JPS58224255A - ヒ−トポンプ式給湯装置 - 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】 本発明はヒートポンプにより湯を沸き上げる装置に関し
、所定量の水を経済的かつ迅速に所定温度に沸き上げる
ことを目的としたものである。

従来、ヒートポンプにより水を沸き上げ、貯湯し給湯す
る装置は、ヒートポンプに組み込まれた圧縮機により圧
縮された冷媒を、水との熱交換器に導き、凝縮させ、そ
の際に発生する熱を循環する水に与えることによって、
水を沸き上げるようにしているが、その沸かし方に２通
りの方去があった。両者を単循環方式と複循環方式と呼
ぶことにする。単循環方式の従来例について説明する。

第１図は、水回路と帝、媒回路で構成される。冷媒回路
は、圧縮機１．利用側熱交換器２．ヤケピラリチューブ
３．熱源側熱交換器４で構成されている。水回路は、循
環ポンプ５．温度調整弁６゜利用側熱交換器２．貯湯槽
７により構成されている。冷媒回路と水回路は利用側熱
交換器２により冷媒と水を間接的かつ熱的に接触する様
に構成されている。次にその作用について説明する。

圧縮機１で圧縮された冷媒は利用側熱交換器２へ入り、
ここで貯湯槽７の下部よシ循環ポンプ５によシ送られて
きた水に凝縮熱を与えて液化し、キャピラリチューブ３
へ流入する。このキャピラリチューブ３を通過した後の
冷媒は空気熱交換器４て、外気から熱を得て膨張蒸発し
、気体となって圧縮機１へ入り、再び圧縮され循環を繰
り返す。

一方、凝縮する冷媒から熱を得て、温度の高まった水は
、温度調整弁６を通過した後、再び貯湯槽７へ入る。温
度調整弁６は、その内部を通過する水の而ｉが予め設定
された温度以上の場合は、水の流路を拡大し、設定され
た温度以下の場合には、水の流路を縮小させて、貯湯槽
７へ送り込１れる水の温度を設定値とするよう作用する
。

この従来例の様な、単循環方式では、循環ポンプにより
運ばれる水が、冷媒と利用側熱交換器２で１度熱を一／
ｊえられるだけで予め設定された温度に１で高められる
。この方式では冷媒回路側の凝縮温度ｄ、常に水の設定
沸き上げ温度以上か、それに近い温度を取らなければな
らないために、次に述べる複循環方式と比較すると非常
に効率が悪い。

複循環方式の簡単な実施例は基本的には、第１４　　　
　　　図に示すヒートボ・プ給湯装置から温度調整弁６
を除いた装置と考えて良い。つまり循環ポンプｑて送ら
れる水量は常にほぼ一定となり、利用側熱交換器２で冷
媒の凝縮熱を得て、貯湯槽７へ送り適寸れる水の温度は
利用側熱交換器２へ流入する水温つまり、凝縮熱により
加熱される以前の水温に影響される。その水温が低い場
合には、一度利用側熱交換器２を通過し凝縮熱を得るだ
けで且予め設定された温度に達し得す、何度が利用側熱
交換器２と貯湯槽７の間を循環した後、設定温度となる
。

この複循環方式では、前述した様に単循環方式より効率
が高いという利点はあるが、少量の給湯を必要とする場
合でも、常に貯湯槽内全部を沸き上げねばならないため
、時間がかか９、使い勝手が悪く、不経済でもあった。

第２図は上記複循環方式の場合における凝縮温度と水の
加熱前、後の温度の関係を示したものである。利用側熱
交換器２へ入る前の水温は八〜Ｄの縦軸の値で示される
。１点は給湯装置の運転を始める前の貯湯槽７内の水温
である。この時の冷媒の凝縮温度は１点で示される。凝
縮熱を得た水はＡ′点の縦軸の値で示される。貯湯槽７
内はずべて加熱されつくすと、温度Ａから水温Ａ′に等
しい状態Ｂに移シ、状態Ｂの横軸の値で示される凝縮温
度の冷媒から熱を得て水温Ｂ′となって熱交換器から吐
出される。つまり貯湯運転の過程はＡ→Ａ′→Ｂ　−＋
　Ｂ’→Ｃ−＋Ｃ’→Ｄ　−＋　Ｄ’→Ｅと進み、設定
値に達する。

この図をもとにして、貯湯時の効率を示すと第３図の様
になる。図中の符号は第２図の各点に対応する。単循環
方式の場合は常にに点で示される効率で運転されるため
に、複循環方式と比較して斜線部分だけ効率が低い。

本発明は上記の様な単循環方式の利点と複循環方式の利
点を組み合わせることにより、高い効率を維持しつ一つ
、使用に際しての使い勝手の良さを改善したことを特徴
としている。

以下に、本発明の一実施例について第４図を参考に説明
する。この第４図に示す実施例の構成は水回路と冷媒回
路からなる。冷媒同窓は、圧縮機９、利用側熱交換器１
０、キャピラリチューブ１１熱源側熱交換器１２を連結
して構成されている。

まだ、水回路は、循環ポンプ１３、利用側熱交換器１０
、温度調整弁１４、電磁２方弁１５、貯湯槽１６、給湯
蛇口１７により構成嬶れる。冷媒回路と水回路は利用側
熱交換器１０により、回路内を循環する水と冷媒が間接
的かつ伝熱的に抜用るする様に構成される。次にその作
用について説明する。

圧縮機９で圧縮された冷媒は利用側熱交換器１０へ入り
、ここで、貯湯槽１６の下部より循環ポンプ１３により
送られてきた水に凝縮熱を力えて液化し、キャピラリチ
ューブ１１に流入する。このキャピラリチューブ１１を
通過した冷媒は熱源側熱交換器１２で外気から熱を得て
、膨張蒸発し、気体となって圧縮機９へ入り再び圧縮さ
れて、循環を繰り返す。一方、凝縮する冷媒から熱を得
て、温度の高まった水は、貯湯槽１６へ送り込まれるが
、運転始めの設定時間は少量給湯用として所定温度の湯
を貯湯する場合、電磁弁１５を閉じ、温度調整弁１４に
よって単循環貯湯を行う。設定された時間を過ぎると、
電磁二方弁１６は開き、複循環貯湯を行う。

本発明の実施例では、単循環運転から複循環運転への切
り換わりを、ヒートポンプ給湯機の運転開始時からの時
間により行う方法を述べたが、貯湯槽の上部に温度セン
サーを設置し、その検知された温度により、電磁二方弁
の開閉を行って、単循環方式と、複循環方式を切り換え
る方法も考えられる。丑だ、温度調整弁と電磁三方弁は
循環ポンプを流堆制飢可能な循環ポンプに置き換えが可
能である。本発明の思想は、単循環運転を複循環ノｊ（
転の前に行い、貯湯槽の上部に使用可能な湯を貯え、使
い勝手を向上させた後効率の高い複循環運転を行って、
残りの水を沸き上げるというものである。

以上の実施例の説明から明らかなように本発明のヒート
ポンプ式給湯装置は、圧縮機、利用側熱心　　　　交換
り絞り装置・７源５熱交換４をｊ１屓次連設した冷媒回
路と、少くとも貯湯槽と前記利用側熱交換器と循環ポン
プとを備え、かつ、前記利用側熱交換器から前記貯湯槽
に流入する水温を沸き上げ温度にする単循環回路及び前
記利用側熱交換器と貯湯槽との間を複数回にわたり水を
循環させる複循環回路を有する水循環回路と、前記貯湯
槽内上部の所定量の水が所定温度以上になったとき、こ
れを検出゛して前記水循環回路を単循環回路から複循環
回路に切り換える切換手段を設け／７：、ものである。

従って、本発明のヒートポンプ式給湯装置によれば、単
循環回路にて短時間のうちに高温度の湯が供給できるよ
うになり、この状態にし／こ後に、複循環回路にて効率
的に水温を段階的に上！１さぜることかでき、使い勝手
がよいと共に経済的に湯を得ることができる等の効果を
有する。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例におけるヒートポンプ式給湯
装置の配管図、第２図は複循環方式による加熱前後の水
温−冷媒凝縮温度特性図、第３図は複循環方式と単循環
方式との効率比較図、第４図は本発明の一実施例におけ
るヒートポンプ式給湯装置の配管図である。 ９・・・・・・圧縮機、１ｏ・・・・・・利用側熱交換
器、１１・・・・・・キャピラリチューブ、１２・・・
熱源側熱交換器、１３・・・・・循環ポンプ、１４・・
・・・・温度調節弁、１５・・・・電磁二方弁、１６・
・・・・・貯湯槽。 代理人の氏名　弁理士　中　尾　敏　男　ほか１名第１
図 ？　　　　　　　　　　　　３　　−

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 圧縮機、利用側熱交換器、絞り装置、熱源側熱交換器を
   順次連設した冷媒回路と、少くとも貯湯槽と前記利用側
   熱交換器と循環ポンプとを備え、かつ、前記利用側熱交
   換器から前記貯湯槽に流入する水温を沸き上げ温度にす
   る単循環回路及び前記利用側熱交換器と貯湯槽との間を
   複数回にわたり水を循環させる複循環回路を有する水循
   環回路と、前記貯湯槽内上部の所定量の水が所定温度以
   上になったとき、これを検出して前記水循環回路を単循
   環回路から複循環回路に切り換える切換手段を設けたヒ
   ートポンプ式給湯装置。