(57)【要約】      （修正有）【課題】貯湯水と浴槽温水を熱交換するとき、熱交換後の中途半端温度のお湯が多量に貯湯タンク下部に蓄えられることを防止する。【解決手段】貯湯タンク２０の上部から風呂熱交換器２３を経由して貯湯タンク２０の下部を接続する１次側風呂循環経路２４と、暖房熱交換器２７、放熱体２９及び補助熱交換器３０を接続した２次側暖房循環経路３１と、１次側風呂循環経路２４上の風呂熱交換器２３の出口側に設けた流路切換弁３２と、流路切換弁３２から補助熱交換器３０を介して貯湯タンク２０の下部を接続するバイパス経路３３とを備え、１次側風呂熱交循環経路２４の風呂熱交換器２３の出口温水温度が所定の温度より高い場合、流路切換弁３２をバイパス経路３３の補助熱交換器を介して２次側暖房循環経路３１に余分な熱を与えて温水温度を下げて貯湯タンク２０の下部に戻すようにする。【選択図】図１
2006292195.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
貯湯タンクと、前記貯湯タンクの水を加熱する加熱手段と、前記貯湯タンクの下部から前記加熱手段と経由して前記貯湯タンクの上部を接続する沸き上げ経路と、前記貯湯タンクの上部から風呂熱交換器を経由して前記貯湯タンクの下部を接続する１次側風呂循環経路と、前記風呂熱交換器及び浴槽を接続した２次側風呂循環経路と、前記貯湯タンクの上部から暖房熱交換器を経由して前記貯湯タンクの下部を接続する１次側暖房循環経路と、前記暖房熱交換器、放熱体及び補助熱交換器を接続した２次側暖房循環経路と、前記１次側風呂循環経路上の前記風呂熱交換器の出口側に設けた流路切換弁と、前記流路切換弁から前記補助熱交換器を介して前記貯湯タンクの下部を接続するバイパス経路とを備えるヒートポンプ給湯機。
【請求項２】
１次側風呂循環経路上の風呂熱交換器の出口側に湯水の温度を検出する１次側出口温度検出部を備え、前記１次側出口温度検出部による検出温度が所定温度よりも高いとき流路切換弁を補助熱交換器側に切り替え、前記１次側出口温度検出部による検出温度が所定温度よりも低いとき流路切換弁を貯湯タンク側に切り替える請求項１記載のヒートポンプ給湯機。
【請求項３】
２次側暖房循環経路上の暖房熱交換器の入口側に湯水の温度を検出する２次側入口温度検出部を備え、１次側出口温度検出部による検出温度が前記２次側入口温度検出部による検出温度よりも低いときは流路切換弁を貯湯タンク側に切り替え、１次側出口温度検出部による検出温度が前記２次側入口温度検出部による検出温度よりも高いときは流路切換弁を補助熱交換器側に切り替える請求項２記載のヒートポンプ給湯機。
【請求項４】
２次側暖房循環経路上に、前記２次側暖房循環経路を循環する流体の補充を行うエアタンクを備え、補助熱交換器を前記エアタンク内に設ける請求項１から３のいずれか１項に記載のヒートポンプ給湯機。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ヒートポンプ給湯機に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来、ヒータやヒートポンプ等の熱源を用いて貯湯タンク内の水を沸き上げ、高温に沸き上げた湯を貯湯タンクとは別に設けた熱交換器に供給し、浴槽水あるいは暖房水と熱交換して風呂追い焚きや暖房運転を行い、熱交換後の湯水を貯湯タンクの下部に戻すように構成している（例えば、特許文献１参照）。
【０００３】
図４は、特許文献１に記載された従来のヒートポンプを熱源とした風呂追い焚き給湯装置を示すものである。図４に示すように、１は貯湯タンクで、ヒートポンプ往き口２、ヒートポンプ戻り口３、熱交換器往き口４、熱交換器戻り口５を有し、前記熱交換器往き口４と熱交換器戻り口５の間で貯湯タンク１内の高温水を循環させるタンク循環回路Ａを形成している。６はヒートポンプユニット、７は沸き上げポンプ、８は追い焚き熱交換器でタンク１内の高温水を熱交換させる熱交１次入り口９、熱交１次出口１０、浴槽水を熱交換させる熱交２次入り口１１、熱交２次出口１２を有し、前記熱交２次入り口１１と熱交２次出口１２を経由して風呂循環回路Ｂを形成している。１３はタンク循環ポンプ、１４は風呂循環ポンプ、１５は浴槽である。
【０００４】
従来は上記構成において、貯湯タンク１の湯水沸き上げ時には、貯湯タンク１下部の低温水をヒートポンプ往き口２より沸きあげポンプ７でヒートポンプユニット６に送り、ヒートポンプユニット６で高温水にして貯湯タンク１上部のヒートポンプ戻り口３より供給し、貯湯タンク１の上部から徐々にタンク全体を高温水にしていた。
【０００５】
そして風呂追い焚き時には、貯湯タンク１上部の高温水を熱交換器往き口４からタンク循環ポンプ１３で追い焚き熱交換器８の熱交１次入り口９に供給し、熱交換され低温になった温水を熱交１次出口から貯湯タンク１の熱交換器戻り口５に戻し、熱交換器８の１次側で貯湯タンク１内の高温水の循環回路を形成している。そして、浴槽１５の温水を風呂循環ポンプ１４で追い焚き熱交換器８の熱交２次入り口１１に供給し、前記１次側の高温水と熱交換して温度上昇させて熱交２次出口１２から浴槽１５に戻して追い焚きを行っていた。
【０００６】
そして、貯湯タンク１下部に戻された熱交換後の中温水になったものをヒートポンプユニット６へ供給し、再び沸き上げを行っていた。
【特許文献１】特開平９−８９３６９号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
しかしながら、前記従来の構成で、風呂追い焚き時に貯湯タンク１上部の高温水を熱交換器往き口４からタンク循環ポンプ１３で追い焚き熱交換器８の熱交１次入り口９に供給し、熱交換され中温になった温水を熱交１次出口から貯湯タンク１の熱交換器戻り口５に戻している。
【０００８】
この場合、タンク循環ポンプ１３の回転数が低く、流量が少なければ風呂循環回路への熱交換量が少なく、沸き上げに時間がかかり、また、タンク循環ポンプ１３の回転数が高く流量が多いと風呂循環回路への熱交換量が多く、沸き上げ時間が早くなる。しかし、沸き上げ時間を早くするために循環流量を多くすると、貯湯タンク１下部には十分熱交換されなかった中温水が戻ってくることになり、貯湯タンク１内には中温水が貯湯されることになる。
【０００９】
貯湯タンク１から比較的温度の高い中温水がヒートポンプユニット６に供給されると、ヒ−トポンプの特性としてヒートポンプユニット６への入水温度が高い場合、効率が悪いので高効率な沸き上げ運転ができないという課題を有していた。また、ヒートポンプユニット６への入水温度がさらに高く（例えば約６０℃）なると、沸き上げ運転が停止してしまうという課題も有していた。
【００１０】
本発明は、前記従来の課題を解決するもので、風呂追い焚き時に貯湯タンク上部の高温水が追い焚き熱交換器に供給され、熱交換され温水が比較的高い中温になった場合、温水をバイパス経路に供給し、比較的低い温度にして貯湯タンクの熱交換器戻り口に戻すようにすることで高効率なヒートポンプによる沸き上げ運転を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
前記従来の課題を解決するために、本発明のヒートポンプ給湯機は、貯湯タンクと、貯湯タンクの水を加熱する加熱手段と、貯湯タンクの下部から加熱手段と経由して貯湯タンクの上部を接続する沸き上げ経路と、貯湯タンクの上部から風呂熱交換器を経由して貯湯タンクの下部を接続する１次側風呂循環経路と、風呂熱交換器及び浴槽を接続した２次側風呂循環経路と、貯湯タンクの上部から暖房熱交換器を経由して貯湯タンクの下部を接続する１次側暖房循環経路と、暖房熱交換器、放熱体及び補助熱交換器を接続した２次側暖房循環経路と、１次側風呂循環経路上の風呂熱交換器の出口側に設けた流路切換弁と、流路切換弁から補助熱交換器を介して貯湯タンクの下部を接続するバイパス経路とを備えるものである。
【００１２】
これにより、風呂追い焚き時に貯湯タンク上部の高温水が追い焚き熱交換器に供給され、熱交換され温水が比較的高い中温になった場合、温水をバイパス経路に供給し、比較的低い温度にして貯湯タンクの熱交換器戻り口に戻すようにすることで高効率なヒートポンプによる沸き上げ運転をすることができる。
【発明の効果】
【００１３】
本発明のヒートポンプ給湯機は、風呂追い焚き時に貯湯タンク上部の高温水が追い焚き熱交換器に供給され、熱交換され温水が比較的高い中温になった場合、温水をバイパス経路に供給し、比較的低い温度にして貯湯タンクの熱交換器戻り口に戻すようにすることで高効率なヒートポンプによる沸き上げ運転をすることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１４】
第１の発明は、貯湯タンクと、貯湯タンクの水を加熱する加熱手段と、貯湯タンクの下部から加熱手段と経由して貯湯タンクの上部を接続する沸き上げ経路と、貯湯タンクの上部から風呂熱交換器を経由して貯湯タンクの下部を接続する１次側風呂循環経路と、風呂熱交換器及び浴槽を接続した２次側風呂循環経路と、貯湯タンクの上部から暖房熱交換器を経由して貯湯タンクの下部を接続する１次側暖房循環経路と、暖房熱交換器、放熱体及び補助熱交換器を接続した２次側暖房循環経路と、１次側風呂循環経路上の風呂熱交換器の出口側に設けた流路切換弁と、流路切換弁から補助熱交換器を介して貯湯タンクの下部を接続するバイパス経路とを備えるヒートポンプ給湯機である。
【００１５】
これによって、風呂追い焚き時に貯湯タンク上部の高温水が追い焚き熱交換器に供給され、熱交換され温水が比較的高い中温になった場合、温水をバイパス経路に供給し、比較的低い温度にして貯湯タンクの熱交換器戻り口に戻すようにすることで高効率なヒートポンプによる沸き上げ運転をすることができる。
【００１６】
第２の発明は、特に、第１の発明において、１次側風呂循環経路上の風呂熱交換器の出口側に湯水の温度を検出する１次側出口温度検出部を備え、１次側出口温度検出部による検出温度が所定温度よりも高いとき流路切換弁を補助熱交換器側に切り替え、１次側出口温度検出部による検出温度が所定温度よりも低いとき流路切換弁を貯湯タンク側に切り替えるものである。
【００１７】
これによって、風呂追い焚き時に貯湯タンク上部の高温水が追い焚き熱交換器に供給され、熱交換され温水が所定の温度より高い中温になった場合、温水をバイパス経路の補助熱交換器に供給し、比較的低い温度にして貯湯タンクの熱交換器戻り口に戻すようにすることで高効率なヒートポンプによる沸き上げ運転をすることができる。
【００１８】
第３の発明は、特に、第２の発明において、２次側暖房循環経路上の暖房熱交換器の入口側に湯水の温度を検出する２次側入口温度検出部を備え、１次側出口温度検出部による検出温度が２次側入口温度検出部による検出温度よりも低いときは流路切換弁を貯湯タンク側に切り替え、１次側出口温度検出部による検出温度が２次側入口温度検出部による検出温度よりも高いときは流路切換弁を補助熱交換器側に切り替えるものである。
【００１９】
これによって、暖房熱交換器側の温水温度の低下を防ぐことが出来て高効率なヒートポンプによる沸き上げ運転をすることができる。
【００２０】
第４の発明は、特に、第１から第３のうちいずれか１つの発明において、２次側暖房循環経路上に、２次側暖房循環経路を循環する流体の補充を行うエアタンクを備え、補助熱交換器をエアタンク内に設けるものであり、コストパフォーマンスの高い構成にすることが出来る。
【００２１】
以下、本発明の実施の形態について、図面を参照しながら説明する。なお、この実施の形態によって本発明が限定されるものではない。
【００２２】
図１は、本発明の実施の形態におけるヒートポンプ給湯機の図を示すものである。
【００２３】
図１において、２０はお湯を貯湯する貯湯タンク、２１は貯湯タンク２０の水を加熱する加熱手段、２２は貯湯タンク２０の下部から加熱手段２１を経由して貯湯タンク２０の上部を接続する沸き上げ経路である。加熱手段２１は、例えば二酸化炭素を冷媒とするヒートポンプユニットである。
【００２４】
また、２３は風呂熱交換器、２４は貯湯タンク２０の上部から風呂熱交換器２３を経由して貯湯タンク２０の下部を接続する１次循環経路、２５は浴槽、２６は風呂熱交換器２３及び浴槽２５を接続した２次側風呂循環経路である。
【００２５】
また、２７は暖房熱交換器、２８は貯湯タンク２０上部から暖房熱交換器２７を経由して貯湯タンク２０の下部を接続する１次側暖房経路、２９は放熱体、３０は補助熱交換器、３１は暖房熱交換器２７、放熱体２９及び補助熱交換器３０を接続した２次側暖房循環経路、３２は流路切換弁であり風呂熱交換器２３の１次側風呂循環経路２４上に設ける。放熱体２９は、例えば床暖房用放熱プレートや浴室乾燥用放熱プレートであり、また浴槽の追い炊きに対して用いることもできる。
【００２６】
３３は流路切換弁３２から補助熱交換器３０を介して貯湯タンク２０の下部を接続するバイパス経路、３４は１次側風呂循環回路２４の風呂熱交換器２３の出口温度を検出する１次側出口温度検出部、３５は２次側暖房経路３１上の暖房熱交換器２７の入り口側の温水温度を検出する２次側入り口温度検出部、３６は２次側暖房循環経路３１上に、循環する液体を補充するエアタンクで内部に補助熱交換器３０が設けてある。なお、補助熱交換器３０をエアタンク３６内に設けることにより設計上低コストで実現できるという効果が期待できるが、補助熱交換器３０は２次側暖房循環経路３１上であって暖房熱交換器２７の上流側にあればよい。
【００２７】
以上のように構成されたヒートポンプ給湯機について、以下その動作、作用を説明する。
【００２８】
図２は、本発明の実施の形態における流路切換弁３２の処理手順を示したものである。
【００２９】
まず、１次側出口温度検出部３４が、湯水の温度を検出する（ステップ２０１）。そして、制御手段（図示せず）はステップ２０１で検出した１次側出口温度検出部３４による検出温度と、予め設定された所定温度とを比較する（ステップ２０２）。もし、１次側出口温度検出部３４による検出温度の方が所定温度よりも低ければ、流路切換弁３２を切換えて貯湯タンク側１０へ流れるようにする（ステップ２０３）。また、１次側出口温度検出部３４による検出温度の方が所定温度よりも高ければ、流路切換弁３２を切換えて補助熱交換器側３０へ流れるようにする（ステップ２０４）。
【００３０】
このように、１次側出口温度検出部３４による検出温度に応じて流路切換弁を切換えることにより、風呂追い焚き時に貯湯タンク上部の高温水が追い焚き熱交換器に供給され、熱交換され温水が所定の温度より高い中温になった場合、温水をバイパス経路の補助熱交換器に供給し、比較的低い温度にして貯湯タンクの熱交換器戻り口に戻すようにすることで高効率なヒートポンプによる沸き上げ運転をすることができる。
【００３１】
また、流路切換弁３２の制御を図３に示すような処理手順により行ってもよい。図３において、まず、１次側出口温度検出部３４が、湯水の温度を検出する（ステップ３０１）。次に２次側出口温度検出部３５が、湯水の温度を検出する（ステップ３０２）そして、制御手段（図示せず）はステップ３０１で検出した１次側出口温度検出部３４による検出温度と、ステップ３０２で検出した２次側入口温度検出部３５による検出温度とを比較する（ステップ３０３）。もし、１次側出口温度検出部３４による検出温度の方が２次側入口温度検出部３５より低ければ、流路切換弁３２を切換えて貯湯タンク側１０へ流れるようにする（ステップ３０４）。また、１次側出口温度検出部３４による検出温度の方が次側入口温度検出部３５よりも高ければ、流路切換弁３２を切換えて補助熱交換器側３０へ流れるようにする（ステップ３０５）。なお、ステップ３０１とステップ３０２の処理順序については、どちらを先に行ってもよい。
【００３２】
このように、１次側出口温度検出部と２次側入口温度検出部による検出温度に基づいて流路切換弁を切換えることにより、暖房熱交換器側の温水温度の低下を防ぐことが出来て高効率なヒートポンプによる沸き上げ運転をすることができる。
【産業上の利用可能性】
【００３３】
以上のように、本発明にかかる貯湯式温水器は、貯湯タンクに戻される温度を所定の温度以下に抑えられ、貯湯タンクの湯水を加熱する熱源がヒートポンプで構成されているときは、低い温度の湯水を高温のお湯に再加熱することになるので、効率の良い運転が可能となり、浴槽湯水の加熱に直接ヒートポンプを用いる等の用途にも適用できる。
【図面の簡単な説明】
【００３４】
【図１】本発明の１実施例による貯湯式温水器の構成図
【図２】同貯湯式温水器の制御フロー図
【図３】同貯湯式温水器の制御フロー図
【図４】従来の湯式温水器の構成図
【符号の説明】
【００３５】
２０  貯湯タンク
２１  加熱手段
２２  沸き上げ経路
２３  風呂熱交換器
２４  １次側風呂循環経路
２６  ２次側風呂循環経路
２７  暖房熱交換器
２８  １次側暖房循環経路
２９  放熱体
３０  補助熱交換器
３１  ２次側暖房循環経路
３２  流路切換弁
３３  バイパス経路
３４  １次側出口温度検出部
３５  ２次側入り口温度検出部
３６  エアタンク
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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