(57)【要約】【課題】蓄暖中に凍結防止運転が開始されても、循環ポンプの駆動が短時間で安定するヒートポンプ貯湯式給湯暖房装置を提供する。【解決手段】循環ポンプ９を制御するポンプ制御部１９を備え、前記ポンプ制御部１９は暖房運転時の循環ポンプ９の暖房平均回転数Ａを演算すると共に、初回の暖房運転から凍結防止運転時の循環ポンプ９の暖房／凍結防止平均回転数Ｂを演算してこの差Ｃを算出し、初回以降の暖房／凍結防止運転から暖房運転への切替では、暖房／凍結防止平均回転数Ｂから差Ｃを差し引いた回転数になるように循環ポンプを制御し、暖房運転から暖房／凍結防止運転への切替では、暖房平均回転数Ａに差Ｃを加えた回転数になるように循環ポンプ９を制御するようにしたので、循環ポンプ９が短時間に安定して良好な暖房と凍結防止運転を得ることが出来るものである。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
湯水を貯湯する貯湯タンクと、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、前記貯湯タンクと前記ヒートポンプ式加熱手段とを湯水が循環可能に接続するヒーポン循環回路と、前記貯湯タンク内の湯水で２次側の暖房用循環液を加熱するための暖房熱交換器と、前記貯湯タンク内の湯水を前記暖房熱交換器へ循環させる蓄暖回路と、外気の温度を検出する外気温度検出手段とを備え、前記貯湯タンク内の湯水を前記蓄暖回路を介して前記暖房熱交換器へ循環させる暖房運転及び、前記外気温度検出手段が所定温度以下の外気温度を検出することで、前記暖房熱交換器を通過後の湯水をヒーポン循環回路を循環させる暖房／凍結防止運転とを、１つの循環ポンプの駆動で行うようにしたものに於いて、前記循環ポンプを制御するポンプ制御部を備え、前記ポンプ制御部は暖房運転時の循環ポンプの暖房平均回転数Ａを演算すると共に、初回の暖房運転から凍結防止運転時の循環ポンプの暖房／凍結防止平均回転数Ｂを演算してこの差Ｃを算出し、初回以降の暖房／凍結防止運転から暖房運転への切替では、暖房／凍結防止平均回転数Ｂから差Ｃを差し引いた回転数になるように循環ポンプを制御し、暖房運転から暖房／凍結防止運転への切替では、暖房平均回転数Ａに差Ｃを加えた回転数になるように循環ポンプを制御することを特徴とするヒートポンプ貯湯式給湯暖房装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、貯湯タンク内の湯水を暖房熱交換器へ循環させて行う暖房運転と、この暖房運転後の湯水をヒーポン循環回路に循環させて凍結を防止する運転とを行うヒートポンプ貯湯式給湯暖房装置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貯湯式給湯暖房装置においては、ヒートポンプ式加熱手段により深夜時間帯に貯湯タンク内の水を循環加熱して昼間での給湯に必要な分量を貯湯し、暖房を行う場合は、貯湯タンク内の湯水を暖房熱交換器へ循環させて行う蓄暖運転と、ヒートポンプ式加熱手段で加熱した湯水を暖房熱交換器へ循環させて行う直暖運転とを切り換えて行うようにしたものがあった。（例えば、特許文献１参照。）
【特許文献１】特開２００４−２１８９０９号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
しかし、この従来のものでは、蓄暖運転中に外気温が低下してヒーポン循環回路（直暖回路）に、蓄暖後の湯水を循環させる凍結防止運転を行った場合、ヒーポン循環回路が水熱交換器等により圧力損失が大きいことから、切替当初の循環ポンプ能力の変動が大きく、正常の状態に戻るのに時間がかかり、出力異常を生じる危険を有するものであった。
【課題を解決するための手段】
【０００４】
この発明はこの点に着目し上記欠点を解決するため、特にその構成を、湯水を貯湯する貯湯タンクと、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、前記貯湯タンクと前記ヒートポンプ式加熱手段とを湯水が循環可能に接続するヒーポン循環回路と、前記貯湯タンク内の湯水で２次側の暖房用循環液を加熱するための暖房熱交換器と、前記貯湯タンク内の湯水を前記暖房熱交換器へ循環させる蓄暖回路と、外気の温度を検出する外気温度検出手段とを備え、前記貯湯タンク内の湯水を前記蓄暖回路を介して前記暖房熱交換器へ循環させる暖房運転及び、前記外気温度検出手段が所定温度以下の外気温度を検出することで、前記暖房熱交換器を通過後の湯水をヒーポン循環回路を循環させる暖房／凍結防止運転とを、１つの循環ポンプの駆動で行うようにしたものに於いて、前記循環ポンプを制御するポンプ制御部を備え、前記ポンプ制御部は暖房運転時の循環ポンプの暖房平均回転数Ａを演算すると共に、初回の暖房運転から凍結防止運転時の循環ポンプの暖房／凍結防止平均回転数Ｂを演算してこの差Ｃを算出し、初回以降の暖房／凍結防止運転から暖房運転への切替では、暖房／凍結防止平均回転数Ｂから差Ｃを差し引いた回転数になるように循環ポンプを制御し、暖房運転から暖房／凍結防止運転への切替では、暖房平均回転数Ａに差Ｃを加えた回転数になるように循環ポンプを制御するようにしたものである。
【発明の効果】
【０００５】
以上のようにこの発明によれば、貯湯タンク内の湯水での暖房をしながらのヒーポン循環回路の凍結防止運転では、循環ポンプの安定が速く暖房と凍結防止を良好に行うことが出来るものであり、又凍結防止が終了して暖房単独に復帰する時も、循環ポンプの回転数を素早く目標回転数に維持出来、オーバーシュートやアンダーシュートが防止されるものであり、更にこの循環ポンプの回転数制御は、初回にヒーポン循環回路の圧力損失分を回転数の差Ｃとして演算し、この差Ｃを凍結防止運転では加算し、暖房単独運転への復帰でき引き算することで、暖房運転時の循環ポンプ出力が負荷によって変動しても確実に圧力損失分の調整が出来、精度の良い調整が行われるものである。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００６】
この発明のヒートポンプ貯湯式給湯暖房装置の一実施形態を図面に基づいて説明する。
１は湯水を貯湯する貯湯タンク、２は貯湯タンク１の下部に接続された給水管、３は貯湯タンク１の上部に接続された給湯管、４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、５は貯湯タンク１下部とヒートポンプ式加熱手段４とを第１三方弁６及び第２三方弁７を介して連通し、更に貯湯タンク１上部とを第３三方弁８を介して連通して該貯湯タンク１内の湯水が循環可能に接続するヒーポン循環回路、９はヒーポン循環回路５途中で第１三方弁６と第２三方弁７との間に備えられた循環ポンプである。
【０００７】
前記ヒートポンプ式加熱手段４は、冷媒を圧縮する圧縮機１０、高温高圧の冷媒から貯湯タンク１の湯水へ放熱する水熱交換器１１、冷媒を減圧する膨張弁１２、低温低圧の冷媒を空気との熱交換で蒸発させる空気熱交換器１３を環状に接続して構成されている。
【０００８】
１４は貯湯タンク１内の湯水で２次側の暖房用循環液を加熱するための暖房熱交換器で、貯湯タンク１上部とは第３三方弁８を有するヒーポン循環回路５の一部を兼用した往き回路１５で連通し、戻りは第１三方弁６の他方と連通し貯湯用と同一の循環ポンプ９から第４三方弁１６を介して貯湯タンク１中間部へ温度低下した湯水を戻す戻し回路１７が連通して蓄暖回路１８を構成するものである。
【０００９】
１９はマイコンからなるポンプ制御部で、各リモコン（図示せず）やヒートポンプ式加熱手段４に設けられ外気温度を検出する外気温度検出手段２０が入力側に接続し、第１三方弁６及び第２三方弁７、第３三方弁８、第４三方弁１６が出力側に接続され、各種運転時に回路を切替るようにしており、更に循環ポンプ９が接続すると共に該循環ポンプ９と一体で回転数を検出する回転数センサ２１も接続し、暖房負荷に応じて循環ポンプ９の回転数を制御することで湯水の流量を調整するものであり、更にポンプ制御部１９はこの暖房運転時の循環ポンプ９の平均回転数を回転数センサ２１で検出し、負荷の変動幅で割り算する演算で暖房平均回転数Ａを算出して予め記憶するものである。
【００１０】
次に、この一実施形態の作動について説明する。
深夜時間帯になると翌朝までの間にヒートポンプ式加熱手段４と循環ポンプ９を運転し、貯湯タンク１の下部から取り出した低温の湯水を水熱交換器１１で所定の高温になるように加熱して貯湯タンク１の上部へ戻すようにして翌日の給湯、暖房の予測負荷量に応じた熱量分だけ沸き上げる沸き上げ運転を行う。
【００１１】
そして、給湯管３の終端に設けられている蛇口が開かれると、貯湯タンク１下部の給水管２から市水が貯湯タンク１内に給水され、貯湯タンク１上部の給湯管３から高温の湯水が給湯される。
【００１２】
次に貯湯タンク１内の湯水を暖房熱交換器１４に循環させて暖房を行う蓄暖は、循環ポンプ９を駆動させて第３三方弁８を有する往き回路１５を介して貯湯タンク１内上部の高温水を、暖房熱交換器１４に流通して２次側を加熱して暖房を行わせ、熱交換で温度低下した温水は、第１三方弁６の他方と連通し貯湯用と同一の循環ポンプ９から第４三方弁１６を介して貯湯タンク１中間部へ戻し回路１７を介して戻され、順次この循環を繰り返して蓄暖が行われるものである。
【００１３】
一方前記外気温度検出手段２０が所定温度以下の凍結危険な外気温度を検出すると、ヒートポンプ式加熱手段４の加熱運転を停止した状態で、ヒーポン循環回路５に貯湯タンク１内の低温水を循環ポンプ９の駆動で循環させて回路の凍結を防止するもので、ヒーポン循環回路５を利用するが第２三方弁７を貯湯タンク１上側ではなく、貯湯タンク１下側に切替て流通させる。
【００１４】
更に前記の凍結防止運転が、貯湯タンク１内の湯水を暖房熱交換器１４に循環させて暖房を行う蓄暖中に発生した場合には、外気温度検出手段２０が所定温度以下を検出し、先ず暖房運転を一旦停止させた後にポンプ制御部１９を介して、第４三方弁１６を閉成させ第２三方弁７の貯湯タンク１下部連通側を開成させる。
【００１５】
そして再度循環ポンプ９を駆動することで、暖房熱交換器１４を通過してある程度温度低下した貯湯タンク１内の湯水を、水熱交換器１１を途中に有するヒーポン循環回路５を流通させて該ヒーポン循環回路５の凍結防止を行った後、貯湯タンク１の下部に更に温度低下した湯水を戻すものであるが、この時の循環ポンプ９の回転数は、ヒーポン循環回路５の圧力損失を考慮しながら暖房負荷に応じて変動するが、この圧力損失は設置条件によっても相違してくるので予め設定しておくことが出来ないので、初回のこの暖房と同時に凍結防止運転が行われた時に、回転数センサ２１で循環ポンプ９の回転数を検出し、ポンプ制御部１９で暖房／凍結防止平均回転数Ｂを演算し、更にこの暖房／凍結防止平均回転数Ｂから予め記憶しておいた暖房単独運転時の暖房平均回転数Ａを引いた差Ｃを算出し、この差Ｃをヒーポン循環回路５の圧力損失の増加回転数として記憶する。
【００１６】
次に外気温度検出手段２０が所定温度以上を検出した場合は、凍結防止運転が不用となるので、先ず運転を一旦停止させた後、再び蓄暖による暖房運転を再開するが、この時循環ポンプ９の回転数は暖房／凍結防止平均回転数Ｂから差Ｃを差し引いたものになるように最初から制御されるものであり、又再度暖房プラス凍結防止運転を行う場合も、循環ポンプ９の回転数は、暖房平均回転数Ａに差Ｃを加算したものになるように最初から制御するものであり、流量のオーバーシュートやアンダーシュートが防止され安定するまでの時間が早くなり、良好な暖房及び凍結防止運転が行えるものである。
【図面の簡単な説明】
【００１７】
【図１】本発明の一実施形態の蓄暖状態を示す温水暖房装置の概略構成図。
【図２】同蓄暖と凍結防止運転状態を示す温水暖房装置の概略構成図。
【図３】同電気回路の要部ブロック図。
【図４】同循環ポンプと流量の関連説明図。
【符号の説明】
【００１８】
１  貯湯タンク
４  ヒートポンプ式加熱手段
５  ヒーポン循環回路
９  循環ポンプ
１９  ポンプ制御部
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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