(57)【要約】  排水熱回収により温水を準備する装置は、圧縮機（１）と蒸発器（２）とを有したヒートポンプ、特に家庭利用のための小型ヒートポンプによって作動される。この装置は、前記ヒートポンプの前記蒸発器によって熱エネルギが供給される温水タンク（２）を有している。前記温水タンク（２）は、前記ヒートポンプの前記圧縮機（１）に少なくとも１つのヒートパイプ（４）を介して熱接続されており、前記温水タンク（２）は前記圧縮機（１）の上方に配置されていて、少なくとも１つの前記ヒートパイプ（４）は、前記圧縮機（１）の運転中に生じる廃熱を前記温水タンク（２）へと導出する働きをする。
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
圧縮機（１）と蒸発器（２）とを有したヒートポンプ、特に家庭利用のための小型ヒートポンプによって排水熱回収することにより温水を準備する装置であって、前記ヒートポンプの前記蒸発器によって熱エネルギが供給される温水タンク（２）を有している、排水熱回収により温水を準備する装置において、
前記温水タンク（２）は、前記ヒートポンプの前記圧縮機（１）に少なくとも１つのヒートパイプ（４）を介して熱接続されており、前記温水タンク（２）は前記圧縮機（１）の上方に配置されていて、少なくとも１つの前記ヒートパイプ（４）は、前記圧縮機（１）の運転中に生じる廃熱を前記温水タンク（２）へと導出する働きをすることを特徴とする、排水熱回収により温水を準備する装置。
【請求項２】
前記ヒートパイプは、接着又は溶接又はろう接による片側又は両側での取り外し不可能な結合により前記温水タンク（２）若しくは前記圧縮機（１）に良好に熱接触されている、請求項１記載の装置。
【請求項３】
前記ヒートパイプは、前記温水タンク（２）若しくは前記圧縮機（１）に堅固に接続されるクランプ部材（５）又は類似の接続手段による片側又は両側での取り外し可能な結合によって良好に熱接触されている、請求項１記載の装置。
【請求項４】
前記ヒートパイプ（４）は、少なくとも所定の領域で弾性的に形成された管から成っている、請求項１から３までのいずれか１項記載の装置。
【請求項５】
前記圧縮機（１）と前記ヒートパイプ（４）と前記温水タンク（２）とには、熱損失防止のために１つの絶縁材が設けられている、請求項１から４までのいずれか１項記載の装置。
【請求項６】
前記圧縮機（１）と前記ヒートパイプ（４）と前記温水タンク（２）とは、１つの共通の絶縁材によって取り囲まれている、請求項５記載の装置。
【請求項７】
前記絶縁材に赤外線反射層が設けられている、請求項５又は６記載の装置。
【請求項８】
前記層がアルミニウムから成っている、請求項７記載の装置。
【請求項９】
前記圧縮機（１）は、金属光沢を有する放射の少ない表面を有している、請求項１から８までのいずれか１項記載の装置。
【請求項１０】
前記表面が、アルミニウム又はクロムのような耐食性の材料から成っている、請求項９記載の装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、圧縮機と蒸発器とを有したヒートポンプ、特に家庭利用のための小型ヒートポンプによって排水熱回収することにより温水を準備する装置であって、前記ヒートポンプの前記蒸発器によって熱エネルギが供給される温水タンクを有している、排水熱回収により温水を準備する装置に関する。
【０００２】
排水熱の回収は、実際公知の装置では主として飽和蒸気循環プロセスにより実現される。この場合使用される圧縮機は、運転中、通常、約７０℃〜９０℃の範囲の温度に加熱されるので、これはしばしば、最高６０℃である温水タンクの温度よりも著しく高くなっている。圧縮機は、このように高められた温度に基づき、少なからずの熱を周囲に放出し、この熱は、軽く５０ワットを超えるものである。従って、このような圧縮機熱は失われるので、これにより小型ヒートポンプでは、経済的な運転のためには十分に高い効果が得られない。
【０００３】
ＥＰ０１１４５８３Ａ２号明細書により既に、圧縮機が温水タンクに直接、結合されている手段が公知である。これにより確かに、圧縮機の運転中、圧縮機の熱は温水タンクへと放出されるが、圧縮機の停止時間が長いと、熱は逆方向に温水タンクから、今となっては低温の圧縮機へと流れていき、これにより有効熱は大量に失われてしまう。これを回避するために、米国特許第４４４８３４７号明細書に記載の装置では圧縮機は、温水タンク内に配置されており、これにより確かに良好な廃熱利用が可能だが、このために構成は著しく手間がかかるものとなり、従ってコストがかかる。さらにこれにより温水タンクの表面積は大きくなり、周囲への熱損失も大きくなる。
【０００４】
従って本発明の課題は、圧縮機の廃熱を簡単かつ経済的に利用して、排水熱回収の際の作業効率を高めることである。
【０００５】
この課題を解決するために本発明の構成では、前記温水タンクが、前記ヒートポンプの前記圧縮機に少なくとも１つのヒートパイプを介して熱接続（熱を伝達するように接続）されており、前記温水タンクは前記圧縮機の上方に配置されていて、少なくとも１つの前記ヒートパイプは、前記圧縮機の運転中に生じる廃熱を前記温水タンクへと導出する働きをするようにした。
【０００６】
これにより得られる利点は主に、蒸発器によって伝えられる熱量に加えて付加的に、ヒートポンプの圧縮機の運転中に圧縮機で生じる廃熱も伝達することができ、この際、熱源、即ちこの場合圧縮機がヒートパイプの下方端部に位置しており、ヒートシンク、即ちこの場合温水タンクがヒートパイプの上方端部に位置しているならば、適当に配置され構成されたこのヒートパイプ又は熱管は、公知のように、大きな熱量を搬送することができることにある。これらのヒートパイプには通常、下方端部の領域に集まる気化しやすい液体が充填されている。この領域が加熱されるとこの液体は気化し、蒸気が管全体に分配され、低温の上方領域では蒸気が凝縮し、凝縮物は下降傾斜に基づき再び下方へと流れる。気化と凝縮により、外部駆動することなく大量の熱流が搬送される。
【０００７】
これに対して上端部が加熱されると、熱搬送は、薄い管壁における熱伝導によってしか行われ得ない。つまり、液体は下方に位置しているので、気化、ひいては凝縮は生じない。従って、上端部から下端部への熱流は著しく小さいので、結果として圧縮機が停止している場合に熱は温水タンクにとどまる。
【０００８】
最良の効率を得るために、本発明によれば、前記ヒートパイプは、接着又は溶接又はろう接による片側又は両側での取り外し不可能な結合により前記温水タンク若しくは前記圧縮機に良好に熱接触されていることが提案される。
【０００９】
しかしまた、本発明においては、前記ヒートパイプは、前記温水タンク若しくは前記圧縮機に堅固に接続されるクランプ部材又は類似の接続手段による片側又は両側での取り外し可能な結合によって良好に熱接触していても良い。このような手段により、装置のフレキシブルな構成が可能であり、特に保守目的での容易な取り外しも可能である。
【００１０】
前記ヒートパイプは、少なくとも所定の領域で弾性的に形成された管から成っているとさらに有利である。これにより、圧縮機が温水タンクよりも下方に配置されていることだけを条件として、温水タンクと圧縮機の位置をほぼ自由に選択することができる。ヒートパイプの管が弾性的に形成されていることにより、運転中に生じる圧縮機の振動を容易に吸収することができるので、この振動がタンクに伝達されることはない。これにより全体として装置の静かな運転が可能である。
【００１１】
さらに周囲への熱損失を回避するために、前記圧縮機と前記ヒートパイプと前記温水タンクとが、１つの共通の絶縁材によって取り囲まれていることが推奨される。
【００１２】
この場合、前記絶縁材に赤外線反射層が設けられていると特に有利である。これにより絶縁材を通って放射熱が失われることはない。
【００１３】
この層の材料には特にアルミニウムが適している。
【００１４】
さらに、圧縮機で生じる熱の放出をできるだけ僅かにするために、圧縮機は金属光沢を有する放射の少ない表面を有していることが推奨される。この表面は好ましくは、アルミニウム又はクロムのような耐食性のある材料から成っている。
【００１５】
次に図面につき本発明の実施例を詳しく説明する。
【図面の簡単な説明】
【００１６】
【図１】本発明による装置を概略的に示した図である。
【００１７】
図面に概略的に示した装置は温水を準備するために用いられ、この場合、ヒートポンプによって、特に家事利用の際に生じる排水から熱の回収が行われる。このヒートポンプは通常、圧縮機１と、詳しくは図示していない蒸発器と、やはり詳しくは図示していない凝縮器と、スロットルバルブとから成っている。小型のヒートポンプとして形成されたこのような装置は特に家庭利用のために使用可能である。
【００１８】
さらに、ヒートポンプの蒸発器によって熱エネルギが供給される温水タンク２が設けられている。温水タンク２には、図面では詳しく示されていない水の接続部３と、低温回路とが設けられており、この接続部３は見やすくするために図面では詳細に接続されていない。
【００１９】
温水タンク２はヒートポンプの圧縮機１に、２つのいわゆるヒートパイプ４を介して熱接続されており、その配置は温水タンク２が圧縮機１の上方に位置するように選択されている。これらのヒートパイプ４又は熱管には、下方領域に集まる気化しやすい液体が充填されている。ここでは圧縮機１によってこの下方領域が加熱されるとこの液体は気化し、その蒸気は管全体に分配され、この蒸気は低温の上方領域では再び凝縮し、ここで凝縮熱が放出される。
【００２０】
上方領域には気化する液体が存在していないので、このような形式の熱伝達により、実質的に下方から上方への熱移送が行われる。従って上方から下方への熱移送は熱管による熱伝導によってのみ行われる。しかしながらこのような割合は比較すると極めて僅かである。その結果、運転中、温水タンク２の温度を超える圧縮機１は熱を温水タンク２へと放出することになる。これに対し、圧縮機１が停止されると、ヒートパイプ４によるほぼ一方向の熱伝達のため、温水タンクから、低温の圧縮機１へと熱が流出するのは阻止される。
【００２１】
良好な熱伝達を得るために、両ヒートパイプ４は温水タンク２若しくは圧縮機１と良好に熱接触している。この場合、この熱接触は、接着、溶接、ろう接による解離不能な結合によって、又は解離可能な結合によって行われる。解離可能な結合は、ヒートパイプ４の端部を収容している、温水タンク２若しくは圧縮機１に堅固に結合されるクランプ部材５又はこれに類似の接続手段によって行われる。
【００２２】
ヒートパイプ４は図面には詳しく示されていない形式で、少なくとも所定の領域で弾性的に形成された管から成っていて良く、これにより比較的簡単な組み付けが可能であり、かつ圧縮機１に対して温水タンク２の位置をほぼ自由に選択することができる。さらに弾性的な管は、運転中に生じる圧縮機１の振動を吸収することができるので、振動は温水タンク２に伝達されず、これにより全体として静かな運転が可能である。
【００２３】
同様に詳しくは図示しない形式で、圧縮機１、ヒートパイプ４、温水タンク２には通常、熱損失対策として断熱材が設けられていて、この場合、この断熱材は、圧縮機１とヒートパイプ４と温水タンク２とが一緒に断熱材によって取り囲まれるように形成することができる。断熱材の内側の放射熱もシールドするために、この断熱材に赤外線反射層を設けることもできる。この層には特にアルミニウムが適している。さらに、圧縮機１からの赤外線放射をできるだけ僅かにするために、圧縮機１は通常のように黒色に塗装されるのではなく、金属光沢を有する放射の少ない表面を有するのが望ましい。このためには特に、アルミニウム又はクロムのような耐食性のある材料が適している。
【図１】
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【国際調査報告】
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