JP2012013358A - Heat pump type cold/warm water cooling/heating device - Google Patents
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Abstract
【課題】冷房運転時の結露を防止するヒートポンプ式冷温水冷房暖房装置を提供する。
【解決手段】冷媒を加熱および冷却するヒートポンプサイクル39の冷媒と水と熱交換して高温水または冷水にする水冷媒熱交換器2を備えた熱交換ユニットBと、水冷媒熱交換器2と湯水を循環する循環回路38と、室内を暖房、冷房する暖房端末23と冷房端末22と、熱交換ユニットB内の湯水を循環回路38を介して暖房端末23および冷房端末22へ送る沸き上げポンプ9と、熱交換ユニットB内部と外気を遮断する外装37と、外装37の表面温度を検知する熱交外装サーミスタ28と、熱交換ユニットB内に設けられ内部の雰囲気温度を上げるヒータ29を備え、ヒートポンプサイクル39で冷却された冷媒を熱交換ユニットBに送り、冷水を冷房端末22へ送って室内を冷房する際に、露点温度までに低下し結露が発生する時、ヒータ29に通電して外装37の結露を防止する。
【選択図】図1A heat pump-type hot / cold water cooling / heating device that prevents condensation during cooling operation is provided.
A heat exchange unit B including a water-refrigerant heat exchanger 2 that exchanges heat with refrigerant and water of a heat pump cycle 39 that heats and cools the refrigerant to form high-temperature water or cold water, and a water-refrigerant heat exchanger 2 A circulation circuit 38 that circulates hot water, a heating terminal 23 that heats and cools the room, a cooling terminal 22, and a boiling pump that sends hot water in the heat exchange unit B to the heating terminal 23 and the cooling terminal 22 via the circulation circuit 38. 9, an exterior 37 that blocks outside air from the inside of the heat exchange unit B, a heat exchange exterior thermistor 28 that detects the surface temperature of the exterior 37, and a heater 29 that is provided in the heat exchange unit B and raises the internal ambient temperature. When the refrigerant cooled by the heat pump cycle 39 is sent to the heat exchange unit B and the cold water is sent to the cooling terminal 22 to cool the room, the temperature drops to the dew point and condensation occurs. , To prevent condensation of the exterior 37 by energizing the heater 29.
[Selection] Figure 1
Description
本発明は、ヒートポンプを用いて生成した冷・温水で冷房および暖房を行うヒートポンプ式冷温水冷房暖房装置に関するものである。 The present invention relates to a heat pump type cold / hot water cooling / heating apparatus that performs cooling and heating with cold / hot water generated using a heat pump.
従来、石油やガスなどの燃焼系の燃料を熱源とした暖房機器の利用が大半を占めていたが、近年では、ヒートポンプ技術を利用した暖房市場が急激に拡大している。また、従来の空気調和機においてもヒートポンプ技術を利用して、冷房と暖房の双方を利用することができるものもある。 Conventionally, the use of heating equipment that uses combustion fuels such as oil and gas as a heat source has occupied the majority, but in recent years, the heating market using heat pump technology has expanded rapidly. Also, some conventional air conditioners can use both cooling and heating by utilizing heat pump technology.
しかしながら、従来の空気調和機だけでは、暖房時に足元が暖まりにくい等の課題があり、それを解消するためにヒートポンプ技術を利用した温水暖房装置が開発されている(例えば、特許文献1参照)。特許文献1に記載の温水暖房装置では、高温冷媒と温水とを熱交換して、熱交換して昇温した温水を床暖房パネル等の暖房端末へ送り、暖房を行っている。 However, the conventional air conditioner alone has a problem that the feet are difficult to warm during heating, and a hot water heater using heat pump technology has been developed to solve the problem (see, for example, Patent Document 1). In the hot water heating apparatus described in Patent Document 1, heat exchange is performed between a high-temperature refrigerant and hot water, and the hot water heated by heat exchange is sent to a heating terminal such as a floor heating panel to perform heating.
図9は、上記特許文献1に記載された従来のヒートポンプ式温水暖房装置の構成図である。 FIG. 9 is a configuration diagram of a conventional heat pump hot water heater described in Patent Document 1.
図9に示すように、従来のヒートポンプ式温水暖房装置は、圧縮機101と、水冷媒熱交換器102の冷媒流路と、減圧装置103と、蒸発器104とを順次冷媒配管105で環状に接続して冷凍サイクル106を構成し、水冷媒熱交換器102の水流路と、沸き上げポンプ109と、貯湯タンク110とを順次環状に接続して沸き上げサイクルを構成していた。 As shown in FIG. 9, the conventional heat pump type hot water heating apparatus has a compressor 101, a refrigerant flow path of a water / refrigerant heat exchanger 102, a decompression device 103, and an evaporator 104 that are sequentially annularly formed by a refrigerant pipe 105. The refrigeration cycle 106 was connected to form a boiling cycle by sequentially connecting the water flow path of the water-refrigerant heat exchanger 102, the boiling pump 109, and the hot water storage tank 110 in an annular manner.
そして暖房運転を開始すると、温水循環ポンプ111が駆動することによって、貯湯タンク110内の温水を、暖房端末108へ送る。また、給湯運転を行う時には、貯湯タンク110内に設けられた給湯熱交換器112で、温水を貯湯タンク110内の高温水と熱交換して、給湯端末(図示せず)へ温水が供給される。 When the heating operation is started, the hot water circulation pump 111 is driven to send the hot water in the hot water storage tank 110 to the heating terminal 108. In addition, when performing a hot water supply operation, hot water is exchanged with hot water in the hot water storage tank 110 by a hot water supply heat exchanger 112 provided in the hot water storage tank 110, and hot water is supplied to a hot water supply terminal (not shown). The
上記システムは、暖房だけを主体としたシステムで、主に北欧地域で使用されるシステムである。しかしながら、ヒートポンプを用いたシステムの特徴として、暖房だけでなく、冷房も行えるという特徴があり、欧州全域に対しては、冷房も行えることのできるシステムも要望されている。 The above system is a system mainly using heating, and is a system mainly used in the Nordic region. However, as a feature of a system using a heat pump, there is a feature that not only heating but also cooling can be performed, and a system that can also perform cooling is desired for the whole of Europe.
そこで、欧州全域に対しては、冷房も行うことができるシステムとして、図10で示されたヒートポンプ式冷温水冷房暖房装置が一般的になっており今後の需要が見込まれている。 Therefore, the heat pump type cold / hot water cooling / heating apparatus shown in FIG. 10 is generally used as a system that can also perform cooling for the whole of Europe, and future demand is expected.
図10は、従来のヒートポンプ式冷温水冷房暖房装置の構成図である。 FIG. 10 is a configuration diagram of a conventional heat pump type cold / hot water cooling / heating device.
図10に示すように、従来のヒートポンプ式冷温水冷房暖房装置は、圧縮機101と、水冷媒熱交換器102の冷媒流路と、減圧装置103と、蒸発器104とを、順次冷媒配管105で環状に接続して冷凍サイクル106を構成ししているが、さらに、四方弁113を設け、冷房時には、圧縮機101からの冷媒を水冷媒熱交換器102に送り、水冷媒熱交換器102の水流路(図示せず)の冷水を冷房端末115に送ることができる。 As shown in FIG. 10, a conventional heat pump type cold / hot water cooling / heating device includes a compressor 101, a refrigerant flow path of a water / refrigerant heat exchanger 102, a decompression device 103, and an evaporator 104, and a refrigerant pipe 105. The refrigeration cycle 106 is configured by being connected in a ring shape. However, a four-way valve 113 is further provided, and during cooling, the refrigerant from the compressor 101 is sent to the water refrigerant heat exchanger 102 and the water refrigerant heat exchanger 102 is supplied. The cold water in the water flow path (not shown) can be sent to the cooling terminal 115.
循環ポンプ116で、冷水を供給しているときは、三方弁114で、貯湯タンク117に送らずに、冷房端末115に送るよう切り替えられ、また、暖房端末108途中の経路にも2方弁118を設け、暖房端末108が結露しないように配慮する。また暖房時には、暖房端末108途中の2方弁118を開にして暖房を行うのと、三方弁114を切り替えることにより、暖房と給湯をそれぞれ交互に行うことができる。貯湯タンク117の水は、直接加熱せず、給湯熱交換器112を介して加熱される。 When the circulating pump 116 is supplying cold water, the three-way valve 114 is switched to send it to the cooling terminal 115 without sending it to the hot water storage tank 117, and the two-way valve 118 is also provided on the route in the middle of the heating terminal 108. To prevent the heating terminal 108 from condensing. During heating, the two-way valve 118 in the middle of the heating terminal 108 is opened for heating, and the three-way valve 114 is switched to alternately perform heating and hot water supply. The water in the hot water storage tank 117 is not directly heated but heated via the hot water supply heat exchanger 112.
しかしながら、上記従来のヒートポンプ式冷温水冷房暖房装置の構成では、単純にヒートポンプ冷房装置として冷房運転をする際にさまざまな課題を有している。
冷房と暖房を切り替える際の貯湯タンク117の沸き上げ制御や、冷房端末115の選定、冷房端末115と暖房端末108の切り替えなどが上げられるが、一番の課題として冷媒、および冷水が湿気を含んだ外気と接触する場合に結露を発生することが大きな課題であった。
However, the configuration of the conventional heat pump type cooling / heating water cooling / heating device has various problems when simply performing the cooling operation as the heat pump cooling device.
Control of boiling of the hot water storage tank 117 when switching between cooling and heating, selection of the cooling terminal 115, switching between the cooling terminal 115 and the heating terminal 108, etc. can be raised, but the biggest problem is that the refrigerant and cold water contain moisture However, when it comes into contact with outside air, it has been a big problem to generate condensation.
結露が発生することは、循環ポンプ116などの機能部品、安全装置、制御器板に重大な影響を及ぼす恐れがあり、結露を発生させないことが重要である。また、本体内部の結露だけでなく本体外装部に付着した結露水は、床面や本体背面を濡らし、カビの発生や変色をおこし、使用者の家屋に被害をもたらすといった課題があった。 The occurrence of condensation may seriously affect the functional parts such as the circulation pump 116, the safety device, and the controller board, and it is important not to cause condensation. In addition to the condensation inside the main body, the condensed water adhering to the exterior of the main body wets the floor and the back of the main body, causes mold and discoloration, and causes damage to the user's house.
本発明は、前記従来の課題を解決するもので、冷房運転時の結露を防止し、安全で、快適性を損なうことのないヒートポンプ式冷温水冷房暖房装置を提供することを目的とする。 SUMMARY OF THE INVENTION The present invention solves the above-described conventional problems, and an object thereof is to provide a heat pump type cold / hot water cooling / heating device that prevents condensation during cooling operation, is safe, and does not impair comfort.
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式冷温水冷房暖房装置は、冷媒を加熱および冷却するヒートポンプサイクルと、前記ヒートポンプサイクルの冷媒と水と熱交換して高温水または冷水にする水冷媒熱交換器を備えた熱交換ユニットと、前記水冷媒熱交換器と湯水を循環する循環回路と、室内を暖冷房する暖房端末、冷房端末と、前記熱交換ユニット内の湯水を前記循環回路を介して前記暖房端末および前記冷房端末へ送る循環ポンプと、前記熱交換ユニット内部と外気を遮断する外装と、前記外装の表面温度を検知する熱交外装サーミスタと、前記熱交換ユニット内に設けられた加熱手段とを備え、前記ヒートポンプサイクルで冷却された冷媒が前記熱交換ユニットに送られ、冷水にして前記冷房端末へ送られ室内を冷房し、露点温度までに低下し結露が発生する場合に、前記加熱手段を動作させることを特徴とするもので、本体外装の温度が加熱手段によって上昇して、本体外装及び内部に結露が発生することがなくなり、熱交換ユニットの背面および床面のカビによる汚損および充電部の結露を防止することができる。 In order to solve the above-mentioned conventional problems, a heat pump type cold / hot water cooling / heating device of the present invention heats and cools a refrigerant, and exchanges heat with the refrigerant and water of the heat pump cycle to form high-temperature water or cold water. A heat exchange unit including a water-refrigerant heat exchanger, a circulation circuit that circulates the water-refrigerant heat exchanger and hot water, a heating terminal that heats and cools a room, a cooling terminal, and hot water in the heat exchange unit A circulation pump that is sent to the heating terminal and the cooling terminal via a circuit; an exterior that shuts off outside air from the inside of the heat exchange unit; a heat exchange exterior thermistor that detects the surface temperature of the exterior; and the heat exchange unit Provided with a heating means, and the refrigerant cooled in the heat pump cycle is sent to the heat exchange unit, is sent to the cooling terminal as cold water, and is passed through the room. When the temperature drops to the dew point temperature and dew condensation occurs, the heating means is operated. The temperature of the main body exterior rises by the heating means, and dew condensation occurs in the main body exterior and inside. It is possible to prevent fouling due to mold on the back surface and floor surface of the heat exchange unit and condensation on the charging unit.
本発明のヒートポンプ式冷温水冷房暖房装置は、本体を露点温度以上に保ち、外装に結露を防止し、また内部の結露も防止することができ、床面、壁面のカビによる汚損および充電部の結露を防止することができる快適性を損なうことのないヒートポンプ式冷温水冷房暖房装置を提供することができる。 The heat pump type cold / hot water cooling / heating device of the present invention keeps the main body at the dew point temperature or more, prevents condensation on the exterior, and also prevents internal condensation. It is possible to provide a heat pump type hot / cold water cooling / heating device that does not impair the comfort of preventing condensation.
第1の発明は、冷媒を加熱および冷却するヒートポンプサイクルと、前記ヒートポンプサイクルの冷媒と水と熱交換して高温水または冷水にする水冷媒熱交換器を備えた熱交換ユニットと、前記水冷媒熱交換器と湯水を循環する循環回路と、室内を暖冷房する暖房端末、冷房端末と、前記熱交換ユニット内の湯水を前記循環回路を介して前記暖房端末および前記冷房端末へ送る循環ポンプと、前記熱交換ユニット内部と外気を遮断する外装と、前記外装の表面温度を検知する熱交外装サーミスタと、前記熱交換ユニット内に設けられた加熱手段とを備え、前記ヒートポンプサイクルで冷却された冷媒が前記熱交換ユニットに送られ、冷水にして前記冷房端末へ送られ室内を冷房し、露点温度までに低下し結露が発生する場合に、前記加熱手段を動作させることを特徴とするヒートポンプ式冷温水冷房暖房装置もので、本体外装の温度が加熱手段によって上昇して、本体外装及び内部に結露が発生することがなくなり、熱交換ユニットの背面および床面のカビによる汚損および充電部の結露を防止することができる。 A first invention includes a heat pump unit that heats and cools a refrigerant, a heat exchange unit that includes a water-refrigerant heat exchanger that exchanges heat with the refrigerant and water of the heat pump cycle to form high-temperature water or cold water, and the water refrigerant. A circulation circuit that circulates the heat exchanger and hot water, a heating terminal that cools and cools the room, a cooling terminal, and a circulation pump that sends hot water in the heat exchange unit to the heating terminal and the cooling terminal via the circulation circuit; A heat-exterior thermistor for detecting the surface temperature of the exterior, the heating means provided in the heat-exchange unit, and cooled by the heat pump cycle. When the refrigerant is sent to the heat exchange unit, sent as cold water to the cooling terminal to cool the room, the temperature drops to the dew point temperature and condensation occurs, the heating means A heat pump type cold / hot water cooling / heating device characterized by operating, the temperature of the exterior of the main body rises by the heating means, and no condensation occurs in the main body exterior and inside, and the back and floor surfaces of the heat exchange unit It is possible to prevent fouling caused by mold and condensation on the charged part.
第2の発明は、特に、第1の発明の熱交換ユニットに湿度条件を設定可能とする入力端末を備え、その地域の夏場の湿度条件に対して前記入力端末に湿度を入力し、運転開始する直前に熱交外装サーミスタが検知した外装温度と設定された湿度に対し、露点温度を算出し、前記熱交外装サーミスタが検知する外装温度が前記露点温度まで低下した場合に、加熱手段を動作させるもので、欧州全域に対して夏場の湿度条件もさまざまであり、湿度設定を変更することで無駄な電力を消費することなく、結露を防止することができる。 In particular, the second invention is provided with an input terminal that enables the humidity condition to be set in the heat exchange unit of the first invention, and the humidity is input to the input terminal with respect to the humidity condition of the summer in the area, and the operation is started. The dew point is calculated for the exterior temperature detected by the heat exchanger exterior thermistor and the set humidity immediately before the heat exchanger exterior thermistor detects and the heating means operates when the exterior temperature detected by the heat exchanger exterior thermistor drops to the dew point temperature. Therefore, there are various summer humidity conditions for the whole of Europe, and by changing the humidity setting, condensation can be prevented without consuming wasteful power.
第3の発明は、特に、第1の発明の熱交換ユニットに湿度条件を設定可能とする入力端末と、外気温度を検出する外気温サーミスタを備え、その地域の夏場の湿度条件に対して前記入力端末に湿度を入力し、前記外気温サーミスタが検知した外気温度と設定された湿度に対し、露点温度を算出し、熱交外装サーミスタが検知する温度が前記露点温度まで低下した場合に、加熱手段を動作させるもので、1日の外気温の変化に対し、きめ細かな加熱手段の動作制御を行うことができ、結露を防止することができる。 In particular, the third invention includes an input terminal capable of setting a humidity condition in the heat exchange unit of the first invention, and an outside temperature thermistor for detecting the outside air temperature. When the humidity is input to the input terminal, the dew point temperature is calculated for the outside air temperature detected by the outside temperature thermistor and the set humidity, and when the temperature detected by the heat exchanger exterior thermistor drops to the above dew point temperature, heating is performed. The device is operated, and the operation control of the heating device can be finely controlled with respect to the change of the outside air temperature per day, so that dew condensation can be prevented.
第4の発明は、特に、第3の発明の熱交外装サーミスタ及び外気温サーミスタのそれぞれが検知する温度が0℃以下の場合に、加熱手段を動作させるもので、夏場の結露防止だけでなく、冬場の凍結防止の役目も同時に果たすことができる。 In the fourth invention, in particular, when the temperature detected by each of the heat exchange exterior thermistor and the outside air temperature thermistor of the third invention is 0 ° C. or less, the heating means is operated. It can also play the role of preventing freezing in winter.
以下、本発明の実施の形態について、図面を参照しながら説明する。なお、この実施の形態によって本発明が限定されるものではない。 Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings. Note that the present invention is not limited to the embodiments.
(実施の形態1)
本発明の実施の形態1におけるヒートポンプ式冷温水冷房暖房装置について、図1〜8を用いて説明する。
(Embodiment 1)
The heat pump type cold / hot water cooling / heating apparatus in Embodiment 1 of this invention is demonstrated using FIGS.
図1は、本実施の形態1におけるヒートポンプ式冷温水冷房暖房装置の構成図である。図1において、本実施の形態におけるヒートポンプ式冷温水冷房暖房装置は、ヒートポンプユニットAと、熱交換ユニットBと、タンクユニットCの3つのユニットで構成され、ヒートポンプユニットAは、屋外に設置され、熱交換ユニットBおよびタンクユニットCは屋内に設置される。 FIG. 1 is a configuration diagram of a heat pump type cold / hot water cooling / heating device according to the first embodiment. In FIG. 1, the heat pump type cold / hot water cooling / heating device in the present embodiment is composed of three units of a heat pump unit A, a heat exchange unit B, and a tank unit C, and the heat pump unit A is installed outdoors. The heat exchange unit B and the tank unit C are installed indoors.
そして本実施の形態におけるヒートポンプ式冷温水冷房暖房装置は、冷媒を圧縮して高温冷媒を吐出する圧縮機1と、水と高温冷媒とを熱交換して温水を生成する水冷媒熱交換器2と、冷媒を減圧する減圧装置3と、空気と冷媒とで熱交換を行う蒸発器4aと、冷媒の流路を変更する四方弁5とを備えている。 And the heat pump type cold / hot water cooling and heating apparatus in this Embodiment is the water refrigerant heat exchanger 2 which heat-exchanges the compressor 1 which compresses a refrigerant | coolant, and discharges a high temperature refrigerant | coolant, and heat | fever-exchanges water and a high temperature refrigerant | coolant. And a decompressor 3 that decompresses the refrigerant, an evaporator 4a that exchanges heat between the air and the refrigerant, and a four-way valve 5 that changes the flow path of the refrigerant.
そして、圧縮機1、水冷媒熱交換器2、減圧装置3、蒸発器4a、四方弁5を冷媒配管6で環状に接続してヒートポンプサイクル39を構成している。さらに、蒸発器4aに送風を行い、空気と冷媒との熱交換を促進させる送風ファン4bを設けている。なお、水冷媒熱交換器2の形態としては、プレート式や二重管方式のいずれの形態であっても問題はない。 The compressor 1, the water refrigerant heat exchanger 2, the decompressor 3, the evaporator 4 a, and the four-way valve 5 are connected in a ring shape with the refrigerant pipe 6 to constitute a heat pump cycle 39. Furthermore, the ventilation fan 4b which ventilates the evaporator 4a and accelerates | stimulates heat exchange with air and a refrigerant | coolant is provided. In addition, as a form of the water-refrigerant heat exchanger 2, there is no problem even if it is either a plate type or a double pipe type.
また、水冷媒熱交換器2を、熱交換ユニットB内に配置し、圧縮機1、減圧装置3、蒸発器4a、四方弁5をヒートポンプユニットA内に配置することによって、屋内と屋外とは、冷媒配管6で接続されることになるため、ヒートポンプ式冷温水冷房暖房装置が寒冷地に設置された場合であっても、冷媒配管6が凍結する恐れが低い。37は、熱交換ユニットB内部と外気を遮断する外装である。 Further, by arranging the water-refrigerant heat exchanger 2 in the heat exchange unit B and arranging the compressor 1, the decompression device 3, the evaporator 4a, and the four-way valve 5 in the heat pump unit A, indoor and outdoor Since the refrigerant pipe 6 is connected, there is a low possibility that the refrigerant pipe 6 is frozen even when the heat pump type cold / hot water cooling / heating device is installed in a cold district. 37 is an exterior that blocks the inside of the heat exchange unit B from the outside air.
また、本実施の形態では、冷媒をR410Aとして説明するが、これに限定されることはなく、例えばR407C等のフロン系冷媒を用いることができる。
また、タンクユニットC内には、湯水を貯える貯湯タンク7を有しており、内部に熱交換器8があり、貯湯タンク7の下方部から、水冷媒熱交換器2へ低温水を送るための循環ポンプとしての沸き上げポンプ9を備えている。そして沸き上げポンプ9を駆動することによって、貯湯タンク7の下方部の水出口10から低温水を水冷媒熱交換器2へ送り、水冷媒熱交換器2で冷媒から熱を貰い温水が生成されている。また、水冷媒熱交換器2で生成された温水は、貯湯タンク7の中間部の湯入口11へ戻されている。また、貯湯タンク7はステンレスを用いている。
In the present embodiment, the refrigerant is described as R410A. However, the present invention is not limited to this, and for example, a fluorocarbon refrigerant such as R407C can be used.
Further, the tank unit C has a hot water storage tank 7 for storing hot water, and has a heat exchanger 8 inside thereof, so that low temperature water is sent from the lower part of the hot water storage tank 7 to the water-refrigerant heat exchanger 2. The boiling pump 9 is provided as a circulation pump. Then, by driving the boiling pump 9, low temperature water is sent from the water outlet 10 below the hot water storage tank 7 to the water refrigerant heat exchanger 2, and the water refrigerant heat exchanger 2 generates heat from the refrigerant to generate hot water. ing. Further, the hot water generated by the water-refrigerant heat exchanger 2 is returned to the hot water inlet 11 in the intermediate part of the hot water storage tank 7. The hot water storage tank 7 is made of stainless steel.
以上のように、本実施の形態では、沸き上げポンプ9と、水冷媒熱交換器2と、熱交換器8とで、湯水を循環させる循環回路38を構成している。 As described above, in the present embodiment, the boiling pump 9, the water / refrigerant heat exchanger 2, and the heat exchanger 8 constitute a circulation circuit 38 for circulating hot water.
また、水冷媒熱交換器2の水側入口には、入水温度を検出する温度センサ12aと、水冷媒熱交換器2の水側出口には、出湯温度を検出する温度センサ12bとを設けている。また、沸き上げサイクル内に湯水が流れていることを検出するためのフロースイッチ13を設けている。 Further, a temperature sensor 12a for detecting the incoming water temperature is provided at the water side inlet of the water refrigerant heat exchanger 2, and a temperature sensor 12b for detecting the hot water temperature is provided at the water side outlet of the water refrigerant heat exchanger 2. Yes. Moreover, the flow switch 13 for detecting that hot water is flowing in the boiling cycle is provided.
図2(a)は、同ヒートポンプ式冷温水冷房暖房装置の熱交換ユニットの構成正面図、図2(b)は、同熱交換ユニットの構成斜視図である。 Fig.2 (a) is a structure front view of the heat exchange unit of the heat pump type cold / hot water cooling and heating apparatus, and FIG.2 (b) is a structure perspective view of the heat exchange unit.
図2(a)(b)に示すように、本実施の形態では、熱交換ユニットB内で、フロースイッチ13が沸き上げポンプ9よりも上方に配置させている。このように沸き上げポンプ9よりもフロースイッチ13を上方に配置することで、フロースイッチ13で湯水の流れ
を検知しなければ、沸き上げポンプ9が正常に動作していないことを検出することができる。
As shown in FIGS. 2A and 2B, in the present embodiment, the flow switch 13 is disposed above the boiling pump 9 in the heat exchange unit B. By arranging the flow switch 13 above the boiling pump 9 in this way, it is possible to detect that the boiling pump 9 is not operating normally unless the flow switch 13 detects the flow of hot water. it can.
また、沸き上げサイクル内の圧力調整を行うための膨張タンク14および過圧逃し弁15が設けられており、膨張タンク14で、内部の容積を変化させ圧力調整を行い、さらに沸き上げサイクル内に異常が発生して内圧が上昇した場合、過圧逃し弁15の設定圧力よりも高くなると膨張した湯水を排水することができる。 In addition, an expansion tank 14 and an overpressure relief valve 15 for adjusting the pressure in the boiling cycle are provided. In the expansion tank 14, the internal volume is changed to adjust the pressure, and further in the boiling cycle. When an abnormality occurs and the internal pressure increases, the expanded hot water can be drained when the pressure exceeds the set pressure of the overpressure relief valve 15.
また、貯湯タンク7の中央には、タンクヒータ16が配置されている。このタンクヒータ16は、水冷媒熱交換器2で加熱された湯で貯湯タンク7内部を熱交換器8で加熱するが、さらに高温の湯をためるために用いられる。タンクヒータ16で加熱された湯の温度は、温度センサ17で検知され、設定された温度に達するとタンクヒータ16を停止させる。もし、温度センサ17に異常を生じた場合には、温度過昇防止装置18を設けて、タンクヒータ16を停止させるように配慮している。 A tank heater 16 is disposed in the center of the hot water storage tank 7. The tank heater 16 heats the inside of the hot water storage tank 7 with the heat exchanger 8 with hot water heated by the water / refrigerant heat exchanger 2, and is used to store hot water. The temperature of the hot water heated by the tank heater 16 is detected by the temperature sensor 17, and when it reaches the set temperature, the tank heater 16 is stopped. If an abnormality occurs in the temperature sensor 17, an overtemperature prevention device 18 is provided so that the tank heater 16 is stopped.
また、貯湯タンク7下部には、水道水を供給するための給水口19を設け、貯湯タンク7の上端には、給湯端末33に湯を供給する給湯口20が設けられている。 A hot water supply port 19 for supplying tap water is provided at the lower part of the hot water storage tank 7, and a hot water supply port 20 for supplying hot water to the hot water supply terminal 33 is provided at the upper end of the hot water storage tank 7.
また貯湯タンク7は沸き上げによる内圧上昇を防止するため、安全弁20a、20bを設けている。 The hot water storage tank 7 is provided with safety valves 20a and 20b in order to prevent an increase in internal pressure due to boiling.
以上のように構成された本実施の形態におけるヒートポンプ式冷温水冷房暖房装置の動作、作用について説明する。 The operation and action of the heat pump type cold / hot water cooling / heating apparatus in the present embodiment configured as described above will be described.
まず、沸き上げ運転について説明する。まず、使用者は、熱交換ユニットBに入力端末として設けられているリモコン装置30で、水冷媒熱交換器2における湯水の沸き上げ温度Thを設定する。そして沸き上げ運転が開始されると、沸き上げポンプ9が駆動し、貯湯タンク7内の温水が水冷媒熱交換器2へ供給される。そして、温度センサ12bで検出される温度が沸き上げ温度Thを超えるまで、ヒートポンプサイクルによる沸き上げ運転が継続される。なお、貯湯タンク7内の温水をヒートポンプサイクルで沸き上げる時には、圧縮機1から吐出する高温冷媒が、水冷媒熱交換器2へ流入する流路となるように四方弁5が切り替わっている。 First, the boiling operation will be described. First, the user sets the boiling temperature Th of hot water in the water / refrigerant heat exchanger 2 using the remote control device 30 provided as an input terminal in the heat exchange unit B. When the boiling operation is started, the boiling pump 9 is driven, and the hot water in the hot water storage tank 7 is supplied to the water / refrigerant heat exchanger 2. Then, the heating operation by the heat pump cycle is continued until the temperature detected by the temperature sensor 12b exceeds the boiling temperature Th. When the hot water in the hot water storage tank 7 is boiled in a heat pump cycle, the four-way valve 5 is switched so that the high-temperature refrigerant discharged from the compressor 1 becomes a flow path for flowing into the water-refrigerant heat exchanger 2.
その結果、圧縮機1から吐出される高温冷媒が、水冷媒熱交換器2へ流入し、湯水へと放熱することによって高温水を生成することができる。なお、水冷媒熱交換器2内では、水と冷媒とは対向流にして熱交換効率を向上させている。 As a result, the high-temperature refrigerant discharged from the compressor 1 flows into the water-refrigerant heat exchanger 2 and radiates heat to the hot water, thereby generating high-temperature water. In the water / refrigerant heat exchanger 2, water and the refrigerant are counterflowed to improve heat exchange efficiency.
そして、温度センサ12bで検出する水冷媒熱交換器2から出湯する湯水の温度が、沸き上げ温度Thに近づいてくると、圧縮機1の回転数を小さくして能力を下げる。そして温度センサ12bで検出する温度が、沸き上げ温度Thよりも所定温度Ta(例えば、2℃)だけ高くなると、圧縮機1の運転を停止して沸き上げ運転を終了する。そして、貯湯タンク7は、沸き上げ温度Thの湯水で満たされることになる。 When the temperature of the hot water discharged from the water / refrigerant heat exchanger 2 detected by the temperature sensor 12b approaches the boiling temperature Th, the rotation speed of the compressor 1 is reduced to lower the capacity. When the temperature detected by the temperature sensor 12b is higher than the boiling temperature Th by a predetermined temperature Ta (for example, 2 ° C.), the operation of the compressor 1 is stopped and the boiling operation is terminated. The hot water storage tank 7 is filled with hot water having a boiling temperature Th.
なお、水冷媒熱交換器2で生成された高温水は、暖房用温水部7bへ戻されるが、仕切り板34の周囲と貯湯タンク7との間にできた隙間を通って、給湯用温水部7aも沸き上げ温度Thの湯水で満たされる。このとき、制御装置32では、圧縮機1の運転を停止した時に温度センサ12aで検出した入水温度Tiを記憶しておく。 The high-temperature water generated by the water-refrigerant heat exchanger 2 is returned to the heating hot water section 7b, but passes through a gap formed between the partition plate 34 and the hot water storage tank 7 to pass through the hot water hot water section. 7a is also filled with hot water at the boiling temperature Th. At this time, the control device 32 stores the incoming water temperature Ti detected by the temperature sensor 12a when the operation of the compressor 1 is stopped.
また、ヒートポンプサイクルによる沸き上げ運転が終了した後も、沸き上げポンプ9を駆動させて、貯湯タンク7内の温水を水冷媒熱交換器2へ循環させている。これは沸き上
げ運転停止中であっても、温度センサ12aおよび温度センサ12bで貯湯タンク7内の温水の温度を検出しておく必要があり、貯湯タンク7内の温水の温度が低下するとすぐにヒートポンプサイクルによる沸き上げ運転を再開しなければならないからである。
Further, even after the boiling operation by the heat pump cycle is completed, the boiling pump 9 is driven to circulate the hot water in the hot water storage tank 7 to the water refrigerant heat exchanger 2. Even when the boiling operation is stopped, it is necessary to detect the temperature of the hot water in the hot water storage tank 7 with the temperature sensor 12a and the temperature sensor 12b, and as soon as the temperature of the hot water in the hot water storage tank 7 decreases. This is because the heating operation by the heat pump cycle must be resumed.
そして、給湯運転停止中も、沸き上げポンプ9を駆動して、温度センサ12aで貯湯タンク7内の温水を常時検出しており、温度センサ12bで検出する温度が、圧縮機1の運転を停止した時に記憶した入水温度Tiよりも所定温度Tb(例えば、5℃)だけ小さくなった時に圧縮機1の運転を再開し、沸き上げ運転を開始する。
例えば、沸き上げ温度Thに55℃を設定すると、温度センサ12bで検出する温度が57℃(=55℃+2℃)を超えたときに、圧縮機1の運転を停止する。そして、圧縮機1の運転を停止した時の温度が53℃であったとすると、入水温度Tiが53℃であると記憶する。
And while the hot water supply operation is stopped, the boiling pump 9 is driven and the temperature sensor 12a constantly detects the hot water in the hot water storage tank 7, and the temperature detected by the temperature sensor 12b stops the operation of the compressor 1. The operation of the compressor 1 is resumed when the temperature of the incoming water Ti becomes smaller than the stored water temperature Ti by a predetermined temperature Tb (for example, 5 ° C.), and the boiling operation is started.
For example, when 55 ° C. is set as the boiling temperature Th, the operation of the compressor 1 is stopped when the temperature detected by the temperature sensor 12b exceeds 57 ° C. (= 55 ° C. + 2 ° C.). Then, if the temperature when the operation of the compressor 1 is stopped is 53 ° C., the incoming water temperature Ti is stored as 53 ° C.
そして、圧縮機1の運転が停止後も、沸き上げポンプ9の駆動を行い、温度センサ12bが検出する温度が、入水温度Tiよりも所定温度Tb(例えば、5℃)小さくなったときに圧縮機1の運転を再開する。また、本実施の形態に示した所定温度Ta、Tbは、一つの実施例であって、本実施の形態に限定されることはない。 Even after the operation of the compressor 1 is stopped, the boiling pump 9 is driven, and compression is performed when the temperature detected by the temperature sensor 12b is lower than the incoming water temperature Ti by a predetermined temperature Tb (for example, 5 ° C.). The operation of the machine 1 is resumed. Further, the predetermined temperatures Ta and Tb shown in the present embodiment are one example, and are not limited to the present embodiment.
また、タンクユニットCに設けられているリモコン装置30では、タンクヒータ16での沸き上げ温度を設定できるようになっている。図6は、リモコン装置30の正面図である。図6に示すように、リモコン装置30には、操作部30a、表示部30bを有しており、操作部30aを操作して温度を設定することができる。本実施の形態では、操作部30aを操作することによって、沸き上げ温度Tk、タンク温度Tuを設定および表示することができる。 Further, the remote control device 30 provided in the tank unit C can set the boiling temperature in the tank heater 16. FIG. 6 is a front view of the remote control device 30. As shown in FIG. 6, the remote control device 30 includes an operation unit 30a and a display unit 30b, and the temperature can be set by operating the operation unit 30a. In the present embodiment, the boiling temperature Tk and the tank temperature Tu can be set and displayed by operating the operation unit 30a.
そして、本実施の形態では、タンクヒータ16による沸き上げ温度Tkよりも高い温度Tuに設定することができる。例えば、リモコン装置30で、沸き上げ温度Tkを55℃に設定し、リモコン装置30で沸き上げ温度Tuを75℃に設定すると、水冷媒熱交換器2で沸き上げ温度Th(55℃)まで沸き上げ、さらにタンクヒータ16で75℃まで沸き上げ運転を行う。 In the present embodiment, the temperature Tu can be set higher than the boiling temperature Tk by the tank heater 16. For example, when the boiling temperature Tk is set to 55 ° C. with the remote control device 30 and the boiling temperature Tu is set to 75 ° C. with the remote control device 30, the water refrigerant heat exchanger 2 boils up to the boiling temperature Th (55 ° C.). Further, the tank heater 16 performs a boiling operation up to 75 ° C.
次に、タンクヒータ16での沸き上げ運転について説明する。 Next, the boiling operation with the tank heater 16 will be described.
タンクヒータ16の運転を開始するときは、タンクヒータ16よりも高い位置に設けられた温度センサ17で検出する温度が、沸き上げ温度Tkよりも所定温度Tc(例えば、5℃)だけ低い温度を検出した時にタンクヒータ16の出力をONする。そしてタンクヒータ16によって貯湯タンク7上部の温水を温め、タンクヒータ16と同じ位置に設けられた温度センサ17で検出する温度が、沸き上げ温度Tkよりも所定温度Td(例えば、2℃)だけ高い温度を検出した時にタンクヒータ16の出力をOFFしている。 When the operation of the tank heater 16 is started, the temperature detected by the temperature sensor 17 provided at a position higher than the tank heater 16 is lower than the boiling temperature Tk by a predetermined temperature Tc (for example, 5 ° C.). When detected, the output of the tank heater 16 is turned ON. The hot water in the upper part of the hot water storage tank 7 is warmed by the tank heater 16, and the temperature detected by the temperature sensor 17 provided at the same position as the tank heater 16 is higher than the boiling temperature Tk by a predetermined temperature Td (for example, 2 ° C.). When the temperature is detected, the output of the tank heater 16 is turned off.
これまでの回路は、貯湯タンク7を沸かすための回路であるが、冷・暖房を行ううえで回路を切り替えるために途中に三方弁21を設け、給湯沸きあげを行う必要のない場合は三方弁21を、冷房端末22および暖房端末23へ切り替える。冷房を行うときは、四方弁5が、蒸発器4a側へと切り替わり、水冷媒熱交換器2には、冷却された冷媒が流れ冷水を作る。 The circuit so far is a circuit for boiling the hot water storage tank 7, but a three-way valve 21 is provided in the middle to switch the circuit for cooling and heating, and when there is no need to boil hot water, the three-way valve 21 is switched to the cooling terminal 22 and the heating terminal 23. When cooling is performed, the four-way valve 5 is switched to the evaporator 4a side, and the cooled refrigerant flows into the water-refrigerant heat exchanger 2 to create cold water.
このとき暖房端末23に冷水が流れると結露を発生して床が濡れてしまうため、二方弁24を設け冷房端末22だけに流れるようにする。 At this time, if cold water flows through the heating terminal 23, condensation occurs and the floor gets wet. Therefore, a two-way valve 24 is provided to flow only to the cooling terminal 22.
このように冷房時の結露について各ブロックごとの対策について説明する。 Thus, the countermeasure for each block regarding the condensation at the time of cooling will be described.
まず、外部に設けた配管について、ヒートポンプユニットAから熱交換ユニットBの冷媒配管6および熱交換ユニットBからタンクユニットCならびに、暖房端末23、冷房端末22間の配管は、断熱材(図示せず)で覆うことで湿気を含んだ外気に接触することを防止できるため結露の心配はない。 First, with respect to the piping provided outside, the refrigerant piping 6 from the heat pump unit A to the heat exchange unit B, the piping from the heat exchange unit B to the tank unit C, and the piping between the heating terminal 23 and the cooling terminal 22 are insulated (not shown). ) To prevent contact with outside air containing moisture, so there is no risk of condensation.
ヒートポンプユニットAについては、冷媒配管6について結露を発生させるが、屋外に設置する機器であり、蒸発器4aからもともと結露水が発生し本体下部のドレンパン25で受け、ドレン口26から排水されるため問題ない。残されたか所としては、熱交換ユニットBの外装37の結露と内部の結露の2つの課題がある。 As for the heat pump unit A, although condensation is generated in the refrigerant pipe 6, it is a device installed outdoors, and the condensed water is originally generated from the evaporator 4a and is received by the drain pan 25 at the lower part of the main body and drained from the drain port 26. no problem. There are two problems that have been left, that is, condensation of the exterior 37 of the heat exchange unit B and internal condensation.
そこで、結露を防止するための対策案としていくつか説明する。 Therefore, some countermeasures for preventing condensation will be described.
図3に示す構成は、熱交換ユニットBを、発泡系の断熱材で覆い本体内を密閉する案であるが、完全に断熱するためには、30mm以上の厚みが必要であり、本体自体の容積が大きくなり、また内部に発火源がある場合において安全性の面で好ましくはない。 The configuration shown in FIG. 3 is a plan in which the heat exchange unit B is covered with a foam-based heat insulating material and the inside of the main body is sealed, but in order to completely insulate, a thickness of 30 mm or more is necessary. When the volume is large and there is an ignition source inside, it is not preferable in terms of safety.
図4の構成は、熱交換ユニットBの上下に開口35を設け、本体内外の温度差をなくし外装37表面の結露を防止する方法であるが、外装37表面の結露はなくなっても本体内部の部品が湿気の多い空気にさらされ、制御部27などの充電部が絶縁不良をおこす可能性があり、沸き上げポンプ9は、暖房時巻線温度の上昇を防ぐため断熱材をまくことはできず、また内部の結露水を処理するためにドレン口26を設け排水させる必要がある。 4 is a method in which openings 35 are provided at the top and bottom of the heat exchange unit B to eliminate the temperature difference between the inside and outside of the main body and prevent condensation on the surface of the outer casing 37. Parts may be exposed to humid air and charging units such as the control unit 27 may cause poor insulation, and the boiling pump 9 can not heat up insulation to prevent the winding temperature from increasing during heating. In addition, a drain port 26 must be provided and drained in order to treat the internal condensed water.
図5に示す構成は、上記課題を解決するために、熱交換ユニットBを密閉状態の外装37で覆い、なおかつ、内部配管は、沸き上げポンプ9を除き断熱材で覆い本体内の冷却をできるだけ抑える。しかしこれでは、時間が経過するとともに本体内の温度は低下していき、熱交換ユニットBの外装37の温度も低下するため、外部の湿気の多い空気が接触して、結露を発生させる。 In the configuration shown in FIG. 5, in order to solve the above-described problem, the heat exchange unit B is covered with a sealed exterior 37, and the internal piping is covered with a heat insulating material except for the boiling pump 9 to cool the inside of the main body as much as possible. suppress. However, as time passes, the temperature inside the main body decreases and the temperature of the outer casing 37 of the heat exchange unit B also decreases, so that external humid air comes into contact with each other to cause dew condensation.
これを防止するため、制御部27に熱交外装サーミスタ28と、ヒータ29を接続し、熱交外装サーミスタ28の先端を熱交換ユニットBの外装37の内側に貼り付ける。運転前においては熱交外装サーミスタ28先端の温度は、外気温度と同じであり、制御部27に外気温定数として記憶する。冷房運転を開始すると、冷媒および冷却水の影響で本体内の温度は低下して結露をおこす温度となったときに外装37に結露が発生する。このときの温度を露点温度というが、この露点温度は、外気温度と外気の湿度によって計算式や換算表で算出することができる。この計算式を以下に記載する。 In order to prevent this, the heat exchanger exterior thermistor 28 and the heater 29 are connected to the controller 27, and the tip of the heat exchanger exterior thermistor 28 is attached to the inside of the exterior 37 of the heat exchange unit B. Before the operation, the temperature at the tip of the heat exchanger exterior thermistor 28 is the same as the outside air temperature, and is stored in the control unit 27 as an outside air temperature constant. When the cooling operation is started, dew condensation occurs on the exterior 37 when the temperature inside the main body decreases due to the influence of the refrigerant and the cooling water and reaches a temperature causing dew condensation. Although the temperature at this time is called dew point temperature, this dew point temperature can be calculated by a calculation formula or a conversion table according to the outside air temperature and the outside air humidity. This calculation formula is described below.
露点温度を求める計算式
相対湿度や絶対湿度が解っている場合、前述の式よりその水蒸気圧を求める。求められた水蒸気圧が、露点温度における飽和水蒸気圧となる。
Calculation formula for dew point temperature When the relative humidity and absolute humidity are known, the water vapor pressure is calculated from the above formula. The determined water vapor pressure is the saturated water vapor pressure at the dew point temperature.
e:露点温度における飽和水蒸気圧
飽和水蒸気圧から露点湿度を算出する計算式は、数1〜3に示すとおりである。
e: Saturated water vapor pressure at dew point temperature The calculation formula for calculating the dew point humidity from the saturated water vapor pressure is as shown in equations 1-3.
また、氷の飽和水蒸気圧から露点温度を算出する計算式は、数4、5に示す通りである。 The calculation formula for calculating the dew point temperature from the saturated water vapor pressure of ice is as shown in equations 4 and 5.
露点温度を算出する計算式は、かなり複雑、難解であるが、通常はJIS28806に記載されている飽和水蒸気圧表を使用し、相対温度、露点温度、絶対温度等、色々な湿度を求めることができる。パソコン等を使用し、計算、データ解析を行う場合には、これらの計算式の方が使い勝手がよい場合もあり。機器が判断するうえでは重要な式となる。仮に外気温度が夏場27℃で、湿度が65%の場合の露点温度は、24℃前後となる。 The calculation formula for calculating the dew point temperature is quite complicated and difficult, but usually, using the saturated water vapor pressure table described in JIS28806, various humidity such as relative temperature, dew point temperature, absolute temperature, etc. can be obtained. it can. When calculating and analyzing data using a personal computer, these formulas may be more convenient to use. This is an important formula for the device to judge. If the outside air temperature is 27 ° C. in summer and the humidity is 65%, the dew point temperature is around 24 ° C.
制御部27には、あらかじめ夏場の湿度を入力して、熱交外装サーミスタ28が初期値の温度と夏場の湿度の定数を計算し、露点温度を算出し、熱交外装サーミスタ28の温度がそれに達した場合に、ヒータ29をONする。ONしたヒーター29は、算出した露点温度よりも5℃高くなった時点または初期温度を上回った時点でOFFする。これにより熱交換ユニットBの外装37の温度がヒータ29によって上昇して、外装37に結露が発生することがなくなり、熱交換ユニットBの背面および床面の汚損を防止することができる。 The controller 27 inputs the summer humidity in advance, the heat exchanger exterior thermistor 28 calculates the initial temperature and summer humidity constants, calculates the dew point temperature, and the temperature of the heat exchanger exterior thermistor 28 When it reaches, the heater 29 is turned on. The heater 29 that is turned on is turned off when it is 5 ° C. higher than the calculated dew point temperature or when it exceeds the initial temperature. As a result, the temperature of the exterior 37 of the heat exchange unit B is raised by the heater 29, and no condensation occurs in the exterior 37, and the back surface and floor surface of the heat exchange unit B can be prevented from being contaminated.
しかし、一定湿度条件をあらかじめ入力しておくのは、欧州全域において決定するのは困難であり、より安全を見て湿度条件を高く設定すると、ヒータ29がONしやすくなってしまう。 However, it is difficult to input a constant humidity condition in advance throughout Europe, and if the humidity condition is set to a higher level in view of safety, the heater 29 is likely to be turned on.
仮に湿度100%を入力すると、外気温と露点温度が一致することなり、常にヒータ29がONすることとなる。また、夏場でも、湿度の低い地域では、露点温度も低く、ヒータ29のONする時間も短くなり、ランニングコストを抑えることができる。 If 100% humidity is input, the outside air temperature and the dew point temperature coincide with each other, and the heater 29 is always turned on. Even in summer, the dew point temperature is low and the heater 29 is turned on in a low humidity area, so that the running cost can be reduced.
図6は、本実施の形態1におけるリモコン装置30の正面図である。図6に示すように、リモコン装置30は、操作部30a、表示部30bを有しており、操作部30aを操作して温度を設定することができる。 FIG. 6 is a front view of remote control device 30 according to the first embodiment. As shown in FIG. 6, the remote control device 30 includes an operation unit 30a and a display unit 30b, and the temperature can be set by operating the operation unit 30a.
そして、本実施の形態では、操作部30aのSETボタン30cを5秒押し続けることで、定数設定モードに移ることになり、▲▼ボタン30dで、湿度設定定数の項目を選択する表示部TkにHUMの表示がでると、SELECTボタン30eを押す。 In this embodiment, the constant setting mode is entered by holding down the SET button 30c of the operation unit 30a for 5 seconds, and the display unit Tk for selecting the item of the humidity setting constant is selected with the ▲ ▼ button 30d. When HUM is displayed, the SELECT button 30e is pressed.
あとは▲▼ボタン30dで、Tuの表示部分に、湿度濃度を選択し入力後は、最後にSETボタン30cを押して入力完了となる。これにより欧州全域に対して夏場の湿度条件もさまざまであっても、湿度設定を変更することで、無駄な電力を消費することなく、結露を防止することができる。 After that, the ▲ ▼ button 30d is used to select and input the humidity concentration in the Tu display portion. After the input, the SET button 30c is finally pressed to complete the input. As a result, even if the humidity conditions in summer vary with respect to the whole of Europe, it is possible to prevent condensation without consuming wasteful power by changing the humidity setting.
また、本実施の形態では、外気温度を検出する手段として、ヒートポンプユニットAに設けられた外気温サーミスタ31を補正サーミスタとして用いる、これは、冷房運転中は、外気温度が変化しても検知することができず、いったん停止した後、再運転した場合に、実際の外気温度を検知するのが困難であり、機器が一定時間停止して、機器内外が安定条件にならなければ設定を変更することができない。 In the present embodiment, as a means for detecting the outside air temperature, the outside air temperature thermistor 31 provided in the heat pump unit A is used as the correction thermistor. This is detected even when the outside air temperature changes during the cooling operation. If it is difficult to detect the actual outside air temperature after stopping and restarting, change the setting if the equipment stops for a certain period of time and the inside and outside of the equipment does not become stable. I can't.
図7は、同実施の形態1におけるヒータ29のON温度と外気温度の特性図である。ヒータ29のON温度は、冷房運転直前に熱交外装サーミスタ28が検知した温度で決定する。冷房運転中に、日中から夜に変わるにつれて、外気温度が変化して低くなるが、外気温サーミスタ31で測定している温度をベースに、外気温度の変化をヒータ29のON温度に反映させてシフトさせる。このことにより、外気温度の変化に対しても正確な露点温度を決定することができ、余分な電力を消費することなく、結露を防止することができる。 FIG. 7 is a characteristic diagram of the ON temperature of the heater 29 and the outside air temperature in the first embodiment. The ON temperature of the heater 29 is determined by the temperature detected by the heat exchange exterior thermistor 28 immediately before the cooling operation. During the cooling operation, the outside air temperature changes and decreases as the daytime changes to the nighttime. However, based on the temperature measured by the outside temperature thermistor 31, the change in the outside air temperature is reflected in the ON temperature of the heater 29. Shift. As a result, an accurate dew point temperature can be determined even when the outside air temperature changes, and condensation can be prevented without consuming excess power.
また本実施の形態では、結露に対しての対策としてヒータ29を使用しているが、熱交換ユニットBは、屋内設置を基本としているが、必ずしも外気温度が0℃以上になるとは限らない。冬場の条件で、熱交換ユニットBが設置されている部屋が外気と同じ条件に近い場合、暖房運転を停止していれば凍結の恐れがある。凍結を防ぐためには、ヒートポンプユニットAを強制的の沸き上げを行う必要がある。しかし凍結するかどうかは、熱交換ユニットBの外気温度を測定しなければならず、沸き上げを行うか否かの判断ができない。また運転停止中に沸き上げを行うことは、お客様に誤作動と判断され、クレームとなる可能性があり、何らかの表示を行う必要がある。 Further, in the present embodiment, the heater 29 is used as a countermeasure against dew condensation, but the heat exchange unit B is basically installed indoors, but the outside air temperature is not always 0 ° C. or higher. If the room in which the heat exchange unit B is installed is close to the same condition as the outside air under winter conditions, there is a risk of freezing if the heating operation is stopped. In order to prevent freezing, it is necessary to forcibly heat up the heat pump unit A. However, whether or not to freeze must measure the outside temperature of the heat exchange unit B, and cannot determine whether or not to boil. In addition, if boiling is performed during shutdown, it is judged as a malfunction by the customer, which may be a complaint, and some indication is required.
これを解決するため、前記外気温サーミスタ31かつ熱交外装サーミスタ28が、0℃以下の場合、ヒータ29をONさせ、熱交換ユニットB内の雰囲気温度を上昇させる。熱交外装サーミスタ28が、3℃以上になったのを確認できればヒータ29をOFFする。図8は、外気温度と熱交外装サーミスタ28とヒータ29の特性を図で表したものである。以上のようにヒートポンプで沸き上げを行わなくても、ヒータ29で加熱することで、結露防止だけではなく、凍結防止にも役立てることができる。 In order to solve this, when the outside temperature thermistor 31 and the heat exchange exterior thermistor 28 are 0 ° C. or less, the heater 29 is turned on to raise the ambient temperature in the heat exchange unit B. If it can be confirmed that the heat exchange exterior thermistor 28 has reached 3 ° C. or higher, the heater 29 is turned off. FIG. 8 graphically shows the characteristics of the outside air temperature, the heat exchanger exterior thermistor 28 and the heater 29. As described above, the heating by the heater 29 can be used not only for preventing dew condensation but also for preventing freezing, without boiling with a heat pump.
また、本実施の形態で凍結防止を行っても、屋内に設置する熱交換ユニットBが屋外に設置された場合は、ヒータ29の能力から考えると凍結の可能性がある。近年、ヒートポンプ温水暖房器の動きとして、ヒートポンプユニットAと熱交換ユニットBを一体化して冷媒配管工事を廃止する動きがあるが、そうした場合、熱交換ユニットBを屋外におく必要があり、凍結についての対策もさらに強化しなければならない。沸き上げポンプ9で循環可能な配管は、温水が循環することで凍結を防止できる。しかしながら、循環回路38にない膨張タンク14、過圧逃し弁15等の部品については、配管に温水を循環させることができず、配管が凍結した場合、機器の異常を起こす可能性がある。 Even if the freeze prevention is performed in the present embodiment, when the heat exchange unit B installed indoors is installed outdoors, there is a possibility of freezing in view of the ability of the heater 29. In recent years, the movement of the heat pump hot water heater has been a movement to integrate the heat pump unit A and the heat exchange unit B and abolish the refrigerant piping work. In such a case, it is necessary to keep the heat exchange unit B outdoors. These measures must be further strengthened. Piping that can be circulated by the boiling pump 9 can prevent freezing by circulating hot water. However, for parts such as the expansion tank 14 and the overpressure relief valve 15 that are not in the circulation circuit 38, hot water cannot be circulated through the piping, and if the piping freezes, there is a possibility of causing an abnormality in the equipment.
本実施の形態は、本体内の雰囲気温度を上げるヒータ29を循環回路38以外の部分に設けることで、膨張タンク14、過圧逃し弁15等の機能部品を凍結から保護し、機能を損ねることがないヒートポンプ式冷温水冷房暖房装置を提供できる。 In this embodiment, by providing a heater 29 that raises the ambient temperature in the main body in a portion other than the circulation circuit 38, functional parts such as the expansion tank 14 and the overpressure relief valve 15 are protected from freezing and the function is impaired. It is possible to provide a heat pump type cold / hot water cooling / heating device that does not have any.
また、貯湯タンク7の下部には、排水栓(図示せず)が設けられており、貯湯タンク7
内の湯水を外部に排水することができる。
In addition, a drain plug (not shown) is provided at the lower part of the hot water storage tank 7.
The hot water inside can be drained to the outside.
以上のように、本発明に係るヒートポンプ式冷温水冷房暖房装置は、冷房運転中でも本体内の雰囲気温度が低下せず、本体内、本体外において結露の発生を抑え、本体背面や床面を汚すことがなく、また、同時に外気温度が低くなっても凍結を防止することも可能な冷房および暖房を提供することができる。 As described above, the heat pump type cold / hot water cooling / heating device according to the present invention does not decrease the atmospheric temperature in the main body even during the cooling operation, suppresses the occurrence of condensation inside and outside the main body, and stains the back surface and floor surface of the main body. In addition, it is possible to provide cooling and heating that can prevent freezing even when the outside air temperature decreases at the same time.
1 圧縮機
2 水冷媒熱交換器
3 減圧装置
4a 蒸発器
4b 送風ファン
5 四方弁
6 冷媒配管
7 貯湯タンク
8 熱交換器
9 沸き上げポンプ(循環ポンプ)
10 水出口
11 湯入口
12a、12b 温度センサ
13 フロースイッチ
14 膨張タンク
15 過圧逃し弁
16 タンクヒータ
17 温度センサ
18 温度過昇防止装置
19 給水口
20a、20b 安全弁
21 三方弁
22 冷房端末
23 暖房端末
24 二方弁
25 ドレンパン
26 ドレン口
27 制御部
28 熱交外装サーミスタ
29 ヒータ(加熱手段)
30 リモコン装置(入力端末)
31 外気温サーミスタ
32 制御装置
37 外装
38 循環回路
39 ヒートポンプサイクル
A ヒートポンプユニット
B 熱交換ユニット
C タンクユニット
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Compressor 2 Water refrigerant | coolant heat exchanger 3 Pressure reducing device 4a Evaporator 4b Blower fan 5 Four way valve 6 Refrigerant piping 7 Hot water storage tank 8 Heat exchanger 9 Boiling pump (circulation pump)
DESCRIPTION OF SYMBOLS 10 Water outlet 11 Hot water inlet 12a, 12b Temperature sensor 13 Flow switch 14 Expansion tank 15 Overpressure relief valve 16 Tank heater 17 Temperature sensor 18 Overtemperature prevention apparatus 19 Water supply port 20a, 20b Safety valve 21 Three-way valve 22 Cooling terminal 23 Heating terminal 24 Two-way valve 25 Drain pan 26 Drain port 27 Control unit 28 Heat exchange exterior thermistor 29 Heater (heating means)
30 Remote control device (input terminal)
31 Outside temperature thermistor 32 Control device 37 Exterior 38 Circulating circuit 39 Heat pump cycle A Heat pump unit B Heat exchange unit C Tank unit
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