JP3365387B2 - ヒートポンプ給湯機 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明はヒートポンプ利用給湯機
に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】従来、ヒートポンプ利用給湯機は特公昭
６２−２２３８０号公報に示す如きものがある。図８に
おいて、圧縮機１、冷媒対水熱交換器２、減圧装置３、
蒸発器４を順次環状に接続するとともに、凝縮器２と補
助加熱器１０の間に温水温度検知器１３を設け、凝縮器
２の出口水温がヒートポンプ運転と補助加熱器１０の併
用運転時には、ヒートポンプ単独運転時に対して低温と
なるように、循環水量を制御してヒートポンプ運転のみ
で給湯保証できない場合の加熱能力保証およびヒートポ
ンプの成績係数低下を防止するようになっている。な
お、図８において、７は貯湯槽、９は循環ポンプであ
る。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、ヒート
ポンプは大気熱を利用して加熱するため、外気温度によ
って加熱能力が変動する。すなわち、冷媒対水熱交換器
２２の出口温度を一定にするため当然ながら循環水量は
変動する。よって、温水温度検知器１３で冷媒対水熱交
換器２２の出口温度を一定に制御しても、ヒートポンプ
と補助加熱器１０の併用運転時に補助加熱器１０の出口
湯温は変動するため、安定した湯温で貯湯槽７に貯湯で
きない。

【０００４】

【課題を解決するための手段】本発明は上記課題を解決
するため、圧縮機、冷媒対水熱交換器、減圧装置、蒸発
器を順次接続した冷媒循環回路と、下部から給水されて
上部から出湯される貯湯槽、前記貯湯槽下部と接続され
る循環ポンプ、前記冷媒対水熱交換器、前記貯湯槽上部
と接続される加熱器を順次接続した給湯回路と、前記給
湯回路の前記冷媒対水熱交換器出口の湯温を検知する第
１の温度検知器と、前記給湯回路の前記加熱器出口の湯
温を検知する第２の温度検知器と、前記貯湯槽内の湯温
を検知する湯量検知器と、前記加熱器が非通電時は前記
第１の温度検知器の信号で前記循環ポンプの回転数を制
御し、前記加熱器に通電時は前記第２の温度検知器の信
号で前記循環ポンプの回転数を制御する回転数制御手段
と、直前に前記加熱器が非通電か通電であったかを記憶
する運転記憶装置と、前記湯量検知器が所定温度以下を
検知すると前記圧縮機と前記循環ポンプを運転するとと
もに前記運転記憶装置が非通電を記憶している時は前記
加熱器を非通電として前記第１の温度検出器の信号に基
づき前記循環ポンプの回転数を制御し、通電を記憶して
いる時は前記加熱器に通電して前記第２の温度検出器の
信号に基づき前記循環ポンプの回転数を制御する運転制
御器とを備えた構成とする。

【０００５】また、前記冷媒対水熱交換器に流入する水
温が高い場合に給湯負荷を満たすとともに省エネルギー
化をはかるため、圧縮機、冷媒対水熱交換器、減圧装
置、蒸発器を順次接続した冷媒循環回路と、貯湯槽、循
環ポンプ、前記冷媒対水熱交換器、前記貯湯槽上部と接
続される加熱器を順次接続した給湯回路と、前記給湯回
路の前記冷媒対水熱交換器出口の湯温を検知する第１の
温度検知器と、前記給湯回路の前記加熱器出口の湯温を
検知する第２の温度検知器と、前記貯湯槽内の湯温を検
知する湯量検知器と、前記加熱器が非通電時は前記第１
の温度検知器の信号で前記循環ポンプの回転数を制御
し、前記加熱器に通電時は前記第２の温度検知器の信号
で前記循環ポンプの回転数を制御する回転数制御手段
と、前記給湯回路の前記冷媒対水熱交換器入口の水温を
検知する第３の温度検知器と、前記湯量検知器の信号と
前記第３の温度検知器の信号から、前記貯湯槽内の湯温
と前記冷媒対水熱交換器入口の水温の温度差が設定値よ
りも大きい場合には前記加熱器を非通電として前記圧縮
機および前記循環ポンプを運転開始すると共に前記循環
ポンプの回転数を前記第１の温度検出器の信号に基づき
制御し、前記温度差が設定値以下の場合には前記加熱器
に通電すると共に前記圧縮機および循環ポンプを運転開
始し、かつ前記循環ポンプの回転数を前記第２の温度検
出器の信号に基づき制御する運転制御器とを備えた構成
とする。

【０００６】また、運転開始時の湯温の立ち上げ向上を
はかるため、圧縮機、冷媒対水熱交換器、減圧装置、蒸
発器を順次接続した冷媒循環回路と、貯湯槽、循環ポン
プ、前記冷媒対水熱交換器、加熱器を順次接続した給湯
回路と、前記給湯回路の前記冷媒対水熱交換器出口の湯
温を検知する第１の温度検知器と、前記給湯回路の前記
加熱器出口の湯温を検知する第２の温度検知器と、前記
加熱器が非通電時は前記第１の温度検知器の信号で前記
循環ポンプの回転数を制御し、前記加熱器に通電時は前
記第２の温度検知器の信号で前記循環ポンプの回転数を
制御する回転数制御手段と、運転開始時に前記加熱器へ
通電して前記循環ポンプの回転数を前記第２の温度検出
器の信号に基づき制御し、その後遅延して前記加熱器を
非通電として前記循環ポンプの回転数を前記第１の温度
検出器の信号に基づき制御する運転制御器とを備えた構
成とする。

【０００７】また、給湯負荷に対応した沸き上げ熱量で
機器の省エネルギー化をはかるため圧縮機、冷媒対水熱
交換器、減圧装置、蒸発器を順次接続した冷媒循環回路
と、貯湯槽、循環ポンプ、前記冷媒対水熱交換器、加熱
器を順次接続した給湯回路と、前記給湯回路の前記冷媒
対水熱交換器出口の湯温を検知する第１の温度検知器
と、前記給湯回路の前記加熱器出口の湯温を検知する第
２の温度検知器と、前記加熱器が非通電時は前記第１の
温度検知器の信号で前記循環ポンプの回転数を制御し、
前記加熱器に通電時は前記第２の温度検知器の信号で前
記循環ポンプの回転数を制御する回転数制御手段と、前
記蒸発器入口の冷媒温度を検知する蒸発温度検知器と、
前記蒸発温度検知器の信号が所定温度よりも低温になる
と前記加熱器に通電して前記循環ポンプの回転数を前記
第２の温度検出器の信号に基づき制御する運転制御器と
を備えた構成とする。

【０００８】また、冬季における機器の省エネルギー化
をはかるため、圧縮機、冷媒対水熱交換器、減圧装置、
蒸発器を順次接続した冷媒循環回路と、貯湯槽、循環ポ
ンプ、前記冷媒対水熱交換器、加熱器を順次接続した給
湯回路と、前記給湯回路の前記冷媒対水熱交換器出口の
湯温を検知する第１の温度検知器と、前記給湯回路の前
記加熱器出口の湯温を検知する第２の温度検知器と、前
記加熱器が非通電時は前記第１の温度検知器の信号で前
記循環ポンプの回転数を制御し、前記加熱器に通電時は
前記第２の温度検知器の信号で前記循環ポンプの回転数
を制御する回転数制御手段と、前記蒸発器入口の冷媒温
度を検知する蒸発温度検知器と、前記圧縮機の吸入管と
前記冷媒循環回路の前記冷媒対水熱交換器の出口管を接
続するバイパス管に設けて冷媒を減圧させるとともにバ
イパス管側に流れる冷媒の流量を設定する流量調節手段
および開閉弁を有し、前記蒸発温度検知器の信号が所定
温度よりも高温の時は前記加熱器を非通電とするととも
に前記開閉弁を開として圧縮機を運転し、前記蒸発温度
検知器の信号が所定温度よりも低温の時は前記加熱器に
通電するとともに前記開閉弁を閉じて圧縮機を運転する
運転制御器とを備えた構成とする。

【０００９】

【作用】（１）上記第１の構成によれば、前記加熱器が
非通電時は前記冷媒対水熱交換器の出口温度が所定温度
となるように前記回転数制御手段が前記第１温度検知器
の第１信号で前記循環ポンプの回転数を制御し、前記貯
湯槽の上部に貯湯する。そして、前記圧縮機と前記加熱
器が併用されて運転された場合には、前記加熱器の出口
温度が所定温度となるように前記回転数制御手段が前記
第２の温度検知器の信号で前記循環ポンプの回転数を制
御し、前記貯湯槽の上部に貯湯する。ここで、前記貯湯
槽から出湯されると、貯湯槽の下部から給水されて残湯
が上部にあがる。そして、給水された水が前記湯量検知
器の位置に達し所定温度以下を検知すると、前記湯量検
知器は前記運転制御器に信号を送り、直前の加熱器が非
通電か通電であったかを記憶する運転記憶装置からの信
号を受けて前記圧縮機単独運転あるいは前記圧縮機と前
記加熱器の併用運転かを判断し、前記圧縮機と前記循環
ポンプを運転するとともに前記加熱器を通電あるいは非
通電制御して追焚き運転を開始する。その際、前記回転
数制御手段は前記加熱器が非通電で前記圧縮機単独運転
の場合には、前記第１の温度検知器の湯温設定温度にな
るように前記循環ポンプの回転数制御を行い、前記貯湯
槽の下部から送られてきた水を加熱して貯湯槽の上部に
流入させる。また、前記加熱器が通電されて前記圧縮機
との併用運転の場合には、前記第２の温度検知器の湯温
設定温度になるように前記循環ポンプの回転数制御を行
い、前記貯湯槽の下部から送られてきた水を加熱して貯
湯槽の上部に流入させる。よって、追焚き運転時の沸き
上げ湯温は残湯と同温で貯湯されるため、貯湯槽内の湯
温は均一となり、出湯された時に安定した湯温がえられ
るようになる。

【００１０】（３）上記第２の構成によると、機器を数
日間使用しなかった場合は放熱と湯水混合による熱移動
で前記貯湯槽内全体が中温水となり、中温水が冷媒対水
熱交換器に流入すると、圧縮機の高圧が異常上昇するた
めヒートポンプ圧縮機による沸き上げができないため、
給湯負荷を満たすことができない。そのため、ヒータな
どの他熱源による沸き上げとなるが、この場合には省エ
ネ化がはかれない。また、通常の沸き上げにおいても、
沸き上げ終了直前には貯湯槽内で湯水が混合する湯水混
合層の中温水が前記冷媒対水熱交換器に流入すると、圧
縮機の高圧が異常上昇して、ヒートポンプ圧縮機による
沸き上げができない。従って、貯湯槽内の湯温状態を簡
単に判定して、省エネ化と給湯負荷を満たすため、運転
開始時に前記湯量検知器の位置の湯温と前記第３の温度
検知器の検知する水温を検知して、温度差が設定値より
も大きい場合は、前記圧縮機による単独運転をおこな
い、前記第１の温度検知器の第１の信号で前記循環ポン
プの回転数制御を行い、沸き上げ運転をする。そして、
運転中に前記冷媒対水熱交換器出口の湯温が設定値より
も上昇すると、貯湯槽内の混合層の高温湯が前記冷媒対
水熱交換器に流入したと判定し、前記運転制御器は前記
圧縮機を停止する。よって、加熱器単独運転することも
なく効率の高い運転となり、省エネルギー化がはかれ
る。一方、運転開始時に前記湯量検知器の位置の湯温と
前記第３の温度検知器の検知する水温の差が設定値以下
の場合は、前記貯湯槽内全体が中低温水と判定し、前記
運転制御器は前記圧縮機を停止し、前記加熱器単体で沸
き上げ運転を行い、前記第２の温度検知器の検知した湯
温と湯温設定温度が一致するように前記循環ポンプの回
転数制御を行い、沸き上げ運転をする。よって、給湯と
して利用できる湯温で前記貯湯槽下部まで沸き上げ可能
となる。従って、長期未使用において、緊急に湯が必要
となっても、充分に給湯負荷および湯温を満足すること
ができる。さらに、前記圧縮機の高圧側の異常圧力上
昇、温度の異常上昇といった課題もなくなる。

【００１１】（４）上記第３の構成によると、運転制御
器は運転開始時に前記加熱器に通電し、前記第２の温度
検知器の検知する湯温と湯温設定温度が一致するように
前記循環ポンプの回転数制御を行い、沸き上げ運転す
る。そして、その後遅延して前記加熱器を非通電にし
て、前記第１の温度検知器の検知する湯温と湯温設定温
度が一致するように前記循環ポンプの回転数制御を行
う。したがって、前記運転制御器は運転開始時に前記加
熱器に通電するため、所定湯温に早く達する。

【００１２】（６）上記第４の構成によると、前記蒸発
温度検知器の信号で前記加熱器の通電を選択し、検知し
た蒸発温度が所定温度よりも高い場合はヒートポンプの
加熱能力が大きいため前記加熱器を非通電にして運転す
る。一方、検知した蒸発温度が所定温度よりも低い場合
には前記蒸発温度検知器の信号を受けて前記加熱器を通
電して運転する。そして、前記加熱器が非通電の場合に
は、前記回転数制御手段が第１の温度検知器の信号を受
けて前記冷媒対水熱交換器出口の湯温と設定温度が一致
するように前記循環ポンプの回転数制御を行い、前記貯
湯槽の上部から湯をたくわえていく。また、前記加熱器
が通電されて前記圧縮機との併用運転時には、前記回転
数制御手段が第２の温度検知器の信号を受けて前記加熱
器出口の湯温と設定温度が一致するように前記循環ポン
プの回転数を制御し、非通電時より高温の湯を前記貯湯
槽上部からたくわえていく。よって、給湯負荷が少ない
中間季から夏季には効率のよいヒートポンプで運転でき
る。一方、冬季の給湯負荷が大きい場合には、前記圧縮
機と前記加熱器の併用運転をするため貯湯熱量が多くな
り、負荷を満足させることができる。また、いづれの運
転時にも熱源出口で温度制御しているため安定した温度
の湯が前記貯湯槽にたくわえられる。

【００１３】（７）上記第５の構成によると、蒸発器入
口の温度を検知する前記蒸発温度検知器の信号で前記加
熱器の通電を選択し、検知した蒸発温度が所定温度より
も高い場合は前記加熱器を非通電にし、低い場合には前
記加熱器を通電する。その際に、前記加熱器を通電して
前記圧縮機と併用運転した場合、加熱能力が大きいため
前記冷媒対水熱交換器を流れる流量が多くなり、前記圧
縮機の吐出圧力および吐出温度が前記加熱器の非通電時
に比べ低下する。そのため、前記冷媒対水熱交換器に流
入する冷媒温度は低くなるため、水との熱交換効率が低
下する。しかし、本構成では、前記運転制御器が前記加
熱器の通電時に前記開閉弁を閉にする。そのため、前記
冷媒対水熱交換器から前記圧縮機へのバイパスの液冷媒
が流れなくなり、前記圧縮機の吐出温度は上昇し、前記
冷媒対水熱交換器で効率よく高温まで水を加熱すること
ができる。

【００１４】

【実施例】以下本発明の第１の実施例を図１を参照して
説明する。

【００１５】図１において、１は圧縮機、２は冷媒循環
回路における凝縮器を構成する冷媒対水熱交換器、３は
減圧装置、４は蒸発器であり、前記圧縮機１、前記冷媒
対水熱交換器２、前記減圧装置３、前記蒸発器４は順次
接続され、冷媒循環回路を構成する。５は貯湯槽であ
り、下部から給水して上部から出湯する。６は循環ポン
プであり、前記貯湯槽５の下部と接続されている。７は
電気ヒータを備えた加熱器であり、前記貯湯槽５の上部
と接続されて、前記貯湯槽５、前記循環ポンプ６、前記
冷媒対水熱交換器２、前記加熱器７は順次接続され給湯
回路を構成する。８は第１の温度検知器であり、前記給
湯回路に設けられ、前記冷媒対水熱交換器２出口の湯温
を検知して、検知した湯温およびこの湯温設定温度とな
る第１信号を送信する。９は第２の温度検知器であり、
前記給湯回路に設けられ、前記加熱器７出口の湯温を検
知して、検知した湯温およびここの湯温設定温度を送信
する。１０は湯量検知器であり、前記貯湯槽５内の湯温
を検知する。１１は回転数制御手段であり、前記加熱器
７が非通電時は前記第１の温度検知器８の検知する湯温
と湯温設定温度が一致するように前記循環ポンプ６の回
転数を制御し、通電時は前記第２の温度検知器９の検知
する湯温と湯温設定温度が一致するように前記循環ポン
プ６の回転数を制御する。１２は運転記憶装置であり、
直前に前記加熱器７が非通電あるいは通電されて運転さ
れたかを記憶する。１３は運転制御器であり、前記湯量
検知器１０からの信号を受けて前記圧縮機１と前記循環
ポンプ６を運転するとともに前記運転記憶装置１２から
の信号を受けて前記加熱器７を通電あるいは非通電す
る。

【００１６】上記構成において、最初に前記加熱器７が
非通電時の場合について述べる。前記圧縮機１から吐出
された高温のガス冷媒は前記冷媒対水熱交換器２に流入
し、ここで放熱作用で水を加熱する。そして、放熱した
冷媒は前記減圧装置３で減圧され、前記蒸発器４に流入
する。そして、大気熱を吸熱して蒸発ガス化し、前記圧
縮機１にもどる。一方、前記貯湯槽５の下部から流出し
た水は前記循環ポンプ６を介して前記冷媒対水熱交換器
２に流入し、冷媒の放熱作用で加熱され、前記貯湯槽５
の上部からたくわえられる。ここで、前記冷媒対水熱交
換器２の出口温度を前記第１の温度検知器８が検知して
信号を前記回転数制御手段１１に送り、出口湯温が設定
温度になるように前記循環ポンプ６の回転数制御を行
う。つぎに、前記圧縮機１と前記加熱器７通電の併用運
転について述べる。この場合には、前記冷媒対水熱交換
器２で加熱された水をさらに前記加熱器７で高温に加熱
する。そして、前記加熱器７の出口温度が設定温度にな
るように前記第２の温度検知器９の信号を受けて前記回
転数制御手段１１は前記循環ポンプ６の回転数制御を行
い、前記貯湯槽５の上部からたくわえられる。

【００１７】そして、前記貯湯槽５から出湯されると、
前記貯湯槽１の下部から低温水が給水されて湯層は上部
にあがる。そして、給水された水が前記湯量検知器１０
の位置まで達すると、それを前記湯量検知器１０が検出
して前記運転制御器１３に信号を送る。そこで、前記運
転制御器１３は前記運転記憶装置１２の信号を受け、直
前に前記加熱器７が非通電か通電であったかを判定し、
追焚き運転を開始する。最初に、追焚き運転直前に前記
加熱器７が非通電で運転がおこなわれた場合について述
べる。この場合には、前記圧縮機１および前記循環ポン
プ６を通電して前記第１の温度検知器８の検知した湯温
が設定温度となるように前記循環ポンプ６の回転数制御
を行い、前記貯湯槽５の下部から送られて水を前記冷媒
対水熱交換器２を介して加熱して、前記貯湯槽５の上部
に流入させる。一方、追焚き運転直前に前記加熱器７に
通電して運転された場合には、前記圧縮機１、前記循環
ポンプ６、前記加熱器７に通電して追焚き運転を開始
し、前記貯湯槽５の下部から送られて水を前記冷媒対水
熱交換器２で加熱した後、前記加熱器７でさらに高温加
熱する。その際、前記第２の温度検知器９の検知湯温と
設定温度が一致するように前記循環ポンプ６の回転数制
御を行い、高温加熱した湯を前記貯湯槽５の上部に流入
させる。従って、追焚き運転時の沸き上げ湯温は残湯と
同温で貯湯されるため、貯湯槽５内の湯温は均一とな
り、出湯された時に安定した湯温が得られるようにな
る。

【００１８】つぎに、第２の実施例について説明する。
図２において、第１の実施例と同じ構成、作用するもの
については同符号を示し、説明を省略する。１４は蒸発
温度検知器であり、前記蒸発器４入口の冷媒温度を検知
する。１５はタイマーであり、前記湯量検知器１０から
の信号を受けて時間計測を開始する。１６はタイマー設
定手段であり、前記蒸発温度検知器１４からの信号を受
けて前記タイマー１５の設定時間を設定し、前記蒸発温
度検知器１４からの信号が所定温度よりも低温の信号を
表わす場合には、前記タイマー１５の設定時間を長く、
逆に、高温の信号を表わす場合には、短く設定する。１
７は運転制御器であり、前記湯量検知器１０からの信号
を受けて前記圧縮機１、前記循環ポンプ６、前記加熱器
７を運転開始するとともに前記タイマー１５の設定時間
終了の信号を受けて前記圧縮機１、前記循環ポンプ６、
前記加熱器７の運転を停止する。

【００１９】上記構成において、前記貯湯槽５から出湯
されて給水された水が前記湯量検知器１０の位置に達す
ると、前記運転制御器１７は前記圧縮機１、前記循環ポ
ンプ６あるいは前記加熱器７を通電し、追焚き運転を開
始する。そして、前記湯量検知器１０からの信号で前記
タイマー１５が時間計測を開始する。その際、前記蒸発
温度検知器１４の信号を受け、蒸発温度が所定温度より
も低い場合には、前記タイマー設定手段１６は前記タイ
マー１５の時間設定を長く、逆に、蒸発温度が高い場合
には、前記タイマー１５の時間設定を短くし、所定時間
に達するまで追焚き運転を継続する。従って、残湯が少
なくなった場合、冬季など給水温度が低く給湯負荷が大
きいにもかかわらず、蒸発温度が低いために追焚き能力
が小さい。そのため、追焚運転時間を長くし、追焚湯量
を多くしてお湯切れを防止することができる。一方、中
間季から夏季など給湯負荷が少ないにもかかわらず、蒸
発温度が高いため加熱能力が大きい場合には、追焚運転
時間を短くし、追焚湯量を少なくして、無駄な追焚き運
転をなくして省エネルギー化をはかることができる。

【００２０】つぎに、第３の実施例について説明する。
図３において、第１、第２の実施例と同じ構成、作用す
るものについては同符号を示し、説明を省略する。１８
は第３の温度検知器であり、前記給湯回路に設けられ、
前記冷媒対水熱交換器２入口の水温を検知して、所定温
度に達すると送信する。１９は運転制御器であり、前記
湯量検知器１０の信号と前記第３の温度検知器１８の信
号を受けて前記貯湯槽５湯温と前記冷媒対水熱交換器２
入口水温の温度差が設定値よりも大きい場合には前記圧
縮機１および前記循環ポンプ６を運転開始して、両信号
から温度差が設定値以下の場合には前記循環ポンプ６お
よび前記加熱器７を運転する。

【００２１】上記構成において、前記運転制御器１９は
運転開始時に前記湯量検知器１０と前記第３の温度検知
器１８の信号を受け、前記貯湯槽５湯温と前記冷媒対水
熱交換器２入口水温の温度差から前記圧縮機１、前記循
環ポンプ６および前記加熱器７の制御を行う。最初に前
記湯量検知器１０と前記第３の温度検知器１８の信号を
受けて温度差が設定値よりも大きい場合について述べ
る。この場合には、前記圧縮機１による単独運転をおこ
ない、前記第１の温度検知器８の信号で前記循環ポンプ
６の回転数制御を行い、沸き上げ運転する。よって、加
熱器７を運転することもないため、効率の高い運転とな
り、省エネルギー化がはかれる。つぎに、前記湯量検知
器１０と前記第３の温度検知器１８の信号を受けて温度
差が設定値以下の場合について述べる。この場合には、
前記圧縮機１の運転で沸き上げることができない中低温
水が前記貯湯槽５内全体にたくわえられていると判定
し、前記運転制御器１９は運転開始時に前記圧縮機１を
停止し、前記加熱器７の単体で沸き上げ運転を行い、前
記第２の温度検知器９の信号で検知湯温が設定温度とな
るように前記循環ポンプ６の回転数制御を行う。よっ
て、給湯として利用できる湯温まで温度上昇させて前記
貯湯槽５にたくわえることができることになる。従っ
て、長期未使用において、緊急に湯が必要となっても、
充分に給湯負荷および湯温を満足することができる。さ
らに、前記圧縮機１の高圧、温度上昇といった課題もな
くなる。

【００２２】つぎに、第４の実施例について説明する。
図４において、第１、第２、第３の実施例と同じ構成、
作用するものについては同符号を示し、説明を省略す
る。２０は運転制御器であり、運転開始時に前記加熱器
７の通電、その後遅延して前記加熱器７の非通電に制御
を行う。

【００２３】上記構成において、前記運転制御器２０は
運転開始時に前記加熱器７を通電し、前記第２の温度検
知器９の信号で検知湯温が設定温度となるように前記循
環ポンプ６の回転数制御を行う。そして、その後遅延し
て前記加熱器７を非通電にして、前記第１の温度検知器
８の信号で検知湯温が設定温度となるように前記循環ポ
ンプ６の回転数制御を行う。したがって、運転開始時は
前記加熱器７を通電するため、所定湯温に速く達する。

【００２４】つぎに、第５の実施例について説明する。
図５において、第１、第２、第３、第４の実施例と同じ
構成、作用するものについては同符号を示し、説明を省
略する。２１は温度検知器であり、前記給湯回路に設け
られ、前記冷媒対水熱交換器２出口の湯温を検知し、湯
温設定温度である第１信号および前記第１信号より低温
の第２信号を発生する。２２は回転数制御手段であり、
前記温度検知器２１の検知する湯温と湯温設定温度の第
１信号が一致するように前記循環ポンプ６の回転数を制
御する。２３は運転制御器であり、運転開始時に前記温
度検知器２１の検知する湯温と湯温設定温度の第２信号
が一致するように前記循環ポンプ６の回転数を制御す
る。

【００２５】上記構成において、前記運転制御器２３は
運転開始時に前記温度検知器２１の検知する湯温と湯温
設定温度の第２信号が一致するように前記循環ポンプ６
の回転数制御を行い、その後、前記温度検知器２１の検
知する湯温と湯温設定温度の第１信号が一致するように
切り換えて前記回転数制御手段２２が前記循環ポンプ６
の回転数制御を行う。従って、立ち上げ時に沸き上げ湯
温を低くめにしているため、前記圧縮機１の圧力および
吐出温度が異常上昇することもなくなり、耐久性が向上
する。

【００２６】つぎに、第６の実施例について説明する。
図６において、第１、第２、第３、第４、第５の実施例
と同じ構成、作用するものについては同符号を示し、説
明を省略する。２４は運転制御器であり、前記蒸発温度
検知器１４の信号が所定温度よりも低温を検出した場合
に前記加熱器７に通電する。

【００２７】上記構成において、前記蒸発温度検知器１
４の信号で前記加熱器７の通電を選択し、蒸発温度が高
い場合はヒートポンプの加熱能力が大きいため前記加熱
器７を非通電にし、低い場合には前記加熱器７を通電す
る。そして、前記加熱器７が非通電の場合には、前記回
転数制御手段１１が前記冷媒対水熱交換器２出口の第１
の温度検知器８の検知した湯温と設定温度が一致するよ
うに前記循環ポンプ６の回転数制御を行い、前記貯湯槽
５の上部から湯をたくわえていく。また、前記加熱器７
が通電されて前記圧縮機１との併用運転時には、前記回
転数制御手段１１が前記加熱器７出口の前記第２の温度
検知器９の検知した湯温と設定温度が一致するように前
記循環ポンプ６の回転数を制御し、非通電時より高温の
湯を前記貯湯槽５の上部からたくわえていく。よって給
湯負荷が少ない中間季から夏季には効率のよいヒートポ
ンプで運転できる。一方、冬季の給湯負荷が大きい場合
には、前記圧縮機１と前記加熱器７の併用運転をするた
め高温が得られ、貯湯熱量が多くなり、負荷を満足させ
ることができる。そして、いづれの運転時にも熱源出口
で温度制御しているため安定した温度の湯が前記貯湯槽
にたくわえられる。

【００２８】つぎに、第７の実施例について説明する。
図７において、第１、第２、第３、第４、第５、第６の
実施例と同じ構成、作用するものについては同符号を示
し、説明を省略する。２５は開閉弁であり、前記圧縮機
１の吸入管と前記冷媒対水熱交換器２の出口管を接続す
るバイパス管２６に冷媒を減圧する流量調節手段２７と
ともに設けられている。２８は運転制御器であり、前記
蒸発温度検知器１４の信号を受けて前記加熱器７を通電
し、前記開閉弁２５を閉じる制御を行う。

【００２９】上記構成において、前記蒸発温度検知器１
４の信号で前記加熱器７の通電を選択し、蒸発温度が高
い場合は前記加熱器７を非通電にし、低い場合には前記
加熱器７を通電する。その際に、前記加熱器７を通電し
て前記圧縮機１と併用運転した場合、加熱能力が大きい
ため前記冷媒対水熱交換器２を流れる流量が多くなり、
前記圧縮機１の吐出圧力および吐出温度が前記加熱器７
の非通電時に比べ低下する。そのため、前記冷媒対水熱
交換器２に流入する冷媒温度は低くなるため、効率が低
下する。しかし、本実施例では、前記運転制御器２８が
前記加熱器７の通電時に前記開閉弁２５を閉にする。そ
のため、前記冷媒対水熱交換器２から前記圧縮機１への
バイパスの液冷媒が流れなくなり、前記圧縮機１の吐出
温度は上昇し、前記冷媒対水熱交換器２で効率よく高温
まで水を加熱することができる。

【００３０】

【発明の効果】以上説明したように本発明の請求項１記
載のヒートポンプ給湯機は、貯湯槽から出湯されて給水
された水が湯量検知器に達すると、それを運転制御器に
信号が送られ、直前の運転を記憶する運転記憶装置の信
号で圧縮機単独運転あるいは前記圧縮機と加熱器の併用
運転かを判断し、追焚き運転を開始する。その際に、回
転数制御手段は前記加熱器が非通電で前記圧縮機単独運
転の場合には第１の温度検知器の信号で前記循環ポンプ
の回転数制御を行い、前記加熱器が通電されて前記圧縮
機との併用運転の場合には、第２の温度検知器の信号で
前記循環ポンプの回転数制御を行う。よって、追焚き運
転時の沸き上げ湯温は残湯と同温となるため、出湯され
た時に安定した湯温が得られるようになる。

【００３１】また、本発明の請求項２記載のヒートポン
プ給湯機は、運転開始時に湯量検知器と第３の温度検知
器の信号から貯湯槽湯温と冷媒対水熱交換器入口水温の
温度差が設定値より大きい場合は、圧縮機による単独運
転をおこない、第１の温度検知器の信号で循環ポンプの
回転数制御を行い、沸き上げ運転する。よって、加熱器
単独運転することもなく効率の高い運転となり、省エネ
ルギー化がはかれる。一方、前記湯量検知器と前記第３
の温度検知器の信号から前記貯湯槽湯温と前記冷媒対水
熱交換器入口水温の温度差が設定値以下の場合は、前記
貯湯槽内全体が中低温水と判定し、前記運転制御器は前
記圧縮機を停止し、前記加熱器単体で沸き上げ運転を行
い、前記第２の温度検知器の信号で前記循環ポンプの回
転数制御を行う。よって、給湯に利用できる温度の湯に
前記貯湯槽下部まで全体を沸き上げ可能となる。従っ
て、長期未使用において、緊急に湯が必要となっても、
充分に給湯負荷および湯温を満足することができる。さ
らに、前記圧縮機の高圧、温度上昇といった課題もなく
なる。

【００３２】また、本発明の請求項３記載のヒートポン
プ給湯機は、運転制御器は運転開始時に加熱器を通電
し、第２の温度検知器の信号で循環ポンプの回転数制御
を行う。そして、その後遅延して前記加熱器を非通電に
して、第１の温度検知器の信号で前記循環ポンプの回転
数制御を行う。したがって、運転開始時は前記加熱器を
通電するため、所定湯温に速く達する。

【００３３】また、本発明の請求項４記載のヒートポン
プ給湯機は、蒸発温度検知器の信号で加熱器の通電を選
択し、蒸発温度が高い場合はヒートポンプの加熱能力が
大きいため前記加熱器を非通電にし、低い場合には前記
加熱器を通電する。そして、前記加熱器が非通電の場合
には、運転制御器が冷媒対水熱交換器の下流に設けた第
１の温度検知器の信号で循環ポンプの回転数制御を行
い、貯湯槽の上部から湯をたくわえていく。また、前記
加熱器が通電されて前記圧縮機との併用運転時には、前
記運転制御器が前記加熱器の下流に設けた第２の温度検
知器の信号で前記循環ポンプの回転数を制御し、非通電
時より高温の湯を前記貯湯槽上部からたくわえていく。
よって給湯負荷が少ない中間季から夏季には効率のよい
ヒートポンプで運転できる。一方、冬季の給湯負荷が大
きい場合には、前記圧縮機と前記加熱器の併用運転をす
るため貯湯熱量が多くなり、負荷を満足させることがで
きる。そして、いづれの運転時にも熱源出口で温度制御
しているため安定した温度の湯が前記貯湯槽にたくわえ
られる。

【００３４】また、本発明の請求項５記載のヒートポン
プ給湯機は、蒸発温度検知器の信号で加熱器の通電を選
択し、蒸発温度が高い場合は前記加熱器を非通電にし、
低い場合には前記加熱器を通電する。その際に開閉弁を
閉にする。そのため、前記冷媒対水熱交換器から前記圧
縮機へのバイパスの液冷媒が流れなくなり、前記圧縮機
の吐出温度は上昇し、前記冷媒対水熱交換器で効率よく
高温まで水を加熱することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施例１におけるヒートポンプ給湯機
の構成図

【図２】本発明の実施例２におけるヒートポンプ給湯機
の構成図

【図３】本発明の実施例３におけるヒートポンプ給湯機
の構成図

【図４】本発明の実施例４におけるヒートポンプ給湯機
の構成図

【図５】本発明の実施例５におけるヒートポンプ給湯機
の構成図

【図６】本発明の実施例６におけるヒートポンプ給湯機
の構成図

【図７】本発明の実施例７におけるヒートポンプ給湯機
の構成図

【図８】従来のヒートポンプ給湯機の構成図

【符号の説明】 １ 圧縮機 ２ 冷媒対水熱交換器 ３ 減圧装置 ４ 蒸発器 ５ 貯湯槽 ６ 循環ポンプ ７ 加熱器 ８ 第１の温度検知器 ９ 第２の温度検知器 １０ 湯量検知器 １１ 回転数制御手段 １２ 運転記憶装置 １３ 運転制御器 １４ 蒸発温度検知器 １５ タイマー １６ タイマー設定手段 １７ 運転制御器 １８ 第３の温度検知器 １９ 運転制御器 ２０ 運転制御器 ２１ 温度検知器 ２２ 回転数制御手段 ２３ 運転制御器 ２４ 運転制御器 ２５ 開閉弁 ２６ バイパス管 ２７ 流量調節手段 ２８ 運転制御器

Claims (5)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 圧縮機、冷媒対水熱交換器、減圧装置、
   蒸発器を順次接続した冷媒循環回路と、下部から給水さ
   れて上部から出湯される貯湯槽、前記貯湯槽下部と接続
   される循環ポンプ、前記冷媒対水熱交換器、前記貯湯槽
   上部と接続される加熱器を順次接続した給湯回路と、前
   記給湯回路の前記冷媒対水熱交換器出口の湯温を検知す
   る第１の温度検知器と、前記給湯回路の前記加熱器出口
   の湯温を検知する第２の温度検知器と、前記貯湯槽内の
   湯温を検知する湯量検知器と、前記加熱器が非通電時は
   前記第１の温度検知器の信号で前記循環ポンプの回転数
   を制御し、前記加熱器に通電時は前記第２の温度検知器
   の信号で前記循環ポンプの回転数を制御する回転数制御
   手段と、直前に前記加熱器が非通電か通電であったかを
   記憶する運転記憶装置と、前記湯量検知器が所定温度以
   下を検知すると前記圧縮機と前記循環ポンプを運転する
   とともに前記運転記憶装置が非通電を記憶している時は
   前記加熱器を非通電として前記第１の温度検出器の信号
   に基づき前記循環ポンプの回転数を制御し、通電を記憶
   している時は前記加熱器に通電して前記第２の温度検出
   器の信号に基づき前記循環ポンプの回転数を制御する運
   転制御器とを備えたヒートポンプ給湯機。
2. 【請求項２】 圧縮機、冷媒対水熱交換器、減圧装置、
   蒸発器を順次接続した冷媒循環回路と、貯湯槽、循環ポ
   ンプ、前記冷媒対水熱交換器、前記貯湯槽上部と接続さ
   れる加熱器を順次接続した給湯回路と、前記給湯回路の
   前記冷媒対水熱交換器出口の湯温を検知する第１の温度
   検知器と、前記給湯回路の前記加熱器出口の湯温を検知
   する第２の温度検知器と、前記貯湯槽内の湯温を検知す
   る湯量検知器と、前記加熱器が非通電時は前記第１の温
   度検知器の信号で前記循環ポンプの回転数を制御し、前
   記加熱器に通電時は前記第２の温度検知器の信号で前記
   循環ポンプの回転数を制御する回転数制御手段と、前記
   給湯回路の前記冷媒対水熱交換器入口の水温を検知する
   第３の温度検知器と、前記湯量検知器の信号と前記第３
   の温度検知器の信号から、前記貯湯槽内の湯温と前記冷
   媒対水熱交換器入口の水温の温度差が設定値よりも大き
   い場合には前記加熱器を非通電として前記圧縮機および
   前記循環ポンプを運転開始すると共に前記循環ポンプの
   回転数を前記第１の温度検出器の信号に基づき制御し、
   前記温度差が設定値以下の場合には前記加熱器に通電す
   ると共に前記圧縮機および循環ポンプを運転開始し、か
   つ前記循環ポンプの回転数を前記第２の温度検出器の信
   号に基づき制御する運転制御器とを備えたヒートポンプ
   給湯機。
3. 【請求項３】 圧縮機、冷媒対水熱交換器、減圧装置、
   蒸発器を順次接続した冷媒循環回路と、貯湯槽、循環ポ
   ンプ、前記冷媒対水熱交換器、加熱器を順次接続した給
   湯回路と、前記給湯回路の前記冷媒対水熱交換器出口の
   湯温を検知する第１の温度検知器と、前記給湯回路の前
   記加熱器出口の湯温を検知する第２の温度検知器と、前
   記加熱器が非通電時は前記第１の温度検知器の信号で前
   記循環ポンプの回転数を制御し、前記加熱器に通電時は
   前記第２の温度検知器の信号で前記循環ポンプの回転数
   を制御する回転数制御手段と、運転開始時に前記加熱器
   へ通電して前記循環ポンプの回転数を前記第２の温度検
   出器の信号に基づき制御し、その後遅延して前記加熱器
   を非通電として前記循環ポンプの回転数を前記第１の温
   度検出器の信号に基づき制御する運転制御器とを備えた
   ヒートポンプ給湯機。
4. 【請求項４】 圧縮機、冷媒対水熱交換器、減圧装置、
   蒸発器を順次接続した冷媒循環回路と、貯湯槽、循環ポ
   ンプ、前記冷媒対水熱交換器、加熱器を順次接続した給
   湯回路と、前記給湯回路の前記冷媒対水熱交換器出口の
   湯温を検知する第１の温度検知器と、前記給湯回路の前
   記加熱器出口の湯温を検知する第２の温度検知器と、前
   記加熱器が非通電時は前記第１の温度検知器の信号で前
   記循環ポンプの回転数を制御し、前記加熱器に通電時は
   前記第２の温度検知器の信号で前記循環ポンプの回転数
   を制御する回転数制御手段と、前記蒸発器入口の冷媒温
   度を検知する蒸発温度検知器と、前記蒸発温度検知器の
   信号が所定温度よりも低温になると前記加熱器に通電し
   て前記循環ポンプの回転数を前記第２の温度検出器の信
   号に基づき制御する運転制御器とを備えたヒートポンプ
   給湯機。
5. 【請求項５】 圧縮機、冷媒対水熱交換器、減圧装置、
   蒸発器を順次接続した冷媒循環回路と、貯湯槽、循環ポ
   ンプ、前記冷媒対水熱交換器、加熱器を順次接続した給
   湯回路と、前記給湯回路の前記冷媒対水熱交換器出口の
   湯温を検知する第１の温度検知器と、前記給湯回路の前
   記加熱器出口の湯温を検知する第２の温度検知器と、前
   記加熱器が非通電時は前記第１の温度検知器の信号で前
   記循環ポンプの回転数を制御し、前記加熱器に通電時は
   前記第２の温度検知器の信号で前記循環ポンプの回転数
   を制御する回転数制御手段と、前記蒸発器入口の冷媒温
   度を検知する蒸発温度検知器と、前記圧縮機の吸入管と
   前記冷媒循環回路の前記冷媒対水熱交換器の出口管を接
   続するバイパス管に設けて冷媒を減圧させるとともにバ
   イパス管側に流れる冷媒の流量を設定する流量調節手段
   および開閉弁を有し、前記蒸発温度検知器の信号が所定
   温度よりも高温の時は前記加熱器を非通電とするととも
   に前記開閉弁を開として圧縮機を運転し、前記蒸発温度
   検知器の信号が所定温度よりも低温の時は前記加熱器に
   通電するとともに前記開閉弁を閉じて圧縮機を運転する
   運転制御器とを備えたヒートポンプ給湯機。