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JP7644698B2 - Heat pump water heater - Google Patents
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Description

この発明は、ヒートポンプ式給湯機に関するものである。 This invention relates to a heat pump water heater.

従来よりこの種のヒートポンプ式給湯機においては、特許文献1記載のように、前回貯湯運転完了後から今回貯湯運転の開始前までに水熱交換器が凍結した可能性がある場合に、貯湯運転の開始時に水熱交換器を解凍しながら貯湯タンクへの貯湯を行う解凍貯湯運転を行うものがあった。 Conventionally, in this type of heat pump water heater, as described in Patent Document 1, if there is a possibility that the water heat exchanger has frozen between the completion of the previous hot water storage operation and the start of the current hot water storage operation, a thawing hot water storage operation is performed at the start of the hot water storage operation to store hot water in the hot water storage tank while thawing the water heat exchanger.

特開2019-184144号公報JP 2019-184144 A

上記従来のものでは、前記解凍貯湯運転の際、ヒートポンプを起動して水熱交換器を加熱する処理と、その後の循環ポンプを起動する処理とが連続して行われる。
ここで、長期間にわたってヒートポンプ式給湯機を使用しない場合には、貯湯タンクや水熱交換器や循環ポンプ及びそれらを接続する配管の水抜きを行い、凍結による破損を防止することが考えられるが、水抜きを行った場合でも、水熱交換器や循環ポンプ内の残水が凍結することがある。
特に、循環ポンプ内の残水が凍結した場合には、循環ポンプ内のインペラがロックしてしまうことがあるため、そのような状況下において、上記従来の解凍貯湯運転を行うと、前記循環ポンプの起動によってポンプの駆動モータに過負荷が生じ、故障を誘発する恐れがあるという問題があった。
In the above-mentioned conventional system, during the defrosting hot water storage operation, a process of starting the heat pump to heat the water heat exchanger and a process of starting the circulation pump thereafter are carried out successively.
If a heat pump water heater will not be used for an extended period of time, it may be possible to drain the water from the hot water tank, water heat exchanger, circulation pump, and the piping connecting them to prevent damage due to freezing. However, even if the water is drained, the remaining water in the water heat exchanger and circulation pump may freeze.
In particular, if the remaining water in the circulation pump freezes, the impeller in the circulation pump may become locked. Therefore, if the conventional defrost hot water storage operation is performed under such circumstances, there is a problem that starting the circulation pump may cause an overload on the pump's drive motor, which may lead to a malfunction.

上記課題を解決するために、本発明の請求項1では、湯水を貯湯する貯湯タンクと、冷媒を加熱するヒートポンプ式の加熱手段と、前記加熱手段により加熱された前記冷媒と前記貯湯タンク内の湯水との熱交換を行う熱交換器と、前記貯湯タンクの下部から前記熱交換器に向かう往き管、及び、前記熱交換器から前記貯湯タンクの上部に戻る戻り管、を備えた湯水循環回路と、前記湯水循環回路内に前記湯水を循環させる循環ポンプと、前記戻り管の前記熱交換器および前記循環ポンプよりも下流かつ下方に設けられ、開き状態で管内をエア抜き可能な状態とできるに設けられた水抜き栓D1、前記加熱手段及び前記循環ポンプを制御し、当該加熱手段による加熱を行いつつ前記循環ポンプを駆動することにより、前記往き管を介して前記熱交換器に導入され前記冷媒との熱交換により加熱された前記湯水を、前記戻り管を介して前記貯湯タンク供給する沸上運転を実行可能な制御手段と、を有するヒートポンプ式給湯機において、前記貯湯タンク及び前記湯水循環回路のエア抜きのための再注水時においても前記開き状態の前記水抜き栓D1から水が流出しない前記熱交換器での凍結発生時に、解凍指示をユーザが実行可能な操作手段を有し、前記制御手段は、前記操作手段を介した前記解凍指示を受け付ける解凍指示受付処理と、前記解凍指示受付処理により前記解凍指示が受け付けられた場合に、前記加熱手段を制御し、加熱された冷媒を前記熱交換器へ供給する解凍運転を開始する解凍運転開始処理と、前記解凍運転開始処理による前記解凍運転の開始後、所定期間待機する待機処理と、前記待機処理による前記所定期間の待機後、前記循環ポンプを駆動するポンプ駆動処理と、を実行するものである。
In order to solve the above problem, claim 1 of the present invention provides a hot water circulation circuit including a hot water storage tank for storing hot water, a heat pump type heating means for heating a refrigerant, a heat exchanger for exchanging heat between the refrigerant heated by the heating means and the hot water in the hot water storage tank, a supply pipe from the lower part of the hot water storage tank toward the heat exchanger, and a return pipe from the heat exchanger to the upper part of the hot water storage tank, a circulation pump for circulating the hot water in the hot water circulation circuit, a drain plug D1 provided on the return pipe downstream and below the heat exchanger and the circulation pump, and provided so that when opened, the pipe can be made into a state in which air can be bled, and a hot water circulation circuit including a hot water storage tank for storing hot water , a heat pump type heating means for heating a refrigerant, a heat exchanger for exchanging heat between the refrigerant heated by the heating means and the hot water in the hot water storage tank, a supply pipe from the lower part of the hot water storage tank toward the heat exchanger, and a return pipe from the heat exchanger to the upper part of the hot water storage tank, a circulation pump for circulating the hot water in the hot water circulation circuit, In a heat pump type water heater having a control means capable of executing a boiling operation to supply refrigerant to the hot water storage tank through the return pipe, water does not flow out from the drain plug D1 in the open state even when water is refilled to bleed air from the hot water storage tank and the hot water circulation circuit , and the heat exchanger has an operation means that allows a user to execute a thawing instruction when freezing occurs, and the control means executes a thawing instruction reception process that receives the thawing instruction via the operation means, a thawing operation start process that controls the heating means and starts a thawing operation to supply heated refrigerant to the heat exchanger when the thawing instruction is received by the thawing instruction reception process, a standby process that waits for a predetermined period of time after the thawing operation is started by the thawing operation start process, and a pump drive process that drives the circulation pump after waiting for the predetermined period of time by the standby process.

また、請求項2では、前記制御手段は、さらに、予め定められた所定条件が満たされたときに、前記加熱手段を制御し、前記解凍運転開始処理により開始された前記解凍運転を終了する解凍運転停止処理を実行するものである。 In addition, in claim 2, the control means further controls the heating means when a predetermined condition is satisfied, and executes a defrosting operation stop process to end the defrosting operation started by the defrosting operation start process.

また、請求項3では、前記所定条件は、前記戻り管に設けた湯水温度検出手段による検出温度が所定の第1閾値以上で、かつ、前記循環ポンプの回転数が所定の第2閾値以上である。 In addition, in claim 3, the predetermined condition is that the temperature detected by the hot and cold water temperature detection means provided in the return pipe is equal to or higher than a predetermined first threshold, and the rotation speed of the circulation pump is equal to or higher than a predetermined second threshold.

また、請求項4では、前記操作手段は、前記加熱手段を内包する室外機に設けられたスイッチである。 In addition, in claim 4, the operating means is a switch provided on an outdoor unit that includes the heating means.

この発明の請求項1によれば、湯水循環回路の往き管及び戻り管により貯湯タンクと熱交換器とが接続され、熱交換器において、ヒートポンプ式の加熱手段により加熱された冷媒と貯湯タンク内の湯水との熱交換が行われる。すなわち、制御手段の制御により、加熱手段による加熱が行われつつ循環ポンプが駆動されることにより、往き管を介し前記熱交換器に導入されて加熱された湯水が、前記戻り管を介し前記貯湯タンクへと供給される(沸上運転)。 According to claim 1 of this invention, the hot water storage tank and the heat exchanger are connected by the forward and return pipes of the hot water circulation circuit, and in the heat exchanger, heat is exchanged between the refrigerant heated by the heat pump type heating means and the hot water in the hot water storage tank. That is, under the control of the control means, the circulation pump is driven while heating is performed by the heating means, and the hot water introduced into the heat exchanger via the forward pipe and heated is supplied to the hot water storage tank via the return pipe (boiling operation).

また請求項1によれば、戻り管には水抜き栓D1が設けられている。ユーザは、例えば長期間にわたってヒートポンプ式給湯機が不使用となる場合は、前記水抜き栓D1を開いて湯水循環回路内の水を抜いておくことで、低温による湯水循環回路や熱交換器や循環ポンプ内の凍結による破損防止を図ることができる。
その後、前記不使用の期間が終了しヒートポンプ式給湯機の使用を再開する際には、水抜き栓D1を開いて再通水させて、貯湯タンク及び湯水循環回路のエア抜きを行うが、前記の水抜き時の残水による熱交換器での凍結発生の可能性があることから、エア抜きが完了できなかった場合、ユーザは、水抜き栓D1が開いたままの状態で、操作手段を介して解凍指示を実行する。
According to claim 1, the return pipe is provided with a drain plug D1 . For example, when the heat pump water heater is not used for a long period of time, the user can open the drain plug D1 to drain the water in the hot and cold water circulation circuit, thereby preventing damage caused by freezing in the hot and cold water circulation circuit, the heat exchanger, and the circulation pump due to low temperatures.
Thereafter, when the period of non-use ends and the heat pump water heater is to be used again, the drain valve D1 is opened to allow water to flow again and remove air from the hot water storage tank and the hot water circulation circuit. However, since there is a possibility that residual water during the draining process may cause freezing in the heat exchanger, if the air removal cannot be completed, the user issues a defrost command via the operating means while the drain valve D1 is still open.

すると、その解凍指示が制御手段において受け付けられ(解凍指示受付処理)、解凍運転が開始される(解凍運転開始処理)。すなわち、制御手段の制御に基づき前記加熱手段の加熱により加温された冷媒が、前記熱交換器へと供給される。これにより、熱交換器において凍結が発生していたとしても、前記加温された冷媒からの受熱により凍結部位が融解し始める。
その後、時間の経過と共に前記融解が進むことで、熱交換器内において水抜き栓D1に向けた水の流通が徐々に開始される。この水の流通開始により、循環ポンプ内の残水の凍結によってポンプ内のインペラがロックしていたとしてもそのインペラ近傍における水の流通も徐々に開始され、結果として当該インペラまわりの凍結部位も徐々に融解する挙動となる。
Then, the control means receives the thawing instruction (thawing instruction receiving process), and the thawing operation is started (thawing operation starting process). That is, the refrigerant heated by the heating means is supplied to the heat exchanger under the control of the control means. As a result, even if the heat exchanger is frozen, the frozen portion starts to melt due to the heat received from the heated refrigerant.
As the melting progresses over time, water gradually starts to flow through the heat exchanger toward the drain plug D1 . Even if the impeller in the circulation pump has been locked due to the remaining water in the pump being frozen, water gradually starts to flow through the vicinity of the impeller, and as a result, the frozen area around the impeller also gradually melts.

ここで、仮に、前記解凍運転の開始後すぐに連続して循環ポンプを駆動した場合には、上述したインペラまわりの凍結部位の融解が十分に進まずインペラが回転しないことで循環ポンプの駆動モータに過負荷がかかる恐れが生じる。
これを回避するために、請求項1によれば、制御手段により、解凍運転開始処理による解凍運転の開始後に所定期間だけ待機する待機処理が実行され、この所定期間の待機が完了した後に、循環ポンプの駆動が行われる(ポンプ駆動処理)。この結果、インペラまわりの凍結部位の融解が十分に進んだ後に循環ポンプが駆動開始されるので、インペラの非回転による前記駆動モータの過負荷が生じるのを回避することができる。
Here, if the circulation pump is driven continuously immediately after the start of the thawing operation, the frozen areas around the impeller described above may not melt sufficiently, causing the impeller to not rotate, which may result in overloading the circulation pump's drive motor.
In order to avoid this, according to claim 1, the control means executes a standby process for waiting for a predetermined period of time after the start of the thawing operation by the thawing operation start process, and after the completion of this standby period, the circulation pump is driven (pump drive process). As a result, the circulation pump starts to be driven after the frozen portion around the impeller has sufficiently melted, so that it is possible to avoid overloading the drive motor due to the non-rotation of the impeller.

また、循環ポンプの駆動が行われることで湯水循環回路において確実に水が流通するようになるので、仮に凍結していない状態で誤って解凍指示が行われた場合であっても、加温された冷媒からの熱は熱交換器において流通する水に対し順次供給される。したがって、熱交換器内において過昇温が生じることがない。 In addition, by driving the circulation pump, water is reliably circulating in the hot and cold water circulation circuit, so even if a defrost command is mistakenly issued when the water is not frozen, heat from the heated refrigerant is sequentially supplied to the water circulating in the heat exchanger. Therefore, overheating does not occur in the heat exchanger.

また、請求項2によれば、制御手段が解凍運転停止処理を実行することで、前記のようにして開始された解凍運転を、予め定められた所定条件が満たされた状態になったときに円滑に終了することができる。 Furthermore, according to claim 2, the control means executes the process of stopping the defrosting operation, so that the defrosting operation started as described above can be smoothly terminated when the predetermined conditions are satisfied.

また、請求項3によれば、戻り管での検出温度がある程度高くなると共に、循環ポンプの回転数もある程度大きくなったことによって、インペラまわりの凍結部位の融解が進んだ状態で十分な水の流通が行われている(=解凍運転を終了してもよい状態である)ことを精度よく検知することができる。 In addition, according to claim 3, when the detected temperature in the return pipe becomes high to a certain extent and the rotation speed of the circulation pump also becomes high to a certain extent, it is possible to accurately detect that the frozen areas around the impeller have melted and sufficient water is circulating (= it is a state in which the thawing operation can be terminated).

また、請求項4によれば、操作手段を、普段の使用時における不用意な誤操作を防止できる部位であって凍結発生が疑われる際には確実に操作できるような部位に位置する、スイッチとして構成することができる。 Furthermore, according to claim 4, the operating means can be configured as a switch located in a position that can prevent inadvertent erroneous operation during normal use and can be reliably operated when freezing is suspected.

本発明の一実施形態のヒートポンプ式給湯機の全体概略構成図FIG. 1 is a schematic diagram of an entire configuration of a heat pump water heater according to an embodiment of the present invention. ヒートポンプユニット及びタンクユニットの概略設置状況を表す側面図FIG. 1 is a side view showing a schematic installation state of a heat pump unit and a tank unit. 加熱制御装置の機能的構成を表す機能ブロック図A functional block diagram showing the functional configuration of a heating control device. ヒートポンプユニットの内部構造を表す分解斜視図である。FIG. 2 is an exploded perspective view showing the internal structure of the heat pump unit. ヒートポンプ式給湯機の沸上運転時の作動を表す図A diagram showing the operation of a heat pump water heater during boiling operation 加熱制御装置の解凍運転制御部が実行する制御手順を表すフローチャート図FIG. 1 is a flowchart showing a control procedure executed by a defrosting operation control unit of a heating control device. 解凍運転開始後の電子膨張弁、室外ファン、圧縮機、加熱循環ポンプの経時挙動をそれぞれ表すグラフ図A graph showing the behavior over time of the electronic expansion valve, outdoor fan, compressor, and heating circulation pump after the start of defrosting operation.

次に、本発明の一実施形態について図面に基づいて説明する。 Next, one embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings.

<概略構成>
図1及び図2において、本実施形態に係わるヒートポンプ式給湯機100は、湯水を貯湯する貯湯タンク2を有したタンクユニット1と、ヒートポンプユニット3と、を有している。図2に示すように、この例では、ヒートポンプ式給湯機100が寒冷地で使用される場合を表しており、前記ヒートポンプユニット3が雪に埋まらないように架台60上に設置されて設置高さがかさ増しされている。
<Overview of configuration>
1 and 2, a heat pump water heater 100 according to this embodiment includes a tank unit 1 having a hot water storage tank 2 for storing hot water, and a heat pump unit 3. As shown in Fig. 2, this example shows a case where the heat pump water heater 100 is used in a cold region, and the heat pump unit 3 is installed on a stand 60 to increase the installation height so that it is not buried in snow.

図1に示すように、前記ヒートポンプユニット3は、いわゆる室外機として構成されており、前記貯湯タンク2内の湯水を加熱するために水冷媒熱交換器15(熱交換器に相当)と、加熱循環ポンプ19(循環ポンプに相当)と、を備えている。水冷媒熱交換器15は、冷媒入口15A及び冷媒出口15Bを備え冷媒を流通させる冷媒側の流路15bと、温水入口15C、温水出口15Dを備えた水側の流路15aとを有し、高温高圧の冷媒と貯湯タンク2内の湯水とを熱交換する。すなわち、前記水冷媒熱交換器15の前記水側の流路15aと前記貯湯タンク2とが、貯湯タンク2の下部から水冷媒熱交換器15に向かう加熱往き管5(往き管に相当)、及び、水冷媒熱交換器15から貯湯タンク2の上部に戻る加熱戻り管6(戻り管に相当)によって環状に接続され、前記タンクユニット1と前記ヒートポンプユニット3とにわたる湯水循環回路としての加熱循環回路4が形成されている。 As shown in FIG. 1, the heat pump unit 3 is configured as a so-called outdoor unit, and is equipped with a water-refrigerant heat exchanger 15 (corresponding to a heat exchanger) and a heating circulation pump 19 (corresponding to a circulation pump) to heat the hot water in the hot water storage tank 2. The water-refrigerant heat exchanger 15 has a refrigerant side flow path 15b with a refrigerant inlet 15A and a refrigerant outlet 15B for circulating the refrigerant, and a water side flow path 15a with a hot water inlet 15C and a hot water outlet 15D, and exchanges heat between the high-temperature, high-pressure refrigerant and the hot water in the hot water storage tank 2. That is, the water side flow path 15a of the water-refrigerant heat exchanger 15 and the hot water storage tank 2 are connected in a ring shape by a heating forward pipe 5 (corresponding to a forward pipe) that runs from the bottom of the hot water storage tank 2 to the water-refrigerant heat exchanger 15, and a heating return pipe 6 (corresponding to a return pipe) that runs from the water-refrigerant heat exchanger 15 back to the top of the hot water storage tank 2, forming a heating circulation circuit 4 as a hot water circulation circuit spanning the tank unit 1 and the heat pump unit 3.

加熱往き管5は、前記貯湯タンク2の下部に接続され、加熱戻り管6は、前記貯湯タンク2の上部に接続されている。前記加熱循環ポンプ19は、前記加熱往き管5の途中に設けられ、前記水側の流路15aを介し前記加熱往き管5からの湯水を前記加熱戻り管6へ流通させつつ、加熱循環回路4内に貯湯タンク2の湯水を循環させる。前記加熱循環ポンプ19は、駆動モータ19mにより駆動される。 The heating forward pipe 5 is connected to the lower part of the hot water storage tank 2, and the heating return pipe 6 is connected to the upper part of the hot water storage tank 2. The heating circulation pump 19 is provided midway along the heating forward pipe 5, and circulates the hot water from the hot water storage tank 2 within the heating circulation circuit 4 while circulating the hot water from the heating forward pipe 5 to the heating return pipe 6 via the water side flow path 15a. The heating circulation pump 19 is driven by a drive motor 19m.

このとき、加熱戻り管6は、前記ヒートポンプユニット3とタンクユニット1とに跨って設けられており、接続口C1を介しヒートポンプユニット3の外部へ露出すると共に、接続口C2を介しタンクユニット1の内部へとつながっている。ヒートポンプユニット3における接続口C1の近傍には水抜き栓D1が設けられており、タンクユニット1における接続口C2の近傍には水抜き栓D2が設けられている。なお、加熱戻り管6のうち水抜き栓D2よりも貯湯タンク2側には、水冷媒熱交換器15から貯湯タンク2側へ向かう流れを許容すると共にその逆の貯湯タンク2から水冷媒熱交換器15側へ向かう逆流を防止する、逆止弁Bが設けられている。
同様に、加熱往き管5は、タンクユニット1と前記ヒートポンプユニット3とに跨って設けられており、接続口C3を介しタンクユニット1の外部へ露出すると共に、接続口C4を介しヒートポンプユニット3の内部へとつながっている。ヒートポンプユニット3における接続口C4の近傍には水抜き栓D3が設けられている。
At this time, the heating return pipe 6 is provided across the heat pump unit 3 and the tank unit 1, and is exposed to the outside of the heat pump unit 3 via a connection port C1, and is connected to the inside of the tank unit 1 via a connection port C2. A drain plug D1 is provided near the connection port C1 in the heat pump unit 3, and a drain plug D2 is provided near the connection port C2 in the tank unit 1. Note that a check valve B is provided on the heating return pipe 6 closer to the hot water storage tank 2 than the drain plug D2, which allows a flow from the water-refrigerant heat exchanger 15 to the hot water storage tank 2 and prevents a reverse flow from the hot water storage tank 2 to the water-refrigerant heat exchanger 15.
Similarly, the heating supply pipe 5 is provided across the tank unit 1 and the heat pump unit 3, and is exposed to the outside of the tank unit 1 through a connection port C3, and is connected to the inside of the heat pump unit 3 through a connection port C4. A drain plug D3 is provided in the heat pump unit 3 near the connection port C4.

なお、前記加熱往き管5には、前記水冷媒熱交換器15の前記水側の流路15aに流入する湯水の入水温度T1を検出する入水温度センサ23が設けられ、前記加熱戻り管6には、前記水側の流路15aから前記貯湯タンク2に向かって流出する湯水の沸上温度Tbを検出する沸上温度センサ24(湯水温度検出手段に相当)が設けられている。 The heating supply pipe 5 is provided with an inlet water temperature sensor 23 that detects the inlet water temperature T1 of the hot water flowing into the water-side flow path 15a of the water-refrigerant heat exchanger 15, and the heating return pipe 6 is provided with a boiling temperature sensor 24 (corresponding to a hot water temperature detection means) that detects the boiling temperature Tb of the hot water flowing out from the water-side flow path 15a toward the hot water storage tank 2.

前記タンクユニット1において、貯湯タンク2の側面には、貯湯タンク2内の湯の温度Twを検出する貯湯温度センサ12が上下にわたり複数設けられている。前記貯湯タンク2の下部にはまた、貯湯タンク2に水を給水する給水管7が接続され、前記貯湯タンク2の上部にはまた、貯湯されている高温水を出湯する出湯管8が接続されている。出湯管8には、貯湯タンク2内が負圧になった場合に開弁して貯湯タンク2内に空気を導入する負圧吸気機能を有すると共に、貯湯タンク2内が開弁圧力以上になった場合に開弁して圧力を逃がす圧力逃し弁119が設けられ、給水管7からは給水バイパス管9が分岐して設けられている。圧力逃し弁119には、手動で開弁させる手動レバー(図示せず)が備えられている。 In the tank unit 1, a plurality of hot water temperature sensors 12 are provided on the side of the hot water tank 2 from top to bottom to detect the temperature Tw of the hot water in the hot water tank 2. A water supply pipe 7 that supplies water to the hot water tank 2 is connected to the bottom of the hot water tank 2, and a hot water outlet pipe 8 that outlets the stored high-temperature water is connected to the top of the hot water tank 2. The hot water outlet pipe 8 has a negative pressure intake function that opens when the hot water tank 2 becomes negative pressure and introduces air into the hot water tank 2, and is provided with a pressure relief valve 119 that opens when the pressure in the hot water tank 2 exceeds the valve opening pressure to release the pressure, and a water supply bypass pipe 9 is provided branching off from the water supply pipe 7. The pressure relief valve 119 is provided with a manual lever (not shown) that can be manually opened.

さらに、出湯管8からの湯と給水バイパス管9からの水とを混合して給湯設定温度の湯とする混合弁10と、混合弁10で混合された湯を給湯端末125に給湯するための給湯管108aと、給湯管108a内の給湯温度を検出する給湯温度センサ11と、が設けられている。給水管7の途中には、市水を一定の給水圧(例えば設定圧力値380kPa)に減圧すると共に貯湯タンク2内の湯水を上流側へ逆流させない機能を備えた逆止弁117が設けられている。 In addition, there is a mixing valve 10 that mixes the hot water from the hot water outlet pipe 8 with the water from the water supply bypass pipe 9 to produce hot water at the set hot water supply temperature, a hot water supply pipe 108a that supplies the hot water mixed by the mixing valve 10 to the hot water supply terminal 125, and a hot water supply temperature sensor 11 that detects the hot water supply temperature in the hot water supply pipe 108a. A check valve 117 is provided in the middle of the water supply pipe 7 to reduce the city water pressure to a certain water supply pressure (for example, a set pressure value of 380 kPa) and to prevent the hot water in the hot water storage tank 2 from flowing back upstream.

なお、前記タンクユニット1外における給湯管108aの給湯端末125側には給湯管108bが設けられており、これら給湯管108a,108bの間には混合弁10で混合された湯を加熱可能なガス熱源機130が設けられている。また、前記タンクユニット1外における逆止弁117の一次側配管121、及び、給湯管108bから分岐した分岐配管123、における凍結深度以下の地中には、給水を止水すると共に一次側配管121及び給湯管108bの水抜きを行うための不凍水栓120が埋設されている。不凍水栓120は、操作ハンドル120aと、排水口120bと、排湯口120cと、を備えている。 In addition, a hot water supply pipe 108b is provided on the hot water supply terminal 125 side of the hot water supply pipe 108a outside the tank unit 1, and a gas heat source unit 130 capable of heating the hot water mixed by the mixing valve 10 is provided between these hot water supply pipes 108a and 108b. In addition, a freeze-proof water valve 120 is buried in the ground below the freezing depth in the primary side pipe 121 of the check valve 117 outside the tank unit 1 and the branch pipe 123 branching off from the hot water supply pipe 108b, for stopping the water supply and draining the primary side pipe 121 and the hot water supply pipe 108b. The freeze-proof water valve 120 is equipped with an operating handle 120a, a drain outlet 120b, and a hot water discharge outlet 120c.

前記ヒートポンプユニット3はまた、冷媒を圧縮する圧縮機14と、四方弁31と、前記水冷媒熱交換器15を通過した後の冷媒を減圧させる減圧器としての電子膨張弁16と、熱源としての空気と冷媒との熱交換を行う熱源側熱交換器としての空気熱交換器17と、空気熱交換器17に外気を送り込む室外ファン67と、を備えている。そして、前記圧縮機14と、前記四方弁31と、前記圧縮機14から吐出された冷媒が流通する前記水冷媒熱交換器15の前記冷媒側の流路15bと、前記電子膨張弁16と、前記空気熱交換器17とが冷媒配管18で環状に接続されることにより冷媒循環回路30が形成されている。 The heat pump unit 3 also includes a compressor 14 that compresses the refrigerant, a four-way valve 31, an electronic expansion valve 16 as a pressure reducer that reduces the pressure of the refrigerant after passing through the water-refrigerant heat exchanger 15, an air heat exchanger 17 as a heat source side heat exchanger that exchanges heat between the air as a heat source and the refrigerant, and an outdoor fan 67 that sends outside air to the air heat exchanger 17. The compressor 14, the four-way valve 31, the refrigerant side flow path 15b of the water-refrigerant heat exchanger 15 through which the refrigerant discharged from the compressor 14 flows, the electronic expansion valve 16, and the air heat exchanger 17 are connected in a circular manner by refrigerant piping 18 to form a refrigerant circulation circuit 30.

前記四方弁31は4つのポートを備える弁であり、前記冷媒配管18のうち(冷媒主経路を構成する)配管部18b,18d用の2つのポートのそれぞれに対して、残りの配管部18a,18c用の2つのポートの何れを接続するかを切り替える。前記配管部18a,18c用の2つのポートどうしは、ループ状に配置された前記配管部18a,18cからなる冷媒副経路によって接続されており、この冷媒副経路上に前記圧縮機14が設けられている。前記圧縮機14は、駆動モータ14mにより駆動される。 The four-way valve 31 is a valve with four ports, and switches which of the two ports for the remaining pipe sections 18a and 18c is connected to each of the two ports for the pipe sections 18b and 18d (which constitute the main refrigerant path) of the refrigerant pipe 18. The two ports for the pipe sections 18a and 18c are connected to each other by a secondary refrigerant path consisting of the pipe sections 18a and 18c arranged in a loop, and the compressor 14 is provided on this secondary refrigerant path. The compressor 14 is driven by a drive motor 14m.

例えば四方弁31は、図1の状態に切り替えられた場合は、前記圧縮機14の吐出側である前記配管部18aを前記水冷媒熱交換器15の入口側である前記配管部18bに連通させることで空気熱交換器17を電子膨張弁16からの低温低圧の冷媒を蒸発させる蒸発器として機能させ、水冷媒熱交換器15において冷媒配管18内の冷媒から放熱して熱を放出し加熱循環回路4内に温水を生成する。生成された温水は、加熱循環ポンプ19が誘起する加熱循環回路4内の温水の流れによって加熱戻り管6を介し貯湯タンク2内に供給され、これによって貯湯タンク2内の湯水の温度を上昇させることができる(=沸上運転)。また四方弁31が別の状態へ切り替えられた場合は、前記配管部18aを前記空気熱交換器17側である前記配管部18dに連通させ、空気熱交換器17を凝縮器として機能させ、空気熱交換器17に生成される霜を溶かすことができる(=除霜運転)。
なお、冷媒循環回路30及びこれに接続された圧縮機14、四方弁31、空気熱交換器17、電子膨張弁16が、加熱手段に相当している。
For example, when the four-way valve 31 is switched to the state shown in Fig. 1, the piping section 18a on the discharge side of the compressor 14 is connected to the piping section 18b on the inlet side of the water-refrigerant heat exchanger 15, so that the air heat exchanger 17 functions as an evaporator that evaporates the low-temperature, low-pressure refrigerant from the electronic expansion valve 16, and the refrigerant in the refrigerant piping 18 is radiated in the water-refrigerant heat exchanger 15 to release heat and generate hot water in the heating circulation circuit 4. The generated hot water is supplied to the hot water storage tank 2 through the heating return pipe 6 by the flow of hot water in the heating circulation circuit 4 induced by the heating circulation pump 19, thereby raising the temperature of the hot water in the hot water storage tank 2 (=boiling operation). Also, when the four-way valve 31 is switched to another state, the piping section 18a is connected to the piping section 18d on the air heat exchanger 17 side, so that the air heat exchanger 17 functions as a condenser and frost generated on the air heat exchanger 17 can be melted (=defrosting operation).
The refrigerant circulation circuit 30 and the compressor 14, the four-way valve 31, the air heat exchanger 17, and the electronic expansion valve 16 connected thereto correspond to the heating means.

冷媒循環回路30内には、冷媒として例えばR32冷媒が循環され、ヒートポンプサイクルを構成している。前記圧縮機14と前記水冷媒熱交換器15の冷媒側の流路15bとの間の冷媒配管18には、圧縮機14から吐出される冷媒の冷媒吐出温度Toutを検出する吐出温度センサ20が設けられ、前記空気熱交換器17の空気入口側には、外気温度Tairを検出する外気温度センサ22が設けられている。 In the refrigerant circulation circuit 30, for example, R32 refrigerant is circulated as a refrigerant, forming a heat pump cycle. A discharge temperature sensor 20 is provided in the refrigerant piping 18 between the compressor 14 and the refrigerant-side flow path 15b of the water-refrigerant heat exchanger 15 to detect the refrigerant discharge temperature Tout of the refrigerant discharged from the compressor 14, and an outside air temperature sensor 22 is provided on the air inlet side of the air heat exchanger 17 to detect the outside air temperature Tair.

そして、前記タンクユニット1には、前記した各センサ11,12の検出結果が入力される貯湯制御装置40が設けられている。同様に、前記ヒートポンプユニット3には、前記した各センサ20,22,23,24の検出結果が入力される加熱制御装置50(制御手段に相当)が設けられている。加熱制御装置50及び貯湯制御装置40は、互いに通信可能に接続されており、前記各センサ11,12,20,22,23,24の検出結果等に基づき、相互に連携しつつ、前記タンクユニット1及び前記ヒートポンプユニット3内の各機器の動作を制御する。 The tank unit 1 is provided with a hot water storage control device 40 to which the detection results of the sensors 11 and 12 are input. Similarly, the heat pump unit 3 is provided with a heating control device 50 (corresponding to a control means) to which the detection results of the sensors 20, 22, 23 and 24 are input. The heating control device 50 and the hot water storage control device 40 are connected to each other so that they can communicate with each other, and control the operation of each device in the tank unit 1 and the heat pump unit 3 while coordinating with each other based on the detection results of the sensors 11, 12, 20, 22, 23 and 24, etc.

例えば加熱制御装置50は、前記加熱循環ポンプ19の駆動モータ19m、前記圧縮機14、四方弁31、室外ファン67、電子膨張弁16等を制御し、前記ヒートポンプユニット3による加熱を行いつつ加熱循環ポンプ19を所定の回転数で駆動することにより、前記加熱往き管5を介して水冷媒熱交換器15に導入され冷媒との熱交換により加熱された湯水を、前記加熱戻り管6を介して貯湯タンク2に供給する、前記沸上運転を実行する。 For example, the heating control device 50 controls the drive motor 19m of the heating circulation pump 19, the compressor 14, the four-way valve 31, the outdoor fan 67, the electronic expansion valve 16, etc., and drives the heating circulation pump 19 at a predetermined rotation speed while performing heating using the heat pump unit 3, thereby performing the boiling operation in which hot water is introduced into the water-refrigerant heat exchanger 15 via the heating forward pipe 5 and heated by heat exchange with the refrigerant, and is supplied to the hot water storage tank 2 via the heating return pipe 6.

なお、加熱制御装置50と貯湯制御装置40との間に制御上の主従関係があり、例えばセンサ11,12の検出結果に基づく運転指令を貯湯制御装置40が加熱制御装置50へ出力し、加熱制御装置50はこの運転指令と各センサ20,22,23,24の検出結果とに基づきヒートポンプユニット3内の各機器の動作を制御するようにしてもよい。以下、本明細書においては、このような場合を例にとって説明する。 In addition, there may be a master-slave relationship in terms of control between the heating control device 50 and the hot water storage control device 40, and for example, the hot water storage control device 40 may output an operation command based on the detection results of the sensors 11 and 12 to the heating control device 50, and the heating control device 50 may control the operation of each device in the heat pump unit 3 based on this operation command and the detection results of each sensor 20, 22, 23, and 24. In the following of this specification, such a case will be described as an example.

<加熱制御装置>
次に、前記ヒートポンプユニット3に備えられた前記加熱制御装置50について説明する。加熱制御装置50は、詳細な図示を省略するが、各種のデータやプログラムを記憶する記憶部と、演算・制御処理を行う制御部とを備えている。この加熱制御装置50の機能的構成を図3により説明する。
<Heating control device>
Next, a description will be given of the heating control device 50 provided in the heat pump unit 3. Although not shown in detail, the heating control device 50 includes a storage unit for storing various data and programs, and a control unit for performing calculations and control processes. The functional configuration of the heating control device 50 will be described with reference to FIG. 3.

図3に示すように、前記加熱制御装置50は、四方弁制御部410Aと、圧縮機制御部410Bと、膨張弁制御部410Cと、室外ファン制御部410Dと、ポンプ制御部410Fと、解凍運転制御部410Hと、を機能的に備えている。 As shown in FIG. 3, the heating control device 50 functionally includes a four-way valve control unit 410A, a compressor control unit 410B, an expansion valve control unit 410C, an outdoor fan control unit 410D, a pump control unit 410F, and a defrosting operation control unit 410H.

本実施形態のヒートポンプユニット3は、貯湯制御装置40から出力される運転指令に基づき各種制御を行う。すなわち、四方弁制御部410Aには、前記貯湯制御装置40により出力された運転指令が入力される。四方弁制御部410Aは、前記運転指令に応じて、実際にヒートポンプユニット3を、空気熱交換器17を蒸発器として機能させるか又は凝縮器として機能させるか、を決定する。四方弁制御部410Aは、前記運転指令が表す運転態様に対応する開閉信号を四方弁31へ出力し、四方弁31を切り替える。 The heat pump unit 3 of this embodiment performs various controls based on the operation command output from the hot water storage control device 40. That is, the operation command output by the hot water storage control device 40 is input to the four-way valve control unit 410A. In response to the operation command, the four-way valve control unit 410A determines whether the heat pump unit 3 actually causes the air heat exchanger 17 to function as an evaporator or a condenser. The four-way valve control unit 410A outputs an opening/closing signal corresponding to the operation mode indicated by the operation command to the four-way valve 31, and switches the four-way valve 31.

また、四方弁制御部410Aは、その決定結果に対応する運転情報を、前記圧縮機制御部410B、膨張弁制御部410C、室外ファン制御部410D、ポンプ制御部410F、及び解凍運転制御部410Hに出力する。なおこの運転情報には、前記貯湯温度センサ12により検出された貯湯タンク2内の湯の温度Tw、及び、適宜に決定された目標沸上温度Tbo、等が含まれる。 The four-way valve control unit 410A also outputs operation information corresponding to the result of the determination to the compressor control unit 410B, the expansion valve control unit 410C, the outdoor fan control unit 410D, the pump control unit 410F, and the defrosting operation control unit 410H. This operation information includes the temperature Tw of the hot water in the hot water storage tank 2 detected by the hot water storage temperature sensor 12, and the target boiling temperature Tbo that is appropriately determined.

圧縮機制御部410Bには、この例では、前記外気温度センサ22により検出された前記外気温度Tairと、前記沸上温度センサ24により検出された前記沸上温度Tbと、前記貯湯制御装置40の運転指令に対応した前記運転情報と、が入力される(直接入力される場合のほか、間接的に入力するようにしてもよい。以下同様)。圧縮機制御部410Bは、この例では、入力された前記外気温度Tair及び前記沸上温度Tbに基づき、前記圧縮機14の目標回転数を設定し、この目標回転数となるように圧縮機14の駆動モータ14mの回転数を増減制御する。 In this example, the compressor control unit 410B receives the outside air temperature Tair detected by the outside air temperature sensor 22, the boiling temperature Tb detected by the boiling temperature sensor 24, and the operation information corresponding to the operation command of the hot water storage control device 40 (this may be input directly or indirectly; the same applies below). In this example, the compressor control unit 410B sets a target rotation speed of the compressor 14 based on the input outside air temperature Tair and boiling temperature Tb, and controls the rotation speed of the drive motor 14m of the compressor 14 to increase or decrease so as to reach this target rotation speed.

膨張弁制御部410Cには、前記吐出温度センサ20により検出された前記冷媒吐出温度Toutと、前記貯湯制御装置40の運転指令に対応した前記運転情報と、が入力される。この例では、膨張弁制御部410Cは、前記冷媒吐出温度Toutが制御上の所望の目標温度となるように、電子膨張弁16の開度を増減制御する。 The expansion valve control unit 410C receives the refrigerant discharge temperature Tout detected by the discharge temperature sensor 20 and the operation information corresponding to the operation command of the hot water storage control device 40. In this example, the expansion valve control unit 410C increases or decreases the opening degree of the electronic expansion valve 16 so that the refrigerant discharge temperature Tout becomes the desired target temperature for control.

室外ファン制御部410Dには、前記外気温度センサ22により検出された前記外気温度Tairと、前記貯湯制御装置40の運転指令に対応した前記運転情報と、が入力される。この例では、室外ファン制御部410Dは、入力された前記運転情報及び前記外気温度Tairに基づき、前記室外ファン67の目標回転数を設定し、室外ファン67の回転数がその目標回転数となるように増減制御する。 The outdoor fan control unit 410D receives the outdoor air temperature Tair detected by the outdoor air temperature sensor 22 and the operation information corresponding to the operation command of the hot water storage control device 40. In this example, the outdoor fan control unit 410D sets a target rotation speed of the outdoor fan 67 based on the input operation information and the outdoor air temperature Tair, and controls the rotation speed of the outdoor fan 67 to increase or decrease to the target rotation speed.

ポンプ制御部410Fは、目標回転数設定部410Faと、駆動信号出力部410Fbと、回転数検出部410Fdと、を備える。ポンプ制御部410Fには、前記沸上温度センサ24により検出された前記沸上温度Tbと、前記外気温度センサ22により検出された前記外気温度Tairと、前記入水温度センサ23により検出された前記入水温度T1と、前記貯湯制御装置40の運転指令に対応した前記運転情報と、が入力される。目標回転数設定部410Faは、これらに基づき、前記加熱循環ポンプ19の駆動モータ19mの目標回転数を設定する。駆動信号出力部410Fbは、その設定された目標回転数となるように駆動モータ19mの回転数を増減制御する駆動信号を出力する。回転数検出部410Fdは、加熱循環ポンプ19の駆動モータ19mの実際の回転数である実回転数Nを検出し、その値を後述の解凍運転制御部410Hへと出力する。 The pump control unit 410F includes a target rotation speed setting unit 410Fa, a drive signal output unit 410Fb, and a rotation speed detection unit 410Fd. The boiling temperature Tb detected by the boiling temperature sensor 24, the outside air temperature Tair detected by the outside air temperature sensor 22, the inlet water temperature T1 detected by the inlet water temperature sensor 23, and the operation information corresponding to the operation command of the hot water storage control device 40 are input to the pump control unit 410F. The target rotation speed setting unit 410Fa sets the target rotation speed of the drive motor 19m of the heating circulation pump 19 based on these. The drive signal output unit 410Fb outputs a drive signal that controls the rotation speed of the drive motor 19m to increase or decrease so as to reach the set target rotation speed. The rotation speed detection unit 410Fd detects the actual rotation speed N, which is the actual rotation speed of the drive motor 19m of the heating circulation pump 19, and outputs this value to the defrosting operation control unit 410H, which will be described later.

解凍運転制御部410Hについては後述する。 The defrosting operation control unit 410H will be described later.

<ヒートポンプユニットの内部構造>
次に、図4を用いて、ヒートポンプユニット3の内部構造について説明する。前記ヒートポンプユニット3は、図4に示されているように、ヒートポンプユニット3の外郭をなす略直方体中空形状に形成された筐体206を備えている。前記筐体206は、上面板206a1と前面上方板206a2と後面上方板206a3とからなる上方カバー206aと、前面下方部分の前面パネル206bと、右側板206cと、を備えている。
<Internal structure of heat pump unit>
Next, the internal structure of the heat pump unit 3 will be described with reference to Fig. 4. As shown in Fig. 4, the heat pump unit 3 includes a housing 206 formed in a substantially hollow rectangular parallelepiped shape that forms the outer contour of the heat pump unit 3. The housing 206 includes an upper cover 206a consisting of a top plate 206a1, a front upper plate 206a2, and a rear upper plate 206a3, a front panel 206b in the front lower portion, and a right side plate 206c.

前記筐体206の内部には、室外ファン67が配設される送風室219と、圧縮機14が配設される機械室220と、を仕切る垂直仕切壁221が設けられている。また、前記筐体206の内部には、送風室219及び機械室220の上方に位置し、送風室219及び機械室220を横断するように配設される水平仕切壁222が設けられている。そして、水平仕切壁222を介した送風室219及び機械室220の上方には、水冷媒熱交換器15が配設される温水回路室223が形成される。これにより、筐体206の内部においては、水平仕切壁222より上方の空間が温水回路室223として区画され、水平仕切壁222より下方の空間で垂直仕切壁221より左右方向一方側(この例では左側)が送風室219として区画され、垂直仕切壁221より左右方向他方側(この例では右側)が機械室220として区画されている。 Inside the housing 206, a vertical partition wall 221 is provided to separate the air blowing chamber 219 in which the outdoor fan 67 is disposed, from the machine room 220 in which the compressor 14 is disposed. Inside the housing 206, a horizontal partition wall 222 is provided, which is located above the air blowing chamber 219 and the machine room 220 and disposed so as to cross the air blowing chamber 219 and the machine room 220. Above the air blowing chamber 219 and the machine room 220 via the horizontal partition wall 222, a hot water circuit chamber 223 in which the water-refrigerant heat exchanger 15 is disposed is formed. As a result, inside the housing 206, the space above the horizontal partition wall 222 is partitioned as the hot water circuit chamber 223, and in the space below the horizontal partition wall 222, one side of the vertical partition wall 221 in the left-right direction (the left side in this example) is partitioned as the air blower chamber 219, and the other side of the vertical partition wall 221 in the left-right direction (the right side in this example) is partitioned as the machine chamber 220.

前記温水回路室223には、水冷媒熱交換器15を取り付けるための取付台(図示省略)が設けられ、取付台が水平仕切壁222上に固定される。これにより、前記水冷媒熱交換器15は、水平仕切壁222から所定の空隙(図示省略)を介して配設されている。水平仕切壁222と水冷媒熱交換器15との間に形成される前記空隙Sには、冷媒入口15A又は冷媒出口15Bと接続される冷媒配管18と、前記加熱往き管5と、前記加熱戻り管6とが配設されている(詳細な図示は省略)。この例では、水冷媒熱交換器15は、温水回路室223の左右方向において、送風室219側に配設されている。すなわち、水冷媒熱交換器15は、温水回路室223内であって送風室219の上方に対応する位置に配設されている。また、加熱循環ポンプ19は、温水回路室223内(前記水平仕切壁222の上部)における、水冷媒熱交換器15の右側に配設されている。 The hot water circuit chamber 223 is provided with a mounting base (not shown) for mounting the water-refrigerant heat exchanger 15, and the mounting base is fixed on the horizontal partition wall 222. As a result, the water-refrigerant heat exchanger 15 is arranged with a predetermined gap (not shown) between the horizontal partition wall 222 and the water-refrigerant heat exchanger 15. The gap S formed between the horizontal partition wall 222 and the water-refrigerant heat exchanger 15 is arranged with the refrigerant piping 18 connected to the refrigerant inlet 15A or the refrigerant outlet 15B, the heating forward pipe 5, and the heating return pipe 6 (details not shown). In this example, the water-refrigerant heat exchanger 15 is arranged on the blower chamber 219 side in the left-right direction of the hot water circuit chamber 223. That is, the water-refrigerant heat exchanger 15 is arranged in the hot water circuit chamber 223 at a position corresponding to the upper part of the blower chamber 219. The heating circulation pump 19 is disposed in the hot water circuit chamber 223 (above the horizontal partition wall 222) to the right of the water-refrigerant heat exchanger 15.

前記機械室220には、冷媒配管18で接続された、前記圧縮機14、前記四方弁31、前記電子膨張弁16、等が配置されている。 The compressor 14, the four-way valve 31, the electronic expansion valve 16, etc., connected by refrigerant piping 18, are arranged in the machine room 220.

<右側板付近の構成>
前記機械室220の右側を覆うように設けられる前記右側板206cは、上開口部211及び下開口部212を備えている。右側板206cの上開口部211に対応する位置には、図示しない信号線や電源線が接続される端子台(図示せず)を取り付ける端子台取付金具213が、右側板206cの内方(左側)から取り付けられる。その際、端子台取付金具213は、その外方端(右端)が前記上開口部211から外方に露出する態様で右側板206cに取り付けられ、上開口部211を右側からふさぐように取り付けられる端子台カバー214によって、その露出した外方端(右端)が覆われる。なお、端子台取付金具213には、後述の解凍運転を開始するための操作スイッチ(図示省略)が設けられており、後述の配管カバー225が取り外されることにより、端子台カバー214に設けた操作窓214aを介し、当該操作スイッチを外部から手動操作可能となる。
<Configuration around the right side panel>
The right side plate 206c, which is provided so as to cover the right side of the machine chamber 220, has an upper opening 211 and a lower opening 212. A terminal block mounting bracket 213 for mounting a terminal block (not shown) to which a signal line and a power line (not shown) are connected is attached from the inside (left side) of the right side plate 206c at a position corresponding to the upper opening 211 of the right side plate 206c. At this time, the terminal block mounting bracket 213 is attached to the right side plate 206c in such a manner that its outer end (right end) is exposed outward from the upper opening 211, and the exposed outer end (right end) is covered by a terminal block cover 214 attached so as to close the upper opening 211 from the right side. The terminal block mounting bracket 213 is provided with an operation switch (not shown) for starting a thawing operation described later, and the operation switch can be manually operated from the outside through an operation window 214a provided in the terminal block cover 214 by removing a piping cover 225 described later.

一方、ヒートポンプユニット3内にある加熱往き管5のうち前記接続口C4側の部分は、略鉛直方向に配置される略平板形状のサイドパネル215に挿通され、挿通後の先端に当該接続口C4が設けられる。同様に、ヒートポンプユニット3内にある加熱戻り管6のうち前記接続口C1側の部分もサイドパネル215に挿通され、挿通後の先端に当該接続口C1が設けられる。このように加熱往き管5、接続口C4、加熱戻り管6、接続口C1が取り付けられたサイドパネル215は、前記下開口部212から外方(右側)に突出して配置される態様で右側板206cに取り付けられる。この結果、後述の配管カバー225が取り外されサイドパネル215が露出することにより、前記接続口C1近傍に位置する前記水抜き栓D1、及び、前記接続口C4近傍に位置する前記水抜き栓D3、が外部から手動操作可能となる。 On the other hand, the portion of the heating forward pipe 5 in the heat pump unit 3 on the side of the connection port C4 is inserted into a side panel 215 having a substantially flat shape arranged in a substantially vertical direction, and the connection port C4 is provided at the end after insertion. Similarly, the portion of the heating return pipe 6 in the heat pump unit 3 on the side of the connection port C1 is also inserted into the side panel 215, and the connection port C1 is provided at the end after insertion. The side panel 215 to which the heating forward pipe 5, connection port C4, heating return pipe 6, and connection port C1 are attached in this manner is attached to the right side plate 206c in a manner in which it is arranged to protrude outward (to the right) from the lower opening 212. As a result, the piping cover 225 described later is removed to expose the side panel 215, and the drain plug D1 located near the connection port C1 and the drain plug D3 located near the connection port C4 can be manually operated from the outside.

前記のようにして上開口部211近傍に端子台取付金具213及び端子台カバー214が取り付けられ、下開口部212近傍にサイドパネル215が取り付けられた状態の右側板206cのさらに外方(右方)が、着脱可能な配管カバー225によって覆われる。 As described above, the terminal block mounting bracket 213 and the terminal block cover 214 are attached near the upper opening 211, and the side panel 215 is attached near the lower opening 212. The outer side (right side) of the right side plate 206c is then covered by a removable piping cover 225.

<沸上運転>
以上説明した構成において実行される前記沸上運転を、図5を用いて説明する。すなわち、沸上運転が実行される際には、四方弁制御部410Aにより空気熱交換器17を蒸発器として機能させるように四方弁31が切り替えられ、圧縮機制御部410Bにより圧縮機14の駆動モータ14mが目標回転数となるように駆動制御される。また、膨張弁制御部410Cにより前記冷媒吐出温度Toutが制御上の所望の目標温度となるように電子膨張弁16の開度が制御され、室外ファン制御部410Dにより室外ファン67が目標回転数となるように駆動制御される。
<Boiling operation>
The boiling operation performed in the above-described configuration will be described with reference to Fig. 5. That is, when the boiling operation is performed, the four-way valve control unit 410A switches the four-way valve 31 so that the air heat exchanger 17 functions as an evaporator, and the compressor control unit 410B controls the drive of the drive motor 14m of the compressor 14 to reach a target rotation speed. In addition, the expansion valve control unit 410C controls the opening of the electronic expansion valve 16 so that the refrigerant discharge temperature Tout reaches a desired target temperature for control, and the outdoor fan control unit 410D controls the drive of the outdoor fan 67 to reach a target rotation speed.

また、ポンプ制御部410Fの目標回転数設定部410Faにより、加熱循環ポンプ19の目標回転数が通常回転数に設定される。そして、駆動信号出力部410Fbにより、前記目標回転数設定部410Faにより設定された目標回転数の回転を実行するための駆動信号が生成されて加熱循環ポンプ19の駆動モータ19mへと出力される。 The target rotation speed of the heating circulation pump 19 is set to the normal rotation speed by the target rotation speed setting unit 410Fa of the pump control unit 410F. Then, the drive signal output unit 410Fb generates a drive signal for rotating the heating circulation pump 19 at the target rotation speed set by the target rotation speed setting unit 410Fa, and outputs the drive signal to the drive motor 19m of the heating circulation pump 19.

以上により、図5に示すように、加熱循環回路4では、水冷媒熱交換器15→加熱戻り管6→貯湯タンク2→加熱往き管5→水冷媒熱交換器15→・・の順で湯水を通過させつつ、加熱循環回路4内での湯水の循環が行われる。一方で、冷媒循環回路30では、水冷媒熱交換器15→電子膨張弁16→空気熱交換器17→圧縮機14→水冷媒熱交換器15→・・の順で冷媒を通過させつつ、冷媒循環回路30内での冷媒の循環が行われる。その結果、水冷媒熱交換器15において流路15b内の冷媒が流路15a内の湯水に熱を放出して温水を生成し、生成された温水が貯湯タンク2内に供給されることで、貯湯タンク2内の湯水の温度が上昇する。 As a result, as shown in FIG. 5, in the heating circuit 4, hot water passes through the water-refrigerant heat exchanger 15 → heating return pipe 6 → hot water storage tank 2 → heating forward pipe 5 → water-refrigerant heat exchanger 15 → ... in this order, and hot water is circulated within the heating circuit 4. On the other hand, in the refrigerant circuit 30, refrigerant passes through the water-refrigerant heat exchanger 15 → electronic expansion valve 16 → air heat exchanger 17 → compressor 14 → water-refrigerant heat exchanger 15 → ... in this order, and refrigerant is circulated within the refrigerant circuit 30. As a result, in the water-refrigerant heat exchanger 15, the refrigerant in the flow path 15b releases heat to the hot water in the flow path 15a to generate hot water, and the generated hot water is supplied to the hot water storage tank 2, and the temperature of the hot water in the hot water storage tank 2 rises.

<実施形態の背景及び特徴>
ここで、本実施形態では、加熱戻り管6に前記水抜き栓D1が設けられ、加熱往き管5にも前記水抜き栓D3が設けられている。ユーザは、例えば長期間にわたってヒートポンプ式給湯機100を不使用とする場合は、不凍水栓120を操作して給水を止水すると共に、前記水抜き栓D1,D3を開いて加熱循環回路4や水冷媒熱交換器15や加熱循環ポンプ19や貯湯タンク2内の水を抜いておくことで、低温による加熱循環回路4や水冷媒熱交換器15や加熱循環ポンプ19や貯湯タンク2内の凍結による破損防止を図ることができる。
<Background and Features of the Embodiments>
In this embodiment, the drain plug D1 is provided on the heating return pipe 6, and the drain plug D3 is also provided on the heating supply pipe 5. When the user will not be using the heat pump water heater 100 for a long period of time, for example, the user can operate the antifreeze valve 120 to stop the water supply and open the drain plugs D1 and D3 to drain the water from the heating circulation circuit 4, the water-refrigerant heat exchanger 15, the heating circulation pump 19, and the hot water storage tank 2, thereby preventing damage caused by freezing due to low temperatures in the heating circulation circuit 4, the water-refrigerant heat exchanger 15, the heating circulation pump 19, and the hot water storage tank 2.

その後、前記不使用の期間が終了しユーザがヒートポンプ式給湯機100の使用を再開する際は、不凍水栓120を操作してヒートポンプ式給湯機100への給水を再開させると共に、貯湯タンク2へ再通水することで貯湯タンク2内のエア抜きを行う。
貯湯タンク2内のエア抜きが完了したら、水抜き栓D1又はD2を開いて加熱往き管5、加熱循環ポンプ19、水冷媒熱交換器15、水抜き栓D1又はD2までの加熱戻り管6に再通水することでこれらの加熱循環回路4のエア抜きを行う。このとき貯湯タンク2の上部から水抜き栓D1,D2の経路は逆止弁Bの作用により通水が阻止されている。なお、逆止弁Bに代えて、加熱戻り管6のうち水抜き栓D1,D2と貯湯タンク2の上部との間に手動の開閉弁を設け、前記の加熱循環回路4のエア抜きを行う際にはその開閉弁を手動で閉塞しておくようにしてもよい。
そして、水抜き栓D1又はD2から水が流出したことを確認したら加熱循環回路4のエア抜きが完了したとして水抜き栓D1,D2を閉栓し、ヒートポンプ式給湯機100の使用を再開する。
Thereafter, when the period of non-use ends and the user resumes use of the heat pump water heater 100, the antifreeze tap 120 is operated to resume water supply to the heat pump water heater 100, and water is passed through the hot water storage tank 2 again to remove air from within the hot water storage tank 2.
Once the air has been bled from the hot water tank 2, the drain plug D1 or D2 is opened to allow water to flow again through the heating supply pipe 5, the heating circulation pump 19, the water-refrigerant heat exchanger 15, and the heating return pipe 6 up to the drain plug D1 or D2, thereby bleed-off the air from these heating circulation circuits 4. At this time, water is prevented from passing through the path from the top of the hot water tank 2 to the drain plugs D1, D2 by the action of the check valve B. Note that instead of the check valve B, a manual on-off valve may be provided on the heating return pipe 6 between the drain plugs D1, D2 and the top of the hot water tank 2, and the on-off valve may be manually closed when bleed-off the air from the heating circulation circuit 4.
Then, when it is confirmed that water has flowed out from the drain plug D1 or D2, it is determined that the air bleeding from the heating circulation circuit 4 is complete, and the drain plugs D1, D2 are closed and the use of the heat pump water heater 100 is resumed.

しかしながら、前記のような水抜きを行った場合でも、水冷媒熱交換器15や加熱循環ポンプ19から抜け切れずにわずかに残った残水が凍結することがある。水冷媒熱交換器15の残水の凍結により流路閉塞が発生していると、水抜き栓D1,D2から水が流出できない。また、加熱循環ポンプ19内の底部の残水やインペラの軸部の残水が凍結するとインペラがロックしてしまうことがある。所定の時間待っても開栓状態の水抜き栓D1,D2から水が出ず、エア抜きが完了できなかった場合、ユーザは水冷媒熱交換器15での凍結発生を認識し、所定の解凍運転を実行させる。本実施形態の特徴は、この解凍運転の実行時における、加熱制御装置50の制御態様にある。そのために、図3に示したように、加熱制御装置50に解凍運転制御部410Hが設けられ、対応する各部への制御が行われる。以下、その詳細を、図6及び図7を用いて説明する。 However, even if the water is drained as described above, the small amount of remaining water that is not completely drained from the water-refrigerant heat exchanger 15 or the heating circulation pump 19 may freeze. If the flow path is blocked due to the freezing of the remaining water in the water-refrigerant heat exchanger 15, water cannot flow out from the drain plugs D1 and D2. In addition, if the remaining water at the bottom of the heating circulation pump 19 or the remaining water in the shaft of the impeller freezes, the impeller may lock. If water does not come out from the open drain plugs D1 and D2 even after waiting for a specified time and air bleeding cannot be completed, the user recognizes that freezing has occurred in the water-refrigerant heat exchanger 15 and executes a specified thawing operation. The feature of this embodiment is the control mode of the heating control device 50 when the thawing operation is executed. For this reason, as shown in FIG. 3, the heating control device 50 is provided with a thawing operation control unit 410H, which controls the corresponding parts. The details will be described below with reference to FIG. 6 and FIG. 7.

図6は、前記の解凍運転の実行時に加熱制御装置50の解凍運転制御部410Hが実行する制御手順を表すフローチャート図である。図7(a)~(d)は、解凍運転開始後の前記電子膨張弁16、前記室外ファン67、前記圧縮機14、及び前記加熱循環ポンプ19の経時挙動をそれぞれ表すグラフ図である。 Figure 6 is a flow chart showing the control procedure executed by the defrosting operation control unit 410H of the heating control device 50 when the defrosting operation is performed. Figures 7(a) to (d) are graphs showing the behavior over time of the electronic expansion valve 16, the outdoor fan 67, the compressor 14, and the heating circulation pump 19 after the defrosting operation starts.

ユーザは、まず準備手順として、ユーザは、不凍水栓120を操作してヒートポンプ式給湯機100への給水を再開させると共に、圧力逃し弁119の手動レバーを操作して圧力逃し弁119を開弁させ、貯湯タンク2へ再通水することで貯湯タンク2内のエア抜きを行う。このとき、加熱循環回路4は貯湯タンク2に比べて圧力損失が大きいため、仮に水抜き栓D1,D2が開栓していても通水しない。貯湯タンク2内のエアが抜けて圧力逃し弁119から水が流出したことを確認したら貯湯タンク2内のエア抜きが完了したとして圧力逃し弁119の手動レバーを操作して圧力逃し弁119を閉弁する。次いで、ユーザは、加熱循環回路4内のエア抜きのため、前記水抜き栓D1,D2を開く。この状態で、図6において、まずS5で、前記の不使用によりこの時点でOFF状態になっていた電源が、ユーザの適宜の操作に対応してON状態とされる。 As a preparation procedure, the user first operates the antifreeze tap 120 to resume water supply to the heat pump water heater 100, and operates the manual lever of the pressure relief valve 119 to open the pressure relief valve 119 and re-pass water to the hot water tank 2 to remove air from the hot water tank 2. At this time, the heating circulation circuit 4 has a larger pressure loss than the hot water tank 2, so water will not pass through even if the drain valves D1 and D2 are open. When it is confirmed that the air in the hot water tank 2 has been released and water has flowed out from the pressure relief valve 119, the user operates the manual lever of the pressure relief valve 119 to close the pressure relief valve 119, assuming that the air removal from the hot water tank 2 is complete. Next, the user opens the drain valves D1 and D2 to remove air from the heating circulation circuit 4. In this state, in FIG. 6, first in S5, the power supply, which was OFF at this time due to the non-use, is turned ON in response to an appropriate operation by the user.

その後、前記したようにヒートポンプユニット3の筐体206の配管カバー225が取り外され、端子台取付金具213の操作スイッチ(操作手段に相当)がユーザにより操作されると、S10においてその操作が受け付けられる。なおこの操作スイッチの操作が解凍指示に相当し、S10において解凍運転制御部410Hが実行する処理が解凍指示受付処理に相当している。
なお、前記操作スイッチに代えて、タンクユニット1側に備えられたリモコン等の適宜の操作手段を用いてもよい。この場合、ユーザによる当該リモコン等の操作に対応した操作信号が直接又は貯湯制御装置40を介し加熱制御装置50の解凍運転制御部410Hにより取得され、前記S10で当該操作が受け付けられる。なお、前記S10の操作が受け付けられた際、前記の外気温度Tairの検知結果に基づいて凍結の恐れがないと判断される場合(例えば夏季)には解凍運転の受付をキャンセルすることで、不要な解凍運転の実行を抑制するようにしてもよい。
Thereafter, as described above, when the piping cover 225 of the housing 206 of the heat pump unit 3 is removed and the operation switch (corresponding to the operation means) of the terminal block mounting bracket 213 is operated by the user, the operation is accepted in S10. Note that the operation of the operation switch corresponds to a defrosting instruction, and the process executed by the defrosting operation control unit 410H in S10 corresponds to a defrosting instruction acceptance process.
Instead of the operation switch, an appropriate operation means such as a remote control provided on the tank unit 1 side may be used. In this case, an operation signal corresponding to the user's operation of the remote control or the like is acquired by the thawing operation control unit 410H of the heating control device 50 directly or via the hot water storage control device 40, and the operation is accepted in S10. When the operation in S10 is accepted, if it is determined that there is no risk of freezing based on the detection result of the outside air temperature Tair (for example, in summer), the acceptance of the thawing operation may be canceled to suppress the execution of unnecessary thawing operations.

その後、S15で、筐体206又はその内部の適宜の箇所に設けた、前記解凍運転の実行を表すLED(図示省略:好ましくは前記操作スイッチの近傍に設けられる)の点滅が開始される。そして、S20において、ヒートポンプユニット3の冷媒循環回路30において、前記沸上運転と同様のヒートポンプ起動が行われ、前記解凍運転が開始される(図7(a)~(d)における時間t0参照)。なお、S20において解凍運転制御部410Hが実行する処理が解凍運転開始処理に相当している。 After that, in S15, an LED (not shown: preferably provided near the operation switch) that indicates that the defrosting operation is being performed, which is provided in the housing 206 or an appropriate location inside it, starts flashing. Then, in S20, the heat pump is started in the refrigerant circulation circuit 30 of the heat pump unit 3 in the same manner as in the boiling operation, and the defrosting operation is started (see time t0 in Figures 7(a) to (d)). Note that the process executed by the defrosting operation control unit 410H in S20 corresponds to the defrosting operation start process.

すなわち、四方弁制御部410Aへの運転指令出力により、空気熱交換器17を蒸発器として機能させるように四方弁31が切り替えられる。また、圧縮機制御部410Bへの運転指令出力により、圧縮機14が解凍運転における所定の目標回転数となるように駆動制御される(図7(c)参照)。また、膨張弁制御部410Cへの運転指令出力により、前記冷媒吐出温度Toutが解凍運転における所定の目標温度となるように電子膨張弁16の開度が制御される(図7(a)参照)。さらに、室外ファン制御部410Dへの運転指令出力により、室外ファン67が解凍運転における所定の目標回転数となるように駆動制御される(図7(b)参照)。 That is, by outputting an operation command to the four-way valve control unit 410A, the four-way valve 31 is switched so that the air heat exchanger 17 functions as an evaporator. Also, by outputting an operation command to the compressor control unit 410B, the compressor 14 is controlled to rotate at a predetermined target speed in the defrosting operation (see FIG. 7(c)). Also, by outputting an operation command to the expansion valve control unit 410C, the opening degree of the electronic expansion valve 16 is controlled so that the refrigerant discharge temperature Tout becomes a predetermined target temperature in the defrosting operation (see FIG. 7(a)). Furthermore, by outputting an operation command to the outdoor fan control unit 410D, the outdoor fan 67 is controlled to rotate at a predetermined target speed in the defrosting operation (see FIG. 7(b)).

上記により、前記沸上運転時と同様、冷媒循環回路30において、水冷媒熱交換器15→電子膨張弁16→空気熱交換器17→圧縮機14→水冷媒熱交換器15→・・の順で冷媒の循環が行われる結果、水冷媒熱交換器15において流路15b内の冷媒からの熱放出が行われる。これにより、水冷媒熱交換器15において凍結が発生していたとしても、冷媒循環回路30において加温された冷媒からの受熱により凍結部位が融解し始める。 As a result of the above, in the same way as during the boiling operation, the refrigerant circulates in the refrigerant circulation circuit 30 in the order of water-refrigerant heat exchanger 15 → electronic expansion valve 16 → air heat exchanger 17 → compressor 14 → water-refrigerant heat exchanger 15 → ..., and as a result, heat is released from the refrigerant in the flow path 15b in the water-refrigerant heat exchanger 15. As a result, even if freezing has occurred in the water-refrigerant heat exchanger 15, the frozen parts begin to melt due to the heat received from the refrigerant heated in the refrigerant circulation circuit 30.

その後、時間の経過と共に前記融解が進むことで、水冷媒熱交換器15内において水抜き栓D1,D2に向けた加熱戻り管6側への水の流通が徐々に開始される。この水の流通開始により、加熱循環ポンプ19内の残水の凍結によってポンプ内のインペラがロックしていたとしてもそのインペラ近傍における水の流通も徐々に開始され、結果として当該インペラまわりの凍結部位も徐々に融解する挙動となる。
ここで、仮に、S20のヒートポンプ起動後すぐに連続して加熱循環ポンプ19を駆動開始した場合には、上述したインペラまわりの凍結部位の融解が十分に進まずインペラが回転しないことで加熱循環ポンプ19の駆動モータ19mに過負荷がかかる恐れが生じる。
Then, as the melting progresses over time, water gradually starts to flow toward the heating return pipe 6 toward the drain plugs D1, D2 in the water-refrigerant heat exchanger 15. With this start of water flow, even if the impeller in the pump has been locked due to the freezing of residual water in the heating circulation pump 19, water also gradually starts to flow near the impeller, resulting in the frozen area around the impeller gradually melting.
Here, if the heating circulation pump 19 is started immediately after the heat pump is started in S20, the frozen areas around the impeller described above will not melt sufficiently, and the impeller will not rotate, which may result in an overload on the drive motor 19m of the heating circulation pump 19.

そこでこれを回避するために、本実施形態では、前記S20でのヒートポンプ起動後、S25において、所定の待機期間(例えば2分。所定期間に相当)だけ待機したか否かが判定される。前記待機期間が経過するまではNo判定となってループ待機し(=待機処理に相当)、前記待機期間が経過したらYes判定となってS30へ移行する。 To avoid this, in this embodiment, after starting the heat pump in S20, it is determined in S25 whether or not the system has waited for a predetermined waiting period (e.g., 2 minutes, which corresponds to the predetermined period). Until the waiting period has elapsed, the system returns No and waits in a loop (corresponding to waiting processing), and once the waiting period has elapsed, the system returns Yes and proceeds to S30.

S30では、ポンプ制御部410Fへの運転指令出力により、前記加熱循環ポンプ19が起動され、その目標回転数が解凍運転における所定の目標回転数となるように制御される(図7(d)の時間t1参照)。なお、S30において解凍運転制御部410Hが実行する処理がポンプ駆動処理に相当している。このように、前記所定期間の待機が完了した後に、加熱循環ポンプ19の駆動が行われる結果、インペラまわりの凍結部位の融解が十分に進んだ後に加熱循環ポンプ19が駆動開始されるので、インペラの非回転による前記駆動モータ19mの過負荷が生じるのを回避することができる。 In S30, the heating circulation pump 19 is started by outputting an operation command to the pump control unit 410F, and the target rotation speed is controlled to be a predetermined target rotation speed for the thawing operation (see time t1 in FIG. 7(d)). The process executed by the thawing operation control unit 410H in S30 corresponds to the pump drive process. In this way, the heating circulation pump 19 is driven after the predetermined waiting period is completed, and as a result, the heating circulation pump 19 starts to be driven after the frozen area around the impeller has sufficiently melted, so that it is possible to avoid overloading the drive motor 19m due to the impeller not rotating.

その後、S35に移行し、沸上温度センサ24により検出される前記沸上温度Tbが所定温度(第1閾値に相当。この例では3[℃]。以下同様)以上であり、かつ、ポンプ制御部410Fの前記回転数検出部410Fdから入力された前記実回転数Nが所定回転数(第2閾値に相当。この例では500[rpm]。以下同様)以上であるか否か、が判定される。Tb≧3[℃]かつN≧500[rpm](=所定条件に相当)であればYes判定され、凍結していた残水が融解状態であると判断され、後述のS50へ移行する。Tb<3[℃]若しくはN<500[rpm]であればNo判定され、S40へ移行する。
なお、上記判定条件に、Tb>T1の条件を加えて、融解状態判断の精度向上を図るようにしてもよい。
Then, the process proceeds to S35, where it is determined whether the boiling temperature Tb detected by the boiling temperature sensor 24 is equal to or higher than a predetermined temperature (corresponding to a first threshold value, 3°C in this example; the same below) and whether the actual rotation speed N input from the rotation speed detection unit 410Fd of the pump control unit 410F is equal to or higher than a predetermined rotation speed (corresponding to a second threshold value, 500 rpm in this example; the same below). If Tb ≥ 3°C and N ≥ 500 rpm (corresponding to a predetermined condition), the result is Yes, it is determined that the frozen residual water is in a melted state, and the process proceeds to S50 described below. If Tb < 3°C or N < 500 rpm, the result is No, and the process proceeds to S40.
The above-mentioned determination conditions may be supplemented with the condition Tb>T1 to improve the accuracy of the melting state determination.

S40では、S30の実行後、所定のタイムアウト時間(この例では30分。以下同様)が経過したか否か、が判定される。30分が経過していればYes判定され、後述のS50へ移行する。30分が経過していなければNo判定され、S45へ移行する。 In S40, after execution of S30, it is determined whether a predetermined timeout period (30 minutes in this example; the same applies below) has elapsed. If 30 minutes have elapsed, the result is Yes, and the process moves to S50, which will be described later. If 30 minutes have not elapsed, the result is No, and the process moves to S45.

S45では、強制終了用に予め用意された適宜の終了操作手段(図示せず)を介したユーザの強制終了操作がなされたか否か、が判定される。強制終了操作がなさされたらYes判定され、後述のS50へ移行する。強制終了操作がなされていなければ前記S35へ戻り、同様の手順が繰り返される。 In S45, it is determined whether or not a forced termination operation has been performed by the user via an appropriate termination operation means (not shown) that has been prepared in advance for forced termination. If a forced termination operation has been performed, the determination is Yes, and the process moves to S50, which will be described later. If a forced termination operation has not been performed, the process returns to S35, and the same procedure is repeated.

S50では、S20で起動済みであるヒートポンプが停止され、前記解凍運転が終了される(図7(a)~(c)における時間t2参照)。すなわち圧縮機制御部410B、室外ファン制御部410D、膨張弁制御部410Cそれぞれへの運転指令出力により、圧縮機14及び室外ファン67が停止されかつ電子膨張弁16は所定の停止開度とされる。なお、S50において解凍運転制御部410Hが実行する処理が解凍運転停止処理に相当している。またその後すぐS55で、S30で起動済である加熱循環ポンプ19が停止される(図7(d)における時間t2参照)。 In S50, the heat pump that was started in S20 is stopped, and the defrosting operation is terminated (see time t2 in Figures 7(a) to (c)). That is, the compressor 14 and the outdoor fan 67 are stopped and the electronic expansion valve 16 is set to a predetermined stop opening by outputting operation commands to the compressor control unit 410B, the outdoor fan control unit 410D, and the expansion valve control unit 410C. The process executed by the defrosting operation control unit 410H in S50 corresponds to the defrosting operation stop process. Then, immediately thereafter, in S55, the heating circulation pump 19 that was started in S30 is stopped (see time t2 in Figure 7(d)).

そして、S60において、前記S15より点滅されていた前記LEDが消灯され、このフローを終了する。なお、ユーザは、前記のように開いていた水抜き栓D1,D2を閉じる。これにより、前記沸上運転等の通常の運転を実行可能な状態に復帰することができる。 Then, in S60, the LED that has been flashing since S15 is turned off, and this flow ends. The user then closes the drain valves D1 and D2 that were open as described above. This allows the device to return to a state in which normal operations such as the boiling operation can be performed.

<実施形態の効果>
以上説明したように、本実施形態では、ユーザによる前記不使用の期間が終了しヒートポンプ式給湯機100の使用を再開する際、水抜き栓D1,D2を開き再通水させて貯湯タンク2及び加熱循環回路4のエア抜きを行う。エア抜きが完了できなかった場合、ユーザは、水抜き栓D1(又は水抜き栓D2でもよい)が開いたままの状態で操作スイッチを介して解凍指示を実行することで解凍運転が開始され、冷媒循環回路30の加熱により加温された冷媒が、前記水冷媒熱交換器15へと供給される(S20)。これにより、前記不使用期間の間に水冷媒熱交換器15において凍結が発生していたとしても、前記加温された冷媒からの受熱により凍結部位を融解させることができる。
Effects of the embodiment
As described above, in this embodiment, when the user resumes use of the heat pump water heater 100 after the end of the non-use period, the drain plugs D1 and D2 are opened to allow water to flow again and bleed air from the hot water storage tank 2 and the heating circulation circuit 4. If air bleed cannot be completed, the user can execute a thawing command via the operation switch with the drain plug D1 (or alternatively the drain plug D2) still open to start a thawing operation, and the refrigerant heated by the heating of the refrigerant circulation circuit 30 is supplied to the water-refrigerant heat exchanger 15 (S20). As a result, even if freezing has occurred in the water-refrigerant heat exchanger 15 during the non-use period, the frozen portion can be melted by receiving heat from the heated refrigerant.

その際、S20による解凍運転の開始後、所定期間(前記の例では2分)が完了した後に(S25)、加熱循環ポンプ19の駆動が行われる(S30)。この結果、融解が進み水冷媒熱交換器15内において水抜き栓D1,D2に向けた水の流通が開始されインペラまわりの凍結部位の融解が十分に進んだ後に加熱循環ポンプ19が駆動開始されるので、前記解凍運転の開始後すぐに連続して加熱循環ポンプ19を駆動させる場合のようにインペラの非回転による前記駆動モータの過負荷が生じるのを、回避することができる。
また、加熱循環ポンプ19の駆動が行われることで加熱循環回路4において確実に水が流通するようになるので、仮に凍結していない状態で誤って前記操作スイッチによる解凍指示が行われた場合であっても、加温された冷媒からの熱は水冷媒熱交換器15において流通する水に対し順次供給される。したがって、水冷媒熱交換器15内において過昇温が生じることがない。
At this time, after the start of the thawing operation in S20, and after the completion of a predetermined period (2 minutes in the above example) (S25), the heating circulation pump 19 is driven (S30). As a result, the melting progresses, and water starts to flow toward the drain plugs D1 and D2 in the water-refrigerant heat exchanger 15, and the driving of the heating circulation pump 19 starts after the melting of the frozen parts around the impeller has progressed sufficiently, so that it is possible to avoid overloading of the driving motor due to non-rotation of the impeller, which occurs when the heating circulation pump 19 is driven continuously immediately after the start of the thawing operation.
In addition, since the heating circulation pump 19 is driven to reliably circulate water in the heating circulation circuit 4, even if a thawing command is mistakenly issued by the operation switch when the water is not frozen, heat from the heated refrigerant is sequentially supplied to the water circulating in the water-refrigerant heat exchanger 15. Therefore, overheating does not occur in the water-refrigerant heat exchanger 15.

また、本実施形態では特に、前記のようにしてS20で開始された解凍運転を、予め定められた所定条件(前記の例ではTb≧3[℃]かつN≧500[rpm])が満たされた状態になったときに円滑に終了することができる(S50)。 In particular, in this embodiment, the defrosting operation started in S20 as described above can be smoothly terminated when the predetermined conditions (Tb≧3°C and N≧500 rpm in the above example) are met (S50).

また、本実施形態では特に、前記所定条件が、Tb≧3[℃]で、かつ、N≧500[rpm]である。これにより、加熱戻り管6での検出温度がある程度高くなると共に、加熱循環ポンプ19の回転数もある程度大きくなったことによって、インペラまわりの凍結部位の融解が進んだ状態で十分な水の流通が行われている(=解凍運転を終了してもよい状態である)ことを精度よく検知することができる。 In particular, in this embodiment, the predetermined conditions are Tb≧3°C and N≧500 rpm. As a result, the detected temperature in the heating return pipe 6 becomes relatively high, and the rotation speed of the heating circulation pump 19 also becomes relatively high, so that it is possible to accurately detect that the frozen areas around the impeller have melted and sufficient water is circulating (= it is a state in which the thawing operation can be terminated).

また、本実施形態では特に、前記操作スイッチが、前記圧縮機14を備えた冷媒循環回路30を内包するヒートポンプユニット3に設けられたスイッチである。これにより、前記操作スイッチを、普段の使用時における不用意な誤操作を防止できる部位であって凍結発生が疑われる際には確実に操作できるような部位に位置する、スイッチとして構成することができる。 In particular, in this embodiment, the operation switch is a switch provided on the heat pump unit 3 that contains the refrigerant circulation circuit 30 equipped with the compressor 14. This allows the operation switch to be configured as a switch located in a position that can prevent inadvertent erroneous operation during normal use and that can be reliably operated when freezing is suspected.

なお、本発明は以上の態様に限定されることなく、その趣旨を変更しない範囲で適用可能なものである。 The present invention is not limited to the above aspects, and can be applied as long as the spirit of the invention is not changed.

例えば、前記ヒートポンプサイクルとしては、減圧器としてエジェクターを用いたエジェクターサイクルでもよいものである。 For example, the heat pump cycle may be an ejector cycle that uses an ejector as a pressure reducer.

また、上記実施形態では、熱源機として、熱源側熱交換器としての空気熱交換器17に冷媒を通じる一方で外気を送風する室外ファン67を有し、熱源としての外気と前記冷媒とが熱交換される、空気熱源式のヒートポンプである場合を例にとって説明したが、これに限られない。すなわち、熱源機を、熱源側熱交換器に対して水や不凍液が供給されそれらの液体と冷媒とが当該熱源側熱交換器において熱交換する構成のものとしてもよい。
また、地中又は比較的大容量の水源中に熱源側熱交換器を設け、この熱源側熱交換器で前記地中又は前記水源と冷媒とが熱交換する構成のものとしてもよい。さらには、前記地中又は前記水源の熱を用いたヒートポンプ回路と空気熱を用いた別のヒートポンプ回路とを備えた複合熱源型の構成としてもよい。
さらには、熱源側熱交換器において前記冷媒と熱交換できるものであれば、前記液体や前記外気や前記水源に代えて、それ以外のもの(例えば、発煙、排煙、各種高温ガス等を含む気体や、熱砂、塵埃、各種粒子等を含む流動固体)を熱源側熱交換器に通じたり、太陽光、反射光、その他輻射等による熱を熱源側熱交換器に供給して用いる構成としても良い。
In the above embodiment, the heat source unit is an air-source heat pump having an outdoor fan 67 that blows outside air while passing a refrigerant through the air heat exchanger 17 as a heat source-side heat exchanger, and heat is exchanged between the outside air as a heat source and the refrigerant, but the present invention is not limited to this. That is, the heat source unit may be configured such that water or antifreeze liquid is supplied to the heat source-side heat exchanger, and the liquid and the refrigerant exchange heat in the heat source-side heat exchanger.
In addition, a heat source side heat exchanger may be provided underground or in a relatively large-capacity water source, and the heat source side heat exchanger may exchange heat between the refrigerant and the underground or water source. Furthermore, a composite heat source type may be configured with a heat pump circuit using heat from the underground or water source and another heat pump circuit using air heat.
Furthermore, in place of the liquid, the outside air, or the water source, other materials (for example, gases including smoke, exhaust fumes, and various high-temperature gases, or fluid solids including hot sand, dust, and various particles) may be passed through the heat source side heat exchanger as long as they are capable of exchanging heat with the refrigerant in the heat source side heat exchanger, or heat from sunlight, reflected light, and other radiation may be supplied to the heat source side heat exchanger.

1 タンクユニット
2 貯湯タンク
3 ヒートポンプユニット
4 加熱循環回路(湯水循環回路)
5 加熱往き管(往き管)
6 加熱戻り管(戻り管)
12 貯湯温度センサ
14 圧縮機(加熱手段)
15 水冷媒熱交換器(熱交換器)
16 電子膨張弁(加熱手段)
17 空気熱交換器(加熱手段)
19 加熱循環ポンプ(循環ポンプ)
22 外気温度センサ
23 入水温度センサ
24 沸上温度センサ(湯水温度検出手段)
30 冷媒循環回路(加熱手段)
31 四方弁(加熱手段)
40 貯湯制御装置
50 加熱制御装置(制御手段)
100 ヒートポンプ式給湯機
410F ポンプ制御部
T1 入水温度
Tair 外気温度
Tb 沸上温度
Tout 冷媒吐出温度

1 Tank unit 2 Hot water storage tank 3 Heat pump unit 4 Heating circulation circuit (hot water circulation circuit)
5. Heating supply pipe (supply pipe)
6 Heating return pipe (return pipe)
12 Hot water temperature sensor 14 Compressor (heating means)
15 Water refrigerant heat exchanger (heat exchanger)
16 Electronic expansion valve (heating means)
17 Air heat exchanger (heating means)
19 Heating circulation pump (circulation pump)
22 Outside air temperature sensor 23 Inlet water temperature sensor 24 Boiling temperature sensor (hot water temperature detection means)
30 Refrigerant circulation circuit (heating means)
31 Four-way valve (heating means)
40 Hot water storage control device 50 Heating control device (control means)
100 Heat pump water heater 410F Pump control unit T1 Inlet water temperature Tair Outside air temperature Tb Boiling temperature Tout Refrigerant discharge temperature

Claims (4)

湯水を貯湯する貯湯タンクと、
冷媒を加熱するヒートポンプ式の加熱手段と、
前記加熱手段により加熱された前記冷媒と前記貯湯タンク内の湯水との熱交換を行う熱交換器と、
前記貯湯タンクの下部から前記熱交換器に向かう往き管、及び、前記熱交換器から前記貯湯タンクの上部に戻る戻り管、を備えた湯水循環回路と、
前記湯水循環回路内に前記湯水を循環させる循環ポンプと、
前記戻り管の前記熱交換器および前記循環ポンプよりも下流かつ下方に設けられ、開き状態で管内をエア抜き可能な状態とできる水抜き栓D1
記加熱手段及び前記循環ポンプを制御し、当該加熱手段による加熱を行いつつ前記循環ポンプを駆動することにより、前記往き管を介して前記熱交換器に導入され前記冷媒との熱交換により加熱された前記湯水を、前記戻り管を介して前記貯湯タンク供給する沸上運転を実行可能な制御手段と、
を有するヒートポンプ式給湯機において、
前記貯湯タンク及び前記湯水循環回路のエア抜きのための再注水時においても前記開き状態の前記水抜き栓D1から水が流出しない前記熱交換器での凍結発生時に、解凍指示をユーザが実行可能な操作手段を有し、
前記制御手段は、
前記操作手段を介した前記解凍指示を受け付ける解凍指示受付処理と、
前記解凍指示受付処理により前記解凍指示が受け付けられた場合に、前記加熱手段を制御し、加熱された冷媒を前記熱交換器へ供給する解凍運転を開始する解凍運転開始処理と、
前記解凍運転開始処理による前記解凍運転の開始後、所定期間待機する待機処理と、
前記待機処理による前記所定期間の待機後、前記循環ポンプを駆動するポンプ駆動処理と、
を実行することを特徴とするヒートポンプ式給湯機。
A hot water storage tank for storing hot water;
A heat pump type heating means for heating a refrigerant;
a heat exchanger for exchanging heat between the refrigerant heated by the heating means and the hot water in the hot water storage tank;
A hot water circulation circuit including a forward pipe from the lower part of the hot water storage tank toward the heat exchanger and a return pipe from the heat exchanger back to the upper part of the hot water storage tank;
A circulation pump that circulates the hot and cold water in the hot and cold water circulation circuit;
A drain plug D1 is provided in the return pipe downstream and below the heat exchanger and the circulation pump , and in an open state allows air to be bled from inside the pipe ;
a control means for controlling the heating means and the circulating pump, and driving the circulating pump while heating with the heating means, thereby executing a boiling operation in which the hot water introduced into the heat exchanger through the supply pipe and heated by heat exchange with the refrigerant is supplied to the hot water storage tank through the return pipe;
In a heat pump water heater having
The water does not flow out of the drain valve D1 in the open state even when water is refilled to bleed air from the hot water storage tank and the hot water circulation circuit, and an operation means is provided that allows a user to execute a thawing instruction when freezing occurs in the heat exchanger,
The control means
a decompression instruction receiving process for receiving the decompression instruction via the operation means;
a defrosting operation start process for starting a defrosting operation in which, when the defrosting instruction is received by the defrosting instruction receiving process, the heating means is controlled to supply heated refrigerant to the heat exchanger;
a standby process of waiting for a predetermined period of time after the start of the defrosting operation by the defrosting operation start process;
a pump drive process of driving the circulation pump after waiting for the predetermined period of time in the standby process;
A heat pump water heater characterized by carrying out the above.
前記制御手段は、さらに、
予め定められた所定条件が満たされたときに、前記加熱手段を制御し、前記解凍運転開始処理により開始された前記解凍運転を終了する解凍運転停止処理を実行する
ことを特徴とする請求項1記載のヒートポンプ式給湯機。
The control means further comprises:
2. The heat pump type hot water heater according to claim 1, characterized in that, when a predetermined condition is satisfied, a defrosting operation stop process is executed to control the heating means and terminate the defrosting operation started by the defrosting operation start process.
前記所定条件は、
前記戻り管に設けた湯水温度検出手段による検出温度が所定の第1閾値以上で、かつ、前記循環ポンプの回転数が所定の第2閾値以上であることを特徴とする請求項2記載のヒートポンプ式給湯機。
The predetermined condition is:
3. The heat pump type water heater according to claim 2, wherein the temperature detected by the hot and cold water temperature detection means provided in the return pipe is equal to or higher than a predetermined first threshold value, and the rotation speed of the circulation pump is equal to or higher than a predetermined second threshold value.
前記操作手段は、
前記加熱手段を内包する室外機に設けられたスイッチである
ことを特徴とする請求項1乃至請求項3の何れか1項に記載のヒートポンプ式給湯機。
The operation means includes:
4. The heat pump hot water heater according to claim 1, wherein the switch is provided in an outdoor unit that includes the heating means.
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