JP2021162203A - 水加熱システム - Google Patents

Abstract

【課題】水熱交換器にスケールが付着することを抑制する。【解決手段】水加熱システム（１）は、冷媒回路（１０）と、水回路（２０）と、を備える。冷媒回路（１０）は、圧縮機（１１）を有し、冷媒が流れる。水回路（２０）は、水が流れる。冷媒回路（１０）及び水回路（２０）は、圧縮機（１１）から吐出された冷媒により水を加熱する水熱交換器（３０）を共有する。水熱交換器（３０）は、第１熱交換部（３５）を含む。第１熱交換部（３５）は、水出口部（３２）の水と冷媒とが熱交換を行う。冷媒回路（１０）は、放熱部（１２）をさらに有する。放熱部（１２）は、圧縮機（１１）と第１熱交換部（３５）との間に配置され、圧縮機（１１）から吐出された冷媒の熱を放熱させる。【選択図】図３

Description

水加熱システムに関する。

従来、冷媒により水を加熱する水熱交換器を備える水加熱システムが知られている。水加熱システムでは、水熱交換器において、水が加熱されることによって、スケールが付着する場合がある。水熱交換器にスケールが付着することを想定した技術として、例えば、特許文献１（特開２０１５−１７７６１号公報）に開示のヒートポンプ給湯システムが挙げられる。

特許文献１に開示のヒートポンプ給湯システムは、水熱交換器を高温側水熱交換器と低温側水熱交換器とに分割し、高温側水熱交換器の温水出口側に出湯温度センサを設けるとともに、低温側水熱交換器の出口側に温水温度センサを設けている。そして、高温側水熱交換器のスケール付着による性能低下時、低温側水熱交換器の出口温水温度センサの検出値が設定値を超えたとき、その温水出口温度を設定値以下に抑制制御するとともに、出湯温度の低下情報及び高温側水熱交換器のメンテナンス情報を出力する制御部を備えている。

しかしながら、上記特許文献１では、スケールの付着を高温側水熱交換器に止め、低温側水熱交換器への波及を防止している。このように、特許文献１では、高温水側熱交換器にスケールを付着させている。この場合、高温水側熱交換器の洗浄または交換の頻度が高くなり、費用を要してしまう。

第１観点に係る水加熱システムは、冷媒回路と、水回路と、を備える。冷媒回路は、圧縮機を有し、冷媒が流れる。水回路は、水が流れる。冷媒回路及び水回路は、圧縮機から吐出された冷媒により水を加熱する水熱交換器を共有する。水熱交換器は、第１熱交換部を含む。第１熱交換部は、水出口部の水と冷媒とが熱交換を行う。冷媒回路は、放熱部をさらに有する。放熱部は、圧縮機と第１熱交換部との間に配置され、圧縮機から吐出された冷媒の熱を放熱させる。

第１観点に係る水加熱システムでは、水出口部の水と冷媒とが熱交換を行う第１熱交換部は、水熱交換器において水が高温になる部分である。しかし、第１観点に係る水加熱システムでは、圧縮機と第１熱交換部との間に、冷媒の熱を放熱させる放熱部を配置している。放熱部により、冷媒が第１熱交換部に流入する前に放熱するので、第１熱交換部に流入する冷媒の温度を下げることができる。このため、第１熱交換部において、水出口部の水の温度が上昇することを抑制できる。したがって、水熱交換器にスケールが付着することを抑制できる。

第２観点に係る水加熱システムは、第１観点の水加熱システムであって、放熱部は、冷媒の熱を放熱させる蓄熱材を含む。

第２観点に係る水加熱システムでは、水熱交換器にスケールが付着することを抑制するとともに、冷媒の熱を蓄熱材に蓄熱させることができる。

第３観点に係る水加熱システムは、第１観点または第２観点の水加熱システムであって、冷媒の熱を大気に放熱させる放熱装置を含む。

第３観点に係る水加熱システムでは、水熱交換器にスケールが付着することを抑制するとともに、冷媒の熱を大気に放熱させることができる。

第４観点に係る水加熱システムは、第１観点から第３観点の水加熱システムであって、冷媒の熱を、水出口部よりも上流側を流れる水に放熱させるように構成されている。

第４観点に係る水加熱システムでは、水出口部よりも上流側を流れる水の温度は、水出口部を流れる水の温度よりも低い。ここでは、放熱部により、第１熱交換部で加熱される前に、上流側の低温の水を冷媒で加熱できる。したがって、水熱交換器にスケールが付着することを抑制するとともに、水を効率よく加熱することができる。

第５観点に係る水加熱システムは、第４観点の水加熱システムであって、水熱交換器は、水回路において第１熱交換部よりも上流側で冷媒と熱交換を行う第２熱交換部をさらに含む。放熱部は、第２熱交換部を含む。

第５観点に係る水加熱システムでは、第２熱交換部を流れる水の温度は、第１熱交換部を流れる水の温度よりも低い。ここでは、放熱部により、第１熱交換部で水が加熱される前に、第２熱交換部の低温の水を冷媒で加熱できる。したがって、水熱交換器にスケールが付着することを抑制するとともに、水を効率よく加熱することができる水加熱システムを実現できる。

第６観点に係る水加熱システムは、第５観点の水加熱システムであって、冷媒回路は、デフロスト運転時に、第１熱交換部または第２熱交換部の一方を冷媒がバイパスするバイパス管をさらに有する。

第６観点に係る水加熱システムでは、デフロスト運転時に第１熱交換部をバイパスすることにより、高温の冷媒を有する第２熱交換部で蓄熱した熱量を用いることができるので、デフロスト運転時間を短縮できる。デフロスト運転時に第２熱交換部をバイパスすることにより、高温の冷媒との熱交換によって蓄熱された熱量を用いることができるので、加熱運転時に早期に水を所定温度に到達させることができる。

第７観点に係る水加熱システムは、第１観点から第６観点の水加熱システムであって、水熱交換器の少なくとも一部において、水の流れ方向と、冷媒の流れ方向とは、対向流の関係にある。

第７観点に係る水加熱システムでは、冷媒と水とを対向流で流すことによって、熱交換効率を向上することができる。

第８観点に係る水加熱システムは、第１観点から第７観点の水加熱システムであって、冷媒回路及び水回路の少なくとも一方は、冷媒及び水の流れ方向を逆方向にも循環させるように構成されている。

第８観点に係る水加熱システムでは、逆循環させることにより、仮にスケールが付着しても、スケールを分散できるので、水熱交換器の寿命を長くすることができる。

第９観点に係る水加熱システムは、第１観点から第８観点の水加熱システムであって、水回路は、水熱交換器の水入口部と水出口部との間から水を取り出す取出部をさらに有する。

第９観点に係る水加熱システムでは、水熱交換器において冷媒に加熱された、水出口部の高温水と、水出口部と水入口部との間の中温水と、を取り出すことができる。。

第１実施形態に係る水加熱システムの概略構成図である。 第２実施形態に係る水加熱システムの概略構成図である。 第３実施形態に係る水加熱システムの概略構成図である。 第３実施形態の変形例に係る水加熱システムの概略構成図である。 第４実施形態に係る水加熱システムの概略構成図である。 第４実施形態に係る水加熱システムの概略構成図である。 第５実施形態に係る水加熱システムの概略構成図である。 第５実施形態に係る水加熱システムの概略構成図である。 第４及び第５実施形態の変形例に係る水加熱システムの概略構成図である。 第６実施形態に係る水加熱システムの概略構成図である。 第６実施形態に係る水加熱システムの概略構成図である。 第７実施形態に係る水加熱システムの概略構成図である。 第８実施形態に係る水加熱システムの概略構成図である。 第９実施形態に係る水加熱システムの概略構成図である。

本開示の一実施形態に係る水加熱システムについて、図面を参照しながら説明する。

（１）第１実施形態
（１−１）全体構成
本開示の一実施形態に係る水加熱システム１は、冷媒によって水を加熱する。本実施形態の水加熱システム１は、給湯システムである。

図１に示すように、水加熱システム１は、冷媒回路１０と、水回路２０と、を備える。冷媒回路１０及び水回路２０は、冷媒により水を加熱する水熱交換器３０を共有する。

（１−２）詳細構成
（１−２−１）冷媒回路
冷媒回路１０は、冷媒が流れる。冷媒回路１０には、冷媒として、例えばＲ３２を含む流体が封入されている。

冷媒回路１０は、圧縮機１１と、放熱部１２と、凝縮器１３と、膨張弁１４と、蒸発器１５と、を有している。冷媒回路１０において、圧縮機１１と、放熱部１２と、凝縮器１３と、膨張弁１４と、蒸発器１５と、が順次、冷媒配管で接続されている。

圧縮機１１は、低圧の冷媒を高圧になるまで圧縮する機器である。本実施形態の圧縮機１１は、インバータ回路により回転数を制御し、冷媒の吐出量を調整できるタイプの圧縮機である。

放熱部１２は、圧縮機１１から吐出された冷媒の熱を放熱させる。このため、放熱部１２を通った冷媒の温度は下がる。放熱部１２は、後述する水熱交換器３０の第１熱交換部３５と圧縮機１１との間に配置される。

放熱部１２は、水回路２０の水と別の熱媒体と熱交換する。本実施形態の放熱部１２は、冷媒の熱を放熱させる蓄熱材及び冷媒の熱を大気に放熱させる放熱装置の少なくとも一方を含む。放熱部１２において、冷媒の熱を蓄熱材及び大気の少なくとも一方に放熱させる。

凝縮器１３は、熱交換により、冷媒回路１０を流れる冷媒を凝縮液化させるものである。本実施形態では、凝縮器１３は、水熱交換器３０において冷媒回路１０を流れる冷媒が通過する伝熱管等により構成される。水熱交換器３０において、凝縮器１３を流れる冷媒と、水回路２０を流れる水との間で熱交換が行われる。

膨張弁１４は、冷媒回路１０を流れる冷媒を減圧して膨張させるものであり、例えば、電子式膨張弁である。

蒸発器１５は、熱交換により、冷媒回路１０を流れる冷媒を蒸発させるものである。本実施形態の蒸発器１５は、外気と冷媒との熱交換を行う室外機である。

（１−２−２）水回路
水回路２０は、水が流れる。水回路２０は、循環ポンプ２１と、吸熱器２２と、貯湯タンク２３と、を有している。水回路において、循環ポンプ２１と、吸熱器２２と、貯湯タンク２３と、が順次、水配管で接続されている。

水回路２０は、水から温水を生成する給湯用温水回路である。水回路２０では、水熱交換器３０の吸熱器２２で加熱された温水が、貯湯タンク２３に蓄えられるように、水または温水が循環する。

循環ポンプ２１は、水を循環させる。吸熱器２２は、熱交換により、水回路２０を流れる水を加熱するものである。本実施形態では、吸熱器２２は、水熱交換器３０において水回路２０を流れる水が通過する伝熱管等により構成される。水熱交換器３０において、吸熱器２２を流れる水と、冷媒回路１０を流れる冷媒との間で熱交換が行われる。貯湯タンク２３は、吸熱器２２で加熱された温水を蓄える。

水回路２０には、貯湯タンク２３における給排水を行うため、貯湯タンク２３への給水管２４と、貯湯タンク２３からの出湯管２５と、が接続される。

なお、水回路２０は、スケールを捕捉するためのスケールトラップをさらに有してもよい。

（１−２−３）水熱交換器
水熱交換器３０は、冷媒回路１０の放熱部１２と水回路２０の吸熱器２２とが一体に構成されている。水熱交換器３０において、放熱部１２を流れる冷媒と、吸熱器２２を流れる水との間で熱交換が行われる。

水熱交換器３０は、水回路２０において、水入口部３１と、水出口部３２と、を含む。水入口部３１は、水熱交換器３０における水回路２０の入口近傍である。水出口部３２は、水熱交換器３０における水回路２０の出口近傍である。

水熱交換器３０は、冷媒回路１０において、冷媒入口部３３と、冷媒出口部３４と、を含む。冷媒入口部３３は、水熱交換器３０における冷媒回路１０の入口近傍である。冷媒出口部３４は、水熱交換器３０における冷媒回路１０の出口近傍である。

水熱交換器３０において、水の流れ方向と、冷媒の流れ方向とは、対向流の関係にある。図１では、水熱交換器３０において、冷媒の流れ方向は下向きであり、水の流れ方向は上向きである。

また、水熱交換器３０は、第１熱交換部３５と、第２熱交換部３６と、を含む。図１では、水熱交換器３０の上側が第１熱交換部３５で、水熱交換器３０の下側が第２熱交換部３６である。

第１熱交換部３５は、水出口部３２の水と冷媒とが熱交換を行う。第１熱交換部３５は、水熱交換器３０の水回路２０における下流側の部分で冷媒と熱交換を行う。ここでは、第１熱交換部３５は、水出口部３２の水と、冷媒入口部３３の冷媒とが熱交換を行う。

第２熱交換部３６は、水回路２０において第１熱交換部３５よりも上流側で冷媒と熱交換を行う。第２熱交換部３６は、水入口部３１の水と冷媒とが熱交換を行う。ここでは、第２熱交換部３６は、水入口部３１の水と、冷媒出口部３４の冷媒とが熱交換を行う。

水熱交換器３０は、例えば、二重管式熱交換器、プレート式熱交換器などを採用することができる。二重管式熱交換器は、内部に冷媒流路または水流路が形成された内管と、内管の外側に設けられ内管との間に水流路または冷媒流路を形成する外管と、を含む熱交換器である。プレート式熱交換器は、積層された複数のプレート間に水流路または流体流路が交互に形成された熱交換器である。

（１−３）水加熱システムの運転動作
次に、水加熱システム１の運転動作について説明する。

冷媒回路１０では、圧縮機１１から吐出された冷媒は、放熱部１２へ流入する。放熱部１２では、圧縮機１１から吐出された冷媒の熱を放熱させる。放熱部１２で放熱して温度が低下した冷媒は、水熱交換器３０に流入する。水熱交換器３０の凝縮器１３で水から放熱して凝縮する。凝縮器１３で凝縮した冷媒は、膨張弁１４において膨張した後、蒸発器１５に流入する。冷媒は、蒸発器１５で外気から吸熱して蒸発する。冷媒回路１０では、このように冷媒が循環して、圧縮行程、凝縮行程、膨張行程及び蒸発行程を繰り返す。圧縮行程と凝縮行程との間に、放熱部１２おいて冷媒が放熱される。

水回路２０では、循環ポンプ２１により貯湯タンク２３の水が水熱交換器３０の吸熱器２２に供給され、冷媒から吸熱することによって、加熱される。加熱によって生成された温水は、貯湯タンク２３に戻り、所定の蓄熱温度になるまで水回路２０内で温水の循環が継続される。

このように、圧縮機１１で高温に圧縮された冷媒は、放熱部１２で加熱する水以外の熱媒体と熱交換した後に、水熱交換器３０の水出口部３２の水と熱交換している。

（１−４）特徴
本実施形態の水加熱システム１は、冷媒回路１０と、水回路２０と、を備える。冷媒回路１０は、圧縮機１１を有し、冷媒が流れる。水回路２０は、水が流れる。冷媒回路１０及び水回路２０は、圧縮機１１から吐出された冷媒により水を加熱する水熱交換器３０を共有する。水熱交換器３０は、第１熱交換部３５を含む。第１熱交換部３５は、水出口部３２の水と冷媒とが熱交換を行う。冷媒回路１０は、放熱部１２をさらに有する。放熱部１２は、圧縮機１１と第１熱交換部３５との間に配置され、圧縮機１１から吐出された冷媒の熱を放熱させる。

本実施形態の水加熱システム１では、水出口部３２の水と冷媒とが熱交換を行う第１熱交換部３５は、水熱交換器３０の水回路２０において水が最も高温になる部分である。ここでは、圧縮機１１と第１熱交換部３５との間に、冷媒の熱を放熱させる放熱部１２を配置している。放熱部１２により、冷媒が第１熱交換部３５に流入する前に放熱するので、第１熱交換部３５に流入する冷媒の温度を下げることができる。これにより、第１熱交換部３５において、水出口部３２の水の温度が上昇することを抑制できる。このため、第１熱交換部３５の水出口部３２の表面の温度が上昇することを抑制できる。したがって、水熱交換器３０にスケールが付着することを抑制できる。

このように、本実施形態の水加熱システムでは、水熱交換器３０にスケールが付着することを抑制できるので、水熱交換器３０を洗浄または交換する頻度を減らすことができる。

水加熱システム１において、放熱部１２は、冷媒の熱を放熱させる蓄熱材を含んでもよい。この場合、水熱交換器３０にスケールが付着することを抑制するとともに、冷媒の熱を蓄熱材に蓄熱させることができる。

また水加熱システム１は、冷媒の熱を大気に放熱させる放熱装置を含んでもよい。この場合、水熱交換器３０にスケールが付着することを抑制するとともに、冷媒の熱を大気に放熱させることができる。

ここでは、水熱交換器３０の少なくとも一部において、水の流れ方向と、冷媒の流れ方向とは、対向流の関係にある。冷媒と水とを対向流で流すことによって、熱交換効率を向上することができる。

（１−５）第１実施形態の変形例
上述した第１実施形態の放熱部１２は、蓄熱材及び放熱装置の少なくとも一方を含むが、放熱部１２は、水回路２０の水と別の熱媒体と熱交換するものであれば、特に限定されない。本変形例では、冷媒回路１０は複数の室外機を有し、少なくとも１つの室外機は蒸発器として使用され、他の室外機は放熱部１２として使用される。

（２）第２実施形態
（２−１）全体構成
図２に示す第２実施形態の水加熱システム２は、基本的には第１実施形態の水加熱システム１と同様であるが、放熱部１２において主に異なる。第１実施形態の放熱部１２は、水回路２０の水と別の熱媒体と熱交換するが、第２実施形態の放熱部１２は、水回路２０の水と熱交換する。図２に示すように、本実施形態の水加熱システム２では、放熱部１２は、冷媒の熱を、水出口部３２よりも上流側を流れる水に放熱させるように構成されている。

（２−２）詳細構成
放熱部１２において、圧縮機１１から吐出された冷媒が熱交換される熱媒体は、水熱交換器３０において加熱される水である。具体的には、放熱部１２は、圧縮機１１から吐出された冷媒が流れる冷媒配管において、水熱交換器３０の上流側の水配管に近づくように配置される部分である。ここでは、冷媒回路１０は、圧縮機１１と放熱部１２とを連結する第１冷媒配管１６と、放熱部１２と冷媒入口部３３とを連結する第２冷媒配管１７と、を有している。

水回路２０及び水熱交換器３０は、第１実施形態と同様であるので、その説明を繰り返さない。

（２−３）水加熱システムの運転動作
冷媒回路１０では、圧縮機１１から吐出された冷媒は、第１冷媒配管１６を介して、放熱部１２へ流入する。放熱部１２では、圧縮機１１から吐出された冷媒の熱を水回路２０の水に放熱させる。放熱部１２で放熱して温度が低下した冷媒は、第２冷媒配管１７を介して水熱交換器３０に流入する。水熱交換器３０の凝縮器１３で水から放熱して凝縮する。凝縮器１３で凝縮した冷媒は、膨張弁１４において膨張した後、蒸発器１５に流入する。蒸発器１５で外気から吸熱して蒸発する。冷媒回路１０では、このように冷媒が循環して、圧縮行程、凝縮行程、膨張行程及び蒸発行程を繰り返す。

水回路２０では、循環ポンプ２１により貯湯タンク２３の水は、水熱交換器３０の吸熱器２２に供給される前に、放熱部１２を流れる冷媒から吸熱することによって、加熱される。放熱部１２で加熱された水は、水熱交換器３０に流入し、吸熱器２２で冷媒からさらに吸熱することによって、加熱される。加熱によって生成された温水は、貯湯タンク２３に戻る。

このように、圧縮機１１で高温に圧縮された冷媒は、水出口部３２よりも上流側を流れる水と熱交換した後に、水熱交換器３０の水出口部３２の水と熱交換している。

（２−４）特徴
本実施形態の水加熱システム２は、冷媒の熱を、水出口部３２よりも上流側を流れる水に放熱させるように構成されている。

水加熱システム２の水回路２０において、水出口部３２よりも上流側を流れる水の温度は、水出口部３２を流れる水の温度よりも低い。ここでは、放熱部１２により、第１熱交換部３５で加熱される前に、上流側の低温の水を冷媒で加熱できる。したがって、水熱交換器３０にスケールが付着することを抑制するとともに、水を効率よく加熱することができる。

（３）第３実施形態
（３−１）全体構成
図３に示す第３実施形態の水加熱システム３は、基本的には第２実施形態の水加熱システム２と同様であるが、水熱交換器３０及び放熱部１２において主に異なる。第１熱交換部３５及び第２熱交換部３６は、第２実施形態では１つの水熱交換器３０に配置されているが、第３実施形態では互いに異なる水熱交換器に配置されている。図３に示すように、本実施形態の水加熱システム３は、第１熱交換部３５からなる水熱交換器と、第２熱交換部３６からなる水熱交換器と、を備える。放熱部１２は、第２熱交換部３６を含む。

（３−２）詳細構成
（３−２−１）冷媒回路
冷媒回路１０は、圧縮機１１と、第１凝縮器１３ａと、第２凝縮器１３ｂと、膨張弁１４と、蒸発器１５と、を有している。冷媒回路１０において、圧縮機１１と、第１凝縮器１３ａと、第２凝縮器１３ｂと、膨張弁１４と、蒸発器１５と、が順次、冷媒配管で接続されている。第１冷媒配管１６は、圧縮機１１と第１凝縮器１３ａとを連結する。第２冷媒配管１７は、第１凝縮器１３ａと第２凝縮器１３ｂとを連結する。第３冷媒配管１８は、第２凝縮器１３ｂと蒸発器１５とを連結する。

第１凝縮器１３ａは、水熱交換器３０の第２熱交換部３６に配置される。第１凝縮器１３ａでは、第２熱交換部３６において、第１凝縮器１３ａを流れる冷媒と、水回路２０を流れる水との間で熱交換が行われる。

第２凝縮器１３ｂは、第１凝縮器１３ａと直列に接続されている。第２凝縮器１３ｂは、水熱交換器３０の第１熱交換部３５に配置される。第２凝縮器１３ｂでは、第１熱交換部３５において、第２凝縮器１３ｂを流れる冷媒と、水回路２０を流れる水との間で熱交換が行われる。

本実施形態の放熱部１２は、冷媒回路１０における第２熱交換部３６である。このため、放熱部１２は、冷媒の熱を第２熱交換部３６を流れる水に放熱させる。

（３−２−２）水回路
水回路２０は、循環ポンプ２１と、第１吸熱器２２ａと、第２吸熱器２２ｂと、貯湯タンク２３と、を有している。水回路２０において、循環ポンプ２１と、第１吸熱器２２ａと、第２吸熱器２２ｂと、貯湯タンク２３と、が順次、水配管で接続されている。

第１吸熱器２２ａは、水熱交換器３０の第２熱交換部３６に配置される。第１吸熱器２２ａでは、第２熱交換部３６において、第１凝縮部１３ａを流れる冷媒との間で熱交換が行われる。

第２吸熱器２２ｂは、第１吸熱器２２ａと直列に接続されている。第２吸熱器２２ｂでは、水熱交換器３０の第１熱交換部３５に配置される。第２吸熱器２２ｂでは、水熱交換器３０の第１熱交換部３５において、第２吸熱器２２ｂを流れる水と、冷媒回路１０を流れる水との間で熱交換が行われる。

（３−２−３）水熱交換器
水熱交換器３０は、第１熱交換部３５からなる水熱交換器と、第２熱交換部３６からなる水熱交換器に分割されている。第１熱交換部３５は、水出口部３２と、冷媒出口部３４と、を有している。水出口部３２は第２吸熱器２２ｂに対応し、冷媒出口部３４は第２凝縮器１３ｂに対応する。第２熱交換部３６は、水入口部３１と、冷媒入口部３３と、を有している。水入口部３１は第１吸熱器２２ａに対応し、冷媒入口部３３は第１凝縮器１３ａに対応する。

第１熱交換部３５において、水の流れ方向と、冷媒の流れ方向とは、対向流の関係にある。第２熱交換部３６において、水の流れ方向と、冷媒の流れ方向とは、対向流の関係にある。図３では、第１熱交換部３５における冷媒の流れ方向と、第２熱交換部３６の冷媒の流れ方向とは、反対である。また図３では、第１熱交換部３５における水の流れ方向と、第２熱交換部３６の水の流れ方向とは、同じである。

ここでは、水熱交換器３０は、２つの熱交換器で構成される。本明細書において、水出口部３２は、１または複数の熱交換器で構成される水熱交換器３０において、水回路２０の最も下流に位置する出口を含む出口近傍部分である。

（３−３）水加熱システムの運転動作
冷媒回路１０では、圧縮機１１から吐出された冷媒は、第１冷媒配管１６を介して、放熱部１２としての第２熱交換部３６へ流入する。第２熱交換部３６では、第１凝縮器１３ａにおいて、圧縮機１１から吐出された冷媒の熱を水回路２０の水に放熱させる。放熱部１２で放熱して温度が低下した冷媒は、第２冷媒配管１７を介して第１熱交換部３５に流入する。第１熱交換部３５では、第２凝縮器１３ｂにおいて、水回路２０の水に放熱して凝縮する。第１及び第２凝縮器１３で凝縮した冷媒は、第３冷媒配管１８を介して、膨張弁１４において膨張した後、蒸発器１５に流入する。

水回路２０では、循環ポンプ２１により貯湯タンク２３の水は、第２熱交換部３６へ流入する。放熱部１２としての第２熱交換部３６では、水回路２０の水は、第１吸熱器２２ａにおいて、冷媒から吸熱することによって加熱される。放熱部１２で加熱された水は、第１熱交換部３５に流入し、第２吸熱器２２ｂで冷媒からさらに吸熱することによって、加熱される。加熱によって生成された温水は、貯湯タンク２３に戻る。

このように、圧縮機１１で高温に圧縮された冷媒は、第２熱交換部３６において水と熱交換した後に、第１熱交換部３５の水出口部３２と熱交換している。

（３−４）特徴
本実施形態の水加熱システム３の水熱交換器３０は、水回路２０において第１熱交換部３５よりも上流側で冷媒と熱交換を行う第２熱交換部３６をさらに含む。放熱部１２は、第２熱交換部３６を含む。

本実施形態の水加熱システム３では、第２熱交換部３６を流れる水の温度は、第１熱交換部３５を流れる水の温度よりも低い。ここでは、放熱部１２により、第１熱交換部３５で水が加熱される前に、第２熱交換部３６の低温の水を冷媒で加熱できる。したがって、水熱交換器３０にスケールが付着することを抑制するとともに、水を効率よく加熱することができる水加熱システム３を実現できる。

（３−５）第３実施形態の変形例
上述した実施形態の水加熱システム３は、２つの分離した水熱交換器を備えているが、図４に示す本変形例の水加熱システム３ａは、１つの水熱交換器３０の冷媒流路により第１熱交換部３５及び第２熱交換部３６を分割している。

水熱交換器３０は、第１熱交換部３５と、第２熱交換部３６と、を含む。水熱交換器３０の内部の冷媒回路１０において、第１熱交換部３５を通る冷媒流路と、第２熱交換部３６を通る冷媒流路とは、分離している。冷媒回路１０の第２冷媒配管１７は、第１熱交換部３５から流出した冷媒を、第１熱交換部３５と同じ水熱交換器３０の第２熱交換部３６に流入させる。

また上述した実施形態の水加熱システム３のように複数に水熱交換器を分離することで第１熱交換部３５と第２熱交換部３６とを分割した水熱交換器のそれぞれは、プレート式熱交換器が好適に用いられる。一方、本変形例の水加熱システム３ａのように１つの水熱交換器を冷媒流路により第１熱交換部３５と第２熱交換部３６とに分割した水熱交換器は、二重管式熱交換器が好適に用いられる。

（４）第４実施形態
（４−１）全体構成
図５及び図６に示す第４実施形態の水加熱システム４は、基本的には第３実施形態の水加熱システム３と同様であるが、冷媒回路１０において主に異なる。本実施形態の水加熱システム４は、除霜のためのデフロスト運転が可能である。冷媒回路１０は、デフロスト運転時に、第１熱交換部３５を冷媒がバイパスするバイパス管１９をさらに有する。

（４−２）詳細構成
冷媒回路１０は、バイパス管１９と、第１弁Ｂ１と、第２弁Ｂ２と、をさらに有している。

バイパス管１９は、第１凝縮器１３ａと第２凝縮器１３ｂとを接続する第２冷媒配管１７、及び、第２凝縮器１３ｂと膨張弁１４とを接続する第３冷媒配管１８に接続される。バイパス管１９により、デフロスト運転時に、第３冷媒配管１８を流れる冷媒は、第１熱交換部３５をバイパスして第２冷媒配管１７を流れる。

第１弁Ｂ１は、第２冷媒配管１７に設けられる。第２弁Ｂ２は、バイパス管１９に設けられる。第１弁Ｂ１及び第２弁Ｂ２は、開閉弁である。

水回路２０及び水熱交換器３０は、実施形態３と同様であるので、その説明を繰り返さない。

（４−３）水加熱システムの運転動作
（４−３−１）加熱運転
図５は、本実施形態の加熱運転時の冷媒及び水の流れを示す。図５を参照して、水加熱システム４の加熱運転の動作について説明する。

加熱運転時には、第１弁Ｂ１は全開で、第２弁Ｂ２は全閉である。冷媒回路１０では、圧縮機１１から吐出された冷媒は、第１冷媒配管１６を通って、放熱部１２としての第２熱交換部３６へ流入する。第２熱交換部３６では、第１凝縮器１３ａにおいて、圧縮機１１から吐出された冷媒の熱を水回路２０の水に放熱させる。放熱部１２で放熱して温度が低下した冷媒は、第１弁Ｂ１が開いているので、第２冷媒配管１７を通って第１熱交換部３５に流入する。第１熱交換部３５では、第２凝縮器１３ｂにおいて、水回路２０の水に放熱して凝縮する。第２凝縮器１３で凝縮した冷媒は、第３冷媒配管１８を通って膨張弁１４において膨張した後、蒸発器１５に流入する。

水回路２０では、循環ポンプ２１により貯湯タンク２３の水は、第２熱交換部３６及び第１熱交換部３５へ、順次、流入する。水回路２０の水は、第２熱交換部３６及び第１熱交換部３５で冷媒によって、加熱される。加熱によって生成された温水は、貯湯タンク２３に戻る。

（４−３−２）デフロスト運転
図６は、本実施形態のデフロスト運転時の冷媒及び水の流れを示す。図６において、水入口部３１、水出口部３２、冷媒入口部３３及び冷媒出口部３４は、加熱運転時の冷媒及び水の流れ方向に基づく（図５と同じ）符号を付している。図６を参照して、水加熱システム４のデフロスト運転の動作について説明する。

上記加熱運転時において、蒸発器１５における冷媒の温度が低くなること等によって着霜が検知された場合には、蒸発器１５に付着した霜を溶解させるデフロスト運転を行う。

デフロスト運転時には、第１弁Ｂ１は全閉で、第２弁Ｂ２は全開である。圧縮機１１から吐出された冷媒は、加熱運転時に蒸発器１５として機能する熱交換器へ流入し、外気に放熱して凝縮する。冷媒は、膨張弁１４において膨張した後、第３冷媒配管１８を通るが、第１弁Ｂ１が閉じられて第２弁Ｂ２が開いているので、第１熱交換部３５をバイパスして、バイパス管１９を通る。冷媒は、バイパス管１９と接続された第２冷媒配管１７を通って、第２熱交換部３６に流入する。そして、冷媒は、加熱運転時に第１凝縮部１３ａとして機能する流路及び第１冷媒配管１６を通って圧縮機１１に吸入される。

（４−４）特徴
本実施形態の水加熱システム４では、冷媒回路１０は、デフロスト運転時に第１熱交換部３５を冷媒がバイパスするバイパス管１９をさらに有している。デフロスト運転時に第１熱交換部３５をバイパスすることにより、高温の冷媒を有する第２熱交換部３６で蓄熱した熱量を用いることができるので、デフロスト運転時間を短縮できる。

（５）第５実施形態
（５−１）全体構成
図７及び図８に示す第５実施形態の水加熱システム５は、基本的には第３実施形態の水加熱システム３と同様であるが、冷媒回路１０において主に異なる。本実施形態の水加熱システム５は、デフロスト運転が可能である。冷媒回路１０は、デフロスト運転時に、第２熱交換部３６を冷媒がバイパスするバイパス管１９をさらに有する。

（５−２）詳細構成
冷媒回路１０は、バイパス管１９と、第１弁Ｂ１と、第２弁Ｂ２と、をさらに有している。

バイパス管１９は、圧縮機１１と第１凝縮器１３ａとを接続する第１冷媒配管１６、及び、第１凝縮器１３ａと第２凝縮器１３ｂとを接続する第２冷媒配管１７に接続される。バイパス管１９により、デフロスト運転時に、第２冷媒配管１７を流れる冷媒は、第２熱交換部３６をバイパスして第１冷媒配管１６を流れる。

第１弁Ｂ１は、第２冷媒配管１７に設けられる。第２弁Ｂ２は、バイパス管１９に設けられる。第１弁Ｂ１及び第２弁Ｂ２は、開閉弁である。

水回路２０及び水熱交換器３０は、実施形態３と同様であるので、その説明を繰り返さない。

（５−３）水加熱システムの運転動作
（５−３−１）加熱運転
図７は、本実施形態の加熱運転時の冷媒及び水の流れを示す。図７を参照して、水加熱システム４の加熱運転の動作について説明する。

加熱運転時には、第１弁Ｂ１は全開で、第２弁Ｂ２は全閉である。冷媒回路１０では、圧縮機１１から吐出された冷媒は、第１弁Ｂ１が開いているので、第１冷媒配管１６を通って、放熱部１２としての第２熱交換部３６へ流入する。第２熱交換部３６では、第１凝縮器１３ａにおいて、圧縮機１１から吐出された冷媒の熱を水回路２０の水に放熱させる。放熱部１２で放熱して温度が低下した冷媒は、第２冷媒配管１７を通って第１熱交換部３５に流入する。第１熱交換部３５では、第２凝縮器１３ｂにおいて、水回路２０の水に放熱して凝縮する。第２凝縮器１３で凝縮した冷媒は、第３冷媒配管１８を通って膨張弁１４において膨張した後、蒸発器１５に流入する。

水回路２０では、循環ポンプ２１により貯湯タンク２３の水は、第２熱交換部３６及び第１熱交換部３５へ、順次、流入する。水回路２０の水は、第２熱交換部３６及び第１熱交換部３５で冷媒によって、加熱される。加熱によって生成された温水は、貯湯タンク２３に戻る。

（５−３−２）デフロスト運転
図８は、本実施形態のデフロスト運転時の冷媒及び水の流れを示す。図８において、水入口部３１、水出口部３２、冷媒入口部３３及び冷媒出口部３４は、加熱運転時の冷媒及び水の流れ方向に基づく（図７と同じ）符号を付している。図８を参照して、水加熱システム５のデフロスト運転の動作について説明する。

デフロスト運転時には、第１弁Ｂ１は全閉で、第２弁Ｂ２は全開である。圧縮機１１から吐出された冷媒は、加熱運転時に蒸発器１５として機能する熱交換器へ流入し、外気に放熱して凝縮する。冷媒は、膨張弁１４において膨張した後、第３冷媒配管１８を通って第１熱交換部３５に流入する。そして、冷媒は、加熱運転時に第２凝縮器１３ｂとして機能する流路を通って、第１熱交換部３５から流出する。その後、冷媒は、第２冷媒配管１７を通るが、第１弁Ｂ１が閉じられて第２弁Ｂ２が開いているので、第２熱交換部３６をバイパスして、バイパス管１９を通る。冷媒は、バイパス管１９と接続された第１冷媒配管１６を通って、圧縮機１１に吸入される。

（５−４）特徴
本実施形態の水加熱システム５では、冷媒回路１０は、デフロスト運転時に第２熱交換部３６を冷媒がバイパスするバイパス管１９をさらに有している。デフロスト運転時に第２熱交換部３６をバイパスすることにより、高温の冷媒との熱交換によって蓄熱された熱量を用いることができるので、加熱運転時に早期に水を所定温度に到達さることができる。

（５−５）第４及び第５実施形態の変形例
第４実施形態では、冷媒回路１０は、デフロスト運転時に第１熱交換部３５を冷媒がバイパスするバイパス管１９をさらに有している。第５実施形態では、冷媒回路１０は、デフロスト運転時に第２熱交換部３６を冷媒がバイパスするバイパス管１９をさらに有している。本変形例では、図９に示すように、冷媒回路１０は、デフロスト運転時に第１熱交換部３５及び第２熱交換部３６を冷媒がバイパスするバイパス管１９をさらに有している。

本変形例の水加熱システムは、図１に示す第１実施形態の水加熱システムと同様の構成を備えるが、冷媒回路１０はバイパス管１９をさらに有する点において異なる。本変形例のバイパス管１９は、放熱部１２と凝縮器１３とを接続する第２冷媒配管１７、及び、凝縮器１３と膨張弁１４とを接続する第３冷媒配管１８に接続される。

バイパス管１９に設けられた第２弁Ｂ２を閉じて、第２冷媒配管１７に設けられた第１弁Ｂ１を開けることで、加熱運転を行うことができる。バイパス管１９に設けられた第２弁Ｂ２を開けて、第２冷媒配管１７に設けられた第１弁Ｂ１を閉じることで、デフロスト運転を行うことができる。

（６）第６実施形態
（６−１）全体構成
図１０及び図１１に示す第６実施形態の水加熱システム６は、基本的には第３実施形態の水加熱システム３と同様であるが、冷媒回路１０及び水回路２０において主に異なる。本実施形態の水加熱システム６は、冷媒回路１０及び水回路２０の少なくとも一方は、冷媒及び水の流れ方向を逆方向にも循環させるように構成されている。

（６−２）詳細構成
（６−２−１）冷媒回路
冷媒回路１０は、切換機構４１をさらに有している。切換機構４１は、冷媒回路１０における冷媒の流れを切り替える流路切換機構である。ここでは、切換機構４１は四路切換弁である。切換機構４１は、冷媒の流れ方向を、第１方向と、第１方向と逆方向の第２方向とに切り換える。

切換機構４１は、図１０に示す第１方向に冷媒を流す場合には、図１０の切換機構４１の実線に示すように、第１ポート４１ａと第２ポート４１ｂとを連通させるとともに、第３ポート４１ｃと第４ポート４１ｄとを連通させる。これにより、圧縮機１１と第１凝縮器１３ａとが接続されるとともに、第２凝縮器１３ｂと膨張弁１４とが接続される。

切換機構４１は、図１１に示す第２方向に冷媒を流す場合には、図１１の切換機構の実線に示すように、第１ポート４１ａと第３ポート４１ｃとを連通させるとともに、第２ポート４１ｂと第４ポート４１ｄとを連通させる。これにより、圧縮機１１と第２凝縮器１３ｂとが接続されるとともに、第１凝縮器１３ａと膨張弁１４とが接続される。

（６−２−２）水回路
水回路２０は、切換機構４２をさらに有している。切換機構４２は、水回路２０における水の流れを切り替える流路切換機構である。ここでは、切換機構４２は四路切換弁である。切換機構４２は、水の流れ方向を、第１方向と、第１方向と逆方向の第２方向とに切り換える。

切換機構４２は、図１０に示す第１方向に冷媒を流す場合には、図１０の切換機構４２の実線に示すように、第１ポート４２ａと第２ポート４２ｂとを連通させるとともに、第３ポート４２ｃと第４ポート４２ｄとを連通させる。これにより、貯湯タンク２３における水熱交換器３０への水供給口と第１吸熱器２２ａとが接続されるとともに、貯湯タンク２３における水熱交換器３０からの湯受取口と第２吸熱器２２ｂとが接続される。

切換機構４２は、図１１に示す第２方向に水を流す場合には、図１１の切換機構の実線に示すように、第１ポート４２ａと第３ポート４２ｃとを連通させるとともに、第２ポート４２ｂと第４ポート４２ｄとを連通させる。これにより、水熱交換器３０への水供給口と第２吸熱器２２ｂとが接続されるとともに、貯湯タンク２３における水熱交換器３０からの湯受取口と第１吸熱器２２ａとが接続される。

（６−２−３）水熱交換器
水熱交換器３０は、切換機構４１、４２により、冷媒回路１０の冷媒及び水回路２０の水を逆循環させると、第１熱交換部３５と第２熱交換部３６とが逆になる。

図１０に示す第１方向に冷媒及び水が循環する場合、図１０において上側の水熱交換器は第１熱交換部３５を構成し、図１０において下側の水熱交換器は第２熱交換部３６を構成する。図１１に示す第２方向に冷媒及び水が循環する場合、図１１において下側の水熱交換器は第１熱交換部３５を構成し、図１１において上側の水熱交換器は第２熱交換部３６を構成する。

（６−３）水加熱システムの運転動作
本実施形態の水加熱システム６は、第１方向に冷媒及び水が流れる第１加熱運転と、第２方向に冷媒及び水が流れる第２加熱運転と、を行うことができる。第１加熱運転と第２加熱運転とは、適宜選択できる。ここでは、第１加熱運転と第２加熱運転とは、所定の運転時間で交互に切り換えられる。

（６−３−１）第１加熱運転
図１０は、本実施形態の第１方向の冷媒及び水の流れを示す。図１０を参照して、水加熱システム６の第１方向に冷媒及び水が流れるときの加熱運転の動作について説明する。

冷媒回路１０では、図１０に示すように切換機構４１を切り換えると、圧縮機１１から吐出された冷媒は、第１ポート４１ａから第２ポート４１ｂを通って、放熱部１２としての第２熱交換部３６へ流入する。第２熱交換部３６では、第１凝縮器１３ａにおいて、圧縮機１１から吐出された冷媒の熱を水回路２０の水に放熱させる。放熱部１２で放熱して温度が低下した冷媒は、第２冷媒配管１７を介して第１熱交換部３５に流入する。第１熱交換部３５では、第２凝縮器１３ｂにおいて、水回路２０の水に放熱して凝縮する。第２凝縮器１３ｂで凝縮した冷媒は、第３ポート４１ｃから第４ポート４１ｄを通って、膨張弁１４において膨張した後、蒸発器１５に流入する。

水回路２０では、図１０に示すように切換機構４２を切り換えると、貯湯タンク２３の水は、第１ポート４２ａから第２ポート４２ｂを通って、第２熱交換部３６へ流入する。第２熱交換部３６では、水回路２０の水は、第１吸熱器２２ａにおいて、放熱部１２により、冷媒から吸熱することによって加熱される。放熱部１２で加熱された水は、第１熱交換部３５に流入し、第２吸熱器２２ｂで冷媒からさらに吸熱することによって、加熱される。加熱によって生成された温水は、第３ポート４２ｃから第４ポート４２ｄを通って、貯湯タンク２３に戻る。

（６−３−２）第２加熱運転
図１１は、本実施形態の第２方向の冷媒及び水の流れを示す。図１１を参照して、水加熱システム６の第２方向に冷媒及び水が流れるときの加熱運転の動作について説明する。

図１１に示すように切換機構４２を切り換えると、冷媒回路１０では、圧縮機１１から吐出された冷媒は、第１ポート４１ａから第３ポート４１ｃを通って、放熱部１２としての第２熱交換部３６へ流入する。第２熱交換部３６では、第２凝縮器１３ｂにおいて、圧縮機１１から吐出された冷媒の熱を水回路２０の水に放熱させる。放熱部１２で放熱して温度が低下した冷媒は、第２冷媒配管１７を介して第１熱交換部３５に流入する。第１熱交換部３５では、第１凝縮器１３ａにおいて、水回路２０の水に放熱して凝縮する。第１凝縮器１３ａで凝縮した冷媒は、第２ポート４１ｂから第４ポート４１ｄを通って、膨張弁１４において膨張した後、蒸発器１５に流入する。

図１１に示すように切換機構４２を切り換えると、水回路２０では、貯湯タンク２３の水は、第１ポート４２ａから第３ポート４２ｃを通って、第２熱交換部３６へ流入する。第２熱交換部３６では、水回路２０の水は、第２吸熱器２２ｂにおいて、放熱部１２により、冷媒から吸熱することによって加熱される。放熱部１２で加熱された水は、第１熱交換部３５に流入し、第１吸熱器２２ａで冷媒からさらに吸熱することによって、加熱される。加熱によって生成された温水は、第２ポート４２ｂから第４ポート４２ｄを通って、貯湯タンク２３に戻る。

（６−４）特徴
本実施形態の水加熱システム６では、冷媒回路１０及び水回路２０は、冷媒及び水の流れ方向を逆方向にも循環させるように構成されている。このように逆循環させることにより、仮にスケールが付着しても、スケールを分散できるので、水熱交換器３０の寿命を長くすることができる。

（６−５）第６実施形態の変形例
（６−５−１）第１変形例
上述した実施形態では、冷媒回路１０及び水回路２０の両方が、冷媒及び水の流れ方向を逆方向にも循環させるように構成されている。本変形例では、冷媒回路１０は、冷媒の流れ方向を逆方向にも循環されるように構成されているが、水回路２０は、水の流れ方向は一定である。なお、水回路２０は、水の流れ方向を逆方向にも循環されるように構成されているが、冷媒回路１０の冷媒の流れ方向は一定であってもよい。

（６−５−２）第２変形例
上述した実施形態では、冷媒回路１０の切換機構４１及び水回路２０の切換機構４２は、四路切換弁であったが、これに限定されない。本変形例の水回路２０の切換機構４２は、二路切換弁または逆循環ポンプである。

（７）第７実施形態
（７−１）全体構成
図１２に示す第７実施形態の水加熱システム７は、基本的には第３実施形態の水加熱システム３と同様であるが、水回路２０において主に異なる。本実施形態の水加熱システム７では、水回路２０は、水熱交換器３０の水入口部３１と水出口部３２との間から水を取り出す取出部３７をさらに有する。

（７−２）詳細構成
水回路２０は、取出部３７と、第３弁Ｂ３と、第４弁Ｂ４と、中温水タンク２３ｂと、をさらに有している。図３に示す第３実施形態の貯湯タンク２３は、図１２に示す本実施形態の高温水タンク２３ａに対応する。

中温水タンク２３ｂは、高温水タンク２３ａに蓄えられる水の温度よりも低い温度の水を蓄える。

本実施形態の取出部３７は、水回路２０において、第１吸熱器２２ａと第２吸熱器２２ｂとの間から分岐して中温水タンク２３ｂの受取口に接続される配管である。

中温水タンク２３ｂは、取出部３７から中温水を受け取る。ここでは、中温水タンク２３ｂは、水熱交換器３０に供給する第１水配管３８と接続されている。このため、水回路２０は、高温水タンク２３ａを循環する第１水回路と、中温水タンク２３ｂを循環する第２水回路と、を有する。なお、水回路２０は、第１水配管３８が省略されて、中温水タンク２３ｂは中温水を受け取るだけの第１水回路から構成されてもよい。

第３弁Ｂ３は、取出部３７に設けられる。第４弁Ｂ４は、第２吸熱器２２ｂと高温水タンク２３ａとを接続する水配管３９に設けられる。第３弁Ｂ３及び第４弁Ｂ４は、開閉弁である。

なお、水回路２０は、高温水を中温水へバイパスする水配管（図示せず）をさらに有してもよい。

冷媒回路１０及び水熱交換器３０は、第３実施形態と同様であるので、その説明を繰り返さない。

（７−３）水加熱システムの運転動作
まず、第３弁Ｂ３及び第４弁Ｂ４を開けて、中温水及び高温水を取り出す加熱運転を説明する。

水回路２０では、循環ポンプ２１により、高温水タンク２３ａ及び中温水タンク２３ｂの水は、第２熱交換部３６へ流入する。第２熱交換部３６では、水回路２０の水は、第１吸熱器２２ａにおいて、放熱部１２により、冷媒から吸熱することによって加熱される。

放熱部１２で加熱された一部の水は、第１熱交換部３５に流入し、第２吸熱器２２ｂで冷媒からさらに吸熱することによって、加熱される。加熱によって生成された高温水は、高温水タンク２３ａに流入する。

放熱部１２で加熱された残りの水は、中温水として、取出部３７を介して中温水タンク２３ｂに流入する。

このように、本実施形態の水加熱システム７は、中温水及び高温水を取り出す加熱運転が可能である。中温水と高温水との生成の比率は、第３弁Ｂ３及び第４弁Ｂ４の開度を調節することにより、任意に変更可能である。

また、第３弁Ｂ３を閉じて、第４弁Ｂ４を開けると、第３実施形態と同様に高温水のみを取り出す加熱運転が可能である。第３弁を開けて、第４弁を閉じると、中温水のみを取り出す加熱運転が可能である。

（７−４）特徴
本実施形態の水加熱システム７では、水回路２０は、水熱交換器３０の水入口部３１と水出口部３２との間から水を取り出す取出部３７をさらに有している。これにより、水熱交換器３０において冷媒に加熱された、水出口部３２の高温水と、水出口部３２と水入口部３１との間の中温水と、を取り出すことができる。

（８）第８実施形態
（８−１）全体構成
上述した第１〜第７実施形態の水加熱システム１〜７では、水熱交換器３０において、水の流れ方向と、冷媒の流れ方向とは、対向流の関係にある。図１３に示す本実施形態の水加熱システム８では、水熱交換器３０の少なくとも一部において、水の流れ方向と、冷媒の流れ方向とは、並行流の関係にある。

（８−２）詳細構成
本実施形態の冷媒回路１０は、基本的には図４に示す水加熱システム３ａの冷媒回路１０と同様であるが、冷媒出口が水熱交換器３０の一端（図１２における上端）に位置する点において異なる。

第１熱交換部３５において、図１３では、冷媒は上向きに流れ、水は上向きに流れる。このため、第１熱交換部３５において、水と冷媒とは並行流で熱交換させる。

第２熱交換部３６において、図１２では、冷媒は下向きに流れ、水は上向きに流れる。このため、第２熱交換部３６において、水と冷媒とは対向流で熱交換させる。

本実施形態の水加熱システム８では、水熱交換器３０の少なくとも一部において、水の流れ方向と、冷媒の流れ方向とは、並行流の関係にある。ここでは、水熱交換器３０の一部において、水の流れ方向と、冷媒の流れ方向とは、並行流の関係にある。このように、水加熱システム８は、冷媒と水とは、対向流及び／又は並行流で熱交換させるように水熱交換器３０を構成することができる。

（９）第９実施形態
（９−１）全体構成
図１４に示す第９実施形態の水加熱システム９は、複数の冷媒回路１０ａ、１０ｂと、複数の水回路２０ａ、２０ｂと、を備えている。冷媒回路１０ａ及び水回路２０ａは、水熱交換器３０ａを共有する。冷媒回路１０ｂ及び水回路２０ａは、水熱交換器３０ｂを共有する。冷媒回路１０ｂ及び水回路２０ｂは、水熱交換器３０ｃを共有する。

（９−２）詳細構成
（９−２−１）冷媒回路
図１４の上側に示す冷媒回路１０ａは、図４に示す第３実施形態の変形例の冷媒回路１０と同様である。具体的には、冷媒回路１０において、圧縮機１１ａと、放熱部１２ａとしての第１凝縮器１３ａ−１と、第２凝縮器１３ａ−２と、膨張弁１４ａと、蒸発器１５ａと、が順次、冷媒配管で接続されている。

図１４の下側に示す冷媒回路１０ｂは、圧縮機１１ｂと、放熱部１２ｂとしての第１凝縮器１３ｂ−１と、第２凝縮器１３ｂ−２と、膨張弁１４ｂと、蒸発器１５ｂと、を有している。冷媒回路１０ｂにおいて、圧縮機１１ｂと、放熱部１２ｂとしての第１凝縮器１３ｂ−１と、第２凝縮器１３ｂ−２と、膨張弁１４ｂと、蒸発器１５ｂと、が順次、冷媒配管で接続されている。

（９−２−２）水媒回路
図１４の上側に示す水回路２０ａは、図３に示す第３実施形態の水回路２０と同様である。具体的には、水回路２０ａにおいて、循環ポンプ２１と、第１吸熱器２２ａ−１と、第２吸熱器２２ａ−２と、貯湯タンク２３ａと、が順次、水配管で接続されている。貯湯タンク２３ａは、高温水が蓄えられる。

図１４の下側に示す水回路２０ｂは、図１に示す第１実施形態の水回路２０と同様である。具体的には、水回路２０ｂにおいて、循環ポンプ２１と、吸熱器２２ｂと、貯湯タンク２３ｂと、が順次、水配管で接続されている。貯湯タンク２３ｂは、中温水が蓄えられる。

（９−２−３）水熱交換器
図１４の上側の水熱交換器３０ａは、中央の水熱交換器３０ｂとの関係において、第１熱交換部３５を構成する。水熱交換器３０ａ単体で見ると、第２凝縮器１３ａ−２と水出口部３２とが熱交換する第１熱交換部３５と、第１凝縮器１３ａ−１と水入口部３１とが熱交換する第２熱交換部３６と、を含む。

図１４の中央の水熱交換器３０ｂは、水熱交換器３０ａとの関係において、第２熱交換部３６を構成する。さらに、水熱交換器３０ｂは、図１４の下側の水熱交換器３０ｃとの関係において、第２熱交換部３６を構成する。

図１４の下側の水熱交換器３０ｃは、水熱交換器３０ｂとの関係において、第１熱交換部３５を構成する。

（９−３）水加熱システムの運転動作
冷媒回路１０ａでは、圧縮機１１ａから吐出された冷媒は、第１冷媒配管１６ａを介して、放熱部１２ａとしての水熱交換器３０ａの第２熱交換部３６へ流入する。水熱交換器３０ａの第２熱交換部３６では、放熱部１２ａとしての第１凝縮器１３ａ−１において、圧縮機１１ａから吐出された冷媒の熱を水回路２０ａの水に放熱させる。放熱部１２ａで放熱して温度が低下した冷媒は、第２冷媒配管１７ａを介して水熱交換器３０ａの第１熱交換部３５に流入する。第１熱交換部３５では、第２凝縮器１３ａ−２において、水回路２０ａの水に放熱して凝縮する。第１及び第２凝縮器１３ａで凝縮した冷媒は、第３冷媒配管１８ａを介して、膨張弁１４において膨張した後、蒸発器１５に流入する。

冷媒回路１０ｂでは、圧縮機１１ｂから吐出された冷媒は、第１冷媒配管１６ｂを介して、放熱部１２ｂとしての水熱交換器３０ｂへ流入する。水熱交換器３０ｂは第２熱交換部３６であり、水熱交換器３０ｂの第１凝縮器１３ｂ−１において、圧縮機１１ａから吐出された冷媒の熱を水回路２０ａの水に放熱させる。放熱部１２ｂで放熱して温度が低下した冷媒は、第２冷媒配管１７ｂを介して水熱交換器３０ｃに流入する。水熱交換器３０ｃは第１熱交換部３５であり、水熱交換器３０ｃの第２凝縮器１３ｂ−２において、水回路２０ｂの水に放熱して凝縮する。第１及び第２凝縮器１３ｂで凝縮した冷媒は、第３冷媒配管１８ｂを介して、膨張弁１４ｂにおいて膨張した後、蒸発器１５ｂに流入する。

水回路２０ａでは、循環ポンプ２１ａにより貯湯タンク２３ａの水は、水熱交換器３０ｂへ流入する。水熱交換器３０ｂは第２熱交換部３６であり、水回路２０ａの水は、第１吸熱器２２ａ−１において、放熱部１２ｂにより、冷媒から吸熱することによって加熱される。放熱部１２ｂで加熱された水は、水熱交換器３０ａに流入する。水熱交換器３０ａにおいて、水は、第２熱交換部３６及び第１熱交換部３５の第２吸熱器２２ａ−２で冷媒からさらに吸熱することによって、加熱される。加熱によって生成された高温水は、貯湯タンク２３に戻る。

水回路２０ｂでは、循環ポンプ２１ｂにより貯湯タンク２３ｂの水は、水熱交換器３０ｃの第２熱交換部３６へ流入する。水熱交換器３０ｃの第１熱交換部３５では、水回路２０ｂの水は、放熱部１２ｂとしての水熱交換器３０ｂで放熱した冷媒から吸熱することによって加熱される。加熱によって生成された中温水は、貯湯タンク２３に戻る。

（９−４）特徴
本実施形態の水加熱システム９は、複数の蒸発器１５を有している。ここでは、蒸発器１５は室外機である。このように、本開示の水加熱システム９は、複数の室外機を有するシステムにも適用できる。

以上、本開示の実施形態を説明したが、特許請求の範囲に記載された本開示の趣旨及び範囲から逸脱することなく、形態や詳細の多様な変更が可能なことが理解されるであろう。

１，２，３，３ａ，４，５，６，６ａ，７，８，９：水加熱システム
１０，１０ａ，１０ｂ：冷媒回路
１１ ：圧縮機
１２ ：放熱部
１３ ：凝縮器
１４ ：膨張弁
１５ ：蒸発器
１９ ：バイパス管
２０，２０ａ，２０ｂ：水回路
２１ ：循環ポンプ
２２ ：吸熱器
２３ ：タンク
３０，３０ａ，３０ｂ：水熱交換器
３１ ：水入口部
３２ ：水出口部
３３ ：冷媒入口部
３４ ：冷媒出口部
３５ ：第１熱交換部
３６ ：第２熱交換部
３７ ：取出部
４１，４２ ：切換機構

特開２０１５−１７７６１号公報

Claims (9)

1. 圧縮機（１１）を有し、冷媒が流れる冷媒回路（１０）と、
   水が流れる水回路（２０）と、
   を備え、
   前記冷媒回路及び前記水回路は、前記圧縮機から吐出された冷媒により水を加熱する水熱交換器（３０）を共有し、
   前記水熱交換器は、水出口部（３２）の水と冷媒とが熱交換を行う第１熱交換部（３５）を含み、
   前記冷媒回路は、前記圧縮機と前記第１熱交換部との間に配置され、前記圧縮機から吐出された冷媒の熱を放熱させる放熱部（１２）をさらに有する、水加熱システム（１〜９）。
2. 前記放熱部は、冷媒の熱を放熱させる蓄熱材を含む、請求項１に記載の水加熱システム。
3. 前記放熱部は、冷媒の熱を大気に放熱させる放熱装置を含む、請求項１または２に記載の水加熱システム。
4. 前記放熱部は、冷媒の熱を、前記水出口部よりも上流側を流れる水に放熱させるように構成されている、請求項１〜３のいずれか１項に記載の水加熱システム。
5. 前記水熱交換器は、前記水回路において前記第１熱交換部よりも上流側で冷媒と熱交換を行う第２熱交換部（３６）をさらに含み、
   前記放熱部は、前記第２熱交換部を含む、請求項４に記載の水加熱システム。
6. 前記冷媒回路は、デフロスト運転時に、前記第１熱交換部または前記第２熱交換部の一方を冷媒がバイパスするバイパス管（１９）をさらに有する、請求項５に記載の水加熱システム。
7. 前記水熱交換器の少なくとも一部において、水の流れ方向と、冷媒の流れ方向とは、対向流の関係にある、請求項１〜６のいずれか１項に記載の水加熱システム。
8. 前記冷媒回路及び前記水回路の少なくとも一方は、冷媒及び水の流れ方向を逆方向にも循環させるように構成されている、請求項１〜７のいずれか１項に記載の水加熱システム。
9. 前記水回路は、前記水熱交換器の水入口部（３１）と前記水出口部との間から水を取り出す取出部（３７）をさらに有する、請求項１〜８のいずれか１項に記載の水加熱システム。

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