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JP2010032150A - Heat pump water heater - Google Patents

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JP2010032150A
JP2010032150A JP2008196136A JP2008196136A JP2010032150A JP 2010032150 A JP2010032150 A JP 2010032150A JP 2008196136 A JP2008196136 A JP 2008196136A JP 2008196136 A JP2008196136 A JP 2008196136A JP 2010032150 A JP2010032150 A JP 2010032150A
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JP
Japan
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hot water
heat pump
unit
water
temperature
Prior art date
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Pending
Application number
JP2008196136A
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Japanese (ja)
Inventor
Yasutaka Tokunaga
康孝 徳永
Shigeru Yamaguchi
繁 山口
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Panasonic Corp
Original Assignee
Panasonic Corp
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Publication date
Application filed by Panasonic Corp filed Critical Panasonic Corp
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  • Heat-Pump Type And Storage Water Heaters (AREA)

Abstract

【課題】不必要な時にはヒートポンプユニットへの電力供給を遮断し、消費電力の使用を抑制したヒートポンプ式給湯機を提供すること。
【解決手段】本発明のヒートポンプ式給湯機は、温水を生成する水冷媒熱交換器12を備えた冷凍サイクルを有するヒートポンプユニット1と、湯水を貯える貯湯タンク16を有するタンクユニット2とを備え、ヒートポンプユニット1とタンクユニット2とを接続する配管の凍結防止運転を行うヒートポンプ式給湯機であって、貯湯タンク16から水冷媒熱交換器12へ湯水を送る循環ポンプ17と、水冷媒熱交換器12から出湯する湯水の温度を検出する出湯温度検出手段35とを備え、ヒートポンプユニット1への電力供給を遮断後、所定時間T毎に循環ポンプ17を駆動し、循環ポンプ17が駆動してから所定時間αが経過するまでに出湯温度検出手段35で検出した温度情報に基づいて、凍結防止運転を行う。
【選択図】図1
An object of the present invention is to provide a heat pump type water heater that cuts off the power supply to a heat pump unit when it is unnecessary and suppresses the use of power consumption.
A heat pump type water heater of the present invention includes a heat pump unit 1 having a refrigeration cycle having a water-refrigerant heat exchanger 12 for generating hot water, and a tank unit 2 having a hot water storage tank 16 for storing hot water. A heat pump type hot water heater that performs anti-freezing operation of a pipe connecting the heat pump unit 1 and the tank unit 2, a circulating pump 17 that sends hot water from the hot water storage tank 16 to the water refrigerant heat exchanger 12, and a water refrigerant heat exchanger 12 and a hot water temperature detecting means 35 for detecting the temperature of hot water discharged from the hot water 12. After the power supply to the heat pump unit 1 is cut off, the circulation pump 17 is driven every predetermined time T, and the circulation pump 17 is driven. The freeze prevention operation is performed based on the temperature information detected by the tapping temperature detecting means 35 until the predetermined time α elapses.
[Selection] Figure 1

Description

本発明は、ヒートポンプ式給湯機に関連し、特に外気温度の検出方法に関するものである。   The present invention relates to a heat pump type water heater, and more particularly to a method for detecting an outside air temperature.

従来、この種のヒートポンプ式給湯機は、冷凍サイクルを有するヒートポンプユニットと、貯湯タンクを有するタンクユニットとを有し、ヒートポンプユニットとタンクユニットとを配管で接続して温水を生成するものである。特に、ヒートポンプユニットは大気と冷媒とで熱交換を行うため、外気温度の値が性能に大きく影響し、またヒートポンプユニットとタンクユニットとを連結する給湯配管内にある水が凍結してしまう恐れがあり、ヒートポンプ式給湯機が故障してしまうので、常に外気温度の情報を入手して、凍結防止運転を行う構成となっていた(例えば、特許文献1参照)。   Conventionally, this type of heat pump type hot water heater has a heat pump unit having a refrigeration cycle and a tank unit having a hot water storage tank, and connects the heat pump unit and the tank unit with piping to generate hot water. In particular, since the heat pump unit exchanges heat between the atmosphere and the refrigerant, the value of the outside air temperature greatly affects the performance, and the water in the hot water supply pipe connecting the heat pump unit and the tank unit may freeze. In addition, since the heat pump type hot water heater fails, the information on the outside air temperature is always obtained to perform the freeze prevention operation (for example, see Patent Document 1).

図3は、従来のヒートポンプ式給湯機の構成図である。図3に示すように、ヒートポンプ式給湯機は、ヒートポンプユニット1とタンクユニット2の二つに分かれている。まずヒートポンプユニット1の構成について説明する。   FIG. 3 is a configuration diagram of a conventional heat pump type water heater. As shown in FIG. 3, the heat pump water heater is divided into a heat pump unit 1 and a tank unit 2. First, the configuration of the heat pump unit 1 will be described.

ヒートポンプユニット1は、冷媒を圧縮するインバータ式圧縮機11、大気と熱交換を行う蒸発器14、冷媒を減圧する減圧装置13、水と熱交換を行う給湯熱交換器12を冷媒配管15で順次環状に接続して構成される冷凍サイクルを有し、冷媒には二酸化炭素を使用している。そして、蒸発器14での大気と冷媒との熱交換を促すための送風ファン19および送風ファン19を駆動するためのファンモータ20を備える。   The heat pump unit 1 includes an inverter compressor 11 that compresses refrigerant, an evaporator 14 that exchanges heat with the atmosphere, a decompression device 13 that decompresses refrigerant, and a hot water supply heat exchanger 12 that exchanges heat with water through a refrigerant pipe 15. It has a refrigeration cycle that is connected in a ring shape, and carbon dioxide is used as the refrigerant. And the fan motor 20 for driving the ventilation fan 19 for encouraging the heat exchange with the air | atmosphere and refrigerant | coolant in the evaporator 14 and the ventilation fan 19 is provided.

また、外気の温度を検出するための外気温度検出手段33、ヒートポンプユニット1に配設される各機器を制御するための制御装置である第1の制御装置30も備え、外気温度検出手段33で検出される外気温度の情報を、第1の制御装置30が取得する構成となっている。   Further, an outside air temperature detecting means 33 for detecting the temperature of the outside air and a first control device 30 which is a control device for controlling each device arranged in the heat pump unit 1 are also provided. The first control device 30 acquires information on the detected outside air temperature.

また、タンクユニット2は、湯水を貯える貯湯タンク16、貯湯タンク16内の湯水を給湯熱交換器12に送る循環ポンプ17を有しており、貯湯タンク16の底部、循環ポンプ17、給湯熱交換器12、貯湯タンク16の上部を順次給湯配管で環状に接続して給湯サイクルを構成しており、循環ポンプ17を駆動することで、貯湯タンク16の底部にある低温水が給湯熱交換器12へ送る。   The tank unit 2 also has a hot water storage tank 16 for storing hot water and a circulation pump 17 for sending the hot water in the hot water storage tank 16 to the hot water supply heat exchanger 12, and the bottom of the hot water storage tank 16, the circulation pump 17, and hot water supply heat exchange. The hot water supply cycle is configured by sequentially connecting the upper portions of the water heater 12 and the hot water storage tank 16 with a hot water supply pipe to form a hot water supply cycle. Send to.

貯湯タンク16の底部には給水源から水を供給するための給水配管21を接続し、貯湯タンク16の上部には高温水を出湯するための出湯配管22が接続されている。そして、タンクユニット2内に配設される各機器を制御するための制御装置である第2の制御装置31を備え、電源供給部(AC電源)32より電源が供給されている。なお、ヒートポンプユニット1内に配設されている第1の制御装置30への電源供給は、第2の制御装置31と電源供給線34で接続されており、第2の制御装置31を介して第1の制御装置30へ電力が供給されている。   A water supply pipe 21 for supplying water from a water supply source is connected to the bottom of the hot water storage tank 16, and a hot water discharge pipe 22 for discharging hot water is connected to the upper part of the hot water storage tank 16. A second control device 31 that is a control device for controlling each device disposed in the tank unit 2 is provided, and power is supplied from a power supply unit (AC power supply) 32. The power supply to the first control device 30 disposed in the heat pump unit 1 is connected to the second control device 31 by the power supply line 34, and the second control device 31 is connected to the first control device 30. Electric power is supplied to the first control device 30.

以上のように構成されたヒートポンプ式給湯機において、第1の制御装置30には常時電源が供給されていたため、外気温度検出手段33を通して逐一、外気温度を取得し、ヒートポンプユニット1およびタンクユニット2の各機器を制御していた。そして外気温度が一定の値を下回ると、ヒートポンプユニット1とタンクユニット2とを接続している給湯配管が凍結する恐れがあると判断し、循環ポンプ17を駆動して凍結防止の運転を行っ
ていた。
特開2007−139415号公報
In the heat pump type water heater configured as described above, since the power is always supplied to the first control device 30, the outside air temperature is obtained one by one through the outside air temperature detecting means 33, and the heat pump unit 1 and the tank unit 2 are obtained. Was controlling each device. When the outside air temperature falls below a certain value, it is determined that the hot water supply pipe connecting the heat pump unit 1 and the tank unit 2 may be frozen, and the circulation pump 17 is driven to perform the freeze prevention operation. It was.
JP 2007-139415 A

しかしながら、近年では家電の省エネ化が加速する中、ヒートポンプ式給湯機においても、さらなる省エネ化が求められている。特に、ヒートポンプ式給湯機は、深夜電力を主に使用して湯を沸き上げる給湯機であるため、昼間においてはヒートポンプユニットに電源を供給する機会は少ないものの、凍結防止等の運転を判断するため外気温度情報を取得する必要があり、常時ヒートポンプユニットへ電源を供給しなければならない。そのため、必要でない時においてもヒートポンプユニットへ電力を供給しなければならないので、消費電力が多くなってしまうという課題を有していた。   However, in recent years, energy saving of home appliances has been accelerated, and further energy saving is demanded for heat pump water heaters. In particular, the heat pump water heater is a water heater that mainly uses midnight power to boil hot water, so there are few opportunities to supply power to the heat pump unit during the daytime, but to determine operation such as freezing prevention. It is necessary to acquire outside air temperature information, and power must be supplied to the heat pump unit at all times. For this reason, even when it is not necessary, power must be supplied to the heat pump unit, which causes a problem of increased power consumption.

本発明は、前記従来の課題を解決するもので、不必要な時にはヒートポンプユニットへの電力供給を遮断し、消費電力の使用を抑制したヒートポンプ式給湯機を提供することを目的とする。   The present invention solves the above-described conventional problems, and an object thereof is to provide a heat pump type water heater that cuts off the power supply to the heat pump unit when unnecessary and suppresses the use of power consumption.

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機は、温水を生成する水冷媒熱交換器を備えた冷凍サイクルを有するヒートポンプユニットと、湯水を貯える貯湯タンクを有するタンクユニットとを備え、前記ヒートポンプユニットと前記タンクユニットとを接続する配管の凍結防止運転を行うヒートポンプ式給湯機であって、前記貯湯タンクから前記水冷媒熱交換器へ湯水を送る循環ポンプと、前記水冷媒熱交換器から出湯する湯水の温度を検出する出湯温度検出手段とを備え、前記ヒートポンプユニットへの電力供給を遮断後、所定時間T毎に前記循環ポンプを駆動し、前記循環ポンプが駆動してから所定時間αが経過するまでに前記出湯温度検出手段で検出した温度情報に基づいて、前記凍結防止運転を行うことにより、ヒートポンプユニットへの電力供給を遮断しても、ヒートポンプユニットとタンクユニットとを接続する配管内に残った湯水の温度情報で、外気温度を推定して、現在の外気の状態を認識することができるので、非常に消費電力を抑えることができるヒートポンプ式給湯機の提供が可能となる。   In order to solve the above-described conventional problems, a heat pump type hot water heater of the present invention includes a heat pump unit having a refrigeration cycle having a water-refrigerant heat exchanger for generating hot water, and a tank unit having a hot water storage tank for storing hot water. A heat pump type hot water heater for performing anti-freezing operation of a pipe connecting the heat pump unit and the tank unit, the circulation pump for sending hot water from the hot water storage tank to the water refrigerant heat exchanger, and the water refrigerant heat A hot water temperature detecting means for detecting the temperature of hot water discharged from the exchanger, and after the power supply to the heat pump unit is cut off, the circulation pump is driven every predetermined time T, and the circulation pump is driven. By performing the anti-freezing operation based on the temperature information detected by the tapping temperature detecting means until the predetermined time α elapses. Even if the power supply to the heat pump unit is shut off, the outside air temperature can be estimated from the temperature information of the hot water remaining in the pipe connecting the heat pump unit and the tank unit, and the current outside air state can be recognized. Therefore, it is possible to provide a heat pump type water heater that can greatly reduce power consumption.

本発明は、不必要な時にはヒートポンプユニットへの電力供給を遮断し、消費電力の使用を抑制したヒートポンプ式給湯機を提供することができる。   The present invention can provide a heat pump type hot water heater that cuts off the power supply to the heat pump unit when unnecessary and suppresses the use of power consumption.

第1の発明のヒートポンプ式給湯機は、温水を生成する水冷媒熱交換器を備えた冷凍サイクルを有するヒートポンプユニットと、湯水を貯える貯湯タンクを有するタンクユニットとを備え、前記ヒートポンプユニットと前記タンクユニットとを接続する配管の凍結防止運転を行うヒートポンプ式給湯機であって、前記貯湯タンクから前記水冷媒熱交換器へ湯水を送る循環ポンプと、前記水冷媒熱交換器から出湯する湯水の温度を検出する出湯温度検出手段とを備え、前記ヒートポンプユニットへの電力供給を遮断後、所定時間T毎に前記循環ポンプを駆動し、前記循環ポンプが駆動してから所定時間αが経過するまでに前記出湯温度検出手段で検出した温度情報に基づいて、前記凍結防止運転を行うことにより、ヒートポンプユニットへの電力供給を遮断しても、ヒートポンプユニットとタンクユニットとを接続する配管内に残った湯水の温度情報で、外気温度を推定して、現在の外気の状態を認識することができるので、非常に消費電力を抑えることができるヒートポンプ式給湯機の提供が可能となる。   The heat pump type hot water heater of the first invention includes a heat pump unit having a refrigeration cycle having a water-refrigerant heat exchanger for generating hot water, and a tank unit having a hot water storage tank for storing hot water, the heat pump unit and the tank A heat pump type water heater that performs anti-freezing operation of piping connecting the unit, a circulating pump that sends hot water from the hot water storage tank to the water refrigerant heat exchanger, and a temperature of hot water discharged from the water refrigerant heat exchanger Hot water temperature detection means for detecting the power supply, and after the power supply to the heat pump unit is cut off, the circulation pump is driven every predetermined time T until the predetermined time α elapses after the circulation pump is driven. Based on the temperature information detected by the tapping temperature detection means, the freeze prevention operation is performed, thereby Even if the supply is cut off, the temperature information of hot water remaining in the pipe connecting the heat pump unit and the tank unit can be used to estimate the outside air temperature and recognize the current outside air condition. It is possible to provide a heat pump type water heater that can suppress electric power.

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。
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings. Note that the present invention is not limited to the embodiments.

(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機の構成図である。図1に示すように、本発明のヒートポンプ式給湯機は、ヒートポンプユニット1とタンクユニット2を有し、それぞれが屋外に設置される。次にそれぞれのユニットの構成について説明する。なお、従来のヒートポンプ式給湯機と同じ構成部位については、従来のヒートポンプ式給湯機の構成図と同じ符号を付して説明する。
(Embodiment 1)
FIG. 1 is a configuration diagram of a heat pump type hot water heater in the first embodiment of the present invention. As shown in FIG. 1, the heat pump type water heater of the present invention has a heat pump unit 1 and a tank unit 2, and each is installed outdoors. Next, the configuration of each unit will be described. In addition, about the same structure part as the conventional heat pump type hot water supply machine, the same code | symbol as the block diagram of the conventional heat pump type water heater is attached | subjected and demonstrated.

ヒートポンプユニット1内には、冷媒を圧縮するインバータ式圧縮機11と、冷媒と水とが熱交換を行う水冷媒熱交換器12と、冷媒を減圧する減圧装置13と、大気と冷媒とが熱交換を行う蒸発器14とを冷媒配管15で順次環状に接続して構成した冷凍サイクルを有している。また、蒸発器14に空気を送り冷媒との熱交換を促進する送風ファン19および送風ファン19を駆動するためのファンモータ20、さらに外気温度を検出するための外気温度センサであるサーミスタ33を備えている。そして、ヒートポンプユニット1内に配設された各機器を制御するための第1の制御装置であり、マイクロコンピュータおよびその周辺回路で構成されるヒートポンプユニットの電子制御装置30を有している。   In the heat pump unit 1, an inverter compressor 11 that compresses the refrigerant, a water refrigerant heat exchanger 12 that exchanges heat between the refrigerant and water, a decompression device 13 that decompresses the refrigerant, and the atmosphere and the refrigerant are heated. It has the refrigerating cycle comprised by connecting the evaporator 14 which replaces with cyclic | annular connection with the refrigerant | coolant piping 15 sequentially. In addition, a blower fan 19 that sends air to the evaporator 14 to promote heat exchange with the refrigerant, a fan motor 20 for driving the blower fan 19, and a thermistor 33 that is an outside air temperature sensor for detecting the outside air temperature are provided. ing. And it is the 1st control apparatus for controlling each apparatus arrange | positioned in the heat pump unit 1, and has the electronic control apparatus 30 of the heat pump unit comprised by the microcomputer and its peripheral circuit.

タンクユニット2内には、湯水を貯える貯湯タンク16を有し、貯湯タンク16の底部には給水源から水を供給するための給水配管21、貯湯タンク16の頂部には給湯端末へ高温湯を供給するための出湯配管22を備えている。また、貯湯タンク16の底部から水冷媒熱交換器12へ湯水を送り、貯湯タンク16の上部へ戻す給湯回路を有しており、水冷媒熱交換器12と貯湯タンク16の底部との間には湯水を搬送するための循環ポンプ17が介設されている。   The tank unit 2 has a hot water storage tank 16 for storing hot water, a hot water supply pipe 21 for supplying water from a water supply source to the bottom of the hot water storage tank 16, and hot water to the hot water supply terminal at the top of the hot water storage tank 16. A hot water supply pipe 22 for supplying is provided. In addition, a hot water supply circuit for sending hot water from the bottom of the hot water storage tank 16 to the water refrigerant heat exchanger 12 and returning it to the upper part of the hot water storage tank 16 is provided, and between the water refrigerant heat exchanger 12 and the bottom of the hot water storage tank 16. Is provided with a circulation pump 17 for conveying hot water.

さらに、水冷媒熱交換器12と貯湯タンク16の上部とを接続する給湯配管には流路切替装置である三方弁23が設けられており、三方弁23を切り替えることによって貯湯タンク16の底部へ湯水が導かれる給湯配管を有している。つまり三方弁23を切り替えることで水冷媒熱交換器12で生成された温水を、貯湯タンク16の上部もしくは底部へ導くことを切り替えることが可能となっている。   Further, a three-way valve 23 that is a flow path switching device is provided in a hot water supply pipe connecting the water refrigerant heat exchanger 12 and the upper part of the hot water storage tank 16, and the three-way valve 23 is switched to the bottom of the hot water storage tank 16. It has a hot water supply pipe through which hot water is guided. That is, by switching the three-way valve 23, it is possible to switch the guiding of the hot water generated by the water / refrigerant heat exchanger 12 to the top or bottom of the hot water storage tank 16.

そして、タンクユニット2内に配設された各機器を制御するための第2の制御装置であり、マイクロコンピュータおよびその周辺回路で構成されるタンクユニットの電子制御装置31を有している。さらにタンクユニット2の外部よりAC電源32から第2の制御装置31に電力が供給され、第2の制御装置31と第1の制御装置30とが電力線および通信線からなる電源供給線34で接続されているため、AC電源32から第2の制御装置31を介して第1の制御装置30へと電力が供給される。   And it is the 2nd control apparatus for controlling each apparatus arrange | positioned in the tank unit 2, and has the electronic control apparatus 31 of the tank unit comprised with a microcomputer and its peripheral circuit. Furthermore, electric power is supplied from the AC power supply 32 to the second control device 31 from the outside of the tank unit 2, and the second control device 31 and the first control device 30 are connected by a power supply line 34 including a power line and a communication line. Therefore, electric power is supplied from the AC power source 32 to the first control device 30 via the second control device 31.

水冷媒熱交換器12では、インバータ式圧縮機11で圧縮され高温高圧になった冷媒と、貯湯タンク16の底部にある低温水とが熱交換を行い、高温水が生成される。そして、水冷媒熱交換器12で生成される温度を検出するための出湯温度センサであるサーミスタ35を備えており、サーミスタ35で検出される温度に応じて三方弁23で流路が切り替えられ、貯湯タンク16の上部と下部とに湯水を流入させる構成である。   In the water-refrigerant heat exchanger 12, the refrigerant that has been compressed by the inverter compressor 11 to high temperature and high pressure and the low-temperature water at the bottom of the hot water storage tank 16 exchange heat to generate high-temperature water. And it has the thermistor 35 which is the tapping temperature sensor for detecting the temperature produced | generated with the water refrigerant | coolant heat exchanger 12, and a flow path is switched by the three-way valve 23 according to the temperature detected with the thermistor 35, The hot water is allowed to flow into the upper and lower portions of the hot water storage tank 16.

以上のように構成されたヒートポンプ式給湯機において、以下、外気温度の推定方法について説明する。   In the heat pump type water heater configured as described above, a method for estimating the outside air temperature will be described below.

通常、AC電源32から第1の制御装置および第2の制御装置へ電力を供給しており、サーミスタ33で外気温度を逐一検出し、その外気温度情報を第1の制御装置で受信して
いる。そしてその外気温度情報を元に、冷凍サイクルの制御および凍結防止運転の制御を行っている。特に、貯湯タンク16内の湯水を沸き上げる深夜時間帯には、ヒートポンプユニット1を制御する第1の制御装置に、常時、電力が供給されている状態となっている。
Normally, power is supplied from the AC power source 32 to the first control device and the second control device, the outside temperature is detected one by one by the thermistor 33, and the outside temperature information is received by the first control device. . Based on the outside air temperature information, the control of the refrigeration cycle and the freeze prevention operation are performed. In particular, in the late-night time zone when boiling hot water in the hot water storage tank 16, power is always supplied to the first control device that controls the heat pump unit 1.

そして、深夜時間帯が終了すると、貯湯タンク16内には高温湯で満たされている状態となるので、第2の制御装置を介して第1の制御装置へ供給されている電力を遮断する。その結果、ヒートポンプユニット1への電力供給を遮断するので、消費電力を削減することができる。   When the midnight time period ends, the hot water storage tank 16 is filled with high-temperature hot water, and thus the power supplied to the first control device via the second control device is cut off. As a result, power supply to the heat pump unit 1 is cut off, so that power consumption can be reduced.

しかしながらヒートポンプユニット1には、電力が供給されていない状態となり、サーミスタ33で検出される外気温度情報も第1の制御装置で受信することができなくなってしまう。そのため、外気温度情報を用いて制御を行うことができないという状態になってしまう。特に、寒冷地や冬季には外気温度情報を用いて、凍結防止運転を行っているため、外気温度情報の入手はヒートポンプ式給湯機の制御において非常に重要となってくる。   However, power is not supplied to the heat pump unit 1, and the outside temperature information detected by the thermistor 33 cannot be received by the first controller. Therefore, it will be in the state which cannot perform control using outside temperature information. In particular, since freezing prevention operation is performed using the outside air temperature information in cold districts and winter seasons, obtaining outside air temperature information is very important in the control of a heat pump type water heater.

凍結防止運転とは、タンクユニット2とヒートポンプユニット1とを接続する配管の凍結を防止する運転のことである。外気温度がある所定値を下回ると、タンクユニット2とヒートポンプユニット1とを結ぶ配管内にある湯水が凍ってしまう可能性があり、配管内の湯水が膨張することで破裂してしまい、給湯機として機能しなくなってしまう可能性がある。   The freeze prevention operation is an operation that prevents the piping connecting the tank unit 2 and the heat pump unit 1 from freezing. If the outside air temperature falls below a predetermined value, the hot water in the pipe connecting the tank unit 2 and the heat pump unit 1 may freeze, and the hot water in the pipe expands and bursts. May stop functioning.

そこで、本発明では外気温度情報を直接得ずとも、水冷媒熱交換器12から出湯する水の温度情報で推定し、凍結防止運転を行うようにしている。以下、具体的な外気温度の推定方法について説明する。   Therefore, in the present invention, the temperature information of the water discharged from the water-refrigerant heat exchanger 12 is estimated and the freeze prevention operation is performed without directly obtaining the outside air temperature information. Hereinafter, a specific method for estimating the outside air temperature will be described.

図2は、本発明の外気温度を推定するフロー図である。図2に示すように、第1の制御装置では、常時、外気温度情報に基づいて、圧縮機の制御や膨張弁の制御、さらには外気温度情報をタンクユニット2内の第2の制御装置31へ送って循環ポンプなどの制御(運転指示作成)を行っている。   FIG. 2 is a flowchart for estimating the outside air temperature of the present invention. As shown in FIG. 2, the first control device always controls the compressor and the expansion valve based on the outside air temperature information, and further the outside air temperature information to the second control device 31 in the tank unit 2. To control the circulation pump (create operation instructions).

しかしながら、第2の制御装置31から第1の制御装置30への電力供給が遮断されると、外気温度情報を取得することができない。そこで、本発明では、図2に示すように、ヒートポンプユニット1への電力供給を遮断している場合には、循環ポンプ17を駆動することで外気温度を推定して運転指示作成を行っている。   However, when the power supply from the second control device 31 to the first control device 30 is interrupted, the outside air temperature information cannot be acquired. Therefore, in the present invention, as shown in FIG. 2, when the power supply to the heat pump unit 1 is interrupted, the circulation pump 17 is driven to estimate the outside air temperature and create the operation instruction. .

本発明では、ヒートポンプユニット1への電力供給が遮断されると、所定時間T毎に循環ポンプ17を駆動する。この時、ヒートポンプユニット1を動作させていないので、水冷媒熱交換器12では熱交換は行われず、貯湯タンク1の底部にある水が冷媒水熱交換器12を通過して、貯湯タンク16へ返流される。   In the present invention, when power supply to the heat pump unit 1 is interrupted, the circulation pump 17 is driven every predetermined time T. At this time, since the heat pump unit 1 is not operated, heat exchange is not performed in the water / refrigerant heat exchanger 12, and water at the bottom of the hot water storage tank 1 passes through the refrigerant / water heat exchanger 12 to the hot water storage tank 16. Returned.

この時、流路切替装置23は貯湯タンク16の底部側へ水が送られるように切り替えられている。その結果、サーミスタ35では貯湯タンク16の底部にある湯水の温度を検出することができる。特に、給湯端末などで湯を使用することで、給水源から貯湯タンク16の底部に水が供給されるので、サーミスタ35で検出される湯水の温度は、給水源から供給される湯水の温度に比較的近い値を得ることができる。   At this time, the flow path switching device 23 is switched so that water is sent to the bottom side of the hot water storage tank 16. As a result, the thermistor 35 can detect the temperature of the hot water at the bottom of the hot water storage tank 16. In particular, when hot water is used at a hot water supply terminal or the like, water is supplied from the water supply source to the bottom of the hot water storage tank 16, so the temperature of the hot water detected by the thermistor 35 is equal to the temperature of the hot water supplied from the water supply source. A relatively close value can be obtained.

ここで、給水源から供給される湯水の温度は、季節に応じて変動し、特に、冬季の給水温度は、夏季の給水温度に比べて低い。そのため、給水温度と外気温度との相関関係を予め第2の制御装置に記憶させておくことで、外気温度が高いか、あるいは低いかを判定す
ることが可能である。
Here, the temperature of the hot water supplied from the water supply source varies depending on the season, and in particular, the water supply temperature in winter is lower than the water supply temperature in summer. Therefore, it is possible to determine whether the outside air temperature is high or low by storing the correlation between the feed water temperature and the outside air temperature in advance in the second control device.

しかしながら、深夜時間帯終了時点から、循環ポンプを駆動させるまでの所定時間Tの間に、給湯端末から高温湯を出湯させなければ、貯湯タンク16内は高温の湯水で満たされており、給水源から冷水は供給されていない。その状態で循環ポンプ17を駆動すると、外気温度が低く給水温度が低い時であっても、まだ貯湯タンク16への底部へ供給されていないので、貯湯タンク16の底部にある比較的高温の温水が冷媒水熱交換器12へ供給される。その結果、サーミスタ35で検出する温度は高温になってしまい、外気温度が低いかもしれない状況であるにもかかわらず、外気温度は高いと判断されてしまう。つまり、サーミスタ35で検出する温度と、外気温度との相関関係だけでは、正確な外気温度情報を推定することができない。   However, if hot water is not discharged from the hot water supply terminal during a predetermined time T from the end of the midnight time period to the time when the circulation pump is driven, the hot water storage tank 16 is filled with hot hot water. No cold water is supplied from When the circulation pump 17 is driven in this state, even when the outside air temperature is low and the feed water temperature is low, it is not yet supplied to the bottom of the hot water storage tank 16. Is supplied to the refrigerant water heat exchanger 12. As a result, the temperature detected by the thermistor 35 becomes high, and it is determined that the outside air temperature is high although the outside air temperature may be low. In other words, accurate outside air temperature information cannot be estimated only by the correlation between the temperature detected by the thermistor 35 and the outside air temperature.

一方、ヒートポンプユニット1とタンクユニット2とは、一般的に二本の給湯配管で接続されており、一つが貯湯タンク16の底部から水冷媒熱交換器12へ湯水を送るための配管、もう一つが水冷媒熱交換器12から貯湯タンク16へ湯水を送るための配管である。そしてこの二本の給湯配管は、循環ポンプ17を駆動しない限り、外気温度の影響を大きく受けた湯水が溜まったままになっている。   On the other hand, the heat pump unit 1 and the tank unit 2 are generally connected by two hot water supply pipes, and one is a pipe for sending hot water from the bottom of the hot water storage tank 16 to the water / refrigerant heat exchanger 12, and the other. One is a pipe for sending hot water from the water refrigerant heat exchanger 12 to the hot water storage tank 16. In these two hot water supply pipes, hot water greatly affected by the outside air temperature remains accumulated unless the circulation pump 17 is driven.

そこで本発明では、ヒートポンプユニット1とタンクユニット2との間に接続されている配管内に溜まっている水の温度を検出することが、外気温度に近い値を得ることができることに着目し、外気温度の推定を行った。   Therefore, in the present invention, focusing on the fact that detecting the temperature of the water accumulated in the pipe connected between the heat pump unit 1 and the tank unit 2 can obtain a value close to the outside air temperature, The temperature was estimated.

具体的には、ヒートポンプユニット1への電力供給が遮断されると、比較的循環量を抑えた状態で所定時間T毎に循環ポンプ17を駆動し、循環ポンプ17の駆動を開始してから所定時間αが経過するまでにサーミスタ35で検出した温度情報で、凍結防止運転を開始するかどうかを判断している。そして循環ポンプ17を駆動して所定時間αを経過すると、循環ポンプ17の運転を停止して、所定時間T後に再度循環ポンプ17を駆動する。   Specifically, when the power supply to the heat pump unit 1 is cut off, the circulation pump 17 is driven at a predetermined time T with a relatively small amount of circulation, and the circulation pump 17 starts to be driven for a predetermined time. Whether or not to start the freeze prevention operation is determined based on the temperature information detected by the thermistor 35 until the time α elapses. When the circulating pump 17 is driven and a predetermined time α elapses, the operation of the circulating pump 17 is stopped, and the circulating pump 17 is driven again after a predetermined time T.

つまり、貯湯タンク16の底部にある湯水が、水冷媒熱交換器12に供給されるまでの温度情報に基づいて凍結防止運転を開始するもので、水冷媒熱交換器12と貯湯タンク16の底部とを接続した給湯配管内に残っている湯水の温度に基づいて凍結防止運転を行うものである。   That is, the antifreezing operation is started based on temperature information until the hot water at the bottom of the hot water storage tank 16 is supplied to the water refrigerant heat exchanger 12, and the bottom of the water refrigerant heat exchanger 12 and the hot water storage tank 16. The freeze prevention operation is performed based on the temperature of the hot water remaining in the hot water supply pipe connected to.

その結果、外気温度情報を直接入手せずとも、外気温度の影響を大きく受けた湯水の温度情報で、凍結防止運転を開始することができるので、消費電力の削減を実現しつつ、同時にタイミングよく凍結防止運転を行うことができる。   As a result, it is possible to start freezing prevention operation with hot and cold water temperature information that is greatly affected by the outside air temperature without directly obtaining outside air temperature information. Freezing prevention operation can be performed.

なお、所定時間Tおよび所定時間αは、循環ポンプ17の循環量およびヒートポンプユニット1とタンクユニット2とを結ぶ配管長等のデータより予め実験的に算出された値であり、ヒートポンプ式給湯機の形態に応じて様々な値に変更することができる。また、本発明は、循環量を抑えた状態で循環ポンプ17を駆動して、配管内に残った湯水の温度を検出したが、循環ポンプ17の循環量は限定されるものではなく、配管内に残った湯水の温度を検出できる範囲であれば、どのような循環量であっても問題は無い。   The predetermined time T and the predetermined time α are values experimentally calculated in advance from data such as the circulation amount of the circulation pump 17 and the pipe length connecting the heat pump unit 1 and the tank unit 2. It can be changed to various values depending on the form. In the present invention, the circulation pump 17 is driven in a state where the circulation amount is suppressed and the temperature of the hot water remaining in the pipe is detected. However, the circulation amount of the circulation pump 17 is not limited, and the inside of the pipe is not limited. As long as the temperature of the remaining hot water can be detected, there is no problem regardless of the circulation amount.

また、凍結防止運転では、循環ポンプ17を駆動するだけでなく、ヒートポンプユニット1への電力供給も開始し、冷凍サイクルを動作させることで、水冷媒熱交換器12で高温水を生成することができ、給湯回路内に高温水を循環させることができ、効率のよい凍結防止運転を行うことも可能である。   Further, in the freeze prevention operation, not only the circulation pump 17 is driven, but also the power supply to the heat pump unit 1 is started and the refrigeration cycle is operated to generate high-temperature water in the water / refrigerant heat exchanger 12. It is possible to circulate high-temperature water in the hot water supply circuit, and it is possible to perform efficient freezing prevention operation.

以上のように、本発明に係るヒートポンプ式給湯機は、省エネ型の給湯機を提供することが可能となり、特に寒冷地などのヒートポンプ式給湯機には、非常に効果的に凍結防止運転を実現することが可能である。   As described above, the heat pump type hot water heater according to the present invention can provide an energy saving type hot water heater, and in particular, the anti-freezing operation is realized very effectively for the heat pump type hot water heater such as a cold district. Is possible.

本発明の実施の形態1におけるヒートポンプ式給湯機の構成図The block diagram of the heat pump type water heater in Embodiment 1 of this invention 同実施の形態における外気温度推定のフロー図Flow chart of outside temperature estimation in the same embodiment 従来のヒートポンプ式給湯機の構成図Configuration diagram of conventional heat pump water heater

符号の説明Explanation of symbols

11 インバータ式圧縮機
12 水冷媒熱交換器(給湯熱交換器)
13 減圧装置
14 蒸発器
15 冷媒配管
16 貯湯タンク
17 循環ポンプ
18 液体配管
19 送風ファン
20 ファンモータ
21 給水配管
22 出湯配管
23 流路切替装置
30 ヒートポンプユニットの電子制御装置(第1の制御装置)
31 タンクユニットの電子制御装置(第2の制御装置)
32 AC電源
33 外気温度検出手段(サーミスタ)
34 電源供給栓
35 出湯温度検出手段(サーミスタ)
11 Inverter compressor 12 Water refrigerant heat exchanger (hot water supply heat exchanger)
DESCRIPTION OF SYMBOLS 13 Pressure reducing device 14 Evaporator 15 Refrigerant piping 16 Hot water storage tank 17 Circulation pump 18 Liquid piping 19 Blower fan 20 Fan motor 21 Water supply piping 22 Hot water piping 23 Flow path switching device 30 Electronic control device (first control device) of heat pump unit
31 Electronic control device of tank unit (second control device)
32 AC power supply 33 Outside temperature detection means (thermistor)
34 Power supply plug 35 Hot water temperature detection means (thermistor)

Claims (1)

温水を生成する水冷媒熱交換器を備えた冷凍サイクルを有するヒートポンプユニットと、湯水を貯える貯湯タンクを有するタンクユニットとを備え、前記ヒートポンプユニットと前記タンクユニットとを接続する配管の凍結防止運転を行うヒートポンプ式給湯機であって、前記貯湯タンクから前記水冷媒熱交換器へ湯水を送る循環ポンプと、前記水冷媒熱交換器から出湯する湯水の温度を検出する出湯温度検出手段とを備え、前記ヒートポンプユニットへの電力供給を遮断後、所定時間T毎に前記循環ポンプを駆動し、前記循環ポンプが駆動してから所定時間αが経過するまでに前記出湯温度検出手段で検出した温度情報に基づいて、前記凍結防止運転を行うことを特徴とするヒートポンプ式給湯機。 A heat pump unit having a refrigeration cycle provided with a water-refrigerant heat exchanger for generating hot water, and a tank unit having a hot water storage tank for storing hot water, and performing anti-freezing operation for piping connecting the heat pump unit and the tank unit A heat pump type hot water supply device, comprising: a circulation pump for sending hot water from the hot water storage tank to the water refrigerant heat exchanger; and a hot water temperature detecting means for detecting the temperature of hot water discharged from the water refrigerant heat exchanger, After the power supply to the heat pump unit is cut off, the circulating pump is driven every predetermined time T, and the temperature information detected by the tapping temperature detecting means until the predetermined time α elapses after the circulating pump is driven. Based on this, the heat pump type hot water heater is characterized in that the freeze prevention operation is performed.
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Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
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