KR100529977B1 - Heat pump type hot water supply apparatus - Google Patents
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Abstract
본 발명은 외기 온도의 단시간의 상하 움직임 변화에 대한 압축기 능력의 제어 및 전동 팽창 밸브의 개방도 제어를 안정시킨 열펌프식 급탕 장치를 제공하는 것을 과제로 한다. 외기 온도를 일정 시간마다 검출하고, 검출된 외기 온도의 변화에 대한 소정의 기준에 따라 압축기 능력을 제어하는 동시에, 소정의 기준에 따라 전동 팽창 밸브의 개방도를 제어한다.An object of the present invention is to provide a heat pump type hot water supply device, which is capable of stabilizing control of compressor capacity and change of opening degree of an electric expansion valve for a short time change in movement of outside air temperature. The outside air temperature is detected at a predetermined time, the compressor capacity is controlled according to a predetermined criterion for the change of the detected outside air temperature, and the opening degree of the electric expansion valve is controlled according to the predetermined criterion.
Description
본 발명은 열펌프식 급탕 장치, 특히 압축기 능력 및 전동 팽창 밸브의 개방도를 제어하는 제어 장치를 구비한 열펌프식 급탕 장치에 관한 것이다.The present invention relates to a heat pump type hot water supply device, in particular a heat pump type hot water supply device having a control device for controlling the compressor capacity and the opening degree of the electric expansion valve.
일반적으로 열펌프식 급탕 장치는 압축기, 고압측 열교환기, 냉매 팽창 장치, 증발기를 직렬로 접속한 냉매 회로를 가지는 냉동 사이클 장치를 구비하여, 이 냉동 사이클 장치의 열펌프 작용에 의해, 외기로부터 끌어올린 열량을 고압측 열교환기로 급탕 용수에 방출하여 급탕 용수를 가열한다.In general, a heat pump type hot water supply device includes a refrigeration cycle device having a refrigerant circuit in which a compressor, a high pressure side heat exchanger, a refrigerant expansion device, and an evaporator are connected in series, and is drawn from the outside air by the heat pump action of the refrigeration cycle device. Heated water is heated by releasing the amount of heat raised to hot water using a high pressure side heat exchanger.
또한, 열펌프식 급탕 장치는, 일반적으로 1 년 내내 운전되지만, 외기 온도의 변화에 의해 급탕 용수 가열 능력이 변화한다. 예컨대, 외기 온도가 저하하고, 증발 압력이 저하하여, 압축기의 능력이 저하하고, 고압 압력이 저하한다. 이로 인해, 급탕 용수 가열 능력이 저하한다는 문제와, 가열된 급탕 용수의 온도도 낮아지게 된다는 문제가 있다. 이로 인해, 종래의 열펌프식 급탕 장치에서는, 일반적으로 외기 온도의 저하에 대한 압축기 능력을 향상시키고, 급탕 용수의 가열 능력의 유지와 급탕 용수의 온도의 유지를 도모하고 있었다.In addition, the heat pump type hot water supply device is generally operated all year round, but the hot water supply water heating capacity changes due to the change in the outside air temperature. For example, outside air temperature falls, evaporation pressure falls, the capability of a compressor falls, and high pressure pressure falls. For this reason, there exists a problem that the hot water supply water heating capability falls, and the temperature of the heated hot water supply water also becomes low. For this reason, in the conventional heat pump type hot water supply apparatus, generally, the compressor ability with respect to the fall of external air temperature was improved, and the maintenance of the heating capability of hot water supply water, and the maintenance of the temperature of hot water supply water was aimed at.
그러나, 종래에는 항상 외기 온도를 검출하고, 이 외기 온도의 변화에 따라서 압축기의 능력을 변화시키고 있었다. 또한, 외기 온도는, 일반적으로는 급격하게 변화하는 것은 아니지만, 설치 조건에 따라, 또한, 구름의 이동에 의한 일사량의 변화, 비바람의 발생 또는 변화 등에 따라, 증발기 주변의 공기 온도가 단시간에 상하 이동하는 일이 있다. 이 경우에, 종래의 급탕 장치에 있어서는, 외기 온도의 상하 변화에 따라서 압축기 능력이 상하로 변화하고 있었다. 이로 인해, 팽창 밸브는, 그 개방도를 안정적으로 변화시킬 수 없었고, 개방도의 수축 또는 확대를 일으킨다는 문제가 있었다. 또한, 그 결과, 압축기로 역류를 발생시키고, 압축기의 수명이 단축된다는 문제가 있었다.However, conventionally, the outside air temperature has always been detected, and the capacity of the compressor has been changed in accordance with the change of the outside air temperature. In addition, the outside air temperature generally does not change rapidly, but depending on the installation conditions, the air temperature around the evaporator moves up and down in a short time depending on the change in the amount of insolation due to the movement of the clouds, the occurrence or change of the rainstorm, and the like. There is work to do. In this case, in the conventional hot water supply apparatus, the compressor capacity was changing up and down with the vertical change of the outside air temperature. For this reason, the expansion valve could not change the opening degree stably, but there existed a problem that contraction or expansion of an opening degree was caused. As a result, there has been a problem that a backflow is generated by the compressor and the life of the compressor is shortened.
본 발명은, 이와 같은 종래의 기술에 존재하는 문제점에 착안하여 이루어진 것이다. 그 목적으로 하는 바는 외기 온도의 단시간의 상하 이동 변화에 대하여 압축기 능력의 제어 및 전동 팽창 밸브의 개방도 제어를 안정시킨 열펌프식 급탕 장치를 제공하는 데 있다.The present invention has been made in view of the problems existing in such a conventional technology. It is an object of the present invention to provide a heat pump type hot water supply device which stabilizes the control of the compressor capacity and the control of the opening degree of the electric expansion valve with respect to the short time vertical movement change of the outside air temperature.
상기와 같은 목적을 달성하기 위해서, 본 발명은 인버터 구동식 압축기, 고압측 열교환기, 냉매 팽창 장치, 증발기를 직렬로 접속한 냉매 회로를 가지는 냉동 사이클 장치와, 이 냉동 사이클 장치의 열펌프 작용에 의해 가열된 급탕 용수를 저장하는 저탕 탱크와, 외기 온도를 일정 시간마다 검출하여, 검출된 외기 온도의 변화에 대한 소정의 기준에 따라서 압축기 능력을 제어하는 동시에, 소정의 기준에 따라서 전동 팽창 밸브의 개방도를 제어하는 제어 장치를 구비한 것이다.In order to achieve the above object, the present invention provides a refrigeration cycle apparatus having a refrigerant circuit in which an inverter driven compressor, a high pressure side heat exchanger, a refrigerant expansion device, and an evaporator are connected in series, and a heat pump action of the refrigeration cycle device. The storage tank for storing the heated hot water, and the outside air temperature are detected at a predetermined time to control the compressor capacity according to a predetermined criterion for the change of the detected outside air temperature, and at the same time, It is provided with the control apparatus which controls an opening degree.
이와 같이 구성함으로써, 외기 온도가 단시간에 상하 이동하는 일이 있어도, 이와 같이 단시간의 상하 이동 변화를 검출하지 않으므로, 단시간에 압축기 능력이 변화하는 일은 없다. 따라서, 외기 온도의 단시간의 상하 변화에 대하여, 압축기 능력의 제어 및 전동 팽창 밸브의 개방도 제어를 안정적으로 행하는 것이 가능하고, 압축기의 수명 저하를 회피하는 것이 가능하다.With such a configuration, even if the outside air temperature may move up and down in a short time, the change in vertical movement in a short time is not detected in this way, and thus the compressor capacity does not change in a short time. Therefore, it is possible to stably control the compressor capacity and the opening degree control of the electric expansion valve with respect to the up and down change of the outside air temperature for a short time, and it is possible to avoid the deterioration of the life of the compressor.
또한 이 경우에 있어서, 상기 제어 장치는 외기 온도의 검출을 약 30분마다 행하는 것이 양호하다.In this case, it is preferable that the control device performs the detection of the outside temperature every about 30 minutes.
이과 같이 하면, 적절한 시간 간격으로 외기 온도를 검출함으로써, 외기 온도 변화에 대하여 압축기 능력의 제어 및 전동 팽창 밸브의 개방도의 제어를 적절하게 행하는 것이 가능하다.In this way, by detecting the outside air temperature at appropriate time intervals, it is possible to appropriately control the compressor capacity and the opening degree of the electric expansion valve with respect to the outside air temperature change.
또한, 상기 제어 장치는 검출된 외기 온도의 저하에 대하여 압축기 능력을 대략 소정치가 되도록 상기 인버터 구동식 압축기의 회전수를 제어하는 것으로 해도 좋다.In addition, the control device may control the rotation speed of the inverter-driven compressor so that the compressor capacity becomes approximately a predetermined value against the detected decrease in the outside air temperature.
이와 같이 구성하면, 검출된 외기 온도의 저하에 대하여 급탕 용수 가열 능력 및 급탕 용수의 온도를 대략 소정치로 유지하는 것이 가능하다.If comprised in this way, it is possible to maintain the hot water supply water heating capability and the temperature of hot water supply water at a predetermined value with respect to the detected fall of the outdoor air temperature.
또한, 상기 제어 장치는 외기 온도의 저하에 대하여 압축기 능력을 대략 일정치가 되도록 상기 인버터 구동식 압축기의 회전수를 제어하는 것으로 해도 좋다.In addition, the control device may control the rotation speed of the inverter-driven compressor so that the compressor capacity becomes substantially constant against the decrease in the outside air temperature.
이와 같이 구성하면, 외기 온도의 저하에 대하여, 급탕 용수 가열기 능력의 저하 및 급탕 용수 온도 저하를 방지하는 것이 가능하다.If comprised in this way, it is possible to prevent the fall of hot water supply heater capacity | capacitance, and the hot water supply water temperature fall with respect to the fall of external air temperature.
또한, 본 발명은 인버터 구동식 압축기, 고압측 열교환기, 냉매 팽창 장치, 증발기를 직렬로 접속한 냉매 회로를 가지는 냉동 사이클 장치와, 이 냉동 사이클 장치의 열펌프 작용에 의해 가열된 급탕 용수를 저장하는 저탕 탱크와, 외기 온도를 일정 시간마다 검출하여, 이 검출된 외기 온도와, 외기 온도에 대하여 설정되어 있는 목표 가열 완료 온도로부터 소정의 기준에 따라서 상기 인버터 구동식 2단 압축기의 운전 주파수 및 상기 전동기 팽창 밸브의 개방도를 제어하는 제어 장치를 가지는 것으로 해도 좋다.The present invention also provides a refrigeration cycle apparatus having a refrigerant circuit in which an inverter driven compressor, a high pressure side heat exchanger, a refrigerant expansion device, and an evaporator are connected in series, and a hot water supply heated by the heat pump action of the refrigeration cycle device. The operation temperature of the inverter-driven two-stage compressor according to a predetermined criterion from the storage tank and the outside air temperature for each predetermined time, and the detected outside air temperature and the target heating completion temperature set for the outside air temperature. It is good also as it has a control apparatus which controls the opening degree of an electric motor expansion valve.
이와 같이 구성되면, 급탕 용수를 외기 온도와 무관하게 항상 일정 온도로 가열하지 않고, 일반적인 수요 요구에 어울리는 온도로 함으로써(예컨대, 여름에는 저탕 탱크에 저장하는 급탕 용수의 가열 완료 온도가 낮아도 좋다), 필요 이상의 급탕 용수를 가열하는 것을 방지하여, 낭비가 적은 운전을 행하는 것이 가능하다.With such a configuration, the hot water is not always heated to a constant temperature regardless of the outside temperature, and the temperature is appropriate to the general demand (for example, the heating completion temperature of the hot water to be stored in the hot water tank may be low). It is possible to prevent heating of the hot water of supply more than necessary, and to perform operation with little waste.
또한, 본 발명은, 인버터 구동식 압축기, 고압측 열교환기, 냉매 팽창 장치, 증발기를 직렬로 접속한 냉매 회로를 가지는 냉동 사이클 장치와, 이 냉동 사이클 장치의 열 펌프 작용에 의해 가열된 급탕 용수 저장하는 저탕 탱크와, 외기 온도를 일정 시간마다 검출하여 이 검출된 외기 온도와, 외기 온도 및 사용자에 의해 선정된 급탕 용수의 사용 예정량에 대하여 설정되어 있는 목표 가열 완료 온도로부터, 소정의 기준에 따라서, 상기 인버터 구동식 압축기의 운전 주파수 및 상기 전동 팽창 밸브를 제어하는 제어 장치를 가지는 것으로 해도 좋다.The present invention also relates to a refrigeration cycle apparatus having a refrigerant circuit in which an inverter driven compressor, a high pressure side heat exchanger, a refrigerant expansion device, and an evaporator are connected in series, and a hot water supply storage heated by the heat pumping action of the refrigeration cycle device. According to a predetermined criterion according to a predetermined criterion according to a predetermined criterion, the storage tank and the outside air temperature are detected at predetermined time intervals, and the detected outside air temperature and the target heating completion temperature set for the intended use amount of the hot water supply water selected by the user. It is good also as it has a control apparatus which controls the operating frequency of the said inverter driven compressor, and the said electric expansion valve.
이와 같이 구성하면, 급탕 용수를 외기 온도와 무관하게 항상 일정 온도로 가열하지 않고, 외기 온도의 변화에 대한 수요 요구의 보다 상세한 변화를 파악한 운전 제어가 행해지고, 필요 이상으로 급탕 용수를 가열하는 것을 방지하여, 보다 한층 낭비가 적은 운전을 행하는 것이 가능하다.With this configuration, the hot water supply is not always heated to a constant temperature regardless of the outdoor temperature, and operation control which grasps a more detailed change in the demand demand for the change in the outdoor temperature is performed, thereby preventing the hot water supply from being heated more than necessary. In this way, it is possible to perform operation with less waste.
또한, 이와 같은 경우에 있어서, 상기 경우와 마찬가지로, 상기 제어 장치와, 외기 온도의 검출을 약 30분마다 행하는 것이 양호하다.In addition, in such a case, it is preferable to perform the detection of the control device and the outside air temperature about every 30 minutes in the same manner as in the above case.
이와 같이 하면, 적절한 시간 간격으로 외기 온도를 검출함으로써, 외기 온도 변화에 대한 압축기 능력의 제어 및 전동 팽창 밸브의 개방도 제어를 적절하게 행하는 것이 가능하다.In this way, by detecting the outside air temperature at appropriate time intervals, it is possible to appropriately control the compressor capacity and the opening degree control of the electric expansion valve with respect to the outside air temperature change.
또한, 상기 냉동 사이클 장치는, 냉매로서 이산화탄소를 충전한 초임계 냉동 사이클 장치로 해도 좋다.The refrigeration cycle apparatus may be a supercritical refrigeration cycle apparatus filled with carbon dioxide as a refrigerant.
이와 같이 구성하면, 가연성이나 독성이 없는 자연 냉매를 사용하면서, 겨울에도 충분하게 고온의 급탕 용수 공급하는 것이 가능하다.With such a configuration, it is possible to supply hot water for hot water sufficiently in winter while using a natural refrigerant having no flammability and no toxicity.
또한, 상기 인버터 구동식 압축기는, 밀폐 하우징 내에 저단측 압축기와 고단측 압축기를 내장하여, 이 밀폐 하우징 내 공간을 저단측 압축기의 토출 가스로 충만시킨 인버터 구동식 2단 압축기로 해도 좋다.The inverter-driven compressor may be an inverter-driven two-stage compressor in which the low stage side compressor and the high stage side compressor are incorporated in the hermetic housing and the space in the hermetic housing is filled with the discharge gas of the low stage side compressor.
이와 같이 구성하면, 압축기의 압축비가 작아진다. 따라서, 고저 압력차가 커지는 열펌프식 급탕 장치에 사용되는 냉동 사이클 장치에서는, 압축기의 운전 효율을 상승시키는 것이 가능하다. 또한, 저단측 압축기 및 고단측 압축기의 주위가 중간 압력인 저단측 압축기의 토출 가스로 되므로, 각단 압축기의 각부에 큰 힘이 작용하지 않고, 고신뢰성, 저진동, 저소음, 고효율인 압축기로 하는 것이 가능하다.In such a configuration, the compression ratio of the compressor is reduced. Therefore, in the refrigeration cycle apparatus used for the heat pump type hot water supply apparatus which becomes high and low pressure difference, it is possible to raise the operation efficiency of a compressor. In addition, since the surrounding gas of the low stage compressor and the high stage compressor is the discharge gas of the low stage compressor having an intermediate pressure, it is possible to obtain a compressor of high reliability, low vibration, low noise, and high efficiency without large force acting on each part of each stage compressor. Do.
이하 본 발명의 제1 실시 형태를 도면을 참조하면서 상세하게 설명한다. 또한, 도1은 본 발명의 제1 실시 형태에 관한 열펌프식 급탕 장치의 회로도이며, 도1 중 실선 화살표는 냉매의 흐름을 도시하고, 점선 화살표는 온수의 흐름을 도시한다.EMBODIMENT OF THE INVENTION Hereinafter, 1st Embodiment of this invention is described in detail, referring drawings. 1 is a circuit diagram of a heat pump type hot water supply apparatus according to a first embodiment of the present invention, in which the solid line arrow shows the flow of refrigerant, and the dotted line arrow shows the flow of hot water.
도1에 도시한 바와 같이, 제1 실시 형태에 관한 급탕 장치는, 냉동 사이클 장치(1), 급탕 유니트(2) 및 제어 장치(3)를 구비한 것이다. 또한, 이 실시 형태에 있어서는, 제어 장치(3)는 냉동 사이클 장치 내에 설치되어 있다. 또한, 냉동 사이클 장치(1)와 급탕 유니트(2)는 연락수용 배관(5, 6)에 의해 접속되어 있다.As shown in FIG. 1, the hot water supply device according to the first embodiment includes a refrigeration cycle device 1, a hot water supply unit 2, and a control device 3. In addition, in this embodiment, the control apparatus 3 is provided in the refrigeration cycle apparatus. In addition, the refrigeration cycle apparatus 1 and the hot water supply unit 2 are connected by the communication water pipes 5 and 6.
냉동 사이클 장치(1)는 2단 압축기(11), 고압측 열교환기(12), 전동 팽창 밸브(13), 증발기(14), 어큐뮬레이터(15)를 순차적으로 접속한 냉매 회로(폐회로)를 구비한 초임계 냉동 사이클 장치이다. 이 냉매 회로의 내부에는, 초임계 냉동 사이클에서 운전되는 대체 냉매로서 이산화탄소(CO2)가 충전되어 있다. 냉동·공조용의 대표적인 자연 냉매로서는, 탄화수소(HC: 프로판 및 이소부탄등), 암모니아, 공기 그리고 CO2등이 거론된다. 그러나, 냉매 특성으로서, 탄화수소와 암모니아는 에너지 효율이 양호한 반면에 가연성 및 독성의 문제가 있고, 공기는 초저온 영역 이외에서 에너지 효율이 떨어진다는 문제가 있다. 이에 대하여 이산화탄소는 가연성이나 독성이 없이 안전하다.The refrigeration cycle apparatus 1 includes a refrigerant circuit (closed circuit) in which a two-stage compressor 11, a high pressure side heat exchanger 12, an electric expansion valve 13, an evaporator 14, and an accumulator 15 are sequentially connected. One supercritical refrigeration cycle device. Inside this refrigerant circuit, carbon dioxide (CO 2 ) is charged as an alternative refrigerant operated in a supercritical refrigeration cycle. Representative natural refrigerants for refrigeration and air conditioning include hydrocarbons (HC: propane and isobutane), ammonia, air, and CO 2 . However, as refrigerant characteristics, hydrocarbons and ammonia have good energy efficiency while having flammability and toxicity problems, and air has low energy efficiency outside the cryogenic region. On the other hand, carbon dioxide is safe without flammability or toxicity.
2단 압축기는, 밀폐 하우징 내에 저단측 압축기(11a), 고단측 압축기(11b), 이들 압축기(11a, 11b)를 구동하는 공용의 압축기용 전동기(11c)를 내장하며, 저단측 압축기(11a)의 토출측과 고단측 압축기(11b)의 흡입측을 배관(11d)에 의해 연결하고 있다. 또한, 밀폐 하우징 내 공간은, 중간 압력 가스, 즉 저단측 압축기의 토출 가스에 의해 채워져 있다. 또한, 이와 같이 밀폐 하우징 내를 중간 압력으로 한 이유는, 각 압축기의 각부에 작용하는 힘, 및 밀폐 하우징의 내외간의 압력차를 적절한 범위 내에서 유지하고, 큰 힘이 작용하는 것을 회피하는 것이며, 이로 인해 고신뢰성, 저진동, 저소음, 고효율 압축기로 하는 것이 가능하다.The two-stage compressor incorporates a low stage compressor 11a, a high stage compressor 11b, and a common compressor electric motor 11c for driving these compressors 11a and 11b in a hermetic housing, and the low stage compressor 11a. The discharge side and the suction side of the high stage compressor 11b are connected by a pipe 11d. In addition, the space in the hermetic housing is filled with the intermediate pressure gas, that is, the discharge gas of the low stage side compressor. In addition, the reason why the inside pressure of the hermetic housing is made into the intermediate pressure in this way is to maintain the force which acts on each part of each compressor, and the pressure difference between the inside and the outside of the hermetic housing within an appropriate range, and to avoid a big force acting, This makes it possible to achieve a high reliability, low vibration, low noise and high efficiency compressor.
또한, 이 2단 압축기(11)의 압축기용 전동기는 인버터 제어되는 인버터 구동식 2단 압축기이다. 또한, 후술하는 제어 장치(3)에 의해, 외기 온도의 변화에 대한 소정의 기준을 따라 압축기 능력이 제어된다. 또한, 고단측 압축기(11b)의 토출 배관에는, 고단측 압축기(11b)로부터 토출된 토출 가스 온도를 검출하기 위한 토출 가스 온도 검출기(31)가 설치되어 있다.The compressor motor of the two stage compressor 11 is an inverter driven two stage compressor that is inverter controlled. Moreover, the compressor capability is controlled by the control apparatus 3 mentioned later according to the predetermined | standard reference about the change of external air temperature. Moreover, the discharge gas temperature detector 31 for detecting the discharge gas temperature discharged from the high stage compressor 11b is provided in the discharge piping of the high stage compressor 11b.
고압측 열교환기(12)는, 고단측 압축기(11b)로부터 토출된 고압 냉매를 도입하는 냉매용 열교환 튜브(12a)와, 급탕 유니트(2) 내에 배치되어 있는 저탕 탱크(21)로부터 송수된 급탕 용수를 도입하는 수용(水用) 열교환 튜브(12b)로 이루어지고, 양측이 열교환 관계로 형성된다. 따라서, 고단측 압축기(11b)로부터 토출된 고온 고압의 냉매 가스는 저탕 탱크(21)로부터 송수된 급탕 용수에 의해 냉각되고, 이 급탕 용수는 고온 고압 냉매가 발생시키는 열에 의해 가열된다.The high pressure side heat exchanger 12 is a hot water supply tube 12a for introducing a high pressure refrigerant discharged from the high stage compressor 11b and a hot water supplied from a storage tank 21 arranged in the hot water supply unit 2. It consists of the receiving heat exchange tube 12b which introduces water, and both sides are formed in heat exchange relationship. Therefore, the high temperature and high pressure refrigerant gas discharged from the high stage compressor 11b is cooled by the hot water supply water supplied from the boiling water tank 21, and the hot water supply water is heated by the heat generated by the high temperature high pressure refrigerant.
전동 팽창 밸브(13)는, 고압측 열교환기(12)에서 냉각된 고압 가스 냉매를 감압하는 것으로, 펄스 모터에 의해 구동된다. 또한, 후술하는 제어 장치(3)에 의해, 소정의 기준에 따라서 제어된다.The electric expansion valve 13 reduces the high pressure gas refrigerant cooled by the high pressure side heat exchanger 12 and is driven by a pulse motor. In addition, it is controlled by the control apparatus 3 mentioned later according to a predetermined reference | standard.
증발기(14)는 전동 팽창 밸브(13)에 의해 감압된 저압의 기액 혼합 냉매를 열원 매체로서의 외기와 열교환시키고, 이 냉매를 기화시킨다. 또한, 이 증발기(14)에는 외기 온도를 검출하기 위한 외기 온도 검출기(32)가 설치되어 있다.The evaporator 14 heat-exchanges the low-pressure gas-liquid mixed refrigerant decompressed by the electric expansion valve 13 with the outside as a heat source medium, and vaporizes the refrigerant. In addition, the evaporator 14 is provided with an outside air temperature detector 32 for detecting the outside air temperature.
급탕 유니트(2)는, 저탕 탱크(21), 온수 순환 펌프(22), 급탕 배관(23), 급수 배관(24)을 구비하여 구성되어 있다.The hot water supply unit 2 is configured to include a water storage tank 21, a hot water circulation pump 22, a hot water supply pipe 23, and a water supply pipe 24.
그리고, 저탕 탱크(21)의 상부 및 하부를 상기 수용 열교환 튜브(12b)에 대하여, 연락수용 배관(5, 6)을 포함하는 온수 순환 회로(P)에 의해 접속되어 있다. 또한, 저탕 탱크(21)에서는 비중의 차에 의해 상부가 될수록 온수 온도가 높아진다. 이로 인해, 저탕 탱크(21) 하부의 온도가 낮은 물을 수용 열교환 튜브(12b)로 송수하고, 수용 열교환 튜브(12b)에서 가열된 온도가 높은 물을 저탕 탱크(21)의 상부에 전달되도록, 온수 순환 회로(P)가 형성되는 동시에, 이 온수 순환 회로(P) 중에 온수 순환 펌프(22)가 설치되어 있다. 또한, 저탕 탱크(21) 내 상부의 온수 온도, 즉 가열 완료 온도는, 저탕 탱크(21) 상부에 설치된 가열 완료 온도 검출기(33)에 의해 측정되고 있다.The upper and lower portions of the storage tank 21 are connected to the accommodating heat exchange tube 12b by a hot water circulation circuit P including the plumbing pipes 5 and 6. In addition, in the water storage tank 21, the hot water temperature increases as it becomes an upper part by the difference of specific gravity. Thus, water having a low temperature in the lower portion of the storage tank 21 is delivered to the accommodating heat exchange tube 12b, and water having a high temperature heated in the accommodating heat exchange tube 12b is transferred to the upper portion of the storage tank 21. The hot water circulation circuit P is formed, and the hot water circulation circuit 22 is provided in this hot water circulation circuit P. As shown in FIG. In addition, the hot water temperature of the upper part in the storage tank 21, ie, the heating completion temperature, is measured by the heating completed temperature detector 33 provided in the upper part of the storage tank 21.
급탕 배관(23)은 온수 수도, 욕조 등에 온수를 공급하기 위한 것이고, 저탕 탱크(21) 중의 높은 온도의 온수를 공급할 수 있도록, 저탕 탱크(21)의 상부에 접속되어 있다. 또한 이 급탕 회로에는 개폐 밸브(25)가 설치되어 있다. 급수 배관(24)은, 저탕 탱크(21)내로 상시 수돗물을 공급 가능하게 하는 것이고, 역류 방지 밸브(26), 감압 밸브(27)를 거쳐서 저탕 탱크(21)의 저부에 접속되어 있다.The hot water supply pipe 23 is for supplying hot water to hot water tap water, a bath, and the like, and is connected to an upper portion of the hot water tank 21 so that hot water of a high temperature in the hot water tank 21 can be supplied. In addition, an on-off valve 25 is provided in this hot water circuit. The water supply pipe 24 allows constant tap water to be supplied into the water storage tank 21, and is connected to the bottom of the water storage tank 21 via the backflow prevention valve 26 and the pressure reducing valve 27.
제어 장치(3)는, 전술한 바와 같이, 외기 온도의 변화에 대하여 소정의 압축기 능력이 얻어지도록 소정의 기준에 따라 압축기용 전동기(11c)의 운전 주파수를 설정한 인버터 구동식 2단 압축기(11)를 운전하는 동시에, 전동 팽창 밸브(13)의 개방도를 소정의 기준을 기초로 하여 제어한다.As described above, the controller 3 is an inverter-driven two-stage compressor 11 in which the operating frequency of the compressor electric motor 11c is set in accordance with a predetermined criterion so that a predetermined compressor capacity is obtained with respect to a change in the outside air temperature. ), And the degree of opening of the electric expansion valve 13 is controlled based on a predetermined criterion.
다음에, 이 제어 장치(3)에 의한 인버터 구동식 2단 압축기(11)의 운전 주파수의 제어에 있어서 도면에 기초하여 설명한다. 또한, 도2는 제1 실시 형태에 관련된, 초기 설정 운전 완료 후의 정상 운전시에 있어서의 인버터 구동식 2단 압축기(11)의 제어 플로우 차트이다.Next, the control of the operating frequency of the inverter drive type two-stage compressor 11 by the control device 3 will be described based on the drawings. 2 is a control flowchart of the inverter drive type two stage compressor 11 at the time of normal operation after completion of the initial setting operation according to the first embodiment.
이 도면에 도시한 바와 같이, 인버터 구동식 2단 압축기(11)를 초기 설정 조건에서 운전하여, 정상 운전에 들어간 후에 외기 온도 검출기(32)에 의해 외기 온도가 측정된다(스텝 S1). 그리고, 이전 측정시의 외기 온도와 비교된다(스텝 S2). 비교한 결과, 양측에서 온도차가 있는 경우는, 소정의 기준에 따라서 이 온도차에 기초한 압축기용 전동기(11c)의 운전 주파수를 결정하고(스텝 S3), 인버터 구동식 2단 압축기(11)를 이 주파수에서 운전한다(스텝 S5). 또한, 이 경우, 외기 온도의 저하에 대하여 압축기 능력이 대략 소정치가 되도록, 또는, 대략 일정하게 되도록 인버터 구동식 2단 압축기(11)의 운전 주파수를 결정하고 있다. 또한, 비교한 결과, 양측에서 온도차가 없는 경우는 압축기용 전동기(11c)의 운전 주파수를 변경하지 않는 것으로 하고(스텝 S4), 그 상태 그대로의 운전 주파수에서 인버터 구동식 2단 압축기(11)를 운전한다(스텝 S5). 그리고, 소정 시간 대기한 후(스텝 S6) 상술된 스텝을 반복한다. 또한 이 소정 시간으로서는, 외기 온도 변화의 상황 파악의 치밀함과 외기 온도가 단시간에 상하 이동 변화하는 것에 의한 폐해를 제거할 필요성과의 밸런스로부터 약 30분이 적절하다고 생각된다.As shown in this figure, the inverter-driven two-stage compressor 11 is operated under an initial setting condition, and after entering normal operation, the outside air temperature is measured by the outside air temperature detector 32 (step S1). Then, it is compared with the outside air temperature at the time of the previous measurement (step S2). As a result of the comparison, when there is a temperature difference on both sides, the operating frequency of the compressor motor 11c based on this temperature difference is determined according to a predetermined criterion (step S3), and the inverter drive type two stage compressor 11 is used at this frequency. (Step S5). In this case, the operating frequency of the inverter-driven two-stage compressor 11 is determined so that the compressor capacity becomes approximately a predetermined value or approximately constant with respect to the decrease in the outside air temperature. As a result of the comparison, when there is no temperature difference on both sides, it is assumed that the operating frequency of the compressor motor 11c is not changed (step S4), and the inverter drive type two stage compressor 11 is operated at the operating frequency as it is. It drives (step S5). Then, after waiting for a predetermined time (step S6), the above-described steps are repeated. In addition, it is thought that about 30 minutes is suitable as this predetermined time from the balance of the density | concentration of the situation grasp of the outside air temperature change, and the necessity to remove the damage by the up-and-down movement change of the outside air temperature in a short time.
다음에, 이 제어 장치(3)에 의한 전동기 팽창 밸브(13)의 개방도 제어에 있어서 도3을 기초로 하여 설명한다. 또한, 도3은 제1 실시 형태와 관련되고, 초기 설정 운전 완료 후의 정상 운전시에 있어서의 전동 팽창 밸브(13)의 개방도의 제어 플로우 차트이다.Next, the opening degree control of the motor expansion valve 13 by this control apparatus 3 is demonstrated based on FIG. 3 is a control flowchart of the opening degree of the electric expansion valve 13 at the time of normal operation after completion | finish of initial stage setting operation | movement in connection with 1st Embodiment.
이 도3에 도시된 바와 같이, 토출 가스 온도 검출기(31)에 의해 고단측 압축기(11b)의 토출 가스 온도가 측정되고(스텝 S11), 미리 설정되어 있는 목표 토출 가스 온도와의 온도차를 산출한다(스텝 S12). 그리고, 소정의 기준에 따라서 이 온도차에 기초하여 전동 팽창 밸브(13)의 개방도(조작 펄스 수)를 결정하고(스텝 S13), 전동 팽창 밸브(13)를 이 개방도로 조작한다(스텝 S14). 또한, 이 경우에 있어서, 목표 토출 가스 온도를, 사용자가 임의로 설정하는 것이 아니라, 장치의 설계 사양으로서 외기 온도에 대하여 미리 설정해 놓는 것도 가능하다. 단, 이 경우는 이전의 스텝에서 외기 온도를 측정해 놓는 것이 필요하게 된다. 그리고, 소정 시간 대기한 후(스텝 S15) 상술한 스텝이 반복된다. 또한, 이 소정 시간은, 통상의 전동 팽창 밸브의 제어에 대하여 행해지는 정도의 짧은 시간으로 하면 되며, 외기 온도 검출의 경우의 소정 시간과 관련시킬 필요는 없다.As shown in FIG. 3, the discharge gas temperature of the high stage compressor 11b is measured by the discharge gas temperature detector 31 (step S11), and the temperature difference with the target discharge gas temperature preset is calculated. (Step S12). Then, the opening degree (number of operating pulses) of the electric expansion valve 13 is determined based on this temperature difference according to a predetermined standard (step S13), and the electric expansion valve 13 is operated at this opening degree (step S14). . In this case, the target discharge gas temperature is not set arbitrarily by the user, but can also be set in advance with respect to the outside air temperature as a design specification of the device. In this case, however, it is necessary to measure the outside air temperature in the previous step. After the waiting for a predetermined time (step S15), the above-described steps are repeated. In addition, this predetermined time should just be short time of the grade performed with respect to control of a normal electric expansion valve, and it does not need to be related to the predetermined time in case of outdoor temperature detection.
이상과 같이 구성된 제1 실시 형태에 의하면, 외기 온도 검출기(32)에 의한 외기 온도를 일정 시간마다 검출하여, 검출된 외기 온도의 변화에 대하여 소정의 기준에 따라 압축기 능력을 제어하는 동시에, 소정의 기준에 따라 전동 팽창 밸브(13)의 개방도를 제어함으로써, 외기 온도가 단시간에 상하 이동하는 일이 있어도, 외기 온도 검출기(32)는 이와 같은 변동을 검출하지 않는다. 따라서, 단시간 안에 압축기 능력이 대소 변동하는 일이 없고, 전동 팽창 밸브(13)의 개방도 제어가 안정적으로 행해진다. 이 때문에, 전동 팽창 밸브(13)의 개방도 제어가 불안정해짐으로써 발생하는 압축기로의 역류를 방지할 수 있고, 인버터 구동식 2단압축기(11)를 장수명화할 수 있다.According to the first embodiment configured as described above, the outside air temperature by the outside air temperature detector 32 is detected at a predetermined time, and the compressor capacity is controlled according to a predetermined standard with respect to the detected change in the outside air temperature, By controlling the opening degree of the electric expansion valve 13 according to a reference | standard, even if the outside air temperature may move up and down in a short time, the outside air temperature detector 32 does not detect such a fluctuation. Therefore, the compressor capacity does not fluctuate in a short time, and control of the opening degree of the electric expansion valve 13 is performed stably. For this reason, the backflow to the compressor which arises because the control of the opening degree of the electric expansion valve 13 becomes unstable can be prevented, and the inverter drive type two-stage compressor 11 can be extended in life.
또한, 외기 온도는 약 30분 마다 검출되므로, 단시간의 외기 온도의 변화를 검출하는 일이 없고, 게다가, 외기 온도의 변화 상황을 적절하게 파악하는 것도 가능하다.In addition, since the outside air temperature is detected about every 30 minutes, it is not possible to detect the change of the outside air temperature for a short time, and it is also possible to grasp | ascertain the change situation of the outside air temperature suitably.
또한 제어 장치(3)는, 검출된 외기 온도의 저하에 대하여 압축기 능력을 대략 일정치 또는 대략 소정치가 되도록 인버터 구동식 압축기(11)의 회전수를 증대하므로써, 외기 온도의 저하에 대하여 압축기 능력을 대략 일정치 또는 대략 소정치로 유지할 수 있고, 급탕 용수의 가열 능력 및 급탕 용수의 온도가 외기 온도에 따라서 저하하는 일을 방지하고, 대략 일정치 및 대략 소정치로 할 수 있다.In addition, the controller 3 increases the number of revolutions of the inverter-driven compressor 11 so that the compressor capacity becomes approximately constant or approximately a predetermined value with respect to the detected decrease in the outside air temperature, thereby reducing the compressor capacity against the decrease in the outside air temperature. Can be maintained at a substantially constant value or approximately a predetermined value, and the heating ability of the hot water supply water and the temperature of the hot water supply water can be prevented from decreasing in accordance with the outside air temperature, and can be set to a substantially constant value and a substantially predetermined value.
또한, 냉동 사이클 장치(1)는 냉매로서 이산화탄소를 충전한 초임계 냉동 사이클 장치로 하고 있으므로, 가연성이나 독성이 없는 자연 냉매를 사용하면서, 겨울에 있어서도 충분히 고온의 급탕 용수를 공급할 수 있다.In addition, since the refrigeration cycle apparatus 1 is a supercritical refrigeration cycle apparatus filled with carbon dioxide as the refrigerant, it is possible to supply hot water for hot water sufficiently in winter while using a natural refrigerant without flammability or toxicity.
또한, 냉동 사이클 장치(1)에 사용되는 압축기를, 밀폐 하우징 내의 저단측 압축기(11a)와 고단측 압축기(11b)를 내장하고, 이 밀폐된 하우징 내 공간을 저단측 압축기(11a)의 토출 가스로 충만시킨 인버터 구동식 2단 압축기(11)로 하고 있으므로, 고저 압력차가 커지는 열펌프식 급탕 장치에 사용되는 냉동 사이클 장치에서는, 각단의 압축비가 작아지고, 압축기의 운전 효율을 상승시킬 수 있다. 또한, 저단측 압축기(11a) 및 고단측 압축기(11b)의 주위가 중간 압력인 저단측 압축기(11a)의 토출 가스로 되기 때문에, 각단 압축기의 각부에 큰 힘이 작용하지 않고, 고신뢰성, 저진동, 저소음, 고효율인 압축기로 할 수 있다.Moreover, the compressor used for the refrigeration cycle apparatus 1 incorporates the low stage compressor 11a and the high stage compressor 11b in the hermetic housing, and discharges the gas in the hermetic housing into the space inside the hermetic housing 11a. In the refrigeration cycle apparatus used for the heat pump type hot water supply apparatus in which the high and low pressure difference becomes large, the compression ratio of each stage becomes small and the operation efficiency of a compressor can be raised. Moreover, since the circumference | surroundings of the low stage side compressor 11a and the high stage side compressor 11b turn into discharge gas of the low stage side compressor 11a which is intermediate pressure, a large force does not act on each part of each stage compressor, and it is high reliability and low vibration. A compressor with low noise and high efficiency can be obtained.
제2 실시 형태2nd embodiment
다음에, 제2 실시 형태에 있어서, 도4 내지 도6에 기초하여 설명한다. 또한, 도4는 제2 실시 형태에 관련하여, 초기 설정 운전 완료 후의 정상 운전시에 있어서의 인버터 구동식 2단 압축기의 운전 주파수 및 전동 팽창 밸브의 개방도의 제어 플로우 차트이고, 도5는 제2 실시 형태에 있어서의 외기 온도 및 목표 가열 완료 온도에 대한 압축기의 운전 주파수의 설정예를 도시한 도면이고, 도6은 제2 실시 형태에 있어서의 외기 온도 및 목표 가열 완료 온도에 대한 압축기 토출 가스의 목표 토출 가스 온도의 설정예를 도시한 도면이다.Next, in 2nd Embodiment, it demonstrates based on FIG. 4 is a control flowchart of the operating frequency of the inverter-driven two-stage compressor and the opening degree of the electric expansion valve in the normal operation after the completion of the initial setting operation. Fig. 6 is a diagram showing a setting example of the operating frequency of the compressor with respect to the ambient air temperature and the target heating completion temperature in the second embodiment, and Fig. 6 is a compressor discharge gas with respect to the ambient air temperature and the target heating completion temperature in the second embodiment. It is a figure which shows the example of setting the target discharge gas temperature.
제2 실시 형태에서는, 냉동 사이클 장치(1) 및 급탕 유니트(2)의 구성은 제1 실시 형태와 동일하고, 제어 장치(3)에 의한 인버터 구동식 2단 압축기(11)의 운전 주파수 제어 및 전동 팽창 밸브(13)의 개방도 제어를, 수요 요구에 대하여 보다 적합하게 한 것으로써, 다음과 같이 제어된다.In 2nd Embodiment, the structure of the refrigeration cycle apparatus 1 and the hot water supply unit 2 is the same as that of 1st Embodiment, and the operation frequency control of the inverter drive type two stage compressor 11 by the control apparatus 3, By making the opening degree control of the electric expansion valve 13 more suitable to a demand request, it controls as follows.
도4에 도시된 바와 같이, 초기 설정 조건의 아래에 전동 팽창 밸브(13)가 소정의 개방도로 설정되고, 인버터 구동식 2단 압축기(11)가 소정의 주파수에서 운전된 후에, 외기 온도 검출기(32)에 의해 외기 온도가 측정된다(스텝 S21). 그리고, 이 외기 온도와, 외기 온도에 대하여 설정되어 있는 목표 가열 완료 온도로부터, 소정의 기준에 따라 인버터 구동식 2단 압축기(11)의 운전 주파수를 결정한다(스텝 S22). 또한, 측정된 외기 온도와, 외기 온도에 대하여 설정되어 있는 목표 가열 완료 온도로부터 소정의 기준에 따라 고단측 압축기(11b)의 목표 토출 가스 온도를 결정한다(스텝 S23). 또한, 토출 가스 온도 검출기(31)에 의해 고단측 압축기(11b)의 토출 가스 온도를 측정하다(스텝 S24). 그리고, 이 토출 가스 온도와 스텝 S23에 의해 결정된 목표 토출 가스 온도의 온도차를 산출하고(스텝 S25), 이 온도차를 기초로 한 소정의 기준에 따라 전동 팽창 밸브(13)의 개방도(즉, 조작 펄스 수)를 결정한다(스텝 S26). 그리고, 스텝 S22에서 결정된 운전 주파수로 인버터 구동식 2단 압축기(11)를 운전하고, 스텝 S26에서 결정된 개방도로 전동 팽창 밸브(13)를 조작한다(스텝 S27). 그리고, 소정 시간 경과 후(스텝 S28), 상기 순서를 반복한다.As shown in Fig. 4, after the electric expansion valve 13 is set to a predetermined opening degree under an initial setting condition, and the inverter driven two-stage compressor 11 is operated at a predetermined frequency, an outside air temperature detector ( 32), the outside air temperature is measured (step S21). Then, the operating frequency of the inverter drive type two-stage compressor 11 is determined according to a predetermined criterion from the outside air temperature and the target heating completion temperature set for the outside air temperature (step S22). Further, the target discharge gas temperature of the high stage compressor 11b is determined from the measured outside air temperature and the target heating completion temperature set for the outside air temperature according to a predetermined reference (step S23). In addition, the discharge gas temperature of the high stage compressor 11b is measured by the discharge gas temperature detector 31 (step S24). Then, the temperature difference between the discharge gas temperature and the target discharge gas temperature determined by step S23 is calculated (step S25), and the opening degree (that is, operation) of the electric expansion valve 13 is determined according to a predetermined criterion based on this temperature difference. The number of pulses) (step S26). Then, the inverter drive type two-stage compressor 11 is operated at the operation frequency determined in step S22, and the electric expansion valve 13 is operated by the opening degree determined in step S26 (step S27). Then, after the predetermined time has elapsed (step S28), the above procedure is repeated.
상기 제어에 있어서, 스텝 23에서 사용된 목표 가열 완료 온도는, 측정된 외기 온도와 사용자가 선택한 목표 사용량으로부터 미리 설정해 놓은 것이다. In the above control, the target heating completion temperature used in step 23 is set in advance from the measured outside air temperature and the target usage amount selected by the user.
또한, 목표 사용량은, 표1에 도시된 「충분」, 「보통」, 「절약」의 3단계 중에서, 사용자의 예측에 기초하여, 사용자에 의해 선택된다. 또한, 「충분」은 「보통」보다 많고, 「절약」은 「보통」보다 적게 설정되어 있는 것을 의미한다.In addition, the target usage amount is selected by the user based on the user's prediction among three stages of "enough", "normal", and "saving" shown in Table 1. In addition, "sufficient" means more than "normal", and "saving" means that it is set less than "normal".
그리고, 목표 사용량이 상기에 의해 선택되고, 목표 가열 완료 온도가 표1의 테이블에 따라 설정된다Then, the target usage amount is selected by the above, and the target heating completion temperature is set according to the table in Table 1.
[표1] 목표 가열 완료 온도(℃)[Table 1] Target heating completion temperature (℃)
다음으로, 상기 스텝 22에 있어서의 인버터 구동식 2단 압축기(11)의 운전 주파수의 결정은, 도5에 따라 행해진다. 예컨대, 목표 가열 완료 온도가 60 ℃, 외기 온도가 30 ℃이라면, 도5로부터 유도된 바와 같이, 인버터 구동식 2단 압축기(11)의 운전 주파수는 약 88 Hz로 결정된다.Next, the operation frequency of the inverter drive type two stage compressor 11 in the step 22 is determined according to FIG. 5. For example, if the target heating completion temperature is 60 deg. C and the outside air temperature is 30 deg. C, as shown in Fig. 5, the operating frequency of the inverter driven two-stage compressor 11 is determined to be about 88 Hz.
또한, 스텝 23에 있어서는, 측정된 외기 온도와 미리 사용자에 의해 선택된 목표 가열 완료 온도로부터의 목표 토출 가스 온도의 결정은, 도6과 같이 설정된다. 예컨대, 목표 가열 완료 온도가 60 ℃, 외기 온도가 30 ℃라면, 도6으로부터 유도된 것과 같이, 목표 토출 가스 온도는 약 97 ℃이다.In step 23, determination of the target discharge gas temperature from the measured outside air temperature and the target heating completion temperature previously selected by the user is set as shown in FIG. For example, if the target heating completion temperature is 60 ° C and the outside air temperature is 30 ° C, the target discharge gas temperature is about 97 ° C, as derived from FIG.
또한, 스텝 28에 있어서의, 소정 시간은, 외기 온도 변화의 상황 파악의 치밀함과, 외기 온도가 단시간에 상하 이동 변화하는 것에 의한 폐해를 제거하는 관점으로부터, 약 30분이 적절하다.In addition, the predetermined time in step 28 is about 30 minutes from the viewpoint of the compactness of the situation grasp of the change in the outside air temperature and the elimination of the damage caused by the vertical movement of the outside temperature in a short time.
이와 같이 제2 실시 형태에 의하면, 외기 온도를 일정 시간마다 검출하고, 이 검출된 외기 온도와, 외기 온도에 대하여 설정되어 있는 목표 가열 완료 온도로부터 소정의 기준에 따라 인버터 구동식 2단 압축기(11)의 운전 주파수 및 전동 팽창 밸브(13)의 개방도를 제어함으로써, 외기 온도의 변화에 대하여 수요 요구가 변화하는 것에 대응한 운전 제어가 행해지고, 필요 이상으로 급탕 용수를 가열하지 않고, 낭비가 적은 운전을 행할 수 있다.As described above, according to the second embodiment, the outside air temperature is detected at a predetermined time, and the inverter-driven two-stage compressor 11 is installed according to a predetermined criterion from the detected outside air temperature and the target heating completion temperature set for the outside air temperature. By controlling the operation frequency and the degree of opening of the electric expansion valve 13, operation control corresponding to a change in demand demand is made with respect to the change in the outside air temperature, and the waste water is not heated more than necessary, and waste is little. You can drive.
또한, 이 제2 실시 형태에 의하면, 외기 온도를 일정 시간마다 검출하고, 이 검출된 외기 온도와, 외기 온도 및 사용자에 의해 선정된 급탕 용수 사용 예정량에 대하여 설정되어 있는 목표 가열 완료 온도로부터, 소정의 기준에 따라 인버터 구동식 2단 압축기(11)의 운전 주파수 및 전동 팽창 밸브(13)의 개방도를 제어함으로써, 외기 온도의 변화에 대한 수요 요구의 보다 상세한 변화를 파악한 운전 제어가 행해지고, 필요 이상으로 급탕 용수를 가열하는 것을 방지하여, 보다 한층 낭비가 적은 운전을 행할수 있다.In addition, according to this second embodiment, the outside air temperature is detected every fixed time, and from the detected outside air temperature and the target heating completion temperature set with respect to the predetermined amount of use of the hot water supply water selected by the user, the predetermined temperature is determined. By controlling the operating frequency of the inverter-driven two-stage compressor 11 and the degree of opening of the electric expansion valve 13 according to the criteria of, the operation control grasping a more detailed change in the demand demand for the change in the outside air temperature is performed, The above operation can be prevented from heating the hot water supply, and the operation with less waste can be performed.
이상 설명한 제1 및 제2 실시 형태에 있어서, 냉동 사이클 장치(1)는, 초임계 냉동 사이클 장치이지만, 이와 같은 냉동 사이클 장치에 한정되지 않고 통상의 냉동 사이클 장치로 할 수 있는 것은 물론이다.In the 1st and 2nd embodiment demonstrated above, although the refrigeration cycle apparatus 1 is a supercritical refrigeration cycle apparatus, it cannot be overemphasized that it can be set as a normal refrigeration cycle apparatus, without being limited to such a refrigeration cycle apparatus.
또한, 상기 제1 및 제2 실시 형태에 있어서는, 압축기는 인버터 구동식 2단 압축기(11)로 되어 있지만, 이 압축기를 인버터 구동식 1단 압축기로 한 경우에도 본 발명을 적용할 수 있는 것은 물론이다.In addition, in the said 1st and 2nd embodiment, although the compressor is the inverter drive type two stage compressor 11, when this compressor is used as an inverter drive type single stage compressor, of course, this invention can be applied. to be.
본 발명은 이상과 같이 구성되어 있으므로, 다음과 같은 효과를 나타낸다.Since this invention is comprised as mentioned above, it has the following effects.
청구항 1에 기재된 발명에 의하면, 외기 온도를 일정 시간마다 검출하여, 검출된 외기 온도의 변화에 대하여 소정의 기준에 따라 압축기 능력을 제어하는 동시에, 소정의 기준에 따라 전동 팽창 밸브의 개방도를 제어함으로써, 외기 온도가 단시간에 상하 이동하는 일이 있어도, 이와 같은 변동은 검출되지 않는다. 따라서, 단시간 안에 압축기 능력이 대소 변동하는 일이 없고, 전동 팽창 밸브의 개방도 제어가 안정적으로 행해진다. 이로 인해, 전동 팽창 밸브의 개방도 제어가 불안정하게 되는 일에 의한 압축기로의 역류를 방지할 수 있고, 압축기의 수명을 장기화 할 수 있다.According to the invention of claim 1, the outside air temperature is detected at a predetermined time to control the compressor capacity according to a predetermined criterion with respect to the detected change in the outside air temperature, and the opening degree of the electric expansion valve is controlled according to the predetermined criterion. By doing so, even if the outside air temperature may move up and down in a short time, such a fluctuation is not detected. Therefore, the compressor capacity does not fluctuate in a short time, and control of the opening degree of the electric expansion valve is performed stably. For this reason, backflow to a compressor by the opening degree control of an electric expansion valve becomes unstable can be prevented, and the lifetime of a compressor can be extended.
또한, 청구항 2에 기재된 발명에 의하면, 청구항 1에 기재된 발명에 있어서, 외기 온도는 약 30분째에 검출되므로써, 단시간의 외기 온도의 변화를 검출하는 일이 없고, 게다가, 외기 온도의 변화 상황을 적절하게 파악할 수도 있다.According to the invention described in claim 2, in the invention according to claim 1, since the outside air temperature is detected at about 30 minutes, the change in the outside air temperature for a short time is not detected, and the change situation of the outside air temperature is appropriate. You can figure it out.
또한, 청구항 3에 기재된 발명에 의하면, 청구항 1 또는 청구항 2에 기재된 발명에 있어서, 제어 장치는 검출된 외기 온도의 저하에 대하여 압축기 능력을 대략 소정치가 되도록 인버터 구동식 압축기의 회전수를 제어함으로써, 외기 온도의 저하에 대하여, 급탕 용수 가열 능력 및 급탕 용수 온도를 대략 소정치로 유지할 수 있다.Further, according to the invention of claim 3, in the invention of claim 1 or 2, the control device controls the number of revolutions of the inverter-driven compressor so that the compressor capacity becomes approximately a predetermined value against the decrease in the detected outside air temperature. With respect to the decrease in the outside air temperature, the hot water supply water heating capability and the hot water supply temperature can be maintained at a predetermined value.
또한, 청구항 4에 기재된 발명에 의하면, 청구항 1 또는 청구항 2에 기재된 발명에 있어서, 제어 장치는 검출된 외기 온도의 저하에 대하여 압축기 능력을 대략 일정치가 되도록 인버터 구동식 압축기의 회전수를 제어함으로써, 외기 온도의 저하에 대하여, 급탕 용수 가열 능력의 저하 및 급탕 용수 온도 저하를 방지할 수 있다.Further, according to the invention of claim 4, in the invention of claim 1 or 2, the control device controls the number of revolutions of the inverter-driven compressor so that the compressor capacity is approximately constant with respect to the detected decrease in the outside air temperature. With respect to the decrease in the outdoor air temperature, the decrease in the hot water supply water heating ability and the decrease in the hot water supply water temperature can be prevented.
또한, 청구항 5에 기재된 발명에 의하면, 외기 온도를 일정 시간마다 검출하고, 이 검출된 외기 온도와, 외기 온도에 대하여 설정되어 있는 목표 가열 완료 온도로부터, 소정의 기준에 따라 상기 인버터 구동식 2단 압축기의 운전 주파수 및 상기 전동 팽창 밸브의 개방도를 제어하는 제어 장치를 가지고 있으므로, 외기 온도의 변화에 대하여 수요 요구가 변화하는 것에 대응한 운전 제어가 행해지고, 필요 이상으로 급탕 용수를 가열하지 않고, 낭비가 적은 운전을 행할 수 있다.Further, according to the invention of claim 5, the outside air temperature is detected every fixed time, and the inverter drive type two-stage according to a predetermined criterion from the detected outside air temperature and the target heating completion temperature set for the outside air temperature. Since it has the control apparatus which controls the operation frequency of a compressor and the opening degree of the said electric expansion valve, operation control corresponding to a change in demand demand is performed with respect to the change of external air temperature, and it does not heat hot water supply more than necessary, Driving with less waste can be performed.
또한, 청구항 6에 기재된 발명에 의하면, 외기 온도를 일정 시간마다 검출하여, 이 검출된 외기 온도와, 외기 온도 및 사용자에 의해 선정된 급탕 용수의 사용 예정량에 대하여 설정되어 있는 목표 가열 완료 온도로부터, 소정의 기준에 따라 상기 인버터 구동식 압축기의 운전 주파수 및 상기 전동 팽창 밸브의 개방도를 제어하는 제어 장치를 가지는 것으로 하고 있으므로, 외기 온도의 변화에 대한 수요 요구 보다 상세한 변화를 파악한 운전 제어가 행해지고, 필요 이상으로 급탕 용수를 가열하는 것을 방지하여, 더 한층 낭비가 적은 운전을 행할 수 있다.Moreover, according to invention of Claim 6, the outside air temperature is detected every fixed time, and from this detected outside air temperature, and the target heating completion temperature set with respect to the usage-amount of hot water supply water selected by the user, Since the control device which controls the operation frequency of the said inverter-driven compressor and the opening degree of the said electric expansion valve according to a predetermined | prescribed criterion is provided, operation control which grasp | ascertains the change more detailed than the demand request | requirement of the change of external temperature is performed, It is possible to prevent the heating of the hot water of the water more than necessary, and to perform the operation with less waste.
또한, 청구항 7에 기재된 발명에 의하면, 청구항 5 또는 청구항 6에 기재된 발명에 있어서, 외기 온도가 약 30분마다 검출되므로, 단시간의 외기 온도의 변화를 검출하는 일이 없고, 게다가, 외기 온도의 변화 상황을 적절하게 파악할 수도 있다.In addition, according to the invention described in claim 7, in the invention according to claim 5 or 6, since the outside air temperature is detected every about 30 minutes, the change in the outside air temperature for a short time is not detected, and furthermore, the change in the outside air temperature. You can also grasp the situation appropriately.
또한, 청구항 8에 기재된 발명에 의하면, 청구항 1 내지 청구항 7중 어느 한 항에 기재된 발명에 있어서, 냉동 사이클 장치는, 냉매로서 이산화탄소를 충전한 초임계 냉동 사이클 장치로 하고 있으므로, 가연성이나 독성이 없는 자연 냉매를 사용하면서, 겨울에, 충분히 고온의 급탕 용수 공급할 수 있다.According to the invention of claim 8, in the invention according to any one of claims 1 to 7, the refrigeration cycle apparatus is a supercritical refrigeration cycle apparatus filled with carbon dioxide as a refrigerant, and thus has no flammability or toxicity. In the winter, hot water supply water can be sufficiently supplied while using a natural refrigerant.
또한, 청구항 9에 기재된 발명에 있어서, 청구항 1 내지 청구항 8 중 어느 한 항에 기재된 발명에 있어서, 냉동 사이클 장치에 사용되는 압축기는, 밀폐 하우징 내에 저단측 압축기와 고단측 압축기를 내장하고, 이 밀폐 하우징 내 공간을 저단측 압축기의 토출 가스로 충만시킨 인버터 구동식 2단 압축기로 하고 있으므로, 고저 압력차가 커지는 열펌프식 급탕 장치에 사용된 냉동 사이클 장치에서는, 각단의 압축비가 작아지고, 압축기의 운전 효율을 상승시킬 수 있다. 또한, 저단측 압축기 및 고단측 압축기의 주위가 중간 압력인 저단측 압축기의 토출 가스로 되기 때문에, 각단 압축기의 각 부에 큰 힘이 작용하지 않고, 고신뢰성, 저진동, 저소음, 고효율인 압축기로 할 수 있다.In the invention according to claim 9, in the invention according to any one of claims 1 to 8, the compressor used in the refrigeration cycle apparatus includes a low stage compressor and a high stage compressor in a hermetic housing. Since the inverter-driven two-stage compressor is filled with the discharge gas of the low stage compressor, the refrigeration cycle apparatus used in the heat pump type hot water supply apparatus, in which the high and low pressure difference increases, the compression ratio at each stage is reduced, and the compressor operation is performed. The efficiency can be raised. In addition, since the surrounding gas of the low stage compressor and the high stage compressor is discharge gas of the low stage compressor of medium pressure, a large force does not act on each part of each stage compressor, and the compressor is highly reliable, low vibration, low noise and high efficiency. Can be.
도1은 본 발명의 제1 실시 형태에 관한, 열펌프식 급탕 장치의 회로도.1 is a circuit diagram of a heat pump type hot water supply device according to a first embodiment of the present invention.
도2는 본 발명의 제1 실시 형태에 관한, 초기 설정 운전 완료 후의 정상 운전시에 있어서의 인버터 구동식 2단 압축기의 제어 플로우 차트.2 is a control flowchart of an inverter drive type two-stage compressor during normal operation after completion of the initial setting operation according to the first embodiment of the present invention.
도3은 본 발명의 제1 실시 형대에 관한, 초기 설정 운전 완료 후의 정상 운전시에 있어서의 전동 팽창 밸브의 개방도의 제어 플로우 차트.3 is a control flowchart of the opening degree of the electric expansion valve in the normal operation after completion of the initial setting operation according to the first embodiment of the present invention.
도4는 본 발명의 제2 실시 형태에 관한, 초기 설정 운전 완료 후의 정상 운전시에 있어서의 인버터 구동식 2단 압축기의 운전 주파수 및 전동 팽창 밸브의 개방도 제어의 플로우 차트.Fig. 4 is a flowchart of the operation frequency of the inverter drive type two-stage compressor and the opening degree control of the electric expansion valve in the normal operation after completion of the initial setting operation according to the second embodiment of the present invention.
도5는 본 발명의 제2 실시 형태에 있어서의 외기 온도 및 목표 가열 완료 온도에 대한 압축기의 운전 주파수의 설정예를 도시한 도면.Fig. 5 is a diagram showing an example of setting the operating frequency of the compressor with respect to the outside air temperature and the target heating completion temperature in the second embodiment of the present invention.
도6은 본 발명의 제2 실시예에 있어서의 외기 온도 및 목표 가열 완료 온도에 대한 압축기 토출 가스의 목표 토출 가스 온도의 설정예를 도시한 도면.Fig. 6 is a diagram showing a setting example of the target discharge gas temperature of the compressor discharge gas with respect to the outside air temperature and the target heating completion temperature in the second embodiment of the present invention.
<도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명><Explanation of symbols for the main parts of the drawings>
1: 냉동 사이클 장치1: refrigeration cycle unit
2: 급탕 유니트2: hot water supply unit
3: 제어 장치3: control device
11: 인버터구동식 압축기11: inverter driven compressor
11a: 저단측 압축기11a: low stage compressor
11b: 고단측 압축기11b: high stage compressor
11c: 압축기용 전동기11c: compressor motor
12: 고압측 열교환기12: high pressure side heat exchanger
13: 전동 팽창 밸브13: motorized expansion valve
14: 증발기14: evaporator
21: 저탕 탱크21: water storage tank
22: 온수 순환 펌프22: hot water circulation pump
31: 토출 가스 온도 검출기31: discharge gas temperature detector
32: 외기 온도 검출기32: outside temperature detector
33: 가열 완료 온도 검출기33: heating complete temperature detector
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| E902 | Notification of reason for refusal | ||
| E701 | Decision to grant or registration of patent right | ||
| GRNT | Written decision to grant | ||
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