JP2009085560A - Heat pump type water heater - Google Patents
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Abstract
Description
この発明は、ヒートポンプ回路を利用して給湯を行うヒートポンプ式給湯機に関するものである。 The present invention relates to a heat pump type water heater that supplies hot water using a heat pump circuit.
従来よりこの種のものでは、加熱循環回路の異常を循環ポンプの実回転数と目標回転数との違いの大きさで検知して、メンテナスを促す表示を行うものであった。(例えば、特許文献1参照。)
ところでこの従来のものでは、ヒートポンプ回路でも空気熱交換器は大気から吸熱する為に、器具外に大きく露呈した状態で取り付けられているので、大気中のほこり、ゴミ、砂、黄砂等に常に晒されており、経時的にこれらの不純物が空気熱交換器の表面に付着して堆積することにより、通風抵抗の増大や熱交換能力の低下の原因になるものであった。 By the way, with this conventional device, the air heat exchanger in the heat pump circuit absorbs heat from the atmosphere, so it is attached in a state of being largely exposed outside the appliance, so it is always exposed to dust, dust, sand, yellow sand, etc. in the atmosphere. However, these impurities adhere to and accumulate on the surface of the air heat exchanger over time, which causes an increase in ventilation resistance and a decrease in heat exchange capacity.
この発明はこの点に着目し上記欠点を解決するため、特にその構成を、コンプレッサー、水冷媒熱交換器、膨張弁、及び室外ファンを有する空気熱交換器を冷媒配管で環状に接続したヒートポンプ回路と、湯を貯える貯湯タンクを有し、この貯湯タンクと前記水冷媒熱交換器の温水流路とは、循環ポンプを備えた往き管及び戻り管で連通して構成した加熱循環回路とを備え、貯湯タンク底部の湯水を往き管を介して前記温水流路に流通させて加熱し、高温となった湯水を戻り管を介して貯湯タンク上部に戻し順次循環させ該貯湯タンク内の湯水を沸き上げるものに於いて、前記循環ポンプ下流側の加熱循環回路途中には流路切換手段を介して導湯管を接続し、この導湯管は前記空気熱交換器のフィン上部に取り付けられ、伝熱管を避けた位置に下向きの噴出口を有した放出管に連通し、加熱循環回路を導湯管側に切換て循環ポンプを駆動させることで、空気熱交換器の洗浄を可能としたものである。 This invention pays attention to this point, and in order to solve the above-mentioned drawbacks, in particular, the configuration is a heat pump circuit in which an air heat exchanger having a compressor, a water refrigerant heat exchanger, an expansion valve, and an outdoor fan is connected in an annular shape with refrigerant piping. And a hot water storage tank for storing hot water, and the hot water storage tank and the hot water flow path of the water refrigerant heat exchanger include a heating circulation circuit configured to communicate with a forward pipe and a return pipe provided with a circulation pump. Then, hot water at the bottom of the hot water storage tank is circulated through the hot water flow path through the outgoing pipe and heated, and the hot hot water is returned to the upper part of the hot water tank through the return pipe and sequentially circulated to boil hot water in the hot water storage tank. In the heating circuit, a hot water pipe is connected to the heating circulation circuit downstream of the circulation pump via a flow path switching means, and the hot water pipe is attached to the upper portion of the fin of the air heat exchanger. Position away from heat tubes Communicating with the discharge tube having a downward jets, heating circulation circuit by driving the circulation pump Te switched to Shirubeyu pipe side, it is obtained by allowing the cleaning of the air heat exchanger.
又請求項2によれば、空気熱交換器の洗浄は、貯湯タンク内の湯水の沸き上げを制御する給湯制御部によって、沸き上げ開始前に行われるようにしたものである。 According to the second aspect of the present invention, the cleaning of the air heat exchanger is performed before the start of boiling by the hot water supply control unit that controls the boiling of the hot water in the hot water storage tank.
以上のようにこの発明によれば、空気熱交換器に堆積する不純物を、自動的に洗浄して除去することが出来、通風抵抗の増大や熱交換効率の低下を防止し、常に良好な熱交換が行われ極めて使用勝手が良いものである。 As described above, according to the present invention, impurities accumulated in the air heat exchanger can be automatically cleaned and removed, and an increase in ventilation resistance and a decrease in heat exchange efficiency can be prevented, and a good heat can be obtained. Exchange is performed and it is extremely easy to use.
更に空気熱交換器の洗浄を湯水の沸き上げ開始前に行われれば、常に空気熱交換器はフレッシュな状態で沸き上げ運転が行え、無駄のない効率の良い熱交換で良好な湯水の沸き上げが行われるものである。 In addition, if the air heat exchanger is cleaned before the start of boiling water, the air heat exchanger can always be boiled in a fresh state and boiled hot water with efficient and efficient heat exchange. Is done.
次に、この発明の一実施形態のヒートポンプ式給湯機を図面に基づいて説明する。
1は貯湯タンクユニット、2はヒートポンプ回路を構成した加熱部、3は給湯栓、4はリモートコントローラ、5は浴槽、6は電源である。
Next, a heat pump type water heater according to an embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings.
1 is a hot water storage tank unit, 2 is a heating unit constituting a heat pump circuit, 3 is a hot water tap, 4 is a remote controller, 5 is a bathtub, and 6 is a power source.
前記貯湯タンクユニット1は、湯水を貯湯する貯湯タンク7と、貯湯タンク7の上部に接続された出湯管8と、貯湯タンク7の下部に接続された給水管9と、出湯管8からの高温水と給水管9から分岐されたバイパス管10からの低温水とを混合するミキシング弁11と、ミキシング弁11の下流に接続された給湯管12と、給湯管12に設けられた給湯温度センサ13と、給湯管11に設けられた給湯流量センサ14と、給水管9に設けられた給水温度センサ15と、給湯管12から分岐され浴槽5に接続された湯張り管16と、この湯張り管16の開閉を行う湯張り弁17と、湯張り管16を流れる流量を積算する湯張り流量センサ18と、出湯管8から分岐して接続された貯湯タンク7の過圧を逃す過圧逃し弁19と、給水管9に設けられた給水圧を減圧する減圧弁20と、貯湯タンク7の側面上下方向に複数設けられた貯湯温度センサ21と、この貯湯タンクユニット1の制御を行うマイクロコンピュータで主に構成される給湯制御部22と、貯湯タンク7と加熱部2とを往き管23と戻り管24で接続して湯水を循環させる加熱循環回路25とを備えて構成されている。
The hot water
前記加熱部2は、二酸化炭素冷媒を圧縮するコンプレッサー26と、凝縮器としての水冷媒熱交換器27と、膨張弁28と、蒸発器としての空気熱交換器29よりなるヒートポンプ回路30と、空気熱交換器29に送風する室外ファン31と、加熱循環回路25の往き管23途中に設けられた能力可変の循環ポンプ32と、水冷媒熱交換器27の加熱循環回路25を構成する一番細いパイプから成る温水流路33の入口側に設けられ、温水流路33に流入する湯水の温度を検出する熱交入口温度センサ34と、温水流路33の出口側に設けられ、温水流路33から流出する湯水の温度を検出する熱交出口温度センサ35と、この加熱部2の制御を行うマイクロコンピュータで主に構成される加熱制御部36とを備えて構成されている。
The heating unit 2 includes a
ここで、前記電源6は時間帯別電灯であり、夜間(ここでは23時から翌7時まで)が割安な電力料金設定となっているもので、この割安な夜間電力を用いて夜間に一日に必要な貯湯熱量を沸かし上げて使用するものであり、又この時間帯別電灯では昼間(7時から23時まで)にも電力は供給され、残湯量が少なくなった時に追加の沸き増しが行われるものである。なお、前記電源6は給湯制御部22に接続され、この給湯制御部22からリモートコントローラ4および加熱制御部36(ヒートポンプ回路30に必要な電力を含む)に有線にて通信信号が重畳されて電力供給されるものである。
Here, the power source 6 is an electric lamp according to the time zone, and is set at a low price for power charges at night (from 23:00 to 7:00 here). It heats up the amount of hot water needed for the day and uses it, and with this hourly lamp, power is also supplied in the daytime (from 7:00 to 23:00), and when the amount of remaining hot water decreases, additional boiling increases Is done. The power source 6 is connected to the hot water
そして、夜間時間帯になると前記給湯制御部22が翌日に必要な貯湯熱量を演算し、この目標となる貯湯熱量を夜間時間帯の終了時までに沸き上げるよう加熱制御部36に指示してヒートポンプ回路30を作動させ、加熱循環回路25の循環ポンプ32を駆動開始する。そして、循環ポンプ32の駆動により貯湯タンク7下部から取り出された湯水が水冷媒熱交換器27の細い温水流路33に流入して加熱され、加熱循環回路25を介して貯湯タンク7の上部に戻されることにより高温の湯が貯湯される。
When the night time zone is reached, the hot water
そして、貯湯タンク7の側面に設けられた貯湯温度センサ21が所定の量の高温水が貯湯されたことを検出するか、または、熱交入口温度センサ34が所定温度以上を検出すると、給湯制御部22が加熱制御部36へ加熱動作の停止を指令し、ヒートポンプ回路30と循環ポンプ32の作動が停止され、夜間時間帯の終了時までに沸き上げ運転を終了するものである。
When the hot water
なお、ここで、貯湯タンク7内に貯湯される熱量は給湯制御部22により過去数日分の給湯負荷から適切と思われる熱量を目標貯湯熱量として算出されるもので、貯湯される湯水の温度は季節(または給水温度センサ15で検出する給水温度)および目標貯湯熱量の大小によって60℃〜90℃の範囲で変動するものである。
Here, the amount of heat stored in the hot water storage tank 7 is calculated by the hot water
37は加熱循環回路25で循環ポンプ32と温水流路33との間に二方弁等の流路切換手段38を介して接続した導湯管で、加熱循環回路25と空気熱交換器29の複数枚のフィン40の上部を貫通して備えられた放出管41とを連通し、該放出管41の下面でフィン40を貫通している複数本の伝熱管42を避けた位置には2つの噴出口43が設けられ、流路切換手段38で加熱循環回路25に導湯管37側が連通し循環ポンプ32が駆動されることで、放出管41の2つの噴出口43から貯湯タンク7底部の湯水を噴出させることで、フィン40に付着した不純物を洗い流して空気熱交換器29の洗浄が行われるものである。
前記リモートコントローラ4には給湯設定温度を設定する温度設定スイッチ44、浴槽5への湯張りを指示する湯張りスイッチ45、湯張り量を設定する湯張り量設定スイッチ46、及び給湯可能な残時間を表示させる残時間表示スイッチ47とを有した操作部48と、ドットマトリクス型の蛍光表示管よりなる表示部49と、これら操作部48および表示部49を制御すると共に、前記給湯制御部22と通信を行うマイクロコンピュータで主に構成されたリモコン制御部50を備えており、通常運転時は前記表示部49に操作部48で設定された給湯設定温度や時刻情報および貯湯温度センサ21で検知する残り貯湯量等が表示されるものである。
The
次に、給湯栓3を開くと、給水管9からの給水圧により貯湯タンク7上部の高温水が出湯管8に押し出され、給湯制御部22により制御されるミキシング弁11にてバイパス管10の低温水と給湯温度センサ13の検出する温度が前記リモートコントローラ4の操作部45で設定された給湯設定温度になるように混合されて給湯管12を介して給湯されるものである。
Next, when the hot-water tap 3 is opened, high-temperature water in the upper part of the hot water storage tank 7 is pushed out to the hot
もしも給湯量が通常よりも多くなってしまい、昼間電力時間帯にて貯湯温度センサ21で検出する残り貯湯量が少なくなったことを給湯制御部22が検知し、貯湯タンク7内に貯湯された湯の湯切れが予想される場合は、その時点にて昼間電力を利用して必要な熱量の沸き増しが行われるものである。
If the amount of hot water supply becomes larger than usual, the hot water
次に、浴槽5に湯張りを行う際は、リモートコントローラ4の湯張りスイッチ45が操作されると、給湯制御部22が湯張り弁17を開いて湯張りを開始し、湯張りを開始してからの積算流量が湯張り量に達したことを検出すると湯張り弁17を閉じて湯張りを完了するものである。
Next, when filling the bathtub 5, when the
次に空気熱交換器29の洗浄運転について図3のフローチャートで説明する。
今給湯制御部22によって沸き上げ時間の演算が行われ、運転が開始する時間が設定させた時にその時間の5分前を確認し(ステップ51)、YESでステップ52に進んで流路切換手段38を温水流路33側を閉成して導湯管37側を加熱循環回路25に連通させると共に、循環ポンプ32を駆動開始させることで、貯湯タンク7底部の湯水を導湯管37から放出管41へ送り、この放出管41の2つの噴出口43から伝熱管42を避けて噴出させ、フィン40間に堆積しているほこり、ゴミ、砂、黄砂等の不純物を洗い流して綺麗にするものであり、そしてステップ53で5分経過したかを判断し、YESでステップ54に進み流路切換手段38を導湯管37側閉成し加熱循環回路25側を連通状態とし、循環ポンプ32の駆動を停止して空気熱交換器29の洗浄を終了した後に、沸き上げ運転モードへと移行するものである。
Next, the cleaning operation of the
The hot water
又このように伝熱管42を避けた湯水の噴出によって、湯水はフィン40表面を勢い良く下方まで流れて、フィン40の表面に付着した不純物を確実に洗い流すことが出来るものであり、そして自動的に洗浄して除去することで、通風抵抗の増大や熱交換効率の低下を防止し、常に良好な熱交換が行われ極めて使用勝手が良いものであり、更に空気熱交換器29の洗浄を湯水の沸き上げ開始前に行われれば、常に空気熱交換器29はフレッシュな状態で沸き上げ運転が行え、無駄のない効率の良い熱交換で良好な湯水の沸き上げが行われるものである。
更に定期的に洗浄されるので、ドレン排水路中の不純物も洗い流され詰まりの心配もなく、安心して使用出来るものである。
In addition, by blowing out hot water avoiding the
Furthermore, since it is periodically cleaned, impurities in the drain drainage channel are also washed away and there is no worry of clogging, so that it can be used with peace of mind.
尚、この一実施形態では、沸き上げ運転前に空気熱交換器29の洗浄運転するようにしたが、これに限定されることなく例えば洗浄スイッチの押圧で運転されても良く、又カレンダー機能により一週間に1回洗浄運転するようにしても良いものである。
In this embodiment, the cleaning operation of the
7 貯湯タンク
23 往き管
24 戻り管
25 加熱循環回路
27 水冷媒熱交換器
29 空気熱交換器
30 ヒートポンプ回路
32 循環ポンプ
33 温水流路
37 導湯管
38 流路切換手段
40 フィン
41 放出管
42 伝熱管
43 噴出口
7 Hot water storage tank 23
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JP2011002177A (en) * | 2009-06-19 | 2011-01-06 | Mitsubishi Electric Corp | Water heater tank |
CN105004039A (en) * | 2015-07-22 | 2015-10-28 | 佛山市斯瑞斯特磁能科技有限公司 | Electromagnetic heating device for cyclic heating of large commercial water storage station |
JP2019090560A (en) * | 2017-11-14 | 2019-06-13 | 三菱電機株式会社 | Hot water storage type hot water supply device |
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2007
- 2007-10-03 JP JP2007259432A patent/JP2009085560A/en active Pending
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