JPS6143195Y2 - - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】 本考案は、ヒートポンプを駆動して給湯水を得
る給湯装置に関し、その目的とするところは、ヒ
ートポンプの圧縮機を内燃機関で駆動するととも
にその内燃機関の排熱を回収して熱効率を向上し
た給湯装置を提供することである。

典型的な先行技術は、たとえば特公昭41−5859
に示されているように内燃機関によつて駆動され
る圧縮機を含むヒートポンプの凝縮器によつて加
熱された水を前記内燃機関のシリンダ冷却部に供
給して、高温度の水を得るようにしている。この
ような先行技術では、水が内燃機関において汚損
し、給湯水として使用する範囲が限定されること
になる。

また、この先行技術における他の問題は、給湯
水消費装置において消費された水は再び凝縮器に
戻すように構成されており、さらに熱交換効率の
向上が望まれるところである。

したがつて本考案の目的は、内燃機関によつて
汚損されることのない改良された給湯装置を提供
することである。

本考案の他の目的は、ヒートポンプの蒸発器を
用いて熱効率をさらに向上することができるよう
にした給湯装置を提供することである。

本考案は、ヒートポンプ１であつて、圧縮機
３、凝縮器４、膨張弁７、ならびに空気から低熱
を汲み上げる第１蒸発器８および低温水から低熱
を汲み上げる第２蒸発器９から成る並列回路を、
この順に連結して閉回路を構成し、第１蒸発器８
および第２蒸発器９の接続点に三方弁１０を設け
て第１蒸発器８または第２蒸発器９に媒体を切換
えて流通させるようにした、そのようなヒートポ
ンプ１と、 圧縮機３を駆動する液冷式の内燃機関２と、 給湯回路６であつて、給水を加熱する前記凝縮
器４、内燃機関２を冷却した冷却液の顕熱を間接
熱交換して回収する第１熱交換器１１、内燃機関
２の排ガス顕熱を回収する第２熱交換器１２、給
湯水消費装置１３、および給湯水消費装置１３で
消費された後に排出される低温水の低熱を汲み上
げる前記第２蒸発器９を含む、そのような給湯回
路６とを備えることを特徴とする給湯装置であ
る。

以下、図面によつて本考案の実施例を説明す
る。図面は本考案の一実施例の系統図である。こ
の給湯装置はヒートポンプ１と、そのヒートポン
プ１の圧縮機３を駆動する内燃機関２と、内燃機
関２の排熱を回収する熱回収部５と、ヒートポン
プ１からの放熱および熱回収部５からの回収熱に
よつて水を加熱して給湯する給湯回路６とを含
む。この給湯装置においては、ヒートポンプ１の
凝縮器４および熱回収部５からの放熱によつて水
が加熱されて給湯に利用される。

ヒートポンプ１は、圧縮機３、凝縮器４、膨張
弁７、ならびに第１蒸発器８および第２蒸発器９
の並列回路を、この順に連結して閉回路を構成し
てなる。第１蒸発器８および第２蒸発器９の接続
点には三方弁１０が設けられており、この三方弁
１０は第１蒸発器８のみに媒体を流通させたり、
第２蒸発器９のみに媒体を流通させたり、あるい
は両蒸発器８，９に並列に媒体を流通させること
ができる。第１蒸発器８は室外などの空気から低
熱を汲み上ることができ、また第２蒸発器９は低
温水から低熱を汲み上げることができる。

熱回収部５は、内燃機関２の本体を冷却した冷
却水の顕熱を回収する第１熱交換器１１と、内燃
機関２の排ガス顕熱を回収する第２熱交換器１２
とを含む。

給湯回路６は、ヒートポンプ１の凝縮器４、熱
回収部５、給湯水消費装置１３、第２蒸発器９、
および冷却器１４をこの順に連結してなる。した
がつて給水は凝縮器４で加熱されたのち、熱回収
部５でさらに加熱されて温水となり、給湯水消費
装置１３において消費される。この給湯水消費装
置１３で消費されたのちに排出される低温水は、
第２蒸発器９でその低熱を汲み上げられて冷却さ
れる。冷却器１４においては、矢符１５で示すよ
うに供給される流体が第２蒸発器９で冷却された
水によつて冷却される。

このような給湯装置において、運転開始時にお
いては三方弁１０を切替えて、ヒートポンプ１内
を循環する媒体が第１蒸発器８のみを流通するよ
うにする。このような状態において内燃機関２に
よつてヒートポンプ１を動作させると、媒体は圧
縮機３、凝縮器４、膨張弁７および第１蒸発器８
を順次経過して圧縮機３に戻されて循環し、第１
蒸発器８で大気から低熱を汲み上げ、凝縮器４で
放熱する。給湯回路６においては、凝縮器４から
の放熱によつて水が加熱され、さらに熱回収部５
で内燃機関２の排熱で加熱される。それによつて
高温度となつた温水は、給湯水消費装置１３で消
費される。

このような給湯運転が続行されるにともなつ
て、給湯水消費装置１３から排出される低温水が
得られるようになれば、三方弁１０を切替えて第
２蒸発器９にも媒体が循環するようにする。そう
すれば第２蒸発器９において低温水から低熱を汲
み上げることができるようになり、したがつて凝
縮器４で放熱される熱量が大となり、給湯水の加
熱に利用される熱量は増大する。この際三方弁１
０を第１蒸発器８および第２蒸発器９の両方に媒
体が流通するように切替えるようにしてもよく、
第２蒸発器９のみに媒体が流通するようにしても
よい。

本考案の他の実施例として、第２蒸発器９に
は、給湯水消費装置１３からの温排水だけでな
く、井戸水などの低温水を供給するようにしても
よい。

上述のごとく本考案によればヒートポンプの凝
縮器で得られる熱量と、内燃機関の排熱を回収し
て得られた熱量とが給湯水の加熱に利用をされる
ので熱効率が増大する。たとえば従来のようにヒ
ートポンプの圧縮機をモータで駆動するようにし
た際には、ヒートポンプの成積係数を４と仮定す
ると、モータを駆動するために必要とされる消費
エネルギに対してたとえば約1.2倍の熱量が得ら
れるのに対し、本考案に従えば内燃機関における
消費エネルギの約1.7倍の熱量を得ることがで
き、従来よりも約1.4倍だけ熱効率が向上する。
また本考案によれば、第１熱交換器１１は、液冷
式の内燃機関２を冷却した冷却水の顕熱を間接熱
交換して、熱回収するものである。したがつて給
湯回路６の給湯水消費装置１３に供給される水に
内燃機関２の冷却液が混入することはない。その
ため給湯水が内燃機関２において汚損されること
はなく広範囲に給湯水を使用することが可能とな
る。さらに本考案によれば給湯水消費装置１３に
おいて、消費された後に排出される抵温水は第２
蒸発器９に導かれて、低温水の低熱がヒートポン
プによつて汲み上げられる。したがつてヒートポ
ンプの熱効率が向上される。

【図面の簡単な説明】

図面は本考案の一実施例の系統図である。 １……ヒートポンプ、２……内燃機関、３……
圧縮機、４……凝縮器、５……熱回収部、６……
給湯回路、８……第１蒸発器、９……第２蒸発
器、１０……三方弁。

Claims (1)

1. 【実用新案登録請求の範囲】 ヒートポンプ１であつて、圧縮機３、凝縮器
   ４、膨張弁７、ならびに空気から低熱を汲み上げ
   る第１蒸発器８および低温水から低熱を汲み上げ
   る第２蒸発器９から成る並列回路を、この順に連
   結して閉回路を構成し、第１蒸発器８および第２
   蒸発器９の接続点に三方弁１０を設けて第１蒸発
   器８または第２蒸発器９に媒体を切換えて流通さ
   せるようにした、そのようなヒートポンプ１と、 圧縮機３を駆動する液冷式の内燃機関２と、 給湯回路６であつて、給水を加熱する前記凝縮
   器４、内燃機関２を冷却した冷却液の顕熱を間接
   熱交換して回収する第１熱交換器１１、内燃機関
   ２の排ガス顕熱を回収する第２熱交換器１２、給
   湯水消費装置１３、および給湯水消費装置１３で
   消費された後に排出される低温水の低熱を汲み上
   げる前記第２蒸発器９を含む、そのような給湯回
   路６とを備えることを特徴とする給湯装置。