(57)【要約】【課題】ヒートポンプ給湯装置の搬送性と設置性の向上を図る。【解決手段】第一圧縮機２１，第一放熱器２２，第一絞り装置２３，第一蒸発器２４から一方のヒートポンプサイクルを形成する第一冷媒回路と、第一蒸発器２４に外気を送風するファン２５と、第一放熱器２２に接続し当該第一放熱器２２で熱交換を行うことで水を加熱して温水を得る第一水流路２７とを第一箱体２６の中に一体収納し、第二圧縮機３１，第二放熱器３２，第二絞り装置３３，第二蒸発器３４から他方のヒートポンプサイクルを形成する第二冷媒回路と、第二蒸発器３４に外気を送風するファン３５と、第二放熱器３２に接続し当該第二放熱器３２で熱交換を行うことで水を加熱して温水を得る第二水流路３７とを第二箱体３６の中に一体収納し、個々に分解した箱体の重量や寸法を軽減することにより、搬送と設置が容易な構成とする。【選択図】        図１
2005090816.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
第一圧縮機，第一放熱器，第一絞り装置，第一蒸発器を順次冷媒配管で接続して構成した第一冷媒回路と、第二圧縮機，第二放熱器，第二絞り装置，第二蒸発器を順次冷媒配管で接続して構成した第二冷媒回路と、前記第一放熱器で熱交換を行うことで水を加熱して温水を得る第一水流路と、前記第二放熱器で熱交換を行うことで水を加熱して温水を得る第二水流路と、前記第一水流路及び前記第二水流路から給湯端末に給湯する給湯回路とを備えるヒートポンプ給湯装置であって、前記第一冷媒回路と前記第一水流路を第一の箱体に収容し、前記第二冷媒回路と前記第二水流路を第二の箱体に収容したことを特徴とするヒートポンプ給湯装置。
【請求項２】
前記第一の箱体に第一貯湯タンクを収容し、前記第二の箱体に第二貯湯タンクを収容したことを特徴とする請求項１に記載のヒートポンプ給湯装置。
【請求項３】
前記第一の箱体と前記第二の箱体を積重ねて設置可能とする構造にしたことを特徴とする請求項２に記載のヒートポンプ給湯装置。
【請求項４】
前記第一貯湯タンクの略底部と前記第二貯湯タンクの略頂部とを接続したことを特徴とする請求項２または請求項３に記載のヒートポンプ給湯装置。
【請求項５】
前記第一冷媒回路または前記第二冷媒回路の少なくとも一方に副放熱器を備え、当該副放熱器と熱交換を行うことで水を加熱して温水を得る副水流路を備えたことを特徴とする請求項１から請求項４のいずれかに記載のヒートポンプ給湯装置。
【請求項６】
前記第一冷媒回路及び前記第二冷媒回路の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から請求項５のいずれかに記載のヒートポンプ給湯装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ヒートポンプによって水を加熱し、所望の温水を得るヒートポンプ給湯装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来の給湯装置としては、ガスや石油の燃焼を用いた給湯機が使用されてきており、これらは温度立上りが早く、大能力が出せる特徴がある反面、排ガスによる大気汚染などの課題を抱えていた。そこで、これに対し、冷凍サイクルとタンク回路を備えた「瞬間式ヒートポンプ給湯機」が商品化されている。例えば、非特許文献１に示された瞬間式ヒートポンプ給湯機（日立製：ＲＨＫ−２３ＢＡＶ）がある。このヒートポンプ給湯機は、冷凍サイクルやタンク回路を全て一つのユニット内に収納した一体型で構成し、ユニット全体を一体で搬送するようになっている。
また、従来の他のヒートポンプ給湯装置としては、特許文献１に示されたヒートポンプ給湯機が提案されている。このヒートポンプ給湯機は、図４に示すように、圧縮機１と、この圧縮機１により圧縮された冷媒ガスの凝縮熱で市水を加熱するヒートポンプ給湯熱交換器２と、このヒートポンプ給湯熱交換器２で凝縮した液冷媒を減圧膨張する膨張弁３と、送風機５で送られた空気と熱交換して吸熱する蒸発器４とからヒートポンプ給湯機を構成し、ヒートポンプ給湯熱交換器２を通る市水流量が所定値を越えた時にＯＮ信号を発する流量スイッチ６と、圧縮機１の高圧圧力が所定値を越えた時にＯＦＦ信号を発する圧力スイッチ７と、流量スイッチ６のＯＮ信号を受けた時に圧縮機１を運転し、圧力スイッチ７のＯＦＦ信号を受けた時に圧縮機１を停止する運転制御装置８とを設けて、流量スイッチ６等の信号に応じて圧縮機２の運転を制御し、出湯栓９に給湯している。
【非特許文献１】週刊エアコン流通人２００３年５月１５日号（ＶＯＬ．２４−Ｎｏ．８９６）
【特許文献１】特開昭６３−２３３２５４号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
しかしながら、冷凍サイクルやタンク回路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いるために、重量が重くなり、搬送性が悪かった。また、本体高さ、幅、奥行きなどのユニットサイズが大きくなり、設置の自由度も少なく、場所によっては設置できない場合がある等の課題があった。
【０００４】
本発明は、このような従来の課題を解決すものであり、ヒートポンプ給湯装置の搬送性と設置性の向上を図ることを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
請求項１記載の発明のヒートポンプ給湯装置は、第一圧縮機，第一放熱器，第一絞り装置，第一蒸発器を順次冷媒配管で接続して構成した第一冷媒回路と、第二圧縮機，第二放熱器，第二絞り装置，第二蒸発器を順次冷媒配管で接続して構成した第二冷媒回路と、前記第一放熱器で熱交換を行うことで水を加熱して温水を得る第一水流路と、前記第二放熱器で熱交換を行うことで水を加熱して温水を得る第二水流路と、前記第一水流路及び前記第二水流路から給湯端末に給湯する給湯回路とを備えるヒートポンプ給湯装置であって、前記第一冷媒回路と前記第一水流路を第一の箱体に収容し、前記第二冷媒回路と前記第二水流路を第二の箱体に収容したことを特徴とする。
請求項２記載の発明は、請求項１に記載のヒートポンプ給湯装置において、前記第一の箱体に第一貯湯タンクを収容し、前記第二の箱体に第二貯湯タンクを収容したことを特徴とする。
請求項３記載の発明は、請求項２に記載のヒートポンプ給湯装置において、前記第一の箱体と前記第二の箱体を積重ねて設置可能とする構造にしたことを特徴とする。
請求項４記載の発明は、請求項２または請求項３に記載のヒートポンプ給湯装置において、前記第一貯湯タンクの略底部と前記第二貯湯タンクの略頂部とを接続したことを特徴とする。
請求項５記載の発明は、請求項１から請求項４のいずれかに記載のヒートポンプ給湯装置において、前記第一冷媒回路または前記第二冷媒回路の少なくとも一方に副放熱器を備え、当該副放熱器と熱交換を行うことで水を加熱して温水を得る副水流路を備えたことを特徴とする。
請求項６記載の発明は、請求項１から請求項５のいずれかに記載のヒートポンプ給湯装置において、前記第一冷媒回路及び前記第二冷媒回路の冷媒として炭酸ガスを用いたことを特徴とする。
【発明の効果】
【０００６】
本発明のヒートポンプ給湯装置は、第一冷媒回路及び第一水流路を第一の箱体に収容し、第二冷媒回路及び第二水流路を第二の箱体に収容したので、大能力のヒートポンプ給湯装置の一つの箱体を小型軽量化できるので、搬送性が向上すると共に、設置の自由度を向上できる効果がある。さらに、ほぼ同形状のヒートポンプ給湯回路を２台で１セットとして機能させる構成としているので、製造時のコスト削減の効果がある。
また、本発明のヒートポンプ給湯装置は、各箱体に対応した貯湯タンクを収容したので、給湯の余剰能力を蓄えることができ、給湯負荷が増大した場合にも湯切れや出湯量の減少等の可能性が少なくなる効果を有する。さらに、各箱体の重量がほぼ同等となるため、搬送時の安定性が向上する。
また、本発明のヒートポンプ給湯装置は、第一の箱体と第二の箱体を積重ねて設置可能としたので、設置面積を低減することができ、集合住宅のベランダ等への設置も容易となる効果がある。
また、本発明のヒートポンプ給湯装置は、第一貯湯タンクの底部と第二貯湯タンクの頂部とを接続したので、水流路部品の点数を削減することができ、また、貯湯運転時において、温度境界層が確実に生成でき、貯湯タンクの貯湯熱量を増大できる効果がある。
また、本発明のヒートポンプ給湯装置は、副放熱器とこの副放熱器と熱交換を行う副水流路を備えたので、低騒音で例えば暖房や風呂の追い炊きに利用することができる。
また、本発明のヒートポンプ給湯装置は、冷媒として炭酸ガスを用いたので、万一、冷媒が漏れた場合にも地球温暖化に及ぼす影響が低くなる効果がある。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００７】
本発明の第１の実施の形態によるヒートポンプ給湯装置は、第一冷媒回路と第一水流路を第一の箱体に収容し、第二冷媒回路と第二水流路を第二の箱体に収容したものである。本実施の形態によれば、第一冷媒回路と第一水流路を第一の箱体に、第二冷媒回路と第二水流路を第二の箱体に別々に収容することによって、一つの箱体を小型軽量化できるので、搬送性が向上すると共に、設置の自由度を向上させることができる。また、第一の箱体と第二の箱体をほぼ同形状とすることによって、製造時のコスト削減に繋がる。
本発明の第２の実施の形態は、第１の実施の形態によるヒートポンプ給湯装置において、第一の箱体に第一貯湯タンクを収容し、第二の箱体に第二貯湯タンクを収容したものである。本実施の形態によれば、ヒートポンプ給湯装置の余剰能力を第一貯湯タンクまたは第二貯湯タンクに貯湯することができるので、給湯負荷が増大した場合にも湯切れや出湯量の減少等の可能性が少なくなる。また、第一の箱体と第二の箱体の重量がほぼ同等となるため、搬送時の安定性が向上する。
本発明の第３の実施の形態は、第２の実施の形態によるヒートポンプ給湯装置において、第一の箱体と第二の箱体を積重ねて設置可能とする構造にしたものである。本実施の形態によれば、ヒートポンプ給湯装置の設置面積を低減することができ、集合住宅のベランダ等への設置も容易となる利点がある。
本発明の第４の実施の形態は、第２または第３の実施の形態によるヒートポンプ給湯装置において、第一貯湯タンクの略底部と第二貯湯タンクの略頂部とを接続したものである。本実施の形態によれば、水流路の切換弁等の部品点数を削減することができる。また、貯湯タンクへの貯湯運転時において、第二貯湯タンクの下部にある冷水を流入させ、ヒートポンプ運転により生成した高温の給湯水を第一貯湯タンクの上部に流出させることができるので、第一及び第二貯湯タンク内で高温水と冷水の境目、いわゆる温度境界層がスムーズに第一貯湯タンクを通過して第二貯湯タンクまで広がっていくため、貯湯タンクに高温水を有効に貯めることもできる。
本発明の第５の実施の形態は、第１から第４の実施の形態によるヒートポンプ給湯装置において、第一冷媒回路または第二冷媒回路の少なくとも一方に副放熱器を備え、当該副放熱器と熱交換を行うことで水を加熱して温水を得る副水流路を備えたものである。本実施の形態によれば、副放熱器と副水流路で生成した温水を、例えば暖房や風呂の追い炊きに利用することができる。また、第一または第二冷媒回路の一方を運転するのみで良いため、蒸発器に送風するファンの騒音等の低減が可能となる。
本発明の第６の実施の形態は、第１から第５の実施の形態によるヒートポンプ給湯装置において、第一冷媒回路及び第二冷媒回路の冷媒として炭酸ガスを用いたものである。本実施の形態によれば、冷媒が外部に漏れた場合にも、地球温暖化に及ぼす影響が低くなる利点がある。
【実施例１】
【０００８】
以下、本発明の第1の実施例について図面を参照して説明する。図１は、本発明の第1の実施例におけるヒートポンプ給湯装置の構成図である。図１に示すヒートポンプ給湯装置の構成は、次のとおりである。
第一圧縮機２１，第一放熱器２２，第一絞り装置２３，第一蒸発器２４を順次配管で接続して一方のヒートポンプサイクルを形成している第一冷媒回路と、第一蒸発器２４に外気を送風するファン２５と、第一放熱器２２に接続し当該第一放熱器２２で熱交換を行うことで水を加熱して温水を得る第一水流路２７とが、第一箱体２６の中に収納され、一体となって搬送できる構成となっている。また、第一水流路２７は、この第一水流路２７に設けた流量検知手段２８を介し、市水が第一放熱器２２に流入可能とする構成になっており、第一放熱器２２で第一冷媒回路の冷媒と間接的に熱交換して市水を高温水にする。
さらに、第二圧縮機３１，第二放熱器３２，第二絞り装置３３，第二蒸発器３４を順次配管で接続して他方のヒートポンプサイクルを形成している第二冷媒回路と、第二蒸発器３４に外気を送風するファン３５と、第二放熱器３２に接続し当該第二放熱器３２で熱交換を行うことで水を加熱して温水を得る第二水流路３７とが、第二箱体３６の中に収納されて、第一箱体２６と同様に、一体となって搬送できる構成となっている。また、第二水流路３７は、この第二水流路３７に設けた流量検知手段３８を介し、市水が第二放熱器３２に流入可能とする構成になっており、第二放熱器３２で第二冷媒回路の冷媒と間接的に熱交換して市水を高温水にする。
そして、給湯回路４０は、第一水流路２７と第二水流路３７が合流し、蛇口３９に接続されて、蛇口３９より出湯することができる構成となっている。
なお、第一冷媒回路及び第二冷媒回路には、冷媒として例えば炭酸ガスを使用し、高圧側の冷媒圧力が冷媒の臨界圧以上となる超臨界ヒートポンプサイクルを形成している。
【０００９】
次に、上記ヒートポンプ給湯装置の動作について説明する。
まず、第一圧縮機２１やファン２５は、例えば蛇口３９を開けた場合に、市水が流れ始めたことを検知した流量検知手段２８の検知信号に基づいて、制御装置（図示せず）が発した運転開始指令によって駆動される。
そして、第一圧縮機２１で高圧まで圧縮されて吐出された冷媒は、第一放熱器２２に導入され、第一水流路２７を通って流れて来た市水に、第一放熱器２２で熱交換して放熱する。ここで第一水流路２７の水は、高温まで加熱されて温水となり、給湯回路４０を通って給湯される。また、第一放熱器２２から流出する冷媒は、第一絞り装置２３において減圧膨張され、第一蒸発器２４に送られ、ファン２５によって空気と間接的に熱交換し、第一蒸発器２４を流れる間に蒸発してガス冷媒となる。さらにガス冷媒は、第一圧縮機２１に吸入され、再度圧縮される過程を繰り返す。
同様に、第二圧縮機３１やファン３５は、蛇口３９を開けた場合に、市水が流れ始めたことを検知した流量検知手段３８の検知信号に基づいて、制御装置（図示せず）が発した運転開始指令によって駆動される。そして、第二圧縮機３１で高圧まで圧縮されて吐出された冷媒は、第二放熱器３２に導入され、第二水流路３７を通って流れて来た市水に、第二放熱器３２で熱交換して放熱する。ここで第二水流路３７の水は、高温まで加熱されて温水となり、蛇口３９が開かれた場合に、第一水流路２７で高温となった温水と合流し、給湯回路４０を通って出湯される。また、第二放熱器３２から流出する冷媒は、第二絞り装置３３において減圧膨張され、第二蒸発器３４に送られ、ファン３５によって空気と間接的に熱交換し、第二蒸発器３４を流れる間に蒸発してガス冷媒となる。さらにガス冷媒は、第二圧縮機３１に吸入され、再度圧縮される過程を繰り返す。
そして、蛇口３９が閉じられたことを検知した流量検知手段２８，３８の検知信号に基づいて、制御装置が発した運転停止指令によって給湯が終了する。
【００１０】
このように本実施例のヒートポンプ給湯装置は、第一冷媒回路やファン２５などを第一箱体２６の中に一体収納して一方の箱体とし、また、第二冷媒回路やファン３５などを第二箱体３６の中に一体収納して他方の箱体とする構成であるため、個々の箱体重量が軽減され、例えば第一箱体２６及び第二箱体３６を別々に搬送することが可能となり、搬送性が向上する。また、個々の箱体寸法が小さくなり、設置の自由度や設置作業性が向上する。
また、第一箱体２６及び第二箱体３６をほぼ同形状の箱体とする構成であり、２台で１セットとして機能させる構成としているので、同じものを製作するその量産性からコスト削減に繋がる。また、第一箱体２６及び第二箱体３６の重量がほぼ同等となるため、搬送時の安定性が向上する。
なお、第一水流路２７、第二水流路３７、給湯回路４０の水配管施工は、第一箱体２６や第二箱体３６を設置場所に設置した後に行うことが望ましい。
また、本実施例では、冷媒として炭酸ガスを用いたので、冷媒が外部に漏れた場合にも、地球温暖化に及ぼす影響は低いという利点がある。
また、本実施例では、第一冷媒回路と第二冷媒回路を同時運転する場合について説明したが、例えば給湯量が少ない時に、どちらか一方のみ運転する構成でも良い。
更に、本実施例では、二つの冷媒回路を持つ場合で説明したが、給湯容量の大小に応じて、一つあるいは三つ以上の冷媒回路を持つ構成でも良い。
【実施例２】
【００１１】
図２は、本発明の第２の実施例におけるヒートポンプ給湯装置の構成図である。
本第２の実施例のヒートポンプ給湯装置は、第１の実施例とほぼ同じ構成であるが、それぞれの箱体に貯湯タンク等を追設した点が異なる。
即ち、第一圧縮機４１，第一放熱器４２，第一絞り装置４３，第一蒸発器４４を順次配管で接続して一方のヒートポンプサイクルを形成する第一冷媒回路と、第一蒸発器４４に外気を送風するファン４５と、第一放熱器４２で生成した温水を貯湯する第一貯湯タンク４６と、第一貯湯タンク４６から第一放熱器４２に送水する水ポンプ４９と第一放熱器４２及び第一貯湯タンク４６からの湯水の流路を切り換える流路切換弁５０とを有する第一水流路４７とが、第一箱体５１の中に収納され、一体となって搬送できる構成となっている。
更に、第一貯湯タンク４６の下部は、第一水流路４７の流量検知手段４８を介して市水入口と接続している。また、水ポンプ４９は、第一貯湯タンク４６の下部より第一放熱器４２へ貯湯水を送る役目をなし、送られた貯湯水は、第一放熱器４２で第一冷媒回路の冷媒と間接的に熱交換して高温水となる。そして、流路切換弁５０は、第一貯湯タンク４６下部の水を第一貯湯タンク４６を通過させて出湯させるか、または水ポンプ４９及び第一放熱器４２を介して第一貯湯タンク４６上部に貯湯させるか、または第一貯湯タンク４６下部の水を第一放熱器４２を通過させて出湯させるかを切り換える役目をなす構成となっている。
【００１２】
一方、第二圧縮機６１，第二放熱器６２，第二絞り装置６３，第二蒸発器６４を順次配管で接続して他方のヒートポンプサイクルを形成する第二冷媒回路と、第二蒸発器６４に外気を送風するファン６５と、第二放熱器６２で生成した温水を貯湯する第二貯湯タンク６６と、第二貯湯タンク６６から第二放熱器６２に送水する水ポンプ６９と第二放熱器６２及び第二貯湯タンク６６からの湯水の流路を切り換える流路切換弁７０とを有する第二水流路６７とが、第一箱体７１の中に収納され、一体となって搬送できる構成となっている。
更に、第二貯湯タンク６６の下部は、第二水流路６７の流量検知手段６８を介して市水入口と接続している。また、水ポンプ６９は、第二貯湯タンク６６の下部より第二放熱器６２へ貯湯水を送る役目をなし、送られた貯湯水は、第二放熱器６２で第二冷媒回路の冷媒と間接的に熱交換して高温水となる。そして、流路切換弁７０は、第二貯湯タンク６６下部の水を第二貯湯タンク６６を通過させて出湯させるか、または水ポンプ６９及び第二放熱器６２を介して第二貯湯タンク６６上部に貯湯させるか、または第二貯湯タンク６６下部の水を第二放熱器６２を通過させて出湯させるかを切り換える役目をなす構成となっている。
そして、給湯回路７３は、第一水流路４７と第二水流路６７が合流し、蛇口７２に接続され、蛇口７２より出湯することができる構成となっている。
なお、第一冷媒回路及び第二冷媒回路には、冷媒として例えば炭酸ガスを使用し、高圧側の冷媒圧力が冷媒の臨界圧以上となる超臨界ヒートポンプサイクルを形成している。
【００１３】
次に、上記ヒートポンプ給湯装置の動作について説明する。
まず、第一冷媒回路では、第一圧縮機４１やファン４５は、例えば蛇口７２を開けた場合に、市水が流れ始めたことを検知した流量検知手段４８の検知信号に基づいて、制御装置（図示せず）が発した運転開始指令で駆動される。
そして、第一貯湯タンク４６に貯湯する場合には、水ポンプ４９を運転し、第一圧縮機４１で高圧まで圧縮されて吐出された冷媒は、第一放熱器４２に導入され、水ポンプ４９で送られた第一水流路４７の水に、第一放熱器４２で熱交換して放熱する。ここで第一水流路４７の水は、高温まで加熱されて高温水となり、流路切換弁５０を通過し、第一貯湯タンク４６に貯湯される。また、第一放熱器４２から流出する冷媒は、第一絞り装置４３において減圧膨張され、第一蒸発器４４に送られ、ファン４５によって空気と間接的に熱交換し、第一蒸発器４４を流れる間に蒸発してガス冷媒となる。さらにガス冷媒は、第一圧縮機４１に吸入され、再度圧縮される過程を繰り返す。
次に、第一水流路４７の水を加熱して直接出湯させる場合には、同じく水ポンプ４９及び第一冷媒回路の圧縮機４１等を運転し、第一放熱器４２を通過した高温水を、流路切換弁５０を介し、直接、蛇口７２より出湯させる。
更に、第一貯湯タンク４６の温水を出湯させる場合には、圧縮機４１や水ポンプ４９を停止し、流路切換弁５０を切り換え、第一貯湯タンク４６の温水を蛇口７２に出湯させる。この場合に、第一水流路４７の市水は、流量検知手段４８を通って、第一貯湯タンク４６の下部より圧力差で流入し、第一貯湯タンク４６の下部には冷水が貯まることになる。
【００１４】
一方、第二冷媒回路についても同様な動作が行われる。即ち、第二圧縮機６１やファン６５は、蛇口７２を開けた場合に水が流れ始めたことを検知した流量検知手段６８の検知信号に基づいて、制御装置（図示せず）が発した運転開始指令で駆動される。
そして、第二貯湯タンク６６に貯湯する場合には、水ポンプ６９を運転し、第二圧縮機６１で高圧まで圧縮されて吐出された冷媒は、第二放熱器６２に導入され、水ポンプ６９で送られた第二水流路６７の水に、第二放熱器６２で熱交換して放熱する。ここで第二水流路６７の水は高温まで加熱されて高温水となり、流路切換弁７０を通過し、第二貯湯タンク６６に貯湯される。また、第二放熱器６２から流出する冷媒は、第二絞り装置６３において減圧膨張され、第二蒸発器６４に送られ、ファン６５によって空気と間接的に熱交換し、第二蒸発器６４を流れる間に蒸発してガス冷媒となる。さらにガス冷媒は、第二圧縮機６１に吸入され、再度圧縮される過程を繰り返す。
次に、第二水流路６７の水を加熱して直接出湯させる場合には、同じく水ポンプ６９及び第二冷媒回路の圧縮機６１等を運転し、第二放熱器６２を通過した高温水を、流路切換弁７０を介し、直接、蛇口７２より出湯させる。
更に、第二貯湯タンク６６の温水を出湯させる場合には、圧縮機６１や水ポンプ６９を停止し、流路切換弁７０を切り換えて、第二貯湯タンク６６の温水を蛇口７２に出湯させる。この場合に、第二水流路６７の市水は、流量検知手段６８を通って、第二貯湯タンク６６の下部より圧力差で流入し、第二貯湯タンク６６の下部には冷水が貯まることになる。
そして、第二水流路６７の水は、蛇口７２が開かれた場合に、第一水流路４７の温水と合流して給湯回路７３を通って出湯される。
【００１５】
このように本実施例のヒートポンプ給湯装置は、第一冷媒回路，ファン４５，第一貯湯タンク４６などを第一箱体５１の中に一体収納して一方の箱体とし、また、第二冷媒回路，ファン６５，第二貯湯タンク６６などを第二箱体７１の中に一体収納して他方の箱体とする構成であるため、高さや重量の軽減により、設置時に第一箱体５１と第二箱体７１を別々に搬送することが可能となり搬送性が向上し、また、設置の自由度や設置作業性も向上する。
また、第一箱体５１及び第二箱体７１をほぼ同形状の箱体とする構成であり、２台で１セットとして機能させる構成としているので、製造時に同様の装置を製作することができるため、コスト削減に繋がる。また、第一箱体５１及び第二箱体７１の重量がほぼ同等となるため、搬送時の安定性が向上する。
さらに、給湯の余剰能力を第一貯湯タンク４６及び／または第二貯湯タンク６６に貯湯することができるので、給湯負荷が増大した場合にも湯切れや出湯量の減少等の可能性が少なくなる。
なお、第一水流路４７、第二水流路６７、給湯回路７０の水配管施工は、第一箱体５１や第二箱体７１を設置場所に設置した後に行うことが望ましい。
また、本実施例では、冷媒として炭酸ガスを用いたので、冷媒が外部に漏れた場合にも、地球温暖化に及ぼす影響は低いという利点がある。
また、本実施例では、第一冷媒回路と第二冷媒回路を同時運転する場合について説明したが、どちらか一方のみ運転することも可能である。
更に、本実施例では、二つの冷媒回路、二つの箱体を持つ場合で説明したが、一つあるいは三つ以上の冷媒回路にした場合にも同様の効果がある。
【実施例３】
【００１６】
図３は、本発明の第３の実施例におけるヒートポンプ給湯装置の構成図である。
本第３の実施例のヒートポンプ給湯装置は、第２の実施例とほぼ同じ構成であるが、給水・給湯のための水流路の構成が異なる。なお、第２の実施例と同様の機能を有し、同様の作用を行う構成部品については同一の番号を付与し、その説明は省略する。
即ち、第一水流路８３は、流量検知手段４８及び水ポンプ４９を介し、市水が第一放熱器４２に流入する構成になっており、第一放熱器４２で第一冷媒回路の冷媒と間接的に熱交換して市水を高温水にする。そして、この高温水が流路切換弁５０を通って給湯回路７３へ流れる構成となっている。
また、第二水流路８４は、市水が流量検知手段６８を介して第二貯湯タンク６６の底部に流入し、その底部から水ポンプ６９によって第二放熱器６２に送られる構成になっており、第二放熱器６２で第二冷媒回路の冷媒と間接的に熱交換して市水を高温水にする。そして、この高温水が流路切換弁５０を通って給湯回路７３へ流れる構成となっている。即ち、第二水流路８４の第二放熱器６２を出た温水は、第一水流路８３の第一放熱器４２を出た温水と合流し、流路切換弁５０に流入する構成である。
そして、第一圧縮機４１，第一放熱器４２，第一絞り装置４３，第一蒸発器４４で一方のヒートポンプサイクルを形成する第一冷媒回路と、第一蒸発器４４に外気を送風するファン４５と、温水を貯湯する第一貯湯タンク４６と、市水を送水する水ポンプ４９及び湯水の流路を切り換える流路切換弁５０を有する第一水流路８３とが、第一箱体９１の中に収納され、一体となって搬送できる構成となっている。
また、第二圧縮機６１，第二放熱器６２，第二絞り装置６３，第二蒸発器６４で他方のヒートポンプサイクルを形成する第二冷媒回路と、第二蒸発器６４に外気を送風するファン６５と、温水を貯湯する第二貯湯タンク６６と、第二貯湯タンク６６から第二放熱器６２に送水する水ポンプ６９を有する第二水流路８４とが、第一箱体９２の中に収納され、一体となって搬送できる構成となっている。
さらに、第一箱体９１を第二箱体９２の上部に積み重ねるように設置し、第二貯湯タンク６６の頂部と第一貯湯タンク４６の底部とを第三水流路８５で接続し、両貯湯タンク内の水が第三水流路８５を介して鉛直方向に互いに行き来できるように構成している。
一方、第二冷媒回路の第二放熱器６２と第二絞り装置６３の間に副放熱器８１を備え、この副放熱器８１と熱交換を行うことで水を加熱して温水を得る副水流路８２を備える構成となっている。この副水流路８２は、例えば風呂追い炊き端末や床暖房端末（図示せず）への給湯に利用する。
なお、第一冷媒回路及び第二冷媒回路には、冷媒として例えば炭酸ガスを使用し、高圧側の冷媒圧力が冷媒の臨界圧以上となる超臨界ヒートポンプサイクルを形成している。
【００１７】
次に、上記ヒートポンプ給湯装置の動作について説明する。
まず、第一貯湯タンク４６に貯湯する場合には、第2の実施例と同様であるので詳細な説明は省略するが、本実施例では、第一水流路８３の第一放熱器４２を出た温水と第二水流路８４の第二放熱器６２を出た温水とが合流し、流路切換弁５０によって第一貯湯タンク４６への貯湯に切り換えられて、第一貯湯タンク４６に貯湯される。
また、第一貯湯タンク４６の温水を出湯させる場合には、第一及び第二冷媒回路を運転せずに、且つ水ポンプ４９，６９を停止し、流路切換弁５０を切り換えて、第一貯湯タンク４６の温水を蛇口７２から出湯させる。この場合に、第二水流路８４の市水は、流量検知手段６８を通って、第二貯湯タンク６６の下部より圧力差で流入し、第二貯湯タンク６６の下部には冷水が貯まり、第二貯湯タンク６６の上部の温水は、第三水流路８５を通って第一貯湯タンク４６の下部より流入し、それに伴い第一貯湯タンク４６の上部の温水が流出可能となる。
【００１８】
一方、第二冷媒回路についても同様な動作が行われる。
まず、第二貯湯タンク６６に貯湯する場合には、水ポンプ６９を運転し、第二圧縮機６１で高圧まで圧縮されて吐出された冷媒は、第二放熱器６２に導入され、水ポンプ６９で送られた第二水流路８４の水に熱交換して放熱する。この第二放熱器６２で第二水流路８４の水は、高温まで加熱されて高温水となり、さらに、流路切換弁５０を通過し、第一貯湯タンク４６に貯湯される。
一方、第二放熱器６２から流出する冷媒は、第二絞り装置６３において減圧膨張され、第二蒸発器６４に送られ、ファン６５によって空気と間接的に熱交換し、ここを流れる間に蒸発してガス冷媒となる。さらにガス冷媒は第二圧縮機６１に吸入され、再度圧縮される過程を繰り返す。なお、本実施例では、副水流路８２には水は流さず、そのため、ここでの水の加熱はほとんどない構成としている。
次に、第二水流路８４の水を加熱して直接出湯させる場合には、同じく水ポンプ６９及び第二冷媒回路を運転し、第二放熱器６２を通過した高温水を流路切換弁５０を介し、直接、蛇口７２より出湯させる。
また、第二冷媒回路を運転せずに、第二貯湯タンク６６の温水を出湯させる場合には、水ポンプ６９を停止し、流路切換弁５０を切り換え、第二貯湯タンク６６、第三水流路８５、第一貯湯タンク４６を通過して蛇口７２に出湯させる。この場合に、第二水流路６７の市水は、流量検知手段６８を通って、第二貯湯タンク６６の下部より圧力差で流入し、第二貯湯タンク６６の下部には冷水が貯まることになる。
次に、副放熱器８１及び副水流路８２により、風呂追い炊き端末や床暖房端末を使用する場合には、水ポンプ６９は停止または流量を減少させ、第二放熱器６２での放熱量を減少させ、比較的大きな熱量を持った冷媒を副放熱器８１に流入させる。ここでその冷媒を副水流路８２を流れる水と熱交換させて所望の端末に利用する。
そして、副放熱器８１を出た冷媒は第二絞り装置６３において減圧膨張され、第二蒸発器６４に送られ、ファン６５によって空気と間接的に熱交換し、ここを流れる間に蒸発してガス冷媒となる。本実施例においては、第二冷媒回路のみの運転で良いので、ファン４５や圧縮機４１などを停止し、騒音の低い運転ができる構成としている。
さらにガス冷媒は第二圧縮機６１に吸入され、圧縮される過程を繰り返す
【００１９】
このように本実施例のヒートポンプ給湯装置は、第一冷媒回路，ファン４５，第一貯湯タンク４６，水ポンプ４９，流路切換弁５０などを第一箱体９１の中に一体収納して一方の箱体とし、また、第二冷媒回路，ファン６５，第二貯湯タンク６６などを第二箱体９２の中に一体収納して他方の箱体とする構成であるため、設置時に、第一箱体９１及び第二箱体９２を別々に搬送することが可能となり、高さや重量の軽減により搬送性が向上する。
また、ほぼ同形状の第一箱体９１及び第二箱体９２を２台で１セットとして機能させる構成としているので、製造時に同様の装置を製作することができるため、コスト削減にも繋がる。
また、二つの貯湯タンクを接続したので、水流路の切換弁等の部品点数を削減することができる。
また、貯湯タンクへの貯湯運転時において、生成した高温の給湯水を第一貯湯タンク４６の上部より順次貯めていくことが可能となるので、貯湯タンク内での高温水と冷水の境目、いわゆる温度境界層がスムーズに第一貯湯タンク４６を通過して第二貯湯タンク６６まで広がっていくため、貯湯タンクに高温水を有効に貯めることができる。
さらに、副放熱器８１と副水流路８２を備えたので、副水流路８２で生成した温水を、例えば暖房や風呂の追い炊きに利用することができ、その場合にも第二冷媒回路のみを運転することで対応でき、ファン騒音等の低減が可能となる。
なお、第一水流路８３、第二水流路８４、給湯回路７３、第三水流路８５などの水配管施工は、第一箱体９１や第二箱体９２を設置場所に設置した後に行うことが望ましい。
また、本実施例では、冷媒として炭酸ガスを用いたので、冷媒が外部に漏れた場合にも、地球温暖化に及ぼす影響は低いという利点がある。
更に、本実施例では、二つの冷媒回路、二つの箱体を持つ場合で説明したが、一つあるいは三つ以上の冷媒回路にした場合にも同様の効果がある。
【産業上の利用可能性】
【００２０】
以上のように、本発明は、ヒートポンプサイクルを利用して湯を生成し、生成した湯を給湯するヒートポンプ給湯装置に適用され、例えば、家庭用の瞬間湯沸し器や、集合住宅のベランダに設置する給湯装置などに適している。
【図面の簡単な説明】
【００２１】
【図１】本発明の第１の実施例におけるヒートポンプ給湯装置の構成図
【図２】本発明の第２の実施例におけるヒートポンプ給湯装置の構成図
【図３】本発明の第３の実施例におけるヒートポンプ給湯装置の構成図
【図４】従来のヒートポンプ給湯装置の構成図
【符号の説明】
【００２２】
２１，４１  第一圧縮機
２２，４２  第一放熱器
２３，４３  第一絞り装置
２４，４４  第一蒸発器
２５，３５，４５，６５  ファン
２６，５１，９１  第一箱体
２７，４７，８３  第一水流路
２８，３８，４８，６８  流量検知手段
３１，６１  第二圧縮機
３２，６２  第二放熱器
３３，６３  第二絞り装置
３４，６４  第二蒸発器
３６，７１，９２  第二箱体
３７，６７，８４  第二水流路
３９，７２  蛇口
４０，７３  給湯回路
４６        第一貯湯タンク
４９，６９  水ポンプ
５０，７０  流路切換弁
６６        第二貯湯タンク
８１        副放熱器
８２        副水流路
８５        第三水流路
【図１】
2005090816.tif 000003
【図２】
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【図３】
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【図４】
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