JP2010151329A - 貯湯式給湯装置 - Google Patents

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Abstract

【課題】太陽熱集熱器を利用した貯湯式給湯装置において、ヒートポンプの効率および貯湯タンクの蓄熱量を向上させた貯湯式給湯装置を提供すること。
【解決手段】貯湯タンク50と、圧縮機31、放熱器32、減圧手段33、蒸発器34を順に接続し冷媒を循環させるヒートポンプ回路30と、太陽熱を集熱する高温用太陽熱集熱器41と、制御手段80とを備え、貯湯タンク50に貯湯された湯水を放熱器32にて加熱し、貯湯タンク50に戻す第一循環路62と、貯湯タンク50に貯湯された湯水を高温用太陽熱集熱器41にて加熱し、貯湯タンク50に戻す第二循環路64とを設けたので、ヒートポンプ回路30と高温用太陽熱集熱器41とにより、貯湯タンク50内の湯または水を所定温度まで加熱できるため、従来と同じ貯湯タンクの容積であっても蓄熱量を得られる。
【選択図】図1

Description

本発明は、太陽熱集熱器を備えた貯湯式給湯装置に関するものである。
従来から、ヒートポンプサイクルと太陽熱集熱器を組み合わせた給湯システムが提案されおり、図4に示すものがある(例えば、特許文献1参照)。
図4は前記公報に記載された従来の給湯システムの構成図である。図4において、給湯システム1は、ヒートポンプ2と、貯湯タンク10と、太陽熱集熱器20とを備えている。貯湯タンク10は、円筒形状をなす周壁10aを有して上下に延びている。貯湯タンク10の下板10cには、給水管11が接続されている。この給水管11から供給された水で貯湯タンク10内が満たされている。この水は、貯湯タンク10の上側部では熱湯になっている。この熱湯が、貯湯タンク10の上板10bに接続された給湯管12を伝わって給湯される。
貯湯タンク10内の下側部には、伝熱管からなる放熱器21が収容されている。この放熱器21と集熱器20とが、往路22及び復路23で接続されている。復路23には、ポンプ24が設けられている。このポンプ24により、ブライン等の熱媒が、集熱器20、往路22、放熱器21、及び復路23の順に循環されるようになっている。熱媒は、集熱器20を通過する過程において、集熱器20で集熱された太陽熱を受け取り、放熱器21を通過する過程で貯湯タンク10の水に放熱する。
ヒートポンプ2は、冷媒が循環する冷媒回路3を備えている。この冷媒回路3に圧縮機4、凝縮器5、膨張弁6、及び蒸発器7が設けられている。冷媒は、圧縮機4で圧縮されて凝縮器5に送られる。そして、凝縮器5で凝縮、液化し、放熱する。次に、膨張弁6で膨張する。その後、蒸発器7で蒸発、気化する。
さらに、給湯システム1には、貯湯タンク10の水を流す流通路13が設けられている。流通路13には、ポンプ14と受熱部15とが設けられている。受熱部15は、ヒートポンプ2の凝縮器5と共に熱交換器9を構成している。この熱交換器9において、凝縮器5からの放熱が、受熱部15を通過中の水に渡され、水が加熱される。
流通路13の下流端は、貯湯タンク10の上側部に連なっている。一方、流通路13の上流端は、貯湯タンク10の下側部に連なっている。しかも、放熱器21より上側に配されている。
特開2002−162109号公報
しかしながら、前記従来の構成では、太陽熱集熱器で集熱できる温度が40〜50℃と低い場合、貯湯タンク全体の温度が40℃程度となり、給湯に使用するには温度が低いため、ヒートポンプで加熱する必要があるが、ヒートポンプに流れる水の温度が高く(例えば、40℃程度と)なり、ヒートポンプの効率が低下するという課題を有していた。
また、雨の日のように太陽熱集熱器が利用できない場合も考慮されて、貯湯タンクの容積が大きくなるといった装置が大型化するという課題も有していた。
本発明は、上記従来の課題を解決するもので、太陽熱集熱器を利用した貯湯式給湯装置において、ヒートポンプの効率および貯湯タンクの蓄熱量を向上させた貯湯式給湯装置を提供することを目的とする。
前記従来の課題を解決するために、本発明の貯湯式給湯装置は、貯湯タンクと、圧縮機、放熱器、減圧手段、蒸発器を順に接続し冷媒を循環させるヒートポンプ回路と、太陽熱を集熱する高温用太陽熱集熱器と、制御手段とを備え、前記貯湯タンクに貯湯された湯水を前記放熱器にて加熱し、前記貯湯タンクに戻す第一循環路と、前記貯湯タンクに貯湯された湯水を前記高温用太陽熱集熱器にて加熱し、前記貯湯タンクに戻す第二循環路とを設けたことを特徴とするもので、ヒートポンプ回路と高温用太陽熱集熱器とにより、貯湯タンク内の湯または水を所定温度まで加熱できるため、従来と同じ貯湯タンクの容積であっても多くの蓄熱量を得られる。
本発明によれば、太陽熱集熱器を利用した貯湯式給湯装置において、ヒートポンプの効率および貯湯タンクの蓄熱量を向上させた貯湯式給湯装置を提供できる。
第1の発明は、貯湯タンクと、圧縮機、放熱器、減圧手段、蒸発器を順に接続し冷媒を循環させるヒートポンプ回路と、太陽熱を集熱する高温用太陽熱集熱器と、制御手段とを備え、前記貯湯タンクに貯湯された湯水を前記放熱器にて加熱し、前記貯湯タンクに戻す第一循環路と、前記貯湯タンクに貯湯された湯水を前記高温用太陽熱集熱器にて加熱し、前記貯湯タンクに戻す第二循環路とを設けたもので、ヒートポンプ回路と高温用太陽熱集熱器とにより、貯湯タンク内の湯または水を所定温度まで加熱できるため、従来と同じ貯湯タンクの容積であっても多くの蓄熱量を得られる。
第2の発明は、特に、第1の発明の貯湯式給湯装置において、貯湯タンク下部から放熱器または高温用太陽熱集熱器に湯水を送り、前記貯湯タンクに戻す循環手段を備え、前記貯湯タンク下部から前記放熱器に湯水を送り、前記放熱器にて加熱し、前記貯湯タンクに戻し貯湯した後、前記貯湯タンク下部から前記高温用太陽熱集熱器に湯水を送り、前記高温用太陽熱集熱器にて加熱し、再び前記貯湯タンクに戻すもので、ヒートポンプ回路で貯湯タンク内の湯または水を所定温度まで加熱し、さらに高温用太陽熱集熱器により貯湯タンク内の湯または水を、ヒートポンプ回路で加熱した温度以上の温度まで再加熱することで、従来と同じ貯湯タンクの容積であっても多くの蓄熱量を得られる。
第3の発明は、特に、第1の発明または第2の発明の貯湯式給湯装置において、時間計測手段および/または高温用太陽熱集熱器の温度を検知する第1温度検知手段を備え、前記時間計測手段が計測する時間帯および/または前記第1温度検知手段の検知温度に基づいて、貯湯タンクに貯湯された湯水を高温用太陽熱集熱器にて加熱する運転動作を決定するもので、夜間時間帯にヒートポンプ回路で貯湯タンク内の湯または水を所定温度まで加熱し、次の日の昼間時間帯に高温用太陽熱集熱器により貯湯タンク内の湯または水を、ヒートポンプ回路で加熱した温度以上の温度まで再加熱できるため、従来と同じ貯湯タンクの容積であっても多くの蓄熱量を得られる。
第4の発明は、特に、第1〜第3の発明の貯湯式給湯装置において、高温用太陽熱集熱器で加熱された湯温を検知する第2温度検知手段と、放熱器で加熱された湯温を検知する第3温度検知手段とを備え、前記第2温度検知手段の検知温度の方が前記第3温度検知手段の検知温度以上になるまで、お湯を沸き上げるよう沸上温度を設定するもので、ヒートポンプ回路で貯湯タンク内の湯または水を所定温度まで加熱し、さらに高温用太陽熱集熱
器により貯湯タンク内の湯または水を、ヒートポンプ回路で加熱した温度以上の温度まで再加熱することで、従来と同じ貯湯タンクの容積であっても、多くの熱量を貯えられる。
第5の発明は、特に、第1〜第4の発明の貯湯式給湯装置において、放熱器または高温用太陽熱集熱器にて加熱された温水を、貯湯タンクの上部に戻すか、または、略中間部あるいは下部に戻すかを選択する第1流路選択手段を設けたもので、太陽熱集熱器で所定の温度に達しない場合でも、略中間部あるいは下部に戻すため、貯湯タンク内の温度成層を維持することができる。
第6の発明は、特に、第2の発明の貯湯式給湯装置において、貯湯タンク下部から放熱器に湯水を送るか、あるいは、高温用太陽熱集熱器に湯水を送るかを選択する第2流路選択手段を備え、循環手段を前記第2流路選択手段の上流側に配設したもので、循環ポンプを共用することで小型化でき、装置の小型化が図れる。
第7の発明は、特に、第1〜第6の発明の貯湯式給湯装置において、ヒートポンプ回路は、圧縮機運転時の高サイド圧力が、臨界圧力より高いもので、ヒートポンプの効率を向上できる。
以下、本発明の実施の形態について、図面を参照しながら説明する。なお、本実施の形態によって本発明が限定されるものではない。
(実施の形態1)
図1は、本発明の第1の実施の形態における貯湯式給湯装置の回路構成図である。
図1において、本発明の第1の実施の形態における貯湯式給湯装置の回路構成について説明する。
ヒートポンプ回路30は、圧縮機31、放熱器である給湯用熱交換器32、減圧手段である膨張弁33、及び蒸発器34を配管で接続している。また、蒸発器34に送風するためのファン35を設けている。
本実施例によるヒートポンプ給湯装置は、二酸化炭素を冷媒として用い、高圧側では臨界圧を越える状態で運転することが好ましい。
高温用太陽熱集熱器41には、入口配管42、出口配管43を接続している。高温用太陽熱集熱器41の表面には、第1温度検出手段である第1温度センサー44を、出口配管43には、第2温度検出手段である第2温度センサー45を設置している。高温用太陽熱集熱器41は、水の一回の通過で所定の高温(例えば、65℃〜90℃)まで加熱できる太陽熱集熱器である。このような高温用太陽熱集熱器41としては、例えば、真空管式集熱器がある。
貯湯タンク50の第1底部配管51は、水道管等の水供給配管52に接続されている。また、貯湯タンク50の第2底部配管53の一方は、第1開閉弁54に接続し、他方は第2開閉弁55に接続している。第1開閉弁54は、第1循環手段である第1循環ポンプ56、給湯用熱交換器32、第1配管57、第1三方弁58、第2配管59、第1流路選択手段である第2三方弁60を介し、貯湯タンク50の第1上部配管61と接続され、貯湯タンク50の上部50aに流入し、第一循環路62を構成する。また、給湯用熱交換器32の水用配管32aの出口配管には、第3温度検出手段である第3温度センサー36を設置している。
第2開閉弁55は、第2循環手段である第2循環ポンプ63、高温用太陽熱集熱器41の入口配管42、高温用太陽熱集熱器41、高温用太陽熱集熱器41の出口配管43、第1配管57、第1三方弁58、第1配管59、第2三方弁60を介し、貯湯タンク50の第1上部配管61と接続され、貯湯タンク50の上部50aに流入し、第二循環路64を構成する。また、高温用太陽熱集熱器41の表面には、第1温度センサー44を、高温用太陽熱集熱器41の出口配管43には、第2温度センサー45を設置している。
貯湯タンク50の第2上部配管70と、水供給配管52から分岐した第3配管71は、混合弁72を介し、給湯配管73へ接続される。また、貯湯タンク50上部には、沸上温度検出手段である沸上温度センサー74を設置している。
また、貯湯タンク50側面には、貯湯量検出手段である残湯センサー75を設置している。貯湯タンク50の中間部50bに接続する第4配管76は、第2三方弁60と接続し、貯湯タンク50の低部50cに接続する第3底部配管77は、第1三方弁58と接続している。
制御手段80は、流路制御手段81、流量制御手段82、時間計測手段83から成る。流路制御手段81は、第2温度センサー45で検出した値に基づき、第2三方弁60を制御する。また、流量制御手段82は、第1温度センサー44と第2温度センサー45と第3温度センサー36で検出した値に基づき、第1循環ポンプ54または第2循環ポンプ55を制御する。
次に、本発明の第1の実施の形態における貯湯式給湯装置のヒートポンプ回路30による貯湯運転動作について説明する。
貯湯運転とは、加熱手段(例えば、ヒートポンプ回路30、高温用太陽熱集熱器41など)で加熱された湯を貯湯タンク50に流入させ、貯湯する運転のことである。以下に具体的な説明を行う。
時間計測手段83で夜間時間帯(例えば、23時〜7時)で、貯湯タンク50に設置している残湯センサー75にて残湯量が少ないと判断すると、第1開閉弁54は開、第2開閉弁55は閉に設定する。第1三方弁58は、第1配管57と第3底部配管77を連通するように、第2三方弁60は、第2配管59と貯湯タンク50の第1上部配管61を連通するように設定され、ヒートポンプ回路30が運転を開始する。
圧縮機31で圧縮された冷媒は、給湯用熱交換器32で放熱し、膨張弁33で減圧された後、蒸発器34にて吸熱し、ガス状態で圧縮機31に吸入される。流量制御手段82では、水用配管32aの出口配管に設置している第3温度センサー36が所定温度(例えば、65℃)になるように、第1循環ポンプ56で流量が制御される。第1循環ポンプ56により貯湯タンク50からの水は、第2底部配管53、第1開閉弁54を通り、給湯用熱交換器32で加熱され、第1配管57に導かれる。
第3温度センサー36が所定温度(例えば、60℃)以下の場合、第1配管57の湯水は、第1三方弁58、第3底部配管77を介して、貯湯タンク50の底部に戻る。一方、第3温度センサー36が所定温度(例えば、60℃)を越えると、第1配管57の湯水は、第1三方弁58、第2配管59、第2三方弁60、貯湯タンク50の第1上部配管61を介して、貯湯タンク50の上部に流入し、貯湯運転を継続する。
次に、本発明の第1の実施の形態における貯湯式給湯装置の高温用太陽熱集熱器41による貯湯運転動作について説明する。
時間計測手段83で昼間時間帯(例えば、7時〜19時)で、高温用太陽熱集熱器41の表面に設置している第1温度センサー44が予め決定しておいた温度(例えば、60℃)以上になると、第1開閉弁54は閉、第2開閉弁55は開に設定する。第1三方弁58は、第1配管57と第2配管59を連通するように、第2三方弁60は、第2配管59と第4配管76を連通するように設定され、第2循環ポンプ63が運転を開始する。流量制御手段82では、高温用太陽熱集熱器41の出口配管43に設置している第2温度センサー45が所定温度(例えば、70℃)になるように、第2循環ポンプ63で流量が制御される。
第2循環ポンプ63により貯湯タンク50からの水は、第2底部配管53、第2開閉弁55、第2循環ポンプ63、高温用太陽熱集熱器41の入口配管42を通り、高温用太陽熱集熱器41で加熱され、高温用太陽熱集熱器41の出口配管43を通り、第1配管57に導かれる。
第2温度センサー45が所定温度(例えば、60℃)以下の場合、流路制御手段81により、第2三方弁60は、第2配管59と第4配管76を連通するように制御され、第1配管57の湯水は、第1三方弁58、第3配管59、第2三方弁60、第4配管76を介して、貯湯タンク50の中間部に戻る。また、第2温度センサー45が所定温度(例えば、60℃)を越えると、流路制御手段81により、第2三方弁60は、第2配管59と貯湯タンク50の第1上部配管61を連通するように選択され、第1配管57の湯水は、第1三方弁58、第2配管59、第2三方弁60、貯湯タンク50の第1上部配管64を介して、貯湯タンク50の上部に流入し、貯湯運転を継続する。
従って、夜間時間帯にヒートポンプ回路30で貯湯タンク50内の湯または水を、所定温度(例えば、65℃)まで加熱し、次の日の昼間時間帯に高温用太陽熱集熱器41により貯湯タンク50内の湯または水を、ヒートポンプ回路で加熱した温度以上の温度(例えば、70℃)まで再加熱することで、従来と同じ貯湯タンクの容積であっても、多くの熱量を貯えられるので、装置の小型化が図れる。
また、本実施の形態では、冷媒として二酸化炭素を用いた場合で説明したが、冷媒としてR410A冷媒やHC冷媒などのその他の冷媒を用いてもよい。
また、本実施の形態では、第1開閉弁54、第2開閉弁55を備えているが、無くても良い。さらに、第2底部配管53から分岐させて、第1循環ポンプ56を通り第一循環路62を、第2循環ポンプ63を通り第二循環路64を構成しているが、貯湯タンク50の底部から2本の配管を出し、一方を第1循環ポンプ56を介した第一循環路62、もう一方を第2循環ポンプ63を介した第二循環路64としても良い。
また、本実施の形態では、次の日の昼間時間帯に高温用太陽熱集熱器41での沸上温度をヒートポンプ回路での沸上温度(例えば、65℃)より高い温度(例えば、70℃)に設定したが、ヒートポンプ回路での沸上温度以上(例えば、65℃)としても良い。
また、昼間時間帯に高温用太陽熱集熱器41により沸き上げる沸上設定温度を貯湯タンク50上部に設置している沸上温度センサー74の検知温度(例えば、65℃)以上の温度としても良い。
次に、本発明の第1の実施の形態における貯湯式給湯装置のヒートポンプ回路30による貯湯運転と高温用太陽熱集熱器41による貯湯運転の同時運転動作について説明する。
昼間時間帯(例えば、7時〜19時)で、貯湯タンク50に設置している残湯センサー75にて残湯量が少なく、高温用太陽熱集熱器41の表面に設置している第1温度センサー44が予め決定しておいた温度(例えば、60℃)以上になると、第1開閉弁54と第2開閉弁66は共に開に設定する。第1三方弁58は、第1配管57と第3底部配管77を連通するように、第2三方弁60は、第2配管59と貯湯タンク50の第1上部配管61を連通するように設定され、ヒートポンプ回路30による貯湯運転と高温用太陽熱集熱器41貯湯運転の同時運転を開始する。
流量制御手段82では、水用配管32aの出口配管に設置している第3温度センサー36が所定温度(例えば、60℃)になるように、第1循環ポンプ56で流量を制御し、高温用太陽熱集熱器41の出口配管43に設置している第2温度センサー45が所定温度(例えば、70℃)になるように、第2循環ポンプ63で流量が制御される。
圧縮機31で圧縮された冷媒は、給湯用熱交換器32で放熱し、膨張弁33で減圧された後、蒸発器34にて吸熱し、ガス状態で圧縮機31に吸入される。第1循環ポンプ56により貯湯タンク50からの一部の水は、第2底部配管53、第1開閉弁54を通り、給湯用熱交換器32で加熱され、第1配管57に導かれる。
第2循環ポンプ67により貯湯タンク50からの残りの水は、第2底部配管53、第2開閉弁55、第2循環ポンプ63、高温用太陽熱集熱器41の入口配管42を通り、高温用太陽熱集熱器41で加熱され、高温用太陽熱集熱器41の出口配管43を通り、第1配管57に導かれ、第1循環ポンプ56を通った湯水と合流する。
第3温度センサー36の検知温度もしくは第2温度センサー45の検知温度のどちらかが所定温度(例えば、55℃)以下の場合、第1配管57の湯水は、第1三方弁58、第3底部配管77を介して、貯湯タンク50の底部に戻る。一方、第3温度センサー36の検知温度と第2温度センサー45の検知温度の両方が所定温度(例えば、55℃)を越えると、第1配管57の湯水は、第1三方弁59、第2配管59、第2三方弁60、貯湯タンク50の第1上部配管61を介して、貯湯タンク50の上部に流入し、貯湯運転を継続する。
従って、昼間時間帯で、貯湯タンク50内の残湯量と高温用太陽熱集熱器41の表面温度を検出し、貯湯タンク50内の残湯量が所定量より少なく、かつ、高温用太陽熱集熱器41の表面温度が高い場合、ヒートポンプ回路30による貯湯運転と高温用太陽熱集熱器41貯湯運転の同時運転を行う。
この場合、ヒートポンプ回路30での沸上温度は、例えば、60℃に設定し、高温用太陽熱集熱器41での沸上温度は、例えば、70℃に設定し、第1配管では例えば、約65℃となり貯湯タンク50に流入する。通常、ヒートポンプ回路30での最低沸上温度は65℃であるが、この同時運転時には、沸上温度を例えば、65℃から60℃に低下できるので、ヒートポンプ回路30の効率を向上できるとともに、速く貯湯量を増加できる。
また、本実施の形態では、第1開閉弁54、第2開閉弁55を備えているが、無くても良い。さらに、第2底部配管53から分岐させて、第1循環ポンプ56を通り第一循環路62を、第2循環ポンプ63を通り第二循環路64を構成しているが、貯湯タンク50の底部から2本の配管を出し、一方を第1循環ポンプ56を介した第一循環路62、もう一方を第2循環ポンプ63を介した第二循環路64としても良い。
(実施の形態2)
図2は、本発明の第2の実施の形態における貯湯式給湯装置の回路構成図である。
図2において、本発明の第2の実施の形態における貯湯式給湯装置の回路構成について説明する。
ヒートポンプ回路30による加熱を行う場合、貯湯タンク50からの水は、第2底部配管53、循環手段である循環ポンプ84、第2流路選択手段である第3三方弁86を通り、給湯用熱交換器32加熱される。一方、高温用太陽熱集熱器41による加熱を行う場合、貯湯タンク50からの水は、第2底部配管53、循環ポンプ84、第3三方弁86、太陽熱集熱器41の入口配管42を通り、高温用太陽熱集熱器41で加熱される。
従って、貯湯タンク50の下部から給湯用熱交換器32に湯水を送るか、あるいは、高温用太陽熱集熱器41に湯水を送るかを選択する第3三方弁86を備え、循環ポンプ84を第3三方弁86の上流側に配設したので、循環ポンプ84を共用することで小型化でき、装置の小型化が図れる。
次に、本発明の第2の実施の形態における貯湯式給湯装置のヒートポンプ回路30で加熱した湯を高温用太陽熱集熱器41に流入させ貯湯する貯湯運転動作について説明する。
昼間時間帯(例えば、7時〜19時)で、貯湯タンク50に設置している残湯センサー75にて残湯量が少なく、高温用太陽熱集熱器41の表面に設置している第1温度センサー44が予め決定しておいた温度(例えば、60℃)以上になると、第3三方弁86は、第5配管85と水用配管32aの入口配管を連通するように、第4三方弁87は、水用配管32aの出口配管と第6配管88を連通するように設定され、循環ポンプ84が運転を開始する。流量制御手段82では、高温用太陽熱集熱器41の出口配管43に設置している第2温度センサー45が所定温度(例えば、70℃)になるように、循環ポンプ84で流量が制御される。
圧縮機31で圧縮された冷媒は、給湯用熱交換器32で放熱し、膨張弁33で減圧された後、蒸発器34にて吸熱し、ガス状態で圧縮機31に吸入される。循環ポンプ84により貯湯タンク50からの水は、第2底部配管53、第3三方弁86を通り、給湯用熱交換器32である程度加熱(例えば、40〜42℃)され、第4三方弁87、第6配管88、高温用太陽熱集熱器41の入口配管42を通り、高温用太陽熱集熱器41で加熱され、高温用太陽熱集熱器41の出口配管43を通り、第1配管57に導かれる。第2温度センサー45が所定温度(例えば、60℃)以下の場合、流路制御手段81により、第2三方弁60は、第2配管59と第4配管76を連通するように制御され、第1配管57の湯水は、第1三方弁58、第2配管59、第2三方弁60、第4配管76を介して、貯湯タンク50の中間部に戻る。
一方、高温用太陽熱集熱器41の出口配管43に設置している第2温度センサー45が所定温度(例えば、60℃)を越えると、流路制御手段81により、第2三方弁60は、第2配管59と貯湯タンク50の第1上部配管61を連通するように選択され、第1配管57の湯水は、第1三方弁58、第2配管59、第2三方弁60、貯湯タンク50の第1上部配管61を介して、貯湯タンク50の上部に流入し、貯湯運転を継続する。
従って、昼間時間帯で、貯湯タンク50内の残湯量と高温用太陽熱集熱器41の表面温度を検出し、貯湯タンク50内の残湯量が所定量より少なく、かつ、高温用太陽熱集熱器41の表面温度が高い場合、ヒートポンプ回路30で加熱した湯を高温用太陽熱集熱器41に流入させ貯湯する貯湯運転を行う。
この場合、ヒートポンプ回路30である程度加熱(例えば、40〜42℃)され、その
後、高温用太陽熱集熱器41に流入させ、循環ポンプ84は、高温用太陽熱集熱器41の出口配管43に設置している第2温度センサー45が所定温度(例えば、65℃)になるように流量制御を行っているので、ヒートポンプ回路30での加熱温度が低くでき、ヒートポンプ回路30の効率を向上できるとともに、速く貯湯量を増加できる。
また、本実施の形態では、高温用太陽熱集熱器41での沸上設定温度を例えば、70℃としたが、貯湯タンク50上部に設置している沸上温度センサー74の検知温度(例えば、65℃)以上の温度としても良い。
(実施の形態3)
図3は、本発明の第3の実施の形態における貯湯式給湯装置における太陽熱加熱手段の回路構成図である。
図3において、本発明の第3の実施の形態における貯湯式給湯装置における太陽熱加熱手段の回路構成について説明する。
高温用太陽熱集熱器91、出口配管95、熱交換器92、第3循環ポンプ93、入口配管94で循環路を形成し、この循環路には例えば不凍液が循環する。一方、熱交換器92の入口配管96、熱交換器92、熱交換器92の出口配管97には、湯水が循環する。高温用太陽熱集熱器91の表面には、第1温度検出手段である第1温度センサー44を、熱交換器92の水側出口配管97には、第2温度検出手段である第2温度センサー45を設置している。
高温用太陽熱集熱器91で集熱した熱を熱交換器92を介し、間接的に水を加熱するもので、高温用太陽熱集熱器91側には、例えば不凍液が循環している。高温用太陽熱集熱器91は、水を高温(例えば、65℃〜90℃)に加熱できる太陽熱集熱器91が望ましい。このような太陽熱集熱器91には、例えば、真空管式集熱器がある。
従って、熱交換器92、第3循環ポンプ93の追加はあるものの、ヒートポンプ回路に流れる水の温度が高くならず、ヒートポンプ回路の効率向上を図ることができるとともに、装置の小型化が図れる。
以上のように、本発明にかかる貯湯式給湯装置は、貯湯タンクに貯湯する貯湯運転の場合、運転効率が良く、省エネ性に優れているので、給湯のみならず温水を利用した暖房等の用途にも適用できる。
本発明の第1の実施の形態における貯湯式給湯装置の回路構成図 本発明の第2の実施の形態における貯湯式給湯装置の回路構成図 本発明の第3の実施の形態における貯湯式給湯装置における太陽熱加熱手段の回路構成図 従来の給湯システムの構成図
符号の説明
30 ヒートポンプ回路
31 圧縮機
32 給湯熱交換器
33 膨張弁
34 蒸発器
41 高温用太陽熱集熱器
50 貯湯タンク
62 第一循環路
64 第二循環路
80 制御手段

Claims (7)

  1. 貯湯タンクと、圧縮機、放熱器、減圧手段、蒸発器を順に接続し冷媒を循環させるヒートポンプ回路と、太陽熱を集熱する高温用太陽熱集熱器と、制御手段とを備え、前記貯湯タンクに貯湯された湯水を前記放熱器にて加熱し、前記貯湯タンクに戻す第一循環路と、前記貯湯タンクに貯湯された湯水を前記高温用太陽熱集熱器にて加熱し、前記貯湯タンクに戻す第二循環路とを設けたことを特徴とする貯湯式給湯装置。
  2. 貯湯タンク下部から放熱器または高温用太陽熱集熱器に湯水を送り、前記貯湯タンクに戻す循環手段を備え、前記貯湯タンク下部から前記放熱器に湯水を送り、前記放熱器にて加熱し、前記貯湯タンクに戻し貯湯した後、前記貯湯タンク下部から前記高温用太陽熱集熱器に湯水を送り、前記高温用太陽熱集熱器にて加熱し、再び前記貯湯タンクに戻すことを特徴とする請求項1に記載の貯湯式給湯装置。
  3. 時間計測手段および/または高温用太陽熱集熱器の温度を検知する第1温度検知手段を備え、前記時間計測手段が計測する時間帯および/または前記第1温度検知手段の検知温度に基づいて、貯湯タンクに貯湯された湯水を高温用太陽熱集熱器にて加熱する運転動作を決定することを特徴とする請求項1または2に記載の貯湯式給湯装置。
  4. 高温用太陽熱集熱器で加熱された湯温を検知する第2温度検知手段と、放熱器で加熱された湯温を検知する第3温度検知手段とを備え、前記第2温度検知手段の検知温度の方が前記第3温度検知手段の検知温度以上になるまで、お湯を沸き上げるよう沸上温度を設定することを特徴とする請求項1〜3のいずれか1項に記載の貯湯式給湯装置。
  5. 放熱器または高温用太陽熱集熱器にて加熱された温水を、貯湯タンクの上部に戻すか、または、略中間部あるいは下部に戻すかを選択する第1流路選択手段を設けたことを特徴とする請求項1〜4のいずれか1項に記載の貯湯式給湯装置。
  6. 貯湯タンク下部から放熱器に湯水を送るか、あるいは、高温用太陽熱集熱器に湯水を送るかを選択する第2流路選択手段を備え、循環手段を前記第2流路選択手段の上流側に配設したことを特徴とする請求項2に記載の貯湯式給湯装置。
  7. ヒートポンプ回路は、圧縮機運転時の高サイド圧力が、臨界圧力より高いことを特徴とする請求項1〜6のいずれか1項に記載の貯湯式給湯装置。
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