JP4817916B2 - ヒートポンプ式給湯装置 - Google Patents

Description

本発明は、浴槽内の浴槽水の追い焚きや保温を行うようにした追い焚き機能付きのヒートポンプ式給湯装置に関する。

一般に、この種の追い焚き機能付きのヒートポンプ式給湯装置では、貯湯タンク内に熱交換器を配置し、この熱交換器に浴槽内の浴槽水を循環させて、浴槽水の追い焚きや保温を行うもの（特許文献１参照）、また、貯湯タンクの外部に水対水熱交換器を配置し、この水対水熱交換器の加熱部側に貯湯タンク内の湯水を循環させると共に、浴槽内の浴槽水を水対水熱交換器の被加熱部側に循環させて、浴槽水の追い焚きや保温を行うもの（特許文献２参照）が知られている。
特開２００２−２２２６６号公報 特開２００２−２４３２７５号公報

ところで、貯湯タンク内に熱交換器を配置し、この熱交換器に浴槽内の浴槽水を循環させて、浴槽水の追い焚きや保温を行うものでは、追い焚き運転時の加熱に貯湯タンク内の湯を直接利用する関係上、熱交換器の熱交換能力に応じて追い焚き加熱能力を高くすることが可能であるが、長時間にわたって、或いは頻繁に浴槽の追い焚き機能を働かせると、貯湯タンク内の湯水の温度が貯湯タンク全体にわたって低下してしまい、高温の湯を必要とする場合、利用部へ給湯できなくなる心配があった。

また、貯湯タンクの外部に水対水熱交換器を配置し、この水対水熱交換器の加熱部側に貯湯タンク内の湯水を循環させると共に、浴槽内の浴槽水を水対水熱交換器の被加熱部側に循環させて、浴槽水の追い焚きや保温を行うものでは、長時間にわたって、或いは頻繁に浴槽の追い焚き機能を働かせると、やはり、貯湯タンク内の湯水の温度低下により、高温の湯を必要な時に利用部へ給湯できなくなる心配があった。

さらにまた、上述の従来装置においては、浴槽水の追い焚きや保温を行う場合、貯湯タンクの天部から高温の湯を取り出して水対水熱交換器の加熱部側に貯湯タンク内の湯水を循環させる追い焚き加熱専用の回路を、貯湯タンク内の水を加熱させる貯湯用循環回路とは別に設ける構成であるため、循環用のポンプや配管部品等の部品点数や、組み立て作業時における作業工数などが増加する上、部品の設置スペースも増加する難点があった。

本発明は上述の実情に鑑みてなされたものであり、追い焚き運転時の加熱能力や加熱効率の向上を図りつつ、使い勝手に優れた追い焚き機能付きのヒートポンプ給湯装置を提供できるようにすることを主たる目的とし、他の目的として、部品点数の削減や、組み立て作業時における組み立て工数の低減、並びに装置の小型化を促進することが可能な追い焚き機能付きのヒートポンプ式給湯装置を提供できるようにする。

請求項１に記載の発明は、湯を貯溜可能とした貯湯タンクと、少なくとも圧縮機、冷媒対水熱交換器及び蒸発器を有し、二酸化炭素を有する冷媒を用いたヒートポンプ冷媒回路と、前記冷媒対水熱交換器の上流側に位置して循環ポンプを有し、この循環ポンプを作動させて前記貯湯タンク内の下部の水を取り出し、前記冷媒対水熱交換器にて前記圧縮機から吐出する冷媒の熱で加熱した後、その加熱された湯を前記貯湯タンクの天部から貯湯タンク内へ戻す貯湯用循環回路と、追い焚き用ポンプ及び追い焚き用熱交換器を有し、浴槽内の浴槽水を追い焚き用熱交換器の被加熱部側に循環させて加熱すると共に、この加熱された浴槽水を浴槽内に戻す追い焚き回路とを備え、浴槽水の追い焚き運転が行えるようにしたヒートポンプ式給湯装置において、前記循環ポンプよりも上流側の貯湯用循環回路に設けられた第１の流路切換装置と、前記冷媒対水熱交換器よりも下流側の貯湯用循環回路に設けられた第２の流路切換装置と、前記第２の流路切換装置よりも下流側の貯湯用循環回路に設けられた分岐部と、前記分岐部で分岐され、前記追い焚き用熱交換器の加熱部側を通して前記第１の流路切換装置に合流し、前記循環ポンプの運転によって前記冷媒対水熱交換器で加熱された湯を直接前記追い焚き用熱交換器に導いてこれら冷媒対水熱交換器と追い焚き用熱交換器とを湯が循環する追い焚き用加熱回路と、前記第２の流路切換装置から分岐され、他端部が前記貯湯タンクの中間部に接続され、前記循環ポンプの運転によって前記冷媒対水熱交換器で加熱された湯をまず前記貯湯タンクに導きその後このタンクから前記追い焚き用熱交換器へ導いてこれら冷媒対水熱交換器と貯湯タンクと追い焚き用熱交換器とを湯が循環する追い焚き用戻し回路とを備え前記貯湯タンクの残湯量が少ない時は前記追い焚き用加熱回路で、残湯量が多い時は前記追い焚き用戻し回路で追い焚き運転を行なうことを特徴とする。

請求項２に記載の発明は、前記貯湯タンクに湯温を検知する湯温検知センサを設け、前記追い焚き運転時に、前記湯温検知センサで検知した湯温、或いは貯湯タンクの残湯量に応じて、前記貯湯タンク内の上部の湯を取り出して貯湯用循環回路に逆流させ、合流部、追い焚き用加熱回路、第１の流路切換装置へと流す間接加熱による追い焚き運転と、前記冷媒対水熱交換器で加熱された湯を、第２の流路切換装置、合流部、追い焚き用加熱回路、第１の流路切換装置へと流す直接加熱による追い焚き運転とに、切換可能に構成したことを特徴とする。

請求項３に記載の発明は、前記第１及び第２の流路切換装置として、それぞれ電動三方弁を用いたことを特徴とする請求項２に記載のヒートポンプ式給湯装置。

請求項１に記載の発明では、浴槽水の追い焚き運転時に、追い焚き用熱交換器の加熱部側に循環させる湯を、前記貯湯タンク内に貯溜された湯と、ヒートポンプ冷媒回路のヒートポンプ運転で加熱された湯とに切り換える切換機構を備えたことにより、ヒートポンプ冷媒回路のヒートポンプ運転を利用して、浴槽水の追い焚きが可能となり、長時間にわたり追い焚き運転を行う場合でも、貯湯タンク内に貯溜されている高温の湯の温度低下を防止できると共に、追い焚き用熱交換器へ一層高温の湯を循環させることできて、追い焚き用熱交換器の熱交換効率の向上及び追い焚き運転時間の短縮化が図れるばかりでなく、貯湯タンク内の残湯量が多い場合には、貯湯タンク内の湯を用いて浴槽水の追い焚きが可能になる等、使い勝手に優れた追い焚き機能付きのヒートポンプ給湯装置を提供できる。更に、貯湯用循環回路と追い焚き用加熱回路とで部品の共用化が図れ、部品点数の削減や、組み立て作業時における組み立て工数の低減、並びに装置の小型化を促進することが可能になる。

本発明は、追い焚き運転時の加熱能力や加熱効率の向上を図りつつ、使い勝手に優れた追い焚き機能付きのヒートポンプ給湯装置を提供できるようにすることを主たる目的として、湯を貯溜可能とした貯湯タンクと、少なくとも圧縮機、冷媒対水熱交換器及び蒸発器を有し、二酸化炭素を有する冷媒を用いたヒートポンプ冷媒回路と、前記冷媒対水熱交換器の上流側に位置して循環ポンプを有し、この循環ポンプを作動させて前記貯湯タンク内の下部の水を取り出し、前記冷媒対水熱交換器にて前記圧縮機から吐出する冷媒の熱で加熱した後、その加熱された湯を前記貯湯タンクの天部から貯湯タンク内へ戻す貯湯用循環回路と、追い焚き用ポンプ及び追い焚き用熱交換器を有し、浴槽内の浴槽水を追い焚き用熱交換器の被加熱部側に循環させて加熱すると共に、この加熱された浴槽水を浴槽内に戻す追い焚き回路とを備え、浴槽水の追い焚き運転が行えるようにしたヒートポンプ式給湯装置において、前記追い焚き運転時に、追い焚き用熱交換器の加熱部側に循環させる湯を、前記貯湯タンク内に貯溜された湯と、ヒートポンプ冷媒回路のヒートポンプ運転で加熱された湯とに切り換える切換機構を備えた構成としたものである。

さらに、本発明は、部品点数の削減や、組み立て作業時における組み立て工数の低減、並びに装置の小型化を促進することが可能な追い焚き機能付きのヒートポンプ式給湯装置を提供できるようにすることを他の目的として、湯を貯溜可能とした貯湯タンクと、少なくとも圧縮機、冷媒対水熱交換器及び蒸発器を有し、二酸化炭素を有する冷媒を用いたヒートポンプ冷媒回路と、前記冷媒対水熱交換器の上流側に位置して循環ポンプを有し、この循環ポンプを作動させて前記貯湯タンク内の下部の水を取り出し、前記冷媒対水熱交換器にて前記圧縮機から吐出する冷媒の熱で加熱した後、その加熱された湯を前記貯湯タンクの天部から貯湯タンク内へ戻す貯湯用循環回路と、追い焚き用ポンプ及び追い焚き用熱交換器を有し、浴槽内の浴槽水を追い焚き用熱交換器の被加熱部側に循環させて加熱すると共に、この加熱された浴槽水を浴槽内に戻す追い焚き回路とを備え、浴槽水の追い焚き運転が行えるようにしたヒートポンプ式給湯装置において、前記循環ポンプよりも上流側の貯湯用循環回路に設けられた第１の流路切換装置と、前記冷媒対水熱交換器よりも下流側の貯湯用循環回路に設けられた第２の流路切換装置と、前記第２の流路切換装置よりも下流側の貯湯用循環回路に設けられた分岐部と、前記分岐部で分岐され、前記追い焚き用熱交換器の加熱部側を通して前記第１の流路切換装置に合流する追い焚き用加熱回路と、前記第２の流路切換装置から分岐され、他端部が前記貯湯タンクの中間部に接続された追い焚き用戻し回路とを備えた構成としたものであり、以下、本発明の一実施例を記載する。

以下、本発明の一実施例を図１乃至図３に基づいて説明すると、図１は本発明の一実施例に係るヒートポンプ式給湯装置の沸き上げ運転時を示す全体構成図、図２は同じくヒートポンプ式給湯装置の直接加熱における追い焚き運転時を示す全体構成図、図３は同じくヒートポンプ式給湯装置の間接加熱における追い焚き運転時を示す全体構成図である。

図１乃至図３において、１はヒートポンプ式給湯装置であり、このヒートポンプ式給湯装置は、ヒートポンプユニット２と、このヒートポンプユニット２にユニット間配管で接続された給湯ユニット３とからなる概略構成である。

４は前記ヒートポンプ式給湯装置１から給湯配管（図示せず）及び蛇口（図示せず）等を介して湯が供給される浴槽である。

前記ヒートポンプユニット２は、回転数可変型の圧縮機５、冷媒対水熱交換器６、電動膨張弁にてなる減圧装置７、蒸発器８、アキュムレータ９、蒸発器８に通風する送風機１０及びヒートポンプ制御装置１１などを外装体１２内に収容している。

前記圧縮機５、冷媒対水熱交換器６の加熱部６Ａ、減圧装置７、蒸発器８及びアキュムレータ９等は、冷媒配管１３にて環状に順次接続されて、主として二酸化炭素（ＣＯ₂）を冷媒とするヒートポンプ冷媒回路Ｘを構成している。

また、前記した自然冷媒である二酸化炭素冷媒は、ガス冷媒が圧縮機５によって超臨界圧力まで加圧されて冷媒対水熱交換器６の加熱部６Ａに送りこまれるため、前記冷媒対水熱交換器６の被加熱部６Ｂ側に流れる湯水を、冷媒との熱交換によって９０℃以上に加熱することが可能である。

前記冷媒対水熱交換器６は、冷媒が流れる加熱部６Ａと、前記給湯ユニット３からの湯水が流れる被加熱部６Ｂとを、熱交換関係に一体化させた構造に形成されている。

前記給湯ユニット３は、前記ヒートポンプユニット２にて加熱された湯水を貯溜するための貯湯タンク１５、貯湯用循環ポンプ１６、前記浴槽４の浴槽水を追い焚きするための追い焚き用熱交換器１７、追い焚き用ポンプ１８及び給湯ユニット制御装置１９などを外装ケース２０内に収容して構成している。そして、前記貯湯タンク１５は、約３００〜４００リットル（実施例では約３７０リットル）の貯湯量を有する大きさである。

前記貯湯タンク１５の底部（下部）１５Ａと、貯湯用循環ポンプ（循環ポンプ）１６と、前記冷媒対水熱交換器６の被加熱部６Ｂと、貯湯タンク１５の天部（上部）１５Ｂとは、ユニット間配管としての温水配管２１、２２にて接続され、前記貯湯タンク１５内の湯水を沸き上げるための貯湯用循環回路Ｙを構成している。

前記貯湯タンク１５の底部（下部）１５Ａには、貯湯用循環回路Ｙに連なる往き口部２３と、市水道などの水道配管（図示せず）に接続される給水配管２４Ａが設けられ、一方、貯湯タンク１５の天部（上部）１５Ｂには、前記した浴槽４や厨房の蛇口（図示せず）等の利用部に給湯する給湯管２４Ｂが、貯湯用循環回路Ｙとは別に設けられ、さらに、前記貯湯用循環回路Ｙに連なる戻り口部２５が設けられている。

前記貯湯用循環回路Ｙは、貯湯用循環ポンプ１６の運転時に、貯湯タンク１５内の下部の常温水或いは低温水を前記往き口部２３から貯湯用循環ポンプ１６を介して冷媒対水熱交換器６の被加熱部６Ｂ側に循環させ、そして、加熱部６Ａ側を流れる高温高圧のガス冷媒と熱交換させて約９０℃の高温に加熱し、その加熱された高温の湯を前記戻り口部２５から再び貯湯タンク１５内の上部へ戻すように構成している。

前記追い焚き用熱交換器１７の被加熱部１７Ｂと浴槽４とは、追い焚き用ポンプ１８を介して浴槽用配管２６により環状に接続され、浴槽４内の浴槽水を追い焚き或いは保温するための追い焚き回路Ｚを構成している。

前記追い焚き回路Ｚにおける追い焚き用ポンプ１８の上流部には、追い焚き回路Ｚを流れる浴槽水の温度を検出するための温度センサＳを設けている。また、前記追い焚き用熱交換器１７は、加熱用の湯が流れる加熱部１７Ａと、浴槽４からの浴槽水が流れる被加熱部１７Ｂとを、熱交換関係に一体化させた構造になっている。

前記追い焚き回路Ｚは、追い焚き運転時或いは保温運転時に、追い焚き用ポンプ１８の駆動により、浴槽４内の浴槽水が追い焚き用熱交換器１７の被加熱部１７Ｂ側に循環して加熱され、この加熱された浴槽水は、再び浴槽４内に戻り、浴槽水の温度を設定した所望の温度に上昇させる。

前記貯湯用循環回路Ｙには、貯湯用循環ポンプ１６と前記貯湯タンク１５の底部１５Ａの往き口部２３との間の温水配管２１の途中、即ち、貯湯用循環ポンプ１６の上流側に第１の流路切換装置としての電動三方弁２７が設けられ、また、前記冷媒対水熱交換器６の被加熱部６Ｂと前記貯湯タンク１５の天部１５Ｂの戻り口部２５との間の温水配管２２の途中、即ち、冷媒対水熱交換器６の被加熱部６Ｂ側から順に、第２の流路切換装置としての電動三方弁２８と分岐部２９が設けられている。

そして、前記分岐部２９を始端部として、前記冷媒対水熱交換器６の被加熱部６Ｂにて加熱された高温の湯を、前記貯湯タンク１５を介することなく、直接に追い焚き用熱交換器１７の加熱部１７Ａ側を通した後、前記第１の流路切換装置としての電動三方弁２７の一つの接続部に合流させる追い焚き用加熱回路３０を設けている。

３１は追い焚き用戻し回路であり、この追い焚き用戻し回路３１は、それの始端部が前記第２の流路切換装置としての電動三方弁２８の一つの接続部で分岐され、他端部が前記貯湯タンク１５の中間部１５Ｃに接続されており、そして、この追い焚き用戻し回路３１の途中には、電動三方弁２８からの戻り水を貯湯タンク１５の中間部１５Ｃ側のみに流す逆止弁３２が設けられている。

前記第１の流路切換装置としての電動三方弁２７は、その流路切換動作により、図１の太線で示すように、貯湯タンク１５の底部１５Ａの往き口部２３から流出する貯湯タンク１５内の下部からの水が、そのまま貯湯用循環ポンプ１６側へ流れる第１の状態と、図２及び図３の太線で示すように、前記分岐部２９からの湯が、追い焚き用加熱回路３０を通って貯湯用循環ポンプ１６側へ流れる第２の状態とに、その流路の切り換えを行うものである。

一方、前記第２の流路切換装置としての電動三方弁２８は、その流路切換動作により、図１及び図２の太線で示すように、前記冷媒対水熱交換器６の被加熱部６Ｂからの湯水が、そのまま前記分岐部２９側へ流れる第１の状態と、図３の太線で示すように、前記分岐部２９側へ流さずに前記追い焚き用戻し回路３１を通して貯湯タンク１５内の中間部へ戻す第２の状態とに、その流路の切り換えを行うものである。

また、前記貯湯タンク１５には、それの上下方向に複数個（実施例では５個）の湯温検知センサＳ１〜Ｓ５が設けられ、これら複数個の湯温検知センサＳ１〜Ｓ５によって検知された貯湯タンク１５内の湯温データは、前記給湯ユニット制御装置１９に送信され、この給湯ユニット制御装置１９は、前記湯温検知センサＳ１〜Ｓ５からの湯温データ信号に基づき、前記貯湯タンク１５内における高温の湯の貯湯量（残湯量）を求め、その貯湯量に応じて、追い焚き運転時における前記各電動三方弁２７、２８の流路切換動作を制御する。

３２は厨房などに設置される台所用リモコン、３３は浴室近くに設置される風呂リモコンを示し、それらは何れも信号線３４、３５によって前記給湯ユニット制御装置１９に接続されて、この給湯ユニット制御装置１９と各種の運転信号の授受が行われる。そして、前記風呂リモコン３３には、浴槽水の温度を設定する風呂温度設定スイッチ、追い焚き運転スイッチ及び保温運転スイッチ等の各種設定スイッチ（何れも図示せず）備えている。

また、前記ヒートポンプ制御装置１１と給湯ユニット制御装置１９は、信号線３６にて接続されており、前記両制御装置１１、１９間も各種の運転信号の授受が行われる。

次に上述の一実施例における沸き上げ運転動作について、図１を用いて説明する。この沸き上げ運転時には、第１の流路切換装置としての電動三方弁２７は、貯湯用循環ポンプ１６側と貯湯タンク１５底部の往き口部２３側とが連通状態になり、追い焚き用加熱回路３０の終端側が閉塞された状態になる。

一方、第２の第２の流路切換装置としての電動三方弁２８は、冷媒対水熱交換器６の被加熱部６Ｂ側と分岐部２９側が連通状態になり、追い焚き用戻し回路３１の始端側が閉塞された状態になる。

この状態でヒートポンプユニット２が運転し、貯湯ユニット３の貯湯用循環ポンプ１６が駆動すると、図１の太線で示すように、貯湯タンク１５内の下部の低温水が、往き口部２３から電動三方弁２７、貯湯用循環ポンプ１６、冷媒体水熱交換器６の被加熱部６Ｂへと循環され、この冷媒体水熱交換器６の被加熱部６Ｂに循環された低温水は、そこで加熱部６Ａに流れる二酸化炭素冷媒の高温・高圧ガスと熱交換して約９０℃に加熱昇温される。

この加熱された高温水は、追い焚き用加熱回路３０の終端部が電動三方弁２７にて閉塞されているため、追い焚き用加熱回路３０側に流れること無く、貯湯タンク１５側へと流れて、戻り口部２５から貯湯タンク１５内の上部へと戻される。

上述の沸き上げ運転を続行すると、貯湯タンク１５内は、例えば、斜線で示す高温の湯の層（湯層）が上部から中間部、さらには下部へと移り、貯湯タンク１５内の殆どに高温の湯を貯溜させることが可能になる。こうして貯湯タンク１５内に貯溜された湯は、給湯管２４Ｂ、給湯配管及び蛇口（何れも図示せず）を介して、浴槽４や、厨房、洗面所等の利用部へ給湯される。

次に、浴槽水の追い焚き運転動作について、図２及び図３を用いて説明する。風呂リモコン３３の追い焚き運転スイッチ（図示せず）をオン操作すると、図２に示すように、例えば、貯湯タンク１５内における高温の湯の層（湯層）が、貯湯タンク１５内の上部にしか無い、例えば、残湯量が１００リットル未満の少ない状態では、前記給湯ユニット制御装置１９は、前記第１の流路切換装置としての電動三方弁２７と、前記第２の流路切換装置としての電動三方弁２８とを、図２の太線で示すような流路が形成されるように切換動作させる。

このとき、給湯ユニット制御装置１９は、ヒートポンプユニット２の制御装置１１へ運転開始信号を出力し、ヒートポンプユニット２が運転を開始する。そして、給湯ユニット制御装置１９は、各電動三方弁２７、２８の流路切換動作が終了した時点で、貯湯用循環ポンプ１６を駆動すると共に追い焚き用ポンプ１８を駆動する。

前記貯湯用循環ポンプ１６の駆動により、貯湯用循環回路Ｙ内の湯水が、貯湯用循環ポンプ１６を通って冷媒体水熱交換器６の被加熱部６Ｂへと循環され、この冷媒体水熱交換器６の被加熱部６Ｂに循環された湯水は、冷媒体水熱交換器６の加熱部６Ａに流れる二酸化炭素冷媒の高温・高圧ガスと熱交換して約９０℃に加熱昇温される。

冷媒体水熱交換器６の被加熱部６Ｂで加熱された高温の湯は、貯湯用循環ポンプ１６の吸引力によって分岐部２９から貯湯タンク１５側へ流れること無く、追い焚き用加熱回路３０側に流れて追い焚き用熱交換器１７の加熱部１７Ａへ循環される。

追い焚き用熱交換器１７の加熱部１７Ａへ循環された高温の湯は、追い焚き用ポンプ１８の駆動に伴い、追い焚き回路Ｚを流れて追い焚き用熱交換器１７の被加熱部１７Ｂへ循環された浴槽水と熱交換し、この浴槽水を加熱昇温させる。

追い焚き用熱交換器１７の被加熱部１７Ｂで加熱された浴槽水は、再び浴槽４に戻され、この浴槽４内の浴槽水全体の温度を徐々に上昇させ、ヒートポンプユニット２の運転による直接加熱の追い焚き運転が行われる。

この追い焚き運転動作は、前記風呂リモコン３３の追い焚き運転スイッチ（図示せず）を、再び押して追い焚き運転を解除するか、或いは前記温度センサＳの検出温度が風呂温度設定スイッチ（図示せず）にて設定された設定温度に達すると停止される。

また、追い焚き用熱交換器１７の加熱部１７Ａへ循環されて熱交換した後の温度低下した湯水は、追い焚き用加熱回路３０から電動三方弁２７を介して、再び貯湯用循環回路Ｙへ戻され、冷媒体水熱交換器６の被加熱部６Ｂへ循環される。

従って、上述のヒートポンプユニット２の運転による直接加熱の追い焚き運転では、貯湯タンク１５内に貯溜されている高温の湯水を使用せずに、ヒートポンプユニット２のヒートポンプ運転を利用して、浴槽水の追い焚き運転を実行でき、長時間、追い焚き運転を行う場合でも、貯湯タンク１５内に貯溜されている高温の湯の温度低下を防止し、必要時に高温湯水を給湯できない等の給湯の使用制限を受けにくくすることができる。

また、このような追い焚き運転時には、ヒートポンプユニット２のヒートポンプ運転を利用するから、追い焚き用熱交換器１７へ循環供給する熱交換用の湯水の温度を約９０℃の高温にすることができ、追い焚き用熱交換器１７での熱交換効率が向上して追い焚き運転時間を短縮できる。

ここで、風呂リモコン３３の追い焚き運転スイッチ（図示せず）をオン操作した際に、図３に示すように、貯湯タンク１５内における高温の湯の層（湯層）が貯湯タンク１５内の下部にまで有るような、例えば、残湯量が２５０リットル以上の多い状態では、前記給湯ユニット制御装置１９は、前記第１の流路切換装置としての電動三方弁２７と、前記第２の流路切換装置としての電動三方弁２８とを、図３の太線で示すような流路が形成されるように切換動作させる。

このとき、給湯ユニット制御装置１９は、ヒートポンプ制御装置１１へ運転開始信号を出力せず、ヒートポンプユニット２は運転停止のままである。そして、給湯ユニット制御装置１９は、各電動三方弁２７、２８の流路切換動作が終了した時点で、貯湯用循環ポンプ１６を駆動すると共に追い焚き用ポンプ１８を駆動する。

前記貯湯用循環ポンプ１６の駆動により、貯湯タンク１５内の上部の湯が、前記戻り口部２５から貯湯用循環回路Ｙを逆流して分岐部２９へ流れ、この分岐部２９から追い焚き用加熱回路３０側に流れて追い焚き用熱交換器１７の加熱部１７Ａへ循環される。

追い焚き用熱交換器１７の加熱部１７Ａへ循環された高温の湯は、追い焚き用ポンプ１８の駆動に伴い、追い焚き回路Ｚを流れて追い焚き用熱交換器１７の被加熱部１７Ｂへ循環された浴槽水と熱交換し、この浴槽水を加熱昇温させる。

追い焚き用熱交換器１７の被加熱部１７Ｂで加熱された浴槽水は、再び浴槽４に戻され、この浴槽４内の浴槽水全体の温度を徐々に上昇させ、貯湯タンク１５内の上部に貯溜された高温の湯による間接加熱の追い焚き運転が行われる。

そして、追い焚き用熱交換器１７の加熱部１７Ａへ循環されて熱交換した後の温度低下した湯水は、追い焚き用加熱回路３０から電動三方弁２７を介して、再び貯湯用循環回路Ｙへ戻され、冷媒体水熱交換器６の被加熱部６Ｂを通った後、前記分岐部２９側へは流れずに、追い焚き用戻し回路３１を通って貯湯タンク１５内の中間部へ戻される。

貯湯タンク１５内の上部に貯溜された高温の湯による間接加熱の追い焚き運転動作も、前記風呂リモコン３３の追い焚き運転スイッチ（図示せず）を、再び押して追い焚き運転を解除するか、或いは前記温度センサＳの検出温度が風呂温度設定スイッチ（図示せず）にて設定された設定温度に達すると停止される。

この間接加熱の追い焚き運転では、ヒートポンプユニット２のヒートポンプ運転を停止させるため、夜間などの追い焚き運転時に、ヒートポンプユニットの運転騒音の無い静かな追い焚き運転が行える。

従って、ヒートポンプユニット２のヒートポンプ運転を利用した直接加熱の浴槽水の追い焚き運転と、ヒートポンプユニット２のヒートポンプ運転を停止させた間接加熱の浴槽水の追い焚き運転とに切換可能であるため、使い勝手に優れた追い焚き機能付きのヒートポンプ式給湯装置を提供することができる。

また、貯湯用循環ポンプ１６よりも上流側の貯湯用循環回路Ｙに設けられた第１の流路切換装置としての電動三方弁２７と、冷媒対水熱交換器６よりも下流側の貯湯用循環回路Ｙに設けられた第２の流路切換装置としての電動三方弁２８と、この電動三方弁２８よりも下流側の貯湯用循環回路Ｙに設けられた分岐部２９と、この分岐部２９で分岐され、追い焚き用熱交換器１７の加熱部１７Ａ側を通して第１の流路切換装置としての電動三方弁２７に合流する追い焚き用加熱回路３０と、第２の流路切換装置としての電動三方弁２８から分岐され、途中に逆支弁３２を有し、他端部が貯湯タンク１５の中間部１５Ｃに接続された追い焚き用戻し回路３１とを備えた構成であるから、貯湯用循環ポンプ１６や貯湯用循環回路Ｙの一部を浴槽水の追い焚き加熱回路３０として共用でき、循環ポンプや配管部品の削減、組み立て作業時における作業工数の低減が図れ、また、部品の設置スペースも減少し、装置の小型化が可能な追い焚き機能付きのヒートポンプ式給湯装置を提供することができる。

尚、浴槽水の保温運転動作も上述の追い焚き運転動作と類似するため、その動作説明は省略する。

以上、本発明を一実施例に基づいて説明したが、本発明はこの実施例に限定されるものでないことは明らかである。上記実施例では、電動三方弁２７、２８を用いて流路切換手段としたが、電動開閉弁を複数用いて流路を切り換えるようにすることも可能である。

本発明の一実施例に係るヒートポンプ式給湯装置の沸き上げ運転時を示す全体構成図である。 同じく、ヒートポンプ式給湯装置の直接加熱における追い焚き運転時を示す全体構成図である。 同じく、ヒートポンプ式給湯装置の間接加熱における追い焚き運転時を示す全体構成図である。

符号の説明

１ ヒートポンプ式給湯装置
２ ヒートポンプユニット
３ 給湯ユニット
４ 浴槽
５ 圧縮機
６ 冷媒対水熱交換器
６Ａ 冷媒対水熱交換器の加熱部
６Ｂ 冷媒対水熱交換器の被加熱部
７ 減圧装置
８ 蒸発器
１１ ヒートポンプ制御装置
１５ 貯湯タンク
１５Ａ 底部
１５Ｂ 中間部
１５Ｃ 天部
１６ 貯湯用循環ポンプ（循環ポンプ）
１７ 追い焚き用熱交換器
１７Ａ 追い焚き用熱交換器の加熱部
１７Ｂ 追い焚き用熱交換器の被加熱部
１８ 追い焚き用ポンプ
１９ 給湯ユニット制御装置
２３ 往き口部
２５ 戻り口部
２６ 追い焚き回路
２７ 電動三方弁（第１の流路切換装置）
２８ 電動三方弁（第２の流路切換装置）
２９ 分岐部
３０ 追い焚き用加熱回路
Ｓ１〜Ｓ５ 湯温検知センサ
Ｘ ヒートポンプ冷媒回路
Ｙ 貯湯用循環回路
Ｚ 追い焚き回路

Claims (3)

1. 湯を貯溜可能とした貯湯タンクと、少なくとも圧縮機、冷媒対水熱交換器及び蒸発器を有し、二酸化炭素を有する冷媒を用いたヒートポンプ冷媒回路と、前記冷媒対水熱交換器の上流側に位置して循環ポンプを有し、この循環ポンプを作動させて前記貯湯タンク内の下部の水を取り出し、前記冷媒対水熱交換器にて前記圧縮機から吐出する冷媒の熱で加熱した後、その加熱された湯を前記貯湯タンクの天部から貯湯タンク内へ戻す貯湯用循環回路と、追い焚き用ポンプ及び追い焚き用熱交換器を有し、浴槽内の浴槽水を追い焚き用熱交換器の被加熱部側に循環させて加熱すると共に、この加熱された浴槽水を浴槽内に戻す追い焚き回路とを備え、浴槽水の追い焚き運転が行えるようにしたヒートポンプ式給湯装置において、
   前記循環ポンプよりも上流側の貯湯用循環回路に設けられた第１の流路切換装置と、前記冷媒対水熱交換器よりも下流側の貯湯用循環回路に設けられた第２の流路切換装置と、前記第２の流路切換装置よりも下流側の貯湯用循環回路に設けられた分岐部と、前記分岐部で分岐され、前記追い焚き用熱交換器の加熱部側を通して前記第１の流路切換装置に合流し、前記循環ポンプの運転によって前記冷媒対水熱交換器で加熱された湯を直接前記追い焚き用熱交換器に導いてこれら冷媒対水熱交換器と追い焚き用熱交換器とを湯が循環する追い焚き用加熱回路と、前記第２の流路切換装置から分岐され、他端部が前記貯湯タンクの中間部に接続され、前記循環ポンプの運転によって前記冷媒対水熱交換器で加熱された湯をまず前記貯湯タンクに導きその後このタンクから前記追い焚き用熱交換器へ導いてこれら冷媒対水熱交換器と貯湯タンクと追い焚き用熱交換器とを湯が循環する追い焚き用戻し回路とを備え、前記貯湯タンクの残湯量が少ない時は前記追い焚き用加熱回路で、残湯量が多い時は前記追い焚き用戻し回路で追い焚き運転を行なうことを特徴とするヒートポンプ式給湯装置。
2. 前記貯湯タンクに湯温を検知する湯温検知センサを設け、前記追い焚き運転時に、前記湯温検知センサで検知した湯温、或いは貯湯タンクの残湯量に応じて、前記貯湯タンク内の上部の湯を取り出して貯湯用循環回路に逆流させ、合流部、追い焚き用加熱回路、第１の流路切換装置へと流す間接加熱による追い焚き運転と、前記冷媒対水熱交換器で加熱された湯を、第２の流路切換装置、合流部、追い焚き用加熱回路、第１の流路切換装置へと流す直接加熱による追い焚き運転とに、切換可能に構成したことを特徴とする請求項１に記載のヒートポンプ式給湯装置。
3. 前記第１及び第２の流路切換装置として、それぞれ電動三方弁を用いたことを特徴とする請求項２に記載のヒートポンプ式給湯装置。

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