JP2005308250A - ヒートポンプ給湯機 - Google Patents

Abstract

【課題】給湯負荷に充分対応した小型のヒートポンプ給湯機を提供することを目的とする。
【解決手段】圧縮機１、放熱器２、減圧手段３、蒸発器４からなる冷媒回路５と、第１の貯湯槽７、第２の貯湯槽８、循環ポンプ９、放熱器２を接続した水回路６と給湯回路２２を有する。給湯回路２２は、水回路６と市水を供給する給水管１２および第１の貯湯槽７から出湯する第１の出湯管１３、第２の貯湯槽８から出湯する第２の出湯管１４により接続されていて、前記第１の出湯管１３、前記第２の出湯管１４と市水配管１７は混合弁１８に接続されている。混合弁１８の出口配管は、給湯端末１９と風呂浴槽２０に接続されている。出湯信号により冷媒回路５を運転し、水回路６で加熱された温水と、第２の貯湯槽８の温水を同時に供給し、混合弁１８で市水と混合して所定の温度で出湯することにより、第１の貯湯槽７と第２の貯湯槽８の容量を小さくできる。
【選択図】図１

Description

本発明はヒートポンプを利用したヒートポンプ給湯機に関するものである。

図７は、従来のヒートポンプ給湯機の代表的な構成を示すものである（例えば、特許文献１参照）。図７に示すように、この種のヒートポンプ給湯機は、圧縮機１、放熱器２、減圧手段３、蒸発器４からなる冷媒回路５と、貯湯槽６、循環ポンプ９、放熱器２を接続した水回路６から構成されている。冷媒回路５の蒸発器４で大気から吸熱して放熱器２で放熱し、貯湯槽６の下部から循環ポンプ９を介して放熱器２に供給される水を加熱して貯湯槽６に循環させ、貯湯槽６に貯留した温水を給湯している。

この従来の構成では、夜間電力を使用して夜間にヒートポンプ給湯機を運転して加熱した温水を貯湯槽６に貯め、昼間は貯湯槽６に貯められた温水と低温の市水を混合して所定の温度の温水を供給している。
特開２０００−３４６４４７号公報

しかしながら上記従来の構成では、昼間の温水の使用量（給湯負荷）が多い場合は貯湯槽６の温水が足りなくなる。したがって、給湯負荷への対応のためには貯湯容量の大きい貯湯槽６を使用しなければならない。しかし、貯湯容量の大きい貯湯槽６は機器の設置面積を広く取らなければならないという課題を有していた。

本発明は、前記従来の課題を解決するもので、給湯負荷に充分対応した小型のヒートポンプ給湯機を提供することを目的とする。

上記課題を解決するために本発明のヒートポンプ給湯機は、圧縮機、放熱器、減圧手段および蒸発器を順次接続した冷媒回路と、第１の貯湯槽と第２の貯湯槽に接続した循環手段、前記放熱器、第１の３方弁および前記第１の貯湯槽を順次接続し、前記第１の３方弁の出口、第２の３方弁を接続し、前記第２の３方弁の出口、前記第１の貯湯槽を接続し、前記第２の３方弁の他方の出口、前記第２の貯湯槽を接続した水回路とを備え、前記第１の貯湯槽、前記第２の貯湯槽、前記放熱器と前記第１の３方弁との接続部は混合弁に接続されるとともに、前記給水管から分岐された市水配管は前記混合弁に接続され、前記混合弁の出口は、給湯端末か風呂浴槽の少なくとも一方に接続される構成としたもので、給湯端末や風呂浴槽に給湯する時に、圧縮機を運転して給湯する直接給湯運転、圧縮機を運転せずに貯湯槽から給湯する貯湯給湯運転、貯湯槽に温水を貯める貯湯運転など異なる運転モードを行なうことができる。

これにより、種々の給湯負荷に確実に対応し、湯切れを生じることなく小型のヒートポンプ給湯機を提供することができる。

また、少量の給湯時には圧縮機を運転することをなくし、給湯量の多い場合および貯湯槽の残湯が少なくなった場合に圧縮機を運転することにより、圧縮機の運転・停止回数を少なくして、機器の信頼性を高くしたヒートポンプ給湯機を提供することができる。

本発明によれば、給湯負荷に充分対応した小型のヒートポンプ給湯機を提供できる。

第１の発明は、圧縮機、放熱器、減圧手段および蒸発器を順次接続した冷媒回路と、第１の貯湯槽と第２の貯湯槽に接続した循環手段、前記放熱器、第１の３方弁および前記第１の貯湯槽を順次接続し、前記第１の３方弁の出口、第２の３方弁を接続し、前記第２の３方弁の出口、前記第１の貯湯槽を接続し、前記第２の３方弁の他方の出口、前記第２の貯湯槽を接続した水回路とを備え、前記第１の貯湯槽、前記第２の貯湯槽、前記放熱器と前記第１の３方弁との接続部は混合弁に接続されるとともに、前記給水管から分岐された市水配管は前記混合弁に接続され、前記混合弁の出口は、給湯端末か風呂浴槽の少なくとも一方に接続される構成としたもので、給湯端末や風呂浴槽に給湯する時に、圧縮機を運転して給湯する直接給湯運転、圧縮機を運転せずに貯湯槽から給湯する貯湯給湯運転、貯湯槽に温水を貯める貯湯運転など異なる運転モードを行なうことができる。

また、放熱器で加熱された温水と貯湯槽の温水を同時に供給し、大流量の給湯が可能で、貯湯槽容量を小さくでき、ヒートポンプ給湯機を小型にすることができる。

さらに、残湯が少なくなった場合に第１の貯湯槽７へ貯湯する温度を低くして加熱能力を増加させたり、第１の貯湯槽７と第２の貯湯槽８へ異なる温度で貯湯させることにより、湯切れの発生を防止することができる。

第２の発明は、給水管から分岐された市水配管と、給湯端末か風呂浴槽の少なくとも一方に接続される混合弁を第３の混合弁とし、第１の貯湯槽と第２の貯湯槽は、第１の混合弁に接続され、前記第１の混合弁の出口、前記放熱器と第１の３方弁との接続部は第２の混合弁に接続され、前記第２の混合弁が前記第３の混合弁に接続される構成としたもので、給湯端末や風呂浴槽に給湯する時に、圧縮機を運転して給湯する直接給湯運転、圧縮機を運転せずに貯湯槽から給湯する貯湯給湯運転、貯湯槽に温水を貯める貯湯運転など異なる運転モードを行なうことができる。

また、放熱器で加熱された温水と貯湯槽の温水を同時に供給し、大流量の給湯が可能で、さらに、貯湯槽容量を小さくでき、ヒートポンプ給湯機を小型にすることができる。

第３の発明は、第３の混合弁の出口は給湯端末に接続され、第２の混合弁の出口の分岐管および市水配管の分岐管が接続される第４の混合弁を設け、前記第４の混合弁の出口配管は風呂浴槽に接続されたことを特徴とするもので、給湯端末や風呂浴槽に給湯する時に、圧縮機を運転して給湯する直接給湯運転、圧縮機を運転せずに貯湯槽から給湯する貯湯給湯運転、貯湯槽に温水を貯める貯湯運転など異なる運転モードを行なうことができる。

また、放熱器で加熱された温水と貯湯槽の温水を同時に供給し、大流量の給湯が可能で、さらに、貯湯槽容量を小さくでき、ヒートポンプ給湯機を小型にすることができる。

第４の発明は、放熱器に供給される水の温度を検出する温度センサーと、前記放熱器で加熱された温水の温度を検出する給湯温度センサーと、第１の貯湯槽および第２の貯湯槽の残湯量を検出する複数の残湯温度センサーと、第１の混合弁の出湯温度を検出する第１の出湯温度センサーと、第２の混合弁の出湯温度を検出する第２の出湯温度センサーと、第３の混合弁の出湯温度を検出する第３の出湯温度センサーとを備え、前記放熱器で加熱された温水の温度と前記複数の残湯温度センサーの出力温度により、前記第１貯湯槽の上部または前記第１貯湯槽の下部または前記第２の貯湯槽の上部に温水を流入させるように、前記第１の３弁と前記第２の３方弁の動作を制御し、前記放熱器で加熱された温水と前記第１の貯湯槽および前記第２の貯湯槽の温水を、前記第１の混合弁、前記第２の混合弁
で混合して前記第３の混合弁に供給し、前記第３の混合弁で、前記第２の混合弁からの温水と市水とを混合して所定の温度に調整することを特徴とするもので、これらのセンサーの検出信号に基づいて、第１貯湯槽の上部、または第１貯湯槽の下部、または第２の貯湯槽の上部に温水を流入させるように、第１の３弁と第２の３方弁を制御し、第２の貯湯槽の上部には常に高温の温水を流入させる事ができ、湯切れを防止できる。

第５の発明は、放熱器に供給される水の温度を検出する温度センサーと、前記放熱器で加熱された温水の温度を検出する給湯温度センサーと、第１の貯湯槽および第２の貯湯槽の残湯量を検出する複数の残湯温度センサーと、第１の混合弁の出湯温度を検出する第１の出湯温度センサーと、第２の混合弁の出湯温度を検出する第２の出湯温度センサーと、第３の混合弁の出湯温度を検出する第３の出湯温度センサーおよび第４の混合弁の出湯温度を検出する風呂出湯温度センサーとを備え、前記放熱器で加熱された温水の温度と前記複数の残湯温度センサーの出力温度により、前記第１貯湯槽の上部または前記第１貯湯槽の下部または前記第２の貯湯槽の上部に温水を流入させるように、前記第１の３方弁と前記第２の３方弁の動作を制御し、前記放熱器で加熱された温水と前記第１の貯湯槽および前記第２の貯湯槽の温水を、前記第１の混合弁、前記第２の混合弁で混合して前記第３の混合弁および前記第４の混合弁に供給し、前記第３の混合弁および前記第４の混合弁で、前記第２の混合弁からの温水と市水とを混合して所定の温度に調整することを特徴とするもので、これらのセンサーの検出信号に基づいて、第１貯湯槽の上部、または第１貯湯槽の下部、または第２の貯湯槽の上部に温水を流入させるように、第１の３弁と第２の３方弁を制御し、第２の貯湯槽の上部には常に高温の温水を流入させる事ができ、湯切れを防止できる。また、圧縮機を運転して給湯する直接給湯運転、圧縮機を運転せずに貯湯槽から給湯する貯湯給湯運転、貯湯槽に温水を貯める貯湯運転など異なる温度で異なる運転モードを行なうことができる。

第６の発明は、給湯端末から給湯が開始されると、第１の混合弁に貯湯槽からのみ温水を供給し、前記貯湯槽の残湯量が所定値以下になった場合、圧縮機を運転して前記貯湯槽に温水を貯めることを特徴とするもので、圧縮機の運転・停止回数を少なくして、機器の信頼性を高くすることができるとともに、貯湯槽の大きさを小さくできる。

第７の発明は、風呂浴槽への給湯信号により、圧縮機を運転して水回路の加熱温度を貯湯槽の湯温より低い温度とし、さらに、前記貯湯槽の温水を風呂浴槽に供給して温水の供給量を最大にすることを特徴とするもので、風呂への給湯信号により、圧縮機を運転して水回路の加熱温度を貯湯槽の湯温より低い温度としているので、冷媒回路の運転効率をよくすることができる。

また、貯湯槽の温水も同時に給湯回路に供給するので、温水の供給量を最大にして湯切れを起こすことがなく、短時間で風呂への給湯を行なうことができる。

第８の発明は、風呂浴槽への給湯時の水回路の加熱温度を３５℃〜４５℃とするもので、冷媒回路の運転効率をさらに良くすることができる。

以下、本発明の実施の形態におけるヒートポンプ給湯機について、図面を参照しながら説明する。なお、この実施の形態によって本発明が限定されるものではない。

（実施の形態１）
図１は、本発明の第１の実施の形態におけるヒートポンプ給湯機の構成図を示すものである。図８と同じ構成部材には同一符号を用いて説明を一部省略する。

図１において、冷媒回路５は圧縮機１、放熱器２、減圧手段３および蒸発器４から構成
されている。

水回路６は、第１の貯湯槽７の下部と、第２の貯湯槽８の下部に、循環ポンプ９、放熱器２、第１の３方弁１０および第１の貯湯槽７の下部が順次接続され、第１の３方弁１０の他の出口配管と第２の３方弁１１が接続され、第２の３方弁１１の出口配管と第１の貯湯槽７の上部が接続され、第２の３方弁１１の他の出口配管と、第２の貯湯槽８の上部が接続され、第１の貯湯槽７の下部と第２の貯湯槽８の下部が市水を供給する給水管１２に接続され、構成されている。

給湯回路２２は、第１貯湯槽７の上部と第２の貯湯槽８の上部が第１の混合弁１５に接続され、第１の混合弁１５の出口配管および放熱器２と第１の３方弁１０の間から分岐された配管が第２の混合弁１６に接続され、給水管１２から分岐された市水配管１７が第３の混合弁１８に接続され、第３の混合弁１８の出口配管は給湯端末１９および風呂浴槽２０に接続されて、構成されている。

３１は第１の貯湯槽７の下部から導出される水の温度を検出する温度センサー、３２は放熱器２で加熱された温水の温度を検出する給湯温度センサー、３３は第１の貯湯槽７および第２の貯湯槽８の残湯量を検出する複数の残湯温度センサー、３４は第１の混合弁１５の出湯温度を検出する第１の出湯温度センサー、３５は第２の混合弁１６の出湯温度を検出する第２の出湯温度センサー、３６は第３の混合弁の出湯温度を検出する第３の出湯温度センサーである。

以上のように構成されたヒートポンプ給湯機について、以下その動作、作用を説明する。

まず、貯湯運転信号により冷媒回路５が運転されると、冷媒は圧縮機１で圧縮されて高温高圧となり、放熱器２で水を加熱することにより放熱し、減圧手段３により低温低圧となり、蒸発器４により大気から吸熱して蒸発し、圧縮機１に戻る。水回路６では、給水管１２から第２の貯湯槽８に給水された市水が第２の貯湯槽８の下部から循環ポンプ９により放熱器２に供給され、放熱器２で加熱される。放熱器２で加熱されて高温となった湯は３方弁１０、第２の３方弁１１を通り、第２の貯湯槽８の上部に流入し、上部から次第に貯湯されていく。そして、温度センサー３１により放熱器２の入口の水の温度が設定値に達したことを検知すると第２の貯湯槽８に貯水された温水の温度が所定の温度に達したことになるので、第２の３方弁１１を切り替える。

これにより、第１の貯湯槽７に給水された市水が第１の貯湯槽７の下部から循環ポンプ９により放熱器２に供給され、放熱器２で加熱される。放熱器２で加熱されて高温となった湯は３方弁１０、第２の３方弁１１を通り、第１の貯湯槽７の上部に流入し、上部から次第に貯湯されていく。そして、温度センサー３１により放熱器２の入口の水の温度が設定値に達したことを検知すると第１の貯湯槽７に貯水された温水の温度が所定の温度に達したことになるので、圧縮機１の運転を停止して冷媒回路５の運転を停止する。

この様な貯湯運転の時、給湯温度センサー３２の出力により第１の３方弁１１と第２の３方弁１２を切り替えることにより、冷媒回路５の起動時など放熱器２出口の水の温度が第１の設定値（例えば４５℃）より低い場合は、放熱器２で加熱された水を第１の貯湯槽７の下部に戻し、放熱器２で加熱された水の温度が第２の設定値（例えば５５℃）より低い場合は、放熱器２で加熱された水を第１の貯湯槽７の上部に戻し、設定された貯湯温度（例えば６５℃）に近くなった場合に３方弁１９を切り替え、第２の貯湯槽８の上部に温水を戻すようにすると、第２の貯湯槽８内の水の温度を高く保つことができる。また、第１の貯湯槽７の下部の水温を低く保つ事ができるため、放熱器２に供給される温度を低く
し、冷媒回路の放熱量を大きく取ることができ、加熱能力を大きくし効率のよい運転が可能となる。

通常、給湯端末１９から供給される湯温は４５℃以下であるが、本発明においては、貯湯運転において、水回路６の加熱温度を６０℃以上として第１の貯湯槽７と第２の貯湯槽８への蓄熱量を増加させる。このように、水回路６の加熱温度を６０℃以上にして第１の貯湯槽７や第２の貯湯槽８に貯湯する温水の温度を給湯端末１９から供給される温水の温度より高い温度に設定することにより、第１の貯湯槽７と第２の貯湯槽８の容量を少なくして第１の貯湯槽７と第２の貯湯槽８を小型にすることができる。

給湯端末１９に給湯する場合は、給湯回路２２において、給水弁２１を開いた状態にして、第１の貯湯槽７下部の給水管１２から第１の貯湯槽７に流入する市水の圧力により第１の貯湯槽７の温水を第１の出湯管１３に流出させる。第１の貯湯槽７から流出した湯は第１の混合弁１５、第２の混合弁１６を通り、第３の混合弁１８で市水配管１７から流入する低温の市水と混合される。第３の混合弁１８は第３の出湯温度センサー３６の出力値により、第１の貯湯槽７からの温水と市水の混合割合を調整し、所定の温度として給湯端末１９に給湯する。

なお、給湯端末１９から４５℃で給湯する場合、市水温度は季節により変動するため、市水温度と外気温度によりヒートポンプ給湯機の加熱必要能力は変化する。特に冬期は市水温度が低下し、さらに室外気温が低下するため、ヒートポンプ給湯機の加熱能力が低下する。従って、水回路６の加熱温度を高くして、第１の貯湯槽７と第２の貯湯槽８への蓄熱量を増加させる必要がある。そこで、室外気温や市水温度に応じて水回路６の加熱温度を６０℃から９０℃の範囲で変化させて、第１の貯湯槽７と第２の貯湯槽８への蓄熱量を変化させる。

つぎに、風呂浴槽２０への給湯運転動作について説明する。風呂浴槽給湯信号により風呂浴槽２０への給湯が開始されると、冷媒回路５の運転を開始し、水回路６の設定加熱温度を３５〜４５℃とする。これにより冷媒回路５の圧縮比を小さくし、圧縮機１の消費電力を低減することができるため、効率の良い運転を行なうことができる。また、冷媒回路５の運転による給湯と同時に、第１の貯湯槽７の温水も第１の混合弁１５、第２の混合弁１６を介し給湯回路２２に供給することにより、第３の混合弁１８で市水と混合され、所定温度（例えば４３℃〜４５℃）の温水の風呂浴槽２０への供給量を最大にすることができる。その結果、短時間で風呂浴槽２０への給湯を行なうことができる。

つぎに、第１の貯湯槽７内の残湯量が少なくなった場合の給湯運転動作について説明する。給湯を繰り返して第１の貯湯槽７内の残湯量が少なくなり、残湯温度センサー３３の出力が所定値以下になった場合、貯湯運転信号が発信され冷媒回路５が運転され、第１の貯湯槽７の下部から循環ポンプ９により放熱器２に供給され、放熱器２で加熱される。この時、給湯温度センサー３２の出力値に従い、循環ポンプ９の流量を制御して、設定加熱温度で給湯を行ない、３方弁１０、第２の３方弁１１を通り、第１の貯湯槽７の上部に流入し、上部から次第に貯湯されていく。

冷媒回路５が運転されている貯湯運転中に給湯端末１９が開かれた場合、放熱器２で加熱された温水が第２の混合弁１６を経て、第３の混合弁１８で市水配管１７から流入する低温の市水と混合される。第３の混合弁１８では第３の出湯温度センサー３６の出力値により、温水と市水の混合割合を調整し、所定の温度として給湯端末１９から給湯する。その場合、温水の使用が多く冷媒回路５だけでは加熱能力が不足する場合は、第１の貯湯槽７からも温水を供給し、第２の混合弁１６で混合して給湯量を増加させる。そして、給湯端末１９が閉じられると、第１の３方弁、第２の３方弁を切り替え、第２の混合弁１６を
閉じて貯湯運転を継続する。

給湯端末１９からの給湯が続き、第１の貯湯槽７の湯が全て使用され、さらに給湯が続く場合、第１の混合弁１５を切り替え第２の貯湯槽８から温水を供給し、第２の混合弁１６で混合して給湯量を増加させる。そして、給湯端末１９が閉じられると、第１の３方弁、第２の３方弁を切り替え、第２の混合弁１６を閉じて、第２の貯湯槽８の貯湯運転を継続し、第２の貯湯槽８に貯水された温水の温度が所定の温度に達すると第２の３方弁１１を切り替え、第１の貯湯槽７の貯湯運転を行ない、第１の貯湯槽７に貯水された温水の温度が所定の温度に達すると、圧縮機１の運転を停止して冷媒回路５の運転を停止する。

図２は、給湯負荷パターンの一例で、１日当りの給湯熱量は４９３２０ｋＪ（１１７８０ｋｃａｌ）、年間１８ＧＪ（４．３Ｇｃａｌ）と想定している（ＩＢＥＣ Ｌモード相当）。

図３は、図２の給湯負荷パターンに対して、冬期の市水温度を５℃、第１の貯湯槽７の容量を１００リットル、４５℃の加熱能力Ｑを１０ｋＷ、６５℃の加熱能力Ｑを７ｋＷとして上記のような運転を行なった場合の第１の貯湯槽７と第２の貯湯槽８の残湯量変化を試算したグラフである。この場合、風呂浴槽２０への給湯後に、残湯量が最も少なくなり２０リッターとなる。

図４は、シャワーの回数が３回となった場合の第１の貯湯槽７と第２の貯湯槽８の残湯量変化を試算したグラフである。この場合、シャワーの使用毎に残湯量が減少し、３回目のシャワーの後の残湯量は２リッターとなり、さらにシャワーの回数が増加すると湯切れが起こってしまう。

この時、風呂浴槽２０給湯後に貯湯槽１へ貯湯する温度を５５℃とすると、加熱能力は８.５ｋＷへ増加する。図５は、その時の第１の貯湯槽７と第２の貯湯槽８の残湯量変化を試算したグラフである。この場合、風呂浴槽２０への給湯後の残湯量は７リッターだが、３回目のシャワーの後の残湯量は２０リッターとなり湯切れを防ぐことができる。
この様に、第１の貯湯槽７と第２の貯湯槽８の残湯量が少なくなり湯切れが起こる可能性がある場合、第１の貯湯槽７への貯湯する温度を設定温度より低くする事により、加熱能力を増加させることができるので、湯切れの発生を防止できる。

また、第１の貯湯槽７と第２の貯湯槽８は市水の給水配管や出湯管が独立しており、貯湯槽毎に異なる温度で貯湯できるため、第２の貯湯槽８に６５℃以上の高温の残湯があり、第１の貯湯槽７に５５℃で貯湯しても混合しないため、第２の貯湯槽の高温の湯はそのままの温度で残るため、高温の湯を有効に利用できる。

さらに、湯切れが起こりそうになったことを学習して、第２の貯湯槽の貯湯する温度を前日の貯湯温度（例えば６５℃）より高く（例えば７０℃）に設定し、貯湯を行なえば湯切れを起こしにくくできる。また、夜間に高温の貯湯運転を行なえば、料金の安い深夜電力を利用できるため、ランニングコストの増加も低く抑えることができる。

本実施の形態によれば、これらの運転により、給湯端末１９からの少量の給湯時に、冷媒回路５を運転することをなくし、給湯量の多い風呂浴槽２０へ給湯する場合と第１の貯湯槽７と第２の貯湯槽８の残湯が少なくなった場合に冷媒回路５を運転するため、圧縮機１の運転・停止回数を少なくして、機器の信頼性を高くすることができるとともに、第１の貯湯槽７と第２の貯湯槽８のサイズを小さくでき、短時間で風呂浴槽２０への給湯を完了することができ、さらに、残湯が少なくなった場合に第１の貯湯槽７へ貯湯する温度を低くして加熱能力を増加させたり、第１の貯湯槽７と第２の貯湯槽８へ異なる温度で貯湯
させることにより、湯切れの発生を防止することができる。

（実施の形態２）
図５は、本発明の第２の実施の形態のヒートポンプ給湯機の構成図である。図１と同じ構成部材には同一符号を用い説明を省略する。

図５において、第２の混合弁１６の出口配管の分岐管と市水配管１７の分岐管を第３の混合弁１８に接続し、第３の混合弁１８の出口配管は給湯端末１９と接続され、
第２の混合弁１６の出口配管の分岐管と市水配管１７の分岐管を第４の混合弁２３に接続し、第４の混合弁２３の出口配管は風呂浴槽２０に接続されて給湯回路２２を構成している。３７は風呂出湯温度センサー、３８は室外気温を検出する外気温度センサーである。

以上のように構成されたヒートポンプ給湯機において、通常の運転時、給湯端末１９は第３の混合弁１８を介し、風呂浴槽２０は第４の混合弁２３を介して、それぞれ水回路６と市水配管１７に接続されているため、給湯端末１９と風呂浴槽２０に同時に給湯する場合、異なる温度で給湯できる。その他の給湯運転動作および作用は図１で説明した実施の形態１と同じであり、説明を省略する。

以上のように、本発明にかかるヒートポンプ給湯機は、小型で給湯負荷に充分対応可能となるので、狭い場所への設置ができ、家庭用だけでなく産業用のヒートポンプ給湯機等の用途にも適用できる。

本発明の実施の形態１におけるヒートポンプ給湯機の構成図 同ヒートポンプ給湯機の給湯負荷パターンを示す図 同ヒートポンプ給湯機の残湯量変化を示す図 同ヒートポンプ給湯機の他の残湯量変化を示す図 同ヒートポンプ給湯機の残湯量変化を示す図 本発明の実施の形態２におけるヒートポンプ給湯機の構成図 従来のヒートポンプ給湯機の構成図

符号の説明

１ 圧縮機
２ 放熱器
３ 減圧手段
４ 蒸発器
５ 冷媒回路
６ 水回路
７ 第１の貯湯槽
８ 第１の貯湯槽
９ 循環ポンプ
１０ 第１の３方弁
１１ 第２の３方弁
１２ 給水管
１３ 第１の出湯管
１４ 第２の出湯管
１５ 第１の混合弁
１６ 第２の混合弁
１７ 市水配管
１８ 第３の混合弁
１９ 給湯端末
２０ 風呂浴槽
２１ 給水弁
２２ 給湯回路
２３ 第４の混合弁
３１ 温度センサー
３２ 給湯温度センサー
３３ 残湯温度センサー
３４ 第１の出湯温度センサー
３５ 第２の出湯温度センサー
３６ 第３の出湯温度センサー
３７ 風呂出湯温度センサー
３８ 外気温度センサー

Claims (8)

1. 圧縮機、放熱器、減圧手段および蒸発器を順次接続した冷媒回路と、第１の貯湯槽と第２の貯湯槽に接続した循環手段、前記放熱器、第１の３方弁および前記第１の貯湯槽を順次接続し、前記第１の３方弁の出口、第２の３方弁を接続し、前記第２の３方弁の出口、前記第１の貯湯槽を接続し、前記第２の３方弁の他方の出口、前記第２の貯湯槽を接続した水回路とを備え、前記第１の貯湯槽、前記第２の貯湯槽、前記放熱器と前記第１の３方弁との接続部は混合弁に接続されるとともに、前記給水管から分岐された市水配管は前記混合弁に接続され、前記混合弁の出口は、給湯端末か風呂浴槽の少なくとも一方に接続される構成としたヒートポンプ給湯機。
2. 給水管から分岐された市水配管と、給湯端末か風呂浴槽の少なくとも一方に接続される混合弁を第３の混合弁とし、第１の貯湯槽と第２の貯湯槽は、第１の混合弁に接続され、前記第１の混合弁の出口、前記放熱器と第１の３方弁との接続部は第２の混合弁に接続され、前記第２の混合弁が前記第３の混合弁に接続される構成とした請求項１記載のヒートポンプ給湯機。
3. 第３の混合弁の出口は給湯端末に接続され、第２の混合弁の出口の分岐管および市水配管の分岐管が接続される第４の混合弁を設け、前記第４の混合弁の出口配管は風呂浴槽に接続されたことを特徴とする請求項２記載のヒートポンプ給湯機。
4. 放熱器に供給される水の温度を検出する温度センサーと、前記放熱器で加熱された温水の温度を検出する給湯温度センサーと、第１の貯湯槽および第２の貯湯槽の残湯量を検出する複数の残湯温度センサーと、第１の混合弁の出湯温度を検出する第１の出湯温度センサーと、第２の混合弁の出湯温度を検出する第２の出湯温度センサーと、第３の混合弁の出湯温度を検出する第３の出湯温度センサーとを備え、前記放熱器で加熱された温水の温度と前記複数の残湯温度センサーの出力温度により、前記第１貯湯槽の上部または前記第１貯湯槽の下部または前記第２の貯湯槽の上部に温水を流入させるように、前記第１の３弁と前記第２の３方弁の動作を制御し、前記放熱器で加熱された温水と前記第１の貯湯槽および前記第２の貯湯槽の温水を、前記第１の混合弁、前記第２の混合弁で混合して前記第３の混合弁に供給し、前記第３の混合弁で、前記第２の混合弁からの温水と市水とを混合して所定の温度に調整することを特徴とする請求項２記載のヒートポンプ給湯機。
5. 放熱器に供給される水の温度を検出する温度センサーと、前記放熱器で加熱された温水の温度を検出する給湯温度センサーと、第１の貯湯槽および第２の貯湯槽の残湯量を検出する複数の残湯温度センサーと、第１の混合弁の出湯温度を検出する第１の出湯温度センサーと、第２の混合弁の出湯温度を検出する第２の出湯温度センサーと、第３の混合弁の出湯温度を検出する第３の出湯温度センサーおよび第４の混合弁の出湯温度を検出する風呂出湯温度センサーとを備え、前記放熱器で加熱された温水の温度と前記複数の残湯温度センサーの出力温度により、前記第１貯湯槽の上部または前記第１貯湯槽の下部または前記第２の貯湯槽の上部に温水を流入させるように、前記第１の３方弁と前記第２の３方弁の動作を制御し、前記放熱器で加熱された温水と前記第１の貯湯槽および前記第２の貯湯槽の温水を、前記第１の混合弁、前記第２の混合弁で混合して前記第３の混合弁および前記第４の混合弁に供給し、前記第３の混合弁および前記第４の混合弁で、前記第２の混合弁からの温水と市水とを混合して所定の温度に調整することを特徴とする請求項３記載のヒートポンプ給湯機。
6. 給湯端末から給湯が開始されると、第１の混合弁に貯湯槽からのみ温水を供給し、前記貯湯槽の残湯量が所定値以下になった場合、圧縮機を運転して前記貯湯槽に温水を貯めることを特徴とする請求項２〜５のいずれか１項に記載のヒートポンプ給湯機。
7. 風呂浴槽への給湯信号により、圧縮機を運転して水回路の加熱温度を貯湯槽の湯温より低い温度とし、さらに、前記貯湯槽の温水を風呂浴槽に供給して温水の供給量を最大にすることを特徴とする請求項１〜６のいずれか１項に記載のヒートポンプ給湯機。
8. 風呂浴槽への給湯時に、圧縮機を運転して水回路の加熱温度を３５℃〜４５℃とすることを特徴とする請求項１〜７のいずれか１項に記載のヒートポンプ給湯機。
   

Images