JP2007155257A - Heat pump water heater - Google Patents
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Abstract
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。 The present invention relates to a heat pump type water heater.
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給湯機が使用されてきた。これらは、速湯性に優れているという利点がある半面、ガス、石油といった燃料が必要でその供給が不可欠であること、燃焼後の排気ガスが大気に放出され大気汚染を招くこと、燃焼させるので不安全性を常に内在していること、燃焼時の音が大きいことなどの課題があった。特に近年増えている、エネルギー源を全て電気で行うというオール電化の住宅やマンションでは、燃料を供給する方法がないため、使用できないケースも増えてきている。 Conventionally, hot water heaters that use gas or petroleum as fuel and heat tap water with the combustion heat have been used as hot water heaters. While these have the advantage of being excellent in quick hot water properties, fuels such as gas and oil are necessary and the supply thereof is indispensable, exhaust gas after combustion is released into the atmosphere, causing air pollution, and burning Therefore, there were problems such as being always unsafe and having a loud noise during combustion. Especially in all-electric houses and condominiums where all energy sources are electricity, which has been increasing in recent years, there is no way to supply fuel, so there are more cases where it cannot be used.
そこで、貯湯タンクを備えた貯湯式のヒートポンプ式給湯機が開発されている。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しないで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り熱効率が良く、運転に際しては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ことが可能となり、ランニングコストも安価となるなどと言う特長を持ち、徐々に普及してきている。 Accordingly, a hot water storage type heat pump type hot water heater equipped with a hot water storage tank has been developed. This solves the problem of hot water heaters due to combustion, and can be installed easily in all-electric homes and condominiums without the need for new infrastructure development. It is possible to ensure high thermal efficiency, and it is possible to store hot water in a hot water storage tank using inexpensive late-night power for operation, and it has the feature that running costs are also low, and it gradually spreads Have been doing.
このような給湯機として、以下に示されるようなヒートポンプ式給湯機がある。このヒートポンプ式給湯機は、図7に示すように、給湯サイクル71と冷媒サイクル72を備え、それぞれ別の本体ユニットである。給湯サイクル71を含む貯湯ユニットと冷媒サイクル72を含むヒートポンプユニットの二箱に入れられている。この給湯サイクル71は、底壁に設けられた給水口73と上壁に設けられた給湯口74を有する貯湯タンク75と、水熱交換路76と、水循環用ポンプ77とを備え、水熱交換路76と水循環用ポンプ77が、貯湯タンク75の取水口78と湯入口79とを連結する循環路80に介設されている。
As such a water heater, there is a heat pump type water heater as shown below. As shown in FIG. 7, the heat pump type hot water heater includes a hot
また、冷媒サイクル72は、圧縮機81と、熱交換路76を構成する水熱交換器82と、減圧機構83と、空気熱交換器として蒸発器84とを順に冷媒通路85で接続して構成する冷媒サイクルを備える。更に、給湯サイクル71と冷媒サイクル72は、室外側に配設されている連絡配管86,87にて連結される。そして、給水口73から給水し、水循環用ポンプ77にて循環路78に流出させた低温水を水熱交換器82(即ち、水熱交換路76)で沸き上げ、給湯口74から出湯する構成となっている(例えば、特許文献1参照)。
The
そして、このヒートポンプ給湯機は、夜間の安価な電力を利用してエネルギー効率の良い冷媒サイクル(ヒートポンプ回路)72を運転し、貯湯タンク75内の水を水順間ポンプ77で循環させながら水熱交換器82で所定の湯温になるまで温め、所定の湯温に達したことを検知して、冷媒サイクル72の運転を停止するようにしている。通常給湯口74で湯を使用する際には、貯湯タンク75内の湯温より低温の水道水と混合して、使用者の所望する適切な温度にして、温水を供給することになるので、貯湯タンク75に貯湯する湯の温度はできるだけ高くする方が良く、それにより温度を下げるために加える水道水の量を多くして、貯湯タンク75から取り出す湯の量を少なくするようにして、湯切れなどの不具合が生じにくいようにしている。
The heat pump water heater operates an energy efficient refrigerant cycle (heat pump circuit) 72 using inexpensive electric power at night, and circulates water in the hot
その中で、ヒートポンプユニットと貯湯ユニットを一体型としたものも考案されており
、例えば、以下に示されるヒートポンプ給湯機がある。これは給湯サイクルと冷媒サイクルを一つの箱体内に収納したものであり、圧縮機、放熱器、減圧手段および蒸発器を順次接続して閉回路を構成し、冷媒を循環させる冷媒サイクルと、貯湯タンク、この貯湯タンクの水を循環させる水循環ポンプ、前記水循環ポンプで循環される水を前記放熱器と熱交換させる水−冷媒熱交換器と、前記貯湯タンクに給水する給水管と、前記貯湯タンクから給湯する給湯管を備え、前記給水管を前記貯湯タンクの入口側と前記水熱交換器の入口側とに分岐して接続し、前記給湯管を前記貯湯タンクの出口側と前記水熱交換器の出口側とに分岐して接続し、前記貯湯タンクからの給湯と前記水熱交換器からの給湯とを切換える弁を設け、前記水熱交換器及び前記凝縮器からなる水-冷媒熱交換器を、螺旋状に巻いて円筒状に形成すると共に、前記貯湯タンクを囲むように設置し、前記冷媒サイクル及び前記給湯サイクルを一つの箱体内に収納したものである(例えば、特許文献2、特許許文献3参照)。
Among them, an apparatus in which a heat pump unit and a hot water storage unit are integrated has been devised. For example, there is a heat pump water heater shown below. In this case, a hot water supply cycle and a refrigerant cycle are stored in a single box, and a compressor, a radiator, a decompression means, and an evaporator are sequentially connected to form a closed circuit, and a refrigerant cycle for circulating the refrigerant, A tank, a water circulation pump for circulating water in the hot water storage tank, a water-refrigerant heat exchanger for exchanging heat with water circulated by the water circulation pump, a water supply pipe for supplying water to the hot water storage tank, and the hot water storage tank A hot water supply pipe for supplying hot water from the water supply pipe, the water supply pipe is branched and connected to the inlet side of the hot water storage tank and the inlet side of the water heat exchanger, and the hot water supply pipe is connected to the outlet side of the hot water storage tank and the water heat exchange. Branching and connecting to the outlet side of the water heater, provided with a valve for switching between hot water supply from the hot water storage tank and hot water supply from the water heat exchanger, water-refrigerant heat exchange comprising the water heat exchanger and the condenser Wrap the vessel in a spiral In addition to being formed in a cylindrical shape, it is installed so as to surround the hot water storage tank, and the refrigerant cycle and the hot water supply cycle are accommodated in one box (see, for example,
図8は、そのようなヒートポンプ給湯機の回路構成図を示している。 FIG. 8 shows a circuit configuration diagram of such a heat pump water heater.
図8に示すヒートポンプ給湯機は、冷媒サイクルや給湯サイクルを全て一つのユニット内に収納した一体型で構成されており、冷媒サイクル110、給湯サイクル111、給水管112、給湯管113を備え、給水管112を貯湯タンク114の入口側と水−冷媒熱交換器115の出口側とに分岐して接続し、貯湯タンク114からの給湯と水−冷媒熱交換器115からの給湯とを切りかえる弁116、117を備え、水−冷媒熱交換器115を螺旋状に巻いて円筒状にするとともに、貯湯タンク114を囲むように設置し、冷媒サイクル110及び水循環回路111を一つの箱内に収納したものである。
The heat pump water heater shown in FIG. 8 is configured as an integrated type in which the refrigerant cycle and the hot water supply cycle are all housed in one unit, and includes a
そして、冷媒サイクル110には、圧縮機118、放熱器である水−冷媒熱交換器115、減圧手段119、蒸発器120が順次接続されて、閉回路が構成されている。
The
また、図9も、同じく冷媒サイクル及び前記給湯サイクルを一つの箱体内に収納したヒートポンプ給湯機の本体構成図を示しており、本体左下方に圧縮機118、その側方上方に水−冷媒熱交換器115、そして水−冷媒熱交換器115上方に蒸発器120が配されて、冷媒サイクル110を構成しており、冷媒サイクル110の右方には貯湯タンク114を含む給湯サイクル111が配されている。
しかしながら、上記特許文献1の構成では、給湯サイクルと冷媒サイクルが分かれているので、それぞれが別個に必要であり、また、それぞれをユニット化した場合、それらのユニット寸法が大きく、かつ重量も重いために、設置場所が限られるという面があった。また、連絡配管を室外側に配設するので、凍結防水等が必要であり、施工性やコスト性に課題を有していた。
However, in the configuration of
また、ファミリーで使用する場合を想定するとそのタンク湯量としては、65℃以上のお湯を370L以上貯湯することが必要となり、貯湯タンクの容量一杯に湯を貯めた場合を考えると、その質量は、貯湯ユニット、ヒートポンプユニット合わせて430kgを超える重さになるので、設置場所の基礎工事、補強を行なって充分な強度を確保しなければならなかった。特にマンションのバルコニーに設置しようとすれば、バルコニーの耐荷重強度増さなくてはならず、マンションの建築費用が高くなることもあった。さらには、ヒートポンプ給湯機を顧客の設置場所に運搬する際にも2個のユニットを運搬しなければな
らず、その費用や手間を多く要するものであった。また、連絡配管を室外側に配設するので、凍結防水等が必要であり、施工性やコスト性に課題を有していた。
In addition, assuming the use in a family, the amount of hot water in the tank is required to store 370 L or more of hot water of 65 ° C. or higher, and considering the case where hot water is stored to the full capacity of the hot water storage tank, Since the total weight of the hot water storage unit and heat pump unit exceeds 430 kg, it was necessary to secure sufficient strength by performing foundation work and reinforcement at the installation site. In particular, if it was to be installed on the balcony of a condominium, the load-bearing strength of the balcony had to be increased, and the construction cost of the apartment could be high. Furthermore, two units must be transported when transporting the heat pump water heater to the customer's installation location, which requires a lot of cost and labor. Further, since the connecting pipe is disposed outside the room, freeze waterproofing or the like is necessary, and there are problems in workability and cost.
さらに、貯湯タンク内の湯量が限られるため、人が多く集まった際などには使用湯量が多くなり、貯湯タンク内の湯量がなくなってしまう場合があり、その際には再度沸き上げを行うことが必要となるが、元来深夜電力を用いて、小能力で長時間かけて湯を貯めるという商品であるために、貯湯するまでに相当長い時間を要すること、さらに、昼間の電力を用いて運転を行うため、深夜電力利用のメリットがなくなり、電気代が多くかかることなど、使い勝手に課題があった。 Furthermore, since the amount of hot water in the hot water storage tank is limited, the amount of hot water used may increase when many people gather, and the amount of hot water in the hot water storage tank may be lost. However, since it is a product that originally uses midnight power to store hot water over a long time with a small capacity, it takes a considerable amount of time to store hot water. There are problems in usability, such as the lack of merits of using late-night power and the cost of electricity.
また、特許文献2、特許文献3に示されるヒートポンプ給湯機は、冷媒サイクル110や給湯サイクル111を全て一つのユニット内に収納した一体型で構成されており、配管接続が少ないなど施工性は優れているが、本体サイズを重視すると、貯湯タンク114の大きさをあまり大きくすることができないために、湯切れに対する耐力が不十分であり、一度に大量の湯を使用した際、例えば、風呂に湯を貼った後で(例えば、シャワーを使用するような場合)に、湯切れしてしまう可能性が高く、それを防ぐには、貯湯タンク114の大きさを大きくすることは、本体サイズを大きくすることにつながり、一体型としてコンパクトにするという本来趣旨とは異なる方向に進むことになっていた。
In addition, the heat pump water heater shown in
それを避けるために、冷媒サイクル110側を小さくまとめることは、ヒートポンプ能力の低下を意味しており、貯湯タンク114内の湯量がなくなってしまう場合に、再度沸き上げを行おうとしても、その能力不足で沸き上げが追いつかず、湯切れしてしまうという課題を内在させていた。となるという課題を有していた。
In order to avoid this, the fact that the
それを防ぐには今度は、冷媒サイクルを大きくすることが必要となり、本体寸法が大きくなってしまう。 In order to prevent this, it is now necessary to increase the refrigerant cycle, which increases the size of the main body.
そのように、マンションのベランダ等への設置は非常に困難で、必ずしも一体型のメリットを発揮できるものではなかった。 As such, it was very difficult to install the condominium on the veranda and the like, and it was not always possible to demonstrate the benefits of the integrated type.
また、冷媒サイクルや給湯サイクルを全て一つのユニット内に収納した一体型で構成されているものの、その大きさは大型の冷媒サイクル部分とタンクユニット部分を有しているために、冷媒サイクルの故障の際には現地にて冷媒を除去することができないため貯湯タンクユニットと一体になった機器全体を工場に持ち帰る必要があり非常にメンテ性の悪いものであった。 In addition, although the refrigerant cycle and hot water supply cycle are all integrated into a single unit, the size of the unit includes a large refrigerant cycle part and a tank unit part. At that time, the refrigerant could not be removed locally, so the entire device integrated with the hot water tank unit had to be taken back to the factory, which was very poorly maintainable.
したがって本発明は、このような従来の課題を解決するものであり、冷媒サイクルと給湯サイクルを一つの本体ユニット内に納めた一体型のヒートポンプ給湯機において、機器本体寸法を機器内部の部品の最適配置により小型化することで設置性の向上および使用性、メンテナンス性に優れたヒートポンプ給湯機を提供することを目的とする。 Therefore, the present invention solves such a conventional problem, and in an integrated heat pump water heater in which a refrigerant cycle and a hot water supply cycle are housed in one main body unit, the device main body dimensions are optimized for the components inside the device. It aims at providing the heat pump water heater excellent in the installability improvement, usability, and maintainability by downsizing by arrangement.
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、放熱器、減圧手段および空気−冷媒熱交換器を順次接続して閉回路を構成し、冷媒を循環させる冷媒サイクルと、前記放熱器と熱交換を行う水−冷媒熱交換器と、前記水−冷媒熱交換器で加熱された温水を貯湯する貯湯タンクと、前記構成部品を収納する筐体とを備え、前記筐体は外方に突出した突出部を有し、前記突出部内に前記空気−冷媒熱交換器に接続される冷媒配管と前記貯湯タンクの一部を配設したことを特徴とするもので、機器本体寸法を小型化しつつ、貯湯タンクの容量を大きくすることが可能となり、実使用の際に湯切れが生じなくなり、使い勝手の良い給湯機とすることができる。また、空気−冷媒熱交換器と接
続された冷媒配管を、本体外方に突出させていることにより、筐体を外すことにより容易に確認することが可能となり、メンテナンス性に向上を図ることができ、使用性、メンテンナンス性の高いヒートポンプ給湯機を提供できる。
In order to solve the above-described conventional problems, a heat pump water heater of the present invention is a refrigerant cycle in which a compressor, a radiator, a decompression unit, and an air-refrigerant heat exchanger are sequentially connected to form a closed circuit and the refrigerant is circulated. A water-refrigerant heat exchanger that performs heat exchange with the radiator, a hot water storage tank that stores hot water heated by the water-refrigerant heat exchanger, and a housing that stores the components, The housing has a protruding portion protruding outward, and a refrigerant pipe connected to the air-refrigerant heat exchanger and a part of the hot water storage tank are disposed in the protruding portion, It is possible to increase the capacity of the hot water storage tank while reducing the size of the main body of the device, so that hot water does not run out during actual use, and the water heater can be easily used. In addition, since the refrigerant pipe connected to the air-refrigerant heat exchanger protrudes outward from the main body, it can be easily confirmed by removing the housing, thereby improving maintainability. It is possible to provide a heat pump water heater with high usability and maintainability.
本発明によれば、機器本体寸法を機器内部の部品の最適配置により小型化することで設置性の向上および使用性、メンテナンス性に優れたヒートポンプ給湯機を提供できる。 ADVANTAGE OF THE INVENTION According to this invention, the heat pump water heater excellent in the installability improvement, usability, and maintainability can be provided by reducing the apparatus main body dimension by the optimal arrangement | positioning of the components inside an apparatus.
第1の発明は、圧縮機、放熱器、減圧手段および空気−冷媒熱交換器を順次接続して閉回路を構成し、冷媒を循環させる冷媒サイクルと、前記放熱器と熱交換を行う水−冷媒熱交換器と、前記水−冷媒熱交換器と接続され、前記水−冷媒熱交換器で加熱された温水を貯湯する貯湯タンクと、水道水を供給する入水管と、加熱された温水を給湯端末へ通水するように接続した給湯管を備え一体の筐体としたヒートポンプ給湯機であって、前記筐体の背面に外方に張り出した突出部を設け、その突出部に前記空気−冷媒熱交換器と接続された冷媒配管を配設したことを特徴とするもので、機器本体寸法を小型化しつつ、貯湯タンクの容量を大きくすることが可能となり、実使用の際に湯切れが生じなくなり、使い勝手の良い給湯機とすることができる。また、空気−冷媒熱交換器と接続された冷媒配管を、本体外方に突出させていることにより、筐体を外すことにより容易に確認することが可能となり、メンテナンス性に向上を図ることができ、使用性、メンテンナンス性の高いヒートポンプ給湯機を提供できる。 A first aspect of the present invention is a refrigerant cycle in which a compressor, a radiator, a pressure reducing means, and an air-refrigerant heat exchanger are sequentially connected to form a closed circuit and the refrigerant is circulated, and water that exchanges heat with the radiator. A refrigerant heat exchanger, a hot water storage tank connected to the water-refrigerant heat exchanger and storing hot water heated by the water-refrigerant heat exchanger, an inlet pipe for supplying tap water, and heated hot water A heat pump water heater having a hot water supply pipe connected so as to pass water to a hot water supply terminal and having an integrated housing, provided with a protruding portion projecting outward on the back surface of the housing, and the air- It is characterized by the fact that a refrigerant pipe connected to the refrigerant heat exchanger is provided, and it is possible to increase the capacity of the hot water storage tank while reducing the size of the main body of the equipment, so that hot water runs out during actual use. It will not occur and can be a convenient water heater. That. In addition, since the refrigerant pipe connected to the air-refrigerant heat exchanger protrudes outward from the main body, it can be easily confirmed by removing the housing, thereby improving maintainability. It is possible to provide a heat pump water heater with high usability and maintainability.
また、特に突出部の空気−冷媒熱交換器と接続された冷媒配管の側方に、貯湯タンクの一部を納めたことで、貯湯タンクを大きくしたとしても、冷媒配管が当接することがなくなり、本体サイズをコンパクトに維持しつつ、を貯湯タンクを極力大きくすることが可能となり、湯切れ耐力の向上を図り、使用性に優れたヒートポンプ給湯機とすることができる。これにより、本体をコンパクトにしつつ、貯湯タンクの容量を大きくすると共に、冷媒サイクルの大きさも十分に確保することが可能となり、湯切れ耐力の向上を図ることができる、使用性が高く、設置性にも優れたヒートポンプ給湯機とすることができる。 Moreover, even if the hot water storage tank is made larger by placing a part of the hot water storage tank in the side of the refrigerant pipe connected to the air-refrigerant heat exchanger in the protruding portion, the refrigerant piping will not come into contact. The hot water storage tank can be made as large as possible while maintaining the body size compact, and the heat pump water resistance can be improved and the heat pump water heater excellent in usability can be obtained. As a result, the main body is made compact, the capacity of the hot water storage tank is increased, the size of the refrigerant cycle can be sufficiently secured, the hot water resistance can be improved, and the usability is high. In addition, it can be an excellent heat pump water heater.
第2の発明は、第1の発明のヒートポンプ給湯機において、突出部の内壁で、空気−冷媒熱交換器に接続される冷媒配管の対向部に、防音材を設けたことを特徴とするもので、これにより低騒音化を図ることができる。特に突出部は太鼓状となっており、共鳴しやすくなっている。それに対して、防音材を貼ることにより、共鳴の防止と後方への音漏れを防ぐことができ、静音なヒートポンプ給湯機とすることができる。 According to a second aspect of the present invention, in the heat pump water heater of the first aspect, a soundproof material is provided on the inner wall of the projecting portion at the facing portion of the refrigerant pipe connected to the air-refrigerant heat exchanger. Thus, noise reduction can be achieved. In particular, the protruding portion has a drum shape and is easy to resonate. On the other hand, by attaching a soundproof material, resonance can be prevented and sound leakage to the rear can be prevented, and a silent heat pump water heater can be obtained.
第3の発明は、第1または第2の発明のヒートポンプ給湯機において、突出部の突出寸法は、50mm以上150mm以下としたことを特徴とするもので、設置した際にヒートポンプ能力に影響のでない最小寸法とすることにより、十分なヒートポンプ能力を確保しつつ、設置スペースの狭小化を図ることが可能となヒートポンプ給湯機とすることができる。 The third invention is characterized in that, in the heat pump water heater of the first or second invention, the protrusion dimension of the protrusion is 50 mm or more and 150 mm or less, and does not affect the heat pump capacity when installed. By setting the minimum dimension, it is possible to reduce the installation space while securing a sufficient heat pump capability, and a heat pump water heater can be obtained.
第4の発明は、第1〜第3のいずれかの発明のヒートポンプ給湯機において、空気−冷媒熱交換器への冷媒の入口側配管を、冷媒の出口側配管よりも、筐体の内壁側に設けたことを特徴とするもので、空気の流れと並行流とすることにより、ヒートポンプ能力の向上を図ることが可能となり、使用性に優れたヒートポンプ給湯機とすることができる。 According to a fourth aspect of the present invention, in the heat pump water heater according to any one of the first to third aspects, the refrigerant inlet side pipe to the air-refrigerant heat exchanger is arranged on the inner wall side of the housing rather than the refrigerant outlet side pipe. The heat pump capacity can be improved by making the air flow parallel to the air flow, and a heat pump water heater excellent in usability can be obtained.
第5の発明は、第1〜第7のいずれかの発明のヒートポンプ給湯機において、空気−冷媒熱交換器と接続された冷媒配管は、冷媒の入口側配管に設けた分岐管と冷媒の出口側配管に設けたヘッダ管とを有し、前記分岐管とヘッダ管と突出部に配設したことを特徴とす
るもので、貯湯タンクを大きくしたとしても、冷媒配管が当接することがなくなり、本体サイズをコンパクトに維持しつつ、貯湯タンクを極力大きくすることが可能となり、湯切れ耐力の向上を図り、使用性に優れたヒートポンプ給湯機とすることができる。
According to a fifth aspect of the present invention, in the heat pump water heater of any one of the first to seventh aspects, the refrigerant pipe connected to the air-refrigerant heat exchanger includes a branch pipe provided in the refrigerant inlet side pipe and a refrigerant outlet. It has a header pipe provided on the side pipe, and is arranged in the branch pipe, the header pipe and the protruding portion, and even if the hot water storage tank is enlarged, the refrigerant pipe does not come into contact, While keeping the main body size compact, the hot water storage tank can be made as large as possible, the hot water resistance can be improved, and a heat pump water heater excellent in usability can be obtained.
第6の発明は、第1〜第5のいずれかの発明のヒートポンプ給湯機において、貯湯タンクの外周に高圧縮性断熱材を配設し、前記高圧縮性断熱材の外周部と突出部の内壁との間に、隙間を設けたことを特徴とするもので、これにより輸送時、設置時等に機器に横方向の荷重がかかった際にも、タンクの移動量を最小限に抑えることができることで外装に打痕や傷の発生を抑えることが可能となるとともに、突出部と貯湯タンクとの間に断熱材を介在させた構成としてある為、輸送時、設置時等に機器に横方向の荷重がかかった際にも、この断熱材が緩衝材としての役割を有することでより外装に打痕や傷の発生を抑えることが可能となり、施工性に優れたヒートポンプ給湯機とすることができる。 A sixth invention is the heat pump water heater according to any one of the first to fifth inventions, wherein a highly compressible heat insulating material is disposed on the outer periphery of the hot water storage tank, and the outer peripheral portion and the protruding portion of the high compressible heat insulating material are arranged. This is characterized by a gap between the inner wall and the tank, so that the amount of tank movement can be minimized even when a lateral load is applied to the equipment during transportation or installation. This makes it possible to suppress the occurrence of dents and scratches on the exterior, and because it has a configuration in which a heat insulating material is interposed between the protruding portion and the hot water storage tank, it can be placed horizontally on the equipment during transportation and installation. Even when a load in the direction is applied, this heat insulating material has a role as a cushioning material, making it possible to suppress the occurrence of dents and scratches on the exterior, and to make a heat pump water heater excellent in workability Can do.
第7の発明は、第1〜第6のいずれかの発明のヒートポンプ給湯機において、冷媒として炭酸ガスを用いて構成したもので、高温給湯の際の熱効率を高めるとともに、冷媒が外部に漏れても、地球温暖化に及ぼす影響を、一般的エアコンに用いられているR−410Aの冷媒に比して大幅に低減することができ、環境に優しく、リサイクル性にも優れたヒートポンプ給湯機とすることができる。 A seventh invention is a heat pump water heater according to any one of the first to sixth inventions, wherein carbon dioxide is used as a refrigerant, and the thermal efficiency at the time of high-temperature hot water supply is increased and the refrigerant leaks to the outside. However, the impact on global warming can be greatly reduced compared to the R-410A refrigerant used in general air conditioners, and it is an environmentally friendly heat pump water heater with excellent recyclability. be able to.
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。 Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings. Note that the present invention is not limited to the embodiments.
(実施の形態1)
以下に、本発明の実施形態について、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。
(Embodiment 1)
Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings. Note that the present invention is not limited to the embodiments.
図1は、本発明の回路構成図、図2はヒートポンプ給湯機の上面内観図、図3は同じく正面内観図、図4は同じく側面内観図、図5上面外観図を示す。 1 is a circuit configuration diagram of the present invention, FIG. 2 is a top view of a heat pump water heater, FIG. 3 is a front view, FIG. 4 is a side view, and FIG. 5 is a top view.
図1より、本実施の形態のヒートポンプ給湯機は、本体ユニット1内に冷媒サイクル2と給湯サイクル3とを一体に収納して構成されている。
As shown in FIG. 1, the heat pump water heater of the present embodiment is configured by integrally storing a
冷媒サイクル2は、本体ユニット1内部に配設された圧縮機4と、放熱器5と、例えば電動膨張弁から成る減圧手段6と、L字形状の空気−冷媒熱交換器7とが冷媒配管8で接続されて構成されている。また、空気−冷媒熱交換器7に風を当て、蒸発能力を高めるための送風ファン9が設けられている。
The
一方、給湯回路は、放熱器5と熱交換を行って水道水などを温水に変える水−冷媒熱交換器10(例えば、放熱器5と一体形状となっている二重管構造の熱交換器)と、水−冷媒熱交換器10にて得た温水を貯める貯湯タンク11と、貯湯タンク11や水−冷媒熱交換器10に水道水を入水する入水管12と、貯湯タンク11や水−冷媒熱交換器10から温水を蛇口13aやシャワー13bの給湯端末に給湯する給湯管14と、貯湯タンク11内の低温の水を送水する給湯循環水ポンプ15から構成されている。
On the other hand, the hot water supply circuit is a water-
更に、上記給湯回路の構成について説明する。 Further, the configuration of the hot water supply circuit will be described.
タンク入水管16は、入水管12から水道水を貯湯タンク11に送る配管であり、途中にタンク入水逆止弁17が設けられている。水道水供給管18は、入水管12から放熱器5(水−冷媒熱交換器10)に水道水を直接供給する配管であり、この水道水給水管18に逆止弁19が設けられている。熱交給水管20は、貯湯タンク11から水−冷媒熱交換
器10に、給湯循環水ポンプ15の運転により、貯湯タンク11内の下方に貯まった低温水を送る配管であり、貯湯管21は、水−冷媒熱交換器10で暖めた水道水を、貯湯タンク11や、元混合弁22に送る配管であり、貯湯タンク側配管21aの途中には貯湯三方弁23が、また元混合弁側配管21bの途中には逆止弁A24が設けられている。
The
また、タンク給湯管25は、貯湯タンク11から高温水(通常は60℃〜90℃)を元混合弁22へ給湯する配管であり、元混合弁22は、貯湯管21(元混合弁側配管21b)とタンク給湯管25とから来る温水や水を混合させる弁であり、逆止弁A24は、元混合弁22手前に設けられた弁である。また、給湯混合弁26は、元混合弁22を通過した温水と、入水管12から供給される水道水とを混合し、適切な給湯温度を得、蛇口13aやシャワー13bに供給する弁であり、給湯混合弁26と入水管12の間には逆流防止の逆止弁B26a、26bが設けられている。
The tank hot
そして、給湯混合弁26にて最適温度となった温水が、給湯管14を介して、蛇口13aやシャワー13bに給湯される。
And the hot water which became the optimal temperature in the hot water
27は風呂注湯混合弁であり、同じく元混合弁22を通過した温水と、入水管12から供給される水道水とを混合し、適切な給湯温度を得、風呂28に注湯する弁であり、風呂注湯混合弁27と入水管12の間には逆流防止の逆止弁C27bが設けられている。風呂注湯混合弁27にて最適温度となった温水が、風呂注湯管29を介し、逆流防止弁29aを通過して、風呂28に注湯され、風呂に湯をはることになる。
27 is a bath pouring mixing valve, which mixes hot water that has passed through the
30は風呂熱交換器であり、風呂注湯混合弁27から風呂28へとお湯が向かう際に通過することになる。風呂熱交換器30は、風呂28内のお湯を追炊きする際に用いる熱交換器であり、風呂28から、浴槽出湯管31bを介して、風呂循環水ポンプ32で風呂からお湯を引き込み、そのお湯と、貯湯タンク11から追炊きポンプ33で引き込んだ貯湯タンク11内の高温水とを熱交換して、浴槽入湯管31aで風呂へ戻すことにより、風呂28の温度を一定に保つ保温運転や、風呂28の湯量を足さなくても湯温を上昇させる追炊き運転を行う。つまり、風呂熱交換器30は、水−水熱交換器となっているわけである。
また、34は入水流量計であり、入水流量を測定する計器であり、給湯流量計35は給湯流量を測定する計器である。排出弁36は、寒冷地等にて長期間使用しない場合に、凍結防止等でタンク内の水を抜くために用いる弁であり、制御弁37は入水流量を制御する弁である。38aは貯湯タンク11の圧力逃がし弁、38bは貯湯タンク11の缶体保護弁である。
また、制御装置39は、冷媒サイクル2の高圧側の冷媒温度を検出し、その温度の高低から冷媒サイクルの立ち上がり状態を判定し、元混合弁22や給湯混合弁26、風呂注湯混合弁27の開度を制御する手段である。
Further, the
これらの部品を本体ユニット1内に配した構成を示したのが、図1、図2、図3の内観図であり、次に、これらを用いて、各要素の配置構成について説明する。
A configuration in which these components are arranged in the
図2は上面内観図を示しており、図2に付与している番号は図1と同じである。 FIG. 2 shows a top view, and the numbers given in FIG. 2 are the same as those in FIG.
筐体で囲まれた本体ユニット1内には、冷媒サイクル2と給湯サイクル3が一体に収納して構成され、主に冷媒サイクル2は本体ユニット1の略左方に、給湯サイクル3は本体ユニット1の略右方に配設されている。
A
この冷媒サイクル2は、圧縮機4、放熱器5、減圧手段6および空気−冷媒熱交換器7を順次接続して閉回路が構成されており、本体ユニット1の底部にある基板40に、縦置き形の圧縮機4と、放熱器5が載置されている。また、減圧手段である電動膨張弁6が、圧縮機4の前方に配置されており、圧縮機4、放熱器5、膨張弁6は本体ユニット1の左下方に配置された形となっている。そして、放熱器5の上方には、上方から見て略L字状であり、後方が幅広の形状となっている中間基板41があり、基板40とは一定の間隙が設けられている。
In the
この中間基板41の上方に、中間基板と同じく略L字状の空気−冷媒熱交換器7が載置されており、冷媒サイクル2を構成する圧縮機4、放熱器5、膨張弁6、空気−冷媒熱交換器7は、冷媒配管8でつながれている。空気−冷媒熱交換器7の右上方には、膨張弁6から、冷媒が流れてくる空気−冷媒熱交入口管42と、圧縮機4とつながっており、空気−冷媒熱交換器7で熱交換された冷媒を圧縮機へ送るための、空気−冷媒熱交出口管43が設けられており、空気−冷媒熱交入口管42と空気−冷媒熱交出口管43は、空気−冷媒熱交換器7よりも外方まで突出している形になっている。また、空気−冷媒熱交換器7に対して、空気−冷媒熱交入口管42は外方に、空気−冷媒熱交出口管43は内方につながっている。この空気−冷媒熱交換器7には、送風ファン9で風を当てて、蒸発能力を高め、ヒートポンプ加熱能力を高めるようになっている。
A substantially L-shaped air-
本体ユニット1の右方には、放熱器5を除く、主となる給湯サイクル3を構成する部品が設けられており、11は放熱器5で加熱された水道水を貯めておくための貯湯タンクであり、缶体状になっている。この貯湯タンク11は空気−冷媒熱交入口管42、空気−冷媒熱交出口管43と同じように、空気−冷媒熱交換器7よりも外方に配設されている。また、貯湯タンク11の外周には、高圧縮性された真空断熱材44(斜め格子で指示している)が巻かれており、貯湯タンク11の保温性能の向上を図っている。貯湯タンク11の前方には、給湯サイクル3を構成する給湯回路45が配されている。
On the right side of the
本体ユニット1の空気−冷媒熱交入口管42、空気−冷媒熱交出口管43、貯湯タンク11の部分は、後方に凸状に張り出した突出部46を設けており、この突出部46の内方に、空気−冷媒熱交入口管42、空気−冷媒熱交出口管43、貯湯タンク11の一部が納まるようになっている。また、貯湯タンク11に巻かれた断熱材44と突出部46は接触しない様に空隙が設けてある。また、突出部46の、空気−冷媒熱交入口管42、空気−冷媒熱交出口管43の対向部分には防音材47(斜線で記載している)が貼りつけてある。
The air-refrigerant heat
図3は正面内観図を示しており、図3に付与している番号は図1、図2と同じである。 FIG. 3 shows a front view, and the numbers given in FIG. 3 are the same as those in FIGS.
筐体で囲まれた本体ユニット1内には、冷媒サイクル2と給湯サイクル3が一体に収納して構成され、主に冷媒サイクル2は本体ユニット1の略左方に、給湯サイクル3は本体ユニット1の略右方に配設されている。
A
本体ユニット1内の左方には、冷媒サイクル2である、底部にある基板40には縦置き形の圧縮機4と、放熱器5(水−冷媒熱交換器10)が載置されており、その圧縮機4と放熱器5と、減圧手段である電動膨張弁6と、空気−冷媒熱交換器7が環状に結ばれ、冷媒サイクル2を構成している。水−冷媒熱交換器10の上方には、中間基板41があり、この中間基板41に空気−冷媒熱交換器7が載置されている。そして、この中間基板41を支えるために、上方から見て略L字状の中間基板支え板48があり、これは基板40に載置され、略L字状の内方に圧縮機4が配置されている。また、圧縮機4の前方には、風呂循環水ポンプ32が配されている。
On the left side of the
放熱器5(水−冷媒熱交換器10)は中間基板支え板48の外方にはあり、本体ユニット1の側面筐体1aとの間で、位置規制と固定保持を行っている。圧縮機4は中間基板支え板49上方、つまり中間基板41よりも上方まで突出しており、その突出した圧縮機4や、冷媒サイクル2を構成する部品を覆うように、箱状の圧縮機カバー49が、中間基板41に載置されている。略L字状の中間基板41の上方には、冷媒サイクル2を構成する空気−冷媒熱交換器7が載置されており、同じく略L字状で構成されている。
The radiator 5 (water-refrigerant heat exchanger 10) is located outside the intermediate
空気−冷媒熱交換器7の内方には、送風手段である送風ファン9があり、空気−冷媒熱交換器7に風を当て、蒸発能力を高め、ヒートポンプ加熱能力を高めるようになっている。50は送風ファン9を回転させるためのファンモータであり、51は送風ファン9、ファンモータ50を保持しているファンモータ台であり、このファンモータ台51は、圧縮機カバー49に載置されている。ファンモータ台51の上方には、制御装置39を組み込んだ、制御装置ボックス52があり、ファンモータ台51は、圧縮機ボックス49と制御装置ボックス52の間に挟み込まれて支えられている。本体ユニット1の右方には、主となる給湯サイクル3を構成する部品が設けられており、11は貯湯タンクであり、貯湯タンク11の前方には給湯回路45が配されている。
Inside the air-
給湯回路45のうち、放熱器5と一体形状となっている水−冷媒熱交換器10は、左下に配されているが、その他の給湯回路45は貯湯タンク11の前方に配されており、入水管12と給湯管14は下方に、給湯循環水ポンプ15は、風呂循環水ポンプ32の上方に配されている。元混合弁22、貯湯三方弁23、タンク給湯管25、給湯混合弁26、風呂注湯混合弁27、風呂注湯管29、風呂熱交換器30、浴槽入湯管31a、制御弁37、浴槽出湯管31b、圧力逃がし弁38aなどが、貯湯タンク11の上面、前面に配されている。53は本体ユニット1の脚であり、基板40に取り付けられ、下方に配管スペースを確保するようになっている。
Of the hot
図4は側面内観図であり、冷媒サイクル2の部分を示しており、図4に付与している番号は、図1、図2、図3と同じである。
FIG. 4 is a side view showing the part of the
本体ユニット1内の左方には、底部にある基板48には縦置き形の圧縮機4と、放熱器5(水−冷媒熱交換器10)が載置されており、その圧縮機4と放熱器5と、減圧手段である電動膨張弁6と、空気−冷媒熱交換器7が環状に結ばれ、冷媒サイクル2を構成している。水−冷媒熱交換器10の上方には、中間基板41があり、この中間基板41に空気−冷媒熱交換器7が載置されている。圧縮機4は中間基板41よりも上方まで突出しており、その突出した圧縮機4や、冷媒サイクル2を構成する部品を覆うように、箱状の圧縮機カバー50が、中間基板41に載置されている。
On the left side in the
空気−冷媒熱交換器7の内方には、送風手段である送風ファン9があり、空気−冷媒熱交換器7に風を当て、蒸発能力を高め、ヒートポンプ加熱能力を高めるようになっている。50は送風ファン9を回転させるためのファンモータであり、51は送風ファン9、ファンモータ50を保持しているファンモータ台であり、このファンモータ台51は、圧縮機カバー49に載置されている。ファンモータ台51の上方には、制御装置39を組み込んだ、制御装置ボックス52があり、ファンモータ台51は、圧縮機ボックス49と制御装置ボックス52の間に挟み込まれて支えられている。
Inside the air-
本体ユニット1の空気−冷媒熱交入口管42、空気−冷媒熱交出口管43、貯湯タンク11(この図では図示していない)の部分は、後方に凸状に張り出した突出部46を設けており、この突出部46の内方に、空気−冷媒熱交入口管42、空気−冷媒熱交出口管43、貯湯タンク11の一部が納まるようになっている。また、突出部46の、空気−冷媒熱交入口管42、空気−冷媒熱交出口管43の対向部分には防音材47(斜線で記載して
いる)が貼りつけてある。
The air-refrigerant heat
つまり、圧縮機4と、空気−冷媒熱交換器7と、放熱器5と、減圧手段6を接続した冷媒サイクル2と、放熱器5と熱交換を行う水−冷媒熱交換器10と接続され、水−冷媒熱交換器10で加熱された温水を貯湯する貯湯タンク11とを一体の本体ユニット1に収納し、この本体ユニット1の貯湯タンク11の後方の筐体に後方への突出部46を設け、前記突出部46に、空気−冷媒熱交換器14に接続された空気−冷媒熱交入口管42と、圧縮機4と接続され空気−冷媒熱交換器7で熱交換された冷媒を圧縮機4へ送るための空気−冷媒熱交出口管43を収納した構成としてある。
That is, the
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。 Hereinafter, the operation of the heat pump water heater will be described based on the drawings.
圧縮機4を運転すると、高圧まで圧縮されて吐出された冷媒は、放熱器5(水−冷媒熱交換器10)に送られ、水道水供給管18を通ってきた水道水と熱交換して放熱する。
これにより、貯湯管21、元混合弁22に流れる水道水は高温に加熱される。放熱器5(水-冷媒熱交換器10)から流出する冷媒は、減圧手段6にて減圧膨張され、空気−冷媒熱交換器7に送られ、送風ファン9にて送られた空気と熱交換して、空気−冷媒熱交換器7を通過する間に、蒸発してガス化する。このガス化した冷媒は、再度圧縮機4に吸入され、再度圧縮される過程を繰り返し、徐々に加熱された水道水は、元混合弁側配管21b、元混合弁22を通り、蛇口13a、シャワー13bに給湯したり、風呂28に注湯される。
When the
Thereby, the tap water flowing through the hot
そして、冷媒サイクル2は立ち上がりが遅く、速湯性に劣っているため、貯湯タンク11によってその立ち上がりの悪さを補っている。すなわち、冷媒サイクル2が立上り、所定の給湯温度となるまでの間は、高温に保たれた貯湯タンク11からタンク給湯管25を通過してきた温水と、まだ立ち上がっていない水−冷媒熱交換器10を通過してきた水(徐々に温度が上がり高温となる水)とを、元混合弁22で混合し、さらに給湯混合弁26、風呂注湯混合弁27で入水管12を通ってきた水道水と混合して、所定の温度の給湯あるいは注湯を行う。
Since the
次に冷媒サイクルが立ち上がってくると、元混合弁22の開度を調整し、貯湯タンク19からの高温の温水と、水−冷媒熱交換器18からの温水を適温に混合し、給湯混合弁26や、風呂注湯混合弁27に送り、給湯混合弁26や風呂注湯混合弁27で入水管12を通ってきた水道水と混合して給湯する。
Next, when the refrigerant cycle starts, the opening degree of the
最終的には、元混合弁22の開度を調整して、タンク給湯管25側を閉じて、貯湯タンク11からタンク給湯管25を通過してきた温水は用いず、入水管12、水道水供給管18、逆止弁19を通ってきた水道水を冷媒サイクル2の水−冷媒熱交換器10で加熱して得た温水を、元混合弁22を介して、給湯混合弁26、風呂注湯混合弁27へ送り、入水管12を通ってきた水道水と、混合し、所定の温度を得て、蛇口13a、シャワー13bへの給湯や、風呂28への注湯を行う。即ち、制御装置39によって、冷媒サイクル2の立ち上がり状態を把握し、元混合弁22や給湯混合弁26、風呂注湯混合弁27の開度を調整し、所定温度の温水を給湯端末に供給する制御が行われる。
Finally, the opening of the
また、使用者が、蛇口13a、シャワー13bを閉じるか、あるいは風呂28に適量のお湯が溜まって給湯する必要がなくなると、給湯循環水ポンプ15を駆動させ、貯湯三方弁23を開き、次回の給湯運転のために、貯湯タンク11に高温の温水を貯湯する貯湯運転が行われる。
Further, when the user closes the
このように冷媒サイクル2の立ち上がり状態に応じて、貯湯タンク11に貯めた温水を
用いて給湯端末(蛇口13a、シャワー13b、風呂28)へ給湯、注湯したり、貯湯タンク11を介さずに水−冷媒熱交換器10で加熱して得た温水を給湯端末へ直接給湯したりすることができる構成としている。これにより本実施の形態では、リアルタイム給湯を可能とし、使用者が給湯したいときに給湯ができる速湯性能を確保することができ、使い勝手の良いヒートポンプ給湯機を提供することができる。換言すれば、この速湯性能の確保によって、貯湯タンク11の容量を貯湯式のヒートポンプ給湯機のそれよりも小さいものとすることができ、設置性の大幅な向上、コストダウン、使用性の向上を実現できることにもなる。
Thus, according to the rising state of the
この際に、本発明のヒートポンプ給湯機は、本体ユニット1の貯湯サイクル3にある、缶体状になっている貯湯タンク11の背面に後方に凸状に張り出した突出部46を設け、その部位に貯湯タンク11の後部の一部と、空気−冷媒熱交換器10に接続された空気−冷媒熱交入口管42、空気−冷媒熱交出口管43を納めていることにより、本体ユニット1をコンパクトにしつつ、貯湯タンク11の容量を大きくすることができると共に、冷媒サイクル2で構成された空気−冷媒熱交換器7の大きさも十分に確保することができ、ヒートポンプ加熱能力の向上を図ることが可能とすることができる。そのため、コンパクトな本体であるにも関わらず、湯切れ耐力の向上を図ることができ、使用性が高く、設置性にも優れたヒートポンプ給湯機とすることができる。
At this time, the heat pump water heater of the present invention is provided with a protruding
特に突出部46に空気−冷媒熱交入口管42、空気−冷媒熱交出口管43を納めており、本体ユニット1よりも外方まで突出させていることにより、空気−冷媒熱交換器7を右方向の貯湯タンク11に接する近傍まで大きくすることが可能となり、ヒートポンプ能力の向上を図ることが可能となる。また、メンテナンスに際しても、本体ユニット1の筐体の背面を外せば、空気−冷媒熱交入口管42、空気−冷媒熱交出口管43が露出してくることなり、その部位のロウ付けを外せば、容易に空気−冷媒熱交換器7の交換が可能となり。メンテナンス性の向上を図ることも可能となる。
In particular, the air-refrigerant heat
さらに、この突出部46に防音材47を貼り付けることにより、圧縮機4や、冷媒サイクル2の冷媒配管8の共鳴による音の外方への漏れを防ぐことができ、低騒音化を図ることができる。特に突出部46は太鼓状となっており、共鳴しやすくなっている。それに対して、防音材47を貼ることにより、共鳴の防止と後方への音漏れを防ぐことができ、静音なヒートポンプ給湯機とすることができる。
Furthermore, by attaching a
また、この突出部46の張り出し寸法は空気−冷媒熱交換器7の最小寸法以下としている。図5に本体ユニット1を上方から見た外観図を示しているが、その寸法としては75mm以上150mm以下としている。これは、図6にヒートポンプ給湯機における、背面隙間と能力変化のグラフを見れば分かるが、背面距離を狭くすると、送風ファン9で強制的に送られる、空気−冷媒熱交換器7を通過する空気量が減じてしまい、ヒートポンプ能力が減ずることを示している。
Further, the projecting dimension of the
図6でわかるように、500mm以上開けた状態と比較すると、200mmではほとんど変わらないが、75mmでは−4.5%、50mmでは−15%と能力ダウンを招くこととなる。そこで、この背面距離を75mm以上150mm以下としているわけであり、この状態であれば最大でも能力ダウンは−4.5%程度であり、大きな影響は及ぼさない範囲とすることができる。逆に150mm以上開けてしまうと、設置面積がその分大きくいることとなり、コンパクト性という利点と相反することとなってしまう。 As can be seen from FIG. 6, compared with a state where the opening is 500 mm or more, there is almost no change at 200 mm, but the capacity is reduced to −4.5% at 75 mm and −15% at 50 mm. Therefore, the distance between the back surfaces is set to 75 mm or more and 150 mm or less, and in this state, the capacity reduction is about -4.5% at the maximum, and can be set in a range not having a great influence. On the contrary, if it is opened 150 mm or more, the installation area will be increased correspondingly, which is in conflict with the advantage of compactness.
また、元来本体ユニット1の背面には空気−冷媒熱交換器7を通過する風量を確保するための間隙が必要であり、このスペースを取ることを考えれば、75mm以上150mm以下の突出部46であれば、設置スペースが余分にいるということはなく、突出部46の
ないものと同じであるといえる。また、この突出部46を設置する背面にある壁に当接するように本体ユニット1を設置すれば、十分に能力確保ができる隙間を確保できるという点では、その目安となるというメリットもある。また、背面に隙間を確保することにより、メンテンスも可能なスペースとすることができ、メンテナンス性に優れたヒートポンプ給湯機とすることもできる。
In addition, a gap for securing the air volume that passes through the air-
また、この突出部46は、本体ユニット1を深絞りして構成しているものであり、図2、図4を見れば分かるであろうが、外方はR状となっている。これは、別体で行うよりも金型代としては高くはなるが、材料費としては安価となり、トータルとしてみれば合理化が図れるためである。また、突出部46を本体ユニット1の筐体と一体化により、筐体からの水の浸入などによる不安全性の回避を図り、安全性に優れたヒートポンプ給湯機とすることができる。
Further, the protruding
また、図2、図4でわかるように、本発明のヒートポンプ給湯機では減圧手段6と空気−冷媒熱交換器7をつなぐ空気−冷媒熱交入口管42を本体ユニット1の外方とし、空気−冷媒熱交換器7と圧縮機4とつなぐ、空気−冷媒熱交出口管43を本体ユニット1の内方とした構成としてある。これにより、空気−冷媒熱交換器7に対して、冷媒の流れを並行としており、ヒートポンプ能力の向上を図るような構成としてある。
2 and 4, in the heat pump water heater of the present invention, the air-refrigerant
さらに、図2、図4でわかるように、突出部46に納めた空気−冷媒熱交入口管42と、空気−冷媒熱交出口管43は、鉛直状に配設しており、貯湯タンク11と間隙を設けており、例え貯湯タンク11を大きくしたとしても、冷媒配管8が当接することがなくなり、本体サイズをコンパクトに維持しつつ、貯湯タンクを極力大きくすることが可能となり、湯切れ耐力の向上を図り、使用性に優れたヒートポンプ給湯機とすることができる。
Further, as can be seen in FIGS. 2 and 4, the air-refrigerant heat
加えて、貯湯タンク11には高圧縮性断熱材である真空断熱材44を巻き付け、この高圧縮性断熱材である真空断熱材44と突出部46は全周空隙を設けており、輸送時、設置時等に機器に横方向の荷重がかかった際にも、タンクの移動量を最小限に抑えることができることで外装に打痕や傷の発生を抑えることが可能となるとともに、突出部46と貯湯タンク11との間に断熱材を介在させた構成としてあるため、輸送時、設置時等に機器に横方向の荷重がかかった際にも、この断熱材が緩衝材としての役割を有することでより外装に打痕や傷の発生を抑えることが可能となり、品質、施工性に優れたヒートポンプ給湯機とすることができる。
In addition, the hot
また、本実施の形態では、冷媒として炭酸ガスを用いたヒートポンプ給湯機としている。これにより冷媒循環回路は、冷媒の圧力が臨界圧力以上となる超臨界冷媒循環回路であり、臨界圧力以上に昇圧された冷媒により冷媒−水熱交換器の水流路の流水を加熱する構成となり、冷媒−水熱交換器の放熱器を流れる冷媒は、圧縮機で臨界圧力以上に加圧されているので、冷媒−水熱交換器の水流路の流水により熱を奪われて温度が低下しても凝縮することがなく、冷媒−水熱交換器全域で冷媒と水とに温度差を形成しやすくなり、高温の湯が得られ、かつ熱交換効率を高くできる。 Moreover, in this Embodiment, it is set as the heat pump water heater using the carbon dioxide gas as a refrigerant | coolant. Thereby, the refrigerant circulation circuit is a supercritical refrigerant circulation circuit in which the pressure of the refrigerant becomes equal to or higher than the critical pressure, and the flowing water in the water flow path of the refrigerant-water heat exchanger is heated by the refrigerant whose pressure is increased to the critical pressure or higher. Since the refrigerant flowing through the radiator of the refrigerant-water heat exchanger is pressurized above the critical pressure by the compressor, the temperature is lowered due to heat being taken away by the flowing water in the water flow path of the refrigerant-water heat exchanger. Without condensation, it becomes easy to form a temperature difference between the refrigerant and water in the entire area of the refrigerant-water heat exchanger, high-temperature hot water can be obtained, and the heat exchange efficiency can be increased.
加えて、炭酸ガスであるので、万一冷媒が外部に漏れたとしても、地球温暖化に及ぼす影響を、一般的エアコンに用いられているR−410Aの冷媒に比して大幅に低減することができ、環境に優しいヒートポンプ給湯機とすることができる。 In addition, since it is carbon dioxide, even if the refrigerant leaks to the outside, the effect on global warming is greatly reduced compared to the R-410A refrigerant used in general air conditioners. Can be made into an environmentally friendly heat pump water heater.
本発明のヒートポンプ給湯機は、圧縮機4と、空気−冷媒熱交換器7と、放熱器5と、圧手段6を接続した冷媒サイクル2と、放熱器5と熱交換を行う水−冷媒熱交換器10と接続され、水−冷媒熱交換器10で加熱された温水を貯湯する貯湯タンク11とを一体の本体ユニット1に収納し、この本体ユニット1の貯湯タンク11の後方の筐体に後方への
突出部46を備え、この突出部46に空気−冷媒熱交換器7に接続された空気−冷媒熱交入口管42と、圧縮機4とつながっており、空気−冷媒熱交換器7で熱交換された冷媒を圧縮機4へ送るための、空気−冷媒熱交出口管43を収納した構成としおり、冷媒サイクルと給湯サイクルを一つの本体ユニット内に納めた一体型のヒートポンプ給湯機において、そのコンパクト性を維持しつつ、貯湯タンクの容量拡大とヒートポンプ能力の向上、及び低騒音化を実現し、湯切れ耐力の向上を図り、使用性に優れたヒートポンプ給湯機とすることが可能となる。
The heat pump water heater of the present invention includes a
以上のように、本発明は、ヒートポンプサイクルで温水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。 As described above, the present invention is applied to a heat pump water heater that generates hot water in a heat pump cycle and supplies hot water, and is suitable for, for example, a domestic instantaneous water heater or a commercial hot water supply device.
1 本体ユニット(筐体外装)
2 冷媒サイクル
3 給湯サイクル
4 圧縮機
5 放熱器
6 減圧手段(電動膨張弁)
7 空気−冷媒熱交換器
8 冷媒回路
9 送風ファン
10 水−冷媒熱交換器
11 貯湯タンク
12 入水管
13a 蛇口(給湯端末)
13b シャワー(給湯端末)
14 給湯管
42 空気−冷媒熱交入口管
43 空気−冷媒熱交出口管
44 真空断熱材
45 給湯回路
46 突出部
47 防音材
1 Main unit (case exterior)
2
7 Air-
13b Shower (hot water supply terminal)
DESCRIPTION OF
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