JP6437113B2 - ヒートポンプ給湯システム - Google Patents
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Description
本発明は、ヒートポンプ給湯システムに関するものであり、特に冷媒の凝縮熱などの熱エネルギを利用するヒートポンプ給湯システムに関するものである。
近年、脱フロン化の流れを受けて自然冷媒を用いたヒートポンプ装置の開発が盛んに進められている。中でも、二酸化炭素（ＣＯ２）を冷媒としたヒートポンプ装置の普及は年々増加傾向にある。ＣＯ２は、オゾン破壊係数が０、地球温暖化係数が１という特性を有しているため、環境への負荷を小さくできる。また、ＣＯ２は、毒性が無く、可燃性も無いという点で安全性に優れており、入手が容易であり、比較的安価である。さらに、圧縮機から吐出された高圧側のＣＯ２は、フロン系の冷媒とは異なり、臨界点を超えた超臨界状態となるという特性を有している。すなわち、この超臨界状態のＣＯ２は、熱交換によって他の流体（例えば、水や空気、冷媒等）に熱を与えるときに、凝縮せず、超臨界状態のままである。このような特性を有するＣＯ２は、状態遷移による損失が少なく、ヒートポンプ装置の中でも高温が要求されるものに適している。そこで、ＣＯ２を冷媒として使用し、ＣＯ２の利点を活用し、水を９０［℃］以上の高温にまで沸き上げるようにしたヒートポンプ給湯機が提案されている。
また、冷媒の凝縮熱により水を加温するヒートポンプ給湯器を使用した給湯システムが提案されている（例えば特許文献１参照）。特許文献１に記載の給湯システムは、ヒートポンプ給湯器と、補助給湯手段としてガスや油を燃料とした燃焼機器と、を備えている。
しかしながら、特許文献１に記載の発明において、給湯負荷が一時的に大きくなり、燃焼機器が作動すると、ヒートポンプ給湯器は瞬発能力が小さいため、運転率は極端に小さくなる。このため、１次換算エネルギで効率の低下やＣＯ２排出量の増加につながってしまうという課題があった。また、燃焼機器を作動させずに、負荷の小さい夜間等に貯湯タンクに蓄熱しようとすると、貯湯タンクの容量が大きくなって設置スペースが大きくなる、初期投資額が増大するという課題があった。
本発明は、上述のような課題を背景としてなされたものであり、従来よりも安価で且つ設置スペースの小さいヒートポンプ給湯システムを得ることを目的とする。
本発明に係るヒートポンプ給湯システムは、冷媒を圧縮する圧縮機、ガスクーラ、第１電磁弁、蓄熱熱交換器、膨張弁、空気熱交換器、を順次接続した主回路を有するヒートポンプ給湯器と、前記ガスクーラの内部を流れる冷媒と熱交換する熱媒体を有する給湯タンクと、前記蓄熱熱交換器の内部を流れる冷媒と熱交換する熱媒体を有する蓄熱槽と、を備え、前記ヒートポンプ給湯器は、前記ガスクーラの出口側で且つ前記第１電磁弁の入口側に位置する第１分岐部において前記主回路から分岐し、前記蓄熱熱交換器の出口側で且つ前記膨張弁の入口側に位置する第１合流部において前記主回路と合流するように設けられる第１バイパス回路と、前記第１バイパス回路上に設けられた第１バイパス電磁弁と、前記第１電磁弁の開閉を切り替える制御手段と、を有するものである。
本発明によれば、ヒートポンプ給湯システムは、ガスクーラの出口側で且つ第１電磁弁の入口側に位置する第１分岐部において主回路から分岐し、蓄熱熱交換器の出口側で且つ膨張弁の入口側に位置する第１合流部において主回路と合流するように設けられる第１バイパス回路と、第１電磁弁の開閉を切り替える制御手段と、を有する。このため、給湯タンクに貯留されている温水を加温する燃焼機器を使用せず、貯湯タンクの容量を大きくすることなく、給湯タンクに貯留されている温水を加温することができる。したがって、従来よりも安価で且つ設置スペースの小さいヒートポンプ給湯システムを得ることができる。
以下、本発明のヒートポンプ給湯器１００について、図面を用いて詳細に説明する。なお、以下の図面では各構成部材の大きさの関係が実際のものとは異なる場合がある。また、以下の図面において、同一の符号を付したものは、同一又はこれに相当するものであり、このことは明細書の全文において共通することとする。さらに、明細書全文に表わされている構成要素の形態は、あくまでも例示であって、これらの記載に限定されるものではない。
実施の形態１．
図１は本発明の実施の形態１に係るヒートポンプ給湯システム２００の構成図を示す図である。図２は本発明の実施の形態１に係るヒートポンプ給湯システム２００の概略図を示す図である。
図１は本発明の実施の形態１に係るヒートポンプ給湯システム２００の構成図を示す図である。図２は本発明の実施の形態１に係るヒートポンプ給湯システム２００の概略図を示す図である。
図１に示されるように、ヒートポンプ給湯システム２００は、ヒートポンプ給湯器１００と、給湯タンク２０と、給湯回路２１と、送水手段２２と、蓄熱槽３０と、蓄熱回路３１と、送水手段３２と、を備える。
図２に示されるように、ヒートポンプ給湯器１００は、冷凍サイクルの高圧側で臨界点を超える流体、例えばＣＯ２を冷媒として用いるものである。ヒートポンプ給湯器１００は、圧縮機１と、ガスクーラ２と、蓄熱熱交換器３と、膨張弁４と、空気熱交換器５と、ファン６と、制御手段５０と、主回路８０と、を備える。主回路８０は、圧縮機１と、ガスクーラ２と、蓄熱熱交換器３と、膨張弁４と、空気熱交換器５と、を順次接続した回路である。
圧縮機１は、吸入された冷媒を圧縮して高温及び高圧の冷媒として吐出する、可変容量の圧縮機である。ガスクーラ２は、圧縮機１から吐出された主回路８０を流れる冷媒と、給湯回路２１を流れる熱媒体と、を熱交換するためのものであり、圧縮機１の吐出側に設けられている。蓄熱熱交換器３は、主回路８０を流れる冷媒と、蓄熱回路３１を流れる熱媒体と、を熱交換するためのものである。なお、給湯タンク２０から流出して給湯回路２１を流れる熱媒体は、例えば温水である。また、蓄熱槽３０から流出して蓄熱回路３１を流れる熱媒体は、例えば温水である。
膨張弁４は、主回路８０上を流れる冷媒を減圧膨張するものであり、主回路８０上における蓄熱熱交換器３の出口側に設けられている。空気熱交換器５は、膨張弁４から流出した冷媒を蒸発ガス化するものであり、膨張弁４の出口側に設けられている。ファン６は、空気熱交換器５に空気を導入する空気流れを生成するための送風手段である。
給湯タンク２０は、給湯用の温水を一時的に蓄えるものである。給湯回路２１は、給湯タンク２０の内部とガスクーラ２の内部とを通るように設けられている回路である。送水手段２２は、給湯タンク２０の内部から排出される温水をガスクーラ２側に向かって送出して再び給湯タンク２０に戻すためのものである。
蓄熱槽３０は、給湯温度よりも低い温度（例えば、２０℃〜４０℃の温度帯）で温水として蓄えるものである。蓄熱回路３１は、蓄熱槽３０の内部と蓄熱熱交換器３の内部とを通るように設けられている回路である。送水手段３２は、蓄熱槽３０の内部から排出される温水を蓄熱熱交換器３側に向かって送出して再び蓄熱槽３０に戻すためのものである。
制御手段５０は、例えば、第１電磁弁８０Ｖ１、第２電磁弁８０Ｖ２、第１バイパス電磁弁８１Ｖ、及び第２バイパス電磁弁８２Ｖの開閉を制御する。制御手段５０は、例えば、この機能を実現する回路デバイスなどのハードウェア、又はマイコン若しくはＣＰＵなどの演算装置上で実行されるソフトウェアで構成される。
第１電磁弁８０Ｖ１は、ガスクーラ２の出口側で且つ蓄熱熱交換器３の入口側に設けられている電磁弁である。第２電磁弁８０Ｖ２は、膨張弁４の出口側で且つ空気熱交換器５の入口側に設けられている電磁弁である。
第１バイパス回路８１は、ガスクーラ２の出口側で且つ第１電磁弁８０Ｖ１の入口側に位置する第１分岐部８１ａにおいて主回路８０から分岐し、蓄熱熱交換器３の出口側で且つ膨張弁４の入口側に位置する第１合流部８１ｂにおいて主回路８０と合流するように設けられている。第１バイパス電磁弁８１Ｖは、第１バイパス回路８１上に設けられている。
第２バイパス回路８２は、圧縮機１の吐出側で且つガスクーラ２の入口側に位置する第２分岐部８２ａにおいて主回路８０から分岐してガスクーラ２の出口側で且つ第１分岐部８１ａよりもガスクーラ２側に位置する第２合流部８２ｂにおいて主回路８０と合流するように設けられている。第２バイパス電磁弁８２Ｖは、第２バイパス回路８２上に設けられている。
第３バイパス回路８３は、膨張弁４の出口側で且つ第２電磁弁８０Ｖ２の入口側に位置する第３分岐部８３ａにおいて主回路８０から分岐して第２電磁弁８０Ｖ２の出口側で且つ空気熱交換器５の入口側に位置する第３合流部８３ｂにおいて主回路８０と合流するように設けられている。
以下に、ヒートポンプ給湯器１００の運転モードについて説明する。運転モードとしては、例えば、（１）給湯モード、（２）蓄熱モード、（３）熱回収給湯モード、及び（４）保温蓄熱同時モードが挙げられる。
（１）給湯モード
給湯モードは、給湯負荷が少ない場合又は給湯負荷がほとんどない場合において、給湯タンク２０の下部の低水温の水を昇温させ、ヒートポンプ給湯器１００の内部で昇温させて高温の温水とした後、給湯タンク２０の上部に返湯するモードである。給湯モードにおいては、制御手段５０は、第１電磁弁８０Ｖ１を閉止し、第２電磁弁８０Ｖ２を開放し、第１バイパス電磁弁８１Ｖを開放し、第２バイパス電磁弁８２Ｖを閉止する。
給湯モードは、給湯負荷が少ない場合又は給湯負荷がほとんどない場合において、給湯タンク２０の下部の低水温の水を昇温させ、ヒートポンプ給湯器１００の内部で昇温させて高温の温水とした後、給湯タンク２０の上部に返湯するモードである。給湯モードにおいては、制御手段５０は、第１電磁弁８０Ｖ１を閉止し、第２電磁弁８０Ｖ２を開放し、第１バイパス電磁弁８１Ｖを開放し、第２バイパス電磁弁８２Ｖを閉止する。
給湯モードを実行した場合において、圧縮機１から吐出された高温高圧の冷媒はガスクーラ２に流入する。ガスクーラ２に流入した冷媒は、給湯回路２１を循環する給湯水を加熱昇温した後、低温の冷媒状態となり、第１バイパス回路８１を流れて膨張弁４に流入する。膨張弁４に流入した冷媒は、減圧膨張されて低温低圧の二相冷媒状態となって膨張弁４から流出して空気熱交換器５に流入する。空気熱交換器５に流入した冷媒は、大気と熱交換してガス状態となり、圧縮機１に流入する。
一方、給湯タンク２０下部の低水温の水は、送水手段２２を作動させることで給湯回路２１を通ってガスクーラ２に流入する。ガスクーラ２に流入した温水は、ガスクーラ２を流れる冷媒と熱交換することで昇温して高温度の温水となり、給湯回路２１を通って給湯タンク２０の上部に流入する。
（２）蓄熱モード
蓄熱モードは、給湯タンク２０の湯量がある閾値以上の湯（例えば１００％）で満たされた場合において、蓄熱槽３０の内部の温水を昇温させるモードである。蓄熱モードにおいては、制御手段５０は、第１電磁弁８０Ｖ１を開放し、第２電磁弁８０Ｖ２を開放し、第１バイパス電磁弁８１Ｖを閉止し、第２バイパス電磁弁８２Ｖを開放する。
蓄熱モードは、給湯タンク２０の湯量がある閾値以上の湯（例えば１００％）で満たされた場合において、蓄熱槽３０の内部の温水を昇温させるモードである。蓄熱モードにおいては、制御手段５０は、第１電磁弁８０Ｖ１を開放し、第２電磁弁８０Ｖ２を開放し、第１バイパス電磁弁８１Ｖを閉止し、第２バイパス電磁弁８２Ｖを開放する。
蓄熱モードを実行した場合において、圧縮機１から吐出された高温高圧の冷媒は、第２バイパス回路８２を流れて蓄熱熱交換器３に流入する。蓄熱熱交換器３に流入した冷媒は、蓄熱回路３１を循環する温水を加熱昇温し、低温の冷媒状態となり、膨張弁４に流入する。膨張弁４に流入した冷媒は、減圧膨張されて低温低圧の二相冷媒状態となり、空気熱交換器５に流入する。空気熱交換器５に流入した冷媒は、大気と熱交換してガス状態となり、圧縮機１に流入する。
一方、蓄熱槽３０の内部に溜められた温水は、送水手段３２を作動させることで蓄熱回路３１を通って蓄熱熱交換器３に流入する。蓄熱熱交換器３に流入した温水は、蓄熱熱交換器３を流れる冷媒と熱交換して加熱昇温され、蓄熱回路３１を通って蓄熱槽３０に流入する。
（３）熱回収給湯モード
熱回収給湯モードは、一時的に給湯負荷が増大し、給湯タンク２０が湯量がある閾値以下になった場合において、蓄熱槽３０の温水を熱源とし、蓄熱熱交換器３と蓄熱槽３０の内部の温水を循環させるとともに、蓄熱熱交換器３にて、給湯タンク２０の内部の温水を昇温させるモードである。熱回収給湯モードにおいては、制御手段５０は、第１電磁弁８０Ｖ１を閉止し、第２電磁弁８０Ｖ２を閉止し、第１バイパス電磁弁８１Ｖを開放し、第２バイパス電磁弁８２Ｖを閉止する。
熱回収給湯モードは、一時的に給湯負荷が増大し、給湯タンク２０が湯量がある閾値以下になった場合において、蓄熱槽３０の温水を熱源とし、蓄熱熱交換器３と蓄熱槽３０の内部の温水を循環させるとともに、蓄熱熱交換器３にて、給湯タンク２０の内部の温水を昇温させるモードである。熱回収給湯モードにおいては、制御手段５０は、第１電磁弁８０Ｖ１を閉止し、第２電磁弁８０Ｖ２を閉止し、第１バイパス電磁弁８１Ｖを開放し、第２バイパス電磁弁８２Ｖを閉止する。
熱回収給湯モードを実行した場合において、圧縮機１から吐出された高温高圧の冷媒はガスクーラ２に流入する。ガスクーラ２に流入した冷媒は、給湯回路２１を循環する温水を加熱昇温し、低温の冷媒状態となり、第１バイパス回路８１を流れて膨張弁４に流入する。膨張弁４に流入した冷媒は、減圧され低温低圧の二相冷媒状態となり、第３バイパス回路８３を通って蓄熱熱交換器３に流入する。蓄熱熱交換器３に流入した冷媒は、蓄熱回路３１を循環する温水を冷却して蒸発しガス状態となり、空気熱交換器５に流入する。空気熱交換器５に流入した冷媒は、大気と熱交換してガス状態となり、圧縮機１に流入する。
一方、給湯タンク２０下部の低水温の水は、送水手段２２を作動させることで給湯回路２１を通ってガスクーラ２に流入する。ガスクーラ２に流入した温水は、ガスクーラ２を流れる冷媒と熱交換することで昇温して高温度の温水となり、給湯回路２１を通って給湯タンク２０の上部に流入する。また、蓄熱槽３０の内部に溜められた温水は、送水手段３２を作動させることで蓄熱回路３１を通って蓄熱熱交換器３に流入する。蓄熱熱交換器３に流入した温水は、蓄熱熱交換器３を流れる冷媒と熱交換して冷却され、蓄熱回路３１を通って蓄熱槽３０に流入する。
（４）保温蓄熱同時モード
保温蓄熱同時モードは、給湯負荷は小さいが放熱などの温度低下により再昇温が必要な場合、すなわち給湯タンク２０からの入水温度がある閾値（例えば５５℃）より高い場合において、給湯タンク２０の内部の温水を再昇温するとともに、蓄熱槽３０内の温水を昇温するモードである。保温蓄熱同時モードにおいては、制御手段５０は、第１電磁弁８０Ｖ１を開放し、第２電磁弁８０Ｖ２を開放し、第１バイパス電磁弁８１Ｖを閉止し、第２バイパス電磁弁８２Ｖを閉止する。
保温蓄熱同時モードは、給湯負荷は小さいが放熱などの温度低下により再昇温が必要な場合、すなわち給湯タンク２０からの入水温度がある閾値（例えば５５℃）より高い場合において、給湯タンク２０の内部の温水を再昇温するとともに、蓄熱槽３０内の温水を昇温するモードである。保温蓄熱同時モードにおいては、制御手段５０は、第１電磁弁８０Ｖ１を開放し、第２電磁弁８０Ｖ２を開放し、第１バイパス電磁弁８１Ｖを閉止し、第２バイパス電磁弁８２Ｖを閉止する。
保温蓄熱同時モードを実行した場合において、圧縮機１から吐出された高温高圧の冷媒はガスクーラ２に流入する。ガスクーラ２に流入した冷媒は、給湯回路２１を循環する温水を加熱昇温し、中温の冷媒状態となって蓄熱熱交換器３に流入する。蓄熱熱交換器３に流入した冷媒は、蓄熱槽３０を循環する温水を加熱昇温して低温の冷媒状態となって蓄熱熱交換器３から流出する。蓄熱熱交換器３から流出した冷媒は、膨張弁４に流入して減圧されて低温低圧の二相冷媒状態となって空気熱交換器５に流入する。空気熱交換器５に流入した冷媒は、空気熱交換器５において大気と熱交換してガス状態となり、圧縮機１に流入する。
一方、給湯タンク２０下部の低水温の水は、送水手段２２を作動させることで給湯回路２１を通ってガスクーラ２に流入する。ガスクーラ２に流入した温水は、ガスクーラ２を流れる冷媒と熱交換することで昇温して高温度の温水となり、給湯回路２１を通って給湯タンク２０の上部に流入する。また、蓄熱槽３０の内部に溜められた温水は、送水手段３２を作動させることで蓄熱回路３１を通って蓄熱熱交換器３に流入する。蓄熱熱交換器３に流入した温水は、蓄熱熱交換器３を流れる冷媒と熱交換して加熱昇温され、蓄熱回路３１を通って蓄熱槽３０に流入する。
図３は本発明の実施の形態１に係るヒートポンプ給湯システム２００の蓄熱槽３０の具体的構成を示す図である。図３に示されるように、蓄熱槽３０内には２０℃〜４０℃で液相から固相に相変化するカプセル２９が貯留されている。カプセル２９は、例えば、酢酸ナトリウム等の潜熱蓄熱材を封入した部材である。このように構成した場合には、カプセル２９の周囲を温水が流れるように構成される。カプセル２９は、また例えば、パラフィン樹脂系等の潜熱蓄熱材を封入した数１００μ以下のもので構成されていてもよい。この場合には、カプセル２９と温水との混合物の状態で蓄熱槽３０に貯留し、熱回収給湯モードや蓄熱モード時において、カプセル２９と温水との混合物の状態で蓄熱熱交換器３と蓄熱槽３０間を循環するように構成される。
以上のように、本実施の形態１に係るヒートポンプ給湯器１００は、冷媒を圧縮する圧縮機１、ガスクーラ２、第１電磁弁８０Ｖ１、蓄熱熱交換器３、膨張弁４、空気熱交換器５、を順次接続した主回路８０を有するヒートポンプ給湯器１００と、ガスクーラ２の内部を流れる冷媒と熱交換する熱媒体を有する給湯タンク２０と、蓄熱熱交換器３の内部を流れる冷媒と熱交換する熱媒体を有する蓄熱槽３０と、を備え、ヒートポンプ給湯器１００は、ガスクーラ２の出口側で且つ第１電磁弁８０Ｖ１の入口側に位置する第１分岐部８１ａにおいて主回路８０から分岐し、蓄熱熱交換器３の出口側で且つ膨張弁４の入口側に位置する第１合流部８１ｂにおいて主回路８０と合流するように設けられる第１バイパス回路８１と、第１電磁弁８０Ｖ１の開閉を切り替える制御手段５０と、を有するものである。
このため、従来のように給湯タンク２０に貯留されている温水を加温する燃焼機器を使用せず、給湯タンク２０の容量を大きくすることなく、給湯タンク２０に貯留されている温水を加温することができる。したがって、従来よりも安価で且つ設置スペースの小さいヒートポンプ給湯システム２００を得ることができる。
このため、従来のように給湯タンク２０に貯留されている温水を加温する燃焼機器を使用せず、給湯タンク２０の容量を大きくすることなく、給湯タンク２０に貯留されている温水を加温することができる。したがって、従来よりも安価で且つ設置スペースの小さいヒートポンプ給湯システム２００を得ることができる。
また、制御手段５０は、第１電磁弁８０Ｖ１を閉止し、第２電磁弁８０Ｖ２を閉止し、第１バイパス電磁弁８１Ｖを開放し、第２バイパス電磁弁８２Ｖを閉止することで、熱回収給湯モードを実行することができる。熱回収給湯モードを実行することで、特に給湯負荷の大きい冬期において給湯能力を上昇させることができる。例えば、従来の給湯モードでは低い大気温度から給湯水へ熱移動するようになっていたが、熱回収給湯モードを追加することで、蓄熱槽３０の中温水から給湯水への熱移動であり、熱移動がしやすくなるとともに、蒸発温度は上昇することで圧縮機１の吸入冷媒密度が上昇する。これにより、圧縮機１の容量を変更することなく給湯能力は上昇する。
また、制御手段５０が、第１電磁弁８０Ｖ１を開放し、第２電磁弁８０Ｖ２を開放し、第１バイパス電磁弁８１Ｖを閉止し、第２バイパス電磁弁８２Ｖを閉止することで、保温蓄熱同時モードを実行することができる。保温蓄熱同時モードを実行することで、ＣＯ２冷媒を使用した場合において、従来はガスクーラ出口で入水温度相当の５５℃であったものが、蓄熱熱交換器３を設けたことで蓄熱槽３０内の温水温度まで低下するため、熱量が増加し、熱量／冷媒搬送動力は増加し、効率の良い運転を行うことができる。
なお、以上の説明においては、制御手段５０は、第１電磁弁８０Ｖ１、第２電磁弁８０Ｖ２、第１バイパス電磁弁８１Ｖ、及び第２バイパス電磁弁８２Ｖを開閉させる例について説明したが、これらの電磁弁の開度は段階的に適宜決定することができる。
実施の形態２．
図４は本発明の実施の形態２に係るヒートポンプ給湯システム２００の概略図を示す図である。なお、本実施の形態２において、特に記述しない項目については実施の形態１と同様とし、同一の機能や構成については同一の符号を用いて述べることとする。
図４は本発明の実施の形態２に係るヒートポンプ給湯システム２００の概略図を示す図である。なお、本実施の形態２において、特に記述しない項目については実施の形態１と同様とし、同一の機能や構成については同一の符号を用いて述べることとする。
図４に示されるように、ヒートポンプ給湯システム２００は、給湯回路１２１と、送水手段１２２と、給湯循環回路１３１と、循環ポンプ１３２と、接続回路１４１と、バイパス接続回路１５１と、燃焼機器１５２と、循環ポンプ１５３と、を備える。
給湯回路１２１は、ガスクーラ２と蓄熱熱交換器３とを接続するように設けられている回路である。送水手段１２２は、蓄熱槽３０から流出する温水を給湯タンク２０に導く回路であり、給湯回路１２１上に設けられている。給湯循環回路１３１は、負荷１９０から流出する温水を循環させる回路である。循環ポンプ１３２は、蓄熱槽３０の水温が所定値以下に低下した場合において作動するポンプであり、給湯循環回路１３１上に設けられている。
接続回路１４１は、給湯タンク２０と蓄熱槽３０とを接続する回路である。バイパス接続回路１５１は、給湯タンク２０と蓄熱槽３０とを接続する回路であり、接続回路１４１を経由しないで蓄熱槽３０から流出する温水を給湯タンク２０に導く回路である。
燃焼機器１５２は、蓄熱槽３０から排出された温水を加温し、加温した温水を給湯タンク２０に供給するためのものであり、バイパス接続回路１５１上に設けられている。燃焼機器１５２は、ガスクーラ２において熱交換して給湯を行っても加温が十分でない場合のバックアップ手段として機能する。循環ポンプ１５３は、燃焼機器１５２から供給される熱を加熱対象に対して供給するものであり、バイパス接続回路１５１上に設けられている。
以上のように、本実施の形態２に係るヒートポンプ給湯システム２００は、蓄熱槽３０から流出する温水を給湯タンク２０に導く接続回路１４１と、接続回路１４１を経由しないで蓄熱槽３０から流出する温水を給湯タンク２０に導くバイパス接続回路１５１と、バイパス接続回路１５１に設けられ、蓄熱槽３０から流出してバイパス接続回路１５１を流れる温水を加温する燃焼機器１５２と、をさらに備えた。このため、給湯負荷が一時的に大きくなった場合において、蓄熱槽３０の内部の温水は、バイパス接続回路１５１を通って燃焼機器１５２で加温された後に給湯タンク２０の内部を流れることとなる。したがって、一時的に過度の負荷が生じた場合においても、給湯タンク２０に温水を供給することができる。
１ 圧縮機、２ ガスクーラ、３ 蓄熱熱交換器、４ 膨張弁、５ 空気熱交換器、６
ファン、２０ 給湯タンク、２１ 給湯回路、２２ 送水手段、２９ カプセル、３０
蓄熱槽、３１ 蓄熱回路、３２ 送水手段、５０ 制御手段、８０ 主回路、８０Ｖ１
第１電磁弁、８０Ｖ２ 第２電磁弁、８１ 第１バイパス回路、８１Ｖ 第１バイパス電磁弁、８１ａ 第１分岐部、８１ｂ 第１合流部、８２ 第２バイパス回路、８２Ｖ 第２バイパス電磁弁、８２ａ 第２分岐部、８２ｂ 第２合流部、８３ 第３バイパス回路、８３ａ 第３分岐部、８３ｂ 第３合流部、１００ ヒートポンプ給湯器、１２１ 給湯回路、１２２ 送水手段、１３１ 給湯循環回路、１３２ 循環ポンプ、１４１ 接続回路、１５１ バイパス接続回路、１５２ 燃焼機器、１５３ 循環ポンプ、１９０ 負荷、２００ ヒートポンプ給湯システム。
ファン、２０ 給湯タンク、２１ 給湯回路、２２ 送水手段、２９ カプセル、３０
蓄熱槽、３１ 蓄熱回路、３２ 送水手段、５０ 制御手段、８０ 主回路、８０Ｖ１
第１電磁弁、８０Ｖ２ 第２電磁弁、８１ 第１バイパス回路、８１Ｖ 第１バイパス電磁弁、８１ａ 第１分岐部、８１ｂ 第１合流部、８２ 第２バイパス回路、８２Ｖ 第２バイパス電磁弁、８２ａ 第２分岐部、８２ｂ 第２合流部、８３ 第３バイパス回路、８３ａ 第３分岐部、８３ｂ 第３合流部、１００ ヒートポンプ給湯器、１２１ 給湯回路、１２２ 送水手段、１３１ 給湯循環回路、１３２ 循環ポンプ、１４１ 接続回路、１５１ バイパス接続回路、１５２ 燃焼機器、１５３ 循環ポンプ、１９０ 負荷、２００ ヒートポンプ給湯システム。
Claims (11)
- 冷媒を圧縮する圧縮機、ガスクーラ、第１電磁弁、蓄熱熱交換器、膨張弁、空気熱交換器、を順次接続した主回路を有するヒートポンプ給湯器と、
前記ガスクーラの内部を流れる冷媒と熱交換する熱媒体を有する給湯タンクと、
前記蓄熱熱交換器の内部を流れる冷媒と熱交換する熱媒体を有する蓄熱槽と、を備え、
前記ヒートポンプ給湯器は、
前記ガスクーラの出口側で且つ前記第１電磁弁の入口側に位置する第１分岐部において前記主回路から分岐し、前記蓄熱熱交換器の出口側で且つ前記膨張弁の入口側に位置する第１合流部において前記主回路と合流するように設けられる第１バイパス回路と、
前記第１バイパス回路上に設けられた第１バイパス電磁弁と、
前記第１電磁弁の開閉を切り替える制御手段と、を有する
ヒートポンプ給湯システム。 - 前記圧縮機の吐出側で且つ前記ガスクーラの入口側に位置する第２分岐部において前記主回路から分岐し、前記ガスクーラの出口側で且つ前記第１分岐部よりも前記ガスクーラ側に位置する第２合流部において前記主回路と合流するように設けられる第２バイパス回路をさらに備えた
請求項１に記載のヒートポンプ給湯システム。 - 前記第２バイパス回路上に設けられた第２バイパス電磁弁をさらに備えた
請求項２に記載のヒートポンプ給湯システム。 - 前記膨張弁の出口側で且つ前記空気熱交換器の入口側に設けられる第２電磁弁と、
前記膨張弁の出口側で且つ前記第２電磁弁の入口側において前記主回路から分岐し、前記第２電磁弁の出口側で且つ前記空気熱交換器の入口側において前記主回路と合流するように設けられる第３バイパス回路と、をさらに備えた
請求項１〜３のいずれか一項に記載のヒートポンプ給湯システム。 - 前記制御手段は、
給湯モードを有し、前記給湯モードにおいて、
前記第１電磁弁を閉止し、前記第２電磁弁を開放し、前記第１バイパス電磁弁を開放し、前記第２バイパス電磁弁を閉止する
請求項３に従属する請求項４に記載のヒートポンプ給湯システム。 - 前記制御手段は、
蓄熱モードを有し、前記蓄熱モードにおいて、
前記第１電磁弁を開放し、前記第２電磁弁を開放し、前記第１バイパス電磁弁を閉止し、前記第２バイパス電磁弁を開放する
請求項３に従属する請求項４に記載のヒートポンプ給湯システム。 - 前記制御手段は、
熱回収給湯モードを有し、前記熱回収給湯モードにおいて、
前記第１電磁弁を閉止し、前記第２電磁弁を閉止し、前記第１バイパス電磁弁を開放し、前記第２バイパス電磁弁を閉止する
請求項３に従属する請求項４に記載のヒートポンプ給湯システム。 - 前記制御手段は、
保温蓄熱同時モードを有し、前記保温蓄熱同時モードにおいて、
前記第１電磁弁を開放し、前記第２電磁弁を開放し、前記第１バイパス電磁弁を閉止し、前記第２バイパス電磁弁を閉止する
請求項３に従属する請求項４に記載のヒートポンプ給湯システム。 - 前記蓄熱槽の熱媒体は、
２０℃〜４０℃の温度帯で相変化する蓄熱材である
請求項１〜請求項８の何れか一項に記載のヒートポンプ給湯システム。 - 前記蓄熱槽から流出する温水を前記給湯タンクに導く接続回路と、
前記接続回路を経由しないで前記蓄熱槽から流出する温水を前記給湯タンクに導くバイパス接続回路と、
前記バイパス接続回路に設けられ、前記蓄熱槽から流出して前記バイパス接続回路を流れる温水を加温する燃焼機器と、をさらに備えた
請求項１〜請求項９の何れか一項に記載のヒートポンプ給湯システム。 - 前記冷媒は二酸化炭素を含む
請求項１〜請求項１０の何れか一項に記載のヒートポンプ給湯システム。
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