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JP6134910B2 - Heat pump water heater - Google Patents
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Description

本発明は、ヒートポンプ給湯装置に関するものである。   The present invention relates to a heat pump water heater.

従来、この種のヒートポンプ給湯装置は、例えば、図22のようなものがある(例えば、特許文献1参照)。 Conventionally, this type of heat pump hot-water supply apparatus has a thing like FIG. 22 , for example (for example, refer patent document 1).

図22は、特許文献1に記載された従来のヒートポンプ給湯装置を示すものである。 FIG. 22 shows a conventional heat pump hot-water supply device described in Patent Document 1. In FIG.

図22に示すように、圧縮機104、水冷媒熱交換器105、減圧手段106、空気熱交換器(蒸発器)107を冷媒配管で管状に接続してヒートポンプサイクルを形成している。 As shown in FIG. 22 , a compressor 104, a water-refrigerant heat exchanger 105, a decompression means 106, and an air heat exchanger (evaporator) 107 are connected in a tubular shape by a refrigerant pipe to form a heat pump cycle.

貯湯タンク103の底部、ポンプ119、水冷媒熱交換器105が、HP配管118で順次接続されている。また、水冷媒熱交換器105の出口湯温(以下、出湯温度と呼ぶ)は、HP配管118の途中に設置された出湯温度センサ121により検知する。   The bottom of the hot water storage tank 103, the pump 119, and the water / refrigerant heat exchanger 105 are sequentially connected by an HP pipe 118. Further, the outlet hot water temperature of the water-refrigerant heat exchanger 105 (hereinafter referred to as hot water temperature) is detected by a hot water temperature sensor 121 installed in the middle of the HP pipe 118.

貯湯運転モード時には、貯湯タンク103の底部の水がポンプ119により水冷媒熱交換器105に搬送され、ここでヒートポンプサイクルの冷媒との熱交換により自身は加熱されて温水となり、HP配管118、出湯管120を経由して貯湯タンク103上部に戻される。   In the hot water storage operation mode, water at the bottom of the hot water storage tank 103 is transferred to the water / refrigerant heat exchanger 105 by the pump 119, where it is heated to become hot water by heat exchange with the refrigerant in the heat pump cycle, and the HP pipe 118, hot water supply It returns to the upper part of the hot water storage tank 103 via the pipe 120.

この時の、出湯温度やポンプ119の回転数、ヒートポンプサイクルの各部品の運転制御は、制御装置125により行われている。   At this time, the hot water temperature, the rotation speed of the pump 119, and the operation control of each component of the heat pump cycle are performed by the control device 125.

貯湯タンク103の上部には出湯管120が接続されており、貯湯タンク103の底部には給水管109が接続されている。   A hot water discharge pipe 120 is connected to the top of the hot water storage tank 103, and a water supply pipe 109 is connected to the bottom of the hot water storage tank 103.

給湯混合弁111は、出湯管120から供給される貯湯タンク上部の温水と給水管109から供給される水とを混合して所定温度の温水を、給湯配管113を経由して給湯端末114から給湯させる。給湯混合弁111出口の温水温度は、給湯配管113の途中に設置された給湯温度センサ122により検知する。   The hot water mixing valve 111 mixes the hot water in the upper part of the hot water storage tank supplied from the hot water supply pipe 120 and the water supplied from the water supply pipe 109 to supply hot water at a predetermined temperature from the hot water supply terminal 114 via the hot water supply pipe 113. Let The hot water temperature at the outlet of the hot water supply mixing valve 111 is detected by a hot water supply temperature sensor 122 installed in the middle of the hot water supply pipe 113.

また、湯はり混合弁112は、出湯管120から供給される貯湯タンク上部の温水と給水管109から供給される水とを混合して所定温度の温水を湯はり配管115、湯はり開閉弁116を経由して浴槽117に給湯する。   The hot water mixing valve 112 mixes the hot water in the upper part of the hot water storage tank supplied from the hot water pipe 120 and the water supplied from the water supply pipe 109 to supply hot water at a predetermined temperature to the hot water pipe 115 and the hot water on / off valve 116. Hot water is supplied to the bathtub 117 via

湯はり混合弁112出口の温水温度は、湯はり配管115の途中に設置された湯はり温度センサ123により検知する。また、浴槽117の水位は、湯はり配管115の途中に設置された湯はり圧力センサ129により検知する。   The hot water temperature at the outlet of the hot water mixing valve 112 is detected by a hot water temperature sensor 123 installed in the middle of the hot water pipe 115. Further, the water level of the bathtub 117 is detected by a hot water pressure sensor 129 installed in the hot water pipe 115.

また、浴槽117への湯はり運転については、特に、湯はり運転モードを有しており、湯はり運転モード開始時には、ヒートポンプサイクルを起動するとともに、湯はり開閉弁116を開き、HP配管118を通った温度の低いお湯と貯湯タンク103からのお湯が出湯管120で合流し、湯はり混合弁112、湯はり配管115を通り、浴槽117へ供給される。   In addition, the hot water operation to the bathtub 117 has a hot water operation mode, and at the start of the hot water operation mode, the heat pump cycle is started, the hot water on / off valve 116 is opened, and the HP pipe 118 is connected. The hot water passed through and the hot water from the hot water storage tank 103 join together in the hot water discharge pipe 120, and are supplied to the bathtub 117 through the hot water mixing valve 112 and the hot water pipe 115.

また、湯はり運転モード時の出湯温度を、貯湯運転モード時の出湯温度よりも低くする、かつ、加熱能力を低くすることによって、ヒートポンプサイクルの成績係数(以下COPと呼ぶ)が、貯湯運転モード時のCOPよりも向上するため、効率の良い湯はり運転を行うことができる。   In addition, the coefficient of performance of the heat pump cycle (hereinafter referred to as COP) is reduced by reducing the temperature of the hot water in the hot water operation mode to the temperature of the hot water in the hot water operation mode and lowering the heating capacity. Since the COP is improved over time, an efficient hot water operation can be performed.

特許第4975067号公報Japanese Patent No. 4975067

しかしながら、前記従来の構成では、湯はり運転モードにおいて貯湯タンクに貯湯されている湯と、ヒートポンプサイクルで加熱された温水とを併用するため、貯湯タンク内の湯の使用量が変動し、貯湯タンクで保有する湯量に過不足が生じるという課題を有していた。   However, in the conventional configuration, since the hot water stored in the hot water storage tank and the hot water heated in the heat pump cycle are used in combination in the hot water operation mode, the amount of hot water used in the hot water storage tank fluctuates. The problem was that excess and deficiency would occur in the amount of hot water held in Japan.

本発明は、前記従来の課題を解決するもので、貯湯タンクで保有する湯量の過不足を抑制し、省エネルギー性に優れた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 the said conventional subject, and it aims at providing the heat pump hot-water supply apparatus excellent in energy-saving property by suppressing the excess and deficiency of the hot water amount stored in a hot water storage tank.

前記従来の課題を解決するために、本発明のヒートポンプ給湯装置は、圧縮機、水冷媒熱交換器、減圧手段、蒸発器を冷媒配管で接続したヒートポンプサイクルと、前記ヒートポンプサイクルによって加熱生成した湯を貯湯する貯湯タンクと、前記ヒートポンプサイクルで加熱生成した湯を前記貯湯タンクの上部へと戻す配管と、前記貯湯タンクの上部から湯を取り出す第1出湯管と、前記貯湯タンクに貯湯された湯の温度を検知する貯湯温度検知手段と、少なくとも複数の運転モードを実行する制御手段と、を備え、前記複数の運転モードは、前記ヒートポンプサイクルによって加熱生成した湯を前記貯湯タンクに貯湯する貯湯運転モードと、前記ヒートポンプサイクルによって前記貯湯運転モードよりも低い温度の湯を加熱生成し、前記ヒートポンプサイクルによって加熱生成された湯を、前記貯湯タンクの上部へと戻す配管を介して、一旦、前記貯湯タンク内に流入させた後、前記
第1出湯管を経由して、浴槽への注湯に使用する湯はり運転モードと、を含み、前記湯はり運転モードにおけるヒートポンプサイクルの成績係数は、前記貯湯運転モードにおけるヒートポンプサイクルの成績係数よりも高く、かつ、前記制御手段は、前記湯はり運転モードの完了時に前記貯湯温度検知手段の検知温度が第1の所定値よりも低い場合に、前記貯湯運転モードへと移行することを特徴とするものである。
In order to solve the above-described conventional problems, a heat pump hot water supply apparatus of the present invention includes a heat pump cycle in which a compressor, a water refrigerant heat exchanger, a decompression unit, and an evaporator are connected by refrigerant piping, and hot water generated by heating with the heat pump cycle. A hot water storage tank for storing hot water, a pipe for returning hot water generated by heating in the heat pump cycle to the upper part of the hot water storage tank, a first outlet pipe for taking out hot water from the upper part of the hot water storage tank, and hot water stored in the hot water storage tank Hot water storage temperature detecting means for detecting the temperature of the hot water, and control means for executing at least a plurality of operation modes, wherein the plurality of operation modes store hot water generated by the heat pump cycle in the hot water storage tank. And hot water having a temperature lower than that of the hot water storage operation mode by the heat pump cycle, The hot water produced heated by chromatography preparative pump cycle, via a pipe for returning to the upper portion of the hot water storage tank, once, after being introduced into the hot water storage tank, the
A hot water operation mode used for pouring into the bathtub via the first hot water discharge pipe, and the coefficient of performance of the heat pump cycle in the hot water operation mode is from the coefficient of performance of the heat pump cycle in the hot water storage operation mode And the control means shifts to the hot water storage operation mode when the detected temperature of the hot water storage temperature detection means is lower than a first predetermined value when the hot water beam operation mode is completed. To do.

これにより、貯湯温度に基づいて、貯湯タンク内の湯の過不足が生じないように湯はり運転モードの完了後、貯湯運転モードを実行するか否かを判断できる。   Thereby, based on the hot water storage temperature, it is possible to determine whether or not to execute the hot water storage operation mode after the hot water beam operation mode is completed so as not to cause excess or shortage of hot water in the hot water storage tank.

本発明によれば、貯湯タンク内の湯の過不足を抑制しつつ、省エネルギー性に優れたヒートポンプ給湯装置を提供することができる。   ADVANTAGE OF THE INVENTION According to this invention, the heat pump hot-water supply apparatus excellent in energy saving property can be provided, suppressing the excess and deficiency of the hot water in a hot water storage tank.

本発明の実施の形態1におけるヒートポンプ給湯装置の構成図The block diagram of the heat pump hot-water supply apparatus in Embodiment 1 of this invention 同ヒートポンプ給湯装置の貯湯タンク内温度分布の変化を示す図The figure which shows the change of the temperature distribution in the hot water storage tank of the heat pump water heater 同ヒートポンプ給湯装置の湯はり運転モード開始時における制御フローチャートControl flow chart at the start of hot water operation mode of the heat pump water heater 同ヒートポンプ給湯装置の湯はり運転モード開始時における他の制御フローチャートOther control flowchart at the start of hot water operation mode of the heat pump water heater 同ヒートポンプ給湯装置の湯はり運転モードにおいてヒートポンプサイクルの起動を判断する際の比較判断の閾値の例を示す説明図Explanatory drawing which shows the example of the threshold value of the comparison judgment at the time of judging the start of a heat pump cycle in the hot water operation mode of the heat pump hot water supply apparatus 同ヒートポンプ給湯装置の湯はり運転モード開始時におけるさらに他の制御フローチャートStill another control flowchart at the start of the hot water operation mode of the heat pump water heater 同ヒートポンプ給湯装置の湯はり運転モードにおいてヒートポンプサイクルの起動を判断する際の他の比較判断の閾値の例を示す説明図Explanatory drawing which shows the example of the threshold value of the other comparative judgment at the time of judging the starting of a heat pump cycle in the hot water operation mode of the heat pump hot water supply apparatus 同ヒートポンプ給湯装置の湯はり運転モードの動作シーケンスを示すグラフThe graph which shows the operation | movement sequence of the hot water operation mode of the heat pump water heater 同ヒートポンプ給湯装置におけるヒートポンプサイクルのCOPと出湯温度との関係を示すグラフThe graph which shows the relationship between COP of a heat pump cycle and tapping temperature in the same heat pump water heater 同ヒートポンプ給湯装置におけるヒートポンプサイクルの加熱能力と圧縮比との関係を示すグラフThe graph which shows the relationship between the heating capacity and compression ratio of the heat pump cycle in the heat pump water heater 同ヒートポンプ給湯装置の湯はり運転モードにおけるヒートポンプサイクルの加熱能力とヒートポンプサイクルのCOPとの関係を示すグラフThe graph which shows the relationship between the heating capability of the heat pump cycle and the COP of the heat pump cycle in the hot water beam operation mode of the heat pump water heater 同ヒートポンプ給湯装置の湯はり運転モードにおけるヒートポンプサイクルの加熱能力と風呂注湯COPとの関係を示すグラフThe graph which shows the relationship between the heating capability of the heat pump cycle in the hot water operation mode of the same heat pump water heater, and the bath pouring COP 同ヒートポンプ給湯装置の湯はり運転モードにおける圧縮機回転数と風呂注湯COPとの関係を示すグラフThe graph which shows the relationship between the compressor rotation speed and bath pouring COP in the hot water operation mode of the heat pump water heater 同ヒートポンプ給湯装置の湯はり運転モード終了時における制御フローチャートControl flow chart at the end of the hot water operation mode of the heat pump water heater 同ヒートポンプ給湯装置の湯はり運転モードの完了時における他の制御フローチャートAnother control flowchart at the completion of the hot water operation mode of the heat pump water heater 同ヒートポンプ給湯装置の湯はり運転モードの完了時における運転モードの移行を判断する際の比較判断の閾値の例を示す説明図Explanatory drawing which shows the example of the threshold value of the comparison judgment at the time of judging the transfer of the operation mode at the time of completion of the hot water operation mode of the heat pump water heater 同ヒートポンプ給湯装置の湯はり運転モードの完了時におけるさらに他の制御フローチャートStill another control flowchart at the completion of the hot water operation mode of the heat pump water heater 同ヒートポンプ給湯装置の湯はり運転モードの完了時における運転モードの移行を判断する際の比較判断の閾値の例を示す説明図Explanatory drawing which shows the example of the threshold value of the comparison judgment at the time of judging the transfer of the operation mode at the time of completion of the hot water operation mode of the heat pump water heater (a)ヒートポンプ給湯装置の中温出湯回路がある場合の貯湯タンク内の温度分布の変化を示した図、(b)ヒートポンプ給湯装置の中温出湯回路がない場合の貯湯タンク内の温度分布の変化を示した図(A) The figure which showed the change of the temperature distribution in a hot water storage tank when there is a middle temperature hot water supply circuit of a heat pump hot water supply device, (b) The change of the temperature distribution in the hot water storage tank when there is no intermediate temperature hot water supply circuit of a heat pump hot water supply device Illustration shown 本発明の実施の形態2におけるヒートポンプ給湯装置の構成図The block diagram of the heat pump hot-water supply apparatus in Embodiment 2 of this invention 本発明の実施の形態3におけるヒートポンプ給湯装置の構成図The block diagram of the heat pump hot-water supply apparatus in Embodiment 3 of this invention 従来のヒートポンプ給湯装置の構成図Configuration diagram of conventional heat pump water heater

第1の発明は、圧縮機、水冷媒熱交換器、減圧手段、蒸発器を冷媒配管で接続したヒートポンプサイクルと、前記ヒートポンプサイクルによって加熱生成した湯を貯湯する貯湯タンクと、前記ヒートポンプサイクルで加熱生成した湯を前記貯湯タンクの上部へと戻す配管と、前記貯湯タンクの上部から湯を取り出す第1出湯管と、前記貯湯タンクに貯湯された湯の温度を検知する貯湯温度検知手段と、少なくとも複数の運転モードを実行する制御手段と、を備え、前記複数の運転モードは、前記ヒートポンプサイクルによって加熱生成した湯を前記貯湯タンクに貯湯する貯湯運転モードと、前記ヒートポンプサイクルによって前記貯湯運転モードよりも低い温度の湯を加熱生成しながら、前記ヒートポンプサイクルによって加熱生成された湯を、前記貯湯タンクの上部へと戻す配管を介して、一旦、前記貯湯タンク内に流入させた後、前記第1出湯管を経由して、浴槽への注湯に使用する湯はり運転モードと、を含み、前記湯はり運転モードにおけるヒートポンプサイクルの成績係数は、前記貯湯運転モードにおけるヒートポンプサイクルの成績係数よりも高く、かつ、前記制御手段は、前記湯はり運転モードの完了時に前記貯湯温度検知手段の検知温度が第1の所定値よりも低い場合に、前記貯湯運転モードへと移行することを特徴とするヒートポンプ給湯装置である。 A first invention is a heat pump cycle in which a compressor, a water refrigerant heat exchanger, a decompression means, and an evaporator are connected by refrigerant piping, a hot water storage tank for storing hot water heated and generated by the heat pump cycle, and heating by the heat pump cycle A pipe for returning the generated hot water to the upper part of the hot water storage tank, a first hot water discharge pipe for taking out hot water from the upper part of the hot water storage tank, hot water storage temperature detecting means for detecting the temperature of the hot water stored in the hot water storage tank, Control means for executing a plurality of operation modes, wherein the plurality of operation modes are different from the hot water storage operation mode in which the hot water heated and generated by the heat pump cycle is stored in the hot water storage tank and the hot water storage operation mode by the heat pump cycle. Hot water produced by the heat pump cycle while producing hot water at a lower temperature. , Via a pipe for returning to the upper portion of the hot water storage tank, once, after flowing into the hot water storage tank via the first tapping pipe, a hot water beam operating mode used for pouring into the bathtub, And the coefficient of performance of the heat pump cycle in the hot water operation mode is higher than the coefficient of performance of the heat pump cycle in the hot water storage operation mode, and the control means is the hot water storage temperature detection means when the hot water operation mode is completed When the detected temperature is lower than a first predetermined value, the heat pump hot water supply device is shifted to the hot water storage operation mode.

これにより、湯はり運転モードの終了後、貯湯運転モードへの移行を行うか否かを、貯湯温度に基づいて判断できるので、ヒートポンプサイクルの沸き上げ温度を貯湯温度よりも低くしてCOPを向上させつつ、貯湯タンク内の湯の過不足を抑制することができる。   This makes it possible to determine whether or not to enter the hot water storage operation mode after the hot water operation mode ends based on the hot water storage temperature, so that the boiling temperature of the heat pump cycle is made lower than the hot water storage temperature to improve COP. In addition, excessive or insufficient hot water in the hot water storage tank can be suppressed.

また、ヒートポンプサイクルを起動して行う湯はり運転モードから貯湯運転モードへと、ヒートポンプサイクルの運転を停止させることなく移行させるので、エネルギーロスを低減し、ヒートポンプ給湯装置のエネルギー消費効率を向上させることができる。   In addition, since the heat pump cycle is transferred without stopping the operation of the heat pump cycle from the hot water operation mode performed by starting the heat pump cycle, the energy loss is reduced and the energy consumption efficiency of the heat pump water heater is improved. Can do.

第2の発明は、特に第1の発明において、給湯端末と浴槽とに供給される湯の給湯流量を検出する給湯流量検出手段と、給湯端末と浴槽とに供給される湯の給湯温度を検出する給湯温度検出手段と、を備え、前記制御手段は、前記給湯流量と前記給湯温度とから1日毎の積算給湯熱量を演算して記憶する給湯熱量演算手段を有し、前記制御手段は、前記積算給湯熱量が第2の所定値よりも大きく、かつ、前記湯はり運転モードの完了時に前記貯湯温度検知手段の検知温度が第1の所定値よりも低い場合に、前記貯湯運転モードへと移行することを特徴とするものである。   According to a second aspect of the invention, particularly in the first aspect of the invention, a hot water supply flow rate detecting means for detecting a hot water supply flow rate of hot water supplied to the hot water supply terminal and the bathtub, and a hot water supply temperature of hot water supplied to the hot water supply terminal and the bathtub are detected. Hot water supply temperature detection means, and the control means includes hot water supply heat amount calculation means for calculating and storing an accumulated hot water supply heat amount per day from the hot water supply flow rate and the hot water supply temperature, and the control means includes When the accumulated hot water supply heat quantity is larger than a second predetermined value and the detected temperature of the hot water storage temperature detecting means is lower than the first predetermined value when the hot water operation mode is completed, the process shifts to the hot water storage operation mode. It is characterized by doing.

これにより、1日毎の積算給湯熱量に基づき、風呂湯はり後の給湯使用量を予測して、貯湯運転モードに移行するか否かを判断できるので、貯湯タンク内での湯の過不足を抑制して、省エネルギー性に優れたヒートポンプ給湯装置を提供することができる。   This makes it possible to predict whether or not to enter the hot water storage operation mode by predicting the amount of hot water used after hot water supply based on the accumulated amount of hot water supply for each day, thereby suppressing excess or shortage of hot water in the hot water storage tank. And the heat pump hot-water supply apparatus excellent in energy saving property can be provided.

第3の発明は、特に第2の発明において、前記貯湯タンクの湯と浴槽の湯とを熱交換させる風呂熱交換器を有する風呂追い焚き回路を備え、前記制御手段は、前記風呂追い焚き回路で使用された前記貯湯タンクの湯の保温熱量を演算し、1日毎の積算保温熱量として記憶する追い焚き熱量演算手段を有し、前記制御手段は、前記湯はり運転モードにおいて、前記積算給湯熱量と前記積算保温熱量との合計が、前記第2の所定値よりも大きく、かつ、前記湯はり運転モードの完了時に前記貯湯温度検知手段の検知温度が第1の所定値よりも低い場合に、前記貯湯運転モードへと移行することを特徴とするものである。   According to a third aspect of the present invention, particularly in the second aspect of the invention, the apparatus further comprises a bath reheating circuit having a bath heat exchanger for exchanging heat between the hot water in the hot water storage tank and the hot water in the bathtub, and the control means includes the bath reheating circuit. Reheating calorific value calculating means for calculating the heat retaining heat amount of the hot water used in the hot water storage tank and storing it as the accumulated heat retaining heat amount per day, and the control means in the hot water operation mode, And the accumulated heat retention heat amount is larger than the second predetermined value, and the detected temperature of the hot water storage temperature detecting means is lower than the first predetermined value when the hot water operation mode is completed, It shifts to the said hot water storage operation mode, It is characterized by the above-mentioned.

これにより、1日毎の積算保温熱量に基づいて、風呂湯はり後の給湯使用量を予測し、
貯湯運転モードに移行するか否かを判断できるので、貯湯タンク内での湯の過不足を抑制して、省エネルギー性に優れたヒートポンプ給湯装置を提供することができる。
Thereby, based on the accumulated heat retention heat amount every day, the amount of hot water supply after bath hot water is predicted,
Since it can be determined whether or not to shift to the hot water storage operation mode, it is possible to provide a heat pump hot water supply apparatus that is excellent in energy saving by suppressing excessive or insufficient hot water in the hot water storage tank.

第4の発明は、特に第1〜3のいずれかの発明において、前記貯湯タンクの上部へと戻す配管および前記第1出湯管よりも下方の前記貯湯タンクから湯を取り出す中温出湯管を備えることを特徴とするものである。 A fourth invention is, in particular, the first to third any one of the, obtain Preparations medium temperature hot water pipe to take out hot water from the hot water storage tank below the piping and the first tapping pipe back to the upper portion of the hot water storage tank It is characterized by this.

これにより、湯はり運転モードにおいてヒートポンプサイクルで加熱生成された湯は、いったん貯湯タンク内に流入することになる。よって、ヒートポンプサイクルの起動直後で水を十分に加熱できない状態であっても、第1出湯管から流出し、注湯される湯は所定温度以上に保たれる。したがって、湯はり運転モードにおけるヒートポンプサイクルの起動直後から所定温度以上の湯を注湯することができる。さらに、湯はり運転モードにおいて、貯湯タンク内の湯よりも温度の低い温水が貯湯タンクの上部から流入し、中温水が生じても、第1出湯管よりも下方に接続される中湯出湯管から中温水を取り出すことができるので、貯湯タンクの底部まで中温水が拡散することを抑制し、ヒートポンプサイクルの加熱効率を高く維持することができる。   Thereby, the hot water heated and generated in the heat pump cycle in the hot water operation mode once flows into the hot water storage tank. Therefore, even if it is in the state which cannot heat water immediately after starting of a heat pump cycle, the hot water which flows out from a 1st tapping pipe and is poured is maintained above predetermined temperature. Therefore, hot water having a predetermined temperature or more can be poured immediately after the start of the heat pump cycle in the hot water operation mode. Further, in the hot water operation mode, hot water having a temperature lower than that of hot water in the hot water storage tank flows from the upper part of the hot water storage tank, and even if medium hot water is generated, the hot water hot water pipe connected below the first hot water discharge pipe. Therefore, it is possible to suppress the diffusion of the intermediate temperature water to the bottom of the hot water storage tank and maintain the heating efficiency of the heat pump cycle high.

第5の発明は、特に第1〜4のいずれかの発明において、前記ヒートポンプサイクルは、高圧側の圧力が前記冷媒の臨界圧力を超えた状態で動作することを特徴とするものである。   The fifth invention is characterized in that, in any one of the first to fourth inventions, the heat pump cycle operates in a state where the pressure on the high pressure side exceeds the critical pressure of the refrigerant.

これにより、ヒートポンプサイクルによって水を加熱して湯を生成するときのCOPを高くすることができるので、貯湯運転モードと湯はり運転モードとの両方のモードにおいて、ヒートポンプサイクルの加熱効率を向上させ、その結果、ヒートポンプ給湯装置の省エネルギー性を向上させることができる。   Thereby, since COP when heating water by heat pump cycle and producing hot water can be made high, in both the hot water storage operation mode and the hot water operation mode, the heating efficiency of the heat pump cycle is improved, As a result, the energy saving property of the heat pump water heater can be improved.

以下、本発明の実施の形態について、図面を参照しながら説明する。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, embodiments 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)
図1は、本発明の第1の実施の形態におけるヒートポンプ給湯装置の構成を示す図である。前記ヒートポンプ給湯装置は、ヒートポンプユニット2aと貯湯ユニット2bとから構成されている。
(Embodiment 1)
FIG. 1 is a diagram showing a configuration of a heat pump hot water supply apparatus according to the first embodiment of the present invention. The heat pump hot water supply apparatus includes a heat pump unit 2a and a hot water storage unit 2b.

ヒートポンプユニット2aには、圧縮機4、水冷媒熱交換器5、膨張弁等の減圧手段6、空気熱交換器である蒸発器7を冷媒配管で環状に接続したヒートポンプサイクル1が設けられており、冷媒配管内部には冷媒が封入されている。8は、蒸発器7に空気を供給するファンである。冷媒としては、二酸化炭素やHFC冷媒を用いることができる。二酸化炭素を冷媒として用いると、ヒートポンプサイクルの高圧側の圧力は冷媒の臨界圧力を超えた状態となり、ヒートポンプサイクルは超臨界状態で動作することとなる。   The heat pump unit 2a is provided with a heat pump cycle 1 in which a compressor 4, a water-refrigerant heat exchanger 5, a decompression means 6 such as an expansion valve, and an evaporator 7 which is an air heat exchanger are connected in an annular shape with a refrigerant pipe. A refrigerant is sealed inside the refrigerant pipe. A fan 8 supplies air to the evaporator 7. Carbon dioxide or HFC refrigerant can be used as the refrigerant. When carbon dioxide is used as the refrigerant, the pressure on the high pressure side of the heat pump cycle exceeds the critical pressure of the refrigerant, and the heat pump cycle operates in a supercritical state.

貯湯ユニット2bには、貯湯タンク3の底部、沸き上げ往き配管32、水冷媒熱交換器5、沸き上げ戻り配管33、四方切替弁18a、貯湯タンク3を環状に接続した沸き上げ回路が設けられている。   The hot water storage unit 2b is provided with a boiling circuit in which the bottom of the hot water storage tank 3, the boiling forward piping 32, the water refrigerant heat exchanger 5, the boiling return piping 33, the four-way switching valve 18a, and the hot water storage tank 3 are connected in an annular shape. ing.

沸き上げ往き配管32の途中には、貯湯タンク3の底部の水を水冷媒熱交換器5に搬送する沸き上げポンプ21が接続されている。   A boiling pump 21 that conveys the water at the bottom of the hot water storage tank 3 to the water-refrigerant heat exchanger 5 is connected to the middle of the boiling piping 32.

四方切替弁18aの入口側には沸き上げ戻り配管33が接続されている。四方切替弁18aの出口側は沸き上げバイパス管34により貯湯タンク3の底部と接続されており、四
方切替弁18aの他の出口側は沸き上げ配管35を介して貯湯タンク3の略頂部に接続されており、四方切替弁18aの他のもう1つの出口側は湯はり戻し配管36を介して貯湯タンク3の上部に接続されている。
A boiling return pipe 33 is connected to the inlet side of the four-way switching valve 18a. The outlet side of the four-way switching valve 18 a is connected to the bottom of the hot water storage tank 3 by a boiling bypass pipe 34, and the other outlet side of the four-way switching valve 18 a is connected to a substantially top part of the hot water storage tank 3 through a heating pipe 35. The other outlet side of the four-way switching valve 18a is connected to the upper part of the hot water storage tank 3 via a hot water return pipe 36.

すなわち、沸き上げポンプ21により搬送された沸き上げ戻り配管33内の温水は、四方切替弁18aにより、貯湯タンク3の底部に戻る場合と、貯湯タンク3の上部(沸き上げ管35または、湯はり戻し配管36)に戻る場合とを切り替えることができるようになっている。   That is, the hot water in the boiling return pipe 33 conveyed by the boiling pump 21 returns to the bottom of the hot water storage tank 3 by the four-way switching valve 18a and the upper part of the hot water storage tank 3 (boiling pipe 35 or hot water). It is possible to switch between returning to the return pipe 36).

また、水冷媒熱交換器5の入口の水温を検知する入水温度センサである入水温度検知手段41と、水冷媒熱交換器5の出口の水温を検知する出湯温度センサである出湯温度検知手段42が設けられている。   Moreover, the incoming water temperature detection means 41 which is the incoming water temperature sensor which detects the water temperature of the inlet of the water-refrigerant heat exchanger 5, and the outgoing hot water temperature detection means 42 which is the outgoing water temperature sensor which detects the water temperature of the outlet of the water-refrigerant heat exchanger 5. Is provided.

貯湯タンク3の壁面には貯湯温度検知手段としての複数の残湯サーミスタ(温度センサ)40a〜40eが設置されており、残湯サーミスタ40a〜40eの温度により、貯湯タンク3内の蓄熱熱量を把握することができる。   A plurality of remaining hot water thermistors (temperature sensors) 40a to 40e as hot water storage temperature detecting means are installed on the wall surface of the hot water storage tank 3, and the amount of heat stored in the hot water storage tank 3 is grasped based on the temperature of the remaining hot water thermistors 40a to 40e. can do.

水道からの水は、減圧弁20が途中に接続された給水管11を経由して、貯湯タンク3や後述する第3混合弁14、第1混合弁15へと供給される。給水管11は、給水分岐部12で第2給水分岐管12a、第3給水分岐管12b、第1給水分岐管12cに分岐しており、第2給水分岐管12aは、貯湯タンク3の底部に、第3給水分岐管12bは第3混合弁14に、第1給水分岐管12cは第1混合弁15にそれぞれ接続されている。   Water from the water supply is supplied to the hot water storage tank 3, a third mixing valve 14, and a first mixing valve 15, which will be described later, via a water supply pipe 11 to which a pressure reducing valve 20 is connected. The water supply pipe 11 branches into a second water supply branch pipe 12 a, a third water supply branch pipe 12 b, and a first water supply branch pipe 12 c at the water supply branch section 12, and the second water supply branch pipe 12 a is formed at the bottom of the hot water storage tank 3. The third water supply branch pipe 12 b is connected to the third mixing valve 14, and the first water supply branch pipe 12 c is connected to the first mixing valve 15.

貯湯タンク3の上部には第1出湯管9が接続されている。貯湯タンク3の上下方向において第1出湯管9および湯はり戻し配管36が接続された位置よりも下方、かつ貯湯タンク3の底部よりも上方の位置には中温出湯管10が接続されている。第1出湯管9の他端は、出湯分岐管16と追い焚き配管25とに分岐しており、出湯分岐管16は第2混合弁13に、追い焚き配管25は風呂熱交換器24に接続されている。   A first hot water discharge pipe 9 is connected to the upper part of the hot water storage tank 3. An intermediate temperature hot water discharge pipe 10 is connected to a position below the position where the first hot water discharge pipe 9 and the hot water return pipe 36 are connected in the vertical direction of the hot water storage tank 3 and above the bottom of the hot water storage tank 3. The other end of the first hot water pipe 9 branches into a hot water branch pipe 16 and a reheating pipe 25, the hot water branch pipe 16 is connected to the second mixing valve 13, and the reheating pipe 25 is connected to the bath heat exchanger 24. Has been.

給湯回路は、貯湯タンク3内の温水と水道から供給される水とを、第2混合弁13、第3混合弁14、第1混合弁15で混合して所定温度の温水にして、カランやシャワーなどの給湯端末(図示していない)や浴槽に給湯する回路である。   The hot water supply circuit mixes the hot water in the hot water storage tank 3 and the water supplied from the water supply with the second mixing valve 13, the third mixing valve 14, and the first mixing valve 15 to obtain hot water at a predetermined temperature. It is a circuit for supplying hot water to a hot water supply terminal (not shown) such as a shower or a bathtub.

第2混合弁13は、第1出湯管9から供給される温水と中温出湯管10から供給される温水とを混合して出湯合流管17から流出させる。出湯合流管17は第1出湯合流管分岐管17aと第2出湯合流管分岐管17bとに分岐しており、第1出湯合流管分岐管17aは第3混合弁14に、第2出湯合流管分岐管17bは第1混合弁15にそれぞれ接続されている。   The second mixing valve 13 mixes the hot water supplied from the first hot water discharge pipe 9 and the hot water supplied from the intermediate hot water hot water pipe 10 and causes the hot water to flow out from the hot water joining pipe 17. The outgoing hot water junction pipe 17 branches into a first outgoing hot water joint pipe branch pipe 17a and a second outgoing hot water joint pipe branch pipe 17b. The first outgoing hot water joint pipe branch pipe 17a is connected to the third mixing valve 14 and the second outgoing hot water joint pipe. The branch pipes 17b are connected to the first mixing valve 15, respectively.

第3混合弁14は、第1出湯合流管分岐管17aから供給される温水と第3給水分岐管12bから供給される水とを混合して給湯管28から流出させ、カランやシャワーなどの給湯端末(図示していない)から所定温度の温水を給湯させる。   The third mixing valve 14 mixes hot water supplied from the first outlet hot water merging pipe branch pipe 17a and water supplied from the third water supply branch pipe 12b, and causes the hot water to flow out from the hot water pipe 28 to supply hot water such as a currant or shower. Hot water of a predetermined temperature is supplied from a terminal (not shown).

第3混合弁14の出口側に接続された給湯管28には第1給湯温度検知手段としての給湯温度センサ43aが設置されており、給湯端末から給湯する際には、給湯温度センサ43aの検知温度が目標設定温度(使用者がリモコン50より設定する)になるように、制御手段51により第3混合弁14の混合比を制御する。   The hot water supply pipe 28 connected to the outlet side of the third mixing valve 14 is provided with a hot water supply temperature sensor 43a as a first hot water supply temperature detection means. When hot water is supplied from a hot water supply terminal, the hot water supply temperature sensor 43a detects the hot water supply temperature sensor 43a. The control unit 51 controls the mixing ratio of the third mixing valve 14 so that the temperature becomes the target set temperature (set by the user from the remote controller 50).

第1混合弁15は、第2出湯合流管分岐管17bから供給される温水と第1給水分岐管12cから供給される水とを混合して風呂注湯管27から流出させ、注湯弁19、風呂往
き配管29、風呂戻り配管30を介して所定温度の温水を浴槽31に注湯させる。
The first mixing valve 15 mixes the hot water supplied from the second outlet hot water junction branch pipe 17b and the water supplied from the first water supply branch pipe 12c and causes the hot water to flow out from the bath pouring pipe 27. Then, hot water having a predetermined temperature is poured into the bathtub 31 through the bath going-out pipe 29 and the bath return pipe 30.

第1混合弁15の出口側に接続された風呂注湯管27には第2給湯温度検知手段としての風呂給湯温度センサ43bが設置されており、浴槽31に給湯する際には、風呂給湯温度センサ43bの検知温度が目標設定温度(使用者がリモコン50より設定する)になるように、制御手段51により第3混合弁14の混合比を制御する。   The bath pouring pipe 27 connected to the outlet side of the first mixing valve 15 is provided with a bath hot water temperature sensor 43b as a second hot water temperature detecting means. The control unit 51 controls the mixing ratio of the third mixing valve 14 so that the detected temperature of the sensor 43b becomes the target set temperature (set by the user from the remote controller 50).

第1混合弁15を利用する浴槽31への注湯は、設定操作手段としてのリモコン50を操作することで開始させることができる。例えば、リモコン50に設けられた風呂自動湯はりボタンを押すことにより開始させることができる。リモコン50より制御手段51へと風呂自動湯はりが指示されると、制御手段51は、注湯弁19を開き、第1混合弁15、風呂注湯管27を経て浴槽31へ注湯する。   Hot water pouring into the bathtub 31 using the first mixing valve 15 can be started by operating the remote controller 50 as setting operation means. For example, it can be started by pressing an automatic bath hot water button provided on the remote controller 50. When bath remote hot water is instructed from the remote controller 50 to the control means 51, the control means 51 opens the pouring valve 19 and pours water into the bathtub 31 through the first mixing valve 15 and the bath pouring pipe 27.

また、給湯管28には第1給湯流量検出手段としての給湯流量センサ47a、風呂注湯管27には第2給湯流量検出手段としての風呂給湯流量センサ47bが各々設置され、各々を通過する流量を給湯流量として検知することができる。検知した給湯流量は制御手段51に信号として送られ処理される。給湯熱量演算手段52は、これを用いて1日毎の積算の給湯量を演算し、記憶することも可能であるし、給湯温度センサ43aや風呂給湯温度センサ43bの検知温度と合せて、給湯熱量を演算し、記憶することもできる。   The hot water supply pipe 28 is provided with a hot water supply flow rate sensor 47a as a first hot water supply flow rate detection means, and the bath pouring pipe 27 is provided with a bath hot water supply flow rate sensor 47b as a second hot water supply flow rate detection means. Can be detected as the hot water supply flow rate. The detected hot water flow rate is sent as a signal to the control means 51 for processing. The hot water supply heat amount calculating means 52 can calculate and store the accumulated hot water supply amount per day using this, and the hot water supply heat amount is combined with the detected temperatures of the hot water temperature sensor 43a and the bath hot water temperature sensor 43b. Can be calculated and stored.

風呂追い焚き回路は、貯湯タンク3の温水と浴槽31の温水とを風呂熱交換器24で熱交換することにより、浴槽31の温水を所定温度に加熱することができる。   The bath reheating circuit can heat the hot water in the bathtub 31 to a predetermined temperature by exchanging heat between the hot water in the hot water storage tank 3 and the hot water in the bathtub 31 by the bath heat exchanger 24.

風呂追い焚き回路は、貯湯タンク3、第1出湯管9、追い焚き配管25、風呂熱交換器24、追い焚きポンプ22、追い焚き戻り管26、貯湯タンク3を環状に接続して構成される1次側回路と、浴槽31、風呂戻り配管30、風呂循環ポンプ23、風呂熱交換器24、風呂往き配管29、浴槽31を環状に接続して構成される2次側回路とを備えている。また、追い焚き戻り管26の途中には、風呂熱交換器24から追い焚きポンプ22を経て貯湯タンク3へ還流する湯の温度を検出する追い焚き戻り温度センサ44、風呂戻り配管30の途中には、浴槽31内の温水温度を検出する浴槽温度検知手段としての風呂温度センサ45、及び浴槽水位検知手段としての水位センサ46が設置されている。追い焚き熱量演算手段53(図示せず)は、追い焚き戻り温度センサ44が検出する追い焚き戻り温度から、浴槽31の湯を保温したり追い焚きしたりするのに使用した湯の熱量を保温熱量として演算し、1日毎の積算保温熱量として記憶することができる。   The bath reheating circuit is configured by connecting the hot water storage tank 3, the first hot water discharge pipe 9, the reheating pipe 25, the bath heat exchanger 24, the reheating pump 22, the reheating return pipe 26, and the hot water storage tank 3 in an annular shape. A primary circuit and a secondary circuit configured by connecting the bathtub 31, the bath return pipe 30, the bath circulation pump 23, the bath heat exchanger 24, the bath outlet pipe 29, and the bathtub 31 in an annular shape are provided. . Further, in the middle of the recirculation return pipe 26, in the middle of the recuperation return temperature sensor 44 for detecting the temperature of hot water returning from the bath heat exchanger 24 to the hot water storage tank 3 via the reheating pump 22, and in the middle of the bath return pipe 30. Are provided with a bath temperature sensor 45 as a bath temperature detecting means for detecting a hot water temperature in the bathtub 31 and a water level sensor 46 as a bathtub water level detecting means. The reheating heat amount calculation means 53 (not shown) keeps the heat amount of the hot water used to heat or reheat the hot water in the bathtub 31 from the reheating return temperature detected by the reheating temperature sensor 44. It can be calculated as the amount of heat, and can be stored as the accumulated heat retaining heat amount for each day.

また、本発明のヒートポンプ給湯装置は、ヒートポンプサイクル1で加熱した温水を貯湯タンク3に蓄える貯湯運転モードと、浴槽31への注湯を行う場合に、ヒートポンプサイクル1を起動させて、貯湯運転モードで加熱するよりも低い温度に水を加熱生成する湯はり運転モードとを備えている。   Moreover, the heat pump hot water supply apparatus of the present invention activates the heat pump cycle 1 to store the hot water heated in the heat pump cycle 1 in the hot water storage tank 3 and when the hot water is poured into the bathtub 31, and the hot water storage operation mode. And a hot water operation mode in which water is heated and generated at a lower temperature than in the case of heating at

貯湯運転モードや湯はり運転モードにおけるヒートポンプサイクル1の運転制御は、制御手段51が行う。このとき、制御手段51は、給湯熱量演算手段52が演算して記憶している積算給湯熱量と、追い焚き熱量演算手段53が演算して記憶している積算保温熱量とを信号として受け取って、制御に利用する。   The control means 51 performs operation control of the heat pump cycle 1 in the hot water storage operation mode and the hot water operation mode. At this time, the control means 51 receives, as signals, the integrated hot water supply heat amount calculated and stored by the hot water supply heat amount calculation means 52 and the integrated heat retention heat amount calculated and stored by the reheating heat amount calculation means 53. Used for control.

以上のように構成されたヒートポンプ給湯装置について、ヒートポンプ給湯装置の運転モードの動作を説明する。   About the heat pump hot water supply apparatus comprised as mentioned above, operation | movement of the operation mode of a heat pump hot water supply apparatus is demonstrated.

貯湯運転モードは、貯湯タンク3の底部の水をヒートポンプサイクル1で加熱した後に、貯湯タンク3の上部に貯湯するモードである。安価な電力を利用して深夜(23時〜翌朝7時)に運転するのが通常であるが、貯湯タンク3内の湯量が減少して湯切れのリスクが生じた場合には、昼間時間帯(7時〜23時)に運転することもある。   The hot water storage operation mode is a mode in which the water at the bottom of the hot water storage tank 3 is heated by the heat pump cycle 1 and then stored in the upper part of the hot water storage tank 3. It is normal to use cheap electricity at midnight (23:00 to 7:00 the next morning), but if the amount of hot water in the hot water storage tank 3 decreases and the risk of running out of hot water arises, the daytime There is a case of driving from (7 o'clock to 23 o'clock).

貯湯運転時、ヒートポンプユニット2aのヒートポンプサイクル1内に封入された冷媒は低圧のガス状態で圧縮機4に吸入され、高温高圧状態に圧縮された後に、水冷媒熱交換器5に搬送されて、貯湯タンク3から搬送された水と熱交換して、自身は低温高圧状態となる。   During the hot water storage operation, the refrigerant sealed in the heat pump cycle 1 of the heat pump unit 2a is sucked into the compressor 4 in a low-pressure gas state, compressed into a high-temperature and high-pressure state, and then transferred to the water-refrigerant heat exchanger 5. It exchanges heat with the water transported from the hot water storage tank 3 and becomes itself in a low temperature and high pressure state.

その後、冷媒は膨張弁等の減圧手段6で低温低圧状態に膨張した気液二相冷媒となり、蒸発器7で、ファン8により送風された外気から吸熱して低圧のガス冷媒となり、圧縮機4に吸入されるという動作を繰り返す。   Thereafter, the refrigerant becomes a gas-liquid two-phase refrigerant expanded to a low-temperature and low-pressure state by the decompression means 6 such as an expansion valve, and the evaporator 7 absorbs heat from the outside air blown by the fan 8 to become a low-pressure gas refrigerant. Repeatedly inhaling.

一方、貯湯タンク3の底部の水は、沸き上げポンプ21により沸き上げ往き配管32を介して水冷媒熱交換器5に搬送され、前記ヒートポンプサイクル1の冷媒と熱交換して自身は加熱されて温水となる。その後、加熱された温水は、沸き上げ戻り配管33、四方切替弁18aを介し貯湯タンク3の上部または底部に戻される。   On the other hand, the water at the bottom of the hot water storage tank 3 is conveyed to the water / refrigerant heat exchanger 5 via the boiling forward pipe 32 by the boiling pump 21, and is heated by exchanging heat with the refrigerant of the heat pump cycle 1. It becomes warm water. Thereafter, the heated hot water is returned to the top or bottom of the hot water storage tank 3 through the boiling return pipe 33 and the four-way switching valve 18a.

水冷媒熱交換器5の出口温水の温度は、ヒートポンプサイクル1が起動してすぐに目標出湯温度に到達する訳ではなく、しばらく時間を要する。出湯温度検知手段42で検出した温度(以下、検出温度と呼ぶ)が目標出湯温度に対して低い間(例えば、目標出湯温度と検出温度との温度差が所定値以上の場合)は、沸き上げ戻り配管33の温水は、四方切替弁18aにより、沸き上げバイパス管34を介して貯湯タンク3の底部に戻される。   The temperature of the hot water at the outlet of the water-refrigerant heat exchanger 5 does not reach the target hot water temperature immediately after the heat pump cycle 1 is started, but takes some time. While the temperature detected by the hot water temperature detection means 42 (hereinafter referred to as the detected temperature) is lower than the target hot water temperature (for example, when the temperature difference between the target hot water temperature and the detected temperature is greater than or equal to a predetermined value), boiling is performed. The hot water in the return pipe 33 is returned to the bottom of the hot water storage tank 3 through the boiling bypass pipe 34 by the four-way switching valve 18a.

その後、検出温度が目標出湯温度に近づいた場合(例えば、目標出湯温度と検出温度との温度差が所定値未満になった場合)に、四方切替弁18aを切り替えて沸き上げ戻り配管33の温水を沸き上げ配管35、第1出湯管9を介して貯湯タンク3の上部に戻す。以上の動作により、ヒートポンプサイクル1で加熱された高温の温が貯湯タンク3内に貯湯される。   Thereafter, when the detected temperature approaches the target hot water temperature (for example, when the temperature difference between the target hot water temperature and the detected temperature becomes less than a predetermined value), the four-way switching valve 18a is switched to warm water in the boiling return pipe 33. Is returned to the upper part of the hot water storage tank 3 through the boiling pipe 35 and the first hot water discharge pipe 9. With the above operation, the hot temperature heated in the heat pump cycle 1 is stored in the hot water storage tank 3.

次に、給湯回路における第2混合弁13による中温出湯の動作について説明する。図2は、貯湯タンク3内を全量沸き上げた状態から所定湯量を給湯した後の貯湯タンク3内温度分布の一例を示したものである。図2中の実線が中温出湯を行った場合、破線が中温出湯を行わなかった場合を示している。   Next, the operation of the medium temperature hot water by the second mixing valve 13 in the hot water supply circuit will be described. FIG. 2 shows an example of the temperature distribution in the hot water storage tank 3 after supplying a predetermined amount of hot water from a state where the entire amount of the hot water storage tank 3 is boiled. The solid line in FIG. 2 indicates the case where the medium temperature hot water is performed, and the broken line indicates the case where the medium temperature hot water is not performed.

給湯端末、または浴槽31に、使用者が設定した目標給湯温度T1(℃)で給湯する場合、貯湯タンク3上部から第1出湯管9、出湯分岐管16を経由して供給される温水と、貯湯タンク3の略中央部から中温出湯管10を経由して供給される温水とを第2混合弁13で混合して、目標給湯温度T1よりも所定温度差δT(K)だけ高い温度の温水として出湯合流管17に流出させる。   When hot water is supplied to the hot water supply terminal or the bathtub 31 at the target hot water supply temperature T1 (° C.) set by the user, hot water supplied from the upper part of the hot water storage tank 3 via the first hot water discharge pipe 9 and the hot water branch pipe 16; Hot water supplied from a substantially central portion of the hot water storage tank 3 via the intermediate hot water discharge pipe 10 is mixed by the second mixing valve 13, and hot water having a temperature higher than the target hot water supply temperature T1 by a predetermined temperature difference δT (K). As shown in FIG.

給湯端末に目標給湯温度T1(℃)で給湯する場合は、第2混合弁13から出湯合流管17、第1出湯合流管分岐管17aを経由して供給されるT1+δT(℃)の温水と、給水管11から第2給水分岐管12bを経由して供給される水とを第3混合弁14で混合して、給湯温度センサ43aの検知温度が目標給湯温度T1になるように第3混合弁14の混合比を制御手段51により制御する。   When hot water is supplied to the hot water supply terminal at the target hot water supply temperature T1 (° C.), hot water of T1 + δT (° C.) supplied from the second mixing valve 13 via the hot water joining pipe 17 and the first hot water joining pipe branch pipe 17a; The third mixing valve is mixed with the water supplied from the water supply pipe 11 via the second water supply branch pipe 12b by the third mixing valve 14 so that the detected temperature of the hot water supply temperature sensor 43a becomes the target hot water supply temperature T1. 14 is controlled by the control means 51.

また、浴槽31に目標給湯温度T1(℃)で給湯する場合は、第2混合弁13から出湯合流管17、第2出湯合流管分岐管17bを経由して供給されるT1+δT(℃)の温水と、給水管11から第1給水分岐管12cを経由して供給される水とを第1混合弁15で混合して、風呂給湯温度センサ43bの検知温度が目標給湯温度T1になるように第1混
合弁15の混合比を制御手段51により制御する。
When hot water is supplied to the bathtub 31 at the target hot water supply temperature T1 (° C.), the hot water of T1 + δT (° C.) supplied from the second mixing valve 13 via the hot water joining pipe 17 and the second hot water joining pipe branch pipe 17b. And the water supplied from the water supply pipe 11 via the first water supply branch pipe 12c are mixed by the first mixing valve 15 so that the detected temperature of the bath hot water temperature sensor 43b becomes the target hot water temperature T1. The mixing ratio of the 1 mixing valve 15 is controlled by the control means 51.

なお、本実施の形態では、第2混合弁13の出口側に温度センサを設置せずに、第1出湯管9から供給される温水温度と中温出湯管10から供給される温水温度とを残湯サーミスタ40a〜40eで検出して、出口温度がT1+δT(℃)になるように制御しているが、第2混合弁13出口に第2混合弁出口温度センサを追加して、この第2混合弁出口温度センサで検出した温度が、T1+δT(K)になるように第2混合弁13を制御してもよい。   In the present embodiment, the temperature sensor is not installed on the outlet side of the second mixing valve 13, and the hot water temperature supplied from the first hot water discharge pipe 9 and the hot water temperature supplied from the intermediate hot water hot water pipe 10 remain. It is detected by the hot water thermistors 40a to 40e and controlled so that the outlet temperature becomes T1 + δT (° C.). A second mixing valve outlet temperature sensor is added to the outlet of the second mixing valve 13, and this second mixing is performed. The second mixing valve 13 may be controlled so that the temperature detected by the valve outlet temperature sensor becomes T1 + δT (K).

以上の動作により、貯湯タンク3内上部の高温の湯と貯湯タンク3内底部の低温の水との境界層(以下、「中温層」と称し、「中温層」に存在する温水を「中温水」と称す)の中温水が中温出湯管10から貯湯タンク3外に排出されるため、図2に示すように、貯湯タンク3底部の水温上昇(ΔT)を抑制することができる。   Through the above operation, the boundary layer between the hot water in the upper part of the hot water storage tank 3 and the low temperature water in the bottom of the hot water storage tank 3 (hereinafter referred to as “medium temperature layer”), Medium temperature water is discharged from the intermediate temperature hot water discharge pipe 10 to the outside of the hot water storage tank 3, so that an increase in the water temperature (ΔT) at the bottom of the hot water storage tank 3 can be suppressed as shown in FIG.

ヒートポンプサイクル1の特性として、沸き上げ運転時の入水温度、即ち、水冷媒熱交換器5の入口水温が高くなるほど成績係数(COP)が低下することが知られている。従って、中温出湯により貯湯タンク3底部の水温上昇を抑制することにより、沸き上げ運転時のヒートポンプサイクル1のCOPを向上させることができ、省エネルギー性を向上させることができる。   As a characteristic of the heat pump cycle 1, it is known that the coefficient of performance (COP) decreases as the incoming water temperature during the boiling operation, that is, the inlet water temperature of the water-refrigerant heat exchanger 5 increases. Therefore, by suppressing the rise in the water temperature at the bottom of the hot water storage tank 3 by the medium temperature hot water, the COP of the heat pump cycle 1 during the boiling operation can be improved and the energy saving can be improved.

次に、湯はり運転モードについて説明する。   Next, the hot water operation mode will be described.

図3は、浴槽31への注湯(風呂湯はり)時における制御フローチャートを示している。図3において、使用者による風呂湯はり指令がリモコン50を介して入力される(step1)。これによって、制御手段51は、風呂湯はりを検知する。この風呂湯はりの検知は、上述のようなリモコン50の操作のほか、給湯流量センサ47aおよび風呂給湯流量センサ47bにより検出する貯湯タンクからの連続給湯量が所定量(例えば、50L)以上となったことにより検知するものであってもよい。   FIG. 3 shows a control flowchart during pouring (bath hot water) into the bathtub 31. In FIG. 3, a bath hot water command by the user is input via the remote controller 50 (step 1). Thereby, the control means 51 detects a hot water bath. In addition to the operation of the remote controller 50 as described above, the detection of this hot water is not limited to the amount of continuous hot water supplied from the hot water storage tank detected by the hot water supply flow rate sensor 47a and the bath hot water supply flow rate sensor 47b. May be detected.

次に、残湯量を把握するために貯湯タンク3の壁面に設置している残湯サーミスタ40a〜40eの温度が検出され(step2)、残湯量が多いか、少ないかの判断するために、残湯サーミスタ40dの温度が予め決定しておいた温度より高いか、低いかが比較される(step3)。なお、複数の残湯サーミスタ40によって算出される蓄熱熱量に基づき、残湯量の多少を判断しても良い。すなわち、蓄熱熱量が予め決定しておいた所定の蓄熱熱量よりも大きいか小さいかを判断しても良い。   Next, the temperature of the remaining hot water thermistors 40a to 40e installed on the wall surface of the hot water storage tank 3 to detect the remaining hot water amount is detected (step 2), and in order to determine whether the remaining hot water amount is large or small, It is compared whether the temperature of the hot water thermistor 40d is higher or lower than a predetermined temperature (step 3). Note that the amount of remaining hot water may be determined based on the amount of stored heat calculated by the plurality of remaining hot water thermistors 40. That is, it may be determined whether the heat storage heat amount is larger or smaller than a predetermined heat storage heat amount.

例えば、step3で、中温出湯管10以下の高さにある残湯サーミスタ40dの温度(T40d)が60℃以下の場合、残湯量が少ないと判断され、湯はり運転モードでヒートポンプサイクル1を運転(step4)し、貯湯タンク3からのお湯とヒートポンプサイクル1で沸き上げたお湯の両方を使って風呂湯はり行う。   For example, if the temperature (T40d) of the remaining hot water thermistor 40d at a height of 10 or less at step 3 is 60 ° C. or less at step 3, it is determined that the amount of remaining hot water is small, and the heat pump cycle 1 is operated in the hot water operation mode ( Step 4) and hot water bathing is performed using both hot water from the hot water storage tank 3 and hot water boiled in the heat pump cycle 1.

一方、step3で、残湯サーミスタ40dの温度(T40d)が60℃より高い場合、残湯量が多いと判断され、湯はり運転モードでのヒートポンプサイクル1運転は行わず(step5)、貯湯タンク3からのお湯のみで風呂湯はりを行う。   On the other hand, when the temperature (T40d) of the remaining hot water thermistor 40d is higher than 60 ° C. in step 3, it is determined that the amount of remaining hot water is large, and the heat pump cycle 1 operation in the hot water operation mode is not performed (step 5). Do hot water bath with only hot water.

したがって、残湯量が比較的少ない場合にのみ、湯はり運転モードでヒートポンプサイクル1を運転して風呂湯はりを行うので、風呂湯はりをはじめ、台所・シャワーなどのカラン給湯を含めた一日の湯の使用が終了した後の湯余りによるエネルギーロスを低減することができる。   Therefore, only when the amount of remaining hot water is relatively small, the heat pump cycle 1 is operated in the hot water operation mode to perform hot water for bathing. It is possible to reduce energy loss due to remaining hot water after the use of hot water is completed.

なお、ここでは残湯サーミスタ40dの検知温度を用いてヒートポンプサイクル1の起動の有無を判断することとしたが、複数ある残湯サーミスタの複数を用いてヒートポンプサイクル1の起動の有無を判断してもよい。例えば、中温出湯管10以下の高さで、中温出湯管10に最も近接したに設けられた残湯サーミスタ40dの検知温度が60℃よりも高い場合には、残湯量が多いと判断して、湯はり運転モードにおけるヒートポンプサイクル1の起動を行わないようにすることができる。また、高さ方向において中温出湯管10に最も近接し、中温出湯管10と略同一高さに設けられた残湯サーミスタ40cの検知温度が60℃以下の温度で、かつ、湯はり運転モード時にヒートポンプサイクル1によって加熱生成する湯の温度以上である場合には、第1出湯管9および中温出湯管10との双方から湯を取り出して浴槽31への注湯を行うようにすることができる。また、残湯サーミスタ40cの検知温度が、湯はり運転モード時にヒートポンプサイクル1によって加熱生成する湯の温度よりも低い場合は、ヒートポンプサイクル1を起動し、貯湯タンク3からの湯とヒートポンプサイクル1によって加熱生成する湯との双方を用いて、浴槽31への注湯を行うようにすることができる。   Here, the presence or absence of activation of the heat pump cycle 1 is determined using the detected temperature of the remaining hot water thermistor 40d, but the presence or absence of activation of the heat pump cycle 1 is determined using a plurality of remaining hot water thermistors. Also good. For example, when the detected temperature of the remaining hot water thermistor 40d provided closest to the intermediate warm hot water pipe 10 is higher than 60 ° C. at a height equal to or lower than the intermediate hot water hot pipe 10, it is determined that the amount of remaining hot water is large. It is possible not to start the heat pump cycle 1 in the hot water operation mode. Further, in the height direction, the detection temperature of the remaining hot water thermistor 40c that is closest to the intermediate temperature hot water pipe 10 and is provided at substantially the same height as the intermediate temperature hot water pipe 10 is a temperature of 60 ° C. or less, and in the hot water operation mode. When the temperature is equal to or higher than the temperature of the hot water generated by the heat pump cycle 1, the hot water can be taken out from both the first hot water discharge pipe 9 and the medium temperature hot water supply pipe 10 and poured into the bathtub 31. Further, when the temperature detected by the remaining hot water thermistor 40c is lower than the temperature of hot water generated by the heat pump cycle 1 in the hot water operation mode, the heat pump cycle 1 is started and the hot water from the hot water storage tank 3 and the heat pump cycle 1 are used. It is possible to pour hot water into the bathtub 31 using both hot water generated by heating.

なお、残湯量を把握するための残湯サーミスタ温度の比較に加えて、給湯熱量演算手段52が演算して記憶している1日毎の積算給湯熱量(例えば、過去7日間平均)に基づいて、風呂湯はり時に湯はり運転モードでヒートポンプサイクル1を運転するか否かを判断するものであってもよい。この場合の風呂湯はり開始時における制御フローチャートを図4に示す。なお、ここでいう1日とは、午前零時を境にするものでなくても良い。例えば午前3時を1日の境として、積算給湯熱量の演算を行うことができる。   In addition to the comparison of the remaining hot water thermistor temperature for grasping the remaining hot water amount, based on the accumulated hot water supply heat amount for each day (for example, the average for the past 7 days) calculated and stored by the hot water supply heat amount calculating means 52, It may be determined whether or not to operate the heat pump cycle 1 in the hot water operation mode when bath water is applied. FIG. 4 shows a control flowchart at the start of bath water in this case. Note that the term “one day” here does not have to be at midnight. For example, the integrated hot water supply calorie can be calculated with 3:00 am as the boundary of the day.

図4、図5に示すように、残湯サーミスタ40a〜40eの温度を検出し(step2)、残湯サーミスタ40a〜40eの温度によって残湯量が多いか、少ないかを判断することに加えて、1日毎の積算給湯熱量Qとも比較して、ヒートポンプサイクル1を湯はり運転モードで運転するか否か決定する(step3)。   As shown in FIGS. 4 and 5, the temperature of the remaining hot water thermistors 40a to 40e is detected (step 2), and in addition to determining whether the remaining hot water amount is large or small depending on the temperature of the remaining hot water thermistors 40a to 40e, Whether or not the heat pump cycle 1 is operated in the hot water operation mode is determined by comparison with the accumulated hot water supply heat amount Q every day (step 3).

例えば、残湯サーミスタ40dの温度(T40d)が60℃以下で残湯量が少ない場合であっても、1日毎の積算給湯熱量Qが予め設定された所定値(給湯熱量Qa)以下であれば、残湯量は十分であると判断し、湯はり運転モードでのヒートポンプサイクル1の運転を行わない(step5)。一方、残湯サーミスタ40dの温度(T40d)が60℃以下であっても、1日毎の積算給湯熱量Qが予め設定された給湯熱量Qaより多ければ、残湯量が不十分であると判断し、湯はり運転モードでのヒートポンプサイクル1の運転を開始する(step4)。   For example, even if the temperature (T40d) of the remaining hot water thermistor 40d is 60 ° C. or less and the remaining hot water amount is small, if the accumulated hot water supply heat amount Q per day is equal to or less than a predetermined value (hot water supply heat amount Qa), It is determined that the amount of remaining hot water is sufficient, and the operation of the heat pump cycle 1 in the hot water operation mode is not performed (step 5). On the other hand, even if the temperature (T40d) of the remaining hot water thermistor 40d is 60 ° C. or less, if the accumulated hot water supply heat amount Q per day is larger than the preset hot water supply heat amount Qa, it is determined that the remaining hot water amount is insufficient. The operation of the heat pump cycle 1 in the hot water operation mode is started (step 4).

ここで、図5に示すように、積算給湯熱量Qの比較対象として、複数の給湯熱量(Qa、Qb。但し、Qa<Qb)を用いても良い。例えば、積算給湯熱量QがQa以下の場合には、残湯サーミスタ40dの温度によらず、湯はり運転モードにおけるヒートポンプサイクル1の運転を行わないようにしてもよい。また、積算給湯熱量QがQaよりも大きく、かつ、残湯サーミスタ40dの検知温度が第1の所定値よりも低い場合には、湯はり運転モードにおけるヒートポンプサイクル1の運転を行うようにしてもよい。さらに、上下方向に隣り合う残湯サーミスタ(40d、40e)の検知温度の双方を用いてもよい。例えば、Qb<Qの範囲で、残湯サーミスタ40dの検知温度が第1の所定値(60℃)より高く、残湯サーミスタ40dの下方で隣り合う残湯サーミスタ40eの検知温度が第1の所定値以下の場合には、湯はり運転モードにおいてヒートポンプサイクルを運転するようにしてもよい。さらに、最も下方の残湯サーミスタ40eの検知温度が第1の所定値よりも高い場合には、積算給湯熱量Qによらず、湯はり運転モードにおけるヒートポンプサイクル1の運転を行わないようにしてもよい。ここで、上下方向に隣り合う残湯サーミスタとしては、中温出湯管10よりも下方側の残湯サーミスタを用いることが好ましい。   Here, as shown in FIG. 5, a plurality of hot water supply heat quantities (Qa, Qb, where Qa <Qb) may be used as a comparison target of the integrated hot water supply heat quantity Q. For example, when the accumulated hot water supply heat quantity Q is Qa or less, the operation of the heat pump cycle 1 in the hot water operation mode may not be performed regardless of the temperature of the remaining hot water thermistor 40d. Further, when the accumulated hot water supply heat quantity Q is larger than Qa and the detected temperature of the remaining hot water thermistor 40d is lower than the first predetermined value, the operation of the heat pump cycle 1 in the hot water operation mode may be performed. Good. Furthermore, you may use both the detection temperature of the remaining hot water thermistors (40d, 40e) adjacent to an up-down direction. For example, in the range of Qb <Q, the detected temperature of the remaining hot water thermistor 40d is higher than the first predetermined value (60 ° C.), and the detected temperature of the remaining hot water thermistor 40e adjacent to the lower hot water thermistor 40d is the first predetermined temperature. If the value is less than the value, the heat pump cycle may be operated in the hot water operation mode. Further, when the temperature detected by the lowermost remaining hot water thermistor 40e is higher than the first predetermined value, the operation of the heat pump cycle 1 in the hot water operation mode is not performed regardless of the integrated hot water supply heat amount Q. Good. Here, as the remaining hot water thermistor adjacent in the vertical direction, it is preferable to use a remaining hot water thermistor on the lower side of the medium temperature hot water pipe 10.

さらに、残湯量を把握するための残湯サーミスタ温度の比較と給湯熱量演算手段52が演算して記憶している日々の給湯熱量の比較に加えて、追い焚き熱量演算手段53が演算して記憶している1日毎の積算保温熱量(例えば、過去7日間)にも基づいて、湯はり運転モードでヒートポンプサイクル1を運転するか否かを判断するものであってもよい。この場合の湯はり開始時における制御フローチャートを図6に示す。   Further, in addition to the comparison of the remaining hot water thermistor temperature for grasping the remaining hot water amount and the daily hot water supply heat amount calculated and stored by the hot water supply heat amount calculating means 52, the reheating heat amount calculating means 53 calculates and stores it. Whether or not the heat pump cycle 1 is operated in the hot water operation mode may be determined based on the accumulated heat retention heat amount (for example, the past seven days). FIG. 6 shows a control flowchart at the start of hot water in this case.

図6、図7に示すように、残湯サーミスタ40a〜40eの温度を検出し(step2)、残湯サーミスタ40a〜40eの温度によって残湯量が多いか、少ないかを判断することに加えて、1日毎の積算給湯熱量および積算保温熱量の合計qとも比較して、ヒートポンプサイクル1を湯はり運転モードで運転するか否か決定する(step3)。   As shown in FIG. 6 and FIG. 7, in addition to detecting the temperature of the remaining hot water thermistors 40a to 40e (step 2) and determining whether the remaining hot water amount is large or small depending on the temperature of the remaining hot water thermistors 40a to 40e, Whether or not the heat pump cycle 1 is operated in the hot water operation mode is determined by comparing with the total q of the accumulated hot water supply heat amount and the accumulated heat retention heat amount every day (step 3).

例えば、残湯サーミスタ40dの温度(T40d)が60℃以下で残湯量が少ない場合であっても、1日毎の給湯および保温に使用される熱量qが予め設定された総熱量qa以下であれば、残湯量は十分であると判断し、湯はり運転モードでのヒートポンプサイクル1の運転を行わない(step5)。一方、残湯サーミスタ40dの温度(T40d)が60℃以下であっても、1日毎の給湯および保温に使用される熱量qが予め設定された総熱量qaより多ければ、残湯量が不十分であると判断し、湯はり運転モードでのヒートポンプサイクル1の運転を開始する(step4)。なお、図5に示す場合と同様に、熱量および温度の閾値を複数設けてもよい。   For example, even if the temperature (T40d) of the remaining hot water thermistor 40d is 60 ° C. or less and the amount of remaining hot water is small, if the amount of heat q used for hot water supply and heat retention every day is equal to or less than a preset total heat amount qa Therefore, it is determined that the amount of remaining hot water is sufficient, and the operation of the heat pump cycle 1 in the hot water operation mode is not performed (step 5). On the other hand, even if the temperature (T40d) of the remaining hot water thermistor 40d is 60 ° C. or less, if the amount of heat q used for hot water supply and heat retention per day is greater than the preset total heat amount qa, the amount of remaining hot water is insufficient. It is judged that there is, and the operation of the heat pump cycle 1 in the hot water operation mode is started (step 4). As in the case shown in FIG. 5, a plurality of heat quantity and temperature thresholds may be provided.

図8は、湯はり運転モードにより風呂湯はり開始とともにヒートポンプサイクル1の運転を開始した場合の制御シーケンスを示している。図8において、使用者による風呂湯はり指令がリモコン50を介して入力されると、図3(または、図4、6)で示した様に残湯量が検出され、残湯量が少ないと判断した場合、圧縮機4が起動することで、ヒートポンプサイクル1が起動して沸き上げポンプ21が運転される。   FIG. 8 shows a control sequence in the case where the operation of the heat pump cycle 1 is started together with the start of bath hot water in the hot water operation mode. In FIG. 8, when a bath hot water command is input by the user via the remote controller 50, the remaining hot water amount is detected as shown in FIG. 3 (or FIGS. 4 and 6), and it is determined that the remaining hot water amount is small. In this case, when the compressor 4 is activated, the heat pump cycle 1 is activated and the boiling pump 21 is operated.

また、注湯弁19を開くとともに、四方切替弁18aを、沸き上げ戻り配管33と湯はり戻り管36とが連通するように切り替える。   In addition, the pouring valve 19 is opened, and the four-way switching valve 18a is switched so that the boiling return pipe 33 and the hot water return pipe 36 communicate with each other.

この操作により、貯湯タンク3底部の水は沸き上げポンプ21で水冷媒熱交換器5に搬送され、ここでヒートポンプサイクル1の冷媒と熱交換して自身は加熱された後に沸き上げ戻り配管33、四方切替弁18a、湯はり戻り管36を通り、一旦、貯湯タンク3内に入る。その後、貯湯タンク3内のお湯と混合され、第1出湯管9、第2混合弁13、第1混合弁15、風呂注湯管27、注湯弁19、風呂往き配管29また風呂戻り配管30を経由して浴槽31に注湯される。   By this operation, the water at the bottom of the hot water storage tank 3 is conveyed to the water / refrigerant heat exchanger 5 by the boiling pump 21, where it is heated and exchanged with the refrigerant of the heat pump cycle 1, and then heated to the boiling return pipe 33. It passes through the four-way switching valve 18 a and the hot water return pipe 36 and once enters the hot water storage tank 3. Thereafter, it is mixed with hot water in the hot water storage tank 3, and the first outlet pipe 9, the second mixing valve 13, the first mixing valve 15, the bath pouring pipe 27, the pouring valve 19, the bath outlet pipe 29, and the bath return pipe 30. The hot water is poured into the bathtub 31 via

ヒートポンプサイクル1の起動当初は、水冷媒熱交換器5の出口水温はすぐには上昇しないが、水冷媒熱交換器5から流出した温水は、湯はり戻り管36を通過して、一旦、貯湯タンク3に入り、貯湯タンク3内のお湯と混合され、第1出湯管9を経由して供給される。よって、貯湯タンク3内に高温の湯が貯留されていることから、最終的に給湯端末および浴槽から供給される温水の温度は、目標給湯温度よりも低下することはない。   At the beginning of the heat pump cycle 1, the outlet water temperature of the water-refrigerant heat exchanger 5 does not rise immediately, but the hot water flowing out of the water-refrigerant heat exchanger 5 passes through the hot water return pipe 36 and temporarily stores hot water. It enters the tank 3, is mixed with hot water in the hot water storage tank 3, and is supplied via the first hot water discharge pipe 9. Therefore, since hot water is stored in the hot water storage tank 3, the temperature of the hot water finally supplied from the hot water supply terminal and the bathtub does not fall below the target hot water temperature.

図9は、ヒートポンプサイクルの成績係数(COP)と出湯温度との関係を示したものである。ここで、貯湯運転モードにおけるヒートポンプサイクルの成績係数(COP)をCOPAで、湯はり運転モードにおけるヒートポンプサイクルの成績係数(COP)をCOPBで表すこととする。   FIG. 9 shows the relationship between the coefficient of performance (COP) of the heat pump cycle and the tapping temperature. Here, the coefficient of performance (COP) of the heat pump cycle in the hot water storage operation mode is represented by COPA, and the coefficient of performance (COP) of the heat pump cycle in the hot water operation mode is represented by COPB.

貯湯運転モードにおける出湯温度(出湯温度検知手段42の検知温度)は、通常65℃〜90℃が一般的であるが、湯はり運転モードにおける出湯温度を貯湯運転モードにおける出湯温度よりも低く(例えば、35℃)なるように運転させることにより、COPBを
COPAよりも向上させることができ、省エネルギーを図ることができる。
The hot water temperature in the hot water storage operation mode (detected temperature of the hot water temperature detection means 42) is generally 65 ° C. to 90 ° C., but the hot water temperature in the hot water operation mode is lower than the hot water temperature in the hot water operation mode (for example, , 35 ° C.), COPB can be improved over COPA and energy can be saved.

湯はり運転モードにおける出湯温度を貯湯運転モードにおける出湯温度よりも低くするための具体的手段としては、沸き上げポンプ21の回転数を貯湯運転モード時よりも大きくすることで、流量を増大させることにより、水冷媒熱交換器5の出口温度を貯湯運転モード時の出湯温度よりも低下させることができる。   As a specific means for lowering the hot water temperature in the hot water operation mode to be lower than the hot water temperature in the hot water operation mode, increasing the flow rate by increasing the rotation speed of the boiling pump 21 than in the hot water operation mode. Thus, the outlet temperature of the water-refrigerant heat exchanger 5 can be made lower than the outlet temperature in the hot water storage operation mode.

図10は、湯はり運転モード時におけるヒートポンプサイクル1の加熱能力と圧縮比の関係を示したものである。圧縮機4の回転数が同じ場合、圧縮比が大きくなるほど吐出圧力が高くなるとともに、吐出温度も高くなり加熱能力は高くなるので、若干ではあるが右上がりの特性となる(実線)。   FIG. 10 shows the relationship between the heating capacity of the heat pump cycle 1 and the compression ratio in the hot water operation mode. When the rotation speed of the compressor 4 is the same, the higher the compression ratio, the higher the discharge pressure, and the higher the discharge temperature and the higher the heating capacity. However, the characteristics increase slightly to the right (solid line).

さらに、出湯温度が同じ場合、加熱能力に関係なく吐出圧力はほぼ同じであるが、加熱能力が高くなるほど、圧縮機4の回転数が高くなり吸入圧力は低くなるため、圧縮比は大きくなり、右上がりの特性となる(一点鎖線)。   Furthermore, when the tapping temperature is the same, the discharge pressure is almost the same regardless of the heating capacity, but the higher the heating capacity, the higher the rotation speed of the compressor 4 and the lower the suction pressure, so the compression ratio increases. It becomes the characteristic of rising to the right (dashed line).

例えば、圧縮機4の信頼性を確保できる圧縮比をd(破線)とすると、加熱能力が低いほど、圧縮機4の回転数は低くできるが、出湯温度は高くする必要があることがわかる。   For example, if the compression ratio that can ensure the reliability of the compressor 4 is d (broken line), it can be seen that the lower the heating capacity, the lower the rotation speed of the compressor 4 but the higher the hot water temperature.

図11は、湯はり運転モード時におけるヒートポンプサイクル1の加熱能力と湯はり運転モードにおけるヒートポンプサイクルの成績係数(COP)であるCOPBの関係を示したものである。図10における圧縮比dにおいて、COPBは、貯湯運転モード時における加熱能力が、4.5(kW)の場合、その加熱能力より低いe1(kW)がピークとなる。   FIG. 11 shows the relationship between the heating capacity of the heat pump cycle 1 in the hot water operation mode and COPB, which is the coefficient of performance (COP) of the heat pump cycle in the hot water operation mode. In the compression ratio d in FIG. 10, when the heating capacity in the hot water storage operation mode is 4.5 (kW), COPB peaks at e1 (kW) lower than the heating capacity.

しかしながら、湯はり運転モード時は、貯湯タンク3からのお湯とヒートポンプサイクル1からのお湯を併用するため、ヒートポンプサイクル1の加熱能力が低い場合、貯湯タンク3からのお湯を多く必要とすることとなる。   However, in the hot water operation mode, hot water from the hot water storage tank 3 and hot water from the heat pump cycle 1 are used in combination, so that if the heating capacity of the heat pump cycle 1 is low, a large amount of hot water from the hot water storage tank 3 is required. Become.

図12は、湯はり運転モード時におけるヒートポンプサイクル1の加熱能力と風呂注湯COPの関係を示したものである。ここで、風呂注湯COPは、(数1)で示される。   FIG. 12 shows the relationship between the heating capacity of the heat pump cycle 1 and the bath pouring COP in the hot water operation mode. Here, the bath pouring COP is represented by (Equation 1).

Figure 0006134910
風呂注湯COPは、貯湯運転モードにおけるCOPA(例えば、加熱能力が4.5kW)、湯はり時に貯湯タンク3から使用した熱量、湯はり運転モードにおけるCOPB(例えば、加熱能力を3.0kW、3.5kW、4.0kW、4.5kW、5.0kW)と湯はり時にヒートポンプサイクル1で沸き上げた熱量および湯はり熱量で表される。
Figure 0006134910
The bath pouring COP has a COPA in the hot water storage operation mode (for example, a heating capacity of 4.5 kW), an amount of heat used from the hot water storage tank 3 during hot water filling, and a COPB in the hot water operation mode (for example, a heating capacity of 3.0 kW, 3 .5 kW, 4.0 kW, 4.5 kW, 5.0 kW) and expressed by the amount of heat boiled in the heat pump cycle 1 and the amount of hot water.

ここで、湯はり熱量は、浴槽31にはったお湯の熱量であり、貯湯タンク3から使用した熱量とヒートポンプサイクル1で沸き上げた熱量の合計で表される。また、ヒートポンプサイクル1で沸き上げた熱量は、ヒートポンプサイクル1の加熱能力と運転時間の積で算出する。したがって、貯湯タンク3から使用した熱量は、浴槽31にはったお湯の熱量
とヒートポンプサイクル1で沸き上げた熱量の差として算出する。
Here, the hot water heat amount is the heat amount of hot water that has entered the bathtub 31, and is represented by the sum of the heat amount used from the hot water storage tank 3 and the heat amount boiled in the heat pump cycle 1. The amount of heat boiled in the heat pump cycle 1 is calculated by the product of the heating capacity of the heat pump cycle 1 and the operation time. Therefore, the amount of heat used from the hot water storage tank 3 is calculated as the difference between the amount of heat of the hot water that has entered the bathtub 31 and the amount of heat that has been boiled in the heat pump cycle 1.

図12をみるとわかるように、風呂注湯COPは、貯湯運転モード時における加熱能力が、4.5(kW)の場合、その加熱能力より大きいe2(kW)がピークとなる。   As can be seen from FIG. 12, when the heating capacity in the hot water storage operation mode is 4.5 (kW), the bath pouring COP peaks at e2 (kW), which is larger than the heating capacity.

図13は、湯はり運転モード時における圧縮機4の回転数と風呂注湯COPの関係を示したものである。これは、図12と同様に例えば、圧縮機回転数を30Hz、35Hz、40Hz、45Hz、50Hzに変化させ、それぞれの回転数に対する加熱能力から風呂注湯COPを算出したものである。   FIG. 13 shows the relationship between the rotational speed of the compressor 4 and the bath pouring COP in the hot water operation mode. As in FIG. 12, for example, the compressor rotation speed is changed to 30 Hz, 35 Hz, 40 Hz, 45 Hz, and 50 Hz, and the bath pouring COP is calculated from the heating capability for each rotation speed.

図13をみるとわかるように、風呂注湯COPは、貯湯運転モード時における圧縮機4の回転数が、例えば、45(Hz)の場合、その回転数より高いe3(Hz)がピークとなる。   As can be seen from FIG. 13, in the hot water pouring COP, when the rotational speed of the compressor 4 in the hot water storage operation mode is 45 (Hz), for example, e3 (Hz) higher than the rotational speed peaks. .

前述の通り、風呂湯はりの検知は、リモコン50を介した使用者の指令によっても、貯湯タンクからの連続給湯量が所定量以上となったことを検知することによっても可能であるが、リモコン50からの指示によって湯はり運転モードでの浴槽への注湯を開始すれば、浴槽への注湯開始と略同時にヒートポンプサイクル1を湯はり運転モードで運転開始することができるので、ヒートポンプサイクル1で沸き上げる湯の熱量が最大となる。したがって、(数1)中の「ヒートポンプで沸き上げた熱量」を最大化し、「貯湯タンクから使用した熱量」を最小化するので、風呂注湯COPを最大化することができる。   As described above, the bath hot water can be detected by a user command via the remote controller 50 or by detecting that the amount of continuous hot water supply from the hot water storage tank exceeds a predetermined amount. If pouring into the bathtub in the hot water operation mode is started by an instruction from 50, the heat pump cycle 1 can be started in the hot water operation mode almost simultaneously with the start of pouring into the bathtub. The amount of heat of boiling water is maximized. Therefore, since “the amount of heat boiled by the heat pump” in (Equation 1) is maximized and “the amount of heat used from the hot water storage tank” is minimized, the bath pouring COP can be maximized.

次に、湯はり運転モードの停止時について説明する。   Next, the stop time of the hot water operation mode will be described.

図14は、風呂湯はり完了時における制御フローチャートを示している。図14において、湯はり運転モードでヒートポンプサイクル1を運転しながらの風呂湯はり中(step1)において、水位センサ46などにおいて、所定の湯量がはられた場合、風呂湯はり完了を検出する(step2)と、残湯量を把握するために貯湯タンク3の壁面に設置している残湯サーミスタ40a〜40eの温度が検出される(step3)。   FIG. 14 shows a control flowchart when the hot water bath is completed. In FIG. 14, during bath hot water while operating the heat pump cycle 1 in the hot water operation mode (step 1), when a predetermined amount of hot water is measured in the water level sensor 46 or the like, the completion of bath hot water is detected (step 2). ) And the temperature of the remaining hot water thermistors 40a to 40e installed on the wall surface of the hot water storage tank 3 in order to grasp the remaining hot water amount (step 3).

次に、残湯量が多いか、少ないかの判断するために、残湯サーミスタ40bの温度が予め決定しておいた温度より高いか、低いかが比較される(step4)。例えば、step4で、残湯サーミスタ40bの温度(T40b)が60℃未満の場合、残湯量が少ないと判断され、ヒートポンプサイクル1の運転を停止せずに、湯はり運転モードから貯湯運転モードに移行される(step5)。貯湯運転モードにおいて、所定の条件を満たした場合、貯湯運転が完了し(step6)、ヒートポンプサイクル1の圧縮機4の運転を停止する(step7)。   Next, in order to determine whether the amount of remaining hot water is large or small, it is compared whether the temperature of the remaining hot water thermistor 40b is higher or lower than a predetermined temperature (step 4). For example, when the temperature (T40b) of the remaining hot water thermistor 40b is less than 60 ° C. in step 4, it is determined that the remaining hot water amount is small, and the operation of the hot water pump operation mode is shifted to the hot water storage operation mode without stopping the operation of the heat pump cycle 1. (Step 5). In the hot water storage operation mode, when a predetermined condition is satisfied, the hot water storage operation is completed (step 6), and the operation of the compressor 4 of the heat pump cycle 1 is stopped (step 7).

一方、step4で、残湯サーミスタ40bの温度(T40b)が60℃以上の場合、残湯量が多いと判断される場合であっても、中温出湯管10の接続部の最も近い残湯サーミスタ40cの温度(T40c)が30℃未満であるときには、中温出湯管10の接続部より上方に中温水が貯湯されていると判断し(step8)、ヒートポンプサイクル1の運転を停止せずに、湯はり運転モードから貯湯運転モードに移行される(step5)。貯湯運転モードにおいて、所定の条件を満たした場合、貯湯運転が完了し(step6)、ヒートポンプサイクル1の圧縮機4の運転を停止する(step7)。   On the other hand, when the temperature (T40b) of the remaining hot water thermistor 40b is 60 ° C. or higher at step 4, even if it is determined that the amount of remaining hot water is large, the remaining hot water thermistor 40c closest to the connecting portion of the intermediate hot water discharge pipe 10 When the temperature (T40c) is less than 30 ° C., it is determined that the intermediate temperature water is stored above the connecting portion of the intermediate temperature hot water pipe 10 (step 8), and the hot water beam operation is performed without stopping the operation of the heat pump cycle 1 The mode is shifted to the hot water storage operation mode (step 5). In the hot water storage operation mode, when a predetermined condition is satisfied, the hot water storage operation is completed (step 6), and the operation of the compressor 4 of the heat pump cycle 1 is stopped (step 7).

なお、残湯量を把握するための残湯サーミスタ温度の比較に加えて、給湯熱量演算手段52が演算して記憶している1日毎の給湯熱量(例えば、過去7日間平均)に基づいて、風呂湯はり完了後に湯はり運転モードから貯湯運転モードへと移行させて、ヒートポンプサイクル1の運転を停止せずに継続して運転するか否かを判断するものであってもよい。
この場合の風呂湯はり完了時における制御フローチャートを図15に示す。
In addition to the comparison of the remaining hot water thermistor temperature for grasping the remaining hot water amount, the hot water supply heat amount calculating means 52 calculates and stores the daily hot water supply heat amount (for example, the average of the past seven days). It may be determined whether or not to continue the operation without stopping the operation of the heat pump cycle 1 by shifting from the hot water operation mode to the hot water storage operation mode after the hot water is completed.
FIG. 15 shows a control flowchart at the completion of bath water filling in this case.

図15、図16に示すように、残湯サーミスタ40a〜40eの温度を検出し(step3)、残湯サーミスタ40a〜40eの温度によって残湯量が多いか、少ないかを判断することに加えて、日々の給湯熱量Qとも比較して、ヒートポンプサイクル1を湯はり運転モードから貯湯運転モードへと移行させて、継続して運転するか否か決定する(step4)。   As shown in FIGS. 15 and 16, in addition to detecting the temperature of the remaining hot water thermistors 40a to 40e (step 3) and determining whether the amount of remaining hot water is large or small depending on the temperature of the remaining hot water thermistors 40a to 40e, Compared with the daily hot water supply heat quantity Q, the heat pump cycle 1 is shifted from the hot water operation mode to the hot water storage operation mode to determine whether or not to continue the operation (step 4).

例えば、残湯サーミスタ40aの温度(T40a)が60℃未満で残湯量が比較的少ない場合であっても、1日毎の積算給湯熱量Qが予め設定された給湯熱量Qc以下であれば、残湯量は十分であると判断し、中温出湯管10の接続部よりも上方に中温水が貯湯されているか否かの判断へと移る(step8)。一方、残湯サーミスタ40aの温度(T40a)が60℃未満であっても、1日毎の積算給湯熱量Qが予め設定された給湯熱量Qcより多ければ、残湯量が不十分であると判断し、ヒートポンプサイクル1を湯はり運転モードから貯湯運転モードへと移行させて、継続して運転を行う(step5)。   For example, even if the temperature (T40a) of the remaining hot water thermistor 40a is less than 60 ° C. and the amount of remaining hot water is relatively small, if the accumulated hot water supply heat amount Q per day is equal to or less than a preset hot water supply heat amount Qc, the remaining hot water amount Is determined to be sufficient, and the process proceeds to a determination of whether or not the medium-temperature water is stored above the connecting portion of the medium-temperature hot water pipe 10 (step 8). On the other hand, even if the temperature (T40a) of the remaining hot water thermistor 40a is less than 60 ° C., if the accumulated hot water supply heat amount Q per day is greater than the preset hot water supply heat amount Qc, it is determined that the remaining hot water amount is insufficient. The heat pump cycle 1 is shifted from the hot water operation mode to the hot water storage operation mode, and the operation is continued (step 5).

ここで、図16に示すように、積算給湯熱量Qの比較対象として、複数の給湯熱量(Qc、Qd。但し、Qc<Qd)を用いても良い。例えば、積算給湯熱量QがQc以下の場合には、残湯サーミスタ40aの温度によらず、湯はり運転モードにおけるヒートポンプサイクルの運転を停止するようにしてもよい。また、積算給湯熱量QがQcよりも大きく、かつ、残湯サーミスタ40aの検知温度が第1の所定値よりも低い場合には、湯はり運転モードから貯湯運転モードに移行してもよい。   Here, as shown in FIG. 16, a plurality of hot water supply heat amounts (Qc, Qd, where Qc <Qd) may be used as a comparison target of the accumulated hot water supply heat amount Q. For example, when the accumulated hot water supply heat quantity Q is equal to or less than Qc, the operation of the heat pump cycle in the hot water operation mode may be stopped regardless of the temperature of the remaining hot water thermistor 40a. Further, when the accumulated hot water supply heat quantity Q is larger than Qc and the detected temperature of the remaining hot water thermistor 40a is lower than the first predetermined value, the hot water operation mode may be shifted to the hot water storage operation mode.

さらに、残湯量を把握するための残湯サーミスタ温度の比較と給湯熱量演算手段52が演算して記憶している1日毎の積算給湯熱量の比較に加えて、追い焚き熱量演算手段53が演算して記憶している1日毎の積算保温熱量(例えば、過去7日間)に基づいて、風呂湯はり完了後に湯はり運転モードから貯湯運転モードへと移行させて、ヒートポンプサイクル1の運転を停止せずに継続して運転するか否かを判断するものであってもよい。この場合の風呂湯はり完了時における制御フローチャートを図17に示す。   Further, in addition to the comparison of the remaining hot water thermistor temperature for grasping the remaining hot water amount and the comparison of the accumulated hot water supply heat amount for each day calculated and stored by the hot water supply heat amount calculating means 52, the reheating heat amount calculating means 53 calculates Based on the accumulated heat storage amount per day (for example, the past seven days) stored in the memory, the hot pump operation mode is shifted from the hot water operation mode to the hot water storage operation mode after completion of the hot water bath without stopping the operation of the heat pump cycle 1. It may be determined whether or not to continue driving. FIG. 17 shows a control flowchart when the bath water filling is completed in this case.

図17、図18に示すように、残湯サーミスタ40a〜40eの温度を検出し(step3)、残湯サーミスタ40a〜40eの温度によって残湯量が多いか、少ないかを判断することに加えて、日々の給湯および保温に使用した熱量qとも比較して、ヒートポンプサイクル1を湯はり運転モードから貯湯運転モードへと移行させて、継続して運転するか否か決定する(step4)。   As shown in FIGS. 17 and 18, in addition to detecting the temperature of the remaining hot water thermistors 40a to 40e (step 3) and determining whether the remaining hot water amount is large or small depending on the temperature of the remaining hot water thermistors 40a to 40e, Compared with the amount of heat q used for daily hot water supply and heat retention, the heat pump cycle 1 is shifted from the hot water operation mode to the hot water storage operation mode to determine whether or not to continue the operation (step 4).

例えば、残湯サーミスタ40aの温度(T40a)が60℃未満で残湯量が比較的少ない場合であっても、日々の給湯および保温に使用した熱量qが予め設定された総熱量qc以下であれば、残湯量は十分であると判断し、残湯量は十分であると判断し、中温出湯管10の接続部よりも上方に中温水が貯湯されているか否かの判断へと移る(step8)。一方、残湯サーミスタ40aの温度(T40a)が60℃未満であっても、日々の給湯および保温に使用した熱量qが予め設定された総熱量qcより多ければ、残湯量が不十分であると判断し、ヒートポンプサイクル1を湯はり運転モードから貯湯運転モードへと移行させて、継続して運転を行う(step5)。   For example, even if the temperature (T40a) of the remaining hot water thermistor 40a is less than 60 ° C. and the amount of remaining hot water is relatively small, the amount of heat q used for daily hot water supply and heat insulation is not more than a preset total heat amount qc. Then, it is determined that the amount of remaining hot water is sufficient, the amount of remaining hot water is determined to be sufficient, and the process proceeds to a determination as to whether or not intermediate hot water is stored above the connecting portion of the intermediate hot water discharge pipe 10 (step 8). On the other hand, even if the temperature (T40a) of the remaining hot water thermistor 40a is less than 60 ° C., if the amount of heat q used for daily hot water supply and heat insulation is greater than the preset total heat amount qc, the amount of remaining hot water is insufficient. Judgment is made, the heat pump cycle 1 is shifted from the hot water operation mode to the hot water storage operation mode, and the operation is continued (step 5).

したがって、残湯量が少ない場合、湯はり運転モードから貯湯運転モードへ圧縮機を停止させることなく移行させるので、その後、新たに貯湯運転モードで運転させる場合に比べ、起動ロスを低減できる。また、残湯量が多い場合、湯はり運転モードが完了するとともに圧縮機の運転を停止するため、湯余りによるエネルギーロスを低減できるとともに、残湯量が十分に多い場合であっても、中温水が中温出湯管10よりも上方に貯湯されてい
る場合には、貯湯運転モードでヒートポンプサイクル1が加熱生成した高温の湯を貯湯タンク3の略頂部から貯湯させ、中温水を中温出湯管10近傍まで押し下げることによって、貯湯タンク3内の中温水を取り出し可能にすることができる。
Therefore, when the amount of remaining hot water is small, the compressor is shifted from the hot water operation mode to the hot water storage operation mode without stopping, so that the start-up loss can be reduced as compared with the case of newly operating in the hot water storage operation mode. In addition, when the amount of remaining hot water is large, the hot water operation mode is completed and the compressor operation is stopped, so that energy loss due to excess hot water can be reduced, and even if the amount of remaining hot water is sufficiently large, When hot water is stored above the intermediate temperature hot water discharge pipe 10, the hot water heated and generated by the heat pump cycle 1 in the hot water storage operation mode is stored from the approximate top of the hot water storage tank 3, and the intermediate temperature water reaches the vicinity of the intermediate temperature hot water discharge pipe 10. By pushing down, the medium temperature water in the hot water storage tank 3 can be taken out.

図19(a)は、中温出湯回路がある場合の貯湯タンク内の温度分布の変化を示した図である。61は湯はり運転モードで湯はりを行う前の温度分布、62は湯はり運転モードで湯はりを行った後の温度分布、63はその後、給湯と沸き上げ運転を行った後の温度分布を示す。   FIG. 19A is a diagram showing changes in the temperature distribution in the hot water storage tank when there is an intermediate temperature hot water circuit. 61 is the temperature distribution before performing hot water in the hot water operation mode, 62 is the temperature distribution after performing hot water in the hot water operation mode, and 63 is the temperature distribution after performing hot water supply and boiling operation thereafter. Show.

湯はり運転モードで湯はりを行うことにより貯湯タンク3の上部は温度が低下する(61→62)。その後、中温出湯を行いながら給湯、沸き上げ運転を行うことにより、温度分布の角度はα→β(β>α)へと変化する(62→63)。これは、湯はり運転モードで湯はりを行うことにより悪化した温度分布を中温出湯により改善できたことを意味しており、その後に行われる夜間沸き上げ運転の運転効率の低下を回避でき、省エネルギー性が損なわれることはない。   By performing hot water heating in the hot water operation mode, the temperature of the upper part of the hot water storage tank 3 decreases (61 → 62). Thereafter, by performing hot water supply and boiling operation while performing medium temperature hot water, the angle of the temperature distribution changes from α → β (β> α) (62 → 63). This means that the temperature distribution deteriorated by hot water in hot water operation mode has been improved by the medium temperature hot water, and it is possible to avoid a decrease in the efficiency of the subsequent night boiling operation and save energy. Sex is not impaired.

また、沸き上げ配管35が貯湯タンク3の略頂部に接続されているので、貯湯運転モードにてヒートポンプサイクル1が加熱した湯を貯湯タンク3の頂部に貯めて、湯はり運転モードにて浴槽への注湯を行った後でも、貯湯タンク3内の湯温を高温に保つことができる。これにより、高温でのカラン給湯や浴槽の湯の保温など、高温の湯を必要とする場合にも、使用者の快適性や利便性を損なうことがない。   Moreover, since the boiling pipe 35 is connected to the approximate top of the hot water storage tank 3, the hot water heated by the heat pump cycle 1 is stored in the top of the hot water storage tank 3 in the hot water storage operation mode, and to the bathtub in the hot water operation mode. Even after the hot water is poured, the hot water temperature in the hot water storage tank 3 can be kept high. Thereby, even when hot water such as hot water for Karan or hot water in a bathtub is required, the comfort and convenience of the user are not impaired.

図19(b)は、中温出湯回路がない場合の貯湯タンク内の温度分布の変化を示した図である。61は湯はり運転モードで湯はりを行う前の温度分布、64は湯はり運転モードで湯はりを行った後の温度分布、65はその後、給湯と沸き上げ運転を行った後の温度分布を示す。   FIG. 19B is a diagram showing a change in temperature distribution in the hot water storage tank when there is no intermediate temperature hot water supply circuit. 61 is the temperature distribution before performing hot water in the hot water operation mode, 64 is the temperature distribution after performing hot water in the hot water operation mode, and 65 is the temperature distribution after performing hot water supply and boiling operation thereafter. Show.

湯はり運転モードで湯はりを行うことにより貯湯タンク3の上部は温度が低下する(61→64)。その後、給湯、沸き上げ運転を行っても、温度分布の角度はγ(β>α>γ)は変化しない(64→65)。これは、中温出湯回路がないため、湯はり運転モードで湯はりを行うことにより悪化した温度分布が改善できなかったことを意味しており、その後に行われる夜間沸き上げ運転の運転効率の低下を招き、省エネルギー性が損なわれることとなる。   By performing hot water heating in the hot water operation mode, the temperature of the upper part of the hot water storage tank 3 decreases (61 → 64). Thereafter, even if hot water supply or boiling operation is performed, the angle of temperature distribution does not change γ (β> α> γ) (64 → 65). This means that the temperature distribution deteriorated by performing hot water in hot water operation mode could not be improved because there was no intermediate temperature hot water circuit, and the efficiency of night boiling operation performed thereafter was reduced. Energy conservation will be impaired.

したがって、中温出湯回路を備えているため、湯はり運転モードで湯はりを行い、若干崩れた貯湯タンク3の温度分布を改善することができ、ヒートポンプユニット2の運転効率の低下を回避でき、省エネルギー性が損なわれることはない。   Accordingly, since the intermediate temperature hot water supply circuit is provided, the hot water is poured in the hot water operation mode, the temperature distribution of the hot water storage tank 3 that is slightly broken can be improved, the lowering of the operation efficiency of the heat pump unit 2 can be avoided, and the energy is saved. Sex is not impaired.

以上のように、貯湯タンク3の頂部と底部との間から湯を取り出す中温出湯管10を設け、中温出湯管10は、湯はり戻し管36よりも下方に配設されるようにすることができる。ヒートポンプサイクル1が湯はり運転モードにおいて加熱生成した温水は、貯湯タンク3内の中温出湯管10よりも上部から流入する。ここで、第1出湯管9から流出せず、貯湯タンク3内で下部へと流下する温水は、中温出湯管10から取り出すことができるので、貯湯タンク3内の中温水の量を低減し、ヒートポンプサイクル1に流入する水の温度を低く維持してヒートポンプサイクル1の沸き上げに係るCOPを向上させることができる。   As described above, the intermediate temperature hot water discharge pipe 10 for taking out hot water from between the top and bottom of the hot water storage tank 3 is provided, and the intermediate temperature hot water supply pipe 10 is arranged below the hot water return pipe 36. it can. The hot water heated and generated by the heat pump cycle 1 in the hot water operation mode flows from the upper part of the hot water discharge pipe 10 in the hot water storage tank 3. Here, the hot water that does not flow out from the first hot water pipe 9 and flows down to the lower part in the hot water storage tank 3 can be taken out from the intermediate hot water hot water pipe 10, thereby reducing the amount of intermediate temperature water in the hot water storage tank 3, The temperature of the water flowing into the heat pump cycle 1 can be kept low, and the COP related to the boiling of the heat pump cycle 1 can be improved.

なお、湯はり戻し管36を、貯湯タンク3に接続することにより、貯湯タンク3から浴槽へ供給される湯の温度が、貯湯タンク3の上部の湯の温度と略同一になるので、浴槽へ供給する湯の温度を貯湯温度検知手段40で検知する貯湯温度として認知することができ
る。したがって、湯はり運転モードで加熱生成した温を湯はりに利用しながらも、浴槽への湯はり温度が所望の温度以下に低下しないように容易に制御することができる。
By connecting the hot water return pipe 36 to the hot water storage tank 3, the temperature of the hot water supplied from the hot water storage tank 3 to the bathtub is substantially the same as the temperature of the hot water in the upper part of the hot water storage tank 3. The temperature of the hot water to be supplied can be recognized as the hot water storage temperature detected by the hot water storage temperature detection means 40. Therefore, while using the temperature generated by heating in the hot water operation mode for the hot water beam, it is possible to easily control the hot water temperature to the bath so as not to fall below a desired temperature.

(実施の形態2)
図20は、本発明の第2の実施の形態におけるヒートポンプ給湯装置の構成図である。
(Embodiment 2)
FIG. 20 is a configuration diagram of a heat pump hot water supply apparatus according to the second embodiment of the present invention.

本実施の形態が、の実施の形態1と異なる点は、湯はり戻し配管36を沸き上げ配管35と共用することにより削減し、それに伴い四方切替弁18aを三方切替弁18bに置き替えたところである。   The difference between the present embodiment and the first embodiment is that the hot water return pipe 36 is shared with the boiling pipe 35 and the four-way switching valve 18a is replaced with the three-way switching valve 18b. is there.

このように、本実施の形態によれば、湯はり戻し配管36を削減することができ、低コストで同じ効果を得るだけでなく、配管からの放熱ロスを低減することができ、省エネルギー性が向上する。   Thus, according to the present embodiment, the hot water return pipe 36 can be reduced, and not only the same effect can be obtained at a low cost, but also a heat dissipation loss from the pipe can be reduced, and energy saving performance can be achieved. improves.

なお、ヒートポンプサイクルによって沸き上げた湯を貯湯タンクへ供給する沸き上げ配管を、貯湯タンクの略頂部に接続することもできる。これにより、貯湯タンクの上部から貯湯タンク内に湯を供給することになる。よって、貯湯タンクの上部から湯を取り出すことで高温でのカラン給湯や浴槽の湯の保温など、高温の湯を必要とする負荷にも湯切れすることなく応じることができる。   In addition, the boiling piping which supplies the hot water boiled by the heat pump cycle to a hot water storage tank can also be connected to the approximate top part of a hot water storage tank. Thereby, hot water is supplied into the hot water storage tank from the upper part of the hot water storage tank. Therefore, by taking out hot water from the upper part of the hot water storage tank, it is possible to respond to a load that requires high-temperature hot water, such as hot water supply for hot water or hot water in a bathtub, without running out.

(実施の形態3)
図21は、本発明の第3の実施の形態におけるヒートポンプ給湯装置の構成図である。
(Embodiment 3)
FIG. 21 is a configuration diagram of a heat pump hot water supply apparatus according to the third embodiment of the present invention.

第3の実施の形態が、第2の実施の形態と異なる点は、沸き上げ配管35を貯湯タンク3ではなく、第1出湯管9と接続し、貯湯タンク3本体への配管の接続部数を削減した点である。   The third embodiment is different from the second embodiment in that the boiling pipe 35 is connected not to the hot water storage tank 3 but to the first hot water discharge pipe 9 and the number of pipe connections to the hot water storage tank 3 main body is reduced. This is a reduction.

このように、本発明の第3の実施の形態によれば、貯湯タンク本体への配管の接続部数を削減することができ、低コストで同じ効果を得るだけでなく、配管接続部からの放熱ロスを低減することができ、省エネルギー性が向上する。   Thus, according to the third embodiment of the present invention, the number of pipe connections to the hot water storage tank body can be reduced, and not only the same effect can be obtained at a low cost, but also heat dissipation from the pipe connection. Loss can be reduced and energy saving is improved.

以上のように、本発明にかかるヒートポンプ給湯装置は、使用者の快適性や利便性を損なうことなく、省エネルギー性に優れているため、家庭用の給湯装置に適用できるほか、熱源と貯湯タンクを有するシステムにおいて業務用などにも適用できる。   As described above, the heat pump hot water supply device according to the present invention is excellent in energy saving without impairing the comfort and convenience of the user, so that it can be applied to a hot water supply device for home use as well as a heat source and a hot water storage tank. It can also be applied to business use in the system it has.

1 ヒートポンプサイクル
3 貯湯タンク
4 圧縮機
5 水冷媒熱交換器
6 減圧手段
7 蒸発器
9 第1出湯管
10 中温出湯管
11 給水管
12 給水分岐部
13 第2混合弁(中間混合弁)
14 第3混合弁(給湯混合弁)
15 第1混合弁(風呂混合弁)
16 出湯分岐管
17 出湯合流管
18a 四方切替弁
19 注湯弁
20 減圧弁
21 沸き上げポンプ
27 風呂注湯管
28 給湯管
31 浴槽
32 沸き上げ往き配管
33 沸き上げ戻り配管
40a〜40e 貯湯温度検知手段(残湯サーミスタ)
41 入水温度検知手段
42 出湯温度検知手段(出湯温度センサ)
43a 給湯温度センサ
43b 風呂給湯温度センサ
44 追い焚き戻り温度センサ
47a 給湯流量センサ
47b 風呂給湯流量センサ
51 制御手段
52 給湯熱量演算手段
53 追い焚き熱量演算手段
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Heat pump cycle 3 Hot water storage tank 4 Compressor 5 Water refrigerant | coolant heat exchanger 6 Pressure reducing means 7 Evaporator 9 1st hot water pipe 10 Medium temperature hot water pipe 11 Water supply pipe 12 Water supply branch part 13 2nd mixing valve (intermediate mixing valve)
14 Third mixing valve (hot water mixing valve)
15 First mixing valve (bath mixing valve)
16 Hot water branch pipe 17 Hot water junction pipe 18a Four-way switching valve 19 Hot water valve 20 Pressure reducing valve 21 Boiling pump 27 Bath pouring pipe 28 Hot water pipe 31 Bath 32 Heating pipe 33 Heating return pipe 40a-40e Hot water storage temperature detection means (Remaining hot water thermistor)
41 Incoming water temperature detecting means 42 Hot water temperature detecting means (hot water temperature sensor)
43a Hot water supply temperature sensor 43b Bath hot water temperature sensor 44 Reheating temperature sensor 47a Hot water flow rate sensor 47b Bath hot water flow rate sensor 51 Control means 52 Hot water supply heat amount calculation means 53 Reheating heat amount calculation means

Claims (5)

圧縮機、水冷媒熱交換器、減圧手段、蒸発器を冷媒配管で接続したヒートポンプサイクルと、
前記ヒートポンプサイクルによって加熱生成した湯を貯湯する貯湯タンクと、
前記ヒートポンプサイクルで加熱生成した湯を前記貯湯タンクの上部へと戻す配管と、
前記貯湯タンクの上部から湯を取り出す第1出湯管と、
前記貯湯タンクに貯湯された湯の温度を検知する貯湯温度検知手段と、
少なくとも複数の運転モードを実行する制御手段と、を備え、
前記複数の運転モードは、
前記ヒートポンプサイクルによって加熱生成した湯を前記貯湯タンクに貯湯する貯湯運転モードと、
前記ヒートポンプサイクルによって前記貯湯運転モードよりも低い温度の湯を加熱生成しながら、前記ヒートポンプサイクルによって加熱生成された湯を、前記貯湯タンクの上部へと戻す配管を介して、一旦、前記貯湯タンク内に流入させた後、前記第1出湯管を経由して、前記浴槽への注湯に使用する湯はり運転モードと、を含み、
前記湯はり運転モードにおけるヒートポンプサイクルの成績係数は、前記貯湯運転モードにおけるヒートポンプサイクルの成績係数よりも高く、かつ、
前記制御手段は、前記湯はり運転モードの完了時に前記貯湯温度検知手段の検知温度が第1の所定値よりも低い場合に、前記貯湯運転モードへと移行することを特徴とするヒートポンプ給湯装置。
A heat pump cycle in which a compressor, a water refrigerant heat exchanger, a decompression means, and an evaporator are connected by refrigerant piping;
A hot water storage tank for storing hot water heated and generated by the heat pump cycle;
Piping for returning the hot water generated by heating in the heat pump cycle to the top of the hot water storage tank;
A first hot water pipe for removing hot water from the upper part of the hot water storage tank;
Hot water storage temperature detecting means for detecting the temperature of hot water stored in the hot water storage tank;
Control means for executing at least a plurality of operation modes,
The plurality of operation modes are:
A hot water storage operation mode in which hot water generated by the heat pump cycle is stored in the hot water storage tank; and
While generating hot water having a temperature lower than that of the hot water storage operation mode by the heat pump cycle, the hot water generated by the heat pump cycle is temporarily returned to the upper part of the hot water tank via a pipe. A hot water beam operation mode used for pouring into the bathtub through the first hot water discharge pipe ,
The coefficient of performance of the heat pump cycle in the hot water operation mode is higher than the coefficient of performance of the heat pump cycle in the hot water storage operation mode, and
The control means shifts to the hot water storage operation mode when the temperature detected by the hot water storage temperature detection means is lower than a first predetermined value when the hot water operation mode is completed.
給湯端末と浴槽とに供給される湯の給湯流量を検出する給湯流量検出手段と、
給湯端末と浴槽とに供給される湯の給湯温度を検出する給湯温度検出手段と、を備え、
前記制御手段は、前記給湯流量と前記給湯温度とから1日毎の積算給湯熱量を演算して記憶する給湯熱量演算手段を有し、
前記制御手段は、前記積算給湯熱量が第2の所定値よりも大きく、かつ、前記湯はり運転モードの完了時に前記貯湯温度検知手段の検知温度が第1の所定値よりも低い場合に、前記貯湯運転モードへと移行することを特徴とする請求項1に記載のヒートポンプ給湯装置。
Hot water flow rate detecting means for detecting the hot water flow rate of hot water supplied to the hot water supply terminal and the bathtub,
A hot water supply temperature detecting means for detecting a hot water supply temperature of hot water supplied to the hot water supply terminal and the bathtub,
The control means includes a hot water supply calorific value calculating means for calculating and storing an accumulated hot water supply heat amount per day from the hot water flow rate and the hot water supply temperature,
The control means, when the accumulated hot water supply heat amount is larger than a second predetermined value, and when the temperature detected by the hot water storage temperature detecting means is lower than a first predetermined value when the hot water operation mode is completed, The heat pump hot water supply device according to claim 1, wherein the heat pump operation mode is shifted to a hot water storage operation mode.
前記貯湯タンクの湯と浴槽の湯とを熱交換させる風呂熱交換器を有する風呂追い焚き回路を備え、
前記制御手段は、前記風呂追い焚き回路で使用された前記貯湯タンクの湯の保温熱量を演算し、1日毎の積算保温熱量として記憶する追い焚き熱量演算手段を有し、
前記制御手段は、前記湯はり運転モードにおいて、前記積算給湯熱量と前記積算保温熱量との合計が、前記第2の所定値よりも大きく、かつ、前記湯はり運転モードの完了時に前記貯湯温度検知手段の検知温度が第1の所定値よりも低い場合に、前記貯湯運転モードへと移行することを特徴とする請求項2に記載のヒートポンプ給湯装置。
A bath reheating circuit having a bath heat exchanger for exchanging heat between the hot water in the hot water storage tank and the hot water in the bathtub,
The control means has a reheating heat amount calculating means for calculating a heat retention heat amount of the hot water in the hot water storage tank used in the bath reheating circuit and storing it as an accumulated heat retention heat amount every day,
In the hot water operation mode, the control means detects the hot water storage temperature when the sum of the integrated hot water supply heat amount and the integrated heat retention heat amount is greater than the second predetermined value and when the hot water operation mode is completed. The heat pump hot water supply apparatus according to claim 2, wherein when the temperature detected by the means is lower than a first predetermined value, the hot water storage operation mode is entered.
前記貯湯タンクの上部へと戻す配管および前記第1出湯管よりも下方の前記貯湯タンクから湯を取り出す中温出湯管を備えることを特徴とする請求項1〜3のいずれか1項に記載のヒートポンプ給湯装置。 According to any one of claims 1 to 3, wherein the obtaining Bei the hot water storage tank medium temperature hot water pipe for taking out the hot water from the hot water storage tank below the piping and the first tapping pipe back to the upper part of Heat pump water heater. 前記ヒートポンプサイクルは、高圧側の圧力が前記冷媒の臨界圧力を超えた状態で動作することを特徴とする請求項1〜4のいずれか1項に記載のヒートポンプ給湯装置。 The heat pump hot water supply apparatus according to any one of claims 1 to 4, wherein the heat pump cycle operates in a state where a pressure on a high pressure side exceeds a critical pressure of the refrigerant.
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