JP4693308B2 - ヒートポンプ式給湯装置 - Google Patents
ヒートポンプ式給湯装置 Download PDFInfo
- Publication number
- JP4693308B2 JP4693308B2 JP2001278523A JP2001278523A JP4693308B2 JP 4693308 B2 JP4693308 B2 JP 4693308B2 JP 2001278523 A JP2001278523 A JP 2001278523A JP 2001278523 A JP2001278523 A JP 2001278523A JP 4693308 B2 JP4693308 B2 JP 4693308B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- hot water
- stage compressor
- outside air
- low
- pressure side
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Expired - Fee Related
Links
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 title claims description 100
- 230000007423 decrease Effects 0.000 claims description 39
- 238000005057 refrigeration Methods 0.000 claims description 24
- 230000006835 compression Effects 0.000 claims description 21
- 238000007906 compression Methods 0.000 claims description 21
- 239000003507 refrigerant Substances 0.000 claims description 17
- CURLTUGMZLYLDI-UHFFFAOYSA-N Carbon dioxide Chemical compound O=C=O CURLTUGMZLYLDI-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 12
- 229910002092 carbon dioxide Inorganic materials 0.000 claims description 6
- 239000001569 carbon dioxide Substances 0.000 claims description 6
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 9
- QGZKDVFQNNGYKY-UHFFFAOYSA-N Ammonia Chemical compound N QGZKDVFQNNGYKY-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- 239000008400 supply water Substances 0.000 description 4
- 230000003247 decreasing effect Effects 0.000 description 3
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 3
- 238000010438 heat treatment Methods 0.000 description 3
- ATUOYWHBWRKTHZ-UHFFFAOYSA-N Propane Chemical compound CCC ATUOYWHBWRKTHZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 229910021529 ammonia Inorganic materials 0.000 description 2
- 229930195733 hydrocarbon Natural products 0.000 description 2
- 150000002430 hydrocarbons Chemical class 0.000 description 2
- NNPPMTNAJDCUHE-UHFFFAOYSA-N isobutane Chemical compound CC(C)C NNPPMTNAJDCUHE-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 238000002791 soaking Methods 0.000 description 2
- 230000001988 toxicity Effects 0.000 description 2
- 231100000419 toxicity Toxicity 0.000 description 2
- 239000004215 Carbon black (E152) Substances 0.000 description 1
- 238000004378 air conditioning Methods 0.000 description 1
- 230000008094 contradictory effect Effects 0.000 description 1
- 238000001816 cooling Methods 0.000 description 1
- -1 etc.) Chemical compound 0.000 description 1
- 230000005484 gravity Effects 0.000 description 1
- 230000001771 impaired effect Effects 0.000 description 1
- 239000001282 iso-butane Substances 0.000 description 1
- 239000007788 liquid Substances 0.000 description 1
- 238000005192 partition Methods 0.000 description 1
- 239000001294 propane Substances 0.000 description 1
- 239000008399 tap water Substances 0.000 description 1
- 235000020679 tap water Nutrition 0.000 description 1
Images
Classifications
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F24—HEATING; RANGES; VENTILATING
- F24H—FLUID HEATERS, e.g. WATER OR AIR HEATERS, HAVING HEAT-GENERATING MEANS, e.g. HEAT PUMPS, IN GENERAL
- F24H4/00—Fluid heaters characterised by the use of heat pumps
- F24H4/02—Water heaters
- F24H4/04—Storage heaters
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F25—REFRIGERATION OR COOLING; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS; MANUFACTURE OR STORAGE OF ICE; LIQUEFACTION SOLIDIFICATION OF GASES
- F25B—REFRIGERATION MACHINES, PLANTS OR SYSTEMS; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS
- F25B1/00—Compression machines, plants or systems with non-reversible cycle
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F25—REFRIGERATION OR COOLING; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS; MANUFACTURE OR STORAGE OF ICE; LIQUEFACTION SOLIDIFICATION OF GASES
- F25B—REFRIGERATION MACHINES, PLANTS OR SYSTEMS; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS
- F25B9/00—Compression machines, plants or systems, in which the refrigerant is air or other gas of low boiling point
- F25B9/002—Compression machines, plants or systems, in which the refrigerant is air or other gas of low boiling point characterised by the refrigerant
- F25B9/008—Compression machines, plants or systems, in which the refrigerant is air or other gas of low boiling point characterised by the refrigerant the refrigerant being carbon dioxide
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F25—REFRIGERATION OR COOLING; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS; MANUFACTURE OR STORAGE OF ICE; LIQUEFACTION SOLIDIFICATION OF GASES
- F25B—REFRIGERATION MACHINES, PLANTS OR SYSTEMS; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS
- F25B2309/00—Gas cycle refrigeration machines
- F25B2309/06—Compression machines, plants or systems characterised by the refrigerant being carbon dioxide
- F25B2309/061—Compression machines, plants or systems characterised by the refrigerant being carbon dioxide with cycle highest pressure above the supercritical pressure
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F25—REFRIGERATION OR COOLING; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS; MANUFACTURE OR STORAGE OF ICE; LIQUEFACTION SOLIDIFICATION OF GASES
- F25B—REFRIGERATION MACHINES, PLANTS OR SYSTEMS; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS
- F25B2600/00—Control issues
- F25B2600/02—Compressor control
- F25B2600/021—Inverters therefor
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F25—REFRIGERATION OR COOLING; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS; MANUFACTURE OR STORAGE OF ICE; LIQUEFACTION SOLIDIFICATION OF GASES
- F25B—REFRIGERATION MACHINES, PLANTS OR SYSTEMS; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS
- F25B2600/00—Control issues
- F25B2600/17—Control issues by controlling the pressure of the condenser
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02B—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO BUILDINGS, e.g. HOUSING, HOUSE APPLIANCES OR RELATED END-USER APPLICATIONS
- Y02B30/00—Energy efficient heating, ventilation or air conditioning [HVAC]
- Y02B30/70—Efficient control or regulation technologies, e.g. for control of refrigerant flow, motor or heating
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Physics & Mathematics (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- Thermal Sciences (AREA)
- General Engineering & Computer Science (AREA)
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
- Combustion & Propulsion (AREA)
- Heat-Pump Type And Storage Water Heaters (AREA)
- Control Of Positive-Displacement Pumps (AREA)
Description
【発明の属する技術分野】
本発明は、圧縮機吐出ガスにより給湯水を加熱するヒートポンプ式給湯装置に関する。
【0002】
【従来の技術】
ヒートポンプ式給湯装置は、圧縮機、圧縮機の吐出ガスを冷却する高圧側熱交換器、電動膨張弁などの膨張弁、外気と熱交換する蒸発器等を順次接続した冷凍サイクル装置により、蒸発器において外気から熱を汲み上げ、この汲み上げた熱を高圧側熱交換器において給湯用水に放出して、給湯用水を加熱するようにしたものである。
【0003】
また、一般的に給湯需要については、外気温度が低くなるほど高温の給湯が多量に要求され、外気温度が高くなるほど低温の給湯でもよく需要量も低下するという傾向がある。これに対し、従来一般のヒートポンプ式給湯装置は、冷凍サイクルの特性に起因して外気温度が低くくなれば高圧側熱交換器で得られる給湯用水の温度が低くなる。また、給湯用水加熱能力も低下するという特性をもっていた。したがって、給湯需要の特性とヒートポンプ式給湯装置の能力特性とは互いに相反するという問題があった。
【0004】
そこで、このような問題を解消するために、低外気温度領域において十分に高温の温水を得られるようにするために、二酸化炭素を冷媒として用いた超臨界冷凍サイクルを形成し、また、低外気温度領域において圧縮機能力を大きくし、高外気温度領域において圧縮機能力を小さくできるようにするために、インバータ駆動式圧縮機を用い、外気温度の低下に対応してこのインバータ駆動圧縮機の回転数を増大させて加熱能力を増大させるとともに、高圧側圧力を上昇させるように電動膨張弁の開度を小さくしていた。したがって、低外気温度領域においては外気温度の低下に対応して高圧側圧力を上昇させるとともに、低圧側圧力を低下させていた。
【0005】
【発明が解決しようとする課題】
このため、低外気温度領域においては、特に0℃以下の低外気温度領域においては高低圧力差が大きくなり、圧縮機の耐久性を損ねるという問題が発生していた。具体的には、吐出弁の破損、ロータリ圧縮機の場合におけるシリンダー内の高圧室と低圧室とを仕切るベーンバルブの折損などの恐れがあった。
【0006】
本発明は、このような従来の技術に存在する問題点に着目してなされたものである。その目的とするところは、低外気温度領域において高低圧力差が大きくなり過ぎることを防止したヒートポンプ式給湯装置を提供することにある。
【0007】
【課題を解決するための手段】
上記のような目的を達成するために、第1の発明は、インバータ駆動式単段圧縮機、このインバータ駆動式単段圧縮機からの吐出ガスを給湯用水で冷却する高圧側熱交換器、電動膨張弁、外気と熱交換する蒸発器を順次接続した冷凍サイクル装置と、前記高圧側熱交換器で加熱した給湯用水を貯留可能とした貯湯タンクと、低外気温度領域において、外気温度の低下に対応して高圧側圧力を低下させるように前記電動膨張弁の開度を制御するとともに、低圧側圧力の低下による圧縮機能力の減少分を補填して略一定とするように回転数を増大させ、圧縮機能力をほぼ一定とするように前記インバータ式単段圧縮機の回転数を制御する制御装置とを備えたものである。
【0008】
このように構成すれば、圧縮機の高低圧力差が小さくなり、吐出弁やベーンバルブの破損の恐れがなくなり、圧縮機の耐久性を向上させることができる。また、圧縮機ハウジングに必要とされる強度を小さくすることができ、コスト軽減を図ることもできる。
【0009】
また、第2の発明は、低段側圧縮機及び高段側圧縮を有するインバータ駆動式2段圧縮機、このインバータ駆動式2段圧縮機からの吐出ガスを給湯用水で冷却する高圧側熱交換器、電動膨張弁、外気と熱交換する蒸発器を順次接続した冷凍サイクル装置と、前記高圧側熱交換器で加熱した給湯用水を貯留可能とした貯湯タンクと、低外気温度領域において、外気温度の低下に対応して高圧側圧力を低下させるように前記電動膨張弁の開度を制御するとともに、低圧側圧力の低下による圧縮機能力の減少分を補填して略一定とするように回転数を増大させ、圧縮機能力をほぼ一定とするように前記インバータ駆動式2段圧縮機の回転数を制御する制御装置とを備えたものである。
【0010】
このように構成すれば、各段圧縮機の高低圧力差が顕著に小さくなり、吐出弁やベーンバルブの破損の恐れが確実になくなり、圧縮機の耐久性を向上させることができる。また、圧縮機ハウジングに必要とされる強度をより一層小さくすることができ、コスト軽減を図ることもできる。
【0011】
また、第3の発明は、前記第1又は第2の発明において、前記低外気温度領域を0℃以下としたものである。
【0012】
このように構成すると、従来特に高低圧力差が問題となっていた外気温度領域において有効な制御を行うことができる。
【0013】
また、第4の発明は、前記第2発明において、前記2段圧縮機は、前記低段側圧縮機の吐出ガスを導入した密閉ケーシング内に、前記低段側圧縮機、高段側圧縮機及び駆動用電動機を内蔵したものである。
【0014】
このように構成すれば、圧縮機ハウジング内に中間圧力が作用することになり、圧縮機のシリンダー内外及び圧縮機ハウジングの内外の圧力差が半減され、各部に作用する力が小さくなる。したがって、より一層圧縮機の耐久性が向上し、ハウジングの強度もより一層小さなものとすることができる。
【0015】
また、第5の発明は、前記第1〜第4の発明に関し、前記冷凍サイクル装置は、冷媒として二酸化炭素を充填して超臨界冷凍サイクルで運転されるように形成したものである。
【0016】
このように構成すれば、低温外気温度領域において冷凍サイクルの吐出ガス温度が高くなっているので、前記のような制御を行っても、使用者が必要とする程度の高温の給湯水を得ることができる。
【0017】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態を、図面を参照しながら詳細に説明する。図1は本発明の実施の形態に係る給湯装置の回路図であり、図2は本発明の実施の形態に係る給湯装置の低外気温度領域における圧力制御線図であり、図3は本発明の実施の形態に係る給湯装置の低外気温度領域における電動膨張弁の制御線図であり、図4は本発明の実施の形態に係る給湯装置の低外気温度領域における圧縮機回転数の制御線図であり、図5は本発明の実施の形態に係る給湯装置の低外気温度領域における圧縮機能力の制御線図である。なお、図1において、実線矢印は冷媒の流れを示し、破線矢印は温度の流れを示す。
【0018】
図1に示すように、実施の形態1に係る給湯装置は、超臨界冷凍サイクル装置1、給湯ユニット2及び制御装置3とを備えたものである。なお、この実施の形態においては、制御装置3は超臨界冷凍サイクル装置1内に設置されている。また、超臨界冷凍サイクル装置1と給湯ユニット2とは連絡水用配管5、6により接続されている。
【0019】
超臨界冷凍サイクル装置1は、2段圧縮機11、高圧側熱交換器12、電動膨張弁13、蒸発器14、アキュムレータ15を順次接続した閉回路(冷媒回路)を備えている。この閉回路の内部には、超臨界冷凍サイクルで運転されるような代替冷媒として二酸化炭素(CO2)が充填されている。冷凍・空調用の代表的な自然冷媒としては、ハイドロカーボン(HC:プロパンやイソブタンなど)、アンモニア、空気そしてCO2等が挙げられる。しかしながら、冷媒特性として、ハイドロカーボンとアンモニアはエネルギー効率が良いという反面可燃性や毒性の問題があり、空気は超低温域以外でエネルギー効率が劣るなどといった問題がある。これに対し二酸化炭素は、可燃性や毒性がなく安全である。
【0020】
2段圧縮機は、超臨界冷凍サイクル装置用に開発されたもので、密閉ケーシング内に低段側圧縮機11a、高段側圧縮機11b、これら圧縮機11a及び11bを駆動する共用の電動機11cを内蔵したものであり、低段側圧縮機11aの吐出側と高段側圧縮機11bの吸入側とを配管11dにより連結している。また、密閉ケーシング内空間は、中間圧力ガス、つまり低段側圧縮機の吐出ガスにより満たされている。なお、このように密閉ケーシング内を中間圧力とした理由は、各圧縮機の各部に作用する力、及び密閉ケーシングの内外間の圧力差を適切な範囲内に保持し、大きな力が作用することを回避したものであり、これにより高信頼性、低振動、低騒音、高効率な圧縮機とすることができる。
【0021】
また、この2段圧縮機11の電動機はインバータ駆動式とされており、後述する制御装置3により運転周波数が制御され、回転数が制御されている。なお、高段側圧縮機11bの吐出配管には、高段側圧縮機11bから吐出される吐出ガス温度を検出するための吐出ガス温度検出器31が設けられている。
【0022】
高圧側熱交換器12は、高段側圧縮機11bから吐出された高圧冷媒を導入する冷媒用熱交換チューブ12aと、給湯ユニット2内に配置されている貯湯タンク21から送水される給湯水を導入する水用熱交換チューブ12bとからなり、両者が熱交換関係に形成されたものである。したがって、高段側圧縮機11bから吐出された高温高圧の冷媒ガスは貯湯タンク21から送水される給湯水により冷却され、この給湯水は高温高圧冷媒が発生する熱により加熱される。
【0023】
電動膨張弁13は、高圧側熱交換器12で冷却された高圧ガス冷媒を減圧するもので、パルスモータにより駆動される。また、後述する制御装置3により開度制御されている。
【0024】
蒸発器14は、電動膨張弁13により減圧された低圧の気液混合冷媒を熱源媒体としての外気と熱交換させ、この冷媒を気化させるものである。なお、この蒸発器14には外気温度を検出するための外気温度検出器32が付設されている。
【0025】
給湯ユニット2は、貯湯タンク21、温水循環ポンプ22、給湯配管23、給水配管24を備えて構成されている。
そして、貯湯タンク21の上部及び下部を前記水用熱交換チューブ12bに対し、連絡水用配管5、6を含む温水循環回路Pにより接続されている。また、貯湯タンク21では重力の差により上部になるほど温水温度が高くなる。このため、貯湯タンク21下部の温度の低い水を水用熱交換チューブ12bに送水し、水用熱交換チューブ12bで加熱された温度の高い水を貯湯タンク21の上部に導くように、温水循環回路Pが形成されるとともに、この温水循環回路P中に温水循環ポンプ22が取り付けられている。なお、貯湯タンク21内上部の温水温度、すなわち焚き上げ温度は、貯湯タンク21上部に設けられた焚き上げ温度検出器33により測定されている。
【0026】
給湯配管23は、温水蛇口、浴槽などに温水を供給するためのものであり、貯湯タンク21中の高い温度の温水を供給できるように、貯湯タンク21の上部に接続されている。なお、この給湯回路には開閉弁25が取り付けられている。
給水配管24は、貯湯タンク21内に常時水道水を供給可能とするものであり、逆止弁26、減圧弁27を介し貯湯タンク21の底部に接続されている。
【0027】
制御装置3は、0℃〜−10℃の低外気温度領域において外気温度の低下に対応して高圧側圧力を低下させるように電動膨張弁13の開度を制御するとともに、圧縮機能力をほぼ一定とするようにインバータ駆動式2段圧縮機11の回転数を制御するものである。
なお、外気温度−10℃以下では、運転される機会も少なくなることから運転許容範囲外としている。また、0℃以上においては、外気温度の上昇に伴い低圧側圧力が上昇するので、これに伴い高圧側圧力が上昇し過ぎないよう外気温度の上昇に伴い電動膨張弁13の開度を大きくするとともに、2段圧縮機11の回転数を低下させている。
【0028】
具体的には、外気温度の低下に対応して高圧側圧力、低段側吐出圧力に相当する中間圧力及び低圧側圧力は、図2における破線の如く低下するように制御される。なお、図2における実線は従来のヒートポンプ式給湯装置におけるものを示している。なお、従来のものでは、図2における実線のように、電動膨張弁13の開度及び2段圧縮機11の回転数を制御することにより、高圧側圧力を外気温度の低下に対応して上昇させるように制御していた。
【0029】
また、このような圧力を得るために、電動膨張弁13の開度は、図3の破線で示すように、同図の実線で示された従来のものより緩やかに絞り制御されている。また、インバータ駆動式2段圧縮機11の回転数は、図4の破線で示すように、同図の実線で示された従来のものより緩やかに増大するように制御されている。一般的に、外気温度が低下すると吸入圧力が低下して圧縮機能力が低下するが、この実施の形態の場合には、図4の破線で示すように、低圧側圧力の低下による圧縮機能力の減少分を補填して略一定とするように回転数の増大が行われる。これに対し、従来のものでは、図5の実線で示すように外気温度の低下に対応して圧縮機能力を増大するように制御するものであって、図4の実線の如く外気温度の低下に対応して本実施の形態の場合よりも大きく圧縮機の回転数を増加させていた。
【0030】
以上の如く制御される結果、高圧側圧力と中間圧力との差は、従来の場合には図2のΔP1aで示されるように外気温度が低下するにつれ増大していたが、本実施の形態の場合には図2のΔP1bで示されるように外気温度の低下に対して殆ど変化しない。なお、中間圧力と低圧側圧力との差は、従来の場合のΔP2aもこの実施の形態の場合のΔP2bとも、外気温度の変化に対し殆ど変化していない。これは、中間圧力及び低圧側圧力が従来及びこの実施の形態何れの場合も外気温度の低下により低下しているためである。
【0031】
このように、従来では、外気温度の低下に対し、高圧側圧力と中間圧力との差及び高圧側圧力と低圧側圧力との差が外気温度の低下に対応して大きくなっていたため、圧縮機の各部に作用する力が大きくなり、圧縮機の耐久性が低下し、圧縮機の圧縮効率が低下する原因になっていた。
これに対し、本実施の形態によれば、これら圧力差が外気温の低下に対し殆ど変化しないので、圧縮機の耐久性が向上し、また、圧縮機の圧縮効率の低下も回避することができる。
【0032】
また、本発明の思想は、上記のような超臨界冷凍サイクル装置応用給湯装置に限らず、通常の冷凍サイクル装置応用給湯装置に適用できることはいうまでもない。ただし、超臨界冷凍サイクル装置応用給湯装置では、通常の冷凍サイクル装置応用給湯装置の場合に比し、高圧側圧力が極めて大きくなり、高圧側圧力と低圧側圧力との差及び高圧側圧力と中間圧力との差が大きくなるため、この圧力差に起因する圧縮機耐久性の問題が発生しやすい。したがって、本発明は従来の通常の冷凍サイクル装置応用給湯装置に適用した場合よりも、本実施の形態のような超臨界冷凍サイクル装置応用給湯装置に適用した場合の方が、より顕著な効果を奏することができる。
【0033】
また、本実施の形態においては、圧縮機は2段圧縮機とされているが、この圧縮機を単段圧縮機とした場合にも本発明を適用できることはいうまでもない。ただし、単段圧縮機とするよりも2段圧縮機とした方が各段の高低圧力差が小さくなるため、より一層圧縮機の耐久性向上及び圧縮効率の向上を図ることができる。
【0034】
【発明の効果】
本発明は以上のように構成されているので、次のような効果を奏する。
本発明の第1の発明によれば、圧縮機を単段圧縮機とし、低外気温度領域において、外気温度の低下に対応して高圧側圧力を低下させるように電動膨張弁の開度を制御する制御装置を備えているので、圧縮機の高低圧力差が小さくなり、吐出弁やベーンバルブの破損の恐れがなくなり、圧縮機の耐久性を向上させることができる。また、圧縮機ハウジングに必要とされる強度を小さくすることができ、コスト軽減を図ることもできる。
【0035】
また、本発明の第2の発明によれば、圧縮機を低段側圧縮機及び高段側圧縮を有するインバータ駆動式2段圧縮機とし、低外気温度領域において、外気温度の低下に対応して高圧側圧力を低下させるように前記電動膨張弁の開度を制御するので、圧縮機として単段圧縮機を用いた上記第1及び第3の発明の場合に比し、各段圧縮機の高低圧力差が顕著に小さくなり、吐出弁やベーンバルブの破損の恐れが確実になくなり、圧縮機の耐久性を向上させることができる。また、圧縮機ハウジングに必要とされる強度をより一層小さくすることができ、コスト軽減を図ることもできる。
【0036】
また、本発明の第1及び第2の発明によれば、低圧側圧力の低下による圧縮機能力の減少分を補填して略一定とするように回転数を増大させ、外気温度の低下に対応して圧縮機能力をほぼ一定とするように前記インバータ駆動式2段圧縮機の回転数を制御するものであるので、外気温度の低下の場合に、給湯水加熱能力の低下を抑制しながら、圧縮機の高低圧力差の増大を防止し、圧縮機の耐久性を向上させることができ、さらに、圧縮機ハウジングに必要とされる強度を小さくすることができ、惹いては、コスト軽減を図ることもできる。
【0037】
また、本発明の第3の発明によれば、第1又は第2の発明において、前記低外気温度領域を0℃以下としたものであるので、従来特に高低圧力差が問題となっていた外気温度領域において有効な制御を行うことができる。
【0038】
また、本発明の第4の発明によれば、前記第2の発明において、前記2段圧縮機は、前記低段側圧縮機の吐出ガスを導入した密閉ケーシング内に、前記低段側圧縮機、高段側圧縮機及び駆動用電動機を内蔵したものであるので、圧縮機ハウジング内に中間圧力が作用することになり、圧縮機のシリンダー内外及び圧縮機ハウジングの内外の圧力差が半減され、各部に作用する力が小さくなる。したがって、より一層圧縮機の耐久性が向上し、ハウジングの強度もより一層小さなものとすることができる。
【0039】
また、本発明の第5の発明によれば、前記第1〜第4のいずれかの発明において、前記冷凍サイクル装置は、冷媒として二酸化炭素を充填して超臨界冷凍サイクルで運転されるように形成したものであるので、低温外気温度領域において前記のような制御を行っても高温の給湯水を得ることができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】 本発明の実施の形態に係る給湯装置の回路図である。
【図2】 本発明の実施の形態に係る給湯装置の低外気温度領域における圧力制御線図である。
【図3】 本発明の実施の形態に係る給湯装置の低外気温度領域における電動膨張弁の制御線図である。
【図4】 本発明の実施の形態に係る給湯装置の低外気温度領域における圧縮機回転数の制御線図である。
【図5】 本発明の実施の形態に係る給湯装置の低外気温度領域における圧縮機能力の制御線図である。
【符号の説明】
1 超臨界冷凍サイクル装置
2 給湯ユニット
3 制御装置
11 (インバータ駆動式)2段圧縮機
11a 低段側圧縮機
11b 高段側圧縮機
11c 電動機
12 高圧側熱交換器
12a 冷媒用熱交換チューブ
12b 水用熱交換チューブ
13 電動膨張弁
14 蒸発器
21 貯湯タンク
ΔP1b 高圧側圧力と中間圧力との差
ΔP2b 中間圧力と低圧側圧力との差
Claims (5)
- インバータ駆動式単段圧縮機、このインバータ駆動式単段圧縮機からの吐出ガスを給湯用水で冷却する高圧側熱交換器、電動膨張弁、外気と熱交換する蒸発器を順次接続した冷凍サイクル装置と、前記高圧側熱交換器で加熱した給湯用水を貯留可能とした貯湯タンクと、低外気温度領域において、外気温度の低下に対応して高圧側圧力を低下させるように前記電動膨張弁の開度を制御するとともに、低圧側圧力の低下による圧縮機能力の減少分を補填して略一定とするように回転数を増大させ、圧縮機能力をほぼ一定とするように前記インバータ式単段圧縮機の回転数を制御する制御装置とを備えたヒートポンプ式給湯装置。
- 低段側圧縮機及び高段側圧縮を有するインバータ駆動式2段圧縮機、このインバータ駆動式2段圧縮機からの吐出ガスを給湯用水で冷却する高圧側熱交換器、電動膨張弁、外気と熱交換する蒸発器を順次接続した冷凍サイクル装置と、前記高圧側熱交換器で加熱した給湯用水を貯留可能とした貯湯タンクと、低外気温度領域において、外気温度の低下に対応して高圧側圧力を低下させるように前記電動膨張弁の開度を制御するとともに、低圧側圧力の低下による圧縮機能力の減少分を補填して略一定とするように回転数を増大させ、圧縮機能力をほぼ一定とするように前記インバータ駆動式2段圧縮機の回転数を制御する制御装置とを備えたヒートポンプ式給湯装置。
- 前記低外気温度領域は0℃以下である請求項1又は2記載のヒートポンプ式給湯装置。
- 前記2段圧縮機は、前記低段側圧縮機の吐出ガスを導入した密閉ケーシング内に、前記低段側圧縮機、高段側圧縮機及び駆動用電動機を内蔵したものである請求項2記載のヒートポンプ式給湯装置。
- 前記冷凍サイクル装置は、冷媒として二酸化炭素を充填して超臨界冷凍サイクルで運転されるように形成した請求項1〜4のいずれか1項記載のヒートポンプ式給湯装置。
Priority Applications (3)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2001278523A JP4693308B2 (ja) | 2001-09-13 | 2001-09-13 | ヒートポンプ式給湯装置 |
CNB021416737A CN1202397C (zh) | 2001-09-13 | 2002-09-10 | 热泵式热水供应装置 |
KR10-2002-0055193A KR100500618B1 (ko) | 2001-09-13 | 2002-09-12 | 히트 펌프식 급탕 장치 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2001278523A JP4693308B2 (ja) | 2001-09-13 | 2001-09-13 | ヒートポンプ式給湯装置 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP2003090631A JP2003090631A (ja) | 2003-03-28 |
JP4693308B2 true JP4693308B2 (ja) | 2011-06-01 |
Family
ID=19102878
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2001278523A Expired - Fee Related JP4693308B2 (ja) | 2001-09-13 | 2001-09-13 | ヒートポンプ式給湯装置 |
Country Status (3)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP4693308B2 (ja) |
KR (1) | KR100500618B1 (ja) |
CN (1) | CN1202397C (ja) |
Families Citing this family (13)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US7849700B2 (en) | 2004-05-12 | 2010-12-14 | Electro Industries, Inc. | Heat pump with forced air heating regulated by withdrawal of heat to a radiant heating system |
US7802441B2 (en) | 2004-05-12 | 2010-09-28 | Electro Industries, Inc. | Heat pump with accumulator at boost compressor output |
JP4857866B2 (ja) * | 2006-03-31 | 2012-01-18 | ダイキン工業株式会社 | 冷凍装置 |
WO2008018698A1 (en) * | 2006-08-10 | 2008-02-14 | Sconet Co., Ltd. | Heat pump-type heating apparatus |
KR100695974B1 (ko) * | 2006-08-10 | 2007-03-16 | 주식회사 스코넷 | 히트펌프식 난방장치 |
WO2008023889A1 (en) * | 2006-08-21 | 2008-02-28 | Sconet Co., Ltd. | Heat pump-type heating apparatus of both air cooling and water cooling |
KR100695975B1 (ko) * | 2006-08-21 | 2007-03-16 | 주식회사 스코넷 | 공냉 및 수냉을 겸용하는 히트펌프식 난방장치 |
JP5157224B2 (ja) * | 2007-04-05 | 2013-03-06 | 東京電力株式会社 | 蒸気生成システム |
JP5113447B2 (ja) * | 2007-08-09 | 2013-01-09 | 東芝キヤリア株式会社 | ヒートポンプ給湯装置の制御方法 |
JP5228023B2 (ja) * | 2010-10-29 | 2013-07-03 | 三菱電機株式会社 | 冷凍サイクル装置 |
KR20120136854A (ko) * | 2011-06-10 | 2012-12-20 | 삼성전자주식회사 | 급수장치 |
JP5789535B2 (ja) * | 2012-02-09 | 2015-10-07 | 日立アプライアンス株式会社 | ヒートポンプ式給湯機 |
CN109028573B (zh) * | 2018-06-05 | 2020-09-01 | 广东芬尼克兹节能设备有限公司 | 热泵热水器压缩机工作频率控制方法及系统 |
Citations (6)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPS63231132A (ja) * | 1987-03-18 | 1988-09-27 | Hitachi Ltd | 能力可変形空調機の除霜制御方法 |
JPH10220845A (ja) * | 1997-02-07 | 1998-08-21 | Matsushita Electric Ind Co Ltd | 空気調和機 |
JP2000120572A (ja) * | 1998-10-12 | 2000-04-25 | Sanyo Electric Co Ltd | 回転式圧縮機 |
JP2000346448A (ja) * | 1999-06-01 | 2000-12-15 | Matsushita Electric Ind Co Ltd | ヒートポンプ給湯機 |
JP2000346447A (ja) * | 1999-06-01 | 2000-12-15 | Matsushita Electric Ind Co Ltd | ヒートポンプ給湯機 |
JP2001201177A (ja) * | 2000-01-19 | 2001-07-27 | Daikin Ind Ltd | ヒートポンプ給湯装置 |
-
2001
- 2001-09-13 JP JP2001278523A patent/JP4693308B2/ja not_active Expired - Fee Related
-
2002
- 2002-09-10 CN CNB021416737A patent/CN1202397C/zh not_active Expired - Fee Related
- 2002-09-12 KR KR10-2002-0055193A patent/KR100500618B1/ko not_active IP Right Cessation
Patent Citations (6)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPS63231132A (ja) * | 1987-03-18 | 1988-09-27 | Hitachi Ltd | 能力可変形空調機の除霜制御方法 |
JPH10220845A (ja) * | 1997-02-07 | 1998-08-21 | Matsushita Electric Ind Co Ltd | 空気調和機 |
JP2000120572A (ja) * | 1998-10-12 | 2000-04-25 | Sanyo Electric Co Ltd | 回転式圧縮機 |
JP2000346448A (ja) * | 1999-06-01 | 2000-12-15 | Matsushita Electric Ind Co Ltd | ヒートポンプ給湯機 |
JP2000346447A (ja) * | 1999-06-01 | 2000-12-15 | Matsushita Electric Ind Co Ltd | ヒートポンプ給湯機 |
JP2001201177A (ja) * | 2000-01-19 | 2001-07-27 | Daikin Ind Ltd | ヒートポンプ給湯装置 |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
KR20030023531A (ko) | 2003-03-19 |
CN1405519A (zh) | 2003-03-26 |
KR100500618B1 (ko) | 2005-07-18 |
CN1202397C (zh) | 2005-05-18 |
JP2003090631A (ja) | 2003-03-28 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
JP4693308B2 (ja) | ヒートポンプ式給湯装置 | |
JP4639413B2 (ja) | スクロール圧縮機および空気調和機 | |
WO2010021137A1 (ja) | 冷凍サイクル装置 | |
JP5018496B2 (ja) | 冷凍装置 | |
KR100500617B1 (ko) | 초임계 냉동 장치 | |
WO2013030896A1 (ja) | 冷凍サイクル装置 | |
JP2012137207A (ja) | 冷凍サイクル装置 | |
KR20040086562A (ko) | 냉매 사이클 장치 | |
JP4737892B2 (ja) | ヒートポンプ式給湯装置 | |
JP5119341B2 (ja) | ヒートポンプ式給湯装置 | |
WO2007123087A1 (ja) | 冷凍装置 | |
JP4363997B2 (ja) | 冷凍装置 | |
KR20110074711A (ko) | 냉동장치 | |
KR101220663B1 (ko) | 냉동장치 | |
KR101332478B1 (ko) | 냉동장치 | |
JP4641683B2 (ja) | 冷凍サイクル装置 | |
WO2006095572A1 (ja) | 冷凍サイクル装置 | |
WO2006013970A1 (ja) | 冷凍サイクル装置 | |
KR20110074710A (ko) | 냉동장치 | |
JP7078724B2 (ja) | 冷凍サイクル装置およびその制御方法 | |
JP2003148821A (ja) | 超臨界冷凍サイクル装置及び給湯装置 | |
JP3548017B2 (ja) | 冷却装置 | |
JP2003013860A (ja) | 二段圧縮型圧縮機およびそれを用いた冷凍装置 | |
JP3954875B2 (ja) | 冷媒回路装置 | |
JP2004138316A (ja) | 複合冷凍装置 |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
A711 | Notification of change in applicant |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A712 Effective date: 20040723 |
|
A521 | Request for written amendment filed |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A821 Effective date: 20040723 |
|
A621 | Written request for application examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621 Effective date: 20080428 |
|
A977 | Report on retrieval |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007 Effective date: 20100614 |
|
A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20100622 |
|
A521 | Request for written amendment filed |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20100820 |
|
A521 | Request for written amendment filed |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20100910 |
|
TRDD | Decision of grant or rejection written | ||
A01 | Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01 Effective date: 20110125 |
|
A01 | Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01 |
|
A61 | First payment of annual fees (during grant procedure) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61 Effective date: 20110222 |
|
FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20140304 Year of fee payment: 3 |
|
FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20140304 Year of fee payment: 3 |
|
S111 | Request for change of ownership or part of ownership |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R313115 |
|
FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20140304 Year of fee payment: 3 |
|
R350 | Written notification of registration of transfer |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R350 |
|
LAPS | Cancellation because of no payment of annual fees |