JP2006046738A - Heat pump hot water heater - Google Patents

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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To enable continuation of hot water storage operation while suppressing the progress of frost formation to an evaporator to prevent a shortage of hot water by detecting the frost forming state of the evaporator and performing, in a case that it is in a predetermined state, a control for forcedly reducing the boiling capability to a hot water storage tank, thereby reducing the operation frequency of a compressor. <P>SOLUTION: This water heater comprises a heat pump cycle 10 having the compressor, a hot water supply heat exchanger 12, an expansion valve 13, and the evaporator 14 which are mutually connected through pipes; the hot water storage tank 21 storing liquid heated by use of the heat pump cycle 10; and a frost forming state detection means 73 detecting the frost forming state of the evaporator 14. Since the boiling capability to the hot water storage tank 21 is forcedly reduced when the frost forming state of the evaporator 14 detected by the detection means 73 is a preset first temperature, the operation frequency of the compressor 11 is reduced, and the hot water storage operation can be continued while suppressing the progress of frost formation to the evaporator 14 to prevent the shortage of hot water. <P>COPYRIGHT: (C)2006,JPO&NCIPI

Description

本発明は、貯湯タンクを備えたヒートポンプ給湯装置に関するものである。   The present invention relates to a heat pump hot water supply apparatus provided with a hot water storage tank.

従来から、種々のヒートポンプサイクルを利用した給湯装置が提案されている。この装置において、蒸発器の着霜時の制御方法として、貯湯槽内の未加熱の利用水の量に応じて除霜運転を優先させるか、貯湯運転を優先させるかを決定し、除霜運転のタイミングを制御することにより貯湯完了をすみやかに行う方法が提案されている(例えば特許文献1参照)。   Conventionally, hot water supply apparatuses using various heat pump cycles have been proposed. In this device, as a control method at the time of frosting of the evaporator, it is determined whether to give priority to defrosting operation or hot water storage operation according to the amount of unheated water in the hot water storage tank, and defrosting operation A method has been proposed in which the hot water storage is completed quickly by controlling the timing (see, for example, Patent Document 1).

図5は前記公報に記載された従来のヒートポンプ給湯装置の除霜運転に入るタイミングを示すフローチャートである。図5において、冷媒回路が運転開始されることにより貯湯が開始される(ステップS1)。   FIG. 5 is a flowchart showing the timing of entering the defrosting operation of the conventional heat pump water heater described in the publication. In FIG. 5, hot water storage is started when the refrigerant circuit starts operation (step S1).

そして、貯湯が完了したか否かの判断を行い(ステップS2)、完了した場合には次の貯湯運転に備え蒸発器の除霜運転を行った後(ステップS3)、貯湯運転を終了する(ステップS4)。   Then, it is determined whether or not the hot water storage is completed (step S2). When the hot water storage is completed, the evaporator is defrosted in preparation for the next hot water storage operation (step S3), and then the hot water storage operation is terminated (step S3). Step S4).

一方、貯湯が完了していない場合には、除霜要求(着霜)の有無を判断する(ステップS5)。このとき、除霜運転が要求されると、貯湯槽に未だ加熱していない利用水(所定の温度に達していない利用水も含まれる)が予め設定された水量以下であるか否かの判断が行われる(ステップS6)。   On the other hand, when the hot water storage is not completed, it is determined whether or not there is a defrost request (frost formation) (step S5). At this time, when the defrosting operation is requested, it is determined whether or not the hot water that has not yet been heated in the hot water storage tank (including the hot water that has not reached the predetermined temperature) is equal to or less than a preset amount of water. Is performed (step S6).

もし、未加熱の利用水が所定量以下であった場合には、所定時間だけ除霜運転の要求をマスクし、貯湯を優先的に行う加熱優先モードに入って、タイマーをスタートさせ当該加熱優先モードを所定時間行い(ステップS8)、その後除霜運転が行われる(ステップS7)。
特開2001−255003号公報
If the amount of unheated water used is less than the predetermined amount, mask the request for defrosting operation for a predetermined time, enter the heating priority mode that preferentially stores hot water, start the timer and start the heating priority. The mode is performed for a predetermined time (step S8), and then the defrosting operation is performed (step S7).
JP 2001-255003 A

しかしながら、前記従来の構成では、低外気温時に蒸発器に着霜が生じ、貯湯槽に未だ加熱していない利用水が予め設定された水量以下の場合、貯湯を優先的に行う加熱優先モードに入って、貯湯運転が継続される。この時、圧縮機、減圧装置、循環ポンプ等の制御方法は、蒸発器に着霜が生じ、給湯能力も低下し、出湯温度が低下するため、インバータの運転周波数を上げ、減圧装置を絞る制御を行うので、さらに蒸発器に着霜を促進させるという課題を有していた。また、最悪の場合、加熱優先モードを行っている途中に貯湯運転を継続できなかった。   However, in the conventional configuration, when the evaporator forms frost at a low outside air temperature, and the use water that has not been heated in the hot water storage tank is less than a preset amount of water, the heating priority mode in which hot water storage is given priority is set. The hot water storage operation is continued. At this time, the control method of the compressor, the pressure reducing device, the circulation pump, etc. is controlled to raise the operating frequency of the inverter and narrow the pressure reducing device because frosting occurs in the evaporator, the hot water supply capacity is lowered, and the hot water temperature is lowered. Therefore, there was a problem that the evaporator further promotes frost formation. In the worst case, the hot water storage operation could not be continued during the heating priority mode.

本発明は、上記従来の課題を解決するもので、貯湯タンクを備えたヒートポンプ給湯装置であって、蒸発器の着霜状態を検出し、所定の状態になると強制的に貯湯タンクに沸き上げる能力(単位時間当たり水を加熱して湯水にできる熱量)を下げる制御を行うものである。   The present invention solves the above-described conventional problems, and is a heat pump hot water supply apparatus equipped with a hot water storage tank that detects the frosting state of the evaporator and forcibly raises the hot water storage tank when it reaches a predetermined state. Control is performed to reduce (the amount of heat that can be made into hot water by heating water per unit time).

ヒートポンプサイクル側では、貯湯タンクに沸き上げる能力を下げた分に相当する圧縮機の運転周波数を低下させ、蒸発器で吸熱する単位時間当たりの熱量が低下するため、蒸発温度の低下が抑制でき、蒸発器への着霜の進行を抑えながら貯湯運転を継続する事が可能となるヒートポンプ給湯装置を提供することを目的とする。   On the heat pump cycle side, the operating frequency of the compressor corresponding to the reduced capacity of boiling in the hot water storage tank is reduced, and the amount of heat per unit time absorbed by the evaporator is reduced, so the reduction in evaporation temperature can be suppressed. It is an object of the present invention to provide a heat pump hot water supply device capable of continuing the hot water storage operation while suppressing the progress of frost formation on the evaporator.

前記従来の課題を解決するために、本発明のヒートポンプ給湯装置は、蒸発器の着霜状態が予め設定した第1の温度になると強制的に貯湯タンクに沸き上げる能力を下げている。   In order to solve the above-described conventional problems, the heat pump hot water supply apparatus of the present invention reduces the ability to forcibly boil the hot water storage tank when the frosting state of the evaporator reaches a preset first temperature.

これによって、蒸発器の着霜状態を検出し、所定の状態になると強制的に貯湯タンクに沸き上げる能力を下げる制御を行っているので、圧縮機の運転周波数が低下し、蒸発器への着霜の進行を抑えながら貯湯運転を継続する事が可能となり、湯切れを防止できる。   As a result, the frosting state of the evaporator is detected, and control is performed to reduce the ability to forcibly boil the hot water storage tank when a predetermined state is reached. It is possible to continue the hot water storage operation while suppressing the progress of frost, thus preventing the hot water from running out.

本発明のヒートポンプ給湯装置は、蒸発器の着霜状態を検出し、所定の状態になると強制的に貯湯タンクに沸き上げる能力を下げる制御を行っているので、圧縮機の運転周波数が低下し、蒸発器への着霜の進行を抑えながら貯湯運転を継続する事が可能となり、湯切れを防止できる。   The heat pump hot water supply apparatus of the present invention detects the frosting state of the evaporator, and performs control to lower the ability to forcibly boil the hot water storage tank when it reaches a predetermined state, so the operating frequency of the compressor decreases, It becomes possible to continue the hot water storage operation while suppressing the progress of frost formation on the evaporator, and it is possible to prevent hot water from running out.

第1の発明は、圧縮機、給湯用熱交換器、膨張弁、及び蒸発器を配管で接続したヒートポンプサイクルと前記ヒートポンプサイクルを用いて加熱された液体を蓄える貯湯タンクを備え、前記蒸発器の着霜状態を検出する着霜状態検出手段を設け、前記着霜状態検出手段で検出した前記蒸発器の着霜状態が予め設定した第1の温度になると強制的に前記貯湯タンクに沸き上げる能力を下げる。   A first invention includes a heat pump cycle in which a compressor, a hot water supply heat exchanger, an expansion valve, and an evaporator are connected by piping, and a hot water storage tank that stores a liquid heated by using the heat pump cycle. Ability to provide a frosting state detection means for detecting a frosting state, and forcibly boil the hot water storage tank when the frosting state of the evaporator detected by the frosting state detection means reaches a preset first temperature. Lower.

従って、蒸発器の着霜状態を検出し、所定の状態になると強制的に貯湯タンクに沸き上げる能力を下げる制御を行っているので、蒸発器への着霜の進行を抑えながら貯湯運転を継続する事が可能となり、湯切れを防止できる。特に、貯湯タンクの容量が例えば80リットルと小容量の場合でも湯切れを防止できる。   Therefore, the frost formation state of the evaporator is detected, and the control to lower the ability to forcibly boil the hot water storage tank when it reaches a predetermined state is performed, so the hot water storage operation is continued while suppressing the progress of frost formation on the evaporator It becomes possible to prevent running out of hot water. In particular, even when the hot water storage tank has a small capacity of, for example, 80 liters, hot water can be prevented from running out.

第2の発明は、特に、第1の発明のヒートポンプ給湯装置において、前記着霜状態検出手段で検出した前記蒸発器の着霜状態が予め設定した前記第1の温度となると、前記貯湯タンクに沸き上げる能力を下げるために前記圧縮機の運転周波数を低下させるものである。   According to a second aspect of the present invention, in particular, in the heat pump water heater of the first aspect of the invention, when the frosting state of the evaporator detected by the frosting state detection means reaches the preset first temperature, the hot water storage tank The operating frequency of the compressor is lowered in order to lower the boiling capacity.

従って、所望の沸き上げ能力に素速く下げることができる。   Therefore, it can be quickly reduced to the desired boiling capacity.

第3の発明は、特に、第2の発明のヒートポンプ給湯装置において、外気温を検知する外気温センサを備え、前記第1の温度は前記外気温センサにより検出された外気温に応じて決定される温度とするものである。   In particular, in the heat pump water heater of the second invention, the third invention includes an outside air temperature sensor that detects an outside air temperature, and the first temperature is determined according to the outside air temperature detected by the outside air temperature sensor. Temperature.

従って、外気温を検出することにより、外気温に応じた適正な運転が可能となる。   Accordingly, by detecting the outside air temperature, it is possible to perform an appropriate operation according to the outside air temperature.

第4の発明は、特に、第3の発明のヒートポンプ給湯装置において、前記第1の温度を継続中において、前記貯湯タンクへの貯湯運転が完了すると、引き続き前記蒸発器を除霜する除霜運転を行う。   In a fourth aspect of the invention, in particular, in the heat pump hot water supply apparatus of the third aspect of the invention, when the hot water storage operation to the hot water storage tank is completed while the first temperature is continued, the defrost operation is performed to continuously defrost the evaporator. I do.

従って、次の貯湯運転に備え、蒸発器の除霜を行うので、高能力、かつ高COP運転が可能となる。   Therefore, since the evaporator is defrosted in preparation for the next hot water storage operation, a high capacity and high COP operation is possible.

第5の発明は、特に、第3の発明のヒートポンプ給湯装置において、前記第1の温度を継続中において、前記貯湯タンクへの貯湯運転と給湯運転、注湯運転または風呂加熱運転を同時に行っている場合、前記給湯運転、前記注湯運転または前記風呂加熱運転が完了すると、前記貯湯タンクへの貯湯運転を停止し引き続き前記蒸発器を除霜する除霜運転を行う。   In particular, in the heat pump water heater of the third invention, the fifth aspect of the present invention is configured to simultaneously perform a hot water storage operation, a hot water supply operation, a pouring operation, or a bath heating operation to the hot water storage tank while the first temperature is continued. When the hot water supply operation, the pouring operation, or the bath heating operation is completed, the hot water storage operation to the hot water storage tank is stopped and the defrosting operation for defrosting the evaporator continuously is performed.

従って、負荷が無くなり湯切れの心配が無くなると、蒸発器の除霜運転を優先することで、残りの貯湯運転を、高能力、かつ高COP運転で行うことができる。   Accordingly, when there is no load and there is no fear of running out of hot water, priority is given to the defrosting operation of the evaporator, so that the remaining hot water storage operation can be performed with high capacity and high COP operation.

第6の発明は、特に、第3の発明において、前記第1の温度を継続中において、前記着霜状態検出手段で検出した前記蒸発器の着霜状態が予め設定した第2の温度になると除霜運転を行う。   In a sixth aspect of the invention, in particular, in the third aspect of the invention, when the frosting state of the evaporator detected by the frosting state detection means reaches a preset second temperature while the first temperature is being continued. Perform defrosting operation.

従って、蒸発器の除霜運転を優先することで、残りの貯湯運転を、高能力、かつ高COP運転で行うことができる。   Therefore, by giving priority to the defrosting operation of the evaporator, the remaining hot water storage operation can be performed with high capacity and high COP operation.

第7の発明は、特に、第4〜6のいずれか一つの発明において、前記除霜運転が完了すると前記貯湯タンクに沸き上げる能力を元に戻す。   In a seventh aspect of the invention, in particular, in any one of the fourth to sixth aspects of the invention, when the defrosting operation is completed, the ability to boil the hot water storage tank is restored.

従って、次に貯湯運転を行う時、高能力、かつ高COP運転が可能となる。   Therefore, the next time hot water storage operation is performed, high capacity and high COP operation is possible.

第8の発明は、特に、第1〜7のいずれか一つの発明において、ヒートポンプサイクルを複数備えている。   In particular, an eighth invention includes a plurality of heat pump cycles in any one of the first to seventh inventions.

従って、沸き上げ能力に応じてヒートポンプサイクルの運転台数を切り換え、幅広い能力において効率の良い運転が可能となる。   Therefore, the number of operating heat pump cycles can be switched according to the boiling capacity, and efficient operation can be performed with a wide range of capabilities.

第9の発明は、特に、第1〜7のいずれか一つの発明において、ヒートポンプサイクルに用いる冷媒を二酸化炭素とし、高圧側では臨界圧を越える状態で運転している。   In the ninth invention, in particular, in any one of the first to seventh inventions, the refrigerant used for the heat pump cycle is carbon dioxide, and the high pressure side is operated in a state exceeding the critical pressure.

従って、高温の湯を生成することができ、また貯湯タンクを併用する場合には高温の湯を貯湯できるので貯湯タンクを小型化できる。   Accordingly, hot water can be generated, and when a hot water storage tank is used in combination, hot water can be stored, so that the hot water storage tank can be reduced in size.

以下、本発明の実施の形態について、図面を参照しながら説明する。なお、本実施の形態によって本発明が限定されるものではない。   Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings. Note that the present invention is not limited to the embodiment.

(実施の形態1)
図1は、本発明の第1の実施の形態におけるヒートポンプ給湯装置の回路構成図である。図2は、本発明の第1の実施の形態におけるヒートポンプ給湯装置の貯湯運転制御のフローチャートである。
(Embodiment 1)
FIG. 1 is a circuit configuration diagram of the heat pump water heater in the first embodiment of the present invention. FIG. 2 is a flowchart of hot water storage operation control of the heat pump hot water supply apparatus in the first embodiment of the present invention.

図1において、本発明の第1の実施の形態におけるヒートポンプ給湯装置の冷凍回路について説明する。   In FIG. 1, the refrigeration circuit of the heat pump hot-water supply apparatus in the 1st Embodiment of this invention is demonstrated.

ヒートポンプサイクル10は、圧縮機11、給湯用熱交換器12、膨張弁13、及び蒸発器14を順に配管で接続して構成されている。また、ヒートポンプサイクル10は、給湯用熱交換器12をバイパスするバイパス回路15を備え、このバイパス回路15には制御弁16を設けている。また、ヒートポンプサイクル10に対応する蒸発器14に送風するためのファン17を設けている。さらに、蒸発器出口温度センサ18、外気温センサ19を設置している。   The heat pump cycle 10 is configured by connecting a compressor 11, a hot water supply heat exchanger 12, an expansion valve 13, and an evaporator 14 in this order by piping. The heat pump cycle 10 includes a bypass circuit 15 that bypasses the hot water supply heat exchanger 12, and the bypass circuit 15 is provided with a control valve 16. Further, a fan 17 for blowing air to the evaporator 14 corresponding to the heat pump cycle 10 is provided. Further, an evaporator outlet temperature sensor 18 and an outside air temperature sensor 19 are installed.

本実施例によるヒートポンプ給湯装置は、二酸化炭素を冷媒として用い、高圧側では臨界圧を越える状態で運転することが好ましい。   The heat pump hot water supply apparatus according to the present embodiment preferably uses carbon dioxide as a refrigerant and is operated on the high pressure side in a state exceeding the critical pressure.

次に、本発明の第1の実施の形態におけるヒートポンプ給湯装置の出湯回路について説明する。   Next, the hot water supply circuit of the heat pump hot water supply apparatus in the first embodiment of the present invention will be described.

貯湯タンク21の第一底部配管22は、減圧弁23を介して水道管等の水供給配管24に接続されている。また、貯湯タンク21の第一底部配管22から分岐させた出水用配管25の一方は、逆止弁26を介して第一混合弁27に接続され、他方は、逆止弁28を介して第二混合弁29に接続されている。また、貯湯タンク21の第一上部配管30の一方は、逆止弁31を介し第一混合弁27に接続され、他方は、第二混合弁29に接続されている。出水用配管25と貯湯タンク21の第一上部配管30は、それぞれ逆止弁26、および逆止弁31を介し、第一混合弁27で混合されキッチン、又は洗面所等の給湯用の蛇口32に接続されている。この出湯回路には、キッチン、又は洗面所等の給湯用の蛇口32の流量を検出する流量センサ33を備えている。   A first bottom pipe 22 of the hot water storage tank 21 is connected to a water supply pipe 24 such as a water pipe via a pressure reducing valve 23. One of the water discharge pipes 25 branched from the first bottom pipe 22 of the hot water storage tank 21 is connected to the first mixing valve 27 via the check valve 26, and the other is connected to the first mixing valve 27 via the check valve 28. The two mixing valves 29 are connected. One of the first upper pipes 30 of the hot water storage tank 21 is connected to the first mixing valve 27 via the check valve 31, and the other is connected to the second mixing valve 29. The outlet pipe 25 and the first upper pipe 30 of the hot water storage tank 21 are mixed by a first mixing valve 27 via a check valve 26 and a check valve 31, respectively, and a faucet 32 for hot water supply such as a kitchen or a washroom. It is connected to the. The hot water supply circuit is provided with a flow rate sensor 33 for detecting the flow rate of a hot water supply faucet 32 such as a kitchen or a washroom.

次に、本発明の第1の実施の形態におけるヒートポンプ給湯装置の貯湯回路について説明する。   Next, a hot water storage circuit of the heat pump hot water supply apparatus in the first embodiment of the present invention will be described.

貯湯タンク21の第二底部配管34は、第一循環ポンプ35を介して給湯用熱交換器12の水用配管12Aの流入側と接続されている。また、貯湯タンク21の第二上部配管36は、三方弁37を介して給湯用熱交換器12も水用配管12Aの流出側と接続されている。また、貯湯タンク21の第三底部配管38は、三方弁37に接続されている。なお、本発明の実施例による貯湯タンク21は、積層式の貯湯タンクであり、タンク内での撹拌が防止され、上部に高温水が底部に低温水が蓄積されるように構成されている。   The second bottom pipe 34 of the hot water storage tank 21 is connected to the inflow side of the water pipe 12 </ b> A of the hot water supply heat exchanger 12 via the first circulation pump 35. Further, the second upper pipe 36 of the hot water storage tank 21 is connected to the outflow side of the water pipe 12 </ b> A through the three-way valve 37. The third bottom piping 38 of the hot water storage tank 21 is connected to the three-way valve 37. The hot water storage tank 21 according to the embodiment of the present invention is a stacked hot water storage tank, and is configured so that stirring in the tank is prevented and high temperature water is accumulated at the top and low temperature water is accumulated at the bottom.

次に、本発明の第1の実施の形態におけるヒートポンプ給湯装置の風呂加熱回路について説明する。   Next, the bath heating circuit of the heat pump hot water supply apparatus in the first embodiment of the present invention will be described.

貯湯タンク21の第四底部配管41は、第二循環ポンプ42、風呂用熱交換器43の第一水用配管43Aを介し、貯湯タンク21の第三上部配管44と接続されている。   The fourth bottom piping 41 of the hot water storage tank 21 is connected to the third upper piping 44 of the hot water storage tank 21 via the second circulation pump 42 and the first water piping 43 </ b> A of the bath heat exchanger 43.

風呂用熱交換器43の第二水用配管43Bは、第三循環ポンプ51を備えた浴槽用循環配管52と接続されている。また、風呂の湯量を検出するために、浴槽50と循環ポンプ51の間に水位センサ53を備えている。   The second water pipe 43 </ b> B of the bath heat exchanger 43 is connected to a bathtub circulation pipe 52 including a third circulation pump 51. Further, a water level sensor 53 is provided between the bathtub 50 and the circulation pump 51 in order to detect the amount of hot water in the bath.

なお、浴槽50への注湯は、第二混合弁29の下流側配管に接続した注湯用配管61を用いて行うことができる。この注湯用配管61は、浴槽用循環配管52に接続している。注湯用配管61には、注湯弁62が設けられている。この注湯回路には、浴槽50への注湯流量を検出する流量センサ63を備えている。   In addition, pouring to the bathtub 50 can be performed using the pouring pipe 61 connected to the downstream piping of the second mixing valve 29. The pouring pipe 61 is connected to the bathtub circulation pipe 52. The pouring pipe 61 is provided with a pouring valve 62. This pouring circuit is provided with a flow rate sensor 63 for detecting the pouring flow rate to the bathtub 50.

リモコン71は、蛇口32からの出湯温度の指示や、浴槽50の沸き上げ温度及び沸き上げ開始などを指示し、このリモコン71からの指示に基づいてヒートポンプサイクル10とを制御手段72にて制御する。制御手段72には、着霜状態検出手段73が含まれている。なお各種のセンサの検出値はこの制御手段72に入力されると共に、圧縮機11、膨張弁13、ファン17の制御に関しては、この制御手段72から出力された結果により制御される。   The remote controller 71 instructs the hot water temperature from the faucet 32, the boiling temperature of the bathtub 50, the start of boiling, and the like, and controls the heat pump cycle 10 by the control means 72 based on the instructions from the remote controller 71. . The control means 72 includes frosting state detection means 73. The detection values of various sensors are input to the control means 72, and the control of the compressor 11, the expansion valve 13, and the fan 17 is controlled by the results output from the control means 72.

次に、本発明の第1の実施の形態におけるヒートポンプ給湯装置の貯湯運転動作について説明する。   Next, the hot water storage operation of the heat pump hot water supply apparatus in the first embodiment of the present invention will be described.

貯湯タンク21の設置している残湯センサ(図示せず)にて残湯量が少ないと判断すると、ヒートポンプサイクル10が運転を開始する。   When the remaining hot water sensor (not shown) installed in the hot water storage tank 21 determines that the remaining hot water amount is small, the heat pump cycle 10 starts operation.

圧縮機11で圧縮された冷媒は、給湯用熱交換器12で放熱し、膨張弁13で減圧された後、蒸発器14にて吸熱し、ガス状態で圧縮機11に吸入される。このとき、制御弁16は閉状態で、バイパス回路15には冷媒は流れない。   The refrigerant compressed by the compressor 11 dissipates heat in the hot water supply heat exchanger 12, is depressurized by the expansion valve 13, absorbs heat in the evaporator 14, and is sucked into the compressor 11 in a gas state. At this time, the control valve 16 is closed and no refrigerant flows into the bypass circuit 15.

第一循環ポンプ35により貯湯タンク21からの水は、貯湯タンク21の第二底部配管34を通り、給湯用熱交換器12の水用配管12Aに導かれ、三方弁37を介し、貯湯タンク21に流入する。三方弁37において、貯湯タンク21の第二上部配管36に接続するか、貯湯タンク21の第三底部配管38に接続するかの判断は、給湯用熱交換器12の水用配管12Aの出口側の温度(図示せず)によって行う。   Water from the hot water storage tank 21 is passed through the second bottom piping 34 of the hot water storage tank 21 by the first circulation pump 35, led to the water piping 12 </ b> A of the hot water supply heat exchanger 12, and via the three-way valve 37, the hot water storage tank 21. Flow into. In the three-way valve 37, whether to connect to the second upper pipe 36 of the hot water storage tank 21 or to the third bottom pipe 38 of the hot water storage tank 21 is determined on the outlet side of the water pipe 12A of the hot water supply heat exchanger 12. At a temperature of (not shown).

次に、本発明の第1の実施の形態におけるヒートポンプ給湯装置の給湯運転動作について説明する。   Next, the hot water supply operation of the heat pump hot water supply apparatus in the first embodiment of the present invention will be described.

蛇口32を開放すると、貯湯タンク21に貯湯された湯は、貯湯タンク21の第一上部配管30、逆止弁31を通り第一混合弁27の一方に導かれ、水道等の水は、水道管等の水供給配管24、減圧弁23、出水用配管25、逆止弁26を介して第一混合弁27の他方に導かれて混合され、蛇口32に導かれる。   When the faucet 32 is opened, the hot water stored in the hot water storage tank 21 passes through the first upper pipe 30 and the check valve 31 of the hot water storage tank 21 and is guided to one of the first mixing valves 27. The water is fed to the other side of the first mixing valve 27 through the water supply pipe 24 such as a pipe, the pressure reducing valve 23, the water outlet pipe 25, and the check valve 26, and then mixed to the faucet 32.

次に、本発明の第1の実施の形態におけるヒートポンプ給湯装置の除霜動作について説明する。制御手段72において除霜指示を検知すると、ヒートポンプサイクル10が除霜運転を開始する。   Next, the defrosting operation of the heat pump water heater in the first embodiment of the present invention will be described. When the control means 72 detects a defrosting instruction, the heat pump cycle 10 starts the defrosting operation.

除霜運転の一例をあげると、まず、制御弁16は開状態となる。圧縮機11で圧縮された冷媒は、給湯用熱交換器12及び、制御弁16、バイパス回路15を通り、膨張弁13を通り、蒸発器14に高温の冷媒が流れ、除霜し、その後圧縮機11に吸入される。また、蒸発器14に送風するためのファン17は停止している。給湯用の循環ポンプ35は、停止し放熱しないようにしている。   As an example of the defrosting operation, first, the control valve 16 is opened. The refrigerant compressed by the compressor 11 passes through the hot water supply heat exchanger 12, the control valve 16, the bypass circuit 15, the expansion valve 13, the high-temperature refrigerant flows to the evaporator 14, defrosts, and then compressed. Inhaled by the machine 11. Further, the fan 17 for blowing air to the evaporator 14 is stopped. The hot water supply circulation pump 35 is stopped so as not to dissipate heat.

なお、除霜方法は、従来種々の方法が知られており、本発明でもこれらの方法が適用できることは言うまでもない。   Various defrosting methods are conventionally known, and it goes without saying that these methods can also be applied in the present invention.

次に、本発明の第1の形態におけるヒートポンプ給湯装置の貯湯運転制御に関して図2のフローチャートで説明する。   Next, hot water storage operation control of the heat pump water heater in the first embodiment of the present invention will be described with reference to the flowchart of FIG.

ここでは、貯湯運転のみを行う場合について説明する。貯湯タンク21に設置している残湯センサ(図示せず)にて残湯量が少ないと判断すると、ヒートポンプサイクル10が運転を開始し、圧縮機11がスタートする(ステップ1)。この時、沸き上げ能力(要求能力)を決定し、例えば沸き上げ能力が6kWとなるように、圧縮機11の運転周波数(例えば66Hz)を設定し運転を開始する。圧縮機11の運転周波数とともに膨張弁13の開度、第一循環ポンプ35の流量を設定する。   Here, the case where only hot water storage operation is performed will be described. When it is determined by the remaining hot water sensor (not shown) installed in the hot water storage tank 21 that the remaining hot water amount is small, the heat pump cycle 10 starts operation and the compressor 11 starts (step 1). At this time, the boiling capacity (required capacity) is determined, and the operation frequency (for example, 66 Hz) of the compressor 11 is set to start the operation so that the boiling capacity is 6 kW, for example. The opening degree of the expansion valve 13 and the flow rate of the first circulation pump 35 are set together with the operation frequency of the compressor 11.

ここで沸き上げ能力とは、出湯回路側すなわち、給湯用熱交換器12の水用配管12Aの湯水の流量と、湯水の温度差とにより求められるものである。従って、沸き上げ能力は、ヒートポンプサイクル側から出湯回路側へ与えられる単位時間当たりの熱量に相当する。   Here, the boiling capacity is obtained by the flow rate of hot water in the hot water supply circuit side, that is, the water pipe 12A of the hot water supply heat exchanger 12 and the temperature difference of the hot water. Accordingly, the boiling capacity corresponds to the amount of heat per unit time given from the heat pump cycle side to the tapping circuit side.

次に、着霜状態検出手段73である蒸発器出口温度センサ18で蒸発器14の温度が第1の温度(例えば、−1℃)未満であるか判断される(ステップ2)。ここで、第1の温度は、例えば、(表1)に示す様に、外気温センサ19で検出した外気温によって決定されている。   Next, it is determined whether the temperature of the evaporator 14 is lower than a first temperature (for example, −1 ° C.) by the evaporator outlet temperature sensor 18 which is the frosting state detecting means 73 (step 2). Here, the first temperature is determined by the outside air temperature detected by the outside air temperature sensor 19, for example, as shown in (Table 1).

Figure 2006046738
Figure 2006046738

次に、蒸発器14の温度が第1の温度(例えば、−1℃)未満である場合、沸き上げ能力(要求能力)を強制的に下げるために(例えば5kWとなるように)、圧縮機11の運転周波数(例えば55Hz)を変更する。なお、圧縮機11の運転周波数とともに膨張弁13の開度、第一循環ポンプ35の流量を変更する。(ステップ3)。ここで、沸き上げ能力を下げるために周波数を低下させると、ヒートポンプサイクル側の冷媒循環量が低下する。その結果、蒸発器で吸熱する単位時間当たりの熱量が低下するために、蒸発温度の低下が抑制でき、貯湯運転を継続することができる。   Next, when the temperature of the evaporator 14 is lower than the first temperature (for example, −1 ° C.), in order to forcibly lower the boiling capacity (required capacity) (for example, 5 kW), the compressor 11 operating frequency (for example, 55 Hz) is changed. In addition, the opening degree of the expansion valve 13 and the flow rate of the first circulation pump 35 are changed together with the operation frequency of the compressor 11. (Step 3). Here, if the frequency is lowered to lower the boiling capacity, the refrigerant circulation amount on the heat pump cycle side is lowered. As a result, the amount of heat per unit time absorbed by the evaporator is reduced, so that a reduction in evaporation temperature can be suppressed and hot water storage operation can be continued.

次に、貯湯運転が完了しているか判断される(ステップ4)。ステップ4において、貯湯運転が完了している場合、除霜運転が行われる(ステップ5)。除霜運転が終了すると、ステップ3で強制的に下げた沸き上げ能力(要求能力)を元(例えば、6kWに上げる)に戻す(ステップ6)。   Next, it is determined whether the hot water storage operation is completed (step 4). In step 4, when the hot water storage operation is completed, the defrosting operation is performed (step 5). When the defrosting operation is completed, the boiling capacity (required capacity) forcibly lowered in step 3 is returned to the original (for example, increased to 6 kW) (step 6).

次に、ステップ4において、貯湯運転が継続している場合、蒸発器出口温度センサ18で蒸発器14の温度が第2の温度(例えば、−4℃)未満であるか判断される(ステップ7)。ここで、第2の温度は、例えば、(表1)に示す様に、外気温センサ19で検出した外気温によって決定されている。   Next, in step 4, when the hot water storage operation is continued, it is determined by the evaporator outlet temperature sensor 18 whether the temperature of the evaporator 14 is lower than a second temperature (for example, −4 ° C.) (step 7). ). Here, the second temperature is determined by the outside air temperature detected by the outside air temperature sensor 19, for example, as shown in (Table 1).

次に、ステップ7において、蒸発器14の温度が第2の温度(例えば、−4℃)未満である場合、貯湯運転を停止し、除霜運転が行われる(ステップ8)。除霜運転が終了すると、ステップ3で強制的に下げた沸き上げ能力(要求能力)を元(例えば、6kWに上げる)に戻す(ステップ6)。また、蒸発器14の温度が第2の温度(例えば、−4℃)以上である場合、ステップ4に移行する。   Next, in Step 7, when the temperature of the evaporator 14 is lower than the second temperature (for example, −4 ° C.), the hot water storage operation is stopped and the defrosting operation is performed (Step 8). When the defrosting operation is completed, the boiling capacity (required capacity) forcibly lowered in step 3 is returned to the original (for example, increased to 6 kW) (step 6). Moreover, when the temperature of the evaporator 14 is 2nd temperature (for example, -4 degreeC) or more, it transfers to step 4.

以上のように本実施の形態のヒートポンプ給湯装置は、蒸発器14の着霜状態を検出し、所定の状態になると強制的に貯湯タンク21に沸き上げる能力を下げるために圧縮機11の運転周波数を低下させ、蒸発器14への着霜の進行を抑えながら貯湯運転を継続する事が可能となり、湯切れを防止できる。   As described above, the heat pump water heater of the present embodiment detects the frosting state of the evaporator 14, and when it reaches a predetermined state, the operating frequency of the compressor 11 is lowered in order to reduce the ability to forcibly boil the hot water storage tank 21. The hot water storage operation can be continued while suppressing the progress of frost formation on the evaporator 14, and it is possible to prevent hot water from running out.

なお、沸き上げ能力を下げる方法として、要求能力に応じて固有の圧縮機11の運転周波数を割り当てる方法(例えば、6kWの場合66Hz、5kWの場合55Hz)で説明したが、例えば、蒸発器出口温度を一定にするように、圧縮機11の運転周波数を下げてもよい。   In addition, as a method of lowering the boiling capacity, the method of assigning the operating frequency of the specific compressor 11 according to the required capacity (for example, 66 Hz for 6 kW, 55 Hz for 5 kW) has been described. So that the operating frequency of the compressor 11 may be lowered.

また、沸き上げ能力を強制的に下げる制御を1回だけ(例えば、6kWから5kWへ下げる)として説明したが、段階的に(例えば、6kWから5kW、4.5kW、4kW)下げる制御を複数回行ってもよい。   In addition, the control for forcibly lowering the boiling capacity has been described as being performed only once (for example, decreasing from 6 kW to 5 kW), but the control for decreasing in steps (for example, from 6 kW to 5 kW, 4.5 kW, 4 kW) is performed a plurality of times. You may go.

図3は、本発明の第1の実施の形態におけるヒートポンプ給湯装置の蒸発器温度の一例を示すタイムチャートである。   FIG. 3 is a time chart showing an example of the evaporator temperature of the heat pump water heater in the first embodiment of the present invention.

ここでは、貯湯運転のみを行う場合について説明する。貯湯タンク21の設置している残湯センサ(図示せず)にて残湯量が少ないと判断すると、ヒートポンプサイクル10が運転を開始し、圧縮機11がスタートする。この時、沸き上げ能力(要求能力)が決定され、例えば6kWに設定され、この能力に相当する圧縮機の運転周波数(例えば66Hz)で運転を開始する。また、膨張弁開度、第一循環ポンプの流量も、この能力に相当する開度、流量に設定する。   Here, the case where only hot water storage operation is performed will be described. When the remaining hot water sensor (not shown) installed in the hot water storage tank 21 determines that the amount of remaining hot water is small, the heat pump cycle 10 starts operation and the compressor 11 starts. At this time, the boiling capacity (required capacity) is determined and set to 6 kW, for example, and the operation is started at the compressor operating frequency (for example, 66 Hz) corresponding to this capacity. Further, the opening degree of the expansion valve and the flow rate of the first circulation pump are also set to the opening degree and the flow rate corresponding to this ability.

外気温が低い場合、蒸発器14に着霜し、徐々に蒸発器温度は下降し、時間t1で、第1の温度(例えば、−1℃)未満になると、沸き上げ能力(要求能力)を強制的に下げるように、例えば5kWに設定し、貯湯運転を継続する。ここで、沸き上げ能力(要求能力)を下げるために、圧縮機11の運転周波数を、この要求能力に相当する運転周波数(例えば55Hz)に変更する。また、膨張弁13の開度、第一循環ポンプ35の流量も、再設定される。従って、圧縮機の運転周波数が下がり、着霜により蒸発器温度が低下する速度が減少する。   When the outside air temperature is low, the evaporator 14 is frosted, the evaporator temperature gradually decreases, and when the temperature falls below the first temperature (for example, −1 ° C.) at time t1, the boiling capacity (required capacity) is increased. For example, 5 kW is set so as to forcibly lower, and the hot water storage operation is continued. Here, in order to lower the boiling capacity (required capacity), the operating frequency of the compressor 11 is changed to an operating frequency (for example, 55 Hz) corresponding to the required capacity. Further, the opening degree of the expansion valve 13 and the flow rate of the first circulation pump 35 are also reset. Therefore, the operating frequency of the compressor is lowered, and the speed at which the evaporator temperature is lowered due to frost formation is reduced.

時間t2で、第2の温度(例えば、−4℃)未満になると、貯湯運転を停止し、除霜運転を開始する。時間t3で、除霜運転が完了すると、貯湯運転を再開する。ここで、沸き上げ能力の設定は、所定値(例えば、6kW)に戻す。時間t4で、第1の温度(例えば、−1℃)未満になると、沸き上げ能力を強制的に下げ、例えば5kWに設定し、貯湯運転を継続する。時間t5で、貯湯運転が完了した場合、除霜運転を開始する。   When the temperature becomes lower than the second temperature (for example, −4 ° C.) at time t2, the hot water storage operation is stopped and the defrosting operation is started. When the defrosting operation is completed at time t3, the hot water storage operation is resumed. Here, the setting of the boiling capacity is returned to a predetermined value (for example, 6 kW). When the temperature becomes lower than the first temperature (for example, −1 ° C.) at time t4, the boiling capacity is forcibly lowered, for example, set to 5 kW, and the hot water storage operation is continued. When the hot water storage operation is completed at time t5, the defrosting operation is started.

なお、本実施の形態では、蒸発器の着霜状態が予め設定した第1の温度になると強制的に貯湯タンクに沸き上げる能力(要求能力)を下げる制御としたが、強制的に貯湯タンクに沸き上げ温度を上げる制御としても同様の効果が得られる。   In the present embodiment, when the frosting state of the evaporator reaches a preset first temperature, the control is performed to reduce the ability (required ability) to forcibly boil the hot water storage tank. The same effect can be obtained as control for raising the boiling temperature.

また、本実施の形態では冷媒として二酸化炭素を用いた場合で説明したが、冷媒としてR410A冷媒やHC冷媒などのその他の冷媒を用いてもよい。   In the present embodiment, the case where carbon dioxide is used as the refrigerant has been described. However, other refrigerants such as R410A refrigerant and HC refrigerant may be used as the refrigerant.

また、本実施の形態では、ヒートポンプサイクル10を備えたヒートポンプ給湯装置を用いて説明したが、2つ以上のヒートポンプサイクルを用いてもよい。   Moreover, although this Embodiment demonstrated using the heat pump hot-water supply apparatus provided with the heat pump cycle 10, you may use two or more heat pump cycles.

また、風呂用熱交換器43を、例えば床暖房や温風機器などの暖房用熱交換器として利用することもできる。   Moreover, the heat exchanger 43 for baths can also be utilized as a heat exchanger for heating such as floor heating or hot air equipment.

(実施の形態2)
図4は、本発明の第2の形態におけるヒートポンプ給湯装置の貯湯運転制御のフローチャートである。
(Embodiment 2)
FIG. 4 is a flowchart of hot water storage operation control of the heat pump water heater in the second embodiment of the present invention.

ここでは、貯湯運転と給湯運転を同時に行う場合について説明する。蛇口32を開放すると、貯湯タンク21に貯湯された湯と水道管等の水供給配管24から供給された水が第一混合弁27で混合され、給湯運転を開始する。給湯運転を開始し、貯湯タンク21の設置している残湯センサ(図示せず)にて残湯量が少ないと判断すると、ヒートポンプサイクル10が運転を開始し、圧縮機11がスタートする(ステップ1)。この時、沸き上げ能力(要求能力)を決定し、例えば沸き上げ能力が6kWとなるように、圧縮機11の運転周波数(例えば66Hz)を設定し運転を開始する。圧縮機11の運転周波数とともに膨張弁13の開度、第一循環ポンプ35の流量を設定する。   Here, a case where the hot water storage operation and the hot water supply operation are performed simultaneously will be described. When the faucet 32 is opened, the hot water stored in the hot water storage tank 21 and the water supplied from the water supply pipe 24 such as a water pipe are mixed by the first mixing valve 27 and the hot water supply operation is started. When the hot water supply operation is started and the remaining hot water sensor (not shown) installed in the hot water storage tank 21 determines that the amount of remaining hot water is small, the heat pump cycle 10 starts operation and the compressor 11 starts (step 1). ). At this time, the boiling capacity (required capacity) is determined, and the operation frequency (for example, 66 Hz) of the compressor 11 is set to start the operation so that the boiling capacity is 6 kW, for example. The opening degree of the expansion valve 13 and the flow rate of the first circulation pump 35 are set together with the operation frequency of the compressor 11.

次に、着霜状態検出手段73である蒸発器出口温度センサ18で蒸発器14の温度が第1の温度(例えば、−1℃)未満であるか判断される(ステップ2)。ここで、第1の温度は、例えば、(表1)に示す様に、外気温センサ19で検出した外気温によって決定されている。   Next, it is determined whether the temperature of the evaporator 14 is lower than a first temperature (for example, −1 ° C.) by the evaporator outlet temperature sensor 18 which is the frosting state detecting means 73 (step 2). Here, the first temperature is determined by the outside air temperature detected by the outside air temperature sensor 19, for example, as shown in (Table 1).

次に、蒸発器14の温度が第1の温度(例えば、−1℃)未満である場合、沸き上げ能力(要求能力)を強制的に下げるために(例えば5kWとなるように)、圧縮機11の運転周波数(例えば55Hz)を変更する。なお、圧縮機11の運転周波数とともに膨張弁13の開度、第一循環ポンプ35の流量を変更する(ステップ3)。ここで、沸き上げ能力を下げるために周波数を低下させると、ヒートポンプサイクル側の冷媒循環量が低下する。その結果、蒸発器で吸熱する単位時間当たりの熱量が低下するために、蒸発温度の低下が抑制でき、貯湯運転を継続することができる。   Next, when the temperature of the evaporator 14 is lower than the first temperature (for example, −1 ° C.), in order to forcibly lower the boiling capacity (required capacity) (for example, 5 kW), the compressor 11 operating frequency (for example, 55 Hz) is changed. The opening of the expansion valve 13 and the flow rate of the first circulation pump 35 are changed together with the operating frequency of the compressor 11 (step 3). Here, if the frequency is lowered to lower the boiling capacity, the refrigerant circulation amount on the heat pump cycle side is lowered. As a result, the amount of heat per unit time absorbed by the evaporator is reduced, so that a reduction in evaporation temperature can be suppressed and hot water storage operation can be continued.

次に、給湯運転が終了したか判断される(ステップ4)。ステップ4において、給湯運転が終了した場合、除霜運転が行われる(ステップ5)。除霜運転が終了すると、ステップ3で強制的に下げた沸き上げ能力(要求能力)を元(例えば、6kWに上げる)に戻す(ステップ6)。   Next, it is determined whether the hot water supply operation has been completed (step 4). In step 4, when the hot water supply operation is completed, a defrosting operation is performed (step 5). When the defrosting operation is completed, the boiling capacity (required capacity) forcibly lowered in step 3 is returned to the original (for example, increased to 6 kW) (step 6).

次に、ステップ4において、給湯運転が継続している場合、貯湯運転が完了しているか判断される(ステップ7)。ステップ7において、貯湯運転が完了した場合、除霜運転が行われる(ステップ8)。除霜運転が終了すると、ステップ3で下げた沸き上げ能力(要求能力)を元(例えば、6kWに上げる)に戻す(ステップ6)。   Next, when the hot water supply operation is continued in step 4, it is determined whether the hot water storage operation is completed (step 7). In step 7, when the hot water storage operation is completed, a defrosting operation is performed (step 8). When the defrosting operation is completed, the boiling capacity (required capacity) lowered in Step 3 is restored (for example, increased to 6 kW) (Step 6).

次に、ステップ7において、貯湯運転が完了していない場合、蒸発器出口温度センサ18で蒸発器温度が第2の温度(例えば、−4℃)未満であるか判断される(ステップ9)。ここで、第2の温度は、例えば、(表1)に示す様に、外気温センサ19で検出した外気温によって決定されている。   Next, in step 7, when the hot water storage operation is not completed, it is determined by the evaporator outlet temperature sensor 18 whether the evaporator temperature is lower than a second temperature (for example, −4 ° C.) (step 9). Here, the second temperature is determined by the outside air temperature detected by the outside air temperature sensor 19, for example, as shown in (Table 1).

次に、ステップ9において、蒸発器温度が第2の温度(例えば、−4℃)未満である場合、除霜運転が行われる(ステップ10)。除霜運転が終了すると、ステップ3で下げた沸き上げ能力(要求能力)を元(例えば、6kWに上げる)に戻す(ステップ6)。ステップ10において、蒸発器温度が第2の温度(例えば、−4℃)以上である場合、ステップ4に移行する。   Next, in step 9, when the evaporator temperature is lower than a second temperature (for example, −4 ° C.), a defrosting operation is performed (step 10). When the defrosting operation is completed, the boiling capacity (required capacity) lowered in Step 3 is restored (for example, increased to 6 kW) (Step 6). In Step 10, when the evaporator temperature is equal to or higher than the second temperature (for example, −4 ° C.), the process proceeds to Step 4.

以上のように本発明の第2の実施の形態のヒートポンプ給湯装置は、蒸発器14の着霜状態を検出し、所定の状態になると強制的に貯湯タンク21に沸き上げる能力を下げるために圧縮機11の運転周波数を低下させ、蒸発器14への着霜の進行を抑えながら貯湯運転と給湯運転を同時に継続する事が可能となり、湯切れを防止できる。   As described above, the heat pump hot water supply apparatus according to the second embodiment of the present invention detects the frosting state of the evaporator 14 and compresses it to reduce the ability to forcibly raise the hot water storage tank 21 when it reaches a predetermined state. The hot water storage operation and the hot water supply operation can be continued at the same time while reducing the operation frequency of the machine 11 and suppressing the progress of frost formation on the evaporator 14, thereby preventing the hot water from running out.

なお、沸き上げ能力を下げる方法として、要求能力に応じて固有の圧縮機11の運転周波数を割り当てる方法(例えば、6kWの場合66Hz、5kWの場合55Hz)で説明したが、例えば、蒸発器出口温度を一定にするように、圧縮機11の運転周波数を下げてもよい。   In addition, as a method of lowering the boiling capacity, the method of assigning the operating frequency of the specific compressor 11 according to the required capacity (for example, 66 Hz for 6 kW, 55 Hz for 5 kW) has been described. So that the operating frequency of the compressor 11 may be lowered.

また、沸き上げ能力を強制的に下げる制御を1回だけ(例えば、6kWから5kWへ下げる)として説明したが、段階的に(例えば、6kWから5kW、4.5kW、4kW)下げる制御を複数回行ってもよい。   In addition, the control for forcibly lowering the boiling capacity has been described as being performed only once (for example, decreasing from 6 kW to 5 kW), but the control for decreasing in steps (for example, from 6 kW to 5 kW, 4.5 kW, 4 kW) is performed a plurality of times. You may go.

また、本実施の形態では、蒸発器の着霜状態が予め設定した第1の温度になると強制的に貯湯タンクに沸き上げる能力を下げる制御としたが、強制的に貯湯タンクに沸き上げ温度を上げる制御としても同様の効果が得られる。   Further, in the present embodiment, when the frosting state of the evaporator reaches a preset first temperature, the control for forcibly boiling the hot water storage tank is performed. However, the boiling temperature is forcibly set to the hot water storage tank. The same effect can be obtained as the control for increasing the speed.

また、本実施の形態では、貯湯運転と給湯運転の同時運転で説明したが、貯湯運転と注湯運転の同時運転、貯湯運転と風呂加熱運転の同時運転でも同様の効果が得られる。   In the present embodiment, the hot water storage operation and the hot water supply operation are described simultaneously. However, the same effect can be obtained by the simultaneous operation of the hot water storage operation and the pouring operation and the simultaneous operation of the hot water storage operation and the bath heating operation.

以上のように、本発明にかかるヒートポンプ給湯装置は、蒸発器の着霜状態を検出し、所定の状態になると強制的に貯湯タンクに沸き上げる能力を下げる制御を行っているので、圧縮機の運転周波数が低下し、蒸発器への着霜の進行を抑えながら貯湯運転を継続する事が可能となり、湯切れを防止できるので、温水を用いた暖房等の安全性改善の用途にも適用できる。   As described above, the heat pump hot water supply device according to the present invention detects the frosting state of the evaporator and performs control to lower the ability to forcibly boil the hot water storage tank when it reaches a predetermined state. Since the operating frequency is reduced and hot water storage operation can be continued while suppressing the progress of frost formation on the evaporator, hot water can be prevented from running out, so it can also be applied to safety improvement applications such as heating using hot water. .

本発明の実施の形態1におけるヒートポンプ給湯装置の回路構成図The circuit block diagram of the heat pump hot-water supply apparatus in Embodiment 1 of this invention 本発明の実施の形態1におけるヒートポンプ給湯装置の貯湯運転制御のフローチャートFlowchart of hot water storage operation control of heat pump hot water supply apparatus in Embodiment 1 of the present invention 本発明の実施の形態1におけるヒートポンプ給湯装置の蒸発器温度の一例を示すタイムチャートTime chart which shows an example of the evaporator temperature of the heat pump hot-water supply apparatus in Embodiment 1 of this invention 本発明の実施の形態2におけるヒートポンプ給湯装置の貯湯運転制御のフローチャートFlowchart of hot water storage operation control of heat pump hot water supply apparatus in Embodiment 2 of the present invention 従来のヒートポンプ給湯装置の除霜運転に入るタイミングを示すフローチャートThe flowchart which shows the timing which enters into the defrost operation of the conventional heat pump water heater

符号の説明Explanation of symbols

10 ヒートポンプサイクル
11 圧縮機
12 給湯用熱交換器
13 膨張弁
14 蒸発器
21 貯湯タンク
73 着霜状態検出手段
DESCRIPTION OF SYMBOLS 10 Heat pump cycle 11 Compressor 12 Heat exchanger for hot water supply 13 Expansion valve 14 Evaporator 21 Hot water storage tank 73 Frosting state detection means

Claims (9)

圧縮機、給湯用熱交換器、膨張弁、及び蒸発器を配管で接続したヒートポンプサイクルと、前記ヒートポンプサイクルを用いて加熱された液体を蓄える貯湯タンクを備え、前記蒸発器の着霜状態を検出する着霜状態検出手段を設け、前記着霜状態検出手段で検出した前記蒸発器の着霜状態が予め設定した第1の温度になると前記貯湯タンクに沸き上げる能力を下げることを特徴とするヒートポンプ給湯装置。 A heat pump cycle in which a compressor, a heat exchanger for hot water supply, an expansion valve, and an evaporator are connected by piping, and a hot water storage tank that stores liquid heated using the heat pump cycle, and detects the frosting state of the evaporator The heat pump is provided with a frosting state detecting means for reducing the ability to boil the hot water storage tank when the frosting state of the evaporator detected by the frosting state detecting means reaches a preset first temperature. Hot water supply device. 前記着霜状態検出手段で検出した前記蒸発器の着霜状態が予め設定した前記第1の温度となると、前記貯湯タンクに沸き上げる能力を下げるために前記圧縮機の運転周波数を低下させる請求項1に記載のヒートポンプ給湯装置。 The operation frequency of the compressor is lowered to lower the ability to boil the hot water storage tank when the frosting state of the evaporator detected by the frosting state detection means reaches the preset first temperature. The heat pump hot water supply apparatus according to 1. 外気温を検知する外気温センサを備え、前記第1の温度は、前記外気温センサにより検出された外気温に応じて決定される温度であることを特徴とする請求項2に記載のヒートポンプ給湯装置。 The heat pump hot water supply according to claim 2, further comprising an outside air temperature sensor for detecting an outside air temperature, wherein the first temperature is a temperature determined according to the outside air temperature detected by the outside air temperature sensor. apparatus. 前記第1の温度を継続中において、前記貯湯タンクへの貯湯運転が完了すると、引き続き前記蒸発器を除霜する除霜運転を行うことを特徴とする請求項3に記載のヒートポンプ給湯装置。 4. The heat pump hot-water supply apparatus according to claim 3, wherein when the hot water storage operation to the hot water storage tank is completed while the first temperature is continued, the defrost operation for continuously defrosting the evaporator is performed. 前記第1の温度を継続中において、前記貯湯タンクへの貯湯運転と給湯運転、注湯運転または風呂加熱運転を同時に行っている場合、前記給湯運転、前記注湯運転または前記風呂加熱運転が完了すると、前記貯湯タンクへの貯湯運転を停止し引き続き前記蒸発器を除霜する除霜運転を行うことを特徴とする請求項3に記載のヒートポンプ給湯装置。 When hot water storage operation and hot water supply operation, pouring operation or bath heating operation are simultaneously performed in the hot water storage tank while the first temperature is continued, the hot water supply operation, pouring operation or bath heating operation is completed. Then, the heat pump hot water supply apparatus according to claim 3, wherein the hot water storage operation to the hot water storage tank is stopped and the defrosting operation for continuously defrosting the evaporator is performed. 前記第1の温度を継続中において、前記着霜状態検出手段で検出した前記蒸発器の着霜状態が予め設定した第2の温度になると除霜運転を行うことを特徴とする請求項3に記載のヒートポンプ給湯装置。 The defrosting operation is performed when the frosting state of the evaporator detected by the frosting state detection means reaches a preset second temperature while the first temperature is continued. The heat pump hot-water supply apparatus of description. 前記除霜運転が完了すると前記貯湯タンクに沸き上げる能力を上げることを特徴とする請求項4〜6のいずれか1項に記載のヒートポンプ給湯装置。 The heat pump hot water supply device according to any one of claims 4 to 6, wherein when the defrosting operation is completed, the boiling capacity of the hot water storage tank is increased. 前記ヒートポンプサイクルを複数備えた請求項1〜7のいずれか1項に記載のヒートポンプ給湯装置。 The heat pump hot-water supply apparatus of any one of Claims 1-7 provided with two or more of the said heat pump cycles. 前記ヒートポンプサイクルに用いる冷媒を二酸化炭素とし、高圧側では臨界圧を越える状態で運転する請求項1〜7のいずれか1項に記載のヒートポンプ給湯装置。 The heat pump hot water supply apparatus according to any one of claims 1 to 7, wherein the refrigerant used in the heat pump cycle is carbon dioxide, and the high pressure side is operated in a state exceeding a critical pressure.
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