JP2010032187A - ヒートポンプ式給湯装置 - Google Patents

Abstract

【課題】除霜運転に要する消費電力の低減を図ることのできるヒートポンプ式給湯装置を提供する。
【解決手段】浴槽Ａの湯によって蒸発器１３の除霜を行うようにしたので、例えば浴槽Ａの残り湯の熱を蒸発器１３の除霜に利用することができる。これにより、ヒートポンプ回路１０の高温冷媒によって蒸発器１３の除霜を行う場合のように給湯用水の沸き上げに寄与しない電力を消費することがないので、除霜運転に要する消費電力を低減することができ、ＣＯＰの向上を図ることができる。この場合、蒸発器１３に設けた加熱管９１に除霜用回路９０によって浴槽Ａの湯を流通することにより、加熱管９１によって蒸発器１３を加熱するようにしたので、浴槽Ａの湯の熱を加熱管９１を介して確実に蒸発器１３に伝えることができ、蒸発器１３の除霜を効率良く行うことができる。
【選択図】図１

Description

本発明は、ヒートポンプ回路によって給湯用水を加熱するヒートポンプ式給湯装置に関するものである。

従来、この種のヒートポンプ式給湯装置としては、圧縮機から吐出した冷媒を水熱交換器（ガスクーラ）に流通した後、開度調整可能な膨張弁を介して蒸発器に流通し、圧縮機に吸入するヒートポンプ回路と、給湯用水をポンプによって水熱交換器に流通することによりヒートポンプ回路の冷媒によって給湯用水を加熱する給湯回路と、ヒートポンプ回路で加熱された給湯回路の給湯用水を貯溜する貯湯タンクとを備え、貯湯タンクの湯を浴槽や台所に供給するようにしたものが知られている（例えば、特許文献１参照。）。

また、この給湯装置において、蒸発器の除霜を行う場合には、膨張弁の開度を大きくして蒸発器に流入する冷媒の温度を通常運転よりも高くすることにより、高温冷媒で蒸発器を加熱して除霜を行うようにしている。
特開２００７−４０５５５号公報

ところで、前記給湯装置では、過去の使用状況等に基づいて設定した温度の湯を所定の時間帯（例えば、深夜の電気料金割引時間帯）に沸き上げるようにしているが、沸き上げ運転中に除霜運転が行われると、除霜運転中は沸き上げ運転を行うことができない。この場合、除霜運転中でもヒートポンプ回路は作動しているため、給湯用水の沸き上げに寄与しない電力を消費し、ＣＯＰを低下させるという問題点があった。

本発明は前記問題点に鑑みてなされたものであり、その目的とするところは、除霜運転に要する消費電力の低減を図ることのできるヒートポンプ式給湯装置を提供することにある。

本発明は前記目的を達成するために、圧縮機から吐出した冷媒を水熱交換器に流通した後、膨張弁を介して蒸発器に流通し、圧縮機に吸入するヒートポンプ回路と、給湯用水をポンプによって水熱交換器に流通することによりヒートポンプ回路の冷媒によって給湯用水を加熱する給湯回路と、ヒートポンプ回路で加熱された給湯回路の給湯用水を貯溜する貯湯タンクとを備え、貯湯タンクの給湯用水を浴槽に供給するようにしたヒートポンプ式給湯装置において、前記浴槽の湯によって蒸発器を加熱することにより蒸発器の除霜を行う除霜手段を備えている。

これにより、浴槽の湯によって蒸発器の除霜が行われることから、例えば浴槽の残り湯の熱を蒸発器の除霜に利用することができ、ヒートポンプ回路の高温冷媒によって蒸発器の除霜を行う場合のように給湯用水の沸き上げに寄与しない電力を消費することがない。

本発明によれば、例えば浴槽の残り湯の熱を蒸発器の除霜に利用することができるので、ヒートポンプ回路の高温冷媒によって蒸発器の除霜を行う場合のように給湯用水の沸き上げに寄与しない電力を消費することがなく、除霜運転に要する消費電力を低減することができる。

図１及び図２は本発明の一実施形態を示すもので、図１はヒートポンプ式給湯装置の概略構成図、図２は蒸発器の正面図、図３はその側面断面図である。

同図に示す給湯装置は、冷媒を流通するヒートポンプ回路１０と、給湯用水を流通する第１給湯回路２０と、給湯用水を流通する第２給湯回路３０と、浴槽用水を流通する浴槽用回路４０と、ヒートポンプ回路１０の冷媒と第１給湯回路２０の給湯用水とを熱交換する第１水熱交換器５０と、第２給湯回路３０の給湯用水と浴槽用回路４０の浴槽用水とを熱交換する第２水熱交換器６０とを備えている。

ヒートポンプ回路１０は、圧縮機１１、膨張弁１２、蒸発器１３及び第１水熱交換器５０を接続してなり、図中実線矢印で示すように圧縮機１１、第１水熱交換器５０、膨張弁１２、蒸発器１３、圧縮機１１の順に冷媒を流通させるようになっている。尚、このヒートポンプ回路１０で使用される冷媒は、例えば二酸化炭素等の自然系冷媒である。膨張弁１２は、例えば周知の電子膨張弁からなり、任意の開度に調整可能になっている。蒸発器１３は送風機１３ａを有し、送風機１３ａによって外気と熱交換するようになっている。

第１給湯回路２０は、貯湯タンク２１、第１ポンプ２２及び第１水熱交換器５０を接続してなり、図中白抜き矢印で示すように貯湯タンク２１、第１ポンプ２２、第１水熱交換器５０、貯湯タンク２１の順に給湯用水を流通させるようになっている。貯湯タンク２１には、給水管２３及び第２給湯回路３０が接続され、給水管２３から供給された給湯用水は貯湯タンク２１を介して第１給湯回路２０を流通するようになっている。貯湯タンク２１と浴槽Ａとは、第２ポンプ２４が設けられた流路２５を介して接続され、図中一点鎖線矢印で示すように第２ポンプ２４によって貯湯タンク２１内の給湯用水が浴槽Ａに供給されるようになっている。

第２給湯回路３０は、貯湯タンク２１、第３ポンプ３１及び第２水熱交換器６０を接続してなり、図中破線矢印で示すように貯湯タンク２１、第２水熱交換器６０、第３ポンプ３１、貯湯タンク２１の順に給湯用水を流通させるようになっている。

浴槽用回路４０は、浴槽Ａ、第４ポンプ４１及び第２水熱交換器６０を接続してなり、図中黒塗り矢印で示すように浴槽Ａ、第４ポンプ４１、第２水熱交換器６０、浴槽Ａの順に浴槽用水を流通させるようになっている。

第１水熱交換器５０は、ヒートポンプ回路１０及び第１給湯回路２０に接続され、ヒートポンプ回路１０を流通する冷媒と第１給湯回路２０を流通する給湯用水とを熱交換させるようになっている。

第２水熱交換器６０は、第２給湯回路３０及び浴槽用回路４０に接続され、第２給湯回路３０の給湯用水と浴槽用回路４０の浴槽用水とを熱交換させるようになっている。

前記給湯装置は、ヒートポンプ回路１０及び第１水熱交換器５０が配置された加熱ユニット７０と、貯湯タンク２１、第１ポンプ２２、第２ポンプ２４、第２給湯回路３０、第４ポンプ４１及び第２水熱交換器６０が配置されたタンクユニット８０とを備え、加熱ユニット７０とタンクユニット８０とは第１給湯回路２０を介して接続されている。

また、前記給湯装置は、浴槽Ａの湯によって蒸発器１３を除霜する除霜手段としての除霜用回路９０を備えている。この除霜用回路９０は、蒸発器１３に設けられた加熱管９１を備え、浴槽用回路４０の第４ポンプ４１によって浴槽Ａの湯を加熱管９１に流通するようになっている。除霜用回路９０は浴槽用回路４０における浴槽Ａの流出側流路４０ａ及び流入側流路４０ｂに接続され、第４ポンプ４１は浴槽用回路４０の流出側流路４０ａに配置されている。また、浴槽用回路４０及び除霜用回路９０にはそれぞれ第１電磁弁４２及び第２電磁弁９２が設けられ、各電磁弁４２，９２によって浴槽用水の流路を浴槽用回路４０及び除霜用回路９０の何れか一方に切換えるようになっている。加熱管９１は蒸発器１３の各フィン１３ｂに接するように蛇行状に形成され、蒸発器１３の各冷媒管１３ｃよりも風上側に配置されている。

以上のように構成された給湯装置において除霜運転を行う場合には、第１電磁弁４２を閉じて第２電磁弁９２を開くことにより、浴槽用水の流路を除霜用回路９０に切換え、第４ポンプ４１を作動する。これにより、浴槽Ａの湯（例えば、残り湯）が除霜用回路９０の加熱管９１に流通し、加熱管９１の加熱により蒸発器１３の除霜が行われる。また、浴槽Ａの湯の温度が除霜可能な温度よりも低下した場合には、除霜用回路９０による除霜運転は行わず、膨張弁１２の開度を大きくしてヒートポンプ回路１０の高温冷媒により蒸発器１３の除霜を行う。

このように、本実施形態によれば、浴槽Ａの湯によって蒸発器１３の除霜を行うようにしたので、例えば浴槽Ａの残り湯の熱を蒸発器１３の除霜に利用することができる。これにより、ヒートポンプ回路１０の高温冷媒によって蒸発器１３の除霜を行う場合のように給湯用水の沸き上げに寄与しない電力を消費することがないので、除霜運転に要する消費電力を低減することができ、ＣＯＰの向上を図ることができる。

この場合、蒸発器１３に設けた加熱管９１に除霜用回路９０によって浴槽Ａの湯を流通することにより、加熱管９１によって蒸発器１３を加熱するようにしたので、浴槽Ａの湯の熱を加熱管９１を介して確実に蒸発器１３に伝えることができ、蒸発器１３の除霜を効率良く行うことができる。

また、除霜用回路９０を浴槽用回路４０に接続し、各電磁弁４２，９２によって浴槽用水の流路を除霜用回路９０に切換えることにより、浴槽用回路４０の第４ポンプ４１によって除霜用回路９０に浴槽Ａの湯を流通するようにしたので、除霜用回路９０に浴槽用回路４０の第４ポンプ４１を利用することができる。これにより、除霜用回路９０に用いるポンプを新たに設ける必要がなく、製造コストの低減を図ることができる。

尚、前記実施形態では、除霜用回路９０を浴槽用回路４０に接続したものを示したが、浴槽用回路４０を備えていない給湯装置の場合は、除霜用回路９０を浴槽Ａに直接接続するように設ければよい。

本発明の一実施形態を示すヒートポンプ式給湯装置の概略構成図 蒸発器の正面図 蒸発器の側面断面図

符号の説明

１０…ヒートポンプ回路、１１…圧縮機、１２…膨張弁、１３…蒸発器、２０…第１給湯回路、３０…第２給湯回路、４０…浴槽用回路、４１…第４ポンプ、５０…第１水熱交換器、６０…第２水熱交換器、９０…除霜用回路、９１…加熱管。

Claims (3)

1. 圧縮機から吐出した冷媒を水熱交換器に流通した後、膨張弁を介して蒸発器に流通し、圧縮機に吸入するヒートポンプ回路と、給湯用水をポンプによって水熱交換器に流通することによりヒートポンプ回路の冷媒によって給湯用水を加熱する給湯回路と、ヒートポンプ回路で加熱された給湯回路の給湯用水を貯溜する貯湯タンクとを備え、貯湯タンクの給湯用水を浴槽に供給するようにしたヒートポンプ式給湯装置において、
   前記浴槽の湯によって蒸発器を加熱することにより蒸発器の除霜を行う除霜手段を備えた
   ことを特徴とするヒートポンプ式給湯装置。
2. 前記除霜手段を、蒸発器を加熱する加熱管に浴槽の湯を流通する除霜用回路によって構成した
   ことを特徴とする請求項１記載のヒートポンプ式給湯装置。
3. 前記浴槽の浴槽用水と貯湯タンクの給湯用水とを熱交換することにより浴槽用水を加熱する浴槽用回路を備え、
   除霜用回路を浴槽用回路に接続し、浴槽用回路のポンプによって浴槽の湯を除霜用回路に流通可能に構成した
   ことを特徴とする請求項２記載のヒートポンプ式給湯装置。

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