JP2002013808A - ヒートポンプ式温水器 - Google Patents

ヒートポンプ式温水器

Info

Publication number
JP2002013808A
JP2002013808A JP2000194325A JP2000194325A JP2002013808A JP 2002013808 A JP2002013808 A JP 2002013808A JP 2000194325 A JP2000194325 A JP 2000194325A JP 2000194325 A JP2000194325 A JP 2000194325A JP 2002013808 A JP2002013808 A JP 2002013808A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
heat exchanger
water
refrigerant
heat
hot
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Granted
Application number
JP2000194325A
Other languages
English (en)
Other versions
JP4059616B2 (ja
Inventor
Joji Kuroki
丈二 黒木
Hisasuke Sakakibara
久介 榊原
Tomoaki Kobayakawa
智明 小早川
Kazutoshi Kusakari
和俊 草刈
Michiyuki Saikawa
路之 斉川
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Central Research Institute of Electric Power Industry
Denso Corp
Tokyo Electric Power Company Holdings Inc
Original Assignee
Central Research Institute of Electric Power Industry
Tokyo Electric Power Co Inc
Denso Corp
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Central Research Institute of Electric Power Industry, Tokyo Electric Power Co Inc, Denso Corp filed Critical Central Research Institute of Electric Power Industry
Priority to JP2000194325A priority Critical patent/JP4059616B2/ja
Priority to DE60102418T priority patent/DE60102418T2/de
Priority to EP01114784A priority patent/EP1167896B1/en
Priority to US09/892,252 priority patent/US6467288B2/en
Publication of JP2002013808A publication Critical patent/JP2002013808A/ja
Application granted granted Critical
Publication of JP4059616B2 publication Critical patent/JP4059616B2/ja
Anticipated expiration legal-status Critical
Expired - Fee Related legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F25—REFRIGERATION OR COOLING; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS; MANUFACTURE OR STORAGE OF ICE; LIQUEFACTION SOLIDIFICATION OF GASES
    • F25B—REFRIGERATION MACHINES, PLANTS OR SYSTEMS; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS
    • F25B9/00—Compression machines, plants or systems, in which the refrigerant is air or other gas of low boiling point
    • F25B9/002—Compression machines, plants or systems, in which the refrigerant is air or other gas of low boiling point characterised by the refrigerant
    • F25B9/008—Compression machines, plants or systems, in which the refrigerant is air or other gas of low boiling point characterised by the refrigerant the refrigerant being carbon dioxide
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F25—REFRIGERATION OR COOLING; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS; MANUFACTURE OR STORAGE OF ICE; LIQUEFACTION SOLIDIFICATION OF GASES
    • F25B—REFRIGERATION MACHINES, PLANTS OR SYSTEMS; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS
    • F25B30/00—Heat pumps
    • F25B30/02—Heat pumps of the compression type
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F25—REFRIGERATION OR COOLING; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS; MANUFACTURE OR STORAGE OF ICE; LIQUEFACTION SOLIDIFICATION OF GASES
    • F25B—REFRIGERATION MACHINES, PLANTS OR SYSTEMS; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS
    • F25B41/00—Fluid-circulation arrangements
    • F25B41/20—Disposition of valves, e.g. of on-off valves or flow control valves
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F25—REFRIGERATION OR COOLING; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS; MANUFACTURE OR STORAGE OF ICE; LIQUEFACTION SOLIDIFICATION OF GASES
    • F25B—REFRIGERATION MACHINES, PLANTS OR SYSTEMS; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS
    • F25B41/00—Fluid-circulation arrangements
    • F25B41/20—Disposition of valves, e.g. of on-off valves or flow control valves
    • F25B41/24—Arrangement of shut-off valves for disconnecting a part of the refrigerant cycle, e.g. an outdoor part
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F25—REFRIGERATION OR COOLING; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS; MANUFACTURE OR STORAGE OF ICE; LIQUEFACTION SOLIDIFICATION OF GASES
    • F25B—REFRIGERATION MACHINES, PLANTS OR SYSTEMS; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS
    • F25B2309/00—Gas cycle refrigeration machines
    • F25B2309/06—Compression machines, plants or systems characterised by the refrigerant being carbon dioxide
    • F25B2309/061—Compression machines, plants or systems characterised by the refrigerant being carbon dioxide with cycle highest pressure above the supercritical pressure
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F25—REFRIGERATION OR COOLING; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS; MANUFACTURE OR STORAGE OF ICE; LIQUEFACTION SOLIDIFICATION OF GASES
    • F25B—REFRIGERATION MACHINES, PLANTS OR SYSTEMS; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS
    • F25B2339/00—Details of evaporators; Details of condensers
    • F25B2339/04—Details of condensers
    • F25B2339/047—Water-cooled condensers
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F25—REFRIGERATION OR COOLING; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS; MANUFACTURE OR STORAGE OF ICE; LIQUEFACTION SOLIDIFICATION OF GASES
    • F25B—REFRIGERATION MACHINES, PLANTS OR SYSTEMS; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS
    • F25B2600/00—Control issues
    • F25B2600/02—Compressor control
    • F25B2600/025—Compressor control by controlling speed
    • F25B2600/0253—Compressor control by controlling speed with variable speed
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F25—REFRIGERATION OR COOLING; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS; MANUFACTURE OR STORAGE OF ICE; LIQUEFACTION SOLIDIFICATION OF GASES
    • F25B—REFRIGERATION MACHINES, PLANTS OR SYSTEMS; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS
    • F25B2600/00—Control issues
    • F25B2600/17—Control issues by controlling the pressure of the condenser
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F25—REFRIGERATION OR COOLING; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS; MANUFACTURE OR STORAGE OF ICE; LIQUEFACTION SOLIDIFICATION OF GASES
    • F25B—REFRIGERATION MACHINES, PLANTS OR SYSTEMS; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS
    • F25B2700/00—Sensing or detecting of parameters; Sensors therefor
    • F25B2700/21—Temperatures
    • F25B2700/2116—Temperatures of a condenser
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F25—REFRIGERATION OR COOLING; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS; MANUFACTURE OR STORAGE OF ICE; LIQUEFACTION SOLIDIFICATION OF GASES
    • F25B—REFRIGERATION MACHINES, PLANTS OR SYSTEMS; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS
    • F25B2700/00—Sensing or detecting of parameters; Sensors therefor
    • F25B2700/21—Temperatures
    • F25B2700/2116—Temperatures of a condenser
    • F25B2700/21161—Temperatures of a condenser of the fluid heated by the condenser
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F25—REFRIGERATION OR COOLING; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS; MANUFACTURE OR STORAGE OF ICE; LIQUEFACTION SOLIDIFICATION OF GASES
    • F25B—REFRIGERATION MACHINES, PLANTS OR SYSTEMS; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS
    • F25B2700/00—Sensing or detecting of parameters; Sensors therefor
    • F25B2700/21—Temperatures
    • F25B2700/2117—Temperatures of an evaporator
    • F25B2700/21174—Temperatures of an evaporator of the refrigerant at the inlet of the evaporator
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F25—REFRIGERATION OR COOLING; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS; MANUFACTURE OR STORAGE OF ICE; LIQUEFACTION SOLIDIFICATION OF GASES
    • F25B—REFRIGERATION MACHINES, PLANTS OR SYSTEMS; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS
    • F25B2700/00—Sensing or detecting of parameters; Sensors therefor
    • F25B2700/21—Temperatures
    • F25B2700/2117—Temperatures of an evaporator
    • F25B2700/21175—Temperatures of an evaporator of the refrigerant at the outlet of the evaporator
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02B—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO BUILDINGS, e.g. HOUSING, HOUSE APPLIANCES OR RELATED END-USER APPLICATIONS
    • Y02B30/00—Energy efficient heating, ventilation or air conditioning [HVAC]
    • Y02B30/70—Efficient control or regulation technologies, e.g. for control of refrigerant flow, motor or heating

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Thermal Sciences (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Heat-Pump Type And Storage Water Heaters (AREA)

Abstract

(57)【要約】 【課題】 ヒートポンプサイクルの空気熱交換器９で冷
媒から外気への放熱を抑えて、システム効率の低下を防
止すること。 【解決手段】 制御装置５は、空気熱交換器９で冷媒か
ら外気へ放熱が生じるか否かを給水温度（水熱交換器７
に流入する給湯用水の温度）に基づいて判定する放熱判
定手段を有し、この放熱判定手段の判定結果に応じて通
常のサイクル運転とバイパス運転とを選択的に実行す
る。具体的には、給水温度が６０℃以上か否かを判定
し、給水温度が６０℃より低い時は通常のサイクル運転
を行い、給水温度が６０℃以上の時は膨張弁８を閉じて
バイパス運転を行う。このバイパス運転では、水熱交換
器７を流出した高温の冷媒が空気熱交換器９を流れるこ
とはなく、バイパス配管１３を通って圧縮機６に吸引さ
れるため、空気熱交換器９で外気への放熱を防止でき
る。

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、給湯用水の加熱手
段としてヒートポンプサイクルを用いたヒートポンプ式
温水器に関する。
【０００２】
【従来の技術】例えば、フロン（Ｒ２２等）を冷媒とし
て使用するヒートポンプ式温水器では、冷媒の性質から
給湯用水を６５℃程度までしか加熱することができな
い。従って、ヒートポンプ式温水器だけでは目標の出湯
温度（例えば９０℃）を達成することができないため、
ヒートポンプ式温水器で給湯用水を６５℃まで加熱した
後、目標の出湯温度が得られるまで電気ヒータで加熱し
ている。これに対し、ＣＯ2 を冷媒として使用する超臨
界ヒートポンプ式温水器が公知である。この超臨界ヒー
トポンプ式温水器は、フロン等を使用する通常のヒート
ポンプサイクルと比較して高圧側圧力が高いため、電気
ヒータ等を使用することなく、出湯温度を約９０℃まで
達成することが可能である。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】上記の超臨界ヒートポ
ンプ式温水器は、水熱交換器に流入する給湯用水の温度
（給水温度）と水熱交換器より流出する冷媒の温度（出
口冷媒温度）との温度差が略一定（例えば約１０℃）と
なる様にサイクルの高圧制御を行っている。従って、給
水温度が上昇すると、出口冷媒温度を上げるために膨張
弁の開度を徐々に大きくしている。ところが、膨張弁の
開度が大きくなると、図７に示すように、高圧圧力が低
下し、給湯能力が減少するため、目標の給湯温度を達成
できなくなる。更に給水温度が６０℃以上になると、水
熱交換器より流出する冷媒の温度も高く、減圧後の冷媒
温度も高くなるため、空気熱交換器で冷媒から外気に放
熱が行われて熱ロスが発生し、システム効率が低下する
という問題があった。本発明は、上記事情に基づいて成
されたもので、その目的は、空気熱交換器で冷媒から外
気への放熱を抑えることにより、システム効率の低下を
防止できるヒートポンプ式温水器を提供することにあ
る。
【０００４】
【課題を解決するための手段】（請求項１の手段）本発
明は、水熱交換器より流出した冷媒が膨張弁で減圧され
て空気熱交換器に供給される通常のサイクル運転と、水
熱交換器より流出した冷媒がバイパス通路を通って圧縮
機に吸引されるバイパス運転とが設定されているヒート
ポンプ式温水器であって、制御手段は、貯湯タンクから
水熱交換器に供給される給湯用水の温度Ｔｗを検出し、
空気熱交換器で冷媒から外気へ放熱が生じるか否かを温
度Ｔｗに基づいて判定する放熱判定手段を有し、この放
熱判定手段で放熱が生じると判定された場合に、バイパ
ス運転を実行する。
【０００５】（請求項２の手段）本発明は、水熱交換器
より流出した冷媒が膨張弁で減圧されて空気熱交換器に
供給される通常のサイクル運転と、水熱交換器より流出
した冷媒がバイパス通路を通って圧縮機に吸引されるバ
イパス運転とが設定されているヒートポンプ式温水器で
あって、制御手段は、貯湯タンクから水熱交換器に供給
される給湯用水の温度Ｔｗを検出し、空気熱交換器で冷
媒から外気へ放熱を生じる可能性が有るか否かを温度Ｔ
ｗによって判定する第１の放熱判定手段と、この第１の
放熱判定手段で放熱の可能性が有ると判定された場合
に、空気熱交換器の入口冷媒温度と外気温度との比較に
基づいて放熱が生じるか否かを判定する第２の放熱判定
手段とを有し、この第２の放熱判定手段で放熱が生じる
と判定された場合に、バイパス運転を実行する。
【０００６】（請求項３の手段）本発明は、水熱交換器
より流出した冷媒が膨張弁で減圧されて空気熱交換器に
供給される通常のサイクル運転と、水熱交換器より流出
した冷媒がバイパス通路を通って圧縮機に吸引されるバ
イパス運転とが設定されているヒートポンプ式温水器で
あって、制御手段は、貯湯タンクから水熱交換器に供給
される給湯用水の温度Ｔｗを検出し、空気熱交換器で冷
媒から外気へ放熱を生じる可能性が有るか否かを温度Ｔ
ｗによって判定する第１の放熱判定手段と、この第１の
放熱判定手段で放熱の可能性が有ると判定された場合
に、空気熱交換器の入口冷媒温度と空気熱交換器の出口
冷媒温度との比較に基づいて放熱が生じるか否かを判定
する第２の放熱判定手段とを有し、この第２の放熱判定
手段で放熱が生じると判定された場合に、バイパス運転
を実行する。
【０００７】（請求項４の手段）本発明は、水熱交換器
より流出した冷媒が膨張弁で減圧され、第１の流量可変
弁を通って空気熱交換器に供給される通常のサイクル運
転と、水熱交換器より流出した冷媒が膨張弁で減圧され
た後、冷媒量の多い主流がバイパス通路を通って圧縮機
に吸引され、冷媒量の少ない副流が空気熱交換器及びア
キュムレータを通って圧縮機に吸引されるバイパス運転
とが設定されているヒートポンプ式温水器であり、制御
手段は、貯湯タンクから水熱交換器に供給される給湯用
水の温度Ｔｗを検出し、空気熱交換器で冷媒から外気へ
放熱が生じるか否かを温度Ｔｗに基づいて判定する放熱
判定手段を有し、この放熱判定手段で放熱が生じると判
定された場合に、バイパス運転を実行する。
【０００８】（請求項５の手段）本発明は、水熱交換器
より流出した冷媒が膨張弁で減圧され、第１の流量可変
弁を通って空気熱交換器に供給される通常のサイクル運
転と、水熱交換器より流出した冷媒が膨張弁で減圧され
た後、冷媒量の多い主流がバイパス通路を通って圧縮機
に吸引され、冷媒量の少ない副流が空気熱交換器及びア
キュムレータを通って圧縮機に吸引されるバイパス運転
とが設定されているヒートポンプ式温水器であり、制御
手段は、貯湯タンクから水熱交換器に供給される給湯用
水の温度Ｔｗを検出し、空気熱交換器で冷媒から外気へ
放熱を生じる可能性が有るか否かを温度Ｔｗによって判
定する第１の放熱判定手段と、この第１の放熱判定手段
で放熱の可能性が有ると判定された場合に、空気熱交換
器の入口冷媒温度と外気温度との比較に基づいて放熱が
生じるか否かを判定する第２の放熱判定手段とを有し、
この第２の放熱判定手段で放熱が生じると判定された場
合に、バイパス運転を実行する。
【０００９】（請求項６の手段）本発明は、水熱交換器
より流出した冷媒が膨張弁で減圧され、第１の流量可変
弁を通って空気熱交換器に供給される通常のサイクル運
転と、水熱交換器より流出した冷媒が膨張弁で減圧され
た後、冷媒量の多い主流がバイパス通路を通って圧縮機
に吸引され、冷媒量の少ない副流が空気熱交換器及びア
キュムレータを通って圧縮機に吸引されるバイパス運転
とが設定されているヒートポンプ式温水器であり、制御
手段は、貯湯タンクから水熱交換器に供給される給湯用
水の温度Ｔｗを検出し、空気熱交換器で冷媒から外気へ
放熱を生じる可能性が有るか否かを温度Ｔｗによって判
定する第１の放熱判定手段と、この第１の放熱判定手段
で放熱の可能性が有ると判定された場合に、空気熱交換
器の入口冷媒温度と空気熱交換器の出口冷媒温度との比
較に基づいて放熱が生じるか否かを判定する第２の放熱
判定手段とを有し、この第２の放熱判定手段で放熱が生
じると判定された場合に、バイパス運転を実行する。
【００１０】（請求項７の手段）請求項１〜６に記載し
たヒートポンプ式温水器において、制御手段は、通常の
サイクル運転を実行する時に、水熱交換器に流入する給
湯用水の温度Ｔｗと水熱交換器から流出する冷媒の温度
との温度差が略一定となるように膨張弁の開度を制御し
ている。
【００１１】（請求項８の手段）請求項１〜３に記載し
たヒートポンプ式温水器において、制御手段は、バイパ
ス運転を実行する時に、ヒートポンプサイクルの高圧圧
力または給湯能力に基づいて流量可変弁の開度を制御し
ている。
【００１２】（請求項９の手段）請求項４〜６に記載し
たヒートポンプ式温水器において、制御手段は、バイパ
ス運転を実行する時に、ヒートポンプサイクルの高圧圧
力または給湯能力に基づいて第２の流量可変弁の開度を
制御している。
【００１３】（請求項１０の手段）請求項１〜９に記載
したヒートポンプ式温水器において、ヒートポンプサイ
クルは、高圧側圧力が臨界点以上で動作を行うＣＯ2 を
冷媒として使用している。
【００１４】
【発明の実施の形態】次に、本発明のヒートポンプ式温
水器を図面に基づいて説明する。 （第１実施例）図１はヒートポンプ式温水器の構成を示
す模式図である。本実施例のヒートポンプ式温水器１
は、給湯用水を貯留する貯湯タンク２、この貯湯タンク
２に接続される流水配管３、この流水配管３に給湯用水
を流通させるウォータポンプ４、給湯用水の加熱手段で
ある超臨界ヒートポンプサイクル（下述する）、及び温
水器１の作動を制御する制御装置５等より構成される。
【００１５】貯湯タンク２は、耐蝕性に優れた金属製
（例えばステンレス製）で断熱構造を有し、高温の給湯
用水を長時間に渡って保温することができる。貯湯タン
ク２に貯留される給湯用水は、使用時に冷水と混合して
温度調節した後、主にキッチンや風呂等で使用される
が、給湯用以外にも、例えば床暖房用や室内空調用等の
熱源として利用することもできる。
【００１６】流水配管３は、貯湯タンク２と下述の水熱
交換器７とを接続する冷水配管３ａと温水配管３ｂとで
構成される。冷水配管３ａは、一端が貯湯タンク２の下
部に設けられた冷水出口２ａに接続され、他端が水熱交
換器７に設けられる水通路（図示しない）の入口に接続
されている。温水配管３ｂは、一端が貯湯タンク２の上
部に設けられた温水入口２ｂに接続され、他端が前記水
通路の出口に接続されている。ウォータポンプ４は、図
１に矢印で示すように、貯湯タンク２内の給湯用水が冷
水出口２ａから冷水配管３ａ→水通路→温水配管３ｂを
流れて温水入口２ｂから貯湯タンク２へ還流する様に水
流を発生させる。このウォータポンプ４は、内蔵するモ
ータ（図示しない）の回転数に応じて流水量を調節する
ことができる。
【００１７】超臨界ヒートポンプサイクルは、図１に示
すように、圧縮機６、水熱交換器７、膨張弁８、空気熱
交換器９、アキュムレータ１０、これらの機器を繋ぐ冷
媒配管（高圧配管１１と低圧配管１２）、バイパス配管
１３、バイパス弁１４等によって構成され、冷媒として
臨界圧力の低い二酸化炭素（ＣＯ2 ）が封入されてい
る。圧縮機６は、内蔵するモータ（図示しない）によっ
て駆動され、吸引したガス冷媒を臨界圧力以上まで圧縮
して吐出する。圧縮機６の冷媒吐出量は、モータの回転
数に応じて可変する。
【００１８】水熱交換器７は、圧縮機６で加圧された高
温高圧のガス冷媒と給湯用水とを熱交換するもので、上
述した水通路に隣接して冷媒通路（図示しない）が設け
られ、その冷媒通路を流れる冷媒の流れ方向と水通路を
流れる給湯用水の流れ方向とが対向するように構成され
ている。膨張弁８は、水熱交換器７と空気熱交換器９と
の間に設けられ、水熱交換器７で冷却された冷媒を減圧
して空気熱交換器９に供給する。この膨張弁８は、弁開
度を電気的に調節可能な構成を有し、制御装置５により
通電制御される。
【００１９】空気熱交換器９は、外気ファン１５による
送風を受けて、膨張弁８で減圧された冷媒を外気との熱
交換によって蒸発させる。アキュムレータ１０は、空気
熱交換器９で蒸発した冷媒を気液分離してサイクル中の
余剰冷媒を蓄えるとともに、ガス冷媒のみ圧縮機６に吸
引させる。バイパス配管１３は、一端が水熱交換器７と
膨張弁８とを繋ぐ高圧配管１１に接続され、他端がアキ
ュムレータ１０と圧縮機６とを繋ぐ低圧配管１２に接続
されている。バイパス弁１４は、制御装置５により通電
制御される電磁弁で、バイパス配管１３に設けられ、弁
開度に応じてバイパス配管１３を流れる冷媒流量を可変
する。
【００２０】上記のヒートポンプ式温水器１は、水熱交
換器７に流入する給湯用水の温度（給水温度）を検出す
る水温センサ１６、水熱交換器７より流出する冷媒の温
度（出口冷媒温度）を検出する第１の冷媒温度センサ１
７、空気熱交換器９に流入する冷媒の温度を検出する第
２の冷媒温度センサ１８、空気熱交換器９より流出する
冷媒の温度を検出する第３の冷媒温度センサ１９、サイ
クル内の高圧圧力を検出する圧力センサ２０、及び外気
温を検出する外気温センサ２１等を具備し、各センサ１
６〜２１の検出信号が制御装置５に出力される。
【００２１】制御装置５は、空気熱交換器９を冷媒が流
れる際に、冷媒から外気へ放熱が生じるか否かを前記の
給水温度に基づいて判定する放熱判定手段（図３に示す
Step20の処理）を有し、この放熱判定手段の判定結果に
応じて通常のサイクル運転とバイパス運転とを選択的に
実行する。放熱判定手段は、給水温度が６０℃以上の時
に空気熱交換器９で放熱が生じると判定し、給水温度が
６０℃より低い時は空気熱交換器９で放熱が生じること
はないと判定する。ここで、給水温度の判定値を６０℃
に設定した理由について説明する。
【００２２】本システムでは、給水温度と水熱交換器７
より流出する冷媒の温度（出口冷媒温度）との温度差Δ
Ｔが略一定（例えば１０℃）となる様にサイクルの高圧
制御を行っているため、給水温度が上昇すると、出口冷
媒温度を上げるために膨張弁８の開度を大きくしてい
る。しかし、給水温度が６０℃以上になると、膨張弁８
の開度が略全開となり、減圧後の冷媒温度も６０℃以上
に維持される。この高温冷媒（当然外気温より高い）が
そのまま空気熱交換器９に流れると、空気熱交換器９で
冷媒から外気に放熱が行われる。以上の結果、給水温度
が６０℃以上であれば、略確実に空気熱交換器９で冷媒
から外気への放熱が生じるため、給水温度の判定値を６
０℃に設定している。但し、判定値を６０℃に固定する
必要はない。
【００２３】ａ）通常のサイクル運転は、バイパス弁１
４を閉じて実行される。圧縮機６で加圧された高温高圧
の冷媒は、水熱交換器７で給湯用水に放熱して冷却さ
れ、バイパス配管１３を通ることなく、膨張弁８に供給
され、膨張弁８の開度に応じて減圧される。減圧された
低温低圧の冷媒は、空気熱交換器９（外気ファン１５：
ＯＮ）で外気より吸熱して蒸発し、アキュムレータ１０
で気液分離された後、ガス冷媒のみ圧縮機６に吸引され
る。この通常のサイクル運転では、図２に示すように、
給水温度と水熱交換器７より流出する冷媒の温度（出口
冷媒温度）との温度差ΔＴが略一定（例えば１０℃）と
なる様に膨張弁８の開度が制御される。
【００２４】ｂ）バイパス運転は、バイパス弁１４を開
き、膨張弁８を閉じて実行される。圧縮機６で加圧され
た高温高圧の冷媒は、水熱交換器７で給湯用水に放熱し
て冷却され、バイパス配管１３を流れる際にバイパス弁
１４の開度に応じて減圧され、圧縮機６に吸引される。
このバイパス運転では、所望の給湯能力が得られるよう
に、サイクル内の高圧圧力に基づいてバイパス弁１４の
開度が制御される。但し、バイパス弁１４の減圧能力
は、膨張弁８の減圧能力より小さく設定されている。な
お、バイパス配管１３を流れる冷媒は、圧縮機６で臨界
圧力以上まで加圧されているため、水熱交換器７で給湯
用水に放熱しても凝縮することはなく、ガス冷媒のまま
圧縮機６に吸引される。また、空気熱交換器９を冷媒が
流れることはないので、無駄な電力消費を抑えるために
外気ファン１５は停止する。
【００２５】次に、本発明に係わる制御装置５の処理手
順を図３に示すフローチャートに基づいて説明する。 Step10…水温センサ１６の検出信号を取り込み、給水温
度を検出する。 Step20…給水温度が６０℃以上か否かを判定する。この
判定で給水温度が６０℃より低い時は、次のStep30へ進
み、給水温度が６０℃以上の時は、Step40へ進む。 Step30…通常のサイクル運転を行う。その後、次のStep
50へ進む。
【００２６】Step40…バイパス運転を行う。その後、次
のStep50へ進む。 Step50…給湯能力を判定する。この判定で、目標の給湯
能力を達成している場合は処理を終了し、目標の給湯能
力を達成していない時は、Step60へ進む。なお、給湯能
力は、例えば貯湯タンク２内に蓄えられている給湯用水
の熱量（温水温度）によって判定することができる。 Step60…目標の給湯能力を確保するために圧縮機６の回
転数を上げる。その後、Step10へ戻って上記の処理を繰
り返す。
【００２７】（第１実施例の効果）本実施例のヒートポ
ンプ式温水器１では、空気熱交換器９で冷媒から外気へ
放熱が生じる条件を給水温度によって判定し、その給水
温度が放熱条件を満たす６０℃以上の時は、バイパス運
転を行うことができる。このバイパス運転では、水熱交
換器７を流出した高温の冷媒が空気熱交換器９を流れる
ことはなく、バイパス配管１３を通って圧縮機６に吸引
されるため、空気熱交換器９で外気への放熱を防止でき
る。その結果、図４に示すように、空気熱交換器９での
放熱ロスが無くなるため、システム効率を圧縮機６の動
力分だけ確保することができる。
【００２８】この第１実施例では、空気熱交換器９で冷
媒から外気へ放熱が生じるか否かを給水温度に基づいて
判定しているが、下述の判定方法を採用しても良い。圧
縮機６によって冷媒の高圧圧力が変化すると、その高圧
冷媒の温度も変化する。従って、同じ給水温度によって
冷媒が熱を奪われても、空気熱交換器９において放熱が
起こる場合もあれば、起こらない場合もある。そのた
め、空気熱交換器９で放熱が起こる可能性のある給水温
度域（例えば５０℃以上）であることを検出し、更にそ
の給水温度域において実際に放熱が起こる条件が検出さ
れた時にバイパス運転を実行する。
【００２９】本案の具体例を図４に基づいて説明する。 Step10…給水温度を検出する。 Step21（第１の放熱判定手段）…放熱が起こる可能性の
ある給水温度域を５０℃以上として、給水温度が５０℃
以上か否かを判定する。この判定で給水温度が５０℃よ
り低い時は、次のStep30へ進み、給水温度が５０℃以上
の時は、Step22へ進む。 Step22（第２の放熱判定手段）…外気温と空気熱交換器
９の入口冷媒温度との比較で放熱が起こる条件を判定す
る。この場合、空気熱交換器９の入口冷媒温度が外気温
より低ければ放熱が起こらないと判断してStep30へ進
み、空気熱交換器９の入口冷媒温度が外気温以上であれ
ば放熱が起こると判断してStep40へ進む。
【００３０】Step30…通常のサイクル運転を行う。 Step40…バイパス運転を行う。 上記のStep22では、空気熱交換器９の入口冷媒温度と出
口冷媒温度との比較で放熱が起こる条件を判定しても良
い。即ち、空気熱交換器９の出口冷媒温度が入口冷媒温
度以下である場合は、少なくとも空気熱交換器９におい
て吸熱が行われていないので、バイパス運転を実行す
る。
【００３１】（第２実施例）図６はヒートポンプ式温水
器１の構成を示す模式図である。本実施例のヒートポン
プサイクルは、図６に示すように、膨張弁８と空気熱交
換器９との間に電磁弁２２を具備し、更にバイパス配管
１３の一端が膨張弁８と電磁弁２２とを繋ぐ低圧配管１
２に接続されている。この第２実施例においても、第１
実施例と同様に、空気熱交換器９で冷媒から外気へ放熱
が生じる条件を給水温度によって判定し、その給水温度
が放熱条件を満たす６０℃以上の時にバイパス運転を実
行し、６０℃より低い時は通常のサイクル運転を実行す
る。あるいは、図４に示した第１の放熱判定手段（Step
21）と第２の放熱判定手段（Step22）によって放熱が生
じる条件を判定し、その放熱条件が満たされた時にバイ
パス運転を実行しても良い。但し、バイパス運転では、
バイパス弁１４と電磁弁２２の両方を開き、且つバイパ
ス弁１４の開度より電磁弁２２の開度を小さくする。
【００３２】この実施例では、バイパス運転において、
膨張弁８で減圧された冷媒がバイパス配管１３を流れる
ため、バイパス回路（バイパス配管１３及びバイパス弁
１４）の信頼性及び耐久性を向上できる。また、電磁弁
２２を少し開くことにより、アキュムレータ１０内の冷
媒をサイクル内に供給して低圧圧力を上昇させることが
できるので、圧縮機６から吐出される冷媒が過剰に高温
高圧となることを防止できる。なお、電磁弁２２を少し
開くことで空気熱交換器９に冷媒が流れるが、外気ファ
ン１５を停止することにより、空気熱交換器９での放熱
ロスを最小限に抑えることができる。
【００３３】（変形例）上記の実施例では、バイパス配
管１３の他端をアキュムレータ１０と圧縮機６とを繋ぐ
低圧配管１２に接続しているが、空気熱交換器９におけ
る放熱ロスを防止するとの観点からすれば、空気熱交換
器９とアキュムレータ１０とを繋ぐ低圧配管１２に接続
することも可能である。但し、アキュムレータ１０と圧
縮機６とを繋ぐ低圧配管１２に接続した方が、アキュム
レータ１０における放熱ロスも防止できるので、より好
ましいと言える。
【図面の簡単な説明】
【図１】ヒートポンプ式温水器の構成を示す模式図であ
る（第１実施例）。
【図２】膨張弁の制御内容を示す図である。
【図３】制御装置の処理手順を示すフローチャートであ
る。
【図４】放熱判定処理を示すフローチャートである。
【図５】第１実施例の効果を示すｐ−ｈ線図である。
【図６】ヒートポンプ式温水器の構成を示す模式図であ
る（第２実施例）。
【図７】ヒートポンプサイクルの動作状態を示すｐ−ｈ
線図である（従来技術）。
【符号の説明】
１ ヒートポンプ式温水器 ２ 貯湯タンク ５ 制御装置（制御手段） ６ 圧縮機 ７ 水熱交換器 ８ 膨張弁 ９ 空気熱交換器 １０ アキュムレータ １１ 高圧配管 １２ 低圧配管 １３ バイパス配管（バイパス通路） １４ バイパス弁（流量可変弁、第２の流量可変弁） ２２ 電磁弁（第１の流量可変弁）
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 黒木 丈二 愛知県刈谷市昭和町１丁目１番地 株式会 社デンソー内 (72)発明者 榊原 久介 愛知県刈谷市昭和町１丁目１番地 株式会 社デンソー内 (72)発明者 小早川 智明 東京都千代田区内幸町１丁目１番３号 東 京電力株式会社内 (72)発明者 草刈 和俊 東京都千代田区内幸町１丁目１番３号 東 京電力株式会社内 (72)発明者 斉川 路之 神奈川県横須賀市長坂２−６−１ 財団法 人電力中央研究所 横須賀研究所内

Claims (10)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】給湯用水を貯留する貯湯タンクと、 給湯用水の加熱手段であるヒートポンプサイクルと、 このヒートポンプサイクルの作動を制御する制御手段と
    を具備し、 前記ヒートポンプサイクルは、吸引した冷媒を加圧して
    吐出する圧縮機と、この圧縮機で加圧された冷媒と前記
    貯湯タンクから供給された給湯用水との熱交換を行い、
    冷媒の流れ方向と給湯用水の流れ方向とが対向するよう
    に構成された水熱交換器と、弁開度を調節可能に設けら
    れ、前記水熱交換器より流出した冷媒を減圧させる膨張
    弁と、この膨張弁で減圧された冷媒を外気と熱交換させ
    る空気熱交換器と、この空気熱交換器と前記圧縮機との
    間に設けられ、サイクル中の余剰冷媒を蓄えるととも
    に、ガス冷媒のみを前記圧縮機に吸引させるアキュムレ
    ータと、前記水熱交換器より下流側の高圧配管と前記空
    気熱交換器より下流側の低圧配管とを連結するバイパス
    通路と、このバイパス通路を流れる冷媒流量を可変する
    流量可変弁とを備え、 前記流量可変弁を閉弁して、前記水熱交換器より流出し
    た冷媒が前記膨張弁で減圧されて前記空気熱交換器に供
    給される通常のサイクル運転と、 前記膨張弁を閉弁し、且つ前記流量可変弁を開弁して、
    前記水熱交換器より流出した冷媒が前記バイパス通路を
    通って前記圧縮機に吸引されるバイパス運転とが設定さ
    れているヒートポンプ式温水器であって、 前記制御手段は、前記貯湯タンクから前記水熱交換器に
    供給される給湯用水の温度Ｔｗを検出し、前記空気熱交
    換器で冷媒から外気へ放熱が生じるか否かを前記温度Ｔ
    ｗに基づいて判定する放熱判定手段を有し、この放熱判
    定手段で放熱が生じると判定された場合に、前記バイパ
    ス運転を実行することを特徴とするヒートポンプ式温水
    器。
  2. 【請求項２】給湯用水を貯留する貯湯タンクと、 給湯用水の加熱手段であるヒートポンプサイクルと、 このヒートポンプサイクルの作動を制御する制御手段と
    を具備し、 前記ヒートポンプサイクルは、吸引した冷媒を加圧して
    吐出する圧縮機と、この圧縮機で加圧された冷媒と前記
    貯湯タンクから供給された給湯用水との熱交換を行い、
    冷媒の流れ方向と給湯用水の流れ方向とが対向するよう
    に構成された水熱交換器と、弁開度を調節可能に設けら
    れ、前記水熱交換器より流出した冷媒を減圧させる膨張
    弁と、この膨張弁で減圧された冷媒を外気と熱交換させ
    る空気熱交換器と、この空気熱交換器と前記圧縮機との
    間に設けられ、サイクル中の余剰冷媒を蓄えるととも
    に、ガス冷媒のみを前記圧縮機に吸引させるアキュムレ
    ータと、前記水熱交換器より下流側の高圧配管と前記空
    気熱交換器より下流側の低圧配管とを連結するバイパス
    通路と、このバイパス通路を流れる冷媒流量を可変する
    流量可変弁とを備え、 前記流量可変弁を閉弁して、前記水熱交換器より流出し
    た冷媒が前記膨張弁で減圧されて前記空気熱交換器に供
    給される通常のサイクル運転と、 前記膨張弁を閉弁し、且つ前記流量可変弁を開弁して、
    前記水熱交換器より流出した冷媒が前記バイパス通路を
    通って前記圧縮機に吸引されるバイパス運転とが設定さ
    れているヒートポンプ式温水器であって、 前記制御手段は、 前記貯湯タンクから前記水熱交換器に供給される給湯用
    水の温度Ｔｗを検出し、前記空気熱交換器で冷媒から外
    気へ放熱を生じる可能性が有るか否かを前記温度Ｔｗに
    よって判定する第１の放熱判定手段と、 この第１の放熱判定手段で放熱の可能性が有ると判定さ
    れた場合に、前記空気熱交換器の入口冷媒温度と外気温
    度との比較に基づいて放熱が生じるか否かを判定する第
    ２の放熱判定手段とを有し、 この第２の放熱判定手段で放熱が生じると判定された場
    合に、前記バイパス運転を実行することを特徴とするヒ
    ートポンプ式温水器。
  3. 【請求項３】給湯用水を貯留する貯湯タンクと、 給湯用水の加熱手段であるヒートポンプサイクルと、 このヒートポンプサイクルの作動を制御する制御手段と
    を具備し、 前記ヒートポンプサイクルは、吸引した冷媒を加圧して
    吐出する圧縮機と、この圧縮機で加圧された冷媒と前記
    貯湯タンクから供給された給湯用水との熱交換を行い、
    冷媒の流れ方向と給湯用水の流れ方向とが対向するよう
    に構成された水熱交換器と、弁開度を調節可能に設けら
    れ、前記水熱交換器より流出した冷媒を減圧させる膨張
    弁と、この膨張弁で減圧された冷媒を外気と熱交換させ
    る空気熱交換器と、この空気熱交換器と前記圧縮機との
    間に設けられ、サイクル中の余剰冷媒を蓄えるととも
    に、ガス冷媒のみを前記圧縮機に吸引させるアキュムレ
    ータと、前記水熱交換器より下流側の高圧配管と前記空
    気熱交換器より下流側の低圧配管とを連結するバイパス
    通路と、このバイパス通路を流れる冷媒流量を可変する
    流量可変弁とを備え、 前記流量可変弁を閉弁して、前記水熱交換器より流出し
    た冷媒が前記膨張弁で減圧されて前記空気熱交換器に供
    給される通常のサイクル運転と、 前記膨張弁を閉弁し、且つ前記流量可変弁を開弁して、
    前記水熱交換器より流出した冷媒が前記バイパス通路を
    通って前記圧縮機に吸引されるバイパス運転とが設定さ
    れているヒートポンプ式温水器であって、 前記制御手段は、 前記貯湯タンクから前記水熱交換器に供給される給湯用
    水の温度Ｔｗを検出し、前記空気熱交換器で冷媒から外
    気へ放熱を生じる可能性が有るか否かを前記温度Ｔｗに
    よって判定する第１の放熱判定手段と、 この第１の放熱判定手段で放熱の可能性が有ると判定さ
    れた場合に、前記空気熱交換器の入口冷媒温度と前記空
    気熱交換器の出口冷媒温度との比較に基づいて放熱が生
    じるか否かを判定する第２の放熱判定手段とを有し、 この第２の放熱判定手段で放熱が生じると判定された場
    合に、前記バイパス運転を実行することを特徴とするヒ
    ートポンプ式温水器。
  4. 【請求項４】給湯用水を貯留する貯湯タンクと、 給湯用水の加熱手段であるヒートポンプサイクルと、 このヒートポンプサイクルの作動を制御する制御手段と
    を具備し、 前記ヒートポンプサイクルは、吸引した冷媒を加圧して
    吐出する圧縮機と、この圧縮機で加圧された冷媒と前記
    貯湯タンクから供給された給湯用水との熱交換を行い、
    冷媒の流れ方向と給湯用水の流れ方向とが対向するよう
    に構成された水熱交換器と、弁開度を調節可能に設けら
    れ、前記水熱交換器より流出した冷媒を減圧させる膨張
    弁と、この膨張弁で減圧された冷媒を外気と熱交換させ
    る空気熱交換器と、この空気熱交換器と前記圧縮機との
    間に設けられ、サイクル中の余剰冷媒を蓄えるととも
    に、ガス冷媒のみを前記圧縮機に吸引させるアキュムレ
    ータと、前記空気熱交換器より上流側の低圧配管に設け
    られ、この低圧配管を流れる冷媒流量を可変する第１の
    流量可変弁と、この第１の流量可変弁より上流側の低圧
    配管と前記空気熱交換器より下流側の低圧配管とを連結
    するバイパス通路と、このバイパス通路を流れる冷媒流
    量を可変する第２の流量可変弁とを備え、 前記第１の流量可変弁を開弁し、且つ前記第２の流量可
    変弁を閉弁して、前記水熱交換器より流出した冷媒が前
    記膨張弁で減圧され、前記第１の流量可変弁を通って前
    記空気熱交換器に供給される通常のサイクル運転と、 前記第１の流量可変弁と前記第２の流量可変弁の両方を
    開弁し、且つ前記第２の流量可変弁の開度より前記第１
    の流量可変弁の開度を小さくして、前記水熱交換器より
    流出した冷媒が前記膨張弁で減圧された後、冷媒量の多
    い主流が前記バイパス通路を通って前記圧縮機に吸引さ
    れ、冷媒量の少ない副流が前記空気熱交換器及び前記ア
    キュムレータを通って前記圧縮機に吸引されるバイパス
    運転とが設定されているヒートポンプ式温水器であっ
    て、 前記制御手段は、前記貯湯タンクから前記水熱交換器に
    供給される給湯用水の温度Ｔｗを検出し、前記空気熱交
    換器で冷媒から外気へ放熱が生じるか否かを前記温度Ｔ
    ｗに基づいて判定する放熱判定手段を有し、この放熱判
    定手段で放熱が生じると判定された場合に、前記バイパ
    ス運転を実行することを特徴とするヒートポンプ式温水
    器。
  5. 【請求項５】給湯用水を貯留する貯湯タンクと、 給湯用水の加熱手段であるヒートポンプサイクルと、 このヒートポンプサイクルの作動を制御する制御手段と
    を具備し、 前記ヒートポンプサイクルは、吸引した冷媒を加圧して
    吐出する圧縮機と、この圧縮機で加圧された冷媒と前記
    貯湯タンクから供給された給湯用水との熱交換を行い、
    冷媒の流れ方向と給湯用水の流れ方向とが対向するよう
    に構成された水熱交換器と、弁開度を調節可能に設けら
    れ、前記水熱交換器より流出した冷媒を減圧させる膨張
    弁と、この膨張弁で減圧された冷媒を外気と熱交換させ
    る空気熱交換器と、この空気熱交換器と前記圧縮機との
    間に設けられ、サイクル中の余剰冷媒を蓄えるととも
    に、ガス冷媒のみを前記圧縮機に吸引させるアキュムレ
    ータと、前記空気熱交換器より上流側の低圧配管に設け
    られ、この低圧配管を流れる冷媒流量を可変する第１の
    流量可変弁と、この第１の流量可変弁より上流側の低圧
    配管と前記空気熱交換器より下流側の低圧配管とを連結
    するバイパス通路と、このバイパス通路を流れる冷媒流
    量を可変する第２の流量可変弁とを備え、 前記第１の流量可変弁を開弁し、且つ前記第２の流量可
    変弁を閉弁して、前記水熱交換器より流出した冷媒が前
    記膨張弁で減圧され、前記第１の流量可変弁を通って前
    記空気熱交換器に供給される通常のサイクル運転と、 前記第１の流量可変弁と前記第２の流量可変弁の両方を
    開弁し、且つ前記第２の流量可変弁の開度より前記第１
    の流量可変弁の開度を小さくして、前記水熱交換器より
    流出した冷媒が前記膨張弁で減圧された後、冷媒量の多
    い主流が前記バイパス通路を通って前記圧縮機に吸引さ
    れ、冷媒量の少ない副流が前記空気熱交換器及び前記ア
    キュムレータを通って前記圧縮機に吸引されるバイパス
    運転とが設定されているヒートポンプ式温水器であっ
    て、 前記制御手段は、 前記貯湯タンクから前記水熱交換器に供給される給湯用
    水の温度Ｔｗを検出し、前記空気熱交換器で冷媒から外
    気へ放熱を生じる可能性が有るか否かを前記温度Ｔｗに
    よって判定する第１の放熱判定手段と、 この第１の放熱判定手段で放熱の可能性が有ると判定さ
    れた場合に、前記空気熱交換器の入口冷媒温度と外気温
    度との比較に基づいて放熱が生じるか否かを判定する第
    ２の放熱判定手段とを有し、 この第２の放熱判定手段で放熱が生じると判定された場
    合に、前記バイパス運転を実行することを特徴とするヒ
    ートポンプ式温水器。
  6. 【請求項６】給湯用水を貯留する貯湯タンクと、 給湯用水の加熱手段であるヒートポンプサイクルと、 このヒートポンプサイクルの作動を制御する制御手段と
    を具備し、 前記ヒートポンプサイクルは、吸引した冷媒を加圧して
    吐出する圧縮機と、この圧縮機で加圧された冷媒と前記
    貯湯タンクから供給された給湯用水との熱交換を行い、
    冷媒の流れ方向と給湯用水の流れ方向とが対向するよう
    に構成された水熱交換器と、弁開度を調節可能に設けら
    れ、前記水熱交換器より流出した冷媒を減圧させる膨張
    弁と、この膨張弁で減圧された冷媒を外気と熱交換させ
    る空気熱交換器と、この空気熱交換器と前記圧縮機との
    間に設けられ、サイクル中の余剰冷媒を蓄えるととも
    に、ガス冷媒のみを前記圧縮機に吸引させるアキュムレ
    ータと、前記空気熱交換器より上流側の低圧配管に設け
    られ、この低圧配管を流れる冷媒流量を可変する第１の
    流量可変弁と、この第１の流量可変弁より上流側の低圧
    配管と前記空気熱交換器より下流側の低圧配管とを連結
    するバイパス通路と、このバイパス通路を流れる冷媒流
    量を可変する第２の流量可変弁とを備え、 前記第１の流量可変弁を開弁し、且つ前記第２の流量可
    変弁を閉弁して、前記水熱交換器より流出した冷媒が前
    記膨張弁で減圧され、前記第１の流量可変弁を通って前
    記空気熱交換器に供給される通常のサイクル運転と、 前記第１の流量可変弁と前記第２の流量可変弁の両方を
    開弁し、且つ前記第２の流量可変弁の開度より前記第１
    の流量可変弁の開度を小さくして、前記水熱交換器より
    流出した冷媒が前記膨張弁で減圧された後、冷媒量の多
    い主流が前記バイパス通路を通って前記圧縮機に吸引さ
    れ、冷媒量の少ない副流が前記空気熱交換器及び前記ア
    キュムレータを通って前記圧縮機に吸引されるバイパス
    運転とが設定されているヒートポンプ式温水器であっ
    て、 前記制御手段は、 前記貯湯タンクから前記水熱交換器に供給される給湯用
    水の温度Ｔｗを検出し、前記空気熱交換器で冷媒から外
    気へ放熱を生じる可能性が有るか否かを前記温度Ｔｗに
    よって判定する第１の放熱判定手段と、 この第１の放熱判定手段で放熱の可能性が有ると判定さ
    れた場合に、前記空気熱交換器の入口冷媒温度と前記空
    気熱交換器の出口冷媒温度との比較に基づいて放熱が生
    じるか否かを判定する第２の放熱判定手段とを有し、 この第２の放熱判定手段で放熱が生じると判定された場
    合に、前記バイパス運転を実行することを特徴とするヒ
    ートポンプ式温水器。
  7. 【請求項７】請求項１〜６に記載したヒートポンプ式温
    水器において、 前記制御手段は、前記通常のサイクル運転を実行する時
    に、前記水熱交換器に流入する給湯用水の温度Ｔｗと前
    記水熱交換器から流出する冷媒の温度との温度差が略一
    定となるように前記膨張弁の開度を制御していることを
    特徴とするヒートポンプ式温水器。
  8. 【請求項８】請求項１〜３に記載したヒートポンプ式温
    水器において、 前記制御手段は、前記バイパス運転を実行する時に、前
    記ヒートポンプサイクルの高圧圧力または給湯能力に基
    づいて前記流量可変弁の開度を制御していることを特徴
    とするヒートポンプ式温水器。
  9. 【請求項９】請求項４〜６に記載したヒートポンプ式温
    水器において、 前記制御手段は、前記バイパス運転を実行する時に、前
    記ヒートポンプサイクルの高圧圧力または給湯能力に基
    づいて前記第２の流量可変弁の開度を制御していること
    を特徴とするヒートポンプ式温水器。
  10. 【請求項１０】請求項１〜９に記載したヒートポンプ式
    温水器において、 前記ヒートポンプサイクルは、高圧側圧力が臨界点以上
    で動作を行うＣＯ2 を冷媒として使用することを特徴と
    するヒートポンプ式給湯器。
JP2000194325A 2000-06-28 2000-06-28 ヒートポンプ式温水器 Expired - Fee Related JP4059616B2 (ja)

Priority Applications (4)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2000194325A JP4059616B2 (ja) 2000-06-28 2000-06-28 ヒートポンプ式温水器
DE60102418T DE60102418T2 (de) 2000-06-28 2001-06-26 Wassererhitzer mit Wärmepumpe
EP01114784A EP1167896B1 (en) 2000-06-28 2001-06-26 Heat-pump water heater
US09/892,252 US6467288B2 (en) 2000-06-28 2001-06-27 Heat-pump water heater

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2000194325A JP4059616B2 (ja) 2000-06-28 2000-06-28 ヒートポンプ式温水器

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JP2002013808A true JP2002013808A (ja) 2002-01-18
JP4059616B2 JP4059616B2 (ja) 2008-03-12

Family

ID=18693174

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2000194325A Expired - Fee Related JP4059616B2 (ja) 2000-06-28 2000-06-28 ヒートポンプ式温水器

Country Status (4)

Country Link
US (1) US6467288B2 (ja)
EP (1) EP1167896B1 (ja)
JP (1) JP4059616B2 (ja)
DE (1) DE60102418T2 (ja)

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2012111495A1 (ja) * 2011-02-17 2012-08-23 バブコック日立株式会社 二酸化炭素回収システムを備えた石炭焚きボイラシステム
WO2014181559A1 (ja) * 2013-05-08 2014-11-13 三菱電機株式会社 循環加温装置
WO2022042154A1 (zh) * 2020-08-25 2022-03-03 青岛海尔新能源电器有限公司 热泵热水器的控制方法及设备

Families Citing this family (49)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
NZ532966A (en) * 2001-12-12 2005-12-23 Quantum Energy Technologies Pt Energy efficient heat pump systems for water heating and air conditioning
US6568199B1 (en) * 2002-01-22 2003-05-27 Carrier Corporation Method for optimizing coefficient of performance in a transcritical vapor compression system
JP3932913B2 (ja) * 2002-01-29 2007-06-20 ダイキン工業株式会社 ヒートポンプ式給湯機
KR100567488B1 (ko) 2002-02-12 2006-04-03 마츠시타 덴끼 산교 가부시키가이샤 히트 펌프 급탕 장치
JP3918786B2 (ja) * 2003-07-30 2007-05-23 株式会社デンソー 貯湯式ヒートポンプ給湯装置
US7028494B2 (en) * 2003-08-22 2006-04-18 Carrier Corporation Defrosting methodology for heat pump water heating system
JP3858015B2 (ja) * 2003-09-30 2006-12-13 三洋電機株式会社 冷媒回路及びヒートポンプ給湯機
US7024877B2 (en) * 2003-12-01 2006-04-11 Tecumseh Products Company Water heating system
US7051542B2 (en) * 2003-12-17 2006-05-30 Carrier Corporation Transcritical vapor compression optimization through maximization of heating capacity
US7127905B2 (en) 2003-12-19 2006-10-31 Carrier Corporation Vapor compression system startup method
US7171820B2 (en) * 2004-03-04 2007-02-06 Carrier Corporation Non-linear control algorithm in vapor compression systems
US7389648B2 (en) * 2004-03-04 2008-06-24 Carrier Corporation Pressure regulation in a transcritical refrigerant cycle
US20080098760A1 (en) * 2006-10-30 2008-05-01 Electro Industries, Inc. Heat pump system and controls
US7802441B2 (en) 2004-05-12 2010-09-28 Electro Industries, Inc. Heat pump with accumulator at boost compressor output
US7849700B2 (en) 2004-05-12 2010-12-14 Electro Industries, Inc. Heat pump with forced air heating regulated by withdrawal of heat to a radiant heating system
US7716943B2 (en) 2004-05-12 2010-05-18 Electro Industries, Inc. Heating/cooling system
KR100586989B1 (ko) * 2004-08-11 2006-06-08 삼성전자주식회사 냉난방 공조시스템 및 그 제어방법
US20100192607A1 (en) * 2004-10-14 2010-08-05 Mitsubishi Electric Corporation Air conditioner/heat pump with injection circuit and automatic control thereof
JP4459776B2 (ja) 2004-10-18 2010-04-28 三菱電機株式会社 ヒートポンプ装置及びヒートポンプ装置の室外機
CN101124438B (zh) 2005-02-18 2010-08-04 卡里尔公司 具有热回收的co2制冷设备
JP4284290B2 (ja) 2005-03-24 2009-06-24 日立アプライアンス株式会社 ヒートポンプ給湯機
CN100554820C (zh) * 2006-03-27 2009-10-28 三菱电机株式会社 冷冻空调装置
US7543456B2 (en) * 2006-06-30 2009-06-09 Airgenerate Llc Heat pump liquid heater
US20090159259A1 (en) * 2006-06-30 2009-06-25 Sunil Kumar Sinha Modular heat pump liquid heater system
CN101169290B (zh) * 2006-10-27 2010-12-01 海尔集团公司 一种具有热水器功能的空调装置
US7658082B2 (en) * 2007-02-01 2010-02-09 Cotherm Of America Corporation Heat transfer system and associated methods
JP4246257B2 (ja) * 2007-06-22 2009-04-02 パナソニック株式会社 冷凍サイクル装置
AU2008276731B2 (en) * 2007-07-18 2013-09-26 Times-7 Holdings Limited A panel antenna and method of forming a panel antenna
AU2009224115B2 (en) * 2008-03-10 2014-09-04 Hot Water Ip Limited Heat pump water heater
JP5242434B2 (ja) * 2009-01-30 2013-07-24 パナソニック株式会社 液体循環式暖房システム
JP5502410B2 (ja) * 2009-01-30 2014-05-28 パナソニック株式会社 液体循環式暖房システム
US8422870B2 (en) 2009-02-13 2013-04-16 General Electric Company Residential heat pump water heater
US8417392B2 (en) * 2009-07-23 2013-04-09 Siemens Industry, Inc. Qualification system and method for chilled water plant operations
US8774978B2 (en) 2009-07-23 2014-07-08 Siemens Industry, Inc. Device and method for optimization of chilled water plant system operation
US8275483B2 (en) * 2009-07-23 2012-09-25 Siemens Industry, Inc. Demand flow pumping
US8385729B2 (en) 2009-09-08 2013-02-26 Rheem Manufacturing Company Heat pump water heater and associated control system
US9557752B2 (en) * 2010-02-24 2017-01-31 Purpose Company Limited Hot water supply apparatus and heat medium control method
WO2012081052A1 (ja) * 2010-12-15 2012-06-21 三菱電機株式会社 空調給湯複合システム
JP2012245857A (ja) * 2011-05-26 2012-12-13 Nippon Soken Inc 冷却装置、冷却装置の制御方法および制御装置
JP5445569B2 (ja) * 2011-12-09 2014-03-19 株式会社デンソー 車両用空調装置
DE202012002894U1 (de) 2012-03-22 2013-06-25 Stiebel Eltron Gmbh & Co. Kg Wärmepumpe mit einem Halter für Drucksensoren
US10072856B1 (en) 2013-03-06 2018-09-11 Auburn University HVAC apparatus, method, and system
JP6223279B2 (ja) * 2014-05-26 2017-11-01 三菱電機株式会社 給湯装置
KR20160001389A (ko) * 2014-06-27 2016-01-06 삼성전자주식회사 냉장고 및 그 제어 방법
RU2647606C2 (ru) * 2016-05-24 2018-03-16 Открытое акционерное общество "ИНСОЛАР-ИНВЕСТ" Адаптивная гибридная теплонасосная система теплохладоснабжения
GB2550921A (en) * 2016-05-31 2017-12-06 Eaton Ind Ip Gmbh & Co Kg Cooling system
CN109323477B (zh) * 2018-09-11 2020-05-19 西安交通大学 一种基于带预冷器的跨临界co2热泵系统及其水路两通阀控制方法
US11221165B2 (en) * 2019-09-17 2022-01-11 Laird Thermal Systems, Inc. Temperature regulating refrigeration systems for varying loads
CN110986436A (zh) * 2019-10-29 2020-04-10 青岛海尔新能源电器有限公司 热泵热水器及其控制方法

Family Cites Families (19)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE3219277C2 (de) * 1981-05-22 1986-05-28 Mitsubishi Denki K.K., Tokio/Tokyo Klimaanlage mit kombinierter Heißwasserversorgung
JPS60250A (ja) 1983-06-15 1985-01-05 Matsushita Electric Ind Co Ltd ヒ−トポンプ給湯機
JPS62108970A (ja) 1985-11-08 1987-05-20 三菱電機株式会社 冷凍機
JP2548962B2 (ja) 1988-01-28 1996-10-30 株式会社荏原総合研究所 ヒートポンプ
JPH0384359A (ja) 1989-08-28 1991-04-09 Toshiba Corp 給湯装置
JP2922002B2 (ja) * 1991-02-20 1999-07-19 株式会社東芝 空気調和機
US5172564A (en) * 1991-05-14 1992-12-22 Electric Power Research Institute, Inc. Integrated heat pump with restricted refrigerant feed
JP3237187B2 (ja) * 1991-06-24 2001-12-10 株式会社デンソー 空調装置
US5239838A (en) * 1991-09-19 1993-08-31 Tressler Steven N Heating and cooling system having auxiliary heating loop
JP3322684B2 (ja) * 1992-03-16 2002-09-09 東芝キヤリア株式会社 空気調和機
JPH0674496A (ja) * 1992-08-25 1994-03-15 Toshiba Corp 空気調和機
JP2598145Y2 (ja) 1993-03-16 1999-08-03 象印マホービン株式会社 電気温水器
US5628200A (en) * 1995-01-12 1997-05-13 Wallace Heating & Air Conditioning, Inc. Heat pump system with selective space cooling
JPH09236316A (ja) 1996-02-28 1997-09-09 Mitsubishi Electric Corp 給湯システム
JP3615301B2 (ja) 1996-03-28 2005-02-02 西淀空調機株式会社 給湯用ヒートポンプ
US5711161A (en) * 1996-06-14 1998-01-27 Thermo King Corporation Bypass refrigerant temperature control system and method
JP4207235B2 (ja) 1997-01-09 2009-01-14 株式会社日本自動車部品総合研究所 蒸気圧縮式冷凍サイクル
JP4172006B2 (ja) * 1998-10-19 2008-10-29 株式会社ヴァレオサーマルシステムズ 冷凍サイクル
JP3227651B2 (ja) * 1998-11-18 2001-11-12 株式会社デンソー 給湯器

Cited By (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2012111495A1 (ja) * 2011-02-17 2012-08-23 バブコック日立株式会社 二酸化炭素回収システムを備えた石炭焚きボイラシステム
JP2012167918A (ja) * 2011-02-17 2012-09-06 Babcock Hitachi Kk 二酸化炭素回収システムを備えた石炭焚きボイラシステム
WO2014181559A1 (ja) * 2013-05-08 2014-11-13 三菱電機株式会社 循環加温装置
WO2014181401A1 (ja) * 2013-05-08 2014-11-13 三菱電機株式会社 循環加温装置
GB2527013A (en) * 2013-05-08 2015-12-09 Mitsubishi Electric Corp Circulation and heating apparatus
JPWO2014181559A1 (ja) * 2013-05-08 2017-02-23 三菱電機株式会社 循環加温装置
GB2527013B (en) * 2013-05-08 2018-06-20 Mitsubishi Electric Corp Circulation warming apparatus
WO2022042154A1 (zh) * 2020-08-25 2022-03-03 青岛海尔新能源电器有限公司 热泵热水器的控制方法及设备

Also Published As

Publication number Publication date
EP1167896A2 (en) 2002-01-02
DE60102418T2 (de) 2005-03-10
DE60102418D1 (de) 2004-04-29
US20020000094A1 (en) 2002-01-03
EP1167896A3 (en) 2002-01-30
EP1167896B1 (en) 2004-03-24
US6467288B2 (en) 2002-10-22
JP4059616B2 (ja) 2008-03-12

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP2002013808A (ja) ヒートポンプ式温水器
US20100282434A1 (en) Air conditioning and hot water supply complex system
JP2005147609A (ja) ヒートポンプ給湯装置
JP3659197B2 (ja) ヒートポンプ給湯機
JP3901192B2 (ja) ヒートポンプ給湯機
CN103105024B (zh) 制冷循环装置和热水生成装置
JP2005147610A (ja) ヒートポンプ給湯装置
JP2007139415A (ja) ヒートポンプ式給湯器
JP4123220B2 (ja) ヒートポンプ式加熱装置
JP2011247547A (ja) 冷凍サイクル装置
JP2003139419A (ja) 給湯装置
JP2003090653A (ja) ヒートポンプ式給湯機
JP4372361B2 (ja) ヒートポンプ式給湯器
JP2002340439A (ja) ヒートポンプ式給湯器
JP4074422B2 (ja) 空調機とその制御方法
JP3690229B2 (ja) ヒートポンプ給湯機
JP4715852B2 (ja) ヒートポンプ式給湯装置
JP2007057148A (ja) ヒートポンプ給湯装置
JP2008116184A (ja) 冷凍サイクル装置
JP2006234211A (ja) ヒートポンプ給湯機
JP2005164209A (ja) ヒ―トポンプ給湯装置
JP2008032391A (ja) 冷凍装置
JP4631365B2 (ja) ヒートポンプ加熱装置
JP2006046681A (ja) ヒートポンプ装置
JP4407756B2 (ja) ヒートポンプ式加熱装置

Legal Events

Date Code Title Description
A621 Written request for application examination

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621

Effective date: 20061016

A977 Report on retrieval

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007

Effective date: 20071206

TRDD Decision of grant or rejection written
A01 Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01

Effective date: 20071218

A61 First payment of annual fees (during grant procedure)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61

Effective date: 20071218

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20101228

Year of fee payment: 3

R150 Certificate of patent or registration of utility model

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150

Ref document number: 4059616

Country of ref document: JP

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20111228

Year of fee payment: 4

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20121228

Year of fee payment: 5

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20131228

Year of fee payment: 6

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250

S533 Written request for registration of change of name

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R313533

R350 Written notification of registration of transfer

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R350

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250

LAPS Cancellation because of no payment of annual fees