JP2000186856A - 冷温水供給装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 冷温水供給を可能とし、ヒートポンプ給湯の
即湯性を向上させ、タンクレスによる設置性向上と小流
量から大流量まで高効率給湯を実現する。 【解決手段】 ヒートポンプユニット２２と燃焼ユニッ
ト４２の同時運転により混合手段４１を介して端末へ湯
を供給する際に、給湯開始時から一定時間燃焼ユニット
４２の給湯運転を行っている間、水流路３１に連通する
給水管３２と冷温水供給管３３を切換手段３４，３５に
よりバイパス流路３７で連通させ、ヒートポンプユニッ
ト２２の暖気運転を行い立上り性能の向上を図り、ヒー
トポンプユニット２２の実使用時間を長くすることによ
って全給湯エネルギーに対する省エネルギー効果を得
る。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は温水と冷水を供給で
きる省エネルギータイプの冷温水供給装置に関するもの
である。

【０００２】

【従来の技術】従来この種の給湯装置は、一つの例とし
ては図８に示すように燃焼部１と熱交換器部２と排気部
３が順次密接され、燃焼部１には燃料供給部４と空気供
給部５が接続され、熱交換器部２には、入口を水供給部
６を介した入水管７と出口を出湯管８で接続した燃焼型
給湯機９がある。またもう一つの例としては図９に示す
ように圧縮機１０、凝縮器１１、減圧器１２、蒸発器１
３が順次閉回路で接続された冷媒回路１４と、貯湯タン
ク１５、循環ポンプ１６、凝縮器１１、ヒータ１７が接
続された水回路１８から構成されるヒートポンプ型給湯
機１９がある。

【０００３】上記図８に示す構成の燃焼型給湯機９は燃
焼部１で発生させた高温の熱を、熱交換器部２で入水管
７から供給される水と熱交換し、出湯管８より湯として
端末の複数の給湯栓２０に供給するものである。一方、
図９に示すヒートポンプ型給湯機１９のものは、圧縮機
１０より吐出された高温高圧の過熱ガス冷媒は凝縮器１
１に流入し、ここで循環ポンプ１６から送られてきた水
を凝縮熱で加熱し貯湯タンク１５に貯えるもので、外気
温度が低い場合はヒータ１７を兼用して高温の沸き上げ
を行っていた。また、凝縮器１１で凝縮液化した冷媒は
減圧器１２で減圧され蒸発器１３に流入し、ファン２１
で集められた大気熱を吸熱して蒸発ガス化し再び圧縮機
１０に戻るサイクルで運転されている。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記従
来の図８に示す燃焼型給湯機９は出湯能力と即湯性及び
コンパクト性という点では優れているが、省エネルギー
の点では好ましくなくまた水道水温度以下の冷水用途に
はまったく対応できない。一方、図９に示すヒートポン
プ型給湯機１９は、逆に省エネルギーという点では優れ
ており、また冷水供給も可能であるが、電気温水器と同
様、風呂給湯やシャワー給湯に対応するため図９に示す
ように沸き上げたお湯をいったん貯湯する３００リット
ルから４６０リットル程度の大きな貯湯タンク１５が必
要で、そのため設置スペースが大きくなり、設置できる
場所が限定される。もしその貯湯タンク１５がない状態
で使用しようとした場合は、給湯できる流量が少なく風
呂給湯等の大流量用途には対応できず、圧縮機１０の温
度が立ち上がるまでに数分から数十分を要し、すぐに湯
を供給するという点では大きな課題を有している。また
湯切れ防止のために高出力のヒータ１７が必要で、１０
０Ｖ電源が使用できず特別に２００Ｖの電源工事が必要
となる。さらに外気温度が低い冬季等は大気からの吸熱
効率が低下し、ヒートポンプ型給湯機の特徴である効率
面での効果を十分に引き出せないという課題を有してい
た。

【０００５】

【課題を解決するための手段】本発明は上記課題を解決
するために、圧縮機と、冷媒サイクルを切換える四方弁
と、圧縮機により供給される冷媒が流れる冷媒流路と、
この冷媒流路が接続されると共に、水流路を有しその水
流路の入口に給水管、出口に冷温水供給管が接続され冷
媒流路の冷媒と水流路を流れる水との間で熱交換を行う
水・冷媒熱交換器と、減圧器と、空気・冷媒熱交換器と
が順次閉回路を形成するように接続されたヒートポンプ
ユニットと、給水管に接続された熱交換部と、熱交換部
の出口に接続した出湯管と、燃焼部と、燃焼後の排気を
外部へ導出する排気部を備えた燃焼ユニットとから成
り、冷温水供給管と出湯管を接続または分離する混合手
段と、ヒートポンプユニットと燃焼ユニットの運転制御
を行う制御部とを有し、制御部に燃焼ユニットの給湯運
転と四方弁を切換えてヒートポンプユニットの給湯運転
または冷水運転並びに両ユニットによる同時給湯運転を
行う選択手段を設けると共に、制御部により給水管と冷
温水供給管との接続をバイパス流路を介して切換える切
換手段を設けたもので、ヒートポンプユニット運転時の
お湯又は冷水を供給するための立上り性能の改善と温水
と冷水が単独または同時に供給できるようにしたもので
ある。

【０００６】上記発明によれば、給湯運転の選択が行わ
れた場合、風呂給湯やシャワー給湯のような大流量、即
湯性を必要とする給湯用途に対しては、先ずは燃焼ユニ
ット運転で対応でき、その結果貯湯タンクやヒータが不
要となり、またヒートポンプユニットも一定時間バイパ
ス流路を用いて暖気運転を行っているため給湯供給開始
が早まり途中から同時給湯ができるようになり、徐々に
燃焼ユニット側からの給湯能力を制御することができ
る。一方、使用頻度の高い台所、洗面等の小流量用途時
に対してはヒートポンプユニット運転による給湯だけで
主に対応できるため、上記大流量時の省エネルギー分を
加えて全給湯エネルギーからみると大きな省エネルギー
効果を得ることができる。また二系統の供給管を設置し
混合手段で出湯管と冷温水供給管を分離すれば、例えば
風呂と台所で異なる温度用途の要求に対しても同時に供
給でき、特に冷水運転を選択することにより水道水温度
以下の低温度の冷水を供給できる。

【０００７】

【発明の実施の形態】本発明は、圧縮機と、冷媒サイク
ルを切換える四方弁と、圧縮機により供給される冷媒が
流れる冷媒流路と、この冷媒流路が接続されると共に、
水流路を有し水流路の入口に給水管、出口に冷温水供給
管が接続され冷媒流路の冷媒と前記水流路を流れる水と
の間で熱交換を行う水・冷媒熱交換器と、減圧器と、空
気・冷媒熱交換器とが順次閉回路を形成するように接続
されたヒートポンプユニットと、給水管に接続された熱
交換部と、熱交換部の出口に接続した出湯管と、燃焼部
と、燃焼後の排気を外部へ導出する排気部を備えた燃焼
ユニットとから成り、冷温水供給管と出湯管を接続また
は分離する混合手段と、ヒートポンプユニットと燃焼ユ
ニットの運転制御を行う制御部とを有し、制御部に燃焼
ユニットの給湯運転と四方弁を切換えてヒートポンプユ
ニットの給湯運転または冷水運転並びに両ユニットによ
る同時給湯運転を行う選択手段を設けると共に、制御部
により給水管と冷温水供給管との接続をバイパス流路を
介して切換える切換手段を設けたものである。

【０００８】そして、制御部に各ユニットの単独給湯運
転または同時給湯運転とヒートポンプユニットの冷水運
転が選択できる選択手段を設けたことにより、同時給湯
運転選択時は給湯温度が可変できることは勿論である
が、冷水運転を選択することにより今まで得られなかっ
た水道水温度以下の低温度の冷水が供給可能となり、台
所での調理時に多い冷水用途に即応でき、その他洗顔や
入浴時での各種効果も期待できる。また混合手段により
出湯管と冷温水供給管を分離することにより最大二つの
供給流路が得られるため温度が異なる給湯や給湯と冷水
等、同時に異なる温度の水が供給できる。さらにヒート
ポンプユニットには水・冷媒熱交換器の水流路に接続す
る給水管と冷温水供給管をバイパス流路で連通し、その
両端を切換手段で本流側と分岐して循環ポンプで水を循
環させる構成を有しており、常にヒートポンプユニット
の暖気運転が行えるようにしているため、ヒートポンプ
ユニット運転の立上りを速くすることができる。その
他、風呂やシャワー等、大流量の高温のお湯を必要とす
る場合は、燃焼ユニットの給湯運転だけで従来通りの性
能が得られるが、同時給湯運転を選択することによりヒ
ートポンプユニットによる給湯運転で全給湯量の３０％
程度を補うことができる。一方、用途として使用頻度が
高い台所、洗濯、手洗い、洗顔等の５リットル以下の小
流量を使用する場合は、ヒートポンプユニットだけの単
独給湯運転で満足するお湯を供給することができる。従
って、給湯エネルギーを例えばすべての給湯モードを燃
焼ユニット単独で使用した場合と比較すると、ヒートポ
ンプユニットのエネルギー効率が高い分、省エネルギー
効果の向上を図ることができる。また貯湯タンクやヒー
タを必要としないためコンパクト化が図れ、設置も簡単
となり工事性も大幅に向上することができる。

【０００９】また、両ユニットの同時給湯運転選択時は
給湯運転開始時から一定時間は燃焼ユニットの運転を行
うと同時に、その間切換手段により給水管、冷温水供給
管をバイパス流路で連通し、水・冷媒熱交換器の水流路
を循環させてヒートポンプユニットの暖気運転を行い、
一定時間経過後はバイパス流路を閉止し、ヒートポンプ
ユニットの給湯運転を行い、要求能力に対する不足分を
燃焼ユニットの運転で補うものである。

【００１０】そして、選択手段により両ユニットの同時
給湯運転が選択された場合、給湯開始時からの一定時間
は燃焼ユニットの運転を行うと同時に、その間ヒートポ
ンプユニット運転による暖気運転を、給水管と冷温水供
給管とをバイパス流路で連通し水・冷媒熱交換器の水流
路を循環させることによって行い圧縮機の温度を上昇さ
せ、一定時間経過後はヒートポンプユニットが起動され
る。給湯開始時に給湯を行っていた燃焼ユニットは、要
求される給湯能力からヒートポンプユニットで供給され
る能力を差し引いた能力へ徐々に絞り込まれ、一方、ヒ
ートポンプユニット単独運転で賄える小流量になった場
合は停止され、その間混合手段で冷温水供給管と出湯管
が接続され所望される温度と流量のお湯が供給され続け
る。

【００１１】また圧縮機の吐出温度を検出する温度検出
手段を有し、その温度検出手段により検出した温度が温
度設定値になるまでバイパス流路を用いて水流路を循環
させるものである。

【００１２】そして、温度検出手段の検出値と予め決め
られている設定温度との比較により暖気運転の開始、終
了が行なわれるが、一度圧縮機が起動された後は圧縮機
の温度の立上りが速いため、その分ヒートポンプユニッ
トの運転による給湯時間が長くでき、また動作開始状態
が安定化できる。

【００１３】また、ヒートポンプユニットの運転停止時
間より所定時間経過までに運転が行われない場合、ヒー
トポンプユニットを一定時間バイパス流路を用いて水流
路を循環させる間欠暖気運転を行うものである。

【００１４】そして、ヒートポンプユニットの運転が行
われてない状態でも、圧縮機の温度が下がらないよう一
定時間ごとに暖気運転が行われるためヒートポンプユニ
ット運転の立上り性能を大幅に向上することができる。

【００１５】また、圧縮機に吐出温度を検出する温度検
出手段を有し、その温度検出手段より検出した温度が温
度設定値になるまでヒートポンプユニットの間欠暖気運
転を行うようにしたものである。

【００１６】そして、直接圧縮機温度を検出する制御を
行うため、常に同一温度で暖気運転が行われることにな
り、ヒートポンプユニット運転の立上り性能が安定化す
る。

【００１７】また空気・冷媒熱交換器を排気部からの排
出流れ内に臨ませ、かつ制御部は、空気・冷媒熱交換器
の冷媒流路の温度で燃焼ユニットの能力を可変するもの
である。

【００１８】そして空気・冷媒熱交換器を排気部流れに
臨ませることによって、給湯運転時は燃焼ユニットから
排出される高温の廃熱を吸熱できるために大気熱以上の
高温環境で常にヒートポンプユニットの運転が可能とな
り、季節に関係なく年間安定してヒートポンプユニット
による給湯運転を行うことができる。また冷水運転時は
空気・冷媒熱交換器の放熱を行うため、空気供給用の送
風機と燃焼ファンが共用化できるため装置自体がコンパ
クト化される。さらに、ヒートポンプユニット側の冷媒
回路設計は、通常システムに組込む前に予めサイクルが
環境条件に対して支障なく動作するように冷媒封入量等
の仕様が決められるが、燃焼廃熱環境下において空気・
冷媒熱交換器の温度最適化が得られるように空気・冷媒
熱交換器出口の温度を常に設定値以下にする加熱能力制
御が行われるため、ヒートポンプユニットの高効率運転
が可能になると共に、空気・冷媒熱交換器を直接加熱し
てもヒートポンプユニットの異常運転を防止できる。

【００１９】さらに燃焼ユニットの熱交換部と空気・冷
媒熱交換器とを一体化したものである。

【００２０】そして燃焼ユニットの熱交換部とヒートポ
ンプユニットの空気・冷媒熱交換器を一体化したため、
空気・冷媒熱交換器をさらに高温雰囲気中に設けること
となり、空気・冷媒熱交換器をよりコンパクト化でき、
一方、逆に空気・冷媒熱交換器の大きさを変えない場合
はヒートポンプユニットの能力を大きくすることができ
る。また、冷媒配管以外の空気・冷媒熱交換器を構成す
るフィン等の部品が不要となり、例えば燃焼ユニットと
ヒートポンプユニットを一つのケース内収納するような
ことも可能となり、より装置のコンパクト化を実現でき
る。さらに廃熱の有効利用による高効率化に加えて、燃
焼ユニット側からの利点は、高温の排気ガスが空気・冷
媒熱交換器で吸熱され低温放出されるため安全性及び設
置性が改善される。

【００２１】

【実施例】以下、本発明の実施例について図面を用いて
説明する。

【００２２】（実施例１）図１は本発明の実施例１にお
ける冷温水供給装置の構成図である。冷温水供給装置は
大きく二つのユニットから構成されるもので、一つはヒ
ートポンプユニット２２で、圧縮機２３とその吐出側に
冷媒サイクルを切換える四方弁２４と、圧縮機２３の吸
入側と四方弁２４との間に逆止弁２５が設けられ、四方
弁２４から水・冷媒熱交換器２６、減圧器２７、空気・
冷媒熱交換器２８が順次閉回路の冷媒流路２９で接続さ
れ、その冷媒流路２９にはサイクルで予め所定の性能が
得られるように決められた冷媒量が封入されている。図
中実線矢印で示す冷媒の流れが給湯運転選択時で、破線
矢印で示す冷媒の流れが冷水運転選択時の回路である。
空気・冷媒熱交換器２８の前面には大気熱を集熱または
空気・冷媒熱交換器２８の熱を放熱する送風機３０が配
置され、また水・冷媒熱交換器２６には水流路３１が設
けられており、入口側を給水管３２、出口側を冷温水供
給管３３に接続し、さらにこれら給水管３２と冷温水供
給管３３は両端に切換弁から成る切換手段３４，３５と
流路中に循環ポンプ３６を有したバイパス流路３７で連
通されている。また給水管３２には水量を検出する流量
センサー３８Aと閉止機能を有しかつ水量を制御する水
制御弁３９Aが設けられ、冷温水供給管３３には水流路
３１からの出水温度を検出する出水サーミスタ４０が取
付けられ、下流側で複数の電磁弁等で構成される混合手
段４１に接続される。一方、もう一つのユニットである
燃焼ユニット４２は、燃焼ファン４３を有する燃焼部４
４、入口側に給水管３２と出口側に出湯管４５を有する
熱交換部４６、燃焼後の排気ガスを排出する排気部４７
で構成され、出湯管４５は混合手段４１で冷温水供給管
３３と接続または分離が行われ、さらに混合手段４１出
口に接続される供給管路４８を介して、端末の供給栓４
９へと接続される。燃焼ユニット４２の給水管３２にも
水量を検出する流量センサー３８Bと水制御弁３９Bを有
し、その他入水温を検出する入水サーミスタ５０と、出
湯管４５には出湯温度を検出する出湯サーミスタ５１が
取付けられている。また燃焼部４４には燃焼ファン４３
の他に燃料供給をオン、オフする元電磁弁や供給量を比
例制御する比例弁等を有するガスブロック５２が接続さ
れている。また各ユニットは商用電源５３から電力を供
給され、各種センサーの信号を取込み各種アクチュエー
タを作動させ、燃焼ユニット４２とヒートポンプユニッ
ト２２の運転動作を制御する制御部５４を有し、この制
御部５４には給湯運転と冷水運転を選択する選択手段５
５を設けている。さらに端末側には冷温水供給装置本体
のリモコン５６を有している。

【００２３】次に動作について説明する。選択手段５５
により同時給湯運転が選択された場合、以下に示すよう
な制御が制御部５４により行われる。先ず電源オフ時に
給水管３２を閉止している水制御弁３９Bが電源オンと
同時に全開状態になる。次に供給栓４９が開栓されると
水道水が給水管３２より燃焼ユニット４２へ供給され
る。燃焼ユニット４２としてガス給湯機の例で示すと、
流量センサー３８Bで最低動作流量以上の水量値が検出
されると、燃焼ファン４３が始動し、点火状態に入りガ
スブロック５２の元電磁弁、比例弁が開かれ燃焼部４４
で着火し燃焼を開始する。そして熱交換部４６で給水管
３２から供給される水を多数のフィンを有するパイプ内
に通して熱交換を行い、流量センサー３８B、入水サー
ミスタ５０、出湯サーミスタ５１からの検出値によりガ
スブロック５２や水制御弁３９B、燃焼ファン４３を最
適燃焼状態に保ち要求される温度の湯が得られるよう運
転制御が行われる。その結果、湯は出湯管４５より混合
手段４１を介して供給管路４８から供給栓４９へと供給
される。一方、同時にヒートポンプユニット２２運転に
対する制御部５４の制御は、燃焼ユニット４２が給湯を
開始すると同時に切換手段３４、３５を給水管３２、水
流路３１、冷温水供給管３３、バイパス流路３７で構成
される循環流路になるよう切換え、循環ポンプ３６を駆
動させると共に四方弁２４を給湯運転側に切換え、送風
機３０、圧縮機２３を順次起動させ、冷媒を図１中に示
す実線矢印方向に送り出す。一定時間運転し暖気運転を
行った後、循環ポンプ３６を停止し切換手段３４、３５
をバイパス流路３７側に流れない方向に切換え、次に水
制御弁３９Aを全開し流量センサー３８Aで予め設定され
ている最低動作流量以上の水量値が検出されると、出水
サーミスタ４０との検出値と要求温度とを比較して要求
温度になるよう水・冷媒熱交換器２６に流す水量を水制
御弁３９Aによって制御し、冷温水供給管３３より混合
手段４１を介して供給管路４８から供給栓４９へ供給す
る。上記二つのユニットから供給される湯は、混合手段
４１に設けた二つの電磁弁の開閉状態で、単一の供給管
路４８で同一温度の給湯を行うか、複数の供給管路４８
を設置して異なる温度の給湯を行うか利用者側で選択で
きるが、給湯用途が大流量の場合は、通常冷温水供給管
３３と出湯管４５を通して単一の供給管路４８で供給栓
４９より供給される。また供給管路４８をもう一つ設置
した場合は、燃焼ユニット４２からの給湯とヒートポン
プユニット２２からの給湯を独立して供給できるように
なるため、例えば風呂と台所で同時に異なる温度の給湯
を行うことができる。一方、小流量用途の場合はヒート
ポンプユニット２２による給湯量を優先して利用する。
次に、選択手段５５によりヒートポンプユニット２２の
冷水運転のみが選択された場合、先ず水制御弁３９Bが
閉止され流量センサー３８Aで予め設定されている最低
動作流量以上の水量値が検出されると、ヒートポンプユ
ニット２２のみが運転される。図１中破線矢印で示す給
湯運転と逆サイクルで冷媒が循環し、水・冷媒熱交換器
２６で水流路３１に供給される水道水から熱を奪い、空
気・冷媒熱交換器２８で送風機３０により放熱するた
め、水道水以下の冷水が冷温水供給管３３より供給管路
４８を通り通常の供給栓４９から供給される。

【００２４】（実施例２）図２は本発明の実施例２にお
ける冷温水供給装置の制御フローチャートである。

【００２５】両ユニットの同時給湯運転が選択されると
給湯開始からの一定時間は図１に示す燃焼ユニット４２
による給湯運転を行い、その間ヒートポンプユニット２
２側は圧縮機２３の温度をある程度上昇させ給湯の立上
りを速くするための暖気運転を開始する。その時の動作
は実施例１と同様、切換手段３４、３５を給水管３２、
冷温水供給管３３とがバイパス流路３７を介して連通す
るように切換え、循環ポンプ３６で水・冷媒熱交換器２
６の水流路３１内の水を循環させるようにしてヒートポ
ンプユニット２２の給湯運転を行うものである。その結
果循環水の温度が上昇して圧縮機２３の吐出温度も上昇
し、一定時間経過後は切換手段３４、３５を切換えて通
常のヒートポンプユニット２２の給湯運転が開始され、
流量センサー３８Ａ、３８Ｂの検知水量の合計値が流量
設定値より多ければ、ヒートポンプユニット２２の運転
を最大出力で動作させ、不足分を燃焼ユニット４２の運
転で補う。逆に検知水量が流量設定値より少なければ燃
焼ユニット４２は停止されヒートポンプユニット２２の
単独運転が行われる。

【００２６】（実施例３）図３は本発明の実施例３にお
ける冷温水供給装置の制御フローチャートである。

【００２７】実施例２と異なる点は、図１に示す制御部
５４によりヒートポンプユニット２２の暖気運転中は、
圧縮機２３の吐出側に設けた温度検出手段５７により圧
縮機２３の温度を検出し、予め設定している温度設定値
と比較し温度設定値になるまで暖気運転を行うようにし
た点である。

【００２８】（実施例４）図４は本発明の実施例４にお
ける冷温水供給装置の制御フローチャートである。実施
例１と異なる点は、給湯運転停止から所定時間経過まで
に給湯運転が行われない場合、図１に示すヒートポンプ
ユニット２２の暖気運転モードを実施し、一定時間でオ
ン、オフする間欠運転を継続する点である。また、その
間欠運転中に供給栓４９が開かれ信号を読込んだ時は、
暖気運転中であれば進行中の暖気運転が終了後より、開
栓と同時にすでに給湯を開始している燃焼ユニット４２
と並列に通常のヒートポンプユニット２２が運転に入
り、暖気運転停止中であれば次の暖気運転を完了した後
通常のヒートポンプユニット２２の運転が行われる。

【００２９】（実施例５）図５は本発明の実施例５にお
ける冷温水供給装置の制御フローチャートである。

【００３０】実施例４と異なる点は、図１に示す圧縮機
２３の温度を検出する温度検出手段５７の検出値が、予
め設定された温度設定値と比較され、検出値が温度設定
値以上になったら暖気運転を停止し、また以下になった
ら暖気運転を行う点である。

【００３１】（実施例６）図６は本発明の実施例６にお
ける冷温水供給装置の構成図である。

【００３２】なお、図１に示す実施例１における構成部
分と同じ部分については同一符号を付与し、詳細な説明
を省略する。

【００３３】実施例１または実施例５の構成と異なる点
は、空気・冷媒熱交換器５８を図６に示すように燃焼ユ
ニット４２の排気部４７からの排出流れ内に臨ませ、燃
焼ユニット４２の廃熱が吸熱できるように配設した点で
ある。図１に示す送風機３０の代りに燃焼ファン４３か
らの空気を利用し、制御部５４により空気・冷媒熱交換
器５８の冷媒流路２９出口側に設けた蒸発サーミスタ５
９の検出温度から燃焼ユニット４２の能力を可変するよ
うにしたもので、空気・冷媒熱交換器５８内の冷媒ガス
の過熱度を最適化する。その結果燃焼ユニット４２の運
転中は、高温の燃焼廃熱が利用できるため大気熱利用時
以上の効率が得られ、一方燃焼後の排気ガスは空気・冷
媒熱交換器５８で吸熱され排気部４７より低温化されて
ユニット外へ放出される。また、ヒートポンプユニット
２２の冷水運転選択時は燃焼ユニット４２の水制御弁３
９Bが全閉され燃焼は停止するが燃焼ファン４３のみは
動作させ、空気・冷媒熱交換器５８の放熱用空気を供給
する。また例えば図示していないが実施例１同様に送風
機３０を用いた大気熱利用の空気・冷媒熱交換器２８と
併用することもでき、その場合は二つの空気・冷媒熱交
換器２８、５８の雰囲気温度や出口温度の比較でより多
く吸熱できるサイクルが選択される。通常、燃焼ユニッ
ト４２が運転されている場合や停止後は、廃熱利用の空
気・冷媒熱交換器５８が使用され、燃焼ユニット４２の
燃焼量の約２０％弱が吸熱され利用される。また燃焼ユ
ニット４２が停止中の夏場等日中の外気温度が高い場合
は大気熱利用の空気・冷媒熱交換器２８が有効であり、
さらに細かなエネルギー利用を行うことができる。

【００３４】（実施例７）図７は本発明の実施例７にお
ける冷温水供給装置の構成図である。

【００３５】なお、図１、図６に示す実施例１、６にお
ける構成部分と同じ部分については同一符号を付与し詳
細な説明は省略する。

【００３６】実施例６と異なる点は、空気・冷媒熱交換
器６０と燃焼ユニット４２の熱交換部４６を共用化した
点である。熱交換部４６の伝熱面積を増やしたフィンを
共用し、その一部に銅管パイプを貫通させ冷媒流路２９
と接続して空気・冷媒熱交換器６０として使用してい
る。従って熱伝達面での効果に加えて、部品削減効果が
有り、全体を小型化できる。

【００３７】

【発明の効果】以上のように請求項１記載の発明によれ
ば、燃焼ユニット、ヒートポンプユニットそれぞれ単独
運転による給湯の他に、両ユニットの同時給湯運転、燃
焼ユニットの給湯運転とヒートポンプユニットの冷水運
転の組合わせ等、二つの温度レベルを有する供給水が得
られるもので、特に今まで得られなかった水道水より低
温度の冷水が供給可能となるため用途の拡大効果が得ら
れる。また温度が異なる湯を同時に給湯できるため利用
者の利便性が大きく向上する。さらに、水・冷媒熱交換
器の水流路内の水をバイパス流路によって循環させ圧縮
機の暖気運転を行う制御によりヒートポンプユニットの
立上り性能を大きく向上させることができ要求温度の湯
に対する即湯化が改善できる。

【００３８】また、請求項２記載の発明によれば、両ユ
ニットの同時給湯運転時の制御部による運転制御は、給
湯開始から一定時間は燃焼ユニットを運転し、その間ヒ
ートポンプユニットは暖気運転を行い、一定時間経過後
はヒートポンプユニットによる給湯運転を優先し、不足
分を燃焼ユニット運転で補うもので、運転中のユニット
を流れる水量値から次の運転選択を行うようにしたた
め、大流量時は燃焼ユニット運転と同時にヒートポンプ
ユニットによる給湯運転で補助し、用途として使用頻度
が高い小流量の場合は、ヒートポンプユニットだけの給
湯運転で満足できるため、大幅な省エネ効果を得ること
ができる。また燃焼ユニットの仕様として広範囲の能力
制御までは必要がなくなり、燃焼ユニット自体の制御仕
様が簡単化できる。その結果、能力切換や異常音の発生
対策等それに伴う各種課題も減少して信頼性を向上でき
る。さらに燃焼ユニットの即湯性により貯湯タンクやヒ
ータが不要となり大幅なコンパクト化が図れ、従来設置
できなかった住宅でも利用可能となり、２００V電源工
事が必要なヒータ設置も必要としないため、電源工事や
タンク設置における工事性も大幅に簡略化することがで
きる。

【００３９】また、請求項３記載の発明によれば、制御
部による運転制御が、ヒートポンプユニットの暖気運転
時間を、圧縮機の吐出温度検出値と温度設定値との比較
で行われるため暖気運転に無駄がなくヒートポンプユニ
ットが効率よく作動され、動作時のヒートポンプサイク
ルが安定できる。

【００４０】また、請求項４記載の発明によれば、制御
部により、運転停止時間より所定時間経過までに給湯運
転が行われない場合にも、ヒートポンプユニットが一定
時間の間欠暖気運転を行うため、圧縮機温度をいつでも
給湯可能な温度状態に保ち、ヒートポンプユニットの使
用時間を長くすることができる。

【００４１】また、請求項５記載の発明によれば、休止
時間を時間でなく圧縮機温度を直接検出することで暖気
時間を効率的に行うことができる。

【００４２】また、請求項６記載の発明によれば、燃焼
ユニットの廃熱と送風を利用する位置に空気・冷媒熱交
換器を配設したため、燃焼ユニットが大気へ放出してい
るエネルギーを有効に活用し、しかも大気熱以上の高温
環境で常にヒートポンプユニットの運転が可能となり、
季節に関係なく年間安定した省エネルギー効果を有する
ヒートポンプ給湯を行うことができる。また空気・冷媒
熱交換器出口の温度で燃焼ユニットの能力を可変するよ
うにしたため、燃焼排気ガスで空気・冷媒熱交換器を高
温度環境に配設していても過熱度のオーバー等が制御で
き、常に高効率でヒートポンプ給湯運転ができる。一
方、燃焼ユニット側からの利点として排気部から吹出さ
れる高温の排気ガスが低温化されるために排気部の設置
高さが問題なくなり安全面での有利な効果を有する。ま
た送風機の共用化でコンパクトなユニットの組合わせが
可能となる。

【００４３】また、請求項７記載の発明によれば、空気
・冷媒熱交換器を燃焼ユニットの熱交換部と共用にした
ため、熱伝達面での効果に加えて、部品削減効果を有
し、また大幅に小型化できるので両ユニットを一体化
し、一つのケースに収納するようなことが可能となり、
さらに設置限定がなくなりパイプシャフト設置も実現で
きる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施例１における冷温水供給装置の構
成図

【図２】本発明の実施例２における冷温水供給装置のフ
ローチャート

【図３】本発明の実施例３における冷温水供給装置のフ
ローチャート

【図４】本発明の実施例４における冷温水供給装置のフ
ローチャート

【図５】本発明の実施例５における冷温水供給装置のフ
ローチャート

【図６】本発明の実施例６における冷温水供給装置の構
成図

【図７】本発明の実施例７における冷温水供給装置の構
成図

【図８】従来の燃焼型給湯機の構成図

【図９】従来のヒートポンプ型給湯機の構成図

【符号の説明】

２２ ヒートポンプユニット ２３ 圧縮機 ２４ 四方弁 ２６ 水・冷媒熱交換器 ２７ 減圧器 ２８、５８、６０ 空気・冷媒熱交換器 ２９ 冷媒流路 ３０ 送風機 ３１ 水流路 ３２ 給水管 ３３ 冷温水供給管 ３４、３５ 切換手段 ３７ バイパス流路 ４１ 混合手段 ４２ 燃焼ユニット ４３ 燃焼ファン ４４ 燃焼部 ４５ 出湯管 ４６ 熱交換部 ４７ 排気部 ５４ 制御部 ５５ 選択手段 ５７ 温度検出手段

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 西山 吉継 大阪府門真市大字門真1006番地 松下電器 産業株式会社内 (72)発明者 尾浜 昌宏 大阪府門真市大字門真1006番地 松下電器 産業株式会社内 (72)発明者 松本 聡 大阪府門真市大字門真1006番地 松下電器 産業株式会社内

Claims (7)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】圧縮機と、冷媒サイクルを切換える四方弁
   と、前記圧縮機により供給される冷媒が流れる冷媒流路
   と、この冷媒流路が接続されると共に、水流路を有し前
   記水流路の入口に給水管、出口に冷温水供給管が接続さ
   れ前記冷媒流路の冷媒と前記水流路を流れる水との間で
   熱交換を行う水・冷媒熱交換器と、減圧器と、空気・冷
   媒熱交換器とが順次閉回路を形成するように接続された
   ヒートポンプユニットと、前記給水管に接続された熱交
   換部と、前記熱交換部の出口に接続した出湯管と、燃焼
   部と、燃焼後の排気を外部へ導出する排気部を備えた燃
   焼ユニットとから成り、前記冷温水供給管と前記出湯管
   を接続または分離する混合手段と、前記ヒートポンプユ
   ニットと前記燃焼ユニットの運転制御を行う制御部とを
   有し、前記制御部に前記燃焼ユニットの給湯運転と前記
   四方弁を切換えて前記ヒートポンプユニットの給湯運転
   または冷水運転並びに両ユニットによる同時給湯運転を
   行う選択手段を設けると共に、前記制御部により前記給
   水管と前記冷温水供給管との接続をバイパス流路を介し
   て切換える切換手段を設けた冷温水供給装置。
2. 【請求項２】ヒートポンプユニットと燃焼ユニットとの
   同時給湯運転選択時は運転開始時から一定時間は燃焼ユ
   ニットの運転を行うと同時に、その間切換手段により給
   水管、冷温水供給管をバイパス流路で連通し、水・冷媒
   熱交換器の水流路を循環させてヒートポンプユニットの
   暖気運転を行い、一定時間経過後は前記バイパス流路を
   閉止し、前記ヒートポンプユニットの給湯運転を行い、
   要求能力に対する不足分を前記燃焼ユニット運転で行う
   請求項１記載の冷温水供給装置。
3. 【請求項３】圧縮機に吐出温度を検出する温度検出手段
   を有し、前記温度検出手段により検出した温度が温度設
   定値になるまでバイパス流路を用いて水流路を循環させ
   る請求項２記載の冷温水供給装置。
4. 【請求項４】ヒートポンプユニット運転停止時間より所
   定時間経過までに運転が行われない場合、前記ヒートポ
   ンプユニットを一定時間バイパス流路を用いて水流路を
   循環させる間欠暖気運転を行う請求項１記載の冷温水供
   給装置。
5. 【請求項５】圧縮機に吐出温度を検出する温度検出手段
   を有し、前記温度検出手段より検出した温度が温度設定
   値になるまでヒートポンプユニットの間欠暖気運転を行
   う請求項４記載の冷温水供給装置。
6. 【請求項６】空気・冷媒熱交換器を排気部からの排出流
   れ内に臨ませ、かつ制御部は、空気・冷媒熱交換器の冷
   媒流路の温度で燃焼ユニットの能力を可変する請求項１
   ないし５のいずれか１項に記載の冷温水供給装置。
7. 【請求項７】燃焼ユニットの熱交換部と空気・冷媒熱交
   換器とを一体化した請求項６記載の冷温水供給装置。