JP3861807B2 - Water heater - Google Patents

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Description

【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は、ヒートポンプ式の給湯装置に関する。
【0002】
【従来の技術】
特許文献1に記載のヒートポンプ式の給湯装置は、冷媒圧縮機、冷媒水熱交換器の冷媒流路、膨張弁、および空気熱交換器を環状に接続してなるヒートポンプサイクルと、貯湯タンクと冷媒水熱交換器の温水流路とを温水配管で接続し、途中に循環ポンプを介設した温水回路と、前記冷媒圧縮機、前記膨張弁、および前記循環ポンプを制御する制御器とを備え、湯水の沸き上げ温度が目標沸き上げ温度になる様に、貯湯タンク内に温水を貯湯する沸き上げ運転を行っている。
【0003】
【特許文献1】
特開平2002- 206805号公報 (第10頁〜第11頁、図6)
【0004】
【発明が解決しようとする課題】
上記従来の給湯装置は、以下の課題を有する。
運転待機中(沸き上げ運転の終了後)においては、制御器や、冷媒圧縮機を駆動するためのインバータに作動用電力が供給されているので、電力(約9W)を消費している。
【0005】
また、使用者が、リモコンで給湯装置を運転休止状態にした場合でも、制御器や、冷媒圧縮機を駆動するためのインバータには作動用電力が供給されているので、電力(約9W)を消費し続ける。
この待機電力は、約9Wと大きくは無いが、旅行等で給湯装置を使用しない期間が数週間となった場合には、かなりの電力が無駄に消費される。
【0006】
本発明の目的は、運転待機中の待機電力を低減した給湯装置の提供にある。
【0007】
【課題を解決するための手段】
〔請求項1について〕
ヒートポンプサイクルは、冷媒を圧縮するコンプレッサ、冷媒水熱交換器の冷媒流路、膨張弁、および空気熱交換器を環状に接続してなる。なお、コンプレッサは、コンプレッサ駆動回路を介して駆動される。
また、ヒートポンプサイクル、コンプレッサ駆動回路、およびヒートポンプサイクル側制御器をヒートポンプユニット側に配している。
【0008】
湯水回路は、給湯用の温水を貯える貯湯タンクと冷媒水熱交換器の湯水流路とを湯水配管で接続し、途中に循環ポンプを介設している。なお、通電の関係上、循環ポンプをヒートポンプユニット側に配設するのが好ましい。
【0009】
ヒートポンプサイクル側制御器は、接続した各種センサからのセンサ出力に基づいて、膨張弁、循環ポンプ、およびコンプレッサ駆動回路を制御し、目標沸き上げ温度の温水を貯湯タンク内に貯湯する沸き上げ運転を行う。
【0010】
なお、通電制御器がヒートポンプサイクル側制御器等へ作動用電力を供給している間は、タンクユニット側に配されるタンク側制御器とヒートポンプサイクル側制御器との間で通信が可能である。
【0011】
沸き上げ運転が完了した運転待機時において、タンクユニット側のタンク状況から判断して、沸き上げ運転等を行う必要が無い場合には、タンク側制御器が通電制御器に、ヒートポンプサイクル側制御器およびコンプレッサ駆動回路への作動用電力の遮断を指示する。
【0012】
これにより、沸き上げ運転等を行う必要が無い場合には、ヒートポンプサイクル側制御器およびコンプレッサ駆動回路が消費する電力をカットできるので、運転待機中の待機電力を低減することができる。
【0013】
〔請求項2について〕
タンク側制御器は、運転待機時において、下記の場合には、ヒートポンプサイクル側制御器およびコンプレッサ駆動回路への作動用電力の遮断を通電制御器に指示する。
【0014】
・タンク側制御器に接続した外気温センサにより検出される外気温度が所定温度を越える(凍結防止運転を行う必要がない)場合。
・貯湯タンクの給水側の温水温度を検出する給水温度センサにより検出される給水温度が設定温度を越える(沸き上げ運転を行う必要がない)場合。
・給湯時に貯湯タンクの給水側の温水温度を検出する給水温度センサが検出する給水温度を積算して平均した平均給水温度が設定値を越える(沸き上げ運転を行う必要がない)場合。
【0015】
これにより、沸き上げ運転等を行う必要が無い場合には、ヒートポンプサイクル側制御器およびコンプレッサ駆動回路が運転待機時に消費する電力をカットできるので、待機電力を低減することができる。
【0016】
〔請求項3について〕
給湯装置は、外気温センサをヒートポンプサイクル側制御器に接続しているので、通電制御器が作動用電力を遮断すると、タンクユニット側に配されるタンク側制御器とヒートポンプサイクル側制御器との間で通信が行えなくなり、外気温度のデータをタンク側制御器へ送れなくなる。
【0017】
そこで、沸き上げ運転の開始から設定時間経過後の沸き上げ運転中に検出される外気温度のデータを、通信によりタンク側制御器へ送り、タンク側制御器のメモリに記憶させておく。なお、安定した温度挙動を得るため、沸き上げ運転の開始から設定時間経過後に検出される外気温度を用いる。
【0018】
タンク側制御器は、メモリに記憶させた外気温度が所定温度を越える場合には、沸き上げ運転が完了して運転待機時に移行した際に、ヒートポンプサイクル側制御器およびコンプレッサ駆動回路への作動用電力の遮断を通電制御器に指示する。
【0019】
これにより、凍結防止運転を行う必要がない場合には、ヒートポンプサイクル側制御器およびコンプレッサ駆動回路が運転待機時に消費する電力をカットでき、待機電力を低減することができる。
【0020】
〔請求項4について〕
給湯装置は、外気温センサをヒートポンプサイクル側制御器に接続しているので、通電制御器が作動用電力を遮断すると、タンクユニット側に配されるタンク側制御器とヒートポンプサイクル側制御器との間で通信が行えなくなり、外気温度のデータをタンク側制御器へ送れなくなる。
【0021】
そこで、沸き上げ運転の終了から所定時間経過後の運転待機時に作動用電力を一時的に供給する様にタンク側制御器が通電制御器に指示する。
これにより、ヒートポンプサイクル側制御器に一時的に作動用電力が供給され、外気温度のデータをタンク側制御器へ送ることができる。
【0022】
そして、この際に検出される外気温度が所定温度を越える場合には、作動用電力の遮断をタンク側制御器が通電制御器に指示する。
これにより、凍結防止運転を行う必要がない場合には、ヒートポンプサイクル側制御器およびコンプレッサ駆動回路が運転待機時に消費する電力をカットでき、待機電力を低減することができる。
【0023】
〔請求項5について〕
沸き上げ運転終了時の目標沸き上げ温度が高い程、湯水回路内の湯水温度が高くなる。このため、外気温度が仮に低くても、長い時間、凍結の虞がないので、沸き上げ運転の終了から、一時的に作動用電力の供給を通電制御器に指示する迄の所定時間の長さを長くして、外気温度を検出する迄の時間を長くする。
これにより、ヒートポンプサイクル側制御器およびコンプレッサ駆動回路が運転待機時に消費する電力を極力カットでき、待機電力を低減することができる。
【0024】
【発明の実施の形態】
本発明の第1実施例(請求項1、2に対応)を、図1〜図4に基づいて説明する。
【0025】
給湯装置Aは、図1、2に示す如く、コンプレッサ1、冷媒水熱交換器2の冷媒流路21、膨張弁3、室外ファン41を付設した空気熱交換器4、およびアキュムレータ(図示せず)を冷媒配管42で環状に接続したヒートポンプサイクルHと、給湯用の温水を貯える貯湯タンク5と、冷媒水熱交換器2の湯水流路22とを湯水配管51で接続し、途中に循環ポンプ6を介設した温水回路Wと、インバータ(コンプレッサ駆動回路)11と、ヒートポンプサイクル側ECU(ヒートポンプサイクル側制御器)7と、タンクユニット80内に配されるタンク側ECU(タンク側制御器)8と、リレー(通電制御器)71とを備える。
【0026】
なお、ヒートポンプサイクルHの各部材、インバータ11、循環ポンプ6、ヒートポンプサイクル側ECU7、およびリレー71を、ヒートポンプユニット70内に配設している。
【0027】
コンプレッサ1は、三相モータによって駆動され、アキュムレータから吸引した気相冷媒を臨界圧力以上に圧縮して吐出する。
この三相モータへ印加する電圧の周波数をインバータ11で制御することにより回転数が決定され、コンプレッサ1の能力が増減する。なお、ヒートポンプサイクル側ECU7からインバータ11に目標コンプレッサ回転数が指示される。
【0028】
冷媒水熱交換器2は、コンプレッサ1から吐出する冷媒(二酸化炭素)が流れる冷媒流路21と、湯水が流れる湯水流路22とを有する。そして、コンプレッサ1より吐出し、冷媒流路21を流れる高温冷媒(ホットガス)が、貯湯タンク5から流出した湯水に放熱し、湯水が昇温する。
【0029】
なお、冷媒水熱交換器2の湯水流路22の入口側、出口側には、それぞれ、給水温度Twiを検出する給水温度センサ61、沸き上げ温度Twoを検出する沸き上げ温度センサ62が配されている。また、冷媒流路21の出口側、入口側には、ぞれぞれ、出口側冷媒温度Troを検出する出口側冷媒温度センサ63、入口側冷媒温度Tcoを検出する入口側冷媒温度センサ64が配されている。
【0030】
更に、空気熱交換器4の入口側、空気取込口側、出口側には、それぞれ、冷媒入口温度Teiを検出する冷媒入口温度センサ43、外気温度Tamを検出する外気温度センサ44、フロスト温度Tfを検出するフロスト温度センサ45が配されている。
【0031】
膨張弁3は、ステッピングモータ(図示せず)により駆動される弁体(図示せず)を有し、ステッピングモータへの通電量に応じて弁開度をリニアに可変することができる。
空気熱交換器4は、膨張弁3の通過によって膨張して減圧した冷媒を、室外ファン41によって送風される外気と熱交換(大気吸熱)して蒸発させる。なお、蒸発した冷媒は、アキュムレータを経てコンプレッサ1に戻る。
なお、ヒートポンプサイクル側ECU7から室外ファン41に目標回転数が指示される。
【0032】
空気熱交換器4より流出する冷媒を気液分離するためにアキュムレータが設けられ、気相冷媒がコンプレッサ1に送られる。
そして、コンプレッサ1により、高温高圧に圧縮された冷媒は、冷媒水熱交換器2の冷媒流路21内を流れ、冷媒水熱交換器2の湯水流路22内を冷媒の流れと逆方向に流れる湯水を加熱する。
【0033】
湯水配管51は、貯湯タンク5の下部に設けられた湯水出口52と、上部に設けられた湯水入口53との間を接続する配管である。
なお、運転中、貯湯タンク5内の湯水は、循環ポンプ6により湯水出口52から出て湯水配管51を介して、冷媒水熱交換器2の湯水流路22を通り、湯水入口53から貯湯タンク5内に戻る。
【0034】
沸き上げ運転中、ヒートポンプサイクル側ECU7は、給水温度センサ61、沸き上げ温度センサ62、出口側冷媒温度センサ63、冷媒入口温度センサ43、外気温度センサ44、フロスト温度センサ45、および入口側冷媒温度センサ64の各出力に基づいて、インバータ11、室外ファン41、循環ポンプ6、および膨張弁3を制御し、目標沸き上げ温度の温水を貯湯タンク5内に貯湯する。なお、ヒートポンプサイクル側ECU7への作動用電力は、リレー71の常開接点を介して供給される。
【0035】
タンク側ECU8には、作動用電力が常時供給されている。このタンク側ECU8は、ヒートポンプサイクル側ECU7に作動用電力が供給されている間は、ヒートポンプサイクル側ECU7と通信が可能である。また、81はリモコンである。
【0036】
更に、タンク側ECU8には、タンクユニット80側の外気温度を検出する外気温センサ82、貯湯タンク5の給水側の温水温度を検出する給水温度センサ83、および貯湯タンク5の温水の水量を検出する湯量センサ84が接続されている。なお、ヒートポンプサイクル側ECU7が作動している間は、外気温センサ82および給水温度センサ83の検出値は無効とされる。
【0037】
つぎに、給湯装置Aの作動を、図3および図4に示すフローチャートに基づいて説明する。
【0038】
運転待機中(運転停止中も含む)で、リレー71の常開接点が開いている給湯装置Aに、リモコン81により運転開始指示を出した場合には、先ず、タンク側ECU8がリレー71へ通電を行ってリレー71の常開接点を閉成し、ヒートポンプサイクル側ECU7等に作動用電力を供給する。つぎに、ヒートポンプサイクル側ECU7が各制御変数やタイマを初期化する(ステップs1)。
【0039】
また、ステップS5からの移行によりヒートポンプサイクル側ECU7に作動用電力が供給されて沸き上げ運転に移行した場合には、ヒートポンプサイクル側ECU7が各制御変数やタイマを初期化する(ステップs1)。
【0040】
ステップs2で、各センサから出力されるセンサ信号をヒートポンプサイクル側ECU7が取り込み、入力処理を行う。
【0041】
ステップs3において、各センサからのセンサ信号に基づいて、ヒートポンプサイクル側ECU7が沸き上げ判定を行い、沸き上げ運転を行う(沸き上げ運転の継続も含む)。YESの場合にはステップs4に進み、沸き上げ運転を行わない(沸き上げ運転の終了も含む)NOの場合にはステップs8に進む。
【0042】
ステップs4において、温度差ΔTに基づいて、ヒートポンプサイクル側ECU7が膨張弁制御を行う。
ΔT=出口側冷媒温度Tro−給水温度Twi
【0043】
ステップs5において、沸き上げ温度差ΔdTに基づいて、ヒートポンプサイクル側ECU7がポンプ制御を行う。
ΔdT=目標沸き上げ温度Tp−沸き上げ温度Two
【0044】
ステップs6において、ヒートポンプサイクル側ECU7がファン制御を行う。
ステップs7で、ヒートポンプサイクル側ECU7がコンプレッサ制御を行い、ステップs2に戻る。
【0045】
ステップs8において、通信により、ヒートポンプサイクル側ECU7が、リレー71への通電を遮断する様にタンク側ECU8に指示する。これにより、タンク側ECU8がリレー71への通電を遮断し、リレー71がオフ状態になる。
【0046】
リレー71がオフすると、常開接点が開成し、ヒートポンプサイクル側ECU7およびインバータ11への作動用電力の供給が絶たれる。これにより、給湯装置Aが運転待機状態になる。
【0047】
図4に示すステップS1において、外気温センサ82のセンサ出力に基づいてタンク側ECU8がタンクユニット80側の外気温度を検出する。また、このステップS1では、タンク側ECU8が、給水温度センサ83のセンサ出力に基づいて貯湯タンク5の給水側の温水温度を検出し、湯量センサ84のセンサ出力に基づいて貯湯タンク5の温水の水量を検出する。
【0048】
ステップS2において、貯湯タンク5の給水側の温水温度および貯湯タンク5内の温水量に基づいて、タンク側ECU8が沸き上げを行うか否かを判定し、沸き上げを行わない場合(NO)にはステップS3に進み、沸き上げを行う場合(YES)にはステップS5に進む。
【0049】
具体的には、時間経過等により温水温度が判定温度以下に低下した場合や、温水使用により温水量が判定量以下に減った場合には、タンク側ECU8が沸き上げ運転を行うと判定する。
【0050】
ステップS3において、待機状態になってからの経過時間や各検出結果に基づいて、温水回路Wのエア抜き等の機器運転が必要であるか否かをタンク側ECU8が判定し、エア抜き等の機器運転が必要でない場合(NO)にはステップS4に進み、エア抜き等の機器運転が必要である場合(YES)にはステップS6に進む。
【0051】
なお、ステップS2、S3において、リモコン81の操作により、沸き上げ運転やエア抜き等の機器運転を強制的に行うこともできる。
【0052】
ステップS4において、タンクユニット80側の外気温度が4℃以下であるか否かをタンク側ECU8が判別し、4℃を越える場合(NO)には、リレーオフ状態を継続した状態でステップS1に戻り、4℃以下である場合(YES)にはステップS8に進む。
【0053】
ステップS5において、タンク側ECU8がリレー71へ通電を行ってリレー71の常開接点を閉成する。これにより、ヒートポンプサイクル側ECU7等に作動用電力が供給され、図3の沸き上げ運転に移行する。
【0054】
ステップS6において、タンク側ECU8がリレー71へ通電を行ってリレー71の常開接点を閉成する。これにより、ヒートポンプサイクル側ECU7等に作動用電力が供給され、ヒートポンプサイクル側ECU7がエア抜き運転(ステップS7)を行い、エア抜き運転の完了後にステップS10に進む。
【0055】
ステップS8において、タンク側ECU8がリレー71へ通電を行ってリレー71の常開接点を閉成する。これにより、ヒートポンプサイクル側ECU7等に作動用電力が供給され、ヒートポンプサイクル側ECU7が凍結防止運転(ステップS9)を行い、凍結防止運転の完了後にステップS10に進む。
【0056】
ステップS10において、タンク側ECU8がリレー71への通電を停止し、ステップS1に戻る。
なお、リレー71への通電停止により常開接点が開成し、ヒートポンプサイクル側ECU7およびインバータ11への作動用電力の供給が停止する。
【0057】
本実施例の給湯装置Aは、以下の利点を有する。
〔ア〕給湯装置Aは、運転待機時において、沸き上げ運転等を行う必要が無い場合(下記に示す)には、タンク側ECU8がリレー71をオフ状態にして、ヒートポンプサイクル側ECU7およびインバータ11への電力供給を停止する構成である。このため、運転待機中の待機電力を大幅に低減(約20W→1W以下)することができる。
【0058】
・タンク側ECU8に接続した外気温センサ82により検出される外気温度が4℃を越える(凍結防止運転を行う必要がない)場合。
・貯湯タンク5の給水側の温水温度を検出する給水温度センサ83により検出される給水温度が判定温度を越える(沸き上げ運転を行う必要がない)場合。
・貯湯タンク5の湯量を検出する湯量センサ84により検出される温水の水量が判定量を越える(沸き上げ運転を行う必要がない)場合。
【0059】
〔イ〕給湯装置Aは、運転待機時において、リレー71をオフ状態にして、ヒートポンプサイクル側ECU7およびインバータ11への電力供給が停止していても、常時通電されているタンク側ECU8により貯湯タンク5のタンク状況(湯量や給水温度等)を監視し、必要な際には、ヒートポンプサイクル側ECU7およびインバータ11へ電力供給して沸き上げ運転等を行う構成である。
このため、温水回路Wの凍結、給湯温度の低下、または湯量不足等の不具合は起きない。
【0060】
つぎに、本発明の第2実施例(請求項1、3に対応)を、図3〜図6(図2も参照する)に基づいて説明する。
【0061】
給湯装置Bは、以下の点が給湯装置Aと異なる。
図5に示す如く、タンク側ECU8には、貯湯タンク5の給水側の温水温度を検出する給水温度センサ83および貯湯タンク5の温水の水量を検出する湯量センサ84が接続されている。なお、ヒートポンプサイクル側ECU7が作動している間は、給水温度センサ83の検出値は無効とされる。
また、タンクユニット80側の外気温度を検出する外気温センサは配設されていない。
【0062】
タンク側ECU8には、作動用電力が常時供給されている。このタンク側ECU8は、ヒートポンプサイクル側ECU7に作動用電力が供給されている間は、ヒートポンプサイクル側ECU7と通信が可能である。
【0063】
給湯装置Bは、図6に示す様に、沸き上げ運転の開始から一定時間(例えば2時間)が経過する(沸き上げ運転中)と、外気温度センサ44(図2参照)のセンサ出力に基づいてヒートポンプサイクル側ECU7が検出する外気温度Tam(2時間経過後のもの)のデータを、ヒートポンプサイクル側ECU7が通信によりタンク側ECU8に送り、タンク側ECU8が1日の外気温度Tamdayとしてメモリ85に格納する。
【0064】
給湯装置Bも図3、図4のフローチャートに準じて作動する。
但し、以下のステップが異なる。
図4に示すステップS1において、タンク側ECU8がメモリ85に格納された外気温度Tamdayを読み出す。なお、このステップS1において、温水温度や温水量については、タンク側ECU8が、給水温度センサ83のセンサ出力、および湯量センサ84のセンサ出力に基づいて検出する。
【0065】
ステップS4において、メモリ85から読み出した外気温度Tamdayが4℃以下であるか否かをタンク側ECU8が判別し、4℃を越える場合(NO)には、リレーオフ状態を継続した状態でステップS1に戻り、4℃以下である場合(YES)にはステップS8に進む。
【0066】
本実施例の給湯装置Bは、以下の利点を有する。
〔ウ〕外気温センサがタンク側ECU8側に配設されていない給湯装置Bは、沸き上げ運転の開始から一定時間(2時間)経過後の沸き上げ運転中に検出される外気温度のデータを、通信によりタンク側ECU8へ送り、タンク側ECU8のメモリ85に外気温度Tamdayとして記憶させておき、運転待機時のステップS4で凍結防止運転を行うか否かの判定に用いる構成である。
【0067】
このため、外気温センサがタンク側ECU8側に配設されていなくても、温水回路Wの凍結防止を図りながら、運転待機中の待機電力を大幅に低減することができる。
なお、沸き上げ運転の開始から2時間後に外気温度センサ44が検出する外気温度をメモリ85に格納しているので凍結判別に適した温度データが得られる。
【0068】
つぎに、本発明の第3実施例(請求項1、4に対応)を、図3、図4、図5、および図7(図2も参照する)に基づいて説明する。
【0069】
給湯装置Cは、以下の点が給湯装置Aと異なる。
図5に示す如く、タンク側ECU8には、貯湯タンク5の給水側の温水温度を検出する給水温度センサ83および貯湯タンク5の温水の水量を検出する湯量センサ84が接続されている。
また、タンクユニット80側の外気温度を検出する外気温センサは配設されていない。
【0070】
タンク側ECU8には、作動用電力が常時供給されている。このタンク側ECU8は、ヒートポンプサイクル側ECU7に作動用電力が供給されている間は、ヒートポンプサイクル側ECU7と通信が可能である。
【0071】
給湯装置Cは、図7に示す様に、沸き上げ運転の終了から一定時間(例えば1時間)が経過する(運転待機中)と、タンク側ECU8がリレー71に一時的に通電して、ヒートポンプサイクル側ECU7およびインバータ11に作動用電力を供給し、外気温度センサ44が検出する外気温度のデータを通信によりタンク側ECU8に送っている。
【0072】
給湯装置Cも図3、図4のフローチャートに準じて作動する。
但し、以下のステップが異なる。
沸き上げ運転の終了(図3のステップs3でNO)により、ステップs8に進んでリレー71がオフし、図4の運転待機状態に移行する。
【0073】
図4に示すステップS1において、外気温度Tamdayがメモリ85に格納されていればタンク側ECU8がそれを読み出す。
給湯装置Cでは、沸き上げ運転の終了から一定時間(例えば1時間)が経過すると、タンク側ECU8がリレー71に一時的に通電する構成である。
【0074】
一時通電の間、ヒートポンプサイクル側ECU7およびインバータ11に作動用電力が供給され、外気温度センサ44が外気温度を検出し、そのデータが通信によりタンク側ECU8に送られ、メモリ85に格納される。
なお、リレー71への一時通電時間は、外気温度センサ44により外気温度が検出できてメモリ85に格納可能な最低限の時間であれば良く、数秒〜数分で良い。
【0075】
また、このステップS1において、温水温度や温水量については、タンク側ECU8が、給水温度センサ83のセンサ出力、および湯量センサ84のセンサ出力に基づいて検出する。
【0076】
ステップS2において、貯湯タンク5の給水側の温水温度および貯湯タンク5内の温水量に基づいて、タンク側ECU8が沸き上げを行うか否かを判定し、沸き上げを行わない場合(NO)にはステップS3に進み、沸き上げを行う場合(YES)にはステップS5に進む。
【0077】
なお、時間経過等により温水温度が判定温度以下に低下した場合や、温水使用により温水量が判定量以下に減った場合には、タンク側ECU8が沸き上げ運転を行うと判定する。
【0078】
ステップS3において、待機状態になってからの経過時間や各検出結果に基づいて、温水回路Wのエア抜き等の機器運転が必要であるか否かをタンク側ECU8が判定し、エア抜き等の機器運転が必要でない場合(NO)にはステップS4に進み、エア抜き等の機器運転が必要である場合(YES)にはステップS6に進む。
なお、ステップS2、S3において、リモコン81の操作により、沸き上げ運転やエア抜き等の機器運転を強制的に行うこともできる。
【0079】
ステップS4において、メモリ85から読み出した外気温度Tamdayが4℃以下であるか否かをタンク側ECU8が判別し、4℃を越える場合(NO)には、リレーオフ状態を継続した状態でステップS1に戻り、4℃以下である場合(YES)にはステップS8に進む。
なお、沸き上げ運転の終了直後で、メモリ85に外気温度Tamdayが格納されていない場合にはステップS1に戻る。
【0080】
本実施例の給湯装置Cは、以下の利点を有する。
〔エ〕外気温センサがタンク側ECU8側に配設されていない給湯装置Cは、沸き上げ運転の終了から一定時間(例えば1時間)が経過すると、タンク側ECU8がリレー71に一時的に通電し、外気温度センサ44が検出する外気温度のデータを、通信によりタンク側ECU8へ送り、タンク側ECU8のメモリ85に外気温度Tamdayとして記憶させておき、ステップS4で凍結防止運転を行うか否かの判定に用いる構成である。
【0081】
このため、外気温センサがタンク側ECU8側に配設されていなくても、温水回路Wの凍結防止を図りながら、運転待機中の待機電力を大幅に低減することができる。
なお、沸き上げ運転の停止から1時間後に外気温度センサ44が検出する外気温度をメモリ85に格納しているので凍結判別に適した温度データが得られる。
【0082】
本発明は、上記実施例以外に、つぎの実施態様を含む。
a.リレー71を二個(インバータ11への通電を制御するリレー、ヒートポンプサイクル側ECU7への通電を制御するリレー)にし、コンプレッサ1の作動が不要な運転を行う場合には、タンク側ECU8がインバータ11への通電を行うリレーをオフにしておけば良い。
【0083】
b.上記各実施例では、循環ポンプ6をヒートポンプユニット70側に配設しているが、タンクユニット80側に配設しても良い。この場合には、4℃の判定値を低い温度にする。
【0084】
c.リレー71をタンクユニット80側に配設しても良いが、タンクユニット80から電力線を延ばしてヒートポンプユニット70に結線する必要がある。
【0085】
d.給湯装置Cにおいて、沸き上げ運転の終了から、タンク側ECU8がリレー71に一時的に通電する迄の時間を、下記に示す様に、目標沸き上げ温度が高い(凍結し難い)程、長くする様にしても良い(請求項5に対応)。
目標沸き上げ温度65℃→1時間
目標沸き上げ温度90℃→1.5時間
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の第1実施例に係る給湯装置のブロック図である。
【図2】その給湯装置の説明図である。
【図3】給湯装置の沸き上げ運転時のフローチャートである。
【図4】給湯装置の運転待機時のフローチャートである。
【図5】本発明の第2、第3実施例に係る給湯装置の要部ブロック図である。
【図6】本発明の第2実施例に係る給湯装置における外気温度の取得に関する説明図である。
【図7】本発明の第3実施例に係る給湯装置における外気温度の取得に関する説明図である。
【符号の説明】
A〜C 給湯装置
H ヒートポンプサイクル
W 温水回路(湯水回路)
1 コンプレッサ(冷媒圧縮機)
2 冷媒水熱交換器
3 膨張弁
4 空気熱交換器
5 貯湯タンク
6 循環ポンプ
7 ヒートポンプサイクル側ECU(ヒートポンプサイクル側制御器)
8 タンク側ECU(タンク側制御器)
11 インバータ(コンプレッサ駆動回路)
21 冷媒流路
22 湯水流路
42 冷媒配管
43 冷媒入口温度センサ(センサ)
44 外気温度センサ(センサ)
51 湯水配管
61 給水温度センサ(センサ)
62 沸き上げ温度センサ(センサ)
70 ヒートポンプユニット
71 リレー(通電制御器)
80 タンクユニット
82 外気温センサ
83 給水温度センサ
85 メモリ
[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to a heat pump hot water supply apparatus.
[0002]
[Prior art]
A heat pump hot water supply apparatus described in Patent Document 1 includes a heat pump cycle in which a refrigerant compressor, a refrigerant flow path of a refrigerant water heat exchanger, an expansion valve, and an air heat exchanger are connected in an annular shape, a hot water storage tank, and a refrigerant A hot water flow path of the water heat exchanger is connected with a hot water pipe, a hot water circuit having a circulation pump in the middle, and a controller for controlling the refrigerant compressor, the expansion valve, and the circulation pump, A boiling operation is performed in which hot water is stored in a hot water storage tank so that the boiling temperature of the hot water becomes the target boiling temperature.
[0003]
[Patent Document 1]
Japanese Patent Laid-Open No. 2002-206805 (pages 10 to 11, FIG. 6)
[0004]
[Problems to be solved by the invention]
The conventional hot water supply apparatus has the following problems.
During operation standby (after completion of the boiling operation), power for operation is supplied to the controller and the inverter for driving the refrigerant compressor, and thus power (about 9 W) is consumed.
[0005]
Further, even when the user puts the hot water supply device into the operation stop state with the remote controller, the operation power is supplied to the controller and the inverter for driving the refrigerant compressor. Continue to consume.
Although this standby power is not as large as about 9 W, considerable power is wasted when the period of not using the hot water supply device for several weeks is several weeks.
[0006]
An object of the present invention is to provide a hot water supply apparatus that reduces standby power during operation standby.
[0007]
[Means for Solving the Problems]
[About claim 1]
The heat pump cycle is formed by annularly connecting a compressor that compresses a refrigerant, a refrigerant flow path of a refrigerant water heat exchanger, an expansion valve, and an air heat exchanger. The compressor is driven via a compressor driving circuit.
Moreover, the heat pump cycle, the compressor drive circuit, and the heat pump cycle side controller are arranged on the heat pump unit side.
[0008]
In the hot water circuit, a hot water storage tank for storing hot water for hot water supply and a hot water flow path of the refrigerant water heat exchanger are connected by hot water piping, and a circulation pump is provided in the middle. In view of energization, it is preferable to arrange the circulation pump on the heat pump unit side.
[0009]
The heat pump cycle controller controls the expansion valve, circulation pump, and compressor drive circuit based on the sensor output from each connected sensor, and performs a boiling operation to store hot water at the target boiling temperature in the hot water storage tank. Do.
[0010]
In addition, while the energization controller supplies operating power to the heat pump cycle side controller or the like, communication is possible between the tank side controller arranged on the tank unit side and the heat pump cycle side controller. .
[0011]
When there is no need to perform the boiling operation, etc., judging from the tank status on the tank unit side when the boiling operation is completed, the tank side controller is used as the energization controller and the heat pump cycle side controller. And instructs the compressor drive circuit to shut off the operating power.
[0012]
Thereby, when it is not necessary to perform the boiling operation or the like, the power consumed by the heat pump cycle side controller and the compressor drive circuit can be cut, so that standby power during operation standby can be reduced.
[0013]
[About claim 2]
The tank-side controller instructs the energization controller to shut off operating power to the heat pump cycle-side controller and the compressor drive circuit in the following cases during operation standby.
[0014]
・ When the outside air temperature detected by the outside air temperature sensor connected to the tank side controller exceeds the specified temperature (it is not necessary to perform anti-freezing operation).
• When the feed water temperature detected by the feed water temperature sensor that detects the hot water temperature on the feed water side of the hot water storage tank exceeds the set temperature (no need to perform boiling operation).
-When the average water supply temperature that exceeds the set value by adding the water temperature detected by the water temperature sensor that detects the hot water temperature on the water supply side of the hot water storage tank during hot water supply exceeds the set value (no need to perform the boiling operation).
[0015]
As a result, when there is no need to perform a boiling operation or the like, the power consumed by the heat pump cycle side controller and the compressor drive circuit during operation standby can be cut, so that standby power can be reduced.
[0016]
[About claim 3]
Since the hot water supply device has an outside air temperature sensor connected to the heat pump cycle side controller, when the energization controller cuts off the power for operation, the tank side controller arranged on the tank unit side and the heat pump cycle side controller Communication cannot be performed between them, and the outside temperature data cannot be sent to the tank side controller.
[0017]
Therefore, the data of the outside air temperature detected during the boiling operation after the set time has elapsed from the start of the boiling operation is sent to the tank side controller by communication and stored in the memory of the tank side controller. In order to obtain a stable temperature behavior, the outside air temperature detected after a set time has elapsed since the start of the boiling operation is used.
[0018]
When the outside air temperature stored in the memory exceeds a predetermined temperature, the tank side controller is used to operate the heat pump cycle side controller and the compressor drive circuit when the boiling operation is completed and the operation is shifted to standby. Instruct the energization controller to cut off the power.
[0019]
Thereby, when it is not necessary to perform anti-freezing operation, the power consumed by the heat pump cycle side controller and the compressor drive circuit during operation standby can be cut, and standby power can be reduced.
[0020]
[About claim 4]
Since the hot water supply device has an outside air temperature sensor connected to the heat pump cycle side controller, when the energization controller cuts off the power for operation, the tank side controller arranged on the tank unit side and the heat pump cycle side controller Communication cannot be performed between them, and the outside temperature data cannot be sent to the tank side controller.
[0021]
Therefore, the tank-side controller instructs the energization controller to temporarily supply the operating power during operation standby after the elapse of a predetermined time from the end of the boiling operation.
Thereby, the electric power for operation | movement is temporarily supplied to the heat pump cycle side controller, and the data of outside temperature can be sent to a tank side controller.
[0022]
If the outside air temperature detected at this time exceeds a predetermined temperature, the tank-side controller instructs the energization controller to shut off the operating power.
Thereby, when it is not necessary to perform anti-freezing operation, the power consumed by the heat pump cycle side controller and the compressor drive circuit during operation standby can be cut, and standby power can be reduced.
[0023]
[About Claim 5]
The higher the target boiling temperature at the end of the boiling operation, the higher the hot water temperature in the hot water circuit. For this reason, even if the outside air temperature is low, there is no risk of freezing for a long time. Therefore, the length of the predetermined time from the end of the boiling operation until the energization controller is instructed to supply the operating power temporarily. The time until the outside air temperature is detected is lengthened.
Thereby, the power consumed by the heat pump cycle controller and the compressor drive circuit during operation standby can be cut as much as possible, and standby power can be reduced.
[0024]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
A first embodiment of the present invention (corresponding to claims 1 and 2) will be described with reference to FIGS.
[0025]
1 and 2, the hot water supply apparatus A includes a compressor 1, a refrigerant flow path 21 of the refrigerant water heat exchanger 2, an expansion valve 3, an air heat exchanger 4 provided with an outdoor fan 41, and an accumulator (not shown). ) Are connected annularly by a refrigerant pipe 42, a hot water storage tank 5 for storing hot water for hot water supply, and a hot water flow path 22 of the refrigerant water heat exchanger 2 are connected by a hot water pipe 51, and a circulation pump is provided on the way. 6, a hot water circuit W, an inverter (compressor drive circuit) 11, a heat pump cycle side ECU (heat pump cycle side controller) 7, and a tank side ECU (tank side controller) disposed in the tank unit 80. 8 and a relay (energization controller) 71.
[0026]
Each member of the heat pump cycle H, the inverter 11, the circulation pump 6, the heat pump cycle side ECU 7, and the relay 71 are arranged in the heat pump unit 70.
[0027]
The compressor 1 is driven by a three-phase motor, and compresses and discharges the gas-phase refrigerant sucked from the accumulator to a critical pressure or higher.
By controlling the frequency of the voltage applied to the three-phase motor by the inverter 11, the rotational speed is determined, and the capacity of the compressor 1 is increased or decreased. The target compressor speed is instructed from the heat pump cycle side ECU 7 to the inverter 11.
[0028]
The refrigerant water heat exchanger 2 includes a refrigerant channel 21 through which refrigerant (carbon dioxide) discharged from the compressor 1 flows, and a hot water channel 22 through which hot water flows. And the high temperature refrigerant | coolant (hot gas) which discharges from the compressor 1 and flows through the refrigerant | coolant flow path 21 radiates heat to the hot water which flowed out from the hot water storage tank 5, and hot water rises in temperature.
[0029]
A feed water temperature sensor 61 for detecting the feed water temperature Twi and a boiling temperature sensor 62 for detecting the boiling temperature Two are arranged on the inlet side and the outlet side of the hot water flow path 22 of the refrigerant water heat exchanger 2, respectively. ing. Further, an outlet side refrigerant temperature sensor 63 for detecting the outlet side refrigerant temperature Tro and an inlet side refrigerant temperature sensor 64 for detecting the inlet side refrigerant temperature Tco are respectively provided on the outlet side and the inlet side of the refrigerant flow path 21. It is arranged.
[0030]
Further, on the inlet side, the air inlet side, and the outlet side of the air heat exchanger 4, a refrigerant inlet temperature sensor 43 that detects the refrigerant inlet temperature Tei, an outdoor air temperature sensor 44 that detects the outdoor air temperature Tam, and a frost temperature, respectively. A frost temperature sensor 45 for detecting Tf is provided.
[0031]
The expansion valve 3 has a valve body (not shown) driven by a stepping motor (not shown), and the valve opening degree can be varied linearly according to the amount of current supplied to the stepping motor.
The air heat exchanger 4 evaporates the refrigerant expanded and decompressed by passing through the expansion valve 3 by exchanging heat with the outside air blown by the outdoor fan 41 (atmospheric heat absorption). The evaporated refrigerant returns to the compressor 1 through the accumulator.
The target rotational speed is instructed from the heat pump cycle side ECU 7 to the outdoor fan 41.
[0032]
An accumulator is provided for gas-liquid separation of the refrigerant flowing out of the air heat exchanger 4, and the gas-phase refrigerant is sent to the compressor 1.
The refrigerant compressed to a high temperature and high pressure by the compressor 1 flows in the refrigerant flow path 21 of the refrigerant water heat exchanger 2 and in the hot water flow path 22 of the refrigerant water heat exchanger 2 in the direction opposite to the refrigerant flow. Heat the flowing hot water.
[0033]
The hot water pipe 51 is a pipe that connects between a hot water outlet 52 provided in the lower part of the hot water storage tank 5 and a hot water inlet 53 provided in the upper part.
During operation, hot water in the hot water storage tank 5 is discharged from the hot water outlet 52 by the circulation pump 6, passes through the hot water pipe 22 of the refrigerant water heat exchanger 2 via the hot water pipe 51, and passes through the hot water inlet 53. Return to 5.
[0034]
During the boiling operation, the heat pump cycle side ECU 7 includes the feed water temperature sensor 61, the boiling temperature sensor 62, the outlet side refrigerant temperature sensor 63, the refrigerant inlet temperature sensor 43, the outside air temperature sensor 44, the frost temperature sensor 45, and the inlet side refrigerant temperature. Based on each output of the sensor 64, the inverter 11, the outdoor fan 41, the circulation pump 6, and the expansion valve 3 are controlled to store hot water at the target boiling temperature in the hot water storage tank 5. The operating power to the heat pump cycle side ECU 7 is supplied via a normally open contact of the relay 71.
[0035]
The tank-side ECU 8 is always supplied with operating power. The tank side ECU 8 can communicate with the heat pump cycle side ECU 7 while the power for operation is supplied to the heat pump cycle side ECU 7. Reference numeral 81 denotes a remote controller.
[0036]
Further, the tank-side ECU 8 detects an outside air temperature sensor 82 for detecting the outside air temperature on the tank unit 80 side, a water supply temperature sensor 83 for detecting the hot water temperature on the water supply side of the hot water storage tank 5, and the amount of hot water in the hot water storage tank 5. A hot water sensor 84 is connected. While the heat pump cycle side ECU 7 is operating, the detected values of the outside air temperature sensor 82 and the feed water temperature sensor 83 are invalid.
[0037]
Next, the operation of the hot water supply apparatus A will be described based on the flowcharts shown in FIGS. 3 and 4.
[0038]
When an operation start instruction is issued from the remote controller 81 to the hot water supply device A in which the normally open contact of the relay 71 is open during operation standby (including when operation is stopped), the tank side ECU 8 first energizes the relay 71. To close the normally open contact of the relay 71 and supply the operating power to the heat pump cycle side ECU 7 and the like. Next, the heat pump cycle side ECU 7 initializes each control variable and timer (step s1).
[0039]
Further, when the operation power is supplied to the heat pump cycle side ECU 7 due to the shift from step S5 and the boiling operation is shifted to, the heat pump cycle side ECU 7 initializes each control variable and timer (step s1).
[0040]
In step s2, the heat pump cycle side ECU 7 takes in sensor signals output from each sensor and performs input processing.
[0041]
In step s3, based on the sensor signal from each sensor, the heat pump cycle side ECU 7 performs the boiling determination and performs the boiling operation (including the continuation of the boiling operation). If YES, the process proceeds to step s4, and if the boiling operation is not performed (including the end of the boiling operation), the process proceeds to step s8.
[0042]
In step s4, the heat pump cycle side ECU 7 performs expansion valve control based on the temperature difference ΔT.
ΔT = outlet side refrigerant temperature Tro−feed water temperature Twi
[0043]
In step s5, the heat pump cycle side ECU 7 performs pump control based on the boiling temperature difference ΔdT.
ΔdT = target boiling temperature Tp−boiling temperature Two
[0044]
In step s6, the heat pump cycle side ECU 7 performs fan control.
In step s7, the heat pump cycle side ECU 7 performs compressor control and returns to step s2.
[0045]
In step s8, the heat pump cycle side ECU 7 instructs the tank side ECU 8 to cut off the power supply to the relay 71 by communication. Thereby, the tank side ECU 8 cuts off the energization to the relay 71, and the relay 71 is turned off.
[0046]
When the relay 71 is turned off, the normally open contact is opened, and the supply of operating power to the heat pump cycle side ECU 7 and the inverter 11 is cut off. Thereby, the hot-water supply apparatus A will be in an operation standby state.
[0047]
In step S <b> 1 shown in FIG. 4, the tank side ECU 8 detects the outside air temperature on the tank unit 80 side based on the sensor output of the outside air temperature sensor 82. In step S 1, the tank-side ECU 8 detects the hot water temperature on the water supply side of the hot water storage tank 5 based on the sensor output of the water supply temperature sensor 83, and the hot water in the hot water storage tank 5 based on the sensor output of the hot water amount sensor 84. Detect the amount of water.
[0048]
In step S2, based on the hot water temperature on the water supply side of the hot water storage tank 5 and the amount of hot water in the hot water storage tank 5, it is determined whether or not the tank side ECU 8 performs boiling, and when boiling is not performed (NO). Proceeds to step S3, and if boiling is performed (YES), proceeds to step S5.
[0049]
Specifically, when the hot water temperature decreases below the determination temperature due to the passage of time or the like, or when the amount of hot water decreases below the determination amount due to the use of hot water, it is determined that the tank side ECU 8 performs the boiling operation.
[0050]
In step S3, the tank-side ECU 8 determines whether or not the operation of the hot water circuit W such as air bleed is necessary based on the elapsed time from the standby state and each detection result. If device operation is not necessary (NO), the process proceeds to step S4, and if device operation such as air bleeding is necessary (YES), the process proceeds to step S6.
[0051]
In steps S2 and S3, the operation of the remote controller 81 can be used to forcibly perform the equipment operation such as the boiling operation and the air bleeding.
[0052]
In step S4, the tank-side ECU 8 determines whether or not the outside air temperature on the tank unit 80 side is 4 ° C. or lower, and if it exceeds 4 ° C. (NO), the process returns to step S1 with the relay off state continued. When it is 4 ° C. or lower (YES), the process proceeds to step S8.
[0053]
In step S <b> 5, the tank side ECU 8 energizes the relay 71 to close the normally open contact of the relay 71. Thereby, the power for operation is supplied to the heat pump cycle side ECU 7 and the like, and the process proceeds to the boiling operation of FIG.
[0054]
In step S6, the tank side ECU 8 energizes the relay 71 to close the normally open contact of the relay 71. Thereby, the power for operation is supplied to the heat pump cycle side ECU 7 and the like, the heat pump cycle side ECU 7 performs the air bleeding operation (step S7), and proceeds to step S10 after the air bleeding operation is completed.
[0055]
In step S8, the tank-side ECU 8 energizes the relay 71 to close the normally open contact of the relay 71. Thereby, the power for operation is supplied to the heat pump cycle side ECU 7 and the like, the heat pump cycle side ECU 7 performs the freeze prevention operation (step S9), and proceeds to step S10 after the freeze prevention operation is completed.
[0056]
In step S10, the tank-side ECU 8 stops energizing the relay 71, and returns to step S1.
When the energization of the relay 71 is stopped, the normally open contact is opened, and the supply of operating power to the heat pump cycle side ECU 7 and the inverter 11 is stopped.
[0057]
The hot water supply apparatus A of the present embodiment has the following advantages.
[A] When the hot water supply device A does not need to perform a boiling operation or the like during operation standby (shown below), the tank-side ECU 8 turns off the relay 71 and the heat pump cycle-side ECU 7 and the inverter 11 It is the structure which stops the electric power supply to. For this reason, standby power during operation standby can be significantly reduced (about 20 W → 1 W or less).
[0058]
When the outside air temperature detected by the outside air temperature sensor 82 connected to the tank side ECU 8 exceeds 4 ° C. (it is not necessary to perform the freeze prevention operation).
When the feed water temperature detected by the feed water temperature sensor 83 that detects the hot water temperature on the feed water side of the hot water storage tank 5 exceeds the judgment temperature (there is no need to perform a boiling operation).
When the amount of hot water detected by the hot water sensor 84 that detects the amount of hot water in the hot water storage tank 5 exceeds the determination amount (no need to perform a boiling operation).
[0059]
[A] When the hot water supply device A is in a standby state, the hot water storage tank is operated by the tank side ECU 8 which is always energized even when the relay 71 is turned off and the power supply to the heat pump cycle side ECU 7 and the inverter 11 is stopped. 5 is monitored, and when necessary, power is supplied to the heat pump cycle side ECU 7 and the inverter 11 to perform a boiling operation or the like.
For this reason, problems such as freezing of the hot water circuit W, a decrease in the hot water supply temperature, or a shortage of the amount of hot water do not occur.
[0060]
Next, a second embodiment of the present invention (corresponding to claims 1 and 3) will be described with reference to FIGS. 3 to 6 (also refer to FIG. 2).
[0061]
The hot water supply apparatus B is different from the hot water supply apparatus A in the following points.
As shown in FIG. 5, the tank-side ECU 8 is connected to a water supply temperature sensor 83 that detects the hot water temperature on the water supply side of the hot water storage tank 5 and a hot water amount sensor 84 that detects the amount of hot water in the hot water storage tank 5. Note that while the heat pump cycle side ECU 7 is operating, the detected value of the feed water temperature sensor 83 is invalid.
Further, an outside air temperature sensor for detecting the outside air temperature on the tank unit 80 side is not provided.
[0062]
The tank-side ECU 8 is always supplied with operating power. The tank side ECU 8 can communicate with the heat pump cycle side ECU 7 while the power for operation is supplied to the heat pump cycle side ECU 7.
[0063]
As shown in FIG. 6, the hot water supply device B is based on the sensor output of the outside air temperature sensor 44 (see FIG. 2) when a certain time (for example, 2 hours) elapses from the start of the boiling operation (during the heating operation). The heat pump cycle side ECU 7 sends the data of the outside air temperature Tam (after 2 hours) detected by the heat pump cycle side ECU 7 to the tank side ECU 8 by communication, and the tank side ECU 8 stores the data as the daily outside temperature Tamday in the memory 85. Store.
[0064]
The hot water supply apparatus B also operates according to the flowcharts of FIGS.
However, the following steps are different.
In step S <b> 1 shown in FIG. 4, the tank side ECU 8 reads the outside air temperature Tamday stored in the memory 85. In this step S 1, the hot water temperature and the hot water amount are detected by the tank side ECU 8 based on the sensor output of the water supply temperature sensor 83 and the sensor output of the hot water amount sensor 84.
[0065]
In step S4, the tank-side ECU 8 determines whether or not the outside air temperature Tamday read from the memory 85 is 4 ° C. or less. If the tank side ECU 8 exceeds 4 ° C. (NO), the relay OFF state is continued and step S1 is continued. If the temperature is 4 ° C. or lower (YES), the process proceeds to step S8.
[0066]
The hot water supply apparatus B of the present embodiment has the following advantages.
[C] The hot water supply device B in which the outside air temperature sensor is not disposed on the tank side ECU 8 side uses the data of the outside air temperature detected during the boiling operation after a predetermined time (2 hours) has elapsed since the start of the boiling operation. In this configuration, it is sent to the tank-side ECU 8 by communication, stored in the memory 85 of the tank-side ECU 8 as the outside air temperature Tamday, and used for determining whether or not the anti-freezing operation is performed in step S4 during operation standby.
[0067]
For this reason, even if the outside air temperature sensor is not disposed on the tank side ECU 8 side, standby power during operation standby can be greatly reduced while preventing the hot water circuit W from being frozen.
Since the outside air temperature detected by the outside air temperature sensor 44 is stored in the memory 85 two hours after the start of the boiling operation, temperature data suitable for freezing determination can be obtained.
[0068]
Next, a third embodiment of the present invention (corresponding to claims 1 and 4) will be described with reference to FIGS. 3, 4, 5, and 7 (also refer to FIG. 2).
[0069]
The hot water supply apparatus C is different from the hot water supply apparatus A in the following points.
As shown in FIG. 5, the tank-side ECU 8 is connected to a water supply temperature sensor 83 that detects the hot water temperature on the water supply side of the hot water storage tank 5 and a hot water amount sensor 84 that detects the amount of hot water in the hot water storage tank 5.
Further, an outside air temperature sensor for detecting the outside air temperature on the tank unit 80 side is not provided.
[0070]
The tank-side ECU 8 is always supplied with operating power. The tank side ECU 8 can communicate with the heat pump cycle side ECU 7 while the power for operation is supplied to the heat pump cycle side ECU 7.
[0071]
As shown in FIG. 7, in the hot water supply device C, when a certain time (for example, 1 hour) elapses from the end of the boiling operation (during operation standby), the tank-side ECU 8 temporarily energizes the relay 71, and the heat pump Electric power for operation is supplied to the cycle side ECU 7 and the inverter 11, and data on the outside air temperature detected by the outside air temperature sensor 44 is sent to the tank side ECU 8 by communication.
[0072]
The hot water supply device C also operates according to the flowcharts of FIGS.
However, the following steps are different.
Upon completion of the boiling operation (NO in step s3 in FIG. 3), the process proceeds to step s8, where the relay 71 is turned off and the operation standby state in FIG. 4 is entered.
[0073]
In step S <b> 1 shown in FIG. 4, if the outside air temperature Tamday is stored in the memory 85, the tank side ECU 8 reads it.
The hot water supply apparatus C has a configuration in which the tank-side ECU 8 temporarily energizes the relay 71 when a certain time (for example, 1 hour) elapses from the end of the boiling operation.
[0074]
During temporary energization, operating power is supplied to the heat pump cycle side ECU 7 and the inverter 11, the outside air temperature sensor 44 detects the outside air temperature, and the data is sent to the tank side ECU 8 by communication and stored in the memory 85.
The temporary energization time for the relay 71 may be a minimum time that can be detected by the outside air temperature sensor 44 and stored in the memory 85, and may be several seconds to several minutes.
[0075]
In step S <b> 1, the hot water temperature and the hot water amount are detected by the tank side ECU 8 based on the sensor output of the water supply temperature sensor 83 and the sensor output of the hot water amount sensor 84.
[0076]
In step S2, based on the hot water temperature on the water supply side of the hot water storage tank 5 and the amount of hot water in the hot water storage tank 5, it is determined whether or not the tank side ECU 8 performs boiling, and when boiling is not performed (NO). Proceeds to step S3, and if boiling is performed (YES), proceeds to step S5.
[0077]
When the hot water temperature decreases below the determination temperature due to the passage of time or the like, or when the amount of hot water decreases below the determination amount due to the use of hot water, it is determined that the tank side ECU 8 performs the boiling operation.
[0078]
In step S3, the tank-side ECU 8 determines whether or not the operation of the hot water circuit W such as air bleed is necessary based on the elapsed time from the standby state and each detection result. If device operation is not necessary (NO), the process proceeds to step S4, and if device operation such as air bleeding is necessary (YES), the process proceeds to step S6.
In steps S2 and S3, the operation of the remote controller 81 can be used to forcibly perform the equipment operation such as the boiling operation and the air bleeding.
[0079]
In step S4, the tank-side ECU 8 determines whether or not the outside air temperature Tamday read from the memory 85 is 4 ° C. or less. If the tank side ECU 8 exceeds 4 ° C. (NO), the relay OFF state is continued and step S1 is continued. If the temperature is 4 ° C. or lower (YES), the process proceeds to step S8.
Note that if the outside air temperature Tamday is not stored in the memory 85 immediately after the boiling operation ends, the process returns to step S1.
[0080]
The hot water supply apparatus C of the present embodiment has the following advantages.
[D] In the water heater C in which the outside air temperature sensor is not disposed on the tank side ECU 8 side, the tank side ECU 8 temporarily energizes the relay 71 after a certain time (for example, 1 hour) has elapsed since the end of the boiling operation. Then, the data of the outside air temperature detected by the outside air temperature sensor 44 is sent to the tank side ECU 8 through communication, stored in the memory 85 of the tank side ECU 8 as the outside air temperature Tamday, and whether or not the freeze prevention operation is performed in step S4. This is a configuration used for the determination.
[0081]
For this reason, even if the outside air temperature sensor is not disposed on the tank side ECU 8 side, standby power during operation standby can be greatly reduced while preventing the hot water circuit W from being frozen.
Note that since the outside air temperature detected by the outside air temperature sensor 44 is stored in the memory 85 one hour after the boiling operation is stopped, temperature data suitable for freezing determination can be obtained.
[0082]
The present invention includes the following embodiments in addition to the above embodiments.
a. When two relays 71 are used (a relay for controlling the energization of the inverter 11 and a relay for controlling the energization of the heat pump cycle side ECU 7), and the operation of the compressor 1 is unnecessary, the tank side ECU 8 is connected to the inverter 11. It is only necessary to turn off the relay that energizes the.
[0083]
b. In each of the above embodiments, the circulation pump 6 is disposed on the heat pump unit 70 side, but may be disposed on the tank unit 80 side. In this case, the determination value of 4 ° C. is set to a low temperature.
[0084]
c. Although the relay 71 may be disposed on the tank unit 80 side, it is necessary to extend a power line from the tank unit 80 and connect it to the heat pump unit 70.
[0085]
d. In the water heater C, the time from the end of the boiling operation until the tank-side ECU 8 temporarily energizes the relay 71 is increased as the target boiling temperature is higher (harder to freeze) as shown below. You may make it like (corresponding to claim 5).
Target boiling temperature 65 ° C → 1 hour
Target boiling temperature 90 ° C → 1.5 hours
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a block diagram of a hot water supply apparatus according to a first embodiment of the present invention.
FIG. 2 is an explanatory diagram of the hot water supply apparatus.
FIG. 3 is a flowchart at the time of boiling operation of the hot water supply apparatus.
FIG. 4 is a flowchart during standby of the hot water supply apparatus.
FIG. 5 is a main part block diagram of a hot water supply apparatus according to second and third embodiments of the present invention.
FIG. 6 is an explanatory diagram relating to acquisition of outside air temperature in a hot water supply apparatus according to a second embodiment of the present invention.
FIG. 7 is an explanatory diagram relating to acquisition of outside air temperature in a hot water supply apparatus according to a third embodiment of the present invention.
[Explanation of symbols]
AC hot water supply device
H Heat pump cycle
W Hot water circuit (hot water circuit)
1 Compressor (refrigerant compressor)
2 Refrigerant water heat exchanger
3 Expansion valve
4 Air heat exchanger
5 Hot water storage tank
6 Circulation pump
7 Heat pump cycle side ECU (heat pump cycle side controller)
8 Tank side ECU (tank side controller)
11 Inverter (compressor drive circuit)
21 Refrigerant flow path
22 Hot water passage
42 Refrigerant piping
43 Refrigerant inlet temperature sensor (sensor)
44 Outside temperature sensor (sensor)
51 Hot water piping
61 Water supply temperature sensor (sensor)
62 Boiling temperature sensor (sensor)
70 Heat pump unit
71 Relay (energization controller)
80 tank units
82 Outside air temperature sensor
83 Water supply temperature sensor
85 memory

Claims (5)

冷媒を圧縮するコンプレッサ、冷媒水熱交換器の冷媒流路、膨張弁、および空気熱交換器を冷媒配管を介して環状に接続してなるヒートポンプサイクルと、
給湯用の温水を貯える貯湯タンクと前記冷媒水熱交換器の湯水流路とを湯水配管で接続し、途中に循環ポンプを介設した湯水回路と、
前記コンプレッサを駆動するためのコンプレッサ駆動回路と、
接続した各種センサからのセンサ出力に基づいて、前記膨張弁、前記循環ポンプ、および前記コンプレッサ駆動回路を制御し、目標沸き上げ温度の前記温水を貯湯タンク内に貯湯する沸き上げ運転を行うヒートポンプサイクル側制御器と、
該ヒートポンプサイクル側制御器および前記コンプレッサ駆動回路への作動用電力の供給又は遮断を切替える通電制御器と、
タンクユニット側に配されるとともに、作動用電力が常時供給されて前記ヒートポンプサイクル側制御器と通信を行うタンク側制御器とを備え、
前記ヒートポンプサイクル、前記コンプレッサ駆動回路、および前記ヒートポンプサイクル側制御器をヒートポンプユニット側に配してなる給湯装置であって、
運転待機時には、前記タンク側制御器が、前記タンクユニット側のタンク状況に基づいて前記通電制御器を制御することを特徴とする給湯装置。
A heat pump cycle in which a compressor for compressing refrigerant, a refrigerant flow path of a refrigerant water heat exchanger, an expansion valve, and an air heat exchanger are annularly connected via a refrigerant pipe;
A hot water storage tank connected with a hot water storage tank for storing hot water for hot water supply and a hot water flow path of the refrigerant water heat exchanger, and having a circulation pump in the middle;
A compressor driving circuit for driving the compressor;
A heat pump cycle that controls the expansion valve, the circulation pump, and the compressor drive circuit based on sensor outputs from various connected sensors, and performs a boiling operation for storing the hot water at a target boiling temperature in a hot water storage tank. A side controller;
Energizing controller to switch the supply or interruption of operation power to the heat pump cycle side controller and the compressor drive circuit,
A tank side controller that is arranged on the tank unit side and that is always supplied with operating power and communicates with the heat pump cycle side controller,
A hot water supply apparatus in which the heat pump cycle, the compressor drive circuit, and the heat pump cycle side controller are arranged on the heat pump unit side,
The hot water supply apparatus, wherein the tank-side controller controls the energization controller based on a tank condition on the tank unit side during operation standby.
前記タンク側制御器は、運転待機時において、前記タンク側制御器に接続した外気温センサにより検出される外気温度が所定温度を越える場合、または、前記貯湯タンクの給水側の温水温度を検出する給水温度センサにより検出される給水温度が所定温度を越える場合、または、給湯時に前記貯湯タンクの給水側の温水温度を検出する給水温度センサが検出する給水温度を積算して平均した平均給水温度が所定温度を越える場合には、前記通電制御器に前記作動用電力の遮断を指示することを特徴とする請求項1に記載の給湯装置。  The tank-side controller detects a hot water temperature on the water supply side of the hot water storage tank when an outside air temperature detected by an outside air temperature sensor connected to the tank-side controller exceeds a predetermined temperature during operation standby. When the feed water temperature detected by the feed water temperature sensor exceeds a predetermined temperature, or the average feed water temperature obtained by integrating the feed water temperatures detected by the feed water temperature sensor that detects the hot water temperature on the feed water side of the hot water storage tank during hot water supply is averaged. The hot water supply apparatus according to claim 1, wherein when the temperature exceeds a predetermined temperature, the power supply controller is instructed to cut off the operating power. 外気温センサが前記ヒートポンプサイクル側制御器に接続され、沸き上げ運転の開始から設定時間経過後に検出される外気温度をタンク側制御器のメモリに記憶させておき、
前記メモリに記憶させた外気温度が所定温度を越える場合には、前記作動用電力の遮断を運転待機時に前記タンク側制御器が前記通電制御器に指示することを特徴とする請求項1に記載の給湯装置。
An outside air temperature sensor is connected to the heat pump cycle side controller, and the outside air temperature detected after the elapse of a set time from the start of the boiling operation is stored in the memory of the tank side controller,
2. The tank controller according to claim 1, wherein when the outside air temperature stored in the memory exceeds a predetermined temperature, the tank-side controller instructs the energization controller to shut off the operating power during operation standby. Water heater.
外気温センサが前記ヒートポンプサイクル側制御器に接続され、沸き上げ運転の終了から所定時間経過後の運転待機時に作動用電力を一時的に供給する様に前記タンク側制御器が前記通電制御器に指示し、
前記作動用電力の一時的な供給時に検出される外気温度が所定温度を越える場合には、前記作動用電力の遮断を前記タンク側制御器が前記通電制御器に指示することを特徴とする請求項1に記載の給湯装置。
An outside air temperature sensor is connected to the heat pump cycle side controller, and the tank side controller is supplied to the energization controller so as to temporarily supply operating power during operation standby after the elapse of a predetermined time from the end of the boiling operation. Direct,
The tank-side controller instructs the energization controller to shut off the operating power when an outside air temperature detected when the operating power is temporarily supplied exceeds a predetermined temperature. Item 2. A hot water supply apparatus according to item 1.
沸き上げ運転終了時の前記目標沸き上げ温度が高い程、前記所定時間の長さを長くすることを特徴とする請求項4に記載の給湯装置。  The hot water supply apparatus according to claim 4, wherein the length of the predetermined time is increased as the target boiling temperature at the end of the boiling operation is higher.
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