(57)【要約】【課題】蒸気圧縮式冷凍サイクルの冷媒回路と貯湯タンクとを備えた給湯装置において、外気温に影響を受けることなく、貯湯タンク内の貯湯用水に適切な冷却処理を施すことにより、冷媒回路のＣＯＰの低下を防止することである。【解決手段】給湯装置（1）は、貯湯タンク（11）と、放熱器（21）と蒸発器（22）と補助蒸発器（23）とを有する蒸気圧縮式冷凍サイクルの冷媒回路（20）とを備えている。貯湯タンク（11）内には、貯湯タンク（11）の下部から取り出された貯湯用水を放熱器（21）で加熱して高温水とした後に、貯湯タンク（11）の上部に戻すことにより、高温水が貯留されている。また、貯湯タンク（11）の下部には、冷却回路（15）が接続し、貯湯タンク（11）内の下部の貯湯用水を冷媒回路（20）の補助蒸発器（23）で冷却して、貯湯タンク（11）の下部に戻すように構成されいてる。【選択図】図１
2007010207.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
放熱器（21）と蒸発器（22）とを備えた蒸気圧縮式冷凍サイクルの冷媒回路（20）と、
下部が取出し管（13）を介して上記放熱器（21）に接続され、上部が戻し管（14）を介して上記放熱器（21）に接続され、上記放熱器（21）で加熱された高温水を貯留する貯湯タンク（11）とを備え、
上記貯湯タンク（11）に蓄熱された熱量を利用側に供給する給湯装置であって、
上記冷媒回路（20）に設けられた補助蒸発器（23）と、
上記貯湯タンク（11）の下部に接続され、貯湯タンク（11）内の下部の貯湯用水を上記補助蒸発器（23）で冷却して貯湯タンク（11）の下部に戻す冷却回路（15）とを備えている
ことを特徴とする給湯装置。
【請求項２】
放熱器（21）と蒸発器（22）とを備えた蒸気圧縮式冷凍サイクルの冷媒回路（20）と、
下部が取出し管（13）を介して上記放熱器（21）に接続され、上部が戻し管（14）を介して上記放熱器（21）に接続され、上記放熱器（21）で加熱された高温水を貯留する貯湯タンク（11）とを備え、
上記貯湯タンク（11）に蓄熱された熱量を利用側に供給する給湯装置であって、
上記冷媒回路（20）には、貯湯タンク（11）から取出し管（13）を流れる貯湯用水を冷却する補助蒸発器（23）が設けられている
ことを特徴とする給湯装置。
【請求項３】
請求項１又は２において、
上記補助蒸発器（23）は、上記蒸発器（22）の下流側に直列接続されている
ことを特徴とする給湯装置。
【請求項４】
請求項３において、
上記冷媒回路（20）は、上記補助蒸発器（23）の上流側と下流側とに接続するバイパス回路（28）と、
上記蒸発器（22）から流出する冷媒の温度に基づいて、上記蒸発器（22）から流出する冷媒の全てが上記バイパス回路（28）に流れるように上記冷媒回路（20）を切り換える切換手段（51）とを備えている
ことを特徴とする給湯装置。
【請求項５】
請求項１又は２において、
上記蒸発器（22）と上記補助蒸発器（23）とが並列接続されている
こを特徴とする給湯装置。
【請求項６】
請求項１又は２において、
上記補助蒸発器（23）で得た貯湯用水の熱量を利用して、上記蒸発器（22）を除霜する除霜運転手段（52）を備えている
ことを特徴とする給湯装置。
【請求項７】
放熱器（21）と蒸発器（22）とを備えた蒸気圧縮式冷凍サイクルの冷媒回路（20）と、
下部が取出し管（13）を介して上記放熱器（21）に接続され、上部が戻し管（14）を介して上記放熱器（21）に接続され、上記放熱器（21）で加熱された高温水を貯留する貯湯タンク（11）と、
上記貯湯タンク（11）の上部と下部とに接続された１次側回路（32）と、該１次側回路（32）に接続された中間熱交換器（33）と、該中間熱交換器（33）に接続されて熱媒体が循環し、上記貯湯タンクの高温水と熱交換した熱媒体を利用側に供給する２次側回路（34）とを有する利用側回路（39）とを備えた給湯装置であって、
上記利用側回路（39）における２次側回路（34）には、中間熱交換器（33）の上流側に熱媒体を冷却するための冷却手段（40）が設けられている
ことを特徴とする給湯装置。
【請求項８】
請求項７において、
上記冷却手段（40）は、室内に供給される室外空気（OA）を加熱するための換気用熱交換器（40）である
ことを特徴とする給湯装置。
【請求項９】
請求項１，２及び７の何れか１項において、
上記冷媒回路（20）の冷媒は、二酸化炭素である
ことを特徴とする給湯装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、給湯装置に関し、特に、蒸気圧縮式冷凍サイクルの冷媒回路と貯湯タンクとを備えた給湯装置に係るものである。
【背景技術】
【０００２】
従来から、蒸気圧縮式冷凍サイクルの冷媒回路と貯湯タンクとを備えた給湯装置が知られている。この給湯装置は、貯湯タンクの下部から取り出した貯湯用水を冷媒回路の放熱器で加熱して高温水とした後に、この高温水を貯湯タンクの上部に戻すことにより、貯湯タンク内に熱量を蓄熱し、この熱量を給湯や暖房等の利用側に供給する装置である。
【０００３】
この貯湯タンク内では、貯湯用水の水温による密度差により、上部から下部にかけて、高温水層、中温水層、低温水層が形成されている。そして、貯湯タンクの下部から低温水層の低温水が取り出されて、この低温水が冷媒回路の放熱器を流れる場合、放熱器の出口温度は低く、冷媒回路は所定のＣＯＰが確保される。しかし、貯湯タンク内の中温水が取り出されることもあり、その場合は、放熱器の出口温度が上昇し、冷媒回路のＣＯＰが低下する。そして、冷媒として二酸化炭素を用いる場合は、放熱器に中温水が流れることによって起こるＣＯＰの低下が、他のフロン冷媒等を用いる場合と比較して大きいことが知られている。
【０００４】
そこで、冷媒回路の放熱器に、中温水が流れることを防止すると共に、確実に低温水が流れるようにして、冷媒回路のＣＯＰの低下を防止する給湯装置が検討されている（例えば、特許文献１）。この給湯装置には、寒冷地などの外気が低温の環境下において、貯湯タンクの中間部から中温水を取り出して、この中温水を外気と熱交換した低温水として貯湯タンクに戻す流水経路が設けられている。これにより、貯湯タンク内の中温水が減少して、冷媒回路の放熱器に低温水が流れるようにすることができるので、冷媒回路のＣＯＰの低下を防止することができる。
【特許文献１】特開２００５−６９６０８号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、上記特許文献１の給湯装置は、中温水を外気によって冷却しているために、外気温が高い場合には、中温水の冷却が充分に行われなかったり、外気温が低すぎる場合は、中温水が過度に冷却されて凍結したりするという問題点があった。つまり、特許文献１の給湯装置においては、貯湯タンク内の中温水の冷却処理が外気温の影響を直接受けるために、中温水の適切な冷却処理がなされない場合があった。
【０００６】
本発明は、かかる点に鑑みてなされたものであり、外気温に影響を受けることなく、貯湯タンク内の貯湯用水に適切な冷却処理を施すことにより、冷媒回路のＣＯＰの低下を防止することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
第１の発明は、放熱器（21）と蒸発器（22）とを備えた蒸気圧縮式冷凍サイクルの冷媒回路（20）と、下部が取出し管（13）を介して上記放熱器（21）に接続され、上部が戻し管（14）を介して上記放熱器（21）に接続され、上記放熱器（21）で加熱された高温水を貯留する貯湯タンク（11）とを備え、上記貯湯タンク（11）に蓄熱された熱量を利用側に供給する給湯装置であって、上記冷媒回路（20）に設けられた補助蒸発器（23）と、上記貯湯タンク（11）の下部に接続され、貯湯タンク（11）内の下部の貯湯用水を上記補助蒸発器（23）で冷却して貯湯タンク（11）の下部に戻す冷却回路（15）とを備えている。
【０００８】
この第１の発明では、上記冷却回路（15）において、上記貯湯タンク（11）内の下部から取り出した貯湯用水を上記補助蒸発器（23）で冷却した後に、上記貯湯タンク（11）の下部に戻すことにより、この冷却された貯湯用水を含む低温の貯湯用水が、上記取出し管（13）を介して上記放熱器（21）に流れる。
【０００９】
第２の発明は、放熱器（21）と蒸発器（22）とを備えた蒸気圧縮式冷凍サイクルの冷媒回路（20）と、下部が取出し管（13）を介して上記放熱器（21）に接続され、上部が戻し管（14）を介して上記放熱器（21）に接続され、上記放熱器（21）で加熱された高温水を貯留する貯湯タンク（11）とを備え、上記貯湯タンク（11）に蓄熱された熱量を利用側に供給する給湯装置であって、上記冷媒回路（20）には、貯湯タンク（11）から取出し管（13）を流れる貯湯用水を冷却する補助蒸発器（23）が設けられている。
【００１０】
この第２の発明では、上記貯湯タンク（11）内の下部の貯湯用水を上記取出し管（13）に取出した後に、上記補助蒸発器（23）で冷却することにより、この冷却された貯湯用水が上記放熱器（21）に流れる。
【００１１】
第３の発明は、第１又は第２の発明において、上記補助蒸発器（23）は、上記蒸発器（22）の下流側に直列接続されている。
【００１２】
この第３の発明では、上記冷媒回路（20）において、上記蒸発器（22）を流れた冷媒によって、上記補助蒸発器（23）で貯湯用水を冷却する。
【００１３】
第４の発明は、第３の発明において、上記冷媒回路（20）は、上記補助蒸発器（23）の上流側と下流側とに接続するバイパス回路（28）と、上記蒸発器（22）から流出する冷媒の温度に基づいて、上記蒸発器（22）から流出する冷媒の全てが上記バイパス回路（28）に流れるように上記冷媒回路（20）を切り換える切換手段（51）とを備えている。
【００１４】
この第４の発明では、上記蒸発器（22）を流れた冷媒の温度が所定温度以下である場合、上記蒸発器から流出する冷媒の全てが上記バイパス回路（28）に流れ、上記補助蒸発器（23）における貯湯用水の凍結が防止される。
【００１５】
第５の発明は、第１又は第２の発明において、上記蒸発器（22）と上記補助蒸発器（23）とが並列接続されている。
【００１６】
この第５の発明では、上記放熱器（21）を流れた冷媒の一部が、上記補助蒸発器（23）を流れるので、貯湯用水が確実に冷却される。
【００１７】
第６の発明は、第１又は第２の発明において、上記補助蒸発器（23）で得た貯湯用水の熱量を利用して、上記蒸発器（22）を除霜する除霜運転手段（52）を備えている。
【００１８】
この第６の発明では、上記除霜運転手段（52）により、上記蒸発器（22）に霜が付着した場合には、上記補助蒸発器（23）で得た貯湯用水の熱量を利用して、上記蒸発器（23）を除霜する除霜運転を行う。
【００１９】
第７の発明は、放熱器（21）と蒸発器（22）とを備えた蒸気圧縮式冷凍サイクルの冷媒回路（20）と、下部が取出し管（13）を介して上記放熱器（21）に接続され、上部が戻し管（14）を介して上記放熱器（21）に接続され、上記放熱器（21）で加熱された高温水を貯留する貯湯タンク（11）と、上記貯湯タンク（11）の上部と下部とに接続された１次側回路（32）と、該１次側回路（32）に接続された中間熱交換器（33）と、該中間熱交換器（33）に接続されて熱媒体が循環し、上記貯湯タンクの高温水と熱交換した熱媒体を利用側に供給する２次側回路（34）とを有する利用側回路（39）とを備えた給湯装置であって、上記利用側回路（39）における２次側回路（34）には、中間熱交換器（33）の上流側に熱媒体を冷却するための冷却手段（40）が設けられている。
【００２０】
この第７の発明では、上記１次側回路（32）において貯湯タンク（11）の上部から取り出した高温水を、上記２次側回路（34）において冷却手段（40）により冷却された熱媒体により冷却して、上記貯湯タンク（11）の下部に戻すことにより、この冷却された貯湯用水を含む低温の貯湯用水が、上記取出し管（13）を介して上記放熱器（21）に流れる。
【００２１】
第８の発明は、第７の発明において、上記冷却手段（40）は、室内に供給される室外空気（OA）を加熱するための換気用熱交換器（40）である。
【００２２】
この第８の発明では、上記換気用熱交換器（40）において、上記２次側回路（34）を流れる熱媒体を室外空気（OA）によって冷却して、室内に供給される室外空気（OA）を上記２次側回路（34）を流れる熱媒体によって加熱する。
【００２３】
第９の発明は、第１、第２及び第７の発明の何れか１項において、上記冷媒回路（20）の冷媒は、二酸化炭素である。
【００２４】
この第９の発明では、二酸化炭素が冷媒として充填された冷媒回路（20）において、第１、第２及び第７の発明に示す貯湯用水の冷却を行うことにより、上記冷媒回路（20）の放熱器（21）に低温の貯湯用水を供給する。
【発明の効果】
【００２５】
上記第１の発明によれば、上記冷却回路（15）において、上記貯湯タンク（11）内の下部の貯湯用水を取り出して上記補助蒸発器（23）で冷却した後に、貯湯タンク（11）の下部に戻すようにしたために、この冷却された貯湯用水を含む低温の貯湯用水を、上記取出し管（13）を介して冷媒回路（20）の放熱器（21）に供給することができる。これにより、上記放熱器（21）では、冷媒が、この低温の貯湯用水と熱交換して充分に冷却されるので、冷媒回路（20）のＣＯＰの低下を防止することができる。
【００２６】
また、上記第２の発明によれば、上記貯湯タンク（11）内の下部の貯湯用水を上記取出し管（13）に取出して、上記補助蒸発器（23）で冷却するようにしたために、この冷却された低温の貯湯用水を、冷媒回路（20）の放熱器（21）に供給することができる。これにより、上記放熱器（21）では、冷媒が、この低温の貯湯用水と熱交換して充分に冷却されるので、冷媒回路（20）のＣＯＰの低下を防止することができる。
【００２７】
また、上記第３の発明によれば、上記第１又は第２の発明において、上記補助蒸発器（23）を上記蒸発器（22）の下流側に直列接続したために、冷媒を上記蒸発器（22）で蒸発させた後に、上記補助蒸発器（23）で貯湯用水の熱量を利用して蒸発させることができる。これにより、上記冷媒回路（20）の蒸発工程における蒸発能力を向上させることができると共に、上記蒸発器（22）の小型化も図ることができる。
【００２８】
また、上記第４の発明によれば、上記第３の発明において、上記冷媒回路（20）に、上記バイパス回路（28）と、上記蒸発器（22）から流出する冷媒の温度に基づいて、上記蒸発器（22）から流出する冷媒の全てが上記バイパス回路（28）を流れるように上記冷媒回路（20）を切り換える切換手段（51）とを設けたために、上記蒸発器（22）から流出する冷媒の温度が所定温度以下である場合は、上記蒸発器（22）から流出する冷媒の全量が上記バイパス回路（28）に流れるようにして、所定温度以下の冷媒が、上記補助蒸発器（23）を流れないようにすることができる。これにより、上記補助蒸発器（23）において、冷媒により冷却される貯湯用水が、過度に冷却されて凍結することを防止することができる。
【００２９】
また、上記第５の発明によれば、第１又は第２の発明において、上記蒸発器（22）と上記補助蒸発器（23）とを並列接続したために、上記蒸発器（22）を流れた冷媒が、上記補助蒸発器（23）に流入することがない。これにより、上記補助蒸発器（23）では、上記蒸発器（22）から流出した冷媒の温度に影響を受けることなく、上記取出し管（13）又は上記冷却回路（15）を流れる貯湯用水を常に冷却することができる。
【００３０】
また、上記第６の発明によれば、第１又は第２の発明において、上記補助蒸発器（23）で得た貯湯用水の熱量を利用して、上記蒸発器（22）を除霜する除霜運転手段（52）を設けたために、除霜運転用の熱量を供給する熱源手段を別途設けることなく、上記蒸発器（23）を除霜する除霜運転を行うことができる。
【００３１】
また、上記第７の発明によれば、上記２次側回路（34）の中間熱交換器（33）の上流側に冷却手段（40）を設けたために、上記２次側回路（34）を流れる熱媒体を確実に冷却することができる。これにより、上記１次側回路（32）では、上記貯湯タンク（11）の上部から取り出した高温水を、中間熱交換器（33）において、この冷却された熱媒体と熱交換させることにより低温の貯湯用水とした後に、貯湯タンク（11）の下部に戻すことができるので、貯湯タンク（11）内の下部には低温水が滞留する。この結果、低温の貯湯用水を冷媒回路（20）の放熱器（21）に供給することができることから、冷媒回路（20）のＣＯＰが低下することを防止することができる。
【００３２】
また、上記第８の発明によれば、第７の発明において、上記冷却手段（40）を、室内に供給される室外空気（OA）を加熱するための換気用熱交換器（40）としたために、上記換気用熱交換器（40）において、室内に供給される室外空気（OA）を上記２次側回路（34）を流れる熱媒体によって加熱することができると共に、室外空気（OA）によって熱媒体を冷却することができる。そして、換気用熱交換器（40）を別途設ける必要がないので、コストの削減を図ることもできる。
【００３３】
また、上記第９の発明によれば、第１、第２及び第７の発明の何れかにおいて、上記冷媒回路（20）の冷媒を二酸化炭素としたために、二酸化炭素は、他の冷媒と比較して放熱器（21）において冷媒が充分に冷却されないことによるＣＯＰの低下がより大きいので、ＣＯＰの低下の防止効果をより顕著に発揮することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００３４】
以下、本発明の実施形態を図面に基づいて詳細に説明する。
【００３５】
《発明の実施形態１》
図１に示すように、本実施形態の給湯装置（1）は、熱源ユニット（3）と、貯湯ユニット（2）とによって構成されている。この給湯装置（1）は、冷媒回路（20）と、貯湯タンク（11）と、利用側回路（39）と、コントローラ（50）とを備えている。
【００３６】
冷媒回路（20）は、熱源ユニット（3）に収納されている。上記冷媒回路（20）は、圧縮機（25）と、放熱器（21）と、電動膨張弁（26）と、蒸発器（22）と、電磁弁（27b）と補助蒸発器（23）とを備え、これらが、この順に直列に接続された閉回路に構成されている。上記冷媒回路（20）には、二酸化炭素が冷媒として充填されている。
【００３７】
上記放熱器（21）は、いわゆるプレート式熱交換器であり、それぞれ、互いに仕切られた第１流路（21a）と第２流路（21b）とを複数ずつ備えている。蒸発器（22）は、いわゆるフィン・アンド・チューブ熱交換器である。
【００３８】
冷媒回路（20）において、圧縮機（25）の吐出側は、放熱器（21）の第１流路（21a）の一端に接続されている。放熱器（21）の第１流路（21a）の他端は、電動膨張弁（26）を介して蒸発器（22）の一端に接続されている。そして、蒸発器（22）の他端は、電磁弁（27a）及び補助蒸発器（23）を介して圧縮機（25）の吸入側に接続されている。
【００３９】
上記貯湯タンク（11）は、略円筒形に形成され、取出し管（13）と、戻し管（14）と、給水配管（30）と、給湯配管（37）と、上記利用側回路（39）の温水回路（32）とが接続されている。
【００４０】
上記取出し管（13）及び上記戻し管（14）は、熱源ユニット（3）と貯湯ユニット（2）とに亘って設けられている。上記貯湯タンク（11）は、取出し口（13a）及び戻し口（14a）とを備え、該取出し口（13a）は貯湯タンク（11）の底部に設けられ、上記戻し口（14a）は貯湯タンク（11）の側面上部に設けられている。上記取出し口（13a）には、上記取出し管（13）の一端が接続され、該取出し管（13）の他端が上記放熱器（21）の第２流路（21b）の一端に接続されている。また、上記取出し管（13）において、上記貯湯タンク（11）の取出し口（13a）付近には、ポンプ（12）が設けられている。一方、上記戻し口（14a）には、上記戻し管（14）の一端が接続され、該戻し管（14）の他端が上記放熱器（21）の第２流路（21b）の他端に接続されている。
【００４１】
上記貯湯タンク（11）は、給水入口（30a）と給湯出口（37a）とを備え、該給水入口（30a）は上記貯湯タンク（11）の底部に設けられ、上記給湯出口（37a）は上記貯湯タンク（11）の上面に設けられている。そして、上記給水配管（30）は、上記貯湯タンク（11）の給水入口（30a）に接続され、上記給湯配管（37）は上記貯湯タンクの給湯出口（37a）に接続されている。
【００４２】
上記利用側回路（39）は、上記温水回路（32）と循環水回路（34）とから構成されいる。上記貯湯タンク（11）は、高温水出口（32a）と温水戻し口（32b）とを備え、該高温水出口（32a）は貯湯タンク（11）の側面上部に設けられ、上記温水戻し口（32b）は貯湯タンク（11）の側面下部に設けられている。上記温水回路（32）は、貯湯タンク（11）の高温水出口（32a）と温水戻し口（32b）とに接続されて、上記貯湯タンク（11）の上部と下部とに接続された１次側回路を構成している。上記温水回路（32）は、中間熱交換器（33）とポンプ（35）とを備えている。上記中間熱交換器（33）は、いわゆるプレート式熱交換器により構成され、互いに仕切られた第１流路（33a）と第２流路（33b）とを複数ずつ備えている。そして、上記貯湯タンク（11）の高温水出口（32a）は、中間熱交換器（33）の第１流路（33a）の一端に接続され、該第１流路（33a）の他端は、ポンプ（35）を介して温水戻し口（32b）に接続されている。
【００４３】
上記循環水回路（34）は、熱媒体として水が充填された熱媒体回路であり、上記中間熱交換器（33）の第２流路（33b）の両端に接続され、暖房用放熱部（38）とポンプ（36）とを備えている。具体的には、上記循環水回路（34）においては、上記中間熱交換器（33）の第２流路（33b）の一端が上記暖房用放熱部（38）の一端に接続され、該暖房用放熱部（38）の他端は、ポンプ（36）を介して中間熱交換器（33）の他端に接続されている。つまり、上記循環水回路（34）は、上記貯湯タンク（11）から温水回路（32）に流れる高温水と中間熱交換器（33）を介して熱交換した水を利用側に供給する２次側回路に構成されている。そして、上記暖房用放熱部（38）における暖房対象は、例えば、床暖房や風呂湯の追い炊きなどが例示されるが、暖房対象の種類や個数は特に限定されない。
【００４４】
次に、本発明の特徴とする上記補助蒸発器（23）と、貯湯タンク（11）に接続された冷却回路（15）について説明する。上記補助蒸発器（23）は、いわゆるプレート式熱交換器であり、それぞれ、互いに仕切られた第１流路（23a）と第２流路（23b）とを複数ずつ備えている。そして、上記補助蒸発器（23）の第１流路（23a）の一端は、電磁弁（27a）を介して蒸発器（22）に接続され、上記第１流路（23a）の他端は、圧縮機（25）の吸入側に接続されている。なお、上記電磁弁（27a）は開閉可能に構成されている。
【００４５】
上記冷却回路（15）は、熱源ユニット（3）と貯湯ユニット（2）とに亘って設けられている。上記貯湯タンク（11）は、中温水出口（15a）と低温水戻し口（15b）とを備え、該中温水出口（15a）は該貯湯タンク（11）の側面下部に設けられ、上記低温水戻し口（15b）は上記貯湯タンク（11）の底面に設けられている。上記冷却回路（15）は、上記貯湯タンク（11）の中温水出口（15a）と低温水戻し口（15b）とに接続して設けられ、ポンプ（18）を備えている。
【００４６】
具体的には、上記冷却回路（15）では、貯湯タンク（11）の中温水出口（15a）が、上記補助蒸発器（23）の第２流路（23b）の一端に接続され、該第２流路（23b）の他端が、ポンプ（18）を介して上記貯湯タンク（11）の低温水戻し口（15b）に接続されている。なお、上記貯湯タンク（11）における中温水出口（15a）及び低温水戻し口（15b）の位置高さは、上記貯湯タンク（11）の下部であればよく、特に限定されないが、中温水出口（15a）は、低温水戻し口（15b）よりも高い位置に設けられていることが好ましい。
【００４７】
また、冷媒回路（20）では、電磁弁（27b）の上流側と補助蒸発器（23）の下流側とに接続するバイパス回路（28）が設けられ、該バイパス回路（28）には、バイパス弁（27a）が設けられている。上記バイパス回路（28）により、上記蒸発器（22）は、補助蒸発器（23）をバイパスして、圧縮機（25）の吸入側に接続されている。なお、上記バイパス弁（27a）は開閉可能に構成されている。
【００４８】
上記コントローラ（50）は、給湯装置（1）を運転させるための運転手段であり、流路切換部（51）と、除霜運転部（52）とを備えている。上記流路切換部（51）は、冷媒回路（20）の蒸発器（22）から流出する冷媒の温度に基づいて、上記蒸発器（22）から流出する冷媒の全てが、上記補助蒸発器（23）及び上記バイパス回路（28）の何れかに流れるように上記冷媒回路（20）を切り換える切換手段に構成されている。また、上記除霜運転部（53）は、上記補助蒸発器（23）で得た貯湯用水の熱量を利用して、上記蒸発器（22）を除霜する除霜運転手段に構成されている。
【００４９】
なお、図示しないが、上記蒸発器（22）の冷媒出口付近には、冷媒温度を測定するための温度計が設けられている。
【００５０】
−運転動作−
上記給湯装置（1）は、給湯運転と利用運転と除霜運転とを行う。上記給湯運転は、上記貯湯タンク（11）内に熱量を蓄熱する運転である。上記利用運転は、上記貯湯タンク（11）内に蓄熱された熱量を利用側に供給する運転である。上記除霜運転は、冷媒回路（20）において、霜が付着した蒸発器（22）の除霜を行う除霜運転である。以下、上記３つの運転時における動作を順に説明する。
【００５１】
〈給湯運転〉
まず、給湯装置（1）の給湯運転について説明する。
【００５２】
上記冷媒回路（20）では、圧縮機（25）を運転すると、冷媒回路（20）内の冷媒が循環して蒸気圧縮式冷凍サイクルが行われる。この冷媒回路（20）では、超臨界状態の領域を含む冷凍サイクルが行われる。
【００５３】
そして、上記冷媒回路（20）では、上記流路切換部（51）により、該蒸発器（22）から流出される冷媒の温度が所定温度（例えば０℃）以上である場合は、冷媒が上記蒸発器（22）を流れた後に補助蒸発器（23）を流れる第１運転を行い、上記蒸発器（22）から流出される冷媒の温度が所定温度より低い場合は、冷媒が上記蒸発器（22）を流れた後にバイパス回路を流れる第２運転を行うように切り換えられる。
【００５４】
具体的には、上記冷媒回路（20）では、第１運転時において、上記流路切換部（51）により、バイパス弁（27a）が全閉状態となり、電磁弁（27b）が全開状態となる。そして、上記冷媒回路（20）では、圧縮機（25）から吐出された冷媒が、放熱器（21）の第１流路（21a）を流れて、第２流路（21b）を流れる貯湯用水に放熱する。放熱器（21）で放熱した冷媒は、電動膨張弁（26）を通過する際に減圧されて、蒸発器（22）を流れて外気から吸熱する。蒸発器（22）から流出した冷媒は、補助蒸発器（23）の第１流路（23a）を流れて、後述する第２流路（23b）を流れる中温水から吸熱して蒸発する。冷媒は、このように、蒸発器（22）と補助蒸発器（23）で段階的に蒸発した後に、圧縮機（25）に吸入されて圧縮される。このようにして、第１運転時においては、上記冷媒回路（20）は、外気と、補助蒸発器（23）の第２流路（23b）を流れる中温水とを熱源としたヒートポンプを構成する。
【００５５】
また、上記冷媒回路（20）では、第２運転時において、上記流路切換部（51）により、バイパス弁（27a）が全開状態となり、電磁弁（27b）が全閉状態となる。これにより、蒸発器（22）を流れた冷媒の全量が、バイパス回路（28）に流れる。つまり、上記冷媒回路（20）では、冷媒が上記補助蒸発器（23）の第１流路（23a）には流れない。このようにして、第２運転時においては、上記冷媒回路（20）は、外気のみを熱源としたヒートポンプを構成する。
【００５６】
なお、蒸発器（22）から流出される冷媒の温度は、冷媒が蒸発器（22）で熱交換する外気温により影響を受けるので、予め蒸発器（22）から流出する冷媒の温度と外気温との相関等を調べることにより、外気温に基づいて冷媒回路の流路を切り換えを行うようにしてもよい。
【００５７】
上記貯湯タンク（11）では、該貯湯タンク（11）の底部の給水入口（30a）から、給水配管（30）を介して低温水が給水されることにより、貯湯タンク（11）内の下部に低温水が滞留している。上記貯湯タンク（11）の取出し管（13）に設けられたポンプ（12）の運転が開始すると、上記貯湯タンク（11）内の下部に滞留した低温水が取出し口（13a）から取出し管（13）に流出する。そして、この低温水は、取出し管（13）を流れて、放熱器（21）の第２流路（21b）に流入し、その第１流路（21a）を流れる冷媒によって加熱されて高温水となる。該高温水は上記戻し管（14）を流れて、上記貯湯タンク（11）の戻し口（14a）から貯湯タンク（11）内に戻される。このようにして、貯湯タンク（11）の上部には高温水が滞留する。なお、この高温水の温度は、例えば６０〜９０℃であるが、特に限定されない。
【００５８】
上記貯湯タンク（11）においては、給水配管（30）により底部から低温水が供給され、戻し管（14）により側面上部から高温水が流入することと、水温によるに水の密度差とにより、貯湯タンク（11）内の上部から下部にかけて、貯湯用水の高温水層、中温水層、及び低温水層が形成されている。上記中温水層は、例えば、給湯にも暖房にも利用することができないような３０〜４０℃程度の中温水の層であり、貯湯タンク（11）の中間高さよりやや下の位置から下部にかけて位置しているが、温度や位置は特に限定されない。そして、高温水層は中温水より高い温度の水の層であり、低温水層は中温水より低い温度の水の層である。
【００５９】
上記冷却回路（15）においては、ポンプ（18）を運転すると、上記貯湯タンク（11）内の中温水層に滞留している中温水が、上記貯湯タンク（11）の下部側面の中温水出口（15a）から流出して、補助蒸発器（23）の第２流路（23b）へ流入し、第１流路（23a）を流れる冷媒によって冷却されて低温水となる。そして、この低温水は、上記貯湯タンク（11）の低温水戻し口（15b）から該貯湯タンク（11）へ流入する。これにより、上記貯湯タンク（11）内においては、中温水が減少すると共に、下部には低温水が滞留する。
【００６０】
なお、上記冷媒回路（20）の第２運転時には、補助蒸発器（23）の第１流路（23a）に冷媒が流れないので、冷却回路（15）のポンプ（18）を停止しておいてもよい。
【００６１】
〈利用運転〉
次に、上記給湯装置（1）の利用運転について説明する。
【００６２】
上記利用運転では、貯湯タンク（11）内の高温水を利用側に直接給湯する運転と、利用側回路（39）において、貯湯タンク（11）内の高温水の熱量を暖房対象に間接的に供給する運転とを行う。
【００６３】
高温水を利用側に直接給湯する運転では、高温水が上記貯湯タンク（11）の給湯出口（37a）から給湯配管（37）を流れて、利用側に供給される。
【００６４】
暖房対象に熱量を供給する運転は、上記利用側回路（39）により行われる。具体的には、上記温水回路（32）のポンプ（35）を運転すると、貯湯タンク（11）の高温水出口（32a）から高温水が流出して、中間熱交換器（33）の第１流路（33a）に流入する。上記高温水は、上記中間熱交換器（33）の第１流路（33a）を流れて、第２流路（33b）を流れる循環水に放熱して冷却され、上記貯湯タンク（11）の温水戻し口（32b）から該貯湯タンク（11）内に戻される。
【００６５】
そして、上記循環水回路（34）においては、ポンプ（36）を運転すると循環水が循環する。具体的には、上記循環水回路（34）では、循環水が、中間熱交換器（33）の第２流路（33b）の一端から流出した後に、暖房用放熱部（38）で放熱して温度低下する。そして、この温度低下した循環水が、上記中間熱交換器（33）の他端から第２流路（33b）に流入して、第１流路（33a）を流れる高温水により加熱される。その後、この加熱された循環水は、再度、暖房用放熱部（38）を流れて、循環を繰り返す。
【００６６】
そして、上記暖房用放熱部（38）における暖房対象が床暖房や風呂の追い炊きなど比較的低負荷である場合は、循環水の上記暖房用放熱部（38）における放熱が少なくなるために、循環水はあまり冷却されない。これにより、この温度低下の少ない循環水が中間熱交換器（33）の第２流路（33b）に流入するために、温水回路（32）の高温水は、中間熱交換器（32）で循環水に放熱しても、充分に冷却されずに、温度低下が少ない中温水となって貯湯タンク（11）内に流入する。これにより、貯湯タンク（11）内の中温水は増加する。
【００６７】
〈除霜運転〉
次に、除霜運転部（52）による冷媒回路（20）の除霜運転について説明する。
【００６８】
冷媒回路（20）による給湯運転を続けると、外気が低温である場合は、蒸発器（22）に霜が付着し、冷媒と外気との熱交換が阻害される。そこで、上記給湯装置（1）では、例えば所定時間毎に除霜運転が行われる。
【００６９】
除霜運転時においては、取出し管（13）のポンプ（12）の運転が停止しており、取出し管（13）、放熱器（21）の第２流路（21b）、戻し管（14）内の貯湯用水の流れは停止している。また、冷却回路（15）のポンプ（18）は運転しており、冷却回路（15）においては、貯湯用水が流れている。
【００７０】
除霜運転が開始すると、上記冷媒回路（20）では、除霜運転部（52）により、バイパス弁（27a）が全閉状態となり、電磁弁（27b）と電動膨張弁（26）とが全開状態となる。そして、圧縮機（25）が運転を開始し、冷媒が冷媒回路（20）を循環する。冷媒は補助蒸発器（23）の第１流路（23a）を流れて、その第２流路（23b）を流れる中温水から吸熱して高温の冷媒となった後に、圧縮機（25）に吸入されて圧縮されることにより、さらに高温の冷媒となる。その後、冷媒は、放熱器（21）の第１流路（21a）を流れて、その第２流路（21b）の貯湯用水の流れが停止しているために、高温の状態を維持したまま、電動膨張弁（27）へと流れる。電動膨張弁（27）は全開状態であるので、冷媒は殆ど温度低下することなく、蒸発器（22）へと流れる。このように、上記蒸発器（22）には、高温の冷媒が流入して、該冷媒が該蒸発器（22）に付着している霜を溶かして冷却される。その後、冷媒は、上記蒸発器（22）から流出して、上記補助蒸発器（23）の第１流路（23a）に流入する。
【００７１】
−実施形態１の効果−
本実施形態では、冷却回路（15）において、上記貯湯タンク（11）の下部側面の中温水出口（15a）から中温水を取り出して、冷媒回路（20）の補助蒸発器（23）で冷却して低温水とし、該低温水を上記貯湯タンク（11）の底部の低温水戻し口（15b）から該貯湯タンク（11）内に戻すようにしたために、貯湯タンク（11）内の中温水を確実を減少させると共に、貯湯タンク（11）内の下部には、低温水のみを滞留させることができる。これにより、貯湯タンク（11）の底部の取出し口（13a）から取出し管（13）に、確実に低温水を取り出すことができるので、冷媒回路（20）の放熱器（21）の第２流路（21b）には、確実に低温水を供給することができる。この結果、冷媒回路（20）においては、放熱器（21）の第１流路（21a）を流れる冷媒が第２流路（21b）を流れる低温水によって確実に冷却することができることから、上記冷媒回路（20）のＣＯＰの低下を防止することができる。
【００７２】
また、冷媒回路（20）の冷媒として二酸化炭素を用いているために、他のフロン冷媒等を用いた場合と比較して、より顕著に、このＣＯＰ低下防止の効果を発揮することができる。
【００７３】
つまり、図２及び図３に、二酸化炭素及びＲ４１０Ａの蒸気圧縮式冷凍サイクルのモリエル線図（圧力−エンタルピ線図）を示すように、冷媒回路（20）の冷媒は、圧縮機（25）によって、Ａ点まで圧縮された後に、放熱器でＢ点まで冷却される。その後、Ｃ点まで減圧された冷媒は、蒸発器（22）でＤ点まで加熱されて圧縮機（25）に戻る。そして、低温水の場合、放熱器（21）の出口がＢ点であるが、中温水の場合はＥ点となり、Ｆ点まで減圧された後に、蒸発器（22）でＤ点まで加熱されて圧縮機（25）に戻る。
【００７４】
ここで、ＣＯＰは、冷媒の圧縮動力に対する放熱器での放熱量であるので、Ａ、Ｂ、Ｄ、Ｅ点におけるエンタルピを、それぞれ、ｈＡ、ｈＢ、ｈＤ、ｈＥとすると、低温水が放熱器に流れた場合のＣＯＰは、（ｈＡ−ｈＢ）／（ｈＡ−ｈＤ）となり、中温水が放熱器に流れた場合のＣＯＰは、（ｈＡ−ｈＥ）／（ｈＡ−ｈＤ）となる。図２及び図３に示すように、二酸化炭素は、Ｒ４１０と比べて、中温水の場合の放熱量（ｈＡ−ｈＥ）が、低温水の場合の放熱量（ｈＡ−ｈＢ）に比べて非常に小さくなるので、中温水が放熱器に流れることによるＣＯＰの低下が大きくなる。このような二酸化炭素の特性により、ＣＯＰの低下防止効果をより顕著に発揮することができる。
【００７５】
また、冷媒回路（20）において、補助蒸発器（23）を設けて、該補助蒸発器（23）における熱源として貯湯タンク（11）内の中温水を利用することにより、蒸発工程における蒸発能力の向上を図ることができると共に、蒸発器（22）の小型化も図ることができる。
【００７６】
また、上記給湯装置は、冷媒回路（20）の補助蒸発器（23）の上流側と下流側とをバイパスするバイパス回路（28）と、流路切換部（51）とにより、蒸発器（22）から流出する冷媒の温度に基づいて、冷媒の全量がバイパス回路（28）を流れるようにしたために、蒸発器（22）から流出した冷媒温度が所定温度以下となる場合は、該蒸発器（22）から流出した冷媒の全量をバイパス回路（28）に流すことができる。これにより、補助蒸発器（23）の第１流路（23a）に低温の冷媒が流れて、その第２流路（23b）を流れる冷却回路（15）の中温水が過度に冷却されて凍結することを防止することができる。
【００７７】
また、上記給湯装置（1）は、除霜運転部（52）により、上記補助蒸発器（23）の第１流路（23a）を流れる冷媒が、第２流路（23b）を流れる中温水から得た熱量を利用して除霜運転を行うようにしたために、蒸発器（22）の除霜を効率的に行えると共に、貯湯タンク（11）内の中温水を減少させることができる。また、蒸発器（22）の除霜運転手段を別途設ける必要がないので、コストの削減を図ることができる。
【００７８】
−実施形態１の変形例−
本実施形態は、上記実施形態１の冷媒回路（20）では、蒸発器（22）の下流に補助蒸発器（23）が直列接続されていたことに代わり、図４に示すように、冷媒回路（20）において蒸発器（22）と補助蒸発器（23）とが並列接続されているものである。
【００７９】
具体的には、冷媒回路（20）において、圧縮機（25）の吐出側は放熱器（21）の第１流路（21a）の一端に接続され、放熱器（21）の第１流路（21a）の他端側は２つの冷媒流路に分岐されている。該分岐された冷媒流路の一方には、第１電動膨張弁（26a）と蒸発器（22）とが順に設けられ、他方には、第２電動膨張弁（26b）と補助蒸発器（23）とが順に設けられている。つまり、放熱器（21）は、第１電動膨張弁（26a）を介して蒸発器（22）の一端に接続されると共に、電動膨張弁（26b）を介して補助蒸発器（23）の第１流路（23a）の一端に接続されている。そして、上記蒸発器（22）の他端と上記補助蒸発器（23）の第１流路（23a）の他端とが合流して、上記圧縮機（25）の吸入側に接続されている。
【００８０】
また、本実施形態においても、補助蒸発器（23）の第２流路（23b）には、冷却水回路（17）の中温水が流入するように構成されている。これにより、補助蒸発器（23）において、第１流路（23a）を流れる冷媒と、第２流路（23b）を流れる中温水とが熱交換を行うことにより、第１流路（23a）を流れる冷媒は蒸発し、第２流路（23b）を流れる中温水は冷却される。
【００８１】
そして、蒸発器（22）と補助蒸発器（23）とを並列接続しているために、仮に外気温が低温であるために、蒸発器（22）から流出する冷媒が所定温度以下となった場合であっても、この所定温度以下の冷媒が補助蒸発器（23）に流入する虞がない。これにより、補助蒸発器（23）に冷媒を流入させないためのバイパス回路を設ける必要がない。
【００８２】
このように、補助蒸発器（23）の第１流路（23a）においては、蒸発器（22）から流出する冷媒の温度に影響を受けることなく、常に冷媒が流れるために、第２流路（23b）を流れる冷却回路（17）の中温水を常に冷却することができる。これにより、上記貯湯タンク（11）内の中温水が確実に減少させて、該貯湯タンク（11）内の下部に、低温水のみが滞留させることができる。この結果、貯湯タンク（11）の底部の取出し口（13a）に接続した取出し管（13）には低温水のみが流れるので、冷媒回路（20）の放熱器（21）の第２流路（21b）には低温水が流れて、第１流路（21a）を流れる冷媒を冷却することができることから、冷媒回路（20）のＣＯＰの低下を防止することができる。
【００８３】
その他の構成、作用及び効果については、実施形態１と同じである。
【００８４】
《発明の実施形態２》
本実施形態は、上記実施形態１では、冷却回路（15）において、貯湯タンク（11）内の中温水を取り出して、冷媒回路（20）の補助蒸発器（23）で冷却して低温水とした後に、貯湯タンク（11）の底部から戻したのに代わり、冷却回路（15）を設けず、貯湯タンク（11）から取出し管（13）に流れた貯湯用水を、冷媒回路（20）の補助蒸発器（23）で冷却した後に、上記冷媒回路（20）の放熱器（21）に供給するものである。
【００８５】
具体的には、図５に示すように、上記補助蒸発器（23）は、上記取出し管（13）の途中に設けられおり、貯湯タンク（11）の取出し口（13a）は、取出し管（13）を介して補助蒸発器（23）の第２流路（23b）の一端に接続され、該第２流路（23b）の他端は、取出し管（13）を介して上記放熱器（21）の第２流路（21b）の一端に接続されている。そして、上記放熱器（21）の第２流路（21b）の他端は、戻し管（14）を介して貯湯タンク（11）の戻し口（14a）に接続されている。
【００８６】
上記貯湯タンク（11）内の下部の貯湯用水は、取出し口（13a）から取出し管（13）に流れて、補助蒸発器（23）の第２流路（23b）を流入し、第１流路（23a）を流れる冷媒によって冷却されて低温水となった後に、放熱器（21）の第２流路（21b）を流れる。該放熱器（21）では、この低温水が、第１流路（21a）を流れる冷媒により加熱されて高温水となり、第１流路（21a）を流れる冷媒が、その第２流路（21b）を流れる低温水により確実に冷却される。そして、放熱器（21）の第２流路（21b）から流出した高温水が、戻し管（14）を流れて戻し口（14a）から貯湯タンク（11）内に貯留される。
【００８７】
なお、図５に示す冷媒回路においては、上記実施形態１と同様に、補助蒸発器（23）が蒸発器（22）の下流に直列接続されているが、上記実施形態１の変形例と同様に、蒸発器（22）と補助蒸発器（23）とが並列接続されていてもよい。
【００８８】
その他の構成、作用及び効果においては、実施形態１と同じである。
【００８９】
−実施形態２の効果−
本実施形態では、貯湯タンク（11）の取出し口（13a）から取出し管（13）に流れた貯湯用水が、補助蒸発器（23）の第２流路（23b）を流れて、第１流路（23a）を流れる冷媒によって冷却されて確実に低温水となり、この低温水を放熱器（21）の第２流路（21b）に直接供給することができる。これにより、放熱器（21）の第１流路（21a）を流れる冷媒は、その第２流路（21b）を流れる低温水により確実に冷却されるので、冷媒回路（20）におけるＣＯＰの低下を防止することができる。
【００９０】
また、本実施形態においては、冷却回路（17）を設けることなく、補助蒸発器（23）の第２流路（23b）から流出した低温水を、放熱器（21）に直接供給するようにしたために、工程が簡素化されると共に、コストの削減を図ることができる。また、補助蒸発器（23）で冷却して生成した低温水を貯湯タンク（11）に戻さないために、該貯湯タンク（11）内でこの低温水が中温水と混合してしまう虞がない。これにより、放熱器（21）には確実に冷却された貯湯用水が流入するので、冷媒回路（20）のＣＯＰの低下を確実に防止することができる。
【００９１】
《発明の実施形態３》
本実施形態は、図６に示すように、上記実施形態１の給湯装置（1）が、貯湯タンク（11）内の貯湯用水を、冷媒回路（20）の補助蒸発器（23）により冷却することにより、放熱器（21）に低温の貯湯用水を供給したことに代わり、冷媒回路（20）に補助蒸発器（23）を設けずに、利用側回路（39）の循環水回路（34）において、中間熱交換器（33）の上流側に換気用熱交換器（40）を設けたものである。上記換気用熱交換器（40）は、室内に供給される室外空気（OA）を加熱すると共に、該室外空気（OA）により循環水を冷却する冷却手段に構成されている。
【００９２】
具体的には、循環水回路（34）において、中間熱交換器（33）の上流側に換気用熱交換器（40）が設けられ、暖房用放熱部（38）で放熱した循環水が、上記換気用熱交換器（40）を流れた後に、ポンプ（36）を介して中間熱交換器（33）の第２流路（33b）に流入するように構成されている。このような構成により、暖房対象が、例えば、床暖房や風呂湯の追い炊きのように比較的低負荷であるために、循環水が暖房用放熱部（38）で充分に放熱していない場合であっても、循環水は、換気用熱交換器（40）を流れる際に、室内に取り込まれる室外空気（OA）によって冷却されて低温の循環水となる。そして、この低温の循環水は、中間熱交換器（33）の第２流路（33b）に流れて、その第１流路（33a）を流れる高温水により加熱されて、暖房用放熱部（38）へと送られる。
【００９３】
一方、温水回路（32）では、高温水が上記中間熱交換器（33）の第１流路（33a）を流れて、その第２流路（33b）を流れる循環水により冷却される。そして、本実施形態では、第２流路（33b）を流れる循環水が、換気用熱交換器（40）を流れることにより冷却されて、低温の循環水となっているために、第１流路（33b）を流れる高温水は、充分に冷却された低温水となる。そして、この低温水は、上記貯湯タンク（11）の温水戻し口（32b）から貯湯タンク（11）内に流入し、貯湯タンク（11）内の下部には低温水が滞留する。
【００９４】
なお、本実施形態では、上記温水回路（33）から貯湯タンク（11）の温水戻し口（32b）から中温水が流入することなく、低温水が流入するために、冷媒回路（20）に補助蒸発器（23）を設けていない。しかしながら、貯湯タンク（11）内には、水温による密度差及び、下部から給水されて、上部から高温水が供給されることにより、高温水層、中温水層、及び低温水層は形成されているために、この中温水を取り出して冷却するために、冷媒回路（20）に補助蒸発器（23）を設けてもよい。
【００９５】
−実施形態３の効果−
本実施形態では、循環水回路（34）において、中間熱交換器（33）の上流側に換気用熱交換器（40）を設けたために、仮に、循環水が暖房放熱器（38）において充分に放熱していない場合であっても、換気用熱交換器（40）において室内に取り込まれる室外空気（OA）により冷却して低温の循環水とすることができる。これにより、温水回路（32）の高温水は中間熱交換器（33）の第１流路（33a）を流れる際に、その第２流路（33b）を流れる低温の循環水により充分に冷却されて低温水となるので、温水回路（32）から貯湯タンク（11）には、貯湯タンクの側面下部の温水戻し口（32b）から低温水を戻すことができることから、貯湯タンク（11）内の下部には低温水が滞留させることができる。この結果、貯湯タンク（11）の底部の取出し口（13a）から取出し管（13）に低温水が流出し、冷媒回路（20）の放熱器（21）における第２流路（21b）には低温水が流れるので、この低温水により、第１流路（21a）を流れる冷媒を充分に冷却して、冷媒回路（20）のＣＯＰの低下を防止することができる。
【００９６】
また、循環水回路（34）の換気用熱交換器（40）において、暖房用放熱部（38）で放熱した循環水の余熱を利用して、換気用の室外空気（OA）を加熱するようにしたために、換気用の室外空気（OA）を加熱する熱源を別途設ける必要が無くなり、コストの削減を図ることができる。
【００９７】
その他の構成、作用及び効果は、実施形態１と同じである。
【００９８】
《その他の実施形態》
上記実施形態については、以下のような構成としてもよい。
【００９９】
上記実施形態１においては、冷媒回路（20）の冷媒として二酸化炭素を充填したが、
上記第１、第２及び第７の発明においては、二酸化炭素以外の冷媒を充填してもよく、この場合であっても、蒸気圧縮式冷凍サイクルの冷媒回路のＣＯＰの低下を防止することができる。
【０１００】
また、上記実施形態１の冷却回路（15）では、上記貯湯タンク（11）の中温水を取り出して、上記補助蒸発器（23）で冷却した低温水として、上記貯湯タンク（11）に戻したが、冷却回路（15）に取り出す中温水の温度は特に限定されず、さらに、低温水を取り出してもよい。冷却回路（15）に、低温水を取り出す場合は、上記補助蒸発器（23）で、さらに冷却された低温水とする。
【０１０１】
また、上記実施形態１においては、バイパス回路（28）と流路切換部（51）を設け、蒸発器（22）から流出する冷媒の温度に基づいて、冷媒の全てがバイパス回路（28）を流れるようにしたが、上記第１の発明においては、バイパス回路（28）と流路切換部（51）を設けずに、常に、蒸発器（22）を流れた冷媒が補助蒸発器（23）を流れるように構成してもよい。また、上記除霜運転部（52）を設けて除霜運転を行うようにしたが、上記第１の発明においては、除霜運転部（52）を設けずに、冷媒回路（20）が常に蒸気圧縮式冷凍サイクルの運転を行うようにしてもよい。
【０１０２】
また、利用側回路（39）の循環水回路（34）では、暖房用放熱部（38）の暖房対象として、床暖房と風呂湯の追い炊きを例示したが、暖房対象はこれらに限られない。また、循環水回路（34）の冷却手段は、換気用熱交換器（40）に限られず、例えば、換気を行わない室内空調機であってもよい。
【０１０３】
また、上記実施形態１の給湯装置（1）の冷媒回路（20）や貯湯タンク（11）の構成は特に限定されない。冷媒回路（20）は、蒸気圧縮式冷凍サイクルの冷媒回路であればよく、放熱器（21）と補助蒸発器（23）は冷媒と貯湯用水が熱交換を行う構成であれば、プレート式熱交換器でなくてもよいし、蒸発器（22）はフィン・アンド・チューブ熱交換器でなくてもよい。
【０１０４】
また、貯湯タンク（11）に接続する取出し管（13）と、冷却回路（15）は、貯湯タンク（11）の下部に接続されていればよく、戻し管（14）は貯湯タンク（11）の上部に接続されていればよく、接続位置は特に限定されない。そして、上記実施形態１及び２においては、貯湯タンク（11）に接続した温水回路（32）の接続位置は特に限定されず、さらに、実施形態１においては、利用側回路（39）がなく、貯湯タンク（11）に温水回路（32）が接続されていなくてもよい。
【０１０５】
なお、以上の実施形態は、本質的に好ましい例示であって、本発明、その適用物、あるいはその用途の範囲を制限することを意図するものではない。
【産業上の利用可能性】
【０１０６】
以上説明したように、本発明は、蒸気圧縮式冷凍サイクルの冷媒回路と貯湯タンクとを備える給湯装置において有用である。
【図面の簡単な説明】
【０１０７】
【図１】実施形態１に係る給湯装置の概略構成図である。
【図２】二酸化炭素を冷媒として用いた冷媒回路における蒸気圧縮式冷凍サイクルのモリエル線図（圧力−エンタルピ線図）である。
【図３】Ｒ４１０Ａを冷媒として用いた冷媒回路における蒸気圧縮式冷凍サイクルのモリエル線図（圧力−エンタルピ線図）である。
【図４】実施形態１の変形例に係る給湯装置の概略構成図である。
【図５】実施形態２に係る給湯装置の概略構成図である。
【図６】実施形態３に係る給湯装置の概略構成図である。
【符号の説明】
【０１０８】
1     給湯装置
11    貯湯タンク
13    取出し管
14    戻し管
20    冷媒回路
21    放熱器
22    蒸発器
23    補助蒸発器
28    バイパス回路
32    温水回路（１次側回路）
33    中間熱交換器
34    循環水回路（２次側回路）
39    利用側回路
40    換気用熱交換器（冷却手段）
51    流路切換部（切換手段）
52    除霜運転部（除霜運転手段）
【図１】
2007010207.tif 000003
【図２】
2007010207.tif 000004
【図３】
2007010207.tif 000005
【図４】
2007010207.tif 000006
【図５】
2007010207.tif 000007
【図６】
2007010207.tif 000008
【手続補正書】
【提出日】平成18年9月11日(2006.9.11)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
放熱器（21）と蒸発器（22）とを備えた蒸気圧縮式冷凍サイクルの冷媒回路（20）と、
下部が取出し管（13）を介して上記放熱器（21）に接続され、上部が戻し管（14）を介して上記放熱器（21）に接続され、上記放熱器（21）で加熱された高温水を貯留する貯湯タンク（11）とを備え、
上記貯湯タンク（11）に蓄熱された熱量を利用側に供給する給湯装置であって、
上記冷媒回路（20）に設けられた補助蒸発器（23）と、
上記貯湯タンク（11）の下部に接続され、貯湯タンク（11）内の下部の貯湯用水を上記補助蒸発器（23）で冷却して貯湯タンク（11）の下部に戻す冷却回路（15）とを備え、
上記補助蒸発器（23）は、上記蒸発器（22）の下流側に直列接続されている
ことを特徴とする給湯装置。
【請求項２】
放熱器（21）と蒸発器（22）とを備えた蒸気圧縮式冷凍サイクルの冷媒回路（20）と、
下部が取出し管（13）を介して上記放熱器（21）に接続され、上部が戻し管（14）を介して上記放熱器（21）に接続され、上記放熱器（21）で加熱された高温水を貯留する貯湯タンク（11）とを備え、
上記貯湯タンク（11）に蓄熱された熱量を利用側に供給する給湯装置であって、
上記冷媒回路（20）には、貯湯タンク（11）から取出し管（13）を流れる貯湯用水を冷却する補助蒸発器（23）が設けられ、
上記補助蒸発器（23）は、上記蒸発器（22）の下流側に直列接続されている
ことを特徴とする給湯装置。
【請求項３】
請求項１又は２において、
上記冷媒回路（20）は、上記補助蒸発器（23）の上流側と下流側とに接続するバイパス回路（28）と、
上記蒸発器（22）から流出する冷媒の温度に基づいて、上記蒸発器（22）から流出する冷媒の全てが上記バイパス回路（28）に流れるように上記冷媒回路（20）を切り換える切換手段（51）とを備えている
ことを特徴とする給湯装置。
【請求項４】
放熱器（21）と蒸発器（22）とを備えた蒸気圧縮式冷凍サイクルの冷媒回路（20）と、
下部が取出し管（13）を介して上記放熱器（21）に接続され、上部が戻し管（14）を介して上記放熱器（21）に接続され、上記放熱器（21）で加熱された高温水を貯留する貯湯タンク（11）とを備え、
上記貯湯タンク（11）に蓄熱された熱量を利用側に供給する給湯装置であって、
上記冷媒回路（20）に設けられた補助蒸発器（23）と、
上記貯湯タンク（11）の下部に接続され、貯湯タンク（11）内の下部の貯湯用水を上記補助蒸発器（23）で冷却して貯湯タンク（11）の下部に戻す冷却回路（15）とを備える一方、
上記補助蒸発器（23）で得た貯湯用水の熱量を利用して、上記蒸発器（22）を除霜する除霜運転手段（52）を備えている
ことを特徴とする給湯装置。
【請求項５】
放熱器（21）と蒸発器（22）とを備えた蒸気圧縮式冷凍サイクルの冷媒回路（20）と、
下部が取出し管（13）を介して上記放熱器（21）に接続され、上部が戻し管（14）を介して上記放熱器（21）に接続され、上記放熱器（21）で加熱された高温水を貯留する貯湯タンク（11）とを備え、
上記貯湯タンク（11）に蓄熱された熱量を利用側に供給する給湯装置であって、
上記冷媒回路（20）には、貯湯タンク（11）から取出し管（13）を流れる貯湯用水を冷却する補助蒸発器（23）が設けられる一方、
上記補助蒸発器（23）で得た貯湯用水の熱量を利用して、上記蒸発器（22）を除霜する除霜運転手段（52）を備えている
ことを特徴とする給湯装置。
【請求項６】
放熱器（21）と蒸発器（22）とを備えた蒸気圧縮式冷凍サイクルの冷媒回路（20）と、
下部が取出し管（13）を介して上記放熱器（21）に接続され、上部が戻し管（14）を介して上記放熱器（21）に接続され、上記放熱器（21）で加熱された高温水を貯留する貯湯タンク（11）と、
上記貯湯タンク（11）の上部と下部とに接続された１次側回路（32）と、該１次側回路（32）に接続された中間熱交換器（33）と、該中間熱交換器（33）に接続されて熱媒体が循環し、上記貯湯タンクの高温水と熱交換した熱媒体を利用側に供給する２次側回路（34）とを有する利用側回路（39）とを備えた給湯装置であって、
上記利用側回路（39）における２次側回路（34）には、中間熱交換器（33）の上流側に熱媒体を冷却するための冷却手段（40）が設けらる一方、
上記冷却手段（40）は、室内に供給される室外空気（OA）を加熱するための換気用熱交換器（40）である
ことを特徴とする給湯装置。
【請求項７】
請求項１〜６の何れか１項において、
上記冷媒回路（20）の冷媒は、二酸化炭素である
ことを特徴とする給湯装置。
【手続補正２】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、給湯装置に関し、特に、蒸気圧縮式冷凍サイクルの冷媒回路と貯湯タンクとを備えた給湯装置に係るものである。
【背景技術】
【０００２】
従来から、蒸気圧縮式冷凍サイクルの冷媒回路と貯湯タンクとを備えた給湯装置が知られている。この給湯装置は、貯湯タンクの下部から取り出した貯湯用水を冷媒回路の放熱器で加熱して高温水とした後に、この高温水を貯湯タンクの上部に戻すことにより、貯湯タンク内に熱量を蓄熱し、この熱量を給湯や暖房等の利用側に供給する装置である。
【０００３】
この貯湯タンク内では、貯湯用水の水温による密度差により、上部から下部にかけて、高温水層、中温水層、低温水層が形成されている。そして、貯湯タンクの下部から低温水層の低温水が取り出されて、この低温水が冷媒回路の放熱器を流れる場合、放熱器の出口温度は低く、冷媒回路は所定のＣＯＰが確保される。しかし、貯湯タンク内の中温水が取り出されることもあり、その場合は、放熱器の出口温度が上昇し、冷媒回路のＣＯＰが低下する。そして、冷媒として二酸化炭素を用いる場合は、放熱器に中温水が流れることによって起こるＣＯＰの低下が、他のフロン冷媒等を用いる場合と比較して大きいことが知られている。
【０００４】
そこで、冷媒回路の放熱器に、中温水が流れることを防止すると共に、確実に低温水が流れるようにして、冷媒回路のＣＯＰの低下を防止する給湯装置が検討されている（例えば、特許文献１）。この給湯装置には、寒冷地などの外気が低温の環境下において、貯湯タンクの中間部から中温水を取り出して、この中温水を外気と熱交換した低温水として貯湯タンクに戻す流水経路が設けられている。これにより、貯湯タンク内の中温水が減少して、冷媒回路の放熱器に低温水が流れるようにすることができるので、冷媒回路のＣＯＰの低下を防止することができる。
【特許文献１】特開２００５−６９６０８号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、上記特許文献１の給湯装置は、中温水を外気によって冷却しているために、外気温が高い場合には、中温水の冷却が充分に行われなかったり、外気温が低すぎる場合は、中温水が過度に冷却されて凍結したりするという問題点があった。つまり、特許文献１の給湯装置においては、貯湯タンク内の中温水の冷却処理が外気温の影響を直接受けるために、中温水の適切な冷却処理がなされない場合があった。
【０００６】
本発明は、かかる点に鑑みてなされたものであり、外気温に影響を受けることなく、貯湯タンク内の貯湯用水に適切な冷却処理を施すことにより、冷媒回路のＣＯＰの低下を防止することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
第１の発明は、放熱器（21）と蒸発器（22）とを備えた蒸気圧縮式冷凍サイクルの冷媒回路（20）と、下部が取出し管（13）を介して上記放熱器（21）に接続され、上部が戻し管（14）を介して上記放熱器（21）に接続され、上記放熱器（21）で加熱された高温水を貯留する貯湯タンク（11）とを備え、上記貯湯タンク（11）に蓄熱された熱量を利用側に供給する給湯装置であって、上記冷媒回路（20）に設けられた補助蒸発器（23）と、上記貯湯タンク（11）の下部に接続され、貯湯タンク（11）内の下部の貯湯用水を上記補助蒸発器（23）で冷却して貯湯タンク（11）の下部に戻す冷却回路（15）とを備えている。そして、上記補助蒸発器（23）は、上記蒸発器（22）の下流側に直列接続されている。
【０００８】
この第１の発明では、上記冷却回路（15）において、上記貯湯タンク（11）内の下部から取り出した貯湯用水を上記補助蒸発器（23）で冷却した後に、上記貯湯タンク（11）の下部に戻すことにより、この冷却された貯湯用水を含む低温の貯湯用水が、上記取出し管（13）を介して上記放熱器（21）に流れる。特に、上記冷媒回路（20）において、上記蒸発器（22）を流れた冷媒によって、上記補助蒸発器（23）で貯湯用水を冷却する。
【０００９】
第２の発明は、放熱器（21）と蒸発器（22）とを備えた蒸気圧縮式冷凍サイクルの冷媒回路（20）と、下部が取出し管（13）を介して上記放熱器（21）に接続され、上部が戻し管（14）を介して上記放熱器（21）に接続され、上記放熱器（21）で加熱された高温水を貯留する貯湯タンク（11）とを備え、上記貯湯タンク（11）に蓄熱された熱量を利用側に供給する給湯装置であって、上記冷媒回路（20）には、貯湯タンク（11）から取出し管（13）を流れる貯湯用水を冷却する補助蒸発器（23）が設けられている。そして、上記補助蒸発器（23）は、上記蒸発器（22）の下流側に直列接続されている。
【００１０】
この第２の発明では、上記貯湯タンク（11）内の下部の貯湯用水を上記取出し管（13）に取出した後に、上記補助蒸発器（23）で冷却することにより、この冷却された貯湯用水が上記放熱器（21）に流れる。特に、上記冷媒回路（20）において、上記蒸発器（22）を流れた冷媒によって、上記補助蒸発器（23）で貯湯用水を冷却する。
【００１１】
第３の発明は、第１又は第２の発明において、上記冷媒回路（20）は、上記補助蒸発器（23）の上流側と下流側とに接続するバイパス回路（28）と、上記蒸発器（22）から流出する冷媒の温度に基づいて、上記蒸発器（22）から流出する冷媒の全てが上記バイパス回路（28）に流れるように上記冷媒回路（20）を切り換える切換手段（51）とを備えている。
【００１２】
この第３の発明では、上記蒸発器（22）を流れた冷媒の温度が所定温度以下である場合、上記蒸発器から流出する冷媒の全てが上記バイパス回路（28）に流れ、上記補助蒸発器（23）における貯湯用水の凍結が防止される。
【００１３】
第４の発明は、放熱器（21）と蒸発器（22）とを備えた蒸気圧縮式冷凍サイクルの冷媒回路（20）と、下部が取出し管（13）を介して上記放熱器（21）に接続され、上部が戻し管（14）を介して上記放熱器（21）に接続され、上記放熱器（21）で加熱された高温水を貯留する貯湯タンク（11）とを備え、上記貯湯タンク（11）に蓄熱された熱量を利用側に供給する給湯装置であって、上記冷媒回路（20）に設けられた補助蒸発器（23）と、上記貯湯タンク（11）の下部に接続され、貯湯タンク（11）内の下部の貯湯用水を上記補助蒸発器（23）で冷却して貯湯タンク（11）の下部に戻す冷却回路（15）とを備えている。更に、上記補助蒸発器（23）で得た貯湯用水の熱量を利用して、上記蒸発器（22）を除霜する除霜運転手段（52）を備えている。
【００１４】
この第４の発明では、上記冷却回路（15）において、上記貯湯タンク（11）内の下部から取り出した貯湯用水を上記補助蒸発器（23）で冷却した後に、上記貯湯タンク（11）の下部に戻すことにより、この冷却された貯湯用水を含む低温の貯湯用水が、上記取出し管（13）を介して上記放熱器（21）に流れる。特に、上記除霜運転手段（52）により、上記蒸発器（22）に霜が付着した場合には、上記補助蒸発器（23）で得た貯湯用水の熱量を利用して、上記蒸発器（23）を除霜する除霜運転を行う。
【００１５】
第５の発明は、放熱器（21）と蒸発器（22）とを備えた蒸気圧縮式冷凍サイクルの冷媒回路（20）と、下部が取出し管（13）を介して上記放熱器（21）に接続され、上部が戻し管（14）を介して上記放熱器（21）に接続され、上記放熱器（21）で加熱された高温水を貯留する貯湯タンク（11）とを備え、上記貯湯タンク（11）に蓄熱された熱量を利用側に供給する給湯装置であって、上記冷媒回路（20）には、貯湯タンク（11）から取出し管（13）を流れる貯湯用水を冷却する補助蒸発器（23）が設けられている。更に、上記補助蒸発器（23）で得た貯湯用水の熱量を利用して、上記蒸発器（22）を除霜する除霜運転手段（52）を備えている。
【００１６】
この第５の発明では、上記貯湯タンク（11）内の下部の貯湯用水を上記取出し管（13）に取出した後に、上記補助蒸発器（23）で冷却することにより、この冷却された貯湯用水が上記放熱器（21）に流れる。特に、上記除霜運転手段（52）により、上記蒸発器（22）に霜が付着した場合には、上記補助蒸発器（23）で得た貯湯用水の熱量を利用して、上記蒸発器（23）を除霜する除霜運転を行う。
【００１７】
第６の発明は、放熱器（21）と蒸発器（22）とを備えた蒸気圧縮式冷凍サイクルの冷媒回路（20）と、下部が取出し管（13）を介して上記放熱器（21）に接続され、上部が戻し管（14）を介して上記放熱器（21）に接続され、上記放熱器（21）で加熱された高温水を貯留する貯湯タンク（11）と、上記貯湯タンク（11）の上部と下部とに接続された１次側回路（32）と、該１次側回路（32）に接続された中間熱交換器（33）と、該中間熱交換器（33）に接続されて熱媒体が循環し、上記貯湯タンクの高温水と熱交換した熱媒体を利用側に供給する２次側回路（34）とを有する利用側回路（39）とを備えた給湯装置であって、上記利用側回路（39）における２次側回路（34）には、中間熱交換器（33）の上流側に熱媒体を冷却するための冷却手段（40）が設けられている。そして、上記冷却手段（40）は、室内に供給される室外空気（OA）を加熱するための換気用熱交換器（40）である。
【００１８】
この第６の発明では、上記１次側回路（32）において貯湯タンク（11）の上部から取り出した高温水を、上記２次側回路（34）において冷却手段（40）により冷却された熱媒体により冷却して、上記貯湯タンク（11）の下部に戻すことにより、この冷却された貯湯用水を含む低温の貯湯用水が、上記取出し管（13）を介して上記放熱器（21）に流れる。特に、上記換気用熱交換器（40）において、上記２次側回路（34）を流れる熱媒体を室外空気（OA）によって冷却して、室内に供給される室外空気（OA）を上記２次側回路（34）を流れる熱媒体によって加熱する。
【００１９】
第７の発明は、第１〜第６の発明の何れか１項において、上記冷媒回路（20）の冷媒は、二酸化炭素である。
【００２０】
この第７の発明では、二酸化炭素が冷媒として充填された冷媒回路（20）において、第１〜第６の発明に示す貯湯用水の冷却を行うことにより、上記冷媒回路（20）の放熱器（21）に低温の貯湯用水を供給する。
【発明の効果】
【００２１】
上記第１及び第４の発明によれば、上記冷却回路（15）において、上記貯湯タンク（11）内の下部の貯湯用水を取り出して上記補助蒸発器（23）で冷却した後に、貯湯タンク（11）の下部に戻すようにしたために、この冷却された貯湯用水を含む低温の貯湯用水を、上記取出し管（13）を介して冷媒回路（20）の放熱器（21）に供給することができる。これにより、上記放熱器（21）では、冷媒が、この低温の貯湯用水と熱交換して充分に冷却されるので、冷媒回路（20）のＣＯＰの低下を防止することができる。
【００２２】
また、上記第２及び第５の発明によれば、上記貯湯タンク（11）内の下部の貯湯用水を上記取出し管（13）に取出して、上記補助蒸発器（23）で冷却するようにしたために、この冷却された低温の貯湯用水を、冷媒回路（20）の放熱器（21）に供給することができる。これにより、上記放熱器（21）では、冷媒が、この低温の貯湯用水と熱交換して充分に冷却されるので、冷媒回路（20）のＣＯＰの低下を防止することができる。
【００２３】
また、上記第１及び第２の発明によれば、上記補助蒸発器（23）を上記蒸発器（22）の下流側に直列接続したために、冷媒を上記蒸発器（22）で蒸発させた後に、上記補助蒸発器（23）で貯湯用水の熱量を利用して蒸発させることができる。これにより、上記冷媒回路（20）の蒸発工程における蒸発能力を向上させることができると共に、上記蒸発器（22）の小型化も図ることができる。
【００２４】
また、上記第３の発明によれば、上記第１及び第２の発明において、上記冷媒回路（20）に、上記バイパス回路（28）と、上記蒸発器（22）から流出する冷媒の温度に基づいて、上記蒸発器（22）から流出する冷媒の全てが上記バイパス回路（28）を流れるように上記冷媒回路（20）を切り換える切換手段（51）とを設けたために、上記蒸発器（22）から流出する冷媒の温度が所定温度以下である場合は、上記蒸発器（22）から流出する冷媒の全量が上記バイパス回路（28）に流れるようにして、所定温度以下の冷媒が、上記補助蒸発器（23）を流れないようにすることができる。これにより、上記補助蒸発器（23）において、冷媒により冷却される貯湯用水が、過度に冷却されて凍結することを防止することができる。
【００２５】
また、上記第４及び第５の発明によれば、上記補助蒸発器（23）で得た貯湯用水の熱量を利用して、上記蒸発器（22）を除霜する除霜運転手段（52）を設けたために、除霜運転用の熱量を供給する熱源手段を別途設けることなく、上記蒸発器（23）を除霜する除霜運転を行うことができる。
【００２６】
また、上記第６の発明によれば、上記２次側回路（34）の中間熱交換器（33）の上流側に冷却手段（40）を設けたために、上記２次側回路（34）を流れる熱媒体を確実に冷却することができる。これにより、上記１次側回路（32）では、上記貯湯タンク（11）の上部から取り出した高温水を、中間熱交換器（33）において、この冷却された熱媒体と熱交換させることにより低温の貯湯用水とした後に、貯湯タンク（11）の下部に戻すことができるので、貯湯タンク（11）内の下部には低温水が滞留する。この結果、低温の貯湯用水を冷媒回路（20）の放熱器（21）に供給することができることから、冷媒回路（20）のＣＯＰが低下することを防止することができる。
【００２７】
また、上記冷却手段（40）を、室内に供給される室外空気（OA）を加熱するための換気用熱交換器（40）としたために、上記換気用熱交換器（40）において、室内に供給される室外空気（OA）を上記２次側回路（34）を流れる熱媒体によって加熱することができると共に、室外空気（OA）によって熱媒体を冷却することができる。そして、換気用熱交換器（40）を別途設ける必要がないので、コストの削減を図ることもできる。
【００２８】
また、上記第７の発明によれば、第１〜第６の発明の何れかにおいて、上記冷媒回路（20）の冷媒を二酸化炭素としたために、二酸化炭素は、他の冷媒と比較して放熱器（21）において冷媒が充分に冷却されないことによるＣＯＰの低下がより大きいので、ＣＯＰの低下の防止効果をより顕著に発揮することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２９】
以下、本発明の実施形態を図面に基づいて詳細に説明する。
【００３０】
《発明の実施形態１》
図１に示すように、本実施形態の給湯装置（1）は、熱源ユニット（3）と、貯湯ユニット（2）とによって構成されている。この給湯装置（1）は、冷媒回路（20）と、貯湯タンク（11）と、利用側回路（39）と、コントローラ（50）とを備えている。
【００３１】
冷媒回路（20）は、熱源ユニット（3）に収納されている。上記冷媒回路（20）は、圧縮機（25）と、放熱器（21）と、電動膨張弁（26）と、蒸発器（22）と、電磁弁（27b）と補助蒸発器（23）とを備え、これらが、この順に直列に接続された閉回路に構成されている。上記冷媒回路（20）には、二酸化炭素が冷媒として充填されている。
【００３２】
上記放熱器（21）は、いわゆるプレート式熱交換器であり、それぞれ、互いに仕切られた第１流路（21a）と第２流路（21b）とを複数ずつ備えている。蒸発器（22）は、いわゆるフィン・アンド・チューブ熱交換器である。
【００３３】
冷媒回路（20）において、圧縮機（25）の吐出側は、放熱器（21）の第１流路（21a）の一端に接続されている。放熱器（21）の第１流路（21a）の他端は、電動膨張弁（26）を介して蒸発器（22）の一端に接続されている。そして、蒸発器（22）の他端は、電磁弁（27a）及び補助蒸発器（23）を介して圧縮機（25）の吸入側に接続されている。
【００３４】
上記貯湯タンク（11）は、略円筒形に形成され、取出し管（13）と、戻し管（14）と、給水配管（30）と、給湯配管（37）と、上記利用側回路（39）の温水回路（32）とが接続されている。
【００３５】
上記取出し管（13）及び上記戻し管（14）は、熱源ユニット（3）と貯湯ユニット（2）とに亘って設けられている。上記貯湯タンク（11）は、取出し口（13a）及び戻し口（14a）とを備え、該取出し口（13a）は貯湯タンク（11）の底部に設けられ、上記戻し口（14a）は貯湯タンク（11）の側面上部に設けられている。上記取出し口（13a）には、上記取出し管（13）の一端が接続され、該取出し管（13）の他端が上記放熱器（21）の第２流路（21b）の一端に接続されている。また、上記取出し管（13）において、上記貯湯タンク（11）の取出し口（13a）付近には、ポンプ（12）が設けられている。一方、上記戻し口（14a）には、上記戻し管（14）の一端が接続され、該戻し管（14）の他端が上記放熱器（21）の第２流路（21b）の他端に接続されている。
【００３６】
上記貯湯タンク（11）は、給水入口（30a）と給湯出口（37a）とを備え、該給水入口（30a）は上記貯湯タンク（11）の底部に設けられ、上記給湯出口（37a）は上記貯湯タンク（11）の上面に設けられている。そして、上記給水配管（30）は、上記貯湯タンク（11）の給水入口（30a）に接続され、上記給湯配管（37）は上記貯湯タンクの給湯出口（37a）に接続されている。
【００３７】
上記利用側回路（39）は、上記温水回路（32）と循環水回路（34）とから構成されいる。上記貯湯タンク（11）は、高温水出口（32a）と温水戻し口（32b）とを備え、該高温水出口（32a）は貯湯タンク（11）の側面上部に設けられ、上記温水戻し口（32b）は貯湯タンク（11）の側面下部に設けられている。上記温水回路（32）は、貯湯タンク（11）の高温水出口（32a）と温水戻し口（32b）とに接続されて、上記貯湯タンク（11）の上部と下部とに接続された１次側回路を構成している。上記温水回路（32）は、中間熱交換器（33）とポンプ（35）とを備えている。上記中間熱交換器（33）は、いわゆるプレート式熱交換器により構成され、互いに仕切られた第１流路（33a）と第２流路（33b）とを複数ずつ備えている。そして、上記貯湯タンク（11）の高温水出口（32a）は、中間熱交換器（33）の第１流路（33a）の一端に接続され、該第１流路（33a）の他端は、ポンプ（35）を介して温水戻し口（32b）に接続されている。
【００３８】
上記循環水回路（34）は、熱媒体として水が充填された熱媒体回路であり、上記中間熱交換器（33）の第２流路（33b）の両端に接続され、暖房用放熱部（38）とポンプ（36）とを備えている。具体的には、上記循環水回路（34）においては、上記中間熱交換器（33）の第２流路（33b）の一端が上記暖房用放熱部（38）の一端に接続され、該暖房用放熱部（38）の他端は、ポンプ（36）を介して中間熱交換器（33）の他端に接続されている。つまり、上記循環水回路（34）は、上記貯湯タンク（11）から温水回路（32）に流れる高温水と中間熱交換器（33）を介して熱交換した水を利用側に供給する２次側回路に構成されている。そして、上記暖房用放熱部（38）における暖房対象は、例えば、床暖房や風呂湯の追い炊きなどが例示されるが、暖房対象の種類や個数は特に限定されない。
【００３９】
次に、本発明の特徴とする上記補助蒸発器（23）と、貯湯タンク（11）に接続された冷却回路（15）について説明する。上記補助蒸発器（23）は、いわゆるプレート式熱交換器であり、それぞれ、互いに仕切られた第１流路（23a）と第２流路（23b）とを複数ずつ備えている。そして、上記補助蒸発器（23）の第１流路（23a）の一端は、電磁弁（27a）を介して蒸発器（22）に接続され、上記第１流路（23a）の他端は、圧縮機（25）の吸入側に接続されている。なお、上記電磁弁（27a）は開閉可能に構成されている。
【００４０】
上記冷却回路（15）は、熱源ユニット（3）と貯湯ユニット（2）とに亘って設けられている。上記貯湯タンク（11）は、中温水出口（15a）と低温水戻し口（15b）とを備え、該中温水出口（15a）は該貯湯タンク（11）の側面下部に設けられ、上記低温水戻し口（15b）は上記貯湯タンク（11）の底面に設けられている。上記冷却回路（15）は、上記貯湯タンク（11）の中温水出口（15a）と低温水戻し口（15b）とに接続して設けられ、ポンプ（18）を備えている。
【００４１】
具体的には、上記冷却回路（15）では、貯湯タンク（11）の中温水出口（15a）が、上記補助蒸発器（23）の第２流路（23b）の一端に接続され、該第２流路（23b）の他端が、ポンプ（18）を介して上記貯湯タンク（11）の低温水戻し口（15b）に接続されている。なお、上記貯湯タンク（11）における中温水出口（15a）及び低温水戻し口（15b）の位置高さは、上記貯湯タンク（11）の下部であればよく、特に限定されないが、中温水出口（15a）は、低温水戻し口（15b）よりも高い位置に設けられていることが好ましい。
【００４２】
また、冷媒回路（20）では、電磁弁（27b）の上流側と補助蒸発器（23）の下流側とに接続するバイパス回路（28）が設けられ、該バイパス回路（28）には、バイパス弁（27a）が設けられている。上記バイパス回路（28）により、上記蒸発器（22）は、補助蒸発器（23）をバイパスして、圧縮機（25）の吸入側に接続されている。なお、上記バイパス弁（27a）は開閉可能に構成されている。
【００４３】
上記コントローラ（50）は、給湯装置（1）を運転させるための運転手段であり、流路切換部（51）と、除霜運転部（52）とを備えている。上記流路切換部（51）は、冷媒回路（20）の蒸発器（22）から流出する冷媒の温度に基づいて、上記蒸発器（22）から流出する冷媒の全てが、上記補助蒸発器（23）及び上記バイパス回路（28）の何れかに流れるように上記冷媒回路（20）を切り換える切換手段に構成されている。また、上記除霜運転部（53）は、上記補助蒸発器（23）で得た貯湯用水の熱量を利用して、上記蒸発器（22）を除霜する除霜運転手段に構成されている。
【００４４】
なお、図示しないが、上記蒸発器（22）の冷媒出口付近には、冷媒温度を測定するための温度計が設けられている。
【００４５】
−運転動作−
上記給湯装置（1）は、給湯運転と利用運転と除霜運転とを行う。上記給湯運転は、上記貯湯タンク（11）内に熱量を蓄熱する運転である。上記利用運転は、上記貯湯タンク（11）内に蓄熱された熱量を利用側に供給する運転である。上記除霜運転は、冷媒回路（20）において、霜が付着した蒸発器（22）の除霜を行う除霜運転である。以下、上記３つの運転時における動作を順に説明する。
【００４６】
〈給湯運転〉
まず、給湯装置（1）の給湯運転について説明する。
【００４７】
上記冷媒回路（20）では、圧縮機（25）を運転すると、冷媒回路（20）内の冷媒が循環して蒸気圧縮式冷凍サイクルが行われる。この冷媒回路（20）では、超臨界状態の領域を含む冷凍サイクルが行われる。
【００４８】
そして、上記冷媒回路（20）では、上記流路切換部（51）により、該蒸発器（22）から流出される冷媒の温度が所定温度（例えば０℃）以上である場合は、冷媒が上記蒸発器（22）を流れた後に補助蒸発器（23）を流れる第１運転を行い、上記蒸発器（22）から流出される冷媒の温度が所定温度より低い場合は、冷媒が上記蒸発器（22）を流れた後にバイパス回路を流れる第２運転を行うように切り換えられる。
【００４９】
具体的には、上記冷媒回路（20）では、第１運転時において、上記流路切換部（51）により、バイパス弁（27a）が全閉状態となり、電磁弁（27b）が全開状態となる。そして、上記冷媒回路（20）では、圧縮機（25）から吐出された冷媒が、放熱器（21）の第１流路（21a）を流れて、第２流路（21b）を流れる貯湯用水に放熱する。放熱器（21）で放熱した冷媒は、電動膨張弁（26）を通過する際に減圧されて、蒸発器（22）を流れて外気から吸熱する。蒸発器（22）から流出した冷媒は、補助蒸発器（23）の第１流路（23a）を流れて、後述する第２流路（23b）を流れる中温水から吸熱して蒸発する。冷媒は、このように、蒸発器（22）と補助蒸発器（23）で段階的に蒸発した後に、圧縮機（25）に吸入されて圧縮される。このようにして、第１運転時においては、上記冷媒回路（20）は、外気と、補助蒸発器（23）の第２流路（23b）を流れる中温水とを熱源としたヒートポンプを構成する。
【００５０】
また、上記冷媒回路（20）では、第２運転時において、上記流路切換部（51）により、バイパス弁（27a）が全開状態となり、電磁弁（27b）が全閉状態となる。これにより、蒸発器（22）を流れた冷媒の全量が、バイパス回路（28）に流れる。つまり、上記冷媒回路（20）では、冷媒が上記補助蒸発器（23）の第１流路（23a）には流れない。このようにして、第２運転時においては、上記冷媒回路（20）は、外気のみを熱源としたヒートポンプを構成する。
【００５１】
なお、蒸発器（22）から流出される冷媒の温度は、冷媒が蒸発器（22）で熱交換する外気温により影響を受けるので、予め蒸発器（22）から流出する冷媒の温度と外気温との相関等を調べることにより、外気温に基づいて冷媒回路の流路を切り換えを行うようにしてもよい。
【００５２】
上記貯湯タンク（11）では、該貯湯タンク（11）の底部の給水入口（30a）から、給水配管（30）を介して低温水が給水されることにより、貯湯タンク（11）内の下部に低温水が滞留している。上記貯湯タンク（11）の取出し管（13）に設けられたポンプ（12）の運転が開始すると、上記貯湯タンク（11）内の下部に滞留した低温水が取出し口（13a）から取出し管（13）に流出する。そして、この低温水は、取出し管（13）を流れて、放熱器（21）の第２流路（21b）に流入し、その第１流路（21a）を流れる冷媒によって加熱されて高温水となる。該高温水は上記戻し管（14）を流れて、上記貯湯タンク（11）の戻し口（14a）から貯湯タンク（11）内に戻される。このようにして、貯湯タンク（11）の上部には高温水が滞留する。なお、この高温水の温度は、例えば６０〜９０℃であるが、特に限定されない。
【００５３】
上記貯湯タンク（11）においては、給水配管（30）により底部から低温水が供給され、戻し管（14）により側面上部から高温水が流入することと、水温によるに水の密度差とにより、貯湯タンク（11）内の上部から下部にかけて、貯湯用水の高温水層、中温水層、及び低温水層が形成されている。上記中温水層は、例えば、給湯にも暖房にも利用することができないような３０〜４０℃程度の中温水の層であり、貯湯タンク（11）の中間高さよりやや下の位置から下部にかけて位置しているが、温度や位置は特に限定されない。そして、高温水層は中温水より高い温度の水の層であり、低温水層は中温水より低い温度の水の層である。
【００５４】
上記冷却回路（15）においては、ポンプ（18）を運転すると、上記貯湯タンク（11）内の中温水層に滞留している中温水が、上記貯湯タンク（11）の下部側面の中温水出口（15a）から流出して、補助蒸発器（23）の第２流路（23b）へ流入し、第１流路（23a）を流れる冷媒によって冷却されて低温水となる。そして、この低温水は、上記貯湯タンク（11）の低温水戻し口（15b）から該貯湯タンク（11）へ流入する。これにより、上記貯湯タンク（11）内においては、中温水が減少すると共に、下部には低温水が滞留する。
【００５５】
なお、上記冷媒回路（20）の第２運転時には、補助蒸発器（23）の第１流路（23a）に冷媒が流れないので、冷却回路（15）のポンプ（18）を停止しておいてもよい。
【００５６】
〈利用運転〉
次に、上記給湯装置（1）の利用運転について説明する。
【００５７】
上記利用運転では、貯湯タンク（11）内の高温水を利用側に直接給湯する運転と、利用側回路（39）において、貯湯タンク（11）内の高温水の熱量を暖房対象に間接的に供給する運転とを行う。
【００５８】
高温水を利用側に直接給湯する運転では、高温水が上記貯湯タンク（11）の給湯出口（37a）から給湯配管（37）を流れて、利用側に供給される。
【００５９】
暖房対象に熱量を供給する運転は、上記利用側回路（39）により行われる。具体的には、上記温水回路（32）のポンプ（35）を運転すると、貯湯タンク（11）の高温水出口（32a）から高温水が流出して、中間熱交換器（33）の第１流路（33a）に流入する。上記高温水は、上記中間熱交換器（33）の第１流路（33a）を流れて、第２流路（33b）を流れる循環水に放熱して冷却され、上記貯湯タンク（11）の温水戻し口（32b）から該貯湯タンク（11）内に戻される。
【００６０】
そして、上記循環水回路（34）においては、ポンプ（36）を運転すると循環水が循環する。具体的には、上記循環水回路（34）では、循環水が、中間熱交換器（33）の第２流路（33b）の一端から流出した後に、暖房用放熱部（38）で放熱して温度低下する。そして、この温度低下した循環水が、上記中間熱交換器（33）の他端から第２流路（33b）に流入して、第１流路（33a）を流れる高温水により加熱される。その後、この加熱された循環水は、再度、暖房用放熱部（38）を流れて、循環を繰り返す。
【００６１】
そして、上記暖房用放熱部（38）における暖房対象が床暖房や風呂の追い炊きなど比較的低負荷である場合は、循環水の上記暖房用放熱部（38）における放熱が少なくなるために、循環水はあまり冷却されない。これにより、この温度低下の少ない循環水が中間熱交換器（33）の第２流路（33b）に流入するために、温水回路（32）の高温水は、中間熱交換器（32）で循環水に放熱しても、充分に冷却されずに、温度低下が少ない中温水となって貯湯タンク（11）内に流入する。これにより、貯湯タンク（11）内の中温水は増加する。
【００６２】
〈除霜運転〉
次に、除霜運転部（52）による冷媒回路（20）の除霜運転について説明する。
【００６３】
冷媒回路（20）による給湯運転を続けると、外気が低温である場合は、蒸発器（22）に霜が付着し、冷媒と外気との熱交換が阻害される。そこで、上記給湯装置（1）では、例えば所定時間毎に除霜運転が行われる。
【００６４】
除霜運転時においては、取出し管（13）のポンプ（12）の運転が停止しており、取出し管（13）、放熱器（21）の第２流路（21b）、戻し管（14）内の貯湯用水の流れは停止している。また、冷却回路（15）のポンプ（18）は運転しており、冷却回路（15）においては、貯湯用水が流れている。
【００６５】
除霜運転が開始すると、上記冷媒回路（20）では、除霜運転部（52）により、バイパス弁（27a）が全閉状態となり、電磁弁（27b）と電動膨張弁（26）とが全開状態となる。そして、圧縮機（25）が運転を開始し、冷媒が冷媒回路（20）を循環する。冷媒は補助蒸発器（23）の第１流路（23a）を流れて、その第２流路（23b）を流れる中温水から吸熱して高温の冷媒となった後に、圧縮機（25）に吸入されて圧縮されることにより、さらに高温の冷媒となる。その後、冷媒は、放熱器（21）の第１流路（21a）を流れて、その第２流路（21b）の貯湯用水の流れが停止しているために、高温の状態を維持したまま、電動膨張弁（27）へと流れる。電動膨張弁（27）は全開状態であるので、冷媒は殆ど温度低下することなく、蒸発器（22）へと流れる。このように、上記蒸発器（22）には、高温の冷媒が流入して、該冷媒が該蒸発器（22）に付着している霜を溶かして冷却される。その後、冷媒は、上記蒸発器（22）から流出して、上記補助蒸発器（23）の第１流路（23a）に流入する。
【００６６】
−実施形態１の効果−
本実施形態では、冷却回路（15）において、上記貯湯タンク（11）の下部側面の中温水出口（15a）から中温水を取り出して、冷媒回路（20）の補助蒸発器（23）で冷却して低温水とし、該低温水を上記貯湯タンク（11）の底部の低温水戻し口（15b）から該貯湯タンク（11）内に戻すようにしたために、貯湯タンク（11）内の中温水を確実を減少させると共に、貯湯タンク（11）内の下部には、低温水のみを滞留させることができる。これにより、貯湯タンク（11）の底部の取出し口（13a）から取出し管（13）に、確実に低温水を取り出すことができるので、冷媒回路（20）の放熱器（21）の第２流路（21b）には、確実に低温水を供給することができる。この結果、冷媒回路（20）においては、放熱器（21）の第１流路（21a）を流れる冷媒が第２流路（21b）を流れる低温水によって確実に冷却することができることから、上記冷媒回路（20）のＣＯＰの低下を防止することができる。
【００６７】
また、冷媒回路（20）の冷媒として二酸化炭素を用いているために、他のフロン冷媒等を用いた場合と比較して、より顕著に、このＣＯＰ低下防止の効果を発揮することができる。
【００６８】
つまり、図２及び図３に、二酸化炭素及びＲ４１０Ａの蒸気圧縮式冷凍サイクルのモリエル線図（圧力−エンタルピ線図）を示すように、冷媒回路（20）の冷媒は、圧縮機（25）によって、Ａ点まで圧縮された後に、放熱器でＢ点まで冷却される。その後、Ｃ点まで減圧された冷媒は、蒸発器（22）でＤ点まで加熱されて圧縮機（25）に戻る。そして、低温水の場合、放熱器（21）の出口がＢ点であるが、中温水の場合はＥ点となり、Ｆ点まで減圧された後に、蒸発器（22）でＤ点まで加熱されて圧縮機（25）に戻る。
【００６９】
ここで、ＣＯＰは、冷媒の圧縮動力に対する放熱器での放熱量であるので、Ａ、Ｂ、Ｄ、Ｅ点におけるエンタルピを、それぞれ、ｈＡ、ｈＢ、ｈＤ、ｈＥとすると、低温水が放熱器に流れた場合のＣＯＰは、（ｈＡ−ｈＢ）／（ｈＡ−ｈＤ）となり、中温水が放熱器に流れた場合のＣＯＰは、（ｈＡ−ｈＥ）／（ｈＡ−ｈＤ）となる。図２及び図３に示すように、二酸化炭素は、Ｒ４１０と比べて、中温水の場合の放熱量（ｈＡ−ｈＥ）が、低温水の場合の放熱量（ｈＡ−ｈＢ）に比べて非常に小さくなるので、中温水が放熱器に流れることによるＣＯＰの低下が大きくなる。このような二酸化炭素の特性により、ＣＯＰの低下防止効果をより顕著に発揮することができる。
【００７０】
また、冷媒回路（20）において、補助蒸発器（23）を設けて、該補助蒸発器（23）における熱源として貯湯タンク（11）内の中温水を利用することにより、蒸発工程における蒸発能力の向上を図ることができると共に、蒸発器（22）の小型化も図ることができる。
【００７１】
また、上記給湯装置は、冷媒回路（20）の補助蒸発器（23）の上流側と下流側とをバイパスするバイパス回路（28）と、流路切換部（51）とにより、蒸発器（22）から流出する冷媒の温度に基づいて、冷媒の全量がバイパス回路（28）を流れるようにしたために、蒸発器（22）から流出した冷媒温度が所定温度以下となる場合は、該蒸発器（22）から流出した冷媒の全量をバイパス回路（28）に流すことができる。これにより、補助蒸発器（23）の第１流路（23a）に低温の冷媒が流れて、その第２流路（23b）を流れる冷却回路（15）の中温水が過度に冷却されて凍結することを防止することができる。
【００７２】
また、上記給湯装置（1）は、除霜運転部（52）により、上記補助蒸発器（23）の第１流路（23a）を流れる冷媒が、第２流路（23b）を流れる中温水から得た熱量を利用して除霜運転を行うようにしたために、蒸発器（22）の除霜を効率的に行えると共に、貯湯タンク（11）内の中温水を減少させることができる。また、蒸発器（22）の除霜運転手段を別途設ける必要がないので、コストの削減を図ることができる。
【００７３】
《発明の実施形態２》
本実施形態は、上記実施形態１では、冷却回路（15）において、貯湯タンク（11）内の中温水を取り出して、冷媒回路（20）の補助蒸発器（23）で冷却して低温水とした後に、貯湯タンク（11）の底部から戻したのに代わり、冷却回路（15）を設けず、貯湯タンク（11）から取出し管（13）に流れた貯湯用水を、冷媒回路（20）の補助蒸発器（23）で冷却した後に、上記冷媒回路（20）の放熱器（21）に供給するものである。
【００７４】
具体的には、図４に示すように、上記補助蒸発器（23）は、上記取出し管（13）の途中に設けられおり、貯湯タンク（11）の取出し口（13a）は、取出し管（13）を介して補助蒸発器（23）の第２流路（23b）の一端に接続され、該第２流路（23b）の他端は、取出し管（13）を介して上記放熱器（21）の第２流路（21b）の一端に接続されている。そして、上記放熱器（21）の第２流路（21b）の他端は、戻し管（14）を介して貯湯タンク（11）の戻し口（14a）に接続されている。
【００７５】
上記貯湯タンク（11）内の下部の貯湯用水は、取出し口（13a）から取出し管（13）に流れて、補助蒸発器（23）の第２流路（23b）を流入し、第１流路（23a）を流れる冷媒によって冷却されて低温水となった後に、放熱器（21）の第２流路（21b）を流れる。該放熱器（21）では、この低温水が、第１流路（21a）を流れる冷媒により加熱されて高温水となり、第１流路（21a）を流れる冷媒が、その第２流路（21b）を流れる低温水により確実に冷却される。そして、放熱器（21）の第２流路（21b）から流出した高温水が、戻し管（14）を流れて戻し口（14a）から貯湯タンク（11）内に貯留される。
【００７６】
なお、図４に示す冷媒回路においては、上記実施形態１と同様に、補助蒸発器（23）が蒸発器（22）の下流に直列接続されているが、上記実施形態１の変形例と同様に、蒸発器（22）と補助蒸発器（23）とが並列接続されていてもよい。
【００７７】
その他の構成、作用及び効果においては、実施形態１と同じである。
【００７８】
−実施形態２の効果−
本実施形態では、貯湯タンク（11）の取出し口（13a）から取出し管（13）に流れた貯湯用水が、補助蒸発器（23）の第２流路（23b）を流れて、第１流路（23a）を流れる冷媒によって冷却されて確実に低温水となり、この低温水を放熱器（21）の第２流路（21b）に直接供給することができる。これにより、放熱器（21）の第１流路（21a）を流れる冷媒は、その第２流路（21b）を流れる低温水により確実に冷却されるので、冷媒回路（20）におけるＣＯＰの低下を防止することができる。
【００７９】
また、本実施形態においては、冷却回路（17）を設けることなく、補助蒸発器（23）の第２流路（23b）から流出した低温水を、放熱器（21）に直接供給するようにしたために、工程が簡素化されると共に、コストの削減を図ることができる。また、補助蒸発器（23）で冷却して生成した低温水を貯湯タンク（11）に戻さないために、該貯湯タンク（11）内でこの低温水が中温水と混合してしまう虞がない。これにより、放熱器（21）には確実に冷却された貯湯用水が流入するので、冷媒回路（20）のＣＯＰの低下を確実に防止することができる。
【００８０】
《発明の実施形態３》
本実施形態は、図５に示すように、上記実施形態１の給湯装置（1）が、貯湯タンク（11）内の貯湯用水を、冷媒回路（20）の補助蒸発器（23）により冷却することにより、放熱器（21）に低温の貯湯用水を供給したことに代わり、冷媒回路（20）に補助蒸発器（23）を設けずに、利用側回路（39）の循環水回路（34）において、中間熱交換器（33）の上流側に換気用熱交換器（40）を設けたものである。上記換気用熱交換器（40）は、室内に供給される室外空気（OA）を加熱すると共に、該室外空気（OA）により循環水を冷却する冷却手段に構成されている。
【００８１】
具体的には、循環水回路（34）において、中間熱交換器（33）の上流側に換気用熱交換器（40）が設けられ、暖房用放熱部（38）で放熱した循環水が、上記換気用熱交換器（40）を流れた後に、ポンプ（36）を介して中間熱交換器（33）の第２流路（33b）に流入するように構成されている。このような構成により、暖房対象が、例えば、床暖房や風呂湯の追い炊きのように比較的低負荷であるために、循環水が暖房用放熱部（38）で充分に放熱していない場合であっても、循環水は、換気用熱交換器（40）を流れる際に、室内に取り込まれる室外空気（OA）によって冷却されて低温の循環水となる。そして、この低温の循環水は、中間熱交換器（33）の第２流路（33b）に流れて、その第１流路（33a）を流れる高温水により加熱されて、暖房用放熱部（38）へと送られる。
【００８２】
一方、温水回路（32）では、高温水が上記中間熱交換器（33）の第１流路（33a）を流れて、その第２流路（33b）を流れる循環水により冷却される。そして、本実施形態では、第２流路（33b）を流れる循環水が、換気用熱交換器（40）を流れることにより冷却されて、低温の循環水となっているために、第１流路（33b）を流れる高温水は、充分に冷却された低温水となる。そして、この低温水は、上記貯湯タンク（11）の温水戻し口（32b）から貯湯タンク（11）内に流入し、貯湯タンク（11）内の下部には低温水が滞留する。
【００８３】
なお、本実施形態では、上記温水回路（33）から貯湯タンク（11）の温水戻し口（32b）から中温水が流入することなく、低温水が流入するために、冷媒回路（20）に補助蒸発器（23）を設けていない。しかしながら、貯湯タンク（11）内には、水温による密度差及び、下部から給水されて、上部から高温水が供給されることにより、高温水層、中温水層、及び低温水層は形成されているために、この中温水を取り出して冷却するために、冷媒回路（20）に補助蒸発器（23）を設けてもよい。
【００８４】
−実施形態３の効果−
本実施形態では、循環水回路（34）において、中間熱交換器（33）の上流側に換気用熱交換器（40）を設けたために、仮に、循環水が暖房放熱器（38）において充分に放熱していない場合であっても、換気用熱交換器（40）において室内に取り込まれる室外空気（OA）により冷却して低温の循環水とすることができる。これにより、温水回路（32）の高温水は中間熱交換器（33）の第１流路（33a）を流れる際に、その第２流路（33b）を流れる低温の循環水により充分に冷却されて低温水となるので、温水回路（32）から貯湯タンク（11）には、貯湯タンクの側面下部の温水戻し口（32b）から低温水を戻すことができることから、貯湯タンク（11）内の下部には低温水が滞留させることができる。この結果、貯湯タンク（11）の底部の取出し口（13a）から取出し管（13）に低温水が流出し、冷媒回路（20）の放熱器（21）における第２流路（21b）には低温水が流れるので、この低温水により、第１流路（21a）を流れる冷媒を充分に冷却して、冷媒回路（20）のＣＯＰの低下を防止することができる。
【００８５】
また、循環水回路（34）の換気用熱交換器（40）において、暖房用放熱部（38）で放熱した循環水の余熱を利用して、換気用の室外空気（OA）を加熱するようにしたために、換気用の室外空気（OA）を加熱する熱源を別途設ける必要が無くなり、コストの削減を図ることができる。
【００８６】
その他の構成、作用及び効果は、実施形態１と同じである。
【００８７】
《その他の実施形態》
上記実施形態については、以下のような構成としてもよい。
【００８８】
上記実施形態１においては、冷媒回路（20）の冷媒として二酸化炭素を充填したが、
上記第１、第２及び第７の発明においては、二酸化炭素以外の冷媒を充填してもよく、この場合であっても、蒸気圧縮式冷凍サイクルの冷媒回路のＣＯＰの低下を防止することができる。
【００８９】
また、上記実施形態１の冷却回路（15）では、上記貯湯タンク（11）の中温水を取り出して、上記補助蒸発器（23）で冷却した低温水として、上記貯湯タンク（11）に戻したが、冷却回路（15）に取り出す中温水の温度は特に限定されず、さらに、低温水を取り出してもよい。冷却回路（15）に、低温水を取り出す場合は、上記補助蒸発器（23）で、さらに冷却された低温水とする。
【００９０】
また、上記実施形態１においては、バイパス回路（28）と流路切換部（51）を設け、蒸発器（22）から流出する冷媒の温度に基づいて、冷媒の全てがバイパス回路（28）を流れるようにしたが、上記第１の発明においては、バイパス回路（28）と流路切換部（51）を設けずに、常に、蒸発器（22）を流れた冷媒が補助蒸発器（23）を流れるように構成してもよい。また、上記除霜運転部（52）を設けて除霜運転を行うようにしたが、上記第１の発明においては、除霜運転部（52）を設けずに、冷媒回路（20）が常に蒸気圧縮式冷凍サイクルの運転を行うようにしてもよい。
【００９１】
また、利用側回路（39）の循環水回路（34）では、暖房用放熱部（38）の暖房対象として、床暖房と風呂湯の追い炊きを例示したが、暖房対象はこれらに限られない。また、循環水回路（34）の冷却手段は、換気用熱交換器（40）に限られず、例えば、換気を行わない室内空調機であってもよい。
【００９２】
また、上記実施形態１の給湯装置（1）の冷媒回路（20）や貯湯タンク（11）の構成は特に限定されない。冷媒回路（20）は、蒸気圧縮式冷凍サイクルの冷媒回路であればよく、放熱器（21）と補助蒸発器（23）は冷媒と貯湯用水が熱交換を行う構成であれば、プレート式熱交換器でなくてもよいし、蒸発器（22）はフィン・アンド・チューブ熱交換器でなくてもよい。
【００９３】
また、貯湯タンク（11）に接続する取出し管（13）と、冷却回路（15）は、貯湯タンク（11）の下部に接続されていればよく、戻し管（14）は貯湯タンク（11）の上部に接続されていればよく、接続位置は特に限定されない。そして、上記実施形態１及び２においては、貯湯タンク（11）に接続した温水回路（32）の接続位置は特に限定されず、さらに、実施形態１においては、利用側回路（39）がなく、貯湯タンク（11）に温水回路（32）が接続されていなくてもよい。
【００９４】
なお、以上の実施形態は、本質的に好ましい例示であって、本発明、その適用物、あるいはその用途の範囲を制限することを意図するものではない。
【産業上の利用可能性】
【００９５】
以上説明したように、本発明は、蒸気圧縮式冷凍サイクルの冷媒回路と貯湯タンクとを備える給湯装置において有用である。
【図面の簡単な説明】
【００９６】
【図１】実施形態１に係る給湯装置の概略構成図である。
【図２】二酸化炭素を冷媒として用いた冷媒回路における蒸気圧縮式冷凍サイクルのモリエル線図（圧力−エンタルピ線図）である。
【図３】Ｒ４１０Ａを冷媒として用いた冷媒回路における蒸気圧縮式冷凍サイクルのモリエル線図（圧力−エンタルピ線図）である。
【図４】実施形態２に係る給湯装置の概略構成図である。
【図５】実施形態３に係る給湯装置の概略構成図である。
【符号の説明】
【００９７】
1     給湯装置
11    貯湯タンク
13    取出し管
14    戻し管
20    冷媒回路
21    放熱器
22    蒸発器
23    補助蒸発器
28    バイパス回路
32    温水回路（１次側回路）
33    中間熱交換器
34    循環水回路（２次側回路）
39    利用側回路
40    換気用熱交換器（冷却手段）
51    流路切換部（切換手段）
52    除霜運転部（除霜運転手段）
【手続補正３】
【補正対象書類名】図面
【補正対象項目名】図４
【補正方法】変更
【補正の内容】
【図４】
2007010207.tif 000009
【手続補正４】
【補正対象書類名】図面
【補正対象項目名】図５
【補正方法】変更
【補正の内容】
【図５】
2007010207.tif 000010
【手続補正５】
【補正対象書類名】図面
【補正対象項目名】図６
【補正方法】削除
【補正の内容】