JP2016065701A - ヒートポンプ式加熱機及びその運転方法 - Google Patents

Abstract

【課題】凝縮器を用いて被加熱媒体の加熱運転及び保温運転を行う場合に、加熱運転時の機器性能、保温運転時の熱交換効率を共に向上させること。【解決手段】圧縮機１５にて圧縮された冷媒を凝縮させると共に、この凝縮した冷媒と給湯回路１２を流れる水とを熱交換する第１凝縮器１６、第２凝縮器１７を備えた冷凍サイクル１１を有し、第１凝縮器１６と第２凝縮器１７は、冷媒が流れる冷媒配管２３、２４、２５、２６と、水が流れる水配管２７、２８、２９、３０とにより並列に接続される共に、第２入口側冷媒配管２４と第１出口側冷媒配管２５が冷媒連結配管３１により、第２出口側水配管３０と第１入口側水配管２７が水連結配管３２によりそれぞれ連結されることで直列に接続され、これらの並列接続と直列接続が電磁二方弁１３Ａ〜１３Ｆの開閉弁動作により切換可能に構成されたものである。【選択図】 図１

Description

本発明の実施形態は、複数の凝縮器を備えた冷凍サイクルを有するヒートポンプ式加熱機及びその運転方法に関する。

圧縮機、複数の凝縮器、膨張弁、蒸発器が順次接続された冷凍サイクルを有し、複数の凝縮器が、冷媒の凝縮熱により被加熱媒体としての水と熱交換して、この水を加熱するヒートポンプ式加熱機が、特許文献１にヒートポンプ式給湯機として開示されている。

このようなヒートポンプ式加熱機には、凝縮器に対する被加熱媒体の出口温度が入口温度に対して大幅に高い沸き上げ運転と、前記出口温度と前記入口温度との温度差が僅少な保温運転とを、それぞれ専用の凝縮器を用いて実行するものがある。

特開２００９−２２２２４６号公報

ヒートポンプ式加熱機では、沸き上げ運転時には、冷媒及び被加熱媒体を凝縮器内で低流速に流動させて被加熱媒体の出口温度を上昇させ、一方、保温運転時には、冷媒及び被加熱媒体を凝縮器内で高流速に流動させて被加熱媒体を保温状態とするのが望ましい。

ところが、それぞれ専用の凝縮器を用いて沸き上げ運転と保温運転を行う場合には、凝縮器において熱交換効率の低下や機器性能の低下等が発生する課題がある。

例えば、保温専用の凝縮器と共に沸き上げ専用の凝縮器を用いて保温運転を行う場合には、沸き上げ専用の凝縮器において、冷媒及び被加熱媒体の流速の高速化に伴い圧力損失が大幅に増加して、熱交換効率が低下してしまう。

また、沸き上げ専用の凝縮器と共に保温専用の凝縮器を用いて沸き上げ運転を行う場合には、保温専用の凝縮器において、冷媒及び被加熱媒体の流速の低下に伴い、必要な加熱能力に対して熱交換器の伝熱面積が不足し、機器性能が低下してしまう。

本発明における実施形態の目的は、上述の事情を考慮してなされたものであり、凝縮器を用いて被加熱媒体の加熱運転及び保温運転を行う場合に、加熱運転時の機器性能、保温運転時の熱交換効率を共に向上させることができるヒートポンプ式加熱機及びその運転方法を提供することにある。

本発明の実施形態におけるヒートポンプ式加熱機は、冷媒を圧縮する圧縮機と、この圧縮機にて圧縮された冷媒を凝縮させると共に、この凝縮した冷媒と被加熱回路を流れる被加熱媒体とを熱交換する複数の凝縮器と、これらの凝縮器にて凝縮した冷媒を減圧する膨張手段と、この膨張手段にて減圧された冷媒を蒸発させる蒸発器と、が順次接続された冷凍サイクルを有し、複数の前記凝縮器は、冷媒が流れる冷媒配管と被加熱媒体が流れる被加熱媒体配管とにより並列に接続されると共に、少なくとも２つの前記凝縮器における一方の前記凝縮器の冷媒の出口側と他方の前記凝縮器の冷媒の入口側、他方の前記凝縮器の被加熱媒体の出口側と一方の前記凝縮器の被加熱媒体の入口側がそれぞれ冷媒連結配管、被加熱媒体連結配管にて連結されることで直列に接続され、これらの並列接続と直列接続が切換手段により切換可能に構成されたことを特徴とするものである。

本発明の実施形態におけるヒートポンプ式加熱機の運転方法は、冷媒を圧縮する圧縮機と、この圧縮機にて圧縮された冷媒を凝縮させると共に、この凝縮した冷媒と被加熱回路を流れる被加熱媒体とを熱交換する複数の凝縮器と、これらの凝縮器にて凝縮した冷媒を減圧する膨張手段と、この膨張手段にて減圧された冷媒を蒸発させる蒸発器と、が順次接続された冷凍サイクルを有するヒートポンプ式加熱機の運転方法であって、前記凝縮器熱交換器により被加熱媒体を加熱する加熱運転時には、複数の前記凝縮器を直列接続状態とし、前記凝縮器熱交換器により被加熱媒体を保温する保温運転時には、複数の前記凝縮器を並列接続状態することを特徴とするものである。

一実施形態に係るヒートポンプ式給湯機を示す回路構成図。 図１のヒートポンプ式給湯機における沸き上げ運転状態を説明する回路説明図。 図１のヒートポンプ式給湯機における保温運転状態を説明する回路説明図。 図１のヒートポンプ式給湯機の変形形態を示す回路構成図。

以下、本発明を実施するための形態を、図面に基づき説明する。
図１は、一実施形態に係るヒートポンプ式給湯機を示す回路構成図である。ヒートポンプ式加熱機としてのヒートポンプ式給湯機１０は、冷凍サイクル１１と、被加熱回路としての給湯回路１２と、切換手段としての電磁二方弁１３Ａ〜１３Ｆと、制御手段としての制御装置１４と、を有して構成される。

冷凍サイクル１１は、圧縮機１５、複数の凝縮器（例えば２つの第１凝縮器１６及び第２凝縮器１７）、膨張手段としての膨張弁１８、並びに蒸発器１９が、冷媒配管２０により順次環状に接続されて構成され、この冷凍サイクル１１内を冷媒が循環する。

圧縮機１５は、蒸発器１９にて蒸発した冷媒を圧縮する。第１凝縮器１６及び第２凝縮器１７は同一種類の凝縮器であり、圧縮機１５にて圧縮された冷媒を凝縮させると共に、この凝縮した冷媒と給湯回路１２（後に詳説）内を流れる被加熱媒体としての水とを熱交換して、この水を加熱する。膨張弁１８は、第１凝縮器１６及び第２凝縮器１７にて凝縮した冷媒を減圧する。蒸発器１９は、膨張弁１８にて減圧された冷媒を蒸発させる。

更に、本実施形態における冷凍サイクル１１では、第１凝縮器１６及び第２凝縮器１７と膨張弁１８との間の冷媒配管２０にレシーバタンク２１が設置されている。このレシーバタンク２１は、冷凍サイクル１１内を流れる冷媒量を、過不足のない適量に常時調整する。ここで、冷凍サイクル１１内を流れる冷媒は例えばＨＦＣ冷媒やプロパン、二酸化炭素などである。

前記給湯回路１２は、給湯タンク８、複数の前記凝縮器（２つの第１凝縮器１６及び第２凝縮器１７）及び循環ポンプ９が、被加熱媒体配管としての水配管２２により環状に接続されて構成される。循環ポンプ９の駆動により給湯回路１２内を循環する水は、第１凝縮器１６及び第２凝縮器１７において冷媒と熱交換されて加熱され、約８０℃の温水となって給湯タンク８に貯溜される。この給湯タンク８では、温水が利用された際に、この利用された量に相当する量の水道水などが注水される。

冷凍サイクル１１及び給湯回路１２における２つの第１凝縮器１６及び第２凝縮器１７は、重力方向または水平方向（本実施形態では重力方向）に配置され、それが２重管型、３重管型または配管接触型に構成される。２重管型の第１凝縮器１６及び第２凝縮器１７は、内側の管路に冷媒が流れ、外側の管路に水が流れるものである。３重管型の第１凝縮器１６及び第２凝縮器１７は、冷媒が流れる内側の管路と水が流れる外側の管路との間に空気が充填されたものである。配管接触型の第１凝縮器１６及び第２凝縮器１７は、冷媒が流れる管路と水が流れる管路とが側面同士で接合されたものである。いずれの型式の第１凝縮器１６及び第２凝縮器１７においても、冷媒と水とが別々の管路内を互いに逆方向に流れることで、熱交換効率の向上に寄与する。

これらの第１凝縮器１６及び第２凝縮器１７は、冷媒が流れる冷媒配管２０と水が流れる水配管２２とにより並列に接続される。つまり、冷媒配管２０は、分岐点Ｋにより、第１凝縮器１６に接続される第１入口側冷媒配管２３と、第２凝縮器１７に設置される第２入口側冷媒配管２４とに分岐されると共に、第１凝縮器１６に接続される第１出口側冷媒配管２５と、第２凝縮器１７に接続される第２出口側冷媒配管２６とが合流点Ｌで合流して構成される。

また、水配管２２は、分岐点Ｍにより、第１凝縮器１６に接続される第１入口側水配管２７と、第２凝縮器１７に接続される第２入口側水配管２８とに分岐されると共に、第１凝縮器１６に接続される第１出口側水配管２９と、第２凝縮器１７に接続される第２出口側水配管３０とが合流点Ｎで合流して構成される。

このようにして、第１凝縮器１６と第２凝縮器１７は、第１入口側冷媒配管２３、第１出口側冷媒配管２５、第１入口側水配管２７及び第１出口側水配管２９と、第２入口側冷媒配管２４、第２出口側冷媒配管２６、第２入口側水配管２８及び第２出口側水配管３０とにより並列に接続される。

更に、これらの隣接する第１凝縮器１６及び第２凝縮器１７は、第１凝縮器１６における冷媒の出口側の第１出口側冷媒配管２５と、第２凝縮器１７における冷媒の入口側の第２入口側冷媒配管２４とが冷媒連結配管３１により連結され、また、第２凝縮器１７における水の出口側の第２出口側水配管３０と、第１凝縮器１６における水の入口側の第１入口側水配管２７とが水連結配管３２により連結されることで、直列に接続される。

また、第１凝縮器１６に接続された冷媒配管の出口側（即ち第１出口側冷媒配管２５）と、第２凝縮器１７に接続された冷媒配管の入口側（即ち第２入口側冷媒配管２４）とのそれぞれに、第１冷媒側切換弁としての電磁二方弁１３Ａ、１３Ｂが設置される。そして、冷媒連結配管３１に、第２冷媒側切換弁としての電磁二方弁１３Ｅが設置される。ここで、電磁二方弁１３Ａは、第１出口側冷媒配管２５における冷媒連結配管３１との接続点Ｏの下流側、つまりこの接続点Ｏと合流点Ｌとの間に設置される。また、電磁二方弁１３Ｂは、第２入口側冷媒配管２４における冷媒連結配管３１との接続点Ｐの上流側、つまりこの接続点Ｐと分岐点Ｋとの間に設置される。

また、第２凝縮器１７に接続された水配管の出口側（即ち第２出口側水配管３０）と、第１凝縮器１６に接続された水配管の入口側（即ち第１入口側水配管２７）とのそれぞれに、第１被加熱媒体側切換弁としての電磁二方弁１３Ｃ、１３Ｄが設置される。そして、水連結配管３２に、第２被加熱媒体側切換弁としての電磁二方弁１３Ｆが設置される。ここで、電磁二方弁１３Ｃは、第２出口側水配管３０における水連結配管３２との接続点Ｑの下流側、つまりこの接続点Ｑと合流点Ｎとの間に設置される。また、電磁二方弁１３Ｄは、第１入口側水配管２７における水連結配管３２との接続点Ｒの上流側、つまりこの接続点Ｒと分岐点Ｍとの間に設置される。

上述の電磁二方弁１３Ａ〜１３Ｆが制御装置１４に電気的に接続される。この制御装置１４が電磁二方弁１３Ａ〜１３Ｆの開弁または閉弁動作を制御することで、電磁二方弁１３Ａ〜１３Ｆにより第１凝縮器１６と第２凝縮器１７の並列接続と直列接続が択一に切り換えられる。

つまり、制御装置１４により、電磁二方弁１３Ａ、１３Ｂ、１３Ｃ及び１３Ｄが閉弁動作するように制御され、且つ電磁二方弁１３Ｅ及び１３Ｆが開弁動作するように制御されることで、第１出口側冷媒配管２５が冷媒連結配管３１を介して第２入口側冷媒配管２４に接続され、且つ、第２出口側水配管３０が水連結配管３２を介して第１入口側水配管２７に接続される。これにより、第１凝縮器１６と第２凝縮器１７が直列接続に切り換えられる。

また、制御装置１４により、電磁二方弁１３Ａ、１３Ｂ、１３Ｃ及び１３Ｄが開弁動作するように制御され、且つ電磁二方弁１３Ｅ及び１３Ｆが閉弁動作するように制御されることで、第１凝縮器１６と第２凝縮器１７が並列接続に切り換えられる。

これらの電磁二方弁１３Ａ〜１３Ｆの動作を制御する制御装置１４には、入口側温度検知手段３３、出口側温度検知手段３４及び温度設定手段３５がそれぞれ電気的に接続されている。更にこの制御装置１４には、冷凍サイクル１１の圧縮機１５及び給湯回路１２の循環ポンプ９も電気的に接続されて、制御装置１４がこれらの圧縮機１５及び循環ポンプ９の駆動を制御する。

入口側温度検知手段３３は、第１凝縮器１６及び第２凝縮器１７に接続される水配管２２の入口側であって、分岐点Ｍよりも上流側に設置されて、第１凝縮器１６及び第２凝縮器１７に流入する前の水の入口温度Ｔ１を検知する。また、出口側温度検知手段３４は、第１凝縮器１６及び第２凝縮器１７に接続される水配管２２の出口側であって、合流点Ｎよりも下流側に設置されて、第１凝縮器１６及び第２凝縮器１７から流出した水（湯）の出口温度Ｔ２を検知する。更に、温度設定手段３５は、使用者が操作することでヒートポンプ式給湯機１０により加熱されるべき水（湯）の設定温度Ｔ０を設定する。

制御装置１４は、入口側温度検知手段３３にて検知された水の入口温度Ｔ１と、温度設定手段３５により設定された水の設定温度Ｔ０との温度差Ｔ０−Ｔ１に基づいて電磁二方弁１３Ａ〜１３Ｆの開閉弁動作を制御し、第１凝縮器１６と第２凝縮器１７の直列接続または並列接続を択一に切り換える。即ち、制御装置１４は、温度差Ｔ０−Ｔ１が所定温度Ｔａ以上の場合には、第１凝縮器１６と第２凝縮器１７を直列接続に切り換えて、水を加熱する加熱運転としての沸き上げ運転をヒートポンプ式給湯機１０に実行させる。また、制御装置１４は、温度差Ｔ０−Ｔ１が所定温度Ｔａ未満の場合には、第１凝縮器１６と第２凝縮器１７を並列接続に切り換えて、水を保温する保温運転をヒートポンプ式給湯機１０に実行させる。

また、制御装置１４は、入口側温度検知手段３３、出口側温度検知手段３４にてそれぞれ検知された水の入口温度Ｔ１、出口温度Ｔ２の温度差Ｔ２−Ｔ１に基づいて、ヒートポンプ式給湯機１０の運転状態を判定する。例えば、制御装置１４は、温度差Ｔ２−Ｔ１が所定温度Ｔｂ以上のときには、現在のヒートポンプ式給湯機１０が沸き上げ運転状態にあると判定して、その旨を図示しない表示装置に表示する。また、制御装置１４は、温度差Ｔ２−Ｔ１が所定位置Ｔｂ未満のときには、現在のヒートポンプ式給湯機１０が保温運転状態にあると判定して、その旨を上記表示装置に表示する。

次に、ヒートポンプ式給湯機１０の沸き上げ運転と保温運転について、図２及び図３を用いて説明する。
制御装置１４は、入口側温度検知手段３３により検知された水の入口温度Ｔ１と温度設定手段３５にて設定された水の設定温度Ｔ０との温度差Ｔ０−Ｔ１が所定温度Ｔａ以上にあると判定したときには、ヒートポンプ式給湯機１０が沸き上げ運転を実行すべきであると判断する。従って、制御装置１４は、図１及び図２に示すように、まず電磁二方弁１３Ａ、１３Ｂ、１３Ｃ及び１３Ｄを閉弁動作させ、電磁二方弁１３Ｅ及び１３Ｆを開弁動作させて、第１凝縮器１６と第２凝縮器１７を直列接続状態とし、次に、冷凍サイクル１１の圧縮機１５及び給湯回路１２の循環ポンプ９を駆動させる。

すると、圧縮機１５からの冷媒は、冷媒回路２０及び第１入口側冷媒回路２３を経て第１凝縮器１６内に流入し、第１出口側冷媒配管２５、冷媒連結配管３１及び第２入口側冷媒配管２４を経て第２凝縮器１７内に流入し、第２出口側冷媒配管２６及び冷媒配管２０を経てレシーバタンク２１、膨張弁１８、蒸発器１９、圧縮機１５へと順次流れる。一方、給湯回路１２における給湯タンク８内の水は、水配管２２及び第２入口側水配管２８を経て第２凝縮器１７内に流入し、第２出口側水配管３０、水連結配管３２及び第１入口側水配管２７を経て第１凝縮器１６内に流入し、第１出口側水配管２９及び水配管２２を経て循環ポンプ９、給湯タンク８へと順次流れる。

冷媒と水は、第１凝縮器１６及び第２凝縮器１７内を流れる間に熱交換し、このうちの水は、冷媒の凝縮熱により加熱されて約８０℃の湯になる。この第１凝縮器１６と第２凝縮器１７の直列接続状態では、冷媒と水とが連続して一度に通過する凝縮器の伝熱面積が十分に確保されることになる。

また、制御装置１４は、入口側温度検知手段３３により検知された水の入口温度Ｔ１と温度設定手段３５にて設定された水の設定温度Ｔ０との温度差Ｔ０−Ｔ１が所定温度Ｔａ未満にあると判断したときには、ヒートポンプ式給湯機１０が保温運転を実行すべきであると判断する。従って、制御装置１４は、図１及び図３に示すように、まず、電磁二方弁１３Ａ、１３Ｂ、１３Ｃ及び１３Ｄを開弁動作させ、電磁二方弁１３Ｅ及び１３Ｆを閉弁動作させて第１凝縮器１６と第２凝縮器１７を並列接続状態とし、次に、冷凍サイクル１１の圧縮機１５及び給湯回路１２の循環ポンプ９を駆動させる。

すると、圧縮機１５からの冷媒は、冷媒配管２０を通り第１入口側冷媒配管２３、第２入口側冷媒配管２４に流れて第１凝縮器１６、第２凝縮器１７内にそれぞれ略同時に流入し、第１凝縮器１６からは第１出口側冷媒配管２５を経て、第２凝縮器１７からは第２出口側冷媒配管２６を経て冷媒配管２０へ流れ、レシーバタンク２１、膨張弁１８、蒸発器１９、圧縮機１５へと順次流れる。一方、給湯回路１２における給湯タンク８内の水は、水配管２２を通り第１入口側水配管２７、第２入口側水配管２８に流れて第１凝縮器１６、第２凝縮器１７内にそれぞれ略同時に流入し、第１凝縮器１６から第１出口側水配管２９を経て、第２凝縮器１７から第２出口側水配管３０を経て水配管２２へ流れ、循環ポンプ９を経て給湯タンク８へ至る。

冷媒と水は、第１凝縮器１６、第２凝縮器１７のそれぞれに略同時に流入して熱交換し、水は冷媒の凝縮熱により保温される。この第１凝縮器１６と第２凝縮器１７の並列接続状態では、第１凝縮器１６、第２凝縮器１７のそれぞれを流れる冷媒と水の流速が減少することで、第１凝縮器１６、第２凝縮器１７のそれぞれにおける圧力損失が低減される。

以上のように構成されたから、本実施形態によれば、次の効果（１）〜（４）を奏する。
（１）複数の凝縮器（第１凝縮器１６、第２凝縮器１７）が制御装置４による電磁二方弁１３Ａ〜１３Ｆの開閉弁動作によって並列接続または直列接続に択一に切り換えられる。従って、例えばヒートポンプ式給湯機１０における沸き上げ運転時には、第１凝縮器６と第２凝縮器１７を直列接続にすることで、冷媒及び水が連続して一度に流れる熱交換器の伝熱面積を確保でき、これにより、凝縮器（第１凝縮器１６、第２凝縮器１７）の機器性能を向上させることができる。

また、ヒートポンプ式給湯機１０における保温運転時には、第１凝縮器１６と第２凝縮器１７を並列接続にすることで、第１凝縮器６、第２凝縮器１７のそれぞれを流れる冷媒及び水の流速を減少させることができ、このため、第１凝縮器１６、第２凝縮器１７のそれぞれにおける圧力損失を低減できる。これにより、凝縮器（第１凝縮器１６、第２凝縮器１７）の熱交換効率を向上させることができる。

（２）第１凝縮器１６と第２凝縮器１７とを並列接続に切り換えることで、給湯回路１２の水配管２２を流れる水の流速は、分岐点Ｍを経て第１入口側水配管２７、第２入口側水配管２８へ流れる間に流速が減少し、これらの第１凝縮器１６、第２凝縮器１７内をそれぞれ流れることになる。このため、給湯回路１２における循環ポンプ９は、流速（流量）を変更可能なポンプとする必要がなく、一定流速（流量）の水を吐出できれば足りるので、安価に構成できる。

（３）入口側温度検知手段３３により検知された第１凝縮器１６及び第２凝縮器１７に流入する前の水の入口温度Ｔ１と、温度設定手段３５により使用者が設定した水の設定温度Ｔ０との温度差Ｔ０−Ｔ１に基づいて、制御装置１４により、電磁二方弁１３Ａ〜１３Ｆの開閉弁動作が制御されて、第１凝縮器１６と第２凝縮器１７の直列接続と並列接続が択一に切り換えられる。このため、ヒートポンプ式給湯機１０の起動後速やかに第１凝縮器１６と第２凝縮器１７の接続状態を切り換えることができるので、ヒートポンプ式給湯機１０の起動後短時間で水を設定温度まで加熱することができる。

（４）冷凍サイクル１１には、第１凝縮器１６及び第２凝縮器１７と膨張弁１８との間の冷媒配管２０に、冷媒量調整用のレシーバタンク２１が設置されている。このため、第１凝縮器１６と第２凝縮器１７の接続状態を切り換えた際にも、冷凍サイクル１１を流れる冷媒量を常時一定量に調整できる。

以上、本発明の実施形態を説明したが、この実施形態は、例として提示したものであり、発明の範囲を限定することは意図していない。この実施形態は、その他の様々な形態で実施されることが可能であり、発明の要旨を逸脱しない範囲で、種々の省略、置き換え、変更を行うことができ、また、それらの置き換えや変更は、発明の範囲や要旨に含まれると共に、特許請求の範囲に記載された発明とその均等の範囲に含まれる。

例えば、本実施形態において、被加熱媒体は水の場合を述べたが、水以外の他の液体または気体であってもよい。また、上述の実施形態では、凝縮器は２つの場合を述べたが、ヒートポンプ式給湯機１０に必要される加熱能力と凝縮器１６、１７の伝熱面積に応じて、３つ以上設置されてもよい。

図４に、凝縮器が重力方向に３つ設置されたヒートポンプ式給湯機の一例を示す。３つ目の第３凝縮器３６は、第３入口側冷媒配管３７及び第３出口側冷媒配管３８と、第３入口側水配管３９及び第３出口側水配管４０とにより、第１凝縮器１６、第２凝縮器１７と並列に接続されると共に、第２出口側冷媒配管２６と第３入口側冷媒配管３７とが冷媒連結配管４１により、第３出口側水配管４０と第２入口側水配管２８とが水連結配管４２によりそれぞれ連結されることで、第１凝縮器１６、第２凝縮器１７と直列に接続される。

そして、第２出口側冷媒配管２６、第３入口側冷媒配管３７、第３出口側水配管４０、第２入口側水配管２８にそれぞれ電磁二方弁４３Ａ、４３Ｂ、４３Ｃ、４３Ｄが設置され、冷媒連結配管４１、水連結配管４２のそれぞれに電磁二方弁４３Ｅ、４３Ｆが設置される。これらの電磁二方弁４３Ａ〜４３Ｆのそれぞれは、電磁二方弁１３Ａ〜１３Ｆのそれぞれと同様に機能する。従って、これらの電磁二方弁４３Ａ〜４３Ｆの開閉弁動作が電磁二方弁１３Ａ〜１３Ｆと同様に制御装置１４により制御されることで、第１凝縮器１６、第２凝縮器１７、第３凝縮器３６が、沸き上げ運転時には直列接続に切り換えられ、保温運転時には並列接続に切り換えられる。

１０ ヒートポンプ式給湯機（ヒートポンプ式加熱機）
１１ 冷凍サイクル
１２ 給湯回路（加熱回路）
１３Ａ、１３Ｂ 電磁二方弁（第１冷媒側切換弁）
１３Ｃ、１３Ｄ 電磁二方弁（第１被加熱媒体側切換弁）
１３Ｅ 電磁二方弁（第２冷媒側切換弁）
１３Ｆ 電磁二方弁（第２被加熱媒体側切換弁）
１５ 圧縮機
１６ 第１凝縮器
１７ 第２凝縮器
１８ 膨張弁（膨張手段）
１９ 蒸発器
２１ レシーバタンク
２０ 冷媒配管
２１ レシーバタンク
２２ 水配管（被加熱媒体配管）
２４ 第２入口側冷媒配管
２５ 第１出口側冷媒配管
２７ 第１入口側水配管
３０ 第２出口側水配管
３１ 冷媒連結配管
３２ 水連結配管（被加熱媒体連結配管）
３３ 入口側温度検知手段
３４ 出口側温度検知手段
３５ 温度設定手段
Ｋ 分岐点
Ｌ 合流点
Ｍ 分岐点
Ｎ 合流点
Ｔ１ 入口温度
Ｔ２ 出口温度
Ｔ０ 設定温度
Ｔａ 所定温度

Claims (6)

1. 冷媒を圧縮する圧縮機と、この圧縮機にて圧縮された冷媒を凝縮させると共に、この凝縮した冷媒と被加熱回路を流れる被加熱媒体とを熱交換する複数の凝縮器と、これらの凝縮器にて凝縮した冷媒を減圧する膨張手段と、この膨張手段にて減圧された冷媒を蒸発させる蒸発器と、が順次接続された冷凍サイクルを有し、
   複数の前記凝縮器は、冷媒が流れる冷媒配管と被加熱媒体が流れる被加熱媒体配管とにより並列に接続されると共に、少なくとも２つの前記凝縮器における一方の前記凝縮器の冷媒の出口側と他方の前記凝縮器の冷媒の入口側、他方の前記凝縮器の被加熱媒体の出口側と一方の前記凝縮器の被加熱媒体の入口側がそれぞれ冷媒連結配管、被加熱媒体連結配管にて連結されることで直列に接続され、
   これらの並列接続と直列接続が切換手段により切換可能に構成されたことを特徴とするヒートポンプ式加熱機。
2. 前記切換手段は、前記一方の凝縮器に接続された冷媒配管の出口側と前記他方の凝縮器に接続された冷媒配管の入口側にそれぞれ設置された第１冷媒側切換弁と、前記冷媒連結配管に設置された第２冷媒側切換弁と、前記他方の凝縮器に接続された被加熱媒体配管の出口側と前記一方の凝縮器に接続された被加熱媒体配管の入口側にそれぞれ設置された第１被加熱媒体側切換弁と、前記被加熱媒体連結配管に設置された第２被加熱媒体側切換弁とを備え、
   前記第１冷媒側切換弁及び前記第１被加熱媒体側切換弁が開弁動作し、且つ前記第２冷媒側切換弁及び前記第２被加熱媒体側切換弁が閉弁動作することで、複数の前記凝縮器を並列接続に切り換え、
   また、前記第１冷媒側切換弁及び前記第１被加熱媒体側切換弁が閉弁動作し、且つ前記第２冷媒側切換弁及び前記第２被加熱媒体側切換弁が開弁動作することで、複数の前記凝縮器を直列接続に切り換えることを特徴とする請求項１に記載のヒートポンプ式加熱機。
3. 複数の前記凝縮器に接続された被加熱媒体配管の入口側には、分岐点の上流側に入口側温度検知手段が設置され、この入口側温度検知手段にて検知された被加熱媒体の入口温度と、使用者にて設定された被加熱媒体の設定出口温度との温度差に基づいて、切換手段が切換動作を実行するよう構成されたことを特徴とする請求項１または２に記載のヒートポンプ式加熱機。
4. 複数の前記凝縮器と膨張手段との間の冷媒配管には、冷凍サイクルを流れる冷媒量を調整するためのレシーバタンクが設置されたことを特徴とする請求項１乃至３のいずれか１項に記載のヒートポンプ式加熱機。
5. 複数の前記凝縮器に接続された被加熱媒体配管には、入口側の分岐点の上流側に入口側温度検知手段が、出口側の合流点の下流側に出口側温度検知手段がそれぞれ設置され、前記入口側温度検知手段にて検知された被加熱媒体の入口温度と、前記出口側温度検知手段にて検知された被加熱媒体の出口温度との温度差により、ヒートポンプ式加熱機の運転状態が判定されるよう構成されたことを特徴とする請求項１乃至４のいずれか１項に記載のヒートポンプ式加熱機。
6. 冷媒を圧縮する圧縮機と、この圧縮機にて圧縮された冷媒を凝縮させると共に、この凝縮した冷媒と被加熱回路を流れる被加熱媒体とを熱交換する複数の凝縮器と、これらの凝縮器にて凝縮した冷媒を減圧する膨張手段と、この膨張手段にて減圧された冷媒を蒸発させる蒸発器と、が順次接続された冷凍サイクルを有するヒートポンプ式加熱機の運転方法であって、
   前記凝縮器熱交換器により被加熱媒体を加熱する加熱運転時には、複数の前記凝縮器を直列接続状態とし、前記凝縮器熱交換器により被加熱媒体を保温する保温運転時には、複数の前記凝縮器を並列接続状態することを特徴とするヒートポンプ式加熱機の運転方法。

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