JP3915635B2 - Water heater - Google Patents
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、給湯装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来より、熱源としてヒートポンプ式の冷媒回路を利用する給湯装置が知られている。ヒートポンプを熱源とする給湯装置は、ＣＯＰが約３程度と高いため、ガスや電気ヒータを熱源とする給湯装置と異なり、省エネルギー運転が可能である。
【０００３】
しかし、いわゆるガス瞬間湯沸かし器のように利用時に即座に出湯するためには、熱源として大容量のヒートポンプが必要となる。例えば、冬季のシャワー用に給湯を行う場合、仮に水温７℃の水から毎分１２リットルの４２℃の温水を生成しようとすると、熱源ヒートポンプには約３０ｋＷの能力が必要となる。そのため、熱源として、１０馬力相当のヒートポンプを用意しなければならない。
【０００４】
しかし、大容量のヒートポンプでは、室外機が大きくなるため、給湯装置の大型化を招く。室外機が大きいと、一般住宅への設置が著しく困難となる。また、必要電気容量も３０Ａを大幅に超えることになり、一般住宅に設置するためには受電設備の変更が必要となる。
【０００５】
そこで、特許文献１及び２に開示されているように、装置内に貯湯タンクを設け、深夜電力を利用して貯湯タンクに予め温水を貯めておき、給湯時に当該温水を供給する給湯装置が提案されている。このように貯湯タンクから温水を供給することにより、高温の温水を即座に供給することが可能となる。
【０００６】
【特許文献１】
特開平９−４９６６８号公報
【０００７】
【特許文献２】
特開平１０−１１１０１８号公報
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、貯湯タンクの容量が十分に大きくないと、１日の給湯負荷を賄うことはできない。ところが、１日の給湯負荷を賄えるような大型の貯湯タンクを設置するために、十分な大きさの設置スペースが必要となる。したがって、一般住宅に設置する際には、設置場所の制約が多く、また、スペースの制約から設置が不可能な場合もある。
【０００９】
本発明は、かかる点に鑑みてなされたものであり、その目的とするところは、ヒートポンプを熱源として利用する給湯装置において、大型の貯湯タンクがなくても温水を安定的に供給できるようにすることにある。
【００１０】
【課題を解決するための手段】
第１の発明は、給湯装置を対象とする。そして、圧縮機（31）、凝縮器（41,47）、減圧機構（23,25）及び蒸発器（27）を有するヒートポンプ（9,11）と、前記ヒートポンプ（9,11）の凝縮器（41,47）によって加熱され、温熱を蓄える蓄熱手段（7）と、前記蓄熱手段（7）の蓄熱を利用して温水を供給する給湯回路（13）とを備え、給湯運転時に、前記ヒートポンプ（9,11）による蓄熱手段（7）への蓄熱を行いながら前記給湯回路（13）の給湯を実行するものである。
【００１１】
この発明の給湯装置では、給湯運転時に、ヒートポンプによる蓄熱動作を行いながら、蓄熱手段の蓄熱を利用した給湯動作が行われる。したがって、ヒートポンプのみで給湯を行う装置や、蓄熱手段の蓄熱のみを利用して給湯を行う装置に比べて、ヒートポンプ及び蓄熱手段の容量をそれぞれ低減することができる。したがって、ヒートポンプ及び蓄熱手段の小型化を図ることができる。また、大型の貯湯タンクがなくても温水を即座に供給することができ、温水を安定的に供給することができる。
【００１２】
更に、第１の発明は、ヒートポンプが圧縮機（31）、凝縮器（47,41）、減圧機構（23,25）及び蒸発器（27）をそれぞれ有する第１及び第２の冷媒回路（11,9）を備え、蓄熱手段（7）は、前記第１冷媒回路（11）の凝縮器（47）によって加熱される第１蓄熱部（39）と、前記第２冷媒回路（9）の凝縮器（41）によって加熱される第２蓄熱部（37）とを備え、前記第１冷媒回路（11）の冷媒の凝縮温度が前記第２冷媒回路（9）の冷媒の凝縮温度よりも低く設定されているものである。
【００１３】
この発明の給湯装置では、ヒートポンプが第１冷媒回路及び第２冷媒回路を備えており、第１冷媒回路の冷媒凝縮温度が第２冷媒回路の冷媒凝縮温度よりも低く設定されていることから、蓄熱手段は温度の異なる第１蓄熱部及び第２蓄熱部を有することになる。そのため、第１蓄熱部及び第２蓄熱部から、温度レベルの異なる温水を取り出すことができる。
【００１４】
熱源であるヒートポンプは複数の冷媒回路で形成されているので、各冷媒回路の容量は比較的小さく抑えられる。そのため、圧縮機や蒸発器等を室外ユニット化する場合に、室外ユニットは小型化され、また、電気容量も低減する。したがって、一般住宅に無理なく設置することができる。
【００１５】
第２の発明は、上記第１の発明において、第１蓄熱部は、第１の融点を有する第１潜熱蓄熱材と第１冷媒回路（11）の凝縮器（47）とを備える第１蓄熱ユニット（39）からなり、第２蓄熱部は、前記第１融点よりも高温の第２融点を有する第２潜熱蓄熱材と第２冷媒回路（9）の凝縮器（41）とを備える第２蓄熱ユニット（37）からなり、給湯回路（13）は、前記第１蓄熱ユニット（39）に設けられた第１熱回収熱交換器（49）と、前記第２蓄熱ユニット（37）に設けられた第２熱回収熱交換器（43）とを備えているものである。
【００１６】
この発明の給湯装置では、第１蓄熱部及び第２蓄熱部において、潜熱蓄熱材が用いられる。したがって、蓄熱及び蓄熱の利用が効率よく行われる。各潜熱蓄熱材の融点がそれぞれの給湯取り出し温度に対応することにより、各蓄熱部において、給湯回路の水が所定の一定温度で安定して加熱されることになる。そのため、給湯回路に所定温度の温水を安定して供給することができる。
【００１７】
第３の発明は、上記第１の発明において、第１蓄熱部は、第１温度の水を貯留する第１温水タンク（81）からなり、第２蓄熱部は、第１温度よりも高温の第２温度の水を貯留する第２温水タンク（82）からなり、前記第１冷媒回路（11）の凝縮器（47）は、前記第１温水タンク（81）に貯留される水を加熱するように構成され、前記第２冷媒回路（9）の凝縮器（41）は、前記第２温水タンク（82）に貯留される水を加熱するように構成され、給湯回路（13）には、前記第１温水タンク（81）及び前記第２温水タンク（82）のうちの一方又は両方の温水が供給されるものである。
【００１８】
この発明の給湯装置では、出湯の際に、温水タンクの温水が給湯回路に直接供給され、当該温水がそのまま利用される。
【００１９】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態を図面に基づいて説明する。
【００２０】
＜実施形態１＞
図１に示すように、実施形態１に係る給湯装置（1）は、第１冷媒回路（11）及び第２冷媒回路（9）からなる熱源ヒートポンプと、第１蓄熱ユニット（39）及び第２蓄熱ユニット（37）からなる蓄熱部（7）と、給湯回路（13）とを備えている。給湯装置（1）は、いわゆるセミ瞬間給湯器であり、温水を即座に供給することのできる給湯装置である。
【００２１】
第１冷媒回路（11）及び第２冷媒回路（9）は、いずれも蒸気圧縮式の冷媒回路である。第１冷媒回路（11）と第２冷媒回路（9）とは、互いに独立した冷媒回路である。冷媒回路（9,11）の冷媒の種類は特に限定されるものではなく、例えばＨＦＣ系又はＨＣ系の冷媒等を好適に用いることができる。
【００２２】
第１冷媒回路（11）は、圧縮機（31）、第１蓄熱熱交換器（47）、レシーバ（19）、フィルタ（21）、キャピラリチューブ（23）、膨張弁（25）、室外熱交換器（27）、及びアキュムレータ（29）が順に接続されることによって構成されている。第１冷媒回路（11）には、電磁弁（33）及びキャピラリチューブ（35）を有する除霜用回路（34）が設けられている。除霜用回路（34）の一端は圧縮機（31）の吐出側配管に接続され、その他端は室外熱交換器（27）の入口側配管に接続されている。なお、第１冷媒回路（11）の圧縮機（31）や室外熱交換器（27）等は、第１室外ユニット（5）に収納されている。
【００２３】
第２冷媒回路（9）は、圧縮機（31）、第２蓄熱熱交換器（41）、レシーバ（19）、フィルタ（21）、キャピラリチューブ（23）、膨張弁（25）、室外熱交換器（27）、及びアキュムレータ（29）が順に接続されることによって構成されている。第２冷媒回路（9）にも、第１冷媒回路（11）と同様に、電磁弁（33）及びキャピラリチューブ（35）を有する除霜用回路（34）が設けられている。第２冷媒回路（9）の圧縮機（31）や室外熱交換器（27）等は、第２室外ユニット（3）に収納されている。
【００２４】
室外熱交換器（27）は、いわゆるクロスフィン型のフィン・アンド・チューブ型熱交換器によって構成されている。ただし、室外熱交換器（27）の種類は特に限定されるものではない。
【００２５】
第１蓄熱ユニット（39）には、第１の融点を有する第１潜熱蓄熱材が収容され、第２蓄熱ユニット（37）には、第１融点よりも高温の第２融点を有する第２潜熱蓄熱材が収容されている。第１潜熱蓄熱材としては、融点が２０℃〜４０℃の蓄熱材が好ましく、第２潜熱蓄熱材としては、融点が５０℃〜９０℃の蓄熱材が好ましい。本実施形態では、第１蓄熱ユニット（39）には、第１潜熱蓄熱材として、融点が約３１℃の硫酸ナトリウム１０水和物（Ｎａ２ＳＯ４・１０Ｈ２Ｏ）が収容されている。一方、第２蓄熱ユニット（37）には、第２潜熱蓄熱材として、融点が約５５℃の酢酸ナトリウム３水和物（ＣＨ３ＣＯＯＮａ・３Ｈ２Ｏ）が収容されている。
【００２６】
第１蓄熱熱交換器（47）は、第１蓄熱ユニット（39）内において第１潜熱蓄熱材に直接又は間接的に接触するように配置されている。つまり、第１蓄熱熱交換器（47）は、冷媒の凝縮熱によって第１潜熱蓄熱材を加熱するように構成されている。第２蓄熱熱交換器（41）は、第２蓄熱ユニット（37）内において第２潜熱蓄熱材に直接又は間接的に接触するように配置されている。第２蓄熱熱交換器（41）は、冷媒の凝縮熱によって第２潜熱蓄熱材を加熱するように構成されている。
【００２７】
第１蓄熱熱交換器（47）及び第２蓄熱熱交換器（41）の熱交換器の種類は特に限定されない。例えば、第１蓄熱熱交換器（47）及び第２蓄熱熱交換器（41）は、裸管式の伝熱管であってもよく、フィンチューブ式の熱交換器等であってもよい。
【００２８】
図２に示すように、第１蓄熱ユニット（39）、第２蓄熱ユニット（37）、第１室外ユニット（5）及び第２室外ユニット（3）は順に積層され、一体的に組み立てられている。このことにより、給湯装置（1）の小型化が図られている。
【００２９】
図１に示すように、給湯回路（13）は、第１蓄熱ユニット（39）に設けられた第１熱回収熱交換器（49）と、第２蓄熱ユニット（37）に設けられた第２熱回収熱交換器（43）とを備えている。第１熱回収熱交換器（49）及び第２熱回収熱交換器（43）は、給湯回路（13）の水と蓄熱ユニット（39,37）の蓄熱材とを熱交換させる熱交換器であり、蓄熱材に直接又は間接的に接触するように配置されている。第１熱回収熱交換器（49）及び第２熱回収熱交換器（43）の熱交換器の種類も特に限定されず、裸管式の伝熱管で形成されていてもよく、フィンチューブ式の熱交換器等で形成されていてもよい。
【００３０】
また、給湯回路（13）には、第２蓄熱ユニット（37）に設けられた追い焚き用熱交換器（45）が設けられている。追い焚き用熱交換器（45）は、追い焚き用回路（15）の水と第２蓄熱ユニット（37）の第２潜熱蓄熱材とを熱交換させるものである。追い焚き用熱交換器（45）の種類も特に限定されるものではなく、裸管式の伝熱管やフィンチューブ式熱交換器等を好適に用いることができる。
【００３１】
給湯回路（13）の上流端は上水道に接続され、下流端は給水栓（53）に接続されている。給湯回路（13）には、水道水が流通する。
【００３２】
給湯回路（13）は、第１熱回収熱交換器（49）と第２熱回収熱交換器（43）とが順に接続されてなる主回路（14）と、それら熱回収熱交換器（49,43）をバイパスするバイパス回路（59）とを備えている。主回路（14）の下流端とバイパス回路（59）の下流端とは、混合弁（61）に接続されている。混合弁（61）の下流側には、サーミスタ（55）が設けられている。混合弁（61）は、主回路（14）からの高温の温水とバイパス回路（59）からの低温の水道水との混合割合を調整する弁である。本実施形態では、混合割合は、サーミスタ（55）の検出温度が所定温度になるように自動的に調整される。
【００３３】
サーミスタ（55）の下流側は、給水栓（53）に接続された給湯配管（62）と、浴槽（65）に接続された風呂注湯管（63）とに分岐している。給湯配管（62）には流量センサ（57）が設けられている。風呂注湯管（63）には、風呂注湯弁（67）が設けられている。
【００３４】
追い焚き用回路（15）の一端は浴槽（65）に接続され、他端は風呂注湯管（63）における風呂注湯弁（67）と浴槽（65）との間に接続されている。追い焚き用回路（15）には、ポンプ（69）とサーミスタ（71）とが設けられている。
【００３５】
ポンプ（69）が作動すると、浴槽（65）内の温水は追い焚き用回路（15）を流通する。そして、当該温水は追い焚き用熱交換器（45）において加熱され、再び高温の温水となって浴槽（65）に供給される。本実施形態では、追い焚き運転が開始されると、サーミスタ（71）の検出温度が所定温度になるまでポンプ（69）の運転が続けられる。
【００３６】
次に、給湯装置（1）の運転について説明する。給湯装置（1）は、蓄熱運転と給湯運転とを実行する。以下、蓄熱運転、給湯運転の順に説明する。
【００３７】
蓄熱運転は、給湯を行わずに蓄熱部（7）に蓄熱を行う運転である。蓄熱運転時には、第１冷媒回路（11）及び第２冷媒回路（9）の運転が行われる一方、給湯回路（13）は運転を行わない。第１冷媒回路（11）及び第２冷媒回路（9）では、電磁弁（33）は閉鎖され、圧縮機（31）が駆動される。
【００３８】
第１冷媒回路（11）では、圧縮機（31）から吐出された冷媒は、第１蓄熱熱交換器（47）において凝縮し、第１蓄熱ユニット（39）内の第１潜熱蓄熱材を加熱する。これにより、第１潜熱蓄熱材が融解し、第１蓄熱ユニット（39）に温熱が蓄えられる。なお、本実施形態では、第１冷媒回路（11）の冷媒の凝縮温度は約３６℃に設定されている。このことにより、第１潜熱蓄熱材の融点は約３１℃であるため、蓄熱に際して、冷媒と蓄熱材との間で約５℃の温度差が安定して確保されることになる。したがって、蓄熱は安定して行われる。
【００３９】
第１蓄熱熱交換器（47）で凝縮した冷媒は、レシーバ（19）を通過し、キャピラリチューブ（23）及び膨張弁（25）で減圧され、室外熱交換器（27）で蒸発した後、アキュムレータ（29）を経て圧縮機（31）に吸入される。そして、圧縮機（31）に吸入された冷媒は再び吐出され、上記循環動作を繰り返す。
【００４０】
第２冷媒回路（9）では、圧縮機（31）から吐出された冷媒は、第２蓄熱熱交換器（41）において凝縮し、第２蓄熱ユニット（37）内の第２潜熱蓄熱材を加熱する。これにより、第２潜熱蓄熱材が融解し、第２蓄熱ユニット（37）に温熱が蓄えられる。なお、本実施形態では、第２冷媒回路（9）の冷媒の凝縮温度は約６０℃に設定されている。このことにより、第２潜熱蓄熱材の融点は約５５℃であるため、蓄熱に際して、冷媒と蓄熱材との間で約５℃の温度差が安定して確保されることになる。したがって、蓄熱は安定して行われる。
【００４１】
第２蓄熱熱交換器（41）で凝縮した冷媒は、レシーバ（19）を通過し、キャピラリチューブ（23）及び膨張弁（25）で減圧され、室外熱交換器（27）で蒸発した後、アキュムレータ（29）を経て圧縮機（31）に吸入される。そして、圧縮機（31）に吸入された冷媒は再び吐出され、上記循環動作を繰り返す。
【００４２】
次に、給湯運転について説明する。本給湯装置（1）の給湯運転は、冷媒回路（11,9）を熱源の一部として作動させつつ、蓄熱部（7）に蓄えられた熱を利用して給湯を行う運転である。
【００４３】
給湯運転時には、給湯回路（13）が作動し、また、第１冷媒回路（11）及び第２冷媒回路（9）の運転も行われる。すなわち、蓄熱部（7）に加え、第１冷媒回路（11）及び第２冷媒回路（9）も熱源として利用される。
【００４４】
第１冷媒回路（11）及び第２冷媒回路（9）の運転動作は蓄熱運転時と同様である。第１蓄熱ユニット（39）においては、第１潜熱蓄熱材が第１蓄熱熱交換器（47）によって加熱され、第２蓄熱ユニット（37）においては、第２潜熱蓄熱材が第２蓄熱熱交換器（41）によって加熱される。
【００４５】
給湯回路（13）では、給水栓（53）又は風呂注湯弁（67）が開放され、上水道から搬送された水道水は給湯回路（13）を流通し、蓄熱ユニット（39,37）で加熱され、温水となって給水される。
【００４６】
具体的には、上水道から給湯回路（13）へ流入した水道水は、混合弁（61）のバイパス回路（59）側が開放されている場合には主回路（14）とバイパス回路（59）とに分流し、混合弁（61）のバイパス回路（59）側が閉鎖されている場合には主回路（14）のみに流入する。
【００４７】
主回路（14）に流入した水は、第１蓄熱ユニット（39）の第１熱回収熱交換器（49）に流入し、第１潜熱蓄熱材によって加熱される。また、第１蓄熱ユニット（39）では、第１蓄熱熱交換器（47）において冷媒が凝縮するため、第１熱回収熱交換器（49）内の水は冷媒の凝縮熱によっても加熱されることになる。その結果、第１熱回収熱交換器（49）内を流れる水は、所定温度の低温水となる。
【００４８】
次に、第１熱回収熱交換器（49）を流出した低温水は、第２蓄熱ユニット（37）の第２熱回収熱交換器（43）に流入し、第２潜熱蓄熱材によって加熱される。また、第２蓄熱ユニット（37）では第２蓄熱熱交換器（41）において冷媒が凝縮するため、第２熱回収熱交換器（43）内の水は冷媒の凝縮熱によっても加熱されることになる。その結果、第２熱回収熱交換器（43）内を流れる水は、所定温度の高温水となる。
【００４９】
第２熱回収熱交換器（43）を流出した高温水は、給湯配管（62）又は風呂注湯管（63）を通じて、給水栓（53）又は浴槽（65）に供給される。なお、混合弁（61）における混合が行われる場合には、上記高温水はバイパス回路（59）からの低温の水道水と混合され、所定温度の温水となって給水栓（53）又は浴槽（65）に供給される。つまり、混合弁（61）を制御することによって、バイパス回路（59）を通じて供給される水道水の水量が調整され、給水栓（53）又は浴槽（65）に供給される温水の温度が調節される。
【００５０】
給湯運転時において、浴槽（65）内の温水の温度が低下すると、以下の追い焚き運転が行われる。追い焚き運転は、浴槽（65）の温水を再加熱し、温水の温度を上昇させる運転である。
【００５１】
追い焚き運転時には、追い焚き用回路（15）のポンプ（69）が駆動される。すると、浴槽（65）の温水が追い焚き用回路（15）に取り込まれ、当該温水は第２蓄熱ユニット（37）内の追い焚き用熱交換器（45）へ導入される。追い焚き用熱交換器（45）に導入された温水は、追い焚き用熱交換器（45）を介して、第２潜熱蓄熱材によって加熱される。第２潜熱蓄熱材は融点が高いため、上記温水は加熱されることによって高温の温水となる。そして、この高温水は追い焚き用熱交換器（45）を流出し、浴槽（65）に供給される。このように浴槽（65）と追い焚き用熱交換器（45）との間で温水が循環することにより、浴槽（65）内の温水の温度は所定温度にまで上昇する。
【００５２】
以上のように、本実施形態によれば、ヒートポンプによる蓄熱を行いながら蓄熱を利用した給湯を実行するので、室外ユニット（5,3）及び蓄熱ユニット（39,37）を小型化することができる。
【００５３】
それぞれ融点の異なる潜熱蓄熱材を有する第１蓄熱ユニット（39）及び第２蓄熱ユニット（37）を備え、それらに応じて、凝縮温度の低い第１冷媒回路（11）と凝縮温度の高い第２冷媒回路（9）とを設けることとした。したがって、図３に示すように、蓄熱時の第２冷媒回路（9）のＣＯＰは約４程度とやや低いものの、第１冷媒回路（11）のＣＯＰは約６程度であり、高い値を示す。そのため、第１冷媒回路（11）及び第２冷媒回路（9）の全体の平均では、ＣＯＰは約５程度となり、熱源を単一の冷媒回路で構成する場合に比べて高い値を示す。
【００５４】
したがって、本実施形態によれば、冷媒回路（11,9）を大容量化する必要はない。そのため、電気容量を低減することができる。また、室外ユニット（5,3）を大型化する必要がないので、設置スペースを小さく抑えることができる。したがって、一般住宅に対しても無理なく設置することが可能となる。
【００５５】
水道水の加熱は、第１熱回収熱交換器（49）及び第２熱回収熱交換器（43）において行われるが、給湯回路（13）において、第２熱回収熱交換器（43）は第１熱回収熱交換器（49）の下流側に設けられている。第２熱回収熱交換器（43）の熱交換温度は第１熱回収熱交換器（49）よりも高いため、水道水は、徐々に熱交換温度が高くなるような順序で加熱されることになる。したがって、水道水は高効率に加熱され、蓄熱は効率よく取り出される。
【００５６】
なお、本給湯装置（1）では、給湯運転時に冷媒回路（11,9）を熱源の一部として利用することから、熱回収熱交換器（49,43）内を流れる水と蓄熱熱交換器（47,41）内を流れる冷媒とを効率よく熱交換させることが望ましい。そのため、第１熱回収熱交換器（49）と第１蓄熱熱交換器（47）、及び第２蓄熱熱交換器（41）と第２蓄熱熱交換器（41）を、それぞれ直接接触させるようにしてもよい。このことにより、熱回収熱交換器（49,43）内を流れる水を蓄熱熱交換器（47,41）内の冷媒によって直接的に加熱することができ、熱交換効率を向上させることができる。
【００５７】
第１蓄熱ユニット（39）又は第２蓄熱ユニット（37）に収容される潜熱蓄熱材は、前述の蓄熱材に限定されず、他の種類の潜熱蓄熱材であってもよい。例えば、他の水和物、パラフィン、糖アルコール等を用いてもよい。また、第１潜熱蓄熱材及び第２潜熱蓄熱材の融点は、前述の値に限定されるものではない。
【００５８】
＜実施形態２＞
図４に示すように、実施形態２に係る給湯装置（1）は、実施形態１において、第１蓄熱ユニット（39）及び第２蓄熱ユニット（37）の代わりに、第１温水タンク（81）及び第２温水タンク（82）を設けたものである。本実施形態では、温水タンク（81,82）内の水自体が蓄熱材として利用される。
【００５９】
本実施形態では、第１蓄熱熱交換器（47）は、液−液熱交換器で構成されている。第１蓄熱熱交換器（47）は第１水回路（11A）に接続されており、第１冷媒回路（11）の冷媒と第１水回路（11A）とを熱交換させる。第１水回路（11A）には、第１温水タンク（81）とポンプ（48）とが設けられている。
【００６０】
第２蓄熱熱交換器（41）も液−液熱交換器で構成されている。第２蓄熱熱交換器（41）は第２水回路（9A）に接続されており、第２冷媒回路（9）の冷媒と第２水回路（9A）の水とを熱交換させる。第２水回路（9A）には、第２温水タンク（82）とポンプ（42）とが設けられている。
【００６１】
本実施形態では、蓄熱運転時には、第１冷媒回路（11）及び第２冷媒回路（9）が運転を行い、第１蓄熱熱交換器（47）及び第２蓄熱熱交換器（41）において冷媒が凝縮する。なお、第１冷媒回路（11）の冷媒凝縮温度は約８５℃程度、第２冷媒回路（9）の冷媒凝縮温度は約４５℃程度である。
【００６２】
第１水回路（11A）ではポンプ（48）が駆動し、第１温水タンク（81）内の下部に位置する水が第１水回路（11A）に流出する。この水は、第１蓄熱熱交換器（47）において冷媒に加熱され、約４０℃の温水となって第１温水タンク（81）内の上部に流入する。
【００６３】
第２水回路（9A）ではポンプ（42）が駆動し、第２温水タンク（82）内の下部に位置する水が第２水回路（9A）に流出する。この水は、第２蓄熱熱交換器（41）において冷媒に加熱され、約８０℃の温水となって第２温水タンク（82）内の上部に流入する。
【００６４】
その結果、蓄熱運転により、第１温水タンク（81）には約４０℃程度の温水が蓄えられ、第２温水タンク（82）には約８０℃程度の温水が蓄えられる。
【００６５】
給湯運転時には、第１温水タンク（81）及び第２温水タンク（82）に蓄えられた温水が供給される。なお、第１温水タンク（81）からの温水と第２温水タンク（82）からの温水とは、混合弁（61）において混合され、所定温度の温水に調整されてから給水栓（53）又は浴槽（65）に供給される。
【００６６】
本実施形態においても、給湯運転時には第１冷媒回路（11）及び第２冷媒回路（9）の運転が行われる。また、水回路（11A,9A）のポンプ（48,42）も運転を行う。このことにより、温水タンク（81,82）の温水及びヒートポンプの両方が熱源として利用される。温水タンク（81,82）の水の温度が低下しても、温水タンク（81,82）の水は、水回路（11A,9A）を流れることによって冷媒回路（11,9）の蓄熱熱交換器（47,41）で加熱される。そのため、給湯回路（13）を流れる水は、所定温度の温水となって給水栓（53）又は浴槽（65）に供給される。つまり、本実施形態においても、給湯と蓄熱とが同時に実行される。したがって、室外ユニット（5,3）及び温水タンク（81,82）を小型化することができる。
【００６７】
【発明の効果】
本発明によれば、給湯運転時に、ヒートポンプで蓄熱を行いながら、蓄熱手段の蓄熱を利用して給湯を行うので、ヒートポンプ及び蓄熱手段を低容量化することができる。したがって、ヒートポンプ及び蓄熱手段を小型化することができる。大型の貯湯タンクがなくても温水を安定的に供給することが可能となる。
【００６８】
更に、本発明によれば、温度レベルの異なる複数の蓄熱部と複数の冷媒回路とを備えることとしたので、処理能力の分散により、冷媒回路の大容量化を抑制することができる。したがって、電気容量の低減及び設置スペースの低減を図ることができ、一般住宅に対しても無理なく設置することが可能となる。
【００６９】
また、上記第２の発明によれば、融点の異なる複数の潜熱蓄熱材に対して別々の冷媒回路を設け、各冷媒回路がそれぞれ独立して蓄熱材への加熱を行うので、凝縮温度の高い第２冷媒回路はＣＯＰが高くなくても、凝縮温度の低い第１冷媒回路はＣＯＰが高くなる。その結果、ヒートポンプ全体の平均ＣＯＰを向上させることができる。
【００７０】
また、上記第３の発明によれば、温水タンクの水を蓄熱材として利用することができ、蓄熱手段の構成を簡単化することができるとともに、取り扱いを容易にすることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】 実施形態１に係る給湯装置の概略構成図である。
【図２】 給湯装置の正面図である。
【図３】 第１冷媒回路及び第２冷媒回路における冷媒のモリエル線図である。
【図４】 実施形態２に係る給湯装置の概略構成図である。
【符号の説明】
（1） 給湯装置
（3） 第２室外ユニット
（5） 第１室外ユニット
（7） 蓄熱部（蓄熱手段）
（9） 第２冷媒回路
（11） 第１冷媒回路
（13） 給湯回路
（37） 第２蓄熱ユニット
（39） 第１蓄熱ユニット
（41） 第２蓄熱熱交換器（凝縮器）
（43） 第２熱回収熱交換器
（47） 第１蓄熱熱交換器（凝縮器）
（49） 第１熱回収熱交換器[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to a hot water supply apparatus.
[0002]
[Prior art]
2. Description of the Related Art Conventionally, a hot water supply apparatus that uses a heat pump refrigerant circuit as a heat source is known. Since a hot water supply apparatus using a heat pump as a heat source has a high COP of about 3, it is possible to perform an energy saving operation unlike a hot water supply apparatus using a gas or an electric heater as a heat source.
[0003]
However, a large-capacity heat pump is required as a heat source in order to immediately take out hot water when used, such as a so-called gas instantaneous water heater. For example, when supplying hot water for a shower in winter, if it is attempted to generate 12 liters of water at a temperature of 42 ° C. per minute from water at a temperature of 7 ° C., the heat source heat pump needs a capacity of about 30 kW. Therefore, a heat pump equivalent to 10 horsepower must be prepared as a heat source.
[0004]
However, in a large-capacity heat pump, since the outdoor unit becomes large, the hot water supply apparatus is increased in size. If the outdoor unit is large, it will be extremely difficult to install in an ordinary house. In addition, the required electrical capacity will greatly exceed 30A, and it is necessary to change the power receiving equipment in order to install it in a general house.
[0005]
Therefore, as disclosed in
[0006]
[Patent Document 1]
JP-A-9-49668 [0007]
[Patent Document 2]
Japanese Patent Laid-Open No. 10-1111018
[Problems to be solved by the invention]
However, if the capacity of the hot water storage tank is not sufficiently large, the hot water supply load for one day cannot be covered. However, in order to install a large hot water storage tank that can cover the daily hot water supply load, a sufficiently large installation space is required. Therefore, when installing in a general house, there are many restrictions on an installation place, and installation may be impossible due to space restrictions.
[0009]
The present invention has been made in view of the above points, and an object thereof is to make it possible to stably supply hot water without a large hot water storage tank in a hot water supply apparatus using a heat pump as a heat source. There is.
[0010]
[Means for Solving the Problems]
The first invention is directed to a hot water supply apparatus . Then , a heat pump (9, 11) having a compressor (31), a condenser (41, 47), a decompression mechanism (23, 25) and an evaporator (27), and a condenser of the heat pump (9, 11) ( 41, 47) and a hot water storage means (7) for storing hot heat, and a hot water supply circuit (13) for supplying hot water using the heat storage of the heat storage means (7). The hot water supply of the hot water supply circuit (13) is performed while storing heat in the heat storage means (7) according to 9,11).
[0011]
In the hot water supply apparatus of the present invention, during the hot water supply operation, the hot water supply operation using the heat storage of the heat storage means is performed while performing the heat storage operation by the heat pump. Therefore, the capacities of the heat pump and the heat storage means can be reduced as compared with an apparatus that supplies hot water only with a heat pump and an apparatus that supplies hot water using only the heat storage of the heat storage means. Therefore, the heat pump and the heat storage means can be reduced in size. Moreover, even if there is no large hot water storage tank, warm water can be supplied immediately and warm water can be supplied stably.
[0012]
Furthermore, the first invention is the first and second refrigerant circuits (11) in which the heat pump has a compressor (31), a condenser (47, 41), a pressure reducing mechanism (23, 25), and an evaporator (27), respectively. , 9), and the heat storage means (7) condenses the first heat storage section (39) heated by the condenser (47) of the first refrigerant circuit (11) and the second refrigerant circuit (9). And a second heat storage section (37) heated by the vessel (41), wherein the condensation temperature of the refrigerant in the first refrigerant circuit (11) is set lower than the condensation temperature of the refrigerant in the second refrigerant circuit (9). It is what has been.
[0013]
In the hot water supply apparatus of the present invention , the heat pump includes the first refrigerant circuit and the second refrigerant circuit, and the refrigerant condensation temperature of the first refrigerant circuit is set lower than the refrigerant condensation temperature of the second refrigerant circuit. A thermal storage means will have the 1st thermal storage part and 2nd thermal storage part from which temperature differs. Therefore, it is possible to take out hot water having different temperature levels from the first heat storage unit and the second heat storage unit.
[0014]
Since the heat pump as a heat source is formed by a plurality of refrigerant circuits, the capacity of each refrigerant circuit can be kept relatively small. Therefore, when a compressor, an evaporator, etc. are made into an outdoor unit, an outdoor unit is reduced in size and an electric capacity is also reduced. Therefore, it can be installed in a general house without difficulty.
[0015]
In a second aspect based on the first aspect , the first heat storage section includes a first latent heat storage material having a first melting point and a condenser (47) of the first refrigerant circuit (11). The second heat storage unit includes a unit (39), and the second heat storage unit includes a second latent heat storage material having a second melting point higher than the first melting point and a condenser (41) of the second refrigerant circuit (9). The heat storage unit (37) includes a hot water supply circuit (13) provided in the first heat recovery heat exchanger (49) provided in the first heat storage unit (39) and the second heat storage unit (37). And a second heat recovery heat exchanger (43).
[0016]
In the hot water supply apparatus of the present invention , the latent heat storage material is used in the first heat storage unit and the second heat storage unit. Therefore, heat storage and use of heat storage are performed efficiently. Since the melting point of each latent heat storage material corresponds to the respective hot water supply temperature, the water in the hot water supply circuit is stably heated at a predetermined constant temperature in each heat storage section. Therefore, it is possible to stably supply hot water having a predetermined temperature to the hot water supply circuit.
[0017]
In a third aspect based on the first aspect , the first heat storage section comprises a first hot water tank (81) for storing water at the first temperature, and the second heat storage section has a temperature higher than the first temperature. It comprises a second hot water tank (82) for storing water at a second temperature, and the condenser (47) of the first refrigerant circuit (11) heats the water stored in the first hot water tank (81). The condenser (41) of the second refrigerant circuit (9) is configured to heat water stored in the second hot water tank (82), and the hot water supply circuit (13) One or both of the first hot water tank (81) and the second hot water tank (82) are supplied.
[0018]
In the hot water supply apparatus of the present invention, the hot water in the hot water tank is directly supplied to the hot water supply circuit when the hot water is discharged, and the hot water is used as it is.
[0019]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings.
[0020]
<
As shown in FIG. 1, the hot water supply device (1) according to
[0021]
The first refrigerant circuit (11) and the second refrigerant circuit (9) are both vapor compression refrigerant circuits. The first refrigerant circuit (11) and the second refrigerant circuit (9) are independent refrigerant circuits. The type of the refrigerant in the refrigerant circuit (9, 11) is not particularly limited, and for example, an HFC-type or HC-type refrigerant can be suitably used.
[0022]
The first refrigerant circuit (11) includes a compressor (31), a first heat storage heat exchanger (47), a receiver (19), a filter (21), a capillary tube (23), an expansion valve (25), and outdoor heat exchange. The device (27) and the accumulator (29) are connected in order. The first refrigerant circuit (11) is provided with a defrosting circuit (34) having a solenoid valve (33) and a capillary tube (35). One end of the defrosting circuit (34) is connected to the discharge side pipe of the compressor (31), and the other end is connected to the inlet side pipe of the outdoor heat exchanger (27). The compressor (31), the outdoor heat exchanger (27), and the like of the first refrigerant circuit (11) are accommodated in the first outdoor unit (5).
[0023]
The second refrigerant circuit (9) includes a compressor (31), a second heat storage heat exchanger (41), a receiver (19), a filter (21), a capillary tube (23), an expansion valve (25), and outdoor heat exchange. The device (27) and the accumulator (29) are connected in order. Similarly to the first refrigerant circuit (11), the second refrigerant circuit (9) is also provided with a defrosting circuit (34) having an electromagnetic valve (33) and a capillary tube (35). The compressor (31), the outdoor heat exchanger (27), etc. of the second refrigerant circuit (9) are accommodated in the second outdoor unit (3).
[0024]
The outdoor heat exchanger (27) is a so-called cross fin type fin-and-tube heat exchanger. However, the type of the outdoor heat exchanger (27) is not particularly limited.
[0025]
The first heat storage unit (39) contains a first latent heat storage material having a first melting point, and the second heat storage unit (37) has a second latent heat having a second melting point higher than the first melting point. A heat storage material is contained. The first latent heat storage material is preferably a heat storage material having a melting point of 20 ° C. to 40 ° C., and the second latent heat storage material is preferably a heat storage material having a melting point of 50 ° C. to 90 ° C. In the present embodiment, the first heat storage unit (39) contains sodium sulfate decahydrate (Na 2 SO 4 .10H 2 O) having a melting point of about 31 ° C. as the first latent heat storage material. On the other hand, the second heat storage unit (37) contains sodium acetate trihydrate (CH 3 COONa · 3H 2 O) having a melting point of about 55 ° C. as the second latent heat storage material.
[0026]
The 1st heat storage heat exchanger (47) is arrange | positioned so that it may contact the 1st latent heat storage material directly or indirectly in the 1st heat storage unit (39). That is, the first heat storage heat exchanger (47) is configured to heat the first latent heat storage material by the heat of condensation of the refrigerant. The second heat storage heat exchanger (41) is disposed so as to directly or indirectly contact the second latent heat storage material in the second heat storage unit (37). The second heat storage heat exchanger (41) is configured to heat the second latent heat storage material by the condensation heat of the refrigerant.
[0027]
The kind of heat exchanger of the first heat storage heat exchanger (47) and the second heat storage heat exchanger (41) is not particularly limited. For example, the first heat storage heat exchanger (47) and the second heat storage heat exchanger (41) may be bare tube type heat transfer tubes, fin tube type heat exchangers, or the like.
[0028]
As shown in FIG. 2, the 1st heat storage unit (39), the 2nd heat storage unit (37), the 1st outdoor unit (5), and the 2nd outdoor unit (3) are laminated | stacked in order, and are assembled integrally. . Thereby, size reduction of the hot water supply device (1) is achieved.
[0029]
As shown in FIG. 1, the hot water supply circuit (13) includes a first heat recovery heat exchanger (49) provided in the first heat storage unit (39) and a second heat recovery unit (37) provided in the second heat storage unit (37). And a heat recovery heat exchanger (43). The first heat recovery heat exchanger (49) and the second heat recovery heat exchanger (43) are heat exchangers that exchange heat between the water in the hot water supply circuit (13) and the heat storage material in the heat storage unit (39, 37). It is arranged so as to be in direct or indirect contact with the heat storage material. The type of the heat exchanger of the first heat recovery heat exchanger (49) and the second heat recovery heat exchanger (43) is not particularly limited, and may be formed of a bare tube type heat transfer tube. It may be formed by a heat exchanger or the like.
[0030]
The hot water supply circuit (13) is provided with a reheating heat exchanger (45) provided in the second heat storage unit (37). The reheating heat exchanger (45) exchanges heat between the water in the reheating circuit (15) and the second latent heat storage material of the second heat storage unit (37). The type of the reheating heat exchanger (45) is not particularly limited, and a bare tube heat transfer tube, a fin tube heat exchanger, or the like can be suitably used.
[0031]
The upstream end of the hot water supply circuit (13) is connected to the water supply, and the downstream end is connected to the water tap (53). Tap water circulates in the hot water supply circuit (13).
[0032]
The hot water supply circuit (13) includes a main circuit (14) in which a first heat recovery heat exchanger (49) and a second heat recovery heat exchanger (43) are connected in order, and the heat recovery heat exchanger (49 , 43) and a bypass circuit (59). The downstream end of the main circuit (14) and the downstream end of the bypass circuit (59) are connected to the mixing valve (61). A thermistor (55) is provided on the downstream side of the mixing valve (61). The mixing valve (61) is a valve that adjusts the mixing ratio of the hot hot water from the main circuit (14) and the cold tap water from the bypass circuit (59). In the present embodiment, the mixing ratio is automatically adjusted so that the detected temperature of the thermistor (55) becomes a predetermined temperature.
[0033]
The downstream side of the thermistor (55) branches into a hot water supply pipe (62) connected to the water tap (53) and a bath pouring pipe (63) connected to the bathtub (65). The hot water supply pipe (62) is provided with a flow rate sensor (57). The bath pouring pipe (63) is provided with a bath pouring valve (67).
[0034]
One end of the reheating circuit (15) is connected to the bathtub (65), and the other end is connected between the bath pouring valve (67) and the bathtub (65) in the bath pouring pipe (63). The reheating circuit (15) is provided with a pump (69) and a thermistor (71).
[0035]
When the pump (69) is activated, the hot water in the bathtub (65) flows through the reheating circuit (15). And the said warm water is heated in the reheating heat exchanger (45), and becomes high temperature warm water again, and is supplied to a bathtub (65). In the present embodiment, when the reheating operation is started, the operation of the pump (69) is continued until the temperature detected by the thermistor (71) reaches a predetermined temperature.
[0036]
Next, the operation of the hot water supply device (1) will be described. The hot water supply device (1) performs a heat storage operation and a hot water supply operation. Hereinafter, the heat storage operation and the hot water supply operation will be described in this order.
[0037]
The heat storage operation is an operation for storing heat in the heat storage section (7) without performing hot water supply. During the heat storage operation, the first refrigerant circuit (11) and the second refrigerant circuit (9) are operated, while the hot water supply circuit (13) is not operated. In the first refrigerant circuit (11) and the second refrigerant circuit (9), the solenoid valve (33) is closed and the compressor (31) is driven.
[0038]
In the first refrigerant circuit (11), the refrigerant discharged from the compressor (31) condenses in the first heat storage heat exchanger (47) and heats the first latent heat storage material in the first heat storage unit (39). To do. Thereby, the first latent heat storage material is melted, and warm heat is stored in the first heat storage unit (39). In the present embodiment, the refrigerant condensing temperature of the first refrigerant circuit (11) is set to about 36 ° C. Thus, since the melting point of the first latent heat storage material is about 31 ° C., a temperature difference of about 5 ° C. is stably secured between the refrigerant and the heat storage material during heat storage. Therefore, heat storage is performed stably.
[0039]
The refrigerant condensed in the first heat storage heat exchanger (47) passes through the receiver (19), is depressurized by the capillary tube (23) and the expansion valve (25), and is evaporated by the outdoor heat exchanger (27). It is sucked into the compressor (31) through the accumulator (29). Then, the refrigerant sucked into the compressor (31) is discharged again, and the above circulation operation is repeated.
[0040]
In the second refrigerant circuit (9), the refrigerant discharged from the compressor (31) is condensed in the second heat storage heat exchanger (41) to heat the second latent heat storage material in the second heat storage unit (37). To do. Thereby, the second latent heat storage material is melted, and warm heat is stored in the second heat storage unit (37). In the present embodiment, the refrigerant condensing temperature of the second refrigerant circuit (9) is set to about 60 ° C. Accordingly, since the melting point of the second latent heat storage material is about 55 ° C., a temperature difference of about 5 ° C. is stably secured between the refrigerant and the heat storage material during heat storage. Therefore, heat storage is performed stably.
[0041]
The refrigerant condensed in the second heat storage heat exchanger (41) passes through the receiver (19), is depressurized by the capillary tube (23) and the expansion valve (25), and is evaporated by the outdoor heat exchanger (27). It is sucked into the compressor (31) through the accumulator (29). Then, the refrigerant sucked into the compressor (31) is discharged again, and the above circulation operation is repeated.
[0042]
Next, the hot water supply operation will be described. The hot water supply operation of the hot water supply device (1) is an operation in which hot water is supplied using heat stored in the heat storage section (7) while the refrigerant circuit (11, 9) is operated as a part of the heat source.
[0043]
During the hot water supply operation, the hot water supply circuit (13) is activated, and the first refrigerant circuit (11) and the second refrigerant circuit (9) are also operated. That is, in addition to the heat storage unit (7), the first refrigerant circuit (11) and the second refrigerant circuit (9) are also used as heat sources.
[0044]
The operation of the first refrigerant circuit (11) and the second refrigerant circuit (9) is the same as in the heat storage operation. In the first heat storage unit (39), the first latent heat storage material is heated by the first heat storage heat exchanger (47), and in the second heat storage unit (37), the second latent heat storage material is the second heat storage heat exchange. Heated by the vessel (41).
[0045]
In the hot water supply circuit (13), the water tap (53) or the bath pouring valve (67) is opened, and the tap water conveyed from the water supply flows through the hot water supply circuit (13) and is heated by the heat storage unit (39,37). And is supplied as hot water.
[0046]
Specifically, the tap water flowing into the hot water supply circuit (13) from the water supply is connected to the main circuit (14) and the bypass circuit (59) when the bypass circuit (59) side of the mixing valve (61) is open. When the bypass circuit (59) side of the mixing valve (61) is closed, it flows only into the main circuit (14).
[0047]
The water flowing into the main circuit (14) flows into the first heat recovery heat exchanger (49) of the first heat storage unit (39) and is heated by the first latent heat storage material. In the first heat storage unit (39), since the refrigerant is condensed in the first heat storage heat exchanger (47), the water in the first heat recovery heat exchanger (49) is also heated by the heat of condensation of the refrigerant. It will be. As a result, the water flowing in the first heat recovery heat exchanger (49) becomes low-temperature water having a predetermined temperature.
[0048]
Next, the low temperature water that has flowed out of the first heat recovery heat exchanger (49) flows into the second heat recovery heat exchanger (43) of the second heat storage unit (37) and is heated by the second latent heat storage material. The In the second heat storage unit (37), since the refrigerant condenses in the second heat storage heat exchanger (41), the water in the second heat recovery heat exchanger (43) is also heated by the heat of condensation of the refrigerant. become. As a result, the water flowing in the second heat recovery heat exchanger (43) becomes high-temperature water having a predetermined temperature.
[0049]
The high temperature water flowing out of the second heat recovery heat exchanger (43) is supplied to the water tap (53) or the bathtub (65) through the hot water supply pipe (62) or the bath pouring pipe (63). When mixing is performed in the mixing valve (61), the high-temperature water is mixed with low-temperature tap water from the bypass circuit (59) to become hot water of a predetermined temperature, and the water tap (53) or bathtub ( Supplied to 65). That is, by controlling the mixing valve (61), the amount of tap water supplied through the bypass circuit (59) is adjusted, and the temperature of the hot water supplied to the water tap (53) or the bathtub (65) is adjusted. The
[0050]
When the temperature of the hot water in the bathtub (65) decreases during the hot water supply operation, the following reheating operation is performed. The chasing operation is an operation in which the hot water in the bathtub (65) is reheated to increase the temperature of the hot water.
[0051]
During the chasing operation, the pump (69) of the chasing circuit (15) is driven. Then, the hot water in the bathtub (65) is taken into the reheating circuit (15), and the hot water is introduced into the reheating heat exchanger (45) in the second heat storage unit (37). The hot water introduced into the reheating heat exchanger (45) is heated by the second latent heat storage material via the reheating heat exchanger (45). Since the second latent heat storage material has a high melting point, the hot water is heated to become hot hot water. Then, this high-temperature water flows out of the reheating heat exchanger (45) and is supplied to the bathtub (65). As described above, the hot water circulates between the bathtub (65) and the reheating heat exchanger (45), whereby the temperature of the hot water in the bathtub (65) rises to a predetermined temperature.
[0052]
As described above, according to the present embodiment, hot water supply using heat storage is performed while heat storage is performed by a heat pump, so the outdoor unit (5, 3) and the heat storage unit (39, 37) can be downsized. .
[0053]
A first heat storage unit (39) and a second heat storage unit (37) each having a latent heat storage material having different melting points are provided, and in accordance therewith, a first refrigerant circuit (11) having a low condensation temperature and a second heat storage unit having a high condensation temperature. A refrigerant circuit (9) was provided. Therefore, as shown in FIG. 3, the COP of the second refrigerant circuit (9) during heat storage is slightly low, about 4, but the COP of the first refrigerant circuit (11) is about 6, showing a high value. . Therefore, the average of the first refrigerant circuit (11) and the second refrigerant circuit (9) as a whole is about COP, which is higher than when the heat source is constituted by a single refrigerant circuit.
[0054]
Therefore, according to the present embodiment, it is not necessary to increase the capacity of the refrigerant circuit (11, 9). Therefore, the electric capacity can be reduced. Moreover, since it is not necessary to enlarge the outdoor unit (5, 3), the installation space can be kept small. Therefore, it can be installed without difficulty in ordinary houses.
[0055]
The tap water is heated in the first heat recovery heat exchanger (49) and the second heat recovery heat exchanger (43). In the hot water supply circuit (13), the second heat recovery heat exchanger (43) It is provided downstream of the first heat recovery heat exchanger (49). Since the heat exchange temperature of the second heat recovery heat exchanger (43) is higher than that of the first heat recovery heat exchanger (49), the tap water is heated in an order that gradually increases the heat exchange temperature. become. Accordingly, the tap water is heated with high efficiency, and the heat storage is efficiently taken out.
[0056]
In the hot water supply device (1), the refrigerant circuit (11, 9) is used as a part of the heat source during the hot water supply operation, so the water flowing in the heat recovery heat exchanger (49, 43) and the heat storage heat exchanger are used. It is desirable to efficiently exchange heat with the refrigerant flowing in (47, 41). Therefore, the first heat recovery heat exchanger (49) and the first heat storage heat exchanger (47), and the second heat storage heat exchanger (41) and the second heat storage heat exchanger (41) are brought into direct contact with each other. It may be. As a result, water flowing in the heat recovery heat exchanger (49, 43) can be directly heated by the refrigerant in the heat storage heat exchanger (47, 41), and the heat exchange efficiency can be improved. .
[0057]
The latent heat storage material accommodated in the first heat storage unit (39) or the second heat storage unit (37) is not limited to the above-described heat storage material, and may be another type of latent heat storage material. For example, other hydrates, paraffin, sugar alcohols and the like may be used. Further, the melting points of the first latent heat storage material and the second latent heat storage material are not limited to the aforementioned values.
[0058]
<
As shown in FIG. 4, the hot water supply device (1) according to the second embodiment is different from the first heat storage unit (39) and the second heat storage unit (37) in the first embodiment in the first hot water tank (81). And a second hot water tank (82). In the present embodiment, the water itself in the hot water tank (81, 82) is used as a heat storage material.
[0059]
In the present embodiment, the first heat storage heat exchanger (47) is a liquid-liquid heat exchanger. The first heat storage heat exchanger (47) is connected to the first water circuit (11A), and exchanges heat between the refrigerant in the first refrigerant circuit (11) and the first water circuit (11A). The first water circuit (11A) is provided with a first hot water tank (81) and a pump (48).
[0060]
The second heat storage heat exchanger (41) is also a liquid-liquid heat exchanger. The second heat storage heat exchanger (41) is connected to the second water circuit (9A), and exchanges heat between the refrigerant in the second refrigerant circuit (9) and the water in the second water circuit (9A). The second water circuit (9A) is provided with a second hot water tank (82) and a pump (42).
[0061]
In the present embodiment, during the heat storage operation, the first refrigerant circuit (11) and the second refrigerant circuit (9) are operated, and the first heat storage heat exchanger (47) and the second heat storage heat exchanger (41) use the refrigerant. Condenses. In addition, the refrigerant | coolant condensing temperature of a 1st refrigerant circuit (11) is about 85 degreeC, and the refrigerant | coolant condensing temperature of a 2nd refrigerant circuit (9) is about 45 degreeC.
[0062]
In the first water circuit (11A), the pump (48) is driven, and the water located in the lower part of the first hot water tank (81) flows out to the first water circuit (11A). This water is heated by the refrigerant in the first heat storage heat exchanger (47), becomes hot water of about 40 ° C., and flows into the upper part of the first hot water tank (81).
[0063]
In the second water circuit (9A), the pump (42) is driven, and water located in the lower part of the second hot water tank (82) flows out to the second water circuit (9A). This water is heated by the refrigerant in the second heat storage heat exchanger (41), becomes warm water of about 80 ° C., and flows into the upper part of the second hot water tank (82).
[0064]
As a result, by the heat storage operation, warm water of about 40 ° C. is stored in the first hot water tank (81), and hot water of about 80 ° C. is stored in the second hot water tank (82).
[0065]
During the hot water supply operation, hot water stored in the first hot water tank (81) and the second hot water tank (82) is supplied. The warm water from the first warm water tank (81) and the warm water from the second warm water tank (82) are mixed in the mixing valve (61) and adjusted to warm water at a predetermined temperature, and then the water faucet (53) or Supplied to the bathtub (65).
[0066]
Also in the present embodiment, during the hot water supply operation, the first refrigerant circuit (11) and the second refrigerant circuit (9) are operated. The pumps (48, 42) of the water circuit (11A, 9A) are also operated. As a result, both the hot water in the hot water tank (81, 82) and the heat pump are used as heat sources. Even if the temperature of the water in the hot water tank (81,82) drops, the water in the hot water tank (81,82) flows through the water circuit (11A, 9A) to exchange heat and heat in the refrigerant circuit (11,9) It is heated with a vessel (47, 41). Therefore, the water flowing through the hot water supply circuit (13) becomes hot water having a predetermined temperature and is supplied to the water tap (53) or the bathtub (65). That is, also in this embodiment, hot water supply and heat storage are performed simultaneously. Therefore, the outdoor unit (5, 3) and the hot water tank (81, 82) can be reduced in size.
[0067]
【The invention's effect】
According to the present invention, during the hot water supply operation, hot water is supplied using the heat storage of the heat storage means while storing heat with the heat pump, so the capacity of the heat pump and the heat storage means can be reduced. Therefore, the heat pump and the heat storage means can be reduced in size. Even without a large hot water storage tank, it is possible to stably supply hot water.
[0068]
Furthermore, according to the present invention, since a plurality of heat storage units and a plurality of refrigerant circuits having different temperature levels are provided, it is possible to suppress an increase in capacity of the refrigerant circuit due to dispersion of processing capacity. Therefore, it is possible to reduce the electric capacity and the installation space, and it is possible to install it in a general house without difficulty.
[0069]
Moreover, according to the said 2nd invention, since a separate refrigerant circuit is provided with respect to the several latent heat storage material from which melting | fusing point differs, and each refrigerant circuit heats to a heat storage material independently, respectively, high condensation temperature is high Even if the COP of the second refrigerant circuit is not high, the COP of the first refrigerant circuit having a low condensation temperature is high. As a result, the average COP of the entire heat pump can be improved.
[0070]
Moreover, according to the said 3rd invention, the water of a warm water tank can be utilized as a thermal storage material, and while being able to simplify the structure of a thermal storage means, handling can be made easy.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a schematic configuration diagram of a hot water supply apparatus according to
FIG. 2 is a front view of a hot water supply apparatus.
FIG. 3 is a Mollier diagram of refrigerant in the first refrigerant circuit and the second refrigerant circuit.
FIG. 4 is a schematic configuration diagram of a hot water supply apparatus according to a second embodiment.
[Explanation of symbols]
(1) Hot water supply system (3) Second outdoor unit (5) First outdoor unit (7) Heat storage section (heat storage means)
(9) Second refrigerant circuit (11) First refrigerant circuit (13) Hot water supply circuit (37) Second heat storage unit (39) First heat storage unit (41) Second heat storage heat exchanger (condenser)
(43) Second heat recovery heat exchanger (47) First heat storage heat exchanger (condenser)
(49) 1st heat recovery heat exchanger
Claims (3)
前記ヒートポンプ（ 9,11 ）の凝縮器（ 41,47 ）によって加熱され、温熱を蓄える蓄熱手段（ 7 ）と、
前記蓄熱手段（ 7 ）の蓄熱を利用して温水を供給する給湯回路（ 13 ）とを備え、
給湯運転時に、前記ヒートポンプ（ 9,11 ）による蓄熱手段（ 7 ）への蓄熱を行いながら前記給湯回路（ 13 ）の給湯を実行する給湯装置であって、
前記ヒートポンプは、圧縮機（31）、凝縮器（47,41）、減圧機構（23,25）及び蒸発器（27）をそれぞれ有する第１及び第２の冷媒回路（11,9）を備え、
前記蓄熱手段（7）は、前記第１冷媒回路（11）の凝縮器（47）によって加熱される第１蓄熱部（39）と、前記第２冷媒回路（9）の凝縮器（41）によって加熱される第２蓄熱部（37）とを備え、
前記第１冷媒回路（11）の冷媒の凝縮温度が前記第２冷媒回路（9）の冷媒の凝縮温度よりも低く設定されている給湯装置。 A heat pump ( 9,11 ) having a compressor ( 31 ), a condenser ( 41,47 ), a decompression mechanism ( 23,25 ) and an evaporator ( 27 ) ;
Heat storage means ( 7 ) that is heated by the condenser ( 41, 47 ) of the heat pump ( 9, 11 ) and stores heat ;
A hot water supply circuit ( 13 ) for supplying hot water using heat storage of the heat storage means ( 7 ) ,
A hot water supply apparatus for performing hot water supply of the hot water supply circuit ( 13 ) while storing heat in the heat storage means ( 7 ) by the heat pump ( 9, 11 ) during hot water supply operation ,
The heat pump includes first and second refrigerant circuits (11, 9) each having a compressor (31), a condenser (47, 41), a decompression mechanism (23, 25), and an evaporator (27),
The heat storage means (7) includes a first heat storage section (39) heated by a condenser (47) of the first refrigerant circuit (11) and a condenser (41) of the second refrigerant circuit (9). A second heat storage section (37) to be heated,
The hot water supply device in which the condensation temperature of the refrigerant in the first refrigerant circuit (11) is set lower than the condensation temperature of the refrigerant in the second refrigerant circuit (9).
第１蓄熱部は、第１の融点を有する第１潜熱蓄熱材と第１冷媒回路（11）の凝縮器（47）とを備える第１蓄熱ユニット（39）からなり、
第２蓄熱部は、前記第１融点よりも高温の第２融点を有する第２潜熱蓄熱材と第２冷媒回路（9）の凝縮器（41）とを備える第２蓄熱ユニット（37）からなり、
給湯回路（13）は、前記第１蓄熱ユニット（39）に設けられた第１熱回収熱交換器（49）と、前記第２蓄熱ユニット（37）に設けられた第２熱回収熱交換器（43）とを備えている給湯装置。The hot water supply device according to claim 1 ,
The first heat storage unit includes a first heat storage unit (39) including a first latent heat storage material having a first melting point and a condenser (47) of the first refrigerant circuit (11),
The second heat storage unit includes a second heat storage unit (37) including a second latent heat storage material having a second melting point higher than the first melting point and a condenser (41) of the second refrigerant circuit (9). ,
The hot water supply circuit (13) includes a first heat recovery heat exchanger (49) provided in the first heat storage unit (39) and a second heat recovery heat exchanger provided in the second heat storage unit (37). (43).
第１蓄熱部は、第１温度の水を貯留する第１温水タンク（81）からなり、
第２蓄熱部は、第１温度よりも高温の第２温度の水を貯留する第２温水タンク（82）からなり、
前記第１冷媒回路（11）の凝縮器（47）は、前記第１温水タンク（81）に貯留される水を加熱するように構成され、
前記第２冷媒回路（9）の凝縮器（41）は、前記第２温水タンク（82）に貯留される水を加熱するように構成され、
給湯回路（13）には、前記第１温水タンク（81）及び前記第２温水タンク（82）のうちの一方又は両方の温水が供給される給湯装置。The hot water supply device according to claim 1 ,
The first heat storage unit includes a first hot water tank (81) for storing water having a first temperature,
The second heat storage unit is composed of a second hot water tank (82) for storing water at a second temperature higher than the first temperature,
The condenser (47) of the first refrigerant circuit (11) is configured to heat water stored in the first hot water tank (81),
The condenser (41) of the second refrigerant circuit (9) is configured to heat water stored in the second hot water tank (82),
A hot water supply apparatus in which hot water of one or both of the first hot water tank (81) and the second hot water tank (82) is supplied to the hot water supply circuit (13).
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