JP2001041572A - 給湯機 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 給湯機の放熱損失の低減と蓄熱タンクの小型
化をはかる。 【解決手段】 ヒートポンプ１９と、蓄熱タンク２４
と、給湯水を加熱する燃焼バーナー３０により加熱され
る熱交換器３１を１つの箱体に収納し、蓄熱タンク２４
の上部にヒートポンプユニット１９と燃焼給湯ユニット
２９とを配設し、また燃焼給湯ユニット２９の排気口３
５の上部にヒートポンプユニット２９の排風口３３を配
設したことにより、蓄熱タンク２４内の湯温はヒートポ
ンプの沸き上げ温度の５０〜５５℃の中間温度になり、
放熱損失が低減される。また、高温度の出湯が必要な場
合は燃焼による給湯が出来るので、蓄熱タンク２４の大
きさを必要最小限にして小型化が図れる。さらに、燃焼
排気ガスをヒートポンプの冷風で押さえ込み、高温の排
気ガスが軒下の下面部に達することを防止できる。

Description

【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、一つは特開昭
５９−１９５０４８号公報に示す如き図５のものがあ
る。図５において、蓄熱タンク１下部の水は循環ポンプ
２を介してヒートポンプ３の凝縮器４と熱交換する熱交
換器４aから燃焼給湯機５の熱交換器６を経て蓄熱タン
ク１上部に戻される。そして、蓄熱タンク１内の水はヒ
ートポンプ３で中間温度まで昇温されたのち、燃焼給湯
機５で８０℃の高温まで昇温貯湯される。なお、図５中
の７は圧縮機、８は減圧器、９は蒸発器を示し、ヒート
ポンプ３を構成している。また、１０は燃焼バーナー、
１aは蓄熱タンク１内の湯温の湯温検知手段である。も
う一つは図６に示すように燃焼用の排気口１１を有する
壁掛け型の燃焼給湯機１２があり、建物１３の軒下１４
の壁面１５の比較的上部に取り付けられる。さらに、も
う一つは図７に示すように煙突１６を有する据え置き型
の燃焼給湯機１７があり、建物１３の軒下１４の敷地ベ
ース上１８に設置され燃焼排気は煙突１６で人間の身長
以上の高さに排出される。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、従来の
図７に示すヒートポンプ３と燃焼給湯機５を組み合わせ
た給湯機では、蓄熱タンク１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１に確保しておく必要性から
蓄熱タンク１の容積が３００リットルから４６０リット
ル程度と大きくなり、ヒートポンプ３、燃焼給湯機５を
別ユニットに構成することとなり、そのため設置スペー
スが大きくなり、設置できる場所が限定される。

【０００４】また、このような貯湯式の給湯機では蓄熱
タンク内の湯が無くなるいわゆる湯切れの課題もある。
一方、図８、図９に示す燃焼給湯機では大能力出湯で湯
切れの心配がなく、またコンパクトという点で優れてい
るが、エネルギー効率が悪く、壁掛けの場合、壁面１５
の比較的上部に取り付けられるために、排気口１１から
排出される高温の排気ガスが上昇して軒下１４の下面部
に達し、軒下１４の下面部が熱で変形する危険性がある
という課題があり、また、据え置き型の場合、排気ガス
が人体等に当たらないように高所に排出するために煙突
といった特別な別部材が必要といった課題がある。

【０００５】

【課題を解決するための手段】本発明は上記複数の課題
を同時に解決するため、圧縮機、凝縮器、減圧器、送風
機を有する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加熱昇温
される蓄熱タンクと、燃焼バーナーの熱により給湯水を
加熱する熱交換器で構成される燃焼給湯ユニットを１つ
の箱体に収納し、前記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、燃焼給湯
ユニットの排気口の上部にヒートポンプユニットの排風
口を位置せしめた構成としたものである。

【０００６】以上の構成により、蓄熱タンク内の水はヒ
ートポンプの運転で予め設定された所定温度に蓄熱して
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、断熱構成も簡略化できる。また、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昇温給湯をおこなうので、ヒートポ
ンプユニットの能力と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ので、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
とを位置せしめ一体化することでコンパクト化が可能と
なり、設置の自由度が大きくなる。

【０００７】また、湯切れの心配もなくなる。また、ヒ
ートポンプユニットと燃焼給湯ユニットとを蓄熱タンク
の上部に位置せしめることで、燃焼給湯ユニットの排気
口とヒートポンプユニットの排風口が人間の身長以上の
位置に設定できるので、高温の排気ガスや低温の風が直
接人体等に当たらないようになるため、煙突等の特別な
別部材が不要となる。さらに、燃焼給湯ユニットの排気
口の上部にヒートポンプユニットの排風口を位置せしめ
たことで、上から吹き出されるヒートポンプの冷風によ
り下から排気される高温の燃焼排気ガスの上昇を押さえ
込み遠方まで運ぶことができ、高温の排気ガスが軒下の
下面部に達することを防止できるため、軒下１４の下面
部が熱で変形する危険性がなくなる。

【０００８】

【発明の実施の形態】前記課題を解決する給湯機は各請
求項に記載した実施形態により実現できる。すなわち、
本発明の請求項１に記載の発明は、圧縮機、凝縮器、減
圧器、送風機を有する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
が加熱昇温される蓄熱タンク及び燃焼バーナーの熱によ
り給湯水を加熱する熱交換器で構成される燃焼給湯ユニ
ットを１つの箱体に収納し、前記蓄熱タンクの上部に前
記ヒートポンプユニット及び燃焼給湯ユニットとを配設
した構成により、蓄熱タンク内の水はヒートポンプの運
転で予め設定された所定温度に蓄熱して貯湯される。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。

【０００９】また、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
る昇温給湯をおこなうので、ヒートポンプユニットの能
力と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ので、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一
体化することでコンパクト化が可能となり、設置の自由
度が大きくなる。

【００１０】また、湯切れの心配もなくなる。また、ヒ
ートポンプユニットと燃焼給湯ユニットとを蓄熱タンク
の上部に位置せしめることで、燃焼給湯ユニットの排気
口とヒートポンプユニットの排風口が人間の身長以上の
位置に設定できるので、高温の排気ガスや低温の風が直
接人体等に当たらないようになるため、煙突等の特別な
別部材が不要となる。

【００１１】また、請求項２に記載の発明は、請求項１
の発明に加えて、ヒートポンプユニットの蒸発器は強制
通風用送風機と排風口とを有し、燃焼給湯ユニットは燃
焼排ガスの排気口を有し、前記排気口及び前記排風口と
を箱体の同一面に配設した構成とすることにより、集合
住宅のパイプシャフト内とか小屋等の建物内への設置時
の施工性がよくなり設置の自由度が大きくなる。

【００１２】また、請求項３に記載の発明は、請求項２
の発明に加えて、燃焼給湯ユニットの排気口の上部にヒ
ートポンプユニットの排風口を配設した構成とすること
により、上から吹き出されるヒートポンプの冷風により
下から排気される高温の燃焼排気ガスの上昇を押さえ込
み遠方まで運ぶことができ、高温の排気ガスが軒下の下
面部に達することを防止できるため、軒下１４の下面部
が熱で変形する危険性がなくなる。

【００１３】また、請求項４に記載の発明は、請求項３
の発明に加えて、ヒートポンプユニットの排風口の幅を
燃焼給湯ユニットの排気口の幅よりも大きくした構成と
することにより、排気口の両側面から外側へ拡散上昇し
た高温の排気ガスもヒートポンプの冷風によりすべて押
さえ込むことができる。

【００１４】また、請求項５に記載の発明は、請求項３
又は４の発明に加えて、ヒートポンプユニットの排風口
からの吹き出し風速を燃焼給湯ユニットの排気口からの
吹き出し風速よりも大きく設定することにより、ヒート
ポンプの速度の速い冷風により下から排気される低速で
高温の燃焼排気ガスの上昇を押さえ込み遠方まで運ぶこ
とができる。

【００１５】また、請求項６に記載の発明は、請求項１
の発明に加えて、ヒートポンプユニットの蒸発器は強制
通風用送風機と排風口を有し、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すること
により、燃焼排ガスの熱を効率良く回収でき、高温の燃
焼排ガスは蒸発器で冷却されるため高温吹き出しがなく
なり安全である。また、吹き出し口が一つになり構成が
簡略化される。

【００１６】また、請求項７に記載の発明は、請求項６
の発明に加えて、ヒートポンプユニットの蒸発器から出
るドレン水の中和処理装置を有した構成とすることによ
り、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。

【００１７】

【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、各実施例において、同じ構成、同じ動
作をする部分については同一符号を付し、重複説明を避
ける。

【００１８】（実施例１）図１は本発明の実施例１にお
ける給湯機の構成図、図２は同給湯機の吹き出し部の正
面部分図である。

【００１９】図１において、ヒートポンプ１９は圧縮機
２０、凝縮器２１、減圧器２２、蒸発器２３が冷媒流路
で接続構成される。２４は蓄熱タンク、蓄熱タンク２４
の下部からの水は、循環ポンプ２５によって凝縮器２１
に導かれ、凝縮器２１の熱で加熱昇温されて蓄熱タンク
２４へ戻される。蓄熱タンク２４の下部には、水道水な
どが給水される管路２６が、上部には、タンク出湯管２
７が設けられ、このタンク出湯管２７の端末カラン２８
までの間には、燃焼給湯機２９を構成する燃焼バーナー
３０の熱により加熱される熱交換器３１が配置される。
３２は蒸発器２３に通風するための送風機、３３は送風
機３２の排風口、３４はバーナー３０の燃焼用空気を送
るための燃焼用送風機、３５は燃焼給湯ユニット２９の
燃焼排ガスの排気口で送風機３２の排風口３３の開口部
と同一面で排風口３３の下部に開口する、蓄熱タンク２
４の上部にヒートポンプユニット１９と燃焼給湯ユニッ
ト２９とを位置せしめ、１つの箱体３６に収納される。

【００２０】図２において、ヒートポンプユニット１９
の排風口３３の幅を燃焼給湯ユニット２９の排気口３５
の幅よりも大きく設定される。

【００２１】また、図示されていないが、ヒートポンプ
ユニット１９の排風口３３からの吹き出し風速を燃焼給
湯ユニット２９の排気口３５からの吹き出し風速よりも
大きく設定する。

【００２２】以上の構成において、その動作、作用につ
いて説明する。まず、電源（図示せず）を入れると、ヒ
ートポンプ１９の圧縮機２０と送風機３２と循環ポンプ
２５の運転を開始し、蓄熱タンク２４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２４内の湯温が５０〜５５℃であるために、燃焼バ
ーナー３０は点火せず、蓄熱タンク２４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５
０〜５５℃の中間温度であるため、蓄熱タンク２４の放
熱損失が低減され、かつ、断熱構成も簡略化できる。

【００２３】また、蓄熱タンク２４と出湯する端末カラ
ン２８との間のタンク出湯管２７途中に設けた燃焼バー
ナー３０の熱により加熱される熱交換器３１を備えたこ
とで、蓄熱タンク２４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、ヒートポンプユニット１９の能力と蓄熱タンク２
４を必要最小限の大きさに設定でき、蓄熱タンク２４の
小型化が図れる。したがって、蓄熱タンク２４の上部に
ヒートポンプユニット１９と燃焼給湯ユニット２９とを
位置せしめ一体化することでコンパクト化が可能とな
り、設置の自由度が大きくなる。また、湯切れの心配も
なくなる。

【００２４】また、ヒートポンプユニット１９と燃焼給
湯ユニット２９とを蓄熱タンク２４の上部に位置せしめ
ることで、燃焼給湯ユニット２９の排気口３５とヒート
ポンプユニット１９の排風口３３が人間の身長以上の位
置に設定できるので、高温の排気ガスや低温の風が直接
人体等に当たらないようになるため、煙突等の特別な別
部材が不要となる。

【００２５】また、燃焼給湯ユニット２９の排気口３５
とヒートポンプユニット１９の排風口３３を箱体３６の
同一面に位置せしめた構成とすることにより、集合住宅
のパイプシャフト内とか小屋等の建物内への設置の場
合、外部への排風、排気の通路確保のための壁面が一面
だけであり、設置時の施工性がよくなり設置の自由度が
大きくなる。

【００２６】また、燃焼給湯ユニット２９の排気口３５
の上部にヒートポンプユニット１９の排風口３３を位置
せしめた構成とすることにより、上から吹き出されるヒ
ートポンプの冷風により下から排気される高温の燃焼排
気ガスの上昇を押さえ込み遠方まで運ぶことができ、高
温の排気ガスが軒下の下面部に達することを防止できる
ため、軒下の下面部が熱で変形する危険性がなくなる。

【００２７】また、ヒートポンプユニット１９の排風口
３３の幅を燃焼給湯ユニット２９の排気口３５の幅より
も大きくした構成とすることにより、図２に示すように
排気口３５の両側面から外側へ矢印で示すように拡散上
昇した高温の排気ガスも排風口３３からのヒートポンプ
の冷風によりすべて押さえ込むことができる。

【００２８】また、ヒートポンプユニット１９の排風口
３３からの吹き出し風速を燃焼給湯ユニット２９の排気
口３５からの吹き出し風速よりも大きく設定することに
より、ヒートポンプの速度の速い冷風により下から排気
される低速で高温の燃焼排気ガスの上昇を押さえ込み遠
方まで運ぶことができるため、軒下設置においても高温
の排気ガスが軒下の下面部に達することを防止できるた
め、軒下の下面部が熱で変形する危険性がなくなる。

【００２９】なお、上記では、図１に示す冷媒配管、水
配管構成で説明したが、排風口３３、排気口３５の位置
関係、大きさの関係に関する作用、効果に関しては、冷
媒配管、水配管構成が異なっていても同じ作用、効果が
得られることは明白である。また、ヒートポンプの沸き
上げ温度は４０℃からも考えられ、通常の６５℃以下で
あれば、同じ作用・効果が得られる。

【００３０】（実施例２）図３は本発明の実施例２にお
ける給湯機の構成図である。図３において、図１と異な
る点は、燃焼給湯ユニット２９の排気口３７をヒートポ
ンプユニット１９の蒸発器２３の空気流入側に開口した
点である。

【００３１】以上の構成において、その動作、作用につ
いて説明する。

【００３２】燃焼給湯ユニット２９から生じる高温の燃
焼排ガスの熱は前記蒸発器２３で吸熱冷却され、排風口
３３から排出される。このように燃焼排ガスの熱を効率
良く回収でき、高温の燃焼排ガスは蒸発器３３で冷却さ
れるため高温吹き出しがなくなり安全である。また、吹
き出し口が一つになり構成が簡略化される。

【００３３】（実施例３）図４は本発明の実施例３にお
ける給湯機の構成図である。図４において、図３と異な
る点は、蒸発器２３のドレン水を受けるドレンパン３
８、ドレン水の中和処理装置３９、ドレンパン３８と接
続されるドレンパン排水路４０，中和装置排水路４１を
有する点である。

【００３４】以上の構成において、その動作、作用につ
いて説明する。

【００３５】燃焼排ガスが蒸発器２３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３８で受け
られ、ドレンパン排水路４０から中和処理装置３９入
り、この中和処理装置３９で中和されて中和装置排水路
４１から外部へ排出される。このように燃焼排ガスが蒸
発器２３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３９で中和することで、機器の腐食の
問題を解消でき、また下水へ高酸性の水を排出すること
が防止できるため、下水環境汚染の問題も解消できる。

【００３６】

【発明の効果】以上の説明からも明らかのように、請求
項１記載の発明によれば、圧縮機、凝縮器、減圧器、送
風機を有する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加熱昇
温される蓄熱タンク及び燃焼バーナーの熱により給湯水
を加熱する熱交換器で構成される燃焼給湯ユニットを１
つの箱体に収納し、前記蓄熱タンクの上部に前記ヒート
ポンプユニット及び前記燃焼給湯ユニットとを配設した
構成により、蓄熱タンク内の水はヒートポンプの運転で
予め設定された所定温度に蓄熱して貯湯される。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、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昇温給湯をおこなうの
で、ヒートポンプユニットの能力と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
ので、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一体化することでコンパク
ト化が可能となり、設置の自由度が大きくとれる。ま
た、普通の貯湯式と違って、湯切れの心配もなく、か
つ、貯湯のメリットである、すぐお湯の出る特徴も兼ね
備えている。また、ヒートポンプユニットと燃焼給湯ユ
ニットとを蓄熱タンクの上部に位置せしめることで、燃
焼給湯ユニットの排気口とヒートポンプユニットの排風
口が人間の身長以上の位置に設定できるので、高温の排
気ガスや低温の風が直接人体等に当たらないようになる
ため、煙突等の特別な別部材が不要となる。

【００３７】また、請求項２に記載の発明によれば、ヒ
ートポンプユニットの蒸発器は強制通風用送風機と排風
口とを有し、燃焼給湯ユニットは燃焼排ガスの排気口を
有し、燃焼給湯ユニットの排気口及び前記排風口を箱体
の同一面に配設した構成とすることにより、集合住宅の
パイプシャフト内とか小屋等の建物内への設置時の施工
性がよくなり設置の自由度が大きくなる。

【００３８】また、請求項３に記載の発明によれば、燃
焼給湯ユニットの排気口の上部にヒートポンプユニット
の排風口を配設した構成とすることにより、上から吹き
出されるヒートポンプの冷風により下から排気される高
温の燃焼排気ガスの上昇を押さえ込み遠方まで運ぶこと
ができ、高温の排気ガスが軒下の下面部に達することを
防止できるため、軒下１４の下面部が熱で変形する危険
性がなくなる。

【００３９】また、請求項４に記載の発明によれば、ヒ
ートポンプユニットの排風口の幅を燃焼給湯ユニットの
排気口の幅よりも大きくした構成とすることにより、排
気口の両側面から外側へ拡散上昇した高温の排気ガスも
ヒートポンプの冷風によりすべて押さえ込むことができ
る。

【００４０】また、請求項５に記載の発明によれば、ヒ
ートポンプユニットの排風口からの吹き出し風速を燃焼
給湯ユニットの排気口からの吹き出し風速よりも大きく
設定することにより、ヒートポンプの速度の速い冷風に
より下から排気される低速で高温の燃焼排気ガスの上昇
を押さえ込み遠方まで運ぶことができる。

【００４１】また、請求項６に記載の発明によれば、ヒ
ートポンプユニットの蒸発器は強制通風用送風機と排風
口を有し、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することにより、燃焼排ガス
の熱を効率良く回収でき、高温の燃焼排ガスは蒸発器で
冷却されるため高温吹き出しがなくなり安全である。ま
た、吹き出し口が一つになり構成が簡略化される。

【００４２】また、請求項７に記載の発明によれば、ヒ
ートポンプユニットの蒸発器から出るドレン水の中和処
理装置を有した構成とすることにより、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、下水環境
汚染の問題を解消できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施例１における給湯機の構成図

【図２】同給湯機の吹き出し部の正面部分図

【図３】本発明の実施例２における給湯機の構成図

【図４】本発明の実施例３における給湯機の構成図

【図５】従来のヒートポンプと燃焼給湯機を組み合わせ
た給湯機の構成図

【図６】従来の壁掛け型の給湯機の構成図

【図７】従来の据え置き型の給湯機の構成図

【符号の説明】

１９ ヒートポンプ ２０ 圧縮機 ２１ 凝縮器 ２２ 減圧器 ２３ 蒸発器 ２４ 蓄熱タンク ２９ 燃焼給湯ユニット ３０ 燃焼バーナー ３１ 熱交換器 ３２ 送風機 ３３ 排風口 ３５ 排気口 ３６ 箱体 ３９ 中和処理装置

Claims (7)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】圧縮機、凝縮器、減圧器、送風機を有する
   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加熱昇温される蓄熱
   タンク及び燃焼バーナーの熱により給湯水を加熱する熱
   交換器で構成される燃焼給湯ユニットを１つの箱体に収
   納し、前記蓄熱タンクの上部に前記ヒートポンプユニッ
   ト及び前記燃焼給湯ユニットとを配設した給湯機。
2. 【請求項２】ヒートポンプユニットの蒸発器は強制通風
   用送風機と排風口とを有し、燃焼給湯ユニットは燃焼排
   ガスの排気口を有し、前記排気口及び前記排風口を箱体
   の同一面に配設した請求項１記載の給湯機。
3. 【請求項３】燃焼給湯ユニットの排気口の上部にヒート
   ポンプユニットの排風口を配設した請求項２記載の給湯
   機。
4. 【請求項４】排風口の幅を排気口の幅よりも大きくした
   請求項３記載の給湯機。
5. 【請求項５】排風口からの吹き出し風速を排気口からの
   吹き出し風速よりも大きくした請求項３又は４記載の給
   湯機。
6. 【請求項６】蒸発器は強制通風用送風機と排風口を有
   し、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た請求項１記載の給湯機。
7. 【請求項７】蒸発器から出るドレン水の中和処理装置を
   有した請求項６記載の給湯機。