JPS58110951A - 給湯装置 - Google Patents
給湯装置Info
- Publication number
- JPS58110951A JPS58110951A JP56213454A JP21345481A JPS58110951A JP S58110951 A JPS58110951 A JP S58110951A JP 56213454 A JP56213454 A JP 56213454A JP 21345481 A JP21345481 A JP 21345481A JP S58110951 A JPS58110951 A JP S58110951A
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- JP
- Japan
- Prior art keywords
- heat
- refrigerant
- compressor
- condenser
- expansion valve
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Pending
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Classifications
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F24—HEATING; RANGES; VENTILATING
- F24D—DOMESTIC- OR SPACE-HEATING SYSTEMS, e.g. CENTRAL HEATING SYSTEMS; DOMESTIC HOT-WATER SUPPLY SYSTEMS; ELEMENTS OR COMPONENTS THEREFOR
- F24D17/00—Domestic hot-water supply systems
- F24D17/02—Domestic hot-water supply systems using heat pumps
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Physics & Mathematics (AREA)
- Thermal Sciences (AREA)
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Combustion & Propulsion (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- General Engineering & Computer Science (AREA)
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。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
本発明は太陽熱、空気熱等の自然エネルギを利用した給
湯装置に関するものである。
湯装置に関するものである。
従来、自然エネルギを利用した給湯装置としては、太陽
熱利用の給湯装置が一般に知られている。
熱利用の給湯装置が一般に知られている。
これは給湯水を直接又は集熱媒体（不凍液）を介して間
接的に集熱器により太陽熱を吸収し給湯水を加熱するも
のである。この従来の太陽熱利用給湯装置は、太陽エネ
ルギが希薄であることから、集熱量を確保するには集熱
器面積が大きくなシ、又集熱効率を高めたり、給湯水の
昇温特性を高めるためには集熱板を透過ガラス、断熱材
等で後い、保温特性を高めている。したがって集熱器は
高価であり、かつ重いものとなる。更に日射のない時に
は集熱は行われないため、補助加熱器が必要となるため
集熱装置、補助加熱器、工事費を含めた給湯総コストも
高くなるという問題がある。
接的に集熱器により太陽熱を吸収し給湯水を加熱するも
のである。この従来の太陽熱利用給湯装置は、太陽エネ
ルギが希薄であることから、集熱量を確保するには集熱
器面積が大きくなシ、又集熱効率を高めたり、給湯水の
昇温特性を高めるためには集熱板を透過ガラス、断熱材
等で後い、保温特性を高めている。したがって集熱器は
高価であり、かつ重いものとなる。更に日射のない時に
は集熱は行われないため、補助加熱器が必要となるため
集熱装置、補助加熱器、工事費を含めた給湯総コストも
高くなるという問題がある。
これら従来の欠点を解決するため、冷凍サイクルを利用
し、冷媒の蒸発を太陽熱や大気熱にて行わせるヒートポ
ンプによる太陽熱利用給湯装置が考えられる。すなわち
第１図に示す如く、冷媒圧縮機１、凝縮器２、高圧側カ
ップリング３、高圧接続配管４、高圧側カップリング６
、膨張弁６、集熱器７、低圧側カップリング８、低圧接
続配管９、低圧側カップリング１０を順次環状連結した
冷媒集熱回路と、貯湯槽１１、水循環ポンプ１２、水加
熱器１３を順次連結した水加熱回路とを備え、前記冷媒
集熱回路中の凝縮器２と水加熱回路中の水加熱器１３と
を熱的に接触させている。上記構成の給湯装置において
、冷媒圧縮機１が駆動されることにより、高泥、高圧に
圧縮された吐出冷媒ガスは凝縮器２に流入し、こ＼で伝
熱関係に保持されている水加熱器１３を流動する。給湯
水に熱を与え凝縮液化し、高圧側カップリング３、高圧
配管４、高圧側カップリング５を通り、膨張弁６にて減
圧され、低温、低圧となり、集熱器７に流入する。と＼
で低温の冷媒は太陽熱や大気熱より吸熱し蒸発カス化し
、低圧側カップリング８、低圧配管９．低圧側カップリ
ング１ｏを通り冷媒圧縮機１に吸入されるのである。集
熱器７を流動する冷媒の温度は大気の温度より低くなる
ように、冷媒集熱回路を設計しているため、集熱器は冷
媒の流動する管とフィン等からなる集熱板のみで構成さ
れ、透過カラスや断熱材は全く不要であり、かつ低７品
で集熱するから集熱効率は高く、したがって集熱器の小
型軽量化が図れる。又日射のない時にも大気熱より集熱
し集熱量を大巾に増大させることが出来る等の利点があ
る。
し、冷媒の蒸発を太陽熱や大気熱にて行わせるヒートポ
ンプによる太陽熱利用給湯装置が考えられる。すなわち
第１図に示す如く、冷媒圧縮機１、凝縮器２、高圧側カ
ップリング３、高圧接続配管４、高圧側カップリング６
、膨張弁６、集熱器７、低圧側カップリング８、低圧接
続配管９、低圧側カップリング１０を順次環状連結した
冷媒集熱回路と、貯湯槽１１、水循環ポンプ１２、水加
熱器１３を順次連結した水加熱回路とを備え、前記冷媒
集熱回路中の凝縮器２と水加熱回路中の水加熱器１３と
を熱的に接触させている。上記構成の給湯装置において
、冷媒圧縮機１が駆動されることにより、高泥、高圧に
圧縮された吐出冷媒ガスは凝縮器２に流入し、こ＼で伝
熱関係に保持されている水加熱器１３を流動する。給湯
水に熱を与え凝縮液化し、高圧側カップリング３、高圧
配管４、高圧側カップリング５を通り、膨張弁６にて減
圧され、低温、低圧となり、集熱器７に流入する。と＼
で低温の冷媒は太陽熱や大気熱より吸熱し蒸発カス化し
、低圧側カップリング８、低圧配管９．低圧側カップリ
ング１ｏを通り冷媒圧縮機１に吸入されるのである。集
熱器７を流動する冷媒の温度は大気の温度より低くなる
ように、冷媒集熱回路を設計しているため、集熱器は冷
媒の流動する管とフィン等からなる集熱板のみで構成さ
れ、透過カラスや断熱材は全く不要であり、かつ低７品
で集熱するから集熱効率は高く、したがって集熱器の小
型軽量化が図れる。又日射のない時にも大気熱より集熱
し集熱量を大巾に増大させることが出来る等の利点があ
る。
しかし、冷媒集熱回路すなわち冷凍サイクル構成上で種
々の解決すべき問題点がある。まず凝縮器２から膨張弁
６に至るまでの高圧冷媒管路には液冷媒が流動すること
になり、特に、集熱器７が屋根上に設置される場合等に
は、管路が長くなることから冷媒量が多くなる欠点があ
る。又、集熱器７から圧縮機１に至るまでの低圧冷媒管
路には、集熱器７で蒸発ガス化したガス状冷媒が流動す
ることから、大きな圧力損失を受け、圧縮機１吸込み圧
力が低くなり効率の低下を招く。又、低圧冷媒管路を流
動するガス状冷媒は管壁から、熱を吸収し、冷媒の加熱
度が上昇する。この結果、圧縮始めの温度が高くなるこ
とから、圧縮後の冷媒温度が高くなる等の問題があるの
である。
々の解決すべき問題点がある。まず凝縮器２から膨張弁
６に至るまでの高圧冷媒管路には液冷媒が流動すること
になり、特に、集熱器７が屋根上に設置される場合等に
は、管路が長くなることから冷媒量が多くなる欠点があ
る。又、集熱器７から圧縮機１に至るまでの低圧冷媒管
路には、集熱器７で蒸発ガス化したガス状冷媒が流動す
ることから、大きな圧力損失を受け、圧縮機１吸込み圧
力が低くなり効率の低下を招く。又、低圧冷媒管路を流
動するガス状冷媒は管壁から、熱を吸収し、冷媒の加熱
度が上昇する。この結果、圧縮始めの温度が高くなるこ
とから、圧縮後の冷媒温度が高くなる等の問題があるの
である。
本発明は、冷凍サイクルを用いた集熱サイクルにおける
上記問題点の解決を図るものであり、その目的とすると
ころは、冷媒集熱サイクルの安定化、すなわち、冷媒封
入量の適正化、圧縮機、吸入冷媒ガスの過熱度の適正化
による吐出冷媒ガス温度の低下、圧縮機吸込み圧力の低
下防止による運転効率の向上である。
上記問題点の解決を図るものであり、その目的とすると
ころは、冷媒集熱サイクルの安定化、すなわち、冷媒封
入量の適正化、圧縮機、吸入冷媒ガスの過熱度の適正化
による吐出冷媒ガス温度の低下、圧縮機吸込み圧力の低
下防止による運転効率の向上である。
上記目的を達成するだめの本発明の技術的手段は上記冷
媒集熱回路の膨張弁を凝縮器の出口近傍に設けるもので
ある。そして、これによシ、凝縮器と集熱器、集熱器と
圧縮機を連結する接続配管をともに低圧管路とし、膨張
弁から集熱器に至る配管、及び集熱器から圧縮機に至る
配管中を流動する冷媒を２相化して冷媒量の削減、圧力
損失の軽減、吸入ガスの過熱防止を図るのである。
媒集熱回路の膨張弁を凝縮器の出口近傍に設けるもので
ある。そして、これによシ、凝縮器と集熱器、集熱器と
圧縮機を連結する接続配管をともに低圧管路とし、膨張
弁から集熱器に至る配管、及び集熱器から圧縮機に至る
配管中を流動する冷媒を２相化して冷媒量の削減、圧力
損失の軽減、吸入ガスの過熱防止を図るのである。
以下本発明の一実施例を第２図に基づき説明する。１は
冷媒圧縮機、２は凝縮器、６は膨張弁、１４は低圧カッ
プリング、１５は低圧接続配管、１６は低圧カップリン
グ、７は集熱器、１７は低圧カップリング、１８は低圧
接続配管、１９は低圧カップリングであり、これらは順
次環状連結され、冷媒集熱回路を構成している。？０は
低圧カップリング１ヴと圧縮機１を連結する管路に固定
された膨張弁６の感温筒である。１１は貯湯槽１２は水
循環ポンプ、′１３は水加熱器であり、これらは順次連
結され水加熱間゛路を構成している。そして前記冷媒集
熱回路中、に設けた凝縮器２と水加熱回路中に設けた水
加熱器１３とは伝熱関係に設置されているのである。
冷媒圧縮機、２は凝縮器、６は膨張弁、１４は低圧カッ
プリング、１５は低圧接続配管、１６は低圧カップリン
グ、７は集熱器、１７は低圧カップリング、１８は低圧
接続配管、１９は低圧カップリングであり、これらは順
次環状連結され、冷媒集熱回路を構成している。？０は
低圧カップリング１ヴと圧縮機１を連結する管路に固定
された膨張弁６の感温筒である。１１は貯湯槽１２は水
循環ポンプ、′１３は水加熱器であり、これらは順次連
結され水加熱間゛路を構成している。そして前記冷媒集
熱回路中、に設けた凝縮器２と水加熱回路中に設けた水
加熱器１３とは伝熱関係に設置されているのである。
次に本実施例の作用を説明する。冷媒圧縮機１にて圧縮
された高温高圧の吐出冷媒ガスは凝縮器２に流入する。
された高温高圧の吐出冷媒ガスは凝縮器２に流入する。
ここで凝縮器２と伝熱関係にある水加熱器１３には貯湯
槽１１内の低温の水が水循環ポンプ１２により循環流動
されている。したがって、吐出冷媒ガスの熱は、水加熱
器１３を流動する給湯水に伝熱し、給湯水は昇温し、貯
湯槽１１の上部より順次貯湯されていくのである。一方
凝縮器２にて給湯水に放熱した吐出冷媒ガスは凝縮液化
し凝縮器２を流出し、その後すぐ近傍の膨張弁６に流入
し、ここで減圧され、低温、低圧の若干のガスを含む２
相冷媒となり、低圧接続配管１６を流動する。この間配
管は断熱されていないどとから、管壁を介し吸熱し徐々
に蒸発過程を進めながら、集熱器７に流入し、太陽熱、
大気熱より吸熱し、蒸発過程を継続し、集熱器７出口で
は若干の液冷媒を含む状態となる。そして、もう一方の
低圧接続配管１８を流動する間に完全に蒸発ガス化し、
圧縮機１の吸込口では適正な加熱度が得られるよう膨張
弁６及び感温筒２ｏにより液送量が制御されるのである
。
槽１１内の低温の水が水循環ポンプ１２により循環流動
されている。したがって、吐出冷媒ガスの熱は、水加熱
器１３を流動する給湯水に伝熱し、給湯水は昇温し、貯
湯槽１１の上部より順次貯湯されていくのである。一方
凝縮器２にて給湯水に放熱した吐出冷媒ガスは凝縮液化
し凝縮器２を流出し、その後すぐ近傍の膨張弁６に流入
し、ここで減圧され、低温、低圧の若干のガスを含む２
相冷媒となり、低圧接続配管１６を流動する。この間配
管は断熱されていないどとから、管壁を介し吸熱し徐々
に蒸発過程を進めながら、集熱器７に流入し、太陽熱、
大気熱より吸熱し、蒸発過程を継続し、集熱器７出口で
は若干の液冷媒を含む状態となる。そして、もう一方の
低圧接続配管１８を流動する間に完全に蒸発ガス化し、
圧縮機１の吸込口では適正な加熱度が得られるよう膨張
弁６及び感温筒２ｏにより液送量が制御されるのである
。
以上説明した実施例かられかるように本発ＥＡは冷凍サ
イクルを応用した集熱回路を圧縮機、凝縮器、膨張弁、
集熱器、圧縮機の順に環状連結した回路構成とするとと
もに、膨張弁を凝縮機のごく近傍に設けたので、以下の
如き効果を生じる。
イクルを応用した集熱回路を圧縮機、凝縮器、膨張弁、
集熱器、圧縮機の順に環状連結した回路構成とするとと
もに、膨張弁を凝縮機のごく近傍に設けたので、以下の
如き効果を生じる。
（１）膨張弁と集熱器を連結する管路を流動する冷媒は
膨張弁で減圧された後の一部ガスを含む乾き度の小さい
２相冷媒であるから、管路より吸熱し徐々に乾き度が増
加する。すなわちガス状冷媒の占める割合いが徐々に大
きくなっていくので、膨張弁〜集熱器間に占める液冷媒
の量を少なくすることが出来、集熱回路全体に封入する
冷媒楚を少なく設計することが出来る。このことは、圧
縮機への液バツクを防止出来、液バツク防止用の気液分
離器の容量を小さく出来る等、圧縮機の破損防止や、コ
スト低減効果がある。更に接続配管を吸熱部として有効
に活用出来る効果を生じる。
膨張弁で減圧された後の一部ガスを含む乾き度の小さい
２相冷媒であるから、管路より吸熱し徐々に乾き度が増
加する。すなわちガス状冷媒の占める割合いが徐々に大
きくなっていくので、膨張弁〜集熱器間に占める液冷媒
の量を少なくすることが出来、集熱回路全体に封入する
冷媒楚を少なく設計することが出来る。このことは、圧
縮機への液バツクを防止出来、液バツク防止用の気液分
離器の容量を小さく出来る等、圧縮機の破損防止や、コ
スト低減効果がある。更に接続配管を吸熱部として有効
に活用出来る効果を生じる。
＠）集熱器〜圧縮機を連結する接続配管を流動する冷媒
は圧縮機直前に設けられた膨張弁感温筒部で適正な加熱
度（５〜１０ ｄｅｇ ）になるよう集熱器への液送量
が膨張弁により制御される。
は圧縮機直前に設けられた膨張弁感温筒部で適正な加熱
度（５〜１０ ｄｅｇ ）になるよう集熱器への液送量
が膨張弁により制御される。
すなわち集熱器出口で若干の液冷媒を含む２相冷媒が上
記接続配管中を流動し、接続配管を流動する間に管壁を
介して熱吸収作用を行い、感温筒固定部管路で設定加熱
度に達するのであるから、集熱器全体を２相状冷媒が流
動し、有効な集熱作用が行える。集熱器〜圧縮機を連結
する接続配管中の冷媒は若干の液を含む２相状冷媒から
加熱ガス冷媒となるが、過熱ガスのみが流動する場合に
比し、管路中での圧力損失量が低減され、圧縮機吸込圧
力の低下が軽減され、その分運転効率が上昇する。更に
は、圧縮機直前に設けた膨張弁感温筒部で設定の過熱度
となシ、圧縮機に吸入される冷媒ガスの異常加熱が防止
出来る。このことは、圧縮後の吐出冷媒湯度の異常上昇
を防止し、冷媒の変質を防止し、機器の信頼性を向上さ
せることが出来る等、集熱サイクルの効率化、′７１：
定化ヲ病めることが出来る０
記接続配管中を流動し、接続配管を流動する間に管壁を
介して熱吸収作用を行い、感温筒固定部管路で設定加熱
度に達するのであるから、集熱器全体を２相状冷媒が流
動し、有効な集熱作用が行える。集熱器〜圧縮機を連結
する接続配管中の冷媒は若干の液を含む２相状冷媒から
加熱ガス冷媒となるが、過熱ガスのみが流動する場合に
比し、管路中での圧力損失量が低減され、圧縮機吸込圧
力の低下が軽減され、その分運転効率が上昇する。更に
は、圧縮機直前に設けた膨張弁感温筒部で設定の過熱度
となシ、圧縮機に吸入される冷媒ガスの異常加熱が防止
出来る。このことは、圧縮後の吐出冷媒湯度の異常上昇
を防止し、冷媒の変質を防止し、機器の信頼性を向上さ
せることが出来る等、集熱サイクルの効率化、′７１：
定化ヲ病めることが出来る０
第１図は従来の給湯装置のシステム構成図、第２図は本
発明の一実施例にかかる給湯装置１システム構成図であ
る。 １・・・・・・圧縮機、２・・・・・・、凝縮器、６・
・・・・・膨張弁、７・・・・・・集熱器、１１・・・
・・・貯湯槽、１２・・・・・・水循環ポンプ、１３・
・・・・・水加熱器、１６．１８・・・・・・接続配管
、２ｏ・・・・・・感温筒。 代理人の氏名 弁理土中 尾 敏 男 ほか１名第１図 ７ 第２図
発明の一実施例にかかる給湯装置１システム構成図であ
る。 １・・・・・・圧縮機、２・・・・・・、凝縮器、６・
・・・・・膨張弁、７・・・・・・集熱器、１１・・・
・・・貯湯槽、１２・・・・・・水循環ポンプ、１３・
・・・・・水加熱器、１６．１８・・・・・・接続配管
、２ｏ・・・・・・感温筒。 代理人の氏名 弁理土中 尾 敏 男 ほか１名第１図 ７ 第２図
Claims (1)
- 集熱器、冷媒圧縮機、凝縮器、膨張弁を順次配管にて還
状連結した冷媒集熱回路と、貯湯槽、水循環ポンプ９水
加熱器を順次連結した水加熱回路とを具備し、前記冷媒
集熱回路の凝縮器と、水加熱回路の水加熱器と全伝熱関
係に設置するとともに、前記冷媒集熱回路の膨張弁を凝
縮器出口近傍に設けた給湯装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP56213454A JPS58110951A (ja) | 1981-12-25 | 1981-12-25 | 給湯装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP56213454A JPS58110951A (ja) | 1981-12-25 | 1981-12-25 | 給湯装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS58110951A true JPS58110951A (ja) | 1983-07-01 |
Family
ID=16639479
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP56213454A Pending JPS58110951A (ja) | 1981-12-25 | 1981-12-25 | 給湯装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS58110951A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS60164183A (ja) * | 1984-02-06 | 1985-08-27 | 松下電器産業株式会社 | 凝縮熱交換器 |
Citations (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS5640057A (en) * | 1979-09-05 | 1981-04-16 | Matsushita Seiko Kk | Air conditioningghot water feeding apparatus harnessing solar heat |
| JPS5649866A (en) * | 1979-10-01 | 1981-05-06 | Matsushita Electric Ind Co Ltd | Controller for air conditioner |
-
1981
- 1981-12-25 JP JP56213454A patent/JPS58110951A/ja active Pending
Patent Citations (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS5640057A (en) * | 1979-09-05 | 1981-04-16 | Matsushita Seiko Kk | Air conditioningghot water feeding apparatus harnessing solar heat |
| JPS5649866A (en) * | 1979-10-01 | 1981-05-06 | Matsushita Electric Ind Co Ltd | Controller for air conditioner |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS60164183A (ja) * | 1984-02-06 | 1985-08-27 | 松下電器産業株式会社 | 凝縮熱交換器 |
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