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JP2007285571A - Heat pump equipment - Google Patents

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Publication number
JP2007285571A
JP2007285571A JP2006112161A JP2006112161A JP2007285571A JP 2007285571 A JP2007285571 A JP 2007285571A JP 2006112161 A JP2006112161 A JP 2006112161A JP 2006112161 A JP2006112161 A JP 2006112161A JP 2007285571 A JP2007285571 A JP 2007285571A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
compressor
temperature
heat pump
hot water
refrigerant
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
JP2006112161A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Shinichi Sakamoto
真一 坂本
Yuji Horiuchi
雄次 堀内
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Daikin Industries Ltd
Original Assignee
Daikin Industries Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Daikin Industries Ltd filed Critical Daikin Industries Ltd
Priority to JP2006112161A priority Critical patent/JP2007285571A/en
Publication of JP2007285571A publication Critical patent/JP2007285571A/en
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  • Heat-Pump Type And Storage Water Heaters (AREA)

Abstract

【課題】圧縮機の加熱を短時間で行うことができ、しかもエネルギロスを低減して運転効率を向上することが可能なヒートポンプ装置を提供する。
【解決手段】圧縮機の温度が第1基準温度(T1)以下になったときに圧縮機25を駆動する。圧縮機25の温度は、圧縮機25の吐出配管温度(Td)として検出する。駆動時の駆動周波数を下限運転周波数(Fmin)とし、上記圧縮機25の温度が、第2基準温度(T2)以上になったときに、圧縮機25の駆動を停止する。
【選択図】図4
The present invention provides a heat pump device capable of heating a compressor in a short time and reducing energy loss and improving operating efficiency.
A compressor is driven when a temperature of the compressor becomes equal to or lower than a first reference temperature (T1). The temperature of the compressor 25 is detected as the discharge pipe temperature (Td) of the compressor 25. The driving frequency during driving is set to the lower limit operating frequency (Fmin), and when the temperature of the compressor 25 becomes equal to or higher than the second reference temperature (T2), the driving of the compressor 25 is stopped.
[Selection] Figure 4

Description

この発明は、ヒートポンプ装置に関するものである。   The present invention relates to a heat pump device.

ヒートポンプ式給湯機は、本発明の実施形態を示す図でもある図1に示すように、給湯サイクル1と冷媒サイクル2とを備える。給湯サイクル1は、貯湯タンク3を備え、この貯湯タンク3に貯湯された温湯が図示省略の浴槽等に供給される。すなわち、貯湯タンク3には、その底壁に給水口5が設けられると共に、その上壁に給湯口6が設けられている。そして、給水口5から貯湯タンク3に水道水が供給され、給湯口6から高温の温湯が出湯される。また、貯湯タンク3には、その底壁に取水口10が開設されると共に、側壁(周壁)の上部に湯入口11が開設され、取水口10と湯入口11とが循環路12にて連結されている。そして、この循環路12に水循環用ポンプ13と熱交換路14とが介設されている。なお、給水口5には給水用流路8が接続されている。   The heat pump type hot water heater includes a hot water supply cycle 1 and a refrigerant cycle 2 as shown in FIG. 1 which is also a diagram showing an embodiment of the present invention. The hot water supply cycle 1 includes a hot water storage tank 3, and hot water stored in the hot water storage tank 3 is supplied to a bathtub or the like (not shown). That is, the hot water storage tank 3 is provided with a water supply port 5 on its bottom wall and a hot water supply port 6 on its upper wall. Then, tap water is supplied from the water supply port 5 to the hot water storage tank 3, and hot hot water is discharged from the hot water supply port 6. The hot water storage tank 3 has a water intake 10 at the bottom wall and a hot water inlet 11 at the top of the side wall (peripheral wall). The water intake 10 and the hot water inlet 11 are connected by a circulation path 12. Has been. The circulation path 12 is provided with a water circulation pump 13 and a heat exchange path 14. A water supply channel 8 is connected to the water supply port 5.

また、上記循環路12にはバイパス流路15が設けられている。すなわち、バイパス流路15は、湯入口11側から分岐して、貯湯タンク3の下部(この場合、底壁)に接続されている。そして、分岐部16と湯入口11との間に第1開閉弁17が介設されると共に、バイパス流路15の分岐部16側に第2開閉弁18が介設されている。各開閉弁17、18でバイパス切換手段19が構成される。なお、このバイパス切換手段19の各開閉弁17、18は、後述する制御手段20にて制御される。   The circulation path 12 is provided with a bypass flow path 15. That is, the bypass flow path 15 branches from the hot water inlet 11 side and is connected to the lower part (in this case, the bottom wall) of the hot water storage tank 3. A first opening / closing valve 17 is interposed between the branching portion 16 and the hot water inlet 11, and a second opening / closing valve 18 is interposed on the branching portion 16 side of the bypass flow path 15. Each on-off valve 17, 18 constitutes a bypass switching means 19. The on-off valves 17 and 18 of the bypass switching means 19 are controlled by a control means 20 described later.

従って、バイパス切換手段19の第1開閉弁17を開状態とすると共に、第2開閉弁18を閉状態として、水循環用ポンプ13を駆動させれば、取水口10から循環路12に流出した温水は、熱交換路14を流れ、この熱交換路14から湯入口11を介して貯湯タンク3の上部に流入する。以下、このように湯入口11を介して貯湯タンク3の上部に流入する状態を通常循環状態と呼ぶこととする。これに対して、バイパス切換手段19の第1開閉弁17を閉状態とすると共に、第2開閉弁18を開状態として、水循環用ポンプ13を駆動させれば、取水口10から循環路12に流出した温水は、熱交換路14を流れ、この熱交換路14から分岐部16を介してバイパス流路15に入って、このバイパス流路15から貯湯タンク3の下部に流入する。以下、このようにバイパス流路15から貯湯タンク3の下部に流入する状態をバイパス循環状態と呼ぶこととする。このため、バイパス循環状態では、貯湯タンク3の上部に温水(低温水)が流入しない。   Accordingly, when the first on-off valve 17 of the bypass switching means 19 is opened and the second on-off valve 18 is closed and the water circulation pump 13 is driven, the hot water that has flowed out of the intake port 10 into the circulation path 12 is reached. Flows through the heat exchange path 14 and flows into the upper part of the hot water storage tank 3 from the heat exchange path 14 via the hot water inlet 11. Hereinafter, the state of flowing into the upper part of the hot water storage tank 3 through the hot water inlet 11 will be referred to as a normal circulation state. On the other hand, when the first on-off valve 17 of the bypass switching means 19 is closed and the second on-off valve 18 is opened and the water circulation pump 13 is driven, the water intake 10 is connected to the circulation path 12. The hot water that has flowed out flows through the heat exchange path 14, enters the bypass flow path 15 via the branch portion 16 from the heat exchange path 14, and flows into the lower portion of the hot water storage tank 3 from the bypass flow path 15. Hereinafter, such a state of flowing from the bypass flow path 15 to the lower part of the hot water storage tank 3 is referred to as a bypass circulation state. For this reason, warm water (low temperature water) does not flow into the upper part of the hot water storage tank 3 in the bypass circulation state.

また、上記循環路12は、給湯サイクル1側の配管21と、冷媒サイクル2の配管22とを備え、この配管21、22が連絡配管23、24にて連結されている。なお、この連絡配管23、24は室外側に配設されているので、外気温度が低い場合にその内部が凍結するおそれのあるものである。   The circulation path 12 includes a pipe 21 on the hot water supply cycle 1 side and a pipe 22 of the refrigerant cycle 2, and the pipes 21 and 22 are connected by connecting pipes 23 and 24. Since the communication pipes 23 and 24 are disposed on the outdoor side, the inside may be frozen when the outside air temperature is low.

次に、冷媒サイクル(ヒートポンプ式加熱)2は冷媒循環回路を備え、この冷媒循環回路は、圧縮機25と、熱交換路14を構成する水熱交換器26と、減圧機構(電動膨張弁)27と、空気熱交換器28とを順に接続して構成される。すなわち、圧縮機25の吐出管29を水熱交換器26に接続し、水熱交換器26と電動膨張弁27とを冷媒通路30にて接続し、電動膨張弁27と空気熱交換器28とを冷媒通路31にて接続し、空気熱交換器28と圧縮機25とをアキュームレータ32が介設された冷媒通路33にて接続している。また、冷媒としては、冷媒に超臨界で使用する超臨界冷媒(例えば、炭酸ガス)を用いる。なお、空気熱交換器28にはこの空気熱交換器28の能力を調整するファン34が付設されている。   Next, the refrigerant cycle (heat pump type heating) 2 includes a refrigerant circulation circuit, and this refrigerant circulation circuit includes a compressor 25, a water heat exchanger 26 that constitutes the heat exchange path 14, and a pressure reducing mechanism (electric expansion valve). 27 and the air heat exchanger 28 are connected in order. That is, the discharge pipe 29 of the compressor 25 is connected to the water heat exchanger 26, the water heat exchanger 26 and the electric expansion valve 27 are connected by the refrigerant passage 30, and the electric expansion valve 27 and the air heat exchanger 28 are connected. Are connected by a refrigerant passage 31, and the air heat exchanger 28 and the compressor 25 are connected by a refrigerant passage 33 in which an accumulator 32 is interposed. Moreover, as a refrigerant | coolant, the supercritical refrigerant | coolant (for example, carbon dioxide gas) used supercritically for a refrigerant | coolant is used. The air heat exchanger 28 is provided with a fan 34 that adjusts the capacity of the air heat exchanger 28.

そして、循環路12には、取水口10から流出して熱交換路14に入る温水(低温水)の温度(入水温度)を検出する入水サーミスタ35aと、熱交換路14にて加熱された温水の温度(出湯温度)を検出する出湯サーミスタ36aとが設けられている。さらに、空気熱交換器28には、この空気熱交換器28の温度を検出する空気熱交サーミスタ48aが付設されている。また、この図1において、37aは外気温度を検出する外気温度検出用サーミスタ、40aは吐出配管温度検出サーミスタである。   The circulation path 12 includes an incoming thermistor 35 a that detects the temperature (incoming water temperature) of hot water (low temperature water) that flows out from the water intake 10 and enters the heat exchange path 14, and hot water heated in the heat exchange path 14. And a hot water thermistor 36a for detecting the temperature (hot water temperature) of the hot water. Further, the air heat exchanger 28 is provided with an air heat exchange thermistor 48 a that detects the temperature of the air heat exchanger 28. In FIG. 1, reference numeral 37a denotes an outside air temperature detection thermistor for detecting the outside air temperature, and reference numeral 40a denotes a discharge pipe temperature detection thermistor.

また、吐出管29と冷媒通路31(電動膨張弁27と空気熱交換器28とを接続する通路における空気熱交換器28の直前の位置)とは、デフロスト弁39を有するデフロスト回路38にて接続されている。すなわち、圧縮機25からのホットガスを蒸発器として機能する空気熱交換器28に直接供給することができ、これによって、蒸発器28の霜を除去するデフロスト運転が可能となる。そのため、この冷媒サイクル2は、通常の湯沸き上げ運転と、デフロスト運転とを行うことができる。   Further, the discharge pipe 29 and the refrigerant passage 31 (the position immediately before the air heat exchanger 28 in the passage connecting the electric expansion valve 27 and the air heat exchanger 28) are connected by a defrost circuit 38 having a defrost valve 39. Has been. That is, the hot gas from the compressor 25 can be directly supplied to the air heat exchanger 28 functioning as an evaporator, thereby enabling a defrost operation for removing the frost of the evaporator 28. Therefore, this refrigerant cycle 2 can perform a normal hot water heating operation and a defrost operation.

さらに、この冷媒循環回路は、高圧側において分岐して、この分岐部よりも下流側の位置において合流するバイパス回路42を設けると共に、このバイパス回路42に冷媒調整器43を介設し、さらに、この冷媒調整器43の出口側に流量調整用の調整弁44を設けている。すなわち、バイパス回路42は、水熱交換器26の上流側から分岐して冷媒調整器43に接続される第1通路45と、この冷媒調整器43から導出されて第1通路45の分岐部よりも下流側において水熱交換器26に合流する第2通路46とを備えている。そして、第2通路46に上記流量調整弁44を介設している。   Further, the refrigerant circulation circuit is provided with a bypass circuit 42 that branches on the high-pressure side and merges at a position downstream of the branch portion, and a refrigerant regulator 43 is provided in the bypass circuit 42. An adjustment valve 44 for adjusting the flow rate is provided on the outlet side of the refrigerant regulator 43. That is, the bypass circuit 42 branches from the upstream side of the water heat exchanger 26 and is connected to the refrigerant regulator 43, and is led out from the refrigerant regulator 43 and is branched from the branch portion of the first passage 45. And a second passage 46 that merges with the water heat exchanger 26 on the downstream side. The flow rate adjusting valve 44 is interposed in the second passage 46.

そして、この冷媒調整器43内には、上記冷媒通路31の一部を構成する通路47が配設され、バイパス回路42を介してこの冷媒調整器43内に入った高圧冷媒と、この通路47を流れる低圧冷媒との熱交換を行う。この場合、調整弁44の開度を調整することによって、冷媒調整器43内を通過する冷媒流量を調整して、冷媒調整器43内の冷媒温度を調整している。これは、流量調整弁44の開度制御によって、要求された冷媒温度に保持し、冷媒調整器43内を適切な冷媒収容量とすることができ、この回路内の冷媒循環量を最適な量とするためである。   A passage 47 that constitutes a part of the refrigerant passage 31 is disposed in the refrigerant regulator 43, and the high-pressure refrigerant that has entered the refrigerant regulator 43 via the bypass circuit 42 and the passage 47 Heat exchange with low-pressure refrigerant flowing through In this case, the refrigerant flow rate in the refrigerant regulator 43 is adjusted by adjusting the opening degree of the adjustment valve 44 to adjust the refrigerant temperature in the refrigerant regulator 43. This is because the required refrigerant temperature can be maintained by controlling the opening degree of the flow rate adjusting valve 44, and the refrigerant regulator 43 can be set to an appropriate refrigerant capacity, and the refrigerant circulation amount in this circuit can be set to an optimum amount. This is because.

ところで、このヒートポンプ式給湯機の制御部は、図2に示すように、入水温度検出手段35と、出湯温度検出手段36と、外気温度検出手段37と、吐出配管温度検出手段40と、空気熱交換器温度検出手段48と、タイマ手段50と、制御手段20等を備える。そして、これらの検出手段35、36、37、48やタイマ手段50等からのデータが制御手段20に入力され、この制御手段20では、これらのデータ等に基づいて、圧縮機25やデフロスト弁39等に制御信号が送信され、この制御信号に基づいてこれらの圧縮機25等が作動する。また、入水温度検出手段35は上記入水サーミスタ35aにて構成でき、出湯温度検出手段36は上記出湯サーミスタ36aにて構成でき、外気温度検出手段37は上記外気温度検出サーミスタ37aにて構成でき、吐出配管温度検出手段40は吐出配管温度検出サーミスタ40aにて構成でき、空気熱交換器温度検出手段48は上記空気熱交サーミスタ48aにて構成することができる。さらに、タイマ手段50は、時間を計測する既存のタイマ等にて構成することができる。なお、制御手段20は例えばマイクロコンピュータにて構成することができる。   By the way, as shown in FIG. 2, the control unit of the heat pump type hot water heater includes an incoming water temperature detection means 35, a hot water temperature detection means 36, an outside air temperature detection means 37, a discharge pipe temperature detection means 40, and air heat. An exchanger temperature detecting means 48, a timer means 50, a control means 20 and the like are provided. Data from these detection means 35, 36, 37, 48, timer means 50 and the like is input to the control means 20, and the control means 20 uses the compressor 25 and the defrost valve 39 based on these data and the like. A control signal is transmitted to the compressor 25, and the compressor 25 and the like are operated based on the control signal. The incoming water temperature detecting means 35 can be constituted by the incoming water thermistor 35a, the hot water temperature detecting means 36 can be constituted by the outgoing hot water thermistor 36a, and the outside air temperature detecting means 37 can be constituted by the outside air temperature detecting thermistor 37a. The discharge pipe temperature detection means 40 can be constituted by a discharge pipe temperature detection thermistor 40a, and the air heat exchanger temperature detection means 48 can be constituted by the air heat exchange thermistor 48a. Furthermore, the timer means 50 can be configured by an existing timer or the like that measures time. The control means 20 can be constituted by a microcomputer, for example.

上記のように構成されたヒートポンプ式給湯機によれば、バイパス切換手段19を通常循環状態とすると共に、デフロスト弁39を閉状態として、圧縮機25を駆動させると共に、水循環用ポンプ13を駆動(作動)させると、貯湯タンク3の底部に設けた取水口10から貯溜水(低温水)が流出し、これが循環路12の熱交換路14を流通する。そのときこの温湯は水熱交換器26によって加熱され(沸き上げられ)、湯入口11から貯湯タンク3の上部に返流(流入)される。このような動作を継続して行うことによって、貯湯タンク3に高温の温湯を貯湯することができる。なお、この種のヒートポンプ装置は、例えば、特許文献1にも開示されているように公知である。   According to the heat pump type water heater configured as described above, the bypass switching means 19 is set in the normal circulation state, the defrost valve 39 is closed, the compressor 25 is driven, and the water circulation pump 13 is driven ( When activated), the stored water (low temperature water) flows out from the water intake 10 provided at the bottom of the hot water storage tank 3, and this flows through the heat exchange path 14 of the circulation path 12. At this time, the hot water is heated (boiling) by the water heat exchanger 26 and returned (inflow) from the hot water inlet 11 to the upper portion of the hot water storage tank 3. By continuously performing such an operation, hot hot water can be stored in the hot water storage tank 3. In addition, this kind of heat pump apparatus is well-known as it is disclosed by patent document 1, for example.

ところで、上記のようなヒートポンプ装置においては、冬季等において圧縮機25の停止状態が継続して、その温度が低下している際には、冷媒の寝込みを防止すると共に、起動性を確保するため、及び炭酸ガス冷媒を用いる際には、電気絶縁性の確保、耐久性の確保のために圧縮機25を加熱しておく必要がある。そのため、周知のように、圧縮機25のモータに欠相通電する対策が採られていた(例えば、特許文献2、特許文献3)。
特開2003−222391号公報 特開平08−110102号公報 特開2002−266762号公報
By the way, in the heat pump apparatus as described above, when the compressor 25 is continuously stopped and its temperature is lowered in winter or the like, it is possible to prevent the stagnation of the refrigerant and to ensure the startability. When the carbon dioxide refrigerant is used, it is necessary to heat the compressor 25 in order to ensure electrical insulation and durability. For this reason, as is well known, measures have been taken to cause phase loss energization of the motor of the compressor 25 (for example, Patent Document 2 and Patent Document 3).
JP 2003-222391 A Japanese Patent Laid-Open No. 08-110102 JP 2002-266762 A

しかしながら、上記のようにヒートポンプ装置を加熱するのに欠相通電を行う方法を採用する場合には、圧縮機を加熱するのに長い時間を要し、また、加熱に消費された電力は、ヒートポンプ機能には全く寄与しないので無駄な電力となり、そのため、エネルギロスを招くという欠点がある。   However, in the case of adopting the method of performing phase loss energization to heat the heat pump device as described above, it takes a long time to heat the compressor, and the electric power consumed for the heating is the heat pump Since it does not contribute to the function at all, it is a wasteful electric power.

この発明は、上記従来の欠点を解決するためになされたものであって、その目的は、圧縮機の加熱を短時間で行うことができ、しかもエネルギロスを低減して運転効率を向上することが可能なヒートポンプ装置を提供することにある。   The present invention has been made to solve the above-mentioned conventional drawbacks, and its purpose is to be able to heat the compressor in a short time, and to reduce the energy loss and improve the operation efficiency. An object of the present invention is to provide a heat pump device capable of performing the above.

そこで、この発明のヒートポンプ装置は、密閉形圧縮機25を有するヒートポンプ装置において、圧縮機の温度が第1基準温度(T1)以下になったときに圧縮機25を駆動することを特徴としている。   Therefore, the heat pump device of the present invention is characterized in that in the heat pump device having the hermetic compressor 25, the compressor 25 is driven when the temperature of the compressor becomes equal to or lower than the first reference temperature (T1).

また、この発明のヒートポンプ装置は、上記圧縮機25の温度は、圧縮機25の吐出配管温度(Td)として検出することを特徴としている。   The heat pump device according to the present invention is characterized in that the temperature of the compressor 25 is detected as a discharge pipe temperature (Td) of the compressor 25.

さらに、この発明のヒートポンプ装置は、上記圧縮機25が圧縮能力可変なものであって、上記駆動時の駆動周波数を下限運転周波数(Fmin)としていることを特徴としている。   Furthermore, the heat pump device of the present invention is characterized in that the compressor 25 has a variable compression capability, and the drive frequency at the time of the drive is the lower limit operation frequency (Fmin).

この発明のヒートポンプ装置は、上記圧縮機25の運転を所定時間だけ行った後、圧縮機25の運転を停止することを特徴とする。   The heat pump device of the present invention is characterized in that after the compressor 25 is operated for a predetermined time, the compressor 25 is stopped.

この発明のヒートポンプ装置は、上記圧縮機25の温度が、上記第1基準温度(T1)よりも高い第2基準温度(T2)以上になったときに、圧縮機25の駆動を停止することを特徴とする。   The heat pump device of the present invention stops the driving of the compressor 25 when the temperature of the compressor 25 becomes equal to or higher than the second reference temperature (T2) higher than the first reference temperature (T1). Features.

この発明のヒートポンプ装置は、上記圧縮機25は、起動直後はオープンループ制御がなされ、その後、圧縮機25の温度が所定温度に上昇したときにクローズドループ制御が開始されるものであって、上記第2基準温度(T2)を上記所定温度よりも低く設定していることを特徴とする。   In the heat pump device of the present invention, the compressor 25 is subjected to open loop control immediately after startup, and then closed loop control is started when the temperature of the compressor 25 rises to a predetermined temperature. The second reference temperature (T2) is set lower than the predetermined temperature.

上記ヒートポンプ装置では、圧縮機25を加熱するのに圧縮機25を駆動するため、駆動用の電力は、ヒートポンプ機能に寄与することになり、そのためエネルギロスを低減して運転効率を向上することが可能となる。また、欠相通電を行う場合に比較して、短時間で圧縮機25を加熱することが可能となる。また、その際の運転周波数として下限周波数(Fmin)を用いれば、圧縮機25の加熱に不必要な電力の使用を抑制でき、エネルギ効率を向上することができる。さらに、圧縮機25の温度を吐出配管温度(Td)で代用したり、圧縮機25の駆動を所定時間で停止するようにしたりする場合には、制御構成を簡素化できる。また、圧縮機25の温度が第2基準温度(T2)以上になったときに圧縮機25の駆動を停止するようにすれば、一段とエネルギ効率を向上できるし、クローズドループ制御を行わないようにした場合には、制御構成を簡素化できることになる。   In the heat pump device, since the compressor 25 is driven to heat the compressor 25, the driving electric power contributes to the heat pump function, so that energy loss can be reduced and operating efficiency can be improved. It becomes possible. In addition, it is possible to heat the compressor 25 in a shorter time than when performing phase loss energization. Further, if the lower limit frequency (Fmin) is used as the operating frequency at that time, use of electric power unnecessary for heating the compressor 25 can be suppressed, and energy efficiency can be improved. Furthermore, when the temperature of the compressor 25 is replaced with the discharge pipe temperature (Td), or the driving of the compressor 25 is stopped in a predetermined time, the control configuration can be simplified. Further, if the driving of the compressor 25 is stopped when the temperature of the compressor 25 becomes equal to or higher than the second reference temperature (T2), the energy efficiency can be further improved and the closed loop control is not performed. In this case, the control configuration can be simplified.

次に、この発明のヒートポンプ装置の具体的な実施の形態について、図面を参照しつつ詳細に説明する。図1は実施形態におけるヒートポンプ装置(ヒートポンプ式給湯機)の簡略回路図を示し、図2は、その制御部の簡略ブロック図を示しているが、これらは、上記従来例に関連して説明したものと同一であるので、その説明は省略する。このヒートポンプ式給湯機における圧縮機25は、圧縮能力可変なインバータ圧縮機であり、公知の圧縮機25と同様に、密閉容器内に圧縮要素と、この圧縮要素を駆動する電動要素とを備える(図示せず)。そして、この圧縮機25は、図3に示すような起動制御が行われる。まず、起動操作がなされると、圧縮機25の運転周波数は、下限周運転波数(Fmin)まで引き上げられる。この下限運転周波数(Fmin)は、圧縮機25の運転を継続する上で、圧縮要素に必要なトルク等を考慮して適宜定められるものであって、例えば、通常は40Hz程度に設定されている。そして、この状態で一定時間だけ保持した後で、段階的に引き上げられ、最終的には目標運転周波数(Fsr)まで引き上げられる。目標運転周波数(Fsr)は、外気温度、入水温度、目標出湯温度等によって、上記制御手段20によって定められるものである。   Next, specific embodiments of the heat pump device of the present invention will be described in detail with reference to the drawings. FIG. 1 shows a simplified circuit diagram of a heat pump device (heat pump type water heater) in the embodiment, and FIG. 2 shows a simplified block diagram of its control unit, which have been described in relation to the conventional example. The description is omitted because it is the same as the above. The compressor 25 in this heat pump type hot water heater is an inverter compressor having a variable compression capability, and includes a compression element and an electric element that drives the compression element in a hermetic container, like the known compressor 25 ( Not shown). The compressor 25 is subjected to start-up control as shown in FIG. First, when a starting operation is performed, the operating frequency of the compressor 25 is raised to the lower limit circumferential operating wave number (Fmin). This lower limit operating frequency (Fmin) is appropriately determined in consideration of torque necessary for the compression element when the operation of the compressor 25 is continued, and is normally set to about 40 Hz, for example. . Then, after being held for a certain time in this state, it is raised stepwise and finally raised to the target operating frequency (Fsr). The target operating frequency (Fsr) is determined by the control means 20 according to the outside air temperature, the incoming water temperature, the target hot water temperature, and the like.

また、上記ヒートポンプ装置においては、圧縮機25の起動時において、圧縮機25の起動直後から吐出配管温度(Td)が所定温度(例えば、60℃)に達するまでは、オープンループ制御がなされ、その後、圧縮機25の吐出配管温度(Td)が上記所定温度に上昇したときにクローズドループ制御が開始される。   In the heat pump device, when the compressor 25 is started, open loop control is performed from immediately after the compressor 25 is started until the discharge pipe temperature (Td) reaches a predetermined temperature (for example, 60 ° C.). When the discharge pipe temperature (Td) of the compressor 25 rises to the predetermined temperature, the closed loop control is started.

図4には、上記圧縮機25の停止時における加熱運転制御方法のフローチャートを示している。まず、ステップS1において、吐出配管温度(Td)が第1基準温度(例えば、10℃)(T1)以下になったときに加熱運転を開始する。このとき、圧縮機25の運転周波数は、上記下限運転周波数(Fmin)とする(ステップS2)。また、上記給湯機においては、バイパス切換手段19をバイパス循環状態に切り替えると共に、水循環ポンプ13を駆動する。すなわち、バイパス切換手段19の第1開閉弁17を閉状態とすると共に、第2開閉弁18を開状態として、水循環用ポンプ13を駆動すれば、取水口10から循環路12に流出した温水は、熱交換路14を流れ、この熱交換路14から分岐部16を介してバイパス流路15に入って、このバイパス流路15から貯湯タンク3の下部に流入するので、このようなバイパス循環状態としておくのである。そして、ステップS3において、吐出配管温度(Td)が第2基準温度(例えば、40℃)(T2)以上になったときに圧縮機25の運転を停止する。この場合、ヒートポンプ装置においては、吐出配管温度(Td)が上記クローズドループ制御の開始温度以下に保持されるので、圧縮機25は、クローズドループ制御されず、電動膨張弁27の開度は、初期設定開度に維持される。   FIG. 4 shows a flowchart of the heating operation control method when the compressor 25 is stopped. First, in step S1, the heating operation is started when the discharge pipe temperature (Td) becomes equal to or lower than the first reference temperature (for example, 10 ° C.) (T1). At this time, the operating frequency of the compressor 25 is set to the lower limit operating frequency (Fmin) (step S2). Moreover, in the said water heater, while switching the bypass switching means 19 to a bypass circulation state, the water circulation pump 13 is driven. That is, when the first on-off valve 17 of the bypass switching means 19 is closed and the second on-off valve 18 is opened and the water circulation pump 13 is driven, the hot water flowing out from the water intake 10 to the circulation path 12 is Since the heat exchange path 14 flows into the bypass flow path 15 from the heat exchange path 14 via the branching portion 16 and flows into the lower part of the hot water storage tank 3 from the bypass flow path 15, such a bypass circulation state It is set as. In step S3, the operation of the compressor 25 is stopped when the discharge pipe temperature (Td) becomes equal to or higher than the second reference temperature (for example, 40 ° C.) (T2). In this case, in the heat pump device, since the discharge pipe temperature (Td) is kept below the start temperature of the closed loop control, the compressor 25 is not closed loop controlled, and the opening degree of the electric expansion valve 27 is initially set. The set opening is maintained.

上記ヒートポンプ装置では、圧縮機25を加熱するのに圧縮機25を駆動するため、駆動用の電力は、貯湯タンク3の内部の温水を加熱するのに費やされる。そのためネルギロスを低減して運転効率を向上することが可能となる。また、欠相通電を行う場合に比較して、短時間で圧縮機25を加熱することが可能となり、立ち上がり性能を向上できる。しかも、上記ヒートポンプ給湯機は、圧縮機25の運転が使用者の意思に無関係に行われることが多いので、突如として圧縮機25の運転が行われても使用者に及ぼす不快感は少なく、使用快適性を損なうのが抑制される。また、その際の運転周波数として下限周波数(Fmin)を用いているので、圧縮機25の加熱に不必要な電力の使用を抑制でき、エネルギ効率を向上することができる。さらに、圧縮機25の温度を吐出配管温度(Td)で代用しているので、制御構成を簡素化できる。また、圧縮機25の温度が第2基準温度(T2)以上になったときに圧縮機25の駆動を停止するようにすれば、一段とエネルギ効率を向上できる。また、上記のようにクローズドループ制御を行わないようにした場合には、制御構成を簡素化できることになる。また、上記のように、貯湯タンク3の内部をバイパスしてその上部の湯入口11と下部の取水口10を連通するバイパス流路15を水熱交換器14と並列に設け、圧縮機25の上記運転中に、水熱交換器15で加熱された温湯を、上記バイパス流路15に流入させるようにした場合には、冬季等の寒冷時に、圧縮機25の駆動電力を、連結配管23、24の凍結防止に寄与させることができ、エネルギ効率を一段と向上することができる。   In the heat pump device, since the compressor 25 is driven to heat the compressor 25, the driving power is consumed to heat the hot water inside the hot water storage tank 3. As a result, the energy loss can be reduced and the driving efficiency can be improved. In addition, it is possible to heat the compressor 25 in a short time as compared with the case where the phase loss energization is performed, and the start-up performance can be improved. Moreover, since the operation of the compressor 25 is often performed regardless of the user's intention, the heat pump water heater has little discomfort on the user even if the compressor 25 is suddenly operated. Impairing comfort is suppressed. Further, since the lower limit frequency (Fmin) is used as the operating frequency at that time, use of electric power unnecessary for heating the compressor 25 can be suppressed, and energy efficiency can be improved. Furthermore, since the temperature of the compressor 25 is replaced by the discharge pipe temperature (Td), the control configuration can be simplified. Further, if the drive of the compressor 25 is stopped when the temperature of the compressor 25 becomes equal to or higher than the second reference temperature (T2), energy efficiency can be further improved. Further, when the closed loop control is not performed as described above, the control configuration can be simplified. Further, as described above, the bypass passage 15 that bypasses the interior of the hot water storage tank 3 and communicates the upper hot water inlet 11 and the lower water intake 10 is provided in parallel with the water heat exchanger 14. When the hot water heated by the water heat exchanger 15 is allowed to flow into the bypass flow path 15 during the operation, the driving power of the compressor 25 is connected to the connecting pipe 23, 24 can contribute to prevention of freezing, and energy efficiency can be further improved.

以上にこの発明の具体的な実施の形態について説明したが、この発明は上記形態に限定されるものではなく、この発明の範囲内で種々変更して実施することができる。例えば、上記においては、圧縮機25の温度が第2基準温度(T2)以上になったときに、圧縮機25の運転を停止しているが、上記同様に圧縮機25の駆動を開始した後、所定時間の経過後に、圧縮機25の温度とは無関係に一義的に運転を停止するようにしてもよい。この場合には、制御構成を簡素化できるとの利点がある。また、ヒートポンプ装置としては、給湯機に限らず、空気調和機等の種々の装置に適用が可能である。なお、このヒートポンプ装置の冷媒としては、炭酸ガスを用いるのが好ましいが、その他、ジクロロジフルオロメタン(R−12)やクロロジフルオロメタン(R−22)のような冷媒であっても、オゾン層の破壊、環境汚染等の問題から、1,1,1,2−テトラフルオロエタン(R−134a)のような代替冷媒であってもよい。   Although specific embodiments of the present invention have been described above, the present invention is not limited to the above embodiments, and various modifications can be made within the scope of the present invention. For example, in the above, when the temperature of the compressor 25 becomes equal to or higher than the second reference temperature (T2), the operation of the compressor 25 is stopped, but after the drive of the compressor 25 is started as described above. After a predetermined time has elapsed, the operation may be uniquely stopped regardless of the temperature of the compressor 25. In this case, there is an advantage that the control configuration can be simplified. Moreover, as a heat pump apparatus, it is applicable not only to a hot water supply machine but to various apparatuses, such as an air conditioner. Carbon dioxide gas is preferably used as the refrigerant of this heat pump device, but other refrigerants such as dichlorodifluoromethane (R-12) and chlorodifluoromethane (R-22) can also be used in the ozone layer. An alternative refrigerant such as 1,1,1,2-tetrafluoroethane (R-134a) may be used because of problems such as destruction and environmental pollution.

この発明の実施形態としてのヒートポンプ式給湯機の簡略回路図である。It is a simplified circuit diagram of the heat pump type hot water heater as an embodiment of the present invention. 上記ヒートポンプ式給湯機の制御部の簡略ブロック図である。It is a simplified block diagram of the control part of the said heat pump type water heater. 上記ヒートポンプ式給湯機の起動時の周波数制御を示すタイムチャート図である。It is a time chart which shows the frequency control at the time of starting of the said heat pump type water heater. 上記ヒートポンプ式給湯機の加熱方法のフローチャート図である。It is a flowchart figure of the heating method of the said heat pump type water heater.

符号の説明Explanation of symbols

25 圧縮機
T1 第1基準温度
T2 第2基準温度
Td 吐出配管温度
25 Compressor T1 First reference temperature T2 Second reference temperature Td Discharge piping temperature

Claims (6)

密閉形圧縮機(25)を有するヒートポンプ装置において、圧縮機(25)の温度が第1基準温度(T1)以下になったときに圧縮機(25)を駆動することを特徴とするヒートポンプ装置。   A heat pump apparatus having a hermetic compressor (25), wherein the compressor (25) is driven when the temperature of the compressor (25) becomes equal to or lower than a first reference temperature (T1). 上記圧縮機(25)の温度は、圧縮機(25)の吐出配管温度(Td)として検出することを特徴とする請求項1のヒートポンプ装置。   The heat pump device according to claim 1, wherein the temperature of the compressor (25) is detected as a discharge pipe temperature (Td) of the compressor (25). 上記圧縮機(25)が圧縮能力可変なものであって、上記駆動時の駆動周波数を下限運転周波数(Fmin)としていることを特徴とする請求項1又は請求項2のヒートポンプ装置。   The heat pump device according to claim 1 or 2, wherein the compressor (25) has a variable compression capacity, and the driving frequency during the driving is a lower limit operating frequency (Fmin). 上記圧縮機(25)の運転を所定時間だけ行った後、圧縮機(25)の運転を停止することを特徴とする請求項1〜請求項3のいずれかのヒートポンプ装置。   The heat pump device according to any one of claims 1 to 3, wherein the compressor (25) is stopped after the compressor (25) has been operated for a predetermined time. 上記圧縮機(25)の温度が、上記第1基準温度(T1)よりも高い第2基準温度(T2)以上になったときに、圧縮機(25)の駆動を停止することを特徴とする請求項1〜請求項3のいずれかのヒートポンプ装置。   When the temperature of the compressor (25) becomes equal to or higher than the second reference temperature (T2) higher than the first reference temperature (T1), the driving of the compressor (25) is stopped. The heat pump apparatus in any one of Claims 1-3. 上記圧縮機(25)は、起動直後はオープンループ制御がなされ、その後、圧縮機(25)の温度が所定温度に上昇したときにクローズドループ制御が開始されるものであって、上記第2基準温度(T2)を上記所定温度よりも低く設定していることを特徴とする請求項5のヒートポンプ装置。   The compressor (25) is subjected to open loop control immediately after startup, and then closed loop control is started when the temperature of the compressor (25) rises to a predetermined temperature. 6. The heat pump device according to claim 5, wherein the temperature (T2) is set lower than the predetermined temperature.
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