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JP2007192439A - Heat pump water heater - Google Patents

Heat pump water heater Download PDF

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JP2007192439A
JP2007192439A JP2006009543A JP2006009543A JP2007192439A JP 2007192439 A JP2007192439 A JP 2007192439A JP 2006009543 A JP2006009543 A JP 2006009543A JP 2006009543 A JP2006009543 A JP 2006009543A JP 2007192439 A JP2007192439 A JP 2007192439A
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JP
Japan
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hot water
heat pump
water heater
defrosting operation
temperature
Prior art date
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Pending
Application number
JP2006009543A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Kazuhiko Marumoto
一彦 丸本
Masahiro Ohama
昌宏 尾浜
Tatsumura Mo
立群 毛
Takayuki Takatani
隆幸 高谷
Yoshitsugu Nishiyama
吉継 西山
Tetsuei Kuramoto
哲英 倉本
Toshikatsu Fukunaga
敏克 福永
Toshimoto Kajitani
俊元 梶谷
Takeji Watanabe
竹司 渡辺
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Panasonic Holdings Corp
Original Assignee
Matsushita Electric Industrial Co Ltd
Priority date (The priority date 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 date listed.)
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Publication date
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  • Heat-Pump Type And Storage Water Heaters (AREA)

Abstract

【課題】本発明のヒートポンプ給湯機は、ヒートポンプにより加熱された湯を直接利用するダイレクト運転において、除霜運転のタイミングによってはダイレクト運転の能力低下を招き、湯切れを招くため、次回のダイレクト運転においてヒートポンプ6の能力低下を防ぐことができ、湯切れを防止できるヒートポンプ給湯機を提供する。
【解決手段】ヒートポンプにより加熱された湯を直接利用するダイレクト運転が終了し圧縮機を停止する前に除霜を行う除霜運転手段を設けた。
【選択図】図1
A heat pump water heater according to the present invention causes direct operation of a direct operation using hot water heated by a heat pump, causing a decrease in direct operation capability depending on the timing of the defrosting operation, leading to a lack of hot water. The heat pump water heater which can prevent the capability fall of the heat pump 6 and can prevent hot water shortage is provided.
SOLUTION: Defrosting operation means for performing defrosting before stopping the compressor after the direct operation of directly using hot water heated by a heat pump is completed is provided.
[Selection] Figure 1

Description

本発明は加熱した湯水を貯湯タンクに蓄えて給湯を行うヒートポンプ給湯機に関するものである。   The present invention relates to a heat pump water heater that supplies hot water by storing heated hot water in a hot water storage tank.

図2は従来の技術による給湯機である。図を見ながら説明する。   FIG. 2 shows a conventional hot water heater. This will be described with reference to the figure.

図2に示すように、このヒートポンプ給湯機は貯湯タンク8と、ヒートポンプ6による加熱源1を備え、貯湯タンク8の下部から沸上げ管9でヒートポンプ6と接続し、ヒートポンプ6から貯湯タンク上部へ接続している。ヒートポンプ6は圧縮機2、放熱器3、減圧手段4、空気熱交換器5を環状に接続して構成される。   As shown in FIG. 2, the heat pump water heater includes a hot water storage tank 8 and a heating source 1 by the heat pump 6. Connected. The heat pump 6 is configured by connecting the compressor 2, the radiator 3, the decompression means 4, and the air heat exchanger 5 in an annular shape.

沸き上げ運転では、ヒートポンプ6の圧縮機1で加圧された高温高圧のガス冷媒が放熱器3に送られて、沸き上げポンプ7で搬送されてきた貯湯タンク8の底部の冷水と熱交換して低温冷媒となる。そして、放熱器3で冷水に放熱した冷媒は減圧装置4で減圧され、二相の冷媒となり、空気熱交換器5に送られて大気と熱交換し低温のガス冷媒となり圧縮機2に循環する。   In the boiling operation, the high-temperature and high-pressure gas refrigerant pressurized by the compressor 1 of the heat pump 6 is sent to the radiator 3 to exchange heat with the cold water at the bottom of the hot water storage tank 8 conveyed by the boiling pump 7. And becomes a low-temperature refrigerant. Then, the refrigerant radiated to the cold water by the radiator 3 is decompressed by the decompression device 4 and becomes a two-phase refrigerant, which is sent to the air heat exchanger 5 to exchange heat with the atmosphere to become a low-temperature gas refrigerant and circulate to the compressor 2. .

一方、貯湯タンク8の底部の冷水は沸き上げポンプ7で放熱器3に搬送され冷媒の熱を吸熱して高温の湯となって沸き上げ管9を通って貯湯タンク8の上部に送られる。この時、高温の湯は密度差により水とほぼ混合されることなく高温の湯は貯湯タンク8内上部より積層していき貯湯タンク8内を高温の湯が溜まることになる。   On the other hand, the cold water at the bottom of the hot water storage tank 8 is conveyed to the radiator 3 by the boiling pump 7, absorbs the heat of the refrigerant, becomes hot water, and is sent to the upper portion of the hot water storage tank 8 through the boiling pipe 9. At this time, the hot water is not mixed with water due to the density difference, and the hot water is stacked from the upper part of the hot water storage tank 8 so that the hot water is accumulated in the hot water storage tank 8.

貯湯温度検知手段10a、10b、10c、10dにより湯量が検知され、入水温度センサー15により放熱器3に入る水の温度が検知される。貯湯温度検知手段10d又は入水温度センサー15が所定の温度以上となったとき沸き上げ運転を終了する。   The hot water storage temperature detection means 10a, 10b, 10c, 10d detects the amount of hot water, and the incoming water temperature sensor 15 detects the temperature of the water entering the radiator 3. When the hot water storage temperature detecting means 10d or the incoming water temperature sensor 15 becomes equal to or higher than a predetermined temperature, the boiling operation is finished.

大気の温度が低い場合、沸き上げ運転中に空気熱交換器5に大気中の水分が霜となって付着し、空気熱交換器5での大気と冷媒との熱交換を阻害するため、ヒートポンプ6の沸き上げ能力が低下していく。この時、霜を融かすためのデフロスト運転を行うことになる。   When the temperature of the atmosphere is low, moisture in the atmosphere adheres to the air heat exchanger 5 as frost during the boiling operation, and the heat exchange between the atmosphere and the refrigerant in the air heat exchanger 5 is hindered. The boiling capacity of 6 will decrease. At this time, defrost operation for melting frost is performed.

従来の発明では、空気熱交換器温度検知手段35で検知した温度が所定以下の場合、貯湯温度検知手段10d又は入水温度センサー15により検知された温度が所定の温度以上でとなり、沸き上げを終了したとき強制的にデフロスト運転を行うようにしている(例えば、特許文献1参照)。
特開2001−263800号公報
In the conventional invention, when the temperature detected by the air heat exchanger temperature detecting means 35 is lower than a predetermined value, the temperature detected by the hot water storage temperature detecting means 10d or the incoming water temperature sensor 15 is equal to or higher than the predetermined temperature, and the boiling is finished. When this happens, the defrost operation is forcibly performed (for example, see Patent Document 1).
JP 2001-263800 A

ところで、近年ではダイレクト出湯を行う給湯器が望まれている。ダイレクト出湯によれば、放熱器で加熱された湯水を直接給湯端末(例えばカランなど)から出湯して利用できるので、貯湯タンクを小型化したり、または貯湯タンクを設ける必要がなく、設置のための省スペース化を図ることができる。   By the way, in recent years, a water heater that performs direct hot water is desired. According to direct hot water supply, hot water heated by a radiator can be used directly from a hot water supply terminal (for example, Karan), so there is no need to downsize the hot water storage tank or install a hot water storage tank. Space can be saved.

しかし、ダイレクト出湯を行うためには、水道水を設定温度まで瞬時に高めなければならず、それに相当する加熱能力を達成するためには圧縮機の回転数が増加し、空気熱交換
器からの熱交換量も増加する。さらに、使用者の出湯要求があるたびにダイレクト出湯を行うので、空気熱交換器では従来技術のような給湯機と比較して着霜が起こりやすくなる。
However, in order to perform direct hot water, tap water must be instantaneously raised to a set temperature, and in order to achieve the corresponding heating capacity, the number of rotations of the compressor increases and the air heat exchanger The amount of heat exchange also increases. Furthermore, since direct hot water is discharged every time the user requests hot water, frost formation is likely to occur in the air heat exchanger as compared with a hot water heater as in the prior art.

そして、一度空気熱交換器で着霜が起こってしまうと、外部から十分な熱量が得られなくなるので、ヒートポンプの加熱能力が大いに低下し、特にダイレクト出湯のような運転を行えなくなるだけでなく、慢性的に湯切れを招くと言う課題があった。   And once frosting occurs in the air heat exchanger, it will not be possible to obtain a sufficient amount of heat from the outside, so the heating capacity of the heat pump will be greatly reduced, especially not possible to operate like direct hot water, There was a problem of chronic hot water shortages.

本発明の目的は、ダイレクト運転終了後に強制的にデフロスト運転を行う様にすることによりそれまでの着霜を全て除去し、次回のダイレクト運転においてヒートポンプの能力低下を防ぎ、湯切れを防止できるヒートポンプ給湯機を提供することを目的としている。   The purpose of the present invention is to remove all frost formation up to now by forcibly performing defrost operation after the end of direct operation, and to prevent the heat pump from degrading in the next direct operation and to prevent running out of hot water The purpose is to provide a water heater.

この目的を達成するために本発明の給湯機は、ヒートポンプにより加熱された湯を直接利用するダイレクト運転が終了し圧縮機を停止する前に除霜を行う除霜運転手段を設けた。   In order to achieve this object, the water heater of the present invention is provided with a defrosting operation means for performing defrosting before the direct operation using the hot water heated by the heat pump is completed and the compressor is stopped.

これにより、次回のダイレクト運転においてヒートポンプの能力低下を防ぐことができる。   Thereby, the capability fall of a heat pump can be prevented in the next direct operation.

本発明のヒートポンプ給湯機は、ヒートポンプにより加熱された湯を直接利用するダイレクト運転が終了し圧縮機を停止する前に除霜を行う除霜運転手段を設けたので、次回のダイレクト運転においてヒートポンプの能力低下を防ぐことができ、湯切れを防止できるヒートポンプ給湯機を提供できる。   The heat pump water heater of the present invention is provided with defrosting operation means for performing defrosting before the direct operation using the hot water heated by the heat pump is finished and stopping the compressor. It is possible to provide a heat pump water heater that can prevent a decrease in capacity and prevent hot water from running out.

第1の発明は、ヒートポンプにより加熱された湯を直接利用するダイレクト運転が終了し圧縮機を停止する前に除霜運転を行う除霜運転手段を設けたものであり、次回のダイレクト運転においてヒートポンプの能力低下を防ぐことができる。   The first invention is provided with a defrosting operation means for performing a defrosting operation before the direct operation using the hot water heated by the heat pump is finished and stopping the compressor, and the heat pump is used in the next direct operation. It is possible to prevent a decrease in ability.

第2の発明は、特に第1の発明で、前記圧縮機を停止するまでのヒートポンプ給湯機の運転は、浴槽への湯張り運転としたものであり、次回のダイレクト運転においてヒートポンプの能力低下を防ぐことができる。   The second invention is the first invention in particular, and the operation of the heat pump water heater until the compressor is stopped is a hot water filling operation to the bathtub, and the capacity of the heat pump is reduced in the next direct operation. Can be prevented.

第3の発明は、特に第1の発明で、前記圧縮機を停止するまでのヒートポンプ給湯機の運転は、蛇口やシャワーなどへの給湯運転としたものであり、次回のダイレクト運転においてヒートポンプの能力低下を防ぐことができる。   The third invention is the first invention in particular, and the operation of the heat pump water heater until the compressor is stopped is a hot water supply operation to a faucet or a shower. Decline can be prevented.

第4の発明は、特に第1の発明で、前記圧縮機を停止するまでのヒートポンプ給湯機の運転は、湯を用いた床暖房などの放熱運転としたものであり、次回のダイレクト運転においてヒートポンプの能力低下を防ぐことができる。   The fourth invention is the first invention in particular, and the operation of the heat pump water heater until the compressor is stopped is a heat radiation operation such as floor heating using hot water, and in the next direct operation, the heat pump It is possible to prevent a decrease in ability.

第5の発明は、特に1〜4の発明において、前記除霜運転手段はダイレクト運転での出湯量に応じ出湯量が所定量より多い場合に除霜運転を行うこととしたものであり、着霜の度合いを検知でき無駄な除霜運転を回避できる。   According to a fifth aspect of the present invention, in the first to fourth aspects of the invention, the defrosting operation means performs the defrosting operation when the amount of discharged hot water is greater than a predetermined amount according to the amount of discharged hot water in direct operation. The degree of frost can be detected and useless defrosting operation can be avoided.

第6の発明は、特に第1〜4の発明において、前記除霜運転手段は前記貯湯タンク内の蓄熱量に応じ、蓄熱量が所定量より多い場合に除霜運転を行うものであり、湯切れの危険性を検知できタンク内の蓄熱量が多く湯切れの危険性が少ない場合にのみ除霜運転を行う
ことができる。
According to a sixth aspect of the invention, particularly in the first to fourth aspects of the invention, the defrosting operation means performs a defrosting operation when the amount of stored heat is greater than a predetermined amount according to the amount of heat stored in the hot water storage tank. The defrosting operation can be performed only when the danger of running out can be detected and the amount of heat stored in the tank is large and the danger of running out of hot water is low.

第7の発明は、特に第1〜4の発明において、前記除霜運転手段は前記圧縮機の停止前までの運転時間に応じ、運転時間が所定時間より長い場合に除霜運転を行うこととしたものであり、着霜の度合いを検知でき無駄な除霜運転を回避できる。   According to a seventh aspect of the present invention, in the first to fourth aspects of the invention, the defrosting operation means performs the defrosting operation when the operation time is longer than a predetermined time according to the operation time until the compressor is stopped. Therefore, the degree of frost formation can be detected and useless defrosting operation can be avoided.

第8の発明は、特に第1〜4の発明において、前記除霜運転手段は外気温度に応じ、外気温度が所定の温度より低い場合に除霜運転を行うこととしたものであり、着霜の度合いを検知でき無駄な除霜運転を回避できる。   In an eighth aspect of the invention, in particular, in the first to fourth aspects of the invention, the defrosting operation means performs the defrosting operation according to the outside air temperature when the outside air temperature is lower than a predetermined temperature. Therefore, it is possible to avoid useless defrosting operation.

第9の発明は、特に第1〜4の発明において、前記除霜運転手段は蒸発器の温度に応じ、前記蒸発器の温度が所定の温度より低い場合に除霜運転を行うこととしたものであり、着霜の度合いを検知でき無駄な除霜運転を回避できる。   According to a ninth aspect of the invention, particularly in the first to fourth aspects of the invention, the defrosting operation means performs the defrosting operation according to the temperature of the evaporator when the temperature of the evaporator is lower than a predetermined temperature. Thus, the degree of frost formation can be detected and useless defrosting operation can be avoided.

第10の発明は、特に第1〜9の発明において、ヒートポンプに臨界圧力以上に昇圧された冷媒を用いたものであり、放熱器を流れる冷媒は、圧縮機で臨界圧力以上に加圧されているので、放熱器で熱を奪われて温度低下しても凝縮することがなく、放熱器全域で冷媒と水とに温度差を形成しやすくなり熱交換効率を高くできる。   In a tenth aspect of the invention, particularly in the first to ninth aspects of the invention, a refrigerant pumped to a critical pressure or higher is used for the heat pump, and the refrigerant flowing through the radiator is pressurized to a critical pressure or higher by the compressor. Therefore, even if the heat is taken away by the radiator and the temperature falls, it does not condense, and it becomes easy to form a temperature difference between the refrigerant and water in the entire radiator, and the heat exchange efficiency can be increased.

(実施の形態)
以下、実施の形態による給湯機について図面を用いて説明する。図1は本発明の実施の形態おけるヒートポンプ給湯機の回路図である。
(Embodiment)
Hereinafter, a water heater according to an embodiment will be described with reference to the drawings. FIG. 1 is a circuit diagram of a heat pump water heater in an embodiment of the present invention.

装置の概要は、低温の湯水と高温の湯水とが層を成した状態で貯えられている貯湯タンク8と、その湯水を加熱する加熱源1であるヒートポンプ6を備え、ヒートポンプ6によって貯湯タンク8の水を加熱して沸き上げて貯湯して給湯に利用する。   The outline of the apparatus includes a hot water storage tank 8 in which low-temperature hot water and high-temperature hot water are stored in a layered state, and a heat pump 6 that is a heating source 1 for heating the hot water. The water is heated and boiled and stored for hot water supply.

先ず、加熱源1であるヒートポンプ6の構成について説明する。ヒートポンプ6は、冷媒を圧縮する圧縮機2、冷媒を冷却する放熱器3、冷媒を減圧する減圧手段4、冷媒を蒸発気化する空気熱交換器5で構成されている。   First, the configuration of the heat pump 6 that is the heating source 1 will be described. The heat pump 6 includes a compressor 2 that compresses the refrigerant, a radiator 3 that cools the refrigerant, a decompression unit 4 that decompresses the refrigerant, and an air heat exchanger 5 that evaporates and evaporates the refrigerant.

このヒートポンプ6は、圧縮機2の吐出側より放熱器3を介して減圧手段4に接続し、さらに圧縮機2の吸入側に接続している。   The heat pump 6 is connected from the discharge side of the compressor 2 to the decompression means 4 via the radiator 3 and further connected to the suction side of the compressor 2.

また、このヒートポンプ6においては、冷媒として炭酸ガスが用いられており、圧縮機2によって圧縮された冷媒は、高温高圧の超臨界状態の冷媒として放熱器3に入り、ここで放熱して冷却する。その後、減圧手段4において減圧されて低温低圧の湿り蒸気となり、空気熱交換器5で大気と熱交換して蒸発気化し圧縮機2へ戻される。   Further, in the heat pump 6, carbon dioxide is used as the refrigerant, and the refrigerant compressed by the compressor 2 enters the radiator 3 as a high-temperature and high-pressure supercritical refrigerant, and radiates and cools it here. . Thereafter, the pressure is reduced in the decompression means 4 to become low-temperature and low-pressure wet steam, and the air heat exchanger 5 exchanges heat with the atmosphere to evaporate and return to the compressor 2.

この時、大気温度センサー36にて検知した大気温度により圧縮機2の回転数を決定し、運転タイマー37により連続運転時間を検知する。   At this time, the rotational speed of the compressor 2 is determined based on the atmospheric temperature detected by the atmospheric temperature sensor 36, and the continuous operation time is detected by the operation timer 37.

一方、湯の沸き上げに関する構成として、沸上げ管9は貯湯タンク8の下部からヒートポンプ6の放熱器3と接続し、ダイレクト混合弁41を経て貯湯タンク8上部へ接続している。   On the other hand, as a configuration relating to boiling of hot water, the boiling pipe 9 is connected to the radiator 3 of the heat pump 6 from the lower part of the hot water storage tank 8 and is connected to the upper part of the hot water storage tank 8 via the direct mixing valve 41.

沸上げ管9が接続されている貯湯タンク上部とは、湯水が貯湯タンク8の高温層側であればよく、また、貯湯タンク8の下部とは、湯水が貯湯タンクの低温層側であればよい。   The upper part of the hot water storage tank to which the boiling pipe 9 is connected is sufficient if the hot water is on the high temperature layer side of the hot water storage tank 8, and the lower part of the hot water storage tank 8 is if the hot water is on the low temperature layer side of the hot water storage tank. Good.

貯湯タンク8からヒートポンプ6に湯水を送り貯湯タンク8に戻すために、沸上げ管9
の途中に出力を任意に変化させることができる沸上げポンプ7を設けている。
In order to send hot water from the hot water storage tank 8 to the heat pump 6 and return it to the hot water storage tank 8, a boiling pipe 9
Is provided with a boiling pump 7 capable of arbitrarily changing the output.

また、ヒートポンプ6において加熱する前の低湯水の温度を検知する入水温度センサー15を沸上げ管9の放熱器3入口側近傍に、加熱した高湯水の温度を検知する出湯温度センサー16を沸上げ管9における放熱器3出口近傍に設けている。   In addition, an incoming water temperature sensor 15 for detecting the temperature of the low hot water before being heated in the heat pump 6 is raised in the vicinity of the inlet side of the radiator 3 of the boiling pipe 9, and a hot water temperature sensor 16 for detecting the temperature of the heated hot water is raised. The pipe 9 is provided near the outlet of the radiator 3.

そして、貯湯タンク8の温度分布を把握するため、外側壁面に垂直方向に貯湯温度検知手段10a〜10dを備えている。   And in order to grasp | ascertain the temperature distribution of the hot water storage tank 8, the hot water storage temperature detection means 10a-10d is provided in the perpendicular | vertical direction to the outer wall surface.

給湯に関する構成としては、貯湯タンク8の底部に給水源から給水を行う給水管19が接続され、給水源からは減圧弁20にて適度な圧力に減圧されて給水管19に給水される。また、給水管19上には給水温度を検知するため給水温度センサー18を備えている。   As a configuration relating to hot water supply, a water supply pipe 19 for supplying water from a water supply source is connected to the bottom of the hot water storage tank 8, and the water supply source is decompressed to an appropriate pressure by a pressure reducing valve 20 and supplied to the water supply pipe 19. In addition, a water supply temperature sensor 18 is provided on the water supply pipe 19 in order to detect the water supply temperature.

貯湯タンク8上部には貯湯された高温水を出湯し給湯に利用するための給湯管21が接続され、その途中には給水管19からの給水バイパス管22が接続されている。また、給湯管21からの高温水と給水バイパス管22からの低湯水を任意の比率で混合可能な給湯用混合弁23が設けられている。   A hot water supply pipe 21 is connected to the upper part of the hot water storage tank 8 for discharging the hot water stored in the hot water and using it for hot water supply, and a water supply bypass pipe 22 from the water supply pipe 19 is connected in the middle thereof. Further, a hot water mixing valve 23 capable of mixing high temperature water from the hot water supply pipe 21 and low hot water from the water supply bypass pipe 22 at an arbitrary ratio is provided.

給湯用混合弁23の下流側には、混合された給湯温度を検知するために給湯温度センサー25が設けられ、その先に蛇口やシャワーに代表される給湯端末24が接続されている。   A hot water supply temperature sensor 25 is provided on the downstream side of the hot water supply mixing valve 23 to detect the mixed hot water supply temperature, and a hot water supply terminal 24 typified by a faucet or a shower is connected to the tip thereof.

利用者が給湯のために給湯端末24を開けると、先ず貯湯タンク8内の湯水が給湯管21から出湯されるとともに、給水管19から貯湯タンク8に給水される。同時にヒートポンプ6が運転されダイレクト混合弁41にて、ヒートポンプ6の放熱器3にて加熱された湯水と貯湯タンク8内の高温の湯を混合して給湯管21に送られる。その後、出湯温度センサー16にて検知した温度が上昇するに従い、貯湯タンク8からの出湯割合を減少させていく。この時、流量センサー17で放熱器3を通った湯の流量が計測される。   When a user opens the hot water supply terminal 24 for hot water supply, hot water in the hot water storage tank 8 is first discharged from the hot water supply pipe 21 and supplied from the water supply pipe 19 to the hot water storage tank 8. At the same time, the heat pump 6 is operated and the hot water heated by the radiator 3 of the heat pump 6 and the hot water in the hot water storage tank 8 are mixed by the direct mixing valve 41 and sent to the hot water supply pipe 21. Thereafter, as the temperature detected by the hot water temperature sensor 16 increases, the ratio of hot water discharged from the hot water storage tank 8 is decreased. At this time, the flow rate of hot water passing through the radiator 3 is measured by the flow rate sensor 17.

給湯は、給水バイパス管22により給水を分岐し、貯湯タンク8と放熱器3で加熱された湯水を混合した湯水と、給水からの低の水を混合弁23において混合比を変えて混合することで、給湯温度を変化させて給湯端末24に給湯する。この時の混合比は給湯温度センサー25で検知される給湯温度に応じて制御され、所定の給湯温度に保たれる。   For hot water supply, water supply is branched by a water supply bypass pipe 22, and hot water mixed with hot water heated by the hot water storage tank 8 and the radiator 3 and low water from the water supply are mixed at the mixing valve 23 at different mixing ratios. Thus, hot water is supplied to the hot water supply terminal 24 by changing the hot water supply temperature. The mixing ratio at this time is controlled in accordance with the hot water temperature detected by the hot water temperature sensor 25 and is kept at a predetermined hot water temperature.

浴槽13への注湯に関する構成としては、給湯管21の途中から分岐して、浴槽13へ注湯する注湯管28が設けられている。給湯と同様に、浴槽13への注湯と同時にヒートポンプ6が運転されダイレクト混合弁41にて、ヒートポンプ6の放熱器3にて加熱された湯水と貯湯タンク8内の高温の湯を混合して給湯管21に送られる。その後、出湯温度センサー16にて検知した温度が上昇するに従い、貯湯タンク8からの出湯割合を減少させていく。この時、流量センサー17で放熱器3を通った湯の流量が計測される。   As a configuration related to pouring into the bathtub 13, a pouring pipe 28 that branches from the middle of the hot water supply pipe 21 and pours into the bathtub 13 is provided. As with the hot water supply, the heat pump 6 is operated simultaneously with the pouring of the bath 13 and the hot water heated by the radiator 3 of the heat pump 6 and the hot water in the hot water storage tank 8 are mixed by the direct mixing valve 41. It is sent to the hot water supply pipe 21. Thereafter, as the temperature detected by the hot water temperature sensor 16 increases, the ratio of hot water discharged from the hot water storage tank 8 is decreased. At this time, the flow rate of hot water passing through the radiator 3 is measured by the flow rate sensor 17.

給湯管21からの湯水と給水バイパス管22からの低温の湯水を混合して注湯できるように風呂用混合弁26が設けられ、その下流には注湯温度センサー34が設けられている。   A bath mixing valve 26 is provided so that hot water from the hot water supply pipe 21 and low temperature hot water from the water supply bypass pipe 22 can be mixed and poured, and a pouring temperature sensor 34 is provided downstream thereof.

また、注湯管28は注湯電磁弁27を備え、利用者はリモコン(図示しない)により注湯を指示すると注湯電磁弁27を任意に開成して自動的に注湯を開始し、浴槽13に注湯を行った後自動的に注湯電磁弁27を閉止して終了する。   The pouring pipe 28 is provided with a pouring electromagnetic valve 27. When the user instructs pouring with a remote controller (not shown), the pouring electromagnetic valve 27 is arbitrarily opened to start pouring automatically, and the bathtub After pouring 13, the pouring solenoid valve 27 is automatically closed and the process ends.

浴槽13内の湯水を加熱、保温する風呂加熱運転の回路構成に関しては、利用側回路3
1においては、浴槽13内の湯水を利用側ポンプ12により風呂熱交換器14に循環させている。また、浴槽内13の温度を検知するために風呂湯温センサー32を設けている。
Regarding the circuit configuration of the bath heating operation for heating and keeping hot water in the bathtub 13, the use side circuit 3
1, hot water in the bathtub 13 is circulated to the bath heat exchanger 14 by the use-side pump 12. In addition, a bath water temperature sensor 32 is provided to detect the temperature in the bathtub 13.

熱源側回路30では貯湯タンク8の上部より高温の湯水を熱源側ポンプ11により風呂熱交換器14に循環し、利用側回路31の低温の湯水と熱交換して、利用側回路31の湯水の温度を上昇させた後、貯湯タンク8の低温部に環流する。   In the heat source side circuit 30, hot water from the upper part of the hot water storage tank 8 is circulated to the bath heat exchanger 14 by the heat source side pump 11, and heat exchange with the low temperature hot water in the use side circuit 31 is performed. After raising the temperature, it circulates to the low temperature part of the hot water storage tank 8.

また、風呂熱交換器14より利用側ポンプ11で循環し環流された湯水の温度を検知し利用側ポンプ11の流量を制御するための環流温度センサー33が取り付けられている。   A circulating temperature sensor 33 for detecting the temperature of hot water circulated and circulated by the use side pump 11 from the bath heat exchanger 14 and controlling the flow rate of the use side pump 11 is attached.

また、暖房用放熱器39の運転においては、暖房用電磁弁38を開成し、ダイレクト混合弁41を沸き上げ管9側に湯水が流通しないように切り換える。ヒートポンプ6を運転して、沸き上げポンプ7により搬送された貯湯タンク8下部の低温の湯水を放熱器3にて高温の湯として、暖房用放熱器39に送る。   Further, in the operation of the heating radiator 39, the heating electromagnetic valve 38 is opened and the direct mixing valve 41 is switched so that hot water does not flow to the boiling pipe 9 side. The heat pump 6 is operated, and the low-temperature hot water in the lower part of the hot water storage tank 8 conveyed by the boiling pump 7 is sent as high-temperature hot water to the heating radiator 39 by the radiator 3.

暖房用放熱器39では雰囲気に放熱し、低温となった湯水を再び貯湯タンク8の低温部に還流する。   The heating radiator 39 radiates heat to the atmosphere, and the hot water that has become low temperature is returned to the low temperature portion of the hot water storage tank 8 again.

次に、空気熱交換器5に付いた霜を解かす運転である除霜運転の動作について説明する。まず、圧縮機2から吐出される高温高圧の冷媒を放熱器3に送る。この時、放熱器3の水側では熱交換を極力小さくするため、沸き上げポンプ7の循環量を絞る必要がある。放熱器3から減圧装置4に送られた冷媒は、減圧装置4を通って空気熱交換器5に到達する。またこの時、減圧装置4では冷媒を極力冷温低圧にしないように適度に絞り量を調整する必要がある。この様にして、空気熱交換器5送られた高温の冷媒は空気熱交換器5に付いた霜と熱交換して霜を解かしながら、圧縮機2に戻る。   Next, the operation of the defrosting operation, which is an operation for defrosting the frost attached to the air heat exchanger 5, will be described. First, the high-temperature and high-pressure refrigerant discharged from the compressor 2 is sent to the radiator 3. At this time, in order to minimize heat exchange on the water side of the radiator 3, it is necessary to reduce the circulation amount of the boiling pump 7. The refrigerant sent from the radiator 3 to the decompression device 4 reaches the air heat exchanger 5 through the decompression device 4. At this time, in the decompression device 4, it is necessary to adjust the throttle amount appropriately so as not to make the refrigerant as cold and cold as possible. In this manner, the high-temperature refrigerant sent to the air heat exchanger 5 returns to the compressor 2 while exchanging heat with the frost attached to the air heat exchanger 5 to defrost.

圧縮機2では冷媒は再び加熱され循環を繰り返し、空気熱交換器5に付いた霜を全て解かすことになる。この時、冷媒は圧縮機2での圧縮による温度上昇に加え、温度の高い圧縮機2の構成部品とも熱交換して加熱されることになる。この様にして、ヒートポンプ6の加熱能力を回復することができる。   In the compressor 2, the refrigerant is heated again and repeatedly circulated, and all the frost attached to the air heat exchanger 5 is dissolved. At this time, the refrigerant is heated by exchanging heat with the components of the compressor 2 having a high temperature in addition to the temperature rise due to the compression in the compressor 2. In this way, the heating capability of the heat pump 6 can be recovered.

また除霜運転を行うタイミングについて説明すると、除霜運転検知手段42は浴槽13への注湯運転が終了した後であって、圧縮機2を停止する前のタイミングで除霜運転を行うようにする。そして、このタイミングで除霜運転を行うので、圧縮機2で加熱される冷媒は、圧縮機2での圧縮による温度上昇に加え、温度の高い圧縮機2の構成部品とも熱交換して加熱されることになり、除霜の発生が生じず、次回のダイレクト運転においてヒートポンプの能力低下を防ぐことができる。   The timing for performing the defrosting operation will be described. The defrosting operation detecting means 42 performs the defrosting operation after the pouring operation to the bathtub 13 is completed and before the compressor 2 is stopped. To do. Since the defrosting operation is performed at this timing, the refrigerant heated by the compressor 2 is heated by exchanging heat with the components of the compressor 2 having a high temperature in addition to the temperature rise due to the compression by the compressor 2. As a result, defrosting does not occur, and it is possible to prevent a decrease in the capacity of the heat pump in the next direct operation.

なお、上記以外のタイミングであって、例えば、給湯端末24である蛇口やシャワーなどへの給湯運転が終了した後であって、圧縮機2を停止する前に行うようにしてもよい。   Note that it may be performed at a timing other than the above, for example, after the hot water supply operation to the faucet or shower which is the hot water supply terminal 24 is finished and before the compressor 2 is stopped.

また、暖房放熱器39の放熱運転が終了後であって、圧縮機2を停止する前に行うようにしてもよい。   Further, it may be performed after the heat radiation operation of the heating radiator 39 is finished and before the compressor 2 is stopped.

さらに、流量計17で検知した出湯量が所定量より多い場合、例えば2.5L/min以上となった場合や、貯湯温度検知手段10a〜10dで検知した温度により推算される貯湯タンク8の蓄熱量が所定量より多い場合で例えば最大貯湯量の50%以上の場合や、運転タイマー37で検知した圧縮機2の運転時間が所定時間より長い場合で例えば圧縮機2の運転時間が30分以上の場合や、大気温度センサー36にて検知した大気温度が所定温度より低い場合で例えば3℃以下の場合や、空気熱交換器温度検知手段で検知した空気
熱交換器5の温度が所定温度より低い場合で例えば3℃以下の場合の何れか1つ以上の組み合わせにより、圧縮機2の運転を停止する前に除霜運転を行うようにしてもよい。
Further, when the amount of hot water detected by the flow meter 17 is larger than a predetermined amount, for example, when it becomes 2.5 L / min or more, or the heat storage of the hot water storage tank 8 estimated by the temperature detected by the hot water temperature detecting means 10a to 10d. When the amount is larger than a predetermined amount, for example, 50% or more of the maximum hot water storage amount, or when the operation time of the compressor 2 detected by the operation timer 37 is longer than the predetermined time, for example, the operation time of the compressor 2 is 30 minutes or more. Or when the atmospheric temperature detected by the atmospheric temperature sensor 36 is lower than a predetermined temperature, for example, 3 ° C. or lower, or the temperature of the air heat exchanger 5 detected by the air heat exchanger temperature detecting means is higher than the predetermined temperature. The defrosting operation may be performed before the operation of the compressor 2 is stopped by any one or more combinations in a case where the temperature is low, for example, 3 ° C. or lower.

この様に、ヒートポンプ6により加熱された湯を直接利用するダイレクト運転が終了し圧縮機を停止する前に除霜を行うことにしたので、圧縮機2で加熱される冷媒は、圧縮機2での圧縮による温度上昇に加え、温度の高い圧縮機2の構成部品とも熱交換して加熱されることになり、除霜の発生が生じず、次回のダイレクト運転においてヒートポンプの能力低下を防ぐことができる。   As described above, since the direct operation using the hot water heated by the heat pump 6 is finished and defrosting is performed before the compressor is stopped, the refrigerant heated by the compressor 2 is the compressor 2. In addition to the temperature rise due to compression, the components of the high-temperature compressor 2 are also heat-exchanged and heated, and defrosting does not occur, preventing the heat pump from degrading in the next direct operation. it can.

以上のように、本発明にかかる給湯機は、ヒートポンプにより加熱された湯を直接利用するダイレクト運転が終了し圧縮機を停止する前に除霜を行う除霜運転手段を設けたので、次回のダイレクト運転においてヒートポンプの能力低下を防止し、湯切れを防ぐことができるヒートポンプ給湯機として有用である。   As described above, the water heater according to the present invention is provided with the defrosting operation means for performing defrosting before the direct operation using the hot water heated directly by the heat pump is finished and stopping the compressor. In direct operation, it is useful as a heat pump water heater that can prevent a decrease in the capacity of the heat pump and prevent hot water from running out.

本発明の実施の形態における給湯機の回路図Circuit diagram of a water heater in an embodiment of the present invention 従来の給湯機の回路図Circuit diagram of a conventional water heater

符号の説明Explanation of symbols

1 加熱源
2 圧縮機
5 空気熱交換器
6 ヒートポンプ
7 沸上げポンプ
8 貯湯タンク
13 浴槽
24 給湯端末
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Heating source 2 Compressor 5 Air heat exchanger 6 Heat pump 7 Boiling pump 8 Hot water storage tank 13 Bathtub 24 Hot water supply terminal

Claims (10)

沸き上げポンプにより貯湯タンクの底部より水を循環させることによって、貯湯タンク内の水をヒートポンプにより加熱し、高温の湯を前記貯湯タンク内に貯める給湯機において、ヒートポンプにより加熱された湯を直接利用するダイレクト運転が終了し圧縮機を停止する前に除霜運転を行う除霜運転手段を設けたこと特長とするヒートポンプ給湯機。 The water in the hot water storage tank is heated by the heat pump by circulating water from the bottom of the hot water storage tank by the boiling pump, and the hot water heated by the heat pump is directly used in the hot water storage device that stores the hot water in the hot water storage tank. A heat pump water heater characterized by having a defrosting operation means for performing a defrosting operation before the direct operation is finished and the compressor is stopped. 圧縮機を停止するまでのヒートポンプ給湯機の運転は、浴槽への湯張り運転であることを特長とする請求項1記載のヒートポンプ給湯機。 The heat pump water heater according to claim 1, wherein the operation of the heat pump water heater until the compressor is stopped is a hot water filling operation to the bathtub. 圧縮機を停止するまでのヒートポンプ給湯機の運転は、給湯端末である蛇口やシャワーなどへの給湯運転であることを特長とする請求項1記載のヒートポンプ給湯機。 2. The heat pump water heater according to claim 1, wherein the operation of the heat pump water heater until the compressor is stopped is a hot water supply operation to a faucet or a shower as a hot water supply terminal. 圧縮機を停止するまでのヒートポンプ給湯機の運転は、湯を用いた床暖房などの放熱運転であることを特長とする請求項1記載のヒートポンプ給湯機。 The heat pump water heater according to claim 1, wherein the operation of the heat pump water heater until the compressor is stopped is a heat radiation operation such as floor heating using hot water. 除霜運転手段はダイレクト運転での出湯量が所定量より多い場合に除霜運転を行うことを特長とする請求項請求項1〜4の何れか1項に記載のヒートポンプ給湯機。 The heat pump water heater according to any one of claims 1 to 4, wherein the defrosting operation means performs the defrosting operation when the amount of hot water discharged in the direct operation is larger than a predetermined amount. 除霜運転手段は貯湯タンク内の蓄熱量が所定量より多い場合に除霜運転を行うことを特長とする請求項請求項1〜4の何れか1項に記載のヒートポンプ給湯機。 The heat pump water heater according to any one of claims 1 to 4, wherein the defrosting operation means performs the defrosting operation when the amount of heat stored in the hot water storage tank is larger than a predetermined amount. 除霜運転手段は圧縮機の停止前までの運転時間が所定時間より長い場合に除霜運転を行うことを特長とする請求項1〜4の何れか1項に記載のヒートポンプ給湯機。 The heat pump water heater according to any one of claims 1 to 4, wherein the defrosting operation means performs the defrosting operation when the operation time before the stop of the compressor is longer than a predetermined time. 除霜運転手段は外気温度が所定の温度より低い場合に除霜運転を行うことを特長とする請求項1〜4の何れか1項に記載のヒートポンプ給湯機。 The heat pump water heater according to any one of claims 1 to 4, wherein the defrosting operation means performs the defrosting operation when the outside air temperature is lower than a predetermined temperature. 除霜運転手段は大気と冷媒の熱交換を行う空気熱交換器の温度が所定の温度より低い場合に除霜運転を行うことを特長とする請求項1〜4の何れか1項に記載のヒートポンプ給湯機。 5. The defrosting operation unit according to claim 1, wherein the defrosting operation unit performs the defrosting operation when the temperature of the air heat exchanger that performs heat exchange between the atmosphere and the refrigerant is lower than a predetermined temperature. Heat pump water heater. ヒートポンプに臨界圧力以上に昇圧された冷媒を用いたことを特徴とする請求項1〜9に記載のヒートポンプ給湯機。 The heat pump water heater according to claim 1, wherein a refrigerant whose pressure is raised to a critical pressure or higher is used for the heat pump.
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Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
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JP2011208839A (en) * 2010-03-29 2011-10-20 Rinnai Corp Hot water supply system
JP2012154516A (en) * 2011-01-24 2012-08-16 Mitsubishi Electric Corp Heat pump water heater
JP2015155765A (en) * 2014-02-20 2015-08-27 パナソニックIpマネジメント株式会社 heat pump water heater

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