JP4084272B2 - Heat pump water heater - Google Patents
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Description
本発明は、ヒートポンプサイクルを利用して湯を生成し、生成した湯を貯湯槽に貯湯せずにそのまま出湯することが可能な瞬間湯沸し型のヒートポンプ給湯装置に関するものである。 The present invention relates to an instantaneous water heating type heat pump hot water supply apparatus that can generate hot water using a heat pump cycle and can discharge the generated hot water as it is without storing it in a hot water storage tank.
ヒートポンプサイクルを利用した給湯装置においては、外気温度や運転状況によって蒸発器に着霜が生じるため、着霜を検知して除霜運転を行っている。
そして、特許文献1に示された従来技術のヒートポンプ給湯装置は、貯湯タンクを備えてこの貯湯タンクに予め貯湯した湯を利用する貯湯型のヒートポンプ給湯装置であり、ヒートポンプサイクルを運転して貯湯槽に貯湯している時に、貯湯完了直前に着霜を検知して除霜運転に切り替えると貯湯完了が遅れるので、これを防止するために、貯湯が完了していない場合に除霜運転が要求されると、貯湯槽の水の加熱残量を検出し、加熱残量が所定量以下であれば所定時間除霜運転の要求をマスクして、貯湯運転を優先している。
即ち、図4のフローチャートに示すように、冷媒回路が運転開始されることにより貯湯が開始される(ステップ41)。そして、貯湯が完了したか否かの判断を行い(ステップ42)、完了した場合には次の貯湯運転に備えて除霜運転を行った(ステップ43)後、貯湯運転を終了する(ステップ44)。一方、貯湯が完了しない場合には除霜要求(着霜)の有無を判断する(ステップ45)。このとき除霜運転が要求されると、加熱残量が所定量以下であるか否かの判断が行われる(ステップ46)。もし所定量以下であった場合は、所定時間だけ除霜運転の要求をマスクし、貯湯を優先的に行う加熱優先モードに入って、タイマーをスタートさせて当該加熱優先モードを所定時間行い(ステップ48)、その後除霜運転が行われる(ステップ47)。
The prior art heat pump water heater shown in
That is, as shown in the flowchart of FIG. 4, hot water storage is started when the refrigerant circuit starts operation (step 41). Then, it is determined whether or not the hot water storage is completed (step 42). When the hot water storage is completed, a defrosting operation is performed in preparation for the next hot water storage operation (step 43), and then the hot water storage operation is terminated (step 44). ). On the other hand, if the hot water storage is not completed, it is determined whether or not there is a defrost request (frost formation) (step 45). When the defrosting operation is requested at this time, it is determined whether the remaining heating amount is equal to or less than a predetermined amount (step 46). If it is less than the predetermined amount, mask the request for defrosting operation for a predetermined time, enter the heating priority mode for preferentially storing hot water, start the timer and perform the heating priority mode for a predetermined time (step 48) Thereafter, a defrosting operation is performed (step 47).
しかしながら、上記従来の構成は貯湯型のヒートポンプ給湯装置を対象としたものであり、生成した湯を貯湯槽に貯湯せずにそのまま出湯することが可能な瞬間湯沸し型のヒートポンプ給湯装置においては、ヒートポンプを運転して生成した湯の給湯中に着霜を検知してそのまま除霜運転を行うと、湯切れが発生する場合があるという課題を有していた。 However, the above-described conventional configuration is intended for a hot water storage type heat pump water heater, and in an instantaneous water heater type heat pump water heater that can discharge generated hot water without storing it in a hot water tank, When the frost formation is detected during hot water supply of hot water generated by operating and the defrosting operation is performed as it is, there is a problem that hot water shortage may occur.
本発明はこのような従来の課題を解決するものであり、瞬間湯沸し型のヒートポンプ給湯装置において、湯切れの発生を抑制するヒートポンプ給湯装置を提供することを目的とする。 This invention solves such a conventional subject, and it aims at providing the heat pump hot-water supply apparatus which suppresses generation | occurrence | production of a hot-water supply in the instantaneous hot water type heat pump hot-water supply apparatus.
請求項1記載の本発明のヒートポンプ給湯装置は、圧縮機、給湯用熱交換器、減圧器、蒸発器を環状に接続して冷媒を流す冷媒回路と、給水した水を前記給湯用熱交換器で冷媒と熱交換させて生成した湯を貯湯する貯湯槽、当該貯湯槽に貯湯された湯と前記給水用熱交換器で生成した湯と直接給水した水とを混合する混合手段を有して給湯する給湯回路と、所定の給湯温度及び給湯量を得るように前記混合手段の混合比率を制御する給湯制御手段とを備えるヒートポンプ給湯装置であって、前記蒸発器の着霜を検知する着霜検知手段と、着霜を検知すると前記蒸発器の除霜を行う除霜手段と、前記貯湯槽に貯湯した湯の残湯量を検知する残湯量検知手段とを有し、前記給湯制御手段では、着霜を検知した場合に所定温度以上の残湯量が所定値以下の場合は所定時間遅延させて除霜運転を行うとともに、前記除霜運転を所定時間遅延させている期間中に、前記残湯量が所定値以上になったことを検出すると、前記所定時間を短縮して除霜運転を行うことを特徴とする。
請求項2記載の本発明のヒートポンプ給湯装置は、圧縮機、給湯用熱交換器、減圧器、蒸発器を環状に接続して冷媒を流す冷媒回路と、給水した水を前記給湯用熱交換器で冷媒と熱交換させて生成した湯を貯湯する貯湯槽、当該貯湯槽に貯湯された湯と前記給水用熱交換器で生成した湯と直接給水した水とを混合する混合手段を有して給湯する給湯回路と、所定の給湯温度及び給湯量を得るように前記混合手段の混合比率を制御する給湯制御手段とを備えるヒートポンプ給湯装置であって、前記蒸発器の着霜を検知する着霜検知手段と、着霜を検知すると前記蒸発器の除霜を行う除霜手段と、前記貯湯槽に貯湯した湯の残湯量を検知する残湯量検知手段と、前記残湯量検知手段により検知した残湯量に対応した遅延時間を設定する遅延時間設定手段とを有し、前記給湯制御手段では、着霜を検知した場合は前記遅延時間設定手段により設定した前記遅延時間経過後に除霜運転を行うことを特徴とする。
請求項3記載の本発明は、請求項2に記載のヒートポンプ給湯装置において、前記給湯制御手段では、除霜運転を前記遅延時間遅延させている期間中に、前記残湯量が所定値以上となったことを検出すると、前記遅延時間を短縮して除霜運転を行うことを特徴とする。
請求項4記載の本発明は、請求項1から請求項3のいずれかに記載のヒートポンプ給湯装置において、前記給湯制御手段では、除霜運転を遅延させている期間中は、前記給湯制御手段により前記給湯量を所定値以下に制御することを特徴とする。
請求項5記載の本発明は、請求項1から請求項4のいずれかに記載のヒートポンプ給湯装置において、前記冷媒として二酸化炭素を用い、前記冷媒回路の高圧側を超臨界圧の状態で運転することを特徴とする。
The heat pump hot water supply apparatus of the present invention according to
The heat pump hot water supply apparatus of the present invention according to
According to a third aspect of the present invention, in the heat pump hot water supply apparatus according to the second aspect , the remaining hot water amount becomes a predetermined value or more during the period in which the defrosting operation is delayed by the delay time in the hot water supply control means. When this is detected, the delay time is shortened to perform the defrosting operation.
According to a fourth aspect of the present invention, in the heat pump hot water supply device according to any one of the first to third aspects, the hot water supply control means causes the hot water supply control means to delay the defrosting operation. The hot water supply amount is controlled to a predetermined value or less.
According to a fifth aspect of the present invention, in the heat pump water heater according to any one of the first to fourth aspects, carbon dioxide is used as the refrigerant, and the high pressure side of the refrigerant circuit is operated in a supercritical pressure state. It is characterized by that.
本発明は、給湯中に蒸発器の着霜を検知しても貯湯槽の残湯量が少ない場合は除霜運転に入るのを遅延することで、湯切れの発生を抑制することができる。また、蒸発器の除霜を所定時間遅延させている期間中に残湯量が所定値以上となったことを検出すると、所定時間を短縮して除霜手段により蒸発器の除霜を行うことで、湯切れの発生を抑制しつつ除霜運転を行うことができる。
さらに、着霜検知手段により着霜を検知した場合は遅延時間設定手段により設定した遅延時間経過後に蒸発器の除霜を行うことで、適切な遅延時間を設定し、湯切れの発生を高い精度で抑制しつつ除霜運転を行うことができる。
Even if the frost formation of the evaporator is detected during hot water supply, the present invention can suppress the occurrence of hot water out by delaying the start of the defrosting operation when the amount of remaining hot water in the hot water storage tank is small. Further, when it is detected that the amount of remaining hot water has exceeded a predetermined value during a period in which the defrosting of the evaporator is delayed for a predetermined time, the predetermined time is shortened, and the defrosting means performs the defrosting of the evaporator. In addition, the defrosting operation can be performed while suppressing the occurrence of running out of hot water.
Furthermore, when frost formation is detected by the frost detection means, an appropriate delay time is set by performing defrosting of the evaporator after the delay time set by the delay time setting means has elapsed, and the occurrence of hot water is highly accurate. It is possible to perform the defrosting operation while suppressing the pressure.
本発明の第1の実施の形態によるヒートポンプ給湯装置は、蒸発器の着霜を検知する着霜検知手段と、着霜を検知すると蒸発器の除霜を行う除霜手段と、貯湯槽に貯湯した湯の残湯量を検知する残湯量検知手段とを有し、給湯制御手段では、着霜を検知した場合に所定温度以上の残湯量が所定値以下の場合は所定時間遅延させて除霜運転を行うとともに、前記除霜運転を所定時間遅延させている期間中に、前記残湯量が所定値以上になったことを検出すると、前記所定時間を短縮して除霜運転を行うものである。本実施の形態によれば、給湯中に蒸発器の着霜を検知しても貯湯槽の残湯量が少ない場合は、除霜運転に入るのを遅延することで、湯切れの発生を抑制することができる。また、湯切れの発生を抑制しつつ除霜運転を行うことができる。
本発明の第2の実施の形態によるヒートポンプ給湯装置は、蒸発器の着霜を検知する着霜検知手段と、着霜を検知すると蒸発器の除霜を行う除霜手段と、貯湯槽に貯湯した湯の残湯量を検知する残湯量検知手段と、残湯量検知手段により検知した残湯量に対応した遅延時間を設定する遅延時間設定手段とを有し、前記給湯制御手段では、着霜を検知した場合は遅延時間設定手段により設定した遅延時間経過後に除霜運転を行うものである。本実施の形態によれば、給湯中に蒸発器の着霜を検知して貯湯槽の残湯量が少ない場合に除霜運転に移る際の、その遅延時間を適切に設定して遅延除霜することによって、湯切れの発生を高い精度で抑制しつつ除霜運転を行うことができる。
本発明の第3の実施の形態は、第2の実施の形態によるヒートポンプ給湯装置において、前記給湯制御手段では、除霜運転を遅延時間遅延させている期間中に、残湯量が所定値以上となったことを検出すると、遅延時間を短縮して除霜運転を行うものである。本実施の形態によれば、無駄に遅延させることを防止し、湯切れの発生を抑制しつつ早めに除霜運転を行うことができる。
本発明の第4の実施の形態は、第1から第3の実施の形態によるヒートポンプ給湯装置において、前記給湯制御手段では、除霜運転を遅延させている期間中は、給湯制御手段により給湯量を所定値以下に制御するものである。本実施の形態によれば、ヒートポンプの給湯能力が着霜により低下し、且つ貯湯槽の残湯量が少ない状態でも、湯切れの発生を抑制しつつ給湯を行うことができる。
本発明の第5の実施の形態は、第1から第4の実施の形態によるヒートポンプ給湯装置において、冷媒として二酸化炭素を用い、冷媒回路の高圧側を超臨界圧の状態で運転するものである。本実施の形態によれば、高温の湯を生成することができるので、貯湯槽を小型にすることができる。
The heat pump hot water supply apparatus according to the first embodiment of the present invention includes a frost detection means for detecting frost formation on the evaporator, a defrosting means for defrosting the evaporator upon detection of frost formation, and hot water storage in a hot water storage tank. and having a remaining hot water detecting means for detecting the hot water of remaining hot water in the hot water supply control means, if Jo Tokoro temperature higher than the remaining hot water in the case of detecting the frost is below a predetermined value defrosting is delayed a predetermined time When performing the operation and detecting that the amount of remaining hot water has exceeded a predetermined value during a period in which the defrosting operation is delayed for a predetermined time, the defrosting operation is performed by shortening the predetermined time. . According to the present embodiment, when the amount of remaining hot water in the hot water storage tank is small even when frost formation is detected during hot water supply, the occurrence of hot water shortage is suppressed by delaying the start of the defrosting operation. be able to. Further, the defrosting operation can be performed while suppressing the occurrence of hot water shortage.
The heat pump water heater according to the second embodiment of the present invention includes frost detection means for detecting frost formation on the evaporator, defrosting means for defrosting the evaporator upon detection of frost formation, and hot water storage in a hot water storage tank. And a delay time setting means for setting a delay time corresponding to the remaining hot water amount detected by the remaining hot water amount detection means. The hot water supply control means detects frost formation. In this case, the defrosting operation is performed after the delay time set by the delay time setting means has elapsed. According to the present embodiment, when the frost formation of the evaporator is detected during hot water supply and the amount of remaining hot water in the hot water tank is small, the defrosting is performed by appropriately setting the delay time when moving to the defrosting operation. Thus, the defrosting operation can be performed while suppressing the occurrence of hot water shortage with high accuracy.
According to a third embodiment of the present invention, in the heat pump hot water supply apparatus according to the second embodiment, the hot water supply control means has a remaining hot water amount of a predetermined value or more during a period in which the defrosting operation is delayed for a delay time. When it has been detected, the defrosting operation is performed with a reduced delay time. According to the present embodiment, it is possible to prevent the wasteful delay and to perform the defrosting operation early while suppressing the occurrence of running out of hot water.
According to a fourth embodiment of the present invention, in the heat pump hot water supply apparatus according to any of the first to third embodiments, the hot water supply control means has a hot water supply amount by the hot water supply control means during a period in which the defrosting operation is delayed. Is controlled below a predetermined value. According to this embodiment, even when the hot water supply capacity of the heat pump is reduced due to frost formation and the amount of remaining hot water in the hot water storage tank is small, hot water can be supplied while suppressing the occurrence of hot water shortage.
In the heat pump water heater according to the first to fourth embodiments, the fifth embodiment of the present invention uses carbon dioxide as the refrigerant and operates the high pressure side of the refrigerant circuit in a supercritical pressure state. . According to this Embodiment, since hot water can be produced | generated, a hot water storage tank can be reduced in size.
第1の実施例におけるヒートポンプ給湯装置について説明する。図1は、本発明による第1の実施例のヒートポンプ給湯装置を示す回路構成図である。
本実施例のヒートポンプ給湯装置は、冷媒回路と、給湯回路と、給湯制御手段とを含み構成される。冷媒回路は、冷媒を圧縮する圧縮機1、冷媒を凝縮させてこの凝縮熱で水を加熱する給湯用熱交換器2、冷媒を減圧する減圧器3、冷媒を蒸発させる蒸発器4を環状に接続して形成したヒートポンプ回路と、蒸発器4の除霜を行うためのバイパス回路5及びこのバイパス回路5に設けた開閉弁6とから構成される。なお、この冷媒回路に冷媒として二酸化炭素を適量封入し、高圧側が超臨界圧の状態となるように運転する。
一方、給湯回路は、例えば水道から給水した水を給湯用熱交換器2で冷媒と熱交換させて生成した湯を貯湯する貯湯槽7と、この貯湯槽7に貯湯された湯と給水用熱交換器2で生成した湯とを比率可変で混合する第1混合弁8と、この第1混合弁8を通過した湯と直接給水した水とを比率可変で混合する第2混合弁9と、給水量を制御する制御弁10と、流路中の水の逆流を防ぐ逆止弁11、12と、貯湯槽7に高温の湯を貯湯するための容量可変水ポンプ13及び開閉弁14とから構成される。
また、給湯制御手段は、貯湯槽7の残湯量を検知するための温度センサ15〜17と、これらの温度センサ15〜17の温度信号を受けて残湯量を判断して残湯量信号を送出する残湯量検知回路18と、利用側の給湯量を検知する流量センサ19と、給湯温度を検出する温度センサ20と、この流量センサ19の流量信号を受けて温度センサ20で検出する給湯温度が所定の温度になるように第1混合弁8及び第2混合弁9の混合比率を制御する給湯制御回路21と、蒸発器4の温度を検出する温度センサ22と、この温度センサ22の温度信号を受けて蒸発器4の着霜を判断してバイパス回路5の開閉弁6を開いて蒸発器4の除霜を行う除霜制御回路23と、制御フローに従ってヒートポンプ給湯装置全体の制御を行う主制御装置24とから構成される。
A heat pump water heater in the first embodiment will be described. FIG. 1 is a circuit configuration diagram showing a heat pump hot water supply apparatus according to a first embodiment of the present invention.
The heat pump hot water supply apparatus of the present embodiment includes a refrigerant circuit, a hot water supply circuit, and hot water supply control means. The refrigerant circuit includes a
On the other hand, the hot water supply circuit includes, for example, a hot
Further, the hot water supply control means receives the
次に、このヒートポンプ給湯装置の動作について説明する。まず、貯湯槽7に貯湯する貯湯運転について説明する。
貯湯運転時には、主制御装置24は、給湯回路の第1混合弁8及び第2混合弁9の流路を閉に、開閉弁14を開にして、容量可変水ポンプ13をオンにする。また、冷媒回路の圧縮機1をオンにする。これにより貯湯槽7の最下部の水は、容量可変水ポンプ13より給湯用熱交換器2に流入して冷媒と熱交換して高温の湯となり、開閉弁14を経て最上部より貯湯槽7に流入する。この時、貯湯槽7へ流入する高温の湯が所定の温度になるように、温度センサ等(図示せず)で流入する湯の温度を検知して、容量可変水ポンプ13の容量を変化させる。
本実施例では、80℃の湯を生成するとすれば、貯湯槽7の中の水は、上部から下部へと80℃の湯に置き換えられる。そして、下部に配設した温度センサ15が80℃になると、残湯量検知回路18が貯湯完了と判断して信号を送出し、主制御装置24が容量可変水ポンプ13と圧縮機1をオフにする。
Next, operation | movement of this heat pump hot-water supply apparatus is demonstrated. First, a hot water storage operation for storing hot water in the
During the hot water storage operation, the
In this embodiment, if 80 ° C. hot water is generated, the water in the hot
続いて給湯運転について説明する。利用側のカラン25などが開かれると、流量センサ19が給湯開始を検知し、給湯制御回路21が主制御装置24に給湯開始の信号を送出し、主制御装置24が圧縮機1をオンに、容量可変水ポンプ13をオフに、開閉弁14を閉にする。そして、給湯制御回路21が流量センサ19と温度センサ20の信号を受けて、給湯温度が所定の温度になるように第1混合弁8と第2混合弁9の各流路の開度を制御する。
この時の給湯回路を流れる水は、水道より給水されて制御弁10を通過して分岐し、一方は逆止弁11を経て第2混合弁9へ流入し、他方は貯湯槽7の下部から逆止弁12を経て給湯用熱交換器2に流入する。そして、給湯用熱交換器2で冷媒と熱交換して中温(例えば45℃程度)の湯となって、第1混合弁8へ流入する。また、貯湯槽7に貯湯された高温(例えば80℃程度)の湯は、前述の下部を通過する水に押されて第1混合弁8に流入する。したがって、温度センサ20で検知する温度が所定の温度(例えば42℃)になるように、第1混合弁8で高温の湯と中温の湯とを比率可変で混合し、さらに第2混合弁9でこの混合した湯と水道より直接給水した低温の水とを比率可変で混合し、所定の給湯温度を得る給湯制御が行われる。
Next, the hot water supply operation will be described. When the use-
Water flowing through the hot water supply circuit at this time is supplied from the water supply and passes through the
次に、給湯運転時に温度センサ22が蒸発器4の着霜を検知した場合の制御について、図2を用いて説明する。図2は、図1に示すヒートポンプ給湯装置の給湯制御を示すフローチャートである。
同図に示すように、カラン25が開かれると、流量センサ19が給湯量を検知して給湯制御回路21が給湯の開始を判断する(ステップ1)と、主制御装置24が圧縮機1をオンにして給湯運転を開始する(ステップ2)。給湯運転中に蒸発器4の温度を温度センサ22が検知し除霜制御回路23が着霜であると判断する(ステップ3)と、次に貯湯槽7内に所定量以上の残湯量があるかどうかを残湯量検知回路18が判断する(ステップ4)。
除霜運転中は、給湯用熱交換器2で中温の湯を生成することができず、その間は貯湯槽7からの高温の湯をより多く使用することになる。したがって、この場合でも湯切れしない十分な残湯量を実験等により定める必要がある。本実施例では、中間部に配設した温度センサ16で検知する貯湯槽7内の湯温T1が80℃以上であれば(ステップ4)、中間部より上部の貯湯槽内には、80℃以上の湯が貯湯されており、十分な残湯量が確保されていると判断して、除霜制御回路23が開閉弁6を開いて除霜運転を行う(ステップ5)。
一方、T1が80℃未満であれば(ステップ4)、除霜運転中に湯切れを生じる恐れがあるため、タイマーのカウントを開始し(ステップ6)、給湯量を絞って所定量以下になるように、給湯制御回路21が第1混合弁8及び第2混合弁9を制御する(ステップ7)。なお、ステップ7の給湯量制御を省く構成であっても良い。
そして、タイマーのカウント開始からの時間τが所定時間τ1を超えたと判断したならば(ステップ8)、除霜運転に移行する(ステップ5)。また、タイマーのカウント時間τが所定時間τ1経過するまでは、流量検知を行って給湯の継続を確認し、除霜運転に移行するのを遅延して給湯運転を継続する(ステップ8及びステップ9を繰り返す)。さらに、τがτ1になる前に、流量センサ19がカラン25の閉止を検知して給湯が終了したと判断する(ステップ9)と、そのまま貯湯運転に移行する(ステップ10)。
そして、貯湯運転中にτがτ1になったと判断する(ステップ11)と、除霜運転に移行する(ステップ5)。また、貯湯運転中は、τがτ1になる(ステップ11)前であっても、温度センサ16で検知する貯湯槽7内の湯温T1が80℃以上であれば(ステップ12)、除霜運転中にカランが開いて給湯が開始されても湯切れを発生させないだけの残湯量が確保されるため、所定時間を短縮して除霜運転に移行する(ステップ5)。さらに、τがτ1になる前であって、湯温T1が80℃未満であれば、貯湯運転を継続する(ステップ11及びステップ12を繰り返す)。
Next, control when the
As shown in the figure, when the
During the defrosting operation, medium temperature hot water cannot be generated by the hot water
On the other hand, if T1 is less than 80 ° C. (step 4), hot water may run out during the defrosting operation. Therefore, the timer starts counting (step 6), and the hot water supply amount is reduced to a predetermined amount or less. Thus, the hot water
If it is determined that the time τ from the start of the timer count exceeds the predetermined time τ1 (step 8), the process proceeds to the defrosting operation (step 5). Further, until the count time τ of the timer elapses for a predetermined time τ1, flow rate detection is performed to confirm the continuation of hot water supply, and the transition to the defrosting operation is delayed to continue the hot water supply operation (steps 8 and 9). repeat). Furthermore, before τ becomes τ1, when the
And if it judges that (tau) became
このように本発明の第1の実施例では、給湯中に蒸発器の着霜を検知しても貯湯槽の残湯量が少ない場合は除霜運転に入るのを遅延することで、湯切れの発生を抑制することができる。また、蒸発器の除霜を所定時間遅延させている期間中に残湯量が所定値以上となったことを検出すると、所定時間を短縮して除霜手段により蒸発器の除霜を行うことで、湯切れの発生を抑制しつつ除霜運転を行うこともできる。 As described above, in the first embodiment of the present invention, when the amount of remaining hot water in the hot water storage tank is small even if frost formation of the evaporator is detected during hot water supply, the defrosting operation is delayed so that the hot water runs out. Occurrence can be suppressed. Further, when it is detected that the amount of remaining hot water has exceeded a predetermined value during the period in which the defrosting of the evaporator is delayed for a predetermined time, the predetermined time is shortened and the defrosting means performs the defrosting of the evaporator. In addition, the defrosting operation can be performed while suppressing the occurrence of hot water shortage.
次に、第2の実施例におけるヒートポンプ給湯装置について説明する。本実施例のヒートポンプ給湯装置の構成は、図1に示す第1の実施例の構成と同一であるので説明を省略する。そして、本実施例のヒートポンプ給湯装置の動作については、第1の実施例と異なる点を取り上げて、すなわち給湯運転時に温度センサ22が蒸発器4の着霜を検知した場合の制御について、図3を用いて説明する。図3は、本発明による第2の実施例のヒートポンプ給湯装置の給湯制御を示すフローチャートである。
同図に示すように、カラン25が開かれると流量センサ19が流量を検知して(ステップ21)、給湯運転を開始する(ステップ22)。給湯運転中に蒸発器4の着霜を検知すると(ステップ23)、次に貯湯槽7内の残湯量に対応して、除霜運転に移行するのを遅延する遅延時間τ1を設定する(ステップ24)。
除霜運転中は、給湯用熱交換器2で中温の湯を生成することができず、その間は貯湯槽7からの高温の湯をより多く使用することになる。したがって、湯切れを極力避けることができるように、残湯量に応じてτ1を実験等により定める。
Next, a heat pump water heater in the second embodiment will be described. The configuration of the heat pump water heater of this embodiment is the same as that of the first embodiment shown in FIG. And about operation | movement of the heat pump hot-water supply apparatus of a present Example, the point different from 1st Example is taken up, ie, about the control in case the
As shown in the figure, when the
During the defrosting operation, medium temperature hot water cannot be generated by the hot water
本実施例では、中間部に配設した温度センサ16と、上部に配設した温度センサ17とを用いて残湯量の大小を判断してτ1を定める。即ち、温度センサ16で検知する貯湯槽7内の湯温T1が80℃以上であれば、中間部より上部には80℃以上の湯が貯湯されており、十分な残湯量が確保されているとし、τ1=0と設定する(ステップ24)。そして、時間τ=τ1=0であり、時間τは所定時間τ1であると判断し(ステップ27)、直ちに除霜運転を行う(ステップ28)。
一方、T1が80℃未満かつ温度センサ17で検知する湯温T2が、T2≧80℃であれば、τ1=aと設定し、T2<80℃であれば、τ1=b(b>a>0)と設定する(ステップ24)。そしてタイマーのカウントを開始し(ステップ25)、給湯制御回路21により給湯量を絞って所定量以下になるように、第1混合弁8及び第2混合弁9を制御する(ステップ26)。なお、ステップ26の絞り制御を省く構成であっても良い。
次に、タイマーのカウント時間τが所定時間τ1を超えたと判断したならば(ステップ27)、除霜運転に移行する(ステップ28)。また、タイマーのカウント時間τが設定された遅延時間τ1経過するまでは、除霜運転に移行するのを遅延して給湯運転を継続する(ステップ27及びステップ29を繰り返す)。
さらに、τがτ1になる前に、流量センサ19がカラン25の閉止を検知して給湯が終了したと判断する(ステップ29)と、そのまま貯湯運転に移行する(ステップ30)。
そして、貯湯運転中にτがτ1になったと判断する(ステップ31)と、除霜運転に移行する(ステップ28)。また、貯湯運転中は、τがτ1になる前であっても、温度センサ16で検知する貯湯槽7内の湯温T1が80℃以上であれば(ステップ32)、除霜運転を行っている間も湯切れを発生させないだけの残湯量が確保されるため、遅延時間を短縮して除霜運転に移行する(ステップ28)。さらに、τがτ1になる前であって、湯温T1が80℃未満であれば、貯湯運転を継続する(ステップ31及びステップ32を繰り返す)。
In the present embodiment, τ1 is determined by determining the amount of remaining hot water using the
On the other hand, if T1 is less than 80 ° C. and the hot water temperature T2 detected by the
Next, when it is determined that the count time τ of the timer has exceeded the predetermined time τ1 (step 27), the process proceeds to the defrosting operation (step 28). Further, until the set delay time τ1 of the timer count time τ elapses, the hot water supply operation is continued after delaying the transition to the defrosting operation (steps 27 and 29 are repeated).
Furthermore, before τ becomes τ1, when the
When it is determined that τ has become τ1 during the hot water storage operation (step 31), the process proceeds to the defrosting operation (step 28). Further, during the hot water storage operation, even if τ is not equal to τ1, if the hot water temperature T1 in the hot
このように本発明の第2の実施例では、着霜検知手段により着霜を検知した場合は遅延時間設定手段により設定した遅延時間経過後に蒸発器の除霜を行うことで、適切な遅延時間を設定し、湯切れの発生を高い精度で抑制しつつ除霜運転を行うことができる。 As described above, in the second embodiment of the present invention, when frost formation is detected by the frost detection means, the evaporator is defrosted after the delay time set by the delay time setting means has elapsed, so that an appropriate delay time can be obtained. The defrosting operation can be performed while suppressing occurrence of hot water with high accuracy.
なお、上記実施例では、冷媒として二酸化炭素を使った場合を説明したが、R410A冷媒やHC冷媒等のその他の冷媒を用いてもよい。 In the above embodiment, the case where carbon dioxide is used as the refrigerant has been described, but other refrigerants such as R410A refrigerant and HC refrigerant may be used.
以上のように、本発明は、ヒートポンプサイクルを利用して湯を生成し、生成した湯を貯湯槽に貯湯せずにそのまま出湯するヒートポンプ給湯装置に適用され、例えば、家庭用の瞬間湯沸し器などに適している。 As described above, the present invention is applied to a heat pump hot water supply device that generates hot water using a heat pump cycle and discharges the generated hot water as it is without storing it in a hot water storage tank. For example, an instantaneous water heater for home use Suitable for
1 圧縮機
2 給湯用熱交換器
3 減圧器
4 蒸発器
5 バイパス回路
6、14 開閉弁
7 貯湯槽
8 第1混合弁
9 第2混合弁
10 制御弁
11、12 逆止弁
13 容量可変水ポンプ
15、16、17、20、22 温度センサ
18 残湯量検知回路
19 流量センサ 21 給湯制御回路
23 除霜制御回路
24 主制御装置
25 カラン
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