JP5159719B2 - Heat pump water heater - Google Patents
Heat pump water heater Download PDFInfo
- Publication number
- JP5159719B2 JP5159719B2 JP2009167794A JP2009167794A JP5159719B2 JP 5159719 B2 JP5159719 B2 JP 5159719B2 JP 2009167794 A JP2009167794 A JP 2009167794A JP 2009167794 A JP2009167794 A JP 2009167794A JP 5159719 B2 JP5159719 B2 JP 5159719B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- hot water
- temperature
- heat pump
- pipe
- water
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Active
Links
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 title claims description 719
- 238000010438 heat treatment Methods 0.000 claims description 60
- 239000003507 refrigerant Substances 0.000 claims description 60
- 238000001514 detection method Methods 0.000 claims description 15
- 238000010079 rubber tapping Methods 0.000 claims description 9
- 239000008400 supply water Substances 0.000 claims description 4
- 238000011144 upstream manufacturing Methods 0.000 claims 1
- 238000009835 boiling Methods 0.000 description 41
- 238000004891 communication Methods 0.000 description 14
- 230000007423 decrease Effects 0.000 description 8
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 6
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 3
- 238000000034 method Methods 0.000 description 3
- 230000005855 radiation Effects 0.000 description 2
- 230000007704 transition Effects 0.000 description 2
- 238000004378 air conditioning Methods 0.000 description 1
- 238000005338 heat storage Methods 0.000 description 1
- 239000007788 liquid Substances 0.000 description 1
- 239000007791 liquid phase Substances 0.000 description 1
- 239000012071 phase Substances 0.000 description 1
- 238000005057 refrigeration Methods 0.000 description 1
Images
Landscapes
- Control For Baths (AREA)
- Heat-Pump Type And Storage Water Heaters (AREA)
Description
本発明は、省エネルギーを図るヒートポンプ給湯機に関するものである。 The present invention relates to a heat pump water heater that saves energy.
従来から、ヒートポンプサイクルを利用した様々な給湯機が提案されており、従来のヒートポンプ給湯機において、水加熱器で沸き上げた湯を直接使用端末に供給する方法が提案されている（例えば、特許文献１参照）。この特許文献１に係るヒートポンプ給湯機は、給湯端末２８への給湯回路が、水加熱器１１、三方弁１２、給湯管２０及び流量計２１を通って給湯される経路と、給湯タンク１３、給湯管２０及び流量計２１を通って給湯される経路との２つの経路で構成されている。また、三方弁１２は、給湯タンク１３からの給湯と水加熱器１１からの給湯とを切換える弁を構成している。
Conventionally, various water heaters using a heat pump cycle have been proposed, and in conventional heat pump water heaters, a method of directly supplying hot water boiled by a water heater to a terminal for use has been proposed (for example, patents). Reference 1). In the heat pump water heater according to
また、従来のヒートポンプサイクルを利用した給湯機として、同様に給湯用熱交換器で沸き上げた湯を直接蛇口に供給する方法が提案されている（例えば、特許文献２参照）。この特許文献２に係るヒートポンプ給湯装置は、ヒートポンプサイクルと貯湯タンクと最大加熱量制御手段とを備えており、例えば給湯負荷又は風呂注湯負荷が大きい場合には、最大加熱量制御手段によってヒートポンプサイクルの加熱量が最大になるようにしている。具体的には、給湯用熱交換器の給湯水出口側における給湯水温度が、給湯設定温度又は風呂注湯設定温度よりも低くなるようにして、給湯用熱交換器を流れる給湯水流量を増加させつつ、ヒートポンプサイクル内の圧縮機の回転数を上限回転数にして最大加熱運転を実施するようにしている。
In addition, as a hot water heater using a conventional heat pump cycle, a method has been proposed in which hot water boiled in a hot water heat exchanger is supplied directly to a faucet (see, for example, Patent Document 2). The heat pump hot water supply apparatus according to
さらに、従来のヒートポンプサイクルを利用した給湯機として、同様に給湯用熱交換器で沸き上げた湯を直接蛇口に供給する方法が提案されている（例えば、特許文献３参照）。この特許文献３に係るヒートポンプ式給湯装置は、外気温度、給湯水の温度又は蒸発器での冷媒の温度が高いほど、圧縮機の回転数を低い側に可変して、圧縮機を作動させ、ヒートポンプによって加熱された湯を給湯端末へ直接給湯する。
Furthermore, as a conventional hot water heater using a heat pump cycle, a method has been proposed in which hot water boiled in a hot water supply heat exchanger is supplied directly to a faucet (see, for example, Patent Document 3). The heat pump hot water supply apparatus according to
上記の特許文献１〜特許文献３に係るヒートポンプサイクルを利用した給湯機においては、いずれもヒートポンプで加熱された湯を直接給湯する構成となっている。つまり、従来の一般的な構成である、ヒートポンプを熱源として貯湯タンクに蓄熱された湯を貯湯し、その貯湯した湯を給湯に利用する貯湯型給湯機に対して、貯湯タンクを小型化してヒートポンプを大型化することで、ヒートポンプで直接給湯する瞬間式給湯機となっている。さらに、ヒートポンプによる加熱温度を低下させたり、外気温度等により圧縮機回転数を低下させたりしているものの、貯湯タンクが小型化したことによる湯切れ回避として、ヒートポンプの加熱量を大きくして運転することを共通としている。
Each of the hot water heaters using the heat pump cycle according to
しかしながら、ヒートポンプは、少なくとも圧縮機、水冷媒熱交換器、膨張弁及び空気熱交換器で構成され、タンク、ポンプ、混合弁といった給湯回路に比べ、複雑かつ高コストな部品で構成されている。つまり、貯湯タンクは小型化されるが、ヒートポンプは大型化するため、コスト高となる問題点があった。
また、給湯毎にヒートポンプが運転されているが、一般にヒートポンプが安定運転するまでの時間は数十分かかり、一般的な給湯時間の数秒から数分程度ではヒートポンプ起動時の起動損失により運転効率が大幅に低下するという問題点もあった。
さらに、ヒートポンプによって加熱量が大きい運転をするため、従来の小型のヒートポンプの貯湯時の運転効率よりも効率が悪い運転となるという問題点もあった。
However, the heat pump is composed of at least a compressor, a water / refrigerant heat exchanger, an expansion valve, and an air heat exchanger, and is composed of complicated and expensive parts compared to a hot water supply circuit such as a tank, a pump, and a mixing valve. That is, although the hot water storage tank is reduced in size, the heat pump is increased in size, resulting in an increase in cost.
In addition, the heat pump is operated for each hot water supply. Generally, it takes several tens of minutes until the heat pump is stably operated, and in a few seconds to several minutes of the general hot water supply time, the operating efficiency is reduced due to the start-up loss at the start of the heat pump. There was also a problem of a significant drop.
Furthermore, since the operation with a large heating amount is performed by the heat pump, there is a problem in that the operation becomes less efficient than the operation efficiency at the time of hot water storage of the conventional small heat pump.
本発明は、上記のような課題を解決するためになされたもので、エネルギー効率の良い湯張り運転等を可能とするヒートポンプ給湯機を得ることを目的とする。 The present invention has been made in order to solve the above-described problems, and an object of the present invention is to obtain a heat pump water heater that enables an energy-efficient hot water filling operation or the like.
本発明に係るヒートポンプ給湯機は、少なくとも、圧縮機、水冷媒熱交換器、膨張弁及び蒸発器が環状に配管で接続されたヒートポンプサイクルと、貯湯タンクと、該貯湯タンクの下部に接続された給水配管と、前記貯湯タンクの上部に接続されたタンク出湯配管と、前記給水配管から分岐した水配管と、前記タンク出湯配管及び前記水配管がそれぞれ入口側に接続された湯張り混合弁と、該湯張り混合弁の出口側に接続され、末端が浴槽に接続される湯張り配管と、該湯張り配管上に設置された湯張り開閉弁と、前記貯湯タンクの下部、前記水冷媒熱交換器及び前記タンク出湯配管を順次接続するＨＰ配管と、該ＨＰ配管上に設置されたポンプと、を有する給湯回路と、前記水冷媒熱交換器の出口側近傍に設置された出湯温度検出手段と、前記圧縮機及び前記湯張り混合弁等の制御をする制御装置と、を備え、該制御装置は、前記ヒートポンプサイクルにおける前記水冷媒熱交換器によって加熱された水を前記貯湯タンクの上部から流入させ、該貯湯タンク内に貯める貯湯運転モードと、前記湯張り開閉弁を開状態にして前記浴槽に水を供給する湯張り運転モードと、を有し、該湯張り運転モードにおいては、前記ヒートポンプサイクルを動作させ、前記貯湯タンクから供給される水と、前記ヒートポンプサイクルにおける前記水冷媒熱交換器から流出する水とを、前記タンク出湯配管と前記ＨＰ配管との接続部で混合させ、前記湯張り混合弁によって、その混合させた水を前記浴槽に供給させ、前記出湯温度検出手段によって検出された温度を、前記貯湯運転モードにおける前記温度よりも低温となるように運転させ、あるいは、前記ヒートポンプサイクルの加熱能力を、前記貯湯運転モードにおける前記加熱能力よりも低くなるように運転させることによって、前記湯張り運転モードにおける湯張りＣＯＰが前記貯湯タンクのみから前記浴槽に水を供給する運転におけるＣＯＰよりも高くなるようにすることを特徴とする。 The heat pump water heater according to the present invention is connected to at least a compressor, a water refrigerant heat exchanger, an expansion valve and an evaporator connected to each other by an annular pipe, a hot water storage tank, and a lower part of the hot water storage tank. A water supply pipe, a tank hot water pipe connected to the upper part of the hot water storage tank, a water pipe branched from the water supply pipe, a hot water mixing valve in which the tank hot water pipe and the water pipe are respectively connected to the inlet side, A hot water filling pipe connected to the outlet side of the hot water filling mixing valve and having a terminal connected to the bathtub, a hot water on-off valve installed on the hot water filling pipe, a lower part of the hot water storage tank, the water refrigerant heat exchange And a hot water supply circuit having an HP pipe that sequentially connects the tank and the hot water discharge pipe of the tank, a pump installed on the HP pipe, and a hot water temperature detecting means installed in the vicinity of the outlet side of the water refrigerant heat exchanger; , A control device for controlling the compressor and the hot water mixing valve, and the control device allows water heated by the water-refrigerant heat exchanger in the heat pump cycle to flow from an upper part of the hot water storage tank. A hot water storage operation mode for storing in the hot water storage tank, and a hot water operation mode for supplying water to the bathtub by opening the hot water on / off valve, and in the hot water operation mode, the heat pump cycle The water supplied from the hot water storage tank and the water flowing out from the water-refrigerant heat exchanger in the heat pump cycle are mixed at a connection portion between the tank hot water supply pipe and the HP pipe, and the hot water filling is performed. The mixed valve is used to supply the mixed water to the bathtub, and the temperature detected by the tapping temperature detecting means is set to the temperature in the hot water storage operation mode. Is operated such that the temperature lower than the temperature, or the heating capacity of the heat pump cycle, by operating to be lower than the heating capacity of the hot water storage operation mode, hot water filling COP in the water filling operation mode The temperature is higher than the COP in the operation of supplying water from the hot water storage tank only to the bathtub.
本発明に係るヒートポンプ給湯機によれば、ヒートポンプを熱源とし、湯張り運転時に、貯湯運転時より低能力かつ低沸上げ温度でヒートポンプを運転することで、エネルギー効率のよい湯張り運転が可能となる。 According to the heat pump water heater of the present invention, an energy-efficient hot water filling operation is possible by using the heat pump as a heat source and operating the heat pump with a lower capacity and a lower boiling temperature than during hot water storage operation during the hot water filling operation. Become.
実施の形態１．
図１は、本発明の実施の形態１に係るヒートポンプ給湯機の全体構成図である。
FIG. 1 is an overall configuration diagram of a heat pump water heater according to
（ヒートポンプサイクル１０１の構成）
まず、図１を参照しながらヒートポンプサイクル１０１の構成について説明する。
図１において、ヒートポンプサイクル１０１は、少なくとも、圧縮機１、水冷媒熱交換器２、膨張弁３、蒸発器４、そして、再び圧縮機１という順序で、冷媒配管によって環状に接続された構成としている。この蒸発器４には、ファン５が備えられている。
(Configuration of heat pump cycle 101)
First, the configuration of the
In FIG. 1, the
（給湯回路１０２の構成）
次に、図１を参照しながら給湯回路１０２の構成について説明する。
図１において、貯湯タンク６の下部は、ＨＰ配管１８によって水冷媒熱交換器２の入口側に接続されており、その貯湯タンク６の下部と水冷媒熱交換器２との間のＨＰ配管１８には、ポンプ１９が設置されている。また、貯湯タンク６の上部は、タンク出湯配管９が接続されており、そのタンク出湯配管９は、その配管経路の途中で分岐しており、それぞれ給湯混合弁１１及び湯張り混合弁１２の入口側に接続されている。また、水冷媒熱交換器２の出口側は、ＨＰ配管１８によってタンク出湯配管９に接続されている。また、貯湯タンク６に水を供給するために、貯湯タンク６の下部には、給水配管７が接続されており、その給水配管７には、減圧弁８が設置されている。さらに、貯湯タンク６と減圧弁８との間における給水配管７から、水配管１０が分岐しており、その水配管１０は途中で分岐してそれぞれ給湯混合弁１１及び湯張り混合弁１２の入口側に接続されている。この給湯混合弁１１の出口側は、給湯配管１３によって、給湯口１４に接続されており、この給湯配管１３には、給湯流量検知手段２０が設置されている。また、湯張り混合弁１２の出口側は、湯張り配管１５によって、浴槽１７に接続されており、この湯張り配管１５には、湯張り開閉弁１６が設置されている。そして、水冷媒熱交換器２の出口側近傍のＨＰ配管１８上には、出湯温度センサー２１が設置され、給湯配管１３上には、給湯温度センサー２２が設置され、そして、湯張り混合弁１２の出口側近傍の湯張り配管１５上には、湯張り温度センサー２３が設置されている。以上のような部品によって、給湯回路１０２が構成されている。
なお、上記の構成において、ポンプ１９は、貯湯タンク６の下部と水冷媒熱交換器２との間のＨＰ配管１８に設置されている構成としているが、これに限られるものではなく、ポンプ１９はＨＰ配管１８上のいずれかの位置に設置されるものとすればよい。
また、出湯温度センサー２１、給湯温度センサー２２及び湯張り温度センサー２３は、それぞれ本発明の「出湯温度検出手段」、「給湯温度検出手段」及び「湯張り温度検出手段」に相当するものである。
(Configuration of hot water supply circuit 102)
Next, the configuration of the hot
In FIG. 1, the lower part of the hot
In the above configuration, the
The hot
（その他の構成）
また、本実施の形態に係るヒートポンプ給湯機は、利用者によって給湯温度、湯張り湯量及び湯張り温度等が設定され、また、湯張り時刻を設定するタイマー予約等が設定されるリモコン２４、後述するように出湯温度センサー２１等の情報に基づいて、ヒートポンプサイクル１０１における圧縮機１及び湯張り混合弁１２等を制御する制御装置２５、及び、リモコン２４から上記のような設定温度情報及び利用者による操作情報等を受信し、それらの情報を制御装置２５に送信する通信手段３１を備えている。この制御装置２５には、給湯流量検知手段２０、出湯温度センサー２１、給湯温度センサー２２及び湯張り温度センサー２３が電気的に接続されている。また、制御装置２５には、給湯混合弁１１及び湯張り混合弁１２が電気的に接続されている。
なお、上記のように各種設定を実施する操作手段として、リモコン２４について説明したが、これに限られるものではなく、例えば、屋内の壁等に設置された固定式の操作パネル等でもよい。
また、図１において、制御装置２５及び通信手段３１は別個の構成としているが、これに限られるものではなく、一体となっている構成としてもよい。
また、リモコン２４は、本発明の「操作手段」に相当するものである。
(Other configurations)
In addition, the heat pump water heater according to the present embodiment has a remote controller 24 in which a hot water supply temperature, a hot water amount, a hot water temperature, and the like are set by the user, and a timer reservation for setting the hot water time is set, which will be described later. Thus, based on the information of the hot
Although the remote controller 24 has been described as the operation means for performing various settings as described above, the present invention is not limited to this, and may be, for example, a fixed operation panel installed on an indoor wall or the like.
Moreover, in FIG. 1, although the
The remote controller 24 corresponds to the “operation means” of the present invention.
（ヒートポンプ給湯機のヒートポンプサイクル運転）
次に、本実施の形態に係るヒートポンプ給湯機のヒートポンプサイクル１０１におけるヒートポンプサイクル運転について説明する。
圧縮機１から吐出された高温高圧のガス冷媒は、水冷媒熱交換器２に流入する。この水冷媒熱交換器２において、ガス冷媒は、給湯回路１０２側へ放熱、すなわち、給湯回路１０２を流通する水を加熱しながら温度低下し、水冷媒熱交換器２から低温高圧の状態で流出する。このとき、このガス冷媒が、臨界圧以上であれば、超臨界状態のまま気液相転移しないで、給湯回路１０２側へ放熱して温度低下する。また、このガス冷媒が、臨界圧未満であれば、ガス冷媒は液化しながら、給湯回路１０２側へ放熱して温度低下する。つまり、ヒートポンプサイクル１０１は、冷媒から放熱された熱を負荷側媒体（ここでは、給湯回路１０２を流通する水）に与えることによって加熱動作を実施し、後述する給湯回路１０２における貯湯動作（沸上げ）において駆動される。そして、水冷媒熱交換器２を流出した冷媒は、膨張弁３に流入する。この膨張弁３において、冷媒は、膨張されて減圧され、蒸発しやすい低温低圧の気液二相の状態となり、蒸発器４に送られる。この蒸発器４において、ファン５の回転駆動によって外部から送られる空気の熱を吸収して蒸発し、低圧の気体冷媒となり、再び圧縮機１へと送られる。以上の動作を繰り返す。
(Heat pump cycle operation of heat pump water heater)
Next, the heat pump cycle operation in the
The high-temperature and high-pressure gas refrigerant discharged from the
このとき、ヒートポンプサイクル１０１においては各機器の定格能力で運転され（一般的に４．５ｋＷ〜９ｋＷ程度）、このときのヒートポンプサイクル１０１の加熱能力は、制御装置２５の制御によって駆動する圧縮機１の周波数によって制御され、外気温度が低いほど高い周波数で運転される。ここで、加熱能力とは、ヒートポンプサイクル１０１の水冷媒熱交換器２において生成することができる単位時間当たりの熱エネルギーをいうものとする。
At this time, the
（ヒートポンプ給湯機の貯湯運転動作）
次に、本実施の形態に係るヒートポンプ給湯機の給湯回路１０２における貯湯運転について説明する。
貯湯タンク６には、その下部から予め給水配管７から減圧弁８を介して一定量の水が供給され貯められている。この貯湯タンク６に貯められた低温の水は、制御装置２５の制御によって駆動されるポンプ１９によって貯湯タンク６の下部から流出させられ、水冷媒熱交換器２に送られる。この水冷媒熱交換器２において、低温の水は、前述したヒートポンプサイクル１０１における冷媒からの放熱によって熱を受けることによる熱交換が実施されて加熱され、水冷媒熱交換器２から流出する。この水冷媒熱交換器２から流出された温水は、貯湯タンク６の上部からその内部に流入する。以上の動作が繰り返されることによって、水冷媒熱交換器２によって加熱された高温水が貯湯タンク６に貯められる。
(Hot water storage operation of heat pump water heater)
Next, hot water storage operation in hot
A predetermined amount of water is supplied to and stored in the hot
このような貯湯運転は、出湯温度センサー２１によって検出される沸上げ温度が６５℃〜９０℃となるように実施される。この沸上げ温度は、制御装置２５の制御によって駆動されるポンプ１９の回転数によって調節され、ポンプ１９の回転数は、その沸上げ温度が、利用者によって予めリモコン２４により通信手段３１を介して制御装置２５に設定された沸上げ温度設定値になるように制御される。ここで、一般に、制御装置２５によって制御されるポンプ１９の回転数が上昇すると、ＨＰ配管１８を流通する水の流速が増加し、水冷媒熱交換器２に流入してから流出するまでの時間が短くなって、沸上げ温度が低下する。一方、ポンプ１９の回転数が減少すると、ＨＰ配管１８を流通する水の流速が減少し、沸上げ温度が上昇する。
なお、上記の貯湯運転が実施されている状態は、本発明の「貯湯運転モード」に相当するものである。
Such hot water storage operation is performed such that the boiling temperature detected by the tapping
The state in which the above hot water storage operation is performed corresponds to the “hot water storage operation mode” of the present invention.
（ヒートポンプ給湯機の給湯運転動作）
次に、本実施の形態に係るヒートポンプ給湯機の給湯回路１０２における給湯運転について説明する。
この給湯運転においては、まず、利用者が給湯口１４に備えられている蛇口を開くことによって、水が給水配管７を流通し、減圧弁８を通過する。減圧弁８を通過した水は、貯湯タンク６の下部から貯湯タンク６の内部に流入する経路と、給水配管７から分岐した水配管１０を流通して給湯混合弁１１に流入する経路とに分岐して流通する。この貯湯タンク６に流入した水によって、貯湯タンク６内に貯められた高温水が貯湯タンク６の上部からタンク出湯配管９に流出して給湯混合弁１１に流入する。そして、この給湯混合弁１１において、水配管１０を流通してきた水と、貯湯タンク６からタンク出湯配管９を流通してきた高温水とが混合され、この混合水が、給湯流量検知手段２０及び給湯配管１３を流通して給湯口１４から外部に放出される。このとき、上記の混合水が給湯流量検知手段２０によってその通過が検知されると、制御装置２５は、給湯温度センサー２２によって検出される給湯温度が、利用者によって予めリモコン２４により通信手段３１を介して制御装置２５に設定された給湯温度設定値となるように、給湯混合弁１１に対し、水配管１０を流通してきた水と、貯湯タンク６からタンク出湯配管９を流通してきた高温水との混合比率を調整させる。
(Hot water supply operation of heat pump water heater)
Next, a hot water supply operation in hot
In this hot water supply operation, first, when a user opens a faucet provided in the hot
なお、上記の動作においては、制御装置２５が、給湯温度センサー２２によって検出される給湯温度が、利用者によって予めリモコン２４により通信手段３１を介して制御装置２５に設定された給湯温度設定値となるように、給湯混合弁１１の動作を制御するものとしたが、これに限られるものではなく、例えば、利用者による給湯口１４に備えられた蛇口の開閉度合いによって、所望の給湯温度となるように、制御装置２５が給湯混合弁１１を制御するものとしてもよい。
In the above operation, the
（ヒートポンプサイクル運転の特性）
図２は、本発明の実施の形態１に係るヒートポンプ給湯機におけるヒートポンプサイクル運転の特性を示す図である。
図２において、ヒートポンプサイクル１０１が同一の仕様であることを前提として、沸上げ温度（出湯温度センサー２１によって検出される温度）及び加熱能力とヒートポンプサイクル１０１のＣＯＰ（成績係数）との相関が示されている。図２で示されるように、ヒートポンプサイクル１０１は、その加熱能力が低くなるほどＣＯＰが高く、また、沸上げ温度が低くなるほどＣＯＰが高くなる特性を有する。
(Characteristics of heat pump cycle operation)
FIG. 2 is a diagram showing the characteristics of the heat pump cycle operation in the heat pump water heater according to
In FIG. 2, assuming that the
（ヒートポンプ給湯機の湯張り運転動作）
まず、本実施の形態に係るヒートポンプ給湯機における湯張り動作の概要を説明する。
利用者によってリモコン２４における湯張り運転の起動操作が実施された場合、又は、予め設定してあった予約タイマー設定による予約設定時間になった場合、湯張り運転が開始される。湯張り運転が開始されると、まず、制御装置２５は、湯張り開閉弁１６を開状態にする。そして、水が給水配管７を流通し、減圧弁８を通過する。減圧弁８を通過した水は、貯湯タンク６の下部から貯湯タンク６の内部に流入する経路と、給水配管７から分岐した水配管１０を流通して湯張り混合弁１２に流入する経路とに分岐して流通する。この貯湯タンク６に流入した水によって、貯湯タンク６内に貯められた高温水が貯湯タンク６の上部からタンク出湯配管９に流出して湯張り混合弁１２に流入する。そして、この湯張り混合弁１２において、水配管１０を流通してきた水と、貯湯タンク６からタンク出湯配管９を流通してきた高温水とが混合される。この湯張り混合弁１２における混合水は湯張り配管１５を流通し、この湯張り開閉弁１６を通過して浴槽１７に放出される。また、本実施の形態においては、上記のような貯湯タンク６からの浴槽１７への放出動作のみによる動作のみではなく、後述するように、ヒートポンプサイクル１０１によるヒートポンプサイクル運転も同時に実施される。すなわち、水冷媒熱交換器２において加熱された水が水冷媒熱交換器２を流出し、ＨＰ配管１８を流通して、タンク出湯配管９を介して湯張り混合弁１２に流入する。このときの、制御装置２５は、ヒートポンプサイクル１０１の加熱能力を貯湯運転時の加熱能力よりも低能力とし、出湯温度センサー２１によって検出される沸上げ温度も、利用者によって予めリモコン２４により通信手段３１を介して制御装置２５に設定された湯張り温度設定値よりも低温となるように運転させる。また、制御装置２５は、湯張り温度センサー２３によって検出される湯張り温度が、前述したように、利用者によって予めリモコン２４により通信手段３１を介して制御装置２５に設定された湯張り温度設定値となるように、湯張り混合弁１２に対し水配管１０を流通してきた水と、タンク出湯配管９から流通してきた水との混合比率を調整し、また、ヒートポンプサイクル１０１の加熱動作を制御する。
なお、上記のように、制御装置２５は、沸上げ温度が上記の湯張り温度設定値よりも低温となるように運転させることに限られるものではなく、この湯張り運転時においては、沸上げ温度を貯湯運転時における沸上げ温度よりも低温となるように運転させるものとしてもよい。このように、沸上げ温度を貯湯運転時における沸上げ温度よりも低温となるように運転させるには、制御装置２５が、貯湯運転時と比較して、圧縮機１の回転数を下げること等によってヒートポンプサイクル１０１の加熱能力を低く運転させたり、又は、ポンプ１９の回転数を高く運転させればよい。
また、制御装置２５は、貯湯運転時と比較して、湯張り運転時における沸上げ温度を低温、かつ、ヒートポンプサイクル１０１の加熱能力を低くなるように運転させるものとしてもよい。
(Hot water filling operation of heat pump water heater)
First, an outline of the hot water filling operation in the heat pump water heater according to the present embodiment will be described.
When the user performs a hot water operation start-up operation using the remote controller 24, or when a preset time set by a preset reservation timer is reached, the hot water operation is started. When the hot water filling operation is started, first, the
As described above, the
Further, the
次に、湯張り能力について説明する。
湯張り能力とは、所定の浴槽容量、給水温度及び湯張り流量の条件下で、目標とする湯張り温度となる状態で浴槽を満たす場合に必要とされる単位時間当たりの熱エネルギーである。日本冷凍空調工業会規格ＪＲＡ４０５０で示されている、浴槽１８０Ｌ、給水温度９℃及び湯張り温度４５℃の条件において、一般的な湯張り流量１０Ｌ／ｍｉｎ〜２０Ｌ／ｍｉｎとすると、標準的な湯張り能力は２５ｋＷ〜５０ｋＷとなる。一方、ヒートポンプサイクル１０１は、４．５ｋＷ〜９ｋＷ程度の加熱能力で運転され、沸き上げ温度は６５℃〜９０℃の範囲で運転される。つまり、湯張り能力の方がヒートポンプサイクルの加熱能力より大きい。加熱能力が４．５ｋＷ〜９ｋＷのヒートポンプサイクル１０１によっては、湯張り能力２５ｋＷ〜５０ｋＷで直接湯張りすることができず、また、その湯張り能力に達する加熱能力が得られたとしても、前述の通り、ヒートポンプサイクル１０１は加熱能力が大きくなるとＣＯＰが低下するので、ＣＯＰが大幅に低下する。また、４．５ｋＷ〜９ｋＷの加熱能力で湯張り運転を実施することもできるが、湯張り時間が長くなってしまう。したがって、湯張り運転において、貯湯タンク６から水を供給する運転に、前述の貯湯運転時よりも低い沸上げ温度、すなわち、貯湯運転時よりも低い加熱能力で補助的にヒートポンプサイクル運転を併用運転させることで、前述の湯張り能力を確保しつつ、湯張り運転時のＣＯＰを向上させることができる。
Next, the hot water filling ability will be described.
The hot water filling capacity is the thermal energy per unit time required to fill a bathtub at a target hot water filling temperature under the conditions of a predetermined bathtub capacity, feed water temperature, and hot water flow rate. Standard hot water flow rate of 10 L / min to 20 L / min under conditions of 180 L of bathtub,
図３は、本発明の実施の形態１に係るヒートポンプ給湯機において、貯湯タンク６から水を供給する運転とヒートポンプサイクル運転との併用による湯張り運転における、ヒートポンプサイクル１０１の沸上げ温度と加熱能力との関係を示す図である。図３についてさらに詳しく説明すると、図３は、給水温度９℃、湯張り温度４５℃、湯張り湯量１８０Ｌ及び湯張り能力２５ｋＷという条件においての、ヒートポンプサイクル１０１の沸上げ温度と加熱能力との関係を示している。
図３における点Ｂは、沸上げ温度が９℃、すなわち、ヒートポンプサイクル運転を実施せず（ヒートポンプ加熱能力０ｋＷ）、貯湯タンク６から水を供給する運転のみを実施させて湯張り運転を実施させている状態を示す。一方、点Ｃは、沸上げ温度が４５℃、すなわち、ヒートポンプサイクル１０１の加熱能力２５ｋＷで湯張りする点を示しており、ヒートポンプサイクル運転の実施のみで湯張り運転を実施させている状態を示す。この図３における加熱能力曲線が示すように、沸上げ温度及び加熱能力は一対一の関係であり、沸上げ温度が高くなると、ヒートポンプサイクル１０１の加熱能力も高くなることがわかる。また、図３におけるＣＯＰ曲線は、前述の加熱曲線で示されるような加熱能力が変動した場合の、沸上げ温度に対応するＣＯＰを示している。これによると、沸上げ温度が高くなると、その加熱能力は高くなるが、ヒートポンプサイクル１０１のＣＯＰは大きく低下することがわかる。また、この図３におけるＣＯＰ曲線は、図２において示されている加熱能力を固定とした場合（２ｋＷ、４ｋＷ及び６ｋＷ）におけるＣＯＰ曲線に対して重畳するように、曲線Ｘとして示している。
FIG. 3 shows the boiling temperature and heating capacity of the
Point B in FIG. 3 indicates that the boiling temperature is 9 ° C., that is, the heat pump cycle operation is not performed (heat
次に、前述したような貯湯タンク６から水を供給する運転とヒートポンプサイクル運転との併用による湯張り運転における実質的なＣＯＰである湯張りＣＯＰについて説明する。
まず、前述の貯湯運転実施時のＣＯＰを貯湯ＣＯＰとし、湯張り運転において補助的に実施されるヒートポンプサイクル運転（以下、アシスト運転という）を実施した場合のＣＯＰをアシストＣＯＰとする。また、前述の湯張り能力に対するヒートポンプサイクル１０１の加熱能力の比率をＨＰ（Ｈｅａｔ Ｐｕｍｐ）比率とする。このとき、アシスト運転の湯張り能力に対する寄与率は、ヒートポンプサイクル１０１の加熱能力分であるので、ＨＰ比率と同一となる。一方、湯張り能力の残り分、すなわち、湯張り能力−加熱能力は、貯湯タンク６から水を供給する運転によって寄与されるので、その寄与率は、１−ＨＰ比率となる。以上のことから、湯張りＣＯＰは下記の式（１）で表される。
Next, the hot water filling COP, which is a substantial COP in the hot water filling operation using the operation of supplying water from the hot
First, COP at the time of carrying out the hot water storage operation is referred to as hot water storage COP, and COP when the heat pump cycle operation (hereinafter referred to as assist operation) that is performed in an auxiliary manner in the hot water filling operation is referred to as assist COP. Moreover, let the ratio of the heating capability of the
湯張りＣＯＰ＝アシストＣＯＰ×ＨＰ比率＋貯湯ＣＯＰ×（１−ＨＰ比率） （１） Hot water filling COP = Assist COP × HP ratio + Hot water storage COP × (1-HP ratio) (1)
この式（１）で示されるように、アシストＣＯＰが高い、又は、アシスト運転時のヒートポンプサイクル１０１の加熱能力が高い、すなわち、ＨＰ比率が高い場合に、湯張りＣＯＰが高くなることがわかる。また、図３で示されるように、アシスト運転時の沸上げ温度が低いとヒートポンプサイクル１０１のＣＯＰは高くなるが、アシスト運転時の加熱能力が低くなるので、ＨＰ比率は小さくなることがわかる。
As shown by this formula (1), it can be seen that the hot water filling COP is high when the assist COP is high or the heating capacity of the
図４は、本発明の実施の形態１に係るヒートポンプ給湯機におけるヒートポンプサイクル１０１の加熱能力と湯張りＣＯＰとの関係を示す図である。
ここで、前述の貯湯ＣＯＰについては、例えば、図２で示される点Ａ、すなわち、加熱能力６ｋＷ、沸上げ温度を６５℃とした場合の貯湯運転時のＣＯＰであるものとする。一方、アシストＣＯＰは、湯張り運転中のヒートポンプサイクル１０１の平均のＣＯＰであり、このヒートポンプサイクル１０１の起動時におけるＣＯＰも加味している。したがって、ヒートポンプサイクル１０１は、起動してから安定状態に至るまで所定の時間を要することからエネルギー損失があるので、アシストＣＯＰは、安定時のヒートポンプサイクル１０１のＣＯＰよりも低い値となる。このエネルギー損失を考慮し、かつ、式（１）及び図３で示される特性から、図４で示されるような、湯張り運転時におけるヒートポンプサイクル１０１の加熱能力に対する湯張りＣＯＰの特性が求められる。
FIG. 4 is a diagram showing the relationship between the heating capability of the
Here, the hot water storage COP is, for example, the point A shown in FIG. 2, that is, the COP during the hot water storage operation when the heating capacity is 6 kW and the boiling temperature is 65 ° C. On the other hand, the assist COP is an average COP of the
図４における点Ｄにおいては、ヒートポンプサイクル１０１の加熱能力は０ｋＷであり、貯湯タンク６から水を供給する運転のみによって湯張り運転を実施した場合の湯張りＣＯＰを示しており、これは貯湯ＣＯＰに等しい。また、図４で示されるように、貯湯タンク６から水を供給する運転のみによって湯張り運転を実施した場合より、湯張りＣＯＰが高くできる領域Ｅがあり、この領域Ｅ内に湯張りＣＯＰを最大とするヒートポンプサイクル１０１の加熱能力が存在することがわかる。つまり、貯湯タンク６から水を供給する運転に、前述の貯湯運転時よりも低い沸上げ温度、すなわち、貯湯運転時よりも低い加熱能力で補助的にヒートポンプサイクル運転を併用する湯張り運転を実施することで、貯湯タンク６から水を供給する運転のみによる湯張り運転よりもエネルギー効率の良い湯張り運転が可能となる。
At point D in FIG. 4, the heating capacity of the
なお、上記の湯張り運転が実施されている状態は、本発明の「湯張り運転モード」に相当するものである。 The state where the hot water filling operation is carried out corresponds to the “hot water filling operation mode” of the present invention.
（実施の形態１の効果）
以上の構成及び動作によって、貯湯タンク６から水を供給する運転に、貯湯運転時よりも低い沸上げ温度（低い加熱能力）で補助的にヒートポンプサイクル運転を併用する湯張り運転を実施することで、貯湯タンク６から水を供給する運転のみによる湯張り運転よりもＣＯＰを向上させることができ、エネルギー効率の良い湯張り運転が可能となる。
また、湯張り運転時にヒートポンプサイクル運転を実施することで、湯張りに必要な熱エネルギーの一部をまかなうことができるので、貯湯タンク６での蓄熱量を削減することができ、貯湯運転から湯張り運転へ移行するまでの間における貯湯タンク６からの放熱量を低減することができるので、さらに効率よい運転ができる。
さらに、貯湯タンク６での蓄熱量を削減することができるため、貯湯タンク６のタンク容量を減らすことができ、貯湯タンク６の小型化が図れる。
(Effect of Embodiment 1)
By the above configuration and operation, the operation of supplying water from the hot
Also, by carrying out the heat pump cycle operation during the hot water filling operation, it is possible to cover part of the thermal energy required for the hot water filling, so the amount of heat stored in the hot
Furthermore, since the heat storage amount in the hot
なお、前述した湯張り運転における貯湯タンク６から水を供給する運転とヒートポンプサイクル運転との併用運転は、湯張り運転において適用するものに限られるものではなく、所定温度において所定水量を給湯する場合における給湯運転（以下、一括給湯運転という）にも適用することができる。この一括給湯運転の場合、制御装置２５は、出湯温度センサー２１によって検出される沸上げ温度を、利用者によって予めリモコン２４により通信手段３１を介して制御装置２５に設定された給湯温度設定値よりも低温となるように運転、又は、この沸上げ温度を、貯湯運転時における沸上げ温度よりも低温となるように運転させるものとすればよい。
また、上記の一括給湯運転が実施されている状態は、本発明の「一括給湯運転モード」に相当するものである。
Note that the combined operation of the operation of supplying water from the hot
Further, the state in which the batch hot water supply operation is performed corresponds to the “collective hot water supply operation mode” of the present invention.
実施の形態２．
図５は、本発明の実施の形態２に係るヒートポンプ給湯機の全体構成図である。本実施の形態においては、実施の形態１に係るヒートポンプ給湯機の構成及び動作と異なる点を中心に説明する。
FIG. 5 is an overall configuration diagram of a heat pump water heater according to
（給湯回路１０２の構成）
図５を参照しながら給湯回路１０２の構成について説明する。
図５において、貯湯タンク６の下部は、ＨＰ配管１８によって水冷媒熱交換器２の入口側に接続されており、その貯湯タンク６の下部と水冷媒熱交換器２との間のＨＰ配管１８には、ポンプ１９が設置されている。また、貯湯タンク６の上部は、タンク出湯配管９が接続されており、そのタンク出湯配管９は、流量調整弁２６に接続されている。その流量調整弁２６からさらにタンク出湯配管９が延びて、その配管経路の途中で分岐しており、それぞれ給湯混合弁１１及び湯張り混合弁１２の入口側に接続されている。また、水冷媒熱交換器２の出口側は、ＨＰ配管１８によって流量調整弁２６に接続されている。さらに、その流量調整弁２６の出口側近傍のタンク出湯配管９上には、混合温度センサー２７が設置されている。給湯回路１０２におけるその他の構成は、実施の形態１と同様である。
(Configuration of hot water supply circuit 102)
The configuration of the hot
In FIG. 5, the lower part of the hot
（その他の構成）
また、本実施の形態に係るヒートポンプ給湯機は、利用者によって給湯温度、湯張り湯量及び湯張り温度等が設定され、また、湯張り時刻を設定するタイマー予約等が設定されるリモコン２４、後述するように出湯温度センサー２１等の情報に基づいて、ヒートポンプサイクル１０１における圧縮機１及び湯張り混合弁１２等を制御する制御装置２５、及び、リモコン２４から上記のような設定温度情報及び利用者による操作情報等を受信し、それらの情報を制御装置２５に送信する通信手段３１を備えている。この制御装置２５には、給湯流量検知手段２０、出湯温度センサー２１、給湯温度センサー２２、湯張り温度センサー２３及び混合温度センサー２７が電気的に接続されている。また、制御装置２５には、給湯混合弁１１、湯張り混合弁１２及び流量調整弁２６が電気的に接続されている。
なお、図５において、制御装置２５及び通信手段３１は別個の構成としているが、これに限られるものではなく、一体となっている構成としてもよい。
(Other configurations)
In addition, the heat pump water heater according to the present embodiment has a remote controller 24 in which a hot water supply temperature, a hot water amount, a hot water temperature, and the like are set by the user, and a timer reservation for setting the hot water time is set, which will be described later. Thus, based on the information of the hot
In FIG. 5, the
（ヒートポンプ給湯機の貯湯運転動作）
次に、本実施の形態に係るヒートポンプ給湯機の給湯回路１０２における貯湯運転について説明する。
まず、制御装置２５は、流量調整弁２６を、タンク出湯配管９から給湯混合弁１１及び湯張り混合弁１２に連通している状態から、ＨＰ配管１８とタンク出湯配管９とが連通する状態に変化させる。貯湯タンク６には、その下部から予め給水配管７から減圧弁８を介して一定量の水が供給され貯められている。この貯湯タンク６に貯められた低温の水は、制御装置２５の制御によって駆動されるポンプ１９によって貯湯タンク６の下部から流出させられ、水冷媒熱交換器２に送られる。この水冷媒熱交換器２において、低温の水は、ヒートポンプサイクル１０１における冷媒からの放熱によって熱を受けることによる熱交換が実施され加熱されて、水冷媒熱交換器２から流出する。この水冷媒熱交換器２から流出された温水は、貯湯タンク６の上部からその内部に流入する。以上の動作が繰り返されることによって、水冷媒熱交換器２によって加熱された高温水が貯湯タンク６に貯められる。その後、制御装置２５は、ＨＰ配管１８とタンク出湯配管９とが連通する状態から、タンク出湯配管９から給湯混合弁１１及び湯張り混合弁１２に連通している状態へ変化させる。
(Hot water storage operation of heat pump water heater)
Next, hot water storage operation in hot
First, the
（ヒートポンプ給湯機の給湯運転動作）
次に、本実施の形態に係るヒートポンプ給湯機の給湯回路１０２における給湯運転について説明する。
この給湯運転においては、まず、利用者が給湯口１４に備えられている蛇口を開くことによって、水が給水配管７を流通し、減圧弁８を通過する。減圧弁８を通過した水は、貯湯タンク６の下部から貯湯タンク６の内部に流入する経路と、給水配管７から分岐した水配管１０を流通して給湯混合弁１１に流入する経路とに分岐して流通する。この貯湯タンク６に流入した水によって、貯湯タンク６内に貯められた高温水が貯湯タンク６の上部からタンク出湯配管９に流出して、流量調整弁２６を通過し、給湯混合弁１１に流入する。そして、この給湯混合弁１１において、水配管１０を流通してきた水と、貯湯タンク６からタンク出湯配管９を流通して流量調整弁２６を通過してきた高温水とが混合され、この混合水が、給湯流量検知手段２０及び給湯配管１３を流通して給湯口１４から外部に放出される。このとき、上記の混合水が給湯流量検知手段２０によってその通過が検知されると、制御装置２５は、給湯温度センサー２２によって検出される給湯温度が、利用者によって予めリモコン２４により通信手段３１を介して制御装置２５に設定された給湯温度設定値となるように、給湯混合弁１１に対し、水配管１０を流通してきた水と、貯湯タンク６からタンク出湯配管９を流通して流量調整弁２６を通過してきた高温水との混合比率を調整させる。
(Hot water supply operation of heat pump water heater)
Next, a hot water supply operation in hot
In this hot water supply operation, first, when a user opens a faucet provided in the hot
（ヒートポンプ給湯機の湯張り運転動作）
まず、本実施の形態に係るヒートポンプ給湯機における湯張り動作の概要を説明する。
利用者によってリモコン２４における湯張り運転の起動操作が実施された場合、又は、予め設定してあった予約タイマー設定による予約設定時間になった場合、湯張り運転が開始される。湯張り運転が開始されると、まず、制御装置２５は、湯張り開閉弁１６を開状態にする。そして、水が給水配管７を流通し、減圧弁８を通過する。減圧弁８を通過した水は、貯湯タンク６の下部から貯湯タンク６の内部に流入する経路と、給水配管７から分岐した水配管１０を流通して湯張り混合弁１２に流入する経路とに分岐して流通する。また、制御装置２５は、流量調整弁２６を、タンク出湯配管９から給湯混合弁１１及び湯張り混合弁１２に連通している状態から、ＨＰ配管１８からの水とタンク出湯配管９からの高温水とが略同量で混合して湯張り混合弁１２へ流入する状態へ変化させる。そして、この湯張り混合弁１２において、水配管１０を流通してきた水、及び、貯湯タンク６からタンク出湯配管９を流通してきた高温水とＨＰ配管１８を流通してきた水とが流量調整弁２６で混合され通過してきた水が混合される。この湯張り混合弁１２における混合水は湯張り配管１５を流通し、湯張り開閉弁１６を通過して浴槽１７に放出される。また、本実施の形態においては、上記のような貯湯タンク６からの浴槽１７への放出動作のみによる動作のみではなく、ヒートポンプサイクル１０１によるヒートポンプサイクル運転も同時に実施される。すなわち、水冷媒熱交換器２において加熱された水が水冷媒熱交換器２を流出し、ＨＰ配管１８を流通して、タンク出湯配管９を介して湯張り混合弁１２に流入する。このときの、制御装置２５は、ヒートポンプサイクル１０１の加熱能力を貯湯運転時の加熱能力よりも低能力とし、出湯温度センサー２１によって検出される沸上げ温度も、利用者によって予めリモコン２４により通信手段３１を介して制御装置２５に設定された湯張り温度設定値よりも低温となるように運転させる。また、制御装置２５は、湯張り温度センサー２３によって検出される湯張り温度が、前述したように、利用者によって予めリモコン２４により通信手段３１を介して制御装置２５に設定された湯張り温度設定値となるように、湯張り弁１２に対し水配管１０を流通してきた水と、タンク出湯配管９から流通してきた水との混合比率を調整し、また、ヒートポンプサイクル１０１の加熱動作を制御する。
なお、上記のように、制御装置２５は、沸上げ温度が上記の湯張り温度設定値よりも低温となるように運転させることに限られるものではなく、この湯張り運転時においては、沸上げ温度を貯湯運転時における沸上げ温度よりも低温となるように運転させるものとしてもよい。このように、沸上げ温度を貯湯運転時における沸上げ温度よりも低温となるように運転させるには、制御装置２５が、貯湯運転時と比較して、圧縮機１の回転数を下げること等によってヒートポンプサイクル１０１の加熱能力を低く運転させたり、又は、ポンプ１９の回転数を高く運転させればよい。
また、制御装置２５は、貯湯運転時と比較して、湯張り運転時における沸上げ温度を低温、かつ、ヒートポンプサイクル１０１の加熱能力を低くなるように運転させるものとしてもよい。
その他の動作は、実施の形態１に係るヒートポンプ給湯機と同様である。
(Hot water filling operation of heat pump water heater)
First, an outline of the hot water filling operation in the heat pump water heater according to the present embodiment will be described.
When the user performs a hot water operation start-up operation using the remote controller 24, or when a preset time set by a preset reservation timer is reached, the hot water operation is started. When the hot water filling operation is started, first, the
As described above, the
Further, the
Other operations are the same as those of the heat pump water heater according to the first embodiment.
（実施の形態２の効果）
以上の構成及び動作によって、実施の形態１に係るヒートポンプ給湯機と同様の効果が得られる。
(Effect of Embodiment 2)
With the above configuration and operation, the same effects as those of the heat pump water heater according to
なお、湯張り運転動作として、ヒートポンプサイクル１０１の運転時に、ポンプ１９を動作させず、流量調整弁２６の開度を調整して、混合温度センサー２７で検出される温度を、利用者が予めリモコン２４により通信手段３１を介して制御装置２５に設定された湯張り温度設定値又はそれよりやや高い温度となるように運転させるものとしてもよい。このように動作させることによって、ポンプ１９の動力を低減させることができ、さらに効率のよい湯張り運転が可能となる。
In addition, as a hot water filling operation, the temperature of the temperature detected by the mixed temperature sensor 27 is adjusted by the user in advance by adjusting the opening of the flow
本発明の活用例として、家庭用の貯湯型ヒートポンプ給湯機に適用できる。 As an application example of the present invention, it can be applied to a domestic hot water storage type heat pump water heater.
１ 圧縮機、２ 水冷媒熱交換器、３ 膨張弁、４ 蒸発器、５ ファン、６ 貯湯タンク、７ 給水配管、８ 減圧弁、９ タンク出湯配管、１０ 水配管、１１ 給湯混合弁、１２ 湯張り混合弁、１３ 給湯配管、１４ 給湯口、１５ 湯張り配管、１６ 湯張り開閉弁、１７ 浴槽、１８ ＨＰ配管、１９ ポンプ、２０ 給湯流量検知手段、２１ 出湯温度センサー、２２ 給湯温度センサー、２３ 湯張り温度センサー、２４ リモコン、２５ 制御装置、２６ 流量調整弁、２７ 混合温度センサー、３１ 通信手段、１０１ ヒートポンプサイクル、１０２ 給湯回路。
DESCRIPTION OF
Claims (7)
貯湯タンクと、該貯湯タンクの下部に接続された給水配管と、前記貯湯タンクの上部に接続されたタンク出湯配管と、前記給水配管から分岐した水配管と、前記タンク出湯配管及び前記水配管がそれぞれ入口側に接続された湯張り混合弁と、該湯張り混合弁の出口側に接続され、末端が浴槽に接続される湯張り配管と、該湯張り配管上に設置された湯張り開閉弁と、前記貯湯タンクの下部、前記水冷媒熱交換器及び前記タンク出湯配管を順次接続するＨＰ配管と、該ＨＰ配管上に設置されたポンプと、を有する給湯回路と、
前記水冷媒熱交換器の出口側近傍に設置された出湯温度検出手段と、
前記圧縮機及び前記湯張り混合弁等の制御をする制御装置と、
を備え、
該制御装置は、
前記ヒートポンプサイクルにおける前記水冷媒熱交換器によって加熱された水を前記貯湯タンクの上部から流入させ、該貯湯タンク内に貯める貯湯運転モードと、前記湯張り開閉弁を開状態にして前記浴槽に水を供給する湯張り運転モードと、を有し、
該湯張り運転モードにおいては、
前記ヒートポンプサイクルを動作させ、
前記貯湯タンクから供給される水と、前記ヒートポンプサイクルにおける前記水冷媒熱交換器から流出する水とを、前記タンク出湯配管と前記ＨＰ配管との接続部で混合させ、前記湯張り混合弁によって、その混合させた水を前記浴槽に供給させ、
前記出湯温度検出手段によって検出された温度を、前記貯湯運転モードにおける前記温度よりも低温となるように運転させ、あるいは、前記ヒートポンプサイクルの加熱能力を、前記貯湯運転モードにおける前記加熱能力よりも低くなるように運転させることによって、前記湯張り運転モードにおける湯張りＣＯＰが前記貯湯タンクのみから前記浴槽に水を供給する運転におけるＣＯＰよりも高くなるようにする
ことを特徴とするヒートポンプ給湯機。 At least a heat pump cycle in which a compressor, a water refrigerant heat exchanger, an expansion valve, and an evaporator are connected by a pipe in an annular shape,
A hot water storage tank, a water supply pipe connected to the lower part of the hot water storage tank, a tank hot water supply pipe connected to the upper part of the hot water storage tank, a water pipe branched from the water supply pipe, the tank hot water supply pipe and the water pipe A hot water mixing valve connected to the inlet side, a hot water piping connected to the outlet side of the hot water mixing valve and having a terminal connected to the bathtub, and a hot water opening / closing valve installed on the hot water piping A hot water supply circuit comprising: a lower part of the hot water storage tank; an HP pipe that sequentially connects the water refrigerant heat exchanger and the tank outlet pipe; and a pump installed on the HP pipe;
Tapping temperature detection means installed near the outlet side of the water refrigerant heat exchanger;
A control device for controlling the compressor, the hot water mixing valve, and the like;
With
The control device
Water heated by the water-refrigerant heat exchanger in the heat pump cycle is allowed to flow from the upper part of the hot water storage tank and stored in the hot water storage tank, and the hot water on / off valve is opened to supply water to the bathtub. A hot water operation mode for supplying
In the hot water operation mode,
Operating the heat pump cycle;
The water supplied from the hot water storage tank and the water flowing out from the water refrigerant heat exchanger in the heat pump cycle are mixed at the connection portion between the tank hot water piping and the HP piping, and the hot water filling mixing valve The mixed water is supplied to the bathtub,
The temperature detected by the tapping temperature detection means is operated to be lower than the temperature in the hot water storage operation mode, or the heating capacity of the heat pump cycle is lower than the heating capacity in the hot water storage operation mode. By operating as described above, the hot water filling COP in the hot water filling operation mode is made higher than the COP in the operation of supplying water to the bathtub from only the hot water storage tank.
貯湯タンクと、該貯湯タンクの下部に接続された給水配管と、前記貯湯タンクの上部に接続されたタンク出湯配管と、該タンク出湯配管上に設置された流量調整弁と、前記給水配管から分岐した水配管と、前記タンク出湯配管及び前記水配管がそれぞれ入口側に接続された湯張り混合弁と、該湯張り混合弁の出口側に接続され、末端が浴槽に接続される湯張り配管と、該湯張り配管上に設置された湯張り開閉弁と、前記貯湯タンクの下部、前記水冷媒熱交換器及び前記流量調整弁を順次接続するＨＰ配管と、該ＨＰ配管上に設置されたポンプと、を有する給湯回路と、
前記水冷媒熱交換器の出口側近傍に設置された出湯温度検出手段と、
前記圧縮機及び前記湯張り混合弁等の制御をする制御装置と、
を備え、
該制御装置は、
前記ヒートポンプサイクルにおける前記水冷媒熱交換器によって加熱された水を前記貯湯タンクの上部から流入させ、該貯湯タンク内に貯める貯湯運転モードと、前記湯張り開閉弁を開状態にして前記浴槽に水を供給する湯張り運転モードと、を有し、
前記貯湯運転モードにおいては、前記流量調整弁を、前記ＨＰ配管と前記タンク出湯配管とが連通する状態に変化させ、
該湯張り運転モードにおいては、
前記ヒートポンプサイクルを動作させ、
前記流量調整弁を前記タンク出湯配管及び前記ＨＰ配管から前記湯張り混合弁に連通している状態に変化させ、前記貯湯タンクから供給される水と、前記ヒートポンプサイクルにおける前記水冷媒熱交換器から流出する水とを、前記流量調整弁で混合させ、前記湯張り混合弁によって、その混合させた水を前記浴槽に供給させ、
前記出湯温度検出手段によって検出された温度を、前記貯湯運転モードにおける前記温度よりも低温となるように運転させ、あるいは、前記ヒートポンプサイクルの加熱能力を、前記貯湯運転モードにおける前記加熱能力よりも低くなるように運転させることによって、前記湯張り運転モードにおける湯張りＣＯＰが前記貯湯タンクのみから前記浴槽に水を供給する運転におけるＣＯＰよりも高くなるようにする
ことを特徴とするヒートポンプ給湯機。 At least a heat pump cycle in which a compressor, a water refrigerant heat exchanger, an expansion valve, and an evaporator are connected by a pipe in an annular shape,
A hot water storage tank, a water supply pipe connected to the lower part of the hot water storage tank, a tank hot water supply pipe connected to the upper part of the hot water storage tank, a flow rate adjusting valve installed on the tank hot water supply pipe, and a branch from the water supply pipe Water filling pipe, a tank filling pipe and a water filling mixing valve each connected to the inlet side, a water filling pipe connected to the outlet side of the filling filling valve, and a terminal connected to the bathtub A hot water on / off valve installed on the hot water pipe, an HP pipe sequentially connecting the lower part of the hot water storage tank, the water refrigerant heat exchanger and the flow rate adjusting valve, and a pump installed on the HP pipe And a hot water supply circuit,
Tapping temperature detection means installed near the outlet side of the water refrigerant heat exchanger;
A control device for controlling the compressor, the hot water mixing valve, and the like;
With
The control device
Water heated by the water-refrigerant heat exchanger in the heat pump cycle is allowed to flow from the upper part of the hot water storage tank and stored in the hot water storage tank, and the hot water on / off valve is opened to supply water to the bathtub. A hot water operation mode for supplying
In the hot water storage operation mode, the flow rate adjustment valve is changed to a state in which the HP pipe and the tank outlet pipe communicate with each other,
In the hot water operation mode,
Operating the heat pump cycle;
The flow rate adjusting valve is changed from the tank outlet pipe and the HP pipe to the state where the hot water mixing valve communicates with the water supplied from the hot water storage tank, and the water refrigerant heat exchanger in the heat pump cycle. The outflowing water is mixed by the flow rate adjusting valve, and the mixed water is supplied to the bathtub by the hot water mixing valve,
The temperature detected by the tapping temperature detection means is operated to be lower than the temperature in the hot water storage operation mode, or the heating capacity of the heat pump cycle is lower than the heating capacity in the hot water storage operation mode. By operating as described above, the hot water filling COP in the hot water filling operation mode is made higher than the COP in the operation of supplying water to the bathtub from only the hot water storage tank.
ことを特徴とする請求項１又は請求項２記載のヒートポンプ給湯機。 The said control apparatus is operated in the said hot water filling operation mode so that the rotation speed of the said compressor in the said heat pump cycle may become lower than the rotation speed of the said compressor in the said hot water storage operation mode. The heat pump water heater according to claim 1 or 2 .
ことを特徴とする請求項１〜請求項３のいずれかに記載のヒートポンプ給湯機。 It said controller, in the hot water filling operation mode, the rotational speed of the pump, according to claim 1 to claim 3, characterized in that for operation to be higher than the rotational speed of the pump in the hot water storage operation mode The heat pump water heater according to any one of the above.
前記湯張り温度の設定値等の操作情報を前記制御装置に送信する操作手段と、
を備え、
前記制御装置は、前記湯張り運転モードにおいて、
前記湯張り温度検出手段によって検出される湯張り温度が、前記操作手段によって送信された前記湯張り温度の設定値になるように運転させ、
前記出湯温度検出手段によって検出された温度を、前記貯湯運転モードにおける前記温度よりも低温となるように運転させようとする場合において、前記出湯温度検出手段によって検出された温度を、前記貯湯運転モードにおける前記温度に代えて、前記湯張り温度の設定値よりも低温となるように運転させる
ことを特徴とする請求項１又は請求項２記載のヒートポンプ給湯機。 A hot water temperature detecting means for detecting a temperature of water supplied to the bathtub installed in the hot water piping (hereinafter referred to as hot water temperature);
Operation means for transmitting operation information such as a set value of the hot water temperature to the control device;
With
The control device, in the hot water operation mode,
The hot water temperature detected by the hot water temperature detecting means is operated so as to become the set value of the hot water temperature transmitted by the operating means,
When the temperature detected by the hot water temperature detection means is to be operated so as to be lower than the temperature in the hot water storage operation mode, the temperature detected by the hot water temperature detection means is the hot water storage operation mode. The heat pump water heater according to claim 1 or 2, wherein the heat pump is operated so as to be lower in temperature than a set value of the hot water filling temperature instead of the temperature.
該給湯混合弁の出口側に接続された給湯配管と、
該給湯配管の末端に設置された給湯口と、
を備え、
前記制御装置は、
前記給湯口が開状態となった場合、前記給湯混合弁を制御して、前記給湯口から所定温度の所定量の水を放出させる一括給湯運転モードを有し、
該一括給湯運転モードにおいては、前記ヒートポンプサイクルを動作させ、前記貯湯タンクから供給される水と、前記ヒートポンプサイクルにおける前記水冷媒熱交換器から流出する水とを、前記給湯混合弁の上流側で混合させ、前記給湯混合弁によって、その混合させた水を前記給湯口から放出させ、前記出湯温度検出手段によって検出された温度を、前記貯湯運転モードにおける前記温度よりも低温となるように運転させる
ことを特徴とする請求項１〜請求項４のいずれかに記載のヒートポンプ給湯機。 A hot water mixing valve in which a pipe branched from the tank outlet pipe and a pipe branched from the water pipe are respectively connected to the inlet side;
A hot water supply pipe connected to the outlet side of the hot water mixing valve;
A hot water outlet installed at the end of the hot water supply pipe;
With
The controller is
When the hot water supply port is in an open state, the hot water supply mixing valve is controlled to have a collective hot water supply operation mode for releasing a predetermined amount of water at a predetermined temperature from the hot water supply port,
In the batch hot water supply operation mode, the heat pump cycle is operated, and the water supplied from the hot water storage tank and the water flowing out from the water refrigerant heat exchanger in the heat pump cycle are upstream of the hot water supply mixing valve. The mixed water is mixed, and the mixed water is discharged from the hot water supply port by the hot water supply mixing valve, and the temperature detected by the hot water temperature detecting means is operated to be lower than the temperature in the hot water storage operation mode. The heat pump water heater according to any one of claims 1 to 4 , wherein the heat pump water heater is provided.
前記給湯温度の設定値等の操作情報を前記制御装置に送信する操作手段と、
を備え、
前記制御装置は、前記一括給湯運転モードにおいて、
前記給湯温度検出手段によって検出される給湯温度が、前記操作手段によって送信された前記給湯温度の設定値になるように運転させ、
前記出湯温度検出手段によって検出された温度を、前記貯湯運転モードにおける前記温度に代えて、前記給湯温度の設定値よりも低温となるように運転させる
ことを特徴とする請求項６記載のヒートポンプ給湯機。 A hot water supply temperature detecting means for detecting a temperature of water discharged from the hot water supply port installed in the hot water supply pipe (hereinafter referred to as hot water supply temperature);
Operation means for transmitting operation information such as a set value of the hot water supply temperature to the control device;
With
In the batch hot water supply operation mode, the control device,
The hot water temperature detected by the hot water supply temperature detecting means, is operated such that the set value of the transmitted the hot water temperature by said operating means,
The heat pump hot water supply according to claim 6 , wherein the temperature detected by the hot water temperature detecting means is operated so as to be lower than a set value of the hot water supply temperature instead of the temperature in the hot water storage operation mode. Machine.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2009167794A JP5159719B2 (en) | 2009-07-16 | 2009-07-16 | Heat pump water heater |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2009167794A JP5159719B2 (en) | 2009-07-16 | 2009-07-16 | Heat pump water heater |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2011021828A JP2011021828A (en) | 2011-02-03 |
| JP5159719B2 true JP5159719B2 (en) | 2013-03-13 |
Family
ID=43632061
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2009167794A Active JP5159719B2 (en) | 2009-07-16 | 2009-07-16 | Heat pump water heater |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP5159719B2 (en) |
Families Citing this family (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP5511727B2 (en) * | 2011-04-04 | 2014-06-04 | 三菱電機株式会社 | Heat pump water heater |
| JP5575049B2 (en) * | 2011-04-20 | 2014-08-20 | 三菱電機株式会社 | Heat pump water heater |
| JP5527360B2 (en) * | 2011-06-27 | 2014-06-18 | 三菱電機株式会社 | Heat pump water heater |
| JP2015038397A (en) * | 2013-03-25 | 2015-02-26 | リンナイ株式会社 | Hot water supply system |
| FR3009612B1 (en) * | 2013-08-09 | 2018-12-07 | Zodiac Pool Care Europe | SYSTEM AND METHOD FOR CONTROLLING HEAT PUMP FOR SWIMMING POOL |
| WO2015136595A1 (en) * | 2014-03-10 | 2015-09-17 | 三菱電機株式会社 | Heat pump system |
| JP6464873B2 (en) * | 2015-03-26 | 2019-02-06 | 三菱電機株式会社 | Hot water storage type heat pump water heater |
Family Cites Families (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP3855795B2 (en) * | 2002-02-25 | 2006-12-13 | 松下電器産業株式会社 | Heat pump water heater |
| JP2006132889A (en) * | 2004-11-09 | 2006-05-25 | Matsushita Electric Ind Co Ltd | Hot water storage type heat pump hot water supply apparatus |
| JP4453662B2 (en) * | 2006-01-24 | 2010-04-21 | 株式会社デンソー | Heat pump type water heater |
| JP4124258B2 (en) * | 2006-12-22 | 2008-07-23 | 松下電器産業株式会社 | Heat pump water heater |
-
2009
- 2009-07-16 JP JP2009167794A patent/JP5159719B2/en active Active
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JP2011021828A (en) | 2011-02-03 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| JP4975067B2 (en) | Heat pump water heater | |
| JP5159719B2 (en) | Heat pump water heater | |
| KR100859245B1 (en) | Heat pump hot water supply floor heating apparatus | |
| JP5071434B2 (en) | Heat pump water heater | |
| KR100847619B1 (en) | Heat pump water heater | |
| JP5078421B2 (en) | Heat pump hot water floor heater | |
| JP5575049B2 (en) | Heat pump water heater | |
| JP4231863B2 (en) | Heat pump water heater bathroom heating dryer | |
| JP5528365B2 (en) | Heat pump water heater | |
| JP3887781B2 (en) | Heat pump water heater | |
| JP6438765B2 (en) | Thermal equipment | |
| JP5159857B2 (en) | Heat pump water heater | |
| JP4368846B2 (en) | Hot water storage water heater | |
| JP4277836B2 (en) | Heat pump water heater | |
| JP2016070630A (en) | Hot water supply heating device | |
| JP5511727B2 (en) | Heat pump water heater | |
| JP4425957B2 (en) | Heat pump water heater | |
| JP5741256B2 (en) | Hot water storage water heater | |
| JP2004232912A (en) | Heat pump water heater | |
| JP5891189B2 (en) | Bathtub water heater | |
| JP6375252B2 (en) | Hot water filling system | |
| JP2014163663A (en) | Hot water filling system | |
| JP2024080969A (en) | Hot water supply equipment | |
| JP5058036B2 (en) | Heat pump type water heater | |
| JP2008298386A (en) | Heat pump water heater |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A977 | Report on retrieval |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007 Effective date: 20120116 |
|
| A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20120124 |
|
| A521 | Request for written amendment filed |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20120316 |
|
| A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20120904 |
|
| A521 | Request for written amendment filed |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20121022 |
|
| TRDD | Decision of grant or rejection written | ||
| A01 | Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01 Effective date: 20121113 |
|
| A61 | First payment of annual fees (during grant procedure) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61 Effective date: 20121211 |
|
| R150 | Certificate of patent or registration of utility model |
Ref document number: 5159719 Country of ref document: JP Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150 Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20151221 Year of fee payment: 3 |
|
| R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
| R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
| R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
| R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
| R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
| R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
| R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
| R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
| R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |