JP2017172882A - ヒートポンプ式給湯装置 - Google Patents

Abstract

【課題】ヒートポンプ式給湯装置が有する種々の課題を解決する。【解決手段】貯湯タンク１０内の給湯用水を水ポンプ２３によって貯湯タンクの下部から取り出して水熱交換器４０に流通した後、貯湯タンクの上部に流入させる給湯回路２０と、水熱交換器を流通する給湯用水を冷媒で加熱するヒートポンプ回路３０と、水ポンプとヒートポンプ回路を作動させて貯湯タンク内の給湯用水を加熱する制御部７０を備える。水ポンプの吸入側の入水管２２に接続された水抜き栓１８を備え、水抜き栓を水ポンプより低い位置に配置した。【選択図】図１

Description

本発明は、ヒートポンプ回路により給湯用水を加熱して貯湯タンク内に貯留するヒートポンプ式給湯装置に関するものである。

従来、この種のヒートポンプ式給湯装置としては、給湯用水を貯留する貯湯タンクと、この貯湯タンク内の給湯用水をポンプによって貯湯タンクの下部から取り出して水熱交換器に流通した後、貯湯タンクの上部に流入させる給湯回路と、この給湯回路の水熱交換器を流通する給湯用水を冷媒によって加熱するヒートポンプ回路を備えたものが知られている（例えば、特許文献１参照）。また、貯湯タンクの上下方向複数箇所に、貯湯タンク内の給湯用水の温度を検出する貯湯温度センサを設けたものが知られている（例えば、特許文献２参照）。

特開２０１０−２５４９３号公報 特開２００７−１７８０６３号公報

ところで、このようなヒートポンプ式給湯装置では、給湯回路内の水を抜くための水抜き栓が設けられるが、従来ではこの水抜き栓がポンプより高い位置に配置されていたため、水抜き時にポンプの水を抜くことが難しかった。

また、貯湯温度センサは従来では貯湯タンクに設けられた制御部に接続され、この制御部からヒートポンプ回路の制御部に情報が伝達される構成とされていたため、貯湯タンク側に制御部が必要となり、貯湯タンクのみを接続してヒートポンプ式給湯装置を構成することを困難としていた。

更に、貯湯タンクのみを接続するだけでヒートポンプ式給湯装置を構成することができるようにするために、水熱交換器やヒートポンプ回路が設けられる加熱ユニット内に水給湯回路のポンプも配置しようとすると、設置場所を確保することが難しかった。

更にまた、ヒートポンプ回路等を制御する制御部は加熱ユニットに設けられることになるが、この制御部の操作用のリモコンも加熱ユニットの外装ケース内に収納されてしまうため、操作が面倒なものとなっていた。

本発明は、上記の如きヒートポンプ式給湯装置が有する種々の課題を解決することを目的とする。

請求項１の発明のヒートポンプ式給湯装置は、給湯用水を貯留する貯湯タンクと、この貯湯タンク内の給湯用水を水ポンプによって貯湯タンクの下部から取り出して水熱交換器に流通した後、貯湯タンクの上部に流入させる給湯回路と、水熱交換器を流通する給湯用水を冷媒によって加熱するヒートポンプ回路と、水ポンプとヒートポンプ回路を作動させることにより、貯湯タンク内の給湯用水を加熱する沸き上げ運転を行う制御部を備えたものであって、給湯回路は、水ポンプの吸入側に接続された入水管と、この入水管に接続された水抜き栓を備え、この水抜き栓を水ポンプより低い位置に配置したことを特徴とする。

請求項２の発明のヒートポンプ式給湯装置は、給湯用水を貯留する貯湯タンクと、この貯湯タンク内の給湯用水を水ポンプによって貯湯タンクの下部から取り出して水熱交換器に流通した後、貯湯タンクの上部に流入させる給湯回路と、水熱交換器を流通する給湯用水を冷媒によって加熱するヒートポンプ回路と、水ポンプとヒートポンプ回路を作動させることにより、貯湯タンク内の給湯用水を加熱する沸き上げ運転を行う制御部を備えたものであって、貯湯タンクの上下方向の所定箇所に設けられ、当該貯湯タンク内の給湯用水の温度を検出する貯湯温度センサを備え、この貯湯温度センサを制御部に接続すると共に、この制御部は、貯湯温度センサの検出温度に基づいて沸き上げ運転を行うことを特徴とする。

請求項３の発明のヒートポンプ式給湯装置は、給湯用水を貯留する貯湯タンクと、この貯湯タンク内の給湯用水を水ポンプによって貯湯タンクの下部から取り出して水熱交換器に流通した後、貯湯タンクの上部に流入させる給湯回路と、水熱交換器を流通する給湯用水を冷媒によって加熱するヒートポンプ回路と、水ポンプとヒートポンプ回路を作動させることにより、貯湯タンク内の給湯用水を加熱する沸き上げ運転を行う制御部を備えたものであって、水ポンプ、水熱交換器、ヒートポンプ回路は、加熱ユニットを構成する外装ケース内に設けられると共に、ヒートポンプ回路は、蒸発器と、この蒸発器に通風する送風機を備え、この送風機は円形のシュラウドにより囲繞されており、水ポンプはシュラウドが作る外装ケース内の隅角部に配置されていることを特徴とする。

請求項４の発明のヒートポンプ式給湯装置は、給湯用水を貯留する貯湯タンクと、この貯湯タンク内の給湯用水を水ポンプによって貯湯タンクの下部から取り出して水熱交換器に流通した後、貯湯タンクの上部に流入させる給湯回路と、水熱交換器を流通する給湯用水を冷媒によって加熱するヒートポンプ回路と、水ポンプとヒートポンプ回路を作動させることにより、貯湯タンク内の給湯用水を加熱する沸き上げ運転を行う制御部を備えたものであって、水ポンプ、水熱交換器、ヒートポンプ回路は、加熱ユニットを構成する外装ケース内に設けられると共に、制御部は、操作用のリモコンを備え、このリモコンは、着脱可能な外装ケースの天板下側に配置されていることを特徴とする。

請求項１の発明によれば、給湯用水を貯留する貯湯タンクと、この貯湯タンク内の給湯用水を水ポンプによって貯湯タンクの下部から取り出して水熱交換器に流通した後、貯湯タンクの上部に流入させる給湯回路と、水熱交換器を流通する給湯用水を冷媒によって加熱するヒートポンプ回路と、水ポンプとヒートポンプ回路を作動させることにより、貯湯タンク内の給湯用水を加熱する沸き上げ運転を行う制御部を備えたヒートポンプ式給湯装置において、給湯回路は、水ポンプの吸入側に接続された入水管と、この入水管に接続された水抜き栓を備えており、この水抜き栓を水ポンプより低い位置に配置したので、給湯回路から水抜きを行う際、水抜き栓により、水ポンプの水まで容易に抜くことができるようになり、利便性に富んだものとなる。

請求項２の発明によれば、給湯用水を貯留する貯湯タンクと、この貯湯タンク内の給湯用水を水ポンプによって貯湯タンクの下部から取り出して水熱交換器に流通した後、貯湯タンクの上部に流入させる給湯回路と、水熱交換器を流通する給湯用水を冷媒によって加熱するヒートポンプ回路と、水ポンプとヒートポンプ回路を作動させることにより、貯湯タンク内の給湯用水を加熱する沸き上げ運転を行う制御部を備えたヒートポンプ式給湯装置において、貯湯タンクの上下方向の所定箇所に設けられ、当該貯湯タンク内の給湯用水の温度を検出する貯湯温度センサを備えており、この貯湯温度センサを制御部に接続すると共に、この制御部が貯湯温度センサの検出温度に基づいて沸き上げ運転を行うようにしたので、貯湯タンク側に制御部を設けること無く、沸き上げ運転を行うことが可能となり、汎用性に富んだものとなる。

請求項３の発明によれば、給湯用水を貯留する貯湯タンクと、この貯湯タンク内の給湯用水を水ポンプによって貯湯タンクの下部から取り出して水熱交換器に流通した後、貯湯タンクの上部に流入させる給湯回路と、水熱交換器を流通する給湯用水を冷媒によって加熱するヒートポンプ回路と、水ポンプとヒートポンプ回路を作動させることにより、貯湯タンク内の給湯用水を加熱する沸き上げ運転を行う制御部を備えたヒートポンプ式給湯装置において、水ポンプ、水熱交換器、ヒートポンプ回路は、加熱ユニットを構成する外装ケース内に設けられると共に、ヒートポンプ回路は、蒸発器と、この蒸発器に通風する送風機を備え、この送風機は円形のシュラウドにより囲繞されており、水ポンプをシュラウドが作る外装ケース内の隅角部に配置したので、送風機のシュラウドが作る無効空間を利用して水ポンプを加熱ユニットの外装ケース内に取り付けることができるようになり、加熱ユニットの小型化を図ることができるようになる。

請求項４の発明によれば、給湯用水を貯留する貯湯タンクと、この貯湯タンク内の給湯用水を水ポンプによって貯湯タンクの下部から取り出して水熱交換器に流通した後、貯湯タンクの上部に流入させる給湯回路と、水熱交換器を流通する給湯用水を冷媒によって加熱するヒートポンプ回路と、水ポンプとヒートポンプ回路を作動させることにより、貯湯タンク内の給湯用水を加熱する沸き上げ運転を行う制御部を備えたヒートポンプ式給湯装置において、水ポンプ、水熱交換器、ヒートポンプ回路は、加熱ユニットを構成する外装ケース内に設けられると共に、制御部は、操作用のリモコンを備え、このリモコンを、着脱可能な外装ケースの天板下側に配置したので、着脱可能な外装ケースの天板を取り外すだけで制御部のリモコンを操作することができるようになり、メンテナンス作業性を向上させることができるようになるものである。

本発明を適用した一実施形態としてのヒートポンプ式給湯装置の構成図である。 図１のヒートポンプ式給湯装置の加熱ユニットの内部構成を説明する概略断面図である。

以下、本発明の実施の形態について、図面を参照しながら詳細に説明する。
（１）ヒートポンプ式給湯装置１
実施例のヒートポンプ式給湯装置１は、給湯用水を貯留する貯湯タンク１０と、貯湯タンク１０の給湯用水を流通させる給湯回路２０と、冷媒を流通させるヒートポンプ回路３０と、給湯回路２０の給湯用水とヒートポンプ回路３０の冷媒とを熱交換させる水熱交換器４０を備えており、給湯回路２０を流通する給湯用水をヒートポンプ回路３０の冷媒によって加熱するように構成されている。

（２）貯湯タンク１０
前記貯湯タンク１０は縦長の密閉容器から成り、その下部には水道水を貯湯タンク１０に供給するための給水配管１１が接続されている。また、給水配管１１には減圧弁１２が設けられている。貯湯タンク１０の上部には、貯湯タンク１０内のユニットを住居内等の給湯先に供給するための給湯配管１３が接続され、給湯配管１３と給水配管１１はバイパス管１４を介して接続されている。

給湯配管１３とバイパス管１４との間には混合弁１５が設けられ、混合弁１５は、貯湯タンク１０内の湯と給水配管１１からの水を混合して給湯配管１３に流通させるように構成されている。また、貯湯タンク１０には、貯湯タンク１０内の給湯用水の温度を検出する貯湯温度センサ１６が設けられ、この貯湯温度センサ１６は貯湯タンク１０の上下方向の所定箇所（実施例では略中央）に取り付けられている。

（３）給湯回路２０
前記給湯回路２０は、貯湯タンク１０の下部と後述する加熱ユニット５０の外装ケース５１の外面に取り付けられた流入側の接続口５２との間に接続された流入管２１と、水ポンプ２３と、この水ポンプ２３の吸入側と接続口５２との間に接続された入水管２２と、水ポンプ２３の吐出側と水熱交換器４０の流入側の間に接続された出水管２４と、水熱交換器４０の流出側と外装ケース５１の外面に取り付けられた流出側の接続口５４との間に接続された出口管２６と、接続口５４と貯湯タンク１０の上部に接続された流出管２７とから構成されており、入水管２２には給湯用水の温度を検出する入水温度センサ２８が設けられ、出口管２６にも給湯用水の温度を検出する出水温度センサ２９が設けられている。

この給湯回路２０には、内部の水を抜くための水抜き栓１８が設けられている。この水抜き栓１８も加熱ユニット５０の外装ケース５１の外面に取り付けられており、水抜き管１９を介して入水管２２に連通接続されている。尚、５２Ａ、５４Ａは、接続口５２及び５４に設けられた空気抜き弁であり、２５は入水管２２に設けられたフィルタである。

（４）ヒートポンプ回路３０
前記ヒートポンプ回路３０は、圧縮機３１、蒸発器３２、膨張弁３３、及び、前記水熱交換器４０を接続して冷媒回路が構成されており、圧縮機３１、水熱交換器４０、膨張弁３３、蒸発器３２、圧縮機３１の順に冷媒を流通させるように構成されている。尚、このヒートポンプ回路３０で使用される冷媒は、例えばＣＯ₂（二酸化炭素）等の自然系冷媒である。また、３４は蒸発器３２に通風するための送風機である。

前記水熱交換器４０は、冷媒流通路４１と水流通路４２を有する二重管型の熱交換器から構成されており、冷媒流通路４１にはヒートポンプ回路３０が接続され、水流通路４２には給湯回路２０の出水管２４及び出口管２６が接続されている。

実施例のヒートポンプ式給湯装置１は、水ポンプ２３、ヒートポンプ回路３０、水熱交換器４０、入水温度センサ２８及び出水温度センサ２９等が配置された前記加熱ユニット５０と、貯湯タンク１０及び貯湯温度センサ１６が配置されたタンクユニット６０を備えており、加熱ユニット５０とタンクユニット６０が、加熱ユニット５０の外装ケース５１に取り付けられた接続口５２、５４において、給湯回路２０の流入管２１と流出管２７を介して接続される。

（５）制御部７０
また、ヒートポンプ式給湯装置１には、貯湯温度センサ１６、入水温度センサ２８、出水温度センサ２９、圧縮機３１、及び、水ポンプ２３が接続された制御部７０が設けられ、この制御部７０は加熱ユニット５０の外装ケース５１内に配置されている。制御部７０は、プログラムが格納されたＣＰＵを備え、実施例では貯湯温度センサ１６、及び、入水温度センサ２８の検出温度に基づいて圧縮機３１、及び、水ポンプ２３を制御するように構成されている。また、制御部７０はタイマ機能を有しており、制御部７０には当該タイマ機能の設定その他の操作を行うためのリモコン（タイマパネル）７１が接続され、このリモコン７１も外装ケース５１内に配置されている。

この制御部７０により、給湯回路２０の水ポンプ２３が作動すると、貯湯タンク１０内の給湯用水が貯湯タンク１０の下部から導出され、流入管２１、入水管２２、水ポンプ２３、及び、出水管２４を介して水熱交換器４０の水流通路４２を流通された後、出口管２６、及び、流出管２７を介して貯湯タンク１０内の上部に流入するようになる。

また、制御部７０により、ヒートポンプ回路３０の圧縮機３１が作動すると、圧縮機３１から吐出された高温冷媒（二酸化炭素）が水熱交換器４０の冷媒流通路４１を流通され、冷媒流通路４１の高温利恵倍と水流通路４２の給湯用水とが熱交換される。これにより、給湯回路２０の給湯用水が水熱交換器４０で加熱される。

また、給湯先で湯が使用されると、貯湯タンク１０内の上部の給湯用水が給湯配管１３に流出し、流出した分だけ給水配管１１から貯湯タンク１０内の下部に水が供給される。即ち、湯が使用されることにより、貯湯タンク１０内の高温の給湯用水が減ると共に、低温の給湯用水が貯湯タンク１０内の下部から増えていき、貯湯温度センサ１６の検出温度が徐々に低下することになる。

そして、貯湯温度センサ１６の検出温度が所定の貯湯温度以下になると、制御部７０は圧縮機３１、及び、水ポンプ２３を作動させ、沸き上げ運転を開始する。その後、入水温度センサ２８の検出温度が所定の入水温度以上になった場合、沸き上げ運転を終了する。また、貯湯温度センサ１６の検出温度が所定の貯湯温度以下にならない場合でも、前回の沸き上げ運転終了から前記タイマ機能により計時した時間が所定時間となった場合、制御部７０は圧縮機３１、及び、水ポンプ２３を作動させ、沸き上げ運転を開始する。その後、入水温度センサ２８の検出温度が所定の入水温度以上になった場合、沸き上げ運転を終了する。

このようにして制御部７０は貯湯タンク１０内に所定温度の給湯用水を貯留する沸き上げ運転を実行するものであるが、貯湯タンク１０内の給湯用水の温度を検出する貯湯温度センサ１６を貯湯タンク１０の上下方向の所定箇所に設け、この貯湯温度センサ１６を制御部７０に接続して、この貯湯温度センサ１６の検出温度に基づいて制御部７０が沸き上げ運転を行うように構成しているので、貯湯タンク１０側に制御部を設ける必要がなくなる。これにより、貯湯タンク１０として汎用品を使用することができるようになり、汎用性に富んだものとなる。

（６）加熱ユニット５０の内部構成
次に、図２を参照して前記加熱ユニット５０内部の構成について説明する。加熱ユニット５０の外装ケース５１は、本体５５と、この本体５５の上面にネジ６３により着脱可能に取り付けられた天板５６から構成されており、本体５５内は仕切壁５７により左右に仕切られ、仕切壁５７の向かって右側（一側）に第１の機械室５８、左側（他側）に第２の機械室５９が構成されている。

前記ヒートポンプ回路３０の圧縮機３１はこの第１の機械室５８内に設置されており、水熱交換器４０は第２の機械室５９内の下部に設置されている。ヒートポンプ回路３０の蒸発器３２は第２の機械室５９内の背面側に配置されており、送風機３４は蒸発器３２の手前側の第２の機械室５９内に配置されている。

この送風機３４の周囲には、シュラウド６１が設けられている。このシュラウド６１は円形筒状を呈しており、送風機３４の周囲を囲繞している。そして、このシュラウド６１と仕切壁５７、及び、水熱交換器４０とが作る第２の機械室５９内の隅角部に、前記水ポンプ２３が取り付けられており、水ポンプ２３の外側はポンプカバー６２で被覆されている。

このように、水ポンプ２３をシュラウド６１が作る外装ケース５１の第２の機械室５９内の隅角部に配置したので、送風機３４のシュラウド６１が作る第２の機械室５９内の無効空間を利用して水ポンプ２３を加熱ユニット５０の外装ケース５１内に取り付けることができるようになり、加熱ユニット５０の小型化を図ることができるようになる。

また、前記水抜き栓１８は、外装ケース５１の本体５５の側面最下部に設けられている。そして、この位置は水熱交換器４０の上側に取り付けられた水ポンプ２３より低い位置となる。このように、水抜き栓１８を水ポンプ２３より低い位置に配置したことにより、水抜き栓１８を開放すれば、それより上にある水ポンプ２３の水も出てくることになる。即ち、給湯回路２０の入水管２２から水抜きを行う際、水抜き栓１８により、水ポンプ２３の水まで容易に抜くことができるようになるので、利便性に富んだものとなる。

更に、前記制御部７０とリモコン７１は、外装ケース５１の天板５６の下側に配置されている。ここで、前述した如く天板５６はネジ６３を取り外すことで簡単に本体５５から取り外すことができるので、リモコン７１を操作する際には、天板５６を取り外すことで、容易にタイマ機能の設定等を行うことができるようになり、メンテナンス作業性が著しく向上されている。

尚、以上は本発明の好ましい実施形態で説明したが、本発明は上述した実施形態に制限されるものでは無く、本発明の技術的思想に基づいて更なる変形等が可能であることは云うまでもない。

１ ヒートポンプ式給湯装置
１０ 貯湯タンク
１６ 貯湯温度センサ
１８ 水抜き栓
２０ 給湯回路
２２ 入水管
２３ 水ポンプ
３０ ヒートポンプ回路
３１ 圧縮機
３２ 蒸発器
３３ 膨張弁
３４ 送風機
４０ 水熱交換器
５０ 加熱ユニット
５１ 外装ケース
５６ 天板
５７ 仕切壁
６１ シュラウド
７０ 制御部
７１ リモコン

Claims (4)

1. 給湯用水を貯留する貯湯タンクと、該貯湯タンク内の給湯用水を水ポンプによって前記貯湯タンクの下部から取り出して水熱交換器に流通した後、前記貯湯タンクの上部に流入させる給湯回路と、前記水熱交換器を流通する給湯用水を冷媒によって加熱するヒートポンプ回路と、前記水ポンプと前記ヒートポンプ回路を作動させることにより、前記貯湯タンク内の給湯用水を加熱する沸き上げ運転を行う制御部を備えたヒートポンプ式給湯装置において、
   前記給湯回路は、前記水ポンプの吸入側に接続された入水管と、該入水管に接続された水抜き栓を備え、該水抜き栓を前記水ポンプより低い位置に配置したことを特徴とするヒートポンプ式給湯装置。
2. 給湯用水を貯留する貯湯タンクと、該貯湯タンク内の給湯用水を水ポンプによって前記貯湯タンクの下部から取り出して水熱交換器に流通した後、前記貯湯タンクの上部に流入させる給湯回路と、前記水熱交換器を流通する給湯用水を冷媒によって加熱するヒートポンプ回路と、前記水ポンプと前記ヒートポンプ回路を作動させることにより、前記貯湯タンク内の給湯用水を加熱する沸き上げ運転を行う制御部を備えたヒートポンプ式給湯装置において、
   前記貯湯タンクの上下方向の所定箇所に設けられ、当該貯湯タンク内の給湯用水の温度を検出する貯湯温度センサを備え、
   該貯湯温度センサを前記制御部に接続すると共に、該制御部は、前記貯湯温度センサの検出温度に基づいて前記沸き上げ運転を行うことを特徴とするヒートポンプ式給湯装置。
3. 給湯用水を貯留する貯湯タンクと、該貯湯タンク内の給湯用水を水ポンプによって前記貯湯タンクの下部から取り出して水熱交換器に流通した後、前記貯湯タンクの上部に流入させる給湯回路と、前記水熱交換器を流通する給湯用水を冷媒によって加熱するヒートポンプ回路と、前記水ポンプと前記ヒートポンプ回路を作動させることにより、前記貯湯タンク内の給湯用水を加熱する沸き上げ運転を行う制御部を備えたヒートポンプ式給湯装置において、
   前記水ポンプ、前記水熱交換器、前記ヒートポンプ回路は、加熱ユニットを構成する外装ケース内に設けられると共に、
   前記ヒートポンプ回路は、蒸発器と、該蒸発器に通風する送風機を備え、
   該送風機は円形のシュラウドにより囲繞されており、前記水ポンプは前記シュラウドが作る前記外装ケース内の隅角部に配置されていることを特徴とするヒートポンプ式給湯装置。
4. 給湯用水を貯留する貯湯タンクと、該貯湯タンク内の給湯用水を水ポンプによって前記貯湯タンクの下部から取り出して水熱交換器に流通した後、前記貯湯タンクの上部に流入させる給湯回路と、前記水熱交換器を流通する給湯用水を冷媒によって加熱するヒートポンプ回路と、前記水ポンプと前記ヒートポンプ回路を作動させることにより、前記貯湯タンク内の給湯用水を加熱する沸き上げ運転を行う制御部を備えたヒートポンプ式給湯装置において、
   前記水ポンプ、前記水熱交換器、前記ヒートポンプ回路は、加熱ユニットを構成する外装ケース内に設けられると共に、
   前記制御部は、操作用のリモコンを備え、
   該リモコンは、着脱可能な前記外装ケースの天板下側に配置されていることを特徴とするヒートポンプ式給湯装置。

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