JP2014153040A - ヒートポンプサイクル装置 - Google Patents

Abstract

【課題】水熱交換器内部に備えられた水熱交温度検出手段を用いて検出した水熱交冷媒温度を用いて、正確に目標吐出温度を算出できるヒートポンプサイクル装置を提供する。
【解決手段】制御手段６０は、水熱交温度センサ５６から取り込んだ水熱交冷媒温度と、圧縮機１の回転数とを用いて、水熱交換器３での凝縮温度を算出する。次に、制御手段６０は、算出した凝縮温度、熱交温度センサ５３から取り込んだ蒸発温度、圧縮機１の回転数とを用いて、目標吐出温度を算出する。そして、制御手段６０は、吐出温度センサ５１で検出した吐出温度が目標吐出温度となるように、膨張弁４の開度を制御する。
【選択図】図１

Description

本発明は、冷媒と空気や水との間で熱交換を行うヒートポンプサイクル装置に関する。

従来、ヒートポンプサイクル装置としては、冷媒と空気との熱交換を行うことで部屋の空調を行う空気調和機が代表的な装置である。そして、この空気調和機を安価に実現するために、冷媒回路を流れる冷媒の圧力を検出するための圧力センサを設けないものが提案されている（例えば、特許文献１参照）。

特許文献１に記載の空気調和機は、圧縮機と室外熱交換器と膨張弁とを備えた室外機と、蒸発器を備えた室内機とが冷媒配管で接続された冷媒回路を有し、室外熱交換器には、室外熱交換器を流れる冷媒温度を検出する冷媒温度センサが備えられ、また、圧縮機の吐出側には圧縮機から吐出される冷媒温度である吐出温度を検出する吐出温度センサが備えられている。そして、この空気調和機では、室外熱交換器が凝縮器として機能するときに、冷媒温度センサで検出した凝縮温度や圧縮機の回転数を使用して目標吐出温度を算出し、吐出温度センサで検出した吐出温度が目標吐出温度となるように膨張弁の開度を制御することで、運転効率が最大となる。

一方、ヒートポンプサイクル装置の１つであり、冷媒と水との熱交換を行うことで生成した湯水を利用した暖房運転や給湯を行うヒートポンプ式給湯装置では、空気調和機における冷媒の熱交換対象が空気であることとは異なり、暖房端末（床暖房装置やラジエター）や貯湯タンクと水熱交換器（空気調和機における室内熱交換器に相当し、冷媒と水との熱交換を行う）とを給湯配管で接続してなる給湯回路を循環する水が熱交換対象であることが大きな相違点ではあるが、冷媒回路としては空気調和機とほぼ同じ構成であるため、空気調和機の室外機をヒートポンプ式給湯装置の室外機として流用することがある。

特開２０１２−１３２５７８号公報

ヒートポンプ式給湯装置においても、装置を安価に実現するために冷媒回路に圧力センサを設けないことがある。圧力センサを設けないヒートポンプ式給湯装置では、前述した圧力センサを設けない空気調和機の場合と同様に、凝縮器として機能する水熱交換器での凝縮温度や圧縮機の回転数を使用して目標吐出温度を算出し、吐出温度センサで検出した吐出温度が目標吐出温度となるように膨張弁の開度を制御する。

水熱交換器としては、例えば、図２に示す水熱交換器３のような構造のものがある。この水熱交換器３は、冷媒を流す冷媒用熱交配管３ａと、水を流す水用熱交配管３ｂと、密閉容器３ｃとを備えている。冷媒用熱交配管３ａはらせん状に形成されて密閉容器３ｃ内に配置され、その両端が密閉容器３ｃ外部に突出して冷媒回路と接続される。水用熱交配管３ｂは、密閉容器３ｃ内部で冷媒用熱交配管３ａの内部に導入／内部から導出される第１の枝管である枝管３ｂ１と、密閉容器３ｃ内部に向けて開口した第２の枝管である枝管３ｂ２および３ｂ３とに分岐しており、水用熱交配管３ｂの両端が密閉容器３ｃ外部に突出して給湯回路と接続される。

水熱交換器３では、一方の水用熱交配管３ｂを流れて密閉容器３ｃに流入した水は枝管３ｂ１と枝管３ｂ２とに分流し、枝管３ｂ１に流れる水は冷媒用熱交配管３ａ内で冷媒と熱交換を行う。また、枝管３ｂ２に流れる水は密閉容器３ｃ内部に流入して冷媒用熱交配管３ａを流れる冷媒と熱交換を行う。そして、枝管３ｂ１で暖められた水と密閉容器３ｃ内部で暖められ枝管３ｂ３に流入した水とが、他方の水用熱交配管３ｂで合流して密閉容器３ｃから流出する。

以上説明した水熱交換器３では、図２に示すように、密閉容器３ｃ内部に冷媒用熱交配管３ａを流れる冷媒温度（以降、水熱交冷媒温度と記載）を検出するための水熱交温度検出手段である水熱交温度センサ５６が設けられている。この水熱交温度センサ５６で検出する水熱交冷媒温度は、密閉容器３ｃ内部に貯留されている水の影響を受けるため、水熱交温度センサ５６で検出した水熱交冷媒温度が実際の凝縮温度からずれてしまい凝縮温度を正確に検出できない。

圧縮機の吐出側に圧力センサを備えていれば、この圧力センサで検出した圧力値を用いて水熱交換器３での凝縮温度を正確に求めることができるが、上述したように圧力センサを備えないヒートポンプ式給湯装置では凝縮温度が正確に検出できず、これを元に算出する目標吐出温度が不正確となり膨張弁の開度制御が正確に行えない虞があった。

本発明は以上述べた問題点を解決し、水熱交換器内部に備えられた水熱交温度検出手段を用いて検出した水熱交冷媒温度を用いて、正確に目標吐出温度を算出できるヒートポンプサイクル装置を提供することを目的とする。

本発明は上述の課題を解決するものであって、本発明のヒートポンプサイクル装置は、圧縮機と冷媒と水との熱交換を行う水熱交換器と流量調整手段と熱源側熱交換器とが順次冷媒配管で接続されてなる冷媒回路と、水熱交換器と室内ユニットと循環ポンプとが順次給湯配管で接続されてなる給湯回路と、圧縮機と循環ポンプとを駆動制御するとともに流量調整手段の開度制御を行う制御手段とを備えたものであって、冷媒回路は、圧縮機から吐出される冷媒の温度である吐出温度を検出する吐出温度検出手段と、熱源側熱交換器が蒸発器として機能するときに熱源側熱交換器での蒸発温度を検出する蒸発温度検出手段とを備えるものである。また、水熱交換器は、水を貯留できる密閉容器と、密閉容器内に配置され冷媒回路に接続される冷媒用熱交配管と、密閉容器内に配置され給湯回路に接続される水用熱交配管と、 密閉容器内に配置され冷媒用熱交配管を流れる冷媒の温度である水熱交冷媒温度を検出する水熱交温度検出手段を備えるものである。そして、制御手段は、水熱交温度検出手段から取り込んだ水熱交冷媒温度に圧縮機の回転数を用いて算出した補正値を加算して 凝縮温度を算出し、算出した凝縮温度 と蒸発温度検出手段から取り込んだ蒸発温度と圧縮機の回転数 とを用いて、吐出温度の目標値となる目標吐出温度を算出し、吐出温度検出手段で検出した吐出温度が目標吐出温度となるように、流量調整手段の開度制御を行うものである。

本発明のヒートポンプサイクル装置は、水熱交温度検出手段を用いて検出した水熱交冷媒温度と圧縮機の回転数とを用いて水熱交換器での凝縮温度を正確に算出できる。従って、冷媒回路に圧力センサを設けることなく正確に目標吐出温度を算出でき 、膨張弁の開度制御が正確に行うことができる。

本発明の実施形態におけるヒートポンプサイクル装置の構成図である。 本発明の実施形態における、利用側熱交換器の概略図である。 本発明の実施形態における、膨張弁開度制御の際の処理を説明するフローチャートである。

以下、本発明の実施の形態を、添付図面に基づいて詳細に説明する。実施形態としては、貯湯タンクと、床暖房装置やラジエター等の室内ユニットとを有し、利用側熱交換器で冷媒と熱交換を行った湯水で貯湯タンク内部に貯留された水を加熱するヒートポンプサイクル装置を例に挙げて説明することとする。尚、本発明は以下の実施形態に限定されることはなく、本発明の主旨を逸脱しない範囲で種々変形することが可能である。

図１は、本発明によるヒートポンプサイクル装置の構成を示している。このヒートポンプサイクル装置１００は、能力可変型の圧縮機１、四方弁２、冷媒と水との熱交換を行う水熱交換器３、流量調整手段である膨張弁４、熱源側熱交換器５、アキュムレータ６を順に冷媒配管１１で接続した冷媒回路１０を有しており、四方弁２を切り換えることによって冷媒循環方向を切り換えることができるようになっている。

この冷媒回路１０において、圧縮機１の吐出口付近の冷媒配管１１には、圧縮機１から吐出された冷媒の温度を検出するための吐出温度検出手段である吐出温度センサ５１が備えられている。また、水熱交換器３と膨張弁４との間の冷媒配管１１には、膨張弁４付近の冷媒温度を検出する冷媒温度センサ５２が、膨張弁４と熱源側熱交換器５との間の冷媒配管１１には、熱源側熱交換器５の温度を検出する蒸発温度検出手段である熱交温度センサ５３が、それぞれ備えられている。また、熱源側熱交換器５近傍には、外気温度検出手段である外気温度センサ５４が設けられている。

熱源側熱交換器５の近傍には、ヒートポンプサイクル装置１００の筺体内部に外気を取り込んで熱源側熱交換器５に外気を流通させるファン７が配置されている。ファン７は、図示しない回転数を可変できるモータの出力軸（回転軸）に取り付けられている。また、膨張弁４は、ステッピングモータを用いて弁の開度をパルス制御可能としたものである。

水熱交換器３には、冷媒配管１１と給湯配管１２ａとが接続されており、より詳細には、冷媒用熱交配管３ａに冷媒配管１１が接続され、水用熱交配管３ｂに給湯配管１２ａが接続されている。また、水熱交換器３の冷媒用熱交配管３ａには、冷媒用熱交配管３ａを流れる冷媒の温度を検出する水熱交温度センサ５６が設けられている。尚、水熱交換器３の詳細な構造については、背景技術で図２を用いて説明した通りであるため、ここでの詳細な説明は省略する。

ヒートポンプサイクル装置１００は、上述した水熱交換器３、循環ポンプ３０、床暖房装置やラジエター等の室内端末４０ 、貯湯タンク７０を、給湯配管１２ａと貯湯タンク側配管１２ｂと室内ユニット側配管１２ｃとで相互に接続した給湯回路１２を有している。給湯配管１２ａの一端は三方弁３１に接続されており、三方弁３１を切り換えることによって水熱交換器３から流出した水を室内端末４０あるいは貯湯タンク７０に流すよう切り換えることができるようになっている。尚、室内端末４０と貯湯タンク７０とが、本発明の室内ユニットである。

給湯配管１２ａの一端と、室内ユニット側配管１２ｃの一端と、貯湯タンク側配管１２ｂの一端とが各々三方弁３１に接続されている。 また、給湯配管１２ａの他端には、室内ユニット側配管１２ｃの他端と貯湯タンク側配管１２ｂの他端とが接続されている（図１において、給湯配管１２ａと貯湯タンク側配管１２ｂと室内ユニット側配管１２ｃとの接続部を接続点１３としている）。室内ユニット側配管１２ｃには、室内端末４０が設けられており、また、貯湯タンク側配管１２ｂには、貯湯タンク７０が設けられている。

貯湯タンク７０内部の下方には、スパイラル形状に形成された熱交換部７１が備えられている。熱交換部７１の両端は貯湯タンク側配管１２ｂに接続されており、貯湯タンク側配管１２ｂを流れる湯水が熱交換部７１を流れることによって、貯湯タンク７０に貯留されている水を加熱する。また、貯湯タンク７０内部の上下方向の略中央部には、貯湯タンク７０内部に貯留されている水の温度を検出する貯湯タンク温度センサ５５が備えられている。

貯湯タンク７０の上部には、貯湯タンク７０内部に貯留されている湯水を浴槽や洗面台蛇口等に供給するための給湯口７３が備えられている。また、貯湯タンク７０の下部には、貯湯タンク７０内部に水を供給するための入水口７２が備えられており、入水口７２には図示しない水道管が直結されている。

接続点１３と水熱交換器３との間には、能力可変型の循環ポンプ３０が設けられている。循環ポンプ３０を駆動することにより、水熱交換器３で冷媒と熱交換された水が、図１に示す矢印９０の方向に循環する。尚、水熱交換器３から流出した水は、三方弁３１の切り換えに応じて室内ユニット側配管１２ｃに流れて室内端末４０に流入する、あるいは、貯湯タンク側配管１２ｂに流れて貯湯タンク７０に流入する。そして、室内端末４０や貯湯タンク７０から流出した水は、接続点１３を介して水熱交換器３に流入する。

以上説明した構成の他に、ヒートポンプサイクル装置１００には制御手段６０が備えられている。制御手段６０は、各温度センサで検出した温度や、室内端末４０が送信する要求能力コードを取り込み、これらに応じて圧縮機１やファン７や循環ポンプ３０の駆動制御、四方弁２の切り換え制御、膨張弁４の開度制御や三方弁３１の切り換え制御等といった、ヒートポンプサイクル装置１００の運転に関わる様々な制御を行う。

尚、室内端末４０が送信する要求能力コードとは、使用者が指示した設定温度を実現するために必要な室内端末４０に流入する湯温と外気温度とに応じて予め定められて図示しない室内端末４０の制御部に記憶されているものである。また、制御手段６０は、図示しない記憶部に要求能力コードに対応して圧縮機１の回転数が定められたテーブルを記憶しており、取り込んだ要求能力コードに応じて圧縮機１の回転数を決定している。そして、制御手段６０は、決定した圧縮機１の回転数を記憶部に記憶する。

図１では、冷媒回路１０を暖房サイクルとしてヒートポンプサイクル装置１００を運転したときの冷媒の流れを矢印８０で示している。圧縮機１から吐出された冷媒は四方弁２を介して水熱交換器３に流入し、冷媒用熱交配管３ａを流れるときに水用熱交配管３ｂを流れる水と熱交換を行って凝縮する（水熱交換器３が凝縮器として機能する）。水熱交換器３から流出した冷媒は、膨張弁４を通過して減圧し、熱源側熱交換器５に流入して空気と熱交換を行って蒸発する（熱源側熱交換器５が蒸発器として機能する）。そして、熱源側熱交換器５から流出した冷媒は、四方弁２を介して圧縮機１に吸入され再び圧縮されて圧縮機１から吐出される。

次に、以上説明した本発明のヒートポンプサイクル装置１００における、膨張弁４の開度制御について具体的に説明する。制御手段６０は、以下に説明する方法で圧縮機１の目標吐出温度を算出し、吐出温度センサ５１で検出した圧縮機１の吐出温度が目標吐出温度となるように膨張弁４の開度を制御することで、運転効率が最大となる。

制御手段６０は、次に示す式（１）〜（３）を用いて、目標吐出温度Ｔｄｔを算出する。
Ｔｄｔ＝ＴｄＬ＋Ａ ・・・（１）
ＴｄＬ＝（（ａ×Ｔｅ+ｂ）×Ｔｃ＋Ｔｓｈ+ｃ）−（ｄ×Ｔｅ） ・・・（２）
Ａ＝（（ｅ×Ｃｒ）+ｆ）×Ｔｃ+（ｇ×Ｃｒ））−ｈ ・・・（３）
上記式（１）〜（３）において、ＴｄＬは理論吐出温度、Ａは調整値、Ｔｅは蒸発温度、Ｔｃは凝縮温度、Ｔｓｈは設定過熱度であり冷媒回路１０の設計時に設定される圧縮機１の吸入過熱度、Ｃｒは圧縮機１の回転数、である。

式（１）に示すように、目標吐出温度Ｔｄｔは、理論吐出温度ＴｄＬに調整値Ａを加算して求められる。理論吐出温度ＴｄＬは、冷媒回路１０の圧力損失や圧縮機１の運転効率を加味せずに求めた理論値であり、理論吐出温度ＴｄＬの算出式（２）中のａ、ｂ、ｃ、ｄは、各々冷媒回路１０で使用する冷媒に基づく定数である。

調整値Ａは、上述した冷媒回路１０の圧力損失や圧縮機１の運転効率に基づいて理論吐出温度ＴｄＬを補正し実際の冷媒回路１０に適応した目標吐出温度Ｔｄｔを求めるためのものであり、調整値Ａの算出式（３）中のｅ、ｆ、ｇ、ｈは、冷媒回路１０の設計時に想定した冷媒回路の圧力損失や採用した圧縮機１の運転効率に基づく定数である。

また、式（２）で使用する蒸発温度Ｔｅは、図１においては蒸発器として機能する熱源側熱交換器５における蒸発温度であり、熱交温度センサ５３で検出することができる。

一方、式（２）および（３）で使用する凝縮温度Ｔｃは、凝縮器として機能する水熱交換器３における凝縮温度である。ヒートポンプサイクル装置１００が空気調和機であり、利用側熱交換器が水熱交換器３ではなく空気と冷媒との熱交換を行うものであれば、熱交換器中に配置された冷媒温度センサで検出した冷媒温度を凝縮温度Ｔｃとして使用できるが、本実施形態のように、利用側熱交換器が水熱交換器３であり、図２に示すように、水熱交温度センサ５６が冷媒の熱交換対象である水に曝されている場合は、水熱交温度センサ５６で検出した冷媒温度（水熱交冷媒温度）が水の影響を受けるので、水熱交温度センサ５６で検出した水熱交冷媒温度が実際の凝縮温度Ｔｃからずれる。

従って、水熱交温度センサ５６で検出した水熱交冷媒温度を凝縮温度Ｔｃとし、これを式（２）や（３）に代入して求めた理論吐出温度ＴｄＬや調整値Ａは誤差を含むこととなり、求めた理論吐出温度ＴｄＬや調整値Ａを式（１）に代入して求めた目標吐出温度Ｔｄｔも誤差を含むこととなる。吐出温度センサ５１で検出した圧縮機１の吐出温度を上記誤差を含む目標吐出温度Ｔｄｔとなるように膨張弁４の開度を制御すれば、運転効率を最大とすることができない。

そこで、本発明では、制御手段６０が次に示す式（４）を用いて、水熱交温度センサ５６で検出した水熱交冷媒温度を補正して凝縮温度Ｔｃを算出する。
Ｔｃ＝（ｐ×Ｃｒ）＋ｑ+Ｔｉ ・・・（４）
上記式（４）において、Ｃｒは式（３）と同じく圧縮機１の回転数、Ｔｉは水熱交温度センサ５６で検出した水熱交冷媒温度である。また、ｐ、ｑは、試験により予め定められている定数である。尚、式（４）における「（ｐ×Ｃｒ）＋ｑ」が、特許請求の範囲に記載の補正値である。

式（４）では、水熱交温度センサ５６で検出した冷媒温度を補正して凝縮温度Ｔｃを算出するときに圧縮機１の回転数を使用して上記補正値を算出しているが、その理由は次のとおりである。圧縮機１の回転数を変化させると、冷媒回路１０での冷媒循環量が変化する。そして、水熱交換器３での凝縮温度Ｔｃは冷媒循環量が多く成る程高くなる。しかし、水熱交温度センサ５６が水に曝されているために、水熱交温度センサ５６が水によって冷やされるので、 水熱交温度センサ５６で検出した水熱交冷媒温度Ｔｉは実際の凝縮温度Ｔｃより低い温度となる。

そこで、圧縮機１の回転数（＝冷媒回路１０の冷媒循環量）の変化と、水熱交温度センサ５６の検出温度と実際の凝縮温度Ｔｃとの温度差との関係を試験により予め求めておき、これを式（４）のような補正式として水熱交温度センサ５６で検出した水熱交冷媒温度Ｔｉを補正すれば、正確な凝縮温度Ｔｃを求めることができ、目標吐出温度Ｔｄｔを正確に算出できるようになる。

次に、図３に示すフローチャートを用いて、目標吐出温度Ｔｄｔを算出し、吐出温度センサ５１で検出した圧縮機１の吐出温度と目標吐出温度Ｔｄｔとを用いて、膨張弁４の開度を制御するときの制御手段６０での処理の流れについて説明する。図３に示すフローチャートでは、ＳＴはステップを表し、これに続く数字はステップ番号を表している。尚、室内端末４０を用いた暖房運転や、熱源側熱交換器５の除霜運転等、本発明に関わる処理以外の、ヒートポンプサイクル装置１００の一般的な制御に関しては、説明を省略する。

また、以下の説明では、上述した目標吐出温度Ｔｄｔ、理論吐出温度ＴｄＬ、調整値Ａ、蒸発温度Ｔｅ、凝縮温度Ｔｃ、水熱交温度センサ５６で検出した水熱交冷媒温度Ｔｉに加えて、吐出温度センサ５１で検出した圧縮機１の吐出温度をＴｄ、圧縮機１の吐出温度の性能上限値（圧縮機１の製造業者が性能を保証できる上限値として定めたもの）をＴｄｕとして説明する。

制御手段６０は、吐出温度センサ５１から吐出温度Ｔｄを、水熱交温度センサ５６から水熱交冷媒温度Ｔｉを、熱交温度センサ５３から蒸発温度Ｔｅをそれぞれ取り込む（ＳＴ１）。尚、制御手段６０は、これら吐出温度Ｔｄ、水熱交冷媒温度Ｔｉ、蒸発温度Ｔｅを定期的（例えば、１０秒毎）に取り込んでおり、取り込んだ吐出温度Ｔｄ、水熱交冷媒温度Ｔｉ、蒸発温度Ｔｅを図示しない記憶部に記憶している。

次に、制御手段６０は、取り込んだ吐出温度Ｔｄが性能上限値Ｔｄｕ以上であるか否かを判断する（ＳＴ２）。吐出温度Ｔｄが性能上限値Ｔｄｕ以上であれば（ＳＴ２−Ｙｅｓ）、制御手段６０は、圧縮機１を保護するために圧縮機１を停止する（ＳＴ８）。

次に、制御手段６０は、吐出温度Ｔｄが性能上限値Ｔｄｕから所定温度Ｔ（例えば、５℃）を引いた温度以下となったか否かを確認する（ＳＴ９）。吐出温度Ｔｄが性能上限値Ｔｄｕから所定温度Ｔを引いた温度以下となっていなければ（ＳＴ９−Ｎｏ）、制御手段６０は、ＳＴ８に処理を戻し、吐出温度Ｔｄが性能上限値Ｔｄｕから所定温度Ｔを引いた温度以下となっていれば（ＳＴ９−Ｙｅｓ）、制御手段６０は、圧縮機１を再起動し（ＳＴ１０）、ＳＴ１に処理を戻す。ここで、圧縮機１を再起動を判断する閾温度として、吐出温度Ｔｄと性能上限値Ｔｄｕから所定温度Ｔを引いた温度としているのは、制御のハンチング（頻繁に圧縮機１の停止／起動が切り換わること）を防ぐためである。

ＳＴ２において、吐出温度Ｔｄが性能上限値Ｔｄｕ以上でなければ（ＳＴ２−Ｎｏ）、制御手段６０は、圧縮機１の回転数ＣｒとＳＴ１で取り込んだ水熱交冷媒温度Ｔｉとを用い、式（４）を使用して凝縮温度Ｔｃを算出する（ＳＴ３）。

次に、制御手段６０は、ＳＴ３で算出した凝縮温度ＴｃとＳＴ１で取り込んだ蒸発温度Ｔｅとを用い、式（２）を使用して理論吐出温度ＴｄＬを算出する（ＳＴ４）。

次に、制御手段６０は、圧縮機１の回転数ＣｒとＳＴ３で算出した凝縮温度Ｔｃとを用い、式（３）を使用して調整値Ａを算出する（ＳＴ５）。

尚、制御手段６０は、式（２）〜（４）を用いて各値を算出する際、記憶している水熱交冷媒温度Ｔｉ、蒸発温度Ｔｅ、設定過熱度Ｔｓｈ、圧縮機１の回転数Ｃｒ、各定数ａ〜ｈおよびｐとｑ、を記憶部から読み出して使用する。

次に、制御手段６０は、ＳＴ４で算出した理論吐出温度ＴｄＬと、ＳＴ５で算出した調整値Ａを用い、式（１）を使用して目標吐出温度Ｔｄｔを算出する（ＳＴ６）。

次に、制御手段６０は、ＳＴ１で取り込んだ吐出温度Ｔｄを記憶部から読み出してＳＴ６で算出した目標吐出温度Ｔｄｔとを比較し、吐出温度Ｔｄが目標吐出温度Ｔｄｔとなるように膨張弁４の開度を制御する（ＳＴ７）。具体的には、取り込んだ吐出温度Ｔｄが目標吐出温度Ｔｄｔよりも高い場合には、制御手段６０は、その差に応じて膨張弁４の開度を大きくし、膨張弁４を開くよう制御する。また、取り込んだ吐出温度Ｔｄが目標吐出温度Ｔｄｔよりも低い場合には、制御手段６０は、その差に応じて膨張弁４の開度を小さくし、膨張弁４を閉じるよう制御する。
ＳＴ７の処理を終えた制御手段６０は、ＳＴ１に処理を戻す。

以上説明した通り、本発明のヒートポンプサイクル装置は、水熱交温度検出手段を用いて検出した水熱交冷媒温度と圧縮機の回転数とを用いて水熱交換器での凝縮温度を算出するので、冷媒回路に圧力センサを設けることなく正確に目標吐出温度を算出でき、膨張弁の開度制御が正確に行うことができる。

１ 圧縮機
３ 水熱交換器
４ 膨張弁
５ 熱源側熱交換器
１０ 冷媒回路
１２ 給湯回路
５１ 吐出温度センサ
５３ 冷媒温度センサ
５６ 水熱交温度センサ
６０ 制御手段
１００ ヒートポンプサイクル装置
Ｔｄ 吐出温度
Ｔｄｔ 目標吐出温度
ＴｄＬ 理論吐出温度
Ｔｃ 凝縮温度
Ｔｅ 蒸発温度
Ｔｉ 水熱交冷媒温度
Ｔｓｈ 設定過熱度
Ｃｒ 圧縮機回転数
Ａ 調整値

Claims (1)

1. 圧縮機と、冷媒と水との熱交換を行う水熱交換器と、流量調整手段と、熱源側熱交換器とが順次冷媒配管で接続されてなる冷媒回路と、
   前記水熱交換器と、室内ユニットと、循環ポンプとが順次給湯配管で接続されてなる給湯回路と、
   前記圧縮機と前記循環ポンプとを駆動制御するとともに前記流量調整手段の開度制御を行う制御手段と
   を備えたヒートポンプサイクル装置であって、
   前記冷媒回路は、前記圧縮機から吐出される冷媒の温度である吐出温度を検出する吐出温度検出手段と、前記熱源側熱交換器が蒸発器として機能するときに同熱源側熱交換器での蒸発温度を検出する蒸発温度検出手段とを備え、
   前記水熱交換器は、水を貯留できる密閉容器と、同密閉容器内に配置され前記冷媒回路に接続される冷媒用熱交配管と、前記密閉容器内に配置される水用熱交配管と、 前記密閉容器内に配置され前記冷媒用熱交配管を流れる冷媒の温度である水熱交冷媒温度を検出する水熱交温度検出手段を備え、
   前記制御手段は、
   前記水熱交温度検出手段から取り込んだ前記水熱交冷媒温度に前記圧縮機の回転数を用いて算出した補正値を加算して 前記水熱交換器での凝縮温度を算出し、
   算出した前記凝縮温度 と、前記蒸発温度検出手段から取り込んだ前記蒸発温度と、前記圧縮機の回転数とを用いて、前記吐出温度の目標値となる目標吐出温度を算出し、
   前記吐出温度検出手段で検出した前記吐出温度が前記目標吐出温度となるように、前記流量調整手段の開度制御を行うこと、
   を特徴とするヒートポンプサイクル装置。

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