JPH0157268B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は、ヒートポンプによつて給湯を行なう
給湯装置に関する。

典型的な先行技術ではヒートポンプの凝縮器に
よつて昇温した水を、そのヒートポンプの圧縮機
を駆動する内燃機関の冷却液が通過するもう一つ
の熱交換器によつてさらに昇温し、この第２の熱
交換器からの水を貯湯タンクに導びき、前記貯湯
タンクと第１の熱交換器および第２の熱交換器と
によつて循環閉ループを形成している。

このような先行技術では、貯湯タンクの温度を
制御するために、循環閉ループに介在されている
循環ポンプの流量を制御する必要があり、構成が
複雑化する。また循環ポンプの流量を小さくする
と第１の熱交換器の伝熱面積を大きくしなければ
ならず、そのため構成が大型化する。さらにまた
循環ポンプの流量を小さくしたときには循環水温
と凝縮冷媒との間に温度差が生じる結果となり、
ヒートポンプの冷媒圧力が上昇する。したがつて
ヒートポンプの圧縮機を駆動する内燃機関の負荷
が大となり、内燃機関が停止してしまう恐れが生
じる。あるいは冷媒凝縮熱を充分温水に伝えるこ
とができない。一方流量を制御しなければ、貯湯
タンク水が全体面に上昇するまで所定の温度が得
られず、時間を必要とする。

本発明の目的は循環ポンプの流量を制御する必
要がなく、構成が簡単でしかも小形化が可能であ
り、給湯の立上り時間が早く、さらにまたヒート
ポンプの駆動力がむやみに大きくなることを防ぐ
ようにした改良された給湯装置を提供することで
ある。

第１図は、本発明の一実施例の系統図である。
給湯装置１はヒートポンプ２の冷媒を凝縮する第
１の熱交換器３と、第１の熱交換器３によつて加
熱された水をさらに昇温する第２の熱交換器４
と、第２の熱交換器４によつて加熱された水を貯
留する貯湯タンク５と、循環ポンプ６とが、この
順序で循環閉ループに接続され循環ポンプ６によ
つて循環されて水が加熱される。この閉ループに
は第２の熱交換器４の下流側と、循環ポンプ６の
上流側とを短絡してバイパス管路７が形成され
る。このバイパス管路７によつて貯湯タンク５の
入口と出口とが連結される。このバイパス管路７
には循環ポンプ６に向けて補助タンク８と電磁弁
９とがこの順序で設けられている。バイパス管路
７の上流側の短絡箇所１０と、貯湯タンク５との
間にはもう１つの電磁弁１１が介在している。

貯湯タンク５の下部には弁１２を介して管路１
３から水道水などの水が給水される。また貯湯タ
ンク５の上部には温度検出器１４が備えられる。
また第１の熱交換器３の出口側には温度検出器１
５が備えられ、さらに第２の熱交換器４の出口側
にもまた温度検出器１６が備えられる。この温度
検出器１４，１５，１６は、たとえばサーミスタ
などによつて実現される。

ヒートポンプ２の圧縮機１８は内燃機関１９に
よつて駆動される。圧縮機１８からの冷媒は管路
２０を経て熱交換器３に導びかれて凝縮される。
このときポンプ６によつて圧送された水は熱交換
器３内で凝縮熱を吸収して加熱されて第２の熱交
換器４に導びかれる。熱交換器３によつて凝縮さ
れた冷媒は管路５０を介して膨張弁２１に導びか
れて減圧されて蒸発器２２に導びかれる。ここで
蒸発された冷媒は管路２３を経て再び圧縮機１８
に導びかれる。このようにして冷媒が循環閉ルー
プを形成する。

内燃機関１９のジヤケツト２６からの高温の冷
却水は管路２４を介して第２の熱交換器４に導び
かれる。熱交換器４で熱交換されて温度の低下し
た冷却水はさらにラジエータ２５に導びかれてさ
らに低下されて、内燃機関１９のジヤケツト２６
に導びかれて内燃機関１９を冷却する。

第２図は第１図示の実施例の電気的構成を示す
ブロツク図である。温度検出器１４，１５，１６
は処理回路１７に接続されている。この処理回路
１７は温度検出器１４，１５，１６からの出力に
応答して電磁弁９，１１の開閉動作を制御し、こ
れによつて出湯温度を所望温度に制御することが
可能となる。

以下、その具体的な動作を詳述する。管路１３
から給水された低温の水は貯湯タンク５の下部か
ら流出して循環ポンプ６によつて圧送され第１の
熱交換器３に導かれる。第１の熱交換器３で昇温
された水は第２の熱交換器４によつてさらに加熱
される。第２の熱交換器４からの出口温度は温度
検出器１６によつて検出され、この検出された温
度が予め定めた第１の温度t1（たとえば65℃）未
満であるときには、処理回路１７によつて電磁弁
１１が閉弁状態に電磁弁９が開弁状態に制御され
る。これによつてバイパス管路７、第１の熱交換
器３、第２の熱交換器４によつて循環閉ループが
形成される。このように循環閉ループを形成する
ようにしたので、従来のように循環ポンプ６の流
量を制御する必要がなくなり、そのため構成の簡
略化を図ることができる。

循環水が前記循環閉ループを循環している途中
において温度検出器１５によつて第１熱交換器３
の出口温度が予め定めた第２の温度（たとえば50
℃）以上であることが検出されたときには、処理
回路１７によつて電磁弁１１が開弁状態に電磁弁
９が閉弁状態に制御される。そのため、管路１３
から給水された低温の水が貯湯タンク５の下部か
ら第１の熱交換器３、さらに第２の熱交換器４に
導かれる。このようにして第１の熱交換器３およ
び第２の熱交換器４から効率的に熱が吸収され
る。その後、温度検出器１６によつて検出された
湯温が第１の温度t1未満であるときには、前述と
同様にバイパス管路７、第１の熱交換器３および
第２の熱交換器４によつて形成される循環閉ルー
プを循環して湯温が第１の温度t1以上になるまで
加熱される。

循環閉ループを循環している水の温度が温度検
出器１６によつて第１の温度t1以上であることが
検出されたときには、電磁弁１１が開弁状態とな
り電磁弁９が閉弁状態となつて高温の湯が貯湯タ
ンク５の上部から貯湯タンク５内に貯湯される。
このとき管路１３から低温の水が貯湯タンク５の
下部から第１の熱交換器３に導かれる。

なお、バイパス管路７の途中に備えられている
補助タンク８によつて電磁弁９，１１の開閉動作
がむやみに繰返されることが防がれる。

出湯するにあたつてコツク３０を開弁状態にす
ると、温度検出器１４によつて検出された貯湯タ
ンク５上部の湯温が予め定めた第３の温度t3（た
とえば60℃）以上であるときには貯湯タンク５の
上部から管路３１，３２を経て所望温度の湯が出
湯される。貯湯タンク５上部の湯温がt3未満であ
るときには電磁弁１１が開弁状態となり電磁弁９
が閉弁状態となる。そのため、貯湯タンク５内の
比較的低温の湯が貯湯タンク５の下部から第１熱
交換器３第２熱交換器４に導かれて昇温されて管
路３２を経て出湯される。このようにして貯湯タ
ンク５内の湯温が所望温度に達していないときで
も、短時間で加熱して所望温度の湯を出湯するこ
とが可能となる。

上述の実施例ではバイパス管路７の途中に補助
タンク８が設けられたけれども、バイパス管路７
の容量が大のときには補助タンク８を設ける必要
はない。また温度検出器１４は、第１の熱交換器
３の出口側に設けられたけれどもヒートポンプ２
の管路５０側に設けるようにしてもよい。

また第２の熱交換器４の熱源は、内燃機関の排
熱が用いられたけれども、ヒータなどを用いて第
１の熱交換器３からの水を加熱するような構成に
してもよい。

以上のように本発明のよれば、第１の熱交換器
から効率的に熱を吸収して所望する温度に短時間
に昇温することが可能となる。またバイパス管路
を設けるようにしたので循環ポンプの流量を制御
する必要がなく、給湯装置全体の小型化が可能と
なると共にさらにまたヒートポンプの駆動力がむ
やみに大きくなることが防がれる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例の系統図、第２図は
第１図示の実施例の電気的構成を示すブロツク図
である。 １……給湯装置、２……ヒートポンプ、３，４
……熱交換器、５……貯湯タンク、６……循環ポ
ンプ、７……バイパス管路、９，１１……電磁
弁、１４，１５，１６……温度検出器、１７……
処理回路、１８……圧縮機、１９……内燃機関。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ ヒートポンプの冷媒を凝縮する第１の熱交換
   器と、第１の熱交換器によつて加熱された水をさ
   らに昇温する第２の熱交換器と、第２の熱交換器
   によつて加熱された水を貯める貯湯タンクとをこ
   の順序で循環閉ループに接続して循環ポンプによ
   つて循環し、前記循環閉ループには貯湯タンクの
   入口と出口とを連結するバイパス管路を設け、バ
   イパス管路と貯湯タンクとの入口とに関連して弁
   手段を設け、水温が予め定める温度未満であると
   きにはバイパス管路を介して第１の熱交換器およ
   び第２の熱交換器によつて水を加熱し、第２の熱
   交換器からの水温が前記予め定めた温度以上であ
   るときには、貯湯タンク、第１の熱交換器および
   第２の熱交換器に加熱された水を循環させるよう
   にしたことを特徴とする給湯装置。 ２ 前記ヒートポンプの凝縮器は内燃機関によつ
   て駆動され、この内燃機関の冷却液が第２の熱交
   換器へ循環されて供給されることを特徴とする特
   許請求の範囲第１項記載の給湯装置。 ３ 第２の熱交換器は電力付勢されるヒータまた
   はガスバーナを備えていることを特徴とする、特
   許請求の範囲第１項記載の給湯装置。