JP2009281629A - Heat pump water heater - Google Patents

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Takayuki Takatani
隆幸 高谷
Kazuhiko Marumoto
一彦 丸本
Shinji Watanabe
伸二 渡辺
Katsuhiro Wada
克広 和田
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  • Heat-Pump Type And Storage Water Heaters (AREA)

Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a heat pump water heater with high efficiency and excellent energy saving property. <P>SOLUTION: The heat pump hot water heater includes a heat pump cycle 20 constituted by connecting a compressor 21, a hot water supply heat exchanger 22, an expansion valve 23 and an evaporator 24 by a pipe 26; and a heat storage unit 31 storing heat by circulating refrigerant heated by the heat pump cycle 20. The heat storage unit 31, a circulation pump 38, and the hot water supply heat exchanger 22 are connected by a pipe, and the heat pump cycle 20 is started to operate when a hot water supply load occurs. Since hot water heated by the heat pump cycle 20 is preferentially used for hot water supply, upon occurrence of the hot water supply load, while complementing the hot water supply with hot water made by heat exchange in the heat storage unit 21, water entering to the heat exchanger 22 is not return water from the unit 31 but water supplied from a water pipe or the like. Therefore, the operation can be performed in a highly efficient cycle without rise of water temperature, and excellent energy saving property can be obtained. <P>COPYRIGHT: (C)2010,JPO&INPIT

Description

本発明は、ヒートポンプ給湯装置に関するものである。   The present invention relates to a heat pump water heater.

従来から、ヒートポンプサイクルを利用した種々の給湯装置が提案されおり、図3に示すものがある(例えば、特許文献1参照)。   Conventionally, various hot water supply apparatuses using a heat pump cycle have been proposed, and there are those shown in FIG. 3 (see, for example, Patent Document 1).

図3は、前記特許文献1に記載された従来のヒートポンプ給湯機の構成図である。図3において、圧縮機1、蓄熱装置2、蓄熱用伝熱管3、絞り装置4、蒸発器5からなる冷媒循環回路と、蓄熱装置2、給水管11、出湯用伝熱管12、流量制御弁13、混合弁14、バイパス管15、給湯管16を接続した給湯回路からなる。   FIG. 3 is a configuration diagram of a conventional heat pump water heater described in Patent Document 1. In FIG. In FIG. 3, a refrigerant circulation circuit including a compressor 1, a heat storage device 2, a heat storage heat transfer tube 3, an expansion device 4, and an evaporator 5, a heat storage device 2, a water supply pipe 11, a hot water transfer heat transfer pipe 12, and a flow control valve 13. And a hot water supply circuit to which a mixing valve 14, a bypass pipe 15, and a hot water supply pipe 16 are connected.

蓄熱を行う場合、圧縮機1より吐出された高温高圧の過熱ガスは、蓄熱装置2に流入し、蓄熱用伝熱管3を流れるときに蓄熱装置2の蓄熱材(図示せず)と熱交換を行って冷却され、凝縮する。蓄熱用伝熱管3を出た冷媒は絞り装置4で減圧され、蒸発器5に流入し、ここで大気熱を吸熱して蒸発ガス化し、圧縮機1に戻る。   When performing heat storage, the high-temperature and high-pressure superheated gas discharged from the compressor 1 flows into the heat storage device 2 and exchanges heat with the heat storage material (not shown) of the heat storage device 2 when flowing through the heat storage heat transfer tube 3. Go to cool and condense. The refrigerant that has exited the heat storage heat transfer tube 3 is decompressed by the expansion device 4 and flows into the evaporator 5, where it absorbs atmospheric heat to evaporate and returns to the compressor 1.

蓄熱運転を終了する場合、圧縮機1の吐出側に高圧遮断用圧力スイッチ6を設け、冷媒回路の高圧圧力が所定値に達したときに圧縮機1の運転を停止するようにしている。この高圧圧力の所定値は、蓄熱材の温度が潜熱域での蓄熱終了直後の温度に達したときの冷媒の高圧圧力である。   When the heat storage operation is terminated, a high pressure cutoff pressure switch 6 is provided on the discharge side of the compressor 1, and the operation of the compressor 1 is stopped when the high pressure of the refrigerant circuit reaches a predetermined value. The predetermined value of the high pressure is the high pressure of the refrigerant when the temperature of the heat storage material reaches the temperature immediately after the end of heat storage in the latent heat region.

給湯を行う場合、水道水の一方は、給水管11を通り、出湯用伝熱管12へ導入され、蓄熱装置2の蓄熱材と熱交換を行い、水道水は加熱される。加熱された水道水は、流量制御弁13を通り、混合弁14に流入する。また、水道水の他方は、給水管11、バイパス管15を通り、混合弁14に流入する。この混合弁14で所望温度に混合され、給湯管16から給湯するものである。
特開2004−101031号公報
When hot water is supplied, one of the tap water passes through the water supply pipe 11 and is introduced into the heat transfer pipe 12 for hot water, and heat exchange with the heat storage material of the heat storage device 2 is performed to heat the tap water. The heated tap water passes through the flow control valve 13 and flows into the mixing valve 14. The other of the tap water passes through the water supply pipe 11 and the bypass pipe 15 and flows into the mixing valve 14. The mixing valve 14 mixes to a desired temperature and supplies hot water from the hot water supply pipe 16.
JP 2004-101031 A

しかしながら、前記従来のヒートポンプ給湯装置の構成では、特にヒートポンプサイクルの運転開始条件についての記載がないが、例えば、蓄熱装置2の温度が低い場合に、ヒートポンプサイクルの運転を開始し、蓄熱装置2に蓄熱すると推測され、蓄熱運転を継続すると、蓄熱用伝熱管3の出口温度が上昇し運転効率が悪くなるという課題を有していた。   However, in the configuration of the conventional heat pump hot water supply device, there is no description about the operation start condition of the heat pump cycle in particular. For example, when the temperature of the heat storage device 2 is low, the operation of the heat pump cycle is started and the heat storage device 2 When heat storage is estimated and heat storage operation is continued, the outlet temperature of the heat storage heat transfer tube 3 rises, resulting in poor operation efficiency.

本発明は、上記従来の課題を解決するもので、高効率なサイクルで運転し、省エネ性に優れたヒートポンプ給湯装置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 supply apparatus which was drive | operated by the highly efficient cycle and was excellent in energy-saving property.

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給湯装置は、圧縮機、給湯用熱交換器、絞り装置、及び蒸発器を配管で接続して構成されたヒートポンプサイクルと、前記ヒートポンプサイクルを用いて加熱された冷媒を循環させることにより蓄熱する蓄熱ユニットとを備え、前記蓄熱ユニットと、循環ポンプと、前記給湯用熱交換器を配管で接続し、給湯負荷が発生したときに前記ヒートポンプサイクルの運転を開始するもので、給湯負荷が発生した場合、ヒートポンプサイクルで加熱したお湯を優先的に給湯に利用し、
蓄熱ユニットで熱交換してできたお湯で補足し給湯するため、給湯用熱交換器に入る水は、蓄熱ユニットからの戻り水ではなく、水道管等から供給される水となり、水温が上昇することはなく、高効率なサイクルで運転し、省エネ性に優れている。
In order to solve the conventional problems, a heat pump hot water supply apparatus of the present invention includes a heat pump cycle configured by connecting a compressor, a hot water heat exchanger, a throttling device, and an evaporator with piping, and the heat pump cycle. A heat storage unit that stores heat by circulating the refrigerant that has been heated, and connects the heat storage unit, the circulation pump, and the heat exchanger for hot water supply with piping, and the heat pump cycle when a hot water supply load is generated When a hot water supply load occurs, the hot water heated by the heat pump cycle is preferentially used for hot water supply,
The water that enters the heat exchanger for hot water supply is not the return water from the heat storage unit, but the water supplied from the water pipes, etc., because the water is supplemented with hot water produced by heat exchange with the heat storage unit, and the water temperature rises. There is nothing, and it operates with a high-efficiency cycle and is excellent in energy saving.

本発明のヒートポンプ給湯装置は、給湯負荷が発生した場合、ヒートポンプサイクルで加熱したお湯を優先的に給湯に利用し、蓄熱ユニットで熱交換してできたお湯で補足し給湯するため、給湯用熱交換器に入る水温が上昇することはなく、高効率なサイクルで運転し、省エネ性に優れている。   The heat pump hot water supply apparatus of the present invention uses hot water heated in the heat pump cycle preferentially for hot water supply when a hot water supply load is generated, and supplements hot water with hot water produced by heat exchange in the heat storage unit. The temperature of water entering the exchanger does not rise, it operates with a high-efficiency cycle, and it excels in energy saving.

第1の発明は、圧縮機、給湯用熱交換器、絞り装置、及び蒸発器を配管で接続して構成されたヒートポンプサイクルと、前記ヒートポンプサイクルを用いて加熱された冷媒を循環させることにより蓄熱する蓄熱ユニットとを備え、前記蓄熱ユニットと、循環ポンプと、前記給湯用熱交換器を配管で接続し、給湯負荷が発生したときに前記ヒートポンプサイクルの運転を開始するもので、給湯負荷が発生した場合、ヒートポンプサイクルで加熱したお湯を優先的に給湯に利用し、蓄熱ユニットで熱交換してできたお湯で補足し給湯するため、給湯用熱交換器に入る水は、蓄熱ユニットからの戻り水ではなく、水道管等から供給される水となり、水温が上昇することはなく、高効率なサイクルで運転し、省エネ性に優れている。   1st invention stores heat by circulating the refrigerant | coolant heated using the heat pump cycle comprised by connecting a compressor, the hot water heat exchanger, the expansion device, and the evaporator with piping, and the said heat pump cycle A heat storage unit that connects the heat storage unit, a circulation pump, and the heat exchanger for hot water supply with piping, and starts operation of the heat pump cycle when a hot water supply load is generated. In this case, the hot water heated in the heat pump cycle is preferentially used for hot water supply and supplemented with hot water produced by heat exchange in the heat storage unit, so that the water entering the hot water heat exchanger is returned from the heat storage unit. It is not water but water supplied from a water pipe or the like, the water temperature does not rise, it operates with a high-efficiency cycle, and is excellent in energy saving.

第2の発明は、特に、第1の発明の給湯負荷が停止しても、ヒートポンプサイクルの運転を開始してから停止するまで所定時間継続するもので、ヒートポンプサイクルの運転時間が短いと立ち上がりのロスの比率が大きくなるが、所定時間継続後に、ヒートポンプサイクルの運転を停止するように制御することで、さらに、高効率なサイクルで運転でき、省エネ性に優れている。   In particular, the second invention continues for a predetermined time from the start of operation of the heat pump cycle to the stop even when the hot water supply load of the first invention is stopped. Although the loss ratio increases, by controlling to stop the operation of the heat pump cycle after continuing for a predetermined time, it is possible to operate with a more efficient cycle and to have excellent energy saving performance.

第3の発明は、特に、第1または2の発明の給湯用熱交換器の水入口に、入水温度検出手段を設け、給湯負荷が停止しても、前記入水温度検出手段で検出した入水温度が所定温度になるまで、ヒートポンプサイクルの運転を継続するもので、高入水温での効率の悪い運転を削減できるので、さらに、省エネ性に優れている。   In particular, the third aspect of the invention provides an incoming water temperature detecting means at the water inlet of the hot water supply heat exchanger of the first or second aspect of the invention, and the incoming water detected by the incoming water temperature detecting means even when the hot water supply load is stopped. The operation of the heat pump cycle is continued until the temperature reaches a predetermined temperature, and the inefficient operation at a high incoming water temperature can be reduced.

第4の発明は、特に、第1または2の発明の蒸発器の吸い込み温度を検出する外気温度検出手段を設け、給湯負荷が停止しても、入水温度検出手段で検出した入水温度が、前記外気温度検出手段で検出した外気温度に応じて決定された所定温度になるまで、ヒートポンプサイクルの運転を継続するもので、高入水温での効率の悪い運転を削減できるので、さらに、省エネ性に優れている。   The fourth aspect of the invention is particularly provided with an outside air temperature detecting means for detecting the suction temperature of the evaporator of the first or second aspect of the invention, and even if the hot water supply load is stopped, the incoming water temperature detected by the incoming water temperature detecting means is The operation of the heat pump cycle is continued until the predetermined temperature determined according to the outside air temperature detected by the outside air temperature detecting means is reached, which reduces the inefficient operation at high incoming water temperature. Are better.

第5の発明は、特に、第1〜4のいずれか一つの発明の蓄熱ユニットは、潜熱蓄熱材と液体循環路から成るもので、単位体積あたりの蓄熱量が、水より多い潜熱蓄熱材を採用しているので、同じ熱量を蓄熱する場合、小型化が可能となる。   In the fifth invention, in particular, the heat storage unit according to any one of the first to fourth inventions is composed of a latent heat storage material and a liquid circulation path, and a latent heat storage material having a larger amount of heat storage per unit volume than water. Since it is employed, it is possible to reduce the size when storing the same amount of heat.

第6の発明は、特に、第1〜5のいずれか一つの発明のヒートポンプサイクルに用いる冷媒を二酸化炭素とし、高圧側では臨界圧を越える状態で運転するもので、給湯水の高温化を高効率で実現すると共に、冷媒が外部に漏れた場合にも、地球温暖化への影響は非常に少なくなる。   In the sixth aspect of the invention, in particular, the refrigerant used in the heat pump cycle of any one of the first to fifth aspects is carbon dioxide, and the high pressure side is operated in a state exceeding the critical pressure. When it is realized with efficiency, and the refrigerant leaks to the outside, the influence on global warming is very small.

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、本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. Note that the present invention is not limited to the present 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給湯装置の回路構成図である。
(Embodiment 1)
FIG. 1 is a circuit configuration diagram of the heat pump water heater in the first embodiment of the present invention.

図1において、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冷凍回路について説明する。   In FIG. 1, the refrigeration circuit of the heat pump hot-water supply apparatus in the 1st Embodiment of this invention is demonstrated.

ヒートポンプサイクル20は、圧縮機21、給湯用熱交換器22、絞り装置である膨張弁23、及び蒸発器24を配管26で接続している。また、蒸発器24に送風するためのファン25を設けている。また、蒸発器24の吸い込み温度を検出する外気温度検出手段24Aを設置している。   In the heat pump cycle 20, a compressor 21, a hot water supply heat exchanger 22, an expansion valve 23 that is a throttling device, and an evaporator 24 are connected by a pipe 26. Further, a fan 25 for blowing air to the evaporator 24 is provided. Further, an outside air temperature detecting means 24A for detecting the suction temperature of the evaporator 24 is provided.

本実施の形態におけるヒートポンプ給湯装置は、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。   The heat pump hot water supply apparatus in the present embodiment preferably uses carbon dioxide as a refrigerant and is operated in a state where the critical pressure is exceeded on the high pressure side.

次に、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給湯回路について説明する。   Next, a hot water supply circuit of the heat pump hot water supply apparatus in the first embodiment of the present invention will be described.

蓄熱ユニット31は、潜熱蓄熱材32と、液体循環路33から成っている。また、蓄熱ユニット31の第一底部配管34は、減圧弁35を介して水道管等の水供給配管36に接続されている。また、給湯用熱交換器22の水用配管22Aの入口側には、給湯用熱交換器22に流入する水の温度を検出する入水温度検出手段22Bを設置している。また、蓄熱ユニット31の第二底部配管37は、循環ポンプ38を介して給湯用熱交換器22の水用配管22Aの流入側と接続し、蓄熱ユニット31の第一上部配管39と接続されている。また、蓄熱ユニット31の第二上部配管40は、キッチン、又は洗面所等の蛇口や風呂端末(図示せず)に接続されている。   The heat storage unit 31 includes a latent heat storage material 32 and a liquid circulation path 33. The first bottom pipe 34 of the heat storage unit 31 is connected to a water supply pipe 36 such as a water pipe via a pressure reducing valve 35. In addition, on the inlet side of the water pipe 22 </ b> A of the hot water supply heat exchanger 22, an incoming water temperature detection means 22 </ b> B that detects the temperature of the water flowing into the hot water supply heat exchanger 22 is installed. The second bottom pipe 37 of the heat storage unit 31 is connected to the inflow side of the water pipe 22 </ b> A of the hot water supply heat exchanger 22 through the circulation pump 38 and is connected to the first upper pipe 39 of the heat storage unit 31. Yes. Moreover, the 2nd upper piping 40 of the thermal storage unit 31 is connected to faucets and bath terminals (not shown), such as a kitchen or a washroom.

コントローラ50は、圧縮機運転時間検出手段51、温度検出手段52、圧縮機制御手段53から成り、圧縮機21の停止のタイミングを制御する。   The controller 50 includes a compressor operation time detection means 51, a temperature detection means 52, and a compressor control means 53, and controls the stop timing of the compressor 21.

次に、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蓄熱運転動作について説明する。   Next, the heat storage operation of the heat pump water heater in the first embodiment of the present invention will be described.

圧縮機21が起動し、ヒートポンプサイクル20が運転を開始する。圧縮機21で圧縮された冷媒は、給湯用熱交換器22で放熱し、膨張弁23で減圧された後、蒸発器24にて吸熱し、ガス状態で圧縮機21に吸入される。ファン25は、圧縮機21の運転状態に応じた回転数に設定される。   The compressor 21 starts and the heat pump cycle 20 starts operation. The refrigerant compressed by the compressor 21 dissipates heat in the hot water supply heat exchanger 22, is decompressed by the expansion valve 23, absorbs heat in the evaporator 24, and is sucked into the compressor 21 in a gas state. The fan 25 is set to a rotational speed corresponding to the operating state of the compressor 21.

循環ポンプ38により、蓄熱ユニット31からの水は、蓄熱ユニット31の第二底部配管37を通り、給湯用熱交換器22の水用配管22Aに導かれ、高温の湯に加熱され、蓄熱ユニット31に流入する。   By the circulation pump 38, the water from the heat storage unit 31 passes through the second bottom pipe 37 of the heat storage unit 31, is led to the water pipe 22 </ b> A of the hot water supply heat exchanger 22, and is heated to high-temperature hot water. Flow into.

ここで、潜熱蓄熱材32と熱交換し、潜熱蓄熱材32の温度は上昇するとともに、流入した高温の湯は低温の水となり、循環し、蓄熱ユニット31で蓄熱する。   Here, heat is exchanged with the latent heat storage material 32, and the temperature of the latent heat storage material 32 rises, and the high-temperature hot water that flows in becomes low-temperature water, circulates, and stores heat in the heat storage unit 31.

図2は、本発明の第1の形態におけるヒートポンプ給湯装置の運転制御のフローチャートである。   FIG. 2 is a flowchart of operation control of the heat pump water heater in the first embodiment of the present invention.

次に、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運転制御について図2のフローチャートを用いて説明する。   Next, operation control of the heat pump water heater in the first embodiment of the present invention will be described using the flowchart of FIG.

まず、電源がONされ(ステップ1)、次に、蓄熱運転モードかどうか判断される(ステップ2)。蓄熱運転モードとは、蓄熱ユニット31に蓄熱する運転モードであり、ステップ2で、Yesの場合、圧縮機制御手段53で圧縮機21がONされ(ステップ3)、ヒートポンプサイクル20が運転を開始し、蓄熱ユニット31に蓄熱し、終了条件になるまで運転を継続する。ここでは、蓄熱運転モードの終了条件は省略する。   First, the power is turned on (step 1), and then it is determined whether or not the heat storage operation mode is set (step 2). The heat storage operation mode is an operation mode in which heat is stored in the heat storage unit 31. In the case of Yes in step 2, the compressor 21 is turned on by the compressor control means 53 (step 3), and the heat pump cycle 20 starts operation. Then, heat is stored in the heat storage unit 31, and the operation is continued until the end condition is reached. Here, the end condition of the heat storage operation mode is omitted.

次に、ステップ2で、Noの場合、圧縮機運転時間検出手段51で、圧縮機運転時間Tc=0が設定される(ステップ4)。次に、第二上部配管40から給湯されているか、例えば、第二上部配管40に取り付けてある流量センサー(図示せず)、または温度センサー(図示せず)の出力等で、給湯負荷の有無が判断される(ステップ5)。   Next, in the case of No in step 2, the compressor operating time Tc = 0 is set by the compressor operating time detecting means 51 (step 4). Next, whether hot water is supplied from the second upper pipe 40 or whether there is a hot water supply load, for example, by the output of a flow sensor (not shown) or a temperature sensor (not shown) attached to the second upper pipe 40 Is determined (step 5).

ステップ5で、Yesの場合、圧縮機制御手段53で圧縮機21がONされ、ヒートポンプサイクル20が運転を開始するとともに、圧縮機運転時間Tcが加算される(ステップ6)。次に、給湯負荷が継続されているか判断される(ステップ7)。給湯負荷が継続されている場合、圧縮機21は運転し続けるとともに、圧縮機運転時間Tcが加算される。給湯負荷がなくなった場合、すなわちステップ7で、Noの場合、温度検出手段52の1つである外気温度検出手段24Aで外気温度Toを、もう1つの入水温度検出手段22Bで入水温度Tinを検出する(ステップ8)。次に、圧縮機運転時間Tcが、所定時間(例えば、10分)以上かつ入水温度Tinが(表1)で示す所定温度以上になっているか判断される(ステップ9)。   In step 5, in the case of Yes, the compressor 21 is turned on by the compressor control means 53, the heat pump cycle 20 starts operation, and the compressor operation time Tc is added (step 6). Next, it is determined whether the hot water supply load is continued (step 7). When the hot water supply load is continued, the compressor 21 continues to operate and the compressor operation time Tc is added. When the hot water supply load is lost, that is, in the case of No in Step 7, the outside air temperature detecting means 24A which is one of the temperature detecting means 52 detects the outside air temperature To, and the other incoming water temperature detecting means 22B detects the incoming water temperature Tin. (Step 8). Next, it is determined whether the compressor operating time Tc is equal to or longer than a predetermined time (for example, 10 minutes) and the incoming water temperature Tin is equal to or higher than a predetermined temperature shown in (Table 1) (step 9).

Figure 2009281629
Figure 2009281629

ステップ9で、Noの場合、ステップ6に戻り、圧縮機運転時間Tcが加算され、ステップ9でYesとなるまで、圧縮機21は運転を継続する。ステップ9で、Yesの場合、圧縮機制御手段53で圧縮機21はOFFされ、ヒートポンプサイクル20が運転を停止するとともに、圧縮機運転時間Tcは0にリセットされる(ステップ10)。   In the case of No in step 9, the process returns to step 6, the compressor operation time Tc is added, and the compressor 21 continues to operate until it becomes Yes in step 9. In the case of Yes in step 9, the compressor 21 is turned off by the compressor control means 53, the heat pump cycle 20 stops operating, and the compressor operating time Tc is reset to 0 (step 10).

ここでは、圧縮機1の回転数制御については、特に記載していないが、入水温度と外気温度に応じて、適正な圧縮機1の回転数を設定している。また、膨張弁23の開度制御についても、特に記載していないが、入水温度と外気温度に応じて、適正な目標吐出温度を設定し、この目標吐出温度になるように膨張弁23の開度制御を行っている。   Here, although the rotational speed control of the compressor 1 is not particularly described, an appropriate rotational speed of the compressor 1 is set according to the incoming water temperature and the outside air temperature. Further, although the opening degree control of the expansion valve 23 is not particularly described, an appropriate target discharge temperature is set according to the incoming water temperature and the outside air temperature, and the expansion valve 23 is opened so that the target discharge temperature is reached. The degree is controlled.

従って、給湯負荷が発生した場合、ヒートポンプサイクル20で加熱したお湯を優先的に給湯に利用し、蓄熱ユニット31で熱交換してできたお湯で補足し給湯するため、給湯用熱交換器22に入る水は、蓄熱ユニット31からの戻り水ではなく、水道管等から供給される水となり、水温が上昇することはなく、高効率なサイクルで運転し、省エネ性に優れている。また、ヒートポンプサイクル20の運転時間が短いと立ち上がりのロスの比率が大きくなるため、所定時間(例えば、10分)継続後かつ、入水温度を検出して高入水温での効率の悪い運転を削減できるようにしているので、さらに、高効率なサイクルで運転でき、省エネ性に優れている。   Accordingly, when a hot water supply load is generated, the hot water heated in the heat pump cycle 20 is preferentially used for hot water supply, and supplemented with hot water produced by heat exchange in the heat storage unit 31 to supply hot water. The incoming water is not the return water from the heat storage unit 31 but water supplied from a water pipe or the like, and the water temperature does not rise, operates in a highly efficient cycle, and is excellent in energy saving. In addition, since the ratio of the rising loss increases when the operation time of the heat pump cycle 20 is short, after the predetermined time (for example, 10 minutes) continues, the inflow operation is detected and the inefficient operation at the high inflow temperature is reduced. In addition, because it is possible to operate, it can be operated in a highly efficient cycle and is excellent in energy saving.

また、本実施の形態では、冷媒として二酸化炭素を用いた場合で説明したが、冷媒とし
てR410A冷媒やHC冷媒などのその他の冷媒を用いてもよい。
In this embodiment, the case where carbon dioxide is used as the refrigerant has been described. However, other refrigerants such as R410A refrigerant and HC refrigerant may be used as the refrigerant.

また、本実施の形態では、潜熱蓄熱剤については、特に説明していないが、1種類の潜熱蓄熱剤、または融点の異なる2種類以上の潜熱蓄熱剤を充填してもよい。   In this embodiment, the latent heat storage agent is not particularly described, but one type of latent heat storage agent or two or more types of latent heat storage agents having different melting points may be filled.

また、本実施の形態では、一つのヒートポンプサイクル20を備えたヒートポンプ給湯装置を例にして説明したが、2つ以上のヒートポンプサイクル20を用いてもよい。   In the present embodiment, the heat pump hot water supply apparatus provided with one heat pump cycle 20 has been described as an example, but two or more heat pump cycles 20 may be used.

以上のように、本発明にかかるヒートポンプ給湯装置は、容易に蓄熱ユニットに蓄熱することが可能となるので、その蓄熱熱量を利用した暖房等の用途にも適用できる。   As described above, the heat pump hot water supply apparatus according to the present invention can easily store heat in the heat storage unit, and thus can be applied to uses such as heating using the amount of stored heat.

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回路構成図The circuit block diagram of the heat pump hot-water supply apparatus in Embodiment 1 of this invention 同ヒートポンプ給湯装置の運転制御のフローチャートFlow chart of operation control of the heat pump water heater 従来のヒートポンプ給湯機の構成図Configuration diagram of conventional heat pump water heater

符号の説明Explanation of symbols

20 ヒートポンプサイクル
21 圧縮機
22 給湯用熱交換器
23 膨張弁(絞り装置)
24 蒸発器
26 配管
31 蓄熱ユニット
38 循環ポンプ
20 heat pump cycle 21 compressor 22 heat exchanger for hot water supply 23 expansion valve (throttle device)
24 Evaporator 26 Piping 31 Heat Storage Unit 38 Circulation Pump

Claims (6)

圧縮機、給湯用熱交換器、絞り装置、及び蒸発器を配管で接続して構成されたヒートポンプサイクルと、前記ヒートポンプサイクルを用いて加熱された冷媒を循環させることにより蓄熱する蓄熱ユニットとを備え、前記蓄熱ユニットと、循環ポンプと、前記給湯用熱交換器を配管で接続し、給湯負荷が発生したときに前記ヒートポンプサイクルの運転を開始することを特徴とするヒートポンプ給湯装置。 A heat pump cycle configured by connecting a compressor, a heat exchanger for hot water supply, an expansion device, and an evaporator with piping, and a heat storage unit that stores heat by circulating a refrigerant heated using the heat pump cycle. The heat pump hot water supply apparatus, wherein the heat storage unit, the circulation pump, and the hot water heat exchanger are connected by piping, and the operation of the heat pump cycle is started when a hot water supply load is generated. 給湯負荷が停止しても、ヒートポンプサイクルの運転を開始してから停止するまで所定時間継続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。 2. The heat pump hot water supply device according to claim 1, wherein even if the hot water supply load is stopped, the operation continues for a predetermined time from the start of operation of the heat pump cycle to the stop. 給湯用熱交換器の水入口に、入水温度検出手段を設け、給湯負荷が停止しても、前記入水温度検出手段で検出した入水温度が所定温度になるまで、ヒートポンプサイクルの運転を継続することを特徴とする請求項1または2に記載のヒートポンプ給湯装置。 Even if the hot water load is stopped, the operation of the heat pump cycle is continued until the incoming water temperature detected by the incoming water temperature detecting means reaches a predetermined temperature even if the hot water supply load is stopped. The heat pump water heater according to claim 1 or 2. 蒸発器の吸い込み温度を検出する外気温度検出手段を設け、給湯負荷が停止しても、入水温度検出手段で検出した入水温度が、前記外気温度検出手段で検出した外気温度に応じて決定された所定温度になるまで、ヒートポンプサイクルの運転を継続することを特徴とする請求項1または2に記載のヒートポンプ給湯装置。 An outside air temperature detecting means for detecting the suction temperature of the evaporator is provided, and even if the hot water supply load is stopped, the incoming water temperature detected by the incoming water temperature detecting means is determined according to the outside air temperature detected by the outside air temperature detecting means. The heat pump hot water supply device according to claim 1 or 2, wherein the operation of the heat pump cycle is continued until a predetermined temperature is reached. 蓄熱ユニットは、潜熱蓄熱材と液体循環路から成ることを特徴とする請求項1〜4のいずれか1項に記載のヒートポンプ給湯装置。 The heat storage unit according to any one of claims 1 to 4, wherein the heat storage unit includes a latent heat storage material and a liquid circulation path. ヒートポンプサイクルに用いる冷媒を二酸化炭素とし、高圧側では臨界圧を越える状態で運転することを特徴とする請求項1〜5のいずれか1項に記載のヒートポンプ給湯装置。 The heat pump hot water supply device according to any one of claims 1 to 5, wherein the refrigerant used in the heat pump cycle is carbon dioxide, and the high pressure side is operated in a state exceeding a critical pressure.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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CN102654308A (en) * 2012-05-10 2012-09-05 江苏启能新能源材料有限公司 Phase-change heat storage type electric water heater
JP2013024529A (en) * 2011-07-26 2013-02-04 Dainichi Co Ltd Heat storage hot water supply device
JP2013204968A (en) * 2012-03-29 2013-10-07 Mitsubishi Heavy Ind Ltd Control device for heat pump, heat pump, and control method for heat pump

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