JP2006071176A - Hot water storage type heat pump water heater - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、ヒートポンプ熱源機を用いて給湯用水を沸き上げ、貯湯タンクに溜めながら給湯を行う貯湯式ヒートポンプ給湯装置に関するものである。 The present invention relates to a hot water storage type heat pump hot water supply apparatus that uses hot heat pump heat source equipment to boil hot water supply water and supply hot water while storing it in a hot water storage tank.
近年、エネルギー効率の良いヒートポンプ回路を熱源として用いた貯湯式ヒートポンプ給湯装置が普及してきている。この貯湯式ヒートポンプ給湯装置は貯湯タンクを有し、夜間の安価な電力を使って夜中にヒートポンプ回路で湯を沸き上げて貯湯タンクに貯蔵し、貯蔵した湯を日中に使うものが一般的である。 In recent years, hot water storage type heat pump water heaters using an energy efficient heat pump circuit as a heat source have become widespread. This hot water storage type heat pump water heater has a hot water storage tank, and it is common to use hot electricity at night to boil hot water in the heat pump circuit and store it in the hot water storage tank, and use the stored hot water during the day. is there.
熱源にヒートポンプ回路における冷媒の状態変化を利用しているので、電気ヒータによる加熱よりエネルギー効率が数倍良く、また、ガスなどを燃焼しないのでCO2を排出せず地球環境にやさしい給湯装置といわれている。この種の貯湯式ヒートポンプ給湯装置の従来技術として、特許文献1に開示されたものがある。図9は、その従来のヒートポンプ式給湯機の構成を示す模式図であり、これを参照しながら説明する。
Because the heat source uses the state change of the refrigerant in the heat pump circuit, the energy efficiency is several times better than heating by an electric heater, and it is said to be a hot water heater that is friendly to the global environment without discharging CO 2 because it does not burn gas. ing. As a prior art of this type of hot water storage type heat pump hot water supply apparatus, there is one disclosed in
圧縮機1、凝縮器2a、減圧装置3、および蒸発器4を有するヒートポンプ回路31と、貯湯槽5、凝縮器2aで加熱される水熱交換器2b、貯湯槽5の水を水熱交換器2bに通して循環させる循環ポンプ6、給水管16、および給湯管15を有する給湯部32と、ヒートポンプ回路31および給湯部32を制御する制御部33とを備えたヒートポンプ式給湯機において、給湯部32は、小容量の貯湯槽5を有すると共に、貯湯槽5、循環ポンプ6および水熱交換器2bからなる貯湯回路と、給水管16、貯湯槽5および給湯管15からなる第1の給湯回路と、給水管16、水熱交換器2bおよび給湯管15からなる第2の給湯回路とを切り換え可能に形成し、制御部33は、給湯機の状態を検出して貯湯回路、第1の給湯回路および第2の給湯回路を切り換える制御機能と、ヒートポンプ回路31の運転時に外気温度に応じて圧縮機1の能力を制御する機能とを有するようにしたものである。
図10は、図9の従来のヒートポンプ式給湯機における給湯温度の特性を示すグラフである。このグラフからも分かるように、上記従来の構成でヒートポンプ回路を運転して水熱交換器で加熱された湯を直接給湯管から出湯する場合、ヒートポンプ回路の始動直後は急な沸き上げ温度の立ち上がりに制御が追従できず、設定温度を上回るオーバーシュート現象を生じて高い温度の湯を給湯してしまうなど、給湯温度がハンチングを起こすという問題がある。これは、このような出湯開始時を含め、出湯量が大きく変動したときに起きる問題である。 FIG. 10 is a graph showing characteristics of hot water supply temperature in the conventional heat pump type hot water heater of FIG. As can be seen from this graph, when the heat pump circuit is operated in the above-described conventional configuration and the hot water heated by the water heat exchanger is discharged directly from the hot water supply pipe, a sudden rise in the boiling temperature immediately after the start of the heat pump circuit. There is a problem that the hot water supply temperature causes hunting, for example, an overshoot phenomenon exceeding the set temperature occurs and hot water having a high temperature is supplied. This is a problem that occurs when the amount of hot water fluctuates greatly, including at the start of such hot water.
本発明は、上記従来技術での問題に鑑みて成されたものであり、その目的は、ヒートポンプ熱源機を運転しながら給湯を行う場合において、出湯量の変動に対して給湯温度が変動することを防止することのできる貯湯式ヒートポンプ給湯装置を提供することにある。 The present invention has been made in view of the above-described problems in the prior art, and the purpose thereof is to change the hot water supply temperature with respect to fluctuations in the amount of hot water when hot water is supplied while operating the heat pump heat source machine. It is an object of the present invention to provide a hot water storage type heat pump hot water supply apparatus that can prevent the above.
本発明は上記目的を達成するために、請求項1ないし請求項5に記載の技術的手段を採用する。すなわち、請求項1に記載の発明では、給湯用の高温水を貯湯する貯湯タンク(7)と、冷媒圧縮機(2)・冷媒水熱交換器(3)・冷媒減圧手段(4)および冷媒空気熱交換器(5)を有する冷媒回路(R)を備えたヒートポンプ熱源機(1a)と、貯湯タンク(7)の下部から取り出した低温水をヒートポンプ熱源機(1a)によって沸き上げ、その沸き上げた高温水を貯湯タンク(7)の上部に戻す給湯水加熱回路(K1)と、貯湯タンク(7)の中温水流出部(7f)から導出された中温水取り出し経路(9a)と、中温水取り出し経路(9a)から取り出した中温水と貯湯タンク(7)の上部から取り出した高温水とを混合して給湯設定温度よりも所定温度だけ高い温度に調節する中温水混合手段(9)と、中温水混合手段(9)から流出する温水と給水路から供給される低温水とを混合して給湯設定温度に調節する給湯混合手段(10、11)と、冷媒回路(R)・給湯水加熱回路(K1)の循環、および各混合手段(9〜11)を制御する制御手段(20)とを備えた貯湯式ヒートポンプ給湯装置において、
ヒートポンプ熱源機(1a)で沸き上げた温水の戻し位置を貯湯タンク(7)の高温水流入部(7c)と中温水流入部(7d)とに切り換える流入位置切換手段(8)を設けるとともに、制御手段(20)は、状況に応じてヒートポンプ熱源機(1a)で中温に沸き上げた温水を中温水流入部(7d)から戻しつつ中温水流出部(7f)から出湯するように各機器を制御することを特徴としている。
In order to achieve the above object, the present invention employs technical means described in
Inflow position switching means (8) for switching the return position of the hot water boiled by the heat pump heat source machine (1a) between the hot water inflow part (7c) and the intermediate temperature water inflow part (7d) of the hot water storage tank (7), The control means (20) adjusts each device so that hot water boiled to a medium temperature by the heat pump heat source unit (1a) is discharged from the medium temperature water outflow part (7f) while returning from the medium temperature water inflow part (7d). It is characterized by control.
この請求項1に記載の発明によれば、ヒートポンプ熱源機(1a)を運転しながら給湯を行う場合において、ヒートポンプ熱源機(1a)が始動直後などで沸き上げ温度にハンチングが生じたり、出湯中に出湯量が大きく変動したりしても、貯湯タンク(7)内の中温水が緩衝層となることより、給湯温度が変動することを防止することができる。また、35〜65℃位の低い温で沸き上げ(以下、これを低温沸き上げという)を行いながら給湯も行う(以下、これを直接出湯という)ことで、貯湯タンク(7)は従来のような大容量のものではなく、小型にすることができる。 According to the first aspect of the present invention, when hot water is supplied while the heat pump heat source unit (1a) is operated, the heat pump heat source unit (1a) is hunted at the boiling temperature immediately after starting, etc. Even if the amount of hot water fluctuates greatly, the hot water temperature in the hot water storage tank (7) becomes a buffer layer, so that the hot water supply temperature can be prevented from fluctuating. In addition, the hot water storage tank (7) is as conventional by boiling water at a low temperature of about 35 to 65 ° C. (hereinafter referred to as low temperature boiling) while also supplying hot water (hereinafter referred to as direct hot water). It is not a large-capacity thing and can be made small.
また、昼間は、ヒートポンプ熱源機(1a)での沸き上げ温度を下げることにより、ヒートポンプサイクルの成績係数(以下、COPと略す)を良くして運転することができる。また、貯湯タンク(7)内に貯蔵されている高温水と混ぜて出湯することもできるので、ヒートポンプ熱源機(1a)での沸き上げ温度は給湯設定温度以下にまで下げることができる。 In the daytime, the coefficient of performance (hereinafter abbreviated as COP) of the heat pump cycle can be improved by lowering the boiling temperature in the heat pump heat source unit (1a). Moreover, since it can mix with the hot water stored in the hot water storage tank (7) and can heat out hot water, the boiling temperature in a heat pump heat source machine (1a) can be lowered | hung to below hot water supply preset temperature.
また、請求項2に記載の発明では、貯湯タンク(7)における天地方向の位置関係として、中温水流入部(7d)は中温水流出部(7f)と同じ高さか、もしくは中温水流出部(7f)よりも低い位置に配設していることを特徴としている。この請求項2に記載の発明によれば、このような位置関係とすることにより、貯湯タンク(7)内で中温水流入部(7d)から流入する温水と中温水流出部(7f)から流出する温水との不要な対流による温度分布の乱れを無くすことができ、円滑にヒートポンプ熱源機(1a)で沸き上げた湯を出湯させることができる。
In the invention according to
また、請求項3に記載の発明では、制御手段(20)は、ヒートポンプ熱源機(1a)で沸き上げて中温水流入部(7d)から戻す温水の流量を、中温水流出部(7f)から出湯する流量と同等か、もしくは中温水流出部(7f)から出湯する流量よりも少なくすることを特徴としている。この請求項3に記載の発明によれば、貯湯タンク(7)内に極力中温水を溜めないようにするものであり、これにより沸き上げ時のCOPを向上させることができる。
In the invention according to
また、請求項4に記載の発明では、貯湯タンク(7)において、中温水流入部(7d)と中温水流出部(7f)とを1箇所にまとめて設けたことを特徴としている。この請求項4に記載の発明によれば、貯湯タンク(7)の接続孔を増やすことなく、簡易となりコストを抑えることができる。また、貯湯タンク(7)の放熱ロスも抑えることができる。
In the invention according to
また、請求項5に記載の発明では、貯湯タンク(7)内に温水を流入させるための温水流入部材(12)と貯湯タンク(7)内から温水を流出させるための温水流出部材(13)とを一体にして温水流入出部材(14)として貯湯タンク(7)の壁面に設けるとともに、
温水流入部材(12)からの温水は温水流入出部材(14)の天地方向中央より下側で水平方向、もしくはそれよりも下側へ向けて吐出され、温水流出部材(13)への温水は温水流入出部材(14)の天地方向中央より上側で水平方向、もしくはそれよりも上側から吸入されることを特徴としている。
Moreover, in invention of Claim 5, the hot water inflow member (12) for making warm water flow in into a hot water storage tank (7), and the hot water outflow member (13) for making warm water flow out from the inside of a hot water storage tank (7) And a hot water inflow / outflow member (14) on the wall surface of the hot water storage tank (7),
The hot water from the hot water inflow member (12) is discharged downward from the center of the hot water inflow / outflow member (14) in the horizontal direction or downward, and the hot water to the hot water outflow member (13) is The hot water inflow / outflow member (14) is sucked in from the horizontal direction above the center in the vertical direction, or from the upper side.
この請求項5に記載の発明によれば、温水流入部材(12)から流入する温水と温水流出部材(13)から流出する温水との不要な対流による温度分布の乱れを無くすことができる。ちなみに、上記各手段の括弧内の符号は、後述する実施形態に記載の具体的手段との対応関係を示す一例である。 According to the fifth aspect of the present invention, it is possible to eliminate disturbance in temperature distribution due to unnecessary convection between the hot water flowing in from the hot water inflow member (12) and the hot water flowing out from the hot water outflow member (13). Incidentally, the reference numerals in parentheses of the above means are examples showing the correspondence with the specific means described in the embodiments described later.
(第1実施形態)
以下、本発明の実施の形態について図面を用いて詳細に説明する。図1は、本発明の第1実施形態における貯湯式ヒートポンプ給湯装置1の全体構成を示す模式図である。本実施形態の貯湯式ヒートポンプ給湯装置1は、超臨界ヒートポンプサイクルを用いて給湯用水を、夜間は65〜90℃位の高温で沸き上げて、その高温水を貯湯タンク7に貯蔵しておくとともに、昼間は貯湯タンク7内の中温水から優先的に使って出湯し、夕方などの給湯量のピーク時間帯には、35〜65℃位の低温沸き上げを行いながら給湯も行うものである。
(First embodiment)
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the drawings. FIG. 1 is a schematic diagram showing an overall configuration of a hot water storage type heat
そのため、貯湯タンク7は従来のような大容量のものではなく、小型となっている。尚、超臨界ヒートポンプサイクルとは、高圧側の冷媒圧力が冷媒の臨界圧力以上となるヒートポンプサイクルをいい、例えば二酸化炭素・エチレン・エタン・酸化窒素などを冷媒とするヒートポンプサイクルである。給湯装置1は大きく分けて、主に後述する冷凍サイクル機器が収納されたヒートポンプ熱源機1aと、主に貯湯タンク7が収納されたタンクユニット1bとよりなる。
Therefore, the hot
また、ヒートポンプ熱源機1a内は、大きく分けてヒートポンプサイクルの冷媒回路Rと、給湯関係の給湯水加熱回路K1とで構成されている。まず冷媒回路Rは、冷媒を圧縮する冷媒圧縮機2と、給湯用水の加熱手段である冷媒水熱交換器3と、冷媒減圧手段である膨張弁4と、大気から吸熱するための冷媒空気熱交換器5とを環状に接続して構成され、冷媒として臨界温度の低い二酸化炭素(以下、CO2と略す)が封入されている。
The heat pump
冷媒圧縮機2は、内蔵する駆動モータと、吸引したガス冷媒を臨界圧力以上の高圧にまで昇圧して吐出する高圧圧縮部とで構成しており、これらが密閉容器内に収納されている。そして、装置全体の制御手段である制御装置20により通電制御される。冷媒水熱交換器3は、高圧圧縮部で昇圧された高温高圧のガス冷媒と給湯用水とを熱交換して給湯用水を加熱するもので、高圧冷媒通路3aに隣接して給湯水通路3bが設けられ、その高圧冷媒通路3aを流れる冷媒の流れ方向と給湯水通路3bを流れる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。
The
膨張弁4は、冷媒水熱交換器3と冷媒空気熱交換器5との間に設けられ、冷媒水熱交換器3で冷却された冷媒を高圧から低圧まで減圧して冷媒空気熱交換器5に供給する。また、この膨張弁4は、弁開度を電気的に調整可能な構成を有し、制御装置20により通電制御される。冷媒空気熱交換器5は、図示しない送風ファンによる送風を受けて、膨張弁4で減圧された冷媒を大気との熱交換によって蒸発させ、ガスとなった冷媒は先の冷媒圧縮機2に吸引される。
The
給湯関係の給湯水加熱回路K1は、給湯用水の加熱手段である上記冷媒水熱交換器3の給湯水通路3bと、給湯用水を循環させる循環ポンプ6と、給湯用水を貯留する貯湯タンク7とを環状に接続して構成される。循環ポンプ6は、図1に示すように、貯湯タンク7内の下部に設けられた低温水流出部7bから冷水を冷媒水熱交換器3の給湯水通路3bを通して貯湯タンク7の上部に設けられた高温水流入部7cから還流する様に水流を発生させる。この給湯水循環ポンプ6は、内蔵するモータの回転数に応じて流水量を調節することができ、制御装置20により通電制御される。
A hot water supply heating circuit K1 related to hot water supply includes a hot
尚、本発明の要部の一つとして、冷媒水熱交換器3と貯湯タンク7との間の給湯水加熱回路K1に、ヒートポンプ熱源機1aで沸き上げた温水の戻し位置を貯湯タンク7上部の高温水流入部7cと、貯湯タンク7中間部の中温水流入部7dとに切り換える流入位置切換手段としての流入位置切換弁8を設けており、この流入位置切換弁8も制御装置20により通電制御される。
As one of the essential parts of the present invention, the hot water heating circuit K1 between the refrigerant
貯湯タンク7は、耐蝕性に優れた金属製(例えばステンレス製)で断熱構造を有し、高温の給湯用水を長時間にわたって保温することができる。また、貯湯タンク7の側面には垂直方向に多数個(例えば、20リットル刻みに8個)の図示しないサーミスタが配設されており、貯湯タンク7内各高さ位置での温度を検出できるようになっている。このサーミスタ群で検出される温度より貯湯タンク7に貯蔵されている熱量計算を行い、夕方などの直接出湯(沸き上げながらの出湯)への制御、後述する学習制御、沸き上げ制御などに使用される。
The hot
貯湯タンク7に貯留された給湯用水の出湯回路として、貯湯タンク7上部の高温水流出部7eから取り出した高温水と、貯湯タンク7中間部の中温水流出部7fからの中温水取り出し経路9aにて取り出した中温水とを混合して、給湯設定温度よりも所定温度だけ高い温度に調節する中温水混合手段としての中温水紺合弁9を備えている。
As a hot water supply circuit for hot water stored in the hot
また、中温水混合弁9から流出する温水と給水路から供給される低温水とを混合して給湯設定温度に調節する給湯混合手段としての給湯混合弁10と風呂混合弁11とを備えており、各操作パネルで設定された給湯設定温度に温度調節された湯は、主に台所や風呂などに給湯される。尚、給湯混合弁10・風呂混合弁11も制御装置20により通電制御される。
Further, a hot
次に、本貯湯式ヒートポンプ給湯装置1の作動の概略を説明する。夜間の深夜電力時間帯を使い、ヒートポンプ熱源機1aで貯湯タンク7内の給湯用水を沸き上げ、貯湯タンク7上部の高温水流入部7cから貯湯を行う。このときの沸き上げ温度は65℃〜90℃である。この沸き上げ温度は、操作パネルでの設定温度は家庭毎に異なるが、43℃の固定値として使用量を学習し、その使用量から沸き上げ温度が決められる。そして、深夜電力時間帯が終了する7時に沸き上げが完了するよう、ヒートポンプ熱源機1aでの沸き上げ開始時間が調整される。
Next, an outline of the operation of the hot water storage type heat
昼間は、貯湯タンク7内に貯湯してある高温水を給湯混合弁10で温度調節して給湯するが、給湯や放熱により貯湯タンク7内に温度分布が生じ、中温水流出部7fよりも下方のサーミスタの温度が所定値以下に下がった場合は低温沸き上げを行って中温水を蓄える。
During the daytime, hot water stored in the hot
また、夕方などのお湯を大量に使う給湯量ピーク時間帯には、沸き上げ温度を35〜65℃程度に下げ、出湯を検知するとヒートポンプ熱源機1aを低温沸き上げにて運転し、貯湯タンク7中間部の中温水流入部7dに戻すとともに、貯湯タンク7中間部の中温水流出部7fから直接出湯を行う。尚、給湯量ピーク時間帯は、図示しない流量センサーにて各家庭の時間毎の出湯パターンを学習して決めている。
Also, during the hot water supply peak time period when a large amount of hot water such as evening is used, the boiling temperature is lowered to about 35 to 65 ° C., and when the hot water is detected, the heat pump
また、このときに中温水混合弁9出口の図示しないサーミスタでの温度を検出し、フィードバック制御により操作パネル設定温度より5℃高くなるよう弁開度を制御する。中温水混合弁9の待機方向は中温水流出部7fのサーミスタにより温度を検出し、所定温度以上ならば中温水を優先的に取り出すように制御している。
Further, at this time, the temperature of a thermistor (not shown) at the outlet of the intermediate temperature
中温水流入部7dと中温水流出部7fとの位置関係は、同等高さ、もしくは中温水流入部7dの方を低くして貯湯タンク7の側面に対向するように設けている。また、貯湯タンク7内に流入させる中温水の流量は、貯湯タンク7から出湯される中温水の流量と同等か、もしくは流入させる中温水の流量の方が少なめになるよう制御を行っている。
The positional relationship between the intermediate-temperature water inflow portion 7d and the intermediate-temperature water outflow portion 7f is provided so as to face the side surface of the hot
次に、本実施形態での特徴と、その効果について述べる。まず、ヒートポンプ熱源機1aで沸き上げた温水の戻し位置を貯湯タンク7の高温水流入部7cと中温水流入部7dとに切り換える流入位置切換弁8を設けるとともに、制御手段20は、状況に応じてヒートポンプ熱源機1aで中温に沸き上げた温水を中温水流入部7dから戻しつつ中温水流出部7fから出湯するように各機器を制御するようにしている。
Next, features and effects of this embodiment will be described. First, an inflow
これによれば、このようなヒートポンプ熱源機1aを運転しながら給湯を行う場合において、ヒートポンプ熱源機1aが始動直後などで沸き上げ温度にハンチングが生じたり、出湯中に出湯量が大きく変動したりしても、貯湯タンク7内の中温水が緩衝層となることより、給湯温度が変動することを防止することができる。また、35〜65℃位の低温沸き上げを行いながら給湯も行う直接出湯により、貯湯タンク7は従来のような大容量のものではなく、小型にすることができる。
According to this, in the case of supplying hot water while operating such a heat pump
図2は、ヒートポンプ熱源機1aにおける沸き上げ温度とCOPとの関係を示すグラフである。このグラフからも分かるように、昼間は、ヒートポンプ熱源機1aでの沸き上げ温度を下げることにより、ヒートポンプサイクルのCOPを良くして運転することができる。また、貯湯タンク7内に貯蔵されている高温水と混ぜて出湯することもできるので、ヒートポンプ熱源機1aでの沸き上げ温度は給湯設定温度以下にまで下げることができる。
FIG. 2 is a graph showing the relationship between the boiling temperature and the COP in the heat pump
また、貯湯タンク7における天地方向の位置関係として、中温水流入部7dは中温水流出部7fと同じ高さか、もしくは中温水流出部7fよりも低い位置に配設している。これによれば、このような位置関係とすることにより、貯湯タンク7内で中温水流入部7dから流入する温水と中温水流出部7fから流出する温水との不要な対流による温度分布の乱れを無くすことができ、円滑にヒートポンプ熱源機1aで沸き上げた湯を出湯させることができる。
Further, as the positional relationship in the vertical direction in the hot
また、制御装置20は、ヒートポンプ熱源機1aで沸き上げて中温水流入部7dから戻す温水の流量を、中温水流出部7fから出湯する流量と同等か、もしくは中温水流出部7fから出湯する流量よりも少なくするようにしている。これは、貯湯タンク7内に極力中温水を溜めないようにするものであり、これにより沸き上げ時のCOPを向上させることができる。
Moreover, the
(第2実施形態)
図3は、本発明の第2実施形態における貯湯式ヒートポンプ給湯装置の構成を示す模式図である。上述した第1実施形態と異なる特徴は、貯湯タンク7において、中温水流入部7dと中温水流出部7fとを1箇所にまとめて設けている点である。これによれば、貯湯タンク7の接続孔を増やすことなく、簡易となりコストを抑えることができる。また、貯湯タンク7の放熱ロスも抑えることができる。
(Second Embodiment)
FIG. 3 is a schematic diagram showing a configuration of a hot water storage type heat pump water heater in the second embodiment of the present invention. A feature different from the first embodiment described above is that the hot
図4は、図2中A部に設けた温水流入出部材としての温水流入出管14Aを示す断面図であり、温水流入部材を直管の温水流入管12Aと、温水流出部材も直管の温水流出管13Aとで構成したものである。また、図5は、図2中A部に設けた温水流入出管14Bを示す断面図であり、温水流入部材を円管の温水流入管12Bと、温水流出部材を直管の温水流出管13Aとで構成したものである。また、図6は、図2中A部に設けた温水流入出管14Cを示す断面図であり、温水流入部材を円管の温水流入管12Bと、温水流出部材も円管の温水流出管13Bとで構成したものである。そして、温水流入管12と温水流出管13とはいずれも多穴構造となっている。
FIG. 4 is a cross-sectional view showing a hot water inflow /
そしていずれも、貯湯タンク7内に温水を流入させるための温水流入管12と貯湯タンク7内から温水を流出させるための温水流出管13とを一体にして温水流入出管14として貯湯タンク7の壁面に設けるとともに、温水流入管12からの温水は温水流入出管14の天地方向中央より下側で水平方向、もしくはそれよりも下側へ向けて吐出され、温水流出管13への温水は温水流入出管14の天地方向中央より上側で水平方向、もしくはそれよりも上側から吸入されるようにしている。これによれば、温水流入管12から流入する温水と温水流出管13から流出する温水との不要な対流による温度分布の乱れを無くすことができる。
In either case, the hot
(他の実施形態1)
図7は、本発明の他の実施形態1における貯湯式ヒートポンプ給湯装置の構成を示す模式図である。15は浴槽、16は貯湯タンク7内の上方側に設けられて貯湯タンク7内の高温水で浴水を加熱する追い焚き用熱交換器、Yは浴水循環路、17は浴水を循環させるための循環ポンプである。このように、本発明の貯湯式ヒートポンプ給湯装置は他の加熱回路用の熱交換器を貯湯タンク7内に内蔵する構成であっても良い。
(Other embodiment 1)
FIG. 7 is a schematic diagram showing a configuration of a hot water storage type heat pump hot water supply apparatus according to another
(他の実施形態2)
図8は、本発明の他の実施形態2における貯湯式ヒートポンプ給湯装置の構成を示す模式図である。15は浴槽、18は浴水を加熱する追い焚き用熱交換器、Yは浴水循環路、17は浴水を循環させるための循環ポンプである。図7の構成と異なるのは、貯湯タンク7上部の高温水流出部7gから高温水を取り出して追い焚き用熱交換器18の高温水通路8aを通して貯湯タンク7の下部の中温水流入部7hに戻す流体加熱回路K2を設けている点である。尚、19は流体加熱回路K2に熱源水を循環させる熱源水循環ポンプである。
(Other embodiment 2)
FIG. 8 is a schematic diagram showing a configuration of a hot water storage type heat pump hot water supply apparatus according to another
また、追い焚き用熱交換器18は、貯湯タンク7に貯留された高温水と浴水とを熱交換して浴水を加熱(追い焚き)するもので、高温水通路18aに隣接して流体通路18bが設けられ、その高温水通路8aを流れる高温水の流れ方向と流体通路18bを流れる流体の流れ方向とが対向するように構成されている。このように、本発明の貯湯式ヒートポンプ給湯装置は貯湯タンク7に他の加熱回路を持つ構成であっても良い。尚、この加熱回路は浴水の追い焚きに限らず、暖房・乾燥・保温などに用いるブラインを加熱するブライン加熱回路であっても良い。
The reheating
(その他の実施形態)
上述の実施形態では、給湯用水を加熱するヒートポンプサイクルにCO2冷媒を用いた超臨界ヒートポンプサイクルを用いているが、本発明は上述した実施形態に限定されるものではなく、例えばフロン冷媒を用いたヒートポンプサイクルなどであっても良い。また、冷媒減圧手段として膨張弁を用いているが、エジェクタをはじめとする他の冷媒減圧手段を用いたヒートポンプサイクルであっても良い。
(Other embodiments)
In the above-described embodiment, the supercritical heat pump cycle using the CO 2 refrigerant is used for the heat pump cycle for heating the hot water supply water. However, the present invention is not limited to the above-described embodiment. It may be a heat pump cycle. Moreover, although the expansion valve is used as the refrigerant pressure reducing means, a heat pump cycle using other refrigerant pressure reducing means such as an ejector may be used.
1a…ヒートポンプ熱源機
2…冷媒圧縮機
3…冷媒水熱交換器
4…膨張弁(冷媒減圧手段)
5…冷媒空気熱交換器
7…貯湯タンク
7c…高温水流入部
7d…中温水流入部
7f…中温水流出部
8…流入位置切換弁(流入位置切換手段)
9…中温水混合弁(中温水混合手段)
9a…中温水取り出し経路
10…給湯混合弁(給湯混合手段)
11…風呂混合弁(給湯混合手段)
12…温水流入管(温水流入部材)
13…温水流出管(温水流出部材)
14…温水流入出管(温水流入出部材)
20…制御装置(制御手段)
K1…給湯水加熱回路
R…冷媒回路
DESCRIPTION OF
DESCRIPTION OF SYMBOLS 5 ... Refrigerant
9 ... Medium warm water mixing valve (medium warm water mixing means)
9a ... Medium hot
11 ... Bath mixing valve (hot water mixing means)
12 ... Hot water inflow pipe (hot water inflow member)
13 ... Hot water outflow pipe (hot water outflow member)
14 ... Hot water inflow / outflow pipe (hot water inflow / outlet member)
20 ... Control device (control means)
K1 ... Hot water supply heating circuit R ... Refrigerant circuit
Claims (5)
冷媒圧縮機(2)・冷媒水熱交換器(3)・冷媒減圧手段(4)および冷媒空気熱交換器(5)を有する冷媒回路(R)を備えたヒートポンプ熱源機(1a)と、
前記貯湯タンク(7)の下部から取り出した低温水を前記ヒートポンプ熱源機(1a)によって沸き上げ、その沸き上げた高温水を前記貯湯タンク(7)の上部に戻す給湯水加熱回路(K1)と、
前記貯湯タンク(7)の中温水流出部(7f)から導出された中温水取り出し経路(9a)と、前記中温水取り出し経路(9a)から取り出した中温水と前記貯湯タンク(7)の上部から取り出した高温水とを混合して給湯設定温度よりも所定温度だけ高い温度に調節する中温水混合手段(9)と、
前記中温水混合手段(9)から流出する温水と給水路から供給される低温水とを混合して給湯設定温度に調節する給湯混合手段(10、11)と、
前記冷媒回路(R)・前記給湯水加熱回路(K1)の循環、および各混合手段(9〜11)を制御する制御手段(20)とを備えた貯湯式ヒートポンプ給湯装置において、
前記ヒートポンプ熱源機(1a)で沸き上げた温水の戻し位置を前記貯湯タンク(7)の高温水流入部(7c)と中温水流入部(7d)とに切り換える流入位置切換手段(8)を設けるとともに、
前記制御手段(20)は、状況に応じて前記ヒートポンプ熱源機(1a)で中温に沸き上げた温水を前記中温水流入部(7d)から戻しつつ前記中温水流出部(7f)から出湯するように前記各機器を制御することを特徴とする貯湯式ヒートポンプ給湯装置。 A hot water storage tank (7) for storing hot water for hot water supply;
A heat pump heat source machine (1a) comprising a refrigerant circuit (R) having a refrigerant compressor (2), a refrigerant water heat exchanger (3), a refrigerant decompression means (4) and a refrigerant air heat exchanger (5);
A hot water heating circuit (K1) for boiling low temperature water taken out from the lower part of the hot water storage tank (7) by the heat pump heat source unit (1a) and returning the heated hot water to the upper part of the hot water storage tank (7); ,
From the hot water storage tank (7), the intermediate temperature water discharge path (9a) led out from the intermediate temperature water outlet (7f), the intermediate temperature water extracted from the intermediate temperature water discharge path (9a), and the upper part of the hot water storage tank (7) Medium hot water mixing means (9) for mixing the taken out high temperature water and adjusting it to a temperature that is higher by a predetermined temperature than the hot water supply set temperature;
Hot water mixing means (10, 11) for mixing hot water flowing out from the intermediate temperature water mixing means (9) and low temperature water supplied from a water supply path to adjust to a hot water supply set temperature;
In a hot water storage type heat pump hot water supply apparatus comprising a control means (20) for controlling the circulation of the refrigerant circuit (R) and the hot water supply water heating circuit (K1) and the mixing means (9 to 11),
Inflow position switching means (8) is provided for switching the return position of the hot water boiled by the heat pump heat source machine (1a) between the hot water inflow part (7c) and the intermediate temperature water inflow part (7d) of the hot water storage tank (7). With
The control means (20) discharges hot water from the intermediate temperature water outflow part (7f) while returning the hot water boiled to an intermediate temperature by the heat pump heat source unit (1a) from the intermediate temperature water inflow part (7d) according to the situation. The hot water storage type heat pump hot water supply apparatus characterized by controlling said each apparatus.
前記温水流入部材(12)からの温水は前記温水流入出部材(14)の天地方向中央より下側で水平方向、もしくはそれよりも下側へ向けて吐出され、前記温水流出部材(13)への温水は前記温水流入出部材(14)の天地方向中央より上側で水平方向、もしくはそれよりも上側から吸入されることを特徴とする請求項4に記載の貯湯式ヒートポンプ給湯装置。 A hot water inflow / outflow member (12) for allowing warm water to flow into the hot water storage tank (7) and a hot water outflow member (13) for allowing hot water to flow out of the hot water storage tank (7) are integrated. (14) as provided on the wall surface of the hot water storage tank (7),
Hot water from the hot water inflow member (12) is discharged from the center in the vertical direction of the hot water inflow / outflow member (14) to the horizontal direction or to the lower side to the hot water outflow member (13). The hot water storage-type heat pump hot water supply apparatus according to claim 4, wherein the hot water is sucked in from the horizontal direction above the center of the hot water inflow / outflow member (14) in the horizontal direction or from the upper side.
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