JP4244533B2

JP4244533B2 - Multi-function water heater

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Publication number: JP4244533B2
Application number: JP2001168781A
Authority: JP
Inventors: 哲野村; 秀峰村端
Original assignee: Denso Corp
Current assignee: Denso Corp
Priority date: 2001-06-04
Filing date: 2001-06-04
Publication date: 2009-03-25
Anticipated expiration: 2021-06-04
Also published as: JP2002364912A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、異なる温度の温水を同時に供給可能な多機能給湯装置に関するもので、貯湯タンクを有する給湯装置に適用して有効なものである。
【０００２】
【従来の技術および発明が解決しようとする課題】
一般に、温水を用いた床暖房装置に対しては６０℃程度の温度で温水を供給する必要があり、また、浴室乾燥機や温水暖房機（ファンコンベクタ）のような温水放熱機器に対しては８０℃程度の温度で温水を供給する必要がある。
【０００３】
しかし、従来の直接加熱式の電気温水器やヒートポンプ式温水器では、温水を所定の目標温度となるように加熱しているので、異なる温度の温水を同時に得ることが困難である。そのため、これらの従来技術では、例えば、６０°Ｃ程度の温水が必要な床暖房と、８０℃程度の温水が必要な浴室乾燥機との同時運転を実現できない。
【０００４】
本発明は上記点に鑑みて、異なる温度の温水を同時に供給することが可能な多機能給湯装置を提供することを目的とする。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するため、請求項１に記載の発明では、温水を加熱するための熱源ユニット（１１）と、熱源ユニット（１１）により加熱された高温の温水が供給される第１放熱機器（３９）と、第１放熱機器（３９）で放熱した低温の温水と高温の温水とを混合して、高温の温水より低温の温水を作る温水混合手段（２８）と、温水混合手段（２８）から低温の温水が供給される第２放熱機器（３７）とを備え、
熱源ユニット（１１）、温水混合手段（２８）、第１放熱機器（３９）および第２放熱機器（３７）を包含する閉回路（２９）を温水が循環するようになっており、
給湯対象機器（２５、２７）に温水を供給する給湯用温水供給経路（２２）を閉回路（２９）とは別系統で構成し、
給水配管（２１）からの給水を熱源ユニット（１１）により加熱し、この加熱後の高温の温水を貯湯タンク（１２）に蓄えるとともに温水供給経路（２２）に供給するようにし、
さらに、貯湯タンク（１２）内に、温水混合手段（２８）から流出する低温の温水を加熱する温水加熱用熱交換器（４０）を備えることを特徴とする。
【０００６】
これにより、単一の熱源ユニット（１１）を用いて、第１放熱機器（３９）では高温の温水による放熱作用を発揮でき、同時に、第２放熱機器（３７）では温水混合手段（２８）からの低温の温水による放熱作用を発揮できる。従って、温水温度の異なる異種の温水放熱作用を同時に発揮できる。しかも、熱源ユニット（１１）は１つ用いるだけでよいから、全体システム構成を簡素化でき、低コスト化、省スペース化に極めて有利である。
【０００７】
上記に加え、請求項１に記載の発明では、熱源ユニット（１１）、温水混合手段（２８）、第１放熱機器（３９）および第２放熱機器（３７）を包含する閉回路（２９）を温水が循環するように構成しているから、閉回路（２９）における温水の循環により第１放熱機器（３９）、第２放熱機器（３７）での温水放熱作用を発揮できる。
【０００８】
また、請求項１に記載の発明では、給湯対象機器（２５、２７）に温水を供給する給湯用温水供給経路（２２）を前記閉回路（２９）とは別系統で構成し、給水配管（２１）からの給水を熱源ユニット（１１）により加熱し、この加熱後の高温の温水を貯湯タンク（１２）に蓄えるとともに温水供給経路（２２）に供給するようにしているから、給湯対象機器（２５、２７）には、上記第１放熱機器（３９）、第２放熱機器（３７）とは別個に貯湯タンク（１２）から所望温度の温水供給（給湯）を行うことができる。
【００１０】
さらに、請求項１に記載の発明では、貯湯タンク（１２）内に、温水混合手段（２８）から流出する低温の温水を加熱する温水加熱用熱交換器（４０）を備えているから、熱源ユニット（１１）の運転停止時においても、貯湯タンク（１２）内の高温温水を熱源として熱交換器（４０）にて温水を加熱することができ、第２放熱機器（３７）による温水放熱作用を発揮できる。
【００１２】
請求項２に記載の発明では、温水を加熱するための熱源ユニット（１１）と、熱源ユニット（１１）により加熱された高温の温水が供給される第１放熱機器（３９）と、第１放熱機器（３９）で放熱した低温の温水と高温の温水とを混合して、高温の温水より低温の温水を作る温水混合手段（２８）と、温水混合手段（２８）から低温の温水が供給される第２放熱機器（３７）とを備え、
熱源ユニット（１１）、温水混合手段（２８）、第１放熱機器（３９）および第２放熱機器（３７）を包含する閉回路（２９）を温水が循環するようになっており、
給湯対象機器（２５、２７）に温水を供給する給湯用温水供給経路（２２）を閉回路（２９）とは別系統で構成し、
給水配管（２１）からの給水を熱源ユニット（１１）により加熱し、この加熱後の高温の温水を貯湯タンク（１２）に蓄えるとともに温水供給経路（２２）に供給するようにし、
さらに、給水配管（２１）からの給水を温水混合手段（２８）から流出する低温の温水により加熱する給水加熱用熱交換器（４２）を備えることを特徴とする。
【００１３】
請求項２に記載の発明は、請求項１に記載の発明における貯湯タンク（１２）内の温水加熱用熱交換器（４０）の代わりに、給水加熱用熱交換器（４２）を備えたものに相当し、その他の構成は請求項１に記載の発明と同じである。
したがって、請求項１に記載の発明における温水加熱用熱交換器（４０）による作用効果以外の作用効果は請求項２に記載の発明においても同様に発揮できる。
そして、請求項２に記載の発明によると、給水配管（２１）からの給水（通常は水道水）を温水混合手段（２８）から流出する低温の温水により予熱することができるので、給湯対象機器（２５、２７）への給湯に際して、貯湯タンク（１２）内の高温温水の使用量を低減できる。
【００１４】
請求項３に記載の発明では、温水を加熱するための熱源ユニット（１１）と、熱源ユニット（１１）により加熱された高温の温水が供給される第１放熱機器（３９）と、第１放熱機器（３９）で放熱した低温の温水と高温の温水とを混合して、高温の温水より低温の温水を作る温水混合手段（２８）と、温水混合手段（２８）から低温の温水が供給される第２放熱機器（３７）とを備え、
温水混合手段は、第１放熱機器（３９）で放熱した低温の温水と高温の温水が流入するタンク（２８）で構成され、
さらに、タンク（２８）内に風呂追い焚き用熱交換器（３３）を備えることを特徴とする。
【００１５】
請求項３に記載の発明によると、請求項１、２に記載の発明と同様に単一の熱源ユニット（１１）を用いて、第１放熱機器（３９）では高温の温水による放熱作用を発揮でき、同時に、第２放熱機器（３７）では温水混合手段（２８）からの低温の温水による放熱作用を発揮できる。従って、温水温度の異なる異種の温水放熱作用を同時に発揮できる。しかも、熱源ユニット（１１）は１つ用いるだけでよいから、全体システム構成を簡素化でき、低コスト化、省スペース化に極めて有利である。
さらに、請求項３に記載の発明では、温水混合手段をなすタンク（２８）内に風呂追い焚き用熱交換器（３３）を備えているから、タンク（２８）内の温水の持つ余剰熱量を活用して、風呂の追い焚きを行うことができる。
請求項４に記載の発明のように、請求項３に記載の多機能給湯装置において、前記熱源ユニット（１１）、前記温水混合手段（２８）、前記第１放熱機器（３９）および前記第２放熱機器（３７）を包含する閉回路（２９）を温水が循環するようにしてもよい。
請求項５に記載の発明のように、請求項４に記載の多機能給湯装置において、給湯対象機器（２５、２７）に温水を供給する給湯用温水供給経路（２２）を閉回路（２９）とは別系統で構成し、
給水配管（２１）からの給水を熱源ユニット（１１）により加熱し、この加熱後の高温の温水を貯湯タンク（１２）に蓄えるとともに温水供給経路（２２）に供給するようにしてもよい。
請求項６に記載の発明のように、請求項２または５に記載の多機能給湯装置において、貯湯タンク（１２）内に、温水混合手段（２８）から流出する低温の温水を加熱する温水加熱用熱交換器（４０）を備えるようにしてもよい。
請求項７に記載の発明のように、請求項１または５に記載の多機能給湯装置において、給水配管（２１）からの給水を温水混合手段（２８）から流出する低温の温水により加熱する給水加熱用熱交換器（４２）を備えるようにしてもよい。
請求項８に記載の発明のように、請求項１または２に記載の多機能給湯装置において、温水混合手段は、第１放熱機器（３９）で放熱した低温の温水と前記高温の温水が流入するタンク（２８）で構成してもよい。
請求項９に記載の発明のように、請求項８に記載の多機能給湯装置において、タンク（２８）内に風呂追い焚き用熱交換器（３３）を備えるようにしてもよい。
【００１６】
請求項１０に記載の発明のように、請求項１ないし９のいずれか１つにおいて、第１放熱機器（３９）は、具体的には、温水暖房機（３９ａ）および浴室乾燥機（３９ｂ）の少なくとも１つを包含している。
【００１７】
これにより、温水暖房機（３９ａ）の暖房機能や浴室乾燥機（３９ｂ）の乾燥機能を高温温水の放熱により良好に発揮できる。
【００１８】
請求項１１に記載の発明のように、請求項１ないし１０のいずれか１つにおいて、第２放熱機器は、具体的には、床暖房装置（３７）である。
【００１９】
これにより、床暖房装置（３７）の床暖房機能を低温温水の放熱により良好に発揮できる。
【００２０】
請求項１２に記載の発明のように、請求項１ないし１１のいずれか１つにおいて、熱源ユニット（１１）は、具体的には、電動圧縮機（１７）を有する電気式ヒートポンプユニットで構成できる。
【００２１】
このようなヒートポンプユニット（１１）の使用により、大気あるいは種々な廃熱源で吸熱した熱量をも利用して温水を加熱することができ、温水加熱のランニングコストを低減できる。
【００２２】
なお、上記各手段の括弧内の符号は、後述する実施形態に記載の具体的手段との対応関係を示すものである。
【００２３】
【発明の実施の形態】
（第１実施形態）
本実施形態は、本発明による多機能ハイブリッド給湯装置を一般家庭用の給湯装置に適用したものであって、図１は多機能ハイブリッド給湯装置の全体構成図であり、給湯装置の構成は、貯湯ユニット１０と熱源ユニット１１とに大別され、そして、熱源ユニット１１はヒートポンプユニットにより構成される。また、温水経路は水道水が供給される給湯用温水供給経路とブラインを循環させるブライン循環経路（閉回路）とを備えている。
【００２４】
貯湯ユニット１０は縦長の貯湯タンク１２を有し、熱源ユニット１１の水−冷媒熱交換器１３で加熱された高温（９０℃程度）の温水が貯湯タンク１２の最上部の給湯口１４から貯湯タンク１２内に流入する。そして、貯湯タンク１２の底部の出口１５から温水が電動ポンプ１６により熱源ユニット１１の水−冷媒熱交換器１３に流入する。
【００２５】
ここで、熱源ユニット１１について説明すると、ヒートポンプユニットの電動圧縮機１７にて圧縮された高圧冷媒は水−冷媒熱交換器１３中の高圧側熱交換器（放熱器）１３ａに流入して放熱する。水−冷媒熱交換器１３は図２に示すように高圧側熱交換器１３ａの両側に給湯用熱交換器１３ｂとブライン用熱交換器１３ｃとを配置した３層の熱交換構造になっている。
【００２６】
熱源となる高圧側熱交換器１３ａの冷媒流れ方向Ａに対して給湯用熱交換器１３ｂの水流れ方向Ｂおよびブライン用熱交換器１３ｃのブライン流れ方向Ｃを逆方向とした対向流の熱交換構造になっている。また、ヒートポンプユニットは、、冷媒として例えば二酸化炭素等を使用し、高圧側の冷媒圧力が冷媒の臨界圧力以上となる超臨界ヒートポンプサイクルにより構成している。この超臨界ヒートポンプサイクルでは、高圧側冷媒圧力の上昇により高圧側熱交換器１３ａの入口部の冷媒温度（圧縮機吐出冷媒温度）を図２に示す１２０℃程度まで高めることができる。
【００２７】
給湯用熱交換器１３ｂは高圧側熱交換器１３ａの冷媒入口部から冷媒出口部に至る冷媒流路の全長で冷媒と水との熱交換を行うことにより、９０℃程度の高温の温水を給湯できるようになっている。
【００２８】
これに反し、ブライン用熱交換器１３ｃは高圧側熱交換器１３ａの冷媒との熱交換によりブラインを給湯温度（９０℃程度）より一段と低い温度（６０〜８０℃程度）に加熱する。そのため、ブライン用熱交換器１３ｃは高圧側熱交換器１３ａの冷媒入口部より所定量だけ下流の中間部位から冷媒出口部に至る冷媒流路で冷媒とブラインとの熱交換を行うようになっている。
【００２９】
つまり、ブライン用熱交換器１３ｃにおいては、給湯用熱交換器１３ｂの水との熱交換により１２０℃程度から７０℃〜９０℃程度に温度低下した後の冷媒とブラインとが熱交換する。このため、ブライン用熱交換器１３ｃの出口部からは、給湯温度（９０℃程度）より一段と低い温度（６０〜８０℃程度）に加熱されたブラインを取り出すことができる。ここで、ブラインは、熱交換器１３ｃで加熱され後述の種々な機器にて放熱する熱媒体であり、具体的には、水道水や、不凍液を混合した水道水等を使用する。
【００３０】
水−冷媒熱交換器１３の高圧側熱交換器１３ａを通過した放熱後の高圧冷媒はその後、減圧装置１８で低圧状態に減圧される。この低圧冷媒は蒸発器１９で大気等から吸熱して蒸発し、その後、電動圧縮機１７に吸入され、再度圧縮される。熱源ユニット（ヒートポンプユニット）１１は料金の安い夜間電力を利用して主に夜間に稼働される電気式温水器を構成する。
【００３１】
貯湯タンク１２の底部には、水道水等を給水するための給水入口２０が設けてある。この給水入口２０に接続される給水配管２１の途中から給水配管２１ａを分岐している。また、貯湯タンク１２の最上部の給湯口１４から高温の温水が流れる給湯配管２２と、給水配管２１ａとを合流させ、その合流部に温度調整弁２３を配置している。
【００３２】
この温度調整弁２３は、貯湯タンク１２内に貯湯された高温（９０℃程度）の温水と、給水配管２１ａからの低温の水道水との混合比率を調整して給湯温水の温度を調整するものである。本例の温度調整弁２３は上記混合比率を調整する弁体をモータ等のアクチュエータにより駆動するようになっており、給湯温水の温度を検出する温度センサ（サーミスタ）２４の検出温度により弁体位置を自動調整して、給湯温水の温度が目標温度に維持されようになっている。
【００３３】
また、給湯配管２２において、温度調整弁２３の下流部は２つの配管２２ａ、２２ｂに分岐され、第１配管２２ａは、台所、洗面台等のように湯使用量が比較的少量の機器２５に接続される。第２配管２２ｂは、逆止弁２６を介して風呂２７に接続される。
【００３４】
一方、水−冷媒熱交換器１３のブライン用熱交換器１３ｃは、ブラインタンク２８等とともにブライン循環回路（閉回路）２９を構成しており、この循環回路２９をブラインが電動ポンプ３０により循環するようになっている。このブライン循環回路２９は具体的には複数の循環経路を持っている。そのうち、１つの循環経路は、ブラインタンク２８→循環ポンプ３０→ブライン用熱交換器１３ｃ→ブライン流量調整弁３１→ブラインタンク２８の第１入口３２に至る路路からなる。ブライン流量調整弁３１はモータ等のアクチュエータ機構により弁体が駆動されて弁開度（圧損）を調整するものである。
【００３５】
ブラインタンク２８は本発明の温水混合手段を構成するものであって、ブラインの温度上昇に伴う膨張分を吸収する膨張タンクの機能を発揮するものである。具体的には、ブラインタンク２８の容積を膨張分の吸収可能な大きさとしたり、ブラインタンク２８に大気開放の圧力逃がし弁を設けたりする。
【００３６】
ブラインタンク２８内には風呂２７の追い焚き用の熱交換器３３が配置してある。この追い焚き用の熱交換器３３は、ブラインタンク２８内にて蛇行する金属製熱交換チューブを有し、この蛇行状の熱交換チューブ内を流れる風呂２７側の温水とブラインタンク２８内のブラインとの間で熱交換を行って風呂２７側の温水を加熱するものである。この加熱された温水は電動ポンプ３４により風呂２７内に再循環するようになっている。
【００３７】
なお、追い焚き用熱交換器３３の出口側流路には逆止弁３５を設けて、第２配管２２ｂからの温水が追い焚き用熱交換器３３側へ流入するのを防止する。また、第２配管２２ｂの逆止弁２６により追い焚き用熱交換器３３の出口側の温水が機器２５への供給温水に混入することを防止する。また、ブラインタンク２８内に電気ヒータからなる補助ヒータ３６を配置してタンク内のブラインを加熱できるようにしてある。
【００３８】
ブライン循環回路２９における他の循環経路は、ブラインタンク２８→循環ポンプ３０→分岐流路２９ａ→床暖房装置３７→ブラインタンク２８の第２入口３８に至る経路からなり、床暖房装置３７にはブラインタンク２８から流出した温度上昇前の低温のブライン（温水）が流れる。
【００３９】
ブライン循環回路２９における更に他の循環経路は、ブラインタンク２８→循環ポンプ３０→ブライン用熱交換器１３ｃ→分岐流路２９ｂ→温水放熱機器３９→ブラインタンク２８の第２入口３８に至る経路からなる。ここで、温水放熱機器３９は具体的には温水暖房機（ファンコンベクタ）３９ａ、浴室乾燥機３９ｂ等の互いに並列接続された機器である。更に、これらの温水放熱機器３９はブライン流量調整弁３１と並列接続され、ブライン用熱交換器１３ｃにて加熱された高温のブライン（温水）が流れる。
【００４０】
なお、温水暖房機３９ａ、浴室乾燥機３９ｂおよび床暖房装置３７にはそれぞれ専用の流量調整弁３９ｃ、３９ｄ、３７ａが内蔵されており、この流量調整弁３９ｃ、３９ｄ、３７ａはモータ等のアクチュエータ機構により弁体が駆動されて弁開度（圧損）を調整するものである。従って、各流量調整弁３９ｃ、３９ｄ、３７ａにより温水暖房機３９ａ、浴室乾燥機３９ｂおよび床暖房装置３７のブライン流量をそれぞれ個別に調整できるようになっている。
【００４１】
次に、上記構成において第１実施形態の作動を説明する。給水配管２１により水道水が貯湯タンク１２の下部に供給され、貯水される。そして、貯湯タンク１２の下部の温水がポンプ１６により熱源ユニット１１の水−冷媒熱交換器１３の給湯用熱交換器１３ｂに送られ、ここで、温水はサイクル内の高圧側冷媒から吸熱して９０°Ｃ程度に昇温し、貯湯タンク１２の上部に還流して貯湯される。
【００４２】
貯湯タンク１２内に貯湯された高温の温水は、給湯配管２２の温度調整弁２３において、給水配管２１ａからの低温の水道水と混合されて目標温度の温水となり、その後、台所、洗面台等の機器２５あるいは風呂２７に供給される。
【００４３】
他方、ブライン循環回路２９においては、ブラインタンク２８内のブラインをブラインポンプ３０により熱源ユニット１１の水−冷媒熱交換器１３のブライン用熱交換器１３ｃに循環させることにより、高圧側熱交換器１３ａの高圧冷媒との熱交換によりブラインを加熱できる。具体的には、高圧側熱交換器１３ａの高圧冷媒の入口温度が１２０°Ｃ程度であるときは、ブラインを６０℃〜８０°Ｃ程度まで加熱できる。
【００４４】
このとき、温水暖房機３９ａ、浴室乾燥機３９ｂ等の温水放熱機器３９を使用する時は、温水放熱機器３９の内蔵の流量調整弁３９ｃ、３９ｄを開弁し、流量調整弁３１を全閉する。これにより、水−冷媒熱交換器１３で加熱された８０°Ｃ程度の高温のブラインの全量を温水暖房機３９ａ、浴室乾燥機３９ｂ等の温水放熱機器３９に流入させ、ここで、放熱して各機器３９ａ、３９ｂの暖房・乾燥作用を果たす。そして、ブラインは６０°Ｃ〜７０°Ｃ程度の温度に低下した後にブラインタンク２８に戻る。
【００４５】
また、床暖房装置３７を同時運転するときは床暖房装置３７の内蔵の流量調整弁３７ａも開弁するため、水−冷媒熱交換器１３上流（ブラインタンク２８直後）の低温（例えば、６０°Ｃ程度）のブラインが床暖房装置３７に流入して床暖房の作用を果たす。ここで、床暖房装置３７からの戻りブラインの温度は４０°Ｃ〜５０°Ｃ程度の低い温度となるが、流量調整弁３１を適度の開度だけ開いて８０°Ｃ程度の高温のブラインをブラインタンク２８に直接戻すことにより、ブラインタンク２８内のブライン温度、すなわち、床暖房装置３７への供給ブライン温度を必要温度に調節できる。
【００４６】
なお、給湯水のみが必要であって、ブラインの循環が必要ないときは、ブライン循環用ポンプ３０を停止するが、水−冷媒熱交換器１３において、ブライン用熱交換器１３ｃは給湯水との熱交換により７０℃〜９０℃程度に温度低下した後の高圧冷媒から吸熱するので、ブライン用熱交換器１３ｃ内でブラインの沸騰が生じる恐れはない。
【００４７】
また、温水暖房機３９ａ、浴室乾燥機３９ｂ等の温水放熱機器３９を停止し、床暖房装置３７を単独運転するときは、温水暖房機３９ａ、浴室乾燥機３９ｂ内蔵の流量調整弁３９ｃ、３９ｄを閉弁して、温水放熱機器３９へのブライン流入を遮断するとともに、流量調整弁３１および床暖房装置３７内蔵の流量調整弁３７ａを開く。
【００４８】
これにより、水−冷媒熱交換器１３で加熱されたブラインを流量調整弁３１→ブラインタンク２８→ポンプ３０→水−冷媒熱交換器１３の回路で循環させるとともに、ブラインタンク２８→ポンプ３０→床暖房装置３７→ブラインタンク２８の回路で循環させ、床暖房作用を果たすことができる。
【００４９】
床暖房装置３７の単独運転時にはタンク２８内のブライン温度をポンプ３０、あるいは流量調整弁３１、３７の流量調整により調整して、床暖房装置３７の能力を調整できる。
【００５０】
また、ブラインの循環のみが必要で、給湯水の供給が不要であるときは、給湯側の循環ポンプ１６を停止する。このときは、電動圧縮機１７の回転数を下げて高圧圧力を引き下げて、それにより、水−冷媒熱交換器１３の高圧側熱交換器１３ａの入口冷媒温度を９０℃程度に低下させる。これにより、ブライン用熱交換器１３ｃ内におけるブラインの沸騰を防止する。
【００５１】
また、風呂２７の追い焚きを行うときはポンプ３４を作動させて、風呂２７の温水をブラインタンク２８内の追い焚き用熱交換器３３に循環して、ブラインタンク２８内の６０°Ｃ程度のブラインと風呂２７の温水とを熱交換して、風呂２７の温水を加熱する。
【００５２】
また、熱源ユニット１１の運転だけでは熱量が不足する場合や、ブラインタンク２８内のブライン温度が風呂２７の追い焚きにとって低すぎる場合には補助ヒータ３６に通電して、補助ヒータ３６によりブラインを加熱してブライン温度を昇温させる。
【００５３】
以上の作動説明から理解されるように、第１実施形態によると、単一の熱源ユニット１１を用いて、所望温度の給湯、および各種温度の温水（ブライン）を同時に供給できる。これをまとめると、次の通りである。
（１）台所、洗面台等の給湯対象機器２５および風呂２７には、温度調整弁２３により温度調整された所望温度の温水を供給（給湯）できる。
（２）温水暖房機３９ａ、浴室乾燥機３９ｂ等の温水放熱機器３９には、水−冷媒熱交換器１３で加熱された最も高温（例えば、８０°Ｃ程度）のブラインを供給できる。
（３）床暖房装置３７には、水−冷媒熱交換器１３上流の中間温度（例えば、６０°Ｃ程度）のブラインを供給できる。
（４）ブラインタンク２８内の中間温度（例えば、６０°Ｃ程度）のブラインを熱源として風呂２７の温水を追い焚きすることができる。
【００５４】
更に、本実施形態によると、上記に加えて、次の作用効果が得られる。
【００５５】
▲１▼台所、洗面台等の給湯対象機器２５への給湯経路２２は、温水暖房機３９ａ、浴室乾燥機３９ｂ等の温水放熱機器３９および床暖房装置３７を有するブライン循環回路２９とは全く別系統となっているから、上記給湯対象機器２５への給湯水は飲料水として使用できる。
【００５６】
▲２▼単一の熱源ユニット１１を用いて、台所、洗面台等の給湯対象機器２５への給湯と、温水暖房等の機器３７、３９への温水（ブライン）供給を全て行っているから、これらの給湯対象機器２５と、温水暖房等の機器３７、３９に対応して温水器を別々に設置する場合に比較して、部品点数低減による低コスト化、省スペース化を実現できる。
【００５７】
▲３▼浴室乾燥・温水暖房と床暖房を同時運転するときには、この両者の必要温水温度の違いから浴室乾燥・温水暖房側の余剰熱を利用して床暖房を行うことができ、効率的な給湯運転を行うことができる。
【００５８】
▲４▼風呂２７の追い焚きも、温水暖房、床暖房等の余剰熱で行うから、追い焚き専用の電気ヒータを用いる場合に比較して省エネルギーとなる。
【００５９】
▲５▼ブラインの加熱源として貯湯タンク１２の高温温水を利用しないため、給湯、風呂の使用時に湯切れを起こしにくい。
（第２実施形態）
図３は第２実施形態であり、第１実施形態に対して貯湯タンク１２内にブライン加熱用熱交換器４０を追加した点、およびブライン用流量調整弁３１を三方弁タイプに変更した点が相違している。三方弁タイプの流量調整弁３１は、ブライン加熱用熱交換器４０→ブラインタンク２８の第１入口３２に向かう流路と、水−冷媒熱交換器１３→ブラインタンク２８の第１入口３２に向かう流路とを切替可能であるとともに、各流路の開度を調整可能なものである。
【００６０】
第２実施形態では、ブライン循環回路２９において、第１実施形態の前述の循環経路の他に、ブラインタンク２８→循環ポンプ３０→ブライン加熱用熱交換器４０→ブライン流量調整弁３１→ブラインタンク２８の第１入口３２に至る循環路路が付加される。
【００６１】
従って、ブライン流量調整弁３１の流路切替により、貯湯タンク１２内のブライン加熱用熱交換器４０で加熱されたブラインをブラインタンク２８に直接戻して、ブラインタンク２８内のブライン温度を上昇させることができる。その結果、熱源ユニット１１を運転しなくても、貯湯タンク１２内の高温温水の熱を利用して床暖房装置３７の運転や風呂２７の追い焚きを行うことができる。
【００６２】
このため、熱源ユニット１１のヒートポンプユニットを、料金の安い深夜電力を利用して運転して、深夜のうちに貯湯タンク１２内に高温の温水を蓄えておくことにより、床暖房装置３７の運転や風呂２７の追い焚きのためのランニングコストを低減できる。
【００６３】
また、貯湯タンク１２内の高温温水の熱を利用して、ブライン温度を水−冷媒熱交換器１３による加熱時よりも高温に昇温できるので、風呂２７の追い焚き能力を向上できる。これにより、補助ヒータ３６の使用頻度（消費電力）を低減できる。
（第３実施形態）
図４は第３実施形態であり、第１実施形態に対して、給水配管２１から分岐された給水配管２１ａの途中に給水加熱用タンク４１を追加し、このタンク４１内にブライン循環回路２９の給水加熱用熱交換器４２を組み込んだ点が相違している。
【００６４】
これによると、ブラインタンク２８内のブラインが水−冷媒熱交換器１３に向かって流れる途中で、給水加熱用熱交換器４２においてブラインがタンク４１内の給水（水道水）と熱交換して給水を加熱し、給水温度を昇温させる。そのため、温度調整弁２３への給水温度が高くなり、温度調整弁２３で給湯の温度調整を行う際に、貯湯タンク１２内の温水使用量を低減できるので、貯湯タンク１２の小型化を図ることができる。
【００６５】
また、給水加熱用熱交換器４２における給水との熱交換（放熱）によりブライン温度が低下するので、水−冷媒熱交換器１３における高圧冷媒とブラインとの温度差が拡大し、熱交換効率が向上する。これにより、熱源ユニット１１のヒートポンプユニットのＣＯＰ（成績係数）を向上できる。
【００６６】
なお、冷媒として例えば二酸化炭素等を使用し、高圧側の冷媒圧力が冷媒の臨界圧力以上となる超臨界ヒートポンプサイクルにより、熱源ユニット１１を構成する場合には、高圧圧力が特に高いので、流入ブライン温度の低下によるＣＯＰの改善効果が大きい。
（第４実施形態）
図５は第４実施形態であり、上記第２実施形態と第３実施形態とを組み合わせたものである。すなわち、第２実施形態によるブライン加熱用熱交換器４０を貯湯タンク１２内に設け、ブライン用流量調整弁３１を三方弁タイプにするとともに、第３実施形態による給水加熱用タンク４１を給水配管２１ａの途中に設け、このタンク４１内にブライン循環回路２９の給水加熱用熱交換器４２を組み込んでいる。
【００６７】
従って、第４実施形態によると、第２実施形態の作用効果と第３実施形態の作用効果とを併せ奏することができる。
（他の実施形態）
なお、上記各実施形態では、熱源ユニット１１を、ヒートポンプユニットからなる電気式温水器により構成しているが、電気ヒータにより温水を直接加熱する直接加熱式の電気式温水器により熱源ユニット１１を構成してもよい。
【００６８】
また、熱源ユニット１１として、ガス式燃焼装置、あるいは灯油等の液体燃料を用いる燃焼装置を用いて温水を加熱する燃焼式温水器を用いてもよい。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１実施形態を示す全体システム図である。
【図２】図１の水−冷媒熱交換器１３の具体例を示す概略断面図である。
【図３】第２実施形態を示す全体システム図である。
【図４】第３実施形態を示す全体システム図である。
【図５】第４実施形態を示す全体システム図である。
【符号の説明】
１１…熱源ユニット（ヒートポンプユニット）、１２…貯湯タンク、
２２…給湯配管（給湯用温水供給経路）、２５…台所等の給湯対象機器、
２７…風呂、２８…ブラインタンク（温水混合手段）、
２９…ブライン循環回路（閉回路）、３７…床暖房装置（第２放熱機器）、
３９…温水放熱機器（第１放熱機器）、４０…ブライン加熱用熱交換器、
４２…給水加熱用熱交換器。[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to a multi-function hot water supply apparatus that can simultaneously supply hot water of different temperatures, and is effective when applied to a hot water supply apparatus having a hot water storage tank.
[0002]
[Background Art and Problems to be Solved by the Invention]
In general, it is necessary to supply hot water at a temperature of about 60 ° C. to a floor heating device using hot water, and for hot water radiators such as bathroom dryers and hot water heaters (Fancon vectors). It is necessary to supply hot water at a temperature of about 80 ° C.
[0003]
However, in the conventional direct heating type electric water heater and heat pump type water heater, since hot water is heated to a predetermined target temperature, it is difficult to obtain hot water having different temperatures at the same time. Therefore, in these prior arts, for example, simultaneous operation of floor heating that requires hot water of about 60 ° C. and a bathroom dryer that requires hot water of about 80 ° C. cannot be realized.
[0004]
An object of this invention is to provide the multifunction hot-water supply apparatus which can supply the hot water of a different temperature simultaneously in view of the said point.
[0005]
[Means for Solving the Problems]
  In order to achieve the above object, according to the first aspect of the present invention, a heat source unit (11) for heating hot water and a first heat radiating device (1) to which hot water heated by the heat source unit (11) is supplied ( 39), the warm water mixing means (28) for mixing the low temperature warm water radiated by the first heat radiating device (39) and the high temperature warm water to produce a warm water having a lower temperature than the hot water, and a warm water mixing means (28). A second heat radiating device (37) to which low temperature hot water is supplied frome,
  The hot water circulates through the closed circuit (29) including the heat source unit (11), the hot water mixing means (28), the first heat radiating device (39) and the second heat radiating device (37),
  The hot water supply hot water supply path (22) for supplying hot water to the hot water supply target devices (25, 27) is configured separately from the closed circuit (29),
  The water supply from the water supply pipe (21) is heated by the heat source unit (11), the hot water after the heating is stored in the hot water storage tank (12) and supplied to the hot water supply path (22),
  Furthermore, a hot water heating heat exchanger (40) for heating the low temperature hot water flowing out from the hot water mixing means (28) is provided in the hot water storage tank (12).It is characterized by that.
[0006]
Thereby, using the single heat source unit (11), the first heat dissipating device (39) can exert a heat dissipating action due to high-temperature hot water. The heat dissipation effect of low temperature hot water can be demonstrated. Therefore, different types of hot water heat radiation effects with different hot water temperatures can be exhibited simultaneously. Moreover, since only one heat source unit (11) needs to be used, the overall system configuration can be simplified, which is extremely advantageous for cost reduction and space saving.
[0007]
  In addition to the aboveClaim1Invention described inThenThe hot water circulates in the closed circuit (29) including the heat source unit (11), the hot water mixing means (28), the first heat radiating device (39) and the second heat radiating device (37).BecauseHot water circulation in the closed circuit (29) can exhibit the hot water heat radiation action in the first heat radiating device (39) and the second heat radiating device (37).
[0008]
  Also,Claim1In the invention described in,The hot water supply hot water supply path (22) for supplying hot water to the hot water supply target devices (25, 27) is constituted by a system separate from the closed circuit (29), and water supplied from the water supply pipe (21) is supplied to the heat source unit (11). The hot water after heating is stored in the hot water storage tank (12) and supplied to the hot water supply path (22).Therefore, the hot water supply target devices (25, 27) are supplied with hot water at a desired temperature (hot water supply) from the hot water storage tank (12) separately from the first heat radiating device (39) and the second heat radiating device (37). )It can be performed.
[0010]
  further,Claim1The hot water heating heat exchanger (40) for heating the low temperature hot water flowing out from the hot water mixing means (28) is provided in the hot water storage tank (12).Therefore, even when the operation of the heat source unit (11) is stopped, the hot water can be heated by the heat exchanger (40) using the hot water in the hot water storage tank (12) as a heat source, and the second heat radiating device (37 ) Can exhibit the hot water heat dissipation effect.
[0012]
  Claim2In the invention described inA heat source unit (11) for heating hot water, a first heat radiating device (39) to which high-temperature hot water heated by the heat source unit (11) is supplied, and a low-temperature heat radiated by the first heat radiating device (39) A hot water mixing means (28) for mixing hot water and hot hot water to produce hot water having a temperature lower than that of the hot water, and a second heat radiating device (37) to which the low temperature hot water is supplied from the hot water mixing means (28), With
  The hot water circulates through the closed circuit (29) including the heat source unit (11), the hot water mixing means (28), the first heat radiating device (39) and the second heat radiating device (37),
  The hot water supply hot water supply path (22) for supplying hot water to the hot water supply target devices (25, 27) is configured separately from the closed circuit (29),
  The water supply from the water supply pipe (21) is heated by the heat source unit (11), the hot water after the heating is stored in the hot water storage tank (12) and supplied to the hot water supply path (22),
  further,It is characterized by comprising a heat exchanger (42) for heating the feed water that heats the feed water from the feed water pipe (21) with the low temperature warm water flowing out from the warm water mixing means (28).
[0013]
  The invention according to claim 2 is provided with a heat exchanger for heating water supply (42) instead of the heat exchanger for heating hot water (40) in the hot water storage tank (12) in the invention according to claim 1. The other structure is the same as that of the first aspect of the invention.
  Therefore, effects other than the effects of the heat exchanger (40) for heating hot water in the invention according to claim 1 can be exhibited in the invention according to claim 2 as well.
  And according to invention of Claim 2,Since hot water (usually tap water) from the hot water supply pipe (21) can be preheated by low-temperature hot water flowing out from the hot water mixing means (28), a hot water storage tank is used for hot water supply to the hot water supply target devices (25, 27). The amount of high-temperature hot water in (12) can be reduced.
[0014]
  Claim3Invention described inThen, the heat source unit (11) for heating the hot water, the first heat radiating device (39) to which the high-temperature hot water heated by the heat source unit (11) is supplied, and the first heat radiating device (39) radiated heat. The hot water mixing means (28) for mixing the low temperature hot water and the high temperature hot water to produce the low temperature hot water from the high temperature hot water, and the second heat radiating device (37) supplied with the low temperature hot water from the hot water mixing means (28) )
  Hot water mixing means,Consists of a low temperature hot water radiated by the first heat radiating device (39) and a tank (28) into which the high temperature hot water flows.And
  Furthermore, the tank (28) is provided with a heat exchanger (33) for bathing a bath.
[0015]
  Claim3Invention described inAccording to the first and second aspects, using the single heat source unit (11) as in the first and second aspects of the invention, the first heat dissipating device (39) can exhibit a heat dissipating action due to high-temperature hot water, and at the same time, the second heat dissipating unit (11). In the device (37), the heat radiation effect by the low temperature hot water from the hot water mixing means (28) can be exhibited. Therefore, different types of hot water heat radiation effects with different hot water temperatures can be exhibited simultaneously. Moreover, since only one heat source unit (11) needs to be used, the overall system configuration can be simplified, which is extremely advantageous for cost reduction and space saving.
  Furthermore, in invention of Claim 3, it makes a warm water mixing means.Equipped with a heat exchanger (33) for bathing in the tank (28)BecauseThe bath can be replenished by utilizing the surplus heat amount of the hot water in the tank (28).
  As in the invention according to claim 4, in the multifunction hot water supply device according to claim 3, the heat source unit (11), the hot water mixing means (28), the first heat radiating device (39), and the second You may make it a warm water circulate through the closed circuit (29) containing a thermal radiation apparatus (37).
  As in the invention described in claim 5, in the multifunction hot water supply apparatus described in claim 4, the hot water supply hot water supply path (22) for supplying hot water to the hot water supply target device (25, 27) is closed circuit (29). And a separate system,
  Water supplied from the water supply pipe (21) may be heated by the heat source unit (11), and the hot water after heating may be stored in the hot water storage tank (12) and supplied to the hot water supply path (22).
  As in the sixth aspect of the invention, in the multi-function hot water supply apparatus according to the second or fifth aspect, the hot water heating for heating the low temperature hot water flowing out from the hot water mixing means (28) into the hot water storage tank (12). A heat exchanger (40) may be provided.
  As in the invention according to claim 7, in the multi-function hot water supply device according to claim 1 or 5, the water supplied from the water supply pipe (21) is heated by the low-temperature hot water flowing out from the hot water mixing means (28). A heating heat exchanger (42) may be provided.
  As in the invention according to claim 8, in the multi-function hot water supply device according to claim 1 or 2, the hot water mixing means flows in the low temperature hot water radiated by the first heat radiating device (39) and the high temperature hot water. The tank (28) may be configured.
  As in the ninth aspect of the invention, in the multi-function hot water supply apparatus of the eighth aspect, the tank (28) may be provided with a heat exchanger for bathing (33).
[0016]
  Claim10As in the invention described in claim 1,9In any one of the above, the first heat dissipating device (39) specifically includes at least one of a hot water heater (39a) and a bathroom dryer (39b).
[0017]
Thereby, the heating function of the hot water heater (39a) and the drying function of the bathroom dryer (39b) can be satisfactorily exhibited by heat radiation of the high temperature hot water.
[0018]
  Claim11As in the invention described in claim 1,10In any one of the above, the second heat dissipating device is specifically a floor heating device (37).
[0019]
Thereby, the floor heating function of a floor heating apparatus (37) can be exhibited satisfactorily by heat radiation of low temperature hot water.
[0020]
  Claim12As in the invention described in claim 1,11In any one of these, the heat-source unit (11) can be specifically comprised with the electric heat pump unit which has an electric compressor (17).
[0021]
By using such a heat pump unit (11), the hot water can be heated using the heat absorbed by the atmosphere or various waste heat sources, and the running cost of the hot water heating can be reduced.
[0022]
In addition, the code | symbol in the bracket | parenthesis of each said means shows the correspondence with the specific means as described in embodiment mentioned later.
[0023]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
(First embodiment)
In this embodiment, the multi-function hybrid hot water supply apparatus according to the present invention is applied to a hot water supply apparatus for general households, and FIG. 1 is an overall configuration diagram of the multi-function hybrid hot water supply apparatus. The heat source unit 11 is roughly divided into a unit 10 and a heat source unit 11, and the heat source unit 11 is constituted by a heat pump unit. The hot water path includes a hot water supply hot water supply path through which tap water is supplied and a brine circulation path (closed circuit) for circulating the brine.
[0024]
The hot water storage unit 10 has a vertically long hot water storage tank 12, and hot water (about 90 ° C.) heated by the water-refrigerant heat exchanger 13 of the heat source unit 11 is supplied from the hot water supply port 14 at the top of the hot water storage tank 12. 12 flows in. Then, hot water flows into the water-refrigerant heat exchanger 13 of the heat source unit 11 from the outlet 15 at the bottom of the hot water storage tank 12 by the electric pump 16.
[0025]
Here, the heat source unit 11 will be described. The high-pressure refrigerant compressed by the electric compressor 17 of the heat pump unit flows into the high-pressure side heat exchanger (heat radiator) 13a in the water-refrigerant heat exchanger 13 to dissipate heat. . As shown in FIG. 2, the water-refrigerant heat exchanger 13 has a three-layer heat exchange structure in which a hot water supply heat exchanger 13b and a brine heat exchanger 13c are arranged on both sides of the high pressure side heat exchanger 13a. .
[0026]
Counterflow heat exchange with the water flow direction B of the hot water supply heat exchanger 13b and the brine flow direction C of the brine heat exchanger 13c opposite to the refrigerant flow direction A of the high pressure side heat exchanger 13a serving as a heat source. It has a structure. In addition, the heat pump unit uses, for example, carbon dioxide as a refrigerant, and is configured by a supercritical heat pump cycle in which the refrigerant pressure on the high pressure side is equal to or higher than the critical pressure of the refrigerant. In this supercritical heat pump cycle, the refrigerant temperature (compressor discharge refrigerant temperature) at the inlet of the high-pressure side heat exchanger 13a can be raised to about 120 ° C. shown in FIG. 2 by increasing the high-pressure side refrigerant pressure.
[0027]
The hot water supply heat exchanger 13b exchanges heat between the refrigerant and water over the entire length of the refrigerant flow path from the refrigerant inlet portion to the refrigerant outlet portion of the high pressure side heat exchanger 13a, thereby supplying hot water having a high temperature of about 90 ° C. It can be done.
[0028]
On the other hand, the brine heat exchanger 13c heats the brine to a temperature (about 60 to 80 ° C.) lower than the hot water supply temperature (about 90 ° C.) by heat exchange with the refrigerant of the high-pressure side heat exchanger 13a. Therefore, the brine heat exchanger 13c performs heat exchange between the refrigerant and the brine in the refrigerant flow path from the intermediate portion downstream from the refrigerant inlet portion of the high-pressure side heat exchanger 13a to the refrigerant outlet portion by a predetermined amount. Yes.
[0029]
That is, in the brine heat exchanger 13c, heat is exchanged between the refrigerant and the brine after the temperature is lowered from about 120 ° C. to about 70 ° C. to 90 ° C. due to heat exchange with the water in the hot water supply heat exchanger 13b. For this reason, the brine heated to a temperature (about 60 to 80 ° C.) lower than the hot water supply temperature (about 90 ° C.) can be taken out from the outlet of the brine heat exchanger 13c. Here, the brine is a heat medium that is heated by the heat exchanger 13c and dissipates heat in various devices described later. Specifically, tap water, tap water mixed with antifreeze, or the like is used.
[0030]
The high-pressure refrigerant after heat radiation that has passed through the high-pressure side heat exchanger 13a of the water-refrigerant heat exchanger 13 is then decompressed to a low-pressure state by the decompression device 18. This low-pressure refrigerant absorbs heat from the atmosphere or the like in the evaporator 19 and evaporates, and then is sucked into the electric compressor 17 and compressed again. The heat source unit (heat pump unit) 11 constitutes an electric water heater that is operated mainly at night by using low-cost night electricity.
[0031]
A water supply inlet 20 for supplying tap water or the like is provided at the bottom of the hot water storage tank 12. A water supply pipe 21 a is branched from the middle of the water supply pipe 21 connected to the water supply inlet 20. Further, a hot water supply pipe 22 through which high-temperature hot water flows from a hot water supply port 14 at the uppermost part of the hot water storage tank 12 and a water supply pipe 21 a are joined together, and a temperature adjustment valve 23 is arranged at the joining part.
[0032]
This temperature adjustment valve 23 adjusts the temperature of hot water supply hot water by adjusting the mixing ratio of hot (about 90 ° C.) hot water stored in the hot water storage tank 12 and low temperature tap water from the water supply pipe 21a. It is. The temperature adjusting valve 23 of this example is configured such that the valve body for adjusting the mixing ratio is driven by an actuator such as a motor. Is adjusted automatically, and the temperature of the hot water supply water is maintained at the target temperature.
[0033]
Further, in the hot water supply pipe 22, the downstream portion of the temperature adjustment valve 23 is branched into two pipes 22a and 22b, and the first pipe 22a is used for a device 25 that uses a relatively small amount of hot water such as a kitchen and a washstand. Connected. The second pipe 22 b is connected to the bath 27 via the check valve 26.
[0034]
On the other hand, the brine heat exchanger 13 c of the water-refrigerant heat exchanger 13 constitutes a brine circulation circuit (closed circuit) 29 together with the brine tank 28 and the like, and the brine is circulated through the circulation circuit 29 by the electric pump 30. It is like that. Specifically, the brine circulation circuit 29 has a plurality of circulation paths. Among them, one circulation path includes a path from the brine tank 28 → the circulation pump 30 → the brine heat exchanger 13 c → the brine flow rate adjustment valve 31 → the first inlet 32 of the brine tank 28. The brine flow rate adjusting valve 31 adjusts the valve opening (pressure loss) by driving a valve body by an actuator mechanism such as a motor.
[0035]
The brine tank 28 constitutes the hot water mixing means of the present invention, and exhibits the function of an expansion tank that absorbs the expansion due to the rise in the temperature of the brine. Specifically, the volume of the brine tank 28 is set to a size that can absorb the expansion, or a pressure relief valve that opens to the atmosphere is provided in the brine tank 28.
[0036]
A heat exchanger 33 for reheating the bath 27 is disposed in the brine tank 28. The reheating heat exchanger 33 has a metal heat exchange tube meandering in the brine tank 28, and the hot water on the bath 27 side flowing in the meandering heat exchange tube and the brine in the brine tank 28. The hot water on the bath 27 side is heated by exchanging heat with each other. The heated hot water is recirculated into the bath 27 by the electric pump 34.
[0037]
Note that a check valve 35 is provided in the outlet-side flow path of the reheating heat exchanger 33 to prevent the hot water from the second pipe 22b from flowing into the reheating heat exchanger 33 side. Further, the check valve 26 of the second pipe 22 b prevents the hot water on the outlet side of the reheating heat exchanger 33 from being mixed into the hot water supplied to the device 25. Further, an auxiliary heater 36 made of an electric heater is disposed in the brine tank 28 so that the brine in the tank can be heated.
[0038]
The other circulation path in the brine circulation circuit 29 is a path from the brine tank 28 → the circulation pump 30 → the branch flow path 29 a → the floor heating device 37 → the second inlet 38 of the brine tank 28. A low-temperature brine (hot water) flowing out of the tank 28 before the temperature rises flows.
[0039]
Still another circulation path in the brine circulation circuit 29 includes a path from the brine tank 28 → the circulation pump 30 → the brine heat exchanger 13 c → the branch flow path 29 b → the hot water radiator 39 → the second inlet 38 of the brine tank 28. . Here, the hot water radiator 39 is specifically a device connected in parallel such as a hot water heater (fan convector) 39a, a bathroom dryer 39b, and the like. Further, these hot water radiators 39 are connected in parallel with the brine flow rate adjusting valve 31, and hot brine (hot water) heated by the brine heat exchanger 13c flows.
[0040]
The hot water heater 39a, the bathroom dryer 39b, and the floor heater 37 have dedicated flow control valves 39c, 39d, and 37a, respectively. The flow control valves 39c, 39d, and 37a are actuator mechanisms such as motors. Thus, the valve body is driven to adjust the valve opening (pressure loss). Accordingly, the brine flow rates of the hot water heater 39a, the bathroom dryer 39b, and the floor heater 37 can be individually adjusted by the flow rate adjusting valves 39c, 39d, and 37a.
[0041]
Next, the operation of the first embodiment in the above configuration will be described. Tap water is supplied to the lower part of the hot water storage tank 12 through the water supply pipe 21 and stored. The hot water in the lower part of the hot water storage tank 12 is sent by the pump 16 to the hot water supply heat exchanger 13b of the water-refrigerant heat exchanger 13 of the heat source unit 11, where the hot water absorbs heat from the high-pressure side refrigerant in the cycle. The temperature is raised to about 90 ° C. and is returned to the upper part of the hot water storage tank 12 to be stored.
[0042]
The hot hot water stored in the hot water storage tank 12 is mixed with the low-temperature tap water from the water supply pipe 21a in the temperature adjustment valve 23 of the hot water supply pipe 22 to become hot water of the target temperature, and then in the kitchen, wash basin, etc. It is supplied to the device 25 or the bath 27.
[0043]
On the other hand, in the brine circulation circuit 29, the brine in the brine tank 28 is circulated by the brine pump 30 to the brine heat exchanger 13 c of the water-refrigerant heat exchanger 13 of the heat source unit 11, whereby the high-pressure side heat exchanger 13 a. The brine can be heated by heat exchange with the high-pressure refrigerant. Specifically, when the inlet temperature of the high-pressure refrigerant in the high-pressure side heat exchanger 13a is about 120 ° C, the brine can be heated to about 60 ° C to 80 ° C.
[0044]
At this time, when the hot water radiator 39 such as the hot water heater 39a and the bathroom dryer 39b is used, the flow rate adjusting valves 39c and 39d built in the hot water radiator 39 are opened and the flow rate regulating valve 31 is fully closed. . As a result, the entire amount of the high-temperature brine of about 80 ° C. heated by the water-refrigerant heat exchanger 13 flows into the hot water radiator 39 such as the hot water heater 39a and the bathroom dryer 39b, where the heat is dissipated. Each device 39a, 39b performs heating and drying functions. Then, the brine returns to the brine tank 28 after being lowered to a temperature of about 60 ° C. to 70 ° C.
[0045]
Further, when the floor heating device 37 is operated simultaneously, the flow rate adjustment valve 37a built in the floor heating device 37 is also opened, so that the temperature (for example, 60 °) upstream of the water-refrigerant heat exchanger 13 (immediately after the brine tank 28). (About C) brine flows into the floor heating device 37 and functions as floor heating. Here, the temperature of the return brine from the floor heating device 37 is a low temperature of about 40 ° C. to 50 ° C., but the flow rate adjustment valve 31 is opened by an appropriate degree of opening so that a high temperature brine of about 80 ° C. By returning directly to the brine tank 28, the brine temperature in the brine tank 28, that is, the supply brine temperature to the floor heating device 37 can be adjusted to the required temperature.
[0046]
Note that when only hot water is required and circulation of the brine is not necessary, the brine circulation pump 30 is stopped. In the water-refrigerant heat exchanger 13, the brine heat exchanger 13c is connected to the hot water. Since heat is absorbed from the high-pressure refrigerant after the temperature is lowered to about 70 ° C. to 90 ° C. by heat exchange, there is no possibility that brine will boil in the brine heat exchanger 13c.
[0047]
When the hot water radiator 39 a, such as the hot water heater 39 a and the bathroom dryer 39 b are stopped and the floor heater 37 is operated independently, the flow rate adjustment valves 39 c and 39 d built in the hot water heater 39 a and the bathroom dryer 39 b are set. The valve is closed to block the brine inflow to the hot water radiator 39, and the flow rate adjustment valve 31 and the flow rate adjustment valve 37a built in the floor heating device 37 are opened.
[0048]
Thus, the brine heated by the water-refrigerant heat exchanger 13 is circulated in the circuit of the flow rate adjusting valve 31 → the brine tank 28 → the pump 30 → the water-refrigerant heat exchanger 13, and the brine tank 28 → the pump 30 → the floor. It can be circulated in the circuit of the heating device 37 → the brine tank 28 to achieve the floor heating function.
[0049]
When the floor heating device 37 is operated alone, the brine temperature in the tank 28 can be adjusted by adjusting the flow rate of the pump 30 or the flow rate adjusting valves 31 and 37 to adjust the capacity of the floor heating device 37.
[0050]
In addition, when only circulation of brine is required and supply of hot water is unnecessary, the hot water supply-side circulation pump 16 is stopped. At this time, the rotational speed of the electric compressor 17 is lowered to lower the high pressure, thereby lowering the inlet refrigerant temperature of the high pressure side heat exchanger 13a of the water-refrigerant heat exchanger 13 to about 90 ° C. Thereby, boiling of the brine in the brine heat exchanger 13c is prevented.
[0051]
When reheating the bath 27, the pump 34 is operated to circulate the hot water in the bath 27 to the reheating heat exchanger 33 in the brine tank 28, so that the temperature in the brine tank 28 is about 60 ° C. The brine and the hot water in the bath 27 are heat-exchanged to heat the hot water in the bath 27.
[0052]
Further, when the amount of heat is insufficient only by the operation of the heat source unit 11 or when the brine temperature in the brine tank 28 is too low for the reheating of the bath 27, the auxiliary heater 36 is energized to heat the brine by the auxiliary heater 36. To increase the brine temperature.
[0053]
As understood from the above description of operation, according to the first embodiment, hot water supply at a desired temperature and hot water (brine) at various temperatures can be simultaneously supplied using a single heat source unit 11. This is summarized as follows.
(1) Hot water having a desired temperature adjusted by the temperature adjustment valve 23 can be supplied (hot water supply) to the hot water supply target device 25 such as a kitchen and a washstand and the bath 27.
(2) The hot water radiating device 39 such as the hot water heater 39a and the bathroom dryer 39b can be supplied with the brine having the highest temperature (for example, about 80 ° C.) heated by the water-refrigerant heat exchanger 13.
(3) Brine having an intermediate temperature (for example, about 60 ° C.) upstream of the water-refrigerant heat exchanger 13 can be supplied to the floor heating device 37.
(4) The hot water in the bath 27 can be replenished using a brine having an intermediate temperature (for example, about 60 ° C.) in the brine tank 28 as a heat source.
[0054]
Furthermore, according to this embodiment, in addition to the above, the following operational effects can be obtained.
[0055]
(1) A hot water supply path 22 to a hot water supply target device 25 such as a kitchen or a wash basin is completely different from a brine circulation circuit 29 having a hot water radiator 39 a such as a hot water heater 39 a and a bathroom dryer 39 b and a floor heater 37. Since it is a system, the hot water supplied to the hot water supply target device 25 can be used as drinking water.
[0056]
(2) Since a single heat source unit 11 is used to supply hot water to the hot water supply target devices 25 such as kitchens and washstands, and supply hot water (brine) to the devices 37 and 39 such as hot water heaters, Compared with the case where the water heaters are installed separately corresponding to the hot water supply target devices 25 and the devices 37 and 39 such as hot water heaters, cost reduction and space saving can be realized by reducing the number of parts.
[0057]
(3) When the bathroom drying / hot water heating and floor heating are operated at the same time, the floor heating can be performed by using the excess heat on the bathroom drying / hot water heating side due to the difference in the required hot water temperature between the two. Hot water operation can be performed.
[0058]
(4) Reheating of the bath 27 is also performed with surplus heat such as hot water heating and floor heating, so that energy is saved as compared with the case where an electric heater dedicated to reheating is used.
[0059]
(5) Since hot water in the hot water storage tank 12 is not used as a heating source for the brine, it is difficult for hot water to run out during hot water supply or bath use.
(Second Embodiment)
FIG. 3 shows the second embodiment, in which a brine heating heat exchanger 40 is added to the hot water storage tank 12 and the brine flow rate adjustment valve 31 is changed to a three-way valve type with respect to the first embodiment. It is different. The three-way valve type flow rate adjusting valve 31 is a flow path from the heat exchanger 40 for brine heating to the first inlet 32 of the brine tank 28 and the water-refrigerant heat exchanger 13 to the first inlet 32 of the brine tank 28. The flow path can be switched and the opening degree of each flow path can be adjusted.
[0060]
In the second embodiment, in the brine circulation circuit 29, in addition to the above-described circulation path of the first embodiment, the brine tank 28 → circulation pump 30 → brine heating heat exchanger 40 → brine flow rate adjustment valve 31 → brine tank 28 A circulation path to the first inlet 32 is added.
[0061]
Therefore, the brine heated in the brine heating heat exchanger 40 in the hot water storage tank 12 is directly returned to the brine tank 28 by raising the brine temperature in the brine tank 28 by switching the flow path of the brine flow rate adjusting valve 31. Can do. As a result, even if the heat source unit 11 is not operated, the floor heating device 37 can be operated and the bath 27 can be retreated using the heat of the high-temperature hot water in the hot water storage tank 12.
[0062]
For this reason, the heat pump unit of the heat source unit 11 is operated by using low-cost electric power at a low price, and hot water is stored in the hot water storage tank 12 in the middle of the night, thereby operating the floor heating device 37. The running cost for chasing the bath 27 can be reduced.
[0063]
Moreover, since the brine temperature can be raised to a higher temperature than when heated by the water-refrigerant heat exchanger 13 using the heat of the high-temperature hot water in the hot water storage tank 12, the reheating ability of the bath 27 can be improved. Thereby, the usage frequency (power consumption) of the auxiliary heater 36 can be reduced.
(Third embodiment)
FIG. 4 shows a third embodiment. In contrast to the first embodiment, a feed water heating tank 41 is added in the middle of a feed water pipe 21 a branched from the feed water pipe 21, and a brine circulation circuit 29 is provided in the tank 41. The point which incorporated the heat exchanger 42 for feed water heating differs.
[0064]
According to this, while the brine in the brine tank 28 flows toward the water-refrigerant heat exchanger 13, the brine exchanges heat with the feed water (tap water) in the tank 41 in the feed water heating heat exchanger 42 to supply water. To raise the temperature of the water supply. For this reason, the temperature of the hot water supply to the temperature adjustment valve 23 becomes high, and when the temperature adjustment valve 23 adjusts the temperature of the hot water supply, the amount of hot water used in the hot water storage tank 12 can be reduced. Can do.
[0065]
In addition, since the brine temperature decreases due to heat exchange (radiation) with the feed water in the feed water heating heat exchanger 42, the temperature difference between the high-pressure refrigerant and the brine in the water-refrigerant heat exchanger 13 is expanded, and the heat exchange efficiency is increased. improves. Thereby, COP (coefficient of performance) of the heat pump unit of the heat source unit 11 can be improved.
[0066]
When the heat source unit 11 is configured by a supercritical heat pump cycle in which, for example, carbon dioxide is used as the refrigerant and the refrigerant pressure on the high pressure side is equal to or higher than the critical pressure of the refrigerant, the high pressure pressure is particularly high. The improvement effect of COP due to the decrease in temperature is great.
(Fourth embodiment)
FIG. 5 shows a fourth embodiment, which is a combination of the second embodiment and the third embodiment. That is, the brine heating heat exchanger 40 according to the second embodiment is provided in the hot water storage tank 12 and the brine flow rate adjusting valve 31 is a three-way valve type, and the feed water heating tank 41 according to the third embodiment is a feed water pipe 21a. The heat exchanger 42 for heating the feed water of the brine circulation circuit 29 is incorporated in the tank 41.
[0067]
Therefore, according to 4th Embodiment, the effect of 2nd Embodiment and the effect of 3rd Embodiment can be show | played together.
(Other embodiments)
In each of the above embodiments, the heat source unit 11 is constituted by an electric water heater composed of a heat pump unit. However, the heat source unit 11 is constituted by a direct heating electric water heater that directly heats hot water by an electric heater. May be.
[0068]
Further, as the heat source unit 11, a combustion type water heater that heats hot water using a gas type combustion apparatus or a combustion apparatus that uses liquid fuel such as kerosene may be used.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is an overall system diagram showing a first embodiment of the present invention.
2 is a schematic cross-sectional view showing a specific example of the water-refrigerant heat exchanger 13 of FIG.
FIG. 3 is an overall system diagram showing a second embodiment.
FIG. 4 is an overall system diagram showing a third embodiment.
FIG. 5 is an overall system diagram showing a fourth embodiment.
[Explanation of symbols]
11 ... Heat source unit (heat pump unit), 12 ... Hot water storage tank,
22 ... Hot water supply piping (hot water supply route for hot water supply), 25 ... Hot water supply equipment such as kitchens,
27 ... Bath, 28 ... Brine tank (hot water mixing means),
29 ... Brine circulation circuit (closed circuit), 37 ... Floor heating device (second heat dissipation device),
39 ... Warm water radiator (first radiator), 40 ... Brine heating heat exchanger,
42 ... Heat exchanger for heating feed water.

Claims

A heat source unit (11) for heating hot water;
A first heat radiating device (39) to which high-temperature hot water heated by the heat source unit (11) is supplied;
A hot water mixing means (28) for mixing the low-temperature hot water radiated by the first heat radiating device (39) and the high-temperature hot water to produce a low-temperature hot water from the high-temperature hot water;
The second radiating device (37), wherein the low-temperature hot water is supplied from the hot water mixing means (28) and Bei give a,
Hot water circulates through a closed circuit (29) including the heat source unit (11), the hot water mixing means (28), the first heat radiating device (39) and the second heat radiating device (37). ,
A hot water supply hot water supply path (22) for supplying hot water to the hot water supply target devices (25, 27) is constituted by a system separate from the closed circuit (29),
Water supplied from the water supply pipe (21) is heated by the heat source unit (11), hot hot water after this heating is stored in the hot water storage tank (12) and supplied to the hot water supply path (22),
The multi-function hot water supply apparatus further comprises a hot water heating heat exchanger (40) for heating the low temperature hot water flowing out from the hot water mixing means (28) in the hot water storage tank (12) .

A heat source unit (11) for heating hot water;
A first heat radiating device (39) to which high-temperature hot water heated by the heat source unit (11) is supplied;
A hot water mixing means (28) for mixing the low-temperature hot water radiated by the first heat radiating device (39) and the high-temperature hot water to produce a low-temperature hot water from the high-temperature hot water;
The second radiating device (37), wherein the low-temperature hot water is supplied from the hot water mixing means (28) and Bei give a,
Hot water circulates through a closed circuit (29) including the heat source unit (11), the hot water mixing means (28), the first heat radiating device (39) and the second heat radiating device (37). ,
A hot water supply hot water supply path (22) for supplying hot water to the hot water supply target devices (25, 27) is constituted by a system separate from the closed circuit (29),
Water supplied from the water supply pipe (21) is heated by the heat source unit (11), hot hot water after this heating is stored in the hot water storage tank (12) and supplied to the hot water supply path (22),
Furthermore, the multifunctional hot water supply apparatus provided with the heat exchanger (42) for water supply heating which heats the water supply from the said water supply piping (21) with the said low temperature warm water which flows out out of the said warm water mixing means (28) .

A heat source unit (11) for heating hot water;
A first heat radiating device (39) to which high-temperature hot water heated by the heat source unit (11) is supplied;
A hot water mixing means (28) for mixing the low-temperature hot water radiated by the first heat radiating device (39) and the high-temperature hot water to produce a low-temperature hot water from the high-temperature hot water;
The second radiating device (37), wherein the low-temperature hot water is supplied from the hot water mixing means (28) and Bei give a,
The hot water mixing means is a tank (28) into which the low temperature hot water radiated by the first heat radiating device (39) and the high temperature hot water flow,
Furthermore, the multifunctional hot water supply apparatus provided with the heat exchanger (33) for bathing in a tank in the said tank (28) .

Hot water circulates through a closed circuit (29) including the heat source unit (11), the hot water mixing means (28), the first heat radiating device (39), and the second heat radiating device (37). The multi-function hot-water supply device according to claim 3 .

A hot water supply hot water supply path (22) for supplying hot water to the hot water supply target devices (25, 27) is constituted by a system separate from the closed circuit (29),
Water supplied from a water supply pipe (21) is heated by the heat source unit (11), hot hot water after heating is stored in a hot water storage tank (12) and supplied to the hot water supply path (22). The multifunction hot-water supply apparatus of Claim 4 .

Wherein the hot water storage tank (12), according to claim 2 or 5, characterized in that it comprises a hot water heating heat exchanger (40) for heating the low-temperature hot water flowing out from the hot water mixing means (28) Multi-function water heater.

According to claim 1 or 5, characterized in that it comprises a feed water heating heat exchanger (42) for the feed water heated by the low-temperature hot water flowing out from the hot water mixing means (28) from the water supply pipe (21) Multi-function water heater.

The multifunction hot water supply according to claim 1 or 2 , wherein the hot water mixing means is a tank (28) into which the low temperature hot water radiated by the first heat radiating device (39) and the high temperature hot water flow. apparatus.

The multifunction hot water supply device according to claim 8 , further comprising a heat exchanger (33) for bathing in the tank (28).

The said 1st thermal radiation apparatus (39) contains at least 1 of a hot water heater (39a) and a bathroom dryer (39b), The one of Claim 1 thru | or 9 characterized by the above-mentioned. Multi-function water heater.

The multi-function hot water supply device according to any one of claims 1 to 10 , wherein the second heat radiating device is a floor heating device (37).

The multi-function hot water supply device according to any one of claims 1 to 11 , wherein the heat source unit (11) is an electric heat pump unit having an electric compressor (17).