JP4552836B2

JP4552836B2 - Heat pump type water heater

Info

Publication number: JP4552836B2
Application number: JP2005331882A
Authority: JP
Inventors: 丈二黒木; 久介榊原; 英二高橋
Original assignee: Denso Corp
Current assignee: Denso Corp
Priority date: 2005-11-16
Filing date: 2005-11-16
Publication date: 2010-09-29
Anticipated expiration: 2025-11-16
Also published as: JP2007139275A

Description

本発明は、ヒートポンプサイクルに冷媒を循環させ、水を加熱して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 hot water supply apparatus that circulates a refrigerant in a heat pump cycle and heats water to make hot water.

従来、圧縮機、水加熱用の高圧側熱交換器、減圧装置および熱源用の低圧側熱交換器を環状に接続して構成されたヒートポンプサイクルに冷媒を循環させ、高圧側の水冷媒熱交換器内でヒートポンプサイクル中の冷媒と水流通路を流れる水とを熱交換するヒートポンプ式給湯装置が知られている。これにより、水流通路内を流れる水は水冷媒熱交換器内において加熱され、給湯用の湯となる。 Conventionally, a refrigerant is circulated through a heat pump cycle configured by connecting a compressor, a high-pressure side heat exchanger for water heating, a decompression device, and a low-pressure side heat exchanger for a heat source in an annular shape, and water refrigerant heat exchange on the high-pressure side 2. Description of the Related Art A heat pump type hot water supply apparatus that exchanges heat between a refrigerant in a heat pump cycle and water flowing through a water flow passage in the apparatus is known. Thereby, the water flowing in the water flow passage is heated in the water refrigerant heat exchanger and becomes hot water for hot water supply.

このようなヒートポンプ式給湯装置では、ヒートポンプサイクルによる加熱能力を一定とするとともに、水流通路に設けたポンプの能力を変更して水流量を調節し、水冷媒熱交換器で加熱された湯が目標温度（所望温度）となるようにしている。また、下記特許文献１に示されるヒートポンプ式給湯装置は、水流通ポンプの能力が許容値を超える水流量となった場合、沸き上げ温度の異常上昇を抑制するため、圧縮機の回転数の低減や可変式減圧弁の弁開度を大きくすることで、加熱能力を低下させるものである。
特開２００４−３５４０２８号公報 In such a heat pump type hot water supply device, the heating capacity by the heat pump cycle is made constant, the capacity of the pump provided in the water flow passage is changed to adjust the water flow rate, and the hot water heated by the water refrigerant heat exchanger is the target. The temperature (desired temperature) is set. Moreover, the heat pump type hot water supply apparatus shown in the following Patent Document 1 reduces the number of rotations of the compressor in order to suppress an abnormal increase in the boiling temperature when the capacity of the water circulation pump exceeds the allowable value. The heating capacity is reduced by increasing the valve opening of the variable pressure reducing valve.
JP 2004-354028 A

しかしながら、逆に給湯装置が長期間使用された場合、冷凍サイクルの経年劣化による加熱能力低下が発生することがある。更に、最短施工配管による水系低圧損の場合、ポンプの設計上の下限流水量を維持してしまい、それ以下の必要流水量に低下させることができず、目標沸き上げ温度まで達しないという問題が発生することがある。 However, when the hot water supply device is used for a long time, the heating capacity may decrease due to the aging of the refrigeration cycle. Furthermore, in the case of water system low pressure loss due to the shortest construction piping, the lower limit flow rate in the design of the pump is maintained, the required flow rate cannot be reduced below that, and the target boiling temperature is not reached. May occur.

本発明は、上記従来技術の問題点に鑑みて成されたものであり、その目的は、水冷媒熱交換器での沸き上げ温度が目標温度未満となる場合は、一時的に加熱能力を上昇させて沸き上げ温度を上昇させ、目標温度を達成させることのできるヒートポンプ式給湯装置を提供することにある。 The present invention has been made in view of the above-mentioned problems of the prior art, and its purpose is to temporarily increase the heating capacity when the boiling temperature in the water-refrigerant heat exchanger is lower than the target temperature. An object of the present invention is to provide a heat pump type hot water supply apparatus that can raise the boiling temperature and achieve the target temperature.

本発明は上記目的を達成するために、以下の請求項に記載の技術的手段を採用する。すなわち、請求項１に記載の発明では、圧縮機（１）、高圧側熱交換器（２）、減圧手段（３）、低圧側熱交換器（４）を環状に接続して成るヒートポンプサイクル（Ｒ）と、
供給された水を高圧側熱交換器（２）に流通させる沸き上げ回路（Ｗ）と、
沸き上げ回路（Ｗ）に流通させる水の流量を可変させる水流量可変手段（６）と、
沸き上げ回路（Ｗ）の高圧側熱交換器（２）より下流側に設けられ、水が高圧側熱交換器（２）によって加熱された湯の温度を検出する沸上温度検出手段（１１）と、
沸上温度検出手段（１１）が検出する湯温が高圧側熱交換器（２）による加熱目標値と一致するように水流量可変手段（６）を作動制御する制御手段（２０）とを備えるヒートポンプ式給湯装置において、
制御手段（２０）は、加熱目標値への加熱時に、水流量可変手段（６）による水流量が所定の安定調整下限値を下回る場合、高圧側熱交換器（２）による加熱能力を上昇方向に可変制御して水流量が安定調整下限値以上となるように制御し、かつ
制御手段（２０）は、加熱能力の上昇方向への可変制御として、圧縮機（１）での冷媒吐出能力を上昇方向に可変制御すると共に、低圧側熱交換器（４）への外気通風手段（４ａ）での通風能力を上昇方向に可変制御し、
制御手段（２０）には、流量調整下限値に対応する、水流量可変手段（６）への出力下限値（Ｘ）と、該出力下限値（Ｘ）よりも水流量の多い安定調整下限値に対応する、水流量可変手段（６）への所定の安定出力下限値（Ｙ）が設定されており、
制御手段（２０）は、加熱目標値への加熱時に、水流量可変手段（６）に対する出力値が、安定出力下限値（Ｙ）を下回る場合、高圧側熱交換器（２）による加熱能力を上昇方向に可変制御して水流量が安定調整下限値以上となるように制御することを特徴としている。
この発明によれば、沸き上げ温度が目標温度に到達しない場合で水流量が所定の安定調整下限値を下回る場合は、一時的に加熱能力を上昇させ沸き上げ温度を上昇させて目標温度を達成させることができる。そのうえ、水流量も安定調整下限値以上となるようにするため、水流量が不安定な安定調整下限値以下に低下して沸き上げ温度が不安定になるなどの不具合を防ぐことができる。
またこの場合、加熱能力の上昇方向可変制御として、圧縮機（１）での冷媒吐出能力を上昇方向に可変制御することと、低圧側熱交換器（４）への外気通風手段（４ａ）での通風能力を上昇方向に可変制御することとを複合させて制御している。
このように、圧縮機（１）での冷媒吐出能力を上昇させると共に、外気通風手段（４ａ）の通風能力を上昇させることにより、圧縮機（１）のみ、外気通風手段（４ａ）のみの能力を上昇させる場合に比べて冷凍サイクルのバランスを考慮することが出来る。
また、制御手段（２０）は、流量調整下限値に対応する、水流量可変手段（６）への出力下限値（Ｘ）が設定されているため、万一水流量が極端に少なくなっても沸騰等の弊害を伴う制御を防止することができる。
かつ、通常の制御においては、出力下限値（Ｘ）よりも水流量の多い安定流量調整下限値に対応する、水流量可変手段（６）への安定出力下限値（Ｙ）を活用している。そして、加熱目標値への加熱時に、水流量可変手段（６）に対する出力値が安定出力下限値（Ｙ）を下回る場合、高圧側熱交換器（２）による加熱能力を上昇方向に可変制御して水流量が安定調整下限値以上となるように制御するため、安定な加熱温度の制御がなされ、万一の場合でも、沸騰等に至る出力下限値（Ｘ）を下回る出力での制御が防止できる。 In order to achieve the above object, the present invention employs technical means described in the following claims. That is, in the invention described in claim 1, a heat pump cycle in which a compressor (1), a high pressure side heat exchanger (2), a pressure reducing means (3), and a low pressure side heat exchanger (4) are annularly connected ( R) and
A boiling circuit (W) for circulating the supplied water to the high pressure side heat exchanger (2);
Water flow rate varying means (6) for varying the flow rate of water flowing through the boiling circuit (W);
Boiling temperature detection means (11) which is provided downstream of the high pressure side heat exchanger (2) of the boiling circuit (W) and detects the temperature of the hot water heated by the high pressure side heat exchanger (2). When,
Control means (20) for operating and controlling the water flow rate varying means (6) so that the hot water temperature detected by the boiling temperature detecting means (11) coincides with the heating target value by the high pressure side heat exchanger (2). In heat pump hot water supply equipment,
The control means (20) increases the heating capacity of the high-pressure side heat exchanger (2) when the water flow rate by the water flow rate variable means (6) falls below a predetermined stability adjustment lower limit value when heating to the heating target value. To control the water flow rate to be equal to or greater than the stability adjustment lower limit value, and
The control means (20) variably controls the refrigerant discharge capacity in the compressor (1) in the upward direction as variable control in the upward direction of the heating capacity, and also ventilates the outside air to the low pressure side heat exchanger (4). Variably controlling the ventilation capacity in (4a) in the upward direction,
The control means (20) includes an output lower limit value (X) to the water flow rate variable means (6) corresponding to the flow rate adjustment lower limit value, and a stable adjustment lower limit value having a larger water flow rate than the output lower limit value (X). The predetermined stable output lower limit (Y) to the water flow rate variable means (6) corresponding to is set,
When the output value for the water flow rate variable means (6) falls below the stable output lower limit value (Y) during heating to the heating target value, the control means (20) increases the heating capacity by the high-pressure side heat exchanger (2). It is characterized in that it is variably controlled in the upward direction so that the water flow rate becomes equal to or higher than the stability adjustment lower limit value.
According to the present invention, when the boiling temperature does not reach the target temperature and the water flow rate is lower than the predetermined stability adjustment lower limit value, the heating capacity is temporarily increased to raise the boiling temperature to achieve the target temperature. Can be made. In addition, since the water flow rate is set to be equal to or higher than the stable adjustment lower limit value, it is possible to prevent problems such as the boiling temperature becoming unstable due to the water flow rate falling below the unstable stability adjustment lower limit value.
Further, in this case, as the heating direction increasing direction variable control, the refrigerant discharge capability in the compressor (1) is variably controlled in the increasing direction, and the outside air ventilation means (4a) to the low pressure side heat exchanger (4) is used. This is controlled in combination with variable control of the ventilation capacity in the upward direction.
In this way, by increasing the refrigerant discharge capacity in the compressor (1) and increasing the ventilation capacity of the outside air ventilation means (4a), the capacity of only the compressor (1) and only the outside air ventilation means (4a). The balance of the refrigeration cycle can be taken into account as compared with the case where the temperature is raised.
Further, since the control means (20) has the output lower limit value (X) to the water flow rate variable means (6) corresponding to the flow rate adjustment lower limit value, even if the water flow rate becomes extremely small Control accompanied by adverse effects such as boiling can be prevented.
And in normal control, the stable output lower limit (Y) to the water flow rate variable means (6) corresponding to the stable flow rate adjustment lower limit value having a larger water flow rate than the output lower limit value (X) is utilized. . And when the output value with respect to the water flow rate variable means (6) falls below the stable output lower limit value (Y) at the time of heating to the heating target value, the heating capacity by the high-pressure side heat exchanger (2) is variably controlled in the increasing direction. Because the water flow rate is controlled to be equal to or higher than the lower limit of stability adjustment, stable heating temperature is controlled. it can.

また、請求項２に記載の発明では、ヒートポンプサイクル（Ｒ）は、冷媒の圧力が臨界圧力以上となる超臨界サイクルであることを特徴としている。
この発明によれば、超臨界サイクルからなるヒートポンプサイクル（Ｒ）では高温の湯を得ることが可能であり、高温の湯が容易に得られる給湯装置において、高温から低温まで所望の湯温を得ることができる。 Further, the invention according to claim 2 is characterized in that the heat pump cycle (R) is a supercritical cycle in which the pressure of the refrigerant is equal to or higher than the critical pressure.
According to the present invention, in the heat pump cycle (R) comprising a supercritical cycle, it is possible to obtain hot water, and a desired hot water temperature is obtained from high temperature to low temperature in a hot water supply device that can easily obtain high temperature hot water. be able to.

また、請求項３に記載の発明では、ヒートポンプサイクル（Ｒ）に使用する冷媒は、二酸化炭素（ＣＯ２）冷媒であることを特徴としている。
この発明によれば、実施容易な二酸化炭素（ＣＯ２）冷媒を使用することができる。 In the invention according to claim 3 , the refrigerant used in the heat pump cycle (R) is a carbon dioxide (CO2) refrigerant.
According to the present invention, an easily implemented carbon dioxide (CO2) refrigerant can be used.

ちなみに、上記各手段の括弧内の符号は、後述する実施形態に記載の具体的手段との対応関係を示す一例である。 Incidentally , the reference numerals in parentheses of the above means are examples showing the correspondence with the specific means described in the embodiments described later.

（第１実施形態）
以下、本発明の第１実施形態（請求項１、２、５、８、９に対応）について添付した図１〜３を用いて詳細に説明する。まず図１は、本発明の実施形態に係わる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。本給湯装置は、図１に示すように、給湯用水を加熱するヒートポンプユニット部１０Ａと、加熱された高温の湯を貯めると共に給湯部（シャワー、カラン、風呂など）に出湯するタンクユニット部１０Ｂとを有している。 (First embodiment)
Hereinafter, a first embodiment of the present invention (corresponding to claims 1, 2, 5, 8, and 9) will be described in detail with reference to FIGS. First, FIG. 1 is a schematic diagram showing a schematic configuration of a heat pump type hot water supply apparatus according to an embodiment of the present invention. As shown in FIG. 1, the hot water supply apparatus includes a heat pump unit 10A that heats hot water, and a tank unit 10B that stores the heated hot water and discharges hot water to a hot water supply (shower, currant, bath, etc.) have.

また、ヒートポンプユニット部１０Ａは、ヒートポンプサイクルＲと、このヒートポンプサイクルＲ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）２０とを有している。ヒートポンプサイクルＲは、圧縮機１、放熱器（本発明における高圧側熱交換器に対応）２、可変式膨張弁（本発明における減圧手段に対応。以下、膨張弁と略す）３、蒸発器（本発明における低圧側熱交換器に対応）４、アキュームレータ５が順次環状に配管接続されて形成されたものであり、内部を流れる冷媒として二酸化炭素（ＣＯ_２）冷媒を使用している。 Further, the heat pump unit 10A includes a heat pump cycle R and a control device (corresponding to the control means in the present invention) 20 that controls the operation of the heat pump cycle R. The heat pump cycle R includes a compressor 1, a radiator (corresponding to the high pressure side heat exchanger in the present invention) 2, a variable expansion valve (corresponding to the decompression means in the present invention, hereinafter abbreviated as an expansion valve) 3, an evaporator ( (According to the low-pressure side heat exchanger in the present invention) 4, the accumulator 5 is formed by sequentially pipe-connecting, and carbon dioxide (CO ₂ ) refrigerant is used as the refrigerant flowing inside.

圧縮機１は、内蔵される図示しない電動モータによって駆動され、アキュームレータ５より吸入した気相冷媒を臨界圧力以上に圧縮して吐出する。なお、圧縮機１は、後述する制御装置２０によって稼働およびその冷媒圧縮量（回転数）が制御されるようになっている。放熱器２は、圧縮機１より吐出された高温冷媒（ホットガス）と、後述する貯湯タンク７内から供給される給湯用水との間で熱交換し、放熱作用によって給湯用水を加熱して高温の湯（例えば、目標温度９０℃）とするものである。 The compressor 1 is driven by a built-in electric motor (not shown), and compresses and discharges the gas-phase refrigerant sucked from the accumulator 5 to a critical pressure or higher. The compressor 1 is operated and its refrigerant compression amount (rotation speed) is controlled by a control device 20 described later. The radiator 2 exchanges heat between the high-temperature refrigerant (hot gas) discharged from the compressor 1 and hot water supplied from the hot water storage tank 7 to be described later, and heats the hot water by heat dissipation to increase the temperature. Water (for example, a target temperature of 90 ° C.).

この放熱器２は、冷媒が流れる冷媒流路２ａと、給湯用水が流れる給湯用水流路２ｂとを有し、冷媒流路２ａを流れる冷媒の流れ方向と給湯用水流路２ｂを流れる給湯用水の流れ方向とが対向するように構成されている。なお、放熱器２を流れる二酸化炭素（ＣＯ_２）冷媒は、圧縮機１で臨界圧力以上に加圧されているので、放熱器２を流通する給湯用水に放熱して温度低下しても凝縮することは無い。 This radiator 2 has a refrigerant flow path 2a through which a refrigerant flows and a hot water supply water flow path 2b through which hot water supply water flows, and the flow direction of the refrigerant flowing through the refrigerant flow path 2a and the hot water supply water flowing through the hot water supply water flow path 2b. It is comprised so that a flow direction may oppose. Note that the carbon dioxide (CO ₂ ) refrigerant flowing through the radiator 2 is pressurized to a critical pressure or higher by the compressor 1, and therefore condenses even if the temperature is decreased by releasing heat to the hot water flowing through the radiator 2. There is nothing.

膨張弁３は、放熱器２から流出する冷媒を弁開度（絞り開度）に応じて等エンタルピ的に減圧する減圧装置であり、具体的には弁開度を小さくすることで、より大きな減圧を行う。換言すると、弁開度を小さくすることで冷媒の高圧側に対しては圧力を上昇させる。膨張弁３は、後述する制御装置２０によって弁開度が電気的に制御されるようになっている。 The expansion valve 3 is a decompression device that decompresses the refrigerant flowing out of the radiator 2 in an enthalpy manner according to the valve opening (throttle opening). Specifically, the expansion valve 3 becomes larger by reducing the valve opening. Depressurize. In other words, the pressure is increased with respect to the high pressure side of the refrigerant by reducing the valve opening. The expansion valve 3 is configured such that the valve opening degree is electrically controlled by a control device 20 described later.

蒸発器４は、外気ファン（本発明における外気通風手段に対応）４ａによって送風される外気から吸熱して、膨張弁３で減圧された冷媒を蒸発させる熱交換器である。なお、外気ファン４ａは、後述する制御装置２０によって稼働およびその送風量（回転数）が制御されるようになっている。アキュームレータ５は、蒸発器４より流出する冷媒を気液分離して、気相冷媒のみを圧縮機１に吸入させると共に、サイクル中の余剰冷媒を液冷媒として蓄える気液分離器である。 The evaporator 4 is a heat exchanger that absorbs heat from the outside air blown by the outside air fan (corresponding to outside air ventilation means in the present invention) 4 a and evaporates the refrigerant decompressed by the expansion valve 3. The outside air fan 4a is controlled in operation and the amount of air blown (the number of rotations) by a control device 20 described later. The accumulator 5 is a gas-liquid separator that gas-liquid separates the refrigerant flowing out of the evaporator 4 and sucks only the gas-phase refrigerant into the compressor 1 and stores excess refrigerant in the cycle as liquid refrigerant.

一方、タンクユニット部１０Ｂは、貯湯タンク７、沸き上げ回路Ｗ、給湯回路Ｋおよび沸き上げ回路Ｗ・給湯回路Ｋの作動を制御する制御装置２０（上記ヒートポンプユニット部１０Ａの制御装置２０と一体）を有している。貯湯タンク７は、耐食性に優れた例えばステンレスなどの金属製の容器であり、外周部には図示しない断熱材が配置され、高温の湯を内部に貯めて長時間にわたって保温することができるようになっている。 On the other hand, the tank unit 10B is a control device 20 that controls the operation of the hot water storage tank 7, the boiling circuit W, the hot water supply circuit K, and the boiling circuit W / hot water supply circuit K (integrated with the control device 20 of the heat pump unit 10A). have. The hot water storage tank 7 is a container made of metal such as stainless steel having excellent corrosion resistance, and a heat insulating material (not shown) is arranged on the outer periphery so that hot water can be stored inside and kept warm for a long time. It has become.

貯湯タンク７の外壁面には複数の図示しない水位サーミスタが縦方向にほぼ等間隔に配置され、貯湯タンク７内に満たされた水あるいは高温の湯の各水位レベルでの温度情報を後述する制御装置２０に出力するようになっている。これにより、貯湯タンク７内上方の沸き上げられた高温の湯と、貯湯タンク７内下方の沸き上げられる前の水との境界面を検出できるようになっている。 A plurality of water level thermistors (not shown) are arranged on the outer wall surface of the hot water storage tank 7 at substantially equal intervals in the vertical direction, and the temperature information at each water level of the hot water or hot water filled in the hot water storage tank 7 will be described later. The data is output to the device 20. Thereby, the boundary surface between the hot water heated up in the hot water storage tank 7 and the water before boiling in the hot water storage tank 7 can be detected.

沸き上げ回路Ｗは、水流量可変手段としての水流通ポンプ６によって貯湯タンク７内の水が下側の冷水出口７ｂから取り出され、上記放熱器２の給湯用水流路２ｂで加熱された後、貯湯タンク７上側の温水入口７ｃに戻す回路となっている。なお、水流通ポンプ６は、後述する制御装置２０によって稼働およびその流通量（回転数）が制御されるようになっている。 In the boiling circuit W, the water in the hot water storage tank 7 is taken out from the lower cold water outlet 7b by the water circulation pump 6 as the water flow rate variable means and heated in the hot water supply water flow path 2b of the radiator 2, It is a circuit which returns to the hot water inlet 7c above the hot water storage tank 7. The water circulation pump 6 is controlled in operation and its circulation amount (number of rotations) by a control device 20 described later.

また、沸き上げ回路Ｗの放熱器２（給湯用水流路２ｂ）の下流側には、加熱された給湯用水の湯温を検出する沸上温度センサー（本発明における沸上温度検出手段に対応）１１が設けられており、検出された信号は制御装置２０に入力され、要求される加熱能力に対応した圧縮機１の回転数の算出などに使用される。 Further, on the downstream side of the radiator 2 (hot water supply water flow path 2b) of the boiling circuit W, a boiling temperature sensor for detecting the hot water temperature of the hot water supply water (corresponding to the boiling temperature detection means in the present invention). 11 is provided, and the detected signal is input to the control device 20 and used for calculating the number of rotations of the compressor 1 corresponding to the required heating capacity.

次に、給湯回路Ｋは、水道からの水が貯湯タンク７下側の冷水入口７ａから貯湯タンク７内に給水されるとともに、貯湯タンク７上側の温水出口７ｄからユーザーが使う給湯部へ湯を給湯する回路である。なお、給湯回路Ｋには、水道からの水と温水出口７ｄから高温水とを混合させて給湯する湯温をユーザーが所望する温度に調節するための温度調節弁８が設けられている。尚、温度調節弁８での調節温度は、制御装置２０によって制御されるようになっている。 Next, the hot water supply circuit K supplies water from the water supply into the hot water storage tank 7 from the cold water inlet 7a on the lower side of the hot water storage tank 7, and supplies hot water from the hot water outlet 7d on the upper side of the hot water storage tank 7 to the hot water supply section used by the user. A circuit for supplying hot water. The hot water supply circuit K is provided with a temperature control valve 8 for adjusting the temperature of hot water to be supplied by mixing water from the water and hot water from the hot water outlet 7d to a temperature desired by the user. In addition, the control temperature in the temperature control valve 8 is controlled by the control device 20.

制御装置２０は、図示しないリモコンから入力されるユーザーが設定した設定温度（例えば４２℃）信号や、上記温度センサー１１などからの信号に基づき、圧縮機１（実質的には駆動源である電動モータ）、膨張弁３、外気ファン４ａ、水流通ポンプ６および温度調節弁８などを通電制御する。 Based on a set temperature (for example, 42 ° C.) signal set by a user input from a remote controller (not shown) or a signal from the temperature sensor 11 or the like, the control device 20 substantially compresses the compressor 1 (which is electrically driven as a drive source). Motor), expansion valve 3, outside air fan 4a, water circulation pump 6, temperature control valve 8 and the like are energized and controlled.

次に、上記構成における本給湯装置の作動について説明する。本給湯装置においては、電力料金の安価な深夜時間帯（当日の２３時から翌日の７時の間）に、貯湯タンク７内へ高温の湯を沸き上げる圧縮機低回転での低加熱能力運転（例えば、深夜電力時間８時間内に加熱能力５ｋＷ運転）の貯湯運転（深夜電力運転）が行われる。 Next, the operation of the hot water supply apparatus having the above configuration will be described. In this hot water supply device, a low heating capacity operation (for example, at a low rotation of the compressor) that heats hot water into the hot water storage tank 7 in the low-night time period (between 23:00 on the day and 7:00 on the next day) where the electricity rate is low (for example, Then, a hot water storage operation (midnight power operation) with a heating capacity of 5 kW is performed within 8 hours of midnight power time.

即ち、制御装置２０によって、貯湯タンク７に配置された図示しない水位サーミスタの温度信号から、貯湯タンク７内の残湯量（高温の湯の残り量）が把握され、貯湯タンク７の全容量から残湯量を差し引いた分の沸き上げ量が算出され、貯湯タンク７内が高温の湯で満たされるように、ヒートポンプサイクルＲおよび沸き上げ回路Ｗが作動される。 That is, the remaining amount of hot water in the hot water storage tank 7 (the remaining amount of hot water) is grasped by the control device 20 from the temperature signal of a water level thermistor (not shown) disposed in the hot water storage tank 7, and the remaining amount is determined from the total capacity of the hot water storage tank 7. The amount of boiling is calculated by subtracting the amount of hot water, and the heat pump cycle R and the boiling circuit W are operated so that the hot water storage tank 7 is filled with hot water.

具体的には、制御装置２０によって圧縮機１が駆動され、ヒートポンプサイクルＲ内の冷媒が循環される。また、外気ファン４ａが駆動されることで蒸発器４に外気が供給され、外気からの吸熱が行われる。そして、放熱器２での放熱によって、沸上温度センサー１１で得られる湯の温度が目標温度（例えば９０℃）となるように、沸き上げ回路Ｗの水流通ポンプ６の作動回転数が制御される。これによって、貯湯タンク７内の水は下側から流出し、放熱器２で加熱され、貯湯タンク７の上側に戻され、貯湯タンク７内が高温の湯で満たされてゆく。 Specifically, the compressor 1 is driven by the control device 20, and the refrigerant in the heat pump cycle R is circulated. Further, when the outside air fan 4a is driven, outside air is supplied to the evaporator 4 and heat is absorbed from the outside air. And the operation | movement rotation speed of the water circulation pump 6 of the boiling circuit W is controlled so that the temperature of the hot water obtained with the boiling temperature sensor 11 becomes target temperature (for example, 90 degreeC) by the heat radiation in the heat radiator 2. The Thereby, the water in the hot water storage tank 7 flows out from the lower side, is heated by the radiator 2, is returned to the upper side of the hot water storage tank 7, and the hot water storage tank 7 is filled with hot water.

このとき、放熱器２での湯の沸き上げが最適効率となるように、水側の温度（例えば図示しない水温センサーで得られる給水温度）に応じて、放熱器２の冷媒側の温度が所定温度となるように、即ち、冷媒温度は圧力と相関するため図示しない圧力センサーで得られる高圧側冷媒圧力が所定圧力となるように膨張弁３の弁開度が調節される。 At this time, the temperature on the refrigerant side of the radiator 2 is predetermined in accordance with the temperature on the water side (for example, the feed water temperature obtained by a water temperature sensor not shown) so that the boiling of hot water in the radiator 2 becomes optimum efficiency. Since the refrigerant temperature correlates with the pressure, the opening degree of the expansion valve 3 is adjusted so that the high-pressure side refrigerant pressure obtained by a pressure sensor (not shown) becomes a predetermined pressure.

沸き上げ温度については、沸上温度センサー１１にて湯温を検出し、水流通ポンプ６にて給湯用水の循環量を調整して温度コントロールを行うようになっている。そして、貯湯タンク７内が全て温水となって、貯湯タンク７下側の冷水出口７ｂから取り出される給水温度が高くなったことを図示しない水温センサーで検出したら、冷媒および給湯用水の循環を停止させる。 The boiling temperature is controlled by detecting the hot water temperature with the boiling temperature sensor 11 and adjusting the circulation amount of the hot water supply water with the water circulation pump 6. When the water temperature sensor (not shown) detects that the hot water storage tank 7 has become hot water and the temperature of the water supply taken out from the cold water outlet 7b on the lower side of the hot water storage tank 7 is increased, the circulation of the refrigerant and hot water supply water is stopped. .

そして、ユーザーが給湯部を使用すると、貯湯タンク７内の高温水と水道からの水とを温度調節弁８で混合し、制御装置２０によってユーザーが設定した温度（例えば４２℃）となるよう温度調節弁８での混合割合が調節されながら給湯される。また、ユーザーの給湯部の使用に伴い、貯湯タンク７内での熱量不足が生じた場合は、深夜時間帯以外であっても沸き上げ回路Ｗで沸き上げ運転が行われる。 When the user uses the hot water supply section, the high temperature water in the hot water storage tank 7 and the water from the tap water are mixed by the temperature control valve 8, and the temperature set to the temperature set by the control device 20 by the user (for example, 42 ° C.). Hot water is supplied while the mixing ratio in the control valve 8 is adjusted. In addition, when the user's use of the hot water supply unit causes a shortage of heat in the hot water storage tank 7, the boiling circuit W performs a boiling operation even outside the midnight time zone.

次に、本発明における沸き上げ運転時の本給湯装置の作動について説明する。図２は、本発明の第１実施形態における制御装置２０の沸き上げ運転制御の概略制御動作を示すフローチャートであり、図３は、水流通ポンプ６への出力値に対する水流量の特性を示すグラフである。 Next, the operation of the hot water supply apparatus during the boiling operation in the present invention will be described. FIG. 2 is a flowchart showing a schematic control operation of the boiling operation control of the control device 20 in the first embodiment of the present invention, and FIG. 3 is a graph showing the characteristic of the water flow rate with respect to the output value to the water circulation pump 6. It is.

まず、ステップＳ１１では、沸き上げ運転開始の指令が有るか否かの判定を行う。その判定結果がＮＯで、沸き上げ運転開始の指令がない間はステップＳ１１での判定を続行し、ステップＳ１１での判定結果がＹＥＳで沸き上げ運転開始の指令が入った場合にステップＳ１２へと進む。 First, in step S11, it is determined whether or not there is a command to start a boiling operation. While the determination result is NO and there is no instruction for starting the boiling operation, the determination in step S11 is continued. When the determination result in step S11 is YES and the instruction for starting the boiling operation is input, the process proceeds to step S12. move on.

ステップＳ１２では、通常の沸き上げ運転を行う。つまりここでは、正規の沸き上げ運転状態であれば、所定の加熱能力となるよう、所定の圧縮機１の回転数、所定の減圧弁３開度に調整し、また、沸き上げ温度についても要求値を達成する水流通ポンプ６の出力値を調整して沸き上げ運転を行う。 In step S12, a normal boiling operation is performed. That is, here, in the normal boiling operation state, the predetermined number of revolutions of the compressor 1 and the predetermined opening of the pressure reducing valve 3 are adjusted so that the predetermined heating capacity is obtained, and the boiling temperature is also required. A boiling operation is performed by adjusting the output value of the water circulation pump 6 that achieves the value.

そして、次のステップＳ１３で沸き上げの目標温度に到達したか否かの判定を行う。その判定結果がＮＯで、沸き上げの目標温度に到達していない場合はステップＳ１４へ進み、水流通ポンプ６への出力値が水流量の流量調整下限値と対応する出力下限値Ｘ（図３参照）以上であるか否かの判定を行う。 Then, in the next step S13, it is determined whether or not the boiling target temperature has been reached. If the determination result is NO and the boiling target temperature has not been reached, the process proceeds to step S14, where the output value to the water circulation pump 6 corresponds to the flow rate adjustment lower limit value of the water flow rate X (FIG. 3). Reference) It is determined whether or not the above is true.

水流通ポンプ６については、図３に示す通り、使用流量域が設計上決められており、それに対応する設定出力域、つまり流量調整下限値に対応する出力下限値Ｘが、水流量が低くなりすぎることによる沸き上げ温度異常上昇による沸騰や、放熱器２の冷媒側高圧値が異常上昇することで、システムが異常停止しないように決められている。 As shown in FIG. 3, the flow rate range for the water circulation pump 6 is determined by design, and the set output range corresponding to it, that is, the output lower limit value X corresponding to the flow rate adjustment lower limit value, reduces the water flow rate. It is determined so that the system does not stop abnormally due to boiling due to an abnormal rise in boiling temperature due to excessively increasing or the refrigerant-side high pressure value of the radiator 2 abnormally rising.

ステップＳ１４での判定結果がＮＯで、水流通ポンプ６への出力値が出力下限値Ｘを下回る場合にはステップＳ１５へ進み、圧縮機１の回転数の１レベル増速して冷媒吐出能力を上昇、つまり加熱能力が上昇する方向に可変するものである。そして、次のステップＳ１６では、沸き上げ運転終了の指令が有るか否かの判定を行う。その判定結果がＮＯで、沸き上げ運転終了の指令がない間はステップＳ１２に戻って通常の沸き上げ運転から繰り返すものである。 If the determination result in step S14 is NO and the output value to the water circulation pump 6 is lower than the output lower limit value X, the process proceeds to step S15, where the rotational speed of the compressor 1 is increased by one level and the refrigerant discharge capacity is increased. It rises, that is, changes in the direction of increasing the heating capacity. Then, in the next step S16, it is determined whether or not there is an instruction to end the boiling operation. While the determination result is NO and there is no command to end the boiling operation, the process returns to step S12 to repeat from the normal boiling operation.

なお、ステップＳ１３での判定結果がＹＥＳで、沸き上げの目標温度に到達している場合は、ステップＳ１４での水流通ポンプ６への出力値が出力下限値Ｘ以上であるか否かの判定やステップＳ１５での圧縮機１の回転数の１レベル増速は飛ばしてステップＳ１６へ進むものである。 If the determination result in step S13 is YES and the target temperature for boiling has been reached, it is determined whether or not the output value to the water circulation pump 6 in step S14 is greater than or equal to the output lower limit value X. Alternatively, the one-level speed increase of the rotational speed of the compressor 1 in step S15 is skipped and the process proceeds to step S16.

また、ステップＳ１３での判定結果がＮＯで、沸き上げの目標温度に到達していない場合でステップＳ１４へ進んで水流通ポンプ６への出力値が出力下限値Ｘ以上であるか否かの判定を行うが、その結果がＹＥＳで、水流通ポンプ６への出力値が出力下限値Ｘ以上で流量調節域にある場合は、ステップＳ１５での圧縮機１の回転数の１レベル増速は飛ばしてステップＳ１６へ進むものである。 If the determination result in step S13 is NO and the target temperature for boiling has not been reached, the process proceeds to step S14 to determine whether the output value to the water circulation pump 6 is equal to or greater than the output lower limit value X. However, if the result is YES and the output value to the water circulation pump 6 is equal to or greater than the output lower limit value X and is in the flow rate adjustment range, the 1-level speed increase of the compressor 1 in step S15 is skipped. Then, the process proceeds to step S16.

このように、上述したステップを繰り返している中でステップＳ１６での判定結果がＹＥＳとなり、沸き上げ運転終了の指令が入った場合にはプログラムを終了し、出湯および沸き上げの待機状態となるものである。 As described above, when the above-described steps are repeated, the determination result in step S16 is YES, and when an instruction to end the boiling operation is entered, the program is ended and the hot water and boiling standby states are entered. It is.

これは、正規状態ではない、冷凍サイクルの経年劣化や、蒸発器４のゴミつまりなどによる風流れ不良、低外気温、低湿度時の蒸発器４からの吸熱量低下などにより加熱能力が所定値未満となる場合、通常は沸き上げ温度が低下してしまうことで、水流通ポンプ６の出力を低下させ、水流量を低くし、沸き上げ温度を再度上昇させる動作を行う。 This is because the heating capacity is a predetermined value due to aging of the refrigeration cycle that is not in a normal state, poor wind flow due to dust clogging of the evaporator 4, low outside air temperature, reduced heat absorption from the evaporator 4 at low humidity, etc. When the temperature is lower than normal, the boiling temperature is usually lowered, so that the output of the water circulation pump 6 is lowered, the water flow rate is lowered, and the boiling temperature is raised again.

しかし、図３の流量調整下限値となった場合、それ以上水流量は低下できないことから、所定の沸き上げ温度に対し、未達のまま維持してしまい、貯湯タンク７側の必要熱量が確保できず、湯切れの問題が発生してしまう。そこで、図２のフローチャートに示すとおり、所定の沸き上げ温度に到達しないうえ、水流通ポンプ６の出力が流量調整下限値に対応する出力下限値Ｘを下回る値となる場合、加熱能力を上昇させるべく圧縮機１の回転数を増速させる。 However, when the flow rate adjustment lower limit value in FIG. 3 is reached, the water flow rate cannot be reduced any further, so that the predetermined boiling temperature is not reached and the necessary heat amount on the hot water storage tank 7 side is secured. It cannot be done, and the problem of running out of hot water will occur. Therefore, as shown in the flowchart of FIG. 2, when the predetermined boiling temperature is not reached and the output of the water circulation pump 6 is lower than the output lower limit value X corresponding to the flow rate adjustment lower limit value, the heating capacity is increased. Accordingly, the rotational speed of the compressor 1 is increased.

これにより、沸き上げ温度が目標値に到達するとともに、水流通ポンプ６の出力が出力下限値Ｘ以上となった場合、圧縮機１の増速を終了し、その時点での圧縮機１の回転数を維持して沸き上げ運転を行うものである。よって、加熱能力の低下による沸き上げ温度未達の状態を検知し、圧縮機１の回転数増速により加熱能力を上昇させることで、所定の沸き上げ温度とし、沸き上げ熱量不足を防止することが可能となる。 As a result, when the boiling temperature reaches the target value and the output of the water circulation pump 6 becomes equal to or higher than the output lower limit value X, the acceleration of the compressor 1 is finished, and the compressor 1 rotates at that time. Boiling operation is performed while maintaining the number. Therefore, a state where the boiling temperature is not reached due to a decrease in the heating capacity is detected, and the heating capacity is increased by increasing the number of revolutions of the compressor 1, thereby obtaining a predetermined boiling temperature and preventing an insufficient amount of heating heat. Is possible.

次に、本実施形態での特徴と、その効果について述べる。まず、制御装置２０は、加熱目標値への加熱時に、水流通ポンプ６による水流量が所定の流量調整下限値を下回る場合、放熱器２による加熱能力を上昇方向に可変制御して水流量が流量調整下限値以上となるように制御している。 Next, features and effects of this embodiment will be described. First, when the water flow rate by the water circulation pump 6 falls below a predetermined flow rate adjustment lower limit value during the heating to the heating target value, the control device 20 variably controls the heating capability by the radiator 2 in the upward direction to control the water flow rate. Control is performed so that the flow rate adjustment lower limit value is exceeded.

これは、沸き上げ温度が目標温度に到達しない場合、従来の沸き上げ運転では加熱能力を一定として、水流通ポンプ６による水流量を調節し、放熱器２で加熱された湯が目標温度となるようにしているが、その調節すべき水流量が所定の流量調整下限値を下回ってしまう場合は加熱能力を上昇させ、水流量が流量調整下限値以上の状態で目標温度の沸き上げ温度が得られるようにするものである。 This is because when the boiling temperature does not reach the target temperature, the heating capacity is constant in the conventional boiling operation, the water flow rate by the water circulation pump 6 is adjusted, and the hot water heated by the radiator 2 becomes the target temperature. However, if the water flow to be adjusted falls below the predetermined flow adjustment lower limit value, the heating capacity is increased, and the boiling temperature of the target temperature is obtained with the water flow rate equal to or higher than the flow adjustment lower limit value. It is to be made.

これによれば、沸き上げ温度が目標温度に到達しない場合で水流量が所定の流量調整下限値を下回る場合は、一時的に加熱能力を上昇させて沸き上げ温度を上昇させて目標温度を達成させることができる。そのうえ、水流量も流量調整下限値以上となるようにするため、水流量が不安定な流量調整下限値以下に低下して沸き上げ温度が異常高温となり、放熱器２を含む水配管内部に局部沸騰が発生するなどの不具合を防ぐことができる。 According to this, when the boiling temperature does not reach the target temperature and the water flow rate is below the predetermined flow rate adjustment lower limit value, the heating temperature is temporarily increased to raise the boiling temperature and achieve the target temperature. Can be made. In addition, in order to make the water flow rate equal to or higher than the flow adjustment lower limit value, the water flow rate falls below the unstable flow adjustment lower limit value, and the boiling temperature becomes abnormally high. Problems such as boiling can be prevented.

また、制御装置２０は、流量調整下限値として、水流通ポンプ６への出力下限値Ｘを設定している。これによれば、より具体的には制御装置２０にて、算出した水流通ポンプ６へ出力する出力値が設定した出力下限値Ｘを下回るような値となる場合に、加熱能力を上昇方向に可変する制御に切り換えるようにしたものである。 Further, the control device 20 sets an output lower limit value X to the water circulation pump 6 as a flow rate adjustment lower limit value. According to this, more specifically, when the output value output to the water circulation pump 6 calculated by the control device 20 is a value that is lower than the set output lower limit value X, the heating capacity is increased in the increasing direction. The control is switched to variable control.

また、制御装置２０は、加熱能力の上昇方向への可変制御として、圧縮機１での冷媒吐出能力を上昇方向に可変制御するようにしている。これによれば、より具体的に加熱能力は圧縮機１の冷媒吐出能力で制御することにより、制御手段が容易となる。 Further, the control device 20 variably controls the refrigerant discharge capacity in the compressor 1 in the upward direction as variable control in the upward direction of the heating capacity. According to this, the control means becomes easier by controlling the heating capacity more specifically by the refrigerant discharge capacity of the compressor 1.

また、ヒートポンプサイクルＲは、冷媒の圧力が臨界圧力以上となる超臨界サイクルである。これによれば、超臨界サイクルからなるヒートポンプサイクルＲでは高温の湯を得ることが可能であり、高温の湯が容易に得られる給湯装置において、本発明によって高温から低温まで所望の湯温を得ることができる効果は大きい。またヒートポンプサイクルＲに使用する冷媒は、二酸化炭素（ＣＯ_２）冷媒である。これによれば、具体的に使用する冷媒として、二酸化炭素（ＣＯ_２）冷媒が実施容易である。 The heat pump cycle R is a supercritical cycle in which the pressure of the refrigerant is equal to or higher than the critical pressure. According to this, in the heat pump cycle R composed of a supercritical cycle, it is possible to obtain hot water, and in the hot water supply apparatus in which high-temperature hot water can be easily obtained, the present invention obtains a desired hot water temperature from high temperature to low temperature. The effect that can be done is great. The refrigerant used for the heat pump cycle R is a carbon dioxide (CO ₂ ) refrigerant. According to this, as a refrigerant for specifically used, carbon dioxide (CO ₂₎ refrigerant is easy to perform.

（第２実施形態）
次に、本発明の第２実施形態（請求項３、４に対応）について添付した図４〜６を用いて詳細に説明する。図４は、本発明の第２実施形態における制御装置２０の沸き上げ運転制御の概略制御動作を示すフローチャートである。図２で示した第１実施形態のフローチャートと図４に示す本実施形態でのフローチャートとは、ステップＳ１４の「水流通出力Ｘ以上？」の部分を、ステップＳ１４１として「水流通出力Ｙ以上？」に変えたことのみが異なる。 (Second Embodiment)
Next, a second embodiment (corresponding to claims 3 and 4) of the present invention will be described in detail with reference to FIGS. FIG. 4 is a flowchart showing a schematic control operation of the boiling operation control of the control device 20 in the second embodiment of the present invention. In the flowchart of the first embodiment shown in FIG. 2 and the flowchart of the present embodiment shown in FIG. 4, the “water circulation output X or more?” Portion of step S14 is set as “water circulation output Y or more?” As step S141. The only difference is that it has been changed.

図５は、本実施形態の水流量Ｑに対する圧損Ｐの特性を示すグラフであり、図６は、本発明の第２実施形態に係わる水流通ポンプ６への出力値に対する水流量の特性を示すグラフである。上述した第１実施形態と異なる特徴部分を説明する。本実施形態では、制御装置２０は、加熱目標値への加熱時に、水流通ポンプ６による水流量が所定の安定調整下限値を下回る場合、放熱器２による加熱能力を上昇方向に可変制御して水流量が安定調整下限値以上となるように制御するようにしている。 FIG. 5 is a graph showing the characteristic of the pressure loss P with respect to the water flow rate Q of the present embodiment, and FIG. 6 shows the characteristic of the water flow rate with respect to the output value to the water circulation pump 6 according to the second embodiment of the present invention. It is a graph. Features that are different from the first embodiment will be described. In the present embodiment, the control device 20 variably controls the heating capability of the radiator 2 in the upward direction when the water flow rate by the water circulation pump 6 falls below a predetermined stability adjustment lower limit value when heating to the heating target value. Control is made so that the water flow rate is equal to or greater than the stability adjustment lower limit value.

これは、第１実施形態における正規運転状態においても、冬季などで所定の加熱能力に対して給水温度が低く、沸き上げ温度が高い場合など、必要水流量が低くなることから水流通ポンプ６への出力は低めにコントロールされる。ここで、水流通ポンプ６の制御性について図４のＰ−Ｑ特性（水流量に対する水系圧損）でみてみると、低流量域は中・大流量域に対して出力分解能（最低出力変化に対する水流量変化）が大きく、沸き上げ温度の制御性が粗くなることから、沸き上げ温度のハンチングなどで冷凍サイクルが不安定となってシステムの信頼性が低下する。 This is because even in the normal operation state according to the first embodiment, when the water supply temperature is low and the boiling temperature is high with respect to a predetermined heating capacity in winter or the like, the required water flow rate is low, so The output of is controlled lower. Here, when the controllability of the water circulation pump 6 is viewed from the PQ characteristic (water system pressure loss with respect to the water flow rate) in FIG. The flow rate) is large, and the controllability of the boiling temperature becomes rough, so that the refrigeration cycle becomes unstable due to the hunting of the boiling temperature and the reliability of the system is lowered.

そこで、図５のグラフに示すように、低流量域の不安定域に入る直前の安定調整下限値を設定し、第１実施形態と同様に、水流量が低下しても安定調整下限値以上となるように加熱能力を上昇させて調整するものである。これによれば、沸き上げ温度の制御性を向上させて、システムの信頼性を向上させることができる。 Therefore, as shown in the graph of FIG. 5, the lower limit of stability adjustment immediately before entering the unstable region of the low flow rate region is set, and even if the water flow rate decreases, the stability adjustment lower limit value or more is set as in the first embodiment. The heating capacity is increased and adjusted so that According to this, the controllability of the boiling temperature can be improved and the reliability of the system can be improved.

また、制御装置２０は、安定調整下限値として、水流通ポンプ６への所定出力値Ｙを設定している。これによれば、より具体的には制御装置２０にて、算出した水流通ポンプ６へ出力する出力値が設定した所定出力値Ｙを下回るような値となる場合に、加熱能力を上昇方向に可変する制御に切り換えるようにしたものである。 Further, the control device 20 sets a predetermined output value Y to the water circulation pump 6 as the stability adjustment lower limit value. According to this, more specifically, when the output value to be output to the water circulation pump 6 calculated by the control device 20 is a value that is lower than the set predetermined output value Y, the heating capacity is increased in the increasing direction. The control is switched to variable control.

（第３実施形態）
図７は、本発明の第３実施形態（請求項６に対応）における制御装置２０の沸き上げ運転制御の概略制御動作を示すフローチャートである。図２で示した第１実施形態のフローチャートと図７に示す本実施形態でのフローチャートとは、ステップＳ１５の「圧縮機を１レベル増速」の部分を、ステップＳ１５１として「膨張弁を１レベル絞り」に変えたことのみが異なる。 (Third embodiment)
FIG. 7 is a flowchart showing a schematic control operation of the boiling operation control of the control device 20 in the third embodiment (corresponding to claim 6) of the present invention. The flow chart of the first embodiment shown in FIG. 2 and the flow chart of the present embodiment shown in FIG. 7 include the step of “acceleration of the compressor by one level” in step S15 as “step 1 of the expansion valve”. Only the change to "aperture" is different.

上述した各実施形態と異なる特徴部分を説明する。本実施形態で制御装置２０は、加熱能力の上昇方向への可変制御として、膨張弁３での絞り開度を絞り方向に可変制御するようにしている。これによれば、より具体的に加熱能力は膨張弁３の絞り開度で制御することにより、制御手段が容易となる。 A different characteristic part from each embodiment mentioned above is demonstrated. In the present embodiment, the control device 20 variably controls the throttle opening degree of the expansion valve 3 in the throttle direction as variable control in the increasing direction of the heating capacity. According to this, the control means becomes easier by controlling the heating capacity more specifically by the throttle opening degree of the expansion valve 3.

（第４実施形態）
図８は、本発明の第４実施形態（請求項７に対応）における制御装置２０の沸き上げ運転制御の概略制御動作を示すフローチャートである。図２で示した第１実施形態のフローチャートと図８に示す本実施形態でのフローチャートとは、ステップＳ１５の「圧縮機を１レベル増速」の部分を、ステップＳ１５２として「外気ファンを１レベル増速」に変えたことのみが異なる。 (Fourth embodiment)
FIG. 8 is a flowchart showing a schematic control operation of the boiling operation control of the control device 20 in the fourth embodiment (corresponding to claim 7) of the present invention. The flowchart of the first embodiment shown in FIG. 2 and the flowchart of the present embodiment shown in FIG. 8 include the step of “acceleration of the compressor by one level” in step S15 as step S152 and “the level of the outside air fan is one level. The only difference is that it was changed to "Increase speed".

上述した各実施形態と異なる特徴部分を説明する。本実施形態で制御装置２０は、加熱能力の上昇方向への可変制御として、蒸発器４への外気ファン４ａでの通風能力を上昇方向に可変制御するようにしている。これによれば、より具体的に加熱能力は外気ファン４ａの通風能力で制御することにより、制御手段が容易となる。 A different characteristic part from each embodiment mentioned above is demonstrated. In the present embodiment, the control device 20 variably controls the ventilation capacity of the outside fan 4a to the evaporator 4 in the upward direction as variable control in the upward direction of the heating capacity. According to this, the control means becomes easy by controlling the heating capacity more specifically by the ventilation capacity of the outside air fan 4a.

（その他の実施形態）
上述の実施形態では、加熱能力は圧縮機１の冷媒吐出能力、もしくは膨張弁３の絞り開度、もしくは蒸発器４での吸熱能力で制御するようにしているが、本発明は上述した実施形態に限定されるものではなく、上述の各方法を複合させて加熱能力を可変制御する制御装置２０であっても良い。 (Other embodiments)
In the above-described embodiment, the heating capacity is controlled by the refrigerant discharge capacity of the compressor 1, the throttle opening of the expansion valve 3, or the heat absorption capacity of the evaporator 4, but the present invention is the above-described embodiment. However, the present invention is not limited to this, and the control device 20 that variably controls the heating capability by combining the above-described methods may be used.

また、上述の実施形態では、貯湯タンク７内の水を沸き上げ回路Ｗで沸き上げ、その湯を一旦貯湯タンク７に貯湯し、貯湯タンク７から給湯側へ出湯する構成となっているが、外部から供給される水を貯湯タンク７内に導入される前に沸き上げ回路Ｗで加熱し、その後貯湯タンク７内に貯えるものであっても良いし、沸き上げ回路Ｗから貯湯タンク７をバイパスして直接給湯側へ出湯するものであっても良いし、貯湯タンク７を備えず、外部から供給される水を沸き上げ回路Ｗで加熱して湯とし、その湯を貯えることなく直接給湯する給湯装置であっても良い。 In the above-described embodiment, the water in the hot water storage tank 7 is boiled by the boiling circuit W, the hot water is temporarily stored in the hot water storage tank 7, and the hot water is discharged from the hot water storage tank 7 to the hot water supply side. Water supplied from the outside may be heated in the boiling circuit W before being introduced into the hot water storage tank 7 and then stored in the hot water storage tank 7, or the hot water storage tank 7 may be bypassed from the boiling circuit W. Then, the hot water may be discharged directly to the hot water supply side, or the hot water storage tank 7 is not provided, but water supplied from the outside is heated by the boiling circuit W to be hot water, and the hot water is directly supplied without storing the hot water. It may be a hot water supply device.

また、上述した実施形態では、ヒートポンプサイクルＲは、可変式膨張弁３によって等エンタルピ的に冷媒を減圧し、膨張弁３を流出した冷媒がほぼ全て蒸発器４に流入する一般的な冷凍サイクルを構成するものであったが、減圧手段として可変式エジェクタを用いたいわゆるエジェクタ式サイクルであっても良い。 In the above-described embodiment, the heat pump cycle R is a general refrigeration cycle in which the refrigerant is decompressed by the variable expansion valve 3 in an enthalpy manner, and almost all of the refrigerant flowing out of the expansion valve 3 flows into the evaporator 4. Although it is configured, a so-called ejector type cycle using a variable type ejector as the pressure reducing means may be used.

つまり、ヒートポンプサイクル中に、放熱器２から流出した高圧冷媒の圧力エネルギーを速度エネルギーに変換して冷媒を減圧膨張させる開度を変更可能なノズル部と、ノズル部から噴射する高速の冷媒流により蒸発器４にて蒸発した気相冷媒を吸引し、ノズル部から噴射する冷媒と蒸発器４から吸引した冷媒とを混合させながら速度エネルギーを圧力エネルギーに変換して冷媒の圧力を昇圧させる昇圧部とを有するエジェクタを備え、エジェクタを流出した冷媒のうち液槽冷媒を蒸発器４に供給し、気相冷媒を圧縮機１に供給するエジェクタ式サイクルにおいて、エジェクタのノズル部を減圧装置と見なして本発明を適用することが可能である。 That is, during the heat pump cycle, the pressure energy of the high-pressure refrigerant that has flowed out of the radiator 2 is converted into velocity energy to change the opening for decompressing and expanding the refrigerant, and the high-speed refrigerant flow injected from the nozzle portion. A pressure increasing unit that sucks the vapor-phase refrigerant evaporated in the evaporator 4 and converts the velocity energy into pressure energy while mixing the refrigerant injected from the nozzle unit and the refrigerant sucked from the evaporator 4 to increase the pressure of the refrigerant. In the ejector-type cycle in which the liquid tank refrigerant out of the refrigerant flowing out of the ejector is supplied to the evaporator 4 and the gas-phase refrigerant is supplied to the compressor 1, the nozzle portion of the ejector is regarded as a pressure reducing device. The present invention can be applied.

また、上述の実施形態では、ヒートポンプサイクルＲは、圧縮機１で冷媒を臨界圧力以上に加圧するいわゆる超臨界冷凍サイクルを構成していたが、超臨界冷凍サイクルに限定するものではない。また、冷媒は二酸化炭素冷媒であったが、これに限定するものではない。つまり、フロンなど他の冷媒を用いた蒸気圧縮式冷凍サイクルであっても良い。 Moreover, in the above-mentioned embodiment, although the heat pump cycle R comprised what is called a supercritical refrigeration cycle which pressurizes a refrigerant | coolant more than a critical pressure with the compressor 1, it is not limited to a supercritical refrigeration cycle. Moreover, although the refrigerant | coolant was the carbon dioxide refrigerant | coolant, it is not limited to this. That is, it may be a vapor compression refrigeration cycle using another refrigerant such as Freon.

本発明の実施形態に係わる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 the heat pump type hot-water supply apparatus concerning embodiment of this invention. 本発明の第１実施形態における制御装置２０の沸き上げ運転制御の概略制御動作を示すフローチャートである。It is a flowchart which shows the schematic control operation | movement of the boiling operation control of the control apparatus 20 in 1st Embodiment of this invention. 水流通ポンプ６への出力値に対する水流量の特性を示すグラフである。It is a graph which shows the characteristic of the water flow volume with respect to the output value to the water distribution pump. 本発明の第２実施形態における制御装置２０の沸き上げ運転制御の概略制御動作を示すフローチャートである。It is a flowchart which shows the schematic control operation | movement of the boiling operation control of the control apparatus 20 in 2nd Embodiment of this invention. 本実施形態の水流量Ｑに対する圧損Ｐの特性を示すグラフである。It is a graph which shows the characteristic of the pressure loss P with respect to the water flow rate Q of this embodiment. 本発明の第２実施形態に係わる水流通ポンプ６への出力値に対する水流量の特性を示すグラフである。It is a graph which shows the characteristic of the water flow volume with respect to the output value to the water circulation pump 6 concerning 2nd Embodiment of this invention. 本発明の第３実施形態における制御装置２０の沸き上げ運転制御の概略制御動作を示すフローチャートである。It is a flowchart which shows the schematic control operation | movement of the boiling operation control of the control apparatus 20 in 3rd Embodiment of this invention. 本発明の第４実施形態における制御装置２０の沸き上げ運転制御の概略制御動作を示すフローチャートである。It is a flowchart which shows the schematic control operation | movement of the boiling operation control of the control apparatus 20 in 4th Embodiment of this invention.

Explanation of symbols

１…圧縮機
２…放熱器（高圧側熱交換器）
３…可変式膨張弁（減圧手段）
４…蒸発器（低圧側熱交換器）
４ａ…外気ファン（外気通風手段）
６…水流通ポンプ（水流量可変手段）
１１…沸上温度センサー（沸上温度検出手段）
２０…制御装置（制御手段）
Ｒ…ヒートポンプサイクル
Ｗ…沸き上げ回路
Ｘ…出力下限値
Ｙ…出力所定値 DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ... Compressor 2 ... Radiator (high-pressure side heat exchanger)
3 ... Variable expansion valve (pressure reduction means)
4. Evaporator (low pressure side heat exchanger)
4a: Outside air fan (outside air ventilation means)
6 ... Water circulation pump (water flow rate variable means)
11 ... Boiling temperature sensor (boiling temperature detection means)
20 ... Control device (control means)
R ... heat pump cycle W ... boiling circuit X ... output lower limit Y ... output predetermined value

Claims

A heat pump cycle (R) comprising a compressor (1), a high-pressure side heat exchanger (2), a decompression means (3), and a low-pressure side heat exchanger (4) connected in an annular shape;
A boiling circuit (W) for circulating the supplied water to the high-pressure side heat exchanger (2);
Water flow rate varying means (6) for varying the flow rate of the water flowing through the boiling circuit (W);
Boiling temperature detection provided downstream of the high pressure side heat exchanger (2) of the boiling circuit (W) and detecting the temperature of hot water heated by the high pressure side heat exchanger (2). Means (11);
Control means (20) for controlling the operation of the water flow rate varying means (6) so that the hot water temperature detected by the boiling temperature detecting means (11) coincides with the heating target value by the high pressure side heat exchanger (2). In a heat pump hot water supply device comprising:
When the water flow rate by the water flow rate variable means (6) falls below a predetermined stability adjustment lower limit value during the heating to the heating target value, the control means (20) heats by the high pressure side heat exchanger (2) The capacity is variably controlled in the increasing direction to control the water flow rate to be equal to or greater than the stability adjustment lower limit value, and the control means (20) is configured to control the compressor as variable control in the increasing direction of the heating capacity The refrigerant discharge capacity in (1) is variably controlled in the upward direction, and the ventilation capacity in the outside air ventilation means (4a) to the low pressure side heat exchanger (4) is variably controlled in the upward direction .
The control means (20) includes an output lower limit value (X) to the water flow rate variable means (6) corresponding to a flow rate adjustment lower limit value, and the stable water flow rate that is higher than the output lower limit value (X). A predetermined stable output lower limit value (Y) to the water flow rate variable means (6) corresponding to the adjustment lower limit value is set,
When the output to the water flow rate varying means (6) is lower than the stable output lower limit (Y) during heating to the heating target value, the control means (20) ) Is variably controlled in the upward direction so as to control the water flow rate to be equal to or greater than the stability adjustment lower limit value .

The heat pump hot water supply apparatus according to claim 1, wherein the heat pump cycle (R) is a supercritical cycle in which the pressure of the refrigerant is equal to or higher than the critical pressure .

The heat pump hot water supply apparatus according to claim 2, wherein the refrigerant used in the heat pump cycle (R) is a carbon dioxide (CO2) refrigerant .