JP2014214886A5 - ヒートポンプシステム及びその制御装置 - Google Patents

Description

本発明は、冷凍サイクルを用いたヒートポンプシステム及びその制御装置に関するものである。特には、温水を用いた暖房に使用するヒートポンプシステム及びその制御装置において外気を熱源とする熱源側熱交換器の除霜を行うヒートポンプシステム及びその制御装置に関する。

上記特許文献１の技術によると、蒸発器入口に到達する冷媒温度を高くするためには、除霜運転時の吐出圧力を高くする必要があり、除霜運転時の圧縮機の消費電力または消費動力が高くなる。従って、除霜運転時の圧縮機の消費電力または消費動力を節約できるとともに除霜運転を速やかに終了するヒートポンプシステム及びその制御装置が望まれる。

本発明は、上記問題点に鑑み、除霜運転時の消費電力または消費動力を低く抑えつつ、除霜運転を短時間に行うことによって、高効率な除霜がなされるヒートポンプシステム及びその制御装置を提供することを目的とする。

本発明は上記目的を達成するために、下記の技術的手段を採用する。すなわち、本発明では、冷媒を圧縮する圧縮機（１）と、圧縮機（１）で圧縮された冷媒と流体との熱交換を行う流体冷媒熱交換器（２）と、流体冷媒熱交換器（２）で加熱された流体から成る加熱流体が流れる加熱装置（６、６０）と、加熱装置（６、６０）と流体冷媒熱交換器（２）とを通過するように加熱流体を循環させる流体循環装置（５、２３）と、流体冷媒熱交換器（２）を通過した冷媒の流れを制御する制御弁（９）と、制御弁（９）を通過した冷媒が流れ、外気から吸熱する蒸発器（７）と、少なくとも流体循環装置（５、２３）と制御弁（９）を制御する制御装置（１０）と、加熱流体の温度を検出する流体温度検出手段（１１）と、圧縮機（１）で圧縮された冷媒の温度を検出する冷媒温度検出手段（１２）と、を備え、
制御装置（１０）は、蒸発器（７）の除霜運転開始時に、制御弁（９）の開度を非除霜運転時よりも大きくし、かつ流体循環装置（５、２３）を運転して流体を流体冷媒熱交換器（２）に流し、制御装置（１０）は、冷媒温度検出手段（１２）が検出した冷媒の温度から所定温度減算した値が、流体温度検出手段（１１）が検出した加熱流体の温度よりも高い場合に、除霜運転開始時の圧縮機（１）の回転数よりも圧縮機（１）の回転数を所定量低下させることを特徴としている。

Claims (10)

1. 冷媒を圧縮する圧縮機（１）と、
   前記圧縮機（１）で圧縮された前記冷媒と流体との熱交換を行う流体冷媒熱交換器（２）と、
   前記流体冷媒熱交換器（２）で加熱された前記流体から成る加熱流体が流れる加熱装置（６、６０）と、
   前記加熱装置（６、６０）と前記流体冷媒熱交換器（２）とを通過するように前記加熱流体を循環させる流体循環装置（５、２３）と、
   前記流体冷媒熱交換器（２）を通過した前記冷媒の流れを制御する制御弁（９）と、
   前記制御弁（９）を通過した前記冷媒が流れ、外気から吸熱する蒸発器（７）と、
   少なくとも前記流体循環装置（５、２３）と前記制御弁（９）とを制御する制御装置（１０）と、
   前記加熱流体の温度を検出する流体温度検出手段（１１）と、
   前記圧縮機（１）で圧縮された前記冷媒の温度を検出する冷媒温度検出手段（１２）と、を備え、
   前記制御装置（１０）は、前記蒸発器（７）の除霜運転開始時に、前記制御弁（９）の開度を非除霜運転時よりも大きくし、かつ前記流体循環装置（５、２３）を運転して前記流体を前記流体冷媒熱交換器（２）に流し、
   前記制御装置（１０）は、前記冷媒温度検出手段（１２）が検出した前記冷媒の温度から所定温度減算した値が、前記流体温度検出手段（１１）が検出した前記加熱流体の前記温度よりも高い場合に、前記除霜運転開始時の前記圧縮機（１）の回転数よりも前記圧縮機（１）の回転数を所定量低下させることを特徴とするヒートポンプシステム。
2. 冷媒を圧縮する圧縮機（１）と、
   前記圧縮機（１）で圧縮された前記冷媒と流体との熱交換を行う流体冷媒熱交換器（２）と、
   前記流体冷媒熱交換器（２）で加熱された前記流体から成る加熱流体が流れる加熱装置（６、６０）と、
   前記加熱装置（６、６０）と前記流体冷媒熱交換器（２）とを通過するように前記加熱流体を循環させる流体循環装置（５、２３）と、
   前記流体冷媒熱交換器（２）を通過した前記冷媒の流れを制御する制御弁（９）と、
   前記制御弁（９）を通過した前記冷媒が流れ、外気から吸熱する蒸発器（７）と、
   少なくとも前記流体循環装置（５、２３）と前記制御弁（９）とを制御する制御装置（１０）と、
   前記加熱流体の温度を検出する流体温度検出手段（１１）と、
   前記圧縮機（１）で圧縮された前記冷媒の温度を検出する冷媒温度検出手段（１２）と、を備え、
   前記制御装置は、前記蒸発器（７）の除霜運転開始時に、前記制御弁（９）の開度を非除霜運転時よりも大きくし、かつ前記流体循環装置（５、２３）を運転して前記流体を前記流体冷媒熱交換器（２）に流し、
   前記制御装置（１０）は、前記冷媒温度検出手段（１２）が検出した前記冷媒の温度から所定温度減算した値が、前記流体温度検出手段（１１）が検出した前記加熱流体の前記温度よりも高い場合に、前記除霜運転開始時の前記制御弁（９）の開度よりも前記制御弁（９）の開度を所定量大きくさせることを特徴とするヒートポンプシステム。
3. 冷媒を圧縮する圧縮機（１）と、
   前記圧縮機（１）で圧縮された前記冷媒と流体との熱交換を行う流体冷媒熱交換器（２）と、
   前記流体冷媒熱交換器（２）で加熱された前記流体から成る加熱流体が流れる加熱装置（６、６０）と、
   前記加熱装置（６、６０）と前記流体冷媒熱交換器（２）とを通過するように前記加熱流体を循環させる流体循環装置（５、２３）と、
   前記流体冷媒熱交換器（２）を通過した前記冷媒の流れを制御する制御弁（９）と、
   前記制御弁（９）を通過した前記冷媒が流れ、外気から吸熱する蒸発器（７）と、
   少なくとも前記流体循環装置（５、２３）と前記制御弁（９）とを制御する制御装置（１０）と、を備え、
   前記制御装置は、前記蒸発器（７）の除霜運転開始時に、前記制御弁（９）の開度を非除霜運転時よりも大きくし、かつ前記流体循環装置（５、２３）を運転して前記流体を前記流体冷媒熱交換器（２）に流し、
   前記流体冷媒熱交換器（２）は、前記圧縮機（１）で圧縮された前記冷媒と空気との熱交換を行う空気冷媒熱交換器（２）から成り、
   前記加熱装置は、前記空気冷媒熱交換器（２）にて加熱された前記加熱流体を成す加熱空気で暖房する室内暖房装置（６）から成り、
   前記流体循環装置は、前記空気冷媒熱交換器（２）を通過するように前記加熱空気を循環させる送風機（５）から成ることを特徴とするヒートポンプシステム。
4. 前記流体冷媒熱交換器（２）は、前記圧縮機（１）で圧縮された前記冷媒と前記加熱流体を成す液体との熱交換を行う液冷媒熱交換器（２）から成り、
   前記加熱装置は、前記液冷媒熱交換器（２）にて加熱された前記液体を放熱させる温水機器（６）から成り、
   前記流体循環装置は、前記温水機器（６）と前記液冷媒熱交換器（２）とに前記液体を循環させるポンプ（５）から成ることを特徴とする請求項１又は２に記載のヒートポンプシステム。
5. 更に、内部熱交換器（１５）を有し、
   前記内部熱交換器（１５）は、前記流体冷媒熱交換器（２）と膨張弁（１６）の間に設けられた高圧側熱交換部（１５ａ）と、前記蒸発器（７）と前記圧縮機（１）の間に設けられ、かつ前記高圧側熱交換部（１５ａ）と熱交換する低圧側熱交換部（１５ｂ）と、から成り、
   前記流体冷媒熱交換器（２）の冷媒流出側と前記蒸発器（７）の冷媒流入側との間に除霜用制御弁（９）を設けたことを特徴とする請求項１ないし４のいずれか一項に記載のヒートポンプシステム。
6. 前記流体冷媒熱交換器（２）は、前記圧縮機（１）で圧縮された前記冷媒と空気との熱交換を行う空気冷媒熱交換器（２）から成り、
   前記加熱装置は、前記空気冷媒熱交換器（２）にて加熱された前記加熱流体を成す加熱空気で暖房する室内暖房装置（６）から成り、
   前記流体循環装置は、前記空気冷媒熱交換器（２）を通過するように前記加熱空気を循環させる送風機（５）から成ることを特徴とする請求項１又は２に記載のヒートポンプシステム。
7. 前記加熱装置（６、６０）は、床を暖房する床暖房装置（６）と、タンクに温水を供給する温水供給装置（６０）とのいずれかを含むことを特徴とする請求項１、２、及び４のいずれか一項に記載のヒートポンプシステム。
8. 冷媒を圧縮する圧縮機（１）と、
   前記圧縮機（１）で圧縮された前記冷媒と流体との熱交換を行う流体冷媒熱交換器（２）と、
   前記流体冷媒熱交換器（２）で加熱された前記流体から成る加熱流体が流れる加熱装置（６、６０）と、
   前記加熱装置（６、６０）と前記流体冷媒熱交換器（２）とを通過するように前記加熱流体を循環させる流体循環装置（５、２３）と、
   前記流体冷媒熱交換器（２）を通過した前記冷媒の流れを制御する制御弁（９）と、
   前記制御弁（９）を通過した前記冷媒が流れ、外気から吸熱する蒸発器（７）と、
   前記加熱流体の温度を検出する流体温度検出手段（１１）と、
   前記圧縮機（１）で圧縮された前記冷媒の温度を検出する冷媒温度検出手段（１２）と、を備えたヒートポンプシステムを制御する制御装置（１０）であって、
   前記制御装置（１０）は、
   少なくとも前記流体循環装置（５、２３）と前記制御弁（９）とを制御し、
   前記蒸発器（７）の除霜運転開始時に、前記制御弁（９）の開度を非除霜運転時よりも大きくし、かつ前記流体循環装置（５、２３）を運転して前記流体を前記流体冷媒熱交換器（２）に流し、
   かつ、前記冷媒温度検出手段（１２）が検出した前記冷媒の温度から所定温度減算した値が、前記流体温度検出手段（１１）が検出した前記加熱流体の前記温度よりも高い場合に、前記除霜運転開始時の前記圧縮機（１）の回転数よりも前記圧縮機（１）の回転数を所定量低下させることを特徴とするヒートポンプシステムの制御装置。
9. 冷媒を圧縮する圧縮機（１）と、
   前記圧縮機（１）で圧縮された前記冷媒と流体との熱交換を行う流体冷媒熱交換器（２）と、
   前記流体冷媒熱交換器（２）で加熱された前記流体から成る加熱流体が流れる加熱装置（６、６０）と、
   前記加熱装置（６、６０）と前記流体冷媒熱交換器（２）とを通過するように前記加熱流体を循環させる流体循環装置（５、２３）と、
   前記流体冷媒熱交換器（２）を通過した前記冷媒の流れを制御する制御弁（９）と、
   前記制御弁（９）を通過した前記冷媒が流れ、外気から吸熱する蒸発器（７）と、
   前記加熱流体の温度を検出する流体温度検出手段（１１）と、
   前記圧縮機（１）で圧縮された前記冷媒の温度を検出する冷媒温度検出手段（１２）と、を備えたヒートポンプシステムの制御装置（１０）であって、
   前記制御装置は、
   少なくとも前記流体循環装置（５、２３）と前記制御弁（９）とを制御し、
   前記蒸発器（７）の除霜運転開始時に、前記制御弁（９）の開度を非除霜運転時よりも大きくし、かつ前記流体循環装置（５、２３）を運転して前記流体を前記流体冷媒熱交換器（２）に流し、
   かつ、前記冷媒温度検出手段（１２）が検出した前記冷媒の温度から所定温度減算した値が、前記流体温度検出手段（１１）が検出した前記加熱流体の前記温度よりも高い場合に、前記除霜運転開始時の前記制御弁（９）の開度よりも前記制御弁（９）の開度を所定量大きくさせることを特徴とするヒートポンプシステムの制御装置。
10. 冷媒を圧縮する圧縮機（１）と、
    前記圧縮機（１）で圧縮された前記冷媒と流体との熱交換を行う流体冷媒熱交換器（２）と、
    前記流体冷媒熱交換器（２）で加熱された前記流体から成る加熱流体が流れる加熱装置（６、６０）と、
    前記加熱装置（６、６０）と前記流体冷媒熱交換器（２）とを通過するように前記加熱流体を循環させる流体循環装置（５、２３）と、
    前記流体冷媒熱交換器（２）を通過した前記冷媒の流れを制御する制御弁（９）と、
    前記制御弁（９）を通過した前記冷媒が流れ、外気から吸熱する蒸発器（７）と、を備え、
    前記流体冷媒熱交換器（２）は、前記圧縮機（１）で圧縮された前記冷媒と空気との熱交換を行う空気冷媒熱交換器（２）から成り、
    前記加熱装置は、前記空気冷媒熱交換器（２）にて加熱された前記加熱流体を成す加熱空気で暖房する室内暖房装置（６）から成り、
    前記流体循環装置は、前記空気冷媒熱交換器（２）を通過するように前記加熱空気を循環させる送風機（５）から成るヒートポンプシステムを制御する制御装置（１０）であって、
    前記制御装置は、
    少なくとも前記流体循環装置（５、２３）と前記制御弁（９）とを制御し
    かつ、前記蒸発器（７）の除霜運転開始時に、前記制御弁（９）の開度を非除霜運転時よりも大きくし、かつ前記流体循環装置（５、２３）を運転して前記流体を前記流体冷媒熱交換器（２）に流すことを特徴とするヒートポンプシステムの制御装置。