JP2790016B2 - ヒートポンプ式給湯装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】この発明は、ヒートポンプを有す
るヒートポンプ式給湯装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】図１８〜図２１は、例えば特開平２−１
９７７６７号公報に示された従来のヒートポンプ式給湯
装置を示す図で、図１８は熱交換回路図、図１９は図１
８の回路における給湯専用タンク及び蓄熱タンクの沸き
上げ状況を説明した図、図２０は図１８の回路における
給湯専用タンクの出湯運転を説明した図、図２１は図１
８の回路における蓄熱タンクの出湯運転を説明した図で
ある。図において、(1)は給湯専用槽、(2)は冷媒熱交換
器(3)が設けられた蓄熱器、(4)は冷媒熱交換器(3)の出
口、(5)は冷媒熱交換器(3)の入口である。

【０００３】(6)は給湯専用槽(1)に設けられて給湯専用
槽(1)に水を供給する市水取り入れ口、(7)は蓄熱器(2)
に設けられた給湯出口である。(8)は蓄熱器(2)と給湯専
用槽(1)を接続した第１管路、(9)は蓄熱器(2)と給湯専
用槽(1)を接続した第２管路、(10)は給湯専用槽(1)に設
けられた加熱用ヒータ、(11)は蓄熱器(2)と給湯出口(7)
の間に設けられた電磁弁からなる第１二方弁、(12)は給
湯専用槽(1)と給湯出口(7)の間に設けられた電磁弁から
なる第２二方弁、(13)は第１管路(8)に設けられた電磁
弁からなる第３二方弁、(14)は第２管路(9)に設けられ
た電磁弁からなる第４二方弁である。

【０００４】(15)は第１二方弁(11)及び第２二方弁(12)
からなる給湯手段である。そして、蓄熱器(2)には水が
貯留されていて、この水と冷媒熱交換器(3)内の冷媒と
の間で熱交換を行う。また、蓄熱器(2)と給湯専用槽(1)
の間には第１管路(8)及び第２管路(9)により水が循環す
る。また、給湯手段(15)の第１二方弁(11)及び第２二方
弁(12)のいずれかが選択的に制御されて給湯が行われる
ようになっている。

【０００５】従来のヒートポンプ式給湯装置は上記のよ
うに構成され、蓄熱運転時には次に述べるように動作す
る。すなわち、高温高圧の冷媒ガスが冷媒熱交換器(3)
の入口(5)から流入し、冷媒熱交換器(3)を通過する際に
蓄熱器(2)内の水を加熱して凝縮して冷媒液になって、
冷媒熱交換器(3)の出口(4)から流出する。そして、蓄熱
器(2)内の水が冷媒ガスにより加熱されるときは、給湯
専用槽(1)の加熱用ヒータ(10)が付勢され、給湯専用槽
(1)内の水が加熱される。また、このときには図１９に
示すように第１管路(8)に設けられた第３二方弁(13)、
第２管路(9)に設けられた第４二方弁(14)が開放されて
給湯専用槽(1)内の水が蓄熱器(2)へ循環される。

【０００６】このような動作と共に、冷媒ガスにより加
熱された蓄熱器(2)内の水を給湯専用槽(1)に設けられた
加熱用ヒータ(10)によりさらに加熱する。そして、給湯
運転時に給湯専用槽(1)に設けられた加熱用ヒータ(10)
で加熱されることによって水の温度が所定値以上である
場合は、温度検知手段（図示しない）により温度を検出
して図２０に示すように第２二方弁(12)を開放して給湯
出口(7)から給湯が行われる。そして、給湯専用槽(1)内
の加熱された水が市水取り入れ口(6)から供給される市
水と入れ替わるまで使用される。

【０００７】また、蓄熱器(2)内の熱を暖房立ち上がり
運転等で利用した後、蓄熱器(2)内の水の温度が所定値
以上である場合は、温度検知手段により温度を検出して
図２１に示すように第１二方弁(11)が開放されて蓄熱器
(2)内の湯が使用される。また、蓄冷運転時には、低圧
二相状態の冷媒が冷媒熱交換器(3)の入口(5)から流入し
て冷媒熱交換器(3)を通過する際に、蓄熱器(2)内の水を
冷却し蒸発して冷媒ガスになって、冷媒熱交換器(3)の
出口(4)から流出する。これにより、蓄熱器(2)内の水を
冷却して冷媒が蒸発する際に水に蓄冷が行われる。

【０００８】

【発明が解決しようとする課題】上記のような従来のヒ
ートポンプ式給湯装置では、給湯専用槽(1)のみに加熱
用ヒータ(10)が設けられているため、蓄熱器(2)内の水
を高温にする場合、第３二方弁(13)及び第４二方弁(14)
を開放して第１管路(8)及び第２管路(9)によって給湯専
用槽(1)内の水を蓄熱器(2)へ自然循環させる必要があ
る。このため、蓄熱器(2)内の水を高温にするために長
時間を要するという問題点があった。また、冷媒熱交換
器(3)が蓄熱器(2)内のみに設けられているため、例え
ば、蓄冷運転をしながら給湯運転を行う場合、給湯専用
槽(1)内の水を沸き上げるためには、加熱用ヒータ(10)
を使用する以外に方法はなく、加熱能率が悪いという問
題点があった。

【０００９】この発明は、かかる問題点を解消するため
になされたものであり、タンク相互間の水を循環させる
ことなく給湯専用タンク及び蓄熱タンクを高温沸き上げ
することが可能であり、また、蓄熱器の蓄冷運転時であ
っても給湯専用タンクを高能率でヒートポンプ給湯する
ことができるヒートポンプ式給湯装置を得ることを目的
とする。

【００１０】

【課題を解決するための手段】この発明の請求項１記載
の発明に係るヒートポンプ式給湯装置においては、圧縮
機、室内熱交換器及び室外熱交換器を有するヒートポン
プ装置と、給湯を行なう給湯専用タンクと、給湯と蓄熱
を行なう給湯蓄熱兼用タンクと、ヒートポンプ装置に接
続されて給湯専用タンクの内部もしくは近傍に設けられ
た給湯用熱交換器と、ヒートポンプ装置に接続されて給
湯蓄熱兼用タンクに設けられた蓄熱用熱交換器と、給水
用配管から分岐され給水開閉弁を介して上記両タンクの
それぞれ下部に接続された給水管路と、給湯蓄熱兼用タ
ンク上部と給湯専用タンク上部を接続する管路に設けら
れ、開閉して給湯蓄熱兼用タンクの運転を給湯又は蓄熱
に切換える開閉弁とが設けられる。

【００１１】また、この発明の請求項２記載の発明に係
るヒートポンプ式給湯装置においては、請求項１記載の
ヒートポンプ式給湯装置に、給湯蓄熱兼用タンクに接続
されて蓄冷運転の際に開放され膨張水を排水するオーバ
ーフロー管が設けられる。

【００１２】また、この発明の請求項３記載の発明に係
るヒートポンプ式給湯装置においては、請求項１記載の
ヒートポンプ式給湯装置に、給湯蓄熱兼用タンク内部の
ほぼ全高にわたり配設された蓄熱用熱交換器と、給湯蓄
熱兼用タンク内部の下方に配設された加熱用ヒータとが
設けられる。

【００１３】また、この発明の請求項４記載の発明に係
るヒートポンプ式給湯装置においては、請求項１記載の
ヒートポンプ式給湯装置に、開放形の給湯専用タンク
と、開放形の給湯蓄熱兼用タンクと、シスターンから給
水される給水管路とが設けられる。

【００１４】また、この発明の請求項５記載の発明に係
るヒートポンプ式給湯装置においては、請求項１記載の
ヒートポンプ式給湯装置に、給湯専用タンクの近傍に配
置されてヒートポンプ装置に接続された給湯用熱交換器
と、この給湯用熱交換器で沸き上げられた湯を給湯専用
タンク及び給湯蓄熱兼用タンクの少なくとも一方に循環
させて供給するポンプとが設けられる。

【００１５】

【作用】上記のように構成されたこの発明の請求項１記
載の発明では、給湯専用タンク及び給湯蓄熱兼用タンク
が設けられて、給湯蓄熱兼用タンクを給湯と蓄熱に使い
分けることができる。

【００１６】また、上記のように構成されたこの発明の
請求項２記載の発明では、請求項１記載の発明において
オーバーフロー管により蓄冷運転時に給湯蓄熱兼用タン
クから膨張水が排水される。

【００１７】また、上記のように構成されたこの発明の
請求項３記載の発明では、請求項１記載の発明において
給湯蓄熱兼用タンク内の下部に加熱用ヒータが設けられ
ると共に、給湯蓄熱兼用タンク内の上部から下部にわた
る蓄熱用熱交換器が配置される。

【００１８】また、上記のように構成されたこの発明の
請求項４記載の発明では、請求項１記載の発明において
シスターンから給水される開放形のタンクを使用するた
め、タンクの形状を自由に選択することができる。

【００１９】また、上記のように構成されたこの発明の
請求項５記載の発明では、請求項１記載の発明において
給湯用熱交換器で沸き上げられた湯がポンプにより給湯
専用タンク及び給湯蓄熱兼用タンクの少なくとも一方に
循環供給される。

【００２０】

【実施例】

実施例１．図１〜図６は、この発明の一実施例を示す図
で、図１は熱交換回路図、図２は図１の回路における給
湯専用タンク及び給湯蓄熱兼用タンクの沸き上げ状況を
説明した図、図３は図１の回路における給湯専用タンク
の出湯運転を説明した図、図４は図１の回路における給
湯蓄熱兼用タンクの出湯運転を説明した図、図５は図１
の回路における給湯専用タンクの沸き上げ及び給湯蓄熱
兼用タンクの蓄冷運転を説明した図、図６は図１の回路
における給湯蓄熱兼用タンクの使い分け制御を説明した
フローチャートである。図において、(1)は給湯専用タ
ンク、(2)は給湯蓄熱兼用タンク、(3)は給湯専用タンク
(1)に設けられた給湯用熱交換器、(4)は給湯蓄熱兼用タ
ンク(2)に設けられた蓄熱用熱交換器である。

【００２１】(5)は蓄熱用熱交換器(4)の入口、(6)は蓄
熱用熱交換器(4)の出口、(7)は給湯専用タンク(1)及び
給湯蓄熱兼用タンク(2)に水を供給する給水管路、(8)は
給湯専用タンク(1)及び給湯蓄熱兼用タンク(2)に接続さ
れた出湯管路、(9)は給湯専用タンク(1)及び給湯蓄熱兼
用タンク(2)のそれぞれに設けられた加熱用ヒータ、(1
0)は出湯管路(8)に設けられて給湯専用タンク(1)及び給
湯蓄熱兼用タンク(2)の間に配置された電磁弁からなる
第１二方弁、(11)は給水管路(7)に設けられて給湯専用
タンク(1)との間に配置された電磁弁からなる第２二方
弁、(12)は給水管路(7)に設けられて給湯蓄熱兼用タン
ク(2)との間に配置された電磁弁からなる第３二方弁で
ある。

【００２２】(13)は出湯管路(8)に設けられてそれの端
部寄りに配置された第４二方弁、(14)は給湯蓄熱兼用タ
ンク(2)の蓄熱時のオーバーフロー管(15)に設けられた
第５二方弁、(16)は給湯専用タンク(1)と出湯管路(8)を
接続する第１出湯管、(17)は給湯蓄熱兼用タンク(2)と
出湯管路(8)を接続する第２出湯管、(18)は給湯用熱交
換器(3)の入口、(19)は給湯用熱交換器(3)の出口、(20)
は給湯専用タンク(1)、給湯蓄熱兼用タンク(2)等が収納
されたユニット箱体、(21)はヒートポンプ装置であり、
圧縮機(22)、アキュウムレータ(23)、室内熱交換器(2
4)、室外熱交換器(25)、高圧ガス管(26)、低圧ガス管(2
7)及び液管(28)によって構成されている。

【００２３】(291)〜(298)はそれぞれ電磁弁からなる二
方弁であり、(291)は高圧ガス管(26)と室内熱交換器(2
4)の間に設けられた第６二方弁、(292)は低圧ガス管(2
7)と室内熱交換器(24)の間に設けられた第７二方弁、(2
93)は高圧ガス管(26)と給湯用熱交換器(3)の入口(18)の
間に設けられた第８二方弁、(294)は低圧ガス管(27)と
給湯用熱交換器(3)の入口(18)の間に設けられた第９二
方弁、(295)は高圧ガス管(26)と蓄熱用熱交換器(4)の出
口(6)の間に設けられた第１０二方弁、(296)は低圧ガス
管(27)と蓄熱用熱交換器(4)の出口(6)の間に設けられた
第１１二方弁、(297)は高圧ガス管(26)と室外熱交換器
(25)の間に設けられた第１２二方弁、(298)は低圧ガス
管(27)と室外熱交換器(25)の間に設けられた第１３二方
弁である。

【００２４】(301)は液管(28)と室内熱交換器(24)の間
に設けられた第１冷媒流量制御弁、(302)は液管(28)と
給湯用熱交換器(3)の出口(19)の間に設けられた第２冷
媒流量制御弁、(303)は液管(28)と蓄熱用熱交換器(4)の
入口(5)の間に設けられた第３冷媒流量制御弁である。
なお、給湯蓄熱兼用タンク(2)は、図６に示すフローチ
ャートのように外気温度を主体とした判定が行われて夏
期は蓄冷タンクとし、また冬季は給湯タンクとして使用
される。

【００２５】上記のように構成されたヒートポンプ式給
湯装置は、各運転モードについて次に述べるように動作
する。すなわち、給湯専用タンク(1)及び給湯蓄熱兼用
タンク(2)の沸き上げ運転が図２に示すように行れ、第
５二方弁(14)、第６二方弁(291)、第７二方弁(292)、第
９二方弁(294)、第１１二方弁(296)及び高圧ガス管(26)
と室外熱交換器(25)の間に設けられた第１２二方弁(29
7)が閉成される。そして、第１二方弁(10)、第２二方弁
(11)、第３二方弁(12)、第４二方弁(13)、第８二方弁(2
93)、第１０二方弁(295)及び第１３二方弁(298)は開放
される。また、第１冷媒流量制御弁(301)が閉成され
る。

【００２６】そして、給湯専用タンク(1)の給湯用熱交
換器(3)の入口(18)から高温高圧の冷媒ガスが流入す
る。流入した冷媒ガスは給湯専用タンク(1)内の水と熱
交換を行いながら高温高圧の冷媒液となって給湯用熱交
換器(3)の出口(19)から流出する。そして、給湯専用タ
ンク(1)内の水温が所定温度に達すると給湯専用タンク
(1)の加熱用ヒータ(9)による沸き上げ運転に切替え、さ
らに高温沸き上げが行われる。

【００２７】これと共に、給湯蓄熱兼用タンク(2)の蓄
熱用熱交換器(4)の入口(5)から高温高圧の冷媒ガスが流
入する。流入した冷媒ガスは給湯蓄熱兼用タンク(2)内
の水と熱交換を行いながら高温高圧の冷媒液となって蓄
熱用熱交換器(4)の出口(6)から流出する。そして、給湯
蓄熱兼用タンク(2)内の水温が所定温度に達すると給湯
蓄熱兼用タンク(2)の加熱用ヒータ(9)による沸き上げ運
転に切替え、さらに高温沸き上げが行われる。

【００２８】また、給湯専用タンク(1)の出湯運転が図
３に示すように行れる。すなわち、第１二方弁(10)、第
２二方弁(11)及び第４二方弁(13)が開放され、その他の
二方弁が閉成される。そして、給水管路(7)から供給さ
れた水は第２二方弁(11)を介して給湯専用タンク(1)内
に流入する。この流入する水により給湯専用タンク(1)
内の沸き上げられた加熱湯が押し出され、給湯専用タン
ク(1)から第１出湯管(16)を経て出湯管路(8)から出湯さ
れる。

【００２９】また、給湯蓄熱兼用タンク(2)の出湯運転
が図４に示すように行れる。すなわち、第１二方弁(1
0)、第３二方弁(12)及び第４二方弁(13)が開放され、そ
の他の二方弁が閉成される。そして、給水管路(7)から
供給された水は第３二方弁(12)を介して給湯蓄熱兼用タ
ンク(2)内に流入する。この流入する水により給湯蓄熱
兼用タンク(2)内の沸き上げられた加熱湯が押し出さ
れ、給湯蓄熱兼用タンク(2)から第２出湯管(17)を経て
出湯管路(8)から出湯される。

【００３０】また、給湯専用タンク(1)の沸き上げ及び
給湯蓄熱兼用タンク(2)の蓄冷運転が図５に示すように
行れる。すなわち、第１二方弁(10)、第３二方弁(12)、
第６二方弁(291)、第７二方弁(292)、第９二方弁(29
4)、第１０二方弁(295)、第１２二方弁(297)及び第１３
二方弁(298)が閉成される。そして、第２二方弁(11)、
第４二方弁(13)、第５二方弁(14)、第８二方弁(293)及
び、第１１二方弁(296)が開放されると共に、第１冷媒
流量制御弁(301)が閉成される。この状態で、給湯専用
タンク(1)の給湯用熱交換器(3)の入口(18)から高温高圧
の冷媒ガスが流入する。流入した冷媒ガスは給湯専用タ
ンク(1)内の水と熱交換を行いながら高温高圧の冷媒液
となって給湯用熱交換器(3)の出口(19)から流出する。

【００３１】そして、給湯専用タンク(1)内の水温が所
定温度に達すると給湯専用タンク(1)の加熱用ヒータ(9)
による沸き上げ運転に切替え、さらに高温沸き上げが行
われる。これと共に、給湯蓄熱兼用タンク(2)の蓄熱用
熱交換器(4)の入口(5)から低圧低温の二相冷媒が流入さ
れる。そして、流入した二相冷媒は給湯蓄熱兼用タンク
(2)の水との熱交換を行い蓄熱用熱交換器(4)の周りには
氷が生成され、熱交換後の冷媒は低圧ガスとなって蓄熱
用熱交換器(4)の出口(6)から流出する。なお、氷の生成
に伴う水の膨張分は第５二方弁(14)を経てオーバーフロ
ー管(15)から流出する。

【００３２】このように、給湯専用タンク(1)及び給湯
蓄熱兼用タンク(2)の両者それぞれに熱交換器及び加熱
用ヒータ(9)が設けられているため、上記両者相互間の
循環を行うことなく上記両者内の水を高温沸き上げする
ことができる。また、給湯蓄熱兼用タンク(2)が蓄冷運
転中であっても給湯専用タンク(1)から高能率なヒート
ポンプ給湯することができる。また、給湯専用タンク
(1)及び給湯蓄熱兼用タンク(2)が１つのユニット箱体(2
0)に収容されているため設置スペース効率を向上するこ
とができる。なお、図１〜図６の実施例においてはそれ
ぞれ１つの給湯専用タンク(1)及び給湯蓄熱兼用タンク
(2)が設けられたものとしたが、これらのタンクの少な
くとも一方が複数設けられた構成であっても、図１〜図
６の実施例と同様な作用を得ることができる。また、熱
交換器別置きの給湯専用タンクを複数配置することによ
り、配置の融通性が増し設置場所のスペース効率を向上
することができる。

【００３３】実施例２．図７〜図１１は、この発明の他
の実施例を示す図で、図７は熱交換回路図、図８は図７
の回路における給湯専用タンク及び給湯蓄熱兼用タンク
の沸き上げ状況を説明した図、図９は図７の回路におけ
る給湯専用タンクの出湯運転を説明した図、図１０は図
７の回路における給湯蓄熱兼用タンクの出湯運転を説明
した図、図１１は図７の回路における給湯専用タンクの
沸き上げ及び給湯蓄熱兼用タンクの蓄冷運転を説明した
図である。図において、図１〜図６と同符号は相当部分
を示し、(31)は出湯管路(8)の第４二方弁(13)よりも端
部寄りに設けられたポンプ、(32)は第２二方弁(11)と第
３二方弁(12)の間に接続された給水管路(7)の端部に設
けられて水道配管に直結されたシスターンである。

【００３４】上記のように構成されたヒートポンプ式給
湯装置は、各運転モードについて次に述べるように動作
する。すなわち、給湯専用タンク(1)及び給湯蓄熱兼用
タンク(2)の沸き上げ運転が図８に示すように行れ、第
１二方弁(10)、第５二方弁(14)、第４二方弁(13)、第６
二方弁(291)、第７二方弁(292)、第９二方弁(294)、第
１１二方弁(296)及び第１２二方弁(297)が閉成される。
そして、第２二方弁(11)、第３二方弁(12)、第８二方弁
(293)、第１０二方弁(295)及び第１３二方弁(298)は開
放される。また、第１冷媒流量制御弁(301)が閉成され
る。

【００３５】そして、給湯専用タンク(1)の給湯用熱交
換器(3)の入口(18)から高温高圧の冷媒ガスが流入す
る。流入した冷媒ガスは給湯専用タンク(1)内の水と熱
交換を行いながら高温高圧の冷媒液となって給湯用熱交
換器(3)の出口(19)から流出する。そして、給湯専用タ
ンク(1)内の水温が所定温度に達すると給湯専用タンク
(1)の加熱用ヒータ(9)による沸き上げ運転に切替え、さ
らに高温沸き上げが行われる。

【００３６】これと共に、給湯蓄熱兼用タンク(2)の蓄
熱用熱交換器(4)の入口(5)から高温高圧の冷媒ガスが流
入する。流入した冷媒ガスは給湯蓄熱兼用タンク(2)内
の水と熱交換を行いながら高温高圧の冷媒液となって蓄
熱用熱交換器(4)の出口(6)から流出する。そして、給湯
蓄熱兼用タンク(2)内の水温が所定温度に達すると給湯
蓄熱兼用タンク(2)の加熱用ヒータ(9)による沸き上げ運
転に切替え、さらに高温沸き上げが行われる。

【００３７】また、給湯専用タンク(1)の出湯運転が図
９に示すように行れる。すなわち、第２二方弁(11)及び
第４二方弁(13)が開放されて、これらの他の二方弁が閉
成される。そして、給湯専用タンク(1)内の沸き上げら
れた加熱湯は給湯専用タンク(1)の第１出湯管(16)、第
４二方弁(13)を経て、ポンプ(31)によって出湯管路(8)
から出湯される。また、この出湯と同時にその分の水が
水道配管に直結されたシスターン(32)を介して給水管路
(7)及び第２二方弁(11)を経て給湯専用タンク(1)に供給
される。

【００３８】また、給湯蓄熱兼用タンク(2)の出湯運転
が図１０に示すように行れる。すなわち、第１二方弁(1
0)及び第３二方弁(12)が開放され、その他の二方弁が閉
成される。そして、給湯蓄熱兼用タンク(2)内の沸き上
げられた加熱湯は給湯蓄熱兼用タンク(2)の第２出湯管
(17)及び第１二方弁(10)を経て、ポンプ(31)によって出
湯管路(8)から出湯される。また、この出湯と同時にそ
の分の水が水道配管に直結されたシスターン(32)を介し
て給水管路(7)及び第３二方弁(12)を経て給湯蓄熱兼用
タンク(2)に供給される。

【００３９】また、給湯専用タンク(1)の沸き上げ及び
給湯蓄熱兼用タンク(2)の蓄冷運転が図１１に示すよう
に行れる。すなわち、第１二方弁(10)、第３二方弁(1
2)、第４二方弁(13)、第６二方弁(291)、第７二方弁(29
2)、第９二方弁(294)、第１０二方弁(295)、第１２二方
弁(297)及び第１３二方弁(298)が閉成される。そして、
第２二方弁(11)、第５二方弁(14)、第８二方弁(293)及
び、第１１二方弁(296)が開放されると共に、第１冷媒
流量制御弁(301)が閉成される。この状態で、給湯専用
タンク(1)の給湯用熱交換器(3)の入口(18)から高温高圧
の冷媒ガスが流入する。流入した冷媒ガスは給湯専用タ
ンク(1)内の水と熱交換を行いながら高温高圧の冷媒液
となって給湯用熱交換器(3)の出口(19)から流出する。

【００４０】そして、給湯専用タンク(1)内の水温が所
定温度に達すると給湯専用タンク(1)の加熱用ヒータ(9)
による沸き上げ運転に切替え、さらに高温沸き上げが行
われる。これと共に、給湯蓄熱兼用タンク(2)の蓄熱用
熱交換器(4)の入口(5)から低圧低温の二相冷媒が流入さ
れる。そして、流入した二相冷媒は給湯蓄熱兼用タンク
(2)の水との熱交換を行い蓄熱用熱交換器(4)の周りには
氷が生成され、熱交換後の冷媒は低圧ガスとなって蓄熱
用熱交換器(4)の出口(6)から流出する。なお、氷の生成
に伴う水の膨張分は第５二方弁(14)を経てオーバーフロ
ー管(15)から流出する。

【００４１】このように、給湯専用タンク(1)及び給湯
蓄熱兼用タンク(2)の両者それぞれに熱交換器及び加熱
用ヒータ(9)が設けられているため、上記両者相互間の
循環を行うことなく上記両者内の水を高温沸き上げする
ことができる。また、給湯蓄熱兼用タンク(2)が蓄冷運
転中であっても給湯専用タンク(1)から高能率なヒート
ポンプ給湯することができる。また、給湯専用タンク
(1)及び給湯蓄熱兼用タンク(2)が１つのユニット箱体(2
0)に収容されて設置スペース効率を向上することができ
る。また、水道配管と給水管路(7)の間にシスターン(3
2)が設けられているので、給湯専用タンク(1)及び給湯
蓄熱兼用タンク(2)を耐圧構造にする必要がなく形状を
角形にして設置スペース効率を向上することができる。

【００４２】実施例３．図１２〜図１７も、この発明の
他の実施例を示す図で、図１２は熱交換回路図、図１３
は図１２の回路における給湯専用タンクの沸き上げ状況
を説明した図、図１４は図１２の回路における給湯蓄熱
兼用タンクの沸き上げ状況を説明した図、図１５は図１
２の回路における給湯専用タンクの出湯運転を説明した
図、図１６は図１２の回路における給湯蓄熱兼用タンク
の出湯運転を説明した図、図１７は図１２の回路におけ
る給湯専用タンクの沸き上げ及び給湯蓄熱兼用タンクの
蓄冷運転を説明した図である。

【００４３】図において、図１〜図６と同符号は相当部
分を示し、(3)は給湯専用タンク(1)外のユニット箱体(2
0)外に配置された給湯用熱交換器で、第１湯路(16)及び
第２湯路(17)から出湯管路(8)に至る回路に設けられて
いる。(31)は出湯管路(8)の後述する第１４二方弁の手
前に設けられたポンプ、(32)は第２二方弁(11)と第３二
方弁(12)の間に接続された給水管路(7)の端部に設けら
れて水道配管に直結されたシスターンである。(33)は出
湯管路(8)の端部に設けられた第１４二方弁、(34)は給
水管路(7)に設けられた第１５二方弁である。

【００４４】上記のように構成されたヒートポンプ式給
湯装置は、各運転モードについて次に述べるように動作
する。すなわち、給湯専用タンク(1)の沸き上げ運転が
図１３に示すように行れ、第１二方弁(10)、第３二方弁
(12)、第５二方弁(14)、第１４二方弁(33)、第１５二方
弁(34)、第６二方弁(291)、第７二方弁(292)、第９二方
弁(294)、第１０二方弁(295)、第１１二方弁(296)及び
第１２二方弁(297)が閉成される。そして、第２二方弁
(11)、第４二方弁(13)、第８二方弁(293)、及び第１３
二方弁(298)は開放される。また、第１冷媒流量制御弁
(301)及び第３冷媒流量制御弁(303)が閉成される。

【００４５】そして、ユニット箱体(20)外の給湯用熱交
換器(3)の入口(18)から高温高圧の冷媒ガスが流入す
る。一方、給湯専用タンク(1)内の水はポンプ(31)によ
って第２二方弁(11)を経て給湯専用タンク(1)に吸入さ
れ、第４二方弁(13)を通って給湯用熱交換器(3)に流入
する。ここで水と冷媒の間で熱交換が行われ、冷媒側は
高温高圧の冷媒液となって給湯用熱交換器(3)の出口(1
9)から流出する。そして、水側は加熱された後、第１湯
路(16)から給湯専用タンク(1)に戻り、給湯専用タンク
(1)内の水温が所定温度に達すると給湯専用タンク(1)の
加熱用ヒータ(9)による沸き上げ運転に切替え、さらに
高温沸き上げが行われる。

【００４６】また、給湯蓄熱兼用タンク(2)の沸き上げ
運転が図１４に示すように行れ、第２二方弁(11)、第５
二方弁(14)、第１４二方弁(33)、第１５二方弁(34)、第
６二方弁(291)、第７二方弁(292)、第９二方弁(294)、
第１０二方弁(295)、第１１二方弁(296)及び第１２二方
弁(297)が閉成される。そして、第１二方弁(10)、第３
二方弁(12)、第４二方弁(13)、第８二方弁(293)、及び
第１３二方弁(298)は開放される。また、第１冷媒流量
制御弁(301)及び第３冷媒流量制御弁(303)が閉成され
る。

【００４７】そして、ユニット箱体(20)外の給湯用熱交
換器(3)の入口(18)から高温高圧の冷媒ガスが流入す
る。一方、給湯専用タンク(1)内の水はポンプ(31)によ
って第３二方弁(12)を経て給湯蓄熱兼用タンク(2)に吸
入され、第４二方弁(13)を通って給湯用熱交換器(3)に
流入する。ここで水と冷媒の間で熱交換が行われ、冷媒
側は高温高圧の冷媒液となって給湯用熱交換器(3)の出
口(19)から流出する。そして、水側は加熱された後、第
２湯路(17)から給湯蓄熱兼用タンク(2)に戻り、給湯蓄
熱兼用タンク(2)内の水温が所定温度に達すると給湯蓄
熱兼用タンク(2)の加熱用ヒータ(9)による沸き上げ運転
に切替え、さらに高温沸き上げが行われる。

【００４８】また、給湯専用タンク(1)の出湯運転が図
１５に示すように行れる。すなわち、第１二方弁(10)、
第２二方弁(11)及び第１４二方弁(33)が開放されて、こ
れらの他の二方弁が閉成される。そして、給湯専用タン
ク(1)内の沸き上げられた加熱湯はポンプ(31)によって
第２二方弁(11)を介して吸入され、第１４二方弁(33)を
通って出湯管路(8)から出湯される。

【００４９】また、給湯蓄熱兼用タンク(2)の出湯運転
が図１６に示すように行れる。すなわち、第１二方弁(1
0)、第３二方弁(12)及び第１４二方弁(33)が開放され、
その他の二方弁が閉成される。そして、給湯蓄熱兼用タ
ンク(2)内る沸き上げられた加熱湯はポンプ(31)によっ
て第３二方弁(12)を介して吸入され、第１４二方弁(33)
を通って出湯管路(8)から出湯される。

【００５０】また、給湯専用タンク(1)の沸き上げ及び
給湯蓄熱兼用タンク(2)の蓄冷運転が図１７に示すよう
に行れる。すなわち、第１二方弁(10)、第３二方弁(1
2)、第６二方弁(291)、第７二方弁(292)、第９二方弁(2
94)、第１０二方弁(295)、第１２二方弁(297)、第１３
二方弁(298)、第１４二方弁(33)及び第１５二方弁(34)
が閉成される。そして、第２二方弁(11)、第４二方弁(1
3)、第５二方弁(14)、第８二方弁(293)及び第１１二方
弁(296)が開放されると共に、第１冷媒流量制御弁(301)
が閉成される。この状態で、ユニット箱体(20)外の給湯
用熱交換器(3)の入口(18)から高温高圧の冷媒ガスが流
入する。一方、給湯専用タンク(1)内の水はポンプ(31)
によって第２二方弁(11)通って吸入され、第４二方弁(1
3)を介して給湯用熱交換器(3)及び給湯蓄熱兼用タンク
(2)に流入する。

【００５１】これによって、水と冷媒の間で熱交が行わ
れ冷媒側は高圧の冷媒液となって給湯用熱交換器(3)の
出口(19)から流出し、水側は加熱された後第１湯路(16)
から給湯専用タンク(1)に戻る。そして、給湯専用タン
ク(1)内の水温が所定温度に達すると給湯専用タンク(1)
の加熱用ヒータ(9)による沸き上げ運転に切替え、さら
に高温沸き上げが行われる。これと共に、給湯蓄熱兼用
タンク(2)の蓄熱用熱交換器(4)の入口(5)から低圧低温
の二相冷媒が流入される。そして、流入した二相冷媒は
給湯蓄熱兼用タンク(2)の水との熱交換を行い蓄熱用熱
交換器(4)の周りには氷が生成され、熱交換後の冷媒は
低圧ガスとなって蓄熱用熱交換器(4)の出口(6)から流出
する。なお、氷の生成に伴う水の膨張分は第５二方弁(1
4)を経てオーバーフロー管(15)から流出する。

【００５２】このように、給湯専用タンク(1)及び給湯
蓄熱兼用タンク(2)の両者それぞれに熱交換器及び加熱
用ヒータ(9)が設けられているため、上記両者相互間の
循環を行うことなく上記両者内の水を高温沸き上げする
ことができる。また、給湯蓄熱兼用タンク(2)が蓄冷運
転中であっても給湯専用タンク(1)から高能率なヒート
ポンプ給湯することができる。また、給湯専用タンク
(1)及び給湯蓄熱兼用タンク(2)が１つのユニット箱体(2
0)に収容されて設置スペース効率を向上することができ
る。

【００５３】また、水道配管と給水管路(7)の間にシス
ターン(32)が設けられているので、給湯専用タンク(1)
及び給湯蓄熱兼用タンク(2)を耐圧構造にする必要がな
く形状を角形にして設置スペース効率を向上することが
できる。さらに、給湯用熱交換器(3)が給湯専用タンク
(1)外に配置されているので、給湯専用タンク(1)の中に
給湯用熱交換器(3)を組み込む必要がなく、工作性がよ
く容易に製作することができる。また、ポンプ(31)によ
る循環によって強制的に冷媒との熱交換を行わせるた
め、給湯用熱交換器(3)を小型化することができる。

【００５４】

【発明の効果】この発明の請求項１記載の発明は以上説
明したように、給湯専用タンク及び給湯蓄熱兼用タンク
が設けられて、給湯蓄熱兼用タンクを給湯と蓄熱に使い
分けることができる。したがって、夏期と冬季のような
状況に応じて１つの給湯蓄熱兼用タンクを開閉弁の操作
のみによって、給湯と蓄熱に使い分けることにより、設
置所要スペースが減少して設置場所におけるスペース効
率を向上する効果がある。

【００５５】また、この発明の請求項２記載の発明は以
上説明したように、請求項１記載の発明において、オー
バーフロー管により蓄冷運転時に給湯蓄熱兼用タンクか
ら膨張水が排水される。したがって、夏期と冬季のよう
な状況に応じて１つの給湯蓄熱兼用タンクを開閉弁の操
作のみによって、給湯と蓄熱に使い分けることにより、
設置所要スペースが減少して設置場所におけるスペース
効率を向上する効果がある。また、給湯蓄熱運転の安全
性、信頼性を向上する効果がある。

【００５６】また、この発明の請求項３記載の発明は以
上説明したように、請求項１記載の発明において、給湯
蓄熱兼用タンク内の下部に加熱用ヒータが設けられ、給
湯蓄熱兼用タンク内の上部から下部にわたる蓄熱用熱交
換器が配置される。したがって、夏期と冬季のような状
況に応じて１つの給湯蓄熱兼用タンクを開閉弁の操作の
みによって、給湯と蓄熱に使い分けることにより、設置
所要スペースが減少して設置場所におけるスペース効率
を向上する効果がある。また、給湯蓄熱運転の効率を向
上する効果がある。

【００５７】また、この発明の請求項４記載の発明は以
上説明したように、請求項１記載の発明において、シス
ターンから給水される開放形のタンクを使用するので、
タンクの形状を自由に選択することができる。したがっ
て、夏期と冬季のような状況に応じて１つの給湯蓄熱兼
用タンクを開閉弁の操作のみによって、給湯と蓄熱に使
い分けることにより、設置所要スペースが減少して設置
場所におけるスペース効率を向上する効果がある。ま
た、給湯専用タンク及び給湯蓄熱兼用タンクを角形にし
たり、相互に重合状態に配置したりして設置所要スペー
スを減少し、設置場所におけるスペース効率を一層向上
する効果がある。

【００５８】また、この発明の請求項５記載の発明は以
上説明したように、請求項１記載の発明において、給湯
用熱交換器で沸き上げられた湯がポンプにより給湯専用
タンク及び給湯蓄熱兼用タンクの少なくとも一方に循環
供給される。したがって、夏期と冬季のような状況に応
じて１つの給湯蓄熱兼用タンクを開閉弁の操作のみによ
って、給湯と蓄熱に使い分けることにより、設置所要ス
ペースが減少して設置場所におけるスペース効率を向上
する効果がある。また、運転状況の変化に容易に対応し
て運転することができ、また、給湯タンクを小形化が可
能になり設置所要スペースが減少し、設置場所における
スペース効率を一層向上する効果がある。

【図面の簡単な説明】

【図１】この発明の実施例１を示す熱交換回路図。

【図２】図１の回路における給湯専用タンク及び給湯蓄
熱兼用タンクの沸き上げ状況を説明した図。

【図３】図１の回路における給湯専用タンクの出湯運転
を説明した図。

【図４】図１の回路における給湯蓄熱兼用タンクの出湯
運転を説明した図。

【図５】図１の回路における給湯専用タンクの沸き上げ
及び給湯蓄熱兼用タンクの蓄冷運転を説明した図。

【図６】図１の回路における給湯蓄熱兼用タンクの使い
分け制御を説明したフローチャート。

【図７】この発明の実施例２を示す熱交換回路図。

【図８】図７の回路における給湯専用タンク及び給湯蓄
熱兼用タンクの沸き上げ状況を説明した図。

【図９】図７の回路における給湯専用タンクの出湯運転
を説明した図。

【図１０】図７の回路における給湯蓄熱兼用タンクの出
湯運転を説明した図。

【図１１】図７の回路における給湯専用タンクの沸き上
げ及び給湯蓄熱兼用タンクの蓄冷運転を説明した図。

【図１２】この発明の実施例３を示す熱交換回路図。

【図１３】図１２の回路における給湯専用タンクの沸き
上げ状況を説明した図。

【図１４】図１２の回路における給湯蓄熱兼用タンクの
沸き上げ状況を説明した図。

【図１５】図１２の回路における給湯専用タンクの出湯
運転を説明した図。

【図１６】図１２の回路における給湯蓄熱兼用タンクの
出湯運転を説明した図。

【図１７】図１２の回路における給湯専用タンクの沸き
上げ及び給湯蓄熱兼用タンクの蓄冷運転を説明した図。

【図１８】従来のヒートポンプ式給湯装置を示す熱交換
回路図。

【図１９】図１８の回路における給湯専用タンク及び蓄
熱タンクの沸き上げ状況を説明した図。

【図２０】図１８の回路における給湯専用タンクの出湯
運転を説明した図。

【図２１】図１８の回路における蓄熱タンクの出湯運転
を説明した図。

【符号の説明】

１ 給湯専用タンク ２ 給湯蓄熱兼用タンク ３ 給湯用熱交換器 ４ 蓄熱用熱交換器 ７ 給水管路 ８ 給湯管路 ９ 加熱用ヒータ １０ 第１二方弁、湯用二方弁 １１ 第２二方弁、水用二方弁 １２ 第３二方弁、水用二方弁 １３ 第４二方弁、湯用二方弁 １５ オーバーフロー管 ２１ ヒートポンプ装置 ２２ 圧縮機 ２３ アーキュームレータ ２４ 室内熱交換器 ２５ 室外熱交換器 ３１ ポンプ ３２ シスターン

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 飯島 等 静岡市小鹿三丁目18番１号 三菱電機株 式会社 空調エンジニアリング統括セン ター内 (72)発明者 岡田 哲治 静岡市小鹿三丁目18番１号 三菱電機株 式会社 空調エンジニアリング統括セン ター内 (58)調査した分野(Int.Cl.⁶，ＤＢ名) F25B 30/02 F25B 29/00 371

Claims (5)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 圧縮機、室内熱交換器及び室外熱交換器
   を有するヒートポンプ装置と、給湯を行なう給湯専用タ
   ンクと、給湯と蓄熱を行なう給湯蓄熱兼用タンクと、上
   記ヒートポンプ装置に接続されて上記給湯専用タンクの
   内部もしくは近傍に設けられた給湯用熱交換器と、上記
   ヒートポンプ装置に接続されて上記給湯蓄熱兼用タンク
   に設けられた蓄熱用熱交換器と、給水用配管から分岐さ
   れ給水開閉弁を介して上記両タンクのそれぞれ下部に接
   続された給水管路と、上記給湯蓄熱兼用タンク上部と上
   記給湯専用タンク上部を接続する管路に設けられ、開閉
   して上記給湯蓄熱兼用タンクの運転を給湯又は蓄熱に切
   換える開閉弁と、を備えたヒートポンプ式給湯装置。
2. 【請求項２】 給湯蓄熱兼用タンクに接続され、蓄冷運
   転の際、開放されて膨張水を排水するオーバーフロー管
   と、を備えた請求項１記載のヒートポンプ式給湯装置。
3. 【請求項３】 給湯蓄熱兼用タンク内部のほぼ全高にわ
   たり配設された蓄熱用熱交換器と、上記給湯蓄熱兼用タ
   ンク内部の下方に配設された加熱用ヒータと、を備えた
   請求項１記載のヒートポンプ式給湯装置。
4. 【請求項４】 開放形の給湯専用タンクと、開放形の給
   湯蓄熱兼用タンクと、シスターンから給水される給水管
   路と、を備えた請求項１記載のヒートポンプ式給湯装
   置。
5. 【請求項５】 給湯専用タンクの近傍に配置されてヒー
   トポンプ装置に接続された給湯用熱交換器と、上記給湯
   用熱交換器で沸き上げられた湯を上記給湯専用タンク及
   び給湯蓄熱兼用タンクの少なくとも一方に循環させて供
   給するポンプと、を備えた請求項１記載のヒートポンプ
   式給湯装置。