JP3908668B2

JP3908668B2 - Heat pump water heater

Info

Publication number: JP3908668B2
Application number: JP2003008236A
Authority: JP
Inventors: 隆志眞柄; 俊之反町
Original assignee: Corona Corp
Current assignee: Corona Corp
Priority date: 2003-01-16
Filing date: 2003-01-16
Publication date: 2007-04-25
Anticipated expiration: 2023-01-16
Also published as: JP2004218974A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は、ヒートポンプサイクルを利用して給湯を行うヒートポンプ式給湯機に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来よりこの種のヒートポンプ式給湯機では、図５で示すように建築物の排気用吹抜けやパイプシャフト等に複数設置した場合、単に前記送風ファンａの吹出口ｂから直接建築物の排気用吹抜けに排気を行っていた。
又、従来よりこの種のヒートポンプ式給湯機ではないが、空気調和機の室外側に於いては、凝縮器の送風機を単に補完するブースタファンユニットを利用したものが有った。（例えば、特許文献１参照）
【０００３】
【特許文献１】
実開昭６１−４１５２４号公報
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
ところでこの従来の建築物の排気用吹抜け等に複数設置したものでは、同時に運転するヒートポンプユニットの台数や気象条件によりヒートポンプユニットの吹出口にかかる静圧の大きさによって空気熱交換器における通風が低下することで、エネルギー消費効率が大幅に低下するものであった。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
この発明はこの点に着目し上記欠点を解決する為、冷媒圧縮機、水冷媒熱交換器、膨張弁、空気熱交換器を冷媒配管で環状に接続し、前記空気熱交換器に送風する送風ファンと、この送風ファンを駆動する送風モータを有するヒートポンプサイクルと、循環ポンプと加熱制御部を有するヒートポンプユニットと、少なくとも前記水冷媒熱交換器と循環ポンプとを加熱循環回路で接続する貯湯タンクと給水管と出湯管を有するタンクユニットとを設け、建築物の排気用吹抜けに前記ヒートポンプユニットを複数設置して前記送風ファンからの送風によって空気熱交換器から吸熱するものに於いて、前記ヒートポンプユニットの吹出口にブースタファンとブースタモータを備えたブースタユニットを設け、前記加熱制御部には送風ファンの回転数を検出する回転数検知手段と運転時所定回転数を維持するために前記送風モータへの入力電圧を補正する回転数補正手段を設け、前記入力電圧が第１の所定値以上の場合に前記ブースタファンの運転を開始するようにしたものである。
又、前記送風モータの入力電圧が第１の所定値以上で第２の所定値未満の場合に前記ブースタファンを第１の所定圧力で運転し、前記送風モータの入力電圧が第２の所定値以上の場合にはブースタファンを第２の所定圧力で運転するようにしたものである。
又、前記送風モータの入力電圧の基準値を外気温度によって変更するようにしたものである。
【０００６】
これによって、建築物の排気用吹抜けに複数設置された、他のヒートポンプユニットの運転台数や気象条件によって、ヒートポンプ式給湯機が安定したエネルギー消費効率を維持する事ができるようになるものである。
【０００７】
【発明の実施の形態】
次にこの発明の実施形態について図面に基づいて説明する。
１は貯湯タンクユニット、２は加熱手段として水を加熱するヒートポンプユニット、３は給湯栓、４は浴室温水暖房乾燥器や床暖房端末等の温水暖房端末器で、これらによって給湯および暖房を行うものである。
【０００８】
貯湯タンクユニット１は下部に給水管５が接続され上部に出湯管６が接続された貯湯タンク７を有しているものである。８は給湯栓３に接続される給湯管で、給水管５から分岐されたバイパス管９を通過する冷水と出湯管６からの高温の湯とがミキシング弁１０にて適温に調節されて給湯されるものである。また、１１は給水管５に設けられ給水の温度を検出する給水温度センサ、１２は前記貯湯タンク７内の湯水の熱膨張等による過圧を逃す逃し弁である。そして、これらが給湯回路１３を構成しているものである。
【０００９】
又前記貯湯タンク７には貯湯熱量を検出するための貯湯温度センサ１４がタンク上下方向に複数個設けられ、所定温度以上を検出することで温度センサが設けられた位置まで貯湯されていることを検出することができると共に、一日の温度変化を監視して消費熱量を算出するために用いるものである。
【００１０】
この貯湯タンクユニット１と前記ヒートポンプユニット２は加熱循環回路１５にて循環可能に接続され、貯湯タンク７の下部からの水をヒートポンプユニット２で加熱して貯湯タンク７の上部へ戻し、高温の湯を上部から順次積層して貯湯するものである。
【００１１】
そして、１６はリモートコントローラ１７が接続されると共に貯湯タンクユニット１内のセンサおよびアクチュエータを制御するマイクロコンピュータを有した沸き上げ制御部である。ここで、貯湯タンクユニット１の湯水の沸き上げは主に深夜時間帯に安価な深夜電力によって行われるもので、沸き上げ制御部１６は過去数日分の消費熱量の最大値から翌日に使用される消費熱量を推測し、この推測された消費熱量と貯湯タンク７の最下方に設けられた貯湯温度センサ１４で検出される貯湯温度とから所定温度範囲（例えば６５℃〜９０℃の範囲）内の任意の沸き上げ温度を設定し、翌朝の特定の時間帯に推測した熱量が沸き上がるように時間を逆算してヒートポンプユニット２による沸き上げを開始させるものである。
【００１２】
次に、ヒートポンプユニット２は冷媒圧縮機１８、凝縮器としての水冷媒熱交換器１９、減圧器としての膨張弁２０および蒸発器としての空気熱交換器２１を順に接続して構成されるヒートポンプサイクル２２と、更に空気熱交換器２１に外気を送風して熱を奪わせる送風モータ２３と送風ファン２４を備えており、又貯湯タンク７の湯水を加熱循環回路１５を介して水冷媒熱交換器１９へ送り温水流路２６を通し、加熱された高温の湯を貯湯タンク７へ戻すための循環ポンプ２７とを備えているものである。なお、ここで前記ヒートポンプサイクル２２は冷媒に二酸化炭素を用いて、水冷媒熱交換器１９側にて超臨界状態とされ、水を９０℃程度の高い温度まで加熱することが可能なものである。
【００１３】
２８はこのヒートポンプユニット２の吹出口２９にネジ等によって取り付けられるブースタユニットで、内部にはブースタファン３０とブースタモータ３１を備え、建築物の排気用吹抜けの壁面３２に設けた開口３３に設置されている。
【００１４】
３４はこのヒートポンプユニット２の制御を行うマイクロコンピュータを有した加熱制御部で、沸き上げ制御部１６からの指示により水冷媒熱交換器１９の出口側の加熱循環回路１５に設けた加熱温度センサ３５で検出する湯の温度が所定温度範囲内の任意の温度になるように循環ポンプ２７の回転数、冷媒圧縮機１８の駆動周波数、又は膨張弁２０の開度を適宜調節するものである。なお、この加熱制御部３４は沸き上げ制御部１６と有線にて通信可能に接続されており、沸き上げ制御部１６から指示された沸き上げ温度に沸き上げ、貯湯温度センサ１３にて必要熱量分沸き上げが完了したことを検出すると沸き上げ制御部１６が沸き上げ動作の停止を加熱制御部３４に指示して沸き上げ動作を終了するものである。
【００１５】
又、この加熱制御部３４には送風モータ２３が接続され、この送風モータ２３の回転数を検知するフォトカプラ等から成る回転数センサ３６からの回転数と、予め設定された目標回転数６００ｒｐｓとを比較して、回転数が目標回転数に成るように入力電圧Ｖを補正制御するものであり、更に吹出口２９に静圧が加わらない通常運転時には約２．８Ｖの入力電圧にて運転を行うものであるが、建築物の排気用吹抜けに複数設置した他のヒートポンプユニット２の運転等の影響により排気用吹抜け内の静圧が高くなって送風モータ２３への入力電圧が第１の所定値である３．１Ｖの以上の場合、空気熱交換器２１への通風量が低下することでエネルギー消費効率が低下する事を防止するために、ブースタユニット２８のブースタファン３０の始動を開始し、１００Ｐａ程度の静圧が得られ排気用吹抜け内の静圧を軽減できる回転数又は入力電圧でブースタモータ３１を回転し、前記ブースタファン３０の回転でもまだ、送風モータ２３の入力電圧が３．３Ｖ以上に増加する場合には、１３０Ｐａ程度の静圧が得られる回転数又は入力電圧にブースタモータ３１の回転を増加することで、よりエネルギー消費効率が低下する事を防止するものである。
【００１６】
３７は前記ヒートポンプユニット２又はブースタユニット２８に設けられた外気温センサで、サーミスタセンサ等によって外気温度を検知し加熱制御部３４に現在の外気温度を送るものであり、この外気温度が０℃以下になった場合には、エネルギー消費効率を向上するために送風モータ２３の目標回転数を６００ｒｐｍから９７５ｒｐｍに変更する事に伴って、通常運転時の入力電圧を３．５Ｖに上昇させ、建築物の排気用吹抜けに複数設置した他のヒートポンプユニット２の運転等の影響により排気用吹抜け内の静圧が高くなって送風モータ２３への入力電圧が第１の所定値である３．８Ｖの以上の場合、空気熱交換器２１への通風量が低下することでエネルギー消費効率が低下する事を防止するために、ブースタユニット２８のブースタファン３０の始動を開始し、１１０Ｐａ程度の静圧が得られ吹抜け内の静圧を軽減できる回転数又は入力電圧でブースタモータ３１を回転し、前記ブースタファン３０の回転でもまだ、送風モータ２３の入力電圧が４．０Ｖ以上に増加する場合には、１４０Ｐａ程度の静圧が得られる回転数又は入力電圧にブースタモータ３１の回転を増加することで、よりエネルギー消費効率が低下する事を防止するものである。
【００１７】
３８は貯湯タンク７の上部と下部に連通した一次側暖房循環回路、３９は一次側暖房循環回路３８途中に設けられた暖房熱交換器、４０は一次側暖房循環回路３８途中に設けられた暖房一次ポンプである。４１は温水暖房端末器４と暖房熱交換器３９を循環可能に接続する二次側暖房循環回路、４２は二次側暖房循環回路４１途中に設けられた暖房二次ポンプ、４３は暖房熱交換器３９下流側の二次側暖房循環回路４１に設けられた二次温水温度センサ、４４は二次側の暖房循環液の熱膨張を吸収する膨張タンクである。これらによって暖房回路４５を構成している。又４６はこの暖房回路４５の運転／停止を指示する暖房運転指示手段である。
【００１８】
そして、暖房運転指示手段４６から暖房運転開始の指示が出されると、暖房一次ポンプ４０および暖房二次ポンプ４２の駆動を開始し、貯湯タンク７内の高温の湯を暖房熱交換器３９へ循環させて二次側暖房循環回路４１の暖房循環液を加熱し、加熱された暖房循環液が温水暖房端末器４にて放熱して暖房が行われる。このとき、二次温水温度センサ４３の検知温度が所定の温度になるように暖房一次ポンプ４０および／または暖房二次ポンプ４２の回転数が適宜調節される。また、二次側との熱交換により温度低下した貯湯タンク７からの湯水は貯湯タンク７の下部へ戻されるものである。そして、暖房停止の指令があると、暖房一次ポンプ４０および暖房二次ポンプ４２の駆動を停止して暖房運転を終了するものである。
【００１９】
４７は前記沸き上げ制御部１６を暖房沸き上げモードに設定する暖房沸き上げモード設定部で、暖房運転指示手段４６からの入力により暖房回路４５が使用されると暖房沸き上げモードに設定し、暖房沸き上げモードに設定された沸き上げ制御部１６は深夜時間帯になると過去数日分の消費熱量の最大値から翌日に使用される消費熱量を推測し、所定温度範囲（例えば６５℃〜９０℃の範囲）内の最高温度（例えば９０℃）に沸き上げ温度を設定して翌朝の特定の時間帯に推測した熱量が沸き上がるように時間を逆算してヒーポンユニット２による沸き上げを行わせるようにするもので、暖房回路４５の不使用がある一定期間（例えば一週間）継続すると暖房沸き上げモードを解除するようにしたものである。
【００２０】
このように、暖房沸き上げモードに設定されている状態では、沸き上げ制御部１６で推測された翌日の消費熱量の大小に関わらず、所定温度範囲内の最高温度で沸き上げ動作が行われるため、暖房用の熱源となる一次側暖房循環回路３８の湯の温度が高くなるため二次側暖房循環回路４１への熱交換効率が向上し、暖房能力も向上させることができると共に、貯湯タンク７の容量を最大限まで有効利用して貯湯熱量も多く確保することができるので、貯湯熱を暖房に使用しても給湯での湯切れを生じにくくすることができるヒートポンプ式給湯暖房装置を提供できるものである。
【００２１】
又暖房沸き上げモードが解除されれば、適切な沸き上げ温度が設定されるので、無駄な放熱をさせてしまうことがない。具体的には、消費熱量と給水温度に基づいて所定温度範囲内の任意の温度に設定され、傾向として消費熱量が多いときには沸き上げ温度が高く設定され、逆に少ないときには沸き上げ温度が低く設定され、貯湯タンク７の容量を最大限に利用することが可能で、また、給水温度が低いときには沸き上げ温度が高く設定され、逆に高いときには沸き上げ温度は低く設定されることで、給水温度が高くなると高温沸き上げの効率が低下してしまうヒートポンプサイクル２２の性質を考慮した効率の良い沸き上げ動作を行って節電することが可能となる。
【００２２】
４８は前記ブースタモータ３１の回転数を検知する回転数センサで、前記加熱制御部３４からの指令により適宜回転数でブースタファン３０の運転を行うものである。
【００２３】
次にこの一実施形態の作動を説明すれば、今給湯栓３が開かれると、貯湯タンク７の下部に市水が流入して上部の高温の温水が出湯管６へ押し出されることで給湯される。そして給湯運転により高温の湯と冷水が入れ替わり、貯湯温度センサ１３の検出する温度が低下して貯湯タンク７の貯湯熱量が所定量以下になると、ヒートポンプサイクル２２及び循環ポンプ２７を駆動して再度沸き上げを行うようにしている。
【００２４】
又深夜時間帯となってヒートポンプサイクル２２が温水の沸き上げ運転を開始する時は、図４のフローチャートに示す如く、設定された時刻になると沸き上げ運転が開始され（ＳＴ１）、ステップ２にて外気温センサ３７の読込を行い、外気温が０℃より大きい場合には送風モータ２３を目標回転数６００ｒｐｍで運転する（ＳＴ３）。次にステップ４にて送風モータ２３の入力電圧Ｖを検出し排気用吹抜け内の静圧が高いために入力電圧Ｖが３．１Ｖ以上の場合にはステップ５に進み、ブースタファン３０のブースタモータ３１を４００ｒｐｍで運転開始する事で、送風ファン２４だけでは不足する送風量を確保するものである。またステップ４にて送風モータ２３の入力電圧Ｖが３．１Ｖより小さい場合には、ステップ２に戻るものである。
【００２５】
次にステップ６では送風モータ２３の入力電圧Ｖが２．８Ｖより小さいかを判断し、Ｙｅｓで排気用吹抜け内の静圧が下がったとのことでステップ７でブースタファン３０を停止したのちステップ３に戻るものであり、Ｎｏではステップ８に進む。
【００２６】
次にステップ８では送風モータ２３の入力電圧Ｖが３．３Ｖ以上かを判断し、Ｙｅｓでは排気用吹抜け内の静圧が更に大きくなったとの事で、ステップ９にてブースタファン３０の回転をより大きくして５００ｒｐｍで運転をし、Ｎｏではステップ５に戻るものである。
【００２７】
ステップ２で外気温が氷点下であった場合には、ステップ１０にて送風モータ２３の目標回転数を９７５ｒｐｍにて運転する事で空気熱交換器２１への通風量を増加させ冷凍サイクル全体のバランスを調整するものである。
【００２８】
次にステップ１１にて送風モータ２３の入力電圧Ｖを検出し排気用吹抜け内の静圧が高いために入力電圧Ｖが３．８Ｖ以上の場合にはステップ１２に進み、ブースタファン３０のブースタモータ３１を５００ｒｐｍで運転開始する事で、送風ファン２４だけでは不足する送風量を確保するものである。またステップ１１にて送風モータ２３の入力電圧Ｖが３．８Ｖより小さい場合には、ステップ２に戻るものである。
【００２９】
次にステップ１３では送風モータ２３の入力電圧Ｖが３．５Ｖより小さいかを判断し、Ｙｅｓで排気用吹抜け内の静圧が下がったとのことで、ステップ１４にてブースタファン３０を停止したのちステップ１０に戻るものであり、Ｎｏではステップ１５に進む。
次にステップ１５では送風モータ２３の入力電圧Ｖが４．０Ｖ以上かを判断し、Ｙｅｓでは排気用吹抜け内の静圧が更に大きくなったとの事で、ステップ１６にてブースタファン３０の回転をより大きくして６００ｒｐｍで運転をし、Ｎｏではステップ１２に戻るものである。
【００３０】
これにより建築物の排気用吹抜けに複数設置された、他のヒートポンプユニットの運転台数や気象条件によって、空気熱交換器２１への通風量が変動する事がほとんど無くなり、ヒートポンプ式給湯機が安定したエネルギー消費効率を維持する事ができるようになるものである。
又、排気用吹抜け内の静圧の大きさに応じてブースタファン３０の回転も多段階にした事でより安定したエネルギー消費効率を維持する事ができるようになるものである。
又、外気温度に応じてブースタファン３０の回転も多段階にした事でより安定したエネルギー消費効率を維持する事ができるようになるものである。
【００３１】
【発明の効果】
以上のようにこの発明によれば、建築物の排気用吹抜けに複数設置された、他のヒートポンプユニットの運転台数や気象条件によって、空気熱交換器への通風量が変動する事がほとんど無くなり、ヒートポンプ式給湯機が安定したエネルギー消費効率を維持する事ができるようになるものである。
又、排気用吹抜け内の静圧の大きさに応じてブースタファンの回転も多段階にした事でより安定したエネルギー消費効率を維持する事ができるようになるものである。
又、外気温度に応じてブースタファンの回転も多段階にした事でより安定したエネルギー消費効率を維持する事ができるようになるものである。
【図面の簡単な説明】
【図１】この発明に係るヒートポンプ式給湯機の一実施形態を示す設置状態の概略構成図。
【図２】同概略構成図。
【図３】同制御回路の要部を示すブロック図。
【図４】同要部のフローチャート。
【図５】従来例の設置状態を示す概略構成図。
【符号の説明】
１貯湯タンクユニット
２ヒートポンプユニット
７貯湯タンク
１５加熱循環回路
１８冷媒圧縮機
１９水冷媒熱交換器
２０膨張弁
２１空気熱交換器
２２ヒートポンプサイクル
２３送風モータ
２４送風ファン
２８ブースタユニット
３０ブースタファン[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to a heat pump type water heater that supplies hot water using a heat pump cycle.
[0002]
[Prior art]
Conventionally, in this type of heat pump type water heater, when a plurality of building exhaust vents or pipe shafts are installed as shown in FIG. 5, the building exhaust vent is simply directly from the blower outlet b of the blower fan a. Had to exhaust.
Conventionally, although this type of heat pump type water heater is not used, there is a type that uses a booster fan unit that simply complements the condenser blower on the outside of the air conditioner. (For example, see Patent Document 1)
[0003]
[Patent Document 1]
Japanese Utility Model Publication No. 61-41524 [0004]
[Problems to be solved by the invention]
By the way, in this conventional building with a plurality of exhaust vents, etc., the ventilation in the air heat exchanger decreases depending on the number of heat pump units operating simultaneously and the weather conditions due to the static pressure applied to the outlet of the heat pump unit As a result, the energy consumption efficiency was greatly reduced.
[0005]
[Means for Solving the Problems]
This invention pays attention to this point, and in order to solve the above-mentioned drawbacks, a refrigerant compressor, a water-refrigerant heat exchanger, an expansion valve, and an air heat exchanger are annularly connected by a refrigerant pipe and blown to the air heat exchanger. A heat pump cycle having a fan, a blower motor for driving the blower fan , a heat pump unit having a circulation pump and a heating control unit, and a hot water storage tank connecting at least the water refrigerant heat exchanger and the circulation pump by a heating circulation circuit; The heat pump unit is provided with a tank unit having a water supply pipe and a hot water discharge pipe, and a plurality of the heat pump units are installed in an exhaust vent of a building to absorb heat from the air heat exchanger by blowing air from the blower fan. the booster unit with booster fan and booster motor provided air outlet, the rotational speed of the blower fan to the heating control unit Rotational speed detecting means for detecting and rotational speed correcting means for correcting an input voltage to the blower motor to maintain a predetermined rotational speed during operation are provided, and the booster fan when the input voltage is equal to or higher than a first predetermined value. The operation is started .
The booster fan is operated at a first predetermined pressure when the input voltage of the blower motor is greater than or equal to a first predetermined value and less than a second predetermined value, and the input voltage of the blower motor is a second predetermined value. In the above case, the booster fan is operated at the second predetermined pressure .
Further, the reference value of the input voltage of the blower motor is changed according to the outside temperature.
[0006]
This makes it possible for the heat pump water heater to maintain stable energy consumption efficiency depending on the number of operating other heat pump units installed in the exhaust vent of the building and the weather conditions.
[0007]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
Next, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings.
1 is a hot water storage tank unit, 2 is a heat pump unit that heats water as a heating means, 3 is a hot water tap, 4 is a hot water heating terminal such as a bath room temperature water heating dryer or a floor heating terminal, etc. It is.
[0008]
The hot water storage tank unit 1 has a hot water storage tank 7 having a water supply pipe 5 connected to the lower part and a hot water discharge pipe 6 connected to the upper part. Reference numeral 8 denotes a hot water pipe connected to the hot water tap 3, and cold water passing through the bypass pipe 9 branched from the water supply pipe 5 and hot water from the outlet pipe 6 are adjusted to an appropriate temperature by the mixing valve 10 and hot water is supplied. Is. A water supply temperature sensor 11 is provided in the water supply pipe 5 to detect the temperature of the water supply, and 12 is a relief valve for releasing overpressure due to thermal expansion of hot water in the hot water storage tank 7. These constitute the hot water supply circuit 13.
[0009]
The hot water storage tank 7 is provided with a plurality of hot water storage temperature sensors 14 for detecting the amount of stored hot water in the vertical direction of the tank, and the hot water is stored up to the position where the temperature sensor is provided by detecting a predetermined temperature or higher. In addition to being able to detect, it is used to calculate the amount of heat consumed by monitoring the temperature change of the day.
[0010]
The hot water storage tank unit 1 and the heat pump unit 2 are connected so as to be circulated by a heating circulation circuit 15. Water from the lower part of the hot water storage tank 7 is heated by the heat pump unit 2 and returned to the upper part of the hot water storage tank 7. Are stacked in order from the top to store hot water.
[0011]
Reference numeral 16 denotes a boiling control unit having a microcomputer to which a remote controller 17 is connected and which controls the sensors and actuators in the hot water tank unit 1. Here, boiling of hot water in the hot water storage tank unit 1 is performed mainly by inexpensive late-night power in the midnight hours, and the boiling control unit 16 is used the next day from the maximum value of the heat consumption for the past several days. Within a predetermined temperature range (for example, a range of 65 ° C. to 90 ° C.) from the estimated heat consumption and the hot water storage temperature detected by the hot water storage temperature sensor 14 provided at the lowermost part of the hot water storage tank 7. Is set to an arbitrary boiling temperature, and the heat pump unit 2 starts boiling by calculating back the time so that the amount of heat estimated in a specific time zone of the next morning is boiled.
[0012]
Next, the heat pump unit 2 is configured by connecting a refrigerant compressor 18, a water refrigerant heat exchanger 19 as a condenser, an expansion valve 20 as a decompressor, and an air heat exchanger 21 as an evaporator in order. 22 and a blower motor 23 and a blower fan 24 for blowing the outside air to the air heat exchanger 21 and taking heat away from the air heat exchanger 21. 19 is provided with a circulation pump 27 for feeding hot hot water through the hot water flow path 26 and returning the heated hot water to the hot water storage tank 7. Here, the heat pump cycle 22 uses carbon dioxide as a refrigerant, is brought into a supercritical state on the water refrigerant heat exchanger 19 side, and can heat water to a high temperature of about 90 ° C. .
[0013]
A booster unit 28 is attached to the air outlet 29 of the heat pump unit 2 with screws or the like. The booster unit 28 includes a booster fan 30 and a booster motor 31 and is installed in an opening 33 provided on a wall 32 of an exhaust vent of the building. ing.
[0014]
A heating control unit 34 having a microcomputer for controlling the heat pump unit 2 is a heating temperature sensor 35 provided in the heating circuit 15 on the outlet side of the water-refrigerant heat exchanger 19 in accordance with an instruction from the boiling control unit 16. The rotational speed of the circulation pump 27, the drive frequency of the refrigerant compressor 18, or the opening degree of the expansion valve 20 is adjusted as appropriate so that the temperature of the hot water detected in step 1 becomes an arbitrary temperature within a predetermined temperature range. The heating control unit 34 is connected to the boiling control unit 16 in a communicable manner. The heating control unit 34 is heated to the boiling temperature instructed by the boiling control unit 16, and a necessary amount of heat is stored in the hot water storage temperature sensor 13. When it is detected that the boiling has been completed, the boiling control unit 16 instructs the heating control unit 34 to stop the boiling operation, and ends the boiling operation.
[0015]
The heating control unit 34 is connected to the blower motor 23. The rotation number from the rotation number sensor 36 including a photocoupler for detecting the rotation number of the blower motor 23 , and a preset target rotation number 600 rps. The input voltage V is corrected and controlled so that the rotational speed becomes the target rotational speed. Further, during normal operation in which no static pressure is applied to the air outlet 29, the operation is performed at an input voltage of about 2.8V. The static pressure in the exhaust vent is increased due to the operation of the other heat pump units 2 installed in the exhaust vent of the building, and the input voltage to the blower motor 23 is the first predetermined voltage. When the value is 3.1 V or more, in order to prevent a reduction in energy consumption efficiency due to a decrease in the ventilation rate to the air heat exchanger 21, the booster fan 30 of the booster unit 28 starts. Was started to rotate the booster motor 31 at a rotation speed or the input voltage can be reduced static pressure in the blow exhaust obtain the static pressure of about 100 Pa, still even rotation of the booster fan 30, the input voltage of the blower motor 23 Is increased to 3.3 V or more, the rotation speed of the booster motor 31 is increased to the rotational speed or input voltage at which a static pressure of about 130 Pa is obtained, thereby preventing the energy consumption efficiency from further decreasing. is there.
[0016]
Reference numeral 37 denotes an outside air temperature sensor provided in the heat pump unit 2 or the booster unit 28. The outside air temperature is detected by a thermistor sensor or the like, and the current outside air temperature is sent to the heating control unit 34. In order to improve the energy consumption efficiency, the target voltage of the blower motor 23 is changed from 600 rpm to 975 rpm, and the input voltage during normal operation is increased to 3.5 V in order to improve the energy consumption efficiency. Due to the influence of the operation of other heat pump units 2 installed in a plurality of exhaust vents, the static pressure in the exhaust vent becomes high, and the input voltage to the blower motor 23 is not less than 3.8 V, which is the first predetermined value. In the case of the booster unit 28 in order to prevent the energy consumption efficiency from being reduced due to a decrease in the amount of ventilation to the air heat exchanger 21. Start the starting of the fan 30 to rotate the booster motor 31 at a rotation speed or the input voltage can be reduced static pressure in the blow-static pressure of about 110Pa is obtained, still in the rotation of the booster fan 30, the blower motor 23 When the input voltage increases to 4.0 V or more, the energy consumption efficiency is prevented from further decreasing by increasing the rotation of the booster motor 31 to the rotation speed or input voltage at which a static pressure of about 140 Pa is obtained. Is.
[0017]
Reference numeral 38 denotes a primary side heating circulation circuit communicating with the upper and lower portions of the hot water storage tank 7, 39 denotes a heating heat exchanger provided in the middle of the primary side heating circulation circuit 38, and 40 denotes heating provided in the middle of the primary side heating circulation circuit 38. Primary pump. 41 is a secondary side heating circulation circuit that connects the hot water heating terminal 4 and the heating heat exchanger 39 in a circulatory manner, 42 is a heating secondary pump provided in the middle of the secondary side heating circulation circuit 41, and 43 is a heating heat exchange. A secondary hot water temperature sensor 44 provided in the secondary side heating circulation circuit 41 on the downstream side of the unit 39 is an expansion tank that absorbs thermal expansion of the secondary side heating circulation liquid. These constitute the heating circuit 45. Reference numeral 46 denotes heating operation instruction means for instructing operation / stop of the heating circuit 45.
[0018]
When a heating operation start instruction is issued from the heating operation instruction means 46, the heating primary pump 40 and the heating secondary pump 42 are started to drive, and the hot water in the hot water storage tank 7 is circulated to the heating heat exchanger 39. Then, the heating circulation liquid in the secondary side heating circulation circuit 41 is heated, and the heated heating circulation liquid dissipates heat in the hot water heating terminal 4 to perform heating. At this time, the rotation speed of the heating primary pump 40 and / or the heating secondary pump 42 is appropriately adjusted so that the temperature detected by the secondary hot water temperature sensor 43 becomes a predetermined temperature. Moreover, the hot water from the hot water storage tank 7 whose temperature has decreased due to heat exchange with the secondary side is returned to the lower part of the hot water storage tank 7. And when there is a heating stop command, the driving of the heating primary pump 40 and the heating secondary pump 42 is stopped to end the heating operation.
[0019]
47 is a heating and heating mode setting unit for setting the heating control unit 16 to the heating and heating mode. When the heating circuit 45 is used by an input from the heating operation instruction means 46, the heating and heating mode is set to the heating and heating mode. The heating control unit 16 set in the heating mode estimates the heat consumption to be used on the next day from the maximum value of the heat consumption for the past several days in the midnight time zone, and is in a predetermined temperature range (for example, 65 ° C to 90 ° C). The boiling temperature is set to the highest temperature within the range (eg, 90 ° C.) and the time is calculated backward so that the heat quantity estimated in the specific time zone of the next morning is boiled, and the heating by the heat pump unit 2 is performed. Therefore, when the heating circuit 45 is not used for a certain period (for example, one week), the heating and heating mode is canceled.
[0020]
Thus, in the state set to the heating / boiling mode, the heating operation is performed at the highest temperature within the predetermined temperature range regardless of the amount of heat consumed on the next day estimated by the boiling control unit 16. Since the temperature of the hot water in the primary side heating circulation circuit 38 that becomes a heat source for heating becomes high, the efficiency of heat exchange with the secondary side heating circulation circuit 41 can be improved, the heating capacity can be improved, and the hot water storage tank 7 The capacity of the hot water can be effectively used to the maximum, and a large amount of hot water can be secured. Therefore, even if the hot water is used for heating, it is possible to provide a heat pump hot water heater that can prevent hot water from running out of hot water. Is.
[0021]
If the heating / boiling mode is canceled, an appropriate boiling temperature is set, so that unnecessary heat dissipation is not caused. Specifically, it is set to an arbitrary temperature within a predetermined temperature range based on the amount of heat consumed and the feed water temperature. As a tendency, when the amount of consumed heat is large, the boiling temperature is set high, and when it is small, the boiling temperature is set low. It is possible to use the capacity of the hot water storage tank 7 to the maximum, and when the feed water temperature is low, the boiling temperature is set high, and conversely, when the feed water temperature is high, the boiling temperature is set low. When the temperature becomes higher, it becomes possible to save power by performing an efficient boiling operation in consideration of the property of the heat pump cycle 22 in which the efficiency of high-temperature boiling decreases.
[0022]
Reference numeral 48 denotes a rotation speed sensor that detects the rotation speed of the booster motor 31 and operates the booster fan 30 at an appropriate rotation speed in response to a command from the heating control unit 34.
[0023]
Next, the operation of this embodiment will be described. When the hot water tap 3 is opened, city water flows into the lower part of the hot water storage tank 7 and hot hot water in the upper part is pushed out to the hot water discharge pipe 6 to supply hot water. The When hot water and cold water are exchanged by the hot water supply operation and the temperature detected by the hot water storage temperature sensor 13 decreases and the amount of stored hot water in the hot water storage tank 7 falls below a predetermined amount, the heat pump cycle 22 and the circulation pump 27 are driven to boil again. I try to raise.
[0024]
Also, when the heat pump cycle 22 starts the warm water heating operation in the midnight time zone, the boiling operation is started at the set time (ST1) as shown in the flowchart of FIG. The outside air temperature sensor 37 is read, and when the outside air temperature is higher than 0 ° C., the blower motor 23 is operated at the target rotational speed 600 rpm (ST3) . Next, in step 4, when the input voltage V of the blower motor 23 is detected and the static pressure in the exhaust vent is high, if the input voltage V is 3.1V or higher, the process proceeds to step 5 to increase the booster motor of the booster fan 30. By starting the operation of 31 at 400 rpm, the amount of air blown by the blower fan 24 alone is ensured. If the input voltage V of the blower motor 23 is smaller than 3.1 V in step 4, the process returns to step 2.
[0025]
Next, in step 6, it is determined whether the input voltage V of the blower motor 23 is smaller than 2.8V, and the booster fan 30 is stopped in step 7 after stopping the booster fan 30 in step 7 because the static pressure in the exhaust vent has decreased. The process returns to step No., and if No, the process proceeds to step 8.
[0026]
Next, in step 8, it is determined whether the input voltage V of the blower motor 23 is 3.3 V or more. If yes, the static pressure in the exhaust vent has further increased. In step 9, the booster fan 30 is rotated. A larger operation is performed at 500 rpm, and No returns to Step 5.
[0027]
If the outside air temperature is below freezing in step 2, the air flow to the air heat exchanger 21 is increased by operating the target rotational speed of the blower motor 23 at 975 rpm in step 10 to balance the entire refrigeration cycle. Is to adjust.
[0028]
Next, in step 11, the input voltage V of the blower motor 23 is detected, and since the static pressure in the exhaust vent is high, if the input voltage V is 3.8 V or more, the process proceeds to step 12 to increase the booster motor 30 booster motor 30. By starting the operation of 31 at 500 rpm, the amount of air blown by the blower fan 24 alone is ensured. If the input voltage V of the blower motor 23 is smaller than 3.8 V in step 11, the process returns to step 2.
[0029]
Next, in step 13, it is determined whether the input voltage V of the blower motor 23 is smaller than 3.5 V. Since the static pressure in the exhaust vent has decreased in Yes, the booster fan 30 is stopped in step 14. The process returns to step 10, and if no, the process proceeds to step 15.
Next, in step 15, it is determined whether the input voltage V of the blower motor 23 is 4.0 V or more. If yes, the static pressure in the exhaust vent has further increased. In step 16, the booster fan 30 is rotated. A larger operation is performed at 600 rpm, and in No, the process returns to Step 12.
[0030]
As a result, the amount of air flow to the air heat exchanger 21 hardly changes depending on the number of operating other heat pump units installed in the exhaust vent of the building and the weather conditions, and the heat pump water heater is stable. Energy consumption efficiency can be maintained.
Further, the booster fan 30 can be rotated in multiple stages according to the magnitude of the static pressure in the exhaust vent, so that more stable energy consumption efficiency can be maintained.
Further, since the booster fan 30 is rotated in multiple stages according to the outside air temperature, more stable energy consumption efficiency can be maintained.
[0031]
【The invention's effect】
As described above, according to the present invention, the amount of ventilation to the air heat exchanger hardly varies depending on the number of operating other heat pump units installed in the exhaust vent of the building and the weather conditions. The heat pump type water heater can maintain stable energy consumption efficiency.
In addition, the booster fan can be rotated in multiple stages in accordance with the static pressure in the exhaust vent so that more stable energy consumption efficiency can be maintained.
Further, the booster fan can be rotated in multiple stages according to the outside air temperature, so that more stable energy consumption efficiency can be maintained.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a schematic configuration diagram of an installation state showing an embodiment of a heat pump type hot water heater according to the present invention.
FIG. 2 is a schematic configuration diagram of the same.
FIG. 3 is a block diagram showing a main part of the control circuit.
FIG. 4 is a flowchart of the main part.
FIG. 5 is a schematic configuration diagram showing an installation state of a conventional example.
[Explanation of symbols]
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Hot water storage tank unit 2 Heat pump unit 7 Hot water storage tank 15 Heating circulation circuit 18 Refrigerant compressor 19 Water refrigerant heat exchanger 20 Expansion valve 21 Air heat exchanger 22 Heat pump cycle
23 Blower motor
24 Blower fan 28 Booster unit 30 Booster fan

Claims

A heat pump cycle having a refrigerant compressor, a water refrigerant heat exchanger, an expansion valve, and an air heat exchanger connected in an annular shape with refrigerant piping, and a blower fan that blows air to the air heat exchanger and a blower motor that drives the blower fan A heat pump unit having a circulation pump and a heating control unit, a hot water storage tank connecting at least the water refrigerant heat exchanger and the circulation pump by a heating circulation circuit, a tank unit having a water supply pipe and a hot water discharge pipe, of in which absorbs heat from the air heat exchanger the heat pump unit to exhaust blow by blowing air from a plurality placed to the blowing fan, a booster unit having a booster fan and booster motor outlet of the heat pump unit The heating control unit is provided with a rotational speed detection means for detecting the rotational speed of the blower fan and a predetermined rotational speed during operation. Wherein the rotational speed correction means for correcting the input voltage to the blower motor provided, heat pump water heater in which the input voltage is characterized in that to start the operation of the booster fan in the case of the first predetermined value or more in order to .

When the input voltage of the blower motor is equal to or higher than a first predetermined value and lower than a second predetermined value, the booster fan is operated at a first predetermined pressure, and the input voltage of the blower motor is equal to or higher than a second predetermined value. 2. The heat pump type hot water heater according to claim 1 , wherein the booster fan is operated at a second predetermined pressure .

The heat pump type hot water heater according to claim 1 or 2, wherein a reference value of an input voltage of the blower motor is changed according to an outside air temperature .