(57)【要約】【課題】カルキの堆積防止と空気熱交換器の洗浄を効率良く行えるヒートポンプ式給湯機を提供する。【解決手段】ヒートポンプ回路３０と、湯を貯える貯湯タンク７を有し、この貯湯タンク７と前記水冷媒熱交換器２７の温水流路３３とは、循環ポンプ３２を備えた往き管２３及び戻り管２４で連通して構成した加熱循環回路２５とを備え、貯湯タンク７底部の湯水を往き管２３を介して前記温水流路３３に流通させて加熱し、高温となった湯水を戻し管２４を介して貯湯タンク７上部に戻し順次循環させ該貯湯タンク７内の湯水を沸き上げるもので、前記湯水の沸き上げ運転終了直後、循環ポンプ３２を駆動させて水冷媒熱交換器２７の温水流路３３に残った湯水を、導湯管３７を介して空気熱交換器２９の洗浄用に使用する。【選択図】図１
2009085488.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
コンプレッサー、水冷媒熱交換器、膨張弁、及び室外ファンを有する空気熱交換器を冷媒配管で環状に接続したヒートポンプ回路と、湯を貯える貯湯タンクを有し、この貯湯タンクと前記水冷媒熱交換器の温水流路とは、循環ポンプを備えた往き管及び戻り管で連通して構成した加熱循環回路とを備え、貯湯タンク底部の湯水を往き管を介して前記温水流路に流通させて加熱し、高温となった湯水を戻し管を介して貯湯タンク上部に戻し順次循環させ該貯湯タンク内の湯水を沸き上げるものに於いて、前記湯水の沸き上げ運転終了直後、循環ポンプを駆動させて水冷媒熱交換器の温水流路に残った湯水を、導湯管を介して空気熱交換器の洗浄用に使用する事を特徴とするヒートポンプ式給湯機。
【請求項２】
前記湯水の沸き上げ運転終了直後の空気熱交換器の洗浄運転は、沸き上げ運転終了毎或いは、所定回数に１回行うようにした事を特徴とする請求項１記載のヒートポンプ式給湯機。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、ヒートポンプ回路を利用して給湯を行うヒートポンプ式給湯機に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来よりこの種のものでは、水冷媒熱交換器の温水流路に堆積するカルキ等の不純物を、定期的に除去する洗浄運転を行い、常に効率の良い給湯が行えるようにしているものであった。（例えば、特許文献１参照。）
【特許文献１】特開２００４−３３２９９９号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
ところでこの従来のものでは、水冷媒熱交換器の温水流路内に不純物が堆積してから洗浄運転するので、完全な不純物の除去が出来ず、一部が残る等の不具合が有り、又洗浄水はそのまま排水するので経済的ではなかった。
【課題を解決するための手段】
【０００４】
この発明はこの点に着目し上記欠点を解決するため、特にその構成を、コンプレッサー、水冷媒熱交換器、膨張弁、及び室外ファンを有する空気熱交換器を冷媒配管で環状に接続したヒートポンプ回路と、湯を貯える貯湯タンクを有し、この貯湯タンクと前記水冷媒熱交換器の温水流路とは、循環ポンプを備えた往き管及び戻り管で連通して構成した加熱循環回路とを備え、貯湯タンク底部の湯水を往き管を介して前記温水流路に流通させて加熱し、高温となった湯水を戻し管を介して貯湯タンク上部に戻し順次循環させ該貯湯タンク内の湯水を沸き上げるものに於いて、前記湯水の沸き上げ運転終了直後、循環ポンプを駆動させて水冷媒熱交換器の温水流路に残った湯水を、導湯管を介して空気熱交換器の洗浄用に使用するようにしたものである。
【０００５】
又請求項２では、前記湯水の沸き上げ運転終了直後の空気熱交換器の洗浄運転は、沸き上げ運転終了毎或いは、所定回数に１回行うようにしたものである。
【発明の効果】
【０００６】
以上のようにこの発明によれば、水冷媒熱交換器の温水流路内にカルキ等の不純物が堆積する前に、温水ごと除去するので、確実にしかも簡単に不純物の堆積を阻止出来、長期に渡って効率の良い熱交換で、短時間に多量の高温水を得ることが出来るものであり、更にこの沸き上げ運転直後に取り去られる温水は、室外ファンによって吸引された屋外の空気と熱交換して熱を得る空気熱交換器を洗浄する為に使用することで、無駄なく使用出来ると共に、屋外に露呈して色々なゴミが付着して熱交換効率が低下する空気熱交換器の洗浄して、常にゴミがないクリーンな状態で良好な熱交換が得られるように維持出来るものである。
【０００７】
又請求項２のように、沸き上げ運転終了毎に行うようにすれば、常に水冷媒熱交換器及び空気熱交換器はきれいな状態で効率も維持出来るものであり、一方所定回数に１回行うようにすれば、湯水の使用量が減少して経済的な効果を得ることができるものである。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００８】
次に、この発明の一実施形態のヒートポンプ式給湯機を図面に基づいて説明する。
１は貯湯タンクユニット、２はヒートポンプ回路を構成した加熱部、３は給湯栓、４はリモートコントローラ、５は浴槽、６は電源である。
【０００９】
前記貯湯タンクユニット１は、湯水を貯湯する貯湯タンク７と、貯湯タンク７の上部に接続された出湯管８と、貯湯タンク７の下部に接続された給水管９と、出湯管８からの高温水と給水管９から分岐されたバイパス管１０からの低温水とを混合するミキシング弁１１と、ミキシング弁１１の下流に接続された給湯管１２と、給湯管１２に設けられた給湯温度センサ１３と、給湯管１１に設けられた給湯流量センサ１４と、給水管９に設けられた給水温度センサ１５と、給湯管１２から分岐され浴槽５に接続された湯張り管１６と、この湯張り管１６の開閉を行う湯張り弁１７と、湯張り管１６を流れる流量を積算する湯張り流量センサ１８と、出湯管８から分岐して接続された貯湯タンク７の過圧を逃す過圧逃し弁１９と、給水管９に設けられた給水圧を減圧する減圧弁２０と、貯湯タンク７の側面上下方向に複数設けられた貯湯温度センサ２１と、この貯湯タンクユニット１の制御を行うマイクロコンピュータで主に構成される給湯制御部２２と、貯湯タンク７と加熱部２とを往き管２３と戻り管２４で接続して湯水を循環させる加熱循環回路２５とを備えて構成されている。
【００１０】
前記加熱部２は、二酸化炭素冷媒を圧縮するコンプレッサー２６と、凝縮器としての水冷媒熱交換器２７と、膨張弁２８と、蒸発器としての空気熱交換器２９よりなるヒートポンプ回路３０と、空気熱交換器２９に送風する室外ファン３１と、加熱循環回路２５の往き管２３途中に設けられた能力可変の循環ポンプ３２と、水冷媒熱交換器２７の加熱循環回路２５を構成する一番細いパイプから成る温水流路３３の入口側に設けられ、温水流路３３に流入する湯水の温度を検出する熱交入口温度センサ３４と、温水流路３３の出口側に設けられ、温水流路３３から流出する湯水の温度を検出する熱交出口温度センサ３５と、この加熱部２の制御を行うマイクロコンピュータで主に構成される加熱制御部３６とを備えて構成されている。
【００１１】
ここで、前記電源６は時間帯別電灯であり、夜間（ここでは２３時から翌７時まで）が割安な電力料金設定となっているもので、この割安な夜間電力を用いて夜間に一日に必要な貯湯熱量を沸かし上げて使用するものであり、又この時間帯別電灯では昼間（７時から２３時まで）にも電力は供給され、残湯量が少なくなった時に追加の沸き増しが行われるものである。なお、前記電源６は給湯制御部２２に接続され、この給湯制御部２２からリモートコントローラ４および加熱制御部３６（ヒートポンプ回路３０に必要な電力を含む）に有線にて通信信号が重畳されて電力供給されるものである。
【００１２】
そして、夜間時間帯になると前記給湯制御部２２が翌日に必要な貯湯熱量を演算し、この目標となる貯湯熱量を夜間時間帯の終了時までに沸き上げるよう加熱制御部３６に指示してヒートポンプ回路３０を作動させ、加熱循環回路２５の循環ポンプ３２を駆動開始する。そして、循環ポンプ３２の駆動により貯湯タンク７下部から取り出された湯水が水冷媒熱交換器２７の細い温水流路３３に流入して加熱され、加熱循環回路２５を介して貯湯タンク７の上部に戻されることにより高温の湯が貯湯される。
【００１３】
そして、貯湯タンク７の側面に設けられた貯湯温度センサ２１が所定の量の高温水が貯湯されたことを検出するか、または、熱交入口温度センサ３４が所定温度以上を検出すると、給湯制御部２２が加熱制御部３６へ加熱動作の停止を指令し、ヒートポンプ回路３０と循環ポンプ３２の作動が停止され、夜間時間帯の終了時までに沸き上げ運転を終了するものである。
【００１４】
なお、ここで、貯湯タンク７内に貯湯される熱量は給湯制御部２２により過去数日分の給湯負荷から適切と思われる熱量を目標貯湯熱量として算出されるもので、貯湯される湯水の温度は季節（または給水温度センサ１５で検出する給水温度）および目標貯湯熱量の大小によって６０℃〜９０℃の範囲で変動するものである。
【００１５】
３７は温水流路３３後の戻り管２４から分岐し空気熱交換器２９の上方まで延びた導湯管で、空気熱交換器２９の上方側先端部には湯水をシャーワー状に拡散放出するノズル３８が備えられ、又導湯管３７の戻り管２４との分岐部分近傍には該導湯管３７への流通を開閉する電磁弁３９が取り付けられ、分岐部分より貯湯タンク７側の戻り管２４には、貯湯タンク７側への流通は許可するが、温水流路３３側への逆流は阻止する逆止弁４０が設けられている。
【００１６】
前記リモートコントローラ４には給湯設定温度を設定する温度設定スイッチ４１、浴槽５への湯張りを指示する湯張りスイッチ４２、湯張り量を設定する湯張り量設定スイッチ４３、及び給湯可能な残時間を表示させる残時間表示スイッチ４４とを有した操作部４５と、ドットマトリクス型の蛍光表示管よりなる表示部４６と、これら操作部４５および表示部４６を制御すると共に、前記給湯制御部２２と通信を行うマイクロコンピュータで主に構成されたリモコン制御部４７を備えており、通常運転時は前記表示部４６に操作部４５で設定された給湯設定温度や時刻情報および貯湯温度センサ２１で検知する残り貯湯量等が表示されるものである。
【００１７】
次に、給湯栓３を開くと、給水管９からの給水圧により貯湯タンク７上部の高温水が出湯管８に押し出され、給湯制御部２２により制御されるミキシング弁１１にてバイパス管１０の低温水と給湯温度センサ１３の検出する温度が前記リモートコントローラ４の操作部４５で設定された給湯設定温度になるように混合されて給湯管１２を介して給湯されるものである。
【００１８】
もしも給湯量が通常よりも多くなってしまい、昼間電力時間帯にて貯湯温度センサ２１で検出する残り貯湯量が少なくなったことを給湯制御部２２が検知し、貯湯タンク７内に貯湯された湯の湯切れが予想される場合は、その時点にて昼間電力を利用して必要な熱量の沸き増しが行われるものである。
【００１９】
次に、浴槽５に湯張りを行う際は、リモートコントローラ４の湯張りスイッチ４２が操作されると、給湯制御部２２が湯張り弁１７を開いて湯張りを開始し、湯張りを開始してからの積算流量が湯張り量に達したことを検出すると湯張り弁１７を閉じて湯張りを完了するものである。
【００２０】
次に温水流路３３内のカルキ等の不純物除去運転について図３のフローチャートで説明する。
今給湯の沸き上げ運転が終了したことを給湯制御部２２で確認し（ステップ４８）、ＹＥＳでステップ４９に進んで電磁弁３９を開成し、循環ポンプ３２を再度駆動させると共に室外ファン３１も回転させることで、温度上昇してカルキ分が析出し堆積しやすい状態の沸き上げ運転終了直後で、温水流路３３内に滞留する湯水を、導湯管３７を流通させてノズル３８から空気熱交換器２９に噴射させ、空気熱交換器２９のフィン間に溜まっているゴミを洗い流すものであり、更に戻り管２４には逆止弁４０が設けられているので、ここから湯水が逆流することはないものである。
【００２１】
この時噴射されるのは温水であるので、フィンにこびり付いたゴミも浮かせて良好に洗い流すことが出来るものであり、又室外ファン３１の回転による送風で吹き飛ばすことも出来、しかも多量の温水でドレン経路のゴミもいっしょに流せて、ドレン経路のつまりも防止出来るものである。
【００２２】
次にステップ５０に進み湯水の噴射開始からの時間を計時し、沸き上げ運転終了時に温水流路３３内の残った湯水が放出しきる一定時間ここでは５分経過したかを判断し、ＹＥＳでステップ５１に進んで電磁弁３９を閉成させ、循環ポンプ３２は駆動停止し、室外ファン３１は継続して回転して、濡れた空気熱交換器２９を送風により乾燥運転を行うものであり、そしてステップ５２で３分の乾燥運転を計時し、ＹＥＳでステップ５３で室外ファン３１の回転を停止して、このカルキ析出の温水流路３３内湯水の排出と空気熱交換器２９の洗浄とを同時に行うものであり、更に沸き上げ運転終了毎に行うようにすれば、常に水冷媒熱交換器２７及び空気熱交換器２９はきれいな状態で効率も維持出来るものである。
【００２３】
次に図４、５に示す他の実施形態について説明するが、前記実施形態との同一部分には同一符号を付して説明を省略し、相違部分のみを説明すれば、５４は導湯管３７側と戻り管２４側のどちらかを温水流路３３と連通する二方弁等からなる流路切換手段で、電磁弁３９と逆止弁４０の代わりであり、５５は温水流路３３に取り付けられた熱交温度センサで、温水流路３３内の温水温度を検出して沸き上げ運転終了に火傷の危険がない温度に低下してから空気熱交換器２９に噴出可能とする。
【００２４】
更に図５のフローチャートでは、ステップ４８で沸き上げ運転の終了を確認し、ＹＥＳでステップ５６に進み沸き上げ運転の終了が４回目かを判断し、ＹＥＳでステップ５７に進んで熱交温度センサ５５の検出する温水流路３３内の温水温度が火傷をしない所定温度ここでは４５℃以下まで待って、ＹＥＳで前記実施形態と同じステップ４９〜５３を進ものであるが、ただ電磁弁３９の代わりに流路切換手段５４となるものである。
【００２５】
そしてこれにより、先ず排出と洗浄運転を所定回数に１回行うようにすれば、湯水の使用量が減少して経済的な効果を得ることができるものであり、又空気熱交換器２９に噴射される温水温度を火傷の危険がない温度することで、万一温水噴射の跳ね返りが人に触れても安心であり、極めて安全な器具を提供できると言う新たな効果が得られるものである。
【図面の簡単な説明】
【００２６】
【図１】この発明の一実施形態を示すヒートポンプ式給湯機の概略構成図。
【図２】同要部説明図。
【図３】同洗浄運転のフローチャート。
【図４】他の実施形態を示す要部説明図。
【図５】同他の実施形態の洗浄運転を示すフローチャート。
【符号の説明】
【００２７】
７  貯湯タンク
２３  往き管
２４  戻り管
２５  加熱循環回路
２７  水冷媒熱交換器
２９  空気熱交換器
３０  ヒートポンプ回路
３２  循環ポンプ
３３  温水流路
３７  導湯管
【図１】
2009085488.tif 000003
【図２】
2009085488.tif 000004
【図３】
2009085488.tif 000005
【図４】
2009085488.tif 000006
【図５】
2009085488.tif 000007