JPH10122684A - ヒートポンプシステム - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 簡素な構成によって浴槽加熱運転と給湯加熱
運転とが可能であり、かつ利用快適性を向上させること
も可能なヒートポンプシステムを提供する。 【解決手段】 冷媒回路中に、二重管式熱交換器で構成
した給湯用熱交換器４と風呂用熱交換器３０とを直列に
接続する。循環ポンプ１５、３５の作動によって、貯湯
タンク１内の湯水を給湯水循環路に、浴槽３１内の湯水
を浴槽水循環路にそれぞれ流通させ、給湯用熱交換器
４、風呂用熱交換器３０を凝縮器として機能させる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】この発明は、給湯用の貯湯タ
ンクと浴槽とを備えたヒートポンプシステムに関するも
のである。

【０００２】

【従来の技術】上記のようなヒートポンプシステムの従
来例としては、例えば特開昭６２−２６１８７１号公報
に記載のものを挙げることができる。そして図７は、上
記従来のヒートポンプシステムの冷媒回路図である。同
図において１０１は圧縮機であり、この圧縮機１０１の
吐出配管１０２と吸入配管１０３とはそれぞれ四路切換
弁１０４に接続されている。また上記吐出配管１０２に
は第１電磁弁１０６が、上記吸入配管１０３にはアキュ
ムレータ１０７がそれぞれ介設されている。上記四路切
換弁１０４には第１ガス管１０８と第２ガス管１０９と
が接続されているが、上記第１ガス管１０８は室外熱交
換器１１０に接続され、また上記第２ガス管１０９はヘ
ッダー１１１に接続されている。また上記室外熱交換器
１１０には第１液管１１３が接続され、そしてこの第１
液管１１３は受液器１１４に接続されると共に、その途
中には第１膨張弁１１５が介設されている。上記受液器
１１４には、第２液管１１６の一端が接続されている
が、この第２液管１１６の他端と上記第２ガス管１０９
との間には４本の分岐冷媒配管１１８ａ・・１１８ｄが
互いに並列に接続され、そのうちの一つの分岐冷媒配管
１１８ｄには風呂用熱交換器１２１と第２膨張弁１２０
ｄとが、また残りの各分岐冷媒配管１１８ａ、１１８
ｂ、１１８ｃにはそれぞれ室内熱交換器１１９ａ、１１
９ｂ、１１９ｃと第２膨張弁１２０ａ、１２０ｂ、１２
０ｃとが介設されている。また同図において１２８は浴
槽であり、１２８ａは循環用ポンプである。

【０００３】一方、上記圧縮機１０１の吐出配管１０２
には、さらに第３ガス管１２２が接続されると共に、こ
の第３ガス管１２２には貯湯タンク１２９に浸漬された
給湯用熱交換器１２３が接続され、この給湯用熱交換器
１２３は、さらに第３液管１２４によって受液器１１４
に接続されている。そして上記第３ガス管１２２には第
２電磁弁１２５が、また上記第３液管１２４にはキャピ
ラリーチューブ１２６と逆止弁１２７とがそれぞれ介設
されている。

【０００４】上記ヒートポンプシステムの暖房及び浴槽
１２８内の湯水を加熱する浴槽加熱運転時には、四路切
換弁１０４を破線側に切り替え、第１電磁弁１０６を
開、第２電磁弁１２５を閉として圧縮機１０１の運転を
行う。そうすると冷媒は各室内熱交換器１１９ａ、１１
９ｂ、１１９ｃ及び風呂用熱交換器１２１内にて凝縮す
ると共に、室外熱交換器１１０にて蒸発する。また貯湯
タンク１２９内の湯水を加熱する給湯加熱運転時には、
四路切換弁１０４を破線側に切り替え、第１電磁弁１０
６を閉、第２電磁弁１２５を開にして圧縮機１０１の運
転を行う。そうすると冷媒は給湯用熱交換器１２３内に
て凝縮すると共に、室外熱交換器１１０内にて蒸発す
る。さらに冷房運転は、四路切換弁１０４を実線側に切
り替え、第１電磁弁１０６を開、第２電磁弁１２５を閉
にして室外熱交換器１１０側から室内熱交換器１１９
ａ、１１９ｂ、１１９ｃ側へと冷媒を循環させることに
よって行ない、冷房と給湯加熱との双方を行う冷房給湯
運転は、第１電磁弁１０６を閉、第２電磁弁１２５を
開、第１膨張弁１１５を閉にして圧縮機１０１を運転
し、冷媒を給湯用熱交換器１２３内にて凝縮させると共
に、各室内熱交換器１１９ａ、１１９ｂ、１１９ｃ内で
蒸発させて行う。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】上記従来のヒートポン
プシステムでは、冷媒回路中に室内熱交換器１１９ａ、
１１９ｂ、１１９ｃ、風呂用熱交換器１２１及び給湯用
熱交換器１２３を備え、冷媒の流通経路を切り替えるこ
とによって暖房運転、冷房運転、浴槽加熱運転、給湯加
熱運転等が可能に構成されている。このうち暖房運転と
冷房運転とは、それぞれ季節によっていずれか一方が行
われるものであるため、これらの運転間の切り替えに時
間がかかるとしても、これによって利用快適性が損われ
ることはない。一方、浴槽加熱運転や給湯加熱運転は季
節を問わずに年間を通じて行われ、暖房運転や冷房運転
等の空調運転中にもその運転要求が利用者からなされる
ものである。従って浴槽加熱運転や給湯加熱運転と上記
空調運転との間の運転の切り替えを迅速に行えるように
することは、利用快適性を向上させるという観点からす
ると重要である。

【０００６】ところが冷媒の流通経路を変更することで
各運転を切り替える上記従来のヒートポンプシステムで
は、冷房運転から浴槽加熱運転に移行するためには、四
路切換弁１０４を切り替えて冷媒の流れを逆方向にしな
ければならない。冷媒の流れを逆方向にする際には冷媒
回路の均圧化が必要となるため、このような場合には、
まず圧縮機１０１の運転を停止し、そして均圧化に必要
な時間として約３分が経過するまでそのまま待機し、そ
の後に四路切換弁１０４を切り替えて圧縮機１０１を再
起動する必要がある。そのため利用者が要求を発してか
ら浴槽１２８の追い焚きが開始されるまでにある程度の
時間を要し、これによって利用快適性が損われるという
問題があった。

【０００７】また給湯加熱運転中に追い焚き要求があっ
たような場合にも、四路切換弁１０４の切り替えは必要
でないものの、第１電磁弁１０６及び第２電磁弁１２５
の開閉を行って冷媒の流通経路を変更しなければならな
い。そのため浴槽加熱運転が確実に開始されるまでには
ある程度の時間を要したり、運転切替時にエネルギーロ
スや異音を生じたりするという問題があった。

【０００８】さらに上記従来のヒートポンプシステムで
は、風呂用熱交換器１２１が各室内熱交換器１１９ａ、
１１９ｂ、１１９ｃと並列に接続されている。そのため
冷房運転と浴槽加熱運転とを同時に行うことができず、
これにより主として夏期における利用快適性が損われる
と共に、冷房排熱を浴槽加熱運転に有効利用できないた
めにエネルギー効率の向上を図ることが困難であるとい
う問題があった。

【０００９】そして上記従来のヒートポンプシステムで
は、上述のように冷媒の流通経路を変更することで各運
転を切り替えるようになっているので、冷媒系統が複雑
になるという問題があり、これを簡素化することでコス
トダウンを図りたいという要求があった。

【００１０】この発明は、上記従来の欠点を解決するた
めになされたものであって、その目的は、簡素な構成に
よって浴槽加熱運転と給湯加熱運転とが可能であり、か
つ利用快適性を向上させることも可能なヒートポンプシ
ステムを提供することにある。

【００１１】

【課題を解決するための手段】そこで請求項１のヒート
ポンプシステムは、圧縮機、凝縮器、減圧機構及び蒸発
器を有して冷凍サイクルを形成する冷媒回路と、給湯用
の貯湯タンク１と、浴槽３１とを備えると共に、上記冷
凍サイクル中の凝縮熱によって貯湯タンク１内の湯水を
加熱する給湯用加熱手段と、上記冷凍サイクル中の凝縮
熱によって浴槽３１内の湯水を加熱する浴槽用加熱手段
とを備えたヒートポンプシステムにおいて、上記給湯用
加熱手段は、貯湯タンク１内の湯水を循環して流通させ
得る給湯水循環路と、その作動により給湯水循環路に貯
湯タンク１内の湯水を流通させる給湯水循環ポンプ１５
と、上記冷凍サイクル中の凝縮器として機能し、給湯水
循環路を流通する湯水との間で熱交換を行う給湯用熱交
換器４とを備えて成り、また上記浴槽用加熱手段は、浴
槽３１内の湯水を循環して流通させ得る浴槽水循環路
と、その作動により浴槽水循環路に浴槽３１内の湯水を
流通させる浴槽水循環ポンプ３５と、上記冷凍サイクル
中の凝縮器として機能し、浴槽水循環路を流通する湯水
との間で熱交換を行う風呂用熱交換器３０とを備えて成
り、さらに上記給湯用熱交換器４と風呂用熱交換器３０
とは、上記冷媒回路中で直列に接続されていることを特
徴としている。

【００１２】上記請求項１のヒートポンプシステムで
は、給湯水循環ポンプ１５を作動させることによって給
湯用熱交換器４を凝縮器として機能させ、浴槽水循環ポ
ンプ３５を作動させることによって風呂用熱交換器３０
を凝縮器として機能させている。そして上記給湯用熱交
換器４と風呂用熱交換器３０とを冷媒回路中で直列に接
続している。従って冷媒の流通経路を変更することな
く、循環ポンプ１５、３５の発停により、貯湯タンク１
内の湯水を加熱する運転（給湯加熱運転）と、浴槽３１
内の湯水を加熱する運転（浴槽加熱運転）とをＯＮ／Ｏ
ＦＦすることが可能となる。

【００１３】また請求項２のヒートポンプシステムは、
上記給湯用熱交換器４と風呂用熱交換器３０との少なく
ともいずれか一方は、二重管式熱交換器によって構成さ
れていることを特徴としている。

【００１４】上記請求項２のヒートポンプシステムで
は、二重管式熱交換器を用いることによって、給湯用熱
交換器４又は風呂用熱交換器３０における熱交換機能を
ポンプ１５、３５で確実にＯＮ／ＯＦＦすることが可能
となる。

【００１５】さらに請求項３のヒートポンプシステム
は、制御手段１４を備え、この制御手段１４は、給湯水
循環ポンプ１５又は浴槽水循環ポンプ３５のいずれか一
方の作動を許可したときは、他方の作動を禁止するよう
に成されていることを特徴としている。

【００１６】上記請求項３のヒートポンプシステムで
は、簡素な構成によって、給湯用熱交換器４と風呂用熱
交換器３０との双方が凝縮器として機能することを防止
し、それぞれに凝縮器として確実な動作をさせることが
可能となる。

【００１７】請求項４のヒートポンプシステムは、上記
制御手段１４は、給湯水循環ポンプ１５に優先して浴槽
水循環ポンプ３５の作動を許可するように成されている
ことを特徴としている。

【００１８】上記請求項４のヒートポンプシステムで
は、給湯加熱運転よりも、浴槽加熱運転を優先して行う
ことが可能となる。

【００１９】請求項５のヒートポンプシステムは、上記
冷媒回路は蒸発器として機能する室内熱交換器５６ａ、
５６ｂを備え、この室内熱交換器５６ａ、５６ｂと、上
記給湯用熱交換器４又は風呂用熱交換器３０と、圧縮機
５１と、減圧機構６８ａ、６８ｂとによって冷凍サイク
ルを形成するようにしたことを特徴としている。

【００２０】上記請求項５のヒートポンプシステムで
は、室内熱交換器５６ａ、５６ｂを蒸発器として機能さ
せると共に給湯用熱交換器４又は風呂用熱交換器３０を
凝縮器として機能させ、これによって冷房排熱を利用し
た給湯加熱運転又は浴槽加熱運転を行うことが可能とな
る。

【００２１】請求項６のヒートポンプシステムは、上記
冷媒回路には、上記風呂用熱交換器３０にガス側から液
側へのみ冷媒を流通させるよう機能する第１逆止弁７１
を上記風呂用熱交換器３０と直列に接続して設けると共
に、これら風呂用熱交換器３０と第１逆止弁７１とをバ
イパスするバイパス管路７０ｄを設けて、このバイパス
管路７０ｄには、液側からガス側へのみ冷媒を流通させ
るよう機能する第２逆止弁７２を介設し、上記給湯用熱
交換器４は、上記冷凍サイクル中の蒸発器としても機能
することを特徴としている。

【００２２】上記請求項６のヒートポンプシステムで
は、バイパス管路７０ｄと第１逆止弁７１及び第２逆止
弁７２とによって、風呂用熱交換器３０にはガス側から
液側へと流通する冷媒のみを流通させるようにすること
が可能となる。

【００２３】

【発明の実施の形態】次に、この発明のヒートポンプシ
ステムの具体的な実施の形態について、図面を参照しつ
つ詳細に説明する。

【００２４】図２は、上記ヒートポンプシステムにおけ
る水系統を示す回路図である。このうちまず給湯用回路
について説明すると、同図において１は貯湯タンクであ
り、また４は、冷媒回路中の凝縮器又は蒸発器として切
換可能に機能する二重管式の給湯用熱交換器である。そ
してこの給湯用熱交換器４と熱交換可能に給湯用熱交換
路５が設けられ、これに介設された給湯水循環ポンプ１
５の作動によってその入口側５ｂから出口側５ａへと湯
水が流通するようになっている。また上記給湯用熱交換
路５の出口側５ａは、第１三方弁１１を介して出湯管１
７と出水管１８とに分岐し、貯湯タンク１の中間部に設
けられた出湯口６に上記出湯管１７が接続される一方、
上記出湯口６よりも下側の位置において貯湯タンク１に
設けられた流入口８に、上記出水管１８が接続されてい
る。一方、上記給湯用熱交換路５の入口側５ｂは、第２
三方弁１２を介して取湯管１９と取水管２０とに分岐し
ている。そして上記出湯口６と流入口８との中間位置に
おいて貯湯タンク１に設けられた取湯口９に上記取湯管
１９が接続される一方、貯湯タンク１の下端部に設けら
れた取水口７に取水管２０が接続されている。また同図
において２２は給水圧を加えながら貯湯タンク１に市水
を供給する貯湯用給水配管であり、その貯湯タンク１側
が第３三方弁１３を介して第１給水管２４と第２給水管
２５とに分岐し、貯湯タンク１の下端部に設けた第１給
水口２に上記第１給水管２４が接続される一方、上記取
湯口９と流入口８との中間位置において貯湯タンク１に
設けられた第２給水口１０に上記第２給水管２５が接続
されている。さらに貯湯タンク１の上端部には、給湯口
３が設けられて給湯配管２３が接続されている。そして
上記の給湯用回路は制御手段１４によって制御される
が、この制御手段１４は、ＣＰＵ、メモリ、入出力イン
タフェース等を有するマイクロコンピュータを用いて構
成されたものである。なお同図に示す１６は、深夜電力
によって作動する電気ヒータである。

【００２５】次に上記水系統のうち風呂用回路について
説明すると、図２において３１は浴槽であり、また３０
は、冷媒回路中の凝縮器として機能する二重管式の風呂
用熱交換器である。そしてこの風呂用熱交換器３０と熱
交換可能に風呂用熱交換路３２が設けられ、これに介設
された浴槽水循環ポンプ３５の作動によってその入口側
３２ｂから出口側３２ａへと湯水が流通するようになっ
ている。また上記風呂用熱交換路３２は、その出口側３
２ａが上記浴槽３１に接続され、入口側３２ｂが逆止弁
を内蔵した第４三方弁３６を介して追焚管３３と湯はり
管３４とに分岐している。そしてこのうち追焚管３３は
上記浴槽３１に接続され、また湯はり管３４は、流入側
に逆止弁を内蔵したミキシングバルブ３７の流出側に接
続されている。そしてこのミキシングバルブ３７の流入
側には、給水配管２１から分岐した風呂用給水配管３８
と、給湯配管２３から分岐した給湯支管３９とが接続さ
れている。またこの風呂用回路も、上記制御手段１４に
よって制御される。

【００２６】上記給湯用熱交換器４及び風呂用熱交換器
３０は、第１〜第４管路７０ａ〜７０ｄによって冷媒回
路に接続されているが、次にこの冷媒回路について説明
する。冷媒回路は、図１に示すように圧縮機５１、四路
切換弁５２、室外ファン５４を併設した室外熱交換器５
３、第１膨張弁６０、及びそれぞれ室内膨張弁６８ａ、
６８ｂを備えて互いに並列に接続された室内熱交換器５
６ａ、５６ｂを、順次に管路６９ａ〜６９ｆで接続して
構成されている。また圧縮機５１の吐出管路６９ａに第
１電磁弁５８を介設し、この手前から第２電磁弁５９を
介設した第１管路７０ａを分岐させて、その先端を風呂
用熱交換器３０の一端に接続する一方、風呂用熱交換器
３０の他端と給湯用熱交換器４の一端とを第３管路７０
ｃで接続し、この第３管路７０ｃに、風呂用熱交換器３
０側から給湯用熱交換器４側へ向う冷媒流のみを流通さ
せる第１逆止弁７１を介設している。そして上記第１管
路７０ａと第１逆止弁７１よりも給湯用熱交換器４側の
第３管路７０ｃとを第４管路（バイパス管路）７０ｄで
接続し、この第４管路７０ｄに、第３管路７０ｃ側から
第１管路７０ａ側へと向かう冷媒流のみを流通させる第
２逆止弁７２を介設している。そしてさらに給湯用熱交
換器４の他端と第１膨張弁６０に向かう管路６９ｄとを
第２膨張弁６７を介設した第２管路７０ｂで接続してい
る。また第２電磁弁５９よりも風呂用熱交換器３０側の
第１管路７０ａを、第３電磁弁６１を介設した第３管路
７０ｃによって圧縮機５１の吸入管路６９ｆに接続する
と共に、アキュムレータ５７を、この吸入管路６９ｆに
介設している。そしてこの冷媒回路も上記水系統回路と
同様に、上記制御手段１４によって制御されるようにな
っている。

【００２７】次に上記構成のヒートポンプシステムの運
転動作について説明する。図３は、給湯単独運転及び風
呂単独運転の場合を示している。この場合に制御手段１
４は、冷媒回路に対して次のような制御を行う。すなわ
ち図１に示す四路切換弁５２を実線で示す通路側に切り
替え、第１電磁弁５８と第３電磁弁６１とを閉弁し、第
２電磁弁５９を開弁する。また第１膨張弁６０を全開と
する一方で各室内膨張弁６８ａ、６８ｂを全閉とし、そ
して第２膨張弁６７に対しては、その運転状態によって
開度調整を行う。

【００２８】一方、水系統回路に対しては次のような制
御を行う。まず給湯用回路の制御には２通りがある。一
つは貯湯タンク１の上端側にだけ温湯を貯溜する制御で
あり、図２に示す第１三方弁１１を実線側に、そして第
２三方弁１２と第３三方弁１３とを破線側に切り替え
る。従ってこの場合は、取湯管１９、給湯用熱交換路５
及び出湯管１７によって給湯水循環路が構成される。ま
た他の一つは貯湯タンク１の全体に温湯を貯溜する制御
であり、同図に示す第１三方弁１１を破線側に、そして
第２三方弁１２と第３三方弁１３とを実線側に切り替え
る。従ってこの場合は、取水管２０、給湯用熱交換路５
及び出水管１８によって給湯水循環路が構成される。さ
らに風呂用回路については、第４三方弁３６を実線側に
切り替え、風呂用熱交換路３２と追焚管３３とによって
浴槽水循環路を構成する。

【００２９】さて上記ヒートポンプシステムにおいて給
湯単独運転を行う場合は、上記冷媒回路において圧縮機
５１を駆動し、また水系統回路においては給湯水循環ポ
ンプ１５を作動させる一方、浴槽水循環ポンプ３５を停
止させたままとする。すると給湯用熱交換器４と風呂用
熱交換器３０のうち給湯用熱交換器４のみで冷媒と水と
の間の熱交換が行われ、冷媒回路中においてこの給湯用
熱交換器４が凝縮器として機能すると共に室外熱交換器
５３が蒸発器として機能し、第２膨張弁６７が減圧機構
として機能して冷凍サイクルが形成される。そしてこの
ような運転を継続することによって、貯湯タンク１内に
温湯が貯溜されることになる。一方、風呂単独運転を行
う場合は、上記冷媒回路において圧縮機５１を駆動し、
また水系統回路においては給湯水循環ポンプ１５を停止
させたままとする一方、浴槽水循環ポンプ３５を作動さ
せる。すると給湯用熱交換器４と風呂用熱交換器３０の
うち風呂用熱交換器３０のみで冷媒と水との間の熱交換
が行われ、冷媒回路中においてこの風呂用熱交換器３０
が凝縮器として機能すると共に室外熱交換器５３が蒸発
器として機能し、第２膨張弁６７が減圧機構として機能
して冷凍サイクルが形成される。そしてこのような運転
を継続することによって、浴槽３１の追い焚きが行われ
ることになる。ところで制御手段１４は、上述のように
給湯水循環ポンプ１５と浴槽水循環ポンプ３５とに対
し、その双方が同時に作動することのないように制御し
ている。従って給湯要求と浴槽の追い焚き要求とが重複
した場合には、いずれか一方を他方に優先させなければ
ならない。そこで上記制御手段１４は、給湯水循環ポン
プ１５に優先して浴槽水循環ポンプ３５の作動を許可
し、給湯要求よりも追い焚き要求を優先させるようにし
ている。なお図２における風呂用回路の第４三方弁３６
を破線側に切り替えて浴槽水循環ポンプ３５を作動させ
ると、浴槽３１のたし湯を行うことができる。

【００３０】図４は、暖房給湯運転及び暖房風呂運転の
場合を示している。この場合に制御手段１４は、冷媒回
路に対して次のような制御を行う。すなわち図１に示す
四路切換弁５２を実線で示す通路側に切り替え、第１電
磁弁５８と第２電磁弁５９とを開弁し、第３電磁弁６１
を閉弁する。また第１膨張弁６０を全開とする一方で暖
房を行わない部屋の室内膨張弁６８ｂを最小開度とし、
そして暖房を行う部屋の室内膨張弁６８ａと第２膨張弁
６７とに対しては、その運転状態によって開度調整を行
う。また水系統回路に対しては、上記給湯単独運転又は
風呂単独運転の場合と同様の制御を行う。

【００３１】上記ヒートポンプシステムにおいて暖房給
湯運転を行う場合は、上記冷媒回路において圧縮機５１
を駆動し、また水系統回路においては給湯水循環ポンプ
１５を作動させる一方、浴槽水循環ポンプ３５を停止さ
せたままとする。すると給湯用熱交換器４と風呂用熱交
換器３０のうち給湯用熱交換器４のみで冷媒と水との間
の熱交換が行われ、冷媒回路中においてこの給湯用熱交
換器４と室内熱交換器５６ａとが凝縮器として機能する
と共に室外熱交換器５３が蒸発器として機能し、第２膨
張弁６７と室内膨張弁６８ａとが減圧機構として機能し
て冷凍サイクルが形成される。そしてこのような運転を
継続することによって、暖房を行いながら貯湯タンク１
内に温湯が貯溜されることになる。一方、暖房風呂運転
を行う場合は、上記冷媒回路において圧縮機５１を駆動
し、また水系統回路においては給湯水循環ポンプ１５を
停止させたままとする一方、浴槽水循環ポンプ３５を作
動させる。すると給湯用熱交換器４と風呂用熱交換器３
０のうち風呂用熱交換器３０のみで冷媒と水との間の熱
交換が行われ、冷媒回路中においてこの風呂用熱交換器
３０と室内熱交換器５６ａとが凝縮器として機能すると
共に室外熱交換器５３が蒸発器として機能し、第２膨張
弁６７と室内膨張弁６８ａとが減圧機構として機能して
冷凍サイクルが形成される。そしてこのような運転を継
続することによって、暖房を行いながら浴槽３１の追い
焚きが行われることになる。

【００３２】図５は、冷房給湯運転及び冷房風呂運転の
場合を示している。この場合に制御手段１４は、冷媒回
路に対して次のような制御を行う。すなわち図１に示す
四路切換弁５２を破線で示す通路側に切り替え、第１電
磁弁５８と第３電磁弁６１とを閉弁し、第２電磁弁５９
を開弁する。また第１膨張弁６０を全閉とする一方で第
２膨張弁６７を全開とし、そして各室内膨張弁６８ａ、
６８ｂに対しては、その運転状態によって開度調整を行
う。また水系統回路に対しては、上記給湯単独運転又は
風呂単独運転の場合と同様の制御を行う。

【００３３】上記ヒートポンプシステムにおいて冷房給
湯運転を行う場合は、上記冷媒回路において圧縮機５１
を駆動し、また水系統回路においては給湯水循環ポンプ
１５を作動させる一方、浴槽水循環ポンプ３５を停止さ
せたままとする。すると給湯用熱交換器４と風呂用熱交
換器３０のうち給湯用熱交換器４のみで冷媒と水との間
の熱交換が行われ、冷媒回路中においてこの給湯用熱交
換器４が凝縮器として機能すると共に各室内熱交換器５
６ａ、５６ｂが蒸発器として機能し、各室内膨張弁６８
ａ、６８ｂが減圧機構として機能して冷凍サイクルが形
成される。そしてこのような運転を継続することによっ
て、冷房を行いながら、その排熱を利用して貯湯タンク
１内に温湯が貯溜されることになる。一方、冷房風呂運
転を行う場合は、上記冷媒回路において圧縮機５１を駆
動し、また水系統回路においては給湯水循環ポンプ１５
を停止させたままとする一方、浴槽水循環ポンプ３５を
作動させる。すると給湯用熱交換器４と風呂用熱交換器
３０のうち風呂用熱交換器３０のみで冷媒と水との間の
熱交換が行われ、冷媒回路中においてこの風呂用熱交換
器３０が凝縮器として機能すると共に各室内熱交換器５
６ａ、５６ｂが蒸発器として機能し、各室内膨張弁６８
ａ、６８ｂが減圧機構として機能して冷凍サイクルが形
成される。そしてこのような運転を継続することによっ
て、冷房を行いながら、その排熱を利用して浴槽３１の
追い焚きが行われることになる。なお水系統の給湯用回
路については、図３及び図４において貯湯タンク１の上
端側に温湯を貯溜する場合を示し、図５において貯湯タ
ンク１の全体に温湯を貯溜する場合を示している。ただ
し図３〜図６は、主として各運転時における回路動作を
説明するためのものであるため、水系統回路及び冷媒回
路は模式的に示している。

【００３４】また図６は、冷房単独運転の場合を示して
いる。この場合に制御手段１４は、冷媒回路に対して次
のような制御を行う。すなわち図１に示す四路切換弁５
２を破線で示す通路側に切り替え、第１電磁弁５８と第
２電磁弁５９とを開弁し、第３電磁弁６１を閉弁する。
また第１膨張弁６０を全開とする一方で第２膨張弁６７
を最小開度とし、そして各室内膨張弁６８ａ、６８ｂに
対しては、その運転状態によって開度調整を行う。

【００３５】上記ヒートポンプシステムにおいて冷房単
独運転を行う場合は、上記冷媒回路において圧縮機５１
を駆動し、また水系統回路においては給湯水循環ポンプ
１５と浴槽水循環ポンプ３５との双方を停止させたまま
とする。すると給湯用熱交換器４においても風呂用熱交
換器３０においても冷媒と水との間の熱交換は行われ
ず、冷媒回路中においていずれも凝縮器として機能しな
い。従って室外熱交換器５３のみが凝縮器として機能す
ると共に各室内熱交換器５６ａ、５６ｂが蒸発器として
機能し、各室内膨張弁６８ａ、６８ｂが減圧機構として
機能して冷凍サイクルが形成される。

【００３６】さらに図示はしていないが、上記ヒートポ
ンプシステムでは、給湯単独運転等によって貯湯タンク
１に貯溜した温湯を温熱源として行う除霜運転が可能で
ある。この場合に制御手段１４は、冷媒回路に対して次
のような制御を行う。すなわち図１に示す四路切換弁５
２を破線で示す通路側に切り替え、第１電磁弁５８と第
３電磁弁６１とを開弁し、第２電磁弁５９を閉弁する。
また第１膨張弁６０を全開とする一方で各室内膨張弁６
８ａ、６８ｂを全閉とし、そして第２膨張弁６７に対し
ては、その運転状態によって開度調整を行う。一方、水
系統回路に対しては次のような制御を行う。まず給湯用
回路の制御には２通りがある。一つは貯湯タンク１の上
端側にだけ温湯を貯溜している場合の制御であり、図２
に示す第１三方弁１１を実線側に、そして第２三方弁１
２と第３三方弁１３とを破線側に切り替える。また他の
一つは貯湯タンク１の全体に温湯を貯溜している場合の
制御であり、同図に示す第１三方弁１１を破線側に、そ
して第２三方弁１２と第３三方弁１３とを実線側に切り
替える。

【００３７】上記ヒートポンプシステムにおいて除霜運
転を行う場合は、上記冷媒回路において圧縮機５１を駆
動し、また水系統回路においては給湯水循環ポンプ１５
を作動させる一方、浴槽水循環ポンプ３５を停止させた
ままとする。すると給湯用熱交換器４と風呂用熱交換器
３０のうち給湯用熱交換器４のみで冷媒と水との間の熱
交換が行われ、冷媒回路中においてこの給湯用熱交換器
４が蒸発器として機能すると共に室外熱交換器５３が凝
縮器として機能し、第２膨張弁６７が減圧機構として機
能して冷凍サイクルが形成される。そしてこのような運
転によって室外熱交換器５３の除霜が行われる。

【００３８】上記のように構成され運転されるヒートポ
ンプシステムでは、図６に示す冷房単独運転時と図５に
示す冷房給湯運転時又は冷房風呂運転時とで四路切換弁
５２の切替状態は同じであり、冷媒回路中における冷媒
の流通方向が両者間で変更されることはない。従って冷
房単独運転から冷房給湯運転又は冷房風呂運転に移行す
る際にも従来のような均圧化は不要であり、圧縮機１を
駆動したままでこの運転の切り替えを行うことができ
る。そのため利用者は迅速に利用温度の温湯を得ること
ができ、また浴槽の追い焚きも迅速に開始することがで
きるので、利用快適性が向上することになる。

【００３９】また上記ヒートポンプシステムでは冷房給
湯運転や冷房風呂運転が可能であるから、冷房運転を継
続したまま給湯や風呂の追い焚きが可能となり、これに
よって利用快適性を向上させることができる。そして冷
房排熱を利用した給湯や追い焚きが可能となることか
ら、エネルギーの有効利用を図ることができる。従って
ランニングコストの低減を図ることができると共に、冷
房の使用で電力需要がピークとなる真夏の昼間において
電力消費を低減することができ、社会的な貢献も多大で
ある。

【００４０】さらに上記ヒートポンプシステムでは給湯
用熱交換器４と風呂用熱交換器３０とを冷媒回路中で直
列に接続し、給湯水循環ポンプ１５及び浴槽水循環ポン
プ３５のＯＮ／ＯＦＦによっていずれを凝縮器として機
能させるかを切り替えている。給湯用熱交換器４と風呂
用熱交換器３０とは直列に接続しているから、これらを
単一のユニットで一体化することができ、ケーシング等
を簡素化してコストダウンを図ることができる。また両
熱交換器４、３０を直列に接続してユニット化すること
により、室外ユニットに接続するポート数を削減したり
冷媒配管や連絡電線を一本化したりすることが可能で、
現地据付け工事の簡素化を図ることができる。さらに給
湯と追い焚きとの間の運転の切り替えをポンプ１５、３
５のＯＮ／ＯＦＦで行うので、上記運転の切り替えはき
わめて円滑に行うことができ、また異音やエネルギーロ
スも低減できる。そして上記給湯用熱交換器４と風呂用
熱交換器３０とは、いずれも二重管式熱交換器で構成し
ているので、ポンプ１５、３５のＯＮ／ＯＦＦによって
その凝縮器としての機能を確実にＯＮ／ＯＦＦし、これ
によって運転効率を向上させることができる。また両熱
交換器４、３０のうちいずれか一方を凝縮器として機能
させたときは、他方の機能を停止させるようにしてい
る。従って給湯用熱交換器４及び風呂用熱交換器３０は
それぞれ凝縮器として確実に機能し、利用快適性をさら
に向上させることができる。そしてこの場合には、給湯
加熱運転に優先して浴槽加熱運転を行うように各熱交換
器４、３０を制御している。従って、より迅速に利用温
度の湯を供給する必要のある追い焚きが優先され、これ
によって利用快適性を一段と向上させることができる。

【００４１】そして上記ヒートポンプシステムでは除霜
運転が可能に構成されているが、冷媒回路中に第４管路
７０ｄと逆止弁７１、７２とを設け、上記除霜運転時に
は風呂用熱交換器３０をバイパスして冷媒が流通するよ
うにしている。従って簡素な構成でありながら、利用快
適性を維持しつつ貯湯タンク１内に貯溜する湯の熱量を
利用した効果的な除霜運転を行うことができる。

【００４２】以上にこの発明の具体的な実施の形態につ
いて説明したが、この発明は上記形態に限定されるもの
ではなく、この発明の範囲内で種々変更して実施するこ
とができる。図１に示す冷媒回路や図２に示す水系統回
路は一例であって、本発明の適用が図示のものに限られ
る訳ではない。また上記では給湯用熱交換器４及び風呂
用熱交換器３０として二重管式熱交換器を用いたが、部
品コスト等との関係によっては、例えば小容量の水槽に
熱交換器を浸漬させてこれらの熱交換器４、３０を構成
する等してもよい。さらに上記回路を用いて給湯用熱交
換器４を蒸発器として機能させ、貯湯タンク１の下端側
に冷水を貯溜する蓄冷運転を行うことも可能であるが、
この場合にも風呂用熱交換器３０をバイパスして冷媒が
流通するので、簡素な構成でありながら、利用快適性を
維持しつつ蓄冷運転を行うことができる。

【００４３】

【発明の効果】上記請求項１のヒートポンプシステムで
は、循環ポンプの発停によって給湯加熱運転及び浴槽加
熱運転をＯＮ／ＯＦＦすることができるので、冷媒回路
を簡素な構成とすることが可能となる。また冷媒回路の
簡素化に伴って、据付工事の簡素化を図ることも可能と
なる。

【００４４】また請求項２のヒートポンプシステムで
は、二重管式熱交換器を用いることで給湯用熱交換器又
は風呂用熱交換器の機能を確実にＯＮ／ＯＦＦすること
ができる。従って利用快適性を向上させることが可能と
なる。

【００４５】さらに請求項３のヒートポンプシステムで
は、給湯用熱交換器及び風呂用熱交換器のそれぞれに凝
縮器として確実な動作をさせることができるので、利用
快適性をさらに向上させることが可能となる。

【００４６】請求項４のヒートポンプシステムでは、給
湯加熱運転よりも浴槽加熱運転が優先されるので、利用
快適性を一段と向上させることが可能となる。

【００４７】請求項５のヒートポンプシステムでは、冷
房排熱を利用した給湯加熱運転又は浴槽加熱運転を行う
ことができるので、利用快適性を一段と確実に向上させ
ることが可能となると共に、エネルギー効率の向上を図
ることが可能となる。

【００４８】請求項６のヒートポンプシステムでは、利
用快適性を維持しつつ、貯湯タンク内の湯水の熱量を利
用した冷凍サイクルを構成してエネルギーを有効利用す
ることが可能となる。

【図面の簡単な説明】

【図１】この発明のヒートポンプシステムの一実施形態
における冷媒回路図である。

【図２】上記ヒートポンプシステムの水系統回路図であ
る。

【図３】給湯単独運転時又は風呂単独運転時における冷
媒回路を示す説明図である。

【図４】暖房給湯運転時又は暖房風呂運転時における冷
媒回路を示す説明図である。

【図５】冷房給湯運転時又は冷房風呂運転時における冷
媒回路を示す説明図である。

【図６】冷房単独運転時における冷媒回路を示す説明図
である。

【図７】従来例のヒートポンプシステムの冷媒回路図で
ある。

【符号の説明】

１ 貯湯タンク ４ 給湯用熱交換器 １４ 制御手段 １５ 給湯水循環ポンプ ３０ 風呂用熱交換器 ３１ 浴槽 ３５ 浴槽水循環ポンプ ５６ａ 室内熱交換器 ５６ｂ 室内熱交換器 ６８ａ 室内膨張弁 ６８ｂ 室内膨張弁 ７０ｄ 第４管路（バイパス管路） ７１ 第１逆止弁 ７２ 第２逆止弁

Claims (6)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 圧縮機、凝縮器、減圧機構及び蒸発器を
   有して冷凍サイクルを形成する冷媒回路と、給湯用の貯
   湯タンク（１）と、浴槽（３１）とを備えると共に、上
   記冷凍サイクル中の凝縮熱によって貯湯タンク（１）内
   の湯水を加熱する給湯用加熱手段と、上記冷凍サイクル
   中の凝縮熱によって浴槽（３１）内の湯水を加熱する浴
   槽用加熱手段とを備えたヒートポンプシステムにおい
   て、上記給湯用加熱手段は、貯湯タンク（１）内の湯水
   を循環して流通させ得る給湯水循環路と、その作動によ
   り給湯水循環路に貯湯タンク（１）内の湯水を流通させ
   る給湯水循環ポンプ（１５）と、上記冷凍サイクル中の
   凝縮器として機能し、給湯水循環路を流通する湯水との
   間で熱交換を行う給湯用熱交換器（４）とを備えて成
   り、また上記浴槽用加熱手段は、浴槽（３１）内の湯水
   を循環して流通させ得る浴槽水循環路と、その作動によ
   り浴槽水循環路に浴槽（３１）内の湯水を流通させる浴
   槽水循環ポンプ（３５）と、上記冷凍サイクル中の凝縮
   器として機能し、浴槽水循環路を流通する湯水との間で
   熱交換を行う風呂用熱交換器（３０）とを備えて成り、
   さらに上記給湯用熱交換器（４）と風呂用熱交換器（３
   ０）とは、上記冷媒回路中で直列に接続されていること
   を特徴とするヒートポンプシステム。
2. 【請求項２】 上記給湯用熱交換器（４）と風呂用熱交
   換器（３０）との少なくともいずれか一方は、二重管式
   熱交換器によって構成されていることを特徴とする請求
   項１のヒートポンプシステム。
3. 【請求項３】 制御手段（１４）を備え、この制御手段
   （１４）は、給湯水循環ポンプ（１５）又は浴槽水循環
   ポンプ（３５）のいずれか一方の作動を許可したとき
   は、他方の作動を禁止するように成されていることを特
   徴とする請求項１又は請求項２のヒートポンプシステ
   ム。
4. 【請求項４】 上記制御手段（１４）は、給湯水循環ポ
   ンプ（１５）に優先して浴槽水循環ポンプ（３５）の作
   動を許可するように成されていることを特徴とする請求
   項３のヒートポンプシステム。
5. 【請求項５】 上記冷媒回路は蒸発器として機能する室
   内熱交換器（５６ａ）（５６ｂ）を備え、この室内熱交
   換器（５６ａ）（５６ｂ）と、上記給湯用熱交換器
   （４）又は風呂用熱交換器（３０）と、圧縮機（５１）
   と、減圧機構（６８ａ）（６８ｂ）とによって冷凍サイ
   クルを形成するようにしたことを特徴とする請求項１〜
   請求項４のいずれかのヒートポンプシステム。
6. 【請求項６】 上記冷媒回路には、上記風呂用熱交換器
   （３０）にガス側から液側へのみ冷媒を流通させるよう
   機能する第１逆止弁（７１）を上記風呂用熱交換器（３
   ０）と直列に接続して設けると共に、これら風呂用熱交
   換器（３０）と第１逆止弁（７１）とをバイパスするバ
   イパス管路（７０ｄ）を設けて、このバイパス管路（７
   ０ｄ）には、液側からガス側へのみ冷媒を流通させるよ
   う機能する第２逆止弁（７２）を介設し、上記給湯用熱
   交換器（４）は、上記冷凍サイクル中の蒸発器としても
   機能することを特徴とする請求項１〜請求項５のいずれ
   かのヒートポンプシステム。