JP4453662B2

JP4453662B2 - Heat pump type water heater

Info

Publication number: JP4453662B2
Application number: JP2006015624A
Authority: JP
Inventors: 丈二黒木
Original assignee: Denso Corp
Current assignee: Denso Corp
Priority date: 2006-01-24
Filing date: 2006-01-24
Publication date: 2010-04-21
Anticipated expiration: 2026-01-24
Also published as: JP2007198632A

Description

本発明は、ヒートポンプ装置により水を加熱し湯とするヒートポンプ式給湯装置に関するものである。 The present invention relates to a heat pump type hot water supply apparatus that heats water by a heat pump apparatus to make hot water.

従来のヒートポンプ式給湯装置として、例えば特許文献１に示されるものが知られている。即ち、この給湯装置は、ヒートポンプサイクルと貯湯タンクと最大加熱量制御手段とを備えており、例えば給湯負荷または風呂注湯負荷が大きい場合には、最大加熱量制御手段によってヒートポンプサイクルの加熱量が最大になるようにしている。具体的には、給湯用熱交換器の給湯水出口側における給湯水温度が、給湯設定温度または風呂注湯設定温度よりも低くなるようにして、給湯用熱交換器を流れる給湯水流量を増加させつつ、ヒートポンプサイクル内の圧縮機の回転数を上限回転数にして最大加熱運転を行うようにしている。 As a conventional heat pump type hot water supply apparatus, for example, one disclosed in Patent Document 1 is known. That is, the hot water supply apparatus includes a heat pump cycle, a hot water storage tank, and a maximum heating amount control means. For example, when the hot water supply load or the bath pouring load is large, the heating amount of the heat pump cycle is controlled by the maximum heating amount control means. I try to maximize it. Specifically, increase the flow rate of hot water flowing through the hot water heat exchanger so that the hot water temperature at the hot water outlet side of the hot water heat exchanger is lower than the hot water set temperature or bath pouring set temperature. However, the maximum heating operation is performed by setting the rotation speed of the compressor in the heat pump cycle to the upper limit rotation speed.

これにより、貯湯タンクとの併用運転時に、貯湯タンクの残湯量を最大限に確保して、湯切れを防止できるとしている。
特開２００５−２４１２０６号公報 As a result, during combined operation with the hot water storage tank, the remaining amount of hot water in the hot water storage tank is secured to the maximum to prevent hot water from running out.
JP-A-2005-241206

しかしながら、上記従来技術においては、圧縮機の上限回転数で給湯運転を行うことから、圧縮機の耐久性低下や、ユーザに対する騒音増加の問題が発生する。また、最大加熱運転時において、ユーザの出湯量可変によるヒートポンプサイクルの負荷変動があると、沸き上げ温度やサイクル安定性を確保するために、給湯水用の循環ポンプやヒートポンプサイクル用減圧弁等の各機能品が制御されるが、その時に制御追従遅れが発生し、システム負荷が異常値を超えて（例えば沸き上げ温度が１００℃を超える等）、各機能品が故障すると言った信頼性の低下に繋がることが懸念される。本発明の目的は、上記問題に鑑み、圧縮機の信頼性の確保、騒音レベルの低減を図ること、また、外的要因による急激なヒートポンプサイクルの負荷変動に対してシステム信頼性を確保できるヒートポンプ式給湯装置を提供することにある。 However, in the above prior art, since the hot water supply operation is performed at the upper limit rotation speed of the compressor, problems such as a decrease in the durability of the compressor and an increase in noise to the user occur. In addition, during the maximum heating operation, if there is a load fluctuation in the heat pump cycle due to the user's amount of tapping water, in order to ensure the boiling temperature and cycle stability, a circulating pump for hot water supply, a pressure reducing valve for the heat pump cycle, etc. Each functional product is controlled, but at that time a control follow-up delay occurs, the system load exceeds an abnormal value (for example, the boiling temperature exceeds 100 ° C, etc.), There is concern that it will lead to a decline. In view of the above problems, an object of the present invention is to ensure the reliability of the compressor, reduce the noise level, and to ensure the system reliability against the sudden load fluctuation of the heat pump cycle due to external factors It is in providing a hot water supply apparatus.

本発明は上記目的を達成するために、以下の技術的手段を採用する。 In order to achieve the above object, the present invention employs the following technical means.

請求項１に記載の発明では、内部に給湯用の湯を貯める貯湯タンク（１０）と、圧縮機（２１）、放熱器（２２）、減圧弁（２３）、蒸発器（２４）が順次接続されて、圧縮機（２１）によって冷媒が循環されるヒートポンプ装置（２０）と、
圧縮機（２１）の作動を制御する制御手段（４０）とを備え、
放熱器（２２）の放熱によって給湯水を加熱して、加熱された湯を給湯端末へ直接給湯する直接給湯運転、および加熱された湯を貯湯タンク（１０）へ貯える貯湯運転を行うヒートポンプ式給湯装置において、
制御手段（４０）は、ヒートポンプ装置（２０）として所定加熱能力を確保する下限側回転数と、最大回転数よりも所定量分低い上限側回転数との間で、圧縮機（２１）を作動させると共に、貯湯タンク（１０）内の貯湯熱量が大きいほど、圧縮機（２１）の回転数を低い側に可変して前記圧縮機（２１）を作動させることを特徴としている。
圧縮機（２１）の回転数を下限側回転数以上とすることで、ヒートポンプ装置（２０）としての加熱能力を確保できる。
また、圧縮機（２１）の回転数を上限側回転数以下とすることで、圧縮機（２１）の信頼性向上、騒音低減が可能となり、ヒートポンプ装置（２０）の負荷変動時に、ヒートポンプ装置（２０）の安定化作動のための制御によって制御追従遅れ、および湯温のオーバーシュートが生じても、圧縮機（２１）が低回転側で作動される分、余裕度を持たせることができるので、ヒートポンプ装置（２０）の負荷が異常値を超えることがなく、ヒートポンプ装置（２０）の信頼性を確保できる。
また、貯湯タンク（１０）内の貯湯熱量が大きい場合ほど、貯湯タンク（１０）内の湯を用いて出湯が可能となるので、ヒートポンプ装置（２０）側としては圧縮機（２１）の回転数を低下させることができる。よって、圧縮機（２１）の信頼性向上、騒音低減が可能となり、また、ヒートポンプ装置（２０）の信頼性を確保できる。
請求項２に記載の発明では、制御手段（４０）は、外気温度あるいは給湯水の温度あるいは蒸発器（２４）での冷媒の温度が高いほど、圧縮機（２１）の回転数を低い側に可変して、圧縮機（２１）を作動させることを特徴としている。 In the first aspect of the present invention, a hot water storage tank (10) for storing hot water for hot water supply, a compressor (21), a radiator (22), a pressure reducing valve (23), and an evaporator (24) are sequentially connected. A heat pump device (20) in which the refrigerant is circulated by the compressor (21),
Control means (40) for controlling the operation of the compressor (21),
Heat pump hot water supply that performs hot water supply operation in which hot water is heated by heat radiation of the radiator (22) and the heated hot water is directly supplied to the hot water supply terminal , and hot water storage operation in which the heated hot water is stored in the hot water storage tank (10). In the device
The control means (40) operates the compressor (21) between a lower limit side rotational speed that secures a predetermined heating capacity as the heat pump device (20) and an upper limit side rotational speed that is a predetermined amount lower than the maximum rotational speed. In addition , the compressor (21) is operated by changing the rotational speed of the compressor (21) to a lower side as the amount of stored hot water in the hot water storage tank (10) is larger .
The heating capability as a heat pump apparatus (20) is securable by making the rotation speed of a compressor (21) more than a lower limit side rotation speed.
Further, by setting the rotation speed of the compressor (21) to be equal to or lower than the upper limit rotation speed, it becomes possible to improve the reliability of the compressor (21) and reduce noise, and when the load of the heat pump apparatus (20) fluctuates, 20) Even if control follow-up delay and hot water temperature overshoot occur due to the control for stabilization operation of 20), the compressor (21) can be provided with a margin for operating on the low rotation side. The load of the heat pump device (20) does not exceed the abnormal value, and the reliability of the heat pump device (20) can be ensured.
Further, as the amount of stored hot water in the hot water storage tank (10) is larger, hot water can be discharged using the hot water in the hot water storage tank (10), so that the rotation speed of the compressor (21) is the heat pump device (20) side. Can be reduced. Therefore, the reliability of the compressor (21) can be improved and the noise can be reduced, and the reliability of the heat pump device (20) can be ensured.
In the second aspect of the invention, the control means (40) decreases the rotational speed of the compressor (21) as the outside air temperature, the hot water temperature, or the refrigerant temperature in the evaporator (24) increases. It is variable and operates the compressor (21).

外気温度、給湯水温度、冷媒温度が高い場合は、圧縮機（２１）の吸入側圧力（低圧側圧力）を高く設定でき、冷媒密度を高くして冷媒循環量を増加させることができるので、ヒートポンプ装置（２０）による加熱能力を高めることができる。よって、その分、圧縮機（２１）の回転数を低い側に可変しても同等の加熱能力が確保でき、回転数の低下により圧縮機（２１）の信頼性を向上させ、騒音を低減することができる。 When the outside air temperature, hot water temperature, and refrigerant temperature are high, the suction side pressure (low pressure side pressure) of the compressor (21) can be set high, and the refrigerant density can be increased to increase the refrigerant circulation amount. The heating capability by the heat pump device (20) can be increased. Therefore, even if the rotation speed of the compressor (21) is changed to the lower side, the same heating capacity can be ensured, and the reliability of the compressor (21) is improved by reducing the rotation speed, and noise is reduced. be able to.

また、圧縮機（２１）の回転数を低下させて運転することにより、ヒートポンプ装置（２０）の負荷変動時に、ヒートポンプ装置（２０）の安定化作動のための制御によって制御追従遅れ、および湯温のオーバーシュートが生じても、圧縮機（２１）が低回転側で作動される分、余裕度を持たせることができるので、ヒートポンプ装置（２０）の負荷が異常値を超えることがなく、ヒートポンプ装置（２０）の信頼性を確保できる。 Further, by operating the compressor (21) at a reduced speed, when the load of the heat pump device (20) fluctuates, control follow-up delay and hot water temperature are controlled by the control for stabilizing the heat pump device (20). Even if overshoot occurs, since the compressor (21) is operated on the low rotation side, a margin can be provided, so that the load of the heat pump device (20) does not exceed the abnormal value, and the heat pump The reliability of the device (20) can be ensured.

請求項３に記載の発明では、外気温度あるいは給湯水の温度あるいは冷媒の温度のいずれかを検出する温度検出手段（３２、３３）を有することを特徴としている。 The invention described in claim 3 is characterized by having temperature detecting means (32, 33) for detecting either the outside air temperature, the temperature of the hot water supply, or the temperature of the refrigerant.

これにより、外気温度あるいは給湯水温度あるいは冷媒温度を確実に検出することができる。 As a result, the outside air temperature, the hot water temperature or the refrigerant temperature can be reliably detected.

請求項４に記載の発明では、制御手段（４０）は、冬期において蒸発器（２４）に発生する霜を除去する除霜運転を行う際に、圧縮機（２１）の回転数を増加させることを特徴としている。 In the invention according to claim 4 , the control means (40) increases the rotational speed of the compressor (21) when performing a defrosting operation for removing frost generated in the evaporator (24) in winter. It is characterized by.

これにより、除霜能力を低下させずに除霜運転を行うことができる。 Thereby, a defrosting operation can be performed without reducing the defrosting ability.

請求項５に記載の発明では、制御手段（４０）は、１日の時間帯で湯の使用頻度が高い時間帯では、圧縮機（２１）の回転数を所定の上限側回転数に増加させて、また、１日の時間帯で湯の使用頻度が低い時間帯では、圧縮機（２１）の回転数を所定の下限側回転数に低下させて圧縮機（２１）を作動させることを特徴している。 In the invention according to claim 5 , the control means (40) increases the rotational speed of the compressor (21) to a predetermined upper limit side rotational speed in a time zone in which hot water is frequently used in a time zone of one day. In addition, when the hot water usage frequency is low during the day, the compressor (21) is operated by reducing the rotational speed of the compressor (21) to a predetermined lower limit rotational speed. is doing.

これにより、湯の使用頻度に応じた給湯が可能となり、湯の使用頻度の低い時間帯では、圧縮機（２１）の回転数を低下させることで、請求項１に記載の発明と同様に、圧縮機（２１）の信頼性向上、騒音低減が可能となり、また、ヒートポンプ装置（２０）の信頼性を確保できる。 Thereby, hot water supply according to the usage frequency of hot water becomes possible, and in the time zone when the usage frequency of hot water is low, by reducing the rotation speed of the compressor (21), the invention according to claim 1, The reliability of the compressor (21) can be improved and the noise can be reduced, and the reliability of the heat pump device (20) can be ensured.

請求項６に記載の発明では、湯の使用頻度が高い時間帯、および湯の使用頻度が低い時間帯が予め定められると共に、１日の時間経過を把握するタイマーを有し、制御手段（４０）は、タイマーによって、湯の使用頻度が高い時間帯、および湯の使用頻度が低い時間帯を判別することを特徴としている。
これにより、湯の使用頻度が高い時間帯、および湯の使用頻度の低い時間帯を確実に把握して、圧縮機（２１）の回転数制御が可能となる。 According to the sixth aspect of the present invention, a time zone in which hot water is used frequently and a time zone in which hot water is used are set in advance, and a timer for grasping the passage of time of one day is provided, and the control means (40 ) Is characterized in that a time zone in which hot water usage is high and a time zone in which hot water usage is low are discriminated by a timer.
Thereby, the rotation time control of a compressor (21) is attained by grasping | ascertaining reliably the time slot | zone when hot water use frequency is high, and the time slot | zone when hot water use frequency is low.

請求項７に記載の発明では、内部に給湯用の湯を貯める貯湯タンク（１０）と、圧縮機（２１）、放熱器（２２）、減圧弁（２３）、蒸発器（２４）が順次接続されて、圧縮機（２１）によって冷媒が循環されるヒートポンプ装置（２０）と、圧縮機（２１）の作動を制御する制御手段（４０）とを備え、放熱器（２２）の放熱によって給湯水を加熱して、加熱された湯を給湯端末へ直接給湯する直接給湯運転、および加熱された湯を貯湯タンク（１０）へ貯える貯湯運転を行うヒートポンプ式給湯装置において、
制御手段（４０）は、ヒートポンプ装置（２０）として所定加熱能力を確保する下限側回転数と、最大回転数よりも所定量分低い上限側回転数との間で、圧縮機（２１）を作動させると共に、
ユーザによって設定される湯の沸き上げ設定温度が低い時は、圧縮機（２１）の回転数を所定の上限側回転数に増加させて、また、沸き上げ設定温度が高い時は、圧縮機（２１）の回転数を所定の下限側回転数に低下させて圧縮機（２１）を作動させることを特徴としている。
これにより、ヒートポンプ装置（２０）の効率（ＣＯＰ）を高いレベルで維持して、給湯することができる。そして、沸き上げ設定温度が高い場合は、圧縮機（２１）の回転数を低下させることで、請求項１に記載の発明と同様に、圧縮機（２１）の信頼性向上、騒音低減が可能となり、また、ヒートポンプ装置（２０）の信頼性を確保できる。 In the invention described in claim 7 , a hot water storage tank (10) for storing hot water for hot water supply, a compressor (21), a radiator (22), a pressure reducing valve (23), and an evaporator (24) are sequentially connected. The heat pump device (20) in which the refrigerant is circulated by the compressor (21) and the control means (40) for controlling the operation of the compressor (21) are provided, and hot water is supplied by the heat radiation of the radiator (22). In a heat pump type hot water supply apparatus that performs a direct hot water supply operation in which heated hot water is directly supplied to a hot water supply terminal, and a hot water storage operation in which heated hot water is stored in a hot water storage tank (10).
The control means (40) operates the compressor (21) between a lower limit side rotational speed that secures a predetermined heating capacity as the heat pump device (20) and an upper limit side rotational speed that is a predetermined amount lower than the maximum rotational speed. As well as
When the boiling water set temperature set by the user is low, the rotation speed of the compressor (21) is increased to a predetermined upper limit rotation speed, and when the boiling setting temperature is high, the compressor ( 21), the compressor (21) is operated by lowering the rotational speed to a predetermined lower limit rotational speed.
Thereby, the efficiency (COP) of the heat pump device (20) can be maintained at a high level to supply hot water. And when boiling setting temperature is high, the reliability improvement and noise reduction of a compressor (21) are possible like the invention of Claim 1 by reducing the rotation speed of a compressor (21). In addition, the reliability of the heat pump device (20) can be ensured.

請求項８に記載の発明では、制御手段（４０）によって制御されると共に、放熱器（２２）で加熱された湯と貯湯タンク（１０）に貯められた湯とを所定比率に混合して、この混合された湯を給湯端末へ出湯する混合手段（１３）を有することを特徴としている。
これにより、貯湯タンク（１０）に貯められた湯を有効に活用してヒートポンプ装置（２０）を作動させることができる。そして、貯湯タンク（１０）内の湯が多いほど、圧縮機（２１）を低回転で作動させることができ、請求項１に記載の発明と同様に、圧縮機（２１）の信頼性向上、騒音低減が可能となり、また、ヒートポンプ装置（２０）の信頼性を確保できる。 In invention of Claim 8 , while being controlled by the control means (40), hot water heated by the radiator (22) and hot water stored in the hot water storage tank (10) are mixed in a predetermined ratio, It has a mixing means (13) for discharging the mixed hot water to a hot water supply terminal.
Thereby, the heat pump device (20) can be operated by effectively utilizing the hot water stored in the hot water storage tank (10). And the more hot water in the hot water storage tank (10), the more the compressor (21) can be operated, and the reliability of the compressor (21) is improved as in the invention according to claim 1, Noise can be reduced, and the reliability of the heat pump device (20) can be ensured.

請求項９に記載の発明では、貯湯タンク（１０）内の貯湯熱量を検出する熱量検出手段（３５ａ〜３５ｃ）を有し、制御手段（４０）は、熱量検出手段（３５ａ〜３５ｃ）によって検出される貯湯熱量に応じて、混合手段（１３）を制御することを特徴としている。
これにより、貯湯タンク（１０）に貯められた湯を有効に活用してヒートポンプ装置（２０）の加熱能力を必要最小限として作動させることができる。 In invention of Claim 9 , it has the calorie | heat amount detection means (35a-35c) which detects the amount of hot water storage in the hot water storage tank (10), and a control means (40) is detected by the calorie | heat amount detection means (35a-35c). The mixing means (13) is controlled according to the amount of stored hot water.
Thereby, the hot water stored in the hot water storage tank (10) can be used effectively, and the heating capacity of the heat pump device (20) can be operated with the minimum necessary.

請求項１０に記載の発明では、制御手段（４０）は、熱量検出手段（３５ａ〜３５ｃ）によって検出される貯湯熱量が所定熱量よりも小さい場合には、給湯端末への出湯を停止した後も、圧縮機（２１）を継続作動させて、貯湯運転を行うことを特徴としている。
これにより、貯湯タンク（１０）における必要貯湯熱量を常に維持することで、瞬間給湯運転起動初期のヒートポンプ装置（２０）の冷水出湯、および蒸発器（２４）着霜による加熱不足等を、貯湯タンク（１０）内の湯で補うことができ、ユーザの使い勝手を向上させることができる。 In the invention according to claim 10 , the control means (40) is configured to stop the hot water supply to the hot water supply terminal when the hot water storage heat quantity detected by the heat quantity detection means (35a to 35c) is smaller than the predetermined heat quantity. The hot water storage operation is performed by continuously operating the compressor (21).
Thus, by always maintaining the necessary amount of stored hot water in the hot water storage tank (10), the hot water storage tank at the beginning of the instantaneous hot water supply operation, the cold water hot water of the heat pump device (20), and the lack of heating due to frosting in the evaporator (24) (10) It can be supplemented with hot water in the interior, and user convenience can be improved.

請求項１１に記載発明では、給湯端末から出湯される湯の出湯状態を検出する出湯状態検出手段（３７）を有し、制御手段（４０）は、出湯状態検出手段（３７）による検出結果が出湯状態であると判定すると、圧縮機（２１）を作動させることを特徴としている。 According to the eleventh aspect of the present invention, there is provided a tapping state detecting means (37) for detecting a tapping state of the hot water discharged from the hot water supply terminal, and the control means (40) indicates that the detection result by the tapping state detecting means (37) If it determines with it being in a state, it is characterized by operating a compressor (21).

これにより、ユーザの湯の使用に対応した湯の沸き上げが可能となり、ユーザにとって使い勝手の良い給湯装置（１００）とすることができる。 Thereby, boiling of hot water corresponding to the use of the user's hot water becomes possible, and the hot water supply device (100) that is easy to use for the user can be obtained.

請求項１２に記載の発明では、減圧弁（２３）は、制御手段（４０）によって弁開度が制御される可変式減圧弁（４０）としたことを特徴としている。 The invention according to claim 12 is characterized in that the pressure reducing valve (23) is a variable pressure reducing valve (40) whose valve opening degree is controlled by the control means (40).

これにより、減圧弁（２３）の弁開度制御によりヒートポンプ装置（２０）の高圧側圧力、およびそれに対応する冷媒温度を制御できるようになるので、効率的な湯の沸き上げが可能となる。 Accordingly, the high pressure side pressure of the heat pump device (20) and the refrigerant temperature corresponding to the high pressure side pressure can be controlled by the valve opening degree control of the pressure reducing valve (23), so that efficient boiling of hot water becomes possible.

請求項１３に記載の発明では、放熱器（２２）で加熱された湯の沸き上げ温度を検出する温度検出手段（３１）と、制御手段（４０）によって制御されると共に、放熱器（２２）に供給される給湯水の流量を調整する流量調整手段（２７）とを有することを特徴としている。 In invention of Claim 13 , while being controlled by the temperature detection means (31) which detects the boiling temperature of the hot water heated with the heat radiator (22), and a control means (40), a heat radiator (22) And a flow rate adjusting means (27) for adjusting the flow rate of the hot water supplied to the water.

これにより、沸き上げ温度に応じて給湯水の流量を調整することができ、効率的な湯の沸き上げが可能となる。
請求項１４に記載の発明では、圧縮機（２１）は、冷媒を臨界圧力以上に圧縮して吐出することを特徴としている。 Thereby, the flow rate of hot water supply can be adjusted according to the boiling temperature, and efficient boiling of hot water becomes possible.
The invention according to claim 14 is characterized in that the compressor (21) compresses and discharges the refrigerant to a critical pressure or higher.

これにより、ヒートポンプ装置（２０）内の放熱器（２２）での冷媒温度をより高くすることができ、給湯水に対する加熱能力を増大できる。 Thereby, the refrigerant | coolant temperature in the heat radiator (22) in a heat pump apparatus (20) can be made higher, and the heating capability with respect to hot water supply can be increased.

そして、請求項１５に記載の発明のように、冷媒としては、具体的には、二酸化炭素とすることができる。 And like invention of Claim 15 , as a refrigerant | coolant, specifically, it can be set as a carbon dioxide.

尚、上記各手段に付した括弧内の符号は、後述する実施形態記載の具体的手段との対応関係を示す一例である。 In addition, the code | symbol in the parenthesis attached | subjected to each said means is an example which shows a corresponding relationship with the specific means as described in embodiment mentioned later.

（第１実施形態）
以下、本発明の第１実施形態おけるヒートポンプ式給湯装置１００について図１、図２を用いて説明する。尚、図１は本発明を適用させたヒートポンプ式給湯装置１００の全体構成を示す模式図、図２は制御装置４０が圧縮機２１の回転数を決定する際に使用する外気温度に対する回転数の関係を示す制御特性図である。 (First embodiment)
Hereinafter, the heat pump type hot water supply apparatus 100 according to the first embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS. 1 and 2. FIG. 1 is a schematic diagram showing the overall configuration of a heat pump type hot water supply apparatus 100 to which the present invention is applied, and FIG. 2 shows the rotation speed with respect to the outside air temperature used when the control apparatus 40 determines the rotation speed of the compressor 21. It is a control characteristic figure which shows a relationship.

本実施形態のヒートポンプ式給湯装置（以下、給湯装置）１００は、一般家庭用として使用されるものであり、ヒートポンプユニット２０によって生成される湯を貯湯タンク１０内に貯めると共に、貯められた湯を給湯用の湯として、台所、洗面所、風呂等の給湯端末へ供給する。 A heat pump type hot water supply apparatus (hereinafter referred to as a hot water supply apparatus) 100 of this embodiment is used for general household use, and stores hot water generated by the heat pump unit 20 in the hot water storage tank 10 and also stores the stored hot water. As hot water for hot water supply, it is supplied to hot water terminals such as kitchens, washrooms, and baths.

図１に示すように、給湯装置１００は、導入管１１によってその最下部に給湯水（水道水）が供給される貯湯タンク１０と、この貯湯タンク１０内の最下部の給湯水を貯湯タンク１０内の最上部に送る循環回路２６と、循環回路２６を流れる給湯水を直接的に加熱するヒートポンプユニット（本発明におけるヒートポンプ装置に対応）２０と、貯湯タンク１０内の湯を貯湯タンク１０外に送る各種配管１２、１４、１６と、本給湯システムの作動を制御する制御装置（本発明における制御手段に対応）４０とを備えており、これらによって給湯機能を発揮する。 As shown in FIG. 1, a hot water supply device 100 includes a hot water storage tank 10 in which hot water (tap water) is supplied to the lowermost portion thereof by an introduction pipe 11, and the lowermost hot water in the hot water storage tank 10. A circulation circuit 26 to be sent to the top of the inside, a heat pump unit (corresponding to the heat pump device in the present invention) 20 for directly heating hot water flowing through the circulation circuit 26, and hot water in the hot water storage tank 10 outside the hot water storage tank 10 Various pipes 12, 14, and 16 to be sent and a control device (corresponding to the control means in the present invention) 40 for controlling the operation of the hot water supply system are provided, thereby exhibiting a hot water supply function.

貯湯タンク１０は、給湯用の湯を貯める容器であって、耐食性に優れた金属（例えば、ステンレス）から成り、外周部に図示しない断熱材が配置されており、高温の湯を長時間に渡って保温することができるようになっている。 The hot water storage tank 10 is a container for storing hot water for hot water supply, and is made of a metal having excellent corrosion resistance (for example, stainless steel). Can be kept warm.

また、貯湯タンク１０は縦長形状であり、その底面に導入口１０ａが設けられ、この導入口１０ａには貯湯タンク１０内に給湯水を供給する導入用流路としての導入管１１が接続されている。この導入管１１には温度検出手段としての給水サーミスタ３３が設けられており、給水サーミスタ３３は導入管１１内（給湯水）の温度信号を後述する制御装置４０（システム制御装置４２）に出力するようになっている。尚、導入管１１には、導入される給湯水の水圧が所定圧となるように調節すると共に、断水等における湯の逆流を防止する減圧逆止弁（図示せず）が設けられている。 The hot water storage tank 10 has a vertically long shape and is provided with an introduction port 10a on the bottom surface. An introduction pipe 11 serving as an introduction flow path for supplying hot water into the hot water storage tank 10 is connected to the introduction port 10a. Yes. The introduction pipe 11 is provided with a water supply thermistor 33 as temperature detecting means, and the water supply thermistor 33 outputs a temperature signal in the introduction pipe 11 (hot water supply water) to a control device 40 (system control device 42) described later. It is like that. The introduction pipe 11 is provided with a pressure reducing check valve (not shown) for adjusting the water pressure of the hot water to be introduced to a predetermined pressure and preventing the back flow of the hot water in the case of water interruption or the like.

一方、貯湯タンク１０の最上部には導入導出口１０ｂが設けられ、この導入導出口１０ｂには、後述するヒートポンプユニット２０によって生成された湯を貯湯タンク１０内に導入すると共に、貯湯タンク１０内に貯められた湯を導出するための給湯用流路としての高温配管１２が接続されている。高温配管１２の反貯湯タンク側は、後述する混合弁１３に接続されている。 On the other hand, an inlet / outlet port 10b is provided at the uppermost part of the hot water storage tank 10, and hot water generated by a heat pump unit 20 described later is introduced into the hot water storage tank 10 into the inlet / outlet port 10b. A high-temperature pipe 12 is connected as a hot water supply passage for deriving hot water stored in the hot water. The anti-hot water storage tank side of the high temperature pipe 12 is connected to a mixing valve 13 described later.

尚、この高温配管１２の経路途中には、図示しない逃がし弁が配設された排出配管が接続されており、貯湯タンク１０内の圧力が所定圧以上に上昇した場合には、貯湯タンク１０内の湯を外部に排出して、貯湯タンク１０等にダメージを与えないようになっている。 A discharge pipe provided with a relief valve (not shown) is connected in the middle of the route of the high-temperature pipe 12, and when the pressure in the hot water storage tank 10 rises above a predetermined pressure, The hot water is discharged to the outside so that the hot water storage tank 10 and the like are not damaged.

貯湯タンク１０の外壁面には、貯湯量および貯湯温度から貯湯タンク１０内の貯湯熱量を検出するための熱量検出手段としての複数（本例では３つ）の貯湯サーミスタ３５ａ〜３５ｃが縦方向（貯湯タンク１０の高さ方向）にほぼ等間隔に配置されている。貯湯サーミスタ３５ａ〜３５ｃは貯湯タンク１０内に満たされた湯あるいは給湯水の各水位レベルでの温度信号を後述する制御装置４０（システム制御装置４２）に出力するようになっている。 On the outer wall surface of the hot water storage tank 10, a plurality of (three in this example) hot water storage thermistors 35a to 35c serving as heat amount detecting means for detecting the amount of hot water stored in the hot water storage tank 10 from the amount of stored hot water and the stored hot water temperature are provided in the vertical direction ( The hot water storage tanks 10 are arranged at substantially equal intervals in the height direction of the hot water storage tank 10. The hot water storage thermistors 35a to 35c are configured to output a temperature signal at each water level filled in the hot water storage tank 10 to a control device 40 (system control device 42) described later.

従って、制御装置４０は、貯湯サーミスタ３５ａ〜３５ｃからの温度信号に基づいて、貯湯タンク１０内上方の沸き上げられた湯と貯湯タンク１０内下方の沸き上げられる前の給湯水との境界位置を検出できると共に、これにより貯湯熱量が検出できるようになっている。 Therefore, based on the temperature signal from hot water storage thermistors 35a to 35c, control device 40 determines the boundary position between the hot water heated up inside hot water storage tank 10 and the hot water supplied before boiling down hot water storage tank 10. In addition to being able to detect this, the amount of stored hot water can be detected.

尚、これらの貯湯サーミスタ３５ａ〜３５ｃのうち、貯湯サーミスタ３５ａは、貯湯タンク１０の最上部外壁面に設けられており、高温配管１２に吸入される高温の湯の温度である貯湯タンク１０内最上部の湯温を検出する出湯サーミスタの機能も有している。 Of these hot water storage thermistors 35 a to 35 c, the hot water storage thermistor 35 a is provided on the outermost wall surface of the hot water storage tank 10, and is the innermost in the hot water storage tank 10 that is the temperature of the hot water sucked into the high temperature pipe 12. It also has the function of a hot water thermistor that detects the temperature of the hot water at the top.

貯湯タンク１０の下部には、貯湯タンク１０内の最下部の給湯水を後述するヒートポンプユニット２０側に吸入するための吸入口１０ｃが設けられている。吸入口１０ｃと後述する混合弁１３とは循環回路２６で接続されており、この循環回路２６の一部はヒートポンプユニット２０内に配置されている。 At the lower part of the hot water storage tank 10, there is provided a suction port 10c for sucking the lowermost hot water in the hot water storage tank 10 into the heat pump unit 20 described later. The suction port 10 c and a mixing valve 13 described later are connected by a circulation circuit 26, and a part of the circulation circuit 26 is disposed in the heat pump unit 20.

混合弁１３は、３つの流路が外部側から中心部で互いに連通すると共に、各流路の弁開度が調節可能な３方弁とした混合手段であり、各流路の弁開度は後述する制御装置４０（システム制御装置４２）によって制御されるようになっている。混合弁１３の３つの流路のうち、１つ目の流路には上記高温配管１２の反貯湯タンク側が接続され、２つ目の流路には循環回路２６の下流側が接続され、３つ目の流路には給湯用配管１４が接続されている。 The mixing valve 13 is a mixing means in which three flow paths communicate with each other at the center from the outside and the valve opening degree of each flow path can be adjusted. The valve opening degree of each flow path is It is controlled by a control device 40 (system control device 42) described later. Of the three flow paths of the mixing valve 13, the first flow path is connected to the anti-hot water storage tank side of the high-temperature pipe 12, and the second flow path is connected to the downstream side of the circulation circuit 26. A hot water supply pipe 14 is connected to the eye channel.

給湯用配管１４には、この給湯用配管１４を流通する湯の温度を検出する湯温サーミスタ３４が設けられると共に、給湯用配管１４の下流側が後述する給湯用混合弁１５に接続されている。湯温サーミスタ３４で検出された温度信号は後述する制御装置４０（システム制御装置４２）に出力されるようになっている。 The hot water supply pipe 14 is provided with a hot water temperature thermistor 34 for detecting the temperature of the hot water flowing through the hot water supply pipe 14, and the downstream side of the hot water supply pipe 14 is connected to a hot water supply mixing valve 15 described later. The temperature signal detected by the hot water temperature thermistor 34 is output to a control device 40 (system control device 42) described later.

混合弁１３の３つの流路の弁開度は、貯湯サーミスタ３５ａ〜３５ｃ、湯温サーミスタ３４、後述する沸き上げ温度サーミスタ３１より検出される温度信号に基づいて制御される。更に詳述すると、混合弁１３の３つの流路の弁開度の制御パターンは、以下の３種となっている。即ち、１つ目は、高温配管１２側および循環回路２６側の流路が開かれて、給湯用配管１４側の流路が閉じられて後述するヒートポンプユニット２０にて生成された湯が貯湯タンク１０内に貯められる第１パターン（貯湯パターン）である。２つ目は、高温配管１２側、循環回路２６側、給湯用配管１４側のすべてが開かれると共に、高温配管１２側と循環回路２６側との弁開度が所定比率で分配されて、貯湯タンク１０および後述するヒートポンプユニット２０からの湯が所定比率で混合されて給湯端末側に給湯される第２パターン（タンク補助給湯パターン）である。３つ目が、循環回路２６側および給湯用配管１４側の流路が開かれて、高温配管１２側の流路が閉じられて、後述するヒータポンプユニット２０にて生成された湯が直接給湯端末側に給湯される第３パターン（直接給湯パターン）である。 The valve openings of the three flow paths of the mixing valve 13 are controlled based on temperature signals detected by the hot water storage thermistors 35a to 35c, the hot water temperature thermistor 34, and a boiling temperature thermistor 31 described later. More specifically, the control patterns of the valve openings of the three flow paths of the mixing valve 13 are the following three types. That is, the first is that the flow path on the high temperature pipe 12 side and the circulation circuit 26 side is opened, the flow path on the hot water supply pipe 14 side is closed, and hot water generated by the heat pump unit 20 described later is a hot water storage tank. 10 is a first pattern (hot water storage pattern) that is stored in 10. Second, all of the high-temperature pipe 12 side, the circulation circuit 26 side, and the hot water supply pipe 14 side are opened, and the valve openings of the high-temperature pipe 12 side and the circulation circuit 26 side are distributed at a predetermined ratio, so that hot water storage is performed. It is the 2nd pattern (tank auxiliary hot water supply pattern) by which the hot water from the tank 10 and the heat pump unit 20 mentioned later is mixed by the predetermined ratio, and is supplied to the hot water supply terminal side. Third, the flow path on the circulation circuit 26 side and the hot water supply pipe 14 side is opened, the flow path on the high temperature pipe 12 side is closed, and hot water generated by the heater pump unit 20 described later is directly supplied with hot water. It is a 3rd pattern (direct hot-water supply pattern) supplied to the terminal side.

導入管１１には、導入口１０ａの手前部から分岐する給水管１１ａが設けられており、給水管１１ａの下流端は、後述する給湯用混合弁１５に繋がれている。 The introduction pipe 11 is provided with a water supply pipe 11a branched from the front part of the introduction port 10a, and the downstream end of the water supply pipe 11a is connected to a hot water supply mixing valve 15 described later.

給湯用混合弁１５は、ここに接続される端末用配管１６から給湯端末へ出湯する湯の温度を調節する温度調節弁であり、給湯用配管１４側の弁開度と給水管１１ａ側の弁開度との比率を調節することで出湯する湯温を調節する。尚、端末用配管１６には、ここを流通する湯の温度を検出する給湯サーミスタ３６が設けられており、検出された温度信号は後述する制御装置４０（システム制御装置４２）に出力されるようになっている。そして、給湯用混合弁１５の開度比率は、給水サーミスタ３３および湯温サーミスタ３４によって得られる温度から、給湯サーミスタ３６で得られる出湯温度がユーザの設定する設定温度となるように、制御装置４０（システム制御装置４２）によって制御されるようになっている。 The hot water supply mixing valve 15 is a temperature adjustment valve that adjusts the temperature of hot water discharged from the terminal pipe 16 connected thereto to the hot water supply terminal. The valve opening on the hot water supply pipe 14 side and the valve on the water supply pipe 11a side are adjusted. The hot water temperature is adjusted by adjusting the ratio with the opening. The terminal pipe 16 is provided with a hot water supply thermistor 36 for detecting the temperature of hot water flowing therethrough, and the detected temperature signal is output to a control device 40 (system control device 42) described later. It has become. Then, the opening ratio of the hot water supply mixing valve 15 is adjusted so that the hot water temperature obtained by the hot water supply thermistor 36 becomes the set temperature set by the user from the temperatures obtained by the hot water thermistor 33 and the hot water temperature thermistor 34. It is controlled by (system controller 42).

また、端末用配管１６には、ここを流通する湯の流量を検出する流量カウンタ３７が設けられており、検出された流量信号は後述する制御装置４０（システム制御装置４２）に出力されるようになっている。尚、流量カウンタ３７は、本発明における出湯状態検出手段に対応し、制御装置４０は、上記流量を検出することで給湯端末に対して出湯状態であることを判定する。 Further, the terminal pipe 16 is provided with a flow rate counter 37 for detecting the flow rate of hot water flowing therethrough, and the detected flow rate signal is output to a control device 40 (system control device 42) described later. It has become. The flow rate counter 37 corresponds to the hot water state detection means in the present invention, and the control device 40 determines that the hot water supply terminal is in the hot water state by detecting the flow rate.

ヒートポンプユニット２０は、冷媒として臨界温度の低い二酸化炭素（ＣＯ_２）を使用するヒートポンプサイクル２０Ａと、循環回路２６中に設置された給水ポンプ２７とから構成されている。尚、超臨界ヒートポンプによれば、一般的なヒートポンプサイクルよりも高温（例えば、８５℃〜９０℃程度）の湯を貯湯タンク１０内に貯えることができる。 The heat pump unit 20 includes a heat pump cycle 20 </ _b > A that uses carbon dioxide (CO ₂ ) having a low critical temperature as a refrigerant, and a feed water pump 27 installed in the circulation circuit 26. According to the supercritical heat pump, hot water having a temperature higher than that of a general heat pump cycle (for example, about 85 ° C. to 90 ° C.) can be stored in the hot water storage tank 10.

ヒートポンプサイクル２０Ａは、電動式の圧縮機２１、放熱器２２、減圧弁２３、蒸発器２４、およびアキュムレータ２５が順次冷媒配管によって接続されて構成されており、その作動は後述する制御装置４０（ヒートポンプ制御装置４１）によって制御されるようになっている。 The heat pump cycle 20A is composed of an electric compressor 21, a radiator 22, a pressure reducing valve 23, an evaporator 24, and an accumulator 25, which are sequentially connected by a refrigerant pipe. It is controlled by the control device 41).

圧縮機２１は、アキュムレータ２５より吸引した冷媒を臨界圧力以上の高圧に圧縮して吐出する電動式の回転機械であり、内蔵される電動モータ（図示せず）によって回転駆動される。圧縮機２１は、種々の運転条件下において規定の能力が出るよう後述する制御装置４０（ヒートポンプ制御装置４１）により回転数が制御される。 The compressor 21 is an electric rotary machine that compresses and discharges the refrigerant sucked from the accumulator 25 to a high pressure equal to or higher than the critical pressure, and is rotated by a built-in electric motor (not shown). The rotation speed of the compressor 21 is controlled by a control device 40 (heat pump control device 41) which will be described later so that a prescribed capacity is obtained under various operating conditions.

減圧弁２３は、放熱器２２（詳細後述）から流出する高圧の冷媒を減圧する減圧手段であり、ここでは後述する制御装置４０（ヒートポンプ制御装置４１）によって弁開度が電気的に制御される可変式減圧弁としている。 The pressure reducing valve 23 is a pressure reducing means for reducing the pressure of the high-pressure refrigerant flowing out from the radiator 22 (details will be described later). Here, the valve opening degree is electrically controlled by a control device 40 (heat pump control device 41) described later. Variable pressure reducing valve.

蒸発器２４は、減圧弁２３で減圧された冷媒を蒸発器２４用の送風ファン２４ａによって送風される外気との熱交換によって（外気から吸熱することによって）蒸発気化させ、圧縮機２１にガス冷媒を供給する。その送風ファン２４ａは、蒸発器２４の熱交換性能を確保するよう、後述する制御装置４０（ヒートポンプ制御装置４１）によって回転数が制御される。 The evaporator 24 evaporates the refrigerant decompressed by the pressure reducing valve 23 by heat exchange with the outside air blown by the blower fan 24a for the evaporator 24 (by absorbing heat from the outside air), and causes the compressor 21 to gas refrigerant. Supply. The rotational speed of the blower fan 24a is controlled by a control device 40 (heat pump control device 41) described later so as to ensure the heat exchange performance of the evaporator 24.

蒸発器２４の外気流入側には、この外気の温度を検出する温度検出手段としての外気温サーミスタ３２が設けられている。外気温サーミスタ３２で検出された温度信号は後述する制御装置４０（ヒートポンプ制御装置４１）に出力されるようになっている。 An outside air temperature thermistor 32 is provided on the outside air inflow side of the evaporator 24 as temperature detecting means for detecting the temperature of the outside air. The temperature signal detected by the outside temperature thermistor 32 is output to a control device 40 (heat pump control device 41) described later.

アキュムレータ２５は、蒸発器２４より流出される冷媒を気液分離して、気相冷媒のみ圧縮機２１に吸引させると共に、サイクル中の余剰冷媒を貯える。 The accumulator 25 gas-liquid separates the refrigerant flowing out of the evaporator 24, causes only the gas-phase refrigerant to be sucked into the compressor 21, and stores excess refrigerant in the cycle.

放熱器２２は、圧縮機２１の吐出口より吐出された高温・高圧の冷媒によって（冷媒の熱を放熱することによって）給湯水を加熱して湯とする熱交換器であり、冷媒側熱交換器２２ａと水側熱交換器２２ｂとを有している。冷媒側熱交換器２２ａは、圧縮機２１の吐出口より吐出された高圧のガス冷媒が流通する冷媒流路管により構成されている。 The radiator 22 is a heat exchanger that heats hot water by using high-temperature and high-pressure refrigerant discharged from the discharge port of the compressor 21 (by dissipating the heat of the refrigerant) to make hot water. And a water side heat exchanger 22b. The refrigerant side heat exchanger 22a is configured by a refrigerant flow channel pipe through which a high-pressure gas refrigerant discharged from the discharge port of the compressor 21 flows.

そして、水側熱交換器２２ｂは、その一端面が上記冷媒側熱交換器２２ａの対向する面に熱交換可能に密着して二層構造となるように配置されている。水側熱交換器２２ｂは循環回路２６に配設され、冷媒側熱交換器２２ａの冷媒入口部から冷媒出口部に至る冷媒流路の全長で冷媒と循環回路２６を流通する給湯水との間で熱交換を行うように構成されており、水側熱交換器２２ｂの出口部から沸き上げ温度（６５℃〜９０℃程度）相当の湯が生成されるようにしている。 And the water side heat exchanger 22b is arrange | positioned so that the end surface may closely_contact | adhere to the surface which the said refrigerant | coolant side heat exchanger 22a opposes so that heat exchange is possible, and it becomes a two-layer structure. The water-side heat exchanger 22b is disposed in the circulation circuit 26, and is located between the refrigerant and hot water flowing through the circulation circuit 26 over the entire length of the refrigerant flow path from the refrigerant inlet to the refrigerant outlet of the refrigerant-side heat exchanger 22a. The hot water corresponding to the boiling temperature (about 65 ° C. to 90 ° C.) is generated from the outlet of the water side heat exchanger 22b.

尚、循環回路２６の水側熱交換器２２ｂの出口側には、沸き上げ温度を検出する温度検出手段としての沸き上げ温度サーミスタ３１が設けられており、この沸き上げ温度サーミスタ３１で検出された温度信号は後述する制御装置４０（ヒートポンプ制御装置４１）に出力されるようになっている。 A boiling temperature thermistor 31 is provided on the outlet side of the water side heat exchanger 22b of the circulation circuit 26 as temperature detecting means for detecting the boiling temperature. The boiling temperature thermistor 31 detects the boiling temperature thermistor 31. The temperature signal is output to a control device 40 (heat pump control device 41) described later.

そして、循環回路２６の吸入口１０ｃと水側熱交換器２２ｂとの間には、流量調整手段としての給水ポンプ２７が配設されている。給水ポンプ２７は、内蔵される電動モータ（図示せず）によって回転駆動されて、湯の沸き上げ時に給湯水を吸入口１０ｃから吸入して、水側熱交換器２２ｂ内で加熱された湯を混合弁１３を介して貯湯タンク１０に還流させる、あるいは給湯端末側に給湯するように作動する。この給水ポンプ２７は、水側熱交換器２２ｂの出口側水温が、種々の運転条件下において決定される所定の沸き上げ設定温度となるように、後述する制御装置４０（システム制御装置４１）によって回転数が制御される。 And between the inlet 10c of the circulation circuit 26 and the water side heat exchanger 22b, the water supply pump 27 as a flow volume adjustment means is arrange | positioned. The water supply pump 27 is driven to rotate by a built-in electric motor (not shown), and sucks hot water from the suction port 10c when boiling the hot water, and supplies hot water heated in the water-side heat exchanger 22b. It operates to recirculate to the hot water storage tank 10 through the mixing valve 13 or to supply hot water to the hot water supply terminal side. The feed water pump 27 is controlled by a control device 40 (system control device 41), which will be described later, so that the water temperature on the outlet side of the water side heat exchanger 22b becomes a predetermined boiling set temperature determined under various operating conditions. The rotation speed is controlled.

尚、流量調整手段としては、上記給水ポンプ２７に代えて、水道水圧を利用する流量調整弁としても良い。 The flow rate adjusting means may be a flow rate adjusting valve that uses tap water pressure instead of the water supply pump 27.

ヒートポンプユニット２０（圧縮機２１、減圧弁２３、送風ファン２４ａ、給水ポンプ２７）は、動力源として交流電力を用い、主に、料金設定の最も安い深夜時間帯の深夜電力を用いて、貯湯タンク１０内の湯を沸き上げて貯める貯湯運転を行うように、更には、昼間時間帯においても貯湯タンク１０内最上部の湯温、湯量が低下してくると直接的に、あるいは貯湯タンク１０内の湯と混合して給湯端末に給湯する直接給湯運転を行うように制御される。 The heat pump unit 20 (the compressor 21, the pressure reducing valve 23, the blower fan 24a, and the water supply pump 27) uses AC power as a power source, and mainly uses midnight power in the midnight time zone where the charge setting is the cheapest. In addition to performing hot water storage operation in which the hot water in the hot water 10 is boiled and stored, even in the daytime hours, the hot water temperature at the top of the hot water storage tank 10 and the amount of hot water decrease directly or in the hot water storage tank 10. It is controlled to perform a direct hot water supply operation in which it is mixed with hot water and supplied to the hot water supply terminal.

制御手段である制御装置４０は、ヒートポンプ制御装置４１とシステム制御装置４２とを有しており、ヒートポンプ制御装置４１はヒートポンプユニット２０側に配置され、また、システム制御装置４２は貯湯タンク１０側に配置されている。制御手段４０は、マイクロコンピュータを主体として構成され、内蔵のＲＯＭ（図示せず）には、予め設定された制御プログラムが設けられており、各サーミスタ３１〜３４、３５ａ〜３５ｃ、３６からの温度信号、流量カウンタ３７からの流量信号、ユーザが入力する操作盤４３からの操作信号等に基づいて、各種混合弁１３、１５、ヒートポンプユニット２０（圧縮機２１、減圧弁２３、送風ファン２４ａ、給湯ポンプ２７）を制御するように構成されている。 The control device 40, which is a control means, includes a heat pump control device 41 and a system control device 42. The heat pump control device 41 is disposed on the heat pump unit 20 side, and the system control device 42 is disposed on the hot water storage tank 10 side. Has been placed. The control means 40 is mainly composed of a microcomputer, and a built-in ROM (not shown) is provided with a preset control program, and the temperature from each of the thermistors 31 to 34, 35a to 35c, 36. Various mixing valves 13 and 15, heat pump unit 20 (compressor 21, pressure reducing valve 23, blower fan 24a, hot water supply) based on the signal, the flow rate signal from flow rate counter 37, the operation signal from operation panel 43 input by the user, etc. It is configured to control the pump 27).

尚、操作盤４３には、操作スイッチとして、電源スイッチ、給湯設定温度スイッチ、湯張りスイッチ、湯張り設定温度スイッチ等が設けられている。また、操作盤４３は、浴室内や台所等の湯を使用する場所の近傍に設置されている。 The operation panel 43 is provided with a power switch, a hot water supply set temperature switch, a hot water filling switch, a hot water filling set temperature switch, and the like as operation switches. The operation panel 43 is installed in the vicinity of a place where hot water is used such as in a bathroom or kitchen.

次に、上記構成による給湯装置１００の作動について説明する。 Next, the operation of the hot water supply apparatus 100 configured as described above will be described.

制御装置４０は深夜時間帯には、安価な深夜電力を用いヒートポンプユニット２０作動させ、混合弁１３の弁開度を第１パターン（貯湯パターン）に切替え、給湯水を循環回路２６に循環させ、放熱器２２で加熱して、生成された高温（６５℃〜９０℃）の湯を混合弁１３を通して貯湯タンク１０の上部から貯めていく（貯湯運転）。 The control device 40 operates the heat pump unit 20 using inexpensive late-night power during the midnight hours, switches the valve opening of the mixing valve 13 to the first pattern (hot water storage pattern), and circulates hot water to the circulation circuit 26. Heated by the radiator 22, the generated hot (65 ° C. to 90 ° C.) hot water is stored from the upper part of the hot water storage tank 10 through the mixing valve 13 (hot water storage operation).

尚、ヒートポンプユニット２０による貯湯運転においては、制御装置４０は、ヒートポンプサイクル２０Ａの作動効率を高めつつ、沸き上げ温度サーミスタ３１で得られる湯の温度を沸き上げ設定温度とするために、圧縮機２１、給水ポンプ２７、送風ファン２４ａの回転数、および減圧弁２３の弁開度を調節してヒートポンプユニット２０を運転する。 In the hot water storage operation by the heat pump unit 20, the control device 40 increases the operating efficiency of the heat pump cycle 20A and sets the temperature of the hot water obtained by the boiling temperature thermistor 31 to the boiling set temperature. The heat pump unit 20 is operated by adjusting the rotation speed of the water supply pump 27, the blower fan 24a, and the valve opening degree of the pressure reducing valve 23.

そして、昼間時間帯においてユーザが湯を使用すると、その時の湯の使用量（流量カウンタ３７によって得られる流量）、および貯湯タンク１０内の貯湯熱量（貯湯サーミスタ３５ａ〜３５ｃによって得られる湯温と湯量）に応じて、混合弁１３を第２パターン（タンク補助給湯パターン）に切替えて、貯湯タンク１０内の湯を優先的に使用しつつ、ヒートポンプユニット２０を作動させることで、生成した湯を貯湯タンク１０内の湯と混合して給湯用配管１４側に出湯する（タンク補助給湯運転）。 When the user uses hot water during the daytime period, the amount of hot water used at that time (the flow rate obtained by the flow rate counter 37) and the amount of hot water stored in the hot water storage tank 10 (the hot water temperature and the amount of hot water obtained by the hot water storage thermistors 35a to 35c). ), The mixing valve 13 is switched to the second pattern (tank auxiliary hot water supply pattern), and the generated hot water is stored by operating the heat pump unit 20 while preferentially using the hot water in the hot water storage tank 10. The hot water in the tank 10 is mixed and discharged to the hot water supply pipe 14 side (tank auxiliary hot water supply operation).

ここで、貯湯タンク１０内の湯の熱量が予め定めた最少貯湯熱量（所定熱量）を下回ると、制御装置４０は混合弁１３を第３パターン（直接瞬間給湯パターン）に切替えて、ヒートポンプユニット２０で生成された湯を直接的に給湯用配管１４側に出湯する（直接給湯運転）。 Here, when the amount of hot water in the hot water storage tank 10 falls below a predetermined minimum amount of stored hot water (predetermined amount of heat), the control device 40 switches the mixing valve 13 to the third pattern (direct instantaneous hot water supply pattern), and the heat pump unit 20. The hot water generated in step 1 is discharged directly to the hot water supply pipe 14 side (direct hot water supply operation).

制御装置４０は、給湯用配管１４に出湯された湯の温度が所定温度（操作盤４３から得られる設定温度＋２〜５℃）となるように、混合弁１３の弁開度を調整、あるいはヒートポンプユニット２０の加熱能力（圧縮機２１、給水ポンプ２７の回転数等）を調整する。更に、混合弁１５の弁開度を調整して上記給湯用配管１４を流通する湯と、給水管１１ａを流通する給湯水とを混合して、給湯サーミスタ３６で得られる湯の温度が設定温度となるようにして、端末用配管１６から給湯端末側へ出湯する。 The control device 40 adjusts the valve opening of the mixing valve 13 so that the temperature of the hot water discharged to the hot water supply pipe 14 becomes a predetermined temperature (set temperature +2 to 5 ° C. obtained from the operation panel 43), or a heat pump. The heating capacity of the unit 20 (the compressor 21, the rotation speed of the feed water pump 27, etc.) is adjusted. Furthermore, the temperature of the hot water obtained by the hot water supply thermistor 36 is adjusted by mixing the hot water flowing through the hot water supply pipe 14 by adjusting the valve opening of the mixing valve 15 and the hot water flowing through the water supply pipe 11a. Then, the hot water is discharged from the terminal pipe 16 to the hot water supply terminal side.

ここで本実施形態においては、制御装置４０はヒートポンプユニット２０を作動させる場合の圧縮機２１の回転数（以下、圧縮機回転数）を、図２に示す制御特性図から決定して制御するようにしている。即ち、制御特性図は、外気温度と圧縮機回転数とを関係付けたものとしており、外気温度が高いほど、圧縮機回転数が低くなるようにしている。更に詳述すると、外気温度の低い冬期においてはヒートポンプユニット２０としての加熱能力がより大きく要求されることから、圧縮機回転数を圧縮機２１の最大回転数と設定して、以下、一年の中間期（春、秋）から夏期に対応する外気温度では、順次、圧縮機回転数が低くなるようにしている。 Here, in the present embodiment, the control device 40 controls the rotational speed of the compressor 21 (hereinafter referred to as the compressor rotational speed) when operating the heat pump unit 20 by determining it from the control characteristic diagram shown in FIG. I have to. That is, the control characteristic diagram relates the outside air temperature and the compressor rotation speed, and the higher the outside air temperature, the lower the compressor rotation speed. More specifically, since the heating capacity as the heat pump unit 20 is required to be larger in the winter when the outside air temperature is low, the compressor rotation speed is set as the maximum rotation speed of the compressor 21, and the following year At the outside temperature corresponding to the intermediate period (spring, autumn) to the summer period, the compressor rotational speed is gradually decreased.

つまり、外気温度が高い場合は、圧縮機２１の吸入側圧力（低圧側圧力）を高く設定でき、冷媒密度を高くして冷媒循環量を増加させることができるので、ヒートポンプユニット２０による加熱能力を高めることができる。よって、その分、圧縮機２１の回転数を低い側に可変しても同等の加熱能力が確保できる訳である。 That is, when the outside air temperature is high, the suction side pressure (low pressure side pressure) of the compressor 21 can be set high, and the refrigerant density can be increased to increase the amount of refrigerant circulation. Can be increased. Therefore, even if the rotation speed of the compressor 21 is varied to the lower side, the same heating capacity can be secured.

これにより、昼間時間帯でヒートポンプユニット２０を作動させる場合に、中間期、夏期では圧縮機２１は最大回転数よりも低い回転数で作動されて湯の生成が成される。中間期、夏期においては家の窓を開けている場合が多くなり、昼間時間帯ではユーザ自身あるいは隣家に圧縮機２１の騒音が届き易くなる。特に都市部といった狭隘地では隣家からの騒音クレームが発生しやすい。よって、外気温度が高くなるほど圧縮機回転数を下げて作動させることで、騒音クレームの発生率を低減することができる。 As a result, when the heat pump unit 20 is operated during the daytime period, the compressor 21 is operated at a rotational speed lower than the maximum rotational speed in the intermediate and summer periods to generate hot water. In the intermediate and summer seasons, there are many cases where the windows of the house are opened, and the noise of the compressor 21 is likely to reach the user himself or his neighbor in the daytime period. Especially in confined areas such as urban areas, noise complaints from neighbors are likely to occur. Therefore, the incidence rate of noise complaints can be reduced by operating the compressor at a lower rotational speed as the outside air temperature increases.

また、夏期のように外気温度が高い場合ではヒートポンプユニット２０の雰囲気温度が高くなり、圧縮機２１を最大回転数で作動させようとすると駆動用電動モータや制御用インバータ（ヒートポンプ制御装置４１）等の電気部品の温度が異常上昇するため、各部品の劣化もしくは故障の確率が高まる。よって、外気温度が高いほど圧縮機回転数を下げることで上記劣化や故障を抑制して、各部品の耐久性を向上させることができる。 Further, when the outside air temperature is high as in summer, the atmosphere temperature of the heat pump unit 20 becomes high, and if the compressor 21 is operated at the maximum rotation speed, an electric motor for driving, an inverter for control (heat pump control device 41), etc. Since the temperature of the electrical component rises abnormally, the probability of deterioration or failure of each component increases. Therefore, the higher the outside air temperature is, the lower the compressor rotational speed is, so that the deterioration and failure can be suppressed and the durability of each component can be improved.

また、圧縮機回転数を下げることで圧縮機２１内の摺動部の磨耗を低減して、圧縮機２１自身の磨耗耐久性を向上することができる。 Further, by reducing the rotational speed of the compressor, it is possible to reduce the wear of the sliding portion in the compressor 21 and improve the wear durability of the compressor 21 itself.

また、外気温度が高い場合では圧縮機２１の吸入側圧力（低圧側圧力）が高くなり、これに伴って冷媒密度が高くなり、冷媒循環量が増加する分、放熱器２２、減圧弁２３、蒸発器２４等の設定を大型化する必要が生じ、ヒートポンプユニット２０の大型化やコストアップに繋がる。しかしながら、圧縮機回転数を下げることで上記大型化やコストアップを防止することができる。 Further, when the outside air temperature is high, the suction side pressure (low pressure side pressure) of the compressor 21 is increased, and accordingly, the refrigerant density is increased and the refrigerant circulation amount is increased, so that the radiator 22, the pressure reducing valve 23, It becomes necessary to increase the size of the evaporator 24 and the like, leading to an increase in size and cost of the heat pump unit 20. However, the increase in size and cost can be prevented by lowering the rotational speed of the compressor.

また、外気温度が高い場合では給湯水の温度も高く、以下の数式１から沸き上げ設定温度が固定の場合では、給湯水温度が高いほど給湯水循環量が多くなる。 Further, when the outside air temperature is high, the temperature of the hot water supply water is also high. From the following Equation 1, when the boiling set temperature is fixed, the hot water supply water circulation amount increases as the hot water supply water temperature increases.

（数１）
Ｑ＝Ｌ×ΔＴ
但し、Ｑは加熱能力、Ｌは給湯水循環流量、ΔＴは（沸き上げ設定温度−給湯水温度）、である。 (Equation 1)
Q = L × ΔT
However, Q is a heating capacity, L is a hot-water supply circulation flow rate, and ΔT is (boiling set temperature−hot-water supply water temperature).

ここで、給湯水循環量を多くするために給水ポンプ２７の大型化や、給水ポンプ２７の大型化に伴う沸き上げ温度制御性の低下が懸念される。沸き上げ温度制御性の低下とは、ヒートポンプユニット２０の負荷変動時に、ヒートポンプユニット２０の安定化作動のための制御によって制御追従遅れ、および湯温のオーバーシュートが生じ易くなることである。しかしながら、外気温度に伴って給湯水温度が高い場合に圧縮機回転数を下げることで加熱能力を下げて給湯水循環量を抑制することができ、上記給水ポンプ２７の大型化や、給水ポンプ２７の大型化に伴う沸き上げ温度制御性の低下を防止することができる。 Here, in order to increase the hot water circulation amount, there is a concern that the feed water pump 27 is enlarged and the boiling temperature controllability is lowered due to the enlargement of the feed water pump 27. Decreasing boiling temperature controllability means that control follow-up delay and hot water overshoot are likely to occur due to control for stabilizing operation of the heat pump unit 20 when the load of the heat pump unit 20 fluctuates. However, when the hot water temperature is high with the outside air temperature, it is possible to reduce the heating capacity by reducing the compressor rotation speed, thereby suppressing the hot water circulation amount. It is possible to prevent a decrease in boiling temperature controllability associated with an increase in size.

尚、図２で説明した制御特性図では、圧縮機回転数を外気温度に基づいて決定するようにしたが、外気温度に代えて給水サーミスタ（温度検出手段）３３によって得られる給湯水温度、あるいは蒸発器２４における冷媒温度に基づいて決定するようにしても良い。つまり、給湯水温度、冷媒温度が高いほど圧縮機回転数を下げるようにする。 In the control characteristic diagram described with reference to FIG. 2, the compressor rotational speed is determined based on the outside air temperature, but the hot water temperature obtained by the feed water thermistor (temperature detecting means) 33 instead of the outside air temperature, or You may make it determine based on the refrigerant | coolant temperature in the evaporator 24. FIG. That is, the higher the hot water temperature and the refrigerant temperature, the lower the compressor speed.

また、例えば冬期において蒸発器２４の熱交換部に生じた着霜を除去する際には、除霜の間はその時の外気温度によって決定される圧縮機回転数を所定分上げるようにしても良い。 For example, when removing frost generated in the heat exchange section of the evaporator 24 in winter, the compressor rotational speed determined by the outside air temperature at that time may be increased by a predetermined amount during the defrosting. .

（第２実施形態）
本発明の第２実施形態を図３〜図７に示す。第２実施形態は、上記第１実施形態に対して給湯装置１００の構成は同一として、直接給湯運転における圧縮機回転数の設定に特徴を持たせている。 (Second Embodiment)
A second embodiment of the present invention is shown in FIGS. In the second embodiment, the configuration of the hot water supply device 100 is the same as that of the first embodiment, and the setting of the compressor rotational speed in the direct hot water supply operation is characterized.

直接給湯運転においては、給湯端末への直接出湯となり、またユーザへの出湯量も多いため、ヒートポンプユニット２０としてもヒートポンプサイクル２０Ａ、循環回路２６、各種電気部品等の上限能力によって決められる圧縮機２１の最大回転数による最大加熱能力で沸き上げ運転を行うことが理想とされる。 In the direct hot water supply operation, hot water is discharged directly to the hot water supply terminal, and the amount of hot water discharged to the user is large. Therefore, the heat pump unit 20 also has a compressor 21 that is determined by the upper limit capacity of the heat pump cycle 20A, the circulation circuit 26, various electrical components, and the like. It is ideal to perform the boiling operation at the maximum heating capacity at the maximum rotation speed.

図３に示すように、まず、給水ポンプ２７の最大出力１００％で決定される圧縮機回転数を圧縮機２１の最大回転数としている。この時、減圧弁２３の弁開度、および圧縮機２１を駆動する電動モータ制御用のインバータの電流値については、圧縮機２１の最大回転数に対して、それぞれの上限値よりも所定の余裕を持たせた設定としている。 As shown in FIG. 3, first, the compressor rotational speed determined by the maximum output 100% of the feed water pump 27 is set as the maximum rotational speed of the compressor 21. At this time, the opening degree of the pressure reducing valve 23 and the current value of the inverter for controlling the electric motor that drives the compressor 21 are more than a predetermined margin with respect to the maximum rotational speed of the compressor 21 than the respective upper limit values. It is set to have.

ここで、図４に示すように、直接給湯運転時においてはその起動立ち上り性や、ユーザの給湯端末の使い方によって給水ポンプ２７による給湯水量やヒートポンプ装置２０による沸き上げ温度が変動する。例えば、沸き上げ設定温度（目標温度）を９０℃、異常発生温度を１００℃（給湯水の沸点）以上とすると、起動時や湯の使用量変化時には沸き上げ温度のオーバーシュートが発生する。 Here, as shown in FIG. 4, during the hot water supply operation, the amount of hot water supplied by the water supply pump 27 and the boiling temperature of the heat pump device 20 vary depending on the start-up startability and how the user uses the hot water supply terminal. For example, if the boiling setting temperature (target temperature) is 90 ° C. and the abnormality occurrence temperature is 100 ° C. (boiling point of hot water), overheating of the boiling temperature occurs at startup or when the amount of hot water used changes.

本実施形態では、圧縮機回転数を最大回転数よりも所定量分低い上限側回転数の設定として作動させるようにしている。更に具体的には図６に示すように、沸き上げ設定温度（９０℃）に対する給水ポンプ２７の安定時の出力を９０％とした時に、圧縮機回転数が最大回転数の９５％（上限側回転数）に対応するようにしている。そして、ポンプ出力の残り１０％の増速動作出力により沸き上げ温度が１００℃まで上昇するが、通常は９０℃に収束するようにしている。よって、ポンプ出力９０％を狙い値とした場合、沸き上げ温度は１００℃を超えることがなく、給湯装置１００の異常停止の発生を無くすことができる。 In the present embodiment, the compressor rotational speed is operated as a setting of an upper limit rotational speed that is lower by a predetermined amount than the maximum rotational speed. More specifically, as shown in FIG. 6, when the stable output of the feed water pump 27 with respect to the boiling set temperature (90 ° C.) is 90%, the compressor rotational speed is 95% of the maximum rotational speed (upper limit side). The number of rotations). The boiling temperature rises to 100 ° C. by the speed increasing operation output of the remaining 10% of the pump output, but normally converges to 90 ° C. Therefore, when the pump output is 90%, the boiling temperature does not exceed 100 ° C., and the abnormal stop of the hot water supply device 100 can be eliminated.

つまり、図５に示すように、圧縮機２１の最大回転数にて最大加熱能力として、沸き上げ目標温度に対するポンプ安定時の出力を１００％とした時には、沸き上げ温度のオーバーシュートに対してポンプ出力が最大で固定されるため、沸き上げ温度が１００℃を超えるようになってしまい、異常停止に繋がってしまう（図６）。本実施形態のようにポンプ出力９０％において圧縮機回転数を最大回転数の９５％以下とすることで、このような異常停止を防止できることになる。 That is, as shown in FIG. 5, when the maximum heating capacity is set at the maximum rotation speed of the compressor 21 and the output when the pump is stable with respect to the boiling target temperature is 100%, the pump against the overshoot of the boiling temperature. Since the output is fixed at the maximum, the boiling temperature exceeds 100 ° C., leading to an abnormal stop (FIG. 6). Such an abnormal stop can be prevented by setting the compressor rotational speed to 95% or less of the maximum rotational speed at a pump output of 90% as in the present embodiment.

尚、図３〜図６において、沸き上げ温度による圧縮機回転数の設定値を決定する一例を示したが、可変式の減圧弁２３で調整される吐出温度、吐出圧力や、インバータの電流値によっても圧縮機回転数の設定値を決定できる。図７は、これら減圧弁２３や電流値等で決まる機能部品の制御追従性を確保することで給湯装置１００の異常発生率を抑制できることを示すものである。 Although FIGS. 3 to 6 show an example of determining the set value of the compressor speed based on the boiling temperature, the discharge temperature, discharge pressure, and inverter current value adjusted by the variable pressure reducing valve 23 are shown. Can also determine the set value of the compressor speed. FIG. 7 shows that the abnormality occurrence rate of the hot water supply apparatus 100 can be suppressed by ensuring the control followability of the functional components determined by the pressure reducing valve 23 and the current value.

また、上記においては圧縮機回転数の最大回転数より低めの上限側回転数とすることを説明したが、下限側回転数については、貯湯運転時において所定の沸き上げ温度、加熱能力を確保できる回転数として、例えば最大回転数の３５％以上の設定とすれば良い。 In the above description, it has been described that the upper limit side rotational speed is lower than the maximum rotational speed of the compressor, but the lower limit side rotational speed can ensure a predetermined boiling temperature and heating capacity during hot water storage operation. For example, the rotational speed may be set to 35% or more of the maximum rotational speed.

以上のように、圧縮機回転数の最大回転数に対して、圧縮機２１の使用域を３５〜９５％とすることで、下限側回転数では所定の沸き上げ温度と加熱能力を確保し、上限側回転数では給湯装置１００の機能部品に動作余裕を設け、制御追従性を向上させることが可能となる。よって、ユーザに対する湯切れの問題や、沸き上げ温度変動による給湯装置１００の異常停止を発生させることなく、給湯装置１００の信頼性を向上させ、市場クレームの低減を行うことができる。 As described above, with respect to the maximum number of rotations of the compressor, the use range of the compressor 21 is set to 35 to 95%, thereby ensuring a predetermined boiling temperature and heating capacity at the lower limit side rotation speed, At the upper limit side rotational speed, it is possible to provide an operation margin for the functional components of the hot water supply apparatus 100 and improve the control followability. Therefore, it is possible to improve the reliability of the hot water supply apparatus 100 and reduce market complaints without causing the problem of running out of hot water for the user and the abnormal stop of the hot water supply apparatus 100 due to boiling temperature fluctuation.

また、圧縮機回転数を低下させることで、給湯装置１００の騒音レベルを低減でき、騒音クレームの発生率も低減することが可能となる。 Moreover, the noise level of the hot water supply apparatus 100 can be reduced and the incidence rate of noise complaints can be reduced by reducing the compressor rotational speed.

（第３実施形態）
本発明の第３実施形態を図８に示す。第３実施形態は、上記第１実施形態に対して給湯装置１００の構成は同一として、貯湯タンク１０内の貯湯熱量に応じて圧縮機回転数の設定を行うところに特徴を持たせている。 (Third embodiment)
A third embodiment of the present invention is shown in FIG. The third embodiment is characterized in that the configuration of the hot water supply device 100 is the same as that of the first embodiment, and the compressor rotational speed is set according to the amount of stored hot water in the hot water storage tank 10.

即ち、図８に示すように、ユーザへの給湯時において貯湯熱量が大きいほど（Ｘ１→Ｘ２→Ｘ３）、圧縮機回転数を低い側に可変して、逆に貯湯熱量が小さいほど圧縮機回転数を高い側に可変して作動させるようにしている。 That is, as shown in FIG. 8, when the amount of stored hot water is larger when hot water is supplied to the user (X1 → X2 → X3), the compressor rotational speed is changed to a lower side. The number is changed to the higher side to operate.

つまり、貯湯熱量が充分ある場合は、圧縮機回転数を下げることでヒートポンプユニット２０の加熱能力を低く設定して、貯湯タンク１０からの使用熱量の比率を大きくして出湯させる。逆に、貯湯熱量が少ない場合は、圧縮機回転数を増加させることでヒートポンプユニット２０の加熱能力を高く設定して、貯湯タンク１０からの使用熱量の比率を小さくして出湯させる。 That is, when there is a sufficient amount of stored hot water, the heating capacity of the heat pump unit 20 is set low by lowering the compressor speed, and the ratio of the amount of heat used from the hot water storage tank 10 is increased to discharge the hot water. Conversely, when the amount of stored hot water is small, the heating capacity of the heat pump unit 20 is set high by increasing the number of revolutions of the compressor, and the ratio of the amount of heat used from the hot water storage tank 10 is reduced to discharge hot water.

尚、圧縮機回転数の決定にあたっては、上記第１実施形態と同様に、外気温度（または給湯水温度、冷媒温度）に応じて、図８によって定まる圧縮機回転数を補正する（外気温度が高いほど、図８の値を低くする）ようにしても良い。 In the determination of the compressor speed, the compressor speed determined by FIG. 8 is corrected according to the outside air temperature (or hot water temperature, refrigerant temperature) as in the first embodiment (the outside air temperature is The higher the value, the lower the value in FIG.

貯湯タンク１０内の貯湯熱量については、電力料金の安い深夜時間帯で確保されるものであり、ユーザがこの貯湯熱量を利用する場合、ランニングコストが有利となる。よって、この貯湯熱量を優先的に使用し、ランニングコストを低減すると共に、ヒートポンプユニット２０の直接給湯運転と併用することにより、ユーザへの湯切れの問題も解消することができる。 The amount of hot water stored in the hot water storage tank 10 is ensured in the midnight time zone when the electricity rate is low, and the running cost is advantageous when the user uses this amount of stored hot water. Therefore, this hot water storage heat amount is preferentially used, the running cost is reduced, and by using it together with the direct hot water supply operation of the heat pump unit 20, the problem of running out of hot water for the user can be solved.

（第４実施形態）
第４実施形態は、上記第１実施形態に対して給湯装置１００の構成として制御装置４０に１日の時間経過を計時するタイマー機能を持たせると共に、１日の中で湯の使用頻度に応じて圧縮機回転数の設定を行うところに特徴を持たせている。 (Fourth embodiment)
In the fourth embodiment, as compared with the first embodiment, the controller 40 has a timer function for measuring the elapsed time of one day as a configuration of the hot water supply apparatus 100 and according to the usage frequency of hot water in the day. The compressor rotation speed is set.

即ち、直接給湯運転が必要となるようなユーザの湯の使用頻度が高い時間帯においては、制御装置４０は圧縮機回転数を最大回転数よりも低い側の所定の上限側回転数まで増加させて、ヒートポンプユニット２０の加熱能力を直接給湯運転可能とする所定加熱能力に増加させる。逆に、湯の使用頻度が低い時間帯においては、貯湯運転を行わせるべく、制御装置４０は圧縮機回転数を所定の下限側回転数に低下させる。 That is, in a time zone in which the hot water usage frequency of the user is high so that direct hot water supply operation is required, the control device 40 increases the compressor rotational speed to a predetermined upper limit rotational speed lower than the maximum rotational speed. Thus, the heating capacity of the heat pump unit 20 is increased to a predetermined heating capacity that enables direct hot water supply operation. On the contrary, in the time zone when the hot water usage frequency is low, the control device 40 reduces the compressor rotational speed to a predetermined lower limit rotational speed in order to perform hot water storage operation.

尚、上記湯の使用頻度が高い時間帯は例えば朝の７時からよるの１１時まで、湯の使用頻度の低い時間帯は例えば夜の１１時から朝の７時までというように予め設定しておき、制御装置４０はタイマーによって、現時点が上記両時間帯のいずれであるかを判別できるようにして、圧縮機回転数を制御するようにしている。 The hot water usage frequency is set in advance, for example, from 7 o'clock in the morning to 11 o'clock, and the low hot water usage time is from 11:00 in the evening to 7 o'clock in the morning. The controller 40 controls the compressor speed by making it possible to determine which of the two time zones is the current time by using a timer.

これにより、直接給湯運転が必要である湯の使用頻度の高い時間帯においては、圧縮機回転数を増加させることで、ユーザに対して湯切れを防止することができる。また、湯の使用頻度の低い時間帯においては、圧縮機回転数を低下させることで、低電力料金で貯湯運転を行い、ランニングコストを低減することができる。 Thereby, in a time zone in which hot water is frequently used where direct hot water supply operation is required, it is possible to prevent the user from running out of hot water by increasing the number of rotations of the compressor. Moreover, in the time zone when the hot water usage frequency is low, the hot water storage operation can be performed at a low power charge by reducing the compressor rotation speed, and the running cost can be reduced.

また、圧縮機２１の騒音についても、直接給湯運転時の昼間の暗騒音は高いため、圧縮機回転数を増加させてもクレームの発生は少ない。逆に、貯湯運転時の夜間は暗騒音も低いため、圧縮機回転数を低下させることで、給湯装置１００の騒音レベルを小さくすることができ、クレーム発生の問題を少なくすることができる。 Further, regarding the noise of the compressor 21, since the background noise in the daytime during the direct hot water supply operation is high, the occurrence of complaints is small even if the compressor rotational speed is increased. On the contrary, since the background noise is low at night during the hot water storage operation, the noise level of the hot water supply apparatus 100 can be reduced by reducing the compressor rotation speed, and the problem of complaints can be reduced.

尚、上記では両時間帯を判別するために、予め定めたスケジュールに対して、タイマーを用いる方法を説明したが、制御装置４０に学習機能を持たせ、日々ユーザの湯の使用頻度を学習演算したものを用いるようにしても良い。更には、ユーザが操作盤４３から入力する信号（頻度大あるいは頻度小）に応じて両時間帯を判別するようにしても良い。 In the above description, a method of using a timer for a predetermined schedule has been described in order to discriminate both time zones. However, a learning function is provided in the control device 40 so that a user's hot water usage frequency is calculated daily. You may make it use what was done. Furthermore, both time zones may be determined according to a signal (high frequency or low frequency) input from the operation panel 43 by the user.

（第５実施形態）
第５実施形態は、上記第１実施形態に対して給湯装置１００の構成を同一として、直接給湯運転時や貯湯運転時に設定される沸き上げ設定温度に応じて圧縮機回転数の設定を行うところに特徴を持たせている。 (Fifth embodiment)
In the fifth embodiment, the configuration of the hot water supply device 100 is the same as that of the first embodiment, and the compressor rotational speed is set according to the boiling set temperature set during the direct hot water supply operation or the hot water storage operation. Has a characteristic.

即ち、直接給湯運転時において、沸き上げ設定温度が低い（例えば４３℃）場合、圧縮機回転数を増加させ（最大回転数より低い側の所定の上限側回転数にして）、ヒートポンプユニット２０の加熱能力を増加させて、大出湯流量に対応しユーザに対する湯切れの防止を行う。 That is, during the direct hot water supply operation, when the boiling set temperature is low (for example, 43 ° C.), the compressor rotational speed is increased (set to a predetermined upper limit rotational speed lower than the maximum rotational speed), and the heat pump unit 20 The heating capacity is increased to prevent the user from running out of hot water corresponding to the large hot water flow rate.

また、貯湯運転時において、貯湯熱量を確保すべく沸き上げ設定温度を高く（例えば９０℃）設定すると、深夜時間帯の中で（夜の１１時から朝の７時までの８時間をかけて）沸き上げを行うため、圧縮機回転数を低下させて、ヒートポンプユニット２０の加熱能力を低く抑えて、使用電力を抑えて、高効率運転が可能となる。 Also, during hot water storage operation, if the boiling temperature is set high (for example, 90 ° C.) to ensure the amount of stored hot water, it takes 8 hours from 11:00 in the evening to 7:00 in the morning. ) Since boiling is performed, the compressor rotational speed is reduced, the heating capacity of the heat pump unit 20 is reduced, the power used is reduced, and high-efficiency operation is possible.

（第６実施形態）
第６実施形態は、上記第１実施形態に対して給湯装置１００の構成を同一として、貯湯タンク１０内の貯湯熱量に応じて、出湯後に圧縮機２１を停止、あるいは継続作動させるかを仕分けるところに特徴を持たせている。 (Sixth embodiment)
In the sixth embodiment, the configuration of the hot water supply device 100 is the same as that of the first embodiment, and according to the amount of stored hot water in the hot water storage tank 10, whether the compressor 21 is stopped or continued after hot water is sorted. Has a characteristic.

即ち、直接給湯運転の終了後に貯湯タンク１０内の貯湯熱量（残湯量）が最少貯湯熱量（所定熱量）以下となった場合は、制御装置４０はヒートポンプユニット２０（圧縮機２１）を停止させずに継続作動させて、貯湯運転に切替えて貯湯タンク１０に湯を貯める。そして、貯湯熱量が必要貯湯熱量を確保すると、ヒートポンプユニット２０（圧縮機２１）を停止させる。 That is, if the amount of stored hot water (the amount of remaining hot water) in the hot water storage tank 10 becomes less than the minimum amount of stored hot water (predetermined heat) after the end of the direct hot water supply operation, the control device 40 does not stop the heat pump unit 20 (compressor 21). The hot water is stored in the hot water storage tank 10 by switching to hot water storage operation. Then, when the hot water storage amount secures the necessary hot water storage amount, the heat pump unit 20 (compressor 21) is stopped.

これにより、必要貯湯熱量を常に維持することで、直接給湯運転起動初期のヒートポンプユニット２０の冷水出湯、および蒸発器２４着霜による加熱不足等を、貯湯タンク１０内の湯で補うことができ、ユーザの使い勝手を向上させることができる。 Thereby, by always maintaining the required hot water storage heat amount, the hot water discharge of the heat pump unit 20 at the start of the direct hot water supply operation and the lack of heating due to the frosting of the evaporator 24 can be compensated with hot water in the hot water storage tank 10, User convenience can be improved.

ヒートポンプ式給湯装置の概略構成を示す模式図である。It is a schematic diagram which shows schematic structure of a heat pump type hot water supply apparatus. 第１実施形態における外気温度に対する圧縮機回転数の関係を示す制御特性図である。It is a control characteristic figure which shows the relationship of the compressor rotation speed with respect to the outside temperature in 1st Embodiment. 第２実施形態における圧縮機回転数に対する減圧弁開度、ポンプ出力、インバータ電流、加熱能力を示すグラフである。It is a graph which shows the pressure-reduction valve opening degree, pump output, inverter electric current, and heating capability with respect to the compressor rotation speed in 2nd Embodiment. 第２実施形態における沸き上げ温度とポンプ能力との関係を示すタイムチャートである（異常停止なし）。It is a time chart which shows the relationship between the boiling temperature and pump capability in 2nd Embodiment (no abnormal stop). 従来技術における沸き上げ温度とポンプ能力との関係を示すタイムチャートである（異常停止あり）。It is a time chart which shows the relationship between the boiling temperature and pump capability in a prior art (with abnormal stop). 第２実施形態におけるポンプ出力に対する圧縮機出力、オーバーシュート温度を示すグラフである。It is a graph which shows the compressor output and overshoot temperature with respect to the pump output in 2nd Embodiment. 第２実施形態における圧縮機出力に対する異常発生率を示すグラフである。It is a graph which shows the abnormality occurrence rate with respect to the compressor output in 2nd Embodiment. 第３実施形態における貯湯熱量に対する圧縮機回転数の関係を示す制御特性図である。It is a control characteristic figure which shows the relationship of the compressor rotation speed with respect to the amount of hot water storage in 3rd Embodiment.

Explanation of symbols

１０貯湯タンク
１３混合弁（混合手段）
２０ヒートポンプユニット（ヒートポンプ装置）
２１圧縮機
２２放熱器
２３減圧弁、可変式減圧弁
２４蒸発器
２７給水ポンプ（流量調整手段）
３１沸き上げ温度サーミスタ（温度検出手段）
３２外気温サーミスタ（温度検出手段）
３３給水サーミスタ（温度検出手段）
３５ａ〜３５ｃ貯湯サーミスタ（熱量検出手段）
３７流量カウンタ（出湯状態検出手段）
４０制御装置（制御手段）
１００ヒートポンプ式給湯装置 10 Hot water storage tank 13 Mixing valve (mixing means)
20 Heat pump unit (heat pump device)
21 Compressor 22 Radiator 23 Pressure reducing valve, variable pressure reducing valve 24 Evaporator 27 Water supply pump (flow rate adjusting means)
31 Boiling temperature thermistor (temperature detection means)
32 Outside temperature thermistor (temperature detection means)
33 Water supply thermistor (temperature detection means)
35a to 35c Hot water storage thermistor (heat quantity detection means)
37 Flow rate counter (hot water state detection means)
40 Control device (control means)
100 Heat pump hot water supply system

Claims

A hot water storage tank (10) for storing hot water for hot water supply inside,
A heat pump device (20) in which a compressor (21), a radiator (22), a pressure reducing valve (23), and an evaporator (24) are sequentially connected, and a refrigerant is circulated by the compressor (21);
Control means (40) for controlling the operation of the compressor (21),
A hot water supply operation is performed in which hot water is heated by heat radiation from the radiator (22) and the heated hot water is directly supplied to a hot water supply terminal , and a hot water storage operation is performed in which the heated hot water is stored in the hot water storage tank (10). In heat pump hot water supply equipment,
The control means (40) includes the compressor (21) between a lower limit side rotational speed that secures a predetermined heating capacity as the heat pump device (20) and an upper limit side rotational speed that is a predetermined amount lower than the maximum rotational speed. ) actuates a
The heat pump type hot water supply device, wherein the compressor (21) is operated by changing the rotational speed of the compressor (21) to a lower side as the amount of stored hot water in the hot water storage tank (10) is larger .

The control means (40) changes the rotational speed of the compressor (21) to a lower side as the outside air temperature, the hot water temperature, or the temperature of the refrigerant in the evaporator (24) is higher, The heat pump type hot water supply apparatus according to claim 1, wherein the compressor (21) is operated.

The heat pump type hot water supply apparatus according to claim 2, further comprising temperature detection means (32, 33) for detecting either the outside air temperature, the temperature of the hot water supply, or the temperature of the refrigerant.

The said control means (40) increases the rotation speed of the said compressor (21), when performing the defrost operation which removes the frost which generate | occur | produces in the said evaporator (24) in winter. The heat pump type hot water supply apparatus according to claim 2 or claim 3.

The control means (40) increases the rotational speed of the compressor (21) to the upper limit side rotational speed in a time zone in which the hot water usage frequency is high in a daily time zone, 2. The compressor (21) is operated by lowering the rotational speed of the compressor (21) to the lower limit side rotational speed in a time slot in which the hot water usage frequency is low in the time slot. The heat pump type hot water supply apparatus described in 1.

A time zone in which the hot water usage frequency is high and a time zone in which the hot water usage frequency is low are determined in advance,
Have a timer to keep track of the time of the day,
The heat pump type hot water supply apparatus according to claim 5 , wherein the control means (40) discriminates a time zone in which the hot water usage frequency is high and a time zone in which the hot water usage frequency is low by the timer. .

A hot water storage tank (10) for storing hot water for hot water supply inside ,
A heat pump device (20) in which a compressor (21), a radiator (22), a pressure reducing valve (23), and an evaporator (24) are sequentially connected, and a refrigerant is circulated by the compressor (21);
Control means (40) for controlling the operation of the compressor (21),
A hot water supply operation is performed in which hot water is heated by heat radiation of the radiator (22) and the heated hot water is directly supplied to a hot water supply terminal, and a hot water storage operation is performed in which the heated hot water is stored in the hot water storage tank (10). In heat pump hot water supply equipment,
The control means (40) includes the compressor (21) between a lower limit side rotational speed that secures a predetermined heating capacity as the heat pump device (20) and an upper limit side rotational speed that is a predetermined amount lower than the maximum rotational speed. )
When the hot water boiling set temperature set by the user is low, the rotational speed of the compressor (21) is increased to the upper limit side rotational speed, and when the boiling hot set temperature is high, A heat pump type hot water supply apparatus for operating the compressor (21) by reducing the rotational speed of the compressor (21) to the lower limit side rotational speed.

Controlled by the control means (40), hot water heated by the radiator (22) and hot water stored in the hot water storage tank (10) are mixed in a predetermined ratio, and the mixed hot water is mixed. The heat pump type hot water supply apparatus according to any one of claims 1, 5, 6, and 7 , further comprising a mixing means (13) for discharging hot water to the hot water supply terminal.

Having calorific value detection means (35a-35c) for detecting the quantity of hot water stored in the hot water storage tank (10);
The heat pump type according to claim 8 , wherein the control means (40) controls the mixing means (13) according to the amount of stored hot water detected by the heat quantity detection means (35a to 35c). Hot water supply device.

When the hot water storage heat amount detected by the heat amount detection means (35a to 35c) is smaller than a predetermined heat amount, the control means (40) can stop the hot water supply to the hot water supply terminal even after stopping the hot water supply. The heat pump hot water supply apparatus according to claim 9 , wherein the hot water storage operation is performed by continuously operating 21).

Having a hot water state detection means (37) for detecting the hot water discharged from the hot water supply terminal;
Wherein said control means (40), the tapping state detecting means (37) the detection result by the If it is determined that the tapping state, of claims 1 to 10, characterized in that actuating the compressor (21) The heat pump type hot water supply apparatus according to any one of the above.

The pressure reducing valve (23) is according to any one of claims 1 to 11, characterized in that the valve opening degree by the control means (40) has a variable pressure reducing valve (40) controlled Heat pump water heater.

Temperature detecting means (31) for detecting the boiling temperature of the hot water heated by the radiator (22);
The flow rate adjusting means (27) for adjusting the flow rate of the hot water supplied to the radiator (22) while being controlled by the control means (40). The heat pump hot water supply device according to any one of 12 .

The heat pump hot water supply device according to any one of claims 1 to 13 , wherein the compressor (21) compresses the refrigerant to a critical pressure or more and discharges the refrigerant.

The heat pump hot water supply apparatus according to claim 14 , wherein the refrigerant is carbon dioxide.