JP2021055854A - Refrigeration cycle unit, air conditioner including the same, and heat pump type water heater - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は,冷凍サイクルユニット及びそれを備えた空気調和器及びヒートポンプ式給湯器に関する。 The present invention relates to a refrigeration cycle unit and an air conditioner and a heat pump type water heater provided with the refrigeration cycle unit.
冷凍サイクルユニットを備えるヒートポンプ式給湯機はお湯を沸き上げるためのヒートポンプユニットとそのお湯を貯湯するための貯湯ユニットで構成されている。ヒートポンプユニットは基本的に建屋外に設置されており,おもに圧縮機,水-冷媒熱交換器,減圧装置,空気熱交換器,で構成されており,それらが環状に接続されている。沸き上げ運転時,ヒートポンプユニットでは貯湯タンクからの水が循環装置によって水-冷媒熱交換器へ供給され,圧縮機から吐出された高温の冷媒と熱交換を行っている。また,空気熱交換器においては,送風ファンにより,空気が空気熱交換器に供給され,空気との熱交換を行っている。 A heat pump type water heater equipped with a refrigeration cycle unit consists of a heat pump unit for boiling hot water and a hot water storage unit for storing the hot water. The heat pump unit is basically installed outdoors, and is mainly composed of a compressor, a water-refrigerant heat exchanger, a decompression device, and an air heat exchanger, which are connected in a ring shape. During the boiling operation, in the heat pump unit, the water from the hot water storage tank is supplied to the water-refrigerant heat exchanger by the circulation device, and heat exchange is performed with the high-temperature refrigerant discharged from the compressor. In the air heat exchanger, air is supplied to the air heat exchanger by a blower fan to exchange heat with the air.
従来この送風ファンは基本的に圧縮機が運転している,沸き上げ運転時のみ運転させられてきた。(例えば特許文献1参照) Conventionally, this blower fan has been operated only during the boiling operation, which is basically operated by the compressor. (See, for example, Patent Document 1)
しかし,ヒートポンプユニットが沸き上げ運転を行っていない時間帯(例えば昼間)に雨や雪などが降り,沸き上げ運転を行う時間帯(例えば深夜)に外気温度が氷点下になると,雨や雪などが送風ファンに付着し,それが氷となる恐れがある。仮にその状態で圧縮機が運転し,沸き上げ運転を行い,送風ファンが動作すると,送風ファンがアンバランスになっているため,送風ファンの回転振動が大きくなってしまい,送風ファンの外側のケーシングに接触し,異音が発生する恐れがある。 However, if it rains or snows during the time when the heat pump unit is not in the boiling operation (for example, in the daytime) and the outside air temperature drops below freezing during the time when the heat pump unit is in the boiling operation (for example, at midnight), it will rain or snow. It may adhere to the blower fan and become ice. If the compressor operates in that state, the boiling operation is performed, and the blower fan operates, the blower fan becomes unbalanced, so the rotational vibration of the blower fan increases, and the casing on the outside of the blower fan increases. There is a risk of abnormal noise being generated.
本発明では、異音の発生を抑制することが可能な冷凍サイクルユニット及びそれを備えた空気調和器及びヒートポンプ式給湯器空気調和機を提供することを目的とする。 An object of the present invention is to provide a refrigeration cycle unit capable of suppressing the generation of abnormal noise, an air conditioner provided with the refrigeration cycle unit, and a heat pump type water heater air conditioner.
前記課題を解決するために,冷媒を圧縮する圧縮機と、冷媒を空気と熱交換させる空気熱交換器と、前記空気熱交換器に送風する送風ファンと,前記送風ファンの動作を制御する制御部と、を備え、前記制御部は、前記圧縮機が動作している状態で前記送風ファンを動作させ、前記圧縮機が停止している状態で前記送風ファンを動作させる。 In order to solve the above problems, a compressor that compresses the refrigerant, an air heat exchanger that exchanges heat with the air for the refrigerant, a blower fan that blows air to the air heat exchanger, and a control that controls the operation of the blower fan. The control unit operates the blower fan while the compressor is operating, and operates the blower fan when the compressor is stopped.
本発明によれば,異音の発生を抑制することが可能な冷凍サイクルユニット及びそれを備えた空気調和器及びヒートポンプ式給湯器を提供することができる。 According to the present invention, it is possible to provide a refrigeration cycle unit capable of suppressing the generation of abnormal noise, an air conditioner provided with the refrigeration cycle unit, and a heat pump type water heater.
以下,実施形態について,図面を参照しながら説明する。 Hereinafter, embodiments will be described with reference to the drawings.
図1は実施例1、2に係わるヒートポンプ式給湯機のシステム概略図である。 FIG. 1 is a schematic view of a system of a heat pump type water heater according to Examples 1 and 2.
実施例1に係わるヒートポンプ式給湯機は湯の沸き上げを行うヒートポンプユニット部100と湯をためる貯湯タンクユニット部101で構成され,ヒートポンプユニット部100は容量可変な圧縮機1と,圧縮機1から吐出された高温高圧な冷媒と被加熱媒体である水とを熱交換させる水-冷媒熱交換器2と,水-冷媒熱交換器2から流出した冷媒を低温低圧に膨張させる膨張弁3と,膨張弁3から流出した低温低圧の冷媒と送風ファン6によって送風される空気とを熱交換させる空気熱交換器4とを備え,空気熱交換器4から流出した冷媒が圧縮機1へと至り、それらが環状に接続されている。また,圧縮機1の吐出部に圧縮機1からの吐出温度を測る圧縮機吐出冷媒温度検出部7,空気熱交換器4から流出した冷媒の温度を測る空気熱交換器出口冷媒温度検出部8および外気温度を測る外気温度検出部9を備え,それらの温度検出や圧縮機の容量,膨張弁3を制御する制御部10を備える。なお,この冷凍サイクルでは,二酸化炭素が冷媒として使用されている。
The heat pump type water dispenser according to the first embodiment is composed of a
ヒートポンプ式給湯機における冷凍サイクルユニットとしては、少なくとも、冷媒を圧縮する圧縮機1と、冷媒を空気と熱交換させる空気熱交換器4と、前記空気熱交換器4に送風する送風ファン6と,前記送風ファン6の動作を制御する制御部10と、を備える。
The refrigerating cycle unit in the heat pump type water heater includes at least a
また,図1に示すように,水-冷媒熱交換器2には貯湯タンク11の下部から,低温の水が循環ポンプ5を駆動させることによって供給され,水-冷媒熱交換器2にて熱交換を行い,高温の湯になった後,貯湯タンク11上部に戻される。
Further, as shown in FIG. 1, low-temperature water is supplied to the water-
ここで,ヒートポンプ式給湯機は基本的に夜間蓄熱機器であるため,深夜時間から早朝にかけて(例えば23:00〜7:00)ヒートポンプユニット100にて沸き上げ運転を行い,貯湯タンク11にお湯を溜め,昼間は沸き上げ運転を行わず,家庭でお湯を使用したい場合は,夜間に貯湯タンク11に溜められたお湯を使用する。つまり,ヒートポンプユニット100の送風ファン6が動作するのは,深夜時間から早朝にかけてである。このときの送風ファン6の動作チャートを図2に示す。
Here, since the heat pump type water heater is basically a night heat storage device, the
図2に示すように,深夜時間から早朝にかけて,圧縮機1が動き,ヒートポンプの沸き上げ動作が行われている間,送風ファン6は動作を行い,早朝時間を過ぎ,圧縮機1の運転が停止し,沸き上げ動作が停止すると,送風ファン6の動作も停止する。
As shown in FIG. 2, the
この場合,ヒートポンプの沸き上げ動作が停止し,送風ファン6の動作も停止している間の早朝から深夜にかけて,雨や雪などが降り送風ファン6に付着し,深夜時間にかけて,外気温度が氷点下になると,送風ファン6に付着した雨や雪などが氷結する恐れがある。その状態で沸き上げ運転が開始され,送風ファン6が動作を行うと,送風ファン6が氷結のため,アンバランスとなり,回転振動が大きくなり,外側のケーシングと接触し,異音の発生原因となる恐れがある。
In this case, while the heating operation of the heat pump is stopped and the operation of the
図3に本発明の実施例1に係る送風ファンの動作チャートを示す。図3に示すように,深夜時間から早朝にかけて,圧縮機1が運転し,ヒートポンプの沸き上げ動作が行われている間,送風ファン6は動作を行い,早朝時間を過ぎ,圧縮機1の運転が停止し,沸き上げ動作が停止するところまでは,図2と同様である。ここで,早朝時間を過ぎても送風ファン6は継続して動作を行う。このようにすることで,雨や雪の送風ファン6への付着を抑制し,再度沸き上げ運転を行う時に送風ファン6が動作しても,アンバランスになることなく,安定した運転を行うことができる。これにより、ファンがアンバランスになることなく,送風ファンの外側のケーシングに接触することによる異音の発生を抑制することが可能な冷凍サイクルユニットやそれを備えるヒートポンプ給湯器を提供することができる。
FIG. 3 shows an operation chart of the blower fan according to the first embodiment of the present invention. As shown in FIG. 3, the
詳細なシステム構成は実施例1と同様なため,割愛する。 Since the detailed system configuration is the same as that of the first embodiment, it is omitted.
実施例2においては,圧縮機1の運転が停止している,沸き上げ運転待機時において,図1における外気温度検出部9を使用し,外気温度がある所定の温度以下を検出した場合に,送風ファン6の運転を行うものである。
In the second embodiment, when the operation of the
図4に具体的な動作チャートを示す。深夜時間から早朝にかけて,圧縮機1が動き,ヒートポンプの沸き上げ動作が行われている間は,外気温度に係わらず,送風ファン6は動作を行う。しかし,早朝時間を過ぎ,圧縮機1の運転が停止し,沸き上げ動作が停止すると,外気温度検出部9の温度により送風ファン6の動作を決定する。ある所定の温度(ここでは0℃としている)以上の場合は,雨や雪などが降り送風ファン6に付着したとしても氷結には至らないと判断し,送風ファン6は動作させない。しかし,所定の温度以下になった場合は氷結の可能性があると判断し,送風ファン6を動作させる。
FIG. 4 shows a specific operation chart. From midnight to early morning, while the
また,送風ファン6の動作方法は連続運転であってもよいが,図4に示すように,省エネ性を考慮し,断続運転を行うものとしてもよい。断続運転であっても,定期的に送風ファン6を動作させることで,雨や雪の送風ファンへの付着を防止し,再度沸き上げ運転を行う時に送風ファン6が動作しても,アンバランスになることなく,安定した運転を行うことができる。これにより、ファンがアンバランスになることなく,送風ファンの外側のケーシングに接触することによる異音の発生を抑制することが可能な冷凍サイクルユニットやそれを備えるヒートポンプ給湯器を提供することができる。また,送風ファン6の断続運転を行う場合,送風ファン6を運転させる時間Aと停止させる時間Bは,外気温度検出部9の温度により可変であるとしてもよい。例えば,図5に示すように,外気温度検出部9の検出温度が低ければ低いほど,送風ファン6への付着した雨や雪が氷結に至る可能性が高いため,運転時間Aは長くし,停止時間Bは短くする。逆に外気温度検出部9の検出温度が高いと,送風ファン6への付着した雨や雪が氷結に至る可能性が低いため,運転時間Aは短くし,停止時間Bは長くする。なお,本実施例の運転時間Aと停止時間Bの関係は一例であり,外気温度検出部9の検出温度により,運転時間Aは可変とするが,停止時間Bは可変としないなどであっても,その効果は得られるものである。
Further, the operation method of the
なお,本実施例では,外気温度検出部9を外気温度の検出手段としているが,その他の温度検出手段(例えば,冷媒の温度を検出する手段)であっても,沸き上げ運転停止後,数時間経過すると,外気温度と同様の温度となるため,それを使用してもその効果は得られる。
In this embodiment, the outside air
なお,実施例1,2においては,冷凍サイクルユニットを備えるヒートポンプ式給湯機を例に挙げたが,冷凍サイクルユニット、冷媒を圧縮する圧縮機,冷媒を空気と熱交換させる空気熱交換器,前記空気熱交換器に送風する送風ファン,送風ファンの動作を制御する制御部を有するその他の空調機器であっても,同様の制御を行うことでその効果は得られる。 In Examples 1 and 2, a heat pump type water heater provided with a refrigeration cycle unit was given as an example, but a refrigeration cycle unit, a compressor for compressing a refrigerant, an air heat exchanger for exchanging heat with air for a refrigerant, the above. Even for the blower fan that blows air to the air heat exchanger and other air-conditioning equipment that has a control unit that controls the operation of the blower fan, the effect can be obtained by performing the same control.
1 圧縮機
2 水−冷媒熱交換器
3 膨張弁
4 蒸発器(空気熱交換器)
5 循環ポンプ
6 送風ファン
9 外気温度検出部
10 制御装置
11 貯湯タンク
100 ヒートポンプユニット
101 貯湯ユニット
1
5
Claims (6)
前記制御部は、前記圧縮機が動作している状態で前記送風ファンを動作させ、前記圧縮機が停止している状態で前記送風ファンを動作させる冷凍サイクルユニット。 It includes a compressor that compresses the refrigerant, an air heat exchanger that exchanges heat with the air, a blower fan that blows air to the air heat exchanger, and a control unit that controls the operation of the blower fan.
The control unit is a refrigeration cycle unit that operates the blower fan while the compressor is operating and operates the blower fan while the compressor is stopped.
前記冷凍サイクルユニットは、前記圧縮機により圧縮された冷媒を前記冷水と熱交換させる水−冷媒熱交換器と、熱交換された冷媒を減圧させる減圧部と、減圧した冷媒を空気と熱交換させる前記空気熱交換器と、外気温度を検知する外気温度検出部と,を有し、 前記制御部は、前記圧縮機が停止している,沸き上げ運転待機時において前記送風ファンを動作させるヒートポンプ式給湯機。 A hot water preparation unit having a hot water storage tank, a pipe connecting both ends to the hot water storage tank, and a pump for sending cold water in a direction from one end side to the other end side of the pipe, and a refrigeration cycle unit according to claim 1. , With
The refrigeration cycle unit has a water-refrigerant heat exchanger that exchanges heat with the cold water for the refrigerant compressed by the compressor, a decompression unit that decompresses the heat-exchanged refrigerant, and heat exchanges the decompressed refrigerant with air. It has the air heat exchanger and an outside air temperature detection unit that detects the outside air temperature, and the control unit is a heat pump type that operates the blower fan when the compressor is stopped and the boiling operation is on standby. Water heater.
前記外気温度検出部がある所定の温度以下の場合に前記送風ファンを動作させるヒートポンプ式給湯機。 In the heat pump type water heater according to claim 3.
A heat pump type water heater that operates the blower fan when the outside air temperature detection unit is below a predetermined temperature.
前記送風ファンの動作は運転と停止を繰り返す,断続運転であるヒートポンプ式給湯機。 In the heat pump type water heater according to claim 4.
A heat pump type water heater that is an intermittent operation in which the operation of the blower fan repeats operation and stop.
前記送風ファンの運転時間と停止時間および前記送風ファンの回転数は,前記外気温度検出部の値によって,可変であるヒートポンプ式給湯機。 In the heat pump type water heater according to claim 5.
A heat pump type water heater in which the operation time and stop time of the blower fan and the rotation speed of the blower fan are variable depending on the value of the outside air temperature detection unit.
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