JP4910559B2 - ヒートポンプ式給湯機 - Google Patents
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Description
記蒸発器にて吸熱するとともに、前記ポンプを運転させ、前記貯湯タンク内の湯水を前記水―冷媒熱交換器を介して循環させることで、前記貯湯タンク内の湯水を加熱する沸き上げ運転時に、前記除霜開始検知手段が前記蒸発器の除霜を行う除霜運転開始条件を検知したとき、除霜運転開始前に、前記ポンプの流量を一定時間、前記沸き上げ運転時より一定流量減少させて運転する除霜運転準備区間運転を行うととともに、前記ポンプ流量制御手段は、前記沸き上げ運転時、前記除霜運転準備区間運転時、前記除霜運転時のそれぞれにおいて前記ポンプの流量を決定し、かつ、前記除霜運転準備区間運転時の前記ポンプの流量に下限値を設けたことにより、除霜開始前に水−冷媒熱交換器に流入する水の流量を低下させることができ、水−冷媒熱交換器での冷媒の方熱量を抑え、冷媒の持っている高温の熱を蒸発器の除霜運転に使用することができるので、除霜時間を短くすることができる。
図1は、本実施の形態におけるヒートポンプ式給湯機の構成図である。図1において、本実施の形態におけるヒートポンプ式給湯機のヒートポンプ回路10は、インバータ式圧
縮機11、水―冷媒熱交換器12、メイン膨張弁13A、キャピラリチューブ13B、蒸発器14を冷媒配管により順次環状に接続して構成されている。また蒸発器14に空気を送る送風機15が蒸発器14の風下側に設置されており、マイクロコンピュータなどの送風機制御手段(図示せず)により制御されて送風機15が動作することで、蒸発器14に空気を流通させる。また、ヒートポンプ回路10には、圧縮機11の温度を検出するサーミスタ10A、圧縮機11から吐出する冷媒の温度を検出するサーミスタ10B、圧縮機11から吐出する冷媒の圧力を検出する圧力センサ10C、蒸発器14に流通する空気の温度(外気温度)を検出するサーミスタ(外気温度検出手段)10D、蒸発器14の温度を検出するサーミスタ(蒸発器温度検出手段)10Eが配設されている。サーミスタ10Aはコールドスタートの検出を、圧力センサ10Cは圧縮機11またはヒートポンプ回路10の異常検出を主に行うために配設されている。なお、インバータ式圧縮機11は、アキュームレータのない構成にすると、ヒートポンプ式給湯機の小型化、軽量化を図ることができるが、本発明はこれに限定することは無く、アキュームレータのある構成の圧縮機を用いたとしても問題はない。また、ヒートポンプ回路を流通する冷媒には、高圧側が臨界圧力を超える二酸化炭素を用いているので、水―冷媒熱交換器12内を流通する水に熱を奪われて温度が低下しても凝縮することがなく、水―冷媒熱交換器で冷媒と水との間で温度差を形成しやすくなり、高温の湯が得られ、かつ熱交換効率を高くすることができる。
り積層状態で上部に高温の湯が貯湯される。また、サーミスタ(出湯温度検出手段)20Eの値が、サーミスタ(入水温度検出手段)20Dによって検出される入水温度と、貯湯タンク20が決定する所望の沸き上げ温度とにより決定される目標出湯温度になるように、ポンプ23が制御される。以上のように構成されたヒートポンプ式給湯機の除霜運転に関して、以下、説明する。
沸き上げ運転開始後ステップ2に進む。
サーミスタ(出湯温度検出手段)20Eで出湯温度を検出し、ステップ3に進む。
沸き上げ運転開始直後かどうかを判断し、開始直後であればステップ4に進み、開始直後でなければステップ5に進む。
ポンプの初期流量を決定し、ステップ19に進む。
除霜運転開始条件が成立しているかどうかを判断し、成立していなければステップ6に進み、成立していればステップ13に進む。
ポンプの流量を低下させるように(出湯温度を高くするように)制御し、ステップ8に進む。
低下させた後のポンプの流量が、沸き上げ運転時の下限値(沸き上げ下限値)よりも低ければ、沸き上げ下限値をポンプの流量と設定し、ステップ12に進む。
出湯温度が目標出湯温度よりも高ければステップ10に進み、出湯温度と目標出湯温度が略等しければステップ11に進む。
ポンプの流量を現状維持し、ステップ12に進む。
ポンプの流量をアップし、ステップ12に進む。
ポンプの流量を決定し、ステップ19に進む。
沸き上げ運転時のポンプの流量Qを記憶し、ステップ14に進む。
除霜準備区間かどうかを判断し、除霜準備区間である場合にはステップ15に進み、除霜準備区間でない場合(すなわち除霜運転中)にはステップ18に進む。
除霜準備区間時のポンプ流量を、Qから除霜準備区間運転時ポンプ低下流量設定手段45によって設定された低下量を差し引いた値に設定し、ステップ16に進む。
ステップ15にて求めた除霜準備区間時のポンプ流量が、除霜準備区間ポンプ流量下限設
定手段46で設定されている下限値よりも低ければ、ポンプ流量を下限値に設定し、下限値よりも低くなれば求められたポンプ流量とし、ステップ17に進む。
除霜準備区間のポンプ流量を決定し、ステップ19に進む。
除霜運転中のポンプ流量を決定し、ステップ19に進む。
決定されたポンプ流量になるように、ポンプを制御する。
10B サーミスタ(吐出温度検出手段)
10C 圧力センサ(吐出圧力検出手段)
10D サーミスタ(外気温度検出手段)
10E サーミスタ(蒸発器温度検出手段)
11 インバータ式圧縮機
12 水―冷媒熱交換器
13 減圧装置
14 蒸発器
20 貯湯タンク
20A サーミスタ(湯量検出手段)
20B サーミスタ(湯量検出手段)
20C サーミスタ(湯量検出手段)
20D サーミスタ(入水温度検出手段)
20E サーミスタ(出湯温度検出手段)
23 ポンプ
Claims (4)
- 圧縮機、水―冷媒熱交換器、減圧装置、蒸発器を冷媒配管により環状に接続して構成されるヒートポンプ回路と、湯水を貯える貯湯タンク、前記貯湯タンク内の湯水を循環させるポンプ、水―冷媒熱交換器を配管により環状に接続して構成される給湯回路と、ポンプ流量制御手段と、除霜開始検知手段とを備え、前記圧縮機の吐出冷媒は、前記水―冷媒熱交換器にて放熱し、前記減圧装置にて減圧後、前記蒸発器にて吸熱するとともに、前記ポンプを運転させ、前記貯湯タンク内の湯水を前記水―冷媒熱交換器を介して循環させることで、前記貯湯タンク内の湯水を加熱する沸き上げ運転時に、前記除霜開始検知手段が前記蒸発器の除霜を行う除霜運転開始条件を検知したとき、除霜運転開始前に、前記ポンプの流量を一定時間、前記沸き上げ運転時より一定流量減少させて運転する除霜運転準備区間運転を行うととともに、前記ポンプ流量制御手段は、前記沸き上げ運転時、前記除霜運転準備区間運転時、前記除霜運転時のそれぞれにおいて前記ポンプの流量を決定し、かつ、前記除霜運転準備区間運転時の前記ポンプの流量に下限値を設けたことを特徴とするヒートポンプ式給湯機。
- 除霜運転準備区間において、ポンプの流量の下限値を、沸き上げ運転時に設定している下限値以上とすることを特徴とする請求項1に記載のヒートポンプ式給湯機。
- 高圧側の冷媒圧力が、臨界圧力以上となることを特徴とする請求項1または2に記載のヒートポンプ式給湯機。
- 使用する冷媒が二酸化炭素であることを特徴とする請求項3に記載のヒートポンプ式給湯機。
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