JP2011080716A - Heat pump water heater - Google Patents

Heat pump water heater Download PDF

Info

Publication number
JP2011080716A
JP2011080716A JP2009234524A JP2009234524A JP2011080716A JP 2011080716 A JP2011080716 A JP 2011080716A JP 2009234524 A JP2009234524 A JP 2009234524A JP 2009234524 A JP2009234524 A JP 2009234524A JP 2011080716 A JP2011080716 A JP 2011080716A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
defrosting
hot water
temperature
water storage
heat pump
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Withdrawn
Application number
JP2009234524A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Kazuo Iyama
和生 居山
Junichi Takagi
純一 高木
Takeshi Kashiwakura
剛 柏倉
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Hitachi Appliances Inc
Original Assignee
Hitachi Appliances Inc
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Hitachi Appliances Inc filed Critical Hitachi Appliances Inc
Priority to JP2009234524A priority Critical patent/JP2011080716A/en
Publication of JP2011080716A publication Critical patent/JP2011080716A/en
Withdrawn legal-status Critical Current

Links

Images

Landscapes

  • Heat-Pump Type And Storage Water Heaters (AREA)

Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a heat pump water heater capable of performing defrosting operation according to outside temperature, temperature of an air heat exchanger, an amount of frost formation of the air heat exchanger, and an amount of stored liquid in a tank. <P>SOLUTION: The heat pump water heater 100 includes a heat pump unit 30, a hot water storage unit 40, and an operation control device 50 and can perform defrosting operation for defrosting the air heat exchanger 4 of the heat pump unit 30. The operation control device 50 determines whether the defrosting operation is necessary or not, and further determines timing of starting the defrosting operation, based on a criterion for determining to start defrosting in which a determination result is set in every section according to the outside temperature and the temperature of the air heat exchanger 4 and in which the timing of starting the defrosting operation is set according to a hot water storage amount of the hot water storage tank 9. The operation control device 50 determines the end of the defrosting operation based on a criterion for determining to end defrosting in which temperature for ending defrosting is set in every section according to the outside temperature. <P>COPYRIGHT: (C)2011,JPO&INPIT

Description

本発明は、ヒートポンプ給湯機に関し、特に、空気熱交換器(蒸発器)を除霜するための除霜運転が可能なヒートポンプ給湯機に関する。   The present invention relates to a heat pump water heater, and more particularly to a heat pump water heater capable of a defrosting operation for defrosting an air heat exchanger (evaporator).

従来、ヒートポンプ給湯機は、夜間など電気料金が安価なときにヒートポンプを運転して湯水を沸き上げて大容量の貯湯タンクに高温の湯水を蓄え、利用者は、夜間に沸き上げられて貯湯タンクに蓄えられる高温の湯水を昼間に利用する貯湯式のものが一般的である。   Conventionally, a heat pump water heater operates a heat pump when the electricity rate is low, such as at night, to boil hot water and store hot water in a large-capacity hot water storage tank, and the user is heated up at night to hot water storage tank A hot water storage type that uses hot hot water stored in the daytime is common.

このような貯湯式のヒートポンプ給湯機は、例えば冬季には外気温度の低い夜間に長時間運転するため、空気熱交換器に着霜する場合がある。
空気熱交換器に着霜すると、外気と冷媒の熱交換の効率が低下し、湯水を沸き上げるときの加熱性能が低下するため冬季低温時には除霜運転が必要になる。
Since such a hot water storage type heat pump water heater is operated for a long time at night when the outside air temperature is low in winter, for example, the air heat exchanger may be frosted.
When the air heat exchanger is frosted, the efficiency of heat exchange between the outside air and the refrigerant is lowered, and the heating performance when boiling hot water is lowered. Therefore, a defrosting operation is necessary at low temperatures in winter.

ヒートポンプ給湯機の除霜運転の従来例として、例えば、特許文献1に開示される技術が知られている。
特許文献1に開示される技術は、ヒートポンプの加熱能力に応じて除霜運転の開始条件を変化させる技術で、具体的には、単独の給湯運転の場合など加熱能力が小さい場合(小能力)は除霜開始温度を高くし、給湯運転と暖房運転を同時に行う場合など加熱能力が大きい場合(大能力)は除霜開始温度を低くしている。
As a conventional example of a defrosting operation of a heat pump water heater, for example, a technique disclosed in Patent Document 1 is known.
The technique disclosed in Patent Document 1 is a technique for changing the start condition of the defrosting operation according to the heating capacity of the heat pump, and specifically, when the heating capacity is small (small capacity) such as in the case of a single hot water supply operation. Increases the defrosting start temperature, and lowers the defrosting start temperature when the heating capacity is large (high capacity) such as when performing hot water supply operation and heating operation simultaneously.

この構成によって、ヒートポンプの加熱能力が小能力から大能力に切り替わった際に除霜運転に移行することなく沸き上げ運転を継続することができ、適切なタイミングで除霜運転できる。   With this configuration, when the heating capacity of the heat pump is switched from the small capacity to the large capacity, the boiling operation can be continued without shifting to the defrosting operation, and the defrosting operation can be performed at an appropriate timing.

特開2006−220357号公報JP 2006-220357 A

しかしながら、例えば、特許文献1に示される従来のヒートポンプ給湯機は、加熱能力が切り替わらずに同一の運転モードで運転しているときは、外気温度や空気熱交換器(蒸発器)の着霜量に関係なく、空気熱交換器の温度(交換器温度)に基づいて除霜運転の開始や終了を判定している。   However, for example, when the conventional heat pump water heater shown in Patent Document 1 is operated in the same operation mode without switching the heating capacity, the outside air temperature and the frost formation amount of the air heat exchanger (evaporator) Regardless of whether the start or end of the defrosting operation is determined based on the temperature of the air heat exchanger (exchanger temperature).

このため、例えば、ヒートポンプ給湯機の運転を開始してから短時間しか経過せず、着霜量が少なくて加熱能力がさほど低下していない状態であっても、外気温度が低い場合には除霜開始温度に達してしまい、貯湯運転を中断して除霜運転を開始することがある。このため、貯湯運転に要する時間が長くなるとともに消費電力が増加するという問題がある。
また、外気温度が特に低い場合は、除霜運転の終了後に貯湯運転を再開したときに、空気熱交換器の温度が急激に低下して除霜運転によって溶けた水が再凍結するおそれがある。
さらに、貯湯タンクの貯湯量に関係なく、加熱能力の大きさのみに基づいて除霜開始温度を設定するため、貯湯タンクが満水に近い状態で貯湯運転の終了直前でも除霜運転を開始する場合がある。
For this reason, for example, even if only a short time has elapsed since the start of the operation of the heat pump water heater and the amount of frost formation is small and the heating capacity has not decreased so much, it is excluded when the outside air temperature is low. The frost start temperature may be reached, and the hot water storage operation may be interrupted to start the defrost operation. For this reason, there is a problem that the time required for the hot water storage operation becomes longer and the power consumption increases.
In addition, when the outside air temperature is particularly low, when the hot water storage operation is resumed after the defrosting operation is completed, the temperature of the air heat exchanger may rapidly decrease, and the water melted by the defrosting operation may be frozen again. .
Furthermore, since the defrosting start temperature is set based on the heating capacity only, regardless of the amount of hot water stored in the hot water storage tank, the defrosting operation is started even immediately before the hot water storage operation is finished in a state where the hot water storage tank is almost full. There is.

このように、例えば特許文献1に示されるヒートポンプ給湯機は、除霜開始及び除霜終了の判定を空気熱交換器の温度のみで判定するものであり、外気温度、空気熱交換器の温度、空気熱交換器の着霜量、及び貯湯タンクの貯湯量に対応した、適切な除霜運転が必要課題となっている。   Thus, for example, the heat pump water heater shown in Patent Document 1 determines the defrosting start and the defrosting end only by the temperature of the air heat exchanger, and the outside air temperature, the temperature of the air heat exchanger, Appropriate defrosting operation corresponding to the frost formation amount of the air heat exchanger and the hot water storage amount of the hot water storage tank is a necessary issue.

なお、このような問題は、沸き上げ温度の湯水が貯湯タンクに蓄えられる貯湯式のヒートポンプ給湯機のみに限定されるものではなく、熱媒体としての高温の液体がタンクに蓄えられるタイプのヒートポンプ給湯機にも共通する問題である。
また、熱源がヒートポンプユニットとして独立に存在するタイプの電気給湯機のみに限定されるものではなく、タンクと熱源が一体的に設けられ、熱源がヒートポンプ部として備わるタイプのヒートポンプ給湯機にも共通する問題である。
Such a problem is not limited to a hot water storage type heat pump water heater in which boiling water is stored in a hot water storage tank, but a heat pump hot water supply of a type in which a high temperature liquid as a heat medium is stored in the tank. It is a problem common to all machines.
Moreover, the heat source is not limited to an electric water heater of a type that exists independently as a heat pump unit, and is common to a heat pump water heater of a type in which a tank and a heat source are provided integrally and the heat source is provided as a heat pump unit. It is a problem.

そこで本発明は、外気温度、空気熱交換器の温度、空気熱交換器の着霜量、及びタンクの貯液量に応じた除霜運転が可能なヒートポンプ給湯機を提供することを課題とする。   Then, this invention makes it a subject to provide the heat pump water heater which can perform the defrost operation according to the external temperature, the temperature of an air heat exchanger, the amount of frost formation of an air heat exchanger, and the amount of liquid storage of a tank. .

前記課題を解決するため、本発明は、液体を所定の沸き上げ温度に沸き上げる熱源となるヒートポンプ部と、前記沸き上げ温度の前記液体をタンクに貯液する貯液ユニットと、を含み、前記ヒートポンプ部に備わる空気熱交換器を除霜する除霜運転の開始を判定する除霜開始判定手段及び前記除霜運転の終了を判定する除霜終了判定手段を有するヒートポンプ給湯機とする。そして、前記除霜開始判定手段は、外気温度と前記空気熱交換器の温度と前記空気熱交換器の着霜量に応じた区分ごとに判定結果が設定される除霜開始判定基準に基づいて前記除霜運転の開始を判定し、前記除霜終了判定手段は、外気温度に応じた区分ごとに除霜終了温度が設定される除霜終了判定基準に基づいて前記除霜運転の終了を判定することを特徴とする。   In order to solve the above problems, the present invention includes a heat pump unit serving as a heat source for boiling a liquid to a predetermined boiling temperature, and a liquid storage unit for storing the liquid at the boiling temperature in a tank, A heat pump water heater having defrosting start determining means for determining the start of a defrosting operation for defrosting the air heat exchanger provided in the heat pump unit and defrosting end determining means for determining the end of the defrosting operation is provided. And the said defrost start determination means is based on the defrost start determination criterion by which a determination result is set for every division according to the outside air temperature, the temperature of the said air heat exchanger, and the amount of frost formation of the said air heat exchanger. The start of the defrosting operation is determined, and the defrosting end determining means determines the end of the defrosting operation based on a defrosting end determination criterion in which a defrosting end temperature is set for each section according to the outside air temperature. It is characterized by doing.

本発明によると、外気温度、空気熱交換器の温度、空気熱交換器の着霜量、及びタンクの貯液量に応じた除霜運転が可能なヒートポンプ給湯機を提供できる。   ADVANTAGE OF THE INVENTION According to this invention, the heat pump water heater which can perform the defrost operation according to external temperature, the temperature of an air heat exchanger, the amount of frost formation of an air heat exchanger, and the amount of liquid storage of a tank can be provided.

ヒートポンプ給湯機の一構成例を示す図である。It is a figure which shows one structural example of a heat pump water heater. 除霜開始判定基準の一例を示す図である。It is a figure which shows an example of a defrost start determination criterion. 除霜開始判定の手順を示すフローチャートである。It is a flowchart which shows the procedure of a defrost start determination. 除霜終了判定基準の一例を示す図である。It is a figure which shows an example of the defrost completion | finish determination criteria. 除霜終了判定の手順を示すフローチャートである。It is a flowchart which shows the procedure of completion | finish determination of a defrost. 除霜運転の手順を示すフローチャートである。It is a flowchart which shows the procedure of a defrost operation.

以下、本発明の実施形態について、適宜図を参照して詳細に説明する。
図1に示すように、本実施形態に係るヒートポンプ給湯機100は、湯水(液体)を沸き上げる熱源となるヒートポンプ部としてのヒートポンプユニット30、沸き上がった高温の湯水を貯湯(貯液)する貯湯ユニット40(貯液ユニット)、及び運転制御装置50を備えて構成される。
以下の説明において、「高温」は沸き上げ温度を示し、「低温」は沸き上げ温度より低温を示す。そして、沸き上げ温度は、例えば、ヒートポンプ給湯機100の仕様として予め設定されている温度とする。
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the drawings as appropriate.
As shown in FIG. 1, a heat pump water heater 100 according to the present embodiment includes a heat pump unit 30 as a heat pump unit serving as a heat source for boiling hot water (liquid), and a hot water storage unit for storing hot water that has been boiled up. 40 (liquid storage unit) and an operation control device 50 are provided.
In the following description, “high temperature” indicates a boiling temperature, and “low temperature” indicates a temperature lower than the boiling temperature. And let boiling temperature be the temperature preset as the specification of the heat pump water heater 100, for example.

ヒートポンプユニット30には、圧縮機1、水冷媒熱交換器2、膨張弁3、及び空気熱交サーミスタ4aが備わる空気熱交換器4(蒸発器ともいう)が冷媒配管30aで接続されて備わり、封入された冷媒が循環するように構成される。
また、沸き上げる湯水を水冷媒熱交換器2へ送水する水循環ポンプ14、空気熱交換器4を流通する冷媒を冷却する外気を取り込む送風ファン5a、及び送風ファン5aを駆動するファンモータ5が備わっている。
The heat pump unit 30 includes a compressor 1, a water-refrigerant heat exchanger 2, an expansion valve 3, and an air heat exchanger 4 (also referred to as an evaporator) provided with an air heat exchanger thermistor 4a, which are connected by a refrigerant pipe 30a. The sealed refrigerant is configured to circulate.
Further, a water circulation pump 14 for sending hot water to the water refrigerant heat exchanger 2, a blower fan 5a for taking in outside air for cooling the refrigerant flowing through the air heat exchanger 4, and a fan motor 5 for driving the blower fan 5a are provided. ing.

そして、冷媒配管30aを介して接続されて冷媒が循環する、圧縮機1、水冷媒熱交換器2に配設される冷媒側伝熱管2a、膨張弁3、及び空気熱交換器4によって、ヒートポンプ冷媒回路31が形成される。   A heat pump is connected to the compressor 1, the refrigerant side heat transfer pipe 2a, the expansion valve 3 and the air heat exchanger 4 which are connected to the refrigerant pipe 30a and circulate through the refrigerant, and are arranged in the water refrigerant heat exchanger 2. A refrigerant circuit 31 is formed.

圧縮機1は、容量制御が可能であり、例えば、多量の湯水を沸き上げる場合には大きな容量で運転される。
圧縮機1は、PWM(Pulse Width Modulation)制御、電圧制御(例えば、PAM(Pulse Amplitude Modulation)制御)、及びこれらの組み合わせによる制御によって、低速(例えば、700rpm)から高速(例えば、7000rpm)の間で回転速度が制御できるように構成されている。
The capacity of the compressor 1 can be controlled. For example, when a large amount of hot water is boiled, the compressor 1 is operated with a large capacity.
The compressor 1 is controlled between a low speed (for example, 700 rpm) and a high speed (for example, 7000 rpm) by PWM (Pulse Width Modulation) control, voltage control (for example, PAM (Pulse Amplitude Modulation) control), and a combination thereof. The rotation speed can be controlled with the.

水冷媒熱交換器2には、冷媒側伝熱管2a及び給水側伝熱管2bが配管され、冷媒側伝熱管2aを流通する冷媒と、給水側伝熱管2bを流通する湯水との間で熱交換が行われるように構成されている。   The water-refrigerant heat exchanger 2 is provided with a refrigerant-side heat transfer tube 2a and a water supply-side heat transfer tube 2b, and exchanges heat between the refrigerant flowing through the refrigerant-side heat transfer tube 2a and hot water flowing through the water-supply-side heat transfer tube 2b. Is configured to be performed.

膨張弁3には、開度調整の応答速度が速い電動膨張弁が使用され、水冷媒熱交換器2から導入される冷媒を減圧して、蒸発しやすい状態にして空気熱交換器4に送る。
また、膨張弁3は、弁開度の調節によって、ヒートポンプユニット30のヒートポンプ冷媒回路31における冷媒の循環量を調節することができる。
例えば、ヒートポンプ給湯機100が除霜運転する場合、膨張弁3は、弁開度を大きくすることで中温冷媒を大量に空気熱交換器4へ送り込むことができ、空気熱交換器4を除霜できる。
As the expansion valve 3, an electric expansion valve having a high response speed of opening adjustment is used, and the refrigerant introduced from the water-refrigerant heat exchanger 2 is decompressed to be easily evaporated and sent to the air heat exchanger 4. .
Further, the expansion valve 3 can adjust the circulation amount of the refrigerant in the heat pump refrigerant circuit 31 of the heat pump unit 30 by adjusting the valve opening degree.
For example, when the heat pump water heater 100 performs a defrosting operation, the expansion valve 3 can send a large amount of medium temperature refrigerant to the air heat exchanger 4 by increasing the valve opening, and the air heat exchanger 4 is defrosted. it can.

空気熱交換器4は、ファンモータ5で回転駆動する送風ファン5aで外気を取り込み、外気と冷媒の間で熱交換して外気の熱を吸収する。   The air heat exchanger 4 takes in outside air by a blower fan 5a that is rotationally driven by a fan motor 5, and exchanges heat between the outside air and a refrigerant to absorb the heat of the outside air.

貯湯ユニット40には、給水金具6、減圧弁7、給水水量センサ8、貯湯タンク9(タンク)、給湯混合弁10、湯水混合弁11、及び出湯金具12が、この順に水配管40bを介して接続されて備わり給湯回路42を形成している。
また、貯湯タンク9、ヒートポンプユニット30に備わる水循環ポンプ14、ヒートポンプユニット30の水冷媒熱交換器2に配管される給水側伝熱管2b、及び給湯混合弁10が、この順に水配管40aを介して接続されて貯湯回路41を形成している。
The hot water storage unit 40 includes a water supply fitting 6, a pressure reducing valve 7, a water supply amount sensor 8, a hot water storage tank 9 (tank), a hot water supply mixing valve 10, a hot water mixing valve 11, and a hot water supply fitting 12 in this order via a water pipe 40b. A hot water supply circuit 42 is formed by being connected.
Further, the hot water storage tank 9, the water circulation pump 14 provided in the heat pump unit 30, the water supply side heat transfer pipe 2b piped to the water refrigerant heat exchanger 2 of the heat pump unit 30, and the hot water supply mixing valve 10 are arranged in this order via the water pipe 40a. Connected to form a hot water storage circuit 41.

貯湯タンク9は、貯湯運転によって加熱された高温の湯水(液体)を貯湯するためのタンクであり、上部には、水配管40b、給湯混合弁10、湯水混合弁11、及び出湯金具12を介して台所蛇口等の給湯栓13が接続される。
そして、給湯栓13が利用者によって開かれると、貯湯タンク9の上部に溜まっている高温の湯水は、貯湯タンク9の上部から取り出されて給湯栓13を経由して利用者に給湯される。
The hot water storage tank 9 is a tank for storing hot hot water (liquid) heated by the hot water storage operation. The hot water storage tank 9 has a water pipe 40b, a hot water supply mixing valve 10, a hot water mixing valve 11, and a hot metal fitting 12 at the upper part. A hot water tap 13 such as a kitchen faucet is connected.
When the hot water tap 13 is opened by the user, the hot water stored in the upper portion of the hot water storage tank 9 is taken out from the upper portion of the hot water storage tank 9 and supplied to the user via the hot water tap 13.

また、貯湯タンク9の下部には、水配管40b、給水金具6、減圧弁7、給水水量センサ8を介して図示しない水道などの給水源が接続される。給水金具6は、給水源に接続され、低温の水が図示しない給水源から貯湯タンク9の下部に給水される。
さらに、貯湯タンク9には、貯湯される湯水の温度を計測するための複数のタンクサーミスタ9aが備わっている。
Further, a water supply source such as a water supply (not shown) is connected to the lower part of the hot water storage tank 9 through a water pipe 40 b, a water supply fitting 6, a pressure reducing valve 7, and a water supply water amount sensor 8. The water supply fitting 6 is connected to a water supply source, and low temperature water is supplied to the lower part of the hot water storage tank 9 from a water supply source (not shown).
Further, the hot water storage tank 9 is provided with a plurality of tank thermistors 9a for measuring the temperature of the hot water stored.

なお、貯湯運転は、低温の湯水をヒートポンプユニット30で沸き上げ、高温の湯水として貯湯タンク9に貯湯する運転を示す。
そして、貯湯運転していないときに利用者に湯水を給湯する運転を給湯運転と称する。
The hot water storage operation refers to an operation in which low temperature hot water is boiled by the heat pump unit 30 and stored in the hot water storage tank 9 as high temperature hot water.
An operation for supplying hot water to the user when the hot water storage operation is not performed is referred to as a hot water supply operation.

減圧弁7は、図示しない給水源から供給される低温の水を減圧して、貯湯ユニット40の貯湯回路41及び給湯回路42に流通させる機能を有し、給水水量センサ8は、図示しない給水源から供給される低温の水の流量を検出する機能を有する。   The pressure reducing valve 7 has a function of decompressing low-temperature water supplied from a water supply source (not shown) and distributing it to the hot water storage circuit 41 and the hot water supply circuit 42 of the hot water storage unit 40. The water supply amount sensor 8 is a water supply source (not shown). It has a function of detecting the flow rate of the low-temperature water supplied from.

給湯混合弁10は、例えば三方弁で構成され、貯湯運転時に貯湯タンク9と水冷媒熱交換器2を連通するとともに貯湯タンク9と湯水混合弁11を遮断し、給湯運転時には、貯湯タンク9と湯水混合弁11を連通するとともに貯湯タンク9と水冷媒熱交換器2を遮断する。   The hot water mixing valve 10 is constituted by, for example, a three-way valve, and communicates the hot water storage tank 9 and the water refrigerant heat exchanger 2 during hot water storage operation and shuts off the hot water storage tank 9 and the hot water mixing valve 11, and during hot water operation, The hot water / water mixing valve 11 is communicated and the hot water storage tank 9 and the water / refrigerant heat exchanger 2 are shut off.

湯水混合弁11は、貯湯タンク9から取り出された高温の湯水に、図示しない給水源から供給される低温の水を混合する機能を有する。
湯水混合弁11は、弁開度の調節によって、貯湯タンク9から取り出された高温の湯水に混合する低温の水の流量を調節し、給湯栓13から利用者に供給される湯水の温度(以下、給湯温度と称する)を調節する。
The hot water mixing valve 11 has a function of mixing low temperature water supplied from a water supply source (not shown) with high temperature hot water taken out from the hot water storage tank 9.
The hot water mixing valve 11 adjusts the flow rate of the low temperature water mixed with the high temperature hot water taken out from the hot water storage tank 9 by adjusting the valve opening, and the temperature of the hot water supplied to the user from the hot water tap 13 (hereinafter referred to as “hot water temperature”). , Referred to as hot water supply temperature).

水循環ポンプ14は、図示しない給水源から供給される低温の水を、水冷媒熱交換器2の給水側伝熱管2bに送り込む機能を有する。   The water circulation pump 14 has a function of sending low-temperature water supplied from a water supply source (not shown) to the water supply side heat transfer pipe 2 b of the water refrigerant heat exchanger 2.

運転制御装置50は、圧縮機1の回転速度、膨張弁3の弁開度、水循環ポンプ14の運転・停止、ファンモータ5の運転・停止、給湯混合弁10の状態、及び湯水混合弁11の弁開度をそれぞれ制御して、ヒートポンプ給湯機100の貯湯運転、給湯運転を制御する。   The operation control device 50 includes the rotational speed of the compressor 1, the valve opening degree of the expansion valve 3, the operation / stop of the water circulation pump 14, the operation / stop of the fan motor 5, the state of the hot water mixing valve 10, and the hot water mixing valve 11. The valve opening degree is controlled to control hot water storage operation and hot water supply operation of the heat pump water heater 100.

以上のように構成されるヒートポンプ給湯機100を給湯運転する場合、運転制御装置50は、給湯混合弁10を制御して、貯湯タンク9と湯水混合弁11を連通するとともに貯湯タンク9と水冷媒熱交換器2を遮断する。
また、運転制御装置50は、予め設定される給湯温度に応じて、湯水混合弁11の弁開度を調節する。
利用者が給湯栓13を開くと、図示しない給水源の水圧によって、貯湯タンク9の上部に溜まっている高温の湯水が貯湯タンク9の上部から給湯混合弁10に向かって押し出される。
貯湯タンク9から押し出された高温の湯水は、給湯混合弁10を経由して湯水混合弁11に流れ込み、図示しない給水源から供給される低温の水と混合する。
When the heat pump water heater 100 configured as described above is operated for hot water supply, the operation control device 50 controls the hot water supply mixing valve 10 to connect the hot water storage tank 9 and the hot water mixing valve 11 and to store the hot water storage tank 9 and the water refrigerant. The heat exchanger 2 is shut off.
Moreover, the operation control apparatus 50 adjusts the valve opening degree of the hot and cold water mixing valve 11 according to a preset hot water supply temperature.
When the user opens the hot-water tap 13, hot water stored in the upper part of the hot water storage tank 9 is pushed out from the upper part of the hot water storage tank 9 toward the hot water supply mixing valve 10 by the water pressure of a water supply source (not shown).
Hot hot water pushed out from the hot water storage tank 9 flows into the hot water mixing valve 11 via the hot water supply mixing valve 10 and mixes with low temperature water supplied from a water supply source (not shown).

湯水混合弁11の弁開度は給湯温度に応じて設定されていることから、湯水混合弁11で低温の水と混合した高温の湯水は、給湯温度の湯水として給湯栓13から利用者に給湯される。   Since the opening degree of the hot water mixing valve 11 is set according to the hot water supply temperature, hot hot water mixed with low temperature water by the hot water mixing valve 11 is supplied to the user from the hot water tap 13 as hot water at the hot water temperature. Is done.

一方、貯湯タンク9の下部には、押し出された高温の湯水に相当する量の低温の水が、図示しない給水源から給水(補給)される。
貯湯タンク9の上部に溜まる高温の湯水と貯湯タンク9の下部に補給される低温の水の間には境界層が形成され、高温の湯水と低温の水は混合することなく分離した状態になる。そして、貯湯タンク9の内部は境界層より上部が高温で下部が低温の状態になる。
On the other hand, the lower part of the hot water storage tank 9 is supplied (supplemented) with low-temperature water in an amount corresponding to the extruded hot water from a water supply source (not shown).
A boundary layer is formed between the hot hot water accumulated in the upper part of the hot water storage tank 9 and the low temperature water supplied to the lower part of the hot water storage tank 9, and the hot hot water and the low temperature water are separated without mixing. . And the inside of the hot water storage tank 9 is in a state where the upper part is higher than the boundary layer and the lower part is low.

ヒートポンプ給湯機100を貯湯運転する場合、運転制御装置50は、給湯混合弁10を制御して、貯湯タンク9と水冷媒熱交換器2を連通するとともに貯湯タンク9と湯水混合弁11を遮断する。
運転制御装置50は、貯湯運転の開始時には徐々に圧縮機1の回転速度を上昇させ、加熱立ち上げ時間を早めるために所定の高速回転速度(例えば、7000rpm)で運転する。そして、運転制御装置50は、加熱安定後に圧縮機1の回転速度を下げて中速回転速度で運転するとともに、熱負荷に応じて加熱温度に見合った回転速度で圧縮機1を運転する。
When the heat pump water heater 100 is operated for hot water storage, the operation control device 50 controls the hot water supply mixing valve 10 to connect the hot water storage tank 9 and the water refrigerant heat exchanger 2 and to shut off the hot water storage tank 9 and the hot water mixing valve 11. .
The operation control device 50 gradually increases the rotation speed of the compressor 1 at the start of the hot water storage operation, and operates at a predetermined high-speed rotation speed (for example, 7000 rpm) in order to shorten the heating start-up time. Then, the operation control device 50 operates at a medium rotational speed by lowering the rotational speed of the compressor 1 after stable heating, and operates the compressor 1 at a rotational speed commensurate with the heating temperature according to the heat load.

また、運転制御装置50は、水循環ポンプ14を駆動して貯湯タンク9の下方に溜まっている低温の水を水冷媒熱交換器2の給水側伝熱管2bに送水する。貯湯タンク9の下方に溜まっていた低温の水は、冷媒側伝熱管2aを流通する高温の冷媒によって沸き上げ温度まで加熱され、給湯混合弁10を経由して貯湯タンク9の上方に貯湯される。   Further, the operation control device 50 drives the water circulation pump 14 to send the low-temperature water accumulated below the hot water storage tank 9 to the water supply side heat transfer tube 2 b of the water-refrigerant heat exchanger 2. The low-temperature water accumulated below the hot water storage tank 9 is heated to the boiling temperature by the high-temperature refrigerant flowing through the refrigerant-side heat transfer tube 2 a and is stored above the hot water storage tank 9 via the hot water mixing valve 10. .

さらに、運転制御装置50は、貯湯運転するときに、外気温度、空気熱交換器4の温度、空気熱交換器4の着霜量、貯湯タンク9の貯湯量(貯液量)に対応して設定される除霜開始判定基準に基づいて除霜開始を判定する除霜開始判定手段、及び、外気温度、空気熱交換器4の温度に対応して設定される除霜終了判定基準に基づいて除霜終了を判定する除霜終了判定手段として機能する。
そして、運転制御装置50は、除霜開始を判定するとヒートポンプ給湯機100を除霜運転する。
なお、貯湯タンク9の貯湯量は、貯湯タンク9に溜まる高温の湯水の量を示し、以下、単に貯湯量と示す。
Furthermore, when the hot water storage operation is performed, the operation control device 50 corresponds to the outside air temperature, the temperature of the air heat exchanger 4, the frost formation amount of the air heat exchanger 4, and the hot water storage amount (liquid storage amount) of the hot water storage tank 9. Based on the defrosting start determination means for determining the start of defrosting based on the set defrosting start determination criterion, and on the basis of the defrosting end determination criterion set corresponding to the outside air temperature and the temperature of the air heat exchanger 4 It functions as a defrosting end judging means for judging the defrosting end.
And if the operation control apparatus 50 determines the defrost start, it will defrost the heat pump water heater 100. FIG.
The amount of hot water stored in the hot water storage tank 9 indicates the amount of hot hot water accumulated in the hot water storage tank 9, and is hereinafter simply referred to as hot water storage amount.

運転制御装置50は、ヒートポンプ給湯機100を除霜運転する場合、圧縮機1を駆動するとともに膨張弁3を最大の弁開度で開弁して、空気熱交換器4に大量の冷媒を流通させる。さらに、ファンモータ5の運転を停止して空気熱交換器4への外気の取り込みを停止する。空気熱交換器4には中温冷媒が大量に流通し、空気熱交換器4の霜が融解して除霜される。   When the heat pump water heater 100 is defrosted, the operation control device 50 drives the compressor 1 and opens the expansion valve 3 with the maximum valve opening, and distributes a large amount of refrigerant to the air heat exchanger 4. Let Further, the operation of the fan motor 5 is stopped, and the intake of outside air into the air heat exchanger 4 is stopped. A large amount of medium temperature refrigerant flows through the air heat exchanger 4, and the frost in the air heat exchanger 4 is melted and defrosted.

運転制御装置50が除霜開始判定手段として機能するため、運転制御装置50は、外気温度、交換器温度、空気熱交換器4の着霜量、及び貯湯量を検知する必要がある。
そのため、ヒートポンプ給湯機100には、外気温度を計測してその計測信号(外気温度信号)を運転制御装置50に入力する外気温度サーミスタ15、貯湯タンク9に貯湯される湯水の温度を計測してその計測信号(湯水温計測信号)を運転制御装置50に入力する複数のタンクサーミスタ9a、空気熱交換器4の表面温度を計測してその計測信号(熱交換器温度信号)を運転制御装置50に入力する空気熱交サーミスタ4aが備えられている。
以下、空気熱交サーミスタ4aが計測する空気熱交換器4の表面温度を「空気熱交換器4の温度」とし、交換器温度と称する。
また、詳細は後記するが、空気熱交換器4の着霜量は、外気温度と交換器温度に基づいて運転制御装置50が検知する。
Since the operation control device 50 functions as a defrost start determination unit, the operation control device 50 needs to detect the outside air temperature, the exchanger temperature, the frost formation amount of the air heat exchanger 4, and the hot water storage amount.
Therefore, the heat pump water heater 100 measures the temperature of the hot water stored in the hot water storage tank 9 by measuring the outdoor air temperature and inputting the measurement signal (outside air temperature signal) to the operation control device 50. The surface temperature of the plurality of tank thermistors 9a and the air heat exchanger 4 that inputs the measurement signal (hot water temperature measurement signal) to the operation control device 50 is measured, and the measurement signal (heat exchanger temperature signal) is used as the operation control device 50. Is provided with an air heat exchange thermistor 4a.
Hereinafter, the surface temperature of the air heat exchanger 4 measured by the air heat exchange thermistor 4a is referred to as “temperature of the air heat exchanger 4” and is referred to as the exchanger temperature.
Moreover, although mentioned later for details, the operation control apparatus 50 detects the amount of frost formation of the air heat exchanger 4 based on external temperature and exchanger temperature.

複数のタンクサーミスタ9aは、例えば、貯湯タンク9の上部から下部に向かって上下に配設される構成が好適である。
貯湯タンク9の上方に高温の湯水が溜まり下方に低温の水が溜まっている状態のとき、高温の湯水と低温の水の境界層より上方に配置されるタンクサーミスタ9aは高温の湯水の温度を計測し、境界層より下方に配置されるタンクサーミスタ9aは低温の水の温度を計測する。
The plurality of tank thermistors 9a are preferably arranged vertically, for example, from the upper part to the lower part of the hot water storage tank 9.
When hot hot water is accumulated above the hot water storage tank 9 and low temperature water is accumulated below, the tank thermistor 9a disposed above the boundary layer between the hot water and the low temperature water adjusts the temperature of the hot water. The tank thermistor 9a, which is measured and arranged below the boundary layer, measures the temperature of the low-temperature water.

例えば、図1に示すように、5台のタンクサーミスタ9a1〜9a5がこの順に貯湯タンク9の上方から配設され、高温の湯水と低温の水の境界層が、タンクサーミスタ9a3,9a4の間に形成される場合、タンクサーミスタ9a1〜9a3は高温の湯水の温度を計測し、タンクサーミスタ9a4,9a5は低温の水の温度を計測する。   For example, as shown in FIG. 1, five tank thermistors 9a1 to 9a5 are arranged in this order from above the hot water storage tank 9, and a boundary layer between hot and cold water is provided between the tank thermistors 9a3 and 9a4. When formed, the tank thermistors 9a1 to 9a3 measure the temperature of hot hot water, and the tank thermistors 9a4 and 9a5 measure the temperature of low temperature water.

したがって、運転制御装置50は、タンクサーミスタ9a1〜9a3が計測する温度が所定の沸き上げ温度であり、タンクサーミスタ9a4,9a5が計測する温度が所定の沸き上げ温度より低温の場合、タンクサーミスタ9a1〜9a3が配設される位置に高温の湯水が溜まり、タンクサーミスタ9a4,9a5が配設される位置に低温の水が溜まっていることを検知できる。
このようにして、運転制御装置50は、貯湯タンク9に溜まる高温の湯水の量、すなわち貯湯量を検知できる。
なお、タンクサーミスタ9aの数は5台に限定されるものではない。
Therefore, when the temperature measured by the tank thermistors 9a1 to 9a3 is a predetermined boiling temperature and the temperature measured by the tank thermistors 9a4 and 9a5 is lower than the predetermined boiling temperature, the operation control device 50 has the tank thermistors 9a1 to 9a1. It can be detected that hot hot water is accumulated at a position where 9a3 is disposed and low temperature water is accumulated at positions where tank thermistors 9a4 and 9a5 are disposed.
In this way, the operation control device 50 can detect the amount of hot hot water accumulated in the hot water storage tank 9, that is, the amount of hot water stored.
The number of tank thermistors 9a is not limited to five.

運転制御装置50は、外気温度信号によって、外気温度サーミスタ15が計測する外気温度を検知でき、熱交換器温度信号によって、空気熱交サーミスタ4aが計測する空気熱交換器4の表面温度(交換器温度)を検知できる。
そして、運転制御装置50は、空気熱交サーミスタ4aが計測する空気熱交換器4の表面温度(交換器温度)を空気熱交換器4の温度とする。
The operation control device 50 can detect the outside temperature measured by the outside temperature thermistor 15 based on the outside temperature signal, and the surface temperature of the air heat exchanger 4 (the exchanger) measured by the air heat exchange thermistor 4a based on the heat exchanger temperature signal. Temperature).
Then, the operation control device 50 sets the surface temperature (exchanger temperature) of the air heat exchanger 4 measured by the air heat exchange thermistor 4 a as the temperature of the air heat exchanger 4.

また、運転制御装置50は、外気温度及び交換器温度に基づいて空気熱交換器4の着霜量を検知(推定)する。
運転制御装置50が外気温度と交換器温度に基づいて空気熱交換器4の着霜量を検知する方法は限定されるものではなく、例えば、外気温度と交換器温度と着霜量の関係を、予め実験等で求め、マップとして運転制御装置50の図示しない記憶部に記憶しておく。
運転制御装置50は、外気温度サーミスタ15が計測する外気温度と、空気熱交サーミスタ4aが計測する交換器温度に応じて当該マップを参照して該当する着霜量を読み取る。
このように運転制御装置50は、外気温度と交換器温度に基づいて空気熱交換器4の着霜量を検知(推定)する。
Further, the operation control device 50 detects (estimates) the frost formation amount of the air heat exchanger 4 based on the outside air temperature and the exchanger temperature.
The method by which the operation controller 50 detects the frost formation amount of the air heat exchanger 4 based on the outside air temperature and the exchanger temperature is not limited. For example, the relationship between the outside air temperature, the exchanger temperature, and the frost formation amount is determined. These are obtained in advance through experiments or the like and stored in a storage unit (not shown) of the operation control device 50 as a map.
The operation control device 50 reads the corresponding frost formation amount with reference to the map according to the outside air temperature measured by the outside air temperature thermistor 15 and the exchanger temperature measured by the air heat exchange thermistor 4a.
In this way, the operation control device 50 detects (estimates) the frost formation amount of the air heat exchanger 4 based on the outside air temperature and the exchanger temperature.

以上のように構成されるヒートポンプ給湯機100において、運転制御装置50は、安価な夜間割引電気料金が適用される時間帯(例えば、23時〜翌朝7時)に貯湯運転するように予め設定されている。
以下、運転制御装置50がヒートポンプ給湯機100を貯湯運転する時間帯を、貯湯時間帯Timと称する。
なお、貯湯時間帯Timは23時〜翌朝7時に限定されるものではなく、適宜設定可能な構成が好適であり、電力会社の料金体系等に対応して利用者が適宜設定する構成とすればよい。
In the heat pump water heater 100 configured as described above, the operation control device 50 is set in advance to perform a hot water storage operation in a time zone (for example, from 23:00 to 7:00 in the next morning) where an inexpensive night discount electricity rate is applied. ing.
Hereinafter, a time zone in which the operation control device 50 performs the hot water storage operation of the heat pump water heater 100 is referred to as a hot water storage time zone Tim.
Note that the hot water storage time zone Tim is not limited to 23:00 to 7:00 the next morning, and a configuration that can be set as appropriate is preferable, and a configuration that is set appropriately by the user in accordance with the charge system of the electric power company, etc. Good.

そして、運転制御装置50は、貯湯時間帯Timにヒートポンプ給湯機100を貯湯運転するときに除霜が必要か否かを判定し、除霜が必要と判定した場合はヒートポンプ給湯機100を除霜運転するように構成される。
すなわち、運転制御装置50は、貯湯時間帯Timに除霜運転の開始を判定する。以下、除霜運転の開始の判定を除霜開始判定と称する。
Then, the operation control device 50 determines whether or not defrosting is necessary when the heat pump water heater 100 is operated for hot water storage during the hot water storage time period Tim. If it is determined that defrosting is necessary, the operation control device 50 defrosts the heat pump water heater 100. Configured to drive.
That is, the operation control device 50 determines the start of the defrosting operation during the hot water storage time zone Tim. Hereinafter, the determination of the start of the defrosting operation is referred to as defrosting start determination.

本実施形態に係る運転制御装置50は、外気温度、交換器温度(空気熱交換器4の表面温度)、空気熱交換器4の着霜量、及び貯湯量に対応して設定される除霜開始判定基準に基づいて除霜開始判定する。
以下に、運転制御装置50が、予め設定される除霜開始判定基準に基づいて除霜開始判定する方法を説明する。
The operation control device 50 according to this embodiment is configured to defrost according to the outside air temperature, the exchanger temperature (the surface temperature of the air heat exchanger 4), the frost formation amount of the air heat exchanger 4, and the hot water storage amount. Defrosting start determination is made based on the start determination criteria.
Below, the operation control apparatus 50 demonstrates the method of defrost start determination based on the preset defrost start determination reference | standard.

例えば、本実施形態においては、図2に一例を示す除霜開始判定基準が予め設定されている。
図2に示す除霜開始判定基準は、外気温度、交換器温度(空気熱交換器4(図1参照)の表面温度)、空気熱交換器4の着霜量、貯湯量の4つの項目に応じた区分St1〜St5ごとに判定結果が設定されている。
なお、図2に示す数値は一例であって、除霜開始判定基準の数値を限定するものではない。各項目の値は、ヒートポンプ給湯機100(図1参照)の基本性能、使用環境等に基づいて、適宜設定されることが好ましい。
また、図2に示す除霜開始判定基準は5つの区分で構成されているが、区分の数も5つに限定されるものではない。
For example, in the present embodiment, the defrosting start determination standard shown as an example in FIG. 2 is set in advance.
The defrosting start determination criteria shown in FIG. 2 are the four items of the outside air temperature, the exchanger temperature (the surface temperature of the air heat exchanger 4 (see FIG. 1)), the frost formation amount of the air heat exchanger 4, and the hot water storage amount. A determination result is set for each of the corresponding sections St1 to St5.
In addition, the numerical value shown in FIG. 2 is an example, Comprising: The numerical value of a defrost start determination criterion is not limited. The value of each item is preferably set as appropriate based on the basic performance, usage environment, and the like of the heat pump water heater 100 (see FIG. 1).
In addition, although the defrosting start determination standard shown in FIG. 2 is composed of five sections, the number of sections is not limited to five.

区分St1は、外気温度が「5℃以上」の状態を示す。この場合、空気熱交換器4(図1参照)へ着霜せず除霜が必要ないとして、判定結果が「除霜:否」に設定される。   The section St1 indicates a state where the outside air temperature is “5 ° C. or higher”. In this case, the determination result is set to “defrosting: no”, assuming that the air heat exchanger 4 (see FIG. 1) is not frosted and defrosting is not necessary.

区分St2〜St5は、外気温度が「5℃未満」の状態を示す。この場合は交換器温度に基づいて判定結果が設定される。
区分St2は、交換器温度が「−5℃以上」の状態を示す。この場合、空気熱交換器4の着霜量が少なく除霜が必要ないとして、判定結果が「除霜:否」に設定される。
The sections St2 to St5 indicate a state where the outside air temperature is “less than 5 ° C.”. In this case, the determination result is set based on the exchanger temperature.
The section St2 shows a state where the exchanger temperature is “−5 ° C. or higher”. In this case, the determination result is set to “defrosting: no”, assuming that the amount of frost formation in the air heat exchanger 4 is small and defrosting is not necessary.

区分St3〜St5は、交換器温度が「−5℃未満」の状態を示す。この場合は空気熱交換器4の着霜量に基づいて判定結果が設定される。
運転制御装置50は、外気温度が「5℃未満」で交換器温度が「−5℃未満」の場合、外気温度と交換器温度に基づいて空気熱交換器4の着霜量を検知する。
区分St3は、運転制御装置50が検知した着霜量が予め設定される所定の基準値より少ない「少量の」場合であり、判定結果が「除霜:否」に設定される。
Sections St3 to St5 indicate a state where the exchanger temperature is “less than −5 ° C.”. In this case, the determination result is set based on the frost formation amount of the air heat exchanger 4.
When the outside air temperature is “less than 5 ° C.” and the exchanger temperature is “less than −5 ° C.”, the operation control device 50 detects the frost formation amount of the air heat exchanger 4 based on the outside air temperature and the exchanger temperature.
The division St3 is a case where the amount of frost formation detected by the operation control device 50 is smaller than a predetermined reference value set in advance, and the determination result is set to “defrosting: no”.

区分St4、区分St5は、空気熱交換器4の着霜量が所定の基準値より多い「多量の」状態を示す。この状態の場合、除霜が必要であるとして判定結果が「除霜:要」に設定される。
さらに、本実施形態に係る除霜開始判定基準には、除霜運転を開始するタイミングが、貯湯量に基づいて設定されている。
本実施形態に係る除霜開始判定基準には、除霜運転を開始するタイミングを設定する基準となる貯湯タンク9(図1参照)の規定量が予め設定され、貯湯量が規定量以上の場合と貯湯量が規定量未満の場合とで除霜運転を開始するタイミングがそれぞれ設定される。
The section St4 and the section St5 indicate a “large amount” state in which the frost amount of the air heat exchanger 4 is greater than a predetermined reference value. In this state, it is determined that defrosting is necessary, and the determination result is set to “defrosting: required”.
Further, in the defrosting start determination criterion according to the present embodiment, the timing for starting the defrosting operation is set based on the amount of stored hot water.
In the defrosting start determination criterion according to the present embodiment, a prescribed amount of the hot water storage tank 9 (see FIG. 1) serving as a reference for setting the timing for starting the defrosting operation is set in advance, and the hot water storage amount is equal to or more than the prescribed amount And the timing at which the defrosting operation is started when the amount of stored hot water is less than the specified amount.

この規定量は、ヒートポンプ給湯機100(図1参照)の加熱性能等に基づいて、適宜設定されることが好ましい。
図2に示す除霜開始判定基準には規定量として「80%」が例示され、貯湯量が「80%」以上の場合と「80%」未満の場合で、除霜運転を開始するタイミングを設定している。
This prescribed amount is preferably set as appropriate based on the heating performance of the heat pump water heater 100 (see FIG. 1) and the like.
In the defrosting start determination criterion shown in FIG. 2, “80%” is exemplified as the prescribed amount, and the timing for starting the defrosting operation is determined when the hot water storage amount is “80%” or more and less than “80%”. It is set.

区分St4は、貯湯量が「80%以上」の状態を示す。この場合、貯湯タンク9を高温の湯水で満たすための貯湯運転は短時間でよく、着霜量が多く空気熱交換器4での熱交換の効率が低下した状態であっても影響が小さいとする。そこで、貯湯運転を継続し、貯湯タンク9が高温の湯水で満たされて貯湯運転を終了した後に除霜運転を開始するように、除霜運転を開始するタイミングが設定される。すなわち、判定結果が「貯湯終了後除霜運転開始」に設定される。   The section St4 indicates a state where the hot water storage amount is “80% or more”. In this case, the hot water storage operation for filling the hot water storage tank 9 with hot hot water may be performed in a short time, and even if the amount of frost formation is large and the efficiency of heat exchange in the air heat exchanger 4 is reduced, the influence is small. To do. Therefore, the timing for starting the defrosting operation is set so that the hot water storage operation is continued and the defrosting operation is started after the hot water storage tank 9 is filled with hot hot water and the hot water storage operation is completed. That is, the determination result is set to “start defrosting operation after hot water storage is completed”.

区分St5は、貯湯量が「80%未満」の状態を示す。この場合、貯湯タンク9を高温の湯水で満たすために長時間の貯湯運転が必要になる。そして、着霜量が多く空気熱交換器4での熱交換の効率が低下した状態での長時間の貯湯運転を回避するため、貯湯運転を中断して直ちに除霜運転を開始するように、除霜運転を開始するタイミングが設定される。すなわち、判定結果が「直ちに除霜運転開始」に設定される。   The section St5 indicates a state where the amount of stored hot water is “less than 80%”. In this case, a hot water storage operation for a long time is required to fill the hot water storage tank 9 with hot hot water. And in order to avoid long-time hot water storage operation in a state where the amount of frost formation is large and the efficiency of heat exchange in the air heat exchanger 4 is reduced, the hot water storage operation is interrupted and the defrosting operation is started immediately. The timing for starting the defrosting operation is set. That is, the determination result is set to “start defrosting operation immediately”.

このように、本実施形態は、外気温度、交換器温度、空気熱交換器4(図1参照)の着霜量に応じた区分ごとに判定結果が設定される除霜開始判定基準に基づいて、運転制御装置50(図1参照)が除霜開始判定するように構成する。
さらに、除霜が必要な場合、すなわち、判定結果が「除霜:要」の場合、運転制御装置50が貯湯量に応じて除霜運転を開始するタイミングを決定するように構成する。
As described above, the present embodiment is based on the defrosting start determination criterion in which the determination result is set for each section according to the outside air temperature, the exchanger temperature, and the frost formation amount of the air heat exchanger 4 (see FIG. 1). The operation control device 50 (see FIG. 1) is configured to determine the start of defrosting.
Furthermore, when defrosting is required, that is, when the determination result is “defrosting: required”, the operation control device 50 is configured to determine the timing for starting the defrosting operation according to the amount of stored hot water.

この構成によると、ヒートポンプ給湯機100(図1参照)は、外気温度が低い場合であっても交換器温度が所定値より低温でなければ除霜運転が開始されない。
したがって、例えば、ヒートポンプ給湯機100の運転開始直後など、空気熱交換器4(図1参照)に着霜している可能性が低い状態での除霜運転を回避できる。
すなわち、空気熱交換器4に着霜している可能性が低い状態では貯湯運転が中断されず、速やかに貯湯タンク9を高温の湯水で満たすことができる。
また、貯湯量が規定量以上(例えば、「80%以上」)の場合は、除霜が必要な場合であっても貯湯運転が中断されず、速やかに貯湯タンク9を高温の湯水で満たすことができる。
According to this configuration, in the heat pump water heater 100 (see FIG. 1), even if the outside air temperature is low, the defrosting operation is not started unless the exchanger temperature is lower than a predetermined value.
Therefore, for example, it is possible to avoid a defrosting operation in a state where there is a low possibility that the air heat exchanger 4 (see FIG. 1) is frosted, such as immediately after the operation of the heat pump water heater 100 is started.
That is, when the possibility that the air heat exchanger 4 is frosted is low, the hot water storage operation is not interrupted, and the hot water storage tank 9 can be quickly filled with hot hot water.
In addition, when the amount of hot water storage is more than a specified amount (for example, “80% or more”), the hot water storage operation is not interrupted even if defrosting is necessary, and the hot water storage tank 9 is quickly filled with hot water. Can do.

図3を参照して、除霜開始判定基準に基づく除霜開始判定の手順を説明する(適宜図1、図2参照)。
なお、図3に示す具体的な数値は、図2に示す除霜開始判定基準に一例として示された数値であり、実際の運用時には、除霜開始判定基準に設定される数値になる。
With reference to FIG. 3, the procedure of the defrost start determination based on a defrost start determination criterion is demonstrated (refer FIG. 1, FIG. 2 suitably).
The specific numerical values shown in FIG. 3 are numerical values shown as an example in the defrosting start determination standard shown in FIG. 2, and are values set as the defrosting start determination standard in actual operation.

運転制御装置50は、外気温度サーミスタ15が計測する外気温度が「5℃以上」の場合は(ステップS301→Yes)、除霜開始判定基準の区分St1として、判定結果を「除霜:否」とする(ステップS304)。
また、運転制御装置50は、外気温度が「5℃未満」の場合(ステップS301→No)、交換器温度が「−5℃以上」のときは(ステップS302→Yes)、除霜開始判定基準の区分St2として、判定結果を「除霜:否」とする(ステップS304)。
When the outside air temperature measured by the outside air temperature thermistor 15 is “5 ° C. or higher” (step S301 → Yes), the operation control device 50 sets the determination result as “defrosting: no” as the defrosting start determination criterion category St1. (Step S304).
In addition, when the outside air temperature is “less than 5 ° C.” (step S301 → No), when the exchanger temperature is “−5 ° C. or higher” (step S302 → Yes), the operation control device 50 determines the defrosting start determination criterion. As the classification St2, the determination result is “defrosting: no” (step S304).

そして、運転制御装置50は、交換器温度が「−5℃未満」のとき(ステップS302→No)、外気温度と交換器温度に基づいて空気熱交換器4の着霜量を検知(推定)し(ステップS303)、検知(推定)した空気熱交換器4の着霜量が予め設定される基準値以上の場合(ステップS303→Yes)は、除霜開始判定基準の区分St4,St5として、判定結果を「除霜:要」とする(ステップS305)。
一方、検知(推定)した空気熱交換器4の着霜量が予め設定される基準値未満の場合(ステップS303→No)、運転制御装置50は、除霜開始判定基準の区分St3として判定結果を「除霜:否」とする(ステップS304)。
このように、運転制御装置50は、除霜開始判定基準に基づいて除霜開始判定をする。
Then, when the exchanger temperature is “less than −5 ° C.” (step S302 → No), the operation control device 50 detects (estimates) the frost formation amount of the air heat exchanger 4 based on the outside air temperature and the exchanger temperature. If the detected (estimated) frost formation amount of the air heat exchanger 4 is equal to or greater than a preset reference value (step S303 → Yes), the defrost start determination criteria are classified as St4 and St5. The determination result is “defrosting: required” (step S305).
On the other hand, when the detected (estimated) frost formation amount of the air heat exchanger 4 is less than the preset reference value (step S303 → No), the operation control device 50 determines the determination result as the defrost start determination criterion category St3. Is "defrosting: no" (step S304).
As described above, the operation control device 50 makes the defrost start determination based on the defrost start determination criterion.

さらに、運転制御装置50は、判定結果を「除霜:要」とした場合(ステップS305)、貯湯量に基づいて除霜運転を開始するタイミングを決定する。
そのため、運転制御装置50は、貯湯量を検知する(ステップS306)。
前記したように、運転制御装置50は、複数のタンクサーミスタ9aが計測する湯水の温度に基づいて貯湯量を検知する。
Furthermore, when the determination result is “defrosting: required” (step S305), the operation control device 50 determines the timing for starting the defrosting operation based on the amount of stored hot water.
Therefore, the operation control apparatus 50 detects the amount of stored hot water (step S306).
As described above, the operation control device 50 detects the amount of stored hot water based on the temperature of hot water measured by the plurality of tank thermistors 9a.

運転制御装置50は、検知した貯湯量が「80%以上」のときは(ステップS307→Yes)、除霜開始判定基準の区分St4として、判定結果を「貯湯終了後除霜運転開始」とし(ステップS308)、貯湯量が「80%未満」のときは(ステップS307→No)、除霜開始判定基準の区分St5として、判定結果を「直ちに除霜運転開始」とする(ステップS309)。   When the detected hot water storage amount is “80% or more” (step S307 → Yes), the operation control apparatus 50 sets the determination result as “defrosting start after hot water storage end” as the classification St4 of the defrosting start determination criterion ( When the amount of stored hot water is “less than 80%” (step S307 → No), the determination result is “immediately start defrosting operation” as the defrosting start determination criterion category St5 (step S309).

例えば、図1に示すように5台のタンクサーミスタ9a1〜9a5が貯湯タンク9の上方から配設される場合、上方から4台のタンクサーミスタ9a1〜9a4が計測する温度が所定の沸き上げ温度であり、タンクサーミスタ9a5が計測する温度が所定の沸き上げ温度より低いときに、運転制御装置50は貯湯量が「80%」と判定する。   For example, as shown in FIG. 1, when five tank thermistors 9a1 to 9a5 are arranged from above the hot water storage tank 9, the temperature measured by the four tank thermistors 9a1 to 9a4 from above is a predetermined boiling temperature. Yes, when the temperature measured by the tank thermistor 9a5 is lower than the predetermined boiling temperature, the operation control device 50 determines that the amount of stored hot water is “80%”.

このように、運転制御装置50は、除霜開始判定基準に基づいて除霜開始判定し、さらに、貯湯量に基づいて除霜運転を開始するタイミングを決定する。   As described above, the operation control device 50 makes the defrost start determination based on the defrost start determination criterion, and further determines the timing for starting the defrost operation based on the hot water storage amount.

また、運転制御装置50(図1参照)は除霜運転を開始した場合、ヒートポンプ給湯機100(図1参照)の運転状態、外気温度、交換器温度に対応して設定される除霜終了判定基準に基づいて除霜の終了を判定する。
以下、除霜の終了の判定を除霜終了判定と称する。
なお、本実施形態において、除霜終了判定基準の要素となる、ヒートポンプ給湯機100の運転状態は、以下、単に運転状態と表記し、「貯湯運転中(中断中)」及び「貯湯運転終了後」の2つの状態を有する。
Further, when the operation control device 50 (see FIG. 1) starts the defrosting operation, the defrosting end determination is set in accordance with the operation state, the outside air temperature, and the exchanger temperature of the heat pump water heater 100 (see FIG. 1). The end of defrosting is determined based on the criteria.
Hereinafter, the determination of completion of defrosting is referred to as defrosting determination.
In the present embodiment, the operation state of the heat pump water heater 100, which is an element of the defrosting end determination criterion, will be simply referred to as an operation state hereinafter, and “after hot water storage operation (suspended)” and “after the hot water storage operation has ended. Have two states.

例えば、本実施形態においては、図4に一例を示す除霜終了判定基準が予め設定されている。
図4に示すように、本実施形態に係る除霜終了判定基準は、運転状態と外気温度に応じてE1〜E5に区分されて各区分ごとに除霜終了温度が設定され、除霜終了温度に応じた判定結果が設定されている。
除霜終了温度は、除霜が終了したと判定するための指針となる温度であり、本実施形態においては、交換器温度によって除霜終了温度を判定する。
For example, in the present embodiment, the defrosting end determination criterion shown in FIG. 4 as an example is set in advance.
As shown in FIG. 4, the defrosting end determination criterion according to the present embodiment is divided into E1 to E5 according to the operation state and the outside air temperature, and the defrosting end temperature is set for each section, and the defrosting end temperature is set. The determination result according to is set.
The defrosting end temperature is a temperature that serves as a guideline for determining that the defrosting has ended. In this embodiment, the defrosting end temperature is determined based on the exchanger temperature.

なお、図2に示す除霜開始判定基準と同様、図4に示す数値は一例であって、除霜終了判定基準の数値を限定するものではない。各項目の値は、ヒートポンプ給湯機100(図1参照)の基本性能、使用環境等に基づいて、適宜設定されることが好適である。
また、図4に示す除霜終了判定基準は5つの区分で構成されているが、区分の数も5つに限定されるものではない。
In addition, the numerical value shown in FIG. 4 is an example like the defrosting start criterion shown in FIG. 2, and the numerical value of the defrosting end criterion is not limited. The value of each item is preferably set as appropriate based on the basic performance, usage environment, and the like of the heat pump water heater 100 (see FIG. 1).
In addition, although the defrosting end determination criterion shown in FIG. 4 is composed of five sections, the number of sections is not limited to five.

区分E1〜E4は、運転状態が「貯湯運転中(中断中)」の場合である。
すなわち、ヒートポンプ給湯機100(図1参照)の貯湯運転が中断されて除霜運転が開始された状態を示す。
この状態の場合、除霜終了温度は外気温度に応じた区分E1〜E4ごとに設定される。
The divisions E1 to E4 are cases where the operation state is “during hot water storage operation (interruption)”.
That is, it shows a state where the hot water storage operation of the heat pump water heater 100 (see FIG. 1) is interrupted and the defrosting operation is started.
In this state, the defrosting end temperature is set for each of the sections E1 to E4 corresponding to the outside air temperature.

区分E1は、外気温度が「0℃以上」の場合である。この場合、交換器温度が「4℃以上」であれば空気熱交換器4が除霜できているとし、除霜終了温度が「4℃以上」のときに判定結果を「除霜:終了」とする。
区分E2は、外気温度が「−10℃以上0℃未満」の場合である。この場合、交換器温度が「5℃以上」であれば空気熱交換器4が除霜できているとし、除霜終了温度が「5℃以上」のときに判定結果を「除霜:終了」とする。
区分E3は、外気温度が「−20℃以上−10℃未満」の場合である。この場合、交換器温度が「6℃以上」であれば空気熱交換器4が除霜できているとし、除霜終了温度が「6℃以上」のときに判定結果を「除霜:終了」とする。
区分E4は、外気温度が「−20℃未満」の場合である。この場合、交換器温度が「7℃以上」であれば空気熱交換器4が除霜できているとし、除霜終了温度が「7℃以上」のときに判定結果を「除霜:終了」とする。
The section E1 is a case where the outside air temperature is “0 ° C. or higher”. In this case, if the exchanger temperature is “4 ° C. or higher”, the air heat exchanger 4 can be defrosted. When the defrost end temperature is “4 ° C. or higher”, the determination result is “defrost: completed”. And
The section E2 is a case where the outside air temperature is “−10 ° C. or higher and lower than 0 ° C.”. In this case, if the exchanger temperature is “5 ° C. or higher”, the air heat exchanger 4 can be defrosted, and when the defrost end temperature is “5 ° C. or higher”, the determination result is “defrost: end”. And
The section E3 is a case where the outside air temperature is “−20 ° C. or higher and lower than −10 ° C.”. In this case, if the exchanger temperature is “6 ° C. or higher”, the air heat exchanger 4 is defrosted, and the determination result is “defrost: completed” when the defrost end temperature is “6 ° C. or higher”. And
The section E4 is a case where the outside air temperature is “less than −20 ° C.”. In this case, if the exchanger temperature is “7 ° C. or higher”, the air heat exchanger 4 is defrosted, and when the defrost end temperature is “7 ° C. or higher”, the determination result is “defrost: completed”. And

また、区分E5は、運転状態が「貯湯運転終了後」の場合である。
すなわち、ヒートポンプ給湯機100(図1参照)の貯湯運転終了後に除霜運転が開始された状態を示す。
この状態の場合、除霜終了温度(交換器温度)は、予め決定される1つの所定温度に設定される。
この所定温度は、ヒートポンプ給湯機100(図1参照)の使用環境等に基づいて、適宜設定されることが好ましい。
図4に示す除霜終了判定基準には、所定温度として「4℃」が例示されている。
そして、区分E5においては、外気温度にかかわらず交換器温度が「4℃以上」であれば空気熱交換器4が除霜できているとし、除霜終了温度が「4℃以上」のときに判定結果を「除霜:終了」とする。
なお、運転制御装置50は、判定結果が「除霜:終了」でない場合は、判定結果を「除霜:未終了」とする。
Section E5 is a case where the operation state is “after the hot water storage operation is completed”.
That is, the defrosting operation is started after the hot water storage operation of the heat pump water heater 100 (see FIG. 1) is completed.
In this state, the defrosting end temperature (exchanger temperature) is set to one predetermined temperature that is determined in advance.
The predetermined temperature is preferably set as appropriate based on the usage environment of the heat pump water heater 100 (see FIG. 1).
The defrosting end determination criterion shown in FIG. 4 illustrates “4 ° C.” as the predetermined temperature.
In section E5, if the exchanger temperature is “4 ° C. or higher” regardless of the outside air temperature, the air heat exchanger 4 is defrosted, and the defrosting end temperature is “4 ° C. or higher”. The determination result is “defrosting: completed”.
Note that if the determination result is not “defrosting: completed”, the operation control device 50 sets the determination result to “defrosting: not completed”.

例えば、空気熱交サーミスタ4a(図1参照)が計測する交換器温度は、空気熱交換器4(図1参照)の代表点の表面温度であり、外気温度が低いときに交換器温度が低い状態で除霜を終了すると、空気熱交サーミスタ4aが交換器温度を計測する空気熱交換器4の代表点以外の表面温度が低く、霜が残っている可能性がある。そこで、除霜終了判定基準の区分E1〜E4では、外気温度が低いほど「除霜:終了」を判定する際の交換器温度を高く設定して、確実に除霜できる構成とする。すなわち、外気温度が低いほど除霜終了温度を高く設定する。   For example, the exchanger temperature measured by the air heat exchanger thermistor 4a (see FIG. 1) is the surface temperature of a representative point of the air heat exchanger 4 (see FIG. 1), and the exchanger temperature is low when the outside air temperature is low. When the defrosting is finished in the state, the surface temperature other than the representative point of the air heat exchanger 4 where the air heat exchanger thermistor 4a measures the exchanger temperature is low, and frost may remain. In view of this, in the categories E1 to E4 of the defrosting end determination criteria, the lower the outside air temperature, the higher the exchanger temperature when determining “defrosting: end”, so that the defrosting can be reliably performed. That is, the defrosting end temperature is set higher as the outside air temperature is lower.

また、区分E1〜E4は、運転状態が「貯湯運転中(中断中)」であり、除霜運転終了直後に貯湯運転を再開する。
この場合、外気温度が低いほど、貯湯運転の再開後に交換器温度が急速に低下して、霜が溶けた水が再凍結して着霜するおそれが増大する。
そこで、運転状態が「貯湯運転中(中断中)」の場合は、除霜終了温度を高く設定し、貯湯運転の再開後に空気熱交換器4(図1参照)が再凍結する低温まで低下しにくい状態にして、貯湯運転再開後の再凍結による霜の発生を防止するように構成する。
In addition, in the sections E1 to E4, the operation state is “during hot water storage operation (interrupted)”, and the hot water storage operation is resumed immediately after the defrosting operation is completed.
In this case, as the outside air temperature is lower, the exchanger temperature rapidly decreases after the hot water storage operation is restarted, and the possibility that the water in which the frost has melted refreezes and frosts increases.
Therefore, when the operation state is “hot water storage operation (interrupted)”, the defrosting end temperature is set high, and after the hot water storage operation is restarted, the air heat exchanger 4 (see FIG. 1) is lowered to a low temperature at which it is frozen again. It is configured so that it is difficult to prevent frost due to refreezing after resuming hot water storage operation.

一方、除霜終了判定基準の区分E5は、運転状態が「貯湯運転終了後」であり、ヒートポンプ給湯機100(図1参照)は、除霜運転直後に貯湯運転を再開しない。したがって、除霜運転終了後に交換器温度が急速に低下することがなく、霜を溶かした水が再凍結するおそれがない。
さらに、除霜運転後、ヒートポンプ給湯機100は翌日の貯湯時間帯Timまで貯湯運転しない。
仮にヒートポンプ給湯機100の空気熱交換器4にわずかな残霜があっても、外気温度が高い昼間に残霜が溶けるため、翌日の貯湯時間帯Timにおける貯湯運転に支障をきたさない。
On the other hand, in the defrosting end criterion C5, the operation state is “after the hot water storage operation is completed”, and the heat pump water heater 100 (see FIG. 1) does not resume the hot water storage operation immediately after the defrosting operation. Therefore, the exchanger temperature does not drop rapidly after completion of the defrosting operation, and there is no possibility that the water in which the frost is melted is frozen again.
Further, after the defrosting operation, the heat pump water heater 100 does not perform the hot water storage operation until the hot water storage time zone Tim on the next day.
Even if there is a slight residual frost in the air heat exchanger 4 of the heat pump water heater 100, the residual frost melts in the daytime when the outside air temperature is high, so that the hot water storage operation in the hot water storage time period Tim of the next day is not hindered.

したがって、本実施形態に係る除霜終了判定基準の区分E5では、判定結果を「除霜:終了」とする除霜終了温度(交換器温度)を、「4℃以上」のように低めに設定できる。
このように、除霜終了温度を低めに設定すると、除霜運転時に交換器温度を高く上昇させる必要がなくなり、ひいては、除霜運転に要する時間が短縮され、除霜運転時の消費電力を抑えることができる。
Therefore, in the category E5 of the defrosting end determination criterion according to the present embodiment, the defrosting end temperature (exchanger temperature) at which the determination result is “defrosting: end” is set to a low value such as “4 ° C. or higher”. it can.
Thus, when the defrosting end temperature is set to a low value, it is not necessary to raise the exchanger temperature at the time of the defrosting operation, so that the time required for the defrosting operation is shortened and the power consumption during the defrosting operation is suppressed. be able to.

図5を参照して、除霜終了判定基準に基づく除霜終了判定の手順を説明する(適宜図1、図4参照)。
なお、図5に示す具体的な数値は、図4に示す除霜終了判定基準に一例として示された数値であり、実際の運用時には、除霜終了判定基準に設定される数値になる。
With reference to FIG. 5, the procedure of the defrost end determination based on a defrost end determination criterion is demonstrated (refer FIG. 1, FIG. 4 suitably).
In addition, the specific numerical value shown in FIG. 5 is a numerical value shown as an example in the defrosting end determination standard shown in FIG. 4, and is a numerical value set as the defrosting end determination standard in actual operation.

運転状態が「貯湯運転中(中断中)」ではない場合(ステップS501→No)、すなわち、「貯湯運転終了後」の場合、運転制御装置50は、空気熱交サーミスタ4aが計測する交換器温度が「4℃以上」であれば(ステップS502→Yes)、除霜終了判定基準の区分E5として、判定結果を「除霜:終了」とするが(ステップS508)、交換器温度が「4℃未満」の場合は(ステップS502→No)、判定結果を「除霜:未終了」とする(ステップS507)。   When the operation state is not “hot water storage operation (interruption)” (step S501 → No), that is, “after hot water storage operation is completed”, the operation control device 50 determines the exchanger temperature measured by the air heat exchange thermistor 4a. Is “4 ° C. or higher” (step S502 → Yes), the defrosting end determination criterion is category E5, and the determination result is “defrosting: end” (step S508), but the exchanger temperature is “4 ° C.”. If “less than” (step S502 → No), the determination result is “defrosting: not completed” (step S507).

一方、ヒートポンプ給湯機100の運転状態が、「貯湯運転中(中断中)」の場合(ステップS501→Yes)、外気温度が「0℃以上」で交換器温度が「4℃以上」であれば(ステップS503→Yes)、除霜終了判定基準の区分E1として、判定結果を「除霜:終了」とする(ステップS508)。   On the other hand, when the operation state of the heat pump water heater 100 is “hot water storage operation (interrupted)” (step S501 → Yes), if the outside air temperature is “0 ° C. or higher” and the exchanger temperature is “4 ° C. or higher”. (Step S503 → Yes) As the defrosting end determination criterion category E1, the determination result is “defrosting: end” (step S508).

外気温度と交換器温度が、除霜終了判定基準の区分E1の条件を満たさない場合(ステップS503→No)、運転制御装置50は、外気温度が「−10℃〜0℃」で交換器温度が「5℃以上」であれば(ステップS504→Yes)、除霜終了判定基準の区分E2として、判定結果を「除霜:終了」とする(ステップS508)。   When the outside air temperature and the exchanger temperature do not satisfy the condition of the category E1 of the defrosting end determination criterion (step S503 → No), the operation controller 50 determines that the outside air temperature is “−10 ° C. to 0 ° C.” and the exchanger temperature. Is “5 ° C. or higher” (step S504 → Yes), the determination result is “defrosting: end” as the defrosting end determination criterion category E2 (step S508).

外気温度と交換器温度が、除霜終了判定基準の区分E2の条件を満たさない場合(ステップS504→No)、運転制御装置50は、外気温度が「−20℃〜−10℃」で交換器温度が「6℃以上」であれば(ステップS505→Yes)、除霜終了判定基準の区分E3として、判定結果を「除霜:終了」とする(ステップS508)。   When the outside air temperature and the exchanger temperature do not satisfy the condition of the category E2 of the defrosting end determination criterion (step S504 → No), the operation control device 50 uses the exchanger at the outside air temperature of “−20 ° C. to −10 ° C.”. If the temperature is “6 ° C. or higher” (step S505 → Yes), the determination result is “defrosting: end” as the defrosting end determination criterion category E3 (step S508).

外気温度と交換器温度が、除霜終了判定基準の区分E3の条件を満たさない場合(ステップS505→No)、運転制御装置50は、外気温度が「−20℃未満」で交換器温度が「7℃以上」であれば(ステップS506→Yes)、除霜終了判定基準の区分E4として、判定結果を「除霜:終了」とする(ステップS508)。   When the outside air temperature and the exchanger temperature do not satisfy the condition of the category E3 of the defrosting end determination criterion (step S505 → No), the operation controller 50 determines that the outside air temperature is “less than −20 ° C.” and the exchanger temperature is “ If it is “7 ° C. or higher” (step S506 → Yes), the determination result is “defrosting: end” as the defrosting end determination criterion category E4 (step S508).

外気温度と交換器温度が、除霜終了判定基準の区分E4の条件を満たさない場合(ステップS506→No)、運転制御装置50は、判定結果を「除霜:未終了」とする(ステップS507)。   When the outside air temperature and the exchanger temperature do not satisfy the condition of the category E4 of the defrosting end determination criterion (step S506 → No), the operation control device 50 sets the determination result to “defrosting: not completed” (step S507). ).

以上のように、運転制御装置50は、運転状態、外気温度サーミスタ15が計測する外気温度に応じた区分ごとに除霜終了温度が設定される除霜終了判定基準に基づいて除霜終了判定する。   As described above, the operation control device 50 determines the end of defrosting based on the defrosting end determination criterion in which the defrosting end temperature is set for each category according to the operating state and the outside air temperature measured by the outside temperature thermistor 15. .

本実施形態に係る運転制御装置50(図1参照)は、予め設定される貯湯時間帯Timにヒートポンプ給湯機100(図1参照)を貯湯運転するときに除霜開始判定し、必要に応じて除霜運転を開始する。
そして、運転制御装置50は、除霜運転を開始したときは除霜終了判定によって除霜運転の終了を判定して除霜運転を終了する。
The operation control device 50 according to the present embodiment (see FIG. 1) determines the start of defrosting when the heat pump water heater 100 (see FIG. 1) is stored in the hot water storage time zone Tim, and is set as necessary. Start defrosting operation.
When the defrosting operation is started, the operation control device 50 determines the end of the defrosting operation by the defrosting end determination and ends the defrosting operation.

以下、主に図6を参照して、運転制御装置50(図1参照)がヒートポンプ給湯機100(図1参照)を除霜運転する手順について説明する(適宜図1〜図5参照)。   Hereinafter, a procedure in which the operation control device 50 (see FIG. 1) performs the defrosting operation of the heat pump water heater 100 (see FIG. 1) will be described mainly with reference to FIG. 6 (see FIGS. 1 to 5 as appropriate).

例えば、運転制御装置50は、図6に示す手順を定期的に実行して、予め設定される貯湯時間帯Timにヒートポンプ給湯機100を貯湯運転し、さらに、必要に応じて除霜運転する。   For example, the operation control device 50 periodically executes the procedure shown in FIG. 6 to perform a hot water storage operation of the heat pump water heater 100 during a preset hot water storage time period Tim, and further performs a defrosting operation as necessary.

運転制御装置50は、貯湯時間帯Timでなければ(ステップS1→No)、ヒートポンプ給湯機100を給湯運転するが(ステップS2)、貯湯時間帯Timであれば(ステップS1→Yes)、貯湯運転し(ステップS3)、さらに除霜開始判定をする(ステップS4)。
運転制御装置50は、図2に示す除霜開始判定基準に基づいて、図3に示す手順で除霜開始判定をする。
If it is not the hot water storage time zone Tim (step S1 → No), the operation control device 50 performs the hot water supply operation of the heat pump water heater 100 (step S2), but if it is the hot water storage time zone Tim (step S1 → Yes), the hot water storage operation is performed. (Step S3), and further, defrosting start determination is made (step S4).
The operation control device 50 performs the defrosting start determination according to the procedure illustrated in FIG. 3 based on the defrosting start determination criterion illustrated in FIG. 2.

そして、運転制御装置50は、除霜開始判定の判定結果が「除霜:要」ではなく「除霜:否」の場合(ステップS4→No)、貯湯運転を継続する。すなわち、運転制御装置50は、貯湯が終了しない間は(ステップS5→No)、貯湯運転しながら除霜開始判定する手順(ステップS4)を繰り返し、貯湯が終了したら(ステップS5→Yes)、貯湯運転を終了して(ステップS6)、給湯運転する(ステップS7)。   Then, when the determination result of the defrost start determination is not “defrost: required” but “defrost: no” (step S4 → No), the operation control device 50 continues the hot water storage operation. That is, the operation control device 50 repeats the defrosting start determination procedure (step S4) while the hot water storage operation is not completed (step S5 → No), and when the hot water storage is completed (step S5 → Yes), The operation is terminated (step S6), and a hot water supply operation is performed (step S7).

このように、貯湯が終了しない間(ステップS5→No)、貯湯運転しながら除霜開始判定する手順(ステップS4)を繰り返すことで、貯湯運転中に除霜が必要になった場合であっても、必要に応じて除霜運転を開始することができる。   Thus, while hot water storage is not completed (step S5 → No), by repeating the defrosting start determination procedure (step S4) while performing hot water storage operation, defrosting is required during hot water storage operation. Also, the defrosting operation can be started as necessary.

なお、運転制御装置50は、例えば、貯湯タンク9の最も下部に配設されるタンクサーミスタ9a(図1に示すタンクサーミスタ9a5)が計測する湯水の温度が所定の沸き上げ温度であるとき、貯湯タンク9が高温の湯水で満たされたと判定して貯湯終了を判定する。   The operation control device 50 may store hot water when, for example, the temperature of the hot water measured by the tank thermistor 9a (tank thermistor 9a5 shown in FIG. 1) disposed at the lowermost part of the hot water storage tank 9 is a predetermined boiling temperature. It is determined that the tank 9 is filled with hot hot water, and the end of hot water storage is determined.

一方、除霜開始判定の判定結果が「除霜:要」で(ステップS4→Yes)、「直ちに除霜運転開始」ではないとき(ステップS8→No)、すなわち、除霜開始判定の判定結果が「貯湯終了後除霜運転開始」の場合、運転制御装置50は、貯湯が終了するまで貯湯運転を継続する(ステップS9→No)。そして、貯湯が終了したら(ステップS9→Yes)貯湯運転を終了して(ステップS10)、除霜運転を開始する(ステップS11)。   On the other hand, when the determination result of the defrost start determination is “Defrost: Necessary” (Step S4 → Yes) and not “Defrost operation start immediately” (Step S8 → No), that is, the determination result of the defrost start determination Is “start defrosting operation after hot water storage is completed”, operation control device 50 continues the hot water storage operation until hot water storage is completed (step S9 → No). And if hot water storage is complete | finished (step S9-> Yes), hot water storage operation will be complete | finished (step S10) and defrost operation will be started (step S11).

運転制御装置50は、除霜運転を開始した後(ステップS11)、図4に示す除霜終了判定基準に基づいて、図5に示す手順で除霜終了判定する。そして、除霜終了判定の判定結果が「除霜:終了」になるまで除霜運転し(ステップS12→No)、除霜終了判定の判定結果が「除霜:終了」になったら(ステップS12→Yes)、除霜運転を終了して(ステップS13)、給湯運転する(ステップS7)。   After starting the defrosting operation (step S11), the operation control device 50 makes a defrosting end determination according to the procedure shown in FIG. 5 based on the defrosting end determination criterion shown in FIG. Then, the defrosting operation is performed until the determination result of the defrosting end determination is “defrosting: end” (step S12 → No), and when the determination result of the defrosting end determination is “defrosting: end” (step S12). → Yes), the defrosting operation is terminated (step S13), and the hot water supply operation is performed (step S7).

ステップS8に戻って、除霜開始判定の判定結果が「直ちに除霜運転開始」のとき(ステップS8→Yes)、運転制御装置50は貯湯運転を中断し(ステップS14)、除霜運転を開始する(ステップS15)。
そして、運転制御装置50は、図4に示す除霜終了判定基準に基づいて、図5に示す手順で除霜終了判定する(ステップS16)。
Returning to step S8, when the determination result of the defrosting start determination is “immediately defrosting operation start” (step S8 → Yes), the operation control device 50 interrupts the hot water storage operation (step S14) and starts the defrosting operation. (Step S15).
And the driving | operation control apparatus 50 determines completion | finish of defrost based on the procedure shown in FIG. 5 based on the defrost completion | finish determination criteria shown in FIG. 4 (step S16).

運転制御装置50は、図4に示す除霜終了判定基準に基づいて、図5に示す手順で除霜終了判定し、判定結果が「除霜:終了」になるまで除霜運転する(ステップS16→No)。そして、除霜終了判定の判定結果が「除霜:終了」になったら(ステップS16→Yes)除霜運転を終了する(ステップS17)。   The operation control device 50 performs the defrosting end determination according to the procedure shown in FIG. 5 based on the defrosting end determination criterion shown in FIG. 4 and performs the defrosting operation until the determination result becomes “defrosting: end” (step S16). → No). Then, when the determination result of the defrosting end determination is “defrosting: end” (step S16 → Yes), the defrosting operation is ended (step S17).

さらに、運転制御装置50は、貯湯運転を再開し(ステップS18)、貯湯が終了しない間は(ステップS5→No)貯湯運転して、貯湯が終了したら(ステップS5→Yes)、貯湯運転を終了して(ステップS6)給湯運転する(ステップS7)。
なお、除霜運転終了(ステップS17)後に貯湯運転を再開した場合(ステップS18)、貯湯が終了しない間(ステップS5→No)、ステップS4に戻さずに貯湯終了を判定する構成としてもよい。
Further, the operation control device 50 restarts the hot water storage operation (step S18), performs hot water storage operation while the hot water storage is not completed (step S5 → No), and ends hot water storage operation when the hot water storage is completed (step S5 → Yes). Then (step S6) hot water supply operation is performed (step S7).
In addition, when the hot water storage operation is resumed after the end of the defrosting operation (step S17) (step S18), the hot water storage end may be determined without returning to step S4 while the hot water storage is not completed (step S5 → No).

以上のように、本実施形態に係るヒートポンプ給湯機は、除霜の必要がある場合であっても貯湯タンクの貯湯量が所定の規定量(例えば、80%)以上のときは、優先して貯湯運転することができ、速やかに貯湯を終了できるという優れた効果を奏する。
また、外気温度が所定値(例えば、5℃)未満であっても、空気熱交換器の温度である交換器温度(空気熱交換器の表面温度)が所定値(例えば、−5℃)以上であれば除霜が必要でないと判定することから、例えば、ヒートポンプ給湯機が運転開始してから短時間しか経過せず、空気熱交換器に着霜していない場合に除霜運転することを回避できるという優れた効果を奏する。
As described above, the heat pump water heater according to the present embodiment has priority when the amount of hot water stored in the hot water storage tank is equal to or greater than a predetermined specified amount (for example, 80%) even when defrosting is necessary. The hot water storage operation can be performed, and the excellent effect that the hot water storage can be completed quickly is achieved.
Moreover, even if the outside air temperature is less than a predetermined value (for example, 5 ° C.), the exchanger temperature (the surface temperature of the air heat exchanger) that is the temperature of the air heat exchanger is not less than a predetermined value (for example, −5 ° C.). Since it is determined that no defrosting is necessary, for example, when the heat pump water heater has only started for a short time after starting operation and the air heat exchanger is not frosted, the defrosting operation is performed. There is an excellent effect that it can be avoided.

さらに、貯湯運転を中断して除霜運転する場合、外気温度と交換器温度に応じて除霜の終了を判定する構成とした。
前記したように、外気温度が低い場合は、貯湯運転の再開後に交換器温度が急速に低下し、除霜運転で霜が溶けた水が再凍結する可能性がある。
そこで、本実施形態においては、外気温度が低い場合に、除霜を終了する際の交換器温度を高くして、貯湯運転再開後の再凍結を防止する。
このように、本実施形態においては、貯湯運転を中断して除霜運転する場合、外気温度と交換器温度に応じて除霜運転を終了することで、貯湯運転再開後の再凍結を防止できるという優れた効果を奏する。
Further, when the defrosting operation is performed with the hot water storage operation interrupted, the end of the defrosting is determined according to the outside air temperature and the exchanger temperature.
As described above, when the outside air temperature is low, the temperature of the exchanger rapidly decreases after resuming the hot water storage operation, and there is a possibility that the water in which the frost is melted in the defrosting operation is frozen again.
Therefore, in this embodiment, when the outside air temperature is low, the exchanger temperature at the end of defrosting is increased to prevent refreezing after restarting the hot water storage operation.
As described above, in the present embodiment, when the hot water storage operation is interrupted and the defrosting operation is performed, the refrosting after restarting the hot water storage operation can be prevented by ending the defrosting operation according to the outside air temperature and the exchanger temperature. There is an excellent effect.

また、貯湯運転終了後に除霜運転する場合、交換器温度が低い状態で除霜運転を終了する構成とした。
この構成によって、貯湯運転終了後に除霜運転する場合は、交換器温度を高くする必要がなくなり、除霜運転に要する時間を短縮できるとともに除霜運転時の消費電力を抑えることができるという優れた効果を奏する。
Moreover, when performing defrost operation after completion | finish of hot water storage operation, it was set as the structure which complete | finishes defrost operation in a state with a low exchanger temperature.
With this configuration, when the defrosting operation is performed after the hot water storage operation is completed, it is not necessary to increase the exchanger temperature, and the time required for the defrosting operation can be shortened and the power consumption during the defrosting operation can be suppressed. There is an effect.

なお、ヒートポンプ給湯機としては、タンクに蓄えられた高温の湯水を給湯栓などの給湯端末に供給するために使用する構成のほか、タンクに蓄えられた沸き上げ温度の湯水をさらに熱媒体として利用する構成も考えられ、この場合には、タンクに蓄えられる熱媒体は液体であれば湯水でなくてもよい。
本発明は、このように構成されるヒートポンプ給湯機にも適用可能であり、図1に示すヒートポンプ給湯機100の貯湯タンク9は、熱媒体となる液体を貯液するタンクとすればよい。
なお、タンクに蓄えられる高温の液体を熱媒体として利用する方法としては、給水源から供給される水を加熱し、加熱された水(湯水)を給湯端末に供給する方法が考えられる。
In addition to the configuration used to supply hot water stored in a tank to a hot water supply terminal such as a hot water tap, the heat pump water heater also uses boiling water stored in the tank as a heat medium. In this case, the heat medium stored in the tank may not be hot water as long as it is a liquid.
The present invention can also be applied to the heat pump water heater configured as described above, and the hot water storage tank 9 of the heat pump water heater 100 shown in FIG. 1 may be a tank that stores liquid as a heat medium.
In addition, as a method of using a high-temperature liquid stored in a tank as a heat medium, a method of heating water supplied from a water supply source and supplying the heated water (hot water) to a hot water supply terminal can be considered.

また、本実施形態に係るヒートポンプ給湯機は、ヒートポンプユニット及び貯湯ユニットを組み合わせて構成されるが、本発明は、タンクと熱源が一体的に設けられた、いわゆる一体型のヒートポンプ給湯機にも適用可能であり、その場合、タンクと一体的に設けられる熱源をヒートポンプ部と特定することができる。   Further, the heat pump water heater according to the present embodiment is configured by combining a heat pump unit and a hot water storage unit, but the present invention is also applied to a so-called integrated heat pump water heater in which a tank and a heat source are integrally provided. In this case, the heat source provided integrally with the tank can be specified as the heat pump unit.

また、本実施形態に係るヒートポンプ給湯機は、ヒートポンプユニットに送られる低温の湯水(低温の液体)が、タンクの下方から取り出されるが、ヒートポンプユニットに送られる低温の湯水が、タンクを経由せず給水管から直接取り出される構成であってもよい。   In the heat pump water heater according to the present embodiment, the low-temperature hot water (low-temperature liquid) sent to the heat pump unit is taken out from below the tank, but the low-temperature hot water sent to the heat pump unit does not pass through the tank. The structure taken out directly from a water supply pipe may be sufficient.

4 空気熱交換器
9 貯湯タンク(タンク)
30 ヒートポンプユニット(ヒートポンプ部)
31 ヒートポンプ冷媒回路
40 貯湯ユニット(貯液ユニット)
41 貯湯回路
42 給湯回路
50 運転制御装置(除霜開始判定手段、除霜終了判定手段)
100 ヒートポンプ給湯機
4 Air heat exchanger 9 Hot water storage tank (tank)
30 Heat pump unit (heat pump part)
31 Heat pump refrigerant circuit 40 Hot water storage unit (liquid storage unit)
41 Hot water storage circuit 42 Hot water supply circuit 50 Operation control device (defrosting start determining means, defrosting end determining means)
100 heat pump water heater

Claims (4)

液体を所定の沸き上げ温度に沸き上げる熱源となるヒートポンプ部と、
前記沸き上げ温度の前記液体をタンクに貯液する貯液ユニットと、を含み、
前記ヒートポンプ部に備わる空気熱交換器を除霜する除霜運転の開始を判定する除霜開始判定手段及び前記除霜運転の終了を判定する除霜終了判定手段を有するヒートポンプ給湯機において、
前記除霜開始判定手段は、外気温度と前記空気熱交換器の温度と前記空気熱交換器の着霜量に応じた区分ごとに判定結果が設定される除霜開始判定基準に基づいて前記除霜運転の開始を判定し、
前記除霜終了判定手段は、外気温度に応じた区分ごとに除霜終了温度が設定される除霜終了判定基準に基づいて前記除霜運転の終了を判定することを特徴とするヒートポンプ給湯機。
A heat pump unit serving as a heat source for boiling liquid to a predetermined boiling temperature;
A liquid storage unit for storing the liquid at the boiling temperature in a tank,
In the heat pump water heater having a defrosting start determining means for determining the start of a defrosting operation for defrosting the air heat exchanger provided in the heat pump unit and a defrosting end determining means for determining the end of the defrosting operation,
The defrosting start determining means is configured to determine the defrosting start based on a defrosting start determination criterion in which a determination result is set for each category according to an outside air temperature, a temperature of the air heat exchanger, and a frosting amount of the air heat exchanger. Determine the start of frost operation,
The defrosting end determination means determines the end of the defrosting operation based on a defrosting end determination criterion in which a defrosting end temperature is set for each section according to the outside air temperature.
前記除霜開始判定基準には、前記空気熱交換器の温度及び前記タンクの貯液量に対応して、前記除霜運転を開始するタイミングが設定され、
前記除霜開始判定手段は、前記除霜開始判定基準に基づいて、前記除霜運転を開始するタイミングを決定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機。
In the defrosting start determination criterion, the timing for starting the defrosting operation is set corresponding to the temperature of the air heat exchanger and the amount of liquid stored in the tank,
The heat pump water heater according to claim 1, wherein the defrosting start determining means determines a timing for starting the defrosting operation based on the defrosting start determination criterion.
前記除霜運転を開始するタイミングは、
前記タンクの貯液量が所定の規定量以上の場合、前記液体を沸き上げる貯湯運転の終了後に前記除霜運転を開始するように設定され、
前記タンクの貯液量が前記規定量未満の場合、前記貯湯運転を中断して前記除霜運転を開始するように設定されてい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機。
The timing for starting the defrosting operation is as follows:
If the amount of liquid stored in the tank is greater than or equal to a predetermined amount, the defrosting operation is set to start after the hot water storage operation to boil the liquid is completed,
The heat pump water heater according to claim 2, wherein when the amount of liquid stored in the tank is less than the specified amount, the hot water storage operation is interrupted and the defrosting operation is started.
前記除霜終了判定基準は、
前記貯湯運転が中断されて前記除霜運転が開始されている状態のときの前記除霜終了温度が外気温度に応じた区分ごとに設定され、
前記貯湯運転の終了後に前記除霜運転が開始されている状態のときの前記除霜終了温度が1つの所定温度に設定されていることを特徴とする請求項3に記載のヒートポンプ給湯機。
The defrosting end criterion is:
The defrosting end temperature when the hot water storage operation is interrupted and the defrosting operation is started is set for each section according to the outside air temperature,
The heat pump water heater according to claim 3, wherein the defrosting end temperature when the defrosting operation is started after the hot water storage operation is finished is set to one predetermined temperature.
JP2009234524A 2009-10-08 2009-10-08 Heat pump water heater Withdrawn JP2011080716A (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2009234524A JP2011080716A (en) 2009-10-08 2009-10-08 Heat pump water heater

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2009234524A JP2011080716A (en) 2009-10-08 2009-10-08 Heat pump water heater

Publications (1)

Publication Number Publication Date
JP2011080716A true JP2011080716A (en) 2011-04-21

Family

ID=44074934

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2009234524A Withdrawn JP2011080716A (en) 2009-10-08 2009-10-08 Heat pump water heater

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JP2011080716A (en)

Cited By (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2013171971A1 (en) * 2012-05-16 2013-11-21 パナソニック株式会社 Heating system control method and heating system
JP2014066413A (en) * 2012-09-25 2014-04-17 Daikin Ind Ltd Heat pump type water heater
JP2015098986A (en) * 2013-11-20 2015-05-28 株式会社デンソー Heat pump cycle device
JP2016095107A (en) * 2014-11-17 2016-05-26 ダイキン工業株式会社 Heat pump device
JP2016223669A (en) * 2015-05-28 2016-12-28 株式会社デンソー Control device and heat pump type water heater
CN109163411A (en) * 2018-08-23 2019-01-08 珠海格力电器股份有限公司 Control method of heat pump system, heat pump system and air conditioner
JP7482764B2 (en) 2020-12-02 2024-05-14 リンナイ株式会社 Heat Pump System

Cited By (10)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2013171971A1 (en) * 2012-05-16 2013-11-21 パナソニック株式会社 Heating system control method and heating system
JP5820998B2 (en) * 2012-05-16 2015-11-24 パナソニックIpマネジメント株式会社 Heating system control method and heating system
EP2851635A4 (en) * 2012-05-16 2015-12-30 Panasonic Ip Man Co Ltd Heating system control method and heating system
JP2014066413A (en) * 2012-09-25 2014-04-17 Daikin Ind Ltd Heat pump type water heater
JP2015098986A (en) * 2013-11-20 2015-05-28 株式会社デンソー Heat pump cycle device
WO2015075882A1 (en) * 2013-11-20 2015-05-28 株式会社デンソー Heat pump cycle device
JP2016095107A (en) * 2014-11-17 2016-05-26 ダイキン工業株式会社 Heat pump device
JP2016223669A (en) * 2015-05-28 2016-12-28 株式会社デンソー Control device and heat pump type water heater
CN109163411A (en) * 2018-08-23 2019-01-08 珠海格力电器股份有限公司 Control method of heat pump system, heat pump system and air conditioner
JP7482764B2 (en) 2020-12-02 2024-05-14 リンナイ株式会社 Heat Pump System

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP2011080716A (en) Heat pump water heater
JP6226073B2 (en) Hot water system
JP2007322077A (en) Heat pump hot-water supply floor-heating device
KR100923373B1 (en) Heat pump type hot water supply and floor heating device
JP5982839B2 (en) Heat pump cycle equipment
WO2014102934A1 (en) Heat pump hot water heater
JP2008096044A (en) Hot water reservoir type hot-water supply device
CN103415747A (en) Heat pump-type water heater
EP2933579B1 (en) Heat pump water heater
JP4988486B2 (en) Hot water storage water heater
JP2010032063A (en) Outdoor unit and heat pump device
JP2019148382A (en) Heat pump type heating device
JP2009264617A (en) Heat pump water heater
JP5071420B2 (en) Heat pump water heater
JP5682552B2 (en) Heat pump water heater
JP2009074736A (en) Heat pump type hot water supply device
JP2014234958A (en) Air conditioner
JP3915820B2 (en) Heat pump water heater
JP3900174B2 (en) Water heater
KR101222300B1 (en) Heat pump water heater
JP2010054145A (en) Heat pump water heater
JP5097054B2 (en) Heat pump water heater
JP7319890B2 (en) Heat pump hot water heating system
JP7227090B2 (en) Storage hot water heater
JP5045656B2 (en) Heat pump water heater

Legal Events

Date Code Title Description
A300 Application deemed to be withdrawn because no request for examination was validly filed

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A300

Effective date: 20130108