(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
各々圧縮機と、加熱用凝縮器と膨張機構及び採熱用蒸発器の順に冷媒を循環させる独立した２つの冷媒回路を併設し、そのうちの第１冷媒回路において第１膨張機構通過後の冷媒を蒸発させる蒸発器として大気から吸熱する第１採熱用蒸発器を設け、一方、第２冷媒回路において第２膨張機構通過後の冷媒を蒸発させる蒸発器として、加熱対象熱媒を各々の前記加熱用凝縮器に通流させる前に予冷する予冷用蒸発器を設けた超臨界型ヒートポンプ装置であって、前記ヒートポンプ装置へ導入路から供給される熱媒を最初に第２冷媒回路の前記予冷用蒸発器に導入して予冷し、次に予冷した熱媒を前記第１冷媒回路の第１加熱用凝縮器、前記第２冷媒回路の第２加熱用凝縮器の順に直列に通流させる状態と、前記第１冷媒回路の第１加熱用凝縮器および前記第２冷媒回路の第２加熱用凝縮器に並列に通流させる状態とを個別に実現させるための切換手段を設けてある超臨界型ヒートポンプ装置。
【請求項２】
前記第２冷媒回路において第２膨張機構通過後の冷媒を蒸発させる蒸発器として、前記予冷用蒸発器と大気から吸熱する第２採熱用蒸発器との２つの蒸発器を冷媒回路上で並列に設け、これら２つの蒸発器の流入側冷媒分岐点及び流出側冷媒合流点の両方に設けた切り換え手段により、前記予冷用蒸発器と第２採熱用蒸発器とのうち、冷媒を通流させる蒸発器を択一的に切り換える構成とした請求項１記載の超臨界型ヒートポンプ装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】  本発明は、冷媒としてＣＯ２などを使用する超臨界型ヒートポンプ装置に関し、詳しくは、冷媒を超臨界圧力まで圧縮する圧縮機と熱媒を加熱する加熱用凝縮器と膨張機構と大気から吸熱する採熱用蒸発器とにわたってその順に冷媒を循環させる冷媒回路を備え、前記加熱用凝縮器に通流させる加熱対象の熱媒を冷却する予冷手段を設けてある超臨界型ヒートポンプ装置に関する。
【背景技術】
【０００２】  この種の超臨界型ヒートポンプ装置は、加熱対象の熱媒を加熱用凝縮器での加熱に先立ち予冷手段により冷却することで、加熱対象の熱媒が高温であるときの超臨界型ヒートポンプ装置特有のモリエル線図上での冷凍サイクルの縦長偏平化（すなわち、膨張過程部分の圧縮過程部分の側への接近）による成績係数の低下の抑止を図ったものであるが、従来、この種の超臨界型ヒートポンプ装置として、１つの冷媒回路に２つの蒸発器を設け、それら２つの蒸発器のうちの１つを大気から吸熱する採熱用蒸発器とし、他の１つの蒸発器を凝縮器に通流させる加熱対象の熱媒を冷却する予冷手段として用いる予冷用蒸発器とするものが提案されている（特許文献１参照）。【０００３】
【特許文献１】特開２００４−３８２５号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】  しかし、上記のような従来の超臨界型ヒートポンプ装置では、冷凍サイクル中における最低冷媒温度となる採熱用蒸発器での冷媒の蒸発温度が吸熱対象の大気の温度（例えば０℃）によって決まり、また、冷凍サイクル中における最高冷媒温度となる加熱用凝縮器での冷媒の凝縮温度が加熱後の熱媒の目標温度（すなわち、熱媒の加熱という本来の目的からして、予冷手段としての予冷用蒸発器で冷却する前の高温の加熱対象熱媒温度よりさらに高い温度、例えば９０℃）によって決まることから、それら最低冷媒温度である採熱用蒸発器での蒸発温度と最高冷媒温度である加熱用凝縮器での凝縮温度との差がかなり大きなもの（例えば１００℃を越える温度差）になって、ヒートポンプ機能による移動熱量の割りに圧縮機仕事が大きくなり、また、熱媒を冷却した分だけ余分に加熱する必要があり、結局、成績係数の向上をほとんど期待し得ない問題があった。【０００５】  この実情に鑑み、本発明の主たる課題は、加熱対象の熱媒を加熱用凝縮器での加熱に先立ち冷却する予冷手段を構成するのに合理的な冷却加熱形態を採ることで、この種の超臨界型ヒートポンプ装置の成績係数を向上させる点にある。
【課題を解決するための手段】
【０００６】〔１〕本発明の第１特徴構成は超臨界型ヒートポンプ装置に係り、その特徴は、
各々圧縮機と、加熱用凝縮器と膨張機構及び採熱用蒸発器の順に冷媒を循環させる独立した２つの冷媒回路を併設し、そのうちの第１冷媒回路において第１膨張機構通過後の冷媒を蒸発させる蒸発器として大気から吸熱する第１採熱用蒸発器を設け、一方、第２冷媒回路において第２膨張機構通過後の冷媒を蒸発させる蒸発器として、加熱対象熱媒を各々の前記加熱用凝縮器に通流させる前に予冷する予冷用蒸発器を設けた超臨界型ヒートポンプ装置であって、前記ヒートポンプ装置へ導入路から供給される熱媒を最初に第２冷媒回路の前記予冷用蒸発器に導入して予冷し、次に予冷した熱媒を前記第１冷媒回路の第１加熱用凝縮器、前記第２冷媒回略の第２加熱用凝縮器の順に直列に通流させる状態と、前記第１冷媒回路の第１加熱用凝縮器および前記第２冷媒回路の第２加熱用凝縮器に並列に通流させる状態とを個別に実現させるための切換手段を設けてある点にある。【０００７】また、第１特徴構成の実施においては、前記切換手段により第２冷媒回路の予冷用蒸発器で冷却した熱対象の熱媒を第１冷媒回路の加熱用凝縮器と第２冷媒回路の第２加熱用凝縮器とに対し直列に通流させる直列熱媒通流構成、あるいは並列に通流させる並列熱媒通流構成のいずれかによる運転を実現できるものである。【０００８】  つまり、この第１特徴構成によれば、前記直列熱媒通流構成の場合、主の冷媒回路（第２冷媒回路とは異なる方の冷媒回路、以下、第１冷媒回路と称することがある）については、第２冷媒回路における予冷手段としての予冷用蒸発器で冷却する前の加熱対象熱媒の温度が高温である場合、先述した従来の超臨界型ヒートポンプ装置と同様、冷凍サイクル中における最低冷媒温度となる第１採熱用蒸発器での冷媒の蒸発温度が吸熱対象の大気の温度によって決まり、また、冷凍サイクル中における最高冷媒温度となる第１加熱用凝縮器での冷媒の凝縮温度が加熱後の熱媒の温度（すなわち、予冷用蒸発器で冷却する前の高温の加熱対象熱媒の温度よりさらに高い温度）によって決まることから、それら最低冷媒温度である採熱用蒸発器での蒸発温度と最高冷媒温度である加熱用凝縮器での凝縮温度との差がかなり大きなものになり、しかも第１冷媒回路で熱媒を冷却した分だけ余分に加熱するとした場合、この第１冷媒回路単体の成績係数は先述した従来の超臨界型ヒートポンプ装置と同等程度のものに止まる。【０００９】  しかし、予冷用蒸発器で冷却した加熱対象熱媒を所定加熱温度より低い温度に部分的に加熱するような前記直列熱媒通流構成の第１冷媒回路においては、先述した従来の超臨界型ヒートポンプ装置より成績係数を高めることができる。【００１０】  一方、第２冷媒回路については、予冷用蒸発器で冷却する前の加熱対象熱媒の温度が高温である場合、冷凍サイクル中における最低冷媒温度となる予冷用蒸発器での冷媒の蒸発温度が高温の加熱対象熱媒の温度によって決まることから、冷凍サイクル中における最高冷媒温度となる第２加熱用凝縮器での冷媒の凝縮温度が第１冷媒回路と同様、所定温度までに加熱後の熱媒の温度によって決まるにしても、それら最低冷媒温度である予冷用蒸発器での蒸発温度と最高冷媒温度である第２加熱用凝縮器での凝縮温度との差は、第１冷媒回路や先述した超臨界型ヒートポンプ装置での最低冷媒温度と最高冷媒温度との差よりもかなり小さいものになり、このことから、第２冷媒回路の成績係数は第１冷媒回路や先述した従来の超臨界型ヒートポンプ装置よりも遥かに高いものにすることができる。【００１１】  したがって、前記熱媒直列通流構成の場合、第１冷媒回路と第２冷媒回路とを合わせた第１特徴構成による超臨界型ヒートポンプ装置の装置全体としては、先述した従来の超臨界型ヒートポンプ装置よりも成績係数の高いものにすることができる。【００１２】また、第１特徴構成によれば、前記並列熱媒通流構成の場合、第１冷媒回路の第１加熱用凝縮器と第２冷媒回路の第２加熱用凝縮器とで加熱する前の高温の加熱対象熱媒を予冷手段により冷却することにより、ヒートポンプ機能による移動熱量のうちの圧縮仕事による熱量の割合を少なくすることが出来る。ここでは予冷用蒸発器をもつ第２冷媒回路において熱媒を冷却した分だけ余分に加熱するとした場合、それほどの成績係数の向上は得られないが、加熱対象熱媒温度の冷却効果のみを受ける第１冷媒回路においては成績係数が大きく向上する。なお、その他の種々の基本的な効果（例えば、加熱対象熱媒が高温であることに対するエネルギー消費効率の基本的な向上や、圧縮機の負担の軽減（圧縮比の低減）あるいは装置運転の安定化など）は、当然ながら、先述した従来の超臨界型ヒートポンプ装置と同等に得ることができる。【００１３】つまり、この第１特徴構成によれば、低外気温時には直列熱媒通流構成とし、通常の外気温時には並列熱媒通流構成とするなど、運転環境に応じて前記各加熱用凝縮器に対しての熱媒通流構成を切り換えることができ、これにより、装置全体の期間平均的な成績係数を高めることができる。【００１４】  なお、加熱対象熱媒を第１冷媒回路の第１加熱用凝縮器と第２冷媒回路の第２加熱用凝縮器とに対し直列に通流させる場合、第１冷媒回路の第１加熱用凝縮器を上流側に配置する構成とする。【００１５】  また、熱媒加熱装置としての超臨界型ヒートポンプ装置と負荷装置との間で熱媒を循環させる設備構成の場合、負荷装置から超臨界型ヒートポンプ装置に戻る熱媒（すなわち、加熱対象熱媒）の温度が負荷装置の運転条件や運転状況によって高温になるといったことがあることから、上記第１特徴構成は超臨界型ヒートポンプ装置と負荷装置との間で熱媒を循環させる場合に特に好適であるが、第１特徴構成の実施において熱媒は、必ずしも超臨界型ヒートポンプ装置（具体的には第１加熱用凝縮器及び第２加熱用凝縮器）と負荷装置との間で循環させる熱媒に限られるものではなく、第１加熱用凝縮器及び第２加熱用凝縮器で加熱した後、再び、それら第１加熱用凝縮器及び第２加熱用凝縮器に戻すことのない一過的な熱媒であってもよい。【００１６】〔２〕本発明の第２特徴構成は、第１特徴構成の実施の上でより好適な実施形態を特定するものであり、その特徴は、
前記第２冷媒回路において第２膨張機構通過後の冷媒を蒸発させる蒸発器として、前記予冷用蒸発器と大気から吸熱する第２採熱用蒸発器との２つの蒸発器を冷媒回路上で並列に設け、これら２つの蒸発器の流入側冷媒分岐点及び流出側冷媒合流点の両方に設けた切り換え手段により、前記予冷用蒸発器と第２採熱用蒸発器とのうち、冷媒を通流させる蒸発器を択一的に切り換える構成とした点にある。【００１７】  つまり、この第２特徴構成によれば、加熱対象熱媒の温度が高温のときには、前記切換手段により第２冷媒回路において予冷用蒸発器と第２採熱用蒸発器とのうち予冷用蒸発器に冷媒を通流させる予冷選択状態にすることで、加熱対象熱媒を第１冷媒回路の第１加熱用凝縮器及び第２冷媒回路の第２加熱用凝縮器での加熱に先立ち第２冷媒回路の予冷用蒸発器で冷却する運転形態に（すなわち、前述した第１特徴構成において採る運転形態）にすることができ、これにより、前述第１特徴構成による加熱対象熱媒が高温である場合における成績係数を高めることができる。【００１８】  そしてまた、加熱対象熱媒の温度が予冷用蒸発器での冷却を要しない低温のときには、前記切換手段により第２冷媒回路において予冷用蒸発器と第２採熱用蒸発器とのうち第２採熱用蒸発器に冷媒を通流させる採熱選択状態にすることで、第１冷媒回路及び第２冷媒回路において各採熱用蒸発器で大気から汲み上げた熱を用いて、各加熱用凝縮器で余分な冷却をしていない熱媒を加熱することができて、前記の予冷選択状態に比べ熱媒に対する実質の加熱負荷を軽減することができ、これにより、加熱対象熱媒の温度に応じ第２冷媒回路を予冷選択状態と採熱選択状態とに択一的に切り換える形態での装置運転において、装置全体としての時間平均的な成績係数を一層向上させることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１９】  図１は超臨界型のヒートポンプ装置を熱源機とする温水設備を示し、１はＣＯ２冷媒の超臨界型ヒートポンプ装置、２Ａ〜２Ｃは貯湯タンク、３は床暖房パネルやファンコイルユニットなどの温水循環式の暖房装置、４は中継熱交換器、５は温水循環式の融雪装置、６は浴槽（又は温水プール）、７は給湯栓である。【００２０】  熱源機としてのヒートポンプ装置１は、湯水入口１ａから流入する熱媒としての湯水Ｗを加熱して、その加熱後の高温湯水Ｗを湯水出口１ｂから送出する湯水加熱機として機能するものであり、これを用いた本例の温水設備では、ヒートポンプ装置１の湯水出口１ｂから送出される高温湯水Ｗの通流状態を上流側及び下流側の２つの三方弁Ｖａ，Ｖｂによる流路の切り換えにより次のタンク側通流状態と短絡側通流状態とに択一的に切り換えるようにしてある。【００２１】  すなわち、タンク側通流状態では、図中一点鎖線の矢印で示す如く、湯水出口１ｂから送出される高温湯水Ｗを上流側往路８−貯湯タンク２Ａ〜２Ｃを直列に介装した貯湯タンク用分岐路９−下流側往路１０の順に通過させ、また、短絡側通流状態では、図中実線の矢印で示す如く、湯水出口１ｂから送出される高温湯水Ｗを上流側往路８−短絡循環用分岐路１１−下流側往路１０の順に通過させる。【００２２】  貯湯タンク用分岐路９には、上記のタンク側通流状態において上流側往路８を通じ送給されるヒートポンプ装置１からの高温湯水Ｗを第１貯湯タンク２Ａの上部に供給し、その第１貯湯タンク２Ａへの高温湯水Ｗの供給に伴い第１貯湯タンク２Ａの底部から送出される湯水Ｗを第２貯湯タンク２Ｂの上部に供給し、同様に、その第２貯湯タンク２Ｂへの湯水Ｗの供給に伴い第２貯湯タンク２Ｂの底部から送出される湯水Ｗを第３貯湯タンク２Ｃの上部に供給し、そして、その第３貯湯タンク２Ｃへの湯水Ｗの供給に伴い第３貯湯タンク２Ｃの底部から送出される湯水Ｗを下流側往路１０へ送出する直列接続形態で、３つの貯湯タンク２Ａ〜２Ｃを介装してある。【００２３】  すなわち、タンク側通流状態においてヒートポンプ装置１から高温湯水Ｗを送給することで、その高温湯水Ｗにより貯湯タンク２Ａ〜２Ｃ内の残留低温湯水Ｗを下流側往路１０へ押し出す形態で、高温湯水Ｗを第１貯湯タンク２Ａの側から順次に、かつ、各貯湯タンク２Ａ〜２Ｃにおいて上部側から貯めていき、その高温湯水Ｗを各貯湯タンク２Ａ〜２Ｃにおいて一部温度成層を含む状態で貯留するようにしてある。【００２４】  貯湯タンク用分岐路９においては、上流側三方弁Ｖａと第１貯湯タンク２Ａとの間の箇所から給湯路１２を分岐して、この給湯路１２を給湯栓７に接続してあり、また、第３貯湯タンク２Ｃと下流側三方弁Ｖｂとの間の箇所には、給水弁１３を介装した給水路１４を接続してあり、これにより、給湯栓７が開栓されたときには、それに連動する給水弁１３の開弁により給水路１４から第３貯湯タンク２Ｃの底部に新鮮水Ｗｃを送給することで、図中破線の矢印で示す如く、その供給新鮮水Ｗｃをもって押し出す形態で貯湯タンク２Ａ〜２Ｃにおける貯留高温湯水Ｗを第１貯湯タンク２Ａの上部側（すなわち、前記した温度成層のない高温端側）から給湯路１２を通じて給湯栓７から出湯させる。なお、この給湯状態においては上流側及び下流側の三方弁Ｖａ，Ｖｂは短絡側通流状態にある。【００２５】  下流側往路１０からは温水循環式の暖房装置３と中継熱交換器４との夫々に対する温水供給路１５ａ，１６ａを並列的に分岐してあり、これら温水供給路１５ａ，１６ａを通じて下流側往路１０から暖房装置３及び中継用熱交換器４に湯水Ｗ（温水）を供給するのに伴い、それら暖房装置３及び中継用熱交換器４から温水戻り路１５ｂ，１６ｂを通じて戻る湯水Ｗ（すなわち、暖房や熱交換で熱消費されて降温した湯水）は、共通返路１７を通じてヒートポンプ装置１の湯水入口１ａに戻すようにしてある。【００２６】  つまり、貯湯タンク２Ａ〜２Ｃに高温湯水Ｗを貯め込む際（一般に夜間電力時間帯）に使用するタンク側通流状態（一点鎖線の矢印）では、貯湯タンク２Ａ〜２Ｂを介して暖房装置３及び中継熱交換器４とヒートポンプ装置１との間で熱媒としての湯水Ｗを循環させ、一方、貯湯タンク２Ａ〜２Ｃへの高温湯水Ｗの供給を停止する短絡側通流状態（実線の矢印）では、貯湯タンク２Ａ〜２Ｃを迂回させる状態で短絡循環用分岐路１１を通じて暖房装置３及び中継熱交換器４とヒートポンプ装置１との間で熱媒としての湯水Ｗを循環させる。【００２７】  中継熱交換器４では、下流側往路１０から供給される高温湯水Ｗとの熱交換により間接熱媒としての水Ｗ′（すなわち、ヒートポンプ装置１に循環させる湯水Ｗとは混合させない水）を加熱し、この加熱で生成した温水Ｗ′を循環路１８ａ，１８ｂを通じて融雪装置５に循環させるとともに、循環路１９ａ，１９ｂを通じて浴槽６（又は温水プール）に循環させる。すなわち、融雪装置５では中継熱交換器４から供給される温水Ｗ′の保有熱をもって積雪を防止し、また、浴槽６（又は温水プール）では中継熱交換器４から供給される温水Ｗ′をもって貯留温水Ｗ′を適温に維持する。なお、図中Ｐはポンプである。【００２８】  一方、熱源機であるヒートポンプ装置１には、冷媒Ｒを超臨界圧力まで圧縮する第１圧縮機２０と、湯水入口１ａから流入する湯水Ｗを加熱する第１加熱用凝縮器２１と、第１膨張機構としての第１膨張弁２２と、大気Ａ（一般に外気）から吸熱する第１採熱用蒸発器２３とを主要構成装置として、それら第１圧縮機２０−第１加熱用凝縮器２１−第１膨張弁２２−第１採熱用蒸発器２３の順に冷媒Ｒを循環させる第１冷媒回路２４を装備してある。【００２９】  また、冷媒Ｒ′を超臨界圧力まで圧縮する第２圧縮機２５と、湯水入口１ａから流入する湯水Ｗを第１冷媒回路２４の第１加熱用凝縮器２１とともに加熱する第２加熱用凝縮器２６と、第２膨張機構としての第２膨張弁２７と、予冷用蒸発器２８とを主要構成装置として、第１冷媒回路２４とは独立に、それら第２圧縮機２５−第２加熱用凝縮器２６−第２膨張弁２７−予冷用蒸発器２８の順に冷媒Ｒ′を循環させる第２冷媒回路２９を装備してある。【００３０】  そして、湯水入口１ａからヒートポンプ装置１に流入する湯水Ｗは、導入路３０を通じて第１冷媒回路２４の第１加熱用凝縮器２１と第２冷媒回路２９の第２加熱用凝縮器２６とに導き、これら第１加熱用凝縮器２１及び第２加熱用凝縮器２６で加熱した高温湯水Ｗを導出路３１を通じて湯水出口１ｂから送出するようにしてあり、湯水入口１ａからの導入路３０には第２冷媒回路２９の予冷用蒸発器２８を介装してある。【００３１】  すなわち、導入路３０を通じて第１冷媒回路２４の第１加熱用凝縮器２１と第２冷媒回路２９の第２加熱用凝縮器２６とに導く加熱対象の湯水Ｗを、それら第１加熱用凝縮器２１及び第２加熱用凝縮器２６での加熱に先立ち、予冷手段としての第２冷媒回路２９における予冷用蒸発器２８で冷却するようにしてある。【００３２】  第２冷媒回路２９には付加装備として、大気Ａ（一般に外気）から吸熱する第２採熱用蒸発器３２を予冷用蒸発器２８とは並列に装備してあり、また、第２膨張弁２７を通過した冷媒Ｒ′を予冷用蒸発器２８に通流させて予冷用蒸発器２８の吸熱作用（すなわち、冷媒蒸発に伴う気化熱奪取）により加熱対象の湯水Ｗを冷却する予冷選択状態と、第２膨張弁２７を通過した冷媒Ｒ′を第２採熱用蒸発器３２に通流させて第２採熱用蒸発器３２の吸熱作用により大気Ａから採熱する採熱選択状態との択一的な切り換えを行う切換手段として、各々の蒸発器への冷媒の回りこみによる寝込みを防ぐため、これら２つの蒸発器の流入側冷媒分岐点及び流出側冷媒合流点の両方に２つの冷媒三方弁Ｖｘ，Ｖｙを設けてある。【００３３】  そしてまた、第１加熱用凝縮器２１及び第２加熱用凝縮器２６に対する導入路３０及び導出路３１の接続部においては、湯水入口１ａから導入路３０を通じて導く加熱対象の湯水Ｗを渡り路３３の閉路により第１加熱用凝縮器２１と第２加熱用凝縮器２６とに対し並列に通流させる並列通流状態と、湯水入口１ａから導入路３０を通じて導く加熱対象の湯水Ｗを渡り通流路３３の開路により第１加熱用凝縮器２１と第２加熱用凝縮器２６とに対しその順に直列に通流させる直列通流状態との切り換えを行う２つの熱媒三方弁Ｖｃ，Ｖｄを設けてある。【００３４】  つまり、この温水設備では、高温湯水Ｗが貯め込まれた貯湯タンク２Ａ〜２Ｃを迂回させる状態で短絡循環用分岐路１１を通じて暖房装置３及び中継熱交換器４とヒートポンプ装置１との間で湯水Ｗを循環させる前記の短絡側通流状態で装置を運転する際には、暖房装置３や中継熱交換器４から共通返路１７を通じてヒートポンプ装置１に戻る湯水Ｗが高温になる（すなわち、超臨界型のヒートポンプ装置１から送給する湯水Ｗが高温（例えば９０℃）であることから、暖房装置３や中継熱交換器４での熱消費による降温があるとしても戻り湯水Ｗは比較的高温（例えば６０℃）となる）ことから、図中実線の矢印で示す如く、その戻り湯水Ｗを第１加熱用凝縮器２１及び第２加熱用凝縮器２６での加熱に先立ち第２冷媒回路２９の予冷用蒸発器２８で冷却する前記の予冷選択状態にするとともに、予冷用蒸発器２８で冷却した戻り湯水Ｗを第１加熱用凝縮器２１と第２加熱用凝縮器２６とに対しその順に直列に通流させて加熱する直列通流状態にし、あるいは同様に冷却した戻り湯水Ｗを第１加熱用凝縮器２１と第２加熱用凝縮器２６とに対し並列に通流させて加熱する並列通流状態にして、これにより、第１冷媒回路２４及び第２冷媒回路２９の夫々での冷凍サイクルの縦長偏平化を防止して圧縮比を低減させヒートポンプ装置１の運転を安定化するとともに���ヒートポンプ装置１の装置全体としての成績係数を極力高く維持する。【００３５】  また、貯湯タンク２Ａ〜２Ｃに高温湯水Ｗを貯め込む為に貯湯タンク２Ａ〜２Ｃを介して暖房装置３及び中継熱交換器４とヒートポンプ装置１との間で湯水Ｗを循環させるタンク側通流状態で装置を運転する際には、貯湯タンク２Ａ〜２Ｃの残留低温湯水Ｗが戻り湯水としてヒートポンプ装置１に戻ることから、第２冷媒回路２９において予冷用蒸発器２８への冷媒Ｒ′の通流を断った状態で第２採熱用蒸発器３２に冷媒Ｒ′を通流させて、その第２採熱用蒸発器３２を第１冷媒回路２４の第１採熱用蒸発器２３とともに大気Ａに対して吸熱機能させる採熱選択状態にするとともに、図中一点鎖線の矢印で示す如く、冷却を伴わずに予冷用蒸発器２８を通過させた戻り湯水Ｗを第１加熱用凝縮器２１と第２加熱用凝縮器２６とに対し並列に通流させて加熱する並列通流状態にし、これにより、実質の加熱負荷を低減させて、貯湯タンク２Ａ〜２Ｃへの高温湯水Ｗの貯め込みに要する時間を短くするとともに成績係数をさらに高いものにする。【００３６】  なお、場合によっては、図中破線で示す如く、導入路３０に第２給水路３４を接続するとともに、湯水入口１ａからの湯水Ｗを第１加熱用凝縮器２１及び第２加熱用凝縮器２６に導いて加熱する循環水加熱状態と、第２給水路３４からの供給新鮮水Ｗｃを第１加熱用凝縮器２１及び第２加熱用凝縮器２６に導いて加熱する新鮮水加熱状態との択一的な切り換えを行う給水用三方弁Ｖｅを設けるようにし、これにより、貯湯タンク２Ａ〜２Ｃに高温湯水Ｗの貯め置きがない状態では、給湯栓７の開栓に連動して給水弁１３の開弁に代え循環水加熱状態から新鮮水加熱状態への切り換えを行うことで、給湯栓７からの高温湯水Ｗの出湯を可能にするようにしてもよい。なお、この新鮮水加熱状態では、タンク側通流状態の際と同じく、第２冷媒回路２９の第２採熱用蒸発器３２を大気Ａに対して吸熱機能させる採熱選択状態にするとともに、戻り湯水Ｗを第１加熱用凝縮器２１と第２加熱用凝縮器２６とに対し並列に通流させて加熱する並列通流状態にする。【００３７】〔別実施形態〕
次に別の実施形態を列記する。【００３８】  第１冷媒回路２４の第１加熱用凝縮器２１及び第２冷媒回路２９の第２加熱用凝縮器２６で加熱する熱媒は湯水Ｗに限られるものではなく、各種用途の湯水以外の熱媒であってもよい。【００３９】  第２冷媒回路２９において、予冷用蒸発器２８に冷媒Ｒ′を通流させて予冷用蒸発器２８を加熱対象の熱媒Ｗに対し冷却作用させる予冷選択状態と、第２採熱用蒸発器３２に冷媒Ｒ′を通流させて第２採熱用蒸発器３２を大気Ａに対し吸熱作用させる採熱選択状態との択一的な切り換えを行う切換手段の具体的な構造は、前述の実施形態で示した如き２つの冷媒三方弁Ｖｘ，Ｖｙを装備する構造に限られるものではなく、種々の構造変更が可能である。【００４０】  加熱対象の熱媒Ｗを第１冷媒回路２４の第１加熱用凝縮器２１と第２冷媒回路２９の第２加熱用凝縮器２６とに対して直列に通流させる直列通流状態と、並列に通流させる並列通流状態との切り換えを可能にする場合、その切り換えのための具体構造は、前述の実施形態で示した如き２つの熱媒三方弁Ｖｃ，Ｖｄを装備する構造に限られるものではなく、種々の構造変更が可能である。【００４１】  第１冷媒回路２４で用いる冷媒Ｒ及び第２冷媒回路２９で用いる冷媒Ｒ′は、ＣＯ２に限られるものではなく、超臨界圧力への圧縮及びその圧縮後における膨張と蒸発が可能なものであれば、どのような冷媒であってもよい。【００４２】  また、第１冷媒回路２４で用いる冷媒Ｒと第２冷媒回路２９で用いる冷媒Ｒ′とは、同じ冷媒、あるいは、異なる冷媒のいずれであってもよい。【００４３】  さらにまた、第１冷媒回路２４及び第２冷媒回路２９が各々の冷媒の同異にかかわらず別個のヒートポンプ装置であって、２つのヒートポンプ装置の組み合わせから構成されていてもよい。  装置ケースは第１冷媒回路２４と第２冷媒回路２９とを各別に収容する２つのケース、あるいは、それら冷媒回路２４，２９を一括に収容する１つのケースのいずれにしてもよい。【００４４】  第１冷媒回路２４の第１膨張機構２２及び第２冷媒回路２９の第２膨張機構２７は、膨張弁に限られるものではなく、キャピラリーチューブなどであってもよい。
【図面の簡単な説明】
【００４５】
【図１】温水設備の設備構成及び超臨界型ヒートポンプ装置の装置構成を示す回路図
【符号の説明】
【００４６】  Ｒ          冷媒
２０        第１圧縮機
Ｗ          熱媒
２１        第１加熱用凝縮器
２２        第１膨張機構
Ａ          大気
２３        第１採熱用蒸発器
２４        冷媒回路（第１冷媒回路）
Ｒ′        冷媒
２５        第２圧縮機
２６        第２加熱用凝縮器
２７        第２膨張機構
２８        予冷用蒸発器，予冷手段
２９        第２冷媒回路
３２        第２採熱用蒸発器
Ｖｘ，Ｖｙ  切換手段
【図１】
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