(57)【要約】【課題】水加熱用ヒートポンプの排冷エネルギーを有効利用することができる給湯蓄電装置を提供することを目的とする。【解決手段】貯湯タンク２０内の水をヒートポンプユニット１の高温側熱交換器１２で加温する。ヒートポンプユニット１の低温側熱交換器１４に対しファン４１から空気を当て、その冷排空気をダクト４２でケーシング４３に導入し、蓄電池４及び充放電回路５を冷却する。ケーシング４３からの温排空気を低温側熱交換器１４に返送してもよい。【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、
該貯湯タンク内の水を加温するためのヒートポンプユニットと、
該貯湯タンクとヒートポンプユニットとを接続する循環ラインと、
蓄電手段と、
該蓄電手段の充放電を行う充放電回路と、
該蓄電手段の冷却手段と
を有する給湯蓄電装置において、
該冷却手段は、前記ヒートポンプユニットの低温側熱交換器の冷排空気を前記蓄電手段に導いて該蓄電手段の冷却を行うものであることを特徴とする給湯蓄電装置。
【請求項２】
請求項１において、前記冷却手段は、さらに前記充放電回路の冷却を行うものであることを特徴とする給湯蓄電装置。
【請求項３】
請求項１又は２において、前記蓄電手段の冷却を行った温排空気を前記低温側熱交換器に導く手段を備えたことを特徴とする給湯蓄電装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は給湯及び蓄電を行うための給湯蓄電装置に係り、特に、ヒートポンプによって水を加熱して給湯すると共に、深夜電力等の安価な電力を蓄電手段に蓄電するよう構成された給湯蓄電装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
ヒートポンプによって水を加熱した湯を貯湯する貯湯タンクと、深夜電力を蓄電する蓄電池とを備え、貯湯タンク内の比較的低温の湯水によって蓄電池を冷却するよう構成された給湯蓄電装置が特許文献１に記載されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２０１０−７９５３
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
上記特許文献１では、ヒートポンプで発生した冷空気はそのまま大気に放出されている。
【０００５】
本発明は、この水加熱用ヒートポンプの排冷エネルギーを有効利用することができる給湯蓄電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】
【０００６】
本発明の給湯蓄電装置は、貯湯タンクと、該貯湯タンク内の水を加温するためのヒートポンプユニットと、該貯湯タンクとヒートポンプユニットとを接続する循環ラインと、蓄電手段と、該蓄電手段の充放電を行う充放電回路と、該蓄電手段の冷却手段とを有する給湯蓄電装置において、該冷却手段は、前記ヒートポンプユニットの低温側熱交換器の冷排空気を前記蓄電手段に導いて該蓄電手段の冷却を行うことを特徴とするものである。
【０００７】
本発明では、前記冷却手段によって、さらに前記充放電回路の冷却を行ってもよい。
【０００８】
また、本発明では、前記蓄電手段の冷却を行った温排空気を前記低温側熱交換器に導くように構成してもよい。
【発明の効果】
【０００９】
本発明の給湯蓄電装置によると、ヒートポンプユニットによって加温された湯が貯湯タンクに貯湯される。ヒートポンプユニットの低温側熱交換器で熱交換して降温した冷排空気が蓄電手段やさらには充放電回路の冷却に用いられるので、蓄電手段や充放電回路が効率よく冷却される。
【００１０】
蓄電手段や充放電回路の冷却に用いられて生じた温排空気をヒートポンプユニットの低温側熱交換器の熱源空気として用いることにより、ヒートポンプユニットで効率よく水を加温することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【図１】実施の形態に係る給湯蓄電装置の系統図である。
【図２】別の実施の形態に係る給湯蓄電装置の系統図である。
【図３】図２の給湯蓄電装置の内部の立面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１２】
以下、図１〜３を参照して実施の形態について説明する。
【００１３】
図１は第１の実施の形態に係る給湯蓄電装置の系統図である。この給湯蓄電装置は、一般家庭や事業所等において好適に用いられるものであり、ヒートポンプユニット１と、貯湯ユニット２と、蓄電池４と、充放電回路５とを備えている。
【００１４】
ヒートポンプユニット１は、炭酸ガスなどの媒体を加圧するためのコンプレッサ１１と、該コンプレッサ１１からの高温媒体が導入される高温側熱交換器１２と、該高温側熱交換器１２で熱交換した媒体が導入される膨張弁１３と、該膨張弁１３で膨張した媒体が導入される低温側熱交換器１４とを備えており、該低温側熱交換器１４で空気（大気）によって加温された媒体がコンプレッサ１１に循環するように構成されている。
【００１５】
貯湯ユニット２は貯湯タンク２０内の水（温水を包含する。）を取出用配管２１、三方弁２２、配管２３、ポンプ２４によって熱交換器１２に導き、該熱交換器１２で加温された温水を配管２５を介して貯湯タンク２０に流入させるよう構成されている。
【００１６】
貯湯タンク２０内の下部には、配管２１からの冷水がタンク２０内の上部に短絡的に到達したり、タンク２０内の上部の温水が短絡的に配管２１に流出することを防止するための水平バッフル２６が多段に設けられている。貯湯タンク２０の頂部には安全弁２７が設けられている。貯湯タンク２０内の温水は、弁２８及びポンプ２９を介して湯需要箇所へ送られる。三方弁２２には減圧弁３１を備えた水道配管３２が接続されている。
【００１７】
ヒートポンプユニット１の低温側熱交換器１４を囲むようにケーシング４０が設けられており、ファン４１によって外気（大気）が該熱交換器１４に吹き付けられるように構成されている。熱交換器１４と接触して降温した冷空気は、ダクト４２を介してケーシング４３内に導入される。このケーシング４３内に蓄電池４と充放電回路５が設置されている。蓄電池４及び充放電回路５にはそれぞれ放熱フィン４ａ，５ａが設けられており、ケーシング４３内に導入された冷空気によって蓄電池４及び充放電回路５が空冷されるよう構成されている。
【００１８】
前記ケーシング４０の低温側熱交換器１４よりも上流側かつファン４１の下流側とケーシング４３とを短絡的に接続するようにバイパスダクト４５が設けられている。このバイパスダクト４５は熱交換器１４を迂回している。バイパスダクト４５の入口部分には切替ダンパ４６が設けられている。この切替ダンパ４６は、ファン４１からの空気を熱交換器１４に導くかバイパスダクト４５に導くか択一的に切り替えるためのものである。
【００１９】
この給湯蓄電装置の運転を行うには、予め配管３２から貯湯タンク２０に水を導入しておく。深夜になったならば、ヒートポンプユニット１においてはダンパ４６を図１のようにバイパスダクト４５を閉とする位置とし、ファン４１及びコンプレッサ１１を作動させる。また、貯湯ユニット２にあっては、三方弁２２が配管２１，２３を接続し、ポンプ２４が作動する。さらに、蓄電池４に充電を開始する。
【００２０】
これにより、貯湯タンク２０内の水がその下部から抜き出され、熱交換器１２によって加温された後、貯湯タンク２０内の上部に戻され、貯湯タンク２０内に貯湯される。
【００２１】
一方、蓄電池４には充放電回路５によって充電が行われ、この際蓄電池４及び充放電回路５に熱が発生する。この実施の形態では、熱交換器１４と接触して降温した冷空気がケーシング４３に導入され、蓄電池４及び充放電回路５が効率よく冷却される。
【００２２】
深夜時間帯以外になると、ヒートポンプユニット１のコンプレッサ１１は停止し、貯湯タンク２０内の湯が湯の需要先に供給される。なお、貯湯タンク２０にはレベルセンサ（図示略）が設けられており、出湯量と同量の水が配管３２、三方弁２２、配管２１を介して補給され、タンク２０内の湯が上側に押し上げられるよう構成されている。
【００２３】
また、蓄電池４に充電された電力が充放電回路５を介して電力需要先に給電される。この際、蓄電池４及び充放電回路５の作動に伴って熱が発生するので、ダンパ４６を回動させてバイパスダクト４５を開とし、ファン４１を作動させる。これにより、外気がファン４１、バイパスダクト４５を介してケーシング４３に導入され、蓄電池４及び充放電回路５が空冷される。
【００２４】
上記図１の実施の形態では、ケーシング４３内に導入されて蓄電池４及び充放電回路５を冷却した排空気は出口４４から大気に放出するよう構成しているが、図２の実施の形態では、この排空気の保有する熱を回収しうるよう構成している。
【００２５】
即ち、図２の実施の形態では、出口４４にダンパ５０を設けると共に、返気用ダクト５１を接続し、排空気を該ダクト５１を介してケーシング４０のファン４１よりも上流側（大気側）に返送可能としている。ダンパ５０は、排空気をダクト５１に導く位置と、大気に放出する位置とをとりうるよう構成されている。
【００２６】
ダクト５１とケーシング４０との合流部５３にはダンパ５４が設けられている。このダンパ５４は、この合流部５３を閉鎖した位置と、ケーシング４０内への大気流入を阻止する位置とをとりうるよう構成されている。
【００２７】
深夜電力によって貯湯及び蓄電を行うときには、ダンパ５０，５４を図２に示す状態とし、ケーシング４３からの排空気をダクト５１を介してケーシング４０へ循環させる。このときのヒートポンプユニット１及び貯湯ユニット２のその他の動作は図１の実施の形態と同じである。これにより、貯湯タンク２０に湯が貯湯されると共に、蓄電池４が充電される。ケーシング４３からの温排空気がダクト５１からケーシング４０に返送されることにより、低温側熱交換器１４に温空気が吹き付けられ、ヒートポンプユニット１において効率よく水を加熱することができる。ただし、図示の位置に配置された、外気温を測定する温度センサ７１の温度が、温度センサ７２の温度より高くなる場合は、ダンパ５０はダクト５１を閉とし、ダンパ５４は合流部５３を閉とすることもできる。
【００２８】
深夜時間帯が終了したならば、ダンパ５０はダクト５１を閉とし、ダンパ５４は合流部５３を閉とする。また、ダンパ４６は、図１の昼間時間帯と同様に熱交換器１４側を閉じバイパスダクト４５を開とするように回動される。これにより、外気がファン４１、バイパスダクト４５、ケーシング４３、出口４４の順に流れ、蓄電池４及び充放電回路５が冷却され、温排空気は該出口４４から大気に放出される。
【００２９】
図３は、図２の各機器を組み込んだ給湯蓄電装置の内部構造を示す立面図である。装置の外殻ケース６０内に前記各機器及びダクトが設置されている。ケーシング４３は縦長とされ、ダクト４２，４５がケーシング４３の下部に接続されている。温排空気はケーシング４３の頂部から取り出され、ダクト５１を介してヒートポンプユニット１のファン４１の上流側に返送される。
【００３０】
上記実施の形態はいずれも本発明の一例であり、本発明は図示以外の形態とされてもよい。
【符号の説明】
【００３１】
１  ヒートポンプユニット
２  貯湯ユニット
４  蓄電池
５  充放電回路
１１  コンプレッサ
１２  高温側熱交換器
１３  膨張弁
１４  低温側熱交換器
２０  貯湯タンク
２７  安全弁
３１  減圧弁
【図１】
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【図２】
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【図３】
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