JPS6237655A - ガスエンジンヒ−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】 〔産業上の利用分野〕 本発明はガスエンジンヒートポンプを利用した給湯機に
関するものである。

〔従来の技術〕

ガスエンジンヒートポンプ給湯機は一般に貯湯タンクと
加熱部と遠隔操作部とから構成されており、遠隔操作部
から所定の指示をすることによって加熱部に設けられた
ガスエンジンヒートポンプを運転し貯湯タンク内の水を
温水に変換するものである。ここに、ガスエンジンとは
都市ガスやＬＰガス等を燃料として駆動するエンジンを
いう。

ところで、ガスエンジンヒートポンプ給湯機は一般にモ
ータ駆動のヒートポンプ給湯機等に比して振動および騒
音が大きい。そして、振動および騒音の大きさはガスエ
ンジンの回転速度に関係し、回転速度が高くなれば振動
および騒音が太き（なり、低くなれば小さくなる。

一方、湯の沸き上がり時間はガスエンジンの回転速度が
高ければ高いほど速い。

そこで、従来は、ガスエンジンの回転速度を振動および
騒音が問題とならない範囲において最も高い回転速度と
なるように設定していた。

〔発明が解決しようとする問題点〕

しかし、実際の使い勝手の面からみると、従来の湯の沸
き上がり時間よりも早（湯を沸かしたいという場合が少
な（ない。

〔問題点を解決するための手段〕

本発明は上記問題点に鑑みてなされたものであり、問題
となる振動および騒音の程度は１日のサイクルにおいて
必ずしも一定ではなく、昼間の振動および騒音は夜間の
それに比べて多少高くても問題とならないという点に着
目し、外部入力に応じて前記ガスエンジンの目標回転速
度を設定する目標回転速度設定手段と、前記目標回転速
度設定手段からの信号に基づいて前記ガスエンジンに設
けられた燃料供給用ガバナを調整するガバナ制御手段と
を備えたものである。

〔作用〕

目標回転速度を高く設定すると沸き上がり時間が短くな
る。

〔実施例〕

以下、実施例と共に本発明の詳細な説明する。

第１図は本発明を適用するガスエンジンヒートポンプ給
湯機の一実施例を示す構成図であり、貯湯タンク１．加
熱部２および遠隔操作部３から構成されている。

貯湯タンクｌの側壁下部には給水パイプ４が取り付けら
れ、側壁上部には給湯バルブ５が取り付けられている。

また、貯湯タンク１の側壁下部には加熱部２の中を通り
抜けている熱交換水回路６の一端がポンプ３０を介して
取り付けられ、この熱交換水回路６の他端は貯湯タンク
１の上端に至っている。ポンプ３０は加熱部２の駆動に
連動して貯湯タンク１内下方の水を汲み上げ、さらに加
熱部２内を通して貯湯タンク１の上方に移す。貯湯タン
ク１内は温水と冷水とが上下に分離して満たされており
、上層の温水は下層の冷水を熱交換水回路６を通して加
熱部２により温めたものである。給湯バルブ５を開（と
、温水が流出すると共に同量の水が給水バイブ４から補
給されるようになっている。したがって、温水と冷水の
境界面は加熱部２の駆動（すなわちポンプ３０の駆動）
および給湯バルブ５からの温水の流出により上下する。

貯湯タンク１の側壁には湯温センサ７ａ〜７ｅが上下方
向に配列されており、各センサの出力信号線は後述する
湯量検出手段に延びている。

加熱部２は、ヒートポンプ１３．ガスエンジン１４およ
び電子制御部１５を内蔵する。

ヒートポンプ１３は圧縮機８．冷媒温水熱交換器９．膨
張弁１０．空気熱交換器１１を配管１２で連結して内部
に冷媒を封入したものである。圧縮機８に吸い込まれた
冷媒はここで高温高圧ガスとなって冷媒温水熱交換器９
に送り込まれる。冷媒温水熱交換器９では熱交換水回路
６に対して熱を放出して液化する。液化した冷媒は膨張
弁１０に送り込まれ、ここで減圧されて蒸発しやすい状
態となる。そして、空気熱交換器１１において外界から
蒸発熱を奪って気体に変化し、再び圧縮機８で圧縮され
る。ヒートポンプ１３は以上のサイクルを連続して繰り
返すことにより冷媒温水熱交換器９において熱交換水回
路６内を流れる水を加熱する。

圧縮機８はガスエンジン１４により駆動され、ガスエン
ジン１４は電子制御部１５によって運転・停止ならびに
回転速度の制御がされるようになっている。回転速度の
制御は電子ガバナ２０を調節することにより行う。

電子制御部１５はＣＰＵ、記憶部、インターフェース部
を持つマイクロコンピュータで構成されており、内部を
機能ブロックで分割するとガスエンジン制御手段１６、
湯量検出手段１７、目標回転速度設定手段１８およびガ
バナ制御手段１９に分けることができる。

湯量検出手段１７は湯温センサ７ａ〜７ｅがらのデータ
により、温水（湯）と冷水の境界面の位置すなわち湯量
を検出する手段であり、その結果をガスエンジン制御手
段１６に出力する。例えば、湯温センサ７ｂの出力温度
データが高温であり湯温センサ７ｃの出力温度データが
低温であれば、湯温センサ７ｂと７０の間に湯と冷水の
境界面があることが判る。

ガスエンジン制御手段１６は湯量検出手段１７および後
述する遠隔操作部３からの信号に基づいてガスエンジン
１４の運転・停止の制御を行うものである。

また、目標回転速度設定手段１８は遠隔操作部３からの
信号に基づいてガスエンジン１４の目標回転速度を設定
する手段であり、ガバナ制御手段１９はガスエンジン１
４が目標回転速度設定手段１８で設定された回転速度で
駆動するように電子ガバナ２０を調整する。

遠隔操作部３には運転スイッチの他に沸かし速度選択ス
イ・ノチが設けられており、運転スイッチはガスエンジ
ン１４の運転・停止を指示するスイッチであり、沸かし
速度選択スイッチは沸かし速度の緩・急を選択するスイ
ッチである。

つぎに、本実施例の動作を第２図の電子制御部１５にお
けるフローチャートと共に説明する。まず、遠隔操作部
３における運転スイッチのオン・オフ状態が判断される
（判断１０１）。運転スイッチがオンであるとつぎに判
断１０２に進み、ガスエンジン制御手段１６は遠隔操作
部３における沸かし速度選択スイッチの状態が判断され
る。沸かし速度「急」が選択されていればガスエンジン
１４の目標回転速度を２０００ｒｐｍ以上の高速回転に
設定しく処理１０３）、　　「緩」が選択されていれば
１５００ｒｐｍ前後の低速回転に設定する（処理１０４
）。エンジンの目標速度が設定されると、判断１０５に
進んで貯湯タンク１内の湯が満タンであるか否かを判断
する。満タンであるか否かの判断はすでに述べたように
湯量検出手段１７からの信号に基づいて行う。もし、満
タンでなければ判断１０６に進んで不図示の各種センサ
からの信号に基づいて異常のを無を確認し、特に異常が
無ければガスエンジン１４を処理１０３もしくは１０４
で設定した目標回転速度で調速運転させる（処理１０７
）。なお、判断１０１．１０５または１０６においてそ
れぞれ「運転スイッチ−オフ」、「満タンである」また
は「異常あり」と判断された場合はガスエンジン１４を
停止する（処理１０８）。

第３図（Ａ）および（Ｂ）はそれぞれガスエンジン１４
の動作および該動作に伴う貯湯タンク１内の湯量を示す
タイミングチャートであり、破線は沸かし速度選択スイ
ッチの「急」を選択した場合を示し、実線は「緩」を選
択した場合を示す。

同図から、「急」の場合には「緩」の場合の約３分の２
の時間で貯湯タンクｌ内の湯を満タンにすることができ
ることが判る。ただし、「急」の場合はガスエンジン１
４の発生する振動および騒音が幾分増加することになる
ため、通常は「緩」で運転し必要に応じて適宜「急」を
選択するといった利用方法が望ましい。

〔発明の効果〕

以上説明したように本発明のによれば、目標回転速度設
定手段からの信号に基づいて燃料供給用ガバナを調整す
るので、目標回転速度設定手段における目標回転速度を
必要に応じて高く設定してやることにより沸き上がり時
間を短くすることができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例を示すブロック図、第２図は
電子制御部１５のフローチャート、第３図はエンジン回
転数および湯量を示すタイミングチャートである。 １・・・貯湯タンク、１３・・・ヒートポンプ、１４・
・・ガスエンジン、１５・・・電子制御部、１６・・・
ガスエンジン制御手段、１７・・・湯量検出手段、１８
・・・目標回転速度設定手段、１９・・・ガバナ制御手
段ト李。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. ヒートポンプをガスエンジンにより駆動して貯湯タンク
   内の水を湯に変換するガスエンジンヒートポンプ給湯機
   において、外部入力に応じて前記ガスエンジンの目標回
   転速度を設定する目標回転速度設定手段と、前記目標回
   転速度設定手段からの信号に基づいて前記ガスエンジン
   に設けられた燃料供給用ガバナを調整するガバナ制御手
   段とを具備することを特徴とするガスエンジンヒートポ
   ンプ給湯機。