JP2009127938A - ヒートポンプ給湯機 - Google Patents

Abstract

【課題】 補助熱交換器を備えたヒートポンプ給湯機における圧縮機の過負荷保護装置の作動を抑制すること
【解決手段】 ヒートポンプ回路３０は、冷媒を圧縮する圧縮機１と、水冷媒熱交換器２と、切替弁３と、補助熱交換器４の伝熱管４ａと、膨張弁５と、蒸発器６と補助熱交換器４の伝熱管４ｂとを、それぞれ冷媒配管を介して順次接続して構成されており、補助熱交換器４は、水冷媒熱交換器２から膨張弁５に流れる冷媒により蒸発器６から圧縮機１に流れる冷媒を加熱し、切替弁３には補助熱交換器４をバイパスさせて膨張弁５に接続されるバイパス管路３１が接続して設けられることで、貯湯タンク内の混合層１１ｋが水冷媒熱交換器に給水されて熱交換量が減少してもバイパス管路３１に切り替えることで、補助熱交換器での熱交換を回避して圧縮機の吸込み温度を下げ、吐出温度上昇による過負荷保護装置の作動を抑制する。
【選択図】 図１

Description

本発明は、ヒートポンプ給湯機に関し、特に貯湯タンクを高温貯湯する技術に関するものである。

一般に、夜間の安価な割引電力を使ってヒートポンプ運転を行ない、夜中のうちに湯を沸き上げて貯湯タンクに貯蔵しておき、貯蔵した湯を日中に使用するヒートポンプ給湯機が知られている。

ヒートポンプ給湯機は、冷媒を圧縮する圧縮機と、水冷媒熱交換器と、膨張弁と、蒸発器とを冷媒管路により順次連結してなるヒートポンプ回路と、貯湯タンクの底部から湯水を抜き出して水冷媒熱交換器の水側管路を通して貯湯タンクの頂部に戻す貯湯回路とを備え、ヒートポンプ回路及び貯湯回路を作動させて貯湯タンク内の湯水を所望の温度に沸き上げるタンク貯湯運転を行っている。

このようなヒートポンプ給湯機においては、タンク貯湯運転が進むにつれて貯湯タンク上部の高温水と下部の低温水との間で熱交換されて中間温度となった混合層が下降し、タンク貯湯運転の終了近くになると混合層の湯水が水冷媒熱交換器に流入される。すなわち、水冷媒熱交換器への給水温度の上昇に伴い熱交換量が減少し、圧縮機の吐出圧力が上昇するため、電動機巻線の温度の上昇などによる圧縮機の耐久性が問題となる。

そこで、タンク貯湯運転の終了近くになると、膨張弁の開度を開くように制御することで、圧縮機の吐出圧力を低くおさえている（例えば、引用文献１）。

特開２００２−２８６２２８号

しかしながら、通常のタンク貯湯運転時においては、水冷媒熱交換器から膨張弁に流れる冷媒によって蒸発器から圧縮機に流れる冷媒を加熱する補助熱交換器を設けることで、圧縮機の吸込み温度を上げて水冷媒熱交換器の熱交換量を増大させ、ヒートポンプ給湯機の効率を向上することが考えられるが、このような補助熱交換器を設けたヒートポンプ給湯機において貯湯タンクの混合層の湯水が水冷媒熱交換器に流入した際の影響については考慮されていない。

すなわち、混合層の湯水が水冷媒熱交換器に流入して熱交換量が減少すると、補助熱交換器によって圧縮機の吸込み温度が上昇し、電動機巻き線の温度上昇を抑制するための過負荷保護装置が作動するおそれがある。

本発明は、補助熱交換器を備えたヒートポンプ給湯機における圧縮機の過負荷保護装置の作動を抑制することを課題とする。

上記の課題を解決するため、本発明のヒートポンプ給湯機は、冷媒を圧縮する圧縮機と、水冷媒熱交換器と、膨張弁と、蒸発器とを冷媒管路により順次連結してなるヒートポンプ回路と、水冷媒熱交換器から膨張弁に流れる第１の冷媒により蒸発器から圧縮機に流れる第２の冷媒を加熱する補助熱交換器と、貯湯タンクの底部から湯水を抜き出して水冷媒熱交換器の水側管路を通して貯湯タンクの頂部に戻す貯湯回路とを備えてなるヒートポンプ給湯機において、補助熱交換器をバイパスさせて水冷媒熱交換器から膨張弁に第１の冷媒を流すバイパス管路と、水冷媒熱交換器から膨張弁に流れる第１の冷媒の流れを補助熱交換器又はバイパス管路に切り替える切替弁と、水冷媒熱交換器に流入される湯水の温度又は貯湯タンク底部の湯水の温度に基づいて切替弁を切り替える制御手段とを設けたことを特徴とする。

このようにしたことから、混合層の湯水が水冷媒熱交換器の水側管路に給水されて熱交換量が減少した場合、制御手段によりバイパス管路側に切り替えることができるので、補助熱交換器での熱交換を回避して圧縮機の吸込み温度を下げることができ、吐出温度上昇による過負荷保護装置の作動を抑制できる。また、圧縮機の吸込み温度が下がると、過負荷保護装置の作動温度との温度差分だけ圧縮機の能力を上げることができるので、バイパス管路側に切り替えることにより混合層を沸き上げることができ、かつ混合層の沸き上げ時間を短縮することができる。

また、水冷媒熱交換器に流入される湯水の温度又は貯湯タンク底部の湯水の温度が設定温度以上となったときにバイパス管路側に切り替えるようにすれば、バイパス管路側への切り替えの確実性が向上するので、圧縮機の過負荷保護装置の作動を防止することができる。

一方、貯湯タンク底部の湯水の温度を、貯湯タンクの高さ方向に設けられた複数の温度センサのうち少なくとも1つの温度センサの検出値に基づいて測定すれば、給水温度を検出する温度センサを別に設ける必要がないので、コストを低減できる。

この場合、制御手段は、温度センサの検出値から温度上昇率を算出し、温度上昇率に基づいて切替弁を制御することができる。

また、温度センサの検出値に基づいて作動するタイマを備え、タイマが作動して設定時間が経過したらバイパス管路側に切り替えるようにしてもよい。

本発明によれば、補助熱交換器を備えたヒートポンプ給湯機における圧縮機の過負荷保護装置の作動を抑制することができる。また、高温沸き上げ時の貯湯タンクの全量沸き上げ及び沸き上げ時間の短縮を図ることができる。

以下、本発明を実施の形態に基づいて説明する。

（実施形態１）
図１は本発明の一実施形態のヒートポンプ給湯機の全体構成図、図２（ａ）は本実施形態の補助熱交換器の概略構成図、（ｂ）は縦断面図である。図示のように、本実施形態のヒートポンプ給湯機は、ヒートポンプ回路３０、給湯回路４０、及び運転制御手段５０を備えて構成されている。

ヒートポンプ回路３０は、冷媒を圧縮する圧縮機１と、水冷媒熱交換器２と、切替弁３と、補助熱交換器４の伝熱管４ａと、膨張弁５と、蒸発器６と補助熱交換器４の伝熱管４ｂとを、それぞれ冷媒配管を介して順次接続して構成されており、冷媒として例えば二酸化炭素が封入されている。補助熱交換器４は、水冷媒熱交換器２から膨張弁５に流れる冷媒により蒸発器６から圧縮機１に流れる冷媒を加熱するようにしている。また、切替弁３には補助熱交換器４をバイパスさせて膨張弁５に接続されるバイパス管路３１が接続して設けられている。

圧縮機１は容量制御が可能で、沸き上げ温度が通常（約６５℃）の場合は中速回転数で運転し、高温（約９０℃）の場合は高速回転数で沸き上げを行なうため、圧縮機１はＰＷＭ制御、電圧制御（例えばＰＡＭ制御）及びこれらの組み合わせ制御により、低速（例えば７００回転／分）から高速（例えば７０００回転／分）まで回転数制御ができるようになっている。また、圧縮機１は、図示していない過負荷保護装置を備え、圧縮機１の吐出温度が設定値に達すると、圧縮機１を停止し、ヒートポンプ運転を停止するようにしている。

水冷媒熱交換器２は冷媒側伝熱管２ａ及び給水側伝熱管２ｂを備え、冷媒側伝熱管２ａと給水側伝熱管２ｂとの間で熱交換を行なうように構成されている。

切替弁３は運転制御手段５０の信号によって制御され、水冷媒熱交換器２の冷媒側伝熱管２ａから流入される冷媒をＡＢ間を閉じてＡＣ間を開くように作動させて補助熱交換器４に流入させるように切り替えるか、ＡＣ間を閉じてＡＢ間を開くように作動させてバイパス管路３１へ導くように切り替える。

図２に示すように、補助熱交換器４は、水冷媒熱交換器２の出口側の伝熱管４ａと圧縮機１の吸い込み側の伝熱管４ｂとが互いに接触させて螺旋状に形成されている。

膨張弁５としては一般に電動膨張弁が使用され、水冷媒熱交換器２を経て送られてくる中温高圧冷媒を減圧し、蒸発し易い低圧冷媒として蒸発器６へ送る。また、膨張弁５は弁の開度を調節してヒートポンプ回路３０の冷媒循環量を制御する働きや、膨張弁５の開度を全開にして中温冷媒を蒸発器６に多量に送って霜を溶かす除霜装置の役目も行なう。また、蒸発器６は図示していない送風ファンの回転により外気を取り入れ空気と冷媒との熱交換を行ない、外気から熱を吸収する役目を行なう。

給湯回路４０は、タンク貯湯、タンク給湯、風呂湯張り、風呂追焚きを行なうために必要な水回路を、それぞれ管路を切り替えて実現するように構成されている。ヒートポンプ回路３０の運転は、主に貯湯タンク１１のタンク貯湯運転時に行ない、風呂湯張り、風呂追焚き時には貯湯タンク１１内の高温水を使用して行なうものである。

タンク貯湯回路は、タンク貯湯運転、つまり貯湯タンク１１内の湯水を追焚きするときに使用され、貯湯タンク１１に高温水を貯めるための水回路であり、貯湯タンク１１の底部、循環ポンプ１２、流量センサ１３、水冷媒熱交換器２の水側伝熱管２ｂ、給湯混合弁１４、貯湯タンク１１の頂部が順次配管接続して構成されている。

タンク給湯回路は、給水金具７、減圧弁８、水量センサ９、逆止弁１０、貯湯タンク１１、給湯混合弁１４、湯水混合弁１５、流量調整弁１６、台所出湯金具１７が順次配管接続して構成されている。給水金具７は水道などの給水源に接続され、台所出湯金具１７は台所蛇口１８などに接続されている。

風呂湯張り回路は、給水金具７、減圧弁８、水量センサ９、給水側逆止弁１０、貯湯タンク１１、給湯混合弁１４、湯水混合弁１５、流量調整弁１６、風呂注湯弁１９、フロースイッチ２０、風呂循環ポンプ２１、水位センサ２２、風呂入出湯金具２３、風呂循環アダプター２４、浴槽２５が水配管を介して順次接続され構成されている。

風呂追焚回路は、浴槽２５、風呂循環アダプター２４、風呂入出湯金具２３、水位センサ２２、風呂循環ポンプ２１、フロースイッチ２０、風呂用熱交換器２７の風呂水伝熱管２７ｂ、風呂出湯金具２６、風呂循環アダプター２４、浴槽２５が水配管を介して順次接続され構成されている。一方、風呂追焚き時には、風呂追焚回路において、風呂出湯金具２６、風呂入出湯金具２３の開放及び風呂循環ポンプ２１の運転を行い、浴槽水の水循環を行うと共に、温水開閉弁２９の開放及び風呂循環ポンプ２８の運転を行ない、貯湯タンク１１内の高温水を上部から風呂用熱交換器２７に設けられた温水伝熱管２７ａに循環させ、温水伝熱管２７ａと風呂水伝熱管２７ｂとの間で熱交換し、風呂追焚きを行なうものである。

運転制御手段５０は、台所リモコン５１及び風呂リモコン５２の操作設定により、ヒートポンプ回路３０の運転・停止並びに圧縮機１の回転数制御を行なうと共に、切替弁３の作動、膨張弁５の開度調整、循環ポンプ１２、風呂循環ポンプ２８の運転・停止及び給湯混合弁１４、湯水混合弁１５、流量調整弁１６、風呂注湯弁１９、温水開閉弁２９を制御することにより、タンク貯湯運転、タンク給湯運転、風呂湯張り運転、風呂追焚運転を行なうものである。

また、ヒートポンプ給湯機には、圧縮機１の吐出温度を検知するための吐出温度サーミスタ１ａや貯湯タンク１１の貯湯温度や貯湯量を検知するためのタンクサーミスタ１１ａ〜１１ｅの他に、各部の温度を検知するサーミスタや圧縮機１の吐出圧力を検知する圧力センサ、浴槽２５内の水位を検出する水位センサ２２等が設けられ、各検出信号は運転制御手段５０に入力されるように構成されている。運転制御手段５０はこれらの信号に基づいて各機器を制御するものである。

水冷媒熱交換器２の水側伝熱管２ｂへの給水温度は、タンクサーミスタ１１ｅによって測定している。給水温度の測定方法は本実施形態に限るものではなく、給水側伝熱管２ｂへの給水温度を測定できるものであればよく、例えば、貯湯タンク１１の流出側又は水側伝熱管路の流入側に温度センサを設けて測定してもよいし、タンクサーミスタ１１ａ〜１１ｅの少なくとも一つのタンクサーミスタの検出値に基づいて給水温度を測定するようにしてもよい。

温水開閉弁２９は、水冷媒熱交換器２と風呂用熱交換器２７の間に設けられ、風呂追焚き時は開いて風呂追い焚き運転を行ない、それ以外の時は閉じて水冷媒熱交換器２から風呂用熱交換器２７へ湯水の漏洩を防ぐためのものである。
また、給水側逆止弁１０は、一方向にのみに水を流し、逆流を防止するものである。

次に、図１のヒートポンプ回路３０及び給湯回路４０を参照し、本実施形態のヒートポンプ給湯機の運転動作を図３に基づいて説明する。図３は本実施形態のヒートポンプ給湯機の運転動作を示すフローチャートである。本実施形態では、台所蛇口１８等を開けて湯水を使用する場合のタンク給湯運転、及び一日の給湯使用が終わり夜間にタンク貯湯運転を行なう場合について説明する。

図３に示すように、台所蛇口１８を開けることにより湯水の使用が開始される（Ｓ６１）と、運転制御手段５０は、給湯混合弁１４のＡＢ間を閉じてＢＣ間を開くように作動される。給湯混合弁１４の作動とともに水道等の給水源の圧力によって、給水金具７、減圧弁８、給水水量センサ９、給水側逆止弁１０、貯湯タンク１１、給湯混合弁１４、湯水混合弁１５、流量調整弁１６、台所出湯金具１７を介して台所蛇口１８から出湯される（Ｓ６２）。

また、湯水混合弁１５によって貯湯タンク１１の高温水（例えば６５℃）に給水源からの水（例えば１６℃）が加えられて適温水（例えば４２℃）にすると共に、流量調整弁１６によって流量が調整される。このとき、湯水の使用量が多い場合は、必要に応じて湯水混合弁１５を切り替えてヒートポンプ回路３０を作動させて給湯するようにしてもよい。湯水の使用が終了すると、蛇口１８が閉じられ（Ｓ６３）、タンク給湯運転は停止する。（Ｓ６４）。

さらに、貯湯タンク１１の高温水を用いて風呂湯張りや風呂追い焚きなどが行なわれ、１日の給湯が終了する（Ｓ６５）と、例えば２３時に貯湯タンク１１内の残湯量をタンクサーミスタ１１ａ〜１１ｅによって測定して残湯量の判定を行なう（Ｓ６６）。残湯量が設定値以上であれば沸き上げは不要と判断して貯湯運転を行わず（Ｓ６７）ヒートポンプ回路３０は停止状態のままとし、設定値未満であれば、タンク貯湯運転を開始する（Ｓ６８）。

タンク貯湯運転は、貯湯タンク１１の下側から給水し水冷媒熱交換器２で加熱して沸き上げられた高温水を貯湯タンク１１の上側に供給して行われ、タンク貯湯運転が進むにつれて上側の高温水と下側の冷水との間の混合層１１ｋは下降し、冷水がなくなると混合層１１ｋの湯水がタンク循環ポンプ１２側に供給され、混合層１１ｋが全て循環すると、貯湯タンク１１内は全量高温水となり貯湯タンク１１内の湯水の沸き上げが完了したと判断し、タンク貯湯運転は完了する。

通常沸き上げ温度（約６５℃）の場合、運転制御手段５０は切替弁３を作動させてＡＣ間を開、ＡＢ間を閉とし、圧縮機１、水冷媒熱交換器２の冷媒側伝熱管１ａ、切替弁３、補助熱交換器４、膨張弁５、蒸発器６、圧縮機１の順に冷媒を循環させてタンク貯湯運転を行う。

ここで、冬期などの給湯使用量が多くなり、貯湯温度を約９０℃とした場合は、これに応じて混合層１１ｋの湯水の温度が７０℃〜８０℃になるから、水冷媒熱交換器２における高温の冷媒と湯水との温度差が少なくなり、熱交換量が減少する。したがって、冷媒は高温のまま切替弁３から補助熱交換器４の配管４ａに流入するため、配管４ｂから圧縮機１に流入する冷媒を過熱し過ぎてしまい、圧縮機１は過熱冷媒を吸い込んで過負荷状態となり、吐出温度が上昇し吐出温度サーミスタ１ａが作動してヒートポンプ運転を停止してしまうおそれがある。

そこで、運転制御手段５０は給水温度の判定（Ｓ６９）を行ない、給水温度が設定温度（例えば６０℃）未満のときは補助熱交換器４をそのまま使用して運転する。給水温度が設定温度に達したら切替弁３を作動させてＡＣ間を閉、ＡＢ間を開とする（Ｓ７０）と、冷媒がバイパス管路３１を流れることにより、蒸発器６で低温化した冷媒は補助熱交換器４内で加熱されることなく圧縮機１に導かれる。

また、圧縮機１は混合層１１ｋの湯水を９０℃に沸き上げるために容量制御を行う。タンクサーミスタ１１ａ〜１１ｅの全てが沸き上げ温度に達すると貯湯完了と判断し（Ｓ７１）、ヒートポンプ運転を停止してタンク貯湯運転を終了する（Ｓ７２）。

次に図４を用いて補助熱交換器４を使用した場合とバイパス管路３１を使用した場合との相違について説明する。図４は本実施形態に係るモリエル線図の概略図である。図示のように、実線Ａは補助熱交換器を使用した場合のヒートポンプサイクルであり、破線Ｂはバイパス管路を使用した場合のヒートポンプサイクルである。また、実線Ｃは等温線（１１５℃）である。

Ａａ−Ａｂ及びＢａ−Ｂｂは圧縮機１による圧縮工程、Ａｂ−Ａｃ及びＢｂ−Ｂｃは水冷媒熱交換器２による冷媒凝縮及び水加熱工程、Ａｃ−Ａｄ及びＢｃ−Ｂｄは膨張弁５による減圧工程、Ａｄ−Ａａ及びＢｄ−Ｂａは蒸発器６による蒸発工程である。

実線Ａに示す補助熱交換器４を使用したヒートポンプサイクルでは、圧縮機１の吸い込み温度が補助熱交換器４により加熱されるため加熱能力を上げられるが、沸き上げ温度を高温の約９０℃とすると、タンク貯湯運転終了間近になると混合層１１ｋ（約７０〜８０℃）の湯水が給水されて吐出圧力１０ＭＰａで吐出温度が過負荷保護装置の作動温度（例えば１１５℃）に達する（Ａｂ点）ため、高温沸き上げを継続できなくなるおそれがある。

本実施形態では、沸き上げ温度を高温にしても、水冷媒熱交換器２への給水温度が規定値（例えば６０℃）以上に達した場合、バイパス管路３１に切り換えることにより、圧縮機１の吸い込み温度を下げることができ、吐出温度１１５℃において１２ＭＰａまで圧力が上げられる（Ｂｂ点）ので、水冷媒熱交換器２の加熱能力を維持することができるので、過負荷保護装置を作動させることなく混合層１１ｋを高温で沸き上げることができる。また、過負荷保護装置の作動温度に達する直前まで圧縮機１の能力を上げることができるので、バイパス管路３１に切り替えても混合層１１ｋの湯水を高温で沸き上げることができる。

このように、通常のタンク貯湯運転では水冷媒熱交換器２から膨張弁５に流れる冷媒により蒸発器６から圧縮機１に流れる冷媒を加熱する補助熱交換器４を用いて効率よく運転し省エネを図ることができ、高温のタンク貯湯運転を行う際に、貯湯運転の終了近くにバイパス管路３１に切り替えることにより、過負荷保護装置の作動を防止できるとともに、貯湯タンク１１内の水の全量を高温で沸き上げることができる。

また、過負荷保護装置を作動させずに運転できることから、圧縮機１の電動機巻き線等の温度上昇を抑制し、圧縮機１の耐久性を向上することができる。さらに、貯湯タンク１１内の全量の湯水を沸き上げることができるので、貯湯タンクの容量を有効に活用でき装置をコンパクト化できる。

本実施形態においてはタンク貯湯運転時のみヒートポンプ回路３０の運転を行っているが、貯湯タンクを備えたヒートポンプ給湯機であれば本実施形態に限るものではなく、例えば、給湯、風呂湯張り、風呂追い焚きなどの際にヒートポンプ回路３０の運転を行う瞬間式ヒートポンプ給湯機等にも適用することができる。

また、本実施形態では、タンクサーミスタ１１ｅの検出値が所定温度に達したときにバイパス管路３１に切り替えるように制御しているが、水側伝熱管２ｂに給水される温度が設定温度に達する前にバイパス管路に切り替えることができるものであれば本実施形態に限るものではなく、例えば、タンクサーミスタ１１ａ〜１１ｅのうち少なくとも一つの検出値から温度上昇率を算出し、温度上昇率に基づいて水冷媒熱交換器２への給水温度が所定温度に達する前に切替弁を制御するようにしてもよいし、また、タンクサーミスタ１１ａ〜１１ｅのうち少なくとも一つの検出値から水冷媒熱交換器２への給水温度が所定温度になるまでの時間を求めてタイマに設定し、設定時間が経過したらバイパス管路３１に切り替えるようにしてもよい。

（実施形態２）
図５（ａ）は本発明の他の実施形態の補助熱交換器の概略構成図、（ｂ）はＡ−Ａ断面図、（ｃ）はＢ−Ｂ断面図である。図示のように、本実施形態のヒートポンプ給湯機が実施形態１と異なる点は、補助熱交換器４に代えて補助熱交換器８０を用いたことにあり、その他の構成は図１と同じであるから、詳細な説明を省略する。

補助熱交換器８０は、両端が閉塞した断面十字状の伝熱管８０ａと、伝熱管８０ａが内部に収納される円筒状の容器８０ｂとを備えている。伝熱管８０ａの閉塞端部には、配管８０ｃが伝熱管８０ａ内部に開口して接続されている。容器８０ｂは両開口端部が縮径して形成されており、配管８０ｃが容器８０ｂの開口端部にそれぞれ支持されて外部に引き出されている。配管８０ｃの両端部はそれぞれ、切替弁３の流出側配管と、膨張弁５の流入側配管に接続されている。また、容器８０ｂの胴部の上部と下部には冷媒が流出、流入するための配管８０ｄがそれぞれ設けられ、蒸発器６の流出側配管と圧縮機１の吸込み側配管にそれぞれ接続されている。

また、図５（ｂ）に示すように、水冷媒熱交換器２から流入される冷媒は伝熱管８０ａの内部の空間８０ｅ内を流れ、圧縮機１に吸込まれる冷媒は伝熱管８０ａと容器８０ｂとの間に形成された空間８０ｆ内を流れる。

このように補助熱交換器８０を構成すれば、若干コストは高くなるが、伝熱面積を大きくすることができるので、熱交換性能を向上することができるとともに、熱交換器をコンパクト化できる。これにより、図２に示した補助熱交換器４と図５に示す補助熱交換器８０を製品要求に応じて使い分けることにより、最適な補助熱交換器を提供することができる。また、補助熱交換器の構造は本実施形態に限らず、所望の熱交換性能を発揮するものであればよく、例えば、水冷媒熱交換器２と膨張弁５との間を流れる冷媒と蒸発器６と圧縮機１との間を流れる冷媒配管とを互いに接して設けてもよい。

本発明の一実施形態のヒートポンプ給湯機の全体構成図である。 （ａ）は本実施形態の補助熱交換器の概略構成図、（ｂ）は縦断面図である。 本実施形態のヒートポンプ給湯機の運転動作を示すフローチャートである。 本実施形態に係るモリエル線図の概略図である。 （ａ）は本発明の他の実施形態の補助熱交換器の概略構成図、（ｂ）はＡ−Ａ断面図、（ｃ）はＢ−Ｂ断面図である。

符号の説明

１ 圧縮機
２ 水冷媒熱交換器
２ａ 冷媒側伝熱管
２ｂ 給水側伝熱管
３ 切替弁
４ 補助熱交換器
４ａ、４ｂ 伝熱管
５ 膨張弁
６ 蒸発器
１１ 貯湯タンク
１２ 循環ポンプ
１３ 流量センサ
１４ 給湯混合弁
１５ 湯水混合弁
３０ ヒートポンプ回路
３１ バイパス管路
４０ 給湯回路
５０ 運転制御手段

Claims (7)

1. 冷媒を圧縮する圧縮機と、水冷媒熱交換器と、膨張弁と、蒸発器とを冷媒管路により順次連結してなるヒートポンプ回路と、前記水冷媒熱交換器から前記膨張弁に流れる第１の冷媒により前記蒸発器から前記圧縮機に流れる第２の冷媒を加熱する補助熱交換器と、貯湯タンクの底部から湯水を抜き出して前記水冷媒熱交換器の水側管路を通して前記貯湯タンクの頂部に戻す貯湯回路とを備えてなるヒートポンプ給湯機において、
   前記補助熱交換器をバイパスさせて前記水冷媒熱交換器から前記膨張弁に前記第１の冷媒を流すバイパス管路と、前記水冷媒熱交換器から前記膨張弁に流れる前記第１の冷媒の流れを前記補助熱交換器又は前記バイパス管路に切り替える切替弁と、前記水冷媒熱交換器に流入される湯水の温度又は前記貯湯タンク底部の湯水の温度に基づいて前記切替弁を切り替える制御手段とを設けたことを特徴とするヒートポンプ給湯機。
2. 請求項１に記載のヒートポンプ給湯機において、
   前記制御手段は前記水冷媒熱交換器に流入される湯水の温度又は前記貯湯タンク底部の湯水の温度が設定温度以上になったときに前記バイパス管路側に切り替えることを特徴とするヒートポンプ給湯機。
3. 請求項１又は２に記載のヒートポンプ給湯機において、
   前記貯湯タンク底部の湯水の温度は、前記貯湯タンクの高さ方向に設けられた複数の温度センサのうち少なくとも1つの温度センサの検出値に基づいて測定されることを特徴とするヒートポンプ給湯機。
4. 請求項３に記載のヒートポンプ給湯機において、
   前記制御手段は、前記温度センサの検出値から温度上昇率を算出し、該温度上昇率に基づいて前記切替弁を制御することを特徴とするヒートポンプ給湯機。
5. 請求項３に記載のヒートポンプ給湯機において、
   前記制御手段は、前記温度センサの検出値に基づいて作動するタイマを備え、該タイマが作動して設定時間が経過したらバイパス手段に切り替えることを特徴とするヒートポンプ給湯機。
6. 請求項１乃至５いずれか１項に記載のヒートポンプ給湯機において、
   前記補助熱交換器は、前記第１の冷媒が通流する管路と前記第２の冷媒が通流する管路が互いに接触して螺旋状に形成されていることを特徴とするヒートポンプ給湯機。
7. 請求項１乃至５いずれか１項に記載のヒートポンプ給湯機において、
   前記補助熱交換器は、前記第１の冷媒が通流する断面十字状の伝熱管と、該伝熱管が内部に収納され前記第２の冷媒が通流する円筒状の容器とを備えてなることを特徴とするヒートポンプ給湯機。

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