KR20100128332A - Heat pump water heater - Google Patents

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KR20100128332A
KR20100128332A KR1020107023388A KR20107023388A KR20100128332A KR 20100128332 A KR20100128332 A KR 20100128332A KR 1020107023388 A KR1020107023388 A KR 1020107023388A KR 20107023388 A KR20107023388 A KR 20107023388A KR 20100128332 A KR20100128332 A KR 20100128332A
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마사미 무라야마
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히타치 어플라이언스 가부시키가이샤
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Abstract

히트 펌프 급탕기에 있어서, 겨울철 제상시를 포함한 기간에, 가열 능력의 확보, 가열 효율의 향상, 에너지 절약을 도모하여, 종합적으로 최적의 운전 제어를 행하기 위해, 압축기, 물 냉매 열교환기, 팽창 밸브, 공기 냉매 열교환기를 갖는 히트 펌프 냉매 회로(30)와, 저탕 탱크, 기내 순환 펌프, 급탕 혼합 밸브, 욕조용 열교환기, 욕조 순환용 펌프, 냉온수 혼합 밸브를 갖고, 탱크 저탕, 물 냉매 열교환기로부터의 직접 급탕, 탱크로부터의 급탕, 욕조수 공급, 욕조 재가열을 형성하는 급탕 회로(40)와, 출탕 개소 리모트 컨트롤러(51)와 욕조 리모트 컨트롤러(52)의 조작 설정에 의해 저탕 운전, 직접 급탕 운전, 탱크 급탕 운전, 욕조수 공급 운전, 욕조 재가열 운전을 행하는 운전 제어부(50)를 구비하고, 운전 제어부는, 주위 온도와, 공기 냉매 열교환기 온도와, 급탕ㆍ저탕 모드를 판정 기준으로 하여, 가열 효율 우선 운전, 가열 능력 우선 운전, 중간 제상 운전의 3종류의 운전 수단 중 어느 하나를 판정하는 최적 운전 제어를 행한다.In the heat pump water heater, a compressor, a water refrigerant heat exchanger, and an expansion valve in order to secure heating capacity, improve heating efficiency, and save energy in the period including defrosting in winter, and perform optimal operation control comprehensively. And a heat pump refrigerant circuit 30 having an air refrigerant heat exchanger, a boiling water tank, an in-flight circulation pump, a hot water mixing valve, a heat exchanger for a bath, a bath circulation pump, a hot and cold water mixing valve, Water supply operation, direct hot water supply operation by operation setting of hot water supply circuit 40 and hot water supply point remote controller 51 and bathtub remote controller 52 which form direct hot water supply, hot water supply from tank, supply of bath water, reheating bathtub And an operation control unit 50 for performing a hot water tank operation, a bath water supply operation, and a reheating operation of the bath, wherein the operation control unit includes an ambient temperature, an air refrigerant heat exchanger temperature, Based on the hot water supply and the hot water dissolution mode, the optimum operation control for determining one of three types of driving means of heating efficiency priority operation, heating capability priority operation, and intermediate defrost operation is performed.

Figure P1020107023388
Figure P1020107023388

Description

히트 펌프 급탕기{HEAT PUMP WATER HEATER}Heat Pump Water Heater {HEAT PUMP WATER HEATER}

본 발명은, 히트 펌프 급탕기에 관한 것으로, 특히 착상기(着霜期)를 포함하는 기간에 있어서의 히트 펌프의 최적 운전 제어에 관한 것이다.TECHNICAL FIELD This invention relates to a heat pump hot water supply machine. Specifically, It is related with the optimum operation control of the heat pump in the period containing an implantation.

종래의 히트 펌프 급탕기는 전기 온수기와 마찬가지로 대용량의 저탕 탱크를 설치하여, 야간 할인 요금의 저렴한 전력을 사용하여 히트 펌프 운전을 행하여, 밤중에 물을 데워 저탕 탱크에 저탕해 두고, 저탕한 온수를 주간에 사용하는 저탕식인 것이 일반적이었다.Conventional heat pump water heaters are equipped with a large-capacity storage tank, similar to an electric water heater, to perform a heat pump operation using a low-cost electric power at a nightly discount rate. It was common to be water-storage type used for.

이에 대해 최근, 주로 급탕을 사용하는 주간에도 히트 펌프 운전을 행하여 가열한 온수를 직접 급탕함으로써, 저탕 탱크의 대폭적인 소형화를 도모한 순간식 히트 펌프 급탕기가 개발되어 있다. 이 순간식 히트 펌프 급탕기의 종래예로서, 예를 들어 특허 문헌 1에 개시된 것이 있다.On the other hand, in recent years, the instantaneous heat pump hot water supply machine which aimed at the drastic miniaturization of the water storage tank is developed by directly heating hot water heated by performing a heat pump operation also during the day which mainly uses a hot water supply. As a prior art example of this instantaneous heat pump water heater, there exist some which were disclosed by patent document 1, for example.

이 특허 문헌 1에 따르면, 미리 저탕 운전을 행하여 60 내지 100L의 소형 저탕 탱크에 고온수를 저탕해 두고, 냉온수 사용시에는 히트 펌프의 가열 온도가 적온에 도달하지 않는 운전 초기에는 히트 펌프의 가열수에 저탕 탱크로부터의 고온수를 섞어 적온으로 하여 급탕하고, 히트 펌프 운전에 의한 가열 온도가 적온에 도달하면, 저탕 탱크로부터의 급탕을 멈추고, 히트 펌프 운전에 의해 가열한 적온수를 직접 급탕하여 사용하는 것이다.According to this patent document 1, a hot water operation is performed beforehand to store hot water in a 60-100L small water storage tank, and when cold / hot water is used, it is applied to the heating water of a heat pump at the initial stage of operation in which the heating temperature of a heat pump does not reach a temperature. When hot water from a storage tank is mixed and heated to a hot water, and when the heating temperature by a heat pump operation reaches an appropriate temperature, the hot water from a storage tank is stopped, and the hot water heated by a heat pump operation is used for directly hot water supply. will be.

또한, 순간식 히트 펌프 급탕기의 운전 제어는, 탱크 저탕 또는 주방ㆍ세면실 급탕에 대응하여, 압축기의 회전수를 바꾸어 가열 능력을 조정하고, 공기 냉매 열교환기(증발기)의 제상(除霜)은, 공기 냉매 열교환기의 온도에 따라 착상량(着霜量)을 검지하고, 다량으로 착상되어 히트 펌프의 가열 성능이 저하된 후 제상용 바이패스 밸브를 개방하여 제상을 행하는 것으로, 모두 비교적 간이한 구성인 것이었다.In addition, the operation control of the instantaneous heat pump water heater corresponds to the tank bottom water or the kitchen / washroom hot water supply, adjusts the heating capacity by changing the rotation speed of the compressor, and defrost of the air refrigerant heat exchanger (evaporator), Defrosting amount is detected according to the temperature of the air coolant heat exchanger, and the defrosting bypass valve is opened and defrosted after being defrosted in a large amount to reduce the heating performance of the heat pump. It was.

특허 문헌 1 : 일본 특허 출원 공개 제2003-279133호 공보Patent Document 1: Japanese Patent Application Publication No. 2003-279133

상기한 특허 문헌 1에 개시되어 있는 바와 같이, 종래의 히트 펌프 급탕기에 있어서는, 거의 급탕 용도에 대응하여 압축기의 회전수를 바꾸어 가열 능력을 조정하고 있었다. 그러나 최근 히트 펌프 급탕기가 보급됨에 따라서, 사용 용도가 다방면에 걸치고, 급탕 온도도 복잡화되어 왔다. 예를 들어, 욕조수 공급 온도는, 종래 입욕 직전에 급탕하므로 급탕 온도는 약 42℃로 일정하였지만, 욕조수 공급 시간을 사전에 예약 설정해 두는 기능이 추가되어, 약간 높은 45℃ 급탕의 필요성이 발생하는 동시에, 계절에 따라 38℃ 내지 48℃ 정도까지 급탕 온도를 선택할 수 있도록 기능이 추가되어 왔다.As disclosed in the aforementioned Patent Document 1, in the conventional heat pump water heater, the heating capacity is adjusted by changing the rotational speed of the compressor in correspondence with the hot water application. However, as the heat pump water heater has been widely used in recent years, its use has been diversified, and the hot water supply temperature has also been complicated. For example, since the hot water supply temperature is hot water just before bathing, the hot water temperature is constant at about 42 ° C., but the function of pre-scheduling the hot water supply time is added, and the need for a slightly higher 45 ° C. hot water supply occurs. At the same time, the function has been added to select the hot water temperature from 38 ℃ to 48 ℃ depending on the season.

또한, 탱크 저탕 온도에 대해서도 다양화가 진행하여, 급탕 사용량의 계절 변화에 대응하여, 여름철, 봄ㆍ가을의 중간철은 약 65℃로 저탕하고, 겨울철은 70 내지 75℃, 겨울철 저온시는 85 내지 90℃로 저탕하는 등의 고안이 이루어져 있다.In addition, diversification also proceeds with the tank bottom temperature, and in response to seasonal changes in the amount of hot water used, the middle season in summer, spring and autumn is heated to about 65 ° C, the winter time is 70 to 75 ° C, and the winter low temperature is 85 to 85 ° C. Devising, such as agitation at 90 degreeC, is carried out.

그런데, 이들 다양화된 급탕 사용 상황에 대해, 히트 펌프의 운전 제어는 급탕량 확보를 중점으로 각각의 급탕 온도에 대응하여 가열 능력 우선으로 제어되고 있어, 에너지 절약의 관점에서는 반드시 최적 운전 제어로는 되어 있지 않았다. 예를 들어, 욕조수 공급 운전을 시간 예약하는 경우는 욕조수 공급 시간이 길어져도 가열 효율 우선이면 되지만, 샤워와 같이 큰 급탕량을 필요로 하는 경우는 효율보다도 가열 능력을 우선해야 한다. 또한, 겨울철에 있어서는, 연속 운전을 우선하면 장시간 급탕시에 착상에 의한 가열 능력 저하가 과제가 되어, 공기 냉매 열교환기 온도를 검지하여 제상 운전을 행하도록 하면, 주방 급탕 중이나 세면 중에 제상을 개시하여 급탕이 멈춰 버린다고 하는 과제가 있어, 이들 다양화된 사용 조건에 대해, 가열 능력, 에너지 절약, 제상 제어 등을 종합적으로 고려한 최적 운전 제어 수단의 필요성이 종래 요구되고 있었다.By the way, in these diversified hot water use situations, the operation control of a heat pump is controlled by heating capability priority corresponding to each hot water temperature with the emphasis on ensuring hot water supply quantity, and from an energy saving viewpoint, it is not necessarily optimal operation control. It was not. For example, when a bath water supply operation is time-reserved, heating efficiency priority may be sufficient even if bath water supply time becomes long, but when a large amount of hot water supply is required like a shower, a heating capability should be given priority over efficiency. In winter, when continuous operation is given priority, deterioration of heating capacity due to frosting is caused by prolonged hot water supply. When defrosting is performed by detecting an air coolant heat exchanger temperature, defrost is started during kitchen hot water supply or washing face. There is a problem that the hot water supply is stopped, and the necessity of the optimum operation control means which considered heating capability, energy saving, defrost control, etc. comprehensively with respect to these diversified use conditions conventionally was calculated | required.

본 발명의 목적은, 이들 과제를 해결하기 위해, 겨울철 제상시를 포함한 기간에 있어서, 가열 능력의 확보, 가열 효율의 향상, 에너지 절약을 도모하여 종합적으로 최적의 운전 제어를 행하는 히트 펌프 급탕기를 제공하는 데 있다.SUMMARY OF THE INVENTION In order to solve these problems, an object of the present invention is to provide a heat pump water heater for comprehensively optimal operation control by securing heating capacity, improving heating efficiency, and saving energy in a period including winter defrosting. There is.

상기 과제를 해결하기 위해, 본 발명은 주로 다음과 같은 구성을 채용한다.In order to solve the said subject, this invention mainly employ | adopts the following structures.

냉매를 압축하는 압축기, 물과 냉매의 열교환을 행하는 물 냉매 열교환기, 팽창 밸브, 공기와 냉매의 열교환을 행하는 공기 냉매 열교환기, 냉매 배관을 갖는 히트 펌프 냉매 회로와, 상기 물 냉매 열교환기에 의해 가열된 온수를 저장해 두는 저탕 탱크, 기내 순환 펌프, 급탕 혼합 밸브, 상기 물 냉매 열교환기에 의해 가열된 온수와의 열교환을 행하는 욕조용 열교환기, 욕조 순환용 펌프, 냉온수 혼합 밸브, 물 배관을 갖고, 상기 저탕 탱크에 고온수를 저장하는 저탕 회로, 상기 물 냉매 열교환기에 의해 가열된 온수를 출탕 개소에 직접 급탕하는 직접 급탕 회로, 상기 저탕 탱크로부터의 온수를 출탕 개소로 급탕하는 탱크 급탕 회로, 상기 물 냉매 열교환기에 의해 가열된 온수를 상기 욕조 순환용 펌프에 의해 욕조에 급탕하는 욕조수 공급 회로, 상기 욕조용 열교환기로부터의 온수를 상기 욕조 순환용 펌프에 의해 욕조에 급탕하는 욕조 재가열 회로를 형성하는 급탕 회로와, 출탕 개소 리모트 컨트롤러와 욕조 리모트 컨트롤러의 조작 설정에 의해, 각 구성 요소를 제어하여 저탕 운전, 직접 급탕 운전, 탱크 급탕 운전, 욕조수 공급 운전, 욕조 재가열 운전을 행하는 운전 제어부를 구비한 히트 펌프 급탕기이며, 상기 운전 제어부는, 히트 펌프 급탕기의 주위 온도와, 상기 공기 냉매 열교환기의 온도 및 탱크에의 저탕, 출탕 개소에의 급탕, 욕조수 공급, 소정 시간 이상의 운전에 의한 급탕을 포함하는 급탕ㆍ저탕 모드를 판정 기준으로 하여, 가열 효율 우선 운전, 가열 능력 우선 운전, 중간 제상 운전의 3종류의 운전 수단 중 어느 하나를 판정하는 최적 운전 제어를 행하는 구성이다.A compressor for compressing a refrigerant, a water refrigerant heat exchanger for exchanging water and a refrigerant, an expansion valve, an air refrigerant heat exchanger for exchanging air and a refrigerant, a heat pump refrigerant circuit having a refrigerant pipe, and heated by the water refrigerant heat exchanger A hot water tank for storing the hot water, an in-flight circulation pump, a hot water mixing valve, a heat exchanger for performing a heat exchange with the hot water heated by the water refrigerant heat exchanger, a tub circulation pump, a cold / hot water mixing valve, and a water pipe. A hot water circuit for storing hot water in a hot water tank, a direct hot water circuit for directly hot water heated by the water refrigerant heat exchanger at a hot water supply point, a tank hot water circuit for hot water from the hot water tank at a hot water point, and the water refrigerant Bath water supply circuit for supplying hot water heated by a heat exchanger to the bathtub by the tub circulation pump, the The hot water supply circuit which forms the bathtub reheating circuit which hot water from a rough heat exchanger to a bathtub by the said bathtub circulation pump, and each component is controlled by operation setting of a tapping point remote controller and a bathtub remote controller And a heat pump hot water supply unit having an operation control unit for performing a direct hot water supply operation, a tank hot water supply operation, a bath water supply operation, and a reheating operation of the bath, wherein the operation control unit includes an ambient temperature of the heat pump water heater, a temperature of the air refrigerant heat exchanger, 3 of heating efficiency priority operation, heating capability priority operation, and intermediate defrosting operation based on the determination criteria for the hot water supply / melting mode including the hot water supply to the tank, the hot water supply to the hot water point, the supply of the bath water, and the hot water by the operation for a predetermined time or more. It is a structure which performs optimum operation control which determines one of a kind of driving means.

또한, 상기 히트 펌프 급탕기에 있어서, 상기 운전 제어부는, 상기 가열 효율 우선 운전이라 판정한 경우는 가열 효율이 최대가 되는 압축기 회전수로 운전하고, 상기 가열 능력 우선 운전이라 판정한 경우는 가열 능력이 최대가 되는 압축기 회전수로 운전하고, 상기 중간 제상 운전이라 판정한 경우는 가열 능력이 최대가 되는 압축기 회전수로 운전하고 또한 추정되는 히트 펌프 운전 시간의 약 1/2 시간 경과 후에 제상 운전을 행하는 구성이다. 또한, 상기 운전 제어부는, 상기 판정 기준으로서, 상기 주위 온도를 약 +7℃ 이상 또는 약 -7℃ 이하와, 약 -7℃ 내지 +7℃ 중 적어도 2개 이상으로 구분하는 구성이다.Further, in the heat pump water heater, the operation control unit operates at a compressor rotation speed at which heating efficiency is maximum when it is determined that the heating efficiency priority operation is performed, and when it is determined that the heating capability priority operation is performed, the heating capacity is decreased. When operating at the maximum compressor rotational speed and determining that the intermediate defrosting operation is performed, the operation is performed at the compressor rotational speed at which the heating capacity is the maximum, and defrosting operation is performed after about 1/2 hour of the estimated heat pump operation time. Configuration. Moreover, the said operation control part is a structure which divides the said ambient temperature into about +7 degreeC or more or about -7 degreeC or less, and at least 2 or more of about -7 degreeC-+7 degreeC as said determination criteria.

또한, 상기 히트 펌프 급탕기에 있어서, 상기 운전 제어부는, 상기 판정 기준으로서, 상기 공기 냉매 열교환기 온도를 약 0℃ 이상과 약 0℃ 미만의 2개로 구분하는 구성이다. 또한, 상기 운전 제어부는, 상기 판정 기준으로서, 급탕 모드마다 히트 펌프 운전 시간을 학습하여, 추정 운전 시간이 약 60분 이상인 급탕 모드의 경우, 최적 운전 제어로서 중간 제상 운전이라 판정하는 구성이다. 또한, 상기 운전 제어부는, 히트 펌프 운전에 의한 가열 운전 종료 후에 상기 공기 냉매 열교환기의 착상 판정을 행하여, 착상되어 있다고 판정한 경우는 제상 운전을 행한 후 히트 펌프 운전을 정지시키고, 착상되어 있지 않다고 판정한 경우는 제상 운전을 행하지 않고 히트 펌프 운전을 정지시키는 구성이다.Moreover, in the said heat pump water heater, the said operation control part is a structure which divides the said air refrigerant heat exchanger temperature into two, about 0 degreeC or more and less than about 0 degreeC as the said determination criteria. The driving control unit is configured to learn the heat pump operation time for each hot water mode as the determination criterion, and to determine the intermediate defrosting operation as the optimum operation control in the hot water mode in which the estimated operating time is about 60 minutes or more. In addition, the said operation control part judges that the air refrigerant | coolant heat exchanger has been implanted after completion | finish of the heating operation by a heat pump operation, and when it determines that it is implanted, it stops a heat pump operation after performing defrosting operation and is not implanted. If it is determined, the heat pump operation is stopped without performing defrosting operation.

본 발명에 따르면, 히트 펌프 급탕기의 사용 조건을 충분히 가미한 최적 운전을 판정하는 것이 가능해져, 겨울철 제상시를 포함하여 가열 능력의 확보, 가열 효율의 향상 및 에너지 절약을 도모하여 종합적으로 최적의 운전 수단을 선정할 수 있다.According to the present invention, it is possible to determine the optimum operation with sufficient use conditions of the heat pump water heater, to ensure the heating capacity, improve the heating efficiency and save energy, including during winter defrosting, and to optimize the overall operation. Can be selected.

또한, 최적 운전 수단의 판정 기준과, 가열 효율 우선 운전, 가열 능력 우선 운전, 중간 제상 운전의 3종류의 운전 수단을, 보다 구체적으로 상세 규정함으로써, 한층 최적의 운전 수단의 선정을 도모하는 동시에 제품화를 용이하게 할 수 있다.Further, by specifying in more detail three criteria for determining the optimum driving means and three types of driving means: heating efficiency priority operation, heating capability priority operation, and intermediate defrosting operation, the selection of the optimum driving means is achieved and commercialized. Can be facilitated.

또한, 운전 종료시의 착상을 검지하여, 착상이 있는 경우만 제상 운전을 행한 후 운전 정지시키므로, 다음 회의 운전 개시시에 착상이 없는 상태에서 운전 개시할 수 있어, 운전 개시시의 가열 시동 특성의 향상을 도모할 수 있는 동시에, 낮은 외기 온도 또는 강설 등의 조건하에서, 운전 종료시의 착상이 정지 기간 내에 점점 증가하는 것을 방지할 수 있다.In addition, since the conception at the end of the operation is detected and the operation is stopped after the defrosting operation is performed only when there is an idea, the operation can be started in the absence of the idea at the next operation start, thereby improving the heating start characteristic at the start of operation. At the same time, under conditions such as low outside temperature or snowfall, the conception at the end of the operation can be prevented from gradually increasing within the stop period.

본 발명의 다른 목적, 특징 및 이점은 첨부 도면에 관한 이하의 본 발명의 실시예의 기재로부터 명백해질 것이다.Other objects, features and advantages of the present invention will become apparent from the following description of the embodiments of the present invention taken in conjunction with the accompanying drawings.

도 1은 본 발명의 실시 형태에 관한 히트 펌프 급탕기의 구성 요소와 접속 경로를 도시하는 전체 구성도이다.
도 2는 본 발명의 실시 형태에 관한 히트 펌프 급탕기에 있어서의, 주방 수도 꼭지를 개방하여 냉온수를 사용한 경우의 급탕 운전의 흐름을 나타내는 흐름도이다.
도 3은 일반적인 히트 펌프 급탕기에 있어서의 가열 능력과 가열 효율의 관계를 나타내는 표이다.
도 4는 본 실시 형태에 관한 히트 펌프 급탕기에 있어서의 최적 운전 수단을 결정하는 판정 조건과 판정 기준을 나타내는 표이다.
도 5는 일반적인 히트 펌프 급탕기에 있어서의 겨울철 연속 운전한 경우의 가열 능력의 시간적 변화를 나타내는 표이다.
도 6은 본 실시 형태에 관한 히트 펌프 급탕기에 있어서 겨울철에 추정 급탕 시간이 긴(예, 70분) 경우의 연속 운전과 중간 제상 운전의 가열량의 비교를 나타내는 설명도이다.
도 7은 본 실시 형태에 관한 히트 펌프 급탕기에 있어서 겨울철에 추정 급탕 시간이 짧은(예, 50분) 경우의 연속 운전과 중간 제상 운전의 가열량의 비교를 나타내는 설명도이다.BRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS It is the whole block diagram which shows the component and connection path of the heat pump water heater according to embodiment of this invention.
It is a flowchart which shows the flow of hot water supply operation | movement when the kitchen tap is opened and cold / hot water is used in the heat pump hot water supply machine which concerns on embodiment of this invention.
3 is a table showing a relationship between heating capacity and heating efficiency in a general heat pump water heater.
4 is a table showing determination conditions and determination criteria for determining the optimum operation means in the heat pump water heater according to the present embodiment.
FIG. 5 is a table showing a temporal change in heating capacity in the case of continuous operation in winter in a general heat pump water heater.
FIG. 6 is an explanatory diagram showing a comparison between the heating amount of continuous operation and intermediate defrosting operation when the estimated hot water supply time is long (for example, 70 minutes) in winter in the heat pump water heater according to the present embodiment.
FIG. 7 is an explanatory diagram showing a comparison of the heating amount of continuous operation and intermediate defrosting operation when the estimated hot water supply time is short (for example, 50 minutes) in winter in the heat pump water heater according to the present embodiment.

본 발명의 실시 형태에 관한 히트 펌프 급탕기에 대해, 도 1 내지 도 7을 참조하면서 이하 상세하게 설명한다. 도 1은 본 발명의 실시 형태에 관한 히트 펌프 급탕기의 구성 요소와 접속 경로를 도시하는 전체 구성도이다. 도 1에 있어서, 본 실시 형태에 관한 히트 펌프 급탕기는, 전체적으로 히트 펌프 냉매 회로(30)와, 급탕 회로(40)와, 운전 제어 수단(50)으로 구성되어 있다.The heat pump water heater according to the embodiment of the present invention will be described in detail below with reference to FIGS. 1 to 7. BRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS It is the whole block diagram which shows the component and connection path of the heat pump water heater according to embodiment of this invention. In FIG. 1, the heat pump water heater according to the present embodiment is composed of a heat pump refrigerant circuit 30, a hot water supply circuit 40, and operation control means 50 as a whole.

히트 펌프 냉매 회로(30)는, 제1 냉매 회로(30a) 및 제2 냉매 회로(30b)의 2사이클 방식으로 구성되고, 압축기(1a, 1b), 물 냉매 열교환기(2)에 배치되는 냉매측 전열관(2a, 2b), 팽창 밸브(3a, 3b), 공기 냉매 열교환기(4a, 4b)를, 각각 냉매 배관을 통해 순차 접속하여 구성되어 있고, 그 속에 냉매가 봉입되어 있다.The heat pump refrigerant circuit 30 is configured by a two cycle system of the first refrigerant circuit 30a and the second refrigerant circuit 30b and is arranged in the compressors 1a and 1b and the water refrigerant heat exchanger 2. The side heat transfer pipes 2a and 2b, the expansion valves 3a and 3b, and the air coolant heat exchangers 4a and 4b are configured to be sequentially connected through a coolant pipe, respectively, and a coolant is enclosed therein.

압축기(1a, 1b)는 용량 제어가 가능하여, 다량의 급탕을 행하는 경우에는 큰 용량으로 운전된다. 여기서, 압축기(1a, 1b)는 PWM 제어, 전압 제어(예를 들어, PAM 제어) 및 이들의 조합 제어에 의해, 저속(예를 들어, 700회전/분)으로부터 고속(예를 들어, 7000회전/분)까지 회전수 제어를 할 수 있도록 되어 있다. 물 냉매 열교환기(2)는 냉매측 전열관(2a, 2b) 및 급수측 전열관(2c, 2d)을 구비하고 있고, 냉매측 전열관(2a, 2b)과 급수측 전열관(2c, 2d) 사이에서 열교환을 행하도록 구성되어 있다.The compressors 1a and 1b are capable of volume control and operate at a large capacity when a large amount of hot water is supplied. Here, the compressors 1a and 1b are controlled from the low speed (e.g., 700 revolutions per minute) to the high speed (e.g., 7000 revolutions) by PWM control, voltage control (e.g., PAM control), and combination control thereof. Revolutions per minute). The water refrigerant heat exchanger (2) is provided with refrigerant side heat transfer tubes (2a, 2b) and water supply side heat transfer tubes (2c, 2d), and exchanges heat between the refrigerant side heat transfer tubes (2a, 2b) and the water supply side heat transfer tubes (2c, 2d). It is configured to perform.

팽창 밸브(3a, 3b)로서는, 일반적으로 개방도 조정시의 응답성이 빠른 전동 팽창 밸브가 사용되고, 물 냉매 열교환기(2)를 거쳐서 보내져 오는 중온 고압 냉매를 감압하여, 증발되기 쉬운 저압 냉매로서 공기 냉매 열교환기(4a, 4b)로 보낸다. 또한, 팽창 밸브(3a, 3b)는 냉매 통로의 개방도를 바꾸어 히트 펌프 냉매 회로 내의 냉매 순환량을 조절하는 작용이나, 개방도를 크게 하여 중온 냉매를 공기 냉매 열교환기(4a, 4b)로 다량 보내 서리를 녹이는 제상 장치의 역할도 행한다.As expansion valves 3a and 3b, generally an electric expansion valve with quick responsiveness in opening degree adjustment is used, and as a low pressure refrigerant which is easy to evaporate by depressurizing the medium temperature high pressure refrigerant sent through the water refrigerant heat exchanger 2, It is sent to the air refrigerant heat exchanger (4a, 4b). In addition, the expansion valves 3a and 3b change the opening degree of the refrigerant passage to adjust the refrigerant circulation in the heat pump refrigerant circuit, but increase the opening degree to send a large amount of medium temperature refrigerant to the air refrigerant heat exchangers 4a and 4b. It also serves as a defrosting device to melt frost.

공기 냉매 열교환기(4a, 4b)는, 송풍 팬(5a, 5b)의 회전에 의해 외기를 도입하고, 공기와 냉매의 열교환을 행하여, 외기로부터 열을 흡수하는 역할을 행한다. 급탕 회로(40)는, (1)저탕, (2)직접 급탕, (3)탱크 급탕, (4)욕조수 공급, (5)욕조 재가열을 행하기 위한 물 순환 회로를 구비하여 구성되어 있다.The air refrigerant heat exchangers 4a and 4b introduce external air by the rotation of the blowing fans 5a and 5b, perform heat exchange between the air and the refrigerant, and play a role of absorbing heat from the outside air. The hot water supply circuit 40 is configured to include a water circulation circuit for performing (1) water heating, (2) direct hot water supply, (3) tank hot water supply, (4) bath water supply, and (5) bath reheating.

저탕 회로(1)는 탱크 비등 운전에 의해 저탕 탱크(16)에 고온수를 저장하기 위한 물 회로로, 저탕 탱크(16), 기내 순환 펌프(17), 수열교류량 센서(10), 급수측 전열관(2c, 2d), 급탕 혼합 밸브(11), 저탕 탱크(16)가 물 배관을 통해 순차 접속되어 구성되어 있다.The water storage circuit 1 is a water circuit for storing hot water in the water storage tank 16 by tank boiling operation. The water storage tank 16, the in-flight circulation pump 17, the water heat exchange sensor 10, and the water supply side The heat transfer pipes 2c and 2d, the hot water mixing valve 11, and the hot water tank 16 are sequentially connected through a water pipe.

직접 급탕 회로(2)는, 급수 금속 부재(6), 감압 밸브(7), 급수 수량 센서(8), 급수측 역지 밸브(9), 수열교류량 센서(10), 급수측 전열관(2c, 2d), 급탕 혼합 밸브(11), 냉온수 혼합 밸브(12), 유량 조정 밸브(13), 주방 출탕 금속 부재(14)가 물 배관을 통해 순차 접속되어 구성되어 있다. 또한, 급수 금속 부재(6)는 수도 등의 급수원에 접속되고, 주방 출탕 금속 부재(14)는 주방 수도 꼭지(15) 등에 접속되어 있다.The direct hot water supply circuit 2 includes the water supply metal member 6, the pressure reducing valve 7, the water supply water level sensor 8, the water supply side check valve 9, the water heat exchange amount sensor 10, the water supply side heat transfer pipe 2c, 2d), the hot water mixing valve 11, the hot and cold water mixing valve 12, the flow rate adjusting valve 13, and the kitchen tapping metal member 14 are sequentially connected through a water pipe. Moreover, the water supply metal member 6 is connected to water supply sources, such as water supply, and the kitchen tapping metal member 14 is connected to the kitchen faucet 15 grade | etc.,.

탱크 급탕 회로(3)는 급수 금속 부재(6), 감압 밸브(7), 급수 수량 센서(8), 급수측 역지 밸브(9), 저탕 탱크(16), 급탕 혼합 밸브(11), 냉온수 혼합 밸브(12), 유량 조정 밸브(13), 주방 출탕 금속 부재(14)가 물 배관을 통해 순차 접속되어 구성되어 있다.The tank hot water supply circuit 3 includes a water supply metal member 6, a pressure reducing valve 7, a water supply water level sensor 8, a water supply side check valve 9, a water storage tank 16, a hot water mixing valve 11, and hot / cold water mixing. The valve 12, the flow regulating valve 13, and the kitchen tapping metal member 14 are sequentially connected to each other via a water pipe.

욕조수 공급 회로(4)는, 급수 금속 부재(6), 감압 밸브(7), 급수 수량 센서(8), 급수측 역지 밸브(9), 수열교류량 센서(10), 급수측 전열관(2c, 2d), 급탕 혼합 밸브(11), 냉온수 혼합 밸브(12), 유량 조정 밸브(13), 욕조 주탕 밸브(18), 플로우 스위치(19), 욕조 순환 펌프(20), 수위 센서(21), 욕조 입출탕 금속 부재(22), 욕조 순환 어댑터(23), 욕조(24)가 물 배관을 통해 순차 접속되어 구성되어 있다. 또한, 욕조 입출탕 금속 부재(22)로부터는 욕조(24)와 함께 욕조 수도 꼭지(25)나 샤워(도시하지 않음)에도 급탕할 수 있도록 접속되어 있다. 또한, 욕조수를 공급시에는, 욕조수 공급 회로에 의한 직접 급탕과 함께, 저탕 탱크(16) 내의 온수량이 최저 필요량 이하로 되지 않는 범위에 있어서 저탕 탱크(16)로부터 욕조(24)로의 탱크 급탕도 행한다.The bath water supply circuit 4 includes the water supply metal member 6, the pressure reducing valve 7, the water supply water level sensor 8, the water supply side check valve 9, the water heat exchange amount sensor 10, and the water supply side heat transfer pipe 2c. 2d), hot water mixing valve 11, hot and cold water mixing valve 12, flow control valve 13, bath pouring valve 18, flow switch 19, bath circulation pump 20, water level sensor 21 The bath tapping-out metal member 22, the bath circulation adapter 23, and the bath 24 are sequentially connected through water piping. In addition, the bathtub tapping and tapping metal member 22 is connected to the tub faucet 25 and the shower (not shown) together with the tub 24 so as to be able to hot water. In addition, when supplying bath water, the tank from the water storage tank 16 to the bath 24 in the range which the hot water supply in the water storage tank 16 does not become below the minimum required amount with the direct hot water supply by a bath water supply circuit. Hot water is also used.

욕조 재가열 회로(5)는, 욕조(24), 욕조 순환 어댑터(23), 욕조 입출탕 금속 부재(22), 수위 센서(21), 욕조 순환 펌프(20), 플로우 스위치(19), 욕조용 열교환기(27)의 욕조수 전열관(27b), 욕조수 출탕 금속 부재(26), 욕조 순환 어댑터(23), 욕조(24)가 물 배관을 통해 순차 접속되어 구성되어 있다. 또한, 욕조 재가열시에는, 욕조 재가열 회로(5)에 의한 욕조수의 물 순환과 함께, 히트 펌프 운전 및 기내 순환 펌프(17)를 운전하고, 또한 온수 개폐 밸브(28)를 개방하여 물 냉매 열교환기(2)에 의해 가열된 온수를 욕조용 열교환기(27)에 설치된 온수 전열관(27a)에 순환시키고, 온수 전열관(27a)과 욕조수 전열관(27b) 사이에서 열교환시켜, 욕조 재가열을 행하는 것이다.The bath reheating circuit 5 includes a bath 24, a bath circulation adapter 23, a bath entry and exit metal member 22, a water level sensor 21, a bath circulation pump 20, a flow switch 19, and a bath. The bathtub water heat transfer pipe 27b of the heat exchanger 27, the bathtub water tapping metal member 26, the bathtub circulation adapter 23, and the bathtub 24 are sequentially connected through water piping. In addition, at the time of reheating the bath, the heat pump operation and the in-flight circulation pump 17 are operated together with the water circulation of the bath water by the bath reheating circuit 5, and the hot water on / off valve 28 is opened to open the water refrigerant heat exchanger. The hot water heated by the gas 2 is circulated to the hot water heat pipe 27a provided in the heat exchanger 27 for the bath, and the heat is exchanged between the hot water heat pipe 27a and the bath water heat pipe 27b to reheat the bath. .

다음에, 운전 제어 수단(50)은, 주방 리모트 컨트롤러(51)(주방에 한정되지 않고 세면실 등의 출탕 개소 리모트 컨트롤러) 및 욕조 리모트 컨트롤러(52)의 조작 설정에 의해, 히트 펌프 냉매 회로(30)의 운전ㆍ정지 및 압축기(1a, 1b)의 회전수 제어를 행하는 동시에, 팽창 밸브(3a, 3b)의 냉매 개방도 조정, 기내 순환 펌프(17), 욕조 순환 펌프(20)의 운전ㆍ정지 및 급탕 혼합 밸브(11), 냉온수 혼합 밸브(12), 유량 조정 밸브(13), 욕조 주탕 밸브(18), 온수 개폐 밸브(28)를 제어함으로써, 저탕 운전, 직접 급탕 운전, 탱크 급탕 운전, 욕조수 공급 운전, 욕조 재가열 운전을 행하는 것이다.Next, the operation control means 50 controls the heat pump refrigerant circuit 30 by operation setting of the kitchen remote controller 51 (not limited to a kitchen, tapping point remote controllers such as washrooms) and the bathtub remote controller 52. Of the expansion valves 3a and 3b, the opening of the refrigerant valves of the expansion valves 3a and 3b, the operation of the in-flight circulation pump 17 and the bath circulation pump 20. And by controlling the hot water mixing valve 11, the hot and cold water mixing valve 12, the flow regulating valve 13, the bath pouring valve 18, and the hot water opening / closing valve 28, so that the hot water mixing operation, the direct hot water operation, the tank hot water operation, Bath water supply operation and bathtub reheating operation are performed.

또한, 운전 제어 수단(50)은, 압축기(1a, 1b)의 회전수를 제어하고, 운전 개시시에는 서서히 회전수를 증가시켜 가, 가열 시동 시간을 빠르게 하기 위해 소정의 고속 회전수로 운전하지만, 주방ㆍ세면 급탕(약 42℃)과 같은 통상 부하의 경우, 운전 안정 후에는 중속 운전으로 복귀시키는 동시에, 열부하가 큰 저탕 운전(약 65 내지 90℃)시에는 비교적 고속 운전으로 하도록 제어한다.In addition, the operation control means 50 controls the rotation speed of the compressors 1a and 1b, gradually increases the rotation speed at the start of the operation, and operates at a predetermined high speed rotation speed to speed up the heating start time. In the case of a normal load such as a kitchen / washing water supply (approximately 42 ° C.), the operation is returned to the medium speed operation after the stability of the operation, and control is performed at a relatively high speed during the low temperature operation (approximately 65 to 90 ° C.) having a large heat load.

또한, 히트 펌프 급탕기에는, 저탕 탱크(16)의 저탕 온도나 저탕량을 검지하기 위한 탱크 서미스터(16a 내지 16e), 주위 온도를 검지하는 주위 온도 서미스터(도시하지 않음), 공기 냉매 열교환기의 온도를 검지하는 공기 열교환 서미스터 및 각 부의 온도를 검지하는 서미스터(도시하지 않음)나 압축기(1a, 1b)의 토출 압력을 검지하는 압력 센서(도시하지 않음), 욕조(24) 내의 수위를 검지하는 수위 센서(21) 등이 설치되고, 각 검출 신호는 운전 제어 수단(50)에 입력되도록 구성되어 있다. 운전 제어 수단(50)은 이들 신호에 기초하여 각 기기를 제어하는 것이다.The heat pump water heater includes tank thermistors 16a to 16e for detecting the storage temperature of the storage tank 16 and the amount of storage of water, an ambient temperature thermistor (not shown) for detecting the ambient temperature, and the temperature of the air refrigerant heat exchanger. Heat exchange thermistor for detecting the temperature, thermistor (not shown) for detecting the temperature of each part, a pressure sensor (not shown) for detecting the discharge pressure of the compressors (1a, 1b), and the water level for detecting the water level in the tub 24 A sensor 21 or the like is provided, and each detection signal is configured to be input to the driving control means 50. The driving control means 50 controls each device based on these signals.

또한, 급탕 혼합 밸브(11)는 급탕 운전 개시 초기에 있어서는 물 냉매 열교환기(2)측과 냉온수 혼합 밸브(12)측 사이 및 저탕 탱크(16)측과 냉온수 혼합 밸브(12)측 사이가 모두 개방으로 되어, 물 냉매 열교환기(2) 및 저탕 탱크(16)의 양쪽으로부터 급탕하고, 히트 펌프에 의한 물 냉매 열교환기(2)에서의 가열 온도가 급탕 온도(약 42℃)에 도달하면, 저탕 탱크(16)측과 냉온수 혼합 밸브(12)측 사이를 폐쇄하여, 물 냉매 열교환기(2)로부터만 급탕한다.Further, the hot water mixing valve 11 has both a water refrigerant heat exchanger 2 side and a cold / hot water mixing valve 12 side, and a hot water tank 16 side and a hot / cold water mixing valve 12 side at the start of hot water operation. When it opens and hot water is supplied from both the water refrigerant heat exchanger 2 and the boiling water tank 16, and the heating temperature in the water refrigerant heat exchanger 2 by a heat pump reaches a hot water temperature (about 42 degreeC), It closes between the water storage tank 16 side and the cold / hot water mixing valve 12 side, and hot water is supplied only from the water refrigerant heat exchanger 2.

또한, 온수 개폐 밸브(28)는, 물 냉매 열교환기(2)와 욕조용 열교환기(27) 사이에 설치되어, 욕조 재가열시에는 개방하여 욕조 재가열 운전을 행하고, 그 이외는 물 회로를 폐쇄하여 물 냉매 열교환기(2)로부터 욕조용 열교환기(27)로의 열의 누설을 방지하기 위한 것이다. 또한, 급수측 역지 밸브(9)는, 일방향으로만 물을 흐르게 하여, 역류를 방지하는 것이다.In addition, the hot water opening / closing valve 28 is provided between the water refrigerant heat exchanger 2 and the bath heat exchanger 27 to open and reheat the bath when the bath is reheated, otherwise close the water circuit. This is to prevent the leakage of heat from the water refrigerant heat exchanger (2) to the bath heat exchanger (27). Moreover, the water supply side check valve 9 flows water only in one direction, and prevents a backflow.

다음에, 본 실시 형태에 관한 히트 펌프 급탕기의 운전 동작에 대해, 도 1의 히트 펌프 냉매 회로(30) 및 급탕 회로(40)를 참조하면서, 도 2의 급탕 운전 흐름도에 기초하여 설명한다. 도 2는 본 발명의 실시 형태에 관한 히트 펌프 급탕기에 있어서의, 주방 수도 꼭지를 개방하여 냉온수를 사용한 경우의 급탕 운전의 흐름을 나타내는 흐름도이다.Next, the operation | movement operation of the heat pump water heater which concerns on this embodiment is demonstrated based on the hot water supply operation flowchart of FIG. 2, referring the heat pump refrigerant circuit 30 and hot water supply circuit 40 of FIG. It is a flowchart which shows the flow of hot water supply operation | movement when the kitchen tap is opened and cold / hot water is used in the heat pump hot water supply machine which concerns on embodiment of this invention.

주방 수도 꼭지(15)를 개방하여 냉온수 사용이 개시되면(스텝 61), 급수 수량 센서(8)의 검지로, 운전 제어 수단(50)은 압축기(1a, 1b)를 운전시켜 히트 펌프의 냉매 회로(30)의 운전을 개시하는 동시에, 급수 금속 부재(6), 감압 밸브(7), 급수 수량 센서(8), 급수측 역지 밸브(9), 수열교류량 센서(10), 급수측 전열관(2c, 2d), 급탕 혼합 밸브(11), 냉온수 혼합 밸브(12), 유량 조정 밸브(13), 주방 출탕 금속 부재(14), 주방 수도 꼭지(15)의 직접 급탕 회로에 의해 직접 급탕 운전을 개시한다(스텝 62). 동시에, 급수 금속 부재(6), 감압 밸브(7), 급수 수량 센서(8), 급수측 역지 밸브(9), 저탕 탱크(16), 급탕 혼합 밸브(11), 냉온수 혼합 밸브(12), 유량 조정 밸브(13), 주방 출탕 금속 부재(14), 주방 수도 꼭지(15)의 탱크 급탕 회로에 의해 탱크 급탕 운전을 개시한다(스텝 63).When the kitchen faucet 15 is opened and the use of cold / hot water is started (step 61), the operation control means 50 operates the compressors 1a and 1b by detecting the water supply water sensor 8 so as to operate the refrigerant circuit of the heat pump. The water supply metal member 6, the pressure reducing valve 7, the water supply water level sensor 8, the water supply side check valve 9, the water heat exchange amount sensor 10, the water supply side heat transfer pipe ( 2c, 2d), hot water supply mixing valve 11, hot and cold water mixing valve 12, flow regulating valve 13, kitchen tapping metal member 14, direct hot water supply operation of the kitchen faucet (15) It starts (step 62). At the same time, the water supply metal member 6, the pressure reducing valve 7, the water supply water level sensor 8, the water supply side check valve 9, the water storage tank 16, the hot water mixing valve 11, the hot and cold water mixing valve 12, Tank hot water supply operation is started by the tank hot water supply circuit of the flow regulating valve 13, the kitchen tapping metal member 14, and the kitchen faucet 15 (step 63).

여기서, 히트 펌프 냉매 회로(30)는, 압축기(1a, 1b)에 의해 압축된 고온 고압 냉매를 물 냉매 열교환기(2)의 냉매측 전열관(2a, 2b)으로 송입하여, 급수측 전열관(2c, 2d) 내를 흐르는 물을 가열하여 급탕 혼합 밸브(11)측으로 순환시키지만, 운전 직후의 시동시에는 물 냉매 열교환기(2)로 송입되어 오는 냉매가 충분히 고온 고압으로 되지 않아 온도가 낮고, 또한 물 냉매 열교환기(2) 전체가 냉각되어 있으므로, 물을 가열하는 가열 능력이 충분하지 않으므로, 저탕 탱크(16)로부터의 고온수를 공급하는 탱크 급탕(스텝 63)이 필요해진다. 시간의 경과와 함께 냉매는 고온 고압이 되고, 그것에 따라서 발생하는 냉매로부터의 방열량이 증가하여, 물에의 가열 능력이 증가해 간다.Here, the heat pump refrigerant circuit 30 feeds the high temperature and high pressure refrigerant compressed by the compressors 1a and 1b to the refrigerant side heat transfer tubes 2a and 2b of the water refrigerant heat exchanger 2, and supplies the water supply side heat transfer tubes 2c. , 2d) is heated to circulate to the hot water mixing valve 11 side, but at the time of starting immediately after operation, the refrigerant supplied to the water refrigerant heat exchanger 2 does not become sufficiently high temperature and high pressure, and the temperature is low. Since the entire water refrigerant heat exchanger 2 is cooled, the heating capacity for heating the water is not sufficient, so a tank hot water supply (step 63) for supplying the hot water from the storage tank 16 is required. As time passes, the refrigerant becomes high temperature and high pressure, and the amount of heat radiation from the refrigerant generated accordingly increases, and the heating capacity to water increases.

히트 펌프 운전의 가열 능력이 적온 상태에 도달할 때까지는 수 분 걸리므로, 운전 제어 수단(50)은 운전 개시로부터 적온 상태에 도달할 때까지의 동안은, 압축기(1a, 1b)의 회전수를 정상시보다 고속으로 하는 동시에, 저탕 탱크(16)로부터 고온수를 공급하는 탱크 급탕 운전(스텝 63)을 병행하여 행하여, 주방 수도 꼭지(15)로부터는 적온수를 급탕한다. 또한, 히트 펌프 운전에 의한 가열 온도 판정(스텝 64)을 행하여, 규정 미만이면 직접 급탕과 탱크 급탕의 병행 운전을 계속하고, 규정 이상에 도달하면 탱크 급탕을 정지(스텝 65)시켜, 직접 급탕의 단독 운전에 의한 급탕을 계속한다(스텝 66).Since it takes a few minutes until the heating capacity of the heat pump operation reaches the warm temperature state, the operation control means 50 changes the rotation speed of the compressors 1a and 1b from the start of the operation until the cool temperature state is reached. The hot water supply operation (step 63) which supplies high temperature water from the hot water tank 16 at the same time as the normal speed is performed, and hot water is supplied from the kitchen faucet 15. In addition, the heating temperature determination (step 64) by a heat pump operation is performed, and if it is less than a prescription, the parallel operation of a hot water supply and a tank hot water supply continues continuously, and when it reaches a specification or more, a tank hot water supply is stopped (step 65), and Hot water supply by single operation is continued (step 66).

또한, 운전 제어 수단(50)은, 급탕 혼합 밸브(11) 후의 혼합 탕온이 적온보다 상당히 낮은 경우는 탱크 급탕량을 증가시키고, 적온에 거의 가까워짐에 따라서 탱크 급탕량을 줄이도록 급탕 혼합 밸브(11)를 작동시켜, 유량 비율을 조정하여 적온으로 한다. 또한, 급탕 혼합 밸브(11) 통과 후의 혼합 탕온이 적온보다 높은 경우에는 냉온수 혼합 밸브(12)로부터의 급수량을 조정함으로써도 사용 단말에의 급탕 온도의 조정을 행할 수 있다.In addition, the operation control means 50 increases the amount of tank hot water when the mixed hot water after the hot water mixing valve 11 is considerably lower than the appropriate temperature, and reduces the amount of hot water supply of the tank as the temperature nears the constant temperature. ), And adjust the flow rate to cool. In addition, when the hot water mixing valve 11 passes after the hot and cold mixing hot water is higher than the appropriate temperature, the hot water temperature to the use terminal can be adjusted by adjusting the amount of water supplied from the cold / hot water mixing valve 12.

따라서, 저탕 탱크(16)의 역할은, 히트 펌프 운전의 가열 능력이, 급탕 온도에 충분한 온도에 도달할 때까지의 시동시의 보조적인 것이며, 히트 펌프 냉매 회로(30)의 능력, 특히 압축기(1a, 1b)의 출력이 클수록, 시동 시간을 짧게 할 수 있어, 저탕 탱크(16)의 용량을 작게 할 수 있다. 또한, 주방 급탕과 동시에 욕조수 공급를 행하는 등과 같이 복수 개소의 동시 사용에 직접 급탕만으로 대응하기 위해서는, 압축기(1a, 1b)의 용량은, 종래의 저탕식에서 일반적으로 사용되고 있는 5㎾ 정도에 대해 20㎾ 정도까지 크게 하는 것이 바람직하지만, 신규 압축기의 개발이 필요할 뿐만 아니라, 히트 펌프 냉매 회로(30)의 각 부품은 신규 검토가 필요해져 매우 곤란하다.Therefore, the role of the storage tank 16 is auxiliary at the time of starting until the heating capability of the heat pump operation reaches a temperature sufficient for the hot water supply temperature, and the capacity of the heat pump refrigerant circuit 30, in particular, the compressor ( The larger the output of 1a, 1b, the shorter the startup time can be, and the smaller the capacity of the storage tank 16 can be. In addition, in order to cope with direct hot water supply for simultaneous use of a plurality of places such as supplying bath water at the same time as kitchen hot water supply, the capacity of the compressors 1a and 1b is about 20 kPa compared to about 5 kW which is generally used in the conventional hot water type. Although it is preferable to enlarge it to an extent, not only development of a new compressor is required but each component of the heat pump refrigerant circuit 30 requires new examination, and it is very difficult.

따라서 본 발명의 실시 형태에 있어서는, 종래 압축기의 2배 정도의 압축기를 2개 사용한 2사이클 히트 펌프 방식(30a, 30b)으로 하여, 종래 기술의 활용과, 실적에 의한 신뢰성을 확보한 것으로, 압축기의 용량이 충분하면, 1사이클 히트 펌프 방식에 있어서도 본 발명의 적용ㆍ효과는 변함없다.Therefore, in the embodiment of the present invention, the two-cycle heat pump system 30a, 30b using two compressors about twice as large as the conventional compressor is used to secure the reliability of the conventional technology and performance. If the capacity of is sufficient, the application and effect of the present invention also remain unchanged even in the one-cycle heat pump system.

다음에, 운전 시동시가 지나 직접 급탕의 단독 운전이 되면(스텝 66), 주위 온도(외기 온도), 공기 냉매 열교환기(4a, 4b)의 온도 및 급탕 모드(도 2에서는 주방 급탕)를 판정 항목으로 한(스텝 67) 판정 기준에 기초하여 최적 운전 수단의 판정을 행한다(스텝 68).Next, when the start of operation starts and direct hot water is operated alone (step 66), the ambient temperature (outside air temperature) and the temperature of the air refrigerant heat exchangers 4a and 4b and the hot water supply mode (kitchen hot water supply in Fig. 2) are determined. The determination of the optimum driving means is made based on the criterion determined as the item (step 67) (step 68).

최적 운전 수단의 판정(스텝 68)에 의해, 수단 A라고 판정된 경우는 가열 효율 우선 운전(스텝 69), 수단 B라고 판정된 경우는 가열 능력 우선 운전(스텝 70), 수단 C라고 판정된 경우는 중간 제상 운전(후술하지만, 급탕 운전의 도중에 제상 운전을 행하는 것)으로 하여 직접 급탕 운전(스텝 71)을 계속한다.When it is determined as means A by the determination of the optimum driving means (step 68), when it is determined as the heating efficiency priority operation (step 69), when it is determined as the means B, it is determined that it is the heating capability priority operation (step 70) and the means C The direct hot water supply operation (step 71) is continued as intermediate defrosting operation (described later, but performing defrosting operation in the middle of the hot water operation).

그 후, 냉온수 사용이 종료되면(스텝 72), 직접 급탕을 정지시키는(스텝 73) 동시에, 공기 냉매 열교환기(4a, 4b)의 착상 판정을 행하고(스텝 74), 착상되어 있다고 판정한 경우(예를 들어, 주위 온도가 0℃ 이하인 경우는 착상이라 판정함)는 제상 운전을 행한 후(스텝 75), 히트 펌프 운전을 정지시키고(스텝 76), 착상되어 있지 않다고 판정한 경우는 제상 운전을 행하지 않고 히트 펌프 운전을 정지시킨다(스텝 76).Then, when the use of cold / hot water is completed (step 72), the hot water supply is directly stopped (step 73), and the air coolant heat exchangers 4a and 4b are subjected to the frosting determination (step 74). For example, if the ambient temperature is 0 ° C. or less, it is determined that the implantation is performed. After performing the defrosting operation (step 75), the heat pump operation is stopped (step 76). The heat pump operation is stopped without performing (step 76).

다음에, 도 3과 도 4를 참조하면서, 본 실시 형태에 관한 히트 펌프 급탕기의 최적 운전 제어 수단의 판정 기준 및 최적 운전 수단 A, B, C의 내용에 대해 설명한다. 도 3은 일반적인 히트 펌프 급탕기에 있어서의 가열 능력과 가열 효율의 관계를 나타내는 표이다. 도 4는 본 실시 형태에 관한 히트 펌프 급탕기에 있어서의 최적 운전 수단을 결정하는 판정 조건과 판정 기준을 나타내는 표이다.Next, with reference to FIG. 3 and FIG. 4, the determination criteria of the optimum operation control means of the heat pump water heater according to the present embodiment, and the contents of the optimum operation means A, B, and C will be described. 3 is a table showing a relationship between heating capacity and heating efficiency in a general heat pump water heater. 4 is a table showing determination conditions and determination criteria for determining the optimum operation means in the heat pump water heater according to the present embodiment.

도 3은 히트 펌프 운전시의 가열 능력과 가열 효율의 관계를 나타내는 것으로, 선도 A는 주방 급탕(약 42℃)의 경우, 선도 B는 탱크 저탕[탱크에의 급탕이며 전술한 저탕 회로(1)](약 65℃)의 경우를 나타내고, 일정한 급탕 온도에 있어서는, 가열 능력을 높일수록 가열 효율이 저하되는 것을 나타낸다. 이것은, 가열 능력을 증가시키기 위해서는 압축기의 회전수를 높여 고속 회전으로 하므로, 압축기의 기계 손실이 증가하는 것에 따른 것이며, 자동차에 있어서 통상 속도에 대해 고속 주행시는 가솔린의 연비 효율이 저하되는 것과 동일하다.3 shows the relationship between the heating capacity and the heating efficiency during the heat pump operation. In the case where the fresh line A is a kitchen hot water supply (about 42 ° C.), the fresh line B is a tank hot water (water hot water supply to the tank and the above water hot water circuit 1 ] (About 65 degreeC) is shown, and in a constant hot water supply temperature, heating efficiency falls as the heating ability increases. This is due to the increase in the rotational speed of the compressor in order to increase the heating capacity, thereby increasing the mechanical loss of the compressor, which is equivalent to the decrease in the fuel efficiency of gasoline when driving at high speed with respect to the normal speed in an automobile. .

도 3의 선도 A는, 일정한 조건, 예를 들어 주위 온도 16℃, 급수 온도 17℃에 있어서, 일정한 유량(예를 들어, 5L/분) 이상으로, 주방 급탕 온도(약 42℃)까지 가열하기 위해서는 최저의 가열 능력 Amin이 필요하다. 다음에, 가열 능력 Amin으로부터 가열 능력을 증가시켜 가면, 점차 가열 효율이 저하되어 가열 능력 최대점 Amax에 도달한다. 선도 B는 선도 A와 동일 조건에 있어서, 탱크 저탕 운전[전술한 저탕 회로(1)의 운전]을 행하는 경우로, 탱크 저탕 온도(약 65℃)까지 가열하기 위해서는 최저의 가열 능력 Bmin이 필요하고, 가열 능력 Bmin으로부터 가열 능력을 증가시켜 가면, 점차 가열 효율이 저하되어 가열 능력 최대점 Bmax에 도달한다. 또한, 가열 능력 최대점 Amax, Bmax는, 히트 펌프의 가열 능력 및 급탕 온도, 급탕 유량 등에 따라서도 다르다.3 is a diagram illustrating the heating of a hot water supply temperature (about 42 ° C) at a constant flow rate (for example, 5 L / min) or more under constant conditions, for example, an ambient temperature of 16 ° C and a water supply temperature of 17 ° C. In order to achieve the lowest heating capacity Amin. Next, if the heating capacity is increased from the heating capacity Amin, the heating efficiency gradually decreases to reach the heating capacity maximum point Amax. The diagram B is a case in which tank storage operation (operation of the storage circuit 1 described above) is performed under the same conditions as the diagram A. In order to heat the tank storage temperature (about 65 ° C), the minimum heating capacity Bmin is required. When the heating capacity is increased from the heating capacity Bmin, the heating efficiency gradually decreases to reach the maximum heating capacity point Bmax. The maximum heating capacity points Amax and Bmax also vary depending on the heating capacity of the heat pump, the hot water temperature, the hot water flow rate, and the like.

선도 A와 선도 B로부터 알 수 있는 바와 같이, 동일 조건에 있어서는 급탕 온도가 높을수록 큰 가열 능력을 필요로 하므로, 가열 능력을 높인 경우와 마찬가지로 급탕 온도가 높으면 가열 효율은 저하된다.As can be seen from the diagrams A and B, in the same conditions, the higher the hot water temperature is, the greater the heating capacity is required. Therefore, the heating efficiency is lowered when the hot water temperature is higher, similarly to the case where the heating capacity is increased.

다음에, 도 4에 최적 운전 수단 판정 기준의 일례를 나타낸다. 운전 조건으로서는, 주위 온도(외기 온도), 공기 냉매 열교환기 온도 및 급탕 모드의 3항목을 마련한다. 주위 온도는 온도가 높거나 또는 절대 습도가 낮으므로 거의 착상되지 않는 +7℃ 이상 또는 -7℃ 이하와, 착상되기 쉬운 -7℃ 내지 +7℃로 나누고, 공기 냉매 열교환기 온도는 0℃ 이상과 0℃ 미만으로 나눈다(열교환기 온도가 0℃ 이상이면 서리는 부착되기 어려움). 한편, 급탕 모드는 탱크 저탕, 주방ㆍ세면 급탕, 욕조수 공급, 샤워 및 각 모드 공통으로 60분 이상의 급탕 모드로 구분한다. 구분한 급탕 모드마다, 주위 온도 및 공기 냉매 열교환기 온도의 구분에 대응하여, 최적 운전 수단을 규정해 두고, 이들 조건을 적용함으로써 최적 운전 수단으로서, A(가열 효율 우선 운전), B(가열 능력 우선 운전), C(중간 제상 운전)를 판정한다.Next, an example of the optimum driving means determination criteria is shown in FIG. As the operating conditions, three items of ambient temperature (outside air temperature), air refrigerant heat exchanger temperature, and hot water supply mode are provided. The ambient temperature is divided into + 7 ° C. or more or -7 ° C. or less which is hardly implanted because of high temperature or low absolute humidity, and -7 ° C. to + 7 ° C. which is easy to implant, and the air refrigerant heat exchanger temperature is 0 ° C. or more. And less than 0 ° C (frost is difficult to attach if the heat exchanger temperature is above 0 ° C). On the other hand, the hot water supply mode is divided into a tank hot water supply, a kitchen / washing hot water supply, a bath water supply, a shower, and a hot water supply mode in common for each mode. For each hot water mode, the optimum operating means is defined in response to the division of the ambient temperature and the air refrigerant heat exchanger temperature, and by applying these conditions, A (heating efficiency priority operation) and B (heating capacity) are the optimum operating means. Priority) and C (intermediate defrost operation).

또한, 주위 온도에 대해 착상되지 않는 온도 영역과 착상되기 쉬운 온도 영역의 2단계로 나누고 있지만 이것에 한정되지 않고, 착상되기 쉬운 영역 -7℃ 내지 +7℃를 다시 2단계로 나누어, 예를 들어 가장 착상되기 쉬운 -2℃ 내지 +3℃와, 이 영역을 벗어난 -7℃ 내지 +7℃ 범위 내의 온도 영역으로 나누어, 총 3개의 영역으로 구분해도 좋고, -2℃ 내지 +3℃의 경우에는 팽창 밸브의 개방도를 더욱 개방하여 제상을 행하도록 제어해도 좋다.In addition, although it is divided into two stages of the temperature range which is not implanted with respect to ambient temperature, and the temperature range which is easy to implant, it is not limited to this, The area | region -7 degreeC-+7 degreeC which is easy to implant is divided into 2 steps again, for example In the case of -2 ° C to + 3 ° C which is most easily implanted, and a temperature range within the range of -7 ° C to + 7 ° C outside of this area, it may be divided into a total of three areas. The opening of the expansion valve may be further opened to control defrosting.

도 4에 나타내는 예시에 있어서, 탱크 저탕 운전을 150L로 구분한 것은, 겨울철 고온 비등(약 80℃ 내지 90℃)시에 60분 전후의 구별을 추정한 것이며, 히트 펌프의 가열 능력 등에 따라 구분 용량은 달라진다. 또한, 욕조수 공급, 샤워를 가열 능력 우선 B로 한 것은, 입욕까지의 대기 시간을 짧게 하는 것 및 샤워시의 급탕량 부족을 피하기 위함이지만, 예약 시간에 의한 자동 욕조수 공급나, 특히 강한 물의 힘을 필요로 하지 않는 샤워를 추정하는 경우는 운전 효율 우선 A로 판정해도 좋다.In the example shown in FIG. 4, the tank bottom operation divided into 150 L was estimated by 60 minutes before and after the high temperature boiling time (about 80 degreeC-90 degreeC) in winter, and it classified according to the heating capacity of a heat pump, etc. Is different. In addition, the bath water supply and the shower having the heating capacity priority B are to shorten the waiting time until the bathing and to avoid the shortage of the hot water supply at the time of the shower, but the automatic bath water supply according to the reservation time and the especially strong water When estimating the shower which does not require a force, the operation efficiency may be determined as A first.

여기서, 최적 운전 수단의 A는 주로 가열 효율을 우선한 운전 제어를 행하는 것으로, 도 3에 있어서의 Amin이나 Bmin을 목표로 한 가열 효율 최대 운전을 행한다. 최적 운전 수단의 B는 주로 가열 능력을 우선한 운전 제어를 행하는 것으로, 도 3에 있어서의 Amax나 Bmax를 목표로 한 가열 능력 최대 운전을 행한다. 또한, 최적 운전 수단의 C는 중간 제상 운전(급탕 운전의 도중에서의 제상 운전)을 행하는 것이지만, 이것은 겨울철 저온시에 있어서의 착상에 의한 가열 효율 저하를 고려한 착상기 최적 운전 수단으로, 도 5 내지 도 7을 사용하여 이하 설명한다.Here, A of the optimum driving means mainly performs operation control with priority on heating efficiency, and performs heating operation maximum operation targeting Amin or Bmin in FIG. 3. B of the optimum driving means mainly performs operation control in which priority is given to the heating capability, and performs maximum heating capability operation targeting Amax and Bmax in FIG. 3. In addition, although the C of the optimum driving means performs intermediate defrosting operation (defrosting operation in the middle of the hot water supply operation), this is the optimum operating means in consideration of deterioration of the heating efficiency caused by the frosting at the time of low temperature in winter. It demonstrates below using FIG.

도 5는 일반적인 히트 펌프 급탕기에 있어서의 겨울철 연속 운전한 경우의 가열 능력의 시간적 변화를 나타내는 표이다. 도 5의 선 A는 겨울철 저온시(주위 온도 약 -7℃ 내지 +7℃)에 있어서, 연속 운전한 경우의 운전 시간과 가열 능력의 변화를 나타낸다. 운전 시간의 경과와 함께 공기 냉매 열교환기(4a, 4b)의 표면에 착상되어 약 30분 경과쯤부터 공기 냉매 열교환기의 열교환 성능이 저하되어 가열 능력이 저하된다. 운전 초기의 가열 능력을 100％로 한 경우, 약 1시간 경과 후에는 50％ 이하로 저하되어 버리는 경우도 있어, 제상 운전이 필요해진다.FIG. 5 is a table showing a temporal change in heating capacity in the case of continuous operation in winter in a general heat pump water heater. The line A of FIG. 5 shows the change of the running time and heating capability at the time of continuous operation in the low temperature in winter (ambient temperature about -7 degreeC-+7 degreeC). As the running time elapses, the surface of the air coolant heat exchanger 4a and 4b is formed and the heat exchange performance of the air coolant heat exchanger decreases from about 30 minutes, thereby lowering the heating capacity. When the heating capacity of the initial stage of operation is 100%, after about 1 hour, the temperature may drop to 50% or less, and defrosting operation is required.

급탕 운전의 도중에 제상 운전을 행하면 다시 초기의 가열 능력으로 회복되지만, 제상 운전은 급탕을 정지시키므로, 급탕량 제로인 상태에서 소비 전력을 필요로 하여, 가열 효율의 저하로 이어지므로, 30분 이상의 연속 급탕 운전하는 경우는, 도중에 제상 운전을 행할지, 제상 운전을 행하지 않고 가열 능력이 저하된 채 급탕 운전을 계속할지를 판단하는 것은, 사용 조건이나 급탕 운전 시간 등 복잡하게 얽힌 어려운 과제이다.If defrosting is performed during the hot water supply operation, recovery to the initial heating capacity is resumed. However, since the defrosting operation stops the hot water supply, power consumption is required in a state where the hot water supply amount is zero, leading to a decrease in the heating efficiency. In the case of driving, determining whether to perform defrosting operation on the way or to continue hot water supply operation without defrosting operation and deteriorating heating capacity is a difficult problem that is complicated in use condition and hot water operation time.

본 실시 형태는, 이 과제에 대해 최적의 운전 제어 방법으로서, 도 4에 나타내는 최적 운전 제어 판정 기준에 의해, 150L 이상의 탱크 저탕시 및 사용 조건이나 학습 제어에 의해 추정 급탕 시간이 1시간 이상이라고 판단된 경우는 중간 제상 운전 C를 선택하여, 추정 급탕 시간의 약 1/2시간 급탕 운전 경과시에 제상 운전을 행하는 것이다. 여기서, 추정 운전 시간이 60분 이상인 급탕 모드라고 하는 것은, 예를 들어 어느 급탕 모드에서 오후 6시가 되면 반드시 60분 이상 급탕한다고 하는 상황을 매일의 경험으로 학습하면, 당일 오후 6시가 되어 당해 어느 급탕 모드가 개시되면, 학습 효과로 60분 이상의 급탕 모드로 추정된다.In this embodiment, as an optimal operation control method for this problem, it is determined that the estimated hot water supply time is not less than 1 hour based on the optimum operation control determination criteria shown in FIG. In this case, the intermediate defrosting operation C is selected and defrosting operation is performed when the hot water supply operation has elapsed for about 1/2 hour of the estimated hot water supply time. Here, the hot water supply mode in which the estimated driving time is 60 minutes or more is, for example, when a situation of hot water supply is always 60 minutes or more by 6 pm in a hot water supply mode, the daily water supply becomes 6 pm on that day. When the mode is started, it is estimated that the hot water mode more than 60 minutes as a learning effect.

도 6은 본 실시 형태에 관한 히트 펌프 급탕기에 있어서 겨울철에 추정 급탕 시간이 긴 경우의 연속 운전과 중간 제상 운전에 의한 가열량의 비교를 나타내는 설명도이다. 도 6에서는, 추정 급탕 시간이 약 70분인 경우의 가열 능력 변화를 나타내는 것으로, 연속 급탕 운전을 행한 경우는 선 A1과 같이 되고, 선 A1의 하측 면적이 70분간의 합계 가열량이 된다.FIG. 6 is an explanatory diagram showing a comparison of the heating amount by continuous operation and intermediate defrost operation when the estimated hot water supply time is long in winter in the heat pump water heater according to the present embodiment. In FIG. 6, it shows the change in the heating capacity when the estimated hot water supply time is about 70 minutes, and when continuous hot water operation is performed, it becomes like line A1, and the area under the line A1 becomes a total heating amount for 70 minutes.

본 실시 형태에 있어서는, 추정 급탕 시간이 60분 이상이므로 중간 제상 운전이라 판정하고, 선 B1과 선 B2의 파선으로 나타내는 바와 같이 약 1/2 경과시인 30분이 지나서 제상 운전을 행하고, 선 B1 및 선 B2의 하측 면적이 70분간의 합계 가열량이 된다. 여기서, 70분간의 합계 가열량을 비교한 경우, 도 6으로부터도 명백한 바와 같이, 연속 급탕 운전시의 착상에 의한 가열량 저하분 E(B2의 파선으로부터 A1의 실선 부분을 감산한 분)보다도, 제상 운전에 의한 가열량 저하분 D(30분 경과 후의 제상 운전에 의해 가열량이 없어진 분)의 쪽이 적으므로, 중간 제상 운전(B1과 B2)의 쪽이 연속 운전(A1)보다도 가열량이 많아져, 운전 전체적으로 가열 효율이 좋아진다.In the present embodiment, since the estimated hot water supply time is 60 minutes or more, it is determined that the operation is intermediate defrosting, and as shown by the broken lines of the lines B1 and B2, the defrosting operation is performed after 30 minutes, which is about 1/2 time elapsed, and the lines B1 and the line. The lower area of B2 becomes a total heating amount for 70 minutes. Here, when the total amount of heating for 70 minutes is compared, as is apparent from FIG. 6, the heating amount lowering portion E due to the conception during continuous hot water supply operation (one subtracted the solid line portion of A1 from the dashed line of B2), Since the amount of heating amount decrease D due to the defrosting operation (the one whose heating amount has been lost due to the defrosting operation after 30 minutes has elapsed) is less, the amount of heating of the intermediate defrosting operations B1 and B2 is larger than that of the continuous operation A1. The heating efficiency improves as a whole.

도 7은 본 실시 형태에 관한 히트 펌프 급탕기에 있어서 겨울철에 추정 급탕 시간이 짧은 경우의 연속 운전과 중간 제상 운전에 의한 가열량의 비교를 나타내는 설명도이다. 도 7에서는, 추정 급탕 시간이 60분 미만인 예로서 50분인 경우에 대해 설명한다. 연속 급탕 운전을 행한 경우는 선 A2와 같이, 시간이 짧은만큼 가열 능력 저하분 E가 적어지고, 중간에 제상 운전을 행한 경우의 제상에 의한 가열량 저하분 D보다도 적어진다. 따라서, 선 A2의 하측 면적으로 나타내어지는 연속 운전에 의한 합계 가열량은, 선 C1, C2의 하측 면적으로 나타내어지는 중간 제상 운전에 의한 합계 가열량보다도 많아, 연속 운전의 쪽이 중간 제상 운전보다도 가열 효율이 좋아진다.FIG. 7 is an explanatory diagram showing a comparison of the heating amount by continuous operation and intermediate defrost operation when the estimated hot water supply time is short in winter in the heat pump water heater according to the present embodiment. In FIG. 7, the case where estimated hot water supply time is 50 minutes as an example of less than 60 minutes is demonstrated. When the continuous hot water supply operation is performed, as in the line A2, the heating capacity lowering portion E decreases for a shorter time, and less than the heating amount lowering portion D due to the defrosting when the defrosting operation is performed in the middle. Therefore, the total heating amount by continuous operation represented by the lower area of the line A2 is larger than the total heating amount by intermediate defrosting operation represented by the lower areas of the lines C1 and C2, and the continuous operation is heated by the intermediate defrosting operation. Efficiency is improved.

이상 설명한 바와 같이, 본 발명의 실시 형태의 특징은, 주위 온도, 공기 냉매 열교환기 온도, 급탕 모드를 판정 기준으로 하여 최적 운전 수단을 판정하고, 상기 판정에 기초하여 가열 효율 우선 운전, 가열 능력 우선 운전, 중간 제상 운전 중 최적의 운전 수단을 선택하여 종합적으로 최적의 운전 제어를 행하여, 필요로 하는 가열 능력의 확보, 가열 효율의 향상 및 에너지 절약을 도모하는 것이다. 그 특징의 구체적인 구성은, 압축기, 물과 냉매의 열교환을 행하는 물 냉매 열교환기, 팽창 밸브, 공기와 냉매의 열교환을 행하는 공기 냉매 열교환기를, 냉매 배관을 통해 순차 접속한 히트 펌프 냉매 회로와, 상기 물 냉매 열교환기, 급탕 혼합 밸브, 물 냉매 열교환기에 의해 가열한 온수를 저장해 두기 위한 저탕 탱크, 기내 순환 펌프 및 이들 부품 사이를 접속하는 물 배관으로 이루어지는 저탕 회로와, 급수 금속 부재, 상기 저탕 탱크, 급탕 혼합 밸브, 냉온수 혼합 밸브, 유량 조정 밸브, 출탕 금속 부재 및 이들 부품 사이를 접속하는 물 배관으로 이루어지는 탱크 급탕 회로와, 상기 압축기, 팽창 밸브, 급탕 혼합 밸브, 기내 순환 펌프, 냉온수 혼합 밸브, 유량 조정 밸브 등의 동작을 제어하는 운전 제어 수단을 구비하고, 상기 운전 제어 수단은, 주위 온도 또는 공기 냉매 열교환기 온도 및 급탕 모드에 준거한 최적 운전 수단의 판정 기준에 의해 최적 운전 수단을 판정하고, 상기 최적 운전 수단으로서, 적어도 가열 효율 우선 운전, 가열 능력 우선 운전 및 중간 제상 운전의 3종류의 운전 수단을 설치한 최적 운전 제어 수단을 갖는 것이다.As described above, the feature of the embodiment of the present invention is to determine the optimum operation means based on the ambient temperature, the air refrigerant heat exchanger temperature, and the hot water supply mode, and the heating efficiency priority operation and the heating capability priority based on the determination. By selecting the optimum driving means during the operation and the intermediate defrosting operation, the optimum operation control is comprehensively performed to secure the required heating capacity, improve the heating efficiency, and save energy. Specific features of the features include a heat pump refrigerant circuit in which a compressor, a water refrigerant heat exchanger for exchanging water and a refrigerant, an expansion valve, and an air refrigerant heat exchanger for exchanging air and a refrigerant are sequentially connected through a refrigerant pipe; A water storage circuit comprising a water cooling heat exchanger, a hot water mixing valve, a water storage tank for storing hot water heated by the water refrigerant heat exchanger, an in-flight circulation pump, and a water pipe connecting these parts, a water supply metal member, the water storage tank, A tank hot water circuit consisting of a hot water mixing valve, a hot and cold water mixing valve, a flow regulating valve, a tapping metal member and a water pipe connecting the parts, the compressor, the expansion valve, the hot water mixing valve, the in-flight circulation pump, the hot and cold water mixing valve, the flow rate Drive control means for controlling an operation such as an adjustment valve; The optimum operating means is determined based on the determination criteria of the optimum operating means based on the temperature or the air refrigerant heat exchanger temperature and the hot water supply mode. It is to have an optimum operation control means provided with a kind of operation means.

이와 같이, 본 실시 형태의 운전 제어 수단은, 추정 급탕 시간에 의해, 급탕 시간이 길어 중간 제상 운전의 쪽이 효율이 좋은 경우는 중간 제상 운전을 행하고, 급탕 시간이 짧아 연속 운전한 쪽이 효율이 좋은 경우는 연속 운전을 행하는 것으로, 착상기에 있어서의 최적 운전을 행할 수 있는 것이 구체적 특징 중 하나이다. 그리고 본 실시 형태의 운전 제어 수단은, 주위 온도(외기 온도), 공기 냉매 열교환기 온도 및 급탕 모드에 준거한 최적 운전 수단의 판정 기준에 의해, 가열 효율 우선 운전, 가열 능력 우선 운전 및 중간 제상 운전을 판정하여 최적 운전 수단을 선택하는 것이며, 본 실시 형태에서는 직접 급탕 운전을 행하는 순간식 히트 펌프 급탕기에 적용한 경우에 대해 설명하였지만, 저탕식 히트 펌프 급탕기에 있어서도, 저탕 탱크의 용량이 커 학습 제어에 의해 날마다 저탕량을 바꾸어 사용하는 경우 등에는 본 실시 형태를 적용함으로써 순간식과 동일한 효과를 얻을 수 있다.As described above, the operation control means of the present embodiment performs the intermediate defrosting operation when the hot water supply time is long and the efficiency of the intermediate defrosting operation is good according to the estimated hot water supply time. One of the specific features is that continuous operation is performed, and the optimum operation can be performed in the conception. And the operation control means of this embodiment is a heating efficiency priority operation, heating capability priority operation, and intermediate defrost operation based on the determination criteria of the optimum operation means based on ambient temperature (outer air temperature), air refrigerant heat exchanger temperature, and hot water supply mode. In this embodiment, a case is described in which the instantaneous heat pump hot water heater is used for direct hot water operation. However, the capacity of the hot water tank is large for the learning control even in the low temperature heat pump hot water heater. By using this embodiment, the same effect as the instant type can be obtained by changing the daily low water amount by day.

상기 기재는 실시예에 대해 이루어졌지만, 본 발명은 그것에 한정되지 않고, 본 발명의 정신과 첨부한 청구의 범위의 범위 내에서 다양한 변경 및 수정을 할 수 있는 것은 당업자에게 명백하다.
Although the foregoing description has been made with respect to the embodiments, it is apparent to those skilled in the art that various changes and modifications can be made within the spirit of the invention and the scope of the appended claims.

Claims (7)

냉매를 압축하는 압축기, 물과 냉매의 열교환을 행하는 물 냉매 열교환기, 팽창 밸브, 공기와 냉매의 열교환을 행하는 공기 냉매 열교환기, 냉매 배관을 갖는 히트 펌프 냉매 회로와,
상기 물 냉매 열교환기에 의해 가열된 온수를 저장해 두는 저탕 탱크, 기내 순환 펌프, 급탕 혼합 밸브, 상기 물 냉매 열교환기에 의해 가열된 온수와의 열교환을 행하는 욕조용 열교환기, 욕조 순환용 펌프, 냉온수 혼합 밸브, 물 배관을 갖고, 상기 저탕 탱크에 고온수를 저장하는 저탕 회로, 상기 물 냉매 열교환기에 의해 가열된 온수를 출탕 개소에 직접 급탕하는 직접 급탕 회로, 상기 저탕 탱크로부터의 온수를 출탕 개소에 급탕하는 탱크 급탕 회로, 상기 물 냉매 열교환기에 의해 가열된 온수를 상기 욕조 순환용 펌프에 의해 욕조에 급탕하는 욕조수 공급 회로, 상기 욕조용 열교환기로부터의 온수를 상기 욕조 순환용 펌프에 의해 욕조에 급탕하는 욕조 재가열 회로를 형성하는 급탕 회로와,
출탕 개소 리모트 컨트롤러와 욕조 리모트 컨트롤러의 조작 설정에 의해, 각 구성 요소를 제어하여 저탕 운전, 직접 급탕 운전, 탱크 급탕 운전, 욕조수 공급 운전, 욕조 재가열 운전을 행하는 운전 제어부를 구비한 히트 펌프 급탕기이며,
상기 운전 제어부는, 히트 펌프 급탕기의 주위 온도와, 상기 공기 냉매 열교환기의 온도와, 탱크에의 저탕, 출탕 개소에의 급탕, 욕조수 공급, 소정 시간 이상의 운전에 의한 급탕을 포함하는 급탕ㆍ저탕 모드를 판정 기준으로 하여, 가열 효율 우선 운전, 가열 능력 우선 운전, 중간 제상 운전의 3종류의 운전 수단 중 어느 하나를 판정하는 최적 운전 제어를 행하는 것을 특징으로 하는, 히트 펌프 급탕기.A heat pump refrigerant circuit having a compressor for compressing a refrigerant, a water refrigerant heat exchanger for exchanging water and a refrigerant, an expansion valve, an air refrigerant heat exchanger for exchanging air and a refrigerant, and a refrigerant pipe;
A water storage tank for storing hot water heated by the water refrigerant heat exchanger, an in-flight circulation pump, a hot water mixing valve, a heat exchanger for a bath that performs heat exchange with hot water heated by the water refrigerant heat exchanger, a bath circulation pump, a cold / hot water mixing valve A hot water circuit for storing hot water in the hot water tank, a direct hot water circuit for hot water heated by the water refrigerant heat exchanger directly to the hot water point, and hot water from the hot water tank at the hot water point. A tank hot water supply circuit, a bath water supply circuit for hot water heated by the water refrigerant heat exchanger to the bathtub by the tub circulation pump, and the hot water from the tub heat exchanger for hot water supply to the bathtub by the tub circulation pump. A hot water circuit forming a bathtub reheating circuit,
It is a heat pump water heater with an operation control unit which controls each component by operation setting of a tapping point remote controller and a bathtub remote controller, and performs a water tap operation, a direct hot water operation, a tank hot water operation, a bathtub water supply operation, and a bathtub reheating operation. ,
The operation control unit includes an ambient temperature of the heat pump water heater, a temperature of the air refrigerant heat exchanger, a hot water supply to a tank, a hot water supply to a tapping point, a bath water supply, and a hot water supply by operation of a predetermined time or more. A heat pump hot water heater, characterized in that the mode is used as a criterion for determining optimal operation of any one of three types of driving means: heating efficiency priority operation, heating capability priority operation, and intermediate defrost operation. 제1항에 있어서, 상기 운전 제어부는, 상기 가열 효율 우선 운전이라 판정한 경우는 가열 효율이 최대가 되는 압축기 회전수로 운전하고, 상기 가열 능력 우선 운전이라 판정한 경우는 가열 능력이 최대가 되는 압축기 회전수로 운전하고, 상기 중간 제상 운전이라 판정한 경우는 가열 능력이 최대가 되는 압축기 회전수로 운전하고, 또한 추정되는 히트 펌프 운전 시간의 약 1/2 시간 경과 후에 제상 운전을 행하는 것을 특징으로 하는, 히트 펌프 급탕기.2. The driving control unit according to claim 1, wherein the operation control unit operates at a compressor rotation speed at which heating efficiency is maximum when it is determined that the heating efficiency is priority operation, and heating capacity is maximized when it is determined that the heating capacity is priority operation. When operating at the compressor rotational speed and determining that the intermediate defrosting operation is performed, the operation is performed at the compressor rotational speed at which the heating capacity is maximum, and defrosting operation is performed after about 1/2 hour of the estimated heat pump operation time. Heat pump water heater. 제1항에 있어서, 상기 운전 제어부는, 상기 판정 기준으로서, 상기 주위 온도를 약 +7℃ 이상 또는 약 -7℃ 이하와, 약 -7℃ 내지 +7℃ 중 적어도 2개 이상으로 구분하는 것을 특징으로 하는, 히트 펌프 급탕기.The method of claim 1, wherein the operation control unit divides the ambient temperature into about + 7 ° C. or more or about −7 ° C. or less and at least two or more of about −7 ° C. to + 7 ° C. as the determination criteria. Heat pump hot water heater characterized by the above-mentioned. 제1항에 있어서, 상기 운전 제어부는, 상기 판정 기준으로서, 상기 공기 냉매 열교환기 온도를 약 0℃ 이상과 약 0℃ 미만의 2개로 구분하는 것을 특징으로 하는, 히트 펌프 급탕기.The heat pump hot water heater according to claim 1, wherein the operation control unit divides the air refrigerant heat exchanger temperature into two, about 0 ° C or more and less than about 0 ° C, as the determination criteria. 제1항에 있어서, 상기 운전 제어부는, 상기 판정 기준으로서, 급탕 모드마다 히트 펌프 운전 시간을 학습하여, 추정 운전 시간이 약 60분 이상인 급탕 모드의 경우, 최적 운전 제어로서 중간 제상 운전이라 판정하는 것을 특징으로 하는, 히트 펌프 급탕기.According to claim 1, wherein the operation control unit, as a criterion for determining the heat pump operation time for each hot water mode, in the case of hot water mode in which the estimated operating time is about 60 minutes or more, determines that the defrosting operation as the optimum operation control. Heat pump hot water heater, characterized in that. 제1항 내지 제5항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 운전 제어부는, 히트 펌프 운전에 의한 가열 운전 종료 후에 상기 공기 냉매 열교환기의 착상 판정을 행하고,
착상되어 있다고 판정한 경우는 제상 운전을 행한 후, 히트 펌프 운전을 정지시키고, 착상되어 있지 않다고 판정한 경우는 제상 운전을 행하지 않고 히트 펌프 운전을 정지시키는 것을 특징으로 하는, 히트 펌프 급탕기.The said operation control part performs the frosting determination of the said air refrigerant heat exchanger after completion | finish of the heating operation by a heat pump operation,
The heat pump hot water heater characterized by the above-mentioned that defrosting operation | movement stops a heat pump operation, and when it determines that it is not implanted, and stops a heat pump operation without performing defrosting operation when it determines that it is not implanted. 제1항 내지 제5항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 히트 펌프 냉매 회로는, 상기 압축기, 상기 물 냉매 열교환기, 상기 팽창 밸브, 상기 공기 냉매 열교환기, 상기 냉매 배관을 각각 2개 사용하는 2사이클 히트 펌프 냉매 회로인 것을 특징으로 하는, 히트 펌프 급탕기.6. The heat pump refrigerant circuit according to any one of claims 1 to 5, wherein the heat pump refrigerant circuit uses two of the compressor, the water refrigerant heat exchanger, the expansion valve, the air refrigerant heat exchanger, and two refrigerant pipes, respectively. A heat pump hot water heater, characterized in that the cycle heat pump refrigerant circuit.
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Families Citing this family (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN101852494A (en) * 2010-05-31 2010-10-06 宁波海诚电器有限公司 Air energy water heater and control method thereof
US9863680B2 (en) * 2013-06-20 2018-01-09 Mitsubishi Electric Corporation Heat pump apparatus
CN105650855B (en) * 2016-03-26 2019-06-07 广东万家乐燃气具有限公司 A kind of gas heater and its control method with reservation function

Family Cites Families (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2003222392A (en) * 2002-01-29 2003-08-08 Daikin Ind Ltd Heat pump type water heater
CN1548864A (en) * 2003-05-20 2004-11-24 乐金电子(天津)电器有限公司 Defrosting control method for air conditioner
JP2005121283A (en) * 2003-10-16 2005-05-12 Matsushita Electric Ind Co Ltd Heat pump water heater
JP3855985B2 (en) * 2003-10-23 2006-12-13 松下電器産業株式会社 Heat pump water heater
JP4215735B2 (en) * 2005-03-24 2009-01-28 日立アプライアンス株式会社 Heat pump water heater
CN2935006Y (en) * 2006-04-30 2007-08-15 谢坤 Automatic defrost heat pump water heater
JP4837453B2 (en) * 2006-06-27 2011-12-14 三菱電機株式会社 Hot water storage hot water supply system

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