JPWO2008152786A1 - 住宅用給湯装置 - Google Patents

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Abstract

バルコニーへのヒートポンプ装置や貯湯タンクの設置を無くすことができる住宅用給湯装置を提供すること。本発明の住宅用給湯装置は、圧縮機１１と、給湯用熱交換器１２と、膨張弁１３と、集熱器１４とを冷媒配管１５で接続して冷媒回路１０を構成し、給湯用ポンプ２１と、給湯用熱交換器１２と、貯湯タンク２２とを水配管２３で接続して給湯回路２０を構成し、集熱器１４を、太陽熱と自然風による大気熱を利用するフィン１４ｂ及び集熱パイプ１４ａで構成し、圧縮機１１と、給湯用熱交換器１２と、膨張弁１３と、給湯用ポンプ２１と、貯湯タンク２２とを熱源ユニット６とし、浴室やキッチンを有する居住空間１の床下空間又は天井空間に配置される冷媒配管１５によって、集熱器１４と熱源ユニット６とを接続したことを特徴とする。

Description

本発明は、バルコニーを有する複数階層からなる集合住宅や戸建ての住宅で利用できる住宅用給湯装置に関する。
従来から太陽熱を利用した温水器が普及しているが、雨天や曇天の場合では十分な温水利用ができない。また太陽熱吸収パネルは、重く、設置面積も大きいため、集合住宅では利用しにくいという問題があった。
一方、太陽熱だけでなく大気熱も有効に利用するために、ヒートポンプを用いた集熱装置が提案されている（特許文献１、２、３）。
なお、ビルやマンションなどへの太陽熱集熱器の設置に関して、ベランダの壁や手すり部分に集熱器を設置することが提案されている（特許文献４）。
特開昭６１−５９１５５号公報 特開２００２−３１４１６号公報 特開２００３−１６６７５９号公報 特開２００１−３３０３２７号公報
しかし、特許文献１、２、３に示されるような集熱装置をマンションなどの集合住宅に設置する場合には、太陽熱や大気熱を集熱する集熱器、圧縮機を備えたヒートポンプ装置、及び貯湯タンクをバルコニーに設置しなくてはならないため、多くの集合住宅ではスペースの問題から設置することはできない。
特許文献４は、集熱器をベランダの壁や手すり部分に設置することが提案されているが、この場合でもヒートポンプ装置や貯湯タンクをバルコニーに設置しなくてはならないという問題がある。
本発明は、バルコニーへのヒートポンプ装置や貯湯タンクの設置を無くすことができる住宅用給湯装置を提供することを目的とする。
請求項１記載の本発明の住宅用給湯装置は、圧縮機と、給湯用熱交換器と、膨張弁と、集熱器とを冷媒配管で接続して冷媒回路を構成し、給湯用ポンプと、前記給湯用熱交換器と、貯湯タンクとを水配管で接続して給湯回路を構成し、前記集熱器を、太陽熱と自然風による大気熱を利用するフィン及び集熱パイプで構成し、前記圧縮機と、前記給湯用熱交換器と、前記膨張弁と、前記給湯用ポンプと、前記貯湯タンクとを熱源ユニットとし、浴室やキッチンを有する居住空間の床下空間又は天井空間に配置される前記冷媒配管によって、前記集熱器と前記熱源ユニットとを接続したことを特徴とする。
請求項２記載の本発明は、請求項１に記載の住宅用給湯装置において、前記居住空間の一側部にメーターボックスを、また前記居住空間の他側部にバルコニーを備え、前記熱源ユニットは前記メーターボックス内に設置し、前記集熱器は前記バルコニーに設置したことを特徴とする。
請求項３記載の本発明は、請求項１に記載の住宅用給湯装置において、前記貯湯タンクの湯と熱交換する風呂熱交換器と、前記風呂熱交換器と浴槽とをつなぐ追い焚き用水配管と、前記追い焚き用水配管に設けた風呂循環ポンプとを備え、前記風呂熱交換器と前記風呂循環ポンプとを前記熱源ユニットに備えたことを特徴とする。
請求項４記載の本発明は、請求項３に記載の住宅用給湯装置において、前記冷媒回路に、前記給湯用熱交換器と並列に設けた暖房用熱交換器と、前記給湯用熱交換器と前記暖房用熱交換器とに冷媒の流れを切り替える切替手段とを備え、前記居住空間に配設される床暖房器と、前記床暖房器と前記暖房用熱交換器とに熱媒体を循環させる熱媒体循環配管と、前記熱媒体循環配管に設けた暖房用循環ポンプとを有し、前記熱源ユニットに、前記暖房用熱交換器と、前記切替手段と、前記暖房用循環ポンプとを備えたことを特徴とする。
請求項５記載の本発明は、請求項３に記載の住宅用給湯装置において、前記熱源ユニットを、ヒートポンプユニットと貯湯ユニットとで構成し、前記ヒートポンプユニットには、前記圧縮機と、前記給湯用熱交換器と、前記膨張弁とを設け、前記貯湯ユニットには、前記給湯用ポンプと、前記貯湯タンクと、前記風呂熱交換器と、前記風呂循環ポンプとを設け、前記貯湯ユニットを、前記メーターボックス内に設置し、前記ヒートポンプユニットを、前記バルコニー又は前記居住空間に設置したことを特徴とする。
請求項６記載の本発明は、請求項４に記載の住宅用給湯装置において、前記熱源ユニットを、ヒートポンプユニットと貯湯ユニットとで構成し、前記ヒートポンプユニットには、前記圧縮機と、前記給湯用熱交換器と、前記膨張弁と、前記暖房用熱交換器と、前記切替手段と、前記暖房用循環ポンプとを設け、前記貯湯ユニットには、前記給湯用ポンプと、前記貯湯タンクと、前記風呂熱交換器と、前記風呂循環ポンプとを設け、前記貯湯ユニットを、前記メーターボックス内に設置し、前記ヒートポンプユニットを、前記バルコニー又は前記居住空間に設置したことを特徴とする。
請求項７記載の本発明は、請求項１に記載の住宅用給湯装置において、前記貯湯タンクの湯と熱交換する床暖ポンプと、前記床暖用水配管に設けた床暖熱交換器と、前記床暖熱交換器と床暖房器とをつなぐ熱媒体循環配管と、前記熱媒体循環配管に設けた暖房用循環ポンプとを備え、前記床暖熱交換器と前記暖房用循環ポンプとを前記熱源ユニットに備えたことを特徴とする。
請求項８記載の本発明は、請求項１に記載の住宅用給湯装置において、前記バルコニーの手すり部に開口部を形成し、前記開口部に前記集熱器を設置したことを特徴とする。
請求項９記載の本発明は、請求項８に記載の住宅用給湯装置において、前記開口部の前記バルコニー側に固定具を設けたことを特徴とする。
請求項１０記載の本発明は、請求項８に記載の住宅用給湯装置において、前記フィンの長辺を鉛直に対して角度を持たせて設置したことを特徴とする。
請求項１１記載の本発明は、請求項１に記載の住宅用給湯装置において、前記膨張弁の設置場所を前記メーターボックスに代えて前記バルコニーとしたことを特徴とする。
請求項１２記載の本発明は、請求項１１に記載の住宅用給湯装置において、複数の前記集熱器を用い、前記膨張弁をそれぞれの前記集熱器に設けたことを特徴とする。
請求項１３記載の本発明は、請求項１１に記載の住宅用給湯装置において、複数の前記集熱器を用い、前記膨張弁を一つとしたことを特徴とする。
請求項１４記載の本発明は、請求項８に記載の住宅用給湯装置において、前記開口部の外側に太陽電池を設けたことを特徴とする。
請求項１５記載の本発明は、請求項１に記載の住宅用給湯装置において、前記集熱パイプを１段としたことを特徴とする。
請求項１６記載の本発明は、請求項１に記載の住宅用給湯装置において、前記熱源ユニットの設置場所を、前記メーターボックスに代えて、前記居住空間の前記一側部に配置されるポーチやトランクルームとしたことを特徴とする。
請求項１７記載の本発明は、請求項５又は請求項６に記載の住宅用給湯装置において、前記貯湯ユニットの設置場所を、前記メーターボックスに代えて、前記居住空間の前記一側部に配置されるポーチやトランクルームとしたことを特徴とする。
請求項１８記載の本発明は、請求項１に記載の住宅用給湯装置において、前記熱源ユニットの設置場所を、前記メーターボックスに代えて、前記居住空間としたことを特徴とする。
請求項１９記載の本発明は、請求項５又は請求項６に記載の住宅用給湯装置において、前記貯湯ユニットの設置場所を、前記メーターボックスに代えて、前記居住空間としたことを特徴とする。
本発明によれば、貯湯タンクへの給湯効率を高め、水配管の凍結防止を図れるとともに、設置作業やメンテナンス作業も容易となる。
本発明の一実施例による住宅用給湯装置の使用状況を示す説明図 本実施例による住宅用給湯装置の回路構成図 他の実施例による住宅用給湯装置の回路構成図 他の実施例による住宅用給湯装置の回路構成図 他の実施例による住宅用給湯装置の回路構成図 集合住宅をバルコニー側からみた斜視図 手すり部の断面構成図 集熱器の設置状態の他の実施例における手すり部の断面構成図 他の実施例による住宅用給湯装置の回路構成図 他の実施例による住宅用給湯装置の回路構成図 他の実施例による住宅用給湯装置の回路構成図 他の実施例による住宅用給湯装置の回路構成図 他の実施例による住宅用給湯装置の回路構成図 他の実施例による住宅用給湯装置の回路構成図 他の一実施例による住宅用給湯装置の使用状況を示す説明図 他の一実施例による住宅用給湯装置の使用状況を示す説明図 本実施例による集熱器の設置状態を示す、手すり部の断面構成図 本実施例による集熱器の正面図 他の実施例による住宅用給湯装置の要部を示す回路構成図 他の実施例による住宅用給湯装置の回路構成図 他の実施例による住宅用給湯装置の回路構成図
符号の説明
１ 居住空間
２ 玄関
３ メーターボックス
４ バルコニー
５ 通路
６ 熱源ユニット
６ａ ヒートポンプユニット
６ｂ 貯湯ユニット
１０ 冷媒回路
１１ 圧縮機
１２ 給湯用熱交換器
１３ 膨脹弁
１４ 集熱器
１５ 冷媒配管
２０ 給湯回路
２１ 給湯用ポンプ
２２ 貯湯タンク
２３ 水配管
３０ 浴槽
３１ 浴槽用水配管
３２ 風呂追い焚きポンプ
３３ 風呂熱交換器
３４ 追い焚き用水配管
４０ 床暖房器
４１ 暖房用熱交換器
４２ 切替手段
４３ 熱媒体循環配管
４４ 暖房用循環ポンプ
４５ 床暖用水配管
４６ 床暖ポンプ
４７ 床暖熱交換器
５１ 固定具
５２ 太陽電池
６１、６２ 空調機
発明の実施の形態
本発明の第１の実施の形態による住宅用給湯装置は、圧縮機と、給湯用熱交換器と、膨張弁と、集熱器とを冷媒配管で接続して冷媒回路を構成し、給湯用ポンプと、給湯用熱交換器と、貯湯タンクとを水配管で接続して給湯回路を構成し、集熱器を、太陽熱と自然風による大気熱を利用するフィン及び集熱パイプで構成し、圧縮機と、給湯用熱交換器と、膨張弁と、給湯用ポンプと、貯湯タンクとを熱源ユニットとし、浴室やキッチンを有する居住空間の床下空間又は天井空間に配置される冷媒配管によって、集熱器と熱源ユニットとを接続したものである。本実施の形態によれば、圧縮機、給湯用熱交換器、膨張弁、給湯用ポンプ、及び貯湯タンクを、熱源ユニットとして一つのユニットにまとめることで、貯湯タンクへの給湯効率を高めることができる。
本発明の第２の実施の形態は、第１の実施の形態による住宅用給湯装置において、居住空間の一側部にメーターボックスを、また居住空間の他側部にバルコニーを備え、熱源ユニットはメーターボックス内に設置し、集熱器はバルコニーに設置したものである。本実施の形態によれば、熱源ユニットをメーターボックス内に設置し、集熱器だけをバルコニーに設置するために、バルコニーの広さにかかわらず住宅への設置が可能となる。また、熱源側の給湯回路を、圧縮機や貯湯タンクとともにメーターボックス内に収めることで、水配管の凍結防止を図ることができる。更に、水配管だけでなく、圧縮機、給湯用熱交換器、膨張弁、給湯用ポンプ、及び貯湯タンクをすべてメーターボックス内に配置することで、設置作業が容易となるとともに、メンテナンス作業が行いやすい。
本発明の第３の実施の形態は、第１の実施の形態による住宅用給湯装置において、風呂熱交換器と風呂循環ポンプとを熱源ユニットに備えたものである。本実施の形態によれば、風呂熱交換器、及び風呂循環ポンプをも、メーターボックス内に配置することで、貯湯タンクへの給湯効率を高め、水配管の凍結防止を図れるとともに、設置作業やメンテナンス作業も容易となる。
本発明の第４の実施の形態は、第３の実施の形態による住宅用給湯装置において、冷媒回路に、給湯用熱交換器と並列に設けた暖房用熱交換器と、給湯用熱交換器と暖房用熱交換器とに冷媒の流れを切り替える切替手段とを備え、居住空間に配設される床暖房器と、床暖房器と暖房用熱交換器とに熱媒体を循環させる熱媒体循環配管と、熱媒体循環配管に設けた暖房用循環ポンプとを有し、熱源ユニットに、暖房用熱交換器と、切替手段と、暖房用循環ポンプとを備えたものである。本実施の形態によれば、暖房用熱交換器を備える場合にも、暖房用熱交換器、切替手段、及び暖房用循環ポンプをメーターボックス内に配置することで、貯湯タンクへの給湯効率を高め、水配管の凍結防止を図れるとともに、設置作業やメンテナンス作業も容易となる。また、暖房用熱交換器として貯湯タンクの温水を用いるのではなく冷媒回路からの冷媒熱を利用することで、貯湯タンク内の温水切れを防止できるため、貯湯タンクの容量を小さくすることができる。
本発明の第５の実施の形態は、第３の実施の形態による住宅用給湯装置において、熱源ユニットを、ヒートポンプユニットと貯湯ユニットとで構成し、ヒートポンプユニットには、圧縮機と、給湯用熱交換器と、膨張弁とを設け、貯湯ユニットには、給湯用ポンプと、貯湯タンクと、風呂熱交換器と、風呂循環ポンプとを設け、貯湯ユニットを、メーターボックス内に設置し、ヒートポンプユニットを、バルコニー又は居住空間に設置したものである。本実施の形態によれば、熱源ユニットを、ヒートポンプユニットと貯湯ユニットとで構成した場合に、貯湯ユニットをメーターボックス内に設置することで、設置作業やメンテナンス作業が容易となる。また、ヒートポンプユニットを居住空間に設置しても、水配管の凍結防止を図れる。
本発明の第６の実施の形態は、第４の実施の形態による住宅用給湯装置において、熱源ユニットを、ヒートポンプユニットと貯湯ユニットとで構成し、ヒートポンプユニットには、圧縮機と、給湯用熱交換器と、膨張弁と、暖房用熱交換器と、切替手段と、暖房用循環ポンプとを設け、貯湯ユニットには、給湯用ポンプと、貯湯タンクと、風呂熱交換器と、風呂循環ポンプとを設け、貯湯ユニットを、メーターボックス内に設置し、ヒートポンプユニットを、バルコニー又は居住空間に設置したものである。本実施の形態によれば、熱源ユニットを、ヒートポンプユニットと貯湯ユニットとで構成した場合に、貯湯ユニットをメーターボックス内に設置することで、設置作業やメンテナンス作業が容易となる。また、ヒートポンプユニットを居住空間に設置しても、水配管の凍結防止を図れる。
本発明の第７の実施の形態は、第１の実施の形態による住宅用給湯装置において、床暖熱交換器と暖房用循環ポンプとを熱源ユニットに備えたものである。本実施の形態によれば、床暖熱交換器を備える場合にも、床暖熱交換器、及び暖房用循環ポンプをメーターボックス内に配置することで、貯湯タンクへの給湯効率を高め、水配管の凍結防止を図れるとともに、設置作業やメンテナンス作業も容易となる。
本発明の第８の実施の形態は、第１の実施の形態による住宅用給湯装置において、バルコニーの手すり部に開口部を形成し、開口部に集熱器を設置したものである。本実施の形態によれば、バルコニーの空間に影響を与えることなく集熱器を設置することができる。
本発明の第９の実施の形態は、第８の実施の形態による住宅用給湯装置において、開口部のバルコニー側に固定具を設けたものである。本実施の形態によれば、バルコニー側からの集熱器の設置作業を容易に行うことができる。
本発明の第１０の実施の形態は、第８の実施の形態による住宅用給湯装置において、フィンの長辺を鉛直に対して角度を持たせて設置したものである。本実施の形態によれば、フィン面で冷却された冷気の下方への流れによってフィン上部からの空気流れを誘起することができ、大気熱を有効に利用することができる。
本発明の第１１の実施の形態は、第１の実施の形態による住宅用給湯装置において、膨張弁の設置場所をメーターボックスに代えてバルコニーとしたものである。本実施の形態によれば、太陽熱や大気熱の変動に応じた膨脹弁での絞り調整を応答性よく行うことができる。
本発明の第１２の実施の形態は、第１１の実施の形態による住宅用給湯装置において、複数の集熱器を用い、膨張弁をそれぞれの集熱器に設けたものである。本実施の形態によれば、バルコニーの構造にあわせて複数の集熱器を設置した場合で、それぞれの集熱器の設置状況の違いから、太陽熱や大気熱からの集熱に相違が生じても、それぞれの集熱器に設けた膨脹弁を調整することで、それぞれの集熱器での集熱効率を高めることができる。
本発明の第１３の実施の形態は、第１１の実施の形態による住宅用給湯装置において、複数の集熱器を用い、膨張弁を一つとしたものである。本実施の形態によれば、それぞれの集熱器の設置条件が同じ場合には、一つの膨脹弁によって制御することによって、応答性よく制御を行うことができる。
本発明の第１４の実施の形態は、第８の実施の形態による住宅用給湯装置において、開口部の外側に太陽電池を設けたものである。本実施の形態によれば、蓄電機能もあわせて備えることができる。
本発明の第１５の実施の形態は、第１の実施の形態による住宅用給湯装置において、集熱パイプを１段としたものである。本実施の形態によれば、太陽熱を受けやすくなるとともに、自然風も利用しやすいため、大気熱も有効に利用することができる。
本発明の第１６の実施の形態は、第１の実施の形態による住宅用給湯装置において、熱源ユニットの設置場所を、メーターボックスに代えて、居住空間の一側部に配置されるポーチやトランクルームとしたものである。本実施の形態によれば、メーターボックスの空間が十分でない場合に、ポーチやトランクルームを利用することで水配管の凍結防止を図れるとともに、設置作業やメンテナンス作業も容易となる。
本発明の第１７の実施の形態は、第５又は第６の実施の形態による住宅用給湯装置において、貯湯ユニットの設置場所を、メーターボックスに代えて、居住空間の一側部に配置されるポーチやトランクルームとしたものである。本実施の形態によれば、メーターボックスの空間が十分でない場合に、ポーチやトランクルームを利用することで水配管の凍結防止を図れるとともに、設置作業やメンテナンス作業も容易となる。
本発明の第１８の実施の形態は、第１の実施の形態による住宅用給湯装置において、熱源ユニットの設置場所を、メーターボックスに代えて、居住空間としたものである。本実施の形態によれば、メーターボックスの空間が十分でない場合に、居住空間を利用することで水配管の凍結防止を図れるとともに、設置作業やメンテナンス作業も容易となる。
本発明の第１９の実施の形態は、第５又は第６の実施の形態による住宅用給湯装置において、貯湯ユニットの設置場所を、メーターボックスに代えて、居住空間としたものである。本実施の形態によれば、メーターボックスの空間が十分でない場合に、居住空間を利用することで水配管の凍結防止を図れるとともに、設置作業やメンテナンス作業も容易となる。
以下本発明の実施例について図面に基づいて説明する。
図１は本発明の一実施例による住宅用給湯装置の使用状況を示す説明図である。なお、以下の実施例における説明は、集合住宅に適用する場合を説明するが、戸建て住宅にも適用することができる。
同図では、集合住宅としてマンションの間取りを示している。居住空間１の一側部には玄関２やメーターボックス３が配置され、居住空間１の他側部にはバルコニー４が設けられている。居住空間１の一側部には、通路５が設けられ、玄関２やメーターボックス３は、通路に面して設けられている。バルコニー４は、本実施例では居住空間１をはさんで通路５と平行に設けられているが、通路５に交わる方向に設けられる場合もある。バルコニー４には、手すり部４ａが設けられる。
なお、一般的には屋根がない場合をバルコニーと呼び、屋根がある場合にはベランダと呼ぶが、本実施例ではベランダを含めてバルコニーとして説明する。また、本実施例における居住空間１は、居住のために占有する空間を意味し、和室や洋室の他、キッチン、物入れ、クローゼット、浴室、トイレ及び廊下を含む空間である。
本実施例による住宅用給湯装置は、集熱器１４、熱源ユニット６によって構成される。集熱器１４は、手すり部４ａの開口部に設置される。また、熱源ユニット６は、メーターボックス３に設置される。
本実施例による住宅用給湯装置は、浴室に設けられる浴槽３０への追い焚き、洋室に設けられる床暖房器４０への熱媒体、及び浴室、キッチン、洗面所に設けられる蛇口への給湯に利用される。
図２を用いて本実施例による住宅用給湯装置について説明する。
図２は、本実施例による住宅用給湯装置の回路構成図である。
集熱器１４は、圧縮機１１、給湯用熱交換器１２、及び膨張弁１３とともに冷媒配管１５で接続されて冷媒回路１０を構成している。
給湯回路２０は、給湯用ポンプ２１と、給湯用熱交換器１２と、貯湯タンク２２とを水配管２３で接続して構成している。貯湯タンク２２の上部には、蛇口へ温水を導く配管が設けられ、貯湯タンク２２の下部には、給水用の配管が設けられている。また、貯湯タンク２２には、上部と下部とをつなぐ浴槽用水配管３１が設けられている。浴槽用水配管３１には、風呂追い焚きポンプ３２が設けられ、浴槽用水配管３１には、風呂熱交換器３３が設けられている。追い焚き用水配管３４は、風呂熱交換器３３と浴槽３０とをつなぎ、追い焚き用水配管３４には風呂循環ポンプ３５が設けられている。
熱源ユニット６は、圧縮機１１、給湯用熱交換器１２、膨張弁１３、給湯用ポンプ２１、貯湯タンク２２、浴槽用水配管３１、風呂追い焚きポンプ３２、風呂熱交換器３３、風呂循環ポンプ３５とを備えて構成されている。熱源ユニット６を構成するそれぞれの部材は、構造的に外ケース内に収納されていることが好ましいが、メーターボックス３のように限られたスペースに収納しやすいように、外ケースを設けず、各部材の配置位置をフレキシブルに変更できる構造であってもよい。ただし、熱源ユニット６としての機能を果たすためには、少なくとも、冷媒配管１５には、集熱器１４側の配管と熱源ユニット６側の配管を接続する接続部１５ａを有し、追い焚き用水配管３４には、浴槽３０側の配管と熱源ユニット６側の配管を接続する接続部３４ａを有していることが必要である。また、蛇口へ温水を導く配管や給水用の配管にも接続部を有していることが好ましい。
本実施例による住宅用給湯装置では、太陽熱及び大気熱を集熱器１４で集熱し、給湯用熱交換器１２で放熱することによって、貯湯タンク２２の下部から供給される水を加熱する。給湯用熱交換器１２で加熱された温水は、貯湯タンク２２の上部に蓄えられる。
本実施例による熱源ユニット６は、図１に示すように、通路５に面したメーターボックス３に収納されているので、設置作業やメンテナンス作業を容易に行える。また、集熱器１４と熱源ユニット６は、冷媒配管１５によって接続しており、水配管２３は、貯湯タンク２２や圧縮機１１とともにメーターボックス３内に収めているので凍結防止を図ることができるとともに水配管２３の放熱を少なくすることができるので給湯効率を高めることができる。また、図１に示すように、通路５側の居住空間１に浴室や洗面室を設ける場合が多いが、このような場合では、蛇口への給湯用配管や、浴槽３０への追い焚き用水配管３４の引き回しが短いために、応答性のよい供給が可能となる。
次に図３を用いて、他の実施例による住宅用給湯装置について説明する。
図３は、他の実施例による住宅用給湯装置の回路構成図である。なお、図２と共通する構成には、同一番号を付して説明を省略する。
本実施例では、図１に示す床暖房器４０を備えたものである。
そして冷媒回路１０には、給湯用熱交換器１２と並列に設けた暖房用熱交換器４１と、給湯用熱交換器１２と暖房用熱交換器４１とに冷媒の流れを切り替える切替手段４２とを備えている。暖房用熱交換器４１と切替手段４２は、熱源ユニット６に設けている。
また、熱源ユニット６には、床暖房器４０と暖房用熱交換器４１とに熱媒体を循環させる熱媒体循環配管４３と、熱媒体循環配管４３に設けた暖房用循環ポンプ４４とを有している。本実施例では、熱媒体循環配管４３には、床暖房器４０側の配管と熱源ユニット６側の配管を接続する接続部４３ａを有している。
本実施例では、貯湯タンク２２への給湯と床暖房器４０への暖房供給を、切替手段４２の切り替えによって行う。本実施例によれば、床暖房器４０への暖房供給として、貯湯タンク２２の温水を用いるのではなく、冷媒回路１０による冷媒熱を利用することで、貯湯タンク２２内の温水切れを防止でき、貯湯タンク２２の容量を小さくすることができる。
次に図４を用いて、他の実施例による住宅用給湯装置について説明する。
図４は、他の実施例による住宅用給湯装置の回路構成図である。なお、図３に示す実施例と共通する構成には、同一番号を付して説明を省略する。
本実施例は、熱源ユニット６を、ヒートポンプユニット６ａと貯湯ユニット６ｂとで構成し、ヒートポンプユニット６ａには、圧縮機１１と、給湯用熱交換器１２と、膨張弁１３とを設け、貯湯ユニット６ｂには、給湯用ポンプ２１と、貯湯タンク２２と、風呂追い焚きポンプ３２と、風呂熱交換器３３と、風呂循環ポンプ３５とを設けている。
本実施例のように、熱源ユニット６を、ヒートポンプユニット６ａと貯湯ユニット６ｂとで構成することで、設置自由度を高めることができる。熱源ユニット６を、ヒートポンプユニット６ａと貯湯ユニット６ｂとで構成した場合にも、ヒートポンプユニット６ａと貯湯ユニット６ｂとをメーターボックス３内に設置してもよいが、貯湯ユニット６ｂを、メーターボックス３内に設置し、ヒートポンプユニット６ａを、バルコニー４又は居住空間１に設置することもできる。本実施例によれば、貯湯ユニット６ｂをメーターボックス３内に設置することで、設置作業やメンテナンス作業が容易となる。また、ヒートポンプユニット６ａを居住空間に設置しても、水配管の凍結防止を図れ、また送風ファンを持たないために騒音や熱効率の問題が生じることもない。
次に図５を用いて、他の実施例による住宅用給湯装置について説明する。
図５は、他の実施例による住宅用給湯装置の回路構成図である。なお、上記実施例と共通する構成には、同一番号を付して説明を省略する。
本実施例では、図１に示す床暖房器４０を備えたものである。
本実施例による住宅用給湯装置は、貯湯タンク２２の上部と下部とをつなぐ床暖用水配管４５と、床暖用水配管４５に設けた床暖ポンプ４６と、床暖用水配管４５に設けた床暖熱交換器４７と、床暖熱交換器４７と床暖房器４０とをつなぐ熱媒体循環配管４３と、熱媒体循環配管４３に設けた暖房用循環ポンプ４４とを備えている。本実施の形態によれば、床暖房器４０を備える場合にも、床暖用水配管４５、床暖ポンプ４６、床暖熱交換器４７、及び暖房用循環ポンプ４４をメーターボックス３内に配置することで、貯湯タンクへの給湯効率を高め、水配管の凍結防止を図れるとともに、設置作業やメンテナンス作業も容易となる。
次に図６及び図７を用いて、集合住宅への集熱器の設置状態について説明する。
図６は、集合住宅をバルコニー側からみた斜視図、図７は手すり部の断面構成図である。
上記実施例による集熱器１４は、バルコニー４の手すり部４ａの開口部４ｂに設置している。本実施例では、集熱器１４を住宅別にそれぞれ二つ設置した場合を示しているが、集熱器１４は、単一でもよく、また３つ以上を設ける構成でもよい。
集熱器１４は、開口部４ｂのバルコニー４側から固定具５１によって取り付けられる。また、集熱器１４は、開口部４ｂから外側へ突出しないように配置する。
次に図８を用いて、集合住宅への集熱器の設置状態の他の実施例について説明する。
図８は、本実施例による集熱器の設置状態を示す、手すり部の断面構成図である。
本実施例では、一つの開口部４ｂに、複数の集熱器１４を高さ方向に並べて設置している。また、これらの集熱器１４は、図に示すように、一段の集熱パイプ１４ａとフィン１４ｂで構成され、フィン１４ｂの長辺を鉛直に対して角度を持たせて設置している。本実施例によれば、フィン１４ｂ面で冷却された冷気の下方への流れによってフィン１４ｂ上部からの空気流れを誘起することができ、大気熱を有効に利用することができる。また本実施例によれば、集熱パイプ１４ａを１段とすることで、太陽熱を受けやすくなるとともに、自然風も利用しやすいため、大気熱も有効に利用することができる。なお、フィン１４ｂは、集熱パイプ１４ａの管軸に対して垂直な方向に配置され、複数枚のフィン１４ｂが間隔を開けて配置されている。
次に図９を用いて、他の実施例による住宅用給湯装置について説明する。
図９は、他の実施例による住宅用給湯装置の回路構成図である。なお、上記実施例と共通する構成には、同一番号を付して説明を省略する。
本実施例では、図３に示す膨脹弁１３を、集熱器１４とともにバルコニー４に設置したものである。本実施例によれば、太陽熱や大気熱の変動に応じた膨脹弁１３での絞り調整を応答性よく行うことができる。
なお、図２、図４、図５に示す実施例についても、本実施例と同様に、膨脹弁１３を集熱器１４とともにバルコニー４に設置することで、太陽熱や大気熱の変動に応じた膨脹弁１３での絞り調整を応答性よく行うことができる。
次に図１０を用いて、他の実施例による住宅用給湯装置について説明する。
図１０は、他の実施例による住宅用給湯装置の回路構成図である。なお、上記実施例と共通する構成には、同一番号を付して説明を省略する。
本実施例では、図９に示す集熱器１４を複数個設け、それぞれの集熱器１４に対応させた膨脹弁１３を、集熱器１４とともにバルコニー４に設置したものである。本実施例によれば、バルコニー４の構造にあわせて複数の集熱器１４を設置した場合で、それぞれの集熱器１４の設置状況の違いから、太陽熱や大気熱からの集熱に相違が生じても、それぞれの集熱器１４に設けた膨脹弁１３を調整することで、それぞれの集熱器１４での集熱効率を高めることができる。
なお、図２、図４、図５に示す実施例についても、本実施例と同様に、集熱器１４を複数個設け、それぞれの集熱器１４に対応させた膨脹弁１３を、集熱器１４とともにバルコニー４に設置することで、それぞれの集熱器１４に設けた膨脹弁１３を調整することで、それぞれの集熱器１４での集熱効率を高めることができる。
次に図１１を用いて、他の実施例による住宅用給湯装置について説明する。
図１１は、他の実施例による住宅用給湯装置の回路構成図である。なお、上記実施例と共通する構成には、同一番号を付して説明を省略する。
本実施例では、図１０に示す実施例に対して、複数の集熱器１４に対して、一つの膨張弁１３を設けたものである。本実施例によれば、それぞれの集熱器１４の設置条件が同じ場合には、一つの膨脹弁１３によって制御することによって、応答性よく制御を行うことができる。
なお、図２、図４、図５に示す実施例についても、本実施例と同様に、集熱器１４を複数個設け、複数の集熱器１４に対して一つの膨脹弁１３を設けることで、それぞれの集熱器１４の設置条件が同じ場合には、一つの膨脹弁１３によって制御することによって、応答性よく制御を行うことができる。
次に図１２を用いて、他の実施例による住宅用給湯装置について説明する。
図１２は、他の実施例による住宅用給湯装置の回路構成図である。なお、上記実施例と共通する構成には、同一番号を付して説明を省略する。
本実施例では、図３に示す実施例に対して、集熱器１４を複数個設けるとともに、空調機６１を設けたものである。
空調機６１は、集熱器１４と並列に設けている。また、空調機６１をつなぐ冷媒配管１５ｂには、膨脹弁１３ｂを備えている。また、給湯用熱交換器１２の出口側冷媒配管には逆止弁１５ｃが、暖房用熱交換器４１の出口側冷媒配管には逆止弁１５ｄを設けている。
本実施例によれば、図３に示す実施例の機能に加えて、空調機６１で冷房や除湿を行うことができる。
すなわち、膨脹弁１３を閉塞することで、給湯用熱交換器１２又は暖房用熱交換器４１で放熱させた冷媒を、膨脹弁１３ｂで減圧して空調機６１に導き、空調機６１において蒸発させることで冷房運転又は除湿運転を行わせることができる。
また、図２、図４、図５に示す実施例についても、本実施例と同様に、集熱器１４を複数個設けるとともに、空調機６１を設けることができる。
次に図１３を用いて、他の実施例による住宅用給湯装置について説明する。
図１３は、他の実施例による住宅用給湯装置の回路構成図である。なお、上記実施例と共通する構成には、同一番号を付して説明を省略する。
本実施例では、図１２に示す実施例に対して、圧縮機１１の吸入側配管と吐出側配管の冷媒の流れを変える四方弁１６を設けたものである。なお、膨脹弁１３をバイパスする回路を設け、このバイパス回路に逆止弁１５ｅを設けることが好ましい。
本実施例によれば、圧縮機１１から吐出した冷媒を、集熱器１４に導き、集熱器１４からの冷媒を、逆止弁１５ｅ、膨脹弁３５、空調機６１を経由して圧縮機１１に戻すことができる。
本実施例では、集熱器１４を放熱器として利用して空調機６１にて冷房運転又は除湿運転を行わせることができる。本実施例によれば、貯湯タンク２２での貯湯の必要が無く、また床暖房器４０を使用しない場合に、集熱器１４を放熱器として利用することで空調機６１での冷房運転や除湿運転を行うことができる。
なお、図２、図４、図５に示す実施例についても、本実施例と同様に、圧縮機１１の吸入側配管と吐出側配管の冷媒の流れを変える四方弁１６を設けることができる。
次に図１４を用いて、他の実施例による住宅用給湯装置について説明する。
図１４は、他の実施例による住宅用給湯装置の回路構成図である。なお、上記実施例と共通する構成には、同一番号を付して説明を省略する。
本実施例では、図１２や図１３に示す実施例と同様に空調機６２を設けたものであるが、本実施例による空調機６２は、暖房機能を備えたものである。なお、本実施例では配管構成は冷媒回路１０ａとして詳細な配管構成の説明を省略する。
本実施例では、空調機６２に対して放熱機能を持たせることで暖房運転を可能とするものである。なお、空調機６２を暖房として用いる場合には、集熱器１４での集熱を用いることができる他、集熱器１４での集熱が十分でない場合などには、貯湯タンク２２の温水を利用することもできる。
次に図１５を用いて、他の実施例による住宅用給湯装置について説明する。
図１５は他の一実施例による住宅用給湯装置の使用状況を示す説明図である。なお、上記実施例と共通する構成には、同一番号を付して説明を省略する。
同図では、図１に示す実施例とは異なるマンションの間取りを示している。居住空間１の一側部には玄関２やメーターボックス３が配置され、居住空間１の二つの他側部にはバルコニー４が設けられている。
本実施例による集熱器１４は、二つの他側部のバルコニー４にそれぞれ複数個ずつ設置されている。また、熱源ユニット６は、居住空間１内の物入れに設置している。本実施例では、洗面所や浴室が通路５から離れた位置に配置され、キッチンの蛇口も居住空間１の中央寄りに配置され、居住空間１の中央部に物入れが配置されている。従って、熱源ユニット６をメーターボックス３に設置するよりも、物入れに設置することで、蛇口への給湯用配管や、浴槽３０への追い焚き用水配管３４の引き回しが短いために、応答性のよい供給が可能となる。また、本実施例のように居住空間１内に熱源ユニット６を設置することで、凍結防止を図ることができるとともに水配管２３の放熱を少なくすることができるので給湯効率を高めることができる。更に、居住空間１の中央部に設けた物入れに熱源ユニット６を設置することで、各部屋に設ける空調機６２や床暖房器４０、その他浴室暖房機やキッチンでのスポット用の空調機などの接続配管の引き回しを容易に行うことができる。
次に図１６を用いて、他の実施例による住宅用給湯装置について説明する。
図１６は他の一実施例による住宅用給湯装置の使用状況を示す説明図である。なお、上記実施例と共通する構成には、同一番号を付して説明を省略する。
同図では、図１に示す実施例とは異なるマンションの間取りを示している。居住空間１の一側部には玄関２やメーターボックス３が配置され、居住空間１の他側部にはバルコニー４が設けられている。
本実施例による熱源ユニット６は、ヒートポンプユニット６ａと貯湯ユニット６ｂとで構成した場合を示している。そして、ヒートポンプユニット６ａは、居住空間１内のキッチンに設置し、貯湯ユニット６ｂはメーターボックス３に設置している。本実施例のように居住空間１内にヒートポンプユニット６ａを設置することで、各部屋に設ける空調機６２や床暖房器４０、その他浴室暖房機やキッチンでのスポット用の空調機などの接続配管の引き回しを容易に行うことができる。
次に図１７を用いて、集合住宅への集熱器の設置状態の他の実施例について説明する。
図１７は、本実施例による集熱器の設置状態示す、手すり部の断面構成図である。
本実施例では、開口部４ｂに、集熱器１４を設置するとともに、開口部４ｂの外側に太陽電池５２を設けたものである。本実施例によれば、蓄電機能もあわせて備えることができる。
次に図１８を用いて、本実施例による集熱器の構成を説明する。
図１８は、本実施例による集熱器の正面図である。
集熱器１４は、一段の集熱パイプ１４ａとフィン１４ｂで構成されている。集熱パイプ１４ａは、一つの平面上で平行に配置され、両端部ではＵ字管で接続されている、フィン１４ｂは、集熱パイプ１４ａの管軸に対して垂直な方向に配置され、複数枚のフィン１４ｂが間隔を開けて配置されている。本実施例によれば、集熱パイプ１４ａを１段とすることで、太陽熱を受けやすくなるとともに、自然風も利用しやすいため、大気熱も有効に利用することができる。
図１９は、更に他の実施例による住宅用給湯装置の要部を示す回路構成図である。
本実施例は、図２、図３、図４、図９、図１０、図１１、図１２、図１３、図１４に示す実施例において、浴槽用水配管３１、風呂追い焚きポンプ３２を設ける代わりに、貯湯タンク２２の内部に風呂熱交換器３３を設け、追い焚き用水配管３４を風呂熱交換器３３に接続したものである。本実施例のように、風呂熱交換器３３をタンク２２の内部に設けてもよい。
図２０は、更に他の実施例による住宅用給湯装置の回路構成図である。
本実施例は、図５に示す実施例において、浴槽用水配管３１、風呂追い焚きポンプ３２を設ける代わりに、貯湯タンク２２の内部に風呂熱交換器３３を設け、追い焚き用水配管３４を風呂熱交換器３３に接続したものである。本実施例のように、風呂熱交換器３３をタンク２２の内部に設けてもよい。
図２１は、更に他の実施例による住宅用給湯装置の回路構成図である。
本実施例は、図２０に示す実施例において、床暖用水配管４５、床暖ポンプ４６を設ける代わりに、貯湯タンク２２の内部に床暖熱交換器４７を設け、熱媒体循環配管４３を床暖熱交換器４７に接続したものである。本実施例のように、床暖熱交換器４７をタンク２２の内部に設けてもよい。
なお、上記実施例では、マンションなどの集合住宅で説明したが、手すりの代わりに壁面に集熱器１４を配置することで、バルコニーを備えていないビルにも適用することができる。また、戸建て住宅の二階などにおいて、ベランダの手すりや壁面を利用して設置することもできる。戸建ての場合には、熱源ユニットを居住空間内に配置することができる。
また、玄関から通路に至る空間に、ポーチを設ける場合がある。更にはこのポーチに面して、又は玄関や通路に面してトランクルームを設ける場合がある。このような場合には、熱源ユニット又は貯湯ユニットを、ポーチやトランクルームに配置してもよい。また、玄関スペースが広い場合には、熱源ユニット又は貯湯ユニットを玄関に配置してもよい。
本発明の住宅用給湯装置は、特にバルコニーを備えたマンションやアパートにおいて適している。
本発明は、バルコニーを有する複数階層からなる集合住宅や戸建ての住宅で利用できる住宅用給湯装置に関する。
従来から太陽熱を利用した温水器が普及しているが、雨天や曇天の場合では十分な温水利用ができない。また太陽熱吸収パネルは、重く、設置面積も大きいため、集合住宅では利用しにくいという問題があった。
一方、太陽熱だけでなく大気熱も有効に利用するために、ヒートポンプを用いた集熱装置が提案されている（特許文献１、２、３）。
なお、ビルやマンションなどへの太陽熱集熱器の設置に関して、ベランダの壁や手すり部分に集熱器を設置することが提案されている（特許文献４）。
特開昭６１−５９１５５号公報 特開２００２−３１４１６号公報 特開２００３−１６６７５９号公報 特開２００１−３３０３２７号公報
しかし、特許文献１、２、３に示されるような集熱装置をマンションなどの集合住宅に設置する場合には、太陽熱や大気熱を集熱する集熱器、圧縮機を備えたヒートポンプ装置、及び貯湯タンクをバルコニーに設置しなくてはならないため、多くの集合住宅ではスペースの問題から設置することはできない。
特許文献４は、集熱器をベランダの壁や手すり部分に設置することが提案されているが、この場合でもヒートポンプ装置や貯湯タンクをバルコニーに設置しなくてはならないという問題がある。
本発明は、バルコニーへのヒートポンプ装置や貯湯タンクの設置を無くすことができる住宅用給湯装置を提供することを目的とする。
請求項１記載の本発明の住宅用給湯装置は、圧縮機と、給湯用熱交換器と、膨張弁と、集熱器とを冷媒配管で接続して冷媒回路を構成し、給湯用ポンプと、前記給湯用熱交換器と、貯湯タンクとを水配管で接続して給湯回路を構成し、前記集熱器を、太陽熱と自然風による大気熱を利用するフィン及び集熱パイプで構成し、前記圧縮機と、前記給湯用熱交換器と、前記膨張弁と、前記給湯用ポンプと、前記貯湯タンクとを熱源ユニットとし、浴室やキッチンを有する居住空間の床下空間又は天井空間に配置される前記冷媒配管によって、前記集熱器と前記熱源ユニットとを接続したことを特徴とする。
請求項２記載の本発明は、請求項１に記載の住宅用給湯装置において、前記居住空間の一側部にメーターボックスを、また前記居住空間の他側部にバルコニーを備え、前記熱源ユニットは前記メーターボックス内に設置し、前記集熱器は前記バルコニーに設置したことを特徴とする。
請求項３記載の本発明は、請求項１に記載の住宅用給湯装置において、前記貯湯タンクの湯と熱交換する風呂熱交換器と、前記風呂熱交換器と浴槽とをつなぐ追い焚き用水配管と、前記追い焚き用水配管に設けた風呂循環ポンプとを備え、前記風呂熱交換器と前記風呂循環ポンプとを前記熱源ユニットに備えたことを特徴とする。
請求項４記載の本発明は、請求項３に記載の住宅用給湯装置において、前記冷媒回路に、前記給湯用熱交換器と並列に設けた暖房用熱交換器と、前記給湯用熱交換器と前記暖房用熱交換器とに冷媒の流れを切り替える切替手段とを備え、前記居住空間に配設される床暖房器と、前記床暖房器と前記暖房用熱交換器とに熱媒体を循環させる熱媒体循環配管と、前記熱媒体循環配管に設けた暖房用循環ポンプとを有し、前記熱源ユニットに、前記暖房用熱交換器と、前記切替手段と、前記暖房用循環ポンプとを備えたことを特徴とする。
請求項５記載の本発明は、請求項４に記載の住宅用給湯装置において、前記熱源ユニットを、ヒートポンプユニットと貯湯ユニットとで構成し、前記ヒートポンプユニットには、前記圧縮機と、前記給湯用熱交換器と、前記膨張弁とを設け、前記貯湯ユニットには、前記給湯用ポンプと、前記貯湯タンクと、前記風呂熱交換器と、前記風呂循環ポンプとを設け、前記貯湯ユニットを、居住空間の一側部に設けたメーターボックス内に設置し、前記ヒートポンプユニットを、居住空間の他側部に設けたバルコニー又は前記居住空間に設置したことを特徴とする。
請求項６記載の本発明は、請求項４に記載の住宅用給湯装置において、前記熱源ユニットを、ヒートポンプユニットと貯湯ユニットとで構成し、前記ヒートポンプユニットには、前記圧縮機と、前記給湯用熱交換器と、前記膨張弁と、前記暖房用熱交換器と、前記切替手段と、前記暖房用循環ポンプとを設け、前記貯湯ユニットには、前記給湯用ポンプと、前記貯湯タンクと、前記風呂熱交換器と、前記風呂循環ポンプとを設け、前記貯湯ユニットを、居住空間の一側部に設けたメーターボックス内に設置し、前記ヒートポンプユニットを、居住空間の他側部に設けたバルコニー又は前記居住空間に設置したことを特徴とする。
請求項７記載の本発明は、請求項３に記載の住宅用給湯装置において、前記貯湯タンクの湯と熱交換する床暖ポンプと、前記床暖用水配管に設けた床暖熱交換器と、前記床暖熱交換器と床暖房器とをつなぐ熱媒体循環配管と、前記熱媒体循環配管に設けた暖房用循環ポンプとを備え、前記床暖熱交換器と前記暖房用循環ポンプとを前記熱源ユニットに備えたことを特徴とする。
請求項８記載の本発明は、請求項２に記載の住宅用給湯装置において、前記バルコニーの手すり部に開口部を形成し、前記開口部に前記集熱器を設置したことを特徴とする。
請求項９記載の本発明は、請求項８に記載の住宅用給湯装置において、前記開口部の前記バルコニー側に固定具を設けたことを特徴とする。
請求項１０記載の本発明は、請求項８に記載の住宅用給湯装置において、前記フィンの長辺を鉛直に対して角度を持たせて設置したことを特徴とする。
請求項１１記載の本発明は、請求項１に記載の住宅用給湯装置において、複数の前記集熱器を用い、前記膨張弁をそれぞれの前記集熱器に対して設けたことを特徴とする。
請求項１２記載の本発明は、請求項１に記載の住宅用給湯装置において、複数の前記集熱器を用い、前記膨張弁を一つとしたことを特徴とする。
請求項１３記載の本発明は、請求項８に記載の住宅用給湯装置において、前記開口部の外側に太陽電池を設けたことを特徴とする。
請求項１４記載の本発明は、請求項１に記載の住宅用給湯装置において、前記集熱パイプを１段としたことを特徴とする。
請求項１５記載の本発明は、請求項２に記載の住宅用給湯装置において、前記熱源ユニットの設置場所を、前記メーターボックスに代えて、前記居住空間の前記一側部に配置されるポーチやトランクルームとしたことを特徴とする。
請求項１６記載の本発明は、請求項５又は請求項６に記載の住宅用給湯装置において、前記貯湯ユニットの設置場所を、前記メーターボックスに代えて、前記居住空間の前記一側部に配置されるポーチやトランクルームとしたことを特徴とする。
請求項１７記載の本発明は、請求項２に記載の住宅用給湯装置において、前記熱源ユニットの設置場所を、前記メーターボックスに代えて、前記居住空間としたことを特徴とする。
請求項１８記載の本発明は、請求項５又は請求項６に記載の住宅用給湯装置において、前記貯湯ユニットの設置場所を、前記メーターボックスに代えて、前記居住空間としたことを特徴とする。
本発明によれば、貯湯タンクへの給湯効率を高め、水配管の凍結防止を図れるとともに、設置作業やメンテナンス作業も容易となる。
本発明の一実施例による住宅用給湯装置の使用状況を示す説明図 本実施例による住宅用給湯装置の回路構成図 他の実施例による住宅用給湯装置の回路構成図 他の実施例による住宅用給湯装置の回路構成図 他の実施例による住宅用給湯装置の回路構成図 集合住宅をバルコニー側からみた斜視図 手すり部の断面構成図 集熱器の設置状態の他の実施例における手すり部の断面構成図 他の実施例による住宅用給湯装置の回路構成図 他の実施例による住宅用給湯装置の回路構成図 他の実施例による住宅用給湯装置の回路構成図 他の実施例による住宅用給湯装置の回路構成図 他の実施例による住宅用給湯装置の回路構成図 他の実施例による住宅用給湯装置の回路構成図 他の一実施例による住宅用給湯装置の使用状況を示す説明図 他の一実施例による住宅用給湯装置の使用状況を示す説明図 本実施例による集熱器の設置状態を示す、手すり部の断面構成図 本実施例による集熱器の正面図 他の実施例による住宅用給湯装置の要部を示す回路構成図 他の実施例による住宅用給湯装置の回路構成図 他の実施例による住宅用給湯装置の回路構成図
本発明の第１の実施の形態による住宅用給湯装置は、圧縮機と、給湯用熱交換器と、膨張弁と、集熱器とを冷媒配管で接続して冷媒回路を構成し、給湯用ポンプと、給湯用熱交換器と、貯湯タンクとを水配管で接続して給湯回路を構成し、集熱器を、太陽熱と自然風による大気熱を利用するフィン及び集熱パイプで構成し、圧縮機と、給湯用熱交換器と、膨張弁と、給湯用ポンプと、貯湯タンクとを熱源ユニットとし、浴室やキッチンを有する居住空間の床下空間又は天井空間に配置される冷媒配管によって、集熱器と熱源ユニットとを接続したものである。本実施の形態によれば、圧縮機、給湯用熱交換器、膨張弁、給湯用ポンプ、及び貯湯タンクを、熱源ユニットとして一つのユニットにまとめることで、貯湯タンクへの給湯効率を高めることができる。
本発明の第２の実施の形態は、第１の実施の形態による住宅用給湯装置において、居住空間の一側部にメーターボックスを、また居住空間の他側部にバルコニーを備え、熱源ユニットはメーターボックス内に設置し、集熱器はバルコニーに設置したものである。本実施の形態によれば、熱源ユニットをメーターボックス内に設置し、集熱器だけをバルコニーに設置するために、バルコニーの広さにかかわらず住宅への設置が可能となる。また、熱源側の給湯回路を、圧縮機や貯湯タンクとともにメーターボックス内に収めることで、水配管の凍結防止を図ることができる。更に、水配管だけでなく、圧縮機、給湯用熱交換器、膨張弁、給湯用ポンプ、及び貯湯タンクをすべてメーターボックス内に配置することで、設置作業が容易となるとともに、メンテナンス作業が行いやすい。
本発明の第３の実施の形態は、第１の実施の形態による住宅用給湯装置において、風呂熱交換器と風呂循環ポンプとを熱源ユニットに備えたものである。本実施の形態によれば、風呂熱交換器、及び風呂循環ポンプをも、メーターボックス内に配置することで、貯湯タンクへの給湯効率を高め、水配管の凍結防止を図れるとともに、設置作業やメンテナンス作業も容易となる。
本発明の第４の実施の形態は、第３の実施の形態による住宅用給湯装置において、冷媒回路に、給湯用熱交換器と並列に設けた暖房用熱交換器と、給湯用熱交換器と暖房用熱交換器とに冷媒の流れを切り替える切替手段とを備え、居住空間に配設される床暖房器と、床暖房器と暖房用熱交換器とに熱媒体を循環させる熱媒体循環配管と、熱媒体循環配管に設けた暖房用循環ポンプとを有し、熱源ユニットに、暖房用熱交換器と、切替手段と、暖房用循環ポンプとを備えたものである。本実施の形態によれば、暖房用熱交換器を備える場合にも、暖房用熱交換器、切替手段、及び暖房用循環ポンプをメーターボックス内に配置することで、貯湯タンクへの給湯効率を高め、水配管の凍結防止を図れるとともに、設置作業やメンテナンス作業も容易となる。また、暖房用熱交換器として貯湯タンクの温水を用いるのではなく冷媒回路からの冷媒熱を利用することで、貯湯タンク内の温水切れを防止できるため、貯湯タンクの容量を小さくすることができる。
本発明の第５の実施の形態は、第４の実施の形態による住宅用給湯装置において、熱源ユニットを、ヒートポンプユニットと貯湯ユニットとで構成し、ヒートポンプユニットには、圧縮機と、給湯用熱交換器と、膨張弁とを設け、貯湯ユニットには、給湯用ポンプと、貯湯タンクと、風呂熱交換器と、風呂循環ポンプとを設け、貯湯ユニットを、居住空間の一側部に設けたメーターボックス内に設置し、ヒートポンプユニットを、居住空間の他側部に設けたバルコニー又は居住空間に設置したものである。本実施の形態によれば、熱源ユニットを、ヒートポンプユニットと貯湯ユニットとで構成した場合に、貯湯ユニットをメーターボックス内に設置することで、設置作業やメンテナンス作業が容易となる。また、ヒートポンプユニットを居住空間に設置しても、水配管の凍結防止を図れる。
本発明の第６の実施の形態は、第４の実施の形態による住宅用給湯装置において、熱源ユニットを、ヒートポンプユニットと貯湯ユニットとで構成し、ヒートポンプユニットには、圧縮機と、給湯用熱交換器と、膨張弁と、暖房用熱交換器と、切替手段と、暖房用循環ポンプとを設け、貯湯ユニットには、給湯用ポンプと、貯湯タンクと、風呂熱交換器と、風呂循環ポンプとを設け、貯湯ユニットを、居住空間の一側部に設けたメーターボックス内に設置し、ヒートポンプユニットを、居住空間の他側部に設けたバルコニー又は居住空間に設置したものである。本実施の形態によれば、熱源ユニットを、ヒートポンプユニットと貯湯ユニットとで構成した場合に、貯湯ユニットをメーターボックス内に設置することで、設置作業やメンテナンス作業が容易となる。また、ヒートポンプユニットを居住空間に設置しても、水配管の凍結防止を図れる。
本発明の第７の実施の形態は、第３の実施の形態による住宅用給湯装置において、床暖熱交換器と暖房用循環ポンプとを熱源ユニットに備えたものである。本実施の形態によれば、床暖熱交換器を備える場合にも、床暖熱交換器、及び暖房用循環ポンプをメーターボックス内に配置することで、貯湯タンクへの給湯効率を高め、水配管の凍結防止を図れるとともに、設置作業やメンテナンス作業も容易となる。
本発明の第８の実施の形態は、第２の実施の形態による住宅用給湯装置において、バルコニーの手すり部に開口部を形成し、開口部に集熱器を設置したものである。本実施の形態によれば、バルコニーの空間に影響を与えることなく集熱器を設置することができる。
本発明の第９の実施の形態は、第８の実施の形態による住宅用給湯装置において、開口部のバルコニー側に固定具を設けたものである。本実施の形態によれば、バルコニー側からの集熱器の設置作業を容易に行うことができる。
本発明の第１０の実施の形態は、第８の実施の形態による住宅用給湯装置において、フィンの長辺を鉛直に対して角度を持たせて設置したものである。本実施の形態によれば、フィン面で冷却された冷気の下方への流れによってフィン上部からの空気流れを誘起することができ、大気熱を有効に利用することができる。
本発明の第１１の実施の形態は、第１の実施の形態による住宅用給湯装置において、複数の集熱器を用い、膨張弁をそれぞれの集熱器に対して設けたものである。本実施の形態によれば、バルコニーの構造にあわせて複数の集熱器を設置した場合で、それぞれの集熱器の設置状況の違いから、太陽熱や大気熱からの集熱に相違が生じても、それぞれの集熱器に設けた膨脹弁を調整することで、それぞれの集熱器での集熱効率を高めることができる。
本発明の第１２の実施の形態は、第１の実施の形態による住宅用給湯装置において、複数の集熱器を用い、膨張弁を一つとしたものである。本実施の形態によれば、それぞれの集熱器の設置条件が同じ場合には、一つの膨脹弁によって制御することによって、応答性よく制御を行うことができる。
本発明の第１３の実施の形態は、第８の実施の形態による住宅用給湯装置において、開口部の外側に太陽電池を設けたものである。本実施の形態によれば、蓄電機能もあわせて備えることができる。
本発明の第１４の実施の形態は、第１の実施の形態による住宅用給湯装置において、集熱パイプを１段としたものである。本実施の形態によれば、太陽熱を受けやすくなるとともに、自然風も利用しやすいため、大気熱も有効に利用することができる。
本発明の第１５の実施の形態は、第２の実施の形態による住宅用給湯装置において、熱源ユニットの設置場所を、メーターボックスに代えて、居住空間の一側部に配置されるポーチやトランクルームとしたものである。本実施の形態によれば、メーターボックスの空間が十分でない場合に、ポーチやトランクルームを利用することで水配管の凍結防止を図れるとともに、設置作業やメンテナンス作業も容易となる。
本発明の第１６の実施の形態は、第５又は第６の実施の形態による住宅用給湯装置において、貯湯ユニットの設置場所を、メーターボックスに代えて、居住空間の一側部に配置されるポーチやトランクルームとしたものである。本実施の形態によれば、メーターボックスの空間が十分でない場合に、ポーチやトランクルームを利用することで水配管の凍結防止を図れるとともに、設置作業やメンテナンス作業も容易となる。
本発明の第１７の実施の形態は、第２の実施の形態による住宅用給湯装置において、熱源ユニットの設置場所を、メーターボックスに代えて、居住空間としたものである。本実施の形態によれば、メーターボックスの空間が十分でない場合に、居住空間を利用することで水配管の凍結防止を図れるとともに、設置作業やメンテナンス作業も容易となる。
本発明の第１８の実施の形態は、第５又は第６の実施の形態による住宅用給湯装置において、貯湯ユニットの設置場所を、メーターボックスに代えて、居住空間としたものである。本実施の形態によれば、メーターボックスの空間が十分でない場合に、居住空間を利用することで水配管の凍結防止を図れるとともに、設置作業やメンテナンス作業も容易となる。
以下本発明の実施例について図面に基づいて説明する。
図１は本発明の一実施例による住宅用給湯装置の使用状況を示す説明図である。なお、以下の実施例における説明は、集合住宅に適用する場合を説明するが、戸建て住宅にも適用することができる。
同図では、集合住宅としてマンションの間取りを示している。居住空間１の一側部には玄関２やメーターボックス３が配置され、居住空間１の他側部にはバルコニー４が設けられている。居住空間１の一側部には、通路５が設けられ、玄関２やメーターボックス３は、通路に面して設けられている。バルコニー４は、本実施例では居住空間１をはさんで通路５と平行に設けられているが、通路５に交わる方向に設けられる場合もある。バルコニー４には、手すり部４ａが設けられる。
なお、一般的には屋根がない場合をバルコニーと呼び、屋根がある場合にはベランダと呼ぶが、本実施例ではベランダを含めてバルコニーとして説明する。また、本実施例における居住空間１は、居住のために占有する空間を意味し、和室や洋室の他、キッチン、物入れ、クローゼット、浴室、トイレ及び廊下を含む空間である。
本実施例による住宅用給湯装置は、集熱器１４、熱源ユニット６によって構成される。集熱器１４は、手すり部４ａの開口部に設置される。また、熱源ユニット６は、メーターボックス３に設置される。
本実施例による住宅用給湯装置は、浴室に設けられる浴槽３０への追い焚き、洋室に設けられる床暖房器４０への熱媒体、及び浴室、キッチン、洗面所に設けられる蛇口への給湯に利用される。
図２を用いて本実施例による住宅用給湯装置について説明する。
図２は、本実施例による住宅用給湯装置の回路構成図である。
集熱器１４は、圧縮機１１、給湯用熱交換器１２、及び膨張弁１３とともに冷媒配管１５で接続されて冷媒回路１０を構成している。
給湯回路２０は、給湯用ポンプ２１と、給湯用熱交換器１２と、貯湯タンク２２とを水配管２３で接続して構成している。貯湯タンク２２の上部には、蛇口へ温水を導く配管が設けられ、貯湯タンク２２の下部には、給水用の配管が設けられている。また、貯湯タンク２２には、上部と下部とをつなぐ浴槽用水配管３１が設けられている。浴槽用水配管３１には、風呂追い焚きポンプ３２が設けられ、浴槽用水配管３１には、風呂熱交換器３３が設けられている。追い焚き用水配管３４は、風呂熱交換器３３と浴槽３０とをつなぎ、追い焚き用水配管３４には風呂循環ポンプ３５が設けられている。
熱源ユニット６は、圧縮機１１、給湯用熱交換器１２、膨張弁１３、給湯用ポンプ２１、貯湯タンク２２、浴槽用水配管３１、風呂追い焚きポンプ３２、風呂熱交換器３３、風呂循環ポンプ３５とを備えて構成されている。熱源ユニット６を構成するそれぞれの部材は、構造的に外ケース内に収納されていることが好ましいが、メーターボックス３のように限られたスペースに収納しやすいように、外ケースを設けず、各部材の配置位置をフレキシブルに変更できる構造であってもよい。ただし、熱源ユニット６としての機能を果たすためには、少なくとも、冷媒配管１５には、集熱器１４側の配管と熱源ユニット６側の配管を接続する接続部１５ａを有し、追い焚き用水配管３４には、浴槽３０側の配管と熱源ユニット６側の配管を接続する接続部３４ａを有していることが必要である。また、蛇口へ温水を導く配管や給水用の配管にも接続部を有していることが好ましい。
本実施例による住宅用給湯装置では、太陽熱及び大気熱を集熱器１４で集熱し、給湯用熱交換器１２で放熱することによって、貯湯タンク２２の下部から供給される水を加熱する。給湯用熱交換器１２で加熱された温水は、貯湯タンク２２の上部に蓄えられる。
本実施例による熱源ユニット６は、図１に示すように、通路５に面したメーターボックス３に収納されているので、設置作業やメンテナンス作業を容易に行える。また、集熱器１４と熱源ユニット６は、冷媒配管１５によって接続しており、水配管２３は、貯湯タンク２２や圧縮機１１とともにメーターボックス３内に収めているので凍結防止を図ることができるとともに水配管２３の放熱を少なくすることができるので給湯効率を高めることができる。また、図１に示すように、通路５側の居住空間１に浴室や洗面室を設ける場合が多いが、このような場合では、蛇口への給湯用配管や、浴槽３０への追い焚き用水配管３４の引き回しが短いために、応答性のよい供給が可能となる。
次に図３を用いて、他の実施例による住宅用給湯装置について説明する。
図３は、他の実施例による住宅用給湯装置の回路構成図である。なお、図２と共通する構成には、同一番号を付して説明を省略する。
本実施例では、図１に示す床暖房器４０を備えたものである。
そして冷媒回路１０には、給湯用熱交換器１２と並列に設けた暖房用熱交換器４１と、給湯用熱交換器１２と暖房用熱交換器４１とに冷媒の流れを切り替える切替手段４２とを備えている。暖房用熱交換器４１と切替手段４２は、熱源ユニット６に設けている。
また、熱源ユニット６には、床暖房器４０と暖房用熱交換器４１とに熱媒体を循環させる熱媒体循環配管４３と、熱媒体循環配管４３に設けた暖房用循環ポンプ４４とを有している。本実施例では、熱媒体循環配管４３には、床暖房器４０側の配管と熱源ユニット６側の配管を接続する接続部４３ａを有している。
本実施例では、貯湯タンク２２への給湯と床暖房器４０への暖房供給を、切替手段４２の切り替えによって行う。本実施例によれば、床暖房器４０への暖房供給として、貯湯タンク２２の温水を用いるのではなく、冷媒回路１０による冷媒熱を利用することで、貯湯タンク２２内の温水切れを防止でき、貯湯タンク２２の容量を小さくすることができる。
次に図４を用いて、他の実施例による住宅用給湯装置について説明する。
図４は、他の実施例による住宅用給湯装置の回路構成図である。なお、図３に示す実施例と共通する構成には、同一番号を付して説明を省略する。
本実施例は、熱源ユニット６を、ヒートポンプユニット６ａと貯湯ユニット６ｂとで構成し、ヒートポンプユニット６ａには、圧縮機１１と、給湯用熱交換器１２と、膨張弁１３とを設け、貯湯ユニット６ｂには、給湯用ポンプ２１と、貯湯タンク２２と、風呂追い焚きポンプ３２と、風呂熱交換器３３と、風呂循環ポンプ３５とを設けている。
本実施例のように、熱源ユニット６を、ヒートポンプユニット６ａと貯湯ユニット６ｂとで構成することで、設置自由度を高めることができる。熱源ユニット６を、ヒートポンプユニット６ａと貯湯ユニット６ｂとで構成した場合にも、ヒートポンプユニット６ａと貯湯ユニット６ｂとをメーターボックス３内に設置してもよいが、貯湯ユニット６ｂを、メーターボックス３内に設置し、ヒートポンプユニット６ａを、バルコニー４又は居住空間１に設置することもできる。本実施例によれば、貯湯ユニット６ｂをメーターボックス３内に設置することで、設置作業やメンテナンス作業が容易となる。また、ヒートポンプユニット６ａを居住空間に設置しても、水配管の凍結防止を図れ、また送風ファンを持たないために騒音や熱効率の問題が生じることもない。
次に図５を用いて、他の実施例による住宅用給湯装置について説明する。
図５は、他の実施例による住宅用給湯装置の回路構成図である。なお、上記実施例と共通する構成には、同一番号を付して説明を省略する。
本実施例では、図１に示す床暖房器４０を備えたものである。
本実施例による住宅用給湯装置は、貯湯タンク２２の上部と下部とをつなぐ床暖用水配管４５と、床暖用水配管４５に設けた床暖ポンプ４６と、床暖用水配管４５に設けた床暖熱交換器４７と、床暖熱交換器４７と床暖房器４０とをつなぐ熱媒体循環配管４３と、熱媒体循環配管４３に設けた暖房用循環ポンプ４４とを備えている。本実施の形態によれば、床暖房器４０を備える場合にも、床暖用水配管４５、床暖ポンプ４６、床暖熱交換器４７、及び暖房用循環ポンプ４４をメーターボックス３内に配置することで、貯湯タンクへの給湯効率を高め、水配管の凍結防止を図れるとともに、設置作業やメンテナンス作業も容易となる。
次に図６及び図７を用いて、集合住宅への集熱器の設置状態について説明する。
図６は、集合住宅をバルコニー側からみた斜視図、図７は手すり部の断面構成図である。
上記実施例による集熱器１４は、バルコニー４の手すり部４ａの開口部４ｂに設置している。本実施例では、集熱器１４を住宅別にそれぞれ二つ設置した場合を示しているが、集熱器１４は、単一でもよく、また３つ以上を設ける構成でもよい。
集熱器１４は、開口部４ｂのバルコニー４側から固定具５１によって取り付けられる。また、集熱器１４は、開口部４ｂから外側へ突出しないように配置する。
次に図８を用いて、集合住宅への集熱器の設置状態の他の実施例について説明する。
図８は、本実施例による集熱器の設置状態を示す、手すり部の断面構成図である。
本実施例では、一つの開口部４ｂに、複数の集熱器１４を高さ方向に並べて設置している。また、これらの集熱器１４は、図に示すように、一段の集熱パイプ１４ａとフィン１４ｂで構成され、フィン１４ｂの長辺を鉛直に対して角度を持たせて設置している。本実施例によれば、フィン１４ｂ面で冷却された冷気の下方への流れによってフィン１４ｂ上部からの空気流れを誘起することができ、大気熱を有効に利用することができる。また本実施例によれば、集熱パイプ１４ａを１段とすることで、太陽熱を受けやすくなるとともに、自然風も利用しやすいため、大気熱も有効に利用することができる。なお、フィン１４ｂは、集熱パイプ１４ａの管軸に対して垂直な方向に配置され、複数枚のフィン１４ｂが間隔を開けて配置されている。
次に図９を用いて、他の実施例による住宅用給湯装置について説明する。
図９は、他の実施例による住宅用給湯装置の回路構成図である。なお、上記実施例と共通する構成には、同一番号を付して説明を省略する。
本実施例では、図３に示す膨脹弁１３を、集熱器１４とともにバルコニー４に設置したものである。本実施例によれば、太陽熱や大気熱の変動に応じた膨脹弁１３での絞り調整を応答性よく行うことができる。
なお、図２、図４、図５に示す実施例についても、本実施例と同様に、膨脹弁１３を集熱器１４とともにバルコニー４に設置することで、太陽熱や大気熱の変動に応じた膨脹弁１３での絞り調整を応答性よく行うことができる。
次に図１０を用いて、他の実施例による住宅用給湯装置について説明する。
図１０は、他の実施例による住宅用給湯装置の回路構成図である。なお、上記実施例と共通する構成には、同一番号を付して説明を省略する。
本実施例では、図９に示す集熱器１４を複数個設け、それぞれの集熱器１４に対応させた膨脹弁１３を、集熱器１４とともにバルコニー４に設置したものである。本実施例によれば、バルコニー４の構造にあわせて複数の集熱器１４を設置した場合で、それぞれの集熱器１４の設置状況の違いから、太陽熱や大気熱からの集熱に相違が生じても、それぞれの集熱器１４に設けた膨脹弁１３を調整することで、それぞれの集熱器１４での集熱効率を高めることができる。
なお、図２、図４、図５に示す実施例についても、本実施例と同様に、集熱器１４を複数個設け、それぞれの集熱器１４に対応させた膨脹弁１３を、集熱器１４とともにバルコニー４に設置することで、それぞれの集熱器１４に設けた膨脹弁１３を調整することで、それぞれの集熱器１４での集熱効率を高めることができる。
次に図１１を用いて、他の実施例による住宅用給湯装置について説明する。
図１１は、他の実施例による住宅用給湯装置の回路構成図である。なお、上記実施例と共通する構成には、同一番号を付して説明を省略する。
本実施例では、図１０に示す実施例に対して、複数の集熱器１４に対して、一つの膨張弁１３を設けたものである。本実施例によれば、それぞれの集熱器１４の設置条件が同じ場合には、一つの膨脹弁１３によって制御することによって、応答性よく制御を行うことができる。
なお、図２、図４、図５に示す実施例についても、本実施例と同様に、集熱器１４を複数個設け、複数の集熱器１４に対して一つの膨脹弁１３を設けることで、それぞれの集熱器１４の設置条件が同じ場合には、一つの膨脹弁１３によって制御することによって、応答性よく制御を行うことができる。
次に図１２を用いて、他の実施例による住宅用給湯装置について説明する。
図１２は、他の実施例による住宅用給湯装置の回路構成図である。なお、上記実施例と共通する構成には、同一番号を付して説明を省略する。
本実施例では、図３に示す実施例に対して、集熱器１４を複数個設けるとともに、空調機６１を設けたものである。
空調機６１は、集熱器１４と並列に設けている。また、空調機６１をつなぐ冷媒配管１５ｂには、膨脹弁１３ｂを備えている。また、給湯用熱交換器１２の出口側冷媒配管には逆止弁１５ｃが、暖房用熱交換器４１の出口側冷媒配管には逆止弁１５ｄを設けている。
本実施例によれば、図３に示す実施例の機能に加えて、空調機６１で冷房や除湿を行うことができる。
すなわち、膨脹弁１３を閉塞することで、給湯用熱交換器１２又は暖房用熱交換器４１で放熱させた冷媒を、膨脹弁１３ｂで減圧して空調機６１に導き、空調機６１において蒸発させることで冷房運転又は除湿運転を行わせることができる。
また、図２、図４、図５に示す実施例についても、本実施例と同様に、集熱器１４を複数個設けるとともに、空調機６１を設けることができる。
次に図１３を用いて、他の実施例による住宅用給湯装置について説明する。
図１３は、他の実施例による住宅用給湯装置の回路構成図である。なお、上記実施例と共通する構成には、同一番号を付して説明を省略する。
本実施例では、図１２に示す実施例に対して、圧縮機１１の吸入側配管と吐出側配管の冷媒の流れを変える四方弁１６を設けたものである。なお、膨脹弁１３をバイパスする回路を設け、このバイパス回路に逆止弁１５ｅを設けることが好ましい。
本実施例によれば、圧縮機１１から吐出した冷媒を、集熱器１４に導き、集熱器１４からの冷媒を、逆止弁１５ｅ、膨脹弁３５、空調機６１を経由して圧縮機１１に戻すことができる。
本実施例では、集熱器１４を放熱器として利用して空調機６１にて冷房運転又は除湿運転を行わせることができる。本実施例によれば、貯湯タンク２２での貯湯の必要が無く、また床暖房器４０を使用しない場合に、集熱器１４を放熱器として利用することで空調機６１での冷房運転や除湿運転を行うことができる。
なお、図２、図４、図５に示す実施例についても、本実施例と同様に、圧縮機１１の吸入側配管と吐出側配管の冷媒の流れを変える四方弁１６を設けることができる。
次に図１４を用いて、他の実施例による住宅用給湯装置について説明する。
図１４は、他の実施例による住宅用給湯装置の回路構成図である。なお、上記実施例と共通する構成には、同一番号を付して説明を省略する。
本実施例では、図１２や図１３に示す実施例と同様に空調機６２を設けたものであるが、本実施例による空調機６２は、暖房機能を備えたものである。なお、本実施例では配管構成は冷媒回路１０ａとして詳細な配管構成の説明を省略する。
本実施例では、空調機６２に対して放熱機能を持たせることで暖房運転を可能とするものである。なお、空調機６２を暖房として用いる場合には、集熱器１４での集熱を用いることができる他、集熱器１４での集熱が十分でない場合などには、貯湯タンク２２の温水を利用することもできる。
次に図１５を用いて、他の実施例による住宅用給湯装置について説明する。
図１５は他の一実施例による住宅用給湯装置の使用状況を示す説明図である。なお、上記実施例と共通する構成には、同一番号を付して説明を省略する。
同図では、図１に示す実施例とは異なるマンションの間取りを示している。居住空間１の一側部には玄関２やメーターボックス３が配置され、居住空間１の二つの他側部にはバルコニー４が設けられている。
本実施例による集熱器１４は、二つの他側部のバルコニー４にそれぞれ複数個ずつ設置されている。また、熱源ユニット６は、居住空間１内の物入れに設置している。本実施例では、洗面所や浴室が通路５から離れた位置に配置され、キッチンの蛇口も居住空間１の中央寄りに配置され、居住空間１の中央部に物入れが配置されている。従って、熱源ユニット６をメーターボックス３に設置するよりも、物入れに設置することで、蛇口への給湯用配管や、浴槽３０への追い焚き用水配管３４の引き回しが短いために、応答性のよい供給が可能となる。また、本実施例のように居住空間１内に熱源ユニット６を設置することで、凍結防止を図ることができるとともに水配管２３の放熱を少なくすることができるので給湯効率を高めることができる。更に、居住空間１の中央部に設けた物入れに熱源ユニット６を設置することで、各部屋に設ける空調機６２や床暖房器４０、その他浴室暖房機やキッチンでのスポット用の空調機などの接続配管の引き回しを容易に行うことができる。
次に図１６を用いて、他の実施例による住宅用給湯装置について説明する。
図１６は他の一実施例による住宅用給湯装置の使用状況を示す説明図である。なお、上記実施例と共通する構成には、同一番号を付して説明を省略する。
同図では、図１に示す実施例とは異なるマンションの間取りを示している。居住空間１の一側部には玄関２やメーターボックス３が配置され、居住空間１の他側部にはバルコニー４が設けられている。
本実施例による熱源ユニット６は、ヒートポンプユニット６ａと貯湯ユニット６ｂとで構成した場合を示している。そして、ヒートポンプユニット６ａは、居住空間１内のキッチンに設置し、貯湯ユニット６ｂはメーターボックス３に設置している。本実施例のように居住空間１内にヒートポンプユニット６ａを設置することで、各部屋に設ける空調機６２や床暖房器４０、その他浴室暖房機やキッチンでのスポット用の空調機などの接続配管の引き回しを容易に行うことができる。
次に図１７を用いて、集合住宅への集熱器の設置状態の他の実施例について説明する。
図１７は、本実施例による集熱器の設置状態示す、手すり部の断面構成図である。
本実施例では、開口部４ｂに、集熱器１４を設置するとともに、開口部４ｂの外側に太陽電池５２を設けたものである。本実施例によれば、蓄電機能もあわせて備えることができる。
次に図１８を用いて、本実施例による集熱器の構成を説明する。
図１８は、本実施例による集熱器の正面図である。
集熱器１４は、一段の集熱パイプ１４ａとフィン１４ｂで構成されている。集熱パイプ１４ａは、一つの平面上で平行に配置され、両端部ではＵ字管で接続されている、フィン１４ｂは、集熱パイプ１４ａの管軸に対して垂直な方向に配置され、複数枚のフィン１４ｂが間隔を開けて配置されている。本実施例によれば、集熱パイプ１４ａを１段とすることで、太陽熱を受けやすくなるとともに、自然風も利用しやすいため、大気熱も有効に利用することができる。
図１９は、更に他の実施例による住宅用給湯装置の要部を示す回路構成図である。
本実施例は、図２、図３、図４、図９、図１０、図１１、図１２、図１３、図１４に示す実施例において、浴槽用水配管３１、風呂追い焚きポンプ３２を設ける代わりに、貯湯タンク２２の内部に風呂熱交換器３３を設け、追い焚き用水配管３４を風呂熱交換器３３に接続したものである。本実施例のように、風呂熱交換器３３をタンク２２の内部に設けてもよい。
図２０は、更に他の実施例による住宅用給湯装置の回路構成図である。
本実施例は、図５に示す実施例において、浴槽用水配管３１、風呂追い焚きポンプ３２を設ける代わりに、貯湯タンク２２の内部に風呂熱交換器３３を設け、追い焚き用水配管３４を風呂熱交換器３３に接続したものである。本実施例のように、風呂熱交換器３３をタンク２２の内部に設けてもよい。
図２１は、更に他の実施例による住宅用給湯装置の回路構成図である。
本実施例は、図２０に示す実施例において、床暖用水配管４５、床暖ポンプ４６を設ける代わりに、貯湯タンク２２の内部に床暖熱交換器４７を設け、熱媒体循環配管４３を床暖熱交換器４７に接続したものである。本実施例のように、床暖熱交換器４７をタンク２２の内部に設けてもよい。
なお、上記実施例では、マンションなどの集合住宅で説明したが、手すりの代わりに壁面に集熱器１４を配置することで、バルコニーを備えていないビルにも適用することができる。また、戸建て住宅の二階などにおいて、ベランダの手すりや壁面を利用して設置することもできる。戸建ての場合には、熱源ユニットを居住空間内に配置することができる。
また、玄関から通路に至る空間に、ポーチを設ける場合がある。更にはこのポーチに面して、又は玄関や通路に面してトランクルームを設ける場合がある。このような場合には、熱源ユニット又は貯湯ユニットを、ポーチやトランクルームに配置してもよい。また、玄関スペースが広い場合には、熱源ユニット又は貯湯ユニットを玄関に配置してもよい。
本発明の住宅用給湯装置は、特にバルコニーを備えたマンションやアパートにおいて適している。
１ 居住空間
２ 玄関
３ メーターボックス
４ バルコニー
５ 通路
６ 熱源ユニット
６ａ ヒートポンプユニット
６ｂ 貯湯ユニット
１０ 冷媒回路
１１ 圧縮機
１２ 給湯用熱交換器
１３ 膨脹弁
１４ 集熱器
１５ 冷媒配管
２０ 給湯回路
２１ 給湯用ポンプ
２２ 貯湯タンク
２３ 水配管
３０ 浴槽
３１ 浴槽用水配管
３２ 風呂追い焚きポンプ
３３ 風呂熱交換器
３４ 追い焚き用水配管
４０ 床暖房器
４１ 暖房用熱交換器
４２ 切替手段
４３ 熱媒体循環配管
４４ 暖房用循環ポンプ
４５ 床暖用水配管
４６ 床暖ポンプ
４７ 床暖熱交換器
５１ 固定具
５２ 太陽電池
６１、６２ 空調機

Claims (19)

  1. 圧縮機と、給湯用熱交換器と、膨張弁と、集熱器とを冷媒配管で接続して冷媒回路を構成し、
    給湯用ポンプと、前記給湯用熱交換器と、貯湯タンクとを水配管で接続して給湯回路を構成し、
    前記集熱器を、太陽熱と自然風による大気熱を利用するフィン及び集熱パイプで構成し、
    前記圧縮機と、前記給湯用熱交換器と、前記膨張弁と、前記給湯用ポンプと、前記貯湯タンクとを熱源ユニットとし、
    浴室やキッチンを有する居住空間の床下空間又は天井空間に配置される前記冷媒配管によって、前記集熱器と前記熱源ユニットとを接続したことを特徴とする住宅用給湯装置。
  2. 前記居住空間の一側部にメーターボックスを、また前記居住空間の他側部にバルコニーを備え、前記熱源ユニットは前記メーターボックス内に設置し、前記集熱器は前記バルコニーに設置したことを特徴とする請求項１に記載の住宅用給湯装置。
  3. 前記貯湯タンクの湯と熱交換する風呂熱交換器と、前記風呂熱交換器と浴槽とをつなぐ追い焚き用水配管と、前記追い焚き用水配管に設けた風呂循環ポンプとを備え、
    前記風呂熱交換器と前記風呂循環ポンプとを前記熱源ユニットに備えたことを特徴とする請求項１に記載の住宅用給湯装置。
  4. 前記冷媒回路に、前記給湯用熱交換器と並列に設けた暖房用熱交換器と、前記給湯用熱交換器と前記暖房用熱交換器とに冷媒の流れを切り替える切替手段とを備え、
    前記居住空間に配設される床暖房器と、前記床暖房器と前記暖房用熱交換器とに熱媒体を循環させる熱媒体循環配管と、前記熱媒体循環配管に設けた暖房用循環ポンプとを有し、
    前記熱源ユニットに、前記暖房用熱交換器と、前記切替手段と、前記暖房用循環ポンプとを備えたことを特徴とする請求項３に記載の住宅用給湯装置。
  5. 前記熱源ユニットを、ヒートポンプユニットと貯湯ユニットとで構成し、
    前記ヒートポンプユニットには、前記圧縮機と、前記給湯用熱交換器と、前記膨張弁とを設け、
    前記貯湯ユニットには、前記給湯用ポンプと、前記貯湯タンクと、前記風呂熱交換器と、前記風呂循環ポンプとを設け、
    前記貯湯ユニットを、前記メーターボックス内に設置し、
    前記ヒートポンプユニットを、前記バルコニー又は前記居住空間に設置したことを特徴とする請求項３に記載の住宅用給湯装置。
  6. 前記熱源ユニットを、ヒートポンプユニットと貯湯ユニットとで構成し、
    前記ヒートポンプユニットには、前記圧縮機と、前記給湯用熱交換器と、前記膨張弁と、前記暖房用熱交換器と、前記切替手段と、前記暖房用循環ポンプとを設け、
    前記貯湯ユニットには、前記給湯用ポンプと、前記貯湯タンクと、前記風呂熱交換器と、前記風呂循環ポンプとを設け、
    前記貯湯ユニットを、前記メーターボックス内に設置し、
    前記ヒートポンプユニットを、前記バルコニー又は前記居住空間に設置したことを特徴とする請求項４に記載の住宅用給湯装置。
  7. 前記貯湯タンクの湯と熱交換する床暖熱交換器と、前記床暖熱交換器と床暖房器とをつなぐ熱媒体循環配管と、前記熱媒体循環配管に設けた暖房用循環ポンプとを備え、
    前記床暖熱交換器と前記暖房用循環ポンプとを前記熱源ユニットに備えたことを特徴とする請求項１に記載の住宅用給湯装置。
  8. 前記バルコニーの手すり部に開口部を形成し、前記開口部に前記集熱器を設置したことを特徴とする請求項１に記載の住宅用給湯装置。
  9. 前記開口部の前記バルコニー側に固定具を設けたことを特徴とする請求項８に記載の住宅用給湯装置。
  10. 前記フィンの長辺を鉛直に対して角度を持たせて設置したことを特徴とする請求項８に記載の住宅用給湯装置。
  11. 前記膨張弁の設置場所を前記メーターボックスに代えて前記バルコニーとしたことを特徴とする請求項１に記載の住宅用給湯装置。
  12. 複数の前記集熱器を用い、前記膨張弁をそれぞれの前記集熱器に設けたことを特徴とする請求項１１に記載の住宅用給湯装置。
  13. 複数の前記集熱器を用い、前記膨張弁を一つとしたことを特徴とする請求項１１に記載の住宅用給湯装置。
  14. 前記開口部の外側に太陽電池を設けたことを特徴とする請求項８に記載の住宅用給湯装置。
  15. 前記集熱パイプを１段としたことを特徴とする請求項１に記載の住宅用給湯装置。
  16. 前記熱源ユニットの設置場所を、前記メーターボックスに代えて、前記居住空間の前記一側部に配置されるポーチやトランクルームとしたことを特徴とする請求項１に記載の住宅用給湯装置。
  17. 前記貯湯ユニットの設置場所を、前記メーターボックスに代えて、前記居住空間の前記一側部に配置されるポーチやトランクルームとしたことを特徴とする請求項５又は請求項６に記載の住宅用給湯装置。
  18. 前記熱源ユニットの設置場所を、前記メーターボックスに代えて、前記居住空間としたことを特徴とする請求項１に記載の住宅用給湯装置。
  19. 前記貯湯ユニットの設置場所を、前記メーターボックスに代えて、前記居住空間としたことを特徴とする請求項５又は請求項６に記載の住宅用給湯装置。
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