において前記冷媒との熱交換によって加熱された温水が，前記貯湯タンク３１の下層には給水口から供給される水が貯留される。
【００１０】
当該ヒートポンプ式給湯機Ｘでは，前記制御部（不図示）によって前記各構成要素が制御されることにより，給水口から供給された水を前記流水経路３０ｂ上に流した後，前記水熱交換器３２によって加熱して給湯口から直接給湯する瞬間給湯運転や，給水口から供給された水を前記流水経路３０ａ上に流した後，前記水熱交換器３２によって加熱して前記貯湯タンク３１に貯留する貯湯運転などの各種の給湯運転が行われる。
具体的に，前記瞬間給湯運転では，前記切換弁４３及び４５が前記制御部によって制御されることにより，前記給水口から供給された水が前記流水経路３０ｂに沿って破線矢印方向に流通することとなる。但し，前記瞬間給湯運転が開始してからの一定時間は，前記水熱交換器３２による加熱量が十分得られない。そのため，瞬間運転開始後の一定時間は，前記貯湯タンク３１に貯留された温水が，前記流水経路３０ｃを経て切換弁４４において，前記給水口から前記流水経路３０ｄを経て供給される水と混合されて温度調節された後，前記給湯口に供給される。これにより，前記給湯口から瞬時に温水を給湯することが可能である。そして，前記水熱交換器３２によって給水口から供給された水を十分に加熱することが可能となった時点で，前記貯湯タンク３１の給水は停止され，その後は，前記給水口から前記水熱交換器３２を経て前記給湯口に続く流水経路３０ｂを用いて瞬間給湯が行われる。なお，前記貯湯タンク３１に貯留された高温の温水を前記給水口から供給される水と混合することなく，そのまま給湯することも可能である。
また，前記貯湯運転では，前記循環ポンプ３４が駆動されることにより，前記流水経路３０ａに沿って実線矢印方向に水が流通することにより，貯湯タンク３１に温水が貯留される。
【００１１】
前記ヒートポンプサイクル１（以下，「ＣＯ2サイクル」という）は，圧縮機１１（第一の圧縮機に相当），前記水熱交換器３２，膨張器１２（第一の膨張器に相当），前記室外空気熱交換器１３，前記圧縮機１１が順に接続された循環経路１０を有している。
前記循環経路１０では，前記制御部（不図示）によって前記圧縮機１１が駆動されることにより，炭酸ガス冷媒の一例であるＣＯ2冷媒（第一の冷媒の一例）が図示する矢印方向に循環される。ここに，前記ＣＯ2冷媒は，後述するＲ４１０Ａ冷媒と異なる特性を持ち，冷媒の特性として水を高温（９０℃程度）まで加熱することができるが，エネルギ消費効率が比較的低い。そのため，前記ＣＯ2サイクル１は，主に前記貯湯運転における水の加熱に用いられる。
具体的には，前記圧縮機１１において圧縮して吐出された高温高圧の前記ＣＯ2冷媒が，前記水熱交換器３２において前記流水経路３０ａまたは３０ｂ上を流れる水と熱交換されて冷却された後，前記膨張器１２において膨張する。その後，前記膨張器１２で膨張した低温低圧の前記ＣＯ2冷媒は，前記室外空気熱交換器１３において室外空気と熱交換されて吸熱し気化した後，再度前記圧縮機１１に流入する。
【００１２】
前記ＣＯ2サイクル１では，前記のように前記ＣＯ2冷媒が前記循環経路１０に循環されることにより，前記流水経路３０ａまたは３０ｂ上を矢印方向に流れる水が，前記水熱交換器３２における前記ＣＯ2冷媒との熱交換によって９０℃程度まで加熱される。なお，前記水熱交換器３２における前記ＣＯ2冷媒と水との流通方向が反対であるため，該ＣＯ2冷媒と水との熱交換は効率的に行われる。
このとき，前記瞬間給湯運転においては，前記流水経路３０ｂを通るよう前記制御部（不図示）によって前記切換弁４５が制御され，前記制御部（不図示）によって前記切換弁４３が制御されることにより前記水熱交換器３２において加熱された温水が前記給湯口に供給される。
また，前記貯湯運転においては，前記流水経路３０ａを通るよう前記制御部（不図示）によって前記切換弁４５が制御され，前記制御部（不図示）によって前記切換弁４３が制御されることにより，前記水熱交換器３２において加熱された温水が前記貯湯タンク３１に貯留されるように切り替えられる。
また，前記ＣＯ2サイクル１では，前記膨張器１２を開放させた状態で前記循環経路１０に前記ＣＯ2冷媒を循環させることにより，前記室外空気熱交換機１３に高温の前記ＣＯ2冷媒を流入させて，該室外空気熱交換器１３の除霜を行うことができる。この場合には，前記圧縮機１１において圧縮して吐出された高温高圧の前記ＣＯ2冷媒が，前記室外空気熱交換器１３に流入し，該室外空気熱交換器１３において吸熱して気化した後，再度前記圧縮機１１に流入する。
【００１３】
一方，前記ヒートポンプサイクル２（以下，「Ｒ４１０Ａサイクル」という）は，ＨＦＣ冷媒の一例であるＲ４１０Ａ冷媒（第二の冷媒の一例）が循環される循環経路２０及び循環経路４０を有している。ここに，前記Ｒ４１０Ａ冷媒は，前記ＣＯ2冷媒と異なる特性を持ち，ＣＯ2冷媒に比べて水を低温（６５℃程度）までしか加熱することができないが，エネルギ消費効率（ＣＯＰ）は高いので，比較的低い沸上げ温度に適している。そのため，前記Ｒ４１０Ａサイクル２は，主に前記瞬間給湯運転における水の加熱に用いられる。なお，前記Ｒ４１０Ａ冷媒の他の例としては，例えばＲ４０７Ｃ／Ｅ，Ｒ４０４Ａ，Ｒ５０７Ａ，Ｒ１３４ａ等がある。また，前記ヒートポンプ式給湯機Ｘに用いられる冷媒は，炭酸ガス冷媒及びＨＦＣ冷媒に限られるものではなく，熱交換効率やエネルギ消費効率などの特性が異なる二つの冷媒を用いればよい。
【００１４】
前記循環経路２０は，圧縮機２１（第二の圧縮機に相当），四方弁２４（循環方向切替手段の一例），切換弁４１，前記水熱交換器３２，切換弁４２，膨張器２２（第二の膨張器に相当），前記室外空気熱交換器１３及び前記四方弁２４が順に接続されて構成されている。
前記循環経路２０では，前記制御部（不図示）によって前記圧縮機２１が駆動されることにより，前記Ｒ４１０Ａ冷媒が図１に示す実線矢印方向に循環される。具体的には，前記圧縮機２１において圧縮して吐出された高温高圧の前記Ｒ４１０Ａ冷媒が，前記四方弁２４及び前記切換弁４１を経て前記水熱交換器３２に達する。そして，前記Ｒ４１０Ａ冷媒は，前記水熱交換器３２において前記流水経路３０ａまたは３０ｂ上を流れる水と熱交換されて冷却される。その後，前記Ｒ４１０Ａ冷媒は，前記切換弁４２を経て前記膨張器２２において膨張する。そして，前記膨張器２２で膨張した低温低圧の前記Ｒ４１０Ａ冷媒は，前記室外空気熱交換器１３において室外空気と熱交換されて吸熱し気化した後，前記四方弁２４を経て再度前記圧縮機２１に流入する。
前記Ｒ４１０Ａサイクル２では，前記のように前記Ｒ４１０Ａ冷媒が前記循環経路２０において実線矢印方向に循環されることにより，前記流水経路３０ａまたは３０ｂ上を矢印方向に流れる水が，前記水熱交換器３２における前記Ｒ４１０Ａ冷媒との熱交換によって６５℃程度まで加熱される。なお，前記水熱交換器３２における前記Ｒ４１０Ａ冷媒と水との流通方向が反対であるため，該Ｒ４１０Ａ冷媒と水との熱交換は効率的に行われる。そして，前記水熱交換器３２で加熱された温水は，前記給湯口或いは前記貯湯タンク３１に給湯される。
【００１５】
また，前記水熱交換器３２は，前記ＣＯ2サイクル１及び前記Ｒ４１０Ａサイクル２に共通するものであって，これらに循環される前記ＣＯ2冷媒及び前記Ｒ４１０Ａ冷媒と，前記流水経路３０ａ又は前記流水経路３０ｂ上を流れる水とを同時に熱交換させることが可能である。具体的には，前記水熱交換器３２が，該水熱交換器３２内に設けられた前記ＣＯ2冷媒の配管１４と前記流水経路３０ａ，３０ｂ上に設けられた配管３３，前記Ｒ４１０Ａ冷媒の配管２５と前記配管３３が共に接触するように構成されている。
したがって，前記ヒートポンプ式給湯機Ｘでは，前記ＣＯ2サイクル１及び前記Ｒ４１０Ａサイクル２を同時に用いることにより，個々の熱交換効率以上の熱交換効率で水を加熱することができる。これにより，前記瞬間給湯運転時における給湯量を増加させることができる。
【００１６】
他方，前記循環経路４０は，前記圧縮機２１，前記四方弁２４，前記切換弁４１，室内空気熱交換器４，前記切換弁４２，前記膨張器２２，前記室外空気熱交換器１３及び前記四方弁２４が順に接続されて構成されている。
ここに，前記室内空気熱交換器４は，室内の冷暖房を行う空気調和機（不図示）に設けられ，前記循環経路４０内に循環される前記Ｒ４１０Ａ冷媒と室内空気との間で熱交換を行うことにより室内空気を加熱或いは冷却するものである。即ち，前記室内空気熱交換器４に高温或いは低温の前記Ｒ４１０Ａ冷媒が流入されることにより，室内の暖房運転或いは冷房運転が実現される。
【００１７】
次に，図２〜４を用いて，前記室外空気熱交換器１３について詳説する。
図２に示すように，前記室外空気熱交換器１３は，前記温度センサ１３ａ，前記圧縮機１１，２１，前記膨張器１２，２２，送風ファン６４等と共に室外機６に内蔵されている。前記送風ファン６４は，不図示のモータによって回転駆動されることにより前記室外空気熱交換器１３に室外空気を送風する。このように，前記ヒートポンプ式給湯機Ｘでは，前記室外機６が前記ＣＯ2サイクル１及び前記Ｒ４１０Ａサイクル２で共通している。なお，図示しないが，前記室外機６には，前記水熱交換器３２や前記貯湯タンク３１を内蔵してもよい。
前記温度センサ１３ａによって検出された前記室外空気熱交換器１３の温度は，前記制御部（不図示）に入力される。そして，前記温度センサ１３ａによる検出温度は，前記制御部によって実行される後述の除霜処理（図４のフローチャート参照）における着霜発生の有無の判断指標として用いられる。
【００１８】
また，図３に示すように，前記室外空気熱交換器１３は，前記ＣＯ2サイクル１に循環されるＣＯ2冷媒が流通する配管６１（第一の配管の一例）と，前記Ｒ４１０Ａサイクル２に循環されるＲ４１０Ａ冷媒が流通する配管６２（第二の配管の一例）と，前記配管６１及び前記配管６２が貫装された複数の伝熱フィン６３（伝熱板の一例）と，を備えて構成されている。
前記配管６１は，前記伝熱フィン６３に貫装された複数の配管が前記室外空気熱交換器１３の両端でベンド管６１ａ，６１ｂによって連結されて構成されている。
同じく，前記配管６２は，前記伝熱フィン６３に貫装された複数の配管が前記室外空気熱交換器１３の両端でベンド管６２ａ，６２ｂによって連結されて構成されている。
ここで，前記配管６１及び前記配管６２の各々は，前記室外空気熱交換器１３において室外空気の流通方向と垂直な方向に配置された複数の配管が二本毎に交互に接続されたものである。これにより，前記配管６１及び前記配管６２の各々は，前記伝熱フィン６３に交互に貫装された状態で配置されている。
前記室外空気熱交換器１３では，前記伝熱フィン６３を介して，前記配管６１に流通するＣＯ2冷媒や前記配管６２に流通するＲ４１０Ａ冷媒と前記送風ファン６４によって送風された室外空気との間で熱交換が行われる。
【００１９】
ここで，前記ヒートポンプ式給湯機Ｘの前記Ｒ４１０Ａサイクル２において実現される暖房運転及び冷房運転について説明する。
（１）暖房運転について
ユーザにより前記ヒートポンプ式給湯機Ｘに対して，不図示の操作部から暖房運転の開始が要求されると，該ヒートポンプ式給湯機Ｘでは，前記制御部（不図示）によって前記圧縮機２１及び前記四方弁２４が制御され，前記Ｒ４１０Ａサイクル２の循環経路４０において前記Ｒ４１０Ａ冷媒の実線矢印方向（図１参照）の循環が開始される。このとき，前記四方弁２４内部では図示する実線経路が確立されている。
これにより，前記循環経路４０では，図示する実線矢印方向に前記Ｒ４１０Ａ冷媒が循環される。具体的には，前記圧縮機２１において圧縮して吐出された高温高圧の前記Ｒ４１０Ａ冷媒が，前記四方弁２４及び前記切換弁４１を経て前記室内空気熱交換器４に達する。そして，前記Ｒ４１０Ａ冷媒は，前記室内空気熱交換器４において室内の空気と熱交換されて冷却される。その後，前記Ｒ４１０Ａ冷媒は，前記切換弁４２を経て前記膨張器２２において膨張する。そして，前記膨張器２２において膨張した低温低圧の前記Ｒ４１０Ａ冷媒は，前記室外空気熱交換器１３において室外空気と熱交換されて吸熱し気化した後，前記四方弁２４を経て再度前記圧縮機２１に流入する。
前記Ｒ４１０Ａサイクル２では，前記のように前記Ｒ４１０Ａ冷媒が前記循環経路４０において実線矢印方向に循環されることにより，室内の空気が，前記室内空気熱交換器４における前記Ｒ４１０Ａ冷媒との熱交換によって加熱される。即ち，前記ヒートポンプ式給湯機Ｘによって暖房が実現される。
このように暖房運転が実行されているとき，前記室外空気熱交換器１３には，低温の前記Ｒ４１０Ａ冷媒が循環されるため，該室外空気熱交換器１３に着霜が発生することがあるが，この付着した霜は後述する除霜処理（図４のフローチャート参照）において取り除かれる。
【００２０】
（２）冷房運転について
一方，ユーザにより前記ヒートポンプ式給湯機Ｘに対して，不図示の操作部から冷房運転の開始が要求されると，該ヒートポンプ式給湯機Ｘでは，前記制御部（不図示）によって前記圧縮機２１及び前記四方弁２４が制御され，前記Ｒ４１０Ａサイクル２の循環経路４０において前記Ｒ４１０Ａ冷媒の破線矢印方向の循環が開始される。このとき，前記四方弁２４内部では図示する破線経路（図１参照）が確立されている。
これにより，前記循環経路４０では，図示する破線矢印方向（図１参照）に前記Ｒ４１０Ａ冷媒が循環される。具体的には，前記圧縮機２１において圧縮して吐出された高温高圧の前記Ｒ４１０Ａ冷媒が，前記四方弁２４を経て前記室外空気熱交換器１３に達する。そして，前記Ｒ４１０Ａ冷媒は，前記室外空気熱交換器１３において室外空気と熱交換されて冷却される。その後，前記Ｒ４１０Ａ冷媒は，前記膨張器２２において膨張する。そして，前記膨張器２２において膨張した低温低圧の前記Ｒ４１０Ａ冷媒は，前記切換弁４２を経て前記室内空気熱交換器４において室内空気と熱交換されて吸熱し気化した後，前記切換弁４１及び前記四方弁２４を経て再度前記圧縮機２１に流入する。
このように，前記Ｒ４１０Ａサイクル２では，前記Ｒ４１０Ａ冷媒が前記循環経路４０において破線矢印方向に循環されることにより，室内の空気が，前記室内空気熱交換器４における前記Ｒ４１０Ａ冷媒との熱交換によって冷却される。即ち，前記ヒートポンプ式給湯機Ｘによって冷房が実現される。なお，このとき前記ヒートポンプ式給湯機Ｘでは，前記切換弁４１及び４２が前記制御部（不図示）によって制御されることにより，前記循環経路２０における前記Ｒ４１０Ａ冷媒の循環は阻止される。したがって，前記Ｒ４１０Ａサイクル２によって冷房運転が実行されている場合であっても，前記ＣＯ2サイクル１による給湯運転を実行することは可能である。
また，このように前記Ｒ４１０Ａサイクル２において冷房運転が実行されているとき，前記室外空気熱交換器１３には，高温のＲ４１０Ａ冷媒が流入することになる。したがって，前記室外空気熱交換器１３に霜が付着している場合には，その霜を取り除くことができる。
【００２１】
このように構成された前記ヒートポンプ式給湯機Ｘでは，前記室外空気熱交換器１３に着霜が発生した場合，その霜を取り除くための除霜運転が実行される。ここに，かかる処理を実行するときの前記制御部が除霜手段に相当する。
以下，図４のフローチャートに従って，前記ヒートポンプ式給湯機Ｘにおいて前記制御部により実行される除霜処理の手順の一例について説明する。なお，図示するＳ１，Ｓ２，…は処理手順（ステップ）番号を表す。
当該除霜処理は，前記ヒートポンプ式給湯機Ｘにおいて前記ＣＯ2サイクル１による給湯運転，前記Ｒ４１０Ａサイクル２による給湯運転又は暖房運転が開始されたときに実行される。ここでは，前記ヒートポンプ式給湯機Ｘにおいて前記Ｒ４１０Ａサイクル２による暖房運転が開始された場合を例に挙げて説明する。
【００２２】
まず，ステップＳ１では，前記室外空気熱交換器１３に着霜が発生しているか否かを判定するべく，前記温度センサ１３ａによる検出温度が−３℃以下であるか否かが前記制御部によって判断される。なお，前記室外空気熱交換器１３が着霜状態であることを判定するための温度は，−３℃に限られず適宜設定すれば良い。また，前記温度センサ１３ａの検出温度の単位時間当たりの変化率が所定値以上であるか否かなどによって判断してもかまわない。ここに，前記ＣＯ2サイクル１や前記Ｒ４１０Ａサイクル２の稼働中に，前記温度センサ１３ａによる検出温度に基づいて前記室外空気熱交換器１３の着霜の発生を検出するときの前記制御部が着霜検出手段（第一の着霜検出手段）に相当する。
ここで，前記検出温度が−３℃以下であると判断された場合には，前記室外空気熱交換器１３に着霜が発生しているおそれがあるため，処理はステップＳ２に移行する。このステップＳ１の処理は，前記ＣＯ2サイクル１による給湯運転，前記Ｒ４１０Ａサイクル２による給湯運転又は暖房運転が実行されている間，繰り返し実行される。
【００２３】
ステップＳ２では，前記ＣＯ2サイクル１による給湯運転が実行されているか否かが前記制御部によって判断される。ここで，前記ＣＯ2サイクル１による給湯運転が実行されてると判断された場合には，処理はステップＳ３に移行し，実行されていないと判断された場合には，処理はステップＳ２１に移行する。
ここでは，前記Ｒ４１０Ａサイクル２による暖房運転だけが実行されているため，前記ＣＯ2サイクル１による給湯運転が実行されていないと判断され，処理はステップＳ２１に移行する。
【００２４】
次に，前記ステップＳ２１では，前記制御部によって，前記ＣＯ2サイクル１の膨張器１２を開放させた状態で，該ＣＯ2サイクル１が稼働される。これにより，前述したように，前記ＣＯ2サイクル１では，前記圧縮機１１から吐出された高温高圧のＣＯ2冷媒が前記室外空気熱交換器１３に流入されることになり，前記室外空気熱交換器１３が除霜される。このように，前記ＣＯ2サイクル１で前記室外空気熱交換器１３の除霜運転を実行するための処理を実行するときの前記制御部が第一の除霜運転実行手段に相当する。
このように，前記ヒートポンプサイクルＸでは，前記Ｒ４１０Ａサイクル２で暖房運転を実行している場合に，前記室外空気熱交換器１３に着霜が発生すると，前記Ｒ４１０Ａサイクル２とは異なる前記ＣＯ2サイクル１を用いて前記室外空気熱交換器１３の除霜運転が行われるため，前記Ｒ４１０Ａサイクル２による暖房運転を中断する必要がない。
【００２５】
その後，続くステップＳ４では，前記室外空気熱交換器１３の着霜が解消されたか否かを判定するべく，前記温度センサ１３ａによる検出温度が５℃以上であるか否かが前記制御部によって判断される。なお，前記室外空気熱交換器１３の着霜状態が解消されたことを判定するための温度は，５℃に限られず適宜設定すれば良い。前記ステップＳ４の処理は，前記温度センサ１３ａによる検出温度が５℃以上になるまで繰り返し実行される（Ｓ４のＮｏ側）。
一方，前記検出温度が５℃以上であると判断された場合には（Ｓ４のＹｅｓ側），処理はステップＳ５に移行して前記除霜運転が終了された後，前記ステップＳ１に戻る。
【００２６】
ここでは，前記Ｒ４１０Ａサイクル２で暖房運転の実行中に前記室外空気熱交換器１３に着霜が発生した場合について述べたが，前記Ｒ４１０Ａサイクル２で給湯運転の実行中に前記室外空気熱交換器１３に着霜が発生した場合についても同様である。即ち，前記Ｒ４１０Ａサイクルによる給湯運転と，前記ＣＯ2サイクル１による着霜運転とが同時に実行される。
一方，前記ＣＯ2サイクル１で給湯運転の実行中に前記室外空気熱交換器１３に着霜が発生した場合には，前記ステップＳ２において前記ＣＯ2サイクル１による給湯運転が実行されていると判断されるため，処理はステップＳ３に移行することになる。
【００２７】
ステップＳ３では，前記制御部によって，前記四方弁２４により前記Ｒ４１０Ａサイクル２におけるＲ４１０Ａ冷媒の循環方向が，該Ｒ４１０Ａサイクル２で冷房運転を実行するための方向に切り替えられた後，前記圧縮機２１の駆動が開始される。これにより，前記Ｒ４１０Ａサイクル２では，前記圧縮機２１から吐出された高温高圧のＲ４１０Ａ冷媒が前記室外空気熱交換器１３に流入されることになり，前記室外空気熱交換器１３が除霜される。このように，前記Ｒ４１０Ａサイクル２で前記室外空気熱交換器１３の除霜運転を実行するための処理を実行するときの前記制御部が第二の除霜運転実行手段に相当する。
このように，前記ヒートポンプサイクルＸでは，前記ＣＯ2サイクル１で給湯運転を実行している場合に，前記室外空気熱交換器１３に着霜が発生すると，前記ＣＯ2サイクル１とは異なる前記Ｒ４１０Ａサイクル２を用いて前記室外空気熱交換器１３の除霜運転が行われるため，前記ＣＯ2サイクル１による給湯運転を中断する必要がない。
【００２８】
また，前記ヒートポンプ式給湯機Ｘでは，前記ＣＯ2サイクル１による給湯運転と，前記Ｒ４１０Ａサイクル２による給湯運転や暖房運転とが同時に実行される場合がある。このとき，前記室外空気熱交換器１３に着霜が発生した場合には，前記ＣＯ2サイクル１及び前記Ｒ４１０Ａサイクル２のいずれか一方のヒートポンプサイクルを優先し，他方のヒートポンプサイクルを用いて前記室外空気熱交換器１３の除霜運転を実行すればよい。これにより，一方のヒートポンプサイクルによる給湯運転や暖房運転は継続することができる。なお，いずれのヒートポンプサイクルを優先させるかについての設定は予め初期設定してもよいが，ユーザで任意に変更可能とすることが望ましい。
なお，前記除霜処理（図４のフローチャート参照）では，前記ステップＳ２において，前記ＣＯ2サイクル１による給湯運転が実行されていると判断された場合には，前記Ｒ４１０Ａサイクル２による給湯運転や暖房運転の実行の有無にかかわらず，該Ｒ４１０Ａサイクル２で冷房運転が実行されるように処理される。即ち，前記ＣＯ2サイクル１による給湯運転を前記Ｒ４１０Ａサイクル２による給湯運転や暖房運転よりも優先させるように設定されている場合を一例として示している。
【実施例】
【００２９】
また，前記実施の形態では，前記室外空気熱交換器１３に温度センサ１３ａを設けておき，該温度センサ１３ａの検出温度に基づいて前記室外空気熱交換器１３の着霜の発生の有無を判定する場合について説明した。
一方，前記室外空気熱交換器１３に着霜が発生すると，前記Ｒ４１０Ａサイクル２において実行される暖房運転における空気の加熱効率が低下する。即ち，前記室内空気熱交換器４から流出される空気の温度が着霜が発生していない場合に比べて低下する。
そこで，前記室内空気熱交換器４においてＲ４１０Ａ冷媒と熱交換された後，該室内空気熱交換器４から流出される空気の温度を検出する空気温度検出センサ（流出温度検出手段の一例）を設けておき，該空気温度検出センサによる検出温度に基づいて前記室外空気熱交換器１３の着霜の発生の有無を判定することが他の実施例として考えられる。このとき，前記室外空気熱交換器１３の着霜の発生の有無を判定するときの前記制御部が着霜検出手段（第二の着霜検出手段）に相当する。
なお，前記室外空気熱交換器１３の着霜を検出するための手法は，ここで説明したものに限られず，各種の従来手法を用いれば良い。例えば，前記室外空気熱交換器１３の温度や室外空気の温度，前記室内空気熱交換器４から流出される空気の温度，電流値等のいずれか一つ或いは複数が所定の条件が充足したか否かによって着霜を検出すれば良い。
【図面の簡単な説明】
【００３０】
【図１】本発明の実施の形態に係るヒートポンプ式給湯機Ｘの概略構成図。
【図２】本発明の実施の形態に係るヒートポンプ式給湯機Ｘに設けられた室外機６の内部構成図。
【図３】室外機６に設けられた室外空気熱交換器１３の部品図。
【図４】本発明の実施の形態に係るヒートポンプ式給湯機Ｘにおいて実行される除霜処理の手順の一例を説明するフローチャート。
【符号の説明】
【００３１】
１…ヒートポンプサイクル（第一のヒートポンプサイクルの一例）
２…ヒートポンプサイクル（第二のヒートポンプサイクルの一例）
４…室内空気熱交換器
６…室外機
１１，２１…圧縮機
１２，２２…膨張器
１３…室外空気熱交換器（室外空気熱交換器の一例）
１３ａ…温度センサ（熱交換器温度検出手段の一例）
１４，２５，３３…配管
１０，２０，４０…循環経路
２４…四方弁（循環方向切替手段の一例）
３０ａ〜３０ｄ…流水経路
３１…貯湯タンク
３２…水熱交換器
４１〜４５…切換弁
６１…配管（第一の配管の一例）
６２…配管（第二の配管の一例）
６３…伝熱フィン（伝熱板）
６４…送風ファン
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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