JP3867547B2 - ヒートポンプ式給湯器 - Google Patents

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明はヒートポンプサイクルを利用したヒートポンプ式給湯器に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
最近、ＣＯ_２冷媒を使用するヒートポンプ式給湯器が公知である。この給湯器では、沸き上げ温度を９０℃以上の高温に加熱することができ、加熱効率が高いという利点を有するが、貯湯タンク内の液体の温度を衛生面より予め設定された所定温度以上にする必要があり、ヒートポンプ本体に給水される液体の温度が高くなると、加熱効率が低下する。
図３は従来のヒートポンプ式給湯器の構成図であり、図４はヒートポンプ本体の構成図であり、図５は従来の沸き上げ制御動作のフローチャートである。
【０００３】
図３において、１は給湯器本体、２は前記本体１内に配設された貯湯タンク、３は前記貯湯タンク２の下部と接続された給水配管、３ａはこの給水配管３に設けられた減圧弁、４は前記貯湯タンク２の上部と接続された給湯配管、４ａは逃し弁、５は前記貯湯タンク２の外壁面に取り付けられ、貯湯タンク２内の水の温度を検出する温度センサＡで、その温度センサＡ５を貯湯タンク２の外壁面のある所定容量の位置に取り付けることにより、その取り付け位置の検出温度から前記貯湯タンク２内の残湯量も検出する。６は前記貯湯タンク２の下部配管に取り付けられ、ヒートポンプ本体の加熱動作を停止するための温度を検出する温度センサＢである。
【０００４】
７はヒートポンプ本体１０のヒートサイクルで発生した熱を貯湯タンク２内の水に置換するため、冷水管１０ａと温水管１０ｂとにより貯湯タンク２内の水をヒートポンプ本体１０との間で循環させる循環ポンプである。貯湯タンク２下部に接続された冷水管１０ａより循環ポンプ７でヒートポンプ本体１０に水が供給され、ヒートポンプ本体１０で加熱された水を貯湯タンク２の上部に接続された温水管１０ｂにより戻し貯湯タンク２内上部より貯湯する。
【０００５】
８は前記貯湯タンク２内の水の沸き上げ、及びヒートポンプの運転開始・停止を制御する制御部であり、前記温度センサＡ５、及び温度センサＢ６の検出値と沸き上げ温度等を設定する操作部９からの入力値に基づいて、前記ヒートポンプ本体１０への加熱動作開始・停止及び循環ポンプ７の運転を制御する。
【０００６】
図４おいて、ヒートポンプ本体１０のヒートポンプサイクルは圧縮機１１、給湯用熱交換器１２、膨張弁１３、室外熱交換器１４、アキュームレータ１５を順次冷媒配管１０ｃにより接続して構成されている。ここで、室外熱交換器１４に吸熱するためにファン１６が取り付けてあり、また、給湯用熱交換器１２は圧縮器１１より吐出された高圧のガス冷媒と給湯用の水とを熱交換するもので、冷媒が流れる冷媒通路１２ａと給湯用の水が流れる給湯用水通路１２ｂを有する。
【０００７】
次に、従来の沸き上げ制御動作について、図５のフローチャートを用いて説明する。
まず、沸き上げ制御をスタートすると（Ｓ１）、制御部８で温度センサＡ５の取り付け位置の検出温度から貯湯タンク２内の残湯量の有無を検出し（Ｓ２）、該残湯量が所定量（例えば２００Ｌ）以下か否か判断され（Ｓ３）、残湯量が所定量以上であれば、沸き上げを行わず、残湯量検出に戻る（Ｓ２）。もし、残湯量が所定量以下（Ｓ３）であれば、制御部８の指示で循環ポンプ７、及びヒートポンプサイクルを運転してヒートポンプ本体１０は一定の加熱能力（例えば４．５ＫＷ）で加熱動作を開始し（Ｓ４）、貯湯タンク２上部より操作部９で設定された沸き上げ温度Ｔ℃（例えば９０℃）で湯を沸き上げる（Ｓ５）。そして、温度センサＢ６が所定温度（例えば６０℃）を検出すると（Ｓ８）、制御部８の指示でヒートポンプ本体１０の加熱動作を停止させて（Ｓ１０）、沸き上げ制御を終了する（Ｓ１１）。
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】
従来のヒートポンプ式給湯器は、温度センサＡ５の取り付け位置の検出温度から貯湯タンク２内の残湯量の有無を検出し、所定量以下になると、ヒートポンプ本体１０の加熱動作を開始し、温度センサＢ６の温度が予め設定された所定温度（例えば６０℃）以上になると、ヒートポンプ本体１０の加熱動作を停止しているため、加熱動作停止前においては、すべての沸き上げにおいて、ヒートポンプ本体１０に給水される液体の温度が高く、加熱効率が悪化するという問題点があった。
【０００９】
本発明は、上記のような問題点を解消するためになされたもので、沸き上げ時間帯に応じて加熱動作停止温度を変更し、加熱効率の悪化を防止するようにしたヒートポンプ式給湯器を提供することを目的とする。
【００１０】
【課題を解決するための手段】
本発明に係る請求項１記載のヒートポンプ式給湯器は、ヒートポンプサイクルを用いて給湯用の液体を加熱し、その加熱された液体を給湯器本体の貯湯タンク上部より蓄え、貯湯タンク下部より加熱源であるヒートポンプ本体に戻し、貯湯タンク下部又はヒートポンプ本体に戻す液体の温度が貯湯温度より低い予め設定された加熱動作停止温度になると、加熱動作を停止するヒートポンプ式給湯器において、昼間時間帯と夜間時間帯とを判別する通電時間帯判別手段と、昼間時間帯の加熱動作停止温度を夜間時間帯の加熱動作停止温度より低く変更する加熱動作停止温度変更手段とを備えたものである。
【００１１】
また、請求項２記載のヒートポンプ式給湯器は、前記加熱動作停止温度変更手段は、加熱動作停止温度を夜間時間帯は５５℃以上、昼間時間帯は４５℃以下に変更するようにしたものである。
【００１２】
【発明の実施の形態】
実施の形態１．
図１は本発明の実施の形態１を示すヒートポンプ式給湯器の構成図、図２は本発明の実施の形態１における沸き上げ制御動作を示すフローチャートである。
なお、本発明の実施の形態１におけるヒートポンプ本体の構成図は図４示した従来の構成と同一であるため、説明を省略する。
図１に示す本発明の実施の形態１における構成図と図３に示す従来のヒートポンプ式給湯器の構成図とで異なる点は、本発明の実施の形態１においては、制御部８の構成だけである。すなわち、本発明の実施の形態１においては、制御部８は、貯湯タンク２内の水の沸き上げ、及びヒートポンプの運転開始・停止を制御する他に、通電時間帯（昼間時間帯、夜間時間帯）を判別する通電時間帯判別手段８ａと、通電時間帯判別手段８ａの判別結果に基づいてヒートポンプの加熱動作停止温度を変更する加熱動作停止温度変更手段８ｂとを備えている。
【００１３】
本実施の形態１におけるヒートポンプ式給湯器の沸き上げ制御動作について、図２のフローチャートを用いて説明する。
なお、従来例と同一または相当部分については説明を省略する。
【００１４】
まず、沸き上げ制御をスタートすると（Ｓ１）、制御部８で温度センサＡ５の取り付
け位置の検出温度から貯湯タンク２内の残湯量の有無を検出し（Ｓ２）、該残湯量が所定量（例えば２００Ｌ）以下か否か判断され（Ｓ３）、残湯量が所定量以上であれば、沸き上げを行わず、残湯量検出に戻る（Ｓ２）。もし、残湯量が所定量以下（Ｓ３）であれば、制御部８の指示で循環ポンプ７、及びヒートポンプサイクルを運転してヒートポンプ本体１０は一定の加熱能力（例えば４．５ＫＷ）で加熱動作を開始し（Ｓ４）、貯湯タンク２上部より操作部９で設定された沸き上げ温度Ｔ℃（本例の場合は、９０℃）で湯を沸き上げる（Ｓ５）。ここで、制御部８の通電時間帯判別手段８ａが通電時間帯を検出する（Ｓ６）。通電時間帯とは昼間時間帯の朝７時から夜１１時までと、夜間時間帯の夜１１時から翌朝７時までをいう。
そして、夜間時間帯か否か判断され、夜間時間帯の場合は（Ｓ７）、制御部８に設けられた加熱動作停止温度変更手段８ｂによって加熱動作停止温度がＴ₁（本例の場合は、６０℃）に設定され、温度センサＢ６が加熱動作停止温度Ｔ₁を検出すると（Ｓ８）、制御部８の指示でヒートポンプ本体１０の加熱動作を停止させて（Ｓ１０）、沸き上げ制御を終了する（Ｓ１１）。
一方、昼間時間帯の場合は（Ｓ７）、前記加熱動作停止温度変更手段８ｂによって加熱動作停止温度がＴ₂（本例の場合は、４０℃）に設定され、温度センサＢ６が加熱動作停止温度Ｔ_２を検出すると（Ｓ９）、制御部８の指示でヒートポンプ本体１０の加熱動作を停止させて（Ｓ１０）、沸き上げ制御を終了する（Ｓ１１）。ここで、昼間時間帯の加熱動作停止温度Ｔ_２は、夜間時間帯の加熱動作停止温度Ｔ_１よりも必ず低く設定される。
【００１５】
このように、本実施の形態１によれば、夜間時間帯の沸き上げにおいては、これまでと同じように加熱動作停止温度Ｔ_１は６０℃に設定され、６０℃以上にタンク全量を沸き上げるので、衛生面上、確実にレジオネラ症の防止ができ、一方、昼間時間帯の沸き上げにおいては、夜間時間帯の加熱動作停止温度Ｔ_１よりも低いヒートポンプの加熱動作停止温度Ｔ_２に変更するので、加熱効率の悪化を防止できる。
【００１６】
【発明の効果】
以上のように、本発明に係る請求項１のヒートポンプ式給湯器によれば、所定温度以上にタンク全量を沸き上げてからヒートポンプの運転を停止し、一方、昼間時間帯の沸き上げにおいては、夜間時間帯よりヒートポンプの加熱動作停止温度を低くして運転するので、加熱効率の悪化を防止でき、ランニングコストの増加を低減できる。
【００１７】
また、請求項２のヒートポンプ式給湯器によれば、衛生面上、夜間時間帯のヒートポンプの加熱動作停止温度Ｔ_１を５５℃以上とすることで、確実にレジオネラ症の防止ができ、一方、昼間時間帯のヒートポンプの加熱動作停止温度Ｔ_２を４５℃以下とすることで、加熱効率の悪化を確実に防止でき、ランニングコストの増加を低減できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】 本発明の実施の形態１を示すヒートポンプ式給湯器の構成図である。
【図２】 本発明の実施の形態１を示す沸き上げ制御動作のフローチャートである。
【図３】 従来のヒートポンプ式給湯器の構成図である。
【図４】 従来のヒートポンプ本体の構成図である。
【図５】 従来のヒートポンプ式給湯器の沸き上げ制御動作のフローチャートである。
【符号の説明】
１ 給湯器本体、２ 貯湯タンク、５ 温度センサＡ、６ 温度センサＢ、８制御部、８ａ 通電時間帯判別手段、８ｂ 加熱動作停止温度変更手段、１０
ヒートポンプ本体。

Claims (2)

1. ヒートポンプサイクルを用いて給湯用の液体を加熱し、その加熱された液体を給湯器本体の貯湯タンク上部より蓄え、貯湯タンク下部より加熱源であるヒートポンプ本体に戻し、貯湯タンク下部又はヒートポンプ本体に戻す液体の温度が貯湯温度より低い予め設定された加熱動作停止温度になると加熱動作を停止するヒートポンプ式給湯器において、昼間時間帯と夜間時間帯とを判別する通電時間帯判別手段と、昼間時間帯の加熱動作停止温度を夜間時間帯の加熱動作停止温度より低く変更する加熱動作停止温度変更手段とを備えていることを特徴とするヒートポンプ式給湯器。
2. 前記加熱動作停止温度変更手段は、ヒートポンプの加熱動作停止温度を、夜間時間帯は５５℃以上、昼間時間帯は４５℃以下に変更することを特徴とする請求項１記載のヒートポンプ式給湯器。

Images