WO2006030903A1

WO2006030903A1 - ヒートポンプ給湯機

Info

Publication number: WO2006030903A1
Application number: PCT/JP2005/017164
Authority: WO
Inventors: Toshikatsu Fukunaga; Kazuhito Nakatani
Original assignee: Matsushita Electric Industrial Co., Ltd.
Priority date: 2004-09-16
Filing date: 2005-09-16
Publication date: 2006-03-23
Also published as: KR20070052762A; CN100494806C; CN101006309A; JP2006084115A; US20070214816A1; EP1801515A1; EP1801515A4; US7748227B2

Abstract

　本発明の課題は、コンパクトで、サービス性の良いヒートポンプ給湯機を提供することである。　ヒートポンプ給湯機は、圧縮機（２）、放熱器（３）、放熱器（４）、減圧手段（５）、蒸発器（６）を接続した冷媒サイクルと、蒸発器（６）に風を送る送風ファン（８）と、放熱器（３）と一体となって水を温水に変える給湯用水－冷媒熱交換器（９）と、給湯用水－冷媒熱交換器（９）に水を送る給湯循環水ポンプ（１５）と、放熱器（４）と一体となって風呂のお湯の温度を更に上げる風呂保温追炊き用水－冷媒熱交換器（１７）と、風呂の湯を循環する風呂循環水ポンプ（１８）と、温水を貯湯する貯湯タンク（１０）とを一体化して本体ユニット（１）を構成し、本体ユニット（１）は貯湯タンク（１０）に対向する外装背面部（４０）に張り出し部（４０ａ）を設けた構成としてある。

Description

明細書

ヒートポンプ給湯機

技術分野

[0001] 本発明は、ヒートポンプ方式の給湯機に関するものである。

背景技術

[0002] 従来、給湯機としては、ガスや石油を燃料として用い、その燃焼熱で水道水を加熱する給湯機が使用されてきた。これらは、速湯性に優れているという利点がある半面、ガス、石油といった燃料が必要でその供給が不可欠であること、燃焼後の排気ガスが大気に放出され大気汚染を招くこと、燃焼させるので不安全性を常に内在していること、燃焼時の音が大きいことなどの課題があった。特に近年増えている、エネルギ一源を全て電気で行うと、うオール電ィ匕の住宅やマンションでは、燃料を供給する方法がな!、ため、使用できな!/、ケースも増えてきて!/、るのが現状である。

[0003] そこで、貯湯タンクを備えた貯湯式のヒートポンプ給湯機が開発されている。これは、燃焼による給湯機の問題を解決し、オール電化の住宅、マンションでも新たなインフラ整備を必要とせず手軽に設置することができ、ヒートポンプ式であるため、入力に対する能力は 3倍以上確保することが可能となるなど熱効率が良ぐ運転に際しては安価な深夜電力を用いて、貯湯タンクに高温の湯を貯めることが可能となり、ランニングコストも安価となるなどと言った特長を持ち、徐々に普及してきている。

[0004] しかし昨今の住宅事情からこのヒートポンプ給湯器を設置したいが、設置スペースが無く断念せざるを得な、需要家も増えてきて、る。

[0005] このような需要家向けの対応として侠小地に設置可能なヒートポンプユニットと貯湯タンクユニットを一体とした給湯器も開発されて、る。

[0006] このような給湯機として、例えば非特許文献 1に示されるヒートポンプ給湯機 (日立製: RHK— 23BAV)がある。

[0007] 図 4は、そのようなヒートポンプ給湯機の回路構成図、図 5は図 4に示すヒートポンプ給湯機の概略構成図を示して、る。

[0008] 図 4に示すヒートポンプ給湯機は、冷媒サイクルとして圧縮機 120、 121、水—冷媒熱交 122、 123,減圧弁 124、 125,蒸発器 126、 127および送風機 128、 129 などで構成した冷媒サイクルと、貯湯タンク 130、混合弁 131、電磁弁 132、給湯循環水ポンプ 133、風呂保温追炊き用循環水ポンプ 134などを配管で構成した給湯サイタルとを備え、冷媒サイクルで湯を生成して蛇口 135や風呂 136に直接給湯し、または給湯回路力も貯湯を給湯するものである。そして、このヒートポンプ給湯機は、図 5に示すように、冷媒サイクルや給湯サイクルを全て 1つのユニット内に収納した一体型で構成されている。

[0009] また特許文献 1に示されるヒートポンプ給湯機では冷媒ユニットを貯湯ユニットの上部に配置することで侠小地に設置可能な構成を実現しょうというものである。

[0010] 図 6は、そのようなヒートポンプ給湯機の概略構成図を示している。

非特許文献 1 :週刊エアコン流通人 2003年 5月 15日号 (VOL. 24— No. 896) 特許文献 1：特開昭 58 - 158448号公報

発明の開示

発明が解決しょうとする課題

[0011] しカゝしながら、非特許文献 1に示されるヒートポンプ給湯機は、冷媒サイクルや給湯サイクルを全て一つのユニット内に収納した一体型で構成されているものの、その大きさは大型の冷媒サイクル部分とタンクユニット部分を有している為、非常に大きぐかつ冷媒サイクルの故障の際には現地にて冷媒を除去することができないため貯湯タンクユニットと一体になつた機器全体を工場に持ち帰る必要があり非常にメンテ性の悪いものであった。

[0012] また本体寸法が大きい為マンションのベランダ等への設置は非常に困難で、必ずしも一体型のメリットを発揮できるものではな力つた。

[0013] また、特許文献 1に示されるヒートポンプ給湯器では貯湯タンクの上部に冷凍サイクルを配置することで設置面積の縮小は可能になるものの冷凍回路部品の故障時に現地修理することができないため貯湯タンクユニットと一体になつた機器全体を工場に持ち帰る必要があるのは同じである。

[0014] 本発明はこのような課題を解決するものであり、機器本体寸法を機器内部の部品の最適配置により小型化することで設置場所の選択肢を拡大すると共に、市場における施工性およびメンテナンス性の向上を図ることを目的としたものである。課題を解決するための手段

[0015] 請求項 1記載の本発明のヒートポンプ給湯機は、冷媒を循環させる冷媒循環回路と、前記冷媒循環回路の放熱器と熱交換を行う水ー冷媒熱交換器と、加熱された温水を貯湯する貯湯タンクとを備え一体の筐体としたことを特徴とする。

[0016] 請求項 2記載の本発明のヒートポンプ給湯機は、圧縮機、放熱器、減圧手段および蒸発器を順次接続して閉回路を構成し、冷媒を循環させる冷媒循環回路と、前記蒸発器に送風する送風ファンと、前記放熱器と熱交換を行う水ー冷媒熱交換器と、前記水ー冷媒熱交換器と接続され、水道水を供給する入水管と、冷媒循環回路と前記水ー冷媒熱交換器で水道水を加熱する給湯回路と、加熱された温水を貯湯する貯湯タンクと、加熱された温水を蛇口やシャワー等の給湯端末へ通水するように接続した給湯管を備えるヒートポンプ給湯機であって、前記蒸発器の吸込み面と同一面に配設した筐体の一部に張り出し部を設けたことを特徴とする。

[0017] 請求項 3の本発明は、請求項 2に記載のヒートポンプ給湯機において、張り出し部の張り出し寸法は前記蒸発器の熱交換性能を悪化させな！/ヽ最小寸法以下としたことを特徴とする。

[0018] 請求項 4の本発明は、請求項 2か請求項 3のいずれかに記載のヒートポンプ給湯機において、前記筐体の一部に設けた張り出し部に対向して前記貯湯タンクを配設したことを特徴とする。

[0019] 請求項 5の本発明は、請求項 4に記載のヒートポンプ給湯機において、前記張り出し部の形状は貯湯タンクの外形と略同一としたことを特徴とする。

[0020] 請求項 6の本発明は、請求項 4または 5に記載のヒートポンプ給湯機において、前記張り出し部と貯湯タンクとの間に断熱材を介在させたことを特徴とする。

[0021] 請求項 7の本発明は、請求項 1から請求項 6のいずれかに記載のヒートポンプ給湯機において、前記冷媒として炭酸ガスを用いたことを特徴とする。

発明の効果

[0022] 本発明によれば、圧縮機、放熱器、減圧手段および蒸発器を順次接続して閉回路を構成し、冷媒を循環させる冷媒循環回路と、前記蒸発器に送風する送風ファンと、前記放熱器と熱交換を行う水冷媒熱交^^と、前記水冷媒熱交^^と接続され、水道水を供給する入水管と、冷媒循環回路と前記水ー冷媒熱交換器で水道水を加熱する給湯回路と、加熱された温水を貯湯する貯湯タンクと、加熱された温水を蛇口やシャワー等の給湯端末へ通水するように接続した給湯管を備えるヒートポンプ給湯機であって、前記蒸発器の吸込み面と同一面に配設した筐体の一部に張り出し部を設けることで機器内部の部品配置スペースを拡大できるものである。すなわち冷媒ユニット内の部品である蒸発器は機器外の大気との熱交換を行なう為、送風ファンによる通風量を確保する為に機器背面及び側面の蒸発器吸込み面は設置時に所定の空間を確保する必要が有り、設置時には必ず壁面等力ゝらの距離は確保される。この空間部分に送風性能に影響を与えない範囲で筐体の一部を張り出し機器内部空間を拡大する。これにより設置時に必要とする容積は従来と同等でありながら、機器内部の部品収納空間を拡大することが可能となり、よりコンパクトで施工性、メンテ性にすぐれたヒートポンプ給湯機を提供することが可能となるものである。

図面の簡単な説明

[0023] [図 1]本発明の第 1の実施例におけるヒートポンプ給湯機の回路構成図

[図 2]図 1に示すヒートポンプ給湯機の正面内観図

[図 3]図 1に示すヒートポンプ給湯機の平面内観図

[図 4]従来のヒートポンプ給湯機の回路構成図

[図 5]従来のヒートポンプ給湯機 (ヒートポンプユニット）の正面内観図

[図 6]従来のヒートポンプ給湯機 (ヒートポンプユニット）の平面内観図

符号の説明

[0024] 1 本体ユニット

2 圧縮機

3 放熱器 (給湯用水ー冷媒熱交換器）

4 放熱器 (風呂保温追炊き用水ー冷媒熱交換器）

5 減圧手段

6 蒸発器

7 冷媒循環回路 8 送風ファン

9 給湯用水ー冷媒熱交換器

10 貯湯タンク

11 入水管

12 蛇口（給湯端末）

15 給湯循環水ポンプ

17 風呂保温追炊き用水ー冷媒熱交換器

18 風呂循環水ポンプ

40a 外装張り出し部

発明を実施するための最良の形態

[0025] 本発明の第 1の実施の形態によるヒートポンプ給湯機は、冷媒を循環させる冷媒循環回路と、前記冷媒循環回路の放熱器と熱交換を行う水ー冷媒熱交^^と、加熱された温水を貯湯する貯湯タンクとを備え一体の筐体としたことを特徴とする。

[0026] 本発明の第 2の実施の形態によるヒートポンプ給湯機は、圧縮機、放熱器、減圧手段および蒸発器を順次接続して閉回路を構成し、冷媒を循環させる冷媒循環回路と、前記蒸発器に送風する送風ファンと、前記放熱器と熱交換を行う水冷媒熱交換器と、前記水ー冷媒熱交換器と接続され、水道水を供給する入水管と、冷媒循環回路と前記水冷媒熱交で水道水を加熱する給湯回路と、加熱された温水を貯湯する貯湯タンクと、加熱された温水を蛇口やシャワー等の給湯端末へ通水するように接続した給湯管を備えるヒートポンプ給湯機であって、前記蒸発器の吸込み面と同一面に配設した筐体の一部に張り出し部を設けた構成としてある為、機器内部の部品収納空間を拡大することが可能となり、よりコンパクトで施工性、メンテ性にすぐれたヒートポンプ給湯機を提供することが可能となる。

[0027] 本発明の第 3の実施の形態は、第 2の実施の形態によるヒートポンプ給湯機おいて、張り出し部の張り出し寸法は前記蒸発器の熱交換性能を悪化させな！/ヽ最小寸法以下とした構成としてある為、設置時に必要とする容積は従来と同等でありながら、機器内部の部品収納空間を拡大することが可能となり、よりコンパクトで施工性、メンテ性にすぐれたヒートポンプ給湯機を提供することが可能となる。 [0028] 本発明の第 4の実施の形態は、第 1から第 3の実施の形態によるヒートポンプ給湯機において、前記筐体の一部に設けた張り出し部に対向して前記貯湯タンクを配設した構成としてある為この張り出し寸法の分だけ貯湯タンクを後方に移動することが可能となり、機器前面の配管配置空間を拡大することが可能となり、よりコンパクトで施工性、メンテ性にすぐれたヒートポンプ給湯機を提供することが可能となる。

[0029] 本発明の第 5の実施の形態は、第 1から第 4の実施の形態によるヒートポンプ給湯機において、前記張り出し部の形状は貯湯タンクの外形と略同一とした構成としてある。これにより輸送時、設置時等に機器に横方向の荷重が力かった際にも、タンクの移動量を最小限に抑えることができることで外装に打痕ゃ傷の発生を抑えることが可能となり、より施工性のすぐれたヒートポンプ給湯機を提供することが可能となる。

[0030] 本発明の第 6の実施の形態は、第 1から第 5の実施の形態によるヒートポンプ給湯機において、前記張り出し部と貯湯タンクとの間に断熱材を介在させた構成としてある為、輸送時、設置時等に機器に横方向の荷重が力かった際にも、この断熱材が緩衝材としての役割を有することでより外装に打痕ゃ傷の発生を抑えることが可能となり、施工性のすぐれたヒートポンプ給湯機を提供することが可能となる。

[0031] 本発明の第 7の実施の形態は、第 1から第 6の実施の形態によるヒートポンプ給湯機において、冷媒として炭酸ガスを用いたものである。本実施の形態によれば、高温給湯の際の熱効率を高めると共に、冷媒が外部に漏れても、地球温暖化に及ぼす影響を、一般的エアコンに用いられている R—410Aの冷媒に比して大幅に低減することができ、環境に優しぐリサイクル性にも優れたヒートポンプ給湯機とすることができる。

実施例 1

[0032] 以下に、本発明の実施例について、図面を参照しながら説明する。なお、この実施例によって本発明が限定されるものではない。

[0033] 図 1は、本発明の第 1の実施例におけるヒートポンプ給湯機の回路構成図である。

[0034] 本実施例のヒートポンプ給湯機は、本体ユニット 1に冷媒サイクルと給湯サイクルとを一体に収納して構成される。この冷媒サイクルは、本体ユニット 1内部に配設された縦置き形の圧縮機 2と、放熱器である給湯用水ー冷媒熱交換器 3と、給湯用水冷媒熱交翻 3と直列に配置された、同じく放熱器である風呂保温追炊き用水—冷媒熱交換器 4と、例えば電動膨張弁から成る減圧手段 5と、 L字形状の空気熱交換器から成る蒸発器 6とが冷媒配管 7で接続されて構成されている。また、蒸発器 6に風を当て、蒸発能力を高めるための送風ファン 8が設けられて、る。

[0035] 一方、給湯サイクルは、放熱器 3と熱交換を行って水道水などを温水に変える給湯用水ー冷媒熱交換器 9 (例えば、放熱器 3と一体形状となっている二重管構造の熱交と、給湯用水冷媒熱交 9にて得た温水を貯める貯湯タンク 10と、貯湯タンク 10や給湯用水冷媒熱交換器 9に水道水を入水する入水管 11と、貯湯タンク 10や給湯用水冷媒熱交換器 9から温水を蛇口 12や風呂 13の給湯端末に給湯する給湯管 14と、貯湯タンク 10内の低温の水を送水する給湯循環水ポンプ 15と、風呂 13に溜まっている温水を保温あるいは追炊きするために、風呂の温水を循環し、カロ熱するための風呂追炊き管 16と、風呂追炊き管 16に接続された風呂の温水をさらに加熱するための風呂保温追炊き用水-冷媒熱交翻17 (例えば放熱器 4と一体形状となっている二重管構造の熱交と、風呂の温水を循環する風呂循環水ボンプ 18から構成されている。

[0036] 更に、上記給湯回路の構成について説明する。

[0037] タンク入水管 19は、入水管 11から水道水を貯湯タンク 10に送る配管であり、途中にタンク入水逆止弁 20が設けられている。水道水供給管 21は、入水管 11から給湯用水ー冷媒熱交換器 9に水道水を直接供給する配管であり、この水道水給水管 21 に逆止弁 22が設けられている。熱交給水管 23は、貯湯タンク 10から給湯用水-冷媒熱交^^ 9に、給湯循環水ポンプ 15の運転により、貯湯タンク 10内の下方に貯まつた低温水を送る配管であり、貯湯管 24は、給湯用水ー冷媒熱交換器 9で暖めた水道水を貯湯タンク 10や元混合弁 25に送る配管であり、貯湯タンク側配管 24aの途中には貯湯電磁弁 26が、また元混合弁側配管 24bの途中には逆止弁 A27が設けられている。

[0038] また、タンク給湯管 28は、貯湯タンク 10から高温水（通常は 60°C〜90°C)を元混合弁 25へ給湯する配管であり、元混合弁 25は、貯湯管 24 (元混合弁側配管 24b)とタンク給湯管 28とから来る温水や水を混合させる弁であり、逆止弁 A27は、元混合弁 25手前に設けられた弁である。また、給湯混合弁 29は、元混合弁 25を通過した温水と、入水管 11から供給される水道水とを混合し、適切な給湯温度を得る、蛇口 1 2に供給する弁であり、給湯混合弁 29と入水管 11の間には逆流防止の逆止弁 B30 が設けられている。そして、給湯混合弁 29にて最適温度となった温水が、注湯管 30 及び給湯管 14を介して、蛇口 12や風呂 13に注湯される。

[0039] また、入水流量計 34は入水流量を測定する計器であり、給湯流量計 35は給湯流量を測定する計器である。排出弁 36は、寒冷地等にて長期間使用しない場合に、凍結防止等でタンク内の水を抜くために用いる弁であり、制御弁 37は入水流量を制御する弁である。

[0040] 更に、風呂保温追炊き用のサイクルについて説明する。風呂保温追炊き用水-冷媒熱交 4は、冷凍サイクルにて直列に接続されている給湯用水—冷媒熱交 3の圧縮機から見て下流側に配設されている。 38は、風呂 13から温水を風呂循環水ポンプ 18を駆動させて入水する風呂入水管であり、風呂入水管 38から、入水した風呂のお湯は、風呂保温追炊き用水ー冷媒熱交換器 17で加熱され、再度追炊き管 1 6を通り、風呂 13に戻され、風呂の温度を一定に保つ保温運転や、風呂の湯量を足さなくても湯温を上昇させる追炊き運転を行う。

[0041] また、制御装置 39は、冷媒サイクルの高圧側の冷媒温度を検出し、その温度の高低カゝら冷媒循サイクルの立ち上がり状態を判定し、元混合弁 25や給湯混合弁 29の開度を制御する手段である。

[0042] 次に、本体ユニット 1に一体ィ匕収納されて、る冷媒サイクル及び給湯サイクルの各要素の配置構成について、図 2及び図 3を参照して説明する。

[0043] 図 2は、図 1に示すヒートポンプ給湯機の正面内観図であり、本体ユニット 1を鉛直に切断し、前方から見た透視図である。

[0044] 本体ユニット 1内には、縦置き形の圧縮機 2と、放熱器 3 (給湯用水ー冷媒熱交換器 9)と、放熱器 3 (給湯用水ー冷媒熱交換器 9)上方に放熱器 3 (給湯用水冷媒熱交換器 9)より小型化された、放熱器 4 (風呂保温追炊き用水ー冷媒熱交換器 17)と、蒸発器 6と、送風ファン 8と、給湯循環水ポンプ 15と、風呂循環水ポンプ 18が、さらに、貯湯タンク 10は、蒸発器 6や、圧縮機 2の右方 (即ち、本体ユニット 1の他方の側方）に配設されている。そして、入水管 11と給湯管 14は、貯湯タンク 10の前方に配されており、これら全てを本体ユニット 1に一体ィ匕収納している。

[0045] 図 3は、図 1に示すヒートポンプ給湯機の平面内観図であり、図 2に示す本体ュ-ット 1を水平に切断し、上方から見た透視図である。

[0046] 蒸発器 6、送風ファン 8、が本体ユニット 1の左側、貯湯タンク 10が右側に載置してあり、貯湯タンク 10と対向する背面側外装 40の一部に前記貯湯タンク 10の外形と略同一の張り出し部 40aを設け、この貯湯タンク 10と外装張り出し部 40aの空間部に断熱材 40bを介在させ緩衝材としての機能も持たせることで、本体輸送時等における貯湯タンク 10の安定性を確保するようにして、る。

[0047] この張り出し部 40aを設けたことにより、機器内部の部品収納空間を拡大することが可能となり、よりコンパクトで施工性、メンテ性にすぐれたものとなる。

[0048] また上記張り出し部 40aは、一体ィ匕している本体ユニット 1を設置する際に、壁面等の障害物に蒸発器 6が密着して取り付けられることを防止する目的で所定の空間を確保するもであり、その張り出し部 40aの張り出し寸法は前記蒸発器 6の熱交換性能を悪ィ匕させな、最小寸法以下としてある。

[0049] 以下、図面に基づいて、上記ヒートポンプ給湯機の動作を説明する。

[0050] 圧縮機 2を運転すると、高圧まで圧縮されて吐出された冷媒は、放熱器 3 (水冷媒熱交換器 9)に送られ、水道水供給管 21を通ってきた水道水と熱交換して放熱する。これにより、貯湯管 24、元混合弁 25に流れる水道水は高温に加熱される。放熱器 3 (水ー冷媒熱交換器 9)から流出する冷媒は、減圧手段 5にて減圧膨張され、蒸発器 6に送られ、送風ファン 8にて送られた空気と熱交換して、蒸発器 6を通過する間に、蒸発してガス化する。このガス化した冷媒は、再度圧縮機 2に吸入され、再度圧縮される過程を繰り返し、徐々に加熱された水道水は、注湯管 30、給湯管 14、蛇口 12を通り、風呂 13に注湯される。

[0051] その際に、冷媒サイクルは立ち上がりが遅ぐ速湯性に劣っているため、貯湯タンク 10によってその立ち上がりの悪さを補っている。すなわち、冷媒サイクルが立ち上がり、所定の給湯温度となるまでの間は、高温に保たれた貯湯タンク 10からタンク給湯管 27を通過してきた温水と、まだ立ち上がっていない給湯用水-冷媒熱交換器 9を通過してきた水 (徐々に温度が上がり高温となる水）とを、元混合弁 25で混合し、さらに給湯混合弁 29で入水管 11を通ってきた水道水と混合して、使用者が希望する温度の給湯を行う。

[0052] 次に冷媒循環回路が立ち上がってくると、元混合弁 25の開度を調整し、貯湯タンク 10からの高温の温水と、放熱器 3 (給湯用水ー冷媒熱交換器 9)からの温水を適温に混合し、給湯用混合弁 29に送り、さらに給湯用混合弁 29で入水管 11を通ってきた水道水と混合して給湯する。

[0053] 最終的には、貯湯タンク 10からタンク給湯管 27を通過してきた温水は用いず、水道水供給管 21を通ってきた水道水を冷媒サイクルの給湯用水ー冷媒熱交換器 9で加熱して得た温水と、入水管 11を通ってきた水道水とを、給湯用混合弁 29で混合し、所定の温度の給湯を行う。即ち、制御装置 39によって、冷媒サイクルの立ち上がり状態を把握し、元混合弁 27や給湯混合弁 29の開度を調整し、所定温度の温水を給湯端末に供給する制御が行われる。

[0054] また、使用者が、蛇口 12を閉じる力あるいは風呂 13に適量のお湯が溜まって給湯する必要がなくなると、給湯循環水ポンプ 15を駆動させ、貯湯電磁弁 26を開き、次の給湯運転のために、貯湯タンク 10に高温の温水を貯湯する貯湯運転が行われる。

[0055] このように冷媒サイクルの立ち上がり状態に応じて、貯湯タンク 10に貯めた温水を用いて給湯端末へ給湯したり、貯湯タンク 10を介さずに給湯用水—冷媒熱交 9 で加熱して得た温水を給湯端末へ直接給湯したりすることができる構成としている。これにより本実施例では、リアルタイム給湯を可能とし、使用者が給湯したいときに給湯ができる速湯性能を確保することができ、使ヽ勝手の良!ヽヒートポンプ給湯機を提供することができる。換言すれば、この速湯性能の確保によって、貯湯タンク 10の容量を貯湯式のヒートポンプ給湯機のそれよりも小さいものとすることができ、設置性の大幅な向上、コストダウン、使用性の向上を実現できることにもなる。

[0056] 貯湯管 24、元混合弁 25に流れる水道水は高温に加熱される。放熱器 3 (水ー冷媒熱交換器 9)から流出する冷媒は、減圧手段 5にて減圧膨張され、蒸発器 6に送られ、送風ファン 8にて送られた空気と熱交換して、蒸発器 6を通過する間に、蒸発してガス化する。このガス化した冷媒は、再度圧縮機 2に吸入され、再度圧縮される過程を繰り返し、徐々に加熱された水道水は、注湯管 30、給湯管 14、蛇口 12を通り、風呂 13に注湯される。

[0057] また、風呂 13の湯温が低下すると、保温運転や追炊き運転を行うことになる。保温運転は風呂 13の湯温が低下したことを検知すると、風呂循環水ポンプ 18が動作し、風呂 13のお湯を放熱器 4 (風呂保温追炊き用水—冷媒熱交 l7)に送る。圧縮機 2を運転し、高圧まで圧縮されて吐出された冷媒は、放熱器 4 (風呂保温追炊き用水ー冷媒熱交換器 17)に送られ、風呂循環水ポンプ 18を通ってきた風呂 13のお湯と熱交換して放熱する。これにより、お湯は加熱され、風呂追炊き管 16を通り風呂 13 に戻されることにより保温運転がされる。風呂 13のお湯の温度が著しく低下し、注湯せずにお湯の温度を上げたい時には、追炊き運転が行われる。これもまた、同様であり、風呂循環水ポンプ 18が動作し、風呂 13のお湯を放熱器 4 (風呂保温追炊き用水ー冷媒熱交換器 17)に送る。圧縮機 2を運転し、高圧まで圧縮されて吐出された冷媒は、放熱器 4 (風呂保温追炊き用水ー冷媒熱交換器 17)に送られ、風呂循環水ポンプ 18を通ってきた風呂 13のお湯と熱交換して放熱する。これにより、風呂の湯は加熱され、風呂追炊き管 16を通り風呂 13に戻されることにより追炊き運転がされる

[0058] また、本実施例では、冷媒として炭酸ガスを用いたヒートポンプ給湯機として、る。

これにより冷媒循環回路は、冷媒の圧力が臨界圧力以上となる超臨界冷媒循環回路であり、臨界圧力以上に昇圧された冷媒により冷媒一水熱交換器の水流路の流水を加熱する構成となり、冷媒一水熱交換器の放熱器を流れる冷媒は、圧縮機で臨界圧力以上に加圧されているので、冷媒一水熱交換器の水流路の流水により熱を奪われて温度が低下しても凝縮することがなぐ冷媒一水熱交換器全域で冷媒と水とに温度差を形成しやすくなり、高温の湯が得られ、かつ熱交換効率を高くできる。カロえて、炭酸ガスであるので、万一冷媒が外部に漏れたとしても、地球温暖化に及ぼす影響を、一般的エアコンに用いられている R—410Aの冷媒に比して大幅に低減することができ、環境に優、ヒートポンプ給湯機とすることができる。

[0059] 本発明を詳細にまた特定の実施態様を参照して説明したが、本発明の精神と範囲を逸脱することなく様々な変更や修正を加えることができることは当業者にとって明らかである。

本出願は、 2004年 9月 16日出願の日本特許出願、出願番号 2004-269611に基づくものであり、その内容はここに参照として取り込まれる。

産業上の利用可能性

以上のように、本発明は、ヒートポンプサイクルで湯を生成して給湯するヒートポンプ給湯機に適用され、例えば、家庭用の瞬間湯沸し器や、業務用の給湯装置などに適している。

Claims

請求の範囲

[1] 冷媒を循環させる冷媒循環回路と、前記冷媒循環回路の放熱器と熱交換を行う水冷媒熱交換器と、加熱された温水を貯湯する貯湯タンクとを備え一体の筐体としたヒートポンプ給湯機。

[2] 圧縮機、放熱器、減圧手段および蒸発器を順次接続して閉回路を構成し、冷媒を循環させる冷媒循環回路と、前記蒸発器に送風する送風ファンと、前記放熱器と熱交換を行う水ー冷媒熱交換器と、前記水ー冷媒熱交換器と接続され、水道水を供給する入水管と、冷媒循環回路と前記水ー冷媒熱交換器で水道水を加熱する給湯回路と、加熱された温水を貯湯する貯湯タンクと、加熱された温水を蛇口やシャワー等の給湯端末へ通水するように接続した給湯管を備え一体の筐体としたヒートポンプ給湯機であって、前記蒸発器の吸込み面と同一面に配設した筐体の一部に張り出し部を設けたことを特徴とするヒートポンプ給湯機。

[3] 前記張り出し部の張り出し寸法は前記蒸発器の熱交換性能を悪化させな！/ヽ最小寸法以下としたことを特徴とする請求項 2記載のヒートポンプ給湯機。

[4] 前記筐体の一部に設けた張り出し部に対向して前記貯湯タンクを配設したことを特徴とする請求項 2または 3に記載のヒートポンプ給湯機。

[5] 前記張り出し部の形状は貯湯タンクの外形と略同一とした請求項 4に記載のヒートポンプ給湯機。

[6] 前記張り出し部と貯湯タンクとの間に断熱材を介在させたことを特徴とする請求項 4または 5に記載のヒートポンプ給湯機。

[7] 前記冷媒として炭酸ガスを用いたことを特徴とする請求項 1から請求項 6の、ずれかに記載のヒートポンプ給湯機。