説明

温水暖房装置のヒートポンプユニット

【課題】容易に温水暖房装置に補給される水量を確認することができる温水暖房装置のヒートポンプユニットを提供すること。
【解決手段】本発明の温水暖房装置のヒートポンプユニットは、冷媒と水とを熱交換させ暖房端末へ送る温水を生成する水冷媒熱交換器と、暖房端末と水冷媒熱交換器との間に温水を循環させる循環ポンプと、温水の膨張を吸収する膨張タンクと、膨張タンクの上部に給水を行うための給水口と、給水口から給水を行うことによって上下に動くフィルターとを備え、膨張タンクが所定の水量で満たされたときに、フィルターの上端部が給水口の上端部から離れる。

【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本発明は、熱源をヒートポンプとした温水暖房装置のヒートポンプユニットに関する。
【背景技術】
【0002】
従来のヒートポンプを用いた温水暖房装置では、暖房パネル等にヒートポンプで加熱した温水を循環させていた(例えば、特許文献1参照)。
【0003】
一方、このような温水暖房装置では、温水の自然蒸発等により循環する水量が減っていくため、適宜、ユーザーによって水が追加される必要がある(例えば、特許文献2参照)。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0004】
【特許文献1】国際公開第2005/106346号
【特許文献2】特開2009−121765号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0005】
しかしながら、従来からの温水暖房装置においては、水の補給をヒートポンプユニットの上部から行い、規定の水量に達したかどうかを目視確認するのは、ヒートポンプユニットの上部にある給水口から行わなければならず、例えば、ヒートポンプユニットが高台に設置されている場合には、どれくらいの水量が補給されたかを確認することが困難になってしまうという課題を有していた。
【0006】
本発明は、前記従来の課題を解決するもので、容易に温水暖房装置に補給される水量を確認することができる温水暖房装置のヒートポンプユニットを提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【0007】
前記従来の課題を解決するために、本発明の温水暖房装置のヒートポンプユニットは、冷媒と水とを熱交換させ暖房端末へ送る温水を生成する水冷媒熱交換器と、暖房端末と水冷媒熱交換器との間に温水を循環させる循環ポンプと、温水の膨張を吸収する膨張タンクと、膨張タンクの上部に給水を行うための給水口と、給水口から給水を行うことによって上下に動くフィルターとを備え、膨張タンクが所定の水量で満たされたときに、フィルターの上端部が給水口の上端部から離れることにより、フィルターの先端を見るだけで所定の水量で満たされたことを確認することができ、フィルターの先端は給水口の上端部よりも上方に突出するため、上方向のみならず、横方向からでも目視で確認することができる。
【発明の効果】
【0008】
本発明は、容易に温水暖房装置に補給される水量を確認することができる温水暖房装置のヒートポンプユニットを提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【0009】
【図1】本発明の実施の形態1における温水暖房装置の構成図
【図2】(a)同実施の形態1におけるヒートポンプユニットの外観上面図(b)同実施の形態1におけるヒートポンプユニットの外観正面図(c)同実施の形態1におけるヒートポンプユニットの外観側面図
【図3】同実施の形態1におけるヒートポンプユニットの側面構成図
【図4】同実施の形態1におけるヒートポンプユニットの要部背面図
【図5】(a)同実施の形態1における往き配管接続部の要部拡大図(b)同実施の形態1における戻り配管接続部の要部拡大図
【図6】同実施の形態1におけるヒートポンプユニットの要部展開図
【図7】同実施の形態1におけるフィルターの要部外観図
【図8】(a)同実施の形態1におけるフィルターの状態図(b)同実施の形態1におけるフィルターの状態図
【図9】同実施の形態1におけるCC断面図
【発明を実施するための形態】
【0010】
第1の発明の温水暖房装置のヒートポンプユニットは、冷媒と水とを熱交換させ暖房端末へ送る温水を生成する水冷媒熱交換器と、暖房端末と水冷媒熱交換器との間に温水を循環させる循環ポンプと、温水の膨張を吸収する膨張タンクと、膨張タンクの上部に給水を行うための給水口と、給水口から給水を行うことによって上下に動くフィルターとを備え、膨張タンクが所定の水量で満たされたときに、フィルターの上端部が給水口の上端部から離れることにより、フィルターの先端を見るだけで所定の水量で満たされたことを確認することができ、フィルターの先端は給水口の上端部よりも上方に突出するため、上方向のみならず、横方向からでも目視で確認することができる。
【0011】
第2の発明の温水暖房装置のヒートポンプユニットは、特に第1の発明において、フィルターの側面部をメッシュとしたことにより、膨張タンクへのゴミなどの異物の混入を防ぐことができ、信頼性を損なうことがない。
【0012】
第3の発明の温水暖房装置のヒートポンプユニットは、特に第1または第2の発明において、冷媒と空気とが熱交換を行う空気熱交換器を備え、空気熱交換器よりも背面側に膨張タンクを取り付けたことにより、ヒートポンプユニットの設置時に、空気熱交換器の背面側に所定の空間を確実に得ることができるため、空気熱交換器での熱交換効率を落とすことがない。
【0013】
第4の発明の温水暖房装置のヒートポンプユニットは、特に第3の発明において、膨張タンクの下方部に空間を設けたことにより、膨張タンクの下方部の所定の空間に、ヒートポンプユニットから温水暖房端末へ引き回す水配管を収納することができる。
【0014】
第5の発明の温水暖房装置のヒートポンプユニットは、特に第1から第5の発明において、給水口を塞ぐ給水キャップを備え、給水キャップの側面に空気孔を設けたことにより、給水キャップによって水配管内部への異物の混入を防ぎ、さらに、空気孔によって水配管内部での圧力上昇の際にも、外部へ圧力を逃がすことができる。
【0015】
以下、本発明の実施の形態について、図面を参照しながら説明する。なお、この実施の形態によって本発明が限定されるものではない。
【0016】
(実施の形態1)
図1は、本実施の形態1における温水暖房装置の構成図である。図1において、本実施の形態の温水暖房装置は、ヒートポンプユニット1と暖房端末3とで構成されている。
【0017】
なお、図1には暖房端末が一つだけ接続されている構成を示しているが、これに限定されることはなく、例えば、暖房端末を二つ設けた場合には、それらを並列に接続、または直列に接続することで、温水暖房装置を構成することができる。
【0018】
また、本実施の形態における暖房端末とは、床暖房パネルやファンコイルユニット等、放熱機能を有する端末であればよく、その形態を限定するものではない。
【0019】
まず、図1を用いて温水暖房装置の構成について説明する。ヒートポンプユニット1は室外に設置され、その筐体の内部には、空気と冷媒とが熱交換を行なう空気熱交換器11と、冷媒を圧縮する圧縮機12と、冷媒を減圧する膨張弁13と、冷媒と水とを熱交換する水冷媒熱交換器21と、温水を暖房端末3内に循環させ水冷媒熱交換器21へ送る循環ポンプ22と、暖房端末3内を循環する水の膨張を吸収する膨張タンク24を少なくとも有する。
【0020】
また、膨張タンク24には水を適宜補給できるように、給水口25を設け、給水口25の内部にはフィルター26を設けている。そして給水口25を塞ぐための給水キャップ27を有する。
【0021】
また、暖房端末3には温水の放熱を行なう放熱部31を少なくとも有する。なお、図1には示していないが、冷媒の温度や温水の温度を検出する温度センサや、冷媒の圧力異常を検出する圧力スイッチ等を適宜設けることは言うまでも無い。
【0022】
そして、空気熱交換器11、圧縮機12、水冷媒熱交換器21、膨張弁13を順次環状に冷媒配管で接続することによって、ヒートポンプサイクルを形成している。なお、図1に示す温水暖房装置の構成では四方弁を設けていないが、冷暖房機能を有する空気調和機のように、ヒートポンプサイクルの途中に四方弁を配置し、冷媒流路を順逆入れ替えることで、水冷媒熱交換器21では冷水を作ることができ、暖房端末3で冷房機能も実現することができる。また、本実施の形態では冷媒にR410Aを例にとって説明するが、水冷媒熱交換器21の内部での凝縮変化時に、臨界点以下で凝縮変化をし、かつ、50℃程度の温水が生成できる冷媒であれば、何を用いても構わない。
【0023】
また、放熱部31、循環ポンプ22、水冷媒熱交換器21を順次環状に水配管で接続することによって、水サイクルを形成している。なお、循環ポンプ22はACポンプまたはDCポンプのいずれでもよく、限定されることはない。
【0024】
以上のように構成された温水暖房装置において、暖房を行なう際には、ヒートポンプサイクルの運転を開始するとともに、循環ポンプ22を駆動させることで放熱部31内部に温水を循環させて、暖房機能を実現させている。
【0025】
なお、暖房運転時には、温水暖房装置のリモコン(図示せず)で循環する温水の温度を設定するようにして、さらに水冷媒熱交換器の温水出口側に温水温度検出手段を設けておき、ヒートポンプサイクルの能力を一定として、その温水温度検出手段で検出する温度がリモコンで設定した温水の温度となるように、循環ポンプ22の回転数を制御するようにしてもよいし、圧縮機12から吐出される冷媒の温度を検出する吐出冷媒温度検出手段を設けておき、循環ポンプ22の回転数を一定として、ヒートポンプサイクルの能力を変化させる構成にしてもよい。
【0026】
図2は、本発明の実施の形態1における温水暖房装置のヒートポンプユニットの外観図であり、図2(a)が上面図、図2(b)が正面図、図2(c)が側面図である。図3は、本実施の形態1におけるヒートポンプユニットの側面構成図である。
【0027】
図2、図3に示すように、本実施の形態1におけるヒートポンプユニット1は、空気熱交換器11の背面側に突出するように膨張タンク24が取り付けられており、膨張タンク
24の下方部に所定の空間Aを設けている。
【0028】
また、ヒートポンプユニット1の空気熱交換器11の背面よりもさらに後方側に膨張タンク24が突出して取り付けられているので、空気熱交換器11の背面側に所定の空間Bが設けられることになる。このように、膨張タンク24を空気熱交換器11のさらに背面側に突出して設けることで、所定の空間Bを確実に設けることができ、ヒートポンプユニット1の設置状況如何によらず空気熱交換器11へ空気を遮ることなく供給することができ、空気熱交換器11での熱交換効率を損なうことがない。
【0029】
また、図2(c)に示すように、ヒートポンプユニット1の側面には暖房端末3からの水配管を接続する水配管接続部15を設けている。図4は、ヒートポンプユニット1の水配管接続部15を背面から見た要部背面図である。図4に示すように、暖房端末3へ温水を送るために水配管を接続する往き配管接続部15aと、暖房端末3から温水が帰ってくる戻り配管接続部15bが設けられている。
【0030】
なお、本実施の形態においては、往き配管接続部15aおよび戻り配管接続部15bを四系統設け、四つの暖房端末まで接続可能に構成されている。このとき、往き配管接続部15aのみ縦方向に四つ配置し、戻り配管接続部15bのみ縦方向に四つ配置することで、設置業者が配管工事で間違いにくいようにしている。
【0031】
図5は、水配管接続部15の要部拡大図である。図5(a)が往き配管接続部15aの要部拡大図であり、図5(b)が戻り配管接続部15bの要部拡大図である。図5(a)(b)に示すように、往き配管接続部15aおよび戻り配管接続部15bのうち、使用する接続部にジョイント16の一方をはめ込み、ジョイント16の他方に水配管18を接続する。そして、パイプバンド17で水配管18とジョイント16とを締め付けて固定する。なお、使用しない接続部には、止水栓19を嵌めるようにしている。また、図5には二系統の暖房端末へ接続する構成を示している。
【0032】
そして、水配管接続部15に接続される水配管18を所定の空間Aに収納することができるので、配管の引き回しも行いやすく、また、見た目にも美観を損なうことなく設置作業を行うことができる。
【0033】
図6は、実施の形態1における要部展開図である。図6に示すように、給水口25には、フィルター26が挿入されており、さらにその上部から給水キャップ27で給水口25を塞ぐような構成になっている。
【0034】
図7は、フィルター26の外観図である。図7に示すように格子状に骨組みがあり、その側面の格子状の部分にはメッシュ26aを貼り付けて構成している。また、フィルター26の上部には給水を行うための円形状の注水口26bが設けられており、そこから水を注水することができる。そして、注水口26bから注水され、メッシュ26aを経て膨張タンク24を水が供給される。その結果、メッシュ26aがあることによって、ゴミなどの異物が膨張タンク24へ侵入することがなくなり、信頼性を損なうことがなくなる。
【0035】
そして、膨張タンク24の内部には水の量を検知する電極(図示せず)が設けられており、膨張タンク24の内部の水量が所定の量を下回ると、「水を補給してください」などを報知するメッセージがヒートポンプユニット1を操作するリモコン(図示せず)の表示部などに表示する。このように表示することによって、ユーザーに対して確実に水を補給するように促すことができる。なお、本実施の形態ではメッセージを表示するとしたが、これに限定されることはなく、例えば、アニメ等を用いて表示したり、イラスト等を用いて表示してもよい。
【0036】
図8(a)は、膨張タンク24の内部の水量が所定の量を下回った状態を示した要部拡大図であり、図8(b)は、膨張タンク24の内部の水量が所定の量を上回った状態を示した要部拡大図である。
【0037】
まず、ユーザーが膨張タンク24へ注水を行うときには、図8(a)のような状態となっている。すなわち、フィルター26の上端部と給水口25の上端部とが密着している状態である。
【0038】
このような状態で給水口25の内部へ水を供給すると、所定の量を上回ったときに、図8(b)のような状態となる。すなわち、フィルター26の上端部と給水口25の上端部とが離れた状態である。
【0039】
このように所定の量で膨張タンク24が満たされると、フィルター26が浮きのように上方に動くために、ユーザーは横方向からでも水が所定の量を上回ったことを認識できる。なお、所定の量とは、暖房端末3へ温水を送るのに確保すべき水量であり、システムの構成によって適宜設定されるものである。よって、一義的に決定されるものではないが、例えば、システムとして水量が30L必要であるとすれば、所定の量は30Lや、30Lをやや上回る量に設定される。
【0040】
また、フィルター26の上端部のみを、フィルター26の他の部分と色を異ならせた場合、ユーザーはフィルター26の動きをより分かりやすくなる。例えば、フィルター26の外観色を黒色とし、フィルター26の上端部のみを赤色とすることで、よりユーザーが識別しやすく、なおかつ、注視しやすくなるため、水の入れすぎを防止することができる。
【0041】
また、本実施の形態において膨張タンク24内部の水位は、膨張タンク24の横に窓を設けて確認するように構成しておらず、窓を設けて確認する場合には、通常使用時に太陽光が窓を通して膨張タンク24の中に降り注ぐことになり、藻など繁殖する原因にもなり、そのような観点からも、本発明は膨張タンク24の内部に藻など繁殖することもなくなる。
【0042】
図9は、CC断面図である。図9に示すように、給水キャップ27の側面には空気孔28を設けている。このように空気孔28を設けることによって、給水キャップ27を閉めたときであって、外部との空気のやり取りができるため、水配管内部の圧力が上昇したときであっても、外部に逃がすことができる。
【産業上の利用可能性】
【0043】
以上のように本発明は、ユーザーが容易に水の量を知ることができ、水を供給する温水暖房装置すべてに適用することができる。
【符号の説明】
【0044】
1 ヒートポンプユニット
3 暖房端末
11 空気熱交換器
12 圧縮機
13 膨張弁
21 水冷媒熱交換器
22 循環ポンプ
25 給水口
26 フィルター
27 給水キャップ

【特許請求の範囲】
【請求項1】
冷媒と水とを熱交換させ暖房端末へ送る温水を生成する水冷媒熱交換器と、前記暖房端末と前記水冷媒熱交換器との間に温水を循環させる循環ポンプと、温水の膨張を吸収する膨張タンクと、前記膨張タンクの上部に給水を行うための給水口と、前記給水口から給水を行うことによって上下に動くフィルターとを備え、前記膨張タンクが所定の水量で満たされたときに、前記フィルターの上端部が前記給水口の上端部から離れることを特徴とする温水暖房装置のヒートポンプユニット。
【請求項2】
前記フィルターの側面部をメッシュとしたことを特徴とする請求項1に記載の温水暖房装置のヒートポンプユニット。
【請求項3】
冷媒と空気とが熱交換を行う空気熱交換器を備え、前記空気熱交換器よりも背面側に前記膨張タンクを取り付けたことを特徴とする請求項1または2に記載の温水暖房装置のヒートポンプユニット。
【請求項4】
前記膨張タンクの下方部に空間を設けたことを特徴とする請求項3に記載の温水暖房装置のヒートポンプユニット。
【請求項5】
前記給水口を塞ぐ給水キャップを備え、前記給水キャップの側面に空気孔を設けたことを特徴とする請求項1から4のいずれか1項に記載の温水暖房装置のヒートポンプユニット。

【図1】
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【図2】
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【図3】
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【図4】
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【図5】
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【図6】
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【図7】
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【図8】
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【図9】
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【公開番号】特開2012−251705(P2012−251705A)
【公開日】平成24年12月20日(2012.12.20)
【国際特許分類】
【出願番号】特願2011−123947(P2011−123947)
【出願日】平成23年6月2日(2011.6.2)
【出願人】(000005821)パナソニック株式会社 (73,050)
【Fターム(参考)】