JPH05322314A - ヒートポンプ給湯装置 - Google Patents

ヒートポンプ給湯装置

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Publication number
JPH05322314A
JPH05322314A JP13333292A JP13333292A JPH05322314A JP H05322314 A JPH05322314 A JP H05322314A JP 13333292 A JP13333292 A JP 13333292A JP 13333292 A JP13333292 A JP 13333292A JP H05322314 A JPH05322314 A JP H05322314A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
hot water
water
pump
auxiliary heater
heat exchanger
Prior art date
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Pending
Application number
JP13333292A
Other languages
English (en)
Inventor
Toshimoto Kajitani
俊元 梶谷
Takeji Watanabe
竹司 渡辺
Teruo Yamamoto
照夫 山本
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Panasonic Holdings Corp
Original Assignee
Matsushita Electric Industrial Co Ltd
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Filing date
Publication date
Application filed by Matsushita Electric Industrial Co Ltd filed Critical Matsushita Electric Industrial Co Ltd
Priority to JP13333292A priority Critical patent/JPH05322314A/ja
Publication of JPH05322314A publication Critical patent/JPH05322314A/ja
Pending legal-status Critical Current

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  • Heat-Pump Type And Storage Water Heaters (AREA)

Abstract

(57)【要約】 【目的】 貯湯式のヒートポンプ給湯装置に関するもの
で、ポンプの大幅なコストアップを招来する事なく貯湯
槽内への温水流入温度の制御性確保及び、装置の信頼性
を確保する。 【構成】 ヒートポンプの温水用熱交換器2の入口に、
貯湯槽6よりポンプ7を介した第1給水回路8を接続
し、第1給水回路8に水温検知器11と温水用熱交換器
2の下流側に補助加熱器9を設け、補助加熱器出口と貯
湯槽を出湯管10で接続し、温水用熱交換器2入口から
電磁弁17を介して温水用熱交換器2をバイパスし補助
加熱器9に至る第2給水回路16を設け、水温検知器1
1の2つの検知温度によりヒートポンプ、電磁弁7、補
助加熱器9、ポンプ7を制御する制御器19を設ける。
制御器19により、貯湯槽6内の温度境界層が第1給水
回路8に到達し、水温検知器の検知温度が上昇し、第1
設定値に達した時ヒートポンプを停止し、電磁弁を開と
し、第2給水回路に水を流すとともに、補助加熱器の入
力を増加させ、第2設定値に達したとき補助加熱器及び
ポンプを停止させる。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は貯湯式のヒートポンプ給
湯装置に関するものである。
【0002】
【従来の技術】従来この種のヒートポンプ給湯装置は特
開昭60−164157号公報に示すような構成が知ら
れている。以下、その構成について図3を参照しながら
説明する。
【0003】図に示すように、圧縮機1、温水用熱交換
器2、絞り機構3、蒸発器4、アキュームレータ5を環
状の冷媒管路で結合しヒートポンプサイクルを構成して
いる。又、貯湯槽6の最下部よりポンプ7を介して温水
用熱交換器2に至る給水回路8と、温水用熱交換器2の
下流側に補助加熱器9を介して貯湯槽6に至る出湯管1
0とにより、上記ヒートポンプサイクルと貯湯槽6を結
合している。又、11は給水回路8中の水温を検知する
水温検知器であり、低温度の第1設定値と高温度の第2
設定値を有し、第1設定値によりヒートポンプの運転を
停止する信号を発し、第2設定値により補助加熱器9の
運転を停止する信号を発する。12は貯湯槽6へ流入す
る温水温度検知器で、これによりポンプ7の回転数を操
作して循環水量を制御し、ヒートポンプ、補助加熱器9
の運転時における貯湯槽6内への温水流入温度を一定に
して、貯湯槽6の上部より順次温水を蓄える。13は送
風機、14は貯湯槽6に設けた給水管、15は給湯管で
ある。
【0004】上記構成において、その動作を説明する
と、高外気温時で水温検知器11の検知温度が第1設定
値以下では、補助加熱器9は作動しないヒートポンプ単
独運転で、温水温度検知器12により一定温度の温水を
貯湯槽6上部より順次蓄える。この時、蓄えた温水と貯
湯槽6下部の低温水と間には温度境界層ができ、この境
界層が給水回路8まで到達し、水温検知器11の検知温
度が第1設定値以上になるとヒートポンプ運転を停止
し、補助加熱器9が運転される。その後、水温検知器1
1の検知温度が第2設定値に達すると補助加熱器9が停
止する。貯湯槽6に残湯がある場合は、温度境界層が給
水回路8まで到達する時間が早くなり、したがってヒー
トポンプ運転時間が短く、補助加熱器9の運転が長くな
る。
【0005】低外気温時においては、ヒートポンプと補
助加熱器9が同時運転し、沸き上げまでの過程は前述と
同様になる。以上により貯湯槽6内最下部まで均一な高
温湯を確保する。又、貯湯槽6内の温度境界層が給水回
路8まで到達すると、図4に示すように水温検知器11
の検知温度TがT0 から対数的に上昇し、貯湯槽6内へ
の温水流入温度を一定にするためには、ポンプ7で送る
水流量Qも検知温度の変化に応じてQ0 から増加させな
ければならない。したがって、ヒートポンプの限界水温
すなわち第1設定値T1 における必要水流量はQ1 とな
る。またヒートポンプ運転を停止して補助加熱器9が単
独運転し停止させる水温、すなわち第2設定値T2 にお
ける必要水流量はQ2 となる。
【0006】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら上記従来
の構成によれば、温水熱交換器2、補助加熱器9の水流
量Q−水側圧力損失P特性は図5の様になり水流量Qが
0 からQ2 まで変化する時、温水熱交換器2、補助加
熱器9の合算水側圧力損失(=圧力P)は対数的に増加
し、P0 からP3 となる。
【0007】したがって、水流量Qの変化巾に対して圧
力Pの変化巾の大きいポンプ特性が必要となるため、ポ
ンプのコスト上昇や、水側圧力損失Pの増加により必要
水流量Qが確保できず補助加熱器9で水が沸騰し、補助
加熱器9の信頼性が低下するとかポンプの流量変動が大
きくなり、貯湯槽6内への温水流入温度を一定にする制
御が困難になるなどの課題があった。
【0008】本発明は上記課題を解決するもので、ポン
プの大幅なコストアップを招来する事なく貯湯槽内への
温水流入温度の制御性確保及び、装置の信頼性を確保す
ることを目的とする。
【0009】
【課題を解決するための手段】本発明は上記目的を達成
するために、温水用熱交換器入口から電磁弁を介して温
水用熱交換器をバイパスし補助加熱器に至る第2給水回
路を設けるとともに、水温検知器の検知温度によりヒー
トポンプ、電磁弁、補助加熱器、ポンプを制御する制御
器を設けた構成としてある。
【0010】
【作用】本発明は上記構成によって、貯湯槽内の温度境
界層が給水回路まで到達し、水温検知器の検知温度が上
昇し、第1設定値に達した時ヒートポンプを停止し、電
磁弁を開とし、第2給水回路に水を流すとともに、補助
加熱器の入力を増加させ、第2設定値に達したとき補助
加熱器及びポンプを停止させることにより、補助加熱器
単独運転時において温水用熱交換器へ水を流さないか
ら、ポンプの必要とする圧力は温水用熱交換器の圧力損
失分だけ軽減され、大きなポンプは必要なくかつ圧力が
低いため安定した制御性も確保でき、装置の信頼性も向
上する。
【0011】
【実施例】以下本発明の実施例を第1図を参照して説明
する。
【0012】図1において、図3と同一符号は同一部材
を示し、同一機能を有しているので詳細な説明は省略
し、異なる点を中心に説明する。
【0013】図1で16は温水用熱交換器2の入口から
電磁弁17を介して温水用熱交換器2をバイパスし補助
加熱器9の入口に至る第2給水回路で、18は外気温を
検知する外気温検知器であり、19は水温検知器11、
温水温度検知器12、外気温検知器18の各検知器から
の信号により、補助加熱器9、電磁弁17、ポンプ7、
圧縮機1を後述のように制御する制御器である。
【0014】上記構成において、その動作を図2の制御
フローに基づいて説明する。図において機器がON(S
1)されると、まずポンプ7がON(S2)し、外気温
検知器18で外気温を検知し所定値以下(S3)であれ
ば補助加熱器9がON(S4)したのち圧縮機1がON
し、外気温が所定値以上であれば補助加熱器9はOFF
のまま圧縮機1がON(S5)する。
【0015】これによりポンプ7で貯湯槽6内の水を第
1給水回路8を介して、温水用熱交換器2、補助加熱器
9に導き、ヒートポンプの凝縮熱、補助加熱器9の投入
熱により温水化し、貯湯槽6上部より順次蓄える。ここ
で温水温度検知器12により、補助加熱器9の出口の湯
温Tout を検知し、Tout が一定になるようにポンプ7
の回転数を制御する。
【0016】次に水温検知器11で第1給水回路8の水
温Tを検出(S6)し、第1設定値T1 >Tであれば上
記ポンプ7の制御を継続し、逆にT1 <Tであれば(S
7)貯湯槽6内の温度境界層が第1給水回路8まで到達
したと判断し圧縮機1をOFF(S8)し、ヒートポン
プ運転を停止する。同時に電磁弁17を開(S9)とし
第2給水回路16に水を流し、補助加熱器9のみに水を
導く。次に補助加熱器9の状態を判断し、ONされてい
なければONし、その後、温水用熱交換器2で熱交換し
ていた熱量分だけ補助加熱器9の入力を増加させ、温水
温度検知器12により、補助加熱器9出口の湯温Tout
を検知し、Tout が一定になるようにポンプ7の回転数
を制御する。
【0017】次に水温検知器11で第1給水回路8の水
温Tを検出(S10)し、第2設定値T2 >Tであれば
上記ポンプ7の制御を継続し、逆にT2 <Tであれば
(S11)貯湯槽6内最下部まで均一に昇温したと判断
し、補助加熱器9をOFF(S12)し、電磁弁17を
閉(S13)、ポンプ7をOFF(S14)する。以上
の動作を制御器19で行う。
【0018】この実施例の構成によれば、貯湯槽6の温
度境界層が第1給水回路8まで到達し、水温検知器11
の検知温度が上昇し、ヒートポンプの運転限界である第
1設定値T1 に達した時、ヒートポンプを停止し、電磁
弁7を開とし、第2給水回路16に水を流すとともに、
補助加熱器6の入力を増加させ、機器運転終了を判断す
る第2設定値T2 に達したとき、補助加熱器9及びポン
プ7を停止させることにより、補助加熱器9の単独運転
時において温水用熱交換器2へ水を流さないから、図5
に示すように補助加熱器9のOFF時の水流量Q2 にお
けるポンプ7の必要圧力Pは温水用熱交換器2の圧力損
失分(P3 −P2 )だけ軽減され、ポンプ7に必要とな
る最大特性は図に示すように低くすることができる。し
たがって大きなポンプは必要なくかつ圧力が低いため安
定した制御性も確保でき、補助加熱器での水流量も確保
されるから、沸騰もなく、装置の信頼性も向上する。
【0019】
【発明の効果】以上説明したように本発明のヒートポン
プ給湯装置は、温水用熱交換器入口から電磁弁を介して
温水用熱交換器をバイパスし補助加熱器に至る第2給水
回路を設けるとともに、水温検知器の2つの検知温度に
よりヒートポンプ、電磁弁、補助加熱器、ポンプを制御
する制御器を設け、貯湯槽内の温度境界層が給水回路ま
で到達して水温検知器の検知温度が上昇し、第1設定値
に達した時ヒートポンプを停止して電磁弁を開とし、第
2給水回路に水を流すとともに、補助加熱器の入力を増
加させ、第2設定値に達したとき補助加熱器及びポンプ
を停止させるものである。
【0020】したがって、補助加熱の器単独運転時にお
いて温水用熱交換器へ水を流さないから、ポンプの必要
とする圧力は温水用熱交換器の圧力損失分だけ軽減さ
れ、大きなポンプは必要なくかつ圧力が低いため安定し
た制御性も確保でき、補助加熱器での水流量も確保され
るから、沸騰もなく、装置の信頼性を向上できる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の一実施例におけるヒートポンプ給湯装
置の回路構成図
【図2】同装置の制御フローチャート
【図3】従来のヒートポンプ給湯装置の回路構成図
【図4】水温と水流量の関係を示す特性図
【図5】ポンプ特性および温水熱交換器、補助加熱器の
圧力損失特性図
【符号の説明】
1 圧縮機 2 温水用熱交換器 3 絞り機構 4 蒸発器 6 貯湯槽 7 ポンプ 8 第1給水回路 9 補助加熱器 10 出湯管 11 水温検知器 12 温水温度検知器 16 第2給水回路 17 電磁弁 19 制御器

Claims (2)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】圧縮機、温水用熱交換器、絞り機構、蒸発
    器を環状の冷媒管路で結合して成るヒートポンプと、貯
    湯槽最下部よりポンプを介して温水用熱交換器に至る第
    1給水回路と、前記第1給水回路に水温検知器と、温水
    用熱交換器の下流側に補助加熱器と、前記補助加熱器出
    口から貯湯槽最上部へ至る出湯管と、温水用熱交換器入
    口から電磁弁を介して温水用熱交換器をバイパスし補助
    加熱器に至る第2給水回路を設けたヒートポンプ給湯装
    置。
  2. 【請求項2】水温検知器に第1,第2の水温設定値を設
    け、水温が第1の設定値に達したときヒートポンプを停
    止し、かつ電磁弁を開とすると共に補助加熱器の入力を
    増加させ、水温が第2の設定値に達したとき補助加熱器
    及びポンプを停止する制御器を設けた請求項1記載のヒ
    ートポンプ給湯装置。
JP13333292A 1992-05-26 1992-05-26 ヒートポンプ給湯装置 Pending JPH05322314A (ja)

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