JP2009192160A - ヒートポンプ給湯装置 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】この発明に係るヒートポンプ給湯装置は、圧縮機、冷媒−水熱交換器、減圧装置、蒸発器を順次接続して成り湯水を加熱する冷媒回路及び制御部を有するヒートポンプユニットと、前記冷媒回路により加熱された湯水を貯湯する温水タンク及び制御部を有するタンクユニットと、前記冷媒−水熱交換器と前記温水タンクの間に接続された温水循環装置と、前記タンクユニットに接続され運転操作を行う操作部とから構成されるヒートポンプ給湯装置において、前記ヒートポンプユニットには前記ヒートポンプユニットの単独運転を可能にするスイッチを備えた。
【選択図】図1
Description
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システム構成図である。
図1において、ヒートポンプ給湯装置は、ヒートポンプユニット100、タンクユニット200、及び操作部11とから構成される。
給水温度検出手段9は冷媒−水熱交換器2への水入口側に、沸上げ温度検出手段8は冷媒−水熱交換器2の水出口側に設けられており、それぞれ設置場所を通過する湯水の温度を計測する。外気温度検出手段17は、ヒートポンプユニット100の外郭またはその近傍に設けられており、ヒートポンプユニット100の周囲の外気温度を計測する。
ヒートポンプユニット制御部13は、後述のタンクユニット200のタンクユニット制御部12と制御信号のやりとりを行い、タンクユニット制御部12を介して操作部11からの指示を受ける。また、ヒートポンプユニット制御部13は、圧力検出装置5、給水温度検出手段9、沸上げ温度検出手段8、外気温度検出手段17からの信号を受信し、これらの信号や操作部11からの指示に基づいて圧縮機1の回転制御、減圧装置3の開度制御、ファンモータ6の回転数制御を行う。また、ヒートポンプユニット制御部13は、ヒートポンプユニット100の単独運転を行うためのスイッチ101を備えている。スイッチ101をオンすると、ヒートポンプユニット100の単独運転を行い、スイッチ101をオフすると、通常の運転を行う。
また、圧縮機1の駆動装置としては、吐出する冷媒の圧力や温度を可変とするため、インバータ制御のDCブラシレスモータを使用したものを用いた例について説明するが、複数台の圧縮機を組み合わせてこの組み合わせを切り換えることで全体の能力を可変にするような構成としてもよい。
また、圧縮機の吸入側に冷媒音を低減させるようなサクションマフラーのような容器を設けたり、圧縮機の吐出側に流出した潤滑油を回収する装置を設けたりするなど、他の目的の構造を付加してもかまわない。すなわち、図1には、温水給湯のために必要な基本的な回路のみを示している。
また、ヒートポンプ給湯装置の冷媒としては、高温出湯ができる冷媒、例えば、二酸化炭素、R410A、プロパン、プロピレンなどが適しているが、特にこれらに限定されるものではない。
ヒートポンプユニット100の冷凍サイクルにおいて、圧縮機1から吐出された高温高圧のガス冷媒は冷媒−水熱交換器2で給湯水回路側へ放熱しながら温度低下する。このとき高圧側冷媒圧力が臨界圧以上であれば、冷媒は超臨界状態のまま気液相転移しないで温度低下して放熱する。また、高圧側冷媒圧力が臨界圧以下であれば、冷媒は液化しながら放熱する。放熱して冷媒−水熱交換器2から流出した高圧低温の冷媒は、減圧装置3で低圧気液二相の状態に減圧される。減圧装置3を通過した冷媒は蒸発器4に流入し、そこで外気空気から吸熱し、蒸発ガス化される。蒸発器4を出た低圧冷媒は圧縮機1に吸入されて循環し冷凍サイクルを形成する。
ヒートポンプ給湯装置の各構成要素の能力は、使用者が操作部11により指示する運転指令が達成できるよう、主に圧縮機1の回転数、減圧装置3の開度、温水循環装置10の回転数により定まる。
異常点検を行いたい場合、ヒートポンプユニット制御部13のスイッチ101をオン状態に設定する。スイッチ101をオンした場合は、ヒートポンプユニット100は、予め設定された制御定数に基づいて動作を行う。すなわち、操作部11またはタンクユニット制御部12からの沸上げ運転指示ではなく、予め設定された制御定数で、圧縮機1、減圧装置3、ファンモータ6を動作させる。この制御定数は、スイッチ101をオンした場合の運転のため、予めヒートポンプユニット制御部13のメモリなどに保存しておく。また、ヒートポンプユニット制御部13はタンクユニット制御部12に対して運転指示を行わないようにし、タンクユニット制御部12により回転数を制御されている温水循環装置10の運転も行わない。
例えば、冷媒漏れという異常が発生している場合は、圧縮機1はモータの発熱によって温度が上昇するが、冷媒が漏れているので冷媒配管15の温度上昇はない。このように、各構成要素の状態をチェックし、考えられる異常を検出する。
このようなチェックの結果、ヒートポンプユニット100のいずれの構成要素にも異常が認められなければ、タンクユニット200側の構成要素の異常か、あるいは通信基板、通信配線に異常があるものと考えられる。
また、予め設定された制御定数で圧縮機1、減圧装置3、ファンモータ6を動作させるので、異常の有無の判断を画一化でき、簡易的な異常点検を容易に行うことができる。
図2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システム構成図である。
図2において、ヒートポンプ給湯装置は、ヒートポンプユニット100、タンクユニット200、操作部11から構成される。本実施の形態2に係るヒートポンプ給湯装置は、ヒートポンプユニット制御部13a、タンクユニット制御部12a、温水循環装置10のみ実施の形態1と異なる。その他の構成については実施の形態1と同じであるので、同じ符号を付して説明を省略する。
操作部11又はタンクユニット200からの沸上げ運転指示があると、ヒートポンプユニット100は沸上げ運転を行う。ヒートポンプユニット100に備えられたヒートポンプユニット制御部13は、圧縮機1の回転数、減圧装置3の開度、ファンモータ6の回転数の制御を行うとともに、沸上げ温度検出手段8で検出した温度が目標沸上げ温度になるよう、温水循環装置10の回転数を制御する。温水タンク14の水は、温水循環装置10の運転により導かれて、冷媒−水熱交換器2へ流入して加熱され、再び温水タンク14へ戻される。
異常点検を行いたい場合、ヒートポンプユニット制御部13のスイッチ101をオン状態に設定する。スイッチ101をオンした場合は、ヒートポンプユニット100は、予め設定された制御定数に基づいて動作を行う。すなわち、操作部11またはタンクユニット制御部12からの沸上げ運転指示ではなく、予め設定された制御定数で、圧縮機1、減圧装置3、ファンモータ6、温水循環装置10を動作させる。この制御定数は、スイッチ101オン時の運転のため、予めヒートポンプユニット制御部13のメモリなどに保存しておく。また、ヒートポンプユニット制御部13からタンクユニット制御部12に対しての運転指示は行わない。
Claims (10)
- 圧縮機、冷媒−水熱交換器、減圧装置、蒸発器を順次接続して構成され湯水を加熱する冷媒回路及び制御部を有するヒートポンプユニットと、
前記冷媒回路により加熱された湯水を貯湯する温水タンク及び制御部を有するタンクユニットと、
前記冷媒−水熱交換器と前記温水タンクの間に接続された温水循環装置と、
前記タンクユニットに接続され運転操作を行う操作部と
から構成されるヒートポンプ給湯装置において、
前記ヒートポンプユニットの単独運転を行うスイッチを前記ヒートポンプユニットに備えた
ことを特徴とするヒートポンプ給湯装置。 - 圧縮機、冷媒−水熱交換器、減圧装置、蒸発器を順次接続して構成され湯水を加熱する冷媒回路及び制御部を有するヒートポンプユニットと、
前記冷媒回路により加熱された湯水を貯湯する温水タンク及び制御部を有するタンクユニットと、
前記冷媒−水熱交換器と前記温水タンクの間に接続された温水循環装置と、
前記タンクユニットに接続され運転操作を行う操作部と
から構成されるヒートポンプ給湯装置において、
前記ヒートポンプユニットと前記温水循環装置の運転を行うスイッチを前記ヒートポンプユニットに備えた
ことを特徴とするヒートポンプ給湯装置。 - 前記スイッチをオンにした場合、前記ヒートポンプユニットは、予め設定された制御定数に基づいて運転する
ことを特徴とする請求項1に記載のヒートポンプ給湯装置。 - 前記スイッチをオンにした場合、前記ヒートポンプユニット及び前記温水循環装置は、予め設定された制御定数に基づいて運転する
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。 - 前記ヒートポンプユニットは外気温度検出手段を有し、
前記制御定数は、前記外気温度検出手段により検出した外気温度に基づいて決定される
ことを特徴とする請求項3又は請求項4に記載のヒートポンプ給湯装置。 - 前記ヒートポンプユニットは給水温度検出手段を有し、
前記制御定数は、前記給水温度検出手段により検出した給水温度に基づいて決定される
ことを特徴とする請求項3又は請求項4に記載のヒートポンプ給湯装置。 - 前記ヒートポンプユニットは外気温度検出手段と給水温度検出手段とを有し、
前記制御定数は、前記外気温度検出手段により検出した外気温度と前記給水温度検出手段により検出した給水温度とに基づいて決定される
ことを特徴とする請求項3又は請求項4に記載のヒートポンプ給湯装置。 - 前記スイッチをオンしてヒートポンプユニットの単独運転を開始した場合、一定時間経過後に前記スイッチがオフとなる
ことを特徴とする請求項1〜請求項7のいずれかに記載のヒートポンプ給湯装置。 - 前記スイッチをオンしてヒートポンプユニットの単独運転を開始した場合、前記タンクユニットからの沸上げ指示により、前記スイッチがオフとなる
ことを特徴とする請求項1〜請求項8のいずれかに記載のヒートポンプ給湯装置。 - 前記操作部は、前記スイッチのオンとオフの設定を行うことができる
ことを特徴とする請求項1〜請求項9のいずれかに記載のヒートポンプ給湯装置。
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