JP2015010778A - 貯湯ユニットおよび給湯装置 - Google Patents

Abstract

【課題】水熱交換器の破損の可能性を低減できる貯湯ユニットおよび給湯装置を提供する。
【解決手段】貯湯ユニットは、温水を貯留する缶体１１と、缶体１１下に配置され、温水を生成するための水熱交換器１２と、缶体１１下の領域を経由する入水配管３２ａとを備える。水熱交換器１２は、上下方向において、入水配管３２ａに重ならないように配置され、缶体１１に対向する。これにより、仮に、外部からの衝撃で入水配管３２ａが動いたとしても、入水配管３２ａによる衝撃を水熱交換器１２が受けないようにすることができる。
【選択図】図５

Description

本発明は、貯湯ユニットおよび給湯装置に関する。

従来、貯湯ユニットとしては、国際公開第２００７／１４２１４４号パンフレット(特許文献１)に記載されているように、水熱交換器と、この水熱交換器で生成された温水を貯留する缶体とを備えたものがある。

上記水熱交換器は缶体下に配置されている。この缶体と水熱交換器の間の領域には水配管がある。

国際公開第２００７／１４２１４４号パンフレット(図１)

上記従来の貯湯ユニットでは、缶体と水熱交換器の間の領域に水配管があるため、缶体が衝撃を受けて、水配管が動くと、水熱交換器が水配管により破損する恐れがあるという問題があった。

そこで、本発明の課題は、水熱交換器の破損の可能性を低減できる貯湯ユニットおよび給湯装置を提供することにある。

上記課題を解決するため、本発明の貯湯ユニットは、
温水を貯留する缶体と、
上記缶体下に配置され、上記温水を生成するための水熱交換器と、
上記缶体下の領域を経由する水配管と
を備え、
上記水熱交換器は、上下方向において、上記水配管に重ならないように配置され、上記缶体に対向することを特徴としている。

上記構成によれば、上記水熱交換器は、上下方向において、水配管に重ならないように配置される。したがって、仮に、外部からの衝撃で水配管が動いたとしても、水熱交換器が水配管により破損する可能性は低くなる。

また、上記水熱交換器から出た熱は主に上方へ向かう。このとき、上記水熱交換器は、上下方向において、水配管に重ならないように配置されているので、水熱交換器から出た熱が水配管に伝わり難くすることができる。すなわち、上記水配管が炙られるような状況を回避できる。

一実施形態の貯湯ユニットでは、
上記缶体の下面は、球冠状に湾曲する湾曲面であり、
上記水熱交換器を上下方向から見たとき、上記水熱交換器は、上記湾曲面の最下部となる中心からずれるように配置されている。

上記実施形態によれば、上記水熱交換器を上下方向から見たとき、水熱交換器は、湾曲面の最下部となる中心からずれるように配置されているので、缶体と水熱交換器を合わせた高さを下げることができる。

一実施形態の貯湯ユニットでは、
上記水配管は上記缶体内へ水道水を案内する。

上記実施形態によれば、上記水配管が缶体内へ水道水を案内することにより、缶体内の温水の温度を迅速に下げることができる。

本発明の給湯装置は、
上記貯湯ユニットと、
上記貯湯ユニットの上記水熱交換器に接続された圧縮機、膨張手段および空気熱交換器を含むヒートポンプユニットと
を備えることを特徴としている。

上記構成の給湯装置は、上記貯湯ユニットを備えるので、水熱交換器の破損の可能性を低減できると共に、水配管が炙られるような状況を回避できる。

また、上記ヒートポンプユニットは、圧縮機、膨張手段および空気熱交換器を含む。したがって、上記貯湯ユニットが、圧縮機、膨張手段または空気熱交換器を有さないようにして、貯湯ユニットのメンテンナンスを容易に行えるようにすることができる。

本発明の貯湯ユニットによれば、水熱交換器は、上下方向において、水配管に重ならないように配置されるので、水配管が動いたとき、水熱交換器が水配管から衝撃を受け難くなる。したがって、上記水熱交換器の破損の可能性を低減できる。

また、上記水熱交換器は、上下方向において、水配管に重ならないように配置されるので、水配管が炙られるような状況を回避できる。

本発明の給湯装置は、上記貯湯ユニットを備えるので、水熱交換器の破損の可能性を低減できると共に、水配管が炙られるような状況を回避できる。

また、上記貯湯ユニットは、貯湯ユニットの水熱交換器に接続された圧縮機、膨張手段および空気熱交換器を含むヒートポンプユニットを備えるので、貯湯ユニットが、圧縮機、膨張手段または空気熱交換器を有さないようにして、貯湯ユニットのメンテンナンス性を向上させることができる。

図１は本発明の一実施形態の給湯装置を示す簡略構成図である。 図２は上記給湯装置の回路図である。 図３は本発明の一実施形態の貯湯ユニットの斜視図である。 図４は上記貯湯ユニットの配管などを取り除いた状態を示す斜視図である。 図５は上記貯湯ユニットの下部の構成を説明するための模式図である。

以下、本発明の貯湯ユニットおよび給湯装置を図示の実施形態により詳細に説明する。

図１は、本発明の一実施形態の給湯装置を示す簡略構成図である。図２は、上記給湯装置の回路図である。

上記給湯装置は、図１，図２に示すように、貯湯ユニット１およびヒートポンプユニット２を備えている。

上記貯湯ユニット１は、温水を貯留する缶体１１と、この缶体１１に貯留される温水を生成するための水熱交換器１２とを有する。

上記缶体１１の底部には、給水源Ｅに接続された給水配管３２から分岐した一方の入水配管３２ａが、接続されている。これにより、貯湯ユニット１は、給水源Ｅの市水(水道水)を、入水配管３２ａを介して、缶体１１の底部に導入できるようになっている。また、缶体１１の底部には、循環配管３３の一端が、接続されている。この循環配管３３には、循環ポンプ３４および水熱交換器１２が接続されている。なお、入水配管３２ａは水配管の一例である。

一方、上記缶体１１の頂部には循環配管３３の他端が接続されている。また、缶体１１の頂部には、給湯配管３５を介して、混合弁３６が接続されている。この混合弁３６には、給水配管３２から分岐した他方の入水配管３２ｂと、給湯端末Ｔとが接続されている。これにより、上記給湯装置は、缶体１１の頂部から出湯された温水を、給水源Ｅから供給される水と混合して、給湯端末Ｔにおいて、所望の温度の温水を供給できるようになっている。なお、図２では省略しているが、図１に示すように、缶体１１には、風呂用循環配管３７が接続されている。

上記水熱交換器１２は、缶体１１下に配置され、凝縮器として作用する。より詳しくは、水熱交換器１２では、ヒートポンプユニット２からの高温冷媒が、缶体１１からの水と熱交換する。これにより、貯湯ユニット１は、缶体１１からの水を水熱交換器１２で温水に変えて、缶体１１に戻すことができるようになっている。

上記ヒートポンプユニット２は、水熱交換器１２を含まないが、水熱交換器１２に接続された圧縮機２１、膨張手段２２および空気熱交換器２３を含む。この圧縮機２１、水熱交換器１２、膨張手段２２および空気熱交換器２３は、冷媒配管３１を介して環状に接続されている。この空気熱交換器２３は蒸発器として作用する。なお、膨張手段２２は例えば膨張弁である。

また、上記圧縮機２１および循環ポンプ３４を駆動させると、缶体１１内の水が、缶体１１の底部から循環配管３３を流れる。このとき、循環配管３３を流れる水は、高温冷媒との熱交換で温水になった後、缶体１１の頂部から缶体１１内に戻る。このような動作を継続して行うことによって、缶体１１内に高温の温水を貯留することができる。缶体１１内の温水は、給湯端末Ｔや風呂に供給される。

図３は、上記貯湯ユニット１の斜視図を示す。図４は、図３の配管などを取り除いた状態を示す斜視図である。

上記貯湯ユニット１は、図３，図４に示すように、ケーシング４０を有する。このケーシング４０は、前板４１と、左右の側板４２，４２と、後板４３と、上板４４と、底板４５とを有する。

上記ケーシング４０内には、缶体１１および水熱交換器１２が収容されている。この缶体１１は断熱材１３で覆われている。また、水熱交換器１２も断熱材１４で覆われている。缶体１１の前方には、配管(例えば、図１、図２に示す冷媒配管３１，給水配管３２，循環配管３３，給湯配管３５，風呂用循環配管３７)や電装品６０が配置されている。

上記缶体１１は、３つの缶体脚５０に支えられ、起立している。この３つの缶体脚５０のうち、１つは前板４１側にあり、２つは後板４３側にある。各缶体脚５０の上端は缶体１１の側面に取り付けられている。一方、各缶体脚５０の下端は底板４５に取り付けられている。また、底板４５の下面には、３つのケーシング脚４６が取り付けられている。３つのケーシング脚４６は、３つの缶体脚５０と別体である。各ケーシング脚４６はケーシング４０外に配置されているが、各缶体脚５０はケーシング４０内に収容されている。

上記缶体１１は、缶体脚５０の支持により、底板４５から離隔され、缶体１１の底面と缶体脚５０と底板４５で囲まれた空間が形成されている。この空間(缶体１１下の空間)には、水熱交換器１２が配置されている。

上記ケーシング４の前部には、前板４１の下方に位置するようにメンテナンス用開口部４７が設けられている。このメンテナンス用開口部４７には、蓋板４８が取り外し可能に取り付けられる。また、メンテナンス用開口部４７は水熱交換器１２に対向する。

上記蓋板４８の上部には、ケーシング４０外の配管をケーシング４０内の配管に接続するための継手４９が設けられている。ここで、ケーシング４０外の配管を継手４９に接続すると、図１に示すように、冷媒配管３１，給水配管３２，循環配管３３，給湯配管３５，風呂用循環配管３７の一部が、蓋板４８の前方に、柵状に配置される。

また、図示しないが、缶体１１には、缶体１１内の温水の温度を検出する温度センサが取り付けられている。この温度センサは、缶体１１内の温水の温度を示す信号を、電装品６０が含む制御部へ送出する。これにより、上記制御部は、上記温度センサからの上記信号に基づいて、缶体１１内の温度制御を行えるようになっている。

図５は、上記貯湯ユニット１の下部の構成を説明するための模式図である。なお、図４では、断熱材１４，缶体脚５０などの図示を省略している。

上記入水配管３２ａは、缶体１１下の領域を経由し、給水源Ｅ側とは反対側の端部が缶体１１の底面(下面)に接続されている。より詳しくは、缶体１１の底面は、球冠状に湾曲する湾曲面である。入水配管３２ａは、その湾曲面の最下部となる中心に接続されている。また、缶体１１の中心軸Ｌは、上記湾曲面の最下部となる中心またはその近傍を通っている。

上記水熱交換器１２は、缶体１１の中心軸Ｌよりも後側に配置されており、後板４３との距離が非常に短くなっている。これにより、水熱交換器１２と缶体１１の間には、入水配管３２ａが配置されていない。すなわち、水熱交換器１２は、上下方向において、入水配管３２ａに重ならないように配置され、缶体１１の底面に対向する。なお、缶体１１の中心軸Ｌは、上下方向に対して平行または略平行になっている。

また、上記水熱交換器１２を上下方向から見たとき、水熱交換器１２は、上記湾曲面の最下部となる中心からずれるように配置されている。

また、図示しないが、上記水熱交換器１２と缶体１１の間には、冷媒配管３１，循環配管３３，給湯配管３５，風呂用循環配管３７などの配管も配置されていない。

上記構成の貯湯ユニット１によれば、水熱交換器１２は、上下方向において、入水配管３２ａに重ならないように配置される。したがって、仮に、外部からの衝撃で入水配管３２ａが動いたとしても、水熱交換器１２が入水配管３２ａにより破損する可能性は低くなる。

また、上記水熱交換器１２と缶体１１の間には、冷媒配管３１，循環配管３３，給湯配管３５，風呂用循環配管３７などの配管も配置されていないので、水熱交換器１２が上記配管により破損する可能性も低くなる。

したがって、上記貯湯ユニット１は水熱交換器１２の破損の可能性を大きく低減できる。

ところで、上記水熱交換器１２では、圧縮機２１からの高温冷媒が缶体１１からの冷水と熱交換する。このため、水熱交換器１２から熱が放出されて上方へ向かう。このとき、水熱交換器１２は、上下方向において、入水配管３２ａに重ならないように配置されているので、水熱交換器１２から出た熱が入水配管３２ａに伝わり難くすることができる。すなわち、入水配管３２ａが炙られるような状況を回避できる。

もし、上記入水配管３２ａから缶体１１内に冷水を導入したいときに、入水配管３２ａが炙られるような状況が生じていれば、入水配管３２ａから缶体１１内に温水が導入されることになって、缶体１１内の温度制御が不良となる。

したがって、上記貯湯ユニット１は、缶体１１内の温度制御を良好にすることができる。

また、上記水熱交換器１２を上下方向から見たとき、水熱交換器１２は、湾曲面の最下部となる中心からずれるように配置されているので、缶体１１と水熱交換器１２からなる構造の高さを下げることができる。別の言い方をすれば、缶体１１の上端から水熱交換器１２の下端までの距離を短くすることができる。

また、上記入水配管３２ａが缶体１１内へ水道水を案内することにより、缶体１１内の温水の温度を迅速に下げることができる。

また、上記ヒートポンプユニット２は、圧縮機２１、膨張手段２２および空気熱交換器２３を含んで、貯湯ユニット１が、圧縮機２１、膨張手段２２および空気熱交換器２３を含んでいない。したがって、貯湯ユニット１はメンテンナンスを容易に行うことができる。

上記実施形態において、水熱交換器１２の全部が缶体１１の底面に対向するようにしてもよいし、水熱交換器１２の一部が缶体１１の底面に対向するようにしてもよい。

上記実施形態では、缶体１１の底面は、球冠状に湾曲する湾曲面であったが、非湾曲面つまり直線面にしてもよい。

上記実施形態において、水熱交換器１２と同様に、断熱材１３も、上下方向において、入水配管３２ａに重ならないように配置され、缶体１１の底面に対向するようにしてもよい。このようにする場合、断熱材１３の全部が缶体１１の底面に対向するようにしてもよいし、断熱材１３の一部が缶体１１の底面に対向するようにしてもよい。

本発明の具体的な実施形態について説明したが、本発明は上記実施形態に限定されるものではなく、本発明の範囲内で種々変更して実施することができる。

１ 貯湯ユニット
２ ヒートポンプユニット
１１ 缶体
１２ 水熱交換器
２１ 圧縮機
２２ 膨張手段
２３ 空気熱交換器
３１ 冷媒配管
３２ 給水配管
３２ａ，３２ｂ 入水配管
３３ 循環配管
３５ 給湯配管
３７ 風呂用循環配管
４０ ケーシング

Claims (4)

1. 温水を貯留する缶体(１１)と、
   上記缶体(１１)下に配置され、上記温水を生成するための水熱交換器(１２)と、
   上記缶体(１１)下の領域を経由する水配管(３２ａ)と
   を備え、
   上記水熱交換器(１２)は、上下方向において、上記水配管(３２ａ)に重ならないように配置され、上記缶体(１１)に対向することを特徴とする貯湯ユニット(１)。
2. 請求項１に記載の貯湯ユニット(１)において、
   上記缶体(１１)の下面は、球冠状に湾曲する湾曲面であり、
   上記水熱交換器(１２)を上下方向から見たとき、上記水熱交換器(１２)は、上記湾曲面の最下部となる中心からずれるように配置されていることを特徴とする貯湯ユニット(１)。
3. 請求項１または２に記載の貯湯ユニット(１)において、
   上記水配管(３２ａ)は上記缶体(１１)内へ水道水を案内することを特徴とする貯湯ユニット(１)。
4. 請求項１から３までのいずれか一項に記載の貯湯ユニット(１)と、
   上記貯湯ユニット(１)の上記水熱交換器(１２)に接続された圧縮機(２１)、膨張手段(２２)および空気熱交換器(２３)を含むヒートポンプユニット(２)と
   を備えることを特徴とする給湯装置。

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