JP5387102B2 - Heat pump water heater - Google Patents
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Description
本発明は、ヒートポンプを用いて沸き上げた温水を貯湯して用いる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 uses hot water boiled using a heat pump.
従来、この種のヒートポンプ給湯機は、図6に示すような構造を有していた。 Conventionally, this type of heat pump water heater has a structure as shown in FIG.
図6において、1は圧縮機、2は放熱器、3は膨張弁、4は蒸発器であり、これらはこの順で環状に構成され、ヒートポンプサイクル5を形成している。
In FIG. 6, 1 is a compressor, 2 is a radiator, 3 is an expansion valve, and 4 is an evaporator. These are configured in an annular shape in this order to form a
また、31は貯湯タンク、32は循環ポンプ、33は三方弁であり、貯湯タンク31の下部から循環ポンプ32、放熱器2、三方弁33を経て貯湯タンク31の上部または下部へ還流する貯湯回路36を構成している。また、34は給湯混合弁、35は沸き上げ温度センサであり、給湯混合弁34は供給水配管と貯湯タンク31からの給湯配管の混合部に設けられ、沸き上げ温度センサ35は放熱器2の水側出口配管上に配管の外側から接触するように備えられている。
Further, 31 is a hot water storage tank, 32 is a circulation pump, and 33 is a three-way valve. A hot water storage circuit that returns from the lower part of the hot
以上のように構成されたヒートポンプ給湯機について、以下にその動作を説明する。
沸き上げ運転中は、圧縮機1はヒートポンプサイクル5内に冷媒を循環させ、循環ポンプ32は貯湯回路36内に水を循環させ、沸き上げられた温水温度が十分に高い場合には、沸きあげた温水を貯湯タンク31の上部に還流して貯湯する。
The operation of the heat pump water heater configured as described above will be described below.
During the boiling operation, the
ヒートポンプサイクル5においては、冷媒は、圧縮機1において高温高圧にされた後に放熱器2に供給され、水と熱交換を行って放熱した後に膨張弁3で減圧されて低温低圧となり、蒸発器4において大気より受熱して再び圧縮機1に供給される。
In the
一方、外気温度が低く、蒸発器4に霜が付着した場合には、これを除去すべく、沸き上げ運転から除霜運転へと切り換えを行う。除霜運転を開始すると、循環ポンプ32を停止
させ、また、膨張弁3における減圧量を少なくして、0℃以上の冷媒を蒸発器4に供給して、付着した霜を融解させて除去する。
On the other hand, when the outside air temperature is low and frost is attached to the
付着した霜が十分に除去できたら、再び温水を沸き上げるべく除霜運転から沸き上げ運転へと切り換える。このとき、放熱器2出口における沸き上げ温度(加熱温度)によって、貯湯タンク31上部と下部のいずれかに連通する流路を、三方弁33により選択して貯湯タンク31に還流する。三方弁33は、目標加熱温度に対して沸き上げ温度が一定温度差以上低い中温水を生成している間は、貯湯タンク31下部に還流する流路を選択し、目標加熱温度(目標沸き上げ温度)に対して沸き上げ温度が一定温度差以内になると、貯湯タンク31上部に還流する流路を選択するように切り換える。
When the adhering frost has been sufficiently removed, the operation is switched from the defrosting operation to the boiling operation in order to boil the hot water again. At this time, the flow path communicating with either the upper part or the lower part of the hot
上記のように三方弁33を動作することにより、中温水を貯湯タンク31下部への還流することによる上部の温水温度の低下を抑制して、沸き上げ完了時点において貯湯タンク31内に蓄熱される熱量がより大きくなるように作用している(例えば、特許文献1参照)。
By operating the three-
ところが、中温水を貯湯タンク31下部へ還流すると、貯湯タンク31下部の冷水温度が上昇するため、放熱器2へ供給される入水温度が上昇し、ヒートポンプサイクル5による沸き上げ運転時のエネルギー効率が低下してしまう。とりわけ、除霜運転を繰り返し行ったときには、供給水温度は大きく上昇してしまう。
However, when the medium temperature water is returned to the lower part of the hot
したがって、沸き上げ運転におけるエネルギー効率向上の観点から考えれば、上記のようにして生成した中温水を多量に貯湯タンク31の下部に還流することは良策ではなく、沸き上げ温度をより早く目標加熱温度に近づけ、貯湯タンク31下部に還流される中温水の量を抑制するのが合理的である。
Therefore, from the viewpoint of improving the energy efficiency in the boiling operation, it is not a good measure to recirculate a large amount of the medium-temperature water generated as described above to the lower part of the hot
従来のヒートポンプ給湯機における三方弁33などの流路切り換え手段は、除霜運転からの復帰過程において生成する中温水を多量に貯湯タンク31下部に還流していたため、除霜運転を行うたびに入水温度が上昇し、ヒートポンプサイクル5による沸き上げ運転時のエネルギー効率が大きく低下するという問題点を有していた。
Since the flow path switching means such as the three-
また、上記特許文献1に記載のヒートポンプ給湯機は、除霜運転からの復帰過程において、循環ポンプを遅延して所定の出力にするか、あるいは停止または小出力にするものである。発明そのものの目的は生成される中温水を多量に貯湯タンク11上部に還流することによる貯湯温度の低下を抑止することであるが、中温水の生成量を抑制する目的は共通であり、上記の課題に対しても有効である。
Moreover, the heat pump water heater described in
しかしながら、目標加熱温度により生成する中温水の量は異なり、目標加熱温度によっては中温水の生成量が増大してしまい、入水温度が上昇し、ヒートポンプサイクル5による沸き上げ運転時のエネルギー効率が大きく低下するという課題があった。
However, the amount of medium-temperature water generated differs depending on the target heating temperature. Depending on the target heating temperature, the amount of medium-temperature water generated increases, the incoming water temperature rises, and the energy efficiency during the heating operation by the
本発明は上記の課題を解決するものであり、除霜運転からの復帰過程において、放熱器への入水温度の上昇を抑制し、高いエネルギー効率で沸き上げ運転を行うことができるヒートポンプ給湯機を提供することを目的とする。 The present invention solves the above-described problem, and a heat pump water heater capable of suppressing a rise in the temperature of water entering the radiator and performing a boiling operation with high energy efficiency in the return process from the defrosting operation. The purpose is to provide.
上記目的を達成するために、本発明のヒートポンプ給湯機は、圧縮機、放熱器、減圧手段、蒸発器を順に接続したヒートポンプサイクルと、前記放熱器にて加熱された被加熱流体を貯湯する貯湯タンクと、前記被加熱流体を前記放熱器を介して前記貯湯タンクへ還流させる循環ポンプと、前記放熱器と前記貯湯タンクの略上部とを連通する上側流路、前記放熱器と前記貯湯タンクの略下部とを連通する下側流路、前記上側流路と前記下側流路のどちらかを選択して流路を切り換える流路切り換え手段を有する貯湯回路と、前記放熱器にて加熱された被加熱流体の温度を検知する温度センサと、制御手段とを備え、前記蒸発器の着霜を除去するための除霜運転から、前記循環ポンプ、前記圧縮機を運転させて前記放熱器にて前記被加熱流体を加熱し前記貯湯タンクへ貯湯する貯湯運転への変更後に、前記制御手段は、前記温度センサの検知温度が所定温度以上になると、前記流路切り換え手段を前記下側流路と連通している状態から、前記上側流路と連通するように切り換えるとともに、前記除霜運転終了後で、かつ、前記流路切り換え手段が前記下側流路と連通している状態のときには、前記循環ポンプの出力は、前記放熱器での予め設定された被加熱流体の目標加熱温度が高いほど、小さくなるように設定されていることを特徴とするもので、除霜運転から沸き上げ運転へと切り換えるとき、目標加熱温度によって異なる出力で循環ポンプを運転することによって、除霜運転からの復帰過程において、貯湯タンクの略下部へ還流する中温水の量を抑制することができるので、貯湯タンクの略下部の冷水の温度を低く維持し、高いエネルギー効率で沸き上げ運転を行うことができるという効果を得ることができる。 In order to achieve the above object, a heat pump water heater of the present invention includes a heat pump cycle in which a compressor, a radiator, a decompression means, and an evaporator are connected in order, and a hot water storage for storing hot fluid heated by the radiator. A tank, a circulation pump that recirculates the heated fluid to the hot water storage tank via the radiator, an upper flow path that communicates the radiator and a substantially upper portion of the hot water storage tank, and the radiator and the hot water storage tank. A hot water storage circuit having flow path switching means for switching between a lower flow path communicating with a substantially lower portion, the upper flow path and the lower flow path, and heated by the radiator A temperature sensor for detecting the temperature of the fluid to be heated, and a control unit, and from the defrosting operation for removing frost formation of the evaporator, the circulating pump and the compressor are operated and the radiator Adding the heated fluid After change to the hot water storage operation for the hot water storage to the hot water storage tank, wherein, when the detected temperature of the temperature sensor becomes equal to or higher than a predetermined temperature, the flow path switching means from the state in communication with the lower passage In addition, when switching to communicate with the upper flow path, and after the defrosting operation is completed, and when the flow path switching means is in communication with the lower flow path, the output of the circulation pump is: It is characterized in that it is set so as to be smaller as the target heating temperature of the fluid to be heated set in advance in the radiator is higher. When switching from the defrosting operation to the boiling operation, the target heating is performed. By operating the circulation pump with different output depending on the temperature, it is possible to suppress the amount of intermediate temperature water returning to the substantially lower part of the hot water storage tank in the return process from the defrosting operation. The cold water temperature of substantially lower portion of the tank is kept low, it is possible to obtain an effect that it is possible to perform boiling with high energy efficiency operation.
本発明によれば、除霜運転からの復帰過程において、放熱器への入水温度の上昇を抑制し、高いエネルギー効率で沸き上げ運転を行うことができるヒートポンプ給湯機を提供できる。 ADVANTAGE OF THE INVENTION According to this invention, in the return process from a defrost operation, the raise of the incoming water temperature to a radiator can be suppressed, and the heat pump water heater which can perform a boiling operation with high energy efficiency can be provided.
第1の発明は、圧縮機、放熱器、減圧手段、蒸発器を順に接続したヒートポンプサイクルと、前記放熱器にて加熱された被加熱流体を貯湯する貯湯タンクと、前記被加熱流体を前記放熱器を介して前記貯湯タンクへ還流させる循環ポンプと、前記放熱器と前記貯湯タンクの略上部とを連通する上側流路、前記放熱器と前記貯湯タンクの略下部とを連通する下側流路、前記上側流路と前記下側流路のどちらかを選択して流路を切り換える流路切り換え手段を有する貯湯回路と、前記放熱器にて加熱された被加熱流体の温度を検知する温度センサと、制御手段とを備え、前記蒸発器の着霜を除去するための除霜運転から、前記循環ポンプ、前記圧縮機を運転させて前記放熱器にて前記被加熱流体を加熱し前記貯湯タンクへ貯湯する貯湯運転への変更後に、前記制御手段は、前記温度センサの検知温度が所定温度以上になると、前記流路切り換え手段を前記下側流路と連通している状態から、前記上側流路と連通するように切り換えるとともに、前記除霜運転終了後で、かつ、前記流路切り換え手段が前記下側流路と連通している状態のときには、前記循環ポンプの出力は
、前記放熱器での予め設定された被加熱流体の目標加熱温度が高いほど、小さくなるように設定されていることを特徴とするもので、除霜運転から貯湯運転への変更時に、ヒートポンプの定常運転状態において高圧側の圧力・温度が高いときには、循環ポンプを小さな出力で運転して、放熱器を流通する水の流量を低減し、高圧側の圧力・温度を早期に定常運転状態の圧力・温度へと到達させ、除霜運転からの復帰過程において生成する中温水の沸き上げ量を低減し、これが還流されることによる貯湯タンク略下部の冷水温度の上昇を抑制し、除霜運転回数が増加しても、入水温度を低く維持して、高いエネルギー効率で運転することができる。
A first invention includes a heat pump cycle in which a compressor, a radiator, a decompression unit, and an evaporator are connected in order, a hot water storage tank that stores a heated fluid heated by the radiator, and the heated fluid that radiates the heated fluid. A circulation pump that recirculates to the hot water storage tank via a heater, an upper flow path that communicates the radiator and a substantially upper portion of the hot water storage tank, and a lower flow path that communicates the radiator and a substantially lower portion of the hot water storage tank A hot water storage circuit having channel switching means for switching between the channels by selecting either the upper channel or the lower channel, and a temperature sensor for detecting the temperature of the heated fluid heated by the radiator And the control means, and from the defrosting operation for removing the frost formation of the evaporator, the circulating pump and the compressor are operated to heat the heated fluid with the radiator and the hot water storage tank Change to hot water storage operation to store hot water Later, the control means, when the detection temperature of the temperature sensor becomes equal to or higher than a predetermined temperature, the flow path switching means from the state in communication with said lower passage, with switched so as to communicate with the upper channel When the defrosting operation is completed and the flow path switching unit is in communication with the lower flow path, the output of the circulation pump is a preset fluid to be heated in the radiator. as the target heating temperature is high, characterized in that it is set to be smaller, when changing to the hot-water stocking operation from defrosting operation, when the pressure and temperature of the high-pressure side is higher in the steady operating state of the heat pump Operate the circulation pump with a small output, reduce the flow rate of water flowing through the radiator, and quickly reach the pressure and temperature on the high-pressure side to the steady-state pressure and temperature to return from the defrosting operation. Excessive The amount of boiling of the medium-temperature water generated in is reduced, the rise of the chilled water temperature in the lower part of the hot water storage tank due to the reflux is suppressed, and the incoming water temperature is kept low even if the number of defrosting operations is increased, It can be operated with high energy efficiency.
また、除霜運転からの復帰過程において生成する中温水の沸き上げ量を低減し、また、流路切り換え手段が循環ポンプを所定の出力で運転している間に前記上側流路を選択することによって、中温水が還流されることによる貯湯タンク略下部の冷水温度の上昇を抑制し、除霜運転回数が増加しても、入水温度を低く維持して、高いエネルギー効率で運転することができる。 Further, the amount of boiling of the medium temperature water generated in the return process from the defrosting operation is reduced, and the upper flow path is selected while the flow path switching means is operating the circulation pump at a predetermined output. By suppressing the rise of the chilled water temperature at the lower part of the hot water storage tank due to the reflux of the medium temperature water, even if the number of defrosting operations is increased, the incoming water temperature can be kept low and the operation can be performed with high energy efficiency .
第2の発明は、前記放熱器での予め設定された被加熱流体の目標加熱温度が高いほど、前記目標加熱温度と、前記流路切り換え手段が前記上側流路と連通するときの前記放熱器での被加熱流体の加熱温度との偏差が大きくなることを特徴とするもので、目標加熱温度が高いときには、沸き上げ温度が目標加熱温度に対して偏差が大きくとも前記上側流路を選択することによって、除霜運転からの復帰過程において生成する比較的高温の中温水の沸き上げ量を低減し、これが還流されることによる貯湯タンク略下部冷水温度の上昇を抑制し、除霜運転回数が増加しても、入水温度を低く維持して、高いエネルギー効率で運転することができる。 The second invention, as the target heating temperature of the preset heated fluid in front Symbol radiator is high, and the target heating temperature, the heat radiation at the time of the channel switching means communicates with the upper channel When the target heating temperature is high, the upper flow path is selected even if the boiling temperature has a large deviation from the target heating temperature. By reducing the amount of boiling of relatively hot medium-temperature water generated during the return process from the defrosting operation and suppressing the rise of the chilled water temperature in the lower part of the hot water storage tank due to the recirculation, the number of defrosting operations Even if the water temperature increases, it is possible to operate with high energy efficiency while keeping the water temperature low.
第3の発明は、貯湯運転時、ヒートポンプサイクルの高圧側が超臨界圧力で運転することを特徴とするもので、冷媒を超臨界状態にして出湯温度90℃に到達するような高温での沸き上げ運転時に生成する中温水を貯湯タンク上部に還流して沸き上げ運転時の入水温度の上昇を抑制し、高いエネルギー効率で沸き上げ運転を行うことができる。 The third invention is characterized in that during hot water storage operation, the high pressure side of the heat pump cycle is operated at supercritical pressure, and the refrigerant is brought to a supercritical state and heated to a hot water temperature reaching 90 ° C. The medium temperature water generated during operation is returned to the upper part of the hot water storage tank to suppress an increase in the incoming water temperature during the boiling operation, and the boiling operation can be performed with high energy efficiency.
第4の発明は、ヒートポンプサイクルの冷媒として、二酸化炭素を用いることを特徴とするもので、冷媒の発火や爆発の危険性なく、高いエネルギー効率で沸き上げ運転を行うことができる。 The fourth invention is characterized in that carbon dioxide is used as the refrigerant of the heat pump cycle, and the boiling operation can be performed with high energy efficiency without risk of ignition or explosion of the refrigerant.
以下、本発明の実施の形態におけるヒートポンプ給湯機について、図面を参照しながら述べる。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。 Hereinafter, a heat pump water heater in an embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings. Note that the present invention is not limited to the embodiments.
(実施の形態1)
まず、本発明の実施の形態1におけるヒートポンプ給湯機の構成について述べる。図1において、13は流路切り換え手段である三方弁、14は循環ポンプ制御手段、15は三方弁制御手段、16は沸き上げ温度センサである。
(Embodiment 1)
First, the configuration of the heat pump water heater in
次に、上記のように構成されたヒートポンプ給湯機の動作および作用について述べる。 Next, the operation and action of the heat pump water heater configured as described above will be described.
沸き上げ温度と目標加熱温度の偏差が一定温度差以内になったときの動作および作用は従来のヒートポンプ給湯機に同じであるので詳細な説明は省略し、ここでは、除霜運転から沸き上げ運転を再開するときの動作および作用について説明する。 Since the operation and action when the deviation between the boiling temperature and the target heating temperature is within a certain temperature difference are the same as those of the conventional heat pump water heater, a detailed explanation is omitted. Here, the defrosting operation to the boiling operation is omitted. The operation and action when restarting will be described.
除霜運転中は、循環ポンプ12を停止させ、また、膨張弁3を十分に開いて、0℃以上の冷媒を蒸発器4に供給して、付着した霜を融解させて除去する。除霜運転の終了が判断されると、膨張弁3を絞ってヒートポンプが沸き上げ運転を再開すると同時に、循環ポン
プ12も運転を再開する。この沸き上げ運転再開直後の除霜運転からの復帰過程においては、放熱器2を出た温水の温度は目標加熱温度Tw2に対して十分に高くなく、三方弁13は貯湯タンク11下部に連通する流路を選択している。
During the defrosting operation, the
また、循環ポンプ制御手段14は、予め定められ、定常運転状態における出力よりも小さい固定の出力で循環ポンプ12を運転する。沸き上げ温度センサ16によって検知された沸き上げ温度(加熱温度)が、予め定められた三方弁13の流路切り換え温度より高くなると、三方弁制御手段15は三方弁13を切り換えて、貯湯タンク11上部に連通する流路を選択し、沸き上げ温度センサ16によって検知された沸き上げ温度が予め定められた三方弁13の循環ポンプ切り換え温度より高くなると、循環ポンプ制御手段14は循環ポンプ12の出力を沸き上げ温度によってフィードバック制御によって決定するように切り換える。
The circulation pump control means 14 operates the
この三方弁13が選択する流路を決定する三方弁制御手段15と、循環ポンプ12の出力を循環ポンプ制御手段14のフローチャートを図2に示す。また、各目標加熱温度Tw2に対する流路切り換え温度Taと循環ポンプ切り換え温度Tbの対応表を図3に、循環ポンプ12の出力Pbの対応表を図4に示す。
FIG. 2 shows a flowchart of the three-way valve control means 15 for determining the flow path selected by the three-
図2に示すように、蒸発器4への着霜が確認されると三方弁13は貯湯タンク11下部に連通する流路を選択するように切り換えられ、循環ポンプ12の運転は停止され、除霜運転が開始される。その後、蒸発器に付着した霜が除去されたことを確認すると、除霜運転は終了され、ヒートポンプが沸き上げ運転を再開する。
As shown in FIG. 2, when frost formation on the
このとき、循環ポンプ12は定常運転状態における出力よりも小さい固定出力で運転されるが、このときの出力は目標加熱温度Tw2に対応して図4に示す循環ポンプ12の出力Pbの対応表に基づいて決定される。例えば、目標加熱温度が65℃であれば、循環ポンプ制御手段14は循環ポンプ12の出力が20%になるように制御して運転する。
At this time, the
その後、沸き上げ温度センサ16によって検知された沸き上げ温度が図3に示す流路切り換え温度Ta(目標加熱温度が65℃であるときは25℃)に到達したか否かを判断し、沸き上げ温度が流路切り換え温度Taに到達していれば、三方弁制御手段15は三方弁13を貯湯タンク11上部に連通する流路に切り換える。
Thereafter, it is determined whether or not the boiling temperature detected by the boiling
さらに、沸き上げ温度センサ16によって検知された沸き上げ温度が図3に示す循環ポンプ換え温度Tb(目標加熱温度が65℃であるときは50℃)に到達したか否かを判断し、沸き上げ温度が流路切り換え温度Tbに到達していれば、循環ポンプ制御手段14は沸き上げ温度センサ16によって検知される沸き上げ温度を被制御変数として循環ポンプの出力Pbをフィードバック制御により決定する。
Further, it is determined whether or not the boiling temperature detected by the boiling
上記のように循環ポンプ12および三方弁13を制御して動作させることによって、沸き上げ温度が低い中温水の生成量を抑制するとともに、早期に三方弁13が流路を切り換えて貯湯タンク11上部に還流し、除霜運転を行うたびに上昇していた貯湯タンク11下部の冷水温度を低く維持し、放熱器2に供給される入水温度の上昇を抑制することができる。
By controlling and operating the
このようにすることによって、ヒートポンプによる沸き上げ運転時のエネルギー効率を高くして、消費電力量を低減することができる。 By doing in this way, the energy efficiency at the time of the boiling operation by a heat pump can be made high, and power consumption can be reduced.
本実施の形態によれば、上記の構成により、除霜運転終了直後の沸き上げ運転再開時に、沸き上げ温度が予め定められた循環ポンプ切り換え温度Tbに到達するまでは、予め定
められた出力で運転し、かつ予め定められた出力は目標加熱温度Tw2が高いほど小さい循環ポンプ12と、沸き上げ温度が予め定められた流路切り換え温度Taになると貯湯タンク11の下部から上部に連通するように流路を切り換える三方弁13を備え、循環ポンプ切り換え温度Tbを流路切り換え温度Taよりも高くし、除霜運転からの復帰過程において生成する中温水の生成量を抑制するとともに、貯湯タンク11下部に還流される中温水の量を抑制することによって、沸き上げ運転時に高いエネルギー効率を実現できるという効果を奏する。
According to the present embodiment, with the above configuration, when the boiling operation is resumed immediately after the end of the defrosting operation, until the boiling temperature reaches the predetermined circulation pump switching temperature Tb, the predetermined output is used. When the target heating temperature Tw2 is higher, the circulating
(実施の形態2)
次に、本発明の実施の形態2におけるヒートポンプ給湯機の構成は、実施の形態1と同一であり、その説明は省略する。本実施の形態における循環ポンプ12と三方弁13は、それぞれ循環ポンプ制御手段14と三方弁制御手段15によって、図5に示すようなフローチャートに従って、制御され動作する。
(Embodiment 2)
Next, the configuration of the heat pump water heater in the second embodiment of the present invention is the same as that in the first embodiment, and the description thereof is omitted. The
この三方弁13が選択する流路を決定する三方弁制御手段15と、循環ポンプ12の出力を循環ポンプ制御手段14のフローチャートを図2に示す。また、各目標加熱温度Tw2に対する流路切り換え温度Taと循環ポンプ切り換え温度Tbの対応表を図3に、循環ポンプの出力Pbの対応表を図4に示す。
FIG. 2 shows a flowchart of the three-way valve control means 15 for determining the flow path selected by the three-
図2に示すように、蒸発器4への着霜が確認されると三方弁13は貯湯タンク11下部に連通する流路を選択するように切り換えられ、循環ポンプ12の運転は停止され、除霜運転が開始される。その後、蒸発器に付着した霜が除去されたことを確認すると、除霜運転は終了され、ヒートポンプが沸き上げ運転を再開する。
As shown in FIG. 2, when frost formation on the
このとき、循環ポンプ12は定常運転状態における出力よりも小さい固定出力で運転されるが、このときの出力は目標加熱温度Tw2に対応して図4に示す循環ポンプ12の出力Pbの対応表に基づいて決定される。
At this time, the
例えば、目標加熱温度が65℃であれば、循環ポンプ制御手段14は循環ポンプ12の出力を20%になるように制御して運転する。その後、沸き上げ温度センサ16によって検知された沸き上げ温度(加熱温度)が、図3に示す流路切り換え温度Ta(目標加熱温度が65℃であるときは25℃)に到達したか否かを判断し、沸き上げ温度が流路切り換え温度Taに到達していれば、三方弁制御手段15は三方弁13を貯湯タンク11上部に連通する流路に切り換える。
For example, if the target heating temperature is 65 ° C., the circulation pump control means 14 operates by controlling the output of the
さらに、沸き上げ温度センサ16によって検知された沸き上げ温度が、図3に示す循環ポンプ換え温度Tbに到達したか否かを判断し、沸き上げ温度が流路切り換え温度Tbに到達していれば、循環ポンプ制御手段14は循環ポンプ12を沸き上げ温度センサ16によって検知される沸き上げ温度を被制御変数として循環ポンプの出力Pbをフィードバック制御により決定する。
Further, it is determined whether or not the boiling temperature detected by the boiling
上記のように循環ポンプ12および三方弁13を制御して動作させることによって、沸き上げ温度が低い中温水の生成量を抑制するとともに、早期に三方弁13が流路を切り換えて貯湯タンク11上部に還流し、特に、高温沸き上げ運転時(例えば85℃沸き上げ運転時)において、除霜運転を行うたびに上昇していた貯湯タンク11下部の冷水温度を低く維持し、放熱器2に供給される入水温度の上昇を抑制することができる。
By controlling and operating the
このようにすることによって、ヒートポンプによる沸き上げ運転時のエネルギー効率を高くして、消費電力量を低減することができる。 By doing in this way, the energy efficiency at the time of the boiling operation by a heat pump can be made high, and power consumption can be reduced.
本実施の形態によれば、上記の構成により、除霜運転終了直後の沸き上げ運転再開時に、沸き上げ温度が予め定められた循環ポンプ切り換え温度Tbに到達するまでは循環ポンプ12を予め定められた出力で運転し、予め定められた出力を目標加熱温度Tw2が高いほど小さくする循環ポンプ12と、沸き上げ温度が予め定められた流路切り換え温度Taになると貯湯タンク11の下部から上部に連通するように流路を切り換える三方弁13を備え、目標加熱温度Tw2が高いほど目標加熱温度Tw2と流路切り換え温度Taの偏差が大きくなるようにし、除霜運転からの復帰過程において生成する中温水の生成量を抑制するとともに、特に、高温沸き上げ運転時における貯湯タンク11下部に還流される中温水の量を抑制することによって、沸き上げ運転時に高いエネルギー効率を実現できるという効果を奏する。
According to the present embodiment, with the above configuration, when resuming the boiling operation immediately after the end of the defrosting operation, the
本発明の貯湯式ヒートポンプ給湯機は、除霜運転終了直後の沸き上げ運転再開時において、目標加熱温度によって異なる出力で運転する循環ポンプ制御手段を備え、除霜運転からの復帰過程で生成し、目標加熱温度に到達しない中温水の沸き上げ量を目標加熱温度に対応して適切に抑制することによって、除霜運転のたびに放熱器に供給される供給水の温度が上昇するのを抑制して、高いエネルギー効率で沸き上げ運転を行うことを可能にするという効果を有するので、ヒートポンプ給湯機の省エネルギー化に対して有用である。 The hot water storage type heat pump water heater of the present invention comprises a circulation pump control means that operates at an output different depending on the target heating temperature at the time of resuming the boiling operation immediately after the end of the defrosting operation, By appropriately suppressing the amount of boiling of medium-temperature water that does not reach the target heating temperature in accordance with the target heating temperature, the temperature of the supply water supplied to the radiator is suppressed from rising every time the defrosting operation is performed. In addition, since it has an effect of enabling the boiling operation with high energy efficiency, it is useful for energy saving of the heat pump water heater.
1 圧縮機
2 放熱器
3 膨張弁
4 蒸発器
5 ヒートポンプサイクル
11 貯湯タンク
12 循環ポンプ
13 三方弁
15 三方弁制御手段
16 沸き上げ温度センサ
17 貯湯回路
21 ヒートポンプユニット
22 貯湯ユニット
DESCRIPTION OF
Claims (4)
するように切り換えるとともに、前記除霜運転終了後で、かつ、前記流路切り換え手段が前記下側流路と連通している状態のときには、前記循環ポンプの出力は、前記放熱器での予め設定された被加熱流体の目標加熱温度が高いほど、小さくなるように設定されていることを特徴とするヒートポンプ給湯機。 A heat pump cycle in which a compressor, a radiator, a decompressing means, and an evaporator are connected in order; a hot water storage tank for storing hot fluid heated by the radiator; and the hot water storage via the radiator A circulation pump that recirculates to the tank; an upper flow path that communicates the radiator and a substantially upper portion of the hot water storage tank; a lower flow path that communicates the radiator and a substantially lower portion of the hot water storage tank; A hot water storage circuit having flow path switching means for selecting one of the lower flow paths and switching the flow path, a temperature sensor for detecting the temperature of the heated fluid heated by the radiator, and a control means. From the defrosting operation for removing frost formation of the evaporator to the hot water storage operation in which the circulating pump and the compressor are operated to heat the heated fluid with the radiator and store the hot water in the hot water storage tank. after changes to the system Means, said when the temperature detected by the temperature sensor becomes equal to or higher than a predetermined temperature, the flow path switching means from the state in communication with the lower channel, said upper channel and communicating
When the defrosting operation is completed and when the flow path switching means is in communication with the lower flow path, the output of the circulation pump is preset by the radiator. A heat pump water heater, which is set to be smaller as the target heating temperature of the heated fluid is higher.
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