JP2003074970A - ヒートポンプ式給湯装置 - Google Patents
ヒートポンプ式給湯装置Info
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 外気温度の短時間の上下動変化に対し圧縮機
能力の制御及び電動膨張弁の開度制御を安定させたヒー
トポンプ式給湯装置を提供すること。 【解決手段】 外気温度を一定時間毎に検出し、検出さ
れた外気温度の変化に対し所定の基準に従って圧縮機能
力を制御するとともに、所定の基準に従って電動膨張弁
の開度を制御する。
能力の制御及び電動膨張弁の開度制御を安定させたヒー
トポンプ式給湯装置を提供すること。 【解決手段】 外気温度を一定時間毎に検出し、検出さ
れた外気温度の変化に対し所定の基準に従って圧縮機能
力を制御するとともに、所定の基準に従って電動膨張弁
の開度を制御する。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、ヒートポンプ式給
湯装置、特に圧縮機能力及び電動膨張弁の開度を制御す
る制御装置を備えたヒートポンプ式給湯装置に関する。
湯装置、特に圧縮機能力及び電動膨張弁の開度を制御す
る制御装置を備えたヒートポンプ式給湯装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】一般にヒートポンプ式給湯装置は、圧縮
機、高圧側熱交換器、冷媒膨張装置、蒸発器を直列に接
続した冷媒回路を有する冷凍サイクル装置を備え、この
冷凍サイクル装置のヒートポンプ作用により、外気から
汲み上げた熱量を高圧側熱交換器で給湯用水に放出して
給湯用水を加熱している。
機、高圧側熱交換器、冷媒膨張装置、蒸発器を直列に接
続した冷媒回路を有する冷凍サイクル装置を備え、この
冷凍サイクル装置のヒートポンプ作用により、外気から
汲み上げた熱量を高圧側熱交換器で給湯用水に放出して
給湯用水を加熱している。
【０００３】また、ヒートポンプ式給湯装置は、一般的
に年間を通じて運転されるが、外気温度の変化により給
湯用水加熱能力が変化する。例えば、外気温度が低下す
ると、蒸発圧力が低下し、圧縮機の能力が低下し、高圧
圧力が低下する。このため、給湯用水加熱能力が低下す
るという問題や、加熱された給湯用水の温度も低くなる
という問題があった。このため、従来のヒートポンプ式
給湯装置では、一般的に外気温度の低下に対し圧縮機能
力を向上させて、給湯用水の加熱能力の維持と給湯用水
の温度の維持とを図っていた。
に年間を通じて運転されるが、外気温度の変化により給
湯用水加熱能力が変化する。例えば、外気温度が低下す
ると、蒸発圧力が低下し、圧縮機の能力が低下し、高圧
圧力が低下する。このため、給湯用水加熱能力が低下す
るという問題や、加熱された給湯用水の温度も低くなる
という問題があった。このため、従来のヒートポンプ式
給湯装置では、一般的に外気温度の低下に対し圧縮機能
力を向上させて、給湯用水の加熱能力の維持と給湯用水
の温度の維持とを図っていた。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、従来の
ものでは常時外気温度を検出しており、この外気温度の
変化に追随して圧縮機の能力を変化させていた。また、
外気温度は、一般的には急激に変化するものではない
が、据付条件により、また、雲の移動による日射の変
化、風雨の発生又は変化等により、蒸発器周辺の空気温
度が短時間に上下動することがある。この場合、従来の
給湯装置においては、外気温度の上下変化に追随して圧
縮機能力が上下に変化していた。このため、膨張弁は、
その開度を安定的に変化させることができず、開度の縮
小拡大を起すという問題があった。また、この結果、圧
縮機に液戻りを生じ、圧縮機の寿命が短くなるという問
題があった。
ものでは常時外気温度を検出しており、この外気温度の
変化に追随して圧縮機の能力を変化させていた。また、
外気温度は、一般的には急激に変化するものではない
が、据付条件により、また、雲の移動による日射の変
化、風雨の発生又は変化等により、蒸発器周辺の空気温
度が短時間に上下動することがある。この場合、従来の
給湯装置においては、外気温度の上下変化に追随して圧
縮機能力が上下に変化していた。このため、膨張弁は、
その開度を安定的に変化させることができず、開度の縮
小拡大を起すという問題があった。また、この結果、圧
縮機に液戻りを生じ、圧縮機の寿命が短くなるという問
題があった。
【０００５】本発明は、このような従来の技術に存在す
る問題点に着目してなされたものである。その目的とす
るところは、外気温度の短時間の上下動変化に対し圧縮
機能力の制御及び電動膨張弁の開度制御を安定させたヒ
ートポンプ式給湯装置を提供することにある。
る問題点に着目してなされたものである。その目的とす
るところは、外気温度の短時間の上下動変化に対し圧縮
機能力の制御及び電動膨張弁の開度制御を安定させたヒ
ートポンプ式給湯装置を提供することにある。
【０００６】
【課題を解決するための手段】上記のような目的を達成
するために、本発明は、インバータ駆動式圧縮機、高圧
側熱交換器、冷媒膨張装置、蒸発器を直列に接続した冷
媒回路を有する冷凍サイクル装置と、この冷凍サイクル
装置のヒートポンプ作用により加熱された給湯用水を貯
留する貯湯タンクと、外気温度を一定時間毎に検出し、
検出された外気温度の変化に対し所定の基準に従って圧
縮機能力を制御するとともに、所定の基準に従って電動
膨張弁の開度を制御する制御装置と備えたものである。
するために、本発明は、インバータ駆動式圧縮機、高圧
側熱交換器、冷媒膨張装置、蒸発器を直列に接続した冷
媒回路を有する冷凍サイクル装置と、この冷凍サイクル
装置のヒートポンプ作用により加熱された給湯用水を貯
留する貯湯タンクと、外気温度を一定時間毎に検出し、
検出された外気温度の変化に対し所定の基準に従って圧
縮機能力を制御するとともに、所定の基準に従って電動
膨張弁の開度を制御する制御装置と備えたものである。
【０００７】このように構成することにより、外気温度
が短時間に上下動するようなことがあっても、このよう
な短時間の上下動変化を検出しないので、短時間に圧縮
機能力が変化するようなことがない。したがって、外気
温度の短時間の上下動変化に対し、圧縮機能力の制御及
び電動膨張弁の開度制御を安定的に行うことができ、圧
縮機の寿命低下を回避することができる。
が短時間に上下動するようなことがあっても、このよう
な短時間の上下動変化を検出しないので、短時間に圧縮
機能力が変化するようなことがない。したがって、外気
温度の短時間の上下動変化に対し、圧縮機能力の制御及
び電動膨張弁の開度制御を安定的に行うことができ、圧
縮機の寿命低下を回避することができる。
【０００８】また、この場合において、前記制御装置
は、外気温度の検出を約３０分毎に行うのが好ましい。
このようにすると、適切な時間間隔で外気温度を検出す
ることになり、外気温度変化に対する圧縮機能力の制御
及び電動膨張弁の開度の制御を適切に行うことができ
る。
は、外気温度の検出を約３０分毎に行うのが好ましい。
このようにすると、適切な時間間隔で外気温度を検出す
ることになり、外気温度変化に対する圧縮機能力の制御
及び電動膨張弁の開度の制御を適切に行うことができ
る。
【０００９】また、前記制御装置は、検出された外気温
度の低下に対し圧縮機能力を略所定値になるように前記
インバータ駆動式圧縮機の回転数を制御するものとして
もよい。このように構成すれば、検出された外気温度の
低下に対し給湯用水加熱能力及び給湯用水の温度を略所
定値に維持することができる。
度の低下に対し圧縮機能力を略所定値になるように前記
インバータ駆動式圧縮機の回転数を制御するものとして
もよい。このように構成すれば、検出された外気温度の
低下に対し給湯用水加熱能力及び給湯用水の温度を略所
定値に維持することができる。
【００１０】また、前記制御装置は、外気温度の低下に
対し圧縮機能力を略一定値になるように前記インバータ
駆動式圧縮機の回転数を制御するものとしてもよい。こ
のように構成すれば、外気温度の低下に対し、給湯用水
の加熱能力の低下及び給湯用水の温度低下を防止するこ
とができる。
対し圧縮機能力を略一定値になるように前記インバータ
駆動式圧縮機の回転数を制御するものとしてもよい。こ
のように構成すれば、外気温度の低下に対し、給湯用水
の加熱能力の低下及び給湯用水の温度低下を防止するこ
とができる。
【００１１】また、本発明は、インバータ駆動式圧縮
機、高圧側熱交換器、冷媒膨張装置、蒸発器を直列に接
続した冷媒回路を有する冷凍サイクル装置と、この冷凍
サイクル装置のヒートポンプ作用により加熱された給湯
用水を貯留する貯湯タンクと、外気温度を一定時間毎に
検出し、この検出された外気温度と、外気温度に対して
設定されている目標焚き上げ温度とから、所定の基準に
従って前記インバータ駆動式２段圧縮機の運転周波数及
び前記電動膨張弁の開度を制御する制御装置とを有する
ものとしてもよい。
機、高圧側熱交換器、冷媒膨張装置、蒸発器を直列に接
続した冷媒回路を有する冷凍サイクル装置と、この冷凍
サイクル装置のヒートポンプ作用により加熱された給湯
用水を貯留する貯湯タンクと、外気温度を一定時間毎に
検出し、この検出された外気温度と、外気温度に対して
設定されている目標焚き上げ温度とから、所定の基準に
従って前記インバータ駆動式２段圧縮機の運転周波数及
び前記電動膨張弁の開度を制御する制御装置とを有する
ものとしてもよい。
【００１２】このように構成すれば、給湯用水を外気温
度と無関係に常に一定温度に加熱するのではなく、一般
的な需要ニーズに見合った温度とすることにより（例え
ば、夏季では貯湯タンクに貯留する給湯用水の焚き上げ
温度は低くてもよい）、必要以上に給湯用水を加熱する
ことを防止し、無駄の少ない運転を行うことができる。
度と無関係に常に一定温度に加熱するのではなく、一般
的な需要ニーズに見合った温度とすることにより（例え
ば、夏季では貯湯タンクに貯留する給湯用水の焚き上げ
温度は低くてもよい）、必要以上に給湯用水を加熱する
ことを防止し、無駄の少ない運転を行うことができる。
【００１３】また、本発明は、インバータ駆動式圧縮
機、高圧側熱交換器、冷媒膨張装置、蒸発器を直列に接
続した冷媒回路を有する冷凍サイクル装置と、この冷凍
サイクル装置のヒートポンプ作用により加熱された給湯
用水を貯留する貯湯タンクと、外気温度を一定時間毎に
検出し、この検出された外気温度と、外気温度及び使用
者により選定された給湯用水の使用予定量に対して設定
されている目標焚き上げ温度とから、所定の基準に従っ
て前記インバータ駆動式圧縮機の運転周波数及び前記電
動膨張弁の開度を制御する制御装置とを有するものとし
てもよい。
機、高圧側熱交換器、冷媒膨張装置、蒸発器を直列に接
続した冷媒回路を有する冷凍サイクル装置と、この冷凍
サイクル装置のヒートポンプ作用により加熱された給湯
用水を貯留する貯湯タンクと、外気温度を一定時間毎に
検出し、この検出された外気温度と、外気温度及び使用
者により選定された給湯用水の使用予定量に対して設定
されている目標焚き上げ温度とから、所定の基準に従っ
て前記インバータ駆動式圧縮機の運転周波数及び前記電
動膨張弁の開度を制御する制御装置とを有するものとし
てもよい。
【００１４】このように構成すれば、給湯用水を外気温
度と無関係に常に一定温度に加熱するのではなく、外気
温度の変化に対する需要ニーズのより詳細な変化を把握
した運転制御が行われ、より必要以上に給湯用水を加熱
することを防止し、より一層無駄の少ない運転を行うこ
とができる。
度と無関係に常に一定温度に加熱するのではなく、外気
温度の変化に対する需要ニーズのより詳細な変化を把握
した運転制御が行われ、より必要以上に給湯用水を加熱
することを防止し、より一層無駄の少ない運転を行うこ
とができる。
【００１５】また、このような場合において、前記の場
合と同様に、前記制御装置は、外気温度の検出を約３０
分毎に行うのが好ましい。このようにすると、適切な時
間間隔で外気温度を検出することになり、外気温度変化
に対する圧縮機能力の制御及び電動膨張弁の開度の制御
を適切に行うことができる。
合と同様に、前記制御装置は、外気温度の検出を約３０
分毎に行うのが好ましい。このようにすると、適切な時
間間隔で外気温度を検出することになり、外気温度変化
に対する圧縮機能力の制御及び電動膨張弁の開度の制御
を適切に行うことができる。
【００１６】また、前記冷凍サイクル装置は、冷媒とし
て二酸化炭素を充填した超臨界冷凍サイクル装置として
もよい。このように構成すれば、可燃性や毒性のない自
然冷媒を使用しながら、冬季においても十分に高温の給
湯用水を供給することができる。
て二酸化炭素を充填した超臨界冷凍サイクル装置として
もよい。このように構成すれば、可燃性や毒性のない自
然冷媒を使用しながら、冬季においても十分に高温の給
湯用水を供給することができる。
【００１７】また、前記インバータ駆動式圧縮機は、密
閉ハウジング内に低段側圧縮機と高段側圧縮機とを内蔵
し、この密閉ハウジング内空間を低段側圧縮機の吐出ガ
スで充満させたインバータ駆動式２段圧縮機としてもよ
い。このように構成すれば、圧縮機の圧縮比が小さくな
る。したがって、高低圧力差が大きくなるヒートポンプ
式給湯装置に使用される冷凍サイクル装置では、圧縮機
の運転効率を上昇させることができる。また、低段側圧
縮機及び高段側圧縮機の周囲が中間圧力である低段側圧
縮機の吐出ガスとなるため、各段圧縮機の各部に大きな
力が作用せず、高信頼性、低振動、低騒音、高効率な圧
縮機とすることができる。
閉ハウジング内に低段側圧縮機と高段側圧縮機とを内蔵
し、この密閉ハウジング内空間を低段側圧縮機の吐出ガ
スで充満させたインバータ駆動式２段圧縮機としてもよ
い。このように構成すれば、圧縮機の圧縮比が小さくな
る。したがって、高低圧力差が大きくなるヒートポンプ
式給湯装置に使用される冷凍サイクル装置では、圧縮機
の運転効率を上昇させることができる。また、低段側圧
縮機及び高段側圧縮機の周囲が中間圧力である低段側圧
縮機の吐出ガスとなるため、各段圧縮機の各部に大きな
力が作用せず、高信頼性、低振動、低騒音、高効率な圧
縮機とすることができる。
【００１８】
【発明の実施の形態】実施の形態１．以下、本発明の実
施の形態１を、図面を参照しながら詳細に説明する。な
お、図１は本発明の実施の形態１に係るヒートポンプ式
給湯装置の回路図であり、図１中実線矢印は冷媒の流れ
を示し、破線矢印は温水の流れを示す。
施の形態１を、図面を参照しながら詳細に説明する。な
お、図１は本発明の実施の形態１に係るヒートポンプ式
給湯装置の回路図であり、図１中実線矢印は冷媒の流れ
を示し、破線矢印は温水の流れを示す。
【００１９】図１に示すように、実施の形態１に係る給
湯装置は、冷凍サイクル装置１、給湯ユニット２及び制
御装置３とを備えたものである。なお、この実施の形態
においては、制御装置３は冷凍サイクル装置１内に設置
されている。また、冷凍サイクル装置１と給湯ユニット
２とは連絡水用配管５、６により接続されている。
湯装置は、冷凍サイクル装置１、給湯ユニット２及び制
御装置３とを備えたものである。なお、この実施の形態
においては、制御装置３は冷凍サイクル装置１内に設置
されている。また、冷凍サイクル装置１と給湯ユニット
２とは連絡水用配管５、６により接続されている。
【００２０】冷凍サイクル装置１は、２段圧縮機１１、
高圧側熱交換器１２、電動膨張弁１３、蒸発器１４、ア
キュムレータ１５を順次接続した冷媒回路（閉回路）を
備えた超臨界冷凍サイクル装置である。この冷媒回路の
内部には、超臨界冷凍サイクルで運転されるような代替
冷媒として二酸化炭素（ＣＯ2）が充填されている。冷
凍・空調用の代表的な自然冷媒としては、ハイドロカー
ボン（ＨＣ：プロパンやイソブタンなど）、アンモニ
ア、空気そしてＣＯ2等が挙げられる。しかしながら、
冷媒特性として、ハイドロカーボンとアンモニアはエネ
ルギー効率が良いという反面可燃性や毒性の問題があ
り、空気は超低温域以外でエネルギー効率が劣るなどと
いった問題がある。これに対し二酸化炭素は、可燃性や
毒性がなく安全である。
高圧側熱交換器１２、電動膨張弁１３、蒸発器１４、ア
キュムレータ１５を順次接続した冷媒回路（閉回路）を
備えた超臨界冷凍サイクル装置である。この冷媒回路の
内部には、超臨界冷凍サイクルで運転されるような代替
冷媒として二酸化炭素（ＣＯ2）が充填されている。冷
凍・空調用の代表的な自然冷媒としては、ハイドロカー
ボン（ＨＣ：プロパンやイソブタンなど）、アンモニ
ア、空気そしてＣＯ2等が挙げられる。しかしながら、
冷媒特性として、ハイドロカーボンとアンモニアはエネ
ルギー効率が良いという反面可燃性や毒性の問題があ
り、空気は超低温域以外でエネルギー効率が劣るなどと
いった問題がある。これに対し二酸化炭素は、可燃性や
毒性がなく安全である。
【００２１】２段圧縮機は、密閉ハウジング内に低段側
圧縮機１１ａ、高段側圧縮機１１ｂ、これら圧縮機１１
ａ及び１１ｂを駆動する共用の圧縮機用電動機１１ｃを
内蔵したものであり、低段側圧縮機１１ａの吐出側と高
段側圧縮機１１ｂの吸入側とを配管１１ｄにより連結し
ている。また、密閉ハウジング内空間は、中間圧力ガ
ス、つまり低段側圧縮機の吐出ガスにより満たされてい
る。なお、このように密閉ハウジング内を中間圧力とし
た理由は、各圧縮機の各部に作用する力、及び密閉ハウ
ジングの内外間の圧力差を適切な範囲内に保持し、大き
な力が作用することを回避したものであり、これにより
高信頼性、低振動、低騒音、高効率な圧縮機とすること
ができる。
圧縮機１１ａ、高段側圧縮機１１ｂ、これら圧縮機１１
ａ及び１１ｂを駆動する共用の圧縮機用電動機１１ｃを
内蔵したものであり、低段側圧縮機１１ａの吐出側と高
段側圧縮機１１ｂの吸入側とを配管１１ｄにより連結し
ている。また、密閉ハウジング内空間は、中間圧力ガ
ス、つまり低段側圧縮機の吐出ガスにより満たされてい
る。なお、このように密閉ハウジング内を中間圧力とし
た理由は、各圧縮機の各部に作用する力、及び密閉ハウ
ジングの内外間の圧力差を適切な範囲内に保持し、大き
な力が作用することを回避したものであり、これにより
高信頼性、低振動、低騒音、高効率な圧縮機とすること
ができる。
【００２２】また、この２段圧縮機１１の圧縮機用電動
機はインバータ制御されるインバータ駆動式２段圧縮機
である。また、後述する制御装置３により、外気温度の
変化に対し所定の基準に従い圧縮機能力が制御される。
なお、高段側圧縮機１１ｂの吐出配管には、高段側圧縮
機１１ｂから吐出される吐出ガス温度を検出するための
吐出ガス温度検出器３１が設けられている。
機はインバータ制御されるインバータ駆動式２段圧縮機
である。また、後述する制御装置３により、外気温度の
変化に対し所定の基準に従い圧縮機能力が制御される。
なお、高段側圧縮機１１ｂの吐出配管には、高段側圧縮
機１１ｂから吐出される吐出ガス温度を検出するための
吐出ガス温度検出器３１が設けられている。
【００２３】高圧側熱交換器１２は、高段側圧縮機１１
ｂから吐出された高圧冷媒を導入する冷媒用熱交換チュ
ーブ１２ａと、給湯ユニット２内に配置されている貯湯
タンク２１から送水される給湯用水を導入する水用熱交
換チューブ１２ｂとからなり、両者が熱交換関係に形成
されたものである。したがって、高段側圧縮機１１ｂか
ら吐出された高温高圧の冷媒ガスは貯湯タンク２１から
送水される給湯用水により冷却され、この給湯用水は高
温高圧冷媒が発生する熱により加熱される。
ｂから吐出された高圧冷媒を導入する冷媒用熱交換チュ
ーブ１２ａと、給湯ユニット２内に配置されている貯湯
タンク２１から送水される給湯用水を導入する水用熱交
換チューブ１２ｂとからなり、両者が熱交換関係に形成
されたものである。したがって、高段側圧縮機１１ｂか
ら吐出された高温高圧の冷媒ガスは貯湯タンク２１から
送水される給湯用水により冷却され、この給湯用水は高
温高圧冷媒が発生する熱により加熱される。
【００２４】電動膨張弁１３は、高圧側熱交換器１２で
冷却された高圧ガス冷媒を減圧するもので、パルスモー
タにより駆動される。また、後述する制御装置３によ
り、所定の基準に従い制御される。
冷却された高圧ガス冷媒を減圧するもので、パルスモー
タにより駆動される。また、後述する制御装置３によ
り、所定の基準に従い制御される。
【００２５】蒸発器１４は、電動膨張弁１３により減圧
された低圧の気液混合冷媒を熱源媒体としての外気と熱
交換させ、この冷媒を気化させるものである。なお、こ
の蒸発器１４には外気温度を検出するための外気温度検
出器３２が付設されている。
された低圧の気液混合冷媒を熱源媒体としての外気と熱
交換させ、この冷媒を気化させるものである。なお、こ
の蒸発器１４には外気温度を検出するための外気温度検
出器３２が付設されている。
【００２６】給湯ユニット２は、貯湯タンク２１、温水
循環ポンプ２２、給湯配管２３、給水配管２４を備えて
構成されている。そして、貯湯タンク２１の上部及び下
部を前記水用熱交換チューブ１２ｂに対し、連絡水用配
管５、６を含む温水循環回路Ｐにより接続されている。
また、貯湯タンク２１では比重の差により上部になるほ
ど温水温度が高くなる。このため、貯湯タンク２１下部
の温度の低い水を水用熱交換チューブ１２ｂに送水し、
水用熱交換チューブ１２ｂで加熱された温度の高い水を
貯湯タンク２１の上部に導くように、温水循環回路Ｐが
形成されるとともに、この温水循環回路Ｐ中に温水循環
ポンプ２２が取り付けられている。なお、貯湯タンク２
１内上部の温水温度、すなわち焚き上げ温度は、貯湯タ
ンク２１上部に設けられた焚き上げ温度検出器３３によ
り測定されている。
循環ポンプ２２、給湯配管２３、給水配管２４を備えて
構成されている。そして、貯湯タンク２１の上部及び下
部を前記水用熱交換チューブ１２ｂに対し、連絡水用配
管５、６を含む温水循環回路Ｐにより接続されている。
また、貯湯タンク２１では比重の差により上部になるほ
ど温水温度が高くなる。このため、貯湯タンク２１下部
の温度の低い水を水用熱交換チューブ１２ｂに送水し、
水用熱交換チューブ１２ｂで加熱された温度の高い水を
貯湯タンク２１の上部に導くように、温水循環回路Ｐが
形成されるとともに、この温水循環回路Ｐ中に温水循環
ポンプ２２が取り付けられている。なお、貯湯タンク２
１内上部の温水温度、すなわち焚き上げ温度は、貯湯タ
ンク２１上部に設けられた焚き上げ温度検出器３３によ
り測定されている。
【００２７】給湯配管２３は、温水蛇口、浴槽などに温
水を供給するためのものであり、貯湯タンク２１中の高
い温度の温水を供給できるように、貯湯タンク２１の上
部に接続されている。なお、この給湯回路には開閉弁２
５が取り付けられている。給水配管２４は、貯湯タンク
２１内に常時水道水を供給可能とするものであり、逆止
弁２６、減圧弁２７を介し貯湯タンク２１の底部に接続
されている。
水を供給するためのものであり、貯湯タンク２１中の高
い温度の温水を供給できるように、貯湯タンク２１の上
部に接続されている。なお、この給湯回路には開閉弁２
５が取り付けられている。給水配管２４は、貯湯タンク
２１内に常時水道水を供給可能とするものであり、逆止
弁２６、減圧弁２７を介し貯湯タンク２１の底部に接続
されている。
【００２８】制御装置３は、前述のように、外気温度の
変化に対し所定の圧縮機能力が得られるように所定の基
準に従い圧縮機用電動機１１ｃの運転周波数を設定して
インバータ駆動式２段圧縮機１１を運転するとともに、
電動膨張弁１３の開度を所定の基準に基づき制御するも
のである。
変化に対し所定の圧縮機能力が得られるように所定の基
準に従い圧縮機用電動機１１ｃの運転周波数を設定して
インバータ駆動式２段圧縮機１１を運転するとともに、
電動膨張弁１３の開度を所定の基準に基づき制御するも
のである。
【００２９】次に、この制御装置３によるインバータ駆
動式２段圧縮機１１の運転周波数の制御について図面に
基づき説明する。なお、図２は、実施の形態１に係り、
初期設定運転完了後の定常運転時におけるインバータ駆
動式２段圧縮機１１の制御フローチャートである。
動式２段圧縮機１１の運転周波数の制御について図面に
基づき説明する。なお、図２は、実施の形態１に係り、
初期設定運転完了後の定常運転時におけるインバータ駆
動式２段圧縮機１１の制御フローチャートである。
【００３０】この図に示すように、インバータ駆動式２
段圧縮機１１を初期設定条件で運転し、定常運転に入っ
た後に外気温度検出器３２により外気温度が測定される
（ステップＳ１）。そして、前回測定時の外気温度と比
較される（ステップＳ２）。比較した結果、両者に温度
差が有る場合は、所定の基準に従いこの温度差に基づく
圧縮機用電動機１１ｃの運転周波数を決定し（ステップ
Ｓ３）、インバータ駆動式２段圧縮機１１をこの周波数
で運転する（ステップＳ５）。なお、この場合、外気温
度の低下に対し圧縮機能力が略所定値となるように、又
は、略一定となるようにインバータ駆動式２段圧縮機１
１の運転周波数を決定している。また、比較した結果、
両者に温度差が無い場合は、圧縮機用電動機１１ｃの運
転周波数を変更しないものとし（ステップＳ４）、その
ままの運転周波数でインバータ駆動式２段圧縮機１１を
運転する（ステップＳ５）。そして、所定時間待機した
後（ステップＳ６）上述のステップを繰り返す。なお、
この所定時間としては、外気温度変化の状況把握の緻密
さと、外気温度が短時間に上下動変化することによる弊
害を除去する必要性とのバランスから、約３０分が適切
であると考えられる。
段圧縮機１１を初期設定条件で運転し、定常運転に入っ
た後に外気温度検出器３２により外気温度が測定される
（ステップＳ１）。そして、前回測定時の外気温度と比
較される（ステップＳ２）。比較した結果、両者に温度
差が有る場合は、所定の基準に従いこの温度差に基づく
圧縮機用電動機１１ｃの運転周波数を決定し（ステップ
Ｓ３）、インバータ駆動式２段圧縮機１１をこの周波数
で運転する（ステップＳ５）。なお、この場合、外気温
度の低下に対し圧縮機能力が略所定値となるように、又
は、略一定となるようにインバータ駆動式２段圧縮機１
１の運転周波数を決定している。また、比較した結果、
両者に温度差が無い場合は、圧縮機用電動機１１ｃの運
転周波数を変更しないものとし（ステップＳ４）、その
ままの運転周波数でインバータ駆動式２段圧縮機１１を
運転する（ステップＳ５）。そして、所定時間待機した
後（ステップＳ６）上述のステップを繰り返す。なお、
この所定時間としては、外気温度変化の状況把握の緻密
さと、外気温度が短時間に上下動変化することによる弊
害を除去する必要性とのバランスから、約３０分が適切
であると考えられる。
【００３１】次に、この制御装置３による電動膨張弁１
３の開度制御について図３に基づき説明する。なお、図
３は、実施の形態１に係り、初期設定運転完了後の定常
運転時における電動膨張弁１３の開度の制御フローチャ
ートである。
３の開度制御について図３に基づき説明する。なお、図
３は、実施の形態１に係り、初期設定運転完了後の定常
運転時における電動膨張弁１３の開度の制御フローチャ
ートである。
【００３２】この図３に示すように、吐出ガス温度検出
器３１により高段側圧縮機１１ｂの吐出ガス温度が測定
され（ステップＳ１１）、予め設定されている目標吐出
ガス温度との温度差を算出する（ステップＳ１２）。そ
して、所定の基準に従いこの温度差に基づく電動膨張弁
１３の開度（操作パルス数）を決定し（ステップＳ１
３）、電動膨張弁１３をこの開度に操作する（ステップ
Ｓ１４）。なお、この場合において、目標吐出ガス温度
を、使用者が任意に設定するのでなく、装置の設計仕様
として外気温度に対して予め設定しておくことも可能で
ある。ただし、この場合は前のステップで外気温度を測
定しておくことが必要となる。そして、所定時間待機し
た後（ステップＳ１５）上述のステップが繰り返され
る。なお、この所定時間は、通常の電動膨張弁の制御に
対し行われる程度の短い時間とすればよく、外気温度検
出の場合の所定時間と関係付ける必要はない。
器３１により高段側圧縮機１１ｂの吐出ガス温度が測定
され（ステップＳ１１）、予め設定されている目標吐出
ガス温度との温度差を算出する（ステップＳ１２）。そ
して、所定の基準に従いこの温度差に基づく電動膨張弁
１３の開度（操作パルス数）を決定し（ステップＳ１
３）、電動膨張弁１３をこの開度に操作する（ステップ
Ｓ１４）。なお、この場合において、目標吐出ガス温度
を、使用者が任意に設定するのでなく、装置の設計仕様
として外気温度に対して予め設定しておくことも可能で
ある。ただし、この場合は前のステップで外気温度を測
定しておくことが必要となる。そして、所定時間待機し
た後（ステップＳ１５）上述のステップが繰り返され
る。なお、この所定時間は、通常の電動膨張弁の制御に
対し行われる程度の短い時間とすればよく、外気温度検
出の場合の所定時間と関係付ける必要はない。
【００３３】以上のように構成された実施の形態１によ
れば、外気温度検出器３２により外気温度を一定時間毎
に検出し、検出された外気温度の変化に対し所定の基準
に従って圧縮機能力を制御するとともに、所定の基準に
従って電動膨張弁１３の開度を制御するので、外気温度
が短時間に上下動するようなことがあっても、外気温度
検出器３２はこのような変動を検出しない。したがっ
て、短時間のうちに圧縮機能力が大小変動するようなこ
とが無く、電動膨張弁１３の開度制御が安定的に行われ
る。このため、電動膨張弁１３の開度制御が不安定にな
ることによる圧縮機への液戻りを防止することができ、
インバータ駆動式２段圧縮機１１を長寿命化することが
できる。
れば、外気温度検出器３２により外気温度を一定時間毎
に検出し、検出された外気温度の変化に対し所定の基準
に従って圧縮機能力を制御するとともに、所定の基準に
従って電動膨張弁１３の開度を制御するので、外気温度
が短時間に上下動するようなことがあっても、外気温度
検出器３２はこのような変動を検出しない。したがっ
て、短時間のうちに圧縮機能力が大小変動するようなこ
とが無く、電動膨張弁１３の開度制御が安定的に行われ
る。このため、電動膨張弁１３の開度制御が不安定にな
ることによる圧縮機への液戻りを防止することができ、
インバータ駆動式２段圧縮機１１を長寿命化することが
できる。
【００３４】また、外気温度は約３０分ごとに検出され
るので、短時間の外気温度の変化を検出することが無
く、しかも、外気温度の変化状況を適切に把握すること
もできる。
るので、短時間の外気温度の変化を検出することが無
く、しかも、外気温度の変化状況を適切に把握すること
もできる。
【００３５】また、制御装置３は、検出された外気温度
の低下に対し圧縮機能力を略一定値又は略所定値になる
ようにインバータ駆動式圧縮機１１の回転数を増大する
ので、外気温度の低下に対し、圧縮機能力を略一定値又
は略所定値に維持することができ、給湯用水の加熱能力
及び給湯用水の温度が外気温度に追随して低下すること
を防止し、略一定値又略所定値にすることができる。
の低下に対し圧縮機能力を略一定値又は略所定値になる
ようにインバータ駆動式圧縮機１１の回転数を増大する
ので、外気温度の低下に対し、圧縮機能力を略一定値又
は略所定値に維持することができ、給湯用水の加熱能力
及び給湯用水の温度が外気温度に追随して低下すること
を防止し、略一定値又略所定値にすることができる。
【００３６】また、冷凍サイクル装置１は、冷媒として
二酸化炭素を充填した超臨界冷凍サイクル装置としてい
るので、可燃性や毒性のない自然冷媒を使用しながら、
冬季においても十分に高温の給湯用水を供給することが
できる。
二酸化炭素を充填した超臨界冷凍サイクル装置としてい
るので、可燃性や毒性のない自然冷媒を使用しながら、
冬季においても十分に高温の給湯用水を供給することが
できる。
【００３７】また、冷凍サイクル装置１に用いられる圧
縮機を、密閉ハウジング内に低段側圧縮機１１ａと高段
側圧縮機１１ｂとを内蔵し、この密閉ハウジング内空間
を低段側圧縮機１１ａの吐出ガスで充満させたインバー
タ駆動式２段圧縮機１１としているので、高低圧力差が
大きくなるヒートポンプ式給湯装置に使用される冷凍サ
イクル装置では、各段の圧縮比が小さくなり、圧縮機の
運転効率を上昇させることができる。また、低段側圧縮
機１１ａ及び高段側圧縮機１１ｂの周囲が中間圧力であ
る低段側圧縮機１１ａの吐出ガスとなるため、各段圧縮
機の各部に大きな力が作用せず、高信頼性、低振動、低
騒音、高効率な圧縮機とすることができる。
縮機を、密閉ハウジング内に低段側圧縮機１１ａと高段
側圧縮機１１ｂとを内蔵し、この密閉ハウジング内空間
を低段側圧縮機１１ａの吐出ガスで充満させたインバー
タ駆動式２段圧縮機１１としているので、高低圧力差が
大きくなるヒートポンプ式給湯装置に使用される冷凍サ
イクル装置では、各段の圧縮比が小さくなり、圧縮機の
運転効率を上昇させることができる。また、低段側圧縮
機１１ａ及び高段側圧縮機１１ｂの周囲が中間圧力であ
る低段側圧縮機１１ａの吐出ガスとなるため、各段圧縮
機の各部に大きな力が作用せず、高信頼性、低振動、低
騒音、高効率な圧縮機とすることができる。
【００３８】実施の形態２．次に、実施の形態２につい
て、図４〜図６に基づき説明する。なお、図４は、実施
の形態２に係り、初期設定運転完了後の定常運転時にお
けるインバータ駆動式２段圧縮機の運転周波数及び電動
膨張弁の開度の制御フローチャートであり、図５は、実
施の形態２における外気温度及び目標焚き上げ温度に対
する圧縮機の運転周波数の設定例を示す図であり、図６
は、実施の形態２における外気温度及び目標焚き上げ温
度に対する圧縮機吐出ガスの目標吐出ガス温度の設定例
を示す図である。
て、図４〜図６に基づき説明する。なお、図４は、実施
の形態２に係り、初期設定運転完了後の定常運転時にお
けるインバータ駆動式２段圧縮機の運転周波数及び電動
膨張弁の開度の制御フローチャートであり、図５は、実
施の形態２における外気温度及び目標焚き上げ温度に対
する圧縮機の運転周波数の設定例を示す図であり、図６
は、実施の形態２における外気温度及び目標焚き上げ温
度に対する圧縮機吐出ガスの目標吐出ガス温度の設定例
を示す図である。
【００３９】実施の形態２では、冷凍サイクル装置１及
び給湯ユニット２の構成は実施の形態１と同一であり、
制御装置３によるインバータ駆動式２段圧縮機１１の運
転周波数制御及び電動膨張弁１３の開度制御を、需要ニ
ーズに対しよりマッチするようにしたものであって、次
のように制御される。
び給湯ユニット２の構成は実施の形態１と同一であり、
制御装置３によるインバータ駆動式２段圧縮機１１の運
転周波数制御及び電動膨張弁１３の開度制御を、需要ニ
ーズに対しよりマッチするようにしたものであって、次
のように制御される。
【００４０】図４に示すように、初期設定条件の下に電
動膨張弁１３が所定の開度に設定され、インバータ駆動
式２段圧縮機１１が所定の周波数で運転された後に、外
気温度検出器３２により外気温度が測定される（ステッ
プＳ２１）。そして、この外気温度と、外気温度に対し
設定されている目標焚き上げ温度とから、所定の基準に
従いインバータ駆動式２段圧縮機１１の運転周波数を決
定する（ステップＳ２２）。また、測定された外気温度
と、外気温度に対し設定されている目標焚き上げ温度と
から、所定の基準に従い高段側圧縮機１１ｂの目標吐出
ガス温度を決定する（ステップＳ２３）。また、吐出ガ
ス温度検出器３１により高段側圧縮機１１ｂの吐出ガス
温度を測定する（ステップＳ２４）。そして、この吐出
ガス温度とステップＳ２３により決定された目標吐出ガ
ス温度との温度差を算出し（ステップＳ２５）、この温
度差に基づき所定の基準に従い電動膨張弁１３の開度
（つまり、操作パルス数）を決定する（ステップＳ２
６）。そして、ステップＳ２２で決定された運転周波数
でインバータ駆動式２段圧縮機１１を運転し、ステップ
Ｓ２６で決定された開度に電動膨張弁１３を操作する
（ステップＳ２７）。そして、所定時間経過後（ステッ
プＳ２８）、上記手順を繰り返す。
動膨張弁１３が所定の開度に設定され、インバータ駆動
式２段圧縮機１１が所定の周波数で運転された後に、外
気温度検出器３２により外気温度が測定される（ステッ
プＳ２１）。そして、この外気温度と、外気温度に対し
設定されている目標焚き上げ温度とから、所定の基準に
従いインバータ駆動式２段圧縮機１１の運転周波数を決
定する（ステップＳ２２）。また、測定された外気温度
と、外気温度に対し設定されている目標焚き上げ温度と
から、所定の基準に従い高段側圧縮機１１ｂの目標吐出
ガス温度を決定する（ステップＳ２３）。また、吐出ガ
ス温度検出器３１により高段側圧縮機１１ｂの吐出ガス
温度を測定する（ステップＳ２４）。そして、この吐出
ガス温度とステップＳ２３により決定された目標吐出ガ
ス温度との温度差を算出し（ステップＳ２５）、この温
度差に基づき所定の基準に従い電動膨張弁１３の開度
（つまり、操作パルス数）を決定する（ステップＳ２
６）。そして、ステップＳ２２で決定された運転周波数
でインバータ駆動式２段圧縮機１１を運転し、ステップ
Ｓ２６で決定された開度に電動膨張弁１３を操作する
（ステップＳ２７）。そして、所定時間経過後（ステッ
プＳ２８）、上記手順を繰り返す。
【００４１】上記制御において、ステップ２３で使用さ
れる目標焚き上げ温度は、測定される外気温度と使用者
が選択する目標使用量とから予め設定しておくものであ
る。また、目標使用量は、表１に示される「たっぷ
り」、「ふつう」、「節約」の３段階の中から、使用者
の予測に基づき、使用者により選択される。なお、「た
っぷり」は「ふつう」より多め、「節約」は「ふつう」
より少なめに設定されていることを意味する。そして、
目標使用量が上記により選択されると、目標焚き上げ温
度が表１のテーブルに従って設定される。
れる目標焚き上げ温度は、測定される外気温度と使用者
が選択する目標使用量とから予め設定しておくものであ
る。また、目標使用量は、表１に示される「たっぷ
り」、「ふつう」、「節約」の３段階の中から、使用者
の予測に基づき、使用者により選択される。なお、「た
っぷり」は「ふつう」より多め、「節約」は「ふつう」
より少なめに設定されていることを意味する。そして、
目標使用量が上記により選択されると、目標焚き上げ温
度が表１のテーブルに従って設定される。
【００４２】
【表１】
【００４３】次に、前記スッテプ２２におけるインバー
タ駆動式２段圧縮機１１の運転周波数の決定は、図５に
従って行われる。例えば、目標焚き上げ温度が６０℃、
外気温度が３０℃であれば、図５から導かれるように、
インバータ駆動式２段圧縮機１１の運転周波数は約８８
Ｈｚと決定される。
タ駆動式２段圧縮機１１の運転周波数の決定は、図５に
従って行われる。例えば、目標焚き上げ温度が６０℃、
外気温度が３０℃であれば、図５から導かれるように、
インバータ駆動式２段圧縮機１１の運転周波数は約８８
Ｈｚと決定される。
【００４４】また、ステップ２３における、測定された
外気温度と予め使用者により選択された目標焚き上げ温
度とからの目標吐出ガス温度の決定は、図６のように設
定される。例えば、目標焚き上げ温度が６０℃、外気温
度が３０℃であれば、図６から導かれるように、目標吐
出ガス温度は約９７℃である。
外気温度と予め使用者により選択された目標焚き上げ温
度とからの目標吐出ガス温度の決定は、図６のように設
定される。例えば、目標焚き上げ温度が６０℃、外気温
度が３０℃であれば、図６から導かれるように、目標吐
出ガス温度は約９７℃である。
【００４５】また、ステップ２８における所定時間は、
外気温度変化の状況把握の緻密さと、外気温度が短時間
に上下動変化することによる弊害を除去する観点から、
約３０分が適切である。
外気温度変化の状況把握の緻密さと、外気温度が短時間
に上下動変化することによる弊害を除去する観点から、
約３０分が適切である。
【００４６】このように実施の形態２によれば、外気温
度を一定時間毎に検出し、この検出された外気温度と、
外気温度に対して設定されている目標焚き上げ温度とか
ら、所定の基準に従ってインバータ駆動式２段圧縮機１
１の運転周波数及び電動膨張弁１３の開度を制御するの
で、外気温度の変化に対し需要ニーズが変化することに
対応した運転制御が行われ、必要以上に給湯用水を加熱
することが無く、無駄の少ない運転を行うことができ
る。
度を一定時間毎に検出し、この検出された外気温度と、
外気温度に対して設定されている目標焚き上げ温度とか
ら、所定の基準に従ってインバータ駆動式２段圧縮機１
１の運転周波数及び電動膨張弁１３の開度を制御するの
で、外気温度の変化に対し需要ニーズが変化することに
対応した運転制御が行われ、必要以上に給湯用水を加熱
することが無く、無駄の少ない運転を行うことができ
る。
【００４７】また、この実施の形態２によれば、外気温
度を一定時間毎に検出し、この検出された外気温度と、
外気温度及び使用者により選定された給湯用水の使用予
定量に対して設定されている目標焚き上げ温度とから、
所定の基準に従いインバータ駆動式２段圧縮機１１の運
転周波数及び電動膨張弁１３の開度を制御するので、外
気温度の変化に対する需要ニーズのより詳細な変化を把
握した運転制御が行われ、より必要以上に給湯用水を加
熱することを防止し、より一層無駄の少ない運転を行う
ことができる。
度を一定時間毎に検出し、この検出された外気温度と、
外気温度及び使用者により選定された給湯用水の使用予
定量に対して設定されている目標焚き上げ温度とから、
所定の基準に従いインバータ駆動式２段圧縮機１１の運
転周波数及び電動膨張弁１３の開度を制御するので、外
気温度の変化に対する需要ニーズのより詳細な変化を把
握した運転制御が行われ、より必要以上に給湯用水を加
熱することを防止し、より一層無駄の少ない運転を行う
ことができる。
【００４８】以上説明した実施の形態１及び２におい
て、冷凍サイクル装置１は、超臨界冷凍サイクル装置で
あったが、このような冷凍サイクル装置に限らず通常の
冷凍サイクル装置とすることができるのはいうまでもな
い。
て、冷凍サイクル装置１は、超臨界冷凍サイクル装置で
あったが、このような冷凍サイクル装置に限らず通常の
冷凍サイクル装置とすることができるのはいうまでもな
い。
【００４９】また、前記実施の形態１及び２において
は、圧縮機はインバータ駆動式２段圧縮機１１とされて
いるが、この圧縮機をインバータ駆動式単段圧縮機とし
た場合にも本発明を適用できることはいうまでもない。
は、圧縮機はインバータ駆動式２段圧縮機１１とされて
いるが、この圧縮機をインバータ駆動式単段圧縮機とし
た場合にも本発明を適用できることはいうまでもない。
【００５０】
【発明の効果】本発明は以上のように構成されているの
で、次のような効果を奏する。請求項１記載の発明によ
れば、外気温度を一定時間毎に検出し、検出された外気
温度の変化に対し所定の基準に従って圧縮機能力を制御
するとともに、所定の基準に従って電動膨張弁の開度を
制御するので、外気温度が短時間に上下動するようなこ
とがあっても、このような変動は検出されない。したが
って、短時間のうちに圧縮機能力が大小変動するような
ことが無く、電動膨張弁の開度制御が安定的に行われ
る。このため、電動膨張弁の開度制御が不安定になるこ
とによる圧縮機への液戻りを防止することができ、圧縮
機の寿命を長期化することができる。
で、次のような効果を奏する。請求項１記載の発明によ
れば、外気温度を一定時間毎に検出し、検出された外気
温度の変化に対し所定の基準に従って圧縮機能力を制御
するとともに、所定の基準に従って電動膨張弁の開度を
制御するので、外気温度が短時間に上下動するようなこ
とがあっても、このような変動は検出されない。したが
って、短時間のうちに圧縮機能力が大小変動するような
ことが無く、電動膨張弁の開度制御が安定的に行われ
る。このため、電動膨張弁の開度制御が不安定になるこ
とによる圧縮機への液戻りを防止することができ、圧縮
機の寿命を長期化することができる。
【００５１】また、請求項２記載の発明によれば、請求
項１記載の発明において、外気温度は約３０分ごとに検
出されるので、短時間の外気温度の変化を検出すること
はなく、しかも、外気温度の変化状況を適切に把握する
こともできる。
項１記載の発明において、外気温度は約３０分ごとに検
出されるので、短時間の外気温度の変化を検出すること
はなく、しかも、外気温度の変化状況を適切に把握する
こともできる。
【００５２】また、請求項３記載の発明によれば、請求
項１又は２記載の発明において、制御装置は、検出され
た外気温度の低下に対し圧縮機能力を略所定値になるよ
うにインバータ駆動式圧縮機の回転数を制御するので、
外気温度の低下に対し、給湯用水の加熱能力及び給湯用
水の温度を略所定値に維持することができる。
項１又は２記載の発明において、制御装置は、検出され
た外気温度の低下に対し圧縮機能力を略所定値になるよ
うにインバータ駆動式圧縮機の回転数を制御するので、
外気温度の低下に対し、給湯用水の加熱能力及び給湯用
水の温度を略所定値に維持することができる。
【００５３】また、請求項４記載の発明によれば、請求
項１又は２記載の発明において、制御装置は、検出され
た外気温度の低下に対し圧縮機能力を略一定値になるよ
うにインバータ駆動式圧縮機の回転数を制御するので、
外気温度の低下に対し、給湯用水の加熱能力の低下及び
給湯用水の温度低下を防止することができる。
項１又は２記載の発明において、制御装置は、検出され
た外気温度の低下に対し圧縮機能力を略一定値になるよ
うにインバータ駆動式圧縮機の回転数を制御するので、
外気温度の低下に対し、給湯用水の加熱能力の低下及び
給湯用水の温度低下を防止することができる。
【００５４】また、請求項５記載の発明によれば、外気
温度を一定時間毎に検出し、この検出された外気温度
と、外気温度に対して設定されている目標焚き上げ温度
とから、所定の基準に従い前記インバータ駆動式２段圧
縮機の運転周波数及び前記電動膨張弁の開度を制御する
制御装置とを有するものとしているので、外気温度の変
化に対し需要ニーズが変化することに対応した運転制御
が行われ、必要以上に給湯用水を加熱することが無く、
無駄の少ない運転を行うことができる。
温度を一定時間毎に検出し、この検出された外気温度
と、外気温度に対して設定されている目標焚き上げ温度
とから、所定の基準に従い前記インバータ駆動式２段圧
縮機の運転周波数及び前記電動膨張弁の開度を制御する
制御装置とを有するものとしているので、外気温度の変
化に対し需要ニーズが変化することに対応した運転制御
が行われ、必要以上に給湯用水を加熱することが無く、
無駄の少ない運転を行うことができる。
【００５５】また、請求項６記載の発明によれば、外気
温度を一定時間毎に検出し、この検出された外気温度
と、外気温度及び使用者により選定された給湯用水の使
用予定量に対して設定されている目標焚き上げ温度とか
ら、所定の基準に従い前記インバータ駆動式圧縮機の運
転周波数及び前記電動膨張弁の開度を制御する制御装置
とを有するものとしているので、外気温度の変化に対す
る需要ニーズのより詳細な変化を把握した運転制御が行
われ、より必要以上に給湯用水を加熱することを防止
し、より一層無駄の少ない運転を行うことができる。
温度を一定時間毎に検出し、この検出された外気温度
と、外気温度及び使用者により選定された給湯用水の使
用予定量に対して設定されている目標焚き上げ温度とか
ら、所定の基準に従い前記インバータ駆動式圧縮機の運
転周波数及び前記電動膨張弁の開度を制御する制御装置
とを有するものとしているので、外気温度の変化に対す
る需要ニーズのより詳細な変化を把握した運転制御が行
われ、より必要以上に給湯用水を加熱することを防止
し、より一層無駄の少ない運転を行うことができる。
【００５６】また、請求項７記載の発明によれば、請求
項５又は６記載の発明において、外気温度は約３０分ご
とに検出されるので、短時間の外気温度の変化を検出す
ることが無く、しかも、外気温度の変化状況を適切に把
握することもできる。
項５又は６記載の発明において、外気温度は約３０分ご
とに検出されるので、短時間の外気温度の変化を検出す
ることが無く、しかも、外気温度の変化状況を適切に把
握することもできる。
【００５７】また、請求項８記載の発明によれば、請求
項１〜７いずれか１項記載の発明において、冷凍サイク
ル装置は、冷媒として二酸化炭素を充填した超臨界冷凍
サイクル装置としているので、可燃性や毒性のない自然
冷媒を使用しながら、冬季においても十分に高温の給湯
用水を供給することができる。
項１〜７いずれか１項記載の発明において、冷凍サイク
ル装置は、冷媒として二酸化炭素を充填した超臨界冷凍
サイクル装置としているので、可燃性や毒性のない自然
冷媒を使用しながら、冬季においても十分に高温の給湯
用水を供給することができる。
【００５８】また、請求項９記載の発明によれば、請求
項１〜８いずれか１項記載の発明において、冷凍サイク
ル装置に用いられる圧縮機を、密閉ハウジング内に低段
側圧縮機と高段側圧縮機とを内蔵し、この密閉ハウジン
グ内空間を低段側圧縮機の吐出ガスで充満させたインバ
ータ駆動式２段圧縮機としているので、高低圧力差が大
きくなるヒートポンプ式給湯装置に使用される冷凍サイ
クル装置では、各段の圧縮比が小さくなり、圧縮機の運
転効率を上昇させることができる。また、低段側圧縮機
及び高段側圧縮機の周囲が中間圧力である低段側圧縮機
の吐出ガスとなるため、各段圧縮機の各部に大きな力が
作用せず、高信頼性、低振動、低騒音、高効率な圧縮機
とすることができる。
項１〜８いずれか１項記載の発明において、冷凍サイク
ル装置に用いられる圧縮機を、密閉ハウジング内に低段
側圧縮機と高段側圧縮機とを内蔵し、この密閉ハウジン
グ内空間を低段側圧縮機の吐出ガスで充満させたインバ
ータ駆動式２段圧縮機としているので、高低圧力差が大
きくなるヒートポンプ式給湯装置に使用される冷凍サイ
クル装置では、各段の圧縮比が小さくなり、圧縮機の運
転効率を上昇させることができる。また、低段側圧縮機
及び高段側圧縮機の周囲が中間圧力である低段側圧縮機
の吐出ガスとなるため、各段圧縮機の各部に大きな力が
作用せず、高信頼性、低振動、低騒音、高効率な圧縮機
とすることができる。
【図１】本発明の実施の形態１に係るヒートポンプ式給
湯装置の回路図である。
湯装置の回路図である。
【図２】本発明の実施の形態１に係り、初期設定運転完
了後の定常運転時におけるインバータ駆動式２段圧縮機
の制御フローチャートである。
了後の定常運転時におけるインバータ駆動式２段圧縮機
の制御フローチャートである。
【図３】本発明の実施の形態１に係り、初期設定運転完
了後の定常運転時における電動膨張弁の開度の制御フロ
ーチャートである。
了後の定常運転時における電動膨張弁の開度の制御フロ
ーチャートである。
【図４】本発明の実施の形態２に係り、初期設定運転完
了後の定常運転時におけるインバータ駆動式２段圧縮機
の運転周波数及び電動膨張弁の開度制御のフローチャー
トである。
了後の定常運転時におけるインバータ駆動式２段圧縮機
の運転周波数及び電動膨張弁の開度制御のフローチャー
トである。
【図５】本発明の実施の形態２における外気温度及び目
標焚き上げ温度に対する圧縮機の運転周波数の設定例を
示す図である。
標焚き上げ温度に対する圧縮機の運転周波数の設定例を
示す図である。
【図６】本発明の実施の形態２における外気温度及び目
標焚き上げ温度に対する圧縮機吐出ガスの目標吐出ガス
温度の設定例を示す図である。
標焚き上げ温度に対する圧縮機吐出ガスの目標吐出ガス
温度の設定例を示す図である。
１ 冷凍サイクル装置
２ 給湯ユニット
３ 制御装置
１１ インバータ駆動式圧縮機
１１ａ 低段側圧縮機
１１ｂ 高段側圧縮機
１１ｃ 圧縮機用電動機
１２ 高圧側熱交換器
１３ 電動膨張弁
１４ 蒸発器
２１ 貯湯タンク
２２ 温水循環ポンプ
３１ 吐出ガス温度検出器
３２ 外気温度検出器
３３ 焚き上げ温度検出器３３
─────────────────────────────────────────────────────
フロントページの続き
(72)発明者 小山 清
栃木県足利市大月町１番地 三洋電機空調
株式会社内
(72)発明者 机 重男
栃木県足利市大月町１番地 三洋電機空調
株式会社内
(72)発明者 星野 聡
栃木県足利市大月町１番地 三洋電機空調
株式会社内
(72)発明者 式地 千明
栃木県足利市大月町１番地 三洋電機空調
株式会社内
(72)発明者 石垣 茂弥
栃木県足利市大月町１番地 三洋電機空調
株式会社内
Claims (9)
- 【請求項１】 インバータ駆動式圧縮機、高圧側熱交換
器、冷媒膨張装置、蒸発器を直列に接続した冷媒回路を
有する冷凍サイクル装置と、この冷凍サイクル装置のヒ
ートポンプ作用により加熱された給湯用水を貯留する貯
湯タンクと、外気温度を一定時間毎に検出し、検出され
た外気温度の変化に対し所定の基準に従って圧縮機能力
を制御するとともに、所定の基準に従って電動膨張弁の
開度を制御する制御装置とを備えたヒートポンプ式給湯
装置。 - 【請求項２】 前記制御装置は、外気温度の検出を約３
０分毎に行う請求項１に記載のヒートポンプ式給湯装
置。 - 【請求項３】 前記制御装置は、検出された外気温度の
低下に対し圧縮機能力を略所定値になるように前記イン
バータ駆動式圧縮機の回転数を制御するものである請求
項１又は２記載のヒートポンプ式給湯装置。 - 【請求項４】 前記制御装置は、外気温度の低下に対し
圧縮機能力を略一定値になるように前記インバータ駆動
式圧縮機の回転数を制御するものである請求項１又は２
記載のヒートポンプ式給湯装置。 - 【請求項５】 インバータ駆動式圧縮機、高圧側熱交換
器、冷媒膨張装置、蒸発器を直列に接続した冷媒回路を
有する冷凍サイクル装置と、この冷凍サイクル装置のヒ
ートポンプ作用により加熱された給湯用水を貯留する貯
湯タンクと、外気温度を一定時間毎に検出し、この検出
された外気温度と、外気温度に対して設定されている目
標焚き上げ温度とから、所定の基準に従い前記インバー
タ駆動式圧縮機の運転周波数及び前記電動膨張弁の開度
を制御する制御装置とを有するヒートポンプ式給湯装
置。 - 【請求項６】 インバータ駆動式圧縮機、高圧側熱交換
器、冷媒膨張装置、蒸発器を直列に接続した冷媒回路を
有する冷凍サイクル装置と、この冷凍サイクル装置のヒ
ートポンプ作用により加熱された給湯用水を貯留する貯
湯タンクと、外気温度を一定時間毎に検出し、この検出
された外気温度と、外気温度及び使用者により選定され
た給湯用水の使用予定量に対して設定されている目標焚
き上げ温度とから、所定の基準に従い前記インバータ駆
動式圧縮機の運転周波数及び前記電動膨張弁の開度を制
御する制御装置とを有するヒートポンプ式給湯装置。 - 【請求項７】 前記制御装置は、外気温度の検出を約３
０分毎に行う請求項５又は６記載のヒートポンプ式給湯
装置。 - 【請求項８】 前記冷凍サイクル装置は、冷媒として二
酸化炭素を充填した超臨界冷凍サイクル装置である請求
項１〜７のいずれか１項記載のヒートポンプ式給湯装
置。 - 【請求項９】 前記インバータ駆動式圧縮機は、密閉ハ
ウジング内に低段側圧縮機と高段側圧縮機とを内蔵し、
この密閉ハウジング内空間を低段側圧縮機の吐出ガスで
充満させたインバータ駆動式２段圧縮機である請求項１
〜８のいずれか１項記載のヒートポンプ式給湯装置。
Priority Applications (3)
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|---|---|---|---|
| JP2001267607A JP4737892B2 (ja) | 2001-09-04 | 2001-09-04 | ヒートポンプ式給湯装置 |
| CNB021415919A CN1220849C (zh) | 2001-09-04 | 2002-09-03 | 热泵式热水供应装置 |
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| JP2007212103A (ja) * | 2006-02-13 | 2007-08-23 | Matsushita Electric Ind Co Ltd | ヒートポンプ式給湯機 |
| JP2007232232A (ja) * | 2006-02-27 | 2007-09-13 | Sanyo Electric Co Ltd | 冷却加熱装置 |
| JP2011257098A (ja) * | 2010-06-11 | 2011-12-22 | Fujitsu General Ltd | ヒートポンプサイクル装置 |
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- 2001-09-04 JP JP2001267607A patent/JP4737892B2/ja not_active Expired - Fee Related
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