JP4090179B2 - Heat pump water heater - Google Patents

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Description

【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は、ヒートポンプサイクルを利用して給湯が行えるようにしたヒートポンプ給湯装置に関する。
【0002】
【従来の技術】
従来、給湯装置としては、ガス、灯油、電気を熱源として市水を加熱して利用する構成が一般的である。
【0003】
このような構成に対して、近年冷媒回路を用い大気の熱を汲上げて水を加熱するために運転効率が良いヒートポンプサイクルを利用した給湯装置が開発されている。
【0004】
図4は、特公平4−6851号公報において開示されている給湯装置の構成図で、冷媒回路110と貯湯部120とを主要構成としている。
【0005】
冷媒回路110は、冷媒を圧縮する圧縮機111、圧縮された冷媒を凝縮させる凝縮器112、凝縮した冷媒を減圧させる膨張弁113、冷媒を膨張蒸発させる蒸発器114等を有している。
【0006】
また、貯湯部120は、給湯水や風呂用水等の利用水を貯留する貯湯槽121、利用水が循環して凝縮器112を循環する冷媒と熱交換させることにより当該利用水を加熱させる受熱器122、貯湯槽121の利用水を受熱器122を介して循環させる送水ポンプ123等を有している。
【0007】
なお、冷媒回路110で得られる温度より高温な湯を必要としたりする場合があるので、かかる場合には電気ヒータ127に通電して補助加熱するようになっている。
【0008】
このような構成で、冷媒回路110では、圧縮機111により圧縮されて高温高圧となった冷媒は凝縮器112に循環し、ここで温水熱交換器126に設けられた受熱器122を循環する利用水と熱交換して凝縮する。
【0009】
その後、凝縮した冷媒は、膨張弁113で減圧され、蒸発器114で蒸発する。このときの蒸発に要する熱は大気から供給される。
【0010】
一方、貯湯槽121に貯留された利用水は、当該貯湯槽121の底部側から送水ポンプ123により受熱器122を介して貯湯槽121の上部側に送られ、当該受熱器122を通過する際に冷媒と熱交換して加熱されてお湯になる。
【0011】
このようにして貯湯槽121に貯湯されたお湯は、給水口124から加圧給水される市水の圧力で取水口125から吐出されて利用される。
【0012】
なお、冬場等においては蒸発器114に霜や氷が着氷して外気と冷媒との熱交換効率を低下させてしまうので、このような場合には例えば冷媒の循環方向を逆にして蒸発器114に圧縮機111からの高温高圧の冷媒を循環させて着氷した氷等を除去する除霜運転が行われる。
【0013】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、冷媒回路を起動した直後における圧縮機の駆動周波数は低く、徐々に所定の周波数に近づいて定常状態となるため、この間は凝縮器の冷媒により加熱された利用水の温度も低く、かかる温度の低い利用水を貯湯槽に循環させてしまうと、既に所定温度で貯湯されている利用水が冷えてしまう問題がある。
【0014】
無論、このような場合には圧縮機が定常状態で駆動されるまで、利用水の循環を停止させておくことも可能であるが、かかる場合には定常状態に達するまでの時間が長くなってしまい、貯湯完了が遅れる問題があった。
【0015】
そこで、本発明は、圧縮機が効率的に定常状態になるように、また貯湯完了までの時間を短くできるようにして利便性を高めたヒートポンプ給湯装置を提供することを目的とする。
【0016】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決するため、請求項1にかかる発明は、圧縮機、該圧縮機から吐出される高温高圧の冷媒で利用水を加熱する凝縮器、減圧装置、蒸発器を冷媒配管により環状に接続した冷媒回路と、貯湯槽内の利用水を該貯湯槽の下部より取出し前記凝縮器を介して前記貯湯槽の上部に循環ポンプを用いて循環させる温水回路と、前記温水回路を循環する利用水の循環量を信号に基づいて調整する流量調整弁と、を有するヒートポンプ給湯装置において、前記冷媒回路を起動した直後で、前記圧縮機が定常周波数で駆動されるまでの間、前記凝縮器の冷媒で加熱された利用水の温度が所定温度になるように循環量を演算すると共に、前記凝縮器の冷媒で加熱された利用水の温度が、予め設定された循環開始温度以下のときには循環を停止させ、また当該循環開始温度以上であって予め設定された定常循環温度以下の温度のときには、演算した循環量より所定量多い量を循環させるように流量調整弁を制御する制御手段とを有することを特徴とする。
【0021】
【発明の実施の形態】
本発明の実施の形態を図を参照して説明する。図1は本発明の実施の形態の説明に適用されるヒートポンプ給湯装置の構成図で、冷媒回路1、貯湯部2及びこれらの動きを制御する制御手段である制御部3を主要構成としている。
【0022】
冷媒回路1は、冷媒Rを圧縮する圧縮機11、冷媒Rを凝縮させる凝縮器12、冷媒Rを減圧又は絞る減圧装置13、冷媒Rと外気とを熱交換させて当該冷媒Rを蒸発させる蒸発器14等を有している。
【0023】
また、貯湯部2は利用水を貯湯する断熱構造の貯湯槽21、利用水Wが循環すると共に凝縮器と熱接触するように設けられた受熱器22、貯湯槽21の利用水Wを受熱器22を介して循環させる循環ポンプ23、該循環ポンプ23で循環させる利用水の循環量を調整する流量調整弁である流量調整弁24、受熱器22から貯湯槽21に戻る利用水の温度を検出する吐出温度検出器25、受熱器22入る利用水の温度を検出する流入温度検出器27等を有し、貯湯槽の底部側には電気ヒータ47が適宜設けられて、特に高温の湯を貯湯したいような場合に用いられる。
【0024】
なお、凝縮器12と受熱器22はそれぞれ熱伝導特性の優れたパイプ(銅パイプ等)等により形成され、これらが熱交換可能に密着されて温水熱交換器26を形成している。無論、このような密接構造でなく、種々の構造、例えば受熱器22のパイプに凝縮器12のパイプを挿入して形成された2重管構造であっても良い。
【0025】
そして、冷媒回路1において、冷媒は圧縮機11で圧縮されて高温高圧となって凝縮器12に供給される。この凝縮器12と熱接触する受熱器22には貯湯槽21の底部に設けられた循環供給口41から貯湯槽21内の利用水が循環ポンプ23で圧送されて供給されるようになっているので、凝縮器12を循環する冷媒は当該受熱器22に供給される利用水に熱を与えて凝縮し、減圧装置により減圧又は絞られて、蒸発器14で蒸発して圧縮機に戻る。このとき、冷媒は外気から蒸発熱を奪う(汲上げる)ことにより蒸発する。
【0026】
一方、受熱器22で凝縮器12の冷媒から熱を受けて約60℃にまで加熱された利用水は、貯湯槽21の上部に設けられた循環吐出口42から当該貯湯槽21に戻り、貯湯槽21の上部から順に約60℃の湯が溜るようになる。
【0027】
貯湯槽の内壁には、所定位置に槽内温度検出器43〜46が上下方向に並んで設けられて、これらの槽内温度検出器43〜46が全て所定の温度以上になると、貯湯槽21内が所定温度のお湯で満たされ、貯湯が完了したと判断する。
【0028】
なお、貯湯槽21に利用水を注入する際は、止水栓51、減圧弁52、逆止弁53等を経て貯湯槽21の底部に設けられた貯留給水口49から市水が供給される。
【0029】
この止水栓51は、通常開いた状態で使用されていて、利用水が利用されるとその分だけ補給されるようになっていて、これにより貯湯槽は常に満タンの状態が維持されるようになっている。
【0030】
また減圧弁は、市水等の水圧を調整して貯湯槽内が常に一定の減圧後の圧力となるようにし、当該圧力で当該貯湯槽に貯湯されている利用水が蛇口等から吐出されて取水できるようになっている。
【0031】
貯湯槽に貯湯されたお湯を例えばシャワーや蛇口等の取水器35から取水する場合には、利用水が湯取出口48から当該貯湯槽の内圧により圧送されて、電動混合弁54で市水等と混合されて設定温度(30℃〜60℃)に調整された後取水される。
【0032】
なお、冬場のように、外気温が低い場合には、貯湯槽21に貯湯した利用水Wが冷えてしまい、給湯時に所望の温度より低くなっている場合もある。そこで、外気温が例えば15℃以下の場合には、電気ヒータ47を駆動するようにして、貯湯温度が適宜高くなるようにしている。
【0033】
ところで、冷媒回路1を起動した直後は、圧縮機11が定常周波数で駆動されず、また凝縮器12等の部材の温度も定常状態に達していない。このため、同じ貯湯条件でも凝縮器12から貯湯槽21に戻る利用水Wの温度が低くなったりすることがある。
【0034】
無論、かかる場合にはこれらが一定状態に達するまで利用水Wが貯湯槽21に戻るのを停止させることも可能である。
【0035】
しかし、圧縮機11が定常周波数に達するまでの時間は、凝縮器12の温度が低い方が早くなるので、利用水Wの循環を止めてしまうと当該時間が長くなってしまう不都合がある。
【0036】
そこで、本発明では短時間に、かつ、効率的に貯湯が行えるように、図2に示すような手順で貯湯槽21に戻る利用水Wの流量を調整するようにしている。図2に示す手順を図3に示す昇温過程を参照して説明する。
【0037】
なお、図3に示す昇温過程は定性的な図で、曲線▲1▼は、最初から後述する目標流量で利用水Wを循環させた場合、曲線▲2▼は利用水Wを循環させない場合、曲線▲3▼は本発明に従い流量を調整して循環させた場合の昇温過程を示している。また、点線は、定常状態での温度を示している。
【0038】
制御がスタートすると、循環ポンプ23が停止状態になるようにして(Q=0)冷媒回路1が起動する(ステップS1)。
【0039】
そして、後述する方法により定常状態における循環量を演算し、これを目標流量Qとして設定して(ステップS2)、貯湯槽21に戻る利用水Wの温度Tを吐出温度検出器25で検出する(ステップS3)。
【0040】
この状態では、利用水Wが循環していないので、凝縮器12の温度上昇は最も早いが、このことは圧縮機11等が最も早く定常状態に達することを意味していない。
【0041】
定常状態をどのような状態に設定するかにもよるが、凝縮器12の温度が余り高くなると当該凝縮器12での凝縮量が少なくなって、圧縮機11にとって高負荷の状態となり図示しない保護回路が圧縮機11の駆動周波数を下げるように作用する。
【0042】
図3に示す矢印Aは保護回路により駆動周波数が制御された点を示している。本発明では、この保護回路が動作する前に循環を開始させるようにしている。
【0043】
即ち、ステップS4で温度Tが、予め設定された第1の設定温度である循環開始温度Tsより低い場合(T≦Ts)には、循環停止状態を継続させ、循環開始温度Tsより高くなった場合(T>Ts)には流量QをQ=Qn*αとして循環を開始する。
【0044】
この循環開始温度Tsは保護回路が働かない温度であることは、上述したとおりであり、また循環を開始することにより凝縮器12の温度は下がるので圧縮機11の負荷が小さくなってより早く定常状態に近づこうとする。図3における点Bから点Cに向けた昇温過程がこれに対応している。
【0045】
このような状態で温度Tが第2の設定温度である定常循環温度Tnに達すると(ステップS6)、流量Qを目標流量Qnに設定する(ステップS7)。
【0046】
このことは循環量が絞られることを意味しているので、単位時間あたりに凝縮器12が失う熱も少なくなって温度が上昇すると共に、圧縮機11にとっては負荷が大きくなる方向に作用して、これらの総合的な効果により、系は速やかに定常状態に達するようになる。
【0047】
なお、上述した各パラメータの一例として、Ts=40℃、Tn=47℃、α=1.1を例示することができるが、これらの値は圧縮機11や凝縮器12等の冷媒回路1の能力、循環ポンプ23の送水制御精度等に依存するので一概に規定することができないことは言うまでもない。
【0048】
また、先に述べた目標流量は、経験式Q=860/(WS2−WS1)/60[リットル/分]により求められる。
【0049】
ここで、WS1は、流入温度検出器27が検出した受熱器22に入ってくる利用水Wの温度であり、WS2は吐出温度検出器25が検出して受熱器22から出ていく利用水Wの温度である。そして、このWS2が第3の設定温度である目標温度になるように循環流量Qを制御部3が演算する。
【0050】
ところが、利用水Wの流入温度WS1は、必ずしも実際に流入している利用水Wの温度と一致していない場合がある。例えば、冷媒回路1を起動した際に前回の起動により温水熱交換器26や受熱器22等の流入温度検出器27が取付けられている部分の温度が高くなっている場合があったり、また外気温の影響を受けたりする。
【0051】
そこで、本発明では、受熱器22に流入する利用水Wが貯留されている場所の温度、即ち貯湯槽21の下部に位置する利用水Wの温度TS1を流入温度としている。
【0052】
なお、この温度TS1は、槽内温度検出器46により検出された温度で、これにより、より正確な流量制御が可能になる。
【0053】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明によれば、利用水の循環量を調整する流量調整器と、凝縮器の冷媒で加熱された利用水の温度が所定温度になるように循環量を演算すると共に、凝縮器の冷媒で加熱された利用水の温度が、予め設定された循環開始温度以下のときには循環を停止させ、また当該循環開始温度以上であって予め設定された定常循環温度以下の温度のときには、演算した循環量より所定量多い量を循環させ、さらに定常循環温度以上のときには演算した循環量で循環させるように流量調整器を制御する制御部とを設けたので、圧縮機が効率的に定常状態になると共に、貯湯完了までの時間が短くできるようになって利便性を高めたることが可能になる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の実施の形態の説明に適用されるヒートポンプ給湯装置の構成図である。
【図2】起動時における流量調整手順を示すフローチャートである。
【図3】起動時における凝縮器の昇温過程を説明するための図である。
【図4】従来の技術の説明に適用される給湯装置の構成図である。
【符号の説明】
1 冷媒回路
2 貯湯部
3 制御部
11 圧縮機
12 凝縮器
13 減圧装置
14 蒸発器
21 貯湯槽
22 受熱器
23 循環ポンプ
24 流量調整弁
25 温度検出器
25 吐出温度検出器
27 流入温度検出器
43〜46 槽内温度検出器
47 電気ヒータ
[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to a heat pump hot water supply apparatus that can perform hot water supply using a heat pump cycle.
[0002]
[Prior art]
Conventionally, as a hot water supply apparatus, the structure which heats and utilizes city water using gas, kerosene, and electricity as a heat source is common.
[0003]
In response to such a configuration, a hot water supply device using a heat pump cycle with high operating efficiency has been developed in recent years in order to pump water from the atmosphere and heat water using a refrigerant circuit.
[0004]
FIG. 4 is a configuration diagram of a hot water supply apparatus disclosed in Japanese Patent Publication No. 4-6851, and includes a refrigerant circuit 110 and a hot water storage section 120 as main components.
[0005]
The refrigerant circuit 110 includes a compressor 111 that compresses the refrigerant, a condenser 112 that condenses the compressed refrigerant, an expansion valve 113 that decompresses the condensed refrigerant, an evaporator 114 that expands and evaporates the refrigerant, and the like.
[0006]
The hot water storage unit 120 includes a hot water storage tank 121 that stores use water such as hot water and bath water, and a heat receiver that heats the use water by exchanging heat with refrigerant circulating through the condenser 112. 122, a water supply pump 123 for circulating the water used in the hot water storage tank 121 through the heat receiver 122, and the like.
[0007]
In some cases, hot water higher than the temperature obtained by the refrigerant circuit 110 is required. In such a case, the electric heater 127 is energized for auxiliary heating.
[0008]
With such a configuration, in the refrigerant circuit 110, the refrigerant that has been compressed by the compressor 111 and becomes high temperature and high pressure circulates to the condenser 112, where it is circulated through the heat receiver 122 provided in the hot water heat exchanger 126. Heat exchanges with water to condense.
[0009]
Thereafter, the condensed refrigerant is decompressed by the expansion valve 113 and evaporated by the evaporator 114. The heat required for evaporation at this time is supplied from the atmosphere.
[0010]
On the other hand, when the hot water stored in the hot water storage tank 121 is sent from the bottom side of the hot water storage tank 121 to the upper side of the hot water storage tank 121 through the heat receiver 122 by the water supply pump 123 and passes through the heat receiver 122. Heat is exchanged with the refrigerant and heated to become hot water.
[0011]
The hot water stored in the hot water storage tank 121 in this manner is discharged from the water intake 125 with the pressure of city water pressurized and supplied from the water supply port 124 and used.
[0012]
In winter and the like, frost or ice forms on the evaporator 114 and reduces the efficiency of heat exchange between the outside air and the refrigerant. A defrosting operation is performed in which high-temperature and high-pressure refrigerant from the compressor 111 is circulated in 114 to remove ice and the like that have formed ice.
[0013]
[Problems to be solved by the invention]
However, since the compressor drive frequency immediately after starting the refrigerant circuit is low and gradually approaches a predetermined frequency and becomes a steady state, the temperature of the use water heated by the refrigerant in the condenser is low during this period. When the low usage water is circulated in the hot water storage tank, there is a problem that the usage water already stored at a predetermined temperature is cooled.
[0014]
Of course, in such a case, it is possible to stop the circulation of the used water until the compressor is driven in a steady state, but in such a case, the time until the steady state is reached becomes longer. As a result, there was a problem that the completion of hot water storage was delayed.
[0015]
Therefore, an object of the present invention is to provide a heat pump hot water supply apparatus that has improved convenience so that the compressor can be efficiently put into a steady state and the time to completion of hot water storage can be shortened.
[0016]
[Means for Solving the Problems]
In order to solve the above problems, the invention according to claim 1 is a compressor, a condenser for heating water to be used with a high-temperature and high-pressure refrigerant discharged from the compressor, a decompression device, and an evaporator connected in an annular shape by refrigerant piping. a refrigerant circuit in which a hot water circuit for circulating with the circulation pump to use water in the hot water tank on top of the hot water storage tank through the unloading said condenser from the lower portion of該貯tundish, use water circulating the hot water circuit In the heat pump water heater having a flow rate adjustment valve that adjusts the circulation amount of the refrigerant on the basis of the signal, the refrigerant of the condenser immediately after the refrigerant circuit is started and until the compressor is driven at a steady frequency. The circulation amount is calculated so that the temperature of the use water heated at the predetermined temperature becomes the predetermined temperature, and the circulation is stopped when the temperature of the use water heated by the refrigerant of the condenser is equal to or lower than a preset circulation start temperature. Let It was the time of the circulation starting temperature higher than a pre-set constant circulation temperature below temperatures, characterized by a control means for controlling the flow control valve so as to circulate the predetermined quantity greater amount than the calculated circulation rate And
[0021]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
Embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings. FIG. 1 is a configuration diagram of a heat pump hot water supply apparatus applied to the description of an embodiment of the present invention, and mainly includes a refrigerant circuit 1, a hot water storage unit 2, and a control unit 3 which is a control means for controlling these movements.
[0022]
The refrigerant circuit 1 includes a compressor 11 that compresses the refrigerant R, a condenser 12 that condenses the refrigerant R, a decompression device 13 that depressurizes or throttles the refrigerant R, and an evaporation that evaporates the refrigerant R by exchanging heat between the refrigerant R and outside air. And so on.
[0023]
In addition, the hot water storage section 2 is a heat storage tank 21 having a heat insulating structure for storing hot water, a heat receiver 22 provided so that the hot water W circulates and is in thermal contact with the condenser, and the hot water W of the hot water tank 21 is received by the heat receiver. 22, a circulation pump 23 circulated through the circulation pump 22, a flow rate adjustment valve 24 that is a flow rate adjustment valve for adjusting the circulation amount of the utilization water circulated by the circulation pump 23, and the temperature of the utilization water returning from the heat receiver 22 to the hot water tank 21. And a discharge temperature detector 25 for detecting the temperature of the water used to enter the heat receiver 22, and an inflow temperature detector 27 for detecting the temperature of the water to be used. An electric heater 47 is appropriately provided on the bottom side of the hot water storage tank. Used when you want to.
[0024]
The condenser 12 and the heat receiver 22 are each formed of a pipe (copper pipe or the like) having excellent heat conduction characteristics, and are in close contact so as to be able to exchange heat, thereby forming a hot water heat exchanger 26. Of course, it is not such a close structure, and various structures such as a double pipe structure formed by inserting the pipe of the condenser 12 into the pipe of the heat receiver 22 may be used.
[0025]
In the refrigerant circuit 1, the refrigerant is compressed by the compressor 11 and is supplied to the condenser 12 at a high temperature and a high pressure. To the heat receiver 22 that is in thermal contact with the condenser 12, the water used in the hot water storage tank 21 is supplied by being pumped by a circulation pump 23 from a circulation supply port 41 provided at the bottom of the hot water storage tank 21. Therefore, the refrigerant circulating in the condenser 12 gives heat to the water used to be supplied to the heat receiver 22, condenses, is depressurized or squeezed by the decompression device, evaporates in the evaporator 14 and returns to the compressor. At this time, the refrigerant evaporates by taking the heat of evaporation from the outside air.
[0026]
On the other hand, the use water heated to about 60 ° C. by receiving heat from the refrigerant in the condenser 12 by the heat receiver 22 returns to the hot water storage tank 21 from the circulation discharge port 42 provided at the upper part of the hot water storage tank 21. Hot water of about 60 ° C. accumulates in order from the top of the tank 21.
[0027]
On the inner wall of the hot water tank, tank temperature detectors 43 to 46 are provided in a predetermined position in the vertical direction, and when these tank temperature detectors 43 to 46 are all at a predetermined temperature or more, the hot water tank 21. The inside is filled with hot water of a predetermined temperature, and it is determined that the hot water storage is completed.
[0028]
When water is injected into the hot water storage tank 21, city water is supplied from a storage water supply port 49 provided at the bottom of the hot water storage tank 21 through a stop cock 51, a pressure reducing valve 52, a check valve 53, and the like. .
[0029]
This stop cock 51 is normally used in an open state, and when the water is used, it is replenished by that amount, so that the hot water tank is always kept full. It is like that.
[0030]
The pressure reducing valve adjusts the water pressure of city water, etc., so that the inside of the hot water tank is always at a constant pressure after depressurization, and the hot water stored in the hot water tank is discharged from the faucet or the like at that pressure. Water can be taken.
[0031]
When the hot water stored in the hot water storage tank is taken in from the water intake 35 such as a shower or a faucet, the water is pumped from the hot water outlet 48 by the internal pressure of the hot water storage tank, and the electric mixing valve 54 uses the city water. After being mixed and adjusted to a set temperature (30 ° C. to 60 ° C.), water is taken.
[0032]
In addition, when the outside air temperature is low as in winter, the hot water W stored in the hot water storage tank 21 may be cooled and may be lower than a desired temperature during hot water supply. Therefore, when the outside air temperature is 15 ° C. or less, for example, the electric heater 47 is driven so that the hot water storage temperature is appropriately increased.
[0033]
By the way, immediately after starting the refrigerant circuit 1, the compressor 11 is not driven at a steady frequency, and the temperature of members such as the condenser 12 does not reach a steady state. For this reason, the temperature of the utilization water W which returns to the hot water storage tank 21 from the condenser 12 may become low under the same hot water storage conditions.
[0034]
Of course, in such a case, it is also possible to stop the use water W from returning to the hot water tank 21 until they reach a certain state.
[0035]
However, since the time until the compressor 11 reaches the steady frequency is faster when the temperature of the condenser 12 is lower, there is an inconvenience that the time becomes longer if the circulation of the water W is stopped.
[0036]
Therefore, in the present invention, the flow rate of the used water W returning to the hot water storage tank 21 is adjusted by a procedure as shown in FIG. 2 so that hot water can be efficiently stored in a short time. The procedure shown in FIG. 2 will be described with reference to the temperature raising process shown in FIG.
[0037]
The temperature rising process shown in FIG. 3 is a qualitative diagram. Curve (1) is when the use water W is circulated from the beginning at a target flow rate described later, and curve (2) is when the use water W is not circulated. Curve (3) shows the temperature raising process when the flow rate is adjusted and circulated according to the present invention. The dotted line indicates the temperature in the steady state.
[0038]
When the control is started, the refrigerant circuit 1 is activated so that the circulation pump 23 is stopped (Q = 0) (step S1).
[0039]
Then, the circulation amount in the steady state is calculated by a method described later, and this is set as the target flow rate Q (step S2), and the temperature T of the used water W returning to the hot water tank 21 is detected by the discharge temperature detector 25 ( Step S3).
[0040]
In this state, since the use water W is not circulating, the temperature rise of the condenser 12 is the fastest, but this does not mean that the compressor 11 or the like reaches the steady state earliest.
[0041]
Although it depends on what state the steady state is set to, if the temperature of the condenser 12 becomes too high, the amount of condensation in the condenser 12 decreases, and the compressor 11 becomes a high load state and is not shown in the figure. The circuit acts to lower the drive frequency of the compressor 11.
[0042]
An arrow A shown in FIG. 3 indicates that the drive frequency is controlled by the protection circuit. In the present invention, the circulation is started before the protection circuit operates.
[0043]
That is, when the temperature T is lower than the circulation start temperature Ts which is the first preset temperature set in advance in step S4 (T ≦ Ts), the circulation stop state is continued and becomes higher than the circulation start temperature Ts. In the case (T> Ts), circulation is started with the flow rate Q set to Q = Qn * α.
[0044]
As described above, the circulation start temperature Ts is a temperature at which the protection circuit does not work. Also, since the temperature of the condenser 12 is lowered by starting circulation, the load on the compressor 11 is reduced and becomes steady earlier. Try to get close to the state. The temperature rising process from point B to point C in FIG. 3 corresponds to this.
[0045]
In this state, when the temperature T reaches the steady circulation temperature Tn that is the second set temperature (step S6), the flow rate Q is set to the target flow rate Qn (step S7).
[0046]
This means that the circulation amount is reduced, so that the heat lost by the condenser 12 per unit time is reduced and the temperature rises, and the compressor 11 acts in the direction of increasing the load. These overall effects quickly bring the system to a steady state.
[0047]
In addition, as an example of each parameter mentioned above, Ts = 40 ° C., Tn = 47 ° C., and α = 1.1 can be exemplified, but these values are the values of the refrigerant circuit 1 such as the compressor 11 and the condenser 12. Needless to say, since it depends on the capacity, the water supply control accuracy of the circulation pump 23, and the like, it cannot be defined unconditionally.
[0048]
Moreover, the target flow rate mentioned above is calculated | required by empirical formula Q = 860 / (WS2-WS1) / 60 [liter / min].
[0049]
Here, WS1 is the temperature of the use water W entering the heat receiver 22 detected by the inflow temperature detector 27, and WS2 is the use water W detected by the discharge temperature detector 25 and exiting from the heat receiver 22. Temperature. And the control part 3 calculates the circulation flow rate Q so that this WS2 may become target temperature which is 3rd setting temperature.
[0050]
However, the inflow temperature WS1 of the use water W may not necessarily coincide with the temperature of the use water W actually flowing in. For example, when the refrigerant circuit 1 is started, the temperature of the portion where the inflow temperature detector 27 such as the hot water heat exchanger 26 and the heat receiver 22 is attached may have increased due to the previous start. It is affected by temperature.
[0051]
Therefore, in the present invention, the temperature of the place where the used water W flowing into the heat receiver 22 is stored, that is, the temperature TS1 of the used water W located in the lower part of the hot water storage tank 21, is used as the inflow temperature.
[0052]
The temperature TS1 is a temperature detected by the in-tank temperature detector 46, and this enables more accurate flow rate control.
[0053]
【The invention's effect】
As described above, according to the present invention, the circulation rate is adjusted so that the temperature of the use water heated by the refrigerant of the condenser and the flow rate adjuster for adjusting the circulation amount of the use water become a predetermined temperature. When the temperature of the use water heated by the condenser refrigerant is equal to or lower than the preset circulation start temperature, the circulation is stopped, and the temperature is equal to or higher than the circulation start temperature and equal to or lower than the preset steady circulation temperature. In some cases, the compressor is more efficient because a controller that controls the flow rate regulator to circulate a predetermined amount more than the calculated circulation amount and further circulate at the calculated circulation amount when the temperature is equal to or higher than the steady circulation temperature. As a result, it becomes possible to improve the convenience by being able to shorten the time until the hot water storage is completed.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a configuration diagram of a heat pump hot water supply apparatus applied to the description of an embodiment of the present invention.
FIG. 2 is a flowchart showing a flow rate adjustment procedure at start-up.
FIG. 3 is a diagram for explaining a temperature raising process of the condenser at the time of startup.
FIG. 4 is a configuration diagram of a hot water supply apparatus applied to a description of a conventional technique.
[Explanation of symbols]
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Refrigerant circuit 2 Hot water storage part 3 Control part 11 Compressor 12 Condenser 13 Depressurization device 14 Evaporator 21 Hot water storage tank 22 Heat receiver 23 Circulation pump 24 Flow rate adjustment valve 25 Temperature detector 25 Discharge temperature detector 27 Inflow temperature detector 43- 46 In-tank temperature detector 47 Electric heater

Claims (1)

圧縮機、該圧縮機から吐出される高温高圧の冷媒で利用水を加熱する凝縮器、減圧装置、蒸発器を冷媒配管により環状に接続した冷媒回路と、
貯湯槽内の利用水を該貯湯槽の下部より取出し前記凝縮器を介して前記貯湯槽の上部に循環ポンプを用いて循環させる温水回路と
前記温水回路を循環する利用水の循環量を信号に基づいて調整する流量調整弁と、
を有するヒートポンプ給湯装置において、
前記冷媒回路を起動した直後で、前記圧縮機が定常周波数で駆動されるまでの間、前記凝縮器の冷媒で加熱された利用水の温度が所定温度になるように循環量を演算すると共に、前記凝縮器の冷媒で加熱された利用水の温度が、予め設定された循環開始温度以下のときには循環を停止させ、また当該循環開始温度以上であって予め設定された定常循環温度以下の温度のときには、演算した循環量より所定量多い量を循環させるように流量調整弁を制御する制御手段とを有することを特徴とするヒートポンプ給湯装置。
A compressor, a condenser that heats water with high-temperature and high-pressure refrigerant discharged from the compressor, a decompression device, and a refrigerant circuit in which an evaporator is connected in an annular shape by refrigerant piping;
A hot water circuit for taking out the use water in the hot water tank from the lower part of the hot water tank and circulating it through the condenser to the upper part of the hot water tank, using a circulation pump ;
A flow rate adjustment valve that adjusts the circulation amount of the use water circulating through the hot water circuit based on a signal;
In a heat pump water heater having
Immediately after starting the refrigerant circuit and until the compressor is driven at a steady frequency, the circulation amount is calculated so that the temperature of the use water heated by the refrigerant in the condenser becomes a predetermined temperature, and When the temperature of the use water heated by the refrigerant of the condenser is equal to or lower than a preset circulation start temperature, the circulation is stopped, and the temperature is equal to or higher than the circulation start temperature and equal to or lower than a preset steady circulation temperature. In some cases , the heat pump hot water supply apparatus has control means for controlling the flow rate adjusting valve so as to circulate a predetermined amount larger than the calculated circulation amount .
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