JP2014070786A - 熱源ユニットおよび給湯システム - Google Patents

Abstract

【課題】水熱交換器を覆う断熱材をヒータの熱で劣化させない熱源ユニットを提供する。
【解決手段】ヒータ（４０）は、非発熱領域の立ち上がり部（４１ａ，４２ａ）を有する。ヒータ（４０）は、立ち上がり部（４１ａ，４２ａ）が断熱材（３６）の側面に接触して、断熱材（３６）の側面に支えられる。
【選択図】図５

Description

この発明は、熱源ユニットおよび給湯システムに関する。

従来、熱源ユニットとしては、特開２０１０−１４３６８号公報（特許文献１）に記載されたものがある。この熱源ユニットは、ドレン水を受ける底フレームと、上記底フレーム上に配置された水熱交換器および空気熱交換器とを備えている。

ところで、上記従来の熱源ユニットを、気温の低いところで使用すると、底フレーム内のドレン水が凍結する問題があった。そこで、底フレーム上にヒータを設けて、ドレン水の凍結を防止することが考えられる。

しかしながら、上記水熱交換器は、発泡断熱材によって、覆われているため、上記ヒータが、この発泡断熱材に接触すると、発泡断熱材が溶ける問題があった。

特開２０１０−１４３６８号公報

そこで、この発明の課題は、水熱交換器を覆う断熱材をヒータの熱で劣化させない熱源ユニットおよび給湯システムを提供することにある。

上記課題を解決するため、この発明の熱源ユニットは、
ドレン水を受ける底フレームと、
上記底フレーム上に配置された水熱交換器と、
上記水熱交換器を覆う断熱材と、
上記断熱材の側方に配置され、上記ドレン水の凍結を防止するためのヒータと
を備え、
上記ヒータは、
発熱領域の水平部と、
非発熱領域の立ち上がり部と
を有し、
上記ヒータは、上記立ち上がり部が上記断熱材の側面に接触して、上記断熱材の側面に支えられることを特徴としている。

ここで、上記水平部とは、底フレームに対して略平行に延在する部分をいい、部分的に、底フレームに対して傾斜する部分を含んでいてもよい。上記立ち上がり部とは、底フレームに対して略直交するように延在する部分をいう。

この発明の熱源ユニットによれば、上記ヒータの非発熱領域の立ち上がり部を、上記断熱材の側面に接触させているので、断熱材は、ヒータの熱で劣化しない。

また、上記ヒータの立ち上がり部を、上記断熱材の側面で支えているので、ヒータは、断熱材によって、水平方向を拘束される。これにより、ヒータの水平方向のぐらつきを防止できて、発熱領域の水平部が断熱材に接触することを防止できる。

また、一実施形態の熱源ユニットでは、上記ヒータの上記水平部と上記底フレームの間に位置して上記ヒータを支持する支持部材を備える。

この実施形態の熱源ユニットによれば、上記支持部材は、ヒータの水平部と底フレームの間に位置してヒータを支持するので、ヒータは、支持部材によって、上下方向を拘束される。これにより、ヒータの上下方向のぐらつきを防止できて、水平部の断熱材への接触を一層確実に防止できる。

また、一実施形態の熱源ユニットでは、
上記断熱材の側面には、上下方向に延在する凹部を設け、
この凹部の内面に、上記ヒータの上記立ち上がり部が接触する。

この実施形態の熱源ユニットによれば、上記ヒータの立ち上がり部は、断熱材の上下方向の凹部内に接触するので、ヒータは、凹部によって、水平方向を拘束される。これにより、ヒータの水平方向のぐらつきを一層確実に防止できて、水平部の断熱材への接触を一層確実に防止できる。

また、一実施形態の給湯システムでは、
上記熱源ユニットと、
上記熱源ユニットで加熱された温水を貯留する貯湯タンクと
を備える。

この実施形態の給湯システムによれば、上記熱源ユニットを備えるので、耐久性を向上できる。

この発明の熱源ユニットによれば、上記ヒータは、上記立ち上がり部が上記断熱材に接触して、上記断熱材に支えられるので、断熱材をヒータの熱で劣化させない。

この発明の給湯システムによれば、上記熱源ユニットを備えるので、耐久性を向上できる。

本発明の一実施形態の給湯システムを示す簡略構成図である。 熱源ユニットの正面図である。 図２のＡ−Ａ断面図である。 熱源ユニットの平面図である。 図４のＢ部分の後方側からみた拡大図である。 図５のＣ−Ｃ断面図である。

以下、この発明を図示の実施の形態により詳細に説明する。

図１は、この発明の一実施形態の給湯システムを示す簡略構成図である。図１に示すように、この給湯システムは、熱源ユニット１と、この熱源ユニット１で加熱された温水を貯留する貯湯タンク２とを備える。

上記熱源ユニット１は、圧縮機１３と、水熱交換器８（凝縮器）と、膨張弁（減圧機構）１４と、空気熱交換器（蒸発器）１５とを有する。圧縮機１３、水熱交換器８、膨張弁１４および空気熱交換器１５は、冷媒通路１６を介して、順に接続される。冷媒として、例えば、ＣＯ_２冷媒を用いる。空気熱交換器１５に対向して、ファン２０と、このファン２０を駆動するモータ２１が配置されている。

上記貯湯タンク２の底部には、給水源Ｅに接続される給水流路５から分岐した一方の入水流路５ａが、接続されている。これにより、給水源Ｅから供給される市水が、入水流路５ａを介して、貯湯タンク２の底部に導入される。また、貯湯タンク２の底部には、循環路６の一端が、接続されている。この循環路６には、循環ポンプ７および上記水熱交換器８が接続されている。

上記貯湯タンク２の頂部には、上記循環路６の他端が接続されている。また、貯湯タンク２の頂部には、出湯経路１２を介して、混合弁１１が接続されている。この混合弁１１には、給水流路５から分岐した他方の入水流路５ｂと、給湯端末Ｔとが接続されている。これにより、貯湯タンク２の頂部から出湯された温湯を、給水源Ｅから供給される水と混合することが可能となり、給湯端末Ｔにおいて、所望の温度の温湯を供給できる。

上記構成の給湯システムでは、上記圧縮機１３および上記循環ポンプ７を駆動させると、貯湯タンク２内の水が、貯湯タンク２の底部から循環路６を流れる。このとき、循環路６を流れる水は、水熱交換器８によって加熱され（沸き上げられ）、貯湯タンク２の頂部に返流される。このような動作を継続して行うことによって、貯湯タンク２に高温の温湯を貯留することができる。貯湯タンク２内の温湯は、給湯端末Ｔに供給される。

図２は、熱源ユニットの正面図を示す。図３は、図２のＡ−Ａ断面図を示す。図２と図３に示すように、上記熱源ユニット１は、ケーシング３０を有し、このケーシング３０は、図示しない天井パネル、図示しない前面パネル、側面パネル３１および底フレーム３２から構成される。なお、図２では、天井パネルおよび前面パネルを取り外した状態を示す。

上記ケーシング３０の内部には、上下方向に沿って配置された仕切板３３が設けられ、この仕切板３３によって、ケーシング３０内は、左右に、圧縮機室３０ａと熱交換器室３０ｂに区画されている。上記圧縮機室３０ａには、圧縮機１３および図示しない膨張弁１４が配置されている。圧縮機１３は、カバー部材３５で覆われている。

上記熱交換器室３０ｂには、水熱交換器８、空気熱交換器１５、ファン２０およびモータ２１が配置されている。水熱交換器８は、断熱材３６で覆われている。空気熱交換器１５は、平面視略Ｌ字状に形成され、ケーシング３０の側面および後面から露出している。モータ２１は、取付台３０を介して、空気熱交換器１５に支持される。

図４は、熱源ユニットの簡略平面図を示す。なお、図４では、冷媒配管や水配管を省略して描いている。

図４に示すように、上記底フレーム３２は、空気熱交換器１５で発生した結露水等のドレン水を、受ける。底フレーム３２には、この後端辺（ケーシング３０の後面側）の近傍に、ドレン孔３２ａが設けられる。ドレン孔３２ａは、空気熱交換器１５の直下に位置する。ドレン水は、ドレン孔３２ａから排出される。

上記底フレーム３２上に上記水熱交換器８が配置され、水熱交換器８を覆う断熱材３６の側方には、ヒータ４０が配置される。断熱材３６は、例えば、発泡スチロールからなる。ヒータ４０は、例えば、シーズヒータである。

上記ヒータ４０は、平面視略Ｌ字状に形成され、略Ｌ字状の空気熱交換器１５の直下に配置される。ヒータ４０は、平面視、空気熱交換器１５の下面の略全領域に対向している。ヒータ４０の大部分は、底フレーム３２の上面と非接触で離隔している。

そして、上記空気熱交換器１５から落下した結露水は、上記ヒータ４０に接触し加熱されて、底フレーム３２に到達する。底フレーム３２に到達した結露水は、ドレン孔３２ａから外部に排出される。このように、ヒータ４０は、底フレーム３２のドレン水の凍結を防止する。

図５は、図４のＢ部分の後方側からみた拡大図である。図４と図５に示すように、上記ヒータ４０は、底フレーム３２の後端辺から側端辺に沿って延在する往路部４１と、この往路部４１から折り返して底フレーム３２の側端辺から後端辺に沿って延在する復路部４２とを有する。往路部４１は、復路部４２よりも、底フレーム３２の内側に位置している。

上記ヒータ４０の両端部分に、底フレーム３２に対して略直交するように延在する立ち上がり部４１ａ，４２ａを有する。つまり、上記往路部４１の始端部分に、立ち上がり部４１ａを有し、上記復路部４２の終端部分に、立ち上がり部４２ａを有する。ヒータ４０の両端には、図示しない電源コネクタが接続される。

上記ヒータ４０の両端部分を除く部分に、底フレーム３２に対して略平行となるように延在する水平部４１ｂ，４２ｂを有する。つまり、上記往路部４１の始端部分を除く部分に、水平部４１ｂを有し、上記復路部４２の終端部分を除く部分に、水平部４２ｂを有する。往路部４１の水平部４１ｂは、復路部４２の水平部４２ｂよりも、高い位置にある。

上記水平部４１ｂ，４２ｂは、発熱する発熱領域であり、上記立ち上がり部４１ａ，４２ａは、発熱しない非発熱領域である。

上記水平部４１ｂ，４２ｂは、平面視、空気熱交換器１５の下面に対向し、空気熱交換器１５の下面からはみ出ない。一方、上記立ち上がり部４１ａ，４２ａは、空気熱交換器１５の側面に対向している。

上記水平部４１ｂ，４２ｂは、断熱材３６の側面から離隔している。一方、上記立ち上がり部４１ａ，４２ａは、断熱材３６の側面に接触して、ヒータ４０は、断熱材３６の側面に支えられる。つまり、断熱材３６の側面に、上下方向に延在する凹部３６ａを設け、この凹部３６ａの内面に、上記立ち上がり部４１ａ，４２ａが接触する。凹部３６ａの内面は、円弧状に形成されている。

上記立ち上がり部４１ａ，４２ａが接触する断熱材３６の被接触部分３６１は、上記仕切板３３（図２参照）の下方に接続されて、圧縮機室３０ａと熱交換器室３０ｂを仕切る仕切壁となる。

図６は、図５のＣ−Ｃ断面図を示す。図４〜図６に示すように、上記ヒータ４０の下側には、複数の支持部材５０が設けられる。この支持部材５０は、ヒータ４０の低い方の水平部４２ｂと底フレーム３２の間に位置して、ヒータ４０を支持する。支持部材５０は、耐熱性のある弾性体からなる。

具体的に述べると、上記底フレーム３２は、底部３２１と、この底部３２１の周縁部に立設された周壁部３２２とを有する。上記支持部材５０は、座部５０ａと背部５０ｂを有する。座部５０ａは、ヒータ４０の水平部４２ｂと底フレーム３２の底部３２１との間に位置する。背部５０ｂは、ヒータ４０の水平部４２ｂと底フレーム３２の周壁部３２２との間に位置する。

上記構成の熱源ユニット１によれば、上記ヒータ４０の非発熱領域の立ち上がり部４１ａ，４２ａを、上記断熱材３６の側面に接触させているので、断熱材３６は、ヒータ４０の熱で劣化しない。

また、上記ヒータ４０の立ち上がり部４１ａ，４２ａを、上記断熱材３６の側面で支えているので、ヒータ４０は、断熱材３６によって、水平方向を拘束される。これにより、ヒータ４０の水平方向のぐらつきを防止できて、発熱領域の水平部４１ｂ，４２ｂが断熱材３６に接触することを防止できる。

また、上記支持部材５０は、ヒータ４０の水平部４２ｂと底フレーム３２の間に位置してヒータ４０を支持するので、ヒータ４０は、支持部材５０によって、上下方向を拘束される。これにより、ヒータ４０の上下方向のぐらつきを防止できて、水平部４１ｂ，４２ｂの断熱材３６への接触を一層確実に防止できる。

また、上記ヒータ４０の立ち上がり部４１ａ，４２ａは、断熱材３６の上下方向の凹部３６ａ内に接触するので、ヒータ４０は、凹部３６ａによって、水平方向を拘束される。これにより、ヒータ４０の水平方向のぐらつきを一層確実に防止できて、水平部４１ｂ，４２ｂの断熱材３６への接触を一層確実に防止できる。

上記構成の給湯システムによれば、上記熱源ユニット１を備えるので、耐久性を向上できる。

なお、この発明は上述の実施形態に限定されない。例えば、上記実施形態では、ヒータ４０は、１本の棒状であったが、複数に分割された構造であってもよい。このとき、分割された部材のそれぞれの立ち上がり部が、断熱材３６の側面に接触するようにすればよい。

上記実施形態では、支持部材５０は、低い方の水平部４２ｂを支持していたが、高い方の水平部４１ｂを支持するようにしてもよい。また、支持部材５０は、背部５０ｂを有していたが、座部５０ａのみであってもよい。

上記実施形態では、断熱材３６の凹部３６ａの内面は、両方の立ち上がり部４１ａ，４２ａが接触する円弧状であったが、各立ち上がり部４１ａ，４２ａが嵌め込まれる嵌合溝であってもよい。

上記実施形態では、貯湯タンク２は、１つであったが、２つ以上としてもよい。また、支持部材５０の数量の増減は、自由である。また、支持部材５０を省略してもよく、また、断熱材３６の凹部３６ａを省略してもよい。

１ 熱源ユニット
２ 貯湯タンク
８ 水熱交換器
１３ 圧縮機
１４ 膨張弁
１５ 空気熱交換器
２０ ファン
３２ 底フレーム
３２ａ ドレン孔
３６ 断熱材
３６ａ 凹部
３６１ 被接触部分
４０ ヒータ
４１ 往路部
４２ 復路部
４１ａ，４２ａ 立ち上がり部
４１ｂ，４２ｂ 水平部
５０ 支持部材

Claims (4)

1. ドレン水を受ける底フレーム（３２）と、
   上記底フレーム（３２）上に配置された水熱交換器（８）と、
   上記水熱交換器（８）を覆う断熱材（３６）と、
   上記断熱材（３６）の側方に配置され、上記ドレン水の凍結を防止するためのヒータ（４０）と
   を備え、
   上記ヒータ（４０）は、
   発熱領域の水平部（４１ｂ，４２ｂ）と、
   非発熱領域の立ち上がり部（４１ａ，４２ａ）と
   を有し、
   上記ヒータ（４０）は、上記立ち上がり部（４１ａ，４２ａ）が上記断熱材（３６）の側面に接触して、上記断熱材（３６）の側面に支えられることを特徴とする熱源ユニット。
2. 請求項１に記載の熱源ユニットにおいて、
   上記ヒータ（４０）の上記水平部（４１ｂ，４２ｂ）と上記底フレーム（３２）の間に位置して上記ヒータ（４０）を支持する支持部材（５０）を備えることを特徴とする熱源ユニット。
3. 請求項１または２に記載の熱源ユニットにおいて、
   上記断熱材（３６）の側面には、上下方向に延在する凹部（３６ａ）を設け、
   この凹部（３６ａ）の内面に、上記ヒータ（４０）の上記立ち上がり部（４１ａ，４２ａ）が接触することを特徴とする熱源ユニット。
4. 請求項１から３までの何れか一つに記載の熱源ユニット（１）と、
   上記熱源ユニット（１）で加熱された温水を貯留する貯湯タンク（２）と
   を備えることを特徴とする給湯システム。

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