JP3867547B2 - ヒートポンプ式給湯器 - Google Patents
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Description
【発明の属する技術分野】
本発明はヒートポンプサイクルを利用したヒートポンプ式給湯器に関するものである。
【0002】
【従来の技術】
最近、CO2冷媒を使用するヒートポンプ式給湯器が公知である。この給湯器では、沸き上げ温度を90℃以上の高温に加熱することができ、加熱効率が高いという利点を有するが、貯湯タンク内の液体の温度を衛生面より予め設定された所定温度以上にする必要があり、ヒートポンプ本体に給水される液体の温度が高くなると、加熱効率が低下する。
図3は従来のヒートポンプ式給湯器の構成図であり、図4はヒートポンプ本体の構成図であり、図5は従来の沸き上げ制御動作のフローチャートである。
【0003】
図3において、1は給湯器本体、2は前記本体1内に配設された貯湯タンク、3は前記貯湯タンク2の下部と接続された給水配管、3aはこの給水配管3に設けられた減圧弁、4は前記貯湯タンク2の上部と接続された給湯配管、4aは逃し弁、5は前記貯湯タンク2の外壁面に取り付けられ、貯湯タンク2内の水の温度を検出する温度センサAで、その温度センサA5を貯湯タンク2の外壁面のある所定容量の位置に取り付けることにより、その取り付け位置の検出温度から前記貯湯タンク2内の残湯量も検出する。6は前記貯湯タンク2の下部配管に取り付けられ、ヒートポンプ本体の加熱動作を停止するための温度を検出する温度センサBである。
【0004】
7はヒートポンプ本体10のヒートサイクルで発生した熱を貯湯タンク2内の水に置換するため、冷水管10aと温水管10bとにより貯湯タンク2内の水をヒートポンプ本体10との間で循環させる循環ポンプである。貯湯タンク2下部に接続された冷水管10aより循環ポンプ7でヒートポンプ本体10に水が供給され、ヒートポンプ本体10で加熱された水を貯湯タンク2の上部に接続された温水管10bにより戻し貯湯タンク2内上部より貯湯する。
【0005】
8は前記貯湯タンク2内の水の沸き上げ、及びヒートポンプの運転開始・停止を制御する制御部であり、前記温度センサA5、及び温度センサB6の検出値と沸き上げ温度等を設定する操作部9からの入力値に基づいて、前記ヒートポンプ本体10への加熱動作開始・停止及び循環ポンプ7の運転を制御する。
【0006】
図4おいて、ヒートポンプ本体10のヒートポンプサイクルは圧縮機11、給湯用熱交換器12、膨張弁13、室外熱交換器14、アキュームレータ15を順次冷媒配管10cにより接続して構成されている。ここで、室外熱交換器14に吸熱するためにファン16が取り付けてあり、また、給湯用熱交換器12は圧縮器11より吐出された高圧のガス冷媒と給湯用の水とを熱交換するもので、冷媒が流れる冷媒通路12aと給湯用の水が流れる給湯用水通路12bを有する。
【0007】
次に、従来の沸き上げ制御動作について、図5のフローチャートを用いて説明する。
まず、沸き上げ制御をスタートすると(S1)、制御部8で温度センサA5の取り付け位置の検出温度から貯湯タンク2内の残湯量の有無を検出し(S2)、該残湯量が所定量(例えば200L)以下か否か判断され(S3)、残湯量が所定量以上であれば、沸き上げを行わず、残湯量検出に戻る(S2)。もし、残湯量が所定量以下(S3)であれば、制御部8の指示で循環ポンプ7、及びヒートポンプサイクルを運転してヒートポンプ本体10は一定の加熱能力(例えば4.5KW)で加熱動作を開始し(S4)、貯湯タンク2上部より操作部9で設定された沸き上げ温度T℃(例えば90℃)で湯を沸き上げる(S5)。そして、温度センサB6が所定温度(例えば60℃)を検出すると(S8)、制御部8の指示でヒートポンプ本体10の加熱動作を停止させて(S10)、沸き上げ制御を終了する(S11)。
【0008】
【発明が解決しようとする課題】
従来のヒートポンプ式給湯器は、温度センサA5の取り付け位置の検出温度から貯湯タンク2内の残湯量の有無を検出し、所定量以下になると、ヒートポンプ本体10の加熱動作を開始し、温度センサB6の温度が予め設定された所定温度(例えば60℃)以上になると、ヒートポンプ本体10の加熱動作を停止しているため、加熱動作停止前においては、すべての沸き上げにおいて、ヒートポンプ本体10に給水される液体の温度が高く、加熱効率が悪化するという問題点があった。
【0009】
本発明は、上記のような問題点を解消するためになされたもので、沸き上げ時間帯に応じて加熱動作停止温度を変更し、加熱効率の悪化を防止するようにしたヒートポンプ式給湯器を提供することを目的とする。
【0010】
【課題を解決するための手段】
本発明に係る請求項1記載のヒートポンプ式給湯器は、ヒートポンプサイクルを用いて給湯用の液体を加熱し、その加熱された液体を給湯器本体の貯湯タンク上部より蓄え、貯湯タンク下部より加熱源であるヒートポンプ本体に戻し、貯湯タンク下部又はヒートポンプ本体に戻す液体の温度が貯湯温度より低い予め設定された加熱動作停止温度になると、加熱動作を停止するヒートポンプ式給湯器において、昼間時間帯と夜間時間帯とを判別する通電時間帯判別手段と、昼間時間帯の加熱動作停止温度を夜間時間帯の加熱動作停止温度より低く変更する加熱動作停止温度変更手段とを備えたものである。
【0011】
また、請求項2記載のヒートポンプ式給湯器は、前記加熱動作停止温度変更手段は、加熱動作停止温度を夜間時間帯は55℃以上、昼間時間帯は45℃以下に変更するようにしたものである。
【0012】
【発明の実施の形態】
実施の形態1.
図1は本発明の実施の形態1を示すヒートポンプ式給湯器の構成図、図2は本発明の実施の形態1における沸き上げ制御動作を示すフローチャートである。
なお、本発明の実施の形態1におけるヒートポンプ本体の構成図は図4示した従来の構成と同一であるため、説明を省略する。
図1に示す本発明の実施の形態1における構成図と図3に示す従来のヒートポンプ式給湯器の構成図とで異なる点は、本発明の実施の形態1においては、制御部8の構成だけである。すなわち、本発明の実施の形態1においては、制御部8は、貯湯タンク2内の水の沸き上げ、及びヒートポンプの運転開始・停止を制御する他に、通電時間帯(昼間時間帯、夜間時間帯)を判別する通電時間帯判別手段8aと、通電時間帯判別手段8aの判別結果に基づいてヒートポンプの加熱動作停止温度を変更する加熱動作停止温度変更手段8bとを備えている。
【0013】
本実施の形態1におけるヒートポンプ式給湯器の沸き上げ制御動作について、図2のフローチャートを用いて説明する。
なお、従来例と同一または相当部分については説明を省略する。
【0014】
まず、沸き上げ制御をスタートすると(S1)、制御部8で温度センサA5の取り付
け位置の検出温度から貯湯タンク2内の残湯量の有無を検出し(S2)、該残湯量が所定量(例えば200L)以下か否か判断され(S3)、残湯量が所定量以上であれば、沸き上げを行わず、残湯量検出に戻る(S2)。もし、残湯量が所定量以下(S3)であれば、制御部8の指示で循環ポンプ7、及びヒートポンプサイクルを運転してヒートポンプ本体10は一定の加熱能力(例えば4.5KW)で加熱動作を開始し(S4)、貯湯タンク2上部より操作部9で設定された沸き上げ温度T℃(本例の場合は、90℃)で湯を沸き上げる(S5)。ここで、制御部8の通電時間帯判別手段8aが通電時間帯を検出する(S6)。通電時間帯とは昼間時間帯の朝7時から夜11時までと、夜間時間帯の夜11時から翌朝7時までをいう。
そして、夜間時間帯か否か判断され、夜間時間帯の場合は(S7)、制御部8に設けられた加熱動作停止温度変更手段8bによって加熱動作停止温度がT1(本例の場合は、60℃)に設定され、温度センサB6が加熱動作停止温度T1を検出すると(S8)、制御部8の指示でヒートポンプ本体10の加熱動作を停止させて(S10)、沸き上げ制御を終了する(S11)。
一方、昼間時間帯の場合は(S7)、前記加熱動作停止温度変更手段8bによって加熱動作停止温度がT2(本例の場合は、40℃)に設定され、温度センサB6が加熱動作停止温度T2を検出すると(S9)、制御部8の指示でヒートポンプ本体10の加熱動作を停止させて(S10)、沸き上げ制御を終了する(S11)。ここで、昼間時間帯の加熱動作停止温度T2は、夜間時間帯の加熱動作停止温度T1よりも必ず低く設定される。
【0015】
このように、本実施の形態1によれば、夜間時間帯の沸き上げにおいては、これまでと同じように加熱動作停止温度T1は60℃に設定され、60℃以上にタンク全量を沸き上げるので、衛生面上、確実にレジオネラ症の防止ができ、一方、昼間時間帯の沸き上げにおいては、夜間時間帯の加熱動作停止温度T1よりも低いヒートポンプの加熱動作停止温度T2に変更するので、加熱効率の悪化を防止できる。
【0016】
【発明の効果】
以上のように、本発明に係る請求項1のヒートポンプ式給湯器によれば、所定温度以上にタンク全量を沸き上げてからヒートポンプの運転を停止し、一方、昼間時間帯の沸き上げにおいては、夜間時間帯よりヒートポンプの加熱動作停止温度を低くして運転するので、加熱効率の悪化を防止でき、ランニングコストの増加を低減できる。
【0017】
また、請求項2のヒートポンプ式給湯器によれば、衛生面上、夜間時間帯のヒートポンプの加熱動作停止温度T1を55℃以上とすることで、確実にレジオネラ症の防止ができ、一方、昼間時間帯のヒートポンプの加熱動作停止温度T2を45℃以下とすることで、加熱効率の悪化を確実に防止でき、ランニングコストの増加を低減できる。
【図面の簡単な説明】
【図1】 本発明の実施の形態1を示すヒートポンプ式給湯器の構成図である。
【図2】 本発明の実施の形態1を示す沸き上げ制御動作のフローチャートである。
【図3】 従来のヒートポンプ式給湯器の構成図である。
【図4】 従来のヒートポンプ本体の構成図である。
【図5】 従来のヒートポンプ式給湯器の沸き上げ制御動作のフローチャートである。
【符号の説明】
1 給湯器本体、2 貯湯タンク、5 温度センサA、6 温度センサB、8制御部、8a 通電時間帯判別手段、8b 加熱動作停止温度変更手段、10
ヒートポンプ本体。
Claims (2)
- ヒートポンプサイクルを用いて給湯用の液体を加熱し、その加熱された液体を給湯器本体の貯湯タンク上部より蓄え、貯湯タンク下部より加熱源であるヒートポンプ本体に戻し、貯湯タンク下部又はヒートポンプ本体に戻す液体の温度が貯湯温度より低い予め設定された加熱動作停止温度になると加熱動作を停止するヒートポンプ式給湯器において、昼間時間帯と夜間時間帯とを判別する通電時間帯判別手段と、昼間時間帯の加熱動作停止温度を夜間時間帯の加熱動作停止温度より低く変更する加熱動作停止温度変更手段とを備えていることを特徴とするヒートポンプ式給湯器。
- 前記加熱動作停止温度変更手段は、ヒートポンプの加熱動作停止温度を、夜間時間帯は55℃以上、昼間時間帯は45℃以下に変更することを特徴とする請求項1記載のヒートポンプ式給湯器。
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