(57)【要約】【課題】従来のヒートポンプ給湯機は、日中使用する全湯量分を夜間電力で沸かし貯湯して溜めて置くため、大型の貯湯タンクを必要とし、且つ湯切れや貯湯温度が低下する課題があった。【解決手段】ヒートポンプ給湯機に補助タンクを設け、補助タンク、タンク循環ポンプ、水冷媒熱交換器を、水配管を介して順次接続した補助タンク貯湯回路と、給水接続具（給水接続金具）、補助タンク、タンク流量調整弁、出湯接続具（出湯接続金具）を、水配管を介して順次接続した補助タンク出湯回路と、前記タンク循環ポンプ、タンク流量調整弁の動作を制御する運転制御手段とを設け、前記瞬間給湯回路と２系統の給湯回路を有し、前記水冷媒熱交換器で加熱された温水と、前記水電磁弁により給水される水道水および補助タンク内の温水とを混合し、温水を出湯させる温水出湯回路を備えたヒートポンプ給湯機において、出湯させる温水の温度を、前記流量調整弁を通過する温水の流量を変化させることにより、出湯する温水の温度を制御するようにし、かつ、それぞれの流量調整弁を並列に接続する構成とした。【選択図】  図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
圧縮機と、その圧縮機により圧縮された冷媒と水との熱交換を行なう水冷媒熱交換器と、冷媒を減圧する減圧装置と減圧された冷媒と空気との熱交換を行なう蒸発器とを冷媒配管を介して順次接続した冷凍サイクルと、給水源からの水を配水する水電磁弁と、その水電磁弁からの水を温める前記水冷媒熱交換器と、温められた温水の流量を変える流量調整弁を有する出湯配管と、その出湯配管と接続し外部に温水を出湯する出湯接続具とを水配管を介して順次接続した給湯回路とを備え、前記水電磁弁は前記流量調整弁よりも下流側の前記出湯配管に接続し、前記水冷媒熱交換器で加熱された温水と前記水電磁弁により給水される水道水とを混合した温水を出湯するヒートポンプ給湯機。
【請求項２】
前記流量調整弁を通過する温水の流量を変化させて、出湯する温水の温度を制御する請求項１記載のヒートポンプ給湯機。
【請求項３】
前記水冷媒熱交換器で温めた湯水を貯える補助タンクと、前記出湯配管から分岐した分岐管と接続し前記補助タンクから前記出湯配管に出湯する温水の流量を調節するタンク流量調整弁とを備え、前記水冷媒熱交換器で加熱された温水と、前記水電磁弁により給水される水道水および前記補助タンク内の温水とを混合して出湯する請求項１記載のヒートポンプ給湯機。
【請求項４】
出湯する温水の温度を、前記流量調整弁を通過する温水の流量及び前記タンク流量調整弁を通過する補助タンク内の温水の流量を変化させることにより、出湯する温水の温度を制御する請求項３記載のヒートポンプ給湯機。
【請求項５】
前記補助タンク貯湯回路中の補助タンク内温水の沸き上げを行なう際は、前記出湯回路からの出湯がされていないことを確認してから、前記補助タンク内温水の沸き上げを所定の温度まで行ない、また、補助タンク沸き上げ中に前記出湯回路から出湯された場合は、補助タンク沸き上げを中断し、前記出湯回路から出湯が停止した後、補助タンク沸き上げをおこなう制御することを特徴とする請求項３記載のヒートポンプ給湯機。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、ヒートポンプ給湯機に係り、特に水冷媒熱交換器で加熱した水を直接水使用端末に供給する瞬間給湯方式のヒートポンプ給湯機に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来の給湯機には、給湯タンクを持たずにガス等を燃焼させて、その強力な燃焼熱で瞬間的に水を沸き上げて湯を供給する燃焼式給湯機や、大容量の貯湯タンクを持ち夜間割引の安い電力を利用して、夜間に電気ヒータで加熱した大量の湯を貯湯タンクに貯蔵し、日中に貯湯タンクに貯蔵した湯を使う電気温水器があった。そして、最近では電気温水器に比較してエネルギー効率が良いと言われるヒートポンプ式給湯機が普及し始めてきた。
【０００３】
ヒートポンプ式給湯機は、電気温水器と同様に大容量の貯湯タンクを設け、夜間の安価な電力を使って夜中にヒートポンプ回路で湯を沸き上げて貯湯タンクに貯蔵し、貯蔵した湯を日中に使うものが一般的であり、熱源に冷媒の状態変化を利用しているので、電気ヒータ加熱よりエネルギー効率が数倍良く、又ガス等を燃焼しないのでＣＯ２を排出せず地球環境にやさしい給湯機と言われている。
【０００４】
しかし、そのようなヒートポンプ給湯機の給湯方式においては、高温の湯を大量に給湯タンクに貯えるものであるため、ヒートポンプ回路の効率が十分に高い所で使用されていないと共に、大きな給湯タンクの表面から多くの熱が放射されてエネルギーの無駄を生じており、これらによってエネルギー効率の低下を招いていた。そして大容量の給湯タンクを有することを伴って、大きなスペースが必要であると共に、給湯機の運搬、設置などが面倒であった。
【０００５】
また、従来のヒートポンプ式給湯機は夜間の安価な電力を使って、夜中にヒートポンプ回路で沸き上げた湯を給湯タンクに貯蔵し、貯蔵した湯を日中に使用するという使い方を基本的に行なっているため、時には湯を使いきってしまい、直ぐに沸き上げることができず湯切れを起こすことがあった。
【０００６】
ここで、従来のヒートポンプ給湯機としては特開２００２−１０６９６３号公報（特許文献１）に開示されたものがある。
【０００７】
図５に示す従来のヒートポンプ給湯機は、圧縮された高温高圧の冷媒が、放熱器の冷媒用伝熱管を循環することにより、貯湯タンクの水が循環する貯湯用伝熱管、及び湯船の水が循環する追焚用伝熱管と熱交換して、貯湯タンク内の水を沸き上げたり、湯船１３３内の湯冷めした湯を追焚きする。即ち、貯湯、給湯、風呂の湯張りおよび風呂追焚き運転を１台で実施できるようにしたものである。しかし給湯用伝熱管は貯湯タンクにのみ接続されており、給水源からの水の取り入れ口とは接続されていない。
【０００８】
このように、従来のヒートポンプ給湯機は、夜間にヒートポンプ運転を行って貯湯タンクに高温水を満杯に溜めておき、その後はヒートポンプ運転を行なわず、貯湯タンク１杯の湯でもって風呂の湯張りや洗面所、台所等の給水をまかなっていた。そのため、貯湯タンクは３００〜４５０Ｌもある大きなものが使用されている。また、貯湯温度も高温なほど水で薄めて多量に使用できるため、ＣＯ２冷媒を使用し９０℃もの高温水にして貯湯している。
【０００９】
【特許文献１】
特開２００２−１０６９６３号（図５）
【００１０】
【発明が解決しようとする課題】
従来のヒートポンプ式給湯機は、大容量の貯湯タンクを必要とし、設置スペースや設置床面の充分な強度が必要であった。即ち、貯湯タンクの容量一杯に湯を溜めた場合を考えると、その質量は５００ｋｇにも達するため、設置場所の基礎工事を行なって充分な強度を確保しなければならず、また、アパートやマンションのベランダのような狭い場所や強度の不十分な場所に据付ることが困難であり、さらには、ヒートポンプ式給湯機を顧客の設置場所に運搬する際にもその費用や手間を多く要するものであった。
【００１１】
また、従来のヒートポンプ給湯機は、夜間割引電気料金を利用して夜中にヒートポンプ運転し、高温の湯にして貯湯タンクに蓄えておき、日中はヒートポンプ運転をしないで、貯湯タンクに溜めた湯を使用するという使い方をしている。
【００１２】
このため時には貯湯タンクの湯を使いきってしまい、直ぐには沸き上げることが出来ずに湯切れを起こすことがあった。また、周囲温度より高い温度の大量の湯を長時間貯蔵しておくため、貯湯タンクの大きな表面から熱が発散してエネルギーの無駄使いになり、それによって温度が下がる分を夜間に余裕をもって温めておく必要があった。
【００１３】
即ち、従来のヒートポンプ給湯機は、夜間割引料金によるコストメリットは有するものの、省エネ、地球温暖化の点においては課題が残されていた。
【００１４】
また、小型及び軽量で輸送性及び据付性に優れると共に、必要な時に必要な量だけの湯を沸かし、沸かした湯は冷めないうちに使う、省エネ、地球温暖化防止に優れたヒートポンプ給湯機を提供する場合は、従来のヒートポンプ給湯器に使用されている水冷媒熱交換器に比べ、必要な熱交換能力（従来は５ｋＷ程度）を大きく（例えば１５〜２０ｋＷ程度）しなければならず、
本発明の目的は、必要な時に必要な量だけの湯を沸かし、沸かした湯は冷めないうちに使う、省エネ、地球温暖化防止に優れたヒートポンプ給湯機を提供することにある。
【００１５】
なお、本発明のその他の目的と有利点は以下の記述から明らかにされる。
【００１６】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成する為に、本発明のヒートポンプ給湯機は、圧縮機と、その圧縮機により圧縮された冷媒と水との熱交換を行なう水冷媒熱交換器と、冷媒を減圧する減圧装置と減圧された冷媒と空気との熱交換を行なう蒸発器とを冷媒配管を介して順次接続した冷凍サイクルと、給水源からの水を配水する水電磁弁と、その水電磁弁からの水を温める前記水冷媒熱交換器と、温められた温水の流量を変える流量調整弁を有する出湯配管と、その出湯配管と接続し外部に温水を出湯する出湯接続具とを水配管を介して順次接続した給湯回路とを備え、前記水電磁弁は前記流量調整弁よりも下流側の前記出湯配管に接続し、前記水冷媒熱交換器で加熱された温水と前記水電磁弁により給水される水道水とを混合した温水を出湯する。
【００１７】
この場合、出湯させる温水の温度を、前記流量調整弁を通過する温水の流量を変化させることにより、出湯する温水の温度を制御するようにしても良い。
【００１８】
上記目的を達成する為に、上述のヒートポンプ給湯機に対して更に、前記水冷媒熱交換器で温めた湯水を貯える補助タンクと、前記出湯配管から分岐した分岐管と接続し前記補助タンクから前記出湯配管に出湯する温水の流量を調節するタンク流量調整弁とを備え、前記水冷媒熱交換器で加熱された温水と、前記水電磁弁により給水される水道水および前記補助タンク内の温水とを混合して出湯する。
【００１９】
また、上記目的を達成する為に他の構成としては、前記水冷媒熱交換器で加熱された温水と、前記水電磁弁により給水される水道水および補助タンク内の温水とを混合し、温水を出湯させる温水出湯回路を備え、出湯させる温水の温度を、前記流量調整弁を通過する温水の流量および前記タンク流量調整弁を通過する補助タンク内の温水の流量を変化させることにより、出湯する温水の温度を制御するようにしたものである。
【００２０】
上記目的を達成する為に更に他の構成としては、前記水冷媒熱交換器で加熱された温水と、前記水電磁弁により給水される水道水および補助タンク内の温水とを混合し、温水を出湯させる温水出湯回路を備え、前記補助タンク貯湯回路中の補助タンク内温水（または水）の沸き上げを行なう際は、前記出湯回路からの出湯がされていないことを確認してから、前記補助タンク内温水（または水）の沸き上げを所定の温度（例えば６０℃）まで行ない、また、補助タンク沸き上げ中に前記出湯回路から出湯された場合は、補助タンク沸き上げを中断し、前記出湯回路から出湯が停止した後、補助タンク沸き上げをおこなう制御するようにしたものである。
【００２１】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施例を図１から図３を用いて説明する。図１に示されたヒートポンプ給湯機は、ヒートポンプ冷媒回路３０、給湯回路４０、および運転制御手段５０を備えて構成されている。
【００２２】
ヒートポンプ冷媒回路３０は、二つの冷凍サイクルを備えている。それぞれのサイクルは、圧縮機１ａ、１ｂ、凝縮器２ａ、２ｂ、減圧装置３ａ、３ｂ、蒸発器４ａ、４ｂが、それぞれ冷媒配管を介して順次接続されており、それぞれのサイクルの中には冷媒が封入されている。
【００２３】
容量制御を可能とする圧縮機１ａ、１ｂは、多量の給湯を行なう場合に、大きな容量で運転される。圧縮機１ａ、１ｂはＰＷＭ制御、電圧制御（例えばＰＡＭ制御）及びこれらの組合せ制御により、低速回転（例えば２０００回転／分）から高速回転（例えば８０００回転／分）まで回転数制御される。
【００２４】
水冷媒熱交換器２は、冷凍サイクルにおいては凝縮器である冷媒側伝熱管２ａ、２ｂ、及び給水側伝熱管２ｅ、２ｆを備えている。例えば後述する構成により、冷媒側伝熱管２ａ、２ｂと給水側伝熱管２ｅ、２ｆとの間で熱交換を行なう。
【００２５】
蒸発器４ａ、４ｂは、空気と冷媒との熱交換を行なう空気冷媒熱交換器である。
【００２６】
除霜用電磁弁５ａ、５ｂは、備えられた電磁コイルに通電された間に開く開閉弁である。圧縮機１ａ、１ｂから吐出される高温高圧の冷媒ガスを、電磁弁５ａ、５ｂは蒸発器４ａ、４ｂの入口側にバイパスさせる。冬期に蒸発器４ａ、４ｂが着霜したとき、電磁弁５ａ、５ｂは開閉弁を開けることにより、圧縮機１ａ、１ｂから吐出される高温高圧の冷媒ガスが蒸発器４ａ、４ｂに冷媒配管を通って流れ込み霜を溶かす働きをする。
【００２７】
給湯回路４０は、貯湯、給湯、風呂湯張り、風呂追焚等を行なうために必要な水循環回路を、それぞれ管路を切り換えて実現する構成を備える。
【００２８】
ヒートポンプ給湯回路は、本実施形態のヒートポンプ給湯機の主となる給湯回路である。給水源である上水道との接続口となる給水接続具（給水接続金具）６から取り込まれた水道水は、減圧弁７で減圧されてバイパス弁８に送られる。バイパス弁８は、水冷媒熱交換器２や補助タンク９に配水するだけでなく、出湯する湯水の温度調節のために分岐管２ｉに配水することが可能な比例弁である。このバイパス弁８から給水逆止弁２３を通過した水道水は、給水配管２ｃを経て給水伝熱管２ｅ、２ｆで温められる。温められた水は、途中で熱交換流量調整弁１１を介して給湯配管２ｄを通じ、その給湯配管２ｄと接続された出湯接続具（出湯接続金具）１３からヒートポンプ給湯機の外部へ出湯される。それぞれの構成は水配管を介して順次接続されている。
【００２９】
タンク給湯回路は補助タンク９を備える。この補助タンク９は、円筒状で縦長に形成された小容量のタンクで構成されおり、従来の貯湯方式給湯機に備えられた貯湯タンクに比べ１／３〜１／５程度の小さな貯湯タンクである。そして補助タンク９は、ヒートポンプ給湯回路によって供給される湯水の温度が低いときに、ヒートポンプ給湯回路からの温水に混ぜて使用される、ある程度高温の温水を貯留するものである。
【００３０】
具体的には、補助タンク９に貯えられていた温水は、タンク流量調整弁１２が開くことで分岐管２ｈを通じて出湯配管２ｄに流れ出る。このとき温水が補助タンク９から送り出されるのは、給水接続具６を通じて供給された水道水が、減圧弁７及びバイパス弁８を介して調整された水圧を伴い補助タンク９に注入されるからである。
【００３１】
補助タンク９内の水を温めるときに使用される貯湯回路は、補助タンク９と水冷媒熱交換器２との間で構成される。すなわち、出湯配管２ｄから分岐した分岐管２ｈと接続するタンク流量調整弁１２を開放し、タンク循環ポンプ１０は補助タンク９の下部から水を引き出す。その引き出された水は給水配管２ｃを経て給水伝熱管２ｅ、２ｆで熱交換される。給湯配管２ｄを通った温水は、熱交換流量調整弁１１とタンク流量調整弁１２を通過して補助タンク９へ導かれる。この貯湯回路は、補助タンク９内の湯水を再加熱、言い換えると補助タンク９内の温水を追焚きする場合と同じである。
【００３２】
浴槽へ湯水を供給する風呂湯張り回路は、基本的な構成はヒートポンプ給湯回路と同じで、出湯接続具１３から湯水を出湯する代わりに、出湯配管２ｄから分岐した分岐管２ｊに湯水が配水される。その分岐管２ｊと接続する風呂注湯弁１４を開けることで、温度センサが取り付けられた風呂センサ金具１５を通過して風呂出湯接続具（出湯接続金具）１６と接続する浴槽１８に湯水が注入される。当然ながら浴槽１８へ湯張りするときに、水冷媒熱交換器２からの直接給湯と共に、ヒートポンプ給湯が充分に能力を出せないときは、補助タンク９内の湯量が最小必要量以下にならない範囲において補助タンク９から浴槽１８への補助タンク給湯を行なう。
【００３３】
浴槽１８内の温水を再び温める風呂追焚回路は、浴槽１８と水水熱交換器２０との間の水管路である。浴槽１８から、入出湯接続具（入出湯接続金具）１７を通じて風呂循環ポンプ１９で引き出された水は、風呂伝熱管２０ｂに送られて熱交換により加熱され、風呂センサ金具１５を通過の際に湯水の温度が測定された後、入湯接続具１６を通じて浴槽１８に供給される。
【００３４】
次に、本実施形態におけるヒートポンプ給湯機の制御に関して説明する。ヒートポンプ給湯機の運転制御手段５０は、台所リモコン５１及び風呂リモコン５２の操作設定により、ヒートポンプ冷媒回路３０の運転・停止並びに圧縮機１ａ、２ｂの回転数制御を行なうと共に、タンク循環ポンプ１０、風呂循環ポンプ１９の運転・停止及びバイパス弁８、熱交換流量調整弁１１、タンク流量調整弁１２、注湯電磁弁１４、水開閉弁２１を制御することにより、貯湯運転、給湯運転、風呂湯張り運転、追焚運転を行なうものである。
【００３５】
運転制御手段５０は、ヒートポンプ回路の運転開始直後には、加熱立上げ時間を早めるため、通常の給湯運転速度よりも速い高速回転数で運転するよう制御するのが好ましい。また、出湯端末における給湯使用後は、タンク貯湯運転を行ってから運転停止する毎回貯湯運転機能を有している。
【００３６】
次に、本実施例におけるヒートポンプ給湯機に設けられた他の制御関連機器について説明する。風呂センサ金具１５により浴槽１８への給湯温度を検出するのと同様に水−冷媒熱交換器２で加熱された水や補助タンク９に蓄えられた水及び出湯する温水等の温度状態やその他の各部の温度状態を検出する温度センサ、圧縮機１ａ、２ｂの吐出圧力を検知する圧力センサ、浴槽１７内の水位を検出する水位センサ等（いずれも図示せず）が設けられ、各検出信号は運転制御手段５０に入力される。運転制御手段５０はこれらの信号に基づいて各機器を制御する。
【００３７】
水開閉弁２１は、給湯回路から分岐した分岐管２ｇとの接続位置であって、水−冷媒熱交換器２と風呂熱交換器２０の間の位置に設けられている。風呂追焚時以外は風呂熱交換器２０への水回路を閉じて水−冷媒熱交換器２から風呂熱交換器２０への熱の漏洩を防ぐ。例えば、この水開閉弁２１が設けられてなく、給湯回路の出湯配管２ｄと水‐水熱交換器である風呂熱交換器２０とが管路内の水を通じて連続していると、給湯回路から分岐管２ｇへ水が流れていなくとも熱的に連続しているため、風呂熱交換器２０から熱漏洩が進むことになる。同様に、出湯配管２ｄから分岐する分岐管２ｈ、２ｉ、２ｊにおいても、それらの先で接続するタンク流量調節弁１２、バイパス弁８および風呂注湯弁１４が必要に応じて開閉する管路構成により、給湯時の熱漏洩が非常に少なくなっている。
【００３８】
また、風呂逆止弁２２、給水逆止弁２３は、それぞれ一方向にのみ水を流し、逆流を防止するものである。風呂注湯弁１４にも同様の機能が求められる。すなわち、分岐管２ｊまでは水道水や水道水を温めた水であるが、風呂注湯弁１４の先には浴槽１８の水があり、分岐管２ｊよりも上流側に浴槽１８の水が混入することはあってはならないからである。
【００３９】
逃し弁２４は、補助タンク内の湯圧が所定以上になった場合に作動して圧力に対する装置保護の働きをするものである。
【００４０】
次に、本実施例におけるヒートポンプ給湯機の運転動作について、図１のヒートポンプ回路３０及び給湯回路４０を参照にしながら図２〜図４のフローチャートに基づいて説明する。
【００４１】
図２は、湯水使用時の動作の一実施例を示すフローチャートである。使用端末で蛇口が開けられ湯が使われる（ステップ６０）と、運転制御手段５０は、例えば給水源からの水量の変化を検知することによって湯水の使用を認識する。すると運転制御手段５０は、圧縮機１ａ、１ｂを起動させヒートポンプ回路３０の運転を開始すると共に、熱交流量調整弁１１を開けて、給水接続具６、減圧弁７、バイパス弁８、給水逆止弁２３、水冷媒熱交換器２、熱交流量調整弁１１、及び出湯接続具１３が水管路をなすヒートポンプ給湯回路を構成することにより瞬間給湯運転（ステップ６１）を行なう。
【００４２】
ここで、ヒートポンプ冷媒回路３０は、冷凍サイクル運転制御（ステップ６２）により圧縮機１ａ、１ｂで圧縮された高温冷媒を水冷媒熱交換器２に送り込み、給水配管２ｃから流入する水を加熱して給湯配管２ｄへ流出する（ステップ６３）。この時、水冷媒熱交換器２および通過する水の温度はサーミスタ（図示省略）により、水の量は流量センサにより監視してており（ステップ６４ａ、６４）、温水の温度が設定値の範囲外であれば圧縮機の運転条件や減圧装置の設定を変更する。温水の温度が設定値の範囲内であれば冷凍サイクルの運転条件はそのままとする。
【００４３】
次に、温水の温度に応じて混合させる水道水の流量をバイパス弁８により調整し、出湯接続具１３から出湯される温水の温度および流量が設定された値の範囲外であればバイパス弁８における流量をを調節し（ステップ６５、６６）、出湯接続具１３の先に接続されている蛇口（図示省略）から温度が制御された湯水が出湯される（ステップ６７）。ちなみに、風呂浴槽１８に対する湯張りでも同様である。
【００４４】
図３は、湯水使用時の動作の別の実施例を示すフローチャートである。使用端末で蛇口が開けられ湯が使われる（ステップ７０）と、運転制御手段５０は、例えば給水源からの水量の変化を検知することによって湯水の使用を認識する。
【００４５】
そして運転制御手段５０により給湯運転が開始し（ステップ７１）、運転制御手段５０は、圧縮機１ａ、１ｂを起動させヒートポンプ回路３０の運転を開始すると共に、給水接続具６から流入した水道水が減圧弁７により一定の圧力に調整されバイパス弁８から給水逆止弁２３に送られる。そこから給湯配管２Ｃに至った水道水は、水冷媒熱交換器２から熱交流量調整弁１１を通過しながら出湯配管２ｄを通り出湯接続具１３から出湯するヒートポンプ給湯回路により瞬間給湯運転（ステップ７２）を行なう。ちなみに、風呂浴槽１８に対する湯張りでも同様である。
【００４６】
ここで、ヒートポンプ冷媒回路３０は、冷凍サイクル運転制御（ステップ７３）により、圧縮機１ａ、１ｂの回転数と減圧装置３ａ、３ｂの開度を予め設定された状態にセットして運転する。すると、給水配管２ｃから流入する水を水冷媒熱交換器２が加熱して給湯配管２ｄへ流出する（ステップ７４）。同時に、給水接続具６、減圧弁７、バイパス弁８、貯湯タンク９、タンク流量調整弁１２、出湯接続具１３のタンク給湯回路によりタンク給湯運転を行なう（ステップ７６）。図１にも示したように、ヒートポンプ給湯回路とタンク給湯回路とは、出湯接続具１３から分岐管２ｈが接続する出湯配管２ｄまでの区間が共通する。
【００４７】
一方、分岐管２ｈと出湯配管２ｄとの分岐点に対して水冷媒熱交換器２と補助タンク９は並列に接続している。更に、分岐管２ｈと出湯配管２ｄとの分岐点に対して熱交流量調整弁１１とタンク流量調整弁２１も並列に接続している。このため、共通管路区間に対してそれぞれ一つの絞り弁機構しかなく、その結果、水配管内の圧力損失を低減した構造を実現できた。ちなみに、水冷媒熱交換器２と補助タンク９の上流側を見ても、給水接続具６に対して水冷媒熱交換器２と補助タンク９は並列にならんでいる
補助タンク内の温度サーミスタ（図示省略）によりタンクからの水が監視され（ステップ７５ａ）、タンク流量調整弁１２で流量を調整している（ステップ７７）。同時に、水冷媒熱交換器２および通過する水の温度をサーミスタ（図示省略）  により、水の量は流量センサにより監視してており（ステップ７５）、水冷媒熱交換器２からの温水の温度が設定値の範囲外であれば冷凍サイクルの運転条件を補正する。温水の温度が設定値の範囲内であれば冷凍サイクルの運転条件はそのままとする。
【００４８】
水冷媒熱交換器からの温水の温度およびタンク内の温度により、水道水と混合させるそれぞれの流量を調整し、バイパス弁８によりそれぞれの流量の制御を行う（ステップ７８）。そして、出湯接続具１３を通して出湯される温水の温度および流量を判定し（ステップ７９）、もし設定値の範囲外であればヒートポンプ給湯運転及びタンク給湯運転の初期設定値を補正して処理を進める。設定値の範囲内であれば条件を返すにに出湯接続具１３から出湯される（ステップ８０）。
【００４９】
ここで、ヒートポンプ冷媒回路３０は、圧縮機１ａ、１ｂで圧縮された高温冷媒を水冷媒熱交換器２に送り込み、給水配管２ｃから流入する水を加熱して給湯配管２ｄへ流出するが、運転立ち上り時は水冷媒熱交換器２に送り込まれてくる冷媒が充分に高温高圧となり切らず温度が低く、かつ水冷媒熱交換器２全体が冷えているため、水を加熱する加熱能力が充分でない。時間の経過と共に冷媒は高温高圧となり、それに従って発生する凝縮冷媒熱が増加し、水への加熱能力が増してゆく。
【００５０】
また、ヒートポンプ運転の加熱能力が高温安定状態に達するまでの時間は通常約５、６分掛かるため、運転制御手段５０は、運転開始直後の高温安定状態に達するまでの所定時間は、圧縮機の回転数を通常より高速回転にして運転制御し、水加熱給湯運転の立上時間を約２〜３分程度に短縮する。
【００５１】
そして、運転開始直後の所定時間（約２〜３分程度）補助タンクから湯を供給するタンク給湯運転を行なった後は、運転制御手段５０が動作してタンク給湯運転を停止して、瞬間給湯運転のみに切換えられることも可能である。
【００５２】
このように運転開始時は補助タンク９から過渡的に給湯し、その後は水冷媒熱交換器２で加熱した温水を直接給湯するようにしているので、運転立ち上り時の加熱遅れを解消できると共に、図１に示したように、水の流量の調整を行なう熱交流量調整弁１１およびタンク流量調整弁１２を並列に接続しているため、内部圧力損失の大きい流量調整弁（例えば２０ｋＰａ）の影響による、水配管内部の圧力損失の低減を図ることが出来る。
【００５３】
なお、図示はしないが運転制御手段５０は、補助タンク９の残湯量が所定値以下になった時には、タンク給湯運転を停止し、瞬間給湯運転のみにすることも可能である。
【００５４】
図４は、補助タンク９の残湯量が少なくなった時のタンク貯湯運転の制御の一実施例を示すフローチャートである。補助タンク９の残湯量が少なくなった時（ステップ９０）、シャワーや蛇口からの出湯（給湯状態）を判定する（ステップ９１）。出湯が無い（給湯状態でない）場合は、タンク貯湯運転（追焚き）運転を行なう（ステップ９２）。出湯があった（ヒートポンプ給湯状態）場合は、出湯が止まるまで待つ。
【００５５】
また、タンク貯湯完了温度になるか蛇口等から出湯があった場合（ステップ９３ａ、９３）は、タンク流量調整弁１２を閉じて補助タンク９追焚き運転を中止し、図２記載のヒートポンプ給湯運転を行う。タンク内の水温が完了温度の範囲内にあった場合、タンク貯湯運転は終了する。
【００５６】
タンク貯湯運転中、ヒートポンプ冷媒回路３０は、圧縮機１ａ、１ｂで圧縮された高温冷媒を水冷媒熱交換器２に送り込む。タンク循環ポンプ１０を運転させることにより給水配管２ｃに流入した水を加熱して、給湯配管２ｄへ流出しタンク流量調整弁１２を通過し、高温の温水が補助タンク９上部より流入する回路となっている。補助タンク９内は、水で満たされているため、上部から高温水が流入してくると、水の密度差により補助タンク９上部から、高温水が貯められていく。この際、補助タンク９上部から流入する温水の流量を多くすると、補助タンク９内で水がミキシングされることになり、補助タンク９の上部に高温水の層が形成されない。補助タンク内のすべての水を所定の温度（例えば６０℃）まで上昇させるために必要な時間はほとんど変わらないが、中間状態にあっては使い勝手が悪くなる。例えば補助タンク９追焚き運転中に冷凍サイクルの除霜運転が入り、除霜運転中に給湯する場合、補助タンク内の温水を使用しなければならないが、補助タンク９内部には適切な高温層が無いため設定温度に満たない湯水が出湯されてしまうことになる。したがって、補助タンク９上部から高温水を貯めるために、タンク流量調整弁１２は補助タンク９上部からの温水の流入で内部が撹拌されずに高温層を形成しながら温水を貯めるという、重要な役割を備えている。
【００５７】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明によれば、省エネ、地球温暖化防止に優れたヒートポンプ給湯機を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施例であるヒートポンプ給湯機におけるヒートポンプ冷媒回路、貯給湯回路、及び部品の概略構成の一実施例を示す模式図である。
【図２】本発明の一実施例であるヒートポンプ給湯機における、給湯使用時の動作を示すフローチャートである。
【図３】本発明の一実施例であるヒートポンプ給湯機における、補助タンク使用時の給湯使用時の動作を示すフローチャートである。
【図４】本発明の一実施例であるヒートポンプ給湯機における、補助タンク貯湯運転時の動作を示すフローチャートである。
【符号の説明】
１ａ，１ｂ…圧縮機  ２…水冷媒熱交換器  ２ａ，２ｂ…冷媒伝熱管  ２ｃ…給水配管  ２ｄ…給湯配管  ２ｅ，２ｆ…給水伝熱管  ３ａ，３ｂ…減圧装置  ４ａ，４ｂ…蒸発器  ５ａ，５ｂ…除霜用電磁弁  ６…給水接続具（給水接続金具）
７…減圧弁  ８…バイパス弁  ９…補助タンク  １０…タンク循環ポンプ  １１…熱交流量調整弁  １２…タンク流量調整弁  １３…出湯接続具（出湯接続金具）  １４…風呂注湯弁  １５…風呂センサ金具  １６…風呂出湯接続具（出湯接続金具）  １７…入出湯接続具（出湯接続金具）  １８…浴槽  １９…風呂循環ポンプ  ２０…風呂熱交換器  ２０ａ…温水電熱管  ２０ｂ…風呂水伝熱管  ２１…水開閉弁  ２２…風呂逆止弁  ２２…給水逆止弁  ２４…逃がし弁  ３０…ヒートポンプ冷媒回路  ４０…給湯回路  ５０…運転制御手段  ５１…台所リモコン  ５２…風呂リモコン。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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