JP2008082684A - Heat pump - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、低温側の熱を高温側に移動させるヒートポンプに関し、特に、ヒートポンプ式空調装置やヒートポンプ式給湯機に好適である。 The present invention relates to a heat pump that moves heat on a low temperature side to a high temperature side, and is particularly suitable for a heat pump air conditioner and a heat pump water heater.
従来、ヒートポンプにおける室外機の凝縮水の凍結防止に関しては、サイクルの熱を利用して凝縮水を加熱する方法(例えば、特許文献1参照)、ドレンパンにヒータを取付けて凝縮水を加熱する方法、ドレンパンの排水性を良くし凝縮水自体を凍結させない方法(例えば、特許文献2参照)、さらには架台にヒートポンプ式給湯機の室外機を搭載する方法等が知られている。
しかしながら、上記の従来のヒートポンプは、室外機内での凝縮水の凍結は防止されるものの、室外機の下部の地表に溜まった凝縮水が凍結するという問題があった。 However, the conventional heat pump described above has a problem that although condensed water is prevented from freezing in the outdoor unit, condensed water accumulated on the ground surface below the outdoor unit is frozen.
本発明は上記点に鑑みて、室外機下部の地表での凝縮水の凍結を防止することを目的とする。 In view of the above points, an object of the present invention is to prevent freezing of condensed water on the ground surface below an outdoor unit.
本発明の第1の特徴では、凝縮水をドレンパン(61)にて受けるようにした室外機(6)を備えるヒートポンプにおいて、先端が地中(72)に埋設されて、ドレンパン(61)にて受けた凝縮水を地中(72)に導くドレン配管(63)を備えている。 In the first feature of the present invention, in a heat pump including an outdoor unit (6) configured to receive condensed water in a drain pan (61), a tip is embedded in the ground (72), and the drain pan (61) A drain pipe (63) for guiding the condensed water received to the underground (72) is provided.
このような構成では、凝縮水が地中(72)内に排出されるため、地表での凝縮水の凍結を防止することができる。 In such a configuration, since condensed water is discharged into the ground (72), it is possible to prevent the condensed water from freezing on the ground surface.
この場合、ドレン配管(63)の先端を、凝縮水の凍結が発生しない領域まで延ばすことができる。 In this case, the tip of the drain pipe (63) can be extended to a region where the condensed water does not freeze.
このようにすれば、ドレン配管(63)の先端付近での凝縮水の凍結を防止して、凝縮水を地中(72)に確実に排出することができる。 If it does in this way, freezing of condensed water near the tip of drain piping (63) can be prevented, and condensed water can be discharged reliably in the ground (72).
この場合、ドレン配管(63)内の凝縮水を加熱するヒータ(5)を備えることができる。 In this case, a heater (5) for heating the condensed water in the drain pipe (63) can be provided.
このようにすれば、ドレン配管(63)内での凝縮水の凍結を防止して、凝縮水を地中(72)に確実に排出することができる。 If it does in this way, freezing of condensed water in drain piping (63) can be prevented, and condensed water can be discharged certainly in the ground (72).
また、ドレン配管(63)の外側に断熱材(8)を備えることができる。このようにすれば、ドレン配管(63)内での凝縮水の凍結をより確実に防止することができる。 Moreover, a heat insulating material (8) can be provided outside the drain pipe (63). In this way, it is possible to more reliably prevent the condensed water from freezing in the drain pipe (63).
本発明の第2の特徴では、凝縮水をドレンパン(61)にて受けるようにした室外機(6)を備えるヒートポンプにおいて、ドレンパン(61)にて受けた凝縮水を室外機(6)の下部を除く場所に導くドレン配管(63)と、このドレン配管(63)内の凝縮水を加熱するヒータ(5)とを備えている。 In the second feature of the present invention, in the heat pump including the outdoor unit (6) configured to receive the condensed water by the drain pan (61), the condensed water received by the drain pan (61) is disposed below the outdoor unit (6). A drain pipe (63) leading to a place other than the drain pipe and a heater (5) for heating the condensed water in the drain pipe (63) are provided.
このような構成では、凝縮水は室外機(6)の下部を除く場所に導かれるため、室外機(6)下部の地表での凝縮水の凍結を防止することができる。この際、ヒータ(5)にてドレン配管(63)内での凝縮水の凍結を防止して、凝縮水を室外機(6)の下部を除く場所に確実に排出することができる。 In such a configuration, since the condensed water is guided to a place other than the lower part of the outdoor unit (6), it is possible to prevent the condensed water from freezing on the ground surface below the outdoor unit (6). At this time, the condensed water can be prevented from freezing in the drain pipe (63) by the heater (5), and the condensed water can be reliably discharged to a place other than the lower part of the outdoor unit (6).
この場合においても、ドレン配管(63)の外側に断熱材(8)を備えることができる。このようにすれば、ドレン配管(63)内での凝縮水の凍結をより確実に防止することができる。 Also in this case, a heat insulating material (8) can be provided outside the drain pipe (63). In this way, it is possible to more reliably prevent the condensed water from freezing in the drain pipe (63).
本発明の第3の特徴では、本発明の第1の特徴を備えるヒートポンプの設置方法であって、ドレン配管(63)の先端部の周囲を砂利または砂(73)で覆っている。 According to a third aspect of the present invention, there is provided a heat pump installation method having the first aspect of the present invention, wherein the periphery of the drain pipe (63) is covered with gravel or sand (73).
このような方法では、ドレン配管(63)から排出された凝縮水が砂利または砂(73)の層に浸透して、ドレン配管(63)の先端付近での凝縮水の凍結がより確実に防止される。 In such a method, the condensed water discharged from the drain pipe (63) penetrates into the gravel or sand (73) layer, and the freezing of the condensed water near the tip of the drain pipe (63) is more reliably prevented. Is done.
なお、特許請求の範囲およびこの欄で記載した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。 In addition, the code | symbol in the bracket | parenthesis of each means described in a claim and this column shows the correspondence with the specific means as described in embodiment mentioned later.
(第1実施形態)
本発明の第1実施形態について説明する。図1は本実施形態に係るヒートポンプ式給湯機の構成を示す図、図2は室外機を一部断面で示す模式図である。
(First embodiment)
A first embodiment of the present invention will be described. FIG. 1 is a diagram illustrating a configuration of a heat pump type hot water heater according to the present embodiment, and FIG. 2 is a schematic diagram illustrating a partial cross section of an outdoor unit.
ヒートポンプ式給湯器は、図1に示すように、圧縮機11、放熱用熱交換器をなす水−冷媒熱交換器12、減圧器13、吸熱用熱交換器をなす蒸発器14、アキュムレータ15、貯湯タンク16等からなるもので、圧縮機11にて圧縮されて高温となった冷媒と給湯水とを水−冷媒熱交換器12で熱交換して給湯水を加熱し、減圧器13にて減圧された冷媒を蒸発器14にて蒸発させて外気から吸熱する。アキュムレータ15は、余剰冷媒を液相冷媒として蓄えるとともに、気相冷媒と冷凍機油を圧縮機11に供給する。貯湯タンク16は、水−冷媒熱交換器12で熱交換して加熱された給湯水を蓄える。
As shown in FIG. 1, the heat pump water heater includes a
電子制御装置2には、外気温度を検出する外気温センサ3の出力信号、及び給湯水温度に関する信号等が入力されており、電子制御装置2は、これら信号等に基づいて予め設定されたプログラムに従って減圧器13の絞り開度、圧縮機11の稼働率、第1ヒータ4(詳細後述)への通電を制御する。
The
図2に示すように、ヒートポンプ式給湯器の室外機6は、ブロックや樹脂からなる基礎71の上に設置、固定される。
As shown in FIG. 2, the
室外機6は、蒸発器14等が内部に収納されている。蒸発器14の下方には、蒸発器14の表面に発生した凝縮水を溜めるドレンパン61が配置されて、ドレンパン61の最下位部には、ドレンパン61内の凝縮水を排出するドレンポート62が形成されている。
In the
このドレンポート62には、ドレンパン61にて受けた凝縮水を地中72に導く樹脂もしくは金属製のドレン配管63が接続されており、ドレン配管63の先端は室外機6のほぼ下部の地中72に埋設されている。より詳細には、冬季において凝縮水の凍結が発生しなくなる地中72の深さを凍結深度Dとすると、ドレン配管63の先端は、凍結深度D以上の深さまで延びている。因みに、札幌の場合、凍結深度Dは約60cmである。ドレン配管63の埋設は施工業者によって行われ、その際、ドレン配管63の先端部の周囲に、凝縮水の浸透を促すために砂利、砂、石73が敷きつめられている。
The
電気ヒータからなる第1ヒータ4は、ドレンパン61の下方側に貼付されて、ドレンパン61内に溜まった凝縮水をドレンパン61の外側から加熱するようになっている。
The
ドレン配管63内において凝縮水が流れる通路には、ドレン配管63内の凝縮水を加熱する電気ヒータからなる第2ヒータ5が配置されている。第2ヒータ5は、紐状ないしは棒状に形成されており、ドレン配管63の先端まで延びている。第2ヒータ5は、いわゆる自己制御ヒータであり、ヒータ自身が温度検知機能を有し、ヒータの表面温度が一定になるものである。そして、この第2ヒータ5は、室外機6内の電源、もしくは家屋などの電源に接続されている間は、常時作動するようになっている。
A
本実施形態のヒートポンプ式給湯機では、電子制御装置2は、外気温度(外気温センサ3の検出温度)が例えば摂氏0度以下になったときに第1ヒータ4へ通電されるように制御し、これにより、第1ヒータ4にてドレンパン61内の凝縮水が加熱されるので、ドレンパン61内での凝縮水の凍結が防止される。なお、第1ヒータ4の通電開始の外気温度は、自由に設定可能である。
In the heat pump type water heater of the present embodiment, the
また、第2ヒータ5が電源に接続されている間は、第2ヒータ5によってドレン配管63内の凝縮水が加熱されるので、ドレン配管63内での凝縮水の凍結が防止される。
In addition, while the
したがって、蒸発器14の表面に発生した凝縮水は、ドレンパン61内やドレン配管63内で凍結することなく、ドレンパン61やドレン配管63に案内されて地中72に導かれる。
Therefore, the condensed water generated on the surface of the
このように、凝縮水は地中72内に排出されるため、室外機6の下部の地表に凝縮水が溜まることがなく、室外機6の下部の見栄えが確保される。また、凝縮水は地中72内に排出されるため、地表での凝縮水の凍結が防止され、凍結による人の転倒等が防止され、人の安全が確保される。
In this way, since the condensed water is discharged into the
この際、ドレン配管63の先端は、凍結深度D以上の深さまで延ばされているため、ドレン配管63の先端付近での凝縮水の凍結を防止して、凝縮水を地中72に確実に排出することができる。
At this time, since the tip of the
さらに、ドレン配管63の先端部の周囲に砂利、砂、石73が敷きつめられているため、ドレン配管63から排出された凝縮水が砂利、砂、石73の層に浸透して、ドレン配管63の先端付近での凝縮水の凍結がより確実に防止される。
Further, since gravel, sand, and
(第2実施形態)
本発明の第2実施形態について説明する。図3は本実施形態に係るヒートポンプ式給湯機における室外機を示す模式図、図4はドレン配管63の外観を示す図である。第1実施形態と同一もしくは均等部分には同一の符号を付し、その説明を省略する。
(Second Embodiment)
A second embodiment of the present invention will be described. FIG. 3 is a schematic view showing an outdoor unit in the heat pump type hot water heater according to the present embodiment, and FIG. 4 is a view showing an appearance of the
図3、図4に示すように、本実施形態では、第2ヒータ5はドレン配管63の外側に配置されている。より詳細には、第2ヒータ5は、テープ状に形成されたいわゆる自己制御ヒータからなり、ドレン配管63の長手方向のほぼ全域に渡って螺旋状に巻かれている。
As shown in FIGS. 3 and 4, in the present embodiment, the
そして、第2ヒータ5が電源に接続されている間は、第2ヒータ5によって、ドレン配管63を介してドレン配管63内の凝縮水が加熱されるので、ドレン配管63内での凝縮水の凍結が防止される。
While the
(第3実施形態)
本発明の第3実施形態について説明する。図5は本実施形態に係るヒートポンプ式給湯機におけるドレン配管63の断面図である。
(Third embodiment)
A third embodiment of the present invention will be described. FIG. 5 is a cross-sectional view of the
図5に示すように、本実施形態の第2ヒータ5は、ヒータ線からなり、ドレン配管63に埋設されている。また、ドレン配管63の外側には、発泡樹脂等の熱伝導率が小さい材質よりなる断熱材8が巻かれている。第2ヒータ5および断熱材8は、ドレン配管63の長手方向のほぼ全域に渡って配置されている。
As shown in FIG. 5, the
そして、第2ヒータ5が電源に接続されている間は、第2ヒータ5によって、ドレン配管63を介してドレン配管63内の凝縮水が加熱されるので、ドレン配管63内での凝縮水の凍結が防止される。
While the
また、断熱材8によって、第2ヒータ5で発生した熱が外気中に放熱されてしまうことを防止しているので、第2ヒータ5の熱によりドレン配管63内の凝縮水を効率よく加熱することができる。
Further, since the heat generated by the
(第4実施形態)
本発明の第4実施形態について説明する。図6は本実施形態に係るヒートポンプ式給湯機における室外機を一部断面で示す模式図である。第1実施形態と同一もしくは均等部分には同一の符号を付し、その説明を省略する。
(Fourth embodiment)
A fourth embodiment of the present invention will be described. FIG. 6 is a schematic diagram showing a partial cross section of the outdoor unit in the heat pump type hot water heater according to the present embodiment. The same or equivalent parts as those in the first embodiment are denoted by the same reference numerals, and the description thereof is omitted.
第1実施形態では、室外機6のほぼ下部の地中72に凝縮水を導くようにしたが、本実施形態は、室外機6から離れた位置に凝縮水を導くようにしたものであり、例えば室外機6の下部がコンクリートで覆われていて、ドレン配管63の先端を室外機6の下部の地中72に埋設するのが困難な場合に好適である。
In the first embodiment, the condensed water is guided to the underground 72 at substantially the lower part of the
図6に示すように、本実施形態のドレン配管63は、室外機6の下部を除く場所で且つ凝縮水の排水に影響のない場所である排水溝74まで延びている。また、ドレン配管63内には、第2ヒータ5が配置されている。
As shown in FIG. 6, the
本実施形態によると、凝縮水は排水溝74に排出されるため、室外機6の下部の地表に凝縮水が溜まることがなく、室外機6の下部の見栄えが確保される。また、凝縮水は排水溝74に排出されるため、地表での凝縮水の凍結が防止され、凍結による人の転倒等が防止され、人の安全が確保される。
According to the present embodiment, since the condensed water is discharged into the drainage groove 74, the condensed water does not accumulate on the ground surface below the
この際、第2ヒータ5によってドレン配管63内での凝縮水の凍結が防止されるため、凝縮水を排水溝74に確実に排出することができる。
At this time, since the condensed water in the
なお、ドレン配管63は、図6に一点鎖線で示すように、中間部を地中72に埋設して、先端を排水溝74に臨ませてもよい。
Note that the
(他の実施形態)
上記第1〜第3実施形態のヒートポンプ式給湯機では、ドレン配管63内に凝縮水が滞留しない構成にしたり或いは撥水性を持たせるなどにより、ドレン配管63内での凝縮水の凍結の心配がなければ、第2ヒータ5は用いなくてもよい。
(Other embodiments)
In the heat pump type water heaters of the first to third embodiments, there is a concern that the condensed water in the
また、上記第1〜第3実施形態では、ドレン配管63の先端部の周囲に砂利、砂、石73等を敷きつめたが、砂利、砂、石73等を敷きつめなくてもよい。
Moreover, in the said 1st-3rd embodiment, gravel, sand,
また、上記各実施形態では、第2ヒータ5は自己制御式としたが、第2ヒータ5は自己制御式でなくてもよい。その場合、人がヒータ温度を調整してもよいし、或いは人がヒータへの通電を断続してもよいし、さらには、外気温センサ3で検出した外気温度が例えば摂氏0度以下になったときに、電子制御装置2が第2ヒータ5へ通電するように制御してもよい。
Moreover, in each said embodiment, although the
また、上記各実施形態では、ヒートポンプ式給湯機を示したが、本発明は、ヒートポンプ式空調装置にも適用することができる。 Moreover, in each said embodiment, although the heat pump type hot water heater was shown, this invention is applicable also to a heat pump type air conditioner.
また、第3実施形態で用いた断熱材8は、他の実施形態のヒートポンプにも用いることができる。
Moreover, the
6…室外機、14…吸熱用熱交換器、61…ドレンパン、63…ドレン配管、72…地中。 6 ... outdoor unit, 14 ... heat exchanger for heat absorption, 61 ... drain pan, 63 ... drain piping, 72 ... underground.
Claims (9)
先端が地中(72)に埋設されて、前記ドレンパン(61)にて受けた凝縮水を地中(72)に導くドレン配管(63)を備えることを特徴とするヒートポンプ。 An outdoor unit that exchanges heat between the refrigerant and the outside air in the heat absorption heat exchanger (14) and receives the condensed water generated in the heat absorption heat exchanger (14) in the drain pan (61) ( 6) In a heat pump comprising:
A heat pump comprising a drain pipe (63) having a tip embedded in the ground (72) and guiding the condensed water received by the drain pan (61) to the ground (72).
前記ドレンパン(61)にて受けた凝縮水を前記室外機(6)の下部を除く場所に導くドレン配管(63)と、
このドレン配管(63)内の凝縮水を加熱するヒータ(5)とを備えることを特徴とするヒートポンプ。 An outdoor unit that exchanges heat between the refrigerant and the outside air in the heat absorption heat exchanger (14) and receives the condensed water generated in the heat absorption heat exchanger (14) in the drain pan (61) ( 6) In a heat pump comprising:
A drain pipe (63) for guiding the condensed water received by the drain pan (61) to a place excluding the lower part of the outdoor unit (6);
A heat pump comprising: a heater (5) for heating the condensed water in the drain pipe (63).
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