JP2009019804A - ヒートポンプ給湯機およびその運転方法 - Google Patents

Abstract

【課題】第一の出湯部と第二の出湯部とで異なる設定温度で同時に使用する場合でも、高効率で使い勝手のよい給湯を行うことができるヒートポンプ給湯機を提供する。
【解決手段】圧縮機、水冷媒熱交換器、減圧装置および空気熱交換器を、冷媒配管を介して順次接続したヒートポンプ冷媒回路と、前記水冷媒熱交換器と、前記水冷媒熱交換器で加熱された水を貯湯する貯湯タンクとを水配管で接続した給湯回路と、前記給湯回路から水を出湯する第一の出湯部と第二の出湯部とを有し、前記第一の出湯部と前記第二の出湯部とで異なる給湯温度に設定して同時に給湯する場合に、前記異なる給湯温度の差に基づいてあらかじめ定めた給湯温度で同時に給湯する。
【選択図】図１

Description

本発明は、ヒートポンプ給湯機およびその運転方法に関する。

ヒートポンプ給湯機においては、台所蛇口や風呂シャワー、風呂蛇口等からの給湯（以下、一般給湯と称する）と、風呂浴槽への湯張り（以下、風呂給湯と称する）とがそれぞれ異なる給湯温度に設定され、同時に使用される場合がある。この場合、それぞれリモコン等で設定された温度（以下、設定温度と称する）の湯を供給するためには、湯水混合弁を含む給湯回路の数が少なくとも２つ必要となる。これにより、構造が複雑になるとともに、温度制御が複雑になるので、大幅なコストアップとなる。

このため、従来のヒートポンプ給湯機は、給湯回路の数を１として、一般給湯と風呂給湯とが異なる設定温度で同時に使用される場合、いずれか一方の設定温度で同時に給湯を行うようになっていた。

また、風呂給湯を一旦停止して一般給湯のみ行い、一般給湯が終了してから風呂給湯を再開するような運転を行う場合もある。

ここで、ヒートポンプ給湯機には、大きく分けて貯湯式と瞬間式と呼ばれるものがある。貯湯式は、夜間にヒートポンプ運転を行って大きな貯湯タンク内に湯を貯めておき、給湯使用時に貯湯タンクから給湯する。瞬間式は、給湯使用する際にヒートポンプ運転を行い、加熱した温水を直接給湯する。

貯湯式ヒートポンプ給湯機としては特許文献１に示されたものがあり、瞬間式ヒートポンプ給湯機としては特許文献２に示されたものがある。

特許文献１に記載の貯湯式ヒートポンプ給湯機は、台所リモコンと風呂リモコンとを有し、一般給湯と風呂給湯それぞれに対して給湯温度が設定できる構成である。

特許文献２に記載の瞬間式ヒートポンプ給湯機も、特許文献１と同様に、台所リモコンと風呂リモコンとを有しており、一般給湯と風呂給湯それぞれに対し給湯温度を設定できる構成である。

しかしながら、特許文献１に記載の貯湯式ヒートポンプ給湯機では、台所の給湯用出湯口と、浴槽へのお湯張り管は、混合弁の下流にある。すなわち、貯湯槽の高温水と、水道減圧弁を経て供給される低温水とを混合することで、給湯温度を調整し、一般給湯と風呂給湯とを同一温度で給湯する構成である。

また、特許文献２に記載の瞬間式ヒートポンプ給湯機では、台所蛇口等に接続されている出湯金具と、風呂出湯金具とが混合弁の下流にある。すなわち、補助タンクおよび水冷媒熱交換器からの高温水と、給水金具を経て供給される低温水とを混ぜて、給湯温度が調整される。その後、同一温度で一般給湯および風呂給湯が行われる。

上記特許文献１、２の構成の場合、一般給湯および風呂給湯の設定温度に大きな差がある場合、問題が生じる。すなわち、風呂給湯において、実際の入浴前に湯張りする場合、入浴時に適温とするために、風呂設定温度をやや高めにして給湯することが考えられる。また、一般給湯において、節電のために低めの温度設定で使用される場合が考えられる。

このように、風呂給湯設定温度が一般給湯設定温度よりも高いとき、風呂給湯設定温度によって一般給湯がされると、一般使用における湯の温度が高くなってしまう。一方、風呂給湯設定温度が一般給湯設定温度よりも高いとき、一般給湯設定温度によって風呂給湯されると、湯張りした風呂温度が低くなったり、風呂のシャワー使用温度が低くなったりしてしまう。

特に、使用環境を寒冷地と想定して、冬季に給湯運転を行う場合、設定温度よりも低い温度で風呂給湯もしくは一般給湯が行われると、快適な給湯使用ができないおそれがある。

また、給湯使用の一例として、風呂湯張りと同時に、台所や風呂シャワー等で長時間給湯が行われる場合がある。このとき、風呂給湯（風呂湯張り）を一旦停止して一般給湯のみ行い、一般給湯が終了してから再び風呂給湯（風呂湯張り）運転するような構成だと、風呂湯張り時間が長くなるおそれがある。したがって、一般給湯の使用時間に依存して、風呂の湯張り時間が変動してしまう。

特開２００３−３２２４０２号公報 特開２００６−１２５８３７号公報

本発明の目的は、一般給湯と風呂給湯を異なる設定温度で同時に使用する場合でも、高効率で使い勝手のよい給湯を行うヒートポンプ給湯機を提供することである。

本発明によるヒートポンプ給湯機は、冷媒を圧縮する圧縮機と、給水された水と冷媒とを熱交換させる水冷媒熱交換器と、冷媒を減圧する減圧装置と、空気と冷媒とを熱交換させる空気熱交換器とを含み、それらを冷媒配管を介して順次接続したヒートポンプ冷媒回路と、前記水冷媒熱交換器と、前記水冷媒熱交換器で加熱された水を貯湯する貯湯タンクとを含む給湯回路と、前記給湯回路から水を出湯する第一の出湯部と第二の出湯部とを含み、前記第一の出湯部と前記第二の出湯部とで異なる設定温度で同時給湯する手段を有することを特徴とする。

本発明によれば、ヒートポンプ給湯機を一般給湯と風呂給湯で異なる設定温度にて同時に使用する場合でも、高効率で使い勝手のよい給湯をすることができる。

以下、本発明の一実施例を図１〜図３によって説明する。

図１は本発明の一実施例のヒートポンプ給湯機における部品構成を示す。ヒートポンプ給湯機の全体構成は、大きく分けて、ヒートポンプ冷媒回路３０、給湯回路４０および運転制御手段５０を含む構成である。また、ヒートポンプ冷媒回路３０および給湯回路４０の各構成部品は、同一箱体内に一体的に収納してある。給湯回路４０は、直接給湯回路、タンク給湯回路、風呂湯張り給湯回路および風呂追焚き給湯回路を含む構成である。

なお、給湯回路４０の給水源、一般蛇口等の台所蛇口１４、風呂蛇口２８および浴槽２４は、ヒートポンプ給湯機とは別個に構成してある。すなわち、実際の使用環境において、給水金具６、台所出湯金具１３、風呂入出金具２２および風呂出湯金具２７に、それぞれ接続して使用するようになっている。

なお、給水金具６は水道などの給水源に接続してあり、台所出湯金具１３は台所蛇口１４や洗面所（図示せず）などに接続してある。

ヒートポンプ冷媒回路３０は、第一冷媒回路３０ａおよび第二冷媒回路３０ｂの２サイクル方式で構成してある。第一冷媒回路３０ａは、圧縮機１ａおよび水冷媒熱交換器２に配置してある冷媒側伝熱管２ａ、減圧装置３ａおよび空気熱交換器４ａをそれぞれ、冷媒配管で順次接続する構成である。同様に、第二冷媒回路３０ｂは、圧縮機１ｂ、水冷媒熱交換器２に配置してある冷媒側伝熱管２ｂ、減圧装置３ｂ、空気冷媒熱交換器４ｂをそれぞれ、冷媒配管を介して順次接続する構成であり、これら冷媒配管内に冷媒が封入してある。

圧縮機１ａ、１ｂは容量制御が可能であり、多量の給湯を行う場合には大きな容量で運転するようになっている。ここで、圧縮機１ａ、１ｂは、ＰＷＭ制御、電圧制御（例えば、ＰＡＭ制御）、および、これらの組合せ制御により低速（例えば、７００回転／分）から高速（例えば、７０００回転／分）まで回転数制御できるようになっている。

水冷媒熱交換器２は、冷媒側伝熱管２ａ、２ｂおよび給水側伝熱管２ｃ、２ｄを具備し、冷媒側伝熱管２ａ、２ｂと給水側伝熱管２ｃ、２ｄとの間で、それぞれ熱交換を行うように構成してある。

減圧装置３ａ、３ｂは、水冷媒熱交換器２を介して送られてくる中温高圧冷媒を減圧する。そして、減圧された冷媒は空気冷媒熱交換器４ａ、４ｂへ送られる。また、減圧装置３ａ、３ｂは、冷媒通路の絞り量を変えることで、冷媒回路内の冷媒循環量を調節できるようになっている。また、絞り量を全開にして中温冷媒を空気冷媒熱交換器４ａ、４ｂに多量に送って霜を溶かす、いわゆる、除霜装置の役目をする。よって、減圧装置３ａ、３ｂは、一般に、電動膨張弁が望ましい。

空気冷媒熱交換器４ａ、４ｂは、送風ファン５ａ、５ｂの回転により外気を取り入れて、空気と冷媒との熱交換を行い、外気から熱を吸収する機能を有する。

給湯回路は、タンク沸戻し運転によって貯湯タンク１５に高温水を貯めるため流路である。すなわち、貯湯タンク１５、循環ポンプ１６、水熱交流量センサ１７、給水側伝熱管２ｃ、２ｄ、給湯混合弁１０および貯湯タンク１５を、水配管を介して順次接続した循環流路である。

直接給湯回路は、給水金具６、減圧弁７、水量センサ８、逆止弁９、水熱交流量センサ１７、給水側伝熱管２ｃ、２ｄ、給湯混合弁１０、湯水混合弁１１、流量調整弁１２および台所出湯金具１３を、水配管を介して順次接続した循環流路である。

タンク給湯回路は、給水金具６、減圧弁７、水量センサ８、貯湯タンク１５、給湯混合弁１０、湯水混合弁１１、流量調整弁１２および台所出湯金具１３を、水配管を介して順次接続した流路である。

風呂湯張り回路は、給水金具６、減圧弁７、水量センサ８、逆止弁９、水熱交流量センサ１７、給水側伝熱管２ｃ、２ｄ、給湯混合弁１０、湯水混合弁１１、流量調整弁１２、風呂注湯弁１８、フロースイッチ１９、風呂循環ポンプ２０、水位センサ２１および風呂入出湯金具２２を、水配管を介して順次接続した流路である。

風呂入出湯金具２２からは、浴槽２４の風呂循環アダプター２３とともに、風呂蛇口２８やシャワー（図示せず）等にも給湯できるように接続してある。

なお、風呂湯張り時には、風呂湯張り回路による直接給湯とともに、貯湯タンク１５内で湯切れを生じない範囲（貯湯量が最低必要量以下にならない範囲）において、貯湯タンク１５から浴槽２４へのタンク給湯も行う。

なお、外気温によって貯湯タンク１５の最低必要量が変動するように設定することが好ましい。すなわち、最低必要量は、外気温の高い夏は少なく、外気温の低い冬は多くなるように設定する。これにより、給湯効率を向上することができる。

風呂追焚回路は、浴槽２４、風呂循環アダプター２３、風呂入出湯金具２２、水位センサ２１、風呂循環ポンプ２０、フロースイッチ１９、風呂用熱交換器２６に設けられた風呂側伝熱管２６ｂ、風呂出湯金具２７、風呂循環アダプター２３および浴槽２４を、水配管を介して順次接続した流路である。

風呂追焚き時には、浴槽２４の水を風呂追焚き回路によって水循環させる。それとともに、ヒートポンプおよび循環ポンプ１６を運転して温水開閉弁２５を開く。すなわち、水冷媒熱交換器２で加熱された温水を、風呂用熱交換器２６に設けた温水側伝熱管２６ａに循環させ、温水側伝熱管２６ａと風呂側伝熱管２６ｂとの間で熱交換を行い、浴槽２４からの循環水を加熱することにより、風呂追焚きを行う。

運転制御手段５０は、台所リモコン５１および風呂リモコン５２の操作設定により、ヒートポンプ冷媒回路３０の運転・停止ならびに圧縮機１ａ、１ｂの回転数制御を行う。また、減圧装置３ａ、３ｂの冷媒絞り量調整、循環ポンプ１６、風呂循環ポンプ２０の運転・停止、ならびに給湯混合弁１０、湯水混合弁１１、流量調整弁１２、風呂注湯弁１８および温水開閉弁２５の制御を行う。これらの制御によって、貯湯運転、直接給湯運転、タンク給湯運転、風呂湯張り運転、風呂追焚運転を行うことができる。

また、運転制御手段５０は、圧縮機１ａ、１ｂの回転数を制御する。すなわち、運転開始直後には加熱立ち上げ時間を早めるために、所定の高速回転数で運転するように制御する。また、熱負荷の軽い風呂追焚運転の時は、加熱温度に見合った低速回転数で運転するように制御する。

さらに、ヒートポンプ給湯機は、図示した部品の他に、貯湯タンク１５の貯湯温度および貯湯量を検知するためのタンクサーミスタや、各部の温度を検知する温度サーミスタ、圧縮機１ａ、１ｂの吐出圧力を検知する圧力センサ等を具備する。各検出信号は、運転制御手段５０に伝達されるようになっている。運転制御手段５０は、これらの信号に基づいて各動作部品を制御するものである。

なお、給湯運転開始当初は、給湯混合弁１０が、水冷媒熱交換器２と湯水混合弁１１との間、および貯湯タンク１５と湯水混合弁１１との間がともに開となり、水冷媒熱交換器２および貯湯タンク１５の両方から給湯する。また、ヒートポンプによる水冷媒熱交換器２で加熱された水の温度が給湯温度（約４０℃）以上になると、貯湯タンク１５側と湯水混合弁１１側間を閉じて、水冷媒熱交換器２から給湯する。

また、温水開閉弁２５は、水冷媒熱交換器２と風呂用熱交換器２６の間に設置してある。風呂追焚運転時は、温水開閉弁２５を開いて風呂追焚運転を行う。それ以外の時は、温水開閉弁２５を閉じる。すなわち、水冷媒熱交換器２から風呂用熱交換器２６への熱の漏洩を防ぐ。

また、逆止弁９は、一方向に水を流し、給湯回路における逆流を防止するものである。

つぎに、ヒートポンプ給湯機の給湯運転について、図１と図２に基づいて説明する。

図２は、台所蛇口１４を開けて湯水を使用した場合の給湯運転を示すフローチャートの実施例である。

台所蛇口１４を開けて湯水使用が始まる（ステップ６１）と、制御手段５０は、圧縮機１ａ、１ｂを始動させヒートポンプ冷媒回路３０の運転を開始する。また、給水金具６、減圧弁７、水量センサ８、逆止弁９、水熱交流量センサ１７、給水側伝熱管２ｃ、２ｄ、給湯混合弁１０、湯水混合弁１１、流量調整弁１２、台所出湯金具１３および台所蛇口１４を具備する直接給湯回路により、直接給湯運転を行う（ステップ６２）。同時に、給水金具６、減圧弁７、水量センサ８、貯湯タンク１５、給湯混合弁１０、湯水混合弁１１、流量調整弁１２、台所出湯金具１３および台所蛇口１４を具備するタンク給湯回路により、タンク給湯運転を行う（ステップ６３）。

ヒートポンプ冷媒回路３０を流れる冷媒は、圧縮機１ａ、１ｂでそれぞれ圧縮されて高温高圧となり、水冷媒熱交換器２の冷媒側伝熱管２ａ、２ｂにそれぞれ送り込まれる。そして、給水側伝熱管２ｃ、２ｄ内を流れる水は、冷媒側伝熱管２ａ、２ｂを流れる冷媒によって加熱され、給湯混合弁１０側へと流れる。ここで、運転直後の立ち上がり時は、水冷媒熱交換器２に送り込まれてくる冷媒は温度が低い。すなわち、運転直後の冷媒は充分に高温高圧となり切らず、かつ水冷媒熱交換器２全体が冷えているため、水を加熱する加熱能力が充分でない。その後、時間の経過とともに冷媒は高温高圧となり、発生する冷媒からの放熱量が増加し、水への加熱能力が増加していく。

このように、ヒートポンプ運転の加熱能力が適温状態に達するまでには、少なくとも数分掛かる。そのため、運転制御手段５０は、冷媒が運転開始から適温状態に達するまでの間は、圧縮機の回転数を通常より高速回転にするとともに、貯湯タンクから高温水を供給するタンク給湯運転（ステップ６３）を並行して行う。これにより、蛇口からはすぐに設定温度の水を給湯できる。

また、ヒートポンプ運転による加熱温度の判定（ステップ６４）を行い、規定未満であれば直接給湯とタンク給湯の並行運転を継続し、規定以上に達すればタンク給湯を停止して（ステップ６５）、直接給湯の単独運転による給湯を継続する（ステップ６６）。

さらに、運転制御手段５０によって給湯混合弁１０を作動させることで、給湯回路内の水の流量比率を調整する。すなわち、給湯混合弁１０から下流の混合湯温が設定温度より低い場合、タンク給湯量を増やす。一方、設定温度より高い場合、タンク給湯量を減らす。これにより、実際の給湯温度を設定温度に近づけることができる。また、給湯混合弁１０から下流の湯温が高温の場合、湯水混合弁１１からの給水量を調整することによって、使用端末への給湯温度の調整を行うことができる。

貯湯タンク１５の役割は、ヒートポンプ運転の加熱能力が、設定温度に達するまでの立ち上がり時に、補助的に給湯することである。よって、ヒートポンプ冷媒回路３０の能力、特に圧縮機１ａ、１ｂの出力が大きいほど立ち上げ時間を短くすることができ、貯湯タンク１５を小さくすることができる。

なお、圧縮機が給湯運転に対して充分な容量であれば、１サイクルで構成されるヒートポンプ方式の構成であってもよい。

つぎに、蛇口を閉じて湯水使用を終了する（ステップ６７）と、タンク給湯運転が停止する。このとき、直接給湯運転のみの場合であれば、直接給湯運転を停止する。湯水使用開始直後であって、タンク給湯運転および直接給湯運転を併用している場合は、タンク給湯運転および直接給湯運転の両方を停止する（ステップ６８）。

給湯運転における給湯温度の調整は、給湯混合弁１０と給水混合弁１１の開度調整によって行う。すなわち、給湯回路３０は、給湯混合弁１０および給水混合弁１１を具備する構成であり、同一温度の湯水を給湯金具１３から台所蛇口１４や洗面所へ給湯する。また、風呂入出湯金具２２からは、浴槽２４、風呂蛇口２８およびシャワー等へ給湯するようになっている。

つぎに、図３によって設定温度の異なる同時給湯使用時の給湯温度の制御について説明する。図３は本発明の一実施例における同時給湯使用時の給湯温度制御のフローチャートである。

風呂給湯（第一の出湯部からの給湯）および一般給湯（第二の出湯部からの給湯）を、同時に使用し始めると（ステップ７１）、風呂給湯（ステップ７２）と一般給湯（ステップ７３）の設定温度の差と、あらかじめ規定してある規定温度差とを比較する（ステップ７４）。以下、具体的に、設定温度の異なる例を挙げて説明する。図３において、例１から例３は便宜上、並列して記載しているが、これは並列制御ではなく、いずれか１つの例が単独で行われる制御である。

図３における例１は、風呂設定温度Ｔａが４１℃、一般設定温度Ｔｂが４０℃の場合である。この場合、設定温度差（Ｔａ−Ｔｂ）は規定温度差（本実施例では１℃）以下となる（ステップ７５ａ）。規定温度差以下であれば、一般給湯温度を優先して、一般設定温度４０℃で一般給湯と風呂給湯が同時に行われる（ステップ７６）。

ここで、規定温度差は、１℃から３℃の範囲で規定するのが好ましい。すなわち、規定温度差が大きいと、風呂給湯としては極端に低い温度で給湯されて、一般的に使用される風呂給湯温度帯よりも低くなるおそれがある。したがって、本実施例では、一般設定温度と風呂設定温度との差が１℃のとき、一般設定温度で風呂と台所を同時給湯する。これにより、風呂給湯温度として低くなり過ぎることを防止できる。さらに、一般給湯が終了した後に（ステップ７８）、風呂給湯温度を上げて温度補正する（ステップ７９）。すなわち、本実施例のヒートポンプ給湯機は、風呂と台所の同時給湯終了後、風呂給湯温度調整を行う。これにより、少なくとも風呂湯張り終了時（ステップ８０）には、実際の風呂湯張り温度を風呂設定温度にすることができる。

このように、一般設定温度を優先することで、使い勝手がよく、効率的な給湯ができる。すなわち、台所使用では湯水を流しながら使用することが想定されるので、給湯の時点で設定温度になっていることが好ましい。一方、風呂湯張りでは、設定温度よりも低く給湯が行われたとしても、浴槽に溜められた湯を再加熱することによって、設定温度とすることができる。

つぎに、例２は、風呂設定温度Ｔａが４５℃、一般設定温度Ｔｂが４２℃の場合である。すなわち、設定温度差（Ｔａ−Ｔｂ）が規定温度差（例えば１℃）を超える場合である（ステップ７５ｂ）。この場合、一般的使用温度として想定した、４２℃で一般給湯と風呂給湯が同時に行われる（ステップ７７）。

本実施例で給湯温度を４２℃としたのは、季節や環境によらずに、適切に給湯するためである。すなわち、寒冷地において、気温の低い冬であっても、風呂給湯が低くなり過ぎないように、安全性、快適性を考慮して定めた値である。

すなわち、外気温を考慮して設定した値である。なお、この値に限るものではなく、例えば、給湯温度を４０℃から４３℃の範囲で変更して構成してもよい。これにより、ヒートポンプ給湯機の設置環境や気候、季節によらずに快適な温度で同時給湯をすることができる。

また、季節や設置環境に基づいて、上記給湯温度が変動するように構成してもよい。これにより、一層適切な温度で給湯することができる。

例３は、風呂設定温度Ｔａが４３℃、一般設定温度Ｔｂが３８℃の場合である。この場合、設定温度差（Ｔａ−Ｔｂ）が規定温度差（例えば１℃）を超えるので（ステップ７５ｃ）、一般的使用温度と言われる４２℃で給湯する（ステップ７７）。

例１（ステップ７５ａ）の場合、一般設定温度で、風呂給湯と一般給湯が同時に行われるが、風呂設定温度と一般設定温度の差は小さいので、風呂および台所のいずれも快適に使用できる。

例２（ステップ７５ｂ）のように、風呂設定温度が一般設定温度よりも高く、かつ、風呂給湯温度としてはやや高めの場合、いわゆる、一般的使用温度（本実施例では４２℃）で給湯する（ステップ７７）。これにより、一般給湯で熱過ぎることがなく、風呂湯張りにおいてもぬる過ぎることがない。

例３（ステップ７５ｃ）のように、風呂設定温度が一般設定温度よりも高く、かつ、一般設定温度としてはやや低めの場合、例２と同様に、いわゆる、一般的使用温度（本実施例では４２℃）で同時に給湯する。

例２や例３の同時給湯使用（ステップ７１）においても、一般給湯が終了した後（ステップ７８）、風呂給湯温度を上げて温度補正する（ステップ７９）。すなわち、本実施例のヒートポンプ給湯機は、風呂給湯温度調整を行い、遅くとも風呂湯張り終了時（ステップ８０）には、実際の風呂湯張り温度が風呂設定温度になるように制御する。具体的には、風呂給湯中に一般給湯が終了した場合、給湯温度を上げても支障がないので、実際の風呂給湯温度が、使用者が指定した風呂給湯設定温度になるように風呂給湯温度を補正して給湯する。

また、一般給湯運転が行われているときに風呂給湯運転が終了した場合、実際の風呂給湯温度が風呂給湯設定温度に達するまで風呂追い焚き運転を行う。なお、これらの温度補正は必ず行わなければならないものではなく、設定温度と異なる温度で支障がなければ、温度補正を行わない構成であってもよい。

なお、従来のように、一般設定温度に合わせて風呂給湯が行われると、風呂設定温度よりも低くなる場合がある。したがって、風呂湯張り温度の補正（ステップ７９）に時間がかかってしまう。しかし、本実施例では、上記のように、いわゆる、一般的使用温度（本実施例では４２℃）で、風呂と台所は同時に給湯されるので、風呂湯張り温度補正に長時間を要さず、高効率に給湯できる。

なお、本実施例では、風呂設定温度Ｔａと一般設定温度Ｔｂとの差を取って、その値を規定温度と比較しているが、これに限るものではない。すなわち、一般設定温度Ｔｂが風呂設定温度Ｔａよりも高い場合は、一般設定温度Ｔｂから風呂設定温度Ｔａを減じた値を規定温度と比較する構成とする。

また、本実施例では瞬間給湯方式について説明したが、これに限らず、貯湯方式であっても同様の効果を有するヒートポンプ給湯機を提供できる。

本発明の実施例のヒートポンプ給湯機におけるヒートポンプ冷媒回路、給湯回路、運転制御手段および部品の概略構成を示す模式図である。 本発明の実施例のヒートポンプ給湯機における湯水使用時の給湯運転を示すフローチャートである。 本発明の実施例のヒートポンプ給湯機における一般給湯および風呂給湯の同時使用時の給湯運転を示すフローチャートである。

符号の説明

１ａ、１ｂ…圧縮機、２…水冷媒熱交換器、３ａ、３ｂ…減圧装置、４ａ、４ｂ…空気冷媒熱交換器、１０…給湯混合弁、１１…湯水混合弁、１２…流量調整弁、１３…給湯金具、１４…台所蛇口、１５…貯湯タンク、１６…循環ポンプ、１７…水熱交流量センサ、２０…風呂循環ポンプ、２４…浴槽、２６…風呂用熱交換器、３０…ヒートポンプ冷媒回路、４０…給湯回路、５０…運転制御手段、５１…台所リモコン、５２…風呂リモコン。

Claims (13)

1. 冷媒を圧縮する圧縮機と、給水された水と冷媒とを熱交換させる水冷媒熱交換器と、冷媒を減圧する減圧装置と、空気と冷媒とを熱交換させる空気熱交換器とを含み、それらを冷媒配管を介して順次接続したヒートポンプ冷媒回路と、前記水冷媒熱交換器と、前記水冷媒熱交換器で加熱された水を貯湯する貯湯タンクとを含む給湯回路と、前記給湯回路から水を出湯する第一の出湯部と第二の出湯部とを含み、前記第一の出湯部と前記第二の出湯部とで異なる設定温度で同時給湯する手段を有することを特徴とするヒートポンプ給湯機。
2. 冷媒を圧縮する圧縮機と、給水された水と冷媒とを熱交換させる水冷媒熱交換器と、冷媒を減圧する減圧装置と、空気と冷媒とを熱交換させる空気熱交換器とを含み、それらを冷媒配管を介して順次接続したヒートポンプ冷媒回路と、前記水冷媒熱交換器で冷媒と熱交換された水を直接給湯する直接給湯回路と、前記ヒートポンプ冷媒回路の立ち上がり時に前記直接給湯する水に混合して給湯を補助する水を貯めることができる貯湯タンクと、前記水冷媒熱交換器で加熱された水と浴槽の水とを熱交換させる風呂用熱交換器とを含み、風呂給湯温度と一般給湯温度とを異なる温度に設定して同時に風呂給湯および一般給湯を行う場合であって、風呂給湯設定温度と一般給湯設定温度との差の絶対値を所定温度差以内に設定した場合、一般給湯設定温度で同時に風呂給湯および一般給湯を行い、前記風呂給湯設定温度と前記一般給湯設定温度との差の絶対値を前記所定温度差より大きい値に設定した場合、あらかじめ定められた給湯温度で同時に風呂給湯および一般給湯を行う手段を有することを特徴とするヒートポンプ給湯機。
3. 冷媒を圧縮する圧縮機と、前記圧縮機で圧縮された高温冷媒が供給される水冷媒熱交換器と、前記水冷媒熱交換器で熱交換された冷媒を減圧する減圧装置と、前記減圧装置で減圧された冷媒を気化する空気冷媒熱交換器とを含み、それらを冷媒配管を介して順次接続したヒートポンプ冷媒回路と、前記水冷媒熱交換器で冷媒と熱交換された水を直接給湯する直接給湯回路と、前記ヒートポンプ冷媒回路の立ち上がり時に前記直接給湯する水に混合して給湯を補助する水を貯めることができる貯湯タンクと、前記水冷媒熱交換器で加熱された水と浴槽の水とを熱交換させる風呂用熱交換器とを含み、風呂給湯温度と一般給湯温度とを異なる温度に設定して同時に風呂給湯および一般給湯を行う場合であって、風呂給湯設定温度と一般給湯設定温度との差の絶対値を所定温度差以内に設定した場合、一般給湯設定温度で同時に風呂給湯および一般給湯を行い、前記風呂給湯設定温度と前記一般給湯設定温度との差の絶対値を前記所定温度差より大きい値に設定した場合、あらかじめ定められた給湯温度で同時に風呂給湯および一般給湯を行う手段を有することを特徴とするヒートポンプ給湯機。
4. 冷媒を圧縮する圧縮機と、前記圧縮機で圧縮された高温冷媒が供給される水冷媒熱交換器と、前記水冷媒熱交換器で熱交換された冷媒を減圧する減圧装置と、前記減圧装置で減圧された冷媒を気化する空気冷媒熱交換器とを含み、それらを冷媒配管を介して順次接続したヒートポンプ冷媒回路と、前記水冷媒熱交換器で冷媒と熱交換された水を直接給湯する直接給湯回路と、前記ヒートポンプ冷媒回路の立ち上がり時に前記直接給湯する水に混合して給湯を補助する水を貯めることができる貯湯タンクと、前記水冷媒熱交換器で加熱された水と浴槽の水とを熱交換させる風呂用熱交換器とを含み、風呂給湯設定温度と一般給湯設定温度との差の絶対値を１℃以下に設定した場合、一般給湯設定温度で一般給湯および風呂給湯を行い、風呂給湯設定温度と一般給湯設定温度との差の絶対値を１℃より大きい値に設定した場合、あらかじめ定められた給湯温度で一般給湯および風呂給湯を行う手段を有することを特徴とするヒートポンプ給湯機。
5. 冷媒を圧縮する圧縮機と、前記圧縮機で圧縮された高温冷媒が供給される水冷媒熱交換器と、前記水冷媒熱交換器で熱交換された冷媒を減圧する減圧装置と、前記減圧装置で減圧された冷媒を気化する空気冷媒熱交換器とを含み、それらを冷媒配管を介して順次接続したヒートポンプ冷媒回路と、前記水冷媒熱交換器で冷媒と熱交換された水を直接給湯する直接給湯回路と、前記ヒートポンプ冷媒回路の立ち上がり時に前記直接給湯する水に混合して給湯を補助する水を貯めることができる貯湯タンクと、前記水冷媒熱交換器で加熱された水と浴槽の水とを熱交換させる風呂用熱交換器とを含み、風呂給湯設定温度を４１℃、一般給湯設定温度を４０℃に設定した場合、一般給湯設定温度の４０℃で一般給湯および風呂給湯を行い、風呂給湯設定温度を４５℃、一般給湯温度を３８℃に設定した場合、あらかじめ定められた給湯温度の４２℃で一般給湯および風呂給湯を行う手段を有することを特徴とするヒートポンプ給湯機。
6. 請求項２から５のいずれかに記載のヒートポンプ給湯機であって、風呂給湯中に一般給湯が終了した時、風呂給湯温度を一般給湯設定温度から風呂給湯設定温度に変化させるための手段を有することを特徴とするヒートポンプ給湯機。
7. 請求項２から６のいずれかに記載のヒートポンプ給湯機であって、一般給湯運転を行っている時に風呂給湯運転が停止した時、一般給湯運転が停止してから風呂追焚き運転を行うための手段を有することを特徴とするヒートポンプ給湯機。
8. 冷媒を圧縮する圧縮機と、前記圧縮機で圧縮された高温冷媒が供給される水冷媒熱交換器と、前記水冷媒熱交換器で熱交換された冷媒を減圧する減圧装置と、前記減圧装置で減圧された冷媒を気化する空気冷媒熱交換器とを含み、それらを冷媒配管を介して順次接続したヒートポンプ冷媒回路と、前記水冷媒熱交換器で冷媒と熱交換された水を直接給湯する直接給湯回路と、前記ヒートポンプ冷媒回路の立ち上がり時に前記直接給湯する水に混合して給湯を補助する水を貯めることができる貯湯タンクと、前記水冷媒熱交換器で加熱された水と浴槽の水とを熱交換させる風呂用熱交換器とを含み、風呂給湯温度と一般給湯温度とを異なる温度に設定して同時に風呂給湯および一般給湯を行う場合であって、風呂給湯設定温度と一般給湯設定温度との差の絶対値が所定温度差より大きい値に設定した場合、定められた給湯温度で同時に一般給湯および風呂給湯を行う手段を有することを特徴とする寒冷地用ヒートポンプ給湯機。
9. 冷媒を圧縮する圧縮機と、給水された水と冷媒とを熱交換させる水冷媒熱交換器と、冷媒を減圧する減圧装置と、空気と冷媒とを熱交換させる空気熱交換器とを含み、それらを冷媒配管を介して順次接続したヒートポンプ冷媒回路と、前記水冷媒熱交換器と、前記水冷媒熱交換器で加熱された水を貯湯する貯湯タンクとを含む給湯回路と、前記給湯回路から水を出湯する第一の出湯部と第二の出湯部とを含むヒートポンプ給湯機の使用方法であって、前記第一の出湯部と前記第二の出湯部とで、あらかじめ定められた、異なる設定温度に基づいて同時に給湯することを特徴とするヒートポンプ給湯機の運転方法。
10. 冷媒を圧縮する圧縮機と、給水された水と冷媒とを熱交換させる水冷媒熱交換器と、冷媒を減圧する減圧装置と、空気と冷媒とを熱交換させる空気熱交換器とを含み、それらを冷媒配管を介して順次接続したヒートポンプ冷媒回路と、前記水冷媒熱交換器で冷媒と熱交換された水を直接給湯する直接給湯回路と、前記ヒートポンプ冷媒回路の立ち上がり時に前記直接給湯する水に混合して給湯を補助する水を貯めることができる貯湯タンクと、前記水冷媒熱交換器で加熱された水と浴槽の水とを熱交換させる風呂用熱交換器とを含むヒートポンプ給湯機の使用方法であって、風呂給湯温度と一般給湯温度とを異なる温度に設定して同時に風呂給湯および一般給湯を行う場合で、風呂給湯設定温度と一般給湯設定温度との差の絶対値を所定温度差以内に設定した場合、一般給湯設定温度で同時に風呂給湯および一般給湯を行い、前記風呂給湯設定温度と前記一般給湯設定温度との差の絶対値を前記所定温度差より大きい値に設定した場合、あらかじめ定められた給湯温度で同時に風呂給湯および一般給湯を行うことを特徴とするヒートポンプ給湯機の運転方法。
11. 冷媒を圧縮する圧縮機と、前記圧縮機で圧縮された高温冷媒が供給される水冷媒熱交換器と、前記水冷媒熱交換器で熱交換された冷媒を減圧する減圧装置と、前記減圧装置で減圧された冷媒を気化する空気冷媒熱交換器とを含み、それらを冷媒配管を介して順次接続したヒートポンプ冷媒回路と、前記水冷媒熱交換器で冷媒と熱交換された水を直接給湯する直接給湯回路と、前記ヒートポンプ冷媒回路の立ち上がり時に前記直接給湯する水に混合して給湯を補助する水を貯めることができる貯湯タンクと、前記水冷媒熱交換器で加熱された水と浴槽の水とを熱交換させる風呂用熱交換器とを含むヒートポンプ給湯機の使用方法であって、風呂給湯温度と一般給湯温度とを異なる温度に設定して同時に風呂給湯および一般給湯を行う場合で、風呂給湯設定温度と一般給湯設定温度との差の絶対値を所定温度差以内に設定した場合、一般給湯設定温度で同時に風呂給湯および一般給湯を行い、前記風呂給湯設定温度と前記一般給湯設定温度との差の絶対値を前記所定温度差より大きい値に設定した場合、あらかじめ定められた給湯温度で同時に風呂給湯および一般給湯を行うことを特徴とするヒートポンプ給湯機の運転方法。
12. 冷媒を圧縮する圧縮機と、前記圧縮機で圧縮された高温冷媒が供給される水冷媒熱交換器と、前記水冷媒熱交換器で熱交換された冷媒を減圧する減圧装置と、前記減圧装置で減圧された冷媒を気化する空気冷媒熱交換器とを含み、それらを冷媒配管を介して順次接続したヒートポンプ冷媒回路と、前記水冷媒熱交換器で冷媒と熱交換された水を直接給湯する直接給湯回路と、前記ヒートポンプ冷媒回路の立ち上がり時に前記直接給湯する水に混合して給湯を補助する水を貯めることができる貯湯タンクと、前記水冷媒熱交換器で加熱された水と浴槽の水とを熱交換させる風呂用熱交換器とを含むヒートポンプ給湯機の使用方法であって、風呂給湯設定温度と一般給湯設定温度との差の絶対値を１℃以下に設定した場合、一般給湯設定温度で一般給湯および風呂給湯を行い、風呂給湯設定温度と一般給湯設定温度との差の絶対値を１℃より大きい値に設定した場合、あらかじめ定められた給湯温度で一般給湯および風呂給湯を行うことを特徴とするヒートポンプ給湯機の運転方法。
13. 冷媒を圧縮する圧縮機と、前記圧縮機で圧縮された高温冷媒が供給される水冷媒熱交換器と、前記水冷媒熱交換器で熱交換された冷媒を減圧する減圧装置と、前記減圧装置で減圧された冷媒を気化する空気冷媒熱交換器とを含み、それらを冷媒配管を介して順次接続したヒートポンプ冷媒回路と、前記水冷媒熱交換器で冷媒と熱交換された水を直接給湯する直接給湯回路と、前記ヒートポンプ冷媒回路の立ち上がり時に前記直接給湯する水に混合して給湯を補助する水を貯めることができる貯湯タンクと、前記水冷媒熱交換器で加熱された水と浴槽の水とを熱交換させる風呂用熱交換器とを含むヒートポンプ給湯機の使用方法であって、風呂給湯設定温度を４１℃、一般給湯設定温度を４０℃に設定した場合、一般給湯設定温度の４０℃で一般給湯および風呂給湯を行い、風呂給湯設定温度を４５℃、一般給湯温度を３８℃に設定した場合、あらかじめ定められた給湯温度の４２℃で一般給湯および風呂給湯を行うことを特徴とするヒートポンプ給湯機の運転方法。

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