JP2003014294A - ヒートポンプ給湯機 - Google Patents
ヒートポンプ給湯機Info
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Abstract
を少なくする。 【解決手段】 冷媒回路6と、貯湯槽7、循環ポンプ
8、給湯熱交換器9を接続した給湯回路10と、昼間追
焚き運転の指令を発信する運転指令手段11と、昼間追
焚き運転時間あるいは沸き上げ湯温を設定する追焚き設
定手段12と、流量制御手段13と、運転指令手段の信
号を検出して追焚き設定手段の信号に基づき運転をおこ
なう運転制御手段15を備え、湯切れ防止と昼間時間帯
の無駄な追焚き運転を極力少なくして低ランニングコス
トを実現する。
Description
湯装置に関するものである。
置としては、例えば、特開2000−199645号公
報に記載されているようなものがある。図9は前記公報
に記載された従来のヒートポンプ利用給湯装置を示すも
のである。
3は減圧装置、4は蒸発器であり、圧縮機1、凝縮器
2、減圧弁3、蒸発器4と連結して冷媒回路6を形成す
る。7は貯湯槽、8は循環ポンプ、21は残湯温度検知
手段であり、貯湯槽7内部の水温を検出して所定温度を
検知した時、圧縮機1を運転して追焚きする。
来の構成では、追焚きの運転時間あるいは追焚き湯温が
季節、時間、残湯量に関係なく行われる。従って、例え
ば、まだ少量の残湯があるにも関わらず深夜時刻帯の開
始直前において、電気料金の高い昼間時間帯の料金で追
焚きをすることになる。よって、無駄な昼間追焚き運転
をしてランニングコストが高くなる。
で、湯切れ防止と昼間時間帯の無駄な追焚き運転を極力
少なくする低ランニングの給湯機を実現するものであ
る。
るために、本発明のヒートポンプ給湯機は、圧縮機、放
熱器、減圧装置、蒸発器を順次接続した冷媒回路と、下
部の水を冷媒回路で加熱して上部から貯湯する貯湯槽、
循環ポンプ、放熱器と熱交換関係を有する給湯熱交換器
を順次接続した給湯回路と、昼間追焚き運転の指令を発
信する運転指令手段と、昼間追焚き運転時間あるいは沸
き上げ湯温を設定する追焚き設定手段と、給湯熱交換器
の出口湯温が設定湯温となるように給湯回路を流れる流
量を制御する流量制御手段と、運転指令手段の信号を検
出して追焚き設定手段の信号に基づき運転をおこなう運
転制御手段を備えたものである。
帯には追焚き運転時間を長くし、追焚き湯量を多くして
湯切れの心配を解消する。また、浴槽への高温差し湯が
必要となる時間帯には高温沸き上げの追焚き運転をおこ
なう。また、電気料金の安価な深夜時刻帯(深夜11時
から翌朝7時まで)直前に追焚き運転の指令を検出した
場合には、追焚き運転時間を短くして必要最小限の追焚
き湯量を確保し、安価な深夜時刻帯に運転をシフトして
低ランニングコストを実現する。
機、放熱器、減圧装置、蒸発器を順次接続した冷媒回路
と、下部の水を前記冷媒回路で加熱して上部から貯湯す
る貯湯槽、循環ポンプ、放熱器と熱交換関係を有する給
湯熱交換器を順次接続した給湯回路と、昼間追焚き運転
の指令を発信する運転指令手段と、昼間追焚き運転時間
あるいは沸き上げ湯温を設定する追焚き設定手段と、給
湯熱交換器の出口湯温が設定湯温となるように給湯回路
を流れる流量を制御する流量制御手段と、運転指令手段
の信号を検出して追焚き設定手段の信号に基づき運転を
おこなう運転制御手段を備えることによって、夕方の多
量に出湯する時間帯には追焚き運転時間を長くし、追焚
き湯量を多くして湯切れの心配を解消する。また、浴槽
への高温差し湯が必要となる時間帯には高温沸き上げの
追焚き運転をおこなう。また、電気料金の安価な深夜時
刻帯(深夜11時から翌朝7時まで)直前に追焚き運転
の指令を検出した場合には、追焚き運転時間を短くして
必要最小限の追焚き湯量を確保し、安価な深夜時刻帯に
運転をシフトして低ランニングコストを実現する。
え、時刻を計時するクロックと、クロックの信号を検出
して昼間追焚き運転時間あるいは沸き上げ湯温を設定す
る追焚き設定手段を備え、朝から夕方は追焚き時間を長
くして、あるいは沸き上げ湯温を高くして、夕方に多量
に使われる湯量、負荷に対応する。また、深夜時刻帯の
開始に近い時間帯の追焚き運転は、追焚き時間を短くし
て無駄な追焚きを少なくする。
え、外気温度を検出する外気温度検出手段と、運転指令
手段の信号を検出して外気温度検出手段の信号を検出
し、昼間追焚き運転時間あるいは沸き上げ湯温を設定す
る追焚き設定手段を備え、季節に応じて昼間追焚き時
間、湯量、湯温を設定する。そして、外気温度が高い場
合には、ヒートポンプの給湯加熱能力が大きいため短時
間の追焚きでも追焚き湯量が確保できる。一方、外気温
度が低い場合には、ヒートポンプの給湯加熱能力が小さ
いため、長時間あるいは高温の追焚き運転をして湯切れ
の心配を解消する。
度を検出する複数の残湯温度検出手段と、設定された位
置(湯量)の残湯温度検出手段の検出信号が所定温度の
信号に達した場合に昼間追焚き運転の指令を発信する運
転指令手段と、クロックの信号を検出して運転指令手段
に運転指令を発信する残湯温度検出手段を選定する残湯
量設定手段を備え、昼間追焚き運転回数を少なくする。
え、運転指令手段に昼間追焚き運転の指令を発信する残
湯温度検出手段を任意に設定する残湯量設定手段と、残
湯量設定手段に基づき昼間追焚き運転時間あるいは沸き
上げ湯温を設定する追焚き設定手段を備え、残湯量に応
じて昼間追焚き運転時間あるいは沸き上げ湯温を変え
る。
への出湯を検出する出湯検出手段と、出湯検出手段の信
号を検出して昼間追焚き運転時間を短く設定する追焚き
設定手段を備えることによって、浴槽への多量出湯を検
出した後は追焚き運転時間を短くして無駄な追焚きを少
なくする。
量の位置に設けた残湯温度検出手段と、運転指令手段の
信号を検出してもクロックが所定時刻帯の信号を発信
し、かつ残湯温度検出手段が所定温度の信号を発信する
場合には追焚き運転を開始しない制御をおこなう制御手
段を備え、1日のうちで最も消費電力量の多くなる、あ
るいは電気料金の高い昼間時間帯(正午から夕方4時
頃)、または電気料金の安価な深夜時間帯開始の直前に
は昼間追焚き運転を開始しないようにして、総発電量を
低減して環境保全をはかるとともに低ランニングコスト
を実現する。
しながら説明する。なお、従来例および各実施例におい
て、同じ構成、同じ動作をするものについては同一符号
を付し、一部説明を省略する。
けるヒートポンプ給湯機の構成図を示すものである。図
1において、実線矢印は冷媒流れ方向を表わし、破線矢
印は水の流れ方向を表わす。そして、1は圧縮機、2は
放熱器、3は減圧装置、4は蒸発器であり、送風機5を
用いて大気熱あるいは太陽熱を集熱する。そして、圧縮
機1、放熱器2、減圧装置3、蒸発器4を順次接続して
冷媒回路6を構成する。7は貯湯槽であり、貯湯槽7下
部の水を冷媒回路6の放熱器2で加熱して上部から貯湯
する。8は循環ポンプ、9は給湯熱交換器であり、放熱
器2と熱交換関係を有する。貯湯槽7下部、循環ポンプ
8、給湯熱交換器9、貯湯槽7上部を順次接続して給湯
回路10を構成する。11は運転指令手段であり、昼間
追焚き運転の指令を発信する。12は追焚き設定手段で
あり、昼間追焚き運転時間あるいは沸き上げ湯温を設定
する。13は湯温検出手段であり、給湯熱交換器9の出
口湯温を検出する。14は流量制御手段であり、湯温検
出手段13の検出信号が追焚き設定手段12の設定温度
の信号と一致するように循環ポンプ8の回転数を可変し
て給湯回路10を流れる循環流量を制御する。15は運
転制御手段であり、運転指令手段11の信号を検出して
追焚き設定手段12の信号に基づき運転をおこなう。
機について、以下その動作、作用を説明する。図1にお
いて、最初に、貯湯槽7に給水された水を沸き上げる運
転について述べる。この場合、圧縮機1から吐出された
高温高圧の冷媒は放熱器2に流入し、ここで循環ポンプ
8から送られてきた水を加熱する。そして、減圧装置3
で減圧されて蒸発器4に流入する。そして、大気熱を吸
熱して蒸発ガス化し、圧縮機1にもどる。一方、貯湯槽
7の下部から流出した水は循環ポンプ8を介して給湯熱
交換器9に流入し、放熱器2を介して設定温度となるよ
うに昇温して貯湯槽7の上部にたくわえられる。ここ
で、給湯熱交換器9の出口湯温を湯温検出手段13が検
知して、設定温度となるように湯温検出手段13の検出
信号と比較しながら流量制御手段14が給湯回路の循環
流量を制御する。そして、この運転を継続しながら、貯
湯槽7の上部から貯湯する。そして、貯湯槽7から出湯
すると貯湯槽7下部に給水する水圧で貯湯槽7上部から
出湯する。そのため、貯湯槽7上部に高温湯が貯湯され
る。そして、高温湯が少なくなると圧縮機1を運転して
追焚き運転を設定時間おこない、再度、貯湯槽7上部か
ら設定温度の湯を貯湯して貯湯量を増やす。
は追焚き運転時間を長くして追焚き湯量を多くして湯切
れ頻度を少なくする。また、浴槽への高温差し湯が必要
となる場合には沸き上げ温度を高温にして追焚き運転す
る。また、電気料金の安価な深夜時刻帯(深夜11時か
ら翌朝7時まで)直前に追焚き運転の指令を検出した場
合には、追焚き運転時間を短くして必要最小限の追焚き
湯量を確保し、安価な深夜時刻帯に運転をシフトして低
ランニングコストを実現する。
でおこない、追焚き設定手段12をユーザーが手動設定
することによって、来客などで緊急に湯が必要となった
場合でも追焚き運転できる。
給湯回路10に流量制御弁16を備えて弁開度を可変
し、循環流量を制御しても設定温度の湯を貯湯すること
ができ、同様の効果が得られる。但し、この場合には、
循環ポンプの定格循環流量から弁最小絞りまで流量変化
幅は大きくなる利点がある。しかし、低流量時も定格消
費電力を費やすため、消費電力量が大きくなる課題があ
る。
電気ヒーターを用いた電気温水器でも同様の効果があ
る。
ートポンプ給湯機の構成図である。図3において、17
はクロックであり、時刻を計時する。18は追焚き設定
手段であり、クロック17の信号を検出して追焚き運転
時間あるいは沸き上げ湯温を設定する。
いて説明する。クロック17が朝の時間帯を示す場合に
は、追焚き運転時間を長く設定する。そして、昼から夕
方の時間帯を示す場合には、追焚き運転時間を朝より短
縮して設定する。さらに、夕方から深夜時刻帯開始まで
の時間帯を示す場合には、追焚き運転時間を昼より短縮
して設定する。そして、朝から昼の時間帯に少量の湯し
か使われない場合は、追焚き時間を長くしても短時間で
貯湯槽の容量全体に貯湯する。一方、朝から夕方の時間
帯に多量の湯が使われる場合は、追焚き時間を長くし
て、あるいは沸き上げ湯温を高くして、夕方に多量に使
われる湯量、負荷に対応する。また、深夜時刻帯の開始
に近い時間帯の追焚き運転は、追焚き時間を短くして無
駄な追焚きを少なくする。次に、深夜時刻帯開始に近い
時間帯、例えば22時頃に多量の湯を使う場合には、朝
から夕方の時間帯の追焚き運転を短時間あるいは中止す
るように設定し、夕方からの追焚き運転を長くして22
時頃に多量の湯を貯湯するように設定する。この場合に
は、貯湯槽からの放熱ロスを低減する効果がある。
て異なるため、個々の家庭で1日のうちで最も給湯量が
多い時間帯に追焚き時間を長くするように設定すること
によって、湯切れを防止することができる。
た時刻に運転指令手段に発信して予約時刻に追焚き運転
を開始する利用法も可能である。
ートポンプ給湯機の構成図である。図4において、19
は外気温度検出手段であり、外気温度を検出する。20
は追焚き設定手段であり、運転指令手段11の信号を検
出して外気温度検出手段19の信号を検出し、昼間追焚
き運転時間あるいは沸き上げ湯温を設定する。
いて説明する。運転指令手段11の信号を検出して追焚
き運転を開始する。その際に、追焚き設定手段20が同
時に外気温度を検出して外気温度が高い場合には、ヒー
トポンプ加熱能力が大きく給湯負荷が小さいため追焚き
運転時間を短く、あるいは深夜時間帯の沸き上げ湯温よ
り低めに設定する。逆に、外気温度が低い場合には、ヒ
ートポンプ加熱能力が小さく給湯負荷が大きいため追焚
き運転時間を長く、あるいは深夜時間帯の沸き上げ湯温
より高めに設定する。そして、運転制御手段15が追焚
き設定手段20の設定値に基づき追焚き運転をおこな
う。従って、季節に応じて昼間追焚き時間、湯量、湯温
を設定して湯切れ防止と低ランニングコストを実現す
る。
湯量が予め決められている場合には、決められた時刻に
決められた湯量を貯湯するため、クロックを用いて運転
指令手段へ送信する時刻を予約し、湯張り出湯時刻まで
の所要時刻を演算して、能力制御型圧縮機を用いれば、
外気温度を検出してヒートポンプ加熱能力と所要運転時
間から高効率運転をおこなうこともできる。
ートポンプ給湯機の構成図である。図5において、21
は複数の残湯温度検出手段であり、貯湯槽7の上部から
下部までの残湯温度を検出する。22は運転指令手段で
あり、設定された位置(湯量)の残湯温度検出手段21
の検出信号が所定温度の信号に達した場合に昼間追焚き
運転の指令を発信する。23は残湯量設定手段であり、
クロック17の信号を検出して運転指令手段22に運転
指令を発信する残湯温度検出手段21を選定する。
いて説明する。昼間時間帯において、残湯量設定手段2
3がクロック17の信号を検出して時刻を判定する。そ
して、朝方の時刻の場合には、貯湯槽7の下部に設けた
残湯温度検出手段21の信号で追焚き運転指令を発信す
る。その後、時間経過とともに追焚き運転指令を発信す
る残湯温度検出手段21を貯湯槽7上部側へ切換える。
従って、朝方に貯湯槽7から少量出湯した場合に、直ぐ
に追焚き運転して貯湯量を確保する。そして、夕方から
深夜時刻帯に近づくと貯湯槽6の残湯量がかなり少なく
ならないと追焚き運転を開始しない。よって、時刻と残
湯量を自動的に検出して自動追焚き運転をして湯量を確
保しながら無駄な追焚き運転を防止する。
湯負荷を学習制御して、時間経過とともに追焚き運転指
令を発信する残湯温度検出手段21を貯湯槽7下部側か
ら上部側へ切換えることによって、昼間追焚き運転が入
らないようにすることができる。
ートポンプ給湯機の構成図である。図6において、24
は残湯量設定手段であり、運転指令手段22に昼間追焚
き運転の指令を発信する残湯温度検出手段21を任意に
設定する。25は追焚き設定手段であり、残湯量設定手
段24に基づき昼間追焚き運転時間あるいは沸き上げ湯
温を設定する。
いて説明する。日常よりも湯の使用量が少ない日、すな
わち残湯量が多い場合には、追焚き運転を指令する残湯
温度検出手段21を貯湯槽7の上部側へ切換えて追焚き
運転を実行されないようにする。あるいは追焚き運転時
間を短くする。逆に、日常よりも湯の使用量が多い場合
には、昼間追焚き運転時間を長くして連続運転による高
効率化を実現する。従って、残湯量に応じて昼間追焚き
運転回数および昼間追焚き運転時間あるいは沸き上げ湯
温を変えて、低ランニングコストを実現する。
ートポンプ給湯機の構成図である。図7において、26
は出湯検出手段であり、貯湯槽7から浴槽27への出湯
を検出する流量センサーである。28は追焚き設定手段
であり、出湯検出手段26の信号を検出して昼間追焚き
運転時間を短く設定する。
いて説明する。貯湯槽7から浴槽27への出湯を流量セ
ンサー26が検出する。そして、流量センサー26の信
号を検出して追焚き設定手段28が追焚き運転時間を短
く設定する。その後、追焚き指令手段11の信号で短時
間の追焚き運転を開始する。従って、多量に出湯する浴
槽27への湯張りを終了した後は、少出湯量の使い方が
多いため、追焚き量も少なくてよい。例えば、1人で使
うシャワー湯量分を1回の追焚き量とすることもでき
る。よって、無駄な追焚き運転を防止することができ
る。
ー26の代わりに、浴槽湯張りスイッチの信号でおこな
っても同様の効果がある。
ートポンプ給湯機の構成図である。図8において、29
は残湯温度検出手段であり、貯湯槽の所定湯量の位置に
設け、残湯温度を検出する。そして、必要最小限の貯湯
量を表わす。30は制御手段であり、運転指令手段22
の信号を検出してもクロック17が所定時刻帯の信号を
発信し、かつ残湯温度検出手段29が所定温度の信号を
発信する場合には追焚き運転を開始しない制御をおこな
う。そして、所定時刻帯の範囲外に達した時に追焚き運
転を開始する。
いて説明する。残湯温度検出手段21の信号で追焚きの
運転指令が発信される。そして、クロック17が深夜時
刻帯の開始直前の時刻を発信し、かつ所定残湯量の位置
に設けた残湯温度検出手段29の検出信号が所定温度以
上の場合には追焚き運転を実行しないように制御手段2
9が制御する。そして、深夜時刻帯になると深夜電力利
用の運転を開始して貯湯槽内の水を沸き上げる。よっ
て、残湯量と時刻から無駄な追焚き運転を防止する。
間時間帯において、追焚きの運転指令が発信された場
合、かつ所定残湯量の位置に設けた残湯温度検出手段2
9の検出信号が所定温度以上の場合には追焚き運転を実
行しない。そして、所定時刻帯を過ぎてから追焚き運転
を開始する。この場合には、ヒートポンプの加熱能力が
大きいため、短時間で追焚きが完了する。
てはCO2冷媒、HFC冷媒等種々のものが利用でき
る。
によれば、湯切れ防止と昼間時間帯の無駄な追焚き運転
を極力少なくする低ランニングコストのヒートポンプ給
湯機を実現するものである。
図
構成図
図
図
図
図
図
図
Claims (7)
- 【請求項1】 圧縮機、放熱器、減圧装置、蒸発器を順
次接続した冷媒回路と、下部の水を前記冷媒回路で加熱
して上部から貯湯する貯湯槽、循環ポンプ、前記放熱器
と熱交換関係を有する給湯熱交換器を順次接続した給湯
回路と、昼間追焚き運転の指令を発信する運転指令手段
と、昼間追焚き運転時間あるいは沸き上げ湯温を設定す
る追焚き設定手段と、前記給湯熱交換器の出口湯温が設
定湯温となるように給湯回路を流れる流量を制御する流
量制御手段と、前記運転指令手段の信号を検出して前記
追焚き設定手段の信号に基づき運転をおこなう運転制御
手段を備えたヒートポンプ給湯機。 - 【請求項2】 時刻を計時するクロックと、前記クロッ
クの信号を検出して昼間追焚き運転時間あるいは沸き上
げ湯温を設定する追焚き設定手段としたことを特徴とす
る請求項1記載のヒートポンプ給湯機。 - 【請求項3】 外気温度を検出する外気温度検出手段を
備え、かつ追焚き設定手段は運転指令手段の信号を検出
して前記外気温度検出手段の信号を検出し、昼間追焚き
運転時間あるいは沸き上げ湯温を設定する構成としたこ
とを特徴とする請求項1または2記載のヒートポンプ給
湯機。 - 【請求項4】 貯湯槽の残湯温度を検出する複数の残湯
温度検出手段と、設定された位置(湯量)の残湯温度検
出手段の検出信号が所定温度の信号に達した場合に昼間
追焚き運転の指令を発信する運転指令手段と、クロック
の信号を検出して前記運転指令手段に発信する残湯温度
検出手段を選定する残湯量設定手段を備えた請求項1〜
3のいずれか1項記載のヒートポンプ給湯機。 - 【請求項5】 運転指令手段に昼間追焚き運転の指令を
発信する残湯温度検出手段を任意に設定する残湯量設定
手段と、前記残湯量設定手段に基づき昼間追焚き運転時
間あるいは沸き上げ湯温を設定する追焚き設定手段とを
備えた請求項1または4記載のヒートポンプ給湯機。 - 【請求項6】 貯湯槽から浴槽への出湯を検出する出湯
検出手段を備え、かつ追焚き設定手段は前記出湯検出手
段の信号を検出して昼間追焚き運転時間を短く設定する
構成としたことを特徴とする請求項1〜5のいずれか1
項記載のヒートポンプ給湯機。 - 【請求項7】 貯湯槽の所定湯量の位置に設けた残湯温
度検出手段と、運転指令手段の信号を検出してもクロッ
クが所定時刻帯の信号を発信し、かつ前記残湯温度検出
手段が所定温度の信号を発信する場合には追焚き運転を
開始しない制御をおこなう制御手段を備えた請求項1〜
6のいずれか1項記載のヒートポンプ給湯機。
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JP2005212519A Division JP3915820B2 (ja) | 2005-07-22 | 2005-07-22 | ヒートポンプ給湯機 |
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JP (1) | JP3775248B2 (ja) |
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2007322066A (ja) * | 2006-05-31 | 2007-12-13 | Toshiba Kyaria Kk | ヒートポンプ式給湯機 |
US7458418B2 (en) | 2003-01-13 | 2008-12-02 | Carrier Corporation | Storage tank for hot water systems |
-
2001
- 2001-06-29 JP JP2001198150A patent/JP3775248B2/ja not_active Expired - Fee Related
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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US7458418B2 (en) | 2003-01-13 | 2008-12-02 | Carrier Corporation | Storage tank for hot water systems |
JP2007322066A (ja) * | 2006-05-31 | 2007-12-13 | Toshiba Kyaria Kk | ヒートポンプ式給湯機 |
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---|---|
JP3775248B2 (ja) | 2006-05-17 |
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