JP4971682B2

JP4971682B2 - 給湯装置

Info

Publication number: JP4971682B2
Application number: JP2006134699A
Authority: JP
Inventors: 正信斉藤
Original assignee: Sanyo Electric Co Ltd
Current assignee: Sanyo Electric Co Ltd
Priority date: 2006-05-15
Filing date: 2006-05-15
Publication date: 2012-07-11
Anticipated expiration: 2026-05-15
Also published as: JP2007303768A

Description

本発明は、二酸化炭素などを冷媒とするヒートポンプ式給湯装置や貯湯式電気温水器等の給湯装置に関し、特に貯湯タンクの断熱構造に関する。

従来、この種の給湯装置において、貯湯タンクの保温や断熱のため、貯湯タンクの外面にグラスウールなどの面状の断熱材を巻き付ける構成のもの（例えば、特許文献１参照）や、型成形により上下及び前後の４個に分割形成された発泡性成形断熱材を用いて貯湯タンクの外側全体を覆う構成のもの（例えば、特許文献２参照）が知られている。
特開平７−２４３７０５号公報特開２００２−３１０５１１号公報

上記特許文献１に記載された貯湯タンクの断熱構造では、高温部である貯湯タンク上部の放熱ロスが大きくなる難点があり、また、特許文献１に記載された貯湯タンクの断熱構造では、型成形により４個に分割形成された発泡性成形断熱材を用いるが、保温・断熱性を高めるために肉厚寸法を大きしなければ、やはり、放熱ロスが大きくなる。

本発明は、上述の実情に鑑みてなされたものであり、発泡性成形断熱材の肉厚を増加させることなく、保温・断熱効果を高めることが可能な給湯装置の貯湯タンクを提供できるようにすることを目的としている。

請求項１に記載の発明は、複数の配管が接続され、加熱装置で加熱された湯を貯留する貯湯タンクを備え、この貯湯タンクの外郭を発泡性成形断熱材により被覆して保温・断熱する構成の給湯装置において、この発泡性成形断熱材は上下もしくは左右に分割形成された2つの発泡性成形断熱材から構成され、これら2つの発泡性成形断熱材は貯湯タンクの外郭に概ね沿わせ且つこのタンクに接続された前記配管を囲む形状の窪み部を夫々備えており、この窪み部においては、前記貯湯タンク側となる内表面に、貯湯タンクからの熱を貯湯タンク側へ反射させるアルミ蒸着シートの反射膜が形成され、この反射膜と前記貯湯タンク並びにこのタンクにつながれた配管の外表面との間に空気層が形成される間隙が設けられるように、2つの発泡性成形断熱材の窪み部を嵌合させたことを特徴とする。

本発明は、複数の配管が接続され、加熱装置で加熱された湯を貯留する貯湯タンクを備え、この貯湯タンクの外郭を発泡性成形断熱材により被覆して保温・断熱する構成の給湯装置において、この発泡性成形断熱材は上下もしくは左右に分割形成された2つの発泡性成
形断熱材から構成され、これら2つの発泡性成形断熱材は貯湯タンクの外郭に概ね沿わせ
且つこのタンクに接続された前記配管を囲む形状の窪み部を夫々備えており、この窪み部においては、前記貯湯タンク側となる内表面に、貯湯タンクからの熱を貯湯タンク側へ反射させるアルミ蒸着シートの反射膜が形成され、この反射膜と前記貯湯タンク並びにこのタンクにつながれた配管の外表面との間に空気層が形成される間隙が設けられるように、2つの発泡性成形断熱材の窪み部を嵌合させたので、貯湯タンクやそれに接続された配管
から放射される熱を発泡性成形断熱材の内表面の反射膜により貯湯タンク側へ反射させるため、発泡性成形断熱材の肉厚寸法を増加させたりすることなく、貯湯タンクを効果的に保温・断熱することが可能になる。

また、発泡性成形断熱材の内表面の反射膜と前記貯湯タンクの外表面との間に空気層を形成するための間隙を設ければ、空気断熱効果が加味され、貯湯タンクを一層効果的に保温・断熱することが可能になる。

本発明は、発泡性成形断熱材の肉厚を増加させることなく、保温・断熱効果を高めることが可能な給湯装置の貯湯タンクを提供できるようにすることを目的として、複数の配管が接続され、加熱装置で加熱された湯を貯留する貯湯タンクを備え、この貯湯タンクの外郭を発泡性成形断熱材により被覆して保温・断熱する構成の給湯装置において、前記貯湯タンク側となる発泡性成形断熱材の内表面に、貯湯タンクからの熱を貯湯タンク側へ反射させる反射膜が形成されている構成であり、以下に本発明の実施形態について説明する。

次に、本発明に係る給湯装置の一実施例について、図１ないし図６に基づいて説明する。図１は本発明の一実施例を示す給湯装置の設置状態を説明する説明図、図２は全体構成の概略構成図、図３は断熱構造を施した状態の貯湯タンクの斜視図、図４は断熱構造を施した状態の貯湯タンクの縦断面図、図５は断熱構造を施した状態の冷媒対水熱交換器の斜視図、図６は断熱構造を施した状態の冷媒対水熱交換器の縦断面図である。

図１において、ヒートポンプ式の給湯装置Ａは、ヒートポンプユニット１と、このヒートポンプユニット１に配管接続される貯湯タンクユニット２とで構成され、これらヒートポンプユニット１及び貯湯タンクユニット２は、通常、屋外に設置される。また、これらヒートポンプユニット１及び貯湯タンクユニット２は、共通の外装ケース内に一体に組み込む一体型とすることもできる。

次に、図２を用いて説明すると、前記ヒートポンプユニット１は、外装ケース１Ａ内に、ロータリー２段圧縮機などの能力可変の圧縮機３、放熱器４Ａ、電動膨張弁などの減圧装置５、蒸発器６、アキュームレータ７、ヒートポンプ側制御装置８、前記蒸発器６に通風して空気と熱交換させる熱交換用送風機９、及び前記放熱器４Ａと熱交換を行う受熱器４Ｂ等が収容されており、前記圧縮機３、放熱器４Ａ、減圧装置５、蒸発器６及びアキュームレータ７は、冷媒配管１０にて環状に接続されており、二酸化炭素を冷媒として圧縮機３で超臨界圧に圧縮するヒートポンプサイクルＸを構成している。また、前記放熱器４Ａと受熱器４Ｂとは互いに一体化されて加熱装置としての冷媒対水熱交換器４を構成している。

前記貯湯タンクユニット２は、タンク側外装ケース２Ａ内に、ステンレス鋼板製の縦長な貯湯タンク１２、給水配管１３、給水開閉弁１４、分岐給水配管１５、貯湯用配管１６、貯湯用循環ポンプ１７、追い焚き用配管１８、追い焚き用熱交換器１９、風呂水用配管２０、風呂水用循環ポンプ２１、追い焚き用循環ポンプ２２、給湯用配管２３、混合弁装置２４、風呂給湯開閉弁２５、タンク側制御装置２６等を収容している。

前記給水配管１３及び貯湯用配管１６の出口部１６Ａが前記貯湯タンク１２の底部に接続され、貯湯用配管１６の入口部１６Ｂ、追い焚き用配管１８の出口部１８Ａ及び給湯用配管２３がそれぞれ前記貯湯タンク１２の頂部に接続されている。

２７は前記ヒートポンプ側制御装置８とタンク側制御装置２６とを配線接続する通信線、２８は台所用リモートコントローラ、２９は風呂用リモートコントローラであり、これら各リモートコントローラ２８、２９はタンク側制御装置２６に配線接続されている。３０は風呂を示している。

ここで、台所などに設置してある蛇口（図示せず）を開けると、貯湯タンク１２内上部の高温の湯が水道圧で給湯用配管２３へ押し出され、給湯が行われると同時に、貯湯タンク１２内下部には、底部に接続された水道配管１３から水道水が給水される。

風呂３０に注湯する湯張りを行う場合は、風呂用リモートコントローラ２９の風呂湯張りスイッチ（図示せず）を押すと、貯湯タンク１２内上部から給湯用配管２３へ押し出された高温の湯が混合弁装置２４へ流れ、ここで分岐給水管１５から給水される水と混合されて、予め設定された温度の湯が風呂３０へ注湯され、所定の湯量が注湯されると湯張りが完了する。この風呂３０の湯張り時にも、湯張り運転の開始と同時に、貯湯タンク１２内下部には、底部に接続された水道配管１３から水道水が給水される。

上記したように台所や風呂３０などの利用部への給湯が行われると、貯湯タンク１２内の高温の湯が消費され、貯湯タンク１２内における高温の湯の層が減少し、この高温の湯は貯湯タンク１２内の上部にのみ貯留し、貯湯タンク１２内の中間部や下部は、温度の低い湯或いは水が貯留された状態となる。

次に、お湯の沸き上げ運転について説明する。ヒートポンプユニット１の運転開始により、ヒートポンプサイクルＸの圧縮機３が起動すると、二酸化炭素の冷媒が圧縮機３によって２段圧縮され、この圧縮機３で圧縮されて吐出した超臨界圧の高温・高圧の液状の冷媒は放熱器４Ａで放熱して受熱器４Ｂを流れる水と熱交換し、その水を加熱する。

前記放熱器４Ａで放熱して温度の低下した冷媒は、減圧装置５で減圧されて低圧となった後、蒸発器６に流れ、蒸発器６で空気から吸熱して蒸発し、低温・低圧のガス状の冷媒となり、アキュームレータ７に流れ、このアキュームレータ７から圧縮機３に吸入され再び圧縮される。

上述のヒートポンプユニット１の運転開始に伴い、貯湯タンクユニット２内の貯湯用循環ポンプ１７が起動し、この循環ポンプ１７の運転により、前記貯湯タンク１２内下部の低温或いは常温の水が、貯湯用配管１６の出口部１６Ａから貯湯用配管１６内へ流れ、貯湯用循環ポンプ１７を介して受熱器４Ｂへ流れ、ここで前記放熱器４Ａを流れる高温・高圧の冷媒と熱交換して加熱される。そして、この受熱器４Ｂで加熱された高温の湯は前記入口部１６Ｂから貯湯タンク１２内の上部に流入し、沸き上げ運転の時間の経過に伴って、貯湯タンク１２内には８０℃以上の湯の貯留量が徐々に増加し、この高温の湯の湯層が貯湯タンク１２内の下部に至ると沸き上げ運転が完了する。

次に、図３及び図４を用いて貯湯タンク１２の断熱構造について説明する。前記貯湯タンク１２は、それの外郭の全体が、前後に２分割形成された前部発泡性成形断熱材３２と後部発泡性成形断熱材３３により被覆されている。

３４、３４は貯湯タンク１２の下部に設けられた複数の支持脚である。

前部と後部の発泡性成形断熱材３２、３３は、それぞれ耐熱性発泡ポリスチレンを成形金型により成形加工したものであり、前記貯湯タンク１２の前部と後部の外郭に概ね沿わせた形状の窪み部３２Ａ、３３Ａをそれぞれ有し、その窪み部３２Ａ、３３Ａに貯湯タンク１２の前部と後部を嵌合させて、貯湯タンク１２に取り付けるものである。

また、前部発泡性成形断熱材３２には、貯湯タンク１２の頂部に接続された給湯用配管１６や追い焚き用配管１８などの配管を導出させる導出用開口部３２Ｂが形成され、この導出用開口部３２Ｂには配管を導出させた状態で、その導出用開口部３２Ｂを塞ぐ隙間パット３５を嵌合装着する。

さらにまた、前部と後部の発泡性成形断熱材３２、３３の双方は、窪み部３２Ａ、３３Ａの表面、即ち、前記貯湯タンク１２側となる発泡性成形断熱材３２、３３のそれぞれの内表面には、貯湯タンク１２からの放射熱を貯湯タンク１２側へ反射させる反射膜３６、３７が形成され、かつ、この反射膜３６、３７と前記貯湯タンク１２の外表面との間には、発泡性成形断熱材３２、３３側に形成した一部の突部（図示せず）を除いて、空気層を形成するための間隙Ｘを設けている。この空気層を形成するための間隙Ｘは、その寸法を約５〜１０ｍｍに設定しており、空気断熱効果が加味される。

前記反射膜３６、３７は、アルミ蒸着シートを窪み部３２Ａ、３３Ａの表面、即ち、前記貯湯タンク１２側となる発泡性成形断熱材３２、３３のそれぞれの内表面全体に貼り付けて、貯湯タンク１２からの放射熱を貯湯タンク１２側へ反射させて、貯湯タンク１２の保温・断熱性を一層高めている。

そのため、貯湯タンク１２から放射される放射熱を発泡性成形断熱材３２、３３の内表面の反射膜３６、３７により貯湯タンク１２側へ反射させるため、発泡性成形断熱材の肉厚寸法を増加させることなく、貯湯タンク１２を効果的に保温・断熱することが可能になる。

また、発泡性成形断熱材３２、３３の内表面の反射膜３６、３７と前記貯湯タンク１２の外表面との間に空気層を形成するため間隙Ｘを設けたことにより、空気断熱効果が加味され、貯湯タンク１２を一層効果的に保温・断熱することが可能になる。

図５及び図６は、冷媒対水熱交換器４の断熱構造を説明する図である。次に、この冷媒対水熱交換器４の断熱構造について説明する。前記冷媒対水熱交換器４は、平面視で楕円状に捲回されて螺旋状に形成され、それの全体が、上下に２分割形成された上部発泡性成形断熱材３８と下部発泡性成形断熱材３９により被覆されている。そして、前記冷媒対水熱交換器４は、上部と下部の発泡性成形断熱材３８、３９により断熱それた状態で、ヒートポンプユニット１の外装ケース１Ａの底板上に設置される。

前記上部と下部の発泡性成形断熱材３８、３９は、それぞれ耐熱性発泡ポリスチレンを成形金型により成形加工したものであり、前記冷媒対水熱交換器４を収容する凹部３８Ａ、３９Ａをそれぞれ有し、その凹部３８Ａ、３９Ａに前記冷媒対水熱交換器４の上部と下部を収容するようにして、冷媒対水熱交換器４を取り囲むものである。

また、上部と下部の発泡性成形断熱材３８、３９には、冷媒対水熱交換器４の両端部を導出させる導出用開口部３８Ｂ、３９Ｂがそれぞれ形成されている。また、上部と下部の発泡性成形断熱材３８、３９の双方は、凹部３８Ａ、３９Ａの表面、即ち、前記冷媒対水熱交換器４側となる内表面に、冷媒対水熱交換器４からの放射熱を反射させる反射膜４０、４１が形成され、かつ、この反射膜４０、４１と前記冷媒対水熱交換器４との間には、発泡性成形断熱材３８、３９側に形成した一部の突部４２、４２を除いて、冷媒対水熱交換器４外周に空気層を形成するための間隙Ｙを設けている。この間隙Ｙは、その寸法を約５〜１０ｍｍに設定しており、空気断熱効果が加味される。

前記反射膜４０、４１は、アルミ蒸着シートを凹部３８Ａ、３９Ａの表面、即ち、前記冷媒対水熱交換器４側となる発泡性成形断熱材３８、３９それぞれの内表面に貼り付けて、冷媒対水熱交換器４からの放射熱を反射させて、冷媒対水熱交換器４の断熱性を一層高めている。

上述の実施例によれば、給水配管１３、貯湯用配管１６、追い焚き用配管１８及び給湯用配管２３を含む複数の配管が接続され、加熱装置としてのヒートポンプサイクルＸの冷媒対水熱交換器４で加熱された湯を貯留する貯湯タンク１２を備え、この貯湯タンク１２の外郭を前後に２分割形成された前部と後部の発泡性成形断熱材３２、３３により被覆して保温・断熱する構成のヒートポンプ式の給湯装置Ａにおいて、前記貯湯タンク１２側となる発泡性成形断熱材３２、３３の内表面に、貯湯タンク１２からの熱を貯湯タンク１２側へ反射させる反射膜３６、３７を形成しているので、貯湯タンク１２から放射される放射熱を反射膜３６、３７により貯湯タンク１２側へ反射させることができ、発泡性成形断熱材の肉厚寸法を増加させたりすることなく、貯湯タンク１２を効果的に保温・断熱することができる。

また、前記発泡性成形断熱材３２、３３の反射膜３６、３７と貯湯タンク１２の外表面との間に空気層を形成するための間隙Ｘを設けた構成であるから、空気層による空気断熱効果が加味され、貯湯タンク１２を一層効果的に保温・断熱することができる。

また、貯湯タンク１２は、前後に２分割形成された前部発泡性成形断熱材３２と後部発泡性成形断熱材３３により被覆されているが、上下に２分割形成された上部発泡性成形断熱材と下部発泡性成形断熱材とで被覆される構成でも良い。さらに、上下部及び前後部の４分割形成された発泡性成形断熱材で貯湯タンク１２の外郭を被覆する構成でも良い。

以上本発明の実施態様について説明したが、上述の説明に基づいて当業者にとって種々の代替例、修正又は変形が可能であり、本発明の主旨を逸脱しない範囲で前述の種々の代替例、修正又は変形を包含するものである。

本発明の一実施例を示す給湯装置の設置状態を説明する説明図である。同じく全体構成の概略構成図である。同じく断熱構造を施した状態の貯湯タンクの斜視図である。同じく断熱構造を施した状態の貯湯タンクの縦断面図である。断熱構造を施した状態の冷媒対水熱交換器の斜視図である。断熱構造を施した状態の冷媒対水熱交換器の縦断面図である。

符号の説明

Ａ給湯装置
Ｘヒートポンプサイクル
１ヒートポンプユニット
２貯湯タンクユニット
３圧縮機
４冷媒対水熱交換器（加熱装置）
１２貯湯タンク
１３給水配管（配管）
１６貯湯用配管（配管）
１８追い焚き用配管（配管）
２３給湯用配管（配管）
３２前部発泡性成形断熱材（発泡性成形断熱材）
３３後部発泡性成形断熱材（発泡性成形断熱材）
３６反射膜
３７反射膜
Ｘ間隔

Claims

複数の配管が接続され、加熱装置で加熱された湯を貯留する貯湯タンクを備え、この貯湯タンクの外郭を発泡性成形断熱材により被覆して保温・断熱する構成の給湯装置において、この発泡性成形断熱材は上下もしくは左右に分割形成された2つの発泡性成形断熱材か
ら構成され、これら2つの発泡性成形断熱材は貯湯タンクの外郭に概ね沿わせ且つこのタ
ンクに接続された前記配管を囲む形状の窪み部を夫々備えており、この窪み部においては、前記貯湯タンク側となる内表面に、貯湯タンクからの熱を貯湯タンク側へ反射させるアルミ蒸着シートの反射膜が形成され、この反射膜と前記貯湯タンク並びにこのタンクにつながれた配管の外表面との間に空気層が形成される間隙が設けられるように、2つの発泡
性成形断熱材の窪み部を嵌合させたことを特徴とする給湯装置。