JP2004347229A

JP2004347229A - ヒートポンプ給湯器

Info

Publication number: JP2004347229A
Application number: JP2003144640A
Authority: JP
Inventors: Koryu Watanabe; 興隆渡邊; So Hiraoka; 宗平岡; Masaaki Kouchi; 正明古内; Shinichi Tomota; 伸一友田; Tetsuya Matsuyama; 哲也松山
Original assignee: Mitsubishi Electric Corp
Current assignee: Mitsubishi Electric Corp
Priority date: 2003-05-22
Filing date: 2003-05-22
Publication date: 2004-12-09

Abstract

【課題】秋から冬に向けて急激に使用湯量が増えるような場合にも、低維持費で、湯切れを防止でき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水を加熱し、その加熱された水を給湯器本体１の貯湯タンク２上部より蓄えりようにしたヒートポンプ式給湯器において、制御部７は、時間帯判別手段７ａにより昼間時間帯と夜間時間帯とを判別して、夜間時間帯における加熱動作の場合は、貯湯タンク内の水を必ず全量沸き上げる。
【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、外気温度あるいは給水温度に応じて沸き上げ設定温度を変更してヒートポンプサイクルの運転を制御しているものがある（例えば、特許文献１参照。）。
【０００３】
【特許文献１】
特開２００１−８２８０３号公報（第５頁、図１）
【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、外気温度あるいは給水温度に応じて沸き上げ設定温度を変更しており、一応、季節に応じて変化するお湯の使用実態に即したものとなっているが、秋から冬に向けて急激に使用湯量が増えた場合に、夜間時間帯で沸き上げたお湯だけではお湯が足りなくなり、夜間時間帯と比較して電気代の高い昼間時間帯に沸き増しの加熱動作が必要となって維持費が高くなるとともに、最悪の場合には、湯切れを発生してしまう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、急激に使用湯量が増えたような場合でも、低維持費で、湯切れを防止できるようにした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水を加熱し、その加熱された水を給湯器本体の貯湯タンク上部より蓄え、貯湯タンク下部より低温の水を取り出して加熱源であるヒートポンプ本体に戻すヒートポンプ給湯器において、昼間時間帯と夜間時間帯とを判別する通電時間帯判別手段を備え、夜間時間帯における加熱動作は、貯湯タンク内の水を全量沸き上げるようにしたものである。
【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、図２はヒートポンプ給湯器の構成図であり、図３はヒートポンプ本体の構成図である。
【０００８】
図２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はこの給水温度を検出する給水温度センサ、４は前記貯湯タンク２の上部と接続された給湯配管、５ａ，５ｂ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内の残湯量を検出する第１、第２の残湯量センサで、この第１の残湯量センサ５ａ及び第２の残湯量センサ５ｂ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内の残湯量を検出する。貯湯タンク２への取付位置は第１の残湯量センサ５ａが第２の残湯量センサ５ｂより上部に取付けてあるので、第１の残湯量センサ５ａのほうが第２の残湯量センサ５ｂより少ない残湯量を検出している。
【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より貯湯タンク２下部の低温の水が循環ポンプ６でヒートポンプ本体９に供給され、ヒートポンプ本体９で加熱された水がお湯となって貯湯タンク２の上部に接続された温水管９ｂにより貯湯タンク２上部に戻され、貯湯タンク２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）を判別する通電時間帯判別手段７ａを備え、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、前記給水温度センサ３ａ、第１の残湯量センサ５ａ、第２の残湯量センサ５ｂの検出値及び後述する加熱停止温度センサ１６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の加熱動作開始・停止、及び循環ポンプ６の運転を制御する。
【００１１】
図３おいて、ヒートポンプ本体９は、圧縮機１０、給湯用熱交換器１１、膨張弁１２、蒸発器１３、アキュームレータ１４を順次冷媒配管９ｃにより接続してヒートポンプサイクルを構成している。ここで、蒸発器１３に吸熱するためにファン１５が取り付けてあり、ヒートポンプ本体９に供給される水の温度を加熱停止温度センサ１６で検出し、ヒートポンプ本体９より貯湯タンク２に給湯される温度を沸き上げ温度センサ１７で検出する。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、沸き上げ制御を開始すると、制御部７の通電時間帯判別手段７ａで時間帯を判別する（Ｓ１）。ここで、通電時間帯の判別は、操作部８で設定された現在時刻で判別される。例えば、夜２３時から朝の７時までを夜間時間帯と判別し、朝の７時から夜の２３時までを昼間時間帯と判別する。
Ｓ１の通電時間帯判別において、夜間時間帯と判別した場合は、第１の残湯量センサ５ａ、第２の残湯量センサ５ｂの検出温度から貯湯タンク２内の蓄熱量を演算して、朝７時に貯湯タンク２内の水が沸き上がるように、沸き上げを開始する（Ｓ２）。沸き上げを開始すると、循環ポンプ６とヒートポンプ本体９が運転され、ヒートポンプサイクルによる加熱動作を開始する。
夜間時間帯における加熱動作の沸き上げ温度は、最高温度の９０℃に設定され（Ｓ３）、ヒートポンプ本体９内の加熱停止温度センサ１６が所定温度（例えば７０℃）を検出すると、貯湯タンク２を全量沸き上げたと判断して（Ｓ４）、沸き上げを停止して（Ｓ５）、沸き上げ制御を終了する。
【００１３】
Ｓ１の通電時間帯判別において、昼間時間帯と判定した場合は、貯湯タンク２に最低の蓄熱量を確保して湯切れを防止するために、貯湯タンク２内の残湯量が所定量（例えば１００Ｌ）以下かどうかを第１の残湯量センサ５ａで検出する（Ｓ６）。第１の残湯量センサ５ａが所定量以上の残湯量を検出している場合は、沸き上げを開始しない。残湯量が所定量以下の場合は、沸き上げを開始する（Ｓ７）。沸き上げを開始すると、循環ポンプ６とヒートポンプ本体９が運転され、ヒートポンプサイクルによる加熱動作を開始する。
昼間時間帯における加熱動作の場合、沸き上げ温度は外気温度あるいは給水温度に基づいて所定温度（本例では、７５℃）に設定され（Ｓ８）、また、最低限の湯切れを回避すれば良いので、貯湯タンク２を全量を沸き上げる必要はなく、第２の残湯量センサ５ｂで所定量（例えば２００Ｌ）の沸き上げを検出すると（Ｓ９）、沸き上げを停止して（Ｓ５）、沸き上げ制御を終了する。
【００１４】
このように、本実施の形態１によれば、制御部７は、通電時間帯判別手段７ａにより通電時間帯が夜間時間帯であるか昼間時間帯であるかを判別し、夜間時間帯には必ず貯湯タンク２内の水を最高温度で全量沸き上げるように制御するので、秋から冬に向けて急激に使用湯量が増えるような場合にも、電気料金の安い夜間時間帯の電力を使用して貯湯タンク２内にお湯を確保するため、低維持費で、湯切れを確実に防止できるという効果がある。
【００１５】
実施の形態２．
図４は本発明の実施の形態２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、図１と同じ制御部分については同一符号を付して説明を省略し、相違する部分についてのみ説明する。
【００１６】
沸き上げ制御動作について、図４のフローチャートを用いて説明する。
夜間時間帯を判定後（Ｓ１）、沸き上げを開始し（Ｓ２）、給水温度を給水温度センサ３ａで検出して、給水温度が１５℃以下の場合は（Ｓ１０）、沸き上げ温度を最高温度の９０℃に設定して沸き上げ、給水温度が１５℃以上の場合は（Ｓ１０）、夏期と判断して、蓄熱量を少なくできるので、沸き上げ温度を７５℃に変更して（Ｓ１１）、所定量（例えば２００Ｌ）を沸き上げる（Ｓ１２）。
【００１７】
このように、本実施の形態２によれば、制御部７は、通電時間帯判別手段７ａで通電時間帯を判別し、夜間時間帯にはヒートポンプ本体９で必ず貯湯タンク２内の水を全量沸き上げ、さらに、給水温度センサ３ａの検出値に基づき、給水温度が所定温度以下の場合には、沸き上げ温度を最高温度に変更にして沸き上げるので、電気料金の安い夜間時間帯に効率良く確実に貯湯タンク２にお湯を確保でき、より低維持費で、湯切れを確実に防止することができる。
【００１８】
【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、夜間時間帯における加熱動作は、必ず貯湯タンク内の水を全量沸き上げるようにしたので、低維持費で、かつ湯切れを確実に防止することができる。
【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、３ａ給水温度センサ、５ａ第１の残湯量センサ、５ｂ第２の残湯量センサ、７制御部、７ａ通電時間帯判別手段、９ヒートポンプ本体。

Claims

ヒートポンプサイクルを用いて給湯用の水を加熱し、その加熱された水を貯湯タンク上部より蓄えるようにしたヒートポンプ給湯器において、昼間時間帯と夜間時間帯とを判別する通電時間帯判別手段を備え、夜間時間帯における加熱動作は、貯湯タンク内の水を全量沸き上げるようにしたことを特徴とするヒートポンプ給湯器。
前記夜間時間帯における加熱動作は、貯湯タンク内の水を最高温度で全量沸き上げるように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器。
ヒートポンプサイクルを用いて給湯用の水を加熱し、その加熱された水を貯湯タンク上部より蓄えるようにしたヒートポンプ給湯器において、昼間時間帯と夜間時間帯とを判別する通電時間帯判別手段と、外気温度又は給水温度を検出する温度検出手段を備え、夜間時間帯における加熱動作は、前記温度検出手段で検出した外気温度又は給水温度が所定温度以下の場合に、貯湯タンク内の水を全量沸き上げるようにしたことを特徴とするヒートポンプ給湯器。
前記夜間時間帯における加熱動作は、前記温度検出手段で検出した外気温度又は給水温度が所定温度以下の場合に、前記貯湯タンク内の水を最高温度で全量沸き上げるようにしたことを特徴とする請求項３記載のヒートポンプ給湯器。