JP2008025962A - Heat pump water heater - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、ヒートポンプ給湯装置において、長配管時の流体循環ポンプの運転制御に関するものである。 The present invention relates to operation control of a fluid circulation pump during long piping in a heat pump water heater.
従来の技術では、ヒートポンプ給湯装置に配管長設定手段を有しておらず、設置状況により配管長が所定の長さ以上で設置された場合でも、所定の長さ以下の固定流量でしか運転することができなかった(例えば、特許文献1参照)。
しかしながら、前記従来の構成では、配管長が所定の長さ以上で設置された場合は流量が想定よりも低くなるため水の循環が悪くなり、製品として動作停止してしまい、お湯ができない可能性があるという課題があった。 However, in the conventional configuration, when the pipe length is set longer than a predetermined length, the flow rate is lower than expected, so the water circulation is worsened and the operation stops as a product. There was a problem that there was.
本発明は、上記従来の課題を解決するもので、ヒートポンプ給湯装置に配管長設定手段を有することで、配管長設定手段により配管長が所定の長さ以上であると判定された場合でも、所定の長さ以下で流体循環ポンプを運転させる固定流量を一定の割合で増加させて流体循環ポンプを運転し、製品として動作停止などを防止することを目的とする。 The present invention solves the above-described conventional problems, and includes a pipe length setting unit in the heat pump water heater, so that even if the pipe length setting unit determines that the pipe length is equal to or longer than a predetermined length, The fixed flow rate for operating the fluid circulation pump at a certain length or less is increased at a constant rate, and the fluid circulation pump is operated to prevent the operation from being stopped as a product.
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ユニット式給湯装置は、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を有したヒートポンプユニットと、ヒートポンプユニットからの指示により流量を決定する流体循環ポンプ、およびヒートポンプユニットで沸き上げたお湯を貯めるための貯湯タンクを有する貯湯タンクユニットからなるヒートポンプ給湯装置において、ヒートポンプユニットと貯湯タンクユニットを接続する配管長を区別する配管長設定手段を有し、配管長設定手段により配管長が所定の長さ以上であると判定された場合、所定の長さ以下で流体循環ポンプを運転させる固定流量を、一定の割合で増加させて流体循環ポンプを運転するものである。 In order to solve the conventional problems, a heat pump unit type hot water supply apparatus of the present invention includes a heat pump unit having 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 heat pump. In a heat pump hot water supply apparatus comprising a fluid circulation pump that determines the flow rate according to an instruction from the unit and a hot water storage tank unit having a hot water storage tank for storing hot water boiled by the heat pump unit, a pipe length connecting the heat pump unit and the hot water storage tank unit If the pipe length setting means determines that the pipe length is greater than or equal to a predetermined length, a fixed flow rate for operating the fluid circulation pump at a predetermined length or less is set to a fixed flow rate. The fluid circulation pump is operated at an increased rate.
これによって、配管長が所定の長さ以上で設置された場合でも、配管長設定手段により配管長が所定の長さ以上であると判定し、所定の長さ以下で流体循環ポンプを運転させる固定流量を一定の割合で増加させて流体循環ポンプを運転し、製品として動作停止などを防止することができる。 As a result, even when the pipe length is set longer than the predetermined length, it is determined that the pipe length is longer than the predetermined length by the pipe length setting means, and the fluid circulation pump is operated below the predetermined length. The fluid circulation pump can be operated by increasing the flow rate at a certain rate, so that the product can be prevented from being stopped.
本発明のヒートポンプユニット式給湯装置は、配管長設定手段を有し、配管長設定手段により配管長が所定の長さ以上であると判定された場合、所定の長さ以下で流体循環ポンプを運転させる固定流量を一定の割合で増加させて流体循環ポンプを運転することで、製品としての動作停止などを防止することができ、設置状況に左右されることなく製品を提供することが可能となる。 The heat pump unit type hot water supply apparatus of the present invention has pipe length setting means, and when the pipe length setting means determines that the pipe length is equal to or longer than a predetermined length, the fluid circulation pump is operated below the predetermined length. By operating the fluid circulation pump with the fixed flow rate to be increased at a certain rate, it is possible to prevent the operation of the product from being stopped and to provide the product regardless of the installation situation .
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回路を有したヒートポンプユニットと、ヒートポンプユニットからの指示により流
量を決定する流体循環ポンプ、およびヒートポンプユニットで沸き上げたお湯を貯めるための貯湯タンクを有する貯湯タンクユニットからなるヒートポンプ給湯装置において、ヒートポンプユニットと貯湯タンクユニットを接続する配管長を区別する配管長設定手段を有し、配管長設定手段による設定配管長が所定の長さ以上であると判定された場合、所定の長さ以下で流体循環ポンプを運転させる固定流量を一定の割合で増加させた固定流量増加運転を行うことで、製品としての動作停止などを防止することができ、設置状況に左右されることなく製品を提供することが可能となる。
A first invention includes a heat pump unit having a heat pump circuit in which a compressor, a hot water supply heat exchanger, an expansion valve, and an evaporator are connected by piping, a fluid circulation pump that determines a flow rate according to an instruction from the heat pump unit, and A heat pump water heater comprising a hot water storage tank unit having a hot water storage tank for storing hot water boiled by the heat pump unit. When it is determined that the set pipe length by the means is equal to or longer than the predetermined length, by performing a fixed flow rate increasing operation in which the fixed flow rate for operating the fluid circulation pump at a predetermined length or less is increased at a constant rate, Providing products without being affected by installation conditions, which can prevent the product from stopping operation, etc. Theft is possible.
第2の発明は、特に第1の発明で、流体循環ポンプをヒートポンプ側が有し、固定流量増加運転を行うことで、製品としての動作停止などを防止することができ、設置状況に左右されることなく製品を提供することが可能となる。 The second invention is the first invention in particular, and the fluid circulation pump is provided on the heat pump side, and by performing a fixed flow rate increasing operation, it is possible to prevent operation stop as a product, and it depends on the installation situation. The product can be provided without any problems.
第3の発明は、特に第1の発明で、流体循環ポンプの固定流量増加運転を、圧縮機が起動する前、又は起動直後、又は停止した後、又は除霜制御中、又は凍結予防制御中のいずれか1つ又は2つ以上の場合に行うことで、製品としての動作停止などを防止することができ、設置状況に左右されることなく製品を提供することが可能となる。 The third aspect of the invention is the first aspect of the invention, in particular, in the fixed flow rate increasing operation of the fluid circulation pump before the compressor starts, immediately after the start, or after the stop, or during the defrost control or the freeze prevention control. By performing in any one or two or more cases, it is possible to prevent the operation of the product from being stopped, and it is possible to provide the product regardless of the installation situation.
第4の発明は、第1〜3の発明のヒートポンプ給湯装置において、ヒートポンプ回路を、冷媒の圧力が臨界圧力以上となる超臨界ヒートポンプサイクルとしたもので、給湯用熱交換器内の冷媒は臨界圧力以上に加圧されているので、給湯用熱交換器の水により熱を奪われて温度低下しても凝縮することがない。従って、給湯用熱交換器の全域で冷媒と水との間の温度差を形成しやすくなり、高温の湯が得られ、かつ熱交換効率を高くできる。 According to a fourth invention, in the heat pump water heater of the first to third inventions, the heat pump circuit is a supercritical heat pump cycle in which the pressure of the refrigerant is equal to or higher than the critical pressure, and the refrigerant in the heat exchanger for hot water supply is critical. Since the pressure is higher than the pressure, it does not condense even if the temperature is lowered due to heat deprived by the water in the hot water supply heat exchanger. Therefore, it becomes easy to form a temperature difference between the refrigerant and water over the entire area of the heat exchanger for hot water supply, so that hot water can be obtained and the heat exchange efficiency can be increased.
第5の発明は、第1〜4の発明のヒートポンプ給湯装置において、使用する冷媒を二酸化炭素としたものであり、比較的安価でかつ安定な二酸化炭素を冷媒に使用することにより、製品コストを抑えるとともに、信頼性を向上させることができる。また、二酸化炭素はオゾン破壊係数がゼロであり、地球温暖化係数も代替冷媒HFC−407Cの約1700分の1と非常に小さいため、地球環境に優しい製品を提供できる。 The fifth invention is the heat pump water heater of the first to fourth inventions, wherein the refrigerant to be used is carbon dioxide, and the product cost is reduced by using relatively inexpensive and stable carbon dioxide as the refrigerant. It is possible to reduce the reliability and improve the reliability. In addition, carbon dioxide has an ozone depletion coefficient of zero and a global warming coefficient of about 1/700 of the alternative refrigerant HFC-407C, which is very small.
(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。まず、本実施の形態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 the heat pump water heater in the first embodiment of the present invention. First, the heat pump circuit of the heat pump hot water supply apparatus according to the present 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。また蒸発器14に空気を送る送風機15が蒸発器14の風下側に設置されている。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、蒸発器14の蒸発器温度を検出する温度センサ10E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 hot water supply apparatus according to the present 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、流体循環ポンプ23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おり、流体循環ポンプ23の流量は、切換スイッチやリモコン等による配管長設定手段25の設定により制御される。また
、貯湯タンク20の上部循環用配管24は、水用配管12Aの流出側と接続されている。なお、本実施の形態による貯湯タンク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。
A
一方、貯湯タンク20の上部出湯用配管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の流出側の出湯回路は、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。この出湯回路には、出湯量を検出する流量センサ30A、出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20A、20B、20Cが設けられている。また、水用配管12Aの流入側配管には、貯湯タンク20の底部配管22から導出される入水温度を検出する温度センサ20Dが設けられている。また、上部循環用配管24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20Eが設けられている。
The hot
以下、本実施の形態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 water heater according to the present 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 the
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で送風機15により送られてくる空気から熱を吸収し、ガス状態で圧縮機11に吸入される。
In the
一方、流体循環ポンプ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、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
圧縮機11での能力制御及び膨張弁13での開度制御は、温度センサ10Bで検出される冷媒吐出冷媒温度が、あらかじめ設定された温度を維持するように制御される。
The capacity control in the
次に、図2を用いて本実施の形態による配管長が所定の長さ以上であると判定された場合、所定の長さ以下で流体循環ポンプを運転させる固定流量を一定の割合で増加させた流体循環ポンプの運転について説明する。 Next, when it is determined using FIG. 2 that the pipe length according to the present embodiment is equal to or longer than the predetermined length, the fixed flow rate for operating the fluid circulation pump below the predetermined length is increased at a constant rate. The operation of the fluid circulation pump will be described.
図2は、本実施の形態による固定流量の増加方法を示したフローチャートである。 FIG. 2 is a flowchart showing a method of increasing the fixed flow rate according to the present embodiment.
配管長設定(S41)により設定された配管長の長さが、所定の長さ以上かどうか判定(S42)し、所定の長さ未満であると判定された場合は固定流量Xで(S42)、所定の長さ以上であると判定された場合は固定流量Xに一定の割合で増加させた固定流量X×(1+α)(S43)を流体循環ポンプの流量として決定(S45)する。 It is determined whether the length of the pipe length set by the pipe length setting (S41) is equal to or longer than the predetermined length (S42). If it is determined that the length is less than the predetermined length, the fixed flow rate X is used (S42). When it is determined that the length is equal to or longer than the predetermined length, the fixed flow rate X × (1 + α) (S43), which is increased at a fixed rate to the fixed flow rate X, is determined as the flow rate of the fluid circulation pump (S45).
そして、流体循環ポンプの固定流量増加運転を、圧縮機が起動する前、又は圧縮機が起動直後、又は圧縮機が停止した後、又は除霜制御中、又は凍結予防制御中のいずれか1つ又は2つ以上の場合に行うことで、製品としての動作停止などを防止することができ、設置状況に左右されることなく製品を提供することが可能となる。 Then, the fixed flow rate increasing operation of the fluid circulation pump is performed either before the compressor is started, immediately after the compressor is started, after the compressor is stopped, during defrosting control, or during freeze prevention control. Alternatively, by performing the operation in two or more cases, it is possible to prevent the operation of the product from being stopped, and it is possible to provide the product regardless of the installation state.
なお、本実施の形態では、貯湯タンクを有する場合で説明したが、給湯用熱交換器で加熱したお湯をそのまま出湯する瞬間湯沸かし式のヒートポンプ給湯装置であってもよい。 In the present embodiment, the case where the hot water storage tank is provided has been described. However, an instantaneous water heater type heat pump hot water supply apparatus that discharges hot water heated by a hot water supply heat exchanger as it is may be used.
また、本実施の形態によるヒートポンプ回路10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。
In addition, the
以上のように、本発明は、ヒートポンプ給湯装置に適している。 As described above, the present invention is suitable for 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
13A メイン膨張弁
14 蒸発器
20 貯湯タンク
23 流体循環ポンプ
25 配管長設定手段
DESCRIPTION OF
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