JP2006200777A - ヒートポンプ給湯機 - Google Patents

Abstract

【課題】貯湯手段の断熱性能も確保しながら、小型コンパクト化を実現できるヒートポンプ給湯機を提供すること。
【解決手段】圧縮機２１、水−冷媒熱交換器２２、減圧手段２３および空気−冷媒熱交換器２４を順次接続して形成され、冷媒を循環させる冷媒循環回路と、前記水−冷媒熱交換器２２と接続され、前記水−冷媒熱交換器２２にて加熱された温水を貯湯する貯湯手段１５とを備え、前記貯湯手段１５の断熱材として、真空断熱材を使用する構成としたもので、断熱性能の向上、または断熱性能を確保しつつ断熱断熱材の厚みを低減して断熱材を含めた貯湯タンクの直径を低減でき、ヒートポンプ給湯機の小型コンパクト化を図ることができる。
【選択図】図２

Description

本発明は、ヒートポンプ方式の給湯機に関するものである。

従来、給湯機としては、ガスや石油を燃料として用い、その燃焼熱で水道水を加熱する燃焼式給湯機が使用されてきたが、特に近年増えているオール電化の住宅やマンションでは燃料を供給しないため、燃焼式給湯機を使用せず、貯湯タンクを備えた貯湯式のヒートポンプ給湯機が使用されている。これは、燃焼による給湯機の問題を解決し、オール電化の住宅、マンションでも新たなインフラ整備を必要とせず手軽に設置することができ、ヒートポンプ式であるため、入力に対する能力は３倍以上確保することが可能となるなど効率が良く環境にも優しく、更に安価な深夜電力を用いて貯湯タンクに高温の湯を貯めるのでランニングコストも安価となると言った特徴を持ち、徐々に普及しつつある。

このような給湯機として、以下に示されるヒートポンプ給湯機がある。

その構成は図８に示すようになっており、吸熱器（空気−冷媒熱交換器）１６を上方に配し、その下方に貯湯手段２８を配し、筐体４２の背面と少なくとも片側面を流通させるように、送風ファン１８（図では送風手段と記載されている）を、吸熱器１６の前方に配設し、横方向の風路を構成し、充分なヒートポンプ給湯機の加熱能力を得ながらも、筐体をコンパクトに、特に横幅を小さくする構成としている（例えば、特許文献１参照）。
特開２００４−１７６９９２号公報

しかしながら、上記従来の構成では、貯湯手段２８の断熱材にグラスウールを使用することが一般的であり、グラスウールで断熱性能を確保するには厚みを稼ぐ必要があり、タンクの直径が大きくなり、しいては本体が大きくなってしまうと言う課題を有していた。

本発明は上記従来の課題を解決するもので、貯湯手段の断熱性能も確保しながら、小型コンパクト化を実現できるヒートポンプ給湯機を提供することを目的とする。

前記従来の課題を解決するために、本発明のヒートポンプ給湯機は、圧縮機、水−冷媒熱交換器、減圧手段および空気−冷媒熱交換器を順次接続して形成され、冷媒を循環させる冷媒循環回路と、前記水−冷媒熱交換器と接続され、前記水−冷媒熱交換器にて加熱された温水を貯湯する貯湯手段とを備え、前記貯湯手段の断熱材として、真空断熱材を使用する構成としたもので、断熱性能の向上、または断熱性能を確保しつつ断熱断熱材の厚みを低減して断熱材を含めた貯湯タンクの直径を低減でき、ヒートポンプ給湯機の小型コンパクト化を図ることができる。

本発明によれば、貯湯手段の断熱性能も確保しながら、小型コンパクト化を実現できるヒートポンプ給湯機を提供できる。

第１の発明は、圧縮機、水−冷媒熱交換器、減圧手段および空気−冷媒熱交換器を順次接続して形成され、冷媒を循環させる冷媒循環回路と、前記水−冷媒熱交換器と接続され
、前記水−冷媒熱交換器にて加熱された温水を貯湯する貯湯手段とを備え、前記貯湯手段の断熱材として、真空断熱材を使用する構成としたもので、断熱性能の向上、または断熱性能を確保しつつ断熱断熱材の厚みを低減して断熱材を含めた貯湯タンクの直径を低減でき、ヒートポンプ給湯機の小型コンパクト化を図ることができる。

第２の発明は、貯湯手段の側部に真空断熱材を使用し、前記側部以外の部分には、グラスウ−ル断熱材および／または発泡断熱材を使用する構成としたもので、取り付け難い上部と下部にはグラスウール断熱材や発泡断熱材など、真空断熱材以外の断熱材を使用することにより、貼付け作業性の向上を図ることができる。

第３の発明は、真空断熱材は、貯湯手段の略上下方向に沿って、複数本の溶着部を有する構成としたもので、断熱材を貯湯手段の曲率に沿って曲げ易くなり、貼付け作業性の更なる向上を図ることができる。

第４の発明は、貯湯手段に配管を接続できるように、真空断熱材に開口部を設けたもので、貯湯手段の胴部に設けられた温水取り出すための接続配管部を設けても、真空断熱材を貯湯手段に沿って貼り付けることができ、作業性の向上が図れる。

第５の発明は、真空断熱材を、貯湯手段に両面テ−プで貼り付ける構成としたもので、真空断熱材を貯湯タンクにしっかり、かつ簡単に固定することができ、貼付け作業性の向上を図ることができる。

第６の発明は、真空断熱材を、貯湯手段に巻き付け、テ−プまたはバンドで固定する構成としたもので、真空断熱材を貯湯タンクにしっかり、かつ簡単に固定することができ、貼付け作業性の向上を図ることができる。

以下、本発明の実施の形態について、図面を参照しながら説明する。なお、この実施の形態によって本発明が限定されるものではない。

（実施の形態１）
図１（ａ）は、本発明の第１の実施の形態におけるヒートポンプ給湯機の概略平面図、図１（ｂ）は同概略正面図、図２は上記に示すヒートポンプ給湯機の回路構成図である。まず、図１（ａ）、図１（ｂ）、図２を用いて回路構成を説明する。

本体ユニット１１に冷媒循環回路と給湯回路とを一体に収納して構成され、この冷媒循環回路は、本体ユニット１１内部に配設された圧縮機２１と、水−冷媒熱交換器２２と、減圧手段である膨張弁２３と、空気−冷媒熱交換器２４とが冷媒配管２５で接続されて構成されている。また、空気−冷媒熱交換器２４に風を当て、蒸発能力を高めるための送風手段である送風ファン２９が設けられている。

一方、給湯回路は、水−冷媒熱交換器２２にて沸き上げた温水を貯める貯湯手段である貯湯タンク１５と、貯湯タンク１５を断熱する真空断熱材１６と、貯湯タンク１５に水道水を入水する入水管１３と、貯湯タンク１５内の低温の水を送水する水ポンプ１７と、水−冷媒熱交換器２２にて沸き上げた温水を貯湯タンク１５に入水する湯入口１９と、貯湯タンク１５から温水を蛇口や風呂の給湯端末（図示せず）に給湯する給湯管１４などから構成されている。

以下、図面に基づいて、上記ヒートポンプ給湯機の動作を説明する。

まず、貯湯運転について説明する。使用者が蛇口を開くと給湯管１４から出湯され、貯
湯タンク１５の残湯量が少なくなると、圧縮機２１と水ポンプ１７を運転して貯湯運転を開始する。圧縮機２１で圧縮された高温高圧の冷媒は水−冷媒熱交換器２２に送られ、ポンプ１７によって送られてきた水道水と熱交換して放熱する。これにより、水道水は高温に加熱される。水−冷媒熱交換器２２から流出した冷媒は、膨張弁２３にて減圧膨張され、空気−冷媒熱交換器２４に送られ、送風ファン２９にて送られた空気と熱交換して、空気−冷媒熱交換器２４を通過する間に蒸発ガス化する。このガス化した冷媒は、再度圧縮機２１に吸入されて圧縮される過程を繰り返し、加熱された水道水は、湯入口１９から貯湯タンク１５へ流入して貯湯され、貯湯タンク１５の湯量が一杯になると圧縮機２１と水ポンプ１７を停止して貯湯運転を停止する。

ここで、使用者が蛇口を開くと給湯管１４から出湯され残湯量が減ると、再び圧縮機２１と水ポンプ１７を運転して貯湯運転を再度開始する。ここで、貯湯タンク１５は貯えられた湯が冷めないように、真空断熱材１６で保温されている。これは、従来から使用されているグラスウールに対して断熱性能に優れているので、断熱材の厚みを低減することができ、給湯機本体１１の小型コンパクト化を図ることができる。

以上のように、貯湯タンク１５の断熱材として真空断熱材を使用したものであり、断熱性能の向上を図ることができる。また、断熱性能を確保しつつ断熱断熱材の厚みを低減することができ、断熱材を含めた貯湯手段の直径を低減、しいてはヒートポンプ給湯機の小型コンパクト化を図ることができる。

また、図３に示すように、貯湯タンク１５の断熱材として、胴部（側周囲）に真空断熱材１６ｃ、上部（上周囲）と下部（下周囲）にそれぞれグラスウール断熱材１６ａ、１６ｃまたは発泡断熱材１６ａ、１６ｃを設ける構成にしてもよい。また、貯湯タンク１５の胴部に真空断熱材１６ｃ、胴部以外の上部と下部にはグラスウール断熱材１６ａ、発泡断熱材１６ｃを使用するようにしてもよい。さらには、上下材質が逆でも構わない。従来のグラスウールで断熱する場合と比べて、断熱性能を同一にしつつ断熱断熱材の厚みを低減することができ、断熱材を含めた貯湯タンク１５の直径を低減、しいては給湯機本体１１の小型コンパクト化を図ることができる。さらには、取り付け難い上部と下部にはグラスウール断熱材や発泡断熱材など、真空断熱材以外の断熱材を使用することにより、貼付け作業性の向上を図ることができる。

また、図４（ａ）（ｂ）において、貯湯タンク１５の胴部に、貯湯タンク１５の上下方向に沿って複数本の溶着部１６ｄ−１を設けた真空断熱材１６ｄを用いる構成にしている。貯湯タンク１５の胴部に、貯湯タンク１５の上下方向に沿って複数本の溶着部１６ｄ−１を設けた真空断熱材１６ｄを使用することにより、従来のグラスウール断熱材に対して断熱性能を同一にしつつ断熱断熱材の厚みを低減することができ、断熱材を含めた貯湯タンク１５の直径を低減、しいては給湯機本体１１の小型コンパクト化を図ることができる。さらには、断熱材１６ｄを貯湯タンク１５の曲率に沿って曲げ易くなり、貼付け作業性の更なる向上を図ることができる。以上のように、断熱材を貯湯手段の曲率に沿って曲げ易くなり、貼付け作業性の更なる向上を図ることができる。

また、図５（ａ）（ｂ）において、貯湯タンク１５の胴部に、温水を取り出すための配管接続部を設けることができるように、円形や矩形などの溶着部を設けて開口部を有する真空断熱材を使用する構成にしている。貯湯タンク１５の胴部に、温水を取り出すための配管接続部を設けることができるように、円形や矩形などの溶着部１６ｅ−１を設けて、開口部を有する真空断熱材を使用することにより、貯湯タンク１５の胴部に温水取り出すための接続配管部１６ｅ―１を設けても、真空断熱材１６ｅを貯湯タンク１５に沿って貼り付けることができ、作業性の向上が図れる。また、貯湯手段の胴部に設けられた温水取り出すための接続配管部を設けても、真空断熱材を貯湯手段に沿って貼り付けることがで
き、作業性の向上が図れる。

また、図６は、真空断熱材１６を貯湯タンク１５の胴部に両面テープ１６ｆで貼り付ける構成にしている。これにより、真空断熱材１６を前記貯湯タンク１５の胴部に両面テープ１６ｆで貼り付けることにより、真空断熱材１６を貯湯タンク１５にしっかり、かつ簡単に固定することができ、貼付け作業性の向上を図ることができる。

また、図７において、真空断熱材１６を、貯湯タンク１５の胴部に巻きつけ、テープ１６ｇで固定する構成にしている。真空断熱材１６を、前記貯湯タンク１５の胴部に巻きつけ、テープ１６ｇで固定することにより、真空断熱材１６を貯湯タンク１５にしっかり、かつ簡単に固定することができ、貼付け作業性の向上を図ることができる。

以上のように、本発明は、ヒートポンプサイクルで湯を生成して給湯するヒートポンプ給湯機に適用され、例えば、家庭用の瞬間湯沸し器や、業務用の給湯装置などに適している。

（ａ）本発明の実施の形態１におけるヒートポンプ給湯機の概略平面図（ｂ）同ヒートポンプ給湯機の概略正面図 同ヒートポンプ給湯機の回路構成図 同他のヒートポンプ給湯機の概略正面図 （ａ）同他のヒートポンプ給湯機の概略正面図（ｂ）同他のヒートポンプ給湯機のタンク断熱材の断面図 （ａ）同他のヒートポンプ給湯機の概略正面図（ｂ）同他のヒートポンプ給湯機のタンク断熱材の断面図 同他のヒートポンプ給湯機の概略正面図 （ａ）同他ヒートポンプ給湯機の概略平面図（ｂ）同他のヒートポンプ給湯機の概略正面図 従来のヒートポンプ給湯機の内観構成図

符号の説明

１５ 貯湯タンク（貯湯手段）
１６ 真空断熱材
１７ 水ポンプ
２１ 圧縮機
２２ 水−冷媒熱交換器
２３ 減圧手段（膨張弁）
２４ 空気−冷媒熱交換器

Claims (6)

1. 圧縮機、水−冷媒熱交換器、減圧手段および空気−冷媒熱交換器を順次接続して形成され、冷媒を循環させる冷媒循環回路と、前記水−冷媒熱交換器と接続され、前記水−冷媒熱交換器にて加熱された温水を貯湯する貯湯手段とを備え、前記貯湯手段の断熱材として、真空断熱材を使用する構成としたヒ−トポンプ給湯機。
2. 貯湯手段の側部に真空断熱材を使用し、前記側部以外の部分には、グラスウ−ル断熱材および／または発泡断熱材を使用する構成とした請求項１に記載のヒ−トポンプ給湯機。
3. 真空断熱材は、貯湯手段の略上下方向に沿って、複数本の溶着部を有する構成とした請求項１または２記載のヒ−トポンプ給湯機。
4. 貯湯手段に配管を接続できるように、真空断熱材に開口部を設けた請求項１〜３のいずれか１項に記載のヒ−トポンプ給湯機。
5. 真空断熱材を、貯湯手段に両面テ−プで貼り付ける構成とした請求項１〜４のいずれか１項に記載のヒ−トポンプ給湯機。
6. 真空断熱材を、貯湯手段に巻き付け、テ−プまたはバンドで固定する構成とした請求項１〜４のいずれか１項に記載のヒ−トポンプ給湯機。

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