(57)【要約】【課題】  給湯／冷暖房並行運転型のヒートポンプ式給湯機において、寒冷環境下で、少なくとも給湯運転を停止せずに、空気側熱交換器に付着した霜を溶かす手段を備えたヒートポンプ式給湯機を提供する。【解決手段】  第１の圧縮機１，四方切替弁２，給湯用水側熱交換器３，電動膨張弁４，冷暖房用熱交換器５，電動膨張弁６，空気側熱交換器７，四方切替弁２，第１の圧縮機１の順に接続した第１の冷媒回路と、第２の圧縮機１１，四方切替弁１２，給湯用水側熱交換器３，電動膨張弁１４，冷暖房用熱交換器５，電動膨張弁１６，空気側熱交換器１７，四方切替弁１２，第２の圧縮機１１の順に接続した第２の冷媒回路と、循環水を加圧するポンプ６０，冷暖房用熱交換器５，冷暖房用室内熱交換器６１を含む冷暖房回路と、給湯用水側熱交換器３に給水する経路，熱交換器３で加熱された湯と給水とを混合し出湯温度を調節する二方弁５３を含む給湯回路とからなる。【選択図】        図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
第１の圧縮機，第１の四方切替弁，給湯用水側熱交換器，第１の電動膨張弁，冷暖房用熱交換器，第２の電動膨張弁，第１の空気側熱交換器，前記第１の四方切替弁，前記第１の圧縮機の順に接続した第１の冷媒回路と、
第２の圧縮機，第２の四方切替弁，前記給湯用水側熱交換器，第３の電動膨張弁，前記冷暖房用熱交換器，第４の電動膨張弁，第２の空気側熱交換器，前記第２の四方切替弁，前記第２の圧縮機の順に接続した第２の冷媒回路と、
循環水を加圧するポンプ，前記冷暖房用熱交換器，冷暖房用室内熱交換器を含む冷暖房回路と、
前記給湯用水側熱交換器に給水する経路，前記給湯用水側熱交換器で加熱された湯と給水とを混合し出湯温度を調節する二方弁を含む給湯回路と
からなるヒートポンプ式給湯機。
【請求項２】
請求項１に記載のヒートポンプ式給湯機において、
前記給湯用水側熱交換器と並列に床暖房用または天井輻射暖房用の水冷媒熱交換器を設置した
ことを特徴とするヒートポンプ式給湯機。
【請求項３】
第１の圧縮機，給湯用水側熱交換器，第１の電動膨張弁，第１の空気側熱交換器，前記第１の圧縮機の順に接続した第１の冷媒回路と、
第２の圧縮機，四方切替弁，前記給湯用水側熱交換器，第３の電動膨張弁，冷暖房用熱交換器，第４の電動膨張弁，第２の空気側熱交換器，前記四方切替弁，前記第２の圧縮機の順に接続した第２の冷媒回路と、
循環水を加圧するポンプ，前記冷暖房用熱交換器，冷暖房用室内熱交換器を含む冷暖房回路と、
前記給湯用水側熱交換器に給水する経路，前記給湯用水側熱交換器で加熱された湯と給水とを混合し出湯温度を調節する二方弁を含む給湯回路と
からなるヒートポンプ式給湯機。
【請求項４】
請求項３に記載のヒートポンプ式給湯機において、
前記給湯用水側熱交換器と並列に床暖房用または天井輻射暖房用の水冷媒熱交換器を設置した
ことを特徴とするヒートポンプ式給湯機。
【請求項５】
請求項１ないし４のいずれか一項に記載のヒートポンプ式給湯機において、
前記給湯回路が、前記給湯用水側熱交換器で加熱された湯の出湯と貯湯とを切替える三方弁と、貯湯タンクとを含む
ことを特徴とするヒートポンプ式給湯機。
【請求項６】
請求項１または２に記載のヒートポンプ式給湯機の運転方法において、
冷房単独運転から給湯および冷房の同時運転に切替える際に、前記第１の四方切替弁と前記第２の四方切替弁とを順次切替える
ことを特徴とするヒートポンプ式給湯機の運転方法。
【請求項７】
請求項１ないし５のいずれか一項に記載のヒートポンプ式給湯機の運転方法において、
前記空気側熱交換器に着いた霜を溶かす除霜運転は、前記第１の冷媒回路および前記第２の冷媒回路の片方ずつ実行する
ことを特徴とするヒートポンプ式給湯機の運転方法。
【請求項８】
請求項１ないし５のいずれか一項に記載のヒートポンプ式給湯機の運転方法において、
冷暖房負荷に応じて、前記第１の冷媒回路と前記第２の冷媒回路のうちの一方のみを運転し、運転中の冷媒回路を除霜運転をする場合は、待機中の冷媒回路の運転を開始してから除霜運転をする
ことを特徴とするヒートポンプ式給湯機の運転方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ヒートポンプ式給湯機およびその運転方法に係り、特に、空気側熱交換器の除霜運転時における給湯能力を改善する手段に関する。
【背景技術】
【０００２】
給湯と冷房または暖房とを並行してできる冷媒回路が提案されている(例えば、特許文献１，特許文献２参照)。
【０００３】
【特許文献１】特開平５−２２３４０２号公報      (第３頁  図１)
【特許文献２】特開２００２−３１８０２８号公報      (第３，４頁  図１，図２)
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかし、上記従来例においては、冬季、空気側熱交換器に霜が着いた場合の除霜運転時には、給湯運転や暖房運転ができなかった。すなわち、寒冷環境下で、もし、給湯運転と除霜運転とを並行した場合、除霜運転に長時間を要するので、給湯能力が著しく低下するという問題があった。
【０００５】
本発明の目的は、給湯／冷暖房並行運転型のヒートポンプ式給湯機において、寒冷環境下で、少なくとも給湯運転を停止せずに、空気側熱交換器に付着した霜を溶かす手段を備えたヒートポンプ式給湯機を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明は、上記目的を達成するために、第１の圧縮機，第１の四方切替弁，給湯用水側熱交換器，第１の電動膨張弁，冷暖房用熱交換器，第２の電動膨張弁，第１の空気側熱交換器，第１の四方切替弁，第１の圧縮機１の順に接続した第１の冷媒回路と、第２の圧縮機，第２の四方切替弁，給湯用水側熱交換器，第３の電動膨張弁，冷暖房用熱交換器，第４の電動膨張弁，第２の空気側熱交換器，第２の四方切替弁，第２の圧縮機の順に接続した第２の冷媒回路と、循環水を加圧するポンプ，冷暖房用熱交換器，冷暖房用室内熱交換器を含む冷暖房回路と、給湯用水側熱交換器に給水する経路，給湯用水側熱交換器で加熱された湯と給水とを混合し出湯温度を調節する二方弁を含む給湯回路とからなるヒートポンプ式給湯機を提案する。
【０００７】
このような構成では、２つの冷媒回路を独立に運転できるので、一方の冷媒回路で除霜運転をしているときでも、他方の冷媒回路により給湯運転や冷暖房運転が可能となる。
【０００８】
第１の四方切替弁と第２の四方切替弁とを備えたヒートポンプ式給湯機においては、冷房単独運転から給湯および冷房の同時運転に切替える際に、第１の四方切替弁と第２の四方切替弁とを順次切替える。
【０００９】
本発明は、また、第１の圧縮機，給湯用水側熱交換器，第１の電動膨張弁，第１の空気側熱交換器，第１の圧縮機の順に接続した第１の冷媒回路と、第２の圧縮機，四方切替弁，給湯用水側熱交換器，第３の電動膨張弁，冷暖房用熱交換器，第４の電動膨張弁，第２の空気側熱交換器，四方切替弁，第２の圧縮機の順に接続した第２の冷媒回路と、循環水を加圧するポンプ，冷暖房用熱交換器，冷暖房用室内熱交換器を含む冷暖房回路と、給湯用水側熱交換器に給水する経路，給湯用水側熱交換器で加熱された湯と給水とを混合し出湯温度を調節する二方弁を含む給湯回路とからなるヒートポンプ式給湯機を提案する。
【００１０】
このような構成では、除霜運転中に暖房運転はできないが、給湯運転は可能であり、前記構成と比べると、構成が単純になる。
【００１１】
前記給湯回路は、給湯用水側熱交換器で加熱された湯の出湯と貯湯とを切替える三方弁と、貯湯タンクとを含むことができる。
【００１２】
いずれのヒートポンプ式給湯機においても、給湯用水側熱交換器と並列に床暖房用または天井輻射暖房用の水冷媒熱交換器を設置することも可能である。
【００１３】
空気側熱交換器に着いた霜を溶かす除霜運転は、第１の冷媒回路および第２の冷媒回路の片方ずつ実行する。
【００１４】
また、冷暖房負荷に応じて、第１の冷媒回路と第２の冷媒回路のうちの一方のみを運転し、運転中の冷媒回路を除霜運転をする場合は、待機中の冷媒回路の運転を開始してから除霜運転をする。
【発明の効果】
【００１５】
本発明によれば、給湯・貯湯運転や冷暖房運転をしながら、それらの運転を停止しないで、除霜運転ができるので、給湯の途中で湯が出なくなったり、冷暖房が止まって不快になることを防止できる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１６】
次に、図１〜図１２を参照して、本発明によるヒートポンプ式給湯機の実施形態を説明する。
【００１７】
≪実施形態１≫
図１は、本発明によるヒートポンプ式給湯機の実施形態１の系統構成を示す回路図である。
【００１８】
実施形態１のヒートポンプ式給湯機は、圧縮機１を含む第１の冷媒回路と、圧縮機１１を含む第２の冷媒回路と、冷暖房用室内熱交換器６１を含む室内冷暖房回路と、給湯用水側熱交換器３およびここで加熱された湯と給水とを混合し出湯温度を調節する二方弁５３を含む給湯回路とからなる。
【００１９】
実施形態１においては、第１の冷媒回路と第２の冷媒回路とが独立している。２つの冷媒回路は、それぞれの圧縮機および空気側熱交換器を持っている。２つの冷媒回路は、水側熱交換器３，５を共有しているが、水側熱交換器３，５内の冷媒流路は独立している。
【００２０】
第１の冷媒回路は、第１の圧縮機１と、第１の四方切替弁２と、給湯用水側熱交換器３と、第１の電動膨張弁４と、冷暖房用熱交換器５と、第２の電動膨張弁６と、第１の空気側熱交換器７と、第１の四方切替弁２と、第１の圧縮機１とを接続配管により順に接続して形成されている。
【００２１】
第２の冷媒回路は、第２の圧縮機１１と、第２の四方切替弁１２と、給湯用水側熱交換器３と、第３の電動膨張弁１４と、冷暖房用熱交換器５と、第４の電動膨張弁１６と、第２の空気側熱交換器１７と、第２の四方切替弁１２と、第２の圧縮機１１とを接続配管により順に接続して形成されている。
【００２２】
冷暖房回路は、ポンプ６０と、冷暖房用熱交換器５と、冷暖房用室内熱交換器６１とを含み、ポンプ６０により循環される水を冷暖房用熱交換器５で冷却または加熱し、冷暖房用室内熱交換器６１を通る空気を冷却または加熱し、冷房または暖房する。
【００２３】
給湯回路は、給水を加圧する給水ポンプ５０と、給水を加熱する給湯用水側熱交換器３と、貯湯タンク５１と、貯湯か出湯かを切替える三方弁５２と、湯と給水とを混合し出湯温度を調節する二方弁５３と、出湯量を調節する二方弁５４とを含んでおり、給湯用水側熱交換器３に供給された水を加熱し、貯湯タンク５１に湯を蓄えるか、二方弁５３からの給水により所望の出湯温度に調節して、図示しない蛇口やシャワーに出湯する。
【００２４】
なお、水圧が十分な場合は、給水ポンプ５０は不要である。また、瞬間給湯方式の場合は、貯湯タンク５１および三方弁５２は設置されない。
【００２５】
図２は、実施形態１の各運転モードにおける四方切替弁，電動膨張弁(膨張弁)，二方切替弁(二方弁)などの各機器の運転動作を示す図であり、図３は、実施形態１の運転モード移行時の各機器の運転動作を示す図である。
【００２６】
運転モード番号１は、給湯・貯湯および暖房の同時運転の場合の運転動作を示している。
【００２７】
第１の冷媒回路において、圧縮機１で圧縮された冷媒は、四方切替弁２の実線の流路を通り、給湯用水側熱交換器３に入り、放熱して給湯用の水を加熱する。二方弁２１は閉じられている。
【００２８】
給湯用熱交換器３を出た冷媒は、全開の膨張弁４と開かれたバルブ２２を通り、冷暖房用熱交換器５に入る。冷暖房用熱交換器５においても、冷媒は放熱し、ポンプ６０により循環される循環水またはブラインを加熱する。二方弁２３は閉じられている。
【００２９】
冷暖房用熱交換器５を出た冷媒は、電動膨張弁６において減圧・膨張する。二方弁２４は閉じられている。膨張した冷媒は、空気側熱交換器７において空気から吸熱し、四方切替弁２を経て圧縮機１に吸い込まれる。
【００３０】
空気側熱交換器７では、ファン４０が空気を熱交換器に送っている。
【００３１】
第２の冷媒回路において、圧縮機１１で圧縮された冷媒は、四方切替弁１２の実線の流路を通り、給湯用水側熱交換器３に入り、放熱して給湯用の水を加熱する。二方弁３１は閉じられている。
【００３２】
給湯用水側熱交換器３を出た冷媒は、全開の膨張弁１４と開かれたバルブ３２を通り、冷暖房用熱交換器５に入る。冷暖房用熱交換器５においても冷媒は放熱し、ポンプ６０により循環される循環水またはブラインを加熱する。二方弁３３は閉じられている。
【００３３】
冷暖房用熱交換器５を出た冷媒は、電動膨張弁１６において減圧・膨張する。二方弁３４は閉じられている。膨張した冷媒は、空気側熱交換器１７において空気から吸熱し、四方切替弁１２を経て圧縮機１１に吸い込まれる。
【００３４】
空気側熱交換器７では、ファン４１が空気を熱交換器に送っている。
【００３５】
給湯側の水側流路では、市水等の給水が、給水ポンプ５０で水側熱交換器３に送られ、給湯用水側熱交換器３で冷媒により加熱され、三方弁５２を経て、二方弁５３からの給水により所望の出湯温度に調節され、図示しない蛇口やシャワーに出湯される。
【００３６】
貯湯運転では、加熱された水は、三方弁５２の切替えにより、貯湯タンク５１に蓄えられる。
【００３７】
冷暖房側の水側流路は、ポンプ６０により循環される水が冷暖房用熱交換器５で加熱され、室内熱交換器６１で放熱しながら、空気を加熱する。加熱された空気は、ファン６２により室内に吹き出される。
【００３８】
三方弁６３で室内熱交換器６１に流れる水の流量を制御し、室温を制御する。
【００３９】
運転モード番号２は、給湯・貯湯と冷房運転を同時にする場合の運転動作を示している。
【００４０】
第１の冷媒回路において、圧縮機１で圧縮された冷媒は、四方切替弁２の実線の流路を通り、給湯用水側熱交換器３に入り、放熱して給水された水を加熱する。二方弁２１は閉じられている。
【００４１】
給湯用水側熱交換器３を出た冷媒は、膨張弁４において減圧・膨張する。二方弁２２は閉じられている。膨張した冷媒は、冷暖房用熱交換器５に入り蒸発し、ポンプ６０からの循環水またはブラインを冷却する。
【００４２】
冷暖房用熱交換器５を出た冷媒は、全開の膨張弁６と開かれた二方弁２４を通り、空気側熱交換器７において更に蒸発・吸熱し、四方切替弁２を経て圧縮機に吸い込まれる。
【００４３】
第２の冷媒回路においても同様な動作をする。
【００４４】
第２の冷媒回路では、膨張弁１４を絞り、二方弁３２を閉じる。膨張弁１６は全開とし、二方弁３４は開く。
【００４５】
運転モード番号３は、給湯・貯湯の単独運転時の運転動作を示している。運転モード番号３においては、二方弁２３，３３を開き、ポンプ６０とファン６２を停止する。
【００４６】
他は運転モード番号１の給湯・貯湯と暖房運転の場合と同様である。
【００４７】
運転モード番号４は、暖房の単独運転時の運転動作を示している。運転モード番号４においては、二方弁２１，３１を開き、給水ポンプ５０を停止する。
【００４８】
他は運転モード番号１と同様である。
【００４９】
運転モード番号５は、冷房の単独運転時の運転動作を示している。
【００５０】
第１の冷媒回路において、四方切替弁を図１の破線の方向に切替える。
【００５１】
圧縮機１で圧縮された冷媒は、四方切替弁２の破線の流路を通り、空気側熱交換器７で空気に放熱する。空気側熱交換器７を出た冷媒は、膨張弁６において減圧・膨張する。二方弁２４は閉じられている。
【００５２】
膨張した冷媒は、冷暖房用熱交換器５に至り、蒸発・吸熱して、循環水またはブラインを冷却する。二方弁２３は閉じられている。冷暖房用熱交換器５を出た冷媒は、全開の膨張弁４と開かれた二方弁２２を通り、開かれた二方弁２１を通り、四方切替弁２の破線の流路を通り、圧縮機１に吸い込まれる。
【００５３】
給湯用の給水ポンプ５０は停止する。
【００５４】
第２の冷媒回路においては、四方切替弁１２を破線の方向に切替え、膨張弁１６を絞り、二方弁３４を閉じる。二方弁３３を閉じ、膨張弁１４を全開にし、２方弁３２は開き、二方弁３１も開く。第１の冷媒回路と同様に動作する。
【００５５】
以上の運転では、２つの冷媒回路の両方を運転するとしたが、給湯負荷や冷暖房負荷が小さい場合は、いずれか一方の冷媒回路の圧縮機を停止してもよい。そのような運転については、後に詳しく説明する。
【００５６】
冬季で湿度が比較的高い場合、空気側熱交換器７，１７に霜が着くので、霜を溶かす除霜運転をする必要がある。図２の運転モード番号６から１１は、除霜運転をする場合の様々な運転パターンを示している。
【００５７】
運転モード番号６は、給湯・貯湯と暖房運転をしながら、同時に空気側熱交換器７に着いた霜を溶かす除霜運転をする場合を示している。
【００５８】
この場合、第１の冷媒回路においては、四方切替弁２を破線の方向に切替える。圧縮機１を出た冷媒は、四方切替弁２の破線の経路を通り、空気側熱交換器７に入り、放熱して熱交換器に着いた霜を溶かす。ファン４０は停止しておく。
【００５９】
空気側熱交換器７を出た冷媒は、全開にされた膨張弁６および開かれた二方弁２４を通り、次に開かれた二方弁２３を通り、更に全開にされた膨張弁４および開かれた二方弁２２，開かれた二方弁２１，四方切替弁２の破線の経路を順に通り、圧縮機１に吸い込まれる。
【００６０】
なお、着霜量が多く、除霜に長時間かかるような外気条件の場合は、二方弁２１または２３を閉じる。このときは、給湯能力や暖房能力は低下する。
【００６１】
第２の冷媒回路の動作は、運転モード番号１の給湯・貯湯と暖房運転の場合と同様である。
【００６２】
このような動作により、給湯・貯湯運転と暖房運転をしながら除霜運転ができる。
【００６３】
運転モード番号７は、給湯・貯湯と暖房運転をしながら、同時に空気側熱交換器１７に着いた霜を溶かす除霜運転をする場合で、ちょうど運転モード番号６の第１の冷媒回路と第２の冷媒回路の運転を入れ替えた動作をする。
【００６４】
除霜が必要なとき、運転モード番号６と運転モード番号７の動作を同時にはしないようにすれば、除霜中を含めて常に給湯・貯湯運転や暖房運転が可能である。この運転については、後に詳しく説明する。
【００６５】
運転モード番号８は、給湯・貯湯運転と空気側熱交換器７の除霜運転を同時にする場合の運転動作を示している。
【００６６】
このときは、二方弁３３を開き、ポンプ６０およびファン６２を停止する。
【００６７】
他の動作は、運転モード番号６の場合と同様である。
【００６８】
運転モード番号９は、給湯・貯湯運転と空気側熱交換器１７の除霜運転を同時にする場合の運転動作を示している。
【００６９】
このときは、二方弁２３を開き、ポンプ６０およびファン６２を停止する。
【００７０】
他の動作は、運転モード番号７の場合と同様である。
【００７１】
運転モード番号１０は、暖房の単独運転と空気側熱交換器７の除霜運転を同時にする場合の運転動作を示している。
【００７２】
このときは、二方弁２１を開き、給水ポンプ５０を停止する。
【００７３】
他の動作は、給湯・貯湯、暖房運転と除霜運転を同時にする運転モード番号６の場合と同様である。
【００７４】
運転モード番号１１は、暖房の単独運転と空気側熱交換器１７の除霜運転を同時にする場合の運転動作を示している。
【００７５】
このときは、二方弁３１を開き、給水ポンプ５０を停止する。
他の動作は、給湯・貯湯、暖房運転と除霜運転を同時にする運転モード番号７の場合と同様である。
【００７６】
運転モード番号１２は、給湯運転と冷暖房運転すべてを停止したときに、空気側熱交換器７に霜が残っている場合にする除霜運転の運転動作を示している。
【００７７】
運転モード番号１３は、空気側熱交換器１７に霜が残っている場合にする除霜運転の運転動作を示している。
【００７８】
これらは、運転モード番号８，９で一方の圧縮機を停止した場合の動作になっている。
【００７９】
運転モード番号１２と１３とは、同時に運転してもよい。
【００８０】
運転モード番号１４，１５は、やや特殊な条件であり、室内に多くの発熱源があって、冬季でも室内の冷房負荷が大きく、冷房運転をしており、同時に給湯運転で着霜した場合の運転動作を示している。実施形態１では、このような運転も可能である。
【００８１】
運転モード番号１６，１７は、運転モード番号１４，１５と同様な条件で、給湯機を停止したときに、空気側熱交換器７または空気側熱交換器１７に霜が残っていて、冷房運転は続ける場合の運転動作を示している。
【００８２】
運転モード番号１６では、二方弁３１を開き、給水ポンプ５０を停止する以外は、運転モード番号１４と同じ動作である。
【００８３】
運転モード番号１７では、二方弁２１を開き、給水ポンプ５０を停止する以外は、運転モード番号１５と同じ動作である。
【００８４】
実施形態１のこのような系統構成および運転モードによれば、２つの冷媒回路を独立に運転できるので、一方の冷媒回路で除霜運転をしているときでも、他方の冷媒回路により給湯運転や冷暖房運転を継続できる。
【００８５】
図４は、実施形態１における除霜運転の制御シーケンスを示す図である。
【００８６】
図４において運転モード番号１，３，４となっている部分は、図２における運転モード番号１，３，４のいずれかの運転をすることを意味する。
【００８７】
先に述べたように、除霜運転をする必要がある場合、２つの冷媒回路で同時に除霜運転をしないように制御すると、除霜運転中に給湯や暖房の能力が低下しまたは停止することを完全に回避できる。
【００８８】
図５は、実施形態１における冷房単独運転と給湯・貯湯および冷房の同時運転との切替えの制御シーケンスを示す図である。
【００８９】
冷房単独運転と給湯・貯湯および冷房の同時運転とを切替える場合、四方切替弁２，１２を切替える必要がある。このときは、冷房運転が停止するので、室内温度が上昇して不快になることが考えられる。
【００９０】
この不快さを防止するために、２つの四方切替弁を同時には切替えず、順次切替え、冷房運転を継続する。
【００９１】
ここで、冷房単独運転(運転モード番号５)から、給湯・貯湯および冷房の同時運転(運転モード番号２)に移行するときには、図３の運転モード番号２Ａの運転をし、給湯・貯湯と冷房の同時運転(運転モード番号２)から冷房単独運転(運転モード番号５)に移行するときには、図３の運転モード番号２Ｂの運転をして、冷房運転の連続性を保っている。
【００９２】
図６は、実施形態１における低負荷時の暖房運転の制御シーケンスを示す図である。
【００９３】
暖房単独運転において、暖房負荷が小さいときには、一方の冷媒回路のみの運転をしてもよい。
【００９４】
一方の冷媒回路による暖房単独運転は、図３の運転モード番号４Ａの運転をする。給湯・貯湯運転をするときには、両方の冷媒回路を給湯同時運転(図２の運転モード番号１)に切替える。
【００９５】
給湯・貯湯運転が終わったら、前に暖房単独運転をしていた方の冷媒回路(図６では第１の冷媒回路)を必要に応じて除霜運転に切替え(図１の運転モード番号６)、除霜運転をしてから停止する。
【００９６】
もう一方の冷媒回路は暖房に切替える(図３の運転モード番号４Ｂ)。
【００９７】
除霜運転をするときは、まず、停止していた冷媒回路で暖房運転を立ち上げ(図１の運転モード番号４)、もう一方の冷媒回路を除霜運転に切替え(図１の運転モード番号７)、除霜運転をしてから停止する(図３の運転モード番号４Ａ)。
【００９８】
図７は、実施形態１における低負荷時の冷房運転の制御シーケンスを示す図である。
【００９９】
同様に、冷房単独運転においても、冷房負荷が小さいときには一方の冷媒回路だけを運転してもよい。一方の冷媒回路による冷房単独運転は、図３の運転モード番号５Ａの運転をする。
【０１００】
給湯・貯湯運転をするときには、もう一方の冷媒回路で給湯運転を始め(図３の運転モード番号２Ｂ)、次に冷房していた冷媒回路を給湯・貯湯および冷房の同時運転に切替える(図１の運転モード番号２)。
【０１０１】
給湯・貯湯運転が終わったら、前に停止していた冷媒回路(図７では第２の冷媒回路)で冷房運転を開始し(図３の運転モード番号２Ａ)、次にもう一方の冷媒回路を停止する(図３の運転モード番号５Ｂ)。
【０１０２】
給湯・貯湯および冷房の同時運転を再開する場合にも、停止していた冷媒回路で給湯・冷房同時運転を開始し(図３の運転モード番号２Ａ)、次にもう一方の冷媒回路を給湯・貯湯および冷房の同時運転に切替える(図１の運転モード番号２)。
【０１０３】
給湯運転は、断続的にされることが多いので、冷媒回路の変動により、冷暖房の能力が不安定になることがある。この不安定を避けるため、圧縮機回転速度をインバータによって可変にしておき、給湯・貯湯運転がされるときには、圧縮機の回転速度を上げて、冷暖房能力を確保するように制御する。
【０１０４】
二方弁２３と３３を開度の調節できる弁にして、冷暖房用水側熱交換器５を通る冷媒流量を制御すると、三方弁６３による制御と合わせて、給湯負荷の変動に対して更に安定した室温の制御が可能である。
【０１０５】
なお、膨張弁４，６，１４，１６については、全開にすることが可能で全開時の流路抵抗の小さい膨張弁を用いれば、膨張弁と並列に付けられている二方弁２２，２４，３２，３４は設けなくてもよい。
【０１０６】
図８は、実施形態１における給湯用水側熱交換器の構造の一例を示す図である。
【０１０７】
給湯用水側熱交換器３の形態としては、例えば銅の伝熱管９０〜９３をらせん状に巻いた熱交換器を用いる。伝熱管９０には第１の冷媒回路の冷媒を流し、伝熱管９２には第２の冷媒回路の冷媒を流し、伝熱管９１，９３には水を流す。
【０１０８】
図９は、実施形態１における給湯用水側熱交換器の構造の他の例を示す図である。図８の熱交換器の代わりに、図９の熱交換器を２個用いてもよい。
【０１０９】
また、給湯用水側熱交換器３を図１の貯湯タンク５１に巻きつけるように配置してもよい。
【０１１０】
実施形態１では、室内熱交換器６１は１台としたが、複数接続していくつかの部屋を空調してもよい。
【０１１１】
実施形態１によれば、給湯・貯湯運転および冷暖房運転をしながら、それらの運転を停止しないで、除霜運転ができるので、給湯の途中で湯が出なくなったり冷暖房が止まったりして、不快になることを防止できる。
【０１１２】
また、大きな貯湯タンクを設ける必要がなくなるので、貯湯タンクを小型化できるとともに、貯湯タンクからの放熱ロスも低減でき、省エネルギーである。
【０１１３】
さらに、実施形態１によれば、２つの冷媒回路を持っているので、負荷に応じた運転をして、省エネルギー運転が可能である。
【０１１４】
≪実施形態２≫
図１０は、本発明によるヒートポンプ式給湯機の実施形態２の系統構成を示す回路図である。
【０１１５】
実施形態２は、実施形態１に、床暖房用熱交換器７１と温水を循環させるポンプ７２と床暖房７３とを追加した構成である。
【０１１６】
床暖房の能力を制御するために、膨張弁７５を設け、床暖房をしないときに閉じる二方弁７４も設置してある。床暖房をする場合、二方弁７４を開き、膨張弁７５を適度な開度に制御する。
【０１１７】
床暖房７３の代わりに、天井輻射パネルを設けてもよい。
【０１１８】
実施形態２によれば、給湯および冷暖房運転の他に、床暖房も可能となる。
【０１１９】
なお、実施形態１または実施形態２において、室内熱交換器６１を床暖房や天井輻射冷暖房にしてもよい。そのときには、ファン６２は不要である。
【０１２０】
実施形態２によれば、給湯および冷暖房の他に、床暖房も同時に運転可能であるから、より快適に空調できる。
【０１２１】
≪実施形態３≫
図１１は、本発明によるヒートポンプ式給湯機の実施形態３の系統構成を示す回路図である。
【０１２２】
実施形態３は、実施形態１における第１の冷媒回路から、四方切替弁２，電動膨張弁４，二方弁２２を取り除いた構成である。
【０１２３】
この簡素化された構成においても、給湯・貯湯および冷暖房の同時運転が可能であり、給湯・貯湯および除霜の同時運転もできる。
【０１２４】
ただし、この構成では、第２の空気側熱交換器１７の除霜運転と暖房運転とを同時にすることはできないので、そのときは暖房を停止する必要がある。
【０１２５】
なお、第１の空気側熱交換器７の除霜運転をするときは、二方弁２５を開いて第１の圧縮機１の熱を空気側熱交換器７に直接与える。
【０１２６】
実施形態３によれば、給湯・貯湯および冷暖房の同時運転、給湯・貯湯および除霜の同時運転という機能を損なわずに、冷媒回路構成を簡素化し、小型化，低価格化できる。
【０１２７】
≪実施形態４≫
図１２は、本発明によるヒートポンプ式給湯機の実施形態４の系統構成を示す回路図である。
【０１２８】
実施形態４は、実施形態３に、床暖房用熱交換器７１と温水を循環させるポンプ７２と床暖房７３とを追加した構成である。
【０１２９】
床暖房の能力を制御するために、膨張弁７５を設け、床暖房をしないときに閉じる二方弁７４も設置してある。
【０１３０】
床暖房をする場合、二方弁７４を開き、膨張弁７５を適度な開度に制御する。
【０１３１】
床暖房７３の代わりに、天井輻射パネルを設けてもよい。
【０１３２】
実施形態４によれば、給湯および冷暖房運転の他に、床暖房も可能となる。
【０１３３】
なお、実施形態３または実施形態４において、室内熱交換器６１を床暖房や天井輻射冷暖房にしてもよい。そのときには、ファン６２は不要である。
【０１３４】
実施形態４によれば、給湯および冷暖房の他に、床暖房も同時に運転可能であるから、より快適に空調できる。
【図面の簡単な説明】
【０１３５】
【図１】本発明によるヒートポンプ式給湯機の実施形態１の系統構成を示す回路図である。
【図２】実施形態１の各運転モードにおける各機器の運転動作を示す図である。
【図３】実施形態１の運転モード移行時の各機器の運転動作を示す図である。
【図４】実施形態１における除霜運転の制御シーケンスを示す図である。
【図５】実施形態１における冷房単独運転と給湯・貯湯および冷房の同時運転との切替えの制御シーケンスを示す図である。
【図６】実施形態１における低負荷時の暖房運転の制御シーケンスを示す図である。
【図７】実施形態１における低負荷時の冷房運転の制御シーケンスを示す図である。
【図８】実施形態１における給湯用水側熱交換器の構造の一例を示す図である。
【図９】実施形態１における給湯用水側熱交換器の構造の他の例を示す図である。
【図１０】本発明によるヒートポンプ式給湯機の実施形態２の系統構成を示す回路図である。
【図１１】本発明によるヒートポンプ式給湯機の実施形態３の系統構成を示す回路図である。
【図１２】本発明によるヒートポンプ式給湯機の実施形態４の系統構成を示す回路図である。
【符号の説明】
【０１３６】
１  第１の圧縮機
２  第１の四方切替弁
３  給湯用水側熱交換器
４  第１の電動膨張弁
５  冷暖房用熱交換器
６  第１の電動膨張弁
７  第１の空気側熱交換器
１１  第２の圧縮機
１２  第２の四方切替弁
１４  第３の電動膨張弁
１６  第４の電動膨張弁
１７  第２の空気側熱交換器
２２〜２４  二方弁
３１〜３４  二方弁
４０  ファン
４１  ファン
５０  給水ポンプ
５１  貯湯タンク
５２  三方弁
５３  出湯温度調節用二方弁
５４  二方弁
６０  ポンプ
６１  冷暖房用室内熱交換器
６２  ファン
６３  三方弁
７１  床暖房用熱交換器
７２  ポンプ
７３  床暖房
７４  二方弁
７５  電動膨張弁
９０  冷媒側伝熱管
９１  水側伝熱管
９２  冷媒側伝熱管
９３  水側伝熱管
【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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