JPS60164157A - ヒ−トポンプ給湯機 - Google Patents
ヒ−トポンプ給湯機Info
- Publication number
- JPS60164157A JPS60164157A JP59021011A JP2101184A JPS60164157A JP S60164157 A JPS60164157 A JP S60164157A JP 59021011 A JP59021011 A JP 59021011A JP 2101184 A JP2101184 A JP 2101184A JP S60164157 A JPS60164157 A JP S60164157A
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- JP
- Japan
- Prior art keywords
- hot water
- temperature
- heat pump
- water
- condenser
- Prior art date
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-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F24—HEATING; RANGES; VENTILATING
- F24D—DOMESTIC- OR SPACE-HEATING SYSTEMS, e.g. CENTRAL HEATING SYSTEMS; DOMESTIC HOT-WATER SUPPLY SYSTEMS; ELEMENTS OR COMPONENTS THEREFOR
- F24D17/00—Domestic hot-water supply systems
- F24D17/02—Domestic hot-water supply systems using heat pumps
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- Engineering & Computer Science (AREA)
- Physics & Mathematics (AREA)
- Thermal Sciences (AREA)
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Combustion & Propulsion (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- General Engineering & Computer Science (AREA)
- Heat-Pump Type And Storage Water Heaters (AREA)
Abstract
(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
産業上の利用分野
本発明はヒートポンプと補助加熱器を用いた給湯装置に
関するものである。
関するものである。
従来例の構成とその問題点
補助加熱器を有するヒートポンプ給湯機の一例を第１図
に示す。圧縮機１、凝縮機２、絞り機構３％蒸発器４か
らなるヒートポンプの凝縮器２と貯湯槽７とを水循環回
路８で連結し、該水循環回路８中に前記凝縮器２の下流
側に補助加熱器１０を配設し、貯湯槽７への流入温水温
度を温水都度検知器１３て一定にする如く、循環水量制
御を行ない、貯湯槽７上部より高温の湯を貯湯してゆき
、凝縮器２人口水温検知器１４によりヒートポンプと補
助加熱器１０の停止を行々う。この種のヒートポンプ給
湯機では、貯湯槽７への流入温水温度を高温にするため
にヒートポンプの凝縮湯度を比較的高い所ではソ一定に
保つごとく凝縮器２の入口水温が低い時には循環水量を
小さく、入口水温が高いなるにつれて循環水量を大きく
なるごとく制御する。しかるに循環水量の制御中には限
界があるため、凝縮器２の入口水温がある程度以上にな
ると循環水量を最大にしても凝縮圧力を一定に保てなく
なり最終的にはヒートポンプの運転限界圧力迄上昇する
危険がある。したがって、入口水温が比較的低い点でヒ
ートポンプ及び補助加熱器１０の運転を停止している。
に示す。圧縮機１、凝縮機２、絞り機構３％蒸発器４か
らなるヒートポンプの凝縮器２と貯湯槽７とを水循環回
路８で連結し、該水循環回路８中に前記凝縮器２の下流
側に補助加熱器１０を配設し、貯湯槽７への流入温水温
度を温水都度検知器１３て一定にする如く、循環水量制
御を行ない、貯湯槽７上部より高温の湯を貯湯してゆき
、凝縮器２人口水温検知器１４によりヒートポンプと補
助加熱器１０の停止を行々う。この種のヒートポンプ給
湯機では、貯湯槽７への流入温水温度を高温にするため
にヒートポンプの凝縮湯度を比較的高い所ではソ一定に
保つごとく凝縮器２の入口水温が低い時には循環水量を
小さく、入口水温が高いなるにつれて循環水量を大きく
なるごとく制御する。しかるに循環水量の制御中には限
界があるため、凝縮器２の入口水温がある程度以上にな
ると循環水量を最大にしても凝縮圧力を一定に保てなく
なり最終的にはヒートポンプの運転限界圧力迄上昇する
危険がある。したがって、入口水温が比較的低い点でヒ
ートポンプ及び補助加熱器１０の運転を停止している。
この様な制御においては、貯湯槽７内の湯ヲ完全に使い
きってから沸き上げる時には貯湯槽７内の湯温は第２図
のごとく上部から下部迄はソ完全に均一な高温湯に沸き
上げることができるが、毎日貯湯槽７内の湯を完全に使
いきることはほとんどなく、通常はほとんどの場合残湯
が生じる。例えば毎日１／／３づつの残湯があった場合
、次に貯湯槽７上部より新しい高温湯が補充され、残湯
部は貯湯槽７下部へ押し戻され凝縮器２の入口水温が設
定温度ＴＩ４Ｉ４外すると沸上げ完了と々る。この時残
湯部の温度は上記設定温度より十分高いためその捷＼貯
湯槽７下部に残される形となる。この様な運転パターン
が数日続くと残湯部は放熱によシ除々に温度低下をきた
し、第３図のごとく上部龜〕は高温湯で下部１／３は中
温又は低温湯の状態とな９、下部１／／３はほとんど用
を足さなくなり、大量に湯を必要とする時に湯切れの問
題があった。
きってから沸き上げる時には貯湯槽７内の湯温は第２図
のごとく上部から下部迄はソ完全に均一な高温湯に沸き
上げることができるが、毎日貯湯槽７内の湯を完全に使
いきることはほとんどなく、通常はほとんどの場合残湯
が生じる。例えば毎日１／／３づつの残湯があった場合
、次に貯湯槽７上部より新しい高温湯が補充され、残湯
部は貯湯槽７下部へ押し戻され凝縮器２の入口水温が設
定温度ＴＩ４Ｉ４外すると沸上げ完了と々る。この時残
湯部の温度は上記設定温度より十分高いためその捷＼貯
湯槽７下部に残される形となる。この様な運転パターン
が数日続くと残湯部は放熱によシ除々に温度低下をきた
し、第３図のごとく上部龜〕は高温湯で下部１／３は中
温又は低温湯の状態とな９、下部１／／３はほとんど用
を足さなくなり、大量に湯を必要とする時に湯切れの問
題があった。
発明の目的
本発明は以上の様な従来の欠点を除去するもので湯の早
取り可能な構成でしかも省エネルギ効果と給湯の保証を
共存させることを目的とする。
取り可能な構成でしかも省エネルギ効果と給湯の保証を
共存させることを目的とする。
発明の構成
この目的を達成するために本発明は、圧縮機、凝縮器、
絞り機構、蒸発器からなるヒートポンプの該凝縮器と貯
湯槽と全水循環回路で連結し、該水回路中には前記凝縮
器の下流側に補助加熱器を配設し、該補助加熱器とヒー
トポンプの並用運転および各単独運転時共に前記貯湯槽
への流入温水温度を一定とするごとく循環水量制御機構
を設けると共に、凝縮器入口水温が第１の設定値でヒー
トポンプが停止し、第２の設定値で補助加熱器が停止す
る制御回路全構成したものである。
絞り機構、蒸発器からなるヒートポンプの該凝縮器と貯
湯槽と全水循環回路で連結し、該水回路中には前記凝縮
器の下流側に補助加熱器を配設し、該補助加熱器とヒー
トポンプの並用運転および各単独運転時共に前記貯湯槽
への流入温水温度を一定とするごとく循環水量制御機構
を設けると共に、凝縮器入口水温が第１の設定値でヒー
トポンプが停止し、第２の設定値で補助加熱器が停止す
る制御回路全構成したものである。
この構成により、凝縮器は補助加熱器の上流側にあり、
凝縮器入口水温は補助加熱器による影響を受けず効果的
な運転ができる。又、第１の設定値になるとヒートポン
プが停止し、補助加熱器のみの運転で第２の設定値まで
加熱されるため、貯湯槽内の湯温は上から下まで完全に
均一な高温湯とな９、給湯の保証が得られるものである
。
凝縮器入口水温は補助加熱器による影響を受けず効果的
な運転ができる。又、第１の設定値になるとヒートポン
プが停止し、補助加熱器のみの運転で第２の設定値まで
加熱されるため、貯湯槽内の湯温は上から下まで完全に
均一な高温湯とな９、給湯の保証が得られるものである
。
実施例の説明
以下、本発明の一実施例を第４図のシステム構成と、第
５図の制御回路を用いて説明する。第４図において、１
は圧縮機、２は凝縮器、３は膨張弁、４は蒸発器、５は
ファン、６はアキュムレータでこれらによシ空気熱源ヒ
ートポンプの冷媒回路を構成している。これに対し、７
は貯湯槽、８は凝縮器２との間の水循環回路、９はポン
プ、１０は凝縮器２の下流側に配設した補助加熱器、１
１は給湯管、１２は給水管で、これらによシ貯湯槽７と
凝縮器２および補助加熱器１０との水循環と、給水管１
２からの給水による貯湯槽７から給湯管１１への出湯機
能を構成している。さらに１３は貯湯槽７へ流入する温
水温度検知器で、これにより、ポンプの回転数を操作し
て循環水量を制御し、ヒートポンプと補助加熱器１０の
並用運転および各単独運転時共に貯湯槽７への流入温度
を一定にして貯湯する。また１４′は凝縮器入口水温検
知器であシ低温度の第１の設定値と高温度の第２設定値
を有し、第１の設定値でヒートポンプの運転を停止し第
２の設定値でヒータの運転を停止するものである。
５図の制御回路を用いて説明する。第４図において、１
は圧縮機、２は凝縮器、３は膨張弁、４は蒸発器、５は
ファン、６はアキュムレータでこれらによシ空気熱源ヒ
ートポンプの冷媒回路を構成している。これに対し、７
は貯湯槽、８は凝縮器２との間の水循環回路、９はポン
プ、１０は凝縮器２の下流側に配設した補助加熱器、１
１は給湯管、１２は給水管で、これらによシ貯湯槽７と
凝縮器２および補助加熱器１０との水循環と、給水管１
２からの給水による貯湯槽７から給湯管１１への出湯機
能を構成している。さらに１３は貯湯槽７へ流入する温
水温度検知器で、これにより、ポンプの回転数を操作し
て循環水量を制御し、ヒートポンプと補助加熱器１０の
並用運転および各単独運転時共に貯湯槽７への流入温度
を一定にして貯湯する。また１４′は凝縮器入口水温検
知器であシ低温度の第１の設定値と高温度の第２設定値
を有し、第１の設定値でヒートポンプの運転を停止し第
２の設定値でヒータの運転を停止するものである。
第５図において、１５は圧縮機１及びファン５を０Ｎ−
ＯＦＦする第１リレー、１６は補助加熱器１０をＯＮ□
ＯＦＦする第２リレーである。１７は凝縮器入口水温検
知器１４′の低、温度の第１の設定値によシ作動する接
点て、設定値以下の時には第１リレー１５へ、設定値以
上の時には第２リレー１６へ切替るものである。１８は
凝縮器入口水温検知器１４′の高温度の第２設定値によ
り作動する接点で設定値以下で閉、設定値以上で開とな
る。
ＯＦＦする第１リレー、１６は補助加熱器１０をＯＮ□
ＯＦＦする第２リレーである。１７は凝縮器入口水温検
知器１４′の低、温度の第１の設定値によシ作動する接
点て、設定値以下の時には第１リレー１５へ、設定値以
上の時には第２リレー１６へ切替るものである。１８は
凝縮器入口水温検知器１４′の高温度の第２設定値によ
り作動する接点で設定値以下で閉、設定値以上で開とな
る。
１９は外気温度検知器の接点で高外気温時開、低外気温
時閉となる特性を有する。上記システム及び制御回路に
より各動作の説明を行なう。
時閉となる特性を有する。上記システム及び制御回路に
より各動作の説明を行なう。
まず、外気温度が高く、凝縮器入口水温が第１設定値以
下の場合、接点１７は圧縮機及びファン用第１リレー１
５側へ、また接点１８は閉、接点１９は開となっている
ため、圧縮機１フアン５が作動し、補助加熱器１０は作
動しないヒートポンプ単独運転となり、温水温度検知器
１３により貯湯槽７上部より一定の高温湯が貯えられて
ゆく。
下の場合、接点１７は圧縮機及びファン用第１リレー１
５側へ、また接点１８は閉、接点１９は開となっている
ため、圧縮機１フアン５が作動し、補助加熱器１０は作
動しないヒートポンプ単独運転となり、温水温度検知器
１３により貯湯槽７上部より一定の高温湯が貯えられて
ゆく。
ここで、運転初期に残湯が無い場合は貯湯槽７下部低温
度の水との間に若干の境界層を形成して上部よシ一定の
高温湯が貯湯されてゆき、上記境界層が貯湯槽最下部ま
で到達してくると凝縮器入口水温は上昇して第１の設定
値まで達すると、接点１７は補助加熱器側へ移動し、ヒ
ートポンプ運転が停止して補助加熱器１０が運転される
。この時貯湯槽７内の湯温分布は第２図に示すごとく、
はソ下部まで高温度となっているため、凝縮器入口水温
は第２設定値まですぐに昇温され、接点１日が開となり
補助加熱器の運転はごく少時間で終了する。″また、運
転初期に残湯がある場合は通常残湯部の湯温は沸上げ当
初より低下しており、したがって、上部巾温度の残湯と
下部低温度の水とが若干の境界層を形成した状態となっ
ている。この状態で加熱運転が行なわれると貯湯槽７の
上部よシ高温度の湯が供給され上部の高温湯、中間部の
中温湯、下部の低温水の３層に分離した状態で下部へ押
Ｉ２下げられてゆく、下部低温水と中温水の境界層が貯
湯槽７下部へ到達すると凝縮器入口水温が上昇して第１
の設定値迄上昇すると接点１７が切り変りヒートポンプ
運転が停止し、補助加熱器１０が運転開始する。この時
点で貯湯槽７内の湯温分布は第６図破線の状態であり、
下部は中湿度である。この状態より下部中湿度の温水が
補助加熱器１０で加熱が行なわれ、一定の高温とな９貯
湯槽７上部より貯湯され最終的に第６図実線のととく貯
湯槽最下部迄均−に昇温される。以上の説明では外気温
度の高い場合で説明したが外気温の低い場合ヒートポン
プの加熱能力が低下するため、所定の時間内に必要な量
の湯温湯量を確保するためには補助加熱器１０と並用運
転する必要がある。列気温が低い時は外気温検知器１９
が閉となり、ヒートポンプと補助加熱器１０が同時運転
する。この場合の最終沸き上げ迄の過程は前述と同様で
あり、常に貯湯槽７の最下部迄均−な高温湯が確保され
る。また、ヒートポンプを補助加熱器と並用運転しても
％凝縮器２は補助加熱器１０の上流側であり、凝縮器２
の出入口水温を比較的低温度で運転できるため、ヒート
ポンプの運転効率が高く維持できる別点がある。
度の水との間に若干の境界層を形成して上部よシ一定の
高温湯が貯湯されてゆき、上記境界層が貯湯槽最下部ま
で到達してくると凝縮器入口水温は上昇して第１の設定
値まで達すると、接点１７は補助加熱器側へ移動し、ヒ
ートポンプ運転が停止して補助加熱器１０が運転される
。この時貯湯槽７内の湯温分布は第２図に示すごとく、
はソ下部まで高温度となっているため、凝縮器入口水温
は第２設定値まですぐに昇温され、接点１日が開となり
補助加熱器の運転はごく少時間で終了する。″また、運
転初期に残湯がある場合は通常残湯部の湯温は沸上げ当
初より低下しており、したがって、上部巾温度の残湯と
下部低温度の水とが若干の境界層を形成した状態となっ
ている。この状態で加熱運転が行なわれると貯湯槽７の
上部よシ高温度の湯が供給され上部の高温湯、中間部の
中温湯、下部の低温水の３層に分離した状態で下部へ押
Ｉ２下げられてゆく、下部低温水と中温水の境界層が貯
湯槽７下部へ到達すると凝縮器入口水温が上昇して第１
の設定値迄上昇すると接点１７が切り変りヒートポンプ
運転が停止し、補助加熱器１０が運転開始する。この時
点で貯湯槽７内の湯温分布は第６図破線の状態であり、
下部は中湿度である。この状態より下部中湿度の温水が
補助加熱器１０で加熱が行なわれ、一定の高温とな９貯
湯槽７上部より貯湯され最終的に第６図実線のととく貯
湯槽最下部迄均−に昇温される。以上の説明では外気温
度の高い場合で説明したが外気温の低い場合ヒートポン
プの加熱能力が低下するため、所定の時間内に必要な量
の湯温湯量を確保するためには補助加熱器１０と並用運
転する必要がある。列気温が低い時は外気温検知器１９
が閉となり、ヒートポンプと補助加熱器１０が同時運転
する。この場合の最終沸き上げ迄の過程は前述と同様で
あり、常に貯湯槽７の最下部迄均−な高温湯が確保され
る。また、ヒートポンプを補助加熱器と並用運転しても
％凝縮器２は補助加熱器１０の上流側であり、凝縮器２
の出入口水温を比較的低温度で運転できるため、ヒート
ポンプの運転効率が高く維持できる別点がある。
発明の詳細
な説明したごとく、圧縮機、凝縮器、絞シ機構、蒸発器
からなるヒートポンプの該凝縮器と貯湯槽とを水循環回
路で連結し、該水回路中で凝縮器の下流側に補助加熱器
を配設し、該補助加熱器とヒートポンプの並用運転およ
び各単独運転時共に貯湯槽への流入温水温度を一定とす
るごとく循環水量制御機構を設けるとともに凝縮器入口
水温が第１の設定値でヒートポンプを停止し、第２の設
定値で補助加熱器を停止する制御回路を構成することに
より、一定の高温湯を貯湯槽上部より貯える構成である
ため、湯の年取シが可能であり、また、補助加熱器ヒー
トポンプ並用運転時でも補助加熱器の上流側にヒートポ
ンプの凝縮器が位置しているため、凝縮器の出入口水温
は比較的低く保たれヒートポンプの加熱効率を高く取れ
る効果があシ、さらに、凝縮器入口水温検知によシ低温
咋ハ竺（醤つｌ古プレーしギツプ；管に■番銘笛りの設
定値まで補助加熱器を運転するため貯湯槽内は最下部ま
で均等な高温湯が常に確保できるといった大きな効果を
有するものである。
からなるヒートポンプの該凝縮器と貯湯槽とを水循環回
路で連結し、該水回路中で凝縮器の下流側に補助加熱器
を配設し、該補助加熱器とヒートポンプの並用運転およ
び各単独運転時共に貯湯槽への流入温水温度を一定とす
るごとく循環水量制御機構を設けるとともに凝縮器入口
水温が第１の設定値でヒートポンプを停止し、第２の設
定値で補助加熱器を停止する制御回路を構成することに
より、一定の高温湯を貯湯槽上部より貯える構成である
ため、湯の年取シが可能であり、また、補助加熱器ヒー
トポンプ並用運転時でも補助加熱器の上流側にヒートポ
ンプの凝縮器が位置しているため、凝縮器の出入口水温
は比較的低く保たれヒートポンプの加熱効率を高く取れ
る効果があシ、さらに、凝縮器入口水温検知によシ低温
咋ハ竺（醤つｌ古プレーしギツプ；管に■番銘笛りの設
定値まで補助加熱器を運転するため貯湯槽内は最下部ま
で均等な高温湯が常に確保できるといった大きな効果を
有するものである。
第１図は従来のシステム構成図、第２図は従来のシステ
ムにおける残湯なしの状態より沸き上げた場合の貯湯槽
内湯温分布図、第３図は従来システムでの残湯有の状態
より沸き上げた場合の貯湯槽内湯温分布図、第４図は本
発明のシステム構成の一実施例を示す構成図、第５図は
同要部制御回路図、第６図は同最終沸上げ状態の貯湯槽
内湯温分布図である。 １・・・・圧縮機、２・・・凝縮器、３・・・絞シ機構
、４・・−・蒸発器、７・・・貯湯槽、８・・・−水循
環回路、１０・・・・・補助加熱器、１３・・・渦水渦
度検知器、１４′・・・・・・凝縮器入口水温検知器。 代理人の氏名 弁理士 中 尾 敏 男 ほか１名第１
図 第４図 第５図 第６図
ムにおける残湯なしの状態より沸き上げた場合の貯湯槽
内湯温分布図、第３図は従来システムでの残湯有の状態
より沸き上げた場合の貯湯槽内湯温分布図、第４図は本
発明のシステム構成の一実施例を示す構成図、第５図は
同要部制御回路図、第６図は同最終沸上げ状態の貯湯槽
内湯温分布図である。 １・・・・圧縮機、２・・・凝縮器、３・・・絞シ機構
、４・・−・蒸発器、７・・・貯湯槽、８・・・−水循
環回路、１０・・・・・補助加熱器、１３・・・渦水渦
度検知器、１４′・・・・・・凝縮器入口水温検知器。 代理人の氏名 弁理士 中 尾 敏 男 ほか１名第１
図 第４図 第５図 第６図
Claims (1)
- 圧縮機、凝縮器、絞り機構および蒸発器からなるヒート
ポンプの該凝縮器と貯湯槽とを循環回路で連結し、前記
水回路中には前記凝縮器の下流側に補助加熱器を配設し
、前記補助加熱器とヒートポンプの並用運転および各単
独運転時共に前記貯湯槽への流入温水温度を一定とする
ごとく循環水量制御機構を設けると共に、凝縮器入口水
温が第１の設定値でヒートポンプを停止し、第２の設定
値で補助加熱器を停止する制御口ｉ２構成したヒートポ
ンプ給湯機。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP59021011A JPS60164157A (ja) | 1984-02-07 | 1984-02-07 | ヒ−トポンプ給湯機 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP59021011A JPS60164157A (ja) | 1984-02-07 | 1984-02-07 | ヒ−トポンプ給湯機 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS60164157A true JPS60164157A (ja) | 1985-08-27 |
| JPH0517463B2 JPH0517463B2 (ja) | 1993-03-09 |
Family
ID=12043117
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP59021011A Granted JPS60164157A (ja) | 1984-02-07 | 1984-02-07 | ヒ−トポンプ給湯機 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS60164157A (ja) |
Cited By (11)
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|---|---|---|---|---|
| JP2003056908A (ja) * | 2001-08-10 | 2003-02-26 | Noritz Corp | 外部熱源利用給湯装置の加熱方法 |
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| WO2010098074A1 (ja) | 2009-02-24 | 2010-09-02 | ダイキン工業株式会社 | ヒートポンプシステム |
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-
1984
- 1984-02-07 JP JP59021011A patent/JPS60164157A/ja active Granted
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