(57)【要約】【課題】ＣＯＰの高いヒートポンプ式温水暖房装置を提供する。【解決手段】貯湯タンク６の貯湯水をヒートポンプ回路７で加熱し、この貯湯水を暖房用熱交換器８の一次側に循環させて二次側の暖房循環回路４の暖房用の循環水を加熱し、この循環水を室内空気と熱交換する暖房放熱器３に循環させて暖房を行うヒートポンプ式暖房装置において、暖房循環回路４の暖房放熱器３の下流側に、室内に導入する外気を加熱する換気熱交換器１７を設け、この換気熱交換器１７を室内に外気を導入する換気ユニット５の外気導入側経路に配した。【選択図】　図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
貯湯タンクの貯湯水をヒートポンプ回路で加熱し、この貯湯水を暖房用熱交換器の一次側に循環させて二次側の暖房循環回路の暖房用の循環水を加熱し、この循環水を室内空気と熱交換する暖房放熱器に循環させて暖房を行うヒートポンプ式暖房装置において、前記暖房循環回路の前記暖房放熱器の下流側に、室内に導入する外気を加熱する換気熱交換器を設け、この換気熱交換器を室内に外気を導入する換気ユニットの外気導入側経路に配したことを特徴とするヒートポンプ式温水暖房装置。
【請求項２】
ヒートポンプ回路で加熱した循環水を暖房循環回路に設けられた室内空気と熱交換する暖房放熱器に循環させて暖房を行うヒートポンプ式温水暖房装置において、前記暖房循環回路の前記暖房放熱器の下流側に、室内に導入する外気を加熱する換気熱交換器を設け、この換気熱交換器を室内に外気を導入する換気ユニットの外気導入側経路に配したことを特徴とするヒートポンプ式温水暖房装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、ヒートポンプ式温水暖房装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来よりこの種のヒートポンプ式温水暖房装置では、ヒートポンプ回路により沸き上げられた給湯用の貯湯タンク内の高温水を、暖房循環回路の循環水と熱交換させて、加熱された循環水を床暖房パネルやファンコンベクターなどの室内空気と熱交換する暖房放熱器に循環させて暖房を行っているものがあった。
【０００３】
また、ヒートポンプ回路で暖房循環回路の循環水を加熱して暖房を行っているものもあった。このようなものには特許文献１がある。
【０００４】
【特許文献１】
特開２００１−１２４３４９号公報
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、これら従来のものでは、暖房運転が開始されて室内の温度が安定した後は、暖房負荷が小さくなって循環水を加熱する熱交換器に戻る循環水の温度が高くなる。すると、ヒートポンプ回路のＣＯＰが著しく低下してしまうといった問題があった。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
そこで、本発明はこの課題を解決するため、請求項１では、貯湯タンクの貯湯水をヒートポンプ回路で加熱し、この貯湯水を暖房用熱交換器の一次側に循環させて二次側の暖房循環回路の暖房用の循環水を加熱し、この循環水を室内空気と熱交換する暖房放熱器に循環させて暖房を行うヒートポンプ式暖房装置において、前記暖房循環回路の前記暖房放熱器の下流側に、室内に導入する外気を加熱する換気熱交換器を設け、この換気熱交換器を室内に外気を導入する換気ユニットの外気導入側経路に配した。
【０００７】
これにより、ヒートポンプ回路で貯湯タンクの沸き上げられた貯湯水と暖房循環回路の循環水が暖房用熱交換器にて熱交換されて暖房用の熱源を得る。そして、循環水は暖房放熱器に循環されて室内の暖房を行う。室内の空気と直接あるいは間接的に熱交換して放熱した循環水は、その下流側の換気熱交換器にて換気によって導入される外気と熱交換され暖房用熱交換器に戻る循環水の温度は確実に低下される。その結果、循環水と熱交換して温度低下する貯湯水の温度も低下することとなって、ヒートポンプ回路でのＣＯＰが向上すると共に、換気により外の空気を暖めて室内に導入することとなる。
【０００８】
また、請求項２では、ヒートポンプ回路で加熱した循環水を暖房循環回路に設けられた室内空気と熱交換する暖房放熱器に循環させて暖房を行うヒートポンプ式温水暖房装置において、前記暖房循環回路の前記暖房放熱器の下流側に、室内に導入する外気を加熱する換気熱交換器を設け、この換気熱交換器を室内に外気を導入する換気ユニットの外気導入側経路に配した。
【０００９】
これにより、ヒートポンプ回路で加熱された循環水が暖房放熱器に循環されて室内の暖房を行う。室内の空気と直接あるいは間接的に熱交換して放熱した循環水は、その下流側の換気熱交換器にて換気によって導入される外気と熱交換され暖房用熱交換器に戻る循環水の温度は確実に低下される。その結果、ヒートポンプ回路でのＣＯＰが向上すると共に、換気により外の空気を暖めて室内に導入することとなる。
【００１０】
【発明の実施の形態】
次に、本発明の第１の実施形態のヒートポンプ式温水暖房装置について図１に基づいて説明する。
１は室外機、２は住宅建物、３は建物２の床に敷設された床暖房パネルからなる室内空気と熱交換する暖房放熱器、４は室外機１と暖房放熱器３を暖房用の循環水が循環可能に接続する暖房循環回路、５はモータファン（図示せず）を備え外気を導入して建物２の換気を行う強制給排気型の換気ユニットである。
【００１１】
前記室外機１には、湯水を貯湯する貯湯タンク６と、貯湯タンク６内の湯水を加熱するヒートポンプ回路７と、貯湯タンク６の高温水を暖房循環回路４の循環水と熱交換する暖房用熱交換器８とが設けられている。
【００１２】
前記貯湯タンク６には、下部に給水管９、上部に終端に給湯栓１０が設けられた給湯管１１が接続され、給湯栓１０の開栓により貯湯タンク６内に貯められた温水を給湯することを可能としている。
【００１３】
前記換気ユニット５は建物２の天井裏に設けられており、建物２外に開口された吸引ダクト５１を介して外気を吸引し、複数の給気ダクト５２を介して建物２内の各所に給気すると共に、吸気口５３から吸引した室内空気を排気ダクト５４を介して建物２外に排気することで建物２内の換気を行っているものである。
【００１４】
前記ヒートポンプ回路７は、冷媒を高圧に圧縮する圧縮機７１、圧縮された冷媒と貯湯タンク６の湯水とを熱交換させる凝縮器としての冷媒−水熱交換器７２、通過する冷媒の圧力を減圧させる電子式膨張弁７３、冷媒を外気と熱交換させる蒸発器としての空気熱交換器７４とを順に接続して構成されているもので、ここでは冷媒として臨界温度の低い二酸化炭素が充填されて超臨界ヒートポンプサイクルを構成しており、低温水を電熱ヒータなしで約９０℃の高温まで沸き上げることが可能なものである。
【００１５】
前記冷媒−水熱交換器７２と貯湯タンク６とはヒーポン循環ポンプ１２を有したヒーポン循環回路１３によって湯水が循環可能に接続されており、貯湯タンク６下部から取り出した低温水を加熱して貯湯タンク６上部に戻すようにして貯湯タンク６内の湯水を沸き上げるものである。
【００１６】
前記暖房用熱交換器８と貯湯タンク６とは、一次側循環ポンプ１４を有した一次側循環回路１５によって循環可能に接続されており、貯湯タンク６の上部に貯められている高温の温水を暖房用熱交換器８の一次側に循環させ、二次側の暖房循環回路４の循環水を加熱して温度低下した温水を貯湯タンク６下部に戻すようにしている。
【００１７】
暖房循環回路４には、暖房循環ポンプ１６が設けられて暖房用熱交換器８で加熱された循環水を暖房放熱器３に循環可能としていると共に、暖房放熱器３の下流側に室内に導入する外気を加熱する換気熱交換器１７が設けられている。
【００１８】
この換気熱交換器１７は換気ユニット５の外気導入側経路に設けられ、換気により外の空気を暖めて室内に導入するものである。
【００１９】
そして、暖房動作を開始すると、暖房用熱交換器８で加熱された循環水が暖房放熱器３に循環されて室内の空気を加熱して暖房を行う。そして、循環水は下流の換気熱交換器１７に循環されて、換気により導入される外気を換気ユニット５にて加熱して建物２内に給気することとなる。
【００２０】
そして、暖房を開始してから時間が経過して室内が暖まり暖房負荷が小さくなった場合でも、暖房放熱器３から流出した放熱してもなお温度の高い循環水は換気熱交換器１７へ流入し、換気ユニット５によって室内へ導入される外気と熱交換する。この外気は室内の空気と異なり暖房を開始してからの時間が経過による変動がなく低温であるので、暖房用熱交換器８に戻る循環水の温度が確実に低温となるものである。
【００２１】
そして、暖房用熱交換器８の二次側へ戻る循環水の温度が低温となることによって暖房用熱交換器８の一次側から貯湯タンク６内に戻る貯湯水の温度も低下する。従って、ヒートポンプ回路７で沸かし上げる貯湯タンク６内の貯湯水の温度も低くなり、ヒートポンプ回路７でのＣＯＰが向上して消費電力を低減させることができる。
【００２２】
また、ヒートポンプ回路７でのＣＯＰが向上すると同時に、換気により導入される外気を暖房放熱器３で放熱されなかった余剰熱で暖めて室内に導入するため、換気によっても室温が低下しにくくなって暖房効率が向上し省エネルギーとなるものである。
【００２３】
なお、この第１の実施形態では、ヒートポンプ回路７と貯湯タンク６と暖房用熱交換器８とを同一の室外機１枠体内に収納しているが、これに限られず、それぞれ別々の枠体を設けて収納するようにしても良いものである。
【００２４】
次に、本発明の第２の実施形態について図２に基づいて説明する。なお、前記第１の実施形態と同じものについては同一の符号を付しその説明を省略する。
【００２５】
この第２の実施形態では、ヒートポンプ回路７の冷媒−水熱交換器７２の二次側には暖房循環回路４が接続され、ヒートポンプ回路７で直接的に暖房用の循環水を加熱するようにしているものである。
【００２６】
そして、暖房動作を開始すると、ヒートポンプ回路７の冷媒−水熱交換器７２で加熱された循環水が暖房放熱器３に循環されて室内の空気を加熱して暖房を行う。そして、循環水は下流の換気熱交換器１７に循環されて、換気により導入される外気を換気ユニット５にて加熱して建物２内に給気することとなる。
【００２７】
そして、暖房を開始してから時間が経過して室内が暖まり暖房負荷が小さくなった場合でも、暖房放熱器３から流出した温度の高い循環水は換気熱交換器１７へ流入し、換気ユニット５によって室内へ導入される外気と熱交換する。この外気は室内の空気と異なり暖房を開始してからの時間が経過による変動がなく低温であるので、ヒートポンプ回路７の冷媒−水熱交換器７２に戻る循環水の温度が確実に低温となるものである。
【００２８】
そして、ヒートポンプ回路７の冷媒−水熱交換器７２の二次側へ戻る循環水の温度が低温となることによって、ヒートポンプ回路７でのＣＯＰが向上して消費電力を低減させることができる。
【００２９】
また、ヒートポンプ回路７でのＣＯＰが向上すると同時に、換気により導入される外気を暖房放熱器３で放熱されなかった余剰熱で暖めて室内に導入するため、換気によっても室温が低下しにくくなって暖房効率が向上し省エネルギーとなるものである。
【００３０】
なお、本発明は前記第１、第２の実施形態に限定されるものではなく、例えば暖房放熱器３としてはファンコンベクター、パネルコンベクターやパネルラジエータ等の室内の空気と直接あるいは間接的に熱交換する温水式の放熱器であればよく、また、換気ユニット５としては強制給排気型に限定されず、例えば強制給気・自然排気型でも良く、換気により室内に導入する外気が外気導入側経路の換気熱交換器１７を通過して熱交換される強制給気のような形態であれば良いもので、本実施形態のようにセントラル換気方式を採用すれば建物２内各所に加熱された外気を導入するので建物２内での温度差によるヒートショックを和らげると共に、暖房効果を向上させることができる。
【００３１】
【発明の効果】
以上説明してきたように、本発明の請求項１によれば、暖房負荷が小さくなって暖房放熱器で温水温度があまり下がらないような場合でも、換気熱交換器によって負荷変動の小さい外気と熱交換されるので、ヒートポンプ回路で加熱された貯湯水と熱交換する暖房用熱交換器に戻る循環水の温度が確実に低くなり、その結果循環水と熱交換して温度低下する貯湯水の温度も低くなり、ヒートポンプ回路でのＣＯＰが向上して消費電力を低減させることができると共に、換気により外の空気を暖めて室内に導入するので室温が低下しにくくなって暖房効率が向上し省エネルギとなる。
【００３２】
また、請求項２によれば、暖房負荷が小さくなって暖房放熱器で温水温度があまり下がらないような場合でも、換気熱交換器によって負荷変動の小さい外気と熱交換されるので、ヒートポンプ回路に戻る循環水の温度が確実に低くなり、ヒートポンプ回路でのＣＯＰが向上して消費電力を低減させることができると共に、換気により外の空気を暖めて室内に導入するので室温が低下しにくくなって暖房効率が向上し省エネルギとなる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１の実施形態の概略構成図。
【図２】本発明の第２の実施形態の概略構成図。
【符号の説明】
３　暖房放熱器
４　暖房循環回路
５　換気ユニット
６　貯湯タンク
７　ヒートポンプ回路
８　暖房用熱交換器
１７　換気熱交換器
【図１】
2004144326.tif 000003
【図２】
2004144326.tif 000004