(57)【要約】【課題】沸上げ開始時に、水冷媒熱交換器内の冷媒と水との熱交換効率を向上させ、沸上げ開始時のＣＯＰを向上させることのできるヒートポンプ給湯機を提供すること。【解決手段】冷媒回路５と、給湯回路１０にて湯水を循環させる循環ポンプ８と、水冷媒熱交換器２にて加熱した湯の温度を検出する出湯温度検出手段１１と、制御手段１４とを備え、前記水冷媒熱交換器２にて湯水を加熱する沸上げ運転において、前記出湯温度検出手段１１が検出した温度が略一定となったときの前記循環ポンプ８の回転数を、前記制御手段１４に記憶させ、次回の沸上げ運転開始時の目標ポンプ回転数とすることを特徴とするヒートポンプ給湯機で、沸上げ開始時のＣＯＰを向上させることができる。【選択図】図４
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
圧縮機、水冷媒熱交換器、減圧手段、空気冷媒熱交換器を冷媒配管により環状に接続して構成される冷媒回路と、前記水冷媒熱交換器にて加熱した湯を貯湯する貯湯タンク、前記貯湯タンクから前記水冷媒熱交換器に入水する入水配管、前記水冷媒熱交換器にて加熱した湯を前記貯湯タンクに戻す出湯配管からなる給湯回路と、前記給湯回路にて湯水を循環させる循環ポンプと、前記水冷媒熱交換器にて加熱した湯の温度を検出する出湯温度検出手段と、制御手段とを備え、前記水冷媒熱交換器にて湯水を加熱する沸上げ運転において、前記出湯温度検出手段が検出した温度が略一定となったときの前記循環ポンプの回転数を、前記制御手段に記憶させ、次回の沸上げ運転開始時の目標ポンプ回転数とすることを特徴とするヒートポンプ給湯機。
【請求項２】
水冷媒熱交換器への入水温度を検出する入水温度検出手段を備え、沸上げ運転開始時の入水温度と、前回の沸上げ運転での出湯温度検出手段が検出した温度が略一定となったときの入水温度との温度差が所定値内であれば、前記制御手段に記憶された循環ポンプ回転数を、次回の沸上げ運転開始時の目標ポンプ回転数とすることを特徴とする請求項１に記載のヒートポンプ給湯機。
【請求項３】
外気温度を検出する外気温度検出手段を備え、沸上げ運転開始時の外気温度と、前回の沸上げ運転での出湯温度検出手段が検出した温度が略一定となったときの外気温度との温度差が所定値内であれば、前記制御手段に記憶された循環ポンプ回転数を、次回の沸上げ運転開始時の目標ポンプ回転数とすることを特徴とする請求項１または２に記載のヒートポンプ給湯機。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ヒートポンプ給湯機の沸上げ制御に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来、この種のヒートポンプ給湯機の沸上げ制御は、沸上げ運転開始時、予め定められた目標ポンプ回転数で給湯回路内の水を循環させ、その後フィードバック制御を行うことにより流量を調節し、出湯温度を制御している（例えば、特許文献１参照）。
【０００３】
このような従来のヒートポンプ給湯機における沸上げ制御について説明する。
【０００４】
図４は、上記ヒートポンプ給湯機の構成図を示すものである。
【０００５】
図４に示すように、圧縮機１、水冷媒熱交換器２、膨張弁３、空気冷媒熱交換器４を冷媒配管により環状に接続して構成される冷媒回路５と、空気冷媒熱交換器４に備えられ、外気温度を検出する外気温度検出手段１３と、貯湯タンク６、入水配管７、循環ポンプ８、水冷媒熱交換器２、出湯配管９を順次接続した給湯回路１０と、水冷媒熱交換器２の出湯温度、入水温度を検出する出湯温度検出手段１１、入水温度検出手段１２と、外気温度、入水温度に基づいて目標出湯温度を決定し、ポンプ８の回転数を制御する制御手段１４から構成されている。制御手段１４に沸上げ要求が送られた時、外気温度検出手段１３、入水温度検出手段１２で検出された温度により、制御手段１４は目標出湯温度を決定する。
【０００６】
そして、予め設定されたポンプ回転数によりポンプ８を回転させる。その後段階的にポンプ回転数を上げ、フィードバック制御を行うことにより、出湯温度を制御する。
【０００７】
この従来のポンプ回転数制御概要を図５に示す。そして、以上のような構成により、ヒートポンプ給湯機の沸上げ制御が図られていた。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００８】
【特許文献１】特開２００５−１７２２５１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
しかしながら、前記従来のポンプ回転数制御では、沸上げ開始時に予め定められた回転数でポンプを制御するため、水冷媒熱交換器内の高温の冷媒に対して水流量に不足が生じる場合があり、十分に熱交換が行われず、常時最適なエンタルピー差を取ることができない。そのため、消費電力の割に低能力運転となり、沸上げ開始時のＣＯＰが低下するという課題を有していた。
【００１０】
本発明は、前記従来の課題を解決するもので、沸上げ開始時に、水冷媒熱交換器内の冷媒と水との熱交換効率を向上させ、沸上げ開始時のＣＯＰを向上させることのできるヒートポンプ給湯機を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
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給湯機は、圧縮機、水冷媒熱交換器、減圧手段、空気冷媒熱交換器を冷媒配管により環状に接続して構成される冷媒回
路と、前記水冷媒熱交換器にて加熱した湯を貯湯する貯湯タンク、前記貯湯タンクから前記水冷媒熱交換器に入水する入水配管、前記水冷媒熱交換器にて加熱した湯を前記貯湯タンクに戻す出湯配管からなる給湯回路と、前記給湯回路にて湯水を循環させる循環ポンプと、前記水冷媒熱交換器にて加熱した湯の温度を検出する出湯温度検出手段と、制御手段とを備え、前記水冷媒熱交換器にて湯水を加熱する沸上げ運転において、前記出湯温度検出手段が検出した温度が略一定となったときの前記循環ポンプの回転数を、前記制御手段に記憶させ、次回の沸上げ運転開始時の目標ポンプ回転数とすることを特徴とするものである。
【発明の効果】
【００１２】
本発明によれば、沸上げ開始時に、水冷媒熱交換器内の冷媒と水との熱交換効率を向上させ、沸上げ開始時のＣＯＰを向上させることのできるヒートポンプ給湯機を提供できる。
【図面の簡単な説明】
【００１３】
【図１】本発明の実施の形態１における沸上げ制御のフローチャート
【図２】同沸上げ制御運転中の出湯温度の時間変化を示す図
【図３】同沸上げ制御におけるポンプ回転数変化を示す図
【図４】本発明の実施の形態１および従来のヒートポンプ給湯機の構成図
【図５】従来の沸上げ制御におけるポンプ回転数変化を示す図
【発明を実施するための形態】
【００１４】
第１の発明は、圧縮機、水冷媒熱交換器、減圧手段、空気冷媒熱交換器を冷媒配管により環状に接続して構成される冷媒回路と、前記水冷媒熱交換器にて加熱した湯を貯湯する貯湯タンク、前記貯湯タンクから前記水冷媒熱交換器に入水する入水配管、前記水冷媒熱交換器にて加熱した湯を前記貯湯タンクに戻す出湯配管からなる給湯回路と、前記給湯回路にて湯水を循環させる循環ポンプと、前記水冷媒熱交換器にて加熱した湯の温度を検出する出湯温度検出手段と、制御手段とを備え、前記水冷媒熱交換器にて湯水を加熱する沸上げ運転において、前記出湯温度検出手段が検出した温度が略一定となったときの前記循環ポンプの回転数を、前記制御手段に記憶させ、次回の沸上げ運転開始時の目標ポンプ回転数とすることを特徴とするヒートポンプ給湯機で、沸上げ開始時から十分に水冷媒熱交換器で冷媒と水の熱交換が行われ、かつ、最短時間で目標ポンプ回転数に到達するため、沸上げ開始時のＣＯＰを向上させることができる。
【００１５】
第２の発明は、水冷媒熱交換器への入水温度を検出する入水温度検出手段を備え、沸上げ運転開始時の入水温度と、前回の沸上げ運転での出湯温度検出手段が検出した温度が略一定となったときの入水温度との温度差が所定値内であれば、前記制御手段に記憶された循環ポンプ回転数を、次回の沸上げ運転開始時の目標ポンプ回転数とすることを特徴とするヒートポンプ給湯機で、入水温度変化に対応した沸上げ運転を行うことができる。
【００１６】
第３の発明は、外気温度を検出する外気温度検出手段を備え、沸上げ運転開始時の外気温度と、前回の沸上げ運転での出湯温度検出手段が検出した温度が略一定となったときの外気温度との温度差が所定値内であれば、前記制御手段に記憶された循環ポンプ回転数を、次回の沸上げ運転開始時の目標ポンプ回転数とすることを特徴とするヒートポンプ給湯機で、外気温度変化に対応した沸上げ運転を行うことができる。
【００１７】
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。
【００１８】
（実施の形態１）
本発明の実施の形態１におけるヒートポンプ給湯機の構成は、従来技術の図４と同様である。
【００１９】
まず、ヒートポンプ給湯機の沸上げ制御を説明する。圧縮機１から吐出された高温の冷媒は、水冷媒熱交換器２で、低温の水と熱交換を行う。その後膨張弁３により減圧され、低圧、低温状態になった冷媒は、空気冷媒熱交換器４へ送られ、外気から熱を奪い、再び圧縮機１へと戻る。
【００２０】
一方、給湯回路１０においては、貯湯タンク６から循環ポンプ８により送り出された水は、入水配管７を通り、水冷媒熱交換器２で高温の冷媒と熱交換を行う。その後高温になった温水は、出湯配管９を通り、貯湯タンク６上部へと戻される。以上の構成により、沸上げ運転が行われる。なお、制御手段１４は、外気温度検出手段１３、入水温度検出手段１２から得られた温度により目標出湯温度を決め、水冷媒熱交換器２にて加熱した湯の温度を検出する出湯温度検出手段１１が、目標出湯温度となるように、循環ポンプ８の回転数を制御する。
【００２１】
以上のように構成されたヒートポンプ給湯機について、以下、その動作、作用を、図１に示すフローチャートを用いて説明する。
【００２２】
沸上げ要求が入ると、前回の沸上げ時間がＴ０（ｍｉｎ）未満であった場合、循環ポンプ８を予め固定されたポンプ回転数で沸上げ運転を開始する。この場合、例えば、沸上げ開始時からＡ（ｍｉｎ）間の固定回転数出力はＡ１（％）、その後Ｂ（ｍｉｎ）間はＢ１（％）、その後はフィードバック制御を行う、という制御にしても良い。
【００２３】
一方、前回の沸上げ時間がＴ０（ｍｉｎ）以上であった場合、前回と今回の目標出湯温度差がＴａ（℃）以上かどうかを判定する。Ｔａ（℃）以上であった場合、循環ポンプ８を予め固定されたポンプ回転数で沸上げ運転を開始する。
【００２４】
一方、Ｔａ（ｍｉｎ）未満であった場合、前回の沸上げ安定時（水冷媒熱交換器２にて湯水を加熱する沸上げ運転において、出湯温度検出手段１１が検出した温度が略一定となったとき）と、今回の沸上げ開始時の入水温度との差が、Ｔｂ（℃）以上かどうかを判定する。Ｔｂ（℃）以上であった場合、循環ポンプ８を予め固定されたポンプ回転数で沸上げ運転を開始する。
【００２５】
一方、Ｔｂ（℃）未満であった場合、前回の沸上げ安定時と、今回の沸上げ開始時の外気温度との差が、Ｔｃ（℃）以上かどうかを判定する。Ｔｃ（℃）以上であった場合、循環ポンプ８を予め固定されたポンプ回転数で沸上げ運転を開始する。
【００２６】
一方、Ｔｃ（℃）未満であった場合、前回の沸上げ安定時の平均ポンプ回転数を今回の目標ポンプ回転数とし、沸上げを開始する。その後フィードバック制御を行う。
【００２７】
ここで、沸上げ安定時の定義を図２に示す。目標出湯温度をＴｇ（℃）とすると、沸上げを開始してから出湯温度がＴｇ−Ｔ１（℃）を超えた時以降で、かつＴｇ−Ｔ１（℃）以上Ｔｇ＋Ｔ１（℃）以下の範囲内にあるＴｍ（ｍｉｎ）間を沸上げ安定時とする。
【００２８】
以上のように、本実施の形態においては、循環ポンプ８の回転数を状況によって、制御手段１４により、制御手段１４に記憶してある前回の沸上げ安定時のポンプ回転数か、予め設定されたポンプ回転数かを選択することを可能にしているため、図３に示すように、従来技術と比較しても、循環ポンプ８の回転数を常時最適な目標ポンプ回転数が定まり、高効率運転をすることができる。
【産業上の利用可能性】
【００２９】
本発明は、沸上げ開始時の出湯温度の上昇を緩やかにし、かつ急激な圧力上昇を防止することを可能とするため、安全性、信頼性を維持しつつ高効率運転を行うヒートポンプ給湯機に有用である。
【符号の説明】
【００３０】
１  圧縮機
２  水冷媒熱交換器
３  膨張弁
４  空気冷媒熱交換器
５  冷媒回路
６  貯湯タンク
７  入水配管
８  ポンプ
９  出湯配管
１０  給湯回路
１１  出湯温度検出手段
１２  入水温度出手段
１３  外気温度検出手段
１４  制御手段
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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