JP2009030959A - ヒートポンプ式給湯装置 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】冷凍サイクルを有する熱源側ヒートポンプユニットAと、水を貯留した水タンク7、水タンク内に外部からの水を供給する水供給配管8、水タンクの底部側と上部側に連通する水循環配管9、水循環配管の途中にあって熱源側ヒートポンプユニットからの吸熱を行う吸熱熱交換器10、水タンク上部の温水を外部に給湯する給湯配管12よりなるヒートポンプ式給湯装置Bにおいて、水供給配管を、外部から供給される水をそのまま水タンク内に供給する第1の水供給系路8aと同外部からの水を水質調整ユニットを介してスケールが生じにくいように水質を改善した後に水タンク内に供給する第2の水供給系路8bとの複数の水供給系路に分岐し、供給される水の水質に応じて何れか一方又は両方の水供給系路を使い分けるようにした。
【選択図】図1
Description
この発明は、冷媒を凝縮することによって冷媒からの熱を放熱する放熱熱交換器を有する熱源側ヒートポンプユニットと、水を貯留した水タンク、該水タンク内に外部からの水を供給する水供給配管、上記水タンクの底部側と上部側に連通し、上記水タンク内底部側の水を上部側にバイパス状態で循環させる水循環配管、該水循環配管の途中にあって上記熱源側ヒートポンプユニットの上記放熱熱交換器に対して吸熱可能に結合された吸熱熱交換器、上記水タンク上部の温水を外部に給湯する給湯配管よりなる給湯ユニットとを備えてなるヒートポンプ式給湯装置において、上記水供給配管を、外部から供給される水をそのまま水タンク内に供給する第1の水供給系路と同外部からの水を水質調整ユニットを介してスケールが生じにくいように水質を改善した後に水タンク内に供給する第2の水供給系路との複数の水供給系路に分岐し、供給される水の水質に応じて何れか一方又は両方の水供給系路を使い分けるようにしたことを特徴としている。
この発明は、上記請求項1の発明の構成において、外部から供給される水の水質に応じた何れか一方又は両方の水供給系路の使い分けは、水タンクから吸熱熱交換器に供給される水中のスケール析出量が所定の基準レベル以下に抑制されるように、第1,第2の水供給系路の流量を調節することによりなされるようになっていることを特徴としている。
この発明は、上記請求項1の発明の構成において、スケール析出因子は主としてカルシウム成分であり、供給される水の水質に応じた何れか一方又は両方の水供給系路の使い分けは、水タンクから吸熱熱交換器に供給される水中のカルシウム成分量が所定の基準レベル以下に抑制されるように、第1,第2の水供給系路の流量を調節することによりなされるようになっていることを特徴としている。
この発明は、上記請求項1の発明の構成において、各水供給系路の流量の調節は、さらに給湯温度をパラメータとして、給湯温度が高い時は給湯温度が低い時よりも第2の水供給系路に流す水の流量を多くするようになっていることを特徴としている。
この発明は、冷媒を凝縮することによって冷媒からの熱を放熱する放熱熱交換器を有する熱源側ヒートポンプユニットと、水を貯留した水タンク、該水タンク内に外部からの水を供給する水供給配管、上記水タンクの底部側と上部側に連通し、上記水タンク内底部側の水を上部側にバイパス状態で循環させる水循環配管、該水循環配管の途中にあって上記熱源側ヒートポンプユニットの上記放熱熱交換器に対して吸熱可能に結合された吸熱熱交換器、上記水タンク上部の温水を外部に給湯する給湯配管よりなる給湯ユニットとを備え、上記水供給配管を、外部から供給される水をそのまま水タンク内に供給する第1の水供給系路と同外部からの水を水質調整ユニットを介してスケールが生じにくいように水質を改善した後に水タンク内に供給する第2の水供給系路との複数の水供給系路に分岐し、供給される水の水質に応じて何れか一方又は両方の水供給系路を使い分けるようにしてなるヒートポンプ式給湯装置であって、上記使用される水の硬度を予じめ測定しておき、上記水タンクに供給される水の硬度が、その時の上記吸熱熱交換器からの設定出湯温度に対応して決まる最大許容硬度以下の硬度になるように、上記第2の水供給系路の流量を調節するようになっている。
この発明は、上記請求項5の発明の構成において、使用される水の硬度は、導電率測定手段により使用される水の導電率を測定することにより測定されるようになっていることを特徴としている。
この発明は、冷媒を凝縮することによって冷媒からの熱を放熱する放熱熱交換器を有する熱源側ヒートポンプユニットと、水を貯留した水タンク、該水タンク内に外部からの水を供給する水供給配管、上記水タンクの底部側と上部側に連通し、上記水タンク内底部側の水を上部側にバイパス状態で循環させる水循環配管、該水循環配管の途中にあって上記熱源側ヒートポンプユニットの上記放熱熱交換器に対して吸熱可能に結合された吸熱熱交換器、上記水タンク上部の温水を外部に給湯する給湯配管よりなる給湯ユニットとを備え、上記水供給配管を、外部から供給される水をそのまま水タンク内に供給する第1の水供給系路と同外部からの水を水質調整ユニットを介してスケールが生じにくいように水質を改善した後に水タンク内に供給する第2の水供給系路との複数の水供給系路に分岐し、供給される水の水質に応じて何れか一方又は両方の水供給系路を使い分けるようにしてなるヒートポンプ式給湯装置であって、上記吸熱熱交換器の湯出口部におけるスケールの析出量をモニターするスケール析出量モニター手段を設け、該スケール析出量モニター手段によるモニター値に基いて上記吸熱熱交換器の湯出口部におけるスケール析出量が所定の値以下になるように上記第2の水供給系路の流量を調節する流量制御手段を設けたことを特徴としている。
この発明は、上記請求項7の発明の構成において、スケール析出量モニター手段は、粒子カウンタよりなることを特徴としている。
この発明は、上記請求項7の発明の構成において、スケール析出量モニター手段は、導電率測定手段よりなることを特徴としている。
この発明は、上記請求項7の発明の構成において、スケール析出量モニター手段は、水を透過又は反射する光の量に基いてスケール析出量を測定する光学的計測手段よりなることを特徴としている。
この発明は、冷媒を凝縮することによって冷媒からの熱を放熱する放熱熱交換器を有する熱源側ヒートポンプユニットと、水を貯留した水タンク、該水タンク内に外部からの水を供給する水供給配管、上記水タンクの底部側と上部側に連通し、上記水タンク内底部側の水を上部側にバイパス状態で循環させる水循環配管、該水循環配管の途中にあって上記熱源側ヒートポンプユニットの上記放熱熱交換器に対して吸熱可能に結合された吸熱熱交換器、上記水タンク上部の温水を外部に給湯する給湯配管よりなる給湯ユニットとを備え、上記水供給配管を、外部から供給される水をそのまま水タンク内に供給する第1の水供給系路と同外部からの水を水質調整ユニットを介してスケールが生じにくいように水質を改善した後に水タンク内に供給する第2の水供給系路との複数の水供給系路に分岐し、供給される水の水質に応じて何れか一方又は両方の水供給系路を使い分けるようにしてなるヒートポンプ式給湯装置であって、上記吸熱熱交換器の水入口側と出口側間における圧力損失を計測し、同圧力損失が所定値以上に上昇しないように、上記第2の水供給系路の流量を調節する流量制御手段を設けたことを特徴としている。
この発明は、上記請求項1,2,3,4,5,6,7,8,9,10又は11の発明の構成において、水質調整ユニットは、水質硬度を下げる軟水化ユニットよりなることを特徴としている。
この発明は、上記請求項1,2,3,4,5,6,7,8,9,10又は11の発明の構成において、水質調整ユニットは、水の酸性度を上げるペーハ改善ユニットよりなることを特徴としている。
この発明は、上記請求項1,2,3,4,5,6,7,8,9,10又は11の発明の構成において、水質調整ユニットは、スケール成分の結晶を微細化する結晶微細化ユニットよりなることを特徴としている。
この発明は、上記請求項1,2,3,4,5,6,7,8,9,10又は11の発明の構成において、水質調整ユニットは、カルシウム成分の結晶核を捕集除去するフィルタユニットよりなることを特徴としている。
先ず図1は、本願発明の最良の実施の形態に係るヒートポンプ式給湯装置の構成を示している。
夏は沸き上げ温度が低いため、水質調整ユニット13のV2,V3共にOFFにして、水質調整ユニット13には全く水を通さない(バイパスさせない)。冬場の高温貯湯が必要なときだけ、その温度に応じて所定の量の水を水質調整ユニット13に通す(バイパスさせる)。
沸き上げ温度が低い夏でも一部バイパスさせる。冬はスケール析出条件下の水質硬度になるように、所定量以上バイパスさせる。
給湯温度が低温のとき(例えば70℃未満)では、水質調整ユニット13に全くバイパスさせない。
給湯温度が低温のとき(例えば70℃未満)では一部水質調整ユニット13にバイパスする(水質硬度150レベル程度位に調整)。
なお、上記構成における水質調整ユニット13は、上述のような軟水化ユニットの場合に限らず、例えば水の酸性度を上げるペーハ改善ユニットを採用することもできる。
また、上記水質調整ユニット13には、例えば上記カルシウム成分の結晶を微細化する結晶微細化ユニットを採用することもできる。
さらに、また上記水質調整ユニット13には、カルシウム成分の結晶核を捕集除去するフィルタユニットを採用していもよい。
また、水質調整ユニット13の設置位置は、少なくとも吸熱熱交換器10の手前であればよく、図1のような水タンク7の入口側(手前側)の場合のほか、水タンク7と吸熱熱交換器10との間の水タンク7〜水ポンプ11間、又は水ポンプ11〜吸熱熱交換器10間のいずれの部分でも良い。
次に図2〜図5は、上記最良の実施の形態1の構成を前提として構成された本願発明の最良の実施の形態2に係るヒートポンプ式給湯装置およびその給水制御装置の構成を示している。
次に図6は、上記最良の実施の形態1の構成を前提として構成された本願発明の最良の実施の形態3に係るヒートポンプ式給湯装置の構成を示している。
上記スケール析出量モニター手段17としては、種々のものを採用することができるが、中でも次のようなものが適している。
水の硬度が上がると導電率が高くなる。したがって、吸熱熱交換器10の湯出口部分に導電率測定センサを設けて、湯の導電率の変化を計測すると、水の硬度を簡易的に測定することができ、スケール析出条件かどうかを判断できる。
スケールが増えてくると、水中の粒子量が増える。したがって、吸熱熱交換器10の湯出口部分に粒子カウンタを設けて粒子量を計測すると、スケールの析出量をモニターすることができる。
スケールが増えてくると、水を透過する光の量が減る一方、反射する光の量が増える。したがって、それらの何れかを発光手段と受光手段の関係で把え、例えば受光手段にフォトダイオードを用いることにより電圧信号として出力させることができる。
次に図7は、上記最良の実施の形態1の構成を前提として構成された本願発明の最良の実施の形態4に係るヒートポンプ式給湯装置の構成を示している。
Claims (15)
- 冷媒を凝縮することによって冷媒からの熱を放熱する放熱熱交換器を有する熱源側ヒートポンプユニットと、水を貯留した水タンク、該水タンク内に外部からの水を供給する水供給配管、上記水タンクの底部側と上部側に連通し、上記水タンク内底部側の水を上部側にバイパス状態で循環させる水循環配管、該水循環配管の途中にあって上記熱源側ヒートポンプユニットの上記放熱熱交換器に対して吸熱可能に結合された吸熱熱交換器、上記水タンク上部の温水を外部に給湯する給湯配管よりなる給湯ユニットとを備えてなるヒートポンプ式給湯装置において、上記水供給配管を、外部から供給される水をそのまま水タンク内に供給する第1の水供給系路と同外部からの水を水質調整ユニットを介してスケールが生じにくいように水質を改善した後に水タンク内に供給する第2の水供給系路との複数の水供給系路に分岐し、供給される水の水質に応じて何れか一方又は両方の水供給系路を使い分けるようにしたことを特徴とするヒートポンプ式給湯装置。
- 外部から供給される水の水質に応じた何れか一方又は両方の水供給系路の使い分けは、水タンクから吸熱熱交換器に供給される水中のスケール析出量が所定の基準レベル以下に抑制されるように、第1,第2の水供給系路の流量を調節することによりなされるようになっていることを特徴とする請求項1記載のヒートポンプ式給湯装置。
- スケール析出因子は主としてカルシウム成分であり、供給される水の水質に応じた何れか一方又は両方の水供給系路の使い分けは、水タンクから吸熱熱交換器に供給される水中のカルシウム成分量が所定の基準レベル以下に抑制されるように、第1,第2の水供給系路の流量を調節することによりなされるようになっていることを特徴とする請求項1記載のヒートポンプ式給湯装置。
- 第1,第2の水供給系路の流量の調節は、さらに給湯温度をパラメータとして、給湯温度が高い時は給湯温度が低い時よりも第2の水供給系路に流す水の流量を多くするようになっていることを特徴とする請求項2又は3記載のヒートポンプ式給湯装置。
- 冷媒を凝縮することによって冷媒からの熱を放熱する放熱熱交換器を有する熱源側ヒートポンプユニットと、水を貯留した水タンク、該水タンク内に外部からの水を供給する水供給配管、上記水タンクの底部側と上部側に連通し、上記水タンク内底部側の水を上部側にバイパス状態で循環させる水循環配管、該水循環配管の途中にあって上記熱源側ヒートポンプユニットの上記放熱熱交換器に対して吸熱可能に結合された吸熱熱交換器、上記水タンク上部の温水を外部に給湯する給湯配管よりなる給湯ユニットとを備え、上記水供給配管を、外部から供給される水をそのまま水タンク内に供給する第1の水供給系路と同外部からの水を水質調整ユニットを介してスケールが生じにくいように水質を改善した後に水タンク内に供給する第2の水供給系路との複数の水供給系路に分岐し、供給される水の水質に応じて何れか一方又は両方の水供給系路を使い分けるようにしてなるヒートポンプ式給湯装置であって、上記使用される水の硬度を予じめ測定しておき、上記水タンクに供給される水の硬度が、その時の上記吸熱熱交換器からの設定出湯温度に対応して決まる最大許容硬度以下の硬度になるように、上記第2の水供給系路の流量を調節する流量制御手段を設けたことを特徴とするヒートポンプ式給湯装置。
- 使用される水の硬度は、導電率測定手段により使用される水の導電率を測定することにより測定されるようになっていることを特徴とする請求項5記載のヒートポンプ式給湯装置。
- 冷媒を凝縮することによって冷媒からの熱を放熱する放熱熱交換器を有する熱源側ヒートポンプユニットと、水を貯留した水タンク、該水タンク内に外部からの水を供給する水供給配管、上記水タンクの底部側と上部側に連通し、上記水タンク内底部側の水を上部側にバイパス状態で循環させる水循環配管、該水循環配管の途中にあって上記熱源側ヒートポンプユニットの上記放熱熱交換器に対して吸熱可能に結合された吸熱熱交換器、上記水タンク上部の温水を外部に給湯する給湯配管よりなる給湯ユニットとを備え、上記水供給配管を、外部から供給される水をそのまま水タンク内に供給する第1の水供給系路と同外部からの水を水質調整ユニットを介してスケールが生じにくいように水質を改善した後に水タンク内に供給する第2の水供給系路との複数の水供給系路に分岐し、供給される水の水質に応じて何れか一方又は両方の水供給系路を使い分けるようにしてなるヒートポンプ式給湯装置であって、上記吸熱熱交換器の湯出口部におけるスケールの析出量をモニターするスケール析出量モニター手段を設け、該スケール析出量モニター手段によるモニター値に基いて上記吸熱熱交換器の湯出口部におけるスケール析出量が所定の値以下になるように上記第2の水供給系路の流量を調節する流量制御手段を設けたことを特徴とするヒートポンプ式給湯装置。
- スケール析出量モニター手段は、粒子カウンタよりなることを特徴とする請求項7記載のヒートポンプ式給湯装置。
- スケール析出量モニター手段は、導電率測定手段よりなることを特徴とする請求項7記載のヒートポンプ式給湯装置。
- スケール析出量モニター手段は、水を透過又は反射する光の量に基いてスケール析出量を測定する光学的計測手段よりなることを特徴とする請求項7記載のヒートポンプ式給湯装置。
- 冷媒を凝縮することによって冷媒からの熱を放熱する放熱熱交換器を有する熱源側ヒートポンプユニットと、水を貯留した水タンク、該水タンク内に外部からの水を供給する水供給配管、上記水タンクの底部側と上部側に連通し、上記水タンク内底部側の水を上部側にバイパス状態で循環させる水循環配管、該水循環配管の途中にあって上記熱源側ヒートポンプユニットの上記放熱熱交換器に対して吸熱可能に結合された吸熱熱交換器、上記水タンク上部の温水を外部に給湯する給湯配管よりなる給湯ユニットとを備え、上記水供給配管を、外部から供給される水をそのまま水タンク内に供給する第1の水供給系路と同外部からの水を水質調整ユニットを介してスケールが生じにくいように水質を改善した後に水タンク内に供給する第2の水供給系路との複数の水供給系路に分岐し、供給される水の水質に応じて何れか一方又は両方の水供給系路を使い分けるようにしてなるヒートポンプ式給湯装置であって、上記吸熱熱交換器の水入口側と出口側間における圧力損失を計測し、同圧力損失が所定値以上に上昇しないように、上記第2の水供給系路の流量を調節する流量制御手段を設けたことを特徴とするヒートポンプ式給湯装置。
- 水質調整ユニットは、水質硬度を下げる軟水化ユニットよりなることを特徴とする請求項1,2,3,4,5,6,7,8,9,10又は11記載のヒートポンプ式給湯装置。
- 水質調整ユニットは、水の酸性度を上げるペーハ改善ユニットよりなることを特徴とする請求項1,2,3,4,5,6,7,8,9,10又は11記載のヒートポンプ式給湯装置。
- 水質調整ユニットは、カルシウム成分の結晶を微細化する結晶微細化ユニットよりなることを特徴とする請求項1,2,3,4,5,6,7,8,9,10又は11記載のヒートポンプ式給湯装置。
- 水質調整ユニットは、カルシウム成分の結晶核を捕集除去するフィルタユニットよりなることを特徴とする請求項1,2,3,4,5,6,7,8,9,10又は11記載のヒートポンプ式給湯装置。
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