JPS61225539A - 給湯システム - 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】 （発明の技術分野） 本発明は、給湯システムに係り、特に、料金の安い深夜
電力を有効利用したシステムにおいて。

風呂の追い炊きを容易に行なえるようにした給湯システ
ムに関する。

〔発明の技術的背景とその問題点〕

給湯システムには種々の方式があるが、その中に、料金
の安い深夜電力を使用して温湯を作って溜めておき、こ
れを昼間使用するようにしたシステムがある。すなわち
、このシステムは、第４図に示すように保温機能を有し
た貯湯槽１内に主たる電気ヒータ２と、従たる電気ヒー
タ３とを配設し、深夜にこれらヒータ２．３に通電して
貯湯槽１内の水を加熱するとともに保温する。そして。

昼間、貯湯槽１内の温湯を、たとえば浴槽４等に給湯す
るようにしている。なお１図中５は水道管に接続される
配管を示している。このシステムは。

電気代を安く抑えることができ、いつでも湯を使用でき
、しかも安全性が高いと言う利点を備えている。

しかしながら、このような、いわゆる電気温水器にあっ
ては、浴槽４内の浦の温度が低下した場合に加熱手段が
なく、加熱するには浴槽４内の低温の肩をある程度排水
した状態で貯湯槽１から高温の湯を浴槽４に入れる方式
しか採用できない。

このため、エネルギー損失は勿論のこと水の無駄使用が
多くなると言う問題があった。

そこで、このような不具合を解消させるために電気ヒー
タを使って追い炊きを行なうことが考えられる。しかし
２次のような理由から実現は困難である。すなわち、浴
槽内の湯量は約１８０２である。この湯量を５［℃］上
昇させる場合を考えると、１０分間で加熱するには、　
５４００Ｋｃａｌ　、／ｈの加熱器を必要とする。これ
を電気ヒータで加熱するには、　６．３　ＫＷの電気ヒ
ータを必要とする。したがって、上述した問題点を電気
ヒータを使って解決しようとしても電気ヒータの容量が
大きくなり過ぎ、一般家庭では困難である。

〔発明の目的〕

本発明は、このような事情に鑑みてなされたもので、そ
の目的とするところは、深夜電力を使用することによる
利点を損うことなしに風呂の追い炊きをも自由に行なえ
る給湯システムを提供することにある。

〔発明の概要〕

本発明は、ヒートポンプを使用して貯湯槽内を加熱する
とともに風呂の追い炊きもヒートポンプで行なうように
したものである。

すなわち０本発明によれば、貯湯槽と、この貯湯槽内に
設けられ上記貯湯槽内の湯水と作動ガスとを熱交換させ
る第１の熱交換器と、前記貯湯槽外に設けられ外気と作
動ガスとを熱交換させる第２の熱交換器と、浴槽と、こ
の浴槽内の渇水と作動ガスとを熱交換させる第３の熱交
換器と、電動圧縮機と、膨張弁と、前記貯湯槽内の湯水
を加熱するときには前記電動圧縮機から前記第１の熱交
換器、前記膨張弁、前記第２の熱交換器を経由して上記
電動圧縮機に至る経路で前記作動ガスを通流させる第１
の手段と、前記貯湯槽内の湯水に蓄えられた熱で前記浴
槽内の前記湯水を追い炊きするときには前記電動圧縮機
から前記第３の熱交換器、前記膨張弁、前記第１の熱交
換器を経由して上記電動圧縮機に至る経路で前記作動ガ
スを通流させる第２の手段と、前記貯湯槽内の渇水に蓄
えられた熱を用いずに前記浴槽内の湯水を追い炊きする
ときには前記電動圧縮機から前記第３の熱交換器、前記
膨張弁、前記第２の熱交換器を経由して上記電動圧縮機
に至る経路で前記作動ガスを通流させる第３の手段とを
具備してなる給湯システムが提供される。

〔発明の効果〕

本発明によれば、第１の手段が選択されているときには
外気を熱源として貯湯槽内を加熱している運転モードと
なる。この運転モードは、従来の電気温水器と同様に深
夜に行われても何等支承はない。したがって、深夜電力
を有効に利用できることになる。また、第２の手段が選
択されたときには貯湯槽内の温湯を熱源として追い炊き
を行なう運転モードとなる。この運転モードの場合には
。

貯湯槽内のＩｍを熱源としているので、追い炊きに要す
る時間を短縮することができる。また、第３の手段が選
択されているときには、外気を熱源として追い炊きを行
なう運転モードとなる。この場合には、貯湯槽内の湯水
温度が低いときに有効である。このように、深夜電力の
有効利用を図った状態で、なおかつ風呂の追い炊きをも
自由に行なえる使い易い給湯システムを提供できる。

〔発明の実施例〕

以下９本発明の実施例を図面を参照しながら説明する。

第１図は１本発明の一実施例に係る給湯システムの系統
図を示すものである。

同図において、１１は外面が保温材で覆われてなる貯湯
槽を示し、この貯湯槽１１の底部は配管１２を介して図
示しない水道管に接続されている。

貯湯槽１１内には、たとえばコイル状に形成された熱交
換器１３が配置されており、この熱交換器１３の一端１
４および他端１５は貯湯槽１１外に導かれている。そし
て、上記一端１４は、三方弁１６の第１および第２の接
続ロａ、ｂ、図中実線矢印で示す方向にガスを送り出す
電動圧縮機１７゜三方弁１８の第３および第２の接続ロ
ｃ、ｂ、熱交換器１９の一次側、三方弁２０の第１およ
び第３の接続ロａ、Ｃ，キャピラリーチューブ２１゜三
方弁２２の第１および第２の接続口ａ、ｂを介して他端
１５に接続されている。また、三方弁１６．２２の第３
の接続ロＣ，Ｃ間には外気と作動ガスとを熱交換させる
ための熱交換器２３が接続されている。さらに、三方弁
１６の第１の接続口ａと三方弁１８の第１の接続口ａと
の間および三方弁２２の第２の接続口すと三方弁２０の
第２の接続口すとの間にはそれぞれ図示極性の逆止弁２
４．２５が接続されている。

一方２図中２６は、浴槽であり、この浴槽２６は貯湯槽
１１から配管２７．蛇口２８を介して選択的に湯２９の
供給を受けるように設けられている。そして、浴４１１
２６には、この浴槽２６内の濁２９を案内できる関係に
前記熱交換器１９の二次配管３０が接続されている。な
お、上述した二次配管３０内を除く配管路内には作動ガ
スが封入されている。また９図示されていないが、配管
２７から洗面所や厨房にも給湯できるようになっている
。

次に、上記のように構成された給湯システムの使用例を
説明する。

まず、深夜等の時間帯には、第２図（ａ）に示すように
各三方弁１６．１８，２０．２２を切り換えて電動圧縮
Ｉ！１７を動作状態にする。このように各三方弁１６．
１８．２０．２２を切り換えると１作動ガスは、電動圧
縮（１１７〜三方弁１８の第３および第１の接続ロＣ，
ａ〜逆止弁２４〜熱交換器１３〜逆止弁２５〜三方弁２
０の第２および第３の接続口す、ｃ〜キャピラリーチュ
ーブ２１〜三方弁２２の第１および第３の接続口ａ。

Ｃ〜熱交換器２３〜三方弁１６の第３および第２の接続
ロｃ、ｂ−電動圧縮１１７の経路で通流する。電動圧縮
機１７で圧縮された作動ガスは＾瀉になっているので、
この高温の作動ガスが熱交換器１３内を通流すると、品
温ガスと貯湯槽１１内の湯水との間で熱交換が行われ、
この結果、貯湯槽１１内の湯水が加熱される。そして、
熱を奪われた高圧ガスは、凝縮する。したがって、この
場合の熱交換器１３は凝縮器として働く。熱交換器１３
内で生成された凝縮液は、キャピラリーチュー７２１を
出た位置で膨張し、熱交換器２３内に流入し、この熱交
換器２３において外気と熱交換して蒸発する。したがっ
て、この場合の熱交換器２３は蒸発器として働く。この
ようにして、蒸発し、温度上昇した作動ガスは再び電動
圧縮１１１１７によって圧縮される。上述した説明から
分かるように、この運転モードの場合には、外気を熱源
として貯湯槽１１内の湯水を加熱するヒートポンプが形
成され、これによって貯湯槽１１内に高温の泪が溜めら
れることになる。なお、貯湯槽１１内の澗の温度が定め
られた温度に達した時点で電動圧縮Ｉｊ１１７の運転が
停止されることは勿論である。

このようにして貯湯槽１１内に溜められた高温の湯は、
昼間、厨房、洗面所、浴槽等において使用される。

ところで、貯湯槽１１内の湯を浴槽２６に入れて使用し
ている時に、浴槽２６内の湯温が低下したした場合には
、第２図（ｂ）あるいは（Ｃ）に示すように各三方弁１
６．１８．２０．２２を切り換えることによって追い炊
きを行なうことができる。すなわち、貯湯槽１１内の湯
温が十分高いときには第２図（ｂ）に示すように、電動
圧縮機１７〜三方弁１８の第３および第２の接続口Ｃ１
ｂ〜熱交換器１９の一次側〜三方弁２０の第１および第
３の接続ロａ、Ｃ〜キャピラリーチューブ２１〜三方弁
２２の第１および第２の接続口ａ。

ｂ〜熱交換器１３〜三方弁１６の第１および第２の接続
ロａ、ｂ〜電動圧縮機１７の経路で作動ガスを通流させ
る。この運転モードでは、熱交換器１３が蒸発器として
働き、熱交換器１９が凝縮器として働いて、貯湯槽１１
内の湯に蓄えられている熱を浴槽２６内の湯に伝えるヒ
ートポンプが形成されることになる。この場合には、蒸
発器、つまり熱交換器１３が貯湯槽１１内の潮によって
高温に加熱されているので、短時間に追い炊きを終了で
きることになる。

一方、貯湯槽１１内の潤製が低くて熱源として使用でき
ない場合には、第２図（Ｃ）に示すように、ｌ動圧縮機
１７〜三方弁１８の第３および第２の接続ロｃ、ｂ〜熱
交換器１９の一次側〜三方弁２０の第１および第３の接
続ロａ、Ｃ〜キャピラリーチューブ２１〜三方弁２２の
第１および第３の接続ロａ、Ｃ〜熱交換器２３〜三方弁
１６の第３および第２の接続ロｃ、ｂ〜電動圧縮機１７
の経路で作動ガスを通流させる。このような経路である
と、熱交換器２３が蒸発器として働き、熱交換器１９が
凝縮器として働いて、外気から吸い上げた熱で浴槽２６
内の湯２９を追い炊きするヒートポンプが形成されるこ
とになる。したがって。

貯１１１１１内に蓄えられた熱に頼ることなく追い炊き
を行なうことができる。

このように、従来の給湯システムが持っている利点を何
等損うことなく、自由に風呂の追い炊きをも実現でき、
しかも、一般家庭に組込み易いシステムを構成でき、結
局、前述した効果が発揮されることになる。

なお９本発明は、上述した実施例に限定されるものでは
なく種々変形することができる。上述した実施例では、
制御系について格別触れていないが、深夜時における貯
湯槽内への蓄熱運転の自動化、三方弁の切り換えの電動
化等は周知の制御系の採用によって十分対応できる。ま
た、第３図に示すように、第１図における熱交換器１３
を貯湯槽１１の上部に配置された上側熱交換器１３ａと
下側熱交換器１３ｂとに分離し、これら上、上熱交換器
１３ａ、１３ｂ間に絞り弁４１とキャピラリーチューブ
４２とを並列に接続してなる可変絞り機構を介在させ、
さらに図示の如く絞り弁４３゜４４を介在させるように
してもよい。すなわち。

このような構成であると、貯湯槽１１内を加熱するとき
、絞り弁４１．４４を全開、絞り弁４３を閉にした状態
で運転し、貯湯槽１１内が一定の濃度まで上昇したした
時点で、絞り弁４１．４４を閉、絞り弁４３を全開に制
御することによりて。

貯湯槽１１の下部に蓄えられた熱で上部を加熱すること
ができる。このように構成しても勿論よい。

また、熱交換器２３としてファン付のものを使用しても
よい。その他１本発明の要旨を逸脱しない範囲で種々変
形することができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例に係る給湯システムの系統図
、第２図（ａ）〜（Ｃ）は同システムの使用例を説明す
るための図、第３図は本発明の他の実施例に係る給湯シ
ステムの系統図、第４図は従来の給湯システムの構成図
である。 １１・・・貯湯槽。 １３．１３ａ、１３ｂ、１９．２３・・・熱交換器。 １７・・・電動圧縮機、１６．１８．２０．２２・・・
三方弁、２１・・・キャピラリーチューブ。 ２４．２５・・・逆止弁、２６・・・浴槽。 出願人代理人　弁理士　鈴江武彦 第１　図 第２図 第３図 第４図

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. （１）貯湯槽と、この貯湯槽内に設けられ上記貯湯槽内
   の湯水と作動ガスとを熱交換させる第１の熱交換器と、
   前記貯湯槽外に設けられ外気と作動ガスとを熱交換させ
   る第２の熱交換器と、浴槽と、この浴槽内の湯水と作動
   ガスとを熱交換させる第３の熱交換器と、電動圧縮機と
   、膨張弁と、前記貯湯槽内の湯水を加熱するときには前
   記電動圧縮機から前記第１の熱交換器、前記膨張弁、前
   記第２の熱交換器を経由して上記電動圧縮機に至る経路
   で前記作動ガスを通流させる第１の手段と、前記貯湯槽
   内の湯水に蓄えられた熱で前記浴槽内の前記湯水を追い
   炊きするときには前記電動圧縮機から前記第３の熱交換
   器、前記膨張弁、前記第１の熱交換器を経由して上記電
   動圧縮機に至る経路で前記作動ガスを通流させる第２の
   手段と、前記貯湯槽内の湯水に蓄えられた熱を用いずに
   前記浴槽内の湯水を追い炊きするときには前記電動圧縮
   機から前記第３の熱交換器、前記膨張弁、前記第２の熱
   交換器を経由して上記電動圧縮機に至る経路で前記作動
   ガスを通流させる第３の手段とを具備してなることを特
   徴とする給湯システム。
2. （２）前記第１の熱交換器は前記貯湯槽内の上側に配置
   された上側熱交換器と、この上側熱交換器に可変絞り機
   構を介して直列に接続され上記貯湯槽内の下側に配置さ
   れた下側熱交換器とで構成されており、前記第１の手段
   は前記電動圧縮機から前記上側熱交換器、前記可変絞り
   機構、前記下側熱交換器を経由して上記電動圧縮機に至
   る経路で前記作動ガスを通流させ得る経路を備えたもの
   であることを特徴とする特許請求の範囲第１項記載の給
   湯システム。