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JP5445170B2 - Heat pump water heater - Google Patents

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JP5445170B2
JP5445170B2 JP2010013813A JP2010013813A JP5445170B2 JP 5445170 B2 JP5445170 B2 JP 5445170B2 JP 2010013813 A JP2010013813 A JP 2010013813A JP 2010013813 A JP2010013813 A JP 2010013813A JP 5445170 B2 JP5445170 B2 JP 5445170B2
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由樹 山岡
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Description

本発明は、冷凍サイクル装置を熱源とするヒートポンプ給湯機に関するものである。   The present invention relates to a heat pump water heater using a refrigeration cycle apparatus as a heat source.

まず、従来のヒートポンプ給湯機の構成について説明する。図6において、1は圧縮機、2は放熱器、3は膨張弁、4は蒸発器であり、これらはこの順で環状に構成され、冷媒回路5を形成している。また、図5において、6は膨張弁入口配管、7は膨張弁出口配管、8は入水配管、9は出湯配管、22は圧縮機断熱材であり、各々が図5に示すように配されて筐体内に配されるのが代表的である。   First, the structure of the conventional heat pump water heater will be described. In FIG. 6, 1 is a compressor, 2 is a radiator, 3 is an expansion valve, and 4 is an evaporator, which are configured in an annular shape in this order to form a refrigerant circuit 5. Further, in FIG. 5, 6 is an expansion valve inlet pipe, 7 is an expansion valve outlet pipe, 8 is a water inlet pipe, 9 is a hot water outlet pipe, and 22 is a compressor heat insulating material, and each is arranged as shown in FIG. Typically, it is arranged in a housing.

以上のように構成されたヒートポンプ給湯機について、以下にその動作を説明する。   The operation of the heat pump water heater configured as described above will be described below.

圧縮機1から吐出された高圧の冷媒は放熱器2へ供給され、放熱器2において水と熱交換を行って放熱した後に膨張弁3に供給される。膨張弁3にて減圧された後、蒸発器4に供給されて吸熱した後、圧縮機1へ吸入される。また、圧縮機断熱材22は圧縮機1を断熱し、放熱器2へ供給される冷媒の温度をより高く維持する。   The high-pressure refrigerant discharged from the compressor 1 is supplied to the radiator 2, and heat is exchanged with water in the radiator 2 to dissipate heat and then supplied to the expansion valve 3. After being depressurized by the expansion valve 3, it is supplied to the evaporator 4, absorbs heat, and then sucked into the compressor 1. Moreover, the compressor heat insulating material 22 insulates the compressor 1 and maintains the temperature of the refrigerant supplied to the radiator 2 higher.

一方、放熱器2に供給される水は、積層ポンプによって貯湯タンクの底部より入水配管8経て放熱器2へと供給され、冷媒と熱交換をして温水となった後に出湯配管9を経て貯湯タンクの頂部へと還流される。   On the other hand, the water supplied to the radiator 2 is supplied from the bottom of the hot water storage tank to the radiator 2 through the inlet pipe 8 by the stacking pump, exchanges heat with the refrigerant and becomes hot water, and then passes through the outlet pipe 9 to store the hot water. Reflux to the top of the tank.

ヒートポンプ給湯機のエネルギー効率を高くするためには、圧縮機断熱材22によって圧縮機1を断熱しているように、圧縮機1などの高温部からの熱漏洩量を低減する必要がある(例えば、特許文献1参照)。   In order to increase the energy efficiency of the heat pump water heater, it is necessary to reduce the amount of heat leakage from a high temperature part such as the compressor 1 so that the compressor 1 is insulated by the compressor heat insulating material 22 (for example, , See Patent Document 1).

特開2007−192440号公報JP 2007-192440 A

しかしながら、上記特許文献1に記載のヒートポンプ式給湯機においては、高温の圧縮機1からの熱漏洩を抑制しているものの、蒸発器4に付着する霜を融解させて除去する除霜運転時においては、高温となる膨張弁入口配管6や膨張弁出口配管7から入水配管8や出湯配管9などの低温配管への熱移動が発生するにもかかわらず、これに対しては特に対
策がなされていない。
However, in the heat pump type water heater described in Patent Document 1, although heat leakage from the high-temperature compressor 1 is suppressed, during the defrosting operation in which frost adhering to the evaporator 4 is melted and removed. In particular, no countermeasure is taken against this, although heat transfer from the expansion valve inlet pipe 6 or the expansion valve outlet pipe 7 to the low temperature pipe such as the water inlet pipe 8 or the hot water outlet pipe 9 occurs. Absent.

除霜運転時に、膨張弁入口配管6や膨張弁出口配管7から熱漏洩が発生すると、蒸発器4に供給される冷媒の熱エネルギーが小さくなるため、除霜運転が長時間化してヒートポンプ給湯機の除霜運転を含む沸き上げ運転のエネルギー効率を低下させてしまうという課題を有していた。   When heat leakage occurs from the expansion valve inlet pipe 6 or the expansion valve outlet pipe 7 during the defrosting operation, the heat energy of the refrigerant supplied to the evaporator 4 is reduced, so that the defrosting operation takes longer and the heat pump water heater It had the subject of reducing the energy efficiency of the boiling operation including the defrosting operation.

本発明は、前記従来の課題を解決するもので、除霜運転時における冷媒配管からの熱漏洩を抑制し、除霜運転の長時間化を防ぐことが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。   The present invention solves the above-described conventional problems, and an object thereof is to provide a heat pump water heater that can suppress heat leakage from the refrigerant pipe during the defrosting operation and prevent prolonged defrosting operation. And

上記目的を達成するために、本発明のヒートポンプ給湯機は、圧縮機、放熱器、減圧機構、空気と冷媒とが熱交換をする蒸発器を順に接続して形成した冷媒回路と、前記冷媒回路の一部を構成して前記放熱器から前記蒸発器へと冷媒を供給する第一冷媒配管と、前記放熱器に水を供給する入水配管と、前記放熱器から加熱された温水を供給する出湯配管と、前記冷媒回路、前記入水配管、前記出湯配管を覆う筐体と、を備え、少なくとも、前記放熱器にて水を加熱する沸き上げ運転と前記蒸発器に付着した霜を融解させる除霜運転とを実行するヒートポンプ給湯機であって、前記圧縮機と前記第一冷媒配管との平均距離L1と、前記圧縮機と前記入水配管との平均距離L2とが、L1>L2の関係を有し、かつ、前記圧縮機と前記第一冷媒配管との平均距離L1と、前記圧縮機と前記出湯配管との平均距離L3とが、L1>L3の関係を有するように、前記第一冷媒配管を、前記入水配管及び前記出湯配管よりも前記筐体に近接して配設し、前記第一冷媒配管と前記入水配管または前記出湯配管のうち前記第一冷媒配管と近接する配管との間に第一断熱材を配設することで、前記沸き上げ運転時には、前記入水配管及び前記出湯配管の雰囲気温度を上昇させることにより、除霜運転時において、高温の第一冷媒配管から低温の入水配管または出湯配管への熱移動を抑制して、蒸発器により多くの熱エネルギーを供給して除霜運転時間を短縮することが可能となり、高いエネルギー効率でヒートポンプ給湯機を運転することができる。 In order to achieve the above object, a heat pump water heater of the present invention includes a compressor, a radiator, a decompression mechanism, a refrigerant circuit formed by sequentially connecting an evaporator that exchanges heat between air and a refrigerant, and the refrigerant circuit. A first refrigerant pipe that supplies a refrigerant from the radiator to the evaporator, a water inlet pipe that supplies water to the radiator, and a hot water that supplies hot water heated from the radiator And a casing that covers the refrigerant circuit, the water inlet pipe, and the hot water outlet pipe , and at least a heating operation for heating water by the radiator and a frost adhering to the evaporator. A heat pump water heater that performs a frost operation, wherein an average distance L1 between the compressor and the first refrigerant pipe and an average distance L2 between the compressor and the water inlet pipe are such that L1> L2. And the compressor and the first refrigerant distribution The first refrigerant pipe is more than the water inlet pipe and the hot water pipe so that the average distance L1 between the compressor and the hot water outlet pipe has a relationship of L1> L3. by arranged in proximity to the housing, disposing a first insulation material between said first refrigerant pipe, the pipe adjacent to the first refrigerant pipe of the entering water pipe or the hot water pipe During the boiling operation , the heat transfer from the high-temperature first refrigerant pipe to the low-temperature inlet pipe or outlet pipe is suppressed during the defrosting operation by increasing the ambient temperature of the inlet pipe and outlet pipe. Thus, it is possible to supply more heat energy to the evaporator to shorten the defrosting operation time, and it is possible to operate the heat pump water heater with high energy efficiency.

本発明によれば、除霜運転時における冷媒配管からの熱漏洩を抑制し、除霜運転の長時間化を防ぐことができるヒートポンプ給湯機を提供できる。   ADVANTAGE OF THE INVENTION According to this invention, the heat pump water heater which can suppress the heat leak from refrigerant | coolant piping at the time of a defrost operation, and can prevent the prolonged defrost operation can be provided.

本発明の実施の形態1におけるヒートポンプ給湯機のヒートポンプユニットの水平方向断面図Horizontal sectional view of the heat pump unit of the heat pump water heater in Embodiment 1 of the present invention 本発明の実施の形態1におけるヒートポンプ給湯機の他のヒートポンプユニット水平方向断面図Other heat pump unit horizontal direction sectional drawing of the heat pump water heater in Embodiment 1 of this invention 本発明の実施の形態2におけるヒートポンプ給湯機のヒートポンプユニット水平方向断面図Heat pump unit horizontal direction sectional view of the heat pump water heater in Embodiment 2 of the present invention 本発明の実施の形態2におけるヒートポンプ給湯機の他のヒートポンプユニット水平方向断面図Another heat pump unit horizontal direction sectional view of the heat pump water heater in Embodiment 2 of the present invention. 従来のヒートポンプ給湯機のヒートポンプユニットの水平方向断面図Horizontal sectional view of a heat pump unit of a conventional heat pump water heater 従来のヒートポンプ給湯機の回路図Circuit diagram of conventional heat pump water heater

第1の発明は、圧縮機、放熱器、減圧機構、空気と冷媒とが熱交換をする蒸発器を順に接続して形成した冷媒回路と、前記冷媒回路の一部を構成して前記放熱器から前記蒸発器へと冷媒を供給する第一冷媒配管と、前記放熱器に水を供給する入水配管と、
前記放熱器から加熱された温水を供給する出湯配管と、前記冷媒回路、前記入水配管、前記出湯配管を覆う筐体と、を備え、少なくとも、前記放熱器にて水を加熱する沸き上げ運転と前記蒸発器に付着した霜を融解させる除霜運転とを実行するヒートポンプ給湯機であって、前記圧縮機と前記第一冷媒配管との平均距離L1と、前記圧縮機と前記入水配管との平均距離L2とが、L1>L2の関係を有し、かつ、前記圧縮機と前記第一冷媒配管との平均距離L1と、前記圧縮機と前記出湯配管との平均距離L3とが、L1>L3の関係を有するように、前記第一冷媒配管を、前記入水配管及び前記出湯配管よりも前記筐体に近接して配設し、前記第一冷媒配管と前記入水配管または前記出湯配管のうち前記第一冷媒配管と近接する配管との間に第一断熱材を配設することで、前記沸き上げ運転時には、前記入水配管及び前記出湯配管の雰囲気温度を上昇させることにより、除霜運転時において、高温の第一冷媒配管から低温の入水配管または出湯配管への熱移動を抑制して、蒸発器により多くの熱エネルギーを供給して除霜運転時間を短縮することが可能となり、高いエネルギー効率でヒートポンプ給湯機を運転することができる。
1st invention comprises a refrigerant circuit formed by connecting in order a compressor, a radiator, a decompression mechanism, an evaporator in which air and a refrigerant exchange heat, and a part of the refrigerant circuit to constitute the radiator A first refrigerant pipe for supplying refrigerant to the evaporator, a water inlet pipe for supplying water to the radiator,
A boiling operation for supplying hot water heated from the radiator, and a casing covering the refrigerant circuit, the incoming water pipe, and the outgoing hot water pipe, and heating water at least with the radiator And a defrosting operation for melting the frost adhering to the evaporator, wherein an average distance L1 between the compressor and the first refrigerant pipe, the compressor and the water inlet pipe, And the average distance L2 between the compressor and the first refrigerant pipe and the average distance L3 between the compressor and the outlet pipe are L1. > L3 so that the first refrigerant pipe is disposed closer to the housing than the water inlet pipe and the hot water outlet pipe, and the first refrigerant pipe and the water inlet pipe or the of tapping pipe and the pipe adjacent to the first refrigerant pipe The by disposing a first heat insulating material, at the boiling operation, by increasing the ambient temperature of the entering water pipe and the hot water pipe, in the defrosting operation, the high temperature of the first refrigerant pipe cold It is possible to suppress heat transfer to the incoming or outgoing piping and supply more heat energy to the evaporator to shorten the defrosting operation time, so that the heat pump water heater can be operated with high energy efficiency. .

また、圧縮機と第一冷媒配管との平均距離L1と、圧縮機と入水配管との平均距離L2とが、L1>L2の関係を有することにより、沸き上げ運転時において、圧縮機から漏洩する熱エネルギーを入水配管で受熱して、第1〜3の発明におけるヒートポンプ給湯機よりも、沸き上げ運転時のエネルギー効率を高くすることができる。 Further, since the average distance L1 between the compressor and the first refrigerant pipe and the average distance L2 between the compressor and the water inlet pipe have a relationship of L1> L2, leakage from the compressor occurs during the boiling operation. The heat energy is received by the incoming water piping, and the energy efficiency during the boiling operation can be made higher than that of the heat pump water heater in the first to third inventions.

また、圧縮機と第一冷媒配管との平均距離L1と、圧縮機と出湯配管との平均距離L3とが、L1>L3の関係を有することにより、沸き上げ運転時において、圧縮機から漏洩する熱エネルギーにより出湯配管の雰囲気温度を高くして出湯配管から雰囲気への熱漏洩を抑制して、第1〜4の発明におけるヒートポンプ給湯機よりも、沸き上げ運転時のエネルギー効率を高くすることができる。 Further, since the average distance L1 between the compressor and the first refrigerant pipe and the average distance L3 between the compressor and the tapping pipe have a relationship of L1> L3, it leaks from the compressor during the boiling operation. It is possible to increase the energy efficiency during the heating operation than the heat pump water heater in the first to fourth inventions by suppressing the heat leakage from the hot water piping to the atmosphere by increasing the atmospheric temperature of the hot water piping by thermal energy. it can.

第2の発明は、特に、第1の発明において、前記入水配管は、前記出湯配管よりも前記圧縮機の近傍に配設されることを特徴とする。 A second invention is, in particular, Oite to a first aspect of the present invention, the entering-water pipe, characterized in that it is disposed in the vicinity of the compressor than the tapping pipe.

第3の発明は、特に、第1の発明において、前記出湯配管は、前記入水配管よりも前記圧縮機の近傍に配設されることを特徴とする。 A third invention is, in particular, Oite to the first invention, the tapping pipe, characterized in that than the entering water pipe is disposed in the vicinity of the compressor.

第4の発明は、特に、第1〜3のいずれかの発明において、第一断熱材を圧縮機の全体もしくはその一部を囲い込むように配設することにより、除霜運転時において、高温の第一冷媒配管から低温の入水配管または出湯配管への熱移動を抑制して除霜運転時間を短縮することができるとともに、沸き上げ運転時において、第一断熱材に包囲される空間の雰囲気温度を高くして、入水配管または出湯配管を流通する水の温度を高くすることができ、第4または第5の発明におけるヒートポンプ給湯機よりも、沸き上げ運転時のエネルギー効率を高くすることができる。 In a fourth aspect of the invention, in particular, in any one of the first to third aspects of the invention, by disposing the first heat insulating material so as to enclose the entire compressor or a part thereof, the high temperature during the defrosting operation. It is possible to reduce the defrosting operation time by suppressing the heat transfer from the first refrigerant pipe to the low temperature inlet pipe or outlet pipe, and the atmosphere of the space surrounded by the first heat insulating material during the boiling operation The temperature can be increased to increase the temperature of the water flowing through the incoming or outgoing hot water piping, and the energy efficiency during the boiling operation can be higher than that of the heat pump water heater in the fourth or fifth invention. it can.

第5の発明は、特に、第1〜4のいずれか1つの発明に記載の第一断熱材を、真空断熱材とすることにより、断熱材を薄くすることができ、グラスウール、パイルトンや発砲樹脂系の熱伝導率が大きい断熱材を用いて断熱するときよりも、断熱によるエネルギー効率向上の効果を得ながらも配管の配置などに第一冷媒配管や入水配管または出湯配管周辺の空間を有効に利用することができる。 In the fifth invention, in particular, by using the first heat insulating material described in any one of the first to fourth inventions as a vacuum heat insulating material, the heat insulating material can be thinned, and glass wool, pileton or foaming resin can be used. The space around the first refrigerant piping, water inlet piping, and hot water piping is more effective for the arrangement of piping while obtaining the effect of improving the energy efficiency by heat insulation, compared to the case of using heat insulating material with high thermal conductivity of the system. Can be used.

第6の発明は、圧縮機駆動時、冷媒回路の高圧は超臨界圧力で運転することにより、断熱による熱漏洩抑制に加えて、冷媒が凝縮せず高温部でも被加熱流体と十分な温度差をもつことができ、高いエネルギー効率でヒートポンプ給湯機を運転して高温の水を生成することができる。 According to a sixth aspect of the present invention , when the compressor is driven, the refrigerant circuit is operated at a supercritical pressure so that the heat leakage is suppressed by heat insulation, and a sufficient temperature difference from the fluid to be heated is obtained even in a high-temperature portion where the refrigerant is not condensed. The heat pump water heater can be operated with high energy efficiency to generate hot water.

第7の発明は、特に、第6の発明に記載の冷媒として、二酸化炭素を用いることにより、冷媒が漏洩しても燃焼の危険がなく、安心してヒートポンプ給湯機を運転することができる。 In the seventh invention , in particular, by using carbon dioxide as the refrigerant described in the sixth invention , there is no risk of combustion even if the refrigerant leaks, and the heat pump water heater can be operated with peace of mind.

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給湯機のヒートポンプユニットの水平方向の断面図である。
(Embodiment 1)
FIG. 1 is a horizontal sectional view of a heat pump unit of a heat pump water heater in the first embodiment of the present invention.

図1において、10は第一断熱材である。膨張弁入口配管6および膨張弁出口配管7は圧縮機1との平均距離L1が入水配管8と圧縮機1との平均距離L2よりも大きくなるように配設される。   In FIG. 1, 10 is a first heat insulating material. The expansion valve inlet pipe 6 and the expansion valve outlet pipe 7 are arranged so that the average distance L1 between the compressor 1 and the average distance L2 between the water inlet pipe 8 and the compressor 1 is larger.

また、第一断熱材10は真空断熱材であって、膨張弁入口配管6と入水配管8との間隙、または膨張弁出口配管7と入水配管8の間隙に配設される。また、冷媒回路5は従来のヒートポンプ給湯機と同様に図6に示されるように構成され、冷媒回路5中は冷媒として二酸化炭素が循環する。   The first heat insulating material 10 is a vacuum heat insulating material and is disposed in the gap between the expansion valve inlet pipe 6 and the water inlet pipe 8 or in the gap between the expansion valve outlet pipe 7 and the water inlet pipe 8. Further, the refrigerant circuit 5 is configured as shown in FIG. 6 similarly to the conventional heat pump water heater, and carbon dioxide circulates as a refrigerant in the refrigerant circuit 5.

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、作用を説明する。   About the heat pump water heater comprised as mentioned above, the operation | movement and an effect | action are demonstrated below.

ヒートポンプ給湯機が除霜運転状態にあるとき、第一断熱材10は、膨張弁入口配管6(約25〜50℃)や膨張弁出口配管7(約5〜15℃)から入水配管8(約5〜10℃)への熱移動を抑制する。   When the heat pump water heater is in the defrosting operation state, the first heat insulating material 10 is supplied from the expansion valve inlet pipe 6 (about 25 to 50 ° C.) or the expansion valve outlet pipe 7 (about 5 to 15 ° C.) into the incoming water pipe 8 (about (5-10 ° C.) is suppressed.

一方、ヒートポンプ給湯機が沸き上げ運転状態にあるとき、第一断熱材10は、除霜運転時と逆に入水配管8(約5〜10℃)から膨張弁出口配管7(約―5〜7℃)への熱移動を抑制する。   On the other hand, when the heat pump water heater is in the boiling operation state, the first heat insulating material 10 is connected to the expansion valve outlet pipe 7 (about −5 to 7) from the water inlet pipe 8 (about 5 to 10 ° C.) contrary to the defrosting operation. Heat transfer to ° C).

また、入水配管8(約5〜10℃)は、膨張弁入口配管6および膨張弁出口配管7よりも、圧縮機1の近傍(約10〜30℃)に配設されることによって、入水配管8の内部を流通する水が圧縮機1から漏洩する熱エネルギーを受熱して、放熱器2よりも上流で水を昇温させている。   In addition, the incoming water pipe 8 (about 5 to 10 ° C.) is arranged closer to the compressor 1 (about 10 to 30 ° C.) than the expansion valve inlet pipe 6 and the expansion valve outlet pipe 7, thereby allowing the incoming water pipe. The water flowing through the interior 8 receives the heat energy leaked from the compressor 1 and raises the temperature of the water upstream of the radiator 2.

このように第一断熱材10を配設して上述のように熱移動を抑制することによって、除霜運転時においては、圧縮機1から吐出された後の冷媒からの放熱を抑制して蒸発器4に供給される冷媒の熱エネルギーを大きく維持して蒸発器4に付着した霜を速く融解させて除去し、沸き上げ運転時においては、放熱器2に供給される水の温度を高くするように作用する。   Thus, by disposing the first heat insulating material 10 and suppressing heat transfer as described above, during the defrosting operation, heat dissipation from the refrigerant discharged from the compressor 1 is suppressed and evaporation is performed. The heat energy of the refrigerant supplied to the evaporator 4 is maintained at a high level, and the frost attached to the evaporator 4 is quickly melted and removed, and the temperature of the water supplied to the radiator 2 is increased during the boiling operation. Acts as follows.

以上のように、本実施の形態においては、入水配管8が膨張弁入口配管6および膨張弁出口配管7よりも圧縮機1の近傍に配設され、膨張弁入口配管6および膨張弁出口配管7と入水配管8との間に第一断熱材10を配設することにより、除霜運転時においては、蒸発器4に供給される冷媒の熱エネルギーを大きく維持して蒸発器4に付着した霜を速く融解させて除去し、沸き上げ運転時においては、放熱器2に供給される水の温度を高くするように作用する。   As described above, in the present embodiment, the water inlet pipe 8 is disposed closer to the compressor 1 than the expansion valve inlet pipe 6 and the expansion valve outlet pipe 7, and the expansion valve inlet pipe 6 and the expansion valve outlet pipe 7. Frost adhering to the evaporator 4 while maintaining a large thermal energy of the refrigerant supplied to the evaporator 4 during the defrosting operation by disposing the first heat insulating material 10 between the water intake pipe 8 and the water intake pipe 8. Is rapidly melted and removed, and acts to raise the temperature of the water supplied to the radiator 2 during the boiling operation.

これによって、ヒートポンプ給湯機の総沸き上げ運転時間に占める除霜運転時間の割合
を小さくすることができるとともに、沸き上げ運転時において放熱器2における水の昇温に必要な熱エネルギーを小さくすることを可能とし、ヒートポンプ給湯機を高いエネルギー効率で運転することができる。
As a result, the ratio of the defrosting operation time to the total boiling operation time of the heat pump water heater can be reduced, and the thermal energy required for raising the temperature of the water in the radiator 2 during the heating operation can be reduced. The heat pump water heater can be operated with high energy efficiency.

なお、本実施の形態においては、入水配管8が膨張弁入口配管6および膨張弁出口配管7よりも圧縮機1の近傍に配設されるものとしたが、膨張弁入口配管6および膨張弁出口配管7が入水配管8よりも圧縮機1の近傍、または同様に近傍に配設されるものであっても、除霜運転時における膨張弁入口配管6および膨張弁出口配管7から入水配管8への熱移動を抑制して、除霜運転時間短縮の効果を得ることができる。   In the present embodiment, the water inlet pipe 8 is arranged closer to the compressor 1 than the expansion valve inlet pipe 6 and the expansion valve outlet pipe 7, but the expansion valve inlet pipe 6 and the expansion valve outlet Even if the pipe 7 is arranged nearer to the compressor 1 than the water inlet pipe 8 or in the vicinity thereof, the expansion valve inlet pipe 6 and the expansion valve outlet pipe 7 during the defrosting operation are connected to the water inlet pipe 8. The effect of shortening the defrosting operation time can be obtained by suppressing the heat transfer.

なお、本実施の形態は、図2に示すように、膨張弁入口配管6および膨張弁出口配管7は、圧縮機1との平均距離L1が出湯配管9と圧縮機1との平均距離L3よりも大きくなるように出湯配管9が配設されたであってもよい。   In the present embodiment, as shown in FIG. 2, the expansion valve inlet pipe 6 and the expansion valve outlet pipe 7 have an average distance L1 between the compressor 1 and an average distance L3 between the tap water pipe 9 and the compressor 1. Also, the hot water piping 9 may be arranged so as to be larger.

このようにすることにより、除霜運転時においては、圧縮機1から吐出された後の冷媒からの放熱を抑制して、蒸発器4に供給される冷媒の熱エネルギーを大きく維持して、蒸発器4に付着した霜を速く融解させて除去するように作用することに加えて、特に、沸き上げ運転時においては、高温の出湯配管9(約65〜90℃)から中温の膨張弁入口配管6(約5〜30℃)および膨張弁出口配管7(約−5〜7℃)への熱移動の抑制により、放熱器2において加熱した温水の温度低下を抑制するように作用し、ヒートポンプ給湯機を高いエネルギー効率で運転することができる。   By doing so, during the defrosting operation, heat dissipation from the refrigerant after being discharged from the compressor 1 is suppressed, and the thermal energy of the refrigerant supplied to the evaporator 4 is largely maintained to evaporate. In addition to acting to quickly melt and remove frost adhering to the vessel 4, especially during boiling operation, from a high temperature tap pipe 9 (about 65 to 90 ° C.) to a medium temperature expansion valve inlet pipe 6 (about 5 to 30 ° C.) and the expansion valve outlet pipe 7 (about −5 to 7 ° C.) by suppressing the heat transfer, it acts to suppress the temperature drop of the hot water heated in the radiator 2, and heat pump hot water supply The machine can be operated with high energy efficiency.

なお、本実施の形態においては、第一断熱材10を真空断熱材としたが、グラスウール、パイルトンもしくは発泡系樹脂であってもよい。なお、第一断熱材10は、吸音材と一体となった断熱吸音材であってもよい。   In the present embodiment, the first heat insulating material 10 is a vacuum heat insulating material, but glass wool, pileton or foamed resin may be used. The first heat insulating material 10 may be a heat insulating sound absorbing material integrated with the sound absorbing material.

(実施の形態2)
図3は、本発明の第2の実施の形態におけるヒートポンプ給湯機のヒートポンプユニットの水平方向の断面図である。
(Embodiment 2)
FIG. 3 is a horizontal cross-sectional view of the heat pump unit of the heat pump water heater in the second embodiment of the present invention.

図3に示すように、第一断熱材10は圧縮機1の周囲空間を囲うように配設され、図には示さないが、第一断熱材10は圧縮機1の鉛直方向上方にも配設されている。   As shown in FIG. 3, the first heat insulating material 10 is disposed so as to surround the surrounding space of the compressor 1, and is not shown in the drawing, but the first heat insulating material 10 is also arranged above the compressor 1 in the vertical direction. It is installed.

また、冷媒回路5は従来のヒートポンプ給湯機および(実施の形態1)に記載のヒートポンプ給湯機と同様に図6に示されるように構成され、冷媒回路5中は冷媒として二酸化炭素が循環する。   The refrigerant circuit 5 is configured as shown in FIG. 6 similarly to the conventional heat pump water heater and the heat pump water heater described in (Embodiment 1), and carbon dioxide circulates as a refrigerant in the refrigerant circuit 5.

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、作用を説明する。   About the heat pump water heater comprised as mentioned above, the operation | movement and an effect | action are demonstrated below.

ヒートポンプ給湯機が除霜運転状態にあるときの動作は(実施の形態1)に記載のヒートポンプ給湯機と同様であるので詳細は省略するが、第一断熱材10は、膨張弁入口配管6(約25〜50℃)や膨張弁出口配管7(約5〜15℃)から入水配管8(約5〜10℃)への熱移動を抑制している。   Since the operation when the heat pump water heater is in the defrosting operation state is the same as that of the heat pump water heater described in (Embodiment 1), the details are omitted, but the first heat insulating material 10 includes the expansion valve inlet pipe 6 ( Heat transfer from the expansion valve outlet pipe 7 (about 5 to 15 ° C.) to the water inlet pipe 8 (about 5 to 10 ° C.).

一方、ヒートポンプ給湯機が沸き上げ運転状態にあるとき、第一断熱材10は入水配管8(約5〜20℃)から膨張弁出口配管7(約―5〜7℃)への熱移動を抑制することに加えて、第一断熱材10に包囲された圧縮機を内部に含む空間に存在する空気の対流による移動を防止して、この空間の雰囲気温度(約20〜50℃)を高くしている。   On the other hand, when the heat pump water heater is in a boiling operation state, the first heat insulating material 10 suppresses heat transfer from the water inlet pipe 8 (about 5 to 20 ° C.) to the expansion valve outlet pipe 7 (about −5 to 7 ° C.). In addition to this, the movement by air convection existing in the space including the compressor surrounded by the first heat insulating material 10 is prevented, and the atmospheric temperature (about 20 to 50 ° C.) of the space is increased. ing.

これに加えて、(実施の形態1)に記載のヒートポンプ給湯機と同様に入水配管8が、膨張弁入口配管6や膨張弁出口配管7よりも圧縮機1の近傍(約20〜50℃)に配設されることにより、入水配管8の内部を流通する水が圧縮機1から漏洩する熱エネルギーをより多く受熱して、放熱器2よりも上流で水を昇温させている。   In addition to this, the water inlet pipe 8 is closer to the compressor 1 than the expansion valve inlet pipe 6 and the expansion valve outlet pipe 7 (about 20 to 50 ° C.) as in the heat pump water heater described in the first embodiment. Accordingly, the water flowing through the water inlet pipe 8 receives more heat energy leaked from the compressor 1, and the temperature of the water is raised upstream of the radiator 2.

このように第一断熱材10を配設して上述のように熱移動を抑制することによって、除霜運転時においては、圧縮機1から吐出された後の冷媒からの放熱を抑制して蒸発器4に供給される冷媒の熱エネルギーを大きく維持して蒸発器4に付着した霜を速く融解させて除去し、沸き上げ運転時においては、放熱器2に供給される水の温度を高くするように作用する。   Thus, by disposing the first heat insulating material 10 and suppressing heat transfer as described above, during the defrosting operation, heat dissipation from the refrigerant discharged from the compressor 1 is suppressed and evaporation is performed. The heat energy of the refrigerant supplied to the evaporator 4 is maintained at a high level, and the frost attached to the evaporator 4 is quickly melted and removed, and the temperature of the water supplied to the radiator 2 is increased during the boiling operation. Acts as follows.

以上のように、本実施の形態においては入水配管8が膨張弁入口配管6および膨張弁出口配管7よりも圧縮機1の近傍に配設され、膨張弁入口配管6および膨張弁出口配管7と入水配管8との間に第一断熱材10を配設することにより、除霜運転時においては、蒸発器4に供給される冷媒の熱エネルギーを大きく維持して蒸発器4に付着した霜を速く融解させて除去し、沸き上げ運転時においては、放熱器2に供給される水の温度を高くするように作用する。   As described above, in the present embodiment, the water inlet pipe 8 is disposed closer to the compressor 1 than the expansion valve inlet pipe 6 and the expansion valve outlet pipe 7, and the expansion valve inlet pipe 6 and the expansion valve outlet pipe 7 By disposing the first heat insulating material 10 between the inlet water pipe 8 and the defrosting operation, the heat energy of the refrigerant supplied to the evaporator 4 is largely maintained and frost adhering to the evaporator 4 is removed. It melts and removes quickly and acts to raise the temperature of the water supplied to the radiator 2 during the boiling operation.

これによって、ヒートポンプ給湯機の総沸き上げ運転時間に占める除霜運転時間の割合を小さくすることができるとともに、沸き上げ運転時において放熱器2における水の昇温に必要な熱エネルギーを小さくすることを可能とし、ヒートポンプ給湯機を高いエネルギー効率で運転することができる。   As a result, the ratio of the defrosting operation time to the total boiling operation time of the heat pump water heater can be reduced, and the thermal energy required for raising the temperature of the water in the radiator 2 during the heating operation can be reduced. The heat pump water heater can be operated with high energy efficiency.

なお、本実施の形態は、図4に示すように膨張弁入口配管6および膨張弁出口配管7は、圧縮機1との平均距離L1が、出湯配管9と圧縮機1との平均距離L3よりも大きくなるように出湯配管9が配設されたものであってもよい。   In the present embodiment, as shown in FIG. 4, the expansion valve inlet pipe 6 and the expansion valve outlet pipe 7 have an average distance L1 between the compressor 1 and an average distance L3 between the tap water pipe 9 and the compressor 1. Also, the outlet piping 9 may be arranged so as to be larger.

このようにすることにより、除霜運転時においては、圧縮機1から吐出された後の冷媒からの放熱を抑制して、蒸発器4に供給される冷媒の熱エネルギーを大きく維持して、蒸発器4に付着した霜を速く融解させて除去するように作用することに加えて、特に、沸き上げ運転時においては、高温の出湯配管9(約65〜90℃)から中温の膨張弁入口配管6(約5〜30℃)および膨張弁出口配管7(約―5〜7℃)への熱移動の抑制に加えて、第一断熱材9に包囲された空間の雰囲気温度(約20〜50℃)を高くすることにより、放熱器2において加熱した温水の温度低下を抑制するように作用し、ヒートポンプ給湯機を高いエネルギー効率で運転することができる。   By doing so, during the defrosting operation, heat dissipation from the refrigerant after being discharged from the compressor 1 is suppressed, and the thermal energy of the refrigerant supplied to the evaporator 4 is largely maintained to evaporate. In addition to acting to quickly melt and remove frost adhering to the vessel 4, especially during boiling operation, from a high temperature tap pipe 9 (about 65 to 90 ° C.) to a medium temperature expansion valve inlet pipe 6 (about 5 to 30 ° C.) and the suppression of heat transfer to the expansion valve outlet pipe 7 (about −5 to 7 ° C.), the ambient temperature of the space surrounded by the first heat insulating material 9 (about 20 to 50 ° C.) By raising the temperature, the heat pump water heater can be operated with high energy efficiency by suppressing the temperature drop of the hot water heated in the radiator 2.

以上のように、本発明にかかる冷凍サイクル装置は、除霜運転時において除霜運転時間を短縮することができ、ヒートポンプ給湯機を高いエネルギー効率で運転することが可能となる。また、温水暖房装置など、放熱側を利用する冷凍サイクル装置のエネルギー効率向上の用途にも適用できる。   As described above, the refrigeration cycle apparatus according to the present invention can shorten the defrosting operation time during the defrosting operation, and can operate the heat pump water heater with high energy efficiency. Moreover, it is applicable also to the use of the energy efficiency improvement of the refrigerating cycle apparatus using the heat radiation side, such as a hot water heating apparatus.

1 圧縮機
2 放熱器
3 膨張弁
4 蒸発器
5 冷媒回路
6 膨張弁入口配管
7 蒸発器入口配管
8 入水配管
9 出湯配管
10 第一断熱材
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Compressor 2 Radiator 3 Expansion valve 4 Evaporator 5 Refrigerant circuit 6 Expansion valve inlet piping 7 Evaporator inlet piping 8 Water inlet piping 9 Hot water piping 10 First heat insulating material

Claims (7)

圧縮機、放熱器、減圧機構、空気と冷媒とが熱交換をする蒸発器を順に接続して形成した冷媒回路と、
前記冷媒回路の一部を構成して前記放熱器から前記蒸発器へと冷媒を供給する第一冷媒配管と、
前記放熱器に水を供給する入水配管と、
前記放熱器から加熱された温水を供給する出湯配管と、
前記冷媒回路、前記入水配管、前記出湯配管を覆う筐体と、を備え、
少なくとも、前記放熱器にて水を加熱する沸き上げ運転と前記蒸発器に付着した霜を融解させる除霜運転とを実行するヒートポンプ給湯機であって、
前記圧縮機と前記第一冷媒配管との平均距離L1と、前記圧縮機と前記入水配管との平均距離L2とが、L1>L2の関係を有し、かつ、前記圧縮機と前記第一冷媒配管との平均距離L1と、前記圧縮機と前記出湯配管との平均距離L3とが、L1>L3の関係を有するように、前記第一冷媒配管を、前記入水配管及び前記出湯配管よりも前記筐体に近接して配設し、
前記第一冷媒配管と前記入水配管または前記出湯配管のうち前記第一冷媒配管と近接する配管との間に第一断熱材を配設することで、前記沸き上げ運転時には、前記入水配管及び前記出湯配管の雰囲気温度を上昇させることを特徴とするヒートポンプ給湯機。
A refrigerant circuit formed by sequentially connecting a compressor, a radiator, a decompression mechanism, an evaporator in which air and refrigerant exchange heat, and
A first refrigerant pipe that constitutes part of the refrigerant circuit and supplies refrigerant from the radiator to the evaporator;
An inlet pipe for supplying water to the radiator;
A hot water supply pipe for supplying hot water heated from the radiator,
A housing that covers the refrigerant circuit, the water inlet piping, and the hot water piping ;
At least a heat pump water heater that performs a boiling operation for heating water with the radiator and a defrosting operation for melting frost adhering to the evaporator,
An average distance L1 between the compressor and the first refrigerant pipe and an average distance L2 between the compressor and the water inlet pipe have a relationship of L1> L2, and the compressor and the first The first refrigerant pipe is connected to the inlet pipe and the outlet pipe so that an average distance L1 to the refrigerant pipe and an average distance L3 between the compressor and the outlet pipe have a relationship of L1> L3. Is also arranged close to the housing,
Wherein the first refrigerant pipe, by disposing the first heat insulating material between the pipe adjacent to the first refrigerant pipe of the entering water pipe or the hot water piping, during the boiling operation, the entering water A heat pump water heater characterized by raising the ambient temperature of the piping and the hot water piping .
前記入水配管は、前記出湯配管よりも前記圧縮機の近傍に配設され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。The heat pump water heater according to claim 1, wherein the water inlet pipe is disposed closer to the compressor than the hot water outlet pipe. 前記出湯配管は、前記入水配管よりも前記圧縮機の近傍に配設され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。The heat pump water heater according to claim 1, wherein the hot water supply pipe is disposed closer to the compressor than the incoming water pipe. 前記第一断熱材は、前記圧縮機の全体もしくは一部を囲い込むようにすることを特徴とする請求項1〜3のいずれか1項に記載のヒートポンプ給湯機。 The heat pump water heater according to any one of claims 1 to 3, wherein the first heat insulating material surrounds the whole or a part of the compressor. 前記第一断熱材は、真空断熱材であることを特徴とする請求項1〜4のいずれか1項に記載のヒートポンプ給湯機。 The heat pump water heater according to any one of claims 1 to 4 , wherein the first heat insulating material is a vacuum heat insulating material. 前記圧縮機駆動時、前記冷媒回路の高圧は超臨界圧力で運転することを特徴とする請求項1〜5のいずれか1項に記載のヒートポンプ給湯機。 It said time compressor drive, the high pressure of the refrigerant circuit heat pump water heater according to any one of claims 1 to 5, characterized in that operating at a supercritical pressure. 前記冷媒として、二酸化炭素を用いることを特徴とする請求項6に記載のヒートポンプ給湯機。
The heat pump water heater according to claim 6 , wherein carbon dioxide is used as the refrigerant.
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