JPH0351677A - ヒートポンプ式冷暖房給湯装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 ［産業上の利用分野］ この発明はヒートポンプ式冷暖房給湯装置に関するもの
であり、特に、冷媒による加熱コイルを内蔵した貯湯タ
ンクを複数使用するヒートポンプ式冷暖房給湯装置に関
するものである。

［従来の技術］ 第３図は、例えば、実開昭５８−９５１４１号公報に示
された従来のヒートポンプ式給湯装置を示す構成図であ
る。

図において、（１１）は冷媒を圧縮する圧縮機、（１３
）は冷媒の蒸発器として機能する室外熱交換器、（２０
）は室外熱交換器（１３）での熱交換を促進するための
送風用の室外ファンである。

（３１）から（３３）は各々第１から第３の貯湯タンク
である。（３４）から（３６）は各々第１から第３の電
磁弁であり、（３７）から（３９）は第１から第３の各
貯湯タンク（３１）、　　（３２）（３３）の各々に内
蔵されている加熱コイル、（４０）から（４２）は冷媒
を減圧させるキャピラリチューブである。

上記のように構成された従来のヒートポンプ式給湯装置
では複数の貯湯タンクを有しており、通常、これらの各
タンクは給湯目的等に応じて容量及び設定温度が各々相
違している。以下、このヒートポンプ式給湯装置の動作
について説明をする。

圧縮機（１１）から送出された冷媒は三方に分岐され、
第１から第３の各電磁弁（３４）、（３５）、　　（３
６）を経て、第１から第３の各貯湯タンク（３１）、　
　（３２）、　　（３３）の各加熱コイル（３７）、（
３８）、（３９）に送られる。そして、冷媒は各加熱コ
イル（３７）、　　（３８）。

（３つ）で水と熱交され湯を生成する。この熱交換と同
時に、冷媒は凝縮して高温高圧の液体状となり、各キャ
ピラリチューブ（４０）、　　（４１）。

（４２）に送られる。キャピラリチューブ（４０）、（
４１）、（４２）で冷媒は適宜減圧され、低圧、低温の
気液混合状態の冷媒となり、室外熱交換器（１３）に入
る。そし、この室外熱交換器（１３）で室外ファン（２
０）から送られる外気により加熱されて気体状となった
後、圧縮機（１１）に戻る。上記の一連の冷媒の循環は
連続して行なわれる。

上記のようにして、各貯湯タンク（３１）。

（３２）、　　（３３）には湯が貯留される。そして、
これらの湯は各貯湯タンク（３１）、　　（３２）。

（３３）の給湯口に接続した給湯配管を経て適宜所定の
使用箇所に供給される。なお、第１から第３の各電磁弁
（３４）、（３５）、　　（３６）を適宜開閉すること
により、各貯湯タンクの加熱コイルへの冷媒の供給を調
整できる。

［発明が解決しようとする課題］ 上記のような従来のヒートポンプ式冷暖房給湯装置では
、複数の貯湯タンクは各々独立して配設されいた。この
ため、個々の貯湯タンクに各々１つの減圧装置（キャピ
ラリチューブ）が必要であり、冷媒配管が複雑となって
いた。しかも、各貯湯タンクの温度を高温と低温の二種
類に設定した場合等に、低温に設定した貯湯タンクの湯
を高□温に設定した貯湯タンクに供給して利用すること
ができず、高温の湯を大量に使用したい場合等に極めて
不都合であり、湯の生成及び給湯の点で必ずしも効率が
よい装置とはいえなかった。

また、例えば、従来よりトイレ便器の洗浄には大量の水
道水が使用されていた。しかし、水道水は比較的低温で
あるために、大量に使用する割に充分な洗浄ができなか
った。このため、多くの水道水が消費され、しかも、多
くの洗浄時間が費される等の種々の無駄が生じていた。

そこで、ヒートポンプ式給湯装置を利用して、トイレ便
器を湯により洗浄することが検討されていた。

そこで、この発明は複数の貯湯タンクの湯温を各々相違
して設定した場合にも、使用用途に応じた適正な設定温
度の貯湯タンクから適量の給湯ができ、しかも、低温に
設定した貯湯タンクの湯が高温に設定した貯湯タンクに
給湯でき、効率のよい給水及び給湯ができるヒートポン
プ式冷暖房給湯装置の提供を課題とするものである。

［課題を解決するための手段］ この発明にかかるヒートポンプ式冷暖房給湯装置は、冷
媒加熱コイルにより水を加熱する複数の貯湯タンクと、
前記複数の貯湯タンクを各々直列に配管し、前記複数の
貯湯タンクに給水するとともに、前記直列の複数の貯湯
タンクを通しての給湯及び／または個々の貯湯タンクか
らの給湯をする給水及び給湯配管系と、前記複数の貯湯
タンクの各加熱コイルを並列に配管し、前記各加熱コイ
ルに冷媒を循環させるとともに、室内機の熱交換機構と
室外機の熱交換機構とで空気調和用の冷凍サイクルをな
す冷媒配管系と、前記冷媒配管系の各加熱コイルへの冷
媒の循環を前記複数の貯湯タンク内の湯温及び各種の空
気調和運転指令に応じて制御する冷媒循環制御手段とを
具備するものである。

［作用コ この発明のヒートポンプ式冷暖房給湯装置においては、
冷媒加熱コイルを内蔵する複数の貯湯タンクを各々直列
に配管して給水及び給湯配管系を成し、この複数の貯湯
タンクの各加熱コイルを並列に配管して冷媒を循環させ
る冷媒配管系を成し、この冷媒配管系の各加熱コイルへ
の冷媒の循環を複数の貯湯タンク内の湯温及び各種の空
気調和運転指令に応じて適宜制御するものであるから、
複数の貯湯タンクの湯温を各々相違して設定でき、湯の
使用状態及び用途或いは空気調和運転状態に応じて適正
な湯温調整ができ、しかも、低温に設定した貯湯タンク
の湯を高温に設定した貯湯タンクに順次給湯できる。ま
た、トイレ便器にまで給湯配管をすることにより洗浄に
湯を利用できる。

［実施例コ 第１図はこの発明の一実施例であるヒートポンプ式冷暖
房給湯装置を示す全体構成図である。図中、（１１）、
（１３）、及び（２０）は上記従来例の構成部分と同一
または相当する構成部分である。

図において、（１）は第１の貯湯タンク、（２）は第２
の貯湯タンクである。（３）から（６）は各々第１から
第４の電磁弁であり、第１の電磁弁（３）は第１の貯湯
タンク（１）への冷媒の供給を制御し、第２の電磁弁（
４）は第１の貯湯タンク（１）への冷媒循環をバイパス
させ、第３の電磁弁（５）は第２の貯湯タンク（２）へ
の冷媒循環をバイパスさせ、第４の電磁弁（６）は空気
調和系への冷媒の循環を制御する。（７）はトイレ便器
の洗浄用の水量を増大させるだめのトイレバックアップ
用電磁弁、（８）はトイレバックアップ用電磁弁（７）
が解放状態にあるときに第２の貯湯タンク（２）に水が
逆流するのを防止する逆止弁である。（９）は第１の貯
湯タンク（１）に内蔵された加熱コイル、（１０）は第
２の貯湯タンク（２）に内蔵された加熱コイルであり、
これらの加熱コイル（９）、　　（１０）で高温の冷媒
と水との熱交換が行なわれる。（１１）は冷媒を圧縮す
る圧縮機、（１２）は冷媒の循環経路を変更する四方弁
、（１３）は冷媒の蒸発器または凝縮機として機能する
室外熱交換器、（１４）から（１７）は各々逆止弁、（
１８）は冷媒の減圧器として機能する膨張弁であり、こ
れ等により空気調和機内を循環する冷媒及び第１の貯湯
タンク（１）及び第２の貯湯タンク（２）への冷媒の循
環を適正に整流する。（１９）は室内温度を上昇或いは
下降させるための室温調整用の室内熱交換器、（２０）
は室外熱交換器（１３）での熱交換を促進するための送
風用の室外ファン、（２１）は室内に温風または冷風を
送風するための室内ファンである。（２２）は第１の貯
湯タンク（１）の湯温を検知するサーミスタ、（２３）
は同様にして第２の貯湯タンク（２）の湯温を検知する
サーミスタである。（２４）は第１の貯湯タンク（１）
の出湯口に接続した第１の給湯配管、（２５）はトイレ
便器、（２６）は第２の貯湯タンク（２）の入水口に接
続した給水配管、（２７）は第１の貯湯タンク（１）の
入水口と第２の貯湯タンク（２）の出湯口とを接続する
接続配管、（２８）は第２の貯湯タンク（２）の出湯口
とトイレ便器（２５）とを接続する第２の給湯配管、（
２９）は洗面台である。

この実施例のヒートポンプ式冷暖房給湯装置は上記のよ
うに構成されており、第１の貯湯タンク（１）と第２の
貯湯タンク（２）との２個の貯湯タンクを有している。

そして、この２個の貯湯タンクを直列に配管して給水及
び給湯配管系を構成し、これらの第１の貯湯タンク（１
）の加熱コイル（９）と第２の貯湯タンク（２）の加熱
コイル（１０）とを並列に配管して冷媒配管系を構成し
ている。また、このヒートポンプ式冷暖房給湯装置では
室内機の熱交換機構と室外機の熱交換機構とを冷媒配管
で接続し冷凍サイクルを成し空気調和機を構成している
。なお、この冷房運転及び暖房運転は既に周知の運転動
作であるので、ここでは説明を省略する。そこで、ここ
ではこのヒートポンプ式冷暖房給湯装置の給湯運転動作
について第２図のフローチャートの流れに沿って説明す
る。

第２図はこの発明の一実施例であるヒートポンプ式冷暖
房給湯装置による給湯制御動作例を示すフローチャート
である。

まず、ステップＳ１で第１の貯湯タンク（１）内の湯温
がサーミスタ（２２）からの信号により設定温度よりも
高いか否かを判断する。低い場合にはステップＳ２で、
第１の貯湯タンク（１）の加熱コイル（９）に高温の冷
媒の供給を増大させるべく第１の電磁弁（３）を解放す
るとともに、第１の貯湯タンク（１）のバイパス用の第
２の電磁弁（４）を閉鎖する。一方、ステップＳ１で第
１の貯湯タンク（１）内の湯温が設定温度よりも高い場
合には、ステップＳ３で第１の電磁弁（３）を閉鎖し、
第１の貯湯タンク（１）への冷媒の供給を停止するとと
もに、第２の電磁弁（４）を解放し第１の貯湯タンク（
１）をバイパスさせる。

上記のステップＳ１からステップＳ３の動作により第１
の貯湯タンク（１）内の湯温は次第に設定温度に近付く
。

つぎに、ステップＳ４で第２の貯湯タンク（２）内の湯
温がサーミスタ（２３）からの信号により設定温度より
も高いか否かを判断する。高い場合にはステップＳ５で
、第１の貯湯タンク（１）をバイパスしている第２の電
磁弁（４）を閉鎖するとともに、第２の貯湯タンク（２
）のバイパス用の第３の電磁弁（５）を解放し、第１の
貯湯タンク（１）の運転に対応できるようにする。さら
に、後述するトイレバックアップ用電磁弁（７）を閉鎖
して、プログラムエンドとする。一方、ステップＳ４で
第２の貯湯タンク（２）内の湯温が設定温度よりも低い
場合には、ステップＳ６でトイレバックアップ用電磁弁
（７）を解放する。

ここで、トイレバックアップ用電磁弁（７）を解放する
理由について説明をする。この実施例では第２の貯湯タ
ンク（２）の湯をトイレ便器（２５）の洗浄に利用し、
湯温による洗浄効果に適した水量の調整を行なっている
からである。すなわち、湯温が低い場合には、洗浄用の
水量を増大させる必要があり、洗浄効果をバックアップ
する意味でトイレバックアップ用電磁弁（７）を解放す
るのである。この結果、トイレ便器（２５）の洗浄効果
を略一定に保つことができる。

再び、第２図のフローチャートの説明に戻る。

ステップＳ６でトイレバックアップ用電磁弁（７）を解
放状態にした後は、ステップＳ７で空気調和運転制御回
路（図示せず）からの暖房運転優先指示が有るか否かを
判断する。暖房運転優先指示が有る場合には、ステップ
Ｓ８で第３の電磁弁（５）を解放し、第２の貯湯タンク
（２）をバイパスさせて暖房空調運転を優先させる。そ
して、プログラムエンドとする。一方、ステップＳ７で
暖房運転優先指示が無い場合には、ステップＳっで第３
の電磁弁（５）を閉鎖し、第２の貯湯タンク（２）に冷
媒を供給して、プログラムエンドとする。上記のステッ
プＳ４からステップＳ９の一連の動作により、第２の貯
湯タンク（２）内の湯温は次第に設定温度に近付くとと
もに、トイレ便器（２５）の洗浄を湯温に応じて適量の
水量で行なわれる。

しかも、暖房運転優先指示が有る場合には、積極的に暖
房空調運転となるように冷媒が循環する。

なお、上記の給湯制御動作は冷媒循環制御手段により支
配され、通常、マイクロコンピュータ等を用いて制御さ
れる。したがって、上記の給湯制御動作は所定のプロク
ラムの実行により行なわれる。

上記のように、この実施例のヒートポンプ式冷暖房給湯
装置では、冷媒加熱ボイル（９）、　　（１０）により
水を加熱する第１の貯湯タンク（１）及び第２の貯湯タ
ンク（２）と、前記第１の貯湯タンク（１）及び第２の
貯湯タンク（２）を各々直列に配管し、前記第１の貯湯
タンク（１）及び第２の貯湯タンク（２）に給水すると
ともに、前記直列の第１の貯湯タンク（１）及び第２の
貯湯タンク（２）を通しての給湯及び／または個々の第
１の貯湯タンク（１）或いは第２の貯湯タンク（２）か
らの給湯をする給水及び給湯配管系と、前記第１の貯湯
タンク（１）及び第２の貯湯タンク（２）の各加熱コイ
ル（９）、（１０）を並列に配管し、前記各加熱コイル
（９）、（１０）に冷媒を循環させるとともに、室内機
の熱交換機構と室外機の熱交換機構とで空気調和用の冷
凍サイクルをなす冷媒配管系と、前記第１の貯湯タンク
（１）及び第２の貯湯タンク（２）内の湯温及び各種の
空気調和運転指令に応じて第１から第４の複数の電磁弁
第１の電磁弁（３）、（４）、（５）（６）を開閉させ
るにより、前記冷媒配管系の各加熱コイル（９）、　　
（１０）への冷媒の循環を制御する冷媒循環制御手段と
を備えている。

したがって、前記第１の貯湯タンク（１）及び第２の貯
湯タンク（２）の湯温を各々相違して設定でき、湯の使
用状態及び用途或いは空気調和運転状態に応じて適正な
湯温調整ができる。しかも、低温に設定した第２の貯湯
タンク（２）の湯を高温に設定した第１の貯湯タンク（
１）に順次給湯ができる。このため、例えば、洗面台（
２９）で比較的高温度の湯を大量の使用する場合にも、
この用途に十分に耐え得るだけの湯の生成及び給湯が容
易にできる。さらに、従来のように複数の貯湯タンクの
個々に減圧装置（キャピラリチューブ）を設ける必要が
なくなり、冷媒配管を簡素化できる。このように、この
実施例のヒートポンプ式冷暖房給湯装置は簡易な配管構
成により効率のよい給水及び給湯を実現できる。

また、トイレ便器（２５）にまで第２の給湯配管（２８
）をすることにより洗浄に湯を利用できる。特に、トイ
レバックアップ用電磁弁（７）を配設したことにより、
洗浄効果を一定に保つことができる。しかも、上記の洗
面台（２つ）をトイレ用とすることもでき、多機能を有
するヒートポンプ式冷暖房給湯装置となる。

なお、このヒートポンプ式冷暖房給湯装置では室内機の
熱交換機構と室外機の熱交換機構とで空気調和機を構成
しているので、当然、種々の冷房運転及び暖房運転を行
なうこともできる。そして、これらの各種の空気調和運
転指令に応じて給湯動作の制御ができる。

ところで、上記実施例では加熱コイルを内蔵する貯湯タ
ンクとして第１の貯湯タンク（１）と第２の貯湯タンク
（２）の２個のタンクを使用してヒートポンプ式冷暖房
給湯装置を構成したが、更に貯湯タンクを増加しても同
様の機能及び効果を奏する装置を構成することができる
。また、上記実施例では給水及び給湯配管系と冷媒配管
系の各配管の循環経路を変更するために複数の電磁弁（
３）、　　（４，）、　　（５）、　　（６）、　　（
７）を使用したが、電磁弁以外の他の切換装置を用いて
もよい。さらに、各貯湯タンク内の湯温を検出する手段
もサーミスタに限定されるものではない。

［発明の効果］ 以上説明したとおり、この発明のヒートポンプ式冷暖房
給湯装置は、冷媒加熱コイルを内蔵する複数の貯湯タン
クを各々直列に配管して給水及び給湯配管系を成し、こ
の複数の貯湯タンクの各加熱コイルを並列に配管して冷
媒を循環させる冷媒配管系を成し、前記冷媒配管系の各
加熱コイルへの冷媒の循環を複数の貯湯タンク内の湯温
及び各種の空気調和運転指令に応じて制御するという簡
易な構成により、複数の貯湯タンクの湯温を各々相違し
て設定でき、湯の使用状態及び用途或いは空気調和運転
状態に応じて適正な湯温調整ができ、しかも、低温に設
定した貯湯タンクの湯を高温に設定した貯湯タンクに順
次給湯ができるので、効率のよい給水及び給湯ができる
。また、トイレ便器の洗浄に湯を利用する等の多機能化
を促進できる。

【図面の簡単な説明】

第１図はこの発明の一実施例であるヒートポンプ式冷暖
房給湯装置を示す全体構成図、第２図はこの発明の一実
施例であるヒートポンプ式冷暖房給湯装置による給湯制
御動作例を示すフローチャート、第３図は従来のヒート
ポンプ式給湯装置を示す構成図である。 図において、 １：第１の貯湯タンク　２：第２の貯湯タンク３：第１
の電磁弁　　　４：第２の電磁弁５：第３の電磁弁　　
　６：第４の電磁弁９：加熱コイル　　　１０：加熱コ
イル１３二室外熱交換器　　１９：室内熱交換器２４：
第１の給湯配管　２８：第２の給湯配管である。 なお、図中、同−符号及び同一記号は同一または相当部
分を示すものである。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 冷媒加熱コイルにより水を加熱する複数の貯湯タンクと
   、 前記複数の貯湯タンクを各々直列に配管し、前記複数の
   貯湯タンクに給水するとともに、前記直列の複数の貯湯
   タンクを通して給湯及び／または個々の貯湯タンクから
   の給湯を行なう給水及び給湯配管系と、 前記複数の貯湯タンクの各加熱コイルを並列に配管し、
   前記各加熱コイルに冷媒を循環させるとともに、室内機
   の熱交換機構と室外機の熱交換機構とで空気調和用の冷
   凍サイクルをなす冷媒配管系と、 前記冷媒配管系の各加熱コイルへの冷媒の循環を前記複
   数の貯湯タンク内の湯温及び各種の空気調和運転指令に
   応じて制御する冷媒循環制御手段と を具備することを特徴とするヒートポンプ式冷暖房給湯
   装置。