JP3901192B2 - Heat pump water heater - Google Patents
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Description
本発明は、給湯負荷に応じた加熱能力可変型であり、かつ高効率な除霜運転ができる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 that is of a variable heating capacity according to a hot water supply load and that can perform a highly efficient defrosting operation.
従来、加熱能力可変型のヒートポンプ給湯機として図3に示すものがある(例えば、特許文献1参照)。図3に示すように、このヒートポンプ給湯機は、貯湯装置101とヒートポンプ装置102と暖房装置103と制御装置113とから構成されている。ヒートポンプ装置102は、能力可変型の圧縮機104、除霜時に冷媒流動方向を逆転させる四方弁105、凝縮器として機能し貯湯槽110内の水を加熱する冷媒対水熱交換器106、膨張弁107、蒸発器として機能し室外空気から冷媒に吸熱する冷媒対空気熱交換器108が順次接続され、冷媒対空気熱交換器108に室外空気を供給するファン109が備えられている。また、貯湯装置101は、貯湯槽110、貯湯槽110底部の水を冷媒対水熱交換器106に搬送する水循環ポンプ111、冷媒対水熱交換器106、切換弁112が順次接続されている。暖房装置103は貯湯槽110上部の湯を切換弁112を介して室内に搬送し、室内を暖房した後に貯湯槽110底部に戻す回路を形成している。この時、切換弁112は、貯湯装置101の貯湯単独運転時と、暖房装置103の暖房単独運転時と、貯湯装置101と暖房装置103との貯湯暖房同時運転時とに応じて水流路を切り換える機能を有する。制御装置113は、貯湯槽110の残湯量や室内暖房負荷や外気温度などに応じて、貯湯装置101の貯湯単独運転時または暖房装置103の暖房単独運転時の比較的負荷が小さい場合にはヒートポンプ装置102の能力を小さく、貯湯装置101と暖房装置103との貯湯暖房同時運転時のように負荷が大きい場合にはヒートポンプ装置102を最大能力で運転するように制御するものである。
Conventionally, there is a variable heat capacity type heat pump water heater as shown in FIG. 3 (see, for example, Patent Document 1). As shown in FIG. 3, the heat pump water heater includes a hot
このため、貯湯単独運転時や暖房単独運転時など比較的負荷が小さい場合にはヒートポンプ装置102の能力を小さくすることで騒音を低く抑えるとともに消費電力を低減でき、貯湯暖房同時運転時はヒートポンプ装置102を最大能力で運転することで貯湯槽110の湯切れや暖房装置103の能力不足を防止することができる。
しかしながら、前記従来の構成では、冷媒対空気熱交換器108に着霜する外気温度条件において負荷が増大し、ヒートポンプ装置102の運転を小能力から最大能力に切換えた場合に除霜運転を開始してしまい、ヒートポンプ装置102の加熱運転ができなくなる恐れがあった。ヒートポンプ装置102の除霜運転の開始の判定方法としては、冷媒の蒸発温度(本従来例では冷媒対空気熱交換器108の出口温度)を用いるのが一般的である。即ち、沸上運転中に冷媒対空気熱交換器108の出口温度が除霜開始温度を下回った場合に除霜運転を開始するのである。ここで、その除霜開始温度はヒートポンプ装置102の能力に関係なく一意的に決められているため、小能力運転から最大能力運転への移行に
伴い、蒸発温度(冷媒対空気熱交換器108の出口温度)も除霜開始温度未満に低下して、沸上運転から除霜運転に移行するのである。
However, in the above-described conventional configuration, the defrosting operation is started when the load increases under the outside air temperature condition where the refrigerant-to-
本発明は、前記従来の課題を解決するもので、ヒートポンプ装置の加熱能力が小能力から大能力に切り替わった際にも除霜運転に移行することなく沸上運転を継続することが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。 The present invention solves the above-mentioned conventional problems, and even when the heating capacity of the heat pump device is switched from a small capacity to a large capacity, the heat pump hot water supply capable of continuing the boiling operation without shifting to the defrosting operation. The purpose is to provide a machine.
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、圧縮機と給湯熱交換器の冷媒側配管と膨張弁と蒸発器とを環状に接続してこの順に冷媒が循環するヒートポンプ回路と、貯湯タンクと積層ポンプと給湯熱交換器の水側配管とを環状に接続して前記貯湯タンク下部の水を前記給湯熱交換器の水側配管内で加熱した後に前記貯湯タンク上部に戻す貯湯回路と、前記ヒートポンプ回路の加熱能力を設定する沸上モード判定手段と、前記沸上モード判定手段が設定した加熱能力に応じて前記ヒートポンプ回路と前記貯湯回路とを制御する沸上制御手段と、前記ヒートポンプ回路の除霜運転の開始と終了とを検知する除霜判定手段と、前記ヒートポンプ回路の除霜制御手段とを備え、前記除霜判定手段は、前記蒸発器の温度に基づいて除霜開始条件を決定し、前記加熱能力が大きいときには小さいときより、除霜を開始する前記蒸発器の温度を低く設定するものである。 In order to solve the above-mentioned conventional problems, the heat pump water heater of the present invention is a heat pump circuit in which the refrigerant is circulated in this order by connecting the compressor, the refrigerant side piping of the hot water supply heat exchanger, the expansion valve, and the evaporator in an annular shape. And a hot water storage tank, a stacking pump, and a water side pipe of the hot water heat exchanger are connected in an annular shape, and water in the lower part of the hot water storage tank is heated in the water side pipe of the hot water heat exchanger and then returned to the upper part of the hot water storage tank. A hot water storage circuit, a boiling mode determining means for setting the heating capacity of the heat pump circuit, and a boiling control means for controlling the heat pump circuit and the hot water storage circuit according to the heating capacity set by the boiling mode determining means; includes a defrosting determining means for detecting the start and end of the defrosting operation of the heat pump circuit, and a defrosting control unit of the heat pump circuit, the defrosting determination means based on the temperature of the evaporator It determines the defrosting start conditions, than when the small when heating capacity is large, is to set the temperature of the evaporator to initiate defrosting low.
これにより、ヒートポンプ回路の加熱能力が小能力から大能力に切り替わった際にも除霜運転に移行することなく沸上運転を継続することができる。 Thereby, even when the heating capacity of the heat pump circuit is switched from the small capacity to the large capacity, the boiling operation can be continued without shifting to the defrosting operation.
ヒートポンプ回路の加熱能力に応じて除霜開始条件を変化させたことにより、ヒートポンプの加熱能力が小能力から大能力に切り替わった際にも除霜運転に移行することなく沸上運転を継続することができ、ヒートポンプの能力不足や貯湯タンクの湯切れを防止することができる。さらに、ヒートポンプの能力に応じて適切なタイミングで除霜運転に移行することができるので、高効率な運転が可能となり、省エネを図ることができる。 By changing the defrosting start condition according to the heating capacity of the heat pump circuit, even when the heating capacity of the heat pump is switched from small capacity to large capacity, the boiling operation should be continued without shifting to the defrosting operation. It is possible to prevent shortage of heat pump capacity and running out of hot water storage tanks. Furthermore, since it is possible to shift to the defrosting operation at an appropriate timing according to the capacity of the heat pump, it is possible to perform a highly efficient operation and to save energy.
第1の発明は、圧縮機と給湯熱交換器の冷媒側配管と膨張弁と蒸発器とを有するヒートポンプ回路と、貯湯タンクと積層ポンプと給湯熱交換器の水側配管とを接続して前記貯湯タンク下部の水を前記給湯熱交換器の水側配管内で加熱した後に前記貯湯タンク上部に戻す貯湯回路と、前記ヒートポンプ回路の加熱能力を設定する沸上モード判定手段と、前記沸上モード判定手段が設定した加熱能力に応じて前記ヒートポンプ回路と前記貯湯回路とを制御する沸上制御手段と、前記ヒートポンプ回路の除霜運転の開始と終了とを検知する除霜判定手段と、前記ヒートポンプ回路の除霜制御手段とを備え、前記除霜判定手段は、前記蒸発器の温度に基づいて除霜開始条件を決定し、前記加熱能力が大きいときには小さいときより、除霜を開始する前記蒸発器の温度を低く設定することにより、ヒートポンプ回路の加熱能力が小能力から大能力に切り替わった際にも除霜運転に移行することなく沸上運転を継続することができ、ヒートポンプ回路の加熱能力不足や貯湯タンクの湯切れを防止することができる。 1st invention connects the heat pump circuit which has the refrigerant | coolant side piping of the compressor, the hot water supply heat exchanger, the expansion valve, and the evaporator, the hot water storage tank, the lamination pump, and the water side piping of the hot water supply heat exchanger. A hot water storage circuit for heating the water in the lower part of the hot water storage tank in the water-side piping of the hot water supply heat exchanger and then returning it to the upper part of the hot water storage tank; a boiling mode determination means for setting the heating capacity of the heat pump circuit; and the boiling mode Boiling control means for controlling the heat pump circuit and the hot water storage circuit according to the heating capacity set by the judging means, defrosting judging means for detecting the start and end of the defrosting operation of the heat pump circuit, and the heat pump and a defrosting control unit of circuit, the defrosting determining means, on the basis of the evaporator temperature to determine the defrosting start conditions, than when the small when heating capacity is large, before starting the defrosting By setting a low temperature of the evaporator, even when the heating capacity of the heat pump circuit is switched to the large capacity of the small capacity can continue to boiling over operation without shifting to the defrosting operation, the heating of the heat pump circuit Insufficient capacity and running out of hot water storage tank can be prevented.
第2の発明は、特に、第1の発明のヒートポンプ給湯機の除霜判定手段を、ヒートポンプ回路の沸上運転時間が所定時間以上でありかつ蒸発器出口温度センサーで検出した蒸発器出口温度が除霜開始温度以下の場合に除霜運転の開始を検知し、沸上モード判定手段が設定した加熱能力が小さい場合は前記除霜開始温度を高く、前記沸上モード判定手段が設定した加熱能力が大きい場合は前記除霜開始温度を低く設定するようにしたものであり、ヒートポンプ回路の加熱能力に応じて適切なタイミングで除霜運転に移行することができるので、高効率な運転が可能となり、省エネを図ることができる。 In the second invention, in particular, the defrosting determination means of the heat pump water heater according to the first invention has an evaporator outlet temperature detected by the evaporator outlet temperature sensor when the heating operation time of the heat pump circuit is longer than a predetermined time. The defrosting start temperature is detected when the temperature is equal to or lower than the defrosting start temperature, and when the heating capacity set by the boiling mode determination means is small, the defrosting start temperature is increased and the heating capacity set by the boiling mode determination means Is large, the defrosting start temperature is set low, and it is possible to shift to the defrosting operation at an appropriate timing according to the heating capacity of the heat pump circuit. , Can save energy.
第3の発明は、特に、第1または第2のいずれかの発明のヒートポンプ給湯機の沸上モード判定手段を、残湯量センサーで検出した貯湯タンク内の残湯量が所定量以上の場合はヒートポンプ回路の加熱能力を小さく、前記残湯量センサーで検出した貯湯タンク内の残湯量が所定量未満の場合は前記ヒートポンプ回路の加熱能力を大きく設定するようにしたものであり、簡易な構成でヒートポンプ回路の加熱能力制御を精度良く行え、貯湯タンクの湯切れを防止することができる。 The third aspect of the invention relates to the heat pump particularly when the amount of remaining hot water in the hot water storage tank detected by the remaining hot water amount sensor detected by the boiling mode determination means of the heat pump water heater of the first or second aspect of the invention is greater than or equal to a predetermined amount. When the amount of remaining hot water in the hot water storage tank detected by the remaining hot water amount sensor is less than a predetermined amount, the heating capacity of the heat pump circuit is set large, and the heat pump circuit has a simple configuration. It is possible to accurately control the heating capacity of the hot water storage tank and prevent the hot water storage tank from running out.
第4の発明は、特に、第1〜第3のいずれかの発明のヒートポンプ給湯機の除霜制御手段を、除霜弁の一端を圧縮機の吐出配管に、他端を膨張弁の上流または下流側に接続し、前記圧縮機から吐出されるホットガスを前記除霜弁を介して蒸発器にバイパスさせたものであり、除霜運転を速やかに終了して沸上運転に移行することで、ヒートポンプの高効率な運転が可能となる。 In particular, the fourth aspect of the invention relates to the defrosting control means of the heat pump water heater of any one of the first to third aspects of the invention, wherein one end of the defrosting valve is connected to the discharge pipe of the compressor and the other end is upstream of the expansion valve. It is connected to the downstream side, and hot gas discharged from the compressor is bypassed to the evaporator through the defrost valve, and the defrosting operation is promptly terminated to shift to the boiling operation. The heat pump can be operated with high efficiency.
第5の発明は、特に、第1〜4のいずれか1つの発明のヒートポンプ給湯機のヒートポンプ回路を、冷媒の圧力が臨界圧力以上となる超臨界ヒートポンプサイクルとし、前記臨界圧力以上に昇圧された冷媒により給湯熱交換器の水側配管内の水を加熱することにより、前記給湯熱交換器の冷媒側配管内の冷媒は臨界圧力以上に加圧されているので、前記給湯熱交換器の水側配管内の水により熱を奪われて温度低下しても凝縮することがない。従って、前記給湯熱交換器の全域で冷媒と水との間の温度差を形成しやすくなり、高温の湯が得られ、かつ熱交換効率を高くできる。 In the fifth aspect of the invention, in particular, the heat pump circuit of the heat pump water heater of any one of the first to fourth aspects of the invention is a supercritical heat pump cycle in which the pressure of the refrigerant is equal to or higher than the critical pressure, and the pressure is increased to the critical pressure or higher. By heating the water in the water-side pipe of the hot water supply heat exchanger with the refrigerant, the refrigerant in the refrigerant-side pipe of the hot water supply heat exchanger is pressurized to a critical pressure or higher, so the water in the hot water supply heat exchanger Condensation does not occur even if the temperature is lowered due to the water in the side pipe. Therefore, it becomes easy to form a temperature difference between the refrigerant and the water in the entire area of the hot water heat exchanger, so that hot water can be obtained and the heat exchange efficiency can be increased.
第6の発明は、特に、第5の発明のヒートポンプ給湯機において、使用する冷媒を二酸化炭素としたものであり、比較的安価でかつ安定な二酸化炭素を冷媒に使用することにより、製品コストを抑えるとともに、信頼性を向上させることができる。また、二酸化炭素はオゾン破壊係数がゼロであり、地球温暖化係数も代替冷媒HFC−407Cの約1700分の1と非常に小さいため、地球環境に優しい製品を提供できる。 The sixth invention is the heat pump water heater of the fifth invention, in which the refrigerant to be used is carbon dioxide, and the product cost is reduced by using relatively inexpensive and stable carbon dioxide for the refrigerant. It is possible to reduce the reliability and improve the reliability. In addition, carbon dioxide has an ozone depletion coefficient of zero and a global warming coefficient of about 1/700 of the alternative refrigerant HFC-407C, which is very small.
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、本発明の第1の実施の形態のヒートポンプ給湯機の構成図である。
(Embodiment 1)
FIG. 1 is a configuration diagram of a heat pump water heater according to a first embodiment of the present invention.
図1において、圧縮機11と給湯熱交換器の冷媒側配管12aと膨張弁13と蒸発器14とを環状に接続してヒートポンプ回路を形成しており、圧縮機11の吐出冷媒温度を検出する吐出温度センサー17、蒸発器14の出口冷媒温度を検出する蒸発器出口温度センサー18が設置されている。また、ヒートポンプ回路は、除霜弁16の一端を圧縮機11の吐出配管に、他端を給湯熱交換器の冷媒側配管12aと膨張弁13との間に接続し、圧縮機11から吐出されるホットガスを除霜弁16を介して蒸発器14にバイパスさせる除霜回路を備えている。蒸発器14はファン15を有しており、ファン15により蒸発器14に供給された空気と蒸発器14内の冷媒との間で熱交換が行われる。一方、貯湯タンク19と積層ポンプ20と給湯熱交換器の水側配管12bとを環状に接続して、貯湯タンク19下部の水を給湯熱交換器の水側配管12b内で加熱した後に貯湯タンク19上部に戻す貯湯回路を形成しており、給湯熱交換器の水側配管12bの入口水温を検出する入水温度センサー21、給湯熱交換器の水側配管12bの出口水温を検出する出湯温度センサー22、貯湯タンク19の残湯量を検出する残湯量センサー23が設置されている。また、貯湯タンク19には、貯湯タンク19に水を供給する給水配管24と貯湯タンク19内の湯を外部に供給する給湯配管25とが接続されている。
In FIG. 1, a
また、本発明のヒートポンプ給湯機は、沸上運転時のヒートポンプ回路の加熱能力を設定する沸上モード判定手段26と、沸上モード判定手段26が設定した加熱能力に応じてヒートポンプ回路と貯湯回路とを制御する沸上制御手段27と、ヒートポンプ回路の除霜運転の開始と終了とを検知する除霜判定手段28と、ヒートポンプ回路の除霜制御手段29とを備えている。 Further, the heat pump water heater of the present invention includes a boiling mode determination means 26 for setting the heating capacity of the heat pump circuit during the boiling operation, and a heat pump circuit and a hot water storage circuit according to the heating capacity set by the boiling mode determination means 26. And a defrosting determining means 28 for detecting the start and end of the defrosting operation of the heat pump circuit, and a defrosting control means 29 for the heat pump circuit.
沸上モード判定手段26は、残湯量センサー23で検出した貯湯タンク19内の残湯量が所定量以上の場合はヒートポンプ回路の加熱能力を小さく、残湯量センサー23で検出した貯湯タンク19内の残湯量が所定量未満の場合はヒートポンプ回路の加熱能力を大きく設定する。
The boiling mode determination means 26 reduces the heating capacity of the heat pump circuit when the amount of remaining hot water in the hot
除霜判定手段28は、ヒートポンプ回路の沸上運転時間が所定時間以上でありかつ蒸発器出口温度センサー18で検出した蒸発器出口温度が除霜開始温度以下の場合に除霜運転の開始を検知し、沸上モード判定手段26が設定した加熱能力が小さい場合は除霜開始温度を高く、沸上モード判定手段26が設定した加熱能力が大きい場合は除霜開始温度を低く設定する。
The defrost determination means 28 detects the start of the defrost operation when the boiling operation time of the heat pump circuit is equal to or longer than a predetermined time and the evaporator outlet temperature detected by the evaporator
以上のように構成されたヒートポンプ給湯機について、以下その動作、作用を説明する。 About the heat pump water heater comprised as mentioned above, the operation | movement and an effect | action are demonstrated below.
まず、貯湯タンク19内の残湯量が所定量以上(例えば、貯湯タンク19中央部の残湯量センサー23の検出温度が45℃以上)の場合には、沸上モード判定手段26によりヒートポンプ回路の加熱能力が定格能力(例えば6kW)に設定される。そしてヒートポンプ回路の加熱能力が定格能力となるように、沸上制御手段27は、圧縮機11の運転周波数,ファン15の回転数を所定の目標値に制御すると共に、吐出温度センサー17で検出した吐出温度が目標吐出温度となるように膨張弁13の開度を制御し、出湯温度センサー22で検出した出湯温度が目標出湯温度となるように積層ポンプ20の流量を制御する。ヒートポンプ回路の加熱能力が定格能力に設定されている場合、ヒートポンプ回路の沸上運転時間が所定時間以上でありかつ蒸発器出口温度センサー18で検出した蒸発器出口温度が第1除霜開始温度(例えば−7℃)以下の場合に除霜運転の開始を検知し、除霜制御手段29により除霜運転を行う。除霜運転時は、ファン15が停止して除霜弁16が開くと共に膨張弁13の開度が全開となり、冷媒は図1中の破線矢印に沿って圧縮機11,除霜弁16,膨張弁13,蒸発器14の順に流れて圧縮機11に戻る。圧縮機11の吐出冷媒(ホットガス)は給湯熱交換器の冷媒側配管12aをバイパスして蒸発器14に流入し、蒸発器14の表面に付着した霜を融解する。
First, when the amount of remaining hot water in the hot
次に、貯湯タンク19内の残湯量が所定量未満(例えば、貯湯タンク19中央部の残湯量センサー23の検出温度が45℃未満)の場合には、沸上モード判定手段26によりヒートポンプ回路の加熱能力が最大能力(例えば10kW)に設定される。そしてヒートポンプ回路の加熱能力が最大能力となるように、沸上制御手段27は、圧縮機11の運転周波数,ファン15の回転数を所定の目標値に制御すると共に、吐出温度センサー17で検出した吐出温度が目標吐出温度となるように膨張弁13の開度を制御し、出湯温度センサー22で検出した出湯温度が目標出湯温度となるように積層ポンプ20の流量を制御して、速やかに貯湯タンク19内に湯を補充する。ヒートポンプ回路の加熱能力が最大能力に設定されている場合、ヒートポンプ回路の沸上運転時間が所定時間以上でありかつ蒸発器出口温度センサー18で検出した蒸発器出口温度が第2除霜開始温度(例えば−10℃)以下の場合に除霜運転の開始を検知し、除霜制御手段29により除霜運転を行う。
Next, when the amount of remaining hot water in the hot
以上のような動作をするヒートポンプ給湯機において、ヒートポンプ回路が定格能力(6kW)で運転している時に、貯湯タンク19内の湯が多量に使用された場合を考えてみ
る。多量の湯が使用されると、やがて残湯量センサー23の検出温度は45℃未満となり、貯湯タンク19内の残湯量が所定量未満であることを検知する。この時、沸上モード判定手段26がヒートポンプ回路の加熱能力を最大能力(10kW)に設定して貯湯タンク19内に速やかに湯を補充するという動作を行う。この時、圧縮機11の周波数が増大するために、蒸発温度(蒸発器出口温度)は低下する。従って、除霜開始温度をヒートポンプ回路の定格能力基準で設定していると、蒸発器出口温度が除霜開始温度以下となって除霜運転の開始を検知する。即ち、貯湯タンク19内に速やかに湯を補充するためにヒートポンプ回路の加熱能力を増大させたことによって逆に除霜運転を開始することになり、貯湯タンク19の湯切れを発生し易くするのである。一方、除霜開始温度をヒートポンプ回路の最大基準で設定していると、ヒートポンプ回路を定格能力で運転している場合の除霜開始タイミングが遅れることとなり、沸上運転及び除霜運転の効率低下を招く。
Consider a case where a large amount of hot water in the hot
従って、ヒートポンプ回路の加熱能力が大きい(最大能力)場合の除霜開始温度(第2除霜開始温度)を、ヒートポンプ回路の加熱能力が小さい(定格能力)場合の除霜開始温度(第1除霜開始温度)よりも低く設定することにより、ヒートポンプ回路の加熱能力が定格能力から最大能力に切り替わった時にも除霜開始を検知することなく沸上運転を継続することができる。さらに、ヒートポンプ回路の加熱能力に応じた適切な除霜開始温度を設定することにより、沸上運転及び除霜運転を効率的に行うことができる。 Therefore, the defrosting start temperature (second defrosting start temperature) when the heating capacity of the heat pump circuit is large (maximum capacity) is the defrosting starting temperature (first removal) when the heating capacity of the heat pump circuit is small (rated capacity). By setting the temperature lower than the frost start temperature), the boiling operation can be continued without detecting the start of the defrost even when the heating capacity of the heat pump circuit is switched from the rated capacity to the maximum capacity. Furthermore, the boiling operation and the defrosting operation can be efficiently performed by setting an appropriate defrosting start temperature corresponding to the heating capacity of the heat pump circuit.
以上のように、本実施の形態1においては、ヒートポンプ回路の加熱能力が定格能力から最大能力に切り替わった時にも除霜運転に入ることなく沸上運転を継続でき、貯湯タンク19の湯切れを防止できるだけでなく、ヒートポンプ回路による高効率な沸上運転及び除霜運転ができ、機器の省エネを図ることができる。
As described above, in the first embodiment, even when the heating capacity of the heat pump circuit is switched from the rated capacity to the maximum capacity, the boiling operation can be continued without entering the defrosting operation, and the
尚、上記では、ヒートポンプ回路が最大能力で運転している場合を加熱能力が大きいと表現し、ヒートポンプ回路が定格能力で運転している場合を加熱能力が小さいと表現してヒートポンプ装置の動作を説明したが、これはあくまで一例であって、本発明を限定するものではない。要は、ヒートポンプ回路の加熱能力が相対的に増大した場合には除霜開始温度を低く設定し、逆にヒートポンプ回路の加熱能力が相対的に減少した場合には除霜開始温度を高く設定するところにある。 In the above, when the heat pump circuit is operated at the maximum capacity, the heat capacity is expressed as large, and when the heat pump circuit is operated at the rated capacity, the heat capacity is expressed as small. Although described, this is only an example and does not limit the present invention. In short, when the heating capacity of the heat pump circuit is relatively increased, the defrosting start temperature is set low. Conversely, when the heating capacity of the heat pump circuit is relatively decreased, the defrosting start temperature is set high. By the way.
また、図1には示していないが、ヒートポンプ回路で加熱した湯を貯湯タンク19に戻さずに直接カラン(蛇口)やシャワーから給湯する場合においても、本発明は有効である。
Although not shown in FIG. 1, the present invention is also effective when hot water heated by a heat pump circuit is supplied directly from a currant (faucet) or a shower without returning to the hot
(実施の形態2)
図2は、本発明の第2の実施の形態のヒートポンプ給湯機の構成図である。図2において、本発明の第1の実施の形態のヒートポンプ給湯機と同様の構成部分については共通の符号を用い、詳細な説明を省略する。
(Embodiment 2)
FIG. 2 is a configuration diagram of a heat pump water heater according to the second embodiment of the present invention. In FIG. 2, the same components as those of the heat pump water heater of the first embodiment of the present invention are denoted by common reference numerals, and detailed description thereof is omitted.
実施の形態1と異なるのはヒートポンプ回路の除霜回路の構成である。図2において除霜運転時は、ファン15が停止して膨張弁13の開度が全開となり、冷媒は図2中の破線矢印に沿って圧縮機11,給湯熱交換器の冷媒側配管12a,膨張弁13,蒸発器14の順に流れて圧縮機11に戻る。圧縮機11の吐出冷媒(ホットガス)は給湯熱交換器の冷媒側配管12aをバイパスせずに蒸発器14に流入し、蒸発器14の表面に付着した霜を融解する。このように、ヒートポンプの除霜回路が異なっていても、除霜判定手段28による除霜開始の判定は、本発明の第1の実施の形態のヒートポンプ給湯機と同様に行うことができる。例えば、本発明の第2の実施例の他の除霜回路構成として、ヒートポンプ回路に冷媒の流動方向を逆転させる四方弁(図示していない)を設けて行う逆サイクル除霜が知られているが、この逆サイクル除霜方式を用いるヒートポンプ給湯機においても本発
明は、本発明の第1または第2の発明と同様の効果を得ることができる。
What is different from the first embodiment is the configuration of the defrosting circuit of the heat pump circuit. In FIG. 2, during the defrosting operation, the
なお、実施の形態1および実施の形態2では、ヒートポンプ回路のサイクルを、冷媒の圧力が臨界圧力以上となる超臨界ヒートポンプサイクルとしたが、もちろん一般の臨界圧力以下のヒートポンプサイクルでもよい。またこの場合、冷媒としてはフロンガス、アンモニアなどを用いても良い。 In the first embodiment and the second embodiment, the cycle of the heat pump circuit is a supercritical heat pump cycle in which the pressure of the refrigerant is equal to or higher than the critical pressure. In this case, chlorofluorocarbon, ammonia, or the like may be used as the refrigerant.
以上のように、本発明にかかるヒートポンプ給湯機は、特に能力可変型ヒートポンプサイクルの除霜を効率的に行うのに有効である。 As described above, the heat pump water heater according to the present invention is particularly effective for efficiently performing defrosting in a variable capacity heat pump cycle.
11 圧縮機
12 給湯熱交換器
12a 給湯熱交換器の冷媒側配管
12b 給湯熱交換器の水側配管
13 膨張弁
14 蒸発器
15 ファン
16 除霜弁
17 吐出温度センサー
18 蒸発器出口温度センサー
19 貯湯タンク
20 積層ポンプ
21 入水温度センサー
22 出湯温度センサー
23 残湯量センサー
24 給水配管
25 給湯配管
26 沸上モード判定手段
27 沸上制御手段
28 除霜判定手段
29 除霜制御手段
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