JP4784288B2 - Heat pump type hot water supply apparatus and control device for heat pump type hot water supply apparatus - Google Patents

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Description

本発明は、ヒートポンプにより加熱した湯と貯湯タンクに貯留した湯とを混合して出湯可能な給湯装置に関する。   The present invention relates to a hot water supply apparatus capable of mixing hot water heated by a heat pump and hot water stored in a hot water storage tank and discharging the hot water.

従来技術として、下記特許文献１に開示された給湯装置がある。この給湯装置は、ヒートポンプと貯湯タンクとを備えており、使用側端末へ給湯するときには、ヒートポンプが沸き上げた湯に貯湯タンク内の湯を混合手段により適宜混合して出湯している。
特開２００５−１２１２８４号公報 As a prior art, there is a hot water supply device disclosed in Patent Document 1 below. This hot water supply apparatus includes a heat pump and a hot water storage tank, and when hot water is supplied to a use side terminal, hot water in the hot water storage tank is appropriately mixed with hot water heated by the heat pump by a mixing means and discharged.
Japanese Patent Laid-Open No. 2005-121284

上記特許文献１では説明されていないが、一般的なヒートポンプ式給湯装置では、ヒートポンプの熱源用熱交換器に着霜すると、除霜のための運転が行なわれる。上記従来技術の給湯装置において、使用側端末へ給湯しているときにヒートポンプの除霜運転を開始した場合、ヒートポンプによる湯の沸き上げ温度が低下したり、湯の沸き上げができなくなったりして、混合後の出湯温度が不安定になるという問題がある。   Although not described in Patent Document 1, in a general heat pump type hot water supply apparatus, when the heat exchanger for heat source of the heat pump is frosted, an operation for defrosting is performed. In the hot water supply device of the above prior art, when the defrosting operation of the heat pump is started while hot water is supplied to the terminal on the use side, the boiling temperature of the hot water by the heat pump is lowered or the hot water cannot be heated. There is a problem that the hot water temperature after mixing becomes unstable.

本発明は、上記点に鑑みてなされたものであり、給湯中にヒートポンプ装置の除霜運転を開始しても安定した出湯温度を確保することが可能なヒートポンプ式給湯装置およびヒートポンプ式給湯装置用制御装置を提供することを目的とする。   The present invention has been made in view of the above points, and can be used for a heat pump hot water supply apparatus and a heat pump hot water supply apparatus that can ensure a stable hot water temperature even when a defrosting operation of the heat pump apparatus is started during hot water supply. An object is to provide a control device.

上記目的を達成するため、請求項１に記載の発明では、圧縮機（２）、給湯用熱交換器（３）、減圧手段（４）、熱源用熱交換器（５）を冷媒が循環可能に接続してなり、給湯用熱交換器（３）において冷媒との熱交換により水を沸き上げ給湯用の湯とするヒートポンプ装置（１）と、内部に給湯用の湯を貯える貯湯タンク（１０）と、給湯を行なうときには、開度を調節することで給湯用熱交換器（３）からの湯と貯湯タンク（１０）からの湯との混合割合を調節する混合割合調節手段（１７）と、熱源用熱交換器（５）の所定着霜状態を検出する着霜状態検出手段（７）と、熱源用熱交換器（５）の所定着霜状態に至る前の所定着霜前状態を検出する着霜前状態検出手段（７）と、給湯用熱交換器を通過した水の温度を検出する温度サーミスタの検出温度が目標温度となるようにヒートポンプ装置（１）による沸き上げ運転の制御、および混合割合調節手段（１７）による出湯混合割合の制御を行なう制御手段（１００）とを備えるヒートポンプ式給湯装置であって、制御手段（１００）は、着霜状態検出手段（７）が熱源用熱交換器（５）の所定着霜状態を検出したときには、熱源用熱交換器（５）に高温冷媒を流通するようにヒートポンプ装置（１）の除霜運転を行ない、着霜前状態検出手段（７）の所定着霜前状態検出結果に基づいて熱源用熱交換器（５）が所定着霜状態に至ることを予測したときには、給湯用熱交換器（３）からの出湯を停止して貯湯タンク（１０）から全給湯量を出湯する、もしくは給湯用熱交換器（３）からの出湯を減少して貯湯タンク（１０）からの出湯量を増加するように混合割合調節手段（１７）の開度変更を行なうことを特徴としている。 In order to achieve the above object, according to the first aspect of the present invention, refrigerant can circulate through the compressor (2), the hot water heat exchanger (3), the pressure reducing means (4), and the heat source heat exchanger (5). And a heat pump device (1) for boiling water by heat exchange with the refrigerant in the hot water supply heat exchanger (3) to make hot water for hot water supply, and a hot water storage tank (10 for storing hot water for hot water supply inside) ) And a mixing rate adjusting means (17) for adjusting the mixing rate of the hot water from the hot water supply heat exchanger (3) and the hot water from the hot water storage tank (10) by adjusting the opening when performing hot water supply. The frosting state detecting means (7) for detecting the predetermined frosting state of the heat source heat exchanger (5), and the predetermined frosting state before the heat source heat exchanger (5) reaches the predetermined frosting state. and detecting frost previous state detecting means (7) detects the temperature of the water passed through the hot water supply heat exchanger temperature Sir Control of boiling operation detecting temperature of the static is by the heat pump unit (1) so that the target temperature, and the mixing ratio adjusting means (17) by controlling the tapping mixing ratio control means (100) and heat pump water heater comprising When the frosting state detection means (7) detects the predetermined frosting state of the heat source heat exchanger (5), the control means (100) is a high-temperature refrigerant in the heat source heat exchanger (5). The heat pump defrosting operation of the heat pump device (1) is performed so that the heat source heat exchanger (5) is in the predetermined frosting state based on the predetermined frosting state detection result of the pre-frosting state detection means (7). When the hot water supply heat exchanger (3) is predicted, the hot water supply from the hot water supply heat exchanger (3) is stopped and the total hot water supply amount is discharged from the hot water storage tank (10), or the hot water supply from the hot water supply heat exchanger (3) is reduced. Hot water storage tank (10) And characterized by performing the opening degree variation of the mixing ratio adjusting means to increase the volume of the melt teemed al (17).

これによると、給湯中に熱源用熱交換器（５）が所定着霜状態に至ることを予見した場合には、ヒートポンプ装置（１）の給湯用熱交換器（３）からの出湯を停止もしくは減少して、貯湯タンク（１０）から全給湯量を出湯もしくは出湯量を増加することができる。   According to this, when it is predicted that the heat source heat exchanger (5) will reach a predetermined frosting state during hot water supply, the hot water from the hot water supply heat exchanger (3) of the heat pump device (1) is stopped or Decreasing the total hot water supply amount from the hot water storage tank (10) or increasing the hot water output amount can be achieved.

したがって、給湯中に熱源用熱交換器（５）の所定着霜状態を検出してヒートポンプ装置（１）の除霜運転を開始したときには、既に給湯用熱交換器（３）からの出湯を停止もしくは減少して、貯湯タンク（１０）から全給湯量を出湯もしくは出湯量を増加している。このようにして、給湯中にヒートポンプ装置（１）の除霜運転を開始しても、安定した出湯温度を確保することが可能である。   Therefore, when the predetermined frosting state of the heat source heat exchanger (5) is detected during hot water supply and the defrosting operation of the heat pump device (1) is started, the hot water from the hot water heat exchanger (3) is already stopped. Alternatively, the total amount of hot water supplied from the hot water storage tank (10) is discharged or the amount of discharged hot water is increased. In this way, even when the defrosting operation of the heat pump device (1) is started during hot water supply, it is possible to ensure a stable hot water temperature.

また、請求項２に記載の発明では、請求項１に記載の発明において、制御手段（１００）は、熱源用熱交換器（５）が所定着霜状態に至ることを予測したときから、除霜運転の開始と略同時刻まで、混合割合調節手段（１７）の開度を徐々に変更することを特徴としている。 Further, in the invention according to claim 2 , in the invention according to claim 1 , the control means (100) removes the heat source heat exchanger (5) from when predicting that the heat source heat exchanger (5) reaches a predetermined frosting state. The opening degree of the mixing ratio adjusting means (17) is gradually changed until substantially the same time as the start of the frost operation.

これによると、給湯用熱交換器（３）からの出湯量減少および貯湯タンク（１０）からの出湯量増加が比較的緩やかに行なわれ、安定した出湯温度を確実に確保することが可能である。   According to this, the decrease in the amount of hot water from the hot water supply heat exchanger (3) and the increase in the amount of hot water from the hot water storage tank (10) are carried out relatively slowly, and it is possible to ensure a stable hot water temperature. .

また、請求項３に記載の発明では、着霜前状態検出手段（７）は、熱源用熱交換器（５）の温度もしくはその関連値に基づいて熱源用熱交換器（５）の着霜前状態を検出することを特徴としている。 Moreover, in invention of Claim 3 , a frost formation state detection means (7) forms frost of the heat exchanger for heat sources (5) based on the temperature of the heat exchanger for heat sources (5) or its related value. It is characterized by detecting the previous state.

これによると、比較的簡素な構成により熱源用熱交換器（５）の着霜前状態を容易に検出することが可能である。   According to this, it is possible to easily detect the pre-frosting state of the heat source heat exchanger (5) with a relatively simple configuration.

また、請求項４に記載の発明では、着霜前状態検出手段（Ｓ４１０）は、除霜運転開始までの時間に基づいて熱源用熱交換器（５）の着霜前状態を検出することを特徴としている。 In the invention according to claim 4 , the pre-frost state detection means (S410) detects the pre-frost state of the heat source heat exchanger (5) based on the time until the start of the defrosting operation. It is a feature.

熱源用熱交換器（５）の環境条件が大きく変化しない場合には、熱源用熱交換器（５）の除霜を行なってから着霜が発生するまでの時間は略同一となり易い。したがって、次の除霜運転開始までの時間に基づいて熱源用熱交換器（５）の着霜前状態を容易に検出することが可能である。   When the environmental conditions of the heat source heat exchanger (5) do not change significantly, the time from the defrosting of the heat source heat exchanger (5) to the occurrence of frost tends to be substantially the same. Therefore, it is possible to easily detect the pre-frosting state of the heat source heat exchanger (5) based on the time until the start of the next defrosting operation.

また、請求項５に記載の発明では、着霜前状態検出手段（Ｓ５１０、Ｓ５２０）は、熱源用熱交換器（５）の温度およびその関連値の少なくともいずれかに基づいて除霜運転開始までの時間を算出することを特徴としている。 In the invention according to claim 5 , the pre-frosting state detection means (S510, S520) is based on at least one of the temperature of the heat source heat exchanger (5) and the related value until the start of the defrosting operation. The time is calculated.

これによると、熱源用熱交換器（５）の環境条件が変化したとしても、熱源用熱交換器（５）の温度およびその関連値の少なくともいずれかに基づいて除霜運転開始までの時間を算出し、算出した除霜運転開始までの時間に基づいて熱源用熱交換器（５）の着霜前状態を精度よく検出することが可能である。   According to this, even if the environmental conditions of the heat source heat exchanger (5) change, the time until the start of the defrosting operation is determined based on at least one of the temperature of the heat source heat exchanger (5) and the related value. It is possible to accurately detect the pre-frosting state of the heat source heat exchanger (5) based on the calculated time until the start of the defrosting operation.

また、請求項６に記載の発明のように、除霜運転開始までの時間を算出するための熱源用熱交換器（５）の温度の関連値は、外気温度もしくは前記圧縮機周波数とすることができ、容易に除霜運転開始までの時間を算出することができる。 Further, as in the invention described in claim 6 , the related value of the temperature of the heat source heat exchanger (5) for calculating the time until the start of the defrosting operation is the outside air temperature or the compressor frequency. And the time until the start of the defrosting operation can be easily calculated.

また、請求項７に記載の発明では、着霜検出手段（７）は、熱源用熱交換器（５）の温度もしくはその関連値に基づいて熱源用熱交換器（５）の着霜を検出することを特徴としている。 In the invention according to claim 7 , the frost detection means (7) detects the frost formation of the heat source heat exchanger (5) based on the temperature of the heat source heat exchanger (5) or its related value. It is characterized by doing.

これによると、比較的簡素な構成により熱源用熱交換器（５）の着霜を容易に検出することが可能である。   According to this, it is possible to easily detect frost formation of the heat source heat exchanger (5) with a relatively simple configuration.

また、請求項８に記載の発明では、ヒートポンプ装置（１）の冷媒は二酸化炭素であり、圧縮機（２）により臨界圧以上に加圧されることを特徴としている。 In the invention according to claim 8 , the refrigerant of the heat pump device (1) is carbon dioxide, and is pressurized to a critical pressure or higher by the compressor (2).

これによると、臨界圧以上に昇圧された二酸化炭素冷媒により、給湯用熱交換器（３）において水を加熱することができる。臨界圧以上に昇圧された冷媒は水と熱交換しても凝縮しないため、給湯用熱交換器（３）の全域において冷媒と水との温度差を確保し易い。したがって、熱交換効率を向上できるとともに高温の湯を得ることが容易である。   According to this, water can be heated in the hot water supply heat exchanger (3) by the carbon dioxide refrigerant whose pressure is raised to a critical pressure or higher. Since the refrigerant whose pressure has been raised above the critical pressure does not condense even when heat is exchanged with water, it is easy to ensure a temperature difference between the refrigerant and water throughout the hot water supply heat exchanger (3). Therefore, it is easy to improve heat exchange efficiency and obtain hot water.

また、請求項９に記載の発明によれば、請求項１に記載の発明と同様に、給湯中に熱源用熱交換器（５）の着霜を予見した場合には、ヒートポンプ装置（１）の給湯用熱交換器（３）からの出湯を停止もしくは減少して、貯湯タンク（１０）から全給湯量を出湯もしくは出湯量を増加することができる。したがって、給湯中に熱源用熱交換器（５）の着霜を検出してヒートポンプ装置（１）の除霜運転を開始したときには、既に給湯用熱交換器（３）からの出湯を停止もしくは減少して、貯湯タンク（１０）から全給湯量を出湯もしくは出湯量を増加している。このようにして、給湯中にヒートポンプ装置（１）の除霜運転を開始しても、安定した出湯温度を確保することが可能である。 Further, according to the invention described in claim 9 , as in the case of the invention described in claim 1 , when frost formation of the heat source heat exchanger (5) is foreseen during hot water supply, the heat pump device (1) The hot water supply from the hot water supply heat exchanger (3) can be stopped or reduced, and the total amount of hot water supplied from the hot water storage tank (10) can be increased. Therefore, when the frost formation of the heat source heat exchanger (5) is detected during hot water supply and the defrosting operation of the heat pump device (1) is started, the hot water from the hot water supply heat exchanger (3) is already stopped or reduced. Then, the total amount of hot water supplied from the hot water storage tank (10) is increased or the amount of discharged hot water is increased. In this way, even when the defrosting operation of the heat pump device (1) is started during hot water supply, it is possible to ensure a stable hot water temperature.

なお、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.

以下、本発明の実施の形態を図に基づいて説明する。   Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings.

（第１の実施形態）
図１は、本発明を適用した第１の実施形態におけ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。 (First embodiment)
FIG. 1 is a schematic diagram showing a schematic configuration of a heat pump hot water supply apparatus in a first embodiment to which the present invention is applied.

１０は耐食性に優れた金属製（例えばステンレス製）の貯湯タンクであり、外周部に図示しない断熱材が配置されており、給湯用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。本実施形態の貯湯タンク１０は縦長形状であり、その底面には導入口１１が設けられ、この導入口１１には貯湯タンク１内に水道水を導入する給水経路である導入管１２が接続されている。   10 is a hot water storage tank made of metal (for example, made of stainless steel) having excellent corrosion resistance, and a heat insulating material (not shown) is arranged on the outer peripheral portion, so that hot water for hot water supply can be kept warm for a long time. ing. The hot water storage tank 10 of the present embodiment has a vertically long shape, and an introduction port 11 is provided on the bottom surface thereof, and an introduction pipe 12 that is a water supply path for introducing tap water into the hot water storage tank 1 is connected to the introduction port 11. ing.

貯湯タンク１０の下部には、貯湯タンク１０内の水を吸入するための吸入口１３が設けられ、貯湯タンク１０の上部には、貯湯タンク１内に湯を吐出するための吐出口１４が設けられている。   A suction port 13 for sucking water in the hot water storage tank 10 is provided in the lower part of the hot water storage tank 10, and a discharge port 14 for discharging hot water in the hot water storage tank 1 is provided in the upper part of the hot water storage tank 10. It has been.

吸入口１３と吐出口１４とは循環回路１６で接続されており、循環回路１６の一部はヒートポンプ装置１内に配置されている。循環回路１６にはヒートポンプ装置１の内部もしくは外部に循環ポンプ１６ａが設けられている。   The suction port 13 and the discharge port 14 are connected by a circulation circuit 16, and a part of the circulation circuit 16 is disposed in the heat pump device 1. The circulation circuit 16 is provided with a circulation pump 16 a inside or outside the heat pump device 1.

循環回路１６のヒートポンプ装置１内に配置された部分には、給湯用熱交換器３が設けられており、吸入口１３から吸入した貯湯タンク１０内の下部の水を高温冷媒との熱交換により加熱して沸き上げて湯とし、吐出口１４から貯湯タンク１０内に戻すことができるようになっている。   A portion of the circulation circuit 16 disposed in the heat pump device 1 is provided with a heat exchanger 3 for hot water supply, and the water in the lower part of the hot water storage tank 10 sucked from the suction port 13 is exchanged with the high-temperature refrigerant. It is heated and boiled to form hot water, and can be returned from the discharge port 14 into the hot water storage tank 10.

ヒートポンプ装置１は、圧縮機２、給湯用熱交換器３、可変式の減圧装置（本発明における減圧手段に相当）４、蒸発器（本発明における熱源用熱交換器に相当）５、アキュムレータ６が順次環状に冷媒配管１ａにより接続されて形成されたものである。冷媒配管１ａ内を循環する冷媒として二酸化炭素（ＣＯ２）を使用している。 The heat pump device 1 includes a compressor 2, a hot water supply heat exchanger 3, a variable pressure reducing device (corresponding to the pressure reducing means in the present invention) 4, an evaporator (corresponding to the heat source heat exchanger in the present invention) 5, and an accumulator 6. Are sequentially connected in an annular manner by the refrigerant pipe 1a. Carbon dioxide (CO 2 ) is used as a refrigerant circulating in the refrigerant pipe 1a.

圧縮機２は、内蔵される図示しない電動モータによって駆動され、アキュムレータ６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２は、後述する制御装置１００のヒートポンプ制御装置１０２によって稼働およびその冷媒吐出量（回転数）が制御されるようになっている。   The compressor 2 is driven by a built-in electric motor (not shown), and compresses and discharges the gas-phase refrigerant sucked from the accumulator 6 to a critical pressure or higher. The compressor 2 is operated and its refrigerant discharge amount (rotation speed) is controlled by a heat pump control device 102 of the control device 100 described later.

給湯用熱交換器３は、圧縮機２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１０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湯とするものである。   The hot water supply heat exchanger 3 exchanges heat between the high-temperature refrigerant (hot gas) discharged from the compressor 2 and hot water supplied from the hot water storage tank 10 to be described later, and heats the hot water by heat radiation. To make hot water.

この給湯用熱交換器３は、冷媒が流れる冷媒流路３ａと、給湯用水が流れる給湯用水流路３ｂとを有し、冷媒流路３ａを流れる冷媒の流れ方向と給湯用水流路３ｂ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、給湯用熱交換器３を流れる二酸化炭素冷媒は、圧縮機２で臨界圧力以上に加圧されているので、給湯用熱交換器３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ない。   This hot water supply heat exchanger 3 has a refrigerant flow path 3a through which refrigerant flows and a hot water supply water flow path 3b through which hot water supply water flows, and flows through the flow direction of the refrigerant flowing through the refrigerant flow path 3a and the hot water supply water flow path 3b. It is comprised so that the flow direction of the hot water supply water may oppose. Since the carbon dioxide refrigerant flowing through the hot water supply heat exchanger 3 is pressurized to a critical pressure or higher by the compressor 2, even if the temperature is lowered by dissipating heat to the hot water supply water flowing through the hot water supply heat exchanger 3. There is no condensation.

減圧装置４は、給湯用熱交換器３から流出する冷媒を弁開度に応じて減圧する減圧手段であり、具体的には弁開度を小さくするほど大きく減圧を行なうようになっている。減圧装置４は、後述する制御装置１００のヒートポンプ制御装置１０２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 decompression device 4 is decompression means for decompressing the refrigerant flowing out of the hot water supply heat exchanger 3 in accordance with the valve opening degree. Specifically, the decompression device 4 is configured to greatly reduce the pressure as the valve opening degree is reduced. The valve opening degree of the decompression device 4 is electrically controlled by a heat pump control device 102 of the control device 100 described later.

蒸発器５は、図示しないファンによって送風される外気から吸熱して、減圧装置４で減圧された冷媒を蒸発させる熱源用熱交換器である。アキュムレータ６は、蒸発器５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２に吸入させるとともに、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 5 is a heat source heat exchanger that absorbs heat from outside air blown by a fan (not shown) and evaporates the refrigerant decompressed by the decompression device 4. The accumulator 6 is a gas-liquid separator that gas-liquid separates the refrigerant flowing out of the evaporator 5 and sucks only the gas-phase refrigerant into the compressor 2 and stores excess refrigerant in the cycle as liquid refrigerant.

前述した循環回路１６のうち、ヒートポンプ装置１給湯用熱交換器３より下流側部位は、ヒートポンプ装置１により沸き上げられた湯を貯湯タンク１０内の上部に供給するための供給配管１８となっている。   In the circulation circuit 16 described above, a downstream portion of the heat pump device 1 hot water supply heat exchanger 3 serves as a supply pipe 18 for supplying hot water boiled by the heat pump device 1 to the upper part of the hot water storage tank 10. Yes.

循環回路１６には、給湯用熱交換器３の下流側において循環回路１６の供給配管１８から分岐するように給湯配管１９が接続している。そして、供給配管１８の給湯配管１９分岐接続点には、ヒートポンプ装置１で沸き上げた湯の流通経路を供給配管１８の下流端部をなす配管１８ａ方向もしくは給湯配管１９方向に切り替える切替手段（切替バルブ）としての機能を有するバルブ１７が設けられている。   A hot water supply pipe 19 is connected to the circulation circuit 16 so as to branch from the supply pipe 18 of the circulation circuit 16 on the downstream side of the hot water supply heat exchanger 3. At the branch connection point of the hot water supply pipe 19 of the supply pipe 18, switching means for switching the flow path of hot water boiled up by the heat pump device 1 to the direction of the pipe 18 a forming the downstream end of the supply pipe 18 or the direction of the hot water supply pipe 19. A valve 17 having a function as a valve) is provided.

貯湯タンク１０上部の吐出口１４は、貯湯タンク１０内の上部の湯を導出するための導出口２０としての機能も有しており、この吐出口１４兼導出口２０に接続する配管１８ａは、貯湯タンク１０内の上部の湯を導出するための給湯配管でもある。   The discharge port 14 at the top of the hot water storage tank 10 also has a function as a discharge port 20 for deriving the hot water at the top of the hot water storage tank 10, and a pipe 18 a connected to the discharge port 14 and the discharge port 20 is It is also a hot water supply pipe for leading out hot water in the hot water storage tank 10.

前述のバルブ１７は、ヒートポンプ装置１で沸き上げた湯の流通経路を給湯配管１９方向に切り替えたときには、給湯用熱交換器３から供給される湯の量と貯湯タンク１０の導出口２０から導出される湯の量との比率を制御するための混合バルブとしても機能するようになっている。すなわち、バルブ１７は、本実施形態における混合割合調節手段に相当する。   The above-described valve 17 is derived from the amount of hot water supplied from the hot water supply heat exchanger 3 and the outlet 20 of the hot water storage tank 10 when the flow path of hot water boiled by the heat pump device 1 is switched to the hot water supply pipe 19 direction. It also functions as a mixing valve for controlling the ratio of the amount of hot water to be produced. That is, the valve 17 corresponds to the mixing ratio adjusting means in this embodiment.

給湯配管１９には、導入管１２から分岐した給水配管２８の下流端が接続している。そして、この接続点には、給湯配管１９を流れる湯の量と給水配管２８を介して供給される水の量の比率を制御し、下流側にある風呂、シャワー、カラン等の使用側端末に送る湯の温度を設定温度とするための混合バルブ２９が設けられている。   The hot water supply pipe 19 is connected to the downstream end of the water supply pipe 28 branched from the introduction pipe 12. At this connection point, the ratio of the amount of hot water flowing through the hot water supply pipe 19 and the amount of water supplied through the water supply pipe 28 is controlled, so that the use side terminal such as a bath, shower or currant on the downstream side can be controlled. A mixing valve 29 is provided for setting the temperature of the hot water to be set to a set temperature.

貯湯タンク１の外壁面には、図示しない複数のサーミスタ（水位サーミスタ）が縦方向に間隔をあけて配置され、貯湯タンク１内の各水位レベルにおける温度情報を後述する制御装置１００に出力するようになっている。   A plurality of thermistors (water level thermistors) (not shown) are arranged on the outer wall surface of the hot water tank 1 at intervals in the vertical direction so that temperature information in each water level in the hot water tank 1 is output to the control device 100 described later. It has become.

また、各配管経路にはサーミスタが適宜配設され、各配管を流れる冷媒、湯もしくは水の温度情報を後述する制御装置１００に出力するようになっている。   Further, a thermistor is appropriately disposed in each piping path, and temperature information of refrigerant, hot water or water flowing through each piping is output to the control device 100 described later.

ヒートポンプ装置１において、冷媒配管１ａの蒸発器３より下流側かつアキュムレータ６より上流側には、蒸発器５から流出する冷媒の温度を検出する温度検出手段である温度サーミスタ７が設けられている。   In the heat pump device 1, a temperature thermistor 7 serving as a temperature detecting means for detecting the temperature of the refrigerant flowing out from the evaporator 5 is provided on the refrigerant pipe 1 a downstream of the evaporator 3 and upstream of the accumulator 6.

循環回路１６の給湯用熱交換器３給湯用水流路３ｂより下流側かつバルブ１７より上流側には、給湯用熱交換器３を通過した水の温度を検出する水温検出手段である温度サーミスタ３１が設けられている。   A temperature thermistor 31, which is a water temperature detecting means for detecting the temperature of the water that has passed through the hot water supply heat exchanger 3, is located downstream of the hot water supply water flow path 3 b and upstream of the valve 17 in the circulation circuit 16. Is provided.

また、給湯配管１９のバルブ１７の下流側かつ混合バルブ２９より上流側には、バルブ１７により混合された湯の温度を検出する水温検出手段である温度サーミスタ３２が設けられている。   Further, a temperature thermistor 32 serving as a water temperature detecting means for detecting the temperature of the hot water mixed by the valve 17 is provided on the downstream side of the valve 17 of the hot water supply pipe 19 and the upstream side of the mixing valve 29.

さらに、給湯配管１９の混合バルブ２９より下流側には、混合バルブ２９により水を混合された湯の温度を検出する水温検出手段である温度サーミスタ３３が設けられている。   Further, a temperature thermistor 33 which is a water temperature detecting means for detecting the temperature of hot water mixed with water by the mixing valve 29 is provided on the downstream side of the mixing valve 29 of the hot water supply pipe 19.

また、給湯配管１９には図示しない流量カウンタが設けられており、給湯配管１９を流れる湯の流量情報を後述する制御装置１００に出力するようになっている。   The hot water supply pipe 19 is provided with a flow rate counter (not shown) so as to output the flow rate information of the hot water flowing through the hot water supply pipe 19 to the control device 100 described later.

図１中の１００は制御手段である制御装置であり、貯湯タンク１０ユニットを制御する貯湯タンク制御装置（貯湯タンクＥＣＵ）１０１とヒートポンプ装置１を制御するヒートポンプ制御装置（ヒートポンプＥＣＵ）１０２とにより構成されている。また、図１中の１１０は操作手段をなす操作盤であり、操作盤１００には各種操作スイッチや表示部が設けられている。   In FIG. 1, reference numeral 100 denotes a control device that is a control means, and includes a hot water storage tank control device (hot water storage ECU) 101 that controls the hot water storage tank 10 unit and a heat pump control device (heat pump ECU) 102 that controls the heat pump device 1. Has been. Further, reference numeral 110 in FIG. 1 denotes an operation panel serving as an operation means, and the operation panel 100 is provided with various operation switches and a display unit.

制御装置１００は、サーミスタ７、３１、３２、３３および図示しない他のサーミスタからの温度情報、図示しない流量カウンタからの流量情報、および操作盤１１０に設けられた操作スイッチからの信号等に基づいて、後述する手順にしたがってヒートポンプ装置１、ポンプ１６ａ、各バルブ１７、２９等を制御するように構成されている。ヒートポンプ装置１の制御では、具体的には、可変式減圧装置４の開度や圧縮機２の周波数（回転数）を制御するようになっている。   The control device 100 is based on temperature information from the thermistors 7, 31, 32, 33 and other thermistors (not shown), flow information from a flow counter (not shown), signals from operation switches provided on the operation panel 110, and the like. The heat pump device 1, the pump 16a, the valves 17, 29, and the like are controlled according to the procedure described later. In the control of the heat pump device 1, specifically, the opening degree of the variable pressure reducing device 4 and the frequency (rotational speed) of the compressor 2 are controlled.

次に、上記構成に基づき、本実施形態のヒートポンプ式給湯装置の作動について説明する。   Next, based on the said structure, the action | operation of the heat pump type hot-water supply apparatus of this embodiment is demonstrated.

本実施形態のヒートポンプ式給湯装置では、制御装置１００が、電力コスト等に基づいて定まる所定時間帯（例えば電力供給契約に基づく電力コストが安価な深夜時間帯）に、過去の使用実績等に基づく所定熱量を貯湯タンク１０内に貯留するようにヒートポンプ装置１を運転する。   In the heat pump type hot water supply apparatus of the present embodiment, the control device 100 is based on past usage records or the like in a predetermined time zone determined based on the power cost or the like (for example, a midnight time zone where the power cost based on the power supply contract is low). The heat pump device 1 is operated so as to store a predetermined amount of heat in the hot water storage tank 10.

このとき、制御装置１００は、サーミスタ３１の検出温度が貯湯目標温度となるようにヒートポンプ装置１の沸き上げ運転制御を行なうとともにポンプ１６ａの循環流量制御を行なう。また、バルブ１７は、ヒートポンプ装置１で沸き上げた湯の流通経路を配管１８ａ方向とする。   At this time, the control device 100 performs the boiling operation control of the heat pump device 1 and the circulation flow rate control of the pump 16a so that the detected temperature of the thermistor 31 becomes the hot water storage target temperature. Moreover, the valve | bulb 17 makes the distribution path of the hot water boiled with the heat pump apparatus 1 the piping 18a direction.

これにより、貯湯タンク１０内の下方部の水がヒートポンプ装置１の給湯用熱交換器３で加熱されて沸き上げられ、貯湯タンク１０内の上部側から貯えられる。   As a result, the water in the lower part in the hot water storage tank 10 is heated and heated by the hot water supply heat exchanger 3 of the heat pump device 1 and stored from the upper side in the hot water storage tank 10.

制御装置１００は、使用側端末において出湯操作がなされると、使用側端末へ給湯するための給湯制御を行なう。図２は、制御装置１００の給湯時の概略制御動作を示すフローチャートである。   When a hot water discharge operation is performed at the use side terminal, the control device 100 performs hot water supply control for supplying hot water to the use side terminal. FIG. 2 is a flowchart showing a schematic control operation of the control device 100 during hot water supply.

給湯装置に電力供給されているときには、制御装置１００は、図２に示すように、使用側端末において出湯操作がなされたか否かを、給湯配管１９に設けた図示しない流量カウンタからの流量情報に基づいて監視している（ステップＳ２１０）。   When power is supplied to the hot water supply device, the control device 100 indicates whether or not a hot water discharge operation has been performed at the use side terminal, as shown in FIG. 2, based on flow rate information from a flow counter (not shown) provided in the hot water supply pipe 19. Based on the monitoring (step S210).

使用側端末における出湯の検出は、流量カウンタからの流量情報によるものに限定されず、例えばフロースイッチ等による流れ情報によるものであってもよい。また、検出位置も給湯配管１９に限定されず、例えば、導入管１２で検出するものであってもよい。出湯検出としては、上記以外に、給湯配管１９内の温度情報もしくは圧力情報、貯湯タンク１０内の熱量情報や圧力情報等に基づいて行なうものであってもよい。   Detection of the hot water at the use side terminal is not limited to that based on flow rate information from the flow rate counter, and may be based on flow information such as a flow switch. Further, the detection position is not limited to the hot water supply pipe 19, and may be detected by the introduction pipe 12, for example. In addition to the above, the hot water detection may be performed based on temperature information or pressure information in the hot water supply pipe 19, heat information or pressure information in the hot water storage tank 10, and the like.

ステップＳ２１０において、出湯を検出した場合には、ヒートポンプ装置１を運転して給湯用熱交換器３で給湯用水の沸き上げを行なう（ステップＳ２２０）。ステップＳ２２０では、ヒートポンプ装置１が停止しているときには運転を開始し、ヒートポンプ装置１が既に運転されている場合には運転を継続する。   In step S210, when hot water is detected, the heat pump device 1 is operated and the hot water supply heat exchanger 3 is used to boil hot water (step S220). In step S220, the operation is started when the heat pump device 1 is stopped, and the operation is continued when the heat pump device 1 is already operated.

ステップＳ２２０でヒートポンプ装置１の運転を開始もしくは継続したら、混合弁であるバルブ１７の開度（開度比）制御を行なう（ステップＳ２３０）。これに合わせて、混合バルブ２９の開度（開度比）制御も行なう。   When the operation of the heat pump device 1 is started or continued in step S220, the opening degree (opening ratio) of the valve 17 that is a mixing valve is controlled (step S230). In accordance with this, the opening degree (opening ratio) of the mixing valve 29 is also controlled.

ステップＳ２２０、Ｓ２３０では、具体的には、サーミスタ３１の検出温度が第１所定温度となるようにヒートポンプ装置１を運転し、サーミスタ３２の検出温度が第２所定温度となるようにバルブ１７の開度比を調節し、サーミスタ３３の検出温度が第３所定温度となるように混合バルブ２９の開度比を調節する。   Specifically, in steps S220 and S230, the heat pump device 1 is operated so that the detected temperature of the thermistor 31 becomes the first predetermined temperature, and the valve 17 is opened so that the detected temperature of the thermistor 32 becomes the second predetermined temperature. The degree ratio is adjusted, and the opening ratio of the mixing valve 29 is adjusted so that the temperature detected by the thermistor 33 becomes the third predetermined temperature.

ここで、第１所定温度は、操作盤１１０等において設定された使用側端末における給湯設定温度に基づいて決定された温度であってもよいし、一定温度であってもよい。ただし、第１所定温度を比較的低い温度とした方がヒートポンプ装置１を高効率で運転することができ好ましい。例えば、第１所定温度は、給湯設定温度より若干低い温度（例えば設定温度−５℃）であってもよいし、給湯設定温度と同等もしくは給湯設定温度より若干高い程度に抑制した温度（例えば設定温度＋５℃）であってもよい。   Here, the first predetermined temperature may be a temperature determined based on the hot water supply set temperature at the use side terminal set on the operation panel 110 or the like, or may be a constant temperature. However, it is preferable that the first predetermined temperature is a relatively low temperature because the heat pump apparatus 1 can be operated with high efficiency. For example, the first predetermined temperature may be a temperature slightly lower than the hot water supply set temperature (for example, a set temperature −5 ° C.), or a temperature that is suppressed to a level that is equal to or slightly higher than the hot water set temperature (for example, a set temperature). Temperature + 5 ° C.).

また、第２所定温度は、給湯設定温度と同等もしくは給湯設定温度より若干高い温度（例えば設定温度＋５℃）であればよい。ただし、給湯温度と同等温度とするよりも若干高い温度としたほうが、給湯配管１９の下流側において水を混合することで湯温をコントロールし易く、使用側端末への流量を増加することができ好ましい。また、第３所定温度は、給湯設定温度とすればよい。   The second predetermined temperature may be a temperature equal to or slightly higher than the hot water supply set temperature (for example, the set temperature + 5 ° C.). However, it is easier to control the hot water temperature by mixing water on the downstream side of the hot water supply pipe 19, and the flow rate to the use side terminal can be increased by setting the temperature slightly higher than the hot water supply temperature. preferable. The third predetermined temperature may be the hot water supply set temperature.

これにより、ヒートポンプ装置１で出湯用の湯を沸き上げ、バルブ１７でヒートポンプ装置１給湯用熱交換器３からの湯に必要に応じて貯湯タンク１０からの湯を混合して給湯配管１９に送る。さらに、混合バルブ２９で給湯配管１９を流れる湯に必要に応じて水を混合し、設定された温度の湯を使用側端末から出湯する。   Thereby, the hot water for hot water is boiled by the heat pump device 1, and the hot water from the hot water storage tank 10 is mixed with the hot water from the heat exchanger 3 for hot water supply of the heat pump device 1 as needed by the valve 17 and sent to the hot water supply pipe 19. . Further, the mixing valve 29 mixes water as necessary with the hot water flowing through the hot water supply pipe 19, and discharges hot water having a set temperature from the use side terminal.

ステップＳ２１０において、出湯を検出しなかった場合には、ヒートポンプ装置１の運転を停止する（ステップＳ２４０）。ステップＳ２４０では、ヒートポンプ装置１が運転しているときには運転を停止し、ヒートポンプ装置１が既に停止されている場合には停止状態を継続する。そして、ステップＳ２１０へリターンする。   In step S210, when the hot water is not detected, the operation of the heat pump device 1 is stopped (step S240). In step S240, the operation is stopped when the heat pump device 1 is operating, and the stopped state is continued when the heat pump device 1 is already stopped. Then, the process returns to step S210.

ステップＳ２３０を実行して、ヒートポンプ装置１により湯を沸き上げ使用側端末へ出湯しているときには、温度サーミスタ７の検出温度に基づいて、蒸発器５が所定着霜状態に至ったか否か監視している（ステップＳ２５０）。ステップＳ２５０で所定着霜状態に至っていないと判断した場合には、ステップＳ２１０へリターンする。   When step S230 is executed and hot water is being boiled to the use side terminal by the heat pump device 1, whether or not the evaporator 5 has reached a predetermined frosting state is monitored based on the temperature detected by the temperature thermistor 7. (Step S250). If it is determined in step S250 that the predetermined frost state has not been reached, the process returns to step S210.

ここで、所定着霜状態とは、蒸発器５の外側に生成した霜により良好な熱交換（吸熱）が行なえず、除霜を必要とする着霜状態である。   Here, the predetermined frosting state is a frosting state in which good heat exchange (heat absorption) cannot be performed due to frost generated outside the evaporator 5 and defrosting is required.

前述したように、温度サーミスタ７は、蒸発器５から流出する冷媒の温度を検出する冷媒温検出手段である。流出冷媒温度は蒸発器５の着霜状態に応じて変動するものであるので、この検出温度に応じて蒸発器５が所定着霜状態であるか否かを判断することができる。したがって、温度サーミスタ７は、本実施形態における着霜状態検出手段であると言える。ちなみに、本例では温度サーミスタ７の検出温度が−１０℃となったときに、蒸発器５が除霜を必要とする所定着霜状態になったと判断している。   As described above, the temperature thermistor 7 is a refrigerant temperature detection unit that detects the temperature of the refrigerant flowing out of the evaporator 5. Since the outflow refrigerant temperature varies depending on the frosting state of the evaporator 5, it can be determined whether or not the evaporator 5 is in a predetermined frosting state according to the detected temperature. Therefore, it can be said that the temperature thermistor 7 is a frosting state detection means in this embodiment. Incidentally, in this example, when the detected temperature of the temperature thermistor 7 becomes −10 ° C., it is determined that the evaporator 5 has entered a predetermined frosting state that requires defrosting.

なお、着霜状態検出手段は、蒸発器流出冷媒温度を検出するものに限定されず、蒸発器５の着霜状態を検出可能なものであればよい。したがって、蒸発器５の温度もしくはその関連値を検出できるものであればよい。   The frosting state detection means is not limited to the one that detects the evaporator outflow refrigerant temperature, and may be any means that can detect the frosting state of the evaporator 5. Therefore, any device that can detect the temperature of the evaporator 5 or its related value may be used.

例えば、蒸発器５自体の温度（具体的には図示しない熱交換フィンの温度）、蒸発器５内を流通する冷媒の温度、蒸発器５の流入冷媒温度と流出冷媒温度との差、蒸発器５流入冷媒温度と蒸発器５中間部流通冷媒温度との差、蒸発器５中間部冷媒温度と蒸発器５流出冷媒温度との差、外気温度、圧縮機周波数（回転数）等を検出するものであってもよい。   For example, the temperature of the evaporator 5 itself (specifically, the temperature of a heat exchange fin (not shown)), the temperature of the refrigerant flowing through the evaporator 5, the difference between the inflow refrigerant temperature and the outflow refrigerant temperature of the evaporator 5, the evaporator 5 Detecting the difference between the inflow refrigerant temperature and the evaporator 5 intermediate part circulation refrigerant temperature, the difference between the evaporator 5 intermediate part refrigerant temperature and the evaporator 5 outflow refrigerant temperature, the outside air temperature, the compressor frequency (rotation speed), etc. It may be.

ステップＳ２５０で蒸発器５が所定着霜状態になったと判断した場合には、蒸発器５から霜を除去するように、ヒートポンプ装置１を除霜運転状態とする（ステップＳ２６０）。具体的には、ヒートポンプ装置１の可変式減圧装置４の開度を大きく開き、蒸発器５内に高温の冷媒を流通する。これにより、蒸発器５外側の霜を融解して除霜する。   When it is determined in step S250 that the evaporator 5 has reached the predetermined frosting state, the heat pump device 1 is set in a defrosting operation state so as to remove frost from the evaporator 5 (step S260). Specifically, the opening degree of the variable pressure reducing device 4 of the heat pump device 1 is greatly opened, and a high-temperature refrigerant is circulated in the evaporator 5. Thereby, the frost outside the evaporator 5 is melted and defrosted.

ここでは、減圧装置４の開度を調節して除霜運転状態としたが、蒸発器５内に高温の冷媒を導入することができれば、これに限定されるものではない。例えば、圧縮機２吐出側と蒸発器５入口側とを繋ぐバイパス通路を設け、沸き上げ運転時にはこのバイパス通路を閉塞し、除霜運転時にはこの通路を開くものであってもよい。   Here, the opening degree of the decompression device 4 is adjusted to be in the defrosting operation state, but the present invention is not limited to this as long as a high-temperature refrigerant can be introduced into the evaporator 5. For example, a bypass passage that connects the discharge side of the compressor 2 and the inlet side of the evaporator 5 may be provided, the bypass passage may be closed during the boiling operation, and the passage may be opened during the defrosting operation.

制御装置１００は、ステップＳ２６０を実行したら、使用側端末から出湯中であるか否か判断する（ステップＳ２７０）。ここでの出湯の検出は、ステップＳ２１０と同様に、給湯配管１９に設けた図示しない流量カウンタからの流量情報等に基づいて行なう。   After executing Step S260, control device 100 determines whether or not the hot water is being discharged from the use side terminal (Step S270). The detection of the hot water here is performed based on flow rate information from a flow rate counter (not shown) provided in the hot water supply pipe 19 as in step S210.

ステップＳ２７０において使用側端末から出湯中であると判断した場合には、バルブ１７の開度比を変更する（ステップＳ２８０）。ここでは、速やかに、給湯用熱交換器３側の開度を絞るとともに貯湯タンク１０側の開度を開くように所定開度比に変更し、給湯用熱交換器３からの出湯を停止もしくは大きく減少させる。   If it is determined in step S270 that the hot water is being discharged from the use side terminal, the opening ratio of the valve 17 is changed (step S280). Here, the opening degree on the hot water supply heat exchanger 3 side is quickly reduced and the opening degree on the hot water storage tank 10 side is changed to a predetermined opening ratio so that the hot water from the hot water supply heat exchanger 3 is stopped or Decrease greatly.

具体例としては、給湯用熱交換器３からの湯量と貯湯タンク１０からの湯量の比が０％：１００％、もしくは５％：９５％となるような開度比に変更する。   As a specific example, the opening ratio is changed so that the ratio of the amount of hot water from the hot water supply heat exchanger 3 and the amount of hot water from the hot water storage tank 10 is 0%: 100% or 5%: 95%.

その後、ステップＳ２３０と同様に、温度サーミスタ３２の検出温度が給湯設定温度に基づく温度（前述の第２所定温度）となるように、開度比が制御される。   Thereafter, as in step S230, the opening ratio is controlled so that the temperature detected by the temperature thermistor 32 becomes a temperature based on the hot water supply set temperature (the above-mentioned second predetermined temperature).

ステップＳ２８０の実行は、ステップＳ２６０におけるヒートポンプ装置１の除霜運転の開始とほぼ同時に行なわれるが、ステップＳ２８０の実行は、ステップＳ２６０におけるヒートポンプ装置１の除霜運転の開始に対し若干前後するものであってもよい。換言すれば、バルブ１７の開度比変更は、ヒートポンプ装置１の除霜運転の開始に対し、略同時であればよい。   The execution of step S280 is performed almost simultaneously with the start of the defrosting operation of the heat pump apparatus 1 in step S260, but the execution of step S280 is slightly before and after the start of the defrosting operation of the heat pump apparatus 1 in step S260. There may be. In other words, the opening ratio change of the valve 17 may be substantially simultaneous with the start of the defrosting operation of the heat pump device 1.

ヒートポンプ装置１が除霜運転を開始しても、給湯用熱交換器３の熱容量等の熱的特性や給湯用熱交換器３からバルブ１７までの配管長さ等に応じて、給湯用熱交換器３側からバルブ１７に到達する湯の温度低下の度合いが異なる。したがって、バルブ１７の開度比変更は、ヒートポンプ装置１の除霜運転の開始に対し、若干遅らせるものであってもよい。   Even when the heat pump device 1 starts the defrosting operation, the heat exchange for hot water supply depends on the thermal characteristics such as the heat capacity of the hot water supply heat exchanger 3 and the pipe length from the hot water supply heat exchanger 3 to the valve 17. The degree of the temperature drop of hot water reaching the valve 17 from the side of the vessel 3 is different. Therefore, the opening ratio change of the valve 17 may be slightly delayed with respect to the start of the defrosting operation of the heat pump device 1.

また、ステップＳ２５０において蒸発器５の所定着霜状態を検出した場合に、ステップＳ２６０においてヒートポンプ装置１の除霜運転を開始する前にステップＳ２７０、Ｓ２８０を実行して、バルブ１７の開度比変更を、ヒートポンプ装置１の除霜運転の開始に対し、若干早めるものであってもよい。   Moreover, when the predetermined frosting state of the evaporator 5 is detected in step S250, steps S270 and S280 are executed before starting the defrosting operation of the heat pump device 1 in step S260, and the opening ratio change of the valve 17 is changed. May be slightly advanced with respect to the start of the defrosting operation of the heat pump device 1.

バルブ１７の開度比変更が、ヒートポンプ装置１の除霜運転の開始に対して略同時とは、例えば除霜運転開始の±３０秒以内とすることができる。また、除霜運転開始の±１５秒以内であれば好ましく、除霜運転開始の±５秒以内であればさらに好ましい。   The change in the opening ratio of the valve 17 is substantially simultaneous with the start of the defrosting operation of the heat pump device 1, for example, within ± 30 seconds of the start of the defrosting operation. Further, it is preferably within ± 15 seconds of the start of the defrosting operation, and more preferably within ± 5 seconds of the start of the defrosting operation.

制御装置１００は、ステップＳ２８０を実行したらステップＳ２５０へリターンする。また、ステップＳ２７０において使用側端末から出湯中でないと判断した場合には、ステップＳ２８０を行なうことなくステップＳ２７０へリターンする。   After executing step S280, control device 100 returns to step S250. If it is determined in step S270 that the hot water is not being discharged from the use side terminal, the process returns to step S270 without performing step S280.

上述の構成および作動によれば、制御装置１００は、温度サーミスタ７の検出冷媒温度に基づいて蒸発器５が除霜を要する所定着霜状態であると判断した場合には、蒸発器５に高温冷媒を流通するようにヒートポンプ装置１の除霜運転を行なうとともに、除霜運転の開始と略同時に給湯用熱交換器３からの出湯を停止もしくは減少するようにバルブ１７の開度変更を行なう。   According to the above-described configuration and operation, when the control device 100 determines that the evaporator 5 is in a predetermined frosting state that requires defrosting based on the detected refrigerant temperature of the temperature thermistor 7, The defrosting operation of the heat pump device 1 is performed so that the refrigerant flows, and the opening degree of the valve 17 is changed so as to stop or reduce the hot water from the hot water supply heat exchanger 3 almost simultaneously with the start of the defrosting operation.

これによると、給湯中に蒸発器５の所定着霜状態を検出してヒートポンプ装置１の除霜運転を開始した場合に、除霜運転の開始と略同時にヒートポンプ装置１の給湯用熱交換器３からの出湯を停止もしくは減少して、貯湯タンク１０から全給湯量を出湯もしくは出湯量を増加することができる。   According to this, when the predetermined frosting state of the evaporator 5 is detected during hot water supply and the defrosting operation of the heat pump device 1 is started, the heat exchanger 3 for hot water supply of the heat pump device 1 substantially simultaneously with the start of the defrosting operation. It is possible to stop or reduce the hot water from the hot water storage tank 10 and increase the total hot water supply amount from the hot water storage tank 10.

したがって、給湯中にヒートポンプ装置１の除霜運転を開始して、給湯用熱交換器３の沸き上げ温度が低下したり湯の沸き上げができなくなったりしても、使用側端末における安定した出湯温度と出湯量を確保することができる。   Therefore, even if the defrosting operation of the heat pump device 1 is started during hot water supply and the boiling temperature of the hot water supply heat exchanger 3 is lowered or hot water cannot be heated, stable hot water discharge at the use side terminal is possible. The temperature and amount of hot water can be secured.

また、温度サーミスタ７の検出冷媒温度に基づいて所定着霜状態を検出するので、比較的簡素な構成により蒸発器５の着霜を容易に検出することができる。   Further, since the predetermined frosting state is detected based on the detected refrigerant temperature of the temperature thermistor 7, frosting of the evaporator 5 can be easily detected with a relatively simple configuration.

また、本実施形態のヒートポンプ装置１は冷媒が二酸化炭素であり、圧縮機２により臨界圧以上に加圧される所謂超臨界冷凍サイクルである。   The heat pump device 1 of the present embodiment is a so-called supercritical refrigeration cycle in which the refrigerant is carbon dioxide and the compressor 2 is pressurized to a critical pressure or higher.

これによると、臨界圧以上に昇圧された二酸化炭素冷媒により、給湯用熱交換器３において水を加熱することができる。臨界圧以上に昇圧された冷媒は水と熱交換しても凝縮しないため、給湯用熱交換器３の全域において冷媒と水との温度差を確保し易い。したがって、熱交換効率を向上できるとともに高温の湯を得ることが容易である。したがって、本実施形態においても、高温のお湯を貯湯タンク１０に貯められるため、ヒートポンプ装置１の除霜運転中に貯湯タンク１０からの出湯量を多くしても、湯が不足することがない。   According to this, water can be heated in the hot water supply heat exchanger 3 by the carbon dioxide refrigerant whose pressure is raised to a critical pressure or higher. Since the refrigerant whose pressure has been raised above the critical pressure does not condense even when heat is exchanged with water, it is easy to ensure a temperature difference between the refrigerant and water throughout the hot water supply heat exchanger 3. Therefore, it is easy to improve heat exchange efficiency and obtain hot water. Therefore, also in this embodiment, since hot hot water can be stored in the hot water storage tank 10, even if the amount of hot water discharged from the hot water storage tank 10 is increased during the defrosting operation of the heat pump device 1, hot water does not run short.

（第２の実施形態）
次に、第２の実施形態について図３に基づいて説明する。 (Second Embodiment)
Next, a second embodiment will be described based on FIG.

本第２の実施形態は、前述の第１の実施形態と比較して、ヒートポンプ装置１の除霜運転を開始する前からバルブ１７の開度変更を開始する点が異なる。なお、第１の実施形態と同様の部分については、同一の符号をつけ、その説明を省略する。   The second embodiment is different from the first embodiment described above in that the opening change of the valve 17 is started before the defrosting operation of the heat pump apparatus 1 is started. In addition, about the part similar to 1st Embodiment, the same code | symbol is attached | subjected and the description is abbreviate | omitted.

図３に制御手段の制御動作を示すように、本実施形態では、制御装置１００は、ステップＳ２３０を実行して、ヒートポンプ装置１により湯を沸き上げ使用側端末へ出湯しているときには、温度サーミスタ７の検出温度に基づいて、蒸発器５が所定着霜前状態に至ったか否か監視している（ステップＳ３１０）。ステップＳ３１０で所定着霜前状態に至っていないと判断した場合には、ステップＳ２１０へリターンする。   As shown in FIG. 3, in the present embodiment, the control device 100 executes step S <b> 230, and when the heat pump device 1 boils hot water to the use side terminal, the temperature thermistor Whether or not the evaporator 5 has reached a predetermined pre-frosting state is monitored based on the detected temperature 7 (step S310). If it is determined in step S310 that the predetermined pre-frost state has not been reached, the process returns to step S210.

ここで、所定着霜前状態とは、第１の実施形態で説明した蒸発器５の外側に生成した霜により良好な熱交換（吸熱）が行なえない所定着霜状態に至る前の所定兆候状態を言う。   Here, the predetermined pre-frost state is a predetermined sign state before reaching a predetermined frost state in which good heat exchange (heat absorption) cannot be performed due to the frost generated outside the evaporator 5 described in the first embodiment. Say.

第１の実施形態で説明したように、温度サーミスタ７は、蒸発器５から流出する冷媒の温度を検出する冷媒温検出手段である。流出冷媒温度は蒸発器５の着霜状態に応じて変動するものであるので、この検出温度に応じて蒸発器５の所定着霜前状態および所定着霜状態を判定することができる。したがって、温度サーミスタ７は、本実施形態における着霜前状態検出手段であると言える。ちなみに、本例では温度サーミスタ７の検出温度が−８℃となったときに所定着霜前状態であると判断し、検出温度が−１０℃となったときに蒸発器５が除霜を必要とする所定着霜状態になったと判断している。   As described in the first embodiment, the temperature thermistor 7 is a refrigerant temperature detection unit that detects the temperature of the refrigerant flowing out of the evaporator 5. Since the outflow refrigerant temperature varies depending on the frosting state of the evaporator 5, the predetermined pre-frosting state and the predetermined frosting state of the evaporator 5 can be determined according to the detected temperature. Therefore, it can be said that the temperature thermistor 7 is a pre-frosting state detection means in the present embodiment. Incidentally, in this example, when the detected temperature of the temperature thermistor 7 becomes −8 ° C., it is determined that it is in a predetermined pre-frosting state, and when the detected temperature becomes −10 ° C., the evaporator 5 needs to be defrosted. It is determined that the predetermined frosting state has been reached.

なお、着霜前状態検出手段は、蒸発器流出冷媒温度を検出するものに限定されず、蒸発器５の着霜前状態を検出可能なものであればよい。したがって、第１の実施形態で説明した着霜状態検出手段と同様に、蒸発器５の温度もしくはその関連値を検出できるものであればよい。   Note that the pre-frosting state detection means is not limited to the one that detects the evaporator outflow refrigerant temperature, and may be any means that can detect the pre-frosting state of the evaporator 5. Therefore, as long as it can detect the temperature of the evaporator 5 or its related value, like the frosting state detection means described in the first embodiment.

着霜前状態検出手段と着霜状態検出手段とを異なる特性値（蒸発器５の温度もしくはその関連値）を検出するものであってもよいが、同じ特性値を検出するものとしたほうが、制御を簡単にすることができる。   Although different characteristic values (temperature of the evaporator 5 or related values thereof) may be detected by the pre-frosting state detection means and the frosting state detection means, it is better to detect the same characteristic value. Control can be simplified.

ステップＳ３１０で蒸発器５が所定着霜前状態になったと判断した場合には、温度サーミスタ７の検出温度に応じてバルブ１７の開度の調節を行なう（ステップＳ３２０）。例えば、下記数式１に従って、給湯用熱交換器３側の開度を徐々に絞るとともに貯湯タンク１０側の開度を徐々に開くように開度比を変更し、給湯用熱交換器３からの出湯を徐々に減少させる。
（数１）
バルブ１７給湯用熱交換器３側開度＝Ａ×サーミスタ７検出温度＋Ｂ
ここで、Ａ、Ｂは定数である。 If it is determined in step S310 that the evaporator 5 has entered the pre-frosting state, the opening degree of the valve 17 is adjusted according to the temperature detected by the temperature thermistor 7 (step S320). For example, according to the following formula 1, the opening ratio on the hot water supply heat exchanger 3 side is gradually reduced and the opening ratio is changed so as to gradually open the opening on the hot water storage tank 10 side. Gradually reduce hot water.
(Equation 1)
Valve 17 Hot water supply heat exchanger 3 side opening = A × Thermistor 7 detected temperature + B
Here, A and B are constants.

このように、温度サーミスタ７の検出温度に応じてバルブ１７の開度の調節を行ないつつ、ステップＳ２５０で温度サーミスタ７の検出温度に基づいて蒸発器５が所定着霜状態になったと判断した場合には、第１の実施形態と同様に、蒸発器５から霜を除去するように、ヒートポンプ装置１を除霜運転状態とする（ステップＳ２６０）。以降、第１の実施形態と同様の制御を行なう。   As described above, when the opening degree of the valve 17 is adjusted in accordance with the temperature detected by the temperature thermistor 7, and it is determined in step S250 that the evaporator 5 is in a predetermined frosting state based on the temperature detected by the temperature thermistor 7. In the same manner as in the first embodiment, the heat pump device 1 is set in a defrosting operation state so as to remove frost from the evaporator 5 (step S260). Thereafter, the same control as in the first embodiment is performed.

本実施形態におけるステップＳ３２０では、徐々にバルブ１７の開度比を変更する調節を行ない、蒸発器５が所定着霜状態となったときに、ステップＳ２８０の開度比に到達するように制御される。   In step S320 in the present embodiment, adjustment is performed to gradually change the opening ratio of the valve 17, and when the evaporator 5 enters a predetermined frost state, control is performed so as to reach the opening ratio in step S280. The

上述の構成および制御によれば、制御装置１００は、温度サーミスタ７の検出冷媒温度に基づいて蒸発器５が除霜を要する所定着霜状態であると判断した場合には、蒸発器５に高温冷媒を流通するようにヒートポンプ装置１の除霜運転を行なう。さらに、温度サーミスタ７の検出冷媒温度に基づいて蒸発器５が除霜を要する所定着霜状態に至ることを予測したときから除霜運転の開始と略同時刻まで、バルブ１７の開度を徐々に変更するように調節し、除霜運転の開始と略同時刻に給湯用熱交換器３からの出湯を大きく減少もしくは停止する。   According to the configuration and control described above, when the control device 100 determines that the evaporator 5 is in the predetermined frosting state that requires defrosting based on the detected refrigerant temperature of the temperature thermistor 7, The defrosting operation of the heat pump device 1 is performed so that the refrigerant flows. Further, the opening degree of the valve 17 is gradually increased from the time when the evaporator 5 is predicted to reach a predetermined frosting state that requires defrosting based on the detected refrigerant temperature of the temperature thermistor 7 until approximately the same time as the start of the defrosting operation. The hot water from the hot water supply heat exchanger 3 is greatly reduced or stopped at approximately the same time as the start of the defrosting operation.

これにより、給湯用熱交換器３からの出湯量減少および貯湯タンク１０からの出湯量増加が比較的緩やかに行なわれ、使用側端末において安定した出湯温度と出湯量を確実に確保することができる。   As a result, the amount of tapping from the hot water supply heat exchanger 3 and the amount of tapping from the hot water storage tank 10 are relatively moderately performed, and a stable tapping temperature and tapping amount can be reliably ensured at the use side terminal. .

また、温度サーミスタ７の検出冷媒温度に基づいて所定着霜前状態を検出するので、比較的簡素な構成により蒸発器５の着霜の前兆を容易に検出することができる。   Moreover, since the predetermined state before frost formation is detected based on the detected refrigerant temperature of the temperature thermistor 7, a sign of frost formation of the evaporator 5 can be easily detected with a relatively simple configuration.

なお、本実施形態では、温度サーミスタ７の検出温度が所定温度（本例では−８℃）となったときにステップＳ３２０を開始していたが、前回の除霜運転が終了した直後から行なうものであってもよい。   In this embodiment, step S320 is started when the temperature detected by the temperature thermistor 7 reaches a predetermined temperature (−8 ° C. in this example), but is performed immediately after the previous defrosting operation is completed. It may be.

（第３の実施形態）
次に、第３の実施形態について図４に基づいて説明する。 (Third embodiment)
Next, a third embodiment will be described based on FIG.

本第３の実施形態は、前述の第２の実施形態と比較して、ヒートポンプ装置１の除霜運転を開始する前のバルブ１７の開度変更制御を、除霜運転までの時間に基づいて開始する点が異なる。なお、第１、第２の実施形態と同様の部分については、同一の符号をつけ、その説明を省略する。   Compared to the second embodiment described above, the third embodiment performs the opening degree change control of the valve 17 before starting the defrosting operation of the heat pump device 1 based on the time until the defrosting operation. The starting point is different. In addition, about the part similar to 1st, 2nd embodiment, the same code | symbol is attached | subjected and the description is abbreviate | omitted.

図４に制御手段の制御動作を示すように、本実施形態では、制御装置１００は、ステップＳ２３０を実行して、ヒートポンプ装置１により湯を沸き上げ使用側端末へ出湯しているときには、次回除霜運転までの残り時間が所定時間以内となったか否か監視している（ステップＳ４１０）。   As shown in FIG. 4, in the present embodiment, the control device 100 executes step S <b> 230 and when the heat pump device 1 boils hot water to the use side terminal, the next removal is performed. It is monitored whether or not the remaining time until the frost operation is within a predetermined time (step S410).

ヒートポンプ装置１の運転条件が大きく変化せず蒸発器５の環境条件が大きく変化しない場合には、蒸発器５の除霜を行なってから再度除霜運転が必要となる所定着霜状態となるまでの時間は略同一となり易い。例えば、除霜終了から次回の除霜開始までの時間は約３０分で繰り返される。   When the operating conditions of the heat pump device 1 do not change significantly and the environmental conditions of the evaporator 5 do not change significantly, after the evaporator 5 is defrosted until a predetermined frosting state that requires a defrosting operation again is reached. These times are likely to be substantially the same. For example, the time from the end of defrosting to the start of the next defrosting is repeated in about 30 minutes.

そこで、予め試験等により算出した除霜インターバル時間より、次回の除霜運転までの時間が所定時間以内（例えば１０分以内）であるか否か判断することができる。すなわち、除霜運転までの残り時間により、蒸発器５が除霜運転を必要とする所定着霜状態に至る前の兆候状態（所定着霜前状態）であるか否か判定することができる。   Therefore, it can be determined whether or not the time until the next defrosting operation is within a predetermined time (for example, within 10 minutes) from the defrosting interval time calculated in advance by a test or the like. That is, it is possible to determine whether the evaporator 5 is in a symptom state (predetermined pre-frosting state) before reaching the predetermined frosting state that requires the defrosting operation, based on the remaining time until the defrosting operation.

ステップＳ４１０で次回除霜まで所定時間以内でないと判断した場合には、ステップＳ２１０へリターンする。   If it is determined in step S410 that it is not within a predetermined time until the next defrosting, the process returns to step S210.

ステップＳ４１０で次回除霜までに所定時間以内になったと判断した場合（蒸発器５が所定着霜前状態になったと推定した場合）には、次回除霜運転までの残り時間に応じてバルブ１７の開度の調節を行なう（ステップＳ４２０）。例えば、下記数式２に従って、給湯用熱交換器３側の開度を徐々に絞るとともに貯湯タンク１０側の開度を徐々に開くように開度比を変更し、給湯用熱交換器３からの出湯を徐々に減少させる。
（数２）
バルブ１７給湯用熱交換器３側開度＝Ｃ×次回除霜までの残り時間＋Ｄ
ここで、Ｃ、Ｄは定数である。 When it is determined in step S410 that the predetermined time has elapsed before the next defrosting (when it is estimated that the evaporator 5 has entered the predetermined pre-frosting state), the valve 17 is set according to the remaining time until the next defrosting operation. Is adjusted (step S420). For example, according to the following formula 2, the opening ratio on the hot water supply heat exchanger 3 side is gradually reduced and the opening ratio is changed so as to gradually open the opening on the hot water storage tank 10 side. Gradually reduce hot water.
(Equation 2)
Valve 17 Hot water supply heat exchanger 3 side opening = C × Remaining time until next defrosting + D
Here, C and D are constants.

このように、次回除霜までの残り時間に応じてバルブ１７の開度の調節を行ないつつ、ステップＳ２５０で温度サーミスタ７の検出温度に基づいて蒸発器５が所定着霜状態になったと判断した場合には、第１の実施形態と同様に、蒸発器５から霜を除去するように、ヒートポンプ装置１を除霜運転状態とする（ステップＳ２６０）。以降、第１の実施形態と同様の制御を行なう。   In this manner, while adjusting the opening degree of the valve 17 in accordance with the remaining time until the next defrosting, it is determined in step S250 that the evaporator 5 has reached a predetermined frosting state based on the temperature detected by the temperature thermistor 7. In the case, similarly to the first embodiment, the heat pump device 1 is set in a defrosting operation state so as to remove frost from the evaporator 5 (step S260). Thereafter, the same control as in the first embodiment is performed.

本実施形態におけるステップＳ４２０では、徐々にバルブ１７の開度比を変更する調節を行ない、蒸発器５が除霜を要する所定着霜状態となったときに、ステップＳ２８０の開度比に到達するように制御される。   In step S420 in the present embodiment, adjustment is performed to gradually change the opening ratio of the valve 17, and when the evaporator 5 enters a predetermined frosting state that requires defrosting, the opening ratio of step S280 is reached. To be controlled.

上述の構成および制御によれば、制御装置１００は、温度サーミスタ７の検出冷媒温度に基づいて蒸発器５が除霜を要する所定着霜状態であると判断した場合には、蒸発器５に高温冷媒を流通するようにヒートポンプ装置１の除霜運転を行なう。さらに、除霜運転開始までの残り時間に基づいて、除霜運転開始の所定時間前から除霜運転の開始と略同時刻まで、バルブ１７の開度を徐々に変更するように調節し、除霜運転の開始と略同時刻に給湯用熱交換器３からの出湯を減少もしくは停止する。   According to the configuration and control described above, when the control device 100 determines that the evaporator 5 is in the predetermined frosting state that requires defrosting based on the detected refrigerant temperature of the temperature thermistor 7, The defrosting operation of the heat pump device 1 is performed so that the refrigerant flows. Further, based on the remaining time until the start of the defrosting operation, the opening degree of the valve 17 is adjusted so as to be gradually changed from a predetermined time before the start of the defrosting operation until substantially the same time as the start of the defrosting operation. At approximately the same time as the start of the frost operation, the hot water from the hot water supply heat exchanger 3 is reduced or stopped.

これにより、給湯用熱交換器３からの出湯量減少および貯湯タンク１０からの出湯量増加が比較的緩やかに行なわれ、使用側端末において安定した出湯温度と出湯量を確実に確保することができる。   As a result, the amount of tapping from the hot water supply heat exchanger 3 and the amount of tapping from the hot water storage tank 10 are relatively moderately performed, and a stable tapping temperature and tapping amount can be reliably ensured at the use side terminal. .

本実施形態では、ステップＳ４１０は、蒸発器５が除霜を要する所定着霜状態に至ることを予測するステップであり、ステップＳ４１０は、本実施形態における着霜前状態検出手段であると言える。   In the present embodiment, step S410 is a step for predicting that the evaporator 5 reaches a predetermined frosting state that requires defrosting, and it can be said that step S410 is a pre-frosting state detection means in the present embodiment.

したがって、時間に基づいて所定着霜前状態を検出するので、極めてシンプルに蒸発器５の着霜の前兆を容易に検出することができる。   Therefore, since the predetermined pre-frost state is detected based on the time, it is possible to easily detect the frost sign of the evaporator 5 very simply.

なお、本実施形態では、次回除霜運転までの残り時間が所定時間以内（本例では１０分以内）となったときにステップＳ４２０を開始していたが、前回の除霜運転が終了した直後から行なうものであってもよい。   In this embodiment, step S420 is started when the remaining time until the next defrosting operation is within a predetermined time (in this example, within 10 minutes), but immediately after the previous defrosting operation is completed. It may be performed from.

（第４の実施形態）
次に、第４の実施形態について図５に基づいて説明する。 (Fourth embodiment)
Next, a fourth embodiment will be described with reference to FIG.

本第４の実施形態は、前述の第３の実施形態と比較して、除霜運転開始までの時間の算出方法が異なる。なお、第１〜第３の実施形態と同様の部分については、同一の符号をつけ、その説明を省略する。   The fourth embodiment is different from the above-described third embodiment in the method for calculating the time until the start of the defrosting operation. In addition, about the part similar to the 1st-3rd embodiment, the same code | symbol is attached | subjected and the description is abbreviate | omitted.

図５に制御手段の制御動作を示すように、本実施形態では、制御装置１００は、ステップＳ２３０を実行して、ヒートポンプ装置１により湯を沸き上げ使用側端末へ出湯しているときには、温度サーミスタ７の検出温度に基づいて次回除霜運転までの時間を算出し（ステップＳ５１０）、この算出した時間が所定時間以内となったか否か監視している（ステップＳ５２０）。   As shown in FIG. 5, in the present embodiment, the control device 100 executes step S <b> 230, and when the heat pump device 1 boils hot water to the use side terminal, the temperature thermistor 7 is calculated based on the detected temperature 7 (step S510), and it is monitored whether or not the calculated time is within a predetermined time (step S520).

例えば、温度サーミスタ７の検出温度が着霜温度帯（例えば０℃以下）に入った場合は、除霜開始までの時間を３０分とする。   For example, when the detected temperature of the temperature thermistor 7 enters a frosting temperature zone (for example, 0 ° C. or less), the time until the start of defrosting is 30 minutes.

ステップＳ５１０では、蒸発器５からの流出冷媒温度に基づいて次回除霜運転までの時間を算出していたが、蒸発器５の温度もしくはその関連値の少なくともいずれかに基づいて算出するものであればよい。   In step S510, the time until the next defrosting operation is calculated based on the refrigerant temperature flowing out from the evaporator 5, but may be calculated based on at least one of the temperature of the evaporator 5 and the related value. That's fine.

例えば、蒸発器５自体の温度（具体的には図示しない熱交換フィンの温度）、蒸発器５内を流通する冷媒の温度、蒸発器５の流入冷媒温度と流出冷媒温度との差、蒸発器５流入冷媒温度と蒸発器５中間部流通冷媒温度との差、蒸発器５中間部冷媒温度と蒸発器５流出冷媒温度との差、外気温度、圧縮機周波数（回転数）等の少なくともいずれかに基づいて、次回除霜運転までの残り時間を算出するものであってもよい。   For example, the temperature of the evaporator 5 itself (specifically, the temperature of a heat exchange fin (not shown)), the temperature of the refrigerant flowing through the evaporator 5, the difference between the inflow refrigerant temperature and the outflow refrigerant temperature of the evaporator 5, the evaporator 5. Difference between refrigerant temperature at 5 inflow and refrigerant temperature at middle part of evaporator 5, difference between refrigerant temperature at middle part of evaporator 5 and refrigerant temperature at outlet of evaporator 5, outside air temperature, compressor frequency (rotation speed), etc. Based on the above, the remaining time until the next defrosting operation may be calculated.

ステップＳ５２０では、ステップＳ５１０において算出した次回除霜運転までの時間が、所定時間以内（例えば１０分以内）であるか否か判断する。除霜運転までの残り時間により、蒸発器５が除霜運転を必要とする所定着霜状態に至る前の兆候状態（所定着霜前状態）であるか否か判定することができる。   In step S520, it is determined whether or not the time until the next defrosting operation calculated in step S510 is within a predetermined time (for example, within 10 minutes). Based on the remaining time until the defrosting operation, it can be determined whether or not the evaporator 5 is in a symptom state (predetermined prefrosting state) before reaching the predetermined frosting state that requires the defrosting operation.

ステップＳ５２０で次回除霜まで所定時間以内でないと判断した場合には、ステップＳ２１０へリターンする。   If it is determined in step S520 that it is not within a predetermined time until the next defrosting, the process returns to step S210.

ステップＳ５２０で次回除霜までに所定時間以内になったと判断した場合（蒸発器５が除霜を要する所定着霜前状態になったと推定した場合）には、第３の実施形態と同様に、次回除霜運転までの残り時間に応じてバルブ１７の開度の調節を行なう（ステップＳ４２０）。   When it is determined in step S520 that the predetermined time has elapsed before the next defrosting (when it is estimated that the evaporator 5 has entered a predetermined pre-frosting state that requires defrosting), as in the third embodiment, The opening degree of the valve 17 is adjusted according to the remaining time until the next defrosting operation (step S420).

上述の構成および制御によれば、制御装置１００は、温度サーミスタ７の検出冷媒温度に基づいて蒸発器５が除霜を要する所定着霜状態であると判断した場合には、蒸発器５に高温冷媒を流通するようにヒートポンプ装置１の除霜運転を行なう。さらに、除霜運転開始までの残り時間に基づいて、除霜運転開始の所定時間前から除霜運転の開始と略同時刻まで、バルブ１７の開度を徐々に変更するように調節し、除霜運転の開始と略同時刻に給湯用熱交換器３からの出湯を減少もしくは停止する。   According to the configuration and control described above, when the control device 100 determines that the evaporator 5 is in the predetermined frosting state that requires defrosting based on the detected refrigerant temperature of the temperature thermistor 7, The defrosting operation of the heat pump device 1 is performed so that the refrigerant flows. Further, based on the remaining time until the start of the defrosting operation, the opening degree of the valve 17 is adjusted so as to be gradually changed from a predetermined time before the start of the defrosting operation until substantially the same time as the start of the defrosting operation. At approximately the same time as the start of the frost operation, the hot water from the hot water supply heat exchanger 3 is reduced or stopped.

これにより、給湯用熱交換器３からの出湯量減少および貯湯タンク１０からの出湯量増加が比較的緩やかに行なわれ、使用側端末において安定した出湯温度と出湯量を確実に確保することができる。   As a result, the amount of tapping from the hot water supply heat exchanger 3 and the amount of tapping from the hot water storage tank 10 are relatively moderately performed, and a stable tapping temperature and tapping amount can be reliably ensured at the use side terminal. .

さらに、運転条件等によって異なる除霜運転開始までの時間を、蒸発器の温度およびその関連値の少なくともいずれかに基づいて算出しているため、除霜運転開始までの時間、換言すれば蒸発器５の所定着霜前状態を、精度よく検出することができる。   Furthermore, since the time until the start of the defrosting operation that varies depending on the operating conditions is calculated based on at least one of the temperature of the evaporator and its related value, the time until the start of the defrosting operation, in other words, the evaporator 5 can be detected with high accuracy.

本実施形態では、ステップＳ５１０、Ｓ５２０が、蒸発器５が除霜を要する所定着霜状態に至ることを予測するステップであり、ステップＳ４１０およびステップＳ５２０は、本実施形態における着霜前状態検出手段であると言える。   In the present embodiment, steps S510 and S520 are steps for predicting that the evaporator 5 reaches a predetermined frost state that requires defrosting, and steps S410 and S520 are the pre-frost state detection means in the present embodiment. It can be said that.

（他の実施形態）
上記第２〜第４の実施形態では、ステップＳ３２０もしくはステップＳ４２０において、蒸発器５の除霜が必要な所定着霜状態に至ることを予測したときから、除霜運転の開始と略同時刻まで、バルブ１７の開度を徐々に変更するように制御していたが、蒸発器５の除霜が必要な所定着霜状態に至ることを予測したときには、給湯用熱交換器３からの出湯を停止もしくは減少するようにバルブ１７の開度変更を行なうものであればよい。 (Other embodiments)
In the second to fourth embodiments, from step S320 or step S420, when it is predicted that the evaporator 5 will reach a predetermined frosting state that requires defrosting, until approximately the same time as the start of the defrosting operation. The valve 17 is controlled to gradually change the opening degree. However, when it is predicted that the evaporator 5 will reach a predetermined frosting state that requires defrosting, the hot water discharged from the hot water supply heat exchanger 3 is removed. What is necessary is just to change the opening degree of the valve 17 so that it stops or decreases.

例えば、連続的に開度変更を行なうものに限定せず、段階的に変更するものであってもよいし、連続的もしくは段階的な変更ではなく、一度に最終開度にまで変更するものであってもよい。   For example, it is not limited to the one that changes the opening continuously, it may be changed in stages, or it is not a continuous or stepwise change, but changes to the final opening at once. There may be.

これによると、給湯中に蒸発器５が除霜を要する着霜状態に至ることを予見した場合には、除霜運転を始める前からヒートポンプ装置１の給湯用熱交換器３からの出湯を停止もしくは減少して、貯湯タンク１０から全給湯量を出湯もしくは出湯量を増加することができる。このようにして、給湯中にヒートポンプ装置１の除霜運転を開始しても、安定した出湯温度と出湯量を確保することが可能である。   According to this, when foreseeing that the evaporator 5 reaches a frosting state that requires defrosting during hot water supply, the hot water from the heat exchanger 3 for hot water supply of the heat pump device 1 is stopped before starting the defrosting operation. Alternatively, it is possible to decrease the total hot water supply amount from the hot water storage tank 10 or increase the hot water discharge amount. Thus, even if the defrosting operation of the heat pump device 1 is started during hot water supply, it is possible to ensure a stable hot water temperature and amount of hot water.

また、本発明の適用は上記各実施形態の給湯装置に限定されるものではなく、使用側端末への出湯時に、ヒートポンプ装置で沸き上げた湯に、貯湯タンク内の湯を適宜混合可能な給湯装置であれば、本発明を適用して有効である。   The application of the present invention is not limited to the hot water supply apparatus of each of the above embodiments, and hot water that can appropriately mix hot water in a hot water storage tank with hot water boiled by a heat pump device when hot water is discharged to a use side terminal. If it is an apparatus, it is effective to apply the present invention.

例えば、図６に示すように、給湯配管１９に混合バルブ２５を設けて、ヒートポンプ１で沸き上げた湯に、貯湯タンク１０内の高温の湯、および高温の湯より温度が低い中温の湯を適宜混合可能な給湯装置であってもよい。   For example, as shown in FIG. 6, a mixing valve 25 is provided in the hot water supply pipe 19 so that hot water boiled by the heat pump 1 is hot water in the hot water storage tank 10 and hot water having a lower temperature than the hot water. A hot water supply device that can be mixed as appropriate may be used.

また、図７に示すように、導入管１２と循環回路１６とを繋ぐ配管２６と、配管２６内の流れ方向を一方向に規制する逆止弁２７とを設け、ヒートポンプ装置１が使用側端末へ出湯する湯を沸き上げるときには、貯湯タンク１０内を介することなく、配管２６を介してヒートポンプ装置１に給水する給湯装置であってもよい。   Moreover, as shown in FIG. 7, the piping 26 which connects the introduction pipe 12 and the circulation circuit 16, and the non-return valve 27 which regulates the flow direction in the piping 26 to one direction are provided, and the heat pump apparatus 1 is a use side terminal. When boiling the hot water to be discharged from the hot water, a hot water supply device that supplies water to the heat pump device 1 via the pipe 26 without passing through the hot water storage tank 10 may be used.

本発明を適用した第１の実施形態におけ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 in 1st Embodiment to which this invention is applied. 第１の実施形態における制御装置１００の給湯時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 general | schematic control operation at the time of the hot water supply of the control apparatus 100 in 1st Embodiment. 第２の実施形態における制御装置１００の給湯時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 general | schematic control operation at the time of the hot water supply of the control apparatus 100 in 2nd Embodiment. 第３の実施形態における制御装置１００の給湯時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 general | schematic control operation at the time of hot water supply of the control apparatus 100 in 3rd Embodiment. 第４の実施形態における制御装置１００の給湯時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 general | schematic control operation at the time of hot water supply of the control apparatus 100 in 4th Embodiment. 他の実施形態におけ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 in other embodiment. 他の実施形態におけ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 in other embodiment.

符号の説明Explanation of symbols

１ ヒートポンプ装置
２ 圧縮機
３ 給湯用熱交換器
４ 減圧装置（減圧手段）
５ 蒸発器（熱源用熱交換器）
７ 温度サーミスタ（蒸発器出口冷媒温度センサ、着霜状態検出手段、着霜前状態検出手段）
１０ 貯湯タンク
１７ バルブ（混合割合調節手段）
１００ 制御装置（制御手段） DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Heat pump apparatus 2 Compressor 3 Heat exchanger for hot water supply 4 Decompression apparatus (decompression means)
5 Evaporator (heat exchanger for heat source)
7 Temperature thermistor (evaporator outlet refrigerant temperature sensor, frost state detection means, pre-frost state detection means)
10 Hot water storage tank 17 Valve (mixing ratio adjustment means)
100 Control device (control means)

Claims (9)

圧縮機（２）、給湯用熱交換器（３）、減圧手段（４）、熱源用熱交換器（５）を冷媒が循環可能に接続してなり、前記給湯用熱交換器（３）において前記冷媒との熱交換により水を沸き上げ給湯用の湯とするヒートポンプ装置（１）と、
内部に給湯用の湯を貯える貯湯タンク（１０）と、
給湯を行なうときには、開度を調節することで前記給湯用熱交換器（３）からの湯と前記貯湯タンク（１０）からの湯との混合割合を調節する混合割合調節手段（１７）と、
前記熱源用熱交換器（５）の所定着霜状態を検出する着霜状態検出手段（７）と、
前記熱源用熱交換器（５）の前記所定着霜状態に至る前の所定着霜前状態を検出する着霜前状態検出手段（７）と、
前記給湯用熱交換器を通過した水の温度を検出する温度サーミスタの検出温度が目標温度となるように前記ヒートポンプ装置（１）による沸き上げ運転の制御、および前記混合割合調節手段（１７）による出湯混合割合の制御を行なう制御手段（１００）とを備えるヒートポンプ式給湯装置であって、
前記制御手段（１００）は、
前記着霜状態検出手段（７）が前記熱源用熱交換器（５）の所定着霜状態を検出したときには、前記熱源用熱交換器（５）に高温冷媒を流通するように前記ヒートポンプ装置（１）の除霜運転を行ない、
前記着霜前状態検出手段（７）の所定着霜前状態検出結果に基づいて前記熱源用熱交換器（５）が所定着霜状態に至ることを予測したときには、前記給湯用熱交換器（３）からの出湯を停止して前記貯湯タンク（１０）から全給湯量を出湯する、もしくは前記給湯用熱交換器（３）からの出湯を減少して前記貯湯タンク（１０）からの出湯量を増加するように前記混合割合調節手段（１７）の開度変更を行なうことを特徴とするヒートポンプ式給湯装置。 A compressor (2), a hot water supply heat exchanger (3), a pressure reducing means (4), and a heat source heat exchanger (5) are connected so that the refrigerant can circulate in the hot water supply heat exchanger (3). A heat pump device (1) that boiles water by heat exchange with the refrigerant to make hot water for hot water supply;
A hot water storage tank (10) for storing hot water for hot water supply inside,
When performing hot water supply, a mixing rate adjusting means (17) for adjusting the mixing rate of hot water from the hot water supply heat exchanger (3) and hot water from the hot water storage tank (10) by adjusting the opening degree;
Frost state detection means (7) for detecting a predetermined frost state of the heat source heat exchanger (5);
A pre-frosting state detection means (7) for detecting a predetermined pre-frosting state before reaching the predetermined frosting state of the heat source heat exchanger (5);
Control of the heating operation by the heat pump device (1) and the mixing ratio adjusting means (17) so that the detected temperature of the temperature thermistor that detects the temperature of the water that has passed through the heat exchanger for hot water supply becomes the target temperature. A heat pump type hot water supply apparatus comprising a control means (100) for controlling a hot water mixing ratio,
The control means (100)
When the frosting state detection means (7) detects a predetermined frosting state of the heat source heat exchanger (5), the heat pump device (5) is configured to distribute a high-temperature refrigerant to the heat source heat exchanger (5). 1) defrosting operation,
When it is predicted that the heat source heat exchanger (5) will reach a predetermined frosting state based on the predetermined frosting state detection result of the pre-frosting state detection means (7), the hot water supply heat exchanger ( 3) Stopping the hot water from the hot water storage tank (10) to stop the hot water supply, or reducing the hot water from the hot water heat exchanger (3) to reduce the hot water output from the hot water storage tank (10) The heat pump hot water supply apparatus is characterized in that the opening degree of the mixing ratio adjusting means (17) is changed so as to increase . 前記制御手段（１００）は、前記熱源用熱交換器（５）が所定着霜状態に至ることを予測したときから、前記除霜運転の開始と略同時刻まで、前記混合割合調節手段（１７）の開度を徐々に変更することを特徴とする請求項１に記載のヒートポンプ式給湯装置。   The control means (100) is configured to adjust the mixing ratio adjusting means (17) from when the heat source heat exchanger (5) is predicted to reach a predetermined frosting state until approximately the same time as the start of the defrosting operation. The heat pump hot water supply apparatus according to claim 1, wherein the opening degree is gradually changed. 前記着霜前状態検出手段（７）は、前記熱源用熱交換器（５）の温度もしくはその関連値に基づいて前記熱源用熱交換器（５）の着霜前状態を検出することを特徴とする請求項１または請求項２に記載のヒートポンプ式給湯装置。   The pre-frost state detection means (7) detects the pre-frost state of the heat source heat exchanger (5) based on the temperature of the heat source heat exchanger (5) or a related value thereof. The heat pump type hot water supply apparatus according to claim 1 or 2. 前記着霜前状態検出手段（Ｓ４１０）は、前記除霜運転開始までの時間に基づいて前記熱源用熱交換器（５）の着霜前状態を検出することを特徴とする請求項１または請求項２に記載のヒートポンプ式給湯装置。   The pre-frosting state detection means (S410) detects a pre-frosting state of the heat source heat exchanger (5) based on a time until the defrosting operation is started. Item 3. A heat pump hot water supply apparatus according to Item 2. 前記着霜前状態検出手段（Ｓ５１０、Ｓ５２０）は、前記熱源用熱交換器（５）の温度およびその関連値の少なくともいずれかに基づいて前記除霜運転開始までの時間を算出することを特徴とする請求項４に記載のヒートポンプ式給湯装置。   The pre-frosting state detection means (S510, S520) calculates the time until the defrosting operation starts based on at least one of the temperature of the heat exchanger for heat source (5) and its related value. The heat pump type hot water supply apparatus according to claim 4. 前記熱源用熱交換器（５）の温度の関連値は、外気温度もしくは前記圧縮機周波数であることを特徴とする請求項５に記載のヒートポンプ式給湯装置。   The heat pump type hot water supply device according to claim 5, wherein the related value of the temperature of the heat source heat exchanger (5) is an outside air temperature or the compressor frequency. 前記着霜検出手段（７）は、前記熱源用熱交換器（５）の温度もしくはその関連値に基づいて前記熱源用熱交換器（５）の着霜を検出することを特徴とする請求項１ないし請求項６のいずれか１つに記載のヒートポンプ式給湯装置。   The said frost detection means (7) detects the frost formation of the said heat source heat exchanger (5) based on the temperature of the said heat source heat exchanger (5) or its related value. The heat pump type hot water supply apparatus according to any one of claims 1 to 6. 前記冷媒は二酸化炭素であり、前記圧縮機（２）により臨界圧以上に加圧されることを特徴とする請求項１ないし請求項７のいずれか１つに記載のヒートポンプ式給湯装置。   The heat pump type hot water supply apparatus according to any one of claims 1 to 7, wherein the refrigerant is carbon dioxide and is pressurized to a critical pressure or higher by the compressor (2). 圧縮機（２）、給湯用熱交換器（３）、減圧手段（４）、熱源用熱交換器（５）を冷媒が循環可能に接続してなり、前記給湯用熱交換器（３）において前記冷媒との熱交換により水を沸き上げ給湯用の湯とするヒートポンプ装置（１）と、内部に給湯用の湯を貯える貯湯タンク（１０）と、給湯を行なうときには、開度を調節することで前記給湯用熱交換器（３）からの湯と前記貯湯タンク（１０）からの湯との混合割合を調節する混合割合調節手段（７）と、前記熱源用熱交換器（５）の所定着霜状態を検出する着霜状態検出手段（７）と、前記熱源用熱交換器（５）の前記所定着霜状態に至る前の所定着霜前状態を検出する着霜前状態検出手段（７）とを備えるヒートポンプ式給湯装置において、
前記給湯用熱交換器を通過した水の温度を検出する温度サーミスタの検出温度が目標温度となるように前記ヒートポンプ装置（１）による沸き上げ運転の制御、および前記混合割合調節手段（１７）による出湯混合割合の制御を行なうヒートポンプ式給湯装置用制御装置であって、
前記着霜状態検出手段（７）が前記熱源用熱交換器（５）の所定着霜状態を検出したときには、前記熱源用熱交換器（５）に高温冷媒を流通するように前記ヒートポンプ装置（１）の除霜運転を行ない、
前記着霜前状態検出手段（７）の所定着霜前状態検出結果に基づいて前記熱源用熱交換器（５）が所定着霜状態に至ることを予測したときには、前記給湯用熱交換器（３）からの出湯を停止して前記貯湯タンク（１０）から全給湯量を出湯する、もしくは前記給湯用熱交換器（３）からの出湯を減少して前記貯湯タンク（１０）からの出湯量を増加するように前記混合割合調節手段（１７）の開度変更を行なうことを特徴とするヒートポンプ式給湯装置用制御装置。 A compressor (2), a hot water supply heat exchanger (3), a pressure reducing means (4), and a heat source heat exchanger (5) are connected so that the refrigerant can circulate in the hot water supply heat exchanger (3). A heat pump device (1) for boiling water by exchanging heat with the refrigerant to make hot water for hot water supply, a hot water storage tank (10) for storing hot water for hot water supply inside, and adjusting the opening when hot water is supplied. A mixing ratio adjusting means (7) for adjusting the mixing ratio of hot water from the hot water supply heat exchanger (3) and hot water from the hot water storage tank (10), and the heat source heat exchanger (5). Frost state detection means (7) for detecting the fixed frost state, and pre-frost state detection means for detecting a predetermined pre-frost state before the heat source heat exchanger (5) reaches the predetermined frost state ( 7) a heat pump type hot water supply apparatus comprising:
Control of the heating operation by the heat pump device (1) and the mixing ratio adjusting means (17) so that the detected temperature of the temperature thermistor that detects the temperature of the water that has passed through the heat exchanger for hot water supply becomes the target temperature. A control device for a heat pump type hot water supply device that controls the mixing ratio of discharged hot water,
When the frosting state detection means (7) detects a predetermined frosting state of the heat source heat exchanger (5), the heat pump device (5) is configured to distribute a high-temperature refrigerant to the heat source heat exchanger (5). 1) defrosting operation,
When it is predicted that the heat source heat exchanger (5) will reach a predetermined frosting state based on the predetermined frosting state detection result of the pre-frosting state detection means (7), the hot water supply heat exchanger ( 3) Stopping the hot water from the hot water storage tank (10) to stop the hot water supply, or reducing the hot water from the hot water heat exchanger (3) to reduce the hot water output from the hot water storage tank (10) The controller for a heat pump type hot water supply apparatus is characterized in that the opening degree of the mixing ratio adjusting means (17) is changed so as to increase the temperature.
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