JP2005042985A - ヒートポンプ給湯装置 - Google Patents

Abstract

【課題】 ヒートポンプ冷媒回路で加熱された高温の湯を、直接追い焚き用熱交換器の加熱部側へ流すようにして加熱能力や加熱効率に優れた追い焚き機能付きのヒートポンプ給湯装置を提供する。
【解決手段】 湯水を貯溜する貯湯タンク１５と、ヒートポンプ冷媒回路１４と、貯湯タンク内の下部の湯水を冷媒対水熱交換器６に循環させて加熱すると共に、この加熱された湯水を貯湯タンク内の上部へ戻す貯湯用循環路２２と、浴槽４内の浴槽水を追い焚き用熱交換器１７の被加熱部１７Ｂ側に循環させて加熱すると共に、この加熱された浴槽水を浴槽４内に戻す追い焚き回路２６と、冷媒対水熱交換器よりも下流側の貯湯用循環路の途中から分岐され、かつ、冷媒対水熱交換器で加熱された高温の湯を直接追い焚き用熱交換器の加熱部１７Ａ側へ流す追い焚き用分岐回路２８とを備えた構成である。
【選択図】 図１

Description

本発明は、ヒートポンプ冷媒回路にて加熱された高温水との間接熱交換加熱により浴槽内の浴槽水の追い焚きや保温を行うようにした追い焚き機能付きのヒートポンプ給湯装置に関する。

従来、この種の追い焚き機能付きのヒートポンプ給湯装置では、浴槽水の循環路の途中に電気ヒータを設け、この電気ヒータでの加熱によって浴槽水の追い焚き或いは保温を行うものや、貯湯タンク内に熱交換器を配置し、この熱交換器に浴槽内の浴槽水を循環させて、電気ヒータを用いることなく、追い焚き或いは保温を行うもの（特許文献１参照）、また、貯湯タンクの外部に水対水熱交換器を配置し、この水対水熱交換器の加熱部側に貯湯タンク内の湯水を循環させると共に、浴槽内の浴槽水を水対水熱交換器の被加熱部側に循環させて、電気ヒータを用いることなく、追い焚き或いは保温を行うもの（特許文献２参照）が知られている。
特開２００２−２２２６６号公報 特開２００３−２４３２７５号公報

ところで、電気ヒータを用いて浴槽水の追い焚きや保温を行うものでは、追い焚きのための構成を簡素化できる利点があるが、消費電力が多いばかりでなく、追い焚き時の加熱能力が低いという問題があった。

また、貯湯タンク内に熱交換器を配置し、この熱交換器に浴槽内の浴槽水を循環させて、電気ヒータを用いることなく、追い焚き或いは保温を行うものでは、追い焚き時の加熱に貯湯タンク内の湯を直接利用する関係上、熱交換器の熱交換能力（容量）に応じて追い焚き加熱能力を高くすることが可能であるが、長時間にわたって、或いは頻繁に浴槽の追い焚き機能を働かせると、貯湯タンク内の湯水の温度が貯湯タンク全体にわたって低下してしまい、高温の湯水を必要な時に利用部へ給湯できなくなる心配があった。

また、貯湯タンクの外部に水対水熱交換器を配置し、この水対水熱交換器の加熱部側に貯湯タンク内の湯水を循環させると共に、浴槽内の浴槽水を水対水熱交換器の被加熱部側に循環させて、やはり、電気ヒータを用いることなく、追い焚き或いは保温を行うものでも、長時間にわたって、或いは頻繁に浴槽の追い焚き機能を働かせると、貯湯タンク内の湯水の温度低下により、高温の湯水を必要な時に利用部へ給湯できなくなる心配があった。

そこで、本発明の目的は、上述した従来技術が有する課題を解消し、ヒートポンプ冷媒回路で加熱された高温の湯を、直接追い焚き用熱交換器の加熱部側へ流すようにして加熱能力や加熱効率に優れた追い焚き機能付きのヒートポンプ給湯装置を提供することにある。

請求項１に記載の発明は、湯水を貯溜する貯湯タンクと、圧縮機、冷媒対水熱交換器、減圧装置及び蒸発器を環状に接続して構成したヒートポンプ冷媒回路と、貯湯用循環ポンプ及び冷媒対水熱交換器を環状に接続して構成され、貯湯タンク内の下部の湯水を冷媒対水熱交換器に循環させて加熱すると共に、この加熱された湯水を貯湯タンク内の上部へ戻す貯湯用循環路と、追い焚き用ポンプ及び追い焚き用熱交換器を有して構成され、浴槽内の浴槽水を追い焚き用熱交換器の被加熱部側に循環させて加熱すると共に、この加熱された浴槽水を浴槽内に戻す追い焚き回路と、前記冷媒対水熱交換器よりも下流側の貯湯用循環路の途中から分岐され、かつ、前記冷媒対水熱交換器で加熱された高温の湯を直接追い焚き用熱交換器の加熱部側へ流す焚き用分岐回路とを備えたことを特徴とする。

請求項２に記載の発明は、請求項１に記載のヒートポンプ給湯装置において、前記追い焚き用分岐回路は、追い焚き用熱交換器で熱交換した後の湯水を、前記貯湯用循環ポンプよりも上流側の貯湯用循環路に戻すように構成したことを特徴とする。

請求項３に記載の発明は、請求項１に記載のヒートポンプ給湯装置において、前記冷媒対水熱交換器で加熱された高温の湯の流れを、貯湯タンク側と追い焚き用分岐回路側とに切替える流路切替え手段を備えたことを特徴とする。

請求項４に記載の発明は、請求項３に記載のヒートポンプ給湯装置において、前記流路切替え手段が、貯湯タンク下部の往き口部と貯湯用循環ポンプとの間の貯湯用循環路に介在させた電動三方弁であることを特徴とする。

請求項５に記載の発明は、請求項３に記載のヒートポンプ給湯装置において、前記流路切替え手段が、貯湯タンク上部の戻り口部と冷媒対水熱交換器との間の貯湯用循環路に介在させた電動三方弁であることを特徴とする。

本発明では、追い焚き運転時や保温運転時に、貯湯タンク内に貯溜されている高温の湯水を使用せずに、ヒートポンプユニットのヒートポンプ運転を利用して、浴槽水の追い焚き運転を実行し、長時間にわたり追い焚き運転や保温運転を行う場合でも、給湯タンク内に貯溜されている高温の湯の温度低下を防止することができる。また、追い焚き運転時にヒートポンプユニットのヒートポンプ運転を利用するから、追い焚き用熱交換器へ供給する熱交換用の湯水の温度を著しく高温にすることができ、追い焚き用熱交換器の熱交換効率が向上し、追い焚き運転時間の短縮化が図れる。

以下、本発明の第１実施例を図１及び図２に基づいて説明すると、図１は、本発明の第１実施例に係るヒートポンプ給湯装置の追い焚き運転時を示す全体構成図、図2は、同じく沸き上げ運転時を示す全体構成図である。

図１及び図２において、１はヒートポンプ給湯装置であり、このヒートポンプ給湯装置は、ヒートポンプユニット２と、このヒートポンプユニット２にユニット間配管で接続された給湯ユニット３とからなる概略構成である。また、４はこのヒートポンプ給湯装置１から温水配管（図示せず）及び蛇口（図示せず）等を介して湯が供給される浴槽である。

前記ヒートポンプユニット２は、回転数可変型の圧縮機５、冷媒対水熱交換器６、電動膨張弁にてなる減圧装置７、蒸発器８、アキュムレータ９、蒸発器８に通風する送風機１０及びヒートポンプ制御装置１１などを外装体１２内に収容している。

前記圧縮機５、冷媒対水熱交換器６の加熱部６Ａ、減圧装置７、蒸発器８及びアキュムレータ９等は、冷媒配管１３にて環状に順次接続されて、主として二酸化炭素（ＣＯ₂）を冷媒とするヒートポンプ冷媒回路１４を構成している。また、前記した自然冷媒である二酸化炭素冷媒は、ガス冷媒が圧縮機５によって超臨界圧力まで加圧されて冷媒対水熱交換器６の加熱部６Ａに送りこまれるため、前記冷媒対水熱交換器６の被加熱部６Ｂ側に流れる湯水を、熱交換によって９０℃以上に加熱することが可能である。前記冷媒対水熱交換器６は、冷媒が流れる加熱部６Ａと、前記給湯ユニット３からの湯水が流れる被加熱部６Ｂとを、熱交換関係に一体化させた構造に形成されている。

前記給湯ユニット３は、前記ヒートポンプユニット２にて加熱された湯水を貯溜するための貯湯タンク１５、貯湯用循環ポンプ１６、前記浴槽４の浴槽水を追い焚きするための追い焚き用熱交換器１７、追い焚き用ポンプ１８及び貯湯ユニット制御装置１９などを外装ケース２０内に収容して構成している。そして、前記貯湯タンク１５は、約２４０〜３７０Ｌの貯湯量を有する大きさである。

前記貯湯タンク１５と、貯湯用循環ポンプ１６と、前記冷媒対水熱交換器６の被加熱部６Ｂとは、ユニット間配管としての温水配管２１にて環状に接続されて、貯湯タンク１５内の湯水を沸き上げるための貯湯用循環路２２を構成している。ここで、前記貯湯タンク１５の下端部には、貯湯用循環路２２に連なる往き口部２３と、市水道などの水道配管（図示せず）に接続される給水管２４Ａが設けられ、一方、貯湯タンク１５の頂部（上部）には、前記した浴槽４や厨房の蛇口（図示せず）等の利用部に給湯する給湯管２４Ｂが設けられると共に、貯湯用循環路２２に連なる戻り口部２５が形成されている。

前記貯湯用循環路２２は、貯湯用循環ポンプ１６の運転時に、貯湯タンク１５内下部の常温水或いは低温水を往き口部２３から貯湯用循環ポンプ１６を介して冷媒対水熱交換器６の被加熱部６Ｂ側に循環させ、そして、加熱部６Ａを流れる高温高圧のガス冷媒と熱交換させて約９０℃の高温に加熱し、その加熱された高温水を貯湯タンク１５の戻り口部２５から再び貯湯タンク１５内の上部へ戻すように構成している。

前記追い焚き用熱交換器１７の被加熱部１７Ｂと浴槽４とは、追い焚き用ポンプ１８を介して浴槽用配管２６により環状に接続され、浴槽４内の浴槽水を追い焚き或いは保温するための追い焚き回路２６を構成しており、前記追い焚き用ポンプ１８の上流には追い焚き回路２６を流れる浴槽水の温度を検出するための温度センサＳを設けている。また、前記追い焚き用熱交換器１７は、給湯ユニット３側の加熱用の湯水が流れる加熱部１７Ａと、浴槽４からの浴槽水が流れる被加熱部１７Ｂとを、熱交換関係に一体化させた構造になっている。

前記追い焚き回路２６は、追い焚き運転時或いは保温運転時に、追い焚き用ポンプ１８の駆動により、浴槽４内の浴槽水が追い焚き用熱交換器１７の被加熱部１７Ｂ側に循環して加熱され、この加熱された浴槽水は、再び浴槽４内に戻り、浴槽水の温度を設定した所望の温度に上昇させる。

前記冷媒対水熱交換器６の被加熱部６Ｂと、前記貯湯タンク１５の戻り口部２５との間の貯湯用循環路２２には、分岐部２７を設けている。そして、この分岐部２７を始端として、前記冷媒対水熱交換器６の被加熱部６Ｂにて加熱された高温の湯水を、前記貯湯タンク１５を介することなく、直接に追い焚き用熱交換器１７の加熱部１７Ａ側へ流すための追い焚き用分岐回路２８が分岐して設けられている。

前記追い焚き用分岐回路２８は、それの終端が、前記往き口部２３と貯湯用循環ポンプ１６との間に設けられた電動三方弁（流路切替え手段）２９の一つの接続部に接続され、そして、追い焚き用熱交換器１７の加熱部１７Ａで熱交換した後の湯水を、貯湯用循環ポンプ１６よりも上流の貯湯用循環路２２に戻すようにしている。

また、前記電動三方弁２９は、それの切替え動作により、前記冷媒対水熱交換器６の被加熱部６Ｂからの高温の湯の流路を、追い焚き用熱交換器１７側と、貯湯タンク１５側とに切替えるものである。

図１に示す３０は、厨房などに設置される台所用リモコン、３１は浴室近くに設置される風呂リモコンを示し、それらは何れも信号線３２によって前記貯湯ユニット制御装置１９に接続されて、この貯湯ユニット制御装置１９と各種の運転信号の授受が行われる。前記風呂リモコン３１には、浴槽水の温度を設定する風呂温度設定手段３３、追い焚き運転スイッチ３４及び保温運転スイッチ３５等を備えている。

また、前記ヒートポンプ制御装置１１と貯湯ユニット制御装置１９は、信号線３６にて接続されており、前記両制御装置１１、１９間も各種の運転信号の授受が行われる。

次に上述の第１実施例における沸き上げ運転動作について、図２を用いて説明する。この沸き上げ運転時は、前記電動三方弁２９が、図２に示す状態になる。即ち、電動三方弁２９は、貯湯用循環ポンプ１６側と貯湯タンク１５下部の往き口部２３側とが連通状態になり、一方、追い焚き用分岐回路２８の終端側が閉塞された状態になる。この状態で、貯湯用循環ポンプ１６が駆動すると、貯湯タンク１５内下部の低温水が、往き口部２３から電動三方弁２９、循環ポンプ１６、冷媒体水熱交換器６の被加熱部６Ｂへと循環される。この冷媒体水熱交換器６の被加熱部６Ｂに循環された低温水は、そこで加熱部６Ａに流れる二酸化炭素冷媒の高温・高圧ガスと熱交換して約９０℃に加熱昇温される。この加熱された高温水は、追い焚き用分岐回路２８の終端が電動三方弁２９にて閉塞されているため、追い焚き用分岐回路２８側に流れること無く、貯湯タンク１５側へと流れて、戻り口部２５から貯湯タンク１５内の上部へと戻される。

上述の沸き上げ運転を続行すると、貯湯タンク１５内は、高温の湯水の層（湯層）が上部から中部、さらには下部へ移り、貯湯タンク１５内の殆どに高温の湯水を貯溜させることが可能になる。こうして貯湯タンク１５内に貯溜された湯水は、給湯管２４Ｂを通って浴槽４や厨房、洗面所等の利用部へ給湯される。

次に、浴槽水の追い焚き運転動作について、図１を用いて説明する。例えば、風呂リモコン３１の追い焚き運転スイッチ３４をオン操作すると、その運転信号が貯湯ユニット制御装置１９に入力される。この運転信号の入力により、貯湯ユニット制御装置１９は、前記電動三方弁２９を図２に示す状態から図１に示す状態へと切替え動作させる。即ち、電動三方弁２９は、貯湯用循環ポンプ１６側と貯湯タンク１５下部の往き口部２３側が閉塞状態になり、一方、追い焚き用分岐回路２８の終端は、貯湯用循環ポンプ１６の上流の貯湯用循環路２２に連通された状態になる。

上述した電動三方弁２９の流路切替え動作が終了した時点で、貯湯ユニット制御装置１９は、貯湯用循環ポンプ１６を駆動すると共に追い焚き用ポンプ１８を駆動する。前記貯湯用循環ポンプ１６の駆動により、貯湯用循環路２２内の湯水が、循環ポンプ１６を通って冷媒体水熱交換器６の被加熱部６Ｂへと循環され、この冷媒体水熱交換器６の被加熱部６Ｂに循環された湯水は、加熱部６Ａに流れる二酸化炭素冷媒の高温・高圧ガスと熱交換して約９０℃に加熱昇温される。この加熱された高温水は、分岐部２７から貯湯タンク１５側へ流れること無く、追い焚き用分岐回路２８側に流れて追い焚き用熱交換器１７の加熱部１７Ａへ循環される。

その追い焚き用熱交換器１７の加熱部１７Ａへ循環された高温水は、追い焚き用ポンプ１８の駆動に伴い、追い焚き回路２６を通って追い焚き用熱交換器１７の被加熱部１７Ｂへ循環された浴槽水と熱交換し、この浴槽水を加熱昇温させる。この追い焚き用熱交換器１７の被加熱部１７Ｂで加熱された浴槽水は、再び浴槽４に戻され、この浴槽４内の浴槽水全体の温度を徐々に上昇させるという追い焚き運転動作が行われる。この追い焚き運転動作は、前記風呂リモコン３１の追い焚き運転スイッチ３４を、再び押して追い焚き運転を解除するか、或いは前記温度センサＳの検出温度が風呂温度設定手段３３にて設定された設定温度に達すると停止される。

一方、追い焚き用熱交換器１７の加熱部１７Ａへ循環されて熱交換した後の温度低下した湯水は、追い焚き用分岐回路２８から電動三方弁２９を介して、再び貯湯用循環路２２へ戻され、冷媒体水熱交換器６の被加熱部６Ｂへ循環される。

従って、上述の追い焚き運転時に、貯湯タンク１５内に貯溜されている高温の湯水を使用せずに、ヒートポンプユニット２のヒートポンプ運転を利用して、浴槽水の追い焚き運転を実行でき、長時間、追い焚き運転を行う場合でも、給湯タンク１５内に貯溜されている高温の湯の温度低下を防止することが可能となり、必要時に高温湯水を給湯できない等の給湯の使用制限を受けにくくすることができる。

また、追い焚き運転時にヒートポンプユニット２のヒートポンプ運転を利用するから、追い焚き用熱交換器１７へ循環供給する熱交換用の湯水の温度を約９０℃の高温にすることができ、熱交換効率が向上して追い焚き運転時間の短縮化が図れる。

尚、浴槽水の保温運転動作も上述の追い焚き運転動作と類似するため、その動作説明は省略するが、この保温運転時には、ヒートポンプユニット２の圧縮機５の回転数を低回転数に落として、ヒートポンプユニット２の加熱能力を低下させた低出力運転を行わせる。

次に、本発明の第２実施例を図３及び図４に基づいて説明すると、図３は、本発明の第２実施例に係るヒートポンプ給湯装置の追い焚き運転時を示す全体構成図、図３は、同じく沸き上げ運転時を示す全体構成図である。

図３及び図４において、上述の第１実施例と同一構成は、同一符号を付して説明を省略する。即ち、第１実施例との相違点は、流路切替え手段としての電動三方弁４０を、貯湯用循環路２２における冷媒対水熱交換器６の被加熱部６Ｂと貯湯タンク１５への戻り口部２５との間に設け、そして、追い焚き用分岐回路２８の始端を電動三方弁４０の一つの接続部に接続する一方、追い焚き用分岐回路２８の終端を、前記往き口部２３と貯湯用循環ポンプ１６との間に設けられた合流部４１に接続して、追い焚き用熱交換器１７の加熱部１７Ａで熱交換した後の湯水を、貯湯用循環ポンプ１６の吸込み側の上流の貯湯用循環路２２に戻すようにしている。

この第２実施例における沸き上げ運転動作について、図４を用いて説明する。この沸き上げ運転時は、前記電動三方弁４０が、図４に示す状態になる。即ち、電動三方弁４０は、冷媒対水熱交換器６の被加熱部６Ｂ側と貯湯タンク１５の戻り口部２５側とが連通状態になり、一方、追い焚き用分岐回路２８の始端側が閉塞された状態になる。

この状態で、貯湯用循環ポンプ１６が駆動すると、貯湯タンク１５内下部の低温水が、往き口部２３から合流部４１、循環ポンプ１６、冷媒体水熱交換器６の被加熱部６Ｂへと循環される。この冷媒体水熱交換器６の被加熱部６Ｂに循環された低温水は、加熱部６Ａに流れる二酸化炭素冷媒の高温・高圧ガスと熱交換して約９０℃に加熱昇温される。この加熱された高温水は、追い焚き用分岐回路２８側に流れること無く、電動三方弁４０を通って貯湯タンク１５側へと流れて、戻り口部２５から貯湯タンク１５内の上部へと戻される。

上述の沸き上げ運転を続行すると、貯湯タンク１５内は、高温の湯水の層（湯層）が上部から中部、さらには下部へ移り、貯湯タンク１５内の殆どに高温の湯水を貯溜させることが可能になる。こうして貯湯タンク１５内に貯溜された湯水は、給湯管２４Ｂを通って浴槽４や厨房、洗面所等の利用部へ給湯される。

次に、浴槽水の追い焚き運転動作について、図３を用いて説明する。例えば、風呂リモコン３１の追い焚き運転スイッチ３４がオン操作されると、その運転信号が貯湯ユニット制御装置１９に入力される。この運転信号の入力により、貯湯ユニット制御装置１９は、前記電動三方弁４０を図４に示す状態から図３に示す状態へと切替え動作させる。即ち、電動三方弁４０が、冷媒体水熱交換器６の被加熱部６Ｂ下流の貯湯用循環路２２と追い焚き用分岐回路２８の始端とを連通させた状態になり、一方、貯湯用循環路２２の前記戻り口部２５側は閉塞された状態になる。

上述した電動三方弁４０の流路切替え動作が終了した時点で、貯湯ユニット制御装置１９は、貯湯用循環ポンプ１６を駆動すると共に追い焚き用ポンプ１８を駆動する。前記貯湯用循環ポンプ１６の駆動により、貯湯用循環路２２内の湯水が、循環ポンプ１６を通って冷媒体水熱交換器６の被加熱部６Ｂへと循環され、この冷媒体水熱交換器６の被加熱部６Ｂに循環された湯水は、加熱部６Ａに流れる二酸化炭素冷媒の高温・高圧ガスと熱交換して約９０℃に加熱昇温される。この加熱された高温水は、電動三方弁４０を通って、貯湯タンク１５側へ流れること無く、直接に追い焚き用分岐回路２８側へ流れて追い焚き用熱交換器１７の加熱部１７Ａへ循環される。

その追い焚き用熱交換器１７の加熱部１７Ａへ循環された高温水は、追い焚き用ポンプ１８の駆動に伴い、追い焚き回路２６を通って追い焚き用熱交換器１７の被加熱部１７Ｂへ循環された浴槽水と熱交換し、この浴槽水を加熱昇温させる。この追い焚き用熱交換器１７の被加熱部１７Ｂで加熱された浴槽水は、再び浴槽４に戻され、この浴槽４内の浴槽水全体の温度を徐々に上昇させるという追い焚き運転動作が行われる。この追い焚き運転動作は、前記風呂リモコン３１の追い焚き運転スイッチ３４を、再び押して追い焚き運転を解除するか、或いは前記温度センサＳの検出温度が風呂温度設定手段３３にて設定された設定温度に達すると停止される。

一方、追い焚き用熱交換器１７の加熱部１７Ａへ循環されて熱交換した後の温度低下した湯水は、追い焚き用分岐回路２８から合流部４１を介して、再び貯湯用循環路２２へ戻され、冷媒体水熱交換器６の被加熱部６Ｂへ循環される。

従って、上述の追い焚き運転時に、貯湯タンク１５内に貯溜されている高温の湯水を使用せずに、ヒートポンプユニット２のヒートポンプ運転を利用して、浴槽水の追い焚き運転を実行でき、長時間、追い焚き運転を行う場合でも、給湯タンク１５内に貯溜されている高温の湯の温度低下を防止することが可能となり、必要時に高温湯水を給湯できない等の給湯の使用制限を受けにくくすることができる。

また、追い焚き運転時にヒートポンプユニット２のヒートポンプ運転を利用するから、追い焚き用熱交換器１７へ循環供給する熱交換用の湯水の温度を約９０℃の高温にすることができ、熱交換効率が向上して追い焚き運転時間の短縮化が図れる。

尚、浴槽水の保温運転動作も上述の追い焚き運転動作と類似するため、その動作説明は省略するが、この保温運転時には、ヒートポンプユニット２の圧縮機５の回転数を低回転数に落として、ヒートポンプユニット２の加熱能力を低下させた低出力運転を行わせる。

次に、本発明の第３実施例を図５及び図６に基づいて説明すると、図５は、本発明の第３実施例に係るヒートポンプ給湯装置の追い焚き運転時を示す全体構成図、図６は、同じく沸き上げ運転時を示す全体構成図である。

図５及び図６において、前記の第１実施例と同一構成は、同一符号を付して説明を省略する。即ち、第１実施例との相違点は、流路切替え手段としての電動三方弁５０を、貯湯用循環路２２における冷媒対水熱交換器６の被加熱部６Ａと貯湯タンク１５への戻り口部２５との間に設け、そして、追い焚き用分岐回路２８の始端を電動三方弁５０の一つの接続部に接続する一方、追い焚き用分岐回路２８の終端を、前記貯湯タンク１５下部の周側部から貯湯タンク１５内下部に連通させた点である。

この第３実施例における沸き上げ運転動作について、図６を用いて説明する。この沸き上げ運転時は、前記電動三方弁５０が、図６に示す状態になる。即ち、電動三方弁５０は、冷媒対水熱交換器６の被加熱部６Ｂ側と貯湯タンク１５の戻り口部２５側とが連通状態になり、一方、追い焚き用分岐回路２８の始端が閉塞された状態になる。

この状態で、貯湯用循環ポンプ１６が駆動すると、貯湯タンク１５内下部の低温水が、往き口部２３から循環ポンプ１６、冷媒体水熱交換器６の被加熱部６Ｂへと循環される。この冷媒体水熱交換器６の被加熱部６Ｂに循環された低温水は、加熱部６Ａに流れる二酸化炭素冷媒の高温・高圧ガスと熱交換して約９０℃に加熱昇温される。この加熱された高温水は、追い焚き用分岐回路２８側に流れること無く、電動三方弁５０を通って貯湯タンク１５側へと流れて、戻り口部２５から貯湯タンク１５内の上部へと戻される。

前記の沸き上げ運転動作を続行すると、貯湯タンク１５内は、高温の湯水の層（湯層）が上部から中部、さらには下部へ移り、貯湯タンク１５内の殆どに高温の湯水を貯溜させることが可能になる。こうして貯湯タンク１５内に貯溜された湯水は、給湯管２４Ｂを通って浴槽４や厨房、洗面所等の利用部へ給湯される。

次に、浴槽水の追い焚き運転動作について、図５を用いて説明する。例えば、風呂リモコン３１の追い焚き運転スイッチ３４がオン操作されると、その運転信号が貯湯ユニット制御装置１９に入力される。この運転信号の入力により、貯湯ユニット制御装置１９は、前記電動三方弁５０を図６に示す状態から図５に示す状態へと切替え動作させる。即ち、電動三方弁５０が、冷媒体水熱交換器６の被加熱部６Ｂ下流の貯湯用循環路２２と追い焚き用分岐回路２８の始端とを連通させた状態になり、一方、貯湯用循環路２２の前記戻り口部２５側は閉塞された状態になる。

上述した電動三方弁５０の流路切替え動作が終了した時点で、貯湯ユニット制御装置１９は、貯湯用循環ポンプ１６を駆動すると共に追い焚き用ポンプ１８を駆動する。前記貯湯用循環ポンプ１６の駆動により、貯湯用循環路２２内の湯水が、循環ポンプ１６を通って冷媒体水熱交換器６の被加熱部６Ｂへと循環され、この冷媒体水熱交換器６の被加熱部６Ｂに循環された湯水は、加熱部６Ａに流れる二酸化炭素冷媒の高温・高圧ガスと熱交換して約９０℃に加熱昇温される。この加熱された高温水は、電動三方弁５０を通って、直接に貯湯タンク１５側へ流れること無く、先ず追い焚き用分岐回路２８側に流れて追い焚き用熱交換器１７の加熱部１７Ａへ循環される。

その追い焚き用熱交換器１７の加熱部１７Ａへ循環された高温水は、追い焚き用ポンプ１８の駆動に伴い、追い焚き回路２６を通って追い焚き用熱交換器１７の被加熱部１７Ｂへ循環された浴槽水と熱交換し、この浴槽水を加熱昇温させる。この追い焚き用熱交換器１７の被加熱部１７Ｂで加熱された浴槽水は、再び浴槽４に戻され、この浴槽４内の浴槽水全体の温度を徐々に上昇させるという追い焚き運転動作が行われる。この追い焚き運転動作は、前記風呂リモコン３１の追い焚き運転スイッチ３４を、再び押して追い焚き運転を解除するか、或いは前記温度センサＳの検出温度が風呂温度設定手段３３にて設定された設定温度に達すると停止される。

一方、追い焚き用熱交換器１７の加熱部１７Ａへ循環されて熱交換した後の温度低下した湯水は、追い焚き用分岐回路２８から貯湯タンク１５内下部の温度の低い湯水に合流し、この合流して混合した湯水が、往き口部２３から循環ポンプ１６を経て、冷媒体水熱交換器６の被加熱部６Ｂへ循環される。

従って、上述の追い焚き運転時に、貯湯タンク１５内に貯溜されている高温の湯水を使用せずに、ヒートポンプユニット２のヒートポンプ運転を利用して、浴槽水の追い焚き運転を実行でき、長時間、追い焚き運転を行う場合でも、給湯タンク１５内に貯溜されている高温の湯の温度低下を防止することが可能となり、必要時に高温湯水を給湯できない等の給湯の使用制限を受けにくくすることができる。

また、追い焚き運転時にヒートポンプユニット２のヒートポンプ運転を利用するから、追い焚き用熱交換器１７へ循環供給する熱交換用の湯水の温度を約９０℃の高温にすることができ、熱交換効率が向上して追い焚き運転時間の短縮化が図れる。

また、この第３実施例のヒートポンプ給湯装置１では、貯湯タンク１５内の下部にまで高温の湯層が形成されていない場合（例えば、貯湯タンク内の下部に約１５〜２５℃の常温水が貯まっている場合）、追い焚き用熱交換器１７で熱交換後の、例えば約４０〜６０℃の湯水を、貯湯タンク１５内下部の水に混合させて、貯湯タンク１５内下部の水温を上昇させることができるので、沸き上げ効率を向上させ、ヒートポンプ冷媒回路１４の圧縮機５に対する負荷を低減でき、加熱効率を一層高めることが可能である。

以上、本発明を第１〜第３実施例に基づいて説明したが、本発明はこれらの実施例に限定されるものでないことは明らかである。上記各実施例では、電動三方弁２９、４０、５０を用いて流路切替え手段としたが、電動開閉弁を複数用いて流路を切替えるようにすることも可能である。

本発明の第１実施例に係るヒートポンプ給湯装置の追い焚き運転時を示す全体構成図である。 同じく、第１実施例に係るヒートポンプ給湯装置の沸き上げ運転時を示す全体構成図である。 本発明の第２実施例に係るヒートポンプ給湯装置の追い焚き運転時を示す全体構成図である。 同じく、第２実施例に係るヒートポンプ給湯装置の沸き上げ運転時を示す全体構成図である。 本発明の第３実施例に係るヒートポンプ給湯装置の追い焚き運転時を示す全体構成図である。 同じく、第３実施例に係るヒートポンプ給湯装置の沸き上げ運転時を示す全体構成図である。

符号の説明

１ ヒートポンプ給湯装置
２ ヒートポンプユニット
３ 給湯ユニット
４ 浴槽
５ 圧縮機
６ 冷媒対水熱交換器
６Ａ 冷媒対水熱交換器の加熱部
６Ｂ 冷媒対水熱交換器の被加熱部
７ 減圧装置
８ 蒸発器
１４ ヒートポンプ冷媒回路
１５ 貯湯タンク
１６ 貯湯用循環ポンプ
１７ 追い焚き用熱交換器
１７Ａ 追い焚き用熱交換器の加熱部
１７Ｂ 追い焚き用熱交換器の被加熱部
１８ 追い焚き用ポンプ
２２ 貯湯用循環路
２３ 往き口部
２５ 戻り口部
２６ 追い焚き回路
２８ 追い焚き用分岐回路
２９ 電動三方弁（流路切替え手段）
４０ 電動三方弁（流路切替え手段）
５０ 電動三方弁（流路切替え手段）

Claims (5)

1. 湯水を貯溜する貯湯タンクと、圧縮機、冷媒対水熱交換器、減圧装置及び蒸発器を環状に接続して構成したヒートポンプ冷媒回路と、貯湯用循環ポンプ及び冷媒対水熱交換器を環状に接続して構成され、貯湯タンク内の下部の湯水を冷媒対水熱交換器に循環させて加熱すると共に、この加熱された湯水を貯湯タンク内の上部へ戻す貯湯用循環路と、追い焚き用ポンプ及び追い焚き用熱交換器を有して構成され、浴槽内の浴槽水を追い焚き用熱交換器の被加熱部側に循環させて加熱すると共に、この加熱された浴槽水を浴槽内に戻す追い焚き回路と、前記冷媒対水熱交換器よりも下流側の貯湯用循環路の途中から分岐され、かつ、前記冷媒対水熱交換器で加熱された高温の湯を直接追い焚き用熱交換器の加熱部側へ流す焚き用分岐回路とを備えたことを特徴とするヒートポンプ給湯装置。
2. 前記追い焚き用分岐回路は、追い焚き用熱交換器で熱交換した後の湯水を、前記貯湯用循環ポンプよりも上流側の貯湯用循環路に戻すように構成したことを特徴とする請求項１に記載のヒートポンプ給湯装置。
3. 前記冷媒対水熱交換器で加熱された高温の湯の流れを、貯湯タンク側と追い焚き用分岐回路側とに切替える流路切替え手段を備えたことを特徴とする請求項１に記載のヒートポンプ給湯装置。
4. 前記流路切替え手段が、貯湯タンク下部の往き口部と貯湯用循環ポンプとの間の貯湯用循環路に介在させた電動三方弁であることを特徴とする請求項３に記載のヒートポンプ給湯装置。
5. 前記流路切替え手段が、貯湯タンク上部の戻り口部と冷媒対水熱交換器との間の貯湯用循環路に介在させた電動三方弁であることを特徴とする請求項３に記載のヒートポンプ給湯装置。

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