JP5611676B2 - Heat pump type water heater - Google Patents

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  • Heat-Pump Type And Storage Water Heaters (AREA)

Description

本発明は、ヒートポンプ装置を用いたヒートポンプ式給湯装置に係り、特に、熱効率が高く、ヒートポンプ装置による加熱の際に発生する冷気を利用することができるヒートポンプ式給湯装置に関する。   The present invention relates to a heat pump type hot water supply apparatus using a heat pump apparatus, and more particularly to a heat pump type hot water supply apparatus that has high thermal efficiency and can use cold air generated during heating by the heat pump apparatus.

ヒートポンプは低い温度の熱源から冷媒を介して熱を吸収し、この熱を高い温度の場所にくみ上げる働きをするもので、従来より空調機や給湯機に用いられている。このようなヒートポンプを用いたシステムとしては、これまでも例えば深夜電力を有効に利用する等、省エネルギー化を図るものが各種考案されている(例えば、特許文献1参照)。   A heat pump absorbs heat from a low-temperature heat source through a refrigerant and pumps this heat up to a high-temperature place. Conventionally, a heat pump has been used in air conditioners and water heaters. As a system using such a heat pump, various devices have been devised so far to save energy, for example, by effectively using late-night power (see, for example, Patent Document 1).

特開2000−257975号公報JP 2000-257975 A

現在においては、このような省エネルギー化に対する要望はますます強くなっており、従来のヒートポンプシステムのように、ヒートポンプに改良を加え、ヒートポンプ自体におけるエネルギー利用効率の向上を図るのみでなく、ヒートポンプの排気等を利用して例えば建物構造等の全体としてエネルギー利用効率を高めることにより省エネルギー化に寄与することも望まれている。   At present, there is an increasing demand for such energy saving, and not only improving the heat pump as in the conventional heat pump system to improve the energy utilization efficiency of the heat pump itself, but also the exhaust of the heat pump. For example, it is also desired to contribute to energy saving by increasing energy use efficiency as a whole of a building structure or the like.

本発明は、このような事情に鑑みてなされたものであって、全体としてエネルギー利用効率を高め、省エネルギー化を図ることができるヒートポンプ式給湯装置を提供することを課題としている。   This invention is made | formed in view of such a situation, Comprising: It aims at providing the heat pump type hot water supply apparatus which can improve energy utilization efficiency as a whole and can aim at energy saving.

このような課題を解決するために、請求項1に記載のヒートポンプ式給湯装置は、第1の熱交換器と圧縮機と第2の熱交換器と膨張弁とを配管で接続し、該配管中に冷媒を循環させ、前記第2の熱交換器を貯湯タンク内に設置して該貯湯タンク内の水を加熱して温水を製造するヒートポンプ装置を用いたヒートポンプ式給湯装置であって、前記第1の熱交換器は密閉された容器内に設置され、該容器に高圧空気を供給するエア圧縮機を備え、前記容器は、その内部気体を放熱するための冷却手段を備えることを特徴としている。冷却手段としては熱交換器と冷却ラジエータが好ましい。 In order to solve such a problem, a heat pump hot water supply apparatus according to claim 1 connects a first heat exchanger, a compressor, a second heat exchanger, and an expansion valve with a pipe, and the pipe. A heat pump type hot water supply device using a heat pump device that circulates a refrigerant therein, installs the second heat exchanger in a hot water storage tank, and heats the water in the hot water storage tank to produce hot water, the first heat exchanger is installed in a hermetically sealed container, with an air compressor for supplying high pressure air to the container, said container, characterized Rukoto provided with cooling means for dissipating the internal gas It is said. As the cooling means, a heat exchanger and a cooling radiator are preferable.

前記のごとく構成された本発明のヒートポンプ式給湯装置は、ヒートポンプ装置により大気熱を取り込んで温水を製造する段階で、大気熱を取り込む第1の熱交換器を密閉された容器内に設置し、この容器にはエア圧縮機により高圧の空気が供給され、容器内は高温状態となっているため、第1の熱交換器で取り込んだ熱を含む冷媒を圧縮機で圧縮して第2の熱交換器で熱交換することで、貯湯タンク内の水を効率良く加熱して温水とすることができる。また、温水製造時に第1の熱交換器で放出される冷気は密閉された容器内に貯留され、温水製造が長時間にわたる場合でも、貯留された冷気を放熱することができるため、安定して温水を製造することができる。 The heat pump type hot water supply apparatus of the present invention configured as described above is the step of producing the warm water by taking the atmospheric heat by the heat pump apparatus, and installing the first heat exchanger for taking the atmospheric heat in the sealed container, Since this container is supplied with high-pressure air by an air compressor and the inside of the container is in a high temperature state, a refrigerant containing heat taken in by the first heat exchanger is compressed by the compressor to generate the second heat. By exchanging heat with the exchanger, the water in the hot water storage tank can be efficiently heated to warm water. Moreover, since the cold air discharged | emitted with a 1st heat exchanger at the time of hot water manufacture is stored in the airtight container, even when warm water manufacture takes a long time, since the stored cold air can be thermally radiated, it is stable. Hot water can be produced.

また、好ましい具体的な態様として請求項2に記載のヒートポンプ式給湯装置では、前記エア圧縮機は、エアフィルタを通して大気を吸入することを特徴としている。この構成によれば、第1の熱交換器を収容する密閉された容器内の空気を清浄にすることができ、熱交換を効率良く行うことができる。   As a preferred specific embodiment, the heat pump type hot water supply apparatus according to claim 2 is characterized in that the air compressor sucks air through an air filter. According to this structure, the air in the sealed container which accommodates the 1st heat exchanger can be cleaned, and heat exchange can be performed efficiently.

本発明の請求項3に記載のヒートポンプ式給湯装置では、前記容器は断熱被覆で覆われていることを特徴としている。この構成によれば、断熱被覆された容器の内部の空気の熱放出が防止される。 In the heat pump type hot water supply apparatus according to claim 3 of the present invention, the container is characterized by being covered with a thermal barrier coating. According to the configuration of this, the heat release of the air inside the insulation coated container is prevented.

さらに、本発明の好ましい具体的な他の態様として請求項4に記載のヒートポンプ式給湯装置では、前記容器は、エアタンクに配管接続され、該エアタンクには前記容器内の圧縮された空気が供給され、前記エアタンクは圧縮された内部空気を噴出する膨張弁を備えることを特徴としている。この構成によれば、温水製造時に発生する高圧の冷気をエアタンクに貯留し、貯留された高圧冷気を膨張弁から建物内の部屋等に噴出させることで、部屋内を冷房することができる。   Furthermore, in another preferred embodiment of the present invention, in the heat pump hot water supply device according to claim 4, the container is connected to an air tank by piping, and the compressed air in the container is supplied to the air tank. The air tank includes an expansion valve that ejects compressed internal air. According to this configuration, it is possible to cool the interior of the room by storing the high-pressure cold air generated during the production of hot water in the air tank and ejecting the stored high-pressure cold air from the expansion valve to the room in the building.

また、本発明の請求項5に記載のヒートポンプ式給湯装置は、前記容器と前記エアタンクとを接続する配管に開閉弁を設置したことを特徴としている。この構成によれば、冷房が必要でない時期では開閉弁を閉じておくことで、エアタンク内への高圧冷気の供給を停止することができる。   Moreover, the heat pump type hot water supply apparatus according to claim 5 of the present invention is characterized in that an opening / closing valve is provided in a pipe connecting the container and the air tank. According to this configuration, the supply of the high-pressure cold air into the air tank can be stopped by closing the on-off valve at a time when cooling is not necessary.

さらに、本発明の請求項6に記載のヒートポンプ給湯装置は、前記膨張弁は、脱臭機能、芳香機能、イオン放出機能、加湿機能、酸素放出機能のうちの少なくとも1つの機能を備えることを特徴としている。この構成によれば、建物内の部屋等に高圧冷気を噴出させて冷房する際に、脱臭機能、芳香機能、イオン放出機能、加湿機能、酸素放出機能のうちの少なくとも1つの機能を行うことができ、居住空間を快適にすることができる。   Furthermore, the heat pump hot water supply apparatus according to claim 6 of the present invention is characterized in that the expansion valve has at least one of a deodorizing function, an aroma function, an ion releasing function, a humidifying function, and an oxygen releasing function. Yes. According to this configuration, when high-pressure cold air is jetted into a room or the like in a building to perform cooling, at least one of a deodorizing function, an aroma function, an ion releasing function, a humidifying function, and an oxygen releasing function can be performed. This can make the living space comfortable.

本発明のヒートポンプ式給湯装置は、給湯用ヒートポンプ装置が屋外に配設されているので、ヒートポンプ本体から発生する冷気を建物内に取り込み、建物の室内の気温を下げることができ、従来では建物の外部に放出されていた冷気を利用して空調の補助を行わせることを可能とする。これによって、全体としてエネルギー利用効率を高めることができ、省エネルギー化を図ることができる。   In the heat pump type hot water supply apparatus of the present invention, since the heat pump apparatus for hot water supply is arranged outdoors, the cold air generated from the heat pump main body can be taken into the building and the temperature inside the building can be lowered. It is possible to assist the air conditioning by using the cold air discharged to the outside. Thereby, energy utilization efficiency can be enhanced as a whole, and energy saving can be achieved.

本発明に係るヒートポンプ式給湯装置の一実施形態の要部構成図。The principal part block diagram of one Embodiment of the heat pump type hot-water supply apparatus which concerns on this invention. 本発明に係るヒートポンプ式給湯装置の他の実施形態の要部構成図。The principal part block diagram of other embodiment of the heat pump type hot-water supply apparatus which concerns on this invention.

以下、本発明に係るヒートポンプ式給湯装置の一実施形態を図面に基づき詳細に説明する。図1は、本実施形態に係るヒートポンプ装置を用いたヒートポンプ式給湯装置の要部構成図である。   Hereinafter, an embodiment of a heat pump type hot water supply apparatus according to the present invention will be described in detail with reference to the drawings. FIG. 1 is a main part configuration diagram of a heat pump hot water supply apparatus using the heat pump apparatus according to the present embodiment.

図1において、ヒートポンプ式給湯装置は、第1の熱交換器1と圧縮機2と第2の熱交換器3と膨張弁4とを配管5で接続し、この配管中に冷媒を循環させ、第2の熱交換器3を貯湯タンク6内に設置して貯湯タンク内の水を加熱して温水を製造するヒートポンプ装置Aを用いている。第1の熱交換器1は蒸発器として機能し、第2の熱交換器3は凝縮器として機能する。ヒートポンプ装置Aは、第2の熱交換器3が設置された貯湯タンク6は建物内に設置され、第1の熱交換器1、圧縮機2及び膨張弁4が建物外に設置される。   In FIG. 1, a heat pump hot water supply apparatus connects a first heat exchanger 1, a compressor 2, a second heat exchanger 3, and an expansion valve 4 with a pipe 5, and circulates a refrigerant in the pipe. A heat pump device A is used that installs the second heat exchanger 3 in the hot water storage tank 6 and heats the water in the hot water storage tank to produce hot water. The first heat exchanger 1 functions as an evaporator, and the second heat exchanger 3 functions as a condenser. In the heat pump apparatus A, the hot water storage tank 6 in which the second heat exchanger 3 is installed is installed in the building, and the first heat exchanger 1, the compressor 2, and the expansion valve 4 are installed outside the building.

ヒートポンプ装置Aは、配管5内に循環流体として冷媒を注入してあり、注入した冷媒を圧縮機2で圧縮して第2の熱交換器3に搬送し、貯湯タンク6内の水を熱交換により加熱して膨張弁4に至り、膨張弁で膨張されて第1の熱交換器1に戻るように構成されている。このサイクルでは、第2の熱交換器3で放熱し、第1の熱交換器1で吸熱するように構成されている。冷媒としては、フロンや炭酸ガス等を用いている。   In the heat pump device A, a refrigerant is injected as a circulating fluid into the pipe 5, the injected refrigerant is compressed by the compressor 2 and conveyed to the second heat exchanger 3, and the water in the hot water storage tank 6 is heat-exchanged. Is heated to reach the expansion valve 4, expanded by the expansion valve, and returned to the first heat exchanger 1. In this cycle, heat is dissipated by the second heat exchanger 3 and heat is absorbed by the first heat exchanger 1. As the refrigerant, chlorofluorocarbon, carbon dioxide, or the like is used.

建物内に設置される貯湯タンク6は断熱被覆が施され、ヒートポンプ装置Aで加熱され内部に貯留された湯の放熱が防止されている。貯湯タンク6の下部には、貯湯タンク6に水を供給する上水道等の上水配管7が接続されると共に、上部には給湯配管8が接続され、湯は上部の高温部分より熱使用機器(図示せず)に供給される構成となっている。貯湯タンク6の中間位置に、加熱用の第2の熱交換器3が設置されている。なお、給湯配管8は図示のように貯湯タンク6内の湯を循環させるように構成してもよい。この場合は、温水を循環させるポンプ(図示せず)を使用し、再加熱装置(図示せず)を用いて湯温を一定にすると好ましい。   The hot water storage tank 6 installed in the building is provided with a heat insulating coating, and heat dissipation of the hot water heated by the heat pump device A and stored therein is prevented. A hot water supply pipe 7 for supplying water to the hot water storage tank 6 is connected to the lower part of the hot water storage tank 6, and a hot water supply pipe 8 is connected to the upper part of the hot water storage tank 6. (Not shown). A second heat exchanger 3 for heating is installed at an intermediate position of the hot water storage tank 6. In addition, you may comprise the hot water supply piping 8 so that the hot water in the hot water storage tank 6 may be circulated like illustration. In this case, it is preferable to use a pump (not shown) that circulates hot water and to keep the hot water temperature constant using a reheating device (not shown).

本実施形態のヒートポンプ式給湯装置は、第1の熱交換器1が屋外に設置され、第1の熱交換器1を断熱被覆が施された容器である熱交換タンク9内に設置している。熱交換タンク9は断面が円形状の容器であり、第1の熱交換器1はタンク9の上部に設置され、第1の熱交換器1は熱交換タンク9の上部の円弧に沿って湾曲した形状に形成されている。このため、第1の熱交換器1は熱交換タンク9内に温度分布が形成される場合に、上部の高温部分に位置する構成となっている。   In the heat pump type hot water supply apparatus of the present embodiment, the first heat exchanger 1 is installed outdoors, and the first heat exchanger 1 is installed in a heat exchange tank 9 which is a container provided with a heat insulating coating. . The heat exchange tank 9 is a vessel having a circular cross section, the first heat exchanger 1 is installed at the upper part of the tank 9, and the first heat exchanger 1 is curved along an arc at the upper part of the heat exchange tank 9. It is formed in the shape. For this reason, the 1st heat exchanger 1 becomes a structure located in an upper high temperature part, when temperature distribution is formed in the heat exchange tank 9. FIG.

熱交換タンク9には配管10が接続され、配管10の開放端部にはエアフィルタ11が設置されている。配管10の中間部には、このタンク9内に圧縮空気を送り込むためのエア圧縮機12が設置されている。これにより、熱交換タンク9内にはエアフィルタ11で濾過された空気がエア圧縮機12で圧縮され、高温高圧の空気が熱交換タンク9内に供給される構成となっている。エアフィルタ11は濾過性能の高いもの等、適宜のフィルタを使用することができる。   A pipe 10 is connected to the heat exchange tank 9, and an air filter 11 is installed at the open end of the pipe 10. An air compressor 12 for sending compressed air into the tank 9 is installed at an intermediate portion of the pipe 10. Thereby, the air filtered by the air filter 11 is compressed in the heat exchange tank 9 by the air compressor 12, and high-temperature and high-pressure air is supplied into the heat exchange tank 9. As the air filter 11, an appropriate filter such as one having high filtration performance can be used.

熱交換タンク9内には第3の熱交換器13が設置され、熱交換タンク9の外部に設置された冷却ラジエータ14と配管15により接続されている。第3の熱交換器13と冷却ラジエータ14とを接続する配管内には冷媒が注入され、循環する構成となっている。配管15に冷媒を循環させるポンプを設置するように構成してもよい。また、配管15には冷媒の循環を防止するための開閉弁16が接続されている。熱交換器13、冷却ラジエータ14、配管15により冷却手段として予備冷却装置が構成される。   A third heat exchanger 13 is installed in the heat exchange tank 9 and is connected to a cooling radiator 14 installed outside the heat exchange tank 9 by a pipe 15. A refrigerant is injected into a pipe connecting the third heat exchanger 13 and the cooling radiator 14 and circulates. You may comprise so that the pump which circulates a refrigerant | coolant in the piping 15 may be installed. The pipe 15 is connected to an on-off valve 16 for preventing the refrigerant from circulating. The heat exchanger 13, the cooling radiator 14, and the pipe 15 constitute a preliminary cooling device as a cooling means.

熱交換タンク9は配管17によりエアタンク18と接続されている。エアタンク18も表面に断熱被覆が施され、内部の空気の熱放出が防止されている。配管17には熱交換タンク9とエアタンク18との空気の流通を防止するための開閉弁19が接続されており、開閉弁19を開けることで熱交換タンク9の圧縮冷気をエアタンク18内に供給できる構成となっている。後述する住宅等の建物内の各部屋への冷気の放出を実施しない場合は、開閉弁19を閉じておく。   The heat exchange tank 9 is connected to an air tank 18 by a pipe 17. The air tank 18 is also provided with a heat insulating coating on the surface to prevent heat release from the air inside. An open / close valve 19 for preventing air flow between the heat exchange tank 9 and the air tank 18 is connected to the pipe 17, and compressed air from the heat exchange tank 9 is supplied into the air tank 18 by opening the open / close valve 19. It can be configured. When not releasing cool air to each room in a building such as a house described later, the on-off valve 19 is closed.

エアタンク18からは複数の配管20,20…が接続され、それぞれの配管には開閉弁21,21…が接続され、配管の端部には膨張弁22,22…が接続されている。開閉弁21を開けることで、エアタンク18内の圧縮空気を部屋内に放出できる構成となっている。そして、各膨張弁には、脱臭機能を有する脱臭器23、芳香機能を有する芳香器24、加湿機能を有する加湿器25等が接続されている。なお、膨張弁22には、前記の機能を有する機器の他に、イオン放出機能を有する機器、酸素放出機能を有する機器等を接続することもできる。膨張弁22は住宅等の各居室、寝室等の部屋ごとに設置されており、これらの部屋にエアタンク内の圧縮空気を部屋ごとに放出することができる構成となっている。   A plurality of pipes 20, 20... Are connected from the air tank 18, open / close valves 21, 21... Are connected to the respective pipes, and expansion valves 22, 22. By opening the on-off valve 21, the compressed air in the air tank 18 can be discharged into the room. Each expansion valve is connected to a deodorizer 23 having a deodorizing function, an aroma apparatus 24 having an aroma function, a humidifier 25 having a humidifying function, and the like. In addition to the device having the above function, a device having an ion releasing function, a device having an oxygen releasing function, or the like can be connected to the expansion valve 22. The expansion valve 22 is installed for each room such as a house and a room such as a bedroom, and the compressed air in the air tank can be discharged to each room.

前記の如く構成された本実施形態のヒートポンプ式給湯装置の動作について以下に説明する。ヒートポンプ装置Aを起動させると、冷媒は圧縮機2で圧縮され、配管5を通して第2の熱交換器3、膨張弁4、第1の熱交換器1を循環して圧縮機2に戻る。この際、第1の熱交換器1で熱交換タンク9内の空気から吸熱し、第2の熱交換器3で放熱して貯湯タンク6内の水を加熱し、膨張弁4で膨張して第1の熱交換器1に戻る。   The operation of the heat pump type hot water supply apparatus of the present embodiment configured as described above will be described below. When the heat pump device A is activated, the refrigerant is compressed by the compressor 2, circulates through the second heat exchanger 3, the expansion valve 4, and the first heat exchanger 1 through the pipe 5 and returns to the compressor 2. At this time, the first heat exchanger 1 absorbs heat from the air in the heat exchange tank 9, dissipates heat in the second heat exchanger 3, heats the water in the hot water storage tank 6, and expands in the expansion valve 4. Return to the first heat exchanger 1.

本実施形態のヒートポンプ給湯装置では、エア圧縮機12を起動してエアフィルタ11から吸入した空気を圧縮して高温高圧として熱交換タンク9内に貯留しているため、ヒートポンプ装置Aの第1の熱交換器1での吸熱が効率良く行われる。すなわち、圧縮され高温になった熱交換タンク9内の空気からヒートポンプで熱を奪うことで高効率給湯になるだけでなく、高圧で低温になった空気が熱交換タンク9内に得られる。また、熱交換器のフィン間に塵埃等が詰まることがなく効率良い熱交換が可能となる。この場合、エア圧縮機12のコンプレッサー能力は0.8〜1.4MPaが好ましく、熱交換タンク9内の圧力は図示していない減圧弁等を用いて、0.6MPa程度になるように設定することが好ましい。   In the heat pump hot water supply apparatus of the present embodiment, the air compressor 12 is activated and the air sucked from the air filter 11 is compressed and stored in the heat exchange tank 9 as high temperature and high pressure. The heat absorption in the heat exchanger 1 is performed efficiently. That is, not only the heat in the heat exchange tank 9 that has been compressed and high temperature is taken away by a heat pump, but also high-efficiency hot water is supplied, and high-temperature and low-temperature air is obtained in the heat exchange tank 9. Further, dust and the like are not clogged between the fins of the heat exchanger, and efficient heat exchange is possible. In this case, the compressor capacity of the air compressor 12 is preferably 0.8 to 1.4 MPa, and the pressure in the heat exchange tank 9 is set to about 0.6 MPa using a pressure reducing valve (not shown). It is preferable.

熱交換タンク9内の空気は前記のように高圧で低温であり、この高圧低温の空気は配管17、開閉弁19を通してエアタンク18に供給される。そして、エアタンク18内の空気は必要に応じて配管20、開閉弁21を通して膨張弁22から放出され、部屋内に冷気が供給されて室温を下げることができ、クーラー効果が得られる。また、膨張弁22を、部屋の高所に設置し、放出される冷気を上方から下降させることで冷房効果を高めることができる。建物内に放出される冷気は、エアフィルタ11を通して供給されるため、塵埃等が部屋内に放出されることはない。   The air in the heat exchange tank 9 is high-pressure and low-temperature as described above, and this high-pressure and low-temperature air is supplied to the air tank 18 through the pipe 17 and the opening / closing valve 19. The air in the air tank 18 is released from the expansion valve 22 through the pipe 20 and the opening / closing valve 21 as necessary, and cool air is supplied into the room to lower the room temperature, thereby obtaining a cooler effect. In addition, the expansion valve 22 is installed at a high place in the room, and the cooling effect can be enhanced by lowering the discharged cool air from above. Since the cool air released into the building is supplied through the air filter 11, dust and the like are not released into the room.

このように、給湯の際に形成される高圧の冷気をエアタンク18内に貯留し、配管されたダクト(配管20)を通じて膨張弁22の冷気排出口から建物内の各部屋に吹き出すようになっており、冷房として利用しているので、全体としてエネルギー利用効率を高め、省エネルギー化を図ることができる。   In this way, the high-pressure cold air formed during hot water supply is stored in the air tank 18 and blown out from the cold air outlet of the expansion valve 22 to each room in the building through the duct (pipe 20). In addition, since it is used for cooling, energy utilization efficiency can be improved as a whole and energy can be saved.

この際、膨張弁22に付設した脱臭器23、芳香器24、加湿器25等を作動させて、部屋内に供給することができ、居住空間を快適にすることができる。また、膨張弁22は部屋ごとに設置されているため、人のいない部屋に冷気を供給することや、脱臭機能等の各種機能を作動させる必要はなく、省エネルギーを達成することができる。さらに、この高圧低温の空気を用いることで冷蔵庫や冷蔵室を低温に保つことができる。また、エアタンク18内の高圧低温の空気を水中に放出することで、冷水を得ることができる。   At this time, the deodorizer 23, the fragrance device 24, the humidifier 25 and the like attached to the expansion valve 22 can be operated and supplied into the room, and the living space can be made comfortable. Moreover, since the expansion valve 22 is installed for every room, it is not necessary to supply cold air to a room without a person and to operate various functions, such as a deodorizing function, and it can achieve energy saving. Furthermore, the refrigerator and the refrigerator compartment can be kept at a low temperature by using this high-pressure and low-temperature air. Moreover, cold water can be obtained by discharging the high-pressure and low-temperature air in the air tank 18 into the water.

熱交換タンク9内の高圧低温の空気を冷房等で使用する必要のない場合は、エアタンク18への配管20の開閉弁19を閉じておく。開閉弁19を閉じた状態でヒートポンプ装置Aを作動し続けると、熱交換タンク9内に貯留された空気はさらに低温となるため、第3の熱交換器13で吸熱し、配管15を通して冷却ラジエータ14から放熱する。冷却ラジエータ14からの放熱は、熱交換タンク9内の気温を測定し、測定値が所定値になったときに作動させるように制御することもできる。また、冬季などで冷気が不要のときは、近所に悪影響を与えないように煙突で上空に冷気を排気するか、地中や河川などに放出してもよい。   When it is not necessary to use the high-pressure and low-temperature air in the heat exchange tank 9 for cooling or the like, the on-off valve 19 of the pipe 20 to the air tank 18 is closed. If the heat pump device A continues to be operated with the on-off valve 19 closed, the air stored in the heat exchange tank 9 becomes even lower in temperature, so that it absorbs heat in the third heat exchanger 13 and is cooled through the pipe 15. 14 radiates heat. The heat radiation from the cooling radiator 14 can be controlled such that the air temperature in the heat exchange tank 9 is measured and activated when the measured value reaches a predetermined value. In addition, when cold air is unnecessary in winter, the cold air may be exhausted to the sky with a chimney so as not to adversely affect the neighborhood, or it may be discharged into the ground or rivers.

さらに、エアタンク18内の高圧低温の空気を動力として利用することもできる。例えば、高圧空気を配管で供給し、ピストンやタービンを利用した動力装置として利用もできる。すなわち、ダムウエーダー、エレベーター、自動ドアなどや、ファン、洗濯機、集中掃除機などに利用することができる。   Furthermore, high-pressure and low-temperature air in the air tank 18 can be used as power. For example, it can also be used as a power unit that supplies high-pressure air by piping and uses a piston or a turbine. That is, it can be used for dam waders, elevators, automatic doors, fans, washing machines, centralized vacuum cleaners, and the like.

このように、本実施形態のヒートポンプ式給湯装置は大気温から熱を湯に移すことで、給湯と冷気を得る冷気製造型ヒートポンプ式給湯装置とすることができる。したがって、温暖な(例えば、熱帯などの)地域では、常に冷房しながら湯を高効率に得ることができる。しかし、四季がある地域や寒冷地など冷気が不要な場合は、冷蔵庫や冷水などで利用することができ、残った冷気は排出すればよい。   Thus, the heat pump type hot water supply apparatus of the present embodiment can be a cold air production type heat pump type hot water supply apparatus that obtains hot water supply and cold air by transferring heat from hot air to hot water. Therefore, hot water can be obtained with high efficiency while always cooling in a warm (for example, tropical) area. However, if there is no need for cold air, such as in areas with four seasons or in cold regions, it can be used in refrigerators or cold water, and the remaining cold air can be discharged.

従来の室外機式ヒートポンプでは、室外機廻りに冷気が充満してヒートポンプ効率低下や周辺への寒冷問題があったが、本発明では冷気を上空(煙突)や裏など影響の少ない場所に排気したり、地中や河川に流すことで解決できる。また、温水が一杯になった場合でも冷気が作れるように、熱交換タンク9に別途冷却手段として予備冷却用ラジエータ14を備えているため、冷気や高圧空気が途絶えることがない。   In the conventional outdoor heat pump, cold air is filled around the outdoor unit, causing heat pump efficiency degradation and cooling to the surroundings. However, in the present invention, the cold air is exhausted to a place with little influence such as the sky (chimney) or the back. Or by flowing it in the ground or river. Moreover, since the pre-cooling radiator 14 is provided as a separate cooling means in the heat exchange tank 9 so that cold air can be created even when the hot water is full, cold air and high-pressure air will not be interrupted.

つぎに、本発明の他の実施形態を図2に基づいて説明する。図2に示される実施形態は、前記の実施形態とヒートポンプ装置Aからエアタンク部分までは同一であり、エアタンクから冷気を建物内の各部屋に供給して噴射する構成が異なっている。なお、前記の実施形態と実質的に同等の構成については、同じ符号を付して詳細な説明は省略する。   Next, another embodiment of the present invention will be described with reference to FIG. The embodiment shown in FIG. 2 is the same as the above-described embodiment from the heat pump device A to the air tank part, and differs in the configuration in which cold air is supplied from the air tank to each room in the building and injected. In addition, about the structure substantially equivalent to the said embodiment, the same code | symbol is attached | subjected and detailed description is abbreviate | omitted.

図2において、エアタンク18Aには配管26が接続され、この配管の端部にヘッダー27が接続されている。ヘッダー27から複数の配管20,20…が接続され、開閉弁21,21…を介して膨張弁22,22…が接続されている。この実施形態では、各部屋に冷気を噴射するとき、ヘッダー27を介して供給するため、配管の接続が容易に行える特長がある。   In FIG. 2, a pipe 26 is connected to the air tank 18A, and a header 27 is connected to an end of the pipe. A plurality of pipes 20, 20... Are connected from the header 27, and expansion valves 22, 22. In this embodiment, when injecting cold air into each room, it is supplied through the header 27, so that the piping can be easily connected.

以上、本発明の実施形態について詳述したが、本発明は、前記の実施形態に限定されるものではなく、特許請求の範囲に記載された本発明の精神を逸脱しない範囲で、種々の設計変更を行うことができるものである。例えば、貯湯タンク、熱交換タンク、エアタンクは断熱被覆したものを用いたが、これらのタンクを接続する配管も断熱被覆すると、結露等を防止できて好ましい。   Although the embodiments of the present invention have been described in detail above, the present invention is not limited to the above-described embodiments, and various designs can be made without departing from the spirit of the present invention described in the claims. It can be changed. For example, although a hot water storage tank, a heat exchange tank, and an air tank are heat-insulated, it is preferable that the pipes connecting these tanks are also heat-insulated to prevent condensation and the like.

また、ヒートポンプ式給湯装置は、各種の弁等を制御する制御装置を備えることが好ましい。給湯装置を起動するとき、熱交換タンク9とエアタンク18とを接続する配管17の開閉弁19を閉じるように制御すると、エア圧縮機12により熱交換タンク9内の気温を素早く高温にすることができ、貯湯タンク6内の湯音を迅速に上昇させることができる。給湯が定常化したときは、開閉弁19を開けておくことで、熱交換タンク9内の高圧冷気はエアタンク18内に自然に流動する。熱交換タンク9内の圧力をエアタンク18内の圧力より高圧にしたほうが効率が高い場合は、開閉弁を減圧弁にすると好適である。   Moreover, it is preferable that the heat pump hot water supply apparatus includes a control device that controls various valves and the like. When the hot water supply device is started, if the opening / closing valve 19 of the pipe 17 connecting the heat exchange tank 9 and the air tank 18 is closed, the air compressor 12 can quickly raise the temperature in the heat exchange tank 9. The hot water sound in the hot water storage tank 6 can be quickly raised. When the hot water supply becomes steady, the high pressure cold air in the heat exchange tank 9 naturally flows into the air tank 18 by opening the on-off valve 19. If the pressure in the heat exchange tank 9 is higher than the pressure in the air tank 18 and the efficiency is high, it is preferable to use a pressure reducing valve as the on-off valve.

脱臭器、芳香器、イオン放出器、加湿器、酸素放出器等の機器は、膨張弁に備える例を示したが、これらの機器をエアタンクと膨張弁とを接続する配管に取付けて、配管中に機能性物質や機能性気体、湿気等を放出し、膨張弁から噴出させる際に、その機能を行わせるように構成してもよい。また、1つの膨張弁22に脱臭器23と加湿器25とを組み合わせて機能させるようにする等、1つの膨張弁に、少なくとも1つの機能を備えるように構成し、居室等に噴出させてもよい。   Although devices such as deodorizers, fragrance devices, ion emitters, humidifiers, and oxygen release devices have been shown as examples provided for expansion valves, these devices are attached to the piping that connects the air tank and expansion valve. When a functional substance, a functional gas, moisture, or the like is released and ejected from the expansion valve, the function may be performed. In addition, one expansion valve 22 is configured to have at least one function, such as a function that the deodorizer 23 and the humidifier 25 are combined to function in one expansion valve 22, and may be ejected to a living room or the like. Good.

本発明の活用例として、ヒートポンプ式給湯装置を用いて給湯と冷気の製造ができ、冷気を利用することができると共に、補助の冷却手段を取り付けることによって、給湯を連続して高効率で製造することができる。   As an application example of the present invention, hot water supply and cold air can be manufactured using a heat pump type hot water supply apparatus, cold air can be used, and hot water supply is manufactured continuously and efficiently by attaching auxiliary cooling means. be able to.

1:第1の熱交換器、2:圧縮機、3:第2の熱交換器、4:膨張弁、5:配管、6:貯湯タンク、9:熱交換タンク(断熱された容器)、11:エアフィルタ、12:エア圧縮機、13:第3の熱交換器(冷却手段)、14:冷却ラジエータ(冷却手段)、15:配管、17:配管、18,18A:エアタンク、19:開閉弁、20:配管、21:開閉弁、22:膨張弁、23:脱臭器、24:芳香器、25:加湿器、A:ヒートポンプ装置   1: 1st heat exchanger, 2: compressor, 3: 2nd heat exchanger, 4: expansion valve, 5: piping, 6: hot water storage tank, 9: heat exchange tank (insulated container), 11 : Air filter, 12: Air compressor, 13: Third heat exchanger (cooling means), 14: Cooling radiator (cooling means), 15: Piping, 17: Piping, 18, 18A: Air tank, 19: On-off valve 20: piping, 21: on-off valve, 22: expansion valve, 23: deodorizer, 24: aroma, 25: humidifier, A: heat pump device

Claims (6)

第1の熱交換器と圧縮機と第2の熱交換器と膨張弁とを配管で接続し、該配管中に冷媒を循環させ、前記第2の熱交換器を貯湯タンク内に設置して該貯湯タンク内の水を加熱して温水を製造するヒートポンプ装置を用いたヒートポンプ式給湯装置であって、
前記第1の熱交換器は密閉された容器内に設置され、該容器に高圧空気を供給するエア圧縮機を備え
前記容器は、その内部気体を放熱するための冷却手段を備えることを特徴とするヒートポンプ式給湯装置。
A first heat exchanger, a compressor, a second heat exchanger, and an expansion valve are connected by piping, a refrigerant is circulated in the piping, and the second heat exchanger is installed in a hot water storage tank. A heat pump type hot water supply apparatus using a heat pump apparatus for producing hot water by heating water in the hot water storage tank,
The first heat exchanger is installed in a sealed container, and includes an air compressor that supplies high-pressure air to the container.
The container, the heat pump type hot water supply device according to claim Rukoto provided with cooling means for dissipating the gas inside.
前記エア圧縮機は、エアフィルタを通して大気を吸入することを特徴とする請求項1に記載のヒートポンプ式給湯装置。   The heat pump hot water supply apparatus according to claim 1, wherein the air compressor sucks air through an air filter. 前記容器は断熱被覆で覆われていることを特徴とする請求項1又は2に記載のヒートポンプ式給湯装置。 The container heat pump type hot water supply apparatus according to claim 1 or 2, characterized in that it is covered with a thermal barrier coating. 前記容器は、エアタンクに配管接続され、該エアタンクには前記容器内の圧縮された空気が供給され、前記エアタンクは圧縮された内部空気を噴出する膨張弁を備えることを特徴とする請求項1〜3のいずれかに記載のヒートポンプ式給湯装置。   The said container is pipe-connected to an air tank, the compressed air in the container is supplied to the air tank, and the air tank includes an expansion valve that ejects the compressed internal air. The heat pump type hot water supply apparatus according to any one of 3 above. 前記容器と前記エアタンクとを接続する配管に開閉弁を設置したことを特徴とする請求項4に記載のヒートポンプ式給湯装置。   The heat pump type hot water supply apparatus according to claim 4, wherein an on-off valve is installed in a pipe connecting the container and the air tank. 前記膨張弁は、脱臭機能、芳香機能、イオン放出機能、加湿機能、酸素放出機能のうちの少なくとも1つの機能を備えることを特徴とする請求項4又は5に記載のヒートポンプ式給湯装置。   The heat pump hot water supply device according to claim 4 or 5, wherein the expansion valve has at least one of a deodorizing function, an aroma function, an ion releasing function, a humidifying function, and an oxygen releasing function.
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