JPH08121904A - ヒートポンプ給湯機 - Google Patents

ヒートポンプ給湯機

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JPH08121904A
JPH08121904A JP26019394A JP26019394A JPH08121904A JP H08121904 A JPH08121904 A JP H08121904A JP 26019394 A JP26019394 A JP 26019394A JP 26019394 A JP26019394 A JP 26019394A JP H08121904 A JPH08121904 A JP H08121904A
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Takeji Watanabe
竹司 渡辺
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Matsushita Electric Industrial Co Ltd
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Abstract

(57)【要約】 【目的】 ヒートポンプの凝縮熱を利用して湯をつくる
ヒートポンプ給湯機に関し、沸き上げ時間短縮化をはか
る。 【構成】 圧縮機1、四方弁2、冷媒対水熱交換器3、
減圧装置4、前記減圧装置4と並列に設けた逆止弁5、
蒸発器6からなる冷媒循環回路と、貯湯槽7、循環ポン
プ8、前記冷媒対水熱交換器3、加熱器9からなる給湯
回路と、前記蒸発器6の上流に設けた冷媒温度検知器1
0と、前記圧縮機単独運転あるいは前記圧縮機と前記加
熱器の併用運転を認識する運転認識部11と、前記運転
認識部11の信号で前記冷媒温度検知器10の設定温度
を制御する蒸発温度制御部11からなり、圧縮機単独運
転時に対し前記併用運転時は前記冷媒温度検知器10の
設定温度を低くして除霜回数を削減して沸き上げ時間短
縮をはかる。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明はヒートポンプ利用給湯機
に関するものである。
【0002】
【従来の技術】従来、ヒートポンプ利用給湯機は特公昭
62−22379号公報に示すものがある。しかしなが
ら、冬期に蒸発器4に着霜が生じると能力および効率が
低下しはじめ、着霜の進行とともに低下が顕著になる。
そして、そのまま運転を継続すると前記蒸発器4で充分
に蒸発ができず、圧縮機1に液冷媒がもどる。そして、
前記圧縮機1は液圧縮することになり、前記圧縮機1の
耐久性の点でも好ましくない。
【0003】それを防止するため、前記圧縮機1と前記
凝縮器2の途中に四方弁を設け、着霜が生じた場合に前
記四方弁を切り換えて前記圧縮機1の過熱ガスで除霜す
る構成が明らかになっている。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記の
ような従来の構成では、補助ヒータ10の併用運転時に
は凝縮温度の低下にともない蒸発温度が低い状態で運転
されることになる。従って、除霜開始温度をヒートポン
プ単独運転時と同じにすると着霜していないにもかかわ
らず除霜運転に切り換わったり、着霜が少なく能力、効
率が充分あるにもかかわらず頻繁に除霜運転に切り換わ
る。従って、加熱運転時間が短くなるため、前記貯湯槽
に貯える熱量は減少し、給湯負荷を満足させることがで
きない。また、効率も悪くなる。逆に、除霜開始温度を
併用運転に設定すると、ヒートポンプ運転時に着霜がか
なり進行するまで除霜運転に切り換わらないため、低い
能力および低い効率で運転されるとともに液圧縮が生
じ、圧縮機の耐久性が低下するといった欠点が生じる。
本発明の第1の目的は上記した欠点の解消することであ
る。
【0005】また、第2の欠点として、除霜時に四方弁
を切り換えて、前記圧縮機1の過熱ガスで除霜する場
合、除霜中に前記ポンプ9の運転を継続すると、前記凝
縮器2は蒸発作用をして、水から熱を吸熱する。そのた
め、前記凝縮器2の内部で水が凍結して、水が循環され
なくなる。そのため、補助加熱器10が通電されている
と異常温度上昇し、前記補助加熱器10の耐久性が損な
われる。また、除霜終了後において、前記補助加熱器1
0内の水は加熱運転中の余熱で高温にもかかわらず、前
記補助加熱器10を同時に通電すると、オーバーシュー
トして前記補助加熱器10の信頼性が損なわれる。その
ため信頼性を向上することを第2の目的とする。
【0006】
【課題を解決するための手段】本発明は上記第1の目的
を達成するため、圧縮機、四方弁、冷媒対水熱交換器、
減圧装置、前記減圧装置と並列に設けた逆止弁、蒸発器
を順次接続した冷媒循環回路と、貯湯槽、循環ポンプ、
前記冷媒対水熱交換器、加熱器を順次接続した給湯回路
と、前記蒸発器の上流に設けた複数の信号(設定温度)
を有する冷媒温度検知器と、前記圧縮機単独運転あるい
は前記圧縮機と前記加熱器の併用運転を認識する運転認
識部と、前記運転認識部の信号で前記冷媒温度検知器の
設定温度を制御する蒸発温度制御部からなる。
【0007】また、第2の目的を達成するために、前記
冷媒温度検知器の信号で前記循環ポンプおよび前記加熱
器を制御する除霜制御部からなる。
【0008】つぎに、機器の耐久性向上と沸き上げ時間
短縮をはかるため、前記冷媒温度検知器の第1の信号
を、運転開始後の最初の一回は検知し、その後一定時間
は検知しない不感帯時間を設けた不感帯制御部からなる
ものである。
【0009】さらに、前記圧縮機の耐久性向上をはかる
ため、クロックと、前記冷媒温度検知器の第1の信号を
積算するカウント手段と、前記クロックの計時時間と前
記カウント手段から前記圧縮機および前記加熱器を制御
する運転制御部からなるものである。
【0010】
【作用】本発明は上記構成によって、圧縮機単独運転あ
るいは圧縮機と加熱器の併用運転かを運転認識部で認識
し、その信号を蒸発温度制御部に送る。そして、圧縮機
単独運転時と加熱器併用運転時で冷媒温度検知器の設定
温度を異なるようにし、加熱器併用運転時は低く設定さ
れる。従って、加熱器併用運転時に蒸発温度が低くなっ
ても、頻繁に除霜運転に切り換わる、あるいは加熱運転
を停止させることもない。また、圧縮機単独運転時に着
霜がかなり進行して、低能力、低効率の運転、および液
圧縮による圧縮機の耐久性を低下させることもない。
【0011】また、前記冷媒温度検知器の第1の信号を
受けて、前記蒸発器の除霜運転になる。その際に前記除
霜制御部は前記循環ポンプおよび前記加熱器の通電を停
止させる。そして、除霜終了を前記冷媒温度検知器の第
2の信号で受け、前記循環ポンプを運転する。その後、
遅延させて前記加熱器に通電される。従って、前記冷媒
対水熱交換器の水側通路は凍結で閉塞された状態で前記
加熱器が通電されることはない。また、前記循環ポンプ
通電後に前記加熱器が通電されるため前記加熱器の余熱
は除去される。従って、除霜終了後の加熱運転も安定し
た立ち上げができる。
【0012】つぎに、冬季の着霜条件下において、前記
蒸発器が着霜状態で運転を開始された場合、蒸発温度は
急激に温度低下する。しかし、それを前記冷媒温度検知
器の第1の信号が検知し、除霜運転されるので完全に除
霜されて、再度加熱運転にはいり、一定時間継続され
る。従って、運転開始時に着霜状態で運転を開始されて
も機器の耐久性および能力、効率は向上する。
【0013】そして、厳寒条件下で運転された場合、蒸
発温度は著しく低下し、前記冷媒温度検知器の第1の信
号以下になる。そのため、除霜運転が頻繁にはいる。そ
れを前記カウント手段が積算し、前記クロックの所定時
間内に一定回数に達すると前記運転制御部は前記圧縮機
の運転を停止し、ヒータ単独運転をおこなうので前記圧
縮機の耐久性は向上する。
【0014】
【実施例】以下本発明の一実施例を図1を参照して説明
する。
【0015】図1において、1は圧縮機、2は四方弁、
3は冷媒対水熱交換器、4は減圧装置、5は逆止弁であ
り、前記減圧装置4と並列に設けられている。6は蒸発
器であり、前記圧縮機1、前記四方弁2、前記冷媒対水
熱交換器3、前記減圧装置4、前記逆止弁5、前記蒸発
器6は順次接続され、冷媒循環回路を構成する。7は貯
湯槽、8は循環ポンプ、9は加熱器であり、前記貯湯槽
7、前記循環ポンプ8、前記冷媒対水熱交換器3、前記
加熱器9は順次接続され給湯回路を構成する。10は冷
媒温度検知器であり、前記蒸発器6の上流に設けられ、
複数の信号(設定温度)を有している。11は運転認識
部であり、前記圧縮機1の単独運転あるいは前記圧縮機
1と前記加熱器9の併用運転かを認識する。12は蒸発
温度制御部であり、前記運転認識部11の信号で前記冷
媒温度検知器10の設定温度を制御し、加熱器9の併用
運転の信号時は前記冷媒温度検知器10の設定を低くす
る。13は除霜制御部であり、前記冷媒温度検知器10
の第1の信号で、前記循環ポンプ8および前記加熱器9
の通電を停止し、前記第1の信号検知後、前記第1の信
号より高温で検知する第2の信号で、前記循環ポンプ8
を通電、前記加熱器9を遅延させて通電する。14は不
感帯制御部であり、前記冷媒温度検知器10の第1の信
号を、運転開始後の最初の一回は検知し、その後一定時
間は検知しない不感帯時間を設けている。15はクロッ
ク、16はカウント手段であり、前記クロック15の開
始とともに前記冷媒温度検知器10の第1の信号を積算
する。17は運転制御部であり、前記クロック15の計
時時間と前記カウント手段16から前記圧縮機1の運転
を停止し、前記加熱器9を通電する。
【0016】上記構成の第1の実施例について説明す
る。ヒートポンプの加熱運転において、前記圧縮機1か
ら吐出された高温高圧の過熱ガス冷媒は前記四方弁2を
通り、前記冷媒対水熱交換器3に流入し、ここで前記循
環ポンプ8から送られてきた水を加熱する。その際に放
熱作用で凝縮液化した冷媒は前記減圧装置4で減圧さ
れ、前記蒸発器6に流入する。そして、大気熱を吸熱し
て蒸発ガス化し、前記圧縮機1にもどる。一方、前記貯
湯槽7の下部から流出した水は前記循環ポンプ8を介し
て前記冷媒対水熱交換器3に流入し、冷媒の凝縮熱で加
熱され、前記貯湯槽7の上部にたくわえられる。ここ
で、冬期の運転中に、前記蒸発器6の表面に着霜が生
じ、前記蒸発器6を流れる冷媒蒸発温度は着霜の進行と
ともに低下し、加熱能力、効率も低下する。
【0017】つぎに、前記加熱器9の併用運転について
述べる。この場合は、上記ヒートポンプ単独運転と前記
加熱器9が同時通電され、前記冷媒対水熱交換器3で加
熱された水は前記加熱器9で再加熱される。従って、ヒ
ートポンプ単独運転に比べ、加熱能力が増加し、前記循
環ポンプ8の循環流量は増大する。そのため、凝縮温度
が低下し、それにつれて蒸発温度は低下した状態で運転
される。しかし、前記運転認識部11は併用運転時であ
ることを認識して、前記蒸発温度制御部12に信号を送
り、前記冷媒温度検知器10の第1の設定温度は低く設
定されているため、ヒートポンプ単独運転と同じ外気温
度条件でも除霜運転に切り換わることはない。
【0018】また、第2の実施例について説明する。除
霜運転において、前記圧縮機1から吐出されたガス冷媒
は前記四方弁2を通り、前記蒸発器6に流入し、凝縮熱
で霜を融解する。そして、低温の液冷媒で、前記逆止弁
5、前記冷媒対水熱交換器3、前記四方弁2を通り、前
記圧縮機1に流入する。この際、前記冷媒対水熱交換器
3を通る低温の液冷媒は水から熱を奪うため、水側流路
は凍結して閉塞される恐れがあるが、前記循環ポンプ8
および前記加熱器9は停止しているため、前記加熱器9
はオーバーシュートすることはない。そして、除霜終了
間近になると、前記圧縮機1から吐出されたガス冷媒は
除霜に熱を奪われる量も少なくなるため、前記冷媒温度
検知器10の冷媒温度は高くなり、それを検知して、前
記除霜制御部13に信号を送り、前記四方弁2を再度切
り換えるとともに前記循環ポンプ8を運転し、前記加熱
器9の余熱を除去する。そして、その後遅延させて前記
加熱器9を通電する。従って、前記加熱器9はオーバー
シュートすることもなく、耐久性が向上する。
【0019】つぎに、第3の実施例について説明する。
加熱運転と除霜運転の運転モードにおいて、前記蒸発器
6が着霜した状態で運転を開始した時と、着霜していな
い状態で運転を開始した時とでは、運転開始後の蒸発温
度は異なり、温度低下の時間変化も異なる。未着霜で運
転を開始した場合は、上記運転作用で述べているが、着
霜した状態で運転を開始した場合には、前記冷媒温度検
知器10の第1の信号まで短時間で温度低下する。そし
て、その除霜運転の信号を前記不感帯制御部14に送
る。そして、除霜運転に入り、完全に除霜して、再度加
熱運転する。その後、時間経過とともに着霜が進行し、
前記冷媒温度検知器10の温度はしだいに低下する。そ
して、前記冷媒温度検知器10の第1の信号まで低下す
るが、前記不感帯制御部14で設定された所定時間まで
は加熱運転を継続する。従って、着霜した状態で運転を
開始されても前記圧縮機は液圧縮することもなく、耐久
性は向上する。また、所定時間、除霜運転がされないた
め沸き上げ時間は短縮される。
【0020】そして、第4の実施例について説明する。
厳寒条件下での運転において、加熱運転中の蒸発温度は
著しく低下し、前記冷媒温度検知器の第1の信号以下に
なる。そのため、除霜運転が頻繁にはいる。それを前記
カウント手段16が積算し、前記クロック15の所定時
間内に一定回数に達すると前記運転制御部17は前記圧
縮機1の運転を停止し、ヒータ単独運転をおこなう。従
って、前記圧縮機1の耐久性は向上するとともにヒータ
による運転に切り換わるため、外気温度条件に左右され
ることがなく、給湯負荷を満足させることができる。
【0021】
【発明の効果】以上実施例で説明したように本発明のヒ
ートポンプ給湯機は、圧縮機、四方弁、冷媒対水熱交換
器、減圧装置、前記減圧装置と並列に設けた逆止弁、蒸
発器を順次接続した冷媒循環回路と、貯湯槽、循環ポン
プ、前記冷媒対水熱交換器、加熱器を順次接続した給湯
回路と、前記蒸発器の上流に設けた複数の信号(設定温
度)を有する冷媒温度検知器と、前記圧縮機単独運転あ
るいは前記圧縮機と前記加熱器の併用運転を認識する運
転認識部と、前記運転認識部の信号で前記冷媒温度検知
器の設定温度を制御する蒸発温度制御部を備え、前記加
熱器の併用運転時には、前記冷媒温度検知器の設定温度
を低くして、除霜運転の回数を減少させるとともに沸き
上げ運転時間を短縮させる。
【0022】また、前記冷媒温度検知器の信号で前記循
環ポンプおよび前記加熱器を制御する除霜制御部を備
え、前記冷媒温度検知器の第1の信号で除霜運転開始を
検知して、前記循環ポンプおよび前記加熱器の通電を停
止し、前記第1の信号検知後、前記第1の信号より高温
で検知する第2の信号で、除霜運転終了を検知して、前
記循環ポンプを通電、前記加熱器を遅延して通電させ
て、前記加熱器のオーバーシュートを防止し、耐久性向
上をはかる。
【0023】つぎに、前記冷媒温度検知器の第1の信号
を、運転開始後の最初の一回は検知し、その後一定時間
は検知しない不感帯時間を設けた不感帯制御部を備え、
着霜状態で運転開始された場合に、運転開始後の最初の
一回は前記冷媒温度検知器が検知して除霜をおこない、
その後、所定時間は除霜しないようにして、前記圧縮機
の液圧縮を防止し、耐久性を向させるとともに除霜運転
の回数を減少させて沸き上げ時間を短縮させる。
【0024】そして、クロックと、前記冷媒温度検知器
の第1の信号を積算するカウント手段と、前記クロック
の計時時間と前記カウント手段から前記圧縮機を制御す
る運転制御部を備え、厳寒条件下で運転された場合に
は、蒸発温度は著しく低下し、前記冷媒温度検知器の第
1の信号以下になり、除霜運転が頻繁にはいる。それを
前記カウント手段が積算し、前記クロックの所定時間内
に一定回数に達すると前記運転制御部は前記圧縮機1の
運転を停止し、ヒータ単独運転をおこなうため、機器の
耐久性は向上する。
【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機
の構成図
【図2】従来のヒートポンプの給湯機の構成図
【符号の説明】
1 圧縮機 2 四方弁 3 冷媒対水熱交換器 4 減圧装置 5 逆止弁 6 蒸発器 7 貯湯槽 8 循環ポンプ 9 加熱器 10 冷媒温度検知器 11 運転認識部 12 蒸発温度制御部 13 除霜制御部 14 不感帯制御部 15 クロック 16 カウント手段 17 運転制御部

Claims (4)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】圧縮機、四方弁、冷媒対水熱交換器、減圧
    装置、前記減圧装置と並列に設けた逆止弁、蒸発器を順
    次接続した冷媒循環回路と、貯湯槽、循環ポンプ、前記
    冷媒対水熱交換器、加熱器を順次接続した給湯回路と、
    前記蒸発器の上流に設けた複数の信号(設定温度)を有
    する冷媒温度検知器と、前記圧縮機単独運転あるいは前
    記圧縮機と前記加熱器の併用運転を認識する運転認識部
    と、前記運転認識部の信号で前記冷媒温度検知器の設定
    温度を制御する蒸発温度制御部からなり、前記圧縮機単
    独運転時に対し前記併用運転時は前記冷媒温度検知器の
    設定温度を低くするヒートポンプ給湯機。
  2. 【請求項2】冷媒温度検知器の信号で循環ポンプおよび
    加熱器を制御する除霜制御部からなり、前記冷媒温度検
    知器の第1の信号で、前記循環ポンプおよび前記加熱器
    の通電を停止し、前記第1の信号検知後、前記第1の信
    号より高温で検知する第2の信号で、前記循環ポンプを
    通電、前記加熱器を遅延させて通電する請求項1記載の
    ヒートポンプ給湯機。
  3. 【請求項3】冷媒温度検知器の第1の信号を、運転開始
    後の最初の一回は検知し、その後一定時間は検知しない
    不感帯時間を設けた不感帯制御部からなる請求項1記載
    のヒートポンプ給湯機。
  4. 【請求項4】クロックと、冷媒温度検知器の第1の信号
    を積算するカウント手段と、前記クロックの計時時間と
    前記カウント手段から圧縮機および加熱器を制御する運
    転制御部からなる請求項1記載のヒートポンプ給湯機。
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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR101013377B1 (ko) * 2003-12-30 2011-02-14 삼성전자주식회사 복합 냉난방 시스템
KR101507438B1 (ko) * 2008-02-04 2015-03-31 엘지전자 주식회사 히트 펌프 급탕기 및 그 제어 방법

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KR101013377B1 (ko) * 2003-12-30 2011-02-14 삼성전자주식회사 복합 냉난방 시스템
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