JP2009264714A - Heat pump hot water system - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、温水で暖房を行うヒートポンプ温水システムに関するものである。 The present invention relates to a heat pump hot water system for heating with hot water.
図2は、従来の水と冷媒とを熱交換するヒートポンプ装置を示した構成図である。図2に示すように、従来のヒートポンプ装置では、貯湯タンクの下部の水をヒートポンプに供給するとともに、貯湯タンクの上部にヒートポンプで生成された高温水を貯留する一方で、風呂の追い焚きや床暖房等には、温水を循環することで機能を実現させており、風呂や床暖房を循環する温水は、貯湯タンク内の高温水と風呂や床暖房を循環して戻ってきた低温水とで熱交換し、貯湯タンク内の高温水の熱から吸熱し、再度高温水となって風呂の追い焚きや床暖房パネル内を循環している(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、貯湯タンクから湯を取り出して外部の熱交換器にて水と水とで熱交換しているため、貯湯タンクが有する熱量に制限があると同時に、低外気温下に設置した場合には、貯湯タンクから熱交換器までの配管、もしくは風呂や床暖房パネルから熱交換器までの配管に温水を流通させると外気温の影響を受けやすく、さらに熱交換効率が低下してしまうという課題を有していた。 However, in the conventional configuration, hot water is taken out from the hot water storage tank and heat is exchanged between the water and the water in an external heat exchanger. If installed in a hot water tank, the hot water is circulated through the piping from the hot water storage tank to the heat exchanger, or from the bath or floor heating panel to the heat exchanger. It had the problem of end up.
本発明は、前記従来の課題を解決するもので、熱交換効率の高いヒートポンプ温水システムを提供することを目的とする。 This invention solves the said conventional subject, and it aims at providing the heat pump hot water system with high heat exchange efficiency.
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温水システムは、空気熱源熱交換器と四方弁と圧縮機と絞り機構とを有する室外機と、温水または冷水を循環して冷暖房を行う冷暖房パネルと、冷媒と前記冷暖房パネル内の水とを熱交換する水冷媒熱交換器を有する室内機と、湯水を貯える貯湯タンクと、前記貯湯タンク内に設けて冷媒と水とを熱交換するタンク用水冷媒熱交換器と、前記冷暖房パネル内を流通する水を搬送するための水ポンプとを有し、前記空気熱源熱交換器と前記四方弁と前記圧縮機と前記水冷媒熱交換器と前記絞り機構で冷凍サイクルを構成すると共に、前記タンク用水冷媒熱交換器を前記水冷媒熱交換器と並列に配設し、前記水冷媒熱交換器および前記タンク用水冷媒熱交換器が凝縮器として作用する時の前記水冷媒熱交換器から出る冷媒温度を検出する室内側冷媒温度検出手段と、前記タンク用水冷媒熱交換器から出る冷媒温度を検出するタンク側冷媒温度検出手段と、前記水冷媒熱交換器から出る水の温度を検出する出水温度検出手段と、前記貯湯タンク内の温度を検出するタンク水温検出手段とを備え、前記室内側冷媒温度検出手段および前記タンク側冷媒温度検出手段および前記出水温度検出手段および前記タンク水温検出手段により検出される温度に基づいて前記冷凍サイクルをコントロールすることにより、冷媒経路を複数に分岐しているので、同時に複数の熱交換器で冷媒と水とを熱交換することができ、さらに、貯湯タンク内の湯水を沸き上げ時における高圧異常を回避することができるので、非常に信頼性の高いヒートポンプ温水システムを実現することができる。 In order to solve the above-described conventional problems, a heat pump hot water system of the present invention includes an outdoor unit having an air heat source heat exchanger, a four-way valve, a compressor, and a throttle mechanism, and air conditioning that circulates hot water or cold water to perform air conditioning. An indoor unit having a panel, a refrigerant and a water / refrigerant heat exchanger for exchanging heat between the water in the heating / cooling panel, a hot water storage tank for storing hot water, and a tank provided in the hot water storage tank for exchanging heat between the refrigerant and water A water coolant heat exchanger, and a water pump for transporting water flowing through the air conditioning panel, the air heat source heat exchanger, the four-way valve, the compressor, the water refrigerant heat exchanger, The throttle mechanism constitutes a refrigeration cycle, and the tank water refrigerant heat exchanger is arranged in parallel with the water refrigerant heat exchanger, and the water refrigerant heat exchanger and the tank water refrigerant heat exchanger act as a condenser. When From the indoor side refrigerant temperature detecting means for detecting the refrigerant temperature coming out of the water refrigerant heat exchanger, the tank side refrigerant temperature detecting means for detecting the refrigerant temperature coming out of the tank water refrigerant heat exchanger, and the water refrigerant heat exchanger An outlet water temperature detecting means for detecting the temperature of the discharged water; and a tank water temperature detecting means for detecting a temperature in the hot water storage tank, the indoor side refrigerant temperature detecting means, the tank side refrigerant temperature detecting means, and the outlet water temperature detecting. Since the refrigerant path is branched into a plurality of parts by controlling the refrigeration cycle based on the temperature detected by the means and the tank water temperature detecting means, heat is exchanged between the refrigerant and the water by a plurality of heat exchangers at the same time. In addition, it is possible to avoid high pressure abnormalities when boiling hot water in the hot water storage tank, so a highly reliable heat pump It is possible to realize a water system.
本発明は、熱交換効率の高いヒートポンプ温水システムを提供することができる。 The present invention can provide a heat pump hot water system with high heat exchange efficiency.
第1の発明のヒートポンプ温水システムは、空気熱源熱交換器と四方弁と圧縮機と絞り機構とを有する室外機と、温水または冷水を循環して冷暖房を行う冷暖房パネルと、冷媒と前記冷暖房パネル内の水とを熱交換する水冷媒熱交換器を有する室内機と、湯水を貯える貯湯タンクと、前記貯湯タンク内に設けて冷媒と水とを熱交換するタンク用水冷媒熱交換器と、前記冷暖房パネル内を流通する水を搬送するための水ポンプとを有し、前記空気熱源熱交換器と前記四方弁と前記圧縮機と前記水冷媒熱交換器と前記絞り機構で冷凍サイクルを構成すると共に、前記タンク用水冷媒熱交換器を前記水冷媒熱交換器と並列に配設し、前記水冷媒熱交換器および前記タンク用水冷媒熱交換器が凝縮器として作用する時の前記水冷媒熱交換器から出る冷媒温度を検出する室内側冷媒温度検出手段と、前記タンク用水冷媒熱交換器から出る冷媒温度を検出するタンク側冷媒温度検出手段と、前記水冷媒熱交換器から出る水の温度を検出する出水温度検出手段と、前記貯湯タンク内の温度を検出するタンク水温検出手段とを備え、前記室内側冷媒温度検出手段および前記タンク側冷媒温度検出手段および前記出水温度検出手段および前記タンク水温検出手段により検出される温度に基づいて前記冷凍サイクルをコントロールすることにより、冷媒経路を複数に分岐しているので、同時に複数の熱交換器で冷媒と水とを熱交換することができ、さらに、貯湯タンク内の湯水を沸き上げ時における高圧異常を回避することができるので、非常に信頼性の高いヒートポンプ温水システムを実現することができる。 A heat pump hot water system according to a first aspect of the present invention includes an outdoor unit having an air heat source heat exchanger, a four-way valve, a compressor, and a throttle mechanism, an air conditioning panel that circulates hot water or cold water to perform air conditioning, the refrigerant, and the air conditioning panel An indoor unit having a water-refrigerant heat exchanger for exchanging heat with water in the water, a hot water storage tank for storing hot water, a water refrigerant heat exchanger for a tank provided in the hot water storage tank for exchanging heat between the refrigerant and water, A water pump for transporting water flowing through the air conditioning panel, and the air heat source heat exchanger, the four-way valve, the compressor, the water refrigerant heat exchanger, and the throttle mechanism constitute a refrigeration cycle. In addition, the water refrigerant heat exchanger for the tank is disposed in parallel with the water refrigerant heat exchanger, and the water refrigerant heat exchange is performed when the water refrigerant heat exchanger and the tank water refrigerant heat exchanger act as a condenser. Cold coming out of the vessel Indoor-side refrigerant temperature detecting means for detecting temperature, tank-side refrigerant temperature detecting means for detecting refrigerant temperature coming out of the tank water-refrigerant heat exchanger, and outlet temperature for detecting the temperature of water coming out of the water-refrigerant heat exchanger Detecting means, and tank water temperature detecting means for detecting the temperature in the hot water storage tank, and detected by the indoor side refrigerant temperature detecting means, the tank side refrigerant temperature detecting means, the outlet water temperature detecting means, and the tank water temperature detecting means. By controlling the refrigeration cycle based on the temperature that is generated, the refrigerant path is divided into a plurality of paths, so that heat can be exchanged between the refrigerant and water simultaneously with a plurality of heat exchangers. High pressure abnormality when boiling hot water in water can be avoided, so it is possible to realize a highly reliable heat pump hot water system Kill.
第2の発明のヒートポンプ温水システムは、特に第1の発明において、前記水冷媒熱交換器および前記タンク側水冷媒熱交換器が凝縮器として作用する時の前記水冷媒熱交換器の冷媒出口側に冷媒量を絞る室内側膨張弁と、前記タンク側水冷媒熱交換器の冷媒出口側に冷媒量を絞るタンク側膨張弁と、前記圧縮機の高圧側の圧力を検出する高圧側圧力検出手段と、前記圧縮機の低圧側の圧力を検出する低圧側圧力検出手段とを備え、前記水冷媒熱交換器へ入る冷媒量を微少量に前記室内側膨張弁で絞っている時であって、前記タンク用水冷媒熱交換器で前記貯湯タンク内の湯水を沸きあげるための運転中に、前記高圧側圧力検出手段および前記低圧側圧力検出手段により冷媒高圧異常を検出した時には、前記室内側膨張弁の開度を変更することにより、冷媒の高圧を所定値まで減圧させて急激な冷媒高圧異常を発生させることがなく、貯湯タンク内の温水を沸き上げることができ、かつ圧縮機を所定範囲内の圧力で継続運転させるので、非常に信頼性が高いヒートポンプ温水システムを実現することができる。 The heat pump hot water system of the second invention is the refrigerant outlet side of the water refrigerant heat exchanger when the water refrigerant heat exchanger and the tank side water refrigerant heat exchanger function as a condenser in the first invention. An indoor expansion valve for reducing the refrigerant amount, a tank side expansion valve for reducing the refrigerant amount on the refrigerant outlet side of the tank side water refrigerant heat exchanger, and a high pressure side pressure detecting means for detecting the pressure on the high pressure side of the compressor And a low pressure side pressure detecting means for detecting the pressure on the low pressure side of the compressor, and the amount of refrigerant entering the water refrigerant heat exchanger is reduced to a minute amount by the indoor side expansion valve, During the operation for boiling the hot water in the hot water storage tank with the water refrigerant heat exchanger for tanks, when the high pressure side pressure detection means and the low pressure side pressure detection means detect a refrigerant high pressure abnormality, the indoor side expansion valve Changing the opening of Therefore, it is possible to boil the hot water in the hot water storage tank without causing a sudden refrigerant high pressure abnormality by reducing the high pressure of the refrigerant to a predetermined value, and the compressor is continuously operated at a pressure within a predetermined range. A very reliable heat pump hot water system can be realized.
第3の発明のヒートポンプ温水システムは、特に第1の発明において、前記水冷媒熱交換器および前記タンク側水冷媒熱交換器が凝縮器として作用する時の前記水冷媒熱交換器の冷媒出口側に冷媒量を絞る室内側膨張弁と、前記タンク側水冷媒熱交換器の冷媒出口側に冷媒量を絞るタンク側膨張弁と、前記圧縮機の高圧側の圧力を検出する高圧側圧力検出手段と、前記圧縮機の低圧側の圧力を検出する低圧側圧力検出手段とを備え、前記水冷媒熱交換器へ入る冷媒量を微少量に前記室内側膨張弁で絞っている時であって、前記タンク用水冷媒熱交換器で前記貯湯タンク内の湯水を沸きあげるための運転中に、前記高圧側圧力検出手段および前記低圧側圧力検出手段により冷媒高圧異常を検出した時には、前記水ポンプを駆動することにより、冷媒の高圧を所定値まで減圧させて急激な冷媒高圧異常を発生させることがなく、貯湯タンク内の温水を沸き上げることができ、かつ圧縮機を所定範囲内の圧力で継続運転させるので、非常に信頼性が高いヒートポンプ温水システムを実現することができる。 The heat pump hot water system of the third invention is the refrigerant outlet side of the water refrigerant heat exchanger when the water refrigerant heat exchanger and the tank side water refrigerant heat exchanger act as a condenser in the first invention. An indoor expansion valve for reducing the refrigerant amount, a tank side expansion valve for reducing the refrigerant amount on the refrigerant outlet side of the tank side water refrigerant heat exchanger, and a high pressure side pressure detecting means for detecting the pressure on the high pressure side of the compressor And a low pressure side pressure detecting means for detecting the pressure on the low pressure side of the compressor, and the amount of refrigerant entering the water refrigerant heat exchanger is reduced to a minute amount by the indoor side expansion valve, The water pump is driven when a refrigerant high-pressure abnormality is detected by the high-pressure side pressure detecting means and the low-pressure side pressure detecting means during the operation for boiling the hot water in the hot water storage tank with the water refrigerant heat exchanger for the tank. By doing The hot water in the hot water storage tank can be boiled up without causing a sudden refrigerant high pressure abnormality by reducing the high pressure of the medium to a predetermined value, and the compressor is continuously operated at a pressure within a predetermined range. A highly reliable heat pump hot water system can be realized.
第4の発明のヒートポンプ温水システムは、特に第1の発明において、前記水冷媒熱交換器および前記タンク側水冷媒熱交換器が凝縮器として作用する時の前記水冷媒熱交換器の冷媒出口側に冷媒量を絞る室内側膨張弁と、前記タンク側水冷媒熱交換器の冷媒出口側に冷媒量を絞るタンク側膨張弁と、前記圧縮機の高圧側の圧力を検出する高圧側圧力検出手段と、前記圧縮機の低圧側の圧力を検出する低圧側圧力検出手段とを備え、前記水冷媒
熱交換器へ入る冷媒量を微少量に前記室内側膨張弁で絞っている時であって、前記タンク用水冷媒熱交換器で前記貯湯タンク内の湯水を沸きあげるための運転中に、前記高圧側圧力検出手段および前記低圧側圧力検出手段により冷媒高圧異常を検出した時には、前記室内側膨張弁の開度を変更するとともに、前記水ポンプを駆動することにより、冷媒の高圧を所定値まで減圧させて急激な冷媒高圧異常を発生させることがなく、貯湯タンク内の温水を沸き上げることができ、かつ圧縮機を所定範囲内の圧力で継続運転させるので、非常に信頼性が高いヒートポンプ温水システムを実現することができる。
The heat pump hot water system according to a fourth aspect of the present invention is the refrigerant outlet side of the water refrigerant heat exchanger when the water refrigerant heat exchanger and the tank side water refrigerant heat exchanger act as a condenser in the first invention. An indoor expansion valve for reducing the refrigerant amount, a tank side expansion valve for reducing the refrigerant amount on the refrigerant outlet side of the tank side water refrigerant heat exchanger, and a high pressure side pressure detecting means for detecting the pressure on the high pressure side of the compressor And a low pressure side pressure detecting means for detecting the pressure on the low pressure side of the compressor, and the amount of refrigerant entering the water refrigerant heat exchanger is reduced to a minute amount by the indoor side expansion valve, During the operation for boiling the hot water in the hot water storage tank with the water refrigerant heat exchanger for tanks, when the high pressure side pressure detection means and the low pressure side pressure detection means detect a refrigerant high pressure abnormality, the indoor side expansion valve If you change the opening of In addition, by driving the water pump, the high pressure of the refrigerant can be reduced to a predetermined value without causing an abrupt refrigerant high pressure abnormality, the hot water in the hot water storage tank can be boiled, and the compressor can be Since the continuous operation is performed at a pressure within a predetermined range, a highly reliable heat pump hot water system can be realized.
第5の発明のヒートポンプ温水システムは、特に第1の発明において、前記水冷媒熱交換器および前記タンク側水冷媒熱交換器が凝縮器として作用する時の前記水冷媒熱交換器の冷媒出口側に冷媒量を絞る室内側膨張弁と、前記タンク側水冷媒熱交換器の冷媒出口側に冷媒量を絞るタンク側膨張弁と、前記圧縮機の高圧側の圧力を検出する高圧側圧力検出手段と、前記圧縮機の低圧側の圧力を検出する低圧側圧力検出手段とを備え、前記水冷媒熱交換器へ入る冷媒量を微少量に前記室内側膨張弁で絞っている時であって、前記タンク用水冷媒熱交換器で前記貯湯タンク内の湯水を沸きあげるための運転中に、前記高圧側圧力検出手段および前記低圧側圧力検出手段により冷媒高圧異常を検出した時には、前記空気熱源熱交換器が凝縮器として作用するように前記四方弁を切り換えるとともに、前記タンク側膨張弁を全閉にすることにより、冷媒の高圧を所定値まで減圧させて急激な冷媒高圧異常を発生させることがなく、貯湯タンク内の温水を沸き上げることができ、かつ圧縮機を所定範囲内の圧力で継続運転させるので、非常に信頼性が高いヒートポンプ温水システムを実現することができる。 The heat pump hot water system according to a fifth aspect of the present invention is the refrigerant outlet side of the water refrigerant heat exchanger when the water refrigerant heat exchanger and the tank side water refrigerant heat exchanger act as a condenser in the first invention. An indoor expansion valve for reducing the refrigerant amount, a tank side expansion valve for reducing the refrigerant amount on the refrigerant outlet side of the tank side water refrigerant heat exchanger, and a high pressure side pressure detecting means for detecting the pressure on the high pressure side of the compressor And a low pressure side pressure detecting means for detecting the pressure on the low pressure side of the compressor, and the amount of refrigerant entering the water refrigerant heat exchanger is reduced to a minute amount by the indoor side expansion valve, During the operation for boiling the hot water in the hot water storage tank with the water refrigerant heat exchanger for tanks, when the high pressure side pressure detection means and the low pressure side pressure detection means detect a refrigerant high pressure abnormality, the air heat source heat exchange As a condenser The four-way valve is switched so that it is used, and the tank-side expansion valve is fully closed, so that the high pressure of the refrigerant is reduced to a predetermined value and a sudden refrigerant high-pressure abnormality does not occur. Since the hot water can be boiled and the compressor is continuously operated at a pressure within a predetermined range, a highly reliable heat pump hot water system can be realized.
第6の発明のヒートポンプ温水システムは、特に第1の発明において、前記水冷媒熱交換器および前記タンク側水冷媒熱交換器が凝縮器として作用する時の前記水冷媒熱交換器の冷媒出口側に冷媒量を絞る室内側膨張弁と、前記タンク側水冷媒熱交換器の冷媒出口側に冷媒量を絞るタンク側膨張弁と、前記圧縮機の高圧側の圧力を検出する高圧側圧力検出手段と、前記圧縮機の低圧側の圧力を検出する低圧側圧力検出手段とを備え、前記水冷媒熱交換器へ入る冷媒量を微少量に前記室内側膨張弁で絞っている時であって、前記タンク用水冷媒熱交換器で前記貯湯タンク内の湯水を沸きあげるための運転中に、前記高圧側圧力検出手段および前記低圧側圧力検出手段により冷媒高圧異常を検出した時には、前記空気熱源熱交換器が凝縮器として作用するように前記四方弁を切り換えるとともに、前記タンク側膨張弁を全閉にし、かつ、前記水ポンプを駆動することにより、冷媒の高圧を所定値まで減圧させて急激な冷媒高圧異常を発生させることがなく、貯湯タンク内の温水を沸き上げることができ、かつ圧縮機を所定範囲内の圧力で継続運転させるので、非常に信頼性が高いヒートポンプ温水システムを実現することができる。 The heat pump hot water system according to a sixth aspect of the present invention is the refrigerant outlet side of the water refrigerant heat exchanger when the water refrigerant heat exchanger and the tank side water refrigerant heat exchanger function as a condenser in the first invention. An indoor expansion valve for reducing the refrigerant amount, a tank side expansion valve for reducing the refrigerant amount on the refrigerant outlet side of the tank side water refrigerant heat exchanger, and a high pressure side pressure detecting means for detecting the pressure on the high pressure side of the compressor And a low pressure side pressure detecting means for detecting the pressure on the low pressure side of the compressor, and the amount of refrigerant entering the water refrigerant heat exchanger is reduced to a minute amount by the indoor side expansion valve, During the operation for boiling the hot water in the hot water storage tank with the water refrigerant heat exchanger for tanks, when the high pressure side pressure detection means and the low pressure side pressure detection means detect a refrigerant high pressure abnormality, the air heat source heat exchange As a condenser The four-way valve is switched so as to be used, the tank side expansion valve is fully closed, and the water pump is driven to reduce the high pressure of the refrigerant to a predetermined value, thereby causing an abrupt refrigerant high pressure abnormality. Therefore, the hot water in the hot water storage tank can be boiled, and the compressor is continuously operated at a pressure within a predetermined range, so that a highly reliable heat pump hot water system can be realized.
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. In addition, this invention is not limited by this embodiment.
(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温水システムの構成図を示すものである。図1において、ヒートポンプ温水システムは、室外機1、室内機2、タンクユニット3、冷暖房パネル4で構成される。以下にそれぞれのユニットの構成について説明する。
(Embodiment 1)
FIG. 1 shows a configuration diagram of a heat pump hot water system according to a first embodiment of the present invention. In FIG. 1, the heat pump hot water system includes an
室外機1には、空気と冷媒とで熱交換を行うための空気熱源熱交換器11、冷媒を減圧するための絞り機構12、冷凍サイクルを暖房サイクル(空気熱源熱交換器11が蒸発器として作用)および冷房サイクル(空気熱源熱交換器11が凝縮器として作用)のどちらかとなるように切り換えるための四方弁13、冷媒を高温高圧に圧縮する圧縮機14、空気熱源熱交換器11において空気と冷媒との熱交換を促進するための送風ファン15、圧
縮機14の冷媒吐出口側に高圧側圧力検出手段である圧力センサー16、圧縮機14の冷媒吸入側に低圧側圧力検出手段である圧力センサー17が設けられている。
The
そして室内機2に配設される水冷媒熱交換器21と、絞り機構12と、空気熱源熱交換器11と、圧縮機14とを図1に示すように四方弁13を介して順次冷媒配管で接続して冷凍サイクルを構成している。さらに、水冷媒熱交換器21と絞り機構12との間と、四方弁13と水冷媒熱交換器21との間から冷媒配管がそれぞれ分岐する構成となっており、水冷媒熱交換器21と並列な位置となるようにタンク用水冷媒熱交換器31が設けられている。なお、四方弁13の実線で示す回路が暖房サイクル時の回路となり、点線で示す回路が冷房サイクル時の回路となる。
Then, the water refrigerant heat exchanger 21, the
室内機2には、冷暖房パネル4を流通する水と冷媒で熱交換を行う水冷媒熱交換器21、冷暖房パネル4を流通する水を搬送する水ポンプ22、水冷媒熱交換器21から出る水の温度を検出する出水温度検出手段であるサーミスタ23が配設されており、水冷媒熱交換器21の水経路と、水ポンプ22と、冷暖房パネルの水経路が順次配管で環状に接続されている。また、室内機2内の機器を制御するための制御基板28を有している。
The indoor unit 2 includes a water / refrigerant heat exchanger 21 that exchanges heat with water flowing through the cooling / heating panel 4 and a refrigerant, a
また、水冷媒熱交換器21が凝縮器として作用する時の、水冷媒熱交換器21から出る冷媒の温度を検出する室内側冷媒温度検出手段であるサーミスタ24、水冷媒熱交換器21から出る冷媒の流量を絞るための室内側膨張弁25を備えている。さらに、タンク側水冷媒熱交換器31が凝縮器として作用する時の、タンク側水冷媒熱交換器31から出る冷媒の温度を検出するタンク側冷媒温度検出手段であるサーミスタ26、タンク側水冷媒熱交換器31を流れる冷媒の流量を絞るためのタンク側膨張弁27を備えている。
Further, when the water refrigerant heat exchanger 21 acts as a condenser, the thermistor 24 which is a room side refrigerant temperature detecting means for detecting the temperature of the refrigerant coming out of the water refrigerant heat exchanger 21 and the water refrigerant heat exchanger 21 are outputted. An
タンクユニット3には、湯水を貯える貯湯タンク32、貯湯タンク32内の湯水を沸き上げるために貯湯タンク32内にタンク側水冷媒熱交換器31が配設されている。さらに貯湯タンク32内の湯水の温度を検出するタンク水温検出手段であるサーミスタ33が配設されている。また貯湯タンク32の下部には、給水源から水を供給するための給水管34が接続されており、貯湯タンク32の上部には、給湯端末へ湯を供給するための出湯管35が設けられている。
The tank unit 3 is provided with a hot
冷暖房パネル4は、水冷媒熱交換器21で生成した冷水または温水を流通させることで、居室内で暖房もしくは冷房を実現するものである。 The cooling / heating panel 4 realizes heating or cooling in a living room by circulating cold water or hot water generated by the water-refrigerant heat exchanger 21.
以上のように構成されたヒートポンプ温水システムについて、以下その動作、作用を説明する。 About the heat pump hot water system comprised as mentioned above, the operation | movement and an effect | action are demonstrated below.
まず、暖房サイクル時には、四方弁13に実線で示す経路となるように四方弁13を切り換えて、圧縮機14の運転を開始することで、冷凍サイクル内に冷媒を流通させる。なお、暖房サイクル時には、図1の実線矢印方向に冷媒が流れる。そして、空気熱源熱交換器11で熱を吸熱するとともに、圧縮機14で高温高圧冷媒を生成する。
First, during the heating cycle, the four-way valve 13 is switched so that the path indicated by the solid line is connected to the four-way valve 13, and the operation of the
そして、高温高圧の冷媒は、冷媒配管51から水冷媒熱交換器21に入る冷媒配管52と、タンク側水冷媒熱交換器31に入る冷媒配管53とに分岐してそれぞれの熱交換器へ流入する。それぞれの熱交換器へ流入する冷媒量は、室内側膨張弁25およびタンク側膨張弁27の開度を調節することで決定される。
Then, the high-temperature and high-pressure refrigerant branches into a
冷媒配管52を通って水冷媒熱交換器21へ入った高温高圧の冷媒は、冷暖房パネル4を流通する水と熱交換する。そして水冷媒熱交換器21で生成された高温水は、サーミスタ23が検出する温度が、使用者が設定した温度となるように水ポンプ22を駆動するこ
とによって冷暖房パネル4内を流通し、使用者の居住空間に快適な暖房を提供する。
The high-temperature and high-pressure refrigerant that has entered the water-refrigerant heat exchanger 21 through the
一方、冷媒配管53を取ってタンク側水冷媒熱交換器31へ入った高温高圧の冷媒は、貯湯タンク内部に貯えられている湯水と熱交換する。そして、サーミスタ33で検出する温度が、使用者が操作部(図示せず)にて設定する温度となるように貯湯タンク32内の湯水を沸き上げる。
On the other hand, the high-temperature and high-pressure refrigerant that has taken the
そして、水冷媒熱交換器21から出てくる冷媒配管54と、タンク側水冷媒熱交換器31から出てくる冷媒配管55とが合流して、一つの冷媒配管56となり、絞り機構12で減圧されて、再度空気熱源熱交換器11で空気と冷媒とで熱交換を行う。
Then, the refrigerant pipe 54 coming out from the water refrigerant heat exchanger 21 and the
また、水冷媒熱交換器21から出る熱交換した後の冷媒の温度やタンク側水冷媒熱交換器31から出る熱交換した後の冷媒の温度の情報に基づいて、圧縮機14の周波数や、絞り機構12の調節を行っている。
Further, based on the information on the temperature of the refrigerant after the heat exchange from the water refrigerant heat exchanger 21 and the temperature of the refrigerant after the heat exchange from the tank side water
次に、冷房サイクル時について説明する。冷房サイクル時には、四方弁13に点線で示す経路となるように四方弁13を切り換えて、圧縮機14の運転を開始することで、冷凍サイクル内に冷媒を流通させる。なお、冷房サイクル時には、図1の点線矢印方向に冷媒が流れる。そして、圧縮機14で生成された高温高圧冷媒は、空気熱源熱交換器11で空気と熱交換すると共に、絞り機構12で減圧される。
Next, the cooling cycle will be described. During the cooling cycle, the four-way valve 13 is switched to the four-way valve 13 so as to have a path indicated by a dotted line, and the operation of the
そして、低温低圧の冷媒は、冷媒配管56から水冷媒熱交換器21に入る冷媒配管54と、タンク側水冷媒熱交換器31に入る冷媒配管55とに分岐してそれぞれの熱交換器へ流入する構成となっているが、通常は、貯湯タンク32は湯を貯えておくので、タンク側膨張弁27を全閉にしておくことで、タンク側水冷媒熱交換器31へは冷媒が供給されず、貯湯タンク内の湯水の温度低下を防止している。
The low-temperature and low-pressure refrigerant branches into a refrigerant pipe 54 that enters the water-refrigerant heat exchanger 21 from the
また、冷媒配管54を通って水冷媒熱交換器21へ入った低温低圧の冷媒は、冷暖房パネル4を流通する水と熱交換する。そして水冷媒熱交換器21で生成された冷温水は、サーミスタ23が検出する温度が、使用者が設定した温度となるように水ポンプ22を駆動することによって冷暖房パネル4内を流通し、使用者の居住空間に快適な冷房を提供する。
In addition, the low-temperature and low-pressure refrigerant that has entered the water-refrigerant heat exchanger 21 through the refrigerant pipe 54 exchanges heat with water flowing through the cooling / heating panel 4. And the cold / hot water produced | generated with the water refrigerant | coolant heat exchanger 21 distribute | circulates the inside of the cooling / heating panel 4 by driving the
次に、冷暖房パネル内を流れる湯水の温度を上昇させずに、貯湯タンク32内の湯水を沸き上げる方法について説明する。この時には、室内側膨張弁25を微小開度だけ開放して、微少量の冷媒を流通させて、冷暖房パネル4を循環している水の温度を上昇させない構成とし、水ポンプ22の駆動を停止させている。一方、タンク側水冷媒熱交換器31に冷凍サイクル内の殆どの冷媒を送るために、タンク側膨張弁27の開度を開く。その結果、冷暖房パネル4内を流れる湯水の温度を上昇させることなく、貯湯タンク32内の湯水を沸き上げることができる。
Next, a method for boiling the hot water in the hot
しかしながら、貯湯タンク32内の湯水の温度が上昇してくると、タンク側水冷媒熱交換器31での放熱が不足してしまい、冷凍サイクル内の冷媒圧力が異常上昇する。圧力が高くなりすぎると機器に影響を及ぼしてしまい、機器の故障を引き起こしてしまう。そのために、通常冷凍サイクルにおいては、高圧の圧力が異常に上昇した場合に運転を停止する安全装置がついており、安全装置が働くと、圧縮機のONとOFFを繰り返してしまい、機器の信頼性を損なうことになってしまう。
However, when the temperature of the hot water in the hot
そこで本発明では、高圧側および低圧側の圧力センサー16および17で異常を検知した場合には、制御基板28の指示により室内側膨張弁25の開度を調節し、タンク側水冷
媒熱交換器へ流入している冷媒量を減少させて、水冷媒熱交換器21での熱交換率を上げる。その結果、冷凍サイクル全体としての放熱量を増加させることができるので、冷媒の圧力が所定圧力になるまで減圧することができ、安全装置による圧縮機14のONとOFFの繰り返しを回避することができ、信頼性を向上させることができる。
Therefore, in the present invention, when an abnormality is detected by the pressure sensors 16 and 17 on the high-pressure side and the low-pressure side, the opening degree of the
また、圧力センサー16および17によって冷媒圧力の異常を検知したときには、制御基板28の指示により、室内側膨張弁25の開度は一定のまま、水ポンプ22を駆動する構成でもよい。その場合には、冷暖房パネル4を流れる湯水の温度を検知するサーミスタ23の値が上昇させない程度に水ポンプ22を駆動することによって、水冷媒熱交換器21にて冷媒から水へ放熱を促進する構成となる。その結果、冷凍サイクル全体としての放熱量を増加させることができるので、冷媒の圧力が所定圧力になるまで減圧することができ、安全装置による圧縮機14のONとOFFの繰り返しを回避することができ、信頼性を向上させることができる。
Further, when an abnormality in the refrigerant pressure is detected by the pressure sensors 16 and 17, the
また、圧力センサー16および17によって冷媒圧力の異常を検知したときには、制御基板28の指示により、室内側膨張弁25の開度を開き、水ポンプ22を駆動する構成でもよい。その場合には、冷暖房パネル4を流れる湯水の温度を検知するサーミスタ23の値が上昇させない程度に水ポンプ22を駆動することによって、水冷媒熱交換器21にて冷媒から水へ放熱を促進する構成となる。その結果、冷凍サイクル全体としての放熱量を増加させることができるので、冷媒の圧力が所定圧力になるまで減圧することができ、安全装置による圧縮機14のONとOFFの繰り返しを回避することができ、信頼性を向上させることができる。
Moreover, when the abnormality of the refrigerant pressure is detected by the pressure sensors 16 and 17, the opening of the
また、圧力センサー16および17によって冷媒圧力の異常を検知したときには、四方弁13を切り換えて、冷凍サイクルを冷房サイクルに切り換えてもよい。その場合には、水と冷媒とで熱交換され、高圧を減少させることができる。また、この時タンク側膨張弁27を閉じることにより、低温低圧の冷媒の流入が貯湯タンク32内に入るのを阻止して、貯湯タンク32内の温水の温度低下を防止する。その結果、冷凍サイクル全体としての放熱量を増加させることができるので、冷媒の圧力が所定圧力になるまで減圧することができ、安全装置による圧縮機14のONとOFFの繰り返しを回避することができ、信頼性を向上させることができる。
Further, when an abnormality in the refrigerant pressure is detected by the pressure sensors 16 and 17, the four-way valve 13 may be switched to switch the refrigeration cycle to the cooling cycle. In that case, heat is exchanged between water and the refrigerant, and the high pressure can be reduced. Further, by closing the tank side expansion valve 27 at this time, the inflow of low-temperature and low-pressure refrigerant is prevented from entering the hot
また、圧力センサー16および17によって冷媒圧力の異常を検知したときには、四方弁13を切り換えて、冷凍サイクルを冷房サイクルに切り換え、なおかつ、水ポンプ22を駆動させて、冷媒の高圧を所定値まで減圧させ(床冷暖パネル14を循環する水の温度を上昇させない程度)てもよい。その場合には、水と冷媒とで熱交換され、高圧を減少させることができる。また、この時タンク側膨張弁27を閉じることにより、低温低圧の冷媒の流入が貯湯タンク32内に入るのを阻止して、貯湯タンク32内の温水の温度低下を防止する。その結果、冷凍サイクル全体としての放熱量を増加させることができるので、冷媒の圧力が所定圧力になるまで減圧することができ、安全装置による圧縮機14のONとOFFの繰り返しを回避することができ、信頼性を向上させることができる。
When the refrigerant pressure abnormality is detected by the pressure sensors 16 and 17, the four-way valve 13 is switched to switch the refrigeration cycle to the cooling cycle, and the
以上のように、室内冷媒温度検出手段24と、出水温度検出手段23と、タンク冷媒温度検出手段26と、タンク水温検出手段23とを有することで、常に冷凍サイクル挙動と温水温度を把握することができるので、非常に効率の良いヒートポンプ温水システムを実現することができる。
As described above, the refrigeration cycle behavior and the hot water temperature can always be grasped by having the indoor refrigerant temperature detecting means 24, the water discharge
また、冷房暖房両サイクル時ともに、圧力センサー16および17により検出された圧力を、室内機28にて演算処理を行って、圧縮機14を所定の圧力範囲内で的確に制御コントロールすることができる。
Further, in both the cooling and heating cycles, the pressure detected by the pressure sensors 16 and 17 is processed by the
本発明は、水と冷媒を熱交換させる構成を内蔵した室内機と貯湯タンクの組み合わせによるヒートポンプ温水システムはもちろん、水と冷媒を熱交換させる構成を内蔵した室内機同士の組み合わせや貯湯タンク同士の組み合わせ及び、空調用室内機を接続したヒートポンプ温水システムにも適用させる。 The present invention is not limited to a heat pump hot water system using a combination of an indoor unit and a hot water storage tank with a built-in configuration for exchanging heat between water and refrigerant, as well as a combination of indoor units with a built-in configuration for exchanging heat between water and a refrigerant, The combination and the heat pump hot water system connected to the indoor unit for air conditioning are also applied.
1 室外機
2 室内機
3 タンクユニット
4 冷暖房パネル
11 空気熱源熱交換器
12 絞り機構
13 四方弁
14 圧縮機
15 送風ファン
16 圧力センサ
17 圧力センサ
21 水冷媒熱交換器
22 水ポンプ
23 出水温度検出手段
24 室内側冷媒温度検出手段
26 タンク側冷媒温度検出手段
31 タンク側水冷媒熱交換器
32 貯湯タンク
33 タンク水温検出手段
DESCRIPTION OF
Claims (6)
高圧側圧力検出手段と、前記圧縮機の低圧側の圧力を検出する低圧側圧力検出手段とを備え、前記水冷媒熱交換器へ入る冷媒量を微少量に前記室内側膨張弁で絞っている時であって、前記タンク用水冷媒熱交換器で前記貯湯タンク内の湯水を沸きあげるための運転中に、前記高圧側圧力検出手段および前記低圧側圧力検出手段により冷媒高圧異常を検出した時には、前記空気熱源熱交換器が凝縮器として作用するように前記四方弁を切り換えるとともに、前記タンク側膨張弁を全閉にすることを特徴とする請求項1に記載のヒートポンプ温水システム。 An indoor expansion valve for reducing the amount of refrigerant on the refrigerant outlet side of the water refrigerant heat exchanger when the water refrigerant heat exchanger and the tank side water refrigerant heat exchanger act as a condenser; and the tank side water refrigerant heat A tank side expansion valve that throttles the amount of refrigerant on the refrigerant outlet side of the exchanger, a high pressure side pressure detecting means that detects a pressure on the high pressure side of the compressor, and a low pressure side pressure detection that detects the pressure on the low pressure side of the compressor Means for boiling the hot water in the hot water storage tank with the tank water refrigerant heat exchanger when the amount of refrigerant entering the water refrigerant heat exchanger is reduced to a very small amount by the indoor expansion valve. When the refrigerant high pressure abnormality is detected by the high pressure side pressure detecting means and the low pressure side pressure detecting means during the operation for switching the four-way valve so that the air heat source heat exchanger acts as a condenser, Tank side expansion valve The heat pump hot water system according to claim 1, characterized in that the fully closed.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2008118267A JP2009264714A (en) | 2008-04-30 | 2008-04-30 | Heat pump hot water system |
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Cited By (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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WO2011062063A1 (en) | 2009-11-20 | 2011-05-26 | ジヤトコ株式会社 | Helical gear pump |
JP2015152263A (en) * | 2014-02-17 | 2015-08-24 | 株式会社富士通ゼネラル | Heat pump type heating hot water supply device |
CN107806728A (en) * | 2016-09-08 | 2018-03-16 | 广州春光新能源科技发展有限公司 | A kind of heat pump main frame |
CN110906482A (en) * | 2019-12-10 | 2020-03-24 | 海普电器有限公司 | Modular floor heating and air conditioning integrated machine |
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- 2008-04-30 JP JP2008118267A patent/JP2009264714A/en active Pending
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