JP2001343152A - 複合給湯機 - Google Patents

複合給湯機

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JP2001343152A JP2000165484A JP2000165484A JP2001343152A JP 2001343152 A JP2001343152 A JP 2001343152A JP 2000165484 A JP2000165484 A JP 2000165484A JP 2000165484 A JP2000165484 A JP 2000165484A JP 2001343152 A JP2001343152 A JP 2001343152A
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water
hot water
temperature
switching
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Satoshi Imabayashi
敏 今林
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 放熱損失の低減とタンクの小型化をはかると
ともに、温水と冷水が独立または同時に供給できる装置
を提供する。 【解決手段】 ヒートポンプ11で作る温水または冷水
を貯えるタンク18と、燃焼バーナー25をもつ熱交換
器26と、タンク出口管23と熱交器出湯管28とを切
り換えまたは分離する切換手段30備え、給湯のみの場
合は、タンク18内の湯温はヒートポンプの沸き上げ温
度の50〜55℃の中間温度であるため、タンク18の
放熱損失が低減される。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、タンク18を必要最小限の大きさに小型化
が図れる。また、タンク18に冷水を貯え、切換手段3
0の操作で、温水と冷水が独立または同時に供給できる

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
とを利用した複合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59−1
95048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6に基づき説明する。図6は従来の給湯
機の構成図である。図6において、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
てタンク1上部に戻される。そして、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8
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。
【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】本発明は上記課題を解決するものであり、
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、放熱損失の低減とタンクの小型化をはかるととも
に、温水と冷水が独立または同時に供給できる装置を提
供するものである。
【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、圧縮機と、その吐出側に設けた冷媒サイ
クルを切換える四方弁と、水・冷媒熱交換器と、減圧器
と、熱源側熱交換器が順次閉回路に接続された冷媒流路
を有したヒートポンプと、前記水・冷媒熱交換器で発生
する温水または冷水を貯えるタンクと、タンクのタンク
出口管と、燃焼バーナーの熱により加熱される熱交換器
と熱交換器出湯管を有する燃焼ユニットと、前記タンク
出口管と前記熱交器出湯管を切り換えまたは分離する切
換手段を備えた複合給湯機である。
【0006】これによって、通常、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
中間温度とするため、タンクの放熱損失が低減される。
また、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、タ
ンクを必要最小限の大きさに設定できるため、タンクの
小型化が図れる。一方、ヒートポンプの四方弁を切り換
えてタンク内の水を冷水として貯え、切換手段でタンク
出口管と熱交換器出湯管を分離すれば異なる温度用途の
要求に対しても同時に供給できる。特に、水道水より低
温度の冷水が得られるため台所での調理や洗顔等新しい
用途が期待できる。
【0007】
【発明の実施の形態】本発明の請求項1に記載の発明
は、圧縮機と、前記圧縮機の吐出側に設けた冷媒サイク
ルを切換える四方弁と、水・冷媒熱交換器と、減圧器
と、熱源側熱交換器が順次閉回路に接続された冷媒流路
を有したヒートポンプと、前記水・冷媒熱交換器で発生
する温水または冷水を貯えるタンクと、タンクのタンク
出口管と、燃焼バーナーの熱により加熱される熱交換器
と熱交換器出湯管を有する燃焼ユニットと、前記タンク
出口管と前記熱交器出湯管を切り換えまたは分離する切
換手段を備えたことにより、通常、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、タンクの放熱損失が低減される。
また、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、タ
ンクを必要最小限の大きさに設定できるため、タンクの
小型化が図れる。一方、ヒートポンプの四方弁を切り換
えてタンク内の水を冷水として貯え、切換手段でタンク
出口管と熱交換器出湯管を分離すれば異なる温度用途の
要求に対しても同時に供給できる。特に、水道水より低
温度の冷水が得られるため台所での調理や洗顔等新しい
用途が期待できる。
【0008】また、請求項2に記載の発明は請求項1に
記載の発明に加えて、ヒートポンプと燃焼ユニットの運
転制御を行う給湯制御部を設け、前記給湯制御部を端末
で操作するリモコンに、四方弁を切換えて給湯運転と冷
水運転とを切換える選択ボタンを設けたことにより、給
湯運転と冷水運転はヒートポンプの運転サイクルが逆に
なるため、使用者がリモコンにより温度設定と同様に必
要に応じて、選択してもらうことで制御が簡単で済み、
各ユニット間で間違いのない動作を行うことができる。
【0009】また、請求項3に記載の発明は請求項1に
記載の発明に加えて、タンク内の水温を検出するタンク
水温検知手段と、このタンク水温検知手段の検出温度が
予め設定された所定温度以上ではタンク出口管側に、所
定温度以下で熱交換器出湯管側に切り換えるように制御
する切換手段制御部を備える構成にすることにより、タ
ンク内の温度が端末出湯に必要な所定温度以上であれ
ば、燃焼熱を使用せず、効率の高いヒートポンプで得ら
れた湯のみを使用するため、高い省エネルギー効果が得
られる。また、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、タンクを必要最小限の大きさに設定できるため、
タンクの小型化が図れる。
【0010】また、請求項4に記載の発明は請求項3に
記載の発明に加えて、熱交換器出湯管側に切り換えたら
所定時間はタンク出口管側への切換規制をする切換手段
制御部を備える構成にすることにより、切換弁の頻繁な
切換動作を防止するため、切換弁の耐久性が向上する。
【0011】また、請求項5に記載の発明は請求項1に
記載の発明に加えて、ヒートポンプ、タンク、燃焼ユニ
ットを1つの給湯ユニットに収納した構成にすることに
より、水配管、制御系統を有機的に配置できるため、ユ
ニットの小型化が図れる。あるいは設置の自由度が向上
する。
【0012】
【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。
【0013】(実施例1)図1は本発明の実施例1の複
合給湯機の構成図である。
【0014】図1において、ヒートポンプ11は、圧縮
機12、圧縮機12の吐出側に設けた冷媒サイクルを切
換える四方弁13、水・冷媒熱交換器14、減圧器1
5、熱源側熱交換器16を冷媒流路で接続し、熱源側熱
交換器16に対し放熱と大気集熱を行う送風機17を有
する。18はタンクで、このタンク18の水温を検出す
る水温検知手段19を有する。タンク18の下部からの
水が、循環ポンプ20によって水・冷媒熱交換器14に
導かれ、水・冷媒熱交換器14の熱で加熱昇温されてタ
ンク18へ戻される循環流路21を構成する。タンク1
8の下部には、水道水などが給水される管路22が、上
部には、タンク出口管23が設けられる。一方、燃焼ユ
ニット24は燃焼バーナー25、熱交換器26を有し、
熱交換器26には給水管27と熱交換器出湯管28の水
配管が設けられる。29a、29bは端末カラン、30
はタンク出口管23と熱交換器出湯管28とを端末カラ
ン29a、29b側へ選択切換えまたは分離する切換手
段であり、切換弁31と開閉弁32を有している。
【0015】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、給湯のみの場合、電源(図示せ
ず)を入れると、端末カラン29a、29bの開閉によ
る出湯の有無に関係なく、ヒートポンプ11の四方弁1
3は圧縮機12の吐出が水・冷媒熱交換器14側となる
よう切換えられ、冷媒の流れは実線矢印の方向になり、
圧縮機12と送風機13と循環ポンプ20の運転を開始
し、タンク18内の水を所定温度(例えば、50〜55
℃)まで沸き上げる。端末カラン29aを開くと、通常
は切換弁31をタンク出口管23と端末カラン29a側
とが接続されているのでタンク18内の50〜55℃の
湯がタンク出口管23から切換弁31を経て端末カラン
で水と混合されて好みの温度に調整されて(混合部構成
は図示せず)から出湯される。出湯使用量が多く、タン
ク18内の湯量が少なくなり、水温検知手段19の温度
が所定温度より低下したらヒートポンプ11が自動的に
運転されてタンク18内の追加沸き上げをおこなうが、
出湯使用量が多くなると、ヒートポンプ11の沸き上げ
能力が追随できずに、タンク18からの出湯温度が予め
設定された所定温度(例えば、40〜45℃)以下とな
る。その時は、切換手段30の切換弁31を熱交換器出
湯管28側に切り換え、バーナー25を点火し熱交換器
26で温水を作る。
【0016】また、端末カラン29aで高温湯が、端末
カラン29bで55℃以下の中温湯が同時に必要な時
は、切換手段30の切換弁31を熱交換器28側に切
換、開閉弁32を開成することで端末カラン29aには
熱交換器26で加熱された高温湯が、端末カラン29b
にはタンク18内の例えば55℃以下の中温湯が供給さ
れる。
【0017】また、夏期等、冷水が必要な場合は、ヒー
トポンプ11の四方弁13を圧縮機12の吐出が熱源側
熱交換器16側に切換えることで、冷媒の流れは点線矢
印の方向になり、熱源側熱交換器16が放熱器となり、
水・冷媒熱交換器14が蒸発器の作用を行い、タンク1
8内に冷水(例えば、10℃)を貯える。そして、切換
手段30の切換弁31と開閉弁32の操作によって、冷
水、温水の切換または同時使用ができる。
【0018】以上のように、本実施例においては、給湯
のみの場合は、タンク18内の水はヒートポンプ11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、タンク18の放熱損失が低減される。
【0019】また、燃焼バーナー25の熱により加熱さ
れる熱交換器26、切換手段30を備えたことで、タン
ク18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、タンク1
8を必要最小限の大きさに設定できるため、タンク18
の小型化が図れる。
【0020】また、夏期等、冷水が必要な場合は、ヒー
トポンプ11の四方弁13を圧縮機12の吐出が熱源側
熱交換器16側に切換えることで、タンク18内に冷水
(例えば、10℃)を貯えて、切換手段30の切換弁3
1と開閉弁32の操作によって、冷水、温水の異なる温
度用途の要求に対しても同時に供給できる。特に、水道
水より低温度の冷水が得られるため台所での調理や洗顔
等新しい用途が期待できる。
【0021】(実施例2)図2は本発明の実施例2にお
ける複合給湯機の構成図である。図2において、図1と
異なる点は、ヒートポンプ11と燃焼ユニット24の運
転制御を行う給湯制御部33と、給湯制御部33を端末
で操作するリモコン34と、リモコン34に四方弁13
を切換えて給湯運転と冷水運転とを切換える選択ボタン
35をを有する点である。
【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】リモコン34の選択ボタン35で給湯運転
か冷水運転かを選択しすると、給湯制御部33の制御に
より、四方弁13はその選択に応じて切換えがおこなわ
れ、タンク18の水を所定温度まで沸き上げまたは冷却
する。
【0024】以上のように、本実施例においては、給湯
制御部33を端末で操作するリモコン34に、四方弁1
3を切換えて給湯運転と冷水運転とを切換える選択ボタ
ン35を設けたことにより、給湯運転と冷水運転はヒー
トポンプ11の運転サイクルが逆になるため、使用者が
リモコン34により温度設定と同様に必要に応じて、選
択してもらうことで制御が簡単で済み、各ユニット間で
間違いのない動作を行うことができる。
【0025】(実施例3)図3は本発明の実施例3にお
ける複合給湯機の構成図である。図3において、36は
切換手段制御部、37はタンク水温検出部、38はタン
ク水温比較部、39は切換弁駆動手段であり、図1と異
なる点は、切換手段制御部36を設けた点である。
【0026】以上の構成において、その動作、作用につ
いて説明する。
【0027】端末カラン29aから出湯させるとき、切
換手段制御部36はタンク水温検知手段19の湯温をタ
ンク水温検出部37で検出し、タンク水温比較部38で
検出温度が予め設定された所定温度(例えば、40〜4
5℃)以上であれば、タンク出口管23側に、所定温度
以下であれば、熱交換器出湯管28側に切換弁31を切
り換えるように制御する。
【0028】以上のように、本実施例においては、タン
ク18内の水温を検出するタンク水温検知手段19と、
このタンク水温検知手段19の検出温度が予め設定され
た所定温度以上ではタンク出口管23側に、所定温度以
下で熱交換器出湯管28側に切り換えるように制御する
切換手段制御部36を備える構成にすることにより、タ
ンク18内の温度が端末出湯に必要な所定温度以上であ
れば、燃焼熱を使用せず、効率の高いヒートポンプで得
られた湯のみを使用するため、高い省エネルギー効果が
得られる。また、タンク18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、タンク18を必要最小限の大きさに設定で
きるため、タンク18の小型化が図れる。
【0029】(実施例4)図4は本発明の実施例4にお
ける複合給湯機の構成図である。図4において、図3と
異なる点は、切換手段制御部36に切換制御手段36で
切換弁31を熱交換器出湯管28側に切り換えたら所定
時間はタンク出口管23側への切換規制をするタイマー
40を有する点である。
【0030】以上の構成において、その動作、作用につ
いて説明する。
【0031】タンク水温比較部38において予め設定さ
れた所定温度(例えば、40〜45℃)以下になり、切
換弁駆動手段39により熱交換器出湯管28側に切換弁
31を切り換えると、タンク18からの出湯がとまるた
め、ヒートポンプ11による沸き上げでタンク18内の
湯温が上昇して、タンク水温検知手段19も予め設定さ
れた所定温度(40〜45℃)以上になってくる。これ
をタンク水温検出部37で検出し、タンク水温比較部3
8において予め設定された所定温度(40〜45℃)以
下で有ることを判定しても、タイマー40で予め設定さ
れた時間を経過していなければ、タンク出口管23側へ
の切換をせず、予め設定された時間を経過してから切換
をおこなうように制御するため、切換弁31の頻繁な切
換動作を防止することができ、切換弁31の耐久性が向
上する。
【0032】(実施例5)図5は本発明の実施例5にお
ける複合給湯機の構成図である。図5において、41は
給湯ユニットであり、、ヒートポンプ11、タンク1
8、燃焼ユニット24を1つのユニットに収納する。
【0033】以上の構成にすることにより、水配管、制
御系統を有機的に配置できるため、ユニットの小型化が
図れる。あるいは設置の自由度が向上する。
【0034】
【発明の効果】以上のように、請求項1、2、3、4、
5の発明によれば、放熱損失の低減とタンクの小型化を
はかるとともに、温水と冷水が独立または同時に供給で
きる装置を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の実施例1における複合給湯機の構成図
【図2】本発明の実施例2における複合給湯機の構成図
【図3】本発明の実施例3における複合給湯機の構成図
【図4】本発明の実施例4における複合給湯機の構成図
【図5】本発明の実施例5における複合給湯機の構成図
【図6】従来の給湯機の構成図
【符号の説明】
11 ヒートポンプ 12 圧縮機 13 四方弁 14 水・冷媒熱交換器 15 減圧器 16 熱源側熱交換器 18 タンク 19 タンク水温検知手段 20 循環ポンプ 21 水循環路 23 タンク出口管 24 燃焼ユニット 25 燃焼バーナー 26 熱交換器 28 熱交換器出湯管 30 切換手段 33 給湯制御部 34 リモコン 35 選択ボタン 36 切換手段制御部 40 タイマー 41 給湯ユニット

Claims (5)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 圧縮機と、前記圧縮機の吐出側に設けた
    冷媒サイクルを切換える四方弁と、水・冷媒熱交換器
    と、減圧器と、熱源側熱交換器が順次閉回路に接続され
    た冷媒流路を有したヒートポンプと、前記水・冷媒熱交
    換器で発生する温水または冷水を貯えるタンクと、この
    タンクのタンク出口管と、燃焼バーナーの熱により加熱
    される熱交換器と熱交換器出湯管を有する燃焼ユニット
    と、前記タンク出口管と前記熱交器出湯管を切り換えま
    たは分離する切換手段を設けたことを特徴とする複合給
    湯機。
  2. 【請求項2】 ヒートポンプと燃焼ユニットの運転制御
    を行う給湯制御部を設け、前記給湯制御部を端末で操作
    するリモコンに、四方弁を切換えて給湯運転と冷水運転
    とを切換える選択ボタンを設けたことを特徴とする請求
    項1記載の複合給湯機。
  3. 【請求項3】 タンク内の水温を検出するタンク水温検
    知手段と、このタンク水温検知手段の検出温度が予め設
    定された所定温度以上ではタンク出口管側に、所定温度
    以下で熱交換器出湯管側に切り換えるように制御する切
    換手段制御部を備えた請求項1記載の複合給湯機。
  4. 【請求項4】 熱交換器出湯管側に切り換えたら所定時
    間はタンク出口管側への切換規制をする切換手段制御部
    を備えた請求項3記載の複合給湯機。
  5. 【請求項5】 ヒートポンプ、タンク、燃焼ユニットを
    1つの給湯ユニットに収納してなる請求項1記載の複合
    給湯機。
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