JP2015227766A - Heat pump water heater - Google Patents

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正則 小曽戸
Masanori Kosodo
正則 小曽戸
徹 村石
Toru Muraishi
徹 村石
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To solve the problem in which, a heat pump water heater is a machine for storing hot water in a hot water storage unit during night time and for supplying the hot water, and it performs a boiling operation of hot water mainly by utilizing midnight power, and even when an operation sound of the heat pump unit is comparatively quiet, depending on an installation environment, the operation sound is regarded as noise, and it becomes a problem.SOLUTION: In order to solve the problem, a heat pump water heater includes: a heat pump unit including a plurality of refrigeration cycles; and a hot water storage unit for storing hot water boiled by using the heat pump unit. In the heat pump water heater, a boiling operation by the heat pump unit includes: a normal operation mode for performing boiling by using all the refrigeration cycles; and a saving operation mode for performing boiling by using one part of the refrigeration cycles.

Description

本発明は、ヒートポンプ給湯機の運転制御に関するものであり、特にヒートポンプユニットの運転制御に関するものである。   The present invention relates to operation control of a heat pump water heater, and more particularly to operation control of a heat pump unit.

ヒートポンプ給湯機は、一般的に、夜間の割引電気料金を利用してヒートポンプユニットの運転を行い、水を加熱して高温水として貯湯タンクに蓄えて置き、昼間は、蛇口を開いた湯水の使用時に前記貯湯タンク内の高温水に水を混ぜて適温水として給湯するものである。   In general, heat pump water heaters operate the heat pump unit using discounted electricity charges at night, heat the water and store it in a hot water storage tank as high temperature water, and use hot water with a faucet open during the day Sometimes hot water in the hot water storage tank is mixed with water to supply hot water as appropriate temperature water.

ヒートポンプ給湯機は、貯湯ユニットのタンク容量によりヒートポンプユニットの加熱能力(出力)も設定されている。この組合せは、深夜電力が利用可能な夜間時間(一般的には深夜の22時から朝の8時までの10時間)内で、組み合わされた貯湯タンクの全容量の沸き上げが可能な加熱能力が設定されている。特に、外気温度が低く、水温が低下する冬期条件などでは設定された加熱能力が必要となる。一方、夏期や中間期(春、秋)では入水温度が高いため、必ずしも所定の加熱能力は必要ではなく、夏期などでは、加熱能力を低減させた運転を行う場合もある。   In the heat pump water heater, the heating capacity (output) of the heat pump unit is also set according to the tank capacity of the hot water storage unit. This combination is capable of heating up the full capacity of the combined hot water storage tanks in the nighttime when midnight power is available (generally 10 hours from 22:00 midnight to 8:00 in the morning). Is set. In particular, a set heating capacity is required in winter conditions where the outside air temperature is low and the water temperature decreases. On the other hand, since the incoming water temperature is high in the summer and intermediate periods (spring and autumn), a predetermined heating capacity is not necessarily required. In summer and the like, an operation with a reduced heating capacity may be performed.

貯湯式のヒートポンプ給湯機は、このように主として深夜時間帯に沸き上げ運転を行うため、その運転音が問題になる場合がある。ヒートポンプ給湯機の運転音は、加熱能力や季節により変化し、加熱能力が大きい場合(出力が大きい場合)や、外気温度や水温が低下する冬期条件においては、圧縮機の回転数や、送風機の回転数が大きくなり(増速し)、一般的には運転音が大きくなる。このため、周囲の環境(騒音状況)によっては、騒音として問題視される場合がある。昼間、繁華街や工業地帯などの周囲の騒音が大きい条件下においては、目立たなくても、深夜の住宅街などの騒音が極めて小さい場所では運転音が騒音となる場合もある。   Since the hot water storage type heat pump water heater performs the boiling operation mainly in the middle of the night time in this way, the operation sound may become a problem. The operating sound of the heat pump water heater varies depending on the heating capacity and season, and when the heating capacity is large (when the output is large), or in winter conditions when the outside air temperature and water temperature decrease, the rotational speed of the compressor and the fan The rotational speed increases (increases speed), and generally the driving sound increases. For this reason, depending on the surrounding environment (noise situation), it may be regarded as a problem as noise. Under noisy conditions, such as in a late-night residential area, the driving sound may be noisy even under the conditions of high ambient noise, such as during the daytime, in downtown and industrial areas.

ヒートポンプユニットの加熱能力は、組み合わされた貯湯ユニットのタンク容量が沸き上げ可能な能力に設定されているが、実際には、お湯の使用量や沸き上げ時の水温などにより必要な加熱能力は変化し、通常設定されている加熱能力以下で沸き上げ可能な場合が多い。また、深夜電力に限定せず、湯水の量が不足した場合は、朝や夕方に沸き上げを行う運転を行ってもよく、以上から、必ずしも設定された加熱能力で常時運転を行う必要はない。   The heating capacity of the heat pump unit is set so that the tank capacity of the combined hot water storage unit can be heated, but actually the required heating capacity varies depending on the amount of hot water used and the water temperature at the time of boiling. However, it is often possible to boil below the heating capacity that is normally set. Moreover, it is not limited to midnight power, and when the amount of hot water is insufficient, it may be operated to boil in the morning or evening, and from the above, it is not always necessary to always operate with the set heating capacity. .

一般的に、加熱能力を低減させて運転を行うとサイクル効率が向上し、冷凍サイクルの成績係数(COP)が向上する。このため、所定の加熱能力の運転より加熱能力を低減させた運転を行うことにより、効率よく運転することができ、一層の省エネ、光熱費の低減、および運転音の低減が可能となる。また、一方では、貯湯式のヒートポンプ給湯機は、貯湯タンク内に蓄えられた湯水を用いて給湯を行うため、給湯を多く使用し、貯湯タンク内の湯水が減少するとお湯が使用できなくなる「湯切れ」という問題が発生する。このため、湯切れを発生ないようにするため、貯湯タンクの残湯量を監視し、適宜ヒートポンプユニットの沸き上げ運転を行うなどの制御を行っている。ヒートポンプユニットはガス給湯器と異なり、時間をかけてお湯を作るため、湯切れが発生した場合は、ヒートポンプユニットで沸き上げ運転を行っても、すぐに給湯で湯水を使用することはできない。このため、貯湯式では湯切れを防止するとともに、省エネ、低騒音をいかに図るかが重要となる。   In general, when the operation is performed with the heating capacity reduced, the cycle efficiency is improved and the coefficient of performance (COP) of the refrigeration cycle is improved. For this reason, it is possible to operate efficiently by performing an operation in which the heating capacity is reduced rather than an operation with a predetermined heating capacity, and it becomes possible to further save energy, reduce the utility cost, and reduce the operation sound. On the other hand, the hot water storage type heat pump water heater uses hot water stored in the hot water storage tank to supply hot water, so if you use a lot of hot water and the hot water in the hot water storage tank decreases, the hot water cannot be used. The problem of “out” occurs. For this reason, in order to prevent running out of hot water, the amount of remaining hot water in the hot water storage tank is monitored, and control such as appropriately heating the heat pump unit is performed. Unlike gas water heaters, heat pump units make hot water over time, so if hot water runs out, hot water cannot be used immediately for hot water supply even if the heat pump unit is heated. For this reason, in the hot water storage type, it is important to prevent hot water from running out and to save energy and reduce noise.

特許文献1は、これらを鑑み、貯湯タンク内の残湯量を検出する手段を備え、夜間時間帯の沸き上げ運転時には外気温度と貯湯タンクの残湯量により沸き上げの加熱能力を可変するとともに、昼間の時間帯の沸き上げにおいては、加熱能力を最大として運転を行い、深夜の沸き上げ運転においてはヒートポンプユニットの運転音の低減を図るとともに、昼間の湯切れの防止を図っている。   In view of these, Patent Document 1 includes a means for detecting the amount of remaining hot water in the hot water storage tank, changes the heating capacity of the boiling according to the outside air temperature and the remaining hot water amount of the hot water storage tank during the heating operation in the night time zone, and the daytime. In the boiling period, the operation is performed with the heating capacity maximized, and in the late-night boiling operation, the operation noise of the heat pump unit is reduced and the hot water is prevented from running out during the daytime.

特開2009−287794号公報JP 2009-287794 A

特許文献1では、残湯量に応じて、深夜の加熱能力の低減を行うことにより、深夜の運転音を低減でき、騒音問題発生の抑制にはいくらかの効果も期待できるが、あくまで、残湯量を考慮した沸き上げ運転に主眼をおいた発明であり、運転音については2次的にその効果も期待できるものにすぎない。   In Patent Document 1, by reducing the late-night heating capacity in accordance with the amount of remaining hot water, it is possible to reduce the operation noise at night, and some effects can be expected to suppress the occurrence of noise problems. The invention focuses on the heating operation in consideration, and the driving sound can only be expected to have a secondary effect.

この問題を解決するためには、据付された環境下でその環境条件に合わせて適切に運転することが必要であり、周囲が静かな環境であれば静かな運転を行い、通常の運転音においても周辺騒音と同等であれば、通常の運転を行うなどの運転音に主眼をおいた運転方法が必要にある。本発明は、この問題を解決するため、周囲の環境条件に合わせたヒートポンプユニットの沸き上げ運転を行うことにより騒音問題を抑制することを目的とする。   In order to solve this problem, it is necessary to operate properly according to the environmental conditions in the installed environment. However, if it is equivalent to the ambient noise, there is a need for a driving method that focuses on driving sound such as normal driving. In order to solve this problem, an object of the present invention is to suppress a noise problem by performing a heating operation of a heat pump unit in accordance with ambient environmental conditions.

本発明は、この課題の解決のために、複数の冷凍サイクルを備えたヒートポンプユニットと、該ヒートポンプユニットを用いて沸き上げられた湯水を蓄える貯湯ユニットと、を具備したヒートポンプ給湯機において、前記ヒートポンプユニットでの沸き上げ運転は、全ての冷凍サイクルを使用して沸き上げを行う通常運転モードと、一部の冷凍サイクルを使用して沸き上げを行うセーブ運転モードと、を具備しているヒートポンプ給湯機を用いる。   In order to solve this problem, the present invention provides a heat pump water heater comprising a heat pump unit having a plurality of refrigeration cycles and a hot water storage unit for storing hot water boiled using the heat pump unit. Boiling operation in the unit is a heat pump hot water supply having a normal operation mode in which boiling is performed using all refrigeration cycles and a save operation mode in which boiling is performed using some refrigeration cycles. Use the machine.

本発明によれば、周辺騒音が静かな環境下では、セーブ運転モードを選択することにより、ヒートポンプユニットの運転音を低減し、騒音問題の発生を回避することができる。   According to the present invention, in an environment where the surrounding noise is quiet, by selecting the save operation mode, it is possible to reduce the operation sound of the heat pump unit and avoid the occurrence of the noise problem.

一実施例のヒートポンプ給湯機における、ヒートポンプ冷媒回路、貯湯回路、給湯回路、運転制御手段、及び部品の一例を示す模式図。The schematic diagram which shows an example of the heat pump refrigerant circuit, the hot water storage circuit, the hot water supply circuit, the operation control means, and components in the heat pump water heater of one Example. 一実施例のヒートポンプ給湯機の沸き上げ運転の一例の模式図。The schematic diagram of an example of the boiling operation of the heat pump water heater of one Example. 一実施例のリモコンの操作一例の模式図。The schematic diagram of an example of operation of the remote control of one Example.

まず、本発明の概要を簡単に説明する。本発明の要旨は、貯湯ユニットとヒートポンプユニットからなるヒートポンプ給湯機において、ヒートポンプユニットの沸き上げ運転時に、運転音を低減させる運転モード(セーブモード)を備え、通常運転モード、セーブ運転モードの切り替えをユーザーが選択し実施できる機能を有するものである。   First, the outline of the present invention will be briefly described. The gist of the present invention is that a heat pump water heater comprising a hot water storage unit and a heat pump unit is provided with an operation mode (save mode) for reducing operation noise during the heating operation of the heat pump unit, and switching between the normal operation mode and the save operation mode. It has functions that can be selected and implemented by the user.

通常は、一般的に定格と称される加熱能力で運転を行う。これに対し、セーブモードを運転モードとしてあらかじめ備えるものである。ヒートポンプユニットの運転音は、圧縮機および送風機(プロペラファン)によりそのほとんどが発生している。   Usually, operation is performed with a heating capacity generally called a rating. On the other hand, a save mode is provided in advance as an operation mode. Most of the operation sound of the heat pump unit is generated by a compressor and a blower (propeller fan).

従って、運転音を低減した運転、即ちセーブ運転モードは、複数ある冷凍サイクルの内、運転する冷凍サイクルを少なくすることを実施したことであり、これらの運転は同時に、加熱能力を低減させることに繋がり、セーブ運転モードは低加熱能力運転モードに類するものであるということもできる。   Therefore, the operation with reduced operation noise, that is, the save operation mode is to reduce the number of refrigeration cycles to be operated among a plurality of refrigeration cycles, and these operations simultaneously reduce the heating capacity. It can also be said that the save operation mode is similar to the low heating capacity operation mode.

そして、この運転モードをユーザーインターフェースである例えばリモコンを操作することによりユーザーが設定できるようにするものである。ヒートポンプ給湯機の運転音が問題になるかどうかは、その設置された環境に左右されるところが大きい。即ち、静かな環境に設置されている場合は、深夜の小さな音も問題視される場合がある。   The operation mode can be set by the user by operating a user interface such as a remote controller. Whether the operating sound of a heat pump water heater becomes a problem depends largely on the environment in which it is installed. That is, if it is installed in a quiet environment, a small sound at midnight may be regarded as a problem.

この第1の発明は、このような運転モードを備え、静かな環境に設置されている場合、ユーザーがセーブ運転モードを選択でき、静かな環境を維持できるようにするものである。この運転の切り替えは、ユーザーが独自の判断で行っても良いし、周囲からの騒音に対する意見により設定しても良い。この設定は、例えば、常時静音化運転モードでの運転であったり、深夜の運転のみ静音化運転モードだったり、さらに選択できるようになっているとなお、使い勝手もよいものである。また、これら判断を各種の条件から自動で切り替える機能が付いていてもよい。   The first invention is provided with such an operation mode, and when installed in a quiet environment, the user can select the save operation mode and maintain the quiet environment. This switching of operation may be performed by the user based on his / her own judgment, or may be set based on opinions regarding noise from the surroundings. For example, this setting is easy to use if the operation is always in the silent operation mode, or only the operation at midnight is in the silent operation mode. Further, a function of automatically switching these determinations from various conditions may be provided.

次に、本発明の実施例1であるヒートポンプ給湯機の構成および動作の詳細を図面を用いて説明する。図1はヒートポンプ給湯機の構成の一例を示す。ヒートポンプ給湯機は複数系統のヒートポンプ冷媒回路(ここでは一例として2系統)の構成部品を収納したヒートポンプユニット30と、貯湯タンク及び給湯回路構成部品を収納した貯湯ユニット40で構成され、それぞれの制御部は通信し、お互いの状況を監視しているとともに、ユーザーへのインターフェースとしてリモコン50を備えている。   Next, the configuration and operation of the heat pump water heater that is Embodiment 1 of the present invention will be described in detail with reference to the drawings. FIG. 1 shows an example of the configuration of a heat pump water heater. The heat pump water heater is composed of a heat pump unit 30 that houses components of a plurality of systems of heat pump refrigerant circuits (here, two systems as an example), and a hot water storage unit 40 that houses hot water tanks and hot water circuit components. Communicate with each other and monitor each other's situation, and includes a remote control 50 as an interface to the user.

ヒートポンプ冷媒回路は、圧縮機1a、1b、水冷媒熱交換器2、減圧装置4a、4b、空気熱交換器5a、5bを、それぞれ冷媒配管を介して直列に接続して構成されており、その中に炭酸ガス(CO2)冷媒が封入されている。 The heat pump refrigerant circuit is configured by connecting the compressors 1a and 1b, the water refrigerant heat exchanger 2, the decompression devices 4a and 4b, and the air heat exchangers 5a and 5b in series through refrigerant pipes, respectively. Carbon dioxide (CO 2 ) refrigerant is sealed inside.

圧縮機1a、1bはPWM制御、電圧制御(例えばPAM制御)及びこれらの組み合わせ制御により、低速(例えば700回転/分)から高速(例えば6000回転/分)まで回転数制御ができるようになっている。ヒートポンプユニット30の出力である加熱能力は基本的に一定で運転を行うため、外気温度の高い夏期では圧縮機は低速で運転し、外気温度の低い冬期では高速で運転するなど、外気温度の状況や入水温度、出湯温度に応じて回転数を制御している。   The compressors 1a and 1b can perform rotation speed control from low speed (for example, 700 rotations / minute) to high speed (for example, 6000 rotations / minute) by PWM control, voltage control (for example, PAM control) and combination control thereof. Yes. Since the heating capacity that is the output of the heat pump unit 30 is basically constant, the compressor operates at a low speed in summer when the outside air temperature is high, and operates at a high speed in winter when the outside air temperature is low. The number of rotations is controlled according to the temperature of incoming water and the temperature of outgoing water.

水冷媒熱交換器2は、圧縮機1a、1bから吐出された高温冷媒を流す冷媒側伝熱管と、タンク10の下側の低温水を循環し水冷媒熱交換器2で加熱するための水側伝熱管とで構成され、冷媒側伝熱管と水側伝熱管との間で熱交換を行い、冷媒管に流れる冷媒の熱を水に伝達し、水の温度を上昇させる。   The water-refrigerant heat exchanger 2 circulates refrigerant-side heat transfer tubes that flow high-temperature refrigerant discharged from the compressors 1a and 1b and low-temperature water below the tank 10 and heats the water-refrigerant heat exchanger 2 with heat. It is comprised with a side heat exchanger tube, heat exchange is performed between a refrigerant | coolant side heat exchanger tube and a water side heat exchanger tube, the heat | fever of the refrigerant | coolant which flows into a refrigerant | coolant tube is transmitted to water, and the temperature of water is raised.

タンク10内の低温水は、タンク10底部から水冷媒熱交換器2の水側伝熱管に循環ポンプ15により流入され冷媒側伝熱管によって徐々に加熱され、規定温度まで加熱されてタンク10の上部から貯湯される。   The low-temperature water in the tank 10 flows from the bottom of the tank 10 into the water-side heat transfer pipe of the water-refrigerant heat exchanger 2 by the circulation pump 15 and is gradually heated by the refrigerant-side heat transfer pipe to be heated to a specified temperature. Hot water is stored from.

次に、減圧装置4a、4bとしては一般に電動膨張弁が使用され、水冷媒熱交換器2を経て送られてくる中温高圧冷媒を減圧し、蒸発し易い低圧冷媒として空気熱交換器5a、5bへ送る。また、減圧装置4a、4bは冷媒回路の絞り量を変えてヒートポンプ冷媒回路内の冷媒循環量を調節する働きや、冬期低温時にヒートポンプ運転して空気熱交換器5a、5bに着霜した場合、前記絞り量を全開にして中温冷媒を空気熱交換器5a、5bに多量に送って霜を溶かす除霜装置の役目も行なう場合もある。   Next, an electric expansion valve is generally used as the decompression device 4a, 4b, and the medium temperature high pressure refrigerant sent through the water refrigerant heat exchanger 2 is decompressed, and the air heat exchanger 5a, 5b as a low pressure refrigerant that easily evaporates. Send to. Further, the decompression devices 4a and 4b function to adjust the refrigerant circulation amount in the heat pump refrigerant circuit by changing the throttle amount of the refrigerant circuit, or when the air heat exchangers 5a and 5b are frosted by operating the heat pump at low temperatures in winter, In some cases, the throttle amount is fully opened and a medium temperature refrigerant is sent to the air heat exchangers 5a and 5b in a large amount to melt the frost.

空気熱交換器5a、5bは送風機6a、6bの回転により外気を取り入れ空気と冷媒との熱交換を行ない、外気から熱を吸収する役目を行なう。   The air heat exchangers 5a and 5b take in outside air by the rotation of the blowers 6a and 6b, exchange heat between the air and the refrigerant, and absorb heat from the outside air.

貯湯ユニット40は貯湯、給湯などを行なうための水循環回路を備えて構成されている。   The hot water storage unit 40 includes a water circulation circuit for performing hot water storage, hot water supply, and the like.

貯湯回路は、主に夜間定期的に行なう貯湯運転、及び残湯量が規定値以下になった場合のみ運転するタンク沸上げ運転によってタンク10に高温水を貯めるための水回路で、タンク10、循環ポンプ15、水冷媒熱交換器2、タンク10が水配管を介して順次直列に接続され構成されている。   The hot water storage circuit is a water circuit for storing high-temperature water in the tank 10 mainly by hot water storage operation that is performed regularly at night and when the remaining hot water amount is less than a specified value, and the tank 10 is circulated. A pump 15, a water refrigerant heat exchanger 2, and a tank 10 are sequentially connected in series via a water pipe.

給湯回路は、給水金具7、減圧弁8、給水水量センサ9、タンク10、湯水混合弁12、給湯金具13が水配管を介して順次直列に接続され構成されている。水量センサは場合によっては設けずとも制御ができる場合もあり、また、直接水道水を熱交換し給湯するような直接給湯形の給湯機では、減圧弁8を備えていない場合もある。   The hot water supply circuit is configured by sequentially connecting a water supply fitting 7, a pressure reducing valve 8, a water supply amount sensor 9, a tank 10, a hot water mixing valve 12, and a hot water supply fitting 13 in series via a water pipe. In some cases, the water amount sensor can be controlled without being provided, and a direct hot water supply type water heater that directly heats and supplies hot tap water may not have the pressure reducing valve 8.

なお、給水金具7は主として水道などの給水源に接続され、給湯金具13は蛇口14などの給湯負荷に接続されている。また、給湯機としては、風呂の湯張りの回路や追い焚きの回路(ともに図示せず)を備えているものもある。   The water supply fitting 7 is mainly connected to a water supply source such as water supply, and the hot water supply fitting 13 is connected to a hot water supply load such as a faucet 14. Some water heaters are provided with a hot water filling circuit or a reheating circuit (both not shown).

次に、ヒートポンプユニットの運転制御手段52は、ヒートポンプ冷媒回路の運転・停止並びに圧縮機1a、1bの回転数制御を行なうと共に、減圧装置4a、4bの冷媒絞り量調整など主として冷凍サイクルの運転を制御し、貯湯ユニットの運転制御手段51は、給湯などの温度調整である湯水混合弁の制御や貯湯タンクの湯水の残湯量を検出し、貯湯タンクの沸き上げタイミングや沸き上げ温度を制御したりし、この運転制御手段51と52は連携し、給湯機の制御を行っている。ユーザーのインターフェースとしてはリモコン50を備え、給湯温度の設定やエラーの表示運転モードの変更などができるようになっている。循環ポンプ15はヒートポンプユニットに備えても、貯湯ユニットに備えてもよく、タンク下部の水を循環させ、規定温度で沸き上げるよう循環を行う。タンク10は貯湯温度や貯湯量を検知するための複数の温度センサ10a、10b、10c、10dが備えられており、または、給湯使用量を検出する流量センサ9などにより給湯負荷を判定し、省エネ最適運転となるように沸き上げ温度や沸き上げ量、沸き上げ時間を制御する学習制御機能が多くの場合備えられている。   Next, the operation control means 52 of the heat pump unit performs operation / stop of the heat pump refrigerant circuit and rotation speed control of the compressors 1a, 1b, and also mainly operates the refrigeration cycle such as adjusting the refrigerant throttle amount of the decompression devices 4a, 4b. The hot water storage unit operation control means 51 controls the hot water mixing valve, which is temperature adjustment for hot water supply, etc., detects the amount of hot water remaining in the hot water tank, and controls the boiling timing and the boiling temperature of the hot water tank. The operation control means 51 and 52 cooperate to control the water heater. As a user interface, a remote controller 50 is provided so that a hot water supply temperature can be set and an error display operation mode can be changed. The circulation pump 15 may be provided in the heat pump unit or the hot water storage unit, and circulates the water at the lower part of the tank so as to boil at a specified temperature. The tank 10 is provided with a plurality of temperature sensors 10a, 10b, 10c, and 10d for detecting the hot water storage temperature and the amount of hot water storage, or by determining the hot water supply load by the flow rate sensor 9 for detecting the hot water use amount to save energy. In many cases, a learning control function for controlling a boiling temperature, a boiling amount, and a boiling time is provided so as to achieve an optimum operation.

また、ヒートポンプユニットの運転制御手段52は、冬期低温時は高温貯湯の規定温度(例えば90℃)で貯湯すると共に周囲温度や給水温度が低く加熱負荷が大きい場合は高回転数(例えば3000〜4000回転/分)とし、夏期や中間期は加熱負荷が軽い場合は通常貯湯の規定温度(約65℃)で比較的低回転数(例えば1000〜2000回転/分)とするなどの最適運転制御手段を有しているとともに圧縮機1a1bの吐出圧力を検知する圧力センサ(図示せず)や吐出温度センサ22a、22b等が設けられ、また、外気温度を検出する外気温度センサ23や出湯温度を検出する出湯温度センサ20、入水温度を検出する入水温度センサ21などのセンサを備え、各検出信号は運転制御手段52に入力されるように構成されている。   Further, the operation control means 52 of the heat pump unit stores hot water at a specified temperature (for example, 90 ° C.) of high-temperature hot water at low temperatures in winter, and at a high rotation speed (for example, 3000 to 4000) when the ambient temperature or water supply temperature is low and the heating load is large. Rotation / minute), and in the summer and intermediate periods, when the heating load is light, the optimum operation control means such as setting the normal temperature of the hot water (about 65 ° C) to a relatively low number of revolutions (eg 1000 to 2000 rotations / minute). And a pressure sensor (not shown) for detecting the discharge pressure of the compressor 1a1b, discharge temperature sensors 22a and 22b, etc., and an outside air temperature sensor 23 for detecting the outside air temperature and a tapping temperature are detected. There are provided sensors such as a tapping water temperature sensor 20 and a water temperature sensor 21 for detecting the water temperature, and each detection signal is input to the operation control means 52. .

次に、本実施例のヒートポンプ給湯機の運転動作の一例について、図1のヒートポンプ冷媒回路及び貯湯回路、給湯回路を参照にしながら図2のフローチャートに基づいて説明する。   Next, an example of the operation of the heat pump water heater of this embodiment will be described based on the flowchart of FIG. 2 with reference to the heat pump refrigerant circuit, hot water storage circuit, and hot water supply circuit of FIG.

図2は、沸き上げ運転を行う1日の運転動作の実施例を示すフローチャートである。   FIG. 2 is a flowchart showing an example of a day operation operation in which the boiling operation is performed.

リモコンにて設定された時刻(例えば開始時刻22:00、終了時刻8:00)になると沸き上げ運転を開始(ステップ61)する。即ち、図1における圧縮機1a、1bを始動させヒートポンプ運転を開始すると共に循環ポンプ15を運転し、タンク10底部から循環されるタンク貯湯水を水冷媒熱交換器2で高温冷媒と熱交換して規定温度の高温水とし、タンク10上部から戻す貯湯運転を行なう。   When the time set by the remote controller (for example, start time 22:00, end time 8:00) is reached, the boiling operation is started (step 61). That is, the compressors 1a and 1b in FIG. 1 are started to start the heat pump operation and the circulation pump 15 is operated, and the tank hot water circulated from the bottom of the tank 10 is heat-exchanged with the high-temperature refrigerant in the water refrigerant heat exchanger 2. Then, hot water storage operation is performed in which high temperature water of a specified temperature is returned and returned from the upper part of the tank 10.

貯湯量判定(ステップ62)において貯湯温度及び貯湯量が規定値に達しないうちは貯湯運転を継続し、規定値に達するとヒートポンプ運転を停止し貯湯運転は終了(ステップ63)する。   In the hot water storage amount determination (step 62), the hot water storage operation is continued until the hot water storage temperature and the hot water storage amount reach the specified values. When the hot water storage temperature and the hot water storage amount reach the specified values, the heat pump operation is stopped and the hot water storage operation ends (step 63).

朝になって、例えば蛇口14を開き湯水使用が開始(ステップ64)されると、運転制御手段51は、給湯温度が適温(一般的には約42℃)となるように湯水混合弁12からの給水量を調整し、給水金具7、減圧弁8、給水水量センサ9、貯湯タンク10、湯水混合弁12、給湯金具13、蛇口14の給湯回路で適温水を供給する給湯運転を開始(ステップ65)する。なお給湯運転時は、水道の給水源からの水圧で給湯を行う。   In the morning, for example, when the faucet 14 is opened and the use of hot water is started (step 64), the operation control means 51 starts from the hot water mixing valve 12 so that the hot water supply temperature becomes an appropriate temperature (generally about 42 ° C.). The hot water supply operation to supply the appropriate temperature water in the hot water supply circuit of the water supply fitting 7, the pressure reducing valve 8, the water supply amount sensor 9, the hot water storage tank 10, the hot water mixing valve 12, the hot water supply fitting 13, and the faucet 14 is started (step 65). During hot water operation, hot water is supplied with water pressure from the water supply source.

次に蛇口を閉じて湯水使用が終了(ステップ66)すると、給湯は停止され、湯水混合弁12は所定の位置に設定され給湯運転は停止(ステップ67)される。   Next, when the faucet is closed and the use of hot water is completed (step 66), the hot water supply is stopped, the hot water / water mixing valve 12 is set to a predetermined position, and the hot water supply operation is stopped (step 67).

更に運転制御手段51は、給湯運転中(ステップ65)及び給湯運転停止(ステップ67)後に、タンク温度センサ10a、10b、10c、10dによって貯湯タンク10内の貯湯温度及び貯湯量を検知し、タンク残湯量の判定(ステップ68)を行なう。   Further, the operation control means 51 detects the hot water storage temperature and the amount of hot water stored in the hot water storage tank 10 by the tank temperature sensors 10a, 10b, 10c and 10d after the hot water supply operation (step 65) and after the hot water supply operation is stopped (step 67). The remaining hot water amount is determined (step 68).

通常は規定量以上残湯しており沸上げ運転は行なわないが、タンク残湯量が規定値未満になった場合はタンク沸上げ運転(ステップ69)を行ない、貯湯量判定(ステップ70)において、貯湯温度及び貯湯量が規定値に達してからタンク沸上げ運転を終了(ステップ71)する。   Normally, the remaining amount of hot water is not less than the specified amount and the boiling operation is not performed. However, when the amount of remaining hot water in the tank is less than the specified value, the tank boiling operation (step 69) is performed, and in the hot water storage amount determination (step 70), The tank boiling operation is terminated after the hot water storage temperature and the hot water storage volume reach the specified values (step 71).

前記運転開始の設定時刻になると、規定のタンク貯湯量になるよう、再び沸き上げ運転(ステップ61)を行なう。   When the set time for starting the operation is reached, the boiling operation (step 61) is performed again so that the specified amount of stored hot water in the tank is reached.

図2を用いて説明したように、ヒートポンプユニット30の沸き上げは、通常は深夜に実施され、不足がある場合は昼間時間に実施される。深夜運転時には騒音が問題となる場合があるため、本実施例のヒートポンプ給湯機では、深夜運転時の運転モードとして、通常運転モードとセーブ運転モード(静音化運転モード)の2つのモードを用意し、状況に応じて料モードを切り替えできるようにした。   As described with reference to FIG. 2, the heating of the heat pump unit 30 is normally performed at midnight, and when there is a shortage, it is performed at daytime. Since noise may be a problem during midnight operation, the heat pump water heater of this embodiment has two modes, a normal operation mode and a save operation mode (silent operation mode), as operation modes during midnight operation. The charge mode can be changed according to the situation.

ここで、通常運転モードとは、全ての冷凍サイクルを運転して沸き上げを行うモードであり、図1の例では、冷凍サイクルa80、冷凍サイクルb90の両方を用いる運転モードである。この通常運転モードでは、高い沸き上げ能力を得ることができる一方、発生する騒音が比較的高くなる。   Here, the normal operation mode is a mode in which all the refrigeration cycles are operated to perform boiling, and in the example of FIG. 1, an operation mode using both the refrigeration cycle a80 and the refrigeration cycle b90. In this normal operation mode, a high boiling capacity can be obtained while the generated noise is relatively high.

一方、セーブ運転モードとは、冷凍サイクルの一部を運転し、残りを停止して沸き上げを行うモードであり、図1の例では、冷凍サイクルa80を運転し冷凍サイクルb90は停止している運転モードである。この例によると冷凍サイクルが半分となるので、加熱能力は所定の半分となり、運転音も約−3dBの低減を行うことができる。また、運転および停止する冷凍サイクルは部品の寿命を考慮すると、交互に運転・停止を行うのが好ましい。または各々の冷凍サイクルの運転時間を記憶して均等な運転時間になる様に運転時間を記憶して各々を運転することが最善となる。なお、図1では、2系統の冷凍サイクルを有する構成としたが、3系統以上の冷凍サイクルを有する給湯機でも、同様のセーブ運転モードを採用することができ、1以上の冷凍サイクルを停止させることで、騒音の低減を図ることができる。   On the other hand, the save operation mode is a mode in which a part of the refrigeration cycle is operated and the rest is stopped and heated up. In the example of FIG. 1, the refrigeration cycle a80 is operated and the refrigeration cycle b90 is stopped. It is an operation mode. According to this example, since the refrigeration cycle is halved, the heating capacity is reduced to a predetermined half, and the operation sound can be reduced by about -3 dB. Moreover, it is preferable that the refrigeration cycle to be operated and stopped is alternately operated and stopped in consideration of the life of the parts. Alternatively, it is best to store each operation time so that the operation time of each refrigeration cycle is memorized and equal operation time is stored. In FIG. 1, the configuration has two refrigeration cycles. However, a hot water heater having three or more refrigeration cycles can employ the same save operation mode and stop one or more refrigeration cycles. Thus, noise can be reduced.

以上で説明したセーブ運転モードを用意しておくことで、深夜、静かな環境下において運転される場合には、リモコンによりセーブ運転モードを選択することで、環境に応じて騒音の発生量を調整し、まれに問題視されるヒートポンプ給湯機の深夜の騒音問題を回避する給湯機を提供することができる。   By preparing the save operation mode explained above, when driving in a quiet environment late at night, select the save operation mode with the remote control, and adjust the amount of noise generation according to the environment In addition, it is possible to provide a water heater that avoids the late-night noise problem of a heat pump water heater that is rarely regarded as a problem.

次に実施例2の給湯機を説明する。実施例1と共通する点は説明を省略する。   Next, a water heater of Example 2 will be described. Description of points common to the first embodiment is omitted.

例えばスーパーや老人ホーム等に設置した給湯機の場合は、ユーザーインターフェースである例えばリモコンの設置場所と、実際に湯を使用する場所が異なる場合が大半である。こうした施設の場合は、施設全体を管理する施設管理者等が空調設備等と共に給湯機の運転状態を把握し、湯切れを起こさないように各種リモコンの設定を行っている。よって、誤設定を防ぐ必要があり安易に操作出来ない様にする必要がある。そこで、リモコンによる誤設定を防ぐために、特殊なリモコン操作(例えば、リモコンのボタンを3個同時押し等)を行い、設定できるようにする。   For example, in the case of a water heater installed in a supermarket or a nursing home, for example, the location where a user interface, for example, a remote controller is installed, and the location where the hot water is actually used are mostly different. In the case of such a facility, a facility manager or the like who manages the entire facility grasps the operation state of the water heater together with the air conditioner and sets various remote controllers so as not to run out of hot water. Therefore, it is necessary to prevent erroneous setting and to prevent easy operation. Therefore, in order to prevent erroneous setting by the remote controller, a special remote controller operation (for example, simultaneously pressing three buttons on the remote controller) is performed so that the setting can be performed.

例えば、図3に示すように、異なる種類のボタンを2個以上、例えば3個同時押しした場合に、運転モードを選択できるメニューへと進むことが出来セーブ運転モードを選択する。これにより、ユーザーが意図しない操作を確実に防止することができる。   For example, as shown in FIG. 3, when two or more, for example, three buttons of different types are pressed at the same time, it is possible to proceed to a menu for selecting an operation mode and to select a save operation mode. Thereby, the operation which a user does not intend can be prevented reliably.

次に実施例3の給湯機を説明する。実施例1、2と共通する点は説明を省略する。   Next, a water heater of Example 3 will be described. Description of points common to the first and second embodiments is omitted.

実施例3で用いるヒートポンプユニットは、冷媒として二酸化炭素を用い、超臨界サイクルの冷凍サイクルを有するヒートポンプユニットであることである。二酸化炭素を冷媒とした超臨界サイクルを採用したヒートポンプ給湯機はR410A冷媒に比較して非常に高い圧力(高圧)となるサイクルである。このため、運転音に対してはより一層のきめ細やかな配慮が必要となる。また、二酸化炭素冷媒を使用したヒートポンプ給湯機は環境にやさしい、省エネ性に優れた機器であり、実施例3の構成の適用により、一層の省エネの向上を図ることができる。   The heat pump unit used in Example 3 is a heat pump unit that uses carbon dioxide as a refrigerant and has a supercritical cycle refrigeration cycle. A heat pump water heater employing a supercritical cycle using carbon dioxide as a refrigerant has a very high pressure (high pressure) compared to the R410A refrigerant. For this reason, further careful consideration is required for the driving sound. In addition, a heat pump water heater that uses carbon dioxide refrigerant is an environment-friendly and energy-saving device. By applying the configuration of the third embodiment, further energy saving can be achieved.

1a、1b…圧縮機 2…水冷媒熱交換器 4a、4b…減圧装置 5a、5b…空気熱交換器 6a、6b…送風機 7…給水金具 8…減圧弁 9…給水水量センサ 10…タンク 12…湯水混合弁 13…給湯金具 14…蛇口 15…循環ポンプ 20…出湯温度センサ 21…入水温度センサ 22…圧縮機吐出温度センサ 23…外気温度センサ 30…ヒートポンプユニット 40…貯湯ユニット 50…リモコン 51…貯湯ユニット制御手段 52…ヒートポンプユニット制御手段 80…冷凍サイクルa 90…冷凍サイクルb   DESCRIPTION OF SYMBOLS 1a, 1b ... Compressor 2 ... Water refrigerant | coolant heat exchanger 4a, 4b ... Pressure-reducing device 5a, 5b ... Air heat exchanger 6a, 6b ... Blower 7 ... Water supply metal fitting 8 ... Pressure-reducing valve 9 ... Feed water quantity sensor 10 ... Tank 12 ... Hot water mixing valve 13 ... Hot water supply fitting 14 ... Faucet 15 ... Circulation pump 20 ... Hot water temperature sensor 21 ... Incoming water temperature sensor 22 ... Compressor discharge temperature sensor 23 ... Outside air temperature sensor 30 ... Heat pump unit 40 ... Hot water storage unit 50 ... Remote control 51 ... Hot water storage Unit control means 52 ... Heat pump unit control means 80 ... Refrigeration cycle a 90 ... Refrigeration cycle b

Claims (3)

複数の冷凍サイクルを備えたヒートポンプユニットと、
該ヒートポンプユニットを用いて沸き上げられた湯水を蓄える貯湯ユニットと、
を具備したヒートポンプ給湯機において、
前記ヒートポンプユニットでの沸き上げ運転は、
全ての冷凍サイクルを使用して沸き上げを行う通常運転モードと、
一部の冷凍サイクルを使用して沸き上げを行うセーブ運転モードと、
を具備していることを特徴とするヒートポンプ給湯機。
A heat pump unit with multiple refrigeration cycles;
A hot water storage unit for storing hot water boiled using the heat pump unit;
In a heat pump water heater equipped with
The heating operation in the heat pump unit is
Normal operation mode in which boiling is performed using all refrigeration cycles,
Save operation mode that uses some refrigeration cycles to boil,
A heat pump water heater characterized by comprising:
請求項1に記載のヒートポンプ給湯機において、
さらに、複数のボタンを有するリモコンを具備しており、
前記リモコンの複数ボタンを同時押しした場合に選択メニューが表示され、
前記セーブ運転モードが選択できることを特徴とするヒートポンプ給湯機。
In the heat pump water heater according to claim 1,
Furthermore, it has a remote control with a plurality of buttons,
A selection menu is displayed when multiple buttons on the remote control are pressed simultaneously.
A heat pump water heater, wherein the save operation mode can be selected.
請求項1または2に記載のヒートポンプ給湯機において、
前記冷凍サイクルの冷媒として二酸化炭素を用い、
超臨界サイクルの冷凍サイクルを有することを特徴とするヒートポンプ給湯機。
In the heat pump water heater according to claim 1 or 2,
Using carbon dioxide as a refrigerant in the refrigeration cycle,
A heat pump water heater having a refrigeration cycle of a supercritical cycle.
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Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
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JP2017207234A (en) * 2016-05-17 2017-11-24 三菱電機株式会社 Heat pump type hot water supply system
WO2018155429A1 (en) * 2017-02-21 2018-08-30 株式会社前川製作所 Heat pump device control method and heat pump device
JP2019174029A (en) * 2018-03-28 2019-10-10 株式会社コロナ Composite heat source heat pump device

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