JP2005114268A - ヒートポンプ式給湯機 - Google Patents

Abstract

【課題】貯湯槽中間部の温度低下した湯層を給湯等に有効利用するとともに、貯湯槽内の空気を排出して、貯湯容量が減少することにより間接加熱回路近傍の湯が少なくなり間接加熱能力が低下することを防止することができるヒートポンプ式給湯機を提供すること。
【解決手段】風呂の追い焚き等を行う間接加熱回路５を備えたヒートポンプ式給湯機において、貯湯槽１内の湯を取り出す配管４１、４２を、貯湯槽１の頂部と、貯湯槽１の間接加熱回路５より下方位置とにそれぞれ接続するとともに、湯の取り出しを頂部側配管４１と下方位置側配管４２との間で選択的に切り替える三方切替弁４５を設け、この三方切替弁４５を所定のタイミングで下方位置側配管４２から頂部側配管４１に切り替える切替制御回路４６を設ける。
【選択図】図１

Description

本発明は、風呂の追い焚き等のための間接加熱回路を備えたヒートポンプ式給湯機に関し、特に、貯湯槽中間部の温度低下した湯層を給湯等に有効利用するとともに、貯湯槽内の空気を排出して、貯湯容量が減少することにより間接加熱回路近傍の湯が少なくなり間接加熱能力が低下することを防止することができるヒートポンプ式給湯機ヒートポンプ式給湯機に関するものである。

従来、ヒートポンプ式給湯機は、図３に示すように、ガスクーラ２１、圧縮機２２、蒸発器用ファン２４を備えた蒸発器２３及び膨張弁２５から構成したヒートポンプ部２を、冷媒が循環するようにするとともに、貯湯槽１の下部と上部とからなる水加熱部３を構成する水循環用配管３２、３３により接続し、この水循環用配管３２、３３の途中に循環用ポンプ３１を配設し、循環用ポンプ３１により貯湯槽１の水を循環させることによって、貯湯槽１内の水をガスクーラ２１において加熱し、高温の湯を貯湯槽１内に貯湯するようにしている。
そして、給湯部４で湯を使う場合には、蛇口４７等を操作することにより、貯湯槽１の下部に接続した給水管６から供給される水によって貯湯槽１内に貯留された湯を押し上げ、貯湯槽１の上部に接続した配管４１を介して、貯湯槽１内の湯を取り出すようにしている。

ところで、給湯機を風呂の追い焚きに利用する場合、通常、給湯機の貯湯槽１の上部に間接加熱回路（図示省略）を配設し、この間接加熱回路に風呂の湯を循環させることにより、風呂の湯を貯湯槽１に貯留した高温の湯で間接的に加熱するようにしている。
しかし、このように風呂の湯を貯湯槽１に貯留した高温の湯で間接的に加熱するようにすると、貯湯槽１内の上部に貯留されている湯の温度が低下することになる。
そして、この状態で、循環用ポンプ３１により貯湯槽１の水を循環させることによって、貯湯槽１内の水をガスクーラ２１において加熱し、高温の湯を貯湯槽１内に貯湯するようにすると、貯湯槽１内の上部に貯留されていた温度の低下した湯が、貯湯槽１の上部から供給される高温の湯によって押し下げられ、貯湯槽１内の中間部に温度の低下した湯層（具体的には、６０℃程度の湯層）が形成される。
この貯湯槽１内の温度低下した湯層は、保有する熱量が小さいことから、貯湯槽１の容量を有効に利用するための支障となり、また、この温度低下した湯層の温度を上げるためには、この温度の低下した湯層の湯をガスクーラ２１において加熱する必要があるが、炭酸ガス冷媒を使用したヒートポンプ式給湯機の場合、６０℃程度の湯を高温の湯に加熱しようとすると熱効率が著しく低下する。

そこで、本件出願人は、風呂の追い焚き等を行う間接加熱回路を備えたヒートポンプ式給湯機において、貯湯槽内の湯を取り出す配管を、前記間接加熱回路より下方位置に接続し、貯湯槽内の中間部に形成された温度低下した湯層を前記配管を介して取り出して給湯使用するヒートポンプ式給湯機を提案している。
しかしながら、このヒートポンプ式給湯機は、湯を取り出す配管を貯湯槽の頂部より下に接続していることから、極端に湯の使用量が少ない場合は、貯湯槽内で発生する空気が抜けず、溜まった空気によって貯湯槽の貯湯容積が減少することにより間接加熱回路近傍の湯が少なくなり間接加熱能力が低下するという問題を有している（例えば、特許文献１参照）。

特開２００３−２０７２０２号公報

本発明は、上記従来のヒートポンプ式給湯機が有する問題点に鑑み、貯湯槽中間部の温度低下した湯層を給湯等に有効利用するとともに、貯湯槽内の空気を排出して、貯湯容量が減少することにより間接加熱回路近傍の湯が少なくなり間接加熱能力が低下することを防止することができるヒートポンプ式給湯機を提供することを目的とする。

上記目的を達成するため、本発明のヒートポンプ式給湯機は、風呂の追い焚き等を行う間接加熱回路を備えたヒートポンプ式給湯機において、貯湯槽内の湯を取り出す配管を、貯湯槽の頂部と貯湯槽の間接加熱回路より下方位置とにそれぞれ接続するとともに、湯の取り出しを該頂部側配管と下方位置側配管との間で選択的に切り替える切替弁を設け、該切替弁を所定のタイミングで下方位置側配管から頂部側配管に切り替える切替制御回路を設けたことを特徴とする。

この場合において、前記切替制御回路をタイマー等により定期的に作動するようにすることができる。

また、貯湯槽の上部に溜まった空気を検出する空気検出装置を設け、該空気検出装置が空気を検出したときに切替制御回路を作動させるようにすることができる。

本発明のヒートポンプ式給湯機によれば、貯湯槽内の湯を取り出す配管を、貯湯槽の頂部と貯湯槽の間接加熱回路より下方位置とにそれぞれ接続するとともに、湯の取り出しを該頂部側配管と下方位置側配管との間で選択的に切り替える切替弁を設け、該切替弁を所定のタイミングで下方位置側配管から頂部側配管に切り替える切替制御回路を設けることから、貯湯槽中間部の温度低下した湯層を下方位置側配管により取り出して給湯等に有効利用するとともに、切替制御回路によって切替弁を頂部側配管に切り替えることにより、貯湯槽内の空気を排出して、貯湯容積が減少することにより間接加熱回路近傍の湯が少なくなり間接加熱能力が低下することを防止することができる。

この場合、前記切替制御回路をタイマー等により定期的に作動させることにより、貯湯槽内の空気を定期的に自動排出することができる。

また、貯湯槽の上部に溜まった空気を検出する空気検出装置を設け、該空気検出装置が空気を検出したときに切替制御回路を作動させることにより、貯湯槽内の空気を必要に応じて自動排出することができる。

以下、本発明のヒートポンプ式給湯機の実施の形態を図面に基づいて説明する。

図１に、本発明のヒートポンプ式給湯機の第１実施例を示す。
このヒートポンプ式給湯機は、ガスクーラ２１、圧縮機２２、蒸発器用ファン２４を備えた蒸発器２３及び膨張弁２５から構成したヒートポンプ部２を炭酸ガス冷媒が循環するようにするとともに、水加熱部３として、水循環用配管３２、３３、３５を貯湯槽１に接続し、水循環用配管３２に配設した循環用ポンプ３１で貯湯槽１の水を循環させることにより貯湯槽１内の水をガスクーラ２１で加熱し、高温の湯を貯湯槽１内に貯湯するようにしている。

また、このヒートポンプ式給湯機を風呂の追い焚き等のために利用することができるように、貯湯槽１の上部に間接加熱回路５の熱交換部５１を配設し、この間接加熱回路５の配管５２、５３を介して風呂の湯を循環させることにより、貯湯槽１に貯留した高温の湯で間接的に加熱するようにしている。
この間接加熱回路５の熱交換部５１は、本実施例に示すように貯湯槽１内に配設するほか、図２に示す第２実施例のように、貯湯槽１外に配設し、熱交換部５１と貯湯槽１を循環用ポンプ５４を配設した配管５５、５６で接続するようにすることができる。
なお、第２実施例のヒートポンプ式給湯機の構成及び作用は、間接加熱回路５の熱交換部５１の配設位置に関する構成を除き、以下に記載する第１実施例の構成及び作用を含め、上記第１実施例のヒートポンプ式給湯機と同じである。

また、本実施例のヒートポンプ式給湯機においては、ガスクーラ２１から出た高温の湯を貯湯槽１に導入するための水循環用配管を分岐し、分岐した一方の水循環用配管３３を、電磁弁３４を介して、貯湯槽１の頂部に接続し、他方の水循環用配管３５を、電磁弁３６を介して、貯湯槽１の間接加熱回路５の熱交換部５１の配設位置より下方に接続するようにしている。
これにより、間接加熱回路５を稼働することによって貯湯槽１内の上部に貯留されている湯の温度が低下した場合でも、一方の水循環用配管３３から高温の湯を貯湯槽１に導入することにより、貯湯槽１の上部に温度の高い湯を貯留することができ、また、一方の水循環用配管３５から高温の湯を貯湯槽１に導入することにより、水循環用配管３５の貯湯槽１への接続位置よりも上方の貯湯槽１内の湯の温度を対流により均一に上昇させることができる。

一方、本実施例では、かかるヒートポンプ式給湯機において、給湯部４として、貯湯槽１内の湯を取り出す配管４１、４２を、貯湯槽１の頂部と、貯湯槽１の間接加熱回路５の熱交換部５１より下方位置とにそれぞれ接続するとともに、湯の取り出しを下方位置側配管４２と頂部側配管４１との間で選択的に切り替える三方切替弁４５を設け、該三方切替弁４５を所定のタイミングで下方位置側配管４２から頂部側配管４１に切り替える切替制御回路４６を設けている。

切替制御回路４６は給湯機の制御装置（図示省略）に設けられており、タイマー等により定期的に作動するようにしたり、あるいは、貯湯槽１の上部に溜まった空気を検出する空気検出装置（図示省略）を設け、該空気検出装置が空気を検出したときに作動するようにすることができる。

なお、下方位置側配管４２は、貯湯槽１の高さ方向に複数配設し、各配管４２ａ、４２ｂ、４２ｃ、４２ｄには、電磁弁４３ａ、４３ｂ、４３ｃ、４３ｄを配設するとともに、各配管４２ａ、４２ｂ、４２ｃ、４２ｄに対応する貯湯槽１の高さ位置に温度センサ４４ａ、４４ｂ、４４ｃ、４４ｄを配設することにより、貯湯槽１内の湯の温度分布に応じて、複数の配管４２ａ、４２ｂ、４２ｃ、４２ｄのいずれかを選択して貯湯槽１内の湯を取り出すことができるようにしている。

かくして、本実施例のヒートポンプ式給湯機は、貯湯槽１内の湯を取り出す配管４１、４２を、貯湯槽１の頂部と、貯湯槽１の間接加熱回路５より下方位置とにそれぞれ接続するとともに、湯の取り出しを該頂部側配管４１と下方位置側配管４２との間で選択的に切り替える三方切替弁４５を設け、該三方切替弁４５を所定のタイミングで下方位置側配管４２から頂部側配管４１に切り替える切替制御回路４６を設けることから、貯湯槽中間部の温度低下した湯層を下方位置側配管４２により取り出して給湯等に有効利用するとともに、切替制御回路４６によって三方切替弁４５を頂部側配管４１に切り替えることにより、貯湯槽１内の空気を排出して、貯湯容積が減少することにより間接加熱回路近傍の湯が少なくなり間接加熱能力が低下することを防止することができる。
そして、切替制御回路４６をタイマー等により定期的に作動させることにより、貯湯槽１内の空気を定期的に自動排出することができる。
また、貯湯槽１の上部に溜まった空気を検出する空気検出装置を設け、該空気検出装置が空気を検出したときに切替制御回路４６を作動させることにより、貯湯槽１内の空気を必要に応じて自動排出することができる。

以上、本発明のヒートポンプ式給湯機について、複数の実施例に基づいて説明したが、本発明は上記実施例に記載した構成に限定されるものではなく、その趣旨を逸脱しない範囲において適宜その構成及び適用対象を変更することができる。

本発明のヒートポンプ式給湯機は、貯湯槽中間部の温度低下した湯層を給湯等に有効利用するとともに、貯湯槽内の空気を排出して、貯湯容量が減少することにより間接加熱回路近傍の湯が少なくなり間接加熱能力が低下することを防止することができるという特性を有していることから、追い焚き用等の間接加熱回路を備えたヒートポンプ式給湯機の用途に好適に用いることができる。

本発明のヒートポンプ式給湯機の第１実施例を示す説明図である。 本発明のヒートポンプ式給湯機の第２実施例を示す説明図である。 従来のヒートポンプ式給湯機を示す説明図である。

符号の説明

１ 貯湯槽
２ ヒートポンプ部
２１ ガスクーラ
２２ 圧縮機
２３ 蒸発器
２４ 蒸発器用ファン
２５ 膨張弁
３ 水加熱部
３１ 循環用ポンプ
３２ 水循環用配管
３３ 水循環用配管
３５ 水循環用配管
４ 給湯部
４１ 頂部側配管
４２ 下方位置側配管
４５ 三方切替弁
４６ 切替制御回路
４７ 蛇口
５ 間接加熱回路
５１ 熱交換部
６ 給水管

Claims (3)

1. 風呂の追い焚き等を行う間接加熱回路を備えたヒートポンプ式給湯機において、貯湯槽内の湯を取り出す配管を、貯湯槽の頂部と貯湯槽の間接加熱回路より下方位置とにそれぞれ接続するとともに、湯の取り出しを該頂部側配管と下方位置側配管との間で選択的に切り替える切替弁を設け、該切替弁を所定のタイミングで下方位置側配管から頂部側配管に切り替える切替制御回路を設けたことを特徴とするヒートポンプ式給湯機。
2. 前記切替制御回路をタイマー等により定期的に作動するようにしたことを特徴とする請求項１記載のヒートポンプ式給湯機。
3. 貯湯槽の上部に溜まった空気を検出する空気検出装置を設け、該空気検出装置が空気を検出したときに切替制御回路を作動させるようにしたことを特徴とする請求項１又は２記載のヒートポンプ式給湯機。

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