JPS61134538A - ヒ−トポンプ式給湯装置 - Google Patents

ヒ−トポンプ式給湯装置

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JPS61134538A
JPS61134538A JP59256851A JP25685184A JPS61134538A JP S61134538 A JPS61134538 A JP S61134538A JP 59256851 A JP59256851 A JP 59256851A JP 25685184 A JP25685184 A JP 25685184A JP S61134538 A JPS61134538 A JP S61134538A
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JP
Japan
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water
hot water
tank
preheated
preheating
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Pending
Application number
JP59256851A
Other languages
English (en)
Inventor
Masami Imanishi
正美 今西
Toshiro Abe
敏郎 阿部
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Mitsubishi Electric Corp
Original Assignee
Mitsubishi Electric Corp
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Publication date
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Publication of JPS61134538A publication Critical patent/JPS61134538A/ja
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    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F24HEATING; RANGES; VENTILATING
    • F24DDOMESTIC- OR SPACE-HEATING SYSTEMS, e.g. CENTRAL HEATING SYSTEMS; DOMESTIC HOT-WATER SUPPLY SYSTEMS; ELEMENTS OR COMPONENTS THEREFOR
    • F24D17/00Domestic hot-water supply systems
    • F24D17/02Domestic 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)
  • Heat-Pump Type And Storage Water Heaters (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。

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 この発明は、ヒートポンプ式給湯装置、特にその効率化
および沸き上げ時間の短縮化1こ関するものである。′ 〔従来の技術〕 従来のヒートポンプ式給湯装置として、第8図iこ示す
ものがあった。図においてit)は圧縮機、(2)は温
水加熱用凝縮器、(3)は絞り装置、(4)は熱源側蒸
発器、【6)は冷媒配管、(6)は貯湯タンク、(7)
は上記貯湯タンク(6)は下部と上記温水加熱用凝縮器
(2)の水入口とを接続する被加熱水循環回路の往路、
(8)は上記温水加熱用凝縮器(2)の水出口と上記貯
湯タンク(6)上部とを接続する温水循環回路の復路、
(9)は上記被加熱水循環回路往路(7)途中に設けら
れた被加熱水循環ポンプ、(iQは上記貯湯タンク(6
)最下部に接続された給水配管で給水を上記貯湯タンク
(6)に導入するためのものである。(6)は上記貯湯
タンク(6)最゛上部に接続された給湯配管で負荷側に
加熱水を給湯するためのものである。@は上記貯湯タン
ク(6)内の貯湯温度を検出し、上記圧縮機(1]およ
び上記被加熱水循環ポンプ(9)を運転制御する温水加
熱用サーモスタット、Q3は上記熱源側蒸発器(4)の
水入口に接続された熱源水配管である。
次ξこ動作iこついて説明する。温水加熱用サーモスタ
ット@は例えば55℃に設定され、貯湯温度が65°C
以下のとき被加熱水循環ポンプ(9)および圧縮機+1
3を運転せしめる。上記被加熱水循環ポンプ(9)の運
転により、被加熱水は貯湯タンク(6)と温水加熱用凝
縮#(2)との間を循環する。つまり貯湯水は上記貯湯
タンク(6)下部より出て、被加熱水循環回路性路(7
)を通り、上記温水加熱用凝縮器(2)を経て、被加熱
水循環回路復路(8)を通り、上記貯湯タンク(6)上
部へ戻る。一方上記圧縮機(1)の運転により、冷媒ガ
スは圧縮され、高温高圧ガスとなり、冷媒配管(6)を
通り、上記温水加熱用凝縮器(2)に入る。ここで被加
熱水と熱交換し放熱することにより被加熱水を加熱し、
自らは凝縮して高温液冷媒となる。このとき冷媒は温水
の流れ方向に対し向流方向に流れ、温水は上記温水加熱
用熱交換器(2)出口部で高温ガス冷媒と熱交換するた
め、温水出口温度を高くすることができる。上記温水加
熱用凝縮器(2)を出た液冷媒は絞り装置(3)で減圧
され、低温低圧液冷媒となり、熱源側蒸発器(4)に入
る。
ここで冷媒は熱源水配管(2)より、供給される熱源水
より吸熱して蒸発し低圧ガスとなり上記圧縮機(1)へ
戻る。上記の冷媒サイクルは第4図に示す如くなる。図
においてA点は上記圧縮機(1)出口、B点は上記温水
加熱用凝縮器(2)出口、D点は上記絞り装置(3)出
口、E点は上記熱源側蒸発器(4)出口即ち上記圧縮機
(υ入口である。このサイクルを繰り返すこと(こより
、上記貯湯タンク(6)内の水を例えば5°Cから66
°Cまで昇温させることができる。貯湯温度が例えば5
5°Cに達すると上記温水加熱用サーモスタット(6)
(こより上記圧縮機(1)および上記被加熱水循環ポン
プ(9)は運転を停止し加熱運転を終了する。また給湯
負荷が生じ給湯配管(6)より給湯され給水配管αOよ
り上記貯湯タンク(6)内に給水  1され、上記温水
加熱用サーモスタット四の温度検出部が66°C以下に
なると、再び上記被加熱水循環ポンプ(9)および上記
圧縮機(1)の運転を再開する。
貯湯タンク(6)内には例えば6°Cの水が給水され、
圧縮機(1)は給水された量の水が50°C昇温して6
5’Ciこなるまで運転を続ける。
〔発明が解決しようとする問題点〕
従来のヒートポンプ式給湯装置は以上のよう(こ構°成
されているので、給湯負荷が生じ給湯し貯湯タンク内に
新たに給水された場合普こは、給水温度(例えば5°C
)から貯湯設定温度(例えば55°C)まで昇温する必
要があり、昇温中が大きく昇温ζこ時間を要するという
問題があり、給湯負荷が頻繁に生じる場合には昇温能力
を上げるため、装置を大型化する必要があった。
この発明は上記のような問題点を解消するためになされ
たもので、貯湯タンクに供給される水を比較的短時間に
て貯湯設定温度まで昇温できるヒートポンプ式給湯装置
を得ることを目的とする。
〔問題点を解決するための手段〕
この発明(こ係るヒートポンプ式給湯装置は、圧縮機、
温水加熱用凝縮器、絞り装置及び熱源側蒸発器が順次冷
媒配管によらて接続され、かつ給水予熱用熱交換器が上
記温水加熱用凝縮器と上記絞り装置との間に位置するよ
うに上記冷媒配管に接続された冷凍回路と、上記温水加
熱用凝縮器に被加熱水を供給する被加熱水を供給する給
勘配管とが設けられた貯湯タンクと、給水を導入するた
めの給水配管と予熱水を上−記貯湯タンクに供給する予
熱水供給配管と被予熱水を上記給水予熱用熱交換器に供
給する被予熱水循環回路とを有する給水予熱タンクとを
設けることによりヒートポンプ式給湯装置を構成して上
記目的を達成するものである。
〔作用〕
この発明においては、給水予熱用熱交換器(こより、給
水予熱タンクの水温を昇温すると同時)こ、冷凍サイク
ル創 は過冷却をとり、熱交換器効率を向上させるため
、能力アップc、o、pの向上を計ることができる。
〔発明の実施例〕
以下この発明の一実施例について説明する。第1図にお
いて(υ〜(9)およびα])〜0は第8図に示す従来
装置と同一または相当部分を示す。またQ4は給水予熱
用熱交換器、(4)は給水予熱タンクαQは上記給水予
熱タンク@下部と上記給水予熱用熱交換器α尋の水入口
とを接続する被予熱水循環回路の往路、いは上記給水予
熱用熱交換器Q4の水出口と上記給水予熱タンク(至)
の上部とを接続する被予熱水循環回路の復路、(至)は
上記被予熱水循環回路の復路Qlの途中に設けられた被
予熱水循環ポンプ、(2)は上記給水予熱タンク(7)
最上部と上記貯湯タンク(6)最下部とを接続する予熱
水供給配管、(7)は上記給水予熱タンク(7)最下部
(ζ接続された給水配管で上記給水予熱タンク榊に給水
を導入するものである。(財)は上記給水予熱タンク(
至)内の水温を検知して上記被予熱水循環ポンプ(至)
の運転制御を行なう給水予熱用サーモスタットである。
また(2)は冷凍回路である。
次に動作について説明する。温水加熱用サーモスタット
(2)は例えば55°C1こ設定され、また給水予熱用
サーモスタット3〃は例えば40’Cに設定されている
。貯湯タンク(6)内の水温が66°C以下であり、か
つ給水予熱タンク明白の水温が40″C以下の場合1ζ
は、上記温水加熱用サーモスタット(2)および上記給
水予熱用サーモスタット(財)の働き(こより、被予熱
水循環ポンプ(財)が運転を行ない、被予熱水は上記給
水予熱タンクQI9と給水予熱用熱交換器α◆との間を
循環する。つまり被予熱水は上記給水予熱タンク(至)
下部より出て、被予熱水循環回路の往路O・を通り上記
給水予熱用熱交換器q4を経て、被予熱水循環回路の復
路αηを通り、上記給水予熱タンク(至)上部へ戻る。
また温水加熱用サーモスタットυは貯湯タンク(6)内
の水温が55°C以下のとき、被加熱水循環ポンプ(9
)および圧縮機illを運転せしめる。上記被加熱水循
環ポンプ(9)の運転(こより被加熱水は従来装置と同
様に上記貯湯タンク(6)と温水加熱用凝縮器(2)と
の間を循環する。一方、圧縮機11)の運転により、冷
媒ガスは圧縮され高温、高圧ガスとなり、冷媒配管(5
)を通り、上記温水加熱用凝縮器(2)に入る。ここで
被加熱水と熱交換し放熱することにより、被加熱水を加
熱し、自らは凝縮して高温液冷媒となる。このとき冷媒
は被加熱水の流れ方向1こ対し、向流方向に流れ、被加
熱水は上記温水加熱用熱交換器(2)出口部で高温ガス
冷媒と熱交換するため、温水出口温度を高くすることが
できる。上記温水加熱用凝縮器(2)を出た高温液冷媒
は、上記給水予熱用熱交換器q4に入り、例えば10 
’Cの被予熱水と熱交換し、被予熱水を例えば30°C
に加熱する。このとき冷媒は、被予熱水の流れ方向と並
流方向に流れる。上記給水予熱用熱交換器(141を出
た液冷媒は、絞り装置(3)で減圧され、低温低圧液冷
媒となり、熱源側蒸発器(4)に入る。ここで冷媒は熱
源水配管口より供給される熱源水より吸熱して蒸発し、
低温低圧ガスとなり、上記圧縮機(1)へ戻る。上記給
水予熱熱交換’1404において、冷媒と予熱水が並流
方向に流れ熱交換しているため、冷媒出口温度は被予熱
水出口温度よりも低く冷却されることはなく、異常な過
冷却のための上記熱源側蒸発器(4)での蒸発不足によ
る、上記圧縮機(υへの液バツク事故が起こることはな
いo上記の冷媒サイクルは第2図に示す如くなる。図に
おいてA点は上記圧縮機(1)出口、B点は上記温水加
熱用凝縮器(2)出口、0点は上記給水予熱用熱交換O
a<出口、D点は上記絞り装置(3)出口、E点は上記
熱源側蒸発器(4)出口、即ち上記圧縮機113入口で
ある。このサイクルを繰り返すことにより、上記貯湯タ
ンク(6]内の被加熱水を加熱すると同時1ζ、上記給
水予熱タンク(2)内の被予熱水を加熱する。被予熱水
が次第に加熱され、上記給水予熱タンク(7)内の水温
が例えば40°Cに達すると、上記給水予熱用熱交換麗
α尋での被予熱水と液冷媒との温度差が小さくなり熱交
換量が少くなるため、給水予熱用す−モスタットシυに
より、上記被予熱水循環ポンプ(ト)の運転を停止し、
被予熱水の加熱を停止する。また上記貯湯タンク(6)
内の被加熱水が次第に加熱され、例えば55°Cに達す
ると、上記温水加熱用サーモスタット叫により、上記被
加熱水循環ポンプ(9)および上記圧縮機(υの運転を
停止し被加熱水の加熱を終了させると共に、上記被予熱
水循環ポンプ(ト)の運転を停止する。さらに給湯負荷
が生じ、給湯配管(lηより給湯され、予熱水供給配管
α鐸を通じて上記予熱タンク四上部から上記貯湯タンク
テロ)内に例えば30°Cの予熱水が補給され、上記温
水加熱用サーモスタット(2)の温度検出部が例えば5
5°C以下になると、上記被加熱水循環ポンプ(9)お
よび上記圧縮機(υを運転せしめ、温水加熱運転を再開
すると共に、上記被予熱水循環ポンプ翰を運転せしめ、
予熱水加熱運転を再開する。また、給湯負荷が生じたと
き、上記給水予熱タンク(ト)内の水温が上記給水予熱
用サーモスタットeυの設定値(例えば40°C)lこ
達していた場合にも、給水配管(1)より上記給水予熱
タンク(至)内に給水され上記給水予熱タンクα場内の
水温が例えば40°C以下優こなると上記給水予熱用サ
ーモスタット@1) ICより上記被予熱水循環ポンプ
(至)を運転せしめ、予熱水加熱運転を再開する。
以上のよう(こ、上記貯湯タンク(6)内の水温および
給水予熱タンクQ])内の水温が共に各々上記温水加熱
用サーモスタットQυの設定値以下の場合には、上記温
水加熱用凝縮器(2)で被加熱水を加熱すると同時に、
上記給水予熱用熱交換器(14にて被予熱水を予熱する
。従って、上記貯湯タンク(6)には給水が予熱された
後補給されるため、上記貯湯タンク(6)で必要な沸き
上げ温度中が小さい。しかも冷凍サイクル側では、液冷
媒が過冷却された状態で絞り装置(3)に入りg圧され
、熱源側蒸発器(4)に入る為蒸発器(4月こおける冷
媒の分配が改善され、しかも乾き度の小さい状璽で蒸発
器(4)を通過し、蒸発する為熱伝達液が向上する、し
たがって、蒸発器(4)優こおける能力が増大する結果
となる。
なお、上記実施例では、水熱源方式について説明したが
、空気熱源方式でも良く、上記実施例と同様の効果を奏
する。
〔発明の効果〕
この考案は以上説明したとおり、圧縮機、温水加熱用凝
縮器、絞り装置及び熱源側蒸発器が順次冷媒配管(こよ
って接続され、かつ給水予熱用熱交換器が上記温水加熱
用凝縮器と上記絞り装置との間に位置するように上記冷
媒配管に接続された冷  1凍回路と、上記温水加熱用
凝縮器督ζ被加熱水を供給する被加熱水循環回路と負荷
側に加熱水を供給する給湯配管とが設けられた貯湯タン
クと、給水を導入するための給水配管と予熱水を上記貯
湯タンクに供給する予熱水供給配管と上記給水予熱用熱
交換器Cζ被予熱水を供給する被予熱水循環回路とを有
する給水予熱タンクとを設けることによりビートポンプ
式給湯装置を構成したので、給湯負荷が生じ給湯した場
合、貯湯タンク内に新たに供給される給水予熱タンクに
おいて予熱され昇温されているので、貯湯タンク内で所
定の温度蚤こ達するまでの昇温幅が小さくなり、昇温時
間が短縮され、したがって、従来装置に較べ小形の装置
で、大きな給湯負荷に対応できるという効果がある。
また、冷凍サイクル側では、給水予熱用熱交換器昏こて
過冷却をとるため、蒸発器における冷媒分配の改善、熱
伝達率の向上を図ることができ、能力C10、P、のア
ップが可能となる。
【図面の簡単な説明】
第1図はこの発明の一実施例を示すヒートポンプ式給湯
装置の構成図、第2図は第1図に示すヒートポンプ式給
湯装置の冷凍回路におけるモリエル線図、第8図は従来
のヒートポンプ式給湯装置の構成図、第4図は第3図に
示すヒートポンプ式給湯装置の冷凍回路(こおけるモリ
エル線図である。 illは圧縮機、(2)は温水加熱用凝縮器、 (3)
ば絞り装置、(4)は熱源側蒸発器、(5)は冷媒配管
、(6)は貯湯タンク、(7)および(8)は被加熱水
循環回路、(6)は給湯配管、α々は給水予熱用熱交換
m、wは給水予熱タンク、Qoおよびaηは被予熱水循
環回路、 01は予熱水供給配管、(1)は給水配管、
@は冷凍回路である。 なお、図中、同一符号は同一、又は相当部分を示す。

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 圧縮機、温水加熱用凝縮器、絞り装置及び熱源側蒸発器
    が順次冷媒配管によつて接続され、かつ給水予熱用熱交
    換器が上記温水加熱用凝縮器と上記絞り装置との間に位
    置するように上記冷媒配管に接続された冷凍回路、上記
    温水加熱用凝縮器に被加熱水を供給する被加熱水循環回
    路と負荷側に加熱水を供給する給湯配管とが設けられた
    貯湯タンク、及び給水を導入するための給水配管と予熱
    水を上記貯湯タンクに供給する予熱水供給配管と上記給
    水予熱用熱交換器に被予熱水を供給する被予熱水循環回
    路とを有する給水予熱タンクを備えたヒートポンプ式給
    湯装置。
JP59256851A 1984-12-04 1984-12-04 ヒ−トポンプ式給湯装置 Pending JPS61134538A (ja)

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Cited By (5)

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