(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
ヒートポンプを構成する凝縮器に貯湯タンク内のお湯を循環させて昇温し、このお湯を貯湯タンク内に貯めて浴槽に給湯可能に構成したヒートポンプ式給湯装置において、
上記浴槽内のお湯を浴槽用循環ポンプを備えた浴槽用配管により追い焚き用熱交換器に循環させて追い焚き可能に構成すると共に、上記追い焚き用熱交換器を上記貯湯タンク内に配置した内部タンク内に設け、ガスまたは石油を燃料とした熱源機で生成されるお湯を上記内部タンク内に循環させ、上記貯湯タンク内のお湯の熱、及び上記熱源機で生成されるお湯の熱を追い焚きの熱源としたことを特徴とするヒートポンプ式給湯装置。
【請求項２】
ヒートポンプを構成する凝縮器に貯湯タンク内のお湯を循環させて昇温し、このお湯を貯湯タンク内に貯めて浴槽に給湯可能に構成したヒートポンプ式給湯装置において、
上記浴槽内のお湯を浴槽用循環ポンプを備えた浴槽用配管により追い焚き用熱交換器に循環させて追い焚き可能に構成すると共に、上記追い焚き用熱交換器を上記貯湯タンク内に設け、上記追い焚き用熱交換器を二重管構造として、内管に上記浴槽内のお湯を循環させ、外管にガスまたは石油を燃料とした熱源機で生成されるお湯を循環させる構成とし、上記貯湯タンク内のお湯の熱、及び上記熱源機で生成されるお湯の熱を追い焚きの熱源としたことを特徴とするヒートポンプ式給湯装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、冷媒の凝縮熱により水を加熱して湯を供給可能とするヒートポンプ式給湯装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来の給湯装置には、冷媒の凝縮熱により水を加熱して貯湯タンクへお湯を貯溜し、このお湯を蛇口及び浴槽へ供給可能とすると共に、浴槽内のお湯を上記冷媒の凝縮熱により追い焚きして適温に保温する機能を備えたヒートポンプ式給湯装置が提案されている。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
ところが、このようなヒートポンプ式給湯装置で、追い焚きする場合、例えば、外気温度が低い時等、追い焚きが不十分になるという問題がある。
【０００４】
そこで、本発明の目的は、上述の事情を考慮してなされたものであり、例えば、冬場等の外気温度が低い時等であっても、十分な追い焚きを可能にしたヒートポンプ式給湯装置を提供することにある。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
請求項１に記載の発明は、ヒートポンプを構成する凝縮器に貯湯タンク内のお湯を循環させて昇温し、このお湯を貯湯タンク内に貯めて浴槽に給湯可能に構成したヒートポンプ式給湯装置において、上記浴槽内のお湯を浴槽用循環ポンプを備えた浴槽用配管により追い焚き用熱交換器に循環させて追い焚き可能に構成すると共に、上記追い焚き用熱交換器を上記貯湯タンク内に配置した内部タンク内に設け、ガスまたは石油を燃料とした熱源機で生成されるお湯を上記内部タンク内に循環させ、上記貯湯タンク内のお湯の熱、及び上記熱源機で生成されるお湯の熱を追い焚きの熱源としたことを特徴とする。
【０００６】
請求項２に記載の発明は、ヒートポンプを構成する凝縮器に貯湯タンク内のお湯を循環させて昇温し、このお湯を貯湯タンク内に貯めて浴槽に給湯可能に構成したヒートポンプ式給湯装置において、上記浴槽内のお湯を浴槽用循環ポンプを備えた浴槽用配管により追い焚き用熱交換器に循環させて追い焚き可能に構成すると共に、上記追い焚き用熱交換器を上記貯湯タンク内に設け、上記追い焚き用熱交換器を二重管構造として、内管に上記浴槽内のお湯を循環させ、外管にガスまたは石油を燃料とした熱源機で生成されるお湯を循環させる構成とし、上記貯湯タンク内のお湯の熱、及び上記熱源機で生成されるお湯の熱を追い焚きの熱源としたことを特徴とする。
【０００９】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態を、図面に基づき説明する。
【００１０】
図１は、本発明に係るヒートポンプ式給湯装置の一実施の形態を示し、貯湯タンク内の水を加熱し湯を貯留するときの回路図である。
【００１１】
この図１に示すように、ヒートポンプ式給湯装置１０は、ヒートポンプユニット１１、給湯ユニット１２、蛇口１３、浴槽１４及び制御装置１５を有して構成され、この制御装置１５が、ヒートポンプユニット１１及び給湯ユニット１２を制御する。
【００１２】
ヒートポンプユニット１１は、圧縮機１６、アキュムレータ１７及びヒートポンプ熱交換器１８が冷媒配管１９に順次配設されて、冷媒回路の一部を構成する。冷媒配管１９における圧縮機１６の吐出側端部は、ユニット間配管２０のガス管２１に接続される。また、冷媒配管１９におけるヒートポンプ熱交換器１８側端部は、ユニット間配管２０の液管２２に接続される。
【００１３】
冷媒配管１９は、圧縮機１６の吐出側とヒートポンプ熱交換器１８側とが、電磁弁２３を備えたバイパス配管２４にて接続されて、吐出冷媒の過剰な高圧が逃がされる。また、ヒートポンプ熱交換器１８の近傍には送風ファン２５が設置されて、ヒートポンプ熱交換器１８へ送風がなされる。
【００１４】
前記給湯ユニット１２は、貯湯タンク２６、給湯用熱交換器２７及び追い焚き用熱交換器２８を備える。
【００１５】
給湯用熱交換器２７は、第１切換弁３１を備えた冷媒配管２９に配設される。この冷媒配管２９における第１切換弁３１側端部が、ガス側ジョイント３０を介してユニット間配管２０のガス管２１に接続される。また、冷媒配管２９における他端部が、液側ジョイント３３を介してユニット間配管２０の液管２２に接続される。これにより、給湯用熱交換器２７は、ヒートポンプユニット１１の冷媒回路の一部と連結されて、図１の太線Ｌに示すように、冷媒が循環する冷媒回路が構成される。
【００１６】
この給湯用熱交換器２７と上記貯湯タンク２６とは、給湯用循環ポンプ３４及び流量調整弁３５を備えた給湯用配管３６によりループ状に連結されて、図１の太線Ｍに示す給湯用循環回路５２が構成される。
【００１７】
貯湯タンク２６の底部には減圧逆止弁３７を配設した第１水道水配管３８が接続されて、貯湯タンク２６内へ常に水道水が供給可能とされる。つまり、貯湯タンク２６内に常時水道水圧が作用する。また、貯湯タンク２６の天部には、出湯用電磁弁３９を備えた出湯配管４０が接続されている。
【００１８】
給湯用循環ポンプ３４の稼働により貯湯タンク２６の底部の水が給湯用熱交換器２７に送給されると、この給湯用熱交換器２７は、送給された水を、ヒートポンプユニット１１の圧縮機１６から吐出された冷媒ガスが凝縮するときの凝縮熱によって加熱する。この加熱された水（湯）は、流量調整弁３５を経て貯湯タンク２６の天部へ導かれ、貯湯タンク２６内に例えば約６０℃の湯が貯溜可能とされる。上述のように、給湯用熱交換器２７が凝縮器として機能するときには、ヒートポンプ熱交換器１８が蒸発器として機能している。
【００１９】
貯湯タンク２６内には電気ヒータ４１が配設される。この電気ヒータ４１は、貯湯タンク２６内の湯温を、例えば約８０℃に昇温させるものである。また、給湯用配管３６には、給湯用循環ポンプ３４の上流側にドレンコック４２が配設されて、給湯用配管３６及び貯湯タンク２６内の湯又は水をドレンパン４３を介して排水可能とする。更に、給湯用配管３６には、貯湯タンク２６の上流側にリリーフ手段４４が配設されて、給湯用熱交換器２７による水の過剰加熱時における圧力が解放可能に設けられる。
【００２０】
前記追い焚き用熱交換器２８は、貯湯タンク２６の内部に設けられた密閉した内部タンク３２の内側に配置される。
【００２１】
そして、この内部タンク３２には、温水配管４５を介して、ガスまたは石油を燃料とした熱源機８１が接続され、この熱源機８１で生成された温水が、図４の太線Ｎに示すように、内部タンク３２内を循環する。
【００２２】
この追い焚き用熱交換器２８と前記浴槽１４とが、浴槽用循環ポンプ４６、フィルタ４７、水位センサ４８、サーミスタ４９及びフロースイッチ５０を備えた第１浴槽用配管５１によりループ状に連結されて、図４の太線Ｏに示す浴槽用循環回路５３が構成される。第１浴槽用配管５１には、浴槽用循環ポンプ４６の下流側に、バイパス電磁弁５４を備えたバイパス配管５５が接続されている。
【００２３】
追い焚き用熱交換器２８は、後述の如く浴槽１４に給湯がなされて浴槽１４内に湯が張られた場合、浴槽用循環ポンプ４６の稼働により浴槽１４内の湯を、貯湯タンク２６内の湯の熱、及び／又は熱源機８１からの湯の熱によって加熱し、追い焚きを実施して、浴槽１４内の湯を保温する。
【００２４】
ここで、水位センサ４８は、第１浴槽用配管５１を介して浴槽１４に連通していることから、この浴槽１４内の湯（水）の水位を検出する。また、サーミスタ４９は、浴槽用循環回路５３内を湯が循環しているとき、その湯温を検知して、浴槽１４内の湯温を間接的に検出する。また、フロースイッチ５０は、浴槽用循環回路５３内を湯が循環していることを検出する。更に、フィルタ４７は、浴槽１４内に配設されたフィルタ５６と共に、湯を濾過する。
【００２５】
前記蛇口１３は、図２に示すように、混合制御弁５７及びフローセンサ５８を備えた給湯配管５９と出湯配管４０とによって、図２の太線Ｐに示すように貯湯タンク２６に接続される。更に、この蛇口１３は、減圧逆止弁６１を備えた第２水道水配管６０にも接続される。上記フローセンサ５８は、給湯配管５９内を流れる湯量を検出する。
【００２６】
貯湯タンク２６には、第１水道水配管３８を介して水道水圧が常時作用しているとこから、蛇口１３の給湯栓を開くことにより、出湯配管４０及び給湯配管５９を経て、貯湯タンク２６内の湯が蛇口１３に給湯される。この蛇口１３からの湯は、蛇口１３の水道水栓を開くことにより、第２水道水配管６０からの水道水と混合されて、蛇口１３から供給可能とされる。
【００２７】
また、混合制御弁５７は、水道水電磁弁６２を備えた第３水道水配管６３を介して、図２の太破線Ｑに示すように、第１水道水配管３８の減圧逆止弁３７下流側に接続される。従って、出湯用電磁弁３９及び水道水電磁弁６２の開弁操作時には、混合制御弁５７の開度制御により、貯湯タンク２６及び出湯配管４０からの湯と第３水道水配管６３からの水道水とが混合されて、蛇口１３の給湯栓から給湯される湯温が、例えば４２℃に調整される。
【００２８】
図３に示すように、給湯配管５９におけるフローセンサ５８の下流側と、第１浴槽用配管５１における浴槽用循環ポンプ４６、フロースイッチ５０間とが第２浴槽用配管６８により接続される。この第２浴槽用配管６８には、給湯配管５９の側からフローセンサ６４、注湯用電磁弁６５、リリーフ手段６６、逆止弁６７が順次配設されている。
【００２９】
ここで、フローセンサ６４は、第２浴槽用配管６８内を流れる湯量を検出する。また、リリーフ手段６６及び逆止弁６７は、過剰に加熱された湯が第２浴槽用配管６８内を流れた時に、その圧力を逃がすものである。
【００３０】
浴槽用循環ポンプ４６を停止させた状態で、注湯用電磁弁６５及びバイパス電磁弁５４を開操作すると、図３の太線Ｒに示すように、貯湯タンク２６内の湯が出湯配管４０、給湯配管５９の一部及び第２浴槽用配管６８を流れて第１浴槽用配管５１内に至り、この第１浴槽用配管５１内で二股に分岐されて、一方がフロースイッチ５０、サーミスタ４９、水位センサ４８及びフィルタ４７を経て浴槽１４へ、また、他方がバイパス配管５５を経て浴槽１４へそれぞれ注湯される。第１浴槽用配管５１内で二方向から浴槽１４内へ注湯することにより、浴槽１４に湯を短時間で張ることが可能となる。
【００３１】
浴槽１４内に貯湯タンク２６から適量の湯が注湯されたことが水位センサ４８により検出された段階で、注湯用電磁弁６５及びバイパス電磁弁５４が閉操作される。その後、浴槽１４内の湯温が適温以下に低下したことがサーミスタ４９により検知されたときに、浴槽用循環ポンプ４６が稼働し、浴槽用循環回路５３内を循環する湯が、追い焚き用熱交換器２８により追い焚きされて、浴槽１４内の湯が保温される。
【００３２】
このように、貯湯タンク２６から浴槽１４へ適温の湯を適量給湯し、その後所定時間、浴槽１４内の湯を追い焚き用熱交換器２８により適温に追い焚きして保温する運転を、浴槽自動運転と称する。
【００３３】
前記制御装置１５は、ヒートポンプユニット１１における圧縮機１６の運転（容量制御を含む）及び停止、電磁弁２３の開閉、給湯ユニット１２における第１切換弁３１の切換、給湯用循環ポンプ３４及び浴槽用循環ポンプ４６の稼働又は停止、出湯用電磁弁３９、バイパス電磁弁５４、水道水電磁弁６２及び注湯用電磁弁６５の開閉、流量調整弁３５及び混合制御弁５７の開度、電気ヒータ４１への通電等をそれぞれ制御して、ヒートポンプユニット１１及び給湯ユニット１２を制御する。
【００３４】
このうち、制御装置１５は、図５に示すように、上述の浴槽自動運転が解除された時、または浴槽１４から湯が排水されたことが水位センサ４８により検出された時に、出湯用電磁弁３９及びバイパス電磁弁５４を閉操作し、水道水電磁弁６２及び注湯用電磁弁６５を開操作し、浴槽用循環ポンプ４６を連続稼働させる。これにより、図５の太線Ｓに示すように、水道水が第１水道水配管３８、第３水道水配管６３、給湯配管５９の一部及び第２浴槽用配管６８を通って、第１浴槽用配管５１の浴槽用循環ポンプ４６へ至り、この浴槽用循環ポンプ４６で加圧され、この加圧水が追い焚き用熱交換器２８内へ強制的に圧送された後、浴槽１４内へ流出する。
【００３５】
この結果、追い焚き用熱交換器２８内の管内壁に付着した垢等の付着物が加圧水により除去されて追い焚き用熱交換器２８が洗浄されると共に、第１浴槽用配管５１内の洗浄も実施される。
【００３６】
従って、上記構成によれば、次の効果を奏する。
【００３７】
浴槽自動運転の解除時、又は浴槽１４から湯が排水された時に、追い焚き用熱交換器２８と浴槽１４とをループ状に連結する浴槽用循環回路５３に配設された浴槽用循環ポンプ４６を連続稼働させ、追い焚き用熱交換器２８へ加圧水を供給してこの追い焚き用熱交換器２８を洗浄することから、加圧水を、圧力損失の比較的大きな追い焚き用熱交換器２８内へ強制的に流すことにより、この追い焚き用熱交換器２８内の管内壁に付着した垢等の付着物を好適に除去でき、追い焚き用熱交換器２８の熱交換効率を良好に確保することができる。
【００３８】
また、例えば、制御装置１５は、追い焚き用熱交換器２８の洗浄を、浴槽自動運転解除の度に、または浴槽１４から湯が排水される度に実施してもよい。この場合には、次の効果を奏する。
【００３９】
追い焚き用熱交換器２８の洗浄を、浴槽自動運転の解除の度に、または浴槽１４から湯が排水される度に実施することから、追い焚き用熱交換器２８の管内壁に垢等の付着物が付着する度にこの付着物を直ちに除去できるので、管内壁に付着物が付着した状態を回避でき、追い焚き用熱交換器２８の熱交換効率を常に良好に確保できる。
【００４０】
また、制御装置１５は、追い焚き用熱交換器２８の洗浄の際に、浴槽用循環ポンプ４６を断続に稼働させてもよい。この場合には、次の効果を奏する。
【００４１】
追い焚き用熱交換器２８の洗浄の際に、浴槽用循環ポンプ４６を断続に稼働させることから、追い焚き用熱交換器２８へ供給される加圧水の圧力が変動し、この加圧水の圧力変動に基づく衝撃波によって、追い焚き用熱交換器２８の管内壁の付着物をより一層好適に除去できると共に、浴槽１４内に湯が残っている場合にも、追い焚き用熱交換器２８以外の第１浴槽用配管５１内の残湯を押し出すことができる。
【００４２】
本実施形態では、図４に示すように、追い焚き用熱交換器２８を貯湯タンク２６内に設け、この貯湯タンク２６内のお湯の熱を追い焚きの熱源としたため、熱源の共用化が図れ、貯湯タンク２６内の湯温が一定温度以上である限り、この熱を利用して常時風呂の追い焚きが可能になる。
【００４３】
また、貯湯タンク２６内のお湯の熱以外の追い焚きの熱源、すなわち、ガスまたは石油を燃料とした熱源機８１で生成されるお湯の熱（内部タンク３２内のお湯の熱）を追い焚きに利用することができる。
【００４４】
この熱源機８１は、暖房温水生成用の熱源機であり、通常、この熱源機８１には別に温水床マットや温水エアコン等が接続される。
【００４５】
従って、暖房時では、この熱源機８１からの温水の温度は瞬時に昇温するし、例えば、冬場等のように外気温度が低い場合も、その湯温はかなり高温になるため、能力不足がなく、十分な追い焚きが実施される。
【００４６】
図６は、別の実施形態を示す。
【００４７】
この追い焚き用熱交換器１２８は貯湯タンク２６内に設置され、二重管構造となっており、外管１２８Ａおよび内管１２８Ｂを有する。そして、この内管１２８Ｂ内には熱源機８１で生成される追い焚き用のお湯が循環し、外管１２８Ａ内には浴槽１４内のお湯が循環する。内管１２８Ｂは平面視でリング状を呈しており、内管１２８Ｂ内に流入したお湯は内管１２８Ｂ内を貯湯タンク２６の周方向に流れて流出する。外管１２８Ａもまた平面視でリング状を呈しており、外管１２８Ａ内に流入したお湯は、同じく外管１２８Ａ内を貯湯タンク２６の周方向に流れて流出する。上記の構成に限定されず、内管１２８Ｂ内に浴槽１４内のお湯を循環し、外管１２８Ａ内に熱源機８１で生成される追い焚き用のお湯を循環させることも可能である。
【００４８】
本実施形態では、冬場等のように外気温度が低い場合も、湯温はかなり高温になるため、十分な追い焚きが実施されると共に、追い焚き用熱交換器１２８の構造が簡素化される。
【００４９】
【発明の効果】
以上のように、本発明では、追い焚き用熱交換器を貯湯タンク内に設け、この貯湯タンク内のお湯の熱を追い焚きの熱源としたため、この貯湯タンク内の湯温が一定温度以上である限り、この熱を利用して追い焚きが可能になる。
【００５０】
また、貯湯タンク内のお湯の熱以外の追い焚きの熱源、例えば、ガスまたは石油を燃料とした熱源機で生成されるお湯の熱を追い焚きに利用すれば、例えば、冬場等のように外気温度が低い場合も、その湯温はかなり高温になるため、能力不足がなく、十分な追い焚きが実施される等の効果を奏する。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係るヒートポンプ式給湯装置の一実施の形態を示し、貯湯タンク内の水を加熱し、湯を貯溜するときの回路図である。
【図２】蛇口から給湯するときの回路図である。
【図３】浴槽へ給湯するときの回路図である。
【図４】浴槽内の湯を追い焚きして保温するときの回路図である。
【図５】追い焚き用熱交換器を洗浄するときの回路図である。
【図６】別の実施形態を示す断面図である。
【符号の説明】
１０  ヒートポンプ式給湯装置
１１  ヒートポンプユニット
１２  給湯ユニット
１４  浴槽
１５  制御装置
１６  圧縮機
１８  ヒートポンプ熱交換器
２６  貯湯タンク
２７  給湯用熱交換器
２８、１２８  追い焚き用熱交換器
４６  浴槽用循環ポンプ
５３  浴槽用循環回路
【図１】
0004282212.tif 000002
【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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