JP2004301390A

JP2004301390A - ヒートポンプ給湯器

Info

Publication number: JP2004301390A
Application number: JP2003093198A
Authority: JP
Inventors: Koryu Watanabe; 興隆渡邊; Masahiko Maruyama; 真彦丸山
Original assignee: Mitsubishi Electric Corp
Current assignee: Mitsubishi Electric Corp
Priority date: 2003-03-31
Filing date: 2003-03-31
Publication date: 2004-10-28

Abstract

【課題】加熱中にヒートポンプサイクルの除霜運転をした場合にも、運転音を上げることなく所定時間に沸き上げるヒートポンプ給湯器を提供する。
【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１において、加熱中にヒートポンプサイクル９の除霜運転をした場合に、除霜運転後、ファン１５の回転数を増加させてヒートポンプサイクルの加熱能力を除霜運転前の加熱能力よりも増大させて運転する加熱能力増大手段７ａを備えたものである。
【選択図】図１

Description

【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給湯器に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来のヒートポンプ給湯器においては、停電等が発生した場合でも可能な限り予定されていた時間までに貯湯が完了できるようにするために、停電復帰後に予定されていた時間までに所定温度になるように圧縮機の運転能力を演算し、圧縮機の能力を高くして駆動している。（例えば、特許文献１参照）。
【０００３】
【特許文献１】
特開２０００−７８１５６号公報（第４頁、図２）
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上記のような従来のヒートポンプ給湯器は、温度センサの取り付け位置の検出温度から貯湯タンク内の残湯量の有無を検出し、残湯量が所定量以下になると、ヒートポンプ本体の加熱動作を開始し、低外気温で運転した場合に、除霜運転をして所定時間貯湯タンクの沸き上げを停止した場合に、圧縮機の回転数をアップさせて加熱能力をアップさせるため、運転音が大きくなるという問題があった。
【０００５】
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、加熱中にヒートポンプサイクルの除霜運転をした場合にも、運転音を上げることなく所定時間に沸き上げ可能なヒートポンプ給湯器を提供することを目的とする。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
本発明に係るヒートポンプ給湯器は、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給湯器において、加熱中にヒートポンプサイクルの除霜運転をした場合に、除霜運転後、ファンの回転数を増加させてヒートポンプサイクルの加熱能力を除霜運転前の加熱能力よりも増大させて運転する加熱能力増大手段を備えたものである。
【０００７】
【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給湯器の沸き上げ制御動作を示すフローチャートであり、ヒートポンプ給湯器の構成及びヒートポンプ本体の構成については、図２及び図３である。
【０００８】
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。
【０００９】
６はヒートポンプ本体９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９ａと温水管９ｂとにより貯湯タンク２内の水をヒートポンプ本体９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９ａより循環ポンプ６でヒートポンプ本体９に水が供給され、ヒートポンプ本体９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９ｂにより戻し貯湯タンク２内上部より貯湯する。
【００１０】
７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Ａ５の検出値及び温度センサＢ１６の検出値と沸き上げ温度等を設定する操作部８からの入力値に基づいて、前記ヒートポンプ本体９への加熱開始・停止、及び循環ポンプ６の運転を制御するとともに、沸き上げ中に除霜運転をした場合に、除霜運転後、ファンの回転数を増加させてヒートポンプサイクルの加熱能力を除霜運転前の加熱能力よりも増大する加熱能力増大手段７ａを備えている。
【００１１】
図５おいて、ヒートポンプ本体９のヒートポンプサイクルは圧縮機１０、給湯用熱交換器１１、膨張弁１２、室外熱交換器１３、アキュームレータ１４を順次冷媒配管９ｃにより接続して構成されている。ここで、室外熱交換器１３に吸熱するためにファン１５が取り付けてあり、ヒートポンプサイクル運転時の室外熱交換器の温度を測定するために温度センサＢ１６が取り付けてある。また、給湯用熱交換器１１は圧縮器１０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１１ａと給湯用の水が流れる給湯用水通路１１ｂを有する。
【００１２】
次に、沸き上げ制御動作について、図１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７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（Ｓ４）、制御部７で該残湯量が所定量（例えば１５０Ｌ）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（Ｓ５）。もし、所定量以下であれば制御部７の指示で循環ポンプ６、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９で加熱動作を開始し（Ｓ６）、貯湯タンク２上部より沸き上げる。この時の加熱能力は所定時間内で沸き上げられるような所定加熱能力（例えば３．０ＫＷ、ファン回転数は５００ｒｐｍ）である（Ｓ７）。
【００１３】
沸き上げ中に、ヒートポンプ本体９の内の温度センサＢ１６で温度を検出し（Ｓ８）、除霜運転開始温度（例えば０℃）以下を検出すると（Ｓ９）、制御部７は室外熱交換器１３の破損を防止するため給湯器本体１内の循環ポンプ６の運転を停止させ（Ｓ１０）、ヒートポンプサイクルのみ運転をして室外熱交換器１３の温度を上昇させる除霜運転を開始する（Ｓ１１）。温度センサＢ１６で除霜運転停止温度（例えば３℃）以上を検出すると（Ｓ１２）、制御部７は循環ポンプ６を運転再開させて（Ｓ１３）、通常の沸き上げ運転に戻る。除霜運転中は貯湯タンク２への沸き上げは停止しているので、沸き上げ運転再開後は除霜運転を行った時間分の沸き上げ所定時間内に沸き上げが完了するように、ファンの回転数を増加させて加熱能力を増大させて５．０ＫＷ、ファン回転数７００ｒｐｍで運転する（Ｓ１３Ａ）。
【００１４】
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８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（Ｓ１４）、Ｔ℃を検出するとヒートポンプ本体９の加熱動作を停止して（Ｓ１５）、沸き上げ制御を終了する（Ｓ１６）。
【００１５】
このように、本実施の形態１によれば、除霜運転前にはヒートポンプサイクルの加熱能力を３．０ＫＷ、ファン回転数５００ｒｐｍに設定して運転していたものを、除霜運転後、ファン回転数を７００ｒｐｍに増加させてヒートポンプサイクルの加熱能力を５．０ＫＷに設定し、沸き上げ能力を増大するので、低外気温時に除霜運転のために沸き上げを一時停止しても、所定時間内に沸き上げを確実に完了して、湯切れの発生を防止することができる。
【００１６】
実施の形態２．
図４は本発明の実施の形態２におけるヒートポンプ給湯器の構成図であり、図５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。図５は加熱能力と運転音との関係を示すグラフである。
図６に示すように、この種の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、ファン回転数７００ｒｐｍの運転では運転音が５０ｄＢ、加熱能力４．０ＫＷ、ファン回転数６００ｒｐｍの運転では運転音が４０ｄＢ、加熱能力３．０ＫＷ、ファン回転数５００ｒｐｍの運転では運転音が３０ｄＢという測定結果となっている。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。
【００１７】
なお、本発明の実施の形態２におけるヒートポンプ給湯器の構成及びヒートポンプ本体９の構成については、図２及び図３で示した実施の形態１と同一構成なので、ここでは同一符号を用い、詳細な説明は省略する。
【００１８】
この実施の形態２では、図４に示すように、制御部７は、残湯量の多少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７ｂと、沸き上げ中に除霜運転をした場合に、除霜運転後、ファン回転数を増加させてヒートポンプサイクルの加熱能力を除霜運転前の加熱能力よりも増大する加熱能力増大手段７ａとを備えている。
【００１９】
図５に示す実施の形態２の沸き上げ制御動作で、上記実施の形態１と異なる部分は、Ｓ７において、制御部７は加熱能力可変手段７ｂによってヒートポンプサイクルの加熱能力を残湯量に応じて設定していることと、Ｓ１３Ａにおいて、制御部７は加熱能力増大手段７ａによって除霜運転した後の沸き上げ運転再開時に、ファンの回転数を６００ｒｐｍに制限して増加させてヒートポンプサイクルの加熱能力を４．０ＫＷに上限を設定して運転し、運転音の不具合が発生しない４０ｄＢ以下になるように加熱能力の増大を制限していることである。
【００２０】
このように、本実施の形態２においては、ヒートポンプサイクルの加熱能力を運転開始時の残湯量に応じて設定するとともに、除霜運転した後の沸き上げ運転再開時に、ファンの回転数を６００ｒｐｍに制限して増加させてヒートポンプサイクルの加熱能力を４．０ＫＷ以下に制限して運転音を４０ｄＢ以下に抑えるようにしており、低外気温時に除霜運転をして沸き上げを一時停止した場合にも、所定時間内に沸き上げを完了して、湯切れを防止できるばかりでなく、運転音の不具合低減も確実に図れるものである。
【００２１】
【発明の効果】
以上のように、本発明のヒートポンプ給湯器によれば、除霜運転後はファンの回転数を増加させて沸き上げ能力を増大するので、低外気温時に除霜運転をして沸き上げを一時停止した場合にも、所定時間内に沸き上げを完了して、湯切れを防止でき、かつ運転音を低減できるヒートポンプ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沸き上げ制御動作のフローチャートである。
【図２】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３】本発明の実施の形態１におけるヒートポンプ本体の構成図である。
【図４】本発明の実施の形態２におけるヒートポンプ給湯器の構成図である。
【図５】本発明の実施の形態２における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。
【図６】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。
【符号の説明】
１給湯器本体、２貯湯タンク、５温度センサＡ、７制御部、７ａ加熱能力増大手段、７ｂ加熱能力可変手段、９ヒートポンプ本体、１５ファン、１６温度センサＢ。

Claims

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給湯器において、加熱中にヒートポンプサイクルの除霜運転をした場合に、除霜運転後、ファンの回転数を増加させてヒートポンプサイクルの加熱能力を除霜運転前の加熱能力よりも増大させて運転する加熱能力増大手段を備えていることを特徴とするヒートポンプ給湯器。
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給湯器において、運転開始時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と、加熱中にヒートポンプサイクルの除霜運転をした場合に、除霜運転後、ファンの回転数を増加させてヒートポンプサイクルの加熱能力を除霜運転前の加熱能力よりも増大させて運転する加熱能力増大手段とを備えていることを特徴とするヒートポンプ給湯器。
前記加熱能力増大手段は、除霜運転後、ファンの回転数を制限しながら増加させて、ヒートポンプサイクルの加熱能力を運転音が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増大することを特徴とする請求項１又は請求項２記載のヒートポンプ給湯器。