JP2018013258A - Heat Pump Water Heater - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、ヒートポンプ給湯機に関するものである。 The present invention relates to a heat pump water heater.
従来、この種のヒートポンプ給湯機として、圧縮機、放熱器、減圧装置、蒸発器を冷媒配管で環状に接続した冷媒回路であるヒートポンプと、湯水を貯留する貯湯タンクとを備え、放熱器を、冷媒配管を螺旋状に巻き回して構成したものがある(例えば、特許文献1参照)。 Conventionally, as this type of heat pump water heater, a compressor, a radiator, a decompressor, a heat pump that is a refrigerant circuit in which an evaporator is connected in an annular shape with a refrigerant pipe, and a hot water storage tank that stores hot water, a radiator, There is one configured by spirally winding a refrigerant pipe (for example, see Patent Document 1).
なお、前記減圧装置には、感温筒を用いた温度自動膨張弁が用いられている。 The pressure reducing device uses a temperature automatic expansion valve using a temperature sensitive cylinder.
しかしながら、前記従来の構成では、温度自動膨張弁の構造と作動原理とから定まる固有の制御特性でしか動作できないため、冷媒回路であるヒートポンプの高効率化と圧縮機の信頼性向上とを両立できないという課題を有していた。 However, since the conventional configuration can operate only with inherent control characteristics determined from the structure and operating principle of the temperature automatic expansion valve, it is impossible to achieve both high efficiency of the heat pump as a refrigerant circuit and improvement of the reliability of the compressor. It had the problem that.
本発明は、前記従来の課題を解決するもので、ヒートポンプの高効率化と、圧縮機の信頼性向上との両立を実現できるヒートポンプ給湯機を提供することを目的とする。 This invention solves the said conventional subject, and it aims at providing the heat pump water heater which can implement | achieve coexistence with high efficiency of a heat pump, and the reliability improvement of a compressor.
前記従来の課題を解決するために、本発明のヒートポンプ給湯機は、圧縮機、放熱器、減圧装置、蒸発器が冷媒配管で環状に接続された冷媒回路と、前記放熱器により加熱された湯を貯湯するタンクと、前記圧縮機からの冷媒の吐出温度を検知する吐出温度センサと、前記タンク内の湯温を検知するタンク温度センサと、外気温度を検知する外気温度センサと、制御装置と、を備え、前記放熱器は、前記冷媒配管を前記タンクの外周に巻き付けて構成されており、前記減圧装置は電子膨張弁であり、前記制御装置は、前記タンク内の湯温と前記外気温度とから決定される目標吐出温度となるように、前記電子膨張弁の開度を制御することを特徴とするものである。 In order to solve the above-described conventional problems, a heat pump water heater of the present invention includes a refrigerant circuit in which a compressor, a radiator, a decompression device, and an evaporator are annularly connected by a refrigerant pipe, and hot water heated by the radiator. A tank for storing hot water, a discharge temperature sensor for detecting the discharge temperature of the refrigerant from the compressor, a tank temperature sensor for detecting the hot water temperature in the tank, an outside air temperature sensor for detecting the outside air temperature, and a control device, The radiator is configured by winding the refrigerant pipe around the outer periphery of the tank, the pressure reducing device is an electronic expansion valve, and the control device is configured to control the hot water temperature and the outside air temperature in the tank. The opening degree of the electronic expansion valve is controlled so that the target discharge temperature determined from the above is reached.
これにより、圧縮機に蒸発器から吸入される冷媒状態を、最適(乾き度1)とすることができ、冷媒回路であるヒートポンプの高効率化することができるとともに、圧縮機からの吐出温度過度な上昇を防止、ひいては、圧縮機の信頼性向上を実現することができる。 As a result, the refrigerant state sucked into the compressor from the evaporator can be optimized (dryness of 1), the efficiency of the heat pump as the refrigerant circuit can be increased, and the discharge temperature from the compressor is excessive. Can be prevented, and as a result, the reliability of the compressor can be improved.
本発明によれば、ヒートポンプの高効率化と、圧縮機の信頼性向上との両立を実現できる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 implement | achieve coexistence with high efficiency of a heat pump and the reliability improvement of a compressor can be provided.
第1の発明は、圧縮機、放熱器、減圧装置、蒸発器が冷媒配管で環状に接続された冷媒
回路と、前記放熱器により加熱された湯を貯湯するタンクと、前記圧縮機からの冷媒の吐出温度を検知する吐出温度センサと、前記タンク内の湯温を検知するタンク温度センサと、外気温度を検知する外気温度センサと、制御装置と、を備え、前記放熱器は、前記冷媒配管を前記タンクの外周に巻き付けて構成されており、前記減圧装置は電子膨張弁であり、前記制御装置は、前記タンク内の湯温と前記外気温度とから決定される目標吐出温度となるように、前記電子膨張弁の開度を制御することを特徴とするヒートポンプ給湯機である。
A first invention includes a refrigerant circuit in which a compressor, a radiator, a decompression device, and an evaporator are annularly connected by a refrigerant pipe, a tank for storing hot water heated by the radiator, and a refrigerant from the compressor A discharge temperature sensor for detecting the discharge temperature of the tank, a tank temperature sensor for detecting the hot water temperature in the tank, an outside air temperature sensor for detecting the outside air temperature, and a control device, wherein the radiator is the refrigerant pipe Is wound around the outer periphery of the tank, the pressure reducing device is an electronic expansion valve, and the control device has a target discharge temperature determined from the hot water temperature in the tank and the outside air temperature. The heat pump water heater is characterized in that the opening degree of the electronic expansion valve is controlled.
これにより、圧縮機に蒸発器から吸入される冷媒状態を、最適(乾き度1)とすることができ、冷媒回路であるヒートポンプの高効率化することができるとともに、圧縮機からの吐出温度過度な上昇を防止、ひいては、圧縮機の信頼性向上を実現することができる。 As a result, the refrigerant state sucked into the compressor from the evaporator can be optimized (dryness of 1), the efficiency of the heat pump as the refrigerant circuit can be increased, and the discharge temperature from the compressor is excessive. Can be prevented, and as a result, the reliability of the compressor can be improved.
第2の発明は、特に第1の発明において、前記制御装置は、前記圧縮機からの冷媒の吐出温度が、所定温度以上にならないように、少なくとも前記電子膨張弁の開度を制御することを特徴とするものである。 In a second aspect of the invention, particularly in the first aspect of the invention, the control device controls at least the opening degree of the electronic expansion valve so that the discharge temperature of the refrigerant from the compressor does not exceed a predetermined temperature. It is a feature.
これにより、圧縮機の温度保護が可能となり、圧縮機の信頼性向上を実現できる。 As a result, the temperature of the compressor can be protected, and the reliability of the compressor can be improved.
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)
図1は、本実施の形態におけるヒートポンプ給湯機の概略構成を示すものである。図1に示すように、このヒートポンプ給湯機100は、圧縮機1、放熱器4、減圧装置3、蒸発器2が冷媒配管81で順に環状に接続された冷媒回路80と、湯水を貯留するタンク6とを備えている。
(Embodiment 1)
FIG. 1 shows a schematic configuration of a heat pump water heater in the present embodiment. As shown in FIG. 1, the heat
冷媒回路80を循環する冷媒としては、R410A、R407C、R134a、R32等のフロン系冷媒や、二酸化炭素等の自然冷媒を用いることができる。なお、本実施の形態では、フロン系冷媒を用い、冷媒回路80の高圧側圧力が亜臨界状態で運転する仕様としている。
As the refrigerant circulating in the
減圧装置3としては、開度調整が自在な電子膨張弁や、キャピラリーチューブを用いることができる。本実施の形態では、電子膨張弁を用いている。 As the decompression device 3, an electronic expansion valve or a capillary tube whose opening degree can be freely adjusted can be used. In this embodiment, an electronic expansion valve is used.
放熱器4は、冷媒配管81がタンク6の外周に螺旋状に巻き付け固定されている。圧縮機1から吐出された高温高圧の冷媒が、放熱器4を構成する冷媒配管を流れ、タンク6内の湯水に放熱することで、タンク6の内部の湯水が加熱される。
In the radiator 4, the
蒸発器2の近傍には、蒸発器2に空気を送風するためのファン7が設けられている。ファン7の回転数は自在に調整することができる。 A fan 7 for blowing air to the evaporator 2 is provided in the vicinity of the evaporator 2. The rotational speed of the fan 7 can be freely adjusted.
また、蒸発器2の近傍には外気温度を検出する外気温度センサ11が設けられている。また、圧縮機1からの吐出冷媒の温度を検出する吐出温度センサ12が設けられている。
An outside
タンク6には、タンク6に水を供給する給水管8と、タンク6内部の湯水を出湯させる出湯管9とが接続されている。給水管8はタンク6の下部に接続され、出湯管9はタンク6の上部に接続されている。
A
また、タンク6の高さ方向略中央部に、タンク6内の湯水の温度(タンク6の外表面の
温度でも良い)を検出するタンク温度センサ10が配置されている。なお、タンク温度センサ10は、タンク6の高さ方向に所定の間隔をおいて複数設けられていてもよい。
In addition, a
次に、圧縮機1からの冷媒の吐出温度の目標吐出温度の決定方法について説明する。タンク温度センサ10で検出されたタンク6内の湯水の温度と、外気温度センサ11で検出された外気温度から、制御装置13に予め設定してある目標吐出温度を決定し、吐出温度センサ12で検出される温度が、目標吐出温度となるように、制御装置13は、減圧装置3である電子膨張弁の開度を制御する。
Next, a method for determining the target discharge temperature of the refrigerant discharge temperature from the compressor 1 will be described. A target discharge temperature set in advance in the
なお、制御装置13に予め設定してある目標吐出温度は、タンク6内の湯水の温度と外気温度とが高いほど、目標吐出温度も所定温度以下において高くなり、かつ、圧縮機1に蒸発器2から吸入される冷媒の状態が最適(乾き度1)となるように設定してある。
The target discharge temperature set in advance in the
これは、高圧側圧力が亜臨界状態で運転する仕様の冷媒回路80においては、高圧側圧力とタンク6内の湯水の温度とは相関関係にあるため、タンク6内の湯水の温度タンクから、冷媒回路80の高圧側圧力を推定し、圧縮機1に蒸発器2から吸入される冷媒の最適状態(乾き度1)から最適目標吐出温度を算出し、予め設定しているのである。
This is because, in the
これにより、圧縮機1に蒸発器2から吸入される冷媒状態を最適(乾き度1)とすることができ、冷媒回路80の高効率化することができるとともに、圧縮機1からの冷媒の吐出温度の過度な上昇をより確実に抑制することができる。
As a result, the state of the refrigerant sucked into the compressor 1 from the evaporator 2 can be optimized (dryness 1), the efficiency of the
本発明によれば、ヒートポンプの高効率化と、圧縮機の信頼性向上との両立を実現できるので、家庭用、業務用のヒートポンプ給湯機として適用することができる。 According to the present invention, since it is possible to achieve both high efficiency of the heat pump and improvement of the reliability of the compressor, it can be applied as a heat pump water heater for home use and business use.
1 圧縮機
2 蒸発器
3 減圧装置
4 放熱器
6 タンク
7 ファン
8 給水管
9 出湯管
10 タンク温度センサ
11 外気温度センサ
12 吐出温度センサ
13 制御装置
80 冷媒回路
81 冷媒配管
100 ヒートポンプ給湯機
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Compressor 2 Evaporator 3 Pressure reducing device 4 Radiator 6 Tank 7 Fan 8
Claims (2)
The heat pump water heater according to claim 1, wherein the control device controls at least an opening degree of the electronic expansion valve so that a discharge temperature of the refrigerant from the compressor does not exceed a predetermined temperature. .
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
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JP2016141434A JP2018013258A (en) | 2016-07-19 | 2016-07-19 | Heat Pump Water Heater |
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Publications (1)
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JP2018013258A true JP2018013258A (en) | 2018-01-25 |
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JP2016141434A Pending JP2018013258A (en) | 2016-07-19 | 2016-07-19 | Heat Pump Water Heater |
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JP (1) | JP2018013258A (en) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN108800562A (en) * | 2018-06-20 | 2018-11-13 | 青岛海信日立空调系统有限公司 | Heat-production control method, the apparatus and system of hot water heat pump system |
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2016
- 2016-07-19 JP JP2016141434A patent/JP2018013258A/en active Pending
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