JP4875970B2 - ヒートポンプ給湯装置 - Google Patents
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Description
100は、ヒートポンプ冷媒回路90および給水回路91,給湯回路92,風呂湯張り回路93,風呂追焚き加熱回路94,風呂追焚き吸熱回路95,タンク沸き戻し回路96に大別される。ヒートポンプ冷媒回路90の冷媒は二酸化炭素であり、ヒートポンプ冷媒回路90からは高温の湯が供給可能である。
rpm)から高速(例えば6000rpm)まで回転速度を可変である。蒸発器4は空気冷媒熱交換器であり、室外ファン5により室外の大量の空気と減圧された冷媒とを熱交換させる。
91から給水された水を混合するのに用いる第2湯水混合弁17と、第2湯水混合弁17を通過した湯水の流量を調整する流量調整弁18とが配置されている。
21の中間部21bだけを連通させる、貯湯タンク21の中間部21bと第1湯水混合弁16だけを連通させる、ことを切替える。
16を用いる。具体的には、水冷媒熱交換器2で加熱された湯水が予め設定された温度に昇温されるまで、第1湯水混合弁16から、制御装置120で設定された所定の温度の湯水が供給される。
21bだけに連通させると、タンク沸き戻し回路96が形成される。タンク沸き戻し回路96については、後述する。切替弁40を切替え、貯湯タンク21の中間部21bを第1湯水混合弁16だけに連通させると、給湯回路92が形成される。このとき、第1湯水混合弁16では、貯湯タンク21の中間部21bに溜めた中温の湯水と貯湯タンク21の上部21aに溜めた高温の湯水が混合される。
29に導く。浴槽36から取り出された浴槽水は、水位センサ34を経て、風呂循環ポンプ33に導かれる。風呂循環ポンプ33は、浴槽水を加圧してフロースイッチ32を介して風呂追焚き熱交換器29に供給する。このとき、風呂湯張り回路93に設けた注湯電磁弁31を閉状態にして、浴槽水を風呂追焚き熱交換器29に導く。浴槽水は、風呂追焚き熱交換器29の浴槽水側伝熱管29bを流通する際に加熱され、入出湯金具37を介して風呂循環アダプタ36aに戻される。
21bにだけ連通させる場合を、以下に説明する。この場合のタンク沸き戻し回路96は、貯湯タンク21とこの貯湯タンクに送湯するための機内循環ポンプ23と、切替弁40とを含む。タンク沸き戻し回路96を動作させるときは、風呂追焚き加熱回路94が有する追焚き電磁弁27を閉にする。
17の下流に設けた給湯温度センサ64の目標温度を、設定給湯温度よりα0だけ高い温度(Tws+α0)に設定する。第1湯水混合弁16と第2湯水混合弁17との間に設けた混合温度センサ63の目標温度を、この温度よりもさらにα1だけ高い温度(Tws+α0+α1)に設定する。水冷媒熱交換器水出口温度センサ62の目標温度は、さらに
α2だけ高い温度(Tws+α0+α1+α2)に設定される。
21の上部21aから貯湯する場合は、水冷媒熱交換器水出口温度センサ62の目標温度を、季節や湯の使用量などの条件に応じて、高温水の温度である60〜90℃の範囲で変化させる。切替弁40を切替えて、貯湯タンク21の中間部21bから貯湯する場合は、水冷媒熱交換器水出口温度センサ62の目標温度を、例えば、約40℃の中温水に設定する。
α1+α2)の関数であり、(式1)で表される。
目標吐出圧力Pd0と実際の吐出圧力Pdとの偏差ΔEpd(=Pd0−Pd)が0となるように、圧縮機1の回転速度を制御する。その際、例えば、圧縮機1の回転速度を、偏差ΔEpdおよび(偏差ΔEpd−前回偏差ΔEpd)の関数として、増減する。
13,逆止弁14,水冷媒熱交換器流量センサ15,水冷媒熱交換器2,切替弁40,第1湯水混合弁16,第2湯水混合弁17,流量調整弁18,給湯金具19を順次経て、蛇口から流出する。なお、水冷媒熱交換器2と第1湯水混合弁16とが連通するように、切替弁40を切替える。このとき、上記給湯ラインに設けた給水流量センサ13が水流を検出してから、例えば30秒間だけはヒートポンプ冷媒回路90の圧縮機1を起動しない。給水流量センサ13の検出時間の長さを、制御装置120が備える図示しないタイマで計測する。タイマは、給水流量センサ13に設けられていてもよい。
21bに貯めた中温の湯水を混合して給湯する場合に形成される水流路を、太実線で示している。混合温度センサ63の目標温度が、貯湯タンク21の中間部タンク温度センサ
65bの温度よりも高い場合である。
21に貯湯された後、放熱により温度の低下した湯水である。もう1つは、ヒートポンプ冷媒回路90を運転して給湯しているときに、短時間だけ給湯回路92の給湯金具19から給湯して給湯が終了した場合である。この後者の場合には、ヒートポンプ冷媒回路90を停止させないで、水冷媒熱交換器2で加熱された湯水の送り先を、給湯金具19から貯湯タンク21に変更している。
17で混合させる水量を、制御装置120が制御する。第2湯水混合弁17で湯水の混合量を調整されて、蛇口には適温の湯が供給される。
90を停止する。
2 水冷媒熱交換器
3 膨張弁
4 蒸発器
13 給水流量センサ
15 水冷媒熱交換器流量センサ
16 第1湯水混合弁
17 第2湯水混合弁
18 流量調整弁
21 貯湯タンク
31 注湯電磁弁
36 浴槽
40 切替弁
50 吐出温度センサ
51 吐出圧力センサ
52 蒸発器冷媒入口温度センサ
53 蒸発器冷媒出口温度センサ
61 水冷媒熱交換器水入口温度センサ
62 水冷媒熱交換器水出口温度センサ
63 混合温度センサ
64 給湯温度センサ
90 ヒートポンプ冷媒回路
100 ヒートポンプ給湯装置
120 制御装置
Claims (8)
- 水を加熱するヒートポンプ冷媒回路と、このヒートポンプ冷媒回路が加熱した水を貯湯する貯湯タンクとを備え、前記ヒートポンプ冷媒回路で発生した湯と前記貯湯タンクに貯えた湯とを給湯端末に供給可能であり、前記ヒートポンプ冷媒回路を運転してから所定時間経過するまではこのヒートポンプ冷媒回路の運転を停止させないように制御する制御装置を設けたヒートポンプ給湯装置において、
前記ヒートポンプ冷媒回路は冷媒と水とが熱交換する水冷媒熱交換器を有し、前記水冷媒熱交換器で加熱された湯水と前記貯湯タンクの上部の湯水とを混合する湯水混合弁と、前記水冷媒熱交換器と前記湯水混合弁と前記貯湯タンクの中間部とを接続する切替弁とを設け、この切替弁は、前記水冷媒熱交換器を前記湯水混合弁にだけ連通させる切替え位置と、前記水冷媒熱交換器を前記貯湯タンクの中間部にだけ連通させる切替え位置と、貯湯タンクの中間部を湯水混合弁にだけ連通させる切替え位置とを有することを特徴とするヒートポンプ給湯装置。 - 前記制御装置は、前記ヒートポンプ冷媒回路を運転して水を加熱し、湯として給湯端末に供給を継続しているときであって、このヒートポンプ冷媒回路を運転開始してから所定時間経過する前に給湯端末への供給が停止されたら、このヒートポンプ冷媒回路の運転を停止せずにヒートポンプ冷媒回路で加熱された水を前記貯湯タンクに貯湯するように制御することを特徴とする請求項1に記載のヒートポンプ給湯装置。
- 前記貯湯タンクは複数の湯の流出入口を有し、この流出入口は貯湯タンクの上部および中間部に形成されており、前記制御装置は、前記ヒートポンプ冷媒回路で加熱された水の温度に応じて流出入口を切替えることを特徴とする請求項1に記載のヒートポンプ給湯装置。
- 前記貯湯タンクの上部および中間部に湯の流出入口を設け、前記制御装置は、この貯湯タンクの湯だけを給湯するときは、貯湯タンクの上部と中間部に設けた流出入口を用いて貯湯タンクの湯を供給することを特徴とする請求項1に記載のヒートポンプ給湯装置。
- 前記制御装置は、給湯端末から湯の使用要求があったら貯湯タンクから湯を供給し、予め定めた時間経過したときに使用要求が継続していたら、前記ヒートポンプ冷媒回路を起動することを特徴とする請求項1に記載のヒートポンプ給湯装置。
- 前記所定時間を、1分ないし5分としたことを特徴とする請求項1に記載のヒートポンプ給湯装置。
- 前記予め定めた時間を、10秒ないし1分としたことを特徴とする請求項5に記載のヒートポンプ給湯装置。
- 前記制御装置は、貯湯タンクへの貯湯に切替わってから所定時間経過したときまたは貯湯タンクの湯の液位が所定位置に達したら、前記ヒートポンプ冷媒回路を停止することを特徴とする請求項1に記載のヒートポンプ給湯装置。
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