JP3976773B2 - Heat pump water heater - Google Patents
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Description
本発明は,圧縮機や膨張器などが設けられた冷媒循環経路に循環する冷媒との熱交換によって水を加熱して給湯するヒートポンプ給湯機に関し,特に,当該ヒートポンプ給湯機のエネルギー消費効率(COP)の向上を図る技術に関するものである。 The present invention relates to a heat pump water heater that heats and supplies water by heat exchange with a refrigerant that circulates in a refrigerant circulation path provided with a compressor, an expander, and the like, and in particular, the energy consumption efficiency (COP) of the heat pump water heater. ).
一般に,圧縮機や膨張器などが設けられた冷媒循環経路に循環する冷媒との熱交換によって水を加熱する水加熱用熱交換器(第一の水熱交換器に相当)を具備し,該水加熱用熱交換器で加熱された後の温水を貯湯タンクに貯留して,必要に応じて該貯湯タンク内の温水を供給するヒートポンプ給湯機が周知である。なお,前記貯湯タンク内の上層には前記水加熱用熱交換器で加熱された高温の温水,下層には水道から供給された低温の水が積層されている。前記ヒートポンプ給湯機では,前記貯湯タンクの下層に貯留された低温の水が前記水加熱用熱交換器で加熱された後,前記貯湯タンクの上層に積層されるように水の流通経路が設けられている。
また,前記ヒートポンプ給湯機には,前記貯湯タンクに貯留された高温の温水を熱媒体として用いる床暖房などの暖房回路や風呂の追い焚き回路が接続されることがある(例えば,特許文献1参照)。この場合,前記貯湯タンクには,前記暖房回路で熱媒体として用いられて温度が下げられた比較的低温の温水(以下,「中温水」という)が還流することになる。これにより,前記ヒートポンプ給湯機では,前記水加熱用熱交換器において中温水と冷媒との熱交換が行われる。そのため,前記水加熱用熱交換器における熱交換効率が悪くなり,当該ヒートポンプ給湯機のエネルギー消費効率(COP)が悪くなるという問題が生じる。例えば,15℃の水を65℃まで加熱するときのエネルギー消費効率が3〜4程度であるのに対し,45℃の中温水を65℃まで加熱するときのエネルギー消費効率は1〜2程度になる。
In general, a water heating heat exchanger (corresponding to a first water heat exchanger) for heating water by heat exchange with a refrigerant circulating in a refrigerant circulation path provided with a compressor or an expander is provided, 2. Description of the Related Art A heat pump water heater that stores hot water heated by a heat exchanger for water heating in a hot water storage tank and supplies the hot water in the hot water storage tank as necessary is well known. Note that high temperature hot water heated by the water heating heat exchanger is laminated on the upper layer in the hot water storage tank, and low temperature water supplied from the water supply is laminated on the lower layer. In the heat pump water heater, a water flow path is provided so that low-temperature water stored in a lower layer of the hot water storage tank is heated by the water heating heat exchanger and then stacked on the upper layer of the hot water storage tank. ing.
In addition, the heat pump water heater may be connected to a heating circuit such as floor heating using a hot hot water stored in the hot water storage tank as a heat medium or a reheating circuit of a bath (for example, see Patent Document 1). ). In this case, hot water having a relatively low temperature (hereinafter referred to as “medium temperature water”), which is used as a heat medium in the heating circuit and lowered in temperature, flows back to the hot water storage tank. Thereby, in the heat pump water heater, heat exchange between the medium temperature water and the refrigerant is performed in the water heating heat exchanger. Therefore, the heat exchange efficiency in the water heating heat exchanger is deteriorated, resulting in a problem that the energy consumption efficiency (COP) of the heat pump water heater is deteriorated. For example, the energy consumption efficiency when heating 15 ° C. water to 65 ° C. is about 3 to 4, whereas the energy consumption efficiency when heating medium temperature water of 45 ° C. to 65 ° C. is about 1 to 2. Become.
そこで,前記冷媒循環経路において水加熱用熱交換器から膨張器を経て流れる低温の冷媒との熱交換により中温水を冷却する水冷却用熱交換器(第二の水熱交換器に相当)を設けることが考えられる(例えば,特許文献1参照)。このような構成では,前記中温水を前記水冷却用熱交換器で一旦冷却してから前記水加熱用熱交換器に流入させることにより,前記水加熱用熱交換器における熱交換効率を改善することができる。
しかしながら,前記水加熱用熱交換器から前記膨張器を経て前記水冷却用熱交換器に流れる冷媒の温度が,前記貯湯タンクから前記水熱交換器に流入する水を熱交換により凍結させるほど低い場合には,前記水冷却用熱交換器に流入する水が凍結して水冷却用熱交換器や水の流通経路などが破損するおそれがある。
従って,本発明は上記事情に鑑みてなされたものであり,その目的とするところは,冷媒と水との間で熱交換を行うことにより該水を加熱する水加熱用熱交換器に流入する水を,予め冷媒との熱交換器によって冷却する水冷却用熱交換器を具備するヒートポンプ給湯機において,前記水冷却用熱交換器における水の凍結を防止することにある。
However, the temperature of the refrigerant flowing from the water heating heat exchanger through the expander to the water cooling heat exchanger is so low that the water flowing from the hot water storage tank to the water heat exchanger is frozen by heat exchange. In some cases, the water flowing into the water cooling heat exchanger may freeze and damage the water cooling heat exchanger or the water flow path.
Accordingly, the present invention has been made in view of the above circumstances, and its object is to flow into a water heating heat exchanger that heats water by performing heat exchange between the refrigerant and water. An object of the present invention is to prevent freezing of water in the water cooling heat exchanger in a heat pump water heater having a water cooling heat exchanger that cools water in advance by a heat exchanger with a refrigerant.
上記目的を達成するために本発明は,冷媒が循環される冷媒循環経路と,水が流通される水流通経路と,前記冷媒循環経路において圧縮機から吐出された前記冷媒と前記水流通経路に流通する水との間で熱交換を行う第一の水熱交換器と,前記第一の水熱交換器から吐出された水を貯留する貯湯タンクと,前記第一の水熱交換器から吐出された前記冷媒を膨張させる膨張器と,前記膨張器から前記圧縮機に向けて流れる前記冷媒と室外空気との間で熱交換を行う室外空気熱交換器と,前記膨張器から前記圧縮機に向けて流れる前記冷媒と前記貯湯タンクから供給された水との間で熱交換を行う第二の水熱交換器と,を備えてなるヒートポンプ給湯機に適用されるものであって,前記膨張器から吐出された前記冷媒の温度を検出し,その検出された前記冷媒の温度に基づいて前記第二の水熱交換器への前記冷媒の流入の有無や流入量を調整するものであって,その検出された前記冷媒の温度が,該冷媒と水との熱交換により該水が凝固する温度である場合に,前記第二の水熱交換器への前記冷媒の流入を遮断することを特徴とするヒートポンプ給湯機として構成される。特に,本発明は,前記貯湯タンクに貯留された温水を熱媒体として用いる床暖房などの加熱サイクルを備えるヒートポンプ給湯機に好適である。
このように構成された本発明によれば,前記膨張器から吐出された前記冷媒の温度が,該冷媒と水との熱交換により該水が凝固(凍結)する温度である場合に,前記第二の水熱交換器への前記冷媒の流入を遮断することにより,該第二の水熱交換器における水の凍結を防止することができる。したがって,前記第二の水熱交換器や前記水流通経路などの破損を防止することができる。もちろん,前記第二の水熱交換器において水が凍結するおそれのない場合には,前記貯湯タンクから吐出された水を前記第二の水熱交換器において冷却してから前記第一の水熱交換器に流入させることができるため,当該ヒートポンプ給湯機におけるエネルギー消費効率の低下を防止することができる。
In order to achieve the above object, the present invention provides a refrigerant circulation path through which refrigerant is circulated, a water circulation path through which water is circulated, the refrigerant discharged from a compressor in the refrigerant circulation path, and the water circulation path. A first water heat exchanger that exchanges heat with the circulating water, a hot water storage tank that stores water discharged from the first water heat exchanger, and a discharge from the first water heat exchanger An expander for expanding the generated refrigerant, an outdoor air heat exchanger for exchanging heat between the refrigerant flowing from the expander toward the compressor and outdoor air, and the expander to the compressor And a second water heat exchanger that exchanges heat between the refrigerant flowing toward the water supplied from the hot water storage tank, and the expander The temperature of the refrigerant discharged from the And A adjusts the presence and inflow of inflow of the refrigerant of the the second water heat exchanger based on the temperature of the coolant, the temperature of the detected said refrigerant, and said refrigerant and water When the temperature is such that the water is solidified by heat exchange, the heat pump water heater is configured to block the flow of the refrigerant into the second water heat exchanger . In particular, the present invention is suitable for a heat pump water heater having a heating cycle such as floor heating using hot water stored in the hot water storage tank as a heat medium.
According to the present invention configured as above, when the temperature of the refrigerant discharged from the expander is a temperature at which the water solidifies (freezes) by heat exchange between the refrigerant and water, the first By blocking the inflow of the refrigerant to the second water heat exchanger, water freezing in the second water heat exchanger can be prevented. Therefore, breakage of the second water heat exchanger, the water flow path, and the like can be prevented. Of course, when there is no possibility of water freezing in the second water heat exchanger, the water discharged from the hot water storage tank is cooled in the second water heat exchanger before the first water heat Since it can be made to flow into the exchanger, it is possible to prevent a decrease in energy consumption efficiency in the heat pump water heater .
ここで,前記膨張器が,前記室外空気熱交換器に向けて前記冷媒を吐出する第一の膨張器と,前記第二の水熱交換器に向けて前記冷媒を吐出する第二の膨張器と,を含む構成が考えられる。この場合には,前記第一の膨張器から吐出された前記冷媒や前記第二の膨張器から吐出された前記冷媒の温度を検出し,その検出結果に基づいて前記第二の水熱交換器への前記冷媒の流入の有無や流入量を調整すればよい。
また,前記第二の膨張器は,前記第一の水熱交換器から前記第二の水熱交換器へ向けて流れる前記冷媒の有無を調整する電磁弁と,前記電磁弁から前記第二の水熱交換器へ向けて流れる前記冷媒を膨張させるキャピラリーチューブと,を含む簡素で安価な構成にすることもできる。この場合には,前記電磁弁を制御することにより前記第一の水熱交換器から前記第二の水熱交換器へ向けて流れる前記冷媒の流入量制御は行われず,前記第二の水熱交換器への前記冷媒の流入の有無が制御される。
Here, the expander discharges the refrigerant toward the outdoor air heat exchanger and the second expander discharges the refrigerant toward the second water heat exchanger. A configuration including In this case, the temperature of the refrigerant discharged from the first expander or the temperature of the refrigerant discharged from the second expander is detected, and the second water heat exchanger is detected based on the detection result. What is necessary is just to adjust the presence or absence and inflow amount of the said refrigerant | coolant inflow.
The second expander includes an electromagnetic valve that adjusts the presence or absence of the refrigerant that flows from the first water heat exchanger toward the second water heat exchanger, and A simple and inexpensive configuration including a capillary tube for expanding the refrigerant flowing toward the water heat exchanger can also be provided. In this case, the flow rate of the refrigerant flowing from the first water heat exchanger toward the second water heat exchanger is not controlled by controlling the solenoid valve, and the second water heat is not controlled. The presence or absence of the refrigerant flowing into the exchanger is controlled.
なお,前記第二の水熱交換器への前記冷媒の流入,即ち前記第二の水熱交換器における前記貯湯タンクから吐出された水の冷却は,該水の温度が高い場合に必要である。そこで,前記貯湯タンクから吐出される水の温度を検出する第一の水温検出手段を具備する構成が望ましい。そして,前記第一の水温検出手段により検出された水の温度に基づいて前記第二の水熱交換器への前記冷媒の流入の有無や流入量を調整することが考えられる。
具体的には,前記第一の水温検出手段により検出された水の温度が第一の所定温度以上であることを条件に前記第二の水熱交換器へ前記冷媒を流入させ,前記第一の水温検出手段により検出された水の温度が前記第一の所定温度未満であることを条件に前記第二の水熱交換器への前記冷媒の流入を遮断することが考えられる。これにより,必要に応じて前記貯湯タンクから吐出される水を前記第二の水熱交換器で冷却してから前記第一の水熱交換器に流入させることができる。
In addition, inflow of the refrigerant into the second water heat exchanger, that is, cooling of water discharged from the hot water storage tank in the second water heat exchanger is necessary when the temperature of the water is high. . Therefore, it is desirable to have a configuration including first water temperature detection means for detecting the temperature of water discharged from the hot water storage tank. Then, based on the temperature of the water detected by the first water temperature detecting means, it is conceivable to adjust the presence / absence and the amount of the refrigerant flowing into the second water heat exchanger.
Specifically, the refrigerant is caused to flow into the second water heat exchanger on the condition that the temperature of the water detected by the first water temperature detecting means is equal to or higher than a first predetermined temperature. It is conceivable to block the flow of the refrigerant into the second water heat exchanger on condition that the temperature of the water detected by the water temperature detecting means is lower than the first predetermined temperature. As a result, the water discharged from the hot water storage tank can be cooled by the second water heat exchanger as needed and then flowed into the first water heat exchanger.
さらに,前記貯湯タンクから吐出された水が前記第二の水熱交換器において十分に冷却されているかを判断するべく,前記第一の水熱交換器に流入する水の温度を検出する第二の水温検出手段を備えてなることが望ましい。また,この場合,前記第二の水温検出手段により検出された水の温度に基づいて前記第二の水熱交換器への前記冷媒の流入の有無や流入量を調整することで,前記第一の水熱交換器に流入する水の温度を適切に調整することが可能となる。
具体的には,前記第二の水温検出手段により検出された水の温度が第二の所定温度以上であることを条件に前記第二の水熱交換器へ流入する前記冷媒の量を増加させ,前記第二の水温検出手段により検出された水の温度が前記第二の所定温度よりも低い第三の所定温度以下であることを条件に前記第二の水熱交換器へ流入する前記冷媒の量を減少させることが考えられる。
Further, in order to determine whether the water discharged from the hot water storage tank is sufficiently cooled in the second water heat exchanger, a second temperature for detecting the temperature of the water flowing into the first water heat exchanger is detected. It is desirable to provide the water temperature detecting means. Further, in this case, by adjusting the presence / absence and the amount of inflow of the refrigerant into the second water heat exchanger based on the temperature of the water detected by the second water temperature detecting means, the first It is possible to appropriately adjust the temperature of the water flowing into the water heat exchanger.
Specifically, the amount of the refrigerant flowing into the second water heat exchanger is increased on condition that the temperature of the water detected by the second water temperature detecting means is equal to or higher than a second predetermined temperature. The refrigerant flowing into the second water heat exchanger on condition that the temperature of the water detected by the second water temperature detecting means is not more than a third predetermined temperature lower than the second predetermined temperature. It is conceivable to reduce the amount of.
ところで,前記水流通経路が,前記貯湯タンクから前記第一の水熱交換器を経て前記貯湯タンクに続く第一の水流通経路と,前記貯湯タンクから前記第二の水熱交換器,前記第一の水熱交換器を順に経て前記貯湯タンクに続く第二の水流通経路と,を含む構成では,前記第一の水温検出手段や前記第二の水温検出手段により検出された水の温度に基づいて,前記貯湯タンクから供給される水の前記第一の水流通経路及び前記第二の水流通経路への分配量を調整することが考えられる。このような構成によっても,前記第一の水熱交換器へ流入する水の温度を適切に調整することができる。
具体的には,前記第一の水温検出手段により検出された水の温度が第四の所定温度以上であることを条件に前記水分配器に対して前記第二の水流通経路へ水を分配させることが考えられる。また,前記第二の水温検出手段により検出された水の温度が第五の所定温度以上であることを条件に前記水分配器による前記第二の水流通経路への水の分配量を増加させ,前記第二の温度検出手段により検出された水の温度が前記第五の所定温度よりも低い第六の所定温度以下であることを条件に前記水分配器による前記第二の水流通経路への水の分配量を減少させることも考えられる。
By the way, the water flow path includes a first water flow path from the hot water storage tank through the first water heat exchanger to the hot water storage tank, a second water heat exchanger from the hot water storage tank, and the first water heat transfer tank. And a second water flow path that continues to the hot water storage tank through one water heat exchanger in order, the temperature of the water detected by the first water temperature detecting means and the second water temperature detecting means. Based on this, it is conceivable to adjust the distribution amount of the water supplied from the hot water storage tank to the first water circulation path and the second water circulation path. Even with such a configuration, the temperature of the water flowing into the first water heat exchanger can be adjusted appropriately.
Specifically, the water distributor distributes water to the second water flow path on condition that the temperature of the water detected by the first water temperature detecting means is equal to or higher than a fourth predetermined temperature. It is possible. Further, the amount of water distributed to the second water flow path by the water distributor is increased on the condition that the temperature of the water detected by the second water temperature detecting means is not less than a fifth predetermined temperature, Water to the second water flow path by the water distributor on the condition that the temperature of the water detected by the second temperature detecting means is not more than a sixth predetermined temperature lower than the fifth predetermined temperature. It is also conceivable to reduce the distribution amount.
本発明によれば,前記膨張器から吐出された前記冷媒の温度が,該冷媒と水との熱交換により該水が凝固(凍結)する温度である場合に,前記第二の水熱交換器への前記冷媒の流入を遮断することにより,該第二の水熱交換器における水の凍結を防止することができる。したがって,前記第二の水熱交換器や前記水流通経路などの破損を防止することができる。もちろん,前記第二の水熱交換器において水が凍結するおそれのない場合には,前記貯湯タンクから吐出された水を前記第二の水熱交換器において冷却してから前記第一の水熱交換器に流入させることができるため,当該ヒートポンプ給湯機におけるエネルギー消費効率の低下を防止することができる。 According to the present invention, when the temperature of the refrigerant discharged from the expander is a temperature at which the water solidifies (freezes) by heat exchange between the refrigerant and water, the second water heat exchanger By blocking the flow of the refrigerant into the water, it is possible to prevent water from freezing in the second water heat exchanger. Therefore, breakage of the second water heat exchanger, the water flow path, and the like can be prevented. Of course, when there is no possibility of water freezing in the second water heat exchanger, the water discharged from the hot water storage tank is cooled in the second water heat exchanger before the first water heat Since it can be made to flow into the exchanger, it is possible to prevent a decrease in energy consumption efficiency in the heat pump water heater.
以下添付図面を参照しながら,本発明の実施の形態について説明し,本発明の理解に供する。尚,以下の実施の形態は,本発明を具体化した一例であって,本発明の技術的範囲を限定する性格のものではない。
ここに,図1は本発明の実施の形態に係るヒートポンプ給湯機X1の概略構成を示すブロック図,図2は前記ヒートポンプ給湯機X1において実行される冷媒流れ調整処理の手順の一例を説明するためのフローチャートである。
まず,図1を用いて,本発明の実施の形態に係るヒートポンプ給湯機X1の概略構成について説明する。
図1に示すように,前記ヒートポンプ給湯機X1は,冷媒が循環される冷媒回路1(冷媒循環経路の一例)と,水が流通される給湯回路2(水流通経路の一例)と,前記冷媒回路1に循環される冷媒と前記給湯回路2に流通される水との間で熱交換を行うことにより該水を加熱する水加熱用熱交換器3(第一の水熱交換器の一例)と,前記水加熱用熱交換器3により加熱された後の温水を貯留する貯湯タンク4と,前記冷媒回路1に循環される冷媒と前記給湯回路2に流通される水との間で熱交換を行うことにより該水を冷却する水冷却用熱交換器5(第二の水熱交換器の一例)と,前記貯湯タンク4に貯留された温水を熱媒体として用いる暖房サイクル6(加熱サイクルの一例)と,を備えて概略構成されている。また,前記ヒートポンプ給湯機X1は,CPUやRAM,ROMなどを有する不図示の制御部を備えており,該制御部によって統括的に制御される。
なお,前記貯湯タンク4の下層には給水口から水経路41を経て供給される低温(例えば15℃程度)の水が貯留され,上層には前記水加熱用熱交換器で加熱された高温(例えば65℃程度)の温水が貯留される。前記貯湯タンク4の上層に貯留された高温の温水は,水経路42に設けられた給湯コック43が開かれることにより,前記貯湯タンク4から前記水経路42を経て給湯口に吐出される。
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the accompanying drawings so that the present invention can be understood. The following embodiment is an example embodying the present invention, and does not limit the technical scope of the present invention.
FIG. 1 is a block diagram showing a schematic configuration of the heat pump water heater X1 according to the embodiment of the present invention, and FIG. 2 is a diagram for explaining an example of the procedure of the refrigerant flow adjustment process executed in the heat pump water heater X1. It is a flowchart of.
First, the schematic configuration of the heat pump water heater X1 according to the embodiment of the present invention will be described with reference to FIG.
As shown in FIG. 1, the heat pump water heater X1 includes a
In the lower layer of the hot
前記冷媒回路1は,圧縮機11,前記水加熱用熱交換器3,膨張器12(第一の膨張器の一例),冷媒温度センサ13(冷媒温度検出手段の一例),室外空気熱交換器14,前記圧縮機11の順に冷媒が循環される冷媒回路1aと,前記圧縮機11,前記水加熱用熱交換器3,膨張器15(第二の膨張器の一例),前記水冷却用熱交換器5,前記圧縮機11の順に冷媒が循環される冷媒回路1bと,を有している。なお,前記膨張器12及び前記膨張器15は,一つの膨張器から構成されるものであってもよい。
前記冷媒回路1においては,前記水加熱用熱交換器3から吐出された冷媒は,前記膨張器12,15によって分配されて前記室外空気熱交換器14及び前記水冷却用熱交換器5各々に流通した後,合流して前記圧縮機11に流入される。即ち,前記室外空気熱交換器14と前記水冷却用熱交換器5とが並列に接続されている。
The
In the
前記膨張器12は,前記水加熱用熱交換器3から前記室外空気熱交換器14へ向けて流れる前記冷媒の流入の有無や流入量を調整する流量調整機構と,前記水加熱用熱交換器3から前記室外空気熱交換器14に向けて流れる冷媒を膨張させる膨張機構と,を有している。
また,前記膨張器15も同様に,前記水加熱用熱交換器3から前記水冷却用熱交換器5へ向けて流れる前記冷媒の流入の有無や流入量を調整する流量調整機構と,前記水加熱用熱交換器3から前記水冷却用熱交換器5に向けて流れる冷媒を膨張させる膨張機構と,を有している。
The expander 12 includes a flow rate adjusting mechanism that adjusts the presence or absence of the refrigerant flowing from the water
Similarly, the
前記冷媒温度センサ13は,サーミスタ等からなる冷媒温度検出手段の一例であって,前記膨張器12から吐出された冷媒の温度を検出するものである。ここで,前記冷媒温度センサ13が検出する冷媒の温度は,前記膨張器15から吐出されて前記水冷却用熱交換器5に流入する冷媒の温度と概ね同等である。前記冷媒温度センサ13で検出された冷媒の温度は,前記制御部に入力される。前記冷媒温度センサ13で検出された冷媒温度は,後述する冷媒流れ調整処理(図2のフローチャート参照)において判断指標として用いられる。
また,前記冷媒温度センサ13は,前記室外空気熱交換器14に内蔵された既設の温度センサを利用してもよい。ここに,前記室外空気熱交換器14は,該室外空気熱交換器と共に図外の室外機に設けられた送風ファン14aによって送風される室外空気と,前記膨張器12から吐出された冷媒との間で熱交換を行うものである。
The refrigerant temperature sensor 13 is an example of a refrigerant temperature detection unit including a thermistor and the like, and detects the temperature of the refrigerant discharged from the expander 12. Here, the temperature of the refrigerant detected by the refrigerant temperature sensor 13 is substantially equal to the temperature of the refrigerant discharged from the
The refrigerant temperature sensor 13 may use an existing temperature sensor built in the outdoor
前記冷媒回路1では,前記制御部によって前記圧縮機11が駆動されることにより冷媒が循環される。
このとき,前記冷媒回路1aでは,前記圧縮機11において圧縮して吐出された高温高圧の冷媒が,前記水加熱用熱交換器3において前記給湯回路2上を流れる水と熱交換されて冷却された後,前記膨張器12において膨張する。その後,前記膨張器12で膨張した低温低圧の冷媒は,前記室外空気熱交換器14において室外空気と熱交換されて吸熱し気化し,前記冷媒回路1bの冷媒と合流した後,再度前記圧縮機11に流入する(図示する実線矢印方向)。
一方,前記冷媒回路1bでは,前記圧縮機11において圧縮して吐出された高温高圧の冷媒が,前記水加熱用熱交換器3において前記給湯回路2上を流れる水と熱交換されて冷却された後,前記膨張器15において膨張する。その後,前記膨張器15で膨張した低温低圧の冷媒は,前記水冷却用熱交換器5において前記給湯回路2を流通する水と熱交換されて吸熱し気化し,前記冷媒回路1aの冷媒と合流した後,再度前記圧縮機11に流入する(図示する破線矢印方向)。
但し,前記冷媒回路1bにおける前記水冷却用熱交換器5への冷媒の流入の有無や流入量は,前記制御部によって後述する冷媒流れ調整処理(図2のフローチャート参照)が実行されることにより調整される。
In the
At this time, in the refrigerant circuit 1a, the high-temperature and high-pressure refrigerant compressed and discharged by the compressor 11 is cooled by heat exchange with water flowing on the hot
On the other hand, in the refrigerant circuit 1b, the high-temperature and high-pressure refrigerant compressed and discharged by the compressor 11 is cooled by heat exchange with the water flowing on the hot
However, whether or not the refrigerant flows into the water-
前記給湯回路2は,前記貯湯タンク4の下層,水温センサ21(第一の水温検出手段の一例),循環ポンプ22,前記水冷却用熱交換器5,水温センサ23(第二の水温検出手段の一例),前記水加熱用熱交換器3,水温センサ24,前記貯湯タンク4の上層が順に接続された水の流通経路である。
前記水温センサ21は前記貯湯タンク4から吐出された水の温度,前記水温センサ23は前記水加熱用熱交換器5に流入する水の温度,前記水温センサ24は前記貯湯タンク4に流入する水の温度を検出するものであって,例えばサーミスタ等から構成される。なお,前記水温センサ21,23,24各々で検出された水の温度は,前記制御部に入力される。
The hot
The
前記給湯回路2では,前記制御部によって前記循環ポンプ22が駆動されることにより水が循環される。前記循環ポンプ22が駆動されると,前記給湯回路では,前記貯湯タンク4の下層の水が,前記水冷却用熱交換器5,前記水加熱用熱交換器3を順に経由して前記貯湯タンク4の上層まで流通される。このとき,前記循環ポンプ22により循環される水量は,前記水温センサ24による検出水温が予め設定された温度(例えば65℃程度)になるように前記制御部によって制御される。また,前記ヒートポンプ給湯機X1では,前記水温センサ24による検出水温が予め設定された温度になるように,前記制御部によって前記圧縮機11の回転数や前記循環ポンプ22の回転数が制御されて前記水加熱用熱交換器3による加熱能力が調整される。
ところで,前記冷媒回路1において前記圧縮機11が駆動されて該冷媒回路1a及び1bに共に冷媒が循環されている場合には,前記貯湯タンク4の下層から供給されて前記給湯回路2上を流通する水は,前記水冷却用熱交換器5における冷媒との熱交換により冷却された後,前記水加熱用熱交換器3における冷媒との熱交換により加熱される。
一方,前記制御部によって前記膨張器15の開度が調整されることにより,前記冷媒回路1bにおける前記水冷却用熱交換器5への冷媒の流入が遮断されている場合には,前記貯湯タンク4の下層から供給されて前記給湯回路2上を流通する水は,前記水冷却用熱交換器5における冷媒と熱交換によって冷却されずに,そのままの温度で前記水加熱用熱交換器3に流入して冷媒との熱交換により加熱されることになる。
In the hot
When the compressor 11 is driven in the
On the other hand, when the opening of the
前記水加熱用熱交換器3により高温(例えば65℃程度)まで加熱された温水は前記貯湯タンク4の上層に積層される。前記貯湯タンク4の上層に貯留された高温の温水は,必要に応じて前記給湯口から吐出され,或いは前記暖房サイクル6において暖房運転を実現する熱媒体として利用される。
前記暖房サイクル6は,前記給湯タンク4の上層,水循環ポンプ61,暖房用熱交換器62,前記給湯タンク4の下層が順に接続された水循環回路6aと,ブライン循環ポンプ63,前記暖房用熱交換器62,暖房機64が順に接続されたブライン(不凍液)循環回路6bと,を有している。
前記暖房機64は,例えば床暖房パネル,輻射パネル,温風機等(不図示)を有して構成される床暖房装置である。なお,前記暖房サイクル6は,床暖房装置に用いられるものに限られず,風呂の追い焚き装置や空気調和機など,前記貯湯タンク4に貯湯された温水を利用する種々の装置にも同様に適用することができる。
The hot water heated to a high temperature (for example, about 65 ° C.) by the water
The
The
前記水循環回路6aでは,前記制御部によって前記温水循環ポンプ61が駆動されると,前記貯湯タンク4の上層から供給された高温の温水が,前記暖房用熱交換器62を経て前記貯湯タンク4の下層に還流される。
また,前記ブライン循環回路6bでは,前記制御部によって前記ブライン循環ポンプ63が駆動されると,前記ブラインが前記暖房用熱交換器62,前記暖房機64を経て循環される。これにより,前記ブライン循環回路6bを循環するブラインは,前記暖房用熱交換器62における前記水循環回路6a上の温水との熱交換により吸熱し,前記暖房機64において放熱する。
このとき,前記貯湯タンク4の上層から供給された高温の温水は,前記暖房用熱交換器62において前記ブラインとの熱交換により温度が下げられて前記貯湯タンク4の下層に還流される。ここで,前記貯湯タンク4の下層に還流される温水の温度は,前記貯湯タンク4の上層に貯留された高温(例えば65℃程度)の温水よりも低い温度(例えば45℃程度)であって,前記給水口から供給される水の温度(例えば15℃程度)よりも高い。以下,前記貯湯タンク4の下層に還流される比較的低温の温水を中温水と称する。
In the water circulation circuit 6 a, when the hot
In the brine circulation circuit 6b, when the brine circulation pump 63 is driven by the controller, the brine is circulated through the
At this time, the hot hot water supplied from the upper layer of the hot
既に述べたように,前記中温水が前記給湯回路2を通って前記水加熱用熱交換器3に流入すると,該水加熱用熱交換器3における冷媒と水との熱交換効率が悪くなる。そこで,前記ヒートポンプ給湯機X1では,前記制御部によって後述する冷媒流れ調整処理(図2のフローチャート参照)が実行されることにより,前記貯湯タンク4の下層から前記給湯回路2に供給される水の温度が既定の温度(例えば35℃程度)以上である場合には,その水が前記水冷却用熱交換器5で冷却されてから前記水加熱用熱交換器3に流入されるように制御される。但し,前記水冷却用熱交換器5において,前記給湯回路2に流通する水が凍結してしまうようであれば,前記水冷却用熱交換器5や前記給湯回路2上に配置された前記循環ポンプ22等が破損するおそれがある。
しかしながら,本発明の実施の形態に係る前記ヒートポンプ給湯機X1では,前記制御部によって実行される後述する冷媒流れ調整処理において,前記水冷却用熱交換器5へ流入される冷媒の温度に基づいて該水冷却用熱交換器5への冷媒の流入の有無や流入量が制御されることにより,前記給湯回路2に流通する水の凍結が防止される。ここに,当該冷媒流れ調整処理を実行するときの前記制御部が冷媒流れ調整手段に相当する。
As already described, when the medium-temperature water flows into the water
However, in the heat pump water heater X1 according to the embodiment of the present invention, based on the temperature of the refrigerant flowing into the water-
以下,図1を参照しつつ,図2のフローチャートに従って,前記ヒートポンプ給湯機X1において前記制御部により実行される冷媒流れ調整処理の手順の一例について説明する。なお,図中のS1,S2,…は処理手順(ステップ)の番号を表している。
当該冷媒流れ調整処理は,前記ヒートポンプ給湯機X1において前記圧縮機11及び前記循環ポンプ22の駆動開始時に前記制御部によって実行され,該圧縮機11及び該循環ポンプ2の駆動停止時に終了される。
まず,ステップS1では,前記制御部によって前記膨張器15が制御されることにより,前記冷媒回路1bにおける前記水冷却用熱交換器5への冷媒の流入が遮断される。具体的には,前記膨張器15の流量調整機構が調整されて閉じられることにより,前記水加熱用熱交換器3から吐出された冷媒が,前記冷媒回路1bに分配されずに前記冷媒回路1aだけに流通される。
Hereinafter, an example of the procedure of the refrigerant flow adjustment process executed by the control unit in the heat pump water heater X1 will be described according to the flowchart of FIG. 2 with reference to FIG. In the figure, S1, S2,... Represent processing procedure (step) numbers.
The refrigerant flow adjustment process is executed by the control unit at the start of driving the compressor 11 and the
First, in step S1, the
次に,ステップS2では,前記冷媒温度センサ13によって検出された冷媒の温度,即ち前記膨張器12から吐出された冷媒の温度が,予め設定された設定温度T1以下であるか否かが前記制御部によって判断される。前述したように,前記冷媒温度センサ13によって検出される冷媒の温度は,前記膨張器15から吐出されて前記水冷却用熱交換器5に流入する冷媒の温度と概ね同等である。なお,前記水冷却用熱交換器5への冷媒の流入が遮断されていない場合には,前記冷媒温度検出センサ13とは別に前記膨張器15から吐出された冷媒の温度を検出するべく設けられた不図示の冷媒温度検出センサ(冷媒温度検出手段の一例)により検出された温度を用いてもよい。また,前記膨張器12及び15各々から吐出される冷媒の温度を共に検出して用いてもよい。
ここに,前記設定温度T1は,前記制御部のROM等に予め記憶された情報であって,前記水冷却用熱交換器5における冷媒と水との間の熱交換器により該水が凍結する温度の一例である。前記設定温度T1は,例えば−15℃程度に設定される。なお,前記水冷却用熱交換器5において水が凍結するか否かは,該水冷却用熱交換器5に流入する水の温度に影響されるため,例えば15℃の水が凍結するときの冷媒の温度を前記設定温度T1として設定しておき,前記水温センサ21により検出された水温に応じて該設定温度T1を変更する構成も他の実施例として考えられる。
Next, in step S2, whether or not the temperature of the refrigerant detected by the refrigerant temperature sensor 13, that is, the temperature of the refrigerant discharged from the expander 12, is equal to or lower than a preset temperature T1 is determined. Determined by the department. As described above, the temperature of the refrigerant detected by the refrigerant temperature sensor 13 is substantially equal to the temperature of the refrigerant discharged from the
Here, the set temperature T1 is information stored in advance in the ROM or the like of the control unit, and the water is frozen by the heat exchanger between the refrigerant and water in the water
前記ステップS2において,前記冷媒温度センサ13によって検出された冷媒の温度が前記設定温度T1未満であると判断されている間(S2のNo側)は,該ステップS2の判断処理が繰り返し実行される。
即ち,前記冷媒の温度が,前記給湯回路2に流通する水を凍結(凝固)させるおそれのある温度である場合には,前記冷媒回路1bにおける前記水冷却用熱交換器5への冷媒の流入が遮断されて前記冷媒回路1aにのみ冷媒が循環された状態が継続される。
これにより,前記貯湯タンク4の下層から前記給湯回路2に供給されて流通する水は,前記水冷却用熱交換器5で冷却されることなく,そのままの温度で前記水加熱用熱交換器3に流入し,該水加熱用熱交換器3において前記冷媒回路1aに循環される冷媒との熱交換により加熱される。したがって,前記ヒートポンプ給湯機X1では,前記水冷却用熱交換器5において前記給湯回路2上を流通する水が凍結することなく,該水冷却用熱交換器5や前記循環ポンプ22等の破損を防止することができる。
While it is determined in step S2 that the refrigerant temperature detected by the refrigerant temperature sensor 13 is lower than the set temperature T1 (No side of S2), the determination process in step S2 is repeatedly executed. .
That is, when the temperature of the refrigerant is a temperature at which the water flowing through the hot
As a result, the water supplied and circulated from the lower layer of the hot
一方,前記ステップS2において,前記冷媒温度センサ13によって検出された冷媒の温度が前記設定温度T1以上であると判断されると(S2のYes側),前記水冷却用熱交換器5において前記給湯回路2上を流通する水が該冷媒との熱交換によって凍結するおそれがない。この場合,処理はステップS3に移行する。
続くステップS3では,前記水温センサ21によって検出された水温,即ち前記貯湯タンク4の下層から前記給湯回路2に供給される水の水温が,予め設定された設定水温t1(第一の所定温度の一例)以上であるか否かが前記制御部によって判断される。ここに,前記設定水温t1は,前記制御部のROM等に予め記憶された情報であって,前記水加熱用熱交換器3における冷媒と水との間の熱交換効率が悪くなる温度である。前記設定水温t1は,例えば35℃程度に設定される。なお,前記設定水温t1は,不図示の操作部からの入力に応じて変更可能であることが望ましい。この変更処理は前記制御部によって実行される。
ここで,前記ステップS3において,前記水温センサ21によって検出された水温が前記設定水温t1未満であると判断された場合(S3のNo側)には,前記水加熱用熱交換器3における熱交換効率が低下しない状態にある。そのため,前記貯湯タンク4から前記給湯回路2に供給される水を冷却してから前記水加熱用熱交換器3に流入させる必要はない。この場合,処理はステップS1に移行し,前記冷媒回路1bへの冷媒の流入が遮断されて前記冷媒回路1aにのみ冷媒が流入される状態が継続される。
On the other hand, if it is determined in step S2 that the temperature of the refrigerant detected by the refrigerant temperature sensor 13 is equal to or higher than the set temperature T1 (Yes in S2), the hot water supply in the water
In the subsequent step S3, the water temperature detected by the
Here, in step S3, when it is determined that the water temperature detected by the
一方,前記ステップS3において,前記水温センサ21によって検出された水温が前記設定水温t1以上であると判断された場合(S1のYes側)には,前記水加熱用熱交換器3における熱交換効率が低下する状態にある。この場合,処理はステップS4に移行する。
続くステップS4では,前記制御部によって前記膨張器15が制御されることにより,前記冷媒回路1bにおける前記水冷却用熱交換器5への冷媒の流入が開始される。具体的には,前記膨張器15の流量調整機構の開度が調整されることにより,前記水加熱用熱交換器3から吐出された冷媒が,前記冷媒回路1a及び前記冷媒回路1bに分配されて流通される。これにより,前記給湯回路2では,前記貯湯タンク4の下層から供給された中温水が,前記水冷却用熱交換器5において冷却されてから前記水加熱用熱交換器3に流入することになる。
このように,当該ヒートポンプ給湯機X1では,前記水温センサ21による検出された水の温度に基づいて前記水冷却用熱交換器5への冷媒の流入量,具体的には流入の有無が制御される。したがって,例えば前記暖房サイクル6が暖房運転に用いられることにより,前記貯湯タンク4内に中温水が還流される場合など,前記貯湯タンク4から前記冷媒回路1bに中温水が供給される場合であっても,前記水加熱用熱交換器3における熱交換効率が改善され,当該ヒートポンプ給湯機X1におけるエネルギー消費効率の低下が防止される。
なお,前記冷媒回路1bにおける前記水冷却用熱交換器5への冷媒の流入量の初期値は予め設定されているが,当該冷媒流れ調整処理では,その後の冷媒の流入量が後段のステップS5以降で変更される。
On the other hand, when it is determined in step S3 that the water temperature detected by the
In subsequent step S4, the
Thus, in the heat pump water heater X1, the amount of refrigerant flowing into the water
In addition, although the initial value of the inflow amount of the refrigerant to the water
ステップS5では,前記水温センサ23によって検出された水温,即ち前記水加熱用熱交換器3に流入する水の水温が,予め設定された設定水温t2(第二の所定温度の一例)以上であるか否かが前記制御部によって判断される。ここに,前記設定水温t2は,前記制御部のROM等に予め記憶された情報であって,前記水加熱用熱交換器3における冷媒と水との間の熱交換効率が悪くなる温度である。前記設定水温t2は,例えば35℃程度に設定される。即ち,前記ステップS5では,前記水加熱用熱交換器3に流入する水が,該水加熱用熱交換器3における熱交換効率を低下させない温度まで冷却されているか否かが判断される。なお,前記設定水温t2は,不図示の操作部からの入力に応じて変更可能であることが望ましい。この変更処理は前記制御部によって実行される。
In step S5, the water temperature detected by the
まず,前記水温センサ23によって検出された水温が前記設定水温t2未満であると判断された場合(S5のNo側)について述べる。
この場合,前記水加熱用熱交換器3に流入する水は,該水加熱用熱交換器3における熱交換効率を低下させない温度まで冷却されている状態にある。即ち,前記水冷却熱交換器5における冷却性能が十分な状態である。そのため,前記水冷却用熱交換器5に流入させる冷媒の量は変更されずに,処理は続くステップS51に移行する。
前記ステップS51では,前記水温センサ23によって検出された水温が,予め設定された設定水温t3(第三の所定温度の一例)以下であるか否かが前記制御部によって判断される。ここに,前記設定水温t3は,前記制御部のROM等に予め記憶された情報であって,前記水加熱用熱交換器3における冷媒と水との間の熱交換効率が良く,必要以上に前記給湯回路2上の水を冷却していることを示す温度である。具体的には,前記設定水温3は,前記設定水温t2よりも低い温度(例えば15℃程度)に設定される。
ここで,前記水温センサ23によって検出された水温が,前記設定水温t3以下ではないと判断された場合(S51のNo側)には,処理はステップS2に移行し,前記設定水温t3以下であると判断された場合(S51のYes側)には,処理はステップS52に移行する。
前記ステップS52では,前記制御部によって前記膨張器15が制御されることにより,前記冷媒回路1bにおける前記水冷却用熱交換器5への冷媒の流入量が所定量減少される。これにより,前記水冷却用熱交換器5による冷却性能が低下するが,前記冷媒回路1aにおける前記室外空気熱交換器14への冷媒の流入量がその分増加する。そのため,前記室外空気熱交換器14における熱交換性能が向上するため,当該ヒートポンプ給湯機X1における給湯量を増加させることができる。なお,前記ステップS52が実行されると,処理は前記ステップS2に移行する。
First, the case where it is determined that the water temperature detected by the
In this case, the water flowing into the water
In step S51, the control unit determines whether or not the water temperature detected by the
Here, when it is determined that the water temperature detected by the
In step S52, the
次に,前記ステップS5において,前記水温センサ23によって検出された水温が前記設定水温t2以上であると判断された場合(S5のYes側)について述べる。
この場合,前記水加熱用熱交換器3に流入する水は,該水加熱用熱交換器3における熱交換効率を低下させない温度まで冷却されていない状態にある。即ち,前記水冷却熱交換器5における冷却性能が十分な状態ではない。
そのため,続くステップS6では,前記制御部によって前記膨張器15が制御されることにより,前記冷媒回路1bにおける前記水冷却用熱交換器5への冷媒の流入量が所定量増加される。これにより,前記水冷却用熱交換器5による冷却性能が高まるため,前記給湯回路2上に流れる水をより低温まで冷却してから前記水加熱用熱交換器3に流入させることができる。なお,たとえ前記室外空気熱交換器14への冷媒の流入が遮断されても,前記冷媒回路1に循環される冷媒は,前記水冷却用熱交換器5における前記給湯回路2上の水との間の熱交換により吸熱することができるため,前記冷媒回路1aにおける前記室外空気熱交換器14への冷媒の流入を遮断してもかまわない。
Next, a case will be described in which it is determined in step S5 that the water temperature detected by the
In this case, the water flowing into the water
Therefore, in the subsequent step S6, the
このように,当該冷媒流れ調整処理においては,前記水温センサ23による検出水温に基づいて,前記冷媒回路1における前記冷媒回路1a及び前記冷媒回路1b各々への冷媒の分配量,即ち前記室外空気熱交換器14及び前記水冷却用熱交換器5各々への冷媒の流入量が調整される。したがって,前記設定水温t2,t3を任意に設定することにより,前記室外空気熱交換器14及び前記水冷却用熱交換器5における熱交換性能を自在に調整することができる。即ち,当該ヒートポンプ給湯機X1では,給湯量を優先するか,エネルギー消費効率を優先するかを任意に調整することが可能である。
しかも,前記給湯回路2上の水が凍結するおそれがある場合には,前記水冷却用熱交換器5への冷媒の流入が遮断されるため,該給湯回路2上の水の凍結が防止され,ひいては前記水冷却用熱交換器5や前記給湯回路2上の構成要素の破損が防止される。
As described above, in the refrigerant flow adjustment process, the distribution amount of the refrigerant to each of the refrigerant circuit 1a and the refrigerant circuit 1b in the
In addition, when the water on the hot
ここに,図3は前記膨張器15の他の構成例を示す図,図4は前記冷媒流れ調整処理の他の例を説明するためのフローチャートである。
前記本実施の形態では,前記水冷却用熱交換器5への冷媒の流入の有無や流入量を制御し得る前記膨張器15を用いた場合を例に説明した。本実施例1では,図3に示すように,前記膨張器15に換えて,前記水加熱用熱交換器3から前記水冷却用熱交換器5への冷媒の流入の有無を調整する電磁弁15bと,前記電磁弁15bから前記水冷却用熱交換器5へ向けて流れる前記冷媒を膨張させるキャピラリーチューブ15aとを備える構成について説明する。なお,前記キャピラリーチューブ15aは最も効率が良くなるように適切な冷媒流量が流れるべく,管内径や長さが設定されたものを用いる。
このような構成では,前記制御部によって前記電磁弁15bの開閉が制御されることにより,前記水冷却用熱交換器5への冷媒の流入の有無(流入/遮断)だけが制御される。
即ち,前記膨張器15に換えて,前記膨張弁15a及び前記電磁弁15bを備えた構成では,図4のフローチャートに示すように,前記実施の形態で説明した冷媒流れ制御処理(図2のフローチャート参照)におけるステップS1〜S4の処理が実行される。
これにより,前記給湯回路2上の水が凍結するおそれがある場合には,前記水冷却用熱交換器5への冷媒の流入が遮断されるため,該給湯回路2上の水の凍結が防止され,ひいては前記水冷却用熱交換器5や前記給湯回路2上の構成要素の破損が防止される。
本実施例1に係る構成では,前記実施の形態のように詳細な冷媒流量の調整は行われないが,簡素且つ安価な構成で中温水の加熱を効率的に行うことができる。
FIG. 3 is a diagram showing another configuration example of the
In the present embodiment, the case where the
In such a configuration, the opening / closing of the
That is, in the configuration provided with the expansion valve 15a and the
As a result, when there is a possibility that the water on the hot
In the configuration according to the first embodiment, detailed adjustment of the refrigerant flow rate is not performed as in the above-described embodiment, but the medium-temperature water can be efficiently heated with a simple and inexpensive configuration.
前記実施の形態では,前記冷媒回路1における前記冷媒回路1a及び前記冷媒回路1b各々への冷媒の分配量,即ち前記水冷却用熱交換器5への冷媒の流入の有無や流入量を調整することにより,前記水加熱用熱交換器3に流入する水の温度を調整する手法を採用した構成について述べた。
本実施例2では,前記水加熱用熱交換器3に流入する水の温度を調整する他の手法について説明する。ここに,図5は本発明の実施例2に係るヒートポンプ給湯機X2の概略構成を示すブロック図,図6は前記ヒートポンプ給湯機X2において実行される水流量調整処理の手順の一例を説明するフローチャートである。なお,図5及び図6において,前記実施の形態で説明した前記ヒートポンプ給湯機X1と同様の構成要素及び同様の処理内容については,同じ符号を付しており,ここではその説明を省略する。
In the embodiment, the distribution amount of the refrigerant to each of the refrigerant circuit 1a and the refrigerant circuit 1b in the
In the second embodiment, another method for adjusting the temperature of the water flowing into the water
本実施例2に係るヒートポンプ給湯機X2は,前記給湯回路2において前記貯湯タンク4の下層から供給される水を,給湯回路2a(第一の水流通経路の一例)及び給湯回路2b(第二の水流通経路の一例)各々に分配する分配器25(水分配手段の一例)が設けられている点で,前記ヒートポンプ給湯機X1と構成を異にする。
前記分配器25による水の分配量は,該分配器25が前記制御部によって制御されることにより調整可能である。ここに,かかる調整処理を実行するときの前記制御部が水分配量調整手段に相当する。なお,前記分配器25は,前記貯湯タンク4から供給される水を分配する水分配手段の一例であって,例えば電磁弁などを組み合わせて構成されたものであってもよい。
In the heat pump water heater X2 according to the second embodiment, the water supplied from the lower layer of the hot
The amount of water distributed by the
前記給湯回路2aは,前記貯湯タンク4の下層,前記水温センサ21,前記循環ポンプ22,前記分配器25,前記水冷却用熱交換器5,前記水温センサ23,前記水加熱用熱交換器3,前記水温センサ24,前記貯湯タンク4の上層が順に接続された水の流通経路である。
また,前記給湯回路2bは,前記貯湯タンク4の下層,前記水温センサ21,前記循環ポンプ22,前記分配器25,前記水温センサ23,前記水加熱用熱交換器3,前記水温センサ24,前記貯湯タンク4の上層が順に接続された水の流通経路である。即ち,前記給湯回路2bは,前記水冷却用熱交換器5をバイパスする流通経路である。
前記給湯経路2aにおいて前記水冷却用熱交換器5から吐出された水と,前記給湯経路2bにおいて前記水冷却用熱交換器5をバイパスして流れる水とは合流された後,前記水加熱用熱交換器3に流入される。
本実施例1に係る前記ヒートポンプ給湯機X2では,前記分配器25による前記給湯回路2a,2bへの水の分配量の初期値は予め設定されているが,その後の水の分配量は後述する水流量調整処理(図6のフローチャート参照)において変更される。
The hot water supply circuit 2 a includes a lower layer of the hot
The hot water supply circuit 2b includes a lower layer of the hot
After the water discharged from the water
In the heat pump water heater X2 according to the first embodiment, the initial value of the water distribution amount to the hot water supply circuits 2a and 2b by the
以下,図5を参照しつつ,図6のフローチャートに従って,前記ヒートポンプ給湯機X2において前記制御部により実行される水流量調整処理の手順の一例について説明する。なお,図中のS1,S2,…は処理手順(ステップ)の番号を表している。
ここでは,前記実施の形態で説明した冷媒流れ調整処理(図2のフローチャート参照)と異なる処理手順についてのみ説明する。当該水流量調整処理では,前記冷媒流れ調整処理における前記ステップS52に換えてステップS71が実行され,前記S6に換えてステップS72が実行される。
Hereinafter, an example of the procedure of the water flow rate adjustment process executed by the control unit in the heat pump water heater X2 will be described according to the flowchart of FIG. 6 with reference to FIG. In the figure, S1, S2,... Represent processing procedure (step) numbers.
Here, only a processing procedure different from the refrigerant flow adjustment processing (see the flowchart of FIG. 2) described in the above embodiment will be described. In the water flow rate adjustment process, step S71 is executed instead of step S52 in the refrigerant flow adjustment process, and step S72 is executed instead of S6.
前記ステップS51において,前記水温センサ23による検出温度が前記設定値t3(第六の所定温度の一例)以下であると判断された場合,処理は前記ステップS52に換えて前記ステップS71に移行する。
前記ステップS71では,前記制御部によって前記分配器25が制御されることにより,前記給湯回路2aにおける前記水冷却用熱交換器5への水の流入量が所定量減少される。これにより,前記水冷却用熱交換器5において冷却される水量が減少するため,前記給湯回路2a及び前記給湯回路2bから合流して前記水熱交換器3に流れる水の温度をより上昇させることができる。なお,このとき前記分配器25によって前記給湯回路2aへの水の流入が遮断されてもかまわない。
If it is determined in step S51 that the temperature detected by the
In step S71, the
一方,前記ステップS5において,前記水温センサ23による検出温度が前記設定値t2(第五の所定温度の一例)以上である場合,処理は前記ステップS6に換えて前記ステップS72に移行する。
前記ステップS72では,前記制御部によって前記分配器25が制御されることにより,前記給湯回路2aにおける前記水冷却用熱交換器5への水の流入量が所定量増加される。これにより,前記水冷却用熱交換器5において冷却される水量が増加するため,前記給湯回路2a及び前記給湯回路2bから合流して前記水加熱用熱交換器3に流れる水の温度をより低下させることができる。なお,このとき前記分配器25によって前記給湯回路2bへの水の流入が遮断されてもかまわない。
On the other hand, when the temperature detected by the
In step S72, the
以上説明したように,当該水流量調整処理においては,前記水温センサ23により検出された水温に基づいて,前記給湯回路2における前記給湯回路2a及び前記給湯回路2b各々への水の分配量を調整することで,前記水加熱用熱交換器3に流入させる水の温度を適切に調整することができる。ここに,かかる調整処理を実行するときの前記制御部が水分配量調整手段に相当する。
なお,前記水温センサ21によって検出された水温に基づいて前記給湯回路2における前記給湯回路2a及び前記給湯回路2b各々への水の分配量を調整することも他の実施例として考えられる。具体的には,前記水温センサ21により検出された水の温度が予め定められた設定水温(第四の所定温度の一例,例えば35℃程度)以上であることを条件に,前記分配器25による前記給湯回路2aへの水の流入を開始し,前記設定水温未満であることを条件に,前記分配器25による前記給湯回路2aへの水の流入を遮断することが考えられる。ここに,かかる調整処理を実行するときの前記制御部も水分配量調整手段の一例である。
また,前記実施の形態で説明した前記冷媒流れ調整処理(図2のフローチャート参照)と本実施例1で説明した前記水流量調整処理(図6のフローチャート参照)とが同時に実行されることも他の実施例として考えられる。具体的には,前記水温センサ21や前記水温センサ23による検出温度に基づいて前記水冷却用熱交換器5に流入される冷媒及び水各々の量を調整することが考えられる。
As described above, in the water flow rate adjustment process, the distribution amount of water to each of the hot water supply circuit 2a and the hot water supply circuit 2b in the hot
In addition, adjusting the amount of water distribution to each of the hot water supply circuit 2a and the hot water supply circuit 2b in the hot
In addition, the refrigerant flow adjustment process (see the flowchart in FIG. 2) described in the embodiment and the water flow rate adjustment process (see the flowchart in FIG. 6) described in the first embodiment may be performed simultaneously. It can be considered as an example. Specifically, it is conceivable to adjust the amounts of refrigerant and water flowing into the water-
ところで,前記室外空気熱交換器14及び前記水冷却用熱交換器5を直列に接続する構成において,前記室外空気熱交換器14及び前記水冷却用熱交換器5各々への冷媒の流入の有無や流入量を独立して制御することも可能である。
具体的には,前記水冷却用熱交換器5を経由して前記室外空気熱交換器14に流入する冷媒経路と,該水冷却用熱交換器5をバイパスして前記室外空気熱交換器14に流入するバイパス経路と,前記水加熱用熱交換器3から吐出された冷媒を前記各経路に分配する分配器と,を有する構成が考えられる。また,前記分配器による前記冷媒の分配量は,前記制御部によって制御される。
このような構成によれば,前記分配器による冷媒の分配量を調整することで,前記冷媒経路及び前記バイパス経路各々に流入させる冷媒の量,即ち前記室外空気熱交換器14及び前記水冷却用熱交換器5各々への冷媒の流入の有無や流入量を独立して調整することが可能である。
したがって,前記水冷却用熱交換器5において前記貯湯タンク4からの水が凍結するおそれがある場合には,該水冷却用熱交換器5への冷媒の流入量だけを減少或いは遮断させることができる。
By the way, in the structure which connects the said outdoor
Specifically, a refrigerant path flowing into the outdoor
According to such a configuration, by adjusting the amount of refrigerant distributed by the distributor, the amount of refrigerant flowing into each of the refrigerant path and the bypass path, that is, the outdoor
Therefore, when there is a possibility that water from the hot
1,1a,1b…冷媒回路
2,2a,2b…給湯回路
3…水加熱用熱交換器(第一の水熱交換器の一例)
4…貯湯タンク
5…水冷却用熱交換器(第二の水熱交換器の一例)
6…暖房サイクル(加熱サイクルの一例)
11…圧縮機
12,15…膨張器
13…冷媒温度センサ(冷媒温度検出手段の一例)
14…室外空気熱交換器
15a…キャピラリーチューブ
15b…電磁弁
21…水温センサ(第一の水温検出手段の一例)
22…循環ポンプ
23…水温センサ(第二の水温検出手段の一例)
24…水温センサ
25…分配器(水分配手段の一例)
41,42…水経路
43…給湯コック
6a…水循環経路
6b…ブライン循環経路
61…水循環ポンプ
62…暖房用熱交換器
63…ブライン循環ポンプ
64…暖房機
S1,S2,,,…処理手順(ステップ)番号
DESCRIPTION OF
4 ... Hot
6 ... Heating cycle (an example of a heating cycle)
DESCRIPTION OF SYMBOLS 11 ...
14 ... Outdoor air heat exchanger 15a ...
22 ...
24 ...
41, 42 ... Water path 43 ... Hot water supply cock 6a ... Water circulation path 6b ...
Claims (13)
前記膨張器から吐出された前記冷媒の温度を検出する冷媒温度検出手段と,
前記冷媒温度検出手段により検出された前記冷媒の温度に基づいて前記第二の水熱交換器への前記冷媒の流入の有無及び/又は流入量を調整する冷媒流れ調整手段と,
を備えてなり,
前記冷媒流れ調整手段が,前記冷媒温度検出手段により検出された前記冷媒の温度が,該冷媒と水との熱交換により該水が凝固する温度である場合に,前記第二の水熱交換器への前記冷媒の流入を遮断するものであることを特徴とするヒートポンプ給湯機。 Heat exchange is performed between the refrigerant circulation path through which the refrigerant is circulated, the water circulation path through which water is circulated, and the refrigerant discharged from the compressor in the refrigerant circulation path and the water circulated through the water circulation path. A first water heat exchanger, a hot water storage tank for storing water discharged from the first water heat exchanger, an expander for expanding the refrigerant discharged from the first water heat exchanger, Supplied from the outdoor air heat exchanger that performs heat exchange between the refrigerant flowing from the expander toward the compressor and outdoor air, the refrigerant flowing from the expander toward the compressor, and the hot water storage tank A heat pump water heater comprising: a second water heat exchanger for exchanging heat with the generated water,
Refrigerant temperature detection means for detecting the temperature of the refrigerant discharged from the expander;
Refrigerant flow adjusting means for adjusting presence / absence and / or amount of inflow of the refrigerant to the second water heat exchanger based on the temperature of the refrigerant detected by the refrigerant temperature detecting means;
Ri name with a,
When the temperature of the refrigerant detected by the refrigerant temperature detecting means is a temperature at which the water is solidified by heat exchange between the refrigerant and water, the second water heat exchanger the heat pump water heater, characterized in that it is intended to cut off the inflow of the refrigerant into.
前記冷媒温度検出手段が,前記第一の膨張器から吐出された前記冷媒及び/又は前記第二の膨張器から吐出された前記冷媒の温度を検出するものである請求項1又は2のいずれかに記載のヒートポンプ給湯機。 A first expander for discharging the refrigerant toward the outdoor air heat exchanger; and a second expander for discharging the refrigerant toward the second water heat exchanger. Comprising
The coolant temperature detecting means, any one of claims 1 or 2 is for detecting the first of said refrigerant discharged from the expander and / or the second temperature of the refrigerant discharged from the expander The heat pump water heater described in 1.
前記冷媒流れ調整手段が,前記電磁弁を制御することにより前記第一の水熱交換器から前記第二の水熱交換器へ向けて流れる前記冷媒の流入の有無を調整するものである請求項3に記載のヒートポンプ給湯機。 The second expander adjusts the presence or absence of inflow of the refrigerant flowing from the first water heat exchanger toward the second water heat exchanger; and from the electromagnetic valve to the second A capillary tube for expanding the refrigerant flowing toward the water heat exchanger,
The refrigerant flow adjusting means adjusts presence or absence of inflow of the refrigerant flowing from the first water heat exchanger toward the second water heat exchanger by controlling the electromagnetic valve. 3. The heat pump water heater according to 3 .
前記貯湯タンクから供給される水を前記第一の水流通経路及び前記第二の水流通経路に分配する水分配手段と,前記第一の水温検出手段及び/又は前記第二の水温検出手段により検出された水の温度に基づいて前記水分配手段による水の分配量を調整する水分配量調整手段と,を更に備えてなる請求項8〜10のいずれかに記載のヒートポンプ給湯機。 The water flow path includes a first water flow path that extends from the hot water storage tank through the first water heat exchanger to the hot water storage tank, and a second water heat exchanger from the hot water storage tank to the first water heat exchanger. A second water flow path that in turn passes through a water heat exchanger and continues to the hot water storage tank,
A water distribution means for distributing water supplied from the hot water storage tank to the first water circulation path and the second water circulation path; and the first water temperature detection means and / or the second water temperature detection means. The heat pump water heater according to any one of claims 8 to 10 , further comprising water distribution amount adjustment means for adjusting a water distribution amount by the water distribution means based on the detected water temperature.
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