(57)【要約】      （修正有）【課題】ヒートポンプ熱源機、夜間電力有効利用の電気ヒーター、ソーラーエネルギーを使いながら、利便性の良い給湯圧力を水道直圧にする給湯システム。【解決手段】タンク内の水や液体熱媒体４を循環ポンプ１２でヒートポンプ凝縮器の吸熱コイル５に循環させ、タンク内に熱を蓄積させる。また、水道管の直圧がかかって水道管と通じているコイルＡ４をタンク内に配置する。コイルＡ内に溜まっている間、或いは給湯時コイルＡ内を通過する間にコイル周りの水、または他の液体熱媒体４との熱伝達、及び熱伝導により、コイル内の水道水温度を必要な温度以上に昇温する。又お湯が給湯ミキシングバルブ，１４を通る前に電気ヒーターで補助加熱したり、循環ポンプに送られヒートポンプ熱源機でヒートアップされた熱媒体を上記のコイルＡとは別のコイルＢで貯湯タンク内の水または他の液体熱媒体、或いはコイルＡ４を加熱させる事も出来る。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
空気熱源ヒートポンプ熱源機と水道直圧のかかる水道管と接続されているコイルをタンク内に有す貯湯タンクより構成され、タンク内でコイル外に満たされた水、または他の液体熱媒体をポンプでタンクと空気熱源ヒートポンプ熱源機間の配管に通しヒートポンプ熱源機内の凝縮機で加熱し貯湯タンクに戻す事を繰り返し、コイル外からコイル内の水道水を加熱する給湯器。
【請求項２】
出湯口回路に出湯温が設定温以下の場合、出湯を補助加熱する電気ヒーターを有す請求項１の給湯器。
【請求項３】
空気熱源ヒートポンプ熱源機とタンクを配管で結ぶ構成の給湯器において、タンク内に水道直圧のコイルＡと別のコイルＢを有し、ヒートポンプ熱源機内の凝縮機での吸熱する熱交換器とタンク内での放熱をするためのコイルＢを独立した回路とし、回路内の液体熱媒体を循環ポンプで循環させヒートポンプの回収熱をタンクに集める給湯器。
【請求項４】
タンク内に外径６〜２５ｍｍのパイプによるコイルを付し、このコイルを水道管に接続し、コイル内を水道水が通る構造とし、タンク内で、水道水が中を通る既述のコイル外には水、または他の液体熱媒体を満たしこの水、または他の液体熱媒体を電気ヒーター、ヒートポンプ熱源機、またはソーラーエネルギーにより加熱することにより昇温させ、コイル内の水道水も昇温させる水道直圧給湯器。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】  本発明はヒートポンプ熱源機等、電気エネルギー、またはソーラーエネルギーにより加熱するタンク式水道直圧給湯器に関する。
【背景技術】
【０００２】  石油、ガス等の燃焼熱を熱源とした給湯器、太陽熱コレクターで加熱する太陽熱温水器、夜間電力を主とする電気温水器、ヒートポンプ給湯器等が現在出回っている主な給湯器であるが特に近年環境汚染防止への配慮から燃焼機以外の自然エネルギーを集めて使うシステムに少しづつシフトされてきている傾向がある。
これら給湯器に使われる自然エネルギーは一般に希薄であるが為、エネルギー採取にあたっての工夫とエネルギーの蓄積の技術がシステム効率のキーポイントとなるがそれ以上にシステムに不便な制約、限界を強いる事もある。
本題の給湯器については自然エネルギーを利用するヒートポンプ給湯器は近年技術的に大きく進歩し、貯湯温も９０℃と言う高温が得られるようになってきたが石油やガスのような瞬間加熱力は一般的家庭の契約電力でほぼ不可能なため、特に家庭用給湯器としては従来から現実的には殆ど貯湯式給湯器に限定されていた。【０００３】貯湯式給湯器は従来より、タンクの法的耐圧規格に適合するには缶体の肉厚の厚い高価なタンクとなるため、価格的にリーズナブルな薄い肉厚のタンクとすると、水道圧が給湯側にそのままかけられず、減圧弁で給湯圧を落とし、給湯に時間がかかったり、高所への給湯にお湯が回らなかったり、少量のお湯しか出なかったり問題が多かった。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】希薄な自然エネルギーをヒートポンプ熱源機で回収し、給湯という瞬時に大エネルギーを要する物とする為には貯湯は必須となる。一方水道圧で給湯しないと出湯量が満足な量、短時間で出す事はできない。水道圧を直接出湯回路にかけるには水道管から出湯口までの水、或いはお湯が通る回路の径が水道管相当の径でないと肉厚の厚い不経済なコイルとなり量産できるような商品とはならない。
ヒートポンプ給湯器での９０℃貯湯が可能になったことにより、上記の従来の欠点を解消する技術的プレークスルーが大きな課題であった。
【課題を解決する為の手段】
【０００５】貯湯タンク内の水、または他の液体熱媒体を循環ポンプでヒートポンプ凝縮器の熱交換器に送り貯湯タンク内に熱を蓄積させる。ガス、石油の加熱に較べヒートポンプ熱源機の加熱は均一で滑らかで、温度コントロールの制御も電気である為、こまやかで正確であり、貯湯タンク内でコイル外につめられている水、或いは他の液体熱媒体の昇温が限界近くまで、安全に行なえる為、９０℃近傍の温度に安定してキープできる。
よって、〔請求項１〕にあるように、水道管接続されており、水道直圧のコイルをタンク内に配置する事により、水道水が例え１０℃であっても水道圧をそのままかけて、コイル内に溜まっている間、或いは給湯時コイル内を通過する間にコイル周りの９０℃近傍の温度になっている水、或いは他の液体熱媒体の熱の熱伝達、及び熱伝導により、コイル内の水道水温度を必要な温度まで昇温できる。
【０００６】運転時間が短い時等、何らかの事情で昇温が充分でない時、〔請求項２〕にあるように出湯回路に電気ヒーターを付設しておけば、万が一給湯温が要求温より低い場合、出湯温をセンサーで感知し、付設されている電気ヒーターに通電すれば補助加熱できる〔請求項１〕の給湯器とする事ができる。
【０００７】又〔請求項３〕にあるように、空気熱源ヒートポンプ熱源機と貯湯タンクを配管で結ぶ構成の設備において、貯湯タンク内に水道管直結のコイルＡとは別にとタンク内にコイルＢを貯湯タンク内に有し、ヒートポンプ熱源機内の凝縮機での吸熱する熱交換器とコイルＢを独立した回路とし回路内の液体熱媒体を循環ポンプで循環させるように構成すれば、ヒートポンプの熱を貯湯タンクに運ぶ事ができる。この独立した回路のみに凍結防止剤を入れれば、大きな容積を持つタンク内、コイル外につめられた水、または液体熱媒体の中に凍結防止剤を沢山入れる必要を無くする事が出来たり、コイルＡとコイルＢを溶接等で直接接触させる事により、緊急の場合、ヒートポンプで回収した熱を直接給湯に熱伝達もできる。
【０００８】上記までの説明のタンク内の水、または他の液体熱媒体の加熱源であるヒートポンプ熱源機の代わりに電気ヒーター、またはソーラーエネルギーに変えたものが〔請求項４〕の本発明考案である。
【発明の効果】
【０００９】本発明を商品化することにより、全電化住宅の給湯も欠点が無くなり、３階建ての住宅でも問題なく給湯でき、短時間で沸き上げ完了となり、自然にやさしいだけで無く、満足できる給湯機とする事ができる。
【発明を実施する為の最良の形態】
【実施例】
【００１０】以下、図１、図２及び図３により本発明を実施する為の最良の形態、実施例を説明する。図１において貯湯タンク，１内、コイルＡ，３外につめられた水または他の液体熱媒体，４は循環配管，１３を経由し、ヒートポンプ熱源機筐体，２内に設備されている循環ポンプ，１２により吸熱コイル，５を通り又貯湯タンク，１に戻る循環を繰り返す事により、逐次水、または他の熱媒体，４は昇温し最終的に９０℃近傍の温度となる。出湯口，５が開けられると水道管，１６で水道直圧がある為、水道水はコイルＡ，３を通るがこのコイルＡ，３は９０℃近傍の温度の水、または他の液体熱媒体，４の中にある為、水道水は昇温し、給湯ミキシングバルブ，１４を経由し、出湯口，１５に出湯する。
上述の吸熱コイル，５はヒートポンプ熱源機筐体，２内の冷凍サイクルの凝縮器，６の排熱で加熱されるが、すなわち吸熱コイル，５と凝縮器，６は熱交換器として一体になっているが、別々の流体の熱交換器となっている。凝縮器，６を通った冷凍サイクル内の冷媒は膨張弁，８で絞られ、ファン，７で送風され蒸発器，９で外気熱を吸熱し、冷媒を蒸発させ、アキュムレーター，１０を経由し、コンプレッサー，１１に戻り、又凝縮器，６の方に排出され、この凝縮熱で吸熱コイル，５を加熱する事を繰り返す。【００１１】図２は〔請求項２〕を示す図であるが出湯口，１５近傍、給湯ミキシングバルブ，１４に入る前に出湯温を温度センサー，１７で感知し、給湯ミキシングバルブ開度を制御すると同時に要求温度以下の場合加熱ヒーター，１８でお湯を昇温させる〔請求項１〕の給湯器を示す。【００１２】図３は〔請求項３〕の１例を示すが、ヒートポンプ熱源機筐体，２内の吸熱コイル，５の熱を貯湯タンク，１内のコイルＢ，１９を介し、貯湯タンク，１内に放熱する方式であるが、図３はこの方式のうちコイルＢが、既述のコイルＡ，３と接触、或いは溶接された例を示している。〔請求項３〕のメリットはヒートポンプユニットから貯湯タンクに熱運搬する熱媒体は〔請求項１〕で説明した方式の水、または他の液体熱媒体，４に較べ容積的に小さくする事が出来、凍結防止剤は少量に済ませる事が出来る。
又、図３で示すようにコイルＡ，３と直接コンタクトさせる事により、〔請求項２〕の補助加熱ヒーター，１８と同じ様な機能をヒートポンプ熱源機に持たせることが出来る。
【産業上の利用の可能性】
【００１３】  自明ゆえ説明は省略
【図面の簡単な説明】
【００１４】
【図１】本発明の水道直圧給湯システム〔請求項１〕の一実施形態を示す概略構成図
【図２】本発明の水道直圧給湯システム〔請求項２〕の一実施形態を示す概略構成図
【図３】本発明の水道直圧給湯システム〔請求項３〕の一実施形態を示す概略構成図
【図４】本発明の水道直圧給湯システム〔請求項４〕の一実施形態を示す概略構成図
【符号の説明】
１．貯湯タンク
２．ヒートポンプ熱源機筐体
３．コイルＡ
４．水、または他の液体熱媒体
５．吸熱コイル
６．凝縮器
７．ファン
８．膨張弁
９．蒸発器
１０．アキュムレーター
１１．コンプレッサー
１２．循環ポンプ
１３．循環配管
１４．給湯ミキシングバルブ
１５．出湯口
１６．水道管
１７．温度センサー
１８．補助加熱ヒーター
１９．コイルＢ
２０．電気ヒーター
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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