JP2014102030A - ヒートポンプ給湯装置 - Google Patents

Abstract

【課題】放熱ロスを低減したエネルギー効率の高い給湯装置を提供すること。
【解決手段】圧縮機２１、放熱器２２、膨張装置２３、蒸発器２４、を配管で環状に接続し、内部を冷媒が循環する冷媒回路２を有するヒートポンプユニット１と、ヒートポンプユニットによって生成された温水を貯留する貯湯タンク４１を有する貯湯タンクユニット４と、を備え、ヒートポンプユニット１は、貯湯タンクユニット４の上方に配設されるとともに、貯湯タンク４１とヒートポンプユニット１との間の熱抵抗Ｒ１は、貯湯タンク４１と貯湯タンクユニット４の側面との間の熱抵抗Ｒ２よりも大きいので、貯湯タンク４１の上部からの放熱量を減少させて、最小限の断熱強化で、貯湯タンク４１からの放熱ロスを抑制したエネルギー効率の高い給湯装置を実現することができる。
【選択図】図１

Description

本発明は、ヒートポンプを用いて水を加熱する給湯装置に関するものである。

従来、ヒートポンプユニットの放熱器で冷媒の凝縮潜熱を利用して高温の流体（温水）を生成して、生成した湯水を貯湯タンクに蓄える蓄熱運転を行うとともに、生成した湯水を暖房や給湯に利用するヒートポンプ給湯装置が知られている。

このようなヒートポンプ給湯装置として、貯湯タンクユニットの上部にヒートポンプユニットを配設したものがある（例えば、特許文献１参照）。

図６は、特許文献１に記載のヒートポンプ給湯装置を示すものである。図６（ａ）に示すように、ヒートポンプ給湯装置は、貯湯タンク２００ユニットと、ヒートポンプユニット１００とを有しており、貯湯タンクユニット２００の上部に、ヒートポンプユニット１００が配設されている。

ヒートポンプユニット１００は、圧縮機１１０、放熱器１２０、膨張装置（図示せず）、蒸発器（空気熱交換器）１３０が、内部を冷媒が流れる冷媒配管により環状に接続されて冷媒回路を構成している。放熱器１２０は、冷媒回路を流れる冷媒と流体回路２３０を流れる流体との間で熱交換を行うものである。

貯湯タンクユニット２００の内部には貯湯タンク２１０と、流体回路２３０の一部と、循環ポンプとが配設されている。流体回路２３０は、放熱器１２０、貯湯タンク２１０、循環ポンプ２２０が、内部を水などの熱媒体が流れる流体配管によって環状に接続されて構成されている。

また、図６（ｂ）に示すように、ヒートポンプユニット１００の蒸発器１３０の横幅は、貯湯タンクユニット２００の横幅に対し、圧縮機１１０を設置する横幅分だけ短い状態で配設されている。

貯湯タンク２１０への貯湯を行う蓄熱運転の場合、貯湯タンク２１０に貯留されている温度の低い流体（水）は、循環ポンプ２２０により流体回路２３０を介して、貯湯タンク２１０からヒートポンプユニット１００へ搬送される。ヒートポンプユニット１００の放熱器１２０で加熱されて高温になった熱媒体（温水）は、流体回路２３０を介してヒートポンプユニット１００から流出し、その後、貯湯タンクユニット２００へ流入して、貯湯タンク２１０の上部に接続されている流体回路２３０から貯留される。

給湯の要求がある場合は、貯湯タンク２１０の上部の高温の流体が貯湯タンク２１０から配管（図示せず）を介して流出し、給湯端末へ搬送される。

このように、貯湯タンク２１０を使用することにより、ヒートポンプユニット１００によって高温の流体を生成して貯湯タンク２１０に蓄熱し、給湯の要求が発生した場合に、貯湯タンク２１０に蓄えられた高温の熱媒体を利用することが可能となっている。

特開２０１１−１２２７５２号公報

しかしながら、前記従来の構成では、ヒートポンプユニット１００が、貯湯タンクユニット２００の上部に配置され、また、ヒートポンプユニット１００と貯湯タンクユニット２００とを接続する流体配管が貯湯タンク２１０の上部に配設されている。

このため、特に、低温の蒸発器１３０を含むヒートポンプユニット１００と、高温の貯湯タンク２１０の上部との間の熱抵抗（熱通過率の逆数）が小さくなることで、高温となる貯湯タンク２１０からヒートポンプユニット１００の方へ熱移動が生じやすく、その結果、貯湯タンク２１０からの放熱量が増大して、エネルギー効率が低下する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、ヒートポンプユニットと貯湯タンクユニットとの間の断熱を適切に行うことで貯湯タンクからの放熱ロスを低減し、省エネルギー性能に優れたヒートポンプ給湯装置を提供することを目的とする。

前記従来の課題を解決するために、本発明は、圧縮機、放熱器、膨張装置、蒸発器、を配管で環状に接続し、内部を冷媒が循環する冷媒回路を有するヒートポンプユニットと、前記ヒートポンプユニットによって生成された温水を貯留する貯湯タンクを有する貯湯タンクユニットと、を備え、前記ヒートポンプユニットは、前記貯湯タンクユニットの上方に配設されるとともに、前記貯湯タンクと前記ヒートポンプユニットとの間の熱抵抗Ｒ１は、前記貯湯タンクと前記貯湯タンクユニットの側面との間の熱抵抗Ｒ２よりも大きいことを特徴とする、ヒートポンプ給湯装置である。

これにより、より高温となる貯湯タンクユニットの上部とヒートポンプユニットとの間の断熱を適切に行うことで、貯湯タンクからの放熱量を低減することができる。

本発明によれば、蓄熱した貯湯タンクからの放熱量が低減した、エネルギー効率の高いヒートポンプ給湯装置を提供することができる。

本発明の実施の形態１におけるヒートポンプ給湯装置の概略構成図 同ヒートポンプ給湯装置の熱抵抗比と外気温度との関係図 （ａ）同ヒートポンプ給湯装置の蒸発器を横方向に配置した際の上面図（ｂ）同ヒートポンプ給湯装置の蒸発器を対角線上に配置した際の上面図（ｃ）同ヒートポンプ給湯装置の蒸発器を直径方向に配置した際の上面図 同ヒートポンプ給湯装置の断熱材の構成を示す上面図 本発明の実施の形態２におけるヒートポンプ給湯装置の概略構成図 （ａ）従来のヒートポンプ給湯装置の概略構成を示す側面図（ｂ）同ヒートポンプ給湯装置の概略構成を示す上面図

第１の発明は、圧縮機、放熱器、膨張装置、蒸発器、を配管で環状に接続し、内部を冷媒が循環する冷媒回路を有するヒートポンプユニットと、前記ヒートポンプユニットによって生成された温水を貯留する貯湯タンクを有する貯湯タンクユニットと、を備え、前記ヒートポンプユニットは、前記貯湯タンクユニットの上方に配設されるとともに、前記貯湯タンクと前記ヒートポンプユニットとの間の熱抵抗（熱通過率の逆数）Ｒ１は、前記貯
湯タンクと前記貯湯タンクユニットの側面との間の熱抵抗Ｒ２よりも大きいことを特徴とする、ヒートポンプ給湯装置である。

これにより、貯湯タンクの上部とヒートポンプユニットとの間の熱抵抗Ｒ１は、貯湯タンクと貯湯タンクユニットの側面との間の熱抵抗Ｒ２に対して大きくなる。よって、特に、高温となる貯湯タンクユニット上部と、低温となる蒸発器を搭載したヒートポンプユニットとの間の断熱を適切に行い、貯湯タンクからの放熱量を低減することができるので、貯湯タンクとヒートポンプユニットとの間の最小限の断熱強化によって、エネルギー効率の向上が可能となる。

第２の発明は、特に、第１の発明において、前記熱抵抗Ｒ１は、前記熱抵抗Ｒ２の、１．１〜２．８倍であることを特徴とするものである。

これにより、外気温度が変化する年間を通じて、貯湯タンクと貯湯タンクユニット外部との間で熱流速の均一化を図ることができる。よって、年間を通じて外気温度が変化した場合においても、貯湯タンク全体として放熱ロスを低減して、年間のエネルギー効率の向上が可能となる。

第３の発明は、特に、第１または第２の発明において、前記蒸発器は、水平方向に対して前記貯湯タンクユニットの中央に配設されていることを特徴とするものである。

これにより、蒸発器において、空気と蒸発器内を循環する冷媒とが熱交換する面積が増加する。よって、蒸発器における吸熱量を増大させることができ、放熱器における加熱能力を増大させることができる。

第４の発明は、特に、第１〜３のいずれか１つの発明において、前記ヒートポンプユニットは、冷媒が冷却される冷却部をさらに備え、前記冷却部を、前記蒸発器の下方に配設したことを特徴とするものである。

これにより、膨張装置にて減圧される前の、温度の高い冷媒が、蒸発器の下方の冷却部へ流入する。よって、蒸発器の下部が、温度の高い冷媒によって加温された冷却部から伝わる熱によって加熱される。すなわち、冷却部によって貯湯タンクと蒸発器の下部との温度差が低減するので、貯湯タンクから蒸発器への熱移動量が減少し、貯湯タンクからの放熱によるエネルギー損失が減少する。

第５の発明は、特に、第１〜４のいずれか１つの発明において、前記貯湯タンクと前記ヒートポンプユニットとの間の熱抵抗Ｒ１は、水平方向において、外方よりも内方の方が大きいことを特徴とするものである。

これにより、熱流束の大きい、高温の貯湯タンクと低温の蒸発器との間の領域の熱抵抗をより大きくすることができる。また、熱抵抗の大きい高価な材料を全体にわたって使用する場合と比べ、熱抵抗の大きい材料の使用量が低減する。よって、貯湯タンクとヒートポンプユニットとの間の熱抵抗を低コストで増大させて、貯湯タンクからの放熱量を低減したエネルギー効率の高いヒートポンプ給湯装置を提供することができる。

以下、本発明の実施の形態について、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、本発明の実施の形態１におけるヒートポンプ給湯装置の概略構成図である。

ヒートポンプ給湯装置１Ａは、ヒートポンプユニット１、流体回路３、貯湯タンクユニット４、ヒートポンプユニット１と貯湯タンクユニット４とを区画する仕切部５とを備えている。仕切部５には第１断熱材として、例えば発泡ポリプロピレンが使用される。

ヒートポンプユニット１は、冷媒を循環させる冷媒回路２を備えており、冷媒としては、例えば、Ｒ４０７Ｃなどの非共沸混合冷媒、Ｒ４１０Ａなどの擬似共沸混合冷媒、Ｒ３２などの単一冷媒に代表されるＨＦＣ系の冷媒や、ＣＯ２などの自然冷媒を用いることができる。

貯湯タンクユニット４の内部には、貯湯タンク４１が配設され、貯湯タンク４１の周囲と貯湯タンクユニット４の外装体７との間には、第２断熱材６（例えば発泡ポリプロピレン）が配設されている。

冷媒回路２は、圧縮機２１、放熱器（凝縮器）２２、膨張弁やキャピラリーチューブなどの膨張装置２３、及び、蒸発器２４が配管により順に環状に接続されて構成されている。また、蒸発器２４と圧縮機２１の間に、気液分離を行うアキュムレータ２６が設けられている。また、冷媒回路２には、貯湯タンク４１を加熱する蓄熱運転と蒸発器２４に生成した霜を除去する除霜運転とを切り替えるための四方弁２５が設けられている。

蒸発器２４は、貯湯タンクユニット４の上方で、かつ、水平方向に対して、貯湯タンクユニット４の略中央部、すなわち、貯湯タンク４１の頂部の延長線上に位置するように配設されている。

放熱器２２は冷媒対水熱交換器であり、内部に冷媒が循環する冷媒回路２の一部、および、水やブラインなどの熱媒体が流動する流体流路３の一部が流通し、冷媒と熱媒体との間で熱交換を行う。流体流路３は、内部を水やブラインなどの熱媒体が流動し、ヒートポンプユニット１の放熱器２２と貯湯タンクユニット４の貯湯タンク４１と循環ポンプ３１とを環状に配管で接続して構成されている。流体回路３のうち、放熱器２２と循環ポンプ３１は、ヒートポンプユニット１内に収容される。

蒸発器２４の近傍には、空気吸気口３２を介してヒートポンプユニット１へと空気を吸引するための送風機２７が備えられている。空気吸気口３２からヒートポンプユニットの１内部に送風機２７によって吸気された空気は、空気排気口３３を介して排出される。

以上のように構成されたヒートポンプ給湯装置１Ａにおいて、貯湯タンク４１の湯水の加熱を行う蓄熱運転の動作、作用について説明する。なお、図１には蓄熱運転時の冷媒、および温水（流体）の流れ方向を矢印で示している。

蓄熱運転の要求があると、圧縮機２１から吐出された高圧高温ガス冷媒は、冷媒回路２を循環して放熱器２２に流入する。また、貯湯タンク４１から循環ポンプ３１によって圧送される熱媒体が、放熱器２２へと供給される。放熱器２２にて、高温高圧のガス冷媒が熱媒体を加熱し、冷媒は液化凝縮する。液化凝縮した高圧液冷媒は、放熱器２２から流出する。

放熱器２２から流出した高圧液冷媒は、膨張装置２３によって減圧されて膨張した後に、蒸発器２４へ流入する。蒸発器２４へ流入した低圧二相冷媒は、空気から吸熱して蒸発し、低圧の二相冷媒または過熱冷媒となって蒸発器２４から流出する。さらに、蒸発器２４から流出した低圧冷媒は、四方弁２５を通過してアキュムレータ２６で気液分離が行われた後、気相の冷媒が圧縮機２１に吸入される。

放熱器２２で加熱された熱媒体は、温水となって放熱器２２から流出し、流体回路３を介して貯湯タンク４１へ流入する。これにより、貯湯タンク４１に蓄熱が行われる。

次に、蓄熱運転を行っている場合の、ヒートポンプ給湯装置の各部位の温度について具体例を用いて以下に説明する。

図１において、室温条件下（例えば２０℃）にヒートポンプ給湯装置１Ａが設置され、蓄熱運転が行われると、貯湯タンク４１には高温水が貯湯され、蒸発器２４は低温（氷点下）状態となる。ここで、貯湯タンク４１の温度（例えば５５℃）と蒸発器２４の温度（例えば−１０℃）との温度差ｄＴ１（６５Ｋ）は、貯湯タンク４１の側面表面と貯湯タンクユニット４の側面表面の温度（例えば２０℃）との温度差ｄＴ２（＝３５Ｋ）に対して約２倍程度大きくなる。

本実施の形態では、貯湯タンク４１の上部とヒートポンプユニット１との間の熱抵抗Ｒ１（熱通過率の逆数）は、貯湯タンク４１と貯湯タンクユニット４の側面（外装体７）との間の熱抵抗Ｒ２に対して大きく設定する。ここで、例えば、熱抵抗Ｒ１を熱抵抗Ｒ２の約２倍とすると、貯湯タンク４１から蒸発器２４への熱流束（単位面積当たりの熱移動量）ｑ１（＝ｄＴ１／Ｒ１）は、貯湯タンク４１の側面表面から貯湯タンクユニット４の側面表面への熱流束ｑ２（＝ｄＴ２／Ｒ２）とほぼ同等となる。

このとき、貯湯タンクユニット４の上面の面積をＡ１とすると、面積Ａ１は、貯湯タンクユニット４の側面の面積Ａ２に対して小さいため、高温の貯湯タンク４１と低温の蒸発器２４間の熱移動量Ｑ１（＝ｑ１・Ａ１）は、貯湯タンク４１と貯湯タンクユニット４の側面との間の熱移動量Ｑ２（＝ｑ２・Ａ２）に対して小さくなる。したがって、高温であるために、熱流束が大きい貯湯タンク４１の上部からの放熱量を低減させ、エネルギー効率を向上させることができる。

ここで、仕切部５として、熱伝導率Ｋ１、厚さＬ１の第１断熱材を用い、貯湯タンク４１と貯湯タンクユニット４の外装体７との間の第２断熱材として、熱伝導率Ｋ２、厚さＬ２のものを用いると、熱抵抗Ｒ１およびＲ２はそれぞれ、Ｌ１／Ｋ１、Ｌ２／Ｋ２として表現することができる。よって、Ｌ１、Ｒ１、Ｌ２、Ｒ２、を適宜調整することで、熱抵抗Ｒ１よびＲ２を所望の値に設定する。

仕切部５の第１断熱材や、第２断熱材６としては、発泡ポリプロピレンの他に発泡ポリスチレンなどの発泡樹脂や、グラスウール、グラスファイバーなどの繊維材料、または、真空断熱材を用いることができる。これらの断熱材を、単体として、または、複合して用い、また、断熱材の間に空気の層を形成して配設することで熱抵抗Ｒ１およびＲ２を所望の値に設定する。

なお、熱抵抗Ｒ１は、仕切部５として用いられる第１断熱材との熱抵抗と、貯湯タンク４１の上部に配設される第２断熱材６との熱抵抗を合わせて調整することができ、ヒートポンプユニット１の内部にて、蒸発器２４の下方にさらに断熱材を配置した場合には、その断熱材の熱抵抗を合わせて、調整することができる。

また、貯湯タンク４１の上方における熱抵抗Ｒ１を、貯湯タンク４１の側方の熱抵抗Ｒ２と比較して過大に設定すると、貯湯タンク４１に蓄熱された熱量は、熱抵抗の低い、貯湯タンク４１の側方へと伝熱し、放熱されてしまうことで、貯湯タンクユニット４全体としての放熱量を有効に低減することができない。よって、貯湯タンク４１の上方の熱抵抗Ｒ１と、貯湯タンク４１の側方の熱抵抗Ｒ２との関係を適切に調整して、貯湯タンク４１
の周囲の熱流束を均一化させる必要がある。

さらに、ヒートポンプ給湯装置１Ａを使用する外気温度、環境温度や貯湯温度は年間を通じて変化するため、年間の温度変化に適応するように、熱抵抗Ｒ１と熱抵抗Ｒ２との関係を設定して、貯湯タンクの周囲の熱流束を均一化させる必要がある。その方法について以下に説明する。

ヒートポンプ給湯装置１Ａを使用する外気温度、環境温度や貯湯温度は年間を通じて変化するため、温度差ｄＴ１とｄＴ２も変化する。ここで、熱流束ｑ１＝ｑ２とすると、外気温度が変化した場合に、ｄＴ１／ｄＴ２＝Ｒ１／Ｒ２も変化する。

ここで、ヒートポンプ給湯装置１Ａが設置される室温を欧州規格ＥＮ１６１４７に準拠して２０℃とし、放熱器２２にて加熱されて貯湯タンク４１に蓄えられる湯の温度を、ＨＦＣ冷媒を用いて熱媒体を加熱する場合と、ＣＯ２冷媒を用いて熱媒体を加熱する場合とを想定して、５０℃〜９０℃とし、蒸発器２４の温度と外気温度との差ΔＴを５Ｋ〜１５Ｋとすると、熱抵抗比Ｒ１／Ｒ２と外気温度との関係は、図２に示すようになる。

熱流束ｑ１＝ｑ２の場合、寒冷地における極低温の外気温度を想定した外気温度−２０℃〜２０℃の範囲では、Ｒ１／Ｒ２＝ｄＴ１／ｄＴ２は外気温度の変化に対して、１．１〜２．８の範囲にある。

その結果、Ｒ１／Ｒ２＝１．１〜２．８のときは、貯湯タンク４１から蒸発器２４への熱流束ｑ１は、貯湯タンク４１から貯湯タンクユニット４の側面への熱流束ｑ２と同等となり、貯湯タンク４１の周囲の熱流束が均一化される。

したがって、外気温度が変化する年間を通じて、熱流束の均一化を図ることができるので、年間を通じて外気の温度が変化した場合においても、貯湯タンク４１上部からの放熱量を低減できる。

また、蒸発器２４を貯湯タンクユニット４の上方で、水平方向に対して貯湯タンクユニット４の略中央部に配設すると、貯湯タンクユニット４が直方形状に形成される場合は、図３（ａ）、（ｂ）に示すように、蒸発器２４を貯湯タンクユニット４の横幅、または、対角線の長さとなるように形成することができ、貯湯タンクユニット４が円柱形状に形成される場合は、図３（ｃ）に示すように、蒸発器２４を直径の長さとなるように形成することができる。よって、空気と蒸発器２４を循環する冷媒とが熱交換する面積を大きくすることができ、その結果、蒸発器２４における吸熱量を増大させて、放熱器２２における加熱能力を増大させることができる。

また、図４に示すように、仕切部５の熱抵抗Ｒ１は、ヒートポンプユニット１および貯湯タンクユニット４の側面側である外方よりも内方のほうが大きい構成とすることができる。より具体的には、蒸発器２４の下方に熱抵抗の大きい領域Ｓ１が配設される。これにより、高温となる貯湯タンク４１の頂部と、低温の蒸発器２４とが位置する領域に、熱抵抗の大きい領域Ｓ１が配置され、Ｓ１の周囲に、仕切部５のうち、熱抵抗の小さい領域Ｓ２が配置される。

これにより、熱抵抗の大きい材料を仕切部５の全体に使用する場合と比べ、熱抵抗の大きい材料の使用量が低減し、貯湯タンク４１からの放熱量の低減を、低コストで行うことができる。

以上のように、本実施の形態においては、ヒートポンプユニット１と貯湯タンクユニッ
ト４とを区画する仕切部５とを備え、貯湯タンク４１の上部とヒートポンプユニット１との間の熱抵抗Ｒ１を、貯湯タンク４１と貯湯タンクユニット４の側面との間の熱抵抗Ｒ２よりも大きくすることにより、以下の作用が生じる。

すなわち、放熱量の大きい、貯湯タンク４１の上方の熱抵抗Ｒ１を、貯湯タンク４１の側面の熱抵抗Ｒ２よりも大きくして、貯湯タンク４１周囲の熱流束の均一化を図ることで、貯湯タンク４１の上部の断熱強化のみにて放熱ロスを低減させ、エネルギー効率を向上させることができる。

また、熱抵抗Ｒ１を、熱抵抗Ｒ２に対して、１．１〜２．８倍とすることにより、外気温度が変化する年間を通じて、貯湯タンク４１周囲の熱流束を均一化することができ、外気の温度が変化した場合においても、貯湯タンク４１からの放熱量を低減して、年間のエネルギー効率向上が可能となる。

また、蒸発器２４を貯湯タンクユニット４の上方かつ、水平方向に対して貯湯タンクユニット４の略中央部に配設したことにより、空気と蒸発器２４を循環する冷媒とが熱交換する面積を大きくすることができ、その結果、蒸発器２４における吸熱量を増大させて、放熱器２２における加熱能力を増大させることができる。

また、仕切部５の熱抵抗Ｒ１が、仕切部５の周辺部よりも中央部が大きくなるように構成されることにで、熱抵抗の大きい領域Ｓ１は、高温の貯湯タンク４１と低温の蒸発器２４との間の領域に限定される。よって、熱抵抗の大きい材料を仕切部５の全体に使用する場合と比較して、熱抵抗の大きい材料の使用量が低減するので、貯湯タンク４１からの放熱量低減を、より低コストで行うことができる。

なお、本実施の形態では、空気をヒートポンプユニット１の上部の空気吸気口３２から流入させているが、ヒートポンプユニット１の側面から流入させてもよい。

（実施の形態２）
図５は、本発明の実施の形態２におけるヒートポンプ給湯装置の概略構成図である。本実施の形態において、実施の形態１と同一の部分については同一の符号を付し、その詳細な説明は省略する。

本実施の形態のヒートポンプ給湯装置１Ａは、ヒートポンプユニット１の蒸発器２４をフィンチューブ熱交換器とし、蒸発器２４は、蒸発部２４ａと、冷媒を冷却させる冷却部２４ｂを備えている。ここで、冷却部２４ｂは、蒸発器２４の下方に配設されている。

以上のように構成されたヒートポンプ給湯装置１Ａの動作、作用について説明する。

蓄熱運転の要求があると、圧縮機２１から吐出された高圧高温ガス冷媒は、冷媒回路２を循環して放熱器２２に流入し、冷媒は放熱してする。液化凝縮した高圧液冷媒は、放熱器２２から流出し、冷却部２４ｂに流入する。冷却部２４ｂで空気と熱交換して冷却された冷媒は、冷却部２４ｂから流出し、膨張装置２３によって減圧されて膨張した後、蒸発部２４ａに流入して、空気と熱交換を行うことで蒸発する。さらに、蒸発器２４から流出した低圧冷媒は、四方弁２５を通過してアキュムレータ２６で気液分離が行われた後、気相の冷媒が圧縮機２１に吸入されて圧縮され、再度、放熱器２２に流入する。

ここで、膨張装置２３にて減圧される前の冷媒は、外気空気と比べ比較的温度が高く、この冷媒が蒸発器２４の下方に配置された冷却部２４ｂへ流入する。

その結果、蒸発器２４の下部は、放熱器２２から流出した比較的温度の高い冷媒によって加温され、冷媒は、冷却部２４ｂにて空気に放熱して冷却される。

これにより、蒸発器２４の下部の温度が上昇し、高温の貯湯タンク４１の上部と、蒸発器２４のうち、特に、低温となる蒸発部２４ａとの温度差が減少する。また、冷却部２４ｂによって冷媒を過冷却状態にすることができるので、蒸発器におけるエンタルピー差を大きくすることができる。

よって、貯湯タンク４１から蒸発器２４への熱移動量が減少するので、貯湯タンク４１からの放熱ロスが低減するとともに、蒸発器２４を最大限に利用してエネルギー効率を向上させることができる。

本発明は、ヒートポンプユニットによって流体を加熱し、その流体を暖房や給湯に利用するヒートポンプ給湯装置に特に有用である。

１ ヒートポンプユニット
２ 冷媒回路
４ 貯湯タンクユニット
５ 仕切部
１Ａ ヒートポンプ給湯装置
２１ 圧縮機
２２ 放熱器
２３ 膨張弁（膨張装置）
２４ 蒸発器
２４ａ 蒸発部
２４ｂ 冷却部
４１ 貯湯タンク

Claims (5)

1. 圧縮機、放熱器、膨張装置、蒸発器、を配管で環状に接続し、内部を冷媒が循環する冷媒回路を有するヒートポンプユニットと、
   前記ヒートポンプユニットによって生成された温水を貯留する貯湯タンクを有する貯湯タンクユニットと、を備え、
   前記ヒートポンプユニットは、前記貯湯タンクユニットの上方に配設されるとともに、
   前記貯湯タンクと前記ヒートポンプユニットとの間の熱抵抗Ｒ１は、前記貯湯タンクと前記貯湯タンクユニットの側面との間の熱抵抗Ｒ２よりも大きいことを特徴とする、ヒートポンプ給湯装置。
2. 前記熱抵抗Ｒ１は、前記熱抵抗Ｒ２の、１．１〜２．８倍であることを特徴とする、請求項１に記載のヒートポンプ給湯装置。
3. 前記蒸発器は、水平方向に対して前記貯湯タンクユニットの中央に配設されていることを特徴とする、請求項１または２に記載のヒートポンプ給湯装置。
4. 前記ヒートポンプユニットは、冷媒が冷却される冷却部をさらに備え、
   前記冷却部を、前記蒸発器の下方に配設したことを特徴とする、請求項１〜３のいずれか１項に記載のヒートポンプ給湯装置。
5. 前記貯湯タンクと前記ヒートポンプユニットとの間の熱抵抗Ｒ１は、水平方向において、外方よりも内方の方が大きいことを特徴とする、請求項１〜４のいずれか１項に記載のヒートポンプ給湯装置。