JP4747869B2 - ヒートポンプ給湯機 - Google Patents

Description

本発明は、圧縮機、水冷媒熱交換器、空気冷媒熱交換器、減圧手段を順次接続した閉回路で冷媒を循環させる冷媒循環回路と、この水冷媒熱交換器で加熱された温水を貯蔵する円筒状の貯湯タンクとを一つの筐体内に収納するヒートポンプ給湯機に関する。

従来のヒートポンプ式給湯機は、圧縮機、水冷媒熱交換器、空気冷媒熱交換器、減圧手段を順次接続した閉回路で冷媒を循環させる冷媒循環回路と、この水冷媒熱交換器で加熱された温水を貯蔵する貯湯タンクからなる。

このようなヒートポンプ式給湯機は、大きな貯湯タンクを有し、昼間使用する必要分全量を夜間に沸かし高温貯蔵しておくため、貯湯タンクからの放熱損失が大きく、給湯機の大型化に伴う設置等にも多くの課題があった。

そこで、ヒートポンプ回路と、冷媒対水熱交換器と、貯湯タンクと、直接給湯回路と、給湯制御部と、ヒートポンプ制御部を備えたヒートポンプ式給湯機において、前記貯湯タンクの周囲に真空断熱材を設置することにより、コンパクト化及び高断熱性を達成するものが考えられた（特許文献１、特許文献２）。

図６は従来のヒートポンプ式給湯機の貯湯タンクの概略図である。図６において、湯温が下がるのを少しでも低減させることが出来るように、貯湯タンク５１の周りに断熱性能が良い真空断熱材５２を密着させるように設置し、真空断熱材５２の周りに冷媒対水熱交換器５３を設置することにより、貯湯タンク５１部容積さらには給湯機自体もコンパクトに出来るようになる。
特開２００５−３１５４８０号公報 特開２００２−２７７０５５号公報

しかしながら、貯湯タンク５１の周りに断熱性能が良い真空断熱材５２を密着させるように設置したときに、作業ミスなど何らかの理由で真空断熱材５２に１箇所でも穴が開くと、真空断熱材５２の著しく断熱保温効果が無くなり、貯湯タンク５１からの放熱損失が大きくなり、ヒートポンプ式給湯機の能力低下につながるという問題がある。特に貯湯タンク５１やその周囲には金属製や樹脂製の部品等があり、また配管等の接続も必要なことから、貯湯タンク５１に一つの真空断熱材５２で周囲を覆うようにすると作業性が悪くなるとともに、破損の心配が十分に考えられた。

そこで本発明は、独立して密封された真空断熱材を貯湯タンクの周囲に複数に分割して配設することで真空断熱材の破損時の影響を少なくさせると共に断熱性能を保持したまま真空断熱材の貯湯タンクへの配設をやりやすくすることを目的とする。

前記従来の課題を解決するために、本発明のヒートポンプ給湯機は、圧縮機、水冷媒熱交換器、空気冷媒熱交換器、減圧手段を順次接続した閉回路で冷媒を循環させる冷媒循環回路と、前記水冷媒熱交換器で加熱された温水を貯蔵する円筒状の貯湯タンクと、前記貯湯タンクに水を供給する給水管を接続する接続弁と、前記冷媒循環回路と前記貯湯タンクとを一体に収納する筺体とを備え、前記貯湯タンクの周囲に断熱保温するように芯材部をラミネートフィルムで覆い真空密封して凸部を形成する真空断熱材を配設するとともに、前記真空断熱材は略円筒状とし前記貯湯タンクの高さ方向で複数に分割して設け、前記真断熱材の真空密閉代部分のラミネートフィルムを、前記貯湯タンク側と反対側に折り返す構成としたことを特徴とするものである。

上記した構成において、前記貯湯タンクの周囲に断熱保温するように芯材部をラミネートフィルムで覆い真空密封して凸部を形成する真空断熱材を配設するとともに、前記真空
断熱材は複数に分割して設けてあるので、何らかの原因で真空断熱材に穴等が明き破損してもその部分のみの真空断熱材の断熱性能が下がるのみで、他の部分の断熱性能は下がらないので、その影響度は少なくなる。また、真空断熱材を複数に分割して配設することができるので、真空断熱材で貯湯タンクに周囲を覆うようにするときの作業性が向上し、真空断熱材の破損の危険性も減少させることができる。

つまり、前記真空断熱材は略円筒状とし前記貯湯タンクの高さ方向で複数に分割して設けてあるので、略円筒状とした真空断熱材の高さが短くなる分、真空断熱材を貯湯タンクに挿入する作業がし易くなり、作業性が向上する。

本発明の真空断熱材構成は、前記貯湯タンクの周囲に断熱保温するように芯材部をラミネートフィルムで覆い真空密封して凸部を形成する真空断熱材を配設するとともに、前記真空断熱材は略円筒状とし前記貯湯タンクの高さ方向で複数に分割して設け、前記真断熱材の真空密閉代部分のラミネートフィルムを、前記貯湯タンク側と反対側に折り返す構成としてあるので、貯湯タンクの周囲を真空断熱材で覆う時の作業性が向上するとともに、真空断熱材の破損時の影響度は少なくすることができる。

請求項１記載の本発明のヒートポンプ給湯機は、本発明のヒートポンプ給湯機は、圧縮機、水冷媒熱交換器、空気冷媒熱交換器、減圧手段を順次接続した閉回路で冷媒を循環させる冷媒循環回路と、前記水冷媒熱交換器で加熱された温水を貯蔵する円筒状の貯湯タンクと、前記貯湯タンクに水を供給する給水管を接続する接続弁と、前記冷媒循環回路と前記貯湯タンクとを一体に収納する筺体とを備え、前記貯湯タンクの周囲に断熱保温するように芯材部をラミネートフィルムで覆い真空密封して凸部を形成する真空断熱材を配設するとともに、前記真空断熱材は略円筒状とし前記貯湯タンクの高さ方向で複数に分割して設け、前記真断熱材の真空密閉代部分のラミネートフィルムを、前記貯湯タンク側とは反対側に折り返す構成としたことを特徴とするものである。

そして、前記貯湯タンクの周囲に断熱保温するように芯材部をラミネートフィルムで覆い真空密封して凸部を形成する真空断熱材を配設するとともに、前記真空断熱材は複数に分割して設けてあるので、何らかの原因で真空断熱材に穴等が明き破損してもその部分のみの真空断熱材の断熱性能が下がるのみで、他の部分の断熱性能は下がらないので、その影響度は少なくなる。また、真空断熱材を複数に分割して配設することができるので、貯湯タンクに真空断熱材で周囲を覆うようにするときの作業性が向上し、真空断熱材の破損の危険性も減少させることができる。

つまり、前記真空断熱材は略円筒状とし前記貯湯タンクの高さ方向で複数に分割して設けてあるので、略円筒状とした真空断熱材の高さが短くなる分、真空断熱材を貯湯タンクに挿入する作業がし易くなり、作業性が向上する。

請求項２記載の本発明は、請求項１に記載のヒートポンプ給湯機において、前記真空断熱材は略円筒状とし前記貯湯タンクの高さ方向で複数に分割して前記貯湯タンクの周囲に設けるとともに、前記貯湯タンクの周囲上部に配設する前記真空断熱材の厚さを、下部に配設する前記真空断熱材の厚さより厚くして、前記貯湯タンク上部の断熱保温効果を高くなるように配設した構成としてある。

そして、前記貯湯タンクの温度は上部が高く下部が低くなっていて、前記真空断熱材の厚さを下部に配設する前記真空断熱材の厚さより厚くしてあるので、前記貯湯タンクの上部の断熱保温性能を向上させることができ、より効果的に断熱保温することができるよう
になる。

請求項３記載の本発明は、請求項１または２に記載のヒートポンプ給湯機において、前記真空断熱材は略円筒状とし前記貯湯タンクの高さ方向で複数に分割して前記貯湯タンクの周囲に設けるとともに、複数に分割した前記真空断熱材を接合して一体形成する接合手段を設けた構成としてある。

そして、前記真空断熱材は略円筒状とし前記貯湯タンクの高さ方向で複数に分割して前記貯湯タンクの周囲に設けるとともに、複数に分割した前記真空断熱材を接合して一体形成する接合手段を設けた構成としてあるので、接合手段で複数に分割した前記真空断熱材を一体とすることができ、隣り合う真空断熱材の側壁が確実に密着させられるとともに、損傷を受けやすい真空断熱材の接合部を接合手段で保護することができ、より、貯湯タンクに真空断熱材で周囲を覆うようにするときの作業性が向上し、真空断熱材の破損の危険性も減少させることができる。

以下、本発明の実施の形態について、図面を参照しながら説明する。なお、この実施の形態によって本発明が限定されるものではない。

（実施の形態１）
以下、本発明の一実施例によるヒートポンプ給湯機について説明する。

図１は、本実施例によるヒートポンプ給湯機の概略構成を示す斜視図、図２は同ヒートポンプ給湯機の内部配置を示す正面図、図３は同ヒートポンプ給湯機の貯湯タンクの周囲へ真空断熱材を配設した状態を示す貯湯タンクの外観図、図４は同真空断熱材を配設した要部縦断面図である。

まず、特に図１及び図２を用いて全体構成について説明する。

本実施例によるヒートポンプ給湯機は、立方形状からなる筐体１０内部に、冷媒循環回路２０と貯湯タンク３０とを有している。

筐体１０内部は、仕切り板１１によって左右方向に２つの空間が形成され、一方の空間に冷媒循環回路２０が配置され、他方の空間にラミネートフィルム３１ａ１、３１ｂ１、３１ｃ１が配置されていて、このラミネートフィルム３１ａ１、３１ｂ１、３１ｃ１の周囲には、断熱保温して湯温が下がるのを少しでも低減させることが出来るように、例えば芯材部３１ａ２をラミネートフィルム３１ａ１で覆い真空密封して凸部を形成する真空断熱材３１を複数に真空断熱材３１ａ、３１ｂ、３１ｃと分割して配設してあるとともに、真空断熱材３１は略円筒状とし、上部に配設する真空断熱材３１ａ、３１ｂの厚さを下部に配設する真空断熱材３１ｃの厚さより厚くして前記ラミネートフィルム３１ａ１、３１ｂ１、３１ｃ１上部の断熱保温効果を高くなるように配設してある。

そして、特に図３に示すように、ラミネートフィルム３１ａ１、３１ｂ１、３１ｃ１の周囲に複数に分割して配設した真空断熱材３１は、隣り合う真空断熱材３１ａ、３１ｂ、３１ｃを表裏交互になるように配設し、真空断熱材３１ｂ１の芯材部３１ｂ２が隣り合う前記真空断熱材３１ａ、３１ｃの真空密封代部分のラミネートフィルム３１ａ１、３１ｃ１上に重なり合うように配設し、かつ、真空断熱材３１ａ、３１ｂ、３１ｃの重なり合う真空密封代部分のラミネートフィルム３１ａ１、３１ｃと芯材部３１ｂ２を両面テープ製の接着手段３７で接着して一体形成してある。

冷媒循環回路２０は、圧縮機２１、水冷媒熱交換器２２、空気冷媒熱交換器２３、減圧
手段（図示せず）を順次接続し、冷媒を循環させる閉回路で構成されている。なお、この冷媒としては二酸化炭素冷媒を用いるものが好ましい。

ここで圧縮機２１及び水冷媒熱交換器２２は、支持板１２上に設置されている。空気冷媒熱交換器２３は、筐体１０の一方の空間の後方面及び側面を覆うように平面視で略Ｌ字状に配置されている。また、筐体１０の一方の空間には、複数のファン２４、２５が配置されている。これらのファン２４、２５によって、空気冷媒熱交換器２３での熱交換を行う。

また、ラミネートフィルム３１ａ１、３１ｂ１、３１ｃ１の前方下部分に、ラミネートフィルム３１ａ１、３１ｂ１、３１ｃ１に水を供給する給水管３２、ラミネートフィルム３１ａ１、３１ｂ１、３１ｃ１のお湯を外部に導出する給湯管３３、風呂追い炊き用給湯管３４、及び風呂追い炊き用給水管３５をそれぞれ接続する接続弁３２Ａ、３３Ａ、３４Ａ、３５Ａを配置している。ラミネートフィルム３１ａ１、３１ｂ１、３１ｃ１の前方下部分に位置する支持板１２は、他の面よりも高い位置に設けることで、ラミネートフィルム３１ａ１、３１ｂ１、３１ｃ１の前方下部分には、接続弁３２Ａ、３３Ａ、３４Ａ、３５Ａが配置される空間を形成している。なお、図１においては、これらの接続弁３２Ａ、３３Ａ、３４Ａ、３５Ａを省略している。

以上のように本実施例によれば、前記ラミネートフィルム３１ａ１、３１ｂ１、３１ｃ１の周囲に断熱保温するように芯材部３１ａ１をラミネートフィルム３１ａ１で覆い真空密封して凸部を形成する真空断熱材３１を配設するとともに、前記真空断熱材３１は複数に真空断熱材３１ａ、３１ｂ、３１ｃと分割して設けてあるので、何らかの原因で真空断熱材３１に穴等が明き破損してもその部分のみの真空断熱材３１の断熱性能が下がるのみで、他の部分の断熱性能は下がらないので、その影響度は少なくなる。また、真空断熱材３１を複数に分割して配設することができるので、貯湯タンク３０に真空断熱材３１で周囲を覆うようにするときの作業性が向上し、真空断熱材３１の破損の危険性も減少させることができる。

つまり、前記真空断熱材３１は略円筒状とし前記ラミネートフィルム３１ａ１、３１ｂ１、３１ｃ１の高さ方向で複数に真空断熱材３１ａ、３１ｂ、３１ｃのように分割して設けてあるので、略円筒状とした真空断熱材３１高さが短くなる分、真空断熱材３１をラミネートフィルム３１ａ１、３１ｂ１、３１ｃ１に挿入する作業がし易くなり、作業性が向上する。

そして、前記ラミネートフィルム３１ａ１、３１ｂ１、３１ｃ１の温度は上部が高く下部が低くなっていて、上部の真空断熱材３１ａの厚さを下部に配設する真空断熱材３１ｃの厚さより厚くしてあるので、前記ラミネートフィルム３１ａ１、３１ｂ１、３１ｃ１の上部の断熱保温性能を向上させることができ、より効果的に断熱保温することができるようになる。

また、隣り合う前記真空断熱材３１ａ、３１ｂ、３１ｃを表裏交互になるように配設してあるので、前記真空断熱材３１ｂの真空密封代部分のラミネートフィルム３１ｂ１が隣り合う前記真空断熱材３１ａの芯材部３１ａ２上に重なり合うように配設させることができ、簡単な構成で、隣り合う前記真空断熱材３１のラミネートフィルム３１ａ１で覆った芯材部３１ａ２で形成される凸部の側面を密着させることが容易であり、真空断熱材３１の芯材部３１ａ２の被覆率を高くして、断熱効果が高い真空断熱材３１が得られるようになる。

さらに、前記真空断熱材３１の芯材部３１ａ２側面を傾斜させ隣り合う真空断熱材３１
の側壁が密着しやすいように形成してあるので、隣り合う真空断熱材３１ａの芯材部３１ａ２の凸部を形成する側壁の傾斜面をガイド面として、押しつけることで傾斜面全体を密着させることができるので、密着面が拡げることができるようになり、向かい合う真空断熱材３１の空隙が少なくすることができ、より断熱効果を高くすることができるようになる。また、多少隙間を生じたとしても、向かい合う傾斜面は、重なり合う部分があるため、補完でき、より断熱効果を維持することができるようになる。

そして、両面テープ製の接着手段３７で、真空断熱材３１ａ、３１ｂ、３１ｃの重なり合う真空密封代部分のラミネートフィルム３１ａ１、３１ｃと芯材部３１ｂ２上面を両面テープ製の接着手段３７で接着して一体形成してあるので、接着手段３７で複数に分割した前記真空断熱材３１を一体とすることができ、隣り合う真空断熱材３１ａ、３１ｂの側壁が確実に密着させられるとともに、複数に分割した真空断熱材３１を一体形成するための接合部材等が不要となり、簡単な構成とすることができ、安価に構成することができる。

なお、本実施の形態では、接着手段３７を両面テープ製としたが、これは、瞬間接着剤やホットメルト等の接着剤でも良く、また、接着手段３７の位置を真空密封代部分のラミネートフィルム３１ａ１、３１ｃと芯材部３１ｂ２上面としたがこれは、隣り合う真空断熱材３１ａ、３１ｂの芯材部３１ａ２、３１ｂ２の凸部を形成する側壁の傾斜面その他各部の構成も本発明の目的を達成する範囲であれば、その構成はどのようなものであってよい。

（実施の形態２）
図５は、本発明の実施の形態２におけるヒートポンプ給湯機のラミネートフィルム３１ａ１、３１ｂ１、３１ｃ１の周囲へ真空断熱材３１を接合して一体形成した状態を示す要部断面図である。なお、本実施の形態は、ラミネートフィルム３１ａ１、３１ｂ１、３１ｃ１の周囲に配設する真空断熱材３１の構成が実施の形態１の発明と異なるだけで、同一の番号を付与し、異なる構成についてのみ説明を行う。

図５において、前記真空断熱材３１は略円筒状とし前記ラミネートフィルム３１ａ１、３１ｂ１、３１ｃ１の高さ方向で複数に分割して前記ラミネートフィルム３１ａ１、３１ｂ１、３１ｃ１の周囲に設けるとともに、真空断熱材３１の接合部分に、その断面がＨ型の接合手段３８を設け、Ｈ型の接合手段３８の溝部分に真空断熱材３１の真空密封代部分を折り返して挿入し、複数の真空断熱材３１を接合して一体形成するようにしてある。

そして、真空断熱材３１の接合部分に、その断面がＨ型の接合手段３８を設け、Ｈ型の接合手段３８の溝部分に真空断熱材３１の真空密封代部分のラミネートフィルム３１ｂ１を折り返して挿入し、複数の真空断熱材３１を接合して一体形成するようにしてあるので、接合手段３８で複数に分割した前記真空断熱材３１を一体とすることができ、隣り合う真空断熱材３１の側壁が確実に密着させられるとともに、損傷を受けやすい真空断熱材３１の接合部を接合手段３８で保護することができ、より、ラミネートフィルム３１ａ１、３１ｂ１、３１ｃ１に真空断熱材３１で周囲を覆うようにするときの作業性が向上し、真空断熱材３１の破損の危険性も減少させることができる。

なお、本実施の形態では、Ｈ型の接合手段３８を樹脂製の成型品であれば、Ｈ型の接合手段３８の溝部分に真空断熱材３１の真空密封代部分のラミネートフィルム３１ｂ１を折り返して挿入時に、真空断熱材３１を損傷しにくくなると共に、このＨ型の接合手段３８にラミネートフィルム３１ａ１、３１ｂ１、３１ｃ１への固定手段を設けると、よりラミネートフィルム３１ａ１、３１ｂ１、３１ｃ１に真空断熱材３１で周囲を覆い固定するときの作業性が向上し、真空断熱材３１の破損の危険性も減少させることができる。

本発明は、風呂への給湯、沸き上げ機能を備えたヒートポンプ給湯機の他、暖房、乾燥機能を備えたヒートポンプ給湯機として利用することができる。

本発明の実施の形態１におけるヒートポンプ給湯機の斜視図 同ヒートポンプ給湯機の内部配置を示す正面図 同ヒートポンプ給湯機の貯湯タンク３０の外観図 同ヒートポンプ給湯機の貯湯タンク３０へ真空断熱材を配設した要部断面図 本発明の実施の形態２におけるヒートポンプ給湯機の要部断面図 従来のヒートポンプ給湯機の概略図

１０ 筺体
２０ 冷媒循環回路
２１ 圧縮機
２２ 水冷媒熱交換器
２３ 空気冷媒熱交換器
３０ 貯湯タンク
３１ 真空断熱材
３１ａ、３１ｂ、３１ｃ 真空断熱材
３１ａ１、３１ｂ１、３１ｃ１ 芯材部
３１ａ２、３１ｂ２、３１ｃ２ ラミネートフィルム
３２ 給水管
３２Ａ、３３Ａ、３４Ａ、３５Ａ 接続弁
３７ 接着手段
３８ 接合手段

Claims (3)

1. 圧縮機、水冷媒熱交換器、空気冷媒熱交換器、減圧手段を順次接続した閉回路で冷媒を循環させる冷媒循環回路と、前記水冷媒熱交換器で加熱された温水を貯蔵する円筒状の貯湯タンクと、前記貯湯タンクに水を供給する給水管を接続する接続弁と、前記冷媒循環回路と前記貯湯タンクとを一体に収納する筺体とを備え、前記貯湯タンクの周囲に断熱保温するように芯材部をラミネートフィルムで覆い真空密封して凸部を形成する真空断熱材を配設するとともに、前記真空断熱材は略円筒状とし前記貯湯タンクの高さ方向で複数に分割して設け、前記真断熱材の真空密閉代部分のラミネートフィルムを、前記貯湯タンク側と反対側に折り返す構成としたことを特徴とするヒートポンプ給湯機。
2. 前記真空断熱材は略円筒状とし前記貯湯タンクの高さ方向で複数に分割して前記貯湯タンクの周囲に設けるとともに、前記貯湯タンクの周囲上部に配設する前記真空断熱材の厚さを、下部に配設する前記真空断熱材の厚さより厚くして、前記貯湯タンク上部の断熱保温効果を高くなるように配設した請求項１に記載のヒートポンプ給湯機。
3. 前記真空断熱材は略円筒状とし前記貯湯タンクの高さ方向で複数に分割して前記貯湯タンクの周囲に設けるとともに、複数に分割した前記真空断熱材を接合して一体形成する接合手段を設けた請求項１または２に記載のヒートポンプ給湯機。

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