JPH0145538B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 産業上の利用分野 本発明はヒートポンプを用いた給湯機に関する
ものである。

従来例の構成とその問題点 従来のこの種のヒートポンプ給湯機は、貯湯槽
に埋設した単一の熱交換器、又は、貯湯槽と熱交
換器の間で温水循環を行う構成のため、高温湯を
得ようとすると冷媒の凝縮圧力が上昇して効率の
低下を生じていた。以上の様な従来の問題点を解
決するために、特開昭58−69346号公報の様に高
温ガス域での冷媒との熱交換器と２相域、液域で
の冷媒との熱交換器を設けて、高温湯と中温湯の
２温度レベルの温水を得るようにしたものが提案
されている。この様な２つの熱交換器を構成する
ものにおいては、所定の高温湯と中温湯を得るた
めに各々の熱交換器を流れる循環水量の制御法に
問題を有していた。

発明の目的 本発明はかかる従来の問題を解消するもので、
ヒートポンプのいかなる運転条件においても、所
定の高温湯を得ると共に、凝縮圧力を上昇させる
ことなく高効率運転を行うようにすることを目的
とするものである。

発明の構成 この目的を達成するために本発明は、温水を作
る熱交換器を高温ガス相冷媒で高温水を作る第１
熱交換器と気液２相冷媒および液相冷媒で中温水
を作る第２熱交換器で構成し、第１、第２熱交換
器の間には３方流量制御弁を配して貯湯槽中間近
傍への中温水バイパス路を設け、冷媒は圧縮機か
ら第１熱交換器、第２熱交換器へ、水は循環ポン
プにて貯湯槽底部近くから第２熱交換器、３方流
量制御弁、バイパス路から貯湯槽中間近傍への中
温水流れと３方流量制御弁で分流して第１熱交換
器から貯湯槽頂部への高温水流れを作り、貯湯槽
内に高温と中温の２温度貯湯を行うと共に、貯湯
槽のバイパス管路接続位置上方近傍に高温貯湯検
知部を設け、この高温貯湯検知部の作動で３方流
量制御弁から第１熱交換器への分流路を閉成し、
又、貯湯槽底部近くに配した第２熱交換器への水
流出管近傍には中温貯湯検知部を設け、この中温
貯湯検知部の作動で圧縮機の運転を停止する構成
にしたものである。

以上の様な構成によつて、第１熱交換器へ流入
する冷媒高温ガス域を有効に利用して、循環水の
一部分を高温湯に出来ると共に、貯湯槽頂部から
高温貯湯層を形成し、又、第２熱交換器での冷媒
の凝縮過程における気液２相域と液相域の熱を有
効に利用して中温湯を作り、貯湯槽中間部から下
方へ中温貯湯層を形成する作用を有する。

さらに、実使用湯量の少ない高温貯湯槽の貯湯
が完了した場合には、高温貯湯検知部の作動で３
方流量制御弁から第１熱交換器への分流路を閉成
して、第２熱交換器で集中的に中温湯を作ること
が出来ると共に、貯湯槽の底部近傍の中温貯湯検
知部の作動で圧縮機の運転を停止して、実使用上
多量の湯を必要とする中温貯湯を主体にすること
により高効率の運転を行う作用を有している。

実施例の説明 以下、本発明の一実施例を図を用いて説明す
る。１は圧縮機、２は第１熱交換器、３は第２熱
交換器、４はキヤピラリキユーブ、５は蒸発器、
６はフアン、７はアキユムレータで、これらによ
りヒートポンプの冷媒回路を構成するものであ
る。又、８は貯湯槽、９は循環ポンプ、１０は第
２熱交換器３の出口側中温湯の湯温検知部で、所
定の中温湯を作るために循環ポンプ９の回転数に
より、循環水量を制御している。１１は３方流量
制御弁、１２はバイパス路、１３は第１熱交換器
２の出口側高温湯の湯温検知部で、所定の高温湯
を作るために３方流量制御弁１１を作動して第１
熱交換器２側への中温湯の分流量を制御してい
る。１４は貯湯槽８のバイパス路に接続位置上方
近傍に設けた高温貯湯検知部で、第１熱交換器２
で作られた高温湯を貯湯槽８の頂部から流入させ
高温貯湯層を形成し完了した時に、高温湯を検知
して３方流量制御弁１１を作動させ、第１熱交換
器２側への分流路を閉成するものである。１５は
貯湯槽８の底部近傍に設けた中温貯湯検知部で、
第２熱交換器３で作つた中温湯を３方流量制御弁
１１で分流し、バイパス路１２から貯湯槽８の中
間位置下方に中温貯湯層を形成し完了した時に中
温湯を検知して圧縮機の運転を停止するものであ
る。

なお、１６は湯温調節混合栓で、高温湯又は中
温湯、あるいはこれらの混合により使用に適した
湯温を調節して出湯管１７より出湯する。１８は
給水管である。

以上の様な構成において、圧縮機１からの高温
冷媒ガスは第１熱交換器２に流入し、３方流量制
御弁１１で分流した第２熱交換器３からの中温湯
を高温湯に加熱する。この時、第１熱交換器２の
出口温湯が所定の高温湯になるように、検知部１
３により３方流量制御弁１１を作動し、第１熱交
換器２への分流量を制御しているので、第１熱交
換器２ではヒートポンプのいかなる運転において
も所定の高温湯が得られ、これを貯湯槽８の頂部
から次々と貯湯して行く。第１熱交換器２で高温
湯を作つた冷媒ガスは第２熱交換器３に流入し、
ポンプ９により送入する水と熱交して中温湯を作
る。つまり、第２熱交換器３を流れる冷媒は凝縮
過程の気液２相状態から凝縮完了後の液相にな
る。第２熱交換器３を流れる循環水量は、第２熱
交換器３の出口温度の検知部１０によるポンプ９
の回転数で制御されるので、第２熱交換器３の出
口では常に所定の中温湯が得られている。この中
温湯は３方流量制御弁１１にて第１熱交換器２側
へと、バイパス路１２を経て貯湯槽８へと分流し
て、貯湯槽８への分流中温湯は、前記バイパス路
１２の下方に中温湯層として貯湯される。

以上の様に貯湯槽８に高温貯湯層と中温貯湯層
を形成するが、実使用上では中温貯湯の利用量が
多い。従つて高温貯湯層の貯湯完了時には検知部
１４により３方流量制御弁１１を作動して第１熱
交換器２側への分流路を閉成し、第２熱交換器３
で中温湯を集中的に作ることになる。又、中温貯
湯層の貯湯を完了した時には、その検知部１５の
作動により圧縮機を停止し全ての貯湯運転を終了
することになる。

発明の効果 以上の様な本発明のヒートポンプ給湯機によれ
ば次の様な効果が得られる。

(1) 温水を作る熱交換器を第１熱交換器と第２熱
交換器から構成し、両熱交換器の間には３方流
量制御弁を配して貯湯槽へのバイパス路を設
け、冷媒は圧縮機から第１熱交換器を経て第２
熱交換器へ、水は循環ポンプにて貯湯槽から第
２熱交換器、３方流量制御弁を経て第１熱交換
器へ流しているので、第１熱交換器からは高温
湯、第２熱交換器からは中温湯を作り貯湯する
ことが出来るために、実用途に適した出湯を得
る効果がある。

(2) さらに、前記貯湯槽のバイパス路接続位置上
方近傍に高温貯湯検知部を設け、この検知部の
作動で３方流量制御弁から第１熱交換器側への
分流路を閉成し、又、前記貯湯槽の底部近傍に
は中温貯湯検知部を設け、この検知部の作動で
圧縮機の運転を停止する構成にしているので、
より多量の出湯が要望される中温貯湯運転を主
体とした高効率なヒートポンプ給湯を行うこと
ができる。

(3) 圧縮機からの高温冷媒ガス域を有効に利用し
た第１熱交換器での高温湯と、冷媒の凝縮２相
域および液相域を利用した第２熱交換器での中
温湯を作つているので、冷媒の凝縮温度、圧力
は中温湯により設定できるために、高温湯を得
ながら高効率のヒートポンプ給湯が行える。

(4) 高温湯を得るのに、凝縮温度、圧力は上昇さ
せることがないので、装置の耐圧強度、部材の
耐熱性に対して実用上の信頼性を保証すること
が出来る。

【図面の簡単な説明】

図は本発明によるヒートポンプ給湯機の一実施
例を示す全体構成図である。 １……圧縮機、２……第１熱交換器、３……第
２熱交換器、８……貯湯槽、９……循環ポンプ、
１１……３方流量制御弁、１２……バイパス路、
１４……高温貯湯検知部、１５……中温貯湯検知
部。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １ 温水を作る熱交換器を高温ガス相冷媒で高温
   水を作る第１熱交換器と気液２相冷媒および液相
   冷媒で中温水を作る第２熱交換器で構成し、これ
   ら第１、第２熱交換器の間には３方流量制御弁を
   配して貯湯槽中間近傍への中温水バイパス路を設
   け、冷媒は圧縮機から第１熱交換器、第２熱交換
   器へ、水は循環ポンプにて貯湯槽底部近くから第
   ２熱交換器、３方流量制御弁、バイパス路から貯
   湯槽中間近傍への中温水流れと３方流量制御弁で
   分流して第１熱交換器から貯湯槽頂部への高温水
   流れを作り、貯湯槽内に高温と中温の２温度貯湯
   を行うと共に、貯湯槽のバイパス管路接続位置上
   方近傍に高温貯湯検知部を設け、この高温貯湯検
   知部の作動で３方流量制御弁から第１熱交換器へ
   の分流路を閉成し、また前記貯湯槽底部近くに配
   した第２熱交換器への水流出管近傍には中温貯湯
   検知部を設け、この中温貯湯検知部の作動で圧縮
   機の運転を停止する構成としたヒートポンプ給湯
   機。