JP2008241170A - ヒートポンプ式給湯装置 - Google Patents

Abstract

【課題】ヒートポンプ式給湯装置において、ヒートポンプユニットの加熱性能を高めることで高い給湯能力を得る。
【解決手段】放熱側熱交換器４と吸熱側熱交換器６とを備えたヒートポンプユニット２の該放熱側熱交換器４に接続され該放熱側熱交換器４によって加熱される水を貯留するとともにその内部に貯留水と熱交換して内部を貫流する貫流水を加熱する水タンク内熱交換器１０を設けた貯水タンク１を備えるとともに、上記貯水タンク１内を径方向に二分するように縦方向へ延びる縦バッフル部材４１を設ける。係る構成によれば、縦バッフル部材４１の存在によって擬似的に貯水タンク１のアスペクト比が大きくなり、その内部に温度成層が形成され易くなり、水温度の平均化が抑制され、該貯水タンク１の下部側の水温がより低く維持され、その結果、ヒートポンプユニット２の加熱性能が向上する。
【選択図】図１

Description

本願発明は、冷媒を圧縮する圧縮機と、圧縮された冷媒を凝縮させて放熱する放熱側熱交換器と、凝縮した冷媒を蒸発させて空気から吸熱する吸熱側熱交換器とを備えたヒートポンプユニットによって貯水タンク内の貯留水を加熱するようにしたヒートポンプ式給湯装置に関するものである。

この種のヒートポンプ式給湯装置としては従来から種々の提案がなされている（例えば、特許文献１、特許文献２参照）。

図１１には、この種のヒートポンプ式給湯装置の一例を示している。このヒートポンプ式給湯装置は、冷媒を圧縮する圧縮機３と、圧縮された冷媒を凝縮させて放熱する放熱側熱交換器４と、凝縮した冷媒を蒸発させて空気から吸熱する吸熱側熱交換器６とを備えたヒートポンプユニット２によって貯水タンク１内の貯留水Ｗを加熱するようにしている。この従来公知のヒートポンプ式給湯装置では、貯水タンク１とヒートポンプユニット２の放熱側熱交換器４とは低位置側水配管２１と高位置側水配管２２によって接続され、貯水タンク１内の貯留水Ｗをポンプ２３によって放熱側熱交換器４側に送給して該貯留水Ｗを加熱するようにしている。一方、貯水タンク１に対しては、給水配管３１により補給水（通常は水道水）が供給され、貯水タンク１内で加温・貯留されている貯留水Ｗは給湯配管３２から取り出されて風呂、台所、シャワー等の用途に使用されるようになっている。

特開２００２−１０６９６３号公報 特開２００３−８３６０７号公報。

ところが、一般的に、ヒートポンプユニット２の放熱側熱交換器４においては、凝縮冷媒と、被加熱水（貯留水Ｗ）との間の温度差が大きい程被加熱水に対する加熱効率が良くなるが、図１１に示す従来公知のヒートポンプ式給湯装置では、貯水タンク１内の貯留水Ｗの自由対流（特に、貯水タンク１にラジエータが接続された構成のものにあっては、自然対流に加えて、該ラジエータからの戻り水流による強制対流）によってタンク内の水温度が平均化され、その結果、ヒートポンプユニット２側の放熱側熱交換器４において凝縮冷媒と被加熱水との温度差が大きくとれず、該ヒートポンプユニット２の加熱性能の向上には限界があった。

そこで、本願発明は、ヒートポンプユニットの加熱性能を高めることで高い給湯能力を得るようにしたヒートポンプ式給湯装置を提案することを目的としてなされたものである。

本願発明ではかかる課題を解決するための具体的手段として次のような構成を採用している。

本願の第１の発明では、放熱側熱交換器４と吸熱側熱交換器６とを備えたヒートポンプユニット２と、該ヒートポンプユニット２の上記放熱側熱交換器４に対して低位置側水配管２１と高位置側水配管２２を介して接続され該放熱側熱交換器４によって加熱される水Ｗ０を貯留するとともにその内部に上記貯留水Ｗ０と熱交換して内部を貫流する貫流水Ｗ１を加熱する水タンク内熱交換器１０を設けた貯水タンク１を備えるとともに、上記貯水タンク１内を径方向に二分するように縦方向へ延びる縦バッフル部材４１を設けたことを特徴としている。

本願の第２の発明では、上記第１の発明に係るヒートポンプ式給湯装置において、上記貯水タンク１内における上記低位置側水配管２１の開口位置より高位の中間高さ位置に、該貯水タンク１内を上下方向に二分するように横方向へ延びる横バッフル部材４２を設けたことを特徴としている。

本願の第３の発明では、上記第１又は第２の発明に係るヒートポンプ式給湯装置において、上記水タンク内熱交換器１０を管状体で構成し、該水タンク内熱交換器１０の下部１０ｂ部分の管径を上部１０ａ部分の管径よりも細径としたことを特徴としている。

本願の第４の発明では、上記第１又は第２の発明に係るヒートポンプ式給湯装置において、上記水タンク内熱交換器１０を管状体で構成し、該水タンク内熱交換器１０の下部１０ｂ部分を内面溝付管としたことを特徴としている。

本願の第５の発明では、上記第１又は第２の発明に係るヒートポンプ式給湯装置において、上記水タンク内熱交換器１０をコイル管状体で構成し、そのコイル密度を、該水タンク内熱交換器１０の上部１０ａ部分より下部１０ｂ部分において高密度としたことを特徴としている。

本願発明では次のような効果が得られる。

（ａ）本願の第１の発明に係るヒートポンプ式給湯装置によれば、上記貯水タンク１内に、該貯水タンク１内を径方向に二分するように縦方向へ延びる縦バッフル部材４１を設けているので、該縦バッフル部材４１の存在によって擬似的に上記貯水タンク１のアスペクト比が大きくなり、上記貯水タンク１内において上下方向における温度成層が形成され易くなる。その結果、上記貯水タンク１内の水温度の平均化が抑制され、該貯水タンク１の底部１ｂ側の水温がより低く維持され、上記ヒートポンプユニット２側の上記放熱側熱交換器４における凝縮冷媒と被加熱水との温度差を大きくとれることで上記ヒートポンプユニット２の加熱性能が向上し、延いては、給湯装置の給湯能力が向上することになる。

（ｂ）本願の第２の発明に係るヒートポンプ式給湯装置によれば、上記（ａ）に記載の効果に加えて以下のような特有の効果が得られる。即ち、この発明では、上記貯水タンク１内における上記低位置側水配管２１の開口位置より高位の中間高さ位置に、該貯水タンク１内を上下方向に二分するように横方向へ延びる横バッフル部材４２を設けているので、該横バッフル部材４２が自然対流の流れに対して抵抗となり、上記貯水タンク１内での自然対流が抑制されることから、該貯水タンク１内の貯留水の水温の平均化も抑制され、該貯水タンク１内においては上部１ａ側の水温より底部１ｂ側の水温が可及的に低く保たれ、その結果、上記ヒートポンプユニット２側の上記放熱側熱交換器４における凝縮冷媒と被加熱水との温度差を大きくとれ、それだけ上記ヒートポンプユニット２の加熱性能が向上し、延いては、給湯装置の給湯能力が向上することになる。

（ｃ）本願の第３の発明に係るヒートポンプ式給湯装置によれば、上記（ａ）又は（ｂ）に記載の効果に加えて以下のような特有の効果が得られる。即ち、この発明では、上記水タンク内熱交換器１０を管状体で構成し、該水タンク内熱交換器１０の下部１０ｂ部分の管径を上部１０ａ部分の管径よりも細径としているので、該下部１０ｂ部分においては、その内部を流れる貫流水の流速が高くなり、それだけその熱伝達率が向上し、上記貯水タンク１の底部１ｂ側の貯留水からの除熱量が増加し、この除熱量の増加分だけ該貯留水の水温が低く抑えられる。この結果、上記ヒートポンプユニット２側の上記放熱側熱交換器４における凝縮冷媒と被加熱水との温度差をさらに大きくとることができ、上記ヒートポンプユニット２の加熱性能が向上し、延いては、給湯装置の給湯能力がさらに向上することになる。

（ｄ）本願の第４の発明に係るヒートポンプ式給湯装置によれば、上記（ａ）又は（ｂ）に記載の効果に加えて以下のような特有の効果が得られる。即ち、この発明では、上記水タンク内熱交換器１０を管状体で構成し、該水タンク内熱交換器１０の下部１０ｂ部分を内面溝付管としているので、該下部１０ｂ部分においては、伝熱面積の増加と流水の乱れによって熱伝達率が向上し、上記貯水タンク１の底部１ｂ側の貯留水からの除熱量が増加し、この除熱量の増加分だけ該貯留水の水温が低く抑えられる。この結果、上記ヒートポンプユニット２側の上記放熱側熱交換器４における凝縮冷媒と被加熱水との温度差をさらに大きくとることができ、上記ヒートポンプユニット２の加熱性能が向上し、延いては、給湯装置の給湯能力がさらに向上することになる。

（ｅ）本願の第５の発明に係るヒートポンプ式給湯装置によれば、上記（ａ）又は（ｂ）に記載の効果に加えて以下のような特有の効果が得られる。即ち、この発明では、上記水タンク内熱交換器１０をコイル管状体で構成し、そのコイル密度を、該水タンク内熱交換器１０の上部１０ａ部分より下部１０ｂ部分において高密度としているので、該下部１０ｂ部分においては、コイル管状体の密化による伝熱面積の増加により熱伝達率が向上し上記貯水タンク１の底部１ｂ側の貯留水からの除熱量が増加するとともに、高密度部分によって上記貯水タンク１内の貯留水の対流が抑制され温度成層が維持され、これらの相乗作用によって、上記貯水タンク１の底部１ｂ側における貯留水の水温が低く抑えられる。この結果、上記ヒートポンプユニット２側の上記放熱側熱交換器４における凝縮冷媒と被加熱水との温度差をさらに大きくとることができ、上記ヒートポンプユニット２の加熱性能が向上し、延いては、給湯装置の給湯能力がさらに向上することになる。

以下、本願発明を好適な実施形態に基づいて具体的に説明する。

Ｉ：第１の実施形態
図１には、本願発明の第１の実施形態に係るヒートポンプ式給湯装置のシステム図を示している。この給湯装置は、貯水タンク１とヒートポンプユニット２及びラジエータ３０を備えて構成される。

Ａ：貯水タンク１
上記貯水タンク１は、縦長円筒状形体をもち、その内部には貯留水Ｗ０が所定量充填されるとともに、次述する利用側熱交換器１０（特許請求の範囲中の「水タンク内熱交換器」に該当する）が配置されている。

上記利用側熱交換器１０は、所定径の管体をコイル状に巻回して形成され、上記貯水タンク１内に立設状態で収納され、その上部１０ａは給湯管１５に接続され、その下部１ｂは給水管１４に接続されている。従って、上記給水管１４からの給水は、一旦、上記利用側熱交換器１０の下部１０ｂ側まで流下した後、貫流水Ｗ１として上記利用側熱交換器１０内をその下部１０ｂ側から上部１０ａ側へ向けて流れ、該利用側熱交換器１０内を流れる間に上記貯水タンク１内の貯留水Ｗ０と熱交換して昇温され、上記給湯管１５から湯水Ｗ２として取り出され、所要の用途に供される。

また、この場合、この実施形態では、上記利用側熱交換器１０のうち、その下部１０ｂ側の所定範囲（例えば、図１において斜線表示した範囲）を、その内表面に螺旋状の溝１３を形成した内面溝付管で構成している。尚、この部分以外は、通常の内面平滑管で構成している。

さらに、上記貯水タンク１内には、例えば、多孔板等で構成される縦バッフル部材４１が、平面視においては図２に示すように上記貯水タンク１内を径方向に二分するようにして、側面視においては図１に示すように上記貯水タンク１の上部１ａから底部１ｂに跨るようにして、配置されている。従って、上記貯水タンク１は、上記縦バッフル部材４１の配置によって、横幅寸法が半減した一対のタンクの集合構造とされ、擬似的にアスペクト比が大きくなっている。

また、上記貯水タンク１の胴体部１ｃの上部寄り位置には、補助ヒータ４０が取付けられている。この補助ヒータ４０は、次述のヒートポンプユニット２によって加熱される上記貯水タンク１内の貯留水Ｗ０の水温が、設定水温まで上がらないような場合に作動して、上記貯留水Ｗ０を追加的に加熱するものである。

Ｂ：ヒートポンプユニット２
ヒートポンプユニット２は、上記貯水タンク１内に貯留される貯留水Ｗ０の加熱源となるものであって、冷媒を圧縮する圧縮機３と、圧縮された冷媒を凝縮させて放熱する放熱側熱交換器４と、凝縮した冷媒を膨張させる膨張機構５と、冷媒を蒸発させて空気から吸熱する吸熱側熱交換器６とを備えている。そして、上記放熱側熱交換器４は、低位置水配管２１によって上記貯水タンク１の底部１ｂ側に、高位置側水配管２２によって上記貯水タンク１の上部１ａ側に、それぞれ接続されており、上記低位置水配管２１を通して上記貯水タンク１の底部１ｂ側から上記放熱側熱交換器４側に流入した貯留水Ｗ０を、該放熱側熱交換器４での熱交換によって加熱し、上記高位置側水配管２２を通して上記貯水タンク１の上部１ａ側へ還流させるようになっており、これによって上記貯水タンク１内の貯留水Ｗ０が加熱される。

Ｃ：ラジエータ３０
上記ラジエータ３０は、例えば、暖房用のプレート熱交換器として利用されるもので、その一端は配管３２を介して上記貯水タンク１の上部１ａに、他端は配管３１を介して下部１ｂに、それぞれ接続されており、上記貯水タンク１の上部１ａ側から上記ラジエータ３０に導入される高温水をここで放熱させて暖房作用を行なうようになっている。

続いて、上記ヒートポンプ式給湯装置の作動及び作用効果等について説明する。

上記貯水タンク１内に貯留された貯留水Ｗ０は、上記ヒートポンプユニット２の上記放熱側熱交換器４によって加熱される。

一方、上記給水管１４から上記利用側熱交換器１０に供給される貫流水Ｗ１は、該利用側熱交換器１０の下部１０ｂから上部１０ａ側へ貫流する間に、上記貯水タンク１内の貯留水Ｗ０と熱交換して湯水Ｗ２とされ、上記給湯管１５を通して、例えば、風呂とか台所等の湯水使用場所へ供給される。また、上記ラジエータ３０を用いて暖房を行なう場合には、上記貯水タンク１の上部側の高温の貯留水Ｗ０が上記ラジエータ３０側へ導入される。

ここで、上記ヒートポンプユニット２においては、上記放熱側熱交換器４における凝縮冷媒と、上記貯水タンク１の底部１ｂ側から上記放熱側熱交換器４側へ導入される貯留水Ｗ０の温度との温度差が大きいほど加熱効率が高くなることが知られておいる。従って、上記ヒートポンプユニット２の加熱効率を高めるには、上記貯水タンク１内の貯留水Ｗ０の温度分布を、該貯水タンク１の上部１ａ側では高く、下部１ｂ側では低くなるように維持することが必要となる。

しかし、上記貯水タンク１内の貯留水Ｗ０は、自然対流による均温化作用によって上下方向における温度分布が平均化され、その結果、上記ヒートポンプユニット２の加熱効率を高めることには限界があることは既述の通りである。

ところが、この実施形態の給湯装置においては、以下のような特有の構成によって、上記貯水タンク１の底部側の水温をより低く抑えることができ、それによって、より高温の湯水Ｗ２を安定的に得ることができるものである。

第１の構成は、上記貯水タンク１内に上記縦バッフル部材４１を備えた点である。即ち、上記貯水タンク１内に、該貯水タンク１内を径方向に二分するように縦方向へ延びる縦バッフル部材４１を設けている。係る構成とすることで、擬似的に上記貯水タンク１のアスペクト比が大きくなり、上記貯水タンク１内において上下方向における温度成層が形成され易くなり、上記貯水タンク１内の水温度の平均化が抑制される。従って、上記貯水タンク１の底部１ｂ側の水温がより低く維持され、上記ヒートポンプユニット２側の上記放熱側熱交換器４における凝縮冷媒と被加熱水である貯留水Ｗ０との温度差を大きくとれる。このため、上記ヒートポンプユニット２の加熱性能が向上し、上記貯水タンク１の上部１ａ側における貯留水Ｗ０の温度をより高温とすることができ、その結果、高温の貯留水Ｗ０との熱交換によって上記給湯管１５からより高温の湯水Ｗ２を安定的に取り出すことができるなど、給湯装置の給湯能力が向上することになる。

第２には、上記利用側熱交換器１０の下部１０ｂ部分を内面溝付管で構成した効果である。即ち、上記利用側熱交換器１０の下部１０ｂ部分を内面溝付管で構成することで、該部分１０ｂにおいては、伝熱面積の増加とその内部を流れる貫流水Ｗ１の流水の乱れによって熱伝達率が向上し、上記貯水タンク１の下部側の貯留水Ｗ０からの除熱量が増加し、この除熱量の増加分だけ該貯留水Ｗ０の水温が低く抑えられる。この結果、上記ヒートポンプユニット２側の上記放熱側熱交換器４における凝縮冷媒と被加熱水との温度差をさらに大きくとることができ、延いては、給湯装置の給湯能力がさらに向上することになる。

ＩＩ：第２の実施形態
図４には、本願発明の第２の実施形態に係るヒートポンプ式給湯装置のシステム図を示している。この給湯装置は、上記第１の実施形態に係る給湯装置と基本システムを同じにするものであって、これと異なる点は、上記第１の実施形態の給湯装置では上記利用側熱交換器１０の管径をその全域において同径に設定していたのに対して、この実施形態では上記利用側熱交換器１０の下部１０ｂ部分の管径を上部１０ａ部分の管径よりも細径とした点である。

このように構成することで、上記利用側熱交換器１０の下部１０ｂ部分においては、その内部を流れる貫流水の流速が高くなり、それだけその熱伝達率が向上し、上記貯水タンク１の底部１ｂ側の貯留水からの除熱量が増加し、この除熱量の増加分だけ該貯留水の水温が低く抑えられる。この結果、上記ヒートポンプユニット２側の上記放熱側熱交換器４における凝縮冷媒と被加熱水との温度差をさらに大きくとることができ、上記ヒートポンプユニット２の加熱性能がさらに向上し、延いては、給湯装置の給湯能力がさらに向上することになる。

尚、上記以外の構成及び作用効果は上記第１の実施形態における場合と同様であるため、その該当記載を援用することで、ここでの説明を省略する。

ＩＩＩ：第３の実施形態
図５には、本願発明の第３の実施形態に係るヒートポンプ式給湯装置のシステム図を示している。この給湯装置は、上記第１の実施形態に係る給湯装置と基本システムを同じにするものであって、これと異なる点は、上記第１の実施形態の給湯装置では上記利用側熱交換器１０のコイルピッチ及びコイル径をその全域において領域均等に設定していたのに対して、この実施形態では上記利用側熱交換器１０の下部１０ｂ部分において、そのコイルピッチを上部１０ａ側より小さく設定するとともに、コイル径を下端側へ移行するに伴って次第に小さくなるように設定した点である。

このように構成することで、上記利用側熱交換器１０の下部１０ｂ部分においては、コイル管状体の密化による伝熱面積の増加により熱伝達率が向上し上記貯水タンク１の下部側の貯留水からの除熱量が増加するとともに、高密度部分によって上記貯水タンク１内の貯留水の対流が抑制され温度成層が維持され、これらの相乗作用によって、上記貯水タンク１の下部側における貯留水の水温が低く抑えられる。この結果、上記ヒートポンプユニット２側の上記放熱側熱交換器４における凝縮冷媒と被加熱水との温度差をさらに大きくとることができ、上記ヒートポンプユニット２の加熱性能が向上し、延いては、給湯装置の給湯能力がさらに向上することになる。

尚、上記以外の構成及び作用効果は上記第１の実施形態における場合と同様であるため、その該当記載を援用することで、ここでの説明を省略する。

また、この実施形態では、上記利用側熱交換器１０の下部１０ｂ部分において、そのコイルピッチ及びコイル径を共に変化させているが、他の実施形態では、例えば、図６に示すように、コイル径は変化させずに、コイルピッチのみをその上部１０ａ側のそれより小さく設定することもできる。さらに、これとは逆に、コイル径のみを変化させるように設定することもできる。

ＩＶ：第４の実施形態
図７には、本願発明の第４の実施形態に係るヒートポンプ式給湯装置のシステム図を示している。この給湯装置は、上記第１の実施形態に係る給湯装置と基本システムを同じにするものであって、これと異なる点は、上記第１の実施形態の給湯装置では上記貯水タンク１内に上記縦バッフル部材４１のみを配置していたのに対して、この実施形態では上記縦バッフル部材４１に加えて、次述の横バッフル部材４２を配置した点である。

即ち、この実施形態では、図７及び図８に示すように、上記貯水タンク１内に、その内部を径方向に二分するようにして上記縦バッフル部材４１を配置するとともに、上記貯水タンク１内における上記低位置側水配管２１の開口位置より高位の中間高さ位置に、該貯水タンク１内を上下方向に二分するように横方向へ延びる横バッフル部材４２を設けたものである。

ここで、上記縦バッフル部材４１は、上記貯水タンク１のアスペクト比を擬似的に大きくして温度成層を形成し易くして上記貯水タンク１の底部１ｂ側における貯留水Ｗ０の温度を低く抑えるように作用する。

これに対して、上記横バッフル部材４２は、これが上記貯水タンク１内を上下方向に二分するように配置されていることで、上記貯水タンク１内における自然対流に対して抵抗となり、自然対流の流れを抑制してその温度成層を可及的に維持させることで、該貯水タンク１の底部１ｂ側における貯留水Ｗ０の温度を低く抑えるように作用する。

従って、上記縦バッフル部材４１による上記貯水タンク１内の温度成層の成形促進作用と、上記横バッフル部材４２による上記貯水タンク１内の自然対流の抑制作用が相乗的に働くことで、上記縦バッフル部材４１のみを備えた上記第１の実施形態に係る給湯装置よりも更に高い給湯能力をもつ給湯装置が得られることになる。

尚、上記以外の構成及び作用効果は上記第１の実施形態における場合と同様であるため、その該当記載を援用することで、ここでの説明を省略する。

Ｖ：第５の実施形態
図９には、本願発明の第５の実施形態に係るヒートポンプ式給湯装置のシステム図を示している。この給湯装置は、上記第２の実施形態に係る給湯装置と基本システムを同じにするものであって、これと異なる点は、上記第２の実施形態の給湯装置では上記貯水タンク１内に上記縦バッフル部材４１のみを配置していたのに対して、この実施形態では上記縦バッフル部材４１に加えて、次述の横バッフル部材４２を配置した点である。

即ち、この実施形態では、図９に示すように、上記利用側熱交換器１０の下部１０ｂ部分の管径を上部１０ａ部分の管径よりも細径とした構成のものにおいて、上記貯水タンク１内に、その内部を径方向に二分するようにして上記縦バッフル部材４１を配置するとともに、上記貯水タンク１内における上記低位置側水配管２１の開口位置より高位の中間高さ位置に、該貯水タンク１内を上下方向に二分するように横方向へ延びる横バッフル部材４２を設けたものである。

ここで、上記縦バッフル部材４１は、上記貯水タンク１のアスペクト比を擬似的に大きくして温度成層を形成し易くして上記貯水タンク１の底部１ｂ側における貯留水Ｗ０の温度を低く抑えるように作用するものである。

これに対して、上記横バッフル部材４２は、これが上記貯水タンク１内を上下方向に二分するように配置されていることで、上記貯水タンク１内における自然対流に対して抵抗となり、自然対流の流れを抑制してその温度成層を可及的に維持させることで、該貯水タンク１の底部１ｂ側における貯留水Ｗ０の温度を低く抑えるように作用するものである。

従って、上記縦バッフル部材４１による上記貯水タンク１内の温度成層の成形促進作用と、上記横バッフル部材４２による上記貯水タンク１内の自然対流の抑制作用が相乗的に働くことで、上記縦バッフル部材４１のみを備えた上記第２の実施形態に係る給湯装置よりも更に高い給湯能力をもつ給湯装置が得られることになる。

尚、上記以外の構成及び作用効果は上記第２の実施形態における場合と同様であるため、その該当記載を援用することで、ここでの説明を省略する。

ＶＩ：第６の実施形態
図１０には、本願発明の第６の実施形態に係るヒートポンプ式給湯装置のシステム図を示している。この給湯装置は、上記第３の実施形態に係る給湯装置と基本システムを同じにするものであって、これと異なる点は、上記第３の実施形態の給湯装置では上記貯水タンク１内に上記縦バッフル部材４１のみを配置していたのに対して、この実施形態では上記縦バッフル部材４１に加えて、次述の横バッフル部材４２を配置した点である。

即ち、この実施形態では、図１０に示すように、上記利用側熱交換器１０の下部１０ｂ部分において、そのコイルピッチ及びコイル径変化させた構成のものにおいて、上記貯水タンク１内に、その内部を径方向に二分するようにして上記縦バッフル部材４１を配置するとともに、上記貯水タンク１内における上記低位置側水配管２１の開口位置より高位の中間高さ位置に、該貯水タンク１内を上下方向に二分するように横方向へ延びる横バッフル部材４２を設けたものである。

ここで、上記縦バッフル部材４１は、上記貯水タンク１のアスペクト比を擬似的に大きくして温度成層を形成し易くして上記貯水タンク１の底部１ｂ側における貯留水Ｗ０の温度を低く抑えるように作用するものである。

これに対して、上記横バッフル部材４２は、これが上記貯水タンク１内を上下方向に二分するように配置されていることで、上記貯水タンク１内における自然対流に対して抵抗となり、自然対流の流れを抑制してその温度成層を可及的に維持させることで、該貯水タンク１の底部１ｂ側における貯留水Ｗ０の温度を低く抑えるように作用するものである。

従って、上記縦バッフル部材４１による上記貯水タンク１内の温度成層の成形促進作用と、上記横バッフル部材４２による上記貯水タンク１内の自然対流の抑制作用が相乗的に働くことで、上記縦バッフル部材４１のみを備えた上記第３の実施形態に係る給湯装置よりも更に高い給湯能力をもつ給湯装置が得られることになる。

尚、上記以外の構成及び作用効果は上記第３の実施形態における場合と同様であるため、その該当記載を援用することで、ここでの説明を省略する。

本願発明の第１の実施の形態に係るヒートポンプ式給湯装置のシステム図である。 図１のＩＩ−ＩＩ断面図である。 図１に示した貯水タンク内の熱交換器の内部構造を示す部分斜視図である。 本願発明の第２の実施の形態に係るヒートポンプ式給湯装置のシステム図である。 本願発明の第３の実施の形態に係るヒートポンプ式給湯装置のシステム図である。 上記第３の実施形態に係るヒートポンプ式給湯装置の変形例を示すシステム図である。 本願発明の第４の実施の形態に係るヒートポンプ式給湯装置のシステム図である。 図７のＶＩＩＩ−ＶＩＩＩ断面図である。 本願発明の第５の実施の形態に係るヒートポンプ式給湯装置のシステム図である。 本願発明の第６の実施の形態に係るヒートポンプ式給湯装置のシステム図である。 従来のヒートポンプ式給湯装置のシステム図である。

符号の説明

１ ・・貯水タンク
２ ・・ヒートポンプユニット
３ ・・圧縮機
４ ・・放熱側熱交換器
５ ・・膨張機構
６ ・・吸熱側熱交換器
１０ ・・利用側熱交換器（水タンク内熱交換器）
１３ ・・溝
１４ ・・給水管
１５ ・・給湯管
２１ ・・低位置水配管
２２ ・・高位置側水配管
３０ ・・ポンプ
３１ ・・配管
３２ ・・配管
４０ ・・補助ヒータ
４１ ・・縦バッフル部材
４２ ・・横バッフル部材
Ｗ０ ・・被加熱水（貯留水）
Ｗ１ ・・貫流水
Ｗ２ ・・湯水

Claims (5)

1. 放熱側熱交換器（４）と吸熱側熱交換器（６）とを備えたヒートポンプユニット（２）と、該ヒートポンプユニット（２）の上記放熱側熱交換器（４）に対して低位置側水配管（２１）と高位置側水配管（２２）介して接続され該放熱側熱交換器（４）によって加熱される水（Ｗ０）を貯留するとともにその内部に上記貯留水（Ｗ０）と熱交換して内部を貫流する貫流水（Ｗ１）を加熱する水タンク内熱交換器（１０）を設けた貯水タンク（１）を備えるとともに、上記貯水タンク（１）内を径方向に二分するように縦方向へ延びる縦バッフル部材（４１）を設けたことを特徴とするヒートポンプ式給湯装置。
2. 請求項１において、
   上記貯水タンク（１）内における上記低位置側水配管（２１）の開口位置より高位の中間高さ位置に、該貯水タンク（１）内を上下方向に二分するように横方向へ延びる横バッフル部材（４２）を設けたことを特徴とするヒートポンプ式給湯装置。
3. 請求項１又は２において、
   上記水タンク内熱交換器（１０）が管状体で構成されており、該水タンク内熱交換器（１０）の下部（１０ｂ）部分の管径を上部（１０ａ）部分の管径よりも細径としたことを特徴とするヒートポンプ式給湯装置。
4. 請求項１又は２において、
   上記水タンク内熱交換器（１０）が管状体で構成されており、該水タンク内熱交換器（１０）の下部（１０ｂ）部分が内面溝付管とされていることを特徴とするヒートポンプ式給湯装置。
5. 請求項１又は２において、
   上記水タンク内熱交換器（１０）がコイル管状体で構成されており、そのコイル密度が、該水タンク内熱交換器（１０）の上部（１０ａ）部分より下部（１０ｂ）部分において高密度とされていることを特徴とするヒートポンプ式給湯装置。

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