JPS6227800Y2

JPS6227800Y2 -

Info

Publication number: JPS6227800Y2
Application number: JP1981010923U
Authority: JP
Priority date: 1981-01-27
Filing date: 1981-01-27
Publication date: 1987-07-16
Also published as: JPS57124083U

Description

【考案の詳細な説明】この考案は冷媒サイクルを利用して給湯用温水
を得るヒートポンプ給湯装置に関し、特にエネル
ギー効率を高めたヒートポンプ給湯装置に関する
ものである。

ヒートポンプ給湯装置は、冷媒サイクルにおけ
る凝縮器を利用して熱交換することにより温水を
得るものであり、熱効率が極めて高いことが知ら
れている。しかし、この種のヒートポンプ給湯装
置は、冷媒サイクルを利用する関係上、昇温温度
に限界があり、追い焚き用の温水としては不十分
である。一方、電気ヒータを熱源とする給湯装置
においては、極めて高い湯温が得られる反面、ヒ
ートポンプにより熱源に比較して３〜４倍の定格
ヒータが必要となり、これに伴なつて大容量の電
源を必要とする問題を有している。

従つて、この考案による目的は、エネルギー効
率の高いヒートポンプを利用しながら、低温の温
水及び高温の温水が必要に応じて選択的に容易に
得られるとともに、小容量の受電設備でかつ維持
費の安いヒートポンプ給湯装置を提供することで
ある。

このような目的を達成するためにこの考案は、
所定温度までの昇温はヒートポンプを利用して行
ない、上記所定温度以上の加熱は、ヒートポンプ
の圧縮機容量以下の給湯槽内の上部に設定したヒ
ータにより行い、かつ給湯槽には高温用の出湯管
及び低温用の出湯管を設けたものである。以下、
図面を用いてこの考案によるヒートポンプ給湯装
置を詳細に説明する。

第１図はこの考案によるヒートポンプ給湯装置
の一実施例を示す構成図であつて、１は冷媒を圧
縮して送出する圧縮機、２は後述する給湯槽５の
外周にらせん状に巻回されて凝縮器を構成する凝
縮管、３は毛細管等によつて構成された絞り装
置、４は蒸発器であつて、これらは管路によつて
閉ループ接続されて周知の冷媒サイクルを構成し
ている。５は前記凝縮管２が巻回された給湯槽で
あつて、下部に給水口５ａをまた上部に出水口５
ｂを有している。６は給湯槽５の側壁を貫通して
その内部に突出した状態で固定されたヒータであ
つて、このヒータ６は圧縮機１の電気容量よりも
小さな電気容量であるとともに、凝縮管２の最上
部よりも高い位置に設けられている。７は温水温
度検出装置であつて、本体７ａと給湯槽５の中央
部に設けられた感温部７ｂとによつて構成されて
いる。８は上限温度検出装置であつて、本体８ａ
と給湯槽５の上部に設けられた感温部８ｂとによ
つて構成されている。９は給湯槽５の給水口５ａ
に接続された補給水管、１０はその先端が給湯槽
５の中央部まで延在する低温出湯管、１１は給湯
槽５の出水口５ｂに接続された高温出湯管、１
２，１３は低温および高温出湯管１０，１１の端
部にそれぞれ接続された低温高温蛇口である。な
お、図中において破矢線および実矢線はそれぞれ
冷媒および水の流れ方向を示している。

次に、第１図に示すヒートポンプ給湯装置の電
気回路を第２図を用いて説明する。同図におい
て、２１は圧縮機用電磁接触器であつて、圧縮機
１の電源を開閉する常開接点２１ａおよび常閉接
点２１ｂを有する。２２はヒータ用電磁接触器で
あつて、ヒータ６の電源を開閉する常開接点２２
ａおよび圧縮機用電磁接触器２１の一端に接続さ
れた常閉接点２２ｂを有している。２３はヒート
ポンプ給湯装置の運転スイツチ、２４は上限温度
検出装置８の常閉接点、２５は温水温度検出装置
７の接点であつて、コモン端子ａは電源ラインに
接続され、ノーマルクロス側の固定端子ｂは圧縮
機用電磁接触器２１、接点２２ｂおよび運転スイ
ツチ２３を介して電源ラインに接続され、ノーマ
ルオープン側の固定端子ｃは接点２４、ヒータ用
電磁接触器２２、接点２１ｂおよび運転スイツチ
２３を介して電源ラインに接続されている。そし
て、これらは加熱源切換回路を構成している。

このように構成されたヒートポンプ給湯装置に
おいて、運転スイツチ２３を投入すると、補給水
管９を介して給湯槽５の内部に送り込まれた水は
その水温が温水温度検出装置７の設定温度以下で
あるために、その接点２５は図示するように固定
接点ｂに接続されている。この結果、圧縮機用電
磁接触器２１が励磁され、その接点２１ａが閉と
なつて圧縮機１が運転されるとともに、接点２１
ｂが開となつてヒータ用電磁接触器２２の励磁を
阻止する。圧縮機１が運転されると、凝縮管２に
高温高圧の冷媒ガスが供給される。この結果、凝
縮管２内の高温高圧冷媒ガスは、給湯槽５内の水
と熱交換され、これに伴なつて給湯槽内の水温が
上昇する。そして、給湯槽５の中央部に設けられ
ている感温部７ｂの近傍における温度が所定温
度、例えば55℃に達すると、温水温度検出装置７
が作動し、それに伴なつてその接点２５が固定端
子ｃ側に切り換わる。この結果、圧縮機用電磁接
触器２１の励磁が解かれてその接点２１ａが開と
なるために、圧縮機１の運転が停止されてヒート
ポンプにより加熱が中止される。この場合、給湯
槽５の内部における温水は、自然対流作用が生ず
るために、感温部７ｂよりも上方においては設定
温度に達しており、その下方においては設定温度
よりも若干低い温度となつている。

一方、接点２５が反転すると、ヒータ用電磁接
触器２２が励磁されてその接点２２ａが閉となる
ために、感温部７ｂの上方に位置するヒータ６に
通電されて、ヒートポンプ運転により温水温度検
出装置７の設定温度まで昇温された温水を更に加
熱して昇温させる。そして、給湯槽５の上部に設
けられている感温部８ｂの近傍における温水温度
が上限温度検出装置８の設定温度、例えば80℃に
達すると、上限温度検出装置８の接点２４が開と
なる。接点２４が開になると、ヒータ用電磁開閉
器２２の励磁が解かれるために、その接点２２ａ
が開となつてヒータ６への通電が停止される。

従つて、このように構成されたヒートポンプ給
湯装置においては、ヒートポンプが温度の低い部
分における加熱を担当し、ヒータが高温部の加熱
を担当することになり、両加熱源の特長を有効に
組合せて利用していることになる。そして、この
ような温度制御は、給湯槽５の内部における湯温
が低下すると、ヒートポンプ１またはヒータ６に
よる加熱が行なわれることになる。そして、この
場合においては、圧縮機用電磁接触器２１に対し
てヒータ用電磁接触器２２の常閉接点２２ｂが直
列に接続され、またヒータ用電磁接触器２２に対
して圧縮機用電磁接触器２１の常閉接点２１ｂが
直列に接続され、かつ圧縮機１およびヒータ６の
通電選択制御は、温水温度検出装置７の接点２５
によつて行なわれているために、圧縮機１とヒー
タ６が同時に通電されることは全くない。

次に、このようにして加熱された給湯槽５の内
部における温水の温度分布は、周知の対流作用に
よつて上部、つまり感温部８ｂの設置部分では上
限温度検出装置８の設定温度としての例えば約80
℃前後となつており、中央部、つまり感温部７ｂ
の設置部分では約60℃程度となつており、下部に
向うに従つて順次低温となつている。従つて、給
湯槽５の中央部まで延在されている低温出湯管１
０に設けられている低温蛇口１２を開くことによ
り、給湯槽５の中央部に溜められている約50℃前
後の低温温水が得られることになり、高温蛇口１
３を開くことにより、給湯槽５の上部に溜められ
ている約80℃前後の高温温水が得られることにな
り、必要に応じて選択給湯が行なえることにな
る。

以上説明したように、この考案によるヒートポ
ンプ給湯装置は、給湯槽内の水温が比較的低い部
分に対しては熱効率の高いヒートポンプ加熱を行
ない、水温の比較的高い部分に対してはヒータ加
熱を行なうものであるために、ヒータによる昇温
範囲が比較的狭い範囲で十分であるとともに、高
温部の温水量が給湯槽内の全水量に対して1/3以
下となるためにヒータの容量がヒートポンプ加熱
のための圧縮機入力値以下で十分となる。また、
高温部の温水量が少なくなることから、ヒータの
通電時間が比較的短いものとなり、ヒータの加熱
に比べて３倍以上の効率を有するヒートポンプ加
熱が有効に利用できるために維持費が安価にな
る。更に、この考案においては、ヒータの電気容
量は圧縮機の入力値以下となり、また圧縮機とヒ
ータは同時に運転されることがないために、受電
設備の容量も圧縮機の入力値相当で十分であるほ
か、上部に設置したヒータにより加熱された高温
温水層又はヒートポンプにより加熱された低温温
水層に高温出湯管又は低温出湯管をそれぞれ連通
配設したので、同一の給湯槽から高温温水及び低
温温水を必要に応じて選択給湯することができる
と云う効果がある。

【図面の簡単な説明】

第１図はこの考案によるヒートポンプ給湯装置
の一実施例を示す構成図、第２図は第１図の電気
系を示す回路図である。１……圧縮機、２……凝縮管、３……絞り装
置、４……蒸発器、５……給湯槽、６……ヒー
タ、７……温水温度検出装置、８……上限温度検
出装置、９……補給水管、１０……低温出湯管、
１１……高温出湯管、２１……圧縮機用電磁接触
器、２２……ヒータ用電磁接触器。なお、図中同
一部分は同一記号を用いて示してある。

Claims

【実用新案登録請求の範囲】

圧縮機、凝縮器として作用する給湯槽、絞り装
置および蒸発器が順次配管接続されたヒートポン
プ給湯装置において、前記給湯槽内の上部に設置
され給湯槽内の上層部の温水を高温に加熱するヒ
ータと、ヒートポンプにより加熱された前記給湯
槽内の温水温度を検出する温水温度検出装置と、
この温水温度検出装置の出力を入力とし、給湯槽
内の水温が所定温度に上昇するまでは前記圧縮機
を運転してヒートポンプにより加熱し、前記所定
温度に達したならば圧縮機の運転を停止して前記
ヒータに通電するように制御する加熱源切換回路
と、前記給湯槽内の高温温水層に連通する高温出
湯管と、前記給湯槽内の低温温水層に連通する低
温水湯管とを備えたヒートポンプ給湯装置。