(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
湯水を貯湯する貯湯タンクと、圧縮機、冷媒水熱交換器、減圧器、蒸発器を備え、前記貯湯タンク内の湯水を加熱するヒートポンプ式加熱手段と、前記貯湯タンクの湯水を給湯するための給湯管と、この給湯管途中に設けられ、給湯水を加圧給湯する給湯加圧ポンプとを備えたヒートポンプ式給湯装置において、前記圧縮機の運転周波数と前記給湯加圧ポンプの運転周波数が所定の周波数差以下まで近接したかどうかを判別する周波数判別手段を設け、この周波数判別手段が周波数が近接したと判別した場合、前記給湯加圧ポンプの運転周波数を前記圧縮機の運転周波数から離れる方向に所定の周波数分補正するようにしたことを特徴とするヒートポンプ式給湯装置。
【請求項２】
湯水を貯湯する貯湯タンクと、圧縮機、冷媒水熱交換器、減圧器、蒸発器を備え、前記貯湯タンク内の湯水を加熱するヒートポンプ式加熱手段と、前記ヒートポンプ式加熱手段の前記冷媒水熱交換器の水側と前記貯湯タンクとを循環可能に接続する循環ポンプを有したヒーポン循環回路と、前記貯湯タンクの湯水を給湯するための給湯管と、この給湯管途中に設けられ、給湯水を加圧給湯する給湯加圧ポンプとを備えたヒートポンプ式給湯装置において、前記循環ポンプの運転周波数と前記給湯加圧ポンプの運転周波数が所定の周波数差以下まで近接したかどうかを判別する周波数判別手段を設け、この周波数判別手段が周波数が近接したと判別した場合、前記給湯加圧ポンプの運転周波数を前記循環ポンプの運転周波数から離れる方向に所定の周波数分補正するようにしたことを特徴とするヒートポンプ式給湯装置。
【請求項３】
湯水を貯湯する貯湯タンクと、圧縮機、冷媒水熱交換器、減圧器、蒸発器を備え、前記貯湯タンク内の湯水を加熱するヒートポンプ式加熱手段と、前記ヒートポンプ式加熱手段の前記冷媒水熱交換器の水側と前記貯湯タンクとを循環可能に接続する循環ポンプを有したヒーポン循環回路と、前記貯湯タンクの湯水を給湯するための給湯管とを備えたヒートポンプ式給湯装置において、前記圧縮機の運転周波数と前記循環ポンプの運転周波数が所定の周波数差以下まで近接したかどうかを判別する周波数判別手段を設け、この周波数判別手段が周波数が近接したと判別した場合、前記圧縮機あるいは前記循環ポンプの何れか一方の運転周波数を他方の運転周波数から離れる方向に所定の周波数分補正するようにしたことを特徴とするヒートポンプ式給湯装置。
【請求項４】
前記周波数判別手段は、前記圧縮機および前記給湯加圧ポンプの指示周波数を判別し、それぞれの指示周波数が所定の周波数差以下まで近接したことを判別するようにしたことを特徴とする請求項１記載のヒートポンプ式給湯装置。
【請求項５】
前記周波数判別手段は、前記圧縮機および前記給湯加圧ポンプの運転周波数を検出し、それぞれの検出周波数が所定の周波数差以下まで近接したことを判別するようにしたことを特徴とする請求項１記載のヒートポンプ式給湯装置。
【請求項６】
前記周波数判別手段は、前記圧縮機または前記給湯加圧ポンプの何れかの指示周波数を判別し、それ以外の運転周波数を検出し、指示周波数と検出周波数が所定の周波数差以下まで近接したことを判別するようにしたことを特徴とする請求項１記載のヒートポンプ式給湯装置。
【請求項７】
前記周波数判別手段は、前記循環ポンプおよび前記給湯加圧ポンプの指示周波数を判別し、それぞれの指示周波数が所定の周波数差以下まで近接したことを判別するようにしたことを特徴とする請求項２記載のヒートポンプ式給湯装置。
【請求項８】
前記周波数判別手段は、前記循環ポンプおよび前記給湯加圧ポンプの運転周波数を検出し、それぞれの検出周波数が所定の周波数差以下まで近接したことを判別するようにしたことを特徴とする請求項２記載のヒートポンプ式給湯装置。
【請求項９】
前記周波数判別手段は、前記給湯加圧ポンプまたは前記循環ポンプの何れかの指示周波数を判別し、それ以外の運転周波数を検出し、指示周波数と検出周波数が所定の周波数差以下まで近接したことを判別するようにしたことを特徴とする請求項２記載のヒートポンプ式給湯装置。
【請求項１０】
前記周波数判別手段は、前記圧縮機および前記循環ポンプの指示周波数を判別し、それぞれの指示周波数が所定の周波数差以下まで近接したことを判別するようにしたことを特徴とする請求項３記載のヒートポンプ式給湯装置。
【請求項１１】
前記周波数判別手段は、前記圧縮機および前記循環ポンプの運転周波数を検出し、それぞれの検出周波数が所定の周波数差以下まで近接したことを判別するようにしたことを特徴とする請求項３記載のヒートポンプ式給湯装置。
【請求項１２】
前記周波数判別手段は、前記圧縮機または前記循環ポンプの何れかの指示周波数を判別し、それ以外の運転周波数を検出し、指示周波数と検出周波数が所定の周波数差以下まで近接したことを判別するようにしたことを特徴とする請求項３記載の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、貯湯タンクの湯水をヒートポンプで加熱するヒートポンプ式給湯装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来よりこの種のヒートポンプ式給湯装置においては、湯水を貯湯する貯湯タンクと、圧縮機、冷媒水熱交換器、減圧器、蒸発器を備え、前記貯湯タンク内の湯水を加熱するヒートポンプ式加熱手段と、前記ヒートポンプ式加熱手段の前記冷媒水熱交換器の水側と前記貯湯タンクとを循環可能に接続する循環ポンプを有したヒーポン循環回路と、前記貯湯タンクの湯水を給湯するための給湯管とを備えたものが知られている。（特許文献１）
【０００３】
また、給湯先までの高低差が大きく給湯圧力が不足する場合に、給湯管途中に給湯圧を加圧するための給湯加圧ポンプを設けた構成も知られている。（特許文献２）
【特許文献１】特開２００７−２６３３９３号公報
【特許文献２】特開２００７−２６３３９４号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかし、これらのヒートポンプ式給湯装置においては、圧縮機と給湯加圧ポンプ、循環ポンプと給湯加圧ポンプ、圧縮機と循環ポンプのそれぞれが近接した周波数で運転している場合に、うなり現象が生じて低周波の騒音を発生させる可能性があった。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
そこで、本発明は上記課題を解決するため、請求項１では、湯水を貯湯する貯湯タンクと、圧縮機、冷媒水熱交換器、減圧器、蒸発器を備え、前記貯湯タンク内の湯水を加熱するヒートポンプ式加熱手段と、前記貯湯タンクの湯水を給湯するための給湯管と、この給湯管途中に設けられ、給湯水を加圧給湯する給湯加圧ポンプとを備えたヒートポンプ式給湯装置において、前記圧縮機の運転周波数と前記給湯加圧ポンプの運転周波数が所定の周波数差以下まで近接したかどうかを判別する周波数判別手段を設け、この周波数判別手段が周波数が近接したと判別した場合、前記給湯加圧ポンプの運転周波数を前記圧縮機の運転周波数から離れる方向に所定の周波数分補正するようにした。
【０００６】
また、請求項２では、湯水を貯湯する貯湯タンクと、圧縮機、冷媒水熱交換器、減圧器、蒸発器を備え、前記貯湯タンク内の湯水を加熱するヒートポンプ式加熱手段と、前記ヒートポンプ式加熱手段の前記冷媒水熱交換器の水側と前記貯湯タンクとを循環可能に接続する循環ポンプを有したヒーポン循環回路と、前記貯湯タンクの湯水を給湯するための給湯管と、この給湯管途中に設けられ、給湯水を加圧給湯する給湯加圧ポンプとを備えたヒートポンプ式給湯装置において、前記循環ポンプの運転周波数と前記給湯加圧ポンプの運転周波数が所定の周波数差以下まで近接したかどうかを判別する周波数判別手段を設け、この周波数判別手段が周波数が近接したと判別した場合、前記給湯加圧ポンプの運転周波数を前記循環ポンプの運転周波数から離れる方向に所定の周波数分補正するようにした。
【０００７】
また、請求項３では、湯水を貯湯する貯湯タンクと、圧縮機、冷媒水熱交換器、減圧器、蒸発器を備え、前記貯湯タンク内の湯水を加熱するヒートポンプ式加熱手段と、前記ヒートポンプ式加熱手段の前記冷媒水熱交換器の水側と前記貯湯タンクとを循環可能に接続する循環ポンプを有したヒーポン循環回路と、前記貯湯タンクの湯水を給湯するための給湯管とを備えたヒートポンプ式給湯装置において、前記圧縮機の運転周波数と前記循環ポンプの運転周波数が所定の周波数差以下まで近接したかどうかを判別する周波数判別手段を設け、この周波数判別手段が周波数が近接したと判別した場合、前記圧縮機あるいは前記循環ポンプの何れか一方の運転周波数を他方の運転周波数から離れる方向に所定の周波数分補正するようにした。
【０００８】
また、請求項４、５、６では、請求項１のものにおいて、前記周波数判別手段を、前記圧縮機および前記給湯加圧ポンプの指示周波数を判別し、それぞれの指示周波数が所定の周波数差以下まで近接したことを判別する構成、前記圧縮機および前記給湯加圧ポンプの運転周波数を検出し、それぞれの検出周波数が所定の周波数差以下まで近接したことを判別する構成、あるいは、前記圧縮機または前記給湯加圧ポンプの何れかの指示周波数を判別し、それ以外の運転周波数を検出し、指示周波数と検出周波数が所定の周波数差以下まで近接したことを判別する構成とした。
【０００９】
また、請求項７、８、９では、請求項２のものにおいて、前記周波数判別手段を、前記循環ポンプおよび前記給湯加圧ポンプの指示周波数を判別し、それぞれの指示周波数が所定の周波数差以下まで近接したことを判別する構成、前記循環ポンプおよび前記給湯加圧ポンプの運転周波数を検出し、それぞれの検出周波数が所定の周波数差以下まで近接したことを判別する構成、あるいは、前記給湯加圧ポンプまたは前記循環ポンプの何れかの指示周波数を判別し、それ以外の運転周波数を検出し、指示周波数と検出周波数が所定の周波数差以下まで近接したことを判別する構成とした。
【００１０】
また、請求項１０、１１、１２では、請求項３のものにおいて、前記周波数判別手段を、前記圧縮機および前記循環ポンプの指示周波数を判別し、それぞれの指示周波数が所定の周波数差以下まで近接したことを判別する構成、前記圧縮機および前記循環ポンプの運転周波数を検出し、それぞれの検出周波数が所定の周波数差以下まで近接したことを判別する構成、あるいは、前記圧縮機または前記循環ポンプの何れかの指示周波数を判別し、それ以外の運転周波数を検出し、指示周波数と検出周波数が所定の周波数差以下まで近接したことを判別する構成とした。
【発明の効果】
【００１１】
このように運転周波数が所定の周波数差以下まで近接してうなり現象が生じる可能性がある場合に、一方の運転周波数を他方の運転周波数から離れる方向に所定の周波数分補正するので、うなり現象がなくなり低周波の振動の発生を抑制できる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１２】
次に、本発明の一実施形態について図面に基づいて説明する。
図１に示すように、１は湯水を貯湯する貯湯タンク、２は貯湯タンク１内の湯水を加熱するヒートポンプ式加熱手段、３は前記貯湯タンク１の下部に接続された加熱往き管４および前記貯湯タンク１の上部に接続された加熱戻り管５よりなるヒーポン循環回路、６は前記貯湯タンク１の下部に接続され貯湯タンク１に水を給水する給水管、７は前記貯湯タンク１の上部に接続され貯湯されている高温水を出湯する出湯管である。
【００１３】
８は給水管６から分岐された給水バイパス管、９は出湯管７からの湯と給水バイパス管８からの水を混合して給湯設定温度の湯とする混合弁、１０は混合弁９で混合後の湯水を給湯栓１１へ給湯するための給湯管、１２は給湯管途中に設けられ、給湯温度を検出する給湯温度センサ、１３は給水管６に設けられ、貯湯タンク１にかかる給水圧を減圧する減圧弁、１４は貯湯タンク１内の湯水の加熱に伴う膨張水を逃がす逃がし弁、１５は貯湯タンク１の側面上下にわたり複数設けられ、貯湯タンク１内の湯の温度を検出する貯湯温度センサである。
【００１４】
１６は給湯管１０途中に設けられ、給湯水を加圧給湯するための給湯加圧ポンプ、１７は給湯加圧ポンプ１６と給湯栓１１との間に設けられ、配管内の圧力低下によって給湯栓１１が開かれたことを検知するための給湯圧力センサである。
【００１５】
前記ヒートポンプ式加熱手段２は、冷媒を圧縮する圧縮機１８と、高温高圧の冷媒と貯湯タンク１内の湯水とを熱交換する冷媒水熱交換器１９と、冷媒水熱交換器１９通過後の冷媒を減圧させる減圧器としての電子膨張弁２０と、電子膨張弁２０からの低温低圧の冷媒を蒸発させる蒸発器としての空気熱交換器２１とを冷媒配管で環状に接続したヒートポンプサイクル２２と、冷媒水熱交換器１９の水側のヒーポン循環回路３途中に設けられて貯湯タンク１の湯水を循環させる循環ポンプ２３とから構成されている。ここで、前記冷媒水熱交換器１９は冷媒の流動方向と被加熱水の流動方向が対向する対向流式の熱交換器である。
【００１６】
２４は圧縮機１８と冷媒水熱交換器１９との間に設けられ、冷媒の吐出温度を検出する冷媒吐出温度センサ、２５は冷媒水熱交換器１９と電子膨張弁２０との間に設けられ、冷媒の冷媒水熱交換器１９からの流出温度を検出する流出温度センサ、２６は空気熱交換器２１の空気入口側に設けられ、外気温度を検出する外気温度センサ、２７は冷媒水熱交換器１９の水側の入水温度を検出する入水温度センサ、２８は冷媒水熱交換器１９の水側の沸き上げ温度を検出する沸き上げ温度センサである。
【００１７】
２９は各センサの出力を受けて各機器の作動を制御してヒートポンプ式給湯装置を運転させるマイクロコンピュータ等から成る制御手段で、過去の給湯量の最大値や平均値等の湯の使用実績を貯湯温度センサ１２で検出する貯湯タンク２の残湯量および昼間の沸き増し運転の実績から推測し、翌日の給湯量の予測量を確保できるように目標沸き上げ温度を６５℃から９０℃の範囲で決定し、外気温度、目標沸き上げ温度や入水温度から予め記憶されたデータテーブルを参照して圧縮機１８の運転周波数および循環ポンプ２３の運転周波数を決定し、その運転周波数で運転されるよう制御して沸き上げ運転を行わせるものである。
【００１８】
そして、給湯栓１１が開かれると、制御手段２９は、給湯圧力センサ１７で給湯栓１１が開かれたことを検知し、給湯加圧ポンプ１６を所定の運転周波数で駆動する。そして、貯湯タンク１の下部の給水管６から市水が流入し、貯湯タンク１上部から深夜時間帯に沸き上げられて貯湯されている高温の湯が出湯管７へ出湯され、出湯管７からの高温の湯と給水バイパス管８からの市水とが混合弁９で混合される。ここで、制御手段２９は、給湯温度センサ１２で検出する混合後の給湯温度がリモートコントローラ（図示せず）等で設定された給湯設定温度になるように混合弁９の混合比率を調整し、給湯設定温度の湯が給湯栓１１から高圧力で給湯されるようにしている。
【００１９】
３０は前記制御手段２９の一機能として設けられた周波数判別手段で、給湯加圧ポンプ１６の運転周波数と圧縮機１８の運転周波数と循環ポンプ２３の運転周波数とをそれぞれ判別して、近接しているかどうかを判別するものである。
【００２０】
ここで、周波数判別手段３０は、圧縮機１８の運転周波数は、その時の運転条件（外気温度、目標沸き上げ温度、入水温度等）から制御手段２９が予め記憶しているデータテーブルを参照して判別するようにし、循環ポンプ２３の運転周波数は制御手段２９が循環ポンプ２３に対して指示している運転周波数を参照して判別し、給湯加圧ポンプ１６の運転周波数は予め記憶している所定の運転周波数と判別するようにしている。
【００２１】
そして、前記周波数判別手段３０が給湯加圧ポンプ１６の運転周波数と圧縮機１８あるいは循環ポンプ２３の運転周波数とが一致するあるいは所定の数ヘルツ以下の周波数差しかないと判別した場合は、前記制御手段２９は給湯加圧ポンプ１６の運転周波数を圧縮機１８の運転周波数あるいは循環ポンプ２３の運転周波数から離れるように所定の数ヘルツ以上の周波数分だけ補正して運転するようにしている。なお、周波数差が大きくなれば、うなり現象として認識し辛いため、実用上問題とならないものである。
【００２２】
このようにして、給湯加圧ポンプ１６の運転周波数と圧縮機１８あるいは循環ポンプ２３の運転周波数とが近接した場合に、給湯加圧ポンプ１６の運転周波数を圧縮機１８あるいは循環ポンプ２３の運転周波数から離れるように補正するので、うなり現象がなくなり低周波の振動の発生を抑制できる。このとき、圧縮機１８あるいは循環ポンプ２３の運転周波数は補正しないため、沸き上げ運転には影響を与えないようにすることが可能なものである。
【００２３】
また、前記周波数判別手段３０が圧縮機１８の運転周波数と循環ポンプ２３の運転周波数とが一致するあるいは所定の数ヘルツ以下の周波数差しかないと判別した場合は、前記制御手段２９は圧縮機１８あるいは循環ポンプ２３の何れか一方の運転周波数を他方の運転周波数から離れるように所定の数ヘルツ以上の周波数分だけ補正して運転するようにしている。
【００２４】
このようにして、圧縮機１８の運転周波数と循環ポンプ２３の運転周波数とが近接した場合に、圧縮機１８あるいは循環ポンプ２３の何れか一方の運転周波数を他方の運転周波数から離れるように補正するので、うなり現象がなくなり低周波の振動の発生を抑制できる。
【００２５】
ここで、前記周波数判別手段３０は、給湯加圧ポンプ１６、圧縮機１８、循環ポンプ２３の実際の運転周波数を検出して判別するようにしても良いし、例えば圧縮機１８の運転周波数は前記のデータテーブルから判別し、循環ポンプ２３の運転周波数は実際の運転周波数を検出して判別するように、何れかを指示周波数で判別し、他方を検出周波数で判別するように組み合わせて判別するようにしても良いものである。
【００２６】
このように運転周波数が近接してうなり現象が生じる可能性がある場合に、一方の運転周波数を所定の周波数分補正するので、うなり現象がなくなり低周波の振動の発生を抑制し、耳障りな騒音を小さくできる。
【００２７】
なお、本発明は上記した一実施形態のみに限定されるものではなく、要旨を変更しない範囲で改変可能なもので、例えば、ヒートポンプ式給湯装置自体を貯湯タンクユニットとヒートポンプユニットと加圧ポンプユニットの複数に分割構成し、制御手段２９も複数の制御手段に分割してもよいものである。
【図面の簡単な説明】
【００２８】
【図１】本発明の一実施形態のヒートポンプ式給湯装置の概略構成図。
【符号の説明】
【００２９】
１  貯湯タンク
２  ヒートポンプ式加熱手段
３  ヒーポン循環回路
４  給湯管
５  給湯加圧ポンプ
６  圧縮機
７  冷媒水熱交換器
８  電子膨張弁（減圧器）
９  空気熱交換器（蒸発器）
１０  循環ポンプ
１１  冷媒吐出温度センサ
１２  周波数判別手段
【図１】
0005102072.tif 000002