JP2004198044A

JP2004198044A - Water heater

Info

Publication number: JP2004198044A
Application number: JP2002368020A
Authority: JP
Inventors: Eiji Takahashi; 英二高橋; Satoru Kodama; 悟兒玉
Original assignee: Denso Corp
Current assignee: Denso Corp
Priority date: 2002-12-19
Filing date: 2002-12-19
Publication date: 2004-07-15
Anticipated expiration: 2022-12-19
Also published as: JP3861807B2

Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a water heater A to reduce the standby power requirement in a standby mode. <P>SOLUTION: When the outdoor temperature detected by an outdoor temperature sensor 82 exceeds a predetermined value, when the water feed temperature detected by a water feed temperature sensor 83 exceeds a predetermined value, or when the hot water volume detected by a hot water volume sensor 84 exceeds a predetermined value during a standby mode of the water heater A, a normally energized tank side ECU 8 stops the energization to a relay 71, and stops the power supply to a heat pump side ECU 7 and an interval 11. <P>COPYRIGHT: (C)2004,JPO&NCIPI

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、ヒートポンプ式の給湯装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
特許文献１に記載のヒートポンプ式の給湯装置は、冷媒圧縮機、冷媒水熱交換器の冷媒流路、膨張弁、および空気熱交換器を環状に接続してなるヒートポンプサイクルと、貯湯タンクと冷媒水熱交換器の温水流路とを温水配管で接続し、途中に循環ポンプを介設した温水回路と、前記冷媒圧縮機、前記膨張弁、および前記循環ポンプを制御する制御器とを備え、湯水の沸き上げ温度が目標沸き上げ温度になる様に、貯湯タンク内に温水を貯湯する沸き上げ運転を行っている。
【０００３】
【特許文献１】
特開平２００２- ２０６８０５号公報（第１０頁〜第１１頁、図６）
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
上記従来の給湯装置は、以下の課題を有する。
運転待機中（沸き上げ運転の終了後）においては、制御器や、冷媒圧縮機を駆動するためのインバータに作動用電力が供給されているので、電力（約９Ｗ）を消費している。
【０００５】
また、使用者が、リモコンで給湯装置を運転休止状態にした場合でも、制御器や、冷媒圧縮機を駆動するためのインバータには作動用電力が供給されているので、電力（約９Ｗ）を消費し続ける。
この待機電力は、約９Ｗと大きくは無いが、旅行等で給湯装置を使用しない期間が数週間となった場合には、かなりの電力が無駄に消費される。
【０００６】
本発明の目的は、運転待機中の待機電力を低減した給湯装置の提供にある。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
〔請求項１について〕
ヒートポンプサイクルは、冷媒を圧縮するコンプレッサ、冷媒水熱交換器の冷媒流路、膨張弁、および空気熱交換器を環状に接続してなる。なお、コンプレッサは、コンプレッサ駆動回路を介して駆動される。
また、ヒートポンプサイクル、コンプレッサ駆動回路、およびヒートポンプサイクル側制御器をヒートポンプユニット側に配している。
【０００８】
湯水回路は、給湯用の温水を貯える貯湯タンクと冷媒水熱交換器の湯水流路とを湯水配管で接続し、途中に循環ポンプを介設している。なお、通電の関係上、循環ポンプをヒートポンプユニット側に配設するのが好ましい。
【０００９】
ヒートポンプサイクル側制御器は、接続した各種センサからのセンサ出力に基づいて、膨張弁、循環ポンプ、およびコンプレッサ駆動回路を制御し、目標沸き上げ温度の温水を貯湯タンク内に貯湯する沸き上げ運転を行う。
【００１０】
なお、通電制御器がヒートポンプサイクル側制御器等へ作動用電力を供給している間は、タンクユニット側に配されるタンク側制御器とヒートポンプサイクル側制御器との間で通信が可能である。
【００１１】
沸き上げ運転が完了した運転待機時において、タンクユニット側のタンク状況から判断して、沸き上げ運転等を行う必要が無い場合には、タンク側制御器が通電制御器に、ヒートポンプサイクル側制御器およびコンプレッサ駆動回路への作動用電力の遮断を指示する。
【００１２】
これにより、沸き上げ運転等を行う必要が無い場合には、ヒートポンプサイクル側制御器およびコンプレッサ駆動回路が消費する電力をカットできるので、運転待機中の待機電力を低減することができる。
【００１３】
〔請求項２について〕
タンク側制御器は、運転待機時において、下記の場合には、ヒートポンプサイクル側制御器およびコンプレッサ駆動回路への作動用電力の遮断を通電制御器に指示する。
【００１４】
・タンク側制御器に接続した外気温センサにより検出される外気温度が所定温度を越える（凍結防止運転を行う必要がない）場合。
・貯湯タンクの給水側の温水温度を検出する給水温度センサにより検出される給水温度が設定温度を越える（沸き上げ運転を行う必要がない）場合。
・給湯時に貯湯タンクの給水側の温水温度を検出する給水温度センサが検出する給水温度を積算して平均した平均給水温度が設定値を越える（沸き上げ運転を行う必要がない）場合。
【００１５】
これにより、沸き上げ運転等を行う必要が無い場合には、ヒートポンプサイクル側制御器およびコンプレッサ駆動回路が運転待機時に消費する電力をカットできるので、待機電力を低減することができる。
【００１６】
〔請求項３について〕
給湯装置は、外気温センサをヒートポンプサイクル側制御器に接続しているので、通電制御器が作動用電力を遮断すると、タンクユニット側に配されるタンク側制御器とヒートポンプサイクル側制御器との間で通信が行えなくなり、外気温度のデータをタンク側制御器へ送れなくなる。
【００１７】
そこで、沸き上げ運転の開始から設定時間経過後の沸き上げ運転中に検出される外気温度のデータを、通信によりタンク側制御器へ送り、タンク側制御器のメモリに記憶させておく。なお、安定した温度挙動を得るため、沸き上げ運転の開始から設定時間経過後に検出される外気温度を用いる。
【００１８】
タンク側制御器は、メモリに記憶させた外気温度が所定温度を越える場合には、沸き上げ運転が完了して運転待機時に移行した際に、ヒートポンプサイクル側制御器およびコンプレッサ駆動回路への作動用電力の遮断を通電制御器に指示する。
【００１９】
これにより、凍結防止運転を行う必要がない場合には、ヒートポンプサイクル側制御器およびコンプレッサ駆動回路が運転待機時に消費する電力をカットでき、待機電力を低減することができる。
【００２０】
〔請求項４について〕
給湯装置は、外気温センサをヒートポンプサイクル側制御器に接続しているので、通電制御器が作動用電力を遮断すると、タンクユニット側に配されるタンク側制御器とヒートポンプサイクル側制御器との間で通信が行えなくなり、外気温度のデータをタンク側制御器へ送れなくなる。
【００２１】
そこで、沸き上げ運転の終了から所定時間経過後の運転待機時に作動用電力を一時的に供給する様にタンク側制御器が通電制御器に指示する。
これにより、ヒートポンプサイクル側制御器に一時的に作動用電力が供給され、外気温度のデータをタンク側制御器へ送ることができる。
【００２２】
そして、この際に検出される外気温度が所定温度を越える場合には、作動用電力の遮断をタンク側制御器が通電制御器に指示する。
これにより、凍結防止運転を行う必要がない場合には、ヒートポンプサイクル側制御器およびコンプレッサ駆動回路が運転待機時に消費する電力をカットでき、待機電力を低減することができる。
【００２３】
〔請求項５について〕
沸き上げ運転終了時の目標沸き上げ温度が高い程、湯水回路内の湯水温度が高くなる。このため、外気温度が仮に低くても、長い時間、凍結の虞がないので、沸き上げ運転の終了から、一時的に作動用電力の供給を通電制御器に指示する迄の所定時間の長さを長くして、外気温度を検出する迄の時間を長くする。
これにより、ヒートポンプサイクル側制御器およびコンプレッサ駆動回路が運転待機時に消費する電力を極力カットでき、待機電力を低減することができる。
【００２４】
【発明の実施の形態】
本発明の第１実施例（請求項１、２に対応）を、図１〜図４に基づいて説明する。
【００２５】
給湯装置Ａは、図１、２に示す如く、コンプレッサ１、冷媒水熱交換器２の冷媒流路２１、膨張弁３、室外ファン４１を付設した空気熱交換器４、およびアキュムレータ（図示せず）を冷媒配管４２で環状に接続したヒートポンプサイクルＨと、給湯用の温水を貯える貯湯タンク５と、冷媒水熱交換器２の湯水流路２２とを湯水配管５１で接続し、途中に循環ポンプ６を介設した温水回路Ｗと、インバータ（コンプレッサ駆動回路）１１と、ヒートポンプサイクル側ＥＣＵ（ヒートポンプサイクル側制御器）７と、タンクユニット８０内に配されるタンク側ＥＣＵ（タンク側制御器）８と、リレー（通電制御器）７１とを備える。
【００２６】
なお、ヒートポンプサイクルＨの各部材、インバータ１１、循環ポンプ６、ヒートポンプサイクル側ＥＣＵ７、およびリレー７１を、ヒートポンプユニット７０内に配設している。
【００２７】
コンプレッサ１は、三相モータによって駆動され、アキュムレータから吸引した気相冷媒を臨界圧力以上に圧縮して吐出する。
この三相モータへ印加する電圧の周波数をインバータ１１で制御することにより回転数が決定され、コンプレッサ１の能力が増減する。なお、ヒートポンプサイクル側ＥＣＵ７からインバータ１１に目標コンプレッサ回転数が指示される。
【００２８】
冷媒水熱交換器２は、コンプレッサ１から吐出する冷媒（二酸化炭素）が流れる冷媒流路２１と、湯水が流れる湯水流路２２とを有する。そして、コンプレッサ１より吐出し、冷媒流路２１を流れる高温冷媒（ホットガス）が、貯湯タンク５から流出した湯水に放熱し、湯水が昇温する。
【００２９】
なお、冷媒水熱交換器２の湯水流路２２の入口側、出口側には、それぞれ、給水温度Ｔｗｉを検出する給水温度センサ６１、沸き上げ温度Ｔｗｏを検出する沸き上げ温度センサ６２が配されている。また、冷媒流路２１の出口側、入口側には、ぞれぞれ、出口側冷媒温度Ｔｒｏを検出する出口側冷媒温度センサ６３、入口側冷媒温度Ｔｃｏを検出する入口側冷媒温度センサ６４が配されている。
【００３０】
更に、空気熱交換器４の入口側、空気取込口側、出口側には、それぞれ、冷媒入口温度Ｔｅｉを検出する冷媒入口温度センサ４３、外気温度Ｔａｍを検出する外気温度センサ４４、フロスト温度Ｔｆを検出するフロスト温度センサ４５が配されている。
【００３１】
膨張弁３は、ステッピングモータ（図示せず）により駆動される弁体（図示せず）を有し、ステッピングモータへの通電量に応じて弁開度をリニアに可変することができる。
空気熱交換器４は、膨張弁３の通過によって膨張して減圧した冷媒を、室外ファン４１によって送風される外気と熱交換（大気吸熱）して蒸発させる。なお、蒸発した冷媒は、アキュムレータを経てコンプレッサ１に戻る。
なお、ヒートポンプサイクル側ＥＣＵ７から室外ファン４１に目標回転数が指示される。
【００３２】
空気熱交換器４より流出する冷媒を気液分離するためにアキュムレータが設けられ、気相冷媒がコンプレッサ１に送られる。
そして、コンプレッサ１により、高温高圧に圧縮された冷媒は、冷媒水熱交換器２の冷媒流路２１内を流れ、冷媒水熱交換器２の湯水流路２２内を冷媒の流れと逆方向に流れる湯水を加熱する。
【００３３】
湯水配管５１は、貯湯タンク５の下部に設けられた湯水出口５２と、上部に設けられた湯水入口５３との間を接続する配管である。
なお、運転中、貯湯タンク５内の湯水は、循環ポンプ６により湯水出口５２から出て湯水配管５１を介して、冷媒水熱交換器２の湯水流路２２を通り、湯水入口５３から貯湯タンク５内に戻る。
【００３４】
沸き上げ運転中、ヒートポンプサイクル側ＥＣＵ７は、給水温度センサ６１、沸き上げ温度センサ６２、出口側冷媒温度センサ６３、冷媒入口温度センサ４３、外気温度センサ４４、フロスト温度センサ４５、および入口側冷媒温度センサ６４の各出力に基づいて、インバータ１１、室外ファン４１、循環ポンプ６、および膨張弁３を制御し、目標沸き上げ温度の温水を貯湯タンク５内に貯湯する。
なお、ヒートポンプサイクル側ＥＣＵ７への作動用電力は、リレー７１の常開接点を介して供給される。
【００３５】
タンク側ＥＣＵ８には、作動用電力が常時供給されている。このタンク側ＥＣＵ８は、ヒートポンプサイクル側ＥＣＵ７に作動用電力が供給されている間は、ヒートポンプサイクル側ＥＣＵ７と通信が可能である。また、８１はリモコンである。
【００３６】
更に、タンク側ＥＣＵ８には、タンクユニット８０側の外気温度を検出する外気温センサ８２、貯湯タンク５の給水側の温水温度を検出する給水温度センサ８３、および貯湯タンク５の温水の水量を検出する湯量センサ８４が接続されている。なお、ヒートポンプサイクル側ＥＣＵ７が作動している間は、外気温センサ８２および給水温度センサ８３の検出値は無効とされる。
【００３７】
つぎに、給湯装置Ａの作動を、図３および図４に示すフローチャートに基づいて説明する。
【００３８】
運転待機中（運転停止中も含む）で、リレー７１の常開接点が開いている給湯装置Ａに、リモコン８１により運転開始指示を出した場合には、先ず、タンク側ＥＣＵ８がリレー７１へ通電を行ってリレー７１の常開接点を閉成し、ヒートポンプサイクル側ＥＣＵ７等に作動用電力を供給する。つぎに、ヒートポンプサイクル側ＥＣＵ７が各制御変数やタイマを初期化する（ステップｓ１）。
【００３９】
また、ステップＳ５からの移行によりヒートポンプサイクル側ＥＣＵ７に作動用電力が供給されて沸き上げ運転に移行した場合には、ヒートポンプサイクル側ＥＣＵ７が各制御変数やタイマを初期化する（ステップｓ１）。
【００４０】
ステップｓ２で、各センサから出力されるセンサ信号をヒートポンプサイクル側ＥＣＵ７が取り込み、入力処理を行う。
【００４１】
ステップｓ３において、各センサからのセンサ信号に基づいて、ヒートポンプサイクル側ＥＣＵ７が沸き上げ判定を行い、沸き上げ運転を行う（沸き上げ運転の継続も含む）。ＹＥＳの場合にはステップｓ４に進み、沸き上げ運転を行わない（沸き上げ運転の終了も含む）ＮＯの場合にはステップｓ８に進む。
【００４２】
ステップｓ４において、温度差ΔＴに基づいて、ヒートポンプサイクル側ＥＣＵ７が膨張弁制御を行う。
ΔＴ＝出口側冷媒温度Ｔｒｏ−給水温度Ｔｗｉ
【００４３】
ステップｓ５において、沸き上げ温度差ΔｄＴに基づいて、ヒートポンプサイクル側ＥＣＵ７がポンプ制御を行う。
ΔｄＴ＝目標沸き上げ温度Ｔｐ−沸き上げ温度Ｔｗｏ
【００４４】
ステップｓ６において、ヒートポンプサイクル側ＥＣＵ７がファン制御を行う。
ステップｓ７で、ヒートポンプサイクル側ＥＣＵ７がコンプレッサ制御を行い、ステップｓ２に戻る。
【００４５】
ステップｓ８において、通信により、ヒートポンプサイクル側ＥＣＵ７が、リレー７１への通電を遮断する様にタンク側ＥＣＵ８に指示する。これにより、タンク側ＥＣＵ８がリレー７１への通電を遮断し、リレー７１がオフ状態になる。
【００４６】
リレー７１がオフすると、常開接点が開成し、ヒートポンプサイクル側ＥＣＵ７およびインバータ１１への作動用電力の供給が絶たれる。これにより、給湯装置Ａが運転待機状態になる。
【００４７】
図４に示すステップＳ１において、外気温センサ８２のセンサ出力に基づいてタンク側ＥＣＵ８がタンクユニット８０側の外気温度を検出する。また、このステップＳ１では、タンク側ＥＣＵ８が、給水温度センサ８３のセンサ出力に基づいて貯湯タンク５の給水側の温水温度を検出し、湯量センサ８４のセンサ出力に基づいて貯湯タンク５の温水の水量を検出する。
【００４８】
ステップＳ２において、貯湯タンク５の給水側の温水温度および貯湯タンク５内の温水量に基づいて、タンク側ＥＣＵ８が沸き上げを行うか否かを判定し、沸き上げを行わない場合（ＮＯ）にはステップＳ３に進み、沸き上げを行う場合（ＹＥＳ）にはステップＳ５に進む。
【００４９】
具体的には、時間経過等により温水温度が判定温度以下に低下した場合や、温水使用により温水量が判定量以下に減った場合には、タンク側ＥＣＵ８が沸き上げ運転を行うと判定する。
【００５０】
ステップＳ３において、待機状態になってからの経過時間や各検出結果に基づいて、温水回路Ｗのエア抜き等の機器運転が必要であるか否かをタンク側ＥＣＵ８が判定し、エア抜き等の機器運転が必要でない場合（ＮＯ）にはステップＳ４に進み、エア抜き等の機器運転が必要である場合（ＹＥＳ）にはステップＳ６に進む。
【００５１】
なお、ステップＳ２、Ｓ３において、リモコン８１の操作により、沸き上げ運転やエア抜き等の機器運転を強制的に行うこともできる。
【００５２】
ステップＳ４において、タンクユニット８０側の外気温度が４℃以下であるか否かをタンク側ＥＣＵ８が判別し、４℃を越える場合（ＮＯ）には、リレーオフ状態を継続した状態でステップＳ１に戻り、４℃以下である場合（ＹＥＳ）にはステップＳ８に進む。
【００５３】
ステップＳ５において、タンク側ＥＣＵ８がリレー７１へ通電を行ってリレー７１の常開接点を閉成する。これにより、ヒートポンプサイクル側ＥＣＵ７等に作動用電力が供給され、図３の沸き上げ運転に移行する。
【００５４】
ステップＳ６において、タンク側ＥＣＵ８がリレー７１へ通電を行ってリレー７１の常開接点を閉成する。これにより、ヒートポンプサイクル側ＥＣＵ７等に作動用電力が供給され、ヒートポンプサイクル側ＥＣＵ７がエア抜き運転（ステップＳ７）を行い、エア抜き運転の完了後にステップＳ１０に進む。
【００５５】
ステップＳ８において、タンク側ＥＣＵ８がリレー７１へ通電を行ってリレー７１の常開接点を閉成する。これにより、ヒートポンプサイクル側ＥＣＵ７等に作動用電力が供給され、ヒートポンプサイクル側ＥＣＵ７が凍結防止運転（ステップＳ９）を行い、凍結防止運転の完了後にステップＳ１０に進む。
【００５６】
ステップＳ１０において、タンク側ＥＣＵ８がリレー７１への通電を停止し、ステップＳ１に戻る。
なお、リレー７１への通電停止により常開接点が開成し、ヒートポンプサイクル側ＥＣＵ７およびインバータ１１への作動用電力の供給が停止する。
【００５７】
本実施例の給湯装置Ａは、以下の利点を有する。
〔ア〕給湯装置Ａは、運転待機時において、沸き上げ運転等を行う必要が無い場合（下記に示す）には、タンク側ＥＣＵ８がリレー７１をオフ状態にして、ヒートポンプサイクル側ＥＣＵ７およびインバータ１１への電力供給を停止する構成である。このため、運転待機中の待機電力を大幅に低減（約２０Ｗ→１Ｗ以下）することができる。
【００５８】
・タンク側ＥＣＵ８に接続した外気温センサ８２により検出される外気温度が４℃を越える（凍結防止運転を行う必要がない）場合。
・貯湯タンク５の給水側の温水温度を検出する給水温度センサ８３により検出される給水温度が判定温度を越える（沸き上げ運転を行う必要がない）場合。
・貯湯タンク５の湯量を検出する湯量センサ８４により検出される温水の水量が判定量を越える（沸き上げ運転を行う必要がない）場合。
【００５９】
〔イ〕給湯装置Ａは、運転待機時において、リレー７１をオフ状態にして、ヒートポンプサイクル側ＥＣＵ７およびインバータ１１への電力供給が停止していても、常時通電されているタンク側ＥＣＵ８により貯湯タンク５のタンク状況（湯量や給水温度等）を監視し、必要な際には、ヒートポンプサイクル側ＥＣＵ７およびインバータ１１へ電力供給して沸き上げ運転等を行う構成である。
このため、温水回路Ｗの凍結、給湯温度の低下、または湯量不足等の不具合は起きない。
【００６０】
つぎに、本発明の第２実施例（請求項１、３に対応）を、図３〜図６（図２も参照する）に基づいて説明する。
【００６１】
給湯装置Ｂは、以下の点が給湯装置Ａと異なる。
図５に示す如く、タンク側ＥＣＵ８には、貯湯タンク５の給水側の温水温度を検出する給水温度センサ８３および貯湯タンク５の温水の水量を検出する湯量センサ８４が接続されている。なお、ヒートポンプサイクル側ＥＣＵ７が作動している間は、給水温度センサ８３の検出値は無効とされる。
また、タンクユニット８０側の外気温度を検出する外気温センサは配設されていない。
【００６２】
タンク側ＥＣＵ８には、作動用電力が常時供給されている。このタンク側ＥＣＵ８は、ヒートポンプサイクル側ＥＣＵ７に作動用電力が供給されている間は、ヒートポンプサイクル側ＥＣＵ７と通信が可能である。
【００６３】
給湯装置Ｂは、図６に示す様に、沸き上げ運転の開始から一定時間（例えば２時間）が経過する（沸き上げ運転中）と、外気温度センサ４４（図２参照）のセンサ出力に基づいてヒートポンプサイクル側ＥＣＵ７が検出する外気温度Ｔａｍ（２時間経過後のもの）のデータを、ヒートポンプサイクル側ＥＣＵ７が通信によりタンク側ＥＣＵ８に送り、タンク側ＥＣＵ８が１日の外気温度Ｔａｍｄａｙとしてメモリ８５に格納する。
【００６４】
給湯装置Ｂも図３、図４のフローチャートに準じて作動する。
但し、以下のステップが異なる。
図４に示すステップＳ１において、タンク側ＥＣＵ８がメモリ８５に格納された外気温度Ｔａｍｄａｙを読み出す。なお、このステップＳ１において、温水温度や温水量については、タンク側ＥＣＵ８が、給水温度センサ８３のセンサ出力、および湯量センサ８４のセンサ出力に基づいて検出する。
【００６５】
ステップＳ４において、メモリ８５から読み出した外気温度Ｔａｍｄａｙが４℃以下であるか否かをタンク側ＥＣＵ８が判別し、４℃を越える場合（ＮＯ）には、リレーオフ状態を継続した状態でステップＳ１に戻り、４℃以下である場合（ＹＥＳ）にはステップＳ８に進む。
【００６６】
本実施例の給湯装置Ｂは、以下の利点を有する。
〔ウ〕外気温センサがタンク側ＥＣＵ８側に配設されていない給湯装置Ｂは、沸き上げ運転の開始から一定時間（２時間）経過後の沸き上げ運転中に検出される外気温度のデータを、通信によりタンク側ＥＣＵ８へ送り、タンク側ＥＣＵ８のメモリ８５に外気温度Ｔａｍｄａｙとして記憶させておき、運転待機時のステップＳ４で凍結防止運転を行うか否かの判定に用いる構成である。
【００６７】
このため、外気温センサがタンク側ＥＣＵ８側に配設されていなくても、温水回路Ｗの凍結防止を図りながら、運転待機中の待機電力を大幅に低減することができる。
なお、沸き上げ運転の開始から２時間後に外気温度センサ４４が検出する外気温度をメモリ８５に格納しているので凍結判別に適した温度データが得られる。
【００６８】
つぎに、本発明の第３実施例（請求項１、４に対応）を、図３、図４、図５、および図７（図２も参照する）に基づいて説明する。
【００６９】
給湯装置Ｃは、以下の点が給湯装置Ａと異なる。
図５に示す如く、タンク側ＥＣＵ８には、貯湯タンク５の給水側の温水温度を検出する給水温度センサ８３および貯湯タンク５の温水の水量を検出する湯量センサ８４が接続されている。
また、タンクユニット８０側の外気温度を検出する外気温センサは配設されていない。
【００７０】
タンク側ＥＣＵ８には、作動用電力が常時供給されている。このタンク側ＥＣＵ８は、ヒートポンプサイクル側ＥＣＵ７に作動用電力が供給されている間は、ヒートポンプサイクル側ＥＣＵ７と通信が可能である。
【００７１】
給湯装置Ｃは、図７に示す様に、沸き上げ運転の終了から一定時間（例えば１時間）が経過する（運転待機中）と、タンク側ＥＣＵ８がリレー７１に一時的に通電して、ヒートポンプサイクル側ＥＣＵ７およびインバータ１１に作動用電力を供給し、外気温度センサ４４が検出する外気温度のデータを通信によりタンク側ＥＣＵ８に送っている。
【００７２】
給湯装置Ｃも図３、図４のフローチャートに準じて作動する。
但し、以下のステップが異なる。
沸き上げ運転の終了（図３のステップｓ３でＮＯ）により、ステップｓ８に進んでリレー７１がオフし、図４の運転待機状態に移行する。
【００７３】
図４に示すステップＳ１において、外気温度Ｔａｍｄａｙがメモリ８５に格納されていればタンク側ＥＣＵ８がそれを読み出す。
給湯装置Ｃでは、沸き上げ運転の終了から一定時間（例えば１時間）が経過すると、タンク側ＥＣＵ８がリレー７１に一時的に通電する構成である。
【００７４】
一時通電の間、ヒートポンプサイクル側ＥＣＵ７およびインバータ１１に作動用電力が供給され、外気温度センサ４４が外気温度を検出し、そのデータが通信によりタンク側ＥＣＵ８に送られ、メモリ８５に格納される。
なお、リレー７１への一時通電時間は、外気温度センサ４４により外気温度が検出できてメモリ８５に格納可能な最低限の時間であれば良く、数秒〜数分で良い。
【００７５】
また、このステップＳ１において、温水温度や温水量については、タンク側ＥＣＵ８が、給水温度センサ８３のセンサ出力、および湯量センサ８４のセンサ出力に基づいて検出する。
【００７６】
ステップＳ２において、貯湯タンク５の給水側の温水温度および貯湯タンク５内の温水量に基づいて、タンク側ＥＣＵ８が沸き上げを行うか否かを判定し、沸き上げを行わない場合（ＮＯ）にはステップＳ３に進み、沸き上げを行う場合（ＹＥＳ）にはステップＳ５に進む。
【００７７】
なお、時間経過等により温水温度が判定温度以下に低下した場合や、温水使用により温水量が判定量以下に減った場合には、タンク側ＥＣＵ８が沸き上げ運転を行うと判定する。
【００７８】
ステップＳ３において、待機状態になってからの経過時間や各検出結果に基づいて、温水回路Ｗのエア抜き等の機器運転が必要であるか否かをタンク側ＥＣＵ８が判定し、エア抜き等の機器運転が必要でない場合（ＮＯ）にはステップＳ４に進み、エア抜き等の機器運転が必要である場合（ＹＥＳ）にはステップＳ６に進む。
なお、ステップＳ２、Ｓ３において、リモコン８１の操作により、沸き上げ運転やエア抜き等の機器運転を強制的に行うこともできる。
【００７９】
ステップＳ４において、メモリ８５から読み出した外気温度Ｔａｍｄａｙが４℃以下であるか否かをタンク側ＥＣＵ８が判別し、４℃を越える場合（ＮＯ）には、リレーオフ状態を継続した状態でステップＳ１に戻り、４℃以下である場合（ＹＥＳ）にはステップＳ８に進む。
なお、沸き上げ運転の終了直後で、メモリ８５に外気温度Ｔａｍｄａｙが格納されていない場合にはステップＳ１に戻る。
【００８０】
本実施例の給湯装置Ｃは、以下の利点を有する。
〔エ〕外気温センサがタンク側ＥＣＵ８側に配設されていない給湯装置Ｃは、沸き上げ運転の終了から一定時間（例えば１時間）が経過すると、タンク側ＥＣＵ８がリレー７１に一時的に通電し、外気温度センサ４４が検出する外気温度のデータを、通信によりタンク側ＥＣＵ８へ送り、タンク側ＥＣＵ８のメモリ８５に外気温度Ｔａｍｄａｙとして記憶させておき、ステップＳ４で凍結防止運転を行うか否かの判定に用いる構成である。
【００８１】
このため、外気温センサがタンク側ＥＣＵ８側に配設されていなくても、温水回路Ｗの凍結防止を図りながら、運転待機中の待機電力を大幅に低減することができる。
なお、沸き上げ運転の停止から１時間後に外気温度センサ４４が検出する外気温度をメモリ８５に格納しているので凍結判別に適した温度データが得られる。
【００８２】
本発明は、上記実施例以外に、つぎの実施態様を含む。
ａ．リレー７１を二個（インバータ１１への通電を制御するリレー、ヒートポンプサイクル側ＥＣＵ７への通電を制御するリレー）にし、コンプレッサ１の作動が不要な運転を行う場合には、タンク側ＥＣＵ８がインバータ１１への通電を行うリレーをオフにしておけば良い。
【００８３】
ｂ．上記各実施例では、循環ポンプ６をヒートポンプユニット７０側に配設しているが、タンクユニット８０側に配設しても良い。この場合には、４℃の判定値を低い温度にする。
【００８４】
ｃ．リレー７１をタンクユニット８０側に配設しても良いが、タンクユニット８０から電力線を延ばしてヒートポンプユニット７０に結線する必要がある。
【００８５】
ｄ．給湯装置Ｃにおいて、沸き上げ運転の終了から、タンク側ＥＣＵ８がリレー７１に一時的に通電する迄の時間を、下記に示す様に、目標沸き上げ温度が高い（凍結し難い）程、長くする様にしても良い（請求項５に対応）。
目標沸き上げ温度６５℃→１時間
目標沸き上げ温度９０℃→１．５時間
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１実施例に係る給湯装置のブロック図である。
【図２】その給湯装置の説明図である。
【図３】給湯装置の沸き上げ運転時のフローチャートである。
【図４】給湯装置の運転待機時のフローチャートである。
【図５】本発明の第２、第３実施例に係る給湯装置の要部ブロック図である。
【図６】本発明の第２実施例に係る給湯装置における外気温度の取得に関する説明図である。
【図７】本発明の第３実施例に係る給湯装置における外気温度の取得に関する説明図である。
【符号の説明】
Ａ〜Ｃ給湯装置
Ｈヒートポンプサイクル
Ｗ温水回路（湯水回路）
１コンプレッサ（冷媒圧縮機）
２冷媒水熱交換器
３膨張弁
４空気熱交換器
５貯湯タンク
６循環ポンプ
７ヒートポンプサイクル側ＥＣＵ（ヒートポンプサイクル側制御器）
８タンク側ＥＣＵ（タンク側制御器）
１１インバータ（コンプレッサ駆動回路）
２１冷媒流路
２２湯水流路
４２冷媒配管
４３冷媒入口温度センサ（センサ）
４４外気温度センサ（センサ）
５１湯水配管
６１給水温度センサ（センサ）
６２沸き上げ温度センサ（センサ）
７０ヒートポンプユニット
７１リレー（通電制御器）
８０タンクユニット
８２外気温センサ
８３給水温度センサ
８５メモリ[0001]
TECHNICAL FIELD OF THE INVENTION
The present invention relates to a heat pump type hot water supply apparatus.
[0002]
[Prior art]
The heat pump type hot water supply device described in Patent Document 1 includes a heat pump cycle in which a refrigerant compressor, a refrigerant flow path of a refrigerant / water heat exchanger, an expansion valve, and an air heat exchanger are connected in a ring shape, a hot water storage tank and a refrigerant. The hot water flow path of the water heat exchanger is connected with a hot water pipe, a hot water circuit provided with a circulation pump on the way, the refrigerant compressor, the expansion valve, and a controller for controlling the circulation pump, A boiling operation for storing hot water in a hot water storage tank is performed so that the boiling temperature of the hot water becomes the target boiling temperature.
[0003]
[Patent Document 1]
JP-A-2002-206805 (Pages 10 to 11, FIG. 6)
[0004]
[Problems to be solved by the invention]
The above-mentioned conventional water heater has the following problems.
During operation standby (after completion of the boiling operation), electric power (about 9 W) is consumed because the operating electric power is supplied to the controller and the inverter for driving the refrigerant compressor.
[0005]
In addition, even when the user puts the water heater in a non-operation state with the remote controller, the operation power is supplied to the controller and the inverter for driving the refrigerant compressor. Continue to consume.
This standby power is not so large as about 9 W, but when the period during which the hot water supply device is not used for a trip or the like is several weeks, considerable power is wasted.
[0006]
An object of the present invention is to provide a hot water supply device that reduces standby power during standby for operation.
[0007]
[Means for Solving the Problems]
[About claim 1]
The heat pump cycle is configured by annularly connecting a compressor for compressing a refrigerant, a refrigerant flow path of a refrigerant / water heat exchanger, an expansion valve, and an air heat exchanger. The compressor is driven via a compressor drive circuit.
Further, a heat pump cycle, a compressor drive circuit, and a heat pump cycle side controller are arranged on the heat pump unit side.
[0008]
In the hot water circuit, a hot water storage tank for storing hot water for hot water supply and a hot water flow path of the refrigerant water heat exchanger are connected by hot water piping, and a circulation pump is provided on the way. Note that it is preferable to dispose the circulation pump on the heat pump unit side in view of energization.
[0009]
The heat pump cycle side controller controls the expansion valve, the circulation pump, and the compressor drive circuit based on the sensor outputs from the various connected sensors, and performs the boiling operation of storing hot water at the target boiling temperature in the hot water storage tank. Do.
[0010]
In addition, while the energization controller supplies the operating power to the heat pump cycle side controller and the like, communication is possible between the tank side controller and the heat pump cycle side controller arranged on the tank unit side. .
[0011]
In the operation standby state where the boiling operation is completed, judging from the tank condition on the tank unit side, if it is not necessary to perform the boiling operation, etc., the tank side controller becomes the energization controller and the heat pump cycle side controller. And an instruction to shut off the operating power to the compressor drive circuit.
[0012]
Accordingly, when it is not necessary to perform the boiling operation or the like, the power consumed by the heat pump cycle side controller and the compressor drive circuit can be cut, so that the standby power during the operation standby can be reduced.
[0013]
[About claim 2]
The tank-side controller instructs the energization controller to shut off the operation power to the heat pump cycle-side controller and the compressor drive circuit in the following cases during the operation standby state.
[0014]
-When the outside air temperature detected by the outside air temperature sensor connected to the tank-side controller exceeds a predetermined temperature (there is no need to perform an antifreeze operation).
-When the feed water temperature detected by the feed water temperature sensor that detects the hot water temperature on the feed water side of the hot water storage tank exceeds the set temperature (it is not necessary to perform the boiling operation).
-When the hot water temperature detected by the hot water temperature sensor that detects the hot water temperature on the hot water storage tank during hot water supply exceeds the set value (average hot water temperature) obtained by averaging (the boiling operation need not be performed).
[0015]
Thereby, when it is not necessary to perform the boiling operation or the like, the power consumed by the heat pump cycle side controller and the compressor drive circuit during the operation standby can be cut, and the standby power can be reduced.
[0016]
[About claim 3]
Since the hot water supply device connects the outside air temperature sensor to the heat pump cycle side controller, when the energization controller shuts off the operating power, the tank side controller and the heat pump cycle side controller arranged on the tank unit side are connected. Communication between the devices becomes impossible, and data on the outside air temperature cannot be sent to the tank-side controller.
[0017]
Therefore, data of the outside air temperature detected during the boiling operation after a lapse of a set time from the start of the boiling operation is sent to the tank-side controller by communication, and stored in the memory of the tank-side controller. In order to obtain a stable temperature behavior, an outside air temperature detected after a lapse of a set time from the start of the boiling operation is used.
[0018]
When the outside air temperature stored in the memory exceeds a predetermined temperature, the tank-side controller operates the heat pump cycle-side controller and the compressor drive circuit when the boiling operation is completed and the operation shifts to standby mode. Instructs the power supply controller to shut off the power.
[0019]
Thereby, when it is not necessary to perform the antifreeze operation, the power consumed by the heat pump cycle side controller and the compressor drive circuit during the operation standby can be cut, and the standby power can be reduced.
[0020]
[About claim 4]
Since the hot water supply device connects the outside air temperature sensor to the heat pump cycle side controller, when the energization controller shuts off the operating power, the tank side controller and the heat pump cycle side controller arranged on the tank unit side are connected. Communication between the devices becomes impossible, and data on the outside air temperature cannot be sent to the tank-side controller.
[0021]
Therefore, the tank-side controller instructs the energization controller to temporarily supply the operating power at the time of operation standby after a predetermined time has elapsed from the end of the boiling operation.
Thereby, the operating power is temporarily supplied to the heat pump cycle side controller, and the data of the outside air temperature can be sent to the tank side controller.
[0022]
If the outside air temperature detected at this time exceeds a predetermined temperature, the tank-side controller instructs the energization controller to shut off the operating power.
Thereby, when it is not necessary to perform the antifreeze operation, the power consumed by the heat pump cycle side controller and the compressor drive circuit during the operation standby can be cut, and the standby power can be reduced.
[0023]
[About claim 5]
The higher the target boiling temperature at the end of the boiling operation, the higher the temperature of the hot water in the hot water circuit. For this reason, even if the outside air temperature is low, there is no possibility of freezing for a long time even if the outside air temperature is low.Therefore, a predetermined period of time from the end of the boiling operation to the moment when the supply of the operating power is temporarily instructed to the energization controller. And the time until the outside air temperature is detected is lengthened.
As a result, the power consumed by the heat pump cycle side controller and the compressor drive circuit during the operation standby can be reduced as much as possible, and the standby power can be reduced.
[0024]
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION
A first embodiment (corresponding to claims 1 and 2) of the present invention will be described with reference to FIGS.
[0025]
As shown in FIGS. 1 and 2, the hot water supply device A includes a compressor 1, a refrigerant flow path 21 of a refrigerant / water heat exchanger 2, an expansion valve 3, an air heat exchanger 4 provided with an outdoor fan 41, and an accumulator (not shown). ) Is connected in an annular manner by a refrigerant pipe 42, a hot water storage tank 5 for storing hot water for hot water supply, and a hot water flow path 22 of the refrigerant / water heat exchanger 2 are connected by a hot water pipe 51, and a circulation pump 6, a hot water circuit W, an inverter (compressor drive circuit) 11, a heat pump cycle side ECU (heat pump cycle side controller) 7, and a tank side ECU (tank side controller) arranged in the tank unit 80. 8 and a relay (energization controller) 71.
[0026]
The components of the heat pump cycle H, the inverter 11, the circulation pump 6, the heat pump cycle side ECU 7, and the relay 71 are arranged in the heat pump unit 70.
[0027]
The compressor 1 is driven by a three-phase motor, and compresses and discharges a gas-phase refrigerant sucked from an accumulator to a critical pressure or higher.
By controlling the frequency of the voltage applied to the three-phase motor by the inverter 11, the number of revolutions is determined, and the capacity of the compressor 1 is increased or decreased. Note that the target compressor rotation speed is instructed from the heat pump cycle side ECU 7 to the inverter 11.
[0028]
The coolant / water heat exchanger 2 has a coolant channel 21 through which the coolant (carbon dioxide) discharged from the compressor 1 flows, and a hot water channel 22 through which hot water flows. Then, the high-temperature refrigerant (hot gas) discharged from the compressor 1 and flowing through the refrigerant flow path 21 radiates heat to the hot water flowing out of the hot water storage tank 5, and the temperature of the hot water rises.
[0029]
A feedwater temperature sensor 61 for detecting a feedwater temperature Twi and a boiling temperature sensor 62 for detecting a boiling temperature Two are arranged on the inlet side and the outlet side of the hot water flow path 22 of the refrigerant water heat exchanger 2, respectively. ing. An outlet-side refrigerant temperature sensor 63 for detecting the outlet-side refrigerant temperature Tro and an inlet-side refrigerant temperature sensor 64 for detecting the inlet-side refrigerant temperature Tco are provided on the outlet side and the inlet side of the refrigerant flow path 21, respectively. Are arranged.
[0030]
Further, on the inlet side, the air inlet side, and the outlet side of the air heat exchanger 4, a refrigerant inlet temperature sensor 43 for detecting a refrigerant inlet temperature Tei, an outdoor air temperature sensor 44 for detecting an outdoor air temperature Tam, and a frost temperature, respectively. A frost temperature sensor 45 for detecting Tf is provided.
[0031]
The expansion valve 3 has a valve element (not shown) driven by a stepping motor (not shown), and can linearly vary the valve opening in accordance with the amount of current supplied to the stepping motor.
The air heat exchanger 4 evaporates the refrigerant that has been expanded and decompressed by passing through the expansion valve 3 by exchanging heat with the outside air blown by the outdoor fan 41 (absorbing air). The evaporated refrigerant returns to the compressor 1 via the accumulator.
In addition, the target rotation speed is instructed from the heat pump cycle side ECU 7 to the outdoor fan 41.
[0032]
An accumulator is provided for gas-liquid separation of the refrigerant flowing out of the air heat exchanger 4, and a gas-phase refrigerant is sent to the compressor 1.
The refrigerant compressed to a high temperature and a high pressure by the compressor 1 flows in the refrigerant flow path 21 of the refrigerant / water heat exchanger 2, and flows in the hot / water flow path 22 of the refrigerant / water heat exchanger 2 in a direction opposite to the flow of the refrigerant. Heat the flowing hot and cold water.
[0033]
The hot water pipe 51 is a pipe that connects a hot water outlet 52 provided at a lower part of the hot water storage tank 5 and a hot water inlet 53 provided at an upper part.
During operation, the hot and cold water in the hot water storage tank 5 exits from the hot and cold water outlet 52 by the circulation pump 6, passes through the hot and cold water pipe 22 via the hot and cold water inlet 22, and passes through the hot and cold water inlet 53. Return to 5.
[0034]
During the boiling operation, the heat pump cycle-side ECU 7 reads the feedwater temperature sensor 61, the boiling temperature sensor 62, the outlet-side refrigerant temperature sensor 63, the refrigerant inlet temperature sensor 43, the outside air temperature sensor 44, the frost temperature sensor 45, and the inlet-side refrigerant temperature. Based on each output of the sensor 64, the inverter 11, the outdoor fan 41, the circulation pump 6, and the expansion valve 3 are controlled to store hot water having a target boiling temperature in the hot water storage tank 5.
The operating power to the heat pump cycle side ECU 7 is supplied through a normally open contact of the relay 71.
[0035]
The tank-side ECU 8 is constantly supplied with operating power. The tank-side ECU 8 can communicate with the heat-pump-cycle-side ECU 7 while power for operation is supplied to the heat-pump-cycle-side ECU 7. Reference numeral 81 denotes a remote controller.
[0036]
Further, the tank-side ECU 8 includes an outside air temperature sensor 82 for detecting an outside air temperature on the tank unit 80 side, a water supply temperature sensor 83 for detecting a hot water temperature on a water supply side of the hot water storage tank 5, and a water amount of the hot water storage tank 5 The hot water level sensor 84 is connected. Note that while the heat pump cycle side ECU 7 is operating, the detection values of the outside air temperature sensor 82 and the water supply temperature sensor 83 are invalidated.
[0037]
Next, the operation of the hot water supply apparatus A will be described based on the flowcharts shown in FIGS.
[0038]
When the operation start instruction is issued by the remote controller 81 to the water heater A in which the normally open contact of the relay 71 is open during the operation standby (including the operation stop), first, the tank-side ECU 8 energizes the relay 71. To close the normally open contact of the relay 71, and supply operating power to the heat pump cycle side ECU 7 and the like. Next, the heat pump cycle side ECU 7 initializes each control variable and timer (step s1).
[0039]
Further, when the operation power is supplied to the heat pump cycle side ECU 7 by the shift from step S5 and the operation shifts to the boiling operation, the heat pump cycle side ECU 7 initializes each control variable and the timer (step s1).
[0040]
In step s2, the sensor signal output from each sensor is taken in by the heat pump cycle side ECU 7, and an input process is performed.
[0041]
In step s3, based on the sensor signals from the sensors, the heat pump cycle-side ECU 7 performs the boiling determination and performs the boiling operation (including the continuation of the boiling operation). If the determination is YES, the process proceeds to step s4. If the boiling operation is not performed (including the end of the boiling operation), the process proceeds to step s8.
[0042]
In step s4, the heat pump cycle side ECU 7 performs expansion valve control based on the temperature difference ΔT.
ΔT = outlet side refrigerant temperature Tro-feedwater temperature Twi
[0043]
In step s5, the heat pump cycle side ECU 7 performs pump control based on the boiling temperature difference ΔdT.
ΔdT = target boiling temperature Tp-boiling temperature Two
[0044]
In step s6, the heat pump cycle side ECU 7 performs fan control.
In step s7, the heat pump cycle side ECU 7 performs compressor control, and returns to step s2.
[0045]
In step s8, the heat pump cycle side ECU 7 instructs the tank side ECU 8 to cut off the power supply to the relay 71 by communication. Thereby, the tank-side ECU 8 cuts off the power supply to the relay 71, and the relay 71 is turned off.
[0046]
When the relay 71 is turned off, the normally open contact is opened, and the supply of the operating power to the heat pump cycle side ECU 7 and the inverter 11 is cut off. As a result, the hot water supply device A enters an operation standby state.
[0047]
In step S1 shown in FIG. 4, the tank-side ECU 8 detects the outside air temperature on the tank unit 80 side based on the sensor output of the outside air temperature sensor 82. In step S1, the tank-side ECU 8 detects the hot water temperature on the water supply side of the hot water storage tank 5 based on the sensor output of the hot water temperature sensor 83, and based on the sensor output of the hot water quantity sensor 84, Detect the amount of water.
[0048]
In step S2, based on the hot water temperature on the water supply side of the hot water storage tank 5 and the amount of hot water in the hot water storage tank 5, the tank-side ECU 8 determines whether or not to perform boiling, and when the boiling is not performed (NO). Proceeds to step S3, and in the case of performing boiling (YES), proceeds to step S5.
[0049]
Specifically, when the hot water temperature falls below the determination temperature due to the passage of time or the like, or when the amount of hot water decreases below the determination amount due to the use of hot water, it is determined that the tank-side ECU 8 performs the boiling operation.
[0050]
In step S3, the tank-side ECU 8 determines whether equipment operation such as air bleeding of the hot water circuit W is necessary based on the elapsed time since the standby state and each detection result. If the device operation is not required (NO), the process proceeds to step S4. If the device operation such as air removal is necessary (YES), the process proceeds to step S6.
[0051]
In steps S2 and S3, the operation of the remote controller 81 may be used to forcibly perform a device operation such as a boiling operation or air release.
[0052]
In step S4, the tank-side ECU 8 determines whether or not the outside air temperature on the tank unit 80 side is equal to or lower than 4 ° C. If it exceeds 4 ° C. (NO), the process returns to step S1 with the relay off state continued. If the temperature is equal to or lower than 4 ° C. (YES), the process proceeds to step S8.
[0053]
In step S5, the tank-side ECU 8 energizes the relay 71 to close the normally open contact of the relay 71. As a result, the operating power is supplied to the heat pump cycle side ECU 7 and the like, and the operation shifts to the boiling operation in FIG.
[0054]
In step S6, the tank-side ECU 8 energizes the relay 71 to close the normally open contact of the relay 71. As a result, electric power for operation is supplied to the heat pump cycle side ECU 7 and the like, and the heat pump cycle side ECU 7 performs an air bleeding operation (step S7), and after completing the air bleeding operation, proceeds to step S10.
[0055]
In step S8, the tank-side ECU 8 energizes the relay 71 to close the normally open contact of the relay 71. As a result, the operating power is supplied to the heat pump cycle-side ECU 7 and the like, and the heat pump cycle-side ECU 7 performs an antifreeze operation (step S9), and proceeds to step S10 after the antifreeze operation is completed.
[0056]
In step S10, the tank-side ECU 8 stops energizing the relay 71, and returns to step S1.
The normally open contact is opened by stopping the power supply to the relay 71, and the supply of the operating power to the heat pump cycle side ECU 7 and the inverter 11 is stopped.
[0057]
The hot water supply device A of the present embodiment has the following advantages.
[A] In the hot water supply apparatus A, when it is not necessary to perform the boiling operation or the like during the operation standby (shown below), the tank-side ECU 8 turns off the relay 71, and the heat pump cycle-side ECU 7 and the inverter 11 This is a configuration in which power supply to the power supply is stopped. Therefore, the standby power during the operation standby can be significantly reduced (about 20 W → 1 W or less).
[0058]
When the outside air temperature detected by the outside air temperature sensor 82 connected to the tank-side ECU 8 exceeds 4 ° C. (no need to perform the antifreeze operation).
-When the feed water temperature detected by the feed water temperature sensor 83 that detects the hot water temperature on the feed water side of the hot water storage tank 5 exceeds the determination temperature (it is not necessary to perform the boiling operation).
When the amount of hot water detected by the hot water sensor 84 that detects the amount of hot water in the hot water storage tank 5 exceeds the determination amount (it is not necessary to perform the boiling operation).
[0059]
[B] The hot water supply apparatus A turns off the relay 71 during the standby state of the operation, and the hot water storage tank is always turned on by the tank ECU 8 that is always energized even when the power supply to the heat pump cycle side ECU 7 and the inverter 11 is stopped. 5 is configured to monitor the tank status (hot water amount, supply water temperature, etc.) and supply power to the heat pump cycle side ECU 7 and the inverter 11 to perform a boiling operation and the like when necessary.
Therefore, problems such as freezing of the hot water circuit W, lowering of hot water supply temperature, and insufficient amount of hot water do not occur.
[0060]
Next, a second embodiment of the present invention (corresponding to claims 1 and 3) will be described with reference to FIGS. 3 to 6 (see also FIG. 2).
[0061]
Hot water supply device B differs from hot water supply device A in the following points.
As shown in FIG. 5, a water supply temperature sensor 83 for detecting the temperature of hot water on the water supply side of the hot water storage tank 5 and a hot water quantity sensor 84 for detecting the amount of hot water in the hot water storage tank 5 are connected to the tank-side ECU 8. Note that while the heat pump cycle side ECU 7 is operating, the detection value of the feedwater temperature sensor 83 is invalidated.
Further, an outside air temperature sensor for detecting the outside air temperature on the tank unit 80 side is not provided.
[0062]
The tank-side ECU 8 is constantly supplied with operating power. The tank-side ECU 8 can communicate with the heat-pump-cycle-side ECU 7 while power for operation is supplied to the heat-pump-cycle-side ECU 7.
[0063]
As shown in FIG. 6, as shown in FIG. 6, when a certain period of time (for example, 2 hours) has elapsed from the start of the boiling operation (during the boiling operation), the hot water supply device B receives the output of the outside air temperature sensor 44 (see FIG. 2). The heat pump cycle-side ECU 7 sends data of the outside air temperature Tam (after two hours) detected by the heat pump cycle-side ECU 7 to the tank-side ECU 8 by communication, and the tank-side ECU 8 stores the data in the memory 85 as the one-day outside air temperature Tamday. Store.
[0064]
Hot water supply device B also operates according to the flowcharts of FIGS.
However, the following steps are different.
In step S1 shown in FIG. 4, the tank-side ECU 8 reads the outside air temperature Tamday stored in the memory 85. In step S1, the tank-side ECU 8 detects the hot water temperature and the hot water amount based on the sensor output of the water supply temperature sensor 83 and the sensor output of the hot water sensor 84.
[0065]
In step S4, the tank-side ECU 8 determines whether or not the outside air temperature Tamday read from the memory 85 is equal to or lower than 4 ° C., and if it exceeds 4 ° C. (NO), the process proceeds to step S1 with the relay off state continued. Returning, when it is 4 degrees C or less (YES), it progresses to step S8.
[0066]
The hot water supply device B of this embodiment has the following advantages.
[C] The hot water supply apparatus B, in which the outside air temperature sensor is not provided on the tank-side ECU 8 side, outputs the data of the outside air temperature detected during the boiling operation after a lapse of a fixed time (two hours) from the start of the boiling operation. The communication is sent to the tank-side ECU 8 by communication, stored in the memory 85 of the tank-side ECU 8 as the outside air temperature Tamday, and is used to determine whether or not to perform the antifreeze operation in step S4 in the operation standby state.
[0067]
For this reason, even if the outside air temperature sensor is not provided on the tank-side ECU 8, the standby power during the operation standby can be significantly reduced while preventing the hot water circuit W from freezing.
In addition, since the outside air temperature detected by the outside air temperature sensor 44 two hours after the start of the boiling operation is stored in the memory 85, temperature data suitable for the freezing determination can be obtained.
[0068]
Next, a third embodiment (corresponding to claims 1 and 4) of the present invention will be described with reference to FIGS. 3, 4, 5, and 7 (see also FIG. 2).
[0069]
Hot water supply device C differs from hot water supply device A in the following points.
As shown in FIG. 5, a water supply temperature sensor 83 for detecting the temperature of hot water on the water supply side of the hot water storage tank 5 and a hot water quantity sensor 84 for detecting the amount of hot water in the hot water storage tank 5 are connected to the tank-side ECU 8.
Further, an outside air temperature sensor for detecting the outside air temperature on the tank unit 80 side is not provided.
[0070]
The tank-side ECU 8 is constantly supplied with operating power. The tank-side ECU 8 can communicate with the heat-pump-cycle-side ECU 7 while power for operation is supplied to the heat-pump-cycle-side ECU 7.
[0071]
As shown in FIG. 7, when a predetermined time (for example, one hour) elapses (during operation standby) from the end of the boiling operation, the tank-side ECU 8 temporarily energizes the relay 71 as shown in FIG. Operation power is supplied to the cycle-side ECU 7 and the inverter 11, and data on the outside air temperature detected by the outside-air temperature sensor 44 is sent to the tank-side ECU 8 by communication.
[0072]
Hot water supply device C also operates according to the flowcharts of FIGS.
However, the following steps are different.
When the boiling operation is completed (NO in step s3 in FIG. 3), the process proceeds to step s8, the relay 71 is turned off, and the operation shifts to the operation standby state in FIG.
[0073]
In step S1 shown in FIG. 4, if the outside air temperature Tamday is stored in the memory 85, the tank-side ECU 8 reads it.
The hot water supply device C is configured such that the tank-side ECU 8 temporarily energizes the relay 71 when a certain time (for example, one hour) elapses from the end of the boiling operation.
[0074]
During the temporary energization, operating power is supplied to the heat pump cycle side ECU 7 and the inverter 11, the outside air temperature sensor 44 detects the outside air temperature, and the data is sent to the tank side ECU 8 by communication and stored in the memory 85.
Note that the temporary energization time to the relay 71 may be a minimum time in which the outside air temperature can be detected by the outside air temperature sensor 44 and stored in the memory 85, and may be several seconds to several minutes.
[0075]
In step S1, the tank-side ECU 8 detects the hot water temperature and the hot water amount based on the sensor output of the feed water temperature sensor 83 and the sensor output of the hot water sensor 84.
[0076]
In step S2, based on the hot water temperature on the water supply side of the hot water storage tank 5 and the amount of hot water in the hot water storage tank 5, the tank-side ECU 8 determines whether or not to perform boiling, and when the boiling is not performed (NO). Proceeds to step S3, and in the case of performing boiling (YES), proceeds to step S5.
[0077]
When the temperature of the hot water drops below the determination temperature due to the passage of time or the like, or when the amount of hot water decreases below the determination amount due to the use of hot water, the tank-side ECU 8 determines to perform the boiling operation.
[0078]
In step S3, the tank-side ECU 8 determines whether equipment operation such as air bleeding of the hot water circuit W is necessary based on the elapsed time since the standby state and each detection result. If the device operation is not required (NO), the process proceeds to step S4. If the device operation such as air removal is necessary (YES), the process proceeds to step S6.
In steps S2 and S3, the operation of the remote controller 81 may be used to forcibly perform a device operation such as a boiling operation or air release.
[0079]
In step S4, the tank-side ECU 8 determines whether or not the outside air temperature Tamday read from the memory 85 is equal to or lower than 4 ° C., and if it exceeds 4 ° C. (NO), the process proceeds to step S1 with the relay off state continued. Returning, when it is 4 degrees C or less (YES), it progresses to step S8.
It should be noted that immediately after the end of the boiling operation, if the outside air temperature Tamday is not stored in the memory 85, the process returns to step S1.
[0080]
The hot water supply device C of the present embodiment has the following advantages.
[D] In the water heater C in which the outside air temperature sensor is not arranged on the tank-side ECU 8, the tank-side ECU 8 temporarily energizes the relay 71 when a certain time (for example, one hour) elapses from the end of the boiling operation. Then, the data of the outside air temperature detected by the outside air temperature sensor 44 is sent to the tank-side ECU 8 by communication, stored in the memory 85 of the tank-side ECU 8 as the outside air temperature Tamday, and whether or not the antifreeze operation is performed in step S4. This is a configuration used for the determination.
[0081]
For this reason, even if the outside air temperature sensor is not provided on the tank-side ECU 8, the standby power during the operation standby can be significantly reduced while preventing the hot water circuit W from freezing.
Since the outside air temperature detected by the outside air temperature sensor 44 one hour after the stop of the boiling operation is stored in the memory 85, temperature data suitable for the freezing determination can be obtained.
[0082]
The present invention includes the following embodiments in addition to the above embodiments.
a. When the relay 71 has two relays (a relay for controlling the energization of the inverter 11 and a relay for controlling the energization of the heat pump cycle-side ECU 7), and the compressor 1 does not need to be operated, the tank-side ECU 8 operates the inverter 11 It is sufficient to turn off the relay that energizes the power supply.
[0083]
b. In each of the above embodiments, the circulation pump 6 is provided on the heat pump unit 70 side, but may be provided on the tank unit 80 side. In this case, the determination value of 4 ° C. is set to a lower temperature.
[0084]
c. The relay 71 may be provided on the tank unit 80 side, but it is necessary to extend the power line from the tank unit 80 and connect it to the heat pump unit 70.
[0085]
d. In the water heater C, the time from the end of the boiling operation to the moment when the tank-side ECU 8 temporarily energizes the relay 71 is set longer as the target boiling temperature is higher (harder to freeze) as shown below. (Corresponding to claim 5).
Target boiling temperature 65 ° C → 1 hour
Target boiling temperature 90 ° C → 1.5 hours
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a block diagram of a hot water supply apparatus according to a first embodiment of the present invention.
FIG. 2 is an explanatory diagram of the hot water supply device.
FIG. 3 is a flowchart at the time of a boiling operation of the water heater.
FIG. 4 is a flowchart at the time of standby of the operation of the water heater.
FIG. 5 is a main block diagram of a hot water supply apparatus according to second and third embodiments of the present invention.
FIG. 6 is an explanatory diagram regarding acquisition of outside air temperature in a hot water supply apparatus according to a second embodiment of the present invention.
FIG. 7 is an explanatory diagram regarding acquisition of outside air temperature in a hot water supply apparatus according to a third embodiment of the present invention.
[Explanation of symbols]
AC water heater
H heat pump cycle
W Hot water circuit (hot water circuit)
1 compressor (refrigerant compressor)
2 Refrigerant water heat exchanger
3 Expansion valve
4 Air heat exchanger
5 Hot water storage tank
6 Circulation pump
7 Heat pump cycle side ECU (heat pump cycle side controller)
8. Tank side ECU (tank side controller)
11 Inverter (compressor drive circuit)
21 Refrigerant channel
22 Hot water channel
42 refrigerant piping
43 Refrigerant inlet temperature sensor (sensor)
44 Outside air temperature sensor (sensor)
51 Hot water piping
61 Water supply temperature sensor (sensor)
62 Boiling temperature sensor (sensor)
70 Heat pump unit
71 Relay (Electrification controller)
80 tank unit
82 Outside temperature sensor
83 Feedwater temperature sensor
85 memory

Claims

A compressor for compressing the refrigerant, a refrigerant flow path of the refrigerant / water heat exchanger, an expansion valve, and a heat pump cycle in which the air heat exchanger is connected in a ring through the refrigerant pipe;
A hot water circuit in which a hot water storage tank for storing hot water for hot water supply and a hot water flow path of the refrigerant water heat exchanger are connected by hot water piping, and a circulation pump is interposed on the way;
A compressor drive circuit for driving the compressor,
A heat pump cycle that performs a boiling operation in which the expansion valve, the circulation pump, and the compressor drive circuit are controlled based on sensor outputs from various connected sensors to store the hot water at a target boiling temperature in a hot water storage tank. Side controller,
An energization controller that supplies and shuts off the operation power to the heat pump cycle side controller and the compressor drive circuit,
A tank-side controller which is arranged on the tank unit side and is always supplied with operating power and communicates with the heat pump cycle-side controller,
The heat pump cycle, the compressor drive circuit, and a hot water supply apparatus including the heat pump cycle side controller disposed on the heat pump unit side,
A hot-water supply device wherein the tank-side controller controls the energization controller based on a tank condition on the tank unit side during standby for operation.

The tank-side controller detects a hot water temperature on a water supply side of the hot water storage tank when an outside air temperature detected by an outside air temperature sensor connected to the tank-side controller exceeds a predetermined temperature during standby for operation. If the feed water temperature detected by the feed water temperature sensor exceeds a predetermined temperature, or the average feed water temperature obtained by integrating and averaging the feed water temperatures detected by the feed water temperature sensor that detects the hot water temperature on the water supply side of the hot water storage tank at the time of hot water supply. The hot water supply apparatus according to claim 1, wherein when the temperature exceeds a predetermined temperature, the power supply controller is instructed to cut off the operating power.

An outside air temperature sensor is connected to the heat pump cycle side controller, and an outside air temperature detected after a lapse of a set time from the start of the boiling operation is stored in a memory of the tank side controller,
2. The tank-side controller instructs the energization controller to shut off the operating power when the outside air temperature stored in the memory exceeds a predetermined temperature during standby of operation. Water heater.

An outside air temperature sensor is connected to the heat pump cycle-side controller, and the tank-side controller sends a signal to the energization controller so as to temporarily supply the operating power at the time of operation standby after a lapse of a predetermined time from the end of the boiling operation. Instruct
If the outside air temperature detected during the temporary supply of the operating power exceeds a predetermined temperature, the tank-side controller instructs the energization controller to shut off the operating power. Item 2. The hot water supply device according to item 1.

The hot water supply apparatus according to claim 4, wherein the longer the target boiling temperature at the end of the boiling operation, the longer the predetermined time.