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(19)【発行国】日本国特許庁(JP)
(12)【公報種別】公開特許公報(A)
(11)【公開番号】P2024039981
(43)【公開日】2024-03-25
(54)【発明の名称】給湯システム修理方法
(51)【国際特許分類】
F24H 4/02 20220101AFI20240315BHJP
【ＦＩ】
F24H4/02 C
【審査請求】未請求
【請求項の数】6
【出願形態】ＯＬ
(21)【出願番号】P 2022144764
(22)【出願日】2022-09-12
(71)【出願人】
【識別番号】522362682
【氏名又は名称】柿木 弘己
(74)【代理人】
【識別番号】110001243
【氏名又は名称】弁理士法人谷・阿部特許事務所
(72)【発明者】
【氏名】柿木 弘己
【テーマコード（参考）】
3L122
【Ｆターム（参考）】
3L122AA02
3L122AA23
3L122AB22
3L122GA03
3L122GA04
(57)【要約】
【課題】ＣＯ2冷媒ヒートポンプ給湯システムの修理および交換方法を提供する。
【解決手段】給水口と、貯湯ユニットと、水用熱交換器と空気用熱交換器とを備えるヒートポンプユニットと、給湯口と、をそなえる給湯システムの修理方法であって、前記貯湯ユニットと前記水用熱交換器とに流体連通する第１の配管および第２の配管を前記水用熱交換器から取り外す工程と、前記第１の配管と前記第２の配管をガス給湯ユニットに連結する工程と、前記ヒートポンプユニットを修理または交換する工程と前記第１の配管および前記第２の配管を前記ガス給湯ユニットから取り外し、前記修理または交換されたヒートポンプユニットにそれぞれ再連結する工程と、を含む。
【選択図】図２
【解決手段】給水口と、貯湯ユニットと、水用熱交換器と空気用熱交換器とを備えるヒートポンプユニットと、給湯口と、をそなえる給湯システムの修理方法であって、前記貯湯ユニットと前記水用熱交換器とに流体連通する第１の配管および第２の配管を前記水用熱交換器から取り外す工程と、前記第１の配管と前記第２の配管をガス給湯ユニットに連結する工程と、前記ヒートポンプユニットを修理または交換する工程と前記第１の配管および前記第２の配管を前記ガス給湯ユニットから取り外し、前記修理または交換されたヒートポンプユニットにそれぞれ再連結する工程と、を含む。
【選択図】図２
【特許請求の範囲】
【請求項1】
給水口と、
貯湯ユニットと、
水用熱交換器と空気用熱交換器とを備えるヒートポンプユニットと、
給湯口と、をそなえる給湯システムの修理方法であって、
前記貯湯ユニットと前記水用熱交換器とに流体連通する第１の配管および第２の配管を前記水用熱交換器から取り外す工程と、
前記第１の配管と前記第２の配管をガス給湯ユニットに連結する工程と、
前記ヒートポンプユニットを修理または交換する工程と
前記第１の配管および前記第２の配管を前記ガス給湯ユニットから取り外し、前記修理または交換されたヒートポンプユニットにそれぞれ再連結する工程と
を含む方法。
貯湯ユニットと、
水用熱交換器と空気用熱交換器とを備えるヒートポンプユニットと、
給湯口と、をそなえる給湯システムの修理方法であって、
前記貯湯ユニットと前記水用熱交換器とに流体連通する第１の配管および第２の配管を前記水用熱交換器から取り外す工程と、
前記第１の配管と前記第２の配管をガス給湯ユニットに連結する工程と、
前記ヒートポンプユニットを修理または交換する工程と
前記第１の配管および前記第２の配管を前記ガス給湯ユニットから取り外し、前記修理または交換されたヒートポンプユニットにそれぞれ再連結する工程と
を含む方法。
【請求項2】
前記ガス給湯ユニットは、ガスボンベと、ガス給湯器とを備える、請求項１に記載の方法。
【請求項3】
前記ガスボンベは２ｋｇボンベ～８ｋｇボンベである、請求項２に記載の方法。
【請求項4】
給水口と、
貯湯ユニットと、
水用熱交換器と空気用熱交換器とを備えるヒートポンプユニットと、
給湯口と、をそなえる給湯システムの修理方法であって、
前記給水口と前記貯湯ユニットとを流体連通する給水管と、前記貯湯ユニットと前記給湯口とを流体連通する給湯管とを、前記給湯システムから取り外す工程と、
前記給水管および前記給湯管をガス給湯ユニットに連結する工程と、
前記給湯システムを修理または交換する工程と
前記給水管および前記給湯管を前記ガス給湯ユニットから取り外し、前記修理または交換された給湯システムにそれぞれ再連結する工程と
を含む方法。
貯湯ユニットと、
水用熱交換器と空気用熱交換器とを備えるヒートポンプユニットと、
給湯口と、をそなえる給湯システムの修理方法であって、
前記給水口と前記貯湯ユニットとを流体連通する給水管と、前記貯湯ユニットと前記給湯口とを流体連通する給湯管とを、前記給湯システムから取り外す工程と、
前記給水管および前記給湯管をガス給湯ユニットに連結する工程と、
前記給湯システムを修理または交換する工程と
前記給水管および前記給湯管を前記ガス給湯ユニットから取り外し、前記修理または交換された給湯システムにそれぞれ再連結する工程と
を含む方法。
【請求項5】
前記ガス給湯ユニットは、ガスボンベと、ガス給湯器とを備える、請求項４に記載の方法。
【請求項6】
前記ガスボンベは２ｋｇボンベ～８ｋｇボンベである、請求項５に記載の方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本発明は、ＣＯ2冷媒ヒートポンプ給湯システムの修理および交換方法に関する。
【背景技術】
【0002】
近年、オゾン層の破壊や地球温暖化の観点から、環境にやさしい冷媒の利用が進められている。中でも二酸化炭素（ＣＯ2）は、オゾン層破壊係数がゼロで、地球温暖化係数が代替フロンの１／１５００～１／１７００であり、地球にやさしく、無毒かつ可燃性のない安全な冷媒として種々の分野で利用されている。
【0003】
例えば、エコキュート（登録商標）として知られるＣＯ2冷媒ヒートポンプ給湯システムは、ヒートポンプの冷媒にＣＯ2を利用し、給湯に伴うＣＯ2排出を、従来の燃焼系給湯器の約半分に減少させることができる（特許文献１、非特許文献１等参照）
【0004】
一般に、ＣＯ2冷媒ヒートポンプ給湯システムは、空気の熱で水を加熱するヒートポンプユニットと、加熱された水を貯湯する貯湯ユニットから構成される（図１）。詳細には、ヒートポンプユニットでは、（１）大気から吸熱し、空気用熱交換器に大気熱を集め、冷媒に熱を伝え、（２）熱を持った冷媒はコンプレッサで圧縮され、さらに高温となり、（３）高温になった冷媒の熱を水加熱用熱交換器で水に伝えることでお湯を作り、（４）熱を失った冷媒は再び空気用熱交換器へ送られる、というサイクルで水が加熱される。
【0005】
このように、ＣＯ2冷媒ヒートポンプ給湯システムは圧縮機を駆動させる電気エネルギーと大気から吸熱する大気熱との両エネルギーが給湯のための熱エネルギーとして作用することから、成績係数ＣＯＰが３以上の高い成績効率を上げることができ、環境にやさしい給湯システムとして利用されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0006】
【特許文献1】特許第３２２７６５１号
【非特許文献】
【0007】
【非特許文献1】永石哲也「エコキュート～ＣＯ2冷媒ヒートポンプ給湯システム～」特技懇２００５年、Ｎｏ．２３６、第１２２頁
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0008】
給湯システムは日常生活で欠かせないインフラの一つであり、故障により長期間使用できないことは、使用者に大きな不便をもたらすことになる。
【0009】
また上述の通り、ＣＯ2冷媒ヒートポンプ給湯システムはヒートポンプユニットと貯湯ユニットとの２つのユニットで構成されている。そしてそれらのユニットは、その構造から耐用年数に差があることがわかった。具体的には、貯湯ユニットの耐用年数が１０～１５年であるところ、ヒートポンプユニットの耐用年数は７～１０年とも言われている。したがって、貯湯ユニットには何ら問題がないものの、ヒートポンプユニットの故障によりＣＯ2冷媒ヒートポンプ給湯システムが利用できない、という事象が多く発生する。
【0010】
そこで、修理期間中も給湯を行いながら、修理を行うことのできるＣＯ2冷媒ヒートポンプ給湯システムの修理方法が求められている。
【課題を解決するための手段】
【0011】
本発明の一実施形態は、
給水口と、
貯湯ユニットと、
水用熱交換器と空気用熱交換器とを備えるヒートポンプユニットと、
給湯口と、をそなえる給湯システムの修理方法であって、
前記貯湯ユニットと前記水用熱交換器とに流体連通する第１の配管および第２の配管を前記水用熱交換器から取り外す工程と、
前記第１の配管と前記第２の配管をガス給湯ユニットに連結する工程と、
前記ヒートポンプユニットを修理または交換する工程と
前記第１の配管および前記第２の配管を前記ガス給湯ユニットから取り外し、前記修理または交換されたヒートポンプユニットにそれぞれ再連結する工程と
を含むことを特徴とする。
給水口と、
貯湯ユニットと、
水用熱交換器と空気用熱交換器とを備えるヒートポンプユニットと、
給湯口と、をそなえる給湯システムの修理方法であって、
前記貯湯ユニットと前記水用熱交換器とに流体連通する第１の配管および第２の配管を前記水用熱交換器から取り外す工程と、
前記第１の配管と前記第２の配管をガス給湯ユニットに連結する工程と、
前記ヒートポンプユニットを修理または交換する工程と
前記第１の配管および前記第２の配管を前記ガス給湯ユニットから取り外し、前記修理または交換されたヒートポンプユニットにそれぞれ再連結する工程と
を含むことを特徴とする。
【0012】
また本発明の他の実施形態は、
給水口と、
貯湯ユニットと、
水用熱交換器と空気用熱交換器とを備えるヒートポンプユニットと、
給湯口と、をそなえる給湯システムの修理方法であって、
前記給水口と前記貯湯ユニットとを流体連通する給水管と、前記貯湯ユニットと前記給湯口とを流体連通する給湯管とを、前記給湯システムから取り外す工程と、
前記給水管および前記給湯管をガス給湯ユニットに連結する工程と、
前記給湯システムを修理または交換する工程と
前記給水管および前記給湯管を前記ガス給湯ユニットから取り外し、前記修理または交換された給湯システムにそれぞれ再連結する工程と
を含むことを特徴とする。
給水口と、
貯湯ユニットと、
水用熱交換器と空気用熱交換器とを備えるヒートポンプユニットと、
給湯口と、をそなえる給湯システムの修理方法であって、
前記給水口と前記貯湯ユニットとを流体連通する給水管と、前記貯湯ユニットと前記給湯口とを流体連通する給湯管とを、前記給湯システムから取り外す工程と、
前記給水管および前記給湯管をガス給湯ユニットに連結する工程と、
前記給湯システムを修理または交換する工程と
前記給水管および前記給湯管を前記ガス給湯ユニットから取り外し、前記修理または交換された給湯システムにそれぞれ再連結する工程と
を含むことを特徴とする。
【発明の効果】
【0013】
本発明により、修理期間中も給湯を行いながら、ＣＯ2冷媒ヒートポンプ給湯システムの修理を行うことができる。
【図面の簡単な説明】
【0014】
【発明を実施するための形態】
【0015】
以下、本発明の実施形態について、詳細に説明するが、本発明はこれらに限られない。
【0016】
＜ＣＯ2冷媒ヒートポンプ給湯システム＞
図１は、ＣＯ2冷媒ヒートポンプ給湯システム３００の概略図である。ＣＯ2冷媒ヒートポンプ給湯システム３００は、給水口４００とヒートポンプユニット１００と貯湯ユニット２００と給湯口５００とを備える。
図１は、ＣＯ2冷媒ヒートポンプ給湯システム３００の概略図である。ＣＯ2冷媒ヒートポンプ給湯システム３００は、給水口４００とヒートポンプユニット１００と貯湯ユニット２００と給湯口５００とを備える。
【0017】
ヒートポンプユニット１００は、空気の熱で水を加熱するユニットである。ヒートポンプユニット１００は、コンプレッサ１１０、膨張弁１２０、水用熱交換器１４０、および空気用熱交換器１３０を備える。
【0018】
ヒートポンプユニット１００において、空気用熱交換器１３０は、大気熱を集め、冷媒（不図示）に熱を伝える。次いで、外部電源１５０（例えば２００Vコンセント）からの電力によりコンプレッサ１１０を作動させ、熱を持った冷媒をさらに圧縮し、高温にする。次に、高温になった冷媒の熱を水用熱交換器１４０で水に伝えてお湯を生成する。その後、熱を失った冷媒は膨張弁１２０で圧力を解放し、再び空気用熱交換器１３０に送られる。このようなサイクルにより、ヒートポンプユニット１００は電気エネルギーを使って空気の熱をくみ上げ、給湯エネルギーを得ることができる。
【0019】
貯湯ユニット２００は、ヒートポンプユニット１００の水用熱交換器１４０と第１の配管１３００および第２の配管１４００を介して流体連通している。また貯湯ユニット２００は、給水口４００と給水管４１０を介して、給湯口５００と給湯管５１０を介して、それぞれ流体連通している。
【0020】
ヒートポンプユニット１００の水用熱交換器１４０により生成されたお湯は、貯湯ユニット２００に貯蔵される。例えば、給水口４００から給水管４１０を介して貯湯ユニット２００に給水された水は、第１の配管１３００を通って水用熱交換器１４０で温められ、第２の配管１４００を通って、貯湯ユニット２００に戻り、給湯管５１０を介して給湯口５００から吐出される。
【0021】
貯湯ユニット２００は、給湯口５００から吐出されるお湯の温度を調整するための温度調整弁（不図示）をさらに備えてもよい。また温度調整弁と給水管４１０が流体連通し、加熱前の水で温度調整を行ってもよい。
【0022】
貯湯ユニット２００は、貯湯式温水器に用いられる貯湯ユニット構造を利用することができる。
【0023】
＜ガス給湯ユニット＞
ガス給湯ユニット１０００は、持ち運び可能なガス給湯ユニットであり、ガスボンベ１１００とガス給湯器１５００とを備える（図２参照）。ガス給湯ユニット１０００はＣＯ2冷媒ヒートポンプ給湯システム３００の修理／交換の間、ＣＯ2冷媒ヒートポンプ給湯システム３００の近傍に設置される。設置場所は屋外であってもよい。
ガス給湯ユニット１０００は、持ち運び可能なガス給湯ユニットであり、ガスボンベ１１００とガス給湯器１５００とを備える（図２参照）。ガス給湯ユニット１０００はＣＯ2冷媒ヒートポンプ給湯システム３００の修理／交換の間、ＣＯ2冷媒ヒートポンプ給湯システム３００の近傍に設置される。設置場所は屋外であってもよい。
【0024】
ガス給湯ユニット１０００は、貯湯ユニット２００と第１の配管１３００および第２の配管１４００とを介して流体連通することができる。また、ガス給湯ユニット１０００は給水管４１０および給湯管５１０に直接連結されてもよい。
【0025】
ガス給湯器１５００はガスボンベ１１００のガスを用い、給湯を行う。ガスボンベ１１００は十分なガス燃焼能力があれば任意のものを利用することができるが、持ち運び可能な大きさであることが望ましい。例えば２ｋｇボンベ～８ｋｇボンベのガスボンベを利用してもよい。
【0026】
ガス給湯器１５００で生成されたお湯は第２の配管１４００を通って貯湯ユニット２００に注入される。ガス給湯ユニット１０００が給水管４１０および給湯管５１０に連結されている場合には、ガス給湯ユニット１０００で形成されたお湯は、貯湯ユニット２００を通らずに、給湯管５１０から給湯口５００を通って吐出され、利用することができる。
【0027】
ガス給湯ユニット１０００の電源として、例えば家庭用１００V電源を利用することができる。また、ＣＯ2冷媒ヒートポンプ給湯システム用に設けられた２００V電源を、変圧トランス１２００を用いて降圧させて利用してもよい。
【0028】
＜修理／交換方法＞
次に本発明の一実施態様のＣＯ2冷媒ヒートポンプ給湯システム３００の修理／交換方法を説明する。
次に本発明の一実施態様のＣＯ2冷媒ヒートポンプ給湯システム３００の修理／交換方法を説明する。
【0029】
一実施形態において、本発明の方法は、
貯湯ユニット２００と水用熱交換器１４０とに流体連通する第１の配管１３００および第２の配管１４００を水用熱交換器１４０から取り外す工程と、
第１の配管１３００と第２の配管１４００をガス給湯ユニット１０００に連結する工程と、
ヒートポンプユニット１００を修理または交換する工程と
第１の配管１３００および第２の配管１４００をガス給湯ユニット１０００から取り外し、修理または交換されたヒートポンプユニット１００にそれぞれ再連結する工程と
を含む。
貯湯ユニット２００と水用熱交換器１４０とに流体連通する第１の配管１３００および第２の配管１４００を水用熱交換器１４０から取り外す工程と、
第１の配管１３００と第２の配管１４００をガス給湯ユニット１０００に連結する工程と、
ヒートポンプユニット１００を修理または交換する工程と
第１の配管１３００および第２の配管１４００をガス給湯ユニット１０００から取り外し、修理または交換されたヒートポンプユニット１００にそれぞれ再連結する工程と
を含む。
【0030】
この方法により、ヒートポンプユニット１００の修理および交換の間でもお湯を利用することができる。また、本発明を実施する前に貯湯ユニット２００内に貯蔵されていたお湯も利用することができる。
【0031】
本発明の第２の実施形態において、本発明の方法は、
給水口４００と貯湯ユニット２００とを流体連通する給水管４１０と、貯湯ユニット２００と給湯口５００とを流体連通する給湯管５１０とを、給湯システム３００から取り外す工程と、
給水管４１０および給湯管５１０をガス給湯ユニット１０００に連結する工程と、
給湯システム３００を修理または交換する工程と
給水管４１０および給湯管５１０をガス給湯ユニット１０００から取り外し、修理または交換された給湯システム３００にそれぞれ再連結する工程と
を含む。
給水口４００と貯湯ユニット２００とを流体連通する給水管４１０と、貯湯ユニット２００と給湯口５００とを流体連通する給湯管５１０とを、給湯システム３００から取り外す工程と、
給水管４１０および給湯管５１０をガス給湯ユニット１０００に連結する工程と、
給湯システム３００を修理または交換する工程と
給水管４１０および給湯管５１０をガス給湯ユニット１０００から取り外し、修理または交換された給湯システム３００にそれぞれ再連結する工程と
を含む。
【0032】
この方法により、ヒートポンプユニット１００だけでなく、貯湯ユニット２００を含めた給湯システム３００の修理および交換の間でもお湯を利用することができる。
【0033】
このように、本発明の方法により、修理期間中も給湯を行いながら、ＣＯ2冷媒ヒートポンプ給湯システム修理を行うことができ、利用者の不便を最小限として、早期に修理／交換を行うことができる。
【0034】
上記では、種々の実施の形態および変形例を説明したが、本発明はこれらの内容に限定
されるものではない。本発明の技術的思想の範囲内で考えられるその他の態様も本発明の
範囲内に含まれる。
されるものではない。本発明の技術的思想の範囲内で考えられるその他の態様も本発明の
範囲内に含まれる。
【0035】
また、上述の各実施の形態および変形例の一つもしくは複数を、適宜組合せてもよい。
【符号の説明】
【0036】
１００ ヒートポンプユニット
１１０ コンプレッサ
１２０ 膨張弁
１３０ 空気用熱交換器
１４０ 水用熱交換器
１５０ 電源
２００ 貯湯ユニット
３００ ＣＯ2冷媒ヒートポンプ給湯システム
４００ 給水口
４１０ 給水管
５００ 給湯口
５１０ 給湯管
１０００ ガス給湯ユニット
１１００ ガスボンベ
１１５０ ガス管
１２００ 変圧トランス
１３００ 第１の配管
１４００ 第2の配管
１５００ ガス給湯器
１１０ コンプレッサ
１２０ 膨張弁
１３０ 空気用熱交換器
１４０ 水用熱交換器
１５０ 電源
２００ 貯湯ユニット
３００ ＣＯ2冷媒ヒートポンプ給湯システム
４００ 給水口
４１０ 給水管
５００ 給湯口
５１０ 給湯管
１０００ ガス給湯ユニット
１１００ ガスボンベ
１１５０ ガス管
１２００ 変圧トランス
１３００ 第１の配管
１４００ 第2の配管
１５００ ガス給湯器
【図1】
【図2】