JP2009019782A - ヒートポンプ制御装置およびヒートポンプ制御プログラム - Google Patents
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Abstract
【解決手段】冷媒を循環させて内外の熱を交換するヒートポンプと外部から供給される外部電力を蓄電する蓄電池とを備え、蓄電池に外部電力を蓄電する蓄電運転と、蓄電池に蓄電された蓄電電力および/または外部電力でヒートポンプを運転するヒートポンプ運転と、ヒートポンプ運転中にヒートポンプに付着した霜を除霜する除霜運転とを制御するヒートポンプ制御装置であって、ヒートポンプ運転中に除霜運転を行う必要がある状況に至ったか否かを検出し、状況に至ったことが検出されたことを条件として、ヒートポンプ運転を停止して蓄電運転を行うように制御する。
【選択図】 図1
Description
まず最初に、以下の実施例で用いる主要な用語を説明する。「ヒートポンプ」とは、一般的に、空気熱交換器、圧縮機、水熱交換器、および膨張弁で構成され、二酸化炭素等の冷媒を循環させることで内外の熱を交換するものである。「ヒートポンプ」内の循環について簡単に説明すると、「ヒートポンプ」は、まず、空気熱交換器において液体の冷媒を蒸発させることで、大気中の熱をヒートポンプ内の気体の冷媒に取り込み、次に、気体の冷媒を圧縮機に運搬し、圧縮機において気体の冷媒を圧縮することで、気体の冷媒を高温の液体の冷媒にし、続いて、高温の液体の冷媒を水熱交換器に運搬し、水熱交換器においてヒートポンプ外の水を加熱するなどし、次に、加熱し終わり温度が下がった状態の液体の冷媒を膨張弁に運搬し、膨張弁において液体の冷媒をさらに低温にし、その後、低温の液体の冷媒を空気熱交換器に運搬し、空気熱交換器において再び蒸発させることで、大気中の熱を気体の冷媒に取り込む。以下では、上記した一連の循環のことを「ヒートポンプ運転」という。
続いて、図1を用いて、実施例1に係るヒートポンプ制御装置の概要および特徴を説明する。図1は、実施例1に係るヒートポンプ制御装置の概要および特徴を説明するための図である。なお、実施例1においては、貯湯槽の水を加熱して貯湯を行うヒートポンプについて説明するが、本発明はこれに限られるものではなく、他の用途に用いられるヒートポンプについても、本発明を同様に適用することができる。
次に、図2〜図4を用いて、実施例1に係るヒートポンプ制御装置の構成を説明する。図2は、実施例1に係るヒートポンプ制御装置の構成を示すブロック図であり、図3は、ヒートポンプおよび除霜機構を説明するための図であり、図4は、運転制御部を説明するための図である。
次に、図5を用いて、実施例1に係るヒートポンプ制御装置による処理の手順を説明する。図5は、実施例1に係るヒートポンプ制御装置による処理の手順を示すフローチャートである。
上記してきたように、実施例1によれば、冷媒を循環させて内外の熱を交換するヒートポンプと外部から供給される外部電力を蓄電する蓄電池とを備え、蓄電池に外部電力を蓄電する蓄電運転と、蓄電池に蓄電された蓄電電力および/または外部電力でヒートポンプを運転するヒートポンプ運転と、ヒートポンプ運転中にヒートポンプに付着した霜を除霜する除霜運転とを制御するヒートポンプ制御装置であって、ヒートポンプ運転中に除霜運転を行う必要がある状況に至ったか否かを検出し、状況に至ったことが検出されたことを条件として、ヒートポンプ運転を停止して蓄電運転を行うように制御するので、除霜運転に伴う加熱効率の低下を回避することが可能になる。
上記してきたように、実施例2によれば、ヒートポンプ制御装置は、除霜運転を行う必要がある状況が解除されたことをさらに検出し、状況が解除されたことが検出されたことを条件として、停止されていたヒートポンプ運転を再開するので、除霜運転に伴う加熱効率の低下を回避するために停止されていたヒートポンプ運転を、適切なタイミングで再開することも可能になる。
上記してきたように、実施例3によれば、ヒートポンプは、ヒートポンプとともに備えられた貯湯槽の水を加熱して貯湯を行うものであって、ヒートポンプ制御装置は、貯湯槽に所定の時刻までに貯湯すべき貯湯の量から逆算してヒートポンプ運転を開始しなければならない時刻を導出し、導出された時刻になると、停止されていたヒートポンプ運転を再開するので、除霜運転に伴う加熱効率の低下を回避するために停止されていたヒートポンプ運転を、適切なタイミングで再開することも可能になる。
まず、実施例4においては、ヒートポンプ11が、ヒートポンプ11とともに備えられた貯湯槽12の水を加熱して貯湯を行うものであることを前提とし、実施例4に係るヒートポンプ制御装置10は、貯湯槽12に貯湯するように、ヒートポンプ運転を行っているものとする(ステップS801)。
上記してきたように、実施例4によれば、ヒートポンプ制御装置は、所定の時間帯におけるヒートポンプの外部の温度および/または内部の温度が第一の閾値を超えるか否かを判定し、除霜運転を行う必要がある状況に至ったことが検出されたことを条件として、かつ、外部の温度および/または内部の温度が第一の閾値を超えると判定されたことをさらに条件として、ヒートポンプ運転を停止して蓄電運転を行うように制御するので、例えば、昼間の時間帯における気温や水温が上がらないことが予測されている場合などには、ヒートポンプ運転を停止して蓄電運転を行うことをせず、ヒートポンプ運転を継続する、といった制御を行うことも可能になる。
上記してきたように、実施例5によれば、ヒートポンプ制御装置は、蓄電池に蓄電された蓄電電力に余剰が生じた場合に、余剰として生じた蓄電電力を蓄電池に接続する負荷に供給するので、蓄電池に蓄電された蓄電電力を効率的に利用することも可能になる。
本実施例において説明した各処理のうち、自動的におこなわれるものとして説明した処理の全部または一部を手動的におこなうこともでき、あるいは、手動的におこなわれるものとして説明した処理の全部または一部を公知の方法で自動的におこなうこともできる。この他、上記文書中や図面中で示した処理手順、制御手順、具体的名称、各種のデータやパラメータを含む情報については、特記する場合を除いて任意に変更することができる。
11 ヒートポンプ
12 貯湯槽
13 除霜機構
14 蓄電池
15 負荷供給部
20 制御部
21 検出部
22 運転制御部
Claims (15)
- 冷媒を循環させて内外の熱を交換するヒートポンプと外部から供給される外部電力を蓄電する蓄電池とを備え、前記蓄電池に前記外部電力を蓄電する蓄電運転と当該蓄電池に蓄電された蓄電電力および/または前記外部電力で前記ヒートポンプを運転するヒートポンプ運転と当該ヒートポンプ運転中に当該ヒートポンプに付着した霜を除霜する除霜運転とを制御するヒートポンプ制御装置であって、
前記ヒートポンプ運転中に前記除霜運転を行う必要がある状況に至ったか否かを検出する検出手段と、
前記検出手段によって前記状況に至ったことが検出されたことを条件として、前記ヒートポンプ運転を停止して前記蓄電運転を行うように制御する運転制御手段と、
を備えたことを特徴とするヒートポンプ制御装置。 - 所定の時間帯における前記ヒートポンプの外部の温度および/または内部の温度が第一の閾値を超えるか否かを判定する温度判定手段をさらに備え、
前記運転制御手段は、前記検出手段によって前記状況に至ったことが検出されたことを条件として、かつ、前記温度判定手段によって前記外部の温度および/または前記内部の温度が前記第一の閾値を超えると判定されたことをさらに条件として、前記ヒートポンプ運転を停止して前記蓄電運転を行うように制御することを特徴とする請求項1に記載のヒートポンプ制御装置。 - 前記ヒートポンプは、当該ヒートポンプとともに備えられた貯湯槽の水を加熱して貯湯を行うものであって、
前記貯湯槽に貯湯されている貯湯量が、必要とされる貯湯量に至っているか否かをさらに判定する貯湯量判定手段をさらに備え、
前記運転制御手段は、前記検出手段によって前記状況に至ったことが検出されたことを条件として、かつ、前記貯湯量判定手段によって前記貯湯量が必要とされる貯湯量に至っていると判定されたことをさらに条件として、前記ヒートポンプ運転を停止して前記蓄電運転を行うように制御することを特徴とする請求項1または2に記載のヒートポンプ制御装置。 - 前記検出手段は、前記ヒートポンプの外部の温度が第二の閾値を超えた場合に、前記状況に至ったことを検出することを特徴とする請求項1〜3のいずれか一つに記載のヒートポンプ制御装置。
- 前記検出手段は、前記ヒートポンプの内部の温度と外部の温度との温度差が第三の閾値を超えた場合に、前記状況に至ったことを検出することを特徴とする請求項1〜4のいずれか一つに記載のヒートポンプ制御装置。
- 前記検出手段は、前記ヒートポンプの外部の温度が第四の閾値を超えた場合で、かつ、外部の湿度が第五の閾値を超えた場合に、前記状況に至ったことを検出することを特徴とする請求項1〜5のいずれか一つに記載のヒートポンプ制御装置。
- 前記検出手段は、前記除霜運転の開始を指示する信号を検出した場合に、前記状況に至ったことを検出することを特徴とする請求項1〜6のいずれか一つに記載のヒートポンプ制御装置。
- 前記検出手段は、前記状況が解除されたことをさらに検出し、
前記運転制御手段は、前記検出手段によって前記状況が解除されたことが検出されたことを条件として、停止されていた前記ヒートポンプ運転を再開することを特徴とする請求項1〜7のいずれか一つに記載のヒートポンプ制御装置。 - 前記検出手段は、前記ヒートポンプの外部の温度が第六の閾値を超えた場合に、前記状況が解除されたことを検出することを特徴とする請求項8に記載のヒートポンプ制御装置。
- 前記検出手段は、前記ヒートポンプの内部の温度と外部の温度との温度差が第七の閾値を超えた場合に、前記状況が解除されたことを検出することを特徴とする請求項8または9に記載のヒートポンプ制御装置。
- 前記検出手段は、前記ヒートポンプの外部の温度が第八の閾値を超えた場合で、かつ、外部の湿度が第九の閾値を超えた場合に、前記状況が解除されたことを検出することを特徴とする請求項8〜10のいずれか一つに記載のヒートポンプ制御装置。
- 前記ヒートポンプは、当該ヒートポンプとともに備えられた貯湯槽の水を加熱して貯湯を行うものであって、
前記貯湯槽に所定の時刻までに貯湯すべき貯湯の量から逆算して前記ヒートポンプ運転を開始しなければならない時刻を導出する開始時刻導出手段をさらに備え、
前記運転制御手段は、前記開始時刻導出手段によって導出された時刻になると、停止されていた前記ヒートポンプ運転を再開することを特徴とする請求項1〜11のいずれか一つに記載のヒートポンプ制御装置。 - 前記蓄電池に蓄電された蓄電電力に余剰が生じた場合に、当該余剰として生じた蓄電電力を当該蓄電池に接続する負荷に供給する負荷供給手段をさらに備えたことを特徴とする請求項1〜12のいずれか一つに記載のヒートポンプ制御装置。
- 前記負荷供給手段は、前記蓄電池に蓄電された直流の蓄電電力を、前記負荷において、直流の電力を交流の電力に変換するインバータに直接供給することを特徴とする請求項13に記載のヒートポンプ制御装置。
- 冷媒を循環させて内外の熱を交換するヒートポンプと外部から供給される外部電力を蓄電する蓄電池とを備え、前記蓄電池に前記外部電力を蓄電する蓄電運転と当該蓄電池に蓄電された蓄電電力および/または前記外部電力で前記ヒートポンプを運転するヒートポンプ運転と当該ヒートポンプ運転中に当該ヒートポンプに付着した霜を除霜する除霜運転とを制御するヒートポンプ制御方法をコンピュータに実行させるヒートポンプ制御プログラムであって、
前記ヒートポンプ運転中に前記除霜運転を行う必要がある状況に至ったか否かを検出する検出手順と、
前記検出手順によって前記状況に至ったことが検出されたことを条件として、前記ヒートポンプ運転を停止して前記蓄電運転を行うように制御する運転制御手順と、
をコンピュータに実行させることを特徴とするヒートポンプ制御プログラム。
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