JP4378900B2

JP4378900B2 - ヒートポンプ式給湯装置

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Publication number: JP4378900B2
Application number: JP2001236939A
Authority: JP
Inventors: 哲哉和泉; 英樹石田; 久介榊原
Original assignee: Denso Corp
Current assignee: Denso Corp
Priority date: 2001-08-03
Filing date: 2001-08-03
Publication date: 2009-12-09
Anticipated expiration: 2021-08-03
Also published as: JP2003050050A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、異なる温度の温水を床暖房機と貯湯タンクに同時に供給可能なヒートポンプ式給湯装置に関するもので、特に貯湯タンクに溜めた給湯用温水を有効利用することが可能なヒートポンプ式給湯装置に係わる。
【０００２】
【従来の技術】
従来より、臨界温度の低い二酸化炭素（ＣＯ₂）等を冷媒とするヒートポンプサイクルを用いて給湯用温水を加熱し、この加熱した給湯用温水を貯湯タンクに溜め、必要な時に貯湯タンク内の給湯用温水を台所または浴室に給湯するようにしたヒートポンプ式給湯装置（特開２００１−８２８０３号）が提案されている。また、ヒートポンプサイクルを用いて加熱した床暖房用温水を床暖房装置に供給するようにしたヒートポンプ式給湯装置も提案されている。ここで、一般に、温水を用いる床暖房装置に対しては６０℃程度の温度の床暖房用温水を得る必要があり、また、貯湯タンク内の給湯用温水を用いる台所給湯、浴室給湯に対しては８０℃程度の給湯用温水を得る必要がある。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
ところが、従来のヒートポンプ式給湯装置においては、１つのヒートポンプサイクルによって異なる温度の温水を同時に得ることができず、異なる温度の温水を床暖房装置と貯湯タンクに同時に供給することができないという問題が生じている。
【０００４】
そこで、異なる温度の温水を同時に供給するという目的で、既に特願２００１−１６８７８１号（出願日平成１３年６月４日）を出願したが、この出願では、床暖房装置を使用する際には、必ずヒートポンプサイクルを運転する必要があり、深夜電力を使用してヒートポンプサイクルを運転し貯湯タンクに貯留した給湯用温水を床暖房用温水を温めるために利用する等のように、貯湯タンクに貯留した給湯用温水を有効利用することができず、コストが高くなるという問題があった。
【０００５】
【発明の目的】
本発明の目的は、異なる温度の温水を床暖房機と貯湯タンクに同時に供給することのできるヒートポンプ式給湯装置を提供することにある。また、貯湯タンクに溜めた給湯用水を有効利用することのできるヒートポンプ式給湯装置を提供することにある。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
請求項１に記載の発明によれば、床暖房用熱交換器の有効熱交換面積を、給湯用熱交換器の有効熱交換面積よりも小さくしたことにより、１つのヒートポンプサイクル等の熱源ユニットによって異なる温度の温水を同時に得ることができるので、異なる温度の温水を床暖房機と貯湯タンクに同時に供給することができる。
【０００７】
また、ヒートポンプサイクルの電動圧縮機にて圧縮された高圧冷媒が流入する放熱器と給湯用熱交換器と床暖房用熱交換器とは、三層構造の水−冷媒熱交換器とされており、放熱器と給湯用熱交換器の２層の熱交換器と放熱器と床暖房用熱交換器の２層の熱交換器とを並列配置したものと比べて省スペースとなる。
さらに、給湯用熱交換器および床暖房用熱交換器は、給湯用熱交換器内を流れる給湯用温水と床暖房用熱交換器内を流れる床暖房用温水とが熱交換可能に配設されており、ヒートポンプサイクルの停止時に、貯湯タンク内の給湯用温水を給湯用熱交換器に供給することにより、深夜電力を使用してヒートポンプサイクルを運転し貯湯タンクに溜めた給湯用温水を有効利用することができるので、コストが低くなる。
【０００８】
請求項２に記載の発明によれば、給湯用熱交換器は、放熱器の冷媒入口部から冷媒出口部に至る冷媒流路の全長で冷媒と温水との熱交換を行うように構成されている。これにより、給湯用熱交換器の出口部からは、給湯温度相当の高温の温水を取り出すことができる。また、床暖房用熱交換器は、放熱器の冷媒入口部より所定量だけ下流の中間部位から冷媒出口部に至る冷媒流路で高圧冷媒と温水との熱交換を行うように構成されている。これにより、床暖房用熱交換器の出口部からは、給湯温度よりも低い温度に加熱された温水を取り出すことができる。
【００１２】
【発明の実施の形態】
発明の実施の形態を実施例に基づき図面を参照して説明する。
［第１実施形態の構成］
図１は本発明の第１実施形態を示したもので、多機能給湯装置の一例としてのヒートポンプ式給湯装置の概略構造を示した図である。
【００１３】
本実施形態のヒートポンプ式給湯装置は、温水を加熱する熱源ユニットとしてのヒートポンプサイクル（閉回路）１０と、このヒートポンプサイクル１０によって加熱された貯湯タンク用温水（水道水等の給湯用温水）を利用する第１温水循環経路（貯湯用温水循環回路）１１と、ヒートポンプサイクル１０によって加熱された床暖房用温水（ブライン）を利用する第２温水循環経路（床暖房用温水循環回路、閉回路）１２とを備えている。
【００１４】
ヒートポンプサイクル１０は、ランニングコスト（料金）の安い夜間電力（深夜電力）を使用して主に夜間に稼働される電気式温水器を構成する。ヒートポンプサイクル１０は、電動圧縮機１、三層構造の水−冷媒熱交換器２、膨張弁３、冷媒蒸発器４を順次冷媒配管により接続して構成されている。ここで、電動圧縮機１は、内蔵する電動モータ（図示せず）によって回転駆動されて、冷媒蒸発器４より吸引した冷媒を一時的に使用条件において臨界圧力以上まで圧縮して吐出する電動コンプレッサである。
【００１５】
また、膨張弁３は、水−冷媒熱交換器２から流出する冷媒を弁開度に応じて減圧する減圧装置で、図示しない制御装置によって弁開度が電気的に制御される。そして、冷媒蒸発器４は、膨張弁３で減圧された冷媒を図示しないファンによって送風される室外空気との熱交換によって蒸発気化させ、電動圧縮機１にガス冷媒を供給する。
【００１６】
水−冷媒熱交換器２中の高圧側熱交換器２１は、本発明の放熱器に相当するもので、電動圧縮機１の吐出口より吐出された高圧のガス冷媒と貯湯タンク用温水および床暖房用温水とを熱交換する熱交換用冷媒流路管により構成されている。そして、水−冷媒熱交換器２は、図１に示したように、高圧側熱交換器２１の一端面（放熱面の一方側の側面）に給湯用熱交換器（貯湯用熱交換器）２２の他端面が熱交換可能に密着するように配置され、且つその給湯用熱交換器２２の一端面（吸熱面の一方側の側面）に床暖房用熱交換器（ブライン用熱交換器）２３の他端面が熱交換可能に密着するように配置された三層の熱交換構造となっている。
【００１７】
ここで、ヒートポンプサイクル１０は、冷媒として例えば臨界温度の低い二酸化炭素（ＣＯ₂）等を使用し、高圧側の冷媒圧力が冷媒の臨界圧力以上となる超臨界ヒートポンプサイクルにより構成されている。この超臨界ヒートポンプサイクルでは、高圧側冷媒圧力の上昇により高圧側熱交換器２１の入口部の冷媒温度（電動圧縮機１の吐出冷媒温度）を１２０℃程度まで高めることができる。なお、高圧側熱交換器２１に流入する冷媒は、電動圧縮機１で臨界圧力以上に加圧されているので、高圧側熱交換器２１で放熱しても凝縮液化することはない。
【００１８】
第１温水循環経路１１は、水−冷媒熱交換器２中の給湯用熱交換器２２、電動ポンプ（貯湯用ポンプ）５、電磁式切替弁１３、貯湯タンク（貯湯槽）６、バッファタンク７を順次貯湯用配管により接続して構成された貯湯タンク用温水循環回路である。なお、電磁式切替弁１３およびバッファタンク７は、電磁式切替弁１４および温度調整弁（図示せず）を設置した給湯配管１６に接続されている。給湯配管１６は、貯湯タンク６内の給湯用温水（貯湯タンク用温水）またはバッファタンク７内の給湯用温水（貯湯タンク用温水）を台所、洗面所や浴室等の給湯箇所へ給湯する給湯供給管である。その給湯配管１６の下流端には、台所、洗面台等への給湯のための給湯器具（図示せず）、あるいは浴室への給湯または風呂への出湯のための給水栓（蛇口や水栓）等の開閉器具（図示せず）が接続されている。なお、台所、洗面台等の給湯機器としては、台所、洗面台に設置された給水栓（蛇口や水栓）等の開閉器具が用いられる。
【００１９】
給湯用熱交換器２２は、高圧側熱交換器２１の冷媒入口部から冷媒出口部に至る冷媒流路の全長で冷媒と貯湯タンク用温水との熱交換を行うように構成されている。このため、給湯用熱交換器２２の出口部（第１温水循環経路１１の貯湯用配管１１ａ）からは、給湯温度（６５℃〜９０℃程度）相当の高温の貯湯タンク用温水を取り出すことができ、その高温の貯湯タンク用温水を貯湯タンク６に供給することができる。
【００２０】
電動ポンプ５は、内蔵する電動モータ（図示せず）によって回転駆動されて、ヒートポンプサイクル１０の運転（貯湯運転）時に正回転して、給湯用熱交換器２２内で加熱された貯湯タンク用温水を貯湯タンク６に還流させると共に、ヒートポンプサイクル１０の運転停止時（使用時）に逆回転して、貯湯タンク６内の貯湯タンク用温水を給湯用熱交換器２２に還流させる（貯湯タンク６内の温水を床暖房に使用する）ように作動するウォータポンプである。
【００２１】
貯湯タンク６は、内部と外部とを断熱する断熱容器よりなり、給湯用熱交換器２２内で加熱された貯湯タンク用温水を貯留するもので、内容量は例えば３００リットルである。この貯湯タンク６の底部には、水道水等を給水するための給水配管１５に接続する給水入口３１、およびバッファ７に接続する温水出口３２が設けられている。また、貯湯タンク６の天井部には、給湯用熱交換器２２内で加熱された貯湯タンク用温水が流入したり、内部の給湯用温水を台所、洗面所や浴室等の給湯箇所へ給湯または出湯したりするための温水出入口３３が設けられている。
【００２２】
バッファタンク７は、内部と外部とを断熱する断熱容器よりなり、給湯用熱交換器２２内で加熱された貯湯タンク用温水を貯留するもので、内容量は例えば１５０リットルである。このバッファタンク７の底部には、貯湯タンク６の温水出口３２（第１温水循環経路１１の貯湯用配管１１ｃ）に連通する温水入口３４が設けられている。また、バッファタンク７の天井部には、冷えた貯湯タンク用温水を給湯用熱交換器２２（第１温水循環経路１１の貯湯用配管１１ｄ）に還流させるための温水出口３５、および内部の給湯用温水を台所、洗面所や浴室等の給湯箇所へ給湯するための温水出口３６が設けられている。
【００２３】
電磁式切替弁１３は、通電されると貯湯タンク６の温水出入口３３と電動ポンプ５の出口部（第１温水循環経路１１の貯湯用配管１１ｂ）とを連通する連通状態に切り替えられ、通電が停止されると貯湯タンク６の温水出入口３３と給湯配管１７とを連通する連通状態に切り替えられる。また、電磁式切替弁１４は、通電されるとバッファタンク７の温水出口３６（給湯配管１８）と給湯配管１６とを連通する連通状態に切り替えられ、通電が停止されると貯湯タンク６の温水出入口３３（給湯配管１７）と台所、洗面所や浴室等の給湯箇所へ給湯するための給湯配管１６とを連通する連通状態に切り替えられる。
【００２４】
そして、温度調整弁は、給湯配管１６の途中に設けられて、貯湯タンク６内の高温の給湯用温水、あるいはバッファタンク７内の高温の給湯用温水と、図示しない給水配管からの低温の水道水との混合比率を調整して所望の給湯温度の給湯用温水に調整するものである。この温度調整弁は、上記の混合比率を調整する弁体をモータ等のアクチュエータにより駆動するようになっており、給湯用温水の温度を検出する温度センサ（サーミスタ）の検出温度により弁体位置を自動調整して、給湯用温水の温度が目標温度（目標出湯温度）に維持されるように構成されている。
【００２５】
第２温水循環経路１２は、床暖房用熱交換器２３、電動ポンプ（床暖房用ポンプ）８、床暖房機（床暖房用パネル）９、電磁式切替弁４１、４２を順次床暖房用配管により接続して構成された床暖房用温水循環回路である。床暖房用熱交換器２３は、高圧側熱交換器２１の冷媒との熱交換により床暖房用温水を給湯温度（６５℃〜９０℃程度）よりも低い温度（６０℃程度）に加熱することができるように構成された温水流路管である。
【００２６】
ここで、床暖房用熱交換器２３は、高圧側熱交換器２１の冷媒入口部より所定量だけ下流側の中間部位から冷媒出口部に至る冷媒流路で冷媒と床暖房用温水との熱交換を行うように構成されている。また、床暖房用熱交換器２３は、給湯用熱交換器２２の温水出口部より所定量だけ上流側の中間部位から温水入口部に至る温水流路で貯湯タンク用温水と床暖房用温水との熱交換を行うようにも構成されている。
【００２７】
つまり、床暖房用熱交換器２３の有効熱交換面積は、高圧側熱交換器２１および給湯用熱交換器２２の有効熱交換面積に対して２／３程度に小さくなっている。このため、床暖房用熱交換器２３の出口部から、貯湯タンク６に貯湯するための給湯温度（６５℃〜９０℃程度）よりも低い温度（６０℃程度）に加熱された床暖房用温水を取り出すことができる。ここで、床暖房用温水（ブライン）は、床暖房用熱交換器２３で加熱され床暖房機９にて放熱する熱媒体であり、具体的には、水道水や、不凍液を混合した水道水等を使用する。
【００２８】
電動ポンプ８は、内蔵する電動モータ（図示せず）によって回転駆動されて、床暖房用熱交換器２３で加熱された床暖房用温水を床暖房機９に還流させるように作動するウォータポンプである。床暖房機９は、コンクリート造の床にパイプコイル等を埋め込んで温水を通し、床パネルを放熱面とするパネルヒーティングであり、供給された床暖房用温水の熱を放熱することで床暖房を行う。
【００２９】
また、電磁式切替弁４１、４２は、第２温水循環経路１２内を還流する床暖房用温水の温度が床暖房温度（６０℃程度）よりも低い時に、バイパス配管４３を床暖房用温水が流れ再度床暖房用熱交換器２３で加熱されるようにして床暖房用温水の温度を上昇させるように作動する。なお、電磁式切替弁４１、４２およびバイパス配管４３は設けなくても良い。
【００３０】
［第１実施形態の作用］
次に、本実施形態のヒートポンプ式給湯装置の作用を図１に基づいて簡単に説明する。
【００３１】
貯湯タンク６への貯湯タンク用温水の供給（貯湯運転）と床暖房運転とを同時運転を行う場合には、電動圧縮機１、電動ポンプ５、８を同時運転する。これにより、先ずヒートポンプサイクル１０では、電動圧縮機１の作動によって冷媒が循環する。これにより、電動圧縮機１が冷媒を圧縮することにより１２０℃程度まで高められた冷媒は、水−冷媒熱交換器２の高圧側熱交換器２１内に流入し、給湯用熱交換器２２内を循環する貯湯タンク用温水を加熱し、且つ床暖房用熱交換器２３内を循環する床暖房用温水を加熱する。
【００３２】
一方、第１温水循環経路１１においては、給水配管１５により水道水が貯湯タンク６の下部の供給され、貯水される。そして、貯湯タンク６の下部の貯湯タンク用温水が電動ポンプ５の作動により、ヒートポンプサイクル１０の水−冷媒熱交換器２の中の給湯用熱交換器２２に流入する。そして、給湯用熱交換器２２内に流入した貯湯タンク用温水は、ヒートポンプサイクル１０内の高圧側冷媒から吸熱して６５℃〜９０℃程度に昇温し、貯湯タンク６の上部に還流して貯湯される。そして、貯湯タンク６内に貯湯された高温の貯湯タンク用温水は、電磁式切替弁１３、１４を開弁して、給湯配管１６の途中に設置された温度調整弁において、給水配管からの低温の水道水と混合されて目標の給湯温度の給湯用温水となり、その後に、台所、洗面台等の給湯器具に給湯されたり、あるいは浴室内の風呂に出湯されたりする。
【００３３】
一方、第２温水循環経路１２においては、第２温水循環経路１２内の床暖房用温水を電動ポンプ８の作動により、ヒートポンプサイクル１０の水−冷媒熱交換器２の中の床暖房用熱交換器２３に循環させることにより、ヒートポンプサイクル１０内の高圧側冷媒との熱交換により床暖房用温水が加熱される。具体的には、高圧側熱交換器２１の高圧冷媒の入口部の冷媒温度が１２０℃程度である場合には、床暖房用温水を６０℃〜８０℃程度まで昇温させることができる。
【００３４】
ここで、床暖房用熱交換器２３は、高圧側熱交換器２１の冷媒入口部より所定量だけ下流の中間部位から冷媒出口部に至る冷媒流路で冷媒と床暖房用温水との熱交換を行うように構成されている。つまり、床暖房用熱交換器２３においては、給湯用熱交換器２２の貯湯タンク用温水との熱交換により１２０℃程度から７０℃〜９０℃程度に温度低下した後の冷媒と床暖房用温水とが熱交換可能に構成されている。
【００３５】
このため、床暖房用熱交換器２３の出口部からは、給湯温度（９０℃程度）よりも低い温度（６０℃〜８０℃程度）に加熱された床暖房用温水を取り出すことができる。そして、電磁式切替弁４１、４２を通電して開弁させることにより、水−冷媒熱交換器２で加熱された６０℃〜８０℃程度の中温の床暖房用温水が床暖房機９に流入することにより、床暖房を行う。その後、床暖房用温水は４０℃〜６０℃程度の温度に低下し、再度床暖房用熱交換器２３に還流して加熱される。以上のように、床暖房と９０℃給湯の同時運転が可能となる。
【００３６】
また、床暖房用熱交換器２３は、給湯用熱交換器２２の温水出口部より所定量だけ上流側の中間部位から温水入口部に至る温水流路で貯湯タンク用温水と床暖房用温水との熱交換を行うようにも構成されている。このため、深夜電力を使用してヒートポンプサイクル１０を運転し貯湯タンク６内に高温の貯湯タンク用温水を貯湯しておいた場合には、ヒートポンプサイクル１０の運転が停止中であっても、電動ポンプ５を逆回転させ、電動ポンプ８を運転し、貯湯タンク６内に貯湯した６５℃〜９０℃程度の貯湯タンク用温水を水−冷媒熱交換器２の中の給湯用熱交換器２２に供給すれば、水−冷媒熱交換器２の中の床暖房用熱交換器２３内に還流する床暖房用温水を４０℃〜６０℃程度の温度まで昇温させることもできる。
【００３７】
また、貯湯タンク６内に貯湯した６５℃〜９０℃程度の貯湯タンク用温水で床暖房を行う場合には、冷め切ってない給湯用温水をバッファタンク７に貯め、電磁式切替弁１４を開弁してバッファタンク７内の給湯用温水を台所、洗面台等の給湯器具、あるいは浴室内の風呂に給湯または出湯するようにしても良い。また、バッファタンク７内の貯湯タンク用温水を水−冷媒熱交換器２の中の給湯用熱交換器２２に供給することにより、水−冷媒熱交換器２の中の床暖房用熱交換器２３内に還流する床暖房用温水を４０℃〜６０℃程度の温度まで昇温させることもできる。つまり、バッファタンク７内の貯湯タンク用温水を床暖房の予熱にも使用できる。
【００３８】
［第１実施形態の効果］
以上のように、本実施形態のヒートポンプ式給湯装置は、ヒートポンプサイクル１０の電動圧縮機１の吐出口と膨張弁３の入口部との間に三層構造の水−冷媒熱交換器２を設置している。そして、単一の熱源ユニットであるヒートポンプサイクル１０によって異なる温度の貯湯タンク用温水を同時に得ることができるので、異なる温度の温水を貯湯タンク６と床暖房機９とに同時に供給することができる。したがって、所望の給湯温度（６５℃〜９０℃程度）の給湯運転（貯湯タンク６内に所望の温度の温水の貯湯運転）と所望の床暖房温度（４０℃〜６０℃）の床暖房用温水による床暖房運転とを同時に行うことができる。
【００３９】
また、高圧側熱交換器２１と給湯用熱交換器２２と床暖房用熱交換器２３とは、三層構造の水−冷媒熱交換器２とされており、高圧側熱交換器２１と給湯用熱交換器２２の２層構造の水−冷媒熱交換器と高圧側熱交換器２１と床暖房用熱交換器の２層構造の水−冷媒熱交換器とを並列配置したものと比べて省スペースとなる。
【００４０】
そして、第１温水循環経路（貯湯用温水循環回路）１１の電動ポンプ５を逆回転させることにより、深夜電力等によってヒートポンプサイクル１０を運転して貯湯タンク６内に所望の給湯温度（６５℃〜９０℃程度）の貯湯タンク用温水を貯湯しておき、ヒートポンプサイクル１０の運転を停止した後に、貯湯タンク６内に貯湯した貯湯タンク用温水で床暖房用温水（ブライン）を温めて、床暖房に使用することができる。これにより、ランニングコストの低いヒートポンプ式給湯装置を提供することができる。
【００４１】
そして、床暖房用熱交換器２３は、高圧側熱交換器２１の冷媒入口部より所定量だけ下流の中間部位から冷媒出口部に至る冷媒流路で冷媒と床暖房用温水との熱交換を行うように構成されている。また、床暖房用熱交換器２３は、給湯用熱交換器２２の温水出口部より所定量だけ上流側の中間部位から温水入口部に至る温水流路で貯湯タンク用温水と床暖房用温水との熱交換を行うようにも構成されている。つまり、床暖房用熱交換器２３の有効熱交換面積は、高圧側熱交換器２１および給湯用熱交換器２２の有効熱交換面積に対して２／３程度に小さくなっている。
【００４２】
このため、床暖房用熱交換器２３の出口部から、貯湯タンク６に貯湯するための給湯温度（６５℃〜９０℃程度）よりも低い温度（６０℃程度）に加熱された床暖房用温水を取り出すことができる。また、床暖房用熱交換器２３は６０℃沸き上げのため、高圧側熱交換器２１および給湯用熱交換器２２よりも短くすることができるので、三層構造の水−冷媒熱交換器２の設置スペースを小さくすることができ、且つ製品コストを低減することができる。
【００４３】
［比較例の構成］
図２は本発明の第１実施形態に対する比較例を示したもので、ヒートポンプ式給湯装置の概略構造を示した図である。
【００４４】
本比較例のヒートポンプ式給湯装置は、第１実施形態と同様に、熱源ユニットとしてのヒートポンプサイクル１０と、このヒートポンプサイクル１０によって加熱された貯湯タンク用温水（給湯用温水）を貯湯タンク６に循環させる第１温水循環経路１１と、ヒートポンプサイクル１０によって加熱された床暖房用温水（ブライン）を床暖房機９に循環させる第２温水循環経路（床暖房用温水循環回路、閉回路）１２とを備えている。
【００４５】
本比較例の貯湯タンク６は、後記する第２、第１給湯用熱交換器６２、６６内で加熱された貯湯タンク用温水を貯留するものである。この貯湯タンク６の底部には、水道水等を給水するための給水配管１５に接続する給水入口３１、および第１給湯用熱交換器６６の入口部に連通する温水出口３２が設けられている。また、貯湯タンク６の側面部には、第２給湯用熱交換器６２内で加熱された貯湯タンク用温水を流入させるための温水入口３７、また、貯湯タンク６の天井部には、貯湯タンク６内の温水を台所、洗面所や浴室等の給湯箇所へ給湯するための給湯配管１６に接続する温水出口３８が設けられている。
【００４６】
本比較例のヒートポンプサイクル１０は、冷媒として例えば臨界温度の低い二酸化炭素（ＣＯ₂）等を使用し、高圧側の冷媒圧力が冷媒の臨界圧力以上となる超臨界ヒートポンプサイクルにより構成されている。そして、ヒートポンプサイクル１０には、３つの第１〜第３水−冷媒熱交換器５１〜５３を電動圧縮機１の吐出口と膨張弁３の入口部とを結ぶ冷媒配管の途中に直列接続している。
【００４７】
第１水−冷媒熱交換器（放熱器）５１は、高温側冷媒用熱交換器（高温側放熱器）６１の一端面に第２給湯用熱交換器（第２熱交換器）６２を熱交換可能に密着させて配置したもので、高温側冷媒用熱交換器６１内に流入する１２０℃程度の高温の高圧冷媒と第２給湯用熱交換器６２内に流入する４０℃程度の温水（水道水、貯湯タンク用温水）とを熱交換して、６５℃〜９０℃程度の温水を取り出す熱交換器である。
【００４８】
第２水−冷媒熱交換器５２は、中温側冷媒用熱交換器（中温側放熱器）６３の一端面に床暖房用熱交換器６４を熱交換可能に密着させて配置したもので、中温側冷媒用熱交換器６３内に流入する７０℃程度の中温の高圧冷媒と床暖房用熱交換器６４内に流入する４０℃程度の床暖房用温水とを熱交換して、６０℃程度の床暖房用温水を取り出す熱交換器である。
【００４９】
第３水−冷媒熱交換器５３は、低温側冷媒用熱交換器（低温側放熱器）６５の一端面に第１給湯用熱交換器（第１熱交換器）６６を熱交換可能に密着させて配置したもので、低温側冷媒用熱交換器６５内に流入する５０℃程度の低温の高圧冷媒と第１給湯用熱交換器６６内に流入する２０℃程度の温水（水道水、貯湯用温水）とを熱交換して、４０℃程度の温水を取り出す熱交換器である。
【００５０】
［比較例の効果］
以上のように、本比較例のヒートポンプ式給湯装置は、単一の熱源ユニットであるヒートポンプサイクル１０によって異なる温度の温水を同時に得ることができるので、異なる温度の温水を貯湯タンク６と床暖房機９とに同時に供給することができる。したがって、所望の給湯温度（６５℃〜９０℃程度）の給湯（貯湯タンク６内に所望の温度の温水の貯湯）運転、および所望の床暖房温度（４０℃〜６０℃）による床暖房運転を同時運転することができる。
【００５１】
また、同じサイズの水−冷媒熱交換器５１〜５３を３個直列接続すれば良いので、生産性が向上し、第１実施形態で示した一体型の三層構造の水−冷媒熱交換器２に比べてヒートポンプ式給湯装置の構成を簡素化することができる。また、３つの第１〜第３水−冷媒熱交換器５１〜５３を直列接続することにより、２０℃程度の温水を低温の冷媒で加熱することで４０℃程度まで昇温した後に、４０℃程度の温水を高温の冷媒で加熱することで６５℃〜９０℃程度まで昇温させることができる。その上、中温の冷媒で床暖房用温水を加熱することで、中温（６０℃程度）の床暖房用温水を作り出すことができる。これにより、２０℃程度の温水を高温の冷媒で加熱することで６５℃〜９０℃程度まで昇温させる第１実施形態のヒートポンプ式給湯装置と比べて熱効率を向上させることができ、性能の低下を防止することができる。
【００５２】
［他の実施形態］
本実施形態では、ヒートポンプサイクル１０の電動圧縮機１にて圧縮された高圧冷媒が流入する高圧側熱交換器（放熱器）２１と給湯用熱交換器２２と床暖房用熱交換器２３とで三層構造の水−冷媒熱交換器２を構成したが、高圧側熱交換器（放熱器）２１と給湯用熱交換器２２と床暖房用熱交換器２３とで三重円管状の水−冷媒熱交換器を構成しても良い。
【図面の簡単な説明】
【図１】ヒートポンプ式給湯装置の概略構造を示した構成図である（第１実施形態）。
【図２】ヒートポンプ式給湯装置の概略構造を示した構成図である（比較例）。
【符号の説明】
１電動圧縮機
２水−冷媒熱交換器
５電動ポンプ（貯湯用ポンプ）
６貯湯タンク
７バッファタンク
８電動ポンプ（床暖房用ポンプ）
９床暖房機
１０ヒートポンプサイクル（熱源ユニット）
１１第１温水循環経路
１２第２温水循環経路
２１高圧側熱交換器（放熱器）
２２給湯用熱交換器
２３床暖房用熱交換器
５１第１水−冷媒熱交換器
５２第２水−冷媒熱交換器
５３第３水−冷媒熱交換器
６１高温側冷媒用熱交換器（高温側放熱器）
６２第２給湯用熱交換器（第２熱交換器）
６３中温側冷媒用熱交換器（中温側放熱器）
６４床暖房用熱交換器
６５低温側冷媒用熱交換器（低温側放熱器）
６６第１給湯用熱交換器（第１熱交換器）

Claims

（ａ）温水を加熱するための熱源ユニットと、
（ｂ）この熱源ユニットによって温水を加熱する給湯用熱交換器、およびこの給湯用熱交換器で加熱された温水を貯留する貯湯タンクを有する第１温水循環経路と、
（ｃ）前記熱源ユニットによって温水を加熱する床暖房用熱交換器、およびこの床暖房用熱交換器で加熱された温水を利用する床暖房機を有する第２温水循環経路と
を備えたヒートポンプ式給湯装置において、
前記床暖房用熱交換器の有効熱交換面積を、前記給湯用熱交換器の有効熱交換面積よりも小さくし、
前記熱源ユニットは、臨界温度の低いＣＯ ₂ を冷媒とするヒートポンプサイクルであり、
前記ヒートポンプサイクルの電動圧縮機にて圧縮された高圧冷媒が流入する放熱器と前記給湯用熱交換器と前記床暖房用熱交換器とは、三層構造の水−冷媒熱交換器とされ、
前記給湯用熱交換器および前記床暖房用熱交換器は、前記給湯用熱交換器内を流れる給湯用温水と前記床暖房用熱交換器内を流れる床暖房用温水とが熱交換可能に配設されており、
前記第１温水循環経路は、前記給湯用熱交換器から前記貯湯タンクに給湯用温水を供給するための貯湯用ポンプを有し、
前記貯湯用ポンプは、前記ヒートポンプサイクルの停止時に、前記貯湯タンク内の給湯用温水を前記給湯用熱交換器に供給することを特徴とするヒートポンプ式給湯装置。
請求項１に記載のヒートポンプ式給湯装置において、
前記給湯用熱交換器は、前記放熱器の冷媒入口部から冷媒出口部に至る冷媒流路の全長で冷媒と温水との熱交換を行うように構成されており、
前記床暖房用熱交換器は、前記放熱器の冷媒入口部より所定量だけ下流の中間部位から冷媒出口部に至る冷媒流路で高圧冷媒と温水との熱交換を行うように構成されていることを特徴とするヒートポンプ式給湯装置。