JP2003240342A - ヒートポンプ式給湯装置 - Google Patents

ヒートポンプ式給湯装置

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JP2003240342A
JP2003240342A JP2002039478A JP2002039478A JP2003240342A JP 2003240342 A JP2003240342 A JP 2003240342A JP 2002039478 A JP2002039478 A JP 2002039478A JP 2002039478 A JP2002039478 A JP 2002039478A JP 2003240342 A JP2003240342 A JP 2003240342A
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Akira Ito
Koji Kojima
Kei Maeda
Masao Tomita
彰 伊藤
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圭 前田
幸治 小島
徳純 広野
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株式会社コロナ
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Abstract

(57)【要約】 【課題】熱源として利用することで発生して貯湯タンク
に貯められ、ヒートポンプ回路で沸き上げるには効率の
悪い中温水を給湯に利用する。 【解決手段】貯湯タンク16の中温水戻り口22よりも
高く且つ貯湯タンク16上端の第1出湯口13よりも低
い位置に中温水を流出させるための第2出湯口33およ
び第2出湯管35を設けると共に、第1出湯口13から
流出する高温水と給水管14からの低温水とを任意の給
湯設定温度に混合する第1混合弁27と第1出湯口との
間の第1出湯管12途中に第2出湯管35からの中温水
を混合する第2混合弁34を設け、第1出湯口13から
の高温水と第2出湯口33からの中温水を第2混合弁3
4によって任意の給湯設定温度以上の温度に混合し、さ
らに第1混合弁27にて第2混合弁34で混合された前
記任意の給湯設定温度以上の温水と給水管14からの低
温水とを前記任意の給湯設定温度に混合して給湯するよ
うにした。

Description

【発明の詳細な説明】 【0001】 【発明の属する技術分野】本発明は、貯湯タンク内の湯
水を循環してヒートポンプ回路によって沸き上げ、且つ
貯湯タンク内の高温水を循環させて暖房あるいは風呂の
追焚き/保温の熱源として用いるヒートポンプ式給湯装
置に関するものである。 【0002】 【従来の技術】従来よりこの種のものにおいては、図1
0に示すようなものがあった。ここで、101はヒート
ポンプ回路、102は貯湯タンクで、この貯湯タンク1
02下部から取り出した5〜25℃程度の低温水をヒー
トポンプ回路101で70〜90℃程度に加熱して貯湯
タンク102の上部から積層貯湯していくものである。 【0003】前記貯湯タンク102には、その下端に給
水管103が接続され、また上端には出湯管104が接
続されているものである。105は電動ミキシング弁
で、出湯管104からの高温水と給水管103からの低
温水をリモコン(図示せず)等で設定された任意の給湯
設定温度に混合して給湯栓106から出湯するものであ
る。 【0004】107は暖房あるいは風呂の追焚き/保温
の熱源としての熱交換器で、出湯管104から分岐した
熱交往き管108および給水管103に合流する熱交戻
り管109により貯湯タンク102と循環可能に接続さ
れており、貯湯タンク102内の高温水を熱交換器10
7に流入させて暖房回路あるいは風呂の追焚き/保温回
路等の2次側回路(図示せず)の温水を加熱するもので
ある。 【0005】そして、貯湯タンク102の上部から取り
出された高温水は、前記熱交換器107で熱交換されて
温度低下し、30〜50℃程度の中温水となって貯湯タ
ンク102の下部から貯湯タンク102内に戻るもので
ある。 【0006】 【発明が解決しようとする課題】しかし、この従来のも
のでは、熱交換器107での熱交換により30〜50℃
程度の中温水が貯湯タンク102に貯まっていくが、こ
の中温水は暖房あるいは追焚きの熱源として利用するに
は温度が低いため適さず、しかも湯切れするまで給湯を
行わないと容量当たりの保有熱量が少ない中温水がいつ
までも貯湯タンク102内に残留し、貯湯タンク102
の保有熱量を減らしてしまい貯湯タンク容量の有効利用
ができず、さらに貯湯タンク102内の水の沸き上げを
行う場合、中温水をヒートポンプ回路101で再加熱す
るには温度が高いため効率が悪く、ヒートポンプ式給湯
装置のCOP(エネルギー消費効率)を低下させてしま
うという課題があった。 【0007】 【課題を解決するための手段】そこで、本発明はこれら
の課題を解決するために、請求項1では、給水管からの
低温水を流入させる給水口を下端部に有すると共に貯湯
している高温水を第1出湯管から流出させる第1出湯口
を上端部に有する貯湯タンクと、圧縮機と蒸発器と凝縮
器を有したヒートポンプ回路と、前記貯湯タンク下部に
設けられたヒーポン往き口から取り出した低温水を前記
ヒートポンプ回路の凝縮器によって加熱し、加熱された
高温水を前記貯湯タンク上部に設けられたヒーポン戻り
口から前記貯湯タンク内に戻すヒーポン循環回路と、前
記貯湯タンク上部に設けられた高温水取出し口から取り
出した高温水によって暖房し、温度低下した中温水を前
記貯湯タンク下部に設けられた中温水戻り口に戻す熱利
用循環回路と、前記第1出湯口から流出する高温水と前
記給水管からの低温水とを任意の給湯設定温度に混合す
る第1混合弁とを備えたヒートポンプ式給湯装置であっ
て、前記貯湯タンクの前記中温水戻り口よりも高く且つ
前記第1出湯口よりも低い位置に中温水を流出させるた
めの第2出湯口および第2出湯管を設けると共に、前記
第1混合弁と前記第1出湯口の間の前記第1出湯管途中
に前記第2出湯管からの中温水を混合する第2混合弁を
設け、前記第1出湯口からの高温水と前記第2出湯口か
らの中温水を前記第2混合弁によって前記任意の給湯設
定温度以上の温度に混合し、さらに前記第1混合弁にて
前記第2混合弁で混合された前記任意の給湯設定温度以
上の温水と前記給水管からの低温水とを前記任意の給湯
設定温度に混合して給湯するようにしたものである。 【0008】これにより、貯湯タンク上部の高温水取出
し口から取出して暖房に利用し、貯湯タンク下部の中温
水戻り口に戻す容量当たりの保有熱量が少ない中温水
を、この中温水戻り口よりも高い位置に設けた第2出湯
口から取り出して、貯湯タンク上部から取り出す高温水
と第2混合弁によって任意の給湯設定温度より高い温度
に混合し、その後この第2混合弁で混合された任意の給
湯設定温度より高い温度の温水と給水管からの低温水と
を第1混合弁によって任意の給湯設定温度に混合して給
湯することができる。この時、中温水および高温水が出
湯される分だけ貯湯タンク下部には給水管からの低温水
が流入し、貯湯タンク内の温水の沸き上げを行う際は、
この貯湯タンク下部に貯められている低温水をヒートポ
ンプ回路で沸き上げるので、効率の良い沸き上げを行う
ことができる。なお、貯湯タンクから取り出した高温水
を暖房に直接用いても熱交換して間接的に用いても構わ
ないものである。 【0009】また、請求項2では、給水管からの低温水
を流入させる給水口を下端部に有すると共に貯湯してい
る高温水を第1出湯管から流出させる第1出湯口を上端
部に有する貯湯タンクと、圧縮機と蒸発器と凝縮器を有
したヒートポンプ回路と、前記貯湯タンク下部に設けら
れたヒーポン往き口から取り出した低温水を前記ヒート
ポンプ回路の凝縮器によって加熱し、加熱された高温水
を前記貯湯タンク上部に設けられたヒーポン戻り口から
前記貯湯タンク内に戻すヒーポン循環回路と、前記貯湯
タンク上部に設けられた高温水取出し口から取り出した
高温水を2次側回路の温水を加熱するための熱交換器に
循環させ、前記2次側回路の温水と熱交換して温度低下
した中温水を前記貯湯タンク下部に設けられた中温水戻
り口に戻す熱利用循環回路と、前記第1出湯口から流出
する高温水と前記給水管からの低温水とを任意の給湯設
定温度に混合する第1混合弁とを備えたヒートポンプ式
給湯装置であって、前記貯湯タンクの前記中温水戻り口
よりも高く且つ前記第1出湯口よりも低い位置に中温水
を流出させるための第2出湯口および第2出湯管を設け
ると共に、前記第1混合弁と前記第1出湯口の間の前記
第1出湯管途中に前記第2出湯管からの中温水を混合す
る第2混合弁を設け、前記第1出湯口からの高温水と前
記第2出湯口からの中温水を前記第2混合弁によって前
記任意の給湯設定温度以上の温度に混合し、さらに前記
第1混合弁にて前記第2混合弁で混合された前記任意の
給湯設定温度以上の温水と前記給水管からの低温水とを
前記任意の給湯設定温度に混合して給湯するようにした
ものである。 【0010】これにより、貯湯タンク上部の高温水取出
し口から取出して二次側回路の加熱源として利用し、貯
湯タンク下部の中温水戻り口に戻す容量当たりの保有熱
量が少ない中温水を、この中温水戻り口よりも高い位置
に設けた第2出湯口から取り出して、貯湯タンク上部か
ら取り出す高温水と第2混合弁によって任意の給湯設定
温度より高い温度に混合し、その後この第2混合弁で混
合された任意の給湯設定温度より高い温度の温水と給水
管からの低温水とを第1混合弁によって任意の給湯設定
温度に混合して給湯することができる。この時、中温水
および高温水が出湯される分だけ貯湯タンク下部には給
水管からの低温水が流入し、貯湯タンク内の温水の沸き
上げを行う際は、この貯湯タンク下部に貯められている
低温水をヒートポンプ回路で沸き上げるので、効率の良
い沸き上げを行うことができる。 【0011】また、請求項3では、前記第1混合弁を電
動ミキシング弁とし、その下流に設けた給湯温度センサ
の出力に応じて給湯設定温度になるよう混合比率を調整
するようにすると共に、前記第2混合弁を感温自動混合
弁とし、この第2混合弁の設定温度を前記第1混合弁の
給湯設定温度範囲の上限以上の温度にしたものである。 【0012】これにより、電気的な制御を必要とせず感
温変形部材の作用により自動的に混合比率を調整する感
温自動混合弁で構成された第2混合弁によって、第2出
湯口からの中温水と第1出湯口からの高温水を任意の給
湯設定温度の上限以上の温度に自動的に混合され、その
後、第2混合弁で混合された任意の給湯設定温度の上限
以上の温度の温水と給水管からの低温水とが電動ミキシ
ング弁で構成された第1混合弁によってその下流の給湯
温度センサの出力に応じて任意の給湯設定温度となるよ
うに混合比が調整され、任意の給湯設定温度にて給湯さ
れるものであるから、特別な操作をすることなく設定し
た任意の給湯設定温度の湯を常に確実に給湯することが
できるものである。 【0013】また、請求項4では、前記第1混合弁を電
動ミキシング弁とし、その下流に設けた給湯温度センサ
の出力に応じて給湯設定温度になるよう混合比率を調整
するようにすると共に、前記第2混合弁も電動ミキシン
グ弁とし、その下流に設けた混合温度センサの出力に応
じて前記給湯設定温度以上の温度になるよう混合比率を
調整するようにしたものである。 【0014】これにより、電動ミキシング弁で構成され
た第2混合弁によって第2出湯口からの中温水と第1出
湯口からの高温水をその下流に設けた混合温度センサの
出力に応じて任意の給湯設定温度より高い温度に混合さ
れ、その後、第2混合弁で混合された任意の給湯設定温
度より高い温度の温水と給水管からの低温水とが電動ミ
キシング弁で構成された第1混合弁によってその下流の
給湯温度センサの出力に応じて任意の給湯設定温度にな
るように混合されて給湯されるものであるから、その時
々の任意の給湯設定温度に応じて中温水を可能な限り多
く使って給湯を行うことができるものである。 【0015】 【発明の実施の形態】次に、本発明の第1の実施形態を
図1〜図7に基づき説明する。1はヒートポンプユニッ
ト、2は貯湯タンクユニット、3は給湯混合水栓、4は
床暖房パネル等の暖房負荷端末である。 【0016】前記ヒートポンプユニット1は、圧縮機5
と凝縮器としての冷媒−水熱交換器6と減圧器7と蒸発
器8で構成されたヒートポンプ回路9と、被加熱水を冷
媒−水熱交換器6に循環させるヒーポン循環ポンプ10
と、それらの駆動を制御するヒーポン制御部11とを備
えており、ヒートポンプ回路9内には冷媒として二酸化
炭素が用いられて超臨界ヒートポンプサイクルを構成し
ているものである。なお、冷媒に二酸化炭素を用いてい
るので、低温水を電熱ヒータなしで約90℃の高温まで
沸き上げることが可能なものである。 【0017】ここで、前記冷媒−水熱交換器6は冷媒と
被加熱水とが対向して流れる対向流方式を採用してお
り、超臨界ヒートポンプサイクルでは熱交換時において
冷媒は超臨界状態のまま凝縮されるため効率良く高温ま
で被加熱水を加熱することができ、被加熱水の冷媒−水
熱交換器6入口温度と冷媒の出口温度との温度差が一定
になるように前記減圧器7または圧縮機5を制御するこ
とで、被加熱水の冷媒−水熱交換器6の入口温度が5〜
20℃程度の低い温度であるとCOP(エネルギー消費
効率)が3.0以上のとても良い状態で被加熱水を加熱
することが可能なものである。 【0018】前記貯湯タンクユニット2は、上端に第1
出湯管12と連なる第1出湯口13を有し、下端に給水
管14と連なる給水口15を有した貯湯タンク16を備
えている。この貯湯タンク16の下部にはヒーポン往き
口17が、上部にはヒーポン戻り口18が設けられ、前
記ヒートポンプユニット1の冷媒−水熱交換器6に連通
するヒーポン循環回路19によって貯湯タンク16内の
湯水が循環可能に接続されている。なお、この貯湯タン
ク16は約370L程度の容量を保有しているものであ
る。 【0019】20は前記床暖パネル4の加熱源としての
熱交換器で、その一次側には貯湯タンク16上部に連通
する高温水取出し口21と貯湯タンク16下部の中温水
戻り口22とを熱利用循環ポンプ23を備えた熱利用循
環回路24で貯湯タンク16内の湯水が循環可能に接続
されており、また、二次側には床暖パネル4と循環可能
に接続する二次側回路25と二次側循環ポンプ26が備
えられているものである。 【0020】次に、27は第1出湯管12からの湯水と
給水管14からの低温水を混合する電動ミキシング弁よ
り構成された第1混合弁であり、その下流の給湯管28
に設けた給湯温度センサ29で検出した湯温がリモコン
30でユーザーが設定した給湯設定温度になるように混
合比率を制御するものである。このリモコン30は給湯
温度設定スイッチ31を有しており、給湯温度を35〜
60℃の範囲で任意に設定可能としていると共に、暖房
を開始させる暖房スイッチ32を有しているものであ
る。 【0021】33は貯湯タンク16の中間高さ位置に設
けた第2出湯口で、第1出湯管12の第1出湯口13と
第1混合弁27との間に設けた第2混合弁34の入力側
に第2出湯管35を介して接続されている。この第2出
湯口33および第2出湯管35は前記熱交換器20で二
次側と熱交換して温度低下した中温水を貯湯タンク16
から出湯するもので、この中温水を前記第2混合弁34
にて第1出湯管12を流れる高温水と混合して第1混合
弁27の供給するものである。 【0022】前記第2混合弁34は図5に示すようにサ
ーモワックス混合弁より構成されており、出力ポート側
に設けられた感温変形するサーモワックス34aの伸縮
により入口側ポートの弁体34bの位置が変り、それに
よって混合比率を調整するもので、給湯設定温度範囲の
上限温度である60℃より高い約65℃に自動的に混合
するものである。なお、この第2混合弁34の混合温度
は調整ノブ34cにより調節可能としているものであ
る。なお、ここではサーモワックス混合弁を用いたが、
これの代わりに感温変形する形状記憶合金より構成され
た感温バネやバイメタルなどの感温変形部材を用いた感
温自動混合弁でも良い。また、第2混合弁34は図示し
た弁および弁座形状や流路形状のものに限られるもので
はなく、要は感温変形部材の変形により設定混合温度に
自動的に混合されるものであれば弁および弁座や流路の
形状は発明の要旨を変更しない範囲で変更可能なもので
ある。 【0023】36は貯湯タンク16の上下方向に複数個
配置された貯湯温度センサで、この貯湯温度センサ36
がどの高さ位置まで所定温度(例えば50℃)以上を検
出しているかによって、貯湯タンク16内にどれだけの
熱量が残っているかを検知するものである。 【0024】37は貯湯タンクユニット内のセンサの入
力を受けアクチュエータの駆動を制御するマイコンを有
した給湯制御部である。この給湯制御部37に前記リモ
コン30が無線または有線により接続されユーザーが任
意の給湯設定温度を設定できるようにしているものであ
る。 【0025】なお、38は貯湯タンク16の過圧を防止
する過圧防止弁、39は給水の温度を検出する給水温度
センサ、40は給水の圧力を減圧する減圧弁、41は給
湯する温水の量をカウントする流量カウンタである。 【0026】次に、この第1の実施形態の作動を説明す
る。まず、図2に示す沸き上げ運転について説明する
と、深夜電力時間帯になって貯湯温度センサ36が貯湯
タンク16内に翌日に必要な熱量が残っていないことを
検出すると、給湯制御部37はヒーポン制御部11に対
して沸き上げ開始指令を発する。指令を受けたヒーポン
制御部11は圧縮機5を起動した後にヒーポン循環ポン
プ10を駆動開始し、貯湯タンク16下部のヒーポン往
き口17から取り出した5〜20℃程度の低温水を冷媒
−水熱交換器6で70〜90℃程度の高温に加熱し、ヒ
ーポン循環回路19を介して貯湯タンク16上部のヒー
ポン戻り口18から貯湯タンク16内に戻してやり、貯
湯タンク16の上部から順次積層して高温水を貯湯して
いく。貯湯温度センサ36が必要な熱量が貯湯されたこ
とを検出すると、給湯制御部37はヒーポン制御部11
に対して沸き上げ停止指令を発し、ヒーポン制御部11
は圧縮機5を停止すると共にヒーポン循環ポンプ10も
停止して沸き上げ動作を終了するものである。 【0027】次に、図3に示す暖房運転について説明す
ると、リモコン30の暖房スイッチ32をONすると、
給湯制御部37は熱利用循環ポンプ23および二次側循
環ポンプ26を駆動開始し、高温水取出し口21から取
り出した70〜90℃程度の高温水を熱交換器20に流
入させ、二次側回路25の温水と熱交換させ、熱交換に
より30〜50℃程度に温度低下した中温水が中温水戻
り口22から貯湯タンク16下部に戻り、高温水と入れ
替わる形で高温水と中温水の境界面を押し上げるように
して中温水が貯湯されるものである。二次側では、熱交
換器20にて加熱された温水が床暖房パネル4に流入
し、被暖房空間を暖房して再度熱交換器20に循環する
ものである。そして、リモコン30の暖房スイッチ32
をOFFすると、給湯制御部37は熱利用循環ポンプ2
3および二次側循環ポンプ26を駆動停止して暖房運転
を停止する。 【0028】そして、図4に示す給湯運転について説明
すると、給湯混合水栓3を開くと、給水管14からの給
水圧により貯湯タンク16内の高温水が上端部の第1出
湯口13から押し出されると同時に中温水が第2出湯口
33より押し出される。押し出された70〜90℃程度
の高温水および30〜50℃程度の中温水はそれぞれ第
1出湯管12および第2出湯管35を介して第2混合弁
34へ流入し、約65℃の温水に混合される。混合され
た温水は第1混合弁27へ流入し、給水管14からの5
〜20℃程度の低温水と混合されてユーザーがリモコン
30で設定した給湯設定温度に調節され、給湯混合水栓
3から給湯される。 【0029】このとき、前記中温水戻り口22は貯湯タ
ンク16最下端の給水口15および下部のヒーポン往き
口17よりも高い位置の貯湯タンク16に設けているた
め、暖房運転により中温水戻り口22から中温水が貯湯
タンク16の下部に戻されても、給湯の使用により貯湯
タンク16下端から給水管からの低温水が流入すること
で貯湯タンク16の最下端には低温水が確保されること
となり、次回の沸き上げの際には必ず低温水から沸き上
げることができるという効果がある。また、前記高温水
取出し口21は第1出湯口13から連なる第1出湯管1
2途中に設けられていて、貯湯タンク16の開口部を減
らすことができるものである。 【0030】また、第2出湯口33が中温水戻り口22
よりも高い位置に設けられているので、中温水戻り口2
2と第2出湯口33との間にある程度の容量を確保で
き、熱交換器20で温度低下した中温水をその容量分だ
け一時的に貯めておくことができることとなり、第2出
湯口33より高い位置に貯められてしまう中温水の量を
少なくすることができる。詳しくは、第2出湯口33が
貯湯タンク16の中間高さ位置程度にあるので中温水戻
り口22と第2出湯口33との間に約90〜120L程
度の容量を確保でき、熱交換器20で温度低下した中温
水をその容量分だけ一時的に貯めておくことができるこ
ととなり、第2出湯口33より高い位置に貯められてし
まう中温水の量を少なくすることができる。すなわち第
2出湯口33から取り出すことができない中温水を極力
少なくすることができるものである。 【0031】ここで、もし中温水戻り口22と第2出湯
口33とが同じ高さにあった場合には、中温水が中温水
戻り口22より高い位置に貯められてしまう場合があ
り、これを中温水戻り口22と同じ高さにある第2出湯
口33から取り出すことができないため、中温水が発生
すると同時にこの中温水を給湯に用いる必要があり、さ
もなければ多量に給湯を行って中温水が貯湯タンク16
上端部の第1出湯口13にまで押し上げられるまで貯湯
タンク16内に中温水が貯湯されてしまうこととなる。
しかし、この第1の実施形態では上記のように中温水戻
り口22よりも高い位置に第2出湯口33が設けられて
いるため、この高さの差分の容量だけ中温水の発生から
利用までの容量的あるいは時間的余裕ができ、中温水を
ある程度の容量分発生させてから時間的間隔をおいて給
湯を行っても中温水を給湯に用いることができる効果が
ある。 【0032】また、図6に示すように、暖房を行わなか
ったり沸き上げ完了直後の給湯では貯湯タンク16内に
中温水がなく、第2出湯口33位置に高温水がある場合
には、第2混合弁34のサーモワックス34aは設定混
合温度以上の温度雰囲気にさらされるために膨張して、
第1出湯管12側の弁体34bを閉じて第2出湯管35
側の弁体34bが開かれることとなる。結果的に設定混
合温度以上の温度の温水を第1混合弁27へ供給する
が、第1混合弁で給水管14からの低温水と混合してユ
ーザーがリモコン30で設定した給湯設定温度に調節さ
れることとなる。 【0033】また、図7に示すように、貯湯タンク16
内の上部には高温水があるが、第2出湯口33付近に低
温水がある場合には、第2混合弁34のサーモワックス
34aが第1出湯管12からの高温水と第2出湯管35
からの低温水とが混合された温水にさらされるため、そ
の温度に応じて伸縮して設定混合温度の約65℃になる
ように自動的に調節されるものである。なお、図5〜7
においては、説明に必要な構成要素のみを抜き出して開
示しており、図示しなかったが図1の構成と同一のもの
である。 【0034】このように、給湯の際に暖房熱源として利
用された中温水を高温水よりも優先して貯湯タンク16
の途中から取り出して給湯するので、高温水を給湯しき
るまで中温水を給湯できないと行った不具合がなく、給
湯を行う度に貯湯タンク16内の中温水が減って給水管
14からの低温水に入れ替わって、深夜の沸き上げ動作
を行う時には沸き上げ効率の悪い中温水ではなく、温度
の低い低温水をヒートポンプ回路9で沸き上げることと
なり、沸き上げの効率が向上しヒートポンプ式給湯装置
としてのCOP(エネルギー消費効率)が良くなるもの
である。 【0035】また、第2混合弁34は第1混合弁27で
調整する給湯設定温度範囲の上限温度以上の温度に混合
し、その後に第1混合弁27にて任意の給湯設定温度に
混合して給湯するので、ユーザー側で特別な操作をする
ことなくリモコン30で設定した任意の給湯設定温度の
湯を常に確実に給湯できるものである。 【0036】また、第2混合弁34はサーモワックス混
合弁のような感温変形部材を用いた自動混合弁としたの
で、給湯制御部37に用いられているマイコンの出力ポ
ートおよび入力ポートを全く利用せずに設定温度に混合
でき、ポートの少ない安価なマイコンを用いることがで
きる他、余ったポートを他の機能に割り振ることがで
き、安価かつ多機能な給湯装置の実現に貢献することが
できるものである。 【0037】次に、第2の実施形態を図8に基づいて説
明する。なお、前記第1の実施形態と同一のものには同
一の符号を付してその説明を省略する。 【0038】この第2の実施形態では、貯湯タンク16
内の高温水を熱利用循環回路24を介して直接暖房負荷
端末4に循環させるものである。暖房スイッチ32のO
N操作により暖房開始が指示されると、熱利用循環ポン
プ23が駆動され、貯湯タンク16内の高温水を高温水
取出し口21から暖房負荷端末4に循環させ、浴室等の
比較的負荷の小さい被暖房室を暖房して30〜50℃程
度に温度低下した中温水となって貯湯タンク16内に低
温水戻り口22より戻るものである。 【0039】このように第2の実施形態では、貯湯タン
ク16から取り出した高温水を熱源として直接用いるか
間接的に用いるかが前記第1の実施形態と異なるのみ
で、他の作用効果は何ら変ることがないものであるの
で、その説明は第1の実施形態を参照することとして省
略することとする。なお、暖房負荷端末としては例示し
た床暖房パネルに限定されるものではなく、例えば温水
式温風暖房器や温水式パネルコンベクタ、温水式パネル
ラジエータ等でも良いもので、要は暖房を行うものであ
れば本発明の要旨を変更しない範囲での実施形態の変更
をすることを妨げるものではない。 【0040】次に、第3の実施形態を図9に基づいて説
明する。なお、前記第1または第2の実施形態と同一の
ものには同一の符号を付してその説明を省略する。 【0041】34’は第1出湯管12の第1混合弁27
と第1出湯口13の間に設けた電動ミキシング弁よりな
る第2混合弁で、その下流に設けた混合温度センサ42
の検出する温度に応じてリモコン30で設定した任意の
給湯設定温度より所定温度高い温度になるよう混合比率
を調節するものである。 【0042】また、前記熱交換器20と熱利用循環ポン
プ23と二次側循環ポンプ26は貯湯タンクユニット2
とは別体の熱交換ユニット43に収納されており、この
熱交換ユニット43内に設けた熱交換制御部44によっ
て各ポンプ23、26が制御されると共に、この熱交換
制御部44と有線または無線によって第2リモコン45
が接続されているものである。暖房の開始および停止は
第2リモコン45の操作によって入力されるものであ
る。なお、前記リモコン30は給湯に関する操作だけが
できるようにし、暖房に関する操作は第2リモコン45
によって行うようにしているものである。 【0043】このように第2混合弁34’を電動ミキシ
ング弁として、リモコン30で設定した任意の給湯設定
温度より所定温度高い温度になるよう混合比率を調節す
るようにしたので、中温水をその時々の任意の給湯設定
温度に応じて多量に用いることができて、中温水の利用
を促進できるものである。例えば任意の給湯設定温度が
60℃であれば、電動ミキシング弁の第2混合弁34’
の混合温度を60℃より5degだけ高い65℃にし、
65℃に混合した温水を第1混合弁27で任意の給湯設
定温度である60℃に調整して給湯を行う。また、任意
の給湯設定温度が42℃であれば、電動ミキシング弁の
第2混合弁34’の混合温度を42℃より5degだけ
高い47℃にし、47℃に混合した温水を第1混合弁2
7で任意の給湯設定温度である42℃に調整して給湯を
行う。このように、その時々の任意の給湯設定温度に応
じて中温水を可能な限り多く使って給湯を行うことがで
きるものである。 【0044】なお、前記第1の実施形態と第3の実施形
態とでは、熱交換器20と熱利用循環ポンプ23と二次
側循環ポンプ26の設置の形態が異なるが、第1の実施
形態で熱交換ユニット43を設けても良く、また逆に第
2の実施形態で貯湯タンクユニット2内に設けても良
く、本発明の要旨を変更しない範囲での実施形態の変更
をすることを妨げるものではない。 【0045】また、第1の実施形態および第3の実施形
態では、床暖房パネルから成る暖房負荷端末4を二次側
回路25の負荷としているが、これに限られることはな
く、温水式温風暖房器や温水式パネルコンベクタ、温水
式パネルラジエータ等でも良い。また、二次側回路25
の負荷は暖房利用に限らず、例えば浴槽の温水を循環さ
せて風呂の追焚きまたは保温に用いても良く、要は貯湯
タンク16内の高温水の熱を熱交換器20で熱交換して
利用する熱機器であれば何でも良いものである。 【0046】 【発明の効果】以上のように、本発明の請求項1によれ
ば、暖房熱源として利用した容量当たりの保有熱量が少
ない中温水を給湯時に貯湯タンク上部から取り出す高温
水と混合して給湯に用いることができるため、ヒートポ
ンプ回路で沸き上げを行う際に効率の良い沸き上げを行
うことができ、ヒートポンプ式給湯装置としてのCOP
(エネルギー消費効率)を低下させることがないもので
あると共に、中温水を取り出す第2出湯口が中温水戻り
口よりも高い位置に設けられているため、中温水をある
程度の容量分貯湯タンク内に貯めてから時間的に間隔を
おいて給湯を行っても、この中温水を給湯に用いること
ができるものである。 【0047】また、請求項2によれば、二次側回路の加
熱源として利用した容量当たりの保有熱量が少ない中温
水を給湯時に貯湯タンク上部から取り出す高温水と混合
して給湯に用いることができるため、ヒートポンプ回路
で沸き上げを行う際に効率の良い沸き上げを行うことが
でき、ヒートポンプ式給湯装置としてのCOP(エネル
ギー消費効率)を低下させることがないものであると共
に、中温水を取り出す第2出湯口が中温水戻り口よりも
高い位置に設けられているため、中温水をある程度の容
量分貯湯タンク内に貯めてから時間的に間隔をおいて給
湯を行っても、この中温水を給湯に用いることができる
ものである。 【0048】また、請求項3によれば、第2混合弁を感
温自動混合弁とし、その設定混合温度を電動ミキシング
弁より成る第1混合弁の給湯設定温度範囲の上限温度よ
りも高い温度にしたので、特別な操作をすることなく設
定した任意の給湯設定温度の湯を常に確実に給湯できる
と共に、給湯制御部に用いられているマイコンの出力ポ
ートおよび入力ポートを第2混合弁のために占有するこ
とがなく、ポートの少ない安価なマイコンを用いること
ができる他、余ったポートを他の機能に割り振ることが
でき、安価かつ多機能な給湯装置の実現に貢献すること
ができる。 【0049】また、請求項4によれば、第1混合弁、第
2混合弁共に電動ミキシング弁で構成し、第2混合弁の
設定混合温度を第1混合弁での任意の給湯設定温度より
高い温度としているので、その時々の任意の給湯設定温
度に応じて中温水を可能な限り多く使って給湯を行うこ
とができるものである。

【図面の簡単な説明】 【図1】本発明の第1の実施形態の概略構成図。 【図2】同第1の実施形態の沸き上げ運転の作動を説明
する図。 【図3】同第1の実施形態の暖房運転の作動を説明する
図。 【図4】同第1の実施形態の給湯運転の作動を説明する
図。 【図5】同第1の実施形態の貯湯タンク内の第2出湯口
付近に中温水が存在する場合の給湯運転時の第2混合弁
の作動を説明する図。 【図6】同第1の実施形態の貯湯タンク内の第2出湯口
付近に高温水が存在する場合の給湯運転時の第2混合弁
の作動を説明する図。 【図7】同第1の貯湯タンク内の第2出湯口付近に低温
水が存在する場合の給湯運転時の第2混合弁の作動を説
明する図。 【図8】本発明の第2の実施形態の概略構成図。 【図9】本発明の第3の実施形態の概略構成図。 【図10】従来例の概略構成図。 【符号の説明】 4 暖房負荷端末 5 圧縮機 6 冷媒−水熱交換器(凝縮器) 8 蒸発器 9 ヒートポンプ回路 12 第1出湯管 13 第1出湯口 14 給水管 15 給水口 16 貯湯タンク 17 ヒーポン往き口 18 ヒーポン戻り口 19 ヒーポン循環回路 20 熱交換器 21 高温水取出し口 22 中温水戻り口 23 熱利用循環ポンプ 24 熱利用循環回路 25 二次側回路 27 第1混合弁(電動ミキシング弁) 28 給湯管 33 第2出湯口 34 第2混合弁(サーモワックス混合弁) 34’ 第2混合弁(電動ミキシング弁) 34a サーモワックス(感温変形部材) 35 第2出湯管 42 混合温度センサ

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 広野 徳純 新潟県三条市東新保7番7号 株式会社コ ロナ内 (72)発明者 前田 圭 新潟県三条市東新保7番7号 株式会社コ ロナ内

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 【請求項1】 給水管からの低温水を流入させる給水口
    を下端部に有すると共に貯湯している高温水を第1出湯
    管から流出させる第1出湯口を上端部に有する貯湯タン
    クと、圧縮機と蒸発器と凝縮器を有したヒートポンプ回
    路と、前記貯湯タンク下部に設けられたヒーポン往き口
    から取り出した低温水を前記ヒートポンプ回路の凝縮器
    によって加熱し、加熱された高温水を前記貯湯タンク上
    部に設けられたヒーポン戻り口から前記貯湯タンク内に
    戻すヒーポン循環回路と、前記貯湯タンク上部に設けら
    れた高温水取出し口から取り出した高温水によって暖房
    し、温度低下した中温水を前記貯湯タンク下部に設けら
    れた中温水戻り口に戻す熱利用循環回路と、前記第1出
    湯口から流出する高温水と前記給水管からの低温水とを
    任意の給湯設定温度に混合する第1混合弁とを備えたヒ
    ートポンプ式給湯装置であって、前記貯湯タンクの前記
    中温水戻り口よりも高く且つ前記第1出湯口よりも低い
    位置に中温水を流出させるための第2出湯口および第2
    出湯管を設けると共に、前記第1混合弁と前記第1出湯
    口の間の前記第1出湯管途中に前記第2出湯管からの中
    温水を混合する第2混合弁を設け、前記第1出湯口から
    の高温水と前記第2出湯口からの中温水を前記第2混合
    弁によって前記任意の給湯設定温度以上の温度に混合
    し、さらに前記第1混合弁にて前記第2混合弁で混合さ
    れた前記任意の給湯設定温度以上の温水と前記給水管か
    らの低温水とを前記任意の給湯設定温度に混合して給湯
    するように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】 給水管からの低温水を流入させる給水口
    を下端部に有すると共に貯湯している高温水を第1出湯
    管から流出させる第1出湯口を上端部に有する貯湯タン
    クと、圧縮機と蒸発器と凝縮器を有したヒートポンプ回
    路と、前記貯湯タンク下部に設けられたヒーポン往き口
    から取り出した低温水を前記ヒートポンプ回路の凝縮器
    によって加熱し、加熱された高温水を前記貯湯タンク上
    部に設けられたヒーポン戻り口から前記貯湯タンク内に
    戻すヒーポン循環回路と、前記貯湯タンク上部に設けら
    れた高温水取出し口から取り出した高温水を2次側回路
    の温水を加熱するための熱交換器に循環させ、前記2次
    側回路の温水と熱交換して温度低下した中温水を前記貯
    湯タンク下部に設けられた中温水戻り口に戻す熱利用循
    環回路と、前記第1出湯口から流出する高温水と前記給
    水管からの低温水とを任意の給湯設定温度に混合する第
    1混合弁とを備えたヒートポンプ式給湯装置であって、
    前記貯湯タンクの前記中温水戻り口よりも高く且つ前記
    第1出湯口よりも低い位置に中温水を流出させるための
    第2出湯口および第2出湯管を設けると共に、前記第1
    混合弁と前記第1出湯口の間の前記第1出湯管途中に前
    記第2出湯管からの中温水を混合する第2混合弁を設
    け、前記第1出湯口からの高温水と前記第2出湯口から
    の中温水を前記第2混合弁によって前記任意の給湯設定
    温度以上の温度に混合し、さらに前記第1混合弁にて前
    記第2混合弁で混合された前記任意の給湯設定温度以上
    の温水と前記給水管からの低温水とを前記任意の給湯設
    定温度に混合して給湯するようにしたことを特徴とする
    ヒートポンプ式給湯装置。 【請求項3】 前記第1混合弁を電動ミキシング弁と
    し、その下流に設けた給湯温度センサの出力に応じて給
    湯設定温度になるよう混合比率を調整するようにすると
    共に、前記第2混合弁を感温自動混合弁とし、この第2
    混合弁の設定混合温度を前記第1混合弁の給湯設定温度
    範囲の上限以上の温度にしたことを特徴とする請求項1
    または2記載のヒートポンプ式給湯装置。 【請求項4】 前記第1混合弁を電動ミキシング弁と
    し、その下流に設けた給湯温度センサの出力に応じて給
    湯設定温度になるよう混合比率を調整するようにすると
    共に、前記第2混合弁を電動ミキシング弁とし、その下
    流に設けた混合温度センサの出力に応じて前記給湯設定
    温度以上の温度になるよう混合比率を調整するようにし
    たことを特徴とする請求項1または2記載のヒートポン
    プ式給湯装置。
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