JPS58224256A - 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により高温度にすることを目的と
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、ヒートポンプ装置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、水を沸かすが、その沸かし方に２通りの方法があっ
た。両者を単循環方式と複循環方式と呼ぶことにする。

単循環方式について説明する。

第１図に示す従来のヒートポンプ式給湯装置幻１、水回
路と冷媒回路で構成される。冷媒回路ケ」、圧縮機１　
、利用側熱交換器２．キャピラリチューブ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６、
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の下部より循環ポンプ５により送られて
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。このキャビラリチューブ３を通過した後の
冷媒は空気熱交換器４で、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
高寸っだ水量、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温
度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へ送り込まれる水の温度を所定の値とする
。

この従来例の様に、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度熱を与え
られるだけで予め設定された温度ＶＣ寸で高められる。

この方式では冷媒回路側の凝縮温度は常に水の設定沸き
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。

４　　　　　　　　複循環方式の簡単な実施例は基本的
には、第１１￥１に示すヒートポン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
５で送られる水量は常にほぼ一定となり、利用側熱交換
器で冷媒の凝縮熱を得て、貯湯槽７へ送り込まれる水の
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。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
だけでは予め設定された温度に達し得す、何度か利用側
熱交換器２と貯湯槽７の開音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、半面、単循環方式と同じ凝
縮温度を上限として使用する際には単循環方式で沸き上
げ得る水温より低い−という欠点があった。

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、後の温度の関係の例である。

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′に等しい温度Ｂに移り、温度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第２図に示
すようにＡ、→Ａ′→Ｂ−＋Ｂ’→Ｃ−＋Ｃ’→Ｄ−＋
Ｄ’→Ｅと進み、設定値に達するが、もし容器、管路の
耐圧。

その他から凝縮温度５０℃を上限として設定しておくな
らば、Ｅ点でさらに加熱すると凝縮温度の上限を越える
ため、最終沸き上げ温度は、Ｅ点つ捷り４６℃程度の温
度となる。この温度はＡ点で示される初期水温つ１す１
点の影響を受けて移動するが、當にＡ点にかかわらず５
０℃以上とすることは離しい。しかるに単循環方式では
複循環方式より低流量で湯温を調整しつつ冷媒から凝縮
熱を得るために、冷媒の加熱ガス域をうまく利用して熱
交換を行うと、最高沸き上げ温度は設定された凝縮」１
限温度以上にすることができる。

第３図は、貯湯時の効率を第２図を基にして示したもの
で、図中の符号は第２図の各点に対応する。単循環方式
の場合に常にに点で示される効率で運転されるためＶこ
、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、より沸き上げ温度が高く
、効率の高いヒートポンプ式給湯装置を提供するもので
ある。

以下に本発明の一実施例におけるヒートポンプ式給湯装
置について、第４図全参考に説明する。

本実施例のヒートポンプ式給湯装置は、水回路と冷媒回
路からなる。冷媒回路は、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
結してなり、又、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１６．貯湯槽
１６．給湯蛇１」１７、温度センサー１８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１０により、回路内
を循環する水と冷媒を間接的かつ伝熱的に接触する様に
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に入り
、ここで、貯湯槽１６の下部より循環ポンプ１９により
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１１へ流入する。このキャピラリチューブ１１を
通過し膨張する冷媒は熱源側熱交換器１２で外気から熱
を得て蒸発し、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、温度の高捷っだ水は、貯−湯槽１６へ送り込まれる
。

ヒートポンプ式給湯装置が運転を開始すると、電磁二方
弁１５は開き、温度センサー１８が設定温度に達するま
での間は複循環貯湯を行う。温度センサー１８が設定温
度を検出すると電磁三方弁１５は閉じて単循環貯湯運転
を行い始め、貯湯槽１６内の水温を設定沸き上げ温度に
沸き上げ、貯湯して行く。

本発明による実施例として、第４図に揚げた温度調整弁
と電磁二方弁を使用して、複循環運転と４　　　　　単
循環運転を行う方法について述べたが、本発明は、複循
環方式のもつ効率が高いという利点と単循環方式のもつ
沸き上げ温度が高いという利点を、二つの方式を組み合
わせて共存させ、一つの最良のヒートポンプ式給湯装置
を得るようにしたものである。

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、利用側熱交換器、絞り
機構、熱源側熱交換器を順次連設した冷媒回路と、少な
くとも貯湯槽と利用側熱交換器と循環ポンプと全備え、
かつ、前記貯湯槽と前記利用側熱交換器との間を複数回
循環させて水温を上げる複循環回路及び前記貯湯槽内の
温度が所定温度以上に達したときに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とする単
循環回路を有する水循環回路と、前記複循環回路と単循
環回路との間で水の流れを切り換える切換手段を設けた
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、水
を効率よく加熱でき、しかも高い沸き上げ温度が得られ
、極めて経済性に富みかつ使用勝手のよいものとなる等
の効果を奏する。

【図面の簡単な説明】

第１図は従来の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、１０・・・・・・利用側熱交換
器、１１１Ｉ＠＠＠１１＠キヤピラリチユーブ、１２０
００００．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。 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、絞り機構、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、前記貯湯槽と
   前記利用側熱交換器との間を複数回循環させて水温を上
   げる複循環回路及び前記貯湯槽内の温度が所定温度以上
   に達したときに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とする単循環回路を有する水
   循環回路と、前記複循環回路と単循環回路との間で水の
   流れを切り換える切換手段を設けたヒートポンプ式給湯
   装置。