JP2011122752A - ヒートポンプ給湯機 - Google Patents

Abstract

【課題】特に都市部における一戸建てなどの狭小地、および集合住宅などの設置スペースが少ない設置環境において、ヒートポンプ給湯機の設置の省スペース化を実現しながら、接続配管からの放熱ロスを低減し、かつ接続配管の材料コスト、現場配管作業工数を低減できるヒートポンプ給湯機を提供すること。
【解決手段】水を加熱するための水冷媒熱交換器３を有するヒートポンプユニット１と、加熱された湯を貯める貯湯タンク１１を有する貯湯タンクユニット１０とを備え、前記ヒートポンプユニット１を前記貯湯タンクユニット１０の天面に裁置するとともに、前記貯湯タンクユニット１０の天面と前記ヒートポンプユニット１の底面とを連結するように、前記貯湯タンクユニット１０の天面に連結手段１６を配設したことを特徴とするヒートポンプ給湯機。
【選択図】図１

Description

本発明は、ヒートポンプ給湯機の構造に関するものである。

従来、この種のヒートポンプ給湯機には、以下に示すものがある。

図７は、従来のヒートポンプユニットの概略構造を示すものである。図７において左側に送風回路を構成する空気熱交換器４と送風ファン５が配置され、その右側に圧縮機２、さらにその右側に水冷媒熱交換器３およびヒートポンプ側の配管接続具６が、ヒートポンプの巾方向において配置されている（例えば、特許文献１参照）。

図８は、従来のヒートポンプ給湯機の概略構造を示すものである。図８に示すように、ヒートポンプユニット１と貯湯タンクユニット１０は接続配管２０および接続配管２１によって接続され、それぞれに床面に設置するよう構成されている（例えば、特許文献２参照）。

特開２００６−３０８２８２号公報 特開２００７−２１８５２８号公報

しかしながら、前記従来のヒートポンプ給湯機の構成では、ヒートポンプユニットと貯湯タンクユニットおよびそれらの水回路を接続する接続配管の設置スペースがそれぞれ床面に必要となり、主に都市部における一戸建てなどの狭小地、および集合住宅などの設置スペースが少ない設置環境においてヒートポンプ給湯機の設置スペース確保のため生活スペースを侵食することになり、ヒートポンプ給湯機の設置における省スペース化が求められている。

また、特に貯湯タンクユニットとヒートポンプユニットの設置場所が離れる場合においては、接続配管が長くなることにより、前記接続配管からの放熱ロスが増加し、性能を劣化させたり、配管材料のコストおよび、現場での配管作業の工数が増加するという課題を有していた。

また、従来のヒートポンプユニットの構成では、ヒートポンプユニットの巾寸法が大きくなり、特に集合住宅におけるパイプシャフト室、メーターボックス内への設置性において課題を有していた
本発明は、前記従来の課題を解決するもので、特に都市部における一戸建てなどの狭小地、および集合住宅などの設置スペースが少ない設置環境において、ヒートポンプ給湯機の設置の省スペース化を実現しながら、接続配管からの放熱ロスを低減し、かつ接続配管の材料コスト、現場配管作業工数を低減できるヒートポンプ給湯機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、本発明のヒートポンプ給湯機は、水を加熱するための水冷媒熱交換器を有するヒートポンプユニットと、加熱された湯を貯める貯湯タンク
を有する貯湯タンクユニットとを備え、前記ヒートポンプユニットを前記貯湯タンクユニットの天面に裁置するとともに、前記貯湯タンクユニットの天面と前記ヒートポンプユニットの底面とを連結するように、前記貯湯タンクユニットの天面に連結手段を配設したことを特徴とするもので、ヒートポンプユニットと接続配管の設置スペースを貯湯タンクユニットの天面内で構成できることが可能となり、従来の床面に構成されていたヒートポンプ給湯機の設置スペースにおいて大幅に省スペース化が可能となるものである。

本発明によれば、特に都市部における一戸建てなどの狭小地、および集合住宅などの設置スペースが少ない設置環境において、ヒートポンプ給湯機の設置の省スペース化を実現しながら、接続配管からの放熱ロスを低減し、かつ接続配管の材料コスト、現場配管作業工数を低減できるヒートポンプ給湯機を提供できる。

本発明の実施の形態１におけるヒートポンプ給湯機の概略正面断面図 同ヒートポンプ給湯機の概略側面断面図 本発明の実施の形態２におけるヒートポンプユニットの概略平面断面図 同ヒートポンプ給湯機の概略設置正面断面図 本発明の実施の形態３におけるヒートポンプ給湯機の概略設置側面断面図 同ヒートポンプ給湯機の概略設置平面断面図 従来のヒートポンプユニットの概略平面断面図 従来のヒートポンプ給湯機の概略設置正面図

第１の発明は、水を加熱するための水冷媒熱交換器を有するヒートポンプユニットと、加熱された湯を貯める貯湯タンクを有する貯湯タンクユニットとを備え、前記ヒートポンプユニットを前記貯湯タンクユニットの天面に裁置するとともに、前記貯湯タンクユニットの天面と前記ヒートポンプユニットの底面とを連結するように、前記貯湯タンクユニットの天面に連結手段を配設したことを特徴とするヒートポンプ給湯機で、ヒートポンプユニットの底部と貯湯タンクユニットの天面とが連結可能となることで、ヒートポンプユニットを貯湯タンクユニットの上部へ連結して一体化できる。

また、ヒートポンプユニットおよびヒートポンプユニットと貯湯タンクユニットを接続する接続配管の設置スペースを貯湯タンクユニット天面内へ構成でき、従来床面に占有していた、ヒートポンプユニットおよびヒートポンプユニットと貯湯タンクユニットを接続する接続配管の設置スペースを床面から排除できることにより、ヒートポンプ給湯機の設置における省スペース化が可能となる。

また、事前に配管接続作業が可能となり、ヒートポンプユニットと貯湯タンクユニットが一体化できることから、特に配管接続作業が困難な集合住宅におけるパイプシャフト室やメーターボックス内の狭小スペースへ設置するケースにおいて、設置作業が非常に容易なものとなる。

第２の発明は、ヒ−トポンプユニット及び貯湯タンクユニットの巾寸法を８００ｍｍ以下としたことを特徴とするもので、従来貯湯タンクユニットのみしか収納できなかった巾寸法が、９００ｍｍから１２００ｍｍの扉から構成される集合住宅のパイプシャフト、メーターボックス内へ構成される狭小スペースへ、貯湯タンクユニットとヒートポンプとを上下に連結した状態で収納することができ、集合住宅におけるヒートポンプ給湯機の設置において省スペース化となる。

第３の発明は、貯湯タンクユニット内に配設された貯湯タンクの下部の湯水を水冷媒熱交換器へ送る入水配管、前記水冷媒熱交換器にて加熱された湯を前記貯湯タンクの上部へ送る沸き上げ配管と、前記入水配管、前記沸き上げ配管とヒートポンプユニットとを連結する接続配管とを備え、前記接続配管と前記貯湯タンクユニットとを接続する配管接続具を、前記貯湯タンクユニットの天面に配設したことを特徴とするもので、貯湯タンクユニットの配管接続具とヒートポンプユニットの配管接続具との相関距離を大幅に短くすることができる。

これによって、それらを接続する接続配管を短くでき、接続配管の放熱面積を小さくできるため、接続配管からの放熱ロスを低減できることとなる。また、接続配管を短くできることから、接続配管にかかる材料コスト、および施工工数も同時に低減することができる。

第４の発明は、入水配管より沸き上げ配管を短くしたことを特徴とするもので、沸き上げ配管の放熱面積を小さくできるため、沸き上げ側の配管からの放熱ロスを低減でき、ヒートポンプ給湯機の性能を向上することができる。

第５の発明は、ヒートポンプユニットの背面に水接続具を配設したことを特徴とするもので、従来、その巾方向に構成されていた冷媒配管収納スペース、配管接続具、およびそのカバー、さらには接続配管の配管作業の為の作業空間スペースを、巾方向から後方方向へ方向を変えられることにより、ヒートポンプユニットの設置のために必要な巾方向のスペースを大幅に低減できる。

第６の発明は、ヒートポンプユニットの背面に外方に膨らんだ凸部を設けたことを特徴とするもので、新たな空間が発生して、例えば、冷媒配管、あるいは水冷媒熱交換器などの部品収納の空間とすることができる。本来、背面のスペースは空気吸い込みスペースとして１００ｍｍ以上のスペースを確保する必要から、デッドスペースとなっていた。そのデッドスペースを部品収納のスペースとして有効活用できることになり、同時に部品収納スペースの配置が巾方向から奥行き方向へ変化させることができ、ヒートポンプユニットの巾寸法の低減ができる。

第７の発明は、ヒートポンプユニットの巾寸法を、貯湯タンクユニットの巾寸法以下としたことを特徴とするもので、ヒートポンプ給湯機の巾寸法がより低減されて、配管接続作業が困難な集合住宅におけるパイプシャフト室やメーターボックス内の狭小スペースへ設置するケースにおいて、設置できる範囲が拡大する。

具体的には、従来貯湯タンクユニットのみしか収納できなかった巾寸法が９００ｍｍから１２００ｍｍ未満の扉で形成される集合住宅のパイプシャフト、メーターボックス内に構成される特に狭いスペースにおいても、貯湯タンクユニットとヒートポンプとを上下に一体化した状態で収納することができることになり、より集合住宅における設置可能なケースが拡大する。

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、この実施の形態によって本発明が限定されるものでない。

（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ヒートポンプ給湯機の概略正面断面図を示すものである。また図２は概略側面断面図を示すものである。

図１および図２において、貯湯タンクユニット１０はその天面に連結手段１６を備えた
ものであり、ヒートポンプユニット１を上に貯湯タンクユニット１０を下にしてヒートポンプユニット１の底部と貯湯タンクユニット１０の天面とが連結手段１６により連結されている。

また、貯湯タンクユニット１０はその天面に配管接続具１４および１５が備えられ、ヒートポンプユニット１はその背面に配管接続具６と７が備えられており、配管接続具１４と配管接続具６が接続配管２０により接続され、配管接続具１５と配管接続具７が接続配管２１により接続されている。

以上のように構成されたヒートポンプ給湯機において、以下その動作、作用を説明する。

まず、ヒートポンプユニット１と接続配管２０、２１の設置スペースが従来の床面でのスペースから貯湯タンクユニット１０の天面内にて構成可能になり、従来の床面でのスペースが不要になる。

また、貯湯タンクユニット１０の配管接続具１４、１５とヒートポンプユニット１の配管接続具６、７が貯湯タンクユニット１０の天面内に構成されることになり、その間の距離が小さくなり、接続配管２０および２１の配管長さを短くできる。

また、配管接続具６と配管接続具１４と貯湯タンク１１の高温の湯の入り口である貯湯タンク１１の頂点部が近接することになり、加熱された湯が流れる接続配管２０および貯湯タンク１１の高温の湯の入り口である頂点部と配管接続具１４を接続する貯湯タンクユニット１０の内部の沸き上げ配管１２の長さを短くすることができる。

以上のように、本実施の形態においては、貯湯タンクユニット１０はその天面に連結手段１６を備え、ヒートポンプユニット１を上に貯湯タンクユニット１０を下にしてヒートポンプユニット１の底部と貯湯タンクユニット１０の天面とが連結手段１６により連結されることにより、ヒートポンプユニット１および接続配管２０および２１の設置スペースを、貯湯タンクユニット１０の設置スペース内の天面範囲内に構成できる。

これにより、従来床面に占有していたヒートポンプユニット１および接続配管２０および２１の設置スペースが不要となり、ヒートポンプ給湯機の設置において大巾な省スペース化が可能となる。また接続配管２０、２１を金属性の配管として貯湯タンクユニット１０とヒートポンプユニット１の連結手段とすることも可能である。

また、貯湯タンクユニット１０はその天面に配管接続具１４および１５を備え、貯湯タンクユニット１０の天面に連結されたヒートポンプユニット１は、その背面に配管接続具６と７を備えたことにより、配管接続具６と配管接続具１４と貯湯タンク１１の高温の湯の入り口である貯湯タンク１１の頂点部が近接することになる。

これにより、加熱された湯が流れる接続配管２０および貯湯タンクユニット１０の高温の湯の入り口である頂点部と配管接続具１４とを接続する沸き上げ配管１２の配管の長さを短くできるため、その放熱面積を減少でき、よって放熱熱量を抑えることができる。よって放熱ロスを抑制し、給湯機の性能を向上できる。

また、接続配管２０および２１の長さを短くできることから、それらの配管材料コスト、施工工数も低減することができる。また事前に配管接続作業が可能となり、ヒートポンプユニットと貯湯タンクユニットが一体化できることにより、集合住宅における配管接続作業が困難なパイプシャフト室やメーターボックス内の狭小スペースへの設置作業が非常
に容易なものとなる。

（実施の形態２）
図３は、本発明の第２の実施の形態のヒートポンプ給湯機のヒートポンプユニット１の概略平面断面図である。

図３において、ヒートポンプユニット１はその背面を膨らまし形状とし、それにより生じた新たなスペースを冷媒配管収納スペース９とした。あるいは水冷媒熱交換器３を収納してもよい。また、背面に配管接続具６と７および配管カバー８を配置している。

以上のように構成されたヒートポンプユニット１において、以下その動作、作用を説明する。

従来、その巾方向に構成されていた冷媒配管収納スペース９、配管接続具６、７およびそのカバー８さらには接続配管の配管作業の為の作業空間スペースを巾方向から後方方向へ方向を変えられることにより、ヒートポンプユニット１の設置のために必要な巾方向のスペースを大幅に低減できる。

以上のように本実施の形態においては、ヒートポンプユニット１はその背面を膨らまし形状とし、かつ背面に配管接続具６と７および配管カバー８を配置したことにより、従来その巾方向に構成されていた冷媒配管収納スペース９、配管接続具６、７およびそのカバー８さらには接続配管の配管作業の為の作業空間を巾方向から後方方向へ構成できる。

これにより、ヒートポンプユニット１の設置のために必要な巾スペースを大幅に低減でき、前記ヒートポンプユニット１を貯湯タンクユニット１０の上方へ連結する構成において、特に集合住宅におけるパイプスペースおよびメーターボックスの狭小スペース内へ、貯湯タンクユニットとヒートポンプユニットの両方を設置可能とすることができる。

具体的には、パイプシャフト室３１に使用される扉３４の寸法を調査したところ、扉３４の巾寸法は６００ｍｍ、９００ｍｍおよび１２００ｍｍという寸法の種類が主体となっている。

本来パイプシャフト室３１などの共用スペースは、住居者の建物コスト負担の面から縮小される方向であるが、従来、集合住宅におけるヒートポンプ給湯機の設置形態は、扉３４の巾寸法は１２００ｍｍを主体として最小でも９００ｍｍとした条件化にて貯湯タンクのみを収納し、ヒートポンプユニット１はバルコニーか共用廊下内へと別れて設置されていた。

なぜならば、ヒートポンプユニット１をパイプシャフト室３１内へ設置する為には、ヒートポンプユニット１の設置に必要な巾スペースの低減とヒートポンプユニット１から発生する冷風によるパイプシャフト室３１の室温低下による性能への悪影響という両面の課題を有していたからである。

扉３４の巾寸法は、ヒートポンプユニット１の巾寸法のほかに、空気吸い込みスペース４２の１００ｍｍ以上および接続配管の配管作業の為に必要とされる空間３００ｍｍ以上を確保する必要があり、ヒートポンプユニットの巾寸法を例えば８２０ｍｍとすると、その必要寸法は、８２０ｍｍと１００ｍｍと３００ｍｍを合計した１２２０ｍｍ以上の巾寸法となる。

そのため、扉３４の巾寸法９００ｍｍにおいてはその条件を満たすことができず、集合
住宅の共用スペースであるパイプシャフト室、メーターボックスにおける省スペース化という課題は残る。

本実施の形態においては、ヒートポンプ給湯機およびその設置構造において、従来巾方向に構成されていた冷媒配管収納スペース９、配管接続具６、７およびそのカバー８、さらには接続配管作業の為の作業空間３００ｍｍを、従来の巾方向から後方方向へ方向を変えられることにより、ヒートポンプユニット１の巾寸法を８００ｍｍ以下から貯湯タンクユニット１０の巾以下の寸法に低減できる。

このため、ヒートポンプユニット１の巾寸法８００ｍｍと空気吸い込みスペース４２の１００ｍｍとを合計した寸法９００ｍｍが、巾方向で必要とされる寸法となり、扉３４の巾寸法９００ｍｍからなるパイプシャフト内に収めることができる。なぜならば、パイプシャフト室３１内の巾は、通常扉３４の巾寸法より構造上の理由から大きな寸法となるからである。

（実施の形態３）
図４は、本発明の第３の実施の形態のヒートポンプ給湯機のパイプシャフト室３１への概略設置正面断面図である。図５は、本発明の第３の実施の形態のヒートポンプ給湯機のパイプシャフト室３１への概略設置側面断面図である。図６は、本発明の第３の実施の形態のヒートポンプ給湯機のパイプシャフト室３１への概略設置平面断面図である。

図４、図５、図６において、巾寸法を８００ｍｍ以下から貯湯タンクユニット１０の巾寸法以下にし、配管接続具６、７を後方に配置したヒートポンプユニット１を上方に、貯湯タンクユニット１０をその下方に連結した構成で、巾寸法が９００ｍｍの扉３４で構成されたパイプシャフト室３１内で扉３４に近接した状態で設置されている。

その左側にヒートポンプユニット１の空気吸い込みスペース４２、その後方に給水管、排水管あるいはメーターなどが収納される配管設置エリア３５が構成されている。

また、ヒートポンプユニット１の前面には柔軟な断熱シール材３８が環状に備えられており扉３４の内側の壁面と密着している。

また、扉３４にはその下方に空気吸い込み口３２、上方に空気吹き出し口３３が設けられている。空気吹き出し口３３には、水平もしくはやや上方へ吹き出すように風向変更板３３ａが備えられている。

以上のように設置されたヒートポンプ給湯機について以下その動作、作用を説明する。

まず、ヒートポンプ給湯機の運転時の空気流４０は、扉３４の下方にある空気吸い込み口３２から吸い込まれ、空気熱交換器４を通過して扉３４の上方にある空気吹き出し口３３からパイプシャフト室３１の外へ吹き出される。

また、空気吹き出し口３３には水平もしくはやや上方へ吹き出すように風向変更板３３ａが備えられており、冷風が下方へ流れないようになっている。また、ヒートポンプユニット１の前面には柔軟な断熱シール材３８が環状に備えられており、扉３４の内側の壁面と関連して冷風がパイプシャフト室３１内に漏れないようになっている。尚、断熱シール材３８はパイプスペース室３１の扉３４の内側の壁面に固定してもよい。

以上のように本実施の形態３においては、巾寸法を８００ｍｍ以下から貯湯タンクユニット１０の巾寸法以下にし、配管接続具６、７を後方に配置したヒートポンプユニット１
を上方に、貯湯タンクユニット１０をその下方に連結した構成である。

これにより、ヒートポンプユニット１の前面には柔軟な断熱シール材３８が環状に備えられ、空気吹き出し口３３には水平もしくはやや上方へ吹き出すように風向変更板３３ａが備えられたことにより、パイプシャフト室３１内への冷風の侵入を防止でき、パイプシャフト室３１の内部の空気温度の低下を防ぎ、ヒートポンプ給湯機の性能低下を防止できる。また、冷風による建物の壁３０および配管あるいはメーター等の機器の結露を防止できる。さらに、通路の歩行者へ冷風があたることを防止できる。

以上のように、本発明におけるヒートポンプ給湯機は狭小スペースにおける設置において従来の課題を解決できる。本発明のヒートポンプユニットの構造はエアコン室外機へも展開が図れる可能性がおおきいと思われる。

１ ヒートポンプユニット
２ 冷媒圧縮機
３ 水冷媒熱交換器
４ 空気熱交換器
５ 送風ファン
６ 配管接続具
７ 配管接続具
８ 配管カバー
９ 冷媒配管収納スペース
１０ 貯湯タンクユニット
１１ 貯湯タンク
１２ 沸き上げ配管
１３ 入水配管
１４ 配管接続具
１５ 配管接続具
１６ 連結手段
１７ 沸き上げ循環ポンプ
２０ 接続配管
２１ 接続配管

Claims (7)

1. 水を加熱するための水冷媒熱交換器を有するヒートポンプユニットと、加熱された湯を貯める貯湯タンクを有する貯湯タンクユニットとを備え、前記ヒートポンプユニットを前記貯湯タンクユニットの天面に裁置するとともに、前記貯湯タンクユニットの天面と前記ヒートポンプユニットの底面とを連結するように、前記貯湯タンクユニットの天面に連結手段を配設したことを特徴とするヒートポンプ給湯機。
2. ヒ−トポンプユニット及び貯湯タンクユニットの巾寸法を８００ｍｍ以下としたことを特徴とする請求項１に記載のヒートポンプ給湯機。
3. 貯湯タンクユニット内に配設された貯湯タンクの下部の湯水を水冷媒熱交換器へ送る入水配管、前記水冷媒熱交換器にて加熱された湯を前記貯湯タンクの上部へ送る沸き上げ配管と、前記入水配管、前記沸き上げ配管とヒートポンプユニットとを連結する接続配管とを備え、前記接続配管と前記貯湯タンクユニットとを接続する配管接続具を、前記貯湯タンクユニットの天面に配設したことを特徴とする請求項１または２に記載のヒートポンプ給湯機。
4. 入水配管より沸き上げ配管を短くしたことを特徴とする請求項１〜３のいずれか１項に記載のヒートポンプ給湯機。
5. ヒートポンプユニットの背面に水接続具を配設したことを特徴とする請求項１〜４のいずれか１項に記載のヒートポンプ給湯機。
6. ヒートポンプユニットの背面に外方に膨らんだ凸部を設けたことを特徴とする請求項１〜５のいずれか１項に記載のヒートポンプ給湯機。
7. ヒートポンプユニットの巾寸法を、貯湯タンクユニットの巾寸法以下としたことを特徴とする請求項１〜６のいずれか１項に記載のヒートポンプ給湯機。