(57)【要約】【課題】給湯用水の温度を短時間で上昇させることができ、しかも、例えば冷蔵ショーケース等の冷熱機器を備えた店舗等の省エネルギー化を図ることのできる給湯システムを提供する。【解決手段】本発明の給湯システムは、第１冷媒回路１０を流通する第１冷媒のみならず、第２冷媒回路３０を流通する第２冷媒を用いて給湯回路４０を流通する給湯用水が熱交換されるので、給湯用水の温度を短時間で上昇させることができる。また、冷熱機器である冷蔵ショーケース２０を備えた第２冷媒回路３０の排熱を利用することができるので、給湯システムを含む店舗全体のＣＯＰが向上し、冷蔵ショーケース２０を備えた店舗の省エネルギー化を図ることができる。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
第１圧縮機、第１膨張機構及び空気熱交換器からなり、第１冷媒を流通する第１冷媒回路と、
第２圧縮機、第２膨張機構及び他の冷熱機器用の蒸発器からなり、第２冷媒を流通する第２冷媒回路と、
貯湯タンク及びポンプからなり、ポンプによって貯湯タンク内の給湯用水を流通する給湯回路と、
第１圧縮機から吐出した第１冷媒と給湯回路を流通する給湯用水との間で熱交換する第１水熱交換器と、
第２圧縮機から吐出した第２冷媒と給湯回路を流通する給湯用水との間で熱交換する第２水熱交換器とを備えた
ことを特徴とする給湯システム。
【請求項２】
前記空気熱交換器を室外に配置した
ことを特徴とする請求項１記載の給湯システム。
【請求項３】
前記第１水熱交換器と第２水熱交換器とを一体に形成した
ことを特徴とする請求項１又は２記載の給湯システム。
【請求項４】
前記第２冷媒回路に凝縮器を設けた
ことを特徴とする請求項１乃至３の何れか一項記載の給湯システム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、一般家庭用又は業務用として使用される給湯システムに関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来、この種の給湯システムとして、冷媒回路及び給湯回路を備えた給湯システムが知られている（例えば、特許文献１参照）。この冷媒回路は、圧縮機、膨張機構及び空気熱交換器からなり、冷媒が流通している。また、給湯回路は貯湯タンク及びポンプからなり、ポンプによって貯湯タンク内の給湯用水が流通している。このように構成された給湯システムは、圧縮機から吐出した冷媒と給湯回路を流通する給湯用水との間で熱交換することにより、給湯回路を流通する給湯用水を所定温度まで上昇させるものである。
【０００３】
一方、コンビニエンスストア等の店舗に設置される冷却システムとして、圧縮機、凝縮器、膨張弁及び蒸発器からなる冷媒回路を備えたものが知られている。この冷却システムは、冷凍商品収納用の複数の冷蔵ショーケース等の冷熱機器を冷却するものである。
【特許文献１】特開２００４−１４４４４６号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、例えば冬期等において、給湯回路の貯湯タンクから流出した給湯用水と圧縮機から吐出した冷媒が低温の場合には、貯湯タンクから流出した給湯用水と圧縮機から吐出した冷媒との間の熱交換率が低いため、給湯用水の温度を上昇させる際に長時間を要していた。
【０００５】
また、店舗に設置される冷却システムは、冷媒回路の凝縮器から排熱が生じるが、この熱は何ら利用されることなく外気に放出されていた。
【０００６】
本発明は、上記事情に鑑みてなされたものであり、その目的とするところは、給湯用水の温度を短時間で上昇させることができ、しかも、例えば冷蔵ショーケース等の冷熱機器を備えた店舗等の省エネルギー化を図ることのできる給湯システムを提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上記目的を達成するために、本発明の給湯システムは、第１圧縮機、第１膨張機構及び空気熱交換器からなり、第１冷媒を流通する第１冷媒回路と、第２圧縮機、第２膨張機構及び他の冷熱機器用の蒸発器からなり、第２冷媒を流通する第２冷媒回路と、貯湯タンク及びポンプからなり、ポンプによって貯湯タンク内の給湯用水を流通する給湯回路と、第１圧縮機から吐出した第１冷媒と給湯回路を流通する給湯用水との間で熱交換する第１水熱交換器と、第２圧縮機から吐出した第２冷媒と給湯回路を流通する給湯用水との間で熱交換する第２水熱交換器とを備えた構成となっている。
【０００８】
本発明の給湯システムによれば、第１水熱交換器では第１圧縮機から吐出した第１冷媒と給湯回路を流通する給湯用水との間で熱交換され、第２水熱交換器では第２圧縮機から吐出した第２冷媒と給湯回路を流通する給湯用水との間で熱交換される。給湯用水が第１冷媒及び第２冷媒と熱交換することにより、給湯用水の温度が上昇する。
【発明の効果】
【０００９】
本発明によれば、第１冷媒回路を流通する第１冷媒のみならず、第２冷媒回路を流通する第２冷媒を用いて給湯回路を流通する給湯用水が熱交換されるので、給湯用水の温度を短時間で上昇させることができる。また、冷熱機器を備えた第２冷媒回路の排熱を利用することができるので、給湯システムを含む店舗全体のエネルギー消費率（以下、ＣＯＰという。ＣＯＰ；Ｃｏｅｆｆｉｃｉｅｎｔ  ｏｆ  Ｐｅｒｆｏｒｍａｎｃｅ）が向上し、冷熱機器を備えた店舗等の省エネルギー化を図ることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１０】
図１は本発明の第１実施形態に係る給湯システムの概略構成図を示すものである。
【００１１】
この給湯システムは、第１冷媒が流通する第１冷媒回路１０と、冷凍商品収納用の複数の冷蔵ショーケース２０と、冷蔵ショーケース２０の冷凍サイクルを構成し、第２冷媒が流通する第２冷媒回路３０と、給湯用水が流通する給湯回路４０とから構成されている。
【００１２】
第１冷媒回路１０は、第１圧縮機１１、第１水熱交換器１２、膨張機構としての第１膨張弁１３及び空気熱交換器１４からなり、第１圧縮機１１→第１水熱交換器１２→第１膨張弁１３→空気熱交換器１４→第１圧縮機１１の順に第１冷媒を流通させることができる。また、空気熱交換器１４は室外に配置され、空気熱交換器１４内の第１冷媒と外気とを熱交換させる空気熱交換器用送風機１５が設けられている。この第１冷媒回路１０で使用される第１冷媒は、自然系冷媒（例えば、二酸化炭素）である。
【００１３】
各冷蔵ショーケース２０は、内部に第２冷媒回路３０に接続された膨張機構としての第２膨張弁２１及び蒸発器２２を備え、蒸発器２２には各冷蔵ショーケース２０内の空気と蒸発器２２内の第２冷媒とをそれぞれ熱交換させる蒸発器用送風機２３が設けられている。また、各冷蔵ショーケース２０は、第２膨張弁２１及び蒸発器２２への第２冷媒の流通を切り替える切替弁２４を備え、この切替弁２４を切り替えることによって各冷蔵ショーケース２０の温度調節を行うようになっている。
【００１４】
第２冷媒回路３０は、第２圧縮機３１、第２水熱交換器３２、切替弁２４、第２膨張弁２１及び蒸発器２２からなる。この第２冷媒回路３０は、第２冷媒を第２膨張弁２１及び蒸発器２２に流通させる場合には、第２圧縮機３１→第２水熱交換器３２→切替弁２４→第２膨張弁２１→蒸発器２２→第２圧縮機３１の順に第２冷媒が流通するようになっている。一方、各冷蔵ショーケース２０の温度調節のために切替弁２４を切り替えた場合には、第２圧縮機３１→第２水熱交換器３２→切替弁２４→第２圧縮機３１の順に第２冷媒が流通するようになっている。この第２冷媒回路３０で使用される第２冷媒は、フロン系冷媒（例えば、Ｒ−１３４ａやＲ−４０４ａ）である。
【００１５】
給湯回路４０は、貯湯タンク４１、ポンプ４２、第１水熱交換器１２及び第２水熱交換器３２から構成される。つまり、第１水熱交換器１２は第１冷媒回路１０と給湯回路４０とによって共有され、第２水熱交換器３２は第２冷媒回路３０と給湯回路４０とによって共有されている。また、給湯回路４０は、貯湯タンク４１→ポンプ４２→第１水熱交換器１２→第２水熱交換器３２→貯湯タンク４１の順に給湯用水を流通させることができる。さらに、貯湯タンク４１には、給水タンク４３及び給湯装置４４が接続されている。この給水タンク４３は給湯用水を貯湯タンク４１に供給するためものであり、給湯装置４４は蛇口やシャワー等の設定温度になった給湯用水を外部に放水するものである。
【００１６】
次に、図１に示す給湯システムの動作を説明する。
【００１７】
第１冷媒回路１０の第１冷媒は、第１圧縮機１１→第１水熱交換器１２→第１膨張弁１３→空気熱交換器１４→第１圧縮機１１の順に流通する（図１の実線矢印参照）。
【００１８】
第２冷媒回路３０の第２冷媒は、第２圧縮機３１→第２水熱交換器３２→切替弁２４→第２膨張弁２１→蒸発器２２→第２圧縮機３１の順に流通する（図１の破線矢印参照）。第２冷媒が第２膨張弁２１及び蒸発器２２に流通することにより、各冷蔵ショーケース２０内が冷却される。一方、切替弁２４を切り替えた場合には、第２冷媒が第２圧縮機３１→第２水熱交換器３２→切替弁２４→第２圧縮機３１の順に流通する（図１の破線矢印参照）。切替弁２４を切り替えることにより、第２冷媒は各冷蔵ショーケース２０内において熱交換することなく流通し、各冷蔵ショーケース２０の温度調節が行われる。
【００１９】
給湯回路４０の給湯用水は、貯湯タンク４１→ポンプ４２→第１水熱交換器１２→第２水熱交換器３２→貯湯タンク４１の順に流通する（図１の白抜き矢印参照）。
【００２０】
第１冷媒、第２冷媒及び給湯用水が各回路１０，３０，４０を流通することにより、第１水熱交換器１２では第１圧縮機１１から吐出した第１冷媒と給湯回路４０を流通する給湯用水との間で熱交換し、第２水熱交換器３２では第２圧縮機３１から吐出した第２冷媒と給湯回路４０を流通する給湯用水との間で熱交換する。給湯用水が第１冷媒や第２冷媒と熱交換することにより、給湯用水は設定温度Ｔ℃まで上昇する。
【００２１】
このように、本実施形態の給湯システムによれば、第１冷媒回路１０を流通する第１冷媒のみならず、第２冷媒回路３０を流通する第２冷媒を用いて給湯回路４０を流通する給湯用水が熱交換されるので、給湯用水の温度を短時間で上昇させることができる。また、冷熱機器である冷蔵ショーケース２０を備えた第２冷媒回路３０の排熱を利用することができるので、給湯システムを含む店舗全体のＣＯＰが向上し、冷蔵ショーケース２０を備えた店舗の省エネルギー化を図ることができる。
【００２２】
また、空気熱交換器１４を室外に配置したので、外気から空気熱交換器１４内の第１冷媒に熱を取り込むことができる。
【００２３】
図２は本発明の第２実施形態に係る給湯システムの概略構成図を示すものである。尚、図１で示した給湯システムと同一構成部分は同一符号をもって表し、その説明を省略する。
【００２４】
図２に示す給湯システムは、第１水熱交換器１２と第２水熱交換器３２とを一体に形成した第３水熱交換器５０を備えた点で図１で示した給湯システムと異なる。
【００２５】
第３水熱交換器５０は、第１水熱交換器１２と第２水熱交換器３２とを一体に形成したものである。つまり、第３水熱交換器５０は第１冷媒回路１０と第２冷媒回路３０と給湯回路４０とによって共有されている。
【００２６】
次に、図２に示す給湯システムの動作を説明する。
【００２７】
第１冷媒回路１０の第１冷媒は、第１圧縮機１１→第３水熱交換器５０→第１膨張弁１３→空気熱交換器１４→第１圧縮機１１の順に流通する（図２の実線矢印参照）。
【００２８】
第２冷媒回路３０の第２冷媒は、第２圧縮機３１→第３水熱交換器５０→切替弁２４→第２膨張弁２１→蒸発器２２→第２圧縮機３１の順に流通する（図２の破線矢印参照）。一方、切替弁２４を切り替えた場合には、第２冷媒が第２圧縮機３１→第３水熱交換器５０→切替弁２４→第２圧縮機３１の順に流通する（図２の破線矢印参照）。切替弁２４を切り替えることにより、第２冷媒は各冷蔵ショーケース２０内において熱交換することなく流通し、各冷蔵ショーケース２０の温度調節が行われる。
【００２９】
給湯回路４０の給湯用水は、貯湯タンク４１→ポンプ４２→第３水熱交換器５０→貯湯タンク４１の順に流通する（図２の白抜き矢印参照）。
【００３０】
第１冷媒、第２冷媒及び給湯用水が各回路１０，３０，４０を流通することにより、第３水熱交換器５０において第１冷媒回路１０を流通する第１冷媒と給湯回路４０を流通する給湯用水との間で熱交換し、第２冷媒回路３０を流通する第２冷媒と給湯回路４０を流通する給湯用水との間で熱交換する。給湯用水が第１冷媒や第２冷媒と熱交換することにより、給湯用水は設定温度Ｔ℃まで上昇する。
【００３１】
本実施形態の給湯システムによれば、第３水熱交換器５０が第１冷媒回路１０と第２冷媒回路３０と給湯回路４０とによって共有されているので、給湯システム全体の小型化を図ることができる。
【００３２】
また、給湯回路４０を流通する給湯用水は同時に第１冷媒や第２冷媒と熱交換するので、設定温度Ｔ℃の給湯用水を貯湯タンク４１に短時間で供給することができる。なお、その他の作用、効果は前記第１実施形態と同様である。
【００３３】
図３は本発明の第３実施形態に係る給湯システムの概略構成図を示すものである。尚、図１で示した給湯システムと同一構成部分は同一符号をもって表し、その説明を省略する。
【００３４】
図３に示す給湯システムは、第２冷媒回路３０に凝縮器５１を設けた点で図１で示した給湯システムと異なる。
【００３５】
凝縮器５１は、第２冷媒回路３０の第２水熱交換器３２と各冷蔵ショーケース２０の切替弁２４との間に設けられている。また、凝縮器５１には、外気と凝縮器５１内の第２冷媒とを熱交換させる凝縮器用送風機５２が設けられている。
【００３６】
次に、図３に示す給湯システムの動作を説明する。尚、第１冷媒回路１０の第１冷媒の流通と給湯回路４０の給湯用水の流通は、前記第１実施形態と同様であるので説明を省略する。
【００３７】
第２冷媒回路３０の第２冷媒は、第２圧縮機３１→第２水熱交換器３２→凝縮器５１→切替弁２４→第２膨張弁２１→蒸発器２２→第２圧縮機３１の順に流通する（図３の破線矢印参照）。第２冷媒が第２膨張弁２１及び蒸発器２２に流通することにより、各冷蔵ショーケース２０内が冷却される。一方、切替弁２４を切り替えた場合には、第２冷媒が第２圧縮機３１→第２水熱交換器３２→凝縮器５１→切替弁２４→第２圧縮機３１の順に流通する（図３の破線矢印参照）。切替弁２４を切り替えることにより、第２冷媒は各冷蔵ショーケース２０内において熱交換することなく流通し、各冷蔵ショーケース２０の温度調節が行われる。
【００３８】
本実施形態の給湯システムによれば、第２冷媒回路３０の第２冷媒が凝縮器５１を経由するので、低温となった第２冷媒を各冷蔵ショーケース２０に送出することができる。これにより、低温となった第２冷媒を第２膨張弁２１及び蒸発器２２に流通させることができるので、各冷蔵ショーケース２０内を短時間で冷却することができる。尚、その他の作用、効果は前記第１実施形態と同様である。
【００３９】
尚、前記第１実施形態乃至第３実施形態は、第２膨張弁２１及び蒸発器２２を冷蔵ショーケース２０の内部に設置したが、これに限らない。例えば、第２膨張弁２１及び蒸発器２２を空気調和装置、冷凍・冷蔵庫等の冷熱機器に設置してもよい。
【図面の簡単な説明】
【００４０】
【図１】本発明の第１実施形態に係る給湯システムの概略構成図
【図２】本発明の第２実施形態に係る給湯システムの概略構成図
【図３】本発明の第３実施形態に係る給湯システムの概略構成図
【符号の説明】
【００４１】
１０…第１冷媒回路、１１…第１圧縮機、１２…第１水熱交換器、１３…第１膨張弁、１４…空気熱交換器、２０…冷蔵ショーケース、２１…第２膨張弁、２２…蒸発器、３０…第２冷媒回路、３１…第２圧縮機、３２…第２水熱交換器、４０…給湯回路、４１…貯湯タンク、４２…ポンプ。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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