WO2007077687A1 - ヒートポンプ式給湯機 - Google Patents

Abstract

給湯用のヒートポンプサイクルを冷暖房（空調）に用いることのできるヒートポンプ式給湯機を提供すること。また，前記ヒートポンプ式給湯機において暖房と同時に給湯を行う際に十分な給湯温度や給湯量を得ること。 　ＣＯ2冷媒が循環されるＣＯ2サイクル１と，Ｒ４１０Ａ冷媒が循環されるＲ４１０Ａサイクル２と，前記ＣＯ2冷媒及び／又は前記Ｒ４１０Ａ冷媒と水との間で熱交換を行う水熱交換器３２と，を備えてなり，前記Ｒ４１０Ａサイクル２に，前記水熱交換器３２を通過する循環経路２０と，前記Ｒ４１０Ａ冷媒と室内空気との間で熱交換を行う室内空気熱交換器４を通過する循環経路４０と，当該Ｒ４１０Ａサイクル２における前記Ｒ４１０Ａ冷媒の循環方向を切り替える四方弁２４とが設けられている。

Description

明 細 書

ヒートポンプ式給湯機

技術分野

[0001] 本発明は，圧縮機や膨張器などが設けられたヒートポンプサイクル内に循環する冷 媒との熱交換によって水を加熱して給湯するヒートポンプ式給湯機に関し，特に，熱 交換効率やエネルギ消費効率などの特性の異なる冷媒を用いた二つのヒートポンプ サイクルを具備するヒートポンプ式給湯機に関するものである。

背景技術

[0002] 従来から，圧縮機や膨張器などが設けられたヒートポンプサイクル内に循環する冷 媒との熱交換によって水を加熱して給湯するヒートポンプ式給湯機が周知である。前 記冷媒は，例えば炭酸ガス冷媒ゃ HFC冷媒などである。

ここに，前記炭酸ガス冷媒は，その冷媒の特性として水を高温 (例えば 90°C程度） まで加熱することができる。一方，前記 HFC冷媒は，冷媒の特性上比較的低温 (例 えば 65°C程度)までしか水を加熱することができない。しかし，空調用機器に用いた 場合，エネルギ消費効率 (COP)は，前記炭酸ガス冷媒を用いるよりも前記 HFC冷 媒を用いる方が優れている。

[0003] 一方，特許文献 1には， CO冷媒 (炭酸ガス冷媒の一例）が用いられたヒートポンプ

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サイクル（以下， 「COサイクル」という）と， R410A冷媒 (HFC冷媒の一例）が用いら

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れたヒートポンプサイクル（以下， 「R410Aサイクル」と!、う）とを併せ持つヒートポンプ 式給湯システムが示されている。前記ヒートポンプ式給湯システムでは，高温の温水 が必要な場合に COサイクルが用いられ，低温の温水でよい場合には R410Aサイク

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ルが用いられる。

さらに，前記特許文献 1の発明では，前記 R410Aサイクルに温水暖房用の閉回路 を接続し，前記 R410Aサイクルを給湯及び温水暖房で共用することが提案されて ヽ る。

特許文献 1 :特開 2005— 83585号公報

発明の開示 発明が解決しょうとする課題

[0004] し力しながら，前記特許文献 1に示された前記ヒートポンプ式給湯システムでは，前 記 R410Aサイクル内における前記 R410A冷媒の循環方向が一定である。そのため ,前記 R410Aサイクルを給湯や温水暖房に用いることはできても，該 R410Aサイク ルを冷房に用いることはできな力つた。

[0005] また，前記特許文献 1に示された前記ヒートポンプ式給湯システムでは，前記 R410 Aサイクルが，給湯及び温水暖房のいずれか一方に選択的に用いられ，給湯及び 温水暖房を同時に行うことはできな力つた。

し力も，前記ヒートポンプ式給湯システムは，前記 COサイクル及び前記 R41 OAサ

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イタルのいずれか一方だけが選択的に用いられる構成である。したがって，前記ヒー トポンプ式給湯システムにおける水の加熱効率は，前記 COサイクル及び前記 R41

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OAサイクルの個々による水の加熱効率が限界である。そのため，仮に前記 R410A サイクルで R410A冷媒を分配して給湯及び温水暖房を同時に行った場合には，水 の加熱効率が低下するため十分な給湯温度や給湯量を得ることができな!/ヽと ヽぅ問 題が生じる。もちろん，このときにも十分な給湯温度が得られるように前記 R410Aサ イタルを構成することも考えられるが，前記 R410Aサイクルで十分な給湯温度や給 湯量を得るためには，装置の拡大やコストの増大と!/、う問題が生じる。

従って，本発明は上記事情に鑑みてなされたものであり，第一の目的は，給湯用の ヒートポンプサイクルを冷暖房 (空調）に用いることのできるヒートポンプ式給湯機を提 供すること〖こある。そして，本発明の第二の目的は，前記ヒートポンプ式給湯機にお いて暖房と同時に給湯を行う際に十分な給湯温度や給湯量を得ることにある。

課題を解決するための手段

[0006] 上記目的を達成するために本発明は，第一の冷媒が少なくとも圧縮機及び膨張器 を経て循環される第一のヒートポンプサイクルと，前記第一の冷媒と異なる特性を持 つ第二の冷媒が少なくとも圧縮機及び膨張器を経て循環される第二のヒートポンプ サイクルと，前記第一の冷媒及び Z又は前記第二の冷媒と水との間で熱交換を行う 水熱交換器と，を備えてなり，前記第二のヒートポンプサイクルが，前記水熱交換器 を通過する第一の循環経路と，前記第二の冷媒と室内空気との間で熱交換を行う室 内空気熱交換器を通過する第二の循環経路と，当該第二のヒートポンプサイクルに おける前記第二の冷媒の循環方向を切り替える循環方向切替手段と，を含んでなる ことを特徴とするヒートポンプ式給湯機として構成される。具体的には，前記第一の冷 媒が炭酸ガス冷媒であって，前記第二の冷媒カ ¾FC冷媒であることが考えられる。 本発明によれば，前記第二のヒートポンプサイクルにおける前記第二の冷媒の循 環方向を切り替えることができるため，該第二のヒートポンプサイクルを用いて冷暖房 (空調)を行うことが可能となる。

また，水を前記水熱交換器において前記第一の冷媒及び前記第二の冷媒と同時 に熱交換させることも可能な構成であるため，前記第一の循環経路に加えて前記第 二の循環経路に前記第二の冷媒を分配して循環させることにより，十分な給湯温度 や給湯量を得ることができる。

発明の効果

[0007] 本発明によれば，前記第二のヒートポンプサイクルを用いて冷暖房 (空調）を行うこ とが可能となる。また，暖房及び給湯を同時に行う際に十分な給湯温度や給湯量を 得ることができる。

図面の簡単な説明

[0008] [図 1]本発明の実施の形態に係るヒートポンプ式給湯機の概略構成図。

[図 2]本発明の実施例に係るヒートポンプ式給湯機の概略構成図。

符号の説明

[0009] 1· ··ヒートポンプサイクル（第一のヒートポンプサイクルの一例）

2, 5…ヒートポンプサイクル（第二のヒートポンプサイクルの一例）

4…室内空気熱交換器

11, 21…圧縮機

12, 22, 22a, 22b…膨張器

13, 23· ··室外空気熱交換器

14, 25, 33· ··配管

20· · '循環経路 (第一の循環経路の一例）

40· · '循環経路 (第二の循環経路の一例） 24· ··四方弁

30a〜30d…流水経路

31 · ··貯留タンク

41〜45, 51〜56· ··切換弁

発明を実施するための最良の形態

[0010] 以下添付図面を参照しながら，本発明の実施の形態について説明し，本発明の理 解に供する。尚，以下の実施の形態は，本発明を具体ィ匕した一例であって，本発明 の技術的範囲を限定する性格のものではな 、。

ここに，図 1は本発明の実施の形態に係るヒートポンプ式給湯機 Xの概略構成図で ある。

図 1に示すように，前記ヒートポンプ式給湯機 Xは，冷媒が循環される二つのヒート ポンプサイクル 1 (第一のヒートポンプサイクルの一例） , 2 (第二のヒートポンプサイク ルの一例），流水経路 30a〜30d,貯留タンク 31,水熱交換器 32,循環ポンプ 34及 び切換弁 41〜45を備えて概略構成されている。また，前記ヒートポンプ式給湯機 X は， CPUや RAM, ROMなどを有する不図示の制御部を備えている。

前記水熱交 は，前記ヒートポンプサイクル 1に接続された配管 14に流れる 冷媒や，前記ヒートポンプサイクル 2に接続された配管 25に流れる冷媒と，給水口か ら給湯口への流水経路 30b,又は前記貯留タンク 31に戻る流水経路 30a上を流れる 水との間で熱交換を行うものである。ここに，前記流水経路 30aは，前記給水口から 前記貯留タンク 31,循環ポンプ 34,切換弁 45,水熱交換器 32,切換弁 43,貯留タ ンク 31が順に接続された水の流水経路である。また，前記流水経路 30bは，前記給 水口カゝら切換弁 45,水熱交 32,切換弁 43,前記給湯口が順に接続された水の 流水経路である。なお，前記流水経路 30cは，前記貯留タンク 31から前記切換弁 44 を経て前記給湯口に続く温水の流通経路，前記流通経路 30dは，前記給水口から 前記切換弁 44を経て前記給湯口に続く水の流通経路である。

[0011] 前記貯留タンク 31の上層には前記水熱交 において前記冷媒との熱交換に よって加熱された温水が，前記貯留タンク 31の下層には給水ロカも供給される水が 貯留される。 当該ヒートポンプ式給湯機 Xでは，前記制御部 (不図示）によって前記各構成要素 が制御されることにより，給水口から供給された水を前記流水経路 30b上で前記水熱 交 によって加熱して給湯口から直接給湯する瞬間給湯運転や，給水口から 供給された水を前記流水経路 30a上で前記水熱交換器 32によって加熱して前記貯 留タンク 31に貯留する貯湯運転などが行われる。

ここで，前記瞬間給湯運転では，前記切換弁 43及び 45が前記制御部によって制 御されることにより，前記給水ロカ 供給された水が前記流水経路 30bに沿って破線 矢印方向に流通することとなる。但し，前記瞬間給湯運転が開始してからの一定時 間は，前記水熱交換器 32による加熱量が十分得られない。そのため，瞬間運転開 始後の一定時間は，前記貯留タンク 31に貯留された温水が，前記流水経路 30cを 経て切換弁 44において，前記給水口から前記流水経路 30dを経て供給される水と 混合されて温度調節された後，前記給湯口に供給される。これにより，前記給湯口か ら瞬時に温水を給湯することが可能である。そして，前記水熱交翻32によって給 水口力も供給された水を十分に加熱することが可能となった時点で，前記貯留タンク 31の給水は停止され，その後は，前記給水口から前記水熱交換器 32を経て前記給 湯口に続く流水経路 30bを用いて瞬間給湯が行われる。なお，前記貯留タンク 31に 貯留された高温の温水を前記給水ロカ 供給される水と混合することなく，そのまま 給湯することも可能である。

また，前記貯湯運転では，前記循環ポンプ 34が駆動されることにより，前記流水経 路 30aに沿って実線矢印方向に水が流通することにより，貯留タンク 31に温水が貯 留される。

前記ヒートポンプサイクル 1 (以下， 「COサイクル」という）は，圧縮機 11,前記水熱

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交換器 32,膨張器 12及び室外空気熱交換器 13が順に接続された循環経路 10を 有している。

前記循環経路 10では，前記制御部 (不図示）によって前記圧縮機 11が駆動される ことにより，炭酸ガス冷媒の一例である CO冷媒 (第一の冷媒の一例）が図示する矢

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印方向に循環される。ここに，前記 CO冷媒は，後述する R410A冷媒と異なる特性

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を持ち，冷媒の特性として水を高温（90°C程度)まで加熱することができるが，ェネル ギ消費効率が比較的低い。そのため，前記 COサイクル 1は，主に前記貯湯運転に

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おける水の加熱に用いられる。

具体的には，前記圧縮機 11において圧縮して吐出された高温高圧の前記 CO冷

2 媒が，前記水熱交換器 32にお 、て前記流水経路 30aまたは 30b上を流れる水と熱 交換されて冷却された後，前記膨張器 12において膨張する。その後，前記膨張器 1 2で膨張した低温低圧の前記 CO冷媒は，前記室外空気熱交換器 13において室外

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の空気と熱交換されて吸熱し気化した後，再度前記圧縮機 11に流入する。

前記 COサイクル 1では，前記のように前記 CO冷媒が前記循環経路 10に循環さ

2 2

れることにより，前記流水経路 30aまたは 30b上を矢印方向に流れる水が，前記水熱 交 32における前記 CO冷媒との熱交換によって 90°C程度まで加熱される。な

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お，前記水熱交翻32における前記 CO冷媒と水との流通方向が反対であるため，

2

該 CO冷媒と水との熱交換は効率的に行われる。

2

このとき，前記瞬間給湯運転においては，前記流水経路 30bを通るよう前記制御部 (不図示）によって前記切換弁 45が制御され，前記制御部（不図示）によって前記切 換弁 43が制御されることにより前記水熱交 において加熱された温水が前記 給湯口に供給される。また，前記貯湯運転においては，前記流水経路 30aを通るよう 前記制御部 (不図示）によって前記切換弁 45が制御され，前記制御部 (不図示）によ つて前記切換弁 43が制御されることにより，前記水熱交 において加熱された 温水が前記貯留タンク 31に貯留されるように切り替えられる。

一方，前記ヒートポンプサイクル 2 (以下， 「R410Aサイクル」という）は， HFC冷媒 の一例である R410A冷媒 (第二の冷媒の一例）が循環される循環経路 20 (第一の 循環経路の一例)及び循環経路 40 (第二の循環経路の一例）を有して!/、る。ここに， 前記 R410A冷媒は，前記 CO冷媒と異なる特性を持ち， CO冷媒に比べて水を低

2 2

温（65°C程度）までし力加熱することができな 、が，エネルギ消費効率 (COP)は高 いので，比較的低い沸上げ温度に適している。そのため，前記 R410Aサイクル 2は ,主に前記瞬間給湯運転における水の加熱に用いられる。なお，前記 R410A冷媒 の他の例としては，例えば R407CZE, R404A, R507A, R134a等がある。また， 前記ヒートポンプ式給湯機 Xに用いられる二つの異なる冷媒は，炭酸ガス冷媒及び HFC冷媒に限られるものではなく，熱交換効率やエネルギ消費効率などの特性が 異なる二つの冷媒を用いればよ 、。

[0014] 前記循環経路 20は，圧縮機 21,四方弁 24,切換弁 41,水熱交換器 32,切換弁 4 2,膨張器 (例えば膨張弁) 22,室外空気熱交換器 23及び前記四方弁 24が順に接 続されて構成されている。

前記循環経路 20では，前記制御部 (不図示）によって制御されて前記圧縮機 21が 駆動されることにより，前記 R410A冷媒が図示する実線矢印方向に循環される。具 体的には，前記圧縮機 21において圧縮して吐出された高温高圧の前記 R410A冷 媒が，前記四方弁 24及び前記切換弁 41を経て前記水熱交換器 32に達する。そし て，前記 R410A冷媒は，前記水熱交^^ 32において前記流水経路 30aまたは 30b 上を流れる水と熱交換されて冷却される。その後，前記 R410A冷媒は，前記切換弁 42を経て前記膨張器 22において膨張される。そして，前記膨張器 22で膨張した低 温低圧の前記 R410A冷媒は，前記室外空気熱交換器 23において室外空気と熱交 換されて吸熱し気化した後，前記四方弁 24を経て再度前記圧縮機 21に流入する。 前記 R410Aサイクル 2では，前記のように前記 R410A冷媒が前記循環経路 20〖こ おいて実線矢印方向に循環されることにより，前記流水経路 30aまたは 30b上を矢 印方向に流れる水が，前記水熱交換器 32における前記 R410A冷媒との熱交換に よって 65°C程度まで加熱される。なお，前記水熱交換器 32における前記 R410A冷 媒と水との流通方向が反対であるため，該 R410A冷媒と水との熱交換は効率的に 行われる。

[0015] また，前記水熱交換器 32は，前記 COサイクル 1及び前記 R410Aサイクル 2に共

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通するものであって，これらに循環される前記 CO冷媒及び前記 R410A冷媒と，前

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記流水経路 30a又は前記流水経路 30b上を流れる水とを同時に熱交換させることが 可能である。具体的には，前記水熱交換器 32が，該水熱交換器 32内に設けられた 前記 CO冷媒の配管 14と前記流水経路 30a, 30b上に設けられた配管 33,前記 R4

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10A冷媒の配管 25と前記配管 33が共に接触するように構成されて 、る。

したがって，前記ヒートポンプ式給湯機 Xでは，前記 COサイクル 1及び前記 R410

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Aサイクル 2を同時に用いることにより，個々の熱交換効率以上の熱交換効率で水を 加熱することができる。これにより，前記瞬間給湯運転時における給湯量を増加させ ることがでさる。

[0016] 他方，前記循環経路 40は，前記圧縮機 21,前記四方弁 24,前記切換弁 41,室内 空気熱交換器 4,前記切換弁 42,前記膨張器 22,前記室外空気熱交換器 23及び 前記四方弁 24が順に接続されて構成されている。

ここに，前記室内空気熱交換器 4は，室内の冷暖房を行う空気調和機 (不図示）に 設けられ，前記循環経路 40内に循環される前記 R410A冷媒と室内空気との間で熱 交換を行うことにより室内空気を加熱或 、は冷却するものである。

ところで，前記のように構成されたヒートポンプ式給湯機 Xでは，前記 R410Aサイク ル 2における前記 R410A冷媒の循環方向が一定であれば，該 R410Aサイクル 2を 前記空気調和機 (不図示)で行われる冷暖房 (空調）に用いることはできな 、。具体 的には，前記 R410A冷媒の循環方向が，前記循環経路 20と同様の方向（図 1の実 線矢印方向）だけである構成では，暖房のみが可能であって冷房を行うことはできな い。

しかし，本発明の実施の形態に係る前記ヒートポンプ式給湯機 Xでは，前記四方弁 24が前記制御部（不図示）によって制御され，前記循環経路 40における前記 R410 A冷媒の循環方向が図示する実線矢印方向又は破線矢印方向に切り替えられる。こ こに，前記 R410A冷媒の循環方向を切り替えるときの前記制御部及び前記四方弁 2 4が循環方向切替手段に相当する。

[0017] 以下，前記ヒートポンプ式給湯機 Xの前記 R410Aサイクル 2において実現される暖 房運転及び冷房運転にっ ヽて説明する。

(1)暖房運転について

ユーザにより前記ヒートポンプ式給湯機 Xに対して，不図示の操作部から暖房運転 の開始が要求されると，該ヒートポンプ式給湯機 Xでは，前記制御部（不図示）によつ て前記圧縮機 21及び前記四方弁 24が制御され，前記 R410Aサイクル 2の循環経 路 40において前記 R410A冷媒の実線矢印方向の循環が開始される。このとき，前 記四方弁 24内部では図示する実線経路が確立されている。

これにより，前記循環経路 40では，図示する実線矢印方向に前記 R410A冷媒が 循環される。具体的には，前記圧縮機 21において圧縮して吐出された高温高圧の 前記 R41 OA冷媒が，前記四方弁 24及び前記切換弁 41を経て前記室内空気熱交 4に達する。そして，前記 R410A冷媒は，前記室内空気熱交 4において室 内の空気と熱交換されて冷却される。その後，前記 R410A冷媒は，前記切換弁 42 を経て前記膨張器 22において膨張される。そして，前記膨張器 22において膨張し た低温低圧の前記 R410A冷媒は，前記室外空気熱交換器 23において室外の空気 と熱交換されて吸熱し気化した後，前記四方弁 24を経て再度前記圧縮機 21に流入 する。

前記 R410Aサイクル 2では，前記のように前記 R410A冷媒が前記循環経路 40〖こ おいて実線矢印方向に循環されることにより，室内の空気が，前記室内空気熱交換 器 4における前記 R410A冷媒との熱交換によって加熱される。即ち，前記ヒートボン プ式給湯機 Xによって暖房が実現される。

[0018] ところで，前述したように，従来装置 (例えば，特許文献 1参照）では前記 R410Aサ イタル 2を用いて，瞬間給湯と暖房とを同時に行うことはできな力つた。また，前記 R4 10A冷媒を分配して瞬間給湯と暖房とを同時に行うことも考えられるが，この場合に は十分な給湯温度や給湯量が得ることができな 、と 、う課題が伴う。

しかし，前記ヒートポンプ式給湯機 Xでは，瞬間給湯と暖房とを同時に行う際，前記 水熱交換器 32において，前記 COサイクル 1に循環する前記 CO冷媒と，前記 R41

2 2

OAサイクル 2に循環する R410A冷媒とで同時に水が加熱される。これにより，瞬間 給湯と暖房とを同時に行う際に，十分な給湯温度や給湯量を得ることができる。以下 ,この点について詳説する。

[0019] まず，前記ヒートポンプ式給湯機 Xにおいて前記 R410Aサイクル 2によって暖房運 転が行われているときに，ユーザによって不図示の操作部に対して瞬間給湯の要求 が行われると，該ヒートポンプ式給湯機 Xでは，前記切換弁 41, 42が前記制御部（不 図示）によって制御され，前記 R410Aサイクル 2の循環経路 20における前記 R410 A冷媒の実線矢印方向の循環が開始される。このとき，前記 R410A冷媒は，前記 R 41 OAサイクル 2にお ヽて前記循環経路 20及び 40に分配して循環される。そのため ,前記水熱交換器 32における前記循環経路 20を循環する前記 R410A冷媒による 水の加熱が十分に行われな!/、おそれがある。

そこで，前記ヒートポンプ式給湯機 Xでは，前記 R410Aサイクル 2によって暖房運 転が行われているときに，ユーザによって不図示の操作部に対して瞬間給湯の要求 が行われると，前記制御部（不図示）によって前記 COサイクル 1の圧縮機 11の駆動

2

が制御されて，前記 COサイクル 1における前記 CO冷媒の循環が開始される。

2 2

これにより，前記水熱交換器 32では，前記 R410A冷媒と前記 CO冷媒との両方で

2

水が加熱されることとなる。即ち，前記 R410Aサイクル 1における瞬間給湯と暖房の 同時運転時の水の加熱効率の低下は，前記 COサイクル 1を循環する前記 CO冷

2 2 媒と水との熱交換によって補われる。したがって，前記 R410Aサイクル 2において瞬 間給湯と暖房とを同時に行う際に，十分な給湯温度や給湯量を得ることができる。 (2)冷房運転について

一方，ユーザにより前記ヒートポンプ式給湯機 Xに対して，不図示の操作部から冷 房運転の開始が要求されると，該ヒートポンプ式給湯機 Xでは，前記制御部（不図示

)によって前記圧縮機 21及び前記四方弁 24が制御され，前記 R410Aサイクル 2の 循環経路 40において前記 R410A冷媒の破線矢印方向の循環が開始される。このと き，前記四方弁 24内部では図示する破線経路が確立されている。

これにより，前記循環経路 40では，図示する破線矢印方向に前記 R410A冷媒が 循環される。具体的には，前記圧縮機 21において圧縮して吐出された高温高圧の 前記 R410A冷媒が，前記四方弁 24を経て前記室外空気熱交換器 23に達する。そ して，前記 R410A冷媒は，前記室外空気熱交 において室外空気と熱交換さ れて冷却される。その後，前記 R410A冷媒は，前記膨張器 22において膨張される。 そして，前記膨張器 22において膨張した低温低圧の前記 R410A冷媒は，前記切 換弁 42を経て前記室内空気熱交 4において室内空気と熱交換されて吸熱し気 化した後，前記切換弁 41及び前記四方弁 24を経て再度前記圧縮機 21に流入する 前記 R410Aサイクル 2では，前記のように前記 R410A冷媒が前記循環経路 40〖こ おいて破線矢印方向に循環されることにより，室内の空気が，前記室内空気熱交換 器 4における前記 R410A冷媒との熱交換によって冷却される。即ち，前記ヒートボン プ式給湯機 Xによって冷房が実現される。

[0021] なお，このとき前記ヒートポンプ式給湯機 Xでは，前記切換弁 41及び 42が前記制 御部（不図示）によって制御されることにより，前記循環経路 20における前記 R410A 冷媒の循環は阻止される。したがって，前記 R410Aサイクル 2によって冷房が行わ れている場合であっても，前記 COサイクル 1による前記貯湯運転に支障はない。

2

また，前記ヒートポンプ式給湯機 Xの R410Aサイクル 2では，前記四方弁 24によつ て前記循環経路 20及び 40における前記 R410A冷媒の循環方向が共に切り替えら れる。そのため，前記ヒートポンプ式給湯機 Xでは，冷房及び瞬間給湯を同時に行う ことはできない。しかし，後述する実施例のように前記 R410Aサイクル 2を構成すれ ば，冷房及び瞬間給湯の同時運転も可能となる。

実施例

[0022] ここに，図 2は，本発明の実施例に係るヒートポンプ式給湯機 XIの概略構成図であ る。なお，前記実施の形態で説明した前記ヒートポンプ式給湯機 Xと同様の構成要素 については，同じ符号を付してその説明を省略する。

図 2に示すように，前記ヒートポンプ式給湯機 XIは，前記ヒートポンプ式給湯機 Xの R41 OAサイクル 2に換えて R41 OAサイクル 5を有して!/、る。前記 R41 OAサイクル 5 には，前記制御部（不図示）によって制御される切換弁 51〜56,二つの膨張器 22a 及び 22bが設けられて!/、る。

このように構成された前記 R410Aサイクル 5では，前記循環経路 20における前記 R41 OA冷媒の循環方向と，前記循環経路 40における前記 R41 OA冷媒の循環方向 とを独立して制御することが可能である。したがって，前記 R41 OAサイクル 5では，冷 房又は暖房と瞬間給湯とを同時に行うことが可能である。以下，具体的に説明する。

[0023] (1)暖房と瞬間給湯との同時運転について

暖房と瞬間給湯との同時運転時，前記 R410Aサイクル 5では，前記制御部（不図 示）によって前記圧縮機 21,前記四方弁 24及び前記切換弁 51〜56が制御されるこ とにより，前記 R41 OA冷媒が図 2に示す実線矢印方向に循環される。

具体的には，前記循環経路 20では，前記 R410A冷媒が，圧縮機 21,四方弁 24, 切換弁 51,切換弁 52,水熱交換器 32,膨張器 22a,切換弁 53,切換弁 54,室外 空気熱交換器 23,切換弁 56,四方弁 24,圧縮機 21の順に循環される。これにより， 前記水熱交換器 32において前記流水経路 30aまたは 30b上を流れる水が加熱され る。

一方，前記循環経路 40では，前記 R410A冷媒は，圧縮機 21,四方弁 24,切換 弁 51,室内空気熱交換器 4,切換弁 55,膨張器 22b,切換弁 54,室外空気熱交換 器 23,切換弁 56,四方弁 24,圧縮機 21の順に循環される。これにより，前記室内空 気熱交換器 4において室内空気が加熱されて暖房が行われる。

このように，前記 R410Aサイクル 5では，前記切換弁 51で前記 R410A冷媒を分配 することによって暖房と瞬間給湯とを同時に行うことができる。なお，前述したように， 前記 R410A冷媒の分配による前記水熱交 における水の加熱効率の低下は ,前記 COサイクル 1によって補うことができる。

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(2)冷房と瞬間給湯の同時運転について

冷房と瞬間給湯との同時運転時，前記 R410Aサイクル 5では，前記制御部（不図 示）によって前記圧縮機 21,前記四方弁 24及び前記切換弁 51〜56が制御されるこ とにより，前記 R41 OA冷媒が図 2に示す破線矢印方向に循環される。

具体的には，前記循環経路 20では，前記 R410A冷媒が，圧縮機 21,四方弁 24, 切換弁 56,切換弁 52,水熱交換器 32,膨張器 22a,切換弁 53,切換弁 55,室内 空気熱交換器 4,切換弁 51,四方弁 24,圧縮機 21の順に循環される。これにより， 前記水熱交換器 32において前記流水経路 30aまたは 30b上を流れる水が加熱され る。

一方，前記循環経路 40では，前記 R410A冷媒は，圧縮機 21,四方弁 24,切換 弁 56,室外空気熱交換器 23,切換弁 54,膨張器 22b,切換弁 55,室内空気熱交 ^ 4,切換弁 51,四方弁 24,圧縮機 21の順に循環される。これにより，前記室内 空気熱交換器 4において室内空気が冷却されて冷房が行われる。

このように，前記 R410Aサイクル 5では，前記切換弁 56で前記 R41 OA冷媒を分配 することによって冷房と瞬間給湯とを同時に行うことができる。なお，前述したように， 前記 R410A冷媒の分配による前記水熱交 における水の加熱効率の低下は ,前記 COサイクル 1によって補うことができる。 なお，本実施例及び前記実施の形態では切換弁を用いているが，用いないで機能 を縮小して同様の効果を得ることも可能である。

Claims

請求の範囲

[1] 第一の冷媒が少なくとも圧縮機及び膨張器を経て循環される第一のヒートポンプサ イタルと，前記第一の冷媒と異なる特性を持つ第二の冷媒が少なくとも圧縮機及び 膨張器を経て循環される第二のヒートポンプサイクルと，前記第一の冷媒及び Z又は 前記第二の冷媒と水との間で熱交換を行う水熱交換器と，を備えてなり，

前記第二のヒートポンプサイクルが，前記水熱交 を通過する第一の循環経路と ,前記第二の冷媒と室内空気との間で熱交換を行う室内空気熱交 を通過する 第二の循環経路と，当該第二のヒートポンプサイクルにおける前記第二の冷媒の循 環方向を切り替える循環方向切替手段と，を含んでなることを特徴とするヒートポンプ 式給湯機。

[2] 前記第一の冷媒が炭酸ガス冷媒であって，前記第二の冷媒が HFC冷媒である請 求項 1に記載のヒートポンプ式給湯機。