JPS60181552A - ヒ−トポンプ給湯機 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 産業上の利用分野 本発明はヒートポンプによる給湯機の特に、蒸発器に成
長した霜の除霜運転と、ヒートポンプサイクルの高低圧
バランス化による圧縮機の起動促進に関するものである
。

従来例の構成とその問題点 従来からヒートポンプの蒸発器に成長した霜の除霜方式
については、ヒートポンプエアコン等に用いられている
ように圧縮機の吐出側に四方弁を設けて冷媒の流れ方向
を逆にすることにより、高温の吐出ガスを直接霜の成長
した蒸発器側に流して除霜する逆サイクル除霜構成が主
である。他方、冷凍庫、ショーケースおよびヒートポン
プ給湯機等のいわゆるエアコンのように冷暖房サイクル
の切換えを行う必要のないものにおいては、圧縮機から
凝縮器の流れる高温吐出ガスを凝縮器をバイパスして霜
の成長した蒸発器に流して除霜を行うホットカスバイパ
ス除霜構成も用いられている。

従来この種の除霜構成の問題点としては、四方弁による
逆サイクル除霜の場合には四方弁の価格と四方弁を使う
ことによる冷媒回路の複雑化と四方弁を介した高圧側か
ら低圧側への冷媒ガスリークと、高温吐出冷媒ガスから
低温吸入冷媒ガス側への熱伝達損失による能力の低下が
あった。又、二方弁によるホットガスバイパス除霜構成
の場合には、凝縮器側の温度条件により、圧縮機からの
高温吐出冷媒ガスのバイパス量に変動を生じることによ
り、バイパス量が少ない時には除霜効果が減少して除霜
時間を長く要することがあった。

他方、圧縮機の起動の促進については、圧縮機モータの
トルク特性から起動時に必要以上の高低圧力差があると
起動しないことから、従来は例えば、圧縮機停止後高低
圧の圧力バランスに要する数分間はタイマーによセ起動
を防止する制御を設けたり、圧縮機の吐出、吸入間に圧
力バランス用の均圧管を設けたものがあるが、いずれに
しても圧縮機起動促進専用の構成を設けていた。

発明の目的 本発明は以上のような従来の問題点を解決するもので、
同一の冷媒回路構成により蒸発器の除霜運転を効率よく
行なうと共に、圧縮機の起動を促進するために高低圧の
圧力バランスを容易に行なうヒートポンプ給湯機を目的
とするものである。

発明の構成 上記目的を達成するために、本発明によるヒートポンプ
給湯機の構成は、着霜量検知部を取付けた蒸発器入口側
の減圧機構に並列に二方弁を設け、凝縮器と貯湯槽の間
にはポンプを配した水循環路を構成し、前記着霜量検知
部の作動により二方弁の開成とポンプの運転を停止する
と共に、前記二方弁は、圧縮機の停止時、又は起動時に
も一定時間開成し高低圧のバランスを行うようにしたも
のである。

以上のように本発明のヒートポンプ給湯機は蒸発器の霜
の成長を検知すると蒸発器への二方弁が開成し、又、ポ
ンプが運転停止するので、それまで凝縮器から減圧機構
の間に分布していた高温冷媒液に加えて、圧縮機からの
高温吐出冷媒ガスが凝縮器で放熱液化することなく一度
に蒸発器へ流入するので除霜を効率よく短時間に行うと
共に、他方、圧縮機の起動促進に際しては、圧縮機の停
止時、又は起動時に二方弁を一定時間開成するだけで高
低圧の圧力バランス−を図ることが出来るので圧縮機の
起動時には常に高低圧の圧力差がなく容易に圧縮機の起
動再回を行うものである。

実施例の説明 以下、図を用いて本発明の詳細な説明する。

゛　図は本発明によるヒートポンプ給湯機の蒸発器を太
陽熱コレクターに用いた場合の一実施例を示す全体構成
図である。図において、１は圧縮機、２は凝縮器、３は
減圧機構、４は減圧機構３に並列に設けた二方弁、５は
蒸発器、６は蒸発器５に取付けた着霜量検知部、７はア
キュムレータで以上によりヒートポンプの冷媒回路を構
成している。

これに対して湯水回路側は、８が貯湯槽、９は貯湯槽８
と凝縮器２の間を水循環させるポンプ、１０は水循環路
、１１は給水管、１２は給湯管である。

以上のような本発明のと一トポンプ給湯機において、貯
湯運転時には圧縮機１とポンプ９を運転することにより
、圧縮機１からの高温冷媒ガスは凝縮器２においてポン
プ９による循環水を加熱し温湯を作シ凝縮液化する。凝
縮冷媒液は減圧機構３で減圧され蒸発器５を流れる時、
太陽熱および大気熱を熱源として蒸発した後、アキュム
レータ７から圧縮機１へのサイクルを構成する。このヒ
ートポンプ運転に伴ない貯湯槽８の水は凝縮器２との間
を循環することによシ温湯になシ貯湯されることになる
。給湯の場合は貯湯槽８の下方の給水管１１よシ給水し
温湯を押上げることにより給湯管１２により所室の給湯
を得ることになる。

他方、外気温が低い場合にはヒートポンプ運転の継続に
よシ、蒸発器５に着霜が開始し成長することにより、霜
層の断熱作用により蒸発器５の熱交換量が低下しヒート
ポンプの加熱能力と成績係数が悪くなるので除霜運転を
行なう。つまり蒸発器５に取付けた着霜量検知部６が作
動すると二方弁４が開成しポンプ９の運転を停止するこ
とにより、それまで凝縮器２から減圧機構３までに分布
していた高温冷媒岬に加えて圧縮機１からの吐出冷媒ガ
スが凝縮器２で凝縮することなく一度に蒸発器５に流入
するので霜が容易にかつ短時間に溶けてなくなる。除霜
が終了したら二方弁４を閉成しポンプ９を運転すること
により貯湯運転を再回するものである。

以上のように本発明による除霜運転は、高温の凝縮冷媒
液と高温の吐出冷媒ガスを同時に蒸発器５へ流入させる
ことによシ、吐出冷媒ガヌでの除霜する従来の西方弁逆
サイクル除霜方式、および、吐出冷媒ガスの一部をバイ
パスするホットガスバイパス除霜方式に比べて除霜作用
が大きく従って短時間に除霜を終了し、正常なヒートポ
ンプ運転を早く行うことができるのである。

他方、圧縮機１停止後は高低圧がしばらく持続するため
に従来は高低圧の圧力バランスを待って再起動するもの
が主であったが、本発明の構成においては圧縮機１の停
止と共に前記二方弁４を一定時間開成するので、ただち
に高低圧力差はなくなりバランスするために圧縮機１の
再起動を促進し容易にするものである。

なお、二方弁４は上記の如く圧縮機１停止時に一定時間
開成してもよいし、圧縮機１の起動時に一定時間開成し
ても起動促進効果は同じである。

発明の効果 本発明によれば次の効果が得られる。

（１）除霜運転時には、それまでに凝縮器から減圧機構
の間に分布していた高温冷媒液に加えて圧縮機からの高
温吐出冷媒ガスを同時に蒸発器へ流入させるので除霜作
用が早く短時間で除霜運転を終了することができる。こ
れによシ正常なヒートポンプ加熱貯湯運転時間割合が多
くなるので率節を通しての成績係数が上昇し、省エネル
ギー効果が得られる。　゛ ＠）正常運転時、除霜運転時共に同一冷媒回路内を同一
方向に冷媒は流れてサイクルを構成しているので、四方
弁を用いる場合の冷媒ガスリーク、熱伝達による能力の
低下がなく、又、ホットガスバイパス路のような冷媒お
よび潤滑油の滞溜部分もないので信頼性ある運転が得ら
れる。

（３）圧縮機の起動時には常に高低圧がバランスした状
態になっているので、時間待ちすることなく起動を促進
し正常なヒートポンプ運転を得ることができると共に、
圧縮機モータへの異常負荷を防止することができる。

【図面の簡単な説明】

図は本発明によるヒートポンプ給湯機の一実施例を示す
全体構成図である。 １・・・圧縮機、２・・・凝縮器、３・・・減圧機構、
４・・・二方弁、５・・・蒸発器、６・・・着霜量検知
部、８・・・貯湯槽、９・・・ポンプ、１０・・・水循
環路。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 着霜量検知部を取付けた蒸発器入口側の減圧機構に並列
   に二方弁を設け、凝縮器と貯湯槽の間にはポンプを配し
   た水循環路を構成し、前記着霜量検知部の作動によシ前
   記二方弁の開成とポンプの運転を停止すると共に、前記
   二方弁は圧縮機の停止時または起動時に一定時間開成し
   高低圧のバランスを行うようにしたヒートポンプ給湯機
   。