JP5313273B2 - タンクユニット - Google Patents

Description

本発明は、ヒートポンプサイクルにより加熱される湯を貯留する貯湯タンクを保温するための断熱材で覆ってユニット本体内に備えたタンクユニットに関する。

従来、この種の給湯装置において、貯湯タンクの保温や断熱のため、貯湯タンクの外面にグラスウールなどの面状の断熱材を巻き付ける構成のもの（例えば、特許文献１参照）や、型成形により上下及び前後の４個に分割形成された発泡性成形断熱材を用いて貯湯タンクの外側全体を覆う構成のもの（例えば、特許文献２参照）が知られている。

ところで、タンクユニットには、貯湯用循環ポンプ、風呂水用循環ポンプ、追い焚き用循環ポンプや追い焚き用熱交換器などの種々の部品が配設されるが、このうち重い部品にあっては、一般に貯湯タンクにこれらを取り付けるための取り付け金具をスポット溶接して直接貯湯タンクにこれらの部品を取り付けたり、取り付け枠体をタンクユニット内に配設してこれらの部品をこの枠体に取り付けていた。
特開平７−２４３７０５号公報 特開２００２−３１０５１１号公報

しかし、前者にあっては、スポット溶接不良があると、貯湯タンクから湯が漏れたりすることが起こり、また振動物、例えばポンプ類を貯湯タンクに直接取り付けるので貯湯タンクに振動の影響を与え、貯湯タンク内の湯の温度の階層が崩れ一様になり易く、好ましくない。また、後者にあっては、各種の部品を取り付けるための取り付け枠体を設けるためにコスト高となり、その取り付けスペースを確保しなければならない。

そこで本発明は、上述の実情に鑑みてなされたものであり、内部に配設される種々の部品を取り付けるための取り付けスペースを確保でき、しかも貯湯タンク内の湯の温度の階層が崩れないように取り付けることができるタンクユニットを提供することを目的とする。

このため第１の発明は、ヒートポンプサイクルにより加熱された湯を流すポンプと、前記ポンプの運転により前記加熱された湯を貯留させる貯留タンクと、前記貯留タンク内の湯と浴槽の湯とを熱交換させて高温にして前記浴槽に戻す追い焚き用熱交換器とをユニット本体に備えたタンクユニットにおいて、前記貯留タンクを覆う断熱材は、少なくとも前記貯留タンクの外郭の前側周側部を覆う第１側面断熱材、および前記貯留タンクの外郭の他の周側部を覆う第２側面断熱材とから構成されており、前記ポンプ並びに前記追い焚き
用熱交換器は、いずれも前記第１側面断熱材に埋設して形成された支持具を用いて前記第１側面断熱材に取付けられ、前記追い焚き用熱交換器の支持具は前記追い焚き用熱交換器が前記第１側面断熱材内に収納されるように縦長の断面コ字状でありこの支持具に取付け固定された前記追い焚き用熱交換器は前記第１側面断熱材で荷重が支えられており、前記ポンプは前記追い焚き用熱交換器よりも下方に位置していることを特徴とする。
また、第２の発明は、第１の発明に記載のタンクユニットにおいて、前記ポンプは前記第１側面断熱材の下方に取り付けられていることを特徴とする。

本発明によれば、タンクと共にユニット本体内に収納される追い焚き用熱交換器や振動部材となるポンプを取り付けるための取り付けスペースを確保でき、これらを貯湯タンクに取り付けても、この貯湯タンク内の湯の温度の階層が崩れにくくしたタンクユニットを提供することができる。

本発明の給湯装置の設置状態を説明する説明図である。 同じく全体構成の概略構成図である。 説明の便宜のためにユニット本体を外して断熱材で被覆した状態の貯湯タンクユニットの斜視図である。 説明の便宜のために貯湯タンクユニットの一部縦断せる側面図である。

以下、図１乃至図４に基づき、本発明の実施形態について説明する。先ず、本発明に係る貯湯タンクユニットを備えた給湯装置の実施形態について、説明する。図１は本発明の給湯装置の設置状態を説明する説明図、図２は全体構成の概略構成図、図３は説明の便宜のためにユニット本体を外して断熱材で被覆した状態の貯湯タンクユニットの斜視図、図４は説明の便宜のために貯湯タンクユニットの一部縦断せる側面図である。

図１において、ヒートポンプ式の給湯装置１０は、ヒートポンプユニット１１と、このヒートポンプユニット１１に配管接続される貯湯タンクユニット１２とで構成され、これらヒートポンプユニット１１及び貯湯タンクユニット１２は、通常、屋外に設置され、ここでは集合住宅などの高層階のベランダなどに設置するものとして説明する。また、これらヒートポンプユニット１１及び貯湯タンクユニット１２は、共通の外装ケース内に一体に組み込む一体型とすることもできる。

次に、図２を用いて説明すると、前記ヒートポンプユニット１１は、ユニット本体１１Ａ内に、ロータリー２段圧縮機などの能力可変の圧縮機１３、加熱装置としての冷媒対水熱交換器１４、電動膨張弁などの減圧装置１５、蒸発器１６、該蒸発器１６に通風して空気と熱交換させる熱交換用送風機１９、アキュームレータ１７及びヒートポンプ側制御装置１８が収容されている。そして、前記圧縮機１３、冷媒対水熱交換器１４を構成する放熱器１４Ａ、減圧装置１５、蒸発器１６及びアキュームレータ１７は、冷媒配管２０にて環状に接続されており、二酸化炭素を冷媒として圧縮機１３で超臨界圧に圧縮するヒートポンプサイクルＸを構成している。また、前記冷媒対水熱交換器１４は前記放熱器１４Ａと受熱器１４Ｂとで構成される。

前記貯湯タンクユニット１２は、横断平面がコ字形状のユニット本体１２Ａ内に、ステンレス鋼板製の縦長な貯湯タンク２２、前記貯湯タンク２２の底部に接続される給水配管２３、給水開閉弁２４、分岐給水配管２５、貯湯用配管２６、貯湯用循環ポンプ２７、追い焚き用配管２８、追い焚き用熱交換器２９、風呂水用配管３０、風呂水用循環ポンプ３１、追い焚き用循環ポンプ３２、給湯用配管３３、混合弁３４、風呂給湯開閉弁３５、タンク側制御装置３６等を収容している。２１は圧力逃し弁で、給湯用配管３３に接続される。

前記貯湯用配管２６の出口部２６Ａは前記貯湯タンク２２の底部に接続され、貯湯用配管２６の入口部２６Ｂは前記貯湯タンク２２の頂部に接続されている。また、追い焚き用配管２８の出口部２８Ａ及び給湯用配管３３は、それぞれ前記貯湯タンク２２の頂部に接続されている。

３７は前記ヒートポンプ側制御装置１８とタンク側制御装置３６とを配線接続する通信線、３８は台所用リモートコントローラ、３９は風呂用リモートコントローラであり、これら各リモートコントローラ３８、３９はタンク側制御装置３６に配線接続されている。４０は風呂の浴槽を示している。

ここで、風呂の浴槽４０に注湯する湯張りを行う場合は、風呂用リモートコントローラ３９の風呂湯張りスイッチ（図示せず）を押すと、貯湯タンク２２内上部から給湯用配管３３へ押し出された高温の湯が混合弁３４へ流れ、ここで水道配管２３及び分岐給水管２５から給水される水道水と混合されて、給湯管４１を介して予め設定された温度の湯が浴槽４０へ注湯され、所定の湯量が注湯されると湯張りが完了する。

上記したように、浴槽４０などの利用部への給湯が行われると、貯湯タンク２２内の高温の湯が消費され、貯湯タンク２２内における高温の湯の層が減少し、この高温の湯は貯湯タンク２２内の上部にのみ貯留し、貯湯タンク２２内の中間部や下部は、温度の低い湯或いは水が貯留された状態となり、各温度の湯層が形成される。

次に、お湯の沸き上げ運転について説明する。先ず、ヒートポンプユニット１１の運転開始により、ヒートポンプサイクルＸの圧縮機１３が起動すると、二酸化炭素の冷媒が圧縮機１３によって２段圧縮され、この圧縮機１３で圧縮されて吐出した超臨界圧の高温・高圧の液状の冷媒は放熱器１４Ａで放熱して受熱器１４Ｂを流れる水と熱交換し、その水を加熱する。

そして、前記放熱器１４Ａで放熱して温度の低下した冷媒は、減圧装置１５で減圧されて低圧となった後、蒸発器１６に流れ、この蒸発器１６で空気から吸熱して蒸発し、低温・低圧のガス状の冷媒となり、アキュームレータ１７に流れ、このアキュームレータ１７から前記圧縮機１３に吸入され再び圧縮される。

上述のヒートポンプユニット１１の運転開始に伴い、貯湯タンクユニット１２内の貯湯用循環ポンプ２７が起動し、この循環ポンプ２７の運転により、前記貯湯タンク２２内下部の低温或いは常温の水が、その出口部２６Ａから貯湯用配管２６内へ流れ、貯湯用循環ポンプ２７を介して受熱器１４Ｂへ流れ、ここで前記放熱器１４Ａ内に流れる高温・高圧の冷媒と熱交換して加熱される。そして、この受熱器１４Ｂで加熱された高温の湯は前記入口部２６Ｂから貯湯タンク２２の上部に流入し、沸き上げ運転の時間の経過に伴って、貯湯タンク２２内には８０℃以上の湯の貯留量が徐々に増加し、この高温の湯の湯層が貯湯タンク２２内の下部の一定位置に至ると、沸き上げ運転が完了する。

また、風呂水用循環ポンプ３１、追い焚き用循環ポンプ３２を運転することにより、貯湯タンク２２の高温水と浴槽４０の温水を追い焚き用熱交換器２９で熱交換し、浴槽４０の温水の追い焚きを行うこともできる。

次に、図３及び図４について説明するが、前記貯湯タンク２２はそれの外郭の上部、下部及び周側部が、貯湯タンク２２を保温・断熱するための４つの発泡スチロール断熱材５０、５１、５２Ａ、５２Ｂで囲うように覆われる。そして、貯湯タンク２２の周側部を覆った後に金属線材などの締着具（図示せず）を用いて、被覆状態を保持している。そして、前側の周側部を覆う断熱材５２Ａは、発泡工程で前記ユニット本体１２Ａ内に配設される後述する部品を取り付けるための４個の支持具５３を発泡工程で埋設して形成される。

そして、４個の支持具５３のうち、最上部の支持具５３は断熱材５２Ａに形成された凹部内に埋設して形成され、追い焚き用熱交換器２９が前記凹部内に収納された状態でビスやボルトを介して前記支持具５３に取り付け固定される。また、その他の支持具５３には、それぞれ追い焚き用循環ポンプ３２、貯湯用循環ポンプ２７、風呂水用循環ポンプ３１がビスやボルトを介して取り付け固定される。

以上のように、前記ユニット本体１２Ａ内に配設される部品、即ち追い焚き用熱交換器２９、追い焚き用循環ポンプ３２、貯湯用循環ポンプ２７、風呂水用循環ポンプ３１を取り付けるための支持具５３を発泡スチロール断熱材５２Ａの発泡工程で埋設したから、改まって取り付け枠体をタンクユニット内に配設する必要もなく、コスト高を招くことなく、その取り付けスペースを確保でき、また追い焚き用熱交換器２９のような重量が重い物を断熱材５２内に収納することができて断熱材５２Ａ全体で荷重を支えられるから無理な応力が貯湯タンク２２に掛かることが防止でき、更には振動の発生源である追い焚き用循環ポンプ３２、貯湯用循環ポンプ２７、風呂水用循環ポンプ３１を断熱材５２Ａに取り付けるので貯湯タンク２２に振動の影響を与えることが極力減少するので、貯湯タンク２２内の湯の温度の階層を崩すことが防止できると共に振動音も減少する。

なお、４５は前記ユニット本体１２Ａの底面１２Ｂ上に固定された複数の支持脚で、貯湯タンク２２を支持する。４６は複数の支持台で、前記ユニット本体１２Ａの底面１２Ｂ下部に固定される。

そして、前記ユニット本体１２Ａの前部左側部には、上部から順に前記タンク側制御装置３６を構成するマイクロコンピュータなどの各種電子部品が搭載されたプリント基板、このプリント基板に接続される試運転スイッチや電力会社との時間帯・料金に関する契約形態に応じて選択される電力契約設定スイッチなどが設けられた基板操作部、この基板操作部に接続されると共に２００ボルト電源にも接続されるブレーカ、台所用リモートコントローラ３８及び風呂用リモートコントローラ３９と接続される通信線やユニット本体１２Ａ外からの電源線などが接続される端子台、追い焚き用循環ポンプ３２、貯湯用循環ポンプ２７、風呂水用循環ポンプ３１などを寄せ集めて偏らせて配設する。

そして、前記基板操作部や端子台などの前方のユニット本体１２Ａ前面開口部には開閉可能な一方の扉体５９が設けられ、前記基板操作部や端子台の右方のユニット本体１２Ａ前面開口部には開閉可能な他方の扉体６０が設けられる。従って、前記ユニット本体１２Ａの前面開口部を開閉可能な左右の２つの縦長の扉体５９、６０が配設され、前記基板操作部前方の前面開口部を開閉する一方の扉体５９を他方の扉体６０より略１／３程度の面積にして小さく構成する。

なお、前記扉体５９には前記ブレーカを操作できるように、このブレーカに対応した位置に開閉可能な操作扉６１が設けられ、前記扉体６０には圧力逃し弁２１を操作できるように、この圧力逃し弁２１に対応した位置に開閉可能な操作扉６２が設けられる。

以上本発明の実施態様について説明したが、上述の説明に基づいて当業者にとって種々の代替例、修正又は変形が可能であり、本発明の主旨を逸脱しない範囲で前述の種々の代替例、修正又は変形を包含するものである。

Ｘ ヒートポンプサイクル
１１ ヒートポンプユニット
１２ 貯湯タンクユニット
１２Ａ ユニット本体
２２ 貯湯タンク
２７ 貯湯用循環ポンプ
３１ 風呂水用循環ポンプ
３２ 追い焚き用循環ポンプ
５０、５１、５２Ａ、５２Ｂ 発泡スチロール断熱材
５３ 支持具

Claims (2)

1. ヒートポンプサイクルにより加熱された湯を流すポンプと、前記ポンプの運転により前記加熱された湯を貯留させる貯留タンクと、前記貯留タンク内の湯と浴槽の湯とを熱交換させて高温にして前記浴槽に戻す追い焚き用熱交換器とをユニット本体に備えたタンクユニットにおいて、
   前記貯留タンクを覆う断熱材は、少なくとも前記貯留タンクの外郭の前側周側部を覆う第１側面断熱材、および前記貯留タンクの外郭の他の周側部を覆う第２側面断熱材とから構成されており、
   前記ポンプ並びに前記追い焚き用熱交換器は、いずれも前記第１側面断熱材に埋設して形成された支持具を用いて前記第１側面断熱材に取付けられ、
   前記追い焚き用熱交換器の支持具は前記追い焚き用熱交換器が前記第１側面断熱材内に収納されるように縦長の断面コ字状でありこの支持具に取付け固定された前記追い焚き用熱交換器は前記第１側面断熱材で荷重が支えられており、
   前記ポンプは前記追い焚き用熱交換器よりも下方に位置していることを特徴とするタンクユニット。
2. 前記ポンプは前記第１側面断熱材の下方に取り付けられていることを特徴とする請求項１に記載のタンクユニット。