JP5279528B2 - ヒートポンプ式給湯装置 - Google Patents
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Description
図1は本発明の実施の形態1におけるヒートポンプ式給湯装置の構成図である。図1に示すようにヒートポンプ式給湯装置は、ヒートポンプユニット100、タンクユニット200、ユーザーが設定を行う操作部11から構成される。
ヒートポンプユニット100は、圧縮機1、冷媒−水熱交換器2、減圧装置3、蒸発器4を順次冷媒配管15によって環状に接続して構成された冷媒回路と、圧縮機1の吐出圧力を検出する圧力検出装置5と、ファンモーター6と、ファン7と、冷媒−水熱交換器2の給水温度検出手段9と、冷媒−水熱交換器2の沸上げ温度検出手段8と、外気温度検出手段17と、タンク内の湯量を検出するタンク内湯量検出手段18と、圧力検出装置5および給水温度検出手段9および沸上げ温度検出手段8および外気温度検出手段17からの信号を受信する機能と圧縮機1の回転数制御と減圧装置3の開度制御とファンモーター6の回転数制御を行う制御部13を備えている。
タンクユニット200は、冷媒−水熱交換器2で加熱された温水を貯湯する温水タンク14と、冷媒−水熱交換器2と温水タンク14の間に配置された温水循環装置10と、温水循環配管16と、操作部11からの信号を受信する制御部12を備えている。
なお、制御部12および制御部13はDSPやCPUなどのプロセッサーまたはマイクロコンピューターなどで構成される。また、制御部12と制御部13との間は公知の方法で通信制御装置(図示せず)経由で通信を行う。
通常の沸上げ運転動作について図1を用いて説明する。操作部11またはタンクユニット200からの沸上げ運転指示により、ヒートポンプユニット100は沸上げ運転を行う。ヒートポンプユニット100に備えられた制御部13は、圧縮機1の回転数制御、減圧装置3の開度制御、ファンモーター6の回転数制御を行い、さらに、沸上げ温度検出手段8で検出した温度が目標沸上げ温度になるように温水循環装置10の回転数を制御する。温水循環装置10により温水タンク14の下部の水は、冷媒−水熱交換器2に循環され、加熱された高温の湯が温水タンク14へ循環され貯湯される。
また、タンクユニット200は温水タンク14の残湯量、給湯負荷、沸上げ時間等を考慮して沸上げ要求能力を決定するため、沸上げ運転中に能力変更を行わない。
次に、本実施の形態1における制御部による動作を図1〜図4を用いて説明する。
ユーザーによって、電源スイッチが投入されると、タンクユニット200の制御部12及びヒートポンプユニット100の制御部13は動作を開始する。タンクユニット200の制御部12は、ユーザーからの沸上げ運転指示があるまで待ち状態となる(ステップS31)。一方、ヒートポンプユニット100の制御部13は各設定値の初期処理を行った(ステップS41)後、タンクユニット200から沸上げ指令があるまで受信待ち状態となる(ステップS42〜S43)。ユーザーが操作部11を操作して沸上げ運転指示を行うと、タンクユニット200において、制御部12は沸上げ運転指令をヒートポンプユニット100へ通信制御装置(図示せず)経由で送信する(ステップS32)とともに、温水循環装置10を駆動開始する(ステップS33)。ヒートポンプユニット100において、制御部13はタンクユニット200の制御部12から通信制御装置(図示せず)経由で沸上げ運転指令を受信すると、再度受信を行い(ステップS44)タンクユニットから能力変更指令があるか否かを調べる(ステップS45)。能力変更指令が無ければ初期設定した開度で減圧装置を制御するとともに初期設定した回転数で圧縮機を制御する(ステップS48〜S49)。さらに制御部13はタンク内湯量検出手段18が検出した温水タンク14内の残湯量を取得してこの湯量が予め設定された目標値に到達するまで運転を続行する(ステップS44〜S51)。
一方、タンクユニット200において、制御部12はタンク内湯量検出手段18が検出した残湯量と沸上げ温度検出手段8が検出した温水タンク14の湯温を取得し(ステップS34)、この温水タンク14内の残湯量と湯温に基づいて温水タンク14が必要とする能力を算出する(ステップS33)。そして、能力変更が必要か否かを判断し(ステップS36)、必要でなければ、ステップS38へ進み、必要であれば、能力変更指令と温水タンク14が必要とする能力をヒートポンプユニット100へ通信制御装置(図示せず)経由で送信する(ステップS37)。また、制御部12は取得したタンク内湯量が目標値に到達したか否かを調べ(ステップS38)、まだ目標値に到達していない場合には、ステップS34へ戻って、引き続きステップS34〜S38の動作を継続する。ステップS38において、タンク内湯量が目標値に到達したら、制御部12は処理終了の旨のメッセージを通信制御装置(図示せず)経由でヒートポンプユニット100へ送信した(ステップS39)上で、温水循環装置10の運転を終了し(ステップS40)、すべての処理を終了する。
実施の形態1では、減圧装置と圧縮機をほぼ同時に制御する場合について説明したが、同時に行わなくてもよい。本実施の形態2では、このような態様について説明する。
図1は本実施の形態2でも用いられる。また、図5は本発明の実施の形態2における能力切り替え時の圧縮機1と減圧装置3の動作を示す図である。図5において、ヒートポンプユニット100がタンクユニット200から沸上げ能力の変更を受信すると、制御部13は、まず減圧装置3を予め設定された所定値へ変更し、次に圧縮機1の回転数の変更を行う。この減圧装置3の所定値は固定値でも良いが、外気温度や圧縮機1の回転数により変更することで、能力変更後の沸上げロスを少なくすることができる。
次に、本実施の形態2における制御部による動作を図1、図3、図5〜図6を用いて説明する。図3の動作は実施の形態1と同様であるため、説明を省略する。また、図6は、図4におけるステップS47とステップS48との間にステップS61を追加したものである。
次に、図6の動作を説明する。ステップS41〜S48までの動作は図4と同様であるため、説明を省略する。ステップS61において、制御部13は、時間を所定時間遅らせる。これにより、減圧装置を制御した後で、圧縮機1を制御する。以下、ステップS49〜S51の動作は図4と同様であるため、説明を省略する。
Claims (1)
- 圧縮機、冷媒−水熱交換器及び減圧装置を冷媒回路に有するヒートポンプユニットと、
前記冷媒−水熱交換器で加熱された温水を貯湯する温水タンクを有するタンクユニットと、
前記温水タンク内の残湯量を検出するタンク内湯量検出手段と、
外気温度を検出する外気温度検出手段と、
制御部と、を備え、
前記制御部は、
予め設定された第1の開度に基づいて沸上げ運転を行い、
沸上げ運転中に、
前記タンク内湯量検出手段の出力に基づいて前記温水タンクが必要とする能力を推定し、推定した能力に基づいて能力変更が必要か否かを判断し、
能力変更が必要な時には、
能力と前記外気温度検出手段の出力とに基づいて、前記減圧装置の開度の第2の開度及び前記圧縮機の回転数を決定し、
前記減圧装置を前記第2の開度で制御するとともに、所定の時間経過した後に、前記圧縮機を前記決定した回転数に基づいて制御する
ことを特徴とするヒートポンプ式給湯装置。
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