JP4912928B2 - ヒートポンプ貯湯式給湯暖房装置 - Google Patents

Description

この発明は、ヒートポンプ式加熱手段によって貯湯タンク内の湯水を沸き上げ、この湯水を給湯と暖房に用いるようにしたヒートポンプ貯湯式給湯暖房装置に関するものである。

従来よりこの種のヒートポンプ貯湯式給湯暖房装置においては、本願出願人が先に出願した図２４に示すようなものが提案されている（特許文献１参照）。このヒートポンプ貯湯式給湯暖房装置においては、入水管１０１と出湯管１０２が接続された貯湯タンク１０３と、前記貯湯タンク１０３内の湯水を加熱するヒートポンプ式加熱手段１０４と、前記貯湯タンク１０３内の湯水を用いて暖房用循環水を加熱するための暖房用熱交換器１０５と、前記貯湯タンク１０３の下部と前記ヒートポンプ式加熱手段１０４の入口とを接続する第２１管路１０６と、この第２１管路１０６途中に設けられ、前記貯湯タンク１０３の下部の湯水を前記ヒートポンプ式加熱手段１０４へ流通させる循環ポンプ１０７と、前記ヒートポンプ式加熱手段１０４の出口と前記貯湯タンク１０３の上部とを接続する第２２管路１０８と、この第２２管路１０８途中と前記第２１管路１０６の前記循環ポンプ１０７より前記貯湯タンク１０３側とを前記第２１管路１０６側に設けられた第２１三方弁１０９を介して接続する第２３管路１１０と、前記第２１管路１０６の前記循環ポンプ１０７より前記ヒートポンプ式加熱手段１０４側と前記暖房用熱交換器１０５の入口とを第２２三方弁１１１を介して接続する第２４管路１１２と、前記暖房用熱交換器１０５の出口と前記貯湯タンク１０３の下部とを接続する第２５管路１１３と、前記第２２管路１０８途中の前記第２３管路１１０との接続点よりも前記貯湯タンク１０３側と、前記第２４管路１１２途中とをそれぞれ第２３三方弁１１４および第２４三方弁１１５を介して接続する第２６管路１１６とを備えたものであった。
特願２００６−１６７６７５号

この従来のものは、図２５に示すように、ヒートポンプ式加熱手段１０４の起動から出力安定までの間のＨＰ立上げ運転時においては、暖房用熱交換器１０５へ温水を循環させることができず、例えば、貯湯タンク１０３内の高温水を用いて暖房を行う蓄暖運転時において貯湯熱量が減少し、ヒートポンプ式加熱手段１０４で沸き上げた高温水を直接暖房用熱交換器１０５へ流通させる直暖運転への切り換え時に、一旦暖房運転を停止して、ヒートポンプ式加熱手段１０４が立上がるのを待ってから直暖運転を行う必要があった。そのため、暖房運転が一旦停止してしまうという課題があった。

また、図２６に示すように、蓄暖運転時においては、湯水をヒートポンプ式加熱手段１０４へ循環させることができないため、ヒートポンプ式加熱手段１０４の出入り口近傍の凍結予防が行えないという課題があった。

この発明は上記課題を解決するために、請求項１では、入水管（６）と出湯管（７）が接続された貯湯タンク（１）と、前記貯湯タンク（１）内の湯水を加熱するヒートポンプ式加熱手段（２）と、前記貯湯タンク（１）内の湯水を用いて暖房用循環水を加熱するための暖房用熱交換器（３）と、前記貯湯タンク（１）の下部と前記ヒートポンプ式加熱手段（２）の入口とを接続する第１管路（１４）と、この第１管路（１４）途中に設けられ、前記貯湯タンク（１）の下部の湯水を前記ヒートポンプ式加熱手段（２）へ流通させる循環ポンプ（１５）と、前記ヒートポンプ式加熱手段（２）の出口と前記貯湯タンク（１）の上部とを接続する第２管路（１６）と、この第２管路（１６）途中と前記第１管路（１４）の前記循環ポンプ（１５）より前記貯湯タンク（１）側とを前記第１管路（１４）側に設けられた第１三方弁（１８）を介して接続する第３管路（１７）と、前記第１管路（１４）の前記循環ポンプ（１５）より前記ヒートポンプ式加熱手段（２）側と前記暖房用熱交換器（３）の入口とを第２三方弁（２０）を介して接続する第４管路（１９）と、前記暖房用熱交換器（３）の出口と前記貯湯タンク（１）の下部とを接続する第５管路（２１）と、前記第２管路（１６）途中の前記第３管路（１７）との接続点よりも前記貯湯タンク（１）側と、前記第４管路（１９）途中とをそれぞれ第３三方弁（２３）および第４三方弁（２４）を介して接続する第６管路（２２）と、前記第５管路（２１）途中から第５三方弁（２６）を介して前記第１管路（１４）の前記第２三方弁（２０）よりも前記ヒートポンプ式加熱手段（２）側とを接続する第７管路（２５）と、前記第２管路（１６）の前記第３管路（１７）との接続点よりも前記ヒートポンプ式加熱手段（２）側から第６三方弁（２８）を介して前記貯湯タンク（１）の下部とを接続する第８管路（２７）と、を備えたものとした。

このようにすることで、ヒートポンプ式加熱手段２へ貯湯タンク１内の湯水を循環させる循環ポンプ１５と、暖房用熱交換器３へ貯湯タンク１内の湯水を循環させる循環ポンプ１５を１台で兼用することが可能となったと共に、貯湯タンク１内の高温水を用いて暖房を行う蓄暖運転からヒートポンプ式加熱手段２で沸き上げた高温水を直接暖房用熱交換器３へ流通させる直暖運転への切り換え時において、一旦暖房を停止することなくＨＰ立上げ運転を行うことができ、さらに、蓄暖運転中において暖房用熱交換器３で放熱した温水をヒートポンプ式加熱手段２へ循環させることができるので、蓄暖運転を行いながら湯水の循環によるヒートポンプ式加熱手段２の凍結予防運転を効率よく行うことができるものである。

また、請求項２では、請求項１のものにおいて、前記第３三方弁（２３）は、前記貯湯タンク（１）側への流量と前記第６管路（２２）側への流量の比率を調節可能な分配弁とし、前記第４三方弁（２４）は、第６管路（２２）と第４管路（１９）の暖房用熱交換器（３）側が連通するようにした。

このようにすることで、ヒートポンプ式加熱手段２で沸き上げた高温水を暖房運転に用いる直暖運転と同時に、ヒートポンプ式加熱手段２で沸き上げた高温水を貯湯タンク１に貯湯する貯湯運転が行える。

また、請求項３では、請求項１または２のものにおいて、前記第２管路（１６）の前記第３三方弁（２３）よりも前記貯湯タンク（１）側から第７三方弁（３０）を介して分岐して前記貯湯タンク（１）の中間部へ接続する第９管路（２９）を設けたものとした。

このようにすることで、貯湯タンク１内の中間部の中温水を上部の高温水に優先して蓄暖運転あるいはＨＰ凍結予防運転等に積極的に利用することができ、その結果、ヒートポンプ式加熱手段２での沸き上げ効率の悪い中温水を減らすことができる。

また、請求項４では、入水管（３６）と出湯管（３７）が接続された貯湯タンク（３１）と、前記貯湯タンク（３１）内の湯水を加熱するヒートポンプ式加熱手段（３２）と、前記貯湯タンク（３１）内の湯水を用いて暖房用循環水を加熱するための暖房用熱交換器（３３）と、前記貯湯タンク（３２）の下部と前記ヒートポンプ式加熱手段（３２）の入口とを接続する第１１管路（４４）と、この第１１管路（４４）途中に設けられ、前記貯湯タンク（３１）下部の湯水を前記ヒートポンプ式加熱手段（３２）へ流通させる循環ポンプ（４５）と、前記ヒートポンプ式加熱手段（３２）の出口と前記貯湯タンク（３１）の上部とを接続する第１２管路（４６）と、この第１２管路（４６）途中と前記暖房用熱交換器（３３）の入口とを第１１三方弁（４８）を介して接続する第１３管路（４７）と、前記暖房用熱交換器（３３）の出口と前記第１１管路（４４）の前記循環ポンプ（４５）よりも前記貯湯タンク（３１）側とを第１２三方弁（５０）を介して接続する第１４管路（４９）と、前記第１１管路（４４）の前記循環ポンプ（４５）よりも前記ヒートポンプ式加熱手段（３２）側と前記貯湯タンク（３１）の下部とを第１３三方弁（５２）を介して接続する第１５管路（５１）と、前記第１４管路（４９）途中と前記第１５管路（５１）途中とを接続する第１６管路（５３）と、この第１６管路（５３）に設けられ、前記暖房用熱交換器（３３）側から前記貯湯タンク（３１）側への流れを許容し、前記貯湯タンク（３１）側から前記暖房用熱交換器（３３）側への流れを阻害する逆止弁（５４）と、前記第１２管路（４６）途中から第１４三方弁（５６）を介して前記貯湯タンク（３１）の下部と接続する第１７管路（５５）と、を備えたものとした。

このようにすることで、ヒートポンプ式加熱手段３２へ貯湯タンク３１内の湯水を循環させる循環ポンプ４５と、暖房用熱交換器３３へ貯湯タンク３１内の湯水を循環させる循環ポンプ４５を１台で兼用することが可能となったと共に、貯湯タンク３１内の高温水を用いて暖房を行う蓄暖運転からヒートポンプ式加熱手段３２で沸き上げた高温水を直接暖房用熱交換器３３へ流通させる直暖運転への切り換え時において、一旦暖房を停止することなくＨＰ立上げ運転を行うことができ、さらに、蓄暖運転中において暖房用熱交換器３３で放熱した温水をヒートポンプ式加熱手段２へ循環させることができるので、蓄暖運転を行いながら湯水の循環によるヒートポンプ式加熱手段３２の凍結予防運転を効率よく行うことができ、しかも少ない数の三方弁で機能を実現可能としたものである。

また、請求項５では、請求項４のものにおいて、前記第１１三方弁（４８）は、前記貯湯タンク（３１）側への流量と前記第１３管路（４７）側への流量の比率を調整可能な分配弁とした。

このようにすることで、ヒートポンプ式加熱手段３２で沸き上げた高温水を暖房運転に用いる直暖運転と同時に、ヒートポンプ式加熱手段３２で沸き上げた高温水を貯湯タンク３１に貯湯する貯湯運転が行える。

また、請求項６では、請求項５のものにおいて、前記第１３三方弁（５２）は、前記貯湯タンク（３１）側への流量と前記ヒートポンプ式加熱手段（３２）への流量の比率を調整可能な分配弁とした。

このようにすることで、ヒートポンプ式加熱手段３２で沸き上げた高温水に加えて、貯湯タンク３１内の高温水を合流して暖房用熱交換器３３へ循環させることが可能となり、貯湯タンク３１内の熱量を極力減らすことなくヒートポンプ式加熱手段３２の出力を超える出力で暖房運転を行うことができ、給湯装置としての機能を確保しながら大きな出力で暖房運転を行うことができる

また、請求項７では、請求項４から６の何れかのものにおいて、前記第１２管路（４６）の前記第１１三方弁（４８）よりも前記貯湯タンク（３１）側から第１５三方弁（５８）を介して分岐して前記貯湯タンク（３１）の中間部へ接続する第１８管路（５７）を設けたものとした。

このようにすることで、貯湯タンク３１内の中間部の中温水を上部の高温水に優先して蓄暖運転あるいはＨＰ凍結予防運転等に積極的に利用することができ、その結果、ヒートポンプ式加熱手段３２での沸き上げ効率の悪い中温水を減らすことができる。

この発明によれば、ヒートポンプ式加熱手段へ貯湯タンク内の湯水を循環させる循環ポンプと、暖房用熱交換器へ貯湯タンク内の湯水を循環させる循環ポンプを１台で兼用することが可能となったと共に、貯湯タンク内の高温水を用いて暖房を行う蓄暖運転からヒートポンプ式加熱手段で沸き上げた高温水を直接暖房用熱交換器へ流通させる直暖運転への切り換え時において、一旦暖房を停止することなくＨＰ立上げ運転を行うことができ、さらに、蓄暖運転中において暖房用熱交換器で放熱した温水をヒートポンプ式加熱手段へ循環させることができるので、蓄暖運転を行いながら湯水の循環によるヒートポンプ式加熱手段の凍結予防運転を効率よく行うことができ、多様な運転を行うことができるヒートポンプ貯湯式給湯暖房装置を提供することができるものである。

次に、この発明の第１実施形態について図１に基づき説明する。
１は湯水を貯湯する貯湯タンク、２は貯湯タンク１内の湯水を加熱するヒートポンプ式加熱手段、３は貯湯タンク１内の湯水を用いて２次側の暖房用循環水を加熱するための暖房用熱交換器、４は床暖房パネル等の暖房負荷（図示せず）に暖房用循環水が循環可能に接続された暖房用熱交換器３の２次側の２次側暖房循環回路、５は２次側暖房循環回路４に設けられた２次側暖房循環ポンプである。

６は貯湯タンク１の底部へ市水を供給する入水管、７は貯湯タンク１の上部から湯水を出湯する出湯管、８は貯湯タンク１の中間部から湯水を出湯する中間出湯管、９は出湯管７と中間出湯管８の湯水を適温に混合する中間混合弁、１０は中間混合弁９からの湯水を給湯する中間給湯管、１１は入水管６から分岐された給水管、１２は中間給湯管１０からの湯水と給水管１１からの市水を設定温度に混合する給湯混合弁、１３は給湯混合弁１２からの湯水を給湯する給湯管である。

１４は貯湯タンク１の下部とヒートポンプ式加熱手段２の入口とを接続する第１管路、１５は第１管路１４途中に設けられ貯湯タンク１の下部の湯水をヒートポンプ式加熱手段２へ流通させる循環ポンプ、１６はヒートポンプ式加熱手段２の出口と貯湯タンク１の上部とを接続する第２管路、１７は第２管路１６途中と第１管路１４の循環ポンプ１５より貯湯タンク１側とを接続する第３管路、１８は第３管路１７と第１管路１４との接続点に設けられた第１三方弁である。前記第１三方弁１８は循環ポンプ１５の吸入側のｃポートを第３管路１７側のａポートか第１管路の貯湯タンク１側のｂポートの何れか一方に選択的に接続する構成としている。

１９は第１管路１４の循環ポンプ１５よりヒートポンプ式加熱手段２側と暖房用熱交換器３の入口とを接続する第４管路、２０は第１管路１４と第４管路１９との接続点に設けられた第２三方弁である。前記第２三方弁２０は循環ポンプ１６の吐出側のｃポートを第１管路１４のヒートポンプ式加熱手段２側のａポートか第４管路１９側のｂポートの何れか一方を選択的に接続する構成としている。

２１は暖房用熱交換器３の出口と貯湯タンク１の下部（あるいは中間部）とを接続する第５管路、２２は第２管路１６途中の第３管路１７との接続点よりも貯湯タンク１側と第４管路１９途中とを接続する第６管路、２３は第２管路１６と第６管路２２との接続点に設けられた第３三方弁、２４は第４管路１９と第６管路２２との接続点に設けられた第４三方弁である。前記第３三方弁２３は第６管路２２側のａポートか第２管路１６の貯湯タンク１側のｂポートの何れか一方を第２管路１６のヒートポンプ式加熱手段２側のｃポートに選択的に接続可能とする構成とし、好ましくはｃポートからの温水をａポートとｂポートに任意に調節される比率でその流量を分配できる構成の分配弁とすることが望ましい。前記第４三方弁２４は第４管路１９の暖房用熱交換器３側のａポートか第６管路２２側のｂポートの何れか一方を第４管路１９の貯湯タンク１側のｃポートに選択的に接続可能とする構成とし、好ましくはａポートとｂポートとが連通して温水が流通可能にする構成が望ましい。

２５は第５管路２１途中から第１管路１４の第２三方弁２０よりヒートポンプ式加熱手段２側とを接続する第７管路、２６は第５管路２１と第７管路２５との接続点に設けられた第５三方弁である。前記第５三方弁２６は第５管路２１の暖房用熱交換器３側のｃポートを第５管路２１の貯湯タンク１側のａポートか第７管路２５側のｂポートの何れか一方に選択的に接続する構成としている。

２７は第２管路１６の第３管路１７との接続点よりもヒートポンプ式加熱手段２側から分岐され貯湯タンク１の下部（あるいは中間部）に接続される第８管路、２８は第２管路１６と第８管路２７との接続点に設けられた第６三方弁である。前記第６三方弁２８は第２管路１６のヒートポンプ式加熱手段２側のｃポートを第８管路２７側のａポートか第２管路１６の貯湯タンク１側のｂポートの何れか一方に選択的に接続する構成としている。

２９は第２管路１６の第３三方弁２３よりも貯湯タンク１側から分岐され貯湯タンク１の中間部に接続される第９管路、３０は第２管路１６と第９管路２９との接続点に設けられた第７三方弁である。前記第７三方弁３０は第２管路１６のヒートポンプ式加熱手段２側のｃポートを第２管路１６の貯湯タンク１側のａポートか第９管路２９側のｂポートの何れか一方に選択的に接続する構成としている。

ここで、前記ヒートポンプ式加熱手段２について詳述すると、圧縮機（図示せず）、貯湯タンク１内の温水を加熱するガスクーラとしての水冷媒熱交換器（図示せず）、減圧器（図示せず）、蒸発器としての空気熱交換器（図示せず）が環状に接続され、冷媒として二酸化炭素が封入され、高圧側で超臨界状態となる超臨界蒸気圧縮ヒートポンプサイクルを形成しているものである。

次に、この第１実施形態の作動について説明する。
図２はヒートポンプ式加熱手段２の起動時（ＨＰ立上げ運転）の作動を説明する図であり、第１三方弁１８をｂポートとｃポートが連通するようにし、第２三方弁２０をｃポートとａポートが連通するようにし、第６三方弁２８をｃポートとａポートが連通するようにすると共に、ヒートポンプ式加熱手段２と循環ポンプ１５を駆動して、貯湯タンク１の底部から取り出した湯水を第１管路１４と第２管路１６と第８管路２７を介して循環加熱して貯湯タンク１の中間部へ戻す。このＨＰ立上げ運転時においては、ヒートポンプ式加熱手段２の圧縮機を起動してからヒートポンプサイクルが安定してヒートポンプ式加熱手段２から出る実際に沸き上げた温水の温度が所望の温度まで上昇するのに５〜１０分程度の時間を要するが、その間に沸き上げた中途半端な温度の温水は貯湯タンク１の下部（あるいは中間部）に戻される。このようにすることで貯湯タンク１内の上部に中途半端な温度の温水を供給することがない。

なお、このとき、当該運転に関係のない温水が循環してしまうことを防止するために、その運転に関連しない三方弁を適切な位置に設定しておくことが望ましく、ここでは、第５三方弁２６をｂポートとｃポートが連通するようにし、第４三方弁２４をａポートとｃポートが連通するようにすることで、貯湯タンク１内の温水の温度成層状態を余計に乱してしまうことを防止することが可能となる。

そして沸き上げた温水の温度が所望の温度になると、ＨＰ立上げ運転を終了し、図３に示す貯湯運転を行う。この貯湯運転では、ＨＰ立上げ運転状態から第６三方弁２８をｃポートとｂポートが連通するようにし、第３三方弁２３をｃポートとｂポートが連通するようにし、第７三方弁３０をｃポートとａポートが連通するようにする。そして、循環ポンプ１５の作動により貯湯タンク１下部の低温水がヒートポンプ式加熱手段２によって所望の高温まで沸き上げられ、高温水は貯湯タンク１の上部から積層状に順次貯湯されていく。

この貯湯運転は、電力会社によって設定された電気料金単価が安価な深夜時間帯（例、深夜２３時から翌朝７時まで）に行われ、翌日に必要な給湯熱量＋暖房熱量を沸き上げようとするものである。ここで給湯熱量および暖房熱量は過去数日間の学習制御等により決定される。

そして、給湯を行う際は図４に示すように、給湯管１３の端部の蛇口（図示せず）が開放されると、入水管６から市水が貯湯タンク１の下部に流入し、出湯管７から高温水が出湯され、中間混合弁９を介して中間給湯管１０を流通し、給湯混合弁１２にて給水管１１からの市水と混合されて設定温度に調節されて、給湯管１３を介して蛇口から流出する。ここで、貯湯タンク１の中間部に中温水が多量に貯湯されている状況であれば、前記中間混合弁９を用いて中温水と高温水を混合させる、あるいは中温水をそのまま出湯させる等して中温水を優先的に出湯することが望ましい。

次に、暖房運転を行う場合を説明する。図５は深夜時間帯に沸き上げられた貯湯タンク１内の高温水を用いて暖房を行う蓄暖運転を説明する図であり、第７三方弁３０をａポートとｃポートが連通するようにし、第３三方弁２３をｂポートとｃポートが連通するようにし、第１三方弁１８をａポートとｃポートが連通するようにし、第２三方弁２０をｃポートとｂポートが連通するようにし、第４三方弁２４をｃポートとａポートが連通するようにし、第５三方弁２６をｃポートとａポートが連通するようにすると共に、循環ポンプ１５を駆動して、貯湯タンク１の上部の高温水を第２管路１６、第３管路１７、第１管路１４、循環ポンプ１５、第４管路１９、暖房用熱交換器３、第５管路２１の順で流通させて貯湯タンク１の下部（あるいは中間部）へ戻し、暖房用熱交換器３の２次側の２次側暖房循環回路４へ熱を供給することで蓄暖運転を行う。

なお、このとき、当該運転に関係のない温水が循環してしまうことを防止するために、その運転に関連しない三方弁を適切な位置に設定しておくことが望ましく、ここでは、第６三方弁２８をｃポートとａポートが連通するようにすることで、貯湯タンク１内の温水の温度成層状態を余計に乱してしまうことを防止することが可能となる。

そして貯湯タンク１の側面に多数設けられた貯湯温度センサ（図示せず）によって検出される貯湯タンク１内の蓄熱量が所定値よりも少なくなると、ヒートポンプ式加熱手段２を起動して沸き上げた高温水を利用して暖房を行うようにしている。その際に、ヒートポンプ式加熱手段２の起動に時間がかかるため、ヒートポンプサイクルが立上がるまでの間は図６に示す蓄暖運転＋ＨＰ立上げ運転を行う。前記の蓄暖運転の状態から、第５三方弁２６をｃポートとｂポートが連通するようにし、第６三方弁２８をｃポートとａポートが連通するようにすると共に、ヒートポンプ式加熱手段２を起動する。

これにより、貯湯タンク１の上部の高温水は第２管路１６、第３管路１７、第１管路１４、循環ポンプ１５、第４管路１９、暖房用熱交換器３、第５管路２１、第７管路２５、第２管路１６、第８管路２７の順で流通して貯湯タンク１の下部（あるいは中間部）へ戻され、暖房用熱交換器３で放熱した後の温水がヒートポンプ式加熱手段２に流入されて沸き上げられるため、ヒートポンプ式加熱手段２の入水温度が低くなってヒートポンプサイクルの高圧異常を引き起こすことなく、蓄暖運転とＨＰ立上げ運転が同時に効率よく行うことが可能となる。

そして、ヒートポンプ式加熱手段２で沸き上げた温水の温度が所定の温度以上に達すると蓄暖運転＋ＨＰ立上げ運転を終了し、図７に示すようにヒートポンプ式加熱手段２で沸き上げた高温水を直接暖房用熱交換器３へ流通させつつ貯湯運転を行う直暖運転＋貯湯運転を行う。

この図７に示す直暖運転＋貯湯運転では、先の蓄暖運転＋ＨＰ立上げ運転の状態から、第１三方弁１８をｂポートとｃポートが連通するようにし、第２三方弁２０をｃポートとａポートが連通するようにし、第６三方弁２８をｃポートとｂポートが連通するようにし、第３三方弁２３をａポート側５０％ｂポート側５０％となるように調節し、第４三方弁２４をｂポートとａポートが連通するようにし、第５三方弁２６をｃポートとａポートが連通するようにして、貯湯タンク１下部の低温水を第１管路１４、循環ポンプ１５を流通してヒートポンプ式加熱手段２において所定の高温に沸き上げ、第２管路１６、第６管路２２、第４管路１９、暖房用熱交換器３、第５管路２１の順で直接暖房用熱源として用いた後に貯湯タンク１の下部（あるいは中間部）に戻す一方で、ヒートポンプ式加熱手段２において所定の高温に沸き上げられた高温水は、前記第３三方弁２３によってその一部が分流して第２管路１６を貯湯タンク１の上部へ向かって流通し、貯湯タンク１の上部から積層状に貯湯される。

ここで、前記第３三方弁２３はａポート側の流量とｂポート側の流量の比率を調整できる分配弁としており、貯湯タンク１内の残熱量と暖房負荷の状態に応じてヒートポンプ式加熱手段２において沸き上げた高温水の分配の割合を変更可能とし、例えば、暖房負荷が比較的小さく、かつ残湯量が少ない場合には、第３三方弁２３のｂポート側の流量比率を大きくしてヒートポンプ式加熱手段２は定格能力で稼働しつつ、暖房出力は小さくして貯湯する熱量を多くすることができ、効率のよい運転が可能となる。

また、貯湯タンク１内の残湯量が最低量（給湯に必要な分）は確保されているものの暖房用としては貯湯タンク３１内に熱量が確保されておらず、かつ暖房負荷が大きい場合には、図８に示すように直暖運転のみを行う。ここでは第３三方弁２３のｂポートを全閉、ａポートを全開とし、ヒートポンプ式加熱手段２で沸き上げた高温水が全て暖房用熱交換器３へ流通するようにしている。もし、暖房負荷が減少し、ヒートポンプ式加熱手段２の定格能力よりも下回った場合は、第３三方弁２３のｂポート側を開き、図７に示したように直暖運転＋貯湯運転を行うようにすると効率のよい運転が行える。

またここで、ヒートポンプ式加熱手段２は外気と熱交換可能に配置されるため、ヒートポンプ式加熱手段２への湯水の循環回路は凍結する恐れがある。そのため、図５に示した蓄暖運転においては、定期的に一定時間だけ図９に示す蓄暖運転＋ＨＰ凍結予防運転を行うようにしている。この蓄暖運転＋ＨＰ凍結予防運転について説明すると、図５の蓄暖運転の状態から、第５三方弁２６をｃポートとｂポートが連通するようにし、第６三方弁２８をｃポートとａポートが連通するようにし、暖房用熱交換器３で暖房に供されて温度低下した温水が第５管路２１、第７管路２５、第１管路１４を流通してヒートポンプ式加熱手段２へ流入し、第２管路１６、第８管路２７を流通して貯湯タンク１の下部（あるいは中間部）へ戻されることによってヒートポンプ式加熱手段２およびそこへ至るまでの管路の凍結予防運転が行われる。このように、暖房用熱交換器３で熱交換して温度低下した温水を用いてヒートポンプ式加熱手段２の凍結予防を行えるため、蓄暖運転を停止することなく、また暖房熱交換器３への供給残熱量によってＨＰ凍結予防運転が行えると共に、貯湯タンク１へ戻す温水の温度が低下し、次回の貯湯運転においてヒートポンプ式加熱手段２への供給水温を抑制できるため、沸き上げ効率も向上するものである。

また、蓄暖運転あるいは直暖運転を行っていないときのＨＰ凍結予防運転について、図１０を基に説明すると、図２に示した前記ＨＰ立上げ運転と同様の配管経路をたどり、ヒートポンプ式加熱手段２を起動しない状態で貯湯タンク１下部の湯水をヒートポンプ式加熱手段２へ循環させて貯湯タンク１の下部（あるいは中間部）へ戻すようにして定期的に一定時間だけヒートポンプ式加熱手段２の凍結予防を行っている。

さらに、ＨＰ凍結予防運転としては、図１１に示すように、貯湯タンク１内部の中温水を用いて行うことも可能である。第７三方弁３０をｂポートとｃポートが連通するようにし、第１三方弁１８をａポートとｃポートが連通するようにし、第２三方弁２０をｃポートとａポートが連通するようにし、第６三方弁２８をｃポートとａポートが連通するようにし、貯湯タンク１の中間部に貯まっている中温水を、第９管路２９、第２管路１６、第３管路１７、第１管路１４、循環ポンプ１５、ヒートポンプ式加熱手段２、第２管路１６、第８管路２７、貯湯タンク１の下部（あるいは中間部）の順で流通させ、ヒートポンプ式加熱手段２の凍結予防を行うことができると共に、貯湯タンク１内の中温水が温度低下して貯湯タンク１内に戻るため、ヒートポンプ式加熱手段２での加熱効率の悪い中温水を有効利用して貯湯運転時の加熱効率も向上することができるものである。

なお、このとき、当該運転に関係のない温水が循環してしまうことを防止するために、その運転に関連しない三方弁を適切な位置に設定しておくことが望ましく、ここでは、第５三方弁２６をｃポートとａポートが連通するようにすることで、貯湯タンク１内の温水の温度成層状態を余計に乱してしまうことを防止することが可能となる。

このように、本発明の第１実施形態によれば、ヒートポンプ式加熱手段２へ貯湯タンク１内の湯水を循環させる循環ポンプ１５と、暖房用熱交換器３へ貯湯タンク１内の湯水を循環させる循環ポンプ１５を１台で兼用して貯湯運転、蓄暖運転、直暖運転等各種運転を行うことが可能となったと共に、貯湯タンク１内の高温水を用いて暖房を行う蓄暖運転からヒートポンプ式加熱手段２で沸き上げた高温水を直接暖房用熱交換器３へ流通させる直暖運転への切り換え時において、一旦暖房を停止することなくＨＰ立上げ運転を行うことができ、さらに、蓄暖運転中において暖房用熱交換器３で放熱した温水をヒートポンプ式加熱手段２へ循環させることができるので、蓄暖運転を行いながら湯水の循環によるヒートポンプ式加熱手段２の凍結予防運転を効率よく行うことができるものである。

次に、本発明の第２実施形態について図１２に基づき説明する。なお、先の第１実施形態と構成および作動がほとんど同一のものについては一部説明を省略した。
３１は湯水を貯湯する貯湯タンク、３２は貯湯タンク１内の湯水を加熱するヒートポンプ式加熱手段、３３は貯湯タンク１内の湯水を用いて２次側の暖房用循環水を加熱するための暖房用熱交換器、３４は床暖房パネル等の暖房負荷（図示せず）に暖房用循環水が循環可能に接続された暖房用熱交換器３３の２次側の２次側暖房循環回路、３５は２次側暖房循環回路４に設けられた２次側暖房循環ポンプである。

３６は貯湯タンク３１の底部へ市水を供給する入水管、３７は貯湯タンク３１の上部から湯水を出湯する出湯管、３８は貯湯タンク３１の中間部から湯水を出湯する中間出湯管、３９は出湯管３７と中間出湯管３８の湯水を適温に混合する中間混合弁、４０は中間混合弁３９からの湯水を給湯する中間給湯管、４１は入水管３６から分岐された給水管、４２は中間給湯管４０からの湯水と給水管４１からの市水を設定温度に混合する給湯混合弁、４３は給湯混合弁４２からの湯水を給湯する給湯管である。

４４は貯湯タンク３１の下部とヒートポンプ式加熱手段３２の入口とを接続する第１１管路、４５は第１１管路４４途中に設けられ、貯湯タンク３１下部の湯水をヒートポンプ式加熱手段４２へ流通させる循環ポンプ、４６はヒートポンプ式加熱手段４２の出口と貯湯タンク３２の上部とを接続する第１２管路、４７は第１２管路４６途中と暖房用熱交換器３３の入口とを接続する第１３管路、４８は第１２管路４６と第１３管路４７との接続点に設けられた第１１三方弁である。前記第１１三方弁４８は第１３管路４７側のａポートか第１２管路４６の貯湯タンク３１側のｂポートの何れか一方を第１２管路４６のヒートポンプ式加熱手段３２側のｃポートに選択的に接続可能とする構成とし、好ましくはｃポートからの温水をａポートとｂポートに任意に調節される比率でその流量を分配できる構成の分配弁とすることが望ましい。

４９は暖房用熱交換器３３の出口と第１１管路４４の循環ポンプ４５よりも貯湯タンク３１側とを接続する第１４管路、５０は第１４管路４９と第１１管路４４との接続点に設けられた第１２三方弁である。前記第１２三方弁５０は第１４管路４９側のａポートか第１１管路４４の貯湯タンク３１側のｂポートの何れか一方を第１１管路４４の循環ポンプ４５の吸入側のｃポートに選択的に接続可能とする構成としている。

５１は第１１管路４４の循環ポンプ４５よりもヒートポンプ式加熱手段３２側と貯湯タンク３１の下部とを接続する第１５管路、５２は第１５管路５１と第１１管路４４との接続点に設けられた第１３三方弁である。前記第１３三方弁５２は第１５管路５１側のａポートか第１１管路４４のヒートポンプ式加熱手段４２側のｂポートの何れか一方を第１１管路４４の循環ポンプ４５の吐出側のｃポートに選択的に接続可能とする構成としている。

５３は第１４管路４９途中と第１５管路５１途中とを接続する第１６管、５４はこの第１６管路５３に設けられ、暖房用熱交換器３３側から貯湯タンク３１側への流れを許容し、貯湯タンク３１側から暖房用熱交換器３３側への流れを阻害する逆止弁である。

５５は第１２管路４６途中から貯湯タンク３１の下部と接続する第１７管路、５６は第１２管路と第１７管路の接続点に設けられた第１４三方弁である。前記第１４三方弁５６は第１２管路４６の貯湯タンク３２側のａポートか第１７管路５５側のｂポートの何れか一方を第１２管路４６のヒートポンプ式加熱手段４２側のｃポートに選択的に接続可能とする構成としている。なお、前記第１７管路５５は前記入水管３６と一部共用した構成としていることが望ましい。

５７は第１２管路４６の第１１三方弁４８よりも貯湯タンク３１側から分岐され貯湯タンク３１の中間部に接続される第１８管路、５８は第１２管路４６と第１８管路５７との接続点に設けられた第１５三方弁である。前記第１５三方弁５８は第１２管路４６のヒートポンプ式加熱手段３２側のｃポートを第１２管路４６の貯湯タンク３１側のａポートか第１８管路５７側のｂポートの何れか一方に選択的に接続する構成としている。

次に、この第２実施形態の作動について説明する。
図１３はヒートポンプ式加熱手段３２の起動時（ＨＰ立上げ運転）の作動を説明する図であり、第１２三方弁５０をｂポートとｃポートが連通するようにし、第１３三方弁５２をｃポートとｂポートが連通するようにし、第１４三方弁５６をｃポートとｂポートが連通するようにすると共に、ヒートポンプ式加熱手段３２と循環ポンプ４５を駆動して、貯湯タンク３１から取り出した湯水を第１１管路４４を介して循環加熱し、第１２管路４６と第１７管路５５を介して貯湯タンク３１の下部へ戻す。このＨＰ立上げ運転時においては、ヒートポンプ式加熱手段３２の圧縮機を起動してからヒートポンプサイクルが安定してヒートポンプ式加熱手段３２から出る実際に沸き上げた温水の温度が所望の温度まで上昇するのに５〜１０分程度の時間を要するが、その間に沸き上げた中途半端な温度の温水は貯湯タンク１の下部に戻される。このようにすることで貯湯タンク３１内の上部に中途半端な温度の温水を供給することがない。

そして沸き上げた温水の温度が所望の温度になると、ＨＰ立上げ運転を終了し、図１４に示す貯湯運転を行う。この貯湯運転では、ＨＰ立上げ運転状態から第１４三方弁５６をｃポートとａポートが連通するようにし、第１１三方弁４８をｃポートとｂポートが連通するようにし、第１５三方弁５８をｃポートとａポートが連通するようにする。そして、循環ポンプ４５の作動により貯湯タンク１下部の低温水がヒートポンプ式加熱手段３２によって所望の高温まで沸き上げられ、高温水は貯湯タンク３１の上部から積層状に順次貯湯されていく。

次に、暖房運転を行う場合を説明する。図１５は深夜時間帯に沸き上げられた貯湯タンク３１内の高温水を用いて暖房を行う蓄暖運転を説明する図であり、第１５三方弁５８をａポートとｃポートが連通するようにし、第１１三方弁４８をｂポートとｃポートが連通するようにし、第１２三方弁５０をａポートとｃポートが連通するようにし、第１３三方弁５２をｃポートとａポートが連通するようにすると共に、循環ポンプ４５を駆動して、貯湯タンク３１の上部の高温水を第１２管路４６、第１３管路４７、第１４管路４９、第１１管路４４、循環ポンプ４５、第１５管路５１の順で流通させて貯湯タンク３１の下部（あるいは中間部）へ戻し、暖房用熱交換器３３の２次側の２次側暖房循環回路３４へ熱を供給することで蓄暖運転を行う。

なお、このとき、第１４三方弁５６をｂポートとｃポートが連通するようにしてａポート側を閉塞することによって、不要な温水の循環を防ぐことが可能となり、また、第１６管路５３には逆止弁５４が設けられているため、第１６管路５３を循環ポンプ４５の吐出側から吸入側へ流れようとする流れは遮断され、不要な温水の循環を防いで、効率の良い蓄暖運転を行うことが可能となる。

また、当該運転に関係のない温水が循環してしまうことを防止するために、その運転に関連しない三方弁を適切な位置に設定しておくことが望ましく、ここでは、第１４三方弁５６をｃポートとｂポートが連通するようにすることで、貯湯タンク１内の温水の温度成層状態を余計に乱してしまうことを防止することが可能となる。

そして貯湯タンク３１の側面に多数設けられた貯湯温度センサ（図示せず）によって検出される貯湯タンク３１内の蓄熱量が所定値よりも少なくなると、ヒートポンプ式加熱手段３２を起動して沸き上げた高温水を利用して暖房を行うようにしている。その際に、ヒートポンプ式加熱手段３２の起動に時間がかかるため、ヒートポンプサイクルが立上がるまでの間は図１６に示す蓄暖運転＋ＨＰ立上げ運転を行う。前記の蓄暖運転の状態から、第１３三方弁５２をｃポートとｂポートが連通するようにし、第１４三方弁５６をｃポートとｂポートが連通するようにすると共に、ヒートポンプ式加熱手段３２を起動する。

これにより、貯湯タンク３１の上部の高温水は第１２管路４６、第１３管路４７、暖房用熱交換器３３、第１４管路４９、循環ポンプ４５、第１１管路４４、ヒートポンプ式加熱手段３２、第１２管路４６、第１７管路５５の順で流通して貯湯タンク３１の下部（あるいは中間部）へ戻され、暖房用熱交換器３３で放熱した後の温水がヒートポンプ式加熱手段３２に流入されて沸き上げられるため、ヒートポンプ式加熱手段３２の入水温度が低くなってヒートポンプサイクルの高圧異常を引き起こすことなく、蓄暖運転とＨＰ立上げ運転が同時に効率よく行うことが可能となる。

そして、ヒートポンプ式加熱手段３２で沸き上げた温水の温度が所定の温度以上に達すると蓄暖運転＋ＨＰ立上げ運転を終了し、図１７に示すようにヒートポンプ式加熱手段３２で沸き上げた高温水を直接暖房用熱交換器３３へ流通させつつ貯湯運転を行う直暖運転＋貯湯運転を行う。

この図１７に示す直暖運転＋貯湯運転では、先の蓄暖運転＋ＨＰ立上げ運転の状態から、第１２三方弁５０をｂポートとｃポートが連通するようにし、第１４三方弁５６をｃポートとａポートが連通するようにして、貯湯タンク１下部の低温水を第１１管路４４、循環ポンプ４５を流通してヒートポンプ式加熱手段３２において所定の高温に沸き上げ、第１２管路４６、第１３管路４７、暖房用熱交換器３３、第１４管路４９、第１６管路５３、第１５管路５１の順で直接暖房用熱源として用いた後に貯湯タンク３１の下部（あるいは中間部）に戻す一方で、ヒートポンプ式加熱手段３２において所定の高温に沸き上げられた高温水は、前記第１１三方弁４８によってその一部が分流して第１１管路４６を貯湯タンク３１の上部へ向かって流通し、貯湯タンク３１の上部から積層状に貯湯される。

ここで、前記第１１三方弁４８はａポート側の流量とｂポート側の流量の比率を調整できる分配弁としており、貯湯タンク３１内の残熱量と暖房負荷の状態に応じてヒートポンプ式加熱手段３２において沸き上げた高温水の分配の割合を変更可能とし、例えば、暖房負荷が比較的小さく、かつ残湯量が少ない場合には、第１１三方弁４８のｂポート側の流量比率を大きくしてヒートポンプ式加熱手段３２は定格能力で稼働しつつ、暖房出力は小さくして貯湯する熱量を多くすることができ、効率のよい運転が可能となる。

また、貯湯タンク３１内の残湯量が最低量（給湯に必要な分）は確保されているものの暖房用としては貯湯タンク３１内に熱量が確保されておらず、かつ暖房負荷が大きい場合には、図１８に示すように直暖運転のみを行う。ここでは第１１三方弁４８のｂポートを全閉、ａポートを全開とし、ヒートポンプ式加熱手段３２で沸き上げた高温水が全て暖房用熱交換器３３へ流通するようにしている。もし、暖房負荷が減少し、ヒートポンプ式加熱手段３２の定格能力よりも下回った場合は、第１１三方弁４８のｂポート側を開き、図１７に示したように直暖運転＋貯湯運転を行うようにすると効率のよい運転が行える。

またここで、ヒートポンプ式加熱手段３２は外気と熱交換可能に配置されるため、ヒートポンプ式加熱手段３２への湯水の循環回路は凍結する恐れがある。そのため、図１５に示した蓄暖運転においては、定期的に一定時間だけ図１９に示す蓄暖運転＋ＨＰ凍結予防運転を行うようにしている。この蓄暖運転＋ＨＰ凍結予防運転について説明すると、図１５の蓄暖運転の状態から、第１３三方弁５２をｃポートとｂポートが連通するようにし、第１４三方弁５６をｃポートとｂポートが連通するようにし、暖房用熱交換器３で暖房に供されて温度低下した温水が第１４管路４９、第１１管路４４を流通してヒートポンプ式加熱手段３２へ流入し、第１２管路４６、第１７管路５５を流通して貯湯タンク１の下部（あるいは中間部）へ戻されることによってヒートポンプ式加熱手段３２およびそこへ至るまでの管路の凍結予防運転が行われる。このように、暖房用熱交換器３３で熱交換して温度低下した温水を用いてヒートポンプ式加熱手段３２の凍結予防を行えるため、蓄暖運転を停止することなく、また暖房熱交換器３３への供給残熱量によってＨＰ凍結予防運転が行えると共に、貯湯タンク３１へ戻す温水の温度が低下し、次回の貯湯運転においてヒートポンプ式加熱手段３２への供給水温を抑制できるため、沸き上げ効率も向上するものである。

また、蓄暖運転あるいは直暖運転を行っていないときのＨＰ凍結予防運転について、図２０を基に説明すると、図１３に示した前記ＨＰ立上げ運転と同様の配管経路をたどり、ヒートポンプ式加熱手段３２を起動しない状態で貯湯タンク３１下部の湯水をヒートポンプ式加熱手段３２へ循環させて貯湯タンク３１の下部（あるいは中間部）へ戻すようにして定期的に一定時間だけヒートポンプ式加熱手段３２の凍結予防を行っている。

さらに、ＨＰ凍結予防運転としては、図２１に示すように、貯湯タンク３１内部の中温水を用いて行うことも可能である。第１５三方弁５８をｂポートとｃポートが連通するようにし、第１１三方弁４８をｂポートとａポートが連通するようにし、第１２三方弁５０をａポートとｃポートが連通するようにし、第１３三方弁５２をｃポートとｂポートが連通するようにし、第１４三方弁５６をｃポートとｂポートが連通するようにし、貯湯タンク３１の中間部に貯まっている中温水を、第１８管路５７、第１２管路４６、第１３管路４７、第１１管路４４、循環ポンプ４５、ヒートポンプ式加熱手段３２、第１２管路４６、第１７管路５５、貯湯タンク３１の下部の順で流通させ、ヒートポンプ式加熱手段３２の凍結予防を行うことができると共に、貯湯タンク３１内の中温水が温度低下して貯湯タンク３１内に戻るため、ヒートポンプ式加熱手段３２での加熱効率の悪い中温水を有効利用して貯湯運転時の加熱効率も向上することができるものである。

ここで、この第２実施形態における直暖運転の他の形態について図２２に基づいて説明する。図１７あるいは図１８に示した直暖運転においては、暖房用熱交換器３３で放熱した温水は貯湯タンク３１の下部（あるいは中間部）に戻され、ヒートポンプ式加熱手段３２では貯湯タンク３１の下部から流出した湯水を加熱するようにしているが、図１９に示す直暖運転の他の形態のように、暖房用熱交換器３３で放熱した温水を直接ヒートポンプ式加熱手段３２に循環させて加熱するようことも可能である。ここでは、第１３三方弁５２をｃポートとｂポートが連通するようにし、第１４三方弁５６をｃポートとａポートを連通するようにし、第１１三方弁４８をｃポートとａポートが連通するようにし、第１２三方弁５０をａポートとｃポートが連通するようにすると共に、循環ポンプ４５を駆動して、循環ポンプ４５、第１１管路４４、ヒートポンプ式加熱手段３２、第１２管路４６、第１３管路４７、暖房用熱交換器３３、第１４管路４９、循環ポンプ４５の順で循環加熱して直暖運転を行うようにしている。

次に、本発明の第３実施形態について図２３に基づき説明する。なお、先の第２実施形態と構成および作動がほとんど同一のものについては同一の符号を付しその説明を省略した。
この第３実施形態においては、前記第１３三方弁５２はｃポートからの温水をａポートとｂポートに任意に調節される比率でその流量を分配できる構成の分配弁としたもので、これによって、蓄暖運転と同時に直暖運転を行えるようにしたものである。暖房運転の立ち上がりにおいては暖房対象である家屋等が冷えているので暖房負荷が大きい。ここで、貯湯タンク３１内の蓄熱量が十分でなく大きな暖房出力で蓄暖運転を行うと給湯用の熱量が確保できないこととなってしまう。

そこで、図２３に示すように、第１５三方弁５８をａポートとｃポートが連通するようにし、第１１三方弁４８をａポートとｂポートとｃポートとが連通するようにし、第１２三方弁５０をａポートとｃポートが連通するようにし、第１３三方弁５２をａポートとｂポートとｃポートが連通するようにし、第１４三方弁５６をｃポートとａポートが連津するようにすると共に、循環ポンプ４５とヒートポンプ式加熱手段３２を駆動することで蓄暖運転と直暖運転の併用が行える。

貯湯タンク３１の上部から流出した高温水は、第１２管路４６、第１３管路４７、暖房用熱交換器３３、第１４管路４９、第１１管路４４、循環ポンプ４５の順で流通する。また、ヒートポンプ式加熱手段３２で加熱された高温水は、第１２管路４６、第１３管路４７、暖房用熱交換器３３、第１４管路４９、第１１管路４４、循環ポンプ４５の順で流通する。そして、循環ポンプ４５から吐出された温水は、第１３三方弁５２によって貯湯タンク３１側の第１５管路５１とヒートポンプ式加熱手段３２側の第１１管路４４に分流され、それぞれ貯湯タンク３１の下部とヒートポンプ式加熱手段３２へ循環される。

このようにして、貯湯タンク３１内の熱量を極力減らすことなくヒートポンプ式加熱手段３２の出力を超える出力で暖房運転を行うことができ、給湯装置としての機能を確保しながら大きな出力で暖房運転を行うことができるものである。

以上のように、本発明の第２実施形態、第３実施形態によれば、ヒートポンプ式加熱手段３２へ貯湯タンク３１内の湯水を循環させる循環ポンプ４５と、暖房用熱交換器３３へ貯湯タンク３１内の湯水を循環させる循環ポンプ４５を１台で兼用して貯湯運転、蓄暖運転、直暖運転等各種運転を行うことが可能となったと共に、貯湯タンク３１内の高温水を用いて暖房を行う蓄暖運転からヒートポンプ式加熱手段３２で沸き上げた高温水を直接暖房用熱交換器３３へ流通させる直暖運転への切り換え時において、一旦暖房を停止することなくＨＰ立上げ運転を行うことができ、さらに、蓄暖運転中において暖房用熱交換器３３で放熱した温水をヒートポンプ式加熱手段３２へ循環させることができるので、蓄暖運転を行いながら湯水の循環によるヒートポンプ式加熱手段３２の凍結予防運転を効率よく行うことができるものである。また、先の第１実施形態に比べて、三方弁や管路の数を減らすことができ、低コストで多彩な運転を実現できるものである。

本発明の第１実施形態のシステム図。 第１実施形態のＨＰ立上げ運転の説明図。 第１実施形態の貯湯運転の説明図。 第１実施形態の給湯運転の説明図。 第１実施形態の蓄暖運転の説明図。 第１実施形態の蓄暖運転＋ＨＰ立上げ運転の説明図。 第１実施形態の直暖運転＋貯湯運転の説明図。 第１実施形態の直暖運転の説明図。 第１実施形態の蓄暖運転＋ＨＰ凍結予防運転の説明図。 第１実施形態のＨＰ凍結予防運転の説明図。 第１実施形態のＨＰ凍結予防運転の他形態の説明図。 本発明の第２実施形態のシステム図。 第２実施形態のＨＰ立上げ運転の説明図。 第２実施形態の貯湯運転の説明図。 第２実施形態の蓄暖運転の説明図。 第２実施形態の蓄暖運転＋ＨＰ立上げ運転の説明図。 第２実施形態の直暖運転＋貯湯運転の説明図。 第２実施形態の直暖運転の説明図。 第２実施形態の蓄暖運転＋ＨＰ凍結予防運転の説明図。 第２実施形態のＨＰ凍結予防運転の説明図。 第２実施形態のＨＰ凍結予防運転の他形態の説明図。 第２実施形態の直暖運転の他形態の説明図。 本発明の第３実施形態の蓄暖運転＋直暖運転の説明図。 従来のヒートポンプ貯湯式給湯暖房装置のシステム図。 従来のＨＰ立上げ運転の説明図。 従来の蓄暖運転の説明図。

符号の説明

第１実施形態
１ 貯湯タンク
２ ヒートポンプ式加熱手段
３ 暖房用熱交換器
６ 入水管
７ 出湯管
１４ 第１管路
１５ 循環ポンプ
１６ 第２管路
１７ 第３管路
１８ 第１三方弁
１９ 第４管路
２０ 第２三方弁
２１ 第５管路
２２ 第６管路
２３ 第３三方弁（分配弁）
２４ 第４三方弁
２５ 第７管路
２６ 第５三方弁
２７ 第８管路
２８ 第６三方弁
２９ 第９管路
３０ 第７三方弁
第２実施形態、第３実施形態
３１ 貯湯タンク
３２ ヒートポンプ式加熱手段
３３ 暖房用熱交換器
３６ 入水管
３７ 出湯管
４４ 第１１管路
４５ 循環ポンプ
４６ 第１２管路
４７ 第１３管路
４８ 第１１三方弁（分配弁）
４９ 第１４管路
５０ 第１２三方弁
５１ 第１５管路
５２ 第１３三方弁（分配弁）
５３ 第１６管路
５４ 逆止弁
５５ 第１７管路
５６ 第１４三方弁
５７ 第１８管路
５８ 第１５三方弁

Claims (7)

1. 入水管（６）と出湯管（７）が接続された貯湯タンク（１）と、
   前記貯湯タンク（１）内の湯水を加熱するヒートポンプ式加熱手段（２）と、
   前記貯湯タンク（１）内の湯水を用いて暖房用循環水を加熱するための暖房用熱交換器（３）と、
   前記貯湯タンク（１）の下部と前記ヒートポンプ式加熱手段（２）の入口とを接続する第１管路（１４）と、
   この第１管路（１４）途中に設けられ、前記貯湯タンク（１）の下部の湯水を前記ヒートポンプ式加熱手段（２）へ流通させる循環ポンプ（１５）と、
   前記ヒートポンプ式加熱手段（２）の出口と前記貯湯タンク（１）の上部とを接続する第２管路（１６）と、
   この第２管路（１６）途中と前記第１管路（１４）の前記循環ポンプ（１５）より前記貯湯タンク（１）側とを前記第１管路（１４）側に設けられた第１三方弁（１８）を介して接続する第３管路（１７）と、
   前記第１管路（１４）の前記循環ポンプ（１５）より前記ヒートポンプ式加熱手段（２）側と前記暖房用熱交換器（３）の入口とを第２三方弁（２０）を介して接続する第４管路（１９）と、
   前記暖房用熱交換器（３）の出口と前記貯湯タンク（１）の下部とを接続する第５管路（２１）と、
   前記第２管路（１６）途中の前記第３管路（１７）との接続点よりも前記貯湯タンク（１）側と、前記第４管路（１９）途中とをそれぞれ第３三方弁（２３）および第４三方弁（２４）を介して接続する第６管路（２２）と、
   前記第５管路（２１）途中から第５三方弁（２６）を介して前記第１管路（１４）の前記第２三方弁（２０）よりも前記ヒートポンプ式加熱手段（２）側とを接続する第７管路（２５）と、
   前記第２管路（１６）の前記第３管路（１７）との接続点よりも前記ヒートポンプ式加熱手段（２）側から第６三方弁（２８）を介して前記貯湯タンク（１）の下部とを接続する第８管路（２７）と、
   を備えたことを特徴とするヒートポンプ貯湯式給湯暖房装置。
2. 前記第３三方弁（２３）は、前記貯湯タンク（１）側への流量と前記第６管路（２２）側への流量の比率を調節可能な分配弁とし、前記第４三方弁（２４）は、第６管路（２２）と第４管路（１９）の暖房用熱交換器（３）側が連通するようにしたことを特徴とする請求項１記載のヒートポンプ貯湯式給湯暖房装置。
3. 前記第２管路（１６）の前記第３三方弁（２３）よりも前記貯湯タンク（１）側から第７三方弁（３０）を介して分岐して前記貯湯タンク（１）の中間部へ接続する第９管路（２９）を設けたことを特徴とする請求項１または２記載のヒートポンプ貯湯式給湯暖房装置。
4. 入水管（３６）と出湯管（３７）が接続された貯湯タンク（３１）と、
   前記貯湯タンク（３１）内の湯水を加熱するヒートポンプ式加熱手段（３２）と、
   前記貯湯タンク（３１）内の湯水を用いて暖房用循環水を加熱するための暖房用熱交換器（３３）と、
   前記貯湯タンク（３２）の下部と前記ヒートポンプ式加熱手段（３２）の入口とを接続する第１１管路（４４）と、
   この第１１管路（４４）途中に設けられ、前記貯湯タンク（３１）下部の湯水を前記ヒートポンプ式加熱手段（３２）へ流通させる循環ポンプ（４５）と、
   前記ヒートポンプ式加熱手段（３２）の出口と前記貯湯タンク（３１）の上部とを接続する第１２管路（４６）と、
   この第１２管路（４６）途中と前記暖房用熱交換器（３３）の入口とを第１１三方弁（４８）を介して接続する第１３管路（４７）と、
   前記暖房用熱交換器（３３）の出口と前記第１１管路（４４）の前記循環ポンプ（４５）よりも前記貯湯タンク（３１）側とを第１２三方弁（５０）を介して接続する第１４管路（４９）と、
   前記第１１管路（４４）の前記循環ポンプ（４５）よりも前記ヒートポンプ式加熱手段（３２）側と前記貯湯タンク（３１）の下部とを第１３三方弁（５２）を介して接続する第１５管路（５１）と、
   前記第１４管路（４９）途中と前記第１５管路（５１）途中とを接続する第１６管路（５３）と、
   この第１６管路（５３）に設けられ、前記暖房用熱交換器（３３）側から前記貯湯タンク（３１）側への流れを許容し、前記貯湯タンク（３１）側から前記暖房用熱交換器（３３）側への流れを阻害する逆止弁（５４）と、
   前記第１２管路（４６）途中から第１４三方弁（５６）を介して前記貯湯タンク（３１）の下部と接続する第１７管路（５５）と
   を備えたことを特徴とするヒートポンプ貯湯式給湯暖房装置。
5. 前記第１１三方弁（４８）は、前記貯湯タンク（３１）側への流量と前記第１３管路（４７）側への流量の比率を調整可能な分配弁としたことを特徴とする請求項４記載のヒートポンプ貯湯式給湯暖房装置。
6. 前記第１３三方弁（５２）は、前記貯湯タンク（３１）側への流量と前記ヒートポンプ式加熱手段（３２）への流量の比率を調整可能な分配弁としたことを特徴とする請求項５記載のヒートポンプ貯湯式給湯暖房装置。
7. 前記第１２管路（４６）の前記第１１三方弁（４８）よりも前記貯湯タンク（３１）側から第１５三方弁（５８）を介して分岐して前記貯湯タンク（３１）の中間部へ接続する第１８管路（５７）を設けたことを特徴とする請求項４から６の何れかに記載のヒートポンプ貯湯式給湯暖房装置。

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