JP6070273B2 - ヒートポンプ給湯室外機およびヒートポンプ給湯システム - Google Patents

Description

本発明は、ヒートポンプ給湯室外機およびこれを備えたヒートポンプ給湯システムに関する。

空気の熱を吸収して湯を沸かすことのできる、エネルギー効率に優れたヒートポンプ式給湯システムが広く用いられている。一般に、ヒートポンプ式給湯システムは、貯湯タンクを搭載した貯湯装置と、空気の熱を冷媒に吸熱させる空気冷媒熱交換器、この空気冷媒熱交換器に送風する送風機、冷媒を圧縮する圧縮機、冷媒の熱によって水を加熱する水冷媒熱交換器などを搭載したヒートポンプ給湯室外機とで構成されている。このようなヒートポンプ式給湯システムでは、主に、電気料金単価の安い深夜時間帯にヒートポンプ給湯室外機で湯を沸き上げて貯湯装置へ送り、その湯を貯湯タンクに貯える。そして、ユーザ側で湯を使用する場合には、貯湯タンクからユーザ側に湯を供給する。

特許文献１には、貯湯タンクよりも容量の小さな補助タンクを給湯用熱交換器に接続し、補助タンクと給湯用熱交換器との間で水を循環させながら加熱することによって補助タンク内に湯を貯えた後、補助タンク内の湯を貯湯タンクに移送する置換動作を間欠的に行い、貯湯タンク内に湯を貯える給湯装置が開示されている。そして、同文献には、補助タンクに補助熱源として電気ヒータを設けることが開示されている。

特開平１−１６３５５３号公報（第６図）

特許文献１には、補助タンクに貯留した湯を貯湯タンクに流入させることなくユーザ側に直接供給することは一切記載されていない。また、特許文献１の発明では、電気ヒータによって補助タンク内の水を直接加熱するので、消費電力が大きく、エネルギー効率が低くなる。

前述したように、従来のヒートポンプ式給湯システムでは、ヒートポンプ給湯室外機で沸き上げた湯を一旦貯湯タンクに貯え、貯湯タンクからユーザ側に給湯することが一般的である。これに対し、状況によっては、ヒートポンプ給湯室外機で沸き上げた湯をユーザ側に直接供給した方が、エネルギー効率などの面で優れる場合もある。しかしながら、ヒートポンプ給湯室外機は、一般に、加熱能力がそれほど高くない。このため、ヒートポンプ給湯室外機で沸き上げた湯をユーザ側に直接供給する場合には、十分な温度および流量の湯を出湯できないことが考えられる。そこで、ヒートポンプ給湯室外機内に小型の補助貯湯タンクを設けるようにすれば、ヒートポンプ給湯室外機から十分な温度および流量の湯をユーザ側に直接供給することが可能となる。

ヒートポンプ給湯室外機内に補助貯湯タンクを設置した場合において、沸き上げ運転のＣＯＰ（Ｃｏｅｆｆｉｃｉｅｎｔ Ｏｆ Ｐｅｒｆｏｒｍａｎｃｅ）を良好にするためには、補助貯湯タンクからの放熱ロスを抑制することが重要になる。しかしながら、補助貯湯タンクに断熱性の良い高価な断熱材を大量に取り付けるようにすると、コストが著しく増加するという問題が生じる。

本発明は、上述のような課題を解決するためになされたもので、補助貯湯タンクを備えたヒートポンプ給湯室外機において、著しいコストの増加を抑制しながら、沸き上げ運転のＣＯＰを良好にすることのできるヒートポンプ給湯室外機およびこれを備えたヒートポンプ給湯システムを提供することを目的とする。

本発明に係るヒートポンプ給湯室外機は、冷媒を圧縮する圧縮機と、圧縮機により圧縮された冷媒によって水を加熱する水冷媒熱交換器と、水冷媒熱交換器から流入する湯を貯留する補助貯湯タンクと、圧縮機を駆動する電気・電子部品である圧縮機駆動用電気・電子部品と、筐体と、冷媒と空気との熱交換を行う空気冷媒熱交換器と、空気冷媒熱交換器に送風する送風機と、筐体内に設置され、圧縮機を収容する機械室と、送風機を収容する送風機室とを仕切る仕切板と、を備え、機械室側に補助貯湯タンクが配置され、圧縮機駆動用電気・電子部品を、補助貯湯タンクに対し、直接または伝熱可能な部材を介在させて、接触させて配置したものである。

本発明によれば、補助貯湯タンクを備えたヒートポンプ給湯室外機において、著しいコストの増加を抑制しながら、沸き上げ運転のＣＯＰを良好にすることが可能となる。

本発明の実施の形態１のヒートポンプ給湯室外機の内部構造を示す前面図である。 本発明の実施の形態１のヒートポンプ給湯室外機を斜め前から見た外観斜視図である。 本発明の実施の形態１のヒートポンプ給湯室外機を斜め後ろから見た外観斜視図である。 本発明の実施の形態１のヒートポンプ給湯室外機を備えたヒートポンプ給湯システムの冷媒回路および水回路を示す図である。 本発明の実施の形態２のヒートポンプ給湯室外機の内部構造を示す前面図である。

以下、図面を参照して本発明の実施の形態について説明する。なお、各図において共通する要素には、同一の符号を付して、重複する説明を省略する。

実施の形態１．
図１は、本発明の実施の形態１のヒートポンプ給湯室外機の内部構造を示す前面図である。図２は、本発明の実施の形態１のヒートポンプ給湯室外機を斜め前から見た外観斜視図である。図３は、本発明の実施の形態１のヒートポンプ給湯室外機を斜め後ろから見た外観斜視図である。図４は、本発明の実施の形態１のヒートポンプ給湯室外機を備えたヒートポンプ給湯システムの冷媒回路および水回路を示す図である。

まず、本実施の形態１のヒートポンプ給湯室外機１の全体構成について説明する。図１に示すように、ヒートポンプ給湯室外機１は、底部を形成するベース１７を有しており、ベース１７上には、前方から見て、右側に機械室１４が形成され、左側に送風機室１５が形成されている。機械室１４と送風機室１５とは、仕切板１６により隔てられている。図２および図３に示すように、ヒートポンプ給湯室外機１の外郭を形成する筐体は、筐体前面部１８と、筐体後面部１９と、筐体上面部２０と、筐体右側面部２１と、筐体左側面部２２と、ベース１７とで構成され、これらは例えば板金材から成形される。ヒートポンプ給湯室外機１の外面は、後面側に配置された空気冷媒熱交換器７を除いて、この筐体によって覆われている。筐体前面部１８には、送風機室１５を通った空気を排出するための開口が形成され、この開口には格子１８ａが取り付けられている。なお、図１は、ベース１７以外の筐体を取り外した状態を示している。また、図１では、一部の構成機器の図示を省略している。

図１に示すように、機械室１４内には、冷媒を圧縮する圧縮機２、冷媒を減圧する膨張弁１０（図１では省略）、これらを接続する吸入管４、吐出管５等の冷媒配管、その他の冷媒回路部品が組み込まれている。圧縮機２の内部には、冷媒の圧縮動作を行う圧縮部（図示せず）と、圧縮部に接続され圧縮部を駆動するモータ（図示せず）とが組み込まれ、外部からの電源供給によりモータおよび圧縮部が所定の回転数で駆動するようになっている。圧縮機２は、吸入管４から吸入した冷媒を圧縮し、圧縮後の冷媒を吐出管５から吐出する。膨張弁１０は、本体外側面にコイル組み込み部材が取り付けられ、コイルに外部から通電することにより、内部の流路抵抗調節部を稼動させて冷媒の流路抵抗を調節し、膨張弁１０の上流側高圧と下流側低圧の冷媒を所定の圧力に調節するようになっている。

送風機室１５は、風路確保のために大きな空間を有している。送風機室１５内には、送風機６が組み込まれている。送風機６は、２〜３枚のプロペラ翼と、このプロペラ翼を回転駆動させるモータとを有しており、外部からの電源供給によりモータおよびプロペラ翼が所定の回転数で回転するようになっている。送風機室１５の後面側には、送風機６に隣接して、空気冷媒熱交換器７が設置されている。空気冷媒熱交換器７は、多数のアルミ薄板のフィンと、アルミ薄板のフィンに多数密着して数回往復する長い冷媒配管とが、略平板状に組み合わされ、さらに、略Ｌ字状に曲げ成形されており、ヒートポンプ給湯室外機１の後側から左側にかけて設置されている。空気冷媒熱交換器７は、冷媒配管内の冷媒とフィン周辺の空気とで熱交換が行われるようになっており、送風機６により各フィン間を流れて通過する空気の風量が増やされて調節され、熱交換の量が増やされて調節されている。

送風機室１５の下方のベース１７の上面には、水冷媒熱交換器８が設置されている。水冷媒熱交換器８は、長い水配管と長い冷媒配管とが密着した状態で、略直方体形状の収納容器１２に収納可能なように曲げ成形されている。水冷媒熱交換器８では、冷媒配管内の冷媒と水配管内の水とで熱交換が行われ、湯が生成される。圧縮機２は、吐出管５を介して水冷媒熱交換器８の冷媒入口部に接続されている。水冷媒熱交換器８の冷媒出口部は、冷媒配管を介して機械室１４内の膨張弁１０の入口部に接続されている。膨張弁１０の出口部は、別の冷媒配管を介して空気冷媒熱交換器７の冷媒入口部に接続されている。空気冷媒熱交換器７の冷媒出口部は、吸入管４を介して圧縮機２に接続されている。また、冷媒配管の途中にはその他の冷媒回路部品が取り付けられている場合もある。このように構成された冷媒回路の密閉空間内に所定の量の冷媒が封入されている。冷媒としては、例えばＣＯ_２冷媒等が使用される。

次に、本実施の形態１における圧縮機駆動用のインバータモジュール２３の補助貯湯タンク２５への密着構造について説明する。図１に示すように、機械室１４の上方には、電気品収納箱９が設置されている。電気品収納箱９内には、圧縮機２、膨張弁１０、送風機６等を駆動制御する各モジュールを構成する電気・電子部品等が取り付けられた電子基板２４が収納されている。ここで、「電気・電子部品」とは、電気部品および電子部品を総称するものとする。図１では、電気品収納箱９の前面を除去して内部を視認した状態を示している。また、本実施の形態１では、仕切板１６の上端１６ａに電気品収納箱９の下面が位置している。

電子基板２４には、上記モジュールの１つとして、インバータモジュール２３（圧縮機駆動用電気・電子部品）が取り付けられている。インバータモジュール２３は、電子基板２４の上面２４ａに取り付けられている。一方、電子基板２４に取り付けられた電気・電子部品のうち、インバータモジュール２３以外の他の電気・電子部品２４ｃは、ほぼすべて、電子基板２４の下面２４ｂに取り付けられている。インバータモジュール２３は、圧縮機２のモータの回転数を数十ｒｐｓ（Ｈｚ）〜百ｒｐｓ（Ｈｚ）程度の所定の回転数に変化させるよう制御する。電子基板２４に取り付けられた他のモジュールは、膨張弁１０の開度を所定の量に変化させ、また、送風機６の回転数を数百ｒｐｍ〜千ｒｐｍ程度の所定の回転数に変化させるよう制御する。電気品収納箱９の右側の下部には、外部電気配線を接続する端子台９ａが設けられている。図２および図３に示すように、筐体右側面部２１には、端子台９ａを保護するためのサービスパネル２７が取り付けられている。

図１に示すように、電気品収納箱９の上方には、補助貯湯タンク２５が設置されている。補助貯湯タンク２５は、例えば数リットル〜数十リットル程度の容量を有し、水冷媒熱交換器８で生成された湯を貯留するようになっている。本実施の形態１では、補助貯湯タンク２５は、略直方体状をなしているが、本発明における補助貯湯タンクの形状はこれに限定されるものではなく、例えば、略円柱状、略球状などでも良い。インバータモジュール２３の上面は、補助貯湯タンク２５の下面２５ａに密着している。圧縮機２の駆動中は、インバータモジュール２３の発熱量が大きい。インバータモジュール２３は、補助貯湯タンク２５の下面２５ａに密着しているので、インバータモジュール２３が発生した熱は、補助貯湯タンク２５内の湯に伝熱される。このため、インバータモジュール２３が発生した熱を給湯に利用することができるので、ヒートポンプ給湯室外機１の沸き上げ運転のＣＯＰ（Ｃｏｅｆｆｉｃｉｅｎｔ Ｏｆ Ｐｅｒｆｏｒｍａｎｃｅ）を良好にすることができる。また、インバータモジュール２３が発生した熱を補助貯湯タンク２５内の湯に伝熱できることから、補助貯湯タンク２５に貯留した湯の放熱を抑制することができる。このため、本実施の形態１によれば、補助貯湯タンク２５に、断熱性の良い高価な断熱材を大量に取り付ける必要はないので、コストの増加を抑制することができる。また、本実施の形態１によれば、インバータモジュール２３の熱を補助貯湯タンク２５内の湯に放熱させることができるので、インバータモジュール２３の熱を放熱させるための大型の放熱部品（ヒートシンク等）を設ける必要がない。このため、コストを低減することができる。

また、本実施の形態１のインバータモジュール２３の部品には、炭化珪素（ＳｉＣ）等のワイドバンドギャップ半導体を用いて形成された電気・電子部品が含まれている。なお、ワイドバンドギャップ半導体としては、ＳｉＣに限らず、例えば、窒化ガリウム（ＧａＮ）系の材料またはダイヤモンドを用いることとしてもよい。このようなワイドバンドギャップ半導体を用いて形成された電気・電子部品は、耐電圧性が高く、また、許容電流密度も高い。このため、これらの電気・電子部品の小型化が可能である。このため、インバータモジュール２３の小型化が可能となる。

また、ワイドバンドギャップ半導体を用いて形成された電気・電子部品は、耐熱性が高いため、インバータモジュール２３が高温になることを許容することができる。このため、高温のインバータモジュール２３から補助貯湯タンク２５内の湯への伝熱効率を高くすることができ、インバータモジュール２３が発生した熱を効率良く給湯に利用することができる。

また、ワイドバンドギャップ半導体を用いて形成された電気・電子部品は、電力損失が低いという特徴を有している。このため、インバータモジュール２３の高効率化が可能となる。

なお、本実施の形態１では、インバータモジュール２３のすべての半導体素子がワイドバンドギャップ半導体を用いて形成されていることが好ましいが、少なくとも一部の半導体素子がワイドバンドギャップ半導体を用いて形成されていれば、この実施の形態に記載されている効果を得ることができる。

次に、ヒートポンプ給湯室外機１および貯湯装置３３の水回路について説明する。図１に示すように、機械室１４内には、第１内部水配管３０、第２内部水配管３１および第３内部水配管３２を含む水回路部品が組み込まれている。また、ベース１７の右側部には、水入口バルブ２８が下側、湯出口バルブ２９が上側になるように、両者が併設されている。図２および図３に示すように、筐体右側面部２１には、水入口バルブ２８および湯出口バルブ２９を保護するため、サービスパネル２７が取り付けられている。図１および図４に示すように、第１内部水配管３０の一端は、水入口バルブ２８に接続され、第１内部水配管３０の他端は、水冷媒熱交換器８の水入口部に接続されている。第２内部水配管３１の一端は、水冷媒熱交換器８の湯出口部に接続され、第２内部水配管３１の他端は、補助貯湯タンク２５の湯入口部に接続されている。第３内部水配管３２の一端は、補助貯湯タンク２５の湯出口部に接続され、第３内部水配管３２の他端は、湯出口バルブ２９に接続されている。

図４に示すように、本実施の形態１のヒートポンプ給湯室外機１は、貯湯装置３３と組み合わせて用いられる。すなわち、ヒートポンプ給湯室外機１と、貯湯装置３３とにより、ヒートポンプ給湯システムが構成される。貯湯装置３３は、例えば数百リットル程度の容量を有する貯湯タンク３４と、貯湯タンク３４内の水をヒートポンプ給湯室外機１に送るための水ポンプ３５とを有している。ヒートポンプ給湯室外機１と貯湯装置３３との間は、第１外部水配管３６と、第２外部水配管３７と、電気配線（図示せず）とにより接続される。

貯湯タンク３４の下部は、配管３８を介して、水ポンプ３５の吸入口に接続されている。第１外部水配管３６の一端は、水ポンプ３５の吐出口に接続され、第１外部水配管３６の他端は、ヒートポンプ給湯室外機１のサービスパネル２７内の水入口バルブ２８に接続されている。第２外部水配管３７の一端は、ヒートポンプ給湯室外機１のサービスパネル２７内の湯出口バルブ２９に接続され、第２外部水配管３７の他端は、配管３９を介して、貯湯タンク３４の上部に接続されている。

貯湯装置３３は、混合弁４０を更に備えている。混合弁４０には、配管３９から分岐した給湯配管４１と、外部から供給される市水等の水が通る給水配管４２と、ユーザ側に供給される湯が通る給湯配管４３とがそれぞれ接続されている。混合弁４０は、給湯配管４１から流入する湯と、給水配管４２から流入する水との混合比を調整することによって湯温を調節する。混合弁４０により混合された湯は、給湯配管４３を通って、ユーザ側に送られる。貯湯タンク３４の下部には、給水配管４２から分岐した給水配管４４が接続されている。貯湯タンク３４内の下側には、給水配管４４から流入した水が貯留される。

次に、ヒートポンプ給湯室外機１により水を加熱して湯を生成する沸き上げ運転におけるヒートポンプ給湯室外機１の動作について説明する。電気品収納箱９内の電子基板２４に取り付けられたインバータモジュール２３から圧縮機２内のモータに電源供給されることでこのモータが駆動し、このモータに接続された圧縮機２内の圧縮部が駆動する。インバータモジュール２３は、圧縮機２のモータの回転数を数十ｒｐｓ（Ｈｚ）〜百ｒｐｓ（Ｈｚ）程度の所定の回転数に変化させ、冷媒が循環して行われるヒートポンプサイクルの循環速度、冷媒の流量を変化させることにより、所定の沸き上げ能力に調節制御している。

また、電気品収納箱９内の電子基板２４に取り付けられた別のモジュールから送風機６のモータに電源供給されることでこのモータが駆動し、このモータに接続された送風機６のプロペラ翼が回転駆動する。送風機６のモータの回転数は、数百ｒｐｍ〜千ｒｐｍ程度に変化し、空気冷媒熱交換器７を通過する空気の流量を変化させることにより、空気冷媒熱交換器７での冷媒と空気との熱交換量を所定の量に調節制御している。空気は、送風機６の後方に設置された空気冷媒熱交換器７の後方から吸い込まれ、空気冷媒熱交換器７を通過し、送風機室１５を通過し、空気冷媒熱交換器７と反対側の筐体前面部１８の前方へ排出される。

また、電気品収納箱９内の電子基板２４に取り付けられた別のモジュールから膨張弁１０の本体外側面に取り付けられたコイル組み込み部材のコイルに通電されると、膨張弁１０は、コイルに発生する電磁作用により内部の流路抵抗調節部を稼動させて冷媒の流路抵抗度を調節し、膨張弁１０の上流側高圧と下流側低圧の冷媒を所定の圧力に調節制御する。

圧縮機２の回転数、送風機６の回転数、および、膨張弁１０の流路抵抗度は、ヒートポンプ給湯室外機１の設置環境、使用条件に応じて制御される。圧縮機２内の圧縮部が駆動すると、圧縮部内で冷媒の圧縮動作が行われ、低圧冷媒は吸入管４から圧縮機２に吸入される。低圧冷媒は、圧縮機２内の圧縮部で圧縮されることで高温高圧冷媒になり、圧縮機２から吐出管５に吐出される。この高温高圧冷媒は、吐出管５から水冷媒熱交換器８の冷媒入口部に流入し、水冷媒熱交換器８で水と熱交換し水を加熱し湯を生成させる。冷媒は、水冷媒熱交換器８でエンタルピを低下させ、温度を低下させて水冷媒熱交換器８の冷媒出口部から膨張弁１０の入口部に流入する。この高圧冷媒は、膨張弁１０で所定の圧力に減圧され温度降下し低温低圧冷媒となり、膨張弁１０の出口部から空気冷媒熱交換器７の入口部に流入する。この低温低圧冷媒は、空気冷媒熱交換器７で空気と熱交換し、エンタルピを増加させ、空気冷媒熱交換器７の出口部から吸入管４に流入し、圧縮機２に吸入される。このように冷媒が循環してヒートポンプサイクルが行われる。同時に、貯湯装置３３内の水ポンプ３５の駆動により、貯湯タンク３４内の下部の水が第１外部水配管３６を通ってヒートポンプ給湯室外機１に送られ、水入口バルブ２８および第１内部水配管３０を通って水冷媒熱交換器８に流入し、水冷媒熱交換器８で冷媒と熱交換し加熱されて湯が生成される。この生成された湯は、水冷媒熱交換器８の湯出口部から第２内部水配管３１を通って補助貯湯タンク２５の湯入口部から補助貯湯タンク２５に流入する。この湯は、補助貯湯タンク２５内に一時的に貯留された後、補助貯湯タンク２５の湯出口部から流出して第３内部水配管３２に流入し、湯出口バルブ２９および第２外部水配管３７を通り、貯湯装置３３内の配管３９に流入する。

本実施の形態１のヒートポンプ給湯システムでは、上述した沸き上げ運転を行う場合に、ヒートポンプ給湯室外機１により生成された湯を貯湯タンク３４内に貯留する貯湯運転と、ヒートポンプ給湯室外機１により生成された湯を貯湯タンク３４内に貯留することなくユーザ側に供給する直接出湯運転とを、選択的に実行可能になっている。

貯湯運転においては、ヒートポンプ給湯室外機１により生成された湯は、配管３９から貯湯タンク３４の上部に流入し、貯湯タンク３４内に貯留される。貯湯運転を行うことにより、貯湯タンク３４内の上側に形成される湯の層が下方に向かって拡大していき、貯湯タンク３４内の貯湯量（蓄熱量）が増加する。

直接出湯運転においては、ヒートポンプ給湯室外機１により生成された湯は、配管３９から給湯配管４１に流入し、混合弁４０にて水と混合されて温度調節された上で、給湯配管４３を通ってユーザ側に出湯される。このように、直接出湯運転においては、ヒートポンプ給湯室外機１により生成された湯は、貯湯タンク３４に流入することなく、直接ユーザ側に出湯される。なお、貯湯運転と直接出湯運転との切り替えは、例えば、水回路に設けた流路切替弁（図示省略）の流路方向を選択することによって切り替えることができる。

本実施の形態１では、ヒートポンプ給湯室外機１に設けた補助貯湯タンク２５内に湯が貯留されているので、直接出湯運転において、ユーザ側の出湯流量が多い場合には、補助貯湯タンク２５内の湯をユーザ側に供給することができる。このため、本実施の形態１によれば、直接出湯運転においても、十分な温度および流量の湯をユーザ側に出湯することができる。

本実施の形態１のヒートポンプ給湯システムでは、直接出湯運転を行うことができるので、深夜時間帯などに貯湯運転を行って貯湯タンク３４内に貯える湯の量を低減することができる。深夜時間帯に貯湯タンク３４に湯を貯える場合には、貯湯タンク３４内に湯が貯留される時間が長くなるので、貯湯タンク３４からの放熱ロスが大きくなる。本実施の形態１によれば、貯湯タンク３４内に貯える湯の量を低減することにより、貯湯タンク３４からの放熱ロスを低減することができるので、ヒートポンプ給湯システムのＡＰＦ（通年エネルギー消費効率）を向上することが可能となる。

本実施の形態１のヒートポンプ給湯システムでは、直接出湯運転時には、ヒートポンプ給湯室外機１により生成する湯の温度（以下、「沸き上げ温度」と称する）が、貯湯運転時に比べて、低くなるように制御する。貯湯運転時には、限られた貯湯タンク３４の容量によって蓄熱量を確保するために、ヒートポンプ給湯室外機１の沸き上げ温度をある程度高い温度にする必要がある。これに対し、直接出湯運転時には、ヒートポンプ給湯室外機１の沸き上げ温度は、少なくともユーザ側の設定温度以上であればよく、それほど高温にする必要はない。このため、直接出湯運転時の沸き上げ温度を、貯湯運転時に比べて低くすることが可能である。一般に、ヒートポンプ給湯室外機１による沸き上げ温度が低いほど、沸き上げ運転のＣＯＰ（Ｃｏｅｆｆｉｃｉｅｎｔ Ｏｆ Ｐｅｒｆｏｒｍａｎｃｅ）が高くなる。このため、本実施の形態１では、直接出湯運転時の沸き上げ温度を貯湯運転時の沸き上げ温度に比べて低くすることにより、直接出湯運転時のＣＯＰを更に向上することができる。その結果、ヒートポンプ給湯システムのＡＰＦを更に向上することが可能となる。なお、沸き上げ温度は、例えば、水ポンプ３５の回転数により制御することができる。

また、本実施の形態１によれば、インバータモジュール２３の熱を補助貯湯タンク２５内の湯に伝熱させることにより、補助貯湯タンク２５からの放熱を確実に抑制することができる。このため、補助貯湯タンク２５からの放熱によるＣＯＰの低下を確実に回避することができる。また、補助貯湯タンク２５に断熱性の良い高価な断熱材を大量に取り付けることなく補助貯湯タンク２５からの放熱を確実に抑制することができるので、断熱性の良い高価な断熱材の設置によるコストの増加を抑制することができる。

また、本実施の形態１では、インバータモジュール２３に耐熱性の高いＳｉＣ半導体（ワイドバンドギャップ半導体）を使用したことにより、大型の放熱部品をインバータモジュール２３の近傍に密着して設置していなくても、インバータモジュール２３が温度上昇して損傷することを確実に抑制することができる。

また、本実施の形態１では、図１に示すように、電子基板２４において、インバータモジュール２３以外の１つ以上の他の電気・電子部品２４ｃが取り付けられた面（下面２４ｂ）に対して反対側の面（上面２４ａ）にインバータモジュール２３を取り付けている。このような構成により、インバータモジュール２３が発生した熱および補助貯湯タンク２５内の湯の熱が、他の電気・電子部品２４ｃに伝熱することを抑制することができる。このため、他の電気・電子部品２４ｃが温度上昇して損傷することを確実に抑制することができる。

また、本実施の形態１では、補助貯湯タンク２５を、送風機室１５側ではなく機械室１４側に配置している。すなわち、補助貯湯タンク２５の全体または大部分が機械室１４に配置されている。このような構成により、補助貯湯タンク２５が、送風機室１５を通過する空気の流れを妨げることがないので、空気冷媒熱交換器７を通過する風量の低下を回避することができる。このため、ヒートポンプ給湯室外機１の効率を高く維持することができる。また、機械室１４内は、圧縮機２から発生する熱によって温度が上昇する。このため、補助貯湯タンク２５を機械室１４側に配置することにより、圧縮機２が発生する熱によって補助貯湯タンク２５を保温することができ、補助貯湯タンク２５からの放熱をより確実に抑制することができる。特に、本実施の形態１では、圧縮機２の鉛直上方に補助貯湯タンク２５を配置したことにより、圧縮機２から発生する熱が補助貯湯タンク２５の周囲に効率良く伝わるため、補助貯湯タンク２５からの放熱抑制に特に有利となる。

また、本実施の形態１では、補助貯湯タンク２５の底部（下面２５ａ）にインバータモジュール２３を接触させたことにより、次のような効果が得られる。水（湯）は、温度が低いほど比重が大きくなる。よって、補助貯湯タンク２５内の底部には、比重の大きい比較的低温の湯が集まる。このため、インバータモジュール２３が発生する熱を補助貯湯タンク２５の底部に伝えることにより、インバータモジュール２３が発生する熱によって補助貯湯タンク２５内の比較的低温の湯を効率良く加熱することができる。ただし、本発明は、このような構成に限定されるものではなく、例えば、補助貯湯タンク２５の側面または上面にインバータモジュール２３（圧縮機駆動用電気・電子部品）を接触させるように配置してもよい。

なお、本実施の形態１では、圧縮機駆動用電気・電子部品の例としてインバータモジュール２３を挙げたが、本発明は、インバータモジュール２３に限らず、他の圧縮機駆動用電気・電子部品が発生する熱を補助貯湯タンク２５内の湯に伝熱させるものに対して、同様に適用することができる。

また、本実施の形態１では、インバータモジュール２３（圧縮機駆動用電気・電子部品）を直接補助貯湯タンク２５に密着させるように構成しているが、本発明では、インバータモジュール２３（圧縮機駆動用電気・電子部品）と補助貯湯タンク２５との間に、伝熱可能な部材（例えば、金属部材、熱伝導性シート、熱伝導性グリスなど）を介在させて、これらを接触させて配置しても良い。その場合であっても、同様の効果が得られる。

以上説明したように、本実施の形態１によれば、性能面、コスト面、信頼性面で優れたヒートポンプ給湯室外機１およびヒートポンプ給湯システムを得ることができる。主に深夜電力で給湯を行うヒートポンプ給湯システムのＡＰＦおよびヒートポンプ給湯室外機のＣＯＰには、使用者の関心が高い。このため、本発明は、これらの製品の商品力の向上に著しく貢献する。

実施の形態２．
次に、図５を参照して、本発明の実施の形態２について説明するが、上述した実施の形態１との相違点を中心に説明し、同一部分または相当部分は同一符号を付し説明を省略する。図５は、本発明の実施の形態２のヒートポンプ給湯室外機の内部構造を示す前面図である。

前述した実施の形態１のヒートポンプ給湯室外機１では、仕切板１６の上端１６ａの位置が電気品収納箱９の下面とほぼ同じ高さになっており、電気品収納箱９の一部は仕切板１６の上部に配置されている。これに対し、図５に示すように、本実施の形態２のヒートポンプ給湯室外機１Ａでは、実施の形態１に比べて仕切板１６が上方に延長されており、仕切板１６の上端１６ｂは、ヒートポンプ給湯室外機１Ａの筐体内部の上面（すなわち、筐体上面部２０の内面）に対し、接触または近接している。ただし、図５では、筐体上面部２０の図示を省略している。

本実施の形態２における仕切板１６は、電気品収納箱９の側面および補助貯湯タンク２５の側面に対し、接触または近接している。また、本実施の形態２では、機械室１４と送風機室１５とが、ヒートポンプ給湯室外機１Ａの筐体内部の最下部から最上部までのほぼ全部に渡って、仕切板１６により隔てられている。

上述したような構成により、本実施の形態２では、実施の形態１に比べて、機械室１４内で発生した音が外部に漏れることを防止する遮音性をより向上することができる。ヒートポンプ給湯室外機１の動作中は、機械室１４内の圧縮機２やその他冷媒回路から、機械音、電磁音、冷媒音等が発生し、仕切板１６、筐体前面部１８、筐体後面部１９、筐体上面部２０、筐体右側面部２１、筐体左側面部２２およびベース１７によって音の一部が遮音され減音し、ヒートポンプ給湯室外機１Ａの外部に放射される。実施の形態１のヒートポンプ給湯室外機１では、仕切板１６の上方に遮音性の低い電気品収納箱９が設置されているため、機械室１４内で発生した音に対し、仕切板１６の上方から送風機室１５内への遮音性が低く、機械室１４内で発生した音が送風機室１５内へ大きく減音せずに漏れ、その音が送風機室１５からヒートポンプ給湯室外機１外部に放射され、ヒートポンプ給湯室外機１の騒音増加の原因となる場合がある。これに対し、本実施の形態２のヒートポンプ給湯室外機１Ａによれば、仕切板１６の上端１６ｂの位置が筐体上面部２０付近まであるので、遮音性が高くなり、ヒートポンプ給湯室外機１Ａの騒音増加をより確実に抑制することができる。

１，１Ａ ヒートポンプ給湯室外機、２ 圧縮機、４ 吸入管、５ 吐出管、６ 送風機、７ 空気冷媒熱交換器、８ 水冷媒熱交換器、９ 電気品収納箱、９ａ 端子台、１０ 膨張弁、１２ 収納容器、１４ 機械室、１５ 送風機室、１６ 仕切板、１６ａ，１６ｂ 上端、１７ ベース、１８ 筐体前面部、１８ａ 格子、１９ 筐体後面部、２０ 筐体上面部、２１ 筐体右側面部、２２ 筐体左側面部、２３ インバータモジュール、２４ 電子基板、２４ａ 上面、２４ｂ 下面、２４ｃ 電気・電子部品、２５ 補助貯湯タンク、２５ａ 下面、２７ サービスパネル、２８ 水入口バルブ、２９ 湯出口バルブ、３０ 第１内部水配管、３１ 第２内部水配管、３２ 第３内部水配管、３３ 貯湯装置、３４ 貯湯タンク、３５ 水ポンプ、３６ 第１外部水配管、３７ 第２外部水配管、３８，３９ 配管、４０ 混合弁、４１，４３ 給湯配管、４２，４４ 給水配管

Claims (9)

1. 冷媒を圧縮する圧縮機と、
   前記圧縮機により圧縮された冷媒によって水を加熱する水冷媒熱交換器と、
   前記水冷媒熱交換器から流入する湯を貯留する補助貯湯タンクと、
   前記圧縮機を駆動する電気・電子部品である圧縮機駆動用電気・電子部品と、
   筐体と、
   冷媒と空気との熱交換を行う空気冷媒熱交換器と、
   前記空気冷媒熱交換器に送風する送風機と、
   前記筐体内に設置され、前記圧縮機を収容する機械室と、前記送風機を収容する送風機室とを仕切る仕切板と、
   を備え、
   前記機械室側に前記補助貯湯タンクが配置され、
   前記圧縮機駆動用電気・電子部品を、前記補助貯湯タンクに対し、直接または伝熱可能な部材を介在させて、接触させて配置したヒートポンプ給湯室外機。
2. 前記圧縮機駆動用電気・電子部品と、他の電気・電子部品とが共通の電子基板に取り付けられ、
   前記電子基板の、前記他の電気・電子部品の１つ以上が取り付けられた面に対し反対側の面に、前記圧縮機駆動用電気・電子部品が取り付けられている請求項１記載のヒートポンプ給湯室外機。
3. 前記仕切板の上端が前記筐体の内部の上面に接触または近接している請求項１または２記載のヒートポンプ給湯室外機。
4. 貯湯タンクを有する貯湯装置とは別体である請求項１乃至３の何れか１項記載のヒートポンプ給湯室外機。
5. 前記補助貯湯タンクは、前記圧縮機の鉛直上方に配置されている請求項１乃至４の何れか１項記載のヒートポンプ給湯室外機。
6. 前記圧縮機駆動用電気・電子部品は、直接または前記伝熱可能な部材を介して、前記補助貯湯タンクの底部に接触している請求項１乃至５の何れか１項記載のヒートポンプ給湯室外機。
7. 前記圧縮機駆動用電気・電子部品は、ワイドバンドギャップ半導体を用いて形成された部品を含む請求項１乃至６の何れか１項記載のヒートポンプ給湯室外機。
8. 請求項１乃至７の何れか１項記載のヒートポンプ給湯室外機と、
   前記ヒートポンプ給湯室外機により生成された湯を貯留する貯湯タンクを有する貯湯装置と、
   を備え、
   前記ヒートポンプ給湯室外機により生成された湯を前記貯湯タンク内に流入させる貯湯運転と、前記ヒートポンプ給湯室外機により生成された湯を前記貯湯タンク内に流入させることなくユーザ側に供給する直接出湯運転とを実行可能であるヒートポンプ給湯システム。
9. 前記直接出湯運転時に前記ヒートポンプ給湯室外機により生成する湯の温度を、前記貯湯運転時に前記ヒートポンプ給湯室外機により生成する湯の温度より低くする請求項８記載のヒートポンプ給湯システム。

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