JPS62284145A - ヒ−トポンプ給湯機 - 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】 ３、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。

従来の技術 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、貯湯槽の熱交換器の間で温
水循環を行う構成のために、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
の様な従来の問題を解決するために、特開昭５８−８９
３４６号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。

発明が解決しようとする問題点 しかしながら、上記のような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を個別に制御する必要が
あるため、制御手段が複雑になるという問題点を有して
いた。

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高温湯と中畠湯の２
温度レベルの温水を得ると共に、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。

問題点を解決するだめの手段 上記問題点を解決するために本発明は、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、第１熱
交換器は貯湯槽上層部槽内に位置させた自然対流型熱交
換器構成となし、第２熱交換器は貯湯槽外部に位置させ
た対向流型熱交換器構成となし、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
湯槽下部から第２熱交換器を経て貯湯槽の第１熱交換器
設置場所の下部位置へ流し、前記第２熱交換器出口湯温
を検知して循環ポンプの流量を制御し、前記第２熱交換
器出口湯温設定を任意に変更可能とする出口湯温設定機
構を有すると共に前記貯湯槽の前記第１熱交換器の設置
位置上方近傍に貯湯温度検知部を設け、この貯湯温度検
知部の温度が所定値に則するまでには前記第２熱交換器
出口腸温設定値を最高値に設定する構成にしたものであ
る。

作　　用 本発明は上記した構成によって、冷媒の２相域と液域と
の熱交換により中温湯を作る第２熱交換器への貯湯槽か
らの循環水量は第２熱交換器出口腸温を検知してポンプ
の回転数を制御して行ない所定の中温湯を確実に得るも
のである。又、冷媒の高温ガス域との熱交換により高温
湯を作る第１熱交換器は貯湯槽上層部槽内で中温湯の貯
湯槽への流入口より上部に位置せしめ自然対流型熱交換
器にしているので貯湯槽上層部の水は確実に所定の高温
湯になるものである。従って、第２熱交換器を流れる循
環水量を制御するのみで高温湯と中温湯の２温度レベル
の温水が得られ、また第２熱交換器での中温腸を得る凝
縮温度、圧力のもとて高効率な運転が行なえるものであ
る。

さらに、第２熱交換器出口湯温設定を任意に変更可能と
する設定機構により、季節に応じて、あるいは、給湯負
荷に応じて最も多用する中温湯の温度が設定できる。又
、貯湯槽の第１熱交換器の設置位置上方近傍に貯湯温度
検知部を設け、この貯湯温度検知部の温度が所定値に達
するまでは第２熱交換器出口湯温設定値を最高値に設定
することにより、貯湯槽上層部を第１熱交換器の圧縮機
を出た高温の冷媒ガスによる加熱と、第２熱交換器から
循環される設定湯部の高い中嵐湯との双方で加熱するた
め、貯湯槽上層部の必要湯温確保が早くなり、ひいては
、下層部の中温湯確保も早くなる。

実施例 以下、本発明の一実施例を添付図面にもとづいて説明す
る。

図において、１は圧縮機、２は第１熱交換器、３は第２
熱交換器、４はキャピラリチューブ、５は室外熱交換器
、６はファン、７はアキュムレータテアリ、ヒートポン
プの冷媒回路を構成している。８は貯湯槽で、前記第１
熱交換器２は自然対流型熱交換器構成となし、貯湯槽８
下部の水を第２熱交換器３へ送る。ＩＱは第２熱交換器
３の出口湯温を検知して循環ポンプ９の流量を制御する
ポンプ制御用検知部、１１は第２熱交換器３の出口湯温
設定値を任意に変更可能とする出口湯温設定機構で例え
ば、４５°Ｃから８０’Ｃまでの温度設定ができるもの
である。１２は貯湯槽８の第１熱交換器２の設置位置上
方近傍に設置された貯湯温度検知部でこの貯湯温度検知
部１２の検知温度が所定値（例えば４５°Ｃ）に達する
までは出口湯温設定機構１１により第２熱交換器３の出
口湯温設定値を最高値（６０’Ｃ）に設定する。１３は
第２熱交換器３から貯湯槽８への温水流入管で貯湯槽８
の第１熱交換器２設置場所の下部近傍位置に接続される
。１４は湯温調整混合栓、１４は出湯管、１５は給水管
である。

上記構成において、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、貯湯槽８上部の水を加熱した後第
２熱交換器３に流入し、循環ポンプ９により送入する水
と熱交換して中温湯を作る。

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による循環ボンデ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層が得られる
。この中温層は貯湯槽８の第１熱交換器２設置場所の下
部近傍に流入され中温層として貯湯されてゆく。即ち、
貯湯槽８上部は第１熱交換器２により圧縮機１からの高
温冷媒ガスで中温層をてらに加熱昇温し、所定の高温湯
が得られる。

したがって、このと−トポンプ給湯機では第２熱交換器
３を流れる流量を制御するのみで貯湯槽８の上部と下部
へ高温湯と中温層の２温度レベルの温水を貯湯すること
が出来ると共に、ヒートポンプの効率に影響を与える冷
媒の凝縮温度、圧力は中温層により設定することが出来
るので、高温湯を確実に貯湯しつつ、高効率のヒートポ
ンプ運転が行なえる。又、出口湯温設定機構１１により
季節に応じて、あるいは、給湯負荷に応じて最も多用す
る中温層の温度設定が任意に行なえるため、湯量確保の
時には設定温度を高く、また、給湯負荷が少なく、経済
運転の時には設定温度を低くと用途に応じて使い分けが
できる。さらに、貯湯槽８の上層部に設けられた貯湯温
度検知部１２での検知温度が所定値（例えば４５°Ｃ）
よりも低い場合、即ち下層部の中温層も無い状態では早
く必要湯温、湯量を確保する必要がある。この様な場合
、貯湯温度検知部１２の検知温度が所定値（例えば４５
°Ｃ）に達するまで出口湯温設定°機構１１により第２
熱交換器澄３の出口湯温設定値を最高値（例えば６０°
Ｃ）に設定して運転するごとく制御されるため、貯湯槽
上層部は第１熱交換器２の圧縮機１を出た高温の冷媒ガ
スによる加熱と、第２熱交換器３から循環される設定湯
温の高い中温層（６０°Ｃ）との双方で加熱されるので
貯湯槽上層部の温度上昇が早くなり、必要湯温、湯量の
確保が早くなる。ひいては、下層部の中温層確保も早く
なる。

なお、貯湯槽８に高中２温度レベルで貯湯した温湯は用
途に応じて湯温調節混合栓１４を制御して、中温層又は
高温湯、さらに中温と高温の混合湯温を自由に出湯管１
５より得るものである。

発明の効果 以上のように本発明のヒートポンプ給湯機によれば次の
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、第１熱交換器は貯湯槽上槽部槽内に位置
せしめた自然対流型熱交換器構成とし、第２熱交換器は
貯湯槽外部に位置せしめた対向流型熱交換器構成とし、
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下部から第２熱交換器を経て
貯湯槽の第１熱交換器設置場所の下部近傍位置へ流して
いるので、第１熱交換器で貯湯槽上層部に高温湯と、第
２熱交換器で貯湯槽下層部に中温層との２温度レベルの
温水を得ることができる。

■　第２熱交換器出口湯温を検知して循環ポンプの流量
を制御して貯湯槽下層部へ中温層を貯湯し、第１熱交換
器を貯湯槽上層部槽内に位置せしめて中温層以上の高温
湯を作るごとく構成しているので、２温度レベルの貯湯
を得るだめの流量制御部が簡単な構成になるという効果
がある。

（３圧縮機からの高温冷媒ガスを利用した第１熱交換器
での高温湯と、冷媒の凝縮２相域と液域を利用した第２
熱交換器での中温層を作っているので、凝縮温度、圧力
は中温層により設定されるため、高温湯を得ながら高効
率のヒートポンプ運転ができる。

（４高温湯を得るのに、凝縮温度、圧力を上昇させるこ
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できる。

（５）第２熱交換器出口湯温設定を任意に変更可能とす
る出口湯温設定機構を有することにより、季節に応じて
、あるいは給湯負荷に応じて最も多用する中温層の温度
設定が任意に行なえるため、設定温度を高くすると湯量
確保をより確実に行なえ、また設定温度を低くするとよ
り経済的な運転が行なえると、目的に応じて使い分けが
できるものである。

（６）第２熱交換器出口湯温設定を任意に変更可能とし
、貯湯槽上層部の第１熱交換器設置位置上方近傍に設け
た貯湯温度検知部と出口湯温設定機構とで、貯湯槽温度
検知部の温度が所定値に達するまでは第２？交換器出口
湯温設定値を最高値に設定するごとく制御することによ
り、貯湯槽上層部は第１熱交換器の圧縮機１を巳だ高温
の冷媒ガスによる加熱と、第２熱交換器から循環される
設定湯部の高い中温湯との処方で加熱されるので貯湯槽
上層部の温度上昇が早くなり、必要湯温、湯量の確保が
早くなり、ひいては下層部の中温湯確保も早くなるとい
う効果がある。

【図面の簡単な説明】

図は本発明の一実施例を示すヒートポンプ給湯機の構成
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、１０・・・・・・ポンプ
制御用検知部、１１・・・・・出口湯温設定機構、１２
・・・・・・貯湯温度検知部。 代理人の氏名　弁理士　中　尾　敏　男　ほか１名／−
−−圧穐機 ２−−一第］処交林 ３−−一第２処交筏春 ３−一一貯渇掲 ｑ−−−’（宙濃ボンフ゛ ｌＯ−一−ポンフ″ｔｉｑや唄用沖楚史珀り／ｌ−−−
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Claims (1)

【特許請求の範囲】
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、第１熱交換器は貯湯槽上層部槽内に位置させた
   自然対流型熱交換器となし、第２熱交換器は貯湯槽外部
   に位置させた対向流型熱交換器となし、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
   にて貯湯槽下部から第２熱交換器を経て貯湯槽の第１熱
   交換器設置場所の下部位置へ流し、前記第２熱交換器出
   口湯温を検知して循環ポンプの流量を制御し、前記第２
   熱交換器出口湯温設定を任意に変更可能とする出口湯温
   設定機構を有するとともに前記貯湯槽の前記第１熱交換
   器の設定位置上方近傍に貯湯温度検知部を設け、この貯
   湯温度検知部の温度が所定値に達するまでは、前記第２
   熱交換器出口湯温設定値を最高値に設定するヒートポン
   プ給湯機