JPH06101921A - 冷房給湯装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 ビルマイヤヒートポンプサイクルを用いた冷
房給湯装置において、新たな補助熱源を用いることなく
給湯加熱量（Ｑｗ）を増加して給湯負荷量（Ｆ）の増加
に対処し、かつ中温空間（１０Ｈ），（１０Ｌ）の作動
ガス温度（Ｔｍ）が昇温してクーラ部（１７Ｌ）の冷房
効率が低下するのを回避できるようにする。 【構成】 循環路（２２）の貯湯槽（２１）流入側に配
設され、加熱手段（１７Ｈ）の排熱を熱媒体に回収させ
る排熱側熱交換部（２４）と、循環路（２２）の貯湯槽
（２１）流出側に配設され、外部媒体への放熱により熱
媒体を冷却する放熱側熱交換器（２５ａ）とを備える。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】この発明は、ビルマイヤヒートポ
ンプ装置を備えた冷房給湯装置に関し、特にビルマイヤ
ヒートポンプ装置の中温部熱交換器での放熱を利用して
湯水を加熱する際の加熱能力の向上対策に関する。

【０００２】

【従来の技術】ビルマイヤヒートポンプ装置は、例えば
特開平１−１３７１６４号公報等で知られている。一般
には、図７に示すように高温シリンダ（１Ｈ）内を高温
空間（９Ｈ）及び中温空間（１０Ｈ）に区画する高温デ
ィスプレーサ（３Ｈ）と、低温シリンダ（１Ｌ）内を低
温空間（９Ｌ）及び中温空間（１０Ｌ）に区画する低温
ディスプレーサ（３Ｌ）とを所定の位相差（例えば９０
°）で往復動させて各空間（９Ｈ），（９Ｌ），（１０
Ｈ），（１０Ｌ）の各容積をそれぞれに変化させること
により、作動ガスの圧力を変化させて熱サイクルを形成
し、高温シリンダ（１Ｈ）側にてバーナ（１７Ｈ）の発
熱を受けるヒータ部（１４Ｈ）及び低温シリンダ（１
Ｌ）側のクーラ部（１７Ｌ）では吸熱を、また高温側及
び低温側中温部熱交換器（１６Ｈ），（１６Ｌ）では放
熱をそれぞれ行うように構成されている。

【０００３】そして、上記ヒートポンプ装置を備えた冷
房給湯装置では、上記中温部熱交換器（１６Ｈ），（１
６Ｌ）での放熱を利用して湯水を加熱するために、中温
部熱交換器（１６Ｈ），（１６Ｌ）と湯水が貯溜される
貯湯槽（２１）との間に水等の熱媒体を循環流動させる
循環路（２２）を設け、中温部熱交換器（１６Ｈ），
（１６Ｌ）にて作動ガスの放熱を受けた熱媒体により貯
湯槽（２１）内の湯水を加熱するようになされており、
例えば中温部熱交換器（１６Ｈ），（１６Ｌ）で８０℃
に加熱された熱媒体により貯湯槽（２１）内の湯水を６
０℃に加熱し、７０℃に降温した熱媒体は再び中温部熱
交換器（１６Ｈ），（１６Ｌ）に戻るようになされてい
る。これにより、中温部熱交換器（１６Ｈ），（１６
Ｌ）での放熱作用が確保され、中温空間（１０Ｈ），
（１０Ｌ）の作動ガス温度（Ｔｍ）が一定化されるの
で、クーラ部（１７Ｌ）では一定の冷房効率（ＣＯ
Ｐ_L ）が維持される。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記従
来例では、熱媒体は中温部熱交換器（１６Ｈ），（１６
Ｌ）からの放熱のみによって貯湯槽（２１）内の湯水を
加熱しているため、給湯負荷量（Ｆ）が増加した場合、
つまり給湯量が増加したり給湯温度が上げられたりした
場合に、給湯加熱量（Ｑｗ）を増加させることは困難で
ある。

【０００５】すなわち、循環路（２２）の途中で補助熱
源を併用し、この補助熱源により、例えば中温部熱交換
器（１６Ｈ），（１６Ｌ）で８０℃に加熱された熱媒体
をさらに加熱して１００℃にすれば、上記給湯負荷量
（Ｆ）の増加に対応することはできるが、今度はそれに
応じて貯湯槽（２１）から中温部熱交換器（１６Ｈ），
（１６Ｌ）に戻る熱媒体の温度も、例えば７０℃から８
０℃に昇温することになり、中温部熱交換器（１６
Ｈ），（１６Ｌ）での放熱作用が不十分となって、中温
空間（１０Ｈ），（１０Ｌ）の作動ガス温度（Ｔｍ）が
上昇するため、図８に示すように、クーラ部（１７Ｌ）
での冷房効率（ＣＯＰ_L ）が低下する。

【０００６】さらに、新たな補助熱源を用いると、その
分、新たなエネルギを消費することになり、装置全体と
しての総合エネルギ効率（ηｔ）が低下する。

【０００７】この発明は斯かる諸点に鑑みてなされたも
ので、その目的は、補助熱源を新たに備えることなく冷
房運転時に給湯加熱量を増加させることができ、しかも
中温部熱交換器での放熱量が減少してクーラ部の冷房効
率が低下するのを回避できるようにすることにある。

【０００８】

【課題を解決するための手段】上記の目的を達成するた
めに、この発明では、高温シリンダ側に設置されている
加熱手段の排熱を併用して熱媒体を加熱し、貯湯槽から
中温部熱交換器に戻る熱媒体には途中で放熱させるよう
にした。

【０００９】具体的には、この発明では、図１に示すよ
うに往復動可能な高温ディスプレーサ（３Ｈ）を内蔵し
かつ該ディスプレーサ（３Ｈ）により高温空間（９Ｈ）
及び高温側中温空間（１０Ｈ）が区画された高温シリン
ダ（１Ｈ）と、該高温シリンダ（１Ｈ）内の高温空間
（９Ｈ）及び中温空間（１０Ｈ）を互いに連通する高温
連通路（１２Ｈ）と、該高温連通路（１２Ｈ）に設けら
れ、該高温連通路（１２Ｈ）を通過する作動ガスに加熱
手段（１７Ｈ）の発熱を受けて吸熱させるヒータ部（１
４Ｈ）と、往復動可能な低温ディスプレーサ（３Ｌ）を
内蔵しかつ該ディスプレーサ（３Ｌ）により低温空間
（９Ｌ）及び低温側中温空間（１０Ｌ）が区画された低
温シリンダ（１Ｌ）と、該低温シリンダ（１Ｌ）内の低
温空間（９Ｌ）及び中温空間（１０Ｌ）を互いに連通す
る低温連通路（１２Ｌ）と、該低温連通路（１２Ｌ）に
設けられ、該低温連通路（１２Ｌ）を通過する作動ガス
に吸熱させるクーラ部（１７Ｌ）と、上記両ディスプレ
ーサ（３Ｈ），（３Ｌ）を位相差をもって往復動するよ
うに連結する連結手段（４）と、上記各連通路（１２
Ｈ），（１２Ｌ）にそれぞれ設けられ、該連通路（１２
Ｈ），（１２Ｌ）を通過する作動ガスに放熱させる高温
側及び低温側中温部熱交換器（１６Ｈ），（１６Ｌ）と
からなるビルマイヤヒートポンプ装置を備えるととも
に、上記中温部熱交換器（１６Ｈ），（１６Ｌ）にて作
動ガスの放熱を受けた熱媒体により湯水を加熱する貯湯
槽（２１）と、該貯湯槽（２１）と中温部熱交換器（１
６Ｈ），（１６Ｌ）との間で上記熱媒体を循環流動させ
る循環路（２２）とを備えた冷房給湯装置が前提であ
る。

【００１０】そして、請求項１の発明では、上記循環路
（２２）の貯湯槽（２１）への熱媒体供給側に配設さ
れ、上記加熱手段（１７Ｈ）の排熱を熱媒体に吸収させ
る排熱側熱交換部（２４）と、上記循環路（２２）の貯
湯槽（２１）からの熱媒体戻し側に配設され、外部媒体
への放熱により熱媒体を冷却する放熱側熱交換器（２５
ａ）とを備える。

【００１１】また、請求項２の発明では、上記請求項１
の発明において、循環路（２２）に沿って流動する熱媒
体を少なくとも排熱側熱交換部（２４）を迂回して流通
させるバイパス路（２３）と、上記排熱側熱交換部（２
４）を流通する熱媒体の流量（Ｇｗ１）を増減させる流
量変更手段（Ｖ１），（Ｖ２）とを備える。

【００１２】また、請求項３の発明では、上記請求項２
の発明において、給湯負荷量（Ｆ）を検出する給湯負荷
検出手段（２６）と、該給湯負荷検出手段（２６）の出
力信号を受け、給湯負荷量（Ｆ）を所定値と比較する給
湯負荷判定手段（２７）と、該給湯負荷判定手段（２
７）の出力信号を受け、給湯負荷量（Ｆ）が所定値より
も大であるときに、排熱側熱交換部（２４）を流通する
熱媒体の流量（Ｇｗ１）が増加して給湯加熱量（Ｑｗ）
が増加するように流量変更手段（Ｖ１），（Ｖ２）を制
御する加熱量調整手段（２８）とを備える。

【００１３】また、請求項４の発明では、上記請求項１
〜３の発明において、貯湯槽（２１）入口での熱媒体の
貯湯槽入口温度（Ｔｗ３）を検出する貯湯槽入口温度検
出手段（２９）と、該貯湯槽入口温度検出手段（２９）
の出力信号を受け、貯湯槽入口温度（Ｔｗ３）を所定値
と比較する貯湯槽入口温度判定手段（３０）と、該貯湯
槽入口温度判定手段（３０）の出力信号を受け、貯湯槽
入口温度（Ｔｗ３）が所定値よりも小であるときに加熱
手段（１７Ｈ）の発熱量（Ｑｂ）を増加させる発熱量調
整手段（３１）とを備える。

【００１４】また、請求項５の発明では、上記請求項２
〜４の発明において、貯湯槽（２１）出口での熱媒体の
貯湯槽出口温度（Ｔｗ４）を検出する貯湯槽出口温度検
出手段（３２）と、該貯湯槽出口温度検出手段（３２）
の出力信号を受け、貯湯槽出口温度（Ｔｗ４）を設定温
度（Ｔｗａ）と比較する貯湯槽出口温度判定手段（３
３）と、該貯湯槽出口温度判定手段（３３）の出力信号
を受け、貯湯槽出口温度（Ｔｗ４）が設定温度（Ｔｗ
ａ）よりも大であるときには排熱側熱交換部（２４）を
流通する熱媒体の流量（Ｇｗ１）が減少する一方、小で
あるときには増加するように流量変更手段（Ｖ１），
（Ｖ２）を制御して給湯加熱量（Ｑｗ）を適正化する加
熱量適正化手段（３４）とを備える。

【００１５】さらに、請求項６の発明では、上記請求項
１〜５の発明において、中温部熱交換器（１６Ｈ），
（１６Ｌ）入口での熱媒体の中温熱交入口温度（Ｔｗ
１）を検出する中温熱交入口温度検出手段（３５）と、
該中温熱交入口温度検出手段（３５）の出力信号を受
け、中温熱交入口温度（Ｔｗ１）を設定温度（Ｔｗｂ）
と比較する中温熱交入口温度判定手段（３６）と、該中
温熱交入口温度判定手段（３６）の出力信号を受け、中
温熱交入口温度（Ｔｗ１）が設定温度（Ｔｗｂ）よりも
大であるときに放熱側熱交換器（２５ａ）での外部媒体
への熱媒体放熱量（Ｑｍ２）を増加させる放熱量調整手
段（３７）とを備える。

【００１６】また、請求項７の発明では、上記請求項６
の発明において、循環路（２２）に、該循環路（２２）
に沿って熱媒体を循環流動させる熱媒体流動手段（３
８）を設ける。そして、放熱量調整手段（３７）を、中
温熱交入口温度（Ｔｗ１）が設定温度（Ｔｗｂ）よりも
大であるとき、循環路（２２）を流通する熱媒体の全体
流量（Ｇｗ）が増大するように上記熱媒体流動手段（３
８）を制御する構成とする。

【００１７】さらに、請求項８の発明では、上記請求項
６の発明において、放熱側熱交換器（２５ａ）が、該放
熱側熱交換器（２５ａ）にて外部媒体を流動させる外部
媒体流動手段（２５ｂ）を有するものとする。そして、
放熱量調整手段（３７）を、中温熱交入口温度（Ｔｗ
１）が設定温度（Ｔｗｂ）よりも大であるときに外部媒
体の流量が増大するように上記外部媒体流動手段（２５
ｂ）を制御する構成とする。

【００１８】

【作用】請求項１の発明では、中温部熱交換器（１６
Ｈ），（１６Ｌ）での放熱を受けて一定温度に加熱され
た熱媒体は、循環路（２２）途中の排熱側熱交換部（２
４）にて加熱手段（１７Ｈ）の排熱を回収してさらに加
熱された後、貯湯槽（２１）に供給される。これによ
り、該貯湯槽（２１）内の湯水はより大きな給湯加熱量
（Ｑｗ）により加熱される。一方、上記貯湯槽（２１）
から出た熱媒体は、循環路（２２）途中の放熱側熱交換
器（２５ａ）にて外部媒体に放熱して冷却され、中温部
熱交換器（１６Ｈ），（１６Ｌ）に戻る。これにより、
冷房給湯運転時に給湯加熱量（Ｆ）が増大したときに、
給湯加熱量（Ｑｗ）が増大される一方、該中温部熱交換
器（１６Ｈ），（１６Ｌ）の作動ガスは適切な温度に冷
却され、中温空間（１０Ｈ），（１０Ｌ）の作動ガス温
度（Ｔｍ）は上昇が抑えられる。

【００１９】また、請求項２の発明では、バイパス路
（２３）を流通する熱媒体の流量（Ｇｗ２）が流量変更
手段（Ｖ１），（Ｖ２）により減少すると、排熱側熱交
換部（２４）を流通する熱媒体の流量（Ｇｗ１）が増加
し、排熱側熱交換部（２４）では加熱手段（１７Ｈ）の
全体排熱量（Ｑ′ｅｇ）から多量の回収排熱量（Ｑｍ
３）が熱媒体に回収されて貯湯槽（２１）に運ばれるの
で、給湯加熱量（Ｑｗ）が増加する。一方、バイパス路
（２３）を流通する熱媒体の流量（Ｇｗ２）が増加する
と、排熱側熱交換部（２４）を流通する熱媒体の流量
（Ｇｗ１）が減少し、給湯加熱量（Ｑｗ）が減少する。
つまり、流量変更手段（Ｖ１），（Ｖ２）により、給湯
加熱量（Ｑｗ）の増減が行われる。

【００２０】また、請求項３の発明では、給湯負荷検出
手段（２６）の出力信号を受けた給湯負荷判定手段（２
７）により、給湯負荷量（Ｆ）が所定値と比較される。
そして、この給湯負荷判定手段（２７）の出力信号を受
けた加熱量調整手段（２８）により、給湯負荷量（Ｆ）
が所定値よりも大であるときに、排熱側熱交換部（２
４）を流通する熱媒体の流量（Ｇｗ１）が増加するよう
に流量変更手段（Ｖ１），（Ｖ２）が制御される。これ
により、上記排気側熱交換部（２４）での回収排熱量
（Ｑｍ３）が増加し、給湯加熱量（Ｑｗ）が増加する。
つまり、給湯負荷量（Ｆ）が所定値以上となったとき
に、給湯加熱量（Ｑｗ）が増加する。

【００２１】また、請求項４の発明では、貯湯層入口温
度検出手段（２９）の出力信号を受けた貯湯槽入口温度
判定手段（３０）により、熱媒体の貯湯槽入口温度（Ｔ
ｗ３）が所定値と比較される。そして、上記貯湯槽入口
温度判定手段（３０）の出力信号を受けた発熱量調整手
段（３１）により、貯湯槽入口温度（Ｔｗ３）が所定値
よりも小であるときには加熱手段（１７Ｈ）の発熱量
（Ｑｂ）が増加する。これにより、給湯加熱量（Ｑｗ）
の増加に起因する貯湯槽入口温度（Ｔｗ３）の低下が防
止され、給湯温度の低下が回避される。

【００２２】また、請求項５の発明では、貯湯層出口温
度検出手段（３２）の出力信号を受けた貯湯槽出口温度
判定手段（３３）により、熱媒体の貯湯槽出口温度（Ｔ
ｗ４）が設定温度（Ｔｗａ）と比較される。そして、上
記貯湯槽出口温度判定手段（３３）の出力信号を受けた
加熱量適正化手段（３４）により、上記貯湯槽出口温度
（Ｔｗ４）が設定温度（Ｔｗａ）よりも大であるときに
は排熱側熱交換部（２４）での流量（Ｇｗ１）が減少す
るように、また小であるときには増加するように流量変
更手段（Ｖ１），（Ｖ２）が制御される。これにより、
給湯加熱量（Ｑｗ）は給湯負荷量（Ｆ）に比べて多過ぎ
たり少な過ぎたりしないように適正化される。

【００２３】さらに、請求項６の発明では、中温熱交入
口温度検出手段（３５）の出力信号を受けた中温熱交入
口温度判定手段（３６）により、中温部熱交換器（１６
Ｈ），（１６Ｌ）入口での熱媒体の中温熱交入口温度
（Ｔｗ１）が設定温度（Ｔｗｂ）と比較される。そし
て、上記中温熱交入口温度判定手段（３６）の出力信号
を受けた放熱量調整手段（３７）により、中温熱交入口
温度（Ｔｗ１）が設定温度（Ｔｗｂ）よりも大であると
きに放熱側熱交換器（２５ａ）での放熱量（Ｑｍ２）が
増加する。これにより、給湯加熱量（Ｑｗ）の増加に伴
う中温熱交入口温度（Ｔｗ１）の昇温が防止される。

【００２４】また、請求項７の発明では、中温熱交入口
温度（Ｔｗ１）が設定温度（Ｔｗｂ）よりも大であると
きには、放熱量調整手段（３７）により熱媒体流動手段
（３８）が熱媒体の全体流量（Ｇｗ）を増大させるよう
に制御される。これにより、放熱側熱交換器（２５ａ）
での放熱量（Ｑｍ２）が増加する。

【００２５】さらに、請求項８の発明では、中温熱交入
口温度（Ｔｗ１）が設定温度（Ｔｗｂ）よりも大である
ときには、放熱量調整手段（３７）により外部媒体流動
手段（２５ｂ）が外部媒体の流量を増大させるように制
御される。これにより、放熱側熱交換器（２５ａ）での
放熱量（Ｑｍ２）が増加する。

【００２６】

【実施例】以下、この発明の実施例を図２以下の図面に
基づいて説明する。図２において、（Ａ）はこの実施例
に係るビルマイヤヒートポンプ装置で、この装置（Ａ）
では、互いに例えば９０°の交差角度で交差する高温及
び低温シリンダ（１Ｈ），（１Ｌ）同士をそれぞれクラ
ンクケース（２）の隔壁（２Ｈ），（２Ｌ）で一体に接
合してなり、各シリンダ（１Ｈ），（１Ｌ）は略密閉状
態に閉塞されている。そして、高温シリンダ（１Ｈ）内
には高温ディスプレーサ（３Ｈ）が、また低温シリンダ
（１Ｌ）内には低温ディスプレーサ（３Ｌ）がそれぞれ
往復動可能に嵌挿されている。

【００２７】上記両ディスプレーサ（３Ｈ），（３Ｌ）
は例えば９０°の位相差で往復動するように連結機構
（４）（連結手段）により連結されている。連結機構
（４）は、クランクケース（２）に水平方向の回転中心
をもって支持されたクランク軸（５）を有し、このクラ
ンク軸（５）にはクランクケース（２）内に位置するク
ランクピン（５ａ）が設けられている。クランク軸
（５）の一端は起動用モータ（図示せず）に駆動連結さ
れている。上記クランクピン（５ａ）には、リンク（５
ｂ）を介して高温ロッド（７Ｈ）の基端が連結され、こ
のロッド（７Ｈ）は上記隔壁（２Ｈ）のロッド挿通孔を
貫通し、その先端は高温ディスプレーサ（３Ｈ）の基端
に結合されている。また、クランクピン（５ａ）には、
リンク（５ｂ），（６Ｌａ），（６Ｌｂ）を介して低温
ロッド（７Ｌ）の基端が連結され、このロッド（７Ｌ）
は上記隔壁（２Ｌ）のロッド挿通孔を貫通し、その先端
は低温ディスプレーサ（３Ｌ）の基端に結合されてお
り、両ディスプレーサ（３Ｈ），（３Ｌ）はシリンダ
（１Ｈ），（１Ｌ）の交差により所定の位相差（９０
°）で往復動するようになっている。

【００２８】高温シリンダ（１Ｈ）内は、上記高温ディ
スプレーサ（３Ｈ）により先端側の高温空間（９Ｈ）と
基端側の高温側中温空間（１０Ｈ）とに区画されてい
る。上記中温空間（１０Ｈ）は高温空間（９Ｈ）に対
し、シリンダ（１Ｈ）周囲に形成した円筒状の周壁内空
間を一部とする高温連通路（１２Ｈ）により連通されて
いる。一方、低温シリンダ（１Ｌ）内は、低温ディスプ
レーサ（３Ｌ）により先端側の低温空間（９Ｌ）と基端
側の低温側中温空間（１０Ｌ）とに区画されている。上
記中温空間（１０Ｌ）は低温空間（９Ｌ）に対し、シリ
ンダ（１Ｌ）周囲に形成した円筒状の低温連通路（１２
Ｌ）により連通されている。そして、高温シリンダ（１
Ｈ）側の中温空間（１０Ｈ）と低温シリンダ（１Ｌ）側
の中温空間（１０Ｌ）とは中温部接続管（１１）により
接続され、これら高温、低温及び中温空間（９Ｈ），
（９Ｌ），（１０Ｈ），（１０Ｌ）にはヘリウム等の作
動ガスが充填されている。

【００２９】上記高温連通路（１２Ｈ）には、蓄熱式熱
交換器からなる高温再生器（１３Ｈ）と、該再生器（１
３Ｈ）の高温空間（９Ｈ）側に位置する高温部熱交換器
としてのヒータ管（１４Ｈ）と、上記再生器（１３Ｈ）
の中温空間（１０Ｈ）側に位置するシェルアンドチュー
ブ式の高温側中温部熱交換器（１６Ｈ）とが配設されて
いる。また、シリンダ（１Ｈ）の上部には略密閉状態の
燃焼空間（３９ａ）を有する燃焼ケース（３９）が一体
的に取付けられ、該燃焼ケース（３９）内の燃焼空間
（３９ａ）において上記ヒータ管（１４Ｈ）に対面する
部位には、燃料供給管（１７Ｈａ）からの燃料を燃焼さ
せて該ヒータ管（１４Ｈ）内の作動ガスを加熱する加熱
手段としてのバーナ（１７Ｈ）が配設されている。ま
た、上記燃料供給管（１７Ｈａ）には、該バーナ（１７
Ｈ）の発熱量（Ｑｂ）を調整するための調整弁（１７Ｈ
ｂ）が配設されている。

【００３０】一方、上記低温連通路（１２Ｌ）には、蓄
熱式熱交換器からなる低温再生器（１３Ｌ）と、該再生
器（１３Ｌ）の低温空間（９Ｌ）側に位置する低温部熱
交換器としてのシェルアンドチューブ式のクーラ（１７
Ｌ）と、上記再生器（１３Ｌ）の中温空間（１０Ｌ）側
に位置するシェルアンドチューブ式の低温側中温部熱交
換器（１６Ｌ）とが配設され、この熱交換器（１６Ｌ）
の伝熱管（１６Ｌａ）は上記高温側中温部熱交換器（１
６Ｈ）の伝熱管（１６Ｈａ）に直列に接続されている。

【００３１】以上のように構成されたビルマイヤヒート
ポンプ装置（Ａ）において、このビルマイヤヒートポン
プサイクルでは、作動ガスの温度（Ｔ）とエントロピー
（ｓ）との関係を示すＴ−ｓ線図は図３に示すようにな
る。すなわち、高温側サイクルでは、作動ガスは行程１
→２でバーナ（１７Ｈ）によって加熱されるヒータ管
（１４Ｈ）から吸熱して等温膨張し、次の行程２→３で
は熱を高温再生器（１３Ｈ）に与えて等積冷却される。
さらに、行程３→４で、高温側中温部熱交換器（１６
Ｈ）を介して放熱して等温圧縮し、行程４→１では、上
記再生器（１３Ｈ）に与えた熱により等積加熱される。
一方、低温側サイクルでは、作動ガスは行程１′→２′
で熱を低温再生器（１３Ｌ）に与えて等積冷却され、行
程２′→３′ではクーラ（１７Ｌ）から吸熱して等温膨
張し、次の行程３′→４′では、上記再生器（１３Ｌ）
に与えた熱により等積加熱され、行程４′→１′で、低
温側中温部熱交換器（１６Ｌ）を介して放熱して等温圧
縮する。

【００３２】上記ビルマイヤヒートポンプ装置（Ａ）と
は別に、給湯用の湯水を貯溜して熱交換器（２１ａ）に
より加熱するための貯湯槽（２１）が配設されている。
この貯湯槽（２１）には該貯湯槽（２１）内に給水する
ための給水管（２１ｂ）と、該貯湯槽（２１）内で加熱
された湯水を給湯するための給湯管（２１ｃ）とがそれ
ぞれ接続されている。上記給水管（２１ｂ）には該貯湯
槽（２１）内に給水するための給水ポンプ（４０）が、
また給湯管（２１ｃ）には給湯負荷量としての給湯量
（Ｆ）を検出する給湯負荷量検出手段としての給湯量セ
ンサ（２６）がそれぞれ配設されている。

【００３３】上記貯湯槽（２１）の熱交換器（２１ａ）
とビルマイヤヒートポンプ装置（Ａ）の中温部熱交換器
（１６Ｈ），（１６Ｌ）の各伝熱管（１６Ｈａ），（１
６Ｌａ）とは、該貯湯槽（２１）内の湯水を加熱する熱
媒体としての水を両者間で循環させるための循環路（２
２）で接続されている。この循環路（２２）は、上流側
が上記高温側熱交換器（１６Ｈ）の伝熱管（１６Ｈａ）
に接続されかつ下流側が上記貯湯槽（２１）内の熱交換
器（２１ａ）に接続された供給路（２２ａ）と、上流側
が上記熱交換器（２１ａ）に接続されかつ下流側が低温
側熱交換器（１６Ｌ）の伝熱管（１６Ｌａ）に接続され
た戻し路（２２ｂ）とからなる。上記戻し路（２２ｂ）
の途中には、循環路（２２）に沿って水を循環流動させ
るための熱媒体流動手段としてのポンプ（３８）が配設
されている。尚、低温シリンダ（１Ｌ）のクーラ（１７
Ｌ）には、室内を冷房するための室内機（４１）が冷房
媒体の循環路（４２）を介して接続されている。

【００３４】上記循環路（２２）の貯湯槽（２１）流入
側である供給路（２２ａ）の途中には、燃焼空間（３９
ａ）におけるバーナ（１７Ｈ）の排熱を該供給路（２２
ａ）内の水に回収させる排熱側熱交換部（２４）が配設
されている。つまり、この排熱側熱交換部（２４）は燃
焼ケース（３９）内の燃焼空間（３９ａ）と排熱導入管
（４３）により接続されており、燃焼空間（３９ａ）の
燃焼ガスを排熱導入管（４３）を介して該熱交換部（２
４）に導入し、この燃焼ガスで供給路（２２ａ）内の水
を加熱するようになされている。

【００３５】一方、循環路（２２）の貯湯槽（２１）流
出側である戻し路（２２ｂ）には室外機（２５）が配設
され、該室外機（２５）には、貯湯槽（２１）から中温
部熱交換器（１６Ｈ），（１６Ｌ）に戻る水を放熱させ
て冷却する空冷式の放熱側熱交換器（２５ａ）と、該熱
交換器（２５ａ）を流通する外部媒体としての外気の風
量を増減させる外部媒体流動手段としてのファン（２５
ｂ）とが内蔵されている。

【００３６】上記循環路（２２）の供給路（２２ａ）に
は、上記排熱側熱交換部（２４）及び貯湯槽（２１）を
迂回して水を循環させるためのバイパス路（２３）が配
設されている。つまり、このバイパス路（２３）の一端
は供給路（２２ａ）の高温側中温部熱交換器（１６Ｈ）
と排熱側熱交換部（２４）との間に、また他端は戻し路
（２２ｂ）の貯湯槽（２１）と室外機（２５）との間に
それぞれ接続されている。そして、この発明における流
量変更手段として、供給路（２２ａ）の上記バイパス路
（２３）との分岐部と排熱側熱交換部（２４）との間に
は該排熱側熱交換部（２４）の流水量（Ｇｗ１）を増減
するための第１バルブ（Ｖ１）が、またバイパス路（２
３）の途中には該バイパス路（２３）の流水量（Ｇｗ
２）を増減するための第２バルブ（Ｖ２）がそれぞれ配
設されている。

【００３７】さらに、上記循環路（２２）の供給路（２
２ａ）において高温側中温部熱交換器（１６Ｈ）出口側
には該熱交換器（１６Ｈ）出口での中温熱交出口水温
（Ｔｗ２）を検出する中温熱交出口水温センサ（４４）
が、また貯湯槽（２１）入口側には該貯湯槽（２１）入
口での貯湯槽入口水温（Ｔｗ３）を検出する貯湯槽入口
温度検出手段としての貯湯槽入口水温センサ（２９）が
それぞれ配設されている。また、戻し路（２２ｂ）にお
いて貯湯槽（２１）出口側には該貯湯槽（２１）出口で
の貯湯槽出口水温（Ｔｗ４）を検出する貯湯槽出口温度
検出手段としての貯湯槽出口水温センサ（３２）が、ま
た低温側熱交換器（１６Ｌ）入口側には該熱交換器（１
６Ｌ）入口での中温熱交入口水温（Ｔｗ１）を検出する
中温熱交入口温度検出手段としての中温熱交入口水温セ
ンサ（３５）がそれぞれ配設されている。

【００３８】上記センサ（２６），（２９），（３
２），（３５）のうち、給湯量センサ（２６）及び貯湯
槽出口水温センサ（３２）は上記第１及び第２バルブ
（Ｖ１），（Ｖ２）を制御するための貯湯槽出口水温コ
ントローラ（４５）に接続されている。また、貯湯槽入
口水温センサ（２９）は上記バーナ（１７Ｈ）の調整弁
（１７Ｈｂ）を制御するための貯湯槽入口水温コントロ
ーラ（４６）に接続されている。さらに、中温熱交入口
水温センサ（３５）は上記循環路（２２）におけるポン
プ（３８）のモータを制御するための中温熱交入口水温
コントローラ（４７）に接続されている。

【００３９】次に、上記貯湯槽出口水温コントローラ
（４５）及び貯湯槽入口水温コントローラ（４６）によ
る冷房運転中における給湯加熱制御の処理動作を図４及
び図５のフローチャートに基づいて説明する。処理開始
後のステップＳ１で給湯量（Ｆ）を検出した後、ステッ
プＳ２に移行する。このステップＳ２は、この発明にお
ける給湯負荷判定手段（２７）を構成するもので、ここ
で給湯量（Ｆ）が所定値よりも大であるか否かを判定す
る。判定がＹＥＳのときにはステップＳ３に移行する一
方、判定がＮＯのときには図５のステップＳ１０に移行
する。

【００４０】上記ステップＳ３は、この発明における加
熱量調整手段（２８）を構成するもので、ここで第１バ
ルブ（Ｖ１）の開度を大に、また第２バルブ（Ｖ２）の
開度を小にそれぞれ切換えて、排熱側熱交換部（２４）
の流水量（Ｇｗ１）を増加させる。次いで、ステップＳ
４に移行して貯湯槽入口水温（Ｔｗ３）を検出した後、
ステップＳ５に移行する。このステップＳ５は、この発
明における貯湯槽入口温度判定手段（３０）を構成する
もので、ここで上記水温（Ｔｗ３）が所定値（例えば１
００℃）と等しいか否かを判定する。判定がＮＯのとき
にはステップＳ６に移行する一方、判定がＹＥＳのとき
にはステップＳ７に移行する。上記ステップＳ６では、
バーナ（１７Ｈ）の調整弁（１７Ｈｂ）を調整してバー
ナ発熱量（Ｑｂ）の増減を行う。つまり、上記水温（Ｔ
ｗ３）が所定値未満のときにはバーナ発熱量（Ｑｂ）を
増加する一方、所定値を越えているときには減少する。
このステップＳ６の後にはステップＳ４に戻って再び貯
湯槽入口水温（Ｔｗ３）を検出する。

【００４１】上記ステップＳ７では貯湯槽出口水温（Ｔ
ｗ４）を検出し、その後にステップＳ８に移行する。こ
のステップＳ８は、この発明における貯湯槽出口温度判
定手段（３３）を構成するもので、ここで上記水温（Ｔ
ｗ４）を設定温度（Ｔｗａ）と比較し、両者が互いに等
しい（Ｔｗ４＝Ｔｗａ）ときには処理を終了する。ま
た、水温（Ｔｗ４）が設定温度（Ｔｗａ）よりも小であ
る（Ｔｗ４＜Ｔｗａ）ときにはステップＳ３に戻る一
方、大である（Ｔｗ４＞Ｔｗａ）ときにはステップＳ９
に移行する。

【００４２】上記ステップＳ９では、第１バルブ（Ｖ
１）の開度を小に、また第２バルブ（Ｖ２）の開度を大
にそれぞれ切換えて、排熱側熱交換部（２４）の流水量
（Ｇｗ１）を減少させる。このステップＳ９の後はステ
ップＳ７に戻り、貯湯槽出口水温（Ｔｗ４）を再び検出
する。

【００４３】図５に示す如く、上記ステップＳ１０で
は、第１バルブ（Ｖ１）の開度を小に、また第２バルブ
（Ｖ２）の開度を大にそれぞれ切換えて、排熱側熱交換
部（２４）の流水量（Ｇｗ１）を減少させる。このステ
ップＳ１０の後、ステップＳ１１に移行して貯湯槽入口
水温（Ｔｗ３）を検出し、次いでステップＳ１２に移行
する。このステップＳ１２では、上記水温（Ｔｗ３）が
所定値（例えば１００℃）と等しいか否かを判定し、判
定がＮＯのときにはステップＳ１３に移行し、バーナ
（１７Ｈ）の調整弁（１７Ｈｂ）を調整してバーナ発熱
量（Ｑｂ）の増減を行った後に、ステップＳ１１に戻っ
て再び貯湯槽入口水温（Ｔｗ３）を検出する一方、ステ
ップＳ１２の判定がＹＥＳのときにはステップＳ１４に
移行し、貯湯槽出口水温（Ｔｗ４）を検出する。この
後、ステップＳ１５に移行して、上記水温（Ｔｗ４）を
設定温度（Ｔｗａ）と比較し、両者が互いに等しい（Ｔ
ｗ４＝Ｔｗａ）ときには処理を終了する。また、上記水
温（Ｔｗ４）が設定温度（Ｔｗａ）よりも小である（Ｔ
ｗ４＜Ｔｗａ）ときにはステップＳ１６に移行する一
方、大である（Ｔｗ４＞Ｔｗａ）ときにはステップＳ１
０に戻る。上記ステップＳ１６では、第１バルブ（Ｖ
１）の開度を大に、また第２バルブ（Ｖ２）の開度を小
にそれぞれ切換えて排熱側熱交換部（２４）の流水量
（Ｇｗ１）を増加させ、その後にステップＳ１４に戻
り、貯湯槽出口水温（Ｔｗ４）を再び検出する。

【００４４】以上の処理において、ステップＳ５，Ｓ１
２により、上記貯湯槽入口水温センサ（２９）の出力信
号を受け、貯湯槽入口水温（Ｔｗ３）を所定値と比較す
る貯湯槽入口温度判定手段（３０）が構成される。

【００４５】また、ステップＳ６，Ｓ１３により、上記
貯湯槽入口温度判定手段（３０）の判定を受け、貯湯槽
入口水温（Ｔｗ３）が所定値よりも小であるときにバー
ナ（１７Ｈ）の発熱量（Ｑｂ）を増加させる発熱量調整
手段（３１）が構成される。

【００４６】また、ステップＳ８，Ｓ１５により、上記
貯湯槽出口水温センサ（３２）の出力信号を受け、貯湯
槽出口水温（Ｔｗ４）を設定温度（Ｔｗａ）と比較する
貯湯槽出口温度判定手段（３３）が構成される。

【００４７】また、ステップＳ９，Ｓ３，Ｓ１６，Ｓ１
０により、上記貯湯槽出口温度判定手段（３３）の出力
信号を受け、貯湯槽出口水温（Ｔｗ４）が設定温度（Ｔ
ｗａ）よりも大であるときには排熱側熱交換部（２４）
の流水量（Ｇｗ１）が減少する一方、小であるときには
増加するようにバルブ（Ｖ１），（Ｖ２）を制御して給
湯加熱量（Ｑｗ）を適正化する加熱量適正化手段（３
４）が構成されている。

【００４８】また、上記中温熱交入口水温コントローラ
（４７）による中温熱交入口水温（Ｔｗ１）の制御処理
を図６のフローチャートに基づいて説明する。処理開始
後のステップＳ′１で中温熱交入口水温（Ｔｗ１）を検
出してステップＳ′２に移行する。このステップＳ′２
では、上記水温（Ｔｗ１）を設定温度（Ｔｗｂ）と比較
し、両者が互いに等しい（Ｔｗ１＝Ｔｗｂ）ときには処
理を終了する。また、上記水温（Ｔｗ１）が設定温度
（Ｔｗｂ）よりも大である（Ｔｗ１＞Ｔｗｂ）ときには
ステップＳ′３に移行する一方、小である（Ｔｗ１＜Ｔ
ｗｂ）ときにはステップＳ′４に移行する。

【００４９】上記ステップＳ′３は、この発明における
放熱量調整手段（３７）を構成するもので、ここで循環
路（２２）におけるポンプ（３８）のモータ出力をアッ
プして全体流水量（Ｇｗ）を増加させた後、ステップ
Ｓ′１に戻り、再び中温熱交入口水温（Ｔｗ１）を検出
する。一方、ステップＳ′４では、上記モータの出力を
ダウンして全体流水量（Ｇｗ）を減少させる。

【００５０】従って、以上のように構成された冷房給湯
装置では、ポンプ（３８）の作動により循環路（２２）
内の水がビルマイヤヒートポンプ装置（Ａ）における中
温部熱交換器（１６Ｈ），（１６Ｌ）と貯湯槽（２１）
の熱交換器（２１ａ）との間で循環されると、中温部熱
交換器（１６Ｈ），（１６Ｌ）での放熱を受けて一定温
度に加熱された水は、循環路（２２）の途中の排熱側熱
交換部（２４）でバーナ（１７Ｈ）の排熱を受けてさら
に加熱された後、貯湯槽（２１）内の熱交換器（２１
ａ）に供給されて該貯湯槽（２１）内の湯水を加熱す
る。これにより、中温部熱交換器（１６Ｈ），（１６
Ｌ）にて加熱された水を、新たな補助熱源を用いること
なくさらに加熱することができるので、装置全体として
の総合エネルギ効率（ηｔ）を低下させることなく給湯
加熱量（Ｑｗ）を増加させて給湯負荷量（Ｆ）の増加に
対応することができる。

【００５１】一方、上記貯湯槽（２１）内の熱交換器
（２１ａ）から戻る水は、循環路（２２）の途中で室外
機（２５）の放熱側熱交換器（２５ａ）にて外気に放熱
して冷却され、中温部熱交換器（１６Ｈ），（１６Ｌ）
に導かれる。これにより、該中温部熱交換器（１６
Ｈ），（１６Ｌ）の作動ガスは適切な温度に冷却される
ので、給湯加熱量（Ｑｗ）の増加にも拘らず中温空間
（１０Ｈ），（１０Ｌ）の作動ガス温度（Ｔｍ）が昇温
するのを回避することができ、冷房運転時の給湯負荷に
よる冷房効率（ＣＯＰ_L ）の低下を回避することができ
る。

【００５２】また、排熱側熱交換部（２４）の流水量
（Ｇｗ１）が第１及び第２バルブ（Ｖ１），（Ｖ２）の
開度調整にて増加すると、該排熱側熱交換部（２４）で
はバーナ（１７Ｈ）の全体排熱量（Ｑ′ｅｇ）から多量
の回収排熱量（Ｑｍ３）が水により回収されるので、給
湯加熱量（Ｑｗ）が増加する。一方、バイパス路（２
３）の流水量（Ｇｗ２）が増加すると、上記排熱側熱交
換部（２４）の流水量（Ｇｗ１）が減少し、給湯加熱量
（Ｑｗ）が減少する。こうして、給湯加熱量（Ｑｗ）の
増減は、両バルブ（Ｖ１），（Ｖ２）の開度調整により
容易に行うことができる。

【００５３】また、給湯量（Ｆ）の増減に応じて排熱側
熱交換部（２４）の流水量（Ｇｗ１）が増減するように
バルブ（Ｖ１），（Ｖ２）の開度が調整される。これに
より、給湯量（Ｆ）の増減に応じて回収排熱量（Ｑｍ
３）が増減し、給湯量（Ｆ）の増減に応じて給湯加熱量
（Ｑｗ）を増減させることができるので、給湯加熱量
（Ｑｗ）の増減を効率よく行うことができる。

【００５４】また、貯湯槽入口水温（Ｔｗ３）に基づ
き、上記水温（Ｔｗ３）が所定値を維持するようにバー
ナ発熱量（Ｑｂ）が増減され、給湯加熱量（Ｑｗ）が流
水量（Ｇｗ１）の増加によるものよりもさらに増加す
る。これにより、給湯加熱量（Ｑｗ）の増減に起因する
貯湯槽入口水温（Ｔｗ３）の低下が防止され、給湯温度
が一定化される。

【００５５】また、貯湯槽出口水温（Ｔｗ４）が設定温
度（Ｔｗａ）よりも大きいときには排熱側熱交換部（２
４）の流水量（Ｇｗ１）を減少させるように、また小さ
いときには増加させるようにそれぞれ上記バルブ（Ｖ
１），（Ｖ２）の開度が調整される。これにより、給湯
加熱量（Ｑｗ）は給湯量（Ｆ）に比べて過不足のないよ
うに適正化される。

【００５６】さらに、中温熱交入口水温（Ｔｗ１）が設
定温度（Ｔｗｂ）よりも大きいときには放熱側熱交換器
（２５ａ）での放熱量（Ｑｍ２）が増加される一方、小
であるときには減少される。これにより、給湯加熱量
（Ｑｗ）の増加に伴う中温熱交入口水温（Ｔｗ１）の昇
温が効果的に防止される。

【００５７】ここで、冷房運転時の給湯量（Ｆ）が小さ
い場合及び大きい場合の各総合エネルギ効率（ηｔ） ηｔ＝（Ｑｃ＋Ｑｗ）／Ｑｂ （但し、Ｑｃ：冷房能力、Ｑｗ：給湯加熱量、Ｑｂ：バ
ーナ発熱量） を従来のものとそれぞれ比較する。

【００５８】先ず、冷房運転時に給湯量（Ｆ）が小さい
場合、つまりバーナ（１７Ｈ）の追い焚きを行わない場
合では、中温空間温度（Ｔｍ）が６０℃であるときのク
ーラ（１７Ｌ）の冷房効率（ＣＯＰ_L ）をＣＯＰ_L ＝
２．９１、排熱側熱交換部（２４）の入口での排熱温度
（Ｔｅｇ１）をＴｅｇ１＝４００℃、出口での排熱温度
（Ｔｅｇ２）をＴｅｇ２＝１２０℃、中温熱交入口水温
（Ｔｗ１）をＴｗ１＝４０℃、出口水温（Ｔｗ２）をＴ
ｗ２＝５０℃、貯湯槽入口水温（Ｔｗ３）をＴｗ３＝１
００℃、出口水温（Ｔｗ４）をＴｗ４＝７０℃とそれぞ
れ設定する。

【００５９】上記冷房能力（Ｑｃ）は、Ｑｃ＝Ｑｈ×Ｃ
ＯＰ_L で得られる。ここでＱｈはヒータ入熱量で、バー
ナ発熱量（Ｑｂ）をＱｂ＝１、バーナ効率（ηｂ）をη
ｂ＝０．７とすると、 Ｑｈ＝Ｑｂ×ηｂ＝１×０．７＝０．７ である。故に、冷房能力（Ｑｃ）は、 Ｑｃ＝Ｑｈ×ＣＯＰ_L ＝０．７×２．９１＝２．０４ となる。

【００６０】また、上記給湯加熱量（Ｑｗ）は、 Ｑｗ＝〔（Ｔｗ３−Ｔｗ４）／（Ｔｗ３−Ｔｗ２）〕×Ｑｍ３ で得られる。ここでＱｍ３は回収排熱量で、 Ｑｍ３＝Ｑ′ｅｇ−Ｑｅｇ （但し、Ｑｅｇ：最終排熱量）であり、 Ｑ′ｅｇ＝Ｑｂ−Ｑｈ＝１−０．７＝０．３ Ｑｅｇ＝（Ｔｅｇ２／Ｔｅｇ１）×Ｑ′ｅｇ＝（１２０／４００）×０．３＝ ０．０９ である。故に、給湯加熱量（Ｑｗ）は、 Ｑｗ＝〔（Ｔｗ３−Ｔｗ４）／（Ｔｗ３−Ｔｗ２）〕×Ｑｍ３＝〔（１００− ７０）／（１００−５０）〕×（０．３−０．０９）＝（３０／５０）×０．２ １＝０．１２６ となる。

【００６１】従って、この場合の総合エネルギ効率（η
ｔ）は、 ηｔ＝（Ｑｃ＋Ｑｗ）／Ｑｂ＝（２．０４＋０．１２６）／１＝２．１６６ となる。

【００６２】次に、冷房運転時の給湯量（Ｆ）が大きい
場合、つまりバーナ（１７Ｈ）の追い焚きを行う場合で
は、冷房能力（Ｑｃ）と給湯加熱量（Ｑｗ）との関係
を、一戸建家庭用セントラルヒーティングを想定（「ガ
スエンジンヒートポンプ・フィールド試験報告 小型ガ
ス冷房機に関する実用化開発」昭和５９年４月報告書）
してＱｃ：Ｑｗ＝４：１とし、バーナ（１７Ｈ）の追い
焚きによる温度条件の変更として、Ｔｅｇ１＝６００
℃、Ｔｅｇ２＝１７０℃、Ｔｗ３＝１５０℃とする。

【００６３】この場合には、冷房能力（Ｑｃ）は上記と
同じ２．０４とする。従って、給湯加熱量（Ｑｗ）は、 Ｑｗ＝Ｑｃ／４＝２．０４／４＝０．５１ となる。そして、バーナ発熱量（Ｑｂ）は、 Ｑｂ＝Ｑｈ＋Ｑ′ｅｇ で得られる。ここで、冷房能力（Ｑｃ）が同じなので、
ヒータ入熱量（Ｑｈ）も上記と同じ０．７である。一
方、全体排熱量（Ｑ′ｅｇ）は、 Ｑ′ｅｇ＝Ｑｍ３／〔（Ｔｅｇ１−Ｔｅｇ２）／Ｔｅｇ１〕 で得られ、回収排熱量（Ｑｍ３）は、 Ｑｍ３＝Ｑｗ／〔（Ｔｗ３−Ｔｗ４）／（Ｔｗ３−Ｔｗ２）〕＝０．５１／〔 （１５０−７０）／（１５０−５０）〕＝０．６４ であるので、 Ｑ′ｅｇ＝０．６４／〔（６００−１７０）／６００〕＝０．８９ となる。故に、バーナ発熱量（Ｑｂ）は、 Ｑｂ＝Ｑｈ＋Ｑ′ｅｇ＝０．７＋０．８９＝１．５９ となる。

【００６４】従って、この場合の総合エネルギ効率（η
ｔ）は、 ηｔ＝（Ｑｃ＋Ｑｗ）／Ｑｂ＝（２．０４＋０．５１）／１．５９＝１．６０ となる。

【００６５】これに対し、従来のものにおいて冷房負荷
（Ｑｃ）及び給湯加熱量（Ｑｗ）を同じにすると、中温
熱交入口水温（Ｔｗ１）が昇温する。これにより、中温
空間（１０Ｈ），（１０Ｌ）の作動ガス温度（Ｔｍ）が
例えば９０℃に昇温し、高温空間（９Ｈ）の作動ガス温
度（Ｔｈ）及び低温空間（９Ｌ）の作動ガス温度（Ｔ
ｃ）がそれぞれ一定であるとすると、冷房効率（ＣＯＰ
_L ）は２．９１から１．８４に低下する。この場合に
は、ヒータ入熱量（Ｑｈ）が、 Ｑｈ＝Ｑｃ／（ＣＯＰ_L ）＝２．０４／１．８４＝１．１１ と増加し、バーナ効率（ηｂ）が一定（ηｂ＝０．７）
であれば、バーナ発熱量（Ｑｂ）は、 Ｑｂ＝Ｑｈ／ηｂ＝１．１１／０．７＝１．５８ となる。

【００６６】従って、この場合の総合エネルギ効率（η
ｔ）は、 ηｔ＝（Ｑｃ＋Ｑｗ）／Ｑｂ＝（２．０４＋０．５１）／１．５８＝１．６１ となる。

【００６７】以上のことから、この実施例に係る冷房給
湯装置では、給湯加熱量（Ｑｗ）が冷房能力（Ｑｃ）の
４分の１となる通常使用程度までバーナ追い焚きを行っ
ても、総合エネルギ効率（ηｔ）は従来のものと略同等
であり、それ以下の給湯加熱量（Ｑｗ）では従来のもの
よりも高くなる。

【００６８】尚、上記実施例では、中温熱交入口水温が
設定温度よりも大きいとき、全体流水量を増加すること
により放熱側熱交換器での放熱量を増加させているが、
放熱側熱交換器のファンの回転数を高めて外気流量を増
加することにより行うようにしてもよい。

【００６９】

【発明の効果】以上説明したように、請求項１の発明で
は、ビルマイヤヒートポンプ装置の作動ガスを加熱する
加熱手段の排熱を熱媒体の補助熱源として利用するよう
にしたことにより、全体としての総合エネルギ効率を低
下させることなく冷房運転時の給湯加熱量を増加するこ
とができる。しかも、中温部熱交換器に戻る熱媒体を放
熱側熱交換器で冷却するようにしたことにより、熱媒体
による給湯加熱量の増加にも拘らず中温空間の作動ガス
温度が昇温するのを回避することができ、冷房運転時の
給湯負荷による冷房効率の低下を回避することができ
る。

【００７０】また、請求項２の発明では、循環路内の熱
媒体が排熱側熱交換部を迂回できるようにしたことによ
り、給湯加熱量が給湯負荷量よりも多過ぎる場合には、
排熱側熱交換部での回収排熱量を減らして貯湯槽の湯水
に対する過剰な加熱や中温熱交入口温度の昇温を回避す
ることができる。また、給湯加熱量の増減は、排熱側熱
交換部を迂回する熱媒体の流量調整により容易に行うこ
とができる。

【００７１】また、請求項３の発明では、給湯負荷量が
所定値を越えたときに給湯加熱量の増加が行われるよう
にしたので、給湯加熱量の増加を効率よく行うことがで
きる。

【００７２】また、請求項４の発明では、熱媒体の貯湯
槽入口温度が所定値以上となるようにしたので、給湯加
熱量の増加に伴い給湯温度が低下するのを防止すること
ができる。

【００７３】また、請求項５の発明では、熱媒体の貯湯
槽出口温度が所定値に一致するように給湯加熱量を制御
する構成としたので、給湯加熱量を給湯負荷量に応じた
適正なものとすることができる。

【００７４】さらに、請求項６の発明では、熱媒体の中
温熱交入口温度が設定温度以下となるようにしたので、
冷房運転時の給湯負荷に伴う冷房効率の低下を効果的に
防止することができる。

【００７５】また、請求項７の発明では、上記請求項６
の発明による作用効果を、熱媒体の流量制御により容易
に得ることができる。

【００７６】また、請求項８の発明では、上記請求項６
の発明による作用効果を、外部媒体の流量制御により容
易に得ることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】この発明の構成を示す図である。

【図２】この発明の実施例に係る冷房給湯装置の全体構
成図である。

【図３】ビルマイヤヒートポンプサイクルのＴ−ｓ線図
である。

【図４】冷房運転中における給湯負荷増加時の給湯加熱
量制御のフローチャート図である。

【図５】給湯負荷減少時の給湯加熱量制御のフローチャ
ート図である。

【図６】給湯加熱量制御時における水放熱量制御のフロ
ーチャート図である。

【図７】従来例の図２相当図である。

【図８】従来例における中温空間の作動ガス温度と冷房
効率との間の関係を示す図である。

【符号の説明】

（１Ｈ） 高温シリンダ （１Ｌ） 低温シリンダ （４） 連結機構（連結手段） （１２Ｈ） 高温連通路 （１２Ｌ） 低温連通路 （１４Ｈ） ヒータ管（ヒータ部） （１６Ｈ） 高温側中温部熱交換器 （１６Ｌ） 低温側中温部熱交換器 （１７Ｈ） バーナ（加熱手段） （１７Ｌ） クーラ（クーラ部） （２１） 貯湯槽 （２２） 循環路 （２３） バイパス路 （２４） 排熱側熱交換部 （２５ａ） 放熱側熱交換器 （２５ｂ） ファン（外部媒体流動手段） （２６） 給湯量センサ（給湯負荷検出手段） （２７） 給湯負荷判定手段 （２８） 加熱量調整手段 （２９） 貯湯槽入口水温センサ（貯湯槽入口温度検出
手段） （３０） 貯湯槽入口温度判定手段 （３１） 発熱量調整手段 （３２） 貯湯槽出口水温センサ（貯湯槽出口温度検出
手段） （３３） 貯湯槽出口温度判定手段 （３４） 加熱量適正化手段 （３５） 中温熱交入口水温センサ（中温熱交入口温度
検出手段） （３６） 中温熱交入口温度判定手段 （３７） 放熱量調整手段 （３８） ポンプ（熱媒体流動手段） （Ｖ１） 第１バルブ（流量変更手段） （Ｖ２） 第２バルブ（流量変更手段） （Ｆ） 給湯量（給湯負荷量） （Ｇｗ１） 流水量（流量） （Ｇｗ） 全体流水量（全体流量） （Ｑｗ） 給湯加熱量 （Ｑｂ） バーナ発熱量（発熱量） （Ｑｍ２） 放熱量（熱媒体放熱量） （Ｔｗ１） 中温熱交入口水温（中温熱交入口温度） （Ｔｗ３） 貯湯槽入口水温（貯湯槽入口温度） （Ｔｗ４） 貯湯槽出口水温（貯湯槽出口温度）

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 平塚 善勝 大阪府堺市金岡町1304番地 ダイキン工業 株式会社堺製作所金岡工場内 (72)発明者 北元 正宏 大阪府堺市金岡町1304番地 ダイキン工業 株式会社堺製作所金岡工場内

Claims (8)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 往復動可能な高温ディスプレーサ（３
   Ｈ）を内蔵しかつ該ディスプレーサ（３Ｈ）により高温
   空間（９Ｈ）及び高温側中温空間（１０Ｈ）が区画され
   た高温シリンダ（１Ｈ）と、 上記高温シリンダ（１Ｈ）内の高温空間（９Ｈ）及び中
   温空間（１０Ｈ）を互いに連通する高温連通路（１２
   Ｈ）と、 上記高温連通路（１２Ｈ）に設けられ、該高温連通路
   （１２Ｈ）を通過する作動ガスに加熱手段（１７Ｈ）の
   発熱を受けて吸熱させるヒータ部（１４Ｈ）と、 往復動可能な低温ディスプレーサ（３Ｌ）を内蔵しかつ
   該ディスプレーサ（３Ｌ）により低温空間（９Ｌ）及び
   低温側中温空間（１０Ｌ）が区画された低温シリンダ
   （１Ｌ）と、 上記低温シリンダ（１Ｌ）内の低温空間（９Ｌ）及び中
   温空間（１０Ｌ）を互いに連通する低温連通路（１２
   Ｌ）と、 上記低温連通路（１２Ｌ）に設けられ、該低温連通路
   （１２Ｌ）を通過する作動ガスに吸熱させるクーラ部
   （１７Ｌ）と、 上記両ディスプレーサ（３Ｈ），（３Ｌ）を位相差をも
   って往復動するように連結する連結手段（４）と、 上記各連通路（１２Ｈ），（１２Ｌ）にそれぞれ設けら
   れ、該連通路（１２Ｈ），（１２Ｌ）を通過する作動ガ
   スに放熱させる高温側及び低温側中温部熱交換器（１６
   Ｈ），（１６Ｌ）とからなるヒートポンプ装置を備える
   とともに、 上記中温部熱交換器（１６Ｈ），（１６Ｌ）にて作動ガ
   スの放熱を受けた熱媒体により湯水を加熱する貯湯槽
   （２１）と、 上記貯湯槽（２１）と中温部熱交換器（１６Ｈ），（１
   ６Ｌ）との間で上記熱媒体を循環流動させる循環路（２
   ２）とを備えた冷房給湯装置において、 上記循環路（２２）の貯湯槽（２１）への熱媒体供給側
   に配設され、上記加熱手段（１７Ｈ）の排熱を熱媒体に
   吸収させる排熱側熱交換部（２４）と、 上記循環路（２２）の貯湯槽（２１）からの熱媒体戻し
   側に配設され、外部媒体への放熱により熱媒体を冷却す
   る放熱側熱交換器（２５ａ）とを備えたことを特徴とす
   る冷房給湯装置。
2. 【請求項２】 循環路（２２）に沿って流動する熱媒体
   を少なくとも排熱側熱交換部（２４）を迂回して流通さ
   せるバイパス路（２３）と、 上記排熱側熱交換部（２４）を流通する熱媒体の流量
   （Ｇｗ１）を増減させる流量変更手段（Ｖ１），（Ｖ
   ２）とを備えたことを特徴とする請求項１記載の冷房給
   湯装置。
3. 【請求項３】 給湯負荷量（Ｆ）を検出する給湯負荷検
   出手段（２６）と、 上記給湯負荷検出手段（２６）の出力信号を受け、給湯
   負荷量（Ｆ）を所定値と比較する給湯負荷判定手段（２
   ７）と、 上記給湯負荷判定手段（２７）の出力信号を受け、給湯
   負荷量（Ｆ）が所定値よりも大であるときに、排熱側熱
   交換部（２４）を流通する熱媒体の流量（Ｇｗ１）が増
   加して給湯加熱量（Ｑｗ）が増加するように流量変更手
   段（Ｖ１），（Ｖ２）を制御する加熱量調整手段（２
   ８）とを備えたことを特徴とする請求項２記載の冷房給
   湯装置。
4. 【請求項４】 貯湯槽（２１）入口での熱媒体の貯湯槽
   入口温度（Ｔｗ３）を検出する貯湯槽入口温度検出手段
   （２９）と、 上記貯湯槽入口温度検出手段（２９）の出力信号を受
   け、貯湯槽入口温度（Ｔｗ３）を所定値と比較する貯湯
   槽入口温度判定手段（３０）と、 上記貯湯槽入口温度判定手段（３０）の出力信号を受
   け、貯湯槽入口温度（Ｔｗ３）が所定値よりも小である
   ときに加熱手段（１７Ｈ）の発熱量（Ｑｂ）を増加させ
   る発熱量調整手段（３１）とを備えたことを特徴とする
   請求項１，２又は３記載の冷房給湯装置。
5. 【請求項５】 貯湯槽（２１）出口での熱媒体の貯湯槽
   出口温度（Ｔｗ４）を検出する貯湯槽出口温度検出手段
   （３２）と、 上記貯湯槽出口温度検出手段（３２）の出力信号を受
   け、貯湯槽出口温度（Ｔｗ４）を設定温度（Ｔｗａ）と
   比較する貯湯槽出口温度判定手段（３３）と、 上記貯湯槽出口温度判定手段（３３）の出力信号を受
   け、貯湯槽出口温度（Ｔｗ４）が設定温度（Ｔｗａ）よ
   りも大であるときには排熱側熱交換部（２４）を流通す
   る熱媒体の流量（Ｇｗ１）が減少する一方、小であると
   きには増加するように流量変更手段（Ｖ１），（Ｖ２）
   を制御して給湯加熱量（Ｑｗ）を適正化する加熱量適正
   化手段（３４）とを備えたことを特徴とする請求項２，
   ３又は４記載の冷房給湯装置。
6. 【請求項６】 中温部熱交換器（１６Ｈ），（１６Ｌ）
   入口での熱媒体の中温熱交入口温度（Ｔｗ１）を検出す
   る中温熱交入口温度検出手段（３５）と、 上記中温熱交入口温度検出手段（３５）の出力信号を受
   け、中温熱交入口温度（Ｔｗ１）を設定温度（Ｔｗｂ）
   と比較する中温熱交入口温度判定手段（３６）と、 上記中温熱交入口温度判定手段（３６）の出力信号を受
   け、中温熱交入口温度（Ｔｗ１）が設定温度（Ｔｗｂ）
   よりも大であるときに放熱側熱交換器（２５ａ）での外
   部媒体への熱媒体放熱量（Ｑｍ２）を増加させる放熱量
   調整手段（３７）とを備えたことを特徴とする請求項
   １，２，３，４又は５記載の冷房給湯装置。
7. 【請求項７】 循環路（２２）には、該循環路（２２）
   に沿って熱媒体を循環流動させる熱媒体流動手段（３
   ８）が設けられ、 放熱量調整手段（３７）は、中温熱交入口温度（Ｔｗ
   １）が設定温度（Ｔｗｂ）よりも大であるとき、循環路
   （２２）を流通する熱媒体の全体流量（Ｇｗ）が増大す
   るように上記熱媒体流動手段（３８）を制御する構成と
   されていることを特徴とする請求項６記載の冷房給湯装
   置。
8. 【請求項８】 放熱側熱交換器（２５ａ）には、該放熱
   側熱交換器（２５ａ）にて外部媒体を流動させる外部媒
   体流動手段（２５ｂ）が設けられ、 放熱量調整手段（３７）は、中温熱交入口温度（Ｔｗ
   １）が設定温度（Ｔｗｂ）よりも大であるとき、放熱側
   熱交換器（２５ａ）にて流動する外部媒体の流量が増大
   するように上記外部媒体流動手段（２５ｂ）を制御する
   構成とされていることを特徴とする請求項６記載の冷房
   給湯装置。