JP5111221B2 - 給湯機 - Google Patents
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図1は、本発明の実施の形態1に係る給湯機を構成する給湯室外機と貯湯タンクとの水配管接続を示す模式図である。
図において、給湯室外機の給湯室外機本体1は、圧縮機2、凝縮器として機能する温水冷媒熱交換器3、膨張弁4、蒸発器として機能する空気熱交換器5を順次接続した冷媒回路Aを備えている。そして、冷媒回路Aを構成する冷媒配管は高圧冷媒配管8と低圧冷媒配管9とからなり、それぞれが温水冷媒熱交換器3、空気熱交換器5を介して圧縮機2と膨張弁4とに接続され、低圧冷媒配管9の空気熱交換器5と圧縮機2との間には中温水冷媒熱交換器7が配設されている。
温水冷媒熱交換器3は、給湯室外機において断熱壁で区画された収納容器に周囲を断熱材で覆われて収納されており、例えば、水配管の周囲に複数の冷媒配管が密着し、高温の冷媒と水とが熱交換して水を加熱する。
中温水冷媒熱交換器7は、給湯室外機において温水冷媒熱交換器3と同様に断熱壁で区画された収納容器内部に収納されており、温水冷媒熱交換器3の近傍に配置することで、配管の分岐、取り回しが容易になる。
貯湯タンク10内が低温満水状態になると、給湯室外機本体1の沸上げ運転が開始される。第1のポンプ15が駆動されると、貯湯タンク10内の低温水は低温水配管11を通り、温水冷媒熱交換器3に流入する。
圧縮機2が駆動されると、圧縮機2からの高温の高圧冷媒は高圧冷媒配管8を通って温水冷媒熱交換器3に流入し、高圧冷媒の熱は温水冷媒熱交換器3で水に与えられ、低温水は熱交換されて高温水となる。高温水は高温水配管12を通り、貯湯タンク10内に戻される。
こうして、貯湯タンク10内で徐々に高温水が上部から下部に拡大していき、上部と下部の間では中温水が生成される。
このような場合、第2のポンプ16を駆動すると、貯湯タンク10内の中温水は、中温水配管13を通り中温水冷媒熱交換器7に流入する。
中温水冷媒熱交換器7は中温水の熱を低圧冷媒配管9を流れる低圧冷媒に与え、中温水は冷却されて温度が低下し、冷却中温水配管14を通って、貯湯タンク10内に戻される。このとき、低圧冷媒配管9内の低圧冷媒は熱を与えられて温度が上昇し、圧縮機2に流入する。
図2は、本発明の実施の形態2に係る給湯機を構成する給湯室外機と貯湯タンクとの水配管接続を示す模式図である。なお、実施の形態1と同じ部分にはこれと同じ符号を付し、説明を省略する(以下の実施の形態においても同様である)。
本実施の形態2では、冷媒回路Aの高圧冷媒配管8と低圧冷媒配管9が接続された内部熱交換器6をさらに設け、低圧冷媒と高圧冷媒との間で熱交換するようにしたものである。
温水冷媒熱交換器3と膨張弁4の間の高圧冷媒配管8と、空気熱交換器5と中温水冷媒熱交換器7の間の低圧冷媒配管9とが接続された内部熱交換器6が設けられている。内部熱交換器6は中温水冷媒熱交換器7からの高圧冷媒の熱を空気熱交換器5からの低圧冷媒に与えるので、高圧冷媒は内部熱交換器6で温度が低下して膨張弁4に流入し、低圧冷媒は内部熱交換器6で温度が上昇して中温水冷媒熱交換器7に流入する。
内部熱交換器6は例えば二重管熱交換器を使用してもよいし、その他の構造の熱交換器であってもよい。二重管熱交換器であれば外管側を低圧側冷媒、内管側を高圧冷媒として対向流となるよう構成する。
図3は、本発明の実施の形態3に係る給湯機を構成する給湯室外機と貯湯タンクとの水配管接続を示す模式図である。
実施の形態2では内部熱交換器6と中温水熱交換器7とを直列に接続したが、本実施の形態3では分岐管(分岐路)100を設け、低圧冷媒が必要に応じて中温水熱交換器7を流れるようにしたものである。
低圧冷媒配管9の内部熱交換器6と中温水熱交換器7との間にはバルブ(切換手段)21が設けられ、このバルブ21により低圧冷媒配管9を分岐して圧縮機2に接続する分岐管100を設けたものである。
その他の構成は実施の形態2で示した場合と同様なので、説明を省略する。
このように構成することで、より運転効率の良い給湯機を得ることができる。
図4は、本発明の実施の形態4に係る給湯機を構成する給湯室外機と貯湯タンクとの水配管接続を示す模式図である。
実施の形態2では内部熱交換器6と中温水熱交換器7とを直列に接続した場合を示したが、本実施の形態4では、これらを並列に接続し、流路を切り換えていずれか一方に冷媒を流すようにしたものである。
空気熱交換器5の下流側にバルブ(切換手段)22を設け、バルブ22と内部熱交換器6を介して圧縮機2に接続された分岐管(分岐路)101を設け、高圧冷媒配管8は温水冷媒熱交換器3と膨張弁4との間で内部熱交換器6に接続されている。
その他の構成は実施の形態1で示した場合と同様なので、説明を省略する。
図5は、本発明の実施の形態5に係る給湯機を構成する給湯室外機と貯湯タンクとの水配管接続を示す模式図である。
本実施の形態5は、中温水配管13の第2のポンプ16と中温水熱交換器7との間にバルブ(切換手段)23を設け、バルブ23に空気熱交換器5を介して中温水冷媒熱交換器7に接続された分岐管(分岐路)102を設け、給湯室外機本体1の中温水冷媒熱交換器7に流入する中温水を除霜に用いることができるようにしたもので、中温水が空気熱交換器5内を通る場合と通らない場合で切換えるようにしてある。
その他の構成は実施の形態1で示した場合と同様なので、説明を省略する。
一方、除霜運転時には、中温水が空気熱交換器5内を通るようバルブ23を切換える。こうすると、中温水は、中温水配管13を通り分岐管102に流れて空気熱交換器5に流入し、空気熱交換器5は中温水の熱により除霜される。その後、中温水は分岐管102から中温水配管13を通って中温水熱交換器7に流入し、冷却中温水配管14を通って貯湯タンク10の下部に戻される。
除霜運転時は、圧縮機2の停止あるいは軽負荷運転が可能となり、さらに除霜運転時間の短縮が可能となるので、除霜運転による効率低下を抑制することができ、総合的により効率が上がる。
図6は、本発明の実施の形態6に係る給湯機を構成する給湯室外機と貯湯タンクとの水配管接続を示す模式図である。
実施の形態1〜5では、中温水配管13及び冷却中温水配管14は貯湯タンク10の中間部に接続されているが、本実施の形態6では、冷却中温水配管14は温水冷媒熱交換器3の入口側に接続され、必要に応じて冷却中温水と低温水とを温水冷媒熱交換器3に流入させるようにしたものである。
その他の構成は実施の形態1で示した場合と同様なので、説明を省略する。
Claims (1)
- 圧縮機、温水冷媒熱交換器、膨張弁、空気熱交換器を順次接続してなる冷媒回路を有する給湯室外機と、貯湯タンクとを有し、前記貯湯タンクに沸き上げ用の循環路を設けて前記給湯室外機の温水冷媒熱交換器に接続し、前記温水冷媒熱交換器と前記貯湯タンクとの間で熱交換する給湯機であって、
前記冷媒回路の空気熱交換器と圧縮機との間に中温水冷媒熱交換器を設け、前記中温水冷媒熱交換器に、前記貯湯タンクに設けた中温水循環用の循環路を接続し、
前記貯湯タンクの中温水循環用の循環路を前記貯湯タンクの中間部に設け、
前記冷媒回路の前記温水冷媒熱交換器と前記膨張弁との間の高圧冷媒配管と、前記空気熱交換器と前記中温水冷媒熱交換器との間の低圧冷媒配管が接続された内部熱交換器とを設け、
前記内部熱交換器により、前記冷媒回路の前記温水冷媒熱交換器からの冷媒と前記空気熱交換器からの冷媒とを熱交換し、
前記内部熱交換器と前記中温水冷媒熱交換器との間に切換手段を設け、
前記切換手段と前記圧縮機とを接続する分岐路を設けた
ことを特徴とする給湯機。
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