JPS60248A

JPS60248A - ヒ−トポンプ給湯機

Info

Publication number: JPS60248A
Application number: JP58107055A
Authority: JP
Inventors: Masahiro Ohama; 昌宏尾浜; Tatsuaki Kodama; 児玉　達明; Koichiro Yamaguchi; 山口　紘一郎
Original assignee: Matsushita Electric Industrial Co Ltd
Current assignee: Panasonic Holdings Corp
Priority date: 1983-06-15
Filing date: 1983-06-15
Publication date: 1985-01-05

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−にの利用分野本発明はヒートポンプを応用した給湯機の改良に関する
ものである。

従来例の構成とその間呟点従来のヒートポンプ給湯機を第１図に示す。第１図にお
いて、冷凍サイクルは、圧縮機（ａ）、給湯用水対冷媒
熱交換器中）、絞り装置（Ｃ）および室外熱交換器（ｄ
）をそれぞれ環状に連絡することによって構成され、ま
た、水側回路は、電気ヒータ（ｅ）を内臓した貯湯槽（
ｆ）、循環ポンプ（９）およびｉＱ記給揚用水対冷媒熱
交換器Φ）を連結することによって不１４成されている
。

これら従来構成上の問題点は、単一の給湯用水対冷媒熱
交換器（ｂ）を用いているため、圧＃ｉ機（ａ）の常用
圧力限界である約２１　ｋｇ／ｄにおける冷媒の飽和凝
縮温度程度の温水しか得ることかてきなかった。つ捷り
、循環ポンプ（ｆ）によって、循環水流鳳を調節しても
、温水として５５°Ｃ程度か限界てあった。

ところで、−日の給湯負荷を考えた場合、大部分の負荷
に対しては、５５°Ｃ程度の温水があれば十分であるが
、風呂のさし湯等では、７０〜８００Ｃ程度の温水が必
要となる。そのため、従来は貯湯槽（りの内部に電気ヒ
ータ（ｅ）を補助熱除として設け、温水を高温まで沸き
上げていた。

このように、補助熱源を用いるということで。

イニシャルコストが高くなり、又、電気ヒータを用いる
ということて、ヒートポンプ給湯と比較して、エネルギ
効率か悪く、ランニングコストも高く々るという欠点か
あった。

発明の目的本発明はかかる従来の問題を解消するもので、補助熱源
を用いないで、高温給湯を可能とし、さら（（、熱効率
のよいヒートポンプ給湯を達成すると吉を目的とするも
のである。

発明の構成この目的を達成するために、本発明１は給湯用水対冷媒
熱交換器を、第１の給湯用水対冷媒熱交換器と第２の給
湯用水対冷媒熱交換器とを並列に接続したものとし、前
記第１の給湯用水対冷媒熱交換器においては、水と熱交
換する冷媒の凝縮温度よりも低い温水を得、前記第２の
給湯用水対冷媒熱交換器においては、前記冷媒の凝縮温
度よりも高い温水を得ることができるように構成したも
のである。

実施例の説明以下、本発明の一実施例を第２図を用いて説明する。第
２図において、冷凍サイクルは［ｆ縮機（１）、給湯用
水対冷媒熱交換器？）、絞り装置３および室外熱交換器
（４）をそれぞれ環状に連結することにより構成されて
いる。前記給湯用水対冷媒熱交換器■は、第１の給湯用
水対冷媒熱交換器■ａ）と第２の給湯用水対冷媒熱交換
器（２ｂ）とを並列に結合したものから成っている。さ
らに、循環ポンプ（５）は貯湯槽（６）の下部に連結さ
れ、ｉａ記循環ポンプ（５）の出口側は、第１の給湯用
水対冷媒熱交換器（２ａ）の入口側と、第２の給湯用水
対冷媒熱交換器（２ｂ）の入口側とに連結され、第１の
給湯用水対冷媒熱交換器（２ａ）の出口側は、第１の温
度調整弁（７）を介して、貯湯槽（６）の第１の戻り口
（８）に連結され、また、第２の給湯用水対冷媒熱交換
器（２ｂ）の出口側は、第２の温度調整弁（９）を介し
て、貯湯槽（６）上部の第２の戻り口（１０）に連結さ
れることによって水回路が構成される。また、（１１）
は第１の出湯口であり、（１２）は３方弁、（１３）は
給水口である。

圧縮機（１）によって圧縮された過熱ガス状態の冷媒は
、給湯用水対冷媒熱交換器（２）において、第１の給湯
用水対冷媒熱交換器（２ａ）側と第２の給湯用水対冷媒
熱交換器（２ｂ）側とに、分かれて流入する。

後述するように、給湯用水対冷媒熱交換器■で、冷媒は
、循環ポンプ（５）によって前記給湯用水対冷媒熱交換
器■に流入してきた冷水を加熱して凝縮する。さらに、
この凝縮した冷媒は、給湯用水対冷媒熱交換器りの出口
で合流し、絞り装置■で膨張した後、室外熱交換器（４
）で大気より熱を奪って蒸発し、圧縮機（１）に吸い込
まれる。

次に水側の回路について説明する。循環ポンプ（５）に
よって貯湯槽（６）内の冷水は、給湯用水対冷媒熱交換
器■において、第１のＭ！湯湯水水対冷媒熱交換器２ａ
）側と第２の給湯用水対冷媒熱交換器＠ｂ）側とに分れ
て流入する。第１の給湯用水対冷媒熱交換器（２ａ）に
流入した冷水は、第１の温度調整弁（７）の作用によっ
て、冷媒の凝縮温度よりも低い温］丈（本実施例におい
ては５００Ｃ）まで加熱された後、第１の戻り口（８）
から貯湯槽（６）にもどる。また、第２の給湯用水対冷
媒熱交換器（２ｂ）に流入した冷水は、第２の温度調整
弁（９）の作用によって、冷媒の凝縮温度よりも高い温
度（本実施例１（おいては７５°Ｃ）まで加熱された後
、第２の戻り口（１０）から貯湯槽（６）にもどる。

さらに詳しく説明すると、第１の温度調整弁（７）と第
２の温度調整弁（９）の作用で、循環ポンプ（５）によ
って循環する冷水の大部分は、第１の、給湯用水対冷媒
熱交換器＠ａ）に流入し、残りの冷水は第２の給湯用水
対岸ｖＸ熱交換器（２ｂ）に流入する。まだ、圧縮機（
１）から吐出された冷媒の大部分は、第１の給湯用水対
冷媒熱交換器（２ａ）に流入し、残りの冷媒は第２の給
湯用水対冷媒熱交換器（２ｂ）に流入する。この第１と
第２の給湯用水対冷媒熱交換器に流入する冷媒の概略的
な流量比は、第１と第２の給湯用水対冷媒熱交換器の適
当な冷媒側管路抵抗比を装置設計時に選ぶことによって
可能である。

あるいは、第２の給湯用水対冷媒熱交換器（２ｂ）側の
冷媒管路中に流量調整弁を設けることによっても可能で
ある。

このように、大部分の循環水と大部分の冷媒とが、第１
の給湯用水対冷媒熱交換器（２ａ）側で熱交換されるた
め、圧縮機に対する負荷は、第１の給湯用水対冷媒熱又
換器■ａ）側でほとんど決定される。だから、第２の給
湯用水対冷媒熱交換器１２ｂ）で高温の温水（冷媒の凝
縮温度よりも高い温度）を得るためて、第２の温度調整
弁（９）を極端に絞っても、圧１＃Ｊ機（１）に対する
負荷変動は微小であり、安定した運転が得られる。

次に、第１の給湯用水対冷媒熱交換器りａ）と第２の給
湯用水対冷媒熱交換器（２ｂ）とにおける冷媒と水の温
度変化について説明する。第３図罠おいて、横軸に第１
の給湯用水対冷媒熱交換器の長さをとり、縦軸に冷媒の
温度と水の温度をとって、冷媒と水の温変質化をあられ
したものである。冷媒は圧縮機（１）から吐出された過
熱ガス状態の温度１　、、で（第３図では右側から）第
１の給湯用水対冷媒熱交換器（２ａ）に入り、順次水と
熱交換し、飽和凝縮温度１．２となる。さらに、水と熱
交換し、第１の給湯用水対冷媒熱交換器（２ａ）の出口
では、過冷却液状態の温度ｔ、３となる。また、循環ポ
ンプ（５）で送られた冷水（ｒｉ、第３図では左側から
第１の給湯用水対冷媒熱交換器（２ａ）に入り、順次冷
媒と熱交換し、第１の給湯用水対冷媒熱交換器（２ａ）
の出口では冷媒の飽和凝縮温度ｔ　、２より若干低い温
度ｔｖＶ２（約５００Ｃ）ｔで加熱される。

次に、第４図において、横軸に第２の、＠湯用水対冷媒
熱交換器（２ｂ）の長さをとり、縦軸に冷媒の温度と水
の温度をとって、冷媒と水の温度変化をあられしたもの
である。冷媒は第３図における第１の給湯用水対冷媒熱
交換器りａ）の場合と同様、ｔｒｌ　＋　ｔｒ２＋　’
ｒ３と変化する。また、循環ポンプ（５）で送られた冷
水は、第２の給湯用水対冷媒熱交換器Ｇ？ｂ）に入り、
順次全課と熱交換し、第２の給湯用水対冷媒熱交換器（
２ｂ）の出口では冷媒の飽和凝縮温度ｔｒ２より高い温
度ｔＷ２（約７５°Ｃ）まで加熱される。

このようにして熱交換を終え貯湯を完了した状態の貯湯
槽（６）内の温度分布け、貯湯槽（６）上部に高温（約
７５ＱＣ）の温水が貯えられ、その下部の貯湯槽（６）
には適温（約５０°Ｃ）の温水が貯えられるようになる
。そして、３方弁（２）の切換えによって、給湯用途別
に必要湿度の温水を得ることができる。

発明の効果以−ヒのように本発明のヒートポンプ給湯機は、給湯用
水対冷媒熱交換器を、第１の給湯用水対冷媒熱交換器と
第２の給湯用水対冷媒熱交換器とを並列て接続したもの
とし、前記第１の給湯用水対冷媒熱交換器においては、
水と熱交換する冷媒の凝縮温度よりも低い温水（約５０
°Ｃ）を得、前記第２の給湯用水対冷媒熱交換器におい
ては、前記冷媒の凝縮温度よりも高い温水（約７５°Ｃ
）を得ることができるように構成しているので、給湯負
荷の温度として適温である温水（約ａ　ｏｏｃ　）を大
量に供給でき、さらに、補助熱源なしに、風呂のさし湯
等に必要な高温の温水（約７５°Ｃ）も供給できるので
、コストが安くなる。また、電気ヒータ等を用いずに、
さらに、必要以−ヒに圧縮機の圧力を上げないでヒート
ポンプのみで高温の泥水を作るので、エネルギ効率も大
幅に良くなるという効果がある。

【図面の簡単な説明】

第１図は従来例のヒートポンプ給湯機を示す構成図、第
２図は本発明の一実施例のヒートポンプ給湯機を示す構
成図、第３図は同第１の給湯用水対冷媒熱交換器の水と
冷媒の温度変化を示す１＃性図、第４図は同第２の給湯
用水対冷媒熱交換器の水と冷媒の温度変化を示す特性図
である２、１・・・・・・圧縮機、２・・・・・・給湯
用水対冷媒熱交換器、２ａ・・・・・・第１の給湯用水
対冷媒熱交換器、２ｂ・・・・・・第２の給湯用水対冷
媒熱交換器、３・・・・・・絞り装置、４・・・・・・
室外熱交換器、５・・・・・・循環ポンプ、６・・・・
・・貯湯槽。代理人の氏名　弁理士　中　尾　敏　男　ほか１名第１
図第２図

Claims

【特許請求の範囲】

圧＃Ｊ機と給湯用水対冷媒熱交換器と絞り装置と室外側
熱交換器とをそれぞれ環状に連絡して冷凍サイクルを構
成し、さらに、貯湯槽と循環ポンプとｉ１１記給湯用水
対冷媒熱交換器とをそれぞれ連結して水側回路を構成し
、前記給湯用水対冷媒熱交換器を、第１の給湯用水対冷
媒熱交換器と第２の袷、傷用水対冷媒熱交換器とを並列
に接続し、前記第１の給湯用水対冷媒熱交換器で水と熱
交換する冷媒の凝７縮ｍ１度よりも低い温水を得、前記
第２の給湯用水対冷媒熱交換器で前記冷媒の凝縮温度よ
りも高い温水を得るヒートポンプ給湯機。