JPH02282658A - ヒートポンプ式給湯機 - 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、瞬間湯沸かし型ヒートポンプ式給湯機に関し
、詳しくはヒートポンプ式給湯機の立ち上り給湯温度の
改善に関するものである。

〔従来の技術〕

従来、ヒートポンプ式給湯機においては、圧縮機により
圧縮された冷媒ガスの凝縮熱を利用側熱交換器に供給す
る冷媒回路と、利用側熱交換器を貫通して給水を加熱す
る木管路からなり、給湯蛇口が開かれた場合または給湯
蛇口の湯温度を検出して所定湯温度を下回る場合には、
圧縮機を駆動して利用側熱交換器に凝縮熱を与え、給水
を加熱している。

この状態で、大量の湯を必要とする場合には、給湯蛇口
の湯温度の低下で圧縮機が運転を開始しても、直ちに冷
媒ガスの温度が上がらないため熱交換が確実に行われず
、給湯開始時の給湯温度低下が避けられず、所定の給湯
温度に達するまで長時間を要し、無駄な放水を行う点が
問題とされている。

また、冬季には給湯の温度がなかなか上がらず、給湯蛇
口からの放熱等により、湯温度が低下して〆晶度検出器
が湯温度の低下を検出して圧縮機を運転する割合がふえ
、蛇口部分の湯温度を保持するため繰返し加熱運転し、
圧縮機の運転率が高くなり、充分な経済的効果を上げて
いなかった。

〔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、所
定の給湯温度までの立ち上がり時間を短縮し、給湯温度
の変動が少ないヒートポンプ式給湯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、利用側熱交換器と圧縮機の
吐出側との間に相変化蓄熱材（ＰＣＭ）からなる蓄熱槽
を配設し、上記利用側熱交換器の給水側に上記蓄熱槽を
貫通する給水管と同蓄熱槽をバイパスする給水管とを並
列に連結し、前記両給水管に配設した開閉弁により給水
をいづれか一方の給水管に流すようにした。

〔作用〕 上記構成によれば、利用側熱交換器と圧縮機の吐出側と
の間に蓄熱槽を配設し、利用側熱交換器の給水入口側に
蓄熱槽を貫通ずる給水管と蓄熱槽をバイパスする給水管
を並列に連結し、雨水管路に挿入した開閉弁により、給
湯開始時には蓄熱槽を通し、蓄熱槽からの放熱により予
熱された給水を利用側熱交換器に流すことにより、給湯
温度の立ち上りを促進し、さらに、給湯温度が所定の温
度に安定すると、開閉弁を操作して給水をバイパス給水
管側に切換え、利用側熱交換器により給水に熱交換を行
い、蓄熱槽は封入している相変化蓄熱材に冷媒ガスの熱
を与えて蓄熱する。

〔実施例〕

本発明の詳細を図面を参考にして説明する。

第１図は、本発明の構成を示す配管図で、冷媒回路は圧
縮機１より蓄熱槽３の冷媒側配管３ａと利用側熱交換器
２の冷媒側配管２ａと膨張弁４と室外側熱交換器５とを
経て、圧縮機ｌ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２つに分岐し、一方の給
水管６ａは開閉弁７ａを介して蓄熱槽３の給水側配管３
ｂに連結し、他のバイパス給水管６ｂは開閉弁７ｂを介
し蓄熱槽３の給水側配管３ｂから、利用側熱交換器２の
給水側配管２ｂに至る管路に合流して、利用側熱交換器
２、流量調整弁９を経て給湯蛇口８に連結する経路を形
成している。

上記利用側熱交換器２は二重管式熱交換器で、内側の配
管を給水側配管２ｂとして市水道管からの給水を流通し
、外側の配管を冷媒側配管２ａとして冷媒を流通するよ
うに形成している。

蓄熱槽３は、内側を貫通する冷媒側配管３ａと給水側配
管３ｂをコイル状に形成して近接配置し、蓄熱槽３の内
側にＰＣＭ蓄熱材としてパラフィンを充填している。

なお、１０は蓄熱槽３のパラフィンの温度を検出する温
度検出器で、１１は蛇口８の開閉状態を水圧の変化とし
て検出する圧力検出器、１２は前記温度検出器１０と圧
力検出器１１からの信号により、圧縮ａ１の運転を制御
する制御回路で、温度検出器１゜により検出された蓄熱
槽３のパラフィンの温度力（あらかじめ設定されている
下方設定温度（例えば５０°Ｃ）以下のときは圧縮機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ｍ１の運転を停止するように制御するととも
に、蛇口８が開かれ管内の水圧が低下し、圧力検出器１
１によって検出された圧力が予め設定された圧力以下に
なると圧縮機１を起動運転し、蛇口８が閉じらべ検出さ
れた圧力が予め設定された圧力を越え、上記蓄熱槽３の
パラフィンの温度が上方設定温度を越えるまで圧縮機１
を運転し、パラフィンの温度が上方設定温度を越えたと
き、温度検出器１ｏの信号により制御回路１２が動作し
て圧縮機１の運転を停止するように制御する。

同時に制御回路１２は、蛇口８が開かれると圧力検出器
１１の信号により、電磁開閉弁７ａを開き、電磁開閉弁
７ｂを閉じて、給水を蓄熱槽３の給水側配管３ｂに流し
、蛇口８の温度検出器１３により給湯温度が所定温度に
達すると、電磁開閉弁７ａを閉じ、電磁開閉弁７ｂを開
いて給水をバイパス給水管６ｂに切り換える。

以上により、１ｌｉｌＪ　御回路１２は蛇口８が開かれ
ると、圧力検出器１１の信号により圧縮機１は運転開始
し、冷媒（例えばＲ−２２）は圧縮機１により圧縮され
て高温ガスとなり、蓄熱槽３の冷媒側配管３ａを通り、
蓄熱槽３のパラフィンに放熱して給水側配管３ｂを流れ
る給水を暖め、さらに利用側熱交換器２の冷媒側配管２
ａを通り、給水側配管２ｂを流れる給水に凝縮熱を放熱
して冷却され液化し、膨張弁４を通り急激に膨張して、
熱源側熱交換器５により外気から蒸発熱を奪ってガス状
態に戻り、圧縮機１の吸入側に戻る循環を繰り返す。

給水は、当初利用側熱交換器２の熱交換が充分に立ち上
るまで、給水管６ａと電磁開閉弁７ａを遺り蓄熱槽３か
らの放熱により加熱されて利用側熱交換器２に入り、給
湯温度を上げて出湯し、給湯温度が所定の温度に達した
段階で、バイパス給水管６ｂと電磁開閉弁７ｂに切換え
て給水を利用側熱交換器２に流し、蓄熱槽３は冷媒側配
管３ａを通る高温冷媒ガスの放熱により蓄熱材に吸収す
る。

当初電源を入れ、直ちに蛇口８を開き給湯を開始した場
合には、圧力検出器１１により制御回路１２は圧縮機１
を起動するが、蓄熱槽３と利用側熱交換器２とが充分な
加熱状態になっておらず、圧縮機１が安定運転状態にな
り、蓄熱槽３と利用側熱交換器２が所定の温度になるま
で、設定した温度の給湯を行うことが出来ないが、電源
を入れてから給湯までに一定の時間差を取ることによっ
て、温度検出器１０が下方設定温度（例えば５０“Ｃ）
以下を検出して信号を制御回路１２に送り、制御回路１
２が圧縮機Ｉを起動して、圧縮された高温冷媒ガス（吐
出管部で約１００°Ｃ）は蓄熱槽３の配管３ａを通り、
蓄熱槽３の蓄熱材パラフィンを急速に加熱し蓄熱する。

以後、制御回路１２は温度検出器１０により蓄熱槽３の
パラフィン温度が設定温度範囲内にあるように、圧縮機
１を運転または停止して制御する。

この蓄熱槽３が設定温度範囲内にある状態から蛇口８を
開いて給湯を行うと、制御回路１２は圧力検出器１１の
信号により圧縮機１を起動し、電磁弁７ａを開き電磁弁
７ｂを閉じて給水を給水管６ａに流して、蓄熱槽３の配
管３ｂに入り蓄熱されたパラフィンの放熱により加熱さ
れ、利用側熱交換器２の給水側配管２ｂを通って所定の
温度に加熱されて給湯される。

圧縮機１が安定運転に入り、利用側熱交換器２から熱交
換だけで給湯温度が確保されると、制御回路１２は電磁
弁７ｂを開き電磁弁７ａを閉じて給水をバイパス給水管
６ｂに流し、利用側熱交換器２を通して給水を続け、同
時に蓄熱槽３の蓄熱材パラフィンを加熱して蓄熱を継続
する。

給湯開始後、利用側熱交換器２の熱交換が充分に立ち上
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ために圧縮機１や冷媒回路
の構成によっても異なるが、高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。

以上のように、蓄熱槽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、給湯温度を安定にすることが
でき、ヒートポンプ式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することができる。

なお、流量調整弁６によって、給水の流量を増減するこ
とにより、蛇口８から出る給湯の温度を任意の温度に調
整することができる。

〔発明の効果〕

以上のように、圧縮機の吐出側と利用側熱交換器の間に
蓄熱槽を配設し、利用側熱交換器の給水側に蓄熱槽に連
結する給水管と蓄熱槽をバイパスする給水管とを連結し
、開閉弁により切換えることにより、給湯温度の立上が
りを早め、給湯温度を設定温度範囲内に安定して保持す
るヒートポンプ式給湯機を提供することができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明のヒートポンプ式給湯機の構成を示す配
管図で、第２回は従来例を示す。 図中、１は圧縮機、２は利用側熱交換器、２ａは同冷媒
側配管、２ｂは同給水側配管、３は蓄熱槽、３ａは同冷
媒側配管、３ｂは同給水側配管、４は膨張弁、５は熱源
側熱交換器、６ａは蓄熱槽側給水管、６ｂはバイパス給
水管、７ａは蓄熱槽側電磁開閉弁、７ｂはバイパス側電
磁開閉弁、８は蛇口温度検出器、９はｔＲＮ調整弁、１
０は温度検出器、１１は圧力検出器、１２は制御回路、
１３は給湯側温度検出器である。 特許出願人　　株式会社富士通ゼネラル第 図

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利用側
   熱交換器により湯沸しに利用するヒートポンプ式給湯機
   において、上記圧縮機の吐出側と上記利用側熱交換器の
   冷媒側配管との間に相変化蓄熱材からなる蓄熱槽の冷媒
   側配管を挿入し、市水道に連なる第１の給水管を同蓄熱
   槽の給水側配管と上記利用側熱交換器の給水側配管に直
   列に接続するとともに、上記第１の給水管に同蓄熱槽の
   給水側配管をバイパスする第２の給水管を連結し、同蓄
   熱槽の入口側と同第２の給水管にそれぞれ開閉弁を配設
   して給水をいづれか一方の給水管に流すようにしたこと
   を特徴とするヒートポンプ式給湯機。