WO2007135843A1

WO2007135843A1 - 給湯装置

Info

Publication number: WO2007135843A1
Application number: PCT/JP2007/059307
Authority: WO
Inventors: Yasushi Murakoshi
Original assignee: Sanden Corporation
Priority date: 2006-05-23
Filing date: 2007-05-01
Publication date: 2007-11-29
Also published as: JP2007315620A; EP2020575A1

Abstract

　本発明は、例えば浴槽の残湯のように、所定の用途に利用された温水に残る熱エネルギーを簡単な構造によって水の加熱に利用することのできる給湯装置の提供を目的とする。　本発明の給湯装置は、ガスクーラによって加熱される貯湯タンクの下部から流出する水に浴槽内の残湯の熱エネルギーを回収させるようにしている。このため、浴槽内の残湯の熱エネルギーをヒートポンプユニットの冷媒回路を流通する冷媒に回収させる必要はなく、水流通用の配管のみの簡単な構造によって浴槽の残湯の熱エネルギーが水の加熱に利用される。

Description

明細書

給湯装置

技術分野

[0001] 本発明は、例えばヒートポンプサイクルのガスクーラ等の加熱部において加熱した高温水を貯湯タンクに貯える給湯装置に関するものである。

背景技術

[0002] 従来、この種の給湯装置としては、水を加熱する加熱部と、加熱部において加熱した高温水を貯える貯湯タンクとを備え、貯湯タンクに貯えられた高温水を例えば台所の流し台や浴室の浴槽等に供給するようにしたものが知られて！/ヽる。

また、例えば入浴後の浴槽の残湯等、所定の用途に利用された温水の熱エネルギ一を、貯湯タンクに貯える水を加熱する熱エネルギーとして回収する方法として、カロ熱部としてのガスクーラが接続された冷媒回路と、冷媒回路を流れる冷媒と浴槽の残湯とを熱交換するための熱回収用の熱交換器を備え、熱回収用の熱交換器によつて浴槽の残湯の熱エネルギーを冷媒に回収させるようにした給湯装置が知られてヽる (例えば、特許文献 1参照)。

特許文献 1：特開平 11― 118246号公報

発明の開示

発明が解決しょうとする課題

[0003] しかしながら、所定の用途に利用された温水の熱エネルギーを回収することのできる給湯装置では、通常の運転時に大気中の熱エネルギーを冷媒に吸収させるための熱交^^とは別に熱回収用の熱交^^が必要になるとともに、冷媒回路の配管も複雑になることから製造コストが高くなる。

[0004] 本発明は前記問題点に鑑みてなされたものであり、その目的とするところは、例えば浴槽の残湯等、所定の用途に利用された温水に残る熱エネルギーを簡単な構造によって水の加熱用の熱エネルギーとして回収することのできる給湯装置を提供することにある。

課題を解決するための手段 [0005] 本発明は前記目的を達成するために、水を加熱する加熱部と、加熱部において加熱された高温水を貯える貯湯タンクと、所定の用途に利用された温水と加熱部において加熱される水とを熱交換することにより、所定の用途に利用された温水に残る熱エネルギーを加熱部におヽて加熱される水に回収させる熱回収手段を備えて！/、る。

[0006] これにより、所定の用途に利用された温水に残る熱エネルギーが加熱部において加熱される水に回収されることから、例えば所定の用途に利用された温水に残る熱ェネルギーをヒートポンプユニットの冷媒回路を流通する冷媒に回収させる必要はない

[0007] また、本発明は前記目的を達成するために、給湯用の水を貯える貯湯タンクと、水を加熱する加熱部と、貯湯タンク内の下部の水を加熱部に流入させ、加熱部において加熱された水を貯湯タンク内の上部に戻す第 1の循環回路と、貯湯タンク内の水と所定の用途に利用される水とを熱交換する熱交^^と、貯湯タンク内の上部の水を熱交^^に流入させ、熱交^^において熱交換した水を貯湯タンク内に戻す第 2の循環回路と、所定の用途に利用される水を熱交換器に流通させる第 3の循環回路と、前記貯湯タンク内の下部の水を、第 2の循環回路に流入させて第 3の循環回路を流通する所定の用途に利用された水と熱交換させ、所定の用途に利用された水と熱交換した第 2の循環回路を流通する水を、第 1の循環回路に流入させて加熱部にお V、て加熱して貯湯タンク内の上部に戻す熱回収手段とを備えて、る。

[0008] これにより、浴槽の残湯の熱エネルギーが熱交^^において貯湯タンクの下部から流出する水に回収され、浴槽の残湯の熱エネルギーを回収した水が加熱部において加熱されて貯湯タンクの上部に戻されることから、例えば浴槽の残湯の熱エネルギ一をヒートポンプユニットの冷媒回路を流通する冷媒に回収させる必要はなぐ所定の用途に利用される水を加熱するための熱交換器によって浴槽の残湯の熱エネルギ一が回収される。

発明の効果

[0009] 本発明によれば、例えば所定の用途に利用された温水に残る熱エネルギーをヒートポンプユニットの冷媒回路を流通する冷媒に回収させる必要はなぐ水流通用の配管のみの簡単な構造によって例えば浴槽の残湯等、所定の用途に利用された温水に残る熱エネルギーを貯湯タンクに貯えられる水を加熱するための熱エネルギーとして回収することが可能となる。

[0010] 本発明の前記目的とそれ以外の目的と、特徴と、利益は、以下の説明と添付図面によって明らかになる。

図面の簡単な説明

[0011] [図 1]本発明の一実施形態を示す給湯装置の概略構成図である。

[図 2]貯湯運転時の冷媒及び水の流路を示す給湯装置の概略構成図である。

[図 3]追焚き運転時の水の流路を示す給湯装置の概略構成図である。

[図 4]熱回収貯湯運転時の冷媒及び水の流路を示す給湯装置の概略構成図である符号の説明

[0012] 10· · ·貯湯タンク、 13· · ·第 1の循環回路、 13a…第 1の循環ポンプ、 14· · ·第 2の循環回路、 14a…熱交換器、 15· · ·第 3の循環回路、 17…配管、 17a…第 2の三方弁、 18· · ·配管、 18a…第 3の三方弁、 20· · ·ヒートポンプユニット、 22· · ·ガスクーラ、 30· · · 浴槽。

発明を実施するための最良の形態

[0013] この給湯装置は、給湯用の水を貯えるための貯湯タンク 10と、貯湯タンク 10に貯えられた水を加熱するためのヒートポンプユニット 20とを備え、貯湯タンク 10に貯えられた高温水を、例えば入浴や洗い物等の温水として利用する他、浴槽 30に貯められた湯の追焚きや暖房設備の熱源として利用することが可能なものである。

[0014] 貯湯タンク 10は、ステンレス等の部材カもなり、上端及び下端が閉塞された上下方向に延びる円筒状に形成されている。また、貯湯タンク 10は、グラスウールまたは発泡ウレタン等の断熱材によって外部が覆われており、貯湯タンク 10の内部と外部との熱の移動が遮断されるようになって!/、る。

[0015] ヒートポンプユニット 20は、電動の圧縮機 21、加熱部としてのガスクーラ 22、膨張弁 23及び蒸発器 24を備え、これらを銅またはステンレス等の冷媒配管によって順次接続することにより冷媒回路が構成されている。また、冷媒回路には、高圧側が超臨界状態となる二酸ィ匕炭素が冷媒として用いられる。また、蒸発器 24には、冷媒と熱交換する空気を流通させるための送風機 24aが設けられている。

[0016] また、貯湯タンク 10には、上水道力も貯湯タンク 10に水を供給するための給水配管 11と、給湯用の高温水を浴室や台所などに供給するための給湯配管 12と、貯湯タンク 10の低温水をガスクーラ 22において加熱して貯湯タンク 10に戻すための第 1 の循環回路 13と、浴槽 30に貯められた温水を貯湯タンク 10の高温水によって追焚きするための第 2の循環回路 14が接続されて、る。

[0017] 給水配管 11は、貯湯タンク 10の下部に接続されており、減圧弁 11aによって所定の圧力に減圧された水を貯湯タンク 10内に流入させるようになつている。また、給水配管 11は、貯湯タンク 10以外に給湯配管 12に接続されて、る。

[0018] 給湯配管 12は、貯湯タンク 10の上部に接続され、貯湯タンク 10内に流入する給水の圧力によって上部の高温水が給湯配管 12を流通するようになっている。また、給湯配管 12には、第 1の混合弁 12aを介して給水配管 11が接続され、給湯配管 12を流通する高温水と給水配管 11を流通する水を混合することにより得られた所定温度の温水を浴室や台所等に供給するようになって!/、る。

[0019] 第 1の循環配管 13は、貯湯タンク 10の下部、循環ポンプとしての第 1の循環ポンプ 13a、ガスクーラ 22及び貯湯タンク 10の上部が順次配管によって接続され、第 1の循環ポンプ 13aによって貯湯タンク 10の下部の水がガスクーラ 22を流通して貯湯タンク 10の上部に流入するようになって、る。

[0020] 第 2の循環回路 14は、貯湯タンク 10の上部、熱交^^ 14a、第 2の循環ポンプ 14b 、逆止弁 14c及び貯湯タンク 10の上下方向略中央部が順次接続され、第 2の循環ポンプ 14bによって貯湯タンク 10の上部の高温水が熱交^^ 14aを流通して貯湯タンク 10内の上下方向略中央部に流入するようになっている。熱交翻14_&は、第 2の循環回路 14を流通する高温水と後述する第 3の循環回路 15を流通する浴槽 30内の温水とを熱交換するものである。

[0021] 第 3の循環回路 15は、浴槽 30、第 3の循環ポンプ 15a及び熱交換器 14aが順次接続され、第 3の循環ポンプ 15aによって浴槽 30の温水が熱交換器 14aを流通して浴槽 30に流入するようになっている。また、第 3の循環回路 15には、浴槽 30に湯を供給するための湯張り配管 16の一端側が第 1の三方弁 16aを介して接続されている。 [0022] 湯張り配管 16は、一端側が第 1の三方弁 16aを介して第 3の循環回路 15に接続され、他端側が第 2の混合弁 16bを介して給水配管 11及び給湯配管 12に接続されている。即ち、第 1の三方弁 16aによって第 3の循環回路 15と湯張り配管 16とを連通すると、給水配管 11の水と給湯配管 12の高温水は、第 1の混合弁 16bによって混合されて湯張り配管 16及び第 3の循環回路 15を流通し、浴槽 30内に供給される。

[0023] また、第 2の循環回路 14には、一端側が貯湯タンク 10の下部に接続された第 1の連通管としての配管 17の他端側が貯湯タンク 10の上部と熱交翻14_&の流入側との間の流路に第 1の流路切替弁としての第 2の三方弁 17aを介して接続されている。即ち、熱交^^ 14aには、貯湯タンク 10の上部の水または下部の水が第 2の三方弁 17aの切換えによって流入するようになっている。更に、第 2の循環回路 14には、一端側が第 1の循環回路 13の貯湯タンク 10の下部と第 1の循環ポンプ 13aとの間の流路に第 2の流路切替弁としての第 3の三方弁 18aを介して接続された第 2の連通管としての配管 18の他端側が熱交翻14_&の流出側と第 2の循環ポンプ 14bの吸入側との間の流路に接続されている。即ち、第 2の循環回路 14の熱交換器 14aの流出側の流路は、第 3の三方弁 18aの切換えによって配管 18を介して第 1の循環回路 13の第 1の循環ポンプ 13aの吸入側と連通し、第 2の循環ポンプ 14bを停止して第 1の循環ポンプ 13aを運転すると、第 2の循環回路 14の熱交換器 14aから流出する水は第 1 の循環ポンプ 13aに吸引されて第 1の循環回路 13に流入する。

[0024] 以上のように構成された給湯装置において、通常の貯湯運転を行う場合には、第 1 の循環ポンプ 13a及び圧縮機 21を運転する。このとき、第 3の三方弁 18aは、貯湯タンク 10の下部と第 1の循環ポンプ 13aの吸入側を連通する流路に設定する。これにより、図 2に示すように、圧縮機 21から吐出された冷媒は、ガスクーラ 22を流通した後に膨張弁 23を介して蒸発器 24に流入し、蒸発器 24から流出した冷媒は、圧縮機 21 に吸入される。また、貯湯タンク 10の下部の水は、第 1の循環ポンプ 13aによって第 1 の循環回路 13を流通し、ガスクーラ 22において熱交換することにより加熱され、貯湯タンク 10の上部に貯えられる。貯湯タンク 10内の高温水が所定量になると、第 1の循環ポンプ 14a及び圧縮機 21を停止する。

[0025] 貯湯タンク 10の上部の高温水は、給湯配管 12を流通し、第 1の混合弁 12aによつて給水配管 11を流通する水と混合され、浴室のシャワーや台所の水栓力所定温度の温水として供給される。また、貯湯タンク 10の上部の高温水は、第 1の三方弁 16 aによって湯張り配管 16と第 3の循環回路 15を連通することにより、第 2の混合弁 16b によって給水配管 11を流通する水と混合され、第 3の循環回路 15を介して浴槽 30 に所定温度の温水として供給される。貯湯タンク 10の高温水が消費されると、貯湯タンク 10内には、給水配管 11の水が流入するため、貯湯タンク 10内は常に満水状態が保持される。

[0026] また、浴槽 30内の温水を加熱する追焚き運転を行う場合には、第 2の循環ポンプ 1 4b及び第 3の循環ポンプ 15aを運転する。このとき、第 1の三方弁 16aは、熱交換器 14aと浴槽 30を連通する流路に設定する。また、第 2の三方弁 17aは、貯湯タンク 10 の上部と熱交換器 14aの流入側を連通する流路に設定する。更に、第 3の三方弁 18 aは、貯湯タンク 10の下部と第 1の循環ポンプ 13aの吸入側を連通する流路に設定する。これにより、図 3に示すように、熱交翻14_&において第 2の循環回路 14を流通する高温水と第 3の循環回路 15を流通する浴槽 30内の温水とが熱交換し、浴槽 3 0内の温水が加熱される。第 2の循環回路 14を流通する高温水は、熱交^^ 14aにおいて熱交換することにより冷却され、貯湯タンク 10内の上下方向略中央部に戻される。

[0027] また、浴槽 30内の残湯の熱エネルギーを回収しながら貯湯タンク 10内に高温水を貯える熱回収貯湯運転を行う場合には、第 2の循環ポンプ 14bを停止して第 1の循環ポンプ 13a及び第 3の循環ポンプ 15aを運転する。このとき、第 1の三方弁 16aは、熱交換器 14aと浴槽 30を連通する流路に設定する。また、第 2の三方弁 17aは、配管 17と熱交換器 14aの流入側を連通する流路に設定する。更に、第 3の三方弁 18a は、配管 18と第 1の循環ポンプ 13aの吸入側を連通する流路に設定する。これにより、図 4に示すように、貯湯タンク 10の下部の水は、第 1の循環ポンプ 13aによって配管 17を流通して熱交翻14_&に流入し、熱交翻14_&において第 3の循環回路 15 を流通する浴槽 30の残湯と熱交換することにより加熱される。浴槽 30の残湯と熱交換して加熱された水は、配管 18を流通してガスクーラ 22において加熱され、貯湯タンク 10の上部に貯えられる。 [0028] このように、本実施形態の給湯装置によれば、ガスクーラ 22によって加熱される貯湯タンク 10の下部力も流出する水に浴槽 30内の残湯の熱エネルギーを回収させるようにしたので、浴槽 30内の残湯の熱エネルギーをヒートポンプユニット 20の冷媒回路を流通する冷媒に回収させる必要はなぐ水流通用の配管のみの簡単な構造によつて浴槽 30の残湯の熱エネルギーを水の加熱に利用することが可能となる。

[0029] また、貯湯タンク 10内の下部の水を、第 2の循環回路 14に流入させて第 3の循環回路を流通する浴槽 30内の残湯と熱交 l4aにおいて熱交換させ、浴槽 30内の残湯と熱交換した第 2の循環回路 14を流通する水を、第 1の循環回路 13に流入させてガスクーラ 22において加熱して貯湯タンク 10内の上部に戻すようにしたので、別途熱回収用の熱交を必要とすることなく追焚き用の熱交 l4_aによって浴槽 3 0内の残湯の熱エネルギーを回収することができ、部品点数を低減することにより製造コストの低減を図ることが可能となる。

[0030] また、貯湯タンク 10内の下部を第 2の循環回路 14の熱交翻14_&の流入側に流通させる配管 17と、第 2の循環回路 14の熱交 l4_aの流入側の流路を第 2の循環回路 14側または配管 17側に切換える第 2の三方弁 17aと、第 2の循環回路 14の熱交 l4aの流出側を第 1の循環回路 13のガスクーラ 22の流入側に連通させる配管 18と、第 2の循環回路 14の熱交換器 14aの流出側の流路を第 2の循環回路 14側または配管 18側に切換える第 3の三方弁 18aと、第 1の循環ポンプ 13aとから浴槽 3 0内の残湯の熱エネルギーを回収できるようにしたので、簡単な構成によって残湯の熱エネルギーの回収を行うことができ、製造コストの低減を図ることが可能となる。

[0031] 尚、前記実施形態では、ガスクーラ 22によって加熱される貯湯タンク 10の下部から流出する水に浴槽 30の残湯の熱エネルギーを回収させるようにしたものを示した力例えば、ガスクーラ 22によって加熱される貯湯タンク 10の下部力も流出する水に床暖房や空気調和機等の熱源となる温水の熱エネルギーを回収させるようにしてもよい。

[0032] 本明細書に記載した好まヽ態様は例示的なものであり限定的なものではな!/、。発明の範囲は添付のクレイムによって示されており、それらクレイムの意味の中に入る全ての変形例は本発明に含まれるものである。

Claims

請求の範囲

[1] 水を加熱する加熱部（22)と、

加熱部（22)において加熱された高温水を貯える貯湯タンク（10)と、

所定の用途に利用された温水と加熱部（22)において加熱される水とを熱交換することにより、所定の用途に利用された温水に残る熱エネルギーを加熱部（22)において加熱される水に回収させる熱回収手段を備えた

糸口湯装! ¾·。

[2] 給湯用の水を貯える貯湯タンク（10)と、

水を加熱する加熱部（22)と、

貯湯タンク（10)内の下部の水を加熱部（22)に流入させ、加熱部（22)においてカロ熱された水を貯湯タンク（10)内の上部に戻す第 1の循環回路（13)と、

貯湯タンク（10)内の水と所定の用途に利用される水とを熱交換する熱交 (14_a) と、

貯湯タンク（10)内の上部の水を熱交換器（14a)に流入させ、熱交換器（14a)にお

V、て熱交換した水を貯湯タンク（ 10)内に戻す第 2の循環回路（ 14)と、

所定の用途に利用される水を熱交換器（14a)に流通させる第 3の循環回路（15)と、前記貯湯タンク（10)内の下部の水を、第 2の循環回路（14)に流入させて第 3の循環回路（15)を流通する所定の用途に利用された水と熱交換させ、所定の用途に利用された水と熱交換した第 2の循環回路（14)を流通する水を、第 1の循環回路（13) に流入させて加熱部（22)において加熱して貯湯タンク（10)内の上部に戻す熱回収手段とを備えた

糸口湯装 ik。

[3] 前記熱回収手段は、貯湯タンク（10)内の下部を第 2の循環回路（14)の熱交換器

(14a)の流入側に連通させる第 1の連通管（17)と、第 2の循環回路（14)の熱交換器（14a)の流入側の流路を第 2の循環回路（14)側または第 1の連通管（17)側に切換える第 1の流路切替弁（17a)と、第 2の循環回路（14)の熱交換器（14a)の流出側を第 1の循環回路（13)の加熱部（22)の流入側に連通させる第 2の連通管（18)と、第 2の循環回路（14)の熱交換器（14a)の流出側の流路を第 2の循環回路（14)側または第 2の連通管（18)側に切換える第 2の流路切替弁（18a)と、第 1の循環回路（1 3)に接続された循環ポンプ（13a)とを有する

請求項 2記載の給湯装置。

[4] 前記所定の用途に利用された水は、浴槽（30)に貯められた残湯である

請求項 1、 2または 3記載の給湯装置。

[5] 前記所定の用途に利用された水は、床暖房や空気調和機の暖房運転に利用した温水である

請求項 1、 2または 3記載の給湯装置。