JP2007139419A - Heat pump water heater - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、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回路と、貯湯タンク、流体循環ポンプ、給湯用熱交換器を配管で接続した循環回路を有したヒートポンプ給湯装置の循環回路の誤接続検出に関する。 The present invention has a heat pump circuit in which a compressor, a hot water heat exchanger, an expansion valve, and an evaporator are connected by piping, and a circulation circuit in which a hot water storage tank, a fluid circulation pump, and a hot water heat exchanger are connected by piping. The present invention relates to detection of erroneous connection of a circulation circuit of a heat pump water heater.
従来から給湯用熱交換器に供給される入水配管路と、給湯用熱交換器から貯湯タンクに戻される出湯配管路が逆に接続されている場合に、誤接続と検出することができるヒートポンプ給湯装置が提案されている(例えば、特許文献1参照)。 Heat pump hot water supply that can be detected as an incorrect connection when the incoming water supply line supplied to the hot water supply heat exchanger and the outgoing hot water supply line returned from the hot water supply heat exchanger to the hot water storage tank are connected in reverse. An apparatus has been proposed (see, for example, Patent Document 1).
特許文献1では、給湯用熱交換器に供給される入水配管路の入水温度と、給湯用熱交換器から貯湯タンクに戻される出湯配管路の出湯温度を比較して、入水温度が高い場合に、入水配管路と出湯配管路が誤接続されていると判断する。
しかしながら、前記従来のヒートポンプ給湯装置は、貯湯タンクの沸上完了を入水温度により判断しており、入水温度が所定温度以上になった時点で沸上運転を終了する。 However, the conventional heat pump hot-water supply apparatus determines completion of boiling of the hot water storage tank based on the incoming water temperature, and ends the boiling operation when the incoming water temperature exceeds a predetermined temperature.
しかし、入水配管路と出湯配管路が逆に誤接続された場合、貯湯タンク内が沸き上がっていない状態でも入水温度は上昇してしまう。 However, if the incoming water pipe line and the outgoing hot water pipe line are erroneously connected in reverse, the incoming water temperature rises even when the hot water storage tank is not boiling.
上記のように特許文献1では、入水温度と出湯温度を比較して、入水配管路と出湯配管路の誤接続を判断しているために、ヒートポンプ給湯装置が沸上完了と判断するまでに誤接続を検出しなくてはならない。 As described above, in Patent Document 1, since the incoming water temperature and the hot water temperature are compared to determine an erroneous connection between the incoming water pipe and the outgoing hot water pipe, an error occurs until the heat pump water heater determines that the boiling is completed. A connection must be detected.
しかし、短時間で誤接続検出をする場合、正規接続を誤接続と間違って判断してしまうこおとがある。例えば、冬場の沸上運転開始時によくある条件として、前日に沸かしたお湯が貯湯タンク内部に残っていてタンク温度が45℃に対して、入水温度センサや出湯温度センサがある部分の水は外気温度によって冷やされて10℃になっている場合、沸上運転を開始すると貯湯タンクから45℃の水が給湯用熱交換器に供給されるために、入水温度の方が出湯温度よりも先に上昇してしまう。この場合、誤接続の判定時間が短いと間違って誤接続と判断してしまうことになる。 However, when erroneous connection detection is performed in a short time, the regular connection may be erroneously determined as an erroneous connection. For example, as a common condition at the start of boiling operation in winter, the hot water boiled on the previous day remains in the hot water storage tank, and the tank temperature is 45 ° C. When the temperature is cooled to 10 ° C., when the boiling operation is started, 45 ° C. water is supplied from the hot water storage tank to the hot water supply heat exchanger, so the incoming water temperature is earlier than the outgoing hot water temperature. It will rise. In this case, if the erroneous connection determination time is short, it is erroneously determined as an erroneous connection.
本発明は、入水配管路と出湯配管路の誤接続を貯湯タンクの沸上完了と間違って判断することなく、確実に誤接続と判断することができるヒートポンプ給湯装置を提供することを目的とする。 It is an object of the present invention to provide a heat pump hot water supply apparatus that can reliably determine an erroneous connection without erroneously determining that a hot water storage tank has been boiled up and not erroneously connected to an incoming and outgoing hot water pipes. .
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、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回路と、貯湯タンク、流体循環ポンプ、前記給湯用熱交換器を配管で接続した循環回路と、前記循環回路が前記貯湯タンクから前記給湯用熱交換器に低温水を供給する入水配管路と、前記給湯用熱交換器で熱交換された高温の湯を貯湯タンクに戻す出湯配管路と、前記給湯用熱交換器に供給される入水温度を検出する入水温度検出手段と、前記給湯用熱交換器で熱交換された後の出湯温度を検出する出湯温度検出手段と、前記貯湯タンクのタンク温度を検出するタンク温度
検出手段とを備え、前記入水温度が前記出湯温度よりも所定温度以上高い状態が所定時間継続し、かつ、前記入水温度が前記タンク温度よりも所定温度高ければ、前記入水配管路と前記出湯配管路が誤接続状態であると判断することを特徴とする。
In order to solve the conventional problems, a heat pump hot water supply apparatus of the present invention includes a heat pump circuit in which a compressor, a heat exchanger for hot water supply, an expansion valve, and an evaporator are connected by piping, a hot water storage tank, a fluid circulation pump, A circulation circuit in which a hot water supply heat exchanger is connected by piping, the circulation circuit is heat-exchanged by the hot water supply heat exchanger, and a water inlet piping for supplying low-temperature water from the hot water storage tank to the hot water supply heat exchanger. The hot water supply pipe returning the hot water to the hot water storage tank, the incoming water temperature detecting means for detecting the incoming water temperature supplied to the hot water supply heat exchanger, and the hot water temperature after heat exchange with the hot water supply heat exchanger. A hot water temperature detecting means for detecting and a tank temperature detecting means for detecting a tank temperature of the hot water storage tank, wherein the state where the incoming water temperature is higher than the outgoing hot water temperature by a predetermined temperature or more continues for a predetermined time, and Water temperature If a predetermined temperature higher than the serial tank temperature, characterized in that it is determined that the connection state between the entering water piping passage the hot water distribution line is erroneous.
本発明のヒートポンプ給湯装置は、入水配管路と出湯配管路の誤接続を貯湯タンクの沸上完了と間違って判断することなく、確実に誤接続と判断することができる。 The heat pump hot-water supply apparatus of the present invention can reliably determine that there is an incorrect connection without erroneously determining that the hot water storage tank has been boiled up incorrectly.
第1の発明は、給湯用熱交換器に供給される入水温度を検出する入水温度検出手段と、給湯用熱交換器で熱交換された後の出湯温度を検出する出湯温度検出手段と、貯湯タンクのタンク温度を検出するタンク温度検出手段を有し、入水温度が出湯温度に比べ所定温度より高い状態が所定時間以上継続されており、かつ入水温度がタンク温度に比べ所定の温度よりも高い場合に、入水配管路と出湯配管路が誤接続状態であると判断することにより、正規接続を間違って誤接続と判断することなく、誤接続の判定時間を短くすることができ、入水配管路と出湯配管路の誤接続を貯湯タンクの沸上完了と間違って判断することなく、より確実に誤接続と判断することができる。更に誤接続の判定条件を簡略化することができる。 The first invention includes an incoming water temperature detecting means for detecting an incoming water temperature supplied to a hot water supply heat exchanger, an outgoing hot water temperature detecting means for detecting an outgoing hot water temperature after being subjected to heat exchange by the hot water supply heat exchanger, and hot water storage. A tank temperature detecting means for detecting the tank temperature of the tank has been provided, the state where the incoming water temperature is higher than a predetermined temperature compared to the outgoing hot water temperature continues for a predetermined time or longer, and the incoming water temperature is higher than the predetermined temperature compared to the tank temperature. In this case, it is possible to shorten the determination time of the incorrect connection by judging that the incoming pipe line and the outgoing hot water pipe line are in an incorrect connection state, without erroneously determining that the normal connection is erroneously connected. Therefore, it is possible to more reliably determine the erroneous connection of the hot water discharge piping without erroneously determining that the boiling of the hot water storage tank is completed. Furthermore, the erroneous connection determination condition can be simplified.
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、この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 embodiments.
(実施の形態1)
図1は、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である。まず、本実施の形態1によるヒートポンプ給湯装置のヒートポンプ回路について説明する。
(Embodiment 1)
FIG. 1 is a circuit configuration diagram of a heat pump hot water supply apparatus according to Embodiment 1 of the present invention. First, the heat pump circuit of the heat pump water heater according to the first embodiment will be described.
ヒートポンプ回路10は、圧縮機11、給湯用熱交換器12、メイン膨張弁13A、キャピラリーチューブ13B、及び蒸発器14を順に配管で接続して構成されている。ヒートポンプ回路10には、圧縮機11の温度を検出する温度センサ10A、圧縮機11からの吐出冷媒温度を検出する温度センサ10B、圧縮機11からの吐出冷媒圧力を検出する圧力センサ10C、蒸発器14の吸入空気を検出する温度センサ10Dを備えている。ここで、温度センサ10Aはコールドスタートの検出を、圧力センサ10Cは圧縮機11又はヒートポンプ回路10の異常検出を行う。
The
次に、本実施の形態1によ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 water heater according to the first embodiment will be described.
貯湯タンク20の底部配管21は、減圧弁31を介して水道管等の水供給配管32に接続されている。また貯湯タンク20の底部配管22は、循環ポンプ23を介して入水側接続配管25と接続され、入水側接続配管25は流入側配管12B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20の上部循環用配管24は、出湯側接続配管26と接続され、出湯側接続配管26は流出側配管12Cを介して水用配管12Aの流出側と接続されている。
A
なお、本実施例による貯湯タンク20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 hot
一方、貯湯タンク20の上部給湯用配管33は、混合弁34に接続されている。また、貯湯タンク20の底部配管21から分岐させた出水用配管35は、混合弁34に接続されている。混合弁34の流出側の給湯回路は、キッチン、又は洗面所等の給湯用の蛇口36に接続されている。この給湯回路には、給湯量を検出する流量センサ30A、給湯温度を
検出する温度センサ30Bを備えている。
On the other hand, the upper hot
なお、貯湯タンク20には、貯湯タンク20内の湯量を検出するための複数の温度センサ(タンク温度検出手段)20A、20B、20Cが設けられている。また、流入側配管12Bには、貯湯タンク20の底部配管22Aから導出される入水温度を検出する温度センサ(入水温度検出手段)20Dが設けられている。また、流出側配管12Cには、水用配管12Aから導出される出湯温度を検出する温度センサ(出湯温度検出手段)20Eが設けられている。
The hot
以下、本実施の形態1によ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。 Hereinafter, the hot water storage operation of the heat pump hot water supply apparatus according to the first embodiment will be described.
時刻が所定時刻になるか、または、貯湯タンク20内の温度センサ(タンク温度検出手段)20A、20B、20Cによって、貯湯タンク20内の湯量が所定量以下となったことを検出すると、ヒートポンプ回路10を動作させて貯湯運転を開始する。
When the time reaches a predetermined time, or when it is detected by the temperature sensors (tank temperature detecting means) 20A, 20B, 20C in the hot
ヒートポンプ回路10では、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、メイン膨張弁13A及びキャピラリーチューブ13B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。
In the
一方、循環ポンプ23の運転により、貯湯タンク20内の水は、底部配管22、入水側接続配管25、流入側配管12Bを通って水用配管12Aに導かれ、水用配管12Aで加熱された温水は、流出側配管12C、出湯側接続配管26、上部循環用配管24を通って貯湯タンク20に戻される。
On the other hand, by the operation of the
次に、本実施の形態1によるヒートポンプ給湯装置の誤接続検出制御について図2から図3を用いて説明する。 Next, erroneous connection detection control of the heat pump water heater according to the first embodiment will be described with reference to FIGS.
図2は、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誤接続検出制御機能を示すブロック図である。 FIG. 2 is a block diagram illustrating an erroneous connection detection control function of the heat pump hot water supply apparatus according to Embodiment 1 of the present invention.
誤接続検出手段40は最高タンク温度判定手段41と基準タンク温度設定手段42と基準入水温度設定手段43を有している。最高タンク温度判定手段41では、温度センサ(タンク温度検出手段)20A〜Cの中で最も高い温度を判定している。基準タンク温度設定手段42では、前日に貯湯タンクの沸上運転を行っているかどうかを判定するための基準温度(例えば35度)を設定している。基準入水温度設定手段43では、入水温度が沸上完了温度近くまで上昇していることを判定するための基準温度(例えば42度)を設定している。 The erroneous connection detection means 40 includes a maximum tank temperature determination means 41, a reference tank temperature setting means 42, and a reference incoming water temperature setting means 43. The highest tank temperature determination means 41 determines the highest temperature among the temperature sensors (tank temperature detection means) 20A to 20C. The reference tank temperature setting means 42 sets a reference temperature (for example, 35 degrees) for determining whether or not the hot water storage tank is heated up on the previous day. The reference incoming water temperature setting means 43 sets a reference temperature (for example, 42 degrees) for determining that the incoming water temperature has increased to near the boiling completion temperature.
また、誤接続検出手段40はタンク温度比較手段44と入水温度比較手段45と入水出湯温度比較手段46と誤接続判定手段47を有している。タンク温度比較手段44では、最高タンク温度判定手段41によって判定された最高タンク温度と基準タンク温度設定手段42によって設定された基準タンク温度を比較している。入水温度比較手段45では、温度センサ(入水温度検出手段)20Dによって検出された入水温度と基準入水温度設定手段43によって設定された基準入水温度を比較している。入水出湯温度比較手段46では、温度センサ(出湯温度検出手段)20Eによって検出された出湯温度と、温度センサ(入水温度検出手段)20Dによって検出された入水温度を比較している。誤接続判定手段47では、入水出湯温度比較手段46で比較した結果、入水温度が出湯温度よりも所定温度差(例えば10K)高い状態が所定時間(例えば1分)以上経過して、タンク温度比較手段44で比較した結果、最高タンク温度が基準タンク温度よりも低く、かつ入水温度比較手段45で比較した結果、入水温度が基準入水温度よりも高い場合に、誤接続と判断
し、運転停止手段48により運転を停止し、再度運転を行うが、誤接続検出による運転停止が規定回数を超えた場合は故障表示手段49により誤接続であることを表示する。
The erroneous connection detection means 40 includes a tank temperature comparison means 44, an incoming water temperature comparison means 45, an incoming and outgoing hot water temperature comparison means 46, and an erroneous connection determination means 47. The tank temperature comparison means 44 compares the maximum tank temperature determined by the maximum tank temperature determination means 41 with the reference tank temperature set by the reference tank temperature setting means 42. The incoming water temperature comparing means 45 compares the incoming water temperature detected by the temperature sensor (incoming water temperature detecting means) 20D with the reference incoming water temperature set by the reference incoming water temperature setting means 43. The incoming / outgoing hot water temperature comparing means 46 compares the outgoing hot water temperature detected by the temperature sensor (hot water temperature detecting means) 20E and the incoming water temperature detected by the temperature sensor (incoming water temperature detecting means) 20D. As a result of the comparison in the incoming / outgoing hot water temperature comparing means 46, the erroneous connection determination means 47 has a tank temperature comparison after a predetermined time (eg, 1 minute) has elapsed that the incoming water temperature is higher by a predetermined temperature difference (eg, 10K) than the outgoing hot water temperature. As a result of comparison by means 44, when the maximum tank temperature is lower than the reference tank temperature and the result of comparison by incoming water temperature comparison means 45 is that the incoming water temperature is higher than the reference incoming water temperature, it is determined that the connection is incorrect, and the operation stopping means The operation is stopped by 48 and the operation is performed again. However, when the operation stop by the erroneous connection detection exceeds the specified number of times, the failure display means 49 displays that the connection is incorrect.
図3は、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誤接続検出制御の流れを示すフローチャートである。 FIG. 3 is a flowchart showing a flow of erroneous connection detection control of the heat pump hot water supply apparatus in Embodiment 1 of the present invention.
運転開始時には、温度センサ(入水温度検出手段)20Dで入水温度を、温度センサ(出湯温度検出手段)20Eで出湯温度を、温度センサ(タンク温度検出手段)20A〜Cで各部タンク温度をそれぞれ検出する。 At the start of operation, the temperature sensor (incoming water temperature detecting means) 20D detects the incoming water temperature, the temperature sensor (outlet water temperature detecting means) 20E detects the outgoing hot water temperature, and the temperature sensors (tank temperature detecting means) 20A to 20C detect the tank temperature of each part. To do.
まずステップ1にて、運転開始後所定時間(例えば2分)が経過したかどうかを判定し、経過していれば継続タイマをクリアする(ステップ2)。ステップ3で入水温度と出湯温度を検出し、ステップ4で入水温度と出湯温度を比較して、その差が所定温度差以上だったら継続タイマをアップする(ステップ5)。また温度差が所定温度未満だったらステップ2に戻る。ステップ6にて、継続タイマが所定時間経っていなければ、ステップ3に戻り、継続タイマが所定時間以上経過していれば、入水温度と基準入水温度を比較し(ステップ7)、入水温度が基準入水温度以上であれば、各部タンク温度を検出する(ステップ8)。逆に、入水温度が基準入水温度未満であれば、ステップ3に戻る。ステップ9にて最高タンク温度を判定する。ステップ10にて最高タンク温度と基準タンク温度を比較して、最高タンク温度が基準タンク温度以上であれば、ステップ3に戻り、基準タンク温度未満であれば、誤配管と判定する(ステップ11)。
First, in step 1, it is determined whether a predetermined time (for example, 2 minutes) has elapsed after the start of operation. If it has elapsed, the continuation timer is cleared (step 2). In step 3, the incoming water temperature and the outgoing hot water temperature are detected. In
以上のように、本実施の形態1においては、前日に貯湯タンクの沸上運転をしている場合を除外することができるとともに、入水温度の上昇を確実に検出することができるが故に、誤接続の判定時間を短くすることができ、入水配管路と出湯配管路の誤接続を貯湯タンクの沸上完了と間違って判断することなく、より確実に誤接続と判断することができる。 As described above, in the first embodiment, it is possible to exclude the case where the hot water storage tank is heated up on the previous day, and it is possible to reliably detect an increase in the incoming water temperature. The connection determination time can be shortened, and it is possible to more reliably determine an erroneous connection without erroneously determining that the hot water storage tank has been boiled up incorrectly.
(実施の形態2)
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回路構成図は実施の形態1におけるヒートポンプ給湯装置の回路構成図(図1)と同じであるため説明を省略する。
(Embodiment 2)
The circuit configuration diagram of the heat pump hot water supply apparatus in the second embodiment of the present invention is the same as the circuit configuration diagram (FIG. 1) of the heat pump hot water supply apparatus in the first embodiment, and thus the description thereof is omitted.
本実施の形態2によるヒートポンプ給湯装置の誤接続検出制御について、図4から図5を用いて説明する。 The erroneous connection detection control of the heat pump hot water supply apparatus according to the second embodiment will be described with reference to FIGS.
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装置の誤接続検出制御機能を示すブロック図である。 FIG. 4 is a block diagram showing an erroneous connection detection control function of the heat pump water heater in Embodiment 2 of the present invention.
誤接続検出手段40は最高タンク温度判定手段41と入水出湯温度比較手段46と誤接続判定手段47と入水タンク温度比較手段50を有している。最高タンク温度判定手段41と入水出湯温度比較手段46と運転停止手段48と故障表示手段49は、第1の実施の形態での図2と同じであるため説明を省略する。
The erroneous connection detection means 40 includes a maximum tank temperature determination means 41, an incoming / outgoing hot water temperature comparison means 46, an erroneous connection determination means 47, and an incoming water tank temperature comparison means 50. The maximum tank
入水タンク温度比較手段50は最高タンク温度判定手段41によって判定された最高タンク温度と温度センサ(入水温度検出手段)20Dで検出された入水温度を比較している。誤接続判定手段47では、入水出湯温度比較手段46で比較した結果、入水温度が出湯温度よりも所定温度差(例えば10K)高い状態が所定時間(例えば1分)以上経過して、入水タンク温度比較手段50で比較した結果、入水温度が最高タンク温度よりも所定温度差(例えば10K)高い場合、誤接続と判断している。
The incoming water tank
図5は、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誤接続検出制御の流れを示すフローチャートである。 FIG. 5 is a flowchart showing a flow of erroneous connection detection control of the heat pump water heater in Embodiment 2 of the present invention.
この場合も継続タイマ判定(ステップ6)までは、実施の形態1での図3と同じであるため説明を省略する。 In this case as well, the process up to the continuation timer determination (step 6) is the same as that in FIG.
ステップ6にて、継続タイマが所定時間以上経過していれば、各部タンク温度を検出し(ステップ8)、最高タンク温度を判定する(ステップ9)。入水温度と最高タンク温度を比較して(ステップ12)、所定温度差未満であればステップ3に戻り、所定温度差以上であれば、誤配管と判定する(ステップ11)。 If the continuation timer has exceeded a predetermined time in step 6, the tank temperature of each part is detected (step 8), and the maximum tank temperature is determined (step 9). The incoming water temperature is compared with the maximum tank temperature (step 12), and if the temperature difference is less than the predetermined temperature difference, the process returns to step 3;
以上のように、本実施の形態2においては、確実に誤接続と判断することができるだけでなく、制御を簡単にすることができる。 As described above, in the second embodiment, not only can it be determined that there is an incorrect connection, but also control can be simplified.
以上のように、本発明は、ヒートポンプ給湯装置における誤配管検出に適している。 As described above, the present invention is suitable for erroneous pipe detection in a heat pump hot water supply apparatus.
10 ヒートポンプ回路
11 圧縮機
12 給湯用熱交換器
12A 水用配管
20 貯湯タンク
20A〜C 温度センサ(タンク温度検出手段)
20D 温度センサ(入水温度検出手段)
20E 温度センサ(出湯温度検出手段)
22 底部配管
24 上部循環用配管
25 入水側接続配管
26 出湯側接続配管
DESCRIPTION OF
20D Temperature sensor (Incoming water temperature detection means)
20E Temperature sensor (Tapping temperature detection means)
22 Bottom piping 24 Top circulation piping 25 Inlet
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