JPS60258A - 給湯装置 - Google Patents
給湯装置Info
- Publication number
- JPS60258A JPS60258A JP58109008A JP10900883A JPS60258A JP S60258 A JPS60258 A JP S60258A JP 58109008 A JP58109008 A JP 58109008A JP 10900883 A JP10900883 A JP 10900883A JP S60258 A JPS60258 A JP S60258A
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- JP
- Japan
- Prior art keywords
- heat exchanger
- heat
- temperature side
- refrigerant
- water
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Pending
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Classifications
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F24—HEATING; RANGES; VENTILATING
- F24D—DOMESTIC- OR SPACE-HEATING SYSTEMS, e.g. CENTRAL HEATING SYSTEMS; DOMESTIC HOT-WATER SUPPLY SYSTEMS; ELEMENTS OR COMPONENTS THEREFOR
- F24D17/00—Domestic hot-water supply systems
- F24D17/02—Domestic hot-water supply systems using heat pumps
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Physics & Mathematics (AREA)
- Thermal Sciences (AREA)
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Combustion & Propulsion (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- General Engineering & Computer Science (AREA)
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。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
この発明は、給湯装置に係り、さらに詳しく言えば、ヒ
ートポンプシステムと太陽熱による所謂ソーラーシステ
ムとを組合せてなる給湯装置に関するものである。
ートポンプシステムと太陽熱による所謂ソーラーシステ
ムとを組合せてなる給湯装置に関するものである。
従来のヒートポンプによる給湯装置は一般に大気熱を熱
源としているため、外気温度が低い冬期等においてはそ
の成績係数が悪く、設備の償却費用を考えると他のエネ
ルギー源よりもコスト的に割高になる場合が生ずる。
源としているため、外気温度が低い冬期等においてはそ
の成績係数が悪く、設備の償却費用を考えると他のエネ
ルギー源よりもコスト的に割高になる場合が生ずる。
そこで、この発明の目的は、ヒートポンプシステムとソ
ーラーシステムとを結びっけ、季節や天候に合せて大気
熱と太陽熱の両者を並行的に、または別々に利用できる
ようにしたエネルギー効率のよい給湯装置を提供するこ
とにある。
ーラーシステムとを結びっけ、季節や天候に合せて大気
熱と太陽熱の両者を並行的に、または別々に利用できる
ようにしたエネルギー効率のよい給湯装置を提供するこ
とにある。
以下、この発明を添付図面に示された実施例を参照しな
がら詳細に説明する。
がら詳細に説明する。
第1図に示されているように、この給湯装置は、貯湯タ
ンク1を有し、この貯湯タンク1内には、高温側熱交換
器2と低温側熱交換器3とが設けられている。この場合
、高温側熱交換器2は、好ましくは貯湯タンク1の底部
より約1/3程度の高さ位置に配置され、低温側熱交換
器3はそれよりも下方の低い位置に配置されている。ま
た、低温側熱交換器3は、第2図に例示されているよう
に、外周に複数のフィン4を有する細長い円筒体5から
なり、この円筒体5の内部は、その軸方向に沿って延び
る隔壁6により2つの通路7,8に分けられている。こ
の実施例においては、第2図左側の通路7が熱媒用の通
路として用いられ、同図右側の通路8が冷媒用の通路と
して用いられるようになっている。この低温側熱交換器
3は、例えばアルミニウム等の押出し成形により一体的
につくることができ、その両端は図示しない適当な遮蔽
板によって閉塞されるとともに、その管端には図示しな
い接続口が設けられることになる。なお、この低温側熱
交換器3を押出し成形する際に、図示の如く、隔壁6に
も熱交換を促進させるためのフィン9を形成するとよい
。
ンク1を有し、この貯湯タンク1内には、高温側熱交換
器2と低温側熱交換器3とが設けられている。この場合
、高温側熱交換器2は、好ましくは貯湯タンク1の底部
より約1/3程度の高さ位置に配置され、低温側熱交換
器3はそれよりも下方の低い位置に配置されている。ま
た、低温側熱交換器3は、第2図に例示されているよう
に、外周に複数のフィン4を有する細長い円筒体5から
なり、この円筒体5の内部は、その軸方向に沿って延び
る隔壁6により2つの通路7,8に分けられている。こ
の実施例においては、第2図左側の通路7が熱媒用の通
路として用いられ、同図右側の通路8が冷媒用の通路と
して用いられるようになっている。この低温側熱交換器
3は、例えばアルミニウム等の押出し成形により一体的
につくることができ、その両端は図示しない適当な遮蔽
板によって閉塞されるとともに、その管端には図示しな
い接続口が設けられることになる。なお、この低温側熱
交換器3を押出し成形する際に、図示の如く、隔壁6に
も熱交換を促進させるためのフィン9を形成するとよい
。
上記高温側熱交換器2には冷媒循環系が接続されている
。すなわち、この給湯装置は、圧縮機10および大気熱
熱交換器11を含む冷媒循環系を有し、高温側熱交換器
2の冷媒入口側は圧縮機10の冷媒吐出側に接続され、
他方の冷媒出口側は膨張弁(またはキャピラリーチュー
ブ)12および第1の電磁弁13を介して大気熱熱交換
器11に接続されている。また、この高温側熱交換器2
の冷媒出口側は上記の膨張弁12および第2の電磁弁1
4を介して低温側熱交換器3の冷媒通路8に接続されて
いる。なお、この通路8を通った冷媒と大気熱熱交換器
11を通った冷媒はともに圧縮機IOの吸入側に戻され
るようになっている。
。すなわち、この給湯装置は、圧縮機10および大気熱
熱交換器11を含む冷媒循環系を有し、高温側熱交換器
2の冷媒入口側は圧縮機10の冷媒吐出側に接続され、
他方の冷媒出口側は膨張弁(またはキャピラリーチュー
ブ)12および第1の電磁弁13を介して大気熱熱交換
器11に接続されている。また、この高温側熱交換器2
の冷媒出口側は上記の膨張弁12および第2の電磁弁1
4を介して低温側熱交換器3の冷媒通路8に接続されて
いる。なお、この通路8を通った冷媒と大気熱熱交換器
11を通った冷媒はともに圧縮機IOの吸入側に戻され
るようになっている。
これに対して、低温側熱交換器3の熱媒通路7側には、
太陽熱集熱器15および送液ポンプ16を含み、不凍液
等の熱媒を密閉してなる熱媒循環系が接続されている。
太陽熱集熱器15および送液ポンプ16を含み、不凍液
等の熱媒を密閉してなる熱媒循環系が接続されている。
この場合、図示されていないが、太陽熱集熱器15の出
口と熱媒通路7の出口付近には、そこを通過する熱媒の
温度を検知する温度センサーがそれぞれ設けられており
、それらの温度差により送液ポンプ16の運転が制御さ
れるようよなっている。
口と熱媒通路7の出口付近には、そこを通過する熱媒の
温度を検知する温度センサーがそれぞれ設けられており
、それらの温度差により送液ポンプ16の運転が制御さ
れるようよなっている。
また、この実施例においては、高温側熱交換器2および
低温側熱交換器3の各上部には水温検知センサーTwh
、TνQ が設けられており、一方、大気熱熱交換器1
1には空気温度検知センサーTaが設けられていて、こ
れらの各センサーからの温度信号に基いてコントローラ
17により圧縮機1’0および第1、第2の電磁弁13
.14が制御されるようになされている。なお、参照符
号18は貯湯タンク1の底部に接続された給水管、19
は貯湯タンク1の上部から温湯を取出すための給湯管で
ある。
低温側熱交換器3の各上部には水温検知センサーTwh
、TνQ が設けられており、一方、大気熱熱交換器1
1には空気温度検知センサーTaが設けられていて、こ
れらの各センサーからの温度信号に基いてコントローラ
17により圧縮機1’0および第1、第2の電磁弁13
.14が制御されるようになされている。なお、参照符
号18は貯湯タンク1の底部に接続された給水管、19
は貯湯タンク1の上部から温湯を取出すための給湯管で
ある。
次に、第3図ないし第6図を参照しながら、この給湯装
置の作用を説明する。
置の作用を説明する。
(1)まず、雨天時等で太陽熱が利用できないときには
、大気熱熱交換器11により高温側熱交換器2に熱エネ
ルギーをくみ上げる。すなわち、第1の電磁弁13を開
にし、第2の電磁弁14を閉とすることにより、第3図
に示すように、圧縮機10、高温側熱交換器2、膨張弁
12および大気熱熱交換器11を含む冷媒回路の運転が
行なわれ、大気熱熱交換器tiから高温側熱交換器2に
熱エネルギーがくみ上げられる(Aモード運転)。。
、大気熱熱交換器11により高温側熱交換器2に熱エネ
ルギーをくみ上げる。すなわち、第1の電磁弁13を開
にし、第2の電磁弁14を閉とすることにより、第3図
に示すように、圧縮機10、高温側熱交換器2、膨張弁
12および大気熱熱交換器11を含む冷媒回路の運転が
行なわれ、大気熱熱交換器tiから高温側熱交換器2に
熱エネルギーがくみ上げられる(Aモード運転)。。
(2)冬期、春、秋等の季節で太陽熱を利用することは
できるが、それのみでは十分な高温水が得られない場合
には、第1の電磁弁13を閉、第2の電磁弁14を開に
し、第4図に示された状態で運転を行なう(Bモード運
転)。すなわち、圧縮機10から吐出される高温の冷媒
は高温側熱交換器2において貯湯タンク1内の水と熱交
換し、膨張弁12を介して低温側熱交換、器3の冷媒通
路8内を通って圧縮機10に戻される。一方、不凍液等
の熱媒は、送液ポンプ16、太陽熱集熱器15および低
温側熱交換器3内の熱媒通路7を含む循環回路を循環す
る。この場合、熱媒通路7と冷媒通路8は、複数のフィ
ン9を有する熱伝導率の高い隔壁6をはさんで隣合って
いるため、熱媒、冷媒、貯湯タンク1内の水の王者間で
直接的に熱交換が行なわれ、冷媒側に受け渡された熱は
高温側熱交換器2で放熱されることになる。したがって
、このBモード運転によれば、上記のAモード運転より
も高い成績係数でヒートポンプを作動させることができ
る。ただし、低温側熱交換器3のまわりの水温が外気温
よりも高いことが条件となる。
できるが、それのみでは十分な高温水が得られない場合
には、第1の電磁弁13を閉、第2の電磁弁14を開に
し、第4図に示された状態で運転を行なう(Bモード運
転)。すなわち、圧縮機10から吐出される高温の冷媒
は高温側熱交換器2において貯湯タンク1内の水と熱交
換し、膨張弁12を介して低温側熱交換、器3の冷媒通
路8内を通って圧縮機10に戻される。一方、不凍液等
の熱媒は、送液ポンプ16、太陽熱集熱器15および低
温側熱交換器3内の熱媒通路7を含む循環回路を循環す
る。この場合、熱媒通路7と冷媒通路8は、複数のフィ
ン9を有する熱伝導率の高い隔壁6をはさんで隣合って
いるため、熱媒、冷媒、貯湯タンク1内の水の王者間で
直接的に熱交換が行なわれ、冷媒側に受け渡された熱は
高温側熱交換器2で放熱されることになる。したがって
、このBモード運転によれば、上記のAモード運転より
も高い成績係数でヒートポンプを作動させることができ
る。ただし、低温側熱交換器3のまわりの水温が外気温
よりも高いことが条件となる。
(3)上記(2)の場合に比べて利用する太陽熱が少な
いときには、第1および第2の電磁弁1.3.14をと
もに開とし、第5図に示された状態で運転を行なう(C
モード運転)。これによれば、低温側熱交換器3の冷媒
通路8とともに大気熱熱交換器11がビー1〜ポンプの
蒸発器として利用されるため、その大気熱熱交換器11
によりくみ上げられた大気熱にて不足分が充足されるこ
とになる。
いときには、第1および第2の電磁弁1.3.14をと
もに開とし、第5図に示された状態で運転を行なう(C
モード運転)。これによれば、低温側熱交換器3の冷媒
通路8とともに大気熱熱交換器11がビー1〜ポンプの
蒸発器として利用されるため、その大気熱熱交換器11
によりくみ上げられた大気熱にて不足分が充足されるこ
とになる。
(4)夕暮時等において貯湯タンク1内の水温が設定温
度より若干低く、そのままでは例えば風呂湯として使用
できない場合には、送液ポンプ16を停止させておき、
第1の電磁弁13を閉、第2の電磁弁14を開として第
6図に示されている状態で運転を行なう(Dモード運転
)。すなわち、このDモード運転においては、低温側熱
交換器3のまわりの水の熱エネルギーが冷媒を介して高
温側熱交換器2に送られ、その周囲に放熱されることに
なる。したがって、貯湯タンク1の下部に冷水が発生し
、高温側熱交換器2の上部には高温水が発生して、貯湯
タンク1内は高温部と低温部とに分けられることになる
が、この場合には、運転当初において熱交換器2,3間
の温度差が少なく、また、必要な温度上昇もさほど大き
くないので、高い成績係数にて割合短時間で設定温度の
湯水を得ることができる。
度より若干低く、そのままでは例えば風呂湯として使用
できない場合には、送液ポンプ16を停止させておき、
第1の電磁弁13を閉、第2の電磁弁14を開として第
6図に示されている状態で運転を行なう(Dモード運転
)。すなわち、このDモード運転においては、低温側熱
交換器3のまわりの水の熱エネルギーが冷媒を介して高
温側熱交換器2に送られ、その周囲に放熱されることに
なる。したがって、貯湯タンク1の下部に冷水が発生し
、高温側熱交換器2の上部には高温水が発生して、貯湯
タンク1内は高温部と低温部とに分けられることになる
が、この場合には、運転当初において熱交換器2,3間
の温度差が少なく、また、必要な温度上昇もさほど大き
くないので、高い成績係数にて割合短時間で設定温度の
湯水を得ることができる。
なお、夏期、晴天時等においては、送液ポンプ16のみ
を運転して、太陽熱集熱器15にて加熱された熱媒を低
温側熱交換器3において貯湯タンク1内の水と熱交換さ
せるだけで、一般家庭用としては充分な高温水(約60
℃以上)を得ることができる。
を運転して、太陽熱集熱器15にて加熱された熱媒を低
温側熱交換器3において貯湯タンク1内の水と熱交換さ
せるだけで、一般家庭用としては充分な高温水(約60
℃以上)を得ることができる。
以上、各々の運転モードについて説明したが、その切替
は手動、自動のいずれによってもよい。
は手動、自動のいずれによってもよい。
そこで、自動切替えについてその概要を説明すると、基
本的には水温検知センサーTwhにて検知された温度が
予め設定された設定温度に達したときにコントローラ1
7により運転停止信号が出されるのであるが、予定され
た時間内に設定温度に達しないときにはCモード運転に
切替えられる。この結果、水温検知センサーTtyfi
が温度上昇するときにはBモード運転に切替えられる
。Bモード運転で水温検知センサーTwu が温度低下
し、TwQ<TaになるとCモード運転に入る。Cモー
ド運転でTwQ が温度低下し、Tuff<Taになる
とAモード運転に入る。予定時間を経過してもTwl+
が設定温度に達しないときはDモード運転が選択される
。
本的には水温検知センサーTwhにて検知された温度が
予め設定された設定温度に達したときにコントローラ1
7により運転停止信号が出されるのであるが、予定され
た時間内に設定温度に達しないときにはCモード運転に
切替えられる。この結果、水温検知センサーTtyfi
が温度上昇するときにはBモード運転に切替えられる
。Bモード運転で水温検知センサーTwu が温度低下
し、TwQ<TaになるとCモード運転に入る。Cモー
ド運転でTwQ が温度低下し、Tuff<Taになる
とAモード運転に入る。予定時間を経過してもTwl+
が設定温度に達しないときはDモード運転が選択される
。
上記した実施例の説明から明らかなように、この発明に
よれば、太陽熱を太陽熱集熱器で集めて貯湯タンク内の
水温を高めるとともに、ヒー1へポンプによる大気熱の
利用および低温度の太陽熱の利用を可能にして、季節が
天候に左右されることのないエネルギー効率の良好な給
湯装置が提供される。また、この発明においては、太陽
熱集熱器としては、夏期性能に適合する集熱温度の高く
ない集熱器、例えば低温度タイプの平板型M4熱器で充
分であるため、コスト的にも有利である。さらには、熱
媒、冷媒、貯湯タンク内の水の三者間において熱交換し
得る低温側熱交換器を用いているため、熱交換率が大幅
に向上される。
よれば、太陽熱を太陽熱集熱器で集めて貯湯タンク内の
水温を高めるとともに、ヒー1へポンプによる大気熱の
利用および低温度の太陽熱の利用を可能にして、季節が
天候に左右されることのないエネルギー効率の良好な給
湯装置が提供される。また、この発明においては、太陽
熱集熱器としては、夏期性能に適合する集熱温度の高く
ない集熱器、例えば低温度タイプの平板型M4熱器で充
分であるため、コスト的にも有利である。さらには、熱
媒、冷媒、貯湯タンク内の水の三者間において熱交換し
得る低温側熱交換器を用いているため、熱交換率が大幅
に向上される。
なお、この給湯装置は、暖房システムとしても利用でき
ることは勿論である。
ることは勿論である。
第1図はこの発明の一実施例を示す概略的な構成図、第
2は第1図に示されている低温側熱交換器の断面図、第
3図ないし第6図はいずオしもこの発明の作用説明図で
ある。 図中、1は貯湯タンク、2は高温側熱交換器。 3゛は低温側熱交換器、7は熱媒通路、8は冷媒通路、
10は圧縮機、11は大気熱熱交換器、12は膨張弁、
13.14は電磁弁、15は太陽熱集熱器、16は送液
ポンプ、17はコン1−ローラである。 特許出願人 株式会社 ゼネラル 代理人 弁理士 大 原 拓 也
2は第1図に示されている低温側熱交換器の断面図、第
3図ないし第6図はいずオしもこの発明の作用説明図で
ある。 図中、1は貯湯タンク、2は高温側熱交換器。 3゛は低温側熱交換器、7は熱媒通路、8は冷媒通路、
10は圧縮機、11は大気熱熱交換器、12は膨張弁、
13.14は電磁弁、15は太陽熱集熱器、16は送液
ポンプ、17はコン1−ローラである。 特許出願人 株式会社 ゼネラル 代理人 弁理士 大 原 拓 也
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 (1)太陽熱集熱器および送液ポンプを含む熱媒循環系
と、大気熱熱交換器および圧縮機を含む冷媒循環系と、
貯湯タンクと、該貯湯タンク内に設置され前記冷媒循環
系に接続される高温側熱交換器と、前記熱媒循環系に接
続される熱媒通路と前記高温側熱交換器の冷媒出口側に
接続される冷媒通路とを有していて前記高温側熱交換器
とともに前記貯湯タンク内に配置される低温側熱交換器
と、前記高温側熱交換器の冷媒出口側と前記大気熱熱交
換器および前記低温側熱交換器の各々との間に設けられ
た第1および第2の電磁弁とを備えてなることを特徴と
する給湯装置。 (2、特許請求の範囲(1)において、前記低温側熱交
換器は、前記高温側熱交換器よりも下方の位置に設けら
れていることを特徴とする給湯装置。 (3)特許請求の範囲(1)または(2)において、前
記低温側熱交換器にて前記熱媒循環系内の熱媒と前記冷
媒循環系内の冷媒と前記貯湯タンク内の水との間で熱交
換が行なわれることを特徴とする給湯装置。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP58109008A JPS60258A (ja) | 1983-06-17 | 1983-06-17 | 給湯装置 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP58109008A JPS60258A (ja) | 1983-06-17 | 1983-06-17 | 給湯装置 |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPS60258A true JPS60258A (ja) | 1985-01-05 |
Family
ID=14499222
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP58109008A Pending JPS60258A (ja) | 1983-06-17 | 1983-06-17 | 給湯装置 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JPS60258A (ja) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US4854271A (en) * | 1985-09-09 | 1989-08-08 | Honda Giken Kogyo Kabushiki Kaisha | Intake manifold assembly for engines |
-
1983
- 1983-06-17 JP JP58109008A patent/JPS60258A/ja active Pending
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US4854271A (en) * | 1985-09-09 | 1989-08-08 | Honda Giken Kogyo Kabushiki Kaisha | Intake manifold assembly for engines |
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