JPH0148469B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 産業上の利用分野 本発明は、エンジンを利用して高効率の給湯を
行なう給湯装置に関するものである。

従来例の構成とその問題点 エンジンなどの内燃機関を用いて動力を取り出
し、その動力を用いて圧縮機を駆動し、冷暖房す
るとともにエンジンからのシリンダヘツド冷却熱
と排熱を給湯に利用するシステムの開発が行なわ
れている。第１図はこの種システムの給湯装置を
示す図であり、エンジン１によつて動力を取り出
すとともにその排気熱を熱交換する排気ガス熱交
換器２があり、シリンダヘツド３の冷却熱と排気
ガス熱交換器２で回収された熱は熱媒体に伝えら
れ、熱媒体ポンプ４によつて貯湯槽５に運ばれ、
貯湯槽内熱交換器６で貯湯槽７内の給湯水と熱交
換し、給水口８からの水を加熱し、出湯口９から
湯を得るものである。貯湯槽の最下部に位置する
熱交換器１０はエンジン動力によつて圧縮機を駆
動し、冷凍サイクルを構成してヒートポンプの凝
縮熱を給湯に利用するための熱交換器である。

従来、このようなエンジン駆動給湯装置は、夏
期には冷房、冬期には暖房、そして中間期には給
湯といつた使用ができるように構成されている
が、冷房あるいは暖房期のように空調負荷の大き
い場合には給湯に利用される排熱が充分にあり、
機器の運転時間が長いため、立上り特性の影響は
システムの運転効率に大きな影響を及ぼさない。
しかしながら、中間期などの給湯専用運転時にお
いて機器のON−OFF制御は主として第１図に示
す熱交換器１０の周面に設けられて温度センサ１
１によつてなされる場合が多い。つまり給湯する
と温度センサ１１の周囲の水温が下降し、機器が
ONされるといつた制御である。しかし、平均的
な家庭での給湯パターンは夕方から夜にかけての
風呂への張水時以外は少量の給湯負荷が数回繰返
えされる場合が多い。このような給湯パターンで
前述の制御による運転を行なうと、１回当りの機
器の運転時間は数分という時間になり、それ故エ
ンジンなどの熱容量の大きい装置が定常の温度に
達する前、さらに熱媒体経路の熱媒体が排熱回収
用熱交換器周囲の給湯水温度以上に達して充分熱
交換される状態前に機器がOFFしてしまい、エ
ンジン排熱が充分に利用されないため、このよう
な運転でのシステム効率が非常に悪くなるという
欠点を有していた。

発明の目的 本発明は上記欠点に鑑みエンジン駆動給湯装置
を給湯専用機として中間期などに運転した場合、
エンジン排熱を効率よく回収して、システムの運
転効率を高めるエンジン駆動給湯装置を提供しよ
うとするものである。

発明の構成 エンジン駆動給湯装置で、貯湯槽に給水する給
水口を貯湯槽最下部と、排熱回収熱交換器下部の
２箇所に設け、後者給水経路には排熱回収熱交換
器とエンジン本体との熱媒体経路内の給水加熱熱
交換器を排熱回収熱交換器と直列に設けるととも
に、前記２個の給水口への同時給水は、給水口上
流に設けた三方弁により、給湯専用運転時に行な
うように構成している。

実施例の説明 以下本発明の一実施例について図面の参照しな
がら説明する。第２図は本発明のエンジン駆動給
湯装置の一実施例を示す図である。１２は熱源機
本体であるエンジンにおける排ガス熱交換器、シ
リンダヘツド冷却熱交換器が内蔵されている。１
３は貯湯槽本体であり、下部に前記エンジンによ
つて駆動される冷凍回路凝縮熱回収熱交換器１
４、さらにその上部にはエンジン本体からの排熱
を回収する排熱回収熱交換器１５が設けられてい
る。貯湯槽１３の最上部には給湯口１６が設けら
れ、貯湯槽最下部には給水口１７、さらに排熱回
収熱交換器１５下部には給水口１８が設けられ、
両給水口はその上流で三方弁１９により給水元栓
２０に接続されている。給水口１８と三方弁１９
の給水経路内にはエンジン本体１２と排熱回収熱
交換器１５との熱媒体経路２１の排熱回収熱交換
器１５の下流側に直列に設けられた給水加熱熱交
換器２２が設けられている。２３は凝縮熱回収熱
交換器１４周囲の給湯水温度を検知する温度セン
サである。また２４は熱媒体経路２１の熱媒体循
環用ポンプである。

次にその動作を説明する。まず第２図に示すよ
うな冷暖房運転時間が給湯負荷時間よりも長い場
合につまり冷暖房期について説明する。この場合
給水は第２図の実線Ａに示す方向に流れさせるよ
うに三方弁１９を制御し貯湯槽１３内の給湯水の
加熱は貯湯槽１３内の排熱回収熱交換器１５で行
なう。

次に給湯専用機として運転する場合は、給水が
図の破線Ｂの如く、給水口１７，１８両方に流れ
るように三方弁１９を制御する。この時貯湯槽１
３内給湯水の加熱には、貯湯槽下部の凝縮熱回収
熱交換器１４とその上部の排熱回収熱交換器１５
により加熱される。また、このような給湯専用機
使用の場合、機器の運転を温度センサ２３により
制御するが、機器のONは常に給湯の行なわれて
いる時。つまり給水が行なわれている時である。
そこで、排熱回収熱交換器１５で熱交換された、
貯湯槽内給湯水よりも温度の高い熱媒体と給水と
を熱交換させる給水加熱熱交換器２２を設けて、
エンジン排熱を充分に回収する。給湯専用運転の
場合、給湯負荷が頻繁にあり、かつ、その給湯時
間が短いために熱媒体経路あるいは熱源機が充分
に加熱される前に運転が停止してしまい、貯湯槽
内での排熱回収熱交換器１５で熱交換される前に
停止する。そこで、本発明のシステムでは、水温
の低い給水を熱媒体と熱交換させるので、熱媒体
温度が低くても排熱回収が充分になされるもので
ある。また、給水口は、凝縮熱回収熱交換器１４
の下部と排熱回収熱交換器１５の下部に設けてい
るので、凝縮熱回収熱交換器１４にも常に温度の
低い給水がなされて熱交換効率が上るとともに、
排熱回収熱交換器１５では温度レベルの高い熱交
換が行なわれるので、給湯温度が低くなる事もな
い。

さらに給水加熱熱交換器２２を熱媒体経路２１
内で排熱回収熱交換器１５と直列に設けているた
め、排熱回収熱交換器１５で給湯水を加熱した給
水温度よりも温度の高い熱媒体からさらに給水温
度近くまで排熱回収ができる。

また、給水の切換えを三方弁１９により行な
い、中間期つまり給湯専用運転時で、かつ給水温
度の高い時にのみ図の破線の如く２方向に給水す
る事により、給水温が低い場合で給湯量の大きい
場合の給湯温度の落込みを防止する事ができると
いう使い勝手にもよいものである。

発明の効果 給湯専用機として運転した場合のようにON−
OFF運転が多く、運転時間の短い場合でも、排
熱回収が充分になされ、システム運転効率が向上
し、かつ給湯温度の低下を少なくできる。

【図面の簡単な説明】

第１図は従来の一実施例のエンジン駆動給湯装
置の構成図、第２図は本発明の一実施例のエンジ
ン駆動給湯装置の構成図である。 １４……凝縮熱回収熱交換器、１５……排熱回
収熱交換器、１７，１８……給水口、１９……三
方弁、２２……給水加熱熱交換器。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ エンジン本体と、エンジンからの熱を給湯用
   に蓄熱する貯湯槽と、前記貯湯槽内下部に配さ
   れ、前記エンジンの動力によつて駆動される冷凍
   回路での凝縮熱を回収する凝縮熱回収熱交換器
   と、前記凝縮熱回収熱交換器の上部に配したエン
   ジン排熱回収熱交換器を備え、前記貯湯槽最下部
   に開口する第１の給水口と、前記排熱回収熱交換
   器下部に開口する第２給水口とを設け、前記第２
   給水口の給水経路内には、前記排熱回収熱交換器
   の熱媒体と給水を熱交換する給水加熱熱交換器を
   設けたことを特徴とするエンジン駆動給湯装置。 ２ 給水加熱熱交換器は、排熱回収熱交換器と直
   列に設けられた特許請求の範囲第１項記載のエン
   ジン駆動給湯装置。 ３ 第１、第２の給水口の上流に設けられた三方
   弁により、本装置を給湯専用機として運転し、か
   つ給水温度の高い時のみ両給水口に給水しそれ以
   外は第１の給水口のみに給水する特許請求の範囲
   第１項または第２項記載のエンジン駆動給湯装
   置。