(57)【要約】【課題】ヒートポンプ式給湯機の凍結防止を、熱効率よく、かつ低コストで行うことができるようにしたヒートポンプ式給湯機における凍結防止装置を提供すること。【解決手段】循環用ポンプ３１により貯湯槽１の水を循環させることによって、貯湯槽１内の水をヒートポンプ部２のガスクーラ２１において加熱し、高温の湯を貯湯槽１内に貯湯するようにしたヒートポンプ式給湯機において、水加熱部３の水循環用配管３２、３３に、貯湯槽１と並列的に配管するバイパス回路３４を三方切換弁６を介して配設し、外気温が所定温度以下となったとき、三方切換弁６の切り換えによりガスクーラ２１とバイパス回路３４内に湯を循環させるようにする。【選択図】　図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
循環用ポンプにより貯湯槽の水を循環させることによって、貯湯槽内の水をヒートポンプ部のガスクーラにおいて加熱し、高温の湯を貯湯槽内に貯湯するようにしたヒートポンプ式給湯機において、水加熱部の水循環用配管に、貯湯槽と並列的に配管するバイパス回路を三方切換弁を介して配設し、外気温が所定温度以下となったとき、前記三方切換弁の切り換えによりガスクーラとバイパス回路内に湯を循環させるようにしたことを特徴とするヒートポンプ式給湯機における凍結防止装置。
【請求項２】
ガスクーラとバイパス回路内に湯を循環させるために、循環用ポンプを定期的に運転するようにしたことを特徴とする請求項１記載のヒートポンプ式給湯機における凍結防止装置。
【請求項３】
ガスクーラとバイパス回路内の湯が、所定温度より低下した場合、ヒートポンプ部を一時稼働し、ガスクーラによって再加熱するようにしたことを特徴とする請求項１又は２記載のヒートポンプ式給湯機における凍結防止装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、ヒートポンプ式給湯機における凍結防止装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来、炭酸ガス冷媒を使用したヒートポンプ式給湯機は、図２に示すように、ガスクーラ２１、圧縮機２２、蒸発器用ファン２４を備えた蒸発器２３及び膨張弁２５から構成したヒートポンプ部２を、冷媒としての炭酸ガス（ＣＯ２）が循環するようにするとともに、貯湯槽１に水加熱部３を構成する水循環用配管３２、３３を接続し、この水循環用配管３２、３３の途中に循環用ポンプ３１を配設し、循環用ポンプ３１により貯湯槽１の水を循環させることによって、貯湯槽１内の水をヒートポンプ部２のガスクーラ２１において加熱し、貯湯槽１に配設した複数のサーミスタ７１，７２，７３，７４，７ｎにて設定温度を検出するまで貯湯槽１内に高温の湯を貯湯するようにしている。
そして、給湯部４で湯を使う場合には、蛇口４２等を操作することにより、貯湯槽１の下部に接続した給水管５から供給される水によって貯湯槽１内に貯留された湯を押し上げ、貯湯槽１の上部に接続した配管４１を介して、貯湯槽１内の湯を取り出すようにしている。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、このヒートポンプ式給湯機を寒冷地で使用する場合には、ヒートポンプ部２の非稼働時に、水加熱部３の循環用ポンプ３１や水循環用配管３２、３３内に残留する水が凍結し、ヒートポンプ式給湯機の円滑な稼働が阻害されたり、ヒートポンプ式給湯機が破損することがないように、水加熱部３の循環用ポンプ３１や水循環用配管３２、３３をヒータで加熱するようにしている。
【０００４】
しかしながら、この場合、水加熱部３の循環用ポンプ３１や水循環用配管３２、３３を加温するためのヒータの配設作業に手数を要するという問題に加え、ヒータによる加温は適度の加温が困難であるだけでなく、熱損失が多く、熱効率が悪いため、ヒートポンプ式給湯機の初期コスト及び維持コストが上昇するという問題があった。
【０００５】
本発明は、上記従来のヒートポンプ式給湯機の有する問題点に鑑み、ヒートポンプ式給湯機の凍結防止を、熱効率よく、かつ低コストで行うことができるようにしたヒートポンプ式給湯機における凍結防止装置を提供することを目的とする。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するため、本発明のヒートポンプ式給湯機における凍結防止装置は、循環用ポンプにより貯湯槽の水を循環させることによって、貯湯槽内の水をヒートポンプ部のガスクーラにおいて加熱し、高温の湯を貯湯槽内に貯湯するようにしたヒートポンプ式給湯機において、水加熱部の水循環用配管に、貯湯槽と並列的に配管するバイパス回路を三方切換弁を介して配設し、外気温が所定温度以下となったとき、前記三方切換弁の切り換えによりガスクーラとバイパス回路内に湯を循環させるようにしたことを特徴とする。
【０００７】
このヒートポンプ式給湯機における凍結防止装置は、水加熱部の水循環用配管に、貯湯槽と並列的に配管するバイパス回路を三方切換弁を介して配設し、外気温が所定温度以下となったとき、前記三方切換弁の切り換えによりガスクーラとバイパス回路内に湯を循環させるようにしているから、寒冷期において凍結しやすい水循環用配管や循環用ポンプ内に残留する水も、強制的に循環流通されるので、凍結を未然に防止することができる。
また、水循環用配管や循環用ポンプ内に残留する水のもつ熱エネルギを利用するようにしているので、コストを低廉することができる。
【０００８】
この場合において、ガスクーラとバイパス回路内に湯を循環させるために、循環用ポンプを定期的に運転するようにすることができる。
【０００９】
これにより、循環用ポンプの運転エネルギを節約することができる。
【００１０】
また、ガスクーラとバイパス回路内の湯が、所定温度より低下した場合、ヒートポンプ部を一時稼働し、ガスクーラによって再加熱するようにすることができる。
【００１１】
これにより、ガスクーラとバイパス回路内に湯の温度の低下を防止し、ヒートポンプ式給湯機の凍結を確実に防止することができるとともに、必要以上に水を加熱することがないため、熱効率が良好となり、ヒートポンプ式給湯機の維持コストを低廉にできる。
【００１２】
【発明の実施の形態】
以下、本発明のヒートポンプ式給湯機における凍結防止装置の実施の形態を図面に基づいて説明する。
【００１３】
図１に、本発明のヒートポンプ式給湯機における凍結防止装置の一実施例を示す。
このヒートポンプ式給湯機は、従来のヒートポンプ式給湯機と同様、ガスクーラ２１、圧縮機２２、蒸発器用ファン２４を備えた蒸発器２３及び膨張弁２５から構成したヒートポンプ部２を、冷媒としての炭酸ガス（ＣＯ２）が循環するようにするとともに、貯湯槽１に水加熱部３を構成する水循環用配管３２、３３を接続し、この水循環用配管３２、３３の途中に循環用ポンプ３１を配設し、循環用ポンプ３１により貯湯槽１の水を循環させることによって、貯湯槽１内の水をヒートポンプ部２のガスクーラ２１において加熱し、高温の湯を貯湯槽１内に貯湯するようにしている。
【００１４】
そして、給湯部４で湯を使う場合には、蛇口４２等を操作することにより、貯湯槽１の下部に接続した給水管５から供給される水によって貯湯槽１内に貯留された湯を押し上げ、貯湯槽１の上部に接続した配管４１を介して、貯湯槽１内の湯を取り出すようにしている。
【００１５】
本実施例のヒートポンプ式給湯機においては、水加熱部３の水循環用配管３２，３３間に、貯湯槽１と並列的に配管するバイパス回路３４を三方切換弁６を介して配設し、貯湯槽の湯温が設定温度に達するまで、貯湯槽１内の湯を沸き上げるようにし、設定温度に達したとき、沸き上げを停止する。
【００１６】
そして、寒冷期において、外気温が所定温度以下となったとき、三方切換弁６を切り換えることにより水循環用配管３２，３３の一部を介してバイパス回路３４との間に湯を循環させることができるようにするため、水循環用配管３２，３３間に配管するバイパス回路３４と一方の水循環用配管３３との接続部に三方切換弁６を、またこのバイパス回路３４を経た後、ガスクーラ２１に至る水循環用配管３２内に循環用ポンプ３１を配設するようにしている。
【００１７】
なお、このバイパス回路３４の水循環用配管３２，３３との接続位置を、貯湯槽１にできるだけ近接するのが望ましい。これにより、貯湯槽１より外部に突出され、外気温の影響を受けやすい水循環用配管３２，３３内の水の凍結をより確実に防止することができる。
【００１８】
これにより、ヒートポンプ部２の稼働時には、従来のヒートポンプ式給湯機と同様、循環用ポンプ３１により貯湯槽１の水を、水循環用配管３２，ガスクーラ２１，水循環用配管３３の順方向に循環させることによって、貯湯槽１内の水をヒートポンプ部２のガスクーラ２１において加熱し、高温の湯を貯湯槽１内に貯湯することができる。
【００１９】
また、寒冷期においては、ヒートポンプ部２の稼働により、設定された高温の湯を貯湯槽１内に貯湯され、沸き上げが完了すると、ヒートポンプ部２の稼働を停止する。
そして、三方切換弁６を切り換え、ガスクーラ２１とバイパス回路３４とが接続されるようにした状態で、ガスクーラ２１とバイパス回路３４内に湯を循環させるために、循環用ポンプ３１を定期的に、特に限定されるものではないが、数分〜十数分程度ごとに、数分程度運転するようにすることにより、バイパス回路３４、循環用ポンプ３１及びガスクーラ２１間を循環する湯の温度が、例えば、５〜２０℃以上を保つようにする。
これにより、循環用ポンプ３１にて、湯を、ガスクーラ２１とバイパス回路３４間を強制的に循環させることによって、この循環する湯の持つ熱エネルギにて、水加熱部３の循環用ポンプ３１、バイパス回路３４や水循環用配管３２，３３内の水が流動して凍結を防止することができる。
【００２０】
そして、バイパス回路３４、循環用ポンプ３１及びガスクーラ２１間を循環する湯の温度が、所定温度、例えば、５℃より低下した場合、ヒートポンプ部２を一時稼働し、ガスクーラ２１によって、バイパス回路３４、循環用ポンプ３１及びガスクーラ２１間を循環する湯を再加熱するようにすることができる。
なお、ガスクーラ２１とバイパス回路３４内の湯温を測定するために、例えば、バイパス回路３４に温度センサ３５を配設するようにする。
これにより、バイパス回路３４、循環用ポンプ３１及びガスクーラ２１間を循環する湯の温度の低下を防止し、ヒートポンプ式給湯機の凍結を確実に防止することができるとともに、必要以上に水を加熱することがないため、熱効率が良好となり、ポンプ式給湯機の維持コストを低廉にできるものとなる。
【００２１】
なお、本実施例のヒートポンプ式給湯機においては、ガスクーラ２１から出た高温の湯を貯湯槽１に導入するための水循環用配管３３を、貯湯槽１の頂部に接続するようにしたが、これは特に限定されることなく、貯湯槽１の頂部よりやや下方に接続することにより、水循環用配管３３の貯湯槽１への接続位置よりも上方の貯湯槽１内の湯の温度を対流により均一に上昇させることができるようにすることもできる。
また、水循環用配管３３を分岐し、分岐した一方の水循環用配管を、電磁弁を介して、貯湯槽１の頂部に接続し、他方の水循環用配管を、電磁弁を介して、貯湯槽１の頂部よりやや下方に接続するようにすることもできる。
【００２２】
また、このヒートポンプ式給湯機を風呂の追い焚き等のために利用することができるように、貯湯槽１の上部に間接加熱回路の熱交換部を配設し、この間接加熱回路を介して風呂の湯を循環させることにより、風呂の湯等を貯湯槽１に貯留した高温の湯で間接的に加熱するようにすることもできる。
なお、間接加熱回路の熱交換部は、貯湯槽内に配設するほか、貯湯槽１外に配設し、熱交換部と貯湯槽を循環用ポンプを配設した配管で接続するようにすることもできる。
【００２３】
また、本実施例においては、バイパス回路の一端側の水循環用配管３３との接続部に三方切換弁６を配設しているが、水循環用配管３２との接続部にも三方切換弁６と連動するようにした電磁弁等を配設することもできる。
【００２４】
以上、本発明のヒートポンプ式給湯機について、一実施例に基づいて説明したが、本発明は上記実施例に記載した構成に限定されるものではなく、また、適用対象も、例えば、間接加熱回路を風呂の追い焚きのほか、暖房用として用いたり、ヒートポンプ部の冷媒に炭酸ガス冷媒以外の冷媒を使用したヒートポンプ式給湯機に適用できる等、その趣旨を逸脱しない範囲において適宜その構成及び適用対象を変更することができるものである。
【００２５】
【発明の効果】
本発明のヒートポンプ式給湯機における凍結防止装置によれば、水加熱部の水循環用配管に、貯湯槽と並列的に配管するバイパス回路を三方切換弁を介して配設し、外気温が所定温度以下となったとき、前記三方切換弁の切り換えによりガスクーラとバイパス回路内に湯を循環させるようにしているから、寒冷期において凍結しやすい水循環用配管や循環用ポンプ内に残留する水も、強制的に循環流通されるので、凍結を未然に防止することができる。
また、水循環用配管や循環用ポンプ内に残留する水のもつ熱エネルギを利用するようにしているので、コストを低廉することができる。
【００２６】
また、ガスクーラとバイパス回路内に湯を循環させるために、循環用ポンプを定期的に運転するようにすることにより、循環用ポンプの運転エネルギを節約することができる。
【００２７】
また、ガスクーラとバイパス回路内の湯が、所定温度より低下した場合、ヒートポンプ部を一時稼働し、ガスクーラによって再加熱するようにすることにより、ガスクーラとバイパス回路内に湯の温度の低下を防止し、ヒートポンプ式給湯機の凍結を確実に防止することができるとともに、必要以上に水を加熱することがないため、熱効率が良好となり、ヒートポンプ式給湯機の維持コストを低廉にできる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明のヒートポンプ式給湯機における凍結防止装置の一実施例を示す説明図である。
【図２】従来のヒートポンプ式給湯機を示す説明図である。
【符号の説明】
１　　貯湯槽
２　　ヒートポンプ部
２１　ガスクーラ
２２　圧縮機
２３　蒸発器
２４　蒸発器用ファン
２５　膨張弁
３　　水加熱部
３１　循環用ポンプ
３２　水循環用配管
３３　水循環用配管
３４　バイパス回路
３５　温度センサ
４　　給湯部
４１　配管
４２　蛇口
５　　給水管
６　　三方切換弁
７　　サーミスタ
【図１】
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【図２】
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