JP3982453B2

JP3982453B2 - ヒートポンプ給湯器

Info

Publication number: JP3982453B2
Application number: JP2003148571A
Authority: JP
Inventors: 興隆渡邊; 宗平岡; 正明古内; 伸一友田; 哲也松山
Original assignee: Mitsubishi Electric Corp
Current assignee: Mitsubishi Electric Corp
Priority date: 2003-05-27
Filing date: 2003-05-27
Publication date: 2007-09-26
Anticipated expiration: 2023-05-27
Also published as: JP2004353876A

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給湯器に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来のヒートポンプ給湯器においては、ヒートポンプ本体と貯湯タンク間の配管に空気抜き弁を取付けて、配管内の空気抜きをしているものがある（例えば、特許文献１参照）。
【０００３】
【特許文献１】
特開２０００−１０４９４０号公報（第３−４頁、図１−３）
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、特許文献１に示される従来のヒートポンプ給湯器の場合、ヒートポンプ本体と貯湯タンク間の配管に設けた空気抜き弁で配管内の空気を抜くようにしているため、配管の形状と空気抜き弁の配置位置によっては、空気抜きができずに、循環ポンプが空運転してしまい、水の搬送ができなくなって、給湯用熱交換器内の水が異常温度に加熱されて、沸き上げ異常となり、沸き上げを停止してしまうという問題がある。
【０００５】
本発明は、上記のような課題を解消するためになされたもので、ヒートポンプ本体と貯湯タンク間の配管内の空気抜きを確実に行えるようにして、循環ポンプの空運転による沸き上げ異常を防止できるようにしたヒートポンプ給湯器を提供することを目的とする。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
本発明に係るヒートポンプ給湯器は、圧縮機、給湯用熱交換器、膨張弁、蒸発器、アキュームレータなどよりなるヒートポンプサイクルを有したヒートポンプ本体と、貯湯タンクの下方より循環ポンプを介して取水し前記給湯用熱交換器で熱交換した後、貯湯タンク上方より温水を戻し成層状態で貯湯する給湯器本体と、前記貯湯タンク内の残湯量を検出する残湯量検出手段と、運転制御部とを備え、前記運転制御部は、給湯器に電源が投入された時、前記残湯量検出手段が所定量以下の残湯量を検出した場合は、設置工事直後と判断し、前記循環ポンプのみの単独運転を所定時間実施してからヒートポンプサイクルによる加熱動作に入り、前記残湯量検出手段が所定量以上の残湯量を検出した場合には、設置工事直後ではないと判断し、前記循環ポンプのみの単独運転を実施せずに、即ヒートポンプサイクルによる加熱動作に入るように制御するものである。
【０００７】
【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給湯器の沸き上げ制御動作を示すフローチャートであり、図２はヒートポンプ給湯器の構成図であり、図３はヒートポンプ本体の構成図である。
【０００８】
図２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、４は前記貯湯タンク２の上部と接続された給湯配管、５ａ，５ｂ，５ｃ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内の残湯量を検出する第１，第２，第３の残湯量センサであり、この第１，第２，第３の残湯量センサ５ａ，５ｂ，５ｃをそれぞれ貯湯タンク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内の残湯量を検出する。本例の場合は、第１の残湯量センサ５ａは残湯量１０Ｌの位置、第２の残湯量センサ５ｂは残湯量１００Ｌの位置、第３の残湯量センサは残湯量２５０Ｌの位置にそれぞれ取付けてある。
【０００９】
６はヒートポンプ本体９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、冷水配管９ａと温水配管９ｂとにより貯湯タンク２内の水をヒートポンプ本体９との間で循環させる循環ポンプである。すなわち、貯湯タンク２下部に接続された冷水配管９ａより取水され、循環ポンプ６でヒートポンプ本体９に水が供給され、ヒートポンプ本体９で加熱された温水が貯湯タンク２の上部に接続された温水配管９ｂにより貯湯タンク上部に戻され、貯湯タンク２内上部より成層状態に貯湯される。
【００１０】
７は運転制御部であり、前記第１，第２，第３の残湯量センサ５ａ，５ｂ，５ｃの検出値、後述する加熱停止温度センサ１６及び沸き上げ温度センサ１７などの入力値と沸き上げ設定値に基づいて、前記ヒートポンプ本体９への加熱開始・停止、及び循環ポンプ６の運転を制御する。
【００１１】
図３において、ヒートポンプ本体９は圧縮機１０、給湯用熱交換器１１、膨張弁１２、蒸発器１３、アキュームレータ１４を順次冷媒配管９ｃにより接続してヒートポンプサイクルを構成している。ここで、蒸発器１３に吸熱するためにファン１５が取り付けてあり、貯湯タンク２からヒートポンプ本体９への給水温度Ｔｗを加熱停止温度センサ１６で検出し、ヒートポンプ本体９から貯湯タンク２への沸き上げ温度を沸き上げ温度センサ１７で検出する。また、給湯用熱交換器１１は圧縮器１０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１１ａと給湯用の水が流れる給湯用水通路１１ｂを有する。
【００１２】
次に、沸き上げ制御動作について、図１のフローチャートを用いて説明する。沸き上げ制御がスタートすると、まず、運転制御部７は電源投入の有無を判定する（Ｓ１）、ここで、運転制御部７が電源投入の有りを判定すると、設置工事直後と判断して、次に、循環ポンプ６のみを単独運転し（Ｓ２）、冷水配管９ａと温水配管９ｂ内の空気抜きを行なう。循環ポンプ６の単独運転を所定時間（本例では５分間）実施すると（Ｓ３）、運転制御部７は冷水配管９ａと温水配管９ｂ内の空気が全部抜けたと判断して、ヒートポンプ本体９に通電して沸き上げを開始する（Ｓ４）。
【００１３】
沸き上げが開始されると、沸き上げ温度が沸き上げ温度センサ１７で検出され、沸き上げ温度が９０℃になるように循環ポンプ６の循環流量が制御される。一方、ヒートポンプ本体９への給水温度Ｔｗが加熱停止温度センサ１６で検出され、ヒートポンプ本体９への給水温度Ｔｗが所定温度（本例では６０℃）を検出すると（Ｓ５）、運転制御部７は沸き上げを停止して（Ｓ６）、沸き上げ制御を終了する。
【００１４】
このように、本実施の形態１によれば、運転制御部７が、電源投入の有無から、電源投入有りの場合は設置工事直後と判断して、循環ポンプ６のみを単独運転して給湯器本体１とヒートポンプ本体９間の配管内の空気抜きを必ず行うようにしたので、確実に配管内の空気抜きを実施することができるので、循環ポンプの空運転による沸き上げ異常を防止できる。
【００１５】
実施の形態２．
次に、本発明の実施の形態２について説明する。
図４は本発明の実施の形態２におけるヒートポンプ給湯器の沸き上げ制御動作のフローチャートである。
なお、本発明の実施の形態２は、上記実施の形態１とは沸き上げ制御動作のみが相違し、ヒートポンプ給湯器の構成については、図２，図３で示したものと同一構成であるので、ここでは同一符号を用い、詳細な説明は省略する。
【００１６】
次に、実施の形態２の沸き上げ制御動作について、図４のフローチャートを用いて説明する。
沸き上げ制御がスタートすると、まず、運転制御部７は電源投入の有無を判定する（Ｓ１１）、ここで、電源投入の有りを判定すると、次に、貯湯タンク２内の残湯量が所定量（本例では１０Ｌ）以下かどうかを第１〜第３の残湯量センサ５ａ，５ｂ，５ｃの検出値で判定する（Ｓ１２）。
そして、貯湯タンク２内の残湯量が所定量の１０Ｌ以下の場合は（Ｓ１２）、運転制御部７は設置工事直後と判断して、循環ポンプ６のみを単独運転し（Ｓ１３）、冷水配管９ａと温水配管９ｂ内の空気抜きを行なう。循環ポンプ６の単独運転を所定時間（本例では５分間）実施すると（Ｓ１４）、運転制御部７は前記配管９ａ，９ｂ内の空気が全部抜けたと判断して、ヒートポンプ本体９に通電して沸き上げを開始する（Ｓ１５）。
【００１７】
一方、貯湯タンク２内の残湯量が所定量の１０Ｌ以上の場合は（Ｓ１２）、冷水配管９ａと温水配管９ｂ内の空気抜きはすでに実施され、既にヒートポンプサイクルによる加熱動作が正常に行なわれる状態に保たれていると判断して、沸き上げを即開始する（Ｓ１５）。
沸き上げが開始されると、沸き上げ温度が沸き上げ温度センサ１７で検出され、沸き上げ温度が９０℃になるよう循環ポンプ６の循環流量が制御される。一方、ヒートポンプ本体９への給水温度Ｔｗは加熱停止温度センサ１６で検出され、加熱停止温度センサ１６が所定温度（本例では６０℃）を検出すると（Ｓ６）、運転制御部７は沸き上げを停止して（Ｓ７）、沸き上げ制御を終了する。
【００１８】
このように、本実施の形態２によれば、運転制御部７は、機器に電源が投入された時の貯湯タンク２内の残湯量に応じて、設置工事直後かどうか判断し、設置工事直後と判断した場合には、循環ポンプ６のみを単独運転して給湯器本体１とヒートポンプ本体９間の配管内の空気抜きを行うので、確実に配管内の空気抜きを実施でき、循環ポンプの空運転による沸き上げ異常を防止できる。一方、運転制御部７が、設置工事直後でないと判断した場合には、すぐに加熱動作に入るので、不必要なときに、空気抜きのための運転が実施されて、運転時間のロスや貯湯タンク２上部に冷水が入って、貯湯タンク２内上部のお湯の温度を低下させてしまうというような不具合も生じない。
【００１９】
実施の形態３．
次に本発明の実施の形態３について説明する。
図５は本発明の実施の形態３におけるヒートポンプ給湯器の構成図であり、図６はその沸き上げ制御動作のフローチャートである。
なお、本発明の実施の形態３におけるヒートポンプ本体９の構成については、図３で示したものと同一構成なので、ここでは同一符号を用い、詳細な説明は省略する。
【００２０】
図５において、８はヒートポンプサイクルによる前日あるいは毎日の運転時間を記憶しておく運転時間記憶部である。
次に、実施の形態３の沸き上げ制御動作について、図６のフローチャートを用いて説明する。
沸き上げ制御がスタートすると、まず、運転制御部７は、電源投入の有無を判定する（Ｓ２１）、ここで、電源投入の有りを判定すると、次に、運転制御部７は運転時間記憶部８に運転時間が記憶されているかどうかを確認する（Ｓ２２）。運転時間が記憶されていない場合は、運転制御部７は設置工事直後と判断して、循環ポンプ６のみを単独運転し（Ｓ２３）、冷水配管９ａと温水配管９ｂ内の空気抜きを行ない、循環ポンプ６のみの単独運転を所定時間（本例では５分間）実施すると（Ｓ２４）、運転制御部７は前記配管９ａ，９ｂ内の空気が全部抜けたと判断して、ヒートポンプ本体９に通電して沸き上げを開始する（Ｓ２５）。
【００２１】
一方、運転時間記憶部８に運転時間が前日あるいは毎日の運転時間が記憶されている場合は（Ｓ２２）、冷水配管９ａと温水配管９ｂ内の空気抜きはすでに実施され、既にヒートポンプサイクルによる加熱動作が正常に行なわれる状態に保たれていると判断して、沸き上げを即開始する（Ｓ２５）。
沸き上げが開始されると、沸き上げ温度が沸き上げ温度センサ１７で検出され、沸き上げ温度を９０℃になるよう循環ポンプ６の循環流量が制御される。一方、ヒートポンプ本体９への給水温度ＴＷが加熱停止温度センサ１６で検出され、加熱停止温度センサ１６が所定温度（本例では６０℃）を検出すると（Ｓ２６）、運転制御部７は沸き上げを停止して（Ｓ２７）、沸き上げ制御を終了する。
【００２２】
このように、本実施の形態３によれば、運転制御部７が、電源投入時に、運転記憶部８に過去の運転時間が記憶されているかどうかを確認して設置工事直後かどうかを判断し、設置工事直後と判断した場合には、循環ポンプ６のみを単独運転して給湯器本体１とヒートポンプ本体９間の配管内の空気抜きを行うので、確実に空気抜きを実施できるので、循環ポンプの空運転による沸き上げ異常を防止できる。また、運転制御部７が、設置工事直後でないと判断した場合には、すぐに加熱動作に入るので、不必要なときにも空気抜き運転が実施されて、運転時間のロスや貯湯タンク２上部に冷水が入って、貯湯タンク２内上部のお湯の温度を低下させてしまうというような不具合も生じない。
【００２３】
実施の形態４．
次に本発明の実施の形態４について説明する。
図７は本発明の実施の形態４におけるヒートポンプ給湯器の構成図であり、図８はその沸き上げ制御動作のフローチャートである。
なお、本発明の実施の形態４におけるヒートポンプ本体９の構成については、図３で示したものと同一構成なので、ここでは同一符号を用い、詳細な説明は省略する。
【００２４】
図７において、１８は現在時刻等の時刻設定を行う時刻設定部である。
次に、実施の形態４の沸き上げ制御動作について、図８のフローチャートを用いて説明する。
沸き上げ制御がスタートすると、まず、運転制御部７は、電源投入の有無を判定する（Ｓ３１）、ここで、電源投入の有りを判定すると、次に、運転制御部７は時刻設定部１８によって現在時刻等が設定されているかどうかを確認する（Ｓ３２）。現在時刻等が未設定の場合は、運転制御部７は、設置工事直後と判断して、循環ポンプ６のみを単独運転し（Ｓ３３）、冷水配管９ａと温水配管９ｂ内の空気抜きを行ない、循環ポンプ６のみの単独運転を所定時間（本例では５分間）実施すると（Ｓ３４）、運転制御部７は前記配管９ａ，９ｂ内の空気が全部抜けたと判断して、ヒートポンプ本体９に通電して沸き上げを開始する（Ｓ３５）。
【００２５】
一方、現在時刻等が設定済みの場合は、運転制御部７は冷水配管９ａと温水配管９ｂ内の空気抜きは実施され、既にヒートポンプサイクルによる加熱動作が正常に行なわれる状態に保たれていると判断して、沸き上げを即開始する（Ｓ３５）。
沸き上げが開始されると、沸き上げ温度が沸き上げ温度センサ１７で検出され、沸き上げ温度を９０℃になるよう循環ポンプ６の循環流量が制御される。一方、ヒートポンプ本体９への給水温度Ｔｗが加熱停止温度センサ１６で検出され、加熱停止温度センサ１６が所定温度（本例では６０℃）を検出すると（Ｓ３６）、運転制御部７は沸き上げを停止して（Ｓ３７）、沸き上げ制御を終了する。
【００２６】
このように、本実施の形態４によれば、運転制御部７が、電源投入時に、時刻設定部１８により現在時刻等が設定済かどうかを確認して設置工事直後かどうかを判断し、設置工事直後と判断した場合には、循環ポンプ６のみを所定時間単独運転して給湯器本体１とヒートポンプ本体９間の配管内の空気抜きを行うので、確実に配管内の空気抜きを実施でき、循環ポンプの空運転による沸き上げ異常を防止できる。また、運転制御部７が、設置工事直後でないと判断した場合には、すぐに加熱動作に入るので、不必要なときにも空気抜き運転が実施されて、運転時間のロスや貯湯タンク２上部に冷水が入って、貯湯タンク２内上部のお湯の温度を低下させてしまうというような不具合も生じない。
【００２７】
【発明の効果】
以上のように、本発明によるヒートポンプ給湯器によれば、運転制御部は、給湯器に電源が投入された時の貯湯タンク内の残湯量、記憶部への運転時間の記憶の有無、あるいは現在時刻等の時刻設定の有無から、設置工事直後かどうかを判断し、設置工事直後と判断した場合は、必ず前記循環ポンプのみの単独運転を所定時間実施してからヒートポンプサイクルによる加熱動作に入り、給湯器本体とヒートポンプ本体の間の配管内の空気抜きが行われ、確実に空気抜きを実施することができ、循環ポンプの空運転による沸き上げ異常を防止できる。一方、運転制御部が、設置工事直後ではないと判断した場合には、前記循環ポンプのみの単独運転をせずに、すぐに加熱動作に入るので、不必要なときに空気抜きのための運転が実施されて、運転時間のロスや貯湯タンクの上部に冷水が入って貯湯タンク内上部のお湯の温度を低下させてしまうというような不具合も生じない。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施の形態１におけるヒートポンプ給湯器の沸き上げ制御動作のフローチャートである。
【図２】本発明の実施の形態１におけるヒートポンプ給湯器の構成図である。
【図３】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である。
【図４】本発明の実施の形態２におけるヒートポンプ給湯器の沸き上げ制御動作のフローチャートである。
【図５】本発明の実施の形態３におけるヒートポンプ給湯器の構成図である。
【図６】本発明の実施の形態３におけるヒートポンプ給湯器の沸き上げ制御動作のフローチャートである。
【図７】本発明の実施の形態４におけるヒートポンプ給湯器の構成図である。
【図８】本発明の実施の形態４におけるヒートポンプ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、５ａ第１の残湯量センサ、５ｂ第２の残湯量センサ、５ｃ第３の残湯量センサ、６循環ポンプ、７運転制御部、８運転時間記憶部、９ヒートポンプ本体、９ａ冷水配管、９ｂ温水配管、１８時間設定部。

Claims

圧縮機、給湯用熱交換器、膨張弁、蒸発器、アキュームレータなどよりなるヒートポンプサイクルを有したヒートポンプ本体と、貯湯タンクの下方より循環ポンプを介して取水し前記給湯用熱交換器で熱交換した後、貯湯タンク上方より温水を戻し成層状態で貯湯する給湯器本体と、前記貯湯タンク内の残湯量を検出する残湯量検出手段と、運転制御部とを備え、前記運転制御部は、給湯器に電源が投入された時、前記残湯量検出手段が所定量以下の残湯量を検出した場合は、設置工事直後と判断し、前記循環ポンプのみの単独運転を所定時間実施してからヒートポンプサイクルによる加熱動作に入り、前記残湯量検出手段が所定量以上の残湯量を検出している場合には、設置工事直後ではないと判断し、前記循環ポンプのみの単独運転を実施せずに、即ヒートポンプサイクルによる加熱動作に入るように制御することを特徴とするヒートポンプ給湯器。
圧縮機、給湯用熱交換器、膨張弁、蒸発器、アキュームレータなどよりなるヒートポンプサイクルを有したヒートポンプ本体と、貯湯タンクの下方より循環ポンプを介して取水し前記給湯用熱交換器で熱交換した後、貯湯タンク上方より温水を戻し成層状態で貯湯する給湯器本体と、前日あるいは毎日の運転時間を記憶しておく運転時間記憶部を有する運転制御部とを備え、前記運転制御部は、給湯器に電源が投入された時、前記運転時間記憶部に前日あるいは毎日の運転時間が記憶されていない場合は、設置工事直後と判断し、前記循環ポンプのみの単独運転を所定時間実施してからヒートポンプサイクルによる加熱動作に入り、前記運転時間記憶部に運転時間が記憶されている場合には、設置工事直後ではないと判断し、前記循環ポンプのみの単独運転を実施せずに、即ヒートポンプサイクルによる加熱動作に入るように制御することを特徴とするヒートポンプ給湯器。
圧縮機、給湯用熱交換器、膨張弁、蒸発器、アキュームレータなどよりなるヒートポンプサイクルを有したヒートポンプ本体と、貯湯タンクの下方より循環ポンプを介して取水し前記給湯用熱交換器で熱交換した後、貯湯タンク上方より温水を戻し成層状態で貯湯する給湯器本体と、現在時刻を設定する時刻設定部を有する運転制御部とを備え、前記運転制御部は、給湯器に電源が投入された時、前記時刻設定部による時刻設定が済んでいない場合は、設置工事直後と判断し、前記循環ポンプのみの単独運転を所定時間実施してからヒートポンプサイクルによる加熱動作に入り、前記時刻設定部部による時刻設定が済んでいる場合には、設置工事直後ではないと判断し、前記循環ポンプのみの単独運転を実施せずに、即ヒートポンプサイクルによる加熱動作に入るように制御することを特徴とするヒートポンプ給湯器。