JPS60165473A - 住宅用省エネルギ−設備 - 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】 本発明は、住宅における給熱系を統合的に管理し」ネル
１−一の省力化を得るようにする住宅用省Ｌネル１゛一
般備に関する。

従来の住宅においては、給熱系が１つのシステムに五つ
（“運転されるようには構成されておらず、各熱供給先
ｆＪｊに熱源装置が個別に設けられ、それぞれ必要に応
じて適宜個別運転されるようになっているのが実情であ
る。

たとえば、浴槽の追焚きはガス焚きによって行ない、給
湯設備の給湯はガス焚きによって、あるいは深夜電力を
利用した電気式加熱によって行なっている。また、最近
浴室に乾燥機を備えて浴室を乾燥室として機能させるよ
うにしたものもあるが、これにおいても乾燥機を電気に
よって運転りる、というように各熱供給先毎に個別に熱
の供給管理を行なうようにしているのである。ところが
、このような従来設備においては、全体を統合的に管理
す゛ることができず、管理面での面倒さに加え、熱効率
上のロスが大きいという欠点をイ１してＪ３す、さらに
個別に次のような問題もほらｌυでぃＩこ。リーなわら
、ガス焚きの場合には、機器や配管からのガス洩れによ
る中毒、爆発、火災の危険性がある他、機器の不完全燃
焼による中毒の危険性があるという問題があり、また深
夜電力温水器を利用した場合には、深夜電力で昇温した
關を使い切ってしまうと翌朝まで潟が出ない、あるいは
貯瀉潟度が８５℃とｎいため火傷の危険性がある、さら
にはこの形式の場合通常浴室に追焚き器がないので風呂
の追焚き及び二痕沸しができない、等の問題があつ１．
：のである。

本発明１．Ｌ上記事情に鑑みてなされたもので、各熱供
給先の熱の需要＃１間帯にずれがある点に着目し、給熱
系全体をヒートポンプ系と成して、コンプレツリ、吸熱
器等は兼用設備とし、かつ各熱供給先には選択的に熱供
給し得るように構成し、これににり前記時間帯のずれを
うま（利用してエネルギーの供給を統合的かつ効率的に
管理できるようにし、ぞの結果熱効率の向上を図れるよ
うにするイ１宅用省エネルギー設備の提供を目的にして
いる。

本発明は、乾燥機及び追焚き付浴槽を備える浴室と、給
湯槽を備える給湯設備において、乾燥、追焚き、給湯が
ｂなわれる時間帯が１日のうちで、昼間、夕方から皮に
かけて及び夜間、というようにぞれぞれｆれている点に
着目してヒートポンプを兼用さμ、乾燥機運転、追焚き
器加熱、給湯槽加熱を全て同時に行なえるのは勿論であ
るが、各々を個別的選択的に作動できるＪ：うにしたｂ
のｅあり、その特徴は、乾燥機、追焚き器、給湯Ｉｎに
熱を供給するヒートポンプを有し、該ヒートポンプの放
熱コイル側が乾燥機、追焚き器、給湯（６に対応する互
いに並列接続の熱交換コイルから成り、該熱交換コイル
を前記ヒートポンプ回路中に各々開閏弁を介して接続し
゛（いる点にある。

その場合遊技き器加熱用の熱交換フィルがらの熱を、循
環ポンプで温水を循環させる熱交換回路を介して追焚き
器に供給するように構成してもＪ、い。

また、水弟２の発明は、乾燥機については、前記と−ｉ
・ポンプのコンプレツリーを兼用して構成した別のヒー
トポンプにより運転するようにし、この別に構成したヒ
ートポンプ回路中の放熱コイルおよび吸熱コイルをそれ
ぞれ乾ｆｄｔｆｌｌの空気吹出し側および空気取入れ側
に配置して、吸熱コイルで冷媒を蒸発させる際に浴室内
空気の除湿を行なうようにしたものである。

以下、本発明を図示する実施例に基づいて詳細に説明リ
ーる。

第１図は第１の発明の実施例の構成を示す。図中１は浴
室であり、この浴室１には追焚き器２付の浴槽３ど、浴
室１内空気を強制循環させる機能をｂつだ乾燥１Ｍ４と
が備えられている。また、５ＬＬ給ＦＩＡ４ｆｌ＜・あ
り、この給湯槽５からは、通常の如く各１．１所へ給湯
りるための給湯配管（図示せず）が尋す出され−（いる
。以上が屋内における熱供給先の概数である。これに対
し、屋外にはファン６を５つだ吸熱器７が備えられてい
る。

イして、前記各熱供給先（放熱先）と吸熱器７との間を
結んぐ熱供給のためのヒートポンプＡが構成されている
。ヒートポンプＡは、周知の如く、コンプレッ（Ｊ　Ｃ
１放熱コイル、膨張弁ｖ１吸熱器７内の吸熱コイル８と
から成るもので、ここでは（のｈ’ｌ熱：二１イル側と
して、前記乾燥機４、追焚き器２、給Ｎ　４ｆｆ　５に
対応した３つの熱交換コイル４ａ　、　２ｉ１　、５ａ
がそれぞれの機器内に設けられている。なお、乾燥機用
コイル４ａ、追焚き器用〕イル２ａは、それぞれの機器
内にあるものとし゛（、図中ｉ器の符号の脇にカッコ付
旬号で示し、図示は省略する。これら、３つの熱交換コ
イル４ａ。

２ａ　、５ａは、放熱コイルを接続り°べぎヘッダー９
．１０に対し並列に各々開閉弁ＳＶ１〜ＳＶ６を介し′
（接続されＺ’　Ｊ３す、適宜に開閉弁ｓ、ｖｉ〜ＳＶ
６を操作することによって各熱交換コイル４ａ　、２ａ
　、５ａに選択的に冷媒（ここＣはａｌＷ用の冷媒を用
いる。）を＠環さＵることができるようにな−）ている
。この場合、ヒートポンプΔ内のコンプレッサＣおよび
各開閉弁ＳＶ１〜ＳＶ６は、図示しない制御装置により
制御Ｉされ、全てが中央で管理されるものとづる。

次に、上記構成の膜幅の作用について第２図〜第４図を
参照しながら説明する。ここでは、便宜上、〔給湯〕、
〔追焚き〕、〔乾燥〕の３つの使用形態を個別に実行す
る場合を述べる。

（給湯（ｔｊＳ２図参照）〕給給湯槽の加熱は主に電力
料金の割安な夜間、特に深夜に行なわれる。

制ｍ装置によッテ聞ＩＩＩ弁ＳＶ２．ＳＶ３．ＳＶ５゜
Ｓ　Ｖ　６　ｆｆｉ　ｎｌ　Ｕ　（３レタ状態テ、１Ｆ
ｌｌ閏弁ＳＶ１．ＳＶ４が開かれ、コンプレッサＣが作
動されて冷媒が圧縮され高圧ｎ温ガスとなる。圧縮され
て高温になった冷媒ガスは図中左側に流れ、実線で示す
流路を矢印り向に聞Ｉｌｌ弁Ｓ■１を通って流れること
になる。すなわら、ヘッダー９を通って給湯槽５内の熱
交換コイル５ａに流れ、ここで放熱して給湯１＾５を加
熱し、自身は凝縮する。その後、冷媒は矢印の如くヘッ
ダー１０を通り、膨張弁■で膨張され、吸熱コイル８（
蒸発コイルともいう、）に流れ、ここで周囲の空気熱源
から熱を奪って自を 身は蒸発しガス化する。そして、再びコンプレツリ０に
帰る。これが循環して連続的に行なわれることににす、
給湯槽５内は６５℃に加熱される。

渇のＬシ定温瓜に到達すると、自動的に制御装置が検出
してコンプレッサＣを停止し、一方給湯槽５のｒ−瓜が
（１（下したら、再度コンプレッサＣが作動しく一加熱
、を行ない、夜間のうちに１日に必要な瀾ＪＲを確保し
【Ｊ３り。なお、昼間においても温度が低１１シたら加
熱を行なうように制御してもよい。

その場合は給湯に必要な熱量はわずかであるから他の追
焚きゃ乾燥と併用しても、能力ダウンを来たさない。

〔追焚き（第３図参照）〕浴イ１の追焚きは、主に夕方
から夜にかけて行なわれる。これは、通常浴室１内のス
オツヂによりコンプレッサＣを作動させることにより行
なわれる。そのスイッチに連動して開閉弁ＳＶ１．ＳＶ
３．ＳＶ４．ＳＶ６が閉じられた状態のまま、開閉弁Ｓ
Ｖ２．ＳＶ５が聞かれる。そして、コンプレッ４Ｊ　Ｃ
により圧縮された高圧高温の冷媒ガスは、実線で示づよ
うに、ヘッダー９を通って追焚き器２内の熱交換コイル
２ａに矢印方向にｆｉｌ　ｒＪＩ弁ＳＶ２を通っ“（流
れ、ここで放熱し浴槽３内の湯を直接熱交換コイル２ａ
により加温する。その後、冷媒は給湯の場合と１１ｉ１
様にヘッダー１０のルートをたどっＣコンプレッサＣに
戻り、これが循環して連続的に行なわれて追焚きが実行
される。なお、必要な温１夷（４５℃）に達したら、前
記スイッチを切れば、コンプレッ＋Ｊ−Ｃカ停止Ｌ、Ｎ
１′１１弁ＳＶ２．ＳＶ５がＩｌｌ　Ｌ；　’Ｕ迫焚き
は停止りる。

〔乾ａ！（第／１図参照））乾燥は、浴交１が使われて
いない昼間に行なわれる。制御装置によって１ｆｌｌ　
ＩＩＩ弁ＳＶ１．ＳＶ２．ＳＶ４．ＳＶ５がｒｆｌＬ；
’３れた状Ｉｌｌ′ｃ、聞１１１弁ＳＶ３．ＳＶ６がｒ
ｆｆＪかｔｌ、、コンプレッサＣが作動されて冷媒が圧
縮される。圧縮されへ温＾圧になった冷媒ガスは、実線
で示すＪ、うに、ヘッダー９を通って乾燥機４内の熱交
換コイル／Ｉ　ａに矢印方向に開閉弁ＳＶ３を通って流
れ、ここで放熱し、循環空気流ｆを加温して浴室１内に
流し、乾燥効果を発揮する。その後、冷媒は給湯の場合
ど＋ｉｉｊ様にヘッダー１０のルートをたどってコンプ
レッサ゛Ｃに戻り、これが循環して連続的に行なわれて
乾燥効果が発揮される。そして、所定の乾燥渇１真にな
ったら、制御装置によりコンプレッサＣが停止させられ
て過湿防止がなされる：以上の如く、共通熱源としてヒ
ートポンプを用いることによっ【各熱供給先の熱の需要
時間帯のずれをうまく利用して選択的に熱供給を行なう
ことができるため、兼用ｗａＩを設けることができて設
備コスト・を安価にでき、また熱供給を統合的に管理で
きる。その結果、管理し４．１）りく効率の良いエネル
ギーを省ノｊ化できる熱供給システムを実現できる。

また、以上の説明においては、乾燥、追焚ぎ、給湯を個
別に行なう場合について述ぺ／ｊが、ＩＬいに組合わけ
て複合的に実行することも勿論できる。

その際は、開閉弁ＳＶ１〜ＳＶＧを操作りれぽＪ：く、
適当に制御装置に入力を与えればよい。

なお、上記実施例においては、ビー１−ポンプＡの冷媒
を直接迫焚き器２内に力さ、加熱りるＪ、うにしである
が、第１図中Ｘで承り部分を熱交換器として、第７図に
示ケように（ｊへ成りることし′ｃきる。すなわち、追
焚き器２に対応づるピー１−ポンプＡ内の熱交換コイル
は図中２８で承りものＣあり、そのコイル２ａの放敗り
るだ）を循環ポンプ′１６を有する熱交換回路１１に温
水を循環さＵることにより追焚き器２に供給するＪ：う
にしＩこものＣ１両端にコイル１２および１３（１３は
追焚き器２内にあり、図示略とする。）が設りられζい
る。

このようにりると、コイル１３が破損しても、直接＾渇
高汁の冷媒が追焚き器２内に入らなくなる！こめ、安全
ＰＪが高まる。この場合、浴４１３内の湯の温度は／１
５℃程度であるから熱交換回路１１内の熱媒としＣ水を
用いるのが最適であるが、それ以外の熱媒を用いても勿
論よい。

次に、第２の発明の詳細な説明する。第５図は一εの実
施例の構成を示す。この発明においては、ｊ〔１焚ぎ器
２と、給湯槽５に熱を供給するヒートポンプΔ０ど、こ
のヒートポンプＡｏのコンプレツリＣを利用して（に成
した乾燥機４の作動用別置と−１−ポンプ△１を有して
いる。これらヒートボン１Δ０．Δ１は、コンプレッサ
Ｃを共用する形で、＝１ンブレッリＣの前後のヘッダー
９，１４にてそれぞれ開閉弁ＳＶ１〜ＳＶ７を介して並
列に接続され（いる。

ヒートポンプＡ、は、コンプレッサＣ１放熱コイル、膨
張ブｒｖ、吸熱器７内の給熱コイル８とから成るｂのｅ
ｌここではその放熱コイル側として、前記追焚ぎ器２お
よび給湯槽５に対応した２つの熱交換コイル２ａ、５ａ
が設けられている。これら２つの熱交換コイル２ａ、５
ａは前述の第１の発明の場合と同様に開閉弁ＳＶ１．Ｓ
Ｖ２．ＳＶ４、ＳＶ５を介してヘッダー９．１０に接続
されており、開閉弁ＳＶＩ〜ＳＶ７を適宜に紺合わＵて
制御す′ることにより、ヒートボン１Δ０とΔ１に選択
的（両方の場合も含む）に冷媒を循環さ１！ることがで
き、さらに追焚ぎ器用熱交換コイル２ａおよび給湯槽用
熱交換コイル５８に対しても選択的に冷媒を循環さける
ことができるにうになっている。

まｌご、ピー１〜ポンプＡ＋＆よ、コンプレン１ノ（ン
を中心にして放熱コイル（凝縮コイル）４ｂと吸熱コイ
ル（蒸発コイル）４ｃ、おにび放熱コイル４ｂの手前に
入れられた膨張弁１；５を有し−Ｃおり、前記放熱コイ
ル４ｂは乾燥機４の空気循環通路Ｆの空気吹出し側Ｆａ
に配置され、また吸熱コイル４Ｃは空気取り入れ側Ｆｂ
に配置ｔされ−でいる。４にお、上記以外の点について
は、第１図に示Ｊ実施例と同様であるのｅ１同一部分に
同一符号をイ１し説明を省略する。

次に、上記ｕ４成の設備の作用について説明する。

〔給湯〕および〔追焚き〕については、前述した第１の
発明の実施例の場合と同様であるので、説明を省略し、
ここでは第６図を参照して〔乾燥〕につい−むだ番ノ）
ホベる。

（＜’２燥（第〔３図参照））乾燥は前記同様昼間に（
ｉなわれる。制御装置によって開閉弁ＳＶ３とＳＶＧが
聞かれ、他の弁は閉じられて、コンプレツリ０が運転さ
れると、ヒートポンプＡｌ中の冷媒がＬ［縮され、＾圧
高温になって実線で示すようにヘッダー［）を介して乾
１１４内の放熱コイル４ｂに矢印方向に開閉弁ＳＶ３を
通って流れ、吹出し空気流「を加）ムシする。その後冷
媒は膨張弁１５に、」、り膨張さｌられて乾燥機４内の
吸熱コイル４０に流れ、ここで吸熱作用をなし、空気流
の温度を１・げる。このとき、この温度低下に伴なって
空気流［中の水分が凝結し、除湿効果が発揮される。

（Ｌ　ｔ、前記の放熱による加熱作用と除湿作用にＪ、
す、浴室′１内は３０℃、４０％ＲＨの乾燥状態に保た
れる。冷媒はその後、吸熱コイル４Ｃ内でガス化し再び
ヘッダー１４を介してコンプレッサＣに戻る。そして、
この動作が連続し−（行なわれ、良好な除湿乾燥懇能が
発揮され洗濯物の迅速な乾燥が促進される。

なお、前記両実施例にお番）る吸熱器７は、釘１８図に
示づように、屋内、屋外に切換えｉｌ能な流路中に設け
ることもできる。′？ｌなわら、建物の外壁に１」形の
ダクト３０を設け、この１」形ダク１−３０の中火流路
中に吸熱コイル３１ＪｊＪ、びファン（図示せず）を設
けるとともに、Ｈ形ダク１〜３０内の各枝流路それぞれ
ダンパー３２ａへ３２ｄをＬシリ、かつダンパー３２ａ
　、３２ｂおにびダンパー３２ｃ、３２ｄはそれぞれ連
動り゛るようにして、これらダンパー３２ａ〜３２ｄを
開閉りることにより、屋内側空気を循環させる空気流［
ｉと、屋外側空気を循環させる空気流ｆＯとを１，７Ｊ
換えによつ−（選択できるようにする。

このようにすることにより、吸熱コイル側と放熱コイル
側の温度差を高めるように適宜調節し、じ−１−ポンプ
の運転効率をさらに高めることができる。

以上説明したように、本発明によれば、熱供給系を電力
式のピー１〜ポンプ系とし、各熱供給先の熱の需曹１１
５間帯のずれを利用して選択的に熱供給を１Ｊなえるよ
うにりるので、熱供給を統合的に管理りることができ、
設備全体の熱効率の向上が図れｃ省エネルギーの効果を
奏し得る。また全系がじ一トボンゾにＪ：り構成されて
いるので、ガス漏洩Ｒ′の危険性がなく極めて安全であ
る。さらに、個別的には、じ−Ｉ・ポンプにより給湯を
行なうよ）にし−Ｃあるの（゛、必要十分な最の湯を安
全な潟庶と少ない熱１１スＣ供給できる他、浴槽に追焚
き器を備え゛（いるのぐ、風呂の二度沸しが可能であり
、さらに浴室に乾燥機を備えているので、風呂を使用し
ない問に洗濯物の乾燥ができる等住宅全体のエネルギー
利川面で極めて有効性を発揮できる。

【図面の簡単な説明】

第１図は第１の発明の一実施例の構成を示す図、第２図
〜第４図はその作用を示り図、第５図は第２の発明の実
施例の構成を示ず図、第６図はその作用を示υ図、第７
図は第１の発明のさらに他の実施例の部分を示す図、第
８図は吸熱器７の変形例を示１図である。 １・・・・・・浴苗、２・・・・・・追焚き器、３・・
・・・・浴槽、４・・・・・・乾燥機、５・・・・・・
給湯槽、２ａ　、４ａ　、５ａ・・・・・・熱交換コイ
ル、４ｂ・・・・・・放熱コイル、４Ｃ・・・・・・吸
熱コイル、７・・・・・・吸熱器、８・・・・・・吸熱
コイル、′１１・・・・・・熱交挽回路、１５・・・・
・・ｉ１張弁、１６・・・・・・循環ポンプ、３１・・
・・・・吸熱コイル、Ａ、Ａｎ　、Ａ＋・・・・・・ピ
ー１−ポンプ、ＳＶＩ〜ＳＶ７・・・・・・開閉弁、Ｃ
・・・・・・コンプレッサ、■・・・・・・膨張弁、Ｆ
ａ・・・・・・空気吹出し側、Ｆｂ・・・・・・空気取
入れ側、ｆ・・・・・・循環空気流。 出願人　清水建設株式会社

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 （１，）乾燥機４及び追焚き器２イ１浴４￥Ｉ３を備え
   る浴室１と、給湯４ｒＪ５を備える給湯設備及び前記乾
   燥ｔＩＩ４、追焚き器２、給湯槽５に熱を供給づるヒー
   トポンプ八で構成され、該ヒートポンプΔは、その放熱
   コイル側が乾燥１１４、追焚き器２、給湯槽５に対応づ
   −る互いに並列接続の熱交換コイル／１Ｆ＋。 ２ａ、’５ａから成り、該熱交換コイル４ａ、２ａ。 ５ａは前記ピー１〜ポンプＡの回路中に各々開閉弁ＳＶ
   １〜ＳＶ６を介して接続され′Ｃなる住宅用省エネルギ
   ー設備。 （２）前記追焚き器２に対応ケる熱交換コイル２ａから
   の熱を、循環ポンプ１６で熱媒を循環させる熱交換１回
   路１１を介して追焚き器２に供給りるＪ：うに構成分る
   ことを特徴とする特許請求の範囲第１項記載の住宅用省
   エネルギー設備。 （３，）乾燥機４及び追焚き器２付浴槽３を備える浴室
   １と、給湯槽５を備える給湯設備、前記追焚き語：２及
   び給湯４ｎ　５に熱を供給するヒートポンプＡ。及びヒ
   ートポンプΔＯのコンプレッサを兼用するヒートポンプ
   △１で構成され、該ヒートポンプΔ。は、その放熱コイ
   ル側が追焚き器２、給湯槽５に対応りるむいに並列接続
   の熱交換コイル２ａ。 １５ａから成り、該熱交換コイル２ａ、５ａを該ピへ１
   −ポンプ八〇の回路中に各々開閉弁を介して接続し、該
   ヒートポンプＡ１回路中に設けられる放熱−１イル４　
   ＋１　＋３よび吸熱コイル４Ｃをそれぞれ前記乾燥機４
   の空気吹出し側Ｆａおよび空気取入れ側１”　Ｉ）に配
   置、！Ｊ゛る住宅用省エネルギー設備。