JP2007327725A - Heat pump type water heater - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、ヒートポンプ式給湯機に係り、具体的には、深夜電力等を利用して所望温度の湯を貯湯タンクに貯える技術に関する。 The present invention relates to a heat pump type water heater, and more specifically, to a technique for storing hot water at a desired temperature in a hot water storage tank using midnight power or the like.
深夜電力等を利用してヒートポンプサイクルを駆動し、低温水を加熱して所望温度の湯を貯湯タンクに貯える沸上機能を備えたヒートポンプ式給湯機が知られている(例えば、特許文献1)。このようなヒートポンプ給湯機は、貯湯タンクの底部から抜き出した低温水を、ヒートポンプサイクルに設けられた水−冷媒熱交換器に流通し、設定温度に沸き上げて貯湯タンクの上部に戻すように構成されている。これにより、貯湯タンク内に必要量の所望温度の湯を確保することができる。 2. Description of the Related Art A heat pump type hot water heater having a boiling function for driving a heat pump cycle using midnight power or the like and heating low temperature water to store hot water at a desired temperature in a hot water storage tank is known (for example, Patent Document 1). . Such a heat pump water heater is configured to circulate low-temperature water extracted from the bottom of the hot water storage tank to a water-refrigerant heat exchanger provided in the heat pump cycle, raise it to a set temperature, and return it to the upper part of the hot water storage tank. Has been. Thereby, the required amount of hot water of the desired temperature can be secured in the hot water storage tank.
このようなヒートポンプ式給湯機においては、一般に、所定の時間で沸き上げることができるように、ヒートポンプの最大加熱能力を計画するようにしている。また、低温水を水−冷媒熱交換器に1回通すことにより所望の温度に沸き上げることを前提として計画されている。そのため、特許文献1に記載の沸上制御によれば、水−冷媒熱交換器に流入される低温水の温度を検出して、その低温水を所望の沸上設定温度まで加熱するのに必要な熱量を算出し、ヒートポンプの加熱能力によって沸上設定温度まで加熱可能な低温水の循環流量を算出する。そして、低温水を貯湯タンクの底部から抜き出して水−冷媒熱交換器に流入させる循環ポンプの回転数を制御して、目標の循環流量に制御するようにしている。また、特許文献1によれば、ヒートポンプの加熱能力は、外気温により変動することから、外気温により循環流量を補正制御するようにしている。
In such a heat pump type water heater, generally, the maximum heating capacity of the heat pump is planned so that it can be boiled up in a predetermined time. Moreover, it is planned on the assumption that the low temperature water is boiled to a desired temperature by passing it through the water-refrigerant heat exchanger once. Therefore, according to the boiling control described in
ところで、沸上循環路を形成する循環配管は、貯湯タンクと水−冷媒熱交換器との間の距離に応じて長さが異なってくる。また、配管の経路によって曲がりの数が異なってくる。そのため、ヒートポンプ式給湯機の設置状況に応じて、沸上循環路の圧力損失の値がそれぞれ異なる。 By the way, the circulation pipes forming the boiling circulation path have different lengths depending on the distance between the hot water storage tank and the water-refrigerant heat exchanger. Further, the number of bends varies depending on the route of the piping. Therefore, the value of the pressure loss of the boiling circuit differs depending on the installation status of the heat pump type hot water heater.
したがって、特許文献1に記載のように、循環ポンプの回転数で循環流量を制御する方式の場合、沸上循環路の圧力損失に応じてポンプ回転数に対応するポンプ流量が変わってしまうから、目標の循環流量に制御できないという問題がある。例えば、目標の循環流量よりも実際の循環流量が少ないと、ヒートポンプサイクルの熱バランスがくずれ、圧縮機から吐出されるガス冷媒温度及び圧力が異常上昇し、圧縮機を保護するために停止機能が自動的に働いてしまうおそれがある。また、ヒートポンプの運転が正常に行えたとしても、目標の循環流量よりも少ないため、沸上運転時間が長くなるおそれがある。逆に、目標の循環流量よりも実際の循環流量が多いと、水−冷媒熱交換器における加熱量が不足し、沸上設定温度に達しない湯が貯湯されてしまい、顧客の要求を満たさなくなるおそれがある。
Therefore, as described in
そこで、実際の沸上循環路の圧力損失に合わせて、循環ポンプの回転数に対応するポンプ流量の制御データを変更することも考えられるが、制御装置の標準化が阻害されることになる。特に、経年変化によって沸上循環路の配管内に水垢などが蓄積して圧損が変化することがあるが、このような場合は制御データを変更することは実質的に困難である。 Therefore, it is conceivable to change the control data of the pump flow rate corresponding to the rotation speed of the circulation pump in accordance with the pressure loss of the actual boiling circuit, but this will hinder the standardization of the control device. In particular, due to secular change, scales or the like may accumulate in the piping of the boiling circuit, and the pressure loss may change. In such a case, it is substantially difficult to change the control data.
本発明は、沸き上げ制御時におけるガス冷媒温度又は圧力の異常上昇によって圧縮機が保護停止されるのを回避することができる沸上制御を実現することを第1の課題とする。 A first object of the present invention is to realize boiling control that can prevent the compressor from being stopped due to an abnormal increase in gas refrigerant temperature or pressure during boiling control.
また、上記課題に加えて、沸上運転時間を所定の時間に保つことを第2の課題とする。 Further, in addition to the above problem, a second problem is to keep the boiling operation time at a predetermined time.
本発明は、冷媒を圧縮する圧縮機と、該圧縮機から吐出されるガス冷媒により水を加熱する水−冷媒熱交換器と、該水−冷媒熱交換器から膨張弁を介して流入される液冷媒を蒸発させて前記圧縮機に戻す蒸発器と、給水源に連通された貯湯タンクと、該貯湯タンクの水を循環ポンプにより抜き出して前記水−冷媒熱交換器に流通させて前記貯湯タンクに戻す循環路と、前記水−冷媒熱交換器により加熱される湯温を沸上設定温度に制御する制御装置を備えてなるヒートポンプ式給湯機を対象とする。 The present invention relates to a compressor that compresses a refrigerant, a water-refrigerant heat exchanger that heats water using a gas refrigerant discharged from the compressor, and an expansion valve that flows from the water-refrigerant heat exchanger. An evaporator for evaporating liquid refrigerant and returning it to the compressor; a hot water storage tank connected to a water supply source; and water in the hot water storage tank is extracted by a circulation pump and distributed to the water-refrigerant heat exchanger to be supplied to the hot water storage tank And a heat pump type hot water heater provided with a control circuit for controlling the hot water temperature heated by the water-refrigerant heat exchanger to the boiling upper set temperature.
上記第1の課題を解決する本発明の第1の態様の制御装置は、前記水−冷媒熱交換器における加熱能力と前記沸上設定温度と前記水−冷媒熱交換器の流入水の検出温度とに基づいて、前記循環路における循環流量の目標値を定めるとともに、前記循環路における循環流量を流量センサにより検出し、該循環流量の検出値を前記目標値に合わせるように前記循環ポンプを制御することを特徴とする。 The control device according to the first aspect of the present invention for solving the first problem includes a heating capacity in the water-refrigerant heat exchanger, a set boiling temperature, and a detected temperature of the inflowing water in the water-refrigerant heat exchanger. Based on the above, a target value for the circulation flow rate in the circulation path is determined, the circulation flow rate in the circulation path is detected by a flow sensor, and the circulation pump is controlled to match the detection value of the circulation flow rate with the target value It is characterized by doing.
すなわち、流量センサにより検出された循環流量の検出値を目標値に合わせるように循環ポンプをフィードバック制御するようにしたことから、沸上循環路の圧力損失の如何にかかわらず、目標の循環流量を流すことができる。その結果、沸き上げ制御時におけるガス冷媒温度又は圧力の異常上昇を回避でき、圧縮機が保護停止されるのを防止できる。 That is, since the circulation pump is feedback-controlled so that the detected value of the circulating flow detected by the flow sensor matches the target value, the target circulating flow rate can be set regardless of the pressure loss in the boiling circuit. It can flow. As a result, an abnormal increase in gas refrigerant temperature or pressure during boiling control can be avoided, and the compressor can be prevented from being protected from being stopped.
また、水−冷媒熱交換器における加熱能力を計画値に保持できるから、沸上時間が計画以上に長くなることを回避でき、深夜電力を利用できる時間内で必要な温度の貯湯量を確保することができる。さらにまた、実際の沸上循環路の圧力損失に合わせて、循環ポンプの回転数に対応するポンプ流量の制御データを変更する必要がないので、制御装置の標準化を維持できる。なお、圧縮機の圧縮容量を外気温等の外環境の変化全てに対応させることが困難な場合があり、この場合は、沸上湯温が一定の限度において安定しない等の問題が発生する。 In addition, since the heating capacity in the water-refrigerant heat exchanger can be maintained at the planned value, it is possible to prevent the boiling time from becoming longer than planned, and to secure a hot water storage amount at a necessary temperature within the time when midnight power can be used. be able to. Furthermore, since it is not necessary to change the pump flow rate control data corresponding to the rotational speed of the circulation pump in accordance with the actual pressure loss in the boiling circuit, the standardization of the control device can be maintained. In some cases, it may be difficult to adapt the compression capacity of the compressor to all changes in the external environment such as the outside air temperature. In this case, there arises a problem that the boiling water temperature is not stable at a certain limit.
上記第1の課題を解決する本発明の第2の態様の制御装置は、前記水−冷媒熱交換器により加熱された湯温を温度センサにより検出し、該検出温度を前記沸上設定温度に合わせるように前記圧縮機の圧縮容量を制御することを特徴とする。 The control device according to the second aspect of the present invention for solving the first problem detects a hot water temperature heated by the water-refrigerant heat exchanger by a temperature sensor, and sets the detected temperature to the boiling set temperature. The compression capacity of the compressor is controlled to match.
すなわち、水−冷媒熱交換器により加熱された湯の検出温度を沸上設定温度に一致させるように、圧縮機の圧縮容量をフィードバック制御して加熱能力を制御するようにしたことから、沸上循環路の圧力損失及び循環流量にかかわらず湯温を沸上設定温度に制御できる。その結果、第1の態様と同様に、沸き上げ制御時におけるガス冷媒温度又は圧力の異常上昇を回避でき、圧縮機が保護停止されるのを防止できる。 That is, the heating capacity is controlled by feedback control of the compression capacity of the compressor so that the detected temperature of the hot water heated by the water-refrigerant heat exchanger matches the set boiling temperature. Regardless of the pressure loss of the circulation path and the circulation flow rate, the hot water temperature can be controlled to the boiling upper set temperature. As a result, similarly to the first aspect, it is possible to avoid an abnormal increase in the gas refrigerant temperature or pressure during the boiling control, and it is possible to prevent the compressor from being protected and stopped.
また、第2の態様の場合は、水−冷媒熱交換器により加熱された湯温を検出する温度センサのみを設ければよいから、外気温センサ、水−冷媒熱交換器の流入水の温度センサ及び循環水量の流量センサが必要な第1の態様に比べて、センサの数を少なくできる。しかし、湯温が沸上設定温度を超える場合に、圧縮機の圧縮容量が減少されるから、加熱能力が計画値よりも下がり、沸上時間が計画以上に長くなる問題が発生する場合がある。このような場合、循環ポンプに容量の余裕があれば、回転数の設定値を変更することにより対応することができる。 In the case of the second mode, it is only necessary to provide a temperature sensor that detects the temperature of hot water heated by the water-refrigerant heat exchanger. The number of sensors can be reduced as compared with the first mode that requires a sensor and a flow rate sensor for circulating water. However, since the compression capacity of the compressor is reduced when the hot water temperature exceeds the boiling set temperature, there may be a problem that the heating capacity falls below the planned value and the boiling time becomes longer than planned. . In such a case, if the circulation pump has a capacity, it can be dealt with by changing the set value of the rotation speed.
上記第2の課題を解決するため、本発明の第3の態様は、第1と第2の態様の制御装置を双方備えることを特徴とする。これにより、第1と第2の態様それぞれの制御装置が抱える問題を回避することが可能となり、沸き上げ制御時におけるガス冷媒温度又は圧力の異常上昇を回避でき、圧縮機が保護停止されるのを防止することが可能で、かつ沸上温度の低下や、沸上時間が計画以上に長くなることがないヒートポンプ式給湯機を提供することができる。 In order to solve the second problem, the third aspect of the present invention is characterized by including both the control devices of the first and second aspects. This makes it possible to avoid the problems of the control devices of the first and second modes, to avoid an abnormal increase in gas refrigerant temperature or pressure during boiling control, and to stop the compressor from being protected. It is possible to provide a heat pump type hot water heater that can prevent boiling down and that the boiling temperature does not decrease and the boiling time does not become longer than planned.
本発明によれば、沸き上げ制御時におけるガス冷媒温度又は圧力の異常上昇によって圧縮機が保護停止されるのを回避することができる。 According to the present invention, it is possible to avoid the protection of the compressor being stopped due to an abnormal rise in the gas refrigerant temperature or pressure during the boiling control.
また、本発明の他の発明によれば、上記の効果に加えて、沸上運転時間を所定の時間に保つことができる。 Moreover, according to the other invention of this invention, in addition to said effect, boiling operation time can be kept at predetermined time.
以下、図面を参照して、本発明のヒートポンプ式給湯機の実施形態を説明する。 Hereinafter, an embodiment of a heat pump type water heater of the present invention will be described with reference to the drawings.
(実施形態1)
図1に、本発明のヒートポンプ式給湯機の一実施形態の系統構成図を示し、図2に、本発明の特徴部である制御装置のブロック構成図を示す。
(Embodiment 1)
FIG. 1 shows a system configuration diagram of an embodiment of a heat pump type hot water heater of the present invention, and FIG. 2 shows a block configuration diagram of a control device that is a characteristic part of the present invention.
図1に示すように、本実施形態のヒートポンプ式給湯機は、水−冷媒熱交換器2を介して、図面の左側のヒートポンプサイクルと、同右側の給湯系が連結されている。ヒートポンプサイクルは、冷媒を圧縮する圧縮機1と、圧縮機1から吐出されるガス冷媒が冷媒配管3を介して流通される伝熱管2aを有する水−冷媒熱交換器2と、伝熱管2aから流出される液冷媒が冷媒配管6と膨張弁4を介して流入される蒸発器5と、蒸発器5から流出されるガス冷媒を圧縮機1に戻す冷媒配管7とを備えて形成されている。蒸発器5には、ファン8により外気が通風されるようになっている。
As shown in FIG. 1, the heat pump type hot water heater of the present embodiment is connected to a heat pump cycle on the left side of the drawing and a hot water supply system on the right side through a water-
給湯系は、必要量の湯を貯える貯湯タンク11と、貯湯タンク11の底部に配管12を介して連通された循環ポンプ13と、循環ポンプ13から吐出される水を水−冷媒熱交換器2の伝熱管2bに導く循環配管14と、伝熱管2bから流出される湯を貯湯タンク11の頂部に戻す循環配管15を備えて形成されている。また、貯湯タンク11の底部には給水配管16を介して、図示していない水道などの給水源が接続され、頂部には使用場所に給湯する給湯配管17が接続されている。
The hot water supply system includes a hot
蒸発器5の近傍には、外気温度を計測する外気温度センサ23が設けられている。循環配管14には、水−冷媒熱交換器2の伝熱管2bに流入する水の温度を計測する入水温度センサ25が設けられている。さらに、循環ポンプ13の吐出側の循環配管14には、沸き上げ循環流量を計測する流量センサ27が設けられている。
In the vicinity of the
このように構成される本実施形態の基本動作について説明する。まず、給水配管16から貯湯タンク11及び循環配管12、循環配管14、伝熱管2b、循環配管15からなる循環路に水を張る。次いで、循環ポンプ13を駆動して循環路を介して貯湯タンク11内の水を循環するとともに、圧縮機1を駆動してヒートポンプサイクルを立ち上げる。圧縮機1を駆動すると、圧縮された高温のガス冷媒が図中矢印24に示す方向に流れ、水−冷媒熱交換器2の伝熱管2aに導入される。伝熱管2aに導入された高温のガス冷媒は伝熱管2bを流通する水を加熱して凝縮する。伝熱管2a内で凝縮した液冷媒は、膨張弁4に導かれて断熱膨張されて蒸発器5に流入される。蒸発器5に流入された液冷媒は、ファン8により通流される外気の熱により加熱されて蒸発して圧縮機1に戻され、上述のヒートポンプサイクルが継続して行われる。これにより、循環路を循環される水が水−冷媒熱交換器2の伝熱管2bで加熱され、沸き上げられ湯が貯湯タンク11に貯えられる。
The basic operation of this embodiment configured as described above will be described. First, water is supplied from a
次に、沸き上げ制御の概要について説明する。まず、1日の湯の使用量は時間帯によって変動し、昼間と夜間と深夜に分けると、深夜の使用量は一般に少ない。そこで、ヒートポンプサイクルの負荷を平均化するため、例えば深夜等の給湯量が少ない時間帯に沸き上げて貯湯タンク11に貯えておき、昼間や夜間における給湯負荷が多いときに貯湯タンク11から給湯するようにしている。
Next, an outline of the boiling control will be described. First, the amount of hot water used in a day varies depending on the time of day, and when it is divided into daytime, nighttime, and midnight, the amount of midnight usage is generally small. Therefore, in order to average the load of the heat pump cycle, the hot water is boiled and stored in the hot
また、給湯される湯の使用態様は、水を混合して温度調節して使用するなど、様々である。したがって、湯の使用態様及び使用量に応じて、沸き上げ湯温、貯湯タンクの容量(貯湯量)、沸き上げ時間、及びヒートポンプの加熱能力などの設計仕様を決める。そして、沸き上げるときは、圧縮機1の圧縮容量を設定値に保持して運転し、水−冷媒熱交換器2から流出する湯温が沸上設定温度になるように、循環ポンプ13の回転数を制御して沸き上げ循環流量を制御している。また、給湯使用時には、貯湯タンク11内の湯温及び貯湯量を監視し、必要に応じて圧縮機1及び循環ポンプ13を運転して、沸き上げ時と同様の沸き増しを行うようにしている。
Moreover, there are various usage modes of hot water to be supplied such as mixing water and adjusting the temperature. Therefore, design specifications such as the boiling water temperature, the capacity of the hot water storage tank (the amount of hot water storage), the boiling time, and the heating capacity of the heat pump are determined according to the usage mode and usage of hot water. Then, when boiling up, the
ここで、本発明の特徴に係る本実施形態の制御装置について、図2を参照して説明する。図2において、演算器31は、沸き上げ制御の開始指令32が入力されると、ヒートポンプの目標加熱能力値(例えば、最大加熱能力)Q*と、入水温度センサ25により計測された入水温度の検出値Twiと、可変設定される沸上設定温度Two*を取込む。なお、目標加熱能力値Q*は、予め設定された単位時間当たりのヒートポンプの加熱能力の設定値と、外気温センサ23により計測された外気温度Taに基づいて、図示していない演算器により算出される。演算器31は、これらの入力情報に基づいて、次式(1)により、沸き上げの循環流量の目標値Fw*を算出する。なお、同式において、kは定数である。
Here, the control device of the present embodiment according to the features of the present invention will be described with reference to FIG. In FIG. 2, when the boiling
Fw*=k・Q*/(Two*―Twi) (1)
演算器31から出力される循環流量の目標値Fw*は減算器33に入力され、流量センサ27により計測された循環流量の検出値Fwとの差ΔFwが求められる。このΔFwは循環ポンプ13の回転数を制御するモータ制御装置34に入力される。モータ制御装置34は、入力されるΔFwを低減するように循環ポンプ13の回転数を制御する。これにより、循環ポンプ13の吐出量が制御され、水−冷媒熱交換器2に流通される低温水の流量が、循環流量の目標値Fw*に制御される。なお、モータ制御装置34は、循環ポンプ13を駆動するモータが、例えば、直流モータの場合は、そのモータに供給する直流電圧を制御して循環ポンプ13の回転数を制御するように構成できる。
Fw * = kQ * / (Two * -Twi) (1)
The target value Fw * of the circulating flow output from the
つまり、図2の制御装置は、水−冷媒熱交換器2における加熱能力と、沸上設定温度と、水−冷媒熱交換器の流入水の検出温度とに基づいて、沸上循環路における循環流量の目標値を定め、循環ポンプ13を制御して、沸上循環路における循環流量の検出値を目標値に制御するようになっている。
That is, the control device in FIG. 2 circulates in the boiling circuit based on the heating capacity in the water-
本実施形態によれば、沸上循環路に流量センサ27を設け、循環流量の目標値に応じて循環ポンプの流量をフィードバック制御しているから、沸上循環路の圧力損失の如何にかかわらず、目標の循環流量を流すことができる。その結果、沸き上げ時において、循環路の圧力損失に起因してヒートポンプサイクルの熱バランスが崩れて、圧縮機1に吸入されるガス冷媒の温度が異常上昇し、あるいはガス冷媒の圧力が異常上昇する不都合を回避できる。一般に、ガス冷媒の温度あるいは圧力が異常に上昇した場合は、圧縮機1を停止して保護するようにしているが、本実施形態によれば、そのような保護動作を回避できる。
According to the present embodiment, the
また、本実施形態によれば、圧縮機の圧縮容量を設定値に保持しているから、加熱能力を計画値に保持でき、沸上時間が計画以上に長くなることを回避でき、深夜電力を利用できる時間内で必要な温度の貯湯量を確保することができる。 In addition, according to the present embodiment, since the compression capacity of the compressor is held at the set value, the heating capacity can be held at the planned value, the boiling time can be prevented from becoming longer than planned, and the midnight power can be reduced. The amount of hot water stored at the required temperature can be secured within the available time.
さらに、実際の沸上循環路の圧力損失に合わせて、循環ポンプの回転数に対応するポンプ流量の制御データを変更する必要がないので、制御装置の標準化を維持できる。なお、本実施形態によれば、圧縮機1の圧縮容量を外気温等の外環境の変化全てに対応させることが困難な場合がある。この場合は、沸上湯温が一定の限度において安定しない等の問題が発生する場合がある。
Furthermore, since it is not necessary to change the pump flow rate control data corresponding to the rotation speed of the circulation pump in accordance with the actual pressure loss in the boiling circuit, the standardization of the control device can be maintained. In addition, according to this embodiment, it may be difficult to make the compression capacity of the
(実施形態2)
図3に、本実施形態のヒートポンプ式給湯機の系統構成図を示し、図3に本実施形態の制御装置の主要部のブロック構成図を示す。本実施形態が実施形態1と異なる点は、伝熱管2bから流出される出湯温度センサ26が循環配管15に設けられていること、及び流量センサ27が設けられていないことにある。その他は、実施形態1と同一であることから同一の符号を付して説明を省略する。本実施形態の制御装置の特徴は、沸上循環路の循環流量の制御に代えて、圧縮機1の圧縮量を制御して、出湯温度センサ26の検出温度を沸上設定温度に保持するようにしたことにある。
(Embodiment 2)
FIG. 3 shows a system configuration diagram of the heat pump type water heater of the present embodiment, and FIG. 3 shows a block configuration diagram of the main part of the control device of the present embodiment. The present embodiment is different from the first embodiment in that a hot
すなわち、図4に示すように、制御装置は、可変設定される沸上設定温度Two*を取込むとともに、出湯温度センサ26の検出温度Twoを取込み、減算器41においてそれらの温度差ΔTwo(=Two*−Two)を求め、その温度差ΔTwoをモータ制御装置42に出力するようになっている。モータ制御装置42は、その温度差ΔTwoを低減するように圧縮機1の回転数を制御して、圧縮容量を制御することによってヒートポンプの加熱能力を制御するようになっている。ここで、モータ制御装置42は、圧縮機1を駆動するモータが、例えば、交流モータの場合はそのモータに供給する交流電圧の周波数を制御して圧縮機1の回転数を制御するインバータを有して構成することができる。
That is, as shown in FIG. 4, the control device takes in the boiling set temperature Two * that is variably set, takes in the temperature Two detected by the tapping
このように構成されることから、本実施形態の制御装置によれば、循環配管の圧力損失の違いなどによって計画の循環流量が流れない場合であっても、ヒートポンプの加熱能力を下げることによって、ヒートポンプサイクルの熱バランスをとることができる。その結果、圧縮機1に吸入されるガス冷媒の温度が異常上昇し、あるいはガス冷媒の圧力が異常上昇する不都合を回避できるから、保護動作による圧縮機の停止を回避できる。
Since it is configured in this way, according to the control device of the present embodiment, even if the planned circulation flow rate does not flow due to the difference in pressure loss of the circulation piping, etc., by reducing the heating capacity of the heat pump, The heat balance of the heat pump cycle can be taken. As a result, it is possible to avoid the disadvantage that the temperature of the gas refrigerant sucked into the
また、本実施形態のセンサは、出湯温度センサ26のみであるから、外気温センサ23、入水温度センサ25、及び流量センサ27が必要な実施形態1に比べて、センサの数を少なくできる。
Moreover, since the sensor of this embodiment is only the tapping
なお、本実施形態によれば、湯温が沸上設定温度を超えると圧縮機1の圧縮容量が減少されるから、加熱能力が計画値よりも下がり、沸上時間が計画以上に長くなる問題が発生する。この場合、循環ポンプ13のポンプ容量に余裕があれば、回転数の設定値を変更することにより対応することができる。
According to the present embodiment, when the hot water temperature exceeds the boiling set temperature, the compression capacity of the
(実施形態3)
ここで、実施形態1と実施形態2の沸き上げ制御の双方を備えた、本発明の実施形態について説明する。実施形態1によれば、圧縮機1の圧縮容量を外気温等の外環境の変化全てに対応させることが困難な場合がある。この場合は、一定の限度において沸上湯温が安定しない等の問題が発生する。一方、実施形態2によれば、湯温が沸上設定温度を超えると圧縮機の圧縮容量が減少されるから、加熱能力が計画値よりも下がり、沸上時間が計画以上に長くなる問題が発生する。
(Embodiment 3)
Here, an embodiment of the present invention that includes both the boiling control of the first embodiment and the second embodiment will be described. According to the first embodiment, it may be difficult to make the compression capacity of the
本実施形態によれば、実施形態1で述べた圧縮機の圧縮容量の設定値を保持する必要がなくなり、かつ循環配管の違い等によって計画循環流量を得ることができる。 According to the present embodiment, it is not necessary to hold the set value of the compression capacity of the compressor described in the first embodiment, and a planned circulation flow rate can be obtained due to a difference in circulation piping.
(実施形態4)
図5に本発明の制御装置の他の実施形態のブロック図を示す。本実施形態は前述の実施形態1、2の制御装置に加えて、独立に設けられるものである。図示のように、本実施形態の制御装置は、演算器51を備え、入力されるファンの運転指令52によりファン8の運転を開始するとともに、外気温の検出値Taと圧縮機1の回転数Ncに応じてファン8の回転数指令Nfを決定し、回転数指令Nfをモータ制御装置53に出力するようになっている。モータ制御装置53は、例えば直流モータにより駆動されるファン8に供給する電圧を、回転数指令Nfに合わせて変えて、ファン8の回転数を制御するようになっている。このように構成されることから、本実施形態によれば、沸上温度の変化を抑えることができる。
(Embodiment 4)
FIG. 5 shows a block diagram of another embodiment of the control device of the present invention. This embodiment is provided independently in addition to the control devices of the first and second embodiments. As shown in the figure, the control device of the present embodiment includes a computing unit 51 and starts the operation of the
1 圧縮機
2 水−冷媒熱交換器
4 膨張弁
5 蒸発器
11 貯湯タンク
13 循環ポンプ
23 外気温センサ
25 入水温度センサ
27 流量センサ
31、51 演算器
33、41 減算器
34、42,53 モータ制御装置
42 モータ制御装置
DESCRIPTION OF
Claims (4)
前記制御装置は、前記水−冷媒熱交換器における加熱能力と前記沸上設定温度と前記水−冷媒熱交換器の流入水の検出温度とに基づいて、前記循環路における循環流量の目標値を定めるとともに、前記循環路における循環流量を流量センサにより検出し、該循環流量の検出値を前記目標値に合わせるように前記循環ポンプを制御するヒートポンプ式給湯機。 A compressor that compresses the refrigerant, a water-refrigerant heat exchanger that heats water using gas refrigerant discharged from the compressor, and a liquid refrigerant that flows from the water-refrigerant heat exchanger through an expansion valve evaporates An evaporator for returning to the compressor, a hot water storage tank connected to a water supply source, and a circulation path for extracting water from the hot water storage tank through a circulation pump and circulating it to the water-refrigerant heat exchanger and returning it to the hot water storage tank And a controller for controlling the hot water temperature heated by the water-refrigerant heat exchanger to a boiling set temperature,
The control device determines a target value of the circulation flow rate in the circulation path based on the heating capacity in the water-refrigerant heat exchanger, the set boiling temperature, and the detected temperature of the inflow water of the water-refrigerant heat exchanger. A heat pump type hot water heater that determines a circulating flow rate in the circulation path by a flow rate sensor and controls the circulating pump so that a detected value of the circulating flow rate matches the target value.
前記制御装置は、前記水−冷媒熱交換器により加熱された湯温を温度センサにより検出し、該検出温度を前記沸上設定温度に合わせるように前記圧縮機の圧縮容量を制御するヒートポンプ式給湯機。 A compressor that compresses the refrigerant, a water-refrigerant heat exchanger that heats water using gas refrigerant discharged from the compressor, and a liquid refrigerant that flows from the water-refrigerant heat exchanger through an expansion valve evaporates An evaporator for returning to the compressor, a hot water storage tank connected to a water supply source, and a circulation path for extracting water from the hot water storage tank through a circulation pump and circulating it to the water-refrigerant heat exchanger and returning it to the hot water storage tank And a controller for controlling the hot water temperature heated by the water-refrigerant heat exchanger to a boiling set temperature,
The control device detects a hot water temperature heated by the water-refrigerant heat exchanger with a temperature sensor, and controls a compression capacity of the compressor so as to match the detected temperature with the set boiling temperature. Machine.
前記制御装置は、前記水−冷媒熱交換器における加熱能力と前記沸上設定温度と前記水−冷媒熱交換器の流入水の検出温度とに基づいて、前記循環路における循環流量の目標値を定めるとともに、前記循環路における循環流量を流量センサにより検出し、該循環流量の検出値を前記目標値に合わせるように前記循環ポンプを制御する第1の手段と、
前記水−冷媒熱交換器により加熱された湯温を温度センサにより検出し、該検出温度を前記沸上設定温度に合わせるように前記圧縮機の圧縮容量を制御する第2の手段とを備えてなるヒートポンプ式給湯機。 A compressor that compresses the refrigerant, a water-refrigerant heat exchanger that heats water using gas refrigerant discharged from the compressor, and a liquid refrigerant that flows from the water-refrigerant heat exchanger through an expansion valve evaporates An evaporator for returning to the compressor, a hot water storage tank connected to a water supply source, and a circulation path for extracting water from the hot water storage tank through a circulation pump and circulating it to the water-refrigerant heat exchanger and returning it to the hot water storage tank And a controller for controlling the hot water temperature heated by the water-refrigerant heat exchanger to a boiling set temperature,
The control device determines a target value of the circulation flow rate in the circulation path based on the heating capacity in the water-refrigerant heat exchanger, the set boiling temperature, and the detected temperature of the inflow water of the water-refrigerant heat exchanger. A first means for detecting a circulating flow rate in the circulation path by a flow sensor and controlling the circulating pump so as to match a detected value of the circulating flow rate with the target value;
A temperature sensor for detecting the temperature of the hot water heated by the water-refrigerant heat exchanger, and a second means for controlling the compression capacity of the compressor so as to match the detected temperature with the set boiling temperature. A heat pump type hot water heater.
前記制御装置は、前記蒸発器に外気を流通させるファンの回転数を外気温と前記圧縮機の回転数に応じて可変制御することを特徴とするヒートポンプ式給湯機。 In the heat pump type water heater according to any one of claims 1 to 3,
The said control apparatus variably controls the rotation speed of the fan which distribute | circulates external air to the said evaporator according to external temperature and the rotation speed of the said compressor, The heat pump type hot water heater characterized by the above-mentioned.
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