(57)【要約】【課題】低圧損、大流量出湯可能ヒートポンプ給湯装置を提供することを目的とする。【解決手段】圧縮機と放熱器と減圧手段と吸熱器とを含む冷媒循環回路２０、３０と、放熱器２２、３２と熱交換を行う水流路２２Ａ、３２Ａを備えた水／冷媒熱交換器と、水流路に水道水を供給する給水管４４と、水流路から給湯端末５０へと通水するように接続する給湯回路４９と、給湯端末から流出する温水の給湯温度を設定する給湯温度設定手段６１と、水流路の出口温度を制御する熱交出口温度制御手段６２とからなるヒートポンプ給湯装置を提供する。【選択図】  図１
2005003212.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
圧縮機と放熱器と減圧手段と吸熱器とを含む冷媒循環回路と、前記放熱器と熱交換を行う水流路を備えた水／冷媒熱交換器と、前記水流路に水道水を供給する給水管と、前記水流路から給湯端末へと通水するように接続する給湯回路と、前記給湯端末から流出する温水の給湯温度を設定する給湯温度設定手段と、前記水流路の出口温度を制御する熱交出口温度制御手段とを有するヒートポンプ給湯装置。
【請求項２】
熱交出口温度制御手段は、給湯温度設定手段によって設定される給湯温度より水流路の出口温度を高くする請求項１記載のヒートポンプ給湯装置。
【請求項３】
熱交出口温度制御手段は、給湯温度設定手段によって設定される給湯温度に基づいて、冷媒循環回路の運転を制御する請求項１または２記載のヒートポンプ給湯装置。
【請求項４】
熱交出口温度制御手段は、水流路の出口温度をあらかじめ決めた所定温度とする請求項１〜３のいずれか１項記載のヒートポンプ給湯装置。
【請求項５】
熱交出口温度制御手段は、水流路の出口温度をあらかじめ決めた上限温度を超えないようにする請求項１〜４のいずれか１項記載のヒートポンプ給湯装置。
【請求項６】
給湯回路に設けたミキシング部と、前記ミキシング部と連通し水道水を供給する給水路とを備えた請求項１〜５のいずれか１項記載のヒートポンプ給湯装置。
【請求項７】
高温湯を貯留する貯湯タンクと、水流路の出口と前記貯湯タンクとを連通させ、水流路からの温水を貯湯タンクに導く貯湯通路と、前記貯湯タンクと給湯回路とを連通させ、貯湯タンクからの高温湯を給湯端末に導く貯湯給湯通路とを備えた請求項１〜６のいずれか１項記載のヒートポンプ給湯装置。
【請求項８】
貯湯タンクの残湯量を検知する残湯検知手段と、残湯検知手段の結果に基づき、水流路の出口温度を制御する熱交出口温度制御手段とを備えた請求項７記載のヒートポンプ給湯装置。
【請求項９】
給湯端末からの出湯時間もしくは出湯熱量を計測する出湯計測手段と、この出湯計測手段の結果に基づき、水流路の出口温度を制御する熱交出口温度制御手段とを備えた請求項７または８記載のヒートポンプ給湯装置。
【請求項１０】
冷媒循環通路では冷媒として、二酸化炭素を使用した請求項１〜９のいずれか１項記載のヒートポンプ給湯装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、ヒートポンプ給湯装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来のこの種の給湯装置は、図３に示すように、閉回路に構成される冷媒流路１で圧縮機２、放熱器３、減圧手段４、吸熱器５が接続された冷媒循環回路７と、放熱器３の冷媒流路ａ８と熱交換を行う水流路９を備えた熱交換器１０と、この水流路９に水道水を供給する給水管１１と、前記水流路９とシャワーや蛇口等の給湯端末１２とを接続する給湯回路１３と、給湯回路１３に設け給湯温度を検出する温度センサー１４と、圧縮機２の回転数を制御するインバータ１５を備え、圧縮機２を温度センサー１４の検出温度と設定温度との差に応じてインバータ１５の出力周波数を変換するようにしていた。
【０００３】
すなわち従来の給湯装置では、設定温度に対して給湯温度が低い場合は圧縮機２の回転数を上げ、給湯温度を上げて設定温度となるように、また、給湯温度が高い場合は回転数を下げ、給湯温度を下げて設定温度となるように制御していた（例えば特許文献１参照）。
【０００４】
【特許文献１】
特開平２−２２３７６７号公報（第５―７頁、第１図）
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、給湯時における流量は使用者が使用目的などによってさまざまに変化させる場合があるため、例えば家庭用の給湯の場合、シャワーや風呂への湯張りに給湯する場合は１０〜２０Ｌ／ｍｉｎの大流量となる。
【０００６】
上記従来例の給湯装置の構成では、例えばシャワー等の大流量の場合、放熱器の冷媒流路と熱交換を行う水流路の圧力損失が増えるため、水流路を通過できる流量が制限されるとともに、高所設置または圧損大きな給湯端末への給湯が困難となる。水流路の圧力損失低減を図るため、口径の大きい水流路または多数の水流路を設けることが考えられるが、口径の大きい水流路だと、冷媒との熱交換特性が低下し、多数の水流路だと、熱交換器の複雑化と大型化を招き、給湯装置の給湯温度や圧力の立ち上がりが遅くなる不都合が生じてくるという課題があった。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
本発明は上記課題を解決するため、圧縮機と放熱器と減圧手段と吸熱器とを含む冷媒循環回路と、放熱器と熱交換を行う水流路を備えた水／冷媒熱交換器と、水流路に水道水を供給する給水管と、水流路から給湯端末へと通水するように接続する給湯回路と、給湯端末から流出する温水の給湯温度を設定する給湯温度設定手段と、水流路の出口温度を制御する熱交出口温度制御手段とを有するヒートポンプ給湯装置を提供する。
【０００８】
上記発明によれば、水流路の出口温度を制御する熱交出口温度制御手段によって、給湯温度設定手段によって設定される給湯端末から流出する温水の給湯温度に左右されず、水流路の出口温度を制御することが可能となるため、給湯負荷または外気温度、給水温度など外部条件に応じて、例えば水流路の流量を小さくして出口温度を給湯温度より高くし給湯回路にて水道水をミキシングして給湯温度とすることができるため、水流路での圧力損失を抑え大流量の給湯を実現することができる。また、例えば出口温度を給湯温度より小さくして、補助熱源をもって給湯温度まで上げることによって、最適なヒートポンプサイクル成績係数をねらい総合的な高効率給湯装置を提供することできる。
【０００９】
【発明の実施の形態】
本発明の請求項１にかかるヒートポンプ給湯装置は、圧縮機と放熱器と減圧手段と吸熱器とを含む冷媒循環回路と、放熱器と熱交換を行う水流路を備えた水／冷媒熱交換器と、水流路に水道水を供給する給水管と、水流路から給湯端末へと通水するように接続する給湯回路と、給湯端末から流出する温水の給湯温度を設定する給湯温度設定手段と、水流路の出口温度を制御する熱交出口温度制御手段とを備えた構成を有する。
【００１０】
そして、ヒートポンプ給湯装置が水流路の出口温度を制御する熱交出口温度制御手段によって、給湯温度設定手段によって設定される給湯端末から流出する温水の給湯温度に左右されず、水流路の出口温度を制御することが可能となるため、給湯負荷または外気温度、給水温度など外部条件に応じて、例えば水流路の流量を小さくして出口温度を給湯温度より高くし給湯回路にて水道水をミキシングして給湯温度とすることができるため、水流路の圧力損失を抑え大流量の給湯を実現することができる。また、例えば出口温度を給湯温度より小さくして、補助熱源をもって給湯温度まで上げることによって、最適なヒートポンプサイクル成績係数を狙った総合的な高効率給湯装置を提供することできる。
【００１１】
本発明の請求項２にかかるヒートポンプ給湯装置は、請求項１の構成に加え、熱交出口温度制御手段は水流路の出口温度を給湯温度設定手段によって設定された給湯温度より高くしたことを特徴とする。
【００１２】
そして、ヒートポンプ給湯装置は熱交出口温度制御手段を用いて、水流路の出口温度を設定された給湯温度より高くしたことによって、水流路の流量を小さくして圧力損失を抑えられるとともに、水流路の出口から流れた温水の一部を他の用途へ導き、例えば給湯温度より高い温度レベルで他所へ給湯することができるため、二ヶ所以上の給湯端末へ同時に異なる温度レベルの温水を供給することができる。
【００１３】
本発明の請求項３にかかるヒートポンプ給湯装置は、請求項１または２記載の構成に加え、給湯温度設定手段によって設定される給湯温度に基づいて、熱交出口温度制御手段は冷媒循環回路の運転を制御する構成を有する。
【００１４】
そして、ヒートポンプ給湯装置は給湯温度に基づいて、熱交出口温度制御手段は冷媒循環回路の運転を制御することによって、給湯温度設定手段によって設定された給湯温度に基づいて、他に外気温度、給水温度、給湯負荷など外部条件も考慮し、熱交出口温度制御手段によって水流路の出口温度が最適値となるように冷媒循環回路を制御することができる。
【００１５】
本発明の請求項４にかかるヒートポンプ給湯装置は、請求項１〜３のいずれか１項記載の構成に加え、熱交出口温度制御手段が水流路の出口温度をあらかじめ決めた所定温度とすることを特徴とする。
【００１６】
そして、ヒートポンプ給湯装置は、熱交出口温度制御手段によって、水流路の出口温度をあらかじめ決めた所定温度とすることによって、給湯負荷、外気温度などの外部条件によらず水流路の出口温度を所定温度とすることができるため、複雑な制御シーケンスが不要となり、制御要件を簡略化でき、ヒートポンプ給湯装置の信頼性を高めることができる。
【００１７】
本発明の請求項５にかかるヒートポンプ給湯装置は、請求項１〜４のいずれか１項記載の構成に加え、熱交出口温度制御手段が、水流路の出口温度をあらかじめ決めた上限温度を超えないようにすることを特徴とする。
【００１８】
そして、ヒートポンプ給湯装置は、熱交出口温度制御手段によって、水流路の出口温度をあらかじめ決めた上限温度を超えないようにすることによって、出口温度が高温となった場合の水中スケール成分析出と付着を防ぐことができ、給湯装置の経年耐久性を高めることができる。また、出口温度が高温になればなるほどヒートポンプサイクル成績係数が低下するため、上限温度を超えないようにすることによって、適切な成績係数を確保することができ、高効率の給湯装置を提供することができる。
【００１９】
本発明の請求項６にかかるヒートポンプ給湯装置は、請求項１〜５のいずれか１項記載の構成に加え、給湯回路に設けたミキシング部と、ミキシング部と連通し水道水を供給する給水路とを備えた構成を有する。
【００２０】
そして、ヒートポンプ給湯装置は、給湯回路に水道水と連通するミキシング部を設けることによって、水流路から流れてくる温水は水道水とミキシング部にて混合し給湯端末へ供給されるため、低圧損で大流量な給湯を実現することができる。
【００２１】
本発明の請求項７にかかるヒートポンプ給湯装置は、請求項１〜６のいずれか１項記載の構成に加え、高温湯を貯留する貯湯タンクと、水流路の出口と貯湯タンクとを連通させ、水流路からの温水を貯湯タンクに導く貯湯通路と、貯湯タンクと給湯回路とを連通させ、貯湯タンクからの高温湯を給湯端末に導く貯湯給湯通路とを備えた構成を有する。
【００２２】
そして、ヒートポンプ給湯装置は、水流路から給湯端末へ温水を供給することもできるし、貯湯通路を通じて貯湯タンクへ湯を貯留することもできる。また、立ち上がりあるいは大能力の給湯負荷が求められる時に、貯湯給湯通路を通じて貯湯タンクのあらかじめ貯留した高温湯を給湯端末へ導くことによって、敏速に所定温度の温水を供給することができる、また、貯湯タンクとヒートポンプサイクルの同時運転で大能力給湯負荷にも対応できる。また、ユーザーの意思などで給湯端末が急に閉められた時でも、熱交出口温度制御手段によって、水流路の出口温度を高め、迅速に貯湯タンクへ高温貯湯に切替することができる。
【００２３】
本発明の請求項８にかかるヒートポンプ給湯装置は、請求項７記載の構成に加え、貯湯タンクの残湯量を検知する残湯検知手段と、残湯検知手段の結果に基づき、水流路の出口温度を制御する出口温度制御手段とを備えた構成を有する。
【００２４】
そして、ヒートポンプ給湯装置は、残湯検知手段によって、残湯量が少ないと判断された時に、熱交出口温度制御手段は水流路の出口温度を高め、水流路出口から一部または全部の温水を貯湯タンクへ導くように制御することによって、適切に貯湯タンクを補給することができる。また、出湯端末からの出湯が停止した時、残湯検知手段の検知結果によって、水流路の出口温度を高め、貯湯タンクを沸き上げるかどうかを判断し、適切な貯湯運転を行うことができる。また、残湯量が多いと判断された時に、貯湯給湯通路を通じて貯湯タンクから高温湯を供給することで、水流路の出口温度を低く抑え、高効率の冷媒循環回路運転を図ることができる。
【００２５】
本発明の請求項９にかかるヒートポンプ給湯装置は、請求項７または８記載の構成に加え、給湯端末からの出湯時間もしくは出湯熱量を計測する出湯計測手段と、この出湯計測手段の結果に基づき、水流路の出口温度を制御する熱交出口温度制御手段とを備える構成を有する。
【００２６】
そして、ヒートポンプ給湯装置は、出湯計測手段によって、給湯端末からの出湯時間もしくは出湯熱量が所定値に到達した時点から、熱交出口温度制御手段を用いて、水流路の出口温度を徐々に高めて、出湯停止し貯湯タンクへ高温貯湯を切替するのを備えることができるため、水流路の出口温度を給湯温度設定手段によって設定される給湯温度通りにし、適切な温度で高効率運転が行えるとともに、給湯温度から高温貯湯への切替がスムーズに行うことができる。
【００２７】
本発明の請求項１０にかかるヒートポンプ給湯装置は、請求項１〜９のいずれか１項記載の構成に加え、冷媒循環通路に封入する冷媒は二酸化炭素（ＣＯ２）としたものである。
【００２８】
そして、冷媒循環回路に封入する冷媒を二酸化炭素とすることによって、地球環境保全を実現するとともに、冷媒が超臨界状態まで圧縮され、放熱器内において冷媒と水の温度差を保ちやすいため、高温まで水を沸き上げすることができる。
【００２９】
【実施例】
以下、本発明の実施例について図面を用いて説明する。
【００３０】
（実施例１）
図１は本発明の実施例１によるヒートポンプ給湯装置の回路構成図である。まず、本実施例によるヒートポンプ給湯装置の冷凍回路について説明する。
【００３１】
本実施例によるヒートポンプ給湯装置は、第１の冷媒循環回路２０と、第２の冷媒循環回路３０とを備えている。第１の冷媒循環回路２０及び第２の冷媒循環回路３０は、二酸化炭素を冷媒として用い、高圧側では臨界圧を越える状態で運転することが好ましい。
【００３２】
第１の冷媒循環回路２０は、圧縮機２１、放熱器２２、膨張弁２３、及び蒸発器２４を順に配管で接続して構成されている。また、第１の冷媒循環回路２０には、圧縮機２１の温度を検出する本体温度センサ、圧縮機２１からの吐出冷媒温度を検出する吐出温度センサ、圧縮機２１からの吐出冷媒圧力を検出する吐出圧力センサ、蒸発器２４の出口側の低圧冷媒温度を検出する吸込温度センサ、蒸発器２４の吸入空気を検出する外気温度センサなど（図示せず）を備えている。さらに冷媒循環回路２０に対応する蒸発器２４に送風するためのファン２５と風路２６を設けている。
【００３３】
一方、第２の冷媒循環回路３０は、圧縮機３１、放熱器３２、膨張弁３３、及び蒸発器３４を順に配管で接続して構成されている。また、第２の冷媒循環回路３０には、圧縮機３１の温度を検出する本体温度センサ、圧縮機３１からの吐出冷媒温度を検出する吐出温度センサ、圧縮機３１からの吐出冷媒圧力を検出する吐出圧力センサ、蒸発器３４の出口側の低圧冷媒温度を検出する吸込温度センサ、蒸発器３４の吸入空気を検出する外気温度センサなど（図示せず）を備えている。さらに冷媒循環回路３０に対応する蒸発器３４に送風するためのファン３５と風路３６を設けている。なお風路２６と風路３６は互いに独立している。
【００３４】
次に、本実施例によるヒートポンプ給湯装置の出湯回路について説明する。放熱器２２と熱交換を行う水流路２２Ａは、放熱器３２と熱交換を行う水流路３２Ａと並列に接続されている。ここで水流路２２Ａは放熱器２２を流れる冷媒と熱交換する水の流路であり、水流路３２Ａは放熱器３２を流れる冷媒と熱交換する水の流路である。放熱器２２と水流路２２Ａは第１冷媒循環回路２０の水／冷媒熱交換器を構成し、放熱器３２と水流路３２Ａは第２冷媒循環回路３０の水／冷媒熱交換器を構成する。水流路２２Ａ及び水流路３２Ａの流入側は、流量調整弁４１、減圧弁４２、及び逆止弁４３を介して水道管等の給水管４４に接続されている。また、水流路３２Ａの流入側には、水流路３２Ａの開閉度を調整する制御弁４５を設けている。一方、水流路２２Ａ及び水流路３２Ａの流出側は、逆止弁４６、第一混合弁４７、及び第二混合弁４８を含む給湯回路４９などを介して、キッチン、又は洗面所等の給湯端末５０に接続されている。上記の回路には、給水管４４からの入水量を検出する流量センサ５１Ａ、入水温度を検出する温度センサ５１Ｂ、水流路２２Ａの出口温度を検出する温度センサ５１Ｃ、水流路３２Ａの出口温度を検出する温度センサ５１Ｄ、水流路２２Ａと水流路３２Ａとの混合湯温を検出する温度センサ５１Ｅ、第一混合弁４７の出口温度を検出する温度センサ５１Ｆ、及び第二混合弁４８の出口温度を検出する温度センサ５１Ｇ、水流路２２Ａおよび水流路３２Ａへの流入流量を検出する流量センサ５１Ｈを備えている。
【００３５】
次に、本実施例によるヒートポンプ給湯装置の貯湯回路について説明する。貯湯タンク５２の底部配管５３は、流量調整弁４１、減圧弁４２、及び逆止弁５４を介して水道管等の給水管４４に接続されている。この底部配管５３は、循環ポンプ５５を介して水流路２２Ａの流入側及び水流路３２Ａの流入側と接続されている。また、貯湯タンク５２の貯湯通路５６は、制御弁５７を介して水流路２２Ａの流出側及び水流路３２Ａの流出側と接続されている。なお、本実施例による貯湯タンク５２は、積層式の給湯タンクであり、タンク内での撹拌が防止され、上部に高温水が底部に低温水が蓄積されるように構成されている。
【００３６】
一方、貯湯タンク５２の貯湯給湯通路５８は、第一混合弁４７に接続されている。また、貯湯タンク５２の底部配管５３から分岐させた給水路５９は、逆止弁６０を介して第二混合弁４８に接続されている。なお、貯湯タンク５２には、出湯温度を検出する温度センサ５２Ａの他に、貯湯タンク５２内の湯量を検出するための複数の温度センサ５２Ｂ、５２Ｃ、５２Ｄが設けられている。また、水流路２２Ａ及び水流路３２Ａの分岐前の流入側配管には、貯湯タンク５２の底部配管５３から導出される湯温を検出する温度センサ５２Ｅが設けられている。
【００３７】
リモコン６１は、給湯端末５０からの出湯温度を設定する給湯温度設定手段として、このリモコン６１からの指示に基づいて、第１の冷媒循環回路２０と第２の冷媒循環回路３０とを熱交出口温度制御手段６２にて制御する。なお各種のセンサの検出値はこの熱交出口温度制御手段６２に入力される。
【００３８】
以下、本実施例によるヒートポンプ給湯装置の動作について説明する。まず、本実施例によるヒートポンプ給湯装置の通常の給湯運転モードについて説明する。
【００３９】
蛇口３９の開放を流量センサ５１Ａにて検知し、第１の冷媒循環回路２０及び第２の冷媒循環回路３０が運転を開始する。第１の冷媒循環回路２０では、圧縮機２１で圧縮された冷媒は、放熱器２２で放熱し、膨張弁２３で減圧された後、蒸発器２４にて吸熱し、ガス状態で圧縮機２１に吸入される。第２の冷媒循環回路３０では、第１の冷媒循環回路２０と同様な動作をする。給水管４４から供給される水は、流量調整弁４１、減圧弁４２、及び逆止弁４３を順に通り、分岐して、水流路２２Ａと水流路３２Ａとにそれぞれ導かれる。水流路２２Ａと水流路３２Ａでそれぞれ加熱された温水は、再び合流した後に、逆止弁４６、第一混合弁４７、及び第二混合弁４８を順に通り、給湯回路４９から給湯端末５０に導かれる。
【００４０】
次に、本実施例によるヒートポンプ給湯装置の給湯運転モードの立ち上げ制御について説明する。圧縮機２１、３１の起動から所定の時間は、それぞれの水／冷媒熱交換器で十分な放熱量を得られない。従って、給湯端末５０の開放を流量センサ５１Ａにて検知し、第１の冷媒循環回路２０及び第２の冷媒循環回路３０が運転を開始すると同時に、貯湯タンク５２の貯湯給湯通路５８から貯湯タンク５２内の高温水を第一混合弁４７に導く。このとき、温度センサ５１Ｅと温度センサ５２Ａとの温度を検出し、温度センサ５１Ｆでの検出温度が設定温度となるように第一混合弁４７での混合割合を制御する。運転開始時には、水流路２２Ａ、３２Ａからの水温は低いため、貯湯タンク５２からの温水を多く流し、その後水流路２２Ａ、３２Ａからの水温が高まるにしたがって貯湯タンク５２からの温水を減少させる。そして水流路２２Ａ、２Ａらの水温が十分に高まった時点で貯湯タンク５２の出湯を停止する。このような立ち上げの時、貯湯タンク５２より高温湯を出湯するとともに、貯湯タンク５２の底部配管５３から給水管４４より水道水が貯湯タンク５２内に流入する、この分の水道水は貯湯運転モードの時、沸きあげられ貯湯される。貯湯運転モードでは、第１の冷媒循環回路２０及び第２の冷媒循環回路３０を運転する。なお、複数の冷媒循環回路の全てを運転しない場合でもある。貯湯運転モードでは、制御弁５７を開として循環ポンプ５５を運転する。
【００４１】
循環ポンプ５５の運転により、貯湯タンク５２の底部配管５３から冷水を導出し、分岐して、水流路２２Ａと水流路３２Ａとにそれぞれ導かれ、そこで加熱された温水は、貯湯通路５６から貯湯タンク５２の上部に戻される。圧縮機２１、３１での能力制御は、温度センサ５２Ｅによる水流路２２、３２の入口温度と、温度センサ５１Ｅによる水流路２２、３２の出口温度と、流量センサ５２Ｈによる循環流量などによって制御される。
【００４２】
このように、給湯運転モードにおいて、圧縮機２１、３１での能力制御及び膨張弁２３、３３での開度制御は、水流路２２Ａと水流路３２Ａとの混合湯温を検出する温度センサ５１Ｅでの検出温度が給湯温度設定手段であるリモコン６１で設定された設定湯温に関係せずに、熱交出口温度制御手段６２にて所定の温度とすることができる。このように、給湯負荷または外気温度、給水温度など外部条件に応じて、例えば水流路２２Ａと３２Ａの流量を小さくして水流路２２Ａと３２Ａの出口温度を設定湯温より高くし、第二混合弁４８にて給水路５９から水道水をミキシングして給湯回路への供給温度を設定湯温とすることができるため、水流路２２Ａと３２Ａの圧力損失を抑え大流量の給湯を実現することができる。また、逆に例えば水流路２２Ａと３２Ａの出口温度を設定湯温より低くして、補助熱源である貯湯タンク５２をもって貯湯給湯通路５８から第一混合弁４７へ高温の貯蔵湯を供給し、第一混合弁４７にてミキシングして給湯回路への供給温度を設定湯温とすることができるため、最適なヒートポンプサイクル成績係数を狙った総合的な高効率給湯装置を提供することできる。もちろん、運転条件などによって、水流路２２Ａと３２Ａからの温水と貯湯給湯通路５８からの貯蔵湯が第一混合弁４７にて混合した後、第二混合弁４８にて給水路５９からの水道水などとさらに混合し、設定湯温となって、給湯端末５０へ供給されることもある。
【００４３】
また、設定湯温に基づいて、熱交出口温度制御手段６２は冷媒循環回路２０と３０の運転を制御することによって、他に外気温度、給水温度、給湯負荷など外部条件も考慮し、熱交出口温度制御手段６２によって水流路２２Ａと３２Ａの出口温度が最適値となるように冷媒循環回路２０と３０を制御することができる。
【００４４】
また、水流路２２Ａと３２Ａの出口温度を設定湯温より高くすることによって、水流路の２２Ａと３２Ａの流量を小さくして圧力損失を抑えられるとともに、水流路２２Ａと３２Ａの出口から流出した温水の一部を他の用途へ導き、例えば設定湯温より高い温度レベルで他の所へ供給することができるため、二ヶ所以上の給湯端末へ同時に異なる温度レベルの温水を供給することができる。
【００４５】
（実施例２）
本発明の実施例２によるヒートポンプ給湯装置について説明する。なお、本実施例において、実施例１と異なる点は、熱交出口制御手段６２は、水流路２２Ａと３２Ａの出口温度をあらかじめ決めた所定温度とすることと、水流路２２Ａと３２Ａの出口温度をあらかじめ決めた上限温度を超えないようにすることである。なお、実施例１と同一符号のものは同一構造を有し、説明は省略する。
【００４６】
次に動作、作用を説明すると、ヒートポンプ給湯装置は、熱交出口温度制御手段６２によって、水流路２２Ａと３２Ａの出口温度をあらかじめ決めた所定温度とすることによって、給湯負荷、外気温度などの外部条件によらず水流路２２Ａと３２Ａの出口温度を所定温度とすることができるため、複雑な制御シーケンスが不要となり、制御要件を簡略化でき、ヒートポンプ給湯装置の信頼性を高めることができる。
【００４７】
また、熱交出口温度制御手段６２によって、水流路２２Ａと３２Ａの出口温度をあらかじめ決めた上限温度を超えないようにすることによって、出口温度が高温となった場合の水中スケール成分析出と付着を防ぐことができ、給湯装置の経年耐久性を高めることができる。また、出口温度が高温になればなるほどヒートポンプサイクル成績係数が低下するため、上限温度を超えないようにすることによって、適切な成績係数を確保することができ、高効率の給湯装置を提供することができる。
【００４８】
（実施例３）
図２は本発明の実施例３によるヒートポンプ給湯装置の回路構成図である。なお、本実施例において、実施例１と異なる点は、熱交出口制御手段６２は、貯湯タンク５２の残湯検知手段である温度センサ５２Ｂ、５２Ｃ、５２Ｄの検知結果に基づいて水流路２２Ａと３２Ａの出口温度を制御することと、給湯端末５０からの出湯時間をカウントするもしくは出湯熱量をカウントする出湯計測手段６３を新設し、熱交出口制御手段６２はこの出湯計測手段６３の結果に基づき水流路２２Ａと３２Ａの出口温度を制御することである。なお、実施例１と同一符号のものは同一構造を有し、説明は省略する。
【００４９】
次に動作、作用を説明すると、第１冷媒循環回路と第２冷媒循環回路が定常運転中、貯湯タンク５２の残湯検知手段である温度センサ５２Ｂ、５２Ｃ、５２Ｄの検知結果に基づいて、貯湯タンク５２の残湯量が少ないと判断された時に、給湯端末５０への給湯負荷を満たしながら、熱交出口温度制御手段６２は水流路２２Ａと３２Ａの出口温度を高め、水流路出口の一部または全部の温水を貯湯タンク５２へ導くように制御することによって、適切に貯湯タンク５２を補給することができる。また、貯湯タンク５２の残湯量が少ない場合、給湯端末５０の出湯が停止された時に、水流路２２Ａと３２Ａの出口温度が高いと、すみやかに適切な温度で貯湯タンク５２への貯湯運転へ切替ることができる。また、残湯量が多いと判断された時に、貯湯給湯通路５８を通じて貯湯タンク５２から第一混合弁４７へ高温湯を供給することで、水流路２２Ａと３２Ａの出口温度を低く抑えることができ、冷媒循環回路２０と３０の成績係数の高い運転を図ることができる。
【００５０】
また、出湯計測手段６３を設けることによって、給湯端末５０からの出湯時間をカウントするもしくは出湯熱量をカウントすることで、給湯端末５０が閉じるタイミングを予測して、出湯時間または出湯熱量が指定値を上回ると、熱交出口制御手段６２は給湯端末５０の出湯停止が近づいていると判断し、この判断結果に基づき水流路２２Ａと３２Ａの出口温度を高め、出湯端末５０が停止し貯湯タンク５２へ高温貯湯を切替するのを備えることができるため、通常運転時は、水流路の出口温度を給湯温度設定手段によって設定される給湯温度通りにし、通常は適切な温度で高効率運転が行えるとともに、給湯停止後、高温貯湯への切替がスムーズに行うことができる。
【００５１】
なお、上記各実施例では冷媒として二酸化炭素を用いた場合で説明したが、冷媒としてフロンガスである４１０Ａ冷媒やプロパンやブタンなどのＨＣ（ハイドロカーボン）冷媒、或いはアンモニアなどのその他の冷媒を用いてもよい。
【００５２】
また、上記各実施例では、第１の冷媒循環回路２０と第２の冷媒循環回路３０とを備えたヒートポンプ給湯装置を用いて説明したが、１つのみまたは３つ以上の冷媒循環回路を用いてもよい。
【００５３】
また、上記各実施例では水流路２２Ａからの温水と水流路３２Ａからの温水を合流させて給湯端末５０などから出湯させたが、それぞれの水流路からの温水を別々に出湯するように構成することもできる。この時冷媒循環回路を異なる条件で運転させると２温度出湯が可能となる。
【００５４】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明によれば、大流量なおかつ給湯―貯湯切替運転がスムーズに行えるヒートポンプ給湯装置を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施例１におけるヒートポンプ給湯装置の回路構成図
【図２】本発明の実施例２におけるヒートポンプ給湯装置の回路構成図
【図３】従来の給湯装置の構成図
【符号の説明】
２０、３０  冷媒循環回路
２１、３１  圧縮機
２２、３２  放熱器
２２Ａ、３２Ａ  水流路
２３、３３  膨張弁（減圧手段）
２４、３４  吸熱器
４４  給水管
４８  第二混合弁（ミキシング部）
４９  給湯回路
５０  給湯端末
５２  貯湯タンク
５２Ｂ、５２Ｃ、５２Ｄ  温度センサー（残湯検知手段）
５６  貯湯通路
５８  貯湯給湯通路
５９  給水路
６１  リモコン（給湯温度設定手段）
６２  熱交出口温度制御手段
６３  出湯計測手段
【図１】
2005003212.tif 000003
【図２】
2005003212.tif 000004
【図３】
2005003212.tif 000005