JPH0217785B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は、ヒートポンプを用いた給湯貯湯シス
テムに関する。

従来から貯湯タンク式給湯器は、ヒートポンプ
式であれ或いは電気ヒータ式であれ各種存在して
いるが、そのほとんどが家庭の１日分の全給湯使
用量を見込で一括貯湯するようにしているため、
容量が350〜450程度の大きさの貯湯タンクが
必要とされる。ちなみに、電気温水器では、容量
が370程度の場合貯湯タンクの外寸は680mm×
680mm×1900mm程度、容量が460程度の場合貯湯
タンクの外寸は740mm×740mm×1760mm程度であ
る。

このような大きさの貯湯タンクでは、通常1/4
坪或いはそれ以上の占有面積が必要であるため、
例えば建物内に置いた場合には有効床面積が犠牲
となり、また室外例えばベランダ等に置いた場合
では他に何も置けなかつたりするのが実状であ
る。特に、マンシヨン等では、全有効面積に対し
て貯湯タンクの占有面積が占る割合が大きい結
果、広く普及しがたいのが実状である。

ここにおいて、本発明の目的は、このような実
状に対して、安価でかつ省スペース化が可能な給
湯貯湯システムを提供することにある。

そのため、本発明では、所定量の水を収容する
貯湯タンクを設け、その内底部に凝縮用熱交換器
が配置されたヒートポンプ装置と、略中央部に配
置された補助加熱器と、補助加熱器より下位に開
口されて当該部位に水を補給する給水装置とを設
けるとともに、 前記タンクから供給された温水を外部と断熱状
態で収容する断熱浴槽を設け、その内壁に配置さ
れて内部温水と接触される放熱器と、前記タンク
の補助加熱器より上位に開口されて当該部位の温
水を前記放熱器に循環させる温水循環回路と、そ
の途中から分岐されて前記浴槽に給湯する出湯回
路とを設け、 前記タンク内で加熱された温水を、出湯回路で
給湯して当該浴槽内に所定量を貯湯させておき、
前記タンク内の補助加熱器より下位を一次温度
域、上位を一次温度域より高温の二次温度域とし
て蓄熱貯湯し、二次温度域の温水を温水循環回路
で放熱器に循環させて前記浴槽の追加加熱を行う
とともに、出湯回路で追加給湯を行えるようにし
た給湯貯湯システムを構成し、これにより上記目
的を達成しようとするものである。

要するに、貯湯タンクで沸いた湯を数回にわた
つて順次浴槽に予め給湯しておき、この浴槽を蓄
熱タンクとして使用することにより、貯湯タンク
を小型化し、これにより貯湯タンクを安価にかつ
設置スペースの省スペース化を図るとともに、温
水循環回路および放熱器で追加加熱（追焚き）を
行い、かつ出湯回路で追加給湯（差し湯）を行え
るようにして利用上の便宜性を高め、併せてホー
トポンプ装置および補助加熱装置の加熱による一
次および二次の温度成層域を形成して熱効率の向
上を図ろうとするものである。

以下、本発明の一実施例を図面に基づいて説明
する。

第１図は本実施例の給湯貯湯システムの斜視図
を、第２図はその回路図をそれぞれ示している。
これらの図において、断熱処理が施された貯湯タ
ンク１には、その内底部にヒートポンプ装置２の
凝縮用熱交換器２２が、略中央部に補助加熱器３
がそれぞれ設けられているとともに、その補助加
熱器３の上方に給水装置４および貯湯タンク１内
の湯を循環させる温水循環回路５がそれぞれ設け
られている。

前記ヒートポンプ装置２は、モータ２０を駆動
源とするコンプレツサ２１によつて圧縮された冷
媒が、前記熱交換器２２、電磁弁２３、膨張弁２
４、室外側熱交換器２５および電磁弁２６を介し
て前記コンプレツサ２１へ戻るサイクルによつて
構成されている。前記電磁弁２３および膨張弁２
４の直列回路に対して電磁弁２７が並列に接続さ
れているとともに、前記電磁弁２６に対して電磁
弁２８、膨張弁２９および室内側熱交換器３０の
直列回路が並列に接続されている。

前記補助加熱器３は、例えばシーズヒータ（略
１キロワツト程度）によつて構成されている。ま
た、前記給水装置４は、前記貯湯タンク１内の液
面レベルをフロート４１によつて検出し、そのフ
ロート４１の変位によつて市水管４２から給水管
４３を通じて前記貯湯タンク１内へ給水するフロ
ート弁４４によつて構成されている。ここで、給
水管４３の下端は、前記貯湯タンク１の内底部へ
臨ませられている。

前記温水循環回路５は、前記貯湯タンク１内の
補助加熱器３より上位の湯が循環ポンプ５１によ
つて切換弁５２および断熱浴槽６１の内部に内蔵
された放熱器としての加熱コイル５３を通じて貯
湯タンク１の補助加熱器３の上位へ循環されるよ
うになつている。前記浴槽６１は、外面が断熱保
温処理された浴槽本体６２と、断熱材によつて形
成された蓋６３とから構成されている。蓋６３の
湯面に対する面には鏡やアルミ箔等の反射鏡６４
が貼り付けられている。これにより、浴槽６１
は、魔法瓶のような保温効果が保たれている。ま
た、前記切換弁５２は、前記貯湯タンク１の補助
加熱器３より上位の水温を検知する温度センサ７
０からの信号或いは手動により切換作動され、温
水循環回路５を循環する湯を出湯回路７１へ切換
える。出湯回路７１には、前記温水循環回路５か
ら分岐された湯を選択的に市水７５と混合する混
合弁７２を介して前記浴槽６１内へ給湯する蛇口
７３のほかに、例えばシヤワー７４等がそれぞれ
設けられている。

次に、本実施例の作用を説明する。いま、ヒー
トポンプ装置２を運転すると、コンプレツサ２１
によつて圧縮され高圧化された冷媒は、貯湯タン
ク１の内底部に収納された熱交換器２２で液化さ
れる際、その周囲の水に凝縮熱を与えて昇温させ
た後、電磁弁２３および膨張弁２４を経て室外側
熱交換器２５において外部から熱を奪つて気化膨
張し電磁弁２６を経て再びコンプレツサ２１へ戻
る。

これにより、貯湯タンク１内の上位の水が昇温
されて所定の一次温度例えば45℃に達すると、そ
れが温度センサ７０により検知され、切換弁５２
が出湯回路７１側へ切換えられるとともに、循環
ポンプ５１が作動される。すると、貯湯タンク１
内の上位の湯は、循環ポンプ５１によつて、切換
弁５２および混合弁７２を介して蛇口７３から浴
槽６１内へ出湯される。これにより、貯湯タンク
１内の湯が所定量浴槽６１内へ出湯され、貯湯タ
ンク１内の液面レベルが低下すると、フロート弁
４４が作動され、低温の市水が貯湯タンク１の内
底部へ送られていく。やがて、貯湯タンク１内の
上位の湯が所定量浴槽６１内へ出湯され、温度セ
ンサ７０によつて低温の市水が検知されると、温
度センサ７０からの信号により循環ポンプ５１が
停止され、かつ低温の市水は熱交換器２２で再度
昇温される。

これが浴槽６１内の温水が所定量に達する所定
回例えば２回繰返されると、３回目において、貯
湯タンク１内の温水温度が再度45℃に達した際、
ヒートポンプ装置２の運転が停止された後、補助
加熱器３によりそれより上位の温水が二次温度と
して更に75℃から80℃程度まで昇温され、追焚き
用に備えられる。

そこで、入浴に際して、追焚きの必要があれ
ば、循環ポンプ５１を駆動し、切換弁５２を温水
循環回路５側へ切換えて貯湯タンク１内の高温水
を加熱コイル５３へ循環させれば、浴槽６１内の
湯が昇温される。一方、差し湯の場合には、切換
弁５２を出湯回路７１側へ切換えれば、その出湯
回路７１の蛇口７３を通じて高温水が浴槽６１内
へ出湯可能なので、混合弁７２を適宜調節して出
湯させることができる。

なお、室内を冷房しつつヒートポンプ装置２を
貯湯運転する場合は、コンプレツサ２１で圧縮さ
れかつ高圧化された冷媒を、熱交換器２２、電磁
弁２７、室外側熱交換器２５、電磁弁２８、膨張
弁２９および室内側熱交換器３０を通じてコンプ
レツサ２１へ戻すようにすればよい。この際、室
外側熱交換器２５のフアン２５Ａは止めておけば
よい。

従つて、本実施例によれば、貯湯タンク１で沸
いた湯を浴槽６１へ順次給湯し、これを数回行な
い浴槽６１内の湯が所定量に達した後、貯湯タン
ク１内の上位の湯を他の給湯用或いはシヤワー用
水として更に昇温例えば75℃〜80℃程度まで昇温
し蓄熱するようにしたので、要するに従来の浴湯
は入浴時期に至るまで貯湯タンクに貯湯していた
が、予め浴槽６１内に貯湯するようにしたので、
浴槽６１の利用効率を向上させることができると
ともに、貯湯タンク１を小容量化できる。ちなみ
に、本実施例では、貯湯タンク１を従来のタンク
の1/3程度、つまり100〜130程度の容量にす
ることができる。その結果、安価でかつ省スペー
ス化がはかれ、特にマンシヨン等では有効空間が
従来より多く確保できるので、極めて有利であ
る。しかも、貯湯タンク１を小容量化できること
は、貯湯タンク１を例えば壁掛型にもすることが
できるので、設置床面積を全く必要としない利点
がある。

また、貯湯タンク１内の湯は補助加熱器３より
上位が75℃から80℃程度に、補助加熱器３より下
位が45℃程度にそれぞれ保たれ、その上位の高温
水は浴湯の追焚き用として循環されるように構成
されているので、充分な追焚き加熱が可能である
とともに、追焚きに使用されて戻つてきた循環湯
はいまだシヤワー等の給湯用として充分な温度、
例えば60℃〜70℃の温度レベルを保つているの
で、再加熱を行なう必要が無くそのまま出湯でき
る。

更に、ヒートポンプを使用しているので、運転
を昼間の温度条件の良好な時間帯で行なうほか、
室外側熱交換器２５を南にむけて設置すれば、太
陽がでている間はフアン２５Ａを止めても充分冷
媒は蒸発するので、省エネルギー運転ができる。

なお、上記実施例では、貯湯タンク１から浴槽
６１へ出湯される１回分の出湯量を温度センサ７
０の検知によつて規定するようにしたが、例えば
出湯回路７１の途中に流量計を設け、この流量計
によつて所定量の温水が出湯されたことが検出さ
れたら１回分の出湯を停止させるようにしてもよ
い。

また、上記実施例では、貯湯タンク１から浴槽
６１への出湯回数によつて浴槽６１への出湯量を
規定したが、例えば浴槽６１内に液面計を設け、
この液面計によつて浴槽６１内の温水量が所定量
に達したことが検知された際、出湯を停止させる
とともに、ヒートポンプ装置２の作動を停止さ
せ、補助加熱器３に通電するようにしてもよい。

以上の通り、本発明によれば、安価でかつ省ス
ペース化が可能な給湯貯湯システムを提供するこ
とができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例を示す斜視図、第２
図はその回路図である。 １……貯湯タンク、２……ヒートポンプ装置、
３……補助加熱器、４……給水装置、５……温水
循環回路、２２……凝縮用熱交換器、５３……放
熱器である加熱コイル、６１……断熱浴槽、７１
……出湯回路。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 所定量の水を収容する貯湯タンクを有し、 前記タンクの内底部に凝縮用熱交換器が配置さ
   れたヒートポンプ装置と、前記タンクの略中央部
   に配置された補助加熱器と、前記タンクの補助加
   熱器より下位に開口されて当該部位に水を補給す
   る給水装置とを備えるとともに、 前記タンクから供給された温水を外部と断熱状
   態で収容する断熱浴槽を有し、 前記浴槽の内壁に配置されて内部温水と接触さ
   れる放熱器と、前記タンクの補助加熱器より上位
   に開口されて当該部位の温水を前記放熱器に循環
   させる温水循環回路と、この温水循環回路の途中
   から分岐されて前記浴槽に給湯する出湯回路とを
   備え、 前記タンク内で加熱された温水を、出湯回路で
   給湯して当該浴槽内に所定量を貯湯させておき、
   前記タンク内の補助加熱器より下位を一次温度
   域、上位を一次温度域より高温の二次温度域とし
   て蓄熱貯湯し、二次温度域の温水を温水循環回路
   で放熱器に循環させて前記浴槽の追加加熱を行う
   とともに、出湯回路で追加給湯を行えるようにし
   たことを特徴とする給湯貯湯システム。 ２ 特許請求の範囲第１項において、前記貯湯タ
   ンクの容量を、１日の平均給湯使用量の1/3程度
   といたことを特徴とする給湯貯湯システム。 ３ 特許請求の範囲第１項または第２項におい
   て、前記一次温度域をヒートポンプ装置により、
   前記二次温度域を補助加熱器によりそれぞれ得る
   ようにしたことを特徴とする給湯貯湯システム。