JP2008025980A - ヒートポンプ式給湯装置 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】ヒートポンプ式給湯装置は、ヒートポンプユニット1および貯湯タンク2と、貯湯タンク2内の水が水・冷媒熱交換器1aを通ってタンク内上部の高温水部に戻るように設けられた循環流路10と、高温水部の温水が流出して給湯使用側端末まで流れる給湯流路22と、水・冷媒熱交換器1aで加熱された温水が貯湯タンク2に至るまでの間の循環流路10と給湯流路22とを連絡する直接出湯流路3と、貯湯タンク2内の中温水部と直接出湯流路3を連絡する中温水流路50と、水・冷媒熱交換器1aで加熱された温水を直接出湯流路3側、または貯湯タンク2側に流す温度切替弁11と、直接出湯流路3の温水を中温水部側、または給湯流路22側に流す第1混合弁4、第2混合弁5と、を備えている。
【選択図】図1
Description
当該第2の熱交換器流路(39、40)に配され、当該第2の熱交換器流路(39、40)を流れる水と外部流体とを熱交換する外部流体熱交換器(36)と、を有することが好ましい。なお、「貯湯タンク(2)内上部の貯湯水を取り出せる部位」とは、貯湯タンク内の高温水部の温水を利用できる流路や取出し口であり、例えば、第2混合弁よりも上流側に位置する給湯流路の部位、貯湯タンクの上部もしくは天面など、である。
当該第3の熱交換器流路(40、44)に配され、当該第3の熱交換器流路(40、44)を流れる水と外部流体とを熱交換する外部流体熱交換器(36)と、を有することが好ましい。なお、「貯湯タンク(2)内上部の貯湯水を取り出せる部位」とは、貯湯タンク内の高温水部の温水を利用できる流路や取出し口であり、例えば、第2混合弁よりも上流側に位置する給湯流路の部位、貯湯タンクの上部もしくは天面など、である。
この制御装置(60)は、検出された情報から立ち上がり運転が完了していないことを判断した場合には、加熱された温水を直接出湯流路(3)側に流すように第1流れ方向切替手段(11)を制御するとともに、さらに貯湯タンク(2)内の中温水部側に流すように第2流れ方向切替手段(4、5、62)を制御して、貯湯タンク(2)内の中温水部に流入させ、一方、当該立ち上がり運転が完了したことを判断した場合には、加熱された温水を貯湯タンク(2)側に流すように第1流れ方向切替手段(11)を制御して貯湯タンク(2)内の高温水部に流入させることが好ましい。
当該制御装置(60)は、検出された情報から立ち上がり運転が完了していないことを判断した場合には、熱交換部(1a)で加熱された温水を貯湯タンク(2)内の中温水部に流入させるために、温水を直接出湯流路(3)側に流すように第1流れ方向切替手段(11)を制御するとともに、さらに貯湯タンク(2)内の中温水部側に流すように第2流れ方向切替手段(4、5)を制御し、
一方、立ち上がり運転が完了したことを判断した場合には、熱交換部(1a)で加熱された温水を貯湯タンク(2)内を経由しないで外部流体熱交換器(36)に流入させるように第1流れ方向切替手段(11)および第2流れ方向切替手段(4、5)を制御することが好ましい。
当該浴槽内と外部流体熱交換器(36)との間を連絡し、当該浴水が循環するように設けられた追焚き浴水回路(57、54、51)と、
当該浴水を追焚き浴水回路(57、54、51)で強制的に循環させる風呂用循環ポンプ(53)と、
貯湯タンク(2)内の高温水部の温水が流出して浴槽に至るまでの途中に設けられ、追焚き浴水回路(57、54、51)に合流する風呂用流路(18)と、
貯湯タンク(2)内上部の高温水を第3の熱交換器流路(40、44)または第2の熱交換器流路(39、40)を通して外部流体熱交換器(36)に強制的に流入させる循環ポンプ(9)と、
を備えることが好ましい。
制御装置(60)は、追焚き運転時に、熱交換部(1a)で加熱された温水を貯湯タンク(2)内上部、または貯湯タンク(2)内の中温水部を介して第3の熱交換器流路(40、44)に流入させるように第1流れ方向切替手段(11)および第2流れ方向切替手段(4、5、62)の動作を制御することが好ましい。
ヒートポンプユニット(1)によって加熱された温水を貯える貯湯タンク(2)と、
貯湯タンク(2)内の高温水部と給湯使用側端末とを連絡する給湯流路(22)と、
熱交換部(1a)と給湯流路(22)とを連絡し、熱交換部(1a)で加熱された温水が流れるバイパス流路(100)と、
貯湯タンク(2)内の中温水部と給湯流路(22)とを連絡する中温水流路(50)と、
熱交換部(1a)から流出しバイパス流路(100)を流れてきた温水を、給湯流路(22)を通して貯湯タンク(2)内の高温水部側に流したり、中温水流路(50)を通して貯湯タンク(2)内の中温水部側に流したりする温水流れ切替手段(5)と、
を備えることを特徴とする。
第3の熱交換器流路(40、44)に配され、第3の熱交換器流路(40、44)を流れる水と外部流体とを熱交換する外部流体熱交換器(36)と、を有し、
温水流れ切替手段(5)は、熱交換部(1a)で加熱されバイパス流路(100)を流れてきた温水を、第3の熱交換器流路(40、44)を通して外部流体熱交換器(36)に流入させることが好ましい。なお、「貯湯タンク(2)内上部の貯湯水を取り出せる部位」とは、貯湯タンク内の高温水部の温水を利用できる流路や取出し口であり、例えば、第2混合弁よりも上流側に位置する給湯流路の部位、貯湯タンクの上部もしくは天面など、である。
本発明の第1実施形態におけるヒートポンプ式給湯装置の概略構成を図1および図2を用いて説明する。図1は本実施形態におけるヒートポンプ式給湯装置の概略構成を示した模式図であり、図2は、ヒートポンプ式給湯装置における制御構成を示した模式図である。
第2実施形態におけるヒートポンプ式給湯装置の構成について図8を用いて説明する。図8は、本実施形態におけるヒートポンプ式給湯装置の概略構成を示した模式図である。本実施形態のヒートポンプ式給湯装置は、図8に示すように、第1実施形態の第1混合弁4の代わりに、開閉弁62を中間水流路50に設けた点のみ異なっている。なお、本実施形態のヒートポンプ式給湯装置は、図1と同符号の各部の構成や、図2に示す各部の制御構成、図3〜図5を用いて説明した貯湯運転時および出湯運転時の水の流れ、貯湯運転時および出湯運転時の制御ステップについては、第1実施形態のヒートポンプ式給湯装置と同様である。
第3実施形態におけるヒートポンプ式給湯装置の構成について図9を用いて説明する。図9は、本実施形態におけるヒートポンプ式給湯装置の概略構成を示した模式図である。本実施形態のヒートポンプ式給湯装置は、図9に示すように、第1実施形態のヒートポンプ式給湯装置に対して、風呂の追い焚き機能を追加した点のみ異なっている。なお、本実施形態のヒートポンプ式給湯装置は、図1と同符号の各部の構成や、図2に示す各部の制御構成、図3〜図5を用いて説明した貯湯運転時および出湯運転時の水の流れ、貯湯運転時および出湯運転時の制御ステップについては、第1実施形態のヒートポンプ式給湯装置と同様である。
第4実施形態におけるヒートポンプ式給湯装置の構成について図10を用いて説明する。図10は、本実施形態におけるヒートポンプ式給湯装置の概略構成を示した模式図である。本実施形態のヒートポンプ式給湯装置は、図10に示すように、第1実施形態のヒートポンプ式給湯装置に対して、風呂の追い焚き機能を追加した点のみ異なっている。なお、本実施形態のヒートポンプ式給湯装置は、図1と同符号の各部の構成や、図2に示す各部の制御構成、図3〜図5を用いて説明した貯湯運転時および出湯運転時の水の流れ、貯湯運転時および出湯運転時の制御ステップについては、第1実施形態のヒートポンプ式給湯装置と同様である。
第5実施形態におけるヒートポンプ式給湯装置の構成について図11を用いて説明する。図11は、本実施形態におけるヒートポンプ式給湯装置の概略構成を示した模式図である。本実施形態のヒートポンプ式給湯装置は、図11に示すように、第1実施形態のヒートポンプ式給湯装置に対して、風呂の追い焚き機能を追加した点のみ異なっている。なお、本実施形態のヒートポンプ式給湯装置は、図1と同符号の各部の構成や、図2に示す各部の制御構成、図3〜図5を用いて説明した貯湯運転時および出湯運転時の水の流れ、貯湯運転時および出湯運転時の制御ステップについては、第1実施形態のヒートポンプ式給湯装置と同様である。
第6実施形態におけるヒートポンプ式給湯装置の構成について図12を用いて説明する。図12は、本実施形態におけるヒートポンプ式給湯装置の概略構成を示した模式図である。本実施形態のヒートポンプ式給湯装置は、図12に示すように、第5実施形態のヒートポンプ式給湯装置に対して、ヒートポンプ流調弁43およびタンク流調弁42を廃止した点と、減圧弁13の下流側に給湯システム全体の給水量を絞ることが可能な全量流調弁26を設けた点とが異なっている。
第7実施形態におけるヒートポンプ式給湯装置の構成について図13を用いて説明する。図13は、本実施形態におけるヒートポンプ式給湯装置の概略構成を示した模式図である。本実施形態のヒートポンプ式給湯装置は、図13に示すように、第6実施形態のヒートポンプ式給湯装置に対して、第2流れ方向切換手段である第1混合弁4を廃止した点と、循環流路10と中温水流路50の接続部にT字配管61を設けた点と、導入口6よりも上流の部位の市水流入路15にタンク流調弁42を設けた点とが異なっている。
第8実施形態におけるヒートポンプ式給湯装置の概略構成を示した模式図である。第8実施形態におけるヒートポンプ式給湯装置の構成について図18を用いて説明する。図18は、本実施形態におけるヒートポンプ式給湯装置の概略構成を示した模式図である。
第9実施形態におけるヒートポンプ式給湯装置の概略構成を示した模式図である。第9実施形態におけるヒートポンプ式給湯装置の構成について図20を用いて説明する。図20は、本実施形態におけるヒートポンプ式給湯装置の概略構成を示した模式図である。
以上、本発明の好ましい実施形態について説明したが、本発明は上述した実施形態に何ら制限されることなく、本発明の主旨を逸脱しない範囲において種々変形して実施することが可能である。
1a 水・冷媒熱交換器(熱交換部)
2 貯湯タンク
3 直接出湯流路
4 第1混合弁(第2流れ方向切替手段)
5 第2混合弁(第2流れ方向切替手段、温水流れ方向切替手段)
9 循環ポンプ
10 循環流路
11 切替弁(第1流れ方向切替手段)
22 給湯流路
32 沸上げ温度サーミスタ
36 追焚き用熱交換器(外部流体熱交換器)
37 第1の熱交換器流出路(第1の熱交換器流路)
38 第1の熱交換器流入路(第1の熱交換器流路)
39 第2の熱交換器流入路(第2の熱交換器流路)
40 第2の熱交換器流出路(第2の熱交換器流路、第3の熱交換器流路)
44 第3の熱交換器流入路(第3の熱交換器流路)
48 追焚き用三方弁(追焚き浴水調整手段)
50 中温水流路
51 浴槽流入流路(追焚き浴水回路)
54 浴槽流出流路(追焚き浴水回路)
56 熱交換器出口側サーミスタ(熱交換器出口側温度検出手段)
57 熱交換器流入流路(追焚き浴水回路)
60 制御装置
62 開閉弁(第2流れ方向切替弁)
Claims (17)
- 熱交換部(1a)を流れる水を高温高圧の冷媒と熱交換させて加熱するヒートポンプユニット(1)と、
前記ヒートポンプユニット(1)によって加熱された温水を貯える貯湯タンク(2)と、
前記貯湯タンク(2)内の水が前記熱交換部(1a)を通って前記貯湯タンク(2)内上部の高温水部に戻るように前記貯湯タンク(2)と前記熱交換部(1a)とを連絡する循環流路(10)と、
前記貯湯タンク(2)内の高温水部と給湯使用側端末とを連絡する給湯流路(22)と、
前記熱交換部(1a)で加熱された温水が前記貯湯タンク(2)に至るまでの間の前記循環流路(10)と前記給湯流路(22)とを連絡する直接出湯流路(3)と、
前記貯湯タンク(2)内の中温水部と前記直接出湯流路(3)を連絡する中温水流路(50)と、
前記熱交換部(1a)で加熱された温水を前記直接出湯流路(3)側、または前記貯湯タンク(2)側に流す第1流れ方向切替手段(11)と、
前記直接出湯流路(3)を流れてきた温水を前記貯湯タンク(2)内の中温水部側、または前記給湯流路(22)側に流す第2流れ方向切替手段(4、5、61)と、
を備えることを特徴とするヒートポンプ式給湯装置。 - 前記第2流れ方向切替手段(4、5)は、前記中温水流路(50)と前記直接出湯流路(3)の合流部に設けられた第1混合弁(4)と、前記直接出湯流路(3)と前記給湯流路(22)の合流部に設けられた第2混合弁(5)と、を有す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。
- 前記第2流れ方向切替手段(4、5)は、前記中温水流路(50)に設けられた開閉弁(61)と、前記直接出湯流路(3)と前記給湯流路(22)の合流部に設けられた第2混合弁(5)と、を有す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。
- 第1流れ方向切替手段(11)は、流体の温度に応じて流れ方向を切り替える温度切替弁で構成されることを特徴とする請求項1から3のいずれかに記載のヒートポンプ式給湯装置。
- 前記第1混合弁(4)よりも上流側に位置する前記直接出湯流路(3)の部位と前記貯湯タンク(2)内の下部とを連絡する第1の熱交換器流路(37、38)と、
前記第1の熱交換器流路(37、38)に配されて外部流体と熱交換する外部流体熱交換器(36)と、を有することを特徴とする請求項2に記載のヒートポンプ式給湯装置。 - 前記貯湯タンク(2)内上部の貯湯水を取り出せる部位と前記貯湯タンク(2)内下部から前記熱交換部(1a)に至るまでの間に形成される前記循環流路(10)の部位とを連絡する第2の熱交換器流路(39、40)と、
前記第2の熱交換器流路(39、40)に配され、前記第2の熱交換器流路(39、40)を流れる水と外部流体とを熱交換する外部流体熱交換器(36)と、を有することを特徴とする請求項2に記載のヒートポンプ式給湯装置。 - 前記貯湯タンク(2)内上部の貯湯水を取り出せる部位と前記貯湯タンク(2)内下部から前記熱交換部(1a)に至るまでの間に形成される前記循環流路(10)の部位とを連絡する第3の熱交換器流路(40、44)と、
前記第3の熱交換器流路(40、44)に配され、前記第3の熱交換器流路(40、44)を流れる水と外部流体とを熱交換する外部流体熱交換器(36)と、を有することを特徴とする請求項2に記載のヒートポンプ式給湯装置。 - 沸き上げ運転において前記ヒートポンプユニット(1)の立ち上がり運転が完了したことを判断できる情報を検出するとともに、前記第1流れ方向切替手段(11)および前記第2流れ方向切替手段(4、5、61)を制御する制御装置(60)を備え、
前記制御装置(60)は、検出された情報から前記立ち上がり運転が完了していないことを判断した場合には、前記熱交換部(1a)で加熱された温水を前記貯湯タンク(2)内の中温水部に流入させるために、前記温水を前記直接出湯流路(3)側に流すように前記第1流れ方向切替手段(11)を制御するとともに、さらに前記貯湯タンク(2)内の中温水部側に流すように前記第2流れ方向切替手段(4、5、61)を制御し、
一方、前記立ち上がり運転が完了したことを判断した場合には、前記熱交換部(1a)で加熱された温水を前記貯湯タンク(2)内の高温水部に流入させるために、前記貯湯タンク(2)側に流すように前記第1流れ方向切替手段(11)を制御することを特徴とする請求項1から7のいずれかに記載のヒートポンプ式給湯装置。 - 沸き上げ運転において前記ヒートポンプユニット(1)の立ち上がり運転が完了したことを判断できる情報を検出するとともに、前記第1流れ方向切替手段(11)および前記第2流れ方向切替手段(4、5)を制御する制御装置(60)を備え、
前記制御装置(60)は、検出された情報から前記立ち上がり運転が完了していないことを判断した場合には、前記熱交換部(1a)で加熱された温水を前記貯湯タンク(2)内の中温水部に流入させるために、前記温水を前記直接出湯流路(3)側に流すように前記第1流れ方向切替手段(11)を制御するとともに、さらに前記貯湯タンク(2)内の中温水部側に流すように前記第2流れ方向切替手段(4、5)を制御し、
一方、前記立ち上がり運転が完了したことを判断した場合には、前記熱交換部(1a)で加熱された温水を前記貯湯タンク(2)の内部を経由しないで前記外部流体熱交換器(36)に流入させるように前記第1流れ方向切替手段(11)および前記第2流れ方向切替手段(4、5)を制御することを特徴とする請求項5または6に記載のヒートポンプ式給湯装置。 - 前記外部流体熱交換器(36)で熱交換される外部流体は浴槽内の浴水であり、
前記浴槽内と前記外部流体熱交換器(36)との間を連絡し、前記浴水が循環するように設けられた追焚き浴水回路(57、54、51)と、
前記浴水を前記追焚き浴水回路(57、54、51)で強制的に循環させる風呂用循環ポンプ(53)と、
前記貯湯タンク(2)内の高温水部の温水が流出して前記浴槽に至るまでの途中に設けられ、前記追焚き浴水回路(57、54、51)に合流する風呂用流路(18)と、
前記貯湯タンク(2)内上部の高温水を前記第3の熱交換器流路(40、44)または前記第2の熱交換器流路(39、40)を通して前記外部流体熱交換器(36)に強制的に流入させる循環ポンプ(9)と、
を備えることを特徴とする請求項6または7に記載のヒートポンプ式給湯装置。 - 前記追焚き浴水回路(57、54、51)と前記風呂用流路(18)との合流部に設けられ、前記外部流体熱交換器(36)で熱交換されてきた浴水および前記外部流体熱交換器(36)を通らず熱交換されていない浴水のうち少なくともいずれか一方を前記浴槽内に流入させる追焚き浴水調整手段(48)を備えることを特徴とする請求項10に記載のヒートポンプ式給湯装置。
- 前記第1流れ方向切替手段(11)および前記第2流れ方向切替手段(4、5、62)の動作を制御する制御装置(60)を備え、
前記制御装置(60)は、追焚き運転時に、前記熱交換部(1a)で加熱された温水を前記貯湯タンク(2)内上部、または前記貯湯タンク(2)内の中温水部を介して前記第3の熱交換器流路(40、44)に流入させるように前記第1流れ方向切替手段(11)および前記第2流れ方向切替手段(4、5、62)の動作を制御することを特徴とする請求項10または11に記載のヒートポンプ式給湯装置。 - 前記第3の熱交換器流路(40、44)に設けられ、前記外部流体熱交換器(36)から流出した水の温度を検出する熱交換器出口側温度検出手段(56)と、
追焚き運転時に、前記熱交換器出口側温度検出手段(56)によって検出された温度に基づいて前記循環ポンプ(9)による循環流量を制御する制御装置(60)と、
を備えることを特徴とする請求項10に記載のヒートポンプ式給湯装置。 - 前記循環ポンプ(9)による循環流量を制御する制御装置(60)と、を備え、
前記制御装置(60)は、追焚き運転時に、前記循環流量を減少させることを特徴とする請求項10または11に記載のヒートポンプ式給湯装置。 - 前記循環ポンプ(9)による循環流量を制御する制御装置(60)と、を備え、
前記制御装置(60)は、追焚き運転時に、前記循環流量を増加させることを特徴とする請求項10または11に記載のヒートポンプ式給湯装置。 - 熱交換部(1a)を流れる水を高温高圧の冷媒と熱交換させて加熱するヒートポンプユニット(1)と、
前記ヒートポンプユニット(1)によって加熱された温水を貯える貯湯タンク(2)と、
前記貯湯タンク(2)内の高温水部と給湯使用側端末とを連絡する給湯流路(22)と、
前記熱交換部(1a)と前記給湯流路(22)とを連絡し、前記熱交換部(1a)で加熱された温水が流れるバイパス流路(100)と、
前記貯湯タンク(2)内の中温水部と前記給湯流路(22)とを連絡する中温水流路(50)と、
前記熱交換部(1a)で加熱され前記バイパス流路(100)を流れてきた温水を、前記給湯流路(22)を通して前記貯湯タンク(2)内の高温水部側に流したり、前記中温水流路(50)を通して前記貯湯タンク(2)内の中温水部側に流したりすることが可能な温水流れ切替手段(5)と、
を備えることを特徴とするヒートポンプ式給湯装置。 - 前記貯湯タンク(2)内上部の貯湯水を取り出せる部位と前記貯湯タンク(2)内下部から前記熱交換部(1a)に至るまでの間の流路(100)とを連絡する第3の熱交換器流路(40、44)と、
前記第3の熱交換器流路(40、44)に配され、前記第3の熱交換器流路(40、44)を流れる水と外部流体とを熱交換する外部流体熱交換器(36)と、を有し、
前記温水流れ切替手段(5)は、前記熱交換部(1a)で加熱され前記バイパス流路(100)を流れてきた温水を、前記前記第3の熱交換器流路(40、44)を通して前記外部流体熱交換器(36)に流入させることを特徴とする請求項16に記載のヒートポンプ式給湯装置。
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