JPS6053734A - ヒ−トポンプ給湯機 - 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 本発明はヒートポンプ給湯機の運転制御に関するもので
ある。

従来例の構成とその問題点 ２・　−′ア 従来、と−トポンプの凝縮熱で貯湯槽内の水を昇温する
ヒートポンプ給湯機の代表的構成を第１図に示す。圧縮
機１、凝縮器２、絞り機構３、蒸発器４、送風機５でヒ
ートポンプが構成さ扛、放縮器２は貯湯槽６の下部に配
設されて貯湯槽６内の水を昇温する。７は貯湯槽６内の
水温を検知して圧縮機１と送風機５の運転（即ちヒート
ポンプの運転）を規制するサーモスタッ１〜である。ま
た８は給水管、９は出湯管である。」二記従来構成にお
いては、貯湯槽６内全部の水温がサーモスタット７の設
定値まで昇温されてはじめてヒートポンプの運転が停止
される。サーモスタット７は、あるディファレンシャル
を持って復帰点を有しており、貯湯槽６内の湯が出湯さ
扛、下部よりサーモスタット７の位置まで冷水が供給さ
れるか、出湯しなくても貯湯槽６内の湯温か低下すると
、サーモスタット７の水温検知によりヒートポンプの再
運転が行われる。このような運転制御であると、風呂へ
の給湯の様な一時的に多量に出湯する時以外は、常時貯
湯槽６内はほぼ全域にわたって高温３−’−’り 湯が確保さｎ、ていることになる。一方、実際の出湯パ
ターンは第４図に示すごとく、Ａで示す朝に洗面、台所
、掃除、洗濯等で少量ｌ”の湯を使用、Ｂで示す昼食後
台所で極少量、Ｃで示す夜に風呂、台所等で多方１の場
が使用される。即ち、夜の多量に湯を使用開始迄に貯湯
杷Ｉ６内全体を所定の温度までゲｒ、温しておいて、朝
の少量湯を使用する時に貯湯槽６内へは少なくとも、朝
と昼に使用するに必要な湯１１１を確保しておけば十分
であることがわかる１、シかるに従来方式においては、
夜多量に湯を使用するとサーモスタット７０作用により
ピーｌ−ポンプの運転が再開されて通学制の６時頃には
貯湯槽６内の全部が所定の高温丑で昇温されている。−
１：た朝の少量の出湯時に再度サーモスタット７の作用
によりヒー　トボンブ運転が再開さ扛る。

この時は貯湯槽６の上部の多量の残湯は若干の放熱によ
り沸−にげ時点より温度が低下している。したがって、
下部の冷水を」、二部の湯温迄加熱しさらに残湯も含め
て、所定の湯温までヒートポンプにより加熱運り〔ムさ
扛ることになる。ヒートポンプの運転効率は、凝縮器２
の周囲水温が低いほど大きく、高いほど小さくなる特性
を有しており、−に記のごとき残湯の多い時の再運転時
には凝縮器２の周囲水温が高い状態での運転時間が多く
なり、ヒートポンプ運転効率を低下させる原因となって
いた。また、はぼ常時貯湯槽６内を高温湯に保っている
ことになるため、放熱損失も多くなり、１−一タルとし
ての運転効率も低下するといった問題点があった。

発明の目的 本発明は以上のような従来の問題点を解決するもので、
必要な時刻に必要な湯量を確保することにより、加熱効
率の向上と放熱損失の低減を行い、これによりトータル
の効率を向上させることを目的とする。

発明の構成 この目的を達成するため、本発明は貯湯槽上部と下部に
ヒートポンプの凝縮器を配設し、タイマを用いて、夜間
から早朝時間帯では上部凝縮器を昼間時間帯は下部凝縮
器を選択使用するごとく構５・−Ｆ 成するもので、この構成により使用湯量の少ない朝、昼
は貯湯Ｍ叫４部の凝縮器を使用し、上部のみに必要な湯
を貯わえるのみであるため、不必要な運転をすることが
ないため、放熱損失を最小限にすることができる。一方
多量の湯量を必要とする夕刻迄の間、即ち昼間時間帯は
下部の凝縮器を使用し残湯の少ない状態でほぼ貯湯槽全
体の水を均一に加熱運転して夕刻迄には所定の温度迄昇
温するため、使用する丑での時間が最小限にでき、放熱
損失も最小限にできる。また、ヒートポンプの運転の大
半を周囲温度の高い昼間時間帯であるためヒートポンプ
の運転効率が高くとｎる。したがって１・−タルの効率
が向」ニするものである。

実施例の説明 本発明の一実施例を図面第２図、第３図を用いて説明す
る。第２図はシステム構成の一実施例であり、１は圧縮
機、２ａは第１凝縮器で貯湯槽６の−１一部に配設さｎ
、る３、２ｂは第２１Ａｆ縮器で貯湯槽６の下部に配設
さ扛る。３は絞り機構、４は蒸発器、５は蒸発器４１（
１の送風機で、前記第１凝縮器６・　− ２８と第２凝縮器２ｂＵ並列に配管される。１０は第１
電磁弁で第１凝縮器２ａのガスライン側に、１１は第２
電磁弁で第２凝縮器２ｂのガスライン側に配設される。

１２．１３は第１逆止弁、第２逆止弁で各々第１凝縮器
２ａ、第２凝縮器２ｂの液ライン側に配設する。１４は
第１＠縮器２ａと第１逆止弁１２とのラインより導出さ
れたギヤピラリチューブ、１５は第２凝縮器２ｂと第２
逆止弁１３とのラインより導出されたキャピラリチュー
ブで、キャピラリチューブ１４．１５は合流して導管１
６により圧縮機１の吸入ラインへ結合さ扛る。７ａは第
１サーモヌタソトで、第１凝縮器２ａの配設位置よりも
上部のタンク内水温を検知するごとく配設さ扛る。７ｂ
は第２ザーモスタソトで、第２凝縮器２ｂの配設位置よ
りも上部のタンク内水温を検知するごとく配設される。

８は給水管、９は出湯管である。第１図と同一機能部品
には同一記号を付した。第３図は制御回路の一実施例で
あり、１′は圧縮機、５′は送風機、７　、　ｒは第１
サーモスタツトの接点、７ｂ′は第２ザーモヌタ７／・
−２７ ノ１−の接点、１６はタイマ、１７ａ、１７ｂはタイマ
に」、る１と点で、接点１７ａは夜間から早朝の時間帯
に閉となり、接点１７ｂは昼間時間帯に閉となるごとく
タイマ１６を設定する。１８．１９は第１リレー、第２
リレーで、第１リレー　１８は第１サーモスタツト接点
７　、　／と第１タイマ接点ｆ７ａが閉となった時通電
さ扛、第２リレー１９は第１ザーモスタソト接点７ｂ’
と第２タイマ接点１７ｂが閉となった時に通電さ才する
ごとく配線さ扛る。２ｏ、２２は第１リレ　１８の正接
点、２１．２３は第２リレー１９の正接点、ｉｏ’は第
１電磁弁、１１′に１第２電磁弁、２４はメインスイッ
チである。

上記＋１−ｊ成において各動作を説明する。通常メイン
スィッチ２４Ｌ１常時閉の状態であり、丑づ夜間から早
朝の時間４１）においてはタイマ１６の接点１７ａが閉
であり、貯湯槽６−１一部に配設されてい、７Ｊ’１ｇ
−モスタッ１−７８の位置で水温がザーモヌタノ１−７
８の設定温度以下に低下していると接点７　ａｌは閉と
なり、第１リレー１８に通電さ扛、接点２０．２２が閉
となって電磁弁１０′、圧縮機特開昭ＧＯ−５３７３４
（３） １′、送風機５′に通電さ扛てヒートポンプ運転が開始
さ扛る。この時第２リレー１９は通電されていないので
、電磁弁１１′への通電がなく、電磁弁１１は閉となり
、第１凝縮器２ａへ冷媒が流れ貯湯槽６の上部の水のみ
が昇温さ扛る。」二部水温が第１ザーモスタソ）７ａの
設定値まで達すると接点７　ａｌが開となりヒートポン
プ運転が停止１−する。この時、第１凝縮器２ａを境と
して」二部に高温湯、下部には冷水または低温湯とその
比重差により分離さ扛ている。この様に早朝壕では貯湯
槽６の上部のみを加熱するだけであるため、不要な運転
をすることなく、また、放熱も最小限におさえら扛る。

早朝の所定時間になるとタイマ１６の接点１７ａが開と
なる。次に昼間時間帯の設定時間になるとタイマ接点１
７ｂが閉となる。この時通常貯湯槽６の下部は水である
ため、第２ザーモスクノＩ・の接点７ｂ’は閉であり、
第２リレー１９へ通電さｎ１接点２１．２３が閉とをシ
、電磁弁１１′と圧縮機１′、送風機５′に通電さ扛、
ヒートポンプ運転が開始さ扛で、貯湯槽６下部の第２慶
縮器２ｂ９ベジ へ冷媒が流扛貯ｉ　４．１．ｌｌ、ｉ　５の最下部より
全体の水が昇温さ扛る。貯湯、１ｌｌｊｉ　５内の湯温
が第２ザーモスタソ１−７ｂの設定１０１１１で達する
と接点７ｂ’が開となりに−１−ポンプ運転が停止する
。この状態で出湯さｉｌ、第２−＋１−−モヌタノｊ・
７ｂ点で水温を検知するとじ　−トポンプが丙運転さ扛
貯湯槽６内の湯量が十分確保さ１１る。ＪＬ１間時間帯
の終了時刻になると第２タイマ接点１７ｂが開となる。

」−記のごとくり刻捷では貯湯槽６内の湯量が確保さｎ
ているため、夕刻からｆｋにかけての風呂、台所への大
量の湯使用に十分である。１だ、貯湯槽６全体の水を高
温湯に沸上げてから使用する壕での時間が短くなるため
放熱損失を最小限に押えられるとともに外気発明の効果 この発明によ扛ば、貯湯槽」二部に水加熱用の第１凝縮
器と第２凝縮器を配設し、タイマにより、夜間から早朝
捷での時間帯は上部の第１凝縮器を選択使用することで
朝と昼に使用するに必要な湯１０　′ 量のみを確保するごとくヒートポンプを運転するため、
不必要な電力を消費せず、寸だ放熱ロスも少ない利点が
ある。さらに、昼間時間帯には、タイマにより貯湯槽下
部に配設された第２凝縮器を使用して残湯の少ない状態
で貯湯槽内全体を均一に加熱してゆくため、ヒートポン
プの運転効率が高くなる。また、外気温の高い昼間時間
帯に大半の運転を行うため、ピー１−ポンプの運転効率
が高く数社る。さらに、タイマーによる選択運転により
貯湯槽全体の水を高温に沸上げてから風呂等へ多量に使
用するまでの時間が短〆くなるため、放熱損失を最小限
に押えることができるといった効果がありトータルとし
ての効率向」二に大きな効果を有するものである。

【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の構成図、第２図
は本発明の一実施例におけるヒートポンプ給湯機の構成
図、第３図は同制御回路の回路図、第４図は代表的な給
湯パターン図である。 １・・・・・・圧縮機、２ａ・・・・・・第１凝縮器、
２ｂ・・・・・・１１　・　− 第２凝縮滞、３・・・・・・絞り機構、４・・・・・・
蒸発器、６・・・・・・貯湯槽、１６・・・・・・タイ
マ。 代理人の氏名　弁理士　中　尾　敏　男　ほか１名第１
図 第２図 Ｊ　１３

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. （１）圧縮機、第１凝縮器、第２凝縮器、絞り機構蒸発
   器からなるヒートポンプ手段と、貯湯槽とを備え、前記
   第１凝縮器は前記貯湯槽」二部に、前記第２凝縮器は前
   記貯湯蒲下部に位置せしめ、前記第１凝縮器と第２凝縮
   器はタイマによって選択使用するに一トポンプ給湯機。 ２）タイマ設定は夜間からＶ朝時間帯と昼間時間帯との
   ２つの時間帯とし、夜間から早朝時間帯では第１の凝縮
   器を、昼間時間帯では第２の凝縮器を選択使用する制御
   回路を設けた特許請求の範囲第１項記載のヒートポンプ
   給湯機。