JP2001041571A5 - - Google Patents
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Description
【書類名】 明細書
【発明の名称】 給湯機
【特許請求の範囲】
【請求項１】 圧縮機、凝縮器、減圧器、蒸発器が冷媒流路で接続構成されるヒートポンプユニットと、前記凝縮器の熱で内部の水が中間温度に加熱昇温される蓄熱タンクと、前記蓄熱タンクと出湯口との間の給水管途中に設けられ前記燃焼バーナーの熱により給湯水が加熱される熱交換器を有する燃焼給湯ユニットと、前記燃焼給湯ユニットから生じる燃焼排ガスを前記蒸発器へ導入する排気通路とを備え、前記蓄熱タンクの湯温が前記中間温度より低下した場合、または、前記中間温度よりも高温度の出湯が必要な場合には、前記燃焼バーナーの燃焼による給湯を行うことを特徴とする給湯機。
【請求項２】 蓄熱タンクの上部にヒートポンプユニットと燃焼給湯ユニットとを位置せしめ、１つの箱体に収納した請求項１記載の給湯機。
【請求項３】 ヒートポンプユニットの蒸発器から出るドレン水を中和する中和処理装置を有した請求項１記載の給湯機。
【請求項４】 燃焼給湯ユニットのバーナー燃焼検知手段と、前記燃焼検知手段の信号により、ヒートポンプユニットの運転開始をする制御手段を備えた請求項１記載の給湯機。
【請求項５】 燃焼給湯ユニットはバーナー燃焼用空気を送るための燃焼用送風機と前記燃焼用送風機の駆動検知手段とを有し、前記燃焼用送風機の駆動検知手段の信号により、ヒートポンプユニットの運転を開始する制御手段を備えた請求項１記載の給湯機。
【請求項６】 蒸発器は送風機を有し、燃焼給湯ユニットはバーナー燃焼用空気を送るための燃焼用送風機と前記燃焼用送風機の駆動検知手段とを有し、前記燃焼用送風機の送風機駆動検知手段の信号により、ヒートポンプユニットの送風機の運転を開始する制御手段を備えた請求項１記載の給湯機。
【請求項７】 送風機駆動検知手段は、燃焼用送風機の回転を検知するものとした請求項５又は６記載の給湯機。
【請求項８】 蒸発器は送風機を有し、燃焼給湯ユニットのバーナー燃焼用送風機の送風機駆動検知手段と、ヒートポンプの圧縮機駆動検知手段とを有し、燃焼用送風機が駆動したのを検知したとき、圧縮機が駆動されていたらヒートポンプユニットの送風機を強風設定とし、圧縮機が駆動されていなければヒートポンプユニットの送風機を弱風設定として運転する制御手段を備えた請求項１記載の給湯機。
【請求項９】 圧縮機駆動検知手段は、圧縮機の運転電流値を検知するものとした請求項８記載の給湯機。
【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と燃焼とを利用した給湯機に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来、この種の給湯機は特開昭５９−１９５０４８号公報に示す如きものがある。以下、従来の技術について図面に基づき説明する。図８は従来の給湯機の構成図である。図８において、蓄熱タンク６下部の水は循環ポンプ８を介してヒートポンプ１の凝縮器３と熱交換する熱交換器３’から燃焼給湯機１２の熱交換器１４を経て蓄熱タンク６上部に戻される。そして、蓄熱タンク６内の水はヒートポンプ１で中間温度まで昇温されたのち、燃焼給湯機１２で８０℃の高温まで昇温貯湯される。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、従来の給湯機では、蓄熱タンク内の湯温を常時８０℃の高温に保持しているため、放熱損失が大きい。また、出湯に必要な湯量を蓄熱タンクに確保しておく必要性から蓄熱タンク容積が大きくなり、設置スペース上の課題がある。
【０００４】
本発明は上記課題を解決するものであり、蓄熱タンク内の湯温をヒートポンプの沸き上げのみの中間温度とし、不足分を必要に応じて燃焼給湯機でまかなうことで、放熱損失の低減と蓄熱タンクの小型化をはかることを主目的とするものである。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
前記課題を解決するため、本発明は、圧縮機、凝縮器、減圧器、蒸発器が冷媒流路で接続構成されるヒートポンプユニットと、前記凝縮器の熱で内部の水が中間温度に加熱昇温される蓄熱タンクと、前記蓄熱タンクと出湯口との間の給水管途中に設けられ前記燃焼バーナーの熱により給湯水が加熱される熱交換器を有する燃焼給湯ユニットと、前記燃焼給湯ユニットから生じる燃焼排ガスを前記蒸発器へ導入する排気通路とを備え、前記蓄熱タンクの湯温が前記中間温度より低下した場合、または、前記中間温度よりも高温度の出湯が必要な場合には、前記燃焼バーナーの燃焼による給湯を行うことを特徴とする給湯機である。
【０００６】
以上の構成により、蓄熱タンク内の水はヒートポンプ運転で予め設定された所定温度に蓄熱貯湯される。所定温度は通常ヒートポンプの効率が十分確保され、また、通常出湯温度以上である５０〜５５℃の中間温度であるため、蓄熱タンクの放熱損失が低減される。また、蓄熱タンクと出湯口との間のタンク出湯管途中に設けた燃焼バーナーの熱により加熱される熱交換器を備えたことで、蓄熱タンクの湯温が低下した場合、または、高温度の出湯が必要な場合には燃焼による給湯が出来、蓄熱タンクを必要最小限の大きさに設定できるため、蓄熱タンクの小型化が図れる。さらに、燃焼給湯ユニットから生じる燃焼排ガスを前記蒸発器へ導入する構成とし、燃焼による給湯時にヒートポンプを同時運転することで、燃焼排ガスの熱を効率良く回収できる。
【０００７】
【発明の実施の形態】
前記課題を解決するため、本発明の請求項１に記載の発明は、圧縮機、凝縮器、減圧器、蒸発器が冷媒流路で接続構成されるヒートポンプユニットと、前記凝縮器の熱で内部の水が中間温度に加熱昇温される蓄熱タンクと、前記蓄熱タンクと出湯口との間の給水管途中に設けられ前記燃焼バーナーの熱により給湯水が加熱される熱交換器を有する燃焼給湯ユニットと、前記燃焼給湯ユニットから生じる燃焼排ガスを前記蒸発器へ導入する排気通路とを備え、前記蓄熱タンクの湯温が前記中間温度より低下した場合、または、前記中間温度よりも高温度の出湯が必要な場合には、前記燃焼バーナーの燃焼による給湯を行うことを特徴とする給湯機とし、蓄熱タンク内の水はヒートポンプ運転で予め設定された所定温度に蓄熱貯湯する。所定温度は通常ヒートポンプの効率が十分確保され、また、通常出湯温度以上である５０〜５５℃の中間温度であるため、蓄熱タンクの放熱損失が低減される。また、蓄熱タンクと出湯口との間のタンク出湯管途中に設けた燃焼バーナーの熱により加熱される熱交換器を備えたことで、蓄熱タンクの湯温が低下した場合、または、高温度の出湯が必要な場合には燃焼による給湯が出来るので、蓄熱タンクを必要最小限の大きさに設定でき、蓄熱タンクの小型化が図れる。さらに、燃焼給湯ユニットから生じる燃焼排ガスを前記蒸発器へ導入する構成とし、燃焼による給湯時にヒートポンプを同時運転することで、燃焼排ガスの熱を効率良く回収できる。
【０００８】
また、請求項２に記載の発明は、蓄熱タンクの上部にヒートポンプユニットと燃焼給湯ユニットとを位置せしめ、１つの箱体に収納した構成からなり、水配管、制御系統を有機的に配置でき、ユニットの小型化及び省スペース化が図れる。あるいは設置の自由度が向上する。
【０００９】
また、請求項３に記載の発明は、ヒートポンプユニットの蒸発器から出るドレン水を中和する中和処理装置を備え、燃焼排ガスが蒸発器で熱を回収される際に発生する高酸性のドレン水を中和処理装置で中和することで、機器の腐食の問題を解消できる。
【００１０】
また、請求項４に記載の発明は、燃焼給湯ユニットのバーナー燃焼検知手段と、前記燃焼検知手段の信号により、ヒートポンプユニットの運転開始をする制御手段を備え、バーナー燃焼の開始を検知して、ヒートポンプを運転し、燃焼による給湯時にヒートポンプを同時運転することで、燃焼排ガスの熱を効率良く回収できる。したがって、給湯により蓄熱タンクの湯が持ち出されると同時にヒートポンプ運転が開始されることで、蓄熱タンクの湯が補充される。
【００１１】
また、請求項５に記載の発明は、燃焼給湯ユニットはバーナー燃焼用空気を送るための燃焼用送風機と前記燃焼用送風機の駆動検知手段とを有し、前記燃焼用送風機の駆動検知手段の信号により、ヒートポンプユニットの運転を開始する制御手段を備え、バーナー燃焼時に駆動される燃焼用送風機の運転にあわせて、ヒートポンプの運転を行い蒸発器の送風機が駆動されることで、燃焼用空気が確実にバーナー部から熱交換器、蒸発器へ導かれるため、燃焼の安定化が図れ、また燃焼排ガスの熱を効率良く回収できる。
【００１２】
また、請求項６に記載の発明は、蒸発器は送風機を有し、燃焼給湯ユニットはバーナー燃焼用空気を送るための燃焼用送風機と前記燃焼用送風機の駆動検知手段とを有し、前記燃焼用送風機の送風機駆動検知手段の信号により、ヒートポンプユニットの送風機の運転開始をする制御手段を備え、バーナー燃焼時に駆動される燃焼用送風機の運転にあわせて、ヒートポンプの送風機が駆動されることで、ヒートポンプの運転を必要としない場合でも、燃焼用空気が確実にバーナー部から熱交換器を経て、蒸発器の送風機によって燃焼排ガスとなって、外部へ排出されるため、燃焼の安定化が図れる。
【００１３】
また、請求項７に記載の発明は、送風機駆動検知手段は、燃焼用送風機の回転を検知するものとしたもので、確実な検知ができる。
【００１４】
また、請求項８に記載の発明は、蒸発器は送風機を有し、燃焼給湯ユニットのバーナー燃焼用送風機の送風機駆動検知手段と、ヒートポンプの圧縮機駆動検知手段とを有し、燃焼用送風機が駆動したのを検知したとき、圧縮機が駆動されていたらヒートポンプユニットの送風機を強風設定とし、圧縮機が駆動されていなければヒートポンプユニットの送風機を弱風設定として運転する制御手段を備え、バーナー燃焼時に駆動される燃焼用送風機の運転時、ヒートポンプ運転を示す圧縮機の駆動状態を検知して、ヒートポンプ運転時は送風機を蒸発器の送風量に必要な強風設定とすることで、ヒートポンプの正常な運転を確保し、ヒートポンプが運転されていない時は、燃焼排ガスを排出するに必要な弱風設定とすることで、最小限の送風機動力で燃焼排ガスを確実に外部へ排出できる。
【００１５】
また、請求項９に記載の発明は、圧縮機駆動検知手段は、圧縮機の運転電流値を検知するもので、簡単な電気回路で確実な検知ができる。
【００１６】
【実施例】
以下、本発明の実施例について図面を用いて説明する。なお、従来例および各実施例において、同じ構成、同じ動作をするものについては同一符号を付し、一部説明を省略する。
【００１７】
（実施例１）
図１は本発明の実施例１の給湯機の構成図である。
【００１８】
図１において、ヒートポンプ１は圧縮機２、凝縮器３、減圧器４、蒸発器５が冷媒流路で接続構成される。６は蓄熱タンク、蓄熱タンク６の下部からの水は、循環ポンプ８によって凝縮器３に導かれ、凝縮器３の熱で加熱昇温されて蓄熱タンク６へ戻される。蓄熱タンク６の下部には、水道水などが給水される管路９が、上部には、タンク出湯管１０が設けられ、このタンク出湯管１０の出湯口である端末カラン１１までの間には、燃焼給湯機１２を構成する燃焼バーナー１３の熱により加熱される熱交換器１４が配置される。１５は蒸発器５に通風するための送風機、１６は送風機１５の排風路、１７はバーナー１３の燃焼用空気を送るための燃焼用送風機、１８は蒸発器５の空気流入側に開口した燃焼給湯ユニット１２の燃焼排ガスの排気通路で、蓄熱タンク６の上部にヒートポンプユニット１と燃焼給湯ユニット１２とを位置せしめ、１つの箱体１９に収納される。
【００１９】
以上の構成において、その動作、作用について説明する。まず、電源（図示せず）を入れると、ヒートポンプ１の圧縮機２と送風機１５と循環ポンプ８の運転を開始し、蓄熱タンク６内の水を所定温度（５０〜５５℃）まで沸き上げる。通常出湯時は蓄熱タンク６内の湯温が５０〜５５℃であるために、燃焼バーナー１３は点火せず、蓄熱タンク６の湯温が低下した場合、または、高温度の出湯が必要な場合に燃焼による給湯が行われる。よって、通常出湯温度以上である５０〜５５℃の中間温度であるため、蓄熱タンク６の放熱損失が低減される。また、蓄熱タンク６と出湯する端末カラン１１との間のタンク出湯管１０途中に設けた燃焼バーナー１２の熱により加熱される熱交換器１４を備えたことで、蓄熱タンク６の湯温が低下した場合、または、高温度の出湯が必要な場合には燃焼による給湯が出来るので、蓄熱タンク６を必要最小限の大きさに設定でき、蓄熱タンク６の小型化が図れる。また、燃焼給湯の際は蓄熱タンク６の湯または水が使用されるため、ヒートポンプユニット１を同時運転することで、燃焼給湯機１２の熱交換器１４を通過した燃焼排ガスは排気通路１８より蒸発器５へ導かれ、蒸発器５で燃焼排ガスの熱を効率良く回収できる。
【００２０】
さらに、蓄熱タンク６の上部にヒートポンプユニット１と燃焼給湯ユニット１２とを位置せしめ、１つの箱体１９に収納した構成したことで、水配管、制御系統を有機的に配置でき、ユニットの小型化及び省スペース化が図れる。あるいは設置の自由度が向上する。
【００２１】
（実施例２）
図２は本発明の実施例２の給湯機の構成図である。図２において、２０は蒸発器５のドレン水を受けるドレンパン、２１はドレン水の中和処理装置で、２２はドレンパン排水路でドレンパン２０と接続される。２３は中和装置排水路ある。
【００２２】
以上の構成において、その動作、作用について説明する。
【００２３】
燃焼排ガスが蒸発器５で熱を回収される際に発生する高酸性のドレン水はドレンパン２０で受けられ、ドレンパン排水路２２から中和処理装置２１入り、この中和処理装置２１で中和されて中和装置排水路２３から外部へ排出される。このように燃焼排ガスが蒸発器５で熱を回収される際に発生する高酸性のドレン水を中和処理装置２１で中和することで、機器の腐食の問題を解消できる。
【００２４】
（実施例３）
図３は本発明の実施例３の給湯機の構成図である。図３において、２４はバーナー燃焼検知手段、２５は制御手段で燃焼検出手段２６とヒートポンプ運転手段２７を有する。
【００２５】
以上の構成において、その動作、作用について説明する。
【００２６】
バーナー１３が燃焼するとバーナー燃焼検知手段２４の信号を燃焼検出手段２６で検出し、その結果でヒートポンプ運転手段２７によりヒートポンプユニット１の運転を開始する。このように、燃焼による給湯時にバーナー１３の燃焼開始を検知して、ヒートポンプ１を同時運転することで、燃焼排ガスの熱を蒸発器５で効率良く回収できる。したがって、給湯により蓄熱タンク６の湯が持ち出されると同時にヒートポンプ運転が開始されることで、蓄熱タンク６の湯が効率良く補充される。
【００２７】
（実施例４）
図４は本発明の実施例４の給湯機の構成図である。図４において、２８は燃焼用送風機駆動検知手段で、ホール素子とかホトトランジスタ等で燃焼用送風機１７の回転数を検知する。２９は制御手段で燃焼用送風機駆動検出手段３０，ヒートポンプ運転手段２７を有する。
【００２８】
以上の構成において、その動作、作用について説明する。バーナー１３の燃焼を行うために燃焼用送風機１７の運転を開始すると燃焼用送風機駆動検知手段２８の信号を燃焼用送風機駆動検出手段３０で検出し、その結果でヒートポンプ運転手段２７によりヒートポンプユニット１の運転を開始する。このように、バーナー燃焼時に駆動される燃焼用送風機１７の運転にあわせて、ヒートポンプの運転を行い蒸発器５の送風機１５が駆動されることで、燃焼用空気が確実にバーナー１３部から熱交換器１４、蒸発器５へ導かれるため、燃焼の安定化が図れ、また燃焼排ガスの熱を効率良く回収できる。また、送風機駆動検知手段２８を燃焼用送風機１７の回転を検知する手段とすることで、確実な検知ができる。
【００２９】
（実施例５）
図５は本発明の実施例５の給湯機の構成図である。図５において、３１は制御手段で燃焼用送風機駆動検出手段３０，送風機運転手段３２を有する。
【００３０】
以上の構成において、その動作、作用について説明する。バーナー１３の燃焼を行うために燃焼用送風機１７の運転を開始すると燃焼用送風機駆動検知手段２８の信号を燃焼用送風機駆動検出手段３０で検出し、その結果で送風機運転手段３２により送風機１５の運転を開始する。このように、バーナー燃焼時に駆動される燃焼用送風機１７の運転にあわせて、ヒートポンプの送風機１５が駆動されることで、ヒートポンプの運転を必要としない場合でも、燃焼用空気が確実にバーナー１３部から熱交換器１４を経て、蒸発器５の送風機１５によって燃焼排ガスとなって、外部へ排出されるため、燃焼の安定化が図れる。
【００３１】
（実施例６）
図６は本発明の実施例６の給湯機の構成図である。図６において、３３は圧縮機駆動検知手段、３４は制御手段で燃焼用送風機駆動検出手段３０，圧縮機駆動検出手段３５，圧縮機駆動比較手段３６，強風運転手段３７，弱風運転手段３８を有する。
【００３２】
以上の構成において、その動作、作用について説明する。バーナー１３の燃焼を行うために燃焼用送風機１７の運転を開始すると燃焼用送風機駆動検知手段２８の信号を燃焼用送風機駆動検出手段３０で検出し、次ぎに、圧縮機駆動検出手段３５で圧縮機駆動検知手段３３の信号を検出し、圧縮機駆動比較手段３６で圧縮機２の駆動の有無を判定して、その結果で圧縮機１が駆動されていたら強風運転手段３７に指令を送り、ヒートポンプ１の送風機１５を強風で運転し、圧縮機１が駆動されていなければ弱風運転手段３８に指令を送り、ヒートポンプ１の送風機１５を弱風で運転する。このように、バーナー燃焼時に駆動される燃焼用送風機１７の運転時、ヒートポンプ運転を示す圧縮機２の駆動状態を検知して、ヒートポンプ運転時は送風機１５を蒸発器５の送風量に必要な強風設定とすることで、ヒートポンプの正常な運転を確保し、ヒートポンプが運転されていない時は、燃焼排ガスを排出するに必要な弱風設定とすることで、最小限の送風機動力で燃焼排ガスを確実に外部へ排出できる。
【００３３】
（実施例７）
図７は本発明の実施例７の給湯機の構成図である。図７において、図６と異なる点は、圧縮機駆動検知手段３３として圧縮機２の運転電流値を検知する運転電流検知手段３９としたもので、たとえばカレントトランス等で構成される。したがって、簡単な電気回路で確実な検知ができる。
【００３４】
【発明の効果】
以上の説明からも明らかのように、蓄熱タンク内の水はヒートポンプ運転で予め設定された所定温度に蓄熱貯湯され、その温度は通常出湯温度以上である例えば５０〜５５℃の中間温度であるため、蓄熱タンクの放熱損失が低減される。また、蓄熱タンクと出湯口との間のタンク出湯管途中に設けた燃焼バーナーの熱により加熱される熱交換器を備えたことで、蓄熱タンクの湯温が低下した場合、または、高温度の出湯が必要な場合には燃焼による給湯が出来、蓄熱タンクを必要最小限の大きさに設定できるため、蓄熱タンクの小型化が図れる。さらに、燃焼給湯ユニットから生じる燃焼排ガスを前記蒸発器へ導入する構成とし、燃焼による給湯時にヒートポンプを同時運転することで、燃焼排ガスの熱を効率良く回収できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】
本発明の実施例１の給湯機の構成図
【図２】
本発明の実施例２の給湯機の構成図
【図３】
本発明の実施例３の給湯機の構成図
【図４】
本発明の実施例４の給湯の構成図
【図５】
本発明の実施例５の給湯機の構成図
【図６】
本発明の実施例６の給湯機−の構成図
【図７】
本発明の実施例７の給湯の構成図
【図８】
従来の給湯機の構成図
【符号の説明】
１ ヒートポンプユニット
２ 圧縮機
３ 凝縮器
４ 減圧器
５ 蒸発器
６ 蓄熱タンク
１０ タンク出湯管
１１ 端末カラン（出湯口）
１３ 燃焼バーナー
１４ 熱交換器
１５ 送風機
１９ 箱体
２１ 中和処理装置
２４ バーナー燃焼検知手段
２５ 制御手段
２６ 燃焼検出手段
２７ ヒートポンプ運転手段
２８ 燃焼用送風機駆動検知手段
３０ 燃焼用送風機駆動検出手段
３２ 送風機運転手段
３３ 圧縮機駆動検知手段
３５ 圧縮機駆動検出手段
３６ 圧縮機駆動比較手段
３７ 強風運転手段
３８ 弱風運転手段
３９ 運転電流検知手段
【発明の名称】 給湯機
【特許請求の範囲】
【請求項１】 圧縮機、凝縮器、減圧器、蒸発器が冷媒流路で接続構成されるヒートポンプユニットと、前記凝縮器の熱で内部の水が中間温度に加熱昇温される蓄熱タンクと、前記蓄熱タンクと出湯口との間の給水管途中に設けられ前記燃焼バーナーの熱により給湯水が加熱される熱交換器を有する燃焼給湯ユニットと、前記燃焼給湯ユニットから生じる燃焼排ガスを前記蒸発器へ導入する排気通路とを備え、前記蓄熱タンクの湯温が前記中間温度より低下した場合、または、前記中間温度よりも高温度の出湯が必要な場合には、前記燃焼バーナーの燃焼による給湯を行うことを特徴とする給湯機。
【請求項２】 蓄熱タンクの上部にヒートポンプユニットと燃焼給湯ユニットとを位置せしめ、１つの箱体に収納した請求項１記載の給湯機。
【請求項３】 ヒートポンプユニットの蒸発器から出るドレン水を中和する中和処理装置を有した請求項１記載の給湯機。
【請求項４】 燃焼給湯ユニットのバーナー燃焼検知手段と、前記燃焼検知手段の信号により、ヒートポンプユニットの運転開始をする制御手段を備えた請求項１記載の給湯機。
【請求項５】 燃焼給湯ユニットはバーナー燃焼用空気を送るための燃焼用送風機と前記燃焼用送風機の駆動検知手段とを有し、前記燃焼用送風機の駆動検知手段の信号により、ヒートポンプユニットの運転を開始する制御手段を備えた請求項１記載の給湯機。
【請求項６】 蒸発器は送風機を有し、燃焼給湯ユニットはバーナー燃焼用空気を送るための燃焼用送風機と前記燃焼用送風機の駆動検知手段とを有し、前記燃焼用送風機の送風機駆動検知手段の信号により、ヒートポンプユニットの送風機の運転を開始する制御手段を備えた請求項１記載の給湯機。
【請求項７】 送風機駆動検知手段は、燃焼用送風機の回転を検知するものとした請求項５又は６記載の給湯機。
【請求項８】 蒸発器は送風機を有し、燃焼給湯ユニットのバーナー燃焼用送風機の送風機駆動検知手段と、ヒートポンプの圧縮機駆動検知手段とを有し、燃焼用送風機が駆動したのを検知したとき、圧縮機が駆動されていたらヒートポンプユニットの送風機を強風設定とし、圧縮機が駆動されていなければヒートポンプユニットの送風機を弱風設定として運転する制御手段を備えた請求項１記載の給湯機。
【請求項９】 圧縮機駆動検知手段は、圧縮機の運転電流値を検知するものとした請求項８記載の給湯機。
【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と燃焼とを利用した給湯機に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来、この種の給湯機は特開昭５９−１９５０４８号公報に示す如きものがある。以下、従来の技術について図面に基づき説明する。図８は従来の給湯機の構成図である。図８において、蓄熱タンク６下部の水は循環ポンプ８を介してヒートポンプ１の凝縮器３と熱交換する熱交換器３’から燃焼給湯機１２の熱交換器１４を経て蓄熱タンク６上部に戻される。そして、蓄熱タンク６内の水はヒートポンプ１で中間温度まで昇温されたのち、燃焼給湯機１２で８０℃の高温まで昇温貯湯される。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、従来の給湯機では、蓄熱タンク内の湯温を常時８０℃の高温に保持しているため、放熱損失が大きい。また、出湯に必要な湯量を蓄熱タンクに確保しておく必要性から蓄熱タンク容積が大きくなり、設置スペース上の課題がある。
【０００４】
本発明は上記課題を解決するものであり、蓄熱タンク内の湯温をヒートポンプの沸き上げのみの中間温度とし、不足分を必要に応じて燃焼給湯機でまかなうことで、放熱損失の低減と蓄熱タンクの小型化をはかることを主目的とするものである。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
前記課題を解決するため、本発明は、圧縮機、凝縮器、減圧器、蒸発器が冷媒流路で接続構成されるヒートポンプユニットと、前記凝縮器の熱で内部の水が中間温度に加熱昇温される蓄熱タンクと、前記蓄熱タンクと出湯口との間の給水管途中に設けられ前記燃焼バーナーの熱により給湯水が加熱される熱交換器を有する燃焼給湯ユニットと、前記燃焼給湯ユニットから生じる燃焼排ガスを前記蒸発器へ導入する排気通路とを備え、前記蓄熱タンクの湯温が前記中間温度より低下した場合、または、前記中間温度よりも高温度の出湯が必要な場合には、前記燃焼バーナーの燃焼による給湯を行うことを特徴とする給湯機である。
【０００６】
以上の構成により、蓄熱タンク内の水はヒートポンプ運転で予め設定された所定温度に蓄熱貯湯される。所定温度は通常ヒートポンプの効率が十分確保され、また、通常出湯温度以上である５０〜５５℃の中間温度であるため、蓄熱タンクの放熱損失が低減される。また、蓄熱タンクと出湯口との間のタンク出湯管途中に設けた燃焼バーナーの熱により加熱される熱交換器を備えたことで、蓄熱タンクの湯温が低下した場合、または、高温度の出湯が必要な場合には燃焼による給湯が出来、蓄熱タンクを必要最小限の大きさに設定できるため、蓄熱タンクの小型化が図れる。さらに、燃焼給湯ユニットから生じる燃焼排ガスを前記蒸発器へ導入する構成とし、燃焼による給湯時にヒートポンプを同時運転することで、燃焼排ガスの熱を効率良く回収できる。
【０００７】
【発明の実施の形態】
前記課題を解決するため、本発明の請求項１に記載の発明は、圧縮機、凝縮器、減圧器、蒸発器が冷媒流路で接続構成されるヒートポンプユニットと、前記凝縮器の熱で内部の水が中間温度に加熱昇温される蓄熱タンクと、前記蓄熱タンクと出湯口との間の給水管途中に設けられ前記燃焼バーナーの熱により給湯水が加熱される熱交換器を有する燃焼給湯ユニットと、前記燃焼給湯ユニットから生じる燃焼排ガスを前記蒸発器へ導入する排気通路とを備え、前記蓄熱タンクの湯温が前記中間温度より低下した場合、または、前記中間温度よりも高温度の出湯が必要な場合には、前記燃焼バーナーの燃焼による給湯を行うことを特徴とする給湯機とし、蓄熱タンク内の水はヒートポンプ運転で予め設定された所定温度に蓄熱貯湯する。所定温度は通常ヒートポンプの効率が十分確保され、また、通常出湯温度以上である５０〜５５℃の中間温度であるため、蓄熱タンクの放熱損失が低減される。また、蓄熱タンクと出湯口との間のタンク出湯管途中に設けた燃焼バーナーの熱により加熱される熱交換器を備えたことで、蓄熱タンクの湯温が低下した場合、または、高温度の出湯が必要な場合には燃焼による給湯が出来るので、蓄熱タンクを必要最小限の大きさに設定でき、蓄熱タンクの小型化が図れる。さらに、燃焼給湯ユニットから生じる燃焼排ガスを前記蒸発器へ導入する構成とし、燃焼による給湯時にヒートポンプを同時運転することで、燃焼排ガスの熱を効率良く回収できる。
【０００８】
また、請求項２に記載の発明は、蓄熱タンクの上部にヒートポンプユニットと燃焼給湯ユニットとを位置せしめ、１つの箱体に収納した構成からなり、水配管、制御系統を有機的に配置でき、ユニットの小型化及び省スペース化が図れる。あるいは設置の自由度が向上する。
【０００９】
また、請求項３に記載の発明は、ヒートポンプユニットの蒸発器から出るドレン水を中和する中和処理装置を備え、燃焼排ガスが蒸発器で熱を回収される際に発生する高酸性のドレン水を中和処理装置で中和することで、機器の腐食の問題を解消できる。
【００１０】
また、請求項４に記載の発明は、燃焼給湯ユニットのバーナー燃焼検知手段と、前記燃焼検知手段の信号により、ヒートポンプユニットの運転開始をする制御手段を備え、バーナー燃焼の開始を検知して、ヒートポンプを運転し、燃焼による給湯時にヒートポンプを同時運転することで、燃焼排ガスの熱を効率良く回収できる。したがって、給湯により蓄熱タンクの湯が持ち出されると同時にヒートポンプ運転が開始されることで、蓄熱タンクの湯が補充される。
【００１１】
また、請求項５に記載の発明は、燃焼給湯ユニットはバーナー燃焼用空気を送るための燃焼用送風機と前記燃焼用送風機の駆動検知手段とを有し、前記燃焼用送風機の駆動検知手段の信号により、ヒートポンプユニットの運転を開始する制御手段を備え、バーナー燃焼時に駆動される燃焼用送風機の運転にあわせて、ヒートポンプの運転を行い蒸発器の送風機が駆動されることで、燃焼用空気が確実にバーナー部から熱交換器、蒸発器へ導かれるため、燃焼の安定化が図れ、また燃焼排ガスの熱を効率良く回収できる。
【００１２】
また、請求項６に記載の発明は、蒸発器は送風機を有し、燃焼給湯ユニットはバーナー燃焼用空気を送るための燃焼用送風機と前記燃焼用送風機の駆動検知手段とを有し、前記燃焼用送風機の送風機駆動検知手段の信号により、ヒートポンプユニットの送風機の運転開始をする制御手段を備え、バーナー燃焼時に駆動される燃焼用送風機の運転にあわせて、ヒートポンプの送風機が駆動されることで、ヒートポンプの運転を必要としない場合でも、燃焼用空気が確実にバーナー部から熱交換器を経て、蒸発器の送風機によって燃焼排ガスとなって、外部へ排出されるため、燃焼の安定化が図れる。
【００１３】
また、請求項７に記載の発明は、送風機駆動検知手段は、燃焼用送風機の回転を検知するものとしたもので、確実な検知ができる。
【００１４】
また、請求項８に記載の発明は、蒸発器は送風機を有し、燃焼給湯ユニットのバーナー燃焼用送風機の送風機駆動検知手段と、ヒートポンプの圧縮機駆動検知手段とを有し、燃焼用送風機が駆動したのを検知したとき、圧縮機が駆動されていたらヒートポンプユニットの送風機を強風設定とし、圧縮機が駆動されていなければヒートポンプユニットの送風機を弱風設定として運転する制御手段を備え、バーナー燃焼時に駆動される燃焼用送風機の運転時、ヒートポンプ運転を示す圧縮機の駆動状態を検知して、ヒートポンプ運転時は送風機を蒸発器の送風量に必要な強風設定とすることで、ヒートポンプの正常な運転を確保し、ヒートポンプが運転されていない時は、燃焼排ガスを排出するに必要な弱風設定とすることで、最小限の送風機動力で燃焼排ガスを確実に外部へ排出できる。
【００１５】
また、請求項９に記載の発明は、圧縮機駆動検知手段は、圧縮機の運転電流値を検知するもので、簡単な電気回路で確実な検知ができる。
【００１６】
【実施例】
以下、本発明の実施例について図面を用いて説明する。なお、従来例および各実施例において、同じ構成、同じ動作をするものについては同一符号を付し、一部説明を省略する。
【００１７】
（実施例１）
図１は本発明の実施例１の給湯機の構成図である。
【００１８】
図１において、ヒートポンプ１は圧縮機２、凝縮器３、減圧器４、蒸発器５が冷媒流路で接続構成される。６は蓄熱タンク、蓄熱タンク６の下部からの水は、循環ポンプ８によって凝縮器３に導かれ、凝縮器３の熱で加熱昇温されて蓄熱タンク６へ戻される。蓄熱タンク６の下部には、水道水などが給水される管路９が、上部には、タンク出湯管１０が設けられ、このタンク出湯管１０の出湯口である端末カラン１１までの間には、燃焼給湯機１２を構成する燃焼バーナー１３の熱により加熱される熱交換器１４が配置される。１５は蒸発器５に通風するための送風機、１６は送風機１５の排風路、１７はバーナー１３の燃焼用空気を送るための燃焼用送風機、１８は蒸発器５の空気流入側に開口した燃焼給湯ユニット１２の燃焼排ガスの排気通路で、蓄熱タンク６の上部にヒートポンプユニット１と燃焼給湯ユニット１２とを位置せしめ、１つの箱体１９に収納される。
【００１９】
以上の構成において、その動作、作用について説明する。まず、電源（図示せず）を入れると、ヒートポンプ１の圧縮機２と送風機１５と循環ポンプ８の運転を開始し、蓄熱タンク６内の水を所定温度（５０〜５５℃）まで沸き上げる。通常出湯時は蓄熱タンク６内の湯温が５０〜５５℃であるために、燃焼バーナー１３は点火せず、蓄熱タンク６の湯温が低下した場合、または、高温度の出湯が必要な場合に燃焼による給湯が行われる。よって、通常出湯温度以上である５０〜５５℃の中間温度であるため、蓄熱タンク６の放熱損失が低減される。また、蓄熱タンク６と出湯する端末カラン１１との間のタンク出湯管１０途中に設けた燃焼バーナー１２の熱により加熱される熱交換器１４を備えたことで、蓄熱タンク６の湯温が低下した場合、または、高温度の出湯が必要な場合には燃焼による給湯が出来るので、蓄熱タンク６を必要最小限の大きさに設定でき、蓄熱タンク６の小型化が図れる。また、燃焼給湯の際は蓄熱タンク６の湯または水が使用されるため、ヒートポンプユニット１を同時運転することで、燃焼給湯機１２の熱交換器１４を通過した燃焼排ガスは排気通路１８より蒸発器５へ導かれ、蒸発器５で燃焼排ガスの熱を効率良く回収できる。
【００２０】
さらに、蓄熱タンク６の上部にヒートポンプユニット１と燃焼給湯ユニット１２とを位置せしめ、１つの箱体１９に収納した構成したことで、水配管、制御系統を有機的に配置でき、ユニットの小型化及び省スペース化が図れる。あるいは設置の自由度が向上する。
【００２１】
（実施例２）
図２は本発明の実施例２の給湯機の構成図である。図２において、２０は蒸発器５のドレン水を受けるドレンパン、２１はドレン水の中和処理装置で、２２はドレンパン排水路でドレンパン２０と接続される。２３は中和装置排水路ある。
【００２２】
以上の構成において、その動作、作用について説明する。
【００２３】
燃焼排ガスが蒸発器５で熱を回収される際に発生する高酸性のドレン水はドレンパン２０で受けられ、ドレンパン排水路２２から中和処理装置２１入り、この中和処理装置２１で中和されて中和装置排水路２３から外部へ排出される。このように燃焼排ガスが蒸発器５で熱を回収される際に発生する高酸性のドレン水を中和処理装置２１で中和することで、機器の腐食の問題を解消できる。
【００２４】
（実施例３）
図３は本発明の実施例３の給湯機の構成図である。図３において、２４はバーナー燃焼検知手段、２５は制御手段で燃焼検出手段２６とヒートポンプ運転手段２７を有する。
【００２５】
以上の構成において、その動作、作用について説明する。
【００２６】
バーナー１３が燃焼するとバーナー燃焼検知手段２４の信号を燃焼検出手段２６で検出し、その結果でヒートポンプ運転手段２７によりヒートポンプユニット１の運転を開始する。このように、燃焼による給湯時にバーナー１３の燃焼開始を検知して、ヒートポンプ１を同時運転することで、燃焼排ガスの熱を蒸発器５で効率良く回収できる。したがって、給湯により蓄熱タンク６の湯が持ち出されると同時にヒートポンプ運転が開始されることで、蓄熱タンク６の湯が効率良く補充される。
【００２７】
（実施例４）
図４は本発明の実施例４の給湯機の構成図である。図４において、２８は燃焼用送風機駆動検知手段で、ホール素子とかホトトランジスタ等で燃焼用送風機１７の回転数を検知する。２９は制御手段で燃焼用送風機駆動検出手段３０，ヒートポンプ運転手段２７を有する。
【００２８】
以上の構成において、その動作、作用について説明する。バーナー１３の燃焼を行うために燃焼用送風機１７の運転を開始すると燃焼用送風機駆動検知手段２８の信号を燃焼用送風機駆動検出手段３０で検出し、その結果でヒートポンプ運転手段２７によりヒートポンプユニット１の運転を開始する。このように、バーナー燃焼時に駆動される燃焼用送風機１７の運転にあわせて、ヒートポンプの運転を行い蒸発器５の送風機１５が駆動されることで、燃焼用空気が確実にバーナー１３部から熱交換器１４、蒸発器５へ導かれるため、燃焼の安定化が図れ、また燃焼排ガスの熱を効率良く回収できる。また、送風機駆動検知手段２８を燃焼用送風機１７の回転を検知する手段とすることで、確実な検知ができる。
【００２９】
（実施例５）
図５は本発明の実施例５の給湯機の構成図である。図５において、３１は制御手段で燃焼用送風機駆動検出手段３０，送風機運転手段３２を有する。
【００３０】
以上の構成において、その動作、作用について説明する。バーナー１３の燃焼を行うために燃焼用送風機１７の運転を開始すると燃焼用送風機駆動検知手段２８の信号を燃焼用送風機駆動検出手段３０で検出し、その結果で送風機運転手段３２により送風機１５の運転を開始する。このように、バーナー燃焼時に駆動される燃焼用送風機１７の運転にあわせて、ヒートポンプの送風機１５が駆動されることで、ヒートポンプの運転を必要としない場合でも、燃焼用空気が確実にバーナー１３部から熱交換器１４を経て、蒸発器５の送風機１５によって燃焼排ガスとなって、外部へ排出されるため、燃焼の安定化が図れる。
【００３１】
（実施例６）
図６は本発明の実施例６の給湯機の構成図である。図６において、３３は圧縮機駆動検知手段、３４は制御手段で燃焼用送風機駆動検出手段３０，圧縮機駆動検出手段３５，圧縮機駆動比較手段３６，強風運転手段３７，弱風運転手段３８を有する。
【００３２】
以上の構成において、その動作、作用について説明する。バーナー１３の燃焼を行うために燃焼用送風機１７の運転を開始すると燃焼用送風機駆動検知手段２８の信号を燃焼用送風機駆動検出手段３０で検出し、次ぎに、圧縮機駆動検出手段３５で圧縮機駆動検知手段３３の信号を検出し、圧縮機駆動比較手段３６で圧縮機２の駆動の有無を判定して、その結果で圧縮機１が駆動されていたら強風運転手段３７に指令を送り、ヒートポンプ１の送風機１５を強風で運転し、圧縮機１が駆動されていなければ弱風運転手段３８に指令を送り、ヒートポンプ１の送風機１５を弱風で運転する。このように、バーナー燃焼時に駆動される燃焼用送風機１７の運転時、ヒートポンプ運転を示す圧縮機２の駆動状態を検知して、ヒートポンプ運転時は送風機１５を蒸発器５の送風量に必要な強風設定とすることで、ヒートポンプの正常な運転を確保し、ヒートポンプが運転されていない時は、燃焼排ガスを排出するに必要な弱風設定とすることで、最小限の送風機動力で燃焼排ガスを確実に外部へ排出できる。
【００３３】
（実施例７）
図７は本発明の実施例７の給湯機の構成図である。図７において、図６と異なる点は、圧縮機駆動検知手段３３として圧縮機２の運転電流値を検知する運転電流検知手段３９としたもので、たとえばカレントトランス等で構成される。したがって、簡単な電気回路で確実な検知ができる。
【００３４】
【発明の効果】
以上の説明からも明らかのように、蓄熱タンク内の水はヒートポンプ運転で予め設定された所定温度に蓄熱貯湯され、その温度は通常出湯温度以上である例えば５０〜５５℃の中間温度であるため、蓄熱タンクの放熱損失が低減される。また、蓄熱タンクと出湯口との間のタンク出湯管途中に設けた燃焼バーナーの熱により加熱される熱交換器を備えたことで、蓄熱タンクの湯温が低下した場合、または、高温度の出湯が必要な場合には燃焼による給湯が出来、蓄熱タンクを必要最小限の大きさに設定できるため、蓄熱タンクの小型化が図れる。さらに、燃焼給湯ユニットから生じる燃焼排ガスを前記蒸発器へ導入する構成とし、燃焼による給湯時にヒートポンプを同時運転することで、燃焼排ガスの熱を効率良く回収できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】
本発明の実施例１の給湯機の構成図
【図２】
本発明の実施例２の給湯機の構成図
【図３】
本発明の実施例３の給湯機の構成図
【図４】
本発明の実施例４の給湯の構成図
【図５】
本発明の実施例５の給湯機の構成図
【図６】
本発明の実施例６の給湯機−の構成図
【図７】
本発明の実施例７の給湯の構成図
【図８】
従来の給湯機の構成図
【符号の説明】
１ ヒートポンプユニット
２ 圧縮機
３ 凝縮器
４ 減圧器
５ 蒸発器
６ 蓄熱タンク
１０ タンク出湯管
１１ 端末カラン（出湯口）
１３ 燃焼バーナー
１４ 熱交換器
１５ 送風機
１９ 箱体
２１ 中和処理装置
２４ バーナー燃焼検知手段
２５ 制御手段
２６ 燃焼検出手段
２７ ヒートポンプ運転手段
２８ 燃焼用送風機駆動検知手段
３０ 燃焼用送風機駆動検出手段
３２ 送風機運転手段
３３ 圧縮機駆動検知手段
３５ 圧縮機駆動検出手段
３６ 圧縮機駆動比較手段
３７ 強風運転手段
３８ 弱風運転手段
３９ 運転電流検知手段
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