JP2013535650A - ヒートポンプ即熱式温水ボイラ - Google Patents

Abstract

本発明は、ヒートポンプ即熱式温水ボイラに関し、即熱式電気加熱装置（１）と、当該即熱式電気加熱装置（１）に接続されている入水管（１１）と、出水管（１２）とを備え、ヒートポンプ式加熱装置（２）の温水出口（２１）は、即熱式電気加熱装置（１）の入水管（１１）と連通し、ヒートポンプ式加熱装置（２）の冷水入口（２２）は、水パイプ（３）と連通する。
【選択図】図１

Description

本発明は、温水ボイラに関し、特に、ヒートポンプ即熱式温水ボイラに関するものである。

従来の即熱式温水ボイラは、電気エネルギーをエネルギーとしているので、短時間で大型電熱装置により冷水を所定の高温水に加熱するのに、大量の電気エネルギーが必要となっている。また、加熱前後の水流による温度差が比較的大きいので、温水ボイラの寿命にも大きな影響を与えている。ヒートポンプ式温水ボイラは、新型家庭用電気器具として省エネルギーを実現することができるが、水に対するヒートポンプ式温水ボイラの加熱速度が遅く、起動後の待ち時間が長く、その最高加熱温度が、ヒートポンプ式温水ボイラに用いられる作動ガスの属性及び外部環境温度と深く関わるので、ユーザーが求める高温に達することが困難である。

本発明は、省エネルギー、高効率のヒートポンプ即熱式温水ボイラを提供することを目的とする。

上述した目的を実現するために、本発明は、即熱式電気加熱装置を備え、当該即熱式電気加熱装置には、入水管と出水管とが設けられ、ヒートポンプ式加熱装置の温水出口は、即熱式電気加熱装置の入水管と連通し、ヒートポンプ式加熱装置の冷水入口は、水パイプと連通する。ユーザーが使用する際、水は、まずヒートポンプ式加熱装置により一定の温度に加熱され、その後、即熱式電気加熱装置によりもっと高い温度に加熱されるので、ユーザーの使用要求を満たすと共に、省エネルギーを実現することができる。

本発明のヒートポンプ式加熱装置は、ガス流動システムと、作動ガス循環システムと、水流管路システムとを備え、前記ガス流動システムは、空気を吸入する吸気端と、空気を排出する排気端と、空気の流動を駆動する軸流ファンとを備え、前記作動ガス循環システムは、吸気端に設けられている凝縮器と、排気端に設けられている蒸発器とを備え、前記凝縮器と蒸発器の間には、第１の通路と、第２の通路とが設けられ、作動ガス循環システムの中の作動ガスは、第１の通路により蒸発器から凝縮器に流れ、第１の通路には、圧縮機が接続され、作動ガスは、第２の通路により凝縮器から蒸発器に流れ、第２の通路には、膨張弁が接続され、作動ガス循環システムの中の作動ガスは、凝縮器と蒸発器の間において循環流動し、前記水流管路システムは、順次接続されている冷水入口と、熱交換管路と、温水出口とを備え、冷水入口は、水パイプと連通し、温水出口は、即熱式電気加熱装置の入水管と連通し、前記熱交換管路は、作動ガス循環システムの凝縮器に接し、水流管路システムの中の水は、作動ガス循環システムの中の作動ガスと熱交換を行う。

軸流ファンの運転が開始した後、室外空気は、吸気端からヒートポンプ式加熱装置に吸入され、蒸発器と熱交換を行い、温度降下後の空気は、軸流ファンに駆動されて排気端からヒートポンプ式加熱装置に排出されると同時に、蒸発器の中の作動ガスは、熱吸収して気化した後、圧縮機に吸入され、圧縮機は、このような低圧の作動ガスを高温、高圧の作動ガスに圧縮して凝縮器に送り込み、高温、高圧の作動ガスは、凝縮器において液化されて放熱し、放出された熱量が水流管路システムの中の水に伝達されると、水流管路システムの中の水が加熱される。一方、作動ガスは、冷却されて作動ガスの液体に液化され、当該作動ガスの液体は、膨張弁により絞られて温度が下がった後、再び蒸発器に流れ込む。ヒートポンプ式加熱装置は、上述した循環を繰り返して冷水を加熱する。

即熱式電気加熱装置の入水管と出水管の間の管路には、水流起動バルブが設けられている。当該水流起動バルブは、管路の中の水の流動を検知することができるので、ヒートポンプ式加熱装置と即熱式電気加熱装置をすぐに起動して水を加温することができる。

上述のように、本発明は、従来技術に比べ、まずヒートポンプ式加熱装置を用いて水温を高め、その後、即熱式電気加熱装置を用いて水をユーザーが求める温度に迅速に加熱するので、省電気エネルギーを実現すると共に、ユーザーの使用要求を満たすことができる。

図面と具体的な実施形態を参照して本発明を更に詳しく説明する。
本発明全体の構造略図である。 本発明のヒートポンプ式加熱装置の構造略図である。

具体的な実施形態

図１、図２に示すように、本発明は、即熱式電気加熱装置１を備え、当該即熱式電気加熱装置１には、入水管１１と出水管１２が設けられており、ヒートポンプ式加熱装置２の温水出口２１は、即熱式電気加熱装置１の入水管１１と連通し、ヒートポンプ式加熱装置２の冷水入口２２は、水パイプ３と連通する。

本発明のヒートポンプ式加熱装置２は、ガス流動システム４と、作動ガス循環システム５と、水流管路システム６とを備え、前記ガス流動システム４は、空気を吸入する吸気端４１と、空気を排出する排気端４２と、空気の流動を駆動する軸流ファン４３とを備え、前記作動ガス循環システム５は、吸気端４１に設けられている凝縮器５１と、排気端４２に設けられている蒸発器５２とを備え、前記凝縮器５１と蒸発器５２の間には、第１の通路５３と、第２の通路５４とが設けられており、作動ガス循環システム５の中の作動ガスは、第１の通路５３により蒸発器５２から凝縮器５１に流れ、第１の通路５３には、圧縮機５５が接続され、作動ガスは、第２の通路５４により凝縮器５１から蒸発器５２に流れ、第２の通路５４には、膨張弁５６が接続され、作動ガス循環システム５の中の作動ガスは、凝縮器５１と蒸発器５２の間において循環流動し、前記水流管路システム６は、順次接続されている冷水入口２１と、熱交換管路６３と、温水出口２２とを備え、冷水入口２１は、水パイプ３と連通し、温水出口２２は、即熱式電気加熱装置の入水管１１と連通し、前記熱交換管路６３は、作動ガス循環システム５の凝縮器５１に接し、水流管路システム６の中の水は、作動ガス循環システム５の中の作動ガスと熱交換を行う。

本発明の即熱式電気加熱装置１は、加熱塔１３と、加熱塔１３の中に設けられている電気加熱棒１４とを備える。即熱式電気加熱装置１の加熱塔１３には、サーモスタット１５と、遮断器１６とが設けられている。

即熱式電気加熱装置１の入水管１１と出水管１２の間の管路には、水流起動バルブ１７が設けられている。水流の流動が開始したら、水流起動バルブ１７が水流により駆動されるので、ヒートポンプ式加熱装置２と即熱式電気加熱装置１が励起されて起動する。

軸流ファン４３の運転が開始した後、室外空気は、吸気端４１からヒートポンプ式加熱装置２に吸入され、蒸発器５２の中の作動ガスと熱交換を行い、温度降下後の空気は、軸流ファン４３に駆動されて排気端４２からヒートポンプ式加熱装置２に排出されると同時に、蒸発器５２の中の作動ガスは、熱吸収して気化し、その後、圧縮機５５に吸入され、圧縮機５５は、このような低圧の作動ガスを高温、高圧の作動ガスに圧縮して凝縮器５１に送り込み、高温、高圧の作動ガスは、凝縮器５１において液化されて放熱し、放出された熱量が水流管路システム６の中の水に伝達されると、水流管路システム６の中の水が加熱される。一方、作動ガスは、冷却されて作動ガスの液体に液化され、当該作動ガスの液体は、膨張弁５６により絞られて温度が下がった後、再び蒸発器５２に流れ込む。ヒートポンプ式加熱装置２は、上述した循環を繰り返して冷水を加温する。

冷水は、ヒートポンプ式加熱装置２により温水に加熱され、温水は、即熱式電気加熱装置１に入り込み、電熱杯１３の中の電気加熱棒１４は、温水を更に加熱するので、ユーザーに求められる高温の温水が得られる。

本発明の作動ガスとしては、トリクロロフルオロメタン、ジクロロフルオロメタン、１，１，１，２−四フッ化エタン、イソブタン、シクロペンタン、アンモニア、二酸化炭素のうちの一種類を選択することができる。

Claims (3)

1. 即熱式電気加熱装置を備え、当該即熱式電気加熱装置には、入水管と出水管とが設けられているヒートポンプ即熱式温水ボイラであって、
   ヒートポンプ式加熱装置を更に備え、ヒートポンプ式加熱装置の温水出口は、即熱式電気加熱装置の入水管と連通し、ヒートポンプ式加熱装置の冷水入口は、水パイプと連通することを特徴とするヒートポンプ即熱式温水ボイラ。
2. 前記ヒートポンプ式加熱装置は、ガス流動システムと、作動ガス循環システムと、水流管路システムとを備え、前記ガス流動システムは、空気を吸入する吸気端と、空気を排出する排気端と、空気の流動を駆動する軸流ファンとを備え、前記作動ガス循環システムは、吸気端に設けられている凝縮器と、排気端に設けられている蒸発器とを備え、前記凝縮器と蒸発器の間には、第１の通路と、第２の通路とが設けられており、作動ガス循環システムの中の作動ガスは、第１の通路により蒸発器から凝縮器に流れ、第１の通路には、圧縮機が接続され、作動ガスは、第２の通路により凝縮器から蒸発器に流れ、第２の通路には、膨張弁が接続され、作動ガス循環システムの中の作動ガスは、凝縮器と蒸発器の間において循環流動し、前記水流管路システムは、順次接続されている冷水入口と、熱交換管路と、温水出口とを備え、冷水入口は、水パイプと連通し、温水出口は、即熱式電気加熱装置の入水管と連通し、前記熱交換管路は、作動ガス循環システムの凝縮器に接し、水流管路システムの中の水は、作動ガス循環システムの中の作動ガスと熱交換を行うことを特徴とする請求項１に記載のヒートポンプ即熱式温水ボイラ。
3. 即熱式電気加熱装置の入水管と出水管の間の管路には、水流起動バルブが設けられている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即熱式温水ボイラ。