JPS6220470B2

JPS6220470B2 -

Info

Publication number: JPS6220470B2
Application number: JP56008440A
Authority: JP
Inventors: Satoshi Imabayashi; Joji Kamata
Original assignee: Matsushita Electric Industrial Co Ltd
Current assignee: Panasonic Holdings Corp
Priority date: 1981-01-22
Filing date: 1981-01-22
Publication date: 1987-05-07
Also published as: JPS57122235A

Description

【発明の詳細な説明】本発明は貯湯槽を有する給湯装置において、水
加熱用熱交換器が凍結しにくい構成を提供するも
のである。

従来、貯湯槽を有するヒートポンプ利用給湯装
置として、第１図、第２図に示すごとき代表的な
ものがある。第１図に示すものは、貯湯槽１、ヒ
ートポンプユニツト２、圧縮機３、水加熱用熱交
換器（凝縮器）４、蒸発器４、絞り６、アキユム
レータ７、蒸発器用の送風機８、給湯管９、給湯
栓１０、給水管１２、前記給水管に設けられた減
圧逆止弁１１より構成され、その特徴は貯湯槽１
内に水加熱用熱交換器４が装置されている点であ
る。このものは水加熱用熱交換器４が貯湯槽１内
に装置されていることにより、凍結の心配はない
が、貯湯槽１内の水を加熱する時には、貯湯槽１
内の水温がほゞ均一に上昇するため給湯に利用し
得るためには、貯湯槽１内の水全部を必要な温度
まで加熱することになり、通常の水温から加熱を
始めた場合にすぐに利用できない欠点があつた。

これに対し、第２図に示すごとく貯湯槽１とヒ
ートポンプユニツト２を分離し、水加熱用熱交換
器４も分離して、循環ポンプ１３により貯湯槽１
の下部より導管１４で水加熱用熱交換器４へ水を
送り、加熱された湯を導管１５で貯湯槽１の上部
へ送り返す構成にする方式がある。（なお、１６
は補助ヒーターである）この方式では、貯湯槽１
の下部の水温が低くても水加熱用熱交換器４で50
〜60℃まで加熱された湯を貯湯槽１の上部に貯え
ることができるため、少量の給湯利用であればす
ぐに利用できる利点がある。しかしながら、水加
熱用熱交換器４が、貯湯槽１と分離し、貯湯槽１
の下部近傍にほゞ同一高さに設置されることによ
り、ヒートポンプ２が運転停止している状態で、
零度以下の雰囲気温度中に長時間放置されると、
水加熱用熱交換器４内の水が冷却されても、水加
熱用熱交換器４の位置が貯湯槽１の下部近傍であ
るため、貯湯槽１上部の高温の湯が水加熱用熱交
換器４へ自然循環することができず、水加熱用熱
交換器４内の水が凍結し、運転不能になるばかり
でなく、水加熱用熱交換器４の破損の危険性もあ
つた。

本発明は上記第２の従来例に示す構成を基本と
して、上述した欠点である水加熱用熱交換器４の
凍結の危険性を解消すべき構成を提供するもので
ある。本発明の一実施例を第３図に示し、以下に
説明する。第３図において、第１図、第２図と同
じ要素部品については同じ番号を付している。１
は貯湯槽、２はヒートポンプユニツトで貯湯槽１
の上部に位置せしめ、一体構成としてある。ヒー
トポンプサイクルは圧縮機３、水加熱用熱交換器
４、蒸発器５、絞り６、アキユムレータ７、蒸発
器５用送風機８で構成され、これらはヒートポン
プユニツト２内に収納せしめる。水加熱用熱交換
器４は対向流で圧縮機３から吐出された冷媒は上
部より下部へ流し、水は下部より上部へ流すごと
くなし、しかもトラツプの生じない構成とする。
９は給湯管で貯湯槽１の頂部より導出される。１
０は給湯栓、１１は給湯管１２に設けられた減圧
逆止弁、１３は循環ポンプで、貯湯槽１の天板２
１とヒートポンプユニツト２の基板２２とで形成
された空間部に位置せしめ、実質的には天板２１
上に固定される。１４は貯湯槽１の下部と循環ポ
ンプ１３の吸込み口を接続する導管、１７は湯温
制御弁で水加熱用熱交換器４の出口湯温を一定に
制御する。１８は安全弁、２３は接手で、安全弁
１８と、湯温制御弁１７と導管１５を接続する。
導管１５の他方は給湯管９に接続する。上記接手
２３を最上部として導管１５、給湯管９、貯湯槽
１の頂部までの系路と、湯温制御弁１７、水加熱
用熱交換器４、循環ポンプ１３、導管１４、貯湯
構１の下部までの系路の両系路ともにトラツプの
生じないように配管せしめる。安全弁１８は接手
２３と同一高さ以上に接続される。また、１６は
補助ヒーター、１９は給排水弁、２０は給水側止
水弁、２３は、電気防食用電極である。

上記構成において、ヒートポンプ運転による貯
湯時は、循環ポンプ１３が運転され、貯湯槽１の
下部の水を導管１４より水加熱用熱交換器４へ送
る。この水加熱用熱交換器４でヒートポンプの凝
縮熱により加熱された水は湯となり、水加熱用熱
交換器４の出口に設けられた湯温制御弁１７によ
りほゞ一定の温度に保たれるごとく制御され、接
手２３、導管１５、給湯管９を経て、貯湯槽１の
頂部に返される。貯湯槽１内では、頂部より返さ
れた湯は、下部の水との比重差で若干の中間層を
介してほゞ完全に分離され、貯湯槽１の上部より
貯湯されてゆく。したがつて、貯湯槽１内が完全
に水の状態からヒートポンプの運転による加熱を
開始しても、すぐに貯湯槽１の上部へ55〜60℃の
湯が貯えられるため、少量の湯であれば、運転開
始後短時間で利用可能となる。ヒートポンプ運転
による加熱で貯湯槽１内の水が全部55〜60℃に加
熱されたら通常の給湯には十分使用し得るもので
あるが、さらに高温の湯が必要な場合は、補助ヒ
ーター１６の通電を行ない、必要な温度まで昇温
することも可能である。また、ヒートポンプ運転
中は循環ポンプ１３が運転されるため、導管１
４、水加熱用熱交換器４、導管１５中を水が循環
するため、この系内の凍結の心配はない。一方、
ヒートポンプ運転が停止している場合でも、水加
熱用熱交換器４は貯湯槽１よりも上部にあるた
め、水加熱用熱交換器４は、貯湯槽１の上部の熱
を受けやすいため、水加熱用熱交換器４の温度は
低下しにくく、また、水加熱用熱交換器４は水入
口を下部とし、湯出口を上部とした構成であり、
即ち、水加熱用熱交換器４の上部は貯湯槽１の頂
部と、水加熱用熱交換器４の下部は貯湯槽１の下
部とそれぞれ配管で接続されており、さらに、水
加熱用熱交換器４は貯湯槽１の上部に位置せしめ
ているため、水加熱用熱交換器４内の水が外気で
冷却されると、冷却された水は貯湯槽１の上部の
湯より比重が大きくなり下部へ流下しようと力と
なる。ここで、水加熱用熱交換器４の上部と貯湯
槽１の頂部とが連結されており、貯湯槽１上部の
湯は水加熱用熱交換器４内の水より比重が小さく
なるため上へ昇る力となることで、水加熱用熱交
換器４内の水は、貯湯槽１の下部へ、貯湯槽１内
の湯は水加熱用熱交換器４へと対流が自然に生
じ、水加熱用熱交換器４内の水が凍結することを
防止する作用を行なう。

さらに水加熱用熱交換器４内の水の凍結の心配
の生じるような外気温の生じる時期は給湯負荷が
大きな場合であり、通常の湯温設定は85℃適度の
高温にされるため、上述した自然対流が生じやす
くなるため、実際上ほとんど凍結の心配がなくな
ることは明白である。

なお、本実施例では、導管１５を給湯管９へ接
続しているが、貯湯槽１の頂部へ直接接続しても
よい。

以上説明したように本発明によれば、水加熱用
熱交換器４は水入口を下部とし、湯出口を上部と
して、水加熱用熱交換器４を貯湯槽１の上部に位
置せしめたことにより、水加熱用熱交換器４は貯
湯槽１の熱を受けやすく、さらに、ヒートポンプ
停止時でも自然対流により常に湯が供給されるた
め、凍結の心配がなく、その価値の大きいもので
ある。

なお、本文中で加熱装置としてヒートポンプを
用いた場合の実施例で説明したが、他の加熱装
置、たとえばガス湯沸し器等であつても良い。

【図面の簡単な説明】

第１図および第２図は従来例の給湯装置の構成
図、第３図は本発明の一実施例の給湯装置の断面
図である。１……貯湯槽、２……ヒートポンプユニツト、
３……圧縮機、４……水加熱用熱交換器、５……
蒸発器。

Claims

【特許請求の範囲】

１貯湯槽と水加熱用熱交換器を有する加熱装置
とを設け、水加熱用熱交換器で加熱する水を貯湯
槽下部より取り出し、加熱した湯を貯湯槽の上部
に返して貯湯を行なう給湯装置において、前記水
加熱用熱交換器は水入口を下部とし、湯出口を上
部とした構成として、前記水加熱用熱交換器を前
記貯湯槽の上部に位置せしめたことを特徴とする
給湯装置。