JP4138704B2 - ヒートポンプ式給湯機 - Google Patents
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Description
この発明は、ヒートポンプ回路を利用して、給湯を行うヒートポンプ式給湯機に関するものである。
従来よりこの種のヒートポンプ式給湯機では、深夜電力を利用して、高温高圧の冷媒と低温水とを効率よく熱交換し、貯湯タンク内に翌日使用する湯水を高温水として貯湯して、順次給水とミキシングしながら、設定温度の給湯を行い経済的な給湯を実現するものであった。（例えば、特許文献１）
特許第３０５５４０６号公報
ところで、この従来のものでは、ヒーポン側のエアー抜き栓を開けて、ヒーポン内部及びヒーポン配管内のエアー抜きを行っている。しかし、この方式だとヒーポン側のエアー抜き栓から出る排水をバケツなどで受け取る必要があり、又バケツに貯まった水を処分する手間が発生し、手動でエア抜きをする為作業中は、他の作業ができないという問題点を有するものであった。
この発明は、この点に着目し、上記問題点を解決する為、コンプレッサー、水冷媒熱交換器、膨張弁、及び室外ファンを有する空気熱交換器を冷媒配管で環状に接続したヒートポンプ回路と、湯を貯える貯湯タンクを有し、この貯湯タンクと前記水冷媒熱交換器の温水流路とは、循環ポンプを備え貯湯タンク下部の湯水を温水流路に流入させる注ぎ管と、温水流路で加熱された高温水を貯湯タンク上部に戻す戻し管とで接続し、更にこの注ぎ管と戻し管とは凍結防止三方弁を備えたパイパス管で連通したものに於いて、前記注ぎ管の凍結防止三方弁と水冷媒熱交換器との間には、エアー抜きバルブを備え排水口までの排水管が備えられ、貯湯タンク上部からの湯水を戻し管、温水流路、注ぎ管を介し、前記排水管から排水口へと流して、温水流路内のエアー抜きを行うものである。
これによれば、エアー抜き手段を接続して、温水流路に進入した、空気を除去することが出来、エアー抜き栓から出る排水をバケツなどで受けたり、又バケツに溜まった水を処分する手間がいらず、簡単にエアーを抜くことが出来、結果、使用勝手が良いものである。
以上のように、この発明によれば、エアー抜き手段を接続して温水流路に侵入した、空気を除去することが出来、エアー抜き栓から出る排水をバケツなどで受けたり、又バケツに溜まった水を処分する手間がかかると言う、問題点を解決するものである。
又エアー抜きのために流れる水は、排水口に流れてしまうので、バケツを用意する必要が無くなり、エアー抜き作業中に他の作業が出来、短時間で器具の設置作業をするかとが出来る。
又エアー抜きのために流れる水は、排水口に流れてしまうので、バケツを用意する必要が無くなり、エアー抜き作業中に他の作業が出来、短時間で器具の設置作業をするかとが出来る。
次に、この発明の一実形態のヒートポンプ式給湯機を図面に基づいて説明する。
１は貯湯タンクユニット、２はヒートポンプ回路を構成した加熱部、３は給湯栓、４はリモートコントローラ、５は浴槽、６は電源である。
１は貯湯タンクユニット、２はヒートポンプ回路を構成した加熱部、３は給湯栓、４はリモートコントローラ、５は浴槽、６は電源である。
前記貯湯タンクユニット１は、湯水を貯湯する貯湯タンク７と、貯湯タンク７の上部に接続された出湯管８と、貯湯タンクの下部に接続された給水管９と、出湯管８から高温水と給水管９から分岐されたバイパス管１０から低温水とを混合するミキシング弁１１と、ミキシング弁１１の下流に接続された給湯管１２に設けられた給湯温度センサー１３と、給湯管１２に設けられた給湯センサー１４と、給水管９に設けられた給湯温度センサー１５と、給湯管１２から分岐され浴槽５に接続された湯張り管１６と、この湯張り管１６の開閉を行う、湯張り弁１７と、湯張り管１６を流れる流量を積算する、湯張り流量センサー１８と、出湯管８から分岐して、接続された貯湯タンク７の過圧を逃す過圧逃がし弁１９と、給水管９に設けられた給水圧を減圧する減圧弁２０と、貯湯タンク７の側面上下方向に複数設けられた貯湯温度センサー２１と、この貯湯タンクユニット１の制御を行うマイクロコンピューターで主に構成される給湯制御部２２と、貯湯タンク７と加熱部２とを注ぎ管２３と戻り管２４で接続して、湯水を循環させる加熱循環回路２５と注ぎ管２３には、凍結防止時に該注ぎ管２３と戻り管２４をバイパス管２６とを連通させて、短絡回路２７を形成する凍結防止三方弁２８を備えている。
前記加熱部２は、二酸化炭素冷媒を圧縮するコンプレッサー２９と凝縮器としての水冷媒交換器３０と膨張弁３１蒸発器としての空気熱交換器３２よりなる、ヒートポンプ回路３３と、空気熱交換器３２に送風する室外ファン３４と加熱循環回路２５の注ぎ管２３途中に設けられた能力可変の循環ポンプ３５と、水冷媒交換器３０の加熱循環回路２５を構成する一番細いパイプからな成る温水流路３６の入り口側に設けられ、温水流路３６に流水する湯水の温度を検出する熱交入口温度センサー３７と、温水流路３６の出口側に設けられ、温水流路３６から流水する湯水の温度を検出する熱交出口温度センサー３８と、外気の温度を検出する凍結防止温度センサー３９と、この加熱部２の制御を行うマイクロコンピューターで主に構成される加熱制御部４０とを備えている。
４４は、加熱部２内の注ぎ管２３途中に接続されたエアー抜き手段で、排水管４１と、手動で開くエアー抜きバルブ４２と、排水を流す排水口４３とで構成され、器具の設置後、温水流路３６ないに侵入した空気等の不純物を除去するものである。
前記リモートコントローラ４には、給湯設定温度を設定する温度設定スイッチ４５、浴槽５への湯張りを指示する湯張りスイッチ４６、湯張り量を設定する湯張り量設定スイッチ４７、及び給湯可能な残時間を表示させる残時間表示スイッチ４８とを有した操作部４９ドットマトリクス型の蛍光表示管よりなる表示部５０と、これら操作部４９および表示部５０を制御すると共に前記給湯制御部２２とを通信を行うマイクロコンピューターで主に構成されたリモコン制御部５１を備えており、通常運転時は、前記表示部５０に操作部４８で設定された給湯設定温度や時刻情報及び給湯温度センサー２１で検知する残り貯湯量等が表示されるものである。なお、湯張りスイッチ４５と残時間表示スイッチを同時に押圧することで、凍結防止三方弁２８が切換えられ、エアー抜きバルブを開いて、循環ポンプ３５が駆動開始し、エアー抜き運転が開始されるものである。
まず、次に、この一実地形態の作動について説明する。夜間時間帯になると、前記給湯制御部２２が翌日に必要な貯湯熱量を演算し、この目標となる貯湯熱量を夜間時間帯の終了までに沸き上げるよう加熱制御部４０に指示してヒートポンプ回路３３を作動させ、加熱循環回路２５の循環ポンプ３５を駆動開始する。そして、循環ポンプ３５駆動により貯湯タンク７下部から取り出された湯水が水冷媒熱交換器３０の細い温水流路３６に流入して加熱され、加熱循環回路２５を介して貯湯タンク７の上部に戻されることにより、高温の湯が貯湯される。
そして、貯湯タンク７の側面に設けられた貯湯温度センサー２１が所定の量の高温水が貯湯されたことを検出するか、又は、熱項入口温度センサー３７が所定温度以上を検出すると、給湯制御部２２が加熱制御部４０へ加熱動作の停止を指示し、ヒートポンプ回路３３と循環ポンプ３２の作動が停止され、夜間時間帯の終了時までに貯湯作業を終了するものである。
次に、凍結防止運転について説明すれば、冬時に外気温度が下がり、加熱循環回路２５の注ぎ管２３と戻り換２４が凍結して、熱交換効率が低下してしまい、効率の良い給湯が得られないので、それ絵雄防止するために加熱部２の外に凍結防止センサー３９で凍結が発生する温度を検出し、凍結防止三方弁２８が切換られ、図２に示すように、注ぎ管２３と戻り換２４を連通状態にして、加熱循環回路２５内に温水を循環させることで、凍結を防止するものである。
次に、機器の設置後、温水流路３６に空気等の不純物が入り、これらを除去するエアー抜き運転について説明する。
運転が停止している状態で、例えば、湯張りスイッチ４６と残時間表示スイッチ４８を同時に押圧し、循環ポンプ３５の停止で運転停止を確認し、エアー抜き運転が開始され、図３に示すように、凍結防止三方弁２８が注ぎ管２３の連通状態から、自動的に弁を移動し、貯湯タンク７側を閉成し、排水管４１を温水流路３６の入口側にし、この状態で循環ポンプ３５を駆動開始する。
運転が停止している状態で、例えば、湯張りスイッチ４６と残時間表示スイッチ４８を同時に押圧し、循環ポンプ３５の停止で運転停止を確認し、エアー抜き運転が開始され、図３に示すように、凍結防止三方弁２８が注ぎ管２３の連通状態から、自動的に弁を移動し、貯湯タンク７側を閉成し、排水管４１を温水流路３６の入口側にし、この状態で循環ポンプ３５を駆動開始する。
これのよって、給湯管９からの水道水を温水流路３６内に通常の湯水流通とは、逆流させることで、加熱循環回路２５と温水流路３６内に侵入した空気等の不純物を確実に除去して、エアー抜きし、排水口４３から排水されるものである。エアー抜きを終了したら、エアー抜き運転を停止して、エアー抜きバルブ４２を閉じ、凍結防止三方弁２８を元に戻ると共に、循環ポンプ３５の駆動を停止する。
従って、従来のエア抜きを行われていた時のようなバケツなどで受けたり、又バケツに溜まった水を処分手間がなくなり、効率の良い作業が得られるものであり、しかもエア抜きが自動的に行われ極めて便利であり、更に面倒な接続作業がいらず便利であり、更に面倒な接続作業がいらず、漏れの心配もなく安心して使用出来るものである。
次に凍結防止三方弁２８の通常時、凍結防止運転時、エア抜き時の動きについて説明すれば、通常時は、凍結防止三方弁２８はバイパス管２６を閉じ、貯湯タンク７側と往き管２３を連通し、図１で示すように、循環ポンプ３５の駆動で貯湯タンク７底部の低温水が往き管２３を通り、温水流路３６の入口側へと流通するものである。凍結防止運転時には、凍結防止三方弁２８は、往き管２３の貯湯タンク７側を閉じ、バイパス管２６を介して往き管２３と戻り管２４を連通し、図２で示すように、循環ポンプ３５の駆動でバイパス管２６によって途中連通した往き管２３と戻り管２４の短絡回路２７で残水が流通し、この間の凍結を防止するものである。エア抜き時は、凍結防止三方弁２８を往き管２３やバイパス管２６にも連通しない位置とし、図３で示すように、給水圧で貯湯タンク７から戻り管２４を介して温水流路３６、往き管２３、排水管４１へと給水が流れ排水口４３から、エアと共に給水が流れ込むものである。
尚、この実施形態では、エア抜きバルブ４２を手動としたが、これに限定されることなく、例えば電磁弁で構成し、タイマー等で制御するようにしても良いものである。
７ 貯湯タンク
２３ 往き管
２４ 戻り管
２６ バイパス管
２７ 短絡回路
２８ 凍結防止三方弁
２９ コンプレッサー
３０ 水冷媒熱交換器
３１ 膨張弁
３２ 空気熱交換器
３３ ヒートポンプ回路
３４ 室外ファン
３５ 循環ポンプ
３６ 温水流路
４１ 排水管
４２ エア抜きバルブ
４３ 排水口
４４ エア抜き手段
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Claims (1)
- コンプレッサー、水冷媒熱交換器、膨張弁、及び室外ファンを有する空気熱交換器を冷媒配管で環状に接続したヒートポンプ回路と、湯を貯える貯湯タンクを有し、この貯湯タンクと前記水冷媒熱交換器の温水流路とは、循環ポンプを備え貯湯タンク下部の湯水を温水流路に流入させる注ぎ管と、温水流路で加熱された高温水を貯湯タンク上部に戻す戻し管とで接続し、更にこの注ぎ管と戻し管とは凍結防止三方弁を備えたパイパス管で連通したものに於いて、前記注ぎ管の凍結防止三方弁と水冷媒熱交換器との間には、エアー抜きバルブを備え排水口までの排水管が備えられ、貯湯タンク上部からの湯水を戻し管、温水流路、注ぎ管を介し、前記排水管から排水口へと流して、温水流路内のエアー抜きを行う事を特徴とするヒートポンプ式給湯機。
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