(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
貯水槽内に満水状態で貯えられた貯水を、動力源の冷却水を高温流体とする温水熱交換器の低温流体として、前記貯水槽の下部に設けられた出水口を介して前記温水熱交換器内を通過させるとともに、前記貯水槽の上部に設けられた入水口を介して前記貯水槽内に戻すことにより、前記貯水槽内に貯えられた貯水の温度を高くし、前記貯水槽の下部に設けられた給水口を介して前記貯水槽内に水道水を流入させることにより、前記貯水槽の上部に設けられた給湯口を介して前記貯水槽内に貯えられた貯水を給湯水として供給する給湯設備を有するヒートポンプ給湯冷暖房装置において、
前記貯水槽の出水口から前記温水熱交換器に向かう貯水に対して前記温水熱交換器内を通過した直後の貯水を混合する自動温度調整弁と、
前記貯水槽の出水口から前記自動温度調整弁までの間にある貯水の温度を検出するサーミスタと、
前記温水熱交換器及び室外熱交換器と接続され冷媒を循環する室内機と、
前記温水熱交換器と前記室外熱交換器との間の前記冷媒の流れを遮断する遮断弁と、が設けられ、
前記冷媒は前記温水熱交換器の高温流体として使用され、
前記サーミスタが検出する温度が所定温度以上になったことを条件として、前記遮断弁で前記冷媒の流れを遮断することを特徴とするヒートポンプ給湯冷暖房装置。
【請求項２】
請求項１に記載するヒートポンプ給湯冷暖房装置において、
前記温水熱交換器から前記貯水槽の出水口に向かう貯水の水圧を制御する圧力調整弁を備えたことを特徴とするヒートポンプ給湯冷暖房装置。
【請求項３】
請求項１又は請求項２に記載するヒートポンプ給湯冷暖房装置において、
暖房運転時に高温高圧に圧縮された冷媒を前記温水熱交換器の高温流体とすることを特徴とするヒートポンプ給湯冷暖房装置。
【請求項４】
請求項１乃至請求項３のいずれか一つに記載するヒートポンプ給湯冷暖房装置において、
前記動力源が熱機関であることを特徴とするヒートポンプ給湯冷暖房装置。
【請求項５】
請求項４に記載するヒートポンプ給湯冷暖房装置において、
前記熱機関の燃料がガスであることを特徴とするヒートポンプ給湯冷暖房装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、動力源の冷却水の廃熱を熱源として利用した給湯設備を有するヒートポンプ給湯冷暖房装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来より、冷媒で熱を低温側から高温側へ移動させるヒートポンプの原理を使用して、冷房と暖房を行うヒートポンプ給湯冷暖房装置がある。ここでは、図４に、かかるヒートポンプ給湯冷暖房装置の一例を示し、その概要を説明する。
【０００３】
図４のヒートポンプ給湯冷暖房装置１００では、室外機１０１内において、動力源で熱機関であるガスエンジン１０２により圧縮機１０３を駆動させることによって、冷媒を高温・高圧のガスの状態にしている。そして、暖房運転時には、高温・高圧のガスの状態にある冷媒は、２台の室内機１１０Ａ、１１０Ｂの室内熱交換器１１１Ａ、１１１Ｂによって凝縮される。このとき、冷媒の凝縮熱によって、室内空気は加熱されて温風となり、暖房効果が生じる。
【０００４】
そして、室内機１１０Ａ、１１０Ｂの室内熱交換器１１１Ａ、１１１Ｂによって凝縮された冷媒は、膨張弁１０４によって蒸発し易い状態にまで減圧された後、第１室外熱交換器１０５において外気から熱を奪って蒸発する。また、第２室外熱交換器１１９においてもガスエンジン１０２の冷却水から熱を奪って蒸発する。そして、第１室外熱交換器１０５、第２室外熱交換器１１９で蒸発した冷媒は、再び圧縮機１０３に戻る。その後は、上述したサイクルを繰り返す。
【０００５】
また、冷媒の圧力に対しては、高圧センサー１０６と低圧センサー１０４を介して、ガスエンジン１０２の回転数を制御することにより、異常に高くなったり低くなったりすることを回避している。また、室内機１１０Ａ、１１０Ｂには、室内熱交換器１１１Ａ、１１１Ｂ専用の膨張弁１１２Ａ、１１２Ｂと遮断弁１１３Ａ、１１３Ｂが設けられている。尚、冷房運転時には、四方弁１０８の切り替えにより、冷媒の流れを逆とするが、そのときの冷媒のサイクルの説明については省略する。
【０００６】
また、ガスエンジン１０２の冷却水については、三方弁１２１、１２２を介して、ラジエータ１２０や上述した第２室外熱交換器１１９に送られて冷却されており、三方弁１２３を介して、再びガスエンジン１０２に戻るサイクルで循環している。また、三方弁１２１、１２２を介して、後述する温水熱交換器１４１にも送られて冷却されており、三方弁１２３を介して、再びガスエンジン１０２に戻るサイクルで循環している。
【０００７】
さらに、ヒートポンプ給湯冷暖房装置１００は、以下に説明する給湯設備を有している。すなわち、温水利用ユニット１４０内に、ガスエンジン１０２の冷却水を高温流体とするとともに貯水槽１３０（容量が約３０リットルのもの）内に満水状態で貯えられた貯水を低温流体とする温水熱交換器１４１を有しており、貯水槽１３０内に満水状態で貯えられた貯水については、貯水槽１３０の下部に設けられた出水口１３１を介して、循環ポンプ１４２によって温水熱交換器１４１内を通過させている。
【０００８】
そして、温水熱交換器１４１内を通過した貯水を、貯水槽１３０の上部に設けられた入水口１３２を介して貯水槽１３０内に戻すことにより、貯水槽１３０内に満水状態で貯えられた貯水の温度を給湯値にまで高くしている。その後、水道水を、水道メータ１３４、減圧弁１３５、貯水槽１３０の下部に設けられた給水口１３３を介して、貯水槽１３０内の下部へ流入させることより、貯水槽１３０内に満水状態で貯えられた貯水を、貯水槽１３０の上部に設けられた給湯口１３６を介して、給湯値の温度を有した給湯水として供給することができる。
【０００９】
従って、ヒートポンプ給湯冷暖房装置１００の給湯設備は、ガスエンジン１０２の冷却水の廃熱を熱源として利用して、貯水槽１３０内の貯水を給湯値の温度を有した給湯水として供給することができるので、エネルギー効率が非常に優れたものということができる。
【００１０】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、ヒートポンプ給湯冷暖房装置１００を立ち上げるために貯水槽１３０内の貯水として貯水槽１３０内を水道水で満水にした場合や、ヒートポンプ給湯冷暖房装置１００を長期間運転しなかったことにより貯水槽１３０内の貯水が外部温度付近にまで冷えてしまった場合や、ガスエンジン１０２の停止中に給湯水を使い切ってしまったため貯水槽１３０内の貯水が完全に水道水と入れ代わった場合など、貯水槽１３０内の貯水の温度が全体的に低温であるときには、貯水槽１３０内の貯水を給湯水として供給し始めることができる状態になるまでに、相当長い準備時間を必要としていた。
【００１１】
なぜなら、貯水槽１３０内の貯水を給湯水として供給し始めるためには、少なくとも、貯水槽１３０内の上部に貯えられた貯水の温度が給湯値にあればよいのであるが、それにもかかわらず、ヒートポンプ給湯冷暖房装置１００の給湯設備では、貯水槽１３０内の貯水の温度を全体的に給湯値にまで高くしなければ、貯水槽１３０内の上部に貯えられた貯水の温度さえも給湯値にすることができないからである。
【００１２】
例えば、図５は、貯水槽１３０内の貯水の温度が全体的に約２０℃の低温にある場合において、貯水槽１３０内の貯水の温度を約６０℃の給湯値に高くするまでの温度変化の様子を示した図であるが、図５より、貯水槽１３０内の貯水の温度を全体的に（貯水槽１３０内の上部から下部に渡り）６０℃の給湯値にまで高くしなければ、貯水槽１３０内の上部に貯えられた貯水の温度を約６０℃の給湯値にすることができないことがわかる。尚、貯水槽１３０内の上部に貯えられた貯水の温度は実線で、貯水槽１３０内の下部に貯えられた貯水の温度は点線で示してある。
【００１３】
これは、温水熱交換器１４１内に流入する直前の貯水の温度（図５の「貯水槽１３０内の下部に貯えられた貯水の温度」である約２０℃にほぼ等しい）が低いため、温水熱交換器１４１内を一度通過しただけでは、貯水の温度を約６０℃の給湯値までに高くすることができず、貯水の温度を約６０℃の給湯値までに高くするために、貯水槽１３０内の貯水を、貯水槽１３０内と温水熱交換器１４１内との間で何度も循環させる必要があるからである。
【００１４】
さらに、貯水槽１３０内の貯水を貯水槽１３０内と温水熱交換器１４１内との間で何度も循環させることは、温水熱交換器１４１の低温流体（貯水槽１３０内の貯水の温度）と高温流体（ガスエンジン１０２の冷却水の温度）との温度差が次第に小さくなるので、温水熱交換器１４１の対数平均温度差を適切な範囲内に維持することができなくなる。従って、温水熱交換器１４１の熱交換能力が低下した状態になるので、貯水槽１３０内の貯水の温度を全体的に約６０℃の給湯値にまで高くするのに要する時間を一層長期化させていた。
【００１５】
そこで、本発明は、上述した問題点を解決するためになされたものであり、貯水槽に貯えられた貯水を給湯水として供給するために必要な準備時間の短縮を図ったヒートポンプ給湯冷暖房装置を提供することを目的とする。
【００１６】
【課題を解決するための手段】
この目的を達成するために成された請求項１に係る発明は、貯水槽内に満水状態で貯えられた貯水を、動力源の冷却水を高温流体とする温水熱交換器の低温流体として、前記貯水槽の下部に設けられた出水口を介して前記温水熱交換器内を通過させるとともに、前記貯水槽の上部に設けられた入水口を介して前記貯水槽内に戻すことにより、前記貯水槽内に貯えられた貯水の温度を高くし、前記貯水槽の下部に設けられた給水口を介して前記貯水槽内に水道水を流入させることにより、前記貯水槽の上部に設けられた給湯口を介して前記貯水槽内に貯えられた貯水を給湯水として供給する給湯設備を有するヒートポンプ給湯冷暖房装置であって、前記貯水槽の出水口から前記温水熱交換器に向かう貯水に対して前記温水熱交換器内を通過した直後の貯水を混合する自動温度調整弁を備え、前記温水熱交換器内に流入する直前の貯水の温度を前記自動温度調整弁により所定値にすることより、前記温水熱交換器内を通過した直後の貯水の温度を給湯値以上にすることを特徴とする。
【００１７】
また、請求項２に係るヒートポンプ給湯冷暖房装置は、請求項１に記載するヒートポンプ給湯冷暖房装置であって、前記温水熱交換器から前記貯水槽の出水口に向かう貯水の水圧を制御する圧力調整弁を備えたことを特徴とする。
また、請求項３に係るヒートポンプ給湯冷暖房装置は、請求項１又は請求項２に記載するヒートポンプ給湯冷暖房装置であって、暖房運転時に高温高圧に圧縮された冷媒を前記温水熱交換器の高温流体とすることを特徴とする。
【００１８】
また、請求項４に係るヒートポンプ給湯冷暖房装置は、請求項１乃至請求項３のいずれか一つに記載するヒートポンプ給湯冷暖房装置であって、前記動力源が熱機関であることを特徴とするヒートポンプ給湯冷暖房装置。
また、請求項５に係るヒートポンプ給湯冷暖房装置は、請求項４に記載するヒートポンプ給湯冷暖房装置であって、前記熱機関の燃料がガスであることを特徴とする。
【００１９】
このような特定事項を有する本発明のヒートポンプ給湯冷暖房装置では、動力源の冷却水を高温流体とするとともに貯水槽内に満水状態で貯えられた貯水を低温流体とする温水熱交換器を有しており、貯水槽内に満水状態で貯えられた貯水を、貯水槽の下部に設けられた出水口を介して、温水熱交換器内を通過させている。
【００２０】
このとき、温水熱交換器内を通過した直後の貯水の一部は、自動温度調整弁により、温水熱交換器内に流入する直前の貯水に混合され、温水熱交換器内に流入する直前の貯水の温度が所定値まで高くなるように制御する。従って、温水熱交換器内に流入する直前の貯水の温度を高い値で一定にすることができ、これにより、温水熱交換器の熱交換能力（対数平均温度差）も大きな値で一定にすることができるので、温水熱交換器内を通過した直後の貯水の温度を給湯値以上にすることが可能となる。
【００２１】
一方、温水熱交換器内を通過した直後の貯水の残部は、貯水槽の上部に設けられた入水口を介して貯水槽内に戻る。従って、貯水槽内の上部には給湯値以上の貯水が流入することになるので、貯水槽内の上部に貯えられた貯水の温度を給湯値以上にするため、貯水槽内の貯水の温度を全体的に給湯値以上にまで高くする必要はない。
【００２２】
その後、水道水を、貯水槽の下部に設けられた給水口を介して、貯水槽内の下部へ流入させることにより、貯水槽内に満水状態で貯えられた貯水を、貯水槽の上部に設けられた給湯口を介して、給湯値の温度を有した給湯水として供給することができる。
尚、動力源には、例えば、ガスエンジン、ディーゼルエンジン、ガスタービン、電気モータなどがある。
【００２３】
すなわち、本発明のヒートポンプ給湯冷暖房装置では、温水熱交換器内を通過した直後の貯水の一部を、自動温度調整弁により、温水熱交換器内に流入する直前の貯水に混合し、温水熱交換器内に流入する直前の貯水の温度を所定値まで高くしており、温水熱交換器内に流入する直前の貯水の温度を高い値で、かつ、温水熱交換器の熱交換能力（対数平均温度差）を大きな値で、それぞれ一定にすることができるので、温水熱交換器内を通過した直後の貯水の温度を給湯値以上にすることが可能となって、貯水槽内の上部には給湯値以上の温度の貯水が流入することとなり、貯水槽内の貯水の温度を全体的に給湯値以上にまで高くすることなく、貯水槽内の上部に貯えられた貯水の温度を給湯値以上にすることができるので、貯水槽に貯えられた貯水を給湯水として供給するために必要な準備時間を短縮することができる。
【００２４】
また、従来技術の欄で述べたヒートポンプ給湯冷暖房装置では、貯水槽内の上部に貯えられた貯水の温度が給湯値以上になっても、貯水槽に貯えられた貯水を給湯水として供給するために水道水を貯水槽内の下部へ流入させると、温水熱交換器内に流入する直前の貯水の温度が水道水の温度とほぼ等しくなって低くなるので、貯水槽内の上部には給湯値より低い温度の貯水が流入することとなり、供給される給湯水の温度が徐々に低下していくが、本発明のヒートポンプ給湯冷暖房装置では、貯水槽に貯えられた貯水を給湯水として供給するために水道水を貯水槽内の下部へ流入させても、温水熱交換器内に流入する直前の貯水の温度は自動温度調整弁により所定値にまで高くすることができるので、もって、貯水槽内の上部には給湯値以上の温度の貯水が流入することとなり、従来技術の欄で述べたヒートポンプ給湯冷暖房装置とは異なって、供給される給湯水の温度が徐々に低下していくことは起こらない。
【００２５】
また、温水熱交換器の熱交換能力（対数平均温度差）を大きな値で一定にすることは、動力源の冷却水に対する温水熱交換器の冷却能力を大きな値で安定させることができるので、動力源の冷却水系統の性能の向上に寄与することができる。
【００２６】
また、圧力調整弁を備えて、温水熱交換器から貯水槽の出水口に向かう貯水の水圧を小さく制御すれば、給湯値以上の温度の貯水が貯水槽内の上部へ穏やかに流入することが可能となり、給湯値以上の温度の貯水が勢い良く流入することにより貯水槽内の貯水が攪拌されることを防止すると同時に、貯水槽内の上部から給湯値以上の温度の貯水を層状的に貯めることできるので、貯水槽に貯えられた貯水を給湯水として供給するために必要な準備時間を短縮することを一層確実に行うことができる。
【００２７】
また、暖房運転時に高温・高圧のガスの状態に圧縮された冷媒を温水熱交換器の高温流体とする場合には、温水熱交換器の熱交換能力が大幅に向上するので、貯水槽の容量を大きくすることが可能となって、給湯水の使用量が大きい施設に対しても給湯水の供給ができるようになる。
【００２８】
さらに、動力源が熱機関である場合には、新たに温水熱交換器において冷媒を凝縮させることより、冷媒を高温・高圧のガス状態に圧縮させる動力源たる熱機関の回転数を増加させることになるので、動力源の熱機関の熱効率を一層向上させることができる。
【００２９】
また、動力源が熱機関である場合には、熱機関の廃熱を利用しているので、動力源が電気モータである場合と比べて、暖房運転時のヒートポンプのエネルギー効率は非常に高く、ヒートポンプのエネルギー効率を向上させることは比較的に難しいことから、熱機関を動力源とするヒートポンプのエネルギー効率を向上させる観点からするならば、動力源たる熱機関の熱効率を一層向上させる効果はより大きな価値をもつ。
【００３０】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態を図面を参照にして説明する。図１に、本実施の形態のヒートポンプ給湯冷暖房装置の概要を示す。図１の本実施の形態のヒートポンプ給湯冷暖房装置１は、従来技術の欄で説明した図４のヒートポンプ給湯冷暖房装置１００において、温水熱交換器１４１、貯水槽１３０などを改良したものである。従って、本実施の形態のヒートポンプ給湯冷暖房装置１において、従来技術の欄で説明した図４のヒートポンプ給湯冷暖房装置１００と共通するものについては、図４の符号をそのまま使用している。
【００３１】
ここで、図１のヒートポンプ給湯冷暖房装置１の概要について説明する。但し、室外機１０１内や室内機１１０Ａ、１１０Ｂ内における、冷媒やガスエンジン１０２の冷却水のサイクルは、従来技術の欄で説明した図４のヒートポンプ給湯冷暖房装置１００と同じなので、その説明については省略することとし、給湯設備の概要について説明する。
【００３２】
図１のヒートポンプ給湯冷暖房装置１では、温水利用ユニット１４０内に温水熱交換器４１を有している。温水熱交換器４１に対しては、高温流体として、ガスエンジン１０２の冷却水、さらに、圧縮機１０３で高温・高圧のガスの状態に圧縮された冷媒が流入する。また、低温流体として、貯水槽３０（容量が約３４０リットルのもの）内に満水状態で貯えられた貯水が流入する。
【００３３】
ガスエンジン１０２の冷却水については、三方弁１２１、１２２を介して、温水熱交換器４１に流入して冷却され、三方弁１２３を介して、再びガスエンジン１０２に戻るサイクルで循環している。また、圧縮機１０３で高温・高圧のガスの状態に圧縮された冷媒は、圧縮機１０３から、温水熱交換器４１に流入して凝縮され、膨張弁１０４、第１室外熱交換器１０５、第２室外熱交換器１１９を介して、再び圧縮機１０３に戻るサイクルで循環している。尚、温水熱交換器４１の前後には、冷媒を作動流体とする遮断弁４４と膨張弁４５が設けられている。
【００３４】
また、貯水槽３０内に満水状態で貯えられた貯水については、貯水槽３０の下部に設けられた出水口３１、自動温度調整弁である自動温度調整弁４２を介して、循環ポンプ１４２によって温水熱交換器４１内を通過させている。そして、温水熱交換器４１内を通過した貯水は、圧力調整弁４６、貯水槽３０の上部に設けられた入水口３２を介して貯水槽３０内に戻る。
【００３５】
但し、温水熱交換器４１内を通過した直後の貯水の一部については、自動温度調整弁４２により、温水熱交換器４１内に流入する直前の貯水に混合され、温水熱交換器４１内に流入する直前の貯水の温度が所定値（例えば、３０〜３５℃の範囲内の値）に制御されている。これにより、温水熱交換器４１内に流入する直前の貯水の温度を高い値で一定にしており、温水熱交換器４１の熱交換能力（対数平均温度差）も大きな値で一定に保持できるので、温水熱交換器４１内を通過した直後の貯水の温度は給湯値（例えば、６０〜６５℃の範囲内の値）以上となる。
【００３６】
一方、上述したように、温水熱交換器４１内を通過した直後の貯水（自動温度調整弁４２に向かうものは除く）については、貯水槽３０の上部に設けられた入水口３２を介して貯水槽３０内に戻る。従って、貯水槽３０内の上部には給湯値以上の貯水が流入することになるので、貯水槽３０内の上部に貯えられた貯水の温度を給湯値以上にするため、貯水槽３０内の貯水の温度を全体的に給湯値以上にまで高くする必要はない。
【００３７】
例えば、図２は、貯水槽３０内の貯水の温度が全体的に約２０℃の低温にある場合において、貯水槽３０内の貯水の温度を約６０℃の給湯値に高くするまでの温度変化の様子を示した図であるが、図２より、貯水槽３０内の貯水の温度を全体的に約６０℃の給湯値にまで高くしなくても、貯水槽３０内の上部に貯えられた貯水の温度を約６０℃の給湯値にすることができることがわかる。尚、貯水槽３０内の上部に貯えられた貯水の温度は実線で、貯水槽３０内の下部に貯えられた貯水の温度は点線で示してある。
【００３８】
これは、上述したように、温水熱交換器４１内に流入する直前の貯水の温度は、貯水槽３０内の下部に貯えられた貯水の温度（図２では約２０℃）とは等しくなく、自動温度調整弁４２により所定値（図２では約３０℃）の高い温度に制御されているため、温水熱交換器４１内を一度通過しただけで、貯水の温度を給湯値（図２では約６０℃）にまで高くすることができるからである。
【００３９】
その後は、水道水を、水道メータ１３４、減圧弁１３５、貯水槽３０の下部に設けられた給水口３３を介して、貯水槽３０内の下部へ流入させることより、貯水槽３０内に満水状態で貯えられた貯水を、貯水槽３０の上部に設けられた給湯口３６を介して、給湯値の温度を有した給湯水として供給する。
【００４０】
以上詳細に説明したように、本実施の形態のヒートポンプ給湯冷暖房装置１では、温水熱交換器４１内を通過した直後の貯水の一部を、自動温度調整弁４２により、温水熱交換器４１内に流入する直前の貯水に混合し、温水熱交換器４１内に流入する直前の貯水の温度を所定値（例えば、３０〜３５℃の範囲内の値）まで高くしており、温水熱交換器４１内に流入する直前の貯水の温度を高い値で、かつ、温水熱交換器４１の熱交換能力（対数平均温度差）を大きな値で、それぞれ一定にすることができるので、温水熱交換器４１内を通過した直後の貯水の温度を給湯値（例えば、６０〜６５℃の範囲内の値）以上にすることが可能となって、貯水槽３０内の上部には給湯値以上の温度の貯水が流入することとなり、図２に示すように、貯水槽３０内の貯水の温度を全体的に給湯値以上にまで高くすることなく、貯水槽３０内の上部に貯えられた貯水の温度を給湯値以上にすることができるので、貯水槽３０に貯えられた貯水を給湯水として供給するために必要な準備時間を短縮することができる。
【００４１】
例えば、従来技術の欄で述べたヒートポンプ給湯冷暖房装置１００の図５の場合と比べてみると、従来技術の欄で述べたヒートポンプ給湯冷暖房装置１００では約１５０分の準備時間を必要とするが、本実施の形態のヒートポンプ給湯冷暖房装置１では約１５分の準備時間でよく（図２参照）、大幅に準備時間が短縮されている。
【００４２】
また、従来技術の欄で述べたヒートポンプ給湯冷暖房装置１００では（図４参照）、貯水槽１３０内の上部に貯えられた貯水の温度が給湯値以上になっても、貯水槽１３０に貯えられた貯水を給湯水として供給するために水道水を貯水槽１３０内の下部へ流入させると、温水熱交換器１４１内に流入する直前の貯水の温度が水道水の温度とほぼ等しくなって低くなるので、貯水槽１３０内の上部には給湯値より低い温度の貯水が流入することとなり、供給される給湯水の温度が徐々に低下していくが、本実施の形態のヒートポンプ給湯冷暖房装置１では（図１参照）、貯水槽３０に貯えられた貯水を給湯水として供給するために水道水を貯水槽３０内の下部へ流入させても、温水熱交換器４１内に流入する直前の貯水の温度は自動温度調整弁４２により所定値にまで高くすることができるので、もって、貯水槽３０内の上部には給湯値以上の温度の貯水が流入することとなり、従来技術の欄で述べたヒートポンプ給湯冷暖房装置１００とは異なって、供給される給湯水の温度が徐々に低下していくことは起こらない。
【００４３】
また、温水熱交換器４１の熱交換能力（対数平均温度差）を大きな値で一定にすることは、ガスエンジン１０２の冷却水に対する温水熱交換器４１の冷却能力を大きな値で安定させることができるので、ガスエンジン１０２１の冷却水系統の性能の向上に寄与することができる。
【００４４】
また、圧力調整弁４６を備え、温水熱交換器４１から貯水槽３０の出水口３２に向かう貯水の水圧を小さく制御して、給湯値以上の温度の貯水を貯水槽３０内の上部へ穏やかに流入させている。従って、給湯値以上の温度の貯水が勢い良く流入することにより貯水槽３０内の貯水が攪拌されることを防止すると同時に、貯水槽３０内の上部から給湯値以上の温度の貯水を層状的に貯めることできるので、貯水槽３０に貯えられた貯水を給湯水として供給するために必要な準備時間を短縮することを一層確実に行うことができる。
【００４５】
また、暖房運転時に高温・高圧のガスの状態に圧縮された冷媒を温水熱交換器４１の高温流体としており、温水熱交換器４１の熱交換能力が大幅に向上するので、貯水槽３０の容量を大きくすることが可能となり、給湯水の使用量が大きい施設に対しても給湯水の供給ができる。例えば、従来技術の欄で述べたヒートポンプ給湯冷暖房装置１００の図４の場合と比べてみると、従来技術の欄で述べたヒートポンプ給湯冷暖房装置１００では、貯水槽１３０の容量は約３０リットルであり、理髪店などの給湯水の使用量が小さい施設にしか対応できなかったが、本実施の形態のヒートポンプ給湯冷暖房装置１では（図１参照）、貯水槽３０の容量は約３４０リットルであり、大型飲食店などの給湯水の使用量が大きい施設にも対応することができる。
【００４６】
さらに、従来技術の欄で述べたヒートポンプ給湯冷暖房装置１００とは異なって、動力源が熱機関たるガスエンジン１０２であるので、新たに温水熱交換器４１において冷媒を凝縮させることは、冷媒を高温・高圧のガス状態に圧縮させる動力源たるガスエンジン１０２の回転数を増加させることになるので、より熱効率の高い回転数でガスエンジン１０２を動かすことができる（図３参照）。
【００４７】
また、動力源が熱機関たるガスエンジン１０２であり、ガスエンジン１０２の廃熱を利用しているので、動力源が電気モータである場合と比べて、暖房運転時のヒートポンプのエネルギー効率は非常に高く、ヒートポンプのエネルギー効率を向上させることは比較的に難しいことから、ガスエンジン１０２を動力源とするヒートポンプのエネルギー効率を向上させる観点からするならば、動力源たるガスエンジン１０２の熱効率を一層向上させる効果はより大きな価値をもつ。
【００４８】
また、貯水槽３０内の上部から給湯値（例えば、６０〜６５℃の範囲内の値）以上の温度の貯水が流入し続けた結果、貯水槽３０内の下部に貯えられた貯水の温度までも給湯値以上になると、自動温度調整弁４２により、温水熱交換器４１内に流入する直前の貯水の温度を所定値（例えば、３０〜３５℃の範囲内の値）に抑えることは不可能となり、給湯値以上の温度を有した貯水が温水熱交換器４１内に流入することになる。このような状態になると、温水熱交換器４１において冷媒が凝縮できなくなり、冷媒の圧力が異常に高くなって、圧力センサー１０６が感知し、ヒートポンプ給湯冷暖房装置１が緊急停止するおそれがある。これでは、室内機１１０Ａ、１１０Ｂの暖房運転に支障をきたし、ヒートポンプ給湯冷暖房装置１の本来の目的である空調機能（暖房）を十分に果たすことはできない。
【００４９】
そこで、貯水槽３０の出水口３１から自動温度調整弁４２までの間にある貯水の温度が限界値を越える場合を、サーミスタ４３で感知し、この場合に、温水熱交換器４１に向かう冷媒の流れを遮断弁４４で遮断すれば、温水熱交換器４１内を冷媒が通過することはなくなるので、冷媒ラインから温水熱交換器４１を切り離すことができる。その結果、給湯値（例えば、６０〜６５℃の範囲内の値）の温度を有した貯水が温水熱交換器４１内に流入することになっても、室内機１１０Ａ、１１０Ｂの暖房運転に支障をきたすことは回避される。
【００５０】
尚、本発明は上記実施の形態に限定されるものでなく、その趣旨を逸脱しない範囲で様々な変更が可能である。
例えば、本実施の形態のヒートポンプ給湯冷暖房装置１では、動力源としてガスエンジン１０２を使用していたが、ディーゼルエンジン、ガスタービン、電気モータなどを使用しても、同様にして、上述した効果を得ることができる。
【００５１】
【発明の効果】
本発明のヒートポンプ給湯冷暖房装置では、温水熱交換器内を通過した直後の貯水の一部を、自動温度調整弁により、温水熱交換器内に流入する直前の貯水に混合し、温水熱交換器内に流入する直前の貯水の温度を所定値まで高くしており、温水熱交換器内に流入する直前の貯水の温度を高い値で、かつ、温水熱交換器の熱交換能力（対数平均温度差）を大きな値で、それぞれ一定にすることができるので、温水熱交換器内を通過した直後の貯水の温度を給湯値以上にすることが可能となって、貯水槽内の上部には給湯値以上の温度の貯水が流入することとなり、貯水槽内の貯水の温度を全体的に給湯値以上にまで高くすることなく、貯水槽内の上部に貯えられた貯水の温度を給湯値以上にすることができるので、貯水槽に貯えられた貯水を給湯水として供給するために必要な準備時間を短縮することができる。
【００５２】
また、従来技術の欄で述べたヒートポンプ給湯冷暖房装置では、貯水槽内の上部に貯えられた貯水の温度が給湯値以上になっても、貯水槽に貯えられた貯水を給湯水として供給するために水道水を貯水槽内の下部へ流入させると、温水熱交換器内に流入する直前の貯水の温度が水道水の温度とほぼ等しくなって低くなるので、貯水槽内の上部には給湯値より低い温度の貯水が流入することとなり、供給される給湯水の温度が徐々に低下していくが、本発明のヒートポンプ給湯冷暖房装置では、貯水槽に貯えられた貯水を給湯水として供給するために水道水を貯水槽内の下部へ流入させても、温水熱交換器内に流入する直前の貯水の温度は自動温度調整弁により所定値にまで高くすることができるので、もって、貯水槽内の上部には給湯値以上の温度の貯水が流入することとなり、従来技術の欄で述べたヒートポンプ給湯冷暖房装置とは異なって、供給される給湯水の温度が徐々に低下していくことは起こらない。
【００５３】
また、温水熱交換器の熱交換能力（対数平均温度差）を大きな値で一定にすることは、動力源の冷却水に対する温水熱交換器の冷却能力を大きな値で安定させることができるので、動力源の冷却水系統の性能の向上に寄与することができる。
【００５４】
また、圧力調整弁を備えて、温水熱交換器から貯水槽の出水口に向かう貯水の水圧を小さく制御すれば、給湯値以上の温度の貯水が貯水槽内の上部へ穏やかに流入することが可能となり、給湯値以上の温度の貯水が勢い良く流入することにより貯水槽内の貯水が攪拌されることを防止すると同時に、貯水槽内の上部から給湯値以上の温度の貯水を層状的に貯めることできるので、貯水槽に貯えられた貯水を給湯水として供給するために必要な準備時間を短縮することを一層確実に行うことができる。
【００５５】
また、暖房運転時に高温・高圧のガスの状態に圧縮された冷媒を温水熱交換器の高温流体とする場合には、温水熱交換器の熱交換能力が大幅に向上するので、貯水槽の容量を大きくすることが可能となって、給湯水の使用量が大きい施設に対しても給湯水の供給ができるようになる。
【００５６】
さらに、動力源が熱機関である場合には、新たに温水熱交換器において冷媒を凝縮させることより、冷媒を高温・高圧のガス状態に圧縮させる動力源たる熱機関の回転数を増加させることになるので、動力源の熱機関の熱効率を一層向上させることができる。
【００５７】
また、動力源が熱機関である場合には、熱機関の廃熱を利用しているので、動力源が電気モータである場合と比べて、暖房運転時のヒートポンプのエネルギー効率は非常に高く、ヒートポンプのエネルギー効率を向上させることは比較的に難しいことから、熱機関を動力源とするヒートポンプのエネルギー効率を向上させる観点からするならば、動力源たる熱機関の熱効率を一層向上させる効果はより大きな価値をもつ。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明のヒートポンプ給湯冷暖房装置の一例を示した図である。
【図２】本発明のヒートポンプ給湯冷暖房装置において、貯水槽の上部と下部での貯水の温度の変化の様子を示した図である。
【図３】ヒートポンプ給湯冷暖房装置のガスエンジンの回転数と熱効率の関係を示した図である。
【図４】従来技術のヒートポンプ給湯冷暖房装置の一例を示した図である。
【図５】従来技術のヒートポンプ給湯冷暖房装置において、貯水槽の上部と下部での貯水の温度の変化の様子を示した図である。
【符号の説明】
１  ヒートポンプ給湯冷暖房装置
３０  貯水槽
３１  貯水槽の出水口
３２  貯水槽の入水口
３３  貯水槽の給水口
３６  貯水槽の給湯口
４１  温水熱交換器
４２  自動温度調整弁
４３  サーミスタ
４６  圧力調整弁
１０２  ガスエンジン
１０３  圧縮機
【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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