(57)【要約】【課題】風呂追い焚き機能や床暖房などの放熱手段を複数備えながら、貯湯槽の湯切れの心配が少なく、また浴槽水の加熱を安定して行える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】ヒートポンプ本体２６で沸き上げた湯を貯湯槽１７に貯えて、この湯を熱源として暖房を行う暖房システム３２を備える一方、ヒートポンプ本体２６に冷媒回路１６を熱源として風呂の追い焚きを行う風呂追い焚きシステム２７を備えているので、貯湯槽１７の湯の利用を暖房用として限定して行えるので、湯切れを減らすことができる上に、風呂追い焚きの熱源を冷媒回路１６としているため、貯湯槽１７の湯温の状態に関わらず浴槽水の加熱を安定して実施できるヒートポンプ給湯装置を提供する。【選択図】  図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
圧縮機、熱交換器、減圧手段、吸熱器が接続された冷媒回路と、前記冷媒回路で加熱した湯水を貯湯する貯湯槽と、複数の放熱手段とを備え、前記複数の放熱手段のうち少なくとも１つは前記冷媒回路の熱を利用し、かつ、他の放熱手段のうち少なくとも１つは、前記貯湯槽の湯の熱を利用するヒートポンプ給湯装置。
【請求項２】
複数の放熱手段は、風呂追い焚きシステム、暖房システム、乾燥システムのいずれか、もしくはすべての組み合わせからなる請求項１記載のヒートポンプ給湯装置。
【請求項３】
風呂追い焚きシステムは冷媒回路の熱を利用し、暖房システムは貯湯槽の湯の熱を利用する請求項１または２記載のヒートポンプ給湯装置。
【請求項４】
暖房システムは冷媒回路の熱を利用し、風呂追い焚きシステムは貯湯槽の湯の熱を利用する請求項１または２記載のヒートポンプ給湯装置。
【請求項５】
貯湯槽を複数設けたことを特徴とする請求項１〜４のいずれか１項に記載のヒートポンプ給湯装置。
【請求項６】
冷媒回路の冷媒は、二酸化炭素とする請求項１〜５のいずれか１項に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、ヒートポンプ式給湯装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来のヒートポンプ給湯装置は、図６に示すようなものがある、つまり、ヒートポンプ１を用いてポンプ２の循環によって水道水３を加熱し、貯湯槽４に湯を貯える。貯湯槽４の湯で、加熱対象の暖房用床５と浴槽湯６を、それぞれ熱交換器７，８を用いて加熱する。暖房用床５と浴槽湯６の加熱はポンプ９の働きによる（例えば特許文献１参照）。
【０００３】
【特許文献１】
特開２００２−１２２３５１号公報（図３）
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、上記従来例のヒートポンプ給湯機の構成では、風呂追い焚きと床暖房を共に貯湯槽の湯の熱を用いて行うため、貯湯槽の湯が湯切れを起こす心配があり、また、風呂追い焚きを貯湯槽の湯の熱を用いて行なうため、貯湯槽の湯温の分布が変化した場合に浴槽水の加熱を安定して行うことが困難であった。
【０００５】
本発明は、風呂追い焚き機能や床暖房などの放熱手段を複数備えながら、貯湯槽の湯切れの心配が少なく、また浴槽水の加熱を安定して行えるヒートポンプ給湯装置を提供することを目的とする。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
前記従来の課題を解決するために、圧縮機、熱交換器、減圧手段、吸熱器が接続された冷媒回路と、前記冷媒回路で加熱した湯水を貯湯する貯湯槽と、風呂追い焚きシステム、暖房システム、乾燥システムなどの複数の放熱手段とを備え、その複数の放熱手段のうち少なくとも１つは前記冷媒回路の熱を利用し、かつ、他の放熱手段のうち少なくとも１つは、前記貯湯槽の湯の熱を利用するものとした。このため、貯湯槽の湯が湯切れするのを減らすことができ、給湯用や熱源として利用する湯に対する湯切れの不安を少なくすることができる。
【０００７】
【発明の実施の形態】
請求項１に記載の発明は、圧縮機、熱交換器、減圧手段、吸熱器が接続された冷媒回路と、前記冷媒回路で加熱した湯水を貯湯する貯湯槽と、複数の放熱手段とを備え、前記複数の放熱手段のうち少なくとも１つは前記冷媒回路の熱を利用し、かつ、他の放熱手段のうち少なくとも１つは、前記貯湯槽の湯の熱を利用するもので、貯湯槽の湯が湯切れするのを減らすことができ、給湯用や熱源として利用する湯に対する湯切れの不安を少なくすることができる。
【０００８】
請求項２に記載の発明は、特に複数の放熱手段は、風呂追い焚きシステム、暖房システム、乾燥システムのいずれかもしくはすべての組み合わせからなるとするもので、風呂追い焚き、床暖房、浴室暖房、衣類乾燥、浴室乾燥に対応することができる。
【０００９】
請求項３に記載の発明は、特に、風呂追い焚きシステムは冷媒回路の熱を利用し、暖房システムは貯湯槽の湯の熱を利用するもので、貯湯槽の湯が湯切れするのを減らすことができ、給湯用や熱源として利用する湯に対する湯切れの不安を少なくすることができる。また、貯湯槽の残りの湯温の状態に関わらず浴槽水の加熱を安定して実施できる。
【００１０】
請求項４に記載の発明は、特に、暖房システムは冷媒回路の熱を利用し、風呂追い焚きシステムは貯湯槽の湯の熱を利用するもので、貯湯槽の湯が湯切れするのを減らすことができ、給湯用や熱源として利用する湯に対する湯切れの不安を少なくすることができる。また、貯湯槽の残りの湯温の状態に関わらず暖房を安定して行うことができる。
【００１１】
請求項５に記載の発明は、特に、貯湯槽を複数設けたことを特徴とするもので、１つの貯湯槽を用いて放熱手段に熱を供給する間に、他の貯湯槽の湯を沸き上げることが可能となり、貯湯槽の湯が湯切れするのを減らすことができ、給湯用や熱源として利用する湯に対する湯切れの不安を少なくすることができる。また、常に安定した熱の供給を行うことができる。
【００１２】
請求項６に記載の発明は、特に、冷媒回路の冷媒は、二酸化炭素とするもので、自然冷媒を用いているので環境に優しく、また、高い給湯能力を有するので貯湯槽への湯の沸き上げも比較的容易に実施できて、湯切れの心配が軽減できる。
【００１３】
【実施例】
以下、本発明の実施例について図１〜３を参照しながら説明する。なお、各実施例において、同じ構成、同じ動作をする部分については同一符号を付与し、詳細な説明を省略する。
【００１４】
（実施例１）
図１、図２は本発明の実施例１におけるヒートポンプ給湯装置の構成図である。図１において、１１は圧縮機、１２は冷媒と貯湯槽１７の給湯水が熱交換する給湯熱交換器、１３は冷媒と浴槽２２の浴槽水が熱交換する風呂熱交換器、１４は大気と冷媒が熱交換し冷媒が大気から熱を吸収する吸熱器、１５は吸熱器１４の冷媒入口側に設けた膨張弁などの減圧手段、１６は圧縮機１１、給湯熱交換器１２、風呂熱交換器１３、減圧手段１５、吸熱器１４、そして圧縮機１１を順に接続する冷媒回路、２５は吸熱器に風を送るための送風手段で、これらによってヒートポンプ本体２６が構成されている。
【００１５】
また、１８は給湯水が貯湯槽１７と給湯熱交換器１２の間で循環する給湯水回路、１９は給湯水回路１８にあって貯湯槽１７の給湯水を給湯熱交換器１２を経て再び貯湯槽１７へ搬送する給湯水送水手段、２０は貯湯槽１７へ水道水や地下水を供給する給水配管、２１は貯湯槽１７から湯を出湯する出湯配管、２３は風呂の追い焚きを行うために浴槽水が浴槽２２と風呂熱交換器１３の間で循環する浴槽水回路、２４は浴槽水回路２３にあって浴槽２２の浴槽水を風呂熱交換器１３を経て再び浴槽２２へ搬送する浴槽水送水手段で、浴槽２２、風呂熱交換器１３、浴槽水回路２３、そして浴槽水送水手段２４によって風呂追い焚きシステム２７が構成される。さらに、３２は暖房システムで、床暖房や部屋の暖房を行うための暖房端末２８と、暖房端末２８に湯を循環する暖房温水循環回路２９と、循環するための暖房温水送水手段３０と、貯湯槽１７の湯と暖房温水循環回路用の湯とを熱交換するための暖房用熱交換器３１から構成されている。３３、３４はそれぞれ貯湯槽１７と暖房用熱交換器を循環するための熱源用循環回路と、その間に湯を循環させるための熱源用送水手段である。
【００１６】
また図２に示すように、暖房端末２８の代わりに浴室乾燥や衣類乾燥を行なうための乾燥端末４０を備え、暖房温水循環回路２９や、暖房温水送水手段３０、暖房用熱交換器３１の代わりに乾燥温水循環回路４１や、乾燥温水送水手段４２、乾燥用熱交換器４３を備えた乾燥システム４４を構成することも可能である。
【００１７】
以上のように構成されたヒートポンプ給湯機装置について、以下その動作、作用を説明する。圧縮機１１から吐出された高温高圧の冷媒は給湯熱交換器１２、風呂熱交換器１３を通った後、膨張弁１５で減圧されて低圧冷媒となり、吸熱器１４で送風手段２５によって大気より熱を吸熱して、再び圧縮機１１に吸入される。
【００１８】
ここで、給湯水送水手段１９が運転すると、給湯熱交換器１２へ搬送された給湯水が、圧縮機１１から吐出された高温高圧の冷媒により加熱されて高温の給湯水となり、給湯水の沸き上げを行って貯湯槽１７に貯湯することができ、浴槽水送水手段２４が運転すると、浴槽水送水手段２４により風呂熱交換器１３へ搬送された浴槽水が、圧縮機１１から吐出された高温高圧の冷媒により加熱されて、風呂の追い焚きを行うことができる。この給湯熱交換器１２および給湯水回路１８と、風呂熱交換器１３および浴槽水回路２３とは互いに反対の位置にあっても同じ効果が得られる。
【００１９】
貯湯槽１７に貯えられた湯は、必要に応じて出湯配管２１から出湯され、台所、風呂、洗面用に利用される。
【００２０】
また、熱源用送水手段３４と暖房用温水送水手段３０を運転させ、暖房用熱交換器３１で貯湯槽１７の湯の熱と暖房用温水とを熱交換することで、貯湯槽１７の湯の熱を床暖房や浴室暖房、室内の暖房として利用することができる。
【００２１】
同様に図２において、熱源用送水手段３４と乾燥用温水送水手段４２を運転させ乾燥用熱交換器４３で貯湯槽１７の湯の熱と乾燥用温水とを熱交換することで、貯湯槽１７の湯の熱を浴室乾燥や衣類乾燥に利用することができる。
【００２２】
このような構成では、風呂の追い焚きに冷媒回路１６の熱を用いるため、貯湯槽１７の残りの湯温の状態に関わらず安定した能力で浴槽水の加熱を行うことができる。また、暖房システム３２や乾燥システム４４と組み合わせた場合でも、貯湯槽１７の湯の湯切れの心配を少なくすることができる。さらに、給湯水送水手段１９と浴槽水送水手段２４を同時に運転し続けると、給湯水の沸き上げと浴槽水の加熱を同時に実施することができる。
【００２３】
なお、給湯水送水手段１９、浴槽水送水手段２４、熱源用送水手段３４、暖房温水送水手段３０、乾燥温水送水手段４２の具体的な例としてはポンプ、熱動弁などが挙げられる。また、減圧手段１５の具体的な例としては膨張弁、キャピラリあるいは温度式膨張弁などが挙げられる。
【００２４】
次に、図１、図２とは異なる例として図３について、図１、図２と異なる部分についてのみ説明する。図３において暖房用熱交換器３１は、冷媒回路１６に備えられており暖房システムは冷媒回路１６の熱を利用して暖房を行う。一方、風呂熱交換器１３は、貯湯槽１７に接続された熱源用循環回路３３に備えられており、風呂追い焚きシステムは貯湯槽１７に貯えられた湯を熱源として風呂追い焚きを実施する。この場合、貯湯槽１７の残りの湯温の状態に関わらず安定した能力で暖房を行うことができる。
【００２５】
なお、暖房用熱交換器３１や暖房システム２７の代わりに乾燥用熱交換器４３や乾燥システムを構成した場合も、暖房機能の効果と同様の効果が乾燥機能の効果として得られる。
【００２６】
（実施例２）
次に、本発明の第２の実施例について説明する。実施例１と同様の部分は省略するとして、異なる部分についてのみ説明する。図４は本発明の実施例２におけるヒートポンプ給湯装置の構成図である。
【００２７】
図４において、３５は冷媒回路１６内にあって給湯熱交換器１２と風呂熱交換器１３の間に設けられた第２減圧手段、３８は風呂熱交換器１３の出口と圧縮機１１の入口をバイパスするバイパス路３７に設けられたバイパス弁、３９は吸熱手段１４と圧縮機１１の間に設けられ、吸熱器１４から圧縮機１１への流れ方向を順方向とする逆止弁である。
【００２８】
以上の構成において以下にその動作、作用を説明する。バイパス弁３８を閉止させて、第２減圧手段の減圧機能を弱めた状態で圧縮機１１の運転を行った場合、実施例１と同様の運転状態となり、吸熱器１４において大気熱から吸熱した熱を熱源として、給湯熱交換器１２や風呂熱交換器１３の働きによって、給湯沸き上げや風呂追い焚きを実施することができる。これに対し、バイパス弁３８を開いた上、減圧手段１５を絞って閉止させた場合、冷媒回路１６内での冷媒は、圧縮機１１から給湯熱交換器１２、第２減圧手段３５、風呂熱交換器１３、バイパス弁３８を経て、逆止弁３９の働きにより再び圧縮機１１に戻されるように流れ、これによって、風呂の残り湯の熱を利用して給湯沸き上げを実施することができる。つまり、浴槽２２の使用後、浴槽水を排水する前に、浴槽水送水手段２４と給湯水送水手段１９を運転しながら圧縮機１１を運転させ、第２減圧手段３５を働かせると、浴槽水の熱は冷媒回路１６を介して給湯熱交換器１２に与えることができ、浴槽水の廃熱を利用した給湯沸き上げを実現できるものである。このように浴槽水の廃熱を利用したり、貯湯槽１７の容量を大きくしたり、またヒートポンプ本体２６の能力を高めることで、図４に示すように暖房システム３２や乾燥システム４４を貯湯槽１７の湯の熱を利用しながら同時に実施することが可能となる。
【００２９】
なお、第２減圧手段３５の具体的な例としては膨張弁、キャピラリあるいは温度式膨張弁などが挙げられる。また、バイパス弁３８の具体的な例としては電磁弁や冷媒流路を切り換えるための三方弁などが挙げられる。さらに逆止弁３９は流路を整える役割のもので、逆止弁の代わりに電磁弁を用いても、三方弁を用いても構わない。
【００３０】
（実施例３）
次に、本発明の第３の実施例について説明する。実施例１、２と同様の部分は省略するとして、異なる部分についてのみ説明する。図５において、１７ａは第１貯湯槽、１７ｂは第２貯湯槽で、４６ａ〜４６ｆは第１貯湯槽１７ａ、第２貯湯槽１７ｂのいずれの貯湯槽を利用するかを切り換える切り換え弁、４５は風呂追い焚きシステム、暖房システム、乾燥システム等の貯湯槽１７の湯を熱源とする放熱手段である。
【００３１】
以上の構成において以下にその動作、作用を説明する。切り換え弁４６ａ、４６ｂによって、第１貯湯槽１７ａ、第２貯湯槽１７ｂのいずれの湯を用いて出湯を行うか、また給水をどちらに対して行うかが選択でき、切り換え弁４６ｃ、４６ｄによって、ヒートポンプ本体２６による給湯沸き上げをどちらの貯湯槽に対して行うかを選択することができる。さらに切り換え弁４６ｅ、４６ｆによって、放熱手段への熱源としてどちらの貯湯槽の湯を利用するかが選択できる。
【００３２】
このような構成において、例えばヒートポンプ本体２６による給湯沸き上げ動作を実施して沸き上がった給湯水を第１貯湯槽１７ａに貯湯する間に、予め沸き上げて貯湯しておいた第２貯湯槽１７ｂの湯を利用して、放熱手段４５において風呂追い焚きや暖房や乾燥として実施するようにする。このようにすれば貯湯槽１７の湯の湯切れの心配を少なくすることができ、また、放熱手段で湯を熱源として利用する際に安定した熱の供給が可能となる。
【００３３】
なお複数の貯湯槽１７の数は、２つでもそれ以上でも構わない。また、それぞれの貯湯槽１７の容量は必ずしも同じ容量のものでなくてもよい。
【００３４】
【発明の効果】
以上のように、本発明によれば、複数ある放熱手段のうち、少なくとも１つは冷媒回路の熱を利用し、他の放熱手段のうち少なくとも１つは、前記貯湯槽の湯の熱を利用するもので貯湯槽の湯が湯切れするのを減らすことができ、給湯用や熱源として利用する湯に対する湯切れの不安を少なくすることができる。また、風呂追い焚きシステムは冷媒回路の熱を利用しながら、暖房システムは貯湯槽の湯の熱を利用した場合、貯湯槽の残りの湯温の状態に関わらず浴槽水の加熱を安定して実施でき、逆に、暖房システムは冷媒回路の熱を利用しながら、風呂追い焚きシステムは貯湯槽の湯の熱を利用した場合、貯湯槽の残りの湯温の状態に関わらず暖房を行うことができる。
【００３５】
そして、複数の放熱手段、つまり風呂追い焚き、床暖房、浴室暖房、衣類乾燥、浴室乾燥等に対応することができる。
【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構成図
【図２】本発明の実施例１におけるヒートポンプ給湯装置の他の構成図
【図３】本発明の実施例１におけるヒートポンプ給湯装置の他の構成図
【図４】本発明の実施例２におけるヒートポンプ給湯装置の構成図
【図５】本発明の実施例３におけるヒートポンプ給湯装置の構成図
【図６】従来のヒートポンプ給湯装置の構成図
【符号の説明】
１１  圧縮機
１２  給湯熱交換器
１３  風呂熱交換器
１４  吸熱器
１５  減圧手段
１６  冷媒回路
１７  貯湯槽
２７  風呂追い焚きシステム
３２  暖房システム
４１  乾燥システム
４５  放熱手段
【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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