(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
圧縮機、冷媒対水熱交換器、減圧装置、蒸発器を有する冷媒循環回路と、貯湯槽、循環ポンプ、前記冷媒対水熱交換器を有する給湯回路と、前記給湯回路の前記冷媒対水熱交換器出口の湯温を検知する第１の温度検知器と、前記貯湯槽内の湯温を検知する湯量検知器と、前記第１の温度検知器の信号で前記循環ポンプの回転数を制御する回転数制御手段と、前記蒸発器の冷媒温度を検知する蒸発温度検知器と、前記湯量検知器が所定温度を検知すると時間計測を開始するタイマーと、前記蒸発温度検知器の信号で前記タイマーの時間設定を行うタイマー設定手段と、前記湯量検知器が所定温度以下を検知すると前記圧縮機、前記循環ポンプに通電をして追焚き運転を開始するとともに前記タイマーの設定時間終了の信号を受けて前記圧縮機、前記循環ポンプの運転を停止する運転制御器とを備え、追焚き運転時に前記蒸発器の冷媒温度が低くなるにしたがって前記タイマーの設定時間を長く設定して追い焚き湯量を多くするヒートポンプ給湯機。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明はヒートポンプ利用給湯機に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来、ヒートポンプ利用給湯機は特公昭６２−２２３８０号公報に示す如きものがある。図３において、圧縮機１、冷媒対水熱交換器２、減圧装置３、蒸発器４を順次環状に接続するとともに、凝縮器２と補助加熱器１０の間に温水温度検知器１３を設け、凝縮器２の出口水温がヒートポンプ運転と補助加熱器１０の併用運転時には、ヒートポンプ単独運転時に対して低温となるように、循環水量を制御してヒートポンプ運転のみで給湯保証できない場合の加熱能力保証およびヒートポンプの成績係数低下を防止するようになっている。なお、図８において、７は貯湯槽、９は循環ポンプである。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、ヒートポンプは大気熱を利用して加熱するため、外気温度によって加熱能力が変動する。すなわち、冷媒対水熱交換器２２の出口温度を一定にするため当然ながら循環水量は変動する。よって、温水温度検知器１３で冷媒対水熱交換器２２の出口温度を一定に制御しても、ヒートポンプと補助加熱器１０の併用運転時に補助加熱器１０の出口湯温は変動するため、安定した湯温で貯湯槽７に貯湯できない。
【０００４】
【課題を解決するための手段】
本発明は上記課題を解決するため、圧縮機、冷媒対水熱交換器、減圧装置、蒸発器を有する冷媒循環回路と、貯湯槽、循環ポンプ、前記冷媒対水熱交換器を有する給湯回路と、前記給湯回路の前記冷媒対水熱交換器出口の湯温を検知する第１の温度検知器と、前記貯湯槽内の湯温を検知する湯量検知器と、前記第１の温度検知器の信号で前記循環ポンプの回転数を制御する回転数制御手段と、前記蒸発器の冷媒温度を検知する蒸発温度検知器と、前記湯量検知器が所定温度を検知すると時間計測を開始するタイマーと、前記蒸発温度検知器の信号で前記タイマーの時間設定を行うタイマー設定手段と、前記湯量検知器が所定温度以下を検知すると前記圧縮機、前記循環ポンプに通電をして追焚き運転を開始するとともに前記タイマーの設定時間終了の信号を受けて前記圧縮機、前記循環ポンプの運転を停止する運転制御器とを備え、追焚き運転時に前記蒸発器の冷媒温度が低くなるにしたがって前記タイマーの設定時間を長く設定して追い焚き湯量を多くする構成としてある。
【０００５】
上記構成によると、前記貯湯槽から出湯されて、貯湯槽の下部から給水された水が前記湯量検知器に達し所定温度以下を検知すると、前記運転制御器は追焚き運転の信号を送る。その際、前記蒸発温度検知器の信号を受け、蒸発温度が低い場合には、前記タイマー設定手段は前記タイマーの設定時間を長くして追焚き運転する。逆に、蒸発温度が高い場合には、前記タイマーの設定時間を短くする。よって、冬季などは給湯負荷が大きいにもかかわらず、蒸発温度が低いため単位時間当たりの加熱能力が小さい。そのため、追焚運転時間を長くし、追焚湯量を多くして湯切れを防止する。また、中間季から夏季などは給湯負荷が少ないにもかかわらず、蒸発温度が高いため加熱能力が大きい場合には、追焚き運転時間を短くし、追焚き湯量を少なくして、無駄な沸き上げを低減して省エネルギー化をはかる。
【０００６】
【実施例】
以下本発明の実施例を説明するが、その前に本発明の参考例について図１を参照して説明する。
【０００７】
図１において、１は圧縮機、２は冷媒循環回路における凝縮器を構成する冷媒対水熱交換器、３は減圧装置、４は蒸発器であり、前記圧縮機１、前記冷媒対水熱交換器２、前記減圧装置３、前記蒸発器４は順次接続され、冷媒循環回路を構成する。５は貯湯槽であり、下部から給水して上部から出湯する。６は循環ポンプであり、前記貯湯槽５の下部と接続されている。７は電気ヒータを備えた加熱器であり、前記貯湯槽５の上部と接続されて、前記貯湯槽５、前記循環ポンプ６、前記冷媒対水熱交換器２、前記加熱器７は順次接続され給湯回路を構成する。８は第１の温度検知器であり、前記給湯回路に設けられ、前記冷媒対水熱交換器２出口の湯温を検知して、検知した湯温およびこの湯温設定温度となる第１信号を送信する。９は第２の温度検知器であり、前記給湯回路に設けられ、前記加熱器７出口の湯温を検知して、検知した湯温およびここの湯温設定温度を送信する。１０は湯量検知器であり、前記貯湯槽５内の湯温を検知する。１１は回転数制御手段であり、前記加熱器７が非通電時は前記第１の温度検知器８の検知する湯温と湯温設定温度が一致するように前記循環ポンプ６の回転数を制御し、通電時は前記第２の温度検知器９の検知する湯温と湯温設定温度が一致するように前記循環ポンプ６の回転数を制御する。１２は運転記憶装置であり、直前に前記加熱器７が非通電あるいは通電されて運転されたかを記憶する。１３は運転制御器であり、前記湯量検知器１０からの信号を受けて前記圧縮機１と前記循環ポンプ６を運転するとともに前記運転記憶装置１２からの信号を受けて前記加熱器７を通電あるいは非通電する。
【０００８】
上記構成において、最初に前記加熱器７が非通電時の場合について述べる。前記圧縮機１から吐出された高温のガス冷媒は前記冷媒対水熱交換器２に流入し、ここで放熱作用で水を加熱する。そして、放熱した冷媒は前記減圧装置３で減圧され、前記蒸発器４に流入する。そして、大気熱を吸熱して蒸発ガス化し、前記圧縮機１にもどる。一方、前記貯湯槽５の下部から流出した水は前記循環ポンプ６を介して前記冷媒対水熱交換器２に流入し、冷媒の放熱作用で加熱され、前記貯湯槽５の上部からたくわえられる。ここで、前記冷媒対水熱交換器２の出口温度を前記第１の温度検知器８が検知して信号を前記回転数制御手段１１に送り、出口湯温が設定温度になるように前記循環ポンプ６の回転数制御を行う。つぎに、前記圧縮機１と前記加熱器７通電の併用運転について述べる。この場合には、前記冷媒対水熱交換器２で加熱された水をさらに前記加熱器７で高温に加熱する。そして、前記加熱器７の出口温度が設定温度になるように前記第２の温度検知器９の信号を受けて前記回転数制御手段１１は前記循環ポンプ６の回転数制御を行い、前記貯湯槽５の上部からたくわえられる。
【０００９】
そして、前記貯湯槽５から出湯されると、前記貯湯槽１の下部から低温水が給水されて湯層は上部にあがる。そして、給水された水が前記湯量検知器１０の位置まで達すると、それを前記湯量検知器１０が検出して前記運転制御器１３に信号を送る。そこで、前記運転制御器１３は前記運転記憶装置１２の信号を受け、直前に前記加熱器７が非通電か通電であったかを判定し、追焚き運転を開始する。最初に、追焚き運転直前に前記加熱器７が非通電で運転がおこなわれた場合について述べる。この場合には、前記圧縮機１および前記循環ポンプ６を通電して前記第１の温度検知器８の検知した湯温が設定温度となるように前記循環ポンプ６の回転数制御を行い、前記貯湯槽５の下部から送られて水を前記冷媒対水熱交換器２を介して加熱して、前記貯湯槽５の上部に流入させる。一方、追焚き運転直前に前記加熱器７に通電して運転された場合には、前記圧縮機１、前記循環ポンプ６、前記加熱器７に通電して追焚き運転を開始し、前記貯湯槽５の下部から送られて水を前記冷媒対水熱交換器２で加熱した後、前記加熱器７でさらに高温加熱する。その際、前記第２の温度検知器９の検知湯温と設定温度が一致するように前記循環ポンプ６の回転数制御を行い、高温加熱した湯を前記貯湯槽５の上部に流入させる。従って、追焚き運転時の沸き上げ湯温は残湯と同温で貯湯されるため、貯湯槽５内の湯温は均一となり、出湯された時に安定した湯温が得られるようになる。
【００１０】
つぎに、本発明の実施例について説明する。図２において、先の参考例と同じ構成、作用するものについては同符号を示し、説明を省略する。１４は蒸発温度検知器であり、前記蒸発器４入口の冷媒温度を検知する。１５はタイマーであり、前記湯量検知器１０からの信号を受けて時間計測を開始する。１６はタイマー設定手段であり、前記蒸発温度検知器１４からの信号を受けて前記タイマー１５の設定時間を設定し、前記蒸発温度検知器１４からの信号が所定温度よりも低温の信号を表わす場合には、前記タイマー１５の設定時間を長く、逆に、高温の信号を表わす場合には、短く設定する。１７は運転制御器であり、前記湯量検知器１０からの信号を受けて前記圧縮機１、前記循環ポンプ６、前記加熱器７を運転開始するとともに前記タイマー１５の設定時間終了の信号を受けて前記圧縮機１、前記循環ポンプ６、前記加熱器７の運転を停止する。
【００１１】
上記構成において、前記貯湯槽５から出湯されて給水された水が前記湯量検知器１０の位置に達すると、前記運転制御器１７は前記圧縮機１、前記循環ポンプ６あるいは前記加熱器７を通電し、追焚き運転を開始する。そして、前記湯量検知器１０からの信号で前記タイマー１５が時間計測を開始する。その際、前記蒸発温度検知器１４の信号を受け、蒸発温度が所定温度よりも低い場合には、前記タイマー設定手段１６は前記タイマー１５の時間設定を長く、逆に、蒸発温度が高い場合には、前記タイマー１５の時間設定を短くし、所定時間に達するまで追焚き運転を継続する。従って、残湯が少なくなった場合、冬季など給水温度が低く給湯負荷が大きいにもかかわらず、蒸発温度が低いために追焚き能力が小さい。そのため、追焚運転時間を長くし、追焚湯量を多くしてお湯切れを防止することができる。一方、中間季から夏季など給湯負荷が少ないにもかかわらず、蒸発温度が高いため加熱能力が大きい場合には、追焚運転時間を短くし、追焚湯量を少なくして、無駄な追焚き運転をなくして省エネルギー化をはかることができる。
【００１２】
【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機は、蒸発器入口の温度が低くなるにしたがってタイマーの設定時間を長く設定して、貯湯槽から出湯されて、給水された水が湯量検知器に達すると、運転制御器は追焚き運転の信号を送る。その際、蒸発温度検知器の信号を受け、蒸発温度が低い場合には、前記タイマー設定手段は前記タイマーの設定時間を長くして追焚き運転する。逆に、蒸発温度が高い場合には、前記タイマーの設定時間を短くして追焚き運転する。よって、冬季など蒸発温度が低い場合には、追焚運転時間が長くなり追焚湯量が多くなり、中間季から夏季など蒸発温度が高い場合には、追焚き運転時間を短くし、追焚湯量を少なくするため、省エネルギー化をはかることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の参考例となるヒートポンプ給湯機の構成図
【図２】本発明の実施例におけるヒートポンプ給湯機の構成図
【図３】従来のヒートポンプ給湯機の構成図
【符号の説明】
１  圧縮機
２  冷媒対水熱交換器
３  減圧装置
４  蒸発器
５  貯湯槽
６  循環ポンプ
７  加熱器
８  第１の温度検知器
９  第２の温度検知器
１０  湯量検知器
１１  回転数制御手段
１２  運転記憶装置
１３  運転制御器
１４  蒸発温度検知器
１５  タイマー
１６  タイマー設定手段
１７  運転制御器
１８  第３の温度検知器
１９  運転制御器
２０  運転制御器
２１  温度検知器
２２  回転数制御手段
２３  運転制御器
２４  運転制御器
２５  開閉弁
２６  バイパス管
２７  流量調節手段
２８  運転制御器
【図１】
0003632660.tif 000002
【図２】
0003632660.tif 000003
【図３】
0003632660.tif 000004