JP4935523B2 - ヒートポンプ式貯湯温水装置 - Google Patents

Description

本発明は、ヒートポンプユニットと貯湯用のタンクとを筐体内に収納した一体型のヒートポンプ式貯湯温水装置に関する。

従来のヒートポンプ式貯湯温水装置としては、圧縮機、熱交換器などの部品を環状に接続した冷媒サイクルと、沸き上げた温水を貯え給湯用水として供給するタンク回路と、制御装置とを１個の筐体内に収納して一体にした装置が知られている（例えば、特許文献１参照）。

特許文献１に記載の一体型ヒートポンプ式貯湯温水装置は、制御装置を筐体の前面から引き出せる構造になっており、本体の上部に空間が少ない場合でも筐体の天板をあけることなく電装品のメンテナンスが可能である。
特開２００６−３４９２３５号公報

しかしながら、上記従来のヒートポンプ式貯湯温水装置が、例えば都市部にみられる建物と隣家の敷地との間のスペースが十分でない狭隘地等に設置される場合には、設置上の制約から筐体の前面側および背面側に作業スペースがなく、作業者がメンテナンスや施工を筐体の前面側から実施することが困難であるという問題がある。

そこで本発明は、上記問題点を鑑みてなされたものであり、その目的は設置条件に左右されずにメンテナンス時や施工時の作業性を確保できるヒートポンプ式貯湯温水装置を提供することにある。

上記目的を達成するために、以下の技術的手段を採用する。すなわち、ヒートポンプ式貯湯温水装置に係る請求項１の発明は、高温高圧の冷媒と熱交換させて給湯用水を沸き上げるヒートポンプユニット（１００）と、ヒートポンプユニット（１００）によって加熱された給湯用水を貯えるタンク（２）と、ヒートポンプユニット（１００）およびタンク（２）が左右に並んで格納されており、左右方向の両側壁間の長さが奥行き方向の長さよりも長く形成されている筐体（１１０）と、筐体（１１０）の左右方向の両側壁（１１１、１１２）のうちタンク（２）側に位置するタンク側側壁（１１２）とタンク（２）表面との間に設けられる制御基板（１２５）および配管接続部（１１９、１３１、１３２、１３３）と、タンク（２）の上部表面よりも上方に配置され、複数個の給湯機能部品からなる給湯機能部品のモジュール（１１８）と、
を備え、
タンク側側壁（１１２）の一部または全部は開閉自在または着脱自在に構成されており、制御基板（１２５）および配管接続部（１１９、１３１、１３２、１３３）は、タンク側側壁（１１２）の一部または全部を開放または取り外すことにより、筐体（１１０）側方の外部に臨むように配置されており、
さらに、ヒートポンプユニット（１００）を制御する制御装置（１３０）を備え、制御装置（１３０）はヒートポンプユニット（１００）側に位置するヒートポンプユニット側側壁（１１１）に隣接して筐体（１１０）内の上部に配置されており、
筐体（１１０）のヒートポンプユニット側及びタンク側に設けられた天板（１１６）は開閉自在または着脱自在に構成されており、
天板（１１６）を開放または取り外すことにより、制御装置（１３０）及び給湯機能部品のモジュール（１１８）が筐体（１１０）上方の外部に臨むことを特徴とする。

この発明によれば、設置現場のスペースの狭い方向に筐体の前後方向を位置させて筐体を設置することができ、比較的スペースのある左右方向の作業スペースを有効に活用して筐体の左右方向側壁の外方から制御基板や配管接続部についてメンテナンスや施工を行うことができるので、設置条件にかかわらずメンテナンス時や施工時の作業性を確保できるヒートポンプ式貯湯温水装置を提供できる。また、天板を開放または取り外すことにより、ヒートポンプ用制御装置及び給湯機能部品のモジュールのメンテナンス等を筐体の上方からでも行うことができ、さらなるヒートポンプユニット側における作業性向上が図れる。

請求項２に記載の発明によると、電源線（１３５）が取り付けられる電源線取付部（１３４）を備えており、電源線取付部（１３４）、制御基板（１２５）および配管接続部（１１９、１３１、１３２、１３３）は、タンク側側壁（１１２）とタンク（２）表面との間に集約して配置されていることが好ましい。

この発明によれば、メンテナンス時や施工時の対象部品である電源線取付部、制御基板および配管接続部が筐体の左右方向側壁の外方から確実に操作等できる場所に配置されているので、作業者は隣地との距離が狭い狭隘地であっても筐体の奥行き方向長さ分のスペースを使用して作業を行えるため、無理な姿勢を強いられることなく通常の作業性を確保することができる。

請求項３に記載の発明によると、電源線（１３５）が取り付けられる電源線取付部（１３４）を備えており、タンク側側壁（１１２）は開閉自在または着脱自在に構成された複数個の側板（１１２ａ、１１２ｂ、１１２ｃ）によって形成されており、複数個の側板（１１２ａ、１１２ｂ、１１２ｃ）は制御基板（１２５）を覆うように配された制御基板用側板（１１２ａ）と、電源線取付部（１３４）および配管接続部（１１９、１３１、１３２、１３３）を覆うように配された施工用側板（１１２ｂ、１１２ｃ）とを含んでおり、制御基板用側板（１１２ａ）を開放しまたは取り外すことにより制御基板（１２５）が筐体（１１０）側方の外部に臨むとともに、施工用側板（１１２ｂ、１１２ｃ）を開放しまたは取り外すことにより電源線取付部（１３４）および配管接続部（１１９、１３１、１３２、１３３）が筐体（１１０）側方の外部に臨むように構成されている。

この発明によれば、メンテナンス時、工事時の対象部品に応じて所定の側板を開放しまたは取り外すので、作業者の作業時の負担を軽減でき、作業性の向上を図ることができる。

請求項４に記載の発明によると、筐体（１１０）は奥行き方向の背面が建物（１４０）に対向するように配置され、配管接続部（１１９、１３１、１３２、１３３）は筐体（１１０）の奥行き方向に複数個並んで配置されており、複数個の配管接続部（１１９、１３１、１３２、１３３）のうち背面寄りに配置された配管接続部（１３２、１３３）には、浴槽の温水を循環させるために浴槽に接続される循環用配管を接続されていることが好ましい。

この発明によれば、建物内に配置されている浴槽に近い位置に循環用配管の配管接続部を配置しているので、配管長さを短くすることができ、配管抵抗および材料費の低減が図れる。

請求項４に記載の発明によると、ヒートポンプユニット側側壁（１１１）の一部または全部は開閉自在または着脱自在に構成されており、ヒートポンプユニット側側壁（１１１）の一部または全部を開放または取り外すことにより、制御装置（１３０）が筐体（１１０）側方の外部に臨むことが好ましい。

この発明によれば、設置条件にかかわらず、メンテナンス時等におけるタンク側部品の作業性の確保に加え、ヒートポンプユニット側部品の作業性を向上することができる。

請求項６に記載の発明によると、ヒートポンプユニット（１００）、タンク（２）および配管からの排水を集めて筐体（１１０）外部に排出する排水手段（１２０）を備えていることが好ましい。この発明によれば、筐体内の排水を１箇所に集めて排水することにより、排水処理のための機構を簡単化でき、また、施工の工数を低減することができる。

なお、上記各手段の括弧内の符号は、後述する実施形態の具体的手段との対応関係を示す一例である。

（第１実施形態）
第１実施形態におけるヒートポンプ式貯湯温水装置の構成および設置状態を図１および図２を用いて説明する。図１は本実施形態におけるヒートポンプ式貯湯温水装置および配管構成を示した模式図である。

本実施形態のヒートポンプ式貯湯温水装置は、貯湯式のヒートポンプ式給湯装置であり、主に一般家庭用として使用されるものであり、タンク２内に蓄えられた給湯用の温水や、ヒートポンプユニット１００で沸き上げられた温水を台所、洗面所、浴室などへの給湯使用側端末に供給するものである。なお、給湯使用側端末は、シャワー、カラン、手洗い栓などの給湯用水栓や、風呂の浴槽である。

図１に示すように、ヒートポンプ式貯湯温水装置は、水−冷媒熱交換器１で水を高温高圧の冷媒と熱交換させて加熱するヒートポンプユニット１００と、水−冷媒熱交換器１の水流路１ａで加熱された温水を貯えるタンク２と、本温水装置の作動を制御する制御手段である制御装置１０６と、を備えている。

そして、ヒートポンプ式貯湯温水装置は、給湯用水が流れる主な配管として、タンク２内の水が水−冷媒熱交換器１の水流路１ａを通ってタンク２内上部の高温水部に戻るようにタンク２と水−冷媒熱交換器１とを連絡する循環配管１０と、タンク２内の高温水部の温水が流出して給湯使用側端末まで流れる給湯配管２２と、水−冷媒熱交換器１の水流路１ａで加熱された温水がタンク２に至るまでの間の循環配管１０と給湯配管２２とを連絡する直接出湯配管３と、タンク２内の中温水部と直接出湯配管３を連絡する中温水配管３６と、を備えている。

また、給湯配管２２は、シャワー、カラン、手洗い栓などに連通しており、途中で分岐する配管は風呂用配管１８であり、風呂の浴槽内に連通する配管である。タンク２の下部には、水道水などの市水を取り入れる市水配管１４から分岐した市水流入配管１５が接続されている。循環配管１０には、市水配管１４と連通する給水用配管１６が接続されている。市水配管１４には、給水を停止できる止水栓２１が設けられ、さらに給水の水温を検出する給水温サーミスタ３４が設けられている。

タンク２は、給湯用の湯を蓄える容器であり、耐食性に優れた金属製、例えば、ステンレス製からなり、その外周部に断熱材が設けられ、給湯用の高温水を長時間に渡って保温することができる。タンク２は縦長形状であり、その底面に導入口６が設けられている。本実施形態のタンク２は、３〜４人の一般家庭の平均給湯量（４３℃、４３０Ｌ）程度を充足できる容量を備えた小型のタンクである。

タンク２には、タンク２内部の貯湯量および貯湯温度を検出するために高さ方向に４個並んだサーミスタからなる水温サーミスタ３０が設けられている。各水位におけるタンク２内に満たされた湯もしくは水の温度情報は、ヒートポンプユニット用の制御装置１０６に出力される。したがって、制御装置１０６は、水温サーミスタ３０からの温度情報に基づいて、タンク２内上方の沸き上げられた湯とタンク２内下方の沸き上げられる前の水との境界位置を検出できるとともに、これにより貯湯量が検出できるようになっている。

この導入口６にはタンク２内に市水を供給する市水流入配管１５が接続されている。市水流入配管１５とつながっている市水配管１４には、導入される水道水の水圧が所定圧となるように調節するとともに、断水などにおける湯の逆流を防止する減圧弁１３が設けられている。この市水配管１４は、後述する湯張り用混合弁１７および給湯用混合弁２３につながっている。また、市水流入配管１５には排水のための排水バルブを設けてもよい。

タンク２の底面にはタンク内の最下部の水を吸入するための吸入口８が設けられ、タンク２の上部にはタンク内の最上部に温水を吐出する吐出口１２が設けられている。吸入口８と吐出口１２は、水−冷媒熱交換器１を介在させて循環配管１０と接続されることで連通している。循環配管１０の一部は水−冷媒熱交換器１の水流路１ａを構成している。

吸入口８と水−冷媒熱交換器１との間の循環配管１０には、水−冷媒熱交換器１に供給される水の温度を検出する入水温度サーミスタ３１と、逆止弁２８と、循環配管１０の水を強制的に流動させる循環ポンプ９と、が設けられている。また、逆止弁２８の上流側には所定圧力値で作動する缶体保護弁を設けてもよい。

さらに、水−冷媒熱交換器１の水流路１ａの出口には、水−冷媒熱交換器１で加熱された水の温度を検出する沸上げ温度サーミスタ３２が設けられている。そして、いずれのサーミスタによって検出された温度情報も制御装置１０６に出力される。また、市水を取り入れる給水用配管１６には、逆止弁２９が設けられている。

ヒートポンプユニット１００は、冷媒として臨界温度の低い二酸化炭素を使用するヒートポンプサイクルを有しており、少なくとも圧縮機１０１、放熱器としての水−冷媒熱交換器１、可変式減圧器１０２、蒸発器１０３および気液分離器１０５が閉回路を構成するように接続されている。また、蒸発器１０３の下流側には蒸発器下流側の温度を検出する蒸発器温度サーミスタ１０４が設けられている。制御装置１０６は、蒸発器温度サーミスタ１０４から検出情報を受け取るとともに、可変式減圧器１０２や圧縮機１０１の運転を制御している。

ヒートポンプユニット１００は、水−冷媒熱交換器１の冷媒流路１ｂを流れる高温高圧の冷媒と、水−冷媒熱交換器１の水流路１ａを流れる水との間で熱交換を行うことにより、温水を沸き上げることができる。また、ヒートポンプユニット１００は電気式エジェクタを用いたエジェクタ式サイクルで構成してもよい。

ヒートポンプサイクルを超臨界ヒートポンプで構成した場合には、一般的なヒートポンプサイクルよりも高温、例えば、８５℃〜９０℃程度の湯をタンク２内に蓄えることができる。ヒートポンプサイクルは、主にタンク２内に貯まっている温水が不足しているときや料金設定の安価な深夜時間帯の深夜電力を利用してタンク２内の湯を沸き上げる沸上げ給湯運転を行う。

水−冷媒熱交換器１の水流路出口とタンク２の吐出口１２との間は、温水戻り配管１０ａで接続されている。温水戻り配管１０ａは、水−冷媒熱交換器１で加熱された後の温水が流れ、循環配管１０の一部を構成する配管であり、その途中には直接出湯配管３が接続されている。この直接出湯配管３と温水戻り配管１０ａとの合流部には切替弁１１が設けられている。つまり、切替弁１１は、水−冷媒熱交換器１で加熱された温水をその水温に応じて直接出湯配管３側、またはタンク２側に流すことができる流れ方向切換手段である。

この切替弁１１は検出した流体の温度に応じて流れ方向を切り替える温度切替弁であることが好ましい。この温度切替弁は、流体がサーモエレメントに接触すると熱膨張体が流体の温度を検知してその温度に応じて流体の流れ方向を切り替える弁である。

タンク２の最上部には導出口７が設けられ、導出口７にはタンク２内に蓄えられた給湯用の温水のうち、高温水を導出するための給湯配管２２が接続されている。また、この給湯配管２２の経路途中には逃がし弁３５が配設された排出配管が接続されている。タンク２内の圧力が所定圧以上に上昇した場合には、タンク２内の温水を外部に排出して、タンク２等に損害を与えないように構成されている。

タンク２内のほぼ中間部である中温水部は、タンク２内に蓄えられた給湯用の温水のうち、中温水を導出するための中温水配管３６と連絡されている。直接出湯配管３と中温水配管３６の合流部には、第１混合弁４が設けられている。第１混合弁４は、直接出湯配管３を流れてきた温水を給湯配管２２側に流すか、後述する第２混合弁５の閉弁と連動してタンク２内の中温水部側に流すかを制御することができる。

さらに、第１混合弁４よりも下流部位であって直接出湯配管３と給湯配管２２の合流部には、第２混合弁５が設けられている。第２混合弁５は、湯張り用混合弁１７および給湯用混合弁２３に流通させる給湯用水の湯温を調節する温度調節弁であり、それぞれの開口面積比を調節することで、給湯配管２２から取り出した高温水と直接出湯配管３から取り出した中温水との混合比を調節することができる。

第１混合弁４および第２混合弁５は、タンク２の側方に設けられた制御基板１２５に電気的に接続されており、水温サーミスタ３０および湯温サーミスタ３３によって検出される温度情報に基づいて制御される。制御基板１２５は、タンク２から給湯使用側端末および給水側端末（市水）に至る配管に設けられた各種弁、ポンプ、各種サーミスタ、流量カウンタ、スイッチ等の給湯機能部品を制御する装置である。湯温サーミスタ３３は、第２混合弁５の下流側に設けられ、第２混合弁５で混合された温水の温度を検出する。制御基板１２５と制御装置１０６は互いに双方向通信を行っている。

第２混合弁５よりも下流部位には給湯配管２２と分岐した風呂用配管１８とが接続されている。ここでは、湯温サーミスタ３３で検出された温度情報が浴槽設定温度、シャワー設定温度などに対して＋２℃程度となるように温度調節している。このように第１混合弁４および第２混合弁５は、水−冷媒熱交換器１を経て直接出湯配管３を流れてきた温水をタンク２内の中温水部側または給湯配管２２側に流す切替手段として機能する。

給湯用混合弁２３および湯張り用混合弁１７は、それぞれ給湯配管２２、風呂用配管１８の末端で出湯する給湯用水の湯温を調節する温度調節弁である。これらは、それぞれの開口面積比、つまり、第２混合弁５で温度調節された給湯用水側の開度と市水配管１４に連通する水側の開度の比率を調節することによって、出湯する湯温を設定温度に調節する。

給湯用混合弁２３と湯張り用混合弁１７は、制御基板１２５に電気的に連絡されており、給水サーミスタ３４、湯温サーミスタ３３、給湯サーミスタ２４、循環用給湯サーミスタ４４によって検出される温度情報に基づいて制御される。

給湯サーミスタ２４は給湯配管２２内の温度情報を、流量カウンタ２５は給湯配管２２内の流量情報を、循環用給湯サーミスタ４４は風呂用配管１８内の温度情報を、湯張り用流量カウンタ４２は風呂用配管１８内の流量情報を、それぞれ制御基板１２５に出力する。

また、第２混合弁５、給湯用混合弁２３および湯張り用混合弁１７については、それぞれの出口側に設けられた湯温サーミスタ３３、給湯サーミスタ２４、循環用給湯サーミスタ４４等によって検出される給湯用水の湯温に基づいてフィードバック制御が行われている。

また、流量カウンタ２５、湯張り用流量カウンタ４２がそれぞれ給湯配管２２、風呂用配管１８内の水の流れを検出したときは、それぞれの配管の末端にある給湯水栓、シャワーまたは後述する湯張り用電磁弁４１が開弁されて給湯用水を出湯している状態である。

給湯配管２２は、下流端に接続されたシャワー、カラン、手洗い栓などの給湯水栓へ設定温度に温度調節された給湯用水を導く配管である。この配管の中途には給湯用混合弁２３、給湯サーミスタ２４および流量カウンタ２５が設けられている。

風呂用配管１８は、その下流端が浴槽流出配管５０と浴槽流入配管５１からなる循環回路に繋がれ、浴槽内に湯張り、差し湯、たし湯などを行うときに、所定温度に温度調節された給湯用水を導く配管である。風呂用配管１８の中途には、温度調節手段である湯張り用混合弁１７が設けられている。

さらに湯張り用混合弁１７よりも下流側の風呂用配管１８には、湯張り用開閉弁である湯張り用電磁弁４１と、湯張り用流量カウンタ４２と、循環回路内の浴水が風呂用配管１８を通って逆流させないための逆止弁４３と、湯張り用開電磁弁４１に流入する逆流水を逃がして外部に排出するための逆流水開放弁４６と、が設けられている。

浴槽流入配管５１とともに循環回路を構成する浴槽流出配管５０には、上流側、つまり浴槽に近い側から順に、水圧センサ４７、風呂循環用電動弁４８、循環ポンプ４９が設けられている。浴槽流出配管５０と浴槽流入配管５１との連結部は、給湯配管２２との合流部でもあり、この合流部に循環用給湯サーミスタ４４が設けられている。また、浴槽流入配管５１には、合流部から下流の浴槽に向かって順に、流水スイッチ４５、風呂三方弁５５、および浴槽流入温度サーミスタ３９が設けられている。

水圧センサ４７は、浴槽内に湯張りされた浴水の湯量、言い換えれば浴槽内の水位レベルを求めるための水圧を検出するセンサである。風呂循環用電動弁４８は循環回路を開閉する電磁弁である。循環用給湯サーミスタ４４は、浴槽流出配管５０を流通する浴水の湯温を検出する水温センサである。

流水スイッチ４５は、循環ポンプ４９が駆動することにより循環回路内を循環する浴水を検知する流水センサであり、このスイッチのＯＮ時間によって浴槽内の浴水の有無を判断している。循環ポンプ４９は浴槽内の浴水を循環回路内で強制的に循環させる電動ポンプである。

また、湯張り用電磁弁４１、湯張り用流量カウンタ４２、逆止弁４３、逆流水開放弁４６、循環用給湯サーミスタ４４および流水スイッチ４５は、これらを接続する配管とともに一体化したモジュールにより構成してもよい。このモジュールは各給湯機能部品のアッシィであり、配管長さを可能な限り短くして圧力損失や流路抵抗を低減した箱体状のユニット部品として構成することができる。このモジュールは、タンク２の上部表面２ａよりも上方に配置されており、さらにはタンク側側壁１１２とタンク側面との間に配置してもよい。また、このモジュールは各給湯機能部品や配管等を樹脂材料で形成することにより構成することができ、軽量化して施工性、メンテナンス性を高めることができる。特に、ポンプ、減圧弁、混合弁、電磁弁等、交換頻度、修理頻度の高い給湯機能部品については、タンク側側壁１１２に対面する位置に配置することが好ましい。これにより、交換頻度、修理頻度の高い給湯機能部品について、比較的スペースのある左右方向の作業スペースを有効に活用して筐体１１０の左右方向側壁の外方からメンテナンスや施工を行うことができる。

ここで給湯機能部品としては、給湯用水の流れを制御する働きを有する流路上に配設される部品であり、流体の流れを停止したり、流れ方向を変えたり、配管内の圧力を制御したりする弁や流体を強制的に動かす駆動部品（ポンプ）や流体を加熱するための装置である。

例えば、給湯機能部品は、水が停留しやすい混合弁である第１混合弁４、第２混合弁５、湯張り用混合弁１７、給湯用混合弁２３や、その他の弁機構を有する減圧弁１３、逃がし弁３５、湯張り用電磁弁４１、逆流水開放弁４６、風呂循環用電動弁４８、風呂三方弁５５や、循環ポンプである循環ポンプ９、風呂循環ポンプ４９や、追焚き用熱交換器（図示せず）などである。

また、給湯機能部品の上記モジュールは、種々の給湯機能部品の中から適宜選択した複数個の部品を、各部品を接続する配管と一体化することにより、ブロック状に形成した給湯機能部品ユニット１１８としてもよい（図３および図４参照）。

浴槽流入温度サーミスタ３９は、浴槽流入配管５１を流れて浴槽内に流入する湯温を検出する水温センサである。また、水圧センサ４７、流水スイッチ４５、循環用給湯サーミスタ４４および浴槽流入温度サーミスタ３９は、それぞれの容積情報、流水情報および温度情報を制御基板１２５に出力し、風呂循環用電動弁４８および循環ポンプ４９は制御基板１２５によって制御される。

湯張り後に浴槽内の浴水の温度を検出するときは、湯張り用電磁弁４１を閉じるとともに、風呂循環ポンプ４９を作動させる。そして、浴槽内の浴水を浴槽流出配管５０、浴槽流入配管５１、浴槽内の順に循環させながら循環用給湯サーミスタ４４によって浴水の温度を検出する。

制御装置１０６および制御基板１２５は、マイクロコンピュータを主体として構成され、記憶手段として内蔵するＲＯＭまたはＲＡＭには、あらかじめ設定された制御プログラムや更新可能な制御プログラムが備えられている。制御装置１０６および制御基板１２５は、各サーミスタ２４、３０、３１〜３４、３９、４４からの温度情報、各流量カウンタ２５、４２および流水スイッチ４５からの流量情報、および台所リモコン（図示せず）や風呂リモコン（図示せず）の操作スイッチからの操作信号等に基づいて、ヒートポンプユニット１００、各混合弁４、５、１７、２３、湯張り用電磁弁４１、切替弁１１、風呂三方弁５５、循環ポンプ９および風呂循環ポンプ４９などのアクチュエータ類を制御する。

また、台所リモコンや風呂リモコンには、電源操作部、給湯設定温度操作部、湯張り操作部、湯張り設定温度操作部などが設けられている。

また、ヒートポンプ式貯湯温水装置は風呂の浴槽の湯を熱交換によって追い焚きする追焚き用熱交換器を備えるように構成してもよい。この追い焚き運転を実施する場合には、制御装置１０６および制御基板１２５は循環用給湯サーミスタ４４によって検出される浴水の温度が所定温度になるまで追い焚き運転を継続する。

図２はヒートポンプ式貯湯温水装置を隣地境界までの距離が狭い狭隘地に設置した状態を示した斜視図である。図２に示すように、ヒートポンプユニット１００とタンク２とが左右に並んで格納されている筐体１１０は、その左右方向長さが奥行き方向長さよりも長く縦長の直方体を呈する箱体である。

筐体１１０は奥行き方向の背面をヒートポンプ式貯湯温水装置が使用される建物１４０に対向させ、奥行き方向の前面を隣地側に向け、前面の直前にフェンス１４１が存在するように設置されている。フェンス１４１は隣地との境界上に設置されており、建物１４０からフェンス１４１までの距離Ｌ（図２および図４参照）は例えば５００ｍｍ程度である。

このように建物１４０からフェンス１４１までの間には、フェンス１４１および建物１４０に沿った細長の空間が形成されている。この細長の空間に筐体１１０を設置すると、筐体１１０の前面とフェンス１４１との間や筐体１１０の背面と建物１４０との間には作業者が入れるスペースはなく、メンテナンスや施工時の作業スペースは筐体１１０側方の外部や天板１０６の上方に限られている。

図３は、ヒートポンプ式貯湯温水装置を構成する各部品の筐体１１０内における配置を示した模式図である。図３に示すように、ヒートポンプ式貯湯温水装置は、タンクユニットおよびヒートポンプユニットから構成されている。両ユニットは筐体１１０内に収納されて外観上一体化した状態で設置されている。この筐体１１０は、各ユニットを収納する筐体同士を一体に結合して構成してもよいし、本実施形態のように１個の筐体１１０内に両ユニットを並べて配置する構成でもよい。

タンクユニットは、主に、タンク２、タンク２内と給湯使用側端末または浴槽とを接続するとともに給湯用水の流れを制御する働きを有する給湯機能部品および各配管により構成されており、鋼板で形成された筐体１１０の左右方向一方側（図３の右側）の内部に格納されている。

筐体１１０は、天板１１６、ヒートポンプユニット側側壁１１１、タンク側側壁１１２、背面板、前面板および底板１１５により囲まれたヒートポンプ式貯湯温水装置の外殻を構成する容器である。筐体１１０は、底板１１５から鉛直方向下方に向けて伸長する各２本ずつのヒートポンプユニット側脚部１１３およびタンク側脚部１１４を備えている。ヒートポンプユニット側脚部１１３およびタンク側脚部１１４は設置用の基礎２００にアンカーボルト等で固定されている。

ヒートポンプユニット１００は、左右方向の両側壁のうちのヒートポンプユニット側側壁１１１に隣接して配置されている。筐体１１０の内部においては、蒸発器１０３が筐体１１０の背面板の上下方向略全体に沿うように設けられている。さらに、蒸発器１０３の正面と筐体１１０の前面板との間には蒸発器１０３に送風を行う２個の送風機１０７が上下に並んで設けられている。

また、筐体１１０内の下部には圧縮機１０１が取付脚を介して底板１１５に固定されている。送風機１０７による通風方向は、図２の手前から奥行きに向かう方向であり、筐体１１０の前面板には吸込口が設けられ、背面板には吹出口が設けられている。

水−冷媒熱交換器１は筐体１１０内の空間を左右方向に二分するように上下方向幅および奥行き方向幅の全体にわたる形状であり、タンク２の側壁に沿うように設けられている。筐体１１０内のヒートポンプユニット側の上部には、ヒートポンプユニットを制御する制御装置１３０が天板１１６に対向するとともにヒートポンプユニット側側壁１１１に隣接して設けられている。

ヒートポンプユニット側側壁１１１はねじ止め等の取付手段によって着脱自在に構成された側板によって形成されている。メンテナンス時等に作業者により筐体側方の外部から取付手段を操作することで容易に着脱されうる。また、上記側板は着脱自在に構成される他、取り外さなくてもヒンジ部や蝶番を備えることによって筐体側方の外部から開閉自在となるように構成してもよい。このようにヒートポンプユニット側側壁１１１はその一部または全部が開閉自在または着脱自在となるように構成されている。

天板１１６は、ねじ止め等の取付手段によってヒートポンプユニット側において着脱自在に構成されている。また、天板１１６は、着脱自在に構成される他、取り外さなくてもヒンジ部や蝶番を備えることによって開閉自在に構成されてもよい。さらに、天板１１６は取付手段によってタンク側において開閉自在または着脱自在に構成されてもよい。

給湯機能部品ユニット１１８は、筐体１１０内のタンク側の上部でタンク２の上部表面２ａより高い位置に設けられている。タンク２の上部表面２ａとは、タンク２を形成する表面部のうち、上方に向いた面であり、例えば、タンクの天井部を構成する天面を構成する。

この構成により、給湯配管２２にタンク内最上部の高温水が流れるときに上方に放出される熱はタンク２の頂部と筐体の天面部との間に滞留するので、この空間の空気温度が上昇して給湯機能部品が温められ、給湯機能部品の凍結を防止することができる。

タンク２の下部には排水ドレン１２０が設けられている。排水ドレン１２０は、筐体１１０内で発生する凝縮水やタンク２および配管からの排水を集めて外部に排水するための排水手段であり、蒸発器１０３等の下端部全体をさらに下方で覆うように配されたドレンパン１１７の排水受け面に接続されているともに、タンク２内の下部にも連通するように接続されている。排水ドレン１２０は底板１１５を貫通してさらに下方にまで延設されている。

図４は図３のＩＶ方向からみた筐体１１０内における各部品の配置を示した側面図である。図４に示すように、左右方向の両側壁のうちのタンク２側に位置するタンク側側壁１１２の近傍には、給湯機能部品ユニット１１８と給湯使用側端末に連通する各配管とを連結するための複数個の配管接続部が設けられている。配管接続部は複数個設けられており、筐体１１０内の下部において前面側から背面側に向かって順に並んで配置された給水用接続部１１９、出湯用接続部１３１、浴槽流入用接続部１３２および浴槽流出用接続部１３３で構成されている。

給水用接続部１１９は、水道水などの市水を取り入れる配管と給湯機能部品ユニット１１８から延設された配管１２２（市水配管１４等）とを接続するためのジョイント手段である。出湯用接続部１３１は、給湯使用側端末と接続される配管と給湯機能部品ユニット１１８から延設された配管１３６（給湯配管２２等）とを接続するためのジョイント手段である。

浴槽流入用接続部１３２は、浴槽の温水を循環させるために浴槽に接続される循環用配管と給湯機能部品ユニット１１８から延設されて浴槽に流入する温水が流れる配管１３７（浴槽流入配管５１）とを接続するためのジョイント手段である。浴槽流出用接続部１３３は、浴槽の温水を循環させるために浴槽に接続される循環用配管と給湯機能部品ユニット１１８から延設されて浴槽から流出する温水が流れる配管１３８（浴槽流出配管５０）とを接続するためのジョイント手段である。

筐体１１０内のタンク側側壁１１２近傍には、下部支持部材１２１、中部支持部材１２４および上部支持部材１２３が底板１１５側から天板１１６側に向かって順に所定間隔を設けて配置されている。各支持部材は前面板と背面板とを橋渡しするようにタンク側側壁１１２に沿うように筐体１１０の内部を横断して固定されている。

下部支持部材１２１は、配管１２２、１３６、１３７、１３８、電源線１３５および上記すべての配管接続部を静止状態に支持するものである。中部支持部材１２４は、電源線１３５が取り付けられた電源線取付部１３４、配管１２２、１３６、１３７、１３８および制御基板１２５を静止状態に支持するものである。上部支持部材１２３は、配管１２２、１３６、１３７、１３８および制御基板１２５を静止状態に支持するものである。

タンク側側壁１１２は、上下方向に配設された複数個の側板である、制御基板用側板１１２ａ、電源用側板１１２ｂおよび配管接続用側板１１２ｃによって構成されている。これら複数個の側板はねじ止め等の取付手段によって個々に着脱自在に構成されており、メンテナンス時等に作業者により筐体側方の外部から取付手段を操作することで容易に着脱される。

また、複数個の側板のそれぞれは、着脱自在に構成される他、取り外さなくてもヒンジ部や蝶番を備えることによって筐体側方の外部から開閉自在となるように構成してもよい。このようにタンク側側壁１１２はその一部または全部が開閉自在または着脱自在となるように構成されている。

制御基板用側板１１２ａは、給湯機能部品ユニット１１８のタンク側側壁に対向する側や制御基板１２５を覆うことができる大きさと位置にある。制御基板１２５は配管１３７および１３８よりもタンク側側壁１１２に近い位置にあり、制御基板用側板１１２ａに直面する姿勢で上部側支持部材１２３と中部側支持部材１２４とにより上下方向両端部において支持されている。

給湯機能部品にかかる保守点検、修理、交換等のメンテナンスにおいて、作業者は制御基板用側板１１２ａを開放または取り外しすることにより、制御基板１２５を筐体側方の外部に臨ませ、制御基板１２５に対面する姿勢で作業が行えるので、狭隘地に設置された場合でも作業スペースを確保して高品質の作業を実施することができる。

電源用側板１１２ｂは、電源線取付部１３４を覆うことができる大きさおよび位置を備えており、電源線取付部１３４を覆う位置に化粧窓１１２ｄを備えている。化粧窓１１２ｄはねじ等の取付手段により着脱または開閉可能に構成されており、作業者は化粧窓１１２ｄを取り外しまたは開放することにより電源線取付部１３４を外部から操作することができる。そして、電源線取付部１３４にはブレーカが設けられているので、作業者は施工時やメンテナンス時にまず化粧窓１１２ｄを取り外してブレーカを操作し電気的に安全な状態にした後、電源用側板１１２ｂを取り外し等して作業を進めることができる。

配管接続用側板１１２ｃは、タンク２の下部と給水用接続部１１９、出湯用接続部１３１、浴槽流入用接続部１３２および浴槽流出用接続部１３３とを覆うことができる大きさおよび位置を備えている。電源用側板１１２ｂと配管接続用側板１１２ｃは、作業者が施工時にこれら側板のみを取り外すことにより、電源工事や配管工事が行えるように設けられた施工用側板である。

施工時やメンテナンス時において、作業者は施工用側板を開放または取り外しすることにより、電源線取付部１３４や配管接続部が筐体側方の外部に臨ませることができ、電源線取付部１３４や配管接続部に対面する姿勢で作業が行えるので、狭隘地に設置された場合でも作業スペースを確保して高品質の作業を実施することができる。

次に、施工時の概略手順を説明する。まず、筐体１１０内に格納された一体型のヒートポンプ式貯湯温水装置を基礎２００にアンカーボルト締め等により設置する。さらに基礎２００には排水が円滑に行われるように排水ホッパ１２６と排水溝１２７を設置する。次に、制御基板用側板１１２ａと施工用側板を開放しまたは取り外して電源工事や配管工事を実施する。さらに、筐体１１０内で発生する水を集約して排水する排水ドレン１２０を排水ホッパ１２６に導くように設置する。すべての施工が完了した後、試運転を行い、正常運転が確認できれば施工を終了する。

本実施形態のヒートポンプ式貯湯温水装置は、ヒートポンプユニット１００と、ヒートポンプユニット１００によって加熱された給湯用水を貯えるタンク２と、ヒートポンプユニット１００およびタンク２が左右に並んで格納されており、左右方向の両側壁間の長さが奥行き方向の長さよりも長く形成されている筐体１１０と、タンク側側壁１１２とタンク２表面との間に設けられる制御基板１２５および配管接続部と、を備えている。

さらにタンク側側壁１１２の一部または全部は開閉自在または着脱自在に構成されている。そして、タンク側側壁１１２の一部または全部を開放または取り外すことにより、制御基板１２５および配管接続部は筐体１１０側方の外部に臨むように配置されている。

この構成によれば、設置現場のスペースの狭い方向に筐体１１０の前後方向（奥行き方向）を位置させて設置したヒートポンプ式貯湯温水装置において、比較的スペースのある左右方向の作業スペースを有効に活用して制御基板１２５や配管接続部について筐体１１０の左右方向側壁の外方からメンテナンスや施工を行うことができる。これにより、設置条件に関わらず、通常の作業条件を確保して施工およびメンテナンスを行うことができる。

さらに、電源線取付部１３４、制御基板１２５および配管接続部を、タンク側側壁１１２とタンク２表面との間に集約して配置したことにより、作業者は隣地との距離が狭い狭隘地であっても筐体の奥行き方向長さ分のスペースを使用して作業を行えるため、無理な姿勢を強いられることなく通常の作業条件を確保することができる。

また、ヒートポンプユニット１００、タンク２および配管からの排水を集めて筐体１１０外部に排出する排水ドレン１２０を備えたことにより、筐体１１０内の排水を１箇所に集めて排水することができ、排水処理のための機構を簡単化でき、施工の工数を低減することができる。

（第２実施形態）
本実施形態は、第１実施形態に対する配管接続部の設置箇所の変形例を示している。その他の構成については第１実施形態と同様である。図５は本実施形態のヒートポンプ式貯湯温水装置を構成する各部品の筐体１１０内における配置を示した模式図である。

図５に示すように、本実施形態の配管接続部１１９は、タンク２より上方で筐体１１０の天板１１６から突出するように配置されている。配管接続部である給水用接続部１１９は、上下方向に延設された配管１２２Ａにより給湯機能部品ユニット１１８に接続されている。また、排水ドレン１２０には給湯機能部品ユニット１１８から底板１１５に向かって延設された排水用配管１２２Ｂが接続されている。この構成により、ヒートポンプユニット１００およびタンク２からの排水と給湯機能部品ユニット１１８からの排水とを排水ドレン１２０に集めてから排水溝１２７に排出している。

本実施形態のヒートポンプ式貯湯温水装置によれば、配管接続部が給湯機能部品の配置箇所から近い場所に配置されているので、配管の長さや配管の圧損を低減でき、さらに、メンテナンスや配管組み付け作業を筐体の上部でまとめて行うことができる。

（その他の実施形態）
以上、本発明の好ましい実施形態について説明したが、本発明は上述した実施形態に何ら制限されることなく、本発明の主旨を逸脱しない範囲において種々変形して実施することが可能である。

例えば、ヒートポンプユニット１００の回路を流れる作動冷媒は、二酸化炭素に限定されるものではなく、フロン等の他の冷媒であってもよい。

また、上記実施形態のヒートポンプユニット１００は、冷媒の圧力が臨界圧力以上となる超臨界ヒートポンプサイクルによるものであるが、これに限定されるものではなく、冷媒の圧力が臨界圧力未満のヒートポンプサイクルによるものでもよい。

第１実施形態および第２実施形態のヒートポンプ式貯湯温水装置およびこれに関わる配管構成を示した配管図である。 第１実施形態のヒートポンプ式貯湯温水装置を狭隘地に設置した状態を示した斜視図である。 第１実施形態のヒートポンプ式貯湯温水装置を構成する各部品の筐体１１０内における配置を示した模式図である。 図３のＩＶ方向からみた筐体１１０内の各部品の配置を示した側面図である。 第２実施形態のヒートポンプ式貯湯温水装置を構成する各部品の筐体１１０内における配置を示した模式図である。

符号の説明

２…タンク
１００…ヒートポンプユニット
１１０…筐体
１１１…ヒートポンプユニット側側壁
１１２…タンク側側壁
１１２ａ…制御基板用側板
１１２ｂ…電源用側板（施工用側板）
１１２ｃ…配管接続用側板（施工用側板）
１１６…天板
１１９…給水用接続部（配管接続部）
１２０…排水ドレン（排水手段）
１２５…制御基板
１３０…制御装置
１３１…出湯用接続部（配管接続部）
１３２…浴槽流入用接続部（配管接続部）
１３３…浴槽流出用接続部（配管接続部）
１３４…電源線取付部
１３５…電源線
１４０…建物

Claims (6)

1. 高温高圧の冷媒と熱交換させて給湯用水を沸き上げるヒートポンプユニット（１００）と、
   前記ヒートポンプユニット（１００）によって加熱された給湯用水を貯えるタンク（２）と、
   前記ヒートポンプユニット（１００）および前記タンク（２）が左右に並んで格納されており、前記左右方向の両側壁間の長さが奥行き方向の長さよりも長く形成されている筐体（１１０）と、
   前記筐体（１１０）の前記左右方向の両側壁（１１１、１１２）のうち前記タンク（２）側に位置する前記タンク側側壁（１１２）と前記タンク（２）表面との間に設けられる制御基板（１２５）および配管接続部（１１９、１３１、１３２、１３３）と、
   前記タンク（２）の上部表面よりも上方に配置され、複数個の給湯機能部品からなる給湯機能部品のモジュール（１１８）と、
   を備え、
   前記タンク側側壁（１１２）の一部または全部は開閉自在または着脱自在に構成されており、
   前記制御基板（１２５）および前記配管接続部（１１９、１３１、１３２、１３３）は、前記タンク側側壁（１１２）の一部または全部を開放または取り外すことにより、前記筐体（１１０）側方の外部に臨むように配置されており、
   さらに、前記ヒートポンプユニット（１００）を制御する制御装置（１３０）を備え、前記制御装置（１３０）は前記ヒートポンプユニット（１００）側に位置するヒートポンプユニット側側壁（１１１）に隣接して前記筐体（１１０）内の上部に配置されており、
   前記筐体（１１０）の前記ヒートポンプユニット側及び前記タンク側に設けられた天板（１１６）は開閉自在または着脱自在に構成されており、
   前記天板（１１６）を開放または取り外すことにより、前記制御装置（１３０）及び前記給湯機能部品のモジュール（１１８）が前記筐体（１１０）上方の外部に臨むことを特徴とするヒートポンプ式貯湯温水装置。
2. 電源線（１３５）が取り付けられる電源線取付部（１３４）を備え、
   前記電源線取付部（１３４）、前記制御基板（１２５）および前記配管接続部（１１９、１３１、１３２、１３３）は、前記タンク側側壁（１１２）と前記タンク（２）表面との間に集約して配置されていることを特徴とする請求項１に記載のヒートポンプ式貯湯温水装置。
3. 電源線（１３５）が取り付けられる電源線取付部（１３４）を備え、
   前記タンク側側壁（１１２）は開閉自在または着脱自在に構成された複数個の側板（１１２ａ、１１２ｂ、１１２ｃ）によって形成されており、
   前記複数個の側板（１１２ａ、１１２ｂ、１１２ｃ）には、前記制御基板（１２５）を覆うように配された制御基板用側板（１１２ａ）と、前記電源線取付部（１３４）および前記配管接続部（１１９、１３１、１３２、１３３）を覆うように配された施工用側板（１１２ｂ、１１２ｃ）とが含まれており、
   前記制御基板用側板（１１２ａ）を開放しまたは取り外すことにより前記制御基板（１２５）が前記筐体（１１０）側方の外部に臨むとともに、前記施工用側板（１１２ｂ、１１２ｃ）を開放しまたは取り外すことにより前記電源線取付部（１３４）および前記配管接続部（１１９、１３１、１３２、１３３）が前記筐体（１１０）側方の外部に臨むことを特徴とする請求項１または２に記載のヒートポンプ式貯湯温水装置。
4. 前記筐体（１１０）は前記奥行き方向の背面が建物（１４０）に対向するように配置され、
   前記配管接続部（１１９、１３１、１３２、１３３）は前記筐体（１１０）の奥行き方向に複数個並んで配置されており、
   前記複数個の配管接続部（１１９、１３１、１３２、１３３）のうち前記背面寄りに配置された前記配管接続部（１３２、１３３）に、浴槽の温水を循環させるために前記浴槽に接続される循環用配管を接続することを特徴とする請求項１から３のいずれか一項に記載のヒートポンプ式貯湯温水装置。
5. 前記ヒートポンプユニット側側壁（１１１）の一部または全部は開閉自在または着脱自在に構成されており、
   前記ヒートポンプユニット側側壁（１１１）の一部または全部を開放または取り外すことにより、前記制御装置（１３０）が前記筐体（１１０）側方の外部に臨むことを特徴とする請求項１から４のいずれか一項に記載のヒートポンプ式貯湯温水装置。
6. 前記ヒートポンプユニット（１００）、前記タンク（２）および配管からの排水を集めて前記筐体（１１０）外部に排出する排水手段（１２０）を備えたことを特徴とする請求項１から５のいずれか一項に記載のヒートポンプ式貯湯温水装置。

Images