JP2008032282A

JP2008032282A - 貯湯式給湯装置

Info

Publication number: JP2008032282A
Application number: JP2006204478A
Authority: JP
Inventors: Naotaka Aizawa; 直孝藍沢; Shigeki Murayama; 成樹村山; Kazuma Takeuchi; 一真竹内
Original assignee: Corona Corp
Current assignee: Corona Corp
Priority date: 2006-07-27
Filing date: 2006-07-27
Publication date: 2008-02-14

Abstract

【課題】１台の循環ポンプで風呂の加熱や暖房、貯湯等の多種類の運転を可能にする。
【解決手段】ヒーポン循環回路１４のヒーポン往き管９に前記ヒーポン循環ポンプ１０を備え、このヒーポン循環ポンプ１０の上流側には貯湯タンク２底部と連通するか、バイパス管１１を介して貯湯タンク２上部と連通するかを切替える第１三方弁１２を備え、更にヒーポン循環回路１４のヒーポン戻り管１３には、貯湯タンク２上部と連通するか、前記外熱交換器１７を有し貯湯タンク２下部に接続した加熱管１８と連通するかを切替える第２三方弁１９を備え、貯湯タンク２の沸き上げと風呂、暖房を一つのヒーポン循環ポンプ１０で可能としたので、暖房時の消費電力を低下することが出来、運転騒音も低下させることが出来、且つ安価に提供され、又タンクユニットのコンパクト化や重量の低減が図られる。
【選択図】図１

Description

この発明はヒートポンプ加熱式の貯湯式給湯及び風呂或いは暖房装置に関するものである。

従来よりこの種のものには、図２に示すように、給水管１０１と出湯管１０２が接続され湯水を貯湯する貯湯タンク１０３と、前記貯湯タンク１０３内の湯水を加熱するヒートポンプ式加熱手段１０４と、前記貯湯タンク１０３と前記ヒートポンプ式加熱手段１０４とを湯水が循環可能に接続するヒーポン循環回路と、前記ヒーポン循環回路に設けられ湯水を循環させるヒーポン循環ポンプ１０５と、前記ヒーポン循環回路に三方弁１０６を介して接続され前記ヒーポン循環回路をバイパスするバイパス管１０７と、前記バイパス管１０７途中に設けられ暖房用放熱器へ循環する循環水を加熱するための暖房用熱交換器１０８とを備え、前記ヒートポンプ式加熱手段１０４で加熱された温水を前記暖房用熱交換器１０８に循環させる構成とし、前記バイパス管１０７の前記暖房用熱交換器１０８の下流から分岐して前記貯湯タンク１０３の中間位置に連通する中間戻し管１０９を接続すると共に、前記貯湯タンク１０３の中間位置に中間出湯管１１０を接続し、貯湯運転時は前記三方弁１０６を前記ヒートポンプ式加熱手段１０４と前記貯湯タンク１０３とで循環するように切換え、暖房運転時は前記三方弁１０６を前記ヒートポンプ式加熱手段１０４と前記暖房用熱交換器１０８とで循環するように切換えるように構成し、前記バイパス管１０７途中、又は中間戻し管１０９に１次側暖房循環ポンプ１１１を設けることで、貯湯タンク１０３内の貯湯温水を暖房循環ポンプ１１１の駆動により暖房用熱交換器１０８に循環させることが可能となり、貯湯タンク１０３内の貯湯温水も暖房運転の熱源として用いることが可能となるものであった。（例えば、特許文献１参照）
特開２００６−１０１８７号公報

ところでこの従来のものでは、前記ヒートポンプ式加熱手段１０４を作動せずに貯湯タンク１０３内の温水のみで暖房を行うためには、ヒーポン循環ポンプ１０５と１次側暖房循環ポンプ１１１と２次側暖房循環ポンプ１１２の３台もの循環ポンプが必要であるため、暖房時の消費電力の増加や運転騒音の問題が有った。
また、タンクユニット内に３台の循環ポンプを収納しなければならないために、タンクユニットの大型化や重量増大の原因になっていた。

この発明はこの点に着目し上記欠点を解決する為、特にその構成を、給水管と出湯管が接続され湯水を貯湯する貯湯タンクと、前記貯湯タンク内の湯水を加熱するヒートポンプ式加熱手段と、前記貯湯タンクと前記ヒートポンプ式加熱手段とを湯水が循環可能に接続するヒーポン循環回路と、このヒーポン循環回路に設けられ湯水を循環させるヒーポン循環ポンプと、風呂や暖房用放熱器に接続して２次側循環回路を形成する外熱交換器と、この外熱交換器に貯湯タンクの湯水を循環させる１次側循環回路を備えた貯湯式給湯装置に於いて、前記ヒーポン循環回路のヒーポン往き管に前記ヒーポン循環ポンプを備え、このヒーポン循環ポンプの上流側には貯湯タンク底部と連通するか、バイパス管を介して貯湯タンク上部と連通するかを切替える第１三方弁を備え、更にヒーポン循環回路のヒーポン戻り管には、貯湯タンク上部と連通するか、前記外熱交換器を有し貯湯タンク下部に接続した加熱管と連通するかを切替える第２三方弁を備え、貯湯タンクの沸き上げと風呂、暖房を一つのヒーポン循環ポンプで可能としたものである。

この発明によれば、貯湯運転や風呂、暖房運転で使用する循環ポンプを１台で兼用したことにより、暖房時の消費電力を低下することが出来、運転騒音も低下させることが出来、且つ安価に提供され、又タンクユニットのコンパクト化や重量の低減が図られ、しかも暖房と貯湯動作を同時に行うことも出来ると言う効果を有するものである。

次にこの発明の一実施形態の貯湯式給湯装置を図面に基づき説明する。
１は湯水を貯湯する貯湯タンク２等を収納する貯湯タンクユニット、３は貯湯タンク２内の湯水を加熱する加熱手段としてのヒートポンプ式加熱手段で、内部には圧縮機４と凝縮器としての冷媒−水熱交換器５と電子膨張弁６と強制空冷式の蒸発器７とで構成され、このヒートポンプ式加熱手段３には冷媒として二酸化炭素が用いられて超臨界ヒートポンプサイクルを構成しているものである。また、前記圧縮機４や電子膨張弁６等によりヒートポンプサイクルを駆動制御するヒーポン制御部８を設けている。

９は前記貯湯タンク２の底部と冷媒−水熱交換器５を接続するヒーポン往き管で、ヒーポン循環ポンプ１０が取り付けられ、このヒーポン循環ポンプ１０と前記貯湯タンク２の間の上流側には、冷媒−水熱交換器５と貯湯タンク２底部とを連通するか、バイパス管１１を介して貯湯タンク２上部と連通するかを切替える第１三方弁１２が備えられている。

１３は前記ヒーポン往き管９と共にヒーポン循環回路１４を構成するヒーポン戻り管で、端部には冷媒−水熱交換器５を通過後の湯水を連通管１５を介して貯湯タンク２上部に戻すか、風呂や暖房放熱器（図示せず）が接続した２次側循環回路１６と熱交換する外熱交換器１７を有した加熱管１８を介して貯湯タンク２下部に戻すかを切替える第２三方弁１９が備えられている。

前記外熱交換器１７には、貯湯タンク２に貯湯された温水が循環したり、或いはヒートポンプ式加熱手段３で加熱されたばかりの温水を循環させ、２次側循環回路１６と熱交換させて温度低下した温水を、加熱管１８の一端が接続した貯湯タンク２下部に戻すもので、この外熱交換器１７と加熱管１８とで１次側循環回路２０を構成するものであり、ここで２次側循環回路１６は風呂の循環回路を構成し、途中には風呂循環ポンプ２１を有しているものである。

２２は貯湯タンク２底部に接続された給水管で、出湯された分の給水を給水圧で補水するものであり、２３は貯湯タンク２上部に接続し出湯を行う出湯管で、途中には給水管２２から分岐した給水バイパス管２４が接続し、設定された出湯温度になるように温水と給水とを混合するミキシング弁２５が設けられている。

２６は貯湯タンク２の各高さ毎に取り付けられた温度センサ２７からの湯温状態によって、沸き上げ開始や完了、残湯量や沸き増し等を各部品を駆動させて制御する制御部で、更にミキシング弁２５等も制御して出湯制御も行うものである。

次にこの発明一実施形態の作動について説明するが、先ず、貯湯タンク２内にヒートポンプ式加熱手段３で加熱された高温水を貯湯する貯湯運転について説明する。
制御部２６は深夜時刻になると電力単価が安価な深夜時間帯内で朝の所定時刻までに沸き上がるように貯湯運転を開始し、第１三方弁１２を貯湯タンク２底部側をヒートポンプ式加熱手段３と連通させると共に、第２三方弁１９を貯湯タンク２上部と連通状態に切替えて、ヒーポン循環ポンプ１０を駆動させて貯湯タンク２底部の低温水（給水）を、ヒートポンプ式加熱手段３の冷媒−水熱交換器５に流入させ、ここで高温に加熱された高温水を貯湯タンク２上部から順次貯湯して行き、最終的には貯湯タンク２内を全て高温水とすることで沸き上げが完了するものである。

次にこの貯湯された高温水を出湯する場合には、給湯栓等を開栓することで、出湯管２３からの高温水がミキシング弁２５で、給水バイパス管２４からの給水と希望する設定温度になるようにミキシングされて、適宜出湯されて使用されるものである。

次に貯湯タンク２に貯湯された温水を利用しての２次側循環回路１６の加熱について説明すれば、第１三方弁１２をバイパス管１１とヒーポン循環ポンプ１０とが連通するように切替えて、貯湯タンク２上部から高温水を取り出せるようにすると共に、第２三方弁１９を加熱管１８側の連通に切替えて、ヒーポン循環ポンプ１０及び風呂循環ポンプ２１を駆動することで、貯湯タンク２上部からの高温水をヒーポン循環ポンプ１０によって、外熱交換器１７に流通させ風呂循環ポンプ２１により循環してくる浴槽水を加熱して、風呂を沸き上げたり追い焚きを行うもので、外熱交換器１７で温度低下した温水は加熱管１８を介して貯湯タンク２下部に戻され順次この循環を繰り返すものである。

次にヒートポンプ式加熱手段３で加熱された高温水を、そのまま２次側循環回路１６の加熱に使用する時下加熱について説明すれば、第１三方弁１２を貯湯タンク２底部側をヒートポンプ式加熱手段３と連通させると共に、第２三方弁１９を加熱管１８側の連通に切替えて、ヒーポン循環ポンプ１０及びヒートポンプ式加熱手段３及び風呂循環ポンプ２１を駆動することで、貯湯タンク２底部の低温水をヒートポンプ式加熱手段３の冷媒−水熱交換器５で加熱してそのまま外熱交換器１７に供給して、２次側循環回路１６の風呂を沸き上げたり追い焚きをするものであり、外熱交換器１７で温度低下した温水は加熱管１８を介して貯湯タンク２下部に戻され再び循環するもので、折角貯湯した貯湯タンク２内の高温水を使用することなく、或いは貯湯した高温水がなくなった場合でも、２次側循環回路１６の加熱が行われ、極めて使用勝手が良く安心して使用出来るものである。

このように極めて簡単な構成によりヒーポン循環ポンプ１０を、貯湯タンク２の沸き上げ用と２次側循環回路１６の加熱用とに兼用して使用することが出来、ポンプは１台で済み安価に提供可能であり、又消費電力及び運転騒音も低減され、更にタンクユニットのコンパクト化や重量の低減が図られるものである。

尚、この何一実施形態では、２次側循環回路１６には風呂を接続したが、これに限定されることなく、暖房用放熱器を接続して暖房回路としても同様な効果を得ることが出来るものである。

この発明の一実施形態を示す貯湯式給湯装置の概略構成図。従来例の概略構成図。

符号の説明

２貯湯タンク
３ヒートポンプ式加熱手段
９ヒーポン往き管
１０ヒーポン循環ポンプ
１１バイパス管
１２第１三方弁
１４ヒーポン循環回路
１６２次側循環回路
１７外熱交換器
１９第２三方弁
２０１次側循環回路
２２給水管
２３出湯管

Claims

給水管と出湯管が接続され湯水を貯湯する貯湯タンクと、前記貯湯タンク内の湯水を加熱するヒートポンプ式加熱手段と、前記貯湯タンクと前記ヒートポンプ式加熱手段とを湯水が循環可能に接続するヒーポン循環回路と、このヒーポン循環回路に設けられ湯水を循環させるヒーポン循環ポンプと、風呂や暖房用放熱器に接続して２次側循環回路を形成する外熱交換器と、この外熱交換器に貯湯タンクの湯水を循環させる１次側循環回路を備えた貯湯式給湯装置に於いて、前記ヒーポン循環回路のヒーポン往き管に前記ヒーポン循環ポンプを備え、このヒーポン循環ポンプの上流側には貯湯タンク底部と連通するか、バイパス管を介して貯湯タンク上部と連通するかを切替える第１三方弁を備え、更にヒーポン循環回路のヒーポン戻り管には、貯湯タンク上部と連通するか、前記外熱交換器を有し貯湯タンク下部に接続した加熱管と連通するかを切替える第２三方弁を備え、貯湯タンクの沸き上げと風呂、暖房を一つのヒーポン循環ポンプで可能とした事を特徴とする貯湯式給湯装置。