(57)【要約】【課題】重量も軽減し、システム構成が単純で、コスト低減できるヒートポンプ式給湯装置を提供すること。【解決手段】水冷媒熱交換器１４と貯湯タンク２２との間の第１温水循環回路５０と追い焚き用熱交換器２９と貯湯タンク２２との間の第２温水循環回路５１とを一部重複させ、この重複回路の接続始点に水冷媒熱交換器１４に貯湯タンク２２内下部の水を供給するか貯湯タンク２２上部の温水を追い焚き用熱交換器２９で追焚きして貯湯タンク２２中間部に戻すかに切替える第１三方弁５４を設け、接続終点に第１三方弁５４を介する貯湯タンク２２内下部の水を水冷媒熱交換器１４に供給するか第１三方弁５４を介する追い焚き用熱交換器２９で追焚きされた温水を貯湯タンク２２中間部に戻すかに切替える第２三方弁５５を設け、第1三方弁５４と第２三方弁５５との間に貯湯用・追い焚き用循環ポンプ２７を配設する。【選択図】図２
2008064391.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
圧縮機、水冷媒熱交換器、減圧装置及び空気熱交換器を有する冷媒回路と、前記水冷媒熱交換器と貯湯タンクとの間で貯湯水を循環させることにより前記水冷媒熱交換器で前記冷媒回路の冷媒と熱交換して加熱された高温水を前記貯湯タンクに貯湯する第１温水循環路と、浴槽水を追い焚きするための水々熱交換器と前記貯湯タンクとの間で貯湯水を循環させる第２温水循環路と、前記浴槽水を追い焚きするための前記水々熱交換器と浴槽との間で浴槽水を循環させる第３温水循環路とを備えたヒートポンプ式給湯装置において、前記水冷媒熱交換器と貯湯タンクとの間の前記第１温水循環回路と前記水々熱交換器と前記貯湯タンクとの間の前記第２温水循環回路とを重複させ、この重複した回路中に、前記水冷媒熱交換器に前記貯湯タンク内下部の水を取り出して供給するか、前記貯湯タンク上部からの温水を前記追焚き用熱交換器で追焚きして前記貯湯タンクの中間部に戻すように供給するか、に切り替える第１三方弁と、この第１三方弁を介する前記貯湯タンク内下部の水を前記水冷媒熱交換器に供給するか、前記第１三方弁を介する前記追焚き用熱交換器で追焚きされた温水を前記貯湯タンクの中間部に戻すように供給するか、に切り替える第２三方弁と、前記第１三方弁と第２三方弁との間に配設される循環ポンプとを配設したことを特徴とするヒートポンプ式給湯装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、圧縮機、水冷媒熱交換器、減圧装置及び空気熱交換器を有する冷媒回路と、前記水冷媒熱交換器と貯湯タンクとの間で貯湯水を循環させることにより前記水冷媒熱交換器で前記冷媒回路の冷媒と熱交換して加熱された高温水を前記貯湯タンクに貯湯する第１温水循環路と、浴槽水を追い焚きするための水々熱交換器と前記貯湯タンクとの間で貯湯水を循環させる第２温水循環路と、前記浴槽水を追い焚きするための前記水々熱交換器と浴槽との間で浴槽水を循環させる第３温水循環路とを備えたヒートポンプ式給湯装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来のこの種のヒートポンプ式給湯装置は、例えば、特許文献１などで知られている。
【特許文献１】特開２００４−２３２９７８号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
しかし、第１温水循環回路及び第２温水循環回路には、温水を循環させるための循環ポンプをそれぞれ設けるので、重量も重く、システム構成が複雑で、コスト高である。
【０００４】
そこで本発明は、上述の実情に鑑みてなされたものであり、重量も軽減し、システム構成が単純で、コスト低減できるヒートポンプ式給湯装置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】
【０００５】
このため本発明は、圧縮機、水冷媒熱交換器、減圧装置及び空気熱交換器を有する冷媒回路と、前記水冷媒熱交換器と貯湯タンクとの間で貯湯水を循環させることにより前記水冷媒熱交換器で前記冷媒回路の冷媒と熱交換して加熱された高温水を前記貯湯タンクに貯湯する第１温水循環路と、浴槽水を追い焚きするための水々熱交換器と前記貯湯タンクとの間で貯湯水を循環させる第２温水循環路と、前記浴槽水を追い焚きするための前記水々熱交換器と浴槽との間で浴槽水を循環させる第３温水循環路とを備えたヒートポンプ式給湯装置において、前記水冷媒熱交換器と貯湯タンクとの間の前記第１温水循環回路と前記水々熱交換器と前記貯湯タンクとの間の前記第２温水循環回路とを重複させ、この重複した回路中に、前記水冷媒熱交換器に前記貯湯タンク内下部の水を取り出して供給するか、前記貯湯タンク上部からの温水を前記追焚き用熱交換器で追焚きして前記貯湯タンクの中間部に戻すように供給するか、に切り替える第１三方弁と、この第１三方弁を介する前記貯湯タンク内下部の水を前記水冷媒熱交換器に供給するか、前記第１三方弁を介する前記追焚き用熱交換器で追焚きされた温水を前記貯湯タンクの中間部に戻すように供給するか、に切り替える第２三方弁と、前記第１三方弁と第２三方弁との間に配設される循環ポンプとを配設したことを特徴とする。
【発明の効果】
【０００６】
本発明によれば、重量も軽減し、システム構成が単純で、コスト低減できるヒートポンプ式給湯装置を提供することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００７】
以下、図１乃至図４に基づき、本発明の実施形態について説明する。先ず、本発明に係る貯湯タンクユニットを備えた給湯装置の実施形態について、説明する。図１は本発明の給湯装置の設置状態を説明する説明図、図２は全体構成の概略構成図である。
【０００８】
図１において、ヒートポンプ式の給湯装置１０は、ヒートポンプユニット１１と、このヒートポンプユニット１１に配管接続される貯湯タンクユニット１２とで構成され、これらヒートポンプユニット１１及び貯湯タンクユニット１２は、通常、屋外に設置され、ここでは集合住宅などの高層階のベランダなどに設置するものとして説明する。また、これらヒートポンプユニット１１及び貯湯タンクユニット１２は、共通の外装ケース内に一体に組み込む一体型とすることもできる。
【０００９】
次に、図２を用いて説明すると、前記ヒートポンプユニット１１は、ユニット本体１１Ａ内に、ロータリー２段圧縮機などの能力可変の圧縮機１３、加熱装置としての水冷媒熱交換器１４、電動膨張弁などの減圧装置１５、空気熱交換器である蒸発器１６、該蒸発器１６に通風して空気と熱交換させる熱交換用送風機１９、アキュームレータ１７及びヒートポンプ側制御装置１８が収容されている。そして、前記圧縮機１３、水冷媒熱交換器１４を構成する放熱器１４Ａ、減圧装置１５、蒸発器１６及びアキュームレータ１７は、冷媒配管２０にて環状に接続されており、二酸化炭素を冷媒として圧縮機１３で超臨界圧に圧縮するヒートポンプサイクル（冷媒回路）Ｘを構成している。また、前記水冷媒熱交換器１４は前記放熱器１４Ａと受熱器１４Ｂとで構成される。
【００１０】
前記貯湯タンクユニット１２は、横断平面がコ字形状のユニット本体１２Ａ内に、ステンレス鋼板製の縦長な貯湯タンク２２、前記貯湯タンク２２の底部に接続される給水配管２３、給水開閉弁２４、分岐給水配管２５、貯湯用配管２６、貯湯用・追い焚き用循環ポンプ２７、追い焚き用配管２８、水々熱交換器である追い焚き用熱交換器２９、風呂水用配管３０、風呂水用循環ポンプ３１、給湯用配管３３、混合弁３４、風呂給湯開閉弁３５、タンク側制御装置３６等を収容している。２１は圧力逃し弁で、給湯用配管３３に接続される。
【００１１】
前記貯湯用配管２６の出口部２６Ａは前記貯湯タンク２２の底部に接続され、貯湯用配管２６の入口部２６Ｂは前記貯湯タンク２２の頂部に接続されている。また、追い焚き用配管２８の出口部２８Ａ及び給湯用配管３３は、それぞれ前記貯湯タンク２２の頂部に接続されている。
【００１２】
そして、前記水冷媒熱交換器１４と貯湯タンク２２との間で貯湯水を循環させることにより前記水冷媒熱交換器１４で前記ヒートポンプサイクル（冷媒回路）Ｘの冷媒と熱交換して加熱された高温水を前記貯湯タンク２２に貯湯する第１温水循環路５０が形成される。また、風呂の浴槽４０内の浴槽水を追い焚きするための前記追い焚き用熱交換器２９と前記貯湯タンク２２との間で貯湯水を循環させる第２温水循環路５１が形成される。更に、前記浴槽水を追い焚きするための前記追い焚き用熱交換器２９と浴槽４０との間で浴槽水を循環させる第３温水循環路５３とが形成される。
【００１３】
そして、前記水冷媒熱交換器１４と貯湯タンク２２との間の前記第１温水循環回路５０と前記追い焚き用熱交換器２９と前記貯湯タンク２２との間の前記第２温水循環回路５１とを一部重複させるように接続し、この重複した回路中の接続始点（一方の接続端部）に、前記水冷媒熱交換器１４に前記貯湯タンク２２内下部の水を取り出して供給するか、前記貯湯タンク２２上部からの温水を前記追焚き用熱交換器２９で追焚きして前記貯湯タンク２２の中間部に戻すように供給するか、に切り替える第１三方弁５４を設け、重複した回路中の接続終点（他方の接続端部）に、この第１三方弁５４を介する前記貯湯タンク２２内下部の水を前記水冷媒熱交換器１４に供給するか、前記第１三方弁５４を介する前記追焚き用熱交換器２９で追焚きされた温水を前記貯湯タンク２２の中間部に戻すように供給するか、に切り替える第２三方弁５５を設ける。また、この前記第１三方弁５４と第２三方弁５５との間に前記貯湯用・追い焚き用循環ポンプ２７を配設する。
【００１４】
以上のように、貯湯用・追い焚き用循環ポンプ２７を第１三方弁５４と第２三方弁５５との間に配設することにより、貯湯用循環ポンプと追い焚き用循環ポンプとを共用することができて、重量も軽減し、システム構成が単純で、コスト低減できるヒートポンプ式給湯装置を提供することができる。
【００１５】
３７は前記ヒートポンプ側制御装置１８とタンク側制御装置３６とを配線接続する通信線、３８は台所用リモートコントローラ、３９は風呂用リモートコントローラであり、これら各リモートコントローラ３８、３９はタンク側制御装置３６に配線接続されている。
【００１６】
ここで、風呂の浴槽４０に注湯する湯張りを行う場合は、風呂用リモートコントローラ３９の風呂湯張りスイッチ（図示せず）を押すと、貯湯タンク２２上部から給湯用配管３３へ押し出された高温の湯が混合弁３４へ流れ、ここで水道配管２３及び分岐給水管２５から給水される水道水と混合されて、給湯管４１を介して予め設定された温度の湯が浴槽４０へ注湯され、所定の湯量が注湯されると湯張りが完了する。
【００１７】
上記したように、浴槽４０などの利用部への給湯が行われると、貯湯タンク２２内の高温の湯が消費され、貯湯タンク２２内における高温の湯の層が減少し、この高温の湯は貯湯タンク２２内の上部にのみ貯留し、貯湯タンク２２内の中間部や下部は、温度の低い湯或いは水が貯留された状態となり、各温度の湯層が形成される。
【００１８】
次に、お湯の沸き上げ運転について説明する。先ず、ヒートポンプユニット１１の運転開始により、ヒートポンプサイクルＸの圧縮機１３が起動すると、二酸化炭素の冷媒が圧縮機１３によって２段圧縮され、この圧縮機１３で圧縮されて吐出した超臨界圧の高温・高圧の液状の冷媒は放熱器１４Ａで放熱して受熱器１４Ｂを流れる水と熱交換し、その水を加熱する。
【００１９】
そして、前記放熱器１４Ａで放熱して温度の低下した冷媒は、減圧装置１５で減圧されて低圧となった後、蒸発器１６に流れ、この蒸発器１６で空気から吸熱して蒸発し、低温・低圧のガス状の冷媒となり、アキュームレータ１７に流れ、このアキュームレータ１７から前記圧縮機１３に吸入され再び圧縮される。
【００２０】
上述のヒートポンプユニット１１の運転開始に伴い、貯湯タンクユニット１２内の貯湯用・追い焚き用循環ポンプ２７が起動し、前記水冷媒熱交換器１４に前記貯湯タンク２２内下部の水を取り出して供給するように第１三方弁５４が切り替わると共にこの第１三方弁５４を介する前記貯湯タンク２２内下部の水を前記水冷媒熱交換器１４に供給するように第２三方弁５５が切り替わり、前記貯湯用・追い焚き用循環ポンプ２７の運転により、前記貯湯タンク２２内下部の低温或いは常温の水が、その出口部２６Ａから貯湯用配管２６内へ流れ、第１三方弁５４、貯湯用・追い焚き用循環ポンプ２７及び第２三方弁５を介して受熱器１４Ｂへ流れ、ここで前記放熱器１４Ａ内に流れる高温・高圧の冷媒と熱交換して加熱される。そして、この受熱器１４Ｂで加熱された高温の湯は前記入口部２６Ｂから貯湯タンク２２の上部に流入し、沸き上げ運転の時間の経過に伴って、貯湯タンク２２内には８０℃以上の湯の貯留量が徐々に増加し、この高温の湯の湯層が貯湯タンク２２内の下部の一定位置に至ると、沸き上げ運転が完了する。
【００２１】
また、風呂水用循環ポンプ３１、前記貯湯用・追い焚き用循環ポンプ２７が運転し、また前記貯湯タンク２２上部からの温水を前記追焚き用熱交換器２９で追焚きして前記貯湯タンク２２の中間部に戻すように第１三方弁５４が切り替わると共にこの第１三方弁５４を介する前記追焚き用熱交換器２９で追焚きされた温水を前記貯湯タンク２２の中間部に戻すように第２三方弁５５が切り替わると、貯湯タンク２２の高温水と浴槽４０の温水とを追い焚き用熱交換器２９で熱交換して、浴槽４０の温水の追い焚きを行うこともできる。
【００２２】
即ち、前記貯湯タンク２２内上部の高温水が、出口部２８Ａから追い焚き用配管２８内へ流れ、追い焚き用熱交換器２９、第１三方弁５４、貯湯用・追い焚き用循環ポンプ２７及び第２三方弁５を介して貯湯タンク２２の中間部に戻され、また浴槽４０内の温水が風呂水用配管３０へ流れ、風呂水用循環ポンプ３１及び追い焚き用熱交換器２９を介して浴槽４０に戻され、貯湯タンク２２の高温水と浴槽４０の温水とが追い焚き用熱交換器２９で熱交換されて、浴槽４０の温水の追い焚きが行われる。
【００２３】
なお、前記ユニット本体１２Ａの底面上に固定された複数の支持脚（図示せず）により、断熱材（図示せず）により被覆されて断熱・保温される前記貯湯タンク２２を支持する。４６は複数の支持台で、前記ユニット本体１２Ａの底面１２Ｂ下部に固定される。
【００２４】
そして、前記ユニット本体１２Ａの前部左側部には、上部から順に前記タンク側制御装置３６を構成するマイクロコンピュータなどの各種電子部品が搭載されたプリント基板、このプリント基板に接続される試運転スイッチや電力会社との時間帯・料金に関する契約形態に応じて選択される電力契約設定スイッチなどが設けられた基板操作部、この基板操作部に接続されると共に２００ボルト電源にも接続されるブレーカ、台所用リモートコントローラ３８及び風呂用リモートコントローラ３９と接続される通信線やユニット本体１２Ａ外からの電源線などが接続される端子台、追い焚き用循環ポンプ３２、貯湯用循環ポンプ２７、風呂水用循環ポンプ３１などを寄せ集めて偏らせて配設する。
【００２５】
そして、前記基板操作部や端子台などの前方のユニット本体１２Ａ前面開口部には開閉可能な一方の扉体５９が設けられ、前記基板操作部や端子台の右方のユニット本体１２Ａ前面開口部には開閉可能な他方の扉体６０が設けられる。従って、前記ユニット本体１２Ａの前面開口部を開閉可能な左右の２つの縦長の扉体５９、６０が配設され、前記基板操作部前方の前面開口部を開閉する一方の扉体５９を他方の扉体６０より略１／３程度の面積にして小さく構成する。
【００２６】
なお、前記扉体５９には前記ブレーカを操作できるように、このブレーカに対応した位置に開閉可能な操作扉６１が設けられ、前記扉体６０には圧力逃し弁２１を操作できるように、この圧力逃し弁２１に対応した位置に開閉可能な操作扉６２が設けられる。
【００２７】
以上本発明の実施態様について説明したが、上述の説明に基づいて当業者にとって種々の代替例、修正又は変形が可能であり、本発明の主旨を逸脱しない範囲で前述の種々の代替例、修正又は変形を包含するものである。
【図面の簡単な説明】
【００２８】
【図１】本発明の給湯装置の設置状態を説明する説明図である。
【図２】同じく全体構成の概略構成図である。
【符号の説明】
【００２９】
Ｘ      ヒートポンプサイクル
１０    給湯装置
１１    ヒートポンプユニット
１２    貯湯タンクユニット
１２Ａ  ユニット本体
１４    水冷媒熱交換器
２２    貯湯タンク
２７    貯湯用・追い焚き用循環ポンプ
２９    追い焚き用熱交換器
５０    第１温水循環回路
５１    第２温水循環回路
５４    第１三方弁
５５    第２三方弁
【図１】
2008064391.tif 000003
【図２】
2008064391.tif 000004