(57)【要約】【課題】低コストで、使い勝手の良いヒートポンプ給湯機を提供することを目的とする。【解決手段】圧縮機２、放熱器３、減圧手段５および蒸発器６を順次接続して閉回路を構成し、冷媒を循環させる冷媒循環回路７と、蒸発器６に送風する送風ファン８と、放熱器３と熱交換を行う水−冷媒熱交換器９と、水−冷媒熱交換器９と接続され、水道水を供給する入水管１１と、冷媒循環回路７と水−冷媒熱交換器９とで水道水を加熱する給湯回路と、加熱された温水を貯湯する貯湯タンク１０と、加熱された温水を給湯端末へ通水するように接続した給湯管３０と、本体ユニット１とを備え、冷媒循環回路７と送風ファン８と水−冷媒熱交換器９とを本体ユニット１内の一方側に配設し、入水管１１と給湯回路と貯湯タンク１０と給湯管３０とを本体ユニット１内の他方側に配設する。【選択図】図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
圧縮機、放熱器、減圧手段および蒸発器を順次接続して閉回路を構成し、冷媒を循環させる冷媒循環回路と、前記蒸発器に送風する送風ファンと、前記放熱器と熱交換を行う水−冷媒熱交換器と、前記水−冷媒熱交換器と接続され、水道水を供給する入水管と、前記冷媒循環回路と前記水−冷媒熱交換器とで水道水を加熱する給湯回路と、加熱された温水を貯湯する貯湯タンクと、加熱された温水を給湯端末へ通水するように接続した給湯管と、本体ユニットとを備え、前記冷媒循環回路と前記送風ファンと前記水−冷媒熱交換器とを前記本体ユニット内の一方側に配設し、前記入水管と前記給湯回路と前記貯湯タンクと前記給湯管とを前記本体ユニット内の他方側に配設したことを特徴とするヒートポンプ給湯機。
【請求項２】
本体ユニットの前方側を構成する前板を備え、前記前板は、冷媒循環回路と送風ファンと水−冷媒熱交換器側に配設された冷媒回路側前板と、入水管と給湯回路と貯湯タンクと給湯管側に配設された給湯回路側前板とに、別体に構成されてなる請求項１記載のヒートポンプ給湯機。
【請求項３】
貯湯タンクを、本体ユニット内の一側方側でかつ冷媒循環回路の側方とその他とに複数配設し、入水管と給湯回路と給湯管とを前記冷媒循環回路の側方の貯湯タンクの前方に配設するとともに、前記その他の貯湯タンクの前方には、前記貯湯タンクと前記給湯回路とを接続する接続配管を配設する構成とした請求項１記載のヒートポンプ給湯機。
【請求項４】
貯湯タンクを複数配設するとともに、本体ユニットの前方側を構成する前板を備え、前記前板は、前記複数の貯湯タンク毎にそれぞれ別個の貯湯タンク前板を有する構成とした請求項１または２記載のヒートポンプ給湯機。
【請求項５】
貯湯タンクを、給湯回路の後方とその他とに複数配設するとともに、前記複数の貯湯タンクのうち、前記給湯回路の後方に配した貯湯タンクは、その他の貯湯タンクよりも大容量とした請求項１または３記載のヒートポンプ給湯機。
【請求項６】
貯湯タンクを、給湯回路の後方とその他とに複数配設するとともに、前記複数の貯湯タンクのうち、前記給湯回路の後方に配した貯湯タンクは、その他の貯湯タンクよりも小容量とした請求項１または３記載のヒートポンプ給湯機。
【請求項７】
水−冷媒熱交換器で暖められた水道水は、貯湯タンクに給湯されるとともに、前記貯湯タンクを介さずに、直接給湯端末へ通水するように構成した請求項１〜６のいずれか１項に記載のヒートポンプ給湯機。
【請求項８】
冷媒として炭酸ガスを用いたことを特徴とする請求項１〜７のいずれか１項に記載のヒートポンプ給湯機。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ヒートポンプ方式の給湯機に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来、給湯機としては、ガスや石油を燃料として用い、その燃焼熱で水道水を加熱する給湯機が使用されてきた。これらは、速湯性に優れているという利点がある半面、ガス、石油といった燃料が必要でその供給が不可欠であること、燃焼後の排気ガスが大気に放出され大気汚染を招くこと、燃焼させるので不安全性を常に内在していること、燃焼時の音が大きいことなどの課題があった。特に近年増えている、エネルギー源を全て電気で行うというオール電化の住宅やマンションでは、燃料を供給する方法がないため、使用できないケースも増えてきているのが現状である。
【０００３】
そこで、貯湯タンクを備えた貯湯式のヒートポンプ式給湯機が開発されている。これは、燃焼による給湯機の問題を解決し、オール電化の住宅、マンションでも新たなインフラ整備を必要とせず手軽に設置することができ、ヒートポンプ式であるため、入力に対する能力は３倍以上確保することが可能となるなど熱効率が良く、運転に際しては安価な深夜電力を用いて、貯湯タンクに高温の湯を貯めることが可能となり、ランニングコストも安価となるなどと言った特長を持ち、徐々に普及してきている。
【０００４】
このような給湯機として、以下に示される構成のヒートポンプ給湯機がある。このヒートポンプ給湯機は、図１０に示すように、給湯サイクル７１と冷媒サイクル７２を備え、それぞれ別の本体ユニットである、貯湯ユニットとヒートポンプユニットの二箱に入れられている。この給湯サイクル７１は、底壁に設けられた給水口７３と上壁に設けられた給湯口７４を有する貯湯タンク７５と、水熱交換路７６と、水循環用ポンプ７７とを備え、水熱交換路７６と水循環用ポンプ７７が、貯湯タンク７５の取水口７８と湯入口７９とを連結する循環路８０に介設されている。また、冷媒サイクル７２は、圧縮機８１と、熱交換路７６を構成する水熱交換器８２と、減圧機構８３と、空気熱交換器としての蒸発器８４とを順に冷媒通路８５で接続して構成する冷媒循環回路を備える。更に、給湯サイクル７１と冷媒サイクル７２は、室外側に配設されている連絡配管８６、８７にて連結される。そして、給水口７３から給水し、水循環用ポンプ７７にて循環路７８に流出させた低温水を水熱交換器８２（即ち、水熱交換路７６）で沸き上げ、給湯口７４から出湯する構成となっている（例えば、特許文献１参照）。
【０００５】
そして、このヒートポンプ式給湯機は、夜間の安価な電力を利用してエネルギー効率の良いヒートポンプ回路を運転し、貯湯タンク７５内の水を水循環ポンプ７７で循環させながら水熱交換器８２で所定の湯温になるまで温め、所定の湯温に達したことを検知して冷媒サイクルの運転を停止するようにしている。通常、給湯口７４で湯を使用する際には、水道水と混合して、使用者の所望する適切な温度にして、温水を供給することになるので、貯湯タンク７５に貯湯する湯の温度はできるだけ高くする方がよく、それにより温度を下げるために加える水道水の量を多くし、貯湯タンク７５から取り出す湯の量を少なくするようにし、湯切れなどの不具合が生じにくいようにしている。
【０００６】
上記ヒートポンプ式給湯機のヒートポンプユニットの一例として、図１１、図１２に示すようなヒートポンプユニットがある。このヒートポンプユニットでは、圧縮機１０１と水−冷媒熱交換器１０２と蒸発器である空気熱交換器からなる蒸発器１０３とが冷媒循環用配管（図示せず）にて順次接続されている。そして、ユニット装置の底面を支持する基板１０４の上部が、騒音防止用の遮音板１０５によって区画され、一方の区画には縦置き
形の圧縮機１０３が搭載され、他方の区画である送風回路内には、送風ファン１０６と、送風ファン１０６の背面に位置する空気熱交換器からなる蒸発器１０５と、送風ファン１０６の下に位置する水−冷媒熱交換器１０４とが搭載されている。
【０００７】
また、ヒートポンプユニットと貯湯ユニットを一体型としたものとして、以下に示される構成のヒートポンプ式給湯機がある。これは、給湯サイクルと冷媒サイクルを一つの箱体内に収納したものであり、圧縮機、放熱器、減圧手段および蒸発器を順次接続して閉回路を構成し、冷媒を循環させる冷媒サイクルと、貯湯タンク、この貯湯タンクの水を循環させる水循環ポンプ、前記水循環ポンプで循環される水を前記凝縮器と熱交換させる水熱交換器と、前記貯湯タンクに給水する給水管と、前記貯湯タンクから給湯する給湯管を備え、前記給水管を前記貯湯タンクの入口側と前記水熱交換器の入口側とに分岐して接続し、前記給湯管を前記貯湯タンクの出口側と前記水熱交換器の出口側とに分岐して接続し、前記貯湯タンクからの給湯と前記水熱交換器からの給湯とを切換える弁を設け、前記水熱交換器及び前記凝縮器からなる水−冷媒熱交換器を、螺旋状に巻いて円筒状に形成するとともに、前記貯湯タンクを囲むように設置し、前記冷媒サイクル及び前記給湯サイクルを一つの箱体内に収納したものである（例えば、特許文献２、非特許文献３参照）。
【０００８】
図１３は、そのようなヒートポンプ給湯機の回路構成図、図１４は図１３に示すヒートポンプ給湯機の概略構成図を示している。
【０００９】
図１３に示すヒートポンプ給湯機は、冷媒サイクル１１０、水循環回路１１１、給水管１１２、給湯管１１３を備え、給水管１１２を給湯タンク１１４の入口側と水−冷媒熱交換器１１５の出口側とに分岐して接続し、給湯タンク１１４からの給湯と水−冷媒熱交換器１１５からの給湯とを切りかえる弁１１６、１１７を備え、水−冷媒熱交換器１１５を螺旋状に巻いて円筒状にするとともに、給湯タンク１１４を囲むように設置し、冷媒サイクル１１０及び水循環回路１１１を一つの箱内に収納したものである。
【００１０】
また、図１４に示すヒートポンプ給湯機は、冷媒サイクルとして圧縮機１２０、１２１、水−冷媒熱交換器１２２、１２３、減圧弁１２４、１２５、蒸発器１２６、１２７および送風機１２８、１２９などで構成した冷媒サイクルと、貯湯タンク１３０、混合弁１３１、電磁弁１３２、給湯循環水ポンプ１３３、風呂保温追炊き用循環水ポンプ１３４などを配管で構成した給湯サイクルとを備え、冷媒サイクルで湯を生成して蛇口１３５や風呂１３６に直接給湯し、または給湯回路から貯湯を給湯するものである。そして、このヒートポンプ給湯機は、図１５に示すように、冷媒サイクルや給湯サイクルを全て１つのユニット内に収納した一体型で構成されている。
【特許文献１】特開２００３−２２２３９２号公報
【特許文献２】特開２００３−３１４８９２号公報
【非特許文献３】週刊エアコン流通人２００３年５月１５日号（ＶＯＬ．２４−Ｎｏ．８９６）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１１】
ところが、上記特許文献１ののようなヒートポンプ式給湯機では、貯湯ユニットとヒートポンプユニットが分かれており、深夜電力を用いて大容量の貯湯タンクに貯湯する構成を取っているために、大容量の貯湯タンクが必要となり、給湯サイクル７１を貯湯ユニットとし、それとは別に冷媒サイクル７２を備えたヒートポンプユニットの二つの本体ユニットにしなくてはならず、それらのユニットを設置するために充分な広さの設置スペースが必要となっていた。そのため設置場所が限られるという課題があった。
【００１２】
また、ファミリーで使用する場合を想定するとその湯量は、３７０Ｌ以上が必要となり
、貯湯タンクの容量一杯に湯を貯めた場合を考えると、その質量は、貯湯ユニット、ヒートポンプユニット合わせて４００ｋｇを超える重さになるので、設置場所の基礎工事、補強を行なって充分な強度を確保しなければならなかった。特にマンションのバルコニーに設置しようとすれば、バルコニーの耐荷重強度増さなくてはならず、マンションの建築費用が高くなることもあった。さらには、ヒートポンプ給湯機を顧客の設置場所に運搬する際にも２個のユニットを運搬しなければならず、その費用や手間を多く要するものであった。また、連絡配管を室外側に配設するので、凍結防水等が必要であり、施工性やコスト性に課題を有していた。
【００１３】
さらに、貯湯タンク内の湯量が限られるため、人が多く集まった際などには使用湯量が多くなり、貯湯タンク内の湯量がなくなってしまう場合があり、その際には再度沸き上げを行うことが必要となるが、元来深夜電力を用いて、小能力で長時間かけて湯を貯めるという商品であるために、貯湯するまでに相当長い時間を要すること、さらに、昼間の電力を用いて運転を行うため、深夜電力利用のメリットがなくなり、電気代が多くかかることなど、使い勝手に課題があった。
【００１４】
一方、図１１、図１２のヒートポンプユニットでは、基板１０４上部を遮音板１０５によって区画し、一方に圧縮機１０１を搭載し、他方に送風ファン１０６と空気熱交換器からなる蒸発器１０３と給湯用水−冷媒熱交換器１０２を搭載しているために、横に長い形状となり、設置スペースが必要となる。さらに、ヒートポンプ能力を高めるために空気熱交換器からなる蒸発器の面積を大きくしようとすると、横幅が大きくなり、設置スペースがさらに必要となるという面を持っていた。
【００１５】
加えて、水−冷媒熱交換器１０２、送風ファン１０６及び空気熱交換器からなる蒸発器１０３が外部に、圧縮機１０１が内部にあるために、その間をつなぐ冷媒配管を防水することが必要となり、コストアップに繋がっているなど、設置性、施工性、コスト性の面で課題を有していた。
【００１６】
また、特許文献２、非特許文献３に示されるヒートポンプ給湯機は、冷媒サイクルや給湯サイクルを全て一つのユニット内に収納した一体型で構成されており、配管接続が少ないなど施工性は優れているが、ユニット自体が大きく重量も重いため、設置性が悪く搬送もし難いという課題があった。
【００１７】
また、冷媒サイクルの故障などの際に、本体ユニットを交換しようとしても、本体全てを搬送しなくてはならず、多大の費用が発生してしまうということがあった。特に、冷媒として炭酸ガスを用いた場合には、冷媒の圧力が臨界圧力以上で使用されるために、一般的エアコンに用いられているＲ−４１０Ａの冷媒に比して３倍以上の圧力が生じる。そのため、配管をロー付け等の補修を行った場合は、確実な漏れ検査が必要不可欠となり、施工されている現地で修理を行うことは、困難であり、メーカーのサービス部門へ持ちかえって修理を行うことが必要である。
【００１８】
ところが、上記の様に、一体化された本体が大きく、かつ重いことはメンテナンス性の課題を有していることとなる。また、図１３で示されているように、本体ユニットの小型化を図るために給湯用水−冷媒熱交換器は貯湯タンクの周りに巻き付けられているために、給湯用水−冷媒熱交換器を交換しにくいことも、メンテナンス性の課題としてあった。
【００１９】
したがって本発明は、このような従来の課題を解決すものであり、水−冷媒熱交換器や蒸発器の収納性とメンテナンス性の向上を図ることができ、小型化を図りつつ能力向上を図ることができ、低コストで、使い勝手の良いヒートポンプ給湯機を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００２０】
前記従来の課題を解決するために本発明のヒートポンプ給湯機は、圧縮機、放熱器、減圧手段および蒸発器を順次接続して閉回路を構成し、冷媒を循環させる冷媒循環回路と、前記蒸発器に送風する送風ファンと、前記放熱器と熱交換を行う水−冷媒熱交換器と、前記水−冷媒熱交換器と接続され、水道水を供給する入水管と、前記冷媒循環回路と前記水−冷媒熱交換器とで水道水を加熱する給湯回路と、加熱された温水を貯湯する貯湯タンクと、加熱された温水を給湯端末へ通水するように接続した給湯管と、本体ユニットとを備え、前記冷媒循環回路と前記送風ファンと前記水−冷媒熱交換器とを前記本体ユニット内の一方側に配設し、前記入水管と前記給湯回路と前記貯湯タンクと前記給湯管とを前記本体ユニット内の他方側に配設したことを特徴とするもので、本体ユニットの横幅を狭くすることを可能とし、設置面積を大幅に減ずることができ、設置自由度が大幅に向上する。
【００２１】
特に、貯湯タンクを備え、この貯湯タンクを右方に配し、圧縮機、水−冷媒熱交換器、水ポンプを左方に配することにより、内部空間が有効に使え、本体寸法を大きくしなくても、貯湯タンクの容量を大きくすることが可能となる。
【００２２】
さらに、ヒートポンプ能力を高め、貯湯タンクを介さないで、ヒートポンプ単独の運転で給湯運転をするために、蒸発器である空気熱交換器からなる蒸発器の面積を大きくするために上方へ延伸しても、設置面積はまったく変わらないようにすることができ、その分高さ方向に貯湯タンクの容量を増すことができ、設置自由度を向上させつつ、使用性を向上させることが可能となる。
【００２３】
また、冷媒循環回路と給湯回路を左右に分けて配していることにより、それぞれの循環回路のメンテナンスに際して、他の循環回路を触る必要がなくなり、メンテナンスの工数が大幅に削減できるとともに、メンテナンスの際の間違いがなくなるなど、作業性が大幅に向上する。
【００２４】
さらに、圧縮機と水−冷媒熱交換器を同一区画内に配することがにより、防水関連の部品が不要となるとともに、配管長を短くすることも可能となり、配管経路での熱ロスを減じ、効率向上を図るとともに、コスト面でも低下させることが可能となる。
【００２５】
また、給湯回路を貯湯タンク前方に配し、貯湯タンクと給湯回路を同一区画内に配することにより、給湯回路の長さを短くすることが可能となり、流路抵抗を減ずることができ、瞬間湯沸かし運転の際の流量を十分に多くすることができ、性能を向上させ、広い能力幅と、優れた制御性を有する、瞬間湯沸かし型のヒートポンプ給湯機を安価に提供することが可能となる効果を奏する。
【発明の効果】
【００２６】
本発明によれば、水−冷媒熱交換器や蒸発器の収納性とメンテナンス性の向上を図ることができ、小型化を図りつつ能力向上を図ることができ、低コストで、使い勝手の良いヒートポンプ給湯機を提供できる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２７】
第１の発明は、圧縮機、放熱器、減圧手段および蒸発器を順次接続して閉回路を構成し、冷媒を循環させる冷媒循環回路と、前記蒸発器に送風する送風ファンと、前記放熱器と熱交換を行う水−冷媒熱交換器と、前記水−冷媒熱交換器と接続され、水道水を供給する入水管と、前記冷媒循環回路と前記水−冷媒熱交換器とで水道水を加熱する給湯回路と、加熱された温水を貯湯する貯湯タンクと、加熱された温水を給湯端末へ通水するように接続した給湯管と、本体ユニットとを備え、前記冷媒循環回路と前記送風ファンと前記水−
冷媒熱交換器とを前記本体ユニット内の一方側に配設し、前記入水管と前記給湯回路と前記貯湯タンクと前記給湯管とを前記本体ユニット内の他方側に配設したことを特徴とするもので、本体ユニットの横幅を狭くすることを可能とし、設置面積を大幅に減ずることができ、設置自由度が大幅に向上する。
【００２８】
特に、貯湯タンクを備え、この貯湯タンクを右方に配し、圧縮機、水−冷媒熱交換器、水ポンプを左方に配することにより、内部空間が有効に使え、本体寸法を大きくしなくても、貯湯タンクの容量を大きくすることが可能となる。
【００２９】
さらに、ヒートポンプ能力を高め、貯湯タンクを介さないで、ヒートポンプ単独の運転で給湯運転をするために、蒸発器である空気熱交換器からなる蒸発器の面積を大きくするために上方へ延伸しても、設置面積はまったく変わらないようにすることができ、その分高さ方向に貯湯タンクの容量を増すことができ、設置自由度を向上させつつ、使用性を向上させることが可能となる。
【００３０】
また、冷媒循環回路と給湯回路を左右に分けて配していることにより、それぞれの循環回路のメンテナンスに際して、他の循環回路を触る必要がなくなり、メンテナンスの工数が大幅に削減できるとともに、メンテナンスの際の間違いがなくなるなど、作業性が大幅に向上する。
【００３１】
さらに、圧縮機と水−冷媒熱交換器を同一区画内に配することがにより、防水関連の部品が不要となるとともに、配管長を短くすることも可能となり、配管経路での熱ロスを減じ、効率向上を図るとともに、コスト面でも低下させることが可能となる。
【００３２】
また、給湯回路を貯湯タンク前方に配し、貯湯タンクと給湯回路を同一区画内に配することにより、給湯回路の長さを短くすることが可能となり、流路抵抗を減ずることができ、瞬間湯沸かし運転の際の流量を十分に多くすることができ、性能を向上させ、広い能力幅と、優れた制御性を有する、瞬間湯沸かし型のヒートポンプ給湯機を安価に提供することが可能となる効果を奏する。
【００３３】
第２の発明は、本体ユニットの前方側を構成する前板を備え、前記前板は、冷媒循環回路と送風ファンと水−冷媒熱交換器側に配設された冷媒回路側前板と、入水管と給湯回路と貯湯タンクと給湯管側に配設された給湯回路側前板とに、別体に構成されてなるもので、給湯回路をメンテナンスする際に、冷媒循環回路を触ることがなくなり、その逆に、冷媒循環回路をメンテナンスの際には、給湯回路を触ることがなくなり、メンテナンスの際の誤作業を防止することができ、メンテナンス性の大幅な向上が図れる。
【００３４】
第３の発明は、貯湯タンクを、本体ユニット内の一側方側でかつ冷媒循環回路の側方とその他とに複数配設し、入水管と給湯回路と給湯管とを前記冷媒循環回路の側方の貯湯タンクの前方に配設するとともに、前記その他の貯湯タンクの前方には、前記貯湯タンクと前記給湯回路とを接続する接続配管を配設する構成としたもので、冷媒循環回路と給湯回路の距離を短くすることができ、放熱ロスを軽減することができる。また、メンテナンスの際に、その他の貯湯タンク部分を分解せずとも、給湯回路のメンテナンスが可能となり、作業性を向上することができる。
【００３５】
第４の発明は、貯湯タンクを複数配設するとともに、本体ユニットの前方側を構成する前板を備え、前記前板は、前記複数の貯湯タンク毎にそれぞれ別個の貯湯タンク前板を有する構成としたもので、メンテナンスの際に、それぞれ所定の前板を開ければ、メンテナンスが可能となり、その前板も小型化が図れ、簡単に着脱が可能となり、メンテナンス時間の短縮が図れる。
【００３６】
第５の発明は、貯湯タンクを、給湯回路の後方とその他とに複数配設するとともに、前記複数の貯湯タンクのうち、前記給湯回路の後方に配した貯湯タンクは、その他の貯湯タンクよりも大容量としたもので、冷媒循環回路と給湯回路の構成を、貯湯タンク一つで構成した場合の貯湯タンク容量を確保することができ、その他の貯湯タンクのある場合とない場合で、本体の共用化が図れ、複数種類の本体（貯湯タンクを１ケの場合、貯湯タンクが二つの場合、貯湯タンクが三つ以上の場合）に対して、金型投資を極力減らすことが可能となる。
【００３７】
第６の発明は、貯湯タンクを、給湯回路の後方とその他とに複数配設するとともに、前記複数の貯湯タンクのうち、前記給湯回路の後方に配した貯湯タンクは、その他の貯湯タンクよりも小容量としたもので、給湯回路を構成する部品を、他よりも小型の貯湯タンク前方に配することにより、給湯回路部品の間隔を広くすることができ、それぞれの部品を外す場合などのメンテナンス性が向上するとともに、貯湯タンク前方に給湯回路を配して本体の薄型化を実現することができ、施工性、設置性の大幅な向上を図ることが可能となる。
【００３８】
第７の発明は、水−冷媒熱交換器で暖められた水道水は、貯湯タンクに給湯されるとともに、前記貯湯タンクを介さずに、直接給湯端末へ通水するように構成したもので、水−冷媒熱交換器で暖められた水道水は、貯湯タンクに給湯することができるとともに、一方で貯湯タンクを介さずに蛇口やシャワー等の給湯端末へ直接通水されるので、速湯性に優れ、使い勝手が良く、湯切れの心配もないヒートポンプ給湯機を提供することができる。
【００３９】
第８の発明は、冷媒として炭酸ガスを用いたことを特徴とするもので、高温給湯の際の熱効率を高めるとともに、冷媒が外部に漏れても、地球温暖化に及ぼす影響を、一般的エアコンに用いられているＲ−４１０Ａの冷媒に比して大幅に低減することができ、環境に優しく、リサイクル性にも優れたヒートポンプ給湯機とすることができる。
【００４０】
（実施の形態１）
以下に、本発明の第１の実施の形態について、図面を参照しながら説明する。なお、この実施の形態によって本発明が限定されるものではない。図１は、本発明の第１の実施の形態におけるヒートポンプ給湯機の回路構成図である。
【００４１】
本実施の形態のヒートポンプ給湯機は、本体ユニット１に冷媒循環回路と給湯回路とを一体に収納して構成される。この冷媒循環回路は、本体ユニット１内部に配設された縦置き形の圧縮機２と、放熱器である給湯用水−冷媒熱交換器３と、給湯用水−冷媒熱交換器３と直列に配置された、同じく放熱器である風呂保温追炊き用水−冷媒熱交換器４と、例えば電動膨張弁から成る減圧手段５と、Ｌ字形状の空気熱交換器からなる蒸発器から成る蒸発器６とが冷媒配管７で接続されて構成されている。また、蒸発器６に風を当て、蒸発能力を高めるための送風ファン８が設けられている。
【００４２】
一方、給湯回路は、放熱器３と熱交換を行って水道水などを温水に変える給湯用水−冷媒熱交換器９（例えば、放熱器３と一体形状となっている二重管構造の熱交換器）と、給湯用水−冷媒熱交換器９にて得た温水を貯める貯湯タンク１０と、貯湯タンク１０や給湯用水−冷媒熱交換器９に水道水を入水する入水管１１と、貯湯タンク１０や給湯用水−冷媒熱交換器９から温水を蛇口１２や風呂１３の給湯端末に給湯する給湯管１４と、貯湯タンク１０内の低温の水を送水する給湯循環水ポンプ１５と、風呂１３に溜まっている温水を保温あるいは追炊きするために、風呂の温水を循環し、加熱するための風呂追炊き管１６と、風呂追炊き管１６に接続された風呂の温水をさらに加熱するための風呂保温追炊き用水−冷媒熱交換器１７（例えば放熱器４と一体形状となっている二重管構造の熱交換器
）と、風呂の温水を循環する風呂循環水ポンプ１８から構成されている。
【００４３】
更に、上記給湯回路の構成について説明する。
【００４４】
タンク入水管１９は、入水管１１から水道水を貯湯タンク１０に送る配管であり、途中にタンク入水逆止弁２０が設けられている。水道水供給管２１は、入水管１１から給湯用水−冷媒熱交換器９に水道水を直接供給する配管であり、この水道水給水管２１に逆止弁２２が設けられている。熱交給水管２３は、貯湯タンク１０から給湯用水−冷媒熱交換器９に、給湯循環水ポンプ１５の運転により、貯湯タンク１０内の下方に貯まった低温水を送る配管であり、貯湯管２４は、給湯用水−冷媒熱交換器９で暖めた水道水を貯湯タンク１０や元混合弁２５に送る配管であり、貯湯タンク側配管２４ａの途中には貯湯三方弁２６が、また元混合弁側配管２４ｂの途中には逆止弁Ａ２７が設けられている。
【００４５】
また、タンク給湯管２８は、貯湯タンク１０から高温水（通常は６０℃〜９０℃）を元混合弁２５へ給湯する配管であり、元混合弁２５は、貯湯管２４（元混合弁側配管２４ｂ）とタンク給湯管２８とから来る温水や水を混合させる弁であり、逆止弁Ａ２７は、元混合弁２５手前に設けられた弁である。また、給湯混合弁２９は、元混合弁２５を通過した温水と、入水管１１から供給される水道水とを混合し、適切な給湯温度を得る、蛇口１２に供給する弁であり、給湯混合弁２９と入水管１１の間には逆流防止の逆止弁Ｂ２９ｂが設けられている。そして、給湯混合弁２９にて最適温度となった温水が、給湯管１４を介して、蛇口１２や風呂１３に注湯される。
【００４６】
３０は風呂注湯混合弁であり、同じく元混合弁２５を通過した温水と、入水管１１から供給される水道水とを混合し、適切な給湯温度を得る、風呂１３に注湯する弁であり、給風呂注湯混合弁３０と入水管１１の間には逆流防止の逆止弁Ｃ３０ｂが設けられている。風呂注湯混合弁３０にて最適温度となった温水が、風呂注湯管３１を介し、逆流防止弁３２を通過して、風呂三方弁３３を介し、風呂追炊き管１６を通過し、風呂１３に注湯される。また、入水流量計３４は入水流量を測定する計器であり、給湯流量計３５は給湯流量を測定する計器である。排出弁３６は、寒冷地等にて長期間使用しない場合に、凍結防止等でタンク内の水を抜くために用いる弁であり、制御弁３７は入水流量を制御する弁である。
【００４７】
更に、風呂保温追炊き用のサイクルについて説明する。風呂保温追炊き用水−冷媒熱交換器４は、冷凍サイクルにて直列に接続されている給湯用水−冷媒熱交換器３の圧縮機から見て下流側に配設されている。３８は、風呂１３から温水を風呂循環水ポンプ１８を駆動させて入水する風呂入水管であり、風呂入水管３８から、入水した風呂のお湯は、風呂保温追炊き用水−冷媒熱交換器１７で加熱され、再度追炊き管１６を通り、風呂１３に戻され、風呂の温度を一定に保つ保温運転や、風呂の湯量を足さなくても湯温を上昇させる追炊き運転を行う。また、制御装置３９は、冷媒循環回路の高圧側の冷媒温度を検出し、その温度の高低から冷媒循環回路の立ち上がり状態を判定し、元混合弁２５や給湯混合弁２９の開度を制御する手段である。
【００４８】
次に、本体ユニット１に一体化収納されている冷媒循環回路及び給湯回路の各要素の配置構成について、図２及び図３を参照して説明する。
【００４９】
図２は、図１に示すヒートポンプ給湯機の正面内観図であり、本体ユニット１を鉛直に切断し、前方から見た透視図である。
【００５０】
本体ユニット１内の左方には、冷媒循環回路である、縦置き形の圧縮機２と、放熱器３（給湯用水−冷媒熱交換器９）と、放熱器３（給湯用水−冷媒熱交換器９）上方に放熱器
３（給湯用水−冷媒熱交換器９）より小型化された、放熱器４（風呂保温追炊き用水−冷媒熱交換器１７）と、減圧手段である膨張弁５と、蒸発器であるＬ字形状の空気熱交換器からなる蒸発器６が、環状に結ばれ、配されている。また、空気熱交換器からなる蒸発器６の蒸発能力を高めるための、送風ファン８も左方に配されている。送風ファン８の下方には、給湯循環水ポンプ１５と、風呂循環水ポンプ１８が配されている。
【００５１】
放熱器３（給湯用水−冷媒熱交換器９）の上方には、中間基板４１があり、その空気熱交換器からなる蒸発器６はその中間基板４１の上に配設されている。中間基板４１の上方には、空気熱交換器からなる蒸発器６の下方と水平方向でほぼ同じ高さになるように、箱状板金４２があり、放熱器４（風呂保温追炊き用水−冷媒熱交換器１７）はその箱状板金４２の下方に配設されている。この箱状板金４２は、その上方コーナ部をＲ形状としており、蒸発器６からの風の流れがスムーズに流れるようにしている。また、蒸発器６はＬ字状となっているために、蒸発器６の内方に、箱状板金４２を介して、放熱器４（風呂保温追炊き用水−冷媒熱交換器１７）が配設されている形状となる。
【００５２】
箱状板金４２の上方には、給湯循環水ポンプ１５が配設され、その上方にはポンプカバー板金４３があり、ポンプカバー板金４３の右上方には、風呂循環水ポンプ１８が配されている。風呂循環水ポンプ１８の設置されている位置は、送風ファン８の右下方であり、送風ファン８に影響のない位置としてある。
【００５３】
本体ユニット１の右方には、給湯回路を構成する部品が配されている。貯湯タンク１０は、空気熱交換器からなる蒸発器６や、圧縮機２の右方（即ち、本体ユニット１の他方の側方）に配設されている。そして、入水管１１と給湯管１４は、貯湯タンク１０の前方に配されている。４４は、それらの各部品を載置している、ベース基板である。貯湯タンク１０の前方には、タンク入水管１９、元混合弁２５、給湯混合弁２９、風呂注湯混合弁３０、風呂逆流防止弁３２、風呂三方弁３３などの給湯回路も配されている。
【００５４】
図３は、図１に示すヒートポンプ給湯機の平面内観図であり、図２に示す本体ユニット１を部分ごとに水平に切断し、上方から見た透視図である。
【００５５】
図３（ｃ）は、下方のＸ−Ｘ矢視で切断した透視図であり、冷媒循環回路を構成する圧縮機２、放熱器３（水−冷媒熱交換器９）、放熱器４（風呂保温追炊き用水−冷媒熱交換器１７）、膨張弁５、空気熱交換器からなる蒸発器６は本体左方に配されている。放熱器３（水−冷媒熱交換器９）は、蜷局状に巻かれており、全高をできる限り低くしつつ、配管長を長くするようにしている。放熱器４（風呂保温追炊き用水−冷媒熱交換器１７）も同じく蜷局状に巻かれている。
【００５６】
給湯回路を構成する貯湯タンク１０は本体右方のベース基板４４上に載置されているが、本体ユニット１後方に飛びださせており、その部分の外装部品は外側に膨らませた膨らみ部１ａを設けている。入水管１１、給湯管１４、風呂追炊き管１６、風呂入水管３８は本体ユニット１の前方であり、貯湯タンク１０の前方に配されており、ここで、施工時に配管接続が行われる。
【００５７】
図３（ｂ）は、ほぼ中央のＹ−Ｙ矢視で切断し、上方から見た透視図であり、縦置き形の圧縮機２、蒸発器６、風呂循環水ポンプ１８、中間基板４１、箱状板金４２等が示されている。Ｌ字状の空気熱交換器からなる蒸発器６は、放熱器３（給湯用水−冷媒熱交換器９）の上方に配された、Ｌ字状の中間基板４１の上方に配設され、空気熱交換器からなる蒸発器６内方には、箱状板金４２が配され、その下方に、放熱器４（風呂保温追炊き用水−冷媒熱交換器１７）は配設されている。箱状板金４２上方には風呂循環水ポンプ１８が配されている。
【００５８】
また、空気熱交換器からなる蒸発器６はＬ字形状となっており、貯湯タンク１０の近傍まで伸ばしている。中間基板４１には水抜き穴４１ａが設けられて、空気熱交換器からなる蒸発器６の凝縮水を排水処理するようになっている。そのため、中間基板１４は、水抜き穴４１ａに向かって１度から２度の傾斜が付いており、本体ユニット１外部へ排水するようになっている。仕り切板４５は、圧縮機２や給湯循環水ポンプ１５と、貯湯タンク１０とを区画分けしている。元混合弁２５、給湯混合弁２９などの給湯回路部品は貯湯タンク１０前方に配されている。
【００５９】
図３（ａ）は、本体ユニット１の上方のＺ−Ｚ矢視で切断し、上方から見た透視図である。箱状板金４２上方に、ポンプカバー板金４３が配され、そのポンプカバー板金４３上上に、送風ファン取付け金具８ａを取付け、その送風ファン取付け金具８ａに送風モータ８ｂを取付け、その送風モータ８ｂに送風ファン８を取付けている。送風ファン８を回転させて蒸発器６の蒸発能力と送風能力を高めるために、ベルマウス４６が本体ユニット１に設けられている。そのベルマウス４６の右下下方に、給湯循環水ポンプ１５が配されている。
【００６０】
以下、図面に基づいて、上記ヒートポンプ給湯機の動作を説明する。
【００６１】
圧縮機２を運転すると、高圧まで圧縮されて吐出された冷媒は、放熱器３（水−冷媒熱交換器９）に送られ、水道水供給管２１を通ってきた水道水と熱交換して放熱する。これにより、貯湯管２４、元混合弁２５に流れる水道水は高温に加熱される。放熱器３（水−冷媒熱交換器９）から流出する冷媒は、減圧手段５にて減圧膨張され、蒸発器６に送られ、送風ファン８にて送られた空気と熱交換して、蒸発器６を通過する間に、蒸発してガス化する。このガス化した冷媒は、再度圧縮機２に吸入され、再度圧縮される過程を繰り返し、徐々に加熱された水道水は、給湯管３０、給湯管１４、蛇口１２を通り給湯される。あるいは、風呂注湯管３１、風呂三方弁３３、風呂追炊き管１６を通り、風呂１３に注湯される。
【００６２】
その際に、冷媒サイクルは立ち上がりが遅く、速湯性に劣っているため、貯湯タンク１０によってその立ち上がりの悪さを補っている。すなわち、冷媒サイクルが立ち上がり、所定の給湯温度となるまでの間は、高温に保たれた貯湯タンク１０からタンク給湯管２７を通過してきた温水と、まだ立ち上がっていない給湯用水−冷媒熱交換器９を通過してきた水（徐々に温度が上がり高温となる水）とを、元混合弁２５で混合し、さらに給湯混合弁２９、あるいは風呂注湯混合弁３０で入水管１１を通ってきた水道水と混合して、使用者が希望する温度の給湯、あるいは注湯を行う。
【００６３】
次に冷媒循環回路が立ち上がってくると、元混合弁２５の開度を調整し、貯湯タンク１０からの高温の温水と、放熱器３（給湯用水−冷媒熱交換器９）からの温水を適温に混合し、給湯用混合弁２９、あるいは風呂注湯用混合弁３０に送り、入水管１１を通ってきた水道水と混合して給湯、あるいは注湯する。
【００６４】
最終的には、貯湯タンク１０からタンク給湯管２７を通過してきた温水は用いず、水道水供給管２１を通ってきた水道水を冷媒サイクルの給湯用水−冷媒熱交換器９で加熱して得た温水と、入水管１１を通ってきた水道水とを、給湯用混合弁２９、あるいは風呂注湯用混合弁３０で混合し、所定の温度の給湯を行う。即ち、制御装置３９によって、冷媒サイクルの立ち上がり状態を把握し、元混合弁２７や給湯混合弁２９、風呂注湯用混合弁３０の開度を調整し、所定温度の温水を給湯端末に供給する制御が行われる。
【００６５】
また、使用者が、蛇口１２を閉じるか、あるいは風呂１３に適量のお湯が溜まって給湯
あるいは注湯する必要がなくなると、給湯循環水ポンプ１５を駆動させ、貯湯三方弁２６にて、温度の低い時には、貯湯タンク１０の下方に、貯湯タンク下配管２６ｂにて、貯湯し、温度が高くなると、貯湯タンク側配管２４ａから、、次の給湯運転のために、貯湯タンク１０に高温の温水を貯湯する貯湯運転が行われる。
【００６６】
このように冷媒サイクルの立ち上がり状態に応じて、貯湯タンク１０に貯めた温水を用いて給湯端末へ給湯したり、貯湯タンク１０を介さずに給湯用水−冷媒熱交換器９で加熱して得た温水を給湯端末へ直接給湯したりすることができる構成としている。これにより本実施の形態では、リアルタイム給湯を可能とし、使用者が給湯したいときに給湯ができる速湯性能を確保することができ、使い勝手の良いヒートポンプ給湯機を提供することができる。換言すれば、この速湯性能の確保によって、貯湯タンク１０の容量を貯湯式のヒートポンプ給湯機のそれよりも小さいものとすることができ、設置性の大幅な向上、コストダウン、使用性の向上を実現できることにもなる。
【００６７】
いわゆる、給湯用水−冷媒熱交換器９で暖められた水道水は、貯湯タンク１０に給湯されるとともに、貯湯タンク１０を介さずに給湯端末へ直接通水するように構成したことにより、給湯用水−冷媒熱交換器９で暖められた水道水は、貯湯タンク１０に給湯することができるとともに、一方で貯湯タンクを介さずに蛇口やシャワー等の給湯端末へ直接通水されるので、速湯性に優れ、使い勝手が良く、湯切れの心配もないヒートポンプ給湯機を提供することができる。
【００６８】
貯湯管２４、元混合弁２５に流れる水道水は高温に加熱される。放熱器３（水−冷媒熱交換器９）から流出する冷媒は、減圧手段５にて減圧膨張され、蒸発器６に送られ、送風ファン８にて送られた空気と熱交換して、蒸発器６を通過する間に、蒸発してガス化する。このガス化した冷媒は、再度圧縮機２に吸入され、再度圧縮される過程を繰り返し、徐々に加熱された水道水は、給湯管１４、風呂注湯管３１、蛇口１２、風呂追炊き管１６を通り、風呂１３に注湯される。また、風呂１３の湯温が低下すると、保温運転や追炊き運転を行うことになる。保温運転は風呂１３の湯温が低下したことを検知すると、風呂循環水ポンプ１８が動作し、風呂１３のお湯を放熱器４（風呂保温追炊き用水−冷媒熱交換器１７）に送る。圧縮機２を運転し、高圧まで圧縮されて吐出された冷媒は、放熱器４（風呂保温追炊き用水−冷媒熱交換器１７）に送られ、風呂循環水ポンプ１８を通ってきた風呂１３のお湯と熱交換して放熱する。
【００６９】
これにより、お湯は加熱され、風呂追炊き管１６を通り風呂１３に戻されることにより保温運転がされる。風呂１３のお湯の温度が著しく低下し、注湯せずにお湯の温度を上げたい時には、追炊き運転が行われる。これもまた、同様であり、風呂循環水ポンプ１８が動作し、風呂１３のお湯を放熱器４（風呂保温追炊き用水−冷媒熱交換器１７）に送る。圧縮機２を運転し、高圧まで圧縮されて吐出された冷媒は、放熱器４（風呂保温追炊き用水−冷媒熱交換器１７）に送られ、風呂循環水ポンプ１８を通ってきた風呂１３のお湯と熱交換して放熱する。これにより、風呂の湯は加熱され、風呂追炊き管１６を通り風呂１３に戻されることにより追炊き運転がされる。この際には、風呂三方弁３３は、風呂へ注湯する場合とは異なり、放熱器４（風呂保温追炊き用水−冷媒熱交換器１７）へ流れるように切り替わることになる。
【００７０】
本実施の形態のヒートポンプ給湯器では、冷媒循環回路を構成する、圧縮機２、放熱器である給湯用水−冷媒熱交換器３、同じく放熱器である風呂保温追炊き用水−冷媒熱交換器４、電動膨張弁５、空気熱交換器から成る蒸発器６、及び蒸発能力を高めるための送風ファン８を本体ユニット１の左方に配し、本体ユニットの右方には給湯回路を構成する部品として、貯湯タンク１０、入水管１１、給湯管１４、風呂追炊き管１６、風呂入水管３８、タンク入水管１９、元混合弁２５、給湯混合弁２９、風呂注湯混合弁３０、風呂逆流
防止弁３２、風呂三方弁３３、風呂入水管３８を配していることにより、冷媒循環回路と給湯回路を構成上分離することが可能となり、本体ユニットの横幅を狭くすることを可能とし、設置面積を大幅に減ずることができ、設置自由度が大幅に向上する。特に、貯湯タンクを備え、この貯湯タンクを右方に配し、圧縮機、水−冷媒熱交換器、水ポンプを左方に配することにより、内部空間が有効に使え、本体寸法を大きくしなくても、貯湯タンクの容量を大きくすることが可能となる。
【００７１】
さらに、ヒートポンプ能力を高め、貯湯タンクを介さないで、ヒートポンプ単独の運転で給湯運転をするために、蒸発器である空気熱交換器としての蒸発器の面積を大きくするために上方へ延伸しても、設置面積はまったく変わらないようにすることができ、その分高さ方向に貯湯タンクの容量を増すことができ、設置自由度を向上させつつ、使用性を向上させることが可能となる。また、冷媒循環回路と給湯回路を左右に分けて配していることにより、それぞれの循環回路のメンテナンスに際して、他の循環回路を触る必要がなくなり、メンテナンスの工数が大幅に削減できるとともに、メンテナンスの際の間違いがなくなるなど、作業性が大幅に向上する。
【００７２】
さらに、圧縮機と水−冷媒熱交換器を同一区画内に配することがにより、防水関連の部品が不要となるとともに、配管長を短くすることも可能となり、配管経路での熱ロスを減じ、効率向上を図るとともに、コスト面でも低下させることが可能となる。また、給湯回路を貯湯タンク前方に配し、貯湯タンクと給湯回路を同一区画内に配することにより、給湯回路の長さを短くすることが可能となり、流路抵抗を減ずることができ、瞬間湯沸かし運転の際の流量を十分に多くすることができ、性能を向上させ、広い能力幅と、優れた制御性を有する、瞬間湯沸かし型のヒートポンプ給湯機を安価に提供することが可能となる効果を奏する。
【００７３】
また、本実施の形態のヒートポンプ給湯機においては、冷媒として炭酸ガスを用いたヒートポンプ給湯機としている。これにより冷媒循環回路は、冷媒の圧力が臨界圧力以上となる超臨界冷媒循環回路であり、臨界圧力以上に昇圧された冷媒により冷媒−水熱交換器の水流路の流水を加熱する構成となり、冷媒−水熱交換器の放熱器を流れる冷媒は、圧縮機で臨界圧力以上に加圧されているので、冷媒−水熱交換器の水流路の流水により熱を奪われて温度が低下しても凝縮することがなく、冷媒−水熱交換器全域で冷媒と水とに温度差を形成しやすくなり、高温の湯が得られ、かつ熱交換効率を高くできる。加えて、炭酸ガスであるので、万一冷媒が外部に漏れたとしても、地球温暖化に及ぼす影響を、一般的エアコンに用いられているＲ−４１０Ａの冷媒に比して大幅に低減することができ、環境に優しいヒートポンプ給湯機とすることができる。
【００７４】
（実施の形態２）
図４は、本発明による第２の実施の形態のヒートポンプ給湯機を示し、本発明による第２の実施の形態のヒートポンプ給湯機の正面内観図と外観図である。なお、この実施の形態によって本発明が限定されるものではない。
【００７５】
冷媒循環回路、給湯回路は実施の形態１と同じであり、動作に関しても同じである。冷媒循環回路を構成する、圧縮機２、放熱器３（給湯用水−冷媒熱交換器９）、放熱器４（風呂保温追炊き用水−冷媒熱交換器１７）、膨張弁５、空気熱交換器としての蒸発器６の前方には、冷媒回路側前板４７がある。この冷媒回路側前板には、ベルマウス４６が一体化されており、ベルマウス４６の前にはファンガード４７ａがある。一方、給湯回路を構成する、貯湯タンク１０、入水管１１、給湯管１４、風呂追炊き管１６、風呂入水管３８、タンク入水管１９、元混合弁２５、給湯混合弁２９、風呂注湯混合弁３０、風呂逆流防止弁３２、風呂三方弁３３、風呂入水管３８などの給湯回路前方には、給湯回路側前板４８があり、冷媒回路側前板４７と、給湯回路側前板４８は別物としている。
【００７６】
それにより、給湯回路をメンテナンスする際に、例えば、元混合弁２５を交換する場合などに、冷媒循環回路を触ることがなくなり、その逆に、冷媒循環回路をメンテナンスの際、例えば、膨張弁５のコイルを交換する場合などには、給湯回路を触ることがなくなり、メンテナンスの際の誤作業を防止することができ、メンテナンス性の大幅な向上が図れる。
【００７７】
また、給湯回路メンテナンスしている場合には、配管内部の水が落下して、冷媒循環回路の部品にかかることがなく、再運転の際にも、絶縁性で問題が生じることがなく、簡単にメンテナンスが可能となる。
【００７８】
また施工に際しても、入水管１１、給湯管１４、風呂追炊き管１６、風呂入水管３８が左方に集中しているために、給湯回路側前板４８を外せば接続配管工事が行えるために、工事が容易になっている。
【００７９】
（実施の形態３）
図５は、本発明における第３の実施の形態のヒートポンプ給湯機を示し、本発明による第３の実施の形態のヒートポンプ給湯機の正面内観図と平面内観図であり、図６は、本発明における第３の実施の形態におけるヒートポンプ給湯機の回路構成図である。なお、この実施の形態によって本発明が限定されるものではない。また、図５の平面内観図は、正面内観図のほぼ中央のＡ−Ａ矢視で切断し、上方から見た透視図である。
【００８０】
図５、図６において、実施の形態１と部品番号については同じである。ただし、実施の形態３においては、第２の貯湯タンク４９が、貯湯タンク１０の右方に配されている。また、貯湯タンク１０と第２の貯湯タンク４９をつなぐ、タンク接続管５０が、第２の貯湯タンク４９の下方と、貯湯タンク１０の上方をつないでいる。また、実施の形態１で、貯湯タンク１０と、貯湯三方板２６をつないでいた、貯湯タンク側配管２４ａは、第２の貯湯タンク４９と貯湯三方弁２６をつなぎ、貯湯タンク下配管２６ｂは実施の形態１と同じく、貯湯三方弁２６と貯湯タンク１０をつないでいる。
【００８１】
貯湯タンク１０と第２の貯湯タンク４９を設けたこの例においても、その動作は実施の形態１と同じであり、冷媒循環回路が立ち上がるまでは、貯湯タンク１０と第２の貯湯タンク４９からタンク給湯管２８を通過してきた温水と、まだ立ち上がっていない給湯用水−冷媒熱交換器９を通過してきた水（徐々に温度が上がり高温となる水）とを、元混合弁２５で混合し、さらに給湯混合弁２９、あるいは風呂注湯混合弁３０で入水管１１を通ってきた水道水と混合して、使用者が希望する温度の給湯、あるいは注湯を行う。
【００８２】
次に冷媒循環回路が立ち上がってくると、元混合弁２５の開度を調整し、貯湯タンク１０と第２の貯湯タンク４９からの高温の温水と、放熱器３（給湯用水−冷媒熱交換器９）からの温水を適温に混合し、給湯用混合弁２９、あるいは風呂注湯用混合弁３０に送り、入水管１１を通ってきた水道水と混合して給湯、あるいは注湯する。
【００８３】
この際に、貯湯タンク１０と第２の貯湯タンク４９を設け、貯湯量を多くしていることにより、貯湯タンク１０、第２の貯湯タンク４９から高温の温水を出す時間を長くすることができるために、寒冷地などで、気温が低く冷媒循環回路がなかなか立ちあがらなくても、湯切れとならないで、温水を供給できるというメリットがある。
【００８４】
また、本実施の形態のヒートポンプ給湯器では、冷媒循環回路を構成する、圧縮機２、放熱器である給湯用水−冷媒熱交換器３、同じく放熱器である風呂保温追炊き用水−冷媒熱交換器４、電動膨張弁５、空気熱交換器から成る蒸発器６、及び蒸発能力を高めるため
の送風ファン８を本体ユニット１の左方に配し、本体ユニットの中央には給湯回路を構成する部品として、貯湯タンク１０、入水管１１、給湯管１４、風呂追炊き管１６、風呂入水管３８、タンク入水管１９、元混合弁２５、給湯混合弁２９、風呂注湯混合弁３０、風呂逆流防止弁３２、風呂三方弁３３、風呂入水管３８を配し、本体ユニット１の右方には第２の貯湯タンク４９、タンク接続管５０を配していることにより、冷媒循環回路と給湯回路を構成上分離することが可能となり、本体ユニットの横幅を狭くすることを可能とし、設置面積を大幅に減ずることができ、設置自由度が大幅に向上する。
【００８５】
また、冷媒循環回路と給湯回路を左右に分けて配し、第２の貯湯タンク前方には水循環回路を配していないことにより、それぞれの循環回路のメンテナンスに際して、他の循環回路を触る必要がなくなり、メンテナンスの工数が大幅に削減できるとともに、メンテナンスの際の間違いがなくなるなど、作業性が大幅に向上する。さらに、圧縮機と水−冷媒熱交換器を同一区画内に配することがにより、防水関連の部品が不要となるとともに、配管長を短くすることも可能となり、配管経路での熱ロスを減じ、効率向上を図るとともに、コスト面でも低下させることが可能となる。
【００８６】
また、給湯回路を貯湯タンク前方に配し、貯湯タンクと給湯回路を同一区画内に配することにより、給湯回路の長さを短くすることが可能となり、流路抵抗を減ずることができ、瞬間湯沸かし運転の際の流量を十分に多くすることができ、性能を向上させ、広い能力幅と、優れた制御性を有する、瞬間湯沸かし型のヒートポンプ給湯機を安価に提供することが可能となる効果を奏する。また、この例では、貯湯タンク１０と第２の貯湯タンク４９を設けた例を示しているが、第３、第４の貯湯タンク等複数個設けても同様である。
【００８７】
（実施の形態４）
図７は、本発明による第４の実施の形態のヒートポンプ給湯機を示し、本発明による第４の実施の形態のヒートポンプ給湯機の正面内観図と外観図である。なお、この実施の形態によって本発明が限定されるものではない。
【００８８】
冷媒循環回路、給湯回路は実施の形態３と同じであり、動作に関しても同じである。冷媒循環回路を構成する、圧縮機２、放熱器３（給湯用水−冷媒熱交換器９）、放熱器４（風呂保温追炊き用水−冷媒熱交換器１７）、膨張弁５、空気熱交換器としての蒸発器６の前方には、冷媒回路側前板４７がある。この冷媒回路側前板には、ベルマウス４６が一体化されており、ベルマウス４６の前にはファンガード４７ａがある。一方、給湯回路を構成する、貯湯タンク１０、入水管１１、給湯管１４、風呂追炊き管１６、風呂入水管３８、タンク入水管１９、元混合弁２５、給湯混合弁２９、風呂注湯混合弁３０、風呂逆流防止弁３２、風呂三方弁３３、風呂入水管３８などの給湯回路前方には、給湯回路側前板４８がある。第２の貯湯タンク４９の前方にはタンク前板５１があり、冷媒回路側前板４７と、給湯回路側前板４８、貯湯タンク前板５１は別物としている。
【００８９】
それにより、給湯回路をメンテナンスする際に、例えば、元混合弁２５を交換する場合などに、冷媒循環回路を触ることがなくなり、その逆に、冷媒循環回路をメンテナンスの際、例えば、膨張弁５のコイルを交換する場合などには、給湯回路を触ることがなくなり、メンテナンスの際の誤作業を防止することができ、メンテナンス性の大幅な向上が図れる。
【００９０】
また、給湯回路メンテナンスしている場合には、配管内部の水が落下して、冷媒循環回路の部品にかかることがなく、再運転の際にも、絶縁性で問題が生じることがなく、簡単にメンテナンスが可能となる。また、給湯回路側前板４８と貯湯タンク前板５１を分けていることにより、給湯回路側前板４８をコンパクトにすることができ、分解の際に、容易に着脱することができる。特に本体ユニット１をマンションのバルコニーに設置した場合
などはスペースが狭く、作業がしにくい面があるが、給湯回路側前板４８をコンパクトにしていることにより、作業性を向上することができる。
【００９１】
また、この例では、貯湯タンク１０と第２の貯湯タンク４９を設けた例を示しているが、第３、第４の貯湯タンク等複数個設けても同様である。
【００９２】
（実施の形態５）
図８は、本発明における第５の実施の形態のヒートポンプ給湯機を示し、本発明による第５の実施の形態のヒートポンプ給湯機の平面内観図であり、本体ユニット１を水平に切断し、上方から見た透視図である。なお、この実施の形態によって本発明が限定されるものではない。
【００９３】
冷媒循環回路、給湯回路は実施の形態３と同じであり、動作に関しても同じである。冷媒循環回路を構成する、圧縮機２、放熱器３（給湯用水−冷媒熱交換器９）、放熱器４（風呂保温追炊き用水−冷媒熱交換器１７）、膨張弁５、空気熱交換器としての蒸発器６を本体ユニット１の左方に配し、本体ユニット１の中央には、給湯回路を構成する、貯湯タンク１０、入水管１１、給湯管１４、風呂追炊き管１６、風呂入水管３８、タンク入水管１９、元混合弁２５、給湯混合弁２９、風呂注湯混合弁３０、風呂逆流防止弁３２、風呂三方弁３３、風呂入水管３８を配し、本体ユニット１右方には、第２の貯湯タンク４９を配している。そして、貯湯タンク１０を、第２の貯湯タンク４９よりも大容量で径の大きなタンクとしている。
【００９４】
これにより、冷媒循環回路と給湯回路の構成を、貯湯タンク１０一つで構成した場合の貯湯タンク容量を確保することができ、その他の貯湯タンクのある場合とない場合で、本体の共用化が図れ、複数種類の本体（貯湯タンクを１ケの場合、貯湯タンクが二つの場合、貯湯タンクが三つ以上の場合）に対して、金型投資を極力減らすことが可能となる。
【００９５】
また、実施の形態３の回路構成図でもわかるように、貯湯タンク１０の下方には、タンク入試管１９、熱交給水管２３、貯湯タンク下配管２６ｂの３本の配管が接続される。特に、給湯用水−冷媒熱交換器９にて加熱された、貯湯タンク下配管２６ｂから、貯湯タンク１０に侵入する温水が、そのまま、熱交給水管２３に流れてしまうと、給湯用水−冷媒熱交換器９の入水温が上がり、熱交率が悪化していまう。それを防ぐには、貯湯タンク１０の下方にある、熱交給水管２３と貯湯タンク下配管２６ｂを極力離す方が望ましい。その際に、貯湯タンク１０の容量を大きくしておくこと、この場合は高さが決まっているのでそのためには貯湯タンクの径を大きくしておくことは有効である。
【００９６】
（実施の形態６）
図９は、本発明における第６の実施の形態のヒートポンプ給湯機を示し、本発明による第６の実施の形態のヒートポンプ給湯機の平面内観図であり、本体ユニット１を水平に切断し、上方から見た透視図である。なお、この実施の形態によって本発明が限定されるものではない。
【００９７】
冷媒循環回路、給湯回路は実施の形態３と同じであり、動作に関しても同じである。冷媒循環回路を構成する、圧縮機２、放熱器３（給湯用水−冷媒熱交換器９）、放熱器４（風呂保温追炊き用水−冷媒熱交換器１７）、膨張弁５、空気熱交換器としての蒸発器６を本体ユニット１の左方に配し、本体ユニット１の中央には、給湯回路を構成する、貯湯タンク１０、入水管１１、給湯管１４、風呂追炊き管１６、風呂入水管３８、タンク入水管１９、元混合弁２５、給湯混合弁２９、風呂注湯混合弁３０、風呂逆流防止弁３２、風呂三方弁３３、風呂入水管３８を配し、本体ユニット１右方には、第２の貯湯タンク４９を配している。そして、貯湯タンク１０を、第２の貯湯タンク４９よりも小容量で径の小さ
なタンクとしている。
【００９８】
それにより、他よりも小型の貯湯タンク前方に給湯回路を配することにより、給湯回路部品の間隔を広くすることができ、それぞれの部品を外す場合などのメンテナンス性が向上するとともに、貯湯タンク１０前方に給湯回路を配して本体の薄型化を実現することができ、施工性、設置性の大幅な向上を図ることが可能となる。
【産業上の利用可能性】
【００９９】
以上のように、本発明は、ヒートポンプサイクルで湯を生成して給湯するヒートポンプ給湯機に適用され、例えば、家庭用の瞬間湯沸し器や、業務用の給湯装置等に有用である。
【図面の簡単な説明】
【０１００】
【図１】本発明の第１の実施の形態におけるヒートポンプ給湯機の回路構成図
【図２】図１に示すヒートポンプ給湯機の正面内観図
【図３】（ａ）図２のＺ−Ｚ断面図（ｂ）図２のＹ−Ｙ断面図（ｃ）図２のＸ−Ｘ断面図
【図４】（ａ）本発明の第２の実施の形態におけるヒートポンプ給湯機の正面内観図（ｂ）同ヒートポンプ給湯機の正面外観図
【図５】（ａ）本発明の第３の実施の形態におけるヒートポンプ給湯機の平面内観図（ｂ）同ヒートポンプ給湯機の正面内観図
【図６】同ヒートポンプ給湯機の回路構成図
【図７】（ａ）本発明の第４の実施の形態におけるヒートポンプ給湯機の正面内観図（ｂ）同ヒートポンプ給湯機の正面外観図
【図８】本発明の第５の実施の形態におけるヒートポンプ給湯機の平面内観図
【図９】本発明の第６の実施の形態におけるヒートポンプ給湯機の平面内観図
【図１０】従来のヒートポンプ給湯機の回路構成図
【図１１】図１０のヒートポンプ給湯機（ヒートポンプユニット）の正面内観図
【図１２】図１０のヒートポンプ給湯機（ヒートポンプユニット）の平面内観図
【図１３】従来の他のヒートポンプ給湯機の回路構成図
【図１４】図１３のヒートポンプ給湯機の概略構成図
【図１５】図１３のヒートポンプ給湯機の立体内観図
【符号の説明】
【０１０１】
１  本体ユニット
２  圧縮機
３  放熱器（給湯用水−冷媒熱交換器）
４  放熱器（風呂用水−冷媒熱交換器）
５  減圧手段
６  蒸発器
７  冷媒循環回路
８  送風ファン
９  給湯用水−冷媒熱交換器
１０  貯湯タンク
１１  入水管
１２  蛇口（給湯端末）
１３  風呂（給湯端末）
３０  給湯管
３１  給湯管
４７  冷媒回路側前板
４８  給湯回路側前板
５１  貯湯タンク前板
【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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