KR20110125234A

KR20110125234A - Heat pump type hot water supply device

Info

Publication number: KR20110125234A
Application number: KR1020117020872A
Authority: KR
Inventors: 데쯔야 기따무라; 가즈끼 이야마; 쥰이찌 다까기
Original assignee: 히타치 어플라이언스 가부시키가이샤
Priority date: 2009-03-27
Filing date: 2009-08-18
Publication date: 2011-11-18
Also published as: JPWO2010109689A1; WO2010109689A1; CN102348938B; JP5378504B2; CN102348938A

Abstract

히트 펌프식 급탕기는 제상 운전 전에 고온의 액체(물을 포함함)를 액-냉매 열교환기(5)에 도입하는 고온액 도입 동작을 행하고, 제상 운전 중에는 액-냉매 열교환기(5)로부터 유출된 액체를 바이패스 배관(13)을 통해 순환시키는 바이패스 순환 동작을 행한다. 또한, 액-냉매 열교환기(5)에 유입되는 액체의 온도가 소정의 시간에 걸쳐서 소정의 온도 이하였던 경우, 액-냉매 열교환기(5)로부터 유출된 액체를 비등 운전 시보다도 적은 유량으로 바이패스 배관(13)을 통해 순환시켜, 액-냉매 열교환기(5)를 향하는 진행 배관(3A)의 동결을 방지하는 동결 방지 운전을 행한다. 그리고, 동결 방지 운전 후에는 제상 운전을 행한다. 이에 의해, 외기 조건이 극저온인 환경에서 운전된 경우라도, 배관 내의 물의 동결을 방지하여 안정된 비등 운전을 행할 수 있다.The heat pump type hot water heater performs a hot liquid introduction operation of introducing a hot liquid (containing water) into the liquid-cooling heat exchanger 5 before the defrosting operation, and flows out of the liquid-cooling heat exchanger 5 during the defrosting operation. Bypass circulation operation of circulating the liquid through the bypass pipe 13 is performed. In addition, when the temperature of the liquid flowing into the liquid-cooling heat exchanger (5) is lower than the predetermined temperature over a predetermined time, the liquid flowing out of the liquid-cooling heat exchanger (5) is supplied at a lower flow rate than during boiling operation. It circulates through the pass pipe 13, and the freeze prevention operation | movement which prevents freezing of the traveling pipe 3A toward the liquid-refrigerant heat exchanger 5 is performed. And defrosting operation is performed after freezing prevention operation. Thereby, even when it is operated in the environment where external air conditions are cryogenic, freezing of the water in piping can be prevented and stable boiling operation can be performed.

Description

Heat Pump Type Hot Water Heater {HEAT PUMP TYPE HOT WATER SUPPLY DEVICE}

본 발명은 압축기, 액-냉매 열교환기(물-냉매 열교환기를 포함함), 팽창 밸브, 증발기를 냉매 배관으로 접속한 히트 펌프 회로를 이용하여, 액-냉매 열교환기에서 액체(물을 포함함)를 비등하는 히트 펌프식 급탕기에 관한 것이다.The present invention uses a heat pump circuit in which a compressor, a liquid-refrigerant heat exchanger (including a water-refrigerant heat exchanger), an expansion valve, and an evaporator are connected to a refrigerant pipe, and the liquid (including water) in the liquid-refrigerant heat exchanger. It relates to a heat pump type hot water heater for boiling.

심야 전력 등을 이용하여 히트 펌프 회로를 구동하고, 저온수를 가열하여 원하는 온도의 탕을 저탕 탱크에 축적하는 비등 기능을 구비한 히트 펌프식 급탕기가 알려져 있다. 이와 같은 히트 펌프 급탕기는 저외기온 시 등의 조건 하에서 운전한 경우, 증발기에 외기 중의 수분이 빙결되고 착상하여, 증발기의 성능을 저하시켜 버린다. 이로 인해, 증발기의 제상 운전을 실시하여 서리 제거를 행하도록 되어 있다.BACKGROUND ART A heat pump type hot water supply machine having a boiling function for driving a heat pump circuit using a late night electric power and the like to heat low temperature water and accumulating a hot water at a low temperature tank is known. When such a heat pump water heater is operated under conditions such as low ambient temperature, water in the outside air freezes on the evaporator, and flakes, thereby degrading the performance of the evaporator. For this reason, defrosting is performed by defrosting the evaporator.

제상 운전을 실시하는 경우에는, 제상 운전의 효율을 양호하게 하기 위해, 히트 펌프 회로의 물-냉매 열교환기를 통해 저탕 탱크의 물을 순환시키는 순환 펌프를 정지시키는 것이 제안되어 있다(예를 들어, 특허 문헌 1). 이와 같이 하면, 히트 펌프 회로를 순환하는 냉매가 물-냉매 열교환기를 통과할 때에 물-냉매 열교환기 내의 물에 흡열되는 열량을 적게 할 수 있으므로, 냉매의 열을 증발기에서의 제상에 유효하게 이용할 수 있다.In the case of performing the defrosting operation, in order to improve the efficiency of the defrosting operation, it is proposed to stop the circulation pump which circulates the water of the boiling tank through the water-refrigerant heat exchanger of the heat pump circuit (for example, a patent). Document 1). In this way, the amount of heat absorbed by the water in the water-refrigerant heat exchanger when the refrigerant circulating through the heat pump circuit passes through the water-refrigerant heat exchanger can be reduced, so that the heat of the refrigerant can be effectively used in the defrost in the evaporator. have.

또한, 제상 운전의 효율을 양호하게 하기 위해, 히트 펌프 회로의 물-냉매 열교환기를 통해 저탕 탱크의 물을 순환시키는 순환 펌프의 유량을 저하시키는 제상 준비 운전을, 제상 운전에 앞서 행하는 것이 제안되어 있다(예를 들어, 특허 문헌 2).In addition, in order to improve the efficiency of the defrosting operation, it is proposed to perform a defrost preparation operation to lower the flow rate of the circulation pump circulating the water of the boiling water tank through the water-refrigerant heat exchanger of the heat pump circuit before the defrosting operation. (For example, patent document 2).

그러나, 특허 문헌 2에 기재된 발명에서는, 제상 준비 운전 중에 적은 유량이지만 순환 펌프를 구동시키는 것이므로, 저탕 탱크 내의 저온의 물이 물-냉매 열교환기에 도입되어 버려, 그만큼, 히트 펌프 회로를 순환하는 냉매의 열이 물-냉매 열교환기를 통과할 때에 물-냉매 열교환기 내의 물에 흡열되어 버린다고 하는 문제가 있다.However, in the invention described in Patent Document 2, since the circulating pump is driven at a low flow rate during the defrost preparation operation, the low temperature water in the boiling water tank is introduced into the water-refrigerant heat exchanger, whereby the amount of the refrigerant circulating the heat pump circuit There is a problem that heat is absorbed by water in the water-refrigerant heat exchanger when the heat passes through the water-refrigerant heat exchanger.

따라서, 물-냉매 열교환기로부터 도출된 물을 저탕 탱크를 바이패스하여 흘리는 바이패스 배관을 설치하고, 제상 준비 운전 중에는 상기 물-냉매 열교환기로부터 도출된 물을 바이패스 배관을 통해 순환시키고, 제상 운전 중에는 순환 펌프를 정지시키는 것이 제안되어 있다(예를 들어, 특허 문헌 3).Therefore, by-pass piping for flowing the water from the water-refrigerant heat exchanger by bypassing the storage tank is provided, and during the defrost preparation operation, the water drawn from the water-refrigerant heat exchanger is circulated through the bypass pipe, and defrosting is performed. It is proposed to stop the circulation pump during the operation (for example, Patent Document 3).

일본 특허 제3297657호 공보Japanese Patent No. 3297657 일본 특허 출원 공개 제2008-39360호 공보Japanese Patent Application Publication No. 2008-39360 일본 특허 출원 공개 제2008-121923호 공보Japanese Patent Application Publication No. 2008-121923 일본 특허 출원 공개 제2004-37011호 공보Japanese Patent Application Publication No. 2004-37011 일본 특허 출원 공개 제2007-333340호 공보Japanese Patent Application Publication No. 2007-333340 일본 특허 출원 공개 평5-272812호 공보Japanese Patent Application Laid-open No. Hei 5-272812 일본 특허 출원 공개 제2003-222391호 공보Japanese Patent Application Laid-open No. 2003-222391

그러나, 특허 문헌 3에 기재된 히트 펌프식 급탕기는 제상 운전 중에는 순환 펌프를 정지시키는 것이므로, 외기 온도가, 예를 들어 －15℃ 이하와 같은 극저온으로 된 환경에서 운전된 경우, 순환 배관 내의 동결이 발생해 버려, 그 후의 비등 운전이 곤란해지거나 불가능으로 되는 등의 문제가 발생할 우려가 있었다.However, since the heat pump type hot water heater described in Patent Document 3 stops the circulation pump during the defrosting operation, freezing in the circulation pipe occurs when the outside air temperature is operated at an extremely low temperature such as, for example, -15 ° C or lower. There was a possibility that problems such as subsequent boiling operation became difficult or impossible.

따라서, 본 발명은 외기 조건이 극저온의 환경에서 운전된 경우라도, 배관 내의 물의 동결을 방지하여 안정된 비등 운전을 행할 수 있는 히트 펌프식 급탕기를 제공하는 것을 목적으로 한다.Therefore, an object of the present invention is to provide a heat pump type hot water heater which can perform a stable boiling operation by preventing freezing of water in a pipe even when the outdoor condition is operated in an extremely low temperature environment.

본 발명에 관한 히트 펌프식 급탕기는 냉매를 압축하는 압축기와, 상기 압축기로부터 토출되는 고온, 고압의 냉매에 의해 저장 탱크에 저장되는 액체를 가열하는 액-냉매 열교환기와, 상기 액-냉매 열교환기로부터 팽창 밸브를 통해 유입되는 저온, 저압의 냉매를 공기와 열교환시키는 증발기와, 액-냉매 열교환기에서 가열된 액체를 저장하는 저장 탱크와, 저온의 액체를 상기 액-냉매 열교환기로 보내는 진행 배관과, 상기 액-냉매 열교환기에서 가열된 액체를 상기 저장 탱크로 복귀시키는 복귀 배관을 구비하고, 상기 저온의 액체를 가열하여 상기 저장 탱크에 축적하는 비등 운전을 행하고, 또한 상기 액-냉매 열교환기로부터 유출된 액체가 상기 저장 탱크를 바이패스하도록 상기 진행 배관 및 복귀 배관을 접속하는 바이패스 배관과, 상기 액-냉매 열교환기로부터 유출된 액체가 저장 탱크로 보내지는 경로와 저장 탱크를 바이패스하는 경로를 전환하는 경로 전환 기구를 구비하고, 고온의 냉매를 상기 증발기에 도입하여 증발기에 부착된 서리를 녹이는 제상 운전을 행하는 히트 펌프식 급탕기에 있어서, 제상 운전 전에 상기 저온의 액체보다도 고온의 액체를 상기 액-냉매 열교환기에 도입하는 고온액 도입 동작을 행하고, 제상 운전 중에는 상기 액-냉매 열교환기로부터 유출된 액체를 상기 비등 운전 시보다도 적은 유량으로 바이패스 배관을 통해 순환시키는 바이패스 순환 동작을 행하는 것을 특징으로 한다.The heat pump type hot water heater according to the present invention includes a compressor for compressing a refrigerant, a liquid-refrigerant heat exchanger for heating a liquid stored in a storage tank by a high temperature and high pressure refrigerant discharged from the compressor, and a liquid-refrigerant heat exchanger. An evaporator for heat-exchanging the low-temperature and low-pressure refrigerant flowing through the expansion valve with air, a storage tank for storing the liquid heated in the liquid-cooling heat exchanger, a traveling pipe for sending the low-temperature liquid to the liquid-cooling heat exchanger, A return piping for returning the liquid heated in the liquid-coolant heat exchanger to the storage tank, performing a boiling operation of heating the low temperature liquid to accumulate in the storage tank, and also flowing out of the liquid-coolant heat exchanger. A bypass pipe for connecting the traveling pipe and the return pipe so that the purified liquid bypasses the storage tank, and the liquid-coolant heat. A path switching mechanism for switching a path from which the liquid flowed out from the exchanger is sent to the storage tank and a path for bypassing the storage tank, and introducing a high-temperature refrigerant into the evaporator to perform a defrost operation to melt frost attached to the evaporator. A heat pump type hot water heater includes a hot liquid introduction operation of introducing a liquid having a temperature higher than that of the low temperature liquid to the liquid-cooling heat exchanger before defrosting, and during the defrosting operation, the liquid flowing out of the liquid-cooling heat exchanger is boiled. A bypass circulation operation for circulating through the bypass pipe at a lower flow rate than during operation is performed.

상기 구성으로 이루어지는 히트 펌프식 급탕기에 따르면, 제상 운전 중이라도 액-냉매 열교환기에는 온수가 도입되므로, 제상 운전 중의 배관 내의 동결을 방지할 수 있고, 또한 냉매가 액-냉매 열교환기에서 온도 저하되는 것을 방지하고, 냉매의 열을 증발기에서의 제상에 유효하게 이용할 수 있고, 제상 운전의 효율을 양호하게 할 수 있다.According to the heat pump type hot water heater having the above configuration, since the hot water is introduced into the liquid-refrigerant heat exchanger even during the defrosting operation, it is possible to prevent freezing in the pipe during the defrosting operation, and also that the refrigerant is lowered in the liquid-refrigerant heat exchanger. The heat of the refrigerant can be effectively used for the defrost in the evaporator, and the efficiency of the defrost operation can be improved.

또한, 상기 히트 펌프식 급탕기는 외기 온도를 검지하는 외기 온도 검지부를 더 구비하고, 외기 온도 검지부에서 검지된 온도가 소정의 온도 이하로 된 경우에 상기 고온액 도입 동작을 행하는 것이 바람직하다. 이와 같이 하면, 고온액 도입 동작을 행하지 않아도 배관의 동결이 발생하지 않을 정도의 외기 온도인 경우에는 고온액 도입 동작을 행하지 않고, 배관의 동결이 발생할 우려가 있는 외기 온도의 경우에만 고온액 도입 동작을 행함으로써, 에너지 효율이 불필요하게 저하되는 것을 적절하게 방지할 수 있다.In addition, the heat pump type hot water heater further includes an outside air temperature detecting unit that detects the outside air temperature, and preferably performs the hot liquid introduction operation when the temperature detected by the outside air temperature detecting unit becomes a predetermined temperature or less. In this case, the hot liquid introduction operation is not performed at the outside temperature where the freezing of the pipe does not occur even if the hot liquid introduction operation is not performed, and the freezing of the pipe is likely to occur. By doing so, it is possible to appropriately prevent the energy efficiency from being lowered unnecessarily.

또한, 상기 히트 펌프식 급탕기는 상기 고온액 도입 동작의 개시 시에 상기 액-냉매 열교환기로부터 유출된 액체가 저장 탱크를 바이패스하는 경로로 되도록 상기 경로 전환 기구를 전환하는 것이 바람직하다.Further, the heat pump type hot water heater preferably switches the path switching mechanism such that the liquid flowing out of the liquid-cooling heat exchanger is a path for bypassing the storage tank at the start of the hot liquid introduction operation.

또한, 상기 히트 펌프식 급탕기는 액-냉매 열교환기에 유입되는 액체의 온도를 검지하는 유입액 온도 검출부를 더 구비하고, 고온액 도입 동작은 상기 유입액 온도 검출부에서 검출되는 온도가 소정의 온도 이상으로 된 것, 또는 소정의 시간이 경과된 것 중 어느 하나를 만족시키는 경우에 종료하는 것이 바람직하다. 이와 같이 하면, 온수를 확실하게 액-냉매 열교환기에 도입할 수 있다.The heat pump type hot water heater may further include an inflow liquid temperature detector configured to detect a temperature of a liquid flowing into the liquid-refrigerant heat exchanger, and the high temperature liquid introduction operation may include a temperature detected by the inflow liquid temperature detector greater than or equal to a predetermined temperature. It is preferable to terminate the process when either one of the predetermined time periods or the predetermined time period has been satisfied. In this way, hot water can be reliably introduced into the liquid-cooling heat exchanger.

그런데, 상기와 같은 배관 내의 동결은, 외기 온도에 따라서는 제상 운전 중 이외(예를 들어, 통상의 비등 운전 중)에도 발생하는 경우가 있고, 이 경우에는 비등 운전이 곤란해지거나 불가능으로 되는 등의 문제가 발생할 우려가 있었다. 그런 점에서, 상기와 같은 고온액 도입 동작을 행하면 동결의 방지를 도모할 수 있다.By the way, the above-mentioned freezing in the piping may occur even during defrosting operation (for example, during normal boiling operation) depending on the outside air temperature, in which case the boiling operation becomes difficult or impossible, etc. There was a risk of problems. In this regard, freezing can be prevented by performing the above-described hot liquid introduction operation.

즉, 본 발명에 관한 히트 펌프식 급탕기는 냉매를 압축하는 압축기와, 상기 압축기로부터 토출되는 고온, 고압의 냉매에 의해 저장 탱크에 저장되는 액체를 가열하는 액-냉매 열교환기와, 상기 액-냉매 열교환기로부터 팽창 밸브를 통해 유입되는 저온, 저압의 냉매를 공기와 열교환시키는 증발기와, 액-냉매 열교환기에서 가열된 액체를 저장하는 저장 탱크와, 저온의 액체를 상기 액-냉매 열교환기로 송출하는 진행 배관과, 상기 액-냉매 열교환기에서 가열된 액체를 상기 저장 탱크로 복귀시키는 복귀 배관을 구비하고, 상기 저온의 액체를 가열하여 상기 저장 탱크에 축적하는 비등 운전을 행하고, 또한 상기 저장 탱크를 바이패스하여 상기 진행 배관 및 복귀 배관을 접속하는 바이패스 배관과, 상기 액-냉매 열교환기로부터 유출된 액체가 저장 탱크로 보내지는 경로와 저장 탱크를 바이패스하는 경로를 전환하는 경로 전환 기구와, 상기 액-냉매 열교환기에 유입되는 액체의 온도를 검지하는 유입액 온도 검출부를 구비하는 히트 펌프식 급탕기에 있어서, 상기 유입액 온도 검출부에서 검출되는 온도가 소정의 시간에 걸쳐서 소정의 온도 이하였던 경우, 상기 액-냉매 열교환기로부터 유출된 액체가 저장 탱크를 바이패스하는 경로로 되도록 상기 경로 전환 기구를 전환하고, 상기 저온의 액체보다도 고온의 액체를 상기 액-냉매 열교환기에 도입하고, 또한 상기 액-냉매 열교환기로부터 유출된 액체를 상기 비등 운전 시보다도 적은 유량으로 바이패스 배관을 통해 순환시켜, 상기 액-냉매 열교환기를 향하는 진행 배관의 동결을 방지하는 동결 방지 운전을 행하는 것을 특징으로 한다.That is, the heat pump type hot water heater according to the present invention includes a compressor for compressing a refrigerant, a liquid-refrigerant heat exchanger for heating a liquid stored in a storage tank by a high temperature and high pressure refrigerant discharged from the compressor, and the liquid-refrigerant heat exchanger. Evaporator for heat-exchanging the low-temperature and low-pressure refrigerant introduced from the air through the expansion valve with air, a storage tank for storing the liquid heated in the liquid-cooling heat exchanger, and the process of sending the low-temperature liquid to the liquid-cooling heat exchanger. And a return pipe for returning the liquid heated in the liquid-refrigerant heat exchanger to the storage tank, performing a boiling operation of heating the low temperature liquid to accumulate in the storage tank, and Bypass piping for passing through and connecting the traveling pipe and the return pipe, and the liquid discharged from the liquid-cooling heat exchanger to the storage tank. A heat pump type hot water heater comprising: a path switching mechanism for switching a path to be sent and a path for bypassing a storage tank; and an inflow liquid temperature detector configured to detect a temperature of a liquid flowing into the liquid-refrigerant heat exchanger. When the temperature detected at is lower than or equal to a predetermined temperature over a predetermined time, the path switching mechanism is switched so that the liquid flowing out of the liquid-cooling heat exchanger is a path for bypassing the storage tank, The hot liquid is introduced into the liquid-cooling heat exchanger, and the liquid flowing out of the liquid-cooling heat exchanger is circulated through the bypass pipe at a flow rate lower than that of the boiling operation, so that the traveling pipe is directed to the liquid-cooling heat exchanger. Characterized in that the anti-freeze operation to prevent the freezing.

또한, 본 발명에 관한 히트 펌프식 급탕기는 냉매를 압축하는 압축기와, 상기 압축기로부터 토출되는 고온, 고압의 냉매에 의해 저장 탱크에 저장되는 액체를 가열하는 액-냉매 열교환기와, 상기 액-냉매 열교환기로부터 팽창 밸브를 통해 유입되는 저온, 저압의 냉매를 공기와 열교환시키는 증발기와, 저온의 액체를 상기 액-냉매 열교환기로 송출하는 진행 배관과, 상기 액-냉매 열교환기에서 가열된 액체를 상기 저장 탱크로 복귀시키는 복귀 배관을 구비하고, 상기 저온의 액체를 가열하여 상기 저장 탱크에 축적하는 비등 운전을 행하고, 또한 상기 액-냉매 열교환기로부터 유출된 액체가 상기 저장 탱크를 바이패스하도록 상기 진행 배관 및 복귀 배관을 접속하는 바이패스 배관과, 상기 액-냉매 열교환기로부터 유출된 액체가 저장 탱크로 보내지는 경로와 저장 탱크를 바이패스하는 경로를 전환하는 경로 전환 기구를 구비하는 히트 펌프식 급탕기에 있어서, 상기 액-냉매 열교환기로부터 유출된 액체가 저장 탱크를 바이패스하는 경로로 되도록 상기 경로 전환 기구를 전환하고, 상기 저온의 액체보다도 고온의 액체를 상기 액-냉매 열교환기에 도입하는 고온액 도입 동작을 행한 후, 고온의 냉매를 상기 증발기에 도입하는 고온 냉매 도입 동작을 행하고, 또한 상기 액-냉매 열교환기로부터 유출된 액체를 상기 비등 운전 시보다도 적은 유량으로 바이패스 배관을 통해 순환시키는 바이패스 순환 동작을 행하는 것을 특징으로 한다.In addition, the heat pump type hot water heater according to the present invention includes a compressor for compressing a refrigerant, a liquid-refrigerant heat exchanger for heating a liquid stored in a storage tank by a high temperature and high pressure refrigerant discharged from the compressor, and the liquid-refrigerant heat exchanger. Storing an evaporator for heat-exchanging the low-temperature and low-pressure refrigerant introduced into the liquid-cooling heat exchanger from the liquid-cooling heat exchanger; A return piping for returning to the tank, and performing a boiling operation for heating the low temperature liquid to accumulate in the storage tank and further allowing the liquid flowing out of the liquid-cooling heat exchanger to bypass the storage tank. And a bypass pipe connecting the return pipe, and the liquid discharged from the liquid-coolant heat exchanger is sent to the storage tank. A heat pump type hot water heater having a path switching mechanism for switching a path for bypassing a furnace and a storage tank, wherein the path switching mechanism is configured such that the liquid discharged from the liquid-coolant heat exchanger is a path for bypassing the storage tank. A high temperature liquid introduction operation for switching to and introducing a liquid higher in temperature than the low temperature liquid into the liquid-refrigerant heat exchanger, and then performing a high temperature refrigerant introduction operation for introducing a high-temperature refrigerant into the evaporator, and further performing the liquid-refrigerant heat exchange. And a bypass circulation operation for circulating the liquid flowing out of the air through the bypass pipe at a flow rate lower than during the boiling operation.

본 발명에 따르면, 외기 조건이 극저온으로 된 경우라도, 제상 운전 중이나 비등 운전 중의 배관 내의 물의 동결을 방지할 수 있고, 안정된 비등 운전을 행할 수 있다.According to the present invention, even when the external air condition becomes cryogenic, freezing of water in the pipe during defrosting operation or boiling operation can be prevented, and stable boiling operation can be performed.

본 발명의 다른 목적, 특징 및 이점은 첨부 도면에 관한 이하의 본 발명의 실시예의 기재로부터 명백해질 것이다.Other objects, features and advantages of the present invention will become apparent from the following description of the embodiments of the present invention taken in conjunction with the accompanying drawings.

도 1은 본 발명의 일 실시 형태에 관한 히트 펌프식 급탕기의 계통 구성도이다.
도 2는 본 발명의 일 실시 형태에 관한 히트 펌프식 급탕기의 제상 운전 제어의 흐름도이다.
도 3은 본 발명의 다른 실시 형태에 관한 히트 펌프식 급탕기의 계통 구성도이다.1 is a system configuration diagram of a heat pump type hot water heater according to one embodiment of the present invention.
2 is a flowchart of defrosting operation control of the heat pump type hot water heater according to the embodiment of the present invention.
3 is a system configuration diagram of a heat pump type hot water heater according to another embodiment of the present invention.

도 1에 본 발명의 일 실시 형태에 관한 히트 펌프식 급탕기의 계통 구성도를, 도 2에 본 실시 형태의 특징 부분인 제상 운전 제어의 제어 흐름도를 도시한다.The system block diagram of the heat pump type hot water heater which concerns on one Embodiment of this invention in FIG. 1 is shown the control flowchart of the defrosting operation control which is a characteristic part of this embodiment in FIG.

도 1에 도시한 바와 같이, 본 실시 형태의 히트 펌프식 급탕기는 도면의 좌측에 도시하는 액-냉매 열교환기(본 실시 형태에서는, 물-냉매 열교환기)를 포함하는 냉매 사이클을 상자체 내부에 탑재한 히트 펌프 유닛(1)과, 도면의 우측에 도시하는 저장 탱크로서의 저탕 탱크(9)를 포함시킨 급탕 사이클을 상자체 내부에 탑재한 탱크 유닛(2)을 구비하여 구성된다. 히트 펌프 유닛(1) 및 탱크 유닛(2)은 히트 펌프식 급탕기의 시공 현장에서 접속 배관(3)을 사용하여 접속하는 구조로 되어 있다. 또한, 접속 배관(3)은 시공 시에 선정되므로, 현지의 상황에 따라서 길이, 굴곡수, 단열재의 종류가 다르다.As shown in Fig. 1, the heat pump type hot water heater of the present embodiment includes a refrigerant cycle including a liquid-refrigerant heat exchanger (in this embodiment, a water-refrigerant heat exchanger) shown on the left side of the drawing. And a tank unit 2 mounted with a heat pump unit 1 mounted therein and a hot water cycle including a water storage tank 9 as a storage tank shown on the right side of the drawing. The heat pump unit 1 and the tank unit 2 are structured to be connected using the connection pipe 3 at the construction site of the heat pump type hot water heater. In addition, since the connection pipe 3 is selected at the time of construction, the length, the number of bends, and the kind of the heat insulating material differ depending on the local situation.

냉매 사이클은 냉매를 압축하는 압축기(4)와, 압축기(4)로부터 토출되는 고온, 고압의 냉매가 저탕 탱크(9)로부터 유도된 물과 열교환하는 액-냉매 열교환기로서의 물-냉매 열교환기(5)와, 물-냉매 열교환기(5)로부터 유출된 냉매가 감압되는 감압 밸브(6)와, 감압 밸브(6)에 의해 감압된 저온ㆍ저압의 냉매가 공기와 열교환하는 증발기(7)가, 냉매 배관에 의해 환형상으로 접속되는 구성으로 되어 있다. 증발기(7)는 팬(8)에 의해 도입된 외기와 열교환하는 구조로 되어 있다.The refrigerant cycle consists of a compressor (4) for compressing the refrigerant and a water-refrigerant heat exchanger as a liquid-refrigerant heat exchanger in which the high-temperature and high-pressure refrigerant discharged from the compressor (4) exchanges heat with water derived from the boiling water tank (9). 5), a pressure reducing valve 6 through which the refrigerant flowing out of the water-cooling heat exchanger 5 is depressurized, and an evaporator 7 through which the low-temperature / low pressure refrigerant depressurized by the pressure reducing valve 6 exchanges with air. The structure is connected in an annular shape by the refrigerant pipe. The evaporator 7 is structured to exchange heat with the outside air introduced by the fan 8.

물 사이클은 소정량의 탕을 축적하는 저탕 탱크(9)와, 저탕 탱크(9)의 저부의 물이 유도되는 순환 펌프(10)와, 순환 펌프(10)로부터 토출된 물이 냉매와 열교환하는 물-냉매 열교환기(5)가, 순환 배관에 의해 환형상으로 접속되는 구성으로 되어 있다. 물-냉매 열교환기(5)로부터 토출된 물은 저탕 탱크(9)의 정상부로 복귀된다. 또한, 저탕 탱크(9)의 저부에는 급수 배관(11)을 통해 수도 등의 급수원(도시하지 않음)이 접속되고, 정상부에는 사용 개소에 급탕하기 위한 급탕 배관(12)이 접속되어 있다.The water cycle includes a storage tank 9 for accumulating a predetermined amount of water, a circulation pump 10 through which water at the bottom of the storage tank 9 is guided, and water discharged from the circulation pump 10 exchanges heat with the refrigerant. The water-refrigerant heat exchanger 5 is configured to be connected in an annular shape by a circulation pipe. The water discharged from the water-refrigerant heat exchanger 5 is returned to the top of the water storage tank 9. Further, a water supply source (not shown) such as tap water is connected to the bottom of the water storage tank 9 through a water supply pipe 11, and a hot water supply pipe 12 for supplying water to a use place is connected to the top portion.

또한, 이 히트 펌프식 급탕기에는 저온의 액체[본 실시 형태에서는, 저탕 탱크(9) 저부로부터의 저온수]를 물-냉매 열교환기(5)로 보내는 진행 배관(3A)과, 물-냉매 열교환기(5)에서 가열된 물을 저탕 탱크(9)로 복귀시키는 복귀 배관(3B)이 설치된다. 물-냉매 열교환기로의 진행 배관(3A) 및 복귀 배관(3B)은 접속 배관(3)을 사용하여 구성된다. 진행 배관(3A) 및 복귀 배관(3B)에는 물-냉매 열교환기(5)로부터 도출된 물이 탱크(9)를 바이패스하기 위한 바이패스 배관(13)이 접속된다.In addition, the heat pump type hot water heater includes a traveling pipe 3A for sending a low temperature liquid (low temperature water from the bottom of the water storage tank 9 in this embodiment) to the water-cooling heat exchanger 5, and a water-cooling heat exchanger. A return pipe 3B for returning the water heated in the machine 5 to the water storage tank 9 is provided. The traveling pipe 3A and the return pipe 3B to the water-refrigerant heat exchanger are configured using the connecting pipe 3. The bypass pipe 13 for connecting the tank 9 to the water drawn from the water-cooling heat exchanger 5 is connected to the traveling pipe 3A and the return pipe 3B.

또한, 이 히트 펌프식 급탕기에는 물-냉매 열교환기(5)로부터 도출된 물이 저탕 탱크(9)로 보내지는 경로와 저탕 탱크(9)를 바이패스하는 경로를 전환하는 경로 전환 기구가 설치된다. 구체적으로는, 접속 배관(3)과 바이패스 배관(13)의 접속 개소에, 물의 경로를 전환하는 경로 전환 기구로서의 전환 밸브(14)가 설치되어 있다. 이 전환 밸브(14)는 물-냉매 열교환기로의 진행 배관(3A)과 바이패스 배관(13)의 접속 개소에 설치되어 있다. 또한, 경로 전환 기구로서는, 전환 밸브(14) 이외에도, 접속 배관(3) 및 바이패스 배관(13)에 각각 구비되는 개폐 밸브에 의해 구성되는 것이라도 좋다.The heat pump type hot water heater is also provided with a path switching mechanism for switching the path from which the water drawn from the water-refrigerant heat exchanger 5 is sent to the water storage tank 9 and the path for bypassing the water storage tank 9. . Specifically, the switching valve 14 as a path switching mechanism for switching the water path is provided at the connection point between the connection pipe 3 and the bypass pipe 13. This switching valve 14 is provided in the connection location of the 3 A of traveling piping to a water-cooling heat exchanger, and the bypass piping 13. As shown in FIG. In addition to the switching valve 14, the path switching mechanism may be configured by an on / off valve provided in the connecting pipe 3 and the bypass pipe 13, respectively.

또한, 상기 바이패스 배관(13)은 탱크 유닛(2)에 구비되고, 후술하는 바이패스 순환 동작(또는, 온수 순환 동작)일 때에는, 히트 펌프 유닛(1) 및 탱크 유닛(2)에 걸쳐서 온수가 순환하게 된다. 이와 같은 구성에 의해, 가장 동결되기 쉬운 액-냉매 열교환기로의 진행 배관(3A)의 동결을 적절하게 방지할 수 있다. 또한, 순환 펌프(10)는 히트 펌프 유닛(1)에 구비된다.In addition, the bypass pipe 13 is provided in the tank unit 2, and in the bypass circulation operation (or the hot water circulation operation) described later, the hot water is pumped through the heat pump unit 1 and the tank unit 2. Will cycle. By such a configuration, it is possible to appropriately prevent freezing of the traveling pipe 3A to the liquid-refrigerant heat exchanger that is most likely to freeze. In addition, the circulation pump 10 is provided in the heat pump unit 1.

히트 펌프 유닛(1)에는 외기 온도를 검지하는 외기 온도 검지부로서의 외기 온도 센서(15)가 설치되어 있고, 구체적으로는, 외기 온도 센서(15)는 증발기(7)의 근방에 설치되어 있다. 또한, 냉매의 증발기 입구 및 출구에는 각각 증발기 입구 온도 센서(16)와 증발기 출구 온도 센서(17)가 설치되어 있다. 물-냉매 열교환기(5)의 전후의 배관에는 물-냉매 열교환기(5)에 유입되는 물의 온도를 검지하는 유입액 온도 검출부로서의 입수 온도 센서(18)와, 물-냉매 열교환기(5)로부터 유출되는 물의 온도를 검지하는 유출액 온도 검출부로서의 출탕 온도 센서(19)가 설치되어 있다.The heat pump unit 1 is provided with an outside air temperature sensor 15 as an outside air temperature detecting unit that detects the outside air temperature. Specifically, the outside air temperature sensor 15 is provided near the evaporator 7. In addition, an evaporator inlet temperature sensor 16 and an evaporator outlet temperature sensor 17 are provided at the evaporator inlet and outlet of the refrigerant, respectively. Piping before and after the water-refrigerant heat exchanger (5) includes an inlet temperature sensor (18) as an inlet liquid temperature detector for detecting the temperature of water flowing into the water-refrigerant heat exchanger (5), and the water-refrigerant heat exchanger (5). A tapping temperature sensor 19 as a distillate temperature detection unit that detects the temperature of the outflowing water is provided.

다음에, 도 1에 도시한 바와 같이 구성된 히트 펌프식 급탕기에 있어서의 제상 운전 제어를 도 2를 사용하여 상세하게 서술한다.Next, the defrosting operation control in the heat pump type hot water heater comprised as shown in FIG. 1 is demonstrated in detail using FIG.

비등 운전일 때에는, 전환 밸브(14)를 저탕 탱크(9)측에 세트하여, 물-냉매 열교환기(5)에서 가열한 탕을 저탕 탱크(9)에 저탕하는 저탕 운전을 행한다. 또한, 비등 운전일 때에는, 제상 운전이 필요한지의 판단을 실행하여, 외기 온도 센서(15)로부터 얻어지는 외기 온도, 증발기에 유입되는 냉매의 온도를 검지하는 유입 냉매 온도 검출부로서의 증발기 입구 온도 센서(16)로부터 얻어지는 증발기 입구 온도, 증발기로부터 유출되는 냉매의 온도를 검지하는 유출 냉매 온도 검출부로서의 증발기 출구 온도 센서(17)로부터 얻어지는 증발기 출구 온도에 기초하여, 제상 운전이 필요한지의 판단을 실행한다. 구체적으로는, 소정의 제상 운전 개시 조건을 만족시키는 경우에 제상 운전을 실행한다. 소정의 제상 운전 개시 조건은 증발기 입구 온도 센서(16)로부터 얻어지는 증발기 입구 온도 및 증발기 출구 온도 센서(17)로부터 얻어지는 증발기 출구 온도가 소정의 온도에 도달한 경우이다.In the boiling operation, the switching valve 14 is set on the storage tank 9 side to perform a storage operation in which the hot water heated by the water-coolant heat exchanger 5 is stored in the storage tank 9. In the boiling operation, an evaporator inlet temperature sensor 16 serving as an inlet coolant temperature detection unit that detects whether defrosting operation is necessary and detects the outside air temperature obtained from the outside air temperature sensor 15 and the temperature of the refrigerant flowing into the evaporator is performed. On the basis of the evaporator inlet temperature obtained from the evaporator outlet temperature sensor 17 as the outflow refrigerant temperature detection unit detecting the evaporator inlet temperature obtained from the evaporator and the temperature of the refrigerant flowing out of the evaporator, it is determined whether defrosting operation is necessary. Specifically, defrosting operation is executed when the predetermined defrosting operation start condition is satisfied. The predetermined defrosting operation start condition is a case where the evaporator inlet temperature obtained from the evaporator inlet temperature sensor 16 and the evaporator outlet temperature obtained from the evaporator outlet temperature sensor 17 have reached a predetermined temperature.

제상 운전이 필요하다고 판단된 경우, 다음에 제상 준비 운전이 필요한지의 판단을 실행한다. 구체적으로는, 외기 온도가 제상 준비 운전이 필요해지는 소정의 온도로 된 경우에 제상 준비 운전이 필요하다고 판단된다. 제상 준비 운전이 필요해지는 소정의 온도는 배관 내의 물이 동결될 우려가 있는 온도(예를 들어, －15℃ 이하)이다. 제상 준비 운전에서는, 저온의 물(즉, 저온수)보다도 고온의 물(즉, 탕)을 물-냉매 열교환기(5)에 도입하는 고온수 도입 동작(또는, 온수 도입 동작)을 행한다. 구체적으로는, 히트 펌프 운전을 계속한 채 전환 밸브(14)를 바이패스 배관(13)측에 세트하고, 접속 배관(3), 바이패스 배관(13) 내의 물을 물-냉매 열교환기(5)에 의해 가열하여 온수로 한다.When it is determined that defrosting operation is necessary, it is next judged whether defrost preparation operation is necessary. Specifically, it is determined that the defrost preparation operation is necessary when the outside air temperature becomes a predetermined temperature at which the defrost preparation operation is required. The predetermined temperature at which defrost preparation operation is required is a temperature at which water in the pipe may be frozen (for example, −15 ° C. or lower). In the defrost preparation operation, hot water introduction operation (or hot water introduction operation) is performed in which water (i.e. hot water) that is hotter than cold water (i.e., low temperature water) is introduced into the water-cooling heat exchanger 5. Specifically, the switching valve 14 is set on the bypass pipe 13 side while the heat pump operation is continued, and water in the connection pipe 3 and the bypass pipe 13 is transferred to the water-cooling heat exchanger 5. Heated to make hot water.

이 제상 준비 운전은 소정의 제상 준비 운전 종료 조건을 만족시킬 때까지 행해진다. 소정의 제상 준비 운전 종료 조건은 제상 준비 운전 중에 검지되는 입수 온도 센서(18)의 입수 온도가 소정의 온도(예를 들어, 70℃) 이상으로 된 것, 또는 제상 준비 운전 개시로부터 소정의 시간(예를 들어, 3분)이 경과한 것 중 어느 하나를 만족시키는 경우이다. 단, 이에 한정되는 것은 아니고, 어느 한쪽이라도 좋고, 이것 이외의 것이라도 좋다. 예를 들어, 제상 준비 운전 중에 검지되는 출구 온도 센서(19)가 물의 온도가 소정의 온도 이상으로 된 것을 검출한 경우 등과 같이, 순환하는 물의 온도의 변화에 의한 것이라도 좋다.This defrost preparation operation is performed until a predetermined defrost preparation operation end condition is satisfied. The predetermined defrost preparation operation end condition is that the acquisition temperature of the acquisition temperature sensor 18 detected during the defrost preparation operation is equal to or higher than a predetermined temperature (for example, 70 ° C.) or a predetermined time (from the start of the defrost preparation operation) For example, it is a case where any one of 3 minutes) has passed. However, it is not limited to this, Any one may be sufficient, and other than this may be sufficient. For example, it may be due to the change of the temperature of the water to be circulated, such as when the outlet temperature sensor 19 detected during the defrost preparation operation detects that the temperature of the water is equal to or higher than the predetermined temperature.

이와 같이 제상 준비 운전 종료 조건으로서 입수 온도뿐만 아니라 제상 준비 운전 시간을 설치하고 있는 것은, 실제의 제품에서는 접속 배관(3)의 길이나 배관 단열의 상태 등에 따라서 입수 온도가 소정의 온도까지 올라가지 않을 가능성이 있고, 그 경우에는 본래 필요로 하는 제상 운전과는 다른 운전을 길게 행하게 되어, 바람직하지 않기 때문이다.Thus, the fact that not only the acquisition temperature but also the defrost preparation operation time is provided as the defrost preparation operation termination condition, in actual products, the acquisition temperature may not rise to a predetermined temperature depending on the length of the connection pipe 3 or the condition of the pipe insulation. In this case, the operation different from the defrosting operation originally required is long, which is undesirable.

제상 준비 운전의 종료 후, 제상 운전을 개시한다. 제상 운전에서는, 고온의 냉매를 증발기(7)에 도입하는 고온 냉매 도입 동작을 행하여 증발기(7)에 부착된 서리를 녹인다. 이 방법으로서는, 압축기의 토출 냉매를 고온인 채로 증발기에 도입하는 핫 가스 제상이나, 히트 펌프 사이클을 역회전시키는 역사이클 제상이 있고, 본 실시 형태에 관한 히트 펌프식 급탕기에서는, 감압 밸브(6)로서 개방도 조정 가능한 전자기 팽창 밸브를 사용하여, 전자기 팽창 밸브의 개방도를 비등 운전 시보다도 크게 하고, 비등 운전 시보다도 고온의 냉매를 증발기(7)에 도입한다.After the defrost preparation operation is finished, the defrost operation is started. In the defrosting operation, a high temperature refrigerant introduction operation of introducing a high temperature refrigerant into the evaporator 7 is performed to melt frost attached to the evaporator 7. As this method, there are a hot gas defrost in which the discharge refrigerant of the compressor is introduced into the evaporator with a high temperature, and a reverse cycle defrost in which the heat pump cycle is reversed. In the heat pump type hot water heater according to the present embodiment, the pressure reducing valve 6 As an electromagnetic expansion valve whose opening degree is adjustable, the opening degree of the electromagnetic expansion valve is made larger than in boiling operation, and a refrigerant having a higher temperature is introduced into the evaporator 7 than in boiling operation.

또한, 제상 운전 중에는 물-냉매 열교환기(5)로부터 도출된 물을 바이패스 배관(13)을 통해 순환시키는 바이패스 순환 동작을 행한다. 구체적으로는, 바이패스 순환 동작에서는 비등 운전 시보다도 적은 소정의 유량으로 물이 흐르는 것처럼 제어된다. 구체적으로는, 비등 운전 시의 유량은 약 1.0L/분인 것에 비해, 바이패스 순환 동작의 상기 소정의 유량은 약 0.1 내지 0.2L/분으로 된다.In addition, during the defrosting operation, a bypass circulation operation of circulating the water drawn from the water-refrigerant heat exchanger 5 through the bypass pipe 13 is performed. Specifically, in the bypass circulation operation, the water is controlled as if water flows at a predetermined flow rate smaller than that at the time of boiling operation. Specifically, the predetermined flow rate in the bypass circulation operation is about 0.1 to 0.2 L / min, while the flow rate during boiling operation is about 1.0 L / min.

보다 구체적으로는, 순환 펌프(10)의 회전수를 소정의 저속 회전수에 세트한다. 여기서, 소정의 저속 회전수는 통상의 비등 운전 시의 회전수보다도 낮고, 또한 배관의 냉온수가 순환하는 회전수로 하는 것이 바람직하다. 단, 순환 펌프(10)의 회전수를 비등 운전 시보다 저하시키는 것 이외에도, 순환 펌프(10)를 간헐적(또는, 단속적)으로 구동시키는 것이라도 좋다.More specifically, the rotation speed of the circulation pump 10 is set to a predetermined low speed rotation speed. Here, it is preferable that the predetermined low speed rotation speed is lower than the rotation speed in normal boiling operation, and it is set as the rotation speed which the hot and cold water of a piping circulates. However, in addition to lowering the rotation speed of the circulation pump 10 than in the boiling operation, the circulation pump 10 may be driven intermittently (or intermittently).

이 제상 운전은 소정의 제상 운전 종료 조건을 만족시킬 때까지 행해진다. 여기서, 히트 펌프 유닛(1)이 배치되는 장소의 외기 온도에 따라서는, 이미 서리가 제거되어 있음에도 증발기 출구 온도 센서(17)의 증발기 출구 온도가 소정의 온도까지 상승하지 않는 경우가 있다. 이 경우에는 서리가 제거되어 있음에도 제상 운전을 계속하게 되어, 불필요한 운전을 행하게 된다.This defrosting operation is performed until a predetermined defrosting operation end condition is satisfied. Here, depending on the outside air temperature at the place where the heat pump unit 1 is arranged, the evaporator outlet temperature of the evaporator outlet temperature sensor 17 may not rise to a predetermined temperature even if frost is already removed. In this case, defrosting operation is continued even though frost is removed, and unnecessary operation is performed.

따라서, 상기 소정의 제상 운전 종료 조건은 소정의 제상 운전 종료 온도 조건을 만족시키는 것, 또는 소정의 제상 운전 종료 시간 조건을 만족시키는 것 중 어느 하나를 만족시키는 경우로 된다. 단, 이에 한정되는 것은 아니고, 어느 한쪽이라도 좋고, 이것 이외의 것이라도 좋다. 예를 들어, 이것 이외의 제상 운전 종료 조건의 예로서는, 외기 온도 센서(15)의 검출값과 증발기 입구 온도 센서(16)의 검출값의 온도차가 소정 범위 이내로 된 경우와 같이, 외기 온도를 가미한 온도 변화의 조건이라도 좋다.Therefore, the predetermined defrosting operation termination condition is a case where any one of satisfying the predetermined defrosting operation termination temperature condition or satisfying the predetermined defrosting operation termination time condition is satisfied. However, it is not limited to this, Any one may be sufficient, and other than this may be sufficient. For example, as an example of the defrosting operation termination conditions other than this, the temperature which added the outside air temperature like the case where the temperature difference between the detection value of the outside air temperature sensor 15 and the detected value of the evaporator inlet temperature sensor 16 fell within the predetermined range. The condition of change may be sufficient.

우선, 소정의 제상 운전 종료 온도 조건에 대해 설명하면, 적어도, 증발기 출구 온도 센서(17)의 증발기 출구 온도가 소정의 온도(예를 들어, 7℃) 이상으로 된 경우이다. 또한, 제상을 확실하게 행하기 위해, 증발기 입구 온도 센서(16)의 증발기 입구 온도도 이용하고 있다. 구체적으로는, 상기 증발기 입구 온도가 소정의 온도 및 증발기 출구 온도가 소정의 온도(예를 들어, 7℃) 이상으로 된 경우를 상기 제상 운전 종료 온도 조건으로 하고 있다. 단, 이에 한정되는 것은 아니고, 어느 한쪽이라도 좋고, 이것 이외의 것이라도 좋다. 또한, 상기 소정의 제상 운전 종료 시간 조건은 제상 운전 개시로부터 소정의 시간(예를 들어, 10분)이 경과한 경우이다.First, the predetermined defrosting operation end temperature condition will be described, at least in the case where the evaporator outlet temperature of the evaporator outlet temperature sensor 17 becomes a predetermined temperature (eg, 7 ° C.) or more. In addition, in order to reliably perform defrosting, the evaporator inlet temperature of the evaporator inlet temperature sensor 16 is also used. Specifically, the case where the evaporator inlet temperature becomes a predetermined temperature and the evaporator outlet temperature becomes a predetermined temperature (for example, 7 ° C.) or more is set as the defrosting operation end temperature condition. However, it is not limited to this, Any one may be sufficient, and other than this may be sufficient. The predetermined defrosting operation end time condition is a case where a predetermined time (for example, 10 minutes) elapses from the start of the defrosting operation.

제상 운전이 종료되면, 비등 운전으로 이행한다.When the defrosting operation is finished, the operation shifts to boiling operation.

상기 제어에 의해, 외기온이 극저온으로 된 경우라도, 제상 운전 중의 배관 내는 온수로 가득 차고, 또한 온수를 순환시키기 위해 배관 내에 있어서의 동결을 방지할 수 있고, 또한 고온의 온수가 순환하고 있으므로, 물-냉매 열교환기(5)를 흐르는 냉매로부터 제상의 에너지를 빼앗는 일이 없으므로, 제상 운전으로의 영향을 억제할 수 있다.According to the above control, even when the outside air temperature becomes extremely low temperature, the inside of the pipe during the defrosting operation is filled with hot water, and in order to circulate the hot water, freezing in the pipe can be prevented, and hot water is circulated. Since the energy of the defrost is not deprived from the refrigerant flowing through the refrigerant heat exchanger 5, the influence on the defrosting operation can be suppressed.

그런데, 상기와 같은 배관 내의 동결은, 외기 온도에 따라서는 제상 운전 중 이외(예를 들어, 통상의 비등 운전 중)에도 발생하는 경우가 있고, 이 경우에는 비등 운전이 곤란해지거나 불가능으로 되는 등의 문제가 발생할 우려가 있다. 그 점에서, 상기와 같은 온수 도입 동작을 행하면 동결의 방지를 도모할 수 있다.By the way, the above-mentioned freezing in the piping may occur even during defrosting operation (for example, during normal boiling operation) depending on the outside air temperature, in which case the boiling operation becomes difficult or impossible, etc. There may be a problem. In view of the above, freezing can be prevented by performing the hot water introduction operation as described above.

즉, 본 실시 형태에 관한 히트 펌프식 급탕기는 제상 운전의 필요에 관계없이, 도 2에 도시한 바와 같이 입수 온도 센서(18)에서 검출되는 물-냉매 열교환기(5)로의 입수 온도가 소정의 시간(예를 들어, 3분)에 걸쳐서 소정의 온도(예를 들어, 3℃ 이하)였던 경우, 강제적으로 상술한 바이패스 순환 동작을 행하는 동결 방지 운전을 실행한다.That is, regardless of the need for defrosting operation, the heat pump type hot water heater according to the present embodiment has a predetermined temperature for the water-refrigerant heat exchanger 5 detected by the water temperature sensor 18 as shown in FIG. 2. When the temperature is a predetermined temperature (for example, 3 ° C. or less) over a time (for example, 3 minutes), the freezing prevention operation of forcibly performing the bypass circulation operation described above is executed.

동결 방지 운전은, 구체적으로는 물-냉매 열교환기(5)로부터 유출된 물이 저탕 탱크(9)를 바이패스하는 경로로 되도록 경로 전환 기구를 전환하고, 저온의 물보다도 고온의 물을 물-냉매 열교환기(5)에 도입하고, 또한 물-냉매 열교환기(5)로부터 유출된 물을 바이패스 배관(13)을 통해 순환시켜, 물-냉매 열교환기(5)를 향하는 진행 배관(3A)의 동결을 방지한다.In the freezing prevention operation, specifically, the path switching mechanism is switched so that the water flowing out of the water-cooling heat exchanger 5 is a path for bypassing the water storage tank 9, and the water higher in temperature than the low temperature water is used. Introduced into the refrigerant heat exchanger (5), and the water flowing out of the water-refrigerant heat exchanger (5) is circulated through the bypass pipe (13), and the traveling pipe (3A) toward the water-coolant heat exchanger (5) To prevent freezing.

이 동결 방지 운전을 실시함으로써, 비등 운전 중에 배관 내의 물이 동결하고 있었다고 해도 얼음을 녹이는 것이 가능해지고, 배관 동결에 의한 비등 운전의 문제를 방지할 수 있다.By performing this freeze prevention operation, even if the water in the pipe is frozen during the boiling operation, it is possible to melt the ice, and the problem of the boiling operation due to the freezing of the pipe can be prevented.

그리고, 이 동결 방지 운전을 행한 경우에는, 계속해서 상기 제상 운전을 행한다. 이는, 동결 방지 운전 및 제상 준비 운전에 있어서 행해지는 동작이 동일한 온수 순환 동작이고, 물-냉매 열교환기(5)나 바이패스 배관(13)에 온수가 도입되므로, 그대로 제상 운전으로 이행하는 쪽이 통상의 비등 운전으로 이행하는 것에 비해 물-냉매 열교환기(5)나 바이패스 배관(13)에 도입된 온수가 불필요해지지 않고, 또한 가령 이 시점에서 증발기(7)가 착상되어 있었다고 해도 이 서리를 제거할 수 있으므로, 에너지 효율이 양호해지기 때문이다.And when this freeze prevention operation | movement is performed, the said defrosting operation is performed continuously. This is because the operations performed in the freezing prevention operation and the defrost preparation operation are the same hot water circulation operation, and hot water is introduced into the water-refrigerant heat exchanger 5 or the bypass pipe 13, so that the transition to the defrost operation is performed as it is. The hot water introduced to the water-refrigerant heat exchanger 5 or the bypass pipe 13 is not required as compared to the ordinary boiling operation, and even if the evaporator 7 is formed at this point, the frost is removed. It is because it can remove, and energy efficiency becomes favorable.

또한, 본 발명에 관한 히트 펌프식 급탕기는 상기 실시 형태의 구성으로 한정되는 것이 아니라, 발명의 취지를 일탈하지 않는 범위 내에서 다양한 변경이 가능하다.In addition, the heat pump type hot water supply machine which concerns on this invention is not limited to the structure of the said embodiment, A various change is possible within the range which does not deviate from the meaning of invention.

예를 들어, 상기 실시 형태에 있어서는, 히트 펌프 회로를 이용하여 비등된 온수가 저탕 탱크(9)에 저장되고, 급탕 시에는 이 저탕 탱크(9)로부터 온수가 급탕 단말에서 급탕되는 것이었지만, 이에 한정되는 것은 아니고, 예를 들어 급탕 단말에서 급탕되는 온수는, 저온수를 저장 탱크에 저장된 고온의 액체와의 열교환에 의해 간접적으로 가열되어 생성되는 것이고, 저장 탱크는 히트 펌프 회로에 의해 가열되는 액체를 저장하는 것이라도 좋다. 이 경우, 상기 액체는 열매체로서 기능하는 것이면 좋고, 물이라도 좋고, 브라인이라도 좋다. 예를 들어, 저장 탱크에 저장된 고온의 액체에 의해 저온수를 물-액 열교환기에서 간접적으로 열교환하여 가열하고, 급탕 단말에서 급탕되는 온수를 생성하여 급탕 단말에서 급탕하는 것이다.For example, in the above embodiment, the hot water boiled using the heat pump circuit is stored in the hot water tank 9, and at the time of hot water, hot water is hot water from the hot water tank 9 at the hot water supply terminal. For example, the hot water heated in the hot water supply terminal is produced by indirectly heating the low temperature water by heat exchange with the hot liquid stored in the storage tank, and the storage tank is a liquid heated by the heat pump circuit. It may be saved. In this case, the liquid may function as a heat medium, may be water, or may be brine. For example, low-temperature water is indirectly heat-exchanged in a water-liquid heat exchanger by hot liquid stored in a storage tank, and hot water is heated in a hot water supply terminal to generate hot water.

이를 다른 실시 형태로서, 도 3에 도시한다. 도 3의 구성과 도 1의 구성에서 실질적으로 다른 것은, 열매체의 액체를 축적하는 탱크와 급탕 단말(도시 생략) 사이에, 물-액 열교환기(20)를 구비하는 것이다. 그 밖의 구성은, 도시한 바와 같이 실질적으로 동일하지만, 부호 및 호칭을 일부 바꾸고 있다. 즉, 탱크에 축적되는 가열된 물 혹은 물 이외의 액체로 저온수를 간접적으로 가열하는 것에 대응하여, 액-냉매 열교환기(5'), 저장 탱크(9'), 순환액 입구 배관(11'), 순환액 출구 배관(12'), 입구 온도 센서(18'), 출구 온도 센서(19')와 같이 바꾸었다.This is shown in FIG. 3 as another embodiment. Substantially different from the configuration of FIG. 3 and the configuration of FIG. 1, a water-liquid heat exchanger 20 is provided between the tank for accumulating the liquid of the heat medium and the hot water supply terminal (not shown). Other configurations are substantially the same as shown in the figure, but partly change the signs and the names. That is, the liquid-cooling heat exchanger 5 ', the storage tank 9', and the circulating fluid inlet pipe 11 'in response to indirectly heating the low temperature water with heated water or a liquid other than water accumulated in the tank. ), The circulating fluid outlet pipe 12 ', the inlet temperature sensor 18', and the outlet temperature sensor 19 '.

이 도 3의 실시 형태에 관한 히트 펌프식 급탕기의 제상 운전 제어는, 도 1의 실시 형태의 제상 운전 제어의 흐름도와 실질적으로 동일해, 설명을 생략한다.Defrosting operation control of the heat pump type hot water heater which concerns on this Embodiment of FIG. 3 is substantially the same as the flowchart of the defrosting operation control of Embodiment of FIG. 1, and abbreviate | omits description.

상기 기재는 실시예에 대해 이루어져 있지만, 본 발명은 그것에 한정되지 않고, 본 발명의 정신과 첨부한 청구의 범위의 범위 내에서 다양한 변경 및 수정을 할 수 있는 것은 당업자에게 있어서 명백하다.Although the said description is made about the Example, this invention is not limited to that, It is clear for those skilled in the art that various changes and correction can be made within the spirit of this invention and the range of an attached claim.

1 : 히트 펌프 유닛
2 : 탱크 유닛
3 : 접속 배관
4 : 압축기
5 : 물-냉매 열교환기
5' : 액-냉매 열교환기
6 : 감압 밸브
7 : 증발기
8 : 팬
9 : 저탕 탱크
9' : 저장 탱크
10 : 순환 펌프
11 : 급수 배관
11' : 순환액 입구 배관
12 : 급탕 배관
12' : 순환액 출구 배관
13 : 바이패스 배관
14 : 전환 밸브
15 : 외기 온도 센서
16 : 증발기 입구 온도 센서
17 : 증발기 출구 온도 센서
18 : 입수 온도 센서
18' : 입구 온도 센서
19 : 출탕 온도 센서
19' : 출구 온도 센서
20 : 물-액 열교환기1: heat pump unit
2: tank unit
3: connection piping
4: compressor
5: water-refrigerant heat exchanger
5 ': liquid-refrigerant heat exchanger
6: pressure reducing valve
7: evaporator
8: fan
9: water storage tank
9 ': storage tank
10: circulation pump
11: water supply pipe
11 ': circulating fluid inlet pipe
12: hot water supply piping
12 ': circulating fluid outlet piping
13: bypass piping
14: switching valve
15: outside temperature sensor
16: evaporator inlet temperature sensor
17: evaporator outlet temperature sensor
18: intake temperature sensor
18 ': inlet temperature sensor
19: tapping temperature sensor
19 ': outlet temperature sensor
20: water-liquid heat exchanger

Claims

A compressor for compressing the refrigerant, a liquid-refrigerant heat exchanger for heating the liquid stored in the storage tank by the high-temperature and high-pressure refrigerant discharged from the compressor, and a low-temperature and low pressure introduced through the expansion valve from the liquid-refrigerant heat exchanger. An evaporator for exchanging the refrigerant with air, a storage tank for storing the liquid heated in the liquid-refrigerant heat exchanger, a traveling pipe for sending a low temperature liquid to the liquid-refrigerant heat exchanger, and A return piping for returning the liquid to the storage tank,
Performing a boiling operation of heating the low temperature liquid and accumulating it in the storage tank,
In addition, a bypass pipe connecting the traveling pipe and the return pipe so that the liquid flowing out of the liquid-cooling heat exchanger bypasses the storage tank, and a path through which the liquid flowing out of the liquid-cooling heat exchanger is sent to the storage tank. And a path switching mechanism for switching a path for bypassing the storage tank,
In a heat pump type hot water heater for introducing a high-temperature refrigerant into the evaporator to perform a defrost operation to melt the frost attached to the evaporator,
A hot liquid introduction operation of introducing a liquid having a temperature higher than that of the low temperature liquid into the liquid-refrigerant heat exchanger before defrosting operation,
During the defrosting operation, a bypass circulation operation for circulating the liquid flowing out of the liquid-cooling heat exchanger through the bypass pipe at a lower flow rate than during the boiling operation is performed.

The outdoor air temperature detection unit according to claim 1, further comprising an external air temperature detection unit configured to detect an outdoor air temperature.
The hot pump type hot water heater, characterized in that the hot liquid introduction operation is performed when the temperature detected by the outside air temperature detection unit becomes equal to or less than a predetermined temperature.

The heat pump type according to claim 1, characterized in that the path switching mechanism is switched so that the liquid flowing out of the liquid-cooling heat exchanger becomes a path for bypassing the storage tank at the start of the hot liquid introduction operation. Water heater.

The heat pump type according to claim 2, wherein the path switching mechanism is switched so that the liquid flowing out of the liquid-cooling heat exchanger becomes a path for bypassing the storage tank at the start of the hot liquid introduction operation. Water heater.

According to claim 1, It further comprises an inflow liquid temperature detector for detecting the temperature of the liquid flowing into the liquid-cooling heat exchanger,
The heat pump type hot water heater is characterized in that the hot liquid introduction operation is terminated when the temperature detected by the inflow liquid temperature detection unit satisfies any one of a temperature exceeding a predetermined temperature or a predetermined time elapsed.

According to claim 2, It further comprises an inflow liquid temperature detector for detecting the temperature of the liquid flowing into the liquid-cooling heat exchanger,
The hot pump introduction operation is completed when the temperature detected by the inflow liquid temperature detection unit satisfies any one of a temperature exceeding a predetermined temperature or a predetermined time elapsed.

According to claim 3, It further comprises an inflow liquid temperature detector for detecting the temperature of the liquid flowing into the liquid-cooling heat exchanger,
The heat pump type hot water heater is characterized in that the hot liquid introduction operation is terminated when the temperature detected by the inflow liquid temperature detection unit satisfies any one of a temperature exceeding a predetermined temperature or a predetermined time elapsed.

According to claim 4, It further comprises an inflow liquid temperature detector for detecting the temperature of the liquid flowing into the liquid-cooling heat exchanger,
The heat pump type hot water heater is characterized in that the hot liquid introduction operation is terminated when the temperature detected by the inflow liquid temperature detection unit satisfies any one of a temperature exceeding a predetermined temperature or a predetermined time elapsed.

A compressor for compressing the refrigerant, a liquid-refrigerant heat exchanger for heating the liquid stored in the storage tank by the high-temperature and high-pressure refrigerant discharged from the compressor, and a low-temperature and low pressure introduced through the expansion valve from the liquid-refrigerant heat exchanger. An evaporator for exchanging the refrigerant with air, a storage tank for storing the liquid heated in the liquid-refrigerant heat exchanger, a traveling pipe for delivering a low temperature liquid to the liquid-refrigerant heat exchanger, and a heating in the liquid-refrigerant heat exchanger. A return piping for returning the collected liquid to the storage tank,
Performing a boiling operation of heating the low temperature liquid and accumulating it in the storage tank,
In addition, a bypass pipe for bypassing the storage tank to connect the traveling pipe and the return pipe, and a path through which the liquid flowed out of the liquid-cooling heat exchanger is sent to the storage tank and a path for bypassing the storage tank. A heat pump type hot water heater comprising a path switching mechanism to be provided and an inflow liquid temperature detector configured to detect a temperature of a liquid flowing into the liquid-refrigerant heat exchanger.
When the temperature detected by the inflow liquid temperature detector is below a predetermined temperature over a predetermined time,
The path switching mechanism is switched so that the liquid flowing out of the liquid-cooling heat exchanger is a path for bypassing the storage tank, and a liquid having a temperature higher than that of the low temperature liquid is introduced into the liquid-cooling heat exchanger, and the liquid- A heat pump, characterized in that the liquid flowing out of the refrigerant heat exchanger is circulated through the bypass pipe at a flow rate lower than that of the boiling operation to perform a freezing prevention operation for preventing freezing of the traveling pipe directed to the liquid-cooling heat exchanger. Hot water heater.

A compressor for compressing the refrigerant, a liquid-refrigerant heat exchanger for heating the liquid stored in the storage tank by the high-temperature and high-pressure refrigerant discharged from the compressor, and a low-temperature and low pressure introduced through the expansion valve from the liquid-refrigerant heat exchanger. An evaporator for exchanging a refrigerant of air with air, a traveling pipe for sending a low temperature liquid to the liquid-cooling heat exchanger, and a return pipe for returning the liquid heated in the liquid-cooling heat exchanger to the storage tank,
Performing a boiling operation of heating the low temperature liquid and accumulating it in the storage tank,
In addition, a bypass pipe connecting the traveling pipe and the return pipe so that the liquid flowing out of the liquid-cooling heat exchanger bypasses the storage tank, and the liquid flowing out of the liquid-cooling heat exchanger is sent to the storage tank. A heat pump type hot water heater having a path switching mechanism for switching between a path and a path bypassing a storage tank,
The hot liquid introduction operation of switching the path switching mechanism so that the liquid flowing out of the liquid-cooling heat exchanger becomes a path for bypassing the storage tank, and introducing a liquid having a temperature higher than that of the low temperature liquid into the liquid-cooling heat exchanger. After doing
Performing a high temperature refrigerant introduction operation for introducing a high temperature refrigerant into the evaporator and performing a bypass circulation operation for circulating the liquid flowing out of the liquid-refrigerant heat exchanger through a bypass pipe at a lower flow rate than during the boiling operation. Heat pump type hot water heater characterized by the above-mentioned.