JPS63271064A - 非共沸混合作動媒体型ヒ−トポンプ式給湯機 - 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】 （産業上の利用分野） 本発明は、ヒートポンプを熱源とする給湯機に関する。

更に詳述すると、本発明は非共沸混合媒体を使用したし
−トポンプを熱源とする給湯機に関する。

（従来の技術） 従来のし−トボンプ式給湯機は、第３図に示すように、
ヒートポンプサイクルの凝縮器１０５と貯湯槽１０６か
ら取出された給水用水を循環さぜる熱交換用パイプ１０
７とで熱交換ユニット１０８を形成し、貯湯槽内の給湯
用水を循環ポンプ１０９で強制循環させる間にヒートポ
ンプサイクルの凝縮熱と熱交換し、所定温度にまで加熱
するものである（特開昭６１−１４７，０４９号）。尚
、図中１０１はコンプレッサ、１０２は四方弁、１０３
は蒸発器、１０４は膨張弁である。

このヒートポンプを熱源とする給湯機は有効な技術であ
るが、より一層の成績係数の向上が必要である。そこで
、近年、沸点の異なる２種類以上の媒体を混合させた非
共沸混合媒体を作動媒体としたヒートポンプを熱源に使
用することが考えられている。

（発明が解決しようとする問題点） しかしながら、この従来のヒートポンプ式給湯機に非共
沸混合作動媒体をそのまま用いると問題が生じる。即ち
、従来の給湯機の循環ポンプ１０９はヒートポンプの熱
出力とは無関係に運転され、第２図（Ａ）のように入口
温度りと出口温度Ｃとの温度差か生じないような温度条
件となっている。

つまり、貯湯槽１０６内の水は蓄熱完了状態となるまで
、何回も熱交換ユニット１０８を通ることとなる。

このため、凝縮の過程において温度が変化する非共沸混
合作動媒体を使用する場合、第２図（Ｂ）の仮想線の状
態で示されるように、最終凝縮温度に合せて蓄熱温度か
低めになる問題が生じる。このため非共沸混合作動媒体
を使用するし一１〜ポンプを従来の給湯機の熱源として
利用する場合、第２図に示すように性能が落ち蓄熱温度
が低下してしまうという問題がある。

そこで本発明は、蓄熱温度の低下を招かずに非共沸混合
作動を作動媒体として使用可能な給湯機を提供とするこ
とを目的とする。

（問題点を解決するための手段） かかる目的を解決するため、本発明の給湯機は、貯湯槽
内と区画された流路を設ける一方、該流路内にヒートポ
ンプの凝縮器を上流側を上方に下流側を下方に縦に位置
し、前記流路に底部から低温の給湯用水を導入し、上部
から貯湯槽内にオーバフローするようにしている。

（作用） したかって、貯湯槽内に補給される水は、まず凝縮器下
流側の凝ｍ温度の低い部分と熱交換した後、次第に昇温
しつつ凝縮器上流側の凝縮温度の高い部分へ移動し、所
定温度に達しなのち貯湯槽内ヘオーバフローする。即ち
、貯湯槽内に供給される水は作動媒体との熱交換を１回
にして昇温する。

（実施例） 以下本発明の構成を図面に示す実施例に基づいて詳細に
説明する。

第１図に本発明の非共沸混合作動媒体型ヒートポンプ式
給湯機の一実施例を原理図で示す。この給湯機は、熱源
たるし−トボンプ１の凝縮器４を貯湯槽７内に縦に配置
し、その周囲を隔壁９で囲繞することによって貯湯槽７
内と区画されな流路８を設けて成る。前記流路８は、上
端に貯湯槽７内と連通ずる溢水口１１が設けられる一方
、下端には給水口１０が形成されて給水用配管１２が接
続されている。給水用配管１２には流量制御手段例えば
弁１３が設けられ、給水量を制御可能に設けられている
。また、流路８の」二線には温度センサ１４例えば熱電
対が設けられ、該センヅ１４の測定値に対応させて前記
流量制御弁１３の開度をコントロールし、流路上端の溢
水口１１から所定温度に達した給湯用水が貯湯槽７内に
オーバフローするように給水量を制御するように設けら
れている。尚、流量制御手段１３としては、給水源とし
て圧力を有する水道を採用しない場合、ポンプ等を使用
することもある。前記凝縮器４は流路上部に上流側か流
路下部に下流側が位置するように縦方向に設置されてい
る。貯湯槽７は公知のものと同様の構成とし、断熱性能
に優れた材質あるいは構造のものが採用され、図示して
いないが必要あれば再加熱用のヒータなどを装備する。

尚、図中、符号２はコンプレッサ、３は蒸発器、５は膨
張弁である。

以上のように構成した給湯機によると、供給水は次のよ
うに加熱される。

流路底部の給水口１０から流路８内に低温の給湯用水を
流入させると、ヒートポンプ１の凝縮器４の下流側即ち
凝縮最終温度側と熱交換し、次第に加温されつつ流路８
内を上昇移動し、流路上部の高温凝縮側と熱交換して所
定の温度に達した後貯湯槽７内にオーバフローする。即
ち、第２図（Ｂ）に示すように、凝縮の進行に従って温
度が変化する作動媒体の′ＪＩＷＪ温度の変化に従って
被熱交換流体の温度も上昇するので蓄熱温度の低下が見
られない。

（発明の効果） 以上の説明から明らかなように、本発明の給湯機は、貯
湯槽内と区画された流路を設ける一方、該流路内にヒー
トポンプの凝縮器を上流側を上方に下流側を下方に縦に
位置し、前記流路に底部から給湯用水を導入し流路上部
から貯湯槽内にオーバフローさせるようにしたので、非
共沸混合作動媒体の低温凝縮側では低温の給湯用水と、
高温凝縮側では昇温後の比較的高温の給湯用水と夫々熱
交換し、流路内の水は均一な温度分布状態で昇温しで行
くのではなく、」ユ方に向かう程温度が高く、下方程低
い温度勾配を呈し、出口温度が高温側の凝縮温度に対応
したものとなって蓄熱温度の低下が免れる。

したがって、本発明の給湯機は、従来のものより成績係
数が良くかつ性能及び蓄熱温度も低下することがない。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明に係る非共沸混合作動媒体型ヒートポン
プ式給湯機の一実施例を示す原理図、第２図（Ａ）は従
来の給湯機の蓄熱パターン図、第２図（Ｂ）は本発明の
給湯機の蓄熱パターン図、第３図は従来のヒートポンプ
式給湯機の一例を示す原理図である。 １・・・し−トポンプサイクル、４・・・凝縮器、７・
・・貯湯槽、８・・・流路、９・・・隔壁、１０・・・
給水口、１］−・・・溢水口。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 貯湯槽内と区画されると共に下端に給水口を有しかつ上
   端が前記貯湯槽内と連通する流路を前記貯湯槽内に設け
   る一方、該流路内に非共沸混合作動媒体を循環させるヒ
   ートポンプの凝縮器を該凝縮器の上流側が流路上方に下
   流側が流路下方に夫々位置するように縦に配置し、前記
   流路の底部から水を供給して上部開口から貯湯槽内にオ
   ーバフローさせることを特徴とする非共沸混合作動媒体
   型ヒートポンプ式給湯機。