蓄熱給湯装置及び蓄熱給湯方法
【課題】蓄熱槽に効率よく蓄熱し、蓄熱した熱を効率よく利用ができ、効率よく暖房でき、また給湯と冷房、または給湯と暖房とを同時に運転できる蓄熱給湯空調機を提供する。
【解決手段】制御装置５０は、蓄熱槽２１に収容された給湯水４２に所定の熱量を蓄えるために第２熱交換器１６において第２熱媒体１０と給湯水４２との熱交換により第２熱交換器１６を通過する給湯水４２を加熱する蓄熱運転時に、第１ポンプ１３と第２ポンプ２２と蓄熱切替弁１９とを制御することにより、第１ポンプ１３の回転数の変更と、第２ポンプ２２の回転数の変更と、蓄熱切替弁１９の流通の変更とに基づいて、第１熱交換器１１から流出する第２熱媒体１０の流出温度を予め設定された温度である蓄熱温度よりも高い第１温度へ調節すると共に、第２熱交換器１６から流出する給湯水４２の流出温度を蓄熱温度へ調節する。
【解決手段】制御装置５０は、蓄熱槽２１に収容された給湯水４２に所定の熱量を蓄えるために第２熱交換器１６において第２熱媒体１０と給湯水４２との熱交換により第２熱交換器１６を通過する給湯水４２を加熱する蓄熱運転時に、第１ポンプ１３と第２ポンプ２２と蓄熱切替弁１９とを制御することにより、第１ポンプ１３の回転数の変更と、第２ポンプ２２の回転数の変更と、蓄熱切替弁１９の流通の変更とに基づいて、第１熱交換器１１から流出する第２熱媒体１０の流出温度を予め設定された温度である蓄熱温度よりも高い第１温度へ調節すると共に、第２熱交換器１６から流出する給湯水４２の流出温度を蓄熱温度へ調節する。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、例えばヒートポンプを用いて得た熱で、蓄熱と、給湯と、空調（冷房や暖房）と、あるいは浴槽追焚を行う蓄熱給湯空調機（蓄熱給湯装置）に関する。
【背景技術】
【０００２】
（従来技術１）
従来、熱源装置からの温熱や冷熱を熱媒によって蓄熱槽に蓄えて、温熱や冷熱を利用する負荷装置へ蓄熱槽に蓄えられた温熱や冷熱を熱媒を介して供給するようにした蓄熱装置が知られている（例えば、特許文献１参照）。この特許文献１の請求項１には、「潜熱を利用して蓄熱する蓄熱用物質をカプセル内に封入した蓄熱体を収容し、温熱や冷熱を蓄積する蓄熱槽と、熱源装置から蓄熱槽へ温熱や冷熱を持つ熱媒を供給する受熱用の熱媒供給路と、蓄熱槽から負荷装置へ熱媒を介して温熱や冷熱を供給する給熱用の熱媒供給路と、給熱用の熱媒供給路を介して負荷装置へ通流する熱媒が蓄熱槽の内部を通流する際の通流方向と一致する方向で蓄熱槽の内部に熱媒を通流するとともに、負荷装置をバイパスして熱媒を通流する熱媒用のバイパス循環路と、このバイパス循環路に熱媒循環用のポンプ装置とを備えた蓄熱装置」が記載されている。特許文献１では、この蓄熱装置により、蓄熱槽内の蓄熱体と熱媒との熱伝達の向上と、蓄熱槽に流入する熱媒温度の低下とが同時に得られ、熱源装置を運転すること無しに、負荷装置に多量な単位時間当たりの熱量を供給できる、としている。
【０００３】
（従来技術２）
また従来、熱源により加熱された熱媒体を用途に応じて蓄える複数の蓄熱槽と、複数の蓄熱槽間で熱の授受を行う熱交換手段とを備えた蓄熱システムが知られている（例えば、特許文献２参照）。この特許文献２の場合は、その要約にあるように、「暖房用蓄熱槽と熱源とを循環回路を介して接続し、熱源からの暖房用温水を暖房用蓄熱槽に貯める。循環回路に、放熱器を介装した暖房用回路を接続し、暖房用蓄熱槽からの暖房用温水により暖房を行う。循環回路に、給湯用熱交換器を介装した給湯用熱交換回路と、浴槽用熱交換器を介装した浴槽用熱交換回路とを接続し、給湯用熱交換器に、給湯用蓄熱槽を介装した給湯用循環回路を接続し、給湯用温水を給湯用蓄熱槽に貯める。給湯用循環回路に給湯回路を接続し、給湯を行う。浴槽用熱交換器に浴槽用回路を接続し、浴槽内の湯を沸かす。また、給湯用蓄熱槽の給湯用温水を消費した場合の不足分を暖房用蓄熱槽からの暖房用温水の熱でバックアップする。」というものである。この特許文献２では、この蓄熱システムにより、個々の蓄熱槽の熱量不足が生じても、熱交換手段により熱量を補うことができ、個々の蓄熱槽の大型化を回避して蓄熱槽を小型化でき、狭小場所への設置やイニシャルコストを低減できる、としている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開平１０−８２５３７号公報
【特許文献２】特開２００５−１３３９８４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、従来技術１（特許文献１）は、熱源装置からの熱を蓄熱槽に一旦蓄熱し、熱を利用する負荷装置に蓄熱槽で蓄熱されている熱を供給する構成である。この従来技術１（特許文献１）では、蓄熱槽に温熱が蓄積されている場合、負荷装置へは冷熱の供給はできない（冷房はできない）。また逆に蓄熱槽に冷熱が蓄積されている場合、負荷装置へは温熱の供給はできない（暖房はできない）構成である。この従来技術では、負荷装置による熱利用は、温熱利用のみか、あるいは冷熱利用のみかの何れか一方であり、負荷装置が並列に複数あっても、温熱利用の給湯用と冷熱利用の冷房用とを同時利用するということはできず、利便性が低いという課題があった。
【０００６】
また従来技術２（特許文献２）も基本的な構成は従来技術１と同じである。しかし、運用として無理には、暖房用蓄熱槽に温熱を一旦蓄積して熱交換により給湯用蓄熱槽に温熱を蓄積した後、暖房用蓄熱槽に冷熱を蓄熱し換えることで、放熱器による冷房と給湯用蓄熱槽による給湯とが同時にできることにはなる。けれども、暖房用蓄熱槽に一旦貯めた温熱を冷熱に切り替えるためのエネルギーの無駄が大きく、効率が良くないという課題があった。
【０００７】
また、例えば蓄熱槽に温熱を蓄熱している場合、従来技術１での負荷装置が複数ある場合や従来技術２での暖房用や浴槽の追焚用や給湯用に、必要となる最も高い温度（給湯用より追焚用や暖房用は低くて良い）で蓄熱槽に蓄熱することになる。よって、作り出す温度が高いほど熱源としてのヒートポンプ機構の効率が低下するという課題があった。また、蓄熱槽に蓄熱している熱を様々な用途に熱利用するためのものとなっており、蓄熱槽が大型化するという問題点があった。
【０００８】
この発明の目的は、「給湯と冷房とを同時に」あるいは「給湯と暖房とを同時に」できるようにして利便性を高くするとともに、蓄熱槽を給湯専用に用途限定して小型化し、蓄熱運転時を含む熱利用時に極力低温で運転可能としてヒートポンプの効率を向上できる蓄熱給湯空調機（蓄熱給湯装置）の提供にある。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
この発明の蓄熱給湯装置は、
ヒートポンプの動作で高温化と低温化とのいずれかにされた第１熱媒体が一方に流通し、前記第１熱媒体との熱交換により加熱または冷却される前記第２熱媒体が他方に流通する第１熱交換器と、前記第１熱媒体と熱交換された前記第２熱媒体を熱利用する熱需要部とを、前記第１熱交換器から前記熱需要部へ向かう往路と、前記熱需要部から前記第１熱交換器へ向かう復路とで接続して、前記第２熱媒体を循環する第１循環路と、
前記第１熱交換器を流通する前記第２熱媒体の流量を、制御を受けることによって調節する第１ポンプと、
給湯路を介して給湯先へ供給する給湯水を所定量収容する蓄熱槽と、前記第１循環路の往路から分岐された供給路と前記第１循環路の復路へ合流する排出路とが接続され、前記供給路から前記第２熱媒体が流入して一方に流通し前記排出路に排出され、他方を前記蓄熱槽の前記給湯水が流通して前記一方を流通する前記第２熱媒体と熱交換する第２熱交換器とを、前記第２熱交換器から前記蓄熱槽へ向かう往路と、前記蓄熱槽から前記第２熱交換器へ向かう復路とで接続して、前記蓄熱槽の前記給湯水を循環する第２循環路と、
前記第２熱交換器の前記他方を流通する前記給湯水の流量を、制御を受けることによって調節する第２ポンプと、
前記第１熱交換器から前記熱需要部への前記第１熱交換器から前記熱需要部へ向かう前記往路による前記第２熱媒体の流通と、前記第１熱交換器から前記第２熱交換器への前記供給路による前記第２熱媒体の流通とを、制御を受けることによって変更する第１切替部と、
前記蓄熱槽に収容された前記給湯水に所定の熱量を蓄えるために前記第２熱交換器において前記一方を通過する前記第２熱媒体によって前記他方を通過する前記給湯水を加熱する蓄熱運転時に、前記第１ポンプと前記第２ポンプと前記第１切替部とを制御することにより、前記第１ポンプの回転数の変更と、前記第２ポンプの回転数の変更と、前記第１切替部の流通の変更とに基づいて、前記第１熱交換器から流出する前記第２熱媒体の流出温度を予め設定された温度である蓄熱温度よりも高い第１温度へ調節すると共に、前記第２熱交換器から流出する前記給湯水の流出温度を前記蓄熱温度へ調節する制御装置と
を備えたことを特徴とする。
【発明の効果】
【００１０】
この発明の蓄熱給湯空調機によって、「給湯と冷房とを同時に」あるいは「給湯と暖房とを同時に」運転可能となり利便性が向上する上、熱利用を必要に応じて極力低温でかつ温度差を大きくした運転が可能となり、ヒートポンプの効率を向上することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【図１】実施の形態１における、蓄熱給湯空調機１００の構成と、第１熱媒体３、第２熱媒体１０及び給湯水４２の流動方向とを示す図。
【図２】実施の形態１における、蓄熱運転時の、第２熱媒体１０と給湯水４２の流れを示す図。
【図３】実施の形態１における、蓄熱運転と給湯運転との同時運転の際の第２熱媒体１０と給湯水４２の流れを示す図。
【図４】実施の形態１における、蓄熱運転と暖房運転との同時運転の際の第２熱媒体１０と給湯水４２の流れを示す図。
【図５】実施の形態１における、蓄熱運転、暖房運転、給湯運転の同時運転に際の第２熱媒体１０と給湯水４２の流れを示す図。
【図６】実施の形態１における、冷房運転と給湯運転との同時運転の際の第２熱媒体１０と給湯水４２の流れを示す図。
【図７】実施の形態１における、暖房運転と給湯運転との同時運転の際の第２熱媒体１０と給湯水４２の流れを示す図。
【図８】図７の変形例における、第２熱媒体１０と給湯水４２の流れを示す図。
【図９】図５の変形例における、第２熱媒体１０と給湯水４２の流れを示す図。
【図１０】実施の形態２（リターン路１８と排熱切替弁２０なし、蓄熱切替弁１９が途中開度停止可能な調整弁）における、蓄熱給湯空調機２００の構成と、第１熱媒体３、第２熱媒体１０及び給湯水４２の流動方向とを示す図。
【図１１】実施の形態２における、蓄熱運転時の第２熱媒体１０と給湯水４２の流れを示す図。
【図１２】実施の形態２における、蓄熱運転と給湯運転との同時運転の際の第２熱媒体１０と給湯水４２の流れを示す図。
【図１３】実施の形態２における、冷房運転と給湯運転との同時運転の際の第２熱媒体１０と給湯水４２の流れを示す図。
【図１４】実施の形態２の変形例における、暖房運転と給湯運転との同時運転の際の第２熱媒体１０と給湯水４２の流れを示す図。
【発明を実施するための形態】
【００１２】
以下、各実施の形態を図に基づいて説明する。各図において、同一または相当の部材、部位については、同一符号を付して説明する。
【００１３】
実施の形態１．
図１〜９を参照して実施の形態１を説明する。
図１は、実施の形態１に係る蓄熱給湯空調機１００（蓄熱給湯装置）の構成図である。また、図１には第１熱媒体、第２熱媒体１０及び給湯水４２の流動方向を記載しており、以下の図２〜図９の説明の際には、図１の流動方向を参照して説明する。なお、図１〜図９の構成は同一であり、第２熱媒体１０、給湯水４２の流動方向、循環経路が異なる。
【００１４】
蓄熱給湯空調機１００は、ヒートポンプ２、ヒートポンプ２に組み込まれた第１熱交換器１１、熱需要部４０の一例としての空調熱交換器１２、第１ポンプ１３、第１循環路１４、第２熱交換器１６、リターン路１８、第１切替部の一例である蓄熱切替弁１９、第２切替部の一例である排熱切替弁２０、蓄熱槽２１、第２ポンプ２２、第２循環路２３、給水路２４、給湯路２５、給水バイパス路４１、混合切替部の一例である混合弁４３、及びポンプ、弁、圧縮機などの稼働部品を操作し、温度などを制御するための制御装置５０等を備えている。
【００１５】
（ヒートポンプ２）
蓄熱給湯空調機１００は、熱源としてヒートポンプ２（ヒートポンプ機構、装置とも呼ばれる）を備えている。ヒートポンプ２は、ヒートポンプ循環路４と、圧縮機５と、循環切替弁６と、膨張弁７と、外気熱交換器９と、第１熱交換器１１とを備えている。ヒートポンプ循環路４は、炭化水素系や二酸化炭素など使用温度圧力範囲内で気液２相化可能な第１熱媒体３を圧縮と膨張とをさせながら循環させる。圧縮機５は、第１熱媒体３を気相の状態で圧送して高温高圧化する。循環切替弁６は、圧縮機５の圧送方向、すなわちヒートポンプ循環路４での第１熱媒体３の循環方向を変更する。膨張弁７は、高圧の液相の第１熱媒体３を気液混合相へ膨張させて低温低圧化する。外気熱交換器９は、ファン８で送風された外気と第１熱媒体３とを熱交換する。第１熱交換器１１は、グリセリン等を水に混ぜて低温まで凝固しないようにした不凍液である第２熱媒体１０と第１熱媒体３とを熱交換する。
【００１６】
ヒートポンプ２は、ヒートポンプ循環路４内の第１熱媒体３の凝縮と気化とを利用して外気と第２熱媒体１０との何れか一方から吸熱した熱を他方へ放熱する。ヒートポンプ２は、圧縮機５の圧縮に要する動力に比して効率良く、第１熱媒体３を介して外気と第２熱媒体１０との間で熱を移動させる。勿論、第１熱交換器１１では、第１熱媒体３と第２熱媒体１０とは熱交換するだけで混合されない構成である。
【００１７】
（第２熱媒体１０の冷却と加熱）
なお、第２熱媒体１０を冷却する際は、膨張弁７から第１熱交換器１１へ気液２相化された低温低圧の第１熱媒体３が流れる（流動方向５１の逆方向）。一方、第２熱媒体１０を加熱する際は、圧縮機５から第１熱交換器１１へ高温高圧の気相の第１熱媒体３が流れる（流動方向５１）。このように、ヒートポンプ循環路４の第１熱媒体３の循環方向は加熱時と冷却時では反転する。
【００１８】
（循環切替弁６）
循環切替弁６は四方弁である。四方弁は、４つの接続路Ａ、Ｂ、Ｃ、Ｄが接続されており、接続路Ａと接続路Ｂ、および接続路Ｃと接続路Ｄが流通している状態と、接続路Ａと接続路Ｃ、および接続路Ｂと接続路Ｄが流通している状態とを変更可能になっている。
【００１９】
（第１循環路１４）
蓄熱給湯空調機１００には、第１熱交換器１１と熱需要部４０としての空調熱交換器１２との間で第１ポンプ１３によって第２熱媒体１０が循環する第１循環路１４が形成されている。すなわち第１循環路１４は、第１熱交換器１１、蓄熱切替弁１９、空調熱交換器１２、第１ポンプ１３、第１熱交換器１１の経路である。第１循環路の往路１４ａは、第１熱交換器１１、蓄熱切替弁１９、空調熱交換器１２の経路である。第１循環路の復路１４ｂは、空調熱交換器１２、第１ポンプ１３、第１熱交換器１１の経路である。なお、空調熱交換器１２の用途は、第２熱媒体を熱源とした熱交換により室内空気を冷房または暖房することである。
【００２０】
（第２熱交換器１６と第２循環路２３）
第２熱交換器１６は、第２熱媒体１０と給湯水４２とを熱交換する。第１熱交換器１１から空調熱交換器１２へ第２熱媒体１０が流れる第１循環路の往路１４ａの途中から供給路１５が分岐し、供給路１５の他端は第２熱交換器１６へ接続されている。第２熱交換器１６には、供給路１５で供給された第２熱媒体１０が流出する側に排出路１７が接続されている。この排出路１７の他端は、空調熱交換器１２から第１熱交換器１１へ第２熱媒体１０が流れる第１循環路の復路１４ｂの途中に合流している。
（１）なお、第１熱交換器１１、第１循環路の往路１４ａの供給路１５に分岐前の部分、供給路１５、第２熱交換器１６、排出路１７、第１循環路の復路１４ｂの排出路１７へ合流後の部分、第１熱交換器１１の経路は、蓄熱槽２１へ給湯水４２を蓄熱する場合や、給湯先２５ａへ給湯水４２を給湯する際など、給湯水４２を加熱する際に第２熱媒体１０が流動する経路である。
（２）また第２熱交換器１６と蓄熱槽２１との間には、第２ポンプ２２によって給湯水４２が循環する第２循環路２３が形成されている。すなわち第２循環路２３は、第２熱交換器１６、蓄熱槽２１、第２ポンプ２２、第２熱交換器１６の経路である。第２循環路の往路２３ａは、第２熱交換器１６、蓄熱槽２１の経路である。第２循環路の復路２３ｂは、蓄熱槽２１、第２ポンプ２２、第２熱交換器１６の経路である。勿論、第２熱交換器１６では、第２熱媒体１０と給湯水４２とは熱交換するだけで混合されない構成である。
【００２１】
（蓄熱槽２１）
蓄熱槽２１は、所定量（たとえば２００リットル）の給湯水４２が常に収容されている。蓄熱槽２１には、槽内上部側から給湯水４２を流入したり流出したりするように第２循環路の往路２３ａが接続されている。また蓄熱槽２１には、槽内下部側から給湯水４２を流入したり流出したりするように第２循環路の復路２３ｂが接続されている。第２循環路の復路２３ｂの途中に給水路２４が、また第２循環路の往路２３ａの途中に給湯路２５が接続されている。そのため（所定量の給湯水を維持するため）、蓄熱槽２１から給湯水４２が給湯先２５ａへ第２循環路の往路２３ａの一部と給湯路２５とを通って給湯されるに応じて、給水源２４ａから給水路２４と第２循環路の復路２３ｂの一部を通って給湯水４２が蓄熱槽２１へ流入する。なお、給湯水４２が蓄熱槽２１へ流入する前提は、給水源２４ａに給水圧力が充分にあることであるが、給水源２４ａに充分な給水圧力が無い場合は、給水路２４の途上に給水用のポンプ（図示しない）を設けておけばよい。
【００２２】
（混合弁４３）
実施の形態１では、給湯路２５の途中に、給水路２４の途中から分岐された給水バイパス路４１が合流する位置に、混合切替部である混合弁４３が設けられている。混合弁４３は、三方弁かつ途中の任意の開度で停止できる調節弁である。混合弁４３は、給水バイパス路４１が合流する前の給湯路２５の給湯水４２と、給水バイパス路４１の給湯水４２とを任意の合流比率で合流させる。混合弁４３の合流比率を変えることで、給水バイパス路４１が合流する前の給湯路２５の給湯水４２の温度と給水バイパス路４１の給湯水４２の温度との間で任意の温度の給湯水４２を生成可能である。混合弁４３で合流された給湯水４２は、給水バイパス路４１が合流した後の給湯路２５へ流通させ、給湯先２５ａへ給湯される。なお、給湯先２５ａには給湯のための図示しない給湯弁が付いており、この給湯弁を開閉することで初めて給湯路２５の給湯水４２に流れが生じ、給湯路２５の図示しない流量センサや流量スイッチで給湯先２５ａへの給湯が必要かどうかを検知する。
【００２３】
（リターン路１８）
排出路１７の途中からはリターン路１８が分岐されており、リターン路１８の他端は、供給路１５へ分岐した位置（蓄熱切替弁１９の設置位置）と空調熱交換器１２との間の第１循環路の往路１４ａへ合流している。
【００２４】
（空調熱交換器１２）
空調熱交換器１２は、冷房あるいは暖房用の室内機に設けられている。空調熱交換器１２では、室内空気と、第１循環路１４を循環している第２熱媒体１０との間で熱が移動する。第２熱媒体１０が温熱を循環している場合は室内が暖房され、第２熱媒体１０が冷熱を循環している場合は室内が冷房される。室内空気を空調熱交換器１２に対して送風するファン（図示していない）を設けることで熱交換効率をより高くできる。空調熱交換器１２による冷暖房は、ファンなど設けずに、輻射によるだけのものであっても良い。
【００２５】
（第１ポンプ１３）
第１ポンプ１３は、第１循環路の復路１４ｂに排出路１７が合流する位置と、第１熱交換器１１との間に設けられている。第１ポンプ１３は、第１循環路の往路１４ａと第１循環路の復路１４ｂとによって熱需要運転である空調熱交換器１２での空調運転（暖房運転または冷房運転）時に第１熱交換器１１と空調熱交換器１２との間で第２熱媒体１０を循環する役割を持つ。また、第１ポンプ１３は、供給路１５、第２熱交換器１６、排出路１７の経路において、蓄熱運転時や給湯運転時など、第２熱交換器１６を流通する給湯水４２を加熱する運転時に、第１熱交換器１１と第２熱交換器１６との間で第２熱媒体１０を循環させる。なお、第１ポンプ１３は、回転数を可変に調節することができ、第１熱交換器１１を流通する第２熱媒体１０の流量を変更できるようになっている。
【００２６】
（第１切替部）
実施の形態１では、第１切替部として、第１循環路の往路１４ａから供給路１５へ分岐する部分に、三方弁である蓄熱切替弁１９が設けられている。三方弁は、３つの接続路Ａ、Ｂ、Ｃが接続されており、接続路Ａと接続路Ｂとを流通させるか、接続路Ａと接続路Ｃとを流通させるか、を変更する。また三方弁は一方向の流通が全開となれば、他方向の流通は全閉となるように、２方向の流通量が排他的に変更される。蓄熱切替弁１９は、供給路１５へ分岐する第２熱媒体１０の流通量と、供給路１５に分岐されずに第１循環路の往路１４ａへ流通する第２熱媒体１０の流通量とを排他的に変更できるようになっている。
【００２７】
（第２切替部）
また第２切替部として、排出路１７からリターン路１８が分岐する部分に三方弁である排熱切替弁２０が設けられている。排熱切替弁２０は、第２熱交換器１６から第１循環路の復路１４ｂへ合流する第２熱媒体１０の流通量と、リターン路１８で第１循環路の往路１４ａへ合流する第２熱媒体１０の流通量とを排他的に変更できるようになっている。
【００２８】
（動作）
次に、種々の運転（蓄熱運転、給湯運転、熱需要運転である「暖房運転、あるいは冷房運転」の単独または組み合わせ）状態における、蓄熱切替弁１９、排熱切替弁２０、混合弁４３、第１ポンプ１３、第２ポンプ２２などの稼働部の切り替え制御または流量制御（あるいは回転数制御）に基づく第２熱媒体１０と給湯水４２の流れを説明する。ここで蓄熱運転とは、蓄熱槽２１に収容された給湯水に所定の熱量を蓄えるために第２熱交換器１６において第２熱媒体１０と給湯水４２との熱交換によって給湯水を加熱する運転である。また、給湯運転とは、給湯先２５ａへ給湯水４２を指定された（要求された）給湯温度で供給する運転である。蓄熱切替弁１９、排熱切替弁２０、混合弁４３、第１ポンプ１３、第２ポンプ２２は、運転状態に合わせて連動または非連動で作動するが、制御装置５０によってこれらを制御するのは下記のとおりである。なお、運転状態が切り替わった直後や蓄熱量や給湯量などに変動が生じた場合、あるいは稼働部の制御動作などにより流量、温度などは過渡的には変動するが、下記では主に定常状態での動作を記載している。
【００２９】
（図２の動作：蓄熱運転時）
図２は蓄熱運転時の第２熱媒体１０と給湯水４２の流れを示す図である。図中、破線の流動経路６１（左側の破線のループ）が蓄熱運転時の第２熱媒体１０の流れを、また破線の流動経路７１（右側の破線のループ）が蓄熱運転時の給湯水４２の流れを示している。
【００３０】
図１と、蓄熱運転時を示す図２を参照して以下説明する。蓄熱運転時には、蓄熱切替弁１９が供給路１５側へ全開、かつ、排熱切替弁２０が第１循環路の復路１４ｂ側へ全開となる。このとき第１熱交換器１１で加熱された第２熱媒体１０は、蓄熱切替弁１９で流動方向５２ｂへ全量が流れ、第２熱交換器１６へ供給される。第２熱交換器１６で給湯水４２と熱交換して冷却された第２熱媒体１０は、排出路１７へ排出され、排熱切替弁２０で流動方向５３ｂへ全量が流れ、第１循環路の復路１４ｂに合流して第１熱交換器１１へ再び戻される。
【００３１】
また、第２熱交換器１６の給湯水４２側では、第２循環路２３により蓄熱槽２１と第２熱交換器１６との間で、給湯水４２が第２ポンプ２２によって循環している。第２熱交換器１６で第２熱媒体１０と熱交換して加熱された給湯水４２は、流動方向５７ｂへ全量が流れ、蓄熱槽２１の上部側へ流入する。蓄熱槽２１の下部側から排出された給湯水４２は、流動方向５６ｂへ全量が流れ、第２熱交換器１６へ再び戻される。この動作の結果、加熱された給湯水４２が、蓄熱槽２１の上部から徐々に置き換わりながら蓄熱される。このような蓄熱方法を、温度成層蓄熱という。
【００３２】
また、効率よく温度成層蓄熱するには、蓄熱槽２１の上部側から流入する給湯水４２の温度を一定の高温（蓄熱温度、たとえば６０℃）へ維持することが必要である。第２ポンプ２２の回転数を変更して、第２熱交換器１６を流通する給湯水４２の流量を変更することで、第２熱交換器１６での交換熱量に合わせることができ、蓄熱槽２１へ流入する給湯水４２の温度を一定に制御している。
【００３３】
一方、第２熱交換器１６の第２熱媒体１０側では、第１ポンプ１３の回転数を変更して、第２熱交換器１６を流通する第２熱媒体１０の流量を変更することで、第１熱交換器１１での交換熱量に合わせることができ、第２熱交換器１６へ流入する第２熱媒体１０の温度を、上記蓄熱温度よりも若干高い温度である第１温度（たとえば６３℃）へ制御している。なお、第１熱交換器１１での交換熱量自体は、圧縮機５の周波数を操作してヒートポンプ循環路４の第１熱媒体３の流量を増減することで操作される。
【００３４】
即ち、制御装置５０は、熱需要部４０または第２熱交換器１６の少なくとも何れか一方で必要となる必要熱量に応じてヒートポンプ２で生成される供給熱量を調節するとともに、給湯水４２を蓄熱温度とする蓄熱運転時は、第１ポンプ１３の回転数の変更、第２ポンプ２２の回転数の変更、および第１切替部である蓄熱切替弁１９の流通の変更によって、第１熱交換器１１から流出する第２熱媒体１０の温度を所定の蓄熱温度（前述の６０℃）より高い第１温度（前述の６３℃）へ調整し、および第２熱交換器１６から流出する給湯水４２の温度を蓄熱温度（６０℃）へ調節する。
【００３５】
熱量と温度と流量の関係について以下説明する。第１熱交換器１１において、ヒートポンプ２からの供給熱量がＱ、第２熱媒体１０の入出の温度がＴｉ、Ｔｏ、第２熱媒体１０の比熱がｃ、流量がＦであるとき、定常時には、Ｑ＝Ｆ・ｃ・（Ｔｏ−Ｔｉ）の関係になる。Ｔｉは負荷（熱需要部４０や第２熱交換器１６）から戻ってくる第２熱媒体１０の成り行きの温度であり、負荷熱量をｑとすれば、同様にｑ＝Ｆ・ｃ・（Ｔｏ−Ｔｉ）の関係となる。定常状態になれば、Ｑ＝ｑである。Ｆが一定であれば、負荷から戻ってくる成り行きの温度Ｔｉに合わせて、上記関係式が満たされるようになるまでＴｏが増減されることになり、Ｔｏを一定に維持することはできない。
【００３６】
たとえば、Ｆが一定であるとき、給水源の温度が下がって第２熱交換器１６へ流入する給湯水４２の温度が下がる（ｑ＞Ｑの状態）などの負荷変動でＴｉが低くなれば、Ｔｏも同時に下がることになり、第２熱交換器１６において給湯水４２を蓄熱温度まで昇温できなくなりかねない。逆に負荷変動（ｑ＜Ｑの状態）でＴｉが高くなれば、合わせてＴｏが上がることになり、第１熱交換器１１から流出される第１熱媒体３の温度も上がり、凝縮温度が上がることでヒートポンプの効率は低下することになる。それに対して、本実施の形態１では、流量Ｆを変更してＴｏを一定になるように制御しているので、負荷変動でＴｉが低くなっても、Ｆを減少させることで、ＱおよびＴｏを一定に維持できる。また負荷変動でＴｉが高くなっても、Ｆを増加させることで、ＱおよびＴｏを一定に維持できる。すなわち流量Ｆを変更することで、第２熱媒体１０を第１温度に制御して維持しながら、第１熱交換器１１での交換熱量をヒートポンプ２からの供給熱量Ｑに常時合わせることができる。
【００３７】
なお、温度Ｔｏを制御する方法としては、供給熱量Ｑそのものを増減することによる方法もあるが、この方法では第１熱交換器１１での熱交換を介し間接的であり、熱容量も大きくなるので、Ｆを増減する方が温度変化の応答性は高い。またＦが一定であるとき、ｑ＜Ｑの状態では、Ｔｉが上昇し、その結果Ｔｏも上昇し、第１熱交換器１１での平均的な第２熱媒体１０の温度も上昇するので、第１熱媒体３の凝縮温度も上がらざるを得なくなる。一方、本実施の形態１のように、Ｆを増加することでＴｏを維持するようにすると、Ｔｉは上昇したとしてもＴｏは変化しないので、第１熱交換器１１での平均的な第２熱媒体１０の温度は上記よりは上昇しない。そのため、第１熱媒体３の凝縮温度の上昇も上記よりは少なくなり、その結果圧縮機５の効率低下を抑制できる。
【００３８】
なお、上述した熱量と温度と流量の関係は、蓄熱運転時だけでなく、後述する熱需要運転（暖房運転や冷房運転）時においても同様に成立するものである。
【００３９】
（図３の動作：蓄熱運転＋給湯運転）
図３は蓄熱運転時の第２熱媒体１０と蓄熱運転中に給湯運転時の給湯水４２の流れを示す図である。図中、破線の流動経路６１が、蓄熱運転時の第２熱媒体１０の流れを示し、また破線の流動経路７２が、蓄熱運転中の給湯運転時の給湯水４２の流れを示す。図１と図３とを参照して以下説明する。蓄熱運転中における給湯運転時は、第２熱交換器１６の第２熱媒体１０側の流れは、蓄熱運転時と同じである（左側の破線のループ）。一方、給湯先２５ａへの給湯は、給水バイパス路４１を通った給水源２４ａからの低温（たとえば２０℃）の給湯水４２（流動方向５５ｂ、５８ｂ）と、第２熱交換器１６で第２熱媒体１０と熱交換して加熱された（流動方向５７ａ）、あるいは蓄熱槽２１に蓄熱された（流動方向５７ｃ）、高温（たとえば６０℃）の給湯水４２（流動方向５８ａ）と、を混合弁４３により比率を調節して混合して、給湯用の所望の温度である給湯温度（たとえば４０℃）にして給水バイパス路４１が合流後の給湯路２５を通って給湯先２５ａへ給湯される。このとき、給湯水４２側の流れには、下記２つの場合がある。
【００４０】
（１）給湯先２５ａへ給湯される流動方向５８ａの給湯水４２の流量Ａが、第２熱媒体１０との熱交換で加熱されて第２熱交換器１６から流出する給湯水４２の流量Ｂより少ない場合である。その流量差（Ｂ−Ａ）の給水バイパス路４１が流動方向５７ｂへ流れ、蓄熱槽２１へ流入する。すなわちこの場合には、蓄熱槽２１へ蓄熱しながら給湯することが可能となる。一方、蓄熱槽２１へ流入する給湯水４２と同量が蓄熱槽２１から押し出されて流出し（流動方向５６ｂ）、また、流動方向５７ａへ流れている給湯水４２の流量と同量が、給水路２４から第２循環路の復路２３ｂへ合流する（流動方向５６ａ）。このとき、流動方向５７ｃ、５６ｃの給湯水４２の流量は０である。また流動方向５７ａと流動方向５８ａの給湯水４２の流量は等しい。
（２）給湯先２５ａへ給湯される流動方向５８ａの給湯水４２の流量Ａが、第２熱媒体１０との熱交換で加熱されて第２熱交換器１６から流出する給湯水４２の流量Ｂより多い場合である。その流量差（Ａ−Ｂ）の給湯水４２が蓄熱槽２１から流出し（流動方向５７ｃ）、徐々に蓄熱槽２１の蓄熱分が減っていく。一方、蓄熱槽２１から流出する給湯水４２と同量が給水路２４から第２循環路の復路２３ｂに合流して蓄熱槽２１へ流入し（流動方向５６ｃ）、また、流動方向５７ａへ流れている給湯水４２の流量と同量が、給水路２４から第２循環路の復路２３ｂへ合流して第２熱交換器１６へ供給される（流動方向５６ａ）。このとき、流動方向５７ｂ、５６ｂの給湯水４２の流量は０で、流動方向５７ａと５７ｃと、あるいは５６ａと５６ｃとを加算した流量が、流動方向５８ａの給湯水４２の流量と等しい。すなわちこの場合には、給湯運転における蓄熱槽２１に蓄熱された給湯水の減少は、第２熱交換器１６で加熱される給湯水４２の分だけ少なくて済む。
【００４１】
（図４の動作：蓄熱運転＋暖房運転）
図４は、蓄熱運転中に暖房運転時の第２熱媒体１０の流れと、蓄熱運転時の給湯水４２の流れを示す図である。図中、破線の流動経路６２（外側のループ）が蓄熱運転中に暖房運転時の第２熱媒体１０の流れを示し、破線の流動経路７１（内側のループ）が蓄熱運転時の給湯水４２の流れを示す。図１と図４を参照して以下説明する。第２熱交換器１６の給湯水４２側の流れは、図２における蓄熱運転時と同じである。蓄熱運転中の暖房運転時は、蓄熱切替弁１９が供給路１５側へ全開、排熱切替弁２０がリターン路１８側へ全開となる。第１熱交換器１１で蓄熱運転時の温度（たとえば６３℃）まで加熱された第２熱媒体１０は、全量が第２熱交換器１６へ供給され（流動方向５２ｂ）、第２熱媒体１０との熱交換で給湯水４２を蓄熱する温度（たとえば６０℃）まで加熱して蓄熱槽２１へ蓄熱する蓄熱運転がなされる。同時に、第２熱交換器１６から排出された第２熱媒体１０は、給湯水４２と熱交換した結果、蓄熱運転時の温度（たとえば６３℃）からは低下しているが、暖房には可能な温度（たとえば３５℃）を維持する様にし、全量が空調熱交換器１２へ供給され（流動方向５３ｃ、５２ｃ）、空調熱交換器１２で暖房運転となる。空調熱交換器１２から排出され、第１循環路の復路１４ｂを通って第１熱交換器１１に戻る第２熱媒体１０の温度は、たとえば２５℃程度となる。
【００４２】
上記のように安定した温度状態になっているときに、たとえば暖房運転時に室温が低下し、暖房能力を上げたいときには、圧縮機５の周波数を増加するなどでヒートポンプ循環路４の流量を増加すると、すなわちヒートポンプ２での外気熱交換器９から第１熱交換器１１への移動熱量が増加し、第１熱交換器１１での第２熱媒体１０への移動熱量を増加することになる。このとき、第１熱交換器１１から排出される第２熱媒体１０の温度は蓄熱用の第１温度に維持されるので、第１熱交換器１１へ流入する第２熱媒体１０の温度（戻り温度）が同じであれば、流量が増加することで熱量が増加する。第１熱交換器１１での第２熱媒体１０への移動熱量が増加した一部は、第２熱交換器１６での給湯水４２への移動熱量（要するに蓄熱用）として増加するが、残りは第２熱交換器１６から排出される第２熱媒体１０の温度を上げるために用いられ、その結果、暖房能力が増加することになる。一方、逆の作用により、暖房運転時に室温が高いときには、圧縮機５の周波数を下げることで暖房能力を下げることができる。以上のように、圧縮機５の周波数の増減で、蓄熱運転をしながらでも、熱需要運転の暖房能力を増減することができる。
【００４３】
（図５の動作：蓄熱運転＋暖房運転＋給湯運転）
図５は蓄熱運転中に暖房運転時の第２熱媒体１０の流れと、蓄熱運転中に給湯運転時の給湯水４２の流れを示す図である。図中、破線の流動経路６２が蓄熱運転中に暖房運転時の第２熱媒体１０の流れを示し、破線の流動経路７２が蓄熱運転中に給湯運転時の給湯水４２の流れを示している。蓄熱運転中の暖房運転時の第２熱媒体１０側の流れは図４と同じであり、蓄熱運転中の給湯運転時の給湯水４２側の流れは図３と同じである。ただし暖房運転に廻す熱を確保するために、図４の動作で説明したのと同様に、第２熱交換器１６から排出された第２熱媒体１０の温度を暖房用の温度に維持することが必要である。その一つの方法として、第２熱交換器１６での給湯水４２への移動熱量を減少する運転を行った場合、第２熱交換器１６から流出する給湯水４２の流量が減少するので、その分、図３の動作の場合より、蓄熱槽２１へ蓄熱される（流動方向５７ｂの）給湯水４２が減るか、蓄熱槽２１から給湯用に排出される（流動方向５７ｃの）給湯水４２が増大する。
【００４４】
（図６の動作：冷房運転＋給湯運転）
図６は冷房運転時の第２熱媒体１０の流れと、冷房運転中に給湯運転時の給湯水４２の流れを示す図である。図中、破線の流動経路６３が冷房運転時の第２熱媒体１０の流れを示し、破線の流動経路７３が冷房運転中に給湯運転時の給湯水４２の流れを示している。図１と図６を参照して冷房運転と冷房運転中の給湯運転について以下説明する。
【００４５】
冷房運転時、蓄熱切替弁１９は供給路１５側へ全閉となっていて、排熱切替弁２０は第１循環路の復路１４ｂへ合流する側へ全開か、リターン路１８側へ全開になっていれば良く、中途の開度状態でなければ良い。冷房運転時は、ヒートポンプ循環路４を第１熱媒体３が流動方向５１の逆方向へ流れ、第１熱交換器１１から外気熱交換器９を通して外気へと熱移動し、第２熱媒体１０が熱交換によって第１熱交換器１１で冷却される運転となる。第１熱交換器１１で冷却され低温（たとえば１０℃）になった第２熱媒体１０は、空調熱交換器１２へ供給され、空調熱交換器１２で室内の空気を冷却する冷房運転となる。なお、第１ポンプ１３は暖房運転とは逆方向に回転することで、流動経路６３で第２熱媒体１０を循環する。冷房する部屋の室温により第２熱媒体１０の冷房運転時の温度を可変に変えるようにしてより高温で運転するようにするとヒートポンプ２の効率が向上する。
【００４６】
図６の冷房運転中の給湯運転時の流動経路７３では、以下の様である。すなわち、第２ポンプ２２によって第２熱交換器１６を通過した給水路２４からの低温（たとえば２０℃）の給湯水４２と、蓄熱槽２１から流出する（流動方向５７ｃ）蓄熱されている温度（たとえば６０℃）での給湯水４２とが混合されて所望の給湯温度（たとえば４０℃）の給湯水４２となって給湯先２５ａへ流動経路５７ａ、５８ａにより給湯される。このとき、混合弁４３は、給水バイパス路４１側に対して全閉となっている。また、流動経路５７ｃで蓄熱槽２１から流出する給湯水４２の分だけ、流動経路５６ｃにより給水源２４ａから蓄熱槽２１へ給湯水４２が補充される。また蓄熱槽２１から流出する高温（たとえば６０℃）の給湯水４２と第２熱交換器１６を通過する低温（たとえば２０℃）の給湯水との混合比率は、第２ポンプ２２の回転数により変更され、混合後の温度を調節できる。なお、流動経路７３ではなく、給水バイパス路４１からの低温（たとえば２０℃）の給湯水４２と蓄熱槽２１から流出する高温（たとえば６０℃）の給湯水４２とを、混合弁４３開度調節で所望の比率で混合して所望の給湯温度（たとえば４０℃）で給湯先２５ａへ給湯する様にすることも可能である。このとき、第２ポンプ２２は動作させる必要はない。また流動経路５７ｃで蓄熱槽２１から流出する給湯水４２の分だけ、流動経路５６ｃにより給水源２４ａから蓄熱槽２１へ給湯水４２が補充される。
【００４７】
また、上記では冷房運転時の第２熱媒体１０の流れを流動経路６３で示しているが、給湯運転の無い暖房運転時は、第２熱媒体１０の流れは流動経路６３の逆方向へ流れ、第１熱媒体３は流動方向５１へ流れる。その結果、第１熱媒体３との熱交換により第１熱交換器１１で加熱された第２熱媒体１０が、空調熱交換器１２へ供給され、室内の暖房運転となる。
【００４８】
（図７の動作：暖房運転＋給湯運転）
図７は暖房運転中に給湯運転時の第２熱媒体１０と給湯水４２の流れを示す図である。図中、破線の流動経路６４が暖房運転中の給湯運転時の第２熱媒体１０の流れを示し、破線の流動経路７４が暖房運転中の給湯運転時の給湯水４２の流れを示している。図１と図７を参照して以下説明する。暖房運転中に給湯運転時には、蓄熱切替弁１９は供給路１５側へ全開となっていて、排熱切替弁２０はリターン路１８側へ全開になっている。暖房運転中に給湯運転時には、図５における第２熱媒体１０側の動作と同じであるが、図７では暖房運転であるため、図５の蓄熱運転時の第１温度（たとえば６３℃）より低い第２温度（たとえば３５℃）で第２熱媒体１０が第１熱交換器１１で加熱されている。そのため、第２熱媒体１０との熱交換により第２熱交換器１６で加熱される給湯水４２は、蓄熱温度（たとえば６０℃）まで高くできず、温度成層蓄熱できないので、蓄熱槽２１へは流入しないようにする。そのため、混合弁４３は流動方向５８ａ側へ全開にし、第２ポンプ２２の回転数を調節することにより第２熱交換器１６を通過する給湯水４２の流量を変更して、第２熱交換器１６を通過する給湯水４２と蓄熱槽２１から流出する給湯水４２との合流比率を変更して、所望の給湯温度（たとえば４０℃）を生成するように運転する。蓄熱運転時とは違い、第２熱交換器１６から流出する給湯水４２の温度は無制御である。第２熱交換器１６から流出する給湯水４２の温度は、第２熱交換器１６での第２熱媒体１０との熱交換で少しでも高温化されるので、その分だけ、蓄熱槽２１から流出する給湯水４２を抑制でき、蓄熱槽２１に蓄熱された給湯水４２の減少を抑制できる。また、第２熱交換器を流通する給湯水が加熱されて給湯先へ供給される分、蓄熱槽から給湯先へ供給される給湯水の供給が減り、蓄熱量の減少が抑制されるので、蓄熱槽をより一層小型化し易い。また、第１熱交換器１１から流出する第２熱媒体１０が、熱需要運転時（暖房運転時）は蓄熱運転時の第１温度より低い第２温度で生成されるので、第１熱交換器１１での第１熱媒体３の凝縮温度は低くなり、ヒートポンプ２の効率を高く運転できる。
【００４９】
（制御）
以上における制御について一例を下記記載する。
（給湯温度制御）
暖房運転中の給湯運転時は、混合弁４３は給水バイパス路４１から給湯先２５ａへの給湯路２５へ流通する側を全閉にし、第２ポンプ２２の回転数を操作することで、給湯先２５ａへ給湯する給湯水４２の温度（たとえば給水バイパス路４１が合流前または合流後の給湯路２５の給湯水４２の温度）を給湯温度（たとえば４０℃）へ制御する。蓄熱運転中の給湯運転時は、混合弁４３の開度を操作することで、給湯先２５ａへ給湯する給湯水４２の温度（たとえば給水バイパス路４１が合流後の給湯路２５の給湯水４２の温度）を給湯温度（たとえば４０℃）へ制御する。冷房運転中の給湯運転時または給湯運転だけの場合、上記何れの制御でも構わない。
【００５０】
（蓄熱温度制御）
蓄熱運転時は、第２ポンプ２２の回転数を操作することで、第２熱交換器１６から流出する給湯水４２の温度を蓄熱温度（たとえば６０℃）へ制御する。また第１ポンプ１３の回転数を操作することで、第２熱交換器１６へ流入する第２熱媒体１０の温度を給湯水４２の蓄熱温度（たとえば６０℃）より高い蓄熱運転時の第１温度（たとえば６３℃）へ制御する。このとき、ヒートポンプ２へ要求する熱負荷（外気熱交換器９で外気と出入りする熱量）は固定、あるいは蓄熱槽２１の蓄熱量に応じてヒートポンプ２へ要求する熱負荷を操作するようにすればよい。ヒートポンプ２へ要求する熱負荷の代わりに、圧縮機５の周波数を操作するようにしてもよい。
【００５１】
（暖房温度制御）
暖房運転だけの場合は、第１ポンプ１３の回転数を操作することで、空調熱交換器１２へ流入する第２熱媒体１０の温度を蓄熱運転時の第１温度より低い暖房設定温度である第２温度（たとえば３５℃）へ制御する。またヒートポンプ２へ要求する熱負荷を操作することで、熱需要部４０の室温を室温設定温度（たとえば２０℃）へ制御する。ヒートポンプ２へ要求する熱負荷の代わりに、圧縮機５の周波数を操作するようにしてもよい。なお、ヒートポンプ２の熱負荷Ａ（圧縮機５の周波数から算出しても良い）は、暖房設定温度Ｂと、第１熱交換器１１へ流入する第２熱媒体１０の温度Ｃと、第１熱交換器を流通する第２熱媒体の流量Ｄ（第１ポンプ１３の回転数から算出しても良い）とから、Ａ＝（Ｂ−Ｃ）×Ｄの関係式として考え、ヒートポンプ２へ要求する熱負荷Ａ’をＡとしてこの関係式から暖房設定温度Ｂを逆算するなどの方法で、暖房設定温度を可変に操作するようにしても良い。
【００５２】
蓄熱運転中の暖房運転時は、第１ポンプ１３の回転数を操作することで、第２熱交換器１６へ流入する第２熱媒体１０の温度を蓄熱運転時の設定温度である蓄熱温度（たとえば６３℃）へ制御する。第２熱交換器１６から流出する第２熱媒体１０は、そのまま空調熱交換器１２へ供給され、温度は成り行きである。この状態で、上記暖房運転時と同様に、ヒートポンプ２の熱負荷を操作することで、熱需要部４０の室温を室温設定温度（たとえば２０℃）へ制御する。
【００５３】
（冷房温度制御）
冷房温度制御は、冷房運転だけの場合、あるいは冷房運転中の給湯運転時に行われる制御である。冷房温度制御は、制御偏差（制御設定値と実測値との差）に対する、稼働部の動作方向が、暖房運転だけの場合と逆になるだけで、基本的な動作は暖房運転だけの場合と同じである。
【００５４】
（実施の形態１の効果）
（１）実施の形態１の蓄熱給湯空調機１００は、以上のように構成したので、第１熱交換器１１から流出する第２熱媒体１０を流量変更により温度調節するので、応答性良く温度を維持できる。
（２）また、少なくとも暖房運転時は高温側の第１熱交換器１１の第２熱媒体１０の温度は第１温度や第２温度などの所定値に制御され、流量を変更して熱交換量を確保しているので、第１熱交換器１１の第２熱媒体１０の入出の温度差が熱交換性能を含む種々の運転条件に応じて可能な限り大きく確保され、流量変更により温度を制御しない場合に比べて、第１熱交換器１１での第１熱媒体３の凝縮温度は低くなり、ヒートポンプ２の効率が向上する。
（３）また、熱需要部４０へ供給する第２熱媒体１０において、温熱供給時（暖房運転時）の第２温度は、蓄熱槽２１への蓄熱運転時の第１温度より低温で良いので、その結果、第１熱媒体３の凝縮温度をより低下させた運転ができ、ヒートポンプ２の効率がより向上する。
（４）また、給湯水４２および第２熱媒体１０が蓄熱運転時の温度（蓄熱温度および第１温度）に達しないことによる無駄が抑制され、蓄熱槽２１への温度成層による効率良い蓄熱が可能となり、有効な蓄熱量が増加する上、蓄熱槽２１は給湯専用であるので過剰な大きさを確保せずとも良く、小型化できる。
（５）また、熱需要部４０への熱供給と給湯とが同時に可能となり、特に熱需要部４０への冷熱供給（冷房運転）と給湯とが同時に可能となり、利便性が向上する。
（６）リターン路１８を通ってさらに熱需要部４０を通るので、第１熱交換器１１へ戻る第２熱媒体１０の温度および第１熱交換器１１の出口での第１熱媒体３の温度をリターン路が無い場合に比べてより低下でき、第１熱交換器１１での第１熱媒体３の凝縮温度は低くなり、ヒートポンプ２の効率が向上する。また蓄熱槽２１への蓄熱と熱需要部４０への温熱供給（暖房運転）とが同時にでき、利便性が高くなる。
（７）給湯運転時に蓄熱槽２１から給湯するだけでなく、第２熱交換器１６を流通する給湯水４２が加熱されて給湯先２５ａへ供給されるように構成したので、蓄熱槽２１から給湯先２５ａへ供給される給湯水４２の供給が減り、蓄熱量の減少が抑制され、蓄熱量を大きく確保せずともよく、蓄熱槽２１をより一層小型化し易い。
【００５５】
以下に実施の形態１の変形例を示す。
（第２熱媒体１０）
実施の形態１では、第２熱媒体１０は不凍液としたが、凍結しないように温度の管理を必要とするが、水であってもよい。
【００５６】
（リターン路１８および排熱切替弁２０）
実施の形態１では、リターン路１８および排熱切替弁２０を備えた形態で示したが、それらは備えていなくても良い。少なくともリターン路１８を設けたことによる効果、たとえば蓄熱運転と暖房運転とを同時にして第１熱交換器１１での第２熱媒体１０の入出温度差をより拡大してヒートポンプ２を効率よく運転できる効果や利便性が向上するなどの効果は限定されるが、それ以外の効果は同様に得られる。
【００５７】
（第２熱媒体１０の流通方向）
この実施の形態１では、第１循環路１４を循環する第２熱媒体１０の流通方向は、第１熱交換器１１で第２熱媒体１０を冷却する場合と加熱する場合とでは逆である場合で示した。しかし、加熱される場合（暖房運転）と冷却される場合（冷房運転）とは同一方向へ循環するようにしても良い。そのようにするために、運転状態に関わらず第１ポンプ１３は同一方向へ回転させ、第１循環路の往路１４ａから第１循環路の復路１４ｂへ、第１循環路の復路１４ｂから第１循環路の往路１４ａへクロスする図示しない配管と弁とを設ける。そして熱需要部である空調熱交換器１２へ第２熱媒体１０を供給する方向は冷房運転時と暖房運転時とで変えないようにしていても良い。
【００５８】
（熱需要部４０）
熱需要部４０は、蓄熱運転より低温で良い第２熱媒体１０で供給できるものであれば、室内を空調するための空調熱交換器１２でなくとも良い。たとえば、浴槽水を溜めた入浴のための浴槽と、第１熱交換器１１で加熱された第２熱媒体１０が流通する追焚熱交換器と、浴槽と追焚熱交換器との間で浴槽水を循環する追焚循環路とを備え、追焚熱交換器へ流入する（たとえば５０℃の）第２熱媒体１０との熱交換で浴槽水を（たとえば４５℃へ）加熱して、冷えた浴槽内の浴槽水を（たとえば４２℃へ）加熱できる様なものを熱需要部４０としても良い。勿論、追焚熱交換器と空調熱交換器１２とを両方備え、暖房運転と追焚運転とを何れか一方あるいは両方同時にすることも可能である。
【００５９】
（空調熱交換器１２）
また空調熱交換器１２は、第１循環路の往路１４ａから分岐され、第１循環路の復路１４ｂに合流する構成で、複数が並列に設けられていても良い。また、熱需要部４０に空調熱交換器１２複数が直列に設けられていても良い。また熱需要部４０としては、空調熱交換器１２だけでなく、床面から室内の空気を暖める、いわゆる床暖房であっても良い。
【００６０】
（第１切替部）
また第１切替部は、蓄熱切替弁１９のように供給路１５へ分岐する部分に設けた三方弁ではなくても良い。例えば供給路１５へ分岐後リターン路１８が合流する迄の間の第１循環路の往路１４ａに設けた弁と、供給路１５か排出路１７かの何れか一方の途中に設けた弁との、２つの弁に分けて構成しても良い。
【００６１】
また三方弁も含めて何れの弁も、流通方向に対して開か閉かの２位置の開閉弁であっても良いが、途中の開度で停止できる調節弁であればなお良い。このようにすると弁の開度を個別に独立して変更（調整）できるので流通量の排他性はなく、三方弁である場合よりも広範囲に流通量を変更することができる。調節弁の場合、連続的に開度を切り替えられ、開閉するだけの場合に比べて圧力変動を少なくでき、弁やポンプへのストレスを軽減して使用寿命が延び、また運転状態を切り替える場合の温度変動を少なく、不快感が少なく、また制御対象を操作している場合の制御変動を少なくできる。
【００６２】
（第２切替部）
また第２切替部も第１切替部と同様に、排熱切替弁２０のようにリターン路１８へ分岐する部分に設けた三方弁ではなくても良い。例えば、リターン路１８に設けた弁と、リターン路１８に分岐後の排出路１７に設けた弁と、の２つの弁に分けて備えても良い。また三方弁も含めて何れの弁も、流通方向に対して開か閉かの２位置の開閉弁であっても良いが、途中の開度で停止できる調節弁であればなお良い。このようにすると弁の開度を個別に独立して変更（調整）できるので流通量の排他性はなく、三方弁である場合よりも広範囲に流通量を変更することができる。調節弁の場合、連続的に開度を切り替えられ、開閉するだけの場合に比べて圧力変動を少なくでき、弁やポンプへのストレスを軽減して使用寿命が延び、また運転状態を切り替える場合の温度変動を少なく、不快感が少なく、また制御対象を操作している場合の制御変動を少なくできる。また、第１切替部と第２切替部とがともに２つの弁に分けて備えている場合、排出路１７に設ける弁は第１切替部と第２切替部とで共用していても良い。
【００６３】
（図８の動作：暖房運転＋給湯運転）
図８は、蓄熱切替弁１９に途中の開度で停止できる調節弁を用いた場合における、暖房運転中に給湯運転時の動作である図７の別案である。図８は、暖房運転中に給湯運転時の第２熱媒体１０と給湯水４２の流れを示す図である。図中、破線の流動経路６５が暖房運転中の給湯運転時の第２熱媒体１０の流れを示し、破線の流動経路７４が暖房運転中の給湯運転時の給湯水４２の流れを示している。図１と図８を参照して以下説明する。給湯水４２側の流動経路７４は、図５と同じであり説明は省略する。
【００６４】
排熱切替弁２０はリターン路１８側へ全閉、蓄熱切替弁１９は、途中の開度に調整しておくことで、第１熱交換器１１で加熱された第２熱媒体１０が、暖房するための空調熱交換器１２（流動経路５２ａ）と、給湯水４２を加熱するための第２熱交換器１６（流動経路５２ｂ）との両方へ暖房運転の温度（たとえば３５℃）で供給される。
【００６５】
このようにしても、給湯先２５ａへの給湯運転は図７の動作と同様に可能である。ただし、図７のように第２熱媒体１０の全量を第２熱交換器１６へ供給できないので、給湯水４２を加熱する能力、すなわち給湯を補助する能力が減り、給湯するために蓄熱槽２１から流出する給湯水４２（流動経路５７ｃ）の流量は増加することになる。一方、図７の場合には、第２熱交換器１６へ流入する給湯水４２と熱交換され、第２熱交換器１６から排出される第２熱媒体１０の温度が下がりすぎる可能性があった。その結果、室温との温度差を採れず、空調熱交換器１２で暖房できなくなる可能性があった。図８のようにすることで、暖房運転の温度（たとえば３５℃）で確実に空調熱交換器１２へ第２熱媒体１０を供給でき、蓄熱切替弁１９で分流された分、暖房能力は減ったとしても、確実に暖房継続できる、という効果がある。
【００６６】
（図９の動作：蓄熱運転＋暖房運転＋給湯運転）
図９は、蓄熱切替弁１９に途中の開度で停止できる調節弁を用いた場合における、蓄熱運転中に暖房運転しながら給湯運転する際の動作である図５の別案である。図９は、蓄熱運転中に暖房運転時の第２熱媒体１０と、蓄熱運転中に給湯運転時の給湯水４２の流れを示す図である。図中、破線の流動経路６６が蓄熱運転中の暖房運転時の第２熱媒体１０の流れを示し、破線の流動経路７２が蓄熱運転中の給湯運転時の給湯水４２の流れを示している。図１と図９を参照して以下説明する。給湯水４２側の流動経路７２は、図５と同じであり説明は省略する。
【００６７】
蓄熱切替弁１９を途中の開度に調整すると、第１熱交換器１１で加熱された第２熱媒体１０が、暖房するための空調熱交換器１２（流動経路５２ａ）と給湯水４２を加熱するための第２熱交換器１６（流動経路５２ｂ）との両方へ蓄熱運転の温度（たとえば６３℃）で供給される。また蓄熱切替弁１９は、リターン路１８側（流動経路５３ｃ）へ全開となっている。このようになっていると、第２熱交換器１６へ流入する給湯水４２との熱交換で第２熱交換器１６で冷却され（たとえば３０℃）、第２熱交換器１６から流出し、リターン路１８を通った第２熱媒体１０（流動経路５３ｃ、５２ｃ）は、蓄熱切替弁１９で第１循環路の往路１４ａ側に分流された（流動方向５２ａ）、蓄熱運転の温度（たとえば６３℃）の第２熱媒体１０と蓄熱切替弁１９によって流量比率が調整されて合流し、暖房運転の温度（たとえば３５℃）にして、空調熱交換器１２へ供給される。
【００６８】
このようにしても、給湯運転や蓄熱運転は図５の動作と同様に可能である。ただし、第２熱媒体１０の全量を第２熱交換器１６へ供給できないので、給湯水４２を加熱する能力、すなわち蓄熱や給湯をする能力が減り、蓄熱のために蓄熱槽２１へ流入する給湯水４２（流動経路５７ｂ）の流量が減るか、あるいは給湯するために蓄熱槽２１から流出する給湯水４２（流動経路５７ｃ）の流量は増加することになる。一方、図５の場合には、第２熱交換器１６へ流入する給湯水４２と熱交換され、第２熱交換器１６から排出される第２熱媒体１０の温度が下がりすぎる可能性があった。その結果、室温との温度差を採れず、空調熱交換器１２で暖房できなくなる可能性があった。
【００６９】
図９のようにすることで、蓄熱切替弁１９の開度を調節することで、暖房運転の温度（たとえば３５℃）で確実に空調熱交換器１２へ第２熱媒体１０を供給でき、蓄熱切替弁１９で分流された分、暖房能力は減ったとしても、確実に暖房継続できる、という効果がある。
【００７０】
上記の図８、図９のように、蓄熱切替弁１９を途中開度の調整可能な調整弁とすると、第１熱交換器１１から熱需要部４０または給湯用に第２熱交換器１６へ、必要に応じて熱量比率を調節して同時に温熱供給でき、利便性が高くなる。また連続的に運転状態を切り替えられ、運転切替時の温度変動を少なく、不快感が少なく、制御変動を少なくできる。
【００７１】
実施の形態２．
図１０は実施の形態２における蓄熱給湯空調機２００（蓄熱給湯装置）の構成図である。図１０は実施の形態１の図１に相当する。実施の形態１と異なる点について説明する。
【００７２】
実施の形態２の蓄熱給湯空調機２００では、実施の形態１における蓄熱給湯空調機１００に対し、
（１）排熱切替弁２０とリターン路１８とを備えておらず、
（２）蓄熱切替弁１９が途中の開度で停止できる調節弁である。
この（１）、（２）が、実施の形態１との違いであり、他については実施の形態１と同様である。
【００７３】
（動作）
次に、実施の形態１と同様に、種々の運転（蓄熱運転、給湯運転、暖房運転、冷房運転の単独または組み合わせ）状態における、蓄熱切替弁１９、混合弁４３、第１ポンプ１３、第２ポンプ２２などの稼働部の切り替え制御または流量制御（あるいは回転数制御）に基づく第２熱媒体１０と給湯水４２の流れを説明する。
【００７４】
（図１１の動作：蓄熱運転）
図１１は蓄熱運転の第２熱媒体１０と給湯水４２の流れを示す図である。図中、破線の流動経路６１ａが蓄熱運転時の第２熱媒体１０の流れを、破線の流動経路７１が蓄熱運転時の給湯水４２の流れを示している。図１０と図１１を参照して以下説明する。
【００７５】
蓄熱運転時、蓄熱切替弁１９は供給路１５側へ全開となっている。このとき第１熱交換器１１で加熱された第２熱媒体１０は、蓄熱切替弁１９で流動方向５２ｂへ全量が流れ、第２熱交換器１６へ供給される。第２熱交換器１６で給湯水４２と熱交換して冷却された第２熱媒体１０は、排出路１７へ排出され、第１循環路の復路１４ｂに合流して第１熱交換器１１へ再び戻される（流動方向５３ｂ）。また、第２熱交換器１６の給湯水４２側では、第２循環路２３により蓄熱槽２１との間で給湯水４２が第２ポンプ２２によって循環している。第２熱交換器１６で第２熱媒体１０と熱交換して加熱された給湯水４２は、流動方向５７ｂへ全量が流れ、蓄熱槽２１の上部側へ流入する。蓄熱槽２１の下部側から排出された給湯水４２は、流動方向５６ｂへ全量が流れ、第２熱交換器１６へ再び戻される。
【００７６】
この動作の結果、加熱された給湯水４２が蓄熱槽２１の上部から徐々に蓄熱される。効率よく温度成層蓄熱するためには、蓄熱槽２１の上部側から流入する給湯水４２の温度を一定の高温（蓄熱したい温度、たとえば６０℃）へ維持することが必要である。第２ポンプ２２の回転数を変更して、第２熱交換器１６を流通する給湯水４２の流量を変更することで、第２熱交換器１６での交換熱量に合わせることができ、蓄熱槽２１へ流入する給湯水４２の温度を一定に制御している。一方、第２熱交換器１６の第２熱媒体１０側では、第１ポンプ１３の回転数を変更して、第２熱交換器１６を流通する第２熱媒体１０の流量を変更することで、第１熱交換器１１での交換熱量に合わせることができ、第２熱交換器１６へ流入する第２熱媒体１０の温度を、上記蓄熱したい温度よりも若干高い温度（たとえば６３℃）へ制御している。以上、排熱切替弁２０が無いだけで、図２の動作と同様である。
【００７７】
（図１２の動作：蓄熱運転＋給湯運転）
図１２は蓄熱運転時の第２熱媒体１０と蓄熱運転中に給湯運転時の給湯水４２の流れを示す図である。図中、破線の流動経路６１ａが蓄熱運転時の第２熱媒体１０の流れを示し、また破線の流動経路７２が蓄熱運転中の給湯運転時の給湯水４２の流れを示している。図１０と図１２を参照して以下説明する。第２熱媒体１０側の流れ（流動経路６１ａ）は、図１１の動作と同じであり、蓄熱切替弁１９は供給路１５側へ全開となっている。また給湯水４２側の流れ（流動経路７２）は、実施の形態１の図３の流れと同じである。
【００７８】
（図１３の動作：冷房運転＋給湯運転）
図１３は冷房運転時の第２熱媒体１０と、冷房運転中に給湯運転時の給湯水４２の流れを示す図である。図中、破線の流動経路６３が冷房運転時の第２熱媒体１０の流れを示し、破線の流動経路７３が冷房運転中に給湯運転時の給湯水４２の流れを示している。図１０と図１３を参照して以下説明する。第２熱媒体１０側の流れ（流動経路６３）は、図６の動作と同じであり、蓄熱切替弁１９は供給路１５側へ全閉となっている。また給湯水４２側の流れ（流動経路７３）は、実施の形態１の図６の流れと同じである。
【００７９】
なお実施の形態１の図６と同様、流動経路７３ではなく、給水バイパス路４１からの低温（たとえば２０℃）の給湯水４２と蓄熱槽２１から流出する高温（たとえば６０℃）の給湯水４２とを、混合弁４３の開度調節で所望の比率で混合して所望の温度（たとえば４０℃）で給湯先２５ａへ給湯する様にすることも可能である。このとき、第２ポンプ２２は動作させる必要はない。また流動経路５７ｃで蓄熱槽２１から流出する給湯水４２の分だけ、流動経路５６ｃにより給水源２４ａから蓄熱槽２１へ給湯水４２が補充される。
【００８０】
また実施の形態１の図６と同様、冷房運転時の第２熱媒体１０の流れを流動経路６３で示しているが、給湯運転の無い暖房運転時は、第２熱媒体１０の流れは流動経路６３の逆方向へ流れ、第１熱媒体３は流動方向５１へ流れる。その結果、第１熱媒体３との熱交換により第１熱交換器１１で加熱された第２熱媒体１０が、空調熱交換器１２へ供給され、室内の暖房運転となる。
【００８１】
（図１４の動作：暖房運転＋給湯運転）
図１４は、暖房運転中に給湯運転時の第２熱媒体１０と給湯水４２の流れを示す図である。図中、破線の流動経路６５ａが暖房運転中の給湯運転時の第２熱媒体１０の流れを示し、破線の流動経路７４が暖房運転中の給湯運転時の給湯水４２の流れを示している。図１０と図１４を参照して以下説明する。第２熱媒体１０側の流れ（流動経路６５ａ）は、実施の形態１の変形例の図８の動作と同じであり、蓄熱切替弁１９は、途中の開度に調整しておくことで、第１熱交換器１１で加熱された第２熱媒体１０が、暖房するための空調熱交換器１２（流動経路５２ａ）と給湯水４２を加熱するための第２熱交換器１６（流動経路５２ｂ）との両方へ暖房運転の温度（たとえば３５℃）で供給される。また、給湯先２５ａへの給湯運転は図８の動作と同様に、蓄熱切替弁１９によって分流されているので、給湯水４２を加熱する能力、すなわち給湯を補助する能力が減り、給湯するために蓄熱槽２１から流出する給湯水４２（流動経路５７ｃ）の流量は増加することになる。また暖房運転では図８の動作と同様に、暖房運転の温度（たとえば３５℃）で確実に空調熱交換器１２へ第２熱媒体１０を供給でき、蓄熱切替弁１９で分流された分、暖房能力は減ったとしても、確実に暖房継続できる、という効果がある。
【００８２】
（実施の形態２の効果）
実施の形態２の蓄熱給湯空調機１００は、以上のように構成したので、流量変更で第１熱交換器１１を流通する第２熱媒体１０の温度差を大きくでき、また熱需要部４０へ温熱供給時（暖房運転時）は蓄熱槽２１への蓄熱運転時より低温で良いので、その結果、第１熱媒体３の凝縮温度を低下でき、ヒートポンプ２の効率が向上する。また蓄熱槽２１への蓄熱運転時、第２熱交換器１６への給湯水４２と第２熱媒体１０の流量変更で温度成層による効率良い蓄熱が可能となる。また蓄熱槽２１に蓄熱した給湯水４２と第２熱交換器１６で加熱された給湯水４２とで給湯できるので、蓄熱槽２１に蓄熱された給湯水４２の減少を抑制でき、蓄熱槽２１の容積を少なくできるか、または蓄熱槽２１の容積を増やさずに給湯先２５ａへの給湯量を増大できる。熱需要部４０への熱供給と給湯とが同時に可能となり、特に熱需要部４０への冷熱供給（冷房運転）と給湯とが同時に可能となる。また、排熱切替弁２０とリターン路１８とが不要となるので構成が実施の形態１に比べて簡単になる。
【符号の説明】
【００８３】
２ ヒートポンプ、３ 第１熱媒体、４ ヒートポンプ循環路、５ 圧縮機、６ 循環切替弁、７ 膨張弁、８ ファン、９ 外気熱交換器、１０ 第２熱媒体、１１ 第１熱交換器、１２ 空調熱交換器、１３ 第１ポンプ、１４ 第１循環路、１４ａ 第１循環路の往路、１４ｂ 第１循環路の復路、１５ 供給路、１６ 第２熱交換器、１７ 排出路、１８ リターン路、１９ 蓄熱切替弁、２０ 排熱切替弁、２１ 蓄熱槽、２２ 第２ポンプ、２３ 第２循環路、２３ａ 第２循環路の往路、２３ｂ 第２循環路の復路、２４ 給水路、２４ａ 給水源、２５ 給湯路、２５ａ 給湯先、４０ 熱需要部、４１ 給水バイパス路、４２ 給湯水、４３ 混合弁、５０ 制御装置、５１ （第１熱媒体の）流動方向、５２ａ，５２ｂ，５２ｃ，５３ａ，５３ｂ，５３ｃ （第２熱媒体の）流動方向、５５ａ，５５ｂ，５６ａ，５６ｂ，５６ｃ，５７ａ，５７ｂ，５７ｃ，５８ａ，５８ｂ （給湯水の）流動方向、６１，６１ａ （蓄熱運転時の第２熱媒体の）流動経路、６２ （蓄熱運転中に暖房運転時の第２熱媒体の）流動経路、６３ （冷房運転時の第２熱媒体の）流動経路、６４，６５，６５ａ （暖房運転中に給湯運転時の第２熱媒体の）流動経路、６６ （蓄熱運転中に暖房運転時の第２熱媒体の）流動経路、７１ （蓄熱運転時の給湯水の）流動経路、７２ （蓄熱運転中に暖房運転時の給湯水の）流動経路、７３ （給湯運転時の給湯水の）流動経路、７４ （暖房運転中に給湯運転時の給湯水の）流動経路、１００，２００ 蓄熱給湯空調機。
【技術分野】
【０００１】
この発明は、例えばヒートポンプを用いて得た熱で、蓄熱と、給湯と、空調（冷房や暖房）と、あるいは浴槽追焚を行う蓄熱給湯空調機（蓄熱給湯装置）に関する。
【背景技術】
【０００２】
（従来技術１）
従来、熱源装置からの温熱や冷熱を熱媒によって蓄熱槽に蓄えて、温熱や冷熱を利用する負荷装置へ蓄熱槽に蓄えられた温熱や冷熱を熱媒を介して供給するようにした蓄熱装置が知られている（例えば、特許文献１参照）。この特許文献１の請求項１には、「潜熱を利用して蓄熱する蓄熱用物質をカプセル内に封入した蓄熱体を収容し、温熱や冷熱を蓄積する蓄熱槽と、熱源装置から蓄熱槽へ温熱や冷熱を持つ熱媒を供給する受熱用の熱媒供給路と、蓄熱槽から負荷装置へ熱媒を介して温熱や冷熱を供給する給熱用の熱媒供給路と、給熱用の熱媒供給路を介して負荷装置へ通流する熱媒が蓄熱槽の内部を通流する際の通流方向と一致する方向で蓄熱槽の内部に熱媒を通流するとともに、負荷装置をバイパスして熱媒を通流する熱媒用のバイパス循環路と、このバイパス循環路に熱媒循環用のポンプ装置とを備えた蓄熱装置」が記載されている。特許文献１では、この蓄熱装置により、蓄熱槽内の蓄熱体と熱媒との熱伝達の向上と、蓄熱槽に流入する熱媒温度の低下とが同時に得られ、熱源装置を運転すること無しに、負荷装置に多量な単位時間当たりの熱量を供給できる、としている。
【０００３】
（従来技術２）
また従来、熱源により加熱された熱媒体を用途に応じて蓄える複数の蓄熱槽と、複数の蓄熱槽間で熱の授受を行う熱交換手段とを備えた蓄熱システムが知られている（例えば、特許文献２参照）。この特許文献２の場合は、その要約にあるように、「暖房用蓄熱槽と熱源とを循環回路を介して接続し、熱源からの暖房用温水を暖房用蓄熱槽に貯める。循環回路に、放熱器を介装した暖房用回路を接続し、暖房用蓄熱槽からの暖房用温水により暖房を行う。循環回路に、給湯用熱交換器を介装した給湯用熱交換回路と、浴槽用熱交換器を介装した浴槽用熱交換回路とを接続し、給湯用熱交換器に、給湯用蓄熱槽を介装した給湯用循環回路を接続し、給湯用温水を給湯用蓄熱槽に貯める。給湯用循環回路に給湯回路を接続し、給湯を行う。浴槽用熱交換器に浴槽用回路を接続し、浴槽内の湯を沸かす。また、給湯用蓄熱槽の給湯用温水を消費した場合の不足分を暖房用蓄熱槽からの暖房用温水の熱でバックアップする。」というものである。この特許文献２では、この蓄熱システムにより、個々の蓄熱槽の熱量不足が生じても、熱交換手段により熱量を補うことができ、個々の蓄熱槽の大型化を回避して蓄熱槽を小型化でき、狭小場所への設置やイニシャルコストを低減できる、としている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開平１０−８２５３７号公報
【特許文献２】特開２００５−１３３９８４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、従来技術１（特許文献１）は、熱源装置からの熱を蓄熱槽に一旦蓄熱し、熱を利用する負荷装置に蓄熱槽で蓄熱されている熱を供給する構成である。この従来技術１（特許文献１）では、蓄熱槽に温熱が蓄積されている場合、負荷装置へは冷熱の供給はできない（冷房はできない）。また逆に蓄熱槽に冷熱が蓄積されている場合、負荷装置へは温熱の供給はできない（暖房はできない）構成である。この従来技術では、負荷装置による熱利用は、温熱利用のみか、あるいは冷熱利用のみかの何れか一方であり、負荷装置が並列に複数あっても、温熱利用の給湯用と冷熱利用の冷房用とを同時利用するということはできず、利便性が低いという課題があった。
【０００６】
また従来技術２（特許文献２）も基本的な構成は従来技術１と同じである。しかし、運用として無理には、暖房用蓄熱槽に温熱を一旦蓄積して熱交換により給湯用蓄熱槽に温熱を蓄積した後、暖房用蓄熱槽に冷熱を蓄熱し換えることで、放熱器による冷房と給湯用蓄熱槽による給湯とが同時にできることにはなる。けれども、暖房用蓄熱槽に一旦貯めた温熱を冷熱に切り替えるためのエネルギーの無駄が大きく、効率が良くないという課題があった。
【０００７】
また、例えば蓄熱槽に温熱を蓄熱している場合、従来技術１での負荷装置が複数ある場合や従来技術２での暖房用や浴槽の追焚用や給湯用に、必要となる最も高い温度（給湯用より追焚用や暖房用は低くて良い）で蓄熱槽に蓄熱することになる。よって、作り出す温度が高いほど熱源としてのヒートポンプ機構の効率が低下するという課題があった。また、蓄熱槽に蓄熱している熱を様々な用途に熱利用するためのものとなっており、蓄熱槽が大型化するという問題点があった。
【０００８】
この発明の目的は、「給湯と冷房とを同時に」あるいは「給湯と暖房とを同時に」できるようにして利便性を高くするとともに、蓄熱槽を給湯専用に用途限定して小型化し、蓄熱運転時を含む熱利用時に極力低温で運転可能としてヒートポンプの効率を向上できる蓄熱給湯空調機（蓄熱給湯装置）の提供にある。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
この発明の蓄熱給湯装置は、
ヒートポンプの動作で高温化と低温化とのいずれかにされた第１熱媒体が一方に流通し、前記第１熱媒体との熱交換により加熱または冷却される前記第２熱媒体が他方に流通する第１熱交換器と、前記第１熱媒体と熱交換された前記第２熱媒体を熱利用する熱需要部とを、前記第１熱交換器から前記熱需要部へ向かう往路と、前記熱需要部から前記第１熱交換器へ向かう復路とで接続して、前記第２熱媒体を循環する第１循環路と、
前記第１熱交換器を流通する前記第２熱媒体の流量を、制御を受けることによって調節する第１ポンプと、
給湯路を介して給湯先へ供給する給湯水を所定量収容する蓄熱槽と、前記第１循環路の往路から分岐された供給路と前記第１循環路の復路へ合流する排出路とが接続され、前記供給路から前記第２熱媒体が流入して一方に流通し前記排出路に排出され、他方を前記蓄熱槽の前記給湯水が流通して前記一方を流通する前記第２熱媒体と熱交換する第２熱交換器とを、前記第２熱交換器から前記蓄熱槽へ向かう往路と、前記蓄熱槽から前記第２熱交換器へ向かう復路とで接続して、前記蓄熱槽の前記給湯水を循環する第２循環路と、
前記第２熱交換器の前記他方を流通する前記給湯水の流量を、制御を受けることによって調節する第２ポンプと、
前記第１熱交換器から前記熱需要部への前記第１熱交換器から前記熱需要部へ向かう前記往路による前記第２熱媒体の流通と、前記第１熱交換器から前記第２熱交換器への前記供給路による前記第２熱媒体の流通とを、制御を受けることによって変更する第１切替部と、
前記蓄熱槽に収容された前記給湯水に所定の熱量を蓄えるために前記第２熱交換器において前記一方を通過する前記第２熱媒体によって前記他方を通過する前記給湯水を加熱する蓄熱運転時に、前記第１ポンプと前記第２ポンプと前記第１切替部とを制御することにより、前記第１ポンプの回転数の変更と、前記第２ポンプの回転数の変更と、前記第１切替部の流通の変更とに基づいて、前記第１熱交換器から流出する前記第２熱媒体の流出温度を予め設定された温度である蓄熱温度よりも高い第１温度へ調節すると共に、前記第２熱交換器から流出する前記給湯水の流出温度を前記蓄熱温度へ調節する制御装置と
を備えたことを特徴とする。
【発明の効果】
【００１０】
この発明の蓄熱給湯空調機によって、「給湯と冷房とを同時に」あるいは「給湯と暖房とを同時に」運転可能となり利便性が向上する上、熱利用を必要に応じて極力低温でかつ温度差を大きくした運転が可能となり、ヒートポンプの効率を向上することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【図１】実施の形態１における、蓄熱給湯空調機１００の構成と、第１熱媒体３、第２熱媒体１０及び給湯水４２の流動方向とを示す図。
【図２】実施の形態１における、蓄熱運転時の、第２熱媒体１０と給湯水４２の流れを示す図。
【図３】実施の形態１における、蓄熱運転と給湯運転との同時運転の際の第２熱媒体１０と給湯水４２の流れを示す図。
【図４】実施の形態１における、蓄熱運転と暖房運転との同時運転の際の第２熱媒体１０と給湯水４２の流れを示す図。
【図５】実施の形態１における、蓄熱運転、暖房運転、給湯運転の同時運転に際の第２熱媒体１０と給湯水４２の流れを示す図。
【図６】実施の形態１における、冷房運転と給湯運転との同時運転の際の第２熱媒体１０と給湯水４２の流れを示す図。
【図７】実施の形態１における、暖房運転と給湯運転との同時運転の際の第２熱媒体１０と給湯水４２の流れを示す図。
【図８】図７の変形例における、第２熱媒体１０と給湯水４２の流れを示す図。
【図９】図５の変形例における、第２熱媒体１０と給湯水４２の流れを示す図。
【図１０】実施の形態２（リターン路１８と排熱切替弁２０なし、蓄熱切替弁１９が途中開度停止可能な調整弁）における、蓄熱給湯空調機２００の構成と、第１熱媒体３、第２熱媒体１０及び給湯水４２の流動方向とを示す図。
【図１１】実施の形態２における、蓄熱運転時の第２熱媒体１０と給湯水４２の流れを示す図。
【図１２】実施の形態２における、蓄熱運転と給湯運転との同時運転の際の第２熱媒体１０と給湯水４２の流れを示す図。
【図１３】実施の形態２における、冷房運転と給湯運転との同時運転の際の第２熱媒体１０と給湯水４２の流れを示す図。
【図１４】実施の形態２の変形例における、暖房運転と給湯運転との同時運転の際の第２熱媒体１０と給湯水４２の流れを示す図。
【発明を実施するための形態】
【００１２】
以下、各実施の形態を図に基づいて説明する。各図において、同一または相当の部材、部位については、同一符号を付して説明する。
【００１３】
実施の形態１．
図１〜９を参照して実施の形態１を説明する。
図１は、実施の形態１に係る蓄熱給湯空調機１００（蓄熱給湯装置）の構成図である。また、図１には第１熱媒体、第２熱媒体１０及び給湯水４２の流動方向を記載しており、以下の図２〜図９の説明の際には、図１の流動方向を参照して説明する。なお、図１〜図９の構成は同一であり、第２熱媒体１０、給湯水４２の流動方向、循環経路が異なる。
【００１４】
蓄熱給湯空調機１００は、ヒートポンプ２、ヒートポンプ２に組み込まれた第１熱交換器１１、熱需要部４０の一例としての空調熱交換器１２、第１ポンプ１３、第１循環路１４、第２熱交換器１６、リターン路１８、第１切替部の一例である蓄熱切替弁１９、第２切替部の一例である排熱切替弁２０、蓄熱槽２１、第２ポンプ２２、第２循環路２３、給水路２４、給湯路２５、給水バイパス路４１、混合切替部の一例である混合弁４３、及びポンプ、弁、圧縮機などの稼働部品を操作し、温度などを制御するための制御装置５０等を備えている。
【００１５】
（ヒートポンプ２）
蓄熱給湯空調機１００は、熱源としてヒートポンプ２（ヒートポンプ機構、装置とも呼ばれる）を備えている。ヒートポンプ２は、ヒートポンプ循環路４と、圧縮機５と、循環切替弁６と、膨張弁７と、外気熱交換器９と、第１熱交換器１１とを備えている。ヒートポンプ循環路４は、炭化水素系や二酸化炭素など使用温度圧力範囲内で気液２相化可能な第１熱媒体３を圧縮と膨張とをさせながら循環させる。圧縮機５は、第１熱媒体３を気相の状態で圧送して高温高圧化する。循環切替弁６は、圧縮機５の圧送方向、すなわちヒートポンプ循環路４での第１熱媒体３の循環方向を変更する。膨張弁７は、高圧の液相の第１熱媒体３を気液混合相へ膨張させて低温低圧化する。外気熱交換器９は、ファン８で送風された外気と第１熱媒体３とを熱交換する。第１熱交換器１１は、グリセリン等を水に混ぜて低温まで凝固しないようにした不凍液である第２熱媒体１０と第１熱媒体３とを熱交換する。
【００１６】
ヒートポンプ２は、ヒートポンプ循環路４内の第１熱媒体３の凝縮と気化とを利用して外気と第２熱媒体１０との何れか一方から吸熱した熱を他方へ放熱する。ヒートポンプ２は、圧縮機５の圧縮に要する動力に比して効率良く、第１熱媒体３を介して外気と第２熱媒体１０との間で熱を移動させる。勿論、第１熱交換器１１では、第１熱媒体３と第２熱媒体１０とは熱交換するだけで混合されない構成である。
【００１７】
（第２熱媒体１０の冷却と加熱）
なお、第２熱媒体１０を冷却する際は、膨張弁７から第１熱交換器１１へ気液２相化された低温低圧の第１熱媒体３が流れる（流動方向５１の逆方向）。一方、第２熱媒体１０を加熱する際は、圧縮機５から第１熱交換器１１へ高温高圧の気相の第１熱媒体３が流れる（流動方向５１）。このように、ヒートポンプ循環路４の第１熱媒体３の循環方向は加熱時と冷却時では反転する。
【００１８】
（循環切替弁６）
循環切替弁６は四方弁である。四方弁は、４つの接続路Ａ、Ｂ、Ｃ、Ｄが接続されており、接続路Ａと接続路Ｂ、および接続路Ｃと接続路Ｄが流通している状態と、接続路Ａと接続路Ｃ、および接続路Ｂと接続路Ｄが流通している状態とを変更可能になっている。
【００１９】
（第１循環路１４）
蓄熱給湯空調機１００には、第１熱交換器１１と熱需要部４０としての空調熱交換器１２との間で第１ポンプ１３によって第２熱媒体１０が循環する第１循環路１４が形成されている。すなわち第１循環路１４は、第１熱交換器１１、蓄熱切替弁１９、空調熱交換器１２、第１ポンプ１３、第１熱交換器１１の経路である。第１循環路の往路１４ａは、第１熱交換器１１、蓄熱切替弁１９、空調熱交換器１２の経路である。第１循環路の復路１４ｂは、空調熱交換器１２、第１ポンプ１３、第１熱交換器１１の経路である。なお、空調熱交換器１２の用途は、第２熱媒体を熱源とした熱交換により室内空気を冷房または暖房することである。
【００２０】
（第２熱交換器１６と第２循環路２３）
第２熱交換器１６は、第２熱媒体１０と給湯水４２とを熱交換する。第１熱交換器１１から空調熱交換器１２へ第２熱媒体１０が流れる第１循環路の往路１４ａの途中から供給路１５が分岐し、供給路１５の他端は第２熱交換器１６へ接続されている。第２熱交換器１６には、供給路１５で供給された第２熱媒体１０が流出する側に排出路１７が接続されている。この排出路１７の他端は、空調熱交換器１２から第１熱交換器１１へ第２熱媒体１０が流れる第１循環路の復路１４ｂの途中に合流している。
（１）なお、第１熱交換器１１、第１循環路の往路１４ａの供給路１５に分岐前の部分、供給路１５、第２熱交換器１６、排出路１７、第１循環路の復路１４ｂの排出路１７へ合流後の部分、第１熱交換器１１の経路は、蓄熱槽２１へ給湯水４２を蓄熱する場合や、給湯先２５ａへ給湯水４２を給湯する際など、給湯水４２を加熱する際に第２熱媒体１０が流動する経路である。
（２）また第２熱交換器１６と蓄熱槽２１との間には、第２ポンプ２２によって給湯水４２が循環する第２循環路２３が形成されている。すなわち第２循環路２３は、第２熱交換器１６、蓄熱槽２１、第２ポンプ２２、第２熱交換器１６の経路である。第２循環路の往路２３ａは、第２熱交換器１６、蓄熱槽２１の経路である。第２循環路の復路２３ｂは、蓄熱槽２１、第２ポンプ２２、第２熱交換器１６の経路である。勿論、第２熱交換器１６では、第２熱媒体１０と給湯水４２とは熱交換するだけで混合されない構成である。
【００２１】
（蓄熱槽２１）
蓄熱槽２１は、所定量（たとえば２００リットル）の給湯水４２が常に収容されている。蓄熱槽２１には、槽内上部側から給湯水４２を流入したり流出したりするように第２循環路の往路２３ａが接続されている。また蓄熱槽２１には、槽内下部側から給湯水４２を流入したり流出したりするように第２循環路の復路２３ｂが接続されている。第２循環路の復路２３ｂの途中に給水路２４が、また第２循環路の往路２３ａの途中に給湯路２５が接続されている。そのため（所定量の給湯水を維持するため）、蓄熱槽２１から給湯水４２が給湯先２５ａへ第２循環路の往路２３ａの一部と給湯路２５とを通って給湯されるに応じて、給水源２４ａから給水路２４と第２循環路の復路２３ｂの一部を通って給湯水４２が蓄熱槽２１へ流入する。なお、給湯水４２が蓄熱槽２１へ流入する前提は、給水源２４ａに給水圧力が充分にあることであるが、給水源２４ａに充分な給水圧力が無い場合は、給水路２４の途上に給水用のポンプ（図示しない）を設けておけばよい。
【００２２】
（混合弁４３）
実施の形態１では、給湯路２５の途中に、給水路２４の途中から分岐された給水バイパス路４１が合流する位置に、混合切替部である混合弁４３が設けられている。混合弁４３は、三方弁かつ途中の任意の開度で停止できる調節弁である。混合弁４３は、給水バイパス路４１が合流する前の給湯路２５の給湯水４２と、給水バイパス路４１の給湯水４２とを任意の合流比率で合流させる。混合弁４３の合流比率を変えることで、給水バイパス路４１が合流する前の給湯路２５の給湯水４２の温度と給水バイパス路４１の給湯水４２の温度との間で任意の温度の給湯水４２を生成可能である。混合弁４３で合流された給湯水４２は、給水バイパス路４１が合流した後の給湯路２５へ流通させ、給湯先２５ａへ給湯される。なお、給湯先２５ａには給湯のための図示しない給湯弁が付いており、この給湯弁を開閉することで初めて給湯路２５の給湯水４２に流れが生じ、給湯路２５の図示しない流量センサや流量スイッチで給湯先２５ａへの給湯が必要かどうかを検知する。
【００２３】
（リターン路１８）
排出路１７の途中からはリターン路１８が分岐されており、リターン路１８の他端は、供給路１５へ分岐した位置（蓄熱切替弁１９の設置位置）と空調熱交換器１２との間の第１循環路の往路１４ａへ合流している。
【００２４】
（空調熱交換器１２）
空調熱交換器１２は、冷房あるいは暖房用の室内機に設けられている。空調熱交換器１２では、室内空気と、第１循環路１４を循環している第２熱媒体１０との間で熱が移動する。第２熱媒体１０が温熱を循環している場合は室内が暖房され、第２熱媒体１０が冷熱を循環している場合は室内が冷房される。室内空気を空調熱交換器１２に対して送風するファン（図示していない）を設けることで熱交換効率をより高くできる。空調熱交換器１２による冷暖房は、ファンなど設けずに、輻射によるだけのものであっても良い。
【００２５】
（第１ポンプ１３）
第１ポンプ１３は、第１循環路の復路１４ｂに排出路１７が合流する位置と、第１熱交換器１１との間に設けられている。第１ポンプ１３は、第１循環路の往路１４ａと第１循環路の復路１４ｂとによって熱需要運転である空調熱交換器１２での空調運転（暖房運転または冷房運転）時に第１熱交換器１１と空調熱交換器１２との間で第２熱媒体１０を循環する役割を持つ。また、第１ポンプ１３は、供給路１５、第２熱交換器１６、排出路１７の経路において、蓄熱運転時や給湯運転時など、第２熱交換器１６を流通する給湯水４２を加熱する運転時に、第１熱交換器１１と第２熱交換器１６との間で第２熱媒体１０を循環させる。なお、第１ポンプ１３は、回転数を可変に調節することができ、第１熱交換器１１を流通する第２熱媒体１０の流量を変更できるようになっている。
【００２６】
（第１切替部）
実施の形態１では、第１切替部として、第１循環路の往路１４ａから供給路１５へ分岐する部分に、三方弁である蓄熱切替弁１９が設けられている。三方弁は、３つの接続路Ａ、Ｂ、Ｃが接続されており、接続路Ａと接続路Ｂとを流通させるか、接続路Ａと接続路Ｃとを流通させるか、を変更する。また三方弁は一方向の流通が全開となれば、他方向の流通は全閉となるように、２方向の流通量が排他的に変更される。蓄熱切替弁１９は、供給路１５へ分岐する第２熱媒体１０の流通量と、供給路１５に分岐されずに第１循環路の往路１４ａへ流通する第２熱媒体１０の流通量とを排他的に変更できるようになっている。
【００２７】
（第２切替部）
また第２切替部として、排出路１７からリターン路１８が分岐する部分に三方弁である排熱切替弁２０が設けられている。排熱切替弁２０は、第２熱交換器１６から第１循環路の復路１４ｂへ合流する第２熱媒体１０の流通量と、リターン路１８で第１循環路の往路１４ａへ合流する第２熱媒体１０の流通量とを排他的に変更できるようになっている。
【００２８】
（動作）
次に、種々の運転（蓄熱運転、給湯運転、熱需要運転である「暖房運転、あるいは冷房運転」の単独または組み合わせ）状態における、蓄熱切替弁１９、排熱切替弁２０、混合弁４３、第１ポンプ１３、第２ポンプ２２などの稼働部の切り替え制御または流量制御（あるいは回転数制御）に基づく第２熱媒体１０と給湯水４２の流れを説明する。ここで蓄熱運転とは、蓄熱槽２１に収容された給湯水に所定の熱量を蓄えるために第２熱交換器１６において第２熱媒体１０と給湯水４２との熱交換によって給湯水を加熱する運転である。また、給湯運転とは、給湯先２５ａへ給湯水４２を指定された（要求された）給湯温度で供給する運転である。蓄熱切替弁１９、排熱切替弁２０、混合弁４３、第１ポンプ１３、第２ポンプ２２は、運転状態に合わせて連動または非連動で作動するが、制御装置５０によってこれらを制御するのは下記のとおりである。なお、運転状態が切り替わった直後や蓄熱量や給湯量などに変動が生じた場合、あるいは稼働部の制御動作などにより流量、温度などは過渡的には変動するが、下記では主に定常状態での動作を記載している。
【００２９】
（図２の動作：蓄熱運転時）
図２は蓄熱運転時の第２熱媒体１０と給湯水４２の流れを示す図である。図中、破線の流動経路６１（左側の破線のループ）が蓄熱運転時の第２熱媒体１０の流れを、また破線の流動経路７１（右側の破線のループ）が蓄熱運転時の給湯水４２の流れを示している。
【００３０】
図１と、蓄熱運転時を示す図２を参照して以下説明する。蓄熱運転時には、蓄熱切替弁１９が供給路１５側へ全開、かつ、排熱切替弁２０が第１循環路の復路１４ｂ側へ全開となる。このとき第１熱交換器１１で加熱された第２熱媒体１０は、蓄熱切替弁１９で流動方向５２ｂへ全量が流れ、第２熱交換器１６へ供給される。第２熱交換器１６で給湯水４２と熱交換して冷却された第２熱媒体１０は、排出路１７へ排出され、排熱切替弁２０で流動方向５３ｂへ全量が流れ、第１循環路の復路１４ｂに合流して第１熱交換器１１へ再び戻される。
【００３１】
また、第２熱交換器１６の給湯水４２側では、第２循環路２３により蓄熱槽２１と第２熱交換器１６との間で、給湯水４２が第２ポンプ２２によって循環している。第２熱交換器１６で第２熱媒体１０と熱交換して加熱された給湯水４２は、流動方向５７ｂへ全量が流れ、蓄熱槽２１の上部側へ流入する。蓄熱槽２１の下部側から排出された給湯水４２は、流動方向５６ｂへ全量が流れ、第２熱交換器１６へ再び戻される。この動作の結果、加熱された給湯水４２が、蓄熱槽２１の上部から徐々に置き換わりながら蓄熱される。このような蓄熱方法を、温度成層蓄熱という。
【００３２】
また、効率よく温度成層蓄熱するには、蓄熱槽２１の上部側から流入する給湯水４２の温度を一定の高温（蓄熱温度、たとえば６０℃）へ維持することが必要である。第２ポンプ２２の回転数を変更して、第２熱交換器１６を流通する給湯水４２の流量を変更することで、第２熱交換器１６での交換熱量に合わせることができ、蓄熱槽２１へ流入する給湯水４２の温度を一定に制御している。
【００３３】
一方、第２熱交換器１６の第２熱媒体１０側では、第１ポンプ１３の回転数を変更して、第２熱交換器１６を流通する第２熱媒体１０の流量を変更することで、第１熱交換器１１での交換熱量に合わせることができ、第２熱交換器１６へ流入する第２熱媒体１０の温度を、上記蓄熱温度よりも若干高い温度である第１温度（たとえば６３℃）へ制御している。なお、第１熱交換器１１での交換熱量自体は、圧縮機５の周波数を操作してヒートポンプ循環路４の第１熱媒体３の流量を増減することで操作される。
【００３４】
即ち、制御装置５０は、熱需要部４０または第２熱交換器１６の少なくとも何れか一方で必要となる必要熱量に応じてヒートポンプ２で生成される供給熱量を調節するとともに、給湯水４２を蓄熱温度とする蓄熱運転時は、第１ポンプ１３の回転数の変更、第２ポンプ２２の回転数の変更、および第１切替部である蓄熱切替弁１９の流通の変更によって、第１熱交換器１１から流出する第２熱媒体１０の温度を所定の蓄熱温度（前述の６０℃）より高い第１温度（前述の６３℃）へ調整し、および第２熱交換器１６から流出する給湯水４２の温度を蓄熱温度（６０℃）へ調節する。
【００３５】
熱量と温度と流量の関係について以下説明する。第１熱交換器１１において、ヒートポンプ２からの供給熱量がＱ、第２熱媒体１０の入出の温度がＴｉ、Ｔｏ、第２熱媒体１０の比熱がｃ、流量がＦであるとき、定常時には、Ｑ＝Ｆ・ｃ・（Ｔｏ−Ｔｉ）の関係になる。Ｔｉは負荷（熱需要部４０や第２熱交換器１６）から戻ってくる第２熱媒体１０の成り行きの温度であり、負荷熱量をｑとすれば、同様にｑ＝Ｆ・ｃ・（Ｔｏ−Ｔｉ）の関係となる。定常状態になれば、Ｑ＝ｑである。Ｆが一定であれば、負荷から戻ってくる成り行きの温度Ｔｉに合わせて、上記関係式が満たされるようになるまでＴｏが増減されることになり、Ｔｏを一定に維持することはできない。
【００３６】
たとえば、Ｆが一定であるとき、給水源の温度が下がって第２熱交換器１６へ流入する給湯水４２の温度が下がる（ｑ＞Ｑの状態）などの負荷変動でＴｉが低くなれば、Ｔｏも同時に下がることになり、第２熱交換器１６において給湯水４２を蓄熱温度まで昇温できなくなりかねない。逆に負荷変動（ｑ＜Ｑの状態）でＴｉが高くなれば、合わせてＴｏが上がることになり、第１熱交換器１１から流出される第１熱媒体３の温度も上がり、凝縮温度が上がることでヒートポンプの効率は低下することになる。それに対して、本実施の形態１では、流量Ｆを変更してＴｏを一定になるように制御しているので、負荷変動でＴｉが低くなっても、Ｆを減少させることで、ＱおよびＴｏを一定に維持できる。また負荷変動でＴｉが高くなっても、Ｆを増加させることで、ＱおよびＴｏを一定に維持できる。すなわち流量Ｆを変更することで、第２熱媒体１０を第１温度に制御して維持しながら、第１熱交換器１１での交換熱量をヒートポンプ２からの供給熱量Ｑに常時合わせることができる。
【００３７】
なお、温度Ｔｏを制御する方法としては、供給熱量Ｑそのものを増減することによる方法もあるが、この方法では第１熱交換器１１での熱交換を介し間接的であり、熱容量も大きくなるので、Ｆを増減する方が温度変化の応答性は高い。またＦが一定であるとき、ｑ＜Ｑの状態では、Ｔｉが上昇し、その結果Ｔｏも上昇し、第１熱交換器１１での平均的な第２熱媒体１０の温度も上昇するので、第１熱媒体３の凝縮温度も上がらざるを得なくなる。一方、本実施の形態１のように、Ｆを増加することでＴｏを維持するようにすると、Ｔｉは上昇したとしてもＴｏは変化しないので、第１熱交換器１１での平均的な第２熱媒体１０の温度は上記よりは上昇しない。そのため、第１熱媒体３の凝縮温度の上昇も上記よりは少なくなり、その結果圧縮機５の効率低下を抑制できる。
【００３８】
なお、上述した熱量と温度と流量の関係は、蓄熱運転時だけでなく、後述する熱需要運転（暖房運転や冷房運転）時においても同様に成立するものである。
【００３９】
（図３の動作：蓄熱運転＋給湯運転）
図３は蓄熱運転時の第２熱媒体１０と蓄熱運転中に給湯運転時の給湯水４２の流れを示す図である。図中、破線の流動経路６１が、蓄熱運転時の第２熱媒体１０の流れを示し、また破線の流動経路７２が、蓄熱運転中の給湯運転時の給湯水４２の流れを示す。図１と図３とを参照して以下説明する。蓄熱運転中における給湯運転時は、第２熱交換器１６の第２熱媒体１０側の流れは、蓄熱運転時と同じである（左側の破線のループ）。一方、給湯先２５ａへの給湯は、給水バイパス路４１を通った給水源２４ａからの低温（たとえば２０℃）の給湯水４２（流動方向５５ｂ、５８ｂ）と、第２熱交換器１６で第２熱媒体１０と熱交換して加熱された（流動方向５７ａ）、あるいは蓄熱槽２１に蓄熱された（流動方向５７ｃ）、高温（たとえば６０℃）の給湯水４２（流動方向５８ａ）と、を混合弁４３により比率を調節して混合して、給湯用の所望の温度である給湯温度（たとえば４０℃）にして給水バイパス路４１が合流後の給湯路２５を通って給湯先２５ａへ給湯される。このとき、給湯水４２側の流れには、下記２つの場合がある。
【００４０】
（１）給湯先２５ａへ給湯される流動方向５８ａの給湯水４２の流量Ａが、第２熱媒体１０との熱交換で加熱されて第２熱交換器１６から流出する給湯水４２の流量Ｂより少ない場合である。その流量差（Ｂ−Ａ）の給水バイパス路４１が流動方向５７ｂへ流れ、蓄熱槽２１へ流入する。すなわちこの場合には、蓄熱槽２１へ蓄熱しながら給湯することが可能となる。一方、蓄熱槽２１へ流入する給湯水４２と同量が蓄熱槽２１から押し出されて流出し（流動方向５６ｂ）、また、流動方向５７ａへ流れている給湯水４２の流量と同量が、給水路２４から第２循環路の復路２３ｂへ合流する（流動方向５６ａ）。このとき、流動方向５７ｃ、５６ｃの給湯水４２の流量は０である。また流動方向５７ａと流動方向５８ａの給湯水４２の流量は等しい。
（２）給湯先２５ａへ給湯される流動方向５８ａの給湯水４２の流量Ａが、第２熱媒体１０との熱交換で加熱されて第２熱交換器１６から流出する給湯水４２の流量Ｂより多い場合である。その流量差（Ａ−Ｂ）の給湯水４２が蓄熱槽２１から流出し（流動方向５７ｃ）、徐々に蓄熱槽２１の蓄熱分が減っていく。一方、蓄熱槽２１から流出する給湯水４２と同量が給水路２４から第２循環路の復路２３ｂに合流して蓄熱槽２１へ流入し（流動方向５６ｃ）、また、流動方向５７ａへ流れている給湯水４２の流量と同量が、給水路２４から第２循環路の復路２３ｂへ合流して第２熱交換器１６へ供給される（流動方向５６ａ）。このとき、流動方向５７ｂ、５６ｂの給湯水４２の流量は０で、流動方向５７ａと５７ｃと、あるいは５６ａと５６ｃとを加算した流量が、流動方向５８ａの給湯水４２の流量と等しい。すなわちこの場合には、給湯運転における蓄熱槽２１に蓄熱された給湯水の減少は、第２熱交換器１６で加熱される給湯水４２の分だけ少なくて済む。
【００４１】
（図４の動作：蓄熱運転＋暖房運転）
図４は、蓄熱運転中に暖房運転時の第２熱媒体１０の流れと、蓄熱運転時の給湯水４２の流れを示す図である。図中、破線の流動経路６２（外側のループ）が蓄熱運転中に暖房運転時の第２熱媒体１０の流れを示し、破線の流動経路７１（内側のループ）が蓄熱運転時の給湯水４２の流れを示す。図１と図４を参照して以下説明する。第２熱交換器１６の給湯水４２側の流れは、図２における蓄熱運転時と同じである。蓄熱運転中の暖房運転時は、蓄熱切替弁１９が供給路１５側へ全開、排熱切替弁２０がリターン路１８側へ全開となる。第１熱交換器１１で蓄熱運転時の温度（たとえば６３℃）まで加熱された第２熱媒体１０は、全量が第２熱交換器１６へ供給され（流動方向５２ｂ）、第２熱媒体１０との熱交換で給湯水４２を蓄熱する温度（たとえば６０℃）まで加熱して蓄熱槽２１へ蓄熱する蓄熱運転がなされる。同時に、第２熱交換器１６から排出された第２熱媒体１０は、給湯水４２と熱交換した結果、蓄熱運転時の温度（たとえば６３℃）からは低下しているが、暖房には可能な温度（たとえば３５℃）を維持する様にし、全量が空調熱交換器１２へ供給され（流動方向５３ｃ、５２ｃ）、空調熱交換器１２で暖房運転となる。空調熱交換器１２から排出され、第１循環路の復路１４ｂを通って第１熱交換器１１に戻る第２熱媒体１０の温度は、たとえば２５℃程度となる。
【００４２】
上記のように安定した温度状態になっているときに、たとえば暖房運転時に室温が低下し、暖房能力を上げたいときには、圧縮機５の周波数を増加するなどでヒートポンプ循環路４の流量を増加すると、すなわちヒートポンプ２での外気熱交換器９から第１熱交換器１１への移動熱量が増加し、第１熱交換器１１での第２熱媒体１０への移動熱量を増加することになる。このとき、第１熱交換器１１から排出される第２熱媒体１０の温度は蓄熱用の第１温度に維持されるので、第１熱交換器１１へ流入する第２熱媒体１０の温度（戻り温度）が同じであれば、流量が増加することで熱量が増加する。第１熱交換器１１での第２熱媒体１０への移動熱量が増加した一部は、第２熱交換器１６での給湯水４２への移動熱量（要するに蓄熱用）として増加するが、残りは第２熱交換器１６から排出される第２熱媒体１０の温度を上げるために用いられ、その結果、暖房能力が増加することになる。一方、逆の作用により、暖房運転時に室温が高いときには、圧縮機５の周波数を下げることで暖房能力を下げることができる。以上のように、圧縮機５の周波数の増減で、蓄熱運転をしながらでも、熱需要運転の暖房能力を増減することができる。
【００４３】
（図５の動作：蓄熱運転＋暖房運転＋給湯運転）
図５は蓄熱運転中に暖房運転時の第２熱媒体１０の流れと、蓄熱運転中に給湯運転時の給湯水４２の流れを示す図である。図中、破線の流動経路６２が蓄熱運転中に暖房運転時の第２熱媒体１０の流れを示し、破線の流動経路７２が蓄熱運転中に給湯運転時の給湯水４２の流れを示している。蓄熱運転中の暖房運転時の第２熱媒体１０側の流れは図４と同じであり、蓄熱運転中の給湯運転時の給湯水４２側の流れは図３と同じである。ただし暖房運転に廻す熱を確保するために、図４の動作で説明したのと同様に、第２熱交換器１６から排出された第２熱媒体１０の温度を暖房用の温度に維持することが必要である。その一つの方法として、第２熱交換器１６での給湯水４２への移動熱量を減少する運転を行った場合、第２熱交換器１６から流出する給湯水４２の流量が減少するので、その分、図３の動作の場合より、蓄熱槽２１へ蓄熱される（流動方向５７ｂの）給湯水４２が減るか、蓄熱槽２１から給湯用に排出される（流動方向５７ｃの）給湯水４２が増大する。
【００４４】
（図６の動作：冷房運転＋給湯運転）
図６は冷房運転時の第２熱媒体１０の流れと、冷房運転中に給湯運転時の給湯水４２の流れを示す図である。図中、破線の流動経路６３が冷房運転時の第２熱媒体１０の流れを示し、破線の流動経路７３が冷房運転中に給湯運転時の給湯水４２の流れを示している。図１と図６を参照して冷房運転と冷房運転中の給湯運転について以下説明する。
【００４５】
冷房運転時、蓄熱切替弁１９は供給路１５側へ全閉となっていて、排熱切替弁２０は第１循環路の復路１４ｂへ合流する側へ全開か、リターン路１８側へ全開になっていれば良く、中途の開度状態でなければ良い。冷房運転時は、ヒートポンプ循環路４を第１熱媒体３が流動方向５１の逆方向へ流れ、第１熱交換器１１から外気熱交換器９を通して外気へと熱移動し、第２熱媒体１０が熱交換によって第１熱交換器１１で冷却される運転となる。第１熱交換器１１で冷却され低温（たとえば１０℃）になった第２熱媒体１０は、空調熱交換器１２へ供給され、空調熱交換器１２で室内の空気を冷却する冷房運転となる。なお、第１ポンプ１３は暖房運転とは逆方向に回転することで、流動経路６３で第２熱媒体１０を循環する。冷房する部屋の室温により第２熱媒体１０の冷房運転時の温度を可変に変えるようにしてより高温で運転するようにするとヒートポンプ２の効率が向上する。
【００４６】
図６の冷房運転中の給湯運転時の流動経路７３では、以下の様である。すなわち、第２ポンプ２２によって第２熱交換器１６を通過した給水路２４からの低温（たとえば２０℃）の給湯水４２と、蓄熱槽２１から流出する（流動方向５７ｃ）蓄熱されている温度（たとえば６０℃）での給湯水４２とが混合されて所望の給湯温度（たとえば４０℃）の給湯水４２となって給湯先２５ａへ流動経路５７ａ、５８ａにより給湯される。このとき、混合弁４３は、給水バイパス路４１側に対して全閉となっている。また、流動経路５７ｃで蓄熱槽２１から流出する給湯水４２の分だけ、流動経路５６ｃにより給水源２４ａから蓄熱槽２１へ給湯水４２が補充される。また蓄熱槽２１から流出する高温（たとえば６０℃）の給湯水４２と第２熱交換器１６を通過する低温（たとえば２０℃）の給湯水との混合比率は、第２ポンプ２２の回転数により変更され、混合後の温度を調節できる。なお、流動経路７３ではなく、給水バイパス路４１からの低温（たとえば２０℃）の給湯水４２と蓄熱槽２１から流出する高温（たとえば６０℃）の給湯水４２とを、混合弁４３開度調節で所望の比率で混合して所望の給湯温度（たとえば４０℃）で給湯先２５ａへ給湯する様にすることも可能である。このとき、第２ポンプ２２は動作させる必要はない。また流動経路５７ｃで蓄熱槽２１から流出する給湯水４２の分だけ、流動経路５６ｃにより給水源２４ａから蓄熱槽２１へ給湯水４２が補充される。
【００４７】
また、上記では冷房運転時の第２熱媒体１０の流れを流動経路６３で示しているが、給湯運転の無い暖房運転時は、第２熱媒体１０の流れは流動経路６３の逆方向へ流れ、第１熱媒体３は流動方向５１へ流れる。その結果、第１熱媒体３との熱交換により第１熱交換器１１で加熱された第２熱媒体１０が、空調熱交換器１２へ供給され、室内の暖房運転となる。
【００４８】
（図７の動作：暖房運転＋給湯運転）
図７は暖房運転中に給湯運転時の第２熱媒体１０と給湯水４２の流れを示す図である。図中、破線の流動経路６４が暖房運転中の給湯運転時の第２熱媒体１０の流れを示し、破線の流動経路７４が暖房運転中の給湯運転時の給湯水４２の流れを示している。図１と図７を参照して以下説明する。暖房運転中に給湯運転時には、蓄熱切替弁１９は供給路１５側へ全開となっていて、排熱切替弁２０はリターン路１８側へ全開になっている。暖房運転中に給湯運転時には、図５における第２熱媒体１０側の動作と同じであるが、図７では暖房運転であるため、図５の蓄熱運転時の第１温度（たとえば６３℃）より低い第２温度（たとえば３５℃）で第２熱媒体１０が第１熱交換器１１で加熱されている。そのため、第２熱媒体１０との熱交換により第２熱交換器１６で加熱される給湯水４２は、蓄熱温度（たとえば６０℃）まで高くできず、温度成層蓄熱できないので、蓄熱槽２１へは流入しないようにする。そのため、混合弁４３は流動方向５８ａ側へ全開にし、第２ポンプ２２の回転数を調節することにより第２熱交換器１６を通過する給湯水４２の流量を変更して、第２熱交換器１６を通過する給湯水４２と蓄熱槽２１から流出する給湯水４２との合流比率を変更して、所望の給湯温度（たとえば４０℃）を生成するように運転する。蓄熱運転時とは違い、第２熱交換器１６から流出する給湯水４２の温度は無制御である。第２熱交換器１６から流出する給湯水４２の温度は、第２熱交換器１６での第２熱媒体１０との熱交換で少しでも高温化されるので、その分だけ、蓄熱槽２１から流出する給湯水４２を抑制でき、蓄熱槽２１に蓄熱された給湯水４２の減少を抑制できる。また、第２熱交換器を流通する給湯水が加熱されて給湯先へ供給される分、蓄熱槽から給湯先へ供給される給湯水の供給が減り、蓄熱量の減少が抑制されるので、蓄熱槽をより一層小型化し易い。また、第１熱交換器１１から流出する第２熱媒体１０が、熱需要運転時（暖房運転時）は蓄熱運転時の第１温度より低い第２温度で生成されるので、第１熱交換器１１での第１熱媒体３の凝縮温度は低くなり、ヒートポンプ２の効率を高く運転できる。
【００４９】
（制御）
以上における制御について一例を下記記載する。
（給湯温度制御）
暖房運転中の給湯運転時は、混合弁４３は給水バイパス路４１から給湯先２５ａへの給湯路２５へ流通する側を全閉にし、第２ポンプ２２の回転数を操作することで、給湯先２５ａへ給湯する給湯水４２の温度（たとえば給水バイパス路４１が合流前または合流後の給湯路２５の給湯水４２の温度）を給湯温度（たとえば４０℃）へ制御する。蓄熱運転中の給湯運転時は、混合弁４３の開度を操作することで、給湯先２５ａへ給湯する給湯水４２の温度（たとえば給水バイパス路４１が合流後の給湯路２５の給湯水４２の温度）を給湯温度（たとえば４０℃）へ制御する。冷房運転中の給湯運転時または給湯運転だけの場合、上記何れの制御でも構わない。
【００５０】
（蓄熱温度制御）
蓄熱運転時は、第２ポンプ２２の回転数を操作することで、第２熱交換器１６から流出する給湯水４２の温度を蓄熱温度（たとえば６０℃）へ制御する。また第１ポンプ１３の回転数を操作することで、第２熱交換器１６へ流入する第２熱媒体１０の温度を給湯水４２の蓄熱温度（たとえば６０℃）より高い蓄熱運転時の第１温度（たとえば６３℃）へ制御する。このとき、ヒートポンプ２へ要求する熱負荷（外気熱交換器９で外気と出入りする熱量）は固定、あるいは蓄熱槽２１の蓄熱量に応じてヒートポンプ２へ要求する熱負荷を操作するようにすればよい。ヒートポンプ２へ要求する熱負荷の代わりに、圧縮機５の周波数を操作するようにしてもよい。
【００５１】
（暖房温度制御）
暖房運転だけの場合は、第１ポンプ１３の回転数を操作することで、空調熱交換器１２へ流入する第２熱媒体１０の温度を蓄熱運転時の第１温度より低い暖房設定温度である第２温度（たとえば３５℃）へ制御する。またヒートポンプ２へ要求する熱負荷を操作することで、熱需要部４０の室温を室温設定温度（たとえば２０℃）へ制御する。ヒートポンプ２へ要求する熱負荷の代わりに、圧縮機５の周波数を操作するようにしてもよい。なお、ヒートポンプ２の熱負荷Ａ（圧縮機５の周波数から算出しても良い）は、暖房設定温度Ｂと、第１熱交換器１１へ流入する第２熱媒体１０の温度Ｃと、第１熱交換器を流通する第２熱媒体の流量Ｄ（第１ポンプ１３の回転数から算出しても良い）とから、Ａ＝（Ｂ−Ｃ）×Ｄの関係式として考え、ヒートポンプ２へ要求する熱負荷Ａ’をＡとしてこの関係式から暖房設定温度Ｂを逆算するなどの方法で、暖房設定温度を可変に操作するようにしても良い。
【００５２】
蓄熱運転中の暖房運転時は、第１ポンプ１３の回転数を操作することで、第２熱交換器１６へ流入する第２熱媒体１０の温度を蓄熱運転時の設定温度である蓄熱温度（たとえば６３℃）へ制御する。第２熱交換器１６から流出する第２熱媒体１０は、そのまま空調熱交換器１２へ供給され、温度は成り行きである。この状態で、上記暖房運転時と同様に、ヒートポンプ２の熱負荷を操作することで、熱需要部４０の室温を室温設定温度（たとえば２０℃）へ制御する。
【００５３】
（冷房温度制御）
冷房温度制御は、冷房運転だけの場合、あるいは冷房運転中の給湯運転時に行われる制御である。冷房温度制御は、制御偏差（制御設定値と実測値との差）に対する、稼働部の動作方向が、暖房運転だけの場合と逆になるだけで、基本的な動作は暖房運転だけの場合と同じである。
【００５４】
（実施の形態１の効果）
（１）実施の形態１の蓄熱給湯空調機１００は、以上のように構成したので、第１熱交換器１１から流出する第２熱媒体１０を流量変更により温度調節するので、応答性良く温度を維持できる。
（２）また、少なくとも暖房運転時は高温側の第１熱交換器１１の第２熱媒体１０の温度は第１温度や第２温度などの所定値に制御され、流量を変更して熱交換量を確保しているので、第１熱交換器１１の第２熱媒体１０の入出の温度差が熱交換性能を含む種々の運転条件に応じて可能な限り大きく確保され、流量変更により温度を制御しない場合に比べて、第１熱交換器１１での第１熱媒体３の凝縮温度は低くなり、ヒートポンプ２の効率が向上する。
（３）また、熱需要部４０へ供給する第２熱媒体１０において、温熱供給時（暖房運転時）の第２温度は、蓄熱槽２１への蓄熱運転時の第１温度より低温で良いので、その結果、第１熱媒体３の凝縮温度をより低下させた運転ができ、ヒートポンプ２の効率がより向上する。
（４）また、給湯水４２および第２熱媒体１０が蓄熱運転時の温度（蓄熱温度および第１温度）に達しないことによる無駄が抑制され、蓄熱槽２１への温度成層による効率良い蓄熱が可能となり、有効な蓄熱量が増加する上、蓄熱槽２１は給湯専用であるので過剰な大きさを確保せずとも良く、小型化できる。
（５）また、熱需要部４０への熱供給と給湯とが同時に可能となり、特に熱需要部４０への冷熱供給（冷房運転）と給湯とが同時に可能となり、利便性が向上する。
（６）リターン路１８を通ってさらに熱需要部４０を通るので、第１熱交換器１１へ戻る第２熱媒体１０の温度および第１熱交換器１１の出口での第１熱媒体３の温度をリターン路が無い場合に比べてより低下でき、第１熱交換器１１での第１熱媒体３の凝縮温度は低くなり、ヒートポンプ２の効率が向上する。また蓄熱槽２１への蓄熱と熱需要部４０への温熱供給（暖房運転）とが同時にでき、利便性が高くなる。
（７）給湯運転時に蓄熱槽２１から給湯するだけでなく、第２熱交換器１６を流通する給湯水４２が加熱されて給湯先２５ａへ供給されるように構成したので、蓄熱槽２１から給湯先２５ａへ供給される給湯水４２の供給が減り、蓄熱量の減少が抑制され、蓄熱量を大きく確保せずともよく、蓄熱槽２１をより一層小型化し易い。
【００５５】
以下に実施の形態１の変形例を示す。
（第２熱媒体１０）
実施の形態１では、第２熱媒体１０は不凍液としたが、凍結しないように温度の管理を必要とするが、水であってもよい。
【００５６】
（リターン路１８および排熱切替弁２０）
実施の形態１では、リターン路１８および排熱切替弁２０を備えた形態で示したが、それらは備えていなくても良い。少なくともリターン路１８を設けたことによる効果、たとえば蓄熱運転と暖房運転とを同時にして第１熱交換器１１での第２熱媒体１０の入出温度差をより拡大してヒートポンプ２を効率よく運転できる効果や利便性が向上するなどの効果は限定されるが、それ以外の効果は同様に得られる。
【００５７】
（第２熱媒体１０の流通方向）
この実施の形態１では、第１循環路１４を循環する第２熱媒体１０の流通方向は、第１熱交換器１１で第２熱媒体１０を冷却する場合と加熱する場合とでは逆である場合で示した。しかし、加熱される場合（暖房運転）と冷却される場合（冷房運転）とは同一方向へ循環するようにしても良い。そのようにするために、運転状態に関わらず第１ポンプ１３は同一方向へ回転させ、第１循環路の往路１４ａから第１循環路の復路１４ｂへ、第１循環路の復路１４ｂから第１循環路の往路１４ａへクロスする図示しない配管と弁とを設ける。そして熱需要部である空調熱交換器１２へ第２熱媒体１０を供給する方向は冷房運転時と暖房運転時とで変えないようにしていても良い。
【００５８】
（熱需要部４０）
熱需要部４０は、蓄熱運転より低温で良い第２熱媒体１０で供給できるものであれば、室内を空調するための空調熱交換器１２でなくとも良い。たとえば、浴槽水を溜めた入浴のための浴槽と、第１熱交換器１１で加熱された第２熱媒体１０が流通する追焚熱交換器と、浴槽と追焚熱交換器との間で浴槽水を循環する追焚循環路とを備え、追焚熱交換器へ流入する（たとえば５０℃の）第２熱媒体１０との熱交換で浴槽水を（たとえば４５℃へ）加熱して、冷えた浴槽内の浴槽水を（たとえば４２℃へ）加熱できる様なものを熱需要部４０としても良い。勿論、追焚熱交換器と空調熱交換器１２とを両方備え、暖房運転と追焚運転とを何れか一方あるいは両方同時にすることも可能である。
【００５９】
（空調熱交換器１２）
また空調熱交換器１２は、第１循環路の往路１４ａから分岐され、第１循環路の復路１４ｂに合流する構成で、複数が並列に設けられていても良い。また、熱需要部４０に空調熱交換器１２複数が直列に設けられていても良い。また熱需要部４０としては、空調熱交換器１２だけでなく、床面から室内の空気を暖める、いわゆる床暖房であっても良い。
【００６０】
（第１切替部）
また第１切替部は、蓄熱切替弁１９のように供給路１５へ分岐する部分に設けた三方弁ではなくても良い。例えば供給路１５へ分岐後リターン路１８が合流する迄の間の第１循環路の往路１４ａに設けた弁と、供給路１５か排出路１７かの何れか一方の途中に設けた弁との、２つの弁に分けて構成しても良い。
【００６１】
また三方弁も含めて何れの弁も、流通方向に対して開か閉かの２位置の開閉弁であっても良いが、途中の開度で停止できる調節弁であればなお良い。このようにすると弁の開度を個別に独立して変更（調整）できるので流通量の排他性はなく、三方弁である場合よりも広範囲に流通量を変更することができる。調節弁の場合、連続的に開度を切り替えられ、開閉するだけの場合に比べて圧力変動を少なくでき、弁やポンプへのストレスを軽減して使用寿命が延び、また運転状態を切り替える場合の温度変動を少なく、不快感が少なく、また制御対象を操作している場合の制御変動を少なくできる。
【００６２】
（第２切替部）
また第２切替部も第１切替部と同様に、排熱切替弁２０のようにリターン路１８へ分岐する部分に設けた三方弁ではなくても良い。例えば、リターン路１８に設けた弁と、リターン路１８に分岐後の排出路１７に設けた弁と、の２つの弁に分けて備えても良い。また三方弁も含めて何れの弁も、流通方向に対して開か閉かの２位置の開閉弁であっても良いが、途中の開度で停止できる調節弁であればなお良い。このようにすると弁の開度を個別に独立して変更（調整）できるので流通量の排他性はなく、三方弁である場合よりも広範囲に流通量を変更することができる。調節弁の場合、連続的に開度を切り替えられ、開閉するだけの場合に比べて圧力変動を少なくでき、弁やポンプへのストレスを軽減して使用寿命が延び、また運転状態を切り替える場合の温度変動を少なく、不快感が少なく、また制御対象を操作している場合の制御変動を少なくできる。また、第１切替部と第２切替部とがともに２つの弁に分けて備えている場合、排出路１７に設ける弁は第１切替部と第２切替部とで共用していても良い。
【００６３】
（図８の動作：暖房運転＋給湯運転）
図８は、蓄熱切替弁１９に途中の開度で停止できる調節弁を用いた場合における、暖房運転中に給湯運転時の動作である図７の別案である。図８は、暖房運転中に給湯運転時の第２熱媒体１０と給湯水４２の流れを示す図である。図中、破線の流動経路６５が暖房運転中の給湯運転時の第２熱媒体１０の流れを示し、破線の流動経路７４が暖房運転中の給湯運転時の給湯水４２の流れを示している。図１と図８を参照して以下説明する。給湯水４２側の流動経路７４は、図５と同じであり説明は省略する。
【００６４】
排熱切替弁２０はリターン路１８側へ全閉、蓄熱切替弁１９は、途中の開度に調整しておくことで、第１熱交換器１１で加熱された第２熱媒体１０が、暖房するための空調熱交換器１２（流動経路５２ａ）と、給湯水４２を加熱するための第２熱交換器１６（流動経路５２ｂ）との両方へ暖房運転の温度（たとえば３５℃）で供給される。
【００６５】
このようにしても、給湯先２５ａへの給湯運転は図７の動作と同様に可能である。ただし、図７のように第２熱媒体１０の全量を第２熱交換器１６へ供給できないので、給湯水４２を加熱する能力、すなわち給湯を補助する能力が減り、給湯するために蓄熱槽２１から流出する給湯水４２（流動経路５７ｃ）の流量は増加することになる。一方、図７の場合には、第２熱交換器１６へ流入する給湯水４２と熱交換され、第２熱交換器１６から排出される第２熱媒体１０の温度が下がりすぎる可能性があった。その結果、室温との温度差を採れず、空調熱交換器１２で暖房できなくなる可能性があった。図８のようにすることで、暖房運転の温度（たとえば３５℃）で確実に空調熱交換器１２へ第２熱媒体１０を供給でき、蓄熱切替弁１９で分流された分、暖房能力は減ったとしても、確実に暖房継続できる、という効果がある。
【００６６】
（図９の動作：蓄熱運転＋暖房運転＋給湯運転）
図９は、蓄熱切替弁１９に途中の開度で停止できる調節弁を用いた場合における、蓄熱運転中に暖房運転しながら給湯運転する際の動作である図５の別案である。図９は、蓄熱運転中に暖房運転時の第２熱媒体１０と、蓄熱運転中に給湯運転時の給湯水４２の流れを示す図である。図中、破線の流動経路６６が蓄熱運転中の暖房運転時の第２熱媒体１０の流れを示し、破線の流動経路７２が蓄熱運転中の給湯運転時の給湯水４２の流れを示している。図１と図９を参照して以下説明する。給湯水４２側の流動経路７２は、図５と同じであり説明は省略する。
【００６７】
蓄熱切替弁１９を途中の開度に調整すると、第１熱交換器１１で加熱された第２熱媒体１０が、暖房するための空調熱交換器１２（流動経路５２ａ）と給湯水４２を加熱するための第２熱交換器１６（流動経路５２ｂ）との両方へ蓄熱運転の温度（たとえば６３℃）で供給される。また蓄熱切替弁１９は、リターン路１８側（流動経路５３ｃ）へ全開となっている。このようになっていると、第２熱交換器１６へ流入する給湯水４２との熱交換で第２熱交換器１６で冷却され（たとえば３０℃）、第２熱交換器１６から流出し、リターン路１８を通った第２熱媒体１０（流動経路５３ｃ、５２ｃ）は、蓄熱切替弁１９で第１循環路の往路１４ａ側に分流された（流動方向５２ａ）、蓄熱運転の温度（たとえば６３℃）の第２熱媒体１０と蓄熱切替弁１９によって流量比率が調整されて合流し、暖房運転の温度（たとえば３５℃）にして、空調熱交換器１２へ供給される。
【００６８】
このようにしても、給湯運転や蓄熱運転は図５の動作と同様に可能である。ただし、第２熱媒体１０の全量を第２熱交換器１６へ供給できないので、給湯水４２を加熱する能力、すなわち蓄熱や給湯をする能力が減り、蓄熱のために蓄熱槽２１へ流入する給湯水４２（流動経路５７ｂ）の流量が減るか、あるいは給湯するために蓄熱槽２１から流出する給湯水４２（流動経路５７ｃ）の流量は増加することになる。一方、図５の場合には、第２熱交換器１６へ流入する給湯水４２と熱交換され、第２熱交換器１６から排出される第２熱媒体１０の温度が下がりすぎる可能性があった。その結果、室温との温度差を採れず、空調熱交換器１２で暖房できなくなる可能性があった。
【００６９】
図９のようにすることで、蓄熱切替弁１９の開度を調節することで、暖房運転の温度（たとえば３５℃）で確実に空調熱交換器１２へ第２熱媒体１０を供給でき、蓄熱切替弁１９で分流された分、暖房能力は減ったとしても、確実に暖房継続できる、という効果がある。
【００７０】
上記の図８、図９のように、蓄熱切替弁１９を途中開度の調整可能な調整弁とすると、第１熱交換器１１から熱需要部４０または給湯用に第２熱交換器１６へ、必要に応じて熱量比率を調節して同時に温熱供給でき、利便性が高くなる。また連続的に運転状態を切り替えられ、運転切替時の温度変動を少なく、不快感が少なく、制御変動を少なくできる。
【００７１】
実施の形態２．
図１０は実施の形態２における蓄熱給湯空調機２００（蓄熱給湯装置）の構成図である。図１０は実施の形態１の図１に相当する。実施の形態１と異なる点について説明する。
【００７２】
実施の形態２の蓄熱給湯空調機２００では、実施の形態１における蓄熱給湯空調機１００に対し、
（１）排熱切替弁２０とリターン路１８とを備えておらず、
（２）蓄熱切替弁１９が途中の開度で停止できる調節弁である。
この（１）、（２）が、実施の形態１との違いであり、他については実施の形態１と同様である。
【００７３】
（動作）
次に、実施の形態１と同様に、種々の運転（蓄熱運転、給湯運転、暖房運転、冷房運転の単独または組み合わせ）状態における、蓄熱切替弁１９、混合弁４３、第１ポンプ１３、第２ポンプ２２などの稼働部の切り替え制御または流量制御（あるいは回転数制御）に基づく第２熱媒体１０と給湯水４２の流れを説明する。
【００７４】
（図１１の動作：蓄熱運転）
図１１は蓄熱運転の第２熱媒体１０と給湯水４２の流れを示す図である。図中、破線の流動経路６１ａが蓄熱運転時の第２熱媒体１０の流れを、破線の流動経路７１が蓄熱運転時の給湯水４２の流れを示している。図１０と図１１を参照して以下説明する。
【００７５】
蓄熱運転時、蓄熱切替弁１９は供給路１５側へ全開となっている。このとき第１熱交換器１１で加熱された第２熱媒体１０は、蓄熱切替弁１９で流動方向５２ｂへ全量が流れ、第２熱交換器１６へ供給される。第２熱交換器１６で給湯水４２と熱交換して冷却された第２熱媒体１０は、排出路１７へ排出され、第１循環路の復路１４ｂに合流して第１熱交換器１１へ再び戻される（流動方向５３ｂ）。また、第２熱交換器１６の給湯水４２側では、第２循環路２３により蓄熱槽２１との間で給湯水４２が第２ポンプ２２によって循環している。第２熱交換器１６で第２熱媒体１０と熱交換して加熱された給湯水４２は、流動方向５７ｂへ全量が流れ、蓄熱槽２１の上部側へ流入する。蓄熱槽２１の下部側から排出された給湯水４２は、流動方向５６ｂへ全量が流れ、第２熱交換器１６へ再び戻される。
【００７６】
この動作の結果、加熱された給湯水４２が蓄熱槽２１の上部から徐々に蓄熱される。効率よく温度成層蓄熱するためには、蓄熱槽２１の上部側から流入する給湯水４２の温度を一定の高温（蓄熱したい温度、たとえば６０℃）へ維持することが必要である。第２ポンプ２２の回転数を変更して、第２熱交換器１６を流通する給湯水４２の流量を変更することで、第２熱交換器１６での交換熱量に合わせることができ、蓄熱槽２１へ流入する給湯水４２の温度を一定に制御している。一方、第２熱交換器１６の第２熱媒体１０側では、第１ポンプ１３の回転数を変更して、第２熱交換器１６を流通する第２熱媒体１０の流量を変更することで、第１熱交換器１１での交換熱量に合わせることができ、第２熱交換器１６へ流入する第２熱媒体１０の温度を、上記蓄熱したい温度よりも若干高い温度（たとえば６３℃）へ制御している。以上、排熱切替弁２０が無いだけで、図２の動作と同様である。
【００７７】
（図１２の動作：蓄熱運転＋給湯運転）
図１２は蓄熱運転時の第２熱媒体１０と蓄熱運転中に給湯運転時の給湯水４２の流れを示す図である。図中、破線の流動経路６１ａが蓄熱運転時の第２熱媒体１０の流れを示し、また破線の流動経路７２が蓄熱運転中の給湯運転時の給湯水４２の流れを示している。図１０と図１２を参照して以下説明する。第２熱媒体１０側の流れ（流動経路６１ａ）は、図１１の動作と同じであり、蓄熱切替弁１９は供給路１５側へ全開となっている。また給湯水４２側の流れ（流動経路７２）は、実施の形態１の図３の流れと同じである。
【００７８】
（図１３の動作：冷房運転＋給湯運転）
図１３は冷房運転時の第２熱媒体１０と、冷房運転中に給湯運転時の給湯水４２の流れを示す図である。図中、破線の流動経路６３が冷房運転時の第２熱媒体１０の流れを示し、破線の流動経路７３が冷房運転中に給湯運転時の給湯水４２の流れを示している。図１０と図１３を参照して以下説明する。第２熱媒体１０側の流れ（流動経路６３）は、図６の動作と同じであり、蓄熱切替弁１９は供給路１５側へ全閉となっている。また給湯水４２側の流れ（流動経路７３）は、実施の形態１の図６の流れと同じである。
【００７９】
なお実施の形態１の図６と同様、流動経路７３ではなく、給水バイパス路４１からの低温（たとえば２０℃）の給湯水４２と蓄熱槽２１から流出する高温（たとえば６０℃）の給湯水４２とを、混合弁４３の開度調節で所望の比率で混合して所望の温度（たとえば４０℃）で給湯先２５ａへ給湯する様にすることも可能である。このとき、第２ポンプ２２は動作させる必要はない。また流動経路５７ｃで蓄熱槽２１から流出する給湯水４２の分だけ、流動経路５６ｃにより給水源２４ａから蓄熱槽２１へ給湯水４２が補充される。
【００８０】
また実施の形態１の図６と同様、冷房運転時の第２熱媒体１０の流れを流動経路６３で示しているが、給湯運転の無い暖房運転時は、第２熱媒体１０の流れは流動経路６３の逆方向へ流れ、第１熱媒体３は流動方向５１へ流れる。その結果、第１熱媒体３との熱交換により第１熱交換器１１で加熱された第２熱媒体１０が、空調熱交換器１２へ供給され、室内の暖房運転となる。
【００８１】
（図１４の動作：暖房運転＋給湯運転）
図１４は、暖房運転中に給湯運転時の第２熱媒体１０と給湯水４２の流れを示す図である。図中、破線の流動経路６５ａが暖房運転中の給湯運転時の第２熱媒体１０の流れを示し、破線の流動経路７４が暖房運転中の給湯運転時の給湯水４２の流れを示している。図１０と図１４を参照して以下説明する。第２熱媒体１０側の流れ（流動経路６５ａ）は、実施の形態１の変形例の図８の動作と同じであり、蓄熱切替弁１９は、途中の開度に調整しておくことで、第１熱交換器１１で加熱された第２熱媒体１０が、暖房するための空調熱交換器１２（流動経路５２ａ）と給湯水４２を加熱するための第２熱交換器１６（流動経路５２ｂ）との両方へ暖房運転の温度（たとえば３５℃）で供給される。また、給湯先２５ａへの給湯運転は図８の動作と同様に、蓄熱切替弁１９によって分流されているので、給湯水４２を加熱する能力、すなわち給湯を補助する能力が減り、給湯するために蓄熱槽２１から流出する給湯水４２（流動経路５７ｃ）の流量は増加することになる。また暖房運転では図８の動作と同様に、暖房運転の温度（たとえば３５℃）で確実に空調熱交換器１２へ第２熱媒体１０を供給でき、蓄熱切替弁１９で分流された分、暖房能力は減ったとしても、確実に暖房継続できる、という効果がある。
【００８２】
（実施の形態２の効果）
実施の形態２の蓄熱給湯空調機１００は、以上のように構成したので、流量変更で第１熱交換器１１を流通する第２熱媒体１０の温度差を大きくでき、また熱需要部４０へ温熱供給時（暖房運転時）は蓄熱槽２１への蓄熱運転時より低温で良いので、その結果、第１熱媒体３の凝縮温度を低下でき、ヒートポンプ２の効率が向上する。また蓄熱槽２１への蓄熱運転時、第２熱交換器１６への給湯水４２と第２熱媒体１０の流量変更で温度成層による効率良い蓄熱が可能となる。また蓄熱槽２１に蓄熱した給湯水４２と第２熱交換器１６で加熱された給湯水４２とで給湯できるので、蓄熱槽２１に蓄熱された給湯水４２の減少を抑制でき、蓄熱槽２１の容積を少なくできるか、または蓄熱槽２１の容積を増やさずに給湯先２５ａへの給湯量を増大できる。熱需要部４０への熱供給と給湯とが同時に可能となり、特に熱需要部４０への冷熱供給（冷房運転）と給湯とが同時に可能となる。また、排熱切替弁２０とリターン路１８とが不要となるので構成が実施の形態１に比べて簡単になる。
【符号の説明】
【００８３】
２ ヒートポンプ、３ 第１熱媒体、４ ヒートポンプ循環路、５ 圧縮機、６ 循環切替弁、７ 膨張弁、８ ファン、９ 外気熱交換器、１０ 第２熱媒体、１１ 第１熱交換器、１２ 空調熱交換器、１３ 第１ポンプ、１４ 第１循環路、１４ａ 第１循環路の往路、１４ｂ 第１循環路の復路、１５ 供給路、１６ 第２熱交換器、１７ 排出路、１８ リターン路、１９ 蓄熱切替弁、２０ 排熱切替弁、２１ 蓄熱槽、２２ 第２ポンプ、２３ 第２循環路、２３ａ 第２循環路の往路、２３ｂ 第２循環路の復路、２４ 給水路、２４ａ 給水源、２５ 給湯路、２５ａ 給湯先、４０ 熱需要部、４１ 給水バイパス路、４２ 給湯水、４３ 混合弁、５０ 制御装置、５１ （第１熱媒体の）流動方向、５２ａ，５２ｂ，５２ｃ，５３ａ，５３ｂ，５３ｃ （第２熱媒体の）流動方向、５５ａ，５５ｂ，５６ａ，５６ｂ，５６ｃ，５７ａ，５７ｂ，５７ｃ，５８ａ，５８ｂ （給湯水の）流動方向、６１，６１ａ （蓄熱運転時の第２熱媒体の）流動経路、６２ （蓄熱運転中に暖房運転時の第２熱媒体の）流動経路、６３ （冷房運転時の第２熱媒体の）流動経路、６４，６５，６５ａ （暖房運転中に給湯運転時の第２熱媒体の）流動経路、６６ （蓄熱運転中に暖房運転時の第２熱媒体の）流動経路、７１ （蓄熱運転時の給湯水の）流動経路、７２ （蓄熱運転中に暖房運転時の給湯水の）流動経路、７３ （給湯運転時の給湯水の）流動経路、７４ （暖房運転中に給湯運転時の給湯水の）流動経路、１００，２００ 蓄熱給湯空調機。
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ヒートポンプの動作で高温化と低温化とのいずれかにされた第１熱媒体が一方に流通し、前記第１熱媒体との熱交換により加熱または冷却される前記第２熱媒体が他方に流通する第１熱交換器と、前記第１熱媒体と熱交換された前記第２熱媒体を熱利用する熱需要部とを、前記第１熱交換器から前記熱需要部へ向かう往路と、前記熱需要部から前記第１熱交換器へ向かう復路とで接続して、前記第２熱媒体を循環する第１循環路と、
前記第１熱交換器を流通する前記第２熱媒体の流量を、制御を受けることによって調節する第１ポンプと、
給湯路を介して給湯先へ供給する給湯水を所定量収容する蓄熱槽と、前記第１循環路の往路から分岐された供給路と前記第１循環路の復路へ合流する排出路とが接続され、前記供給路から前記第２熱媒体が流入して一方に流通し前記排出路に排出され、他方を前記蓄熱槽の前記給湯水が流通して前記一方を流通する前記第２熱媒体と熱交換する第２熱交換器とを、前記第２熱交換器から前記蓄熱槽へ向かう往路と、前記蓄熱槽から前記第２熱交換器へ向かう復路とで接続して、前記蓄熱槽の前記給湯水を循環する第２循環路と、
前記第２熱交換器の前記他方を流通する前記給湯水の流量を、制御を受けることによって調節する第２ポンプと、
前記第１熱交換器から前記熱需要部への前記第１熱交換器から前記熱需要部へ向かう前記往路による前記第２熱媒体の流通と、前記第１熱交換器から前記第２熱交換器への前記供給路による前記第２熱媒体の流通とを、制御を受けることによって変更する第１切替部と、
前記蓄熱槽に収容された前記給湯水に所定の熱量を蓄えるために前記第２熱交換器において前記一方を通過する前記第２熱媒体によって前記他方を通過する前記給湯水を加熱する蓄熱運転時に、前記第１ポンプと前記第２ポンプと前記第１切替部とを制御することにより、前記第１ポンプの回転数の変更と、前記第２ポンプの回転数の変更と、前記第１切替部の流通の変更とに基づいて、前記第１熱交換器から流出する前記第２熱媒体の流出温度を予め設定された温度である蓄熱温度よりも高い第１温度へ調節すると共に、前記第２熱交換器から流出する前記給湯水の流出温度を前記蓄熱温度へ調節する制御装置と
を備えたことを特徴とする蓄熱給湯装置。
【請求項２】
前記制御装置は、
前記熱需要部へ前記第２熱媒体を供給する熱需要運転時には、前記第１ポンプの回転数の変更によって、前記第１熱交換器から流出する前記第２熱媒体の流出温度を、前記第１温度より低い第２温度へ調節することを特徴とする請求項１記載の蓄熱給湯装置。
【請求項３】
前記蓄熱給湯装置は、さらに、
給水源から前記蓄熱槽へ前記給湯水を供給する給水路から分岐され、前記給湯路に合流する給水バイパス路と、
前記給湯路の前記給湯水の流通と、前記給水バイパス路の前記給湯水の流通との流量比率を、制御を受けることによって調節する混合切替部と
を備え、
前記制御装置は、
前記給湯先へ前記給湯水を指定された給湯温度で供給する給湯運転時には、前記混合切替部の前記流量比率を変更することにより前記給湯先へ供給する前記給湯水を前記指定された給湯温度へ調節すると共に、前記第１熱交換器による熱交換によって加熱された前記第１熱媒体を前記熱需要部へ供給する熱需要運転である暖房運転時に前記給湯運転が生じた際には、前記混合切替部に対する前記流量比率の変更制御に加えて、前記第１切替部の流通の変更と、前記第２ポンプの回転数の変更とによって、前記第２熱交換器で加熱された前記給湯水を、前記給湯先へ供給することを特徴とする請求項１または２の何れかに記載の蓄熱給湯装置。
【請求項４】
前記第１切替部は、
前記第１熱交換器から前記熱需要部への前記第１熱交換器から前記熱需要部へ向かう前記往路による前記第２熱媒体の流通と、前記第１熱交換器から前記第２熱交換器への前記供給路による前記第２熱媒体の流通との流量比率を、前記制御装置からの制御を受けることによって任意に調節可能であることを特徴とする請求項１〜３のいずれかに記載の蓄熱給湯装置。
【請求項５】
前記蓄熱給湯装置は、さらに、
前記排出路から分岐し、前記供給路へ分岐後の前記第１循環路の往路に合流するリターン路と、
前記リターン路を流通する前記第２熱媒体の流通と、前記リターン路の分岐後の前記排出路を流通する前記第２熱媒体の流通とを、前記制御装置からの制御を受けることによって変更する第２切替部と
を備えたことを特徴とする請求項１〜４のいずれかに記載の蓄熱給湯装置。
【請求項６】
前記第２切替部は、
前記リターン路を流通する前記第２熱媒体の流通と、前記リターン路の分岐後の前記排出路を流通する前記第２熱媒体の流通との流量比率を、前記制御装置からの制御を受けることによって任意に調節可能であることを特徴とする請求項５記載の蓄熱給湯装置。
【請求項７】
ヒートポンプの動作で高温化と低温化とのいずれかにされた第１熱媒体が一方に流通し、前記第１熱媒体との熱交換により加熱または冷却される前記第２熱媒体が他方に流通する第１熱交換器と、前記第１熱媒体と熱交換された前記第２熱媒体を熱利用する熱需要部とを、前記第１熱交換器から前記熱需要部へ向かう往路と、前記熱需要部から前記第１熱交換器へ向かう復路とで接続して、前記第２熱媒体を循環する第１循環路と、
前記第１熱交換器を流通する前記第２熱媒体の流量を、制御を受けることによって調節する第１ポンプと、
給湯路を介して給湯先へ供給する給湯水を所定量収容する蓄熱槽と、前記第１循環路の往路から分岐された供給路と前記第１循環路の復路へ合流する排出路とが接続され、前記供給路から前記第２熱媒体が流入して一方に流通し前記排出路に排出され、他方を前記蓄熱槽の前記給湯水が流通して前記一方を流通する前記第２熱媒体と熱交換する第２熱交換器とを、前記第２熱交換器から前記蓄熱槽へ向かう往路と、前記蓄熱槽から前記第２熱交換器へ向かう復路とで接続して、前記蓄熱槽の前記給湯水を循環する第２循環路と、
前記第２熱交換器の前記他方を流通する前記給湯水の流量を、制御を受けることによって調節する第２ポンプと、
前記第１熱交換器から前記熱需要部への前記第１熱交換器から前記熱需要部へ向かう前記往路による前記第２熱媒体の流通と、前記第１熱交換器から前記第２熱交換器への前記供給路による前記第２熱媒体の流通とを、制御を受けることによって変更する第１切替部と
を備えた蓄熱給湯装置に対して、
制御装置が、
前記蓄熱槽に収容された前記給湯水に所定の熱量を蓄えるために前記第２熱交換器において前記一方を通過する前記第２熱媒体によって前記他方を通過する前記給湯水を加熱する蓄熱運転時に、前記第１ポンプと前記第２ポンプと前記第１切替部とを制御することにより、前記第１ポンプの回転数の変更と、前記第２ポンプの回転数の変更と、前記第１切替部の流通の変更とに基づいて、前記第１熱交換器から流出する前記第２熱媒体の流出温度を予め設定された温度である蓄熱温度よりも高い第１温度へ調節すると共に、前記第２熱交換器から流出する前記給湯水の流出温度を前記蓄熱温度へ調節する蓄熱給湯方法。
【請求項１】
ヒートポンプの動作で高温化と低温化とのいずれかにされた第１熱媒体が一方に流通し、前記第１熱媒体との熱交換により加熱または冷却される前記第２熱媒体が他方に流通する第１熱交換器と、前記第１熱媒体と熱交換された前記第２熱媒体を熱利用する熱需要部とを、前記第１熱交換器から前記熱需要部へ向かう往路と、前記熱需要部から前記第１熱交換器へ向かう復路とで接続して、前記第２熱媒体を循環する第１循環路と、
前記第１熱交換器を流通する前記第２熱媒体の流量を、制御を受けることによって調節する第１ポンプと、
給湯路を介して給湯先へ供給する給湯水を所定量収容する蓄熱槽と、前記第１循環路の往路から分岐された供給路と前記第１循環路の復路へ合流する排出路とが接続され、前記供給路から前記第２熱媒体が流入して一方に流通し前記排出路に排出され、他方を前記蓄熱槽の前記給湯水が流通して前記一方を流通する前記第２熱媒体と熱交換する第２熱交換器とを、前記第２熱交換器から前記蓄熱槽へ向かう往路と、前記蓄熱槽から前記第２熱交換器へ向かう復路とで接続して、前記蓄熱槽の前記給湯水を循環する第２循環路と、
前記第２熱交換器の前記他方を流通する前記給湯水の流量を、制御を受けることによって調節する第２ポンプと、
前記第１熱交換器から前記熱需要部への前記第１熱交換器から前記熱需要部へ向かう前記往路による前記第２熱媒体の流通と、前記第１熱交換器から前記第２熱交換器への前記供給路による前記第２熱媒体の流通とを、制御を受けることによって変更する第１切替部と、
前記蓄熱槽に収容された前記給湯水に所定の熱量を蓄えるために前記第２熱交換器において前記一方を通過する前記第２熱媒体によって前記他方を通過する前記給湯水を加熱する蓄熱運転時に、前記第１ポンプと前記第２ポンプと前記第１切替部とを制御することにより、前記第１ポンプの回転数の変更と、前記第２ポンプの回転数の変更と、前記第１切替部の流通の変更とに基づいて、前記第１熱交換器から流出する前記第２熱媒体の流出温度を予め設定された温度である蓄熱温度よりも高い第１温度へ調節すると共に、前記第２熱交換器から流出する前記給湯水の流出温度を前記蓄熱温度へ調節する制御装置と
を備えたことを特徴とする蓄熱給湯装置。
【請求項２】
前記制御装置は、
前記熱需要部へ前記第２熱媒体を供給する熱需要運転時には、前記第１ポンプの回転数の変更によって、前記第１熱交換器から流出する前記第２熱媒体の流出温度を、前記第１温度より低い第２温度へ調節することを特徴とする請求項１記載の蓄熱給湯装置。
【請求項３】
前記蓄熱給湯装置は、さらに、
給水源から前記蓄熱槽へ前記給湯水を供給する給水路から分岐され、前記給湯路に合流する給水バイパス路と、
前記給湯路の前記給湯水の流通と、前記給水バイパス路の前記給湯水の流通との流量比率を、制御を受けることによって調節する混合切替部と
を備え、
前記制御装置は、
前記給湯先へ前記給湯水を指定された給湯温度で供給する給湯運転時には、前記混合切替部の前記流量比率を変更することにより前記給湯先へ供給する前記給湯水を前記指定された給湯温度へ調節すると共に、前記第１熱交換器による熱交換によって加熱された前記第１熱媒体を前記熱需要部へ供給する熱需要運転である暖房運転時に前記給湯運転が生じた際には、前記混合切替部に対する前記流量比率の変更制御に加えて、前記第１切替部の流通の変更と、前記第２ポンプの回転数の変更とによって、前記第２熱交換器で加熱された前記給湯水を、前記給湯先へ供給することを特徴とする請求項１または２の何れかに記載の蓄熱給湯装置。
【請求項４】
前記第１切替部は、
前記第１熱交換器から前記熱需要部への前記第１熱交換器から前記熱需要部へ向かう前記往路による前記第２熱媒体の流通と、前記第１熱交換器から前記第２熱交換器への前記供給路による前記第２熱媒体の流通との流量比率を、前記制御装置からの制御を受けることによって任意に調節可能であることを特徴とする請求項１〜３のいずれかに記載の蓄熱給湯装置。
【請求項５】
前記蓄熱給湯装置は、さらに、
前記排出路から分岐し、前記供給路へ分岐後の前記第１循環路の往路に合流するリターン路と、
前記リターン路を流通する前記第２熱媒体の流通と、前記リターン路の分岐後の前記排出路を流通する前記第２熱媒体の流通とを、前記制御装置からの制御を受けることによって変更する第２切替部と
を備えたことを特徴とする請求項１〜４のいずれかに記載の蓄熱給湯装置。
【請求項６】
前記第２切替部は、
前記リターン路を流通する前記第２熱媒体の流通と、前記リターン路の分岐後の前記排出路を流通する前記第２熱媒体の流通との流量比率を、前記制御装置からの制御を受けることによって任意に調節可能であることを特徴とする請求項５記載の蓄熱給湯装置。
【請求項７】
ヒートポンプの動作で高温化と低温化とのいずれかにされた第１熱媒体が一方に流通し、前記第１熱媒体との熱交換により加熱または冷却される前記第２熱媒体が他方に流通する第１熱交換器と、前記第１熱媒体と熱交換された前記第２熱媒体を熱利用する熱需要部とを、前記第１熱交換器から前記熱需要部へ向かう往路と、前記熱需要部から前記第１熱交換器へ向かう復路とで接続して、前記第２熱媒体を循環する第１循環路と、
前記第１熱交換器を流通する前記第２熱媒体の流量を、制御を受けることによって調節する第１ポンプと、
給湯路を介して給湯先へ供給する給湯水を所定量収容する蓄熱槽と、前記第１循環路の往路から分岐された供給路と前記第１循環路の復路へ合流する排出路とが接続され、前記供給路から前記第２熱媒体が流入して一方に流通し前記排出路に排出され、他方を前記蓄熱槽の前記給湯水が流通して前記一方を流通する前記第２熱媒体と熱交換する第２熱交換器とを、前記第２熱交換器から前記蓄熱槽へ向かう往路と、前記蓄熱槽から前記第２熱交換器へ向かう復路とで接続して、前記蓄熱槽の前記給湯水を循環する第２循環路と、
前記第２熱交換器の前記他方を流通する前記給湯水の流量を、制御を受けることによって調節する第２ポンプと、
前記第１熱交換器から前記熱需要部への前記第１熱交換器から前記熱需要部へ向かう前記往路による前記第２熱媒体の流通と、前記第１熱交換器から前記第２熱交換器への前記供給路による前記第２熱媒体の流通とを、制御を受けることによって変更する第１切替部と
を備えた蓄熱給湯装置に対して、
制御装置が、
前記蓄熱槽に収容された前記給湯水に所定の熱量を蓄えるために前記第２熱交換器において前記一方を通過する前記第２熱媒体によって前記他方を通過する前記給湯水を加熱する蓄熱運転時に、前記第１ポンプと前記第２ポンプと前記第１切替部とを制御することにより、前記第１ポンプの回転数の変更と、前記第２ポンプの回転数の変更と、前記第１切替部の流通の変更とに基づいて、前記第１熱交換器から流出する前記第２熱媒体の流出温度を予め設定された温度である蓄熱温度よりも高い第１温度へ調節すると共に、前記第２熱交換器から流出する前記給湯水の流出温度を前記蓄熱温度へ調節する蓄熱給湯方法。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【図１４】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【図１４】
【公開番号】特開２０１３−３６６４８（Ｐ２０１３−３６６４８Ａ）
【公開日】平成２５年２月２１日（２０１３．２．２１）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１１−１７１９３７（Ｐ２０１１−１７１９３７）
【出願日】平成２３年８月５日（２０１１．８．５）
【出願人】（０００００６０１３）三菱電機株式会社 (33,312)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２５年２月２１日（２０１３．２．２１）
【国際特許分類】
【出願日】平成２３年８月５日（２０１１．８．５）
【出願人】（０００００６０１３）三菱電機株式会社 (33,312)
【Ｆターム（参考）】
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