JPH02197761A - 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、貯湯槽を有しない、いわゆる瞬間湯沸かし型
ヒートポンプ給湯機に関し、詳しくは蓄熱器に関するも
のである。

（従来の技術〕 従来、ヒートポンプ給湯機には、貯湯槽を有するものと
有しないものがある。

貯湯槽を有するものについては、貯湯槽からの放２損失
があり、季節によっては、湯温度を保持するために、圧
１ｉ１機の運転率が高くなり、充分な効果を上げていな
かった。

一方、貯湯槽を有しないものについては、給湯の時にの
み圧縮機を運転するので効率的である力（貯湯槽を有す
るもののように加熱サイクルを繰り返し通過させて水温
を上げることができず、入口水温は常に市水で温度が低
く、かつ蓄熱機能を持たないために、所定の水温の給湯
まで立ち上がるのに長時間を要する点が問題とされてい
る。

また、貯湯槽を有するものであっても、冬季に深夜電力
利用等で、例えば１００’Ｃに沸かした温水が、使用時
に６０または８０°Ｃになっている等の事例に見られる
ように、エネルギーの無駄を防ぐことができなかった。

〔発明が解決しようとする課題〕

本発明は、上記従来の問題点に鑑みなされたもので、貯
湯槽を有しないヒートポンプ給湯機において、所定の湯
温までの立ち上がり時間を短縮したヒートポンプ給ン易
機を提供することを目的としている。

〔課題を解決するための手段〕

上記目的を達成するために、本発明においては、ヒート
ポンプ給湯機の給湯用熱交換器に相変化（ＰＣＭ）蓄熱
材からなる蓄熱器を併設した。

〔作用〕

上記構成によれば、ヒートポンプ給湯機の給湯用熱交換
器に続いて蓄熱器を配設し、該蓄熱器に給水管と冷媒回
路の放熱管を貫通し、給湯していないときに圧縮機の運
転による冷媒回路の放熱を蓄熱材の相変化に伴う潜熱と
して吸収して蓄え、給湯時に蓄熱器を流れる給水に対し
て蓄熱材の凝固熱として放出し、給水の温度を上げ給湯
時の湯温度の立ち上がりを早めることができる。

Ｃ実施例〕 本発明の詳細を図面を参考にして説明する。

図は、本発明の構成を示す配管ブロック図で、冷媒回路
は圧縮機ｌにより給湯用熱交換１２の一次側配管２ａと
蓄熱器３の配管３ａと膨張弁４と室外側熱交換器５とを
経て、圧縮機１に戻る循環経路を形成している。

一方、給水回路は市水道管から蓄熱器３の配管３ｂに入
り、給湯用熱交換器２の二次側配管２ｂを通り、流Ｎ調
整弁６を経て蛇ロアに至る経路を形成している。

給湯用熱交換器２は二重管式熱交換器で、内側の配管を
二次側配管２ｂとして市水道管からの給水を流通し、外
側の配管を一次側配管２ａとして冷媒を流通するように
形成している。

蓄熱器３は、内側を貫通する冷媒用の一次配管３ａと給
水用の二次配管３ｂをコイル状に近接して配置し、蓄熱
器３の内側にＰＣＭ蓄熱材としてパラフィンを充填し封
入している。

８は蓄熱器３のパラフィンの温度を検出する温度検出器
で、９は蛇ロアの開閉状態を水圧の変化から検出する圧
力検出器である。

ｉｏは、前記温度検出器８と圧力検出器９からの信号に
より、圧縮機１の運転を制御する制御回路で、温度検出
器８により検出された蓄熱器３のパラフィンの温度が、
あらかじめ設定されている下方設定温度（例えば５０°
Ｃ）以下の時圧縮機１を起動運転し、上方設定温度（例
えば１００’Ｃ）を越えると圧縮機１の運転を停止する
。

蛇ロアが開かれ給水が行われると、管内の急激な水圧の
低下を圧力検出器９が検出し、その信号を制御回路１０
に送り、制御回路１０は圧縮機１を起動運転する。

この圧縮機１の運転は、蛇ロアを開き圧力検出器９から
の信号が出ている間は継続し、蓄熱器３のパラフィンの
温度が上限設定温度を越えた時は、温度検出器８により
圧縮機ｌの運転を停止する。

以上の構成で、蛇ロアが開かれ制御回路１０により圧縮
機ｌの運転が始まると、圧縮機ｌは気体状の冷媒（例え
ばＲ−２２）を高圧に圧縮して高温ガス化して、給湯用
熱交換器２の一次側配管２ａを通り、二次側配管２ｂを
流れる給水により冷却さ江さらに蓄熱器３の配管３ａを
通過し、蓄熱器３のパラフィンを介して配管３ｂを流れ
る給水により冷却され、凝縮熱を棄て液化され、膨張弁
４を通って低圧下で急激に膨張して、室外側熱交換器５
により外気から蒸発熱を奪って気体状態に戻り、圧縮機
１の吸入管に戻る。

この循環を繰り返して、外気より室外側熱交換器５によ
り冷媒の蒸発熱の形で熱を奪い、冷媒の凝縮熱の形で給
湯用熱交換器２と蓄熱器３から二次側配管２ｂおよび３
ｂを流れる水に熱を与えるヒートポンプ作用を行い、給
水を加熱している。

当初電源を入れ、即給湯を開始した段階では、制御回路
１０により圧縮機１が起動するが、給湯用熱交換器２と
蓄熱器３とが充分な加熱状態になっておらず、圧縮機１
が安定運転となり、給湯用熱交換器２から熱交換が開始
されるまで、所定の温度に上がった給湯を行うことが出
来ない。

この状態で高圧高温の冷媒ガスの熱交換は、主として給
湯用熱交換器２により行われ給水を加熱し、蓄熱器３に
は残った冷媒ガスの通過により蓄熱材パラフィンに熱を
伝え、給水を加熱する。

蛇ロアが閉じられると、給水管内の水圧が上昇し、圧力
検出器９はリセットされるが、上記蓄熱材パラフィンの
温度が上方設定温度に達するまで圧縮１１の運転を継続
し、上方設定温度に達してから圧縮機１の運転を停止す
る。

以後圧縮機ｌは、制御回路ｌＯにより、蓄熱器３のパラ
フィン温度が設定温度範囲内にあるように運転制御され
る。

この状態から、蛇ロアを開いて給湯を行うと、制御口ｎ
ｉｏにより圧縮機１が起動し、給水は蓄熱器３の配管３
ｂを通り、上方設定温度に蓄熱されたパラフィンにより
加熱され、パラフィンの凝固熱を奪って温められ、給湯
用熱交換器２の二次側配管２ｂによりさらに加熱されて
給湯される。

この場合、給湯用熱交換器２の熱交換が立ち上がるまで
の間は、給水の加熱は主として蓄熱されたパラフィンの
放熱により行われる。

圧縮機１や冷媒回路の構成によっても異なる力（暑熱材
パラフィンはこの時間内で充分な放熱量が確保できる量
が必要である。

給湯用熱交換器２から熱交換が始まると、蓄熱器３は給
湯用熱交換器２を通過した冷媒の残留の熱により加熱さ
れ、上方設定温度に達するまでパラフィンを加熱して蓄
熱を継続する。

以上のように、蓄熱器３は給湯開始時の給湯温度の立ち
上がりを早めるとともに、給湯温度を一定にすることが
でき、貯湯槽を持たないヒートポンプ給湯機の立ち上が
りの遅れと給湯温度のバラツキを解消している。

なお、２′Ｒ量調整弁６は、給水の流量を増減すること
により、蛇ロアから出る給湯の温度を調整するものであ
る。

〔発明の効果〕

ヒートポンプ給湯機に蓄熱器３を形成することによって
、所定の湯温までの立ち上がり時間を短縮し、蛇ロアを
ひねると、直ちに所定の温度の給湯を供給することがで
きる。

【図面の簡単な説明】

図面は、本発明の構成を示す配管ブロック図である。 図中、■は圧縮機、２は給湯用熱交換器、３は蓄熱器、
４は膨張弁、５は室外側熱交換器、６は流量調整弁、７
は蛇口、８は温度検出器、９は圧力検出器、１０は制御
回路である。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 圧縮機により冷媒ガスを圧縮し発生する凝縮熱を給湯用
   熱交換器により、湯沸かしに利用するヒートポンプ給湯
   機において、上記給湯用熱交換器に相変化（ＰＣＭ）蓄
   熱材からなる蓄熱器を併設したことを特徴とするヒート
   ポンプ給湯機。