(57)【要約】【課題】特別なエア抜きの作業が必要なく、給水路18から給水するだけで、沸上用循環路24および沸上用循環路24に配設したヒートポンプユニット31の熱交換器32やポンプ33のエア抜きを確実にできる給湯装置11を提供する。【解決手段】貯湯タンク17内が空の状態にあれば、切換弁37が接続路38を通じて給水路18と沸上用循環路24とを接続し、給水路18から沸上用循環路24および沸上用循環路24に配設したヒートポンプユニット31の熱交換器32やポンプ33を通じて貯湯タンク17に給水する。貯湯タンク17内に水が入っている状態で、切換弁37が接続路38を通じた給水路18と沸上用循環路24との接続を遮断し、給水管18から貯湯タンク17の下部に給水する。したがって、特別なエア抜きの作業が必要なく、給水路18から給水するだけで、沸上用循環路24および沸上用循環路24に配設したヒートポンプユニット31の熱交換器32やポンプ33のエア抜きをする。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
貯湯タンクと、
熱交換器を有するヒートポンプユニットと、
前記貯湯タンクからヒートポンプユニットの熱交換器に接続される往き配管およびヒートポンプユニットの熱交換器から貯湯タンクに接続される戻り配管を有し、往き配管側から熱交換器を通じて戻り配管側へ湯水が流れる沸上用循環路と、
この沸上用循環路に配設されたポンプと、
前記貯湯タンクの下部に給水する給水路と、
この給水路と前記沸上用循環路の往き配管における前記ポンプより上流側とを接続する接続路と、
前記貯湯タンク内が空の状態で前記接続路を通じて給水路と沸上用循環路とを接続し、前記貯湯タンク内に水が入っている状態で前記接続路を通じた給水路と沸上用循環路との接続を遮断する切換弁と
を具備していることを特徴とする給湯装置。
【請求項２】
沸上用循環路の往き配管における接続路の接続位置より上流側に、貯湯タンク側からヒートポンプユニットへ向けた方向にのみ湯水の流れを許容する逆止弁が配設されている
ことを特徴とする請求項１記載の給湯装置。
【請求項３】
切換弁は、上下方向に筒状の弁本体と、弁本体の中間位置に設けられ給水路に接続される給水口と、弁本体の下部に設けられ貯湯タンク側に接続される貯湯タンク側出水口と、弁本体の上部に設けられヒートポンプユニット側に接続されるヒートポンプユニット側出水口と、弁本体内に上下方向に移動可能に配置され水に対して浮力を有する弁体と、弁本体の下方に移動した弁体と接触して貯湯タンク側出水口を閉塞する貯湯タンク側弁座と、弁本体の上方に移動した弁体と接触してヒートポンプユニット側出水口を閉塞するヒートポンプユニット側弁座とを備え、弁体が、貯湯タンク内が空の状態のときに弁本体の下方に移動して貯湯タンク側出水口を閉塞し、かつ貯湯タンク内に水が入っている状態で浮力によって弁本体の上方に移動してヒートポンプユニット側出水口を閉塞する
ことを特徴とする請求項１または２記載の給湯装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ヒートポンプユニットを用いて貯湯タンク内に湯を貯湯する給湯装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、給湯装置では、貯湯タンクの下部から湯水を取り出してヒートポンプユニットで沸き上げるとともに沸き上げた湯を貯湯タンクの上部に取り入れて貯湯し、この貯湯タンクに貯湯した湯を給湯などに用いている。
【０００３】
貯湯タンクとヒートポンプユニットとの間には、貯湯タンクの下部からヒートポンプユニットの熱交換器に接続される往き配管およびヒートポンプユニットの熱交換器から貯湯タンクの上部に接続される戻り配管を有し、往き配管に配設されたポンプによって往き配管側から熱交換器を通じて戻り配管側へ湯水が流れる沸上用循環路が接続される。
【０００４】
このような給湯装置を設置したときには、給水路を通じて貯湯タンクの下部から給水し、貯湯タンク内を満水状態にした後、エア抜き作業により、沸上用循環路の戻り配管に配設されている電動三方弁で戻り配管を配水路に接続させ、給水路から貯湯タンク内に給水された水が沸上用循環路を通じて配水路から排出させることにより、沸上用循環路およびこの沸上用循環路に配設されたヒートンプユニットの熱交換器やポンプなどのエア抜きをしている（例えば、特許文献１参照）。
【特許文献１】特開２００６−２２６５６０号公報（第４頁、図１）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、従来の給湯装置では、設置時に、貯湯タンク内に満水状態に給水した後、沸上用循環路およびこの沸上用循環路に配設されたヒートンプユニットの熱交換器やポンプなどにも給水してエア抜きする必要があり、エア抜き作業の手間がかかる問題がある。また、不慣れな作業者などでは、エア抜き作業をし忘れて、沸上時に異常が発生したり、エア抜きが不十分で沸上性能が低下するような問題がある。
【０００６】
本発明は、このような点に鑑みなされたもので、特別なエア抜きの作業が必要なく、給水路から給水するだけで、沸上用循環路およびこの沸上用循環路に配設されたヒートポンプユニットの熱交換器やポンプなどのエア抜きを自動的に確実にできる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】
【０００７】
請求項１記載の給湯装置は、貯湯タンクと、熱交換器を有するヒートポンプユニットと、前記貯湯タンクからヒートポンプユニットの熱交換器に接続される往き配管およびヒートポンプユニットの熱交換器から貯湯タンクに接続される戻り配管を有し、往き配管側から熱交換器を通じて戻り配管側へ湯水が流れる沸上用循環路と、この沸上用循環路に配設されたポンプと、前記貯湯タンクの下部に給水する給水路と、この給水路と前記沸上用循環路の往き配管における前記ポンプより上流側とを接続する接続路と、前記貯湯タンク内が空の状態で前記接続路を通じて給水路と沸上用循環路とを接続し、前記貯湯タンク内に水が入っている状態で前記接続路を通じた給水路と沸上用循環路との接続を遮断する切換弁とを具備しているものである。
【０００８】
請求項２記載の給湯装置は、請求項１記載の給湯装置において、沸上用循環路の往き配管における接続路の接続位置より上流側に、貯湯タンク側からヒートポンプユニットへ向けた方向にのみ湯水の流れを許容する逆止弁が配設されているものである。
【０００９】
請求項３記載の給湯装置は、請求項１または２記載の給湯装置において、切換弁は、上下方向に筒状の弁本体と、弁本体の中間位置に設けられ給水路に接続される給水口と、弁本体の下部に設けられ貯湯タンク側に接続される貯湯タンク側出水口と、弁本体の上部に設けられヒートポンプユニット側に接続されるヒートポンプユニット側出水口と、弁本体内に上下方向に移動可能に配置され水に対して浮力を有する弁体と、弁本体の下方に移動した弁体と接触して貯湯タンク側出水口を閉塞する貯湯タンク側弁座と、弁本体の上方に移動した弁体と接触してヒートポンプユニット側出水口を閉塞するヒートポンプユニット側弁座とを備え、弁体が、貯湯タンク内が空の状態のときに弁本体の下方に移動して貯湯タンク側出水口を閉塞し、かつ貯湯タンク内に水が入っている状態で浮力によって弁本体の上方に移動してヒートポンプユニット側出水口を閉塞するものである。
【発明の効果】
【００１０】
請求項１記載の給湯装置によれば、給水路から給水することにより、設置直後は貯湯タンク内が空の状態にあるために切換弁が接続路を通じて給水路と沸上用循環路とを接続しているため、沸上用循環路およびこの沸上用循環路に配設されたヒートポンプユニットの熱交換器やポンプなどを通じて自動的にエア抜きしながら貯湯タンクに給水でき、また、貯湯タンク内に水が入っている状態で切換弁が接続路を通じた給水路と沸上用循環路との接続を遮断するため、給水管から貯湯タンクの下部に給水でき、したがって、特別なエア抜きの作業が必要なく、給水路から給水するだけで、沸上用循環路およびこの沸上用循環路に配設されたヒートポンプユニットの熱交換器やポンプなどのエア抜きを自動的に確実にできる。そのため、エア抜き作業をし忘れたり、エア抜き不良が発生することがなく、沸上時の異常発生や沸上性能の低下を防止できる。
【００１１】
請求項２記載の給湯装置によれば、請求項１記載の給湯装置の効果に加えて、沸上用循環路の往き配管における接続路の接続位置より上流側に配設した逆止弁により、切換弁が接続路を通じて給水路と沸上用循環路とを接続しているときに、給水される水が往き配管から貯湯タンクに流れることなく、沸上用循環路およびこの沸上用循環路に配設されたヒートポンプユニットの熱交換器やポンプなどに流し、エア抜きを確実にできる。
【００１２】
請求項３記載の給湯装置によれば、請求項１または２記載の給湯装置の効果に加えて、切換弁の弁体が、貯湯タンク内が空の状態のときに弁本体の下方に移動して貯湯タンク側出水口を閉塞することにより、給水路から沸上用循環路およびこの沸上用循環路に配設されたヒートポンプユニットの熱交換器やポンプなどに給水する給水経路を形成し、また、切換弁の弁体が、貯湯タンク内に水が入っている状態で浮力によって弁本体の上方に移動してヒートポンプユニット側出水口を閉塞することにより、給水路から貯湯タンクの下部に給水する給水経路を形成するため、電気を使用しない切換弁を用いて、貯湯タンク内の給水の状態によって給水の流路を自動的かつ適切に切り換えることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１３】
以下、本発明の一実施の形態を図面を参照して説明する。
【００１４】
図１および図２に示すように、給湯装置11は、本体ユニット12と、湯を沸き上げるための室外機13とを備えている。
【００１５】
本体ユニット12は、湯を貯湯する貯湯タンク17を有し、この貯湯タンク17の下部には水道管などの給水源に配管される給水路18が減圧弁19を介して接続され、貯湯タンク17の上部には湯を取り出して給湯する給湯路20が接続されている。
【００１６】
貯湯タンク17と室外機13とが沸上用循環路24によって接続されている。この沸上用循環路24は、貯湯タンク17の下部から水を室外機13に取り出す往き配管25、室外機13から出湯する湯を貯湯タンク17の上部に戻す戻り配管26を有している。
【００１７】
また、室外機13には、湯を沸き上げるヒートポンプユニット31が配設されている。このヒートポンプユニット31は、圧縮機、凝縮器として機能する熱交換器32、膨張弁、蒸発器などで構成される冷媒回路を有している。このヒートポンプユニット31の熱交換器32が沸上用循環路24に接続されている。
【００１８】
室外機13には、ヒートポンプユニット31の熱交換器32の上流側の往き配管25に、貯湯タンク17内の下部の水を往き配管25を通じてヒートポンプユニット31の熱交換器32に取り出すとともに戻り配管26を通じて貯湯タンク17内の上部に戻すように循環させるポンプ33が配設されている。
【００１９】
また、給水路18における減圧弁19より下流側に切換弁37が配設され、この切換弁37を介して給水路18と沸上用循環路24の往き配管25とが接続路38により接続されている。
【００２０】
沸上用循環路24の往き配管25における接続路38の接続位置より上流側に、貯湯タンク17側からヒートポンプユニット31へ向けた方向にのみ湯水の流れを許容する逆止弁39が配設されている。
【００２１】
切換弁37は、電気を使用せず、浮力や給水圧によって弁切換動作を自動的に行うもので、貯湯タンク17内が空の状態で接続路38を通じて給水路18と沸上用循環路24とを接続し、貯湯タンク17内に水が入っている状態で接続路38を通じた給水路18と沸上用循環路24との接続を遮断する機能を有している。
【００２２】
また、図３に示すように、切換弁37は、上下方向に円筒状に形成された弁本体43を有し、この弁本体43の上下方向の中間位置に給水路18の上流側に接続される給水口44が設けられ、弁本体43の下部に給水路18の下流側であって貯湯タンク17側に接続される貯湯タンク側出水口45が設けられ、弁本体43の上部に接続路38側および沸上用循環路24側であってヒートポンプユニット31側に接続されるヒートポンプユニット側出水口46が設けられている。
【００２３】
弁本体43内には球状の弁体47が上下方向に移動可能に配置され、この弁体47は水に対して浮力を有するように構成されている。
【００２４】
弁本体43の貯湯タンク側出水口45には下方に移動した弁体47と接触して貯湯タンク側出水口45を閉塞するリング状の貯湯タンク側弁座48が配設され、弁本体43のヒートポンプユニット側出水口46には上方に移動した弁体47と接触してヒートポンプユニット側出水口46を閉塞するリング状のヒートポンプユニット側弁座49が配設されている。
【００２５】
次に、本実施の形態の作用を説明する。
【００２６】
給湯装置11を設置した後、給水路18を開くとともに給湯路20を開き、貯湯タンク17内や給湯路20などに給水する。
【００２７】
給湯装置11を設置したときには、貯湯タンク17内が空の状態にあり、このとき、図３に実線で示すように、切換弁37の弁体47が、重力によって、弁本体43の下方に移動し、リング状の貯湯タンク側弁座48に接触して貯湯タンク側出水口45を閉塞している。すなわち、ヒートポンプユニット側出水口46を開放し、給水路18と接続路38と沸上用循環路24の往き配管25とが連通する状態に接続されている。
【００２８】
そのため、図１の配管経路の黒表示および矢印に示すように、給水路18から給水される水が、切換弁37、接続路38、沸上用循環路24の往き配管25、ポンプ33、ヒートポンプユニット31の熱交換器32、戻り配管26の順に流れ、それらを自動的にエア抜きしながら貯湯タンク17に給水される。
【００２９】
このとき、切換弁37を通じて給水している間は、切換弁37の弁体47に作用する浮力よりも給水圧の方が大きく、給水圧によって、弁本体43がリング状の貯湯タンク側弁座48に接触して貯湯タンク側出水口45を閉塞している状態を維持する。
【００３０】
沸上用循環路24の往き配管25における接続路38の接続位置より上流側に逆止弁39を配置していることにより、接続路38を通じて往き配管25に流れる水がヒートポンプユニット31の熱交換器32やポンプ33など通らずに貯湯タンク17の下部に流れてしまうのを防止する。
【００３１】
そして、開いた給湯路20から出水すれば、給湯路20を閉じる。この状態で、貯湯タンク17が満水状態となり、給湯路20や沸上用循環路24など流路内がエア抜きされて水で満たされる。
【００３２】
また、貯湯タンク17内が満水状態となり、給水が停止されることにより、図３に２点鎖線で示すように、切換弁37の弁体47が浮力によって弁本体43の上方に移動し、リング状のヒートポンプユニット側弁座49に接触してヒートポンプユニット側出水口46を閉塞する。すなわち、貯湯タンク側出水口45を開放し、給水路18の上流側と下流側とが連通する状態に接続される。
【００３３】
そのため、図２の配管経路の黒表示および矢印に示すように、給水路18の上流側から給水される水が減圧弁19、切換弁37、給水路18の下流側（切換弁37よりも下流側）を通じて貯湯タンク17の下部に流れる給水経路が形成される。
【００３４】
なお、貯湯タンク17内が満水になる前であって、例えば貯湯タンク17の中間高さまで給水した途中で、給水を止めると、切換弁37の弁体47が浮力によって弁本体43の上方に移動するため、ヒートポンプユニット側出水口46を閉塞し、貯湯タンク側出水口45を開放するように切り換わる。この状態から給水を再開すると、切換弁37から給水路18の下流側（切換弁37よりも下流側）を通じて貯湯タンク17の下部に給水する流路となるが、この時点では沸上用循環路24、ポンプ33、ヒートポンプユニット31の熱交換器32などのエア抜きは完了しているので、切換弁37が切り換わっても問題はない。
【００３５】
また、沸上時には、ヒートポンプユニット31を駆動するとともにホンプ33を駆動し、貯湯タンク17内の下部の水を沸上用循環路24の往き配管25に取り込み、逆止弁39、ポンプ33を通じてヒートポンプユニット31の熱交換器32に送り、この熱交換器32での熱交換によって所定温度の湯に沸き上げ、沸き上げた湯を戻り配管26を通じて貯湯タンク17の上部に戻し、貯湯タンク17の上部側から順次貯湯する。
【００３６】
また、給湯時に、給湯路20を開くことにより、給水路18の上流側から給水される水が、減圧弁19、切換弁37、給水路18の下流側（切換弁37よりも下流側）を通じて貯湯タンク17の下部に流入し、貯湯タンク17内の湯を押し上げ、貯湯タンク17の上部の湯が給湯路20を通じて給湯される。
【００３７】
このとき、切換弁37を通じて給水している間は、切換弁37の弁体47に作用する浮力および給水圧によって、弁本体43がリング状のヒートポンプユニット側弁座49に接触してヒートポンプユニット側出水口46を閉塞している状態を維持する。
【００３８】
このように、給湯装置11では、給水路18から給水することにより、設置直後は貯湯タンク17内が空の状態にあるために切換弁37が接続路38を通じて給水路18と沸上用循環路24とを接続しているため、沸上用循環路24およびこの沸上用循環路24に配設されたヒートポンプユニット31の熱交換器32やポンプ33などを通じて自動的にエア抜きしながら貯湯タンク17に給水でき、また、貯湯タンク17内に水が入っている状態で切換弁37が接続路38を通じた給水路18と沸上用循環路24との接続を遮断するため、給水管18から貯湯タンク17の下部に給水できる。
【００３９】
したがって、特別なエア抜きの作業が必要なく、給水路18から給水するだけで、沸上用循環路24およびこの沸上用循環路24に配設されたヒートポンプユニット31の熱交換器32やポンプ33などのエア抜きを自動的に確実にできる。そのため、エア抜き作業をし忘れたり、エア抜き不良が発生することがなく、沸上時の異常発生や沸上性能の低下を防止できる。
【００４０】
また、沸上用循環路24の往き配管25における接続路38の接続位置より上流側に配設した逆止弁39により、切換弁37が接続路38を通じて給水路18と沸上用循環路24とを接続しているときに、給水される水が往き配管25から貯湯タンク17に流れることなく、沸上用循環路24およびこの沸上用循環路24に配設されたヒートポンプユニット31の熱交換器32やポンプ33などに流し、エア抜きを確実にできる。
【００４１】
また、切換弁37の弁体47が、貯湯タンク17内が空の状態のときに弁本体43の下方に移動して貯湯タンク側出水口45を閉塞することにより、給水路18から沸上用循環路24およびこの沸上用循環路24に配設されたヒートポンプユニット31の熱交換器32やポンプ33などに給水する給水経路を形成し、また、貯湯タンク17内に水が入っている状態で浮力によって弁本体43の上方に移動してヒートポンプユニット側出水口46を閉塞することにより、給水路18から貯湯タンク17の下部に給水する給水経路を形成するため、電気を使用しない切換弁37を用いて、貯湯タンク17内の給水の状態によって給水の流路を自動的かつ適切に切り換えることができる。
【００４２】
なお、切換弁37に電磁弁や電動弁などの電気駆動切換弁を用いてもよく、この場合、電気駆動切換弁を切り換えさせる操作が必要になるが、沸上用循環路24およびこの沸上用循環路24に配設されたヒートポンプユニット31の熱交換器32やポンプ33などのエア抜きは確実にできる。
【図面の簡単な説明】
【００４３】
【図１】本発明の一実施の形態を示す給湯装置の貯湯タンク空状態での給水経路を示す構成図である。
【図２】同上給湯装置の貯湯タンク満水状態での給水経路を示す構成図である。
【図３】同上給湯装置の切換弁の断面図である。
【符号の説明】
【００４４】
11    給湯装置
17    貯湯タンク
18    給水路
24    沸上用循環路
25    往き配管
26    戻り配管
31    ヒートポンプユニット
32    熱交換器
33    ポンプ
37    切換弁
38    接続路
39    逆止弁
43    弁本体
44    給水口
45    貯湯タンク側出水口
46    ヒートポンプユニット側出水口
47    弁体
48    貯湯タンク側弁座
49    ヒートポンプユニット側弁座
【図１】
2008128508.tif 000003
【図２】
2008128508.tif 000004
【図３】
2008128508.tif 000005