(57)【要約】【課題】本発明は、前記従来の課題を解決するもので、除霜運転終了直後において速やかに運転を再開することができるヒートポンプ式給湯装置の提供を目的とする。【解決手段】圧縮機１、給湯用熱交換器２、電子膨張弁３、蒸発器５を順次接続したヒートポンプ回路と、外気温度を検出する温度センサ５Ａと、前記温度センサ５Ａで検出された外気温度を記憶する外気温度記憶手段と、圧縮機１の運転周波数を決定する圧縮機周波数決定手段と、給湯用熱交換器２に供給される水の温度を検出する温度センサ１７とを備え、除霜運転中は前記外気温度記憶手段に記憶された外気温度を更新せず、除霜運転終了後から所定時間の間は、前記入温度センサ１７で検出された水の温度と、除霜運転開始前に前記温度センサ５Ａで検出され前記外気温度記憶手段によって記憶された外気温度とを用いて、前記圧縮機周波数決定手段で、圧縮機１の運転周波数を決定する。【選択図】図１
2006317038.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
圧縮機、給湯用熱交換器、減圧手段、蒸発器を順次接続したヒートポンプ回路と、外気温度を検出する外気温度検出手段と、前記外気温度検出手段で検出された外気温度を記憶する外気温度記憶手段と、圧縮機の運転周波数を決定する圧縮機周波数決定手段と、給湯用熱交換器に供給される水の温度を検出する入水温度検出手段とを備え、除霜運転終了後から所定時間の間は、前記入水温度検出手段で検出された水の温度と、除霜運転開始前に前記外気温度検出手段で検出され前記外気温度記憶手段によって記憶された外気温度とに基づいて、前記圧縮機周波数決定手段が、前記圧縮機の運転周波数を決定することを特徴とするヒートポンプ式給湯装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ヒートポンプ式給湯装置に関するもので、除霜運転後の圧縮機の運転周波数の決定方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来、ヒートポンプ式給湯装置には、除霜回路が設けられ、室外熱交換器に着霜すると、除霜運転を行い、そして除霜運転が終わると、外気温度を用いて圧縮機の運転周波数を制御し、給湯運転を行っていた。
【０００３】
しかしながら、この種のヒートポンプ式給湯装置における外気温度を検出する外気温度検出手段は、室外送風機の近傍に取り付けられるため、除霜運転時には室外熱交換器の温度は上昇し、除霜運転終了直後は、正確に外気温度を検出できない恐れがあった。
【０００４】
このような課題に対して、除霜運転終了直後でも外気温度検出手段が誤検出しないように、速やかに定常給湯運転を再開可能にしたものがある（例えば、特許文献１参照）。
【０００５】
図４は、従来のヒートポンプ式給湯装置の運転方法を示したフローチャートである。以下、図４を用いて従来のヒートポンプ式給湯装置の運転方法について説明する。従来のヒートポンプ式給湯装置は圧縮機、給湯用熱交換器、電動膨張弁、室外熱交換器とを順次接続した冷媒回路と、貯湯タンク、ポンプ、給湯用熱交換器とを順次接続した給湯回路と、室外熱交換器の表面温度を検出する蒸発器温度検出手段と、室外熱交換器に吸入される外気温度を検出し、室外熱交換器の近傍に取り付けられた外気温度検出手段を備えたものがある。
【０００６】
このように構成されたヒートポンプ式給湯装置において、蒸発器温度検出手段が除霜運転を行う温度を検出するまでは、外気温度検出手段により検出される外気温度に対応する定常給湯運転を行い、蒸発器温度検出手段で検出される外気温度が、除霜運転を行う温度に達すると、除霜運転を行う。そして蒸発器温度検出手段で検出される温度が、除霜運転終了温度に達すると、除霜運転を終了するとともに、室外送風機の運転の再開し、圧縮機の能力および電動膨張弁の開度を所定値として圧縮機を運転する暫定給湯運転を行い、所定時間経過後に定常給湯運転を行う。
【特許文献１】特開２００３−１８５３０８号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
前記従来の構成のヒートポンプ式給湯装置では、除霜運転終了後に、除霜運転開始前の外気温度に基づいて圧縮機の運転周波数を決定し、所定の時間、暫定給湯運転を行っている。しかしながら、除霜運転中に、圧縮機から吐出された高温冷媒と水とが、給湯用熱交換器で熱交換を行ってしまった結果、除霜運転終了後の運転において、外気温度に基づいた圧縮機運転周波数での運転では、給湯用熱交換器における水温に対して、マッチングしない圧縮機の運転周波数となり、冷媒と水とがうまく熱交換できず、冷媒回路に異常が起こってしまう可能性がある。
【０００８】
本発明は、前記従来の課題を解決するもので、除霜運転終了直後において速やかに運転を再開することができるヒートポンプ式給湯装置の提供を目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
前記従来の課題を解決するために、本発明のヒートポンプ式給湯装置は、圧縮機、給湯用熱交換器、減圧手段、蒸発器を順次接続したヒートポンプ回路と、外気温度を検出する外気温度検出手段と、前記外気温度検出手段で検出された外気温度を記憶する外気温度記憶手段と、圧縮機の運転周波数を決定する圧縮機周波数決定手段と、給湯用熱交換器に供給される水の温度を検出する入水温度検出手段とを備え、除霜運転中は前記外気温度記憶手段に記憶された外気温度を更新せず、除霜運転終了後から所定時間の間は、前記入水温度検出手段で検出された水の温度と、除霜運転開始前に前記外気温度検出手段で検出され前記外気温度記憶手段によって記憶された外気温度とを用いて、前記圧縮機周波数決定手段で、圧縮機の運転周波数を決定するものである。
【００１０】
これによって、除霜運転終了直後より、外気温度と入水温度に基づいた圧縮機の運転周波数を決定することができるため、冷媒回路上で異常が発生しにくい運転を行うことができる。
【発明の効果】
【００１１】
本発明のヒートポンプ式給湯装置は、除霜運転終了後、速やかに給湯運転を開始することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１２】
第１の発明は、圧縮機、給湯用熱交換器、減圧手段、蒸発器を順次接続したヒートポンプ回路と、外気温度を検出する外気温度検出手段と、前記外気温度検出手段で検出された外気温度を記憶する外気温度記憶手段と、圧縮機の運転周波数を決定する圧縮機周波数決定手段と、給湯用熱交換器に供給される水の温度を検出する入水温度検出手段とを備え、除霜運転中は前記外気温度記憶手段に記憶された外気温度を更新せず、除霜運転終了後から所定時間の間は、前記入水温度検出手段で検出された水の温度と、除霜運転開始前に前記外気温度検出手段で検出され前記外気温度記憶手段によって記憶された外気温度とを用いて、前記圧縮機周波数決定手段で、圧縮機の運転周波数を決定することによって、除霜運転終了時の入水温度を反映した圧縮機の運転周波数にすることができ、除霜運転中に給湯用熱交換器で水と冷媒とが熱交換を行っていたとしても、圧縮機の運転周波数に入水温度を反映させているので、冷媒回路では異常が発生することなく圧縮機の運転を継続することができる。
【００１３】
以下、本発明の実施の形態について、図面を参照しながら説明する。なお、この実施の形態によって本発明が限定されるものではない。
【００１４】
（実施の形態１）
図１は、本発明の第１の実施の形態におけるヒートポンプ式給湯装置の構成図である。図１において、実施の形態１におけるヒートポンプ式給湯装置は、圧縮機１、給湯用熱交換器２、減圧手段である電子膨張弁３、蒸発器５を順次冷媒配管６で接続したヒートポンプ回路と、貯湯タンク７、循環ポンプ８、給湯用熱交換器２を順次配管１０で接続した貯湯回路から構成される。
【００１５】
ヒートポンプ回路には、圧縮機１の温度を検出する温度センサ１Ａと、圧縮機１からの吐出冷媒温度を検出する温度センサ１Ｂと、圧縮機１からの吐出冷媒の圧力を検出する圧力センサ１Ｃと、蒸発器５から吸い込む空気の温度を検出する温度センサ（外気温度検出手段）５Ａが配設されている。また外気温度を記憶したり、圧縮機１の運転周波数を決定するマイコンも搭載される。
【００１６】
貯湯タンク７の底部配管１１は、減圧弁１２を介して水道管などの水供給配管１３に接続されている。貯湯タンクの上部配管１４は、底部配管１１から分岐された出水配管１５
と混合弁１６を介して接続され、混合弁１６の流出側には、流量センサ１６Ａと出湯温度を検出する温度センサ１６Ｂが配設され、キッチンや洗面所などの給湯用の蛇口に接続されている。また貯湯タンク７には、貯湯タンク７内の湯量を検出するための複数の温度センサ７Ａ、７Ｂ、７Ｃが配設されている。また循環ポンプ８と給湯用熱交換器２の間と、給湯用熱交換器２と貯湯タンク７の間には温度センサ（入水温度検出手段）１７、１８が配設されている。
【００１７】
以上のように構成されたヒートポンプ式給湯装置の通常運転の動作について説明する。
【００１８】
ヒートポンプ式給湯装置の通常運転は、所定の時刻になるか、もしくは貯湯タンク７内の温度センサ７Ａ、７Ｂ、７Ｃによって、貯湯タンク７内の湯量が所定量以下となったことを検出すると、ヒートポンプ回路を動作させて貯湯運転を開始する。
【００１９】
ヒートポンプ回路では、圧縮機１で圧縮された冷媒は、給湯用熱交換器２で放熱し、電子膨張弁３で減圧されたあと、蒸発器５にて吸熱し、ガス状態で圧縮機１に吸入される。一方、循環ポンプ８の運転により、貯湯タンク７内の水は配管１０内を循環し、給湯用熱交換器２で加熱され、貯湯タンク７内に戻される。圧縮機１での能力制御および電子膨張弁３の開度制御は、温度センサ１Ｂで検出される吐出冷媒の温度が、あらかじめ設定された温度を維持するように制御される。
【００２０】
次に、本実施例におけるヒートポンプ式給湯装置の除霜運転時における圧縮機１の制御を図２および図３を用いて説明する。図２は、本実施例におけるヒートポンプ式給湯装置の通常運転時における圧縮機運転周波数の決定を示すブロック図、図３は、本実施例におけるヒートポンプ式給湯装置の通常運転と除霜運転の圧縮機運転周波数決定の流れを示すフローチャートである。
【００２１】
圧縮機１の起動から所定の時間は、起動時に設定されている圧縮機運転周波数にて運転を行い、所定時間経過後は通常運転の圧縮機運転周波数で運転する。しかしながら外気温度が低い場合に長時間運転をしていると、蒸発器５が着霜してくるため、所定の着霜量になった時点で除霜運転を開始する。
【００２２】
図２に示すように、貯湯タンク７から送られてくる要求温度に対して、その要求温度の基準となる圧縮機１の規定周波数である規定周波数設定値に対して、給湯用熱交換器に供給される水の入水温度の影響と外気温度の影響を考慮に入れた補正を行うことで、圧縮機運転周波数を決定している。ここで、入水温度と外気温度の影響を考慮に入れた補正について説明する。
【００２３】
給湯用熱交換器２に供給される水の温度に対する周波数の増減値、外気温度に対する周波数の増減値を予め定めており、それらの周波数の増減値を入水負荷値と、外気負荷値と呼ぶ。これらの入水負荷値および外気負荷値を規定周波数設定値に加減算することで、圧縮機運転周波数を決定している。この入水負荷値は、温度センサ１７によって検出された入水温度に基づき、その温度に対応する周波数の増減値であり、同様に外気負荷値は、温度センサ５Ａによって検出された外気温度の値に基づき、その温度に対応する周波数の増減値のことである。入水温度や外気温度と周波数の増減値の対応を示した相関表（それぞれの温度を複数の区間に区分し、それぞれの区分において増減させる周波数を設定しているもの）をマイコンにあらかじめ記憶させておくことで、それぞれの温度に基づいた周波数の増減値を得ることができる。
【００２４】
以上のように圧縮機１の運転周波数の決定において、入水温度や外気温度が、規定周波数設定値で規定されている標準温度よりも高ければ、それぞれの負荷値は規定周波数設定
値を減少させ、標準温度よりも低ければ、それぞれの負荷値は規定周波数設定値を増加させる。そして決定された圧縮機運転周波数で圧縮機１の運転を行う。
【００２５】
図３に示すように、通常運転開始後、ＳＴＥＰ１で要求能力信号を受信し、ＳＴＥＰ２で温度センサ（入水温度検出手段）１７で入水温度を、温度センサ（外気温度検出手段）５Ａで外気温度を検出する。
【００２６】
そしてＳＴＥＰ３で、除霜運転中であるかどうかを判断し、除霜運転中でなければ、ＳＴＥＰ４で受信した要求能力信号に基づいて、規定周波数を決定する。
【００２７】
そしてＳＴＥＰ５で、除霜運転終了直後かどうかを判断し、除霜運転終了後、所定の時間（２分）経過していれば、ＳＴＥＰ６で外気温度記憶手段の外気温度の値を更新するが、所定の時間経過していなければ、ＳＴＥＰ６では、外気温度の値を更新しない。ここでの所定時間は２分としているが、この値に限定されるものではない。なお、本実施の形態における外気温度記憶手段はマイコンを使用するが、これに限ったものではない。
【００２８】
そして、ＳＴＥＰ７では、外気温度記憶手段で記憶されている外気温度の値を呼び出し、ＳＴＥＰ８では、ＳＴＥＰ２で検出した入水温度とＳＴＥＰ７で呼び出した外気温度に基づいて、ＳＴＥＰ４で決定された規定周波数に入水負荷値、外気負荷値を加減算することで、圧縮機運転周波数を決定し、ＳＴＥＰ９では、決定された圧縮機運転周波数で運転を行う。また、ＳＴＥＰ３において、除霜運転中である場合には、ＳＴＥＰ１０で除霜運転用の圧縮機運転周波数に決定し、ＳＴＥＰ９で、除霜運転用の圧縮機運転周波数で運転を行う。
【００２９】
また、本実施の形態では、貯湯タンクを有する場合で説明したが、給湯用熱交換器２で加熱したお湯をそのまま出湯する瞬間湯沸し式のヒートポンプ式給湯装置であってもよい。
【産業上の利用可能性】
【００３０】
以上のように、本発明は、ヒートポンプ式給湯装置における貯湯タンクの沸き上げ運転の他、給湯用熱交換器で加熱したお湯をそのまま出湯する瞬間湯沸し運転にも適用でき、また本発明のヒートポンプ式給湯装置は、給湯機能のほかに、例えば、浴槽給湯機能、暖房機能、乾燥機能を有する装置にも適している。
【図面の簡単な説明】
【００３１】
【図１】実施の形態１におけるヒートポンプ式給湯装置の構成図
【図２】同ヒートポンプ式給湯装置の圧縮機運転周波数の決定を示すブロック図
【図３】同ヒートポンプ式給湯装置の通常運転と除霜運転の圧縮機運転周波数決定の流れを示すフローチャート
【図４】従来のヒートポンプ式給湯装置の運転方法を示したフローチャート
【符号の説明】
【００３２】
１  圧縮機
１Ａ  温度センサ
１Ｂ  温度センサ
１Ｃ  圧力センサ
２  給湯用熱交換器
３  電子膨張弁
５  蒸発器
５Ａ  温度センサ
６  冷媒配管
７  貯湯タンク
８  循環ポンプ
１０  配管
１１  底部配管
１２  減圧弁
１３  水供給配管
１４  上部配管
１５  出水配管
１６  混合弁
１６Ａ  流量センサ
１６Ｂ  温度センサ
１７  温度センサ
１８  温度センサ
【図１】
2006317038.tif 000003
【図２】
2006317038.tif 000004
【図３】
2006317038.tif 000005
【図４】
2006317038.tif 000006