JP5861577B2 - 給湯装置 - Google Patents
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開示された発明のひとつは、給湯用流体系統(2)と冷媒サイクル(3)との間に対向流型の水冷媒熱交換器(10)を有する給湯装置(1)において、水冷媒熱交換器に供給される給水の給水温度(TWin)を検出する給水温度検出器(21)と、冷媒サイクルの高圧部分における高圧冷媒圧力(PRh)を検出する高圧冷媒圧力検出器(22)と、冷媒サイクルの圧縮機(7)と水冷媒熱交換器との間の高圧部分における吐出冷媒温度(TRd)を検出する吐出冷媒温度検出器(23)と、高圧冷媒圧力(PRh)と吐出冷媒温度(TRd)とが、水冷媒熱交換器から流出する水の目標温度である目標沸上温度(TWh)と給水温度(TWin)とから決定される目標圧力(PRht)および目標温度(TRdt)になるように冷媒サイクルの減圧弁(8)を制御する制御装置(20)とを備え、制御装置(20)は、高圧冷媒圧力(PRh)、吐出冷媒温度(TRd)、目標沸上温度(TWh)、および給水温度(TWin)に基づいて、水冷媒熱交換器(10)の冷媒出口における冷媒温度と水温度との温度差である出口温度差(TD)の推定値(TDa)を算出するための特性マップ(31a)を記憶する記憶部(31)と、高圧冷媒圧力(PRh)、吐出冷媒温度(TRd)、目標沸上温度(TWh)、および給水温度(TWin)と特性マップ(31a)とに基づいて、推定値(TDa)を算出する算出部(154)と、推定値(TDa)を出口温度差の目標温度差(TDt)に一致させるように減圧弁(8)の開度を操作する操作部(155、156、157)とを備えることを特徴とする。
開示された発明のひとつは、給湯用流体系統(2)と冷媒サイクル(3)との間に対向流型の水冷媒熱交換器(10)を有する給湯装置(1)において、水冷媒熱交換器に供給される給水の給水温度(TWin)を検出する給水温度検出器(21)と、 冷媒サイクルの高圧部分における高圧冷媒圧力(PRh)を検出する高圧冷媒圧力検出器(22)と、冷媒サイクルの圧縮機(7)と水冷媒熱交換器との間の高圧部分における吐出冷媒温度(TRd)を検出する吐出冷媒温度検出器(23)と、高圧冷媒圧力(PRh)と吐出冷媒温度(TRd)とが、水冷媒熱交換器から流出する水の目標温度である目標沸上温度(TWh)と給水温度(TWin)とから決定される目標圧力(PRht)および目標温度(TRdt)になるように冷媒サイクルの減圧弁(8)を制御する制御装置(20)とを備え、制御装置(20)は、高圧冷媒圧力(PRh)、吐出冷媒温度(TRd)、目標沸上温度(TWh)、および給水温度(TWin)に基づいて、目標圧力(PRht、PRhs)および/または目標温度(TRdt、TRds)を算出するための特性マップ(31a)を記憶する記憶部(31)と、高圧冷媒圧力(PRh)、吐出冷媒温度(TRd)、目標沸上温度(TWh)、および給水温度(TWin)と特性マップ(31a)とに基づいて、目標圧力(PRht、PRhs)および/または目標温度(TRdt、TRds)を算出する算出部(154、254、354)と、高圧冷媒圧力(PRh)および/または吐出冷媒温度(TRd)を、算出部によって算出された目標圧力(PRht、PRhs)および/または目標温度(TRdt、TRds)に一致させるように減圧弁(8)の開度を操作する操作部(155、255、355、156、157)とを備えることを特徴とする。
図1において、本発明の第1実施形態に係る給湯装置1は、給湯用流体系統2と、冷媒サイクル3とを備える。給湯装置1は、水道施設から給水口を経由して供給される水を、冷媒サイクル3によって加熱する。給湯装置1は、湯を生成し、湯を蓄える。給湯装置1は、蛇口などの出湯口に向けて湯を供給する。
一方、この実施形態によると、給湯装置1は、目標温度差TDt上にて動作するようにフィードバック制御される。しかも、検知される温度だけに依存することなく、吐出冷媒温度TRdおよび高圧冷媒圧力PRhに基づいて制御される。このため、検知温度の誤差があっても、動作点は目標温度差TDt上に維持される。例えば、検知温度に誤差があっても、給湯装置1は、目標温度差TDt上の動作点Pa、Pcにて動作するように制御される。
この実施形態の給湯装置1は、先行する実施形態と同じ構成を備える。この実施形態の制御装置20は、図7に図示された制御処理250を実行する。この実施形態では、先行する実施形態のステップ154、155に代えて、ステップ254、255が実行される。
この実施形態の給湯装置1は、先行する実施形態と同じ構成を備える。この実施形態の制御装置20は、図9に図示された制御処理350を実行する。この実施形態では、先行する実施形態のステップ154、155に代えて、ステップ354、355が実行される。
この実施形態では、上述の複数の実施形態のいずれかにおいて、目標温度差TDtを0°Cに設定している。この場合、フィードバック制御によって実現される目標圧力PRhtと目標温度TRdtとは、水冷媒熱交換器10の冷媒出口における冷媒温度と給水温度との出口温度差TDと、水冷媒熱交換器10の冷媒出口を除いた部位における冷媒温度と給水温度との最小温度差が0°Cとなる目標圧力と目標温度であるといえる。この実施形態によると、目標温度差TDを0°Cに設定しても、冷媒サイクルを高い効率で運転することができる。
以上、開示された発明の好ましい実施形態について説明したが、開示された発明は上述した実施形態に何ら制限されることなく、種々変形して実施することが可能である。上記実施形態の構造は、あくまで例示であって、開示された発明の技術的範囲はこれらの記載の範囲に限定されるものではない。開示された発明の技術的範囲は、特許請求の範囲の記載によって示され、さらに特許請求の範囲の記載と均等の意味及び範囲内での全ての変更を含むものである。
4 貯湯タンク、5 給水経路、6 給水ポンプ、
7 圧縮機、8 減圧弁、9 蒸発器、
10 水冷媒熱交換器、11 水経路、12 冷媒経路、
20 制御装置、21 水温センサ、22 圧力センサ、23 温度センサ、
31 マップ記憶部、32 フィードバック制御部。
Claims (7)
- 給湯用流体系統(2)と冷媒サイクル(3)との間に対向流型の水冷媒熱交換器(10)を有する給湯装置(1)において、
前記水冷媒熱交換器に供給される給水の給水温度(TWin)を検出する給水温度検出器(21)と、
前記冷媒サイクルの高圧部分における高圧冷媒圧力(PRh)を検出する高圧冷媒圧力検出器(22)と、
前記冷媒サイクルの圧縮機(7)と前記水冷媒熱交換器との間の高圧部分における吐出冷媒温度(TRd)を検出する吐出冷媒温度検出器(23)と、
前記高圧冷媒圧力(PRh)と前記吐出冷媒温度(TRd)とが、前記水冷媒熱交換器から流出する水の目標温度である目標沸上温度(TWh)と前記給水温度(TWin)とから決定される目標圧力(PRht)および目標温度(TRdt)になるように前記冷媒サイクルの減圧弁(8)を制御する制御装置(20)とを備え、
前記目標圧力(PRht)と前記目標温度(TRdt)とは、前記水冷媒熱交換器(10)の冷媒出口における冷媒温度と水温度との温度差である出口温度差(TD)が、前記水冷媒熱交換器(10)内の前記冷媒出口を除いた部位での冷媒温度と水温度との間の最小温度差(TDpch)と等価になるように設定されていることを特徴とする給湯装置。 - 前記出口温度差(TD)と前記最小温度差(TDpch)とが0(°C)であることを特徴とする請求項1に記載の給湯装置。
- 前記制御装置(20)は、前記目標圧力(PRht)と前記目標温度(TRdt)とを設定するための特性マップ(31a)を記憶する記憶部(31)を備えることを特徴とする請求項1または請求項2に記載の給湯装置。
- 前記制御装置(20)は、
前記高圧冷媒圧力(PRh)、前記吐出冷媒温度(TRd)、前記目標沸上温度(TWh)、および前記給水温度(TWin)に基づいて、前記水冷媒熱交換器(10)の冷媒出口における冷媒温度と水温度との温度差である出口温度差(TD)の推定値(TDa)を算出するための特性マップ(31a)を記憶する記憶部(31)と、
前記高圧冷媒圧力(PRh)、前記吐出冷媒温度(TRd)、前記目標沸上温度(TWh)、および前記給水温度(TWin)と前記特性マップ(31a)とに基づいて、前記推定値(TDa)を算出する算出部(154)と、
前記推定値(TDa)を前記出口温度差の目標温度差(TDt)に一致させるように前記減圧弁(8)の開度を操作する操作部(155、156、157)とを備えることを特徴とする請求項1または請求項2に記載の給湯装置。 - 前記制御装置(20)は、
前記高圧冷媒圧力(PRh)、前記吐出冷媒温度(TRd)、前記目標沸上温度(TWh)、および前記給水温度(TWin)に基づいて、前記目標圧力(PRht、PRhs)および/または前記目標温度(TRdt、TRds)を算出するための特性マップ(31a)を記憶する記憶部(31)と、
前記高圧冷媒圧力(PRh)、前記吐出冷媒温度(TRd)、前記目標沸上温度(TWh)、および前記給水温度(TWin)と前記特性マップ(31a)とに基づいて、前記目標圧力(PRht、PRhs)および/または前記目標温度(TRdt、TRds)を算出する算出部(154、254、354)と、
前記高圧冷媒圧力(PRh)および/または前記吐出冷媒温度(TRd)を、前記算出部によって算出された前記目標圧力(PRht、PRhs)および/または前記目標温度(TRdt、TRds)に一致させるように前記減圧弁(8)の開度を操作する操作部(155、255、355、156、157)とを備えることを特徴とする請求項1または請求項2に記載の給湯装置。 - 給湯用流体系統(2)と冷媒サイクル(3)との間に対向流型の水冷媒熱交換器(10)を有する給湯装置(1)において、
前記水冷媒熱交換器に供給される給水の給水温度(TWin)を検出する給水温度検出器(21)と、
前記冷媒サイクルの高圧部分における高圧冷媒圧力(PRh)を検出する高圧冷媒圧力検出器(22)と、
前記冷媒サイクルの圧縮機(7)と前記水冷媒熱交換器との間の高圧部分における吐出冷媒温度(TRd)を検出する吐出冷媒温度検出器(23)と、
前記高圧冷媒圧力(PRh)と前記吐出冷媒温度(TRd)とが、前記水冷媒熱交換器から流出する水の目標温度である目標沸上温度(TWh)と前記給水温度(TWin)とから決定される目標圧力(PRht)および目標温度(TRdt)になるように前記冷媒サイクルの減圧弁(8)を制御する制御装置(20)とを備え、
前記制御装置(20)は、
前記高圧冷媒圧力(PRh)、前記吐出冷媒温度(TRd)、前記目標沸上温度(TWh)、および前記給水温度(TWin)に基づいて、前記水冷媒熱交換器(10)の冷媒出口における冷媒温度と水温度との温度差である出口温度差(TD)の推定値(TDa)を算出するための特性マップ(31a)を記憶する記憶部(31)と、
前記高圧冷媒圧力(PRh)、前記吐出冷媒温度(TRd)、前記目標沸上温度(TWh)、および前記給水温度(TWin)と前記特性マップ(31a)とに基づいて、前記推定値(TDa)を算出する算出部(154)と、
前記推定値(TDa)を前記出口温度差の目標温度差(TDt)に一致させるように前記減圧弁(8)の開度を操作する操作部(155、156、157)とを備えることを特徴とする給湯装置。 - 給湯用流体系統(2)と冷媒サイクル(3)との間に対向流型の水冷媒熱交換器(10)を有する給湯装置(1)において、
前記水冷媒熱交換器に供給される給水の給水温度(TWin)を検出する給水温度検出器(21)と、
前記冷媒サイクルの高圧部分における高圧冷媒圧力(PRh)を検出する高圧冷媒圧力検出器(22)と、
前記冷媒サイクルの圧縮機(7)と前記水冷媒熱交換器との間の高圧部分における吐出冷媒温度(TRd)を検出する吐出冷媒温度検出器(23)と、
前記高圧冷媒圧力(PRh)と前記吐出冷媒温度(TRd)とが、前記水冷媒熱交換器から流出する水の目標温度である目標沸上温度(TWh)と前記給水温度(TWin)とから決定される目標圧力(PRht)および目標温度(TRdt)になるように前記冷媒サイクルの減圧弁(8)を制御する制御装置(20)とを備え、
前記制御装置(20)は、
前記高圧冷媒圧力(PRh)、前記吐出冷媒温度(TRd)、前記目標沸上温度(TWh)、および前記給水温度(TWin)に基づいて、前記目標圧力(PRht、PRhs)および/または前記目標温度(TRdt、TRds)を算出するための特性マップ(31a)を記憶する記憶部(31)と、
前記高圧冷媒圧力(PRh)、前記吐出冷媒温度(TRd)、前記目標沸上温度(TWh)、および前記給水温度(TWin)と前記特性マップ(31a)とに基づいて、前記目標圧力(PRht、PRhs)および/または前記目標温度(TRdt、TRds)を算出する算出部(154、254、354)と、
前記高圧冷媒圧力(PRh)および/または前記吐出冷媒温度(TRd)を、前記算出部によって算出された前記目標圧力(PRht、PRhs)および/または前記目標温度(TRdt、TRds)に一致させるように前記減圧弁(8)の開度を操作する操作部(155、255、355、156、157)とを備えることを特徴とする給湯装置。
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