JP2002054845A - ヒートポンプ給湯装置 - Google Patents
ヒートポンプ給湯装置Info
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 圧縮機より吐出された加熱度領域の高圧冷媒
と小流量の給湯用水とを熱交換させることで高温(80
℃程度)の給湯出力を得るヒートポンプ給湯装置を実現
する。 【解決手段】 第1、第2の給湯用熱交換器5から受熱
する第1の伝熱管5bおよび第2の伝熱管6bを有し、
第1の伝熱管5bを流通させる流量を制御する第1の流
量調整弁2aと、第1の流量調整弁2aを制御し、所望
温度の給湯用水を出湯させる制御装置16とを備え、制
御装置16は、第1の流量調整弁2aの弁開度を大きく
し、第2の伝熱管6bで受熱された給湯用水を第1の伝
熱管5bに対し大流量を流通させ、低中温の給湯用水を
出力させる低中温出力手段240と、第1の流量調整弁
2aの弁開度を小さくし、第2の伝熱管6bで受熱され
た給湯用水の一部を第1の伝熱管5bに対し小流量を流
通させ、高温の給湯用水を出力させる高温出力手段29
0とを有することを特徴としている。
と小流量の給湯用水とを熱交換させることで高温(80
℃程度)の給湯出力を得るヒートポンプ給湯装置を実現
する。 【解決手段】 第1、第2の給湯用熱交換器5から受熱
する第1の伝熱管5bおよび第2の伝熱管6bを有し、
第1の伝熱管5bを流通させる流量を制御する第1の流
量調整弁2aと、第1の流量調整弁2aを制御し、所望
温度の給湯用水を出湯させる制御装置16とを備え、制
御装置16は、第1の流量調整弁2aの弁開度を大きく
し、第2の伝熱管6bで受熱された給湯用水を第1の伝
熱管5bに対し大流量を流通させ、低中温の給湯用水を
出力させる低中温出力手段240と、第1の流量調整弁
2aの弁開度を小さくし、第2の伝熱管6bで受熱され
た給湯用水の一部を第1の伝熱管5bに対し小流量を流
通させ、高温の給湯用水を出力させる高温出力手段29
0とを有することを特徴としている。
Description
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、ヒートポンプサイ
クルを用いた給湯装置に関するものであり、特に、高温
の給湯用水の出力に関するものである。
クルを用いた給湯装置に関するものであり、特に、高温
の給湯用水の出力に関するものである。
【0002】
【従来の技術】ヒートポンプサイクルを用いた給湯装置
では、図6に示すように、冷媒を圧縮する圧縮機10
1、給湯用水と熱交換を行う伝熱管102を配設した給
湯用熱交換器103、膨張弁104、蒸発用熱交換器1
05およびアキュームレータ106を順に環状に冷媒配
管で接続して伝熱管102に給湯用水を流して給湯用熱
交換器103より受熱させて温水を出力するヒートポン
プ給湯装置が知られている。また、この給湯水通路に
は、給湯用水を蓄える貯湯槽107を備えており、循環
ポンプ108などを用いて貯湯槽107の下方部から低
温の給湯用水を取り入れ伝熱管102に循環させること
で徐々に貯湯槽107内の給湯用水を昇温させるように
構成されている。そして、使用冷媒を、例えばフロン2
2を用いたヒートポンプ給湯装置では、55〜60℃程
度の給湯用水を貯湯槽107内に蓄えておいて、この貯
湯槽107の上方部から給湯用水を取り出し給湯配管1
09を介して洗面、台所および浴室などの給湯の用途と
して市水などと混合して使用されるものである。このよ
うな給湯運転では、圧縮機の入力エネルギに対して通常
2〜4程度の出力エネルギーを得ることができ成績効率
が良い。
では、図6に示すように、冷媒を圧縮する圧縮機10
1、給湯用水と熱交換を行う伝熱管102を配設した給
湯用熱交換器103、膨張弁104、蒸発用熱交換器1
05およびアキュームレータ106を順に環状に冷媒配
管で接続して伝熱管102に給湯用水を流して給湯用熱
交換器103より受熱させて温水を出力するヒートポン
プ給湯装置が知られている。また、この給湯水通路に
は、給湯用水を蓄える貯湯槽107を備えており、循環
ポンプ108などを用いて貯湯槽107の下方部から低
温の給湯用水を取り入れ伝熱管102に循環させること
で徐々に貯湯槽107内の給湯用水を昇温させるように
構成されている。そして、使用冷媒を、例えばフロン2
2を用いたヒートポンプ給湯装置では、55〜60℃程
度の給湯用水を貯湯槽107内に蓄えておいて、この貯
湯槽107の上方部から給湯用水を取り出し給湯配管1
09を介して洗面、台所および浴室などの給湯の用途と
して市水などと混合して使用されるものである。このよ
うな給湯運転では、圧縮機の入力エネルギに対して通常
2〜4程度の出力エネルギーを得ることができ成績効率
が良い。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、浴槽へ
の差し湯など湯張りされた湯の温度を高めるために、高
温(例えば80℃程度)の出湯が必要なときが多々あ
る。ところが、上述のヒートポンプによる給湯装置で
は、冷凍サイクル部品や機器の耐圧などから高温(例え
ば80℃程度)の給湯出力を得ることが困難なため、一
般的には貯湯槽107内に設けられた別の電気ヒータ1
10などの加熱器を用いて予め貯湯槽107内の給湯用
水を沸きあげて対応していた。
の差し湯など湯張りされた湯の温度を高めるために、高
温(例えば80℃程度)の出湯が必要なときが多々あ
る。ところが、上述のヒートポンプによる給湯装置で
は、冷凍サイクル部品や機器の耐圧などから高温(例え
ば80℃程度)の給湯出力を得ることが困難なため、一
般的には貯湯槽107内に設けられた別の電気ヒータ1
10などの加熱器を用いて予め貯湯槽107内の給湯用
水を沸きあげて対応していた。
【0004】これによれば、高温の給湯を得ることがで
きるが、一般的に湯量を多く必要としないため貯湯槽1
07内の全容量の給湯用水を沸きあげることにより必要
以上のエネルギー消費を招く。しかも、電気ヒータ11
0での沸き上げは、入力エネルギー1に対して1以上の
出力を得ることができないので成績効率が悪い。
きるが、一般的に湯量を多く必要としないため貯湯槽1
07内の全容量の給湯用水を沸きあげることにより必要
以上のエネルギー消費を招く。しかも、電気ヒータ11
0での沸き上げは、入力エネルギー1に対して1以上の
出力を得ることができないので成績効率が悪い。
【0005】そこで、本発明の目的は、上記点に鑑み、
圧縮機より吐出された加熱度領域の高圧冷媒と小流量の
給湯用水とを熱交換させることで高温(80℃程度)の
給湯出力を得るヒートポンプ給湯装置を提供することに
ある。
圧縮機より吐出された加熱度領域の高圧冷媒と小流量の
給湯用水とを熱交換させることで高温(80℃程度)の
給湯出力を得るヒートポンプ給湯装置を提供することに
ある。
【0006】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、請求項1〜6記載の技術的手段を採用する。
に、請求項1〜6記載の技術的手段を採用する。
【0007】すなわち、請求項1の発明では、圧縮機
(4)、圧縮機(4)より吐出された高圧冷媒と給湯用
水とを熱交換する伝熱手段(5b、6b)を配設した給
湯用熱交換器(5、6、17)、膨張弁(7)、蒸発用
熱交換器(8)およびアキュームレータ(9)を順に環
状に冷媒配管で接続し、伝熱手段(5b、6b )に給
湯用水を流して温水を出力するヒートポンプ給湯装置に
おいて、伝熱手段(5b、6b )は、給湯用熱交換器
(5、6、17)内の冷媒流路の上流側である冷媒の加
熱度領域から受熱する第1の伝熱手段(5b)、および
前記冷媒流路の下流側である冷媒の凝縮領域から受熱す
る第2の伝熱手段(6b)を有し、かつ第1、第2の伝
熱手段(5b、6b)の間に挿入されて第1の伝熱手段
(5b)を流通させる流量を制御する第1の流量調整弁
(2a)と、第1の伝熱手段(5b)に流通させる第1
の給湯水通路(2)および第2の伝熱手段(6b)に流
通させる第2の給湯水通路(3)と、要求に応じて第1
の流量調整弁(2a)を制御し、第1または第2の給湯
水通路(2、3)より所望温度の給湯用水を出湯させる
制御装置(16)とを備え、制御装置(16)は、第1
の流量調整弁(2a)の弁開度を大きくし、第2の伝熱
手段(6b)で受熱された給湯用水を第1の伝熱手段
(5b)に対し大流量を流通させ、低中温の給湯用水を
出力させる低中温出力手段(240)と、第1の流量調
整弁(2a)の弁開度を小さくし、第2の伝熱手段(6
b)で受熱された給湯用水の一部を第1の伝熱手段(5
b)に対し小流量を流通させ、高温の給湯用水を出力さ
せる高温出力手段(290)とを有することを特徴とし
ている。
(4)、圧縮機(4)より吐出された高圧冷媒と給湯用
水とを熱交換する伝熱手段(5b、6b)を配設した給
湯用熱交換器(5、6、17)、膨張弁(7)、蒸発用
熱交換器(8)およびアキュームレータ(9)を順に環
状に冷媒配管で接続し、伝熱手段(5b、6b )に給
湯用水を流して温水を出力するヒートポンプ給湯装置に
おいて、伝熱手段(5b、6b )は、給湯用熱交換器
(5、6、17)内の冷媒流路の上流側である冷媒の加
熱度領域から受熱する第1の伝熱手段(5b)、および
前記冷媒流路の下流側である冷媒の凝縮領域から受熱す
る第2の伝熱手段(6b)を有し、かつ第1、第2の伝
熱手段(5b、6b)の間に挿入されて第1の伝熱手段
(5b)を流通させる流量を制御する第1の流量調整弁
(2a)と、第1の伝熱手段(5b)に流通させる第1
の給湯水通路(2)および第2の伝熱手段(6b)に流
通させる第2の給湯水通路(3)と、要求に応じて第1
の流量調整弁(2a)を制御し、第1または第2の給湯
水通路(2、3)より所望温度の給湯用水を出湯させる
制御装置(16)とを備え、制御装置(16)は、第1
の流量調整弁(2a)の弁開度を大きくし、第2の伝熱
手段(6b)で受熱された給湯用水を第1の伝熱手段
(5b)に対し大流量を流通させ、低中温の給湯用水を
出力させる低中温出力手段(240)と、第1の流量調
整弁(2a)の弁開度を小さくし、第2の伝熱手段(6
b)で受熱された給湯用水の一部を第1の伝熱手段(5
b)に対し小流量を流通させ、高温の給湯用水を出力さ
せる高温出力手段(290)とを有することを特徴とし
ている。
【0008】請求項1の発明によれば、高圧冷媒の凝縮
熱で熱交換する給湯用熱交換器(5、6、17)に配設
され、冷媒流路の上流側である冷媒の加熱度領域から受
熱する第1の伝熱手段(5b)と前記冷媒流路の下流側
である冷媒の凝縮領域から受熱する第2の伝熱手段(6
b)とに第1の流量調整弁(2a)を介して分けて、第
2の伝熱手段(6b)で受熱された給湯用水の一部を取
り入れて、第1の流量調整弁(2a)の弁開度を小さく
して、第1の伝熱手段(5b)に小流量を流通させるこ
とにより、冷媒温度の高い冷媒の加熱度領域から第1の
伝熱手段(5b)により受熱ができるため、給湯用水の
一部が第2の伝熱手段(6b)よりも高温(例えば、8
0℃程度)の給湯出力が得られる。
熱で熱交換する給湯用熱交換器(5、6、17)に配設
され、冷媒流路の上流側である冷媒の加熱度領域から受
熱する第1の伝熱手段(5b)と前記冷媒流路の下流側
である冷媒の凝縮領域から受熱する第2の伝熱手段(6
b)とに第1の流量調整弁(2a)を介して分けて、第
2の伝熱手段(6b)で受熱された給湯用水の一部を取
り入れて、第1の流量調整弁(2a)の弁開度を小さく
して、第1の伝熱手段(5b)に小流量を流通させるこ
とにより、冷媒温度の高い冷媒の加熱度領域から第1の
伝熱手段(5b)により受熱ができるため、給湯用水の
一部が第2の伝熱手段(6b)よりも高温(例えば、8
0℃程度)の給湯出力が得られる。
【0009】また、第2の伝熱手段(6b)で受熱され
た給湯用水を取り入れて、第1の流量調整弁(2a)の
弁開度を大きくして、第1の伝熱手段(5b)に大流量
を流通させることにより、第2の伝熱手段(6b)およ
び第1の伝熱手段(5b)の冷媒の凝縮領域からの受熱
ができる低中温(例えば55〜60℃程度)の給湯出力
が得られる。これは、従来技術の一体型の給湯用熱交換
器と同等の給湯出力が得られる。
た給湯用水を取り入れて、第1の流量調整弁(2a)の
弁開度を大きくして、第1の伝熱手段(5b)に大流量
を流通させることにより、第2の伝熱手段(6b)およ
び第1の伝熱手段(5b)の冷媒の凝縮領域からの受熱
ができる低中温(例えば55〜60℃程度)の給湯出力
が得られる。これは、従来技術の一体型の給湯用熱交換
器と同等の給湯出力が得られる。
【0010】また、冷媒の加熱度領域からの受熱で給湯
用水の一部が高温(例えば80℃程度)の給湯出力が得
られることにより、従来、電気ヒータなどの加熱手段で
沸き上げる方式と比較して、電気加熱では入力1に対し
て1以上にできないためヒートポンプを用いることで成
績効率が高い。
用水の一部が高温(例えば80℃程度)の給湯出力が得
られることにより、従来、電気ヒータなどの加熱手段で
沸き上げる方式と比較して、電気加熱では入力1に対し
て1以上にできないためヒートポンプを用いることで成
績効率が高い。
【0011】請求項2の発明では、第1の給湯水通路
(2)には、第1の伝熱手段(5b)に小流量を流通さ
せて高温の給湯用水を出力する第1の給湯手段(11
a)と、第1の伝熱手段(5b)の下流側と第1の給湯
手段(11a)との間に設けられ、第1の伝熱手段(5
b)で受熱した給湯用水を第1の給湯手段(11a)か
ら出力させるか、または第1の伝熱手段(5b)に大流
量を流通させて低中温の給湯用水を第2の給湯手段
(1、14a)から出力させるかを切換制御する流路切
換手段(2b)とが接続されていることを特徴してい
る。
(2)には、第1の伝熱手段(5b)に小流量を流通さ
せて高温の給湯用水を出力する第1の給湯手段(11
a)と、第1の伝熱手段(5b)の下流側と第1の給湯
手段(11a)との間に設けられ、第1の伝熱手段(5
b)で受熱した給湯用水を第1の給湯手段(11a)か
ら出力させるか、または第1の伝熱手段(5b)に大流
量を流通させて低中温の給湯用水を第2の給湯手段
(1、14a)から出力させるかを切換制御する流路切
換手段(2b)とが接続されていることを特徴してい
る。
【0012】請求項2の発明によれば、第1の伝熱手段
(5b)の下流側と第1の給湯手段(11a)との間に
設けられ、第1の給湯手段(11a)から出力させる
か、第2の給湯手段(1、14a)から出力させるかを
切換制御する流路切換手段(2b)とが接続されている
ことにより、給湯用水の用途に応じた流路の切換ができ
る。従って、第1の伝熱手段(5b)に小流量を流して
高温となった給湯用水を第1の給湯手段(11a)から
出力させるか、第1の伝熱手段(5b)に大流量を流し
て低中温となった給湯用水を第2の給湯手段(1、14
a)から出力させるかの選択ができる。これにより、流
路切換手段(2b)を用いて高温の給湯出力と低中温の
給湯出力との切り換え制御が可能となる。
(5b)の下流側と第1の給湯手段(11a)との間に
設けられ、第1の給湯手段(11a)から出力させる
か、第2の給湯手段(1、14a)から出力させるかを
切換制御する流路切換手段(2b)とが接続されている
ことにより、給湯用水の用途に応じた流路の切換ができ
る。従って、第1の伝熱手段(5b)に小流量を流して
高温となった給湯用水を第1の給湯手段(11a)から
出力させるか、第1の伝熱手段(5b)に大流量を流し
て低中温となった給湯用水を第2の給湯手段(1、14
a)から出力させるかの選択ができる。これにより、流
路切換手段(2b)を用いて高温の給湯出力と低中温の
給湯出力との切り換え制御が可能となる。
【0013】請求項3の発明では、第1の流量調整弁
(2a)の上流側と第2の伝熱手段(6b)の下流側と
の間に分岐部(X)を設けるとともに、分岐部(X)と
第2の給湯手段(1、14a)との間にその間の流路を
開閉する開閉弁(3d)を設けたことを特徴としてい
る。
(2a)の上流側と第2の伝熱手段(6b)の下流側と
の間に分岐部(X)を設けるとともに、分岐部(X)と
第2の給湯手段(1、14a)との間にその間の流路を
開閉する開閉弁(3d)を設けたことを特徴としてい
る。
【0014】請求項3の発明によれば、第2の伝熱手段
(6b)の下流側と第2の給湯手段(1、14a)との
間に開閉弁(3d)を設けることにより、第2の伝熱手
段(5b)で受熱された給湯用水を第1の伝熱手段(5
b)側へ一部流通させるか全てを流通させるかの切換が
できる。これにより、例えば、高温の給湯出力を得るに
は、開閉弁(3d)を全開とし給湯用水の一部を第1の
伝熱手段(5b)側へ流通させか、低中温の給湯出力を
得るには、開閉弁(3d)を閉塞させ給湯用水すべてを
第1の伝熱手段(5b)側へ流通させることができる。
(6b)の下流側と第2の給湯手段(1、14a)との
間に開閉弁(3d)を設けることにより、第2の伝熱手
段(5b)で受熱された給湯用水を第1の伝熱手段(5
b)側へ一部流通させるか全てを流通させるかの切換が
できる。これにより、例えば、高温の給湯出力を得るに
は、開閉弁(3d)を全開とし給湯用水の一部を第1の
伝熱手段(5b)側へ流通させか、低中温の給湯出力を
得るには、開閉弁(3d)を閉塞させ給湯用水すべてを
第1の伝熱手段(5b)側へ流通させることができる。
【0015】請求項4の発明では、低中温出力手段(2
40)は、開閉弁(3d)を閉塞させ第2の伝熱手段
(6b)で受熱された給湯用水を第1の伝熱手段(5
b)側へ流通させるとともに、流路切換手段(2b)を
第2の給湯手段(1、14a)側に切り換える制御を行
うことを特徴としている。
40)は、開閉弁(3d)を閉塞させ第2の伝熱手段
(6b)で受熱された給湯用水を第1の伝熱手段(5
b)側へ流通させるとともに、流路切換手段(2b)を
第2の給湯手段(1、14a)側に切り換える制御を行
うことを特徴としている。
【0016】請求項4の発明によれば、第2の給湯手段
(1、14a)から低中温の給湯出力を得るために、具
体的には、第1の流量調整弁(2a)の弁開度を全開、
開閉弁(3d)を閉塞および流路切換手段(2b)を第
2の給湯手段(1、14a)側に切り換える制御を行う
ことで低中温(例えば55〜60℃程度)の給湯出力が
得られる。
(1、14a)から低中温の給湯出力を得るために、具
体的には、第1の流量調整弁(2a)の弁開度を全開、
開閉弁(3d)を閉塞および流路切換手段(2b)を第
2の給湯手段(1、14a)側に切り換える制御を行う
ことで低中温(例えば55〜60℃程度)の給湯出力が
得られる。
【0017】請求項5の発明では、高温出力手段(29
0)は、開閉弁(3d)を全開にして第2の伝熱手段
(6b)で受熱された給湯用水の一部を第1の伝熱手段
(5b)側へ流通させるとともに、流路切換手段(2
b)を第1の給湯手段(11a)側に切り換える制御を
行うことを特徴としている。
0)は、開閉弁(3d)を全開にして第2の伝熱手段
(6b)で受熱された給湯用水の一部を第1の伝熱手段
(5b)側へ流通させるとともに、流路切換手段(2
b)を第1の給湯手段(11a)側に切り換える制御を
行うことを特徴としている。
【0018】請求項5の発明によれば、第1の給湯手段
(11a)から高温の給湯出力を得るために、具体的に
は、第1の流量調整弁(2a)の弁開度を絞り、開閉弁
(3d)を全開および流路切換手段(2b)を第1の給
湯手段(11a)側に切り換える制御を行うことで給湯
用水の一部が高温(例えば80℃程度)の給湯出力が得
られる。
(11a)から高温の給湯出力を得るために、具体的に
は、第1の流量調整弁(2a)の弁開度を絞り、開閉弁
(3d)を全開および流路切換手段(2b)を第1の給
湯手段(11a)側に切り換える制御を行うことで給湯
用水の一部が高温(例えば80℃程度)の給湯出力が得
られる。
【0019】請求項6の発明では、第2の給湯手段(1
4a)は、低中温の給湯用水を蓄える貯湯槽(1)内に
出力することを特徴としている。
4a)は、低中温の給湯用水を蓄える貯湯槽(1)内に
出力することを特徴としている。
【0020】請求項6の発明によれば、第2の給湯手段
(14a)に貯湯槽(1)を用いることで低中温の給湯
用水を蓄えることにより、温められた給湯用水の一部を
第1の伝熱手段(5b)側へ流通させることができるの
で、通常の給湯運転では、低中温出湯が得られるように
して、高温の給湯出力が必要なときに第1の伝熱手段
(5b)に小流量の流量を流通させることでいつでも高
温の給湯出力が得られる。
(14a)に貯湯槽(1)を用いることで低中温の給湯
用水を蓄えることにより、温められた給湯用水の一部を
第1の伝熱手段(5b)側へ流通させることができるの
で、通常の給湯運転では、低中温出湯が得られるように
して、高温の給湯出力が必要なときに第1の伝熱手段
(5b)に小流量の流量を流通させることでいつでも高
温の給湯出力が得られる。
【0021】なお、上記各手段の括弧内の符号は、後述
する実施形態の具体的手段との対応関係を示すものであ
る。
する実施形態の具体的手段との対応関係を示すものであ
る。
【0022】
【発明の実施の形態】以下、ヒートポンプサイクルの凝
縮機能に圧縮機より吐出された高圧冷媒と給湯用水とを
別個に熱交換させる伝熱管を配設した給湯用熱交換器を
適用したヒートポンプ給湯装置の一実施形態を図1〜図
4に基づいて説明する。
縮機能に圧縮機より吐出された高圧冷媒と給湯用水とを
別個に熱交換させる伝熱管を配設した給湯用熱交換器を
適用したヒートポンプ給湯装置の一実施形態を図1〜図
4に基づいて説明する。
【0023】まず、図1に示すように、本発明のヒート
ポンプ給湯装置は、給湯用水の加熱手段をなすヒートポ
ンプサイクルC、給湯用水を蓄える貯湯槽1およびこの
貯湯槽1とヒートポンプサイクルCとを接続する第1の
給湯水通路2および第2の給湯水通路3で構成される。
ポンプ給湯装置は、給湯用水の加熱手段をなすヒートポ
ンプサイクルC、給湯用水を蓄える貯湯槽1およびこの
貯湯槽1とヒートポンプサイクルCとを接続する第1の
給湯水通路2および第2の給湯水通路3で構成される。
【0024】ヒートポンプサイクルCは、圧縮機4、第
1の給湯用熱交換器5、第2の給湯用熱交換器6、膨張
弁7、蒸発用熱交換器8およびアキュムレータ9を順次
冷媒配管10により接続して構成されている。
1の給湯用熱交換器5、第2の給湯用熱交換器6、膨張
弁7、蒸発用熱交換器8およびアキュムレータ9を順次
冷媒配管10により接続して構成されている。
【0025】圧縮機4は、内蔵する電動モータ(図示せ
ず)によって駆動され、アキュムレータ9より吸引した
冷媒を圧縮して吐出する。
ず)によって駆動され、アキュムレータ9より吸引した
冷媒を圧縮して吐出する。
【0026】第1の給湯用熱交換器5および第2の給湯
用熱交換器6は、圧縮機4より吐出された高圧のガス冷
媒と給湯用水とを熱交換するもので、冷媒が流れる第
1、第2の冷媒通路5a、6aと、給湯用水が流れる第
1、第2の伝熱管5b、6bとがそれぞれ配設され、冷
媒の流れ方向と給湯用水の流れ方向とが対向するように
構成されている。なお、第1の給湯用熱交換器5は、圧
縮機4より吐出される冷媒流路の上流側に配設されおも
に冷媒のモリエル線図上における加熱度領域(後述す
る)と熱交換させ、第2の給湯用熱交換器6は、第1の
給湯用熱交換器5の下流側に配設され冷媒のモリエル線
図上における凝縮領域(後述する)と熱交換させるよう
に第1、第2の伝熱管5b、6bを配設されている。
用熱交換器6は、圧縮機4より吐出された高圧のガス冷
媒と給湯用水とを熱交換するもので、冷媒が流れる第
1、第2の冷媒通路5a、6aと、給湯用水が流れる第
1、第2の伝熱管5b、6bとがそれぞれ配設され、冷
媒の流れ方向と給湯用水の流れ方向とが対向するように
構成されている。なお、第1の給湯用熱交換器5は、圧
縮機4より吐出される冷媒流路の上流側に配設されおも
に冷媒のモリエル線図上における加熱度領域(後述す
る)と熱交換させ、第2の給湯用熱交換器6は、第1の
給湯用熱交換器5の下流側に配設され冷媒のモリエル線
図上における凝縮領域(後述する)と熱交換させるよう
に第1、第2の伝熱管5b、6bを配設されている。
【0027】膨張弁7は、第1の給湯用熱交換器5と第
2の給湯用熱交換器6から流出する冷媒を弁開度に応じ
て減圧する減圧装置で弁開度が電気的に制御される。
2の給湯用熱交換器6から流出する冷媒を弁開度に応じ
て減圧する減圧装置で弁開度が電気的に制御される。
【0028】蒸発用熱交換器8は、膨張弁7で減圧され
た冷媒を送風機8aによって送風される外気との熱交換
器によって蒸発させる。
た冷媒を送風機8aによって送風される外気との熱交換
器によって蒸発させる。
【0029】アキユムレータ9は、蒸発用熱交換器8で
蒸発した冷媒を気液分離して液冷媒を貯留し、気相冷媒
のみ圧縮機4に吸引させ、サイクル中の余剰冷媒を蓄え
ておくものである。なお、冷媒の流れは図中の矢印の方
向に循環されている。
蒸発した冷媒を気液分離して液冷媒を貯留し、気相冷媒
のみ圧縮機4に吸引させ、サイクル中の余剰冷媒を蓄え
ておくものである。なお、冷媒の流れは図中の矢印の方
向に循環されている。
【0030】次に、第1の給湯水通路2は、第2の伝熱
管6bの下流側に設けられた分岐部X(後述する)から
第1の流量調整弁2a、第1の給湯用熱交換器5の第1
の伝熱管5b、三方弁2bの一端に接続されるととも
に、この三方弁2bで、他端の一方が第1の伝熱管5b
で受熱された給湯用水を出湯する第1の出力機器11a
に連通する第1の給湯配管11に接続され、他端のもう
一方は貯湯槽1に流通させるように貯湯槽1の上流側に
設けられた分岐部Y(後述する)に接続されるように構
成されている。
管6bの下流側に設けられた分岐部X(後述する)から
第1の流量調整弁2a、第1の給湯用熱交換器5の第1
の伝熱管5b、三方弁2bの一端に接続されるととも
に、この三方弁2bで、他端の一方が第1の伝熱管5b
で受熱された給湯用水を出湯する第1の出力機器11a
に連通する第1の給湯配管11に接続され、他端のもう
一方は貯湯槽1に流通させるように貯湯槽1の上流側に
設けられた分岐部Y(後述する)に接続されるように構
成されている。
【0031】これにより、第1の給湯水通路2では、分
岐部X(後述する)から取り入れた給湯用水を第1の伝
熱管5bで熱交換させたのち、三方弁2aによりそのま
ま第1の出力機器11aで出湯させるか、または出湯せ
ないときには分岐部Y(後述する)を介して貯湯槽1内
に出力するかのいずれか一方に流通させるように切り換
えている。
岐部X(後述する)から取り入れた給湯用水を第1の伝
熱管5bで熱交換させたのち、三方弁2aによりそのま
ま第1の出力機器11aで出湯させるか、または出湯せ
ないときには分岐部Y(後述する)を介して貯湯槽1内
に出力するかのいずれか一方に流通させるように切り換
えている。
【0032】なお、第1の流量調整弁2aは、第1の給
湯水通路2内を流通する流量を調整する流量調整弁であ
り、上述した三方弁2bが第1の出力機器11aから給
湯用水を出湯させるように切り換えられたときには、第
1の流量調整弁2aの弁開度を絞って第1の伝熱管5b
に小流量が流通するように制御され、第1の出力機器1
1aから出湯させないときには、三方弁2bが貯湯槽1
側に流通させるように切り換えられるとともに、第1の
流量調整弁2aの弁開度を全開にして第1の伝熱管5b
に大流量が流通するように流量制御される。
湯水通路2内を流通する流量を調整する流量調整弁であ
り、上述した三方弁2bが第1の出力機器11aから給
湯用水を出湯させるように切り換えられたときには、第
1の流量調整弁2aの弁開度を絞って第1の伝熱管5b
に小流量が流通するように制御され、第1の出力機器1
1aから出湯させないときには、三方弁2bが貯湯槽1
側に流通させるように切り換えられるとともに、第1の
流量調整弁2aの弁開度を全開にして第1の伝熱管5b
に大流量が流通するように流量制御される。
【0033】次に、第2の給湯水通路3は、第2の給湯
用熱交換器5の第2の伝熱管5bに接続される冷水管3
aと温水管3bとで構成され、冷水管3aの上流端が貯
湯槽1の底面に接続され温水管3bの下流端が貯湯槽1
の上面に接続されている。
用熱交換器5の第2の伝熱管5bに接続される冷水管3
aと温水管3bとで構成され、冷水管3aの上流端が貯
湯槽1の底面に接続され温水管3bの下流端が貯湯槽1
の上面に接続されている。
【0034】また、ウォータポンプ12は、冷水管3a
(温水管3bの分岐点Xの上流側でも良い)に設けら
れ、通電されて回転することにより、貯湯槽1内の給湯
用水を第2の給湯水通路3に流通させる。
(温水管3bの分岐点Xの上流側でも良い)に設けら
れ、通電されて回転することにより、貯湯槽1内の給湯
用水を第2の給湯水通路3に流通させる。
【0035】また、冷水管3a側には、第2の給湯水通
路3内を流通する流量を調整する第2の流量調整弁3c
が設けられている。この第2の流量調整弁3cは、貯湯
槽1内の給湯用水を昇温させる方式(後述する)を選択
することによって弁開度を大流量、または所定の流量に
調整するようになっている。
路3内を流通する流量を調整する第2の流量調整弁3c
が設けられている。この第2の流量調整弁3cは、貯湯
槽1内の給湯用水を昇温させる方式(後述する)を選択
することによって弁開度を大流量、または所定の流量に
調整するようになっている。
【0036】さらに、温水管3b側には、第2の伝熱管
6bの下流側に分岐部X、貯湯槽1の上流側に分岐部Y
および分岐部Xと分岐部Yとの間に開閉弁3dとが設け
られている。この開閉弁3dは、分岐部Xと分岐部Yと
の間の流通を開閉させるもので、第1の出力機器11a
が給湯用水を出湯させるときに弁開度が開き、第1の出
力機器11aが給湯用水を出湯させないときに弁開度が
閉じるように開閉制御される。
6bの下流側に分岐部X、貯湯槽1の上流側に分岐部Y
および分岐部Xと分岐部Yとの間に開閉弁3dとが設け
られている。この開閉弁3dは、分岐部Xと分岐部Yと
の間の流通を開閉させるもので、第1の出力機器11a
が給湯用水を出湯させるときに弁開度が開き、第1の出
力機器11aが給湯用水を出湯させないときに弁開度が
閉じるように開閉制御される。
【0037】これにより、給湯用水の流通方向は、第1
の出力機器11aが給湯用水を出湯させないときには、
図1の矢印に示すように、貯湯槽1内の下方部→第2の
流量調整弁3c→第2の給湯用熱交換器6の第2の伝熱
管6b→分岐部X→第1の流量調整弁2a(大流量)→
第1の給湯用熱交換器5の第1の伝熱管5b→三方弁2
b→分岐部Y→貯湯槽1内の上方部へと流れる。なお、
このときには、第2の伝熱管6bで熱交換された給湯用
水のすべてが、かつ大流量でもって第1の伝熱管5bに
流れることにより、貯湯槽1内の給湯用水の温度が冷媒
の凝縮温度領域の温度(例えば55〜60℃程度)を得
るものである。
の出力機器11aが給湯用水を出湯させないときには、
図1の矢印に示すように、貯湯槽1内の下方部→第2の
流量調整弁3c→第2の給湯用熱交換器6の第2の伝熱
管6b→分岐部X→第1の流量調整弁2a(大流量)→
第1の給湯用熱交換器5の第1の伝熱管5b→三方弁2
b→分岐部Y→貯湯槽1内の上方部へと流れる。なお、
このときには、第2の伝熱管6bで熱交換された給湯用
水のすべてが、かつ大流量でもって第1の伝熱管5bに
流れることにより、貯湯槽1内の給湯用水の温度が冷媒
の凝縮温度領域の温度(例えば55〜60℃程度)を得
るものである。
【0038】また、第1の出力機器11aが給湯用水を
出湯させるときには、図2の矢印に示すように、貯湯槽
1内の下方部→第2の流量調整弁3c→第2の給湯用熱
交換器6の第2の伝熱管6b→分岐部X→開閉弁3d→
分岐部Y→貯湯槽1内の上方部へと流れるとともに、第
2の伝熱管6bで受熱された給湯用水の一部が分岐部X
→第1の流量調整弁2a(小流量)→第1の伝熱管5b
→三方弁2b→第1の出力機器11aへ流れて出湯され
る。なお、このときには、第2の伝熱管6bで受熱され
た給湯用水の一部を小流量でもって第1の伝熱管5bに
流すことにより、給湯用水の温度を高めて出湯させるも
のである。
出湯させるときには、図2の矢印に示すように、貯湯槽
1内の下方部→第2の流量調整弁3c→第2の給湯用熱
交換器6の第2の伝熱管6b→分岐部X→開閉弁3d→
分岐部Y→貯湯槽1内の上方部へと流れるとともに、第
2の伝熱管6bで受熱された給湯用水の一部が分岐部X
→第1の流量調整弁2a(小流量)→第1の伝熱管5b
→三方弁2b→第1の出力機器11aへ流れて出湯され
る。なお、このときには、第2の伝熱管6bで受熱され
た給湯用水の一部を小流量でもって第1の伝熱管5bに
流すことにより、給湯用水の温度を高めて出湯させるも
のである。
【0039】ここで、図3に示す冷媒のモリエル線図
(p−h線図)を用いて説明する。破線で示めされるサ
イクル図(ABCD)が第1の出力機器11aが給湯用
水を出湯させないときの給湯運転(以下、低中温出湯と
呼ぶ)におけるサイクル図であり、周知のごとく、A点
は蒸発用熱交換器8の流出側の状態を示し、B点は圧縮
機4の吐出側での状態を示し、C点は膨張弁7の吸入側
での状態を示し、D点は蒸発用熱交換器8の吸入側での
状態を示している。また、B−Cが第1、第2の給湯用
熱交換器5、6の凝縮能力を示し、A−Dが蒸発用熱交
換器8の蒸発能力を示す。このときには、第2の給湯用
熱交換器6で受熱された給湯用水のすべてを第1の給湯
用熱交換器5に流通させて貯湯槽1内を昇温させたもの
である。給湯用熱交換器を2つに分けたが、給湯用水の
受熱側が第2の伝熱管6bと第1の伝熱管5bとが接続
されているので、これは、従来のヒートポンプ給湯装置
と同じように一体化されており機能上違いがない。従っ
て、貯湯槽1内の給湯用水の温度は凝縮領域の温度(例
えば55〜60℃程度)が最大温度となる。なお、図3
に示すサイクル図は、説明のために特性を実線と破線と
を区別して表示しているが、ほぼ同じ特性を示してい
る。
(p−h線図)を用いて説明する。破線で示めされるサ
イクル図(ABCD)が第1の出力機器11aが給湯用
水を出湯させないときの給湯運転(以下、低中温出湯と
呼ぶ)におけるサイクル図であり、周知のごとく、A点
は蒸発用熱交換器8の流出側の状態を示し、B点は圧縮
機4の吐出側での状態を示し、C点は膨張弁7の吸入側
での状態を示し、D点は蒸発用熱交換器8の吸入側での
状態を示している。また、B−Cが第1、第2の給湯用
熱交換器5、6の凝縮能力を示し、A−Dが蒸発用熱交
換器8の蒸発能力を示す。このときには、第2の給湯用
熱交換器6で受熱された給湯用水のすべてを第1の給湯
用熱交換器5に流通させて貯湯槽1内を昇温させたもの
である。給湯用熱交換器を2つに分けたが、給湯用水の
受熱側が第2の伝熱管6bと第1の伝熱管5bとが接続
されているので、これは、従来のヒートポンプ給湯装置
と同じように一体化されており機能上違いがない。従っ
て、貯湯槽1内の給湯用水の温度は凝縮領域の温度(例
えば55〜60℃程度)が最大温度となる。なお、図3
に示すサイクル図は、説明のために特性を実線と破線と
を区別して表示しているが、ほぼ同じ特性を示してい
る。
【0040】ところが、実線で示めされるサイクル図
(ABbCD)は、出力機器11aが給湯用水を出湯さ
せるとき(以下、高温出湯と呼ぶ)のサイクル図であ
り、おもに圧縮機4より吐出されたおもに冷媒温度の高
い領域を占める冷媒の加熱度領域で熱交換する第1の給
湯用熱交換器5(B−b間)の第1伝熱管5bと、おも
に冷媒の凝縮温度となる凝縮領域で熱交換する第2の給
湯用熱交換器6の第2の伝熱管6b(b−C間)とに分
けて、第2の伝熱管6bで受熱された給湯用水の一部を
取り入れ、かつ小流量の給湯用水を冷媒温度の高い第1
の給湯用熱交換器5に流通させることにより、第1の出
力機器11aから給湯用水の一部が高温出湯(例えば、
80℃程度)が可能となる。
(ABbCD)は、出力機器11aが給湯用水を出湯さ
せるとき(以下、高温出湯と呼ぶ)のサイクル図であ
り、おもに圧縮機4より吐出されたおもに冷媒温度の高
い領域を占める冷媒の加熱度領域で熱交換する第1の給
湯用熱交換器5(B−b間)の第1伝熱管5bと、おも
に冷媒の凝縮温度となる凝縮領域で熱交換する第2の給
湯用熱交換器6の第2の伝熱管6b(b−C間)とに分
けて、第2の伝熱管6bで受熱された給湯用水の一部を
取り入れ、かつ小流量の給湯用水を冷媒温度の高い第1
の給湯用熱交換器5に流通させることにより、第1の出
力機器11aから給湯用水の一部が高温出湯(例えば、
80℃程度)が可能となる。
【0041】なお、この高温(例えば、80℃程度)の
給湯用水は、浴槽への差し湯などの湯張りの用途に使用
する。また、ここでいう、差し湯とは浴槽内に溜められ
たお湯が冷めたときに高温のお湯を追加させて適温に上
昇させることを意味する。
給湯用水は、浴槽への差し湯などの湯張りの用途に使用
する。また、ここでいう、差し湯とは浴槽内に溜められ
たお湯が冷めたときに高温のお湯を追加させて適温に上
昇させることを意味する。
【0042】次に、貯湯槽1には、貯湯槽1内に上水を
給水するための給水配管13が貯湯槽1の下方部に接続
され、貯湯槽1の上方部の一方には、貯湯槽1内に蓄え
られた給湯用水を取り出す第2の給湯配管14に接続さ
れている。この第2の給湯配管14の吐出端には、貯湯
槽1内の給湯用水を出湯する第2の出力機器14aに接
続されている。そして、第2の出力機器14aでは、第
2の給湯配管14から取り入れた給湯用水を上水などで
混合させて使用者が設定した設定温度に調整したのち、
浴室、洗面、台所などへの給湯の用途として出湯される
ものである。
給水するための給水配管13が貯湯槽1の下方部に接続
され、貯湯槽1の上方部の一方には、貯湯槽1内に蓄え
られた給湯用水を取り出す第2の給湯配管14に接続さ
れている。この第2の給湯配管14の吐出端には、貯湯
槽1内の給湯用水を出湯する第2の出力機器14aに接
続されている。そして、第2の出力機器14aでは、第
2の給湯配管14から取り入れた給湯用水を上水などで
混合させて使用者が設定した設定温度に調整したのち、
浴室、洗面、台所などへの給湯の用途として出湯される
ものである。
【0043】なお、第1の出力機器11aおよび第2の
出力機器14aから給湯用水が出湯されると給水配管1
3から上水が給水される。
出力機器14aから給湯用水が出湯されると給水配管1
3から上水が給水される。
【0044】次に、使用者が操作する操作パネル15に
は、給湯運転スイッチ15a、給湯温度設定スイッチ1
5bおよび給湯選択スイッチ15cが設けられ、これら
の入力情報を受けて、予め設定されたプログラムに従っ
て所定の演算処理を行いヒートポンプサイクルC、第1
の給湯水通路2および第2の給湯水通路3内に構成され
る圧縮機4、膨張弁4、送風機8a、ウォータポンプ1
2、三方弁2b、第1、第2の流量調整弁2a、3cお
よび開閉弁3dなどの電気機器の通電制御を行う制御装
置16が設けられている。
は、給湯運転スイッチ15a、給湯温度設定スイッチ1
5bおよび給湯選択スイッチ15cが設けられ、これら
の入力情報を受けて、予め設定されたプログラムに従っ
て所定の演算処理を行いヒートポンプサイクルC、第1
の給湯水通路2および第2の給湯水通路3内に構成され
る圧縮機4、膨張弁4、送風機8a、ウォータポンプ1
2、三方弁2b、第1、第2の流量調整弁2a、3cお
よび開閉弁3dなどの電気機器の通電制御を行う制御装
置16が設けられている。
【0045】なお、給湯運転スイッチ15aをONさせ
ることにより、前記の電気機器などを通電制御して貯湯
槽1内に蓄える給湯用水の温度を給湯温度設定スイッチ
15bで設定した設定温度(例えば55〜60℃程度)
になるように給湯運転を行なっている。
ることにより、前記の電気機器などを通電制御して貯湯
槽1内に蓄える給湯用水の温度を給湯温度設定スイッチ
15bで設定した設定温度(例えば55〜60℃程度)
になるように給湯運転を行なっている。
【0046】また、給湯選択スイッチ15cは、貯湯槽
1内の給湯用水を昇温させるのに第1、第2の伝熱管2
b、3bに大流量の給湯用水を循環させて徐々に昇温さ
せる循環式か、または、第1、第2の伝熱管2b、3b
に所定の流量を流して瞬時に設定温度に昇温させる貫流
式かのいずれか一方を使用者が用途に応じて選択する選
択スイッチである。
1内の給湯用水を昇温させるのに第1、第2の伝熱管2
b、3bに大流量の給湯用水を循環させて徐々に昇温さ
せる循環式か、または、第1、第2の伝熱管2b、3b
に所定の流量を流して瞬時に設定温度に昇温させる貫流
式かのいずれか一方を使用者が用途に応じて選択する選
択スイッチである。
【0047】具体的には、第2の流量調整弁3cの弁開
度を、循環式のときに全開として大流量を流通させ、貫
流式のときに所定の開度で所定の流量を流通させるよう
に制御装置16で開度制御を行う。
度を、循環式のときに全開として大流量を流通させ、貫
流式のときに所定の開度で所定の流量を流通させるよう
に制御装置16で開度制御を行う。
【0048】また、制御装置16は、第1の出力機器1
1aから高温(例えば80℃程度)の給湯用水を出湯さ
せたいときには、第1の出力機器11aが開放された信
号を受けて、開閉弁3dの弁開度を全開および三方弁2
bを第1の給湯配管11側に流通するように切り換える
とともに、第1の流量調整弁2aの弁開度を絞って小流
量が流れるように制御を行う。
1aから高温(例えば80℃程度)の給湯用水を出湯さ
せたいときには、第1の出力機器11aが開放された信
号を受けて、開閉弁3dの弁開度を全開および三方弁2
bを第1の給湯配管11側に流通するように切り換える
とともに、第1の流量調整弁2aの弁開度を絞って小流
量が流れるように制御を行う。
【0049】以上の構成によるヒートポンプ給湯装置の
作動について、図4に示すように、制御装置16に設け
られた出湯制御手段の制御プログラムに基づいて説明す
る。まず、ステップ200において、給湯運転スイッチ
15aを作動させて給湯運転を開始させる。これによ
り、ヒートポンプサイクルC系の電気機器およびウォー
タポンプ12などが作動する。なお、ウォータポンプ1
2は、後述する第2の流量調整弁3c、開閉弁3d、第
1の流量調整弁2aおよび三方弁2bの制御実行された
ときに作動するものである。
作動について、図4に示すように、制御装置16に設け
られた出湯制御手段の制御プログラムに基づいて説明す
る。まず、ステップ200において、給湯運転スイッチ
15aを作動させて給湯運転を開始させる。これによ
り、ヒートポンプサイクルC系の電気機器およびウォー
タポンプ12などが作動する。なお、ウォータポンプ1
2は、後述する第2の流量調整弁3c、開閉弁3d、第
1の流量調整弁2aおよび三方弁2bの制御実行された
ときに作動するものである。
【0050】ステップ210において、高温出湯または
低中温出湯かのいずれかを判定する。この判定は、第1
の出力機器11aが開放されたか否かの信号を受けて判
定するもので第1の出力機器11aが閉じている信号を
受け低中温出湯に移行する。
低中温出湯かのいずれかを判定する。この判定は、第1
の出力機器11aが開放されたか否かの信号を受けて判
定するもので第1の出力機器11aが閉じている信号を
受け低中温出湯に移行する。
【0051】次に、ステップ220において、給湯選択
スイッチ15cが循環式か貫流式かのいずれを選択され
ているかを判定する。循環式が選択されているとステッ
プ230に移行して第2の流量調整弁3cの弁開度を全
開にして大流量を流すとともに、次のステップ240
(低中温出力手段)において、開閉弁3dを閉塞し、第
1の流量調整弁2aの弁開度を全開にさせ、三方弁2b
を貯湯槽1側に流通させる制御を行う。
スイッチ15cが循環式か貫流式かのいずれを選択され
ているかを判定する。循環式が選択されているとステッ
プ230に移行して第2の流量調整弁3cの弁開度を全
開にして大流量を流すとともに、次のステップ240
(低中温出力手段)において、開閉弁3dを閉塞し、第
1の流量調整弁2aの弁開度を全開にさせ、三方弁2b
を貯湯槽1側に流通させる制御を行う。
【0052】この制御により、給水配管13→貯湯槽1
→第2の流量調整弁3c(全開)→第2の伝熱管6b→
分岐部X→第1の流量調整弁2a(全開)→第1の伝熱
管5b→三方弁2b→分岐部Y→貯湯槽1の順に大流量
が循環され貯湯槽1内の給湯用水を設定温度に達するま
で給湯運転を継続する。従って、貯湯槽1内の給湯用水
が低中温(例えば55〜60℃程度)に昇温され維持さ
れる。
→第2の流量調整弁3c(全開)→第2の伝熱管6b→
分岐部X→第1の流量調整弁2a(全開)→第1の伝熱
管5b→三方弁2b→分岐部Y→貯湯槽1の順に大流量
が循環され貯湯槽1内の給湯用水を設定温度に達するま
で給湯運転を継続する。従って、貯湯槽1内の給湯用水
が低中温(例えば55〜60℃程度)に昇温され維持さ
れる。
【0053】ここで、使用者が貯湯槽1内の給湯用水の
昇温を循環式より早く蓄えておきたいときには、給湯選
択スイッチ15cを貫流式に選択すると、ステップ25
0において、第2の流量調整弁3cの弁開度を所定の開
度制御される。この制御により、第1、第2の伝熱管5
b、6bに流通させる流量を所定の流量に変更すること
により受熱する給湯用水の温度を所定の温度に高めるこ
とで貯湯槽1内の昇温を早めることができる。
昇温を循環式より早く蓄えておきたいときには、給湯選
択スイッチ15cを貫流式に選択すると、ステップ25
0において、第2の流量調整弁3cの弁開度を所定の開
度制御される。この制御により、第1、第2の伝熱管5
b、6bに流通させる流量を所定の流量に変更すること
により受熱する給湯用水の温度を所定の温度に高めるこ
とで貯湯槽1内の昇温を早めることができる。
【0054】次に、貯湯槽1内が設定温度に昇温されて
おれば第2の出力機器14aを開放することで低中温
(例えば55〜60℃程度)の給湯用水が出湯される。
おれば第2の出力機器14aを開放することで低中温
(例えば55〜60℃程度)の給湯用水が出湯される。
【0055】次に、高温出湯を必要とするときには、第
1の出力機器11aを開放すると、第1の出力機器11
aの開放信号を受けステップ210で高温出湯と判定さ
れ、ステップ260に移行する。ここでは、貯湯槽1内
の給湯用水の温度が設定温度に達しているかどうかを判
定する。
1の出力機器11aを開放すると、第1の出力機器11
aの開放信号を受けステップ210で高温出湯と判定さ
れ、ステップ260に移行する。ここでは、貯湯槽1内
の給湯用水の温度が設定温度に達しているかどうかを判
定する。
【0056】例えば、設定温度に未達であればステップ
270で給湯選択スイッチ15cが循環式か貫流式かの
いずれを選択されているかを判定する。貫流式であれば
ステップ280に移行して、第2の流量調整弁3cの弁
開度を所定の開度に制御したのち、ステップ290(高
温出力手段)で開閉弁3dを全開とし、第1の流量調整
弁2aの弁開度を絞って小流量とし、三方弁2bを第1
の出力機器11a側に流通させる制御を行う。この制御
により、給水配管13→貯湯槽1の下方部→第2の流量
調整弁3c(所定の開度)→第2の伝熱管6b→分岐部
X→開閉弁3d→分岐部Y→貯湯槽1の上方部の順に所
定の流量で循環され貯湯槽1内を昇温するとともに、第
2の伝熱管6bで受熱された給湯用水の一部が、分岐部
X→第1の流量調整弁2a(小流量)→第1の伝熱管5
b→三方弁2b→第1の出力機器11aへ流れて高温
(例えば80℃程度)の給湯用水が出湯される。
270で給湯選択スイッチ15cが循環式か貫流式かの
いずれを選択されているかを判定する。貫流式であれば
ステップ280に移行して、第2の流量調整弁3cの弁
開度を所定の開度に制御したのち、ステップ290(高
温出力手段)で開閉弁3dを全開とし、第1の流量調整
弁2aの弁開度を絞って小流量とし、三方弁2bを第1
の出力機器11a側に流通させる制御を行う。この制御
により、給水配管13→貯湯槽1の下方部→第2の流量
調整弁3c(所定の開度)→第2の伝熱管6b→分岐部
X→開閉弁3d→分岐部Y→貯湯槽1の上方部の順に所
定の流量で循環され貯湯槽1内を昇温するとともに、第
2の伝熱管6bで受熱された給湯用水の一部が、分岐部
X→第1の流量調整弁2a(小流量)→第1の伝熱管5
b→三方弁2b→第1の出力機器11aへ流れて高温
(例えば80℃程度)の給湯用水が出湯される。
【0057】なお、ステップ260で貯湯槽1内の温度
が設定温度に達していたときおよびステップ270で循
環式を選択されていたときは、ステップ300の第2の
流量調整弁3cの弁開度を全開(大流量)に制御させる
ことで、貯湯槽1の下方部から貯湯槽1の上方部に循環
させる流量を大流量として貯湯槽1内を昇温するととも
に、上述のステップ290(高温出力手段)を実行さ
せ、出力機器11aから高温(例えば80℃程度)の給
湯用水が出湯される。
が設定温度に達していたときおよびステップ270で循
環式を選択されていたときは、ステップ300の第2の
流量調整弁3cの弁開度を全開(大流量)に制御させる
ことで、貯湯槽1の下方部から貯湯槽1の上方部に循環
させる流量を大流量として貯湯槽1内を昇温するととも
に、上述のステップ290(高温出力手段)を実行さ
せ、出力機器11aから高温(例えば80℃程度)の給
湯用水が出湯される。
【0058】以上の一実施形態のヒートポンプ給湯装置
によれば、高圧冷媒と給湯用水とを熱交換する給湯用熱
交換器5,6を、おもに冷媒温度の高い冷媒の加熱度領
域から受熱する第1の伝熱管5bと冷媒の凝縮領域から
受熱する第2の伝熱管6bとに第1の流量調整弁2aを
介して分けて、第2の伝熱管6bで受熱された給湯用水
の一部を取り入れて、第1の流量調整弁2aの弁開度を
小さくして、第1の伝熱管5bに小流量を流通させるこ
とにより、冷媒温度の高い冷媒の加熱度領域から第1の
伝熱管5bにより受熱ができるため、給湯用水の一部が
第2の伝熱管6bよりも高温(例えば、80℃程度)の
給湯出力が得られる。
によれば、高圧冷媒と給湯用水とを熱交換する給湯用熱
交換器5,6を、おもに冷媒温度の高い冷媒の加熱度領
域から受熱する第1の伝熱管5bと冷媒の凝縮領域から
受熱する第2の伝熱管6bとに第1の流量調整弁2aを
介して分けて、第2の伝熱管6bで受熱された給湯用水
の一部を取り入れて、第1の流量調整弁2aの弁開度を
小さくして、第1の伝熱管5bに小流量を流通させるこ
とにより、冷媒温度の高い冷媒の加熱度領域から第1の
伝熱管5bにより受熱ができるため、給湯用水の一部が
第2の伝熱管6bよりも高温(例えば、80℃程度)の
給湯出力が得られる。
【0059】従って、高温出湯をしたいときには、第1
の出力機器11aを開放することで高温出湯(例えば、
80℃程度)ができるとともに、貯湯槽1内の給湯用水
も冷媒の凝縮領域の温度に昇温できて蓄えることができ
るので、第2の出力機器14aを開放することにより低
中温(例えば、55〜60℃程度)の出湯ができる。
の出力機器11aを開放することで高温出湯(例えば、
80℃程度)ができるとともに、貯湯槽1内の給湯用水
も冷媒の凝縮領域の温度に昇温できて蓄えることができ
るので、第2の出力機器14aを開放することにより低
中温(例えば、55〜60℃程度)の出湯ができる。
【0060】また、通常の給湯運転では、低中温出湯が
得られるようにして、高温出湯が必要なときに第1の伝
熱管5bに小流量の流量を流通させて高温出湯を得る制
御を行うことにより、従来電気ヒータなどの加熱手段で
昇温させたものと比較して、電気加熱では入力1に対し
て1以上にできないためヒートポンプサイクルの方が成
績係数が良い。
得られるようにして、高温出湯が必要なときに第1の伝
熱管5bに小流量の流量を流通させて高温出湯を得る制
御を行うことにより、従来電気ヒータなどの加熱手段で
昇温させたものと比較して、電気加熱では入力1に対し
て1以上にできないためヒートポンプサイクルの方が成
績係数が良い。
【0061】しかも、貯湯槽1内を高温で蓄えるより低
中温の方が熱損失が小さく省エネルギーとなる。
中温の方が熱損失が小さく省エネルギーとなる。
【0062】(他の実施形態)以上の一実施形態では、
第1および第2の給湯用熱交換器5、6を別体にしてそ
れぞれに冷媒が流れる第1、第2の冷媒通路5a、6a
と、給湯用水が流れる第1、第2の伝熱管5b、6bと
に配設したが、冷媒が流れる冷媒通路を一体として給湯
用水が流れる第1、第2の伝熱管5b、6bをそれぞれ
配設しても良い。
第1および第2の給湯用熱交換器5、6を別体にしてそ
れぞれに冷媒が流れる第1、第2の冷媒通路5a、6a
と、給湯用水が流れる第1、第2の伝熱管5b、6bと
に配設したが、冷媒が流れる冷媒通路を一体として給湯
用水が流れる第1、第2の伝熱管5b、6bをそれぞれ
配設しても良い。
【0063】図5に示すように、給湯用熱交換器17は
圧縮機4と膨張弁7との間に設置して、冷媒が流れる冷
媒通路17aに対して冷媒の流れ方向と給湯用水の流れ
方向とが対向するように給湯用水が流れる第1の伝熱管
5bを加熱度領域および第2の伝熱管6bを凝縮領域に
それぞれ配設させることでも良い。これにより、冷媒サ
イクル側が一体で構成できることで製造コストの低減が
図れる。
圧縮機4と膨張弁7との間に設置して、冷媒が流れる冷
媒通路17aに対して冷媒の流れ方向と給湯用水の流れ
方向とが対向するように給湯用水が流れる第1の伝熱管
5bを加熱度領域および第2の伝熱管6bを凝縮領域に
それぞれ配設させることでも良い。これにより、冷媒サ
イクル側が一体で構成できることで製造コストの低減が
図れる。
【0064】また、以上の実施形態では、第2の給湯水
通路3内に貯湯槽1を構成して循環式または貫流式のい
ずれかの方式で貯湯槽1内の給湯用水を昇温させていた
が、貫流式を専用として、第2の調整弁3cの弁開度を
所定の開度にさせて所定の流量を流通させることで所定
の温度の給湯用水が得られることから、貯湯槽1および
ウォータポンプ12を不要とすることができる。
通路3内に貯湯槽1を構成して循環式または貫流式のい
ずれかの方式で貯湯槽1内の給湯用水を昇温させていた
が、貫流式を専用として、第2の調整弁3cの弁開度を
所定の開度にさせて所定の流量を流通させることで所定
の温度の給湯用水が得られることから、貯湯槽1および
ウォータポンプ12を不要とすることができる。
【0065】図5に示すように、第2の給湯水通路18
の構成を、分岐部Yの下流側と第2の出力機器14aに
通ずる第2の給湯配管14とを接続させるとともに、給
水配管13を冷水管3aの上流端に接続させることで良
い。これにより、低中温出湯のときは、給水配管13→
第2の流量調整弁3c(所定の開度)→第2の伝熱管6
b→分岐部X→第1の流量調整弁2a(全開)→第1の
伝熱管5b→三方弁2b→分岐部Y→第2の出力機器1
4aの順に所定の流量が流通されて低中温出湯(例えば
55〜60℃程度)ができる。
の構成を、分岐部Yの下流側と第2の出力機器14aに
通ずる第2の給湯配管14とを接続させるとともに、給
水配管13を冷水管3aの上流端に接続させることで良
い。これにより、低中温出湯のときは、給水配管13→
第2の流量調整弁3c(所定の開度)→第2の伝熱管6
b→分岐部X→第1の流量調整弁2a(全開)→第1の
伝熱管5b→三方弁2b→分岐部Y→第2の出力機器1
4aの順に所定の流量が流通されて低中温出湯(例えば
55〜60℃程度)ができる。
【0066】ここで、高温出湯が必要なときのときは、
第1の出力機器11aが開放された信号を受けて、開閉
弁3dの弁開度を全開および三方弁2bを第1の給湯配
管11側に流通するように切り換えるとともに、第1の
流量調整弁2aの弁開度を絞って小流量が流れるように
制御されることで、分岐部Xから第2の伝熱管6bで受
熱された給湯用水の一部が取り入れられ、第1の伝熱管
5bでさらに受熱され第1の出力機器11aから高温出
湯(例えば80℃程度)ができる。
第1の出力機器11aが開放された信号を受けて、開閉
弁3dの弁開度を全開および三方弁2bを第1の給湯配
管11側に流通するように切り換えるとともに、第1の
流量調整弁2aの弁開度を絞って小流量が流れるように
制御されることで、分岐部Xから第2の伝熱管6bで受
熱された給湯用水の一部が取り入れられ、第1の伝熱管
5bでさらに受熱され第1の出力機器11aから高温出
湯(例えば80℃程度)ができる。
【0067】以上の構成の実施形態によれば、貯湯槽1
およびウォータポンプ12を不要とすることができるの
で給湯設備費の低減が図れる。
およびウォータポンプ12を不要とすることができるの
で給湯設備費の低減が図れる。
【0068】また、以上の実施形態では、第1の出力機
器11aを開放することで、高温の給湯用水を出湯させ
たが、第2の給湯水通路3のように、高温用貯湯槽およ
びウォータポンプを設け高温の給湯用水を蓄えるように
構成しても良い。これによると、常時高温出湯が可能な
給湯装置を提供できる。
器11aを開放することで、高温の給湯用水を出湯させ
たが、第2の給湯水通路3のように、高温用貯湯槽およ
びウォータポンプを設け高温の給湯用水を蓄えるように
構成しても良い。これによると、常時高温出湯が可能な
給湯装置を提供できる。
【図1】本発明の一実施形態におけるヒートポンプ給湯
装置の全体構成を示す構成図である。
装置の全体構成を示す構成図である。
【図2】本発明の一実施形態における給湯装置の高温出
湯のときの給湯用水の流れを示す説明図である。
湯のときの給湯用水の流れを示す説明図である。
【図3】本発明の一実施形態における給湯装置のヒート
ポンプサイクルを示すサイクル線図である
ポンプサイクルを示すサイクル線図である
【図4】本発明の一実施形態における制御装置の出湯制
御手段を示すフローチャートである。
御手段を示すフローチャートである。
【図5】他の実施形態におけるヒートポンプ給湯装置の
全体構成を示す構成図である。
全体構成を示す構成図である。
【図6】従来技術におけるヒートポンプ給湯装置の全体
構成を示す構成図である。
構成を示す構成図である。
1…貯湯槽(第2の給湯手段) 2…第1の給湯水通路 2a…第1の流量調整弁 2b…三方弁(流路切換手段) 3…第2の給湯水通路 3d…開閉弁 4…圧縮機 5…第1の給湯用熱交換器(給湯用熱交換器) 5b…第1の伝熱管(第1の伝熱手段、伝熱手段) 6…第2の給湯用熱交換器(給湯用熱交換器) 6b…第2の伝熱管(第2の伝熱手段、伝熱手段) 7…膨張弁 8…蒸発用熱交換器 9…アキュームレータ 11a…第1の出力機器(第1の給湯手段) 14a…第2の出力機器(第2の給湯手段) 16…制御装置 17…給湯用熱交換器 240…低中温出力手段 290…高温出力手段 X…分岐部
Claims (6)
- 【請求項1】 冷媒を圧縮する圧縮機(4)、前記圧縮
機(4)より吐出された高圧冷媒と給湯用水とを熱交換
する伝熱手段(5b、6b)を配設した給湯用熱交換器
(5、6、17)、膨張弁(7)、蒸発用熱交換器
(8)およびアキュームレータ(9)を順に環状に冷媒
配管で接続し、前記伝熱手段(5b、6b)に給湯用水
を流して温水を出力するヒートポンプ給湯装置におい
て、 前記伝熱手段(5b、6b )は、前記給湯用熱交換器
(5、6、17)内の冷媒流路の上流側である冷媒の加
熱度領域から受熱する第1の伝熱手段(5b)、および
前記冷媒流路の下流側である冷媒の凝縮領域から受熱す
る第2の伝熱手段(6b)を有し、 かつ前記第1、第2の伝熱手段(5b、6b)の間に挿
入されて前記第1の伝熱手段(5b)を流通させる流量
を制御する第1の流量調整弁(2a)と、 前記第1の伝熱手段(5b)に流通させる第1の給湯水
通路(2)および前記第2の伝熱手段(6b)に流通さ
せる第2の給湯水通路(3)と、 要求に応じて前記第1の流量調整弁(2a)を制御し、
第1または第2の給湯水通路(2、3)より所望温度の
給湯用水を出湯させる制御装置(16)とを備え、 前記制御装置(16)は、前記第1の流量調整弁(2
a)の弁開度を大きくし、前記第2の伝熱手段(6b)
で受熱された給湯用水を前記第1の伝熱手段(5b)に
対し大流量を流通させ、低中温の給湯用水を出力させる
低中温出力手段(240)と、 前記第1の流量調整弁(2a)の弁開度を小さくし、前
記第2の伝熱手段(6b)で受熱された給湯用水の一部
を前記第1の伝熱手段(5b)に対し小流量を流通さ
せ、高温の給湯用水を出力させる高温出力手段(29
0)とを有することを特徴とするヒートポンプ給湯装
置。 - 【請求項2】 前記第1の給湯水通路(2)には、前記
第1の伝熱手段(5b)に小流量を流通させて高温の給
湯用水を出力する第1の給湯手段(11a)と、前記第
1の伝熱手段(5b)の下流側と前記第1の給湯手段
(11a)との間に設けられ、前記第1の伝熱手段(5
b)で受熱した給湯用水を前記第1の給湯手段(11
a)から出力させるか、または前記第1の伝熱手段(5
b)に大流量を流通させて低中温の給湯用水を第2の給
湯手段(1、14a)から出力させるかを切換制御する
流路切換手段(2b)とが接続されていることを特徴と
する請求項1に記載のヒートポンプ給湯装置。 - 【請求項3】 前記第1の流量調整弁(2a)の上流側
と前記第2の伝熱手段(6b)の下流側との間に分岐部
(X)を設けるとともに、前記分岐部(X)と前記第2
の給湯手段(1、14a)との間にその間の流路を開閉
する開閉弁(3d)を設けたことを特徴とする請求項2
に記載のヒートポンプ給湯装置。 - 【請求項4】 前記低中温出力手段(240)は、前記
開閉弁(3d)を閉塞させ前記第2の伝熱手段(6b)
で受熱された給湯用水を前記第1の伝熱手段(5b)側
へ流通させるとともに、前記流路切換手段(2b)を前
記第2の給湯手段(1、14a)側に切り換える制御を
行うことを特徴とする請求項3に記載のヒートポンプ給
湯装置。 - 【請求項5】 前記高温出力手段(290)は、前記開
閉弁(3d)を全開にして前記第2の伝熱手段(6b)
で受熱された給湯用水の一部を前記第1の伝熱手段(5
b)側へ流通させるとともに、前記流路切換手段(2
b)を前記第1の給湯手段(11a)側に切り換える制
御を行うことを特徴とする請求項3に記載のヒートポン
プ給湯装置。 - 【請求項6】 前記第2の給湯手段(14a)は、低中
温の給湯用水を蓄える貯湯槽(1)内に出力することを
特徴とする請求項3ないし請求項5のいずれか一項に記
載のヒートポンプ給湯装置。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2000241585A JP2002054845A (ja) | 2000-08-09 | 2000-08-09 | ヒートポンプ給湯装置 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2000241585A JP2002054845A (ja) | 2000-08-09 | 2000-08-09 | ヒートポンプ給湯装置 |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP2002054845A true JP2002054845A (ja) | 2002-02-20 |
Family
ID=18732754
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2000241585A Withdrawn JP2002054845A (ja) | 2000-08-09 | 2000-08-09 | ヒートポンプ給湯装置 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP2002054845A (ja) |
Cited By (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2007107750A (ja) * | 2005-10-11 | 2007-04-26 | Matsushita Electric Ind Co Ltd | ヒートポンプ給湯機 |
JP2011075206A (ja) * | 2009-09-30 | 2011-04-14 | Hachiyo Engneering Kk | 温度の異なる温水を複数系統生成するヒートポンプシステム |
CN109186091A (zh) * | 2018-10-30 | 2019-01-11 | 东风马勒热***有限公司 | 一种冷却介质供给装置及控制方法 |
-
2000
- 2000-08-09 JP JP2000241585A patent/JP2002054845A/ja not_active Withdrawn
Cited By (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2007107750A (ja) * | 2005-10-11 | 2007-04-26 | Matsushita Electric Ind Co Ltd | ヒートポンプ給湯機 |
JP4715439B2 (ja) * | 2005-10-11 | 2011-07-06 | パナソニック株式会社 | ヒートポンプ給湯機 |
JP2011075206A (ja) * | 2009-09-30 | 2011-04-14 | Hachiyo Engneering Kk | 温度の異なる温水を複数系統生成するヒートポンプシステム |
CN109186091A (zh) * | 2018-10-30 | 2019-01-11 | 东风马勒热***有限公司 | 一种冷却介质供给装置及控制方法 |
CN109186091B (zh) * | 2018-10-30 | 2023-10-27 | 东风马勒热***有限公司 | 一种冷却介质供给装置及控制方法 |
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Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
A300 | Withdrawal of application because of no request for examination |
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