(57)【要約】【課題】貯湯タンク２上面に取り付けられたヒーポン戻り管と暖房往き管の一部を上部配管１１で共通に使用することで給湯タンクユニット１のコンパクト化を進める。【解決手段】貯湯タンク２と、この貯湯タンク２内の湯水を加熱するヒートポンプ式加熱手段３と、ヒーポン循環回路４１と、このヒーポン循環回路４１に設けられ湯水を循環させるヒーポン循環ポンプ１０と、暖房用放熱器３５に接続して２次側暖房循環回路３９を形成する暖房用熱交換器１２と、前記暖房用熱交換器に貯湯タンクの湯水を循環させる１次側暖房循環回路を備えた貯湯式給湯暖房装置に於いて、前記ヒーポン循環回路４１のヒーポン戻り管１４と前記１次側暖房循環回路４２の暖房往き管を兼用する上部配管１１と前記出湯管１８を貯湯タンク２の上部に設け、前記上部配管１１に連通する入出湯口２９の上下位置を前記出湯管１８に連通する出湯口３２よりも下側に備えたものである。【選択図】図２
2008032239.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
入水管と出湯管が接続され湯水を貯湯する貯湯タンクと、前記貯湯タンク内の湯水を加熱するヒートポンプ式加熱手段と、前記貯湯タンクとヒートポンプ式加熱手段とを湯水が循環可能に接続するヒーポン循環回路と、このヒーポン循環回路に設けられ湯水を循環させるヒーポン循環ポンプと、暖房用放熱器に接続して２次側暖房循環回路を形成する暖房用熱交換器と、この暖房用熱交換器に貯湯タンクの湯水を循環させる１次側暖房循環回路を備えた貯湯式給湯暖房装置に於いて、前記ヒーポン循環回路のヒーポン戻り管と前記１次側暖房循環回路の暖房往き管を兼用する上部配管と前記出湯管を貯湯タンクの上部に設け、前記上部配管に連通する入出湯口の上下位置を前記出湯管に連通する出湯口よりも下側に備えた事を特徴とする貯湯式給湯暖房装置。
【請求項２】
前記貯湯タンクの上部に蓋体を設け、この蓋体に凹部を形成し、この凹部に前記上部配管を接続する上部配管接続部を、前記凹部以外に出湯管を接続する出湯管接続部を設け、前記上部配管接続部に上部配管を接続し、出湯管接続部に出湯管を接続する事を特徴とする請求項１の貯湯式給湯暖房装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明はヒートポンプ加熱式の貯湯式給湯暖房装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来よりこの種のものには、入水管と出湯管が接続され湯水を貯湯する貯湯タンクと、前記貯湯タンク内の湯水を加熱するヒートポンプ式加熱手段と、前記貯湯タンクと前記ヒートポンプ式加熱手段とを湯水が循環可能に接続するヒーポン循環回路と、前記貯湯タンクの温水を暖房用熱交換器に暖房往き管と暖房戻り管にて循環する暖房循環回路を設け、前記暖房往き管は貯湯タンク側面上部に取り付けられ、前記暖房戻り管は貯湯タンク側面中部又は下部に取り付けられているので、暖房運転では貯湯タンク内の高温の貯湯温水を前記暖房往き管、暖房用熱交換器、暖房戻り管の順番で循環して暖房を行うものである。（例えば、特許文献１参照）
【特許文献１】特開２００６−６４３３６号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
ところが、この従来のものでは、貯湯タンクに多数の配管が接続されていることが、給湯タンクユニットのコンパクト化を妨げる要因の一つと成っていた。そこで、前記貯湯タンク上面に取り付けられたヒーポン戻り管と暖房往き管の一部を共通に使用することで給湯タンクユニット内の配管を減らし、コンパクト化を行う必要が有った。しかしながら、貯湯運転では高温の湯を貯湯タンク最上部から貯湯する必要があるためにヒーポン戻り管は貯湯タンク最上部に設けられるので、ヒーポン戻り管と暖房往き管の一部を共通に使用する配管も貯湯タンク最上部に設けることが必要なものであった。この状態で暖房運転を行うと、暖房循環回路に空気を吸い込むことが多くあり、吸い込まれた空気が循環ポンプや等に入り込む事で暖房循環回路の循環が正常に行われず暖房用熱交換器での熱交換が正常に行われず、そのために暖房が暖まらなかったり、風呂の追焚きができない等の不具合の原因になるものであった。
【課題を解決するための手段】
【０００４】
この発明はこの点に着目し、上記欠点を解決する為、特にその構成を、入水管と出湯管が接続され湯水を貯湯する貯湯タンクと、前記貯湯タンク内の湯水を加熱するヒートポンプ式加熱手段と、前記貯湯タンクとヒートポンプ式加熱手段とを湯水が循環可能に接続するヒーポン循環回路と、このヒーポン循環回路に設けられ湯水を循環させるヒーポン循環ポンプと、暖房用放熱器に接続して２次側暖房循環回路を形成する暖房用熱交換器と、この暖房用熱交換器に貯湯タンクの湯水を循環させる１次側暖房循環回路を備えた貯湯式給湯暖房装置に於いて、前記ヒーポン循環回路のヒーポン戻り管と前記１次側暖房循環回路の暖房往き管を兼用する上部配管と前記出湯管を貯湯タンクの上部に設け、前記上部配管に連通する入出湯口の上下位置を前記出湯管に連通する出湯口よりも下側に備えたものである。
【０００５】
また、前記貯湯タンクの上部に蓋体を設け、この蓋体に凹部を形成し、この凹部に前記上部配管を接続する上部配管接続部を、前記凹部以外に出湯管を接続する出湯管接続部を設け、前記上部配管接続部に上部配管を接続し、出湯管接続部に出湯管を接続するようにしたものである。
【発明の効果】
【０００６】
この発明によれば、貯湯タンク上面に取り付けられたヒーポン戻り管と暖房往き管の一部を共通に使用することで給湯タンクユニットのコンパクト化を進めることができ、暖房循環回路に空気を吸い込むことが少なくなり、吸い込まれた空気が暖房用熱交換器や循環ポンプ等に入り込む事で、暖房が暖まらなかったり、風呂の追焚きができない等の不具合が発生することが無くなった。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００７】
以下に本発明を実施するために好適な実施例を図１、図２を元に説明する。
【実施例１】
【０００８】
１は湯水を貯湯する貯湯タンク２等を収納する貯湯タンクユニット、３は貯湯タンク２内の湯水を加熱する加熱手段としてのヒートポンプ式加熱手段で、内部には圧縮機４と凝縮器としての冷媒−水熱交換器５と電子膨張弁６と強制空冷式の蒸発器７とで構成され、このヒートポンプ式加熱手段３には冷媒として二酸化炭素が用いられて超臨界ヒートポンプサイクルを構成しているものである。また、前記圧縮機４や電子膨張弁６等によりヒートポンプサイクルを駆動制御するヒーポン制御部８を設けている。
【０００９】
９は前記貯湯タンク２の下部と冷媒−水熱交換器５を接続するヒーポン往き管で、前記貯湯タンクユニット１内のヒーポン往き管９にヒーポン循環ポンプ１０が取り付けられている。
【００１０】
１１は前記貯湯タンク２の上部と暖房用熱交換器１２を接続する上部配管（暖房往き管）で、暖房用熱交換器１２側と貯湯タンク２の間に三方弁１３を備えている。１４は前記上部配管１１の中間に備えた三方弁１３と冷媒−水熱交換器５とを接続したヒーポン戻り管。
１５は前記暖房用熱交換器１２と貯湯タンク２の中間部を接続する中間戻し管で、１次側暖房循環ポンプ１６を備えている。
【００１１】
１７は前記貯湯タンク２の下部に接続され貯湯タンク２に水を給水する入水管。１８は前記貯湯タンク２の上部に接続され貯湯されている高温水を出湯する出湯管。１９は前記貯湯タンク２の中間位置に接続された中間出湯管。２０は前記出湯管１８からの湯水と前記中間出湯管１９からの湯水とを任意の温度になるよう混合する中間混合弁。２１は前記入水管１７から分岐された給水管。２２は前記中間混合弁２０からの湯水と前記給水管２１からの給水とを給湯設定温度に混合する給湯混合弁である。
【００１２】
２３は前記貯湯タンク２の上面に設けられた上部穴で、リング状のフランジ２４が溶接によって取り付けられている。２５は蓋体で、部分的に約５ｍｍ下側にへこませた凹部２６を形成し、この凹部２６に上部配管接続部２７を溶接する配管穴２８を備え、この配管穴２８の内側に前記上部配管接続部２７を取り付けることによって入出湯口２９を形成している。そして、前記上部配管接続部２７に上部配管１１をクイックファスナー等によって接続するものである。また、前記凹部２６以外の蓋体２５には出湯管１８を接続する出湯管接続部３０を溶接する配管穴３１を備え、この配管穴３１の内側に前記出湯管接続部３０を取り付けることによって出湯口３２を形成している。そして、前記出湯管接続部３０に出湯管１８をクイックファスナー等によって接続する。また、前記蓋体２５はフランジ２４にパッキン３３を介して多数のボルト３４にて全周を固定されるものである。
【００１３】
３５は前記暖房用熱交換器１２の２次側に暖房往き管３６と暖房戻り管３６で接続された暖房用放熱器で、前記暖房戻り管３７の途中に２次側暖房循環ポンプ３８を接続し、前記暖房用熱交換器１２と暖房往き管３６と暖房用放熱器３５と暖房戻り管３７を連通して２次側暖房循環回路３９を形成している。
【００１４】
４０は前記三方弁１３や循環ポンプ１０・１６・３６等の駆動制御を行うと共に、前記ヒーポン制御部８に指令を発し、予めプログラミングされたマイクロコンピュータを主体として構成されている制御部である。
【００１５】
４１はヒーポン循環回路で、前記冷媒−水熱交換器５とヒーポン戻り管１４と三方弁１３と上部配管１１と貯湯タンク２とヒーポン往き管９と冷媒−水熱交換器５を連通して形成している。
【００１６】
４２は１次側暖房循環回路で、前記貯湯タンク２と上部配管１１と暖房用熱交換器１２と中間戻し管１５と貯湯タンク２を連通して形成している。
【００１７】
このように、約５ｍｍ下側にへこませた凹部２６によって、上部配管１１に連通する入出湯口２９よりも、出湯管１８に連通する出湯口３２の上下方向の位置が約５ｍｍ上側にあることで、貯湯タンク２内で発生した空気のほとんどは、出湯管１８から給湯水として排出されるので、１次側暖房循環回路４２側に空気が吸い込まれる事はほとんど無く、従って１次側暖房循環回路４２の暖房用熱交換器１２や１次側暖房循環ポンプ等に入り込む事で、暖房が暖まらなかったり、風呂の追焚きができない等の不具合が発生することは無いものである。
【００１８】
ここで、貯湯タンク２内にヒートポンプ式加熱手段３で加熱された高温水を貯湯する貯湯運転について説明する。
制御部４０は深夜時刻になると電力単価が安価な深夜時間帯内で朝の所定時刻までに沸き上がるように貯湯運転を開始し、三方弁１３をヒートポンプ式加熱手段３と貯湯タンク２とが連通するように切換え、ヒーポン循環ポンプ１０とヒートポンプ式加熱手段３を駆動および起動して、貯湯タンク２の下部から取り出した湯水をヒートポンプ式加熱手段３により沸き上げ温度まで沸き上げて貯湯タンク２の蓋体２５に接続された上部配管１１から入出湯口２９から積層させるように貯湯する。そして、所望の熱量を貯湯するとヒーポン循環ポンプ１０およびヒートポンプ式加熱手段３の停止して貯湯運転を終了する。
【００１９】
次に、ユーザーが給湯栓を開いて給湯する時の給湯運転について説明する。
給湯栓が開かれると入水管１７から貯湯タンク２内に給水されると同時に出湯管１８から貯湯温水が出湯される。このとき、上部配管１１に連通する入出湯口２９よりも、出湯管１８に連通する出湯口３２の上下方向の位置が約５ｍｍ上側にあることで貯湯タンク２内で発生した空気のほとんどは、温水に混じって出湯管１８から中間混合弁２０に向かい、この中間混合弁２０の混合比率により中間出湯管１９からも貯湯温水が出湯され、中間混合弁２０によってある温度に混合される。そして、この中間混合弁２０からの湯水は給湯混合弁２２に流入し、給水管２１からの給水と混合されて所望の給湯設定温度で給湯栓から給湯されると共に、貯湯タンク２内の空気が排出される。
【００２０】
次に、蓄熱暖房運転について説明する。
暖房の要求が発生すると、制御部４０は暖房の２次側の運転を開始すると共に、三方弁１３を１次側暖房循環回路４２が連通するように切換え、１次側暖房循環ポンプ１６を駆動及び起動して、上部配管１１と連通する入出湯口２９から貯湯タンク２内の高温水を暖房用熱交換器１２に供給し、２次側と熱交換して温度低下した温水を中間戻し管１５から貯湯タンク２に戻して循環させ暖房を行う。この時、入出湯口２９よりも出湯口３２の上下方向の位置が約５ｍｍ上側にあることで貯湯タンク２内で発生した空気のほとんどは、出湯管１８より給湯の際に排出されるので、１次側暖房循環回路４２に貯湯タンク２内の空気が混入して、暖房用熱交換器１２や１次側暖房循環ポンプ等に入り込む事で、暖房が暖まらなかったり、風呂の追焚きができない等の不具合が発生することは無いものである。
【００２１】
以上のように、この発明によれば、貯湯タンク２上面に取り付けられたヒーポン戻り管と暖房往き管の一部を上部配管１１で共通に使用することで給湯タンクユニット１のコンパクト化を進めることができ、１次側暖房循環回路４２に空気を吸い込むことが少なくなり、吸い込まれた空気が暖房用熱交換器や循環ポンプ等に入り込む事で、暖房が暖まらなかったり、風呂の追焚きができない等の不具合が発生することが無くなった。
【図面の簡単な説明】
【００２２】
【図１】この発明の実施例１の概略構成図。
【図２】同要部の断面図。
【符号の説明】
【００２３】
１  貯湯タンクユニット
２  貯湯タンク
３  ヒートポンプ式加熱手段
９  ヒーポン往き管
１０  ヒーポン循環ポンプ
１１  上部配管(暖房往き管）
１２  暖房用熱交換器
１３  三方弁
１４  ヒーポン戻り管
１６  １次側暖房循環ポンプ
１８  出湯管
２５  蓋体
２６  凹部
２７  上部配管接続部
２９  入出湯口
３０  出湯管接続部
３２  出湯口
４０  制御部
４１  ヒーポン循環回路
４２  １次側暖房循環回路
【図１】
2008032239.tif 000003
【図２】
2008032239.tif 000004