JP3401864B2 - ヒートポンプ給湯装置 - Google Patents
ヒートポンプ給湯装置Info
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Description
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は貯湯式のヒートポンプ給
湯装置に関するものである。 【０００２】 【従来の技術】従来のヒートポンプ給湯装置は図３に示
すように、圧縮機１、四方弁２、温水用熱交換器３、逆
止弁４を並列に設けた絞り機構５、蒸発器６を環状の冷
媒管路で結合して成るヒートポンプサイクルと、貯湯槽
７最下部よりポンプ８を介して温水用熱交換器３に至る
給水回路９と、前記温水用熱交換器３の下流側に設けた
補助加熱器１０と、前記補助加熱器１０出口から貯湯槽
７最上部に設けた出湯管１１に至る給湯回路１２とによ
り、ヒートポンプサイクルと、貯湯槽７を結合してい
る。 【０００３】又、１３は給湯回路１１中の温水温度を検
知する温水温度検知器で、これによりポンプ８の回転数
を増減させ循環水量を制御し、ヒートポンプ、補助加熱
器１０の運転時における貯湯槽７内への温水流入温度を
一定にする。 【０００４】１４は蒸発器６入口に設けた冷媒温度検知
器で、１５は外気温度検知器であり、この冷媒温度検知
器１４または外気温度検知器１５により補助加熱器１０
の運転を制御する。１６は送風機、１７は貯湯槽７に設
けた給水管である。 【０００５】上記構成において、まずヒートポンプサイ
クルの動作を説明する。圧縮機１で圧縮された高温高圧
のガス冷媒が四方弁２を通り温水用熱交換器３に入る。
温水用熱交換器３内のガス冷媒は貯湯槽７より給水回路
９を通りポンプ８で送られた水と熱交換し、水に熱を与
えて凝縮し液冷媒となる。 【０００６】その後絞り機構５へ入り減圧されて、蒸発
器６で送風機１７で吸入された外気より熱を奪い蒸発し
てガス冷媒となる。ガス冷媒は圧縮機１へ戻る。 【０００７】次に水回路の動作を説明すると、貯湯槽７
最下部より給水回路９を通りポンプ８で温水用熱交換器
３へ水を送り、高温高圧のガス冷媒と熱交換し温水化す
る。 【０００８】温水は給湯回路１１、出湯管１０を通り、
貯湯槽７上部へ流入し、上部から順次貯湯される。 【０００９】ここで温水温度検知器１３によりポンプ８
の回転数を貯湯湯温を一定に保つように制御して貯湯湯
温を一定に保つ。また、冬季のように低外気温時では蒸
発器６からの吸熱量が減少して温水用熱交換器３での加
熱能力が低下する。 【００１０】そのため、深夜電力利用給湯機の場合に所
定時間内に必要湯量を確保できない。これを防止するた
めに、冷媒温度検知器１４または外気温度検知器１５が
所定値以下となった時、補助加熱器１０をＯＮし必要な
給湯量を確保する。 【００１１】 【発明が解決しようとする課題】しかしながら上記従来
の構成では、温水用熱交換器３での加熱能力低下を直接
検出せず、冷媒ないし、外気温度で蒸発器吸熱量の減少
を検知して補助加熱器１０をＯＮするため、検知誤差が
大きい。 【００１２】したがって所定時間内に必要湯量を確保す
るためには高い冷媒温度ないしは、外気温度で補助加熱
器をＯＮする。 【００１３】高い冷媒温度ないしは、外気温度で補助加
熱器をＯＮするとヒートポンプ単独運転で所定時間内に
必要湯量を確保できるにもかかわらず、ヒートポンプと
補助加熱器１０の併用運転となり、ヒートポンプの省エ
ネルギー効果を低下させるという欠点があった。 【００１４】本発明は上記課題を解決するもので、省エ
ネルギー性と必要湯量の確保を共存させることを目的と
したものである。 【００１５】 【課題を解決するための手段】本発明は上記目的を達成
するために、圧縮機と熱交換装置と絞り機構と蒸発器と
を環状の冷媒管路で結合して成るヒートポンプ回路と、
貯湯槽最下部よりポンプを介して再度貯湯槽の上部に循
環する温水の循環途中に前記熱交換装置を配置した温水
循環回路と、前記熱交換装置を流れる循環水量を検出す
る水量検出手段と、前記熱交換装置から貯湯槽に至る循
環温水の温度を検出する温水温度検知器と、前記水量検
出手段の検知水量に応じて前記熱交換装置を制御すると
ともに、前記温水温度検知器の検出値に応じて循環水量
を制御する制御器とを具備したものである。 【００１６】 【作用】本発明は上記構成によって、ヒートポンプ運転
後、水量検出手段でポンプの送る水量を検出して、その
水量が所定値（必要湯量を所定時間で除算した単位時間
当たりの湯量）以下の時に熱交換装置の出力を増加させ
ることにより、必要湯量を確保し、かつ高効率のヒート
ポンプ運転を確保できるから省エネルギー性も向上す
る。 【００１７】 【実施例】以下本発明の一実施例を図１を参照して説明
する。 【００１８】図１において、図３と同一符号は同一部材
を示し、同一機能を有しているので詳細な説明は省略
し、異なる点を中心に説明する。 【００１９】図１で１８は給水回路９に設けた水量検出
手段で、１９は入水温度を検知する水温検知器で、２０
は温水温度検知器１３、水量検出手段１８、水温検知器
１９の各検知器からの信号によりポンプ８、補助加熱器
１０、圧縮機１、送風機１６を制御する制御器である。
そして、制御器２０は図２に示す具体的な構成を備えて
いる。 【００２０】上記構成において、その動作をステップＳ
１〜Ｓ１３にわたる図２の制御フローに基づいて説明す
る。図２において機器がＯＮ（Ｓ１）される、ポンプ８
を駆動し（Ｓ２）、送風機１６、圧縮機１をＯＮ（Ｓ
３、Ｓ４）する。 【００２１】次に温水温度検知器１３で温水温度Ｔｏｕ
ｔを検出し（Ｓ５）、Ｔｏｕｔと設定温度Ｔａを比較
（Ｓ６）する。Ｔｏｕｔ＝Ｔａでなければポンプ８の回
転数を制御（Ｓ７）し、Ｓ５にもどる。 【００２２】逆にＴｏｕｔ＝Ｔａになれば水量検出手段
１８により水回路の水量Ｗ１を検出（Ｓ８）する。次に
検出した水量Ｗ１が所定値Ｗａ以下か判断する。（Ｓ
９）Ｗ１≦Ｗａであれば所定時間内に所定の湯量を確保
することができないから補助加熱器１０をＯＮ（Ｓ１
０）し、Ｓ５にもどる。このように温水熱交換器３での
加熱量に補助加熱器１０の加熱量が追加されるから水量
Ｗ１は所定値Ｗａ以上となる。次にＷ１＞Ｗａであれ
ば、水温検知器１９で入水温度Ｔを検出（Ｓ１１）し、
停止する水温Ｔ１に達しているか判断（Ｓ１２）し、達
していれば機器を全停止し（Ｓ１３）、逆に達していな
ければＳ５に戻る。以上の動作を制御器２０で行う。 【００２３】この実施例の構成によれば、ヒートポンプ
運転後、温水温度Ｔｏｕｔ＝設定温度Ｔａ時におけるポ
ンプの送る水量Ｗ１を水量検知器１８で検出することに
より、外気温度低下時の温水用熱交換器３での加熱能力
低下を水量で直接検出できるから、その水量Ｗ１が所定
値Ｗａ（必要湯量を所定時間で除算した単位時間当たり
の湯量）以下の時に補助加熱器１０をＯＮさせ、水量を
増加させて、必要湯量を確保し、かつヒートポンプ運転
時間も長く確保できるから省エネルギー性も向上する。 【００２４】 【発明の効果】以上説明したように本発明のヒートポン
プ給湯装置によれば、ヒートポンプ水回路の給水回路に
水量検出手段を設け、前記水量検出手段の検出水量によ
り熱交換装置を制御する制御器を設け、ポンプの送る水
量が所定値（必要湯量を所定時間で除算した単位時間当
たりの湯量）以下の時に熱交換装置の出力を増大させる
ことにより、必要湯量を確保し、かつ高効率のヒートポ
ンプ運転を確保できるから省エネルギー性も向上するも
のである。
湯装置に関するものである。 【０００２】 【従来の技術】従来のヒートポンプ給湯装置は図３に示
すように、圧縮機１、四方弁２、温水用熱交換器３、逆
止弁４を並列に設けた絞り機構５、蒸発器６を環状の冷
媒管路で結合して成るヒートポンプサイクルと、貯湯槽
７最下部よりポンプ８を介して温水用熱交換器３に至る
給水回路９と、前記温水用熱交換器３の下流側に設けた
補助加熱器１０と、前記補助加熱器１０出口から貯湯槽
７最上部に設けた出湯管１１に至る給湯回路１２とによ
り、ヒートポンプサイクルと、貯湯槽７を結合してい
る。 【０００３】又、１３は給湯回路１１中の温水温度を検
知する温水温度検知器で、これによりポンプ８の回転数
を増減させ循環水量を制御し、ヒートポンプ、補助加熱
器１０の運転時における貯湯槽７内への温水流入温度を
一定にする。 【０００４】１４は蒸発器６入口に設けた冷媒温度検知
器で、１５は外気温度検知器であり、この冷媒温度検知
器１４または外気温度検知器１５により補助加熱器１０
の運転を制御する。１６は送風機、１７は貯湯槽７に設
けた給水管である。 【０００５】上記構成において、まずヒートポンプサイ
クルの動作を説明する。圧縮機１で圧縮された高温高圧
のガス冷媒が四方弁２を通り温水用熱交換器３に入る。
温水用熱交換器３内のガス冷媒は貯湯槽７より給水回路
９を通りポンプ８で送られた水と熱交換し、水に熱を与
えて凝縮し液冷媒となる。 【０００６】その後絞り機構５へ入り減圧されて、蒸発
器６で送風機１７で吸入された外気より熱を奪い蒸発し
てガス冷媒となる。ガス冷媒は圧縮機１へ戻る。 【０００７】次に水回路の動作を説明すると、貯湯槽７
最下部より給水回路９を通りポンプ８で温水用熱交換器
３へ水を送り、高温高圧のガス冷媒と熱交換し温水化す
る。 【０００８】温水は給湯回路１１、出湯管１０を通り、
貯湯槽７上部へ流入し、上部から順次貯湯される。 【０００９】ここで温水温度検知器１３によりポンプ８
の回転数を貯湯湯温を一定に保つように制御して貯湯湯
温を一定に保つ。また、冬季のように低外気温時では蒸
発器６からの吸熱量が減少して温水用熱交換器３での加
熱能力が低下する。 【００１０】そのため、深夜電力利用給湯機の場合に所
定時間内に必要湯量を確保できない。これを防止するた
めに、冷媒温度検知器１４または外気温度検知器１５が
所定値以下となった時、補助加熱器１０をＯＮし必要な
給湯量を確保する。 【００１１】 【発明が解決しようとする課題】しかしながら上記従来
の構成では、温水用熱交換器３での加熱能力低下を直接
検出せず、冷媒ないし、外気温度で蒸発器吸熱量の減少
を検知して補助加熱器１０をＯＮするため、検知誤差が
大きい。 【００１２】したがって所定時間内に必要湯量を確保す
るためには高い冷媒温度ないしは、外気温度で補助加熱
器をＯＮする。 【００１３】高い冷媒温度ないしは、外気温度で補助加
熱器をＯＮするとヒートポンプ単独運転で所定時間内に
必要湯量を確保できるにもかかわらず、ヒートポンプと
補助加熱器１０の併用運転となり、ヒートポンプの省エ
ネルギー効果を低下させるという欠点があった。 【００１４】本発明は上記課題を解決するもので、省エ
ネルギー性と必要湯量の確保を共存させることを目的と
したものである。 【００１５】 【課題を解決するための手段】本発明は上記目的を達成
するために、圧縮機と熱交換装置と絞り機構と蒸発器と
を環状の冷媒管路で結合して成るヒートポンプ回路と、
貯湯槽最下部よりポンプを介して再度貯湯槽の上部に循
環する温水の循環途中に前記熱交換装置を配置した温水
循環回路と、前記熱交換装置を流れる循環水量を検出す
る水量検出手段と、前記熱交換装置から貯湯槽に至る循
環温水の温度を検出する温水温度検知器と、前記水量検
出手段の検知水量に応じて前記熱交換装置を制御すると
ともに、前記温水温度検知器の検出値に応じて循環水量
を制御する制御器とを具備したものである。 【００１６】 【作用】本発明は上記構成によって、ヒートポンプ運転
後、水量検出手段でポンプの送る水量を検出して、その
水量が所定値（必要湯量を所定時間で除算した単位時間
当たりの湯量）以下の時に熱交換装置の出力を増加させ
ることにより、必要湯量を確保し、かつ高効率のヒート
ポンプ運転を確保できるから省エネルギー性も向上す
る。 【００１７】 【実施例】以下本発明の一実施例を図１を参照して説明
する。 【００１８】図１において、図３と同一符号は同一部材
を示し、同一機能を有しているので詳細な説明は省略
し、異なる点を中心に説明する。 【００１９】図１で１８は給水回路９に設けた水量検出
手段で、１９は入水温度を検知する水温検知器で、２０
は温水温度検知器１３、水量検出手段１８、水温検知器
１９の各検知器からの信号によりポンプ８、補助加熱器
１０、圧縮機１、送風機１６を制御する制御器である。
そして、制御器２０は図２に示す具体的な構成を備えて
いる。 【００２０】上記構成において、その動作をステップＳ
１〜Ｓ１３にわたる図２の制御フローに基づいて説明す
る。図２において機器がＯＮ（Ｓ１）される、ポンプ８
を駆動し（Ｓ２）、送風機１６、圧縮機１をＯＮ（Ｓ
３、Ｓ４）する。 【００２１】次に温水温度検知器１３で温水温度Ｔｏｕ
ｔを検出し（Ｓ５）、Ｔｏｕｔと設定温度Ｔａを比較
（Ｓ６）する。Ｔｏｕｔ＝Ｔａでなければポンプ８の回
転数を制御（Ｓ７）し、Ｓ５にもどる。 【００２２】逆にＴｏｕｔ＝Ｔａになれば水量検出手段
１８により水回路の水量Ｗ１を検出（Ｓ８）する。次に
検出した水量Ｗ１が所定値Ｗａ以下か判断する。（Ｓ
９）Ｗ１≦Ｗａであれば所定時間内に所定の湯量を確保
することができないから補助加熱器１０をＯＮ（Ｓ１
０）し、Ｓ５にもどる。このように温水熱交換器３での
加熱量に補助加熱器１０の加熱量が追加されるから水量
Ｗ１は所定値Ｗａ以上となる。次にＷ１＞Ｗａであれ
ば、水温検知器１９で入水温度Ｔを検出（Ｓ１１）し、
停止する水温Ｔ１に達しているか判断（Ｓ１２）し、達
していれば機器を全停止し（Ｓ１３）、逆に達していな
ければＳ５に戻る。以上の動作を制御器２０で行う。 【００２３】この実施例の構成によれば、ヒートポンプ
運転後、温水温度Ｔｏｕｔ＝設定温度Ｔａ時におけるポ
ンプの送る水量Ｗ１を水量検知器１８で検出することに
より、外気温度低下時の温水用熱交換器３での加熱能力
低下を水量で直接検出できるから、その水量Ｗ１が所定
値Ｗａ（必要湯量を所定時間で除算した単位時間当たり
の湯量）以下の時に補助加熱器１０をＯＮさせ、水量を
増加させて、必要湯量を確保し、かつヒートポンプ運転
時間も長く確保できるから省エネルギー性も向上する。 【００２４】 【発明の効果】以上説明したように本発明のヒートポン
プ給湯装置によれば、ヒートポンプ水回路の給水回路に
水量検出手段を設け、前記水量検出手段の検出水量によ
り熱交換装置を制御する制御器を設け、ポンプの送る水
量が所定値（必要湯量を所定時間で除算した単位時間当
たりの湯量）以下の時に熱交換装置の出力を増大させる
ことにより、必要湯量を確保し、かつ高効率のヒートポ
ンプ運転を確保できるから省エネルギー性も向上するも
のである。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施例におけるヒートポンプ給湯装
置の回路構成図 【図２】同ヒートポンプ給湯装置の制御フローチャート 【図３】従来のヒートポンプ給湯装置の回路構成図 【符号の説明】 １ 圧縮機 ２ 四方弁 ３ 温水用熱交換器 ４ 逆止弁 ５ 絞り機構 ６ 蒸発器 ７ 貯湯槽 ８ ポンプ ９ 給水回路 １１ 給湯回路 １８ 水量検知器 ２０ 制御器
置の回路構成図 【図２】同ヒートポンプ給湯装置の制御フローチャート 【図３】従来のヒートポンプ給湯装置の回路構成図 【符号の説明】 １ 圧縮機 ２ 四方弁 ３ 温水用熱交換器 ４ 逆止弁 ５ 絞り機構 ６ 蒸発器 ７ 貯湯槽 ８ ポンプ ９ 給水回路 １１ 給湯回路 １８ 水量検知器 ２０ 制御器
─────────────────────────────────────────────────────
フロントページの続き
(58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名)
F24H 1/18 302
F24H 1/00 611
Claims (1)
- (57)【特許請求の範囲】 【請求項１】 圧縮機と熱交換装置と絞り機構と蒸発器
とを環状の冷媒管路で結合して成るヒートポンプ回路
と、貯湯槽最下部よりポンプを介して再度貯湯槽の上部
に循環する温水の循環途中に前記熱交換装置を配置した
温水循環回路と、前記熱交換装置を流れる循環水量を検
出する水量検出手段と、前記熱交換装置から貯湯槽に至
る循環温水の温度を検出する温水温度検知器と、前記水
量検出手段の検知水量に応じて前記熱交換装置を制御す
るとともに、前記温水温度検知器の検出値に応じて循環
水量を制御する制御器とを具備したヒートポンプ給湯装
置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP26612393A JP3401864B2 (ja) | 1993-10-25 | 1993-10-25 | ヒートポンプ給湯装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP26612393A JP3401864B2 (ja) | 1993-10-25 | 1993-10-25 | ヒートポンプ給湯装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH07120064A JPH07120064A (ja) | 1995-05-12 |
| JP3401864B2 true JP3401864B2 (ja) | 2003-04-28 |
Family
ID=17426650
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP26612393A Expired - Fee Related JP3401864B2 (ja) | 1993-10-25 | 1993-10-25 | ヒートポンプ給湯装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3401864B2 (ja) |
-
1993
- 1993-10-25 JP JP26612393A patent/JP3401864B2/ja not_active Expired - Fee Related
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH07120064A (ja) | 1995-05-12 |
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