JPH01137159A - ヒートポンプ給湯機 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 産業上の利用分野 本発明は、ヒートポンプ装置を用いた給湯システムに関
するものである。

従来の技術 従来、ヒートポンプを用いた給湯機には、第４２図に示
すようなものがあり、これは貯湯槽内の給湯水をヒート
ポンプ装置の凝縮器を一度通過させるだけで設定温度ま
で、ヒ芹させ貯湯槽り部へ貯湯し給湯へ利用するもので
ある。

以下その動作について第４図を基に説明する。

第４図は、従来のヒートポンプ給湯機の構成図である。

１は、作動媒体（Ｒ１２）を圧縮するための圧！＠機で
あり、吐出されたＲ１２の高温高圧のガスは、管路２を
通り凝縮器３へ流入し凝縮熱を給湯水へ伝え液化する。

液化したガスは、管路４を通り膨張弁５て減圧され蒸発
器６内で大気等の熱源と熱交換し蒸発ガス化し管路７を
通り再び圧縮機１て吸入・圧縮される。袷ン号水は、貯
湯Ｐ！！８内に貯えられており、凝縮器３内にある給湯
水が高温高圧のＲ１２により加熱される。給湯水が設定
温度に達したと温度センサ９で判断されたならポンプ１
０により貯湯槽８内の給湯水を凝縮器３へ送り、１１］
ａ次設定温度まで加熱され貯湯槽８の上部へ管路１１で
送られる。給湯水の沸き」−がりの判断は、貯湯槽８内
の温度センサ１２により判定される。給湯栓１３から給
湯されると給水管１４から市水が流入し、温度センサＩ
２が低温を検知すると再び圧縮機が起動する。給湯は、
市水圧を利用して行なわれるため貯湯槽８を耐圧・密閉
構造としている。

発明が解決しようとする問題点 しかし、この方式であると貯湯槽内の給湯水を加熱する
ためにはポンプが必要であり、凝縮器本体及び水管路か
らの放熱を防止するためめ充分な断熱が必要である。更
に、運転停止中には凝縮器の温度が常温まで低下し、再
運転時の立上りが遅くなる。などの問題点がある。

本発明は、上記問題点に鑑み、給湯水加熱のためのポン
プを不要にし、放熱ロスが少なく立上りのソい高性能な
ヒートポンプ給湯機を提供するものである。

問題点を解決するための手段 ｌｔ？湯槽湯槽部上部１の凝縮用２市管式熱交１９器を
設け、前記第１の凝縮用２重管式熱交換器の外管の一方
を前記貯湯槽内に開放し他の一方を給湯栓に接続し、首
記貯湯槽内下部に第２の凝縮用２屯管式熱交換器を設け
、前記第２の凝縮用２重管式熱交換器の外管の一方を給
水管に接続し、前記第１の凝縮用２玉管式熱交換器の内
管の一方に３方弁を介し圧縮機の吐出口と接続し、他の
一方は、前記３方弁の他の接続口と前記第２の凝縮用２
重管式熱交換器の内管の一方とへそれぞれ接続するもの
である。

作用 これにより、第１の凝縮用２東管式熱交換器は、ｊｊ’
ｉ”湯槽り部の給湯水をより高温に加熱し、第２の凝縮
用２川管式熱交換器は、貯湯槽全体の給湯水を加熱する
。給湯栓が開けられると給水管から水が第２の凝縮用２
重管式熱交換器の外管内を通り熱交換されながら貯湯槽
内へはいる。貯湯槽内の外管は、パンチングメタルで構
成されており加熱された給湯水は拡散され貯湯槽内の温
度成層を乱さない。給湯水は、第１の凝縮用２重管式熱
交換器の外管内を通り熱交換され更に高温となり出湯さ
れる。出湯されているときのヒートポンプサイクルは、
第１および第２の凝縮用２重管式熱交換器がシリーズに
運転され、又自然放熱による温度低下時の加熱には、第
２の凝縮用２重管式熱交換器が運転される。熱交換は、
自然対流と出湯による強制対流で行なわれるためポンプ
が不要となる。

実施例 以下本発明の一実施例について図面を参照しながら説明
する。第１図において、２０は貯湯槽であり、貯湯槽２
０内の上部に第１の凝縮用２道管式熱交換器２１が設け
られ、外管２２の一方の接続口２３は、貯湯槽２０内へ
開放され内部には給湯水が流れる。他の一方の接続口２
４には、管路２５を介し給湯栓２６が接続されている。

内管２７にはヒートポンプサイクル２日のＲ１２が流れ
ろ。Ｉ！′？湯槽２０の下部には第２の凝縮用２重管式
熱交換器２９が設けられており、外管３０はパンチング
メタルで構成され貯湯槽２０内へ開放されている。その
外管３０内は給湯水で満たされ一方は給水管３Ｉと接続
されている。内管３２にはＲ１２が流れる。ヒートポン
プサイクル２８は、圧縮機３３、蒸発器３４、膨張弁３
５で構成され、圧縮機３３の吐出口３６と第１の凝縮用
２重管式熱交換器２１の内管２７が３方弁３７を介（）
管路３８．３９で接続されている。内管２７の他の接続
口４０と３方弁３７の他の接続口４１とを管路／１２．
４３で一つにまとめ第２の凝縮用２重管式熱交換器２９
の内管３２の接続口４４と管路４５で接続されている。

他の接続口４６と圧縮機３３の吸入口４７とは、膨張弁
３５、蒸発器３４とを介し、管路４８，４９．５０で接
続されている。

５１は、温度センサである。

次に、この一実施例の構成における作用を説明する。ｌ
ｌ？湯槽２０内の給湯水の温度が低い場合、温度センサ
５１が機能し圧縮［３３を起動させ高温高圧のＲ１２ガ
スを吐出する。その時給湯栓２６から出湯されてない場
合、吐出されたガスは、管路３８．３方弁３７の他の接
続口４１管路４３゜４５を通り第２の凝縮用２重管式熱
交換器２９の内管３２へ流入する。そこで、給湯水と自
然対流による熱交換を行ない、冷媒ガスは液化し管路４
８を通り膨張弁３５で紋られ蒸発器３４で大気熱などと
熱交換し圧縮［３３に吸入される。第２の凝縮用２重管
式熱交換器２９の外管３０は、パンチングメタルで構成
されているため加熱された給湯水は比較的簡単に外管３
０を通過する。

第２図に、第２の凝縮用２重管式熱交換器２９ての自然
対流による給湯水の流れ図を示す。次に、給ン号栓２６
から出）Ｍされた場合、圧縮機から吐出された高温高圧
の冷媒ガスは、管路３８，３方弁３７、管路３９を通り
第１の凝縮用２重管式熱交換器２Ｉの内管２７へ流入す
る。そこて貯湯槽２０内へ開放された口２３から流入し
た外管２２内を流れる給湯水と強制対流による熱交換を
行ない給湯水は更に温度上昇され出湯される。熱交換さ
れた冷媒ガスは、液化するが貯湯槽２０１ｇ＋≦の給ン
号水以」二の温度があり、高温の液化冷媒は、管路４２
を通り第２の凝縮用２重管式熱交換器２９の内管３２へ
流入する。そこで給水管３１から流入する低温の給湯水
と熱交換される。第３図に、出２号時ζこおける第２の
凝縮用２重管式熱交換器２９での給湯水流れ図を示す。

第３図において、給水管３１から外管３０内へ流入した
低温の給湯水は、内管３２と熱交換しながら温度上昇し
一部は、パンチングメタルで構成された外管３０の小穴
５２を通り貯湯槽２ｏ内へ流入する。従って給水管３１
からの流束は、パンチングメタルで拡散され、貯湯槽２
０内の給湯水は、温度成層される。第２の凝縮用２重管
式熱交換器２９て熱交換された液冷媒は、管路４８を通
り膨張弁３５で減圧され蒸発器３４て大気熱などと熱交
１脅シ圧縮機３３に吸入される。

以上、説明したように出湯されていないときの加熱にお
いては、貯湯槽２０内下部の第２の凝縮用２重管式熱交
換器２９を用い自然対流により給ン号水を加熱し、又、
出湯時においては、貯湯槽２０内の第１．第２の凝縮用
２重管式熱交換器２１゜２９に冷媒ガスをシリーズに流
し強制対流と自然対流とにより給ン号水を加熱するもの
である。また出湯時には、給湯水を更に加熱できより高
温の給ン号が可能となる。従って、給湯水を加熱するた
めのポンプが不要であり、第１．第２の凝縮用２重管式
熱交換器２１．２９は、貯湯槽２０内に設けられている
ため外気への放熱ロスがなく常に給湯水温度と同じであ
り熱交Ｔ９！開始までの立上りが早くなる。

発明の効果 本発明は、貯湯槽内に凝縮用２重管式熱交換器を上下に
それぞれ設けているため放熱ロスはなく、出湯時に給湯
水の昇温と給水の加熱が同時に行なえ、給湯水加熱のた
めのポンプが不要となる。更に、下部の凝縮用２重管式
熱交換器の外管にパンチングメタルを用いているため給
水による流束を拡散でき貯湯槽内の温度成層が保て、し
かも自然対流による熱交換時においては、対流が速やか
に行なわれるヒートポンプ給湯機が提供できる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例のヒートポンプ給湯機の構成
図、第２図は同ヒートポンプ給湯機の第２の凝縮用２重
管式熱交換器での自然対流による給湯水の流れ図、第３
図は同ヒートポンプ給湯機の出湯時における第２の凝縮
用２重管式熱交換器での絵２Ｗ水流れ図、第４図は従来
例のヒートポンプ給湯機の構成図である。 ２０・・・貯湯槽、２１・・・第１の凝縮用２１Ｆ管式
熱交換器、２９・・・第２の凝縮用２重管式熱交換器、
：３７・・・３方弁。 代理人の氏名　弁理士　中尾敏男　はかＩ名２０−−−
　　ｔｌ’ｉ’　ｉ’！　　槽２１−　　第１の廣縮用
２奎営式婢交頂益η、３０−　　外　　　旨 ？？−第２の・疑絹用２蚕管式Ｐ交按益３７−・−３万
弁 第１図 第　２ｃ１ 第３図

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. （１）圧縮機、蒸発器、膨張弁を備えたヒートポンプサ
   イクルと貯湯槽を構成要素とし、前記貯湯槽内上部に第
   １の凝縮用２重管式熱交換器を設け、前記第１の凝縮用
   ２重管式熱交換器の外管の一方を前記貯湯槽内に開放し
   他の一方を給湯栓に接続し、前記貯湯槽内下部に第２の
   凝縮用２重管式熱交換器を設け、前記第２の凝縮用２重
   管式熱交換器の外管の一方を給水管に接続し、前記第１
   の凝縮用２重管式熱交換器の内管の一方に３方弁を介し
   圧縮機の吐出口と接続し、他の一方は、前記３方弁の他
   の接続口と前記第２の凝縮用２重管式熱交換器の内管の
   一方とへそれぞれ接続されたことを特徴とするヒートポ
   ンプ給湯機。
2. （２）第２の凝縮用２重管式熱交換器の外管は、貯湯槽
   内部がパンチングメタルで構成されたことを特徴とする
   特許請求の範囲第１項記載のヒートポンプ給湯機。