JP3856025B2 - Heat pump water heater - Google Patents
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Description
本発明は貯湯式のヒートポンプ給湯機に関するものである。 The present invention relates to a hot water storage type heat pump water heater.
従来のこの種のヒートポンプ給湯機は特許文献1に示すようなものがある。図16は従来のヒートポンプ給湯機の構成図である。図16において、圧縮機1、冷媒対水熱交換器2、減圧装置3、蒸発器4からなる冷媒循環回路と、貯湯槽5、循環ポンプ6、冷媒対水熱交換器2、補助加熱器7を接続した給湯回路とからなり、圧縮機1より吐出された高温高圧の過熱ガス冷媒は冷媒対水熱交換器2に流入し、ここで循環ポンプ6から送られてきた水を加熱する。そして、冷媒対水熱交換器2で放熱した冷媒は減圧装置3で減圧され、蒸発器4に流入し、ここで大気熱を吸熱して蒸発ガス化し、圧縮機1に戻る。一方、冷媒対水熱交換器2で加熱された湯は貯湯槽5の上部に流入し、上から次第に貯湯されていく。そして、冷媒対水熱交換器2の入口水温が設定値に達すると水温度検出手段8が検知し、圧縮機1によるヒートポンプ運転を停止して、補助加熱器7の単独運転に切り換えるものである。
上記図16に示す従来例のヒートポンプ給湯機では、減圧装置3としてキャピラリーチューブや温度式膨張弁を用いていた。減圧装置3としてキャピラリーチューブを用いる場合、一般的に、冷媒循環量の多い夏季の温度条件を基準にキャピラリーチューブの仕様を設計する。そのため、夏季以外の特に給湯負荷の大きい冬季には運転の効率が悪くなるという課題を有していた。また、同様に夏季以外の特に外気温度の低い冬季には冷媒循環回路に必要以上の冷媒が循環するため、圧縮機1に液冷媒が吸い込まれ、その結果、液圧縮となり圧縮機の耐久性が悪くなるという課題を有していた。
In the conventional heat pump water heater shown in FIG. 16, a capillary tube or a temperature type expansion valve is used as the
他方、減圧装置3として温度式膨張弁を用いる場合、一般的に、蒸発器4の出口の冷媒は過熱度がとれた過熱ガス状態となるように、減圧装置3としての温度式膨張弁の仕様を設計する。そのため、外気温度条件によっては吐出圧力が上昇したり、または、吐出温度が上昇したりして圧縮機の耐久性が悪くなるという課題を有していた。そして、この課題を避けるために設計すると冷媒対水熱交換器2の出口水温である沸き上げ温度を高くすることができないという課題を有していた。さらに、冬季において蒸発器4に着霜したときも、蒸発器4の出口の冷媒状態を過熱度がとれるように制御するため、いっそう着霜が進み、運転の効率が悪くなるという課題を有していた。特に、一日のうちで、明け方など急激に外気温度が低下するときには不必要に蒸発器4の出口の冷媒状態を過熱度がとれるように制御するため、さらに運転の効率が悪くなるという課題を有していた。
On the other hand, when a temperature expansion valve is used as the
本発明の目的は圧縮機の異常温度上昇ならびに異常圧力上昇がない、効率の良い給湯加熱運転を実現することである。 An object of the present invention is to realize an efficient hot water supply heating operation without an abnormal temperature rise and abnormal pressure rise of a compressor.
本発明は上記課題を解決するため、圧縮機と冷媒対水熱交換器と減圧装置とを備えた冷凍サイクルと、貯湯槽と、前記冷媒対水熱交換器と循環ポンプを有する給湯回路と、給水温度を検出する給水温度検出手段と、前記圧縮機の吐出温度を検出する吐出温度検出手段と、前記吐出温度検出手段により検出された温度が予め設定された目標吐出温度になるように減圧装置の開度を制御する制御手段とを有し、前記冷媒対水熱交換器の出口水温をほぼ一定にするように前記循環ポンプの回転数を制御するとともに、給水温度が高くなるほど前記目標吐出温度を低くするヒートポンプ給湯器とする。 In order to solve the above problems, the present invention provides a refrigeration cycle including a compressor, a refrigerant-to-water heat exchanger, and a pressure reducing device, a hot water storage tank, a hot water supply circuit having the refrigerant-to-water heat exchanger, and a circulation pump. Supply water temperature detection means for detecting the supply water temperature, discharge temperature detection means for detecting the discharge temperature of the compressor, and a pressure reducing device so that the temperature detected by the discharge temperature detection means becomes a preset target discharge temperature Control means for controlling the opening degree of the refrigerant, and controlling the number of revolutions of the circulation pump so that the outlet water temperature of the refrigerant-to-water heat exchanger is substantially constant, and the higher the feed water temperature, the higher the target discharge temperature. A heat pump water heater that lowers the temperature.
また、圧縮機と冷媒対水熱交換器と減圧装置とを備えた冷凍サイクルと、貯湯槽と、前記冷媒対水熱交換器と循環ポンプを有する給湯回路と、前記給湯回路において前記冷媒対水熱交換器の入口水温を検出する水温度検出手段と、前記圧縮機の吐出温度を検出する吐出温度検出手段と、前記吐出温度検出手段により検出された温度が予め設定された目標吐出温度になるように減圧装置の開度を制御する制御手段とを有し、前記冷媒対水熱交換器の出口水温をほぼ一定にするように前記循環ポンプの回転数を制御するとともに、水温度検出手段の検出温度が高くなるほど前記目標吐出温度を低くするヒートポンプ給湯器とする。 Further, a refrigeration cycle including a compressor, a refrigerant-to-water heat exchanger, and a pressure reducing device, a hot water storage tank, a hot water supply circuit having the refrigerant-to-water heat exchanger and a circulation pump, and the refrigerant-to-water in the hot water supply circuit. Water temperature detection means for detecting the inlet water temperature of the heat exchanger, discharge temperature detection means for detecting the discharge temperature of the compressor, and the temperature detected by the discharge temperature detection means become a preset target discharge temperature. Control means for controlling the opening degree of the pressure reducing device, and controlling the number of revolutions of the circulation pump so as to make the outlet water temperature of the refrigerant-to-water heat exchanger substantially constant, A heat pump water heater that lowers the target discharge temperature as the detected temperature increases.
上記発明において、給水温度に対して給湯運転の効率が最も良い吐出温度を予め求めておいて、これを目標吐出温度として設定する。そして、給湯運転を行う場合に給水温度と圧縮機の吐出温度とを検出して、この目標吐出温度になるように減圧装置の開度を制御するので、年間を通じて、効率の良い給湯加熱運転ができる。 In the above invention, a discharge temperature with the highest efficiency of the hot water supply operation with respect to the water supply temperature is obtained in advance, and this is set as the target discharge temperature. And when performing hot water supply operation, the feed water temperature and the discharge temperature of the compressor are detected, and the opening of the pressure reducing device is controlled so as to reach this target discharge temperature. it can.
本発明によれば、効率の良い給湯加熱運転ができるという効果を有する。特に、給水温度を用いて制御する場合は、一日のうちで、明け方など急激に外気温度が低下するときにも不必要に蒸発器出口の冷媒過熱度を大きく取らないように制御するため、安定した運転制御ができ、効率が良くなるという効果を有する。 According to the present invention, there is an effect that an efficient hot water supply heating operation can be performed. In particular, when controlling using the feed water temperature, in order not to take the refrigerant superheat degree at the outlet of the evaporator unnecessarily even when the outside air temperature suddenly drops, such as at dawn, during the day, Stable operation control can be performed and the efficiency is improved.
また、冷媒対水熱交換器の入口水温を検出する場合は、沸きじまい運転における混合層検出による急激な冷媒対水熱交換器の入口水温の温度上昇にも対応することが出来る。 Moreover, when detecting the inlet water temperature of a refrigerant | coolant versus water heat exchanger, it can respond also to the rapid temperature rise of the inlet water temperature of a refrigerant | coolant versus water heat exchanger by the mixed layer detection in boiling operation.
本発明は各請求項に記載の形態で実施できるものであり、請求項1記載のように、圧縮機、冷媒対水熱交換器、減圧装置、蒸発器を順次接続した冷媒循環回路と、貯湯槽、循環ポンプ、冷媒対水熱交換器を順次接続した給湯回路と、給水温度を検出する給水温度検出手段と、圧縮機の吐出温度を検出する吐出温度検出手段と、給水温度に対して予め設定された目標吐出温度になるように減圧装置の開度を制御する制御手段とを設けた構成とすることにより、給水温度に対して給湯運転の効率が最も良い吐出温度を予め求めておいて、これを目標吐出温度として設定するので、年間を通じて、効率の良い給湯加熱運転ができる。さらに、給水温度を用いるので、外気温度のように一日のうちで大きな変化をしないため、安定した運転制御ができ、効率が良くなる。
The present invention can be implemented in the form described in each claim. As described in
また、請求項2記載のように、圧縮機と冷媒対水熱交換器と減圧装置とを備えた冷凍サイクルと、貯湯槽と、前記冷媒対水熱交換器と循環ポンプを有する給湯回路と、前記給湯回路において前記冷媒対水熱交換器の入口水温を検出する水温度検出手段と、前記圧縮機の吐出温度を検出する吐出温度検出手段と、前記吐出温度検出手段により検出された温度が予め設定された目標吐出温度になるように減圧装置の開度を制御する制御手段とを有し、前記冷媒対水熱交換器の出口水温をほぼ一定にするように前記循環ポンプの回転数を制御するとともに、水温度検出手段の検出温度が高くなるほど前記目標吐出温度を低くするヒートポンプ給湯器とすることによっても、冷媒対水熱交換器の入口水温を検出する水温度検出手段に対して給湯運転の効率が最も良い吐出温度を予め求めておいて、これを目標吐出温度として設定するので、年間を通じて、効率の良い給湯加熱運転ができる。冷媒対水熱交換器の入口水温を検出するので、沸きじまい運転における混合層検出による急激な冷媒対水熱交換器の入口水温の温度上昇にも対応することが出来る。
Further, as described in
以下、本発明の実施例について図面を用いて説明する。 Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings.
(実施例1)
図1は本発明の実施例1のヒートポンプ給湯機の構成図、図2は同ヒートポンプ給湯機の減圧装置の開度に対する吐出温度と吐出圧力と効率を示す説明図、図3は同ヒートポンプ給湯機の給水温度と平均外気温度との関係を示す説明図、図4は同ヒートポンプ給湯機の給水温度に対する目標吐出温度を示す説明図である。なお、従来例で説明した図16と同じ構成部材には同一符号を用い説明を省略する。
Example 1
FIG. 1 is a configuration diagram of a heat pump water heater according to a first embodiment of the present invention, FIG. 2 is an explanatory diagram showing discharge temperature, discharge pressure, and efficiency with respect to the opening of a pressure reducing device of the heat pump water heater, and FIG. 3 is the heat pump water heater. FIG. 4 is an explanatory diagram showing a target discharge temperature with respect to a feed water temperature of the heat pump water heater. In addition, the same code | symbol is used for the same component as FIG. 16 demonstrated in the prior art example, and description is abbreviate | omitted.
図1において、冷媒対水熱交換器2の水側出口に設けられた沸き上げ温度検出手段9からの信号で回転数制御手段10は循環ポンプ6の回転数を制御して、冷媒対水熱交換器2の出口水温(沸き上げ温度)をほぼ一定になるように沸き上げる。また、制御手段11は、給水温度を検出する給水温度検出手段12と圧縮機1の吐出温度を検出する吐出温度検出手段13からの信号で減圧装置3を制御する。14は給水温度に対する目標吐出温度を記憶している第一の記憶手段である。なお、減圧装置3として電動膨張弁(図示せず)等がある。
In FIG. 1, the rotation speed control means 10 controls the rotation speed of the
次に動作、作用について説明する。図2は横軸に減圧装置3の開度をとり、縦軸に吐出温度と吐出圧力と効率をとって、ある外気温度と給水温度時の減圧装置3の開度に対する吐出温度と吐出圧力と効率の関係を示したものである。また、図3は横軸に給水温度をとり、縦軸に平均外気温度をとって、給水温度と平均外気温度との関係を示したものである。この時の平均外気温度としては、例えば、数日から1週間程度の平均の外気温度を用いる。そいて、予め、給水温度と平均外気温度紙の関係を求めておけば、同図からわかるように給水温度がわかれば、平均外気温度を推定することができる。さて、図2において、効率は減圧装置3の開度に対して極大値がある。また、同図において、一点鎖線は圧縮機の通常使用時の最大温度(常用最大吐出温度)であり、二点鎖線は圧縮機の通常使用時の最大圧力(常用最大吐出圧力)である。ここで、効率が極大になる減圧装置3の開度Xに対する吐出温度を目標吐出温度Yとする。そして、各給水温度に対して、この目標吐出温度Yを求めると、図4のようになる。この給水温度に対する目標吐出温度の関係を第一の記憶手段14に予め記憶させる。
Next, the operation and action will be described. In FIG. 2, the opening of the
つまり、給湯運転が始まり圧縮機1が起動すると、制御手段11は給水温度検出手段12と吐出温度検出手段13からの信号で給水温度と吐出温度と検出する。そして、給水温度と目標吐出温度との関係を記憶している第一の記憶手段14からの情報で、今の吐出温度が目標吐出温度よりも高ければ、制御手段11は減圧装置3の開度を大きくする(開く)ように制御する。逆に、今の吐出温度が目標吐出温度よりも低ければ、制御手段11は減圧装置3の開度を小さくする(閉じる)ように制御する。
That is, when the hot water supply operation is started and the
上記のように、制御手段11による吐出温度制御をある時間毎に行えば、給水温度(平均外気温度)が変化しても常に効率の良い給湯運転が可能となる。さらに、給水温度を用いるので、一日のうちで大きな変化をしないため、安定した運転制御ができ、効率が良くなる。また、圧縮機1の吐出温度を成り行きでなく、目標吐出温度になるように制御しているので、高温の沸き上げ温度も得ることができる。
As described above, if the discharge temperature control by the control means 11 is performed every certain time, an efficient hot water supply operation can always be performed even if the water supply temperature (average outside air temperature) changes. Furthermore, since the feed water temperature is used, since there is no significant change during the day, stable operation control can be performed and efficiency is improved. Moreover, since the discharge temperature of the
なお、給水温度検出手段として、水温度検出手段8を用いても同様に実施することができる。 In addition, it can implement similarly even if it uses the water temperature detection means 8 as a feed water temperature detection means.
(実施例2)
図5は本発明の実施例2のヒートポンプ給湯機の構成図、図6は同ヒートポンプ給湯機の減圧装置の開度に対する吐出温度と吐出圧力と効率を示す説明図、図7は同ヒートポンプ給湯機の給水温度に対する吐出圧力と減圧装置の開度を示す説明図である。
(Example 2)
FIG. 5 is a configuration diagram of a heat pump water heater according to a second embodiment of the present invention, FIG. 6 is an explanatory diagram showing discharge temperature, discharge pressure, and efficiency with respect to the opening of the pressure reducing device of the heat pump water heater, and FIG. 7 is the heat pump water heater. It is explanatory drawing which shows the discharge pressure with respect to the water supply temperature, and the opening degree of a pressure reduction device.
本実施例において、実施例1と異なる点は、圧縮機1の吐出側に圧力検出手段15を設けた構成としていることである。なお、実施例1と同符号の部分は同一構成を有し、説明は省略する。
The present embodiment is different from the first embodiment in that the pressure detection means 15 is provided on the discharge side of the
次に動作、作用について説明する。図6は横軸に減圧装置3の開度をとり、縦軸に吐出温度と吐出圧力と効率をとって、ある給水温度の高い場合(外気温度の高い場合)の減圧装置3の開度に対する吐出温度と吐出圧力と効率の関係を示したものである。同図に示すように、給水温度がかなり高くなると、効率が極大値になる減圧装置3の開度において吐出圧力が常用最大吐出圧力を越えるときがある。この場合、減圧装置3の開度をAからBに変更すると吐出圧力はCからDに減少することになる。
Next, the operation and action will be described. In FIG. 6, the opening of the
つまり、給湯運転が始まり圧縮機1が起動すると、制御手段11は圧力検出手段15からの信号で吐出圧力を検出する。この吐出圧力が常用最大吐出圧力よりも低ければ、制御手段11は給水温度検出手段12と吐出温度検出手段13からの信号で給水温度と吐出温度と検出し、そして、給水温度と目標吐出温度との関係を記憶している第一の記憶手段14からの情報で、今の吐出温度が目標吐出温度よりも高ければ、制御手段11は減圧装置3の開度を大きくする(開く)ように制御する。逆に、今の吐出温度が目標吐出温度よりも低ければ、制御手段11は減圧装置3の開度を小さくする(閉じる)ように制御する。
That is, when the hot water supply operation is started and the
他方、圧力検出手段15からの信号で検出した吐出圧力が常用最大吐出圧力よりも高ければ、制御手段11は減圧装置3の開度を大きくする(開く)ように制御する。
On the other hand, if the discharge pressure detected by the signal from the pressure detection means 15 is higher than the normal maximum discharge pressure, the control means 11 controls to increase (open) the opening of the
図7は横軸に給水温度をとり、縦軸に吐出圧力と減圧装置3の開度をとって、給水温度に対する吐出圧力と減圧装置3の開度の変化を示したものである。同図において、給水温度が高くなれば、上記説明のように吐出圧力による制御を行うことによって吐出圧力が常用最大吐出圧力を越えないようにすることができるので、この吐出圧力制御をある時間毎に行えば、異常圧力上昇のない給湯運転が可能となる。なお、図中の点線は実施例1で説明した吐出温度による制御の場合であり、記号A、B、C、Dは図6の同記号に対応する。
FIG. 7 shows changes in the discharge pressure and the opening of the
(実施例3)
図8は本発明の実施例3のヒートポンプ給湯機の構成図、図9は同ヒートポンプ給湯機の減圧装置の開度に対する吐出温度と吐出圧力と効率を示す説明図、図10は同ヒートポンプ給湯機の給水温度に対する目標吐出温度を示す説明図である。
Example 3
FIG. 8 is a configuration diagram of a heat pump water heater according to a third embodiment of the present invention, FIG. 9 is an explanatory diagram showing discharge temperature, discharge pressure, and efficiency with respect to the opening of the decompression device of the heat pump water heater, and FIG. 10 is the heat pump water heater. It is explanatory drawing which shows the target discharge temperature with respect to the feed water temperature.
本実施例において、実施例2と異なる点は、圧力検出手段として給水温度検出手段12と吐出温度検出手段13を用い、さらに第二の記憶手段16を設けた構成としていることである。なお、実施例2と同符号の部分は同一構成を有し、説明は省略する。
This embodiment is different from the second embodiment in that the feed water
次に動作、作用について説明する。図9は横軸に減圧装置3の開度をとり、縦軸に吐出温度と吐出圧力と効率をとって、ある給水温度の高い場合(外気温度の高い場合)の減圧装置3の開度に対する吐出温度と吐出圧力と効率の関係を示したものである。同図に示すように、給水温度がかなり高くなると、効率が極大値になる減圧装置3の開度において吐出圧力が常用最大吐出圧力(例えば2.4MPa)を越えるときがある。この場合、減圧装置3の開度をAからBに変更すると吐出圧力はCからDに減少し、吐出温度はEからFは減少する。結局、同図に示す給水温度の場合には吐出圧力をDにするためには吐出温度をFにすればよいことになる。この減圧装置3の開度Bに対する吐出温度を目標吐出温度Zとする。そして、各給水温度に対して、この目標吐出温度Zを求めると、図10の実線のようになる。この給水温度に対する目標吐出温度Zの関係を第二の記憶手段16に予め記憶させる。同図において、点線は実施例1で説明した吐出温度による制御の場合であり、実線と点線の交点の給水温度を高温側限界給水温度Tuとする。
Next, the operation and action will be described. In FIG. 9, the opening of the
つまり、給湯運転が始まり圧縮機1が起動すると、制御手段11は給水温度検出手段12からの信号で給水温度を検出する。この給水温度が高温側限界給水温度Tuよりも低ければ、さらに、制御手段11は給水温度検出手段12と吐出温度検出手段13からの信号で給水温度と吐出温度と検出し、そして、給水温度と目標吐出温度との関係を記憶している第一の記憶手段14からの情報で、今の吐出温度が目標吐出温度よりも高ければ、制御手段11は減圧装置3の開度を大きくする(開く)ように制御する。逆に、今の吐出温度が目標吐出温度よりも低ければ、制御手段11は減圧装置3の開度を小さくする(閉じる)ように制御する。
That is, when the hot water supply operation is started and the
他方、給水温度検出手段12からの信号で検出した給水温度が高温側限界給水温度Tuよりも高ければ、吐出温度検出手段13からの信号で吐出温度を検出し、そして、第二の記憶手段16からの情報で、今の吐出温度が目標吐出温度よりも高ければ、制御手段11は減圧装置3の開度を大きくする(開く)ように制御する。逆に、今の吐出温度が目標吐出温度よりも低ければ、制御手段11は減圧装置3の開度を小さくする(閉じる)ように制御する。
On the other hand, if the feed water temperature detected by the signal from the feed water
上記のように制御手段11による吐出温度制御をある時間毎に行えば、吐出温度による制御を行うことによって吐出圧力が常用最大吐出圧力を越えないようにすることができるので、異常圧力上昇のない給湯運転が可能となる。 If the discharge temperature control by the control means 11 is performed at a certain time as described above, it is possible to prevent the discharge pressure from exceeding the normal maximum discharge pressure by performing the control based on the discharge temperature, so there is no abnormal pressure increase. Hot water supply operation is possible.
(実施例4)
図11は本発明の実施例4のヒートポンプ給湯機の構成図、図12は同ヒートポンプ給湯機の減圧装置の開度に対する吐出温度と吐出圧力と効率を示す説明図、図13は同ヒートポンプ給湯機の給水温度に対する目標吐出温度を示す説明図である。
Example 4
FIG. 11 is a configuration diagram of a heat pump water heater according to a fourth embodiment of the present invention, FIG. 12 is an explanatory diagram showing discharge temperature, discharge pressure, and efficiency with respect to the opening of the decompression device of the heat pump water heater, and FIG. 13 is the heat pump water heater. It is explanatory drawing which shows the target discharge temperature with respect to the feed water temperature.
本実施例において、実施例1と異なる点は第三の記憶手段17を設けた構成としていることである。なお、実施例1と同符号の部分は同一構成を有し、説明は省略する。 The present embodiment is different from the first embodiment in that the third storage means 17 is provided. In addition, the part of the same code | symbol as Example 1 has the same structure, and abbreviate | omits description.
次に動作、作用について説明する。図12は横軸に減圧装置3の開度をとり、縦軸に吐出温度と吐出圧力と効率をとって、ある給水温度の低い場合(外気温度の低い場合)の減圧装置3の開度に対する吐出温度と吐出圧力と効率の関係を示したものである。同図に示すように、給水温度がかなり低くなると、効率が極大値になる減圧装置3の開度において吐出温度が常用最大吐出温度(例えば105゜C)を越えるときがある。この場合、減圧装置3の開度をAからBに変更すると吐出温度はCからDに減少することになる。また、図13は横軸に給水温度をとり、縦軸に目標吐出温度をとって、給水温度に対する目標吐出温度Wの関係を示したものである。同図中の実線で示すように、低給水温度の場合の目標吐出温度Wは常用最大吐出温度(例えば105゜C)一定となる。この給水温度に対する目標吐出温度Wの関係を第三の記憶手段17に予め記憶させる。また、同図の点線は実施例1で説明した吐出温度による制御の場合であり、実線と点線の交点の給水温度を低温側限界給水温度Tlとする。
Next, the operation and action will be described. In FIG. 12, the horizontal axis represents the opening of the
つまり、給湯運転が始まり圧縮機1が起動すると、制御手段11は給水温度検出手段12からの信号で給水温度を検出する。この給水温度が低温側限界給水温度Tlよりも高ければ、制御手段11は吐出温度検出手段13からの信号で吐出温度を検出し、そして、給水温度と目標吐出温度との関係を記憶している第一の記憶手段14からの情報で、今の吐出温度が目標吐出温度よりも高ければ、制御手段11は減圧装置3の開度を大きくする(開く)ように制御する。逆に、今の吐出温度が目標吐出温度よりも低ければ、制御手段11は減圧装置3の開度を小さくする(閉じる)ように制御する。
That is, when the hot water supply operation is started and the
他方、給水温度検出手段12からの信号で検出した給水温度が低温側限界給水温度Tlよりも低ければ、制御手段11は吐出温度検出手段13からの信号で吐出温度を検出し、そして、給水温度と目標吐出温度との関係を記憶している第三の記憶手段17からの情報で、今の吐出温度が目標吐出温度よりも高ければ、制御手段11は減圧装置3の開度を大きくする(開く)ように制御する。逆に、今の吐出温度が目標吐出温度よりも低ければ、制御手段11は減圧装置3の開度を小さくする(閉じる)ように制御する。
On the other hand, if the feed water temperature detected by the signal from the feed water temperature detection means 12 is lower than the low limit side limit feed water temperature Tl, the control means 11 detects the discharge temperature by the signal from the discharge temperature detection means 13, and the feed water temperature If the current discharge temperature is higher than the target discharge temperature by the information from the third storage means 17 storing the relationship between the target discharge temperature and the target discharge temperature, the control means 11 increases the opening of the decompression device 3 ( Control). Conversely, if the current discharge temperature is lower than the target discharge temperature, the control means 11 performs control so as to reduce (close) the opening of the
上記のように制御手段11による吐出温度制御をある時間毎に行えば、吐出温度が常用最大吐出温度を越えないようにすることができるので、異常温度上昇のない給湯運転が可能となる。 If the discharge temperature control by the control means 11 is performed at certain intervals as described above, the discharge temperature can be prevented from exceeding the normal maximum discharge temperature, so that a hot water supply operation without an abnormal temperature rise is possible.
(実施例5)
図14は本発明の実施例5のヒートポンプ給湯機の構成図である。
(Example 5)
FIG. 14 is a configuration diagram of a heat pump water heater according to a fifth embodiment of the present invention.
本実施例において、実施例1と異なる点は減圧装置3の最小開度を記憶している最小開度記憶手段18を設けた構成としていることである。なお、実施例1と同符号の部分は同一構成を有し、説明は省略する。
In this embodiment, the difference from the first embodiment is that a minimum opening degree storage means 18 for storing the minimum opening degree of the
次に動作、作用について説明する。給湯運転が始まり圧縮機1が起動すると、制御手段11は給水温度検出手段12と吐出温度検出手段13からの信号で給水温度と吐出温度と検出する。そして、給水温度と目標吐出温度との関係を記憶している第一の記憶手段14からの情報で、今の吐出温度が目標吐出温度よりも高ければ、制御手段11は減圧装置3の開度を大きくする(開く)ように制御する。逆に、今の吐出温度が目標吐出温度よりも低ければ、制御手段11は最小開度記憶手段18からの信号で得た減圧装置3の最小開度と現在の減圧装置3の開度とを比較する。そして、現在の減圧装置3の開度のほうが前記最小開度よりも大きければ、減圧装置3の開度を前記最小開度を下まわらない範囲で小さくする(閉じる)ように制御する。また、現在の減圧装置3の開度のほうが前記最小開度よりも小さいか等しければ、減圧装置3の開度を前記最小開度になるように制御する。
Next, the operation and action will be described. When the hot water supply operation is started and the
このようにすれば、給水温度が低い(外気温度が低い)場合に蒸発器4に霜が付着して吐出温度や蒸発温度が低下しても減圧装置3の開度を必要以上に小さくすることがないので、効率の良い給湯加熱運転が維持できる。
In this way, when the feed water temperature is low (the outside air temperature is low), even if frost adheres to the
(実施例6)
本発明の実施例6のヒートポンプ給湯機の冷凍サイクルは圧縮機1の吐出圧力が超臨界圧力となる超臨界冷凍サイクルである。
(Example 6)
The refrigeration cycle of the heat pump water heater of Example 6 of the present invention is a supercritical refrigeration cycle in which the discharge pressure of the
図15は横軸に冷媒のエンタルピをとり、縦軸に圧力をとって、冷凍サイクルの動作点を示したものである。同図において、点線は等温線を示し、エンタルピが増す方向に高温となる。 FIG. 15 shows the operating point of the refrigeration cycle with the enthalpy of the refrigerant on the horizontal axis and the pressure on the vertical axis. In the figure, a dotted line shows an isotherm, and becomes high temperature in the direction where enthalpy increases.
まず、吐出温度の制御を行わない場合について説明をする。この場合、給水温度が低いときには、実線で示す冷凍サイクルになり、吐出冷媒は点Aに示す状態であるので、吐出温度はT1となる。一方、給水温度が高いときには、一点鎖線で示す冷凍サイクルになり、吐出冷媒は点Bに示す状態であるので、吐出温度はT2となる(T1>T2)。このように、給水温度が高くなると、吐出温度が下がり、そのため、沸き上げ温度を高くすることが難しい場合があった。 First, the case where the discharge temperature is not controlled will be described. In this case, when the feed water temperature is low, the refrigeration cycle is indicated by a solid line, and the discharge refrigerant is in the state indicated by point A, so the discharge temperature is T1. On the other hand, when the feed water temperature is high, the refrigeration cycle indicated by the alternate long and short dash line is established, and the discharge refrigerant is in the state indicated by point B. Therefore, the discharge temperature is T2 (T1> T2). As described above, when the feed water temperature is increased, the discharge temperature is lowered, and it is sometimes difficult to increase the boiling temperature.
そこで、本実施例では吐出温度が目標吐出温度(この場合はT1)になるように、減圧装置3の開度を制御する。その結果、二点鎖線で示す冷凍サイクルになり、吐出冷媒は点B’になるので、吐出温度はT1となる。
Therefore, in this embodiment, the opening degree of the
上述のように、超臨界冷凍サイクルで給水温度が高い場合にも、吐出温度を目標吐出温度に制御するので、高温の沸き上げ温度を得ることができる。 As described above, even when the feed water temperature is high in the supercritical refrigeration cycle, since the discharge temperature is controlled to the target discharge temperature, a high boiling temperature can be obtained.
(実施例7)
本発明の実施例7のヒートポンプ給湯機の冷凍サイクルに用いられる冷媒は二酸化炭素である。この場合の作用、効果は実施例6と同様なので、説明は省略する。
(Example 7)
The refrigerant used in the refrigeration cycle of the heat pump water heater of Example 7 of the present invention is carbon dioxide. Since the operations and effects in this case are the same as those in the sixth embodiment, the description thereof will be omitted.
1 圧縮機
2 冷媒対水熱交換器
3 減圧装置
4 蒸発器
5 貯湯槽
6 循環ポンプ
11 制御手段
12 給水温度検出手段
13 吐出温度検出手段
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