JPH02282657A - ヒートポンプ式給湯機 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、貯湯槽を有しない、いわゆる瞬間湯沸かし型
のヒートポンプ式給湯機に関するものである。

〔従来の技術〕

従来、ヒートポンプ式給湯機には、貯湯槽を有するもの
と、有しないものがある。

貯湯槽を有するものについては、深夜電力等を利用しヒ
ートポンプ作用で湯を沸かし、貯湯槽に蓄えることがで
きるが、冬季においては、例えば１００°Ｃに沸かした
温湯が、使用時には６０または８０℃になっている等の
事例に見られるように、貯湯槽からの放熱損失が大きく
、所定の給湯温度を保持するため貯湯槽内の温水を繰返
し加熱する必要があり、圧縮機の運転率が高くなり、充
分な経済的効果を上げていなかった。

一方、貯湯槽を有しないものについては、給湯の時にの
み圧縮機を運転するので効率的であるカミ貯湯槽を有す
るもののように加熱サイクルを繰り返し通過させて給湯
温度を上げることができず、入口温度は市水道のため温
度が低く、季節によっては給湯温度がなかなか上がらず
、所定の給湯温度まで立ち上がるのに長時間を要する点
が問題とされている。

〔発明が解決しようとする課題〕

本発明は、上記従来の問題点に鑑みなされたもので、貯
湯槽を有しない瞬間湯沸かし型ヒートポンプ式給湯機に
おいて、所定の給湯温度までの立ち上がり時間を短縮し
、給湯温度の変動が少ないヒートポンプ式給湯機を提供
することを目的としている。

〔課題を解決するための手段〕

上記目的を達成するために、利用側熱交換器の冷媒側配
管と並列して蓄熱槽の冷媒側配管を接続するとともに、
同利用側熱交換器の給水側配管に前記蓄熱槽の給水側配
管を直列に接続し、これら冷媒側配管にそれぞれ開閉弁
を接続し、出湯時と蓄熱時に対応して開閉制御し、圧縮
冷媒の流路を切り換えた。

〔作用〕

上記構成によれば、ヒートポンプ式給湯機の利用側熱交
換器の冷媒側配管に並行して蓄熱槽の冷媒側配管を接続
し、蓄熱槽に冷媒側配管に対応して給水側配管を貫通し
、市水道からの給水管と利用側熱交換器の給水側配管と
を直列に連結することにより、給湯していない時は蓄熱
槽の開閉弁を開き、利用側熱交換器の開閉弁を閉じ、圧
縮過熱された冷媒ガスを蓄熱槽の冷媒側配管に流して冷
媒ガスの放熱を蓄熱槽に蓄熱し、給湯時には蓄熱槽の開
閉弁を閉じ、利用側熱交換器の開閉弁を開き、蓄熱槽か
ら蓄熱材の凝固熱として放熱するとともに利用側熱交換
器の熱交換により給水を加熱して、給湯温度の立ち上が
りを促進している。

〔実施例〕

本発明の詳細を図面を参考にして説明する。

図は、本発明の構成を示す配管図で、利用側熱交換器１
の冷媒回路は圧縮機２より開閉弁３ａを介して、利用側
熱交換器１の冷媒側配管１ａと膨張弁４ａと熱源側熱交
換器５とを経て、圧縮機２に戻る循環経路を形成してい
る。

この利用側熱交換器１の冷媒回路に並列に開閉弁３ｂと
蓄熱槽６の冷媒側配管６ａと膨張弁４ｂからなる蓄熱槽
６の冷媒回路を接続している。

一方、給水回路は市水道管から蓄熱槽６の給水側配管６
ｂに入り、利用側熱交換器１の給水側配管１ｂを通り、
流量調整弁７を経て蛇口８に至る経路を形成している。

上記利用側熱交換器１は二重管式熱交換器で、内側の配
管を給水側配管１ｂとして市水道管からの給水を流通し
、外側の配管を冷媒側配管１ａとして冷媒を流通するよ
うに形成している。

蓄熱槽６は、内側を貫通する冷媒側配管６ａと給水側配
管６ｂをコイル状に形成して近接配置し、蓄熱槽６の内
側にＰＣＭ蓄熱材例えばパラフィン等またはエチレング
リコール等の蓄熱材を充填している。

９ａは蓄熱槽６のパラフィンの温度を検出する温度検出
器、９ｂは蛇口８の給湯温度を検出する温度検出器、１
０は蛇口８の開閉状態を水圧の変化として検出する圧力
検出器、１１は前記温度検出器９ａおよび９ｂと圧力検
出器１０からの信号により、圧縮機２の運転を制御する
制御回路で、温度検出Ｒ５９ａにより検出された蓄熱槽
６のパラフィンの温度が、あらかじめ設定されている下
方設定温度（例えば５０℃）以下のときは圧縮機２を起
動運転し、上方設定温度（例えば１００″Ｃ）を越える
と圧縮機２の運転を停止するように制御するとともに、
蛇口８が開かれ管内の水圧が低下し、圧力検出器ＩＯに
よって検出された圧力が予め設定された圧力以下になる
と圧縮機２を起動運転し、同時に蓄熱槽６の開閉弁３ｂ
を閉じ利用側熱交換器ｌの開閉弁３ａを開き、圧縮加熱
された冷媒ガスを利用側熱交換器１に流し、給水を加熱
する。

蛇口８が閉じられ、圧力検出器１０により検出された圧
力が予め設定された圧力を越えると、制御回路１１は利
用側熱交換器ｌの開閉弁３ａを閉じ、蓄熱槽６側の開閉
弁３ａを開いて蓄熱槽６に圧縮加熱された冷媒ガスを流
し、蓄熱を開始する。

制御回路１１は蓄熱槽６のパラフィンの温度が上方設定
温度を越えるまで圧縮機２を運転し、温度検出器９ａの
信号により圧縮機２の運転を停止するように制御してい
る。

以後、温度検出器９ａの検出温度が下方設定温度例えば
５０″Ｃ以下になった場合には、制御回路１１は圧縮機
１を起動して、圧縮された高温冷媒ガス（吐出管部で約
１００’ｃ）により、蓄熱槽６の蓄熱材パラフィンを急
速に加熱し蓄熱する。

この状態から、蛇口８を開いて給湯を行うと、圧力検出
器１０の信号により、制御回路１１は圧縮機２を起動し
、蓄熱槽６の開閉弁３ｂを閉じ利用側熱交換器１の開閉
弁３ａを開き、給水は蓄熱槽６の給水側配管６ｂに入り
、上方設定温度までに蓄熱されたパラフィンの凝固熱を
奪って加熱され、利用側熱交換器１によりさらに加熱さ
れて所定の温度になり給湯される。

圧縮機で圧縮されて高温ガス状態となった冷媒（例えば
１７−２２）は、利用側熱交換器１の冷媒側配管１ａを
通り、給水側配管１ｂを流れる蓄熱槽６で予熱された給
水に放熱して液化され、膨張弁４ａを通り急激に膨張し
て、熱源側熱交換器５により外気から蒸発熱を奪ってガ
ス状態に戻り、圧縮機２の吸入管に戻る。

この循環を繰り返して、外気より熱源側熱交換器５によ
り冷媒の蒸発熱の形で熱を奪い、冷媒の凝縮熱の形で蓄
熱槽６と利用側熱交換器１から給水側配管６ｂおよび１
ｂを流れる水に熱を与えヒートポンプ作用を行い、給水
を加熱している。

利用側熱交換器１の熱交換が充分に立ち上がるまでの間
は、蓄熱されたパラフィンの放熱により給水の加熱が行
われるため、圧縮機２や冷媒回路の構成によっても異な
るが、高熱材パラフィンはこの時間内で充分な放熱量が
確保できる量が必要である。

以上のように、蓄熱槽６は給湯開始時の給湯温度の立ち
上がりを早めるとともに、給湯温度を安定にすることが
でき、ヒートポンプ式給湯機の立ち上がりの遅れと給湯
温度のバラツキを解消している。

〔発明の効果〕

以上のように、利用側熱交換器１の冷却回路に並列に蓄
熱槽６の冷却回路を配設し、それぞれの回路に開閉弁４
ａおよび４ｂを設けて、給湯時と休止時に対応して切り
換えることにより、給湯温度の立ち上がりを早め、給湯
温度が設定温度範囲内に安定したヒートポンプ式給湯機
を提供することができる。

【図面の簡単な説明】

図面は、本発明のヒートポンプ式給湯機の構成を示す配
管ブロック図である。 図中、１は利用側熱交換器、１ａは同冷媒側配管、■ｂ
は同給水側配管、２は圧縮機、３ａは利用側熱交換器１
の開閉弁、３ｂは蓄熱槽６の開閉弁、４ａ、４ｂは膨張
弁、５は熱源側熱交換器、６は蓄熱槽、６ａは同冷媒側
配管、６ｂは同給水側配管、７は流量調整弁、８は蛇口
、９は温度検出器、１０は圧力検出器、１１は制御回路
である。

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. （１）圧縮機により冷媒ガスを圧縮し発生する凝縮熱を
   利用側熱交換器により湯沸しに利用するヒートポンプ式
   給湯機において、前記利用側熱交換器の冷媒側配管と並
   列して蓄熱槽の冷媒側配管を接続するとともに、同利用
   側熱交換器の給水側配管に前記蓄熱槽の給水側配管を直
   列に接続し、これら冷媒側配管にそれぞれ開閉弁を接続
   し、出湯時と蓄熱時に対応して開閉制御し、圧縮冷媒の
   流路を切り換えてなることを特徴とするヒートポンプ式
   給湯機。
2. （２）前記利用側熱交換器と蓄熱槽および給湯蛇口部の
   温度を温度センサにより検出し、制御回路により所定の
   温度と比較し、上記開閉弁を開閉制御して圧縮冷媒の流
   路を切り換えてなることを特徴とする請求項（１）記載
   のヒートポンプ式給湯機。