JP3843066B2 - Heat pump water heater - Google Patents

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哲信 岡村
武夫 小沢
成一 須永
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日立ホーム・アンド・ライフ・ソリューション株式会社
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Description

【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は、ヒートポンプ式給湯機に係り、特に貯湯タンクから給湯する第1給湯回路と水冷媒熱交換器から給湯する第2給湯回路とを備えたヒートポンプ式給湯機に好適なものである。
【0002】
【従来の技術】
従来の給湯機には、貯湯タンクを持たずにガス等を燃焼させてその強力な燃焼熱で瞬間的に水を沸き上げて湯を供給する燃焼式給湯機や、大容量の貯湯タンクを持ち夜間割引の安い電力を利用して夜の間に電気ヒーターで加熱した大量の湯を貯湯タンクに貯蔵し日中に貯湯タンクに貯蔵した湯を使う電気温水器等があった。
【0003】
そして、最近では電気温水器に比較してエネルギー効率が良いと云われるヒートポンプ式給湯機が普及し始めてきた。ヒートポンプ式給湯機は、熱源に冷媒の状態変化を利用しているので、電気ヒーター加熱よりエネルギー効率が数倍良く、またガス等を燃焼しないのでCO2を排出せず地球環境にやさしい給湯機と云われている。しかし、ガス等を燃焼したときのように強力な熱量がないため、電気温水器と同様に大容量の貯湯タンクを設け、夜間の安価な電力を使って夜中にヒートポンプ回路で湯を沸き上げて貯湯タンクに貯蔵し、貯蔵した湯を日中に使うものが一般的であった。すなわち、従来のヒートポンプ式給湯機ではヒートポンプ回路と、ヒートポンプ回路で加熱した大量の湯を貯蔵しておく貯湯タンクをそれぞれ別個の装置として設け、両装置の間を配管等で接続して給湯機として機能させていた。
【0004】
係る従来のヒートポンプ式給湯機としては、特開平9−126547号公報(特許文献1)に開示されたものがある。これを図7に示して説明する。
【0005】
ヒートポンプ式給湯機は、圧縮機101、凝縮器102、減圧装置103、蒸発器104から構成されたヒートポンプ回路と、大容量の貯湯タンク185とを別個の装置として設けている。また、ヒートポンプ式給湯機は、貯湯タンク185の下部からポンプ222を介してヒートポンプ回路の凝縮器102と熱交換的に配置した水熱交換器113に水配管を接続し、水熱交換器113の出口と貯湯タンク185の上部に温水配管を接続した貯給湯回路を設けている。
【0006】
そして、このヒートポンプ式給湯機は、夜間の安価な電力を利用してエネルギー効率の良いヒートポンプ回路を運転し、貯湯タンク185内の水をポンプ222で循環させながら水熱交換器113で所定の湯温になるまで徐々に温め、所定の湯温に達したことを温度検知器114で検知してヒートポンプ回路の運転を停止するようにしている。日中、使用端末118で湯を使用する際にはミキシングバルブ117で水道水と混合して適当な温度に薄めて供給する。貯湯タンク185に貯蔵する湯の温度をできるだけ高くすることにより、ミキシングバルブ117により薄める水道水の量を多くし、貯湯タンク185から取り出す湯の量を少なくするようにしている。
【0007】
【特許文献1】
特開平9−126547号公報
【0008】
【発明が解決しようとする課題】
従来のヒートポンプ式給湯機は、大容量の貯湯タンクを有するため、ヒートポンプ式給湯機を設置するための充分な広さの設置スペースが必要となっていた。また、貯湯タンクの容量一杯に湯を貯めた場合を考えると、その質量は一般的なヒートポンプ式給湯機では400kgを超える重さになるので、設置場所の基礎工事を行なって充分な強度を確保しなければならず、また、アパートやマンションのベランダのような狭い場所や強度の強度の不十分な場所にすえつけることが困難であり、さらには、ヒートポンプ式給湯機を顧客の設置場所に運搬する際にもその費用や手間を多く要するものであった。
【0009】
そして、従来のヒートポンプ式給湯機は、夜間の安い電気料金を利用するように夜中にヒートポンプ回路を運転し、高温の湯にして貯湯タンクに貯えておき、日中にヒートポンプ回路を運転しないで貯湯タンクに貯まっている湯を利用して給湯するという使い方をしている。このため、時には貯湯タンクの湯を使いきってしまい、直ぐに沸き上げることができずに湯切れを起こすことがあった。また、空気温度より温度の高い大量の湯を貯蔵しておくため、貯湯タンクの大きな表面から熱が放射されてエネルギーの無駄使いになり、それによって温度が下がる分を夜間に余裕を持って温めておく必要があった。
【0010】
そこで、貯湯タンクの温水を利用した給湯運転を行なった後に、ヒートポンプ回路を運転しつつ水熱交換器に水を通して温水にし、これを給湯するヒートポンプ式給湯機が考えられる。
【0011】
しかし、このヒートポンプ式給湯機では、水熱交換器で所定温度まで上昇させなければならないため、水熱交換器を長くして凝縮器との熱交換量を大きくする必要があった。このため、給湯時の水熱交換器の圧力損失が大きくなって出湯圧力が低くなり、例えば水道の給水圧力が低い場合、シャワーの勢いが弱くなったり、2階への給湯ができなくなったりするなど使い勝手に問題の発生する場合があった。特に、水熱交換器を凝縮器と共に螺旋状に巻き円筒状に形成して熱交換面積を大幅に増大させようとすると、これに伴って水熱交換器の圧力損失が大幅に大きくなって使い勝手を著しく損なってしまうという問題があった。
【0012】
これを解決するために出湯回路の出口側に新たに加圧ポンプを追加して昇圧することが考えられるが、この場合には高価なポンプを2個使用することになり、コストアップになってしまうという問題があった。
【0013】
本発明の目的は、小型及び軽量で輸送性及び据付け性に優れると共に湯切れを起こすことなくエネルギー効率に優れ、しかもコストアップを極力抑えつつ出湯圧力を高める事が可能なヒートポンプ式給湯機を提供することにある。
【0014】
なお、本発明のその他の目的と有利点は以下の記述から明らかにされる。
【0015】
【課題を解決するための手段】
前記目的を達成するために、本発明は、圧縮機、凝縮器、減圧装置、外気と熱交換を行なう蒸発器を冷媒配管を介して順次接続したヒートポンプ回路と、貯湯タンク、ポンプ、前記凝縮器と熱交換する水熱交換器、切換弁を水配管を介して接続した貯給湯回路と、前記圧縮機、前記ポンプ、前記切換弁の動作を制御する運転制御手段とを備え、前記貯給湯回路は、前記貯湯タンク、前記ポンプ、前記水熱交換器に水を循環させて前記貯湯タンクに貯湯する貯湯回路と、前記貯湯タンクから使用端末へ給湯する第1給湯回路と、前記水熱交換器から使用端末へ給湯する第2給湯回路とに切換えて形成し、前記ポンプは前記第2給湯回路による給湯時に前記水熱交換器の出口側に位置させた構成にしたものである。
【0016】
なお、本発明のその他の手段は以下の記述から明らかにされる。
【0017】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の複数の実施例を、図を用いて説明する。各実施例の図における同一符号は同一物または相当物を示す。
【0018】
まず、本発明の第1実施例のヒートポンプ式給湯機を、図1から図4を用いて説明する。
【0019】
ヒートポンプ式給湯機50は、ヒートポンプ回路51、給湯回路52および運転制御手段55を備えて構成されている。このヒートポンプ回路51、給湯回路52および運転制御手段55は、小容量の貯湯タンク18を用いて一つの筐体50a内に収納されるようになっている。これによって、ヒートポンプ回路51および給湯回路52が別体の筐体に収納されている従来の一般的なヒートポンプ式給湯機に比較して、輸送性、据付け性を良好なものすることができる。
【0020】
ヒートポンプ回路51は、圧縮機1、凝縮器3、減圧装置5、蒸発器6を、冷媒配管を介して順次接続して構成されており、その中に冷媒が封入されている。
【0021】
圧縮機1は、容量制御が可能で、多量の給湯を行なう際に大きな容量で運転される。ここで、圧縮機1は、PWM制御、電圧制御(例えばPAM制御)及びこれらの組合せ制御により、低速(例えば2000回転/分)から高速(例えば8000回転/分)まで回転数制御されるようになっている。特に、第1水熱交換器11から直接給湯する際(換言すれば、第2給湯回路で給湯する際)には、圧縮機1が高速回転数で運転される。
【0022】
凝縮器3は第1水熱交換器11および第2水熱交換器12と熱交換を行なうように構成されている。水冷媒熱交換器2は凝縮器3、第1水熱交換器11および第2水熱交換器12を備えて構成されている。蒸発器6は送風機9により通風される外気と冷媒との熱交換を行なう空気冷媒熱交換器で構成されている。
【0023】
給湯回路52は貯給湯回路53および風呂追炊回路54を備えて構成されている。
【0024】
貯給湯回路53は、減圧弁17、貯湯タンク18、第1ポンプ22、逆止弁24、第1水熱交換器11、切換弁19、流量調整弁23、バイパス弁20、開閉弁21および流量計25が水配管を介して接続されて構成されている。なお、符号26は給湯口である。貯給湯回路53内には、給水源から水が供給されて充満される。
【0025】
風呂追炊回路54は、第2水熱交換器12、第2ポンプ28が水配管を介して接続されて構成されている。風呂追炊回路54は、浴槽33の湯を第2水熱交換器12、第2ポンプ28の順に循環して追炊きするように構成されている。貯給湯回路53の給湯口26から開閉弁27を通して風呂追炊回路54側に給湯されるように構成されている。
【0026】
なお、本発明の説明において、水は冷水と温水とを含むものであり、冷水は温水になる前の状態であり、温水は冷水が加熱された状態(湯とも言う)である。
【0027】
運転制御手段55は、図1に示すように、圧縮機1、減圧装置5、第1ポンプ22、切換弁19、流量調整弁23、バイパス弁20、第2ポンプ28、開閉弁21、27の動作を制御するものである。
【0028】
ヒートポンプ式給湯機には、給湯機の状態を検出する温度センサが備えられている。給湯回路52側には、流量調整弁23の前後の給湯管34、第1水熱交換器11と切換弁19との間の水配管、減圧弁17の出口側の給水管16、第2ポンプ28の出口側の水配管にそれぞれ温度センサが設けられ、運転制御手段55に検出信号が入力されるように構成されている。また、ヒートポンプ回路51側には、外気温度を検出する外気温センサが設けられ、運転制御手段55に検出信号が入力されるように構成されている。運転制御手段55はこれらの信号に基づいて各機器を制御する。
【0029】
貯給湯回路53は、切換弁19の切換えによって、貯湯タンク18、バイパス弁20、流量調整弁23、第1ポンプ22、開閉弁21、第1水熱交換器11、切換弁19、貯湯弁18の順に水を循環させて貯湯タンク18に貯湯する貯湯回路と、給水源から給水を受けながら貯湯タンク18から切換弁19、流量調整弁23および第1ポンプを通して給湯する第1給湯回路と、給水源から給水を受けながら第1水熱交換器11から切換弁19、流量調整弁23および第1ポンプ22を通して給湯する第2給湯回路とを形成するように水配管を介して接続されて構成されている。
【0030】
貯給湯回路53は、給水管16を給水源に接続して給水されると共に、給湯管34を使用端末である蛇口31、シャワー32に接続して給湯するようになっている。
【0031】
給水管16は入口側に減圧弁17および流量計25を設けている。給水管16は、減圧弁17の出口側で三つに分岐されている。分岐された管は、貯湯タンク18に直接的に、第1水熱交換器11に逆止弁24を介して、流量調整弁23にバイパス弁20を介してそれぞれ接続されている。バイパス弁20と流量調整弁23は給湯温度が目標設定温度になるように調整するためのものである。
【0032】
逆止弁24は、圧力差によって一方向のみに水を流通させるものであり、第2給湯回路を構成する際に給水源の冷水を第1水熱交換器へ導くように構成されている。
【0033】
切換弁19は、第1給湯回路における第1水熱交換器11の出口側、第2給湯回路における貯湯タンク18の出口側、および貯湯回路における第1水熱交換器11と貯湯タンク18との間に位置して設けられている。
【0034】
流量調整弁23は、給湯管34の出口側に設けられ、流量を調整して所定温度の給湯を行なうために設けられている。バイパス弁20は給水源の冷水を貯湯タンク18および第1水熱交換器11をバイパスして直接流量調整弁23の入口側に導くように給水管16と給湯管34との間に接続されている。バイパス弁20から冷水を流量調整弁23の入口側に導くことにより、給湯流量を確保しながら給湯温度を調節することができる。
【0035】
貯湯タンク18は円筒状で縦長に形成された小容量のタンクで構成されている。貯湯タンク18は従来貯湯方式の貯湯タンクに比べ3分の1程度の小さな貯湯タンクである。貯湯タンク18の周囲には図2〜図4に示す水冷媒熱交換器2が巻かれて配置されている。水冷媒熱交換器2は、凝縮器3の間に第1水熱交換器11および第2水熱交換器12が交互に配置されるように螺線状に形成され、全体として円筒状に形成されている。凝縮器3、第1水熱交換器11および第2水熱交換器12は、扁平状に形成されており、その平坦部が熱的に接触して一体的に形成されている。
【0036】
このような構成において、本実施例のヒートポンプ給湯機は、電気温水器に比較してエネルギー効率が300〜500%良いといわれるヒートポンプ回路51を利用して、第1水熱交換器11で焚き上げた湯を直接使用端末に供給すると共に、浴槽33の湯を第2水熱交換器12で追炊きしようとするものである。
【0037】
次に、本ヒートポンプ式給湯機の動作について説明する。
【0038】
ヒートポンプ式給湯機50は、製造場所から運搬されて利用者の希望する設置場所に据付られ、電源に接続されると、給水源(例えば水道)から給水される。給水された水が減圧弁17によって一定圧力に減圧調整され、貯湯タンク18および第1水熱交換器11並びに各水配管内に充満し、貯給湯回路53が満水状態にされる。ヒートポンプ給湯機50の据付時の流量調整弁22およびバイパス弁20は閉じられた状態となっている。
【0039】
電源スイッチが投入されて運転制御手段55が動作すると、ヒートポンプ回路51および貯給湯回路53の運転が開始され、貯湯運転が行なわれる。この貯湯運転では、圧縮機1が運転され、圧縮機1内のガス状冷媒が加熱圧縮され高温高圧の冷媒となって凝縮器3に送り込まれる。これによって、水冷媒熱交換器2では、凝縮器3の冷媒回路を流れる高温冷媒と第1水熱交換器11の水回路を流れる水とが熱交換し、冷媒は放熱され、水は加熱される。放熱された冷媒は減圧装置5で減圧され、更に蒸発器6で膨脹蒸発してガス状となり再び圧縮機1に戻る。このヒートポンプ運転を繰返し続けることにより、第1水熱交換器11内を通過する水が加熱される。
【0040】
また、貯湯運転では、第1ポンプ22が運転され、貯湯タンク18内の水が貯湯タンク18、バイパス弁20、流量調整弁23、第1ポンプ22、開閉弁21、第1水熱交換器11、切換弁19、貯湯弁18、貯湯タンク18の順に循環される。これにより、水冷媒熱交換器2で加熱された温水が貯湯タンク18の上部より貯湯されてゆき、貯湯タンク18全体が沸き上がった状態で運転を停止する。
【0041】
そして、使用端末31、32で湯が使われると、貯湯タンク18の下部に水が供給されてその給水圧により貯湯タンク18の上部に貯まっていた高温の湯が切換弁19を通って給湯管34に至り、流量調整弁23および第1ポンプ22を通って使用端末31、32に供給されることになる。即ち、第1給湯回路が構成されることによってタンク給湯が行なわれる。ここで、給水圧が低い場合には、第1ポンプを運転させて十分な給湯が得られるようになっている。
【0042】
係る使用端末31、32の給湯が開始されると、運転制御手段55は制御信号を発信して、圧縮機1を起動させてヒートポンプ回路51の運転を開始する。これによって、ヒートポンプ回路51は、凝縮器3に冷媒を送り込み、第1水熱交換器11に溜まっている少量の水を加熱してゆく。そして、凝縮器3に送り込まれてくる冷媒の量は時間の経過とともに増加するので、それにしたがって発生する凝縮熱が増加して第1水熱交換器11の中に溜まっている少量の水の温度を急激に上昇させてゆく。
【0043】
そして、運転開始直後の所定時間(例えば数分間)を貯湯タンク18から湯を供給するタンク給湯を行なった後は、運転制御手段55が動作して第1給湯回路によるタンク給湯から第2給湯回路による加熱給湯に切換えられる。即ち、第2給湯回路は、給水源からの冷水を第1水熱交換器11を通して加熱し、切換弁19および流量調整弁23を通して使用端末31、32に供給する。
【0044】
このように使用端末31、32から給湯が開始されると、貯湯タンク18から過渡的に給湯し、その後は水加熱器11から給湯するようにしているので、ヒートポンプ運転立ち上り時の加熱遅れによる給湯遅れを解消できると共に、貯湯タンク18の容量を従来例と比較して格段に小さくすることができる。また、水加熱器11からの温水の温度を貯湯タンク18に溜められた温水の温度より低く設定しておくことにより、ヒートポンプ回路の効率がより一層良好な状態で給湯することができる。なお、水加熱器11に貯溜している水の温度をできるだけ速く上昇させて、貯湯タンク18を使用する過渡的な給湯回路を使用する時間を短縮することが貯湯タンク18の容量をさらに小さくすることになるので、ヒートポンプ回路10の能力、特に圧縮機出力を従来一般に用いられている5KW程度より3倍以上の15KW程度(より好ましくは5倍以上の20KW程度)に大きくすることが望ましい。
【0045】
また、使用端末の蛇口31、シャワー32から同時に出湯された場合は、同時に給水源から同量の水が供給され、貯湯タンク18及び給湯回路52は常に満水となるように構成されている。また、この同時給湯における給湯量が極端に多い場合には、切換弁19の弁体を中間位置に動作させて第1水熱交換器11からの給湯に加えて貯湯タンク18からの給湯も併用できるようになっている。但し、この併用運転は貯湯タンク18に溜まっている温水がなくなるまで続けられる。
【0046】
そして、使用端末31、32での給湯使用がなくなると、貯湯回路による貯湯運転に切換えられる。この貯湯運転は、給湯停止時に、バイパス弁20を開に、混合弁19を水加熱器11の出口と貯湯タンク18の出口が通となるように開き、流量調整弁23は全開とし、開閉弁21は開とした状態から、ヒートポンプ回路を運転させると同時にポンプ22を運転させる。この貯湯運転は上述した貯湯運転と同じ動作を行なうので、ここで重複して説明することを省略する。
【0047】
この貯湯運転中に使用端末31、32での給湯使用の有無を判定し、給湯使用が開始されれば第1給湯回路による給湯運転に切換えられ、新たな給湯が無ければ貯湯運転を継続すると共に貯湯タンク18の温度が所定温度になったかを判定する。この判定で、所定温度未満であれば貯湯運転が継続され、所定温度以上であれば運転制御手段55により運転が終了される。
【0048】
次に、タンク追焚きについて説明する。貯湯タンク18内の温水が長時間使用されないで所定温度以下になると、これを自動検知して、ヒートポンプ運転および第1ポンプ22運転を開始する。これによって、貯湯タンク18、第1ポンプ22、第1水熱交換器11、切換弁19、貯湯タンク18の貯湯回路にて貯湯タンク18内の水温が所定温度に達するまで貯湯運転を行なう。
【0049】
同様にして、風呂追焚きは、浴槽33内の温水が長時間使用されない場合、所定温度以下になると自動検知してヒートポンプ運転を開始し、第2ポンプ28により、浴槽33、第2ポンプ28、水冷媒熱交換器2、浴槽33の水循環回路にて浴槽33内の水温が所定温度に達するまで貯湯運転を行なう。
【0050】
本実施例によれば、第1ポンプ22を第2給湯回路による給湯時に水熱交換器11の出口側に位置させているので、第2給湯回路による給湯時に給水圧が低くても第1ポンプ22を運転することにより給湯圧力を増大することができ、これによって十分な給湯を行なうことができる。また、この第1ポンプ22を貯湯回路の循環用ポンプとして兼用しているので、コストアップを抑えつつ出湯圧力を高めることができる。
【0051】
また、ヒートポンプ回路51の運転を開始する時の過渡期だけ貯湯タンク18内に貯蔵している高温の湯を使用して補助的に使用端末31、32に湯を供給し、ヒートポンプ回路51の安定時には第1水熱交換器11で焚き上げた湯を直接使用端末31、32に供給することができるので、貯湯タンク18を格段に小さくすることができると共に、湯切れすることなく給湯することができる。小容量の貯湯タンク18を用いたことにより、運搬費用等を低減することができる。さらには、ヒートポンプ給湯機を設置するのに広い設置スペースを必要とせず、また質量も軽いので特に強固な地盤や基礎工事を必要とせず、アパートやマンションのベランダ等に設置することが可能になる。
【0052】
また、小容量の貯湯タンク18をヒートポンプ回路51などと共に、ヒートポンプ給湯機本体に内蔵するようにしたことにより、ヒートポンプ給湯機本体一個を運搬し、設置すれば良く、運搬費用、設置工事費、それらにかかる諸経費を低減することができると共に、ヒートポンプ給湯機を設置するのに広い設置スペースを必要とせず、また質量も軽いので特に強固な地盤や基礎工事を必要とせず、アパートやマンションのベランダ等にも設置することが可能になる。
【0053】
また、貯湯タンク18を小さくすることができるので、貯湯タンク18からの放熱量を低減することができ、熱エネルギーを無駄なく利用することができる。さらには、貯湯タンク18を小さくしたことによって、水熱交換器2を巻き付けた貯湯タンク18全体を小さな断熱材29で被覆することができるようになり、ヒートポンプ回路10で加熱した湯をさめ難くし、熱エネルギーを無駄なく利用することができる。
【0054】
次に、本発明の第2実施例のヒートポンプ式給湯機を図5を参照しながら説明する。この第2実施例は、風呂追炊回路54をなくした点で第1実施例と相違するものであり、その他の点については第1実施例と基本的には同一である。この第2実施例においても第1実施例と共通する構成において同様な効果を有する。
【0055】
次に、本発明の第3実施例のヒートポンプ式給湯機を図6を参照しながら説明する。この第3実施例は、第1ポンプ22を第1水熱交換器11と切換弁19との間に配置すると共に、逆止弁24を削除し、更には開閉弁21とその水配管を削除した点にて、第1実施例と相違するものであり、その他の点については第1実施例と基本的には同一である。この第3実施例においても第1実施例と共通する構成において同様な効果を有すると共に、この第3実施例では逆止弁24、開閉弁21を不要とすることができて安価なものとすることができる。
【0056】
【発明の効果】
本発明によれば、小型及び軽量で輸送性及び据付け性に優れると共に湯切れを起こすことなくエネルギー効率に優れ、しかもコストアップを極力抑えつつ出湯圧力を高める事が可能なヒートポンプ式給湯機を得ることができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の第1実施例のヒートポンプ式給湯機の構成図である。
【図2】図1のヒートポンプ式給湯機に用いる水熱交換器の正面図である。
【図3】図2の水熱交換器の平面図である。
【図4】図2の水熱交換器の部分断面拡大図である。
【図5】本発明の第2実施例のヒートポンプ式給湯機の構成図である。
【図6】本発明の第3実施例のヒートポンプ式給湯機の構成図である。
【図7】従来のヒートポンプ式給湯機の構成図である。
【符号の説明】
1…圧縮機、2…水熱交換器、3…凝縮器、5…減圧装置、6…蒸発器、7…アキュムレータ、9…送風機、11…第1水熱交換器、12…第2水熱交換器、16…給水管、17…減圧弁、18…貯湯タンク、19…混合弁、20…バイバス弁、21…開閉弁、22…第1ポンプ、23…流量調整弁、24…逆止弁、27…開閉弁、28…第2ポンプ、29…循環ポンプ、31…蛇口、32…シャワー、33…風呂の浴槽、34…給湯管、50…ヒートポンプ式給湯機、51…ヒートポンプ回路、52…給湯回路、53…貯給湯回路、54…風呂追炊回路、55…運転制御手段。
[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to a heat pump type hot water heater, and is particularly suitable for a heat pump type hot water heater provided with a first hot water supply circuit that supplies hot water from a hot water storage tank and a second hot water supply circuit that supplies hot water from a water-refrigerant heat exchanger.
[0002]
[Prior art]
Conventional water heaters have a hot water storage tank that does not have a hot water tank and burns gas, etc., and instantly boiles water with its powerful combustion heat to supply hot water, or a large capacity hot water storage tank. There were electric water heaters that used cheap electricity at night to store a large amount of hot water heated by an electric heater during the night in a hot water storage tank and use the hot water stored in the hot water storage tank during the day.
[0003]
And recently, a heat pump type water heater that is said to be more energy efficient than an electric water heater has begun to spread. The heat pump type water heater uses a change in the state of the refrigerant as a heat source, so it is several times better in energy efficiency than electric heater heating, and does not combust gas, so it does not emit CO2 and is friendly to the global environment. It has been broken. However, since there is no strong heat as when gas is burned, a large-capacity hot water storage tank is installed like an electric water heater, and hot water is boiled in the heat pump circuit at night using cheap electricity. It was common to store in a hot water storage tank and use the stored hot water during the day. That is, in a conventional heat pump type hot water heater, a heat pump circuit and a hot water storage tank for storing a large amount of hot water heated by the heat pump circuit are provided as separate devices, and the two devices are connected by piping or the like as a water heater. It was functioning.
[0004]
As such a conventional heat pump type water heater, there is one disclosed in JP-A-9-126547 (Patent Document 1). This will be described with reference to FIG.
[0005]
The heat pump type hot water heater is provided with a heat pump circuit including a compressor 101, a condenser 102, a decompression device 103, and an evaporator 104, and a large-capacity hot water storage tank 185 as separate devices. Further, the heat pump type hot water heater connects a water pipe from the lower part of the hot water storage tank 185 to the water heat exchanger 113 arranged in heat exchange with the condenser 102 of the heat pump circuit via the pump 222, A hot water storage circuit having a hot water pipe connected to the outlet and the upper part of the hot water storage tank 185 is provided.
[0006]
This heat pump type hot water heater operates an energy efficient heat pump circuit using cheap electric power at night, and circulates the water in the hot water storage tank 185 with the pump 222 while the water heat exchanger 113 performs predetermined hot water. The temperature is gradually warmed until the temperature reaches a predetermined temperature, and the temperature detector 114 detects that the temperature has reached a predetermined hot water temperature, and the operation of the heat pump circuit is stopped. During the day, when hot water is used at the use terminal 118, it is mixed with tap water by the mixing valve 117 and supplied after being diluted to an appropriate temperature. By increasing the temperature of hot water stored in the hot water storage tank 185 as much as possible, the amount of tap water diluted by the mixing valve 117 is increased, and the amount of hot water taken out from the hot water storage tank 185 is decreased.
[0007]
[Patent Document 1]
Japanese Patent Laid-Open No. 9-126547 [0008]
[Problems to be solved by the invention]
Since the conventional heat pump type hot water heater has a large-capacity hot water storage tank, a sufficiently large installation space is required for installing the heat pump type hot water heater. In addition, considering the case where hot water is stored to the full capacity of the hot water storage tank, the mass of a general heat pump water heater exceeds 400 kg, so sufficient strength is ensured by performing foundation work at the installation site. In addition, it is difficult to install in a confined place such as an apartment or condominium veranda, or in a place with insufficient strength. Furthermore, the heat pump water heater is transported to the customer's installation location. It also took a lot of expense and effort.
[0009]
The conventional heat pump water heater operates the heat pump circuit at night so as to use cheap electricity charges at night, stores it in a hot water storage tank as hot water, and stores the hot water without operating the heat pump circuit during the day. The hot water stored in the tank is used to supply hot water. For this reason, sometimes the hot water in the hot water storage tank was used up, and the water could not be boiled immediately, causing hot water to run out. Also, because a large amount of hot water that is hotter than the air temperature is stored, heat is radiated from the large surface of the hot water tank, which wastes energy and warms up the amount of temperature drop at night. It was necessary to keep.
[0010]
Then, after performing the hot water supply operation using the hot water of a hot water storage tank, it is possible to consider a heat pump type hot water heater that supplies hot water by supplying water through a water heat exchanger while operating the heat pump circuit.
[0011]
However, in this heat pump type hot water supply apparatus, it is necessary to increase the heat exchange amount with the condenser by lengthening the water heat exchanger because the water heat exchanger has to raise the temperature to a predetermined temperature. For this reason, the pressure loss of the water heat exchanger at the time of hot water supply becomes large and the tapping pressure becomes low. For example, when the water supply pressure of the water supply is low, the momentum of the shower becomes weak or hot water supply to the second floor becomes impossible. There were cases where problems occurred with ease of use. In particular, when the water heat exchanger is spirally wound together with the condenser and formed into a cylindrical shape to greatly increase the heat exchange area, the pressure loss of the water heat exchanger is greatly increased. There was a problem that it would be seriously damaged.
[0012]
In order to solve this, it is conceivable to increase the pressure by newly adding a pressure pump to the outlet side of the hot water circuit, but in this case, two expensive pumps are used, which increases the cost. There was a problem that.
[0013]
An object of the present invention is to provide a heat pump type hot water heater that is small and lightweight, has excellent transportability and installation property, is energy efficient without causing hot water shortage, and can increase the hot water pressure while minimizing cost increase. There is to do.
[0014]
Other objects and advantages of the present invention will become apparent from the following description.
[0015]
[Means for Solving the Problems]
In order to achieve the above object, the present invention provides a compressor, a condenser, a decompression device, a heat pump circuit in which an evaporator for exchanging heat with outside air is sequentially connected via a refrigerant pipe, a hot water storage tank, a pump, and the condenser A water heat exchanger for exchanging heat with the storage water hot water circuit having a switching valve connected via a water pipe, and an operation control means for controlling the operation of the compressor, the pump, and the switching valve, and the hot water storage circuit. A hot water storage circuit that circulates water through the hot water storage tank, the pump, and the water heat exchanger to store hot water in the hot water storage tank, a first hot water supply circuit that supplies hot water from the hot water storage tank to a use terminal, and the water heat exchanger The pump is switched to a second hot water supply circuit that supplies hot water to the terminal in use, and the pump is positioned on the outlet side of the water heat exchanger when hot water is supplied by the second hot water supply circuit.
[0016]
The other means of the present invention will be clarified from the following description.
[0017]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
Hereinafter, a plurality of embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings. The same reference numerals in the drawings of the respective embodiments indicate the same or equivalent.
[0018]
First, the heat pump type water heater of the first embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS.
[0019]
The heat pump type hot water heater 50 includes a heat pump circuit 51, a hot water supply circuit 52, and an operation control means 55. The heat pump circuit 51, the hot water supply circuit 52, and the operation control means 55 are accommodated in one housing 50a using a small-capacity hot water storage tank 18. Thereby, compared with the conventional general heat pump type hot water heater in which the heat pump circuit 51 and the hot water supply circuit 52 are housed in separate housings, the transportability and the installation property can be improved.
[0020]
The heat pump circuit 51 is configured by sequentially connecting the compressor 1, the condenser 3, the decompression device 5, and the evaporator 6 through a refrigerant pipe, and a refrigerant is enclosed therein.
[0021]
The compressor 1 is capable of capacity control and is operated with a large capacity when a large amount of hot water is supplied. Here, the rotation speed of the compressor 1 is controlled from a low speed (for example, 2000 rotations / minute) to a high speed (for example, 8000 rotations / minute) by PWM control, voltage control (for example, PAM control) and combination control thereof. It has become. In particular, when hot water is supplied directly from the first water heat exchanger 11 (in other words, when hot water is supplied in the second hot water supply circuit), the compressor 1 is operated at a high speed.
[0022]
The condenser 3 is configured to exchange heat with the first water heat exchanger 11 and the second water heat exchanger 12. The water refrigerant heat exchanger 2 includes a condenser 3, a first water heat exchanger 11, and a second water heat exchanger 12. The evaporator 6 is composed of an air refrigerant heat exchanger that performs heat exchange between the outside air ventilated by the blower 9 and the refrigerant.
[0023]
The hot water supply circuit 52 includes a hot water storage circuit 53 and a bath cooking circuit 54.
[0024]
The hot water storage circuit 53 includes a pressure reducing valve 17, a hot water storage tank 18, a first pump 22, a check valve 24, a first water heat exchanger 11, a switching valve 19, a flow rate adjusting valve 23, a bypass valve 20, an on-off valve 21, and a flow rate. A total of 25 is connected via a water pipe. Reference numeral 26 denotes a hot water supply port. The hot water storage circuit 53 is filled with water from a water supply source.
[0025]
The bath additional cooking circuit 54 is configured by connecting the second water heat exchanger 12 and the second pump 28 via a water pipe. The bath additional cooking circuit 54 is configured to circulate and cook hot water in the bathtub 33 in the order of the second water heat exchanger 12 and the second pump 28. Hot water is supplied from the hot water supply port 26 of the hot water storage circuit 53 to the side of the bath additional cooking circuit 54 through the on-off valve 27.
[0026]
In the description of the present invention, water includes cold water and hot water, the cold water is in a state before becoming hot water, and the hot water is in a state where the cold water is heated (also referred to as hot water).
[0027]
As shown in FIG. 1, the operation control means 55 includes a compressor 1, a pressure reducing device 5, a first pump 22, a switching valve 19, a flow rate adjusting valve 23, a bypass valve 20, a second pump 28, and on-off valves 21 and 27. It controls the operation.
[0028]
The heat pump type water heater is provided with a temperature sensor that detects the state of the water heater. On the hot water supply circuit 52 side, the hot water supply pipes 34 before and after the flow rate adjustment valve 23, the water pipe between the first water heat exchanger 11 and the switching valve 19, the water supply pipe 16 on the outlet side of the pressure reducing valve 17, the second pump Each of the 28 outlet water pipes is provided with a temperature sensor, and a detection signal is input to the operation control means 55. Further, an outside air temperature sensor for detecting the outside air temperature is provided on the heat pump circuit 51 side, and a detection signal is input to the operation control means 55. The operation control means 55 controls each device based on these signals.
[0029]
The hot water storage circuit 53 is configured so that the hot water storage tank 18, the bypass valve 20, the flow rate adjustment valve 23, the first pump 22, the on-off valve 21, the first water heat exchanger 11, the switching valve 19, and the hot water storage valve 18 are switched. A hot water storage circuit that circulates water in this order and stores the hot water in the hot water storage tank 18, a first hot water supply circuit that supplies hot water from the hot water storage tank 18 through the switching valve 19, the flow rate adjusting valve 23, and the first pump while receiving water from the water supply source, Connected via a water pipe so as to form a second hot water supply circuit for supplying hot water from the first water heat exchanger 11 through the switching valve 19, the flow rate adjusting valve 23 and the first pump 22 while receiving water from the water source. ing.
[0030]
The hot water storage circuit 53 supplies hot water by connecting the water supply pipe 16 to a water supply source and supplies hot water by connecting the hot water supply pipe 34 to the faucet 31 and the shower 32 which are used terminals.
[0031]
The water supply pipe 16 is provided with a pressure reducing valve 17 and a flow meter 25 on the inlet side. The water supply pipe 16 is branched into three on the outlet side of the pressure reducing valve 17. The branched pipes are connected directly to the hot water storage tank 18, to the first water heat exchanger 11 via the check valve 24, and to the flow rate adjustment valve 23 via the bypass valve 20. The bypass valve 20 and the flow rate adjusting valve 23 are for adjusting the hot water supply temperature to the target set temperature.
[0032]
The check valve 24 circulates water only in one direction due to a pressure difference, and is configured to guide the cold water of the water supply source to the first water heat exchanger when configuring the second hot water supply circuit.
[0033]
The switching valve 19 is connected to the outlet side of the first water heat exchanger 11 in the first hot water supply circuit, the outlet side of the hot water storage tank 18 in the second hot water supply circuit, and the first water heat exchanger 11 and the hot water storage tank 18 in the hot water storage circuit. It is located in between.
[0034]
The flow rate adjusting valve 23 is provided on the outlet side of the hot water supply pipe 34 and is provided for adjusting the flow rate and supplying hot water at a predetermined temperature. The bypass valve 20 is connected between the water supply pipe 16 and the hot water supply pipe 34 so that the cold water of the water supply source bypasses the hot water storage tank 18 and the first water heat exchanger 11 and is led directly to the inlet side of the flow rate adjusting valve 23. Yes. By introducing cold water from the bypass valve 20 to the inlet side of the flow rate adjustment valve 23, the hot water supply temperature can be adjusted while ensuring the hot water supply flow rate.
[0035]
The hot water storage tank 18 is constituted by a small tank having a cylindrical shape which is formed vertically. The hot water storage tank 18 is a small hot water storage tank that is about one third of the conventional hot water storage tank. Around the hot water storage tank 18, the water refrigerant heat exchanger 2 shown in FIGS. The water-refrigerant heat exchanger 2 is formed in a spiral shape so that the first water heat exchanger 11 and the second water heat exchanger 12 are alternately arranged between the condensers 3, and is formed in a cylindrical shape as a whole. Has been. The condenser 3, the 1st water heat exchanger 11, and the 2nd water heat exchanger 12 are formed in flat shape, The flat part is contacting thermally and it is integrally formed.
[0036]
In such a configuration, the heat pump water heater of the present embodiment uses the heat pump circuit 51 that is said to be 300 to 500% better in energy efficiency than the electric water heater, and is fired by the first water heat exchanger 11. While supplying the hot water directly to the use terminal, the hot water in the bathtub 33 is to be additionally cooked by the second water heat exchanger 12.
[0037]
Next, operation | movement of this heat pump type hot water heater is demonstrated.
[0038]
The heat pump type hot water heater 50 is transported from a manufacturing site, installed at an installation location desired by the user, and supplied with water from a water supply source (for example, water supply) when connected to a power source. The supplied water is depressurized and adjusted to a constant pressure by the pressure reducing valve 17 and is filled in the hot water storage tank 18, the first water heat exchanger 11 and each water pipe, and the hot water storage circuit 53 is filled. The flow rate adjustment valve 22 and the bypass valve 20 at the time of installation of the heat pump water heater 50 are in a closed state.
[0039]
When the power switch is turned on and the operation control means 55 operates, the operation of the heat pump circuit 51 and the hot water storage circuit 53 is started, and the hot water storage operation is performed. In this hot water storage operation, the compressor 1 is operated, and the gaseous refrigerant in the compressor 1 is heated and compressed to be fed into the condenser 3 as a high-temperature and high-pressure refrigerant. Thereby, in the water refrigerant heat exchanger 2, the high-temperature refrigerant flowing in the refrigerant circuit of the condenser 3 and the water flowing in the water circuit of the first water heat exchanger 11 exchange heat, the refrigerant is radiated, and the water is heated. The The radiated refrigerant is depressurized by the decompression device 5 and further expanded and evaporated by the evaporator 6 to become a gaseous state and return to the compressor 1 again. By continuing this heat pump operation repeatedly, the water passing through the first water heat exchanger 11 is heated.
[0040]
In the hot water storage operation, the first pump 22 is operated, and the water in the hot water storage tank 18 is transferred to the hot water storage tank 18, the bypass valve 20, the flow rate adjustment valve 23, the first pump 22, the on-off valve 21, and the first water heat exchanger 11. The switching valve 19, the hot water storage valve 18, and the hot water storage tank 18 are circulated in this order. Thereby, the hot water heated by the water-refrigerant heat exchanger 2 is stored from the upper part of the hot water storage tank 18, and the operation is stopped in a state where the entire hot water storage tank 18 is boiled.
[0041]
When hot water is used at the use terminals 31, 32, water is supplied to the lower part of the hot water storage tank 18, and the hot water stored in the upper part of the hot water storage tank 18 by the supply water pressure passes through the switching valve 19 and the hot water supply pipe. 34 and supplied to the use terminals 31 and 32 through the flow rate adjusting valve 23 and the first pump 22. That is, tank hot water supply is performed by configuring the first hot water supply circuit. Here, when the feed water pressure is low, the first pump is operated to obtain sufficient hot water supply.
[0042]
When the hot water supply of the use terminals 31 and 32 is started, the operation control means 55 transmits a control signal to start the compressor 1 and start the operation of the heat pump circuit 51. As a result, the heat pump circuit 51 feeds the refrigerant into the condenser 3 and heats a small amount of water accumulated in the first water heat exchanger 11. And since the quantity of the refrigerant | coolant sent in to the condenser 3 increases with progress of time, the heat of condensation generated according to it increases and the temperature of the small amount of water which has accumulated in the 1st water heat exchanger 11 Will rise rapidly.
[0043]
Then, after performing tank hot water supply for supplying hot water from the hot water storage tank 18 for a predetermined time (for example, several minutes) immediately after the start of operation, the operation control means 55 operates to change from the tank hot water supply by the first hot water supply circuit to the second hot water supply circuit. It is switched to heating hot water supply by. That is, the second hot water supply circuit heats the cold water from the water supply source through the first water heat exchanger 11 and supplies it to the use terminals 31 and 32 through the switching valve 19 and the flow rate adjustment valve 23.
[0044]
Thus, when hot water supply is started from the use terminals 31 and 32, hot water is transiently supplied from the hot water storage tank 18 and then hot water is supplied from the water heater 11, so hot water supply due to a heating delay at the start of heat pump operation. The delay can be eliminated and the capacity of the hot water storage tank 18 can be remarkably reduced as compared with the conventional example. Moreover, by setting the temperature of the hot water from the water heater 11 lower than the temperature of the hot water stored in the hot water storage tank 18, it is possible to supply hot water in a state where the efficiency of the heat pump circuit is even better. In addition, by raising the temperature of the water stored in the water heater 11 as fast as possible and shortening the time to use the transient hot water supply circuit using the hot water storage tank 18, the capacity of the hot water storage tank 18 is further reduced. Therefore, it is desirable to increase the capacity of the heat pump circuit 10, particularly the compressor output, to about 15 KW (more preferably about 20 KW, 5 times or more), which is about 3 times higher than the conventionally used 5 KW.
[0045]
Further, when hot water is simultaneously discharged from the faucet 31 and the shower 32 of the use terminal, the same amount of water is simultaneously supplied from the water supply source, so that the hot water storage tank 18 and the hot water supply circuit 52 are always full. Further, when the amount of hot water supply in this simultaneous hot water supply is extremely large, the valve body of the switching valve 19 is moved to the intermediate position to use hot water from the hot water storage tank 18 in addition to hot water from the first water heat exchanger 11. It can be done. However, this combined operation is continued until there is no hot water remaining in the hot water storage tank 18.
[0046]
When the hot water supply is not used at the use terminals 31 and 32, the hot water storage operation is switched to the hot water storage circuit. In this hot water storage operation, when hot water supply is stopped, the bypass valve 20 is opened, the mixing valve 19 is opened so that the outlet of the water heater 11 and the outlet of the hot water storage tank 18 are open, the flow rate adjustment valve 23 is fully opened, and the open / close valve From the open state 21, the heat pump circuit is operated and at the same time the pump 22 is operated. Since this hot water storage operation performs the same operation as the hot water storage operation described above, a description thereof will not be repeated here.
[0047]
During this hot water storage operation, whether or not hot water is used at the use terminals 31 and 32 is determined. If hot water use is started, the hot water supply operation is switched to the first hot water supply circuit. If there is no new hot water supply, the hot water storage operation is continued. It is determined whether the temperature of the hot water storage tank 18 has reached a predetermined temperature. If it is determined that the temperature is lower than the predetermined temperature, the hot water storage operation is continued. If the temperature is equal to or higher than the predetermined temperature, the operation is terminated by the operation control means 55.
[0048]
Next, tank tracking will be described. When the hot water in the hot water storage tank 18 is not used for a long time and falls below a predetermined temperature, this is automatically detected and the heat pump operation and the first pump 22 operation are started. Thus, the hot water storage operation is performed until the water temperature in the hot water storage tank 18 reaches a predetermined temperature in the hot water storage circuit of the hot water storage tank 18, the first pump 22, the first water heat exchanger 11, the switching valve 19, and the hot water storage tank 18.
[0049]
Similarly, when the hot water in the bathtub 33 is not used for a long period of time, the bath reheating automatically detects when the temperature falls below a predetermined temperature and starts the heat pump operation. The second pump 28 causes the bathtub 33, the second pump 28, The hot water storage operation is performed in the water circulation circuit of the water / refrigerant heat exchanger 2 and the bathtub 33 until the water temperature in the bathtub 33 reaches a predetermined temperature.
[0050]
According to the present embodiment, since the first pump 22 is positioned on the outlet side of the water heat exchanger 11 when hot water is supplied by the second hot water supply circuit, the first pump can be used even when the hot water supply pressure is low during hot water supply by the second hot water supply circuit. By operating 22, the hot water supply pressure can be increased, whereby sufficient hot water supply can be performed. In addition, since the first pump 22 is also used as a circulation pump of the hot water storage circuit, the hot water pressure can be increased while suppressing an increase in cost.
[0051]
In addition, hot water is supplementarily supplied to the use terminals 31 and 32 using hot water stored in the hot water storage tank 18 only during the transition period when the operation of the heat pump circuit 51 is started, so that the heat pump circuit 51 is stabilized. Sometimes the hot water pumped up by the first water heat exchanger 11 can be directly supplied to the use terminals 31 and 32, so that the hot water storage tank 18 can be remarkably reduced and hot water can be supplied without running out of hot water. it can. By using the small-capacity hot water storage tank 18, transportation costs and the like can be reduced. Furthermore, it does not require a large installation space to install a heat pump water heater, and its mass is light, so it does not require particularly strong ground or foundation work and can be installed on the verandas of apartments and apartments. .
[0052]
Further, since the small-capacity hot water storage tank 18 is incorporated in the heat pump water heater main body together with the heat pump circuit 51 and the like, it is only necessary to transport and install one heat pump water heater main body. Can be reduced, and a large installation space is not required to install a heat pump water heater, and the mass is light, so there is no need for particularly strong ground or foundation work. It becomes possible to install in etc.
[0053]
Moreover, since the hot water storage tank 18 can be made small, the heat radiation from the hot water storage tank 18 can be reduced, and heat energy can be utilized without waste. Furthermore, by making the hot water storage tank 18 small, the entire hot water storage tank 18 around which the water heat exchanger 2 is wound can be covered with a small heat insulating material 29, and the hot water heated by the heat pump circuit 10 is less likely to be caught. Heat energy can be used without waste.
[0054]
Next, a heat pump type water heater according to a second embodiment of the present invention will be described with reference to FIG. The second embodiment is different from the first embodiment in that the bath additional cooking circuit 54 is eliminated, and the other points are basically the same as the first embodiment. This second embodiment also has the same effect in the configuration common to the first embodiment.
[0055]
Next, a heat pump type water heater according to a third embodiment of the present invention will be described with reference to FIG. In the third embodiment, the first pump 22 is disposed between the first water heat exchanger 11 and the switching valve 19, the check valve 24 is deleted, and the on-off valve 21 and its water pipe are deleted. This is different from the first embodiment, and the other points are basically the same as those of the first embodiment. This third embodiment also has the same effect as the configuration common to the first embodiment, and in this third embodiment, the check valve 24 and the on-off valve 21 can be dispensed with and inexpensive. be able to.
[0056]
【The invention's effect】
According to the present invention, there is obtained a heat pump type hot water heater that is small and lightweight, excellent in transportability and installation property, excellent in energy efficiency without causing hot water shortage, and capable of increasing the hot water pressure while suppressing cost increase as much as possible. be able to.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a configuration diagram of a heat pump type water heater according to a first embodiment of the present invention.
FIG. 2 is a front view of a water heat exchanger used in the heat pump type water heater of FIG.
3 is a plan view of the water heat exchanger of FIG. 2. FIG.
4 is an enlarged partial cross-sectional view of the water heat exchanger of FIG.
FIG. 5 is a configuration diagram of a heat pump type water heater according to a second embodiment of the present invention.
FIG. 6 is a configuration diagram of a heat pump type water heater according to a third embodiment of the present invention.
FIG. 7 is a configuration diagram of a conventional heat pump type water heater.
[Explanation of symbols]
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ... Compressor, 2 ... Water heat exchanger, 3 ... Condenser, 5 ... Decompression device, 6 ... Evaporator, 7 ... Accumulator, 9 ... Blower, 11 ... 1st water heat exchanger, 12 ... 2nd water heat Exchanger, 16 ... water supply pipe, 17 ... pressure reducing valve, 18 ... hot water storage tank, 19 ... mixing valve, 20 ... bypass valve, 21 ... open / close valve, 22 ... first pump, 23 ... flow control valve, 24 ... check valve , 27 ... Open / close valve, 28 ... Second pump, 29 ... Circulation pump, 31 ... Faucet, 32 ... Shower, 33 ... Bath tub, 34 ... Hot water supply pipe, 50 ... Heat pump hot water heater, 51 ... Heat pump circuit, 52 ... Hot water supply circuit, 53... Hot water storage circuit, 54.

Claims (6)

圧縮機、凝縮器、減圧装置、外気と熱交換を行なう蒸発器を冷媒配管を介して順次接続したヒートポンプ回路と、
貯湯タンク、ポンプ、前記凝縮器と熱交換する水熱交換器、切換弁を水配管を介して接続した貯給湯回路と、
前記圧縮機、前記ポンプ、前記切換弁の動作を制御する運転制御手段とを備え、
前記貯給湯回路は、前記貯湯タンク、前記ポンプ、前記水熱交換器に水を循環させて前記貯湯タンクに貯湯する貯湯回路と、前記貯湯タンクから使用端末へ給湯する第1給湯回路と、前記水熱交換器から使用端末へ給湯する第2給湯回路とに切換えて形成し、
前記ポンプは前記第2給湯回路による給湯時に前記水熱交換器の出口側に位置させると共に、前記貯湯回路による貯湯時に循環用に用いるポンプと兼用した
ことを特徴とするヒートポンプ式給湯機。
A heat pump circuit in which a compressor, a condenser, a pressure reducing device, and an evaporator for exchanging heat with outside air are sequentially connected via a refrigerant pipe;
A hot water storage tank, a pump, a water heat exchanger for exchanging heat with the condenser, a hot water storage circuit in which a switching valve is connected via a water pipe,
An operation control means for controlling the operation of the compressor, the pump, and the switching valve;
The hot water storage circuit includes: a hot water storage circuit that circulates water through the hot water storage tank, the pump, and the water heat exchanger to store hot water in the hot water storage tank; a first hot water supply circuit that supplies hot water from the hot water storage tank to a use terminal; Switch to the second hot water supply circuit that supplies hot water from the water heat exchanger to the terminal in use,
The pump is located on the outlet side of the water heat exchanger when hot water is supplied by the second hot water supply circuit, and is also used as a pump for circulation when hot water is stored by the hot water storage circuit.
圧縮機、凝縮器、減圧装置、外気と熱交換を行なう蒸発器を冷媒配管を介して順次接続したヒートポンプ回路と、
貯湯タンク、ポンプ、前記凝縮器と熱交換する水熱交換器、切換弁、流量調整弁を水配管を介して接続した貯給湯回路と、
前記圧縮機、前記ポンプ、前記切換弁、前記流量調整弁の動作を制御する運転制御手段とを備え、
前記貯給湯回路は、前記運転制御手段の制御によって、前記貯湯タンクの水を前記貯湯タンク、流量調整弁、前記ポンプ、前記水熱交換器、前記切換弁、前記貯湯タンクの順に循環させて前記貯湯タンクに貯湯する貯湯回路と、前記貯湯タンクの温水を前記貯湯タンクから前記切換弁、前記流量調整弁、前記ポンプの順に通して給湯する第1給湯回路と、前記水熱交換器で加熱された温水を前記水熱交換器から前記切換弁、前記流量調整弁、前記ポンプの順に通して給湯する第2給湯回路とに切換えて形成する
ことを特徴とするヒートポンプ式給湯機。
A heat pump circuit in which a compressor, a condenser, a pressure reducing device, and an evaporator for exchanging heat with outside air are sequentially connected via a refrigerant pipe;
A hot water storage tank, a pump, a water heat exchanger for exchanging heat with the condenser, a switching valve, and a flow rate adjusting valve connected via a water pipe;
An operation control means for controlling operations of the compressor, the pump, the switching valve, and the flow rate adjusting valve;
The hot water storage circuit circulates water in the hot water storage tank in the order of the hot water storage tank, a flow rate adjusting valve, the pump, the water heat exchanger, the switching valve, and the hot water storage tank under the control of the operation control means. A hot water storage circuit for storing hot water in a hot water storage tank, a first hot water supply circuit for supplying hot water from the hot water storage tank through the switching valve, the flow rate adjusting valve, and the pump in this order, and heated by the water heat exchanger. The heat pump type hot water heater is formed by switching hot water from the water heat exchanger to a second hot water supply circuit for supplying hot water through the switching valve, the flow rate adjusting valve, and the pump in this order.
前記貯湯タンクと前記水熱交換器との間の水配管に逆止弁を設け、前記貯湯タンクと前記逆止弁との間の水配管と前記切換弁と前記流量調整弁との間の水配管とをバイパス弁を設けた水配管で接続し、前記逆止弁と前記水熱交換器との間の水配管と前記ポンプの吐出側の水配管とを開閉弁を設けた水配管で接続したことを特徴とする請求項2に記載のヒートポンプ式給湯機。A check valve is provided in a water pipe between the hot water storage tank and the water heat exchanger, and water between the hot water storage tank and the check valve, the switching valve, and the flow rate adjusting valve. Connect the pipe with a water pipe provided with a bypass valve, and connect the water pipe between the check valve and the water heat exchanger and the water pipe on the discharge side of the pump with a water pipe provided with an open / close valve. The heat pump type water heater according to claim 2, wherein 前記凝縮器と前記水熱交換器とは熱的に接触して螺旋状に巻いて円筒状に形成されたことを特徴とする請求項2または3に記載のヒートポンプ式給湯機。The heat pump type hot water heater according to claim 2 or 3, wherein the condenser and the water heat exchanger are formed in a cylindrical shape by being in thermal contact and spirally wound. 圧縮機、凝縮器、減圧装置、外気と熱交換を行なう蒸発器を冷媒配管を介して順次接続したヒートポンプ回路と、
貯湯タンク、ポンプ、前記凝縮器と熱交換する水熱交換器、切換弁、流量調整弁を水配管を介して接続した貯給湯回路と、
前記圧縮機、前記ポンプ、前記切換弁、前記流量調整弁の動作を制御する運転制御手段とを備え、
前記貯給湯回路は、前記運転制御手段の制御によって、前記貯湯タンクの水を前記貯湯タンク、前記ポンプ、前記水熱交換器、前記切換弁、前記貯湯タンクの順に循環させて前記貯湯タンクに貯湯する貯湯回路と、前記貯湯タンクの温水を前記貯湯タンクから前記切換弁、前記流量調整弁の順に通して使用端末へ給湯する第1給湯回路と、前記水熱交換器で加熱された温水を前記水熱交換器から前記切換弁、前記流量調整弁の順に通して使用端末へ給湯する第2給湯回路とを切換えて形成する
ことを特徴とするヒートポンプ式給湯機。
A heat pump circuit in which a compressor, a condenser, a pressure reducing device, and an evaporator for exchanging heat with outside air are sequentially connected via a refrigerant pipe;
A hot water storage tank, a pump, a water heat exchanger for exchanging heat with the condenser, a switching valve, and a flow rate adjusting valve connected via a water pipe;
An operation control means for controlling operations of the compressor, the pump, the switching valve, and the flow rate adjusting valve;
The hot water storage circuit circulates water in the hot water storage tank in the order of the hot water storage tank, the pump, the water heat exchanger, the switching valve, and the hot water storage tank under the control of the operation control means to store hot water in the hot water storage tank. A hot water storage circuit, a first hot water supply circuit for supplying hot water from the hot water storage tank to the use terminal through the switching valve and the flow rate adjusting valve in this order, and hot water heated by the water heat exchanger A heat pump type hot water supply apparatus, wherein a water hot water supply circuit is switched to a second hot water supply circuit for supplying hot water to a use terminal through the switching valve and the flow rate adjusting valve in this order.
圧縮機、凝縮器、減圧装置、外気と熱交換を行なう蒸発器を冷媒配管を介して順次接続したヒートポンプ回路と、
貯湯タンク、第1ポンプ、前記凝縮器と熱交換する水熱交換器、切換弁、第2ポンプ、前記凝縮器と熱交換する第2水熱交換器を水配管を介して接続した貯給湯回路と、
第2ポンプ、前記凝縮器と熱交換する第2水熱交換器を水配管を介して接続した風呂追炊回路と、
前記圧縮機、前記第1ポンプ、前記切換弁、前記第2ポンプの動作を制御する運転制御手段とを備え、
前記貯給湯回路は、前記切換弁の切換えによって、前記貯湯タンク、前記第1ポンプ、前記第1水熱交換器に水を循環させて前記貯湯タンクに貯湯する貯湯回路と、前記貯湯タンクから給湯する第1給湯回路と、前記第1水熱交換器から給湯する第2給湯回路とを形成するように構成され、
前記第1ポンプは前記第2給湯回路による給湯時に前記水熱交換器の出口側に位置させると共に、前記貯湯回路による貯湯時に循環用に用いるポンプと兼用し、
前記風呂追炊回路は、風呂の湯を第2水熱交換器、前記第2ポンプの順に通して追炊きするように接続すると共に、前記第2給湯回路の出湯側を前記第2ポンプの吸込側に接続した
ことを特徴とするヒートポンプ式給湯機。
A heat pump circuit in which a compressor, a condenser, a pressure reducing device, and an evaporator for exchanging heat with outside air are sequentially connected via a refrigerant pipe;
A hot water storage tank, a first pump, a water heat exchanger that exchanges heat with the condenser, a switching valve, a second pump, and a second water heat exchanger that exchanges heat with the condenser via a water pipe When,
A second bath, a bath cooking circuit in which a second water heat exchanger that exchanges heat with the condenser is connected via a water pipe;
An operation control means for controlling the operation of the compressor, the first pump, the switching valve, and the second pump;
The hot water storage circuit is configured to circulate water through the hot water storage tank, the first pump, and the first water heat exchanger to store hot water in the hot water storage tank, and to supply hot water from the hot water storage tank. Configured to form a first hot water supply circuit and a second hot water supply circuit for supplying hot water from the first water heat exchanger,
The first pump is located on the outlet side of the water heat exchanger when hot water is supplied by the second hot water supply circuit, and also serves as a pump used for circulation when hot water is stored by the hot water storage circuit,
The bath additional cooking circuit connects the hot water of the bath to the second water heat exchanger and the second pump in this order for additional cooking, and the outlet side of the second hot water supply circuit is connected to the suction of the second pump. A heat pump water heater characterized by being connected to the side.
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