JP2003336897A

JP2003336897A - ヒートポンプ風呂給湯機

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Publication number: JP2003336897A
Application number: JP2002147397A
Authority: JP
Inventors: Masahiro Ohama; 昌宏尾浜; Takeji Watanabe; 竹司渡辺; Yoshitsugu Nishiyama; 吉継西山; Seiichi Yasuki; 誠一安木; Ryuta Kondo; 龍太近藤
Original assignee: Matsushita Electric Industrial Co Ltd
Current assignee: Panasonic Holdings Corp
Priority date: 2002-05-22
Filing date: 2002-05-22
Publication date: 2003-11-28
Anticipated expiration: 2022-05-22
Also published as: JP3849577B2

Abstract

(57)【要約】【課題】本発明は、貯湯式のヒートポンプ風呂給湯機
に関するもので、耐久性の向上と運転効率の向上とをは
かったヒートポンプ風呂給湯機を提供する。【解決手段】圧縮機１、風呂熱交換器５、風呂加熱用
減圧装置12、大気熱熱交換器２を含む風呂加熱冷媒回路
と、浴槽４、風呂熱交換器５、風呂循環ポンプ10を含む
風呂加熱水回路と、前記風呂加熱冷媒回路中の冷媒の少
なくとも１つの状態を検出する冷媒状態検出手段13と、
風呂加熱の運転時には冷媒状態検出手段13からの信号が
所定の値になるように風呂加熱用減圧装置12の弁開度を
制御する制御手段15を設けることにより、常に冷媒回路
に適正な冷媒が循環するため、異常温度上昇や異常圧力
上昇がなく、そのため、耐久性が高く、運転効率も良く
することができるヒートポンプ風呂給湯機。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は貯湯式のヒートポン
プ風呂給湯機に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】従来のこの種のヒートポンプ風呂給湯機
は特公平７−３５９３７号公報に示すようなものがあ
る。図１８は従来のヒートポンプ風呂給湯機の構成図で
ある。図１８において、Ｘは圧縮機１、大気熱熱交換器
２及び第一減圧装置３を有する室外ユニットであり、こ
の室外ユニットＸには、３台の室内ユニットＡ〜Ｃと、
浴槽４の湯水を加熱する風呂熱交換器５を有する風呂加
熱ユニットＹと、貯湯槽６の湯水を加熱する給湯熱交換
器７を有する給湯加熱ユニットＺとが冷媒配管によって
接続されている。

【０００３】次に上記構成のヒートポンプ風呂給湯機の
動作について説明する。ここでは、風呂加熱運転につい
てのみ説明する。圧縮機１から吐出された高温高圧の冷
媒は四方切換弁８及びガス管９を通り、風呂熱交換器５
に入る。そして、この冷媒は、風呂循環ポンプ10から送
られてきた浴槽４の湯水を加熱する。加熱された湯水は
浴槽４に戻り、一方、この湯水と熱交換して液状態にな
った冷媒は第一減圧装置３で減圧される。さらに、大気
熱熱交換器２で外気と熱交換を行うことによって蒸発し
て気体状態となり、四方切換弁８を通って、圧縮機１に
吸入される。前述した大気熱熱交換器２で蒸発する冷媒
は、大気熱熱交換器２出口又は圧縮機１の吸入で過熱度
が取れるように、第一減圧装置３で過熱度制御が行われ
る。

【０００４】図１８で説明した従来のヒートポンプ風呂
給湯機は、風呂熱交換器５の冷媒の状態が気液二相の状
態であるが、超臨界状態で使用する場合もある。図１９
は、横軸に圧力をとり縦軸にエンタルピーをとって、こ
の場合の冷凍サイクルを示したものである。同図中の実
線で示す冷凍サイクルは、浴槽４の温度が低い場合であ
り、点Ａは圧縮機１における吸入の冷媒の状態、点Ｂは
圧縮機１の吐出冷媒の状態、点Ｃは風呂熱交換器５にお
ける出口の冷媒の状態、点Ｄは大気熱熱交換器２におけ
る入口の冷媒の状態を示す。風呂加熱の運転を行うこと
によって浴槽４の温度が上昇すると冷凍サイクルもそれ
に伴って変化する。同図中の点線で示す冷凍サイクル
は、浴槽４の温度が高い場合であり、点Ａは圧縮機１に
おける吸入の冷媒の状態、点B'は圧縮機１の吐出冷媒の
状態、点C'は風呂熱交換器５の出口の冷媒の状態、点D'
は大気熱熱交換器２の入口の冷媒の状態を示す。

【０００５】同図からわかるように、浴槽４の温度が上
昇してくると、圧縮機１の吐出冷媒の温度と圧力とが上
昇する。特に、超臨界状態の場合、冷媒の物性(等温線
が横に寝ている)のため、吐出圧力が急激に上昇する。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】上記図１８に示す従来
例のヒートポンプ風呂給湯機では、蒸発器である大気熱
熱交換器２の出口の冷媒は一定の過熱度がとれた過熱ガ
ス状態となるように、第一減圧装置３で制御する。しか
し、運転開始時には冷媒回路中の冷媒の分布が安定しな
いため、圧縮機１の吐出圧力や吐出温度がハンチング
（上下変動）し、所定の加熱能力が発揮されるまで時間
がかかり、浴槽の湯の温度の上昇が遅いという課題有し
ていた。また、圧縮機１の使用上での上限吐出圧力や上
限吐出温度を超える場合があり、圧縮機１の耐久性が悪
くなるという課題も有していた。さらに、定常運転時に
おいても、設計した外気温度よりも高い時には吐出圧力
が上昇したり、外気温度の低い冬季には吐出温度が上昇
したりして圧縮機１の耐久性が悪くなるという課題を有
していた。また、このような吐出圧力と吐出温度のハン
チングや吐出圧力の上昇は運転の効率が悪くなるという
課題を有していた。

【０００７】さらに、図１９で説明したように圧縮機１
の吐出冷媒の状態が超臨界状態で使用する場合には、浴
槽４の温度が上昇した時に急激に吐出温度と吐出圧力が
高くなり、圧縮機１の耐久性が悪くなるという課題を有
していた。

【０００８】本発明の目的は、圧縮機の異常温度上昇な
らびに異常圧力上昇がない、効率の良い風呂加熱運転を
実現することにある。

【０００９】

【課題を解決するための手段】前記従来の課題を解決す
るために、本発明のヒートポンプ風呂給湯機は、圧縮
機、風呂熱交換器、風呂加熱用減圧装置、大気熱熱交換
器からなる風呂加熱冷媒回路と、浴槽、前記風呂熱交換
器、風呂循環ポンプからなる風呂加熱水回路と、前記風
呂加熱運転冷媒回路の冷媒の少なくとも１つの状態を検
出する冷媒状態検出手段と、風呂加熱の運転時には前記
冷媒状態検出手段からの信号が所定の値になるように前
記風呂加熱用減圧装置の弁開度を制御する制御手段とを
具備したものである。

【００１０】これによって、少なくとも１つの冷媒の状
態値が所定値になるように前記風呂加熱用減圧装置の弁
開度を制御するため、常に冷媒回路に適正な冷媒が循環
し、圧力と温度とも安定することになる。

【００１１】

【発明の実施の形態】本発明は各請求項に記載の形態で
実施できるものであり、請求項１記載の発明は、圧縮
機、給湯熱交換器、給湯加熱用減圧装置、大気熱熱交換
器を含む給湯加熱冷媒回路と、貯湯槽、前記給湯熱交換
器、給湯循環ポンプを含む給湯加熱水回路と、前記圧縮
機、風呂熱交換器、風呂加熱用減圧装置、前記大気熱熱
交換器を含む風呂加熱冷媒回路と、浴槽、前記風呂熱交
換器、風呂循環ポンプを含む風呂加熱水回路と、前記風
呂加熱運転冷媒回路の冷媒の少なくとも１つの状態を検
出する冷媒状態検出手段と、風呂加熱の運転時には前記
冷媒状態検出手段からの信号が所定の値になるように前
記風呂加熱用減圧装置の弁開度を制御する制御手段とを
具備することにより、少なくとも１つの冷媒の状態値が
所定値になるように前記風呂加熱用減圧装置の弁開度を
制御するため、常に冷媒回路に適正な冷媒が循環するの
で、異常温度上昇や異常圧力上昇がなく、耐久性が高
く、運転効率も良くすることができる。

【００１２】請求項２記載の発明は、冷媒状態検出手段
として、圧縮機の吐出温度を検出する吐出温度検出手段
を有し、前記圧縮機の吐出温度が所定の目標吐出温度に
なるように風呂加熱用減圧装置の弁開度を制御する制御
手段とを具備することにより、目標吐出温度になるよう
に前記風呂加熱用減圧装置の弁開度を制御するため、常
に冷媒回路に適正な冷媒が循環するので、異常温度上昇
や異常圧力上昇がなく、耐久性が高く、運転効率も良く
することができる。

【００１３】請求項３記載の発明は、冷媒状態検出手段
として、圧縮機の吐出圧力を検出する吐出圧力検出手段
を有し、前記圧縮機の吐出圧力が所定の目標吐出圧力に
なるように風呂加熱用減圧装置の弁開度を制御する制御
手段とを具備することにより、目標吐出圧力になるよう
に前記風呂加熱用減圧装置の弁開度を制御するため、常
に冷媒回路に適正な冷媒が循環するので、異常温度上昇
や異常圧力上昇がなく、耐久性が高く、運転効率も良く
することができる。

【００１４】請求項４記載の発明は、圧縮機の起動時
は、少なくとも１つの初期弁開度設定手段からの信号に
よって、風呂加熱用減圧装置の初期弁開度を決定するこ
とにより、運転の起動時にも、冷媒回路に適正な冷媒が
循環するので、前記圧縮機の吐出温度や吐出圧力のハン
チングによる異常温度上昇や異常圧力上昇がなく耐久性
が高く、また、圧縮機の温度上昇が速く、すぐに風呂熱
交換器出口の湯は高温となるので、浴槽加熱がすぐにで
きる。

【００１５】請求項５記載の発明は、初期弁開度設定手
段として、外気温度を検出する外気温度検出手段を用い
たことにより、外気温度が変化しても、運転の起動時
に、冷媒回路に適正な冷媒が循環するので、前記圧縮機
の吐出温度や吐出圧力のハンチングによる異常温度上昇
や異常圧力上昇がなく耐久性が高く、また、圧縮機の温
度上昇が速く、すぐに風呂熱交換器出口の湯は高温とな
るので、浴槽加熱がすぐにできる。

【００１６】請求項６の発明は、初期弁開度設定手段と
して、浴槽の湯の温度を検出する風呂温度検出手段を用
いたことにより、浴槽の温度が変化しても、運転の起動
時に、冷媒回路に適正な冷媒が循環するので、圧縮機の
吐出温度や吐出圧力のハンチングによる異常温度上昇や
異常圧力上昇がなく耐久性が高く、また、前記圧縮機の
温度上昇が速く、すぐに風呂熱交換器出口の湯は高温と
なるので、浴槽加熱がすぐにできる。

【００１７】請求項７の発明は、初期弁開度設定手段と
して、浴槽の湯の温度を検出する風呂温度検出手段と外
気温度を検出する外気温度検出手段とを用いたことによ
り、浴槽の温度や外気温度が変化しても、運転の起動時
に、冷媒回路に適正な冷媒が循環するので、圧縮機の吐
出温度や吐出圧力のハンチングによる異常温度上昇や異
常圧力上昇がなく耐久性が高く、また、前記圧縮機の温
度上昇が速く、すぐに風呂熱交換器出口の湯は高温とな
るので、浴槽加熱がすぐにできる。

【００１８】

【実施例】以下、本発明の実施例について図面を用いて
説明する。

【００１９】（実施例１）図１は本発明の実施例１のヒ
ートポンプ風呂給湯機の構成図、図２は同ヒートポンプ
風呂給湯機の風呂加熱用減圧装置の弁開度に対する冷媒
状態値である吐出温度と効率を示す説明図、図３は同ヒ
ートポンプ風呂給湯機の冷凍サイクルの説明図、図４は
同ヒートポンプ風呂給湯機の減圧装置の共用化を示す構
成図、図５は同ヒートポンプ風呂給湯機の冷媒回路切換
手段の他の実施例を示す構成図である。

【００２０】図１において、圧縮機１、給湯熱交換器
７、給湯加熱用減圧装置３及び大気熱熱交換器２からな
る給湯加熱冷媒回路と、貯湯槽６、前記給湯熱交換器７
及び給湯循環ポンプ11からなる給湯加熱水回路と、前記
圧縮機１、風呂熱交換器５、風呂加熱用減圧装置12及び
大気熱熱交換器２からなる風呂加熱冷媒回路と、浴槽
４、風呂熱交換器５及び風呂循環ポンプ10とからなる風
呂加熱水回路と、前記給湯加熱冷媒回路と前記風呂加熱
冷媒回路とを切り換える冷媒回路切換手段８とから冷媒
回路と水回路は構成され、さらに、13は実施例１におけ
る冷媒状態検出手段であり、その具体的な一実施例とし
て圧縮機１の吐出温度を検出する吐出温度検出手段14と
している。また、制御手段15は冷媒状態検出手段13（実
施例対応では吐出温度検出手段14）と目標冷媒状態記憶
手段16の信号から風呂加熱用減圧装置12の弁開度を制御
する。なお、風呂加熱用減圧装置12として電動膨張弁
（図示せず）等がある。

【００２１】次に動作、作用について説明する。先ず、
給湯加熱運転について説明する。冷媒回路としては圧縮
機１の吐出側と給湯熱交換器７とが通じるように冷媒回
路切換手段８を切り換える。この場合、圧縮機１から吐
出された高温高圧の冷媒は冷媒回路切換手段８を通り、
給湯熱交換器７に入り、給湯循環ポンプ11から送られて
きた貯湯槽６の湯水を加熱する。そして、この加熱され
た湯水は貯湯槽６に戻り貯湯される。一方、この湯水と
熱交換した冷媒は給湯加熱用減圧装置３で減圧される。
さらに、大気熱熱交換器２で外気と熱交換を行うことに
よって蒸発して気体状態となり、冷媒回路切換手段８を
通って、圧縮機１に吸入される。

【００２２】次に風呂加熱運転について説明する。冷媒
回路としては圧縮機１の吐出側と風呂熱交換器５とが通
じるように冷媒回路切換手段８を切り換える。この場
合、圧縮機１から吐出された高温高圧の冷媒は冷媒回路
切換手段８を通り、風呂熱交換器５に入り、風呂循環ポ
ンプ10から送られてきた浴槽４の湯水を加熱する。そし
て、この加熱された湯水は浴槽４に戻る。一方、この湯
水と熱交換した冷媒は風呂加熱用減圧装置12で減圧され
る。さらに、大気熱熱交換器２で外気と熱交換を行うこ
とによって蒸発して気体状態となり、冷媒回路切換手段
８を通って、圧縮機１に吸入される。

【００２３】図２は、風呂加熱運転の場合で、横軸に風
呂加熱用減圧装置12の弁開度をとり、縦軸に吐出温度と
効率をとって、外気温度と浴槽の温度とを決めた時の風
呂加熱用減圧装置12の弁開度に対する吐出温度と効率の
関係を示したものである。同図からわかるように、効率
は風呂加熱用減圧装置12の弁開度に対して極大値があ
る。また、同図において、一点鎖線は圧縮機の通常使用
時の上限吐出温度（常用最大吐出温度）である。ここ
で、効率が極大になる風呂加熱用減圧装置12の弁開度Ｘ
に対する吐出温度を目標吐出温度Ｙとする。この目標吐
出温度Ｙを目標冷媒状態記憶手段16に予め記憶させる。
もし、効率が極大になる風呂加熱用減圧装置12の弁開度
Ｘに対する吐出温度が上述した上限吐出温度よりも大き
くなれば、目標吐出温度Ｙとして、上限吐出温度を設定
すればよい。

【００２４】つまり、風呂加熱運転が始まり圧縮機１が
起動すると、制御手段15は冷媒状態検出手段13としての
吐出温度検出手段14からの信号で吐出温度を検出する。
そして、目標吐出温度を記憶している目標冷媒状態記憶
手段16からの情報で、今の吐出温度が目標吐出温度より
も高ければ、制御手段15は風呂加熱用減圧装置12の弁開
度を大きくする（開く）ように制御する。逆に、今の吐
出温度が目標吐出温度よりも低ければ、制御手段15は風
呂加熱用減圧装置12の弁開度を小さくする（閉じる）よ
うに制御する。

【００２５】超臨界状態で使用する場合について説明す
る。図３は、横軸に圧力をとり縦軸にエンタルピーをと
って、この場合の冷凍サイクルを示したものである。同
図中の実線と点線で示す冷凍サイクルは、従来例で説明
した浴槽４の温度が低い場合と浴槽４の温度が高い場合
である。また、浴槽４の温度が高い場合い場合に、上述
した吐出温度制御を行った場合の冷凍サイクルを同図中
の一点鎖線で示す。つまり、圧縮機１の吸入の冷媒の状
態Ａは点Ｘに、圧縮機１の吐出冷媒の状態B'は点Ｙにな
り、吐出圧力が低下することがわかる。

【００２６】上記のように、制御手段15による吐出温度
制御をある時間毎に行えば、常に効率の良い給湯運転が
可能となる。また、目標吐出温度になるように風呂加熱
用減圧装置12の弁開度を制御するため、常に冷媒回路に
適正な冷媒が循環するので、異常温度上昇や異常圧力上
昇がなく、耐久性も良くすることができる。

【００２７】また、本実施例では図１に示すように、給
湯加熱用減圧装置３と風呂加熱用減圧装置12とを別の減
圧装置としていたが、図４に示すように、１つの減圧装
置で共用しても、図１と同様の作用、効果が得られる。

【００２８】さらに、図１で示した冷媒回路切換手段８
としての四方弁の変わりに、図５に示すように、開閉弁
8a、8b、 8c、8dを使用しても図１と同様の作用、効果
が得られる。同様に、図４の冷媒回路切換手段８として
の四方弁の変わりに、開閉弁8a、8b、 8c、8dを使用し
ても図４と同様の作用、効果が得られる。

【００２９】（実施例２）図６は本発明の実施例２のヒ
ートポンプ風呂給湯機の構成図、図７は同ヒートポンプ
給湯機の風呂加熱用減圧装置の開度に対する冷媒状態値
である吐出圧力と効率を示す説明図である。

【００３０】本実施例において実施例１と異なる点は、
冷媒状態検出手段13として圧縮機１の吐出圧力を検出す
る吐出圧力検出手段17を用いた構成としていることであ
る。なお、実施例１と同符号の部分は同一構成を有し、
説明は省略する。

【００３１】次に動作、作用について説明する。図７
は、風呂加熱運転の場合で、横軸に風呂加熱用減圧装置
12の弁開度をとり、縦軸に吐出圧力と効率をとって、外
気温度と浴槽の温度とを決めた時の風呂加熱用減圧装置
12の弁開度に対する吐出圧力と効率の関係を示したもの
である。同図からわかるように、効率は風呂加熱用減圧
装置12の弁開度に対して極大値がある。また、同図にお
いて、一点鎖線は圧縮機の通常使用時の上限吐出圧力
（常用最大吐出圧力）である。ここで、効率が極大にな
る風呂加熱用減圧装置12の弁開度Ｘに対する吐出圧力を
目標吐出圧力Ｙとする。この目標吐出圧力Ｙを目標冷媒
状態記憶手段16に予め記憶させる。もし、効率が極大に
なる風呂加熱用減圧装置12の弁開度Ｘに対する吐出圧力
が上述した上限吐出圧力よりも大きくなれば、目標吐出
圧力Ｙとして、上限吐出圧力を設定すればよい。

【００３２】つまり、風呂加熱運転が始まり圧縮機１が
起動すると、制御手段15は冷媒状態検出手段13としての
吐出圧力検出手段17からの信号で吐出圧力を検出する。
そして、目標吐出圧力を記憶している目標冷媒状態記憶
手段16からの情報で、今の吐出圧力が目標吐出圧力より
も高ければ、制御手段15は風呂加熱用減圧装置12の弁開
度を大きくする（開く）ように制御する。逆に、今の吐
出圧力が目標吐出圧力よりも低ければ、制御手段15は風
呂加熱用減圧装置12の弁開度を小さくする（閉じる）よ
うに制御する。

【００３３】上記のように、制御手段15による吐出圧力
制御をある時間毎に行えば、常に効率の良い給湯運転が
可能となる。また、目標吐出圧力になるように風呂加熱
用減圧装置12の弁開度を制御するため、常に冷媒回路に
適正な冷媒が循環するので、異常温度上昇や異常圧力上
昇がなく、耐久性も良くすることができる。

【００３４】また、本実施例では図６に示すように、給
湯加熱用減圧装置３と風呂加熱用減圧装置12とを別の減
圧装置としていたが、図４で説明したように、１つの減
圧装置で共用しても、図６と同様の作用、効果が得られ
る。

【００３５】さらに、図６で示した冷媒回路切換手段８
としての四方弁の変わりに、図５で説明したように、開
閉弁8a、8b、 8c、8dを使用しても図６と同様の作用、
効果が得られる。また図５における開閉弁8a、8b、 8
c、8dの運転モードを示す表を（表１）に示す。

【００３６】

【表１】

【００３７】（実施例３）図８は本発明の実施例３のヒ
ートポンプ風呂給湯機の構成図、図９は同ヒートポンプ
給湯機の運転時間に対する吐出温度を示す説明図であ
る。

【００３８】本実施例において、実施例１と異なる点
は、運転起動時における風呂加熱用減圧装置12の初期弁
開度を決定する初期弁開度設定手段18を設けた構成とし
ていることである。そして、本実施例においては、この
初期弁開度設定手段18の具体例として、運転起動時にお
ける風呂加熱用減圧装置12の初期弁開度を記憶している
初期弁開度記憶手段19を設けた構成としている。なお、
実施例１と同符号の部分は同一構成を有し、説明は省略
する。

【００３９】次に動作、作用について説明する。図８に
おいて、運転起動時には、制御手段15は、起動時におけ
る風呂加熱用減圧装置12の弁開度（初期弁開度）を記憶
している初期弁開度記憶手段19からの信号で風呂加熱用
減圧装置12の弁開度を前記初期弁開度に設定した後、風
呂加熱運転を開始する。

【００４０】図９は横軸に運転時間をとり、縦軸に吐出
温度をとって、運転時間に対する吐出温度変化を示した
ものである。同図において、Ｔｇは目標吐出温度であ
る。また、Ｔｄ０は制御開始目標吐出温度で、吐出温度
がこの温度になるまでは風呂加熱用減圧装置12の弁開度
は初期弁開度で一定とし、吐出温度がこの制御開始目標
吐出温度Ｔｄ０以上になれば、実施例１及び２で説明し
たように、吐出温度制御運転を行う。

【００４１】今、図９において、吐出温度が目標吐出温
度に達して、定常状態になった時の風呂加熱用減圧装置
12の弁開度を到達弁開度とする。同図において、実線Ａ
は運転起動から風呂加熱用減圧装置12の弁開度を到達弁
開度で運転した場合の吐出温度の変化を示したものであ
る。もし、この到達弁開度よりも小さい（閉じた）弁開
度で運転した場合は、一点鎖線Ｂのようになり、吐出温
度がハンチング（上下変動）し、場合によっては上限吐
出温度を超えることもある。逆に、この到達弁開度より
も大きい（開いた）弁開度で運転した場合は、点線Ｃの
ようになり、吐出温度の上昇が遅く、目標吐出温度に達
するのに時間がかかる。

【００４２】そこで、この到達弁開度である弁開度Ｚを
予め求めておいて、初期弁開度記憶手段19に記憶させて
おく。風呂加熱運転の起動時に、制御手段15は初期弁開
度記憶手段19からの信号で風呂加熱用減圧装置12の初期
弁開度（弁開度Ｚ）を求める。そして、制御手段15は風
呂加熱用減圧装置12の弁開度を弁開度Ｚに設定した後、
風呂加熱運転を開始する。

【００４３】上記のように、運転の起動時に風呂加熱用
減圧装置12の弁開度を予め設定された初期弁開度に設定
することにより、冷媒回路に適正な冷媒が循環するの
で、運転効率が良い。また、圧縮機１の吐出温度や吐出
圧力のハンチングによる異常温度上昇や異常圧力上昇が
なく耐久性が高く、さらに、圧縮機１の吐出温度上昇が
速く、すぐに風呂熱交換器５の出口の湯は高温となるの
で、浴槽加熱がすぐにできる。

【００４４】（実施例４）図10は本発明の実施例４のヒ
ートポンプ風呂給湯機の構成図、図11は同ヒートポンプ
給湯機の外気温度に対する風呂加熱用減圧装置の弁開度
と冷媒循環量とを示す説明図である。

【００４５】本実施例において、実施例３と異なる点
は、初期弁開度設定手段18として、外気温度を検出する
外気温度検出手段20を用いた構成としていることであ
る。なお、実施例４と同符号の部分は同一構成を有し、
説明は省略する。

【００４６】次に動作、作用について説明する。実施例
３で説明した到達弁開度である弁開度Ｚを、外気温度に
対して予め求めておいて、初期弁開度記憶手段19に記憶
させておく。風呂加熱運転の起動時に、制御手段15は外
気温度検出手段20からの信号と初期弁開度記憶手段19か
らの信号とで風呂加熱用減圧装置12の初期弁開度（弁開
度Ｚ）を求める。そして、制御手段15は風呂加熱用減圧
装置12の弁開度を弁開度Ｚに設定した後、風呂加熱運転
を開始する。

【００４７】上記のように、外気温度に対して風呂加熱
用減圧装置12の初期弁開度を設定するため、外気温度が
変化しても運転の起動時に適正な冷媒が循環するので、
圧縮機１の吐出温度や吐出圧力のハンチングによる異常
温度上昇や異常圧力上昇がなく耐久性が高く、また、圧
縮機１の温度上昇が速く、すぐに風呂熱交換器５の出口
の湯は高温となるので、浴槽加熱がすぐにできる。

【００４８】（実施例５）図12は本発明の実施例５のヒ
ートポンプ風呂給湯機の構成図、図13は同ヒートポンプ
風呂給湯機の風呂温度に対する吐出圧力を示す説明図、
図14は同ヒートポンプ風呂給湯機の風呂温度に対する風
呂加熱用減圧装置の弁開度を示す説明図である。

【００４９】本実施例において、実施例３と異なる点
は、初期弁開度設定手段18として、浴槽４の湯の温度を
検出する風呂温度検出手段21を用いた構成としているこ
とである。なお、実施例３と同符号の部分は同一構成を
有し、説明は省略する。

【００５０】次に動作、作用について説明する。図13は
横軸に風呂熱交換器５の水側入口水温である風呂温度を
とり、縦軸に吐出圧力をとって、風呂加熱用減圧装置12
の弁開度をパラメータとして、風呂温度に対する吐出圧
力の関係を示したものである。同図からわかるように、
風呂温度が高くなるほど吐出圧力も高くなるが、同一の
風呂温度に対しては、風呂加熱用減圧装置12の弁開度が
大きい方が、吐出圧力が低くなる。いま、設計吐出圧力
をＰｓとすると、風呂加熱用減圧装置12の弁開度大、
中、小に対して、設計吐出圧力Ｐｓになる風呂温度は、
それぞれ、Ｔｗ１、Ｔｗ２、Ｔｗ３となる。さらに、図
14はこの関係を風呂温度と風呂加熱用減圧装置12の弁開
度について表したものである。すなわち、横軸に風呂熱
交換器５の水側入口水温である風呂温度をとり、縦軸に
風呂加熱用減圧装置12の弁開度をとって、風呂温度に対
する風呂加熱用減圧装置12の弁開度の関係を示したもの
である。

【００５１】そこで、実施例３で説明した到達弁開度で
ある弁開度Ｚを、風呂温度に対して予め求めておいて、
初期弁開度記憶手段19に記憶させておく。風呂運転の起
動時に、制御手段15は風呂温度検出手段21からの信号と
初期弁開度記憶手段19からの信号とで風呂加熱用減圧装
置12の初期弁開度（弁開度Ｚ）を求める。そして、制御
手段15は風呂加熱用減圧装置12の弁開度を弁開度Ｚに設
定した後、風呂加熱運転を開始する。

【００５２】上記のように、風呂温度に応じて初期弁開
度を設定するため、運転起動時の風呂温度が異なって
も、適正な冷媒が循環するので、圧縮機１の吐出温度や
吐出圧力のハンチングによる異常温度上昇や異常圧力上
昇がなく耐久性が高く、また、圧縮機１の温度上昇が速
く、すぐに風呂熱交換器５の出口の湯は高温となるの
で、浴槽加熱がすぐにできる。

【００５３】なお、図12で示す本実施例の場合、風呂温
度を検出するための風呂温度検出手段21を風呂熱交換器
５の水側入口に設けた構成としているが、浴槽４と風呂
熱交換器５を接続する配管で風呂熱交換器５の入口側の
位置であれば、上述と同様の作用、効果が得られる。当
然、浴槽４の中の湯の温度を直接検出しても同様であ
る。

【００５４】（実施例６）図15は本発明の実施例６のヒ
ートポンプ風呂給湯機の構成図、図16は同ヒートポンプ
風呂給湯機の風呂温度に対する吐出圧力を示す説明図、
図17は同ヒートポンプ風呂給湯機の風呂温度に対する風
呂加熱用減圧装置の弁開度を示す説明図である。

【００５５】本実施例において、実施例３と異なる点
は、初期弁開度設定手段18として、浴槽４の湯の温度を
検出する風呂温度検出手段21と外気温度を検出する外気
温度検出手段20とを設けた構成としていることである。
なお、実施例３と同符号の部分は同一構成を有し、説明
は省略する。

【００５６】次に動作、作用について説明する。図16は
横軸に風呂熱交換器５の水側入口水温である風呂温度を
とり、縦軸に吐出圧力をとって、外気温度（例えば夏３
５゜Ｃ、中間期２０゜Ｃ、冬５゜Ｃ）をパラメータとし
て、風呂加熱用減圧装置12の弁開度を一定とした場合の
風呂温度に対する吐出圧力の関係を示したものである。
同図からわかるように、蒸発器である大気熱熱交換器２
が大気熱から得るエネルギー（夏＞中間期＞冬）が大き
い方が、吐出圧力が高くなる。いま、図16において、各
外気温度（夏、中間期、冬）に対して、図13で説明した
ことが成り立つ。さらに、図14で説明した風呂温度と風
呂加熱用減圧装置12の弁開度との関係を、各外気温度
（夏、中間期、冬）に対して、求めれば図17のようにな
る。すなわち、図17は、横軸に風呂熱交換器５の水側入
口水温である風呂温度をとり、縦軸に風呂加熱用減圧装
置12の弁開度をとって、外気温度（例えば夏３５゜Ｃ、
中間期２０゜Ｃ、冬５゜Ｃ）をパラメータとして、風呂
温度に対する風呂加熱用減圧装置12の弁開度の関係を示
したものである。

【００５７】そこで、実施例３で説明した到達弁開度で
ある弁開度Ｚを、外気温度をパラメータとして、風呂温
度に対して予め求めておいて、初期弁開度記憶手段19に
記憶させておく。風呂運転の起動時に、制御手段15は風
呂温度検出手段21からの信号と外気温度検出手段20から
の信号と初期弁開度記憶手段19からの信号とで風呂加熱
用減圧装置12の初期弁開度（弁開度Ｚ）を求める。そし
て、制御手段15は風呂加熱用減圧装置12の弁開度を弁開
度Ｚに設定した後、風呂加熱運転を開始する。

【００５８】上記のように、風呂温度と外気温度とに応
じて、初期弁開度を設定するため、風呂温度と外気温度
とに応じて初期弁開度を設定するため、運転起動時の風
呂温度や外気温度が異なっても、適正な冷媒が循環する
ので、圧縮機１の吐出温度や吐出圧力のハンチングによ
る異常温度上昇や異常圧力上昇がなく耐久性が高く、ま
た、圧縮機１の温度上昇が速く、すぐに風呂熱交換器５
の出口の湯は高温となるので、浴槽加熱がすぐにでき
る。

【００５９】

【発明の効果】以上のように、本発明によれば、目標吐
出温度になるように風呂加熱用減圧装置の弁開度を制御
するため、常に冷媒回路に適正な冷媒が循環するので、
異常温度上昇や異常圧力上昇がなく、耐久性も運転効率
も良くすることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施例１のヒートポンプ風呂給湯機の
構成図

【図２】同ヒートポンプ風呂給湯機の風呂加熱用減圧装
置の開度に対する冷媒状態値である吐出温度と効率との
関係を示す図

【図３】同ヒートポンプ風呂給湯機の冷凍サイクルを示
す図

【図４】同ヒートポンプ風呂給湯機の減圧装置の共用化
を示す構成図

【図５】同ヒートポンプ風呂給湯機の冷媒回路切換手段
の他の実施例を示す構成図

【図６】本発明の実施例２のヒートポンプ風呂給湯機の
構成図

【図７】同ヒートポンプ給湯機の風呂加熱用減圧装置の
開度に対する冷媒状態値である吐出圧力と効率との関係
を示す図

【図８】本発明の実施例３のヒートポンプ風呂給湯機の
構成図

【図９】同ヒートポンプ給湯機の運転時間に対する吐出
温度の関係を示す図

【図１０】本発明の実施例４のヒートポンプ風呂給湯機
の構成図

【図１１】同ヒートポンプ給湯機の外気温度に対する風
呂加熱用減圧装置の弁開度と冷媒循環量との関係を示す
図

【図１２】本発明の実施例５のヒートポンプ風呂給湯機
の構成図

【図１３】同ヒートポンプ風呂給湯機の風呂温度と吐出
圧力の関係を示す図

【図１４】同ヒートポンプ風呂給湯機の風呂温度に対す
る風呂加熱用減圧装置の弁開度の関係を示す図

【図１５】本発明の実施例６のヒートポンプ風呂給湯機
の構成図

【図１６】同ヒートポンプ風呂給湯機の風呂温度に対す
る吐出圧力の関係を示す図

【図１７】同ヒートポンプ風呂給湯機の風呂温度に対す
る風呂加熱用減圧装置の弁開度の関係を示す図

【図１８】従来例におけるヒートポンプ風呂給湯機の構
成図

【図１９】同ヒートポンプ風呂給湯機の冷凍サイクルを
示す図

【符号の説明】

１圧縮機２大気熱熱交換器３給湯加熱用減圧装置４浴槽５風呂熱交換器６貯湯槽７給湯熱交換器１０風呂循環ポンプ１１給湯循環ポンプ１２風呂加熱用減圧装置１３冷媒状態検出手段１４吐出温度検出手段１５制御手段１７吐出圧力検出手段１８初期弁開度設定手段２０外気温度検出手段２１風呂温度検出手段

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者西山吉継大阪府門真市大字門真1006番地松下電器産業株式会社内 (72)発明者安木誠一大阪府門真市大字門真1006番地松下電器産業株式会社内 (72)発明者近藤龍太大阪府門真市大字門真1006番地松下電器産業株式会社内

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】圧縮機と給湯熱交換器と給湯加熱用減圧
装置と大気熱熱交換器とを含む給湯加熱冷媒回路と、貯
湯槽と前記給湯熱交換器と給湯循環ポンプとを含む給湯
加熱水回路と、前記圧縮機と風呂熱交換器と風呂加熱用
減圧装置と前記大気熱熱交換器とを含む風呂加熱冷媒回
路と、浴槽と前記風呂熱交換器と風呂循環ポンプとを含
む風呂加熱水回路と、前記風呂加熱冷媒回路中の冷媒の
少なくとも１つの状態を検出する冷媒状態検出手段と、
風呂加熱の運転時には前記冷媒状態検出手段からの信号
が所定の値になるように前記風呂加熱用減圧装置の弁開
度を制御する制御手段とを有するヒートポンプ風呂給湯
機。
【請求項２】冷媒状態検出手段として、圧縮機の吐出
温度を検出する吐出温度検出手段を用いた請求項１記載
のヒートポンプ風呂給湯機。
【請求項３】冷媒状態検出手段として、圧縮機の吐出
圧力を検出する吐出圧力検出手段を用いた請求項１記載
のヒートポンプ風呂給湯機。
【請求項４】圧縮機の起動時は、少なくとも１つの初
期弁開度設定手段からの信号によって、風呂加熱用減圧
装置の初期弁開度を決定する請求項１記載のヒートポン
プ給湯機。
【請求項５】初期弁開度設定手段として、外気温度を
検出する外気温度検出手段を用いた請求項４記載のヒー
トポンプ給湯機。
【請求項６】初期弁開度設定手段として、浴槽の湯の
温度を検出する風呂温度検出手段を用いた請求項４記載
のヒートポンプ給湯機。
【請求項７】初期弁開度設定手段として、浴槽の湯の
温度を検出する風呂温度検出手段と外気温度を検出する
外気温度検出手段とを用いた請求項４記載のヒートポン
プ給湯機。