JP2006071169A - ヒートポンプ式給湯装置 - Google Patents

Abstract

【課題】 ヒートポンプ式給湯装置において貯湯タンクの放熱を有効利用する。
【解決手段】 ヒートポンプ式給湯装置は、貯湯タンク１６と、貯湯タンク１６内に蓄えられる水を加熱するヒートポンプ式熱源機１０と、を備えており、貯湯タンク１６は、建物の床面下に設けられて使用者の足部が入れられる箱部５０内に配置されていることを特徴とする。したがって、使用者の足部を貯湯タンク１６の放熱により暖めることができる。
【選択図】 図３

Description

本発明は、ヒートポンプ式熱源機により貯湯タンク内に蓄えられる水を加熱するヒートポンプ式給湯装置に関する。

従来、住宅設備機器として、ヒートポンプ式熱源機で湯を沸かして、この湯を貯湯する貯湯タンクを家屋床下に設置して、屋外にて機器を設置するのに必要なスペースを小さくするようにしたヒートポンプ式給湯装置がある。

また、温水暖房堀炬燵として、床面に開口して使用者の足部が入れられる凹部を設け、この凹部内に温水を熱源として使用者の足部を暖める熱源機を設置するるものが提案されている（例えば、特許文献１参照）。このものにおいて、熱源機としては、貯湯タンクの間で湯が循環されて足部を暖める専用の熱交換器が用いられている。
特開２００４−２８４２２号公報

上述床下貯湯タンクシステムでは、貯湯タンクは、放熱を低減するために断熱材で覆われた構造となっているものの、放熱をゼロにすることは現実的には不可能であり、熱ロスとして大気に捨てているのが実態である。

本発明は、上記点に鑑み、掘り炬燵の熱源機が床面の下側に設置されていることに着目して、貯湯タンクの放熱を有効利用するヒートポンプ式給湯装置を提供することを目的とする。

上記目的を達成するため、請求項１に記載の発明では、
貯湯タンク（１６）と、前記貯湯タンク内に蓄えられる水を加熱するヒートポンプ式熱源機（１０）と、を備えるヒートポンプ式給湯装置であって、
前記貯湯タンクは、建物の床面の下側に配置されて、前記床面の凹部（５０）内に入れられる使用者の足部を暖めるようになっていることを特徴とする。

したがって、使用者の足部を凹部内に入れれば、貯湯タンクの放熱により足部を暖めることができるので、暖める掘り炬燵の熱源として貯湯タンクの放熱を有効利用することができる。

具体的には、請求項２に記載の発明のように、貯湯タンクおよび前記凹部の内壁（５１）の間に、伝熱シートが配設されていれば、貯湯タンクおよび凹部内の間の熱伝導が良好に行われるので、使用者の足部を効率的に暖めることができる。

また、請求項３に記載の発明のように、貯湯タンクはその外板（１６ｂ）が前記凹部に露出するように配置されていれば、貯湯タンクがその外板を通して使用者の足部を直接的に暖めることができるので、使用者の足部を効率的に暖めることができる。

なお、上記各手段の括弧内の符号は、後述する実施形態に記載の具体的手段との対応関係を示すものである。

（第１実施形態）
図１に本発明の第１実施形態を示す。本実施形態は、本発明によるヒートポンプ式給湯装置を一般家庭用の給湯装置に適用したものであって、図１は給湯装置が設置された状態を示す図であり、給湯装置の構成は、ヒートポンプ熱源機１０と貯湯タンクユニット１１とに大別される。

ヒートポンプ熱源機１０は、住宅の屋外に設置されており、ヒートポンプ熱源機１０は、高圧側圧力が冷媒（例えば、ＣＯ２）の臨界圧力以上となる超臨界冷凍サイクルにて構成されている。ヒートポンプ熱源機１０は回転数を制御可能な電動圧縮機１２を有し、この電動圧縮機１２にて圧縮された高圧冷媒を加熱用高圧側熱交換器１３に流入させる。この高圧側熱交換器１３にて高圧冷媒と水とを熱交換して水を加熱し、高圧側熱交換器１３を通過した放熱後の高圧冷媒はその後、減圧装置１４で低圧状態に減圧される。

この低圧冷媒は蒸発器１５に流入し、この蒸発器１５で大気から吸熱して蒸発
し、その後、電動圧縮機１２に冷媒が吸入され再度圧縮される。

一方、貯湯タンクユニット１１は横長形状の貯湯タンク１６を有し、この貯湯タンク１６は、後述するように、住宅の床下（すなわち、床面下側）に設置されている。ここで、ヒートポンプ熱源機１０の高圧側熱交換器（放熱器）１３で加熱された高温の温水が温水配管１７により貯湯タンク１６の最上部の入口１８から貯湯タンク１６内上部に流入する。そして、貯湯タンク１６の底部の出口１９から低温水が水配管２０によりヒートポンプ１０の高圧側熱交換器１３に流入する。

ヒートポンプ熱源機１０の高圧側熱交換器１３と貯湯タンク１６との間で温水を循環するために、この温水循環回路、本例では、水配管２０の途中に回転数を制御可能な電動式の循環ポンプ２１を設置している。また、貯湯タンク１６の底部には、水道水等を給水するための給水配管２２が接続される給水入口２３が設けてある。この給水配管２２には、水道圧を減圧する減圧弁２２ａが設置してある。

また、貯湯タンク１６の最上部には図示しない台所、洗面所、風呂等の給湯対象機器に給湯するための給湯配管２４が接続してあり、この給湯配管２４を通して給湯対象機器に給湯するようになっている。この給湯配管２４の途中には給湯配管２４内の圧力が設定圧力以上に上昇すると開弁して空気や水を外部へ逃がす逃がし弁２５が設置されている。

給湯装置の作動を自動制御すためのセンサとして、横長形状の貯湯タンク１６には、その内部の温水温度を検出する水温度センサ（サーミスタ）２６ａ〜２６ｃをタンク上下方向の異なる高さに複数個（図示の例では３個）所定間隔で設けてある。

また、高圧側熱交換器１３の出口側高圧配管部に冷媒温度センサ２７が配置され、高圧側熱交換器１３へ給水する水配管２０にヒートポンプ給水温度センサ２８が配置されている。また、貯湯タンク１６底部への給水配管２２にはタンク給水温度センサ２９が配置され、給湯配管２４には給湯対象機器に供給される出湯量を計測するための流量センサ３０が配置されている。

図２は本実施形態の電気制御のブロック図であり、上記タンクの水温度センサ２６ａ〜２６ｃ、冷媒温度センサ２７、ヒートポンプ給水温度センサ２８、タンク給水温度センサ２９、流量センサ３０等を含むセンサ群の検出信号、および給湯装置操作パネル３１の操作信号が電子制御ユニット３２に入力される。この電子制御ユニット３２はマイクロコンピュータとその周辺回路とにより構成されるものであって、予め設定されたプログラムに基づく所定の演算処理を行って、電動圧縮機１２、循環ポンプ２１等の機器の作動を制御するようになっている。

次に、本実施形態の特徴である貯湯タンク１６の設置について図３、図４を用いて説明する。図３は、貯湯タンク１６の設置状態を示す模式図であり、図４は、図３中矢印Ｙの方向から視た図である。

先ず、住宅の床面には開口部４０が形成されており、この開口部４０内には、例えば、使用者の足部が入れられる木製の箱部５０が収納されている。この箱部５０には上側に向けて開口しているので、建物の床面において使用者の足部が入れられる凹部が形成されることになる。なお、図３中符号Ｍは、メンテナンスパネルである。

一方、当該箱部５０の下側には、貯湯タンク１６が配置されており、この貯湯タンク１６を覆うように断熱材１６ａが配設されており、この断熱材１６ａを覆うにように外板１６ｂが配設されている。そして、外板１６ｂおよび箱部５０の底部５１（すなわち、内壁）の間には、伝熱シート５１が敷き詰められて、外板１６ｂおよび箱部５０の底部５１の間に空隙が生じるのを避けている。

次に、本実施形態の作用効果について説明する。

すなわち、本実施形態のヒートポンプ式給湯装置は、貯湯タンク１６と、貯湯タンク１６内に蓄えられる水を加熱するヒートポンプ式熱源機１０と、を備えており、貯湯タンク１６は、建物の床面下に設けられて使用者の足部が入れられる箱部５０内に配置されていることを特徴とする。

したがって、使用者の足部を貯湯タンク１６の放熱により暖めることができるので、暖める掘り炬燵の熱源として貯湯タンク１６の放熱を有効利用することができる。

また、本実施形態によれば、貯湯タンク１６および箱部５０の底部５１の間には、伝熱シート６０が配設されているので、貯湯タンク１６および底部５１の間の熱伝導が良好に行われるので、使用者の足部を効率的に暖めることができる。

（第２実施形態）
上述の第１実施形態では、貯湯タンク１６の外板１６ｂおよび箱部５０の底部５１の間に伝熱シート５１を配設して、貯湯タンク１６から箱部５０への熱伝導を良好にする例について説明したが、これに代えて、本第２実施形態では、次のようにしてもよい。

すなわち、本実施形態の箱部５０には、図５に示すように、底部５１が設けられておらず、開口している。そして、貯湯タンク１６の外板１６ｂが箱部５０内に露出している。すなわち、貯湯タンク１６はその外板１６ｂが凹部内にに露出するように配置されていることになる。

したがって、箱部５０内に足を入れてその足を貯湯タンク１６の外板１６ｂの上に乗せれば、貯湯タンク１６が使用者の足部を直接暖めることができるので、使用者の足部を効率的に暖めることができる。

（その他の実施形態）
上述の各実施形態では、ヒートポンプ式給湯装置を一般家庭用の給湯装置に適用した例について説明したが、事業者用の給湯装置にヒートポンプ式給湯装置を適用してもよい。

上述の各実施形態では、貯湯タンク１６としては、横長形状のタンクを用いた例について説明したが、これに限らず、縦長形状のタンクを用いてもよい。

本発明の第１実施形態に係るヒートポンプ式給湯装置の概略構成を示す模式図である。 図１のヒートポンプ式給湯装置の電気的概略構成を示すブロック図である。 図１のヒートポンプ式給湯装置の設置状態を示す図である。 図１のヒートポンプ式給湯装置の設置状態を示す図である。 本発明の第２実施形態に係るヒートポンプ式給湯装置の設置状態を示す図である。

符号の説明

１０…ヒートポンプ式熱源機、１６…貯湯タンク、５０…箱部。

Claims (3)

1. 貯湯タンク（１６）と、前記貯湯タンク内に蓄えられる水を加熱するヒートポンプ式熱源機（１０）と、を備えるヒートポンプ式給湯装置であって、
   前記貯湯タンクは、建物の床面の下側に配置されて、前記床面の凹部（５０）内に入れられる使用者の足部を暖めるようになっていることを特徴とするヒートポンプ式給湯装置。
2. 前記貯湯タンクおよび前記凹部の内壁（５１）の間には、伝熱シートが配設されていることを特徴とする請求項１に記載のヒートポンプ式給湯装置。
3. 前記貯湯タンクはその外板（１６ｂ）が前記凹部内に露出するように配置されていることを特徴とする請求項１に記載のヒートポンプ式給湯装置。

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