(57)【要約】【課題】  水温が高い領域における圧縮機の運転が不能になる不具合を回避するとともに、圧縮機の耐久性向上（長寿命化）を図る。【解決手段】  熱交換器２の下流側の冷媒ラインＬｄに着脱可能な補助凝縮器３と、この補助凝縮器３を冷媒ラインＬｄに対して直列に接続し又は当該接続を解除する接続切換手段４と、水Ｗの温度（水温）Ｔｗを検出する温度センサ５と、水温Ｔｗが予め設定した設定値Ｔｓ以上のときに冷媒ラインＬｄに対して補助凝縮器３を接続し、かつ設定値Ｔｓ未満のときに冷媒ラインＬｄに対する補助凝縮器３の接続を解除する制御部７を備える。【選択図】  図１
2007327720.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
冷媒が循環する冷凍サイクルにおける熱交換器により水を加熱するヒートポンプの冷凍回路において、前記熱交換器の下流側の冷媒ラインに着脱可能な補助凝縮器と、この補助凝縮器を前記冷媒ラインに対して直列に接続し又は当該接続を解除する接続切換手段と、前記水の温度（水温）を検出する温度センサ又は前記冷媒ラインにおける高圧側冷媒の圧力（冷媒圧力）を検出する圧力センサと、前記水温又は前記冷媒圧力が予め設定した設定値以上のときに前記冷媒ラインに対して前記補助凝縮器を接続し、かつ前記設定値未満のときに前記冷媒ラインに対する前記補助凝縮器の接続を解除する制御部を備えることを特徴とするヒートポンプの冷凍回路。
【請求項２】
前記補助凝縮器は、前記冷凍サイクルにおける蒸発器の放熱フィンと兼用したフィン部を備えることを特徴とする請求項１記載のヒートポンプの冷凍回路。
【請求項３】
前記補助凝縮器のフィン部側から前記蒸発器の放熱フィン側に送風する送風機を備えることを特徴とする請求項１又は２記載のヒートポンプの冷凍回路。
【請求項４】
前記水温又は前記冷媒圧力が前記設定値以上の領域において、前記冷媒圧力が上昇したなら前記補助凝縮器の熱交換量を増加させ、かつ前記冷媒圧力が低下したなら前記補助凝縮器の熱交換量を減少させる熱交換量変更手段を備えることを特徴とする請求項１記載のヒートポンプの冷凍回路。
【請求項５】
前記熱交換量変更手段は、前記補助凝縮器を冷媒の流量が異なる複数の凝縮部により構成するとともに、前記凝縮部を選択する凝縮部選択手段を備えることを特徴とする請求項４載のヒートポンプの冷凍回路。
【請求項６】
前記熱交換量変更手段は、前記補助凝縮器に流入する冷媒の流量を調整する流量調整手段を備えることを特徴とする請求項４記載のヒートポンプの冷凍回路。
【請求項７】
前記熱交換量変更手段は、前記補助凝縮器に、前記冷凍サイクルに接続する蒸発器の放熱フィンとは別体のフィン部を設けるとともに、このフィン部を空冷する送風機を付設し、かつこの送風機の風量を変更する風量変更手段を備えることを特徴とする請求項４記載のヒートポンプの冷凍回路。
【請求項８】
冷媒が循環する冷凍サイクルにおける熱交換器により水を加熱するヒートポンプの冷凍回路において、前記熱交換器の上流側の冷媒ラインと前記冷凍サイクルにおける蒸発器の上流側の冷媒ライン間に接続可能なホットガスバイパス回路と、前記水の温度（水温）を検出する温度センサと、前記冷媒ラインの高圧側冷媒を前記ホットガスバイパス回路に流入させる第一モード又は前記冷媒ラインの高圧側冷媒を前記熱交換器に流入させる第二モードに切換える接続切換手段と、前記水温が目標値以上のときに前記接続切換手段を前記第一モードに切換え、かつ前記水温が目標値未満のときに前記接続切換手段を前記第二モードに切換える制御部を備えることを特徴とするヒートポンプの冷凍回路。
【請求項９】
前記ホットガスバイパス回路は、減圧手段と前記接続切換手段の一部となる開閉手段を直列に接続した直列回路を備えることを特徴とする請求項８記載のヒートポンプの冷凍回路。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、冷媒が循環する冷凍サイクルにおける熱交換器により水を加熱するヒートポンプの冷凍回路に関する。
【背景技術】
【０００２】
一般に、ヒートポンプ式給湯装置は知られており、通常、この種の給湯装置に備えるヒートポンプには、冷媒が循環する冷凍サイクルにおける熱交換器により水を加熱する冷凍回路を備えている。
【０００３】
従来、このような冷凍回路を用いたヒートポンプとしては、特開２００５−１６９４７号公報で開示されるヒートポンプ給湯機が知られている。このヒートポンプ給湯機は、圧縮機と冷媒対水熱交換器と減圧装置とを含む冷凍サイクルを有する冷凍回路を備えており、冷媒対水熱交換器による高圧側冷媒との熱交換により水を加熱する。また、加熱された水（湯）を貯湯する貯湯槽、及び冷媒対水熱交換器と循環ポンプを有する給湯回路とを備えるとともに、給水温度を検出する給水温度検出手段，圧縮機の吐出温度を検出する吐出温度検出手段、及び吐出温度検出手段により検出された温度が予め設定された目標吐出温度になるように減圧装置の開度を制御する制御手段とを備え、これにより、外気温度条件によって吐出圧力が上昇したり吐出温度が上昇したりして圧縮機の耐久性が悪化するのを回避している。
【特許文献１】特開２００５−１６９４７号
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかし、上述した従来におけるヒートポンプの冷凍回路は、次のような解決すべき課題が存在した。
【０００５】
即ち、冷凍サイクルにＨＦＣ系冷媒を使用する場合、超臨界域において運転可能な圧縮機が存在しないため、冷媒の種類（例えば、Ｒ４１０Ａ冷媒）によっては、水温が６５〜７５〔℃〕程度でも圧縮機の吐出圧力が使用可能な上限圧力を越えてしまう。したがって、通常の圧縮機を使用した際には、運転できる水温が６５〜７５〔℃〕程度までとなり、これ以上の水温では圧縮機の運転が不能になる。結局、従来のように圧縮機の運転制御により対応する手法では、圧縮機の耐久性悪化（寿命低下）を回避するには限界があるとともに、必要な運転性能（制御性）等を確保する必要性から圧縮機の選定等におけるコスト面でも不利になる。
【０００６】
本発明は、このような背景技術に存在する課題を解決したヒートポンプの冷凍回路の提供を目的とするものである。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明に係るヒートポンプＨの冷凍回路１は、上述した課題を解決するため、冷媒が循環する冷凍サイクルＣにおける熱交換器２により水を加熱する冷凍回路において、熱交換器２の下流側の冷媒ラインＬｄに着脱可能な補助凝縮器３と、この補助凝縮器３を冷媒ラインＬｄに対して直列に接続し又は当該接続を解除する接続切換手段４と、水Ｗの温度（水温）Ｔｗを検出する温度センサ５（又は冷媒ラインＬｄにおける高圧側冷媒の圧力（冷媒圧力）Ｐｈを検出する圧力センサ６）と、水温Ｔｗ（又は冷媒圧力Ｐｈ）が予め設定した設定値Ｔｓ（又はＰｓ）以上のときに冷媒ラインＬｄに対して補助凝縮器３を接続し、かつ設定値Ｔｓ（又はＰｓ）未満のときに冷媒ラインＬｄに対する補助凝縮器３の接続を解除する制御部７を備えることを特徴とする。
【０００８】
この場合、発明の好適な態様により、補助凝縮器３には、冷凍サイクルＣにおける蒸発器１１の放熱フィン１２…と兼用したフィン部１３…を設けることができる。また、冷凍回路１には、補助凝縮器３のフィン部１３…側から蒸発器１１の放熱フィン１２…側に送風する送風機１４を設けることができる。さらに、冷凍回路１には、水温Ｔｗ（又は冷媒圧力Ｐｈ）が設定値Ｔｓ（又はＰｓ）以上の領域において、冷媒圧力Ｐｈが上昇したなら補助凝縮器３の熱交換量を増加させ、かつ冷媒圧力Ｐｈが低下したなら補助凝縮器３の熱交換量を減少させる熱交換量変更手段１５を設けることができる。この熱交換量変更手段１５は、補助凝縮器３を冷媒の流量が異なる複数の凝縮部３ａ，３ｂ…により構成するとともに、凝縮部３ａ，３ｂ…を選択する凝縮部選択手段１６を備える形態，補助凝縮器３に流入する冷媒の流量を調整する流量調整手段１７を備える形態，補助凝縮器３に、冷凍サイクルＣに接続する蒸発器１１の放熱フィン１２…とは別体のフィン部１３ｓ…を設けるとともに、このフィン部１３ｓ…を空冷する送風機１４ｓを付設し、かつこの送風機１４ｓの風量を変更する風量変更手段１８を備える形態などを用いることができる。
【０００９】
一方、本発明の他の形態に係るヒートポンプＨの冷凍回路１は、冷媒が循環する冷凍サイクルＣにおける熱交換器２により水Ｗを加熱する冷凍回路において、熱交換器２の上流側の冷媒ラインＬｕと冷凍サイクルＣにおける蒸発器１１の上流側の冷媒ラインＬｄｓ間に接続可能なホットガスバイパス回路２１と、水Ｗの温度（水温）Ｔｗを検出する温度センサ５と、冷媒ラインＬｕの高圧側冷媒をホットガスバイパス回路２１に流入させる第一モード又は冷媒ラインＬｕの高圧側冷媒を熱交換器２に流入させる第二モードに切換える接続切換手段２２と、水温Ｔｗが目標値Ｔｏ以上のときに接続切換手段２２を第一モードに切換え、かつ水温Ｔｗが目標値Ｔｏ未満のときに接続切換手段２２を第二モードに切換える制御部７を備えることを特徴とする。
【００１０】
この場合、発明の好適な態様により、ホットガスバイパス回路２１は、減圧手段２３と接続切換手段２２の一部となる開閉手段２４を直列に接続した直列回路２５を備えて構成できる。
【発明の効果】
【００１１】
このような構成を有する本発明に係るヒートポンプＨの冷凍回路１によれば、次のような顕著な効果を奏する。
【００１２】
（１）  熱交換器２の下流側の冷媒ラインＬｄに直列に接続可能な補助凝縮器３を設け、水温Ｔｗ（冷媒圧力Ｐｈ）が予め設定した設定値Ｔｓ（Ｐｓ）以上のときに、補助凝縮器３を冷媒ラインＬｄに接続するようにしたため、水温Ｔｗが高い領域における圧縮機の吐出圧力及び吐出温度を抑え、圧縮機の運転負荷を増大させることなく高温水を供給できる。したがって、水温Ｔｗが高い領域における圧縮機の運転が不能になる不具合を回避できるとともに、圧縮機の耐久性向上（長寿命化）を図れ、しかも、圧縮機の運転制御に頼らないことから圧縮機の選定におけるコスト面でも有利となる。
【００１３】
（２）  好適な態様により、補助凝縮器３に、冷凍サイクルＣにおける蒸発器１１の放熱フィン１２…と兼用したフィン部１３…を設ければ、フィン部材の兼用及び取付部品の削減等により、補助凝縮器３及び蒸発器１１の双方を用いた際における小型化及び組付容易化に寄与できる。
【００１４】
（３）  好適な態様により、補助凝縮器３のフィン部１３…側から蒸発器１１の放熱フィン１２…側に送風する送風機１４を設ければ、蒸発器１１に対する送風温度が上昇するため、蒸発器１１から冷媒に取り込む熱量を増加させることができ、水温Ｔｗが高いときに顕著となる加熱能力の低下を抑えることができる。
【００１５】
（４）  好適な態様により、水温Ｔｗ（又は冷媒圧力Ｐｈ）が設定値Ｔｓ（又はＰｓ）以上の領域において、冷媒圧力Ｐｈが上昇したなら補助凝縮器３の熱交換量を増加させ、かつ冷媒圧力Ｐｈが低下したなら補助凝縮器３の熱交換量を減少させる熱交換量変更手段１５を設ければ、送風機１４による送風温度が低い場合であっても、補助凝縮器３により高圧側の冷媒圧力が過度に低下することによる水Ｗとの熱交換量が激減する不具合を回避でき、もって、冷媒圧力を所定値以上に保持することができる。
【００１６】
（５）  好適な態様により、熱交換量変更手段１５には、補助凝縮器３を冷媒の流量が異なる複数の凝縮部３ａ，３ｂ…により構成するとともに、凝縮部３ａ，３ｂ…を選択する凝縮部選択手段１６を備える形態，補助凝縮器３に流入する冷媒の流量を調整する流量調整手段１７を備える形態，補助凝縮器３に、冷凍サイクルＣに接続する蒸発器１１の放熱フィン１２…とは別体のフィン部１３ｓ…を設けるとともに、このフィン部１３ｓ…を空冷する送風機１４ｓを付設し、かつこの送風機１４ｓの風量を変更する風量変更手段１８を備える形態などを用いることができ、使用する冷凍回路１（ヒートポンプＨ）の性能や大きさ等に応じた最適な熱交換量変更手段１５を選択設計できる。
【００１７】
（６）  本発明の他の形態により、熱交換器２の上流側の冷媒ラインＬｕと冷凍サイクルＣにおける蒸発器１１の上流側の冷媒ラインＬｄｓ間に接続可能なホットガスバイパス回路２１を備え、水温Ｔｗが目標値Ｔｏ以上のときに、冷媒ラインＬｕの高圧側冷媒をホットガスバイパス回路２１に流入させるようにすれば、圧縮機を連続運転しつつ貯留タンクの僅かな水温Ｔｗの変化に対しても追従制御可能となり、供給する水温Ｔｗの変動を抑制しつつ水温Ｔｗの安定化を図ることができる。
【００１８】
（７）  好適な態様により、ホットガスバイパス回路２１を、減圧手段２３と接続切換手段２２の一部となる開閉手段２４を直列に接続した直列回路２５により構成すれば、簡易な回路構成により容易かつ低コストに実施できる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１９】
次に、本発明に係る最良の実施形態を挙げ、図面に基づき詳細に説明する。
【００２０】
まず、基本実施形態に係るヒートポンプＨの冷凍回路１の構成について、図１を参照して具体的に説明する。
【００２１】
図１は、本実施形態に係る冷凍回路１を備えるヒートポンプＨ及び給湯装置Ｍを示す。給湯装置Ｍは、ヒートポンプＨにより加熱された水（湯）Ｗを貯える貯留タンク５１を備え、この貯留タンク５１から給湯ライン５１ｓを介して必要な場所（住宅の台所や風呂場等）に水（湯）Ｗが供給されるとともに、補給ライン５１ｗから貯留タンク５１に水Ｗが補給される。そして、貯留タンク５１は、ポンプ入力ライン５１ｉ及びポンプ出力ライン５１ｏを介してヒートポンプＨ側に接続する。この場合、ポンプ入力ライン５１ｉには循環ポンプ５２を接続するとともに、ポンプ出力ライン５１ｏには水（湯）Ｗの温度（水温）Ｔｗを検出する温度センサ５を付設する。
【００２２】
一方、ヒートポンプＨは、ポンプ入力ライン５１ｉ及びポンプ出力ライン５１ｏを接続する熱交換器２を備える。熱交換器２は、一次側熱交換部２ｆと二次側熱交換部２ｓを備え、二次側熱交換部２ｓの流入口にポンプ入力ライン５１ｉを接続し、二次側熱交換部２ｓの流出口にポンプ出力ライン５１ｏを接続する。他方、一次側熱交換部２ｆには、冷媒が循環する冷凍サイクルＣにより構成する冷凍回路１を接続する。冷凍回路１（冷凍サイクルＣ）は、基本構成として、圧縮機３１，一次側熱交換部２ｆ，冷媒ドライヤ３２，電子膨張弁３３，蒸発器１１の順に循環経路が構成され、この循環経路に沿った矢印Ｆｃ方向に冷媒が循環する。この場合、蒸発器１１には、空冷用となる多数の放熱フィン１２…を付設するとともに、この放熱フィン１２…の近傍には、当該放熱フィン１２…に対して送風する送風機１４を配設する。
【００２３】
また、冷凍回路１には、低圧側圧力計３４，高圧側圧力計３５及び低圧側圧力スイッチ３６を接続するとともに、高圧側冷媒の圧力（冷媒圧力）Ｐｈを検出する圧力センサ６を接続する。この圧力センサ６は、一次側熱交換部２ｆ（熱交換器２）の下流側の冷媒ラインＬｄに接続する。なお、圧力スイッチ３６は主に保護スイッチとして機能する。このような冷凍サイクルＣの基本的な機能は公知の冷凍サイクルと同じとなる。
【００２４】
さらに、冷凍回路１には、熱交換器２（一次側熱交換部２ｆ）の下流側の冷媒ラインＬｄに対して直列に接続可能な補助凝縮器３を備える。この補助凝縮器３は、空冷（放熱）用となる多数のフィン部１３…を有し、このフィン部１３…は、前述した蒸発器１１の放熱フィン１２…と兼用する。即ち、一枚の放熱フィン１２の一側に蒸発器１１を取付け、かつ他側に補助凝縮器３を取付ける。これにより、フィン部材の兼用及び取付部品の削減等により、補助凝縮器３及び蒸発器１１の双方を用いた際における小型化及び組付容易化に寄与できる利点がある。そして、補助凝縮器３の近傍に、前述した送風機１４を配設する。この送風機１４を配設する位置は、図１に示すように、補助凝縮器３のフィン部１３…側から蒸発器１１の空冷フィン１２…側に送風することができる位置、即ち、送風方向が矢印Ｆｆとなる位置Ｘｓを選定する。これにより、蒸発器１１に対する送風温度が上昇するため、蒸発器１１から冷媒に取り込む熱量を増加させることができ、水温Ｔｗが高いときに顕著となる加熱能力の低下を抑えることができる利点がある。
【００２５】
また、圧力センサ６よりも上流側の冷媒ラインＬｄには第一電磁弁（開閉弁）Ｖ１を直列に接続するとともに、この第一電磁弁Ｖ１の両端に、補助凝縮器３と第二電磁弁（開閉弁）Ｖ２の直列回路を並列に接続する。この第一電磁弁Ｖ１と第二電磁弁Ｖ２は、補助凝縮器３を冷媒ラインＬｄに接続し又は当該接続を解除する接続切換手段４を構成する。
【００２６】
他方、７はヒートポンプＨのシーケンス制御をはじめ、各種制御及び処理を実行する制御部であり、マイコン（マイクロコンピュータ）を利用したコンピュータ機能を有する。この制御部７の入力側には、温度センサ５及び圧力センサ６を接続するとともに、制御部７の出力側には、第一電磁弁Ｖ１及び第二電磁弁Ｖ２を接続する。なお、送風機１４も制御部７の出力側に接続し、送風量に係わるインバータ制御が可能である。
【００２７】
制御部７は、温度センサ５により検出される水温Ｔｗが、予め設定した設定値Ｔｓ以上のときに冷媒ラインＬｄに対して補助凝縮器３を接続し、かつ設定値Ｔｓ未満のときに冷媒ラインＬｄに対する補助凝縮器３の接続を解除する制御機能を備えている。この場合、設定値Ｔｓは、例えば、６５〔℃〕程度を目安に設定することができる。即ち、冷凍サイクルにＨＦＣ系冷媒を使用する場合、超臨界域において運転可能な圧縮機が存在しないため、冷媒の種類（例えば、Ｒ４１０Ａ冷媒）によっては、水温が６５〜７５〔℃〕程度でも圧縮機の吐出圧力が使用可能な上限圧力を越えてしまう。したがって、通常の圧縮機を使用した際には、運転できる水温が６５〜７５〔℃〕程度までとなり、これ以上の水温では圧縮機の運転が不能になる。そこで、実施形態では、設定値Ｔｓとして、６５〔℃〕を使用し、この温度以上になった場合には、高圧側冷媒を補助凝縮器３に流入させるようにした。
【００２８】
次に、基本実施形態に係る冷凍回路１（ヒートポンプＨ）の動作（機能）について、図１を参照しつつ図２に示すフローチャートに従って説明する。
【００２９】
まず、不図示の電源スイッチを投入することにより運転が開始する（ステップＳ１）。なお、水温Ｔｗに応じて自動的に運転がＯＮ／ＯＦＦする場合であってもよい。運転の開始により、図１中、循環ポンプ５２が作動し、貯留タンク５１内の水（湯）Ｗが熱交換器２を循環するとともに、圧縮機３１及び送風機１４が作動する。そして、水温Ｔｗは、温度センサ５により検出され、制御部７に付与される（ステップＳ２）。
【００３０】
一方、制御部７には、水温Ｔｗに対する目標値Ｔｏが設定されているため、制御部７は、圧縮機３１のインバータ（不図示）に制御指令を付与し、圧縮機３１を回転駆動する駆動モータ（直流モータ）の回転数を制御することにより、温度センサ５により検出された水温Ｔｗが目標値Ｔｏとなるようにフィートバック制御する通常の温度制御が行われる。
【００３１】
さらに、制御部７は、水温Ｔｗが、６５〔℃〕（設定値Ｔｓ）に達したか否かを監視する。そして、水温Ｔｗが、６５〔℃〕未満の場合には、冷媒ラインＬｄに対して補助凝縮器３の接続を解除する制御、具体的には、第一電磁弁Ｖ１を開側に切換え、第二電磁弁Ｖ２を閉側に切換える制御を行う（ステップＳ３，Ｓ４）。これにより、熱交換器２から流出した冷媒は、第一電磁弁Ｖ１を介して冷媒ドライヤ３２に供給される（ステップＳ５）。したがって、補助凝縮器３を使用しない通常の冷凍サイクルとして機能する。
【００３２】
これに対して、水温Ｔｗが、６５〔℃〕以上の場合には、冷媒ラインＬｄに対して補助凝縮器３を接続する制御、具体的には、第一電磁弁Ｖ１を閉側に切換え、第二電磁弁Ｖ２を開側に切換える制御を行う（ステップＳ３，Ｓ６）。これにより、熱交換器２から流出した冷媒は、第二電磁弁Ｖ２を介して補助凝縮器３に供給され、補助凝縮器３から流出した冷媒が冷媒ドライヤ３２に供給される（ステップＳ７）。以下、運転が継続する場合には、制御部７は、水温Ｔｗを監視し、同様の制御（処理）を繰返して行う（ステップＳ８，Ｓ１…）。
【００３３】
このように、水温Ｔｗが設定値Ｔｓ（６５〔℃〕）以上のときは、補助凝縮器３が冷媒ラインＬｄに接続されるため、水温Ｔｗが高い領域における圧縮機の吐出圧力及び吐出温度を抑え、圧縮機の運転負荷を増大させることなく高温水を供給できる。したがって、水温Ｔｗが高い領域における圧縮機の運転が不能になる不具合を回避できるとともに、圧縮機の耐久性向上（長寿命化）を図れ、しかも、圧縮機の運転制御に頼らないことから圧縮機の選定においてコスト面でも有利となる。
【００３４】
ところで、本実施形態に係る冷凍回路１では、送風機１４による送風温度が低い場合、補助凝縮器３により高圧側の冷媒圧力が過度に低下し、水（湯）Ｗとの熱交換量が激減する不具合を生じる。このため、冷凍回路１に、水温Ｔｗが設定値Ｔｓ（６５〔℃〕）以上の領域において、冷媒圧力Ｐｈが上昇したなら補助凝縮器３の熱交換量を増加させ、かつ冷媒圧力Ｐｈが低下したなら補助凝縮器３の熱交換量を減少させる熱交換量変更手段１５を設けることが望ましい。この場合、補助凝縮器３の熱交換量は、図３に示す実線Ｋ１のように連続して変更させてもよいし、仮想線Ｋ２のようにステップにより変更させてもよい。なお、簡易的には、冷媒圧力Ｐｈに対する単一の設定圧力（例えば、３．９〔ＭＰａ〕）を設定し、冷媒圧力Ｐｈが設定圧力よりも低下したなら補助凝縮器３の熱交換量を減少させる制御を行い、冷媒圧力Ｐｈが設定圧力以上に上昇したなら補助凝縮器３の熱交換量を増加させる制御を行うこともできる。
【００３５】
熱交換量変更手段１５としては、各種形態を利用でき、一例を図４〜図６に示す。図４に示す熱交換量変更手段１５は、補助凝縮器３を冷媒の流量が異なる複数の凝縮部３ａ，３ｂ…により構成するとともに、凝縮部３ａ，３ｂ…を選択する凝縮部選択手段１６を備えて構成したものである。例示の補助凝縮器３は、三つの異なる流量を設定した凝縮部３ａ，３ｂ，３ｃを並列に接続し、凝縮部３ａ，３ｂに、それぞれ電磁弁（開閉弁）Ｖａ，Ｖｂを直列に接続した。これにより、電磁弁Ｖａ，Ｖｂを切換制御することにより、三つの異なる熱交換量を選択できるとともに、必要により各凝縮部３ａ，３ｂ…を組合わせて使用することができる。
【００３６】
また、図５に示す熱交換量変更手段１５は、補助凝縮器３に流入する冷媒の流量を調整する流量調整手段１７を備えて構成したものである。流量調整手段１７には、前述した第二電磁弁Ｖ２の代わりに接続した流量制御弁Ｖｃを用いることができる。これにより、制御部７により流量制御弁Ｖｃを可変制御し、補助凝縮器３に流入する冷媒の流量を変更することにより、補助凝縮器３の熱交換量を連続的に変更することができる。
【００３７】
さらに、図６に示す熱交換量変更手段１５は、補助凝縮器３に、冷凍サイクルＣに接続する蒸発器１１の放熱フィン１２…とは別体のフィン部１３ｓ…を設けるとともに、このフィン部１３ｓ…を空冷する送風機１４ｓを付設し、かつこの送風機１４ｓの風量を変更する風量変更手段１８を備えて構成したものである。これにより、制御部７により送風機１４ｓの風量を独立してインバータ制御し、補助凝縮器３の熱交換量を連続的に変更することができる。
【００３８】
よって、このような熱交換量変更手段１５を設けることにより、送風機１４による送風温度が低い場合であっても、補助凝縮器３により高圧側の冷媒圧力が過度に低下することによる水Ｗとの熱交換量が激減する不具合を回避し、冷媒圧力を所定値以上に保持することができる。しかも、熱交換量変更手段１５は、各種形態により実施することができ、使用する冷凍回路１（ヒートポンプＨ）の性能や大きさ等に応じた最適な熱交換量変更手段１５を選択設計できる。
【００３９】
他方、給湯装置Ｍには、通常、二種類の給湯方式が知られている。即ち、貯留タンク５１に高温水（湯）Ｗを貯え、給湯が必要なときに、貯留タンク５１から高温水（湯）Ｗを取出し、冷水とミキシングすることにより適温の水（湯）Ｗを供給する方式と、貯留タンク５１に貯える水（湯）Ｗの温度自体を目標値Ｔｏとなるように制御し、貯留タンク５１から直接適温の水（湯）Ｗを供給する方式が存在する。本実施形態に係る給湯装置Ｍは、後者の方式を採用するが、この方式の場合、給湯する際の水温Ｔｏが安定しない難点がある。
【００４０】
このため、図７に示すように、熱交換器２の上流側の冷媒ラインＬｕと冷凍サイクルＣにおける蒸発器１１の上流側の冷媒ラインＬｄｓ間に接続可能なホットガスバイパス回路２１と、冷媒ラインＬｕの高圧側冷媒をホットガスバイパス回路２１に流入させる第一モード又は冷媒ラインＬｕの高圧側冷媒を熱交換器２に流入させる第二モードに切換える接続切換手段２２と、水温Ｔｗが目標値Ｔｏ以上のときに接続切換手段２２を第一モードに切換え、かつ水温Ｔｗが目標値Ｔｏ未満のときに接続切換手段２２を第二モードに切換える制御部７を備えた冷凍回路１として構成することもできる。ホットガスバイパス回路２１は、減圧手段２３と接続切換手段２２の一部となる開閉手段２４を直列に接続した直列回路２５により構成する。減圧手段２３には、キャピラリチューブ２３ｃを用いるとともに、開閉手段２４には、制御部７により制御される第三電磁弁Ｖ３を用いることができる。この第三電磁弁Ｖ３と前述した第一電磁弁Ｖ１及び第二電磁弁Ｖ２により接続切換手段２２が構成される。
【００４１】
次に、図７に示す冷凍回路１に備えるホットガスバイパス回路２１の動作について、図８に示すフローチャートに従って説明する。
【００４２】
まず、運転の開始により、温度センサ５により水温Ｔｗが検出され、制御部７に付与される（ステップＳ２１，Ｓ２２）。制御部７は、水温Ｔｗが目標値（目標温度）Ｔｏか否かを監視し、水温Ｔｗが目標値Ｔｏ未満の場合には、接続切換手段２２を制御し、冷媒ラインＬｕの高圧側冷媒を熱交換器２に流入させる第二モードに切換える。即ち、第三電磁弁Ｖ３を閉側に切換えた状態で第一電磁弁Ｖ１と第二電磁弁Ｖ２を利用して開閉制御を行う（ステップＳ２３，Ｓ２４）。したがって、この第二モードは、図１及び図２に示した冷凍回路１と同じになる（ステップＳ２５）。
【００４３】
一方、水温Ｔｗが目標値Ｔｏ以上の場合には、制御部７は、接続切換手段２２を制御し、冷媒ラインＬｕの高圧側冷媒をホットガスバイパス回路２１に流入させる第一モードに切換える。即ち、第三電磁弁Ｖ３を開側に切換え、第一電磁弁Ｖ１及び第二電磁弁Ｖ２の双方を閉側に切換える制御を行う（ステップＳ２３，Ｓ２６）。したがって、この第一モードでは、冷媒ラインＬｕの高圧側冷媒がホットガスバイパス回路２１に流入する（ステップＳ２７）。
【００４４】
よって、図７に示す冷凍回路１を用いることにより、圧縮機３１を連続運転しつつ貯留タンク５１の僅かな水温Ｔｗの変化に対しても追従制御可能となり、供給する水温Ｔｗの変動を抑制しつつ水温Ｔｗの安定化を図ることができる。また、例示のホットガスバイパス回路２１は、減圧手段２３と開閉手段２４を直列に接続した直列回路２５により構成したため、本実施形態に係る冷凍回路１を、簡易な回路構成により容易かつ低コストに実施できる利点がある。以下、運転が継続する場合には、制御部７は、水温Ｔｗを監視し、同様の制御（処理）を繰返して行うことができる（ステップＳ２８，Ｓ２１…）。
【００４５】
以上、実施形態について詳細に説明したが、本発明は、このような実施形態に限定されるものではなく、細部の構成，形状，手法，数量，数値等において、本発明の要旨を逸脱しない範囲で、任意に変更，追加，削除することができる。例えば、接続切換手段４として第一電磁弁Ｖ１と第二電磁弁Ｖ２を用いた場合を例示したが、三方弁等の他の同様の機能を発揮する接続切換手段４を用いることができる。また、水温Ｔｗを監視し、この水温Ｔｗが予め設定した設定値Ｔｓ以上のときに冷媒ラインＬｄに対して補助凝縮器３を接続し、かつ設定値Ｔｓ未満のときに冷媒ラインＬｄに対する補助凝縮器３の接続を解除する場合を例示したが、この水温Ｔｗの代わりに、冷媒ラインＬｄにおける高圧側冷媒の圧力（冷媒圧力）Ｐｈを監視してもよい。したがって、冷媒圧力Ｐｈが予め設定した設定値Ｐｓ以上のときに冷媒ラインＬｄに対して補助凝縮器３を接続し、かつ設定値Ｐｓ未満のときに冷媒ラインＬｄに対する補助凝縮器３の接続を解除すればよい。この設定値Ｐｓには、例えば、Ｒ４１０Ａ冷媒を使用した場合、４．０〔ＭＰａ〕程度を目安に設定することができる。なお、一旦、補助凝縮器３を使用する運転になったなら、冷媒圧力Ｐｈが４．０〔ＭＰａ〕より低くなっても水温Ｔｗが６５〔℃〕以上のときは補助凝縮器３を使用する運転を継続させる。さらに、水温Ｔｗが目標値Ｔｏ以上のときに、冷媒ラインＬｕの高圧側冷媒をホットガスバイパス回路２１に流入させる第一モードとして、第三電磁弁Ｖ３を開側に切換え、かつ第一電磁弁Ｖ１と第二電磁弁Ｖ２の双方を閉側に切換える方法を例示したが、第一電磁弁Ｖ１と第二電磁弁Ｖ２の双方とも開側のまま、又は何れか一方のみを閉側とし、電磁膨張弁３３の開度を絞る方法により実施することも可能である。
【図面の簡単な説明】
【００４６】
【図１】本発明の基本実施形態に係る冷凍回路を備えるヒートポンプの全体の回路構成図、
【図２】同冷凍回路の動作を説明するためのフローチャート、
【図３】同冷凍回路に熱交換量変更手段を設けた場合における高圧側冷媒圧力に対する補助凝縮器の熱交換量の変化特性図、
【図４】同熱交換量変更手段の一例を示す回路構成図、
【図５】同熱交換量変更手段の他の例を示す回路構成図、
【図６】同熱交換量変更手段の他の例を示す回路構成図、
【図７】同冷凍回路にホットガスバイパス回路を設けた場合におけるヒートポンプの全体の回路構成図、
【図８】同冷凍回路（図７）の動作を説明するためのフローチャート、
【符号の説明】
【００４７】
１：冷凍回路，２：熱交換器，３：補助凝縮器，３ａ…：凝縮部，４：接続切換手段，５：温度センサ，６：圧力センサ，７：制御部，１１：蒸発器，１２…：放熱フィン，１３…：フィン部，１３ｓ…：フィン部，１４：送風機，１４ｓ：送風機，１５：熱交換量変更手段，１６：凝縮部選択手段，１７：流量調整手段，１８：風量変更手段，２１：ホットガスバイパス回路，２２：接続切換手段，２３：減圧手段，２４：開閉手段，２５：直列回路，Ｈ：ヒートポンプ，Ｗ：水（湯），Ｃ：冷凍サイクル，Ｌｄ：冷媒ライン，Ｌｕ：冷媒ライン，Ｌｄｓ：冷媒ライン
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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