JP2003090606A

JP2003090606A - ヒートポンプ式給湯器

Info

Publication number: JP2003090606A
Application number: JP2001284585A
Authority: JP
Inventors: Koryu Watanabe; 興隆渡邊; Kei Yanagimoto; 圭柳本; So Hiraoka; 宗平岡; Masaaki Kouchi; 正明古内; So Nomoto; 宗野本
Original assignee: Mitsubishi Electric Corp
Current assignee: Mitsubishi Electric Corp
Priority date: 2001-09-19
Filing date: 2001-09-19
Publication date: 2003-03-28

Abstract

(57)【要約】（修正有）【課題】従来のヒートポンプ式給湯器は、貯湯タンク
内の残湯量が多い場合には短時間で沸き上げる必要がな
いにもかかわらず短時間で沸き上げていたので、運転音
がいつも高いという問題点があった。【解決手段】ヒートポンプサイクルを用いて給湯用の
液体を加熱し、その加熱された液体を貯湯タンク２に蓄
えるヒートポンプ式給湯器において、加熱開始時に前記
貯湯タンク２内の残湯量を温度センサ５及び温度センサ
６で検出し、貯湯タンク２内の残湯量に応じてヒートポ
ンプサイクルの加熱能力を可変する加熱能力可変手段を
備え、残湯量が多いときは、加熱能力を小さくして運転
音の低減を図った。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明はヒートポンプサイク
ルを利用したヒートポンプ式給湯器に関するものであ
る。

【０００２】

【従来の技術】最近、ＣＯ₂ 冷媒を使用するヒートポン
プ式給湯器が公知である。この給湯器では、沸き上げ温
度を９０℃以上の高温に加熱することができるという利
点を有するが、運転音が気になるという使用者も多い。
図４は従来のヒートポンプ式給湯器の構成図であり、図
５はヒートポンプ本体の構成図であり、図６は従来の沸
き上げ制御動作のフローチャートである。

【０００３】図４において、１は給湯器本体、２は前記
本体１内に配設された貯湯タンク、３は前記貯湯タンク
２の下部と接続された給水配管、３ａはこの給水配管３
に設けられた減圧弁、４は前記貯湯タンク２の上部と接
続された給湯配管、４ａは逃し弁、５は前記貯湯タンク
２の外壁面に取り付けられ、貯湯タンク２内の水の温度
を検出する温度センサＡで、その温度センサＡ５を貯湯
タンク２の外壁面のある所定容量の位置に取り付けるこ
とにより、その取り付け位置の検出温度から前記貯湯タ
ンク２内の残湯量も検出する。

【０００４】７はヒートポンプ本体１０のヒートサイク
ルで発生した熱を貯湯タンク２内の水に置換するため、
冷水管１０ａと温水管１０ｂとにより貯湯タンク２内の
水をヒートポンプ本体１０との間で循環させる循環ポン
プである。貯湯タンク２下部に接続された冷水管１０ａ
より循環ポンプ７でヒートポンプ本体１０に水が供給さ
れ、ヒートポンプ本体１０で加熱された水を貯湯タンク
２の上部に接続された温水管１０ｂにより戻し貯湯タン
ク２内上部より貯湯する。

【０００５】８は通電時間帯（昼間時間帯、夜間時間
帯）を検出して前記貯湯タンク２内の水の沸き上げを制
御する制御部であり、前記温度センサ５の検出値と沸き
上げ温度等を設定する操作部９からの入力値に基づい
て、前記ヒートポンプ本体１０への加熱開始・停止及び
循環ポンプ７の運転を制御する。

【０００６】図５おいて、ヒートポンプ本体１０のヒー
トポンプサイクルは圧縮機１１、給湯用熱交換器１２、
膨張弁１３、室外熱交換器１４、アキュームレータ１５
を順次冷媒配管１０ｃにより接続して構成されている。
ここで、室外熱交換器１４に吸熱するためにファン１６
が取り付けてあり、また、給湯用熱交換器１２は圧縮器
１１より吐出された高圧のガス冷媒と給湯用の水とを熱
交換するもので、冷媒が流れる冷媒通路１２ａと給湯用
の水が流れる給湯用水通路１２ｂを有する。

【０００７】次に、従来の沸き上げ制御動作について、
図６のフローチャートを用いて説明する。まず、沸き上
げ制御をスタートすると（Ｓ１）、制御部８が通電時間
帯を検出する（Ｓ２）。ここで、通電時間帯とは昼間時
間帯の朝７時から夜１１時までと、夜間時間帯の夜１１
時から翌朝７時までをいう。そして、夜間時間帯か否か
判断され、夜間時間帯の場合は（Ｓ３）、温度センサＡ
５の取り付け位置の検出温度から貯湯タンク２内の残湯
量の有無を検出し（Ｓ４）、制御部８で該残湯量が所定
量（例えば２００Ｌ）以下か否か判断され、残湯量が所
定量以上であれば、沸き上げを行わず、通電時間帯検出
に戻る（Ｓ２）。もし、残湯量が所定量以下であれば、
制御部８の指示で循環ポンプ７、及びヒートポンプサイ
クルを運転してヒートポンプ本体１０は一定の加熱能力
（例えば５．０ＫＷ）で加熱動作を開始し（Ｓ９）、貯
湯タンク２上部より湯を沸き上げる。そして、温度セン
サＡ５による貯湯タンク２内の水の検出温度が、操作部
９で設定された沸き上げ温度Ｔ℃（例えば９０℃）に達
したか否か判断され（Ｓ１０）、温度センサＡ５が沸き
上げ温度Ｔ℃を検出すると、制御部８の指示でヒートポ
ンプ本体１０の加熱動作を停止させて（Ｓ１１）、沸き
上げ制御を終了する（Ｓ１２）。

【０００８】

【発明が解決しようとする課題】従来のヒートポンプ式
給湯器は、温度センサＡ５の取り付け位置の検出温度か
ら貯湯タンク２内の残湯量の有無を検出し、所定量以下
になると、ヒートポンプ本体１０の加熱動作を開始し、
一定の加熱能力で貯湯タンク２の沸き上げを行なうた
め、貯湯タンク２内の残湯量が多い場合には短時間で沸
き上げる必要がないにもかかわらず、短時間で沸き上げ
てしまい、常に運転音が大きいという問題点があった。

【０００９】本発明は、上記のような問題点を解消する
ためになされたもので、短時間で沸き上げる必要がない
ような場合に、ヒートポンプサイクルの加熱能力を小さ
くすることにより、運転音の低減を図るようにしたヒー
トポンプ式給湯器を提供することを目的とする。

【００１０】

【課題を解決するための手段】本発明に係る請求項１記
載のヒートポンプ式給湯器は、ヒートポンプサイクルを
用いて給湯用の液体を加熱し、その加熱された液体を貯
湯タンクに蓄えるヒートポンプ式給湯器において、前記
貯湯タンク内の残湯量に応じてヒートポンプサイクルの
加熱能力を可変する加熱能力可変手段を備えたものであ
る。

【００１１】また、請求項２記載のヒートポンプ式給湯
器は、前記加熱能力可変手段は、残湯量が所定値以上の
とき、運転音が４０ｄＢ以下となるようにヒートポンプ
サイクルの加熱能力を低くするようにしたものである。

【００１２】また、請求項３記載のヒートポンプ式給湯
器は、ヒートポンプサイクルを用いて給湯用の液体を加
熱し、その加熱された液体を貯湯タンクに蓄えるヒート
ポンプ式給湯器において、外気温度または水温に応じて
ヒートポンプサイクルの加熱能力を可変する加熱能力可
変手段を備えたものである。

【００１３】また、請求項４記載のヒートポンプ式給湯
器は、前記加熱能力可変手段は、残外気温度または水温
が所定温度以上のとき、運転音が４０ｄＢ以下となるよ
うにヒートポンプサイクルの加熱能力を低くするように
したものである。

【００１４】

【発明の実施の形態】実施の形態１．図１は本発明の実
施の形態１を示すヒートポンプ式給湯器の構成図であ
り、図２はその沸き上げ制御動作を示すフローチャート
である。なお、図１において、図４で示した従来例と同
一または相当部分は同一符号を付して説明を省略する。
また、図１におけるヒートポンプ本体の構成は図５で示
した従来のヒートポンプ本体の構成と同一であるため、
説明を省略する。

【００１５】図１において、６は貯湯タンク２の外壁面
に取り付けられ、貯湯タンク２の水の温度を検出する温
度センサＢで、前記温度センサＡ５よりも上部側の外壁
面に取り付けられている。ここでは、温度センサＢ６の
取り付け位置を貯湯タンク２の残湯量が１５０Ｌの位置
を選んで取り付けている。また、温度センサＡ５の取り
付け位置は、残湯量２００Ｌの位置を選んで取り付けて
いる。

【００１６】なお、制御部８は、前記温度センサＡ５及
び温度センサＢ６の検出値と操作部９からの入力値に基
づいて、前記ヒートポンプ本体１０への加熱開始・停
止、及び循環ポンプ７の運転を制御するとともに、前記
温度センサＡ５及び温度センサＢ６で検出された残湯量
に応じてヒートポンプ本体１０の加熱能力を可変する加
熱能力可変手段を備えている。

【００１７】上記のように構成された本実施の形態１に
おけるヒートポンプ式給湯器の沸き上げ制御動作につい
て、図２のフローチャートを用いて説明する。なお、従
来例と同一または相当部分については説明を省略する。

【００１８】まず、沸き上げ制御をスタートすると（Ｓ
１）、制御部８が通電時間帯を検出し（Ｓ２）、夜間時
間帯か否か判別され、夜間時間帯の場合は（Ｓ３）、温
度センサＡ５及び温度センサＢ６の検出温度から貯湯タ
ンク２内の残湯量の多少を検出し（Ｓ４）、そして、制
御部８で温度センサＢ６の検出温度から該残湯量が１５
０Ｌ以下か否かが判断される（Ｓ５）。ここで、残湯量
が１５０Ｌ以上と判断された場合は、該残湯量が２００
Ｌ以下か否か判断される（Ｓ６）。

【００１９】残湯量が２００Ｌ以上であれば、沸き上げ
を行わず、通電時間帯検出に戻る（Ｓ２）。残湯量が１
５０Ｌ以下の場合は残湯量が少ないと判断し、制御部８
はヒートポンプサイクルの加熱能力を大きく設定して、
加熱能力５．０ＫＷで運転する（Ｓ７）。残湯量が１５
０Ｌ以上で２００Ｌ以下の場合は残湯量が多いと判断
し、制御部８はヒートポンプサイクルの加熱能力を小さ
く設定して、加熱能力４．５ＫＷで沸き上げを開始する
（Ｓ８）。

【００２０】制御部８の指示で、循環ポンプ７、及びヒ
ートポンプサイクルを運転してヒートポンプ本体１０の
加熱動作を開始し、貯湯タンク２上部より沸き上げる
（Ｓ９）。そして、温度センサＡ５による検出温度が、
操作部９で設定された沸き上げ温度Ｔ℃（例えば９０
℃）に達したか否か判断され（Ｓ１０）、温度センサＡ
５が沸き上げ温度Ｔ℃を検出すると、ヒートポンプ本体
１０の加熱動作を停止して（Ｓ１１）、沸き上げ制御を
終了する（Ｓ１２）。

【００２１】図３は加熱能力と運転音との関係を示すグ
ラフである。図３に示すように、この種ヒートポンプサ
イクルの運転音は、加熱能力にほぼ比例して高くなり、
加熱能力５．０ＫＷの運転では運転音が５０ｄＢ、加熱
能力４．５ＫＷの運転では運転音が４５ｄＢ、加熱能力
４．０ＫＷの運転では運転音が４０ｄＢという測定結果
となっている。

【００２２】本実施の形態１では、貯湯タンク２内の残
湯量が少なく、１５０Ｌ以下の場合は、ヒートポンプサ
イクルの加熱能力を５．０ＫＷに設定して運転し、この
ときの運転音は５０ｄＢとなり、従来と運転音は変わら
ないが、貯湯タンク２内の残湯量が多く、１５０Ｌ以上
で２００Ｌ以下の場合は、ヒートポンプサイクルの加熱
能力を４．５ＫＷに落として運転するように加熱能力を
可変しているので、５．０ＫＷの一定加熱能力で運転し
ていた従来例よりも運転音の低減が図れる。

【００２３】このように、本実施の形態１では、貯湯タ
ンク２内の残湯量に応じてヒートポンプサイクルの加熱
能力を可変するようにしたので、貯湯タンク２内の残湯
量が少ない場合には、ヒートポンプサイクルの加熱能力
を大きくして沸き上げ、一方、貯湯タンク２の残湯量が
多い場合には、ヒートポンプサイクルの加熱能力を小さ
くして沸き上げることにより、残湯量の多いときの運転
時に、運転音の低減が図れるものである。

【００２４】実施の形態２．図４は本発明の実施の形態
２における沸き上げ制御動作のフローチャートである。
上記実施の形態１では、貯湯タンク２内の残湯量に応じ
てヒートポンプサイクルの加熱能力を可変するようにし
たが、この実施の形態２では、外気温度又は水温を検出
し（Ｓ４Ａ）、外気温度又は水温が所定温度以上か否か
で（Ｓ５Ａ）、ヒートポンプサイクルの加熱能力を５．
０ＫＷ又は４．５ＫＷに設定して運転するようにしてい
る。この実施の形態２においても、上記実施の形態１と
同様、短時間で沸き上げる必要がないときの運転音の低
減を図ることができる。

【００２５】また、一般論ではあるが、屋内設置の低騒
音機器としては４０ｄＢ以下の基準があるので、残湯量
が所定量以上、例えば２００Ｌ以上の場合、あるいは外
気温度または水温が所定温度以上の場合に、運転音の不
具合が発生しない４０ｄＢ以下になるよう、ヒートポン
プサイクルの加熱能力を４．０ＫＷに制限することもで
きる。

【００２６】

【発明の効果】以上のように、本発明に係る請求項１の
ヒートポンプ式給湯器によれば、貯湯タンク内の残湯量
に応じてヒートポンプサイクルの加熱能力を可変する加
熱能力可変手段を備えているので、貯湯タンク内の残湯
量が多い場合に、ヒートポンプサイクルの加熱能力を小
さくして運転音の低減が図れる。

【００２７】また、請求項２のヒートポンプ式給湯器に
よれば、前記加熱能力可変手段は、残湯量が所定値以上
のとき、運転音が４０ｄＢ以下となるようにヒートポン
プサイクルの加熱能力を小さくするので、運転音の不具
合低減が確実に図れるヒートポンプ式給湯器を得ること
ができる。

【００２８】また、本発明に係る請求項３のヒートポン
プ式給湯器によれば、外気温度または水温に応じてヒー
トポンプサイクルの加熱能力を可変する加熱能力可変手
段を備えているので、短時間で沸き上げる必要がないと
きに、ヒートポンプサイクルの加熱能力を小さくして運
転音の低減が図れる。

【００２９】また、請求項４のヒートポンプ式給湯器に
よれば、前記加熱能力可変手段は、外気温度または水温
が所定温度以上のとき、運転音が４０ｄＢ以下となるよ
うにヒートポンプサイクルの加熱能力を小さくするの
で、運転音の不具合低減が確実に図れるヒートポンプ式
給湯器を得ることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施の形態１におけるヒートポンプ
給湯器の構成図である。

【図２】本発明の実施の形態１における沸き上げ制御
動作のフローチャートである。

【図３】本発明の実施の形態１におけるヒートポンプ
給湯器の加熱能力と運転音との関係を示すグラフであ
る。

【図４】本発明の実施の形態２における沸き上げ制御
動作のフローチャートである。

【図５】従来のヒートポンプ給湯器の構成図である。

【図６】ヒートポンプ本体の構成図である。

【図７】従来のヒートポンプ給湯器の沸き上げ制御動
作のフローチャートである。

【符号の説明】

１給湯器本体、２貯湯タンク、５温度センサＡ、
６温度センサＢ、８制御部、１０ヒートポンプ本
体。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者平岡宗東京都千代田区丸の内二丁目２番３号三菱電機株式会社内 (72)発明者古内正明東京都千代田区丸の内二丁目２番３号三菱電機株式会社内 (72)発明者野本宗東京都千代田区丸の内二丁目２番３号三菱電機株式会社内

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】ヒートポンプサイクルを用いて給湯用の
液体を加熱し、その加熱された液体を貯湯タンクに蓄え
るヒートポンプ式給湯器において、前記貯湯タンク内の
残湯量に応じてヒートポンプサイクルの加熱能力を可変
する加熱能力可変手段を備えていることを特徴とするヒ
ートポンプ式給湯器。
【請求項２】前記加熱能力可変手段は、残湯量が所定
値以上のとき、運転音が４０ｄＢ以下となるようにヒー
トポンプサイクルの加熱能力を低く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器。
【請求項３】ヒートポンプサイクルを用いて給湯用の
液体を加熱し、その加熱された液体を貯湯タンクに蓄え
るヒートポンプ式給湯器において、外気温度または水温
に応じてヒートポンプサイクルの加熱能力を可変する加
熱能力可変手段を備えていることを特徴とするヒートポ
ンプ式給湯器。
【請求項４】前記加熱能力可変手段は、外気温度また
は水温が所定温度以上のとき、運転音が４０ｄＢ以下と
なるようにヒートポンプサイクルの加熱能力を低くする
ことを特徴とする請求項３記載のヒートポンプ式給湯
器。