JP2015117899A - Heat pump device - Google Patents
Heat pump device Download PDFInfo
- Publication number
- JP2015117899A JP2015117899A JP2013261998A JP2013261998A JP2015117899A JP 2015117899 A JP2015117899 A JP 2015117899A JP 2013261998 A JP2013261998 A JP 2013261998A JP 2013261998 A JP2013261998 A JP 2013261998A JP 2015117899 A JP2015117899 A JP 2015117899A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- heat
- circulation pump
- time
- compressor
- heat source
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Granted
Links
- 230000004913 activation Effects 0.000 claims abstract description 31
- 239000003507 refrigerant Substances 0.000 claims description 112
- 230000000630 rising effect Effects 0.000 claims description 16
- 230000006837 decompression Effects 0.000 claims description 3
- 238000010438 heat treatment Methods 0.000 abstract description 66
- 239000012530 fluid Substances 0.000 description 23
- 238000001816 cooling Methods 0.000 description 22
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 15
- 238000000034 method Methods 0.000 description 12
- 230000007423 decrease Effects 0.000 description 10
- 230000002528 anti-freeze Effects 0.000 description 9
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 9
- 239000002826 coolant Substances 0.000 description 6
- 239000007788 liquid Substances 0.000 description 6
- STECJAGHUSJQJN-USLFZFAMSA-N LSM-4015 Chemical compound C1([C@@H](CO)C(=O)OC2C[C@@H]3N([C@H](C2)[C@@H]2[C@H]3O2)C)=CC=CC=C1 STECJAGHUSJQJN-USLFZFAMSA-N 0.000 description 4
- LYCAIKOWRPUZTN-UHFFFAOYSA-N Ethylene glycol Chemical compound OCCO LYCAIKOWRPUZTN-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- DNIAPMSPPWPWGF-UHFFFAOYSA-N Propylene glycol Chemical compound CC(O)CO DNIAPMSPPWPWGF-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- 230000003247 decreasing effect Effects 0.000 description 3
- 230000005855 radiation Effects 0.000 description 3
- CURLTUGMZLYLDI-UHFFFAOYSA-N Carbon dioxide Chemical compound O=C=O CURLTUGMZLYLDI-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 238000004378 air conditioning Methods 0.000 description 2
- 230000000052 comparative effect Effects 0.000 description 2
- 238000001514 detection method Methods 0.000 description 2
- 229910002092 carbon dioxide Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000001569 carbon dioxide Substances 0.000 description 1
- 230000006835 compression Effects 0.000 description 1
- 238000007906 compression Methods 0.000 description 1
- 235000020681 well water Nutrition 0.000 description 1
- 239000002349 well water Substances 0.000 description 1
Images
Abstract
Description
本発明は、ヒートポンプ装置に関し、特に、地中熱を利用する地中熱ヒートポンプ装置に関する。 The present invention relates to a heat pump device, and more particularly to a geothermal heat pump device that uses geothermal heat.
従来、ヒートポンプ装置の一例として、地中熱を利用する温水循環式の地中熱ヒートポンプ装置が知られている。
この種の地中熱ヒートポンプ装置は、図9に示すように、圧縮機102、負荷側熱交換器103、減圧手段104、および熱源側熱交換器105を冷媒配管で環状に接続したヒートポンプ回路107と、熱源側熱交換器105、および地中に設置された熱源としての地中熱交換器110を熱媒配管で環状に接続した熱源側循環回路112と、熱源側循環回路112に熱媒を循環させる熱源側循環ポンプ113と、床暖房パネル等の負荷端末115、および負荷側熱交換器103を熱媒配管で環状に接続した負荷側循環回路118と、負荷側循環回路118に熱媒を循環させる負荷側循環ポンプ116とを備えている。
2. Description of the Related Art Conventionally, as an example of a heat pump apparatus, a hot water circulation type underground heat pump apparatus that uses underground heat is known.
As shown in FIG. 9, this type of geothermal heat pump apparatus includes a
この地中熱ヒートポンプ装置は、熱源側熱交換器105を蒸発器、負荷側熱交換器103を凝縮器として機能させて、負荷端末115で被空調空間を加熱する暖房運転等の負荷運転を行う。そして、地中熱ヒートポンプ装置は、負荷運転中に、例えば熱源側熱交換器105側の冷媒の温度が所定の目標温度になるように熱源側循環ポンプ113の回転速度(単位時間当たりの回転数)を制御する(特許文献1参照)。これによれば、冷媒温度の変動により負荷出力の変動を素早く把握して熱源側循環回路112を循環する熱媒の流量を調整することで、最適な採熱を行わせることができる。
In this underground heat pump device, the heat source
ところで、例えば住宅における暖房負荷等の負荷は、大きい場合も小さい場合もあり、一定とは限らない。負荷が小さい場合には、負荷運転実行時に、設定された目標温度への到達が早いため、圧縮機や熱源側循環ポンプを発動(駆動)させても短時間で停止し、圧縮機や熱源側循環ポンプが停止状態から駆動状態になることを繰り返してしまうおそれがある。この場合、負荷が小さいにもかかわらず、ヒートポンプ装置の立上がり時の制御に従って、熱源側循環ポンプが、常に、立上がり時の目標回転速度として予め決められた設定値である最大回転速度となるように立ち上がると、消費電力が大きくなり、SCOP(システム成績係数)が悪化してしまうという問題を生じるものであった。 By the way, for example, a load such as a heating load in a house may be large or small and is not always constant. When the load is small, the set target temperature is quickly reached when the load operation is executed, so even if the compressor or heat source side circulation pump is activated (driven), it stops in a short time, and the compressor or heat source side There is a possibility that the circulation pump repeatedly repeats from the stopped state to the driven state. In this case, in accordance with the control at the time of rising of the heat pump device, the heat source side circulation pump is always set to the maximum rotation speed that is a preset value determined as the target rotation speed at the time of rising, even though the load is small. When it starts up, power consumption becomes large and SCOP (system performance coefficient) deteriorates.
本発明は、前記した事情に鑑みてなされたものであり、負荷が小さい場合でも効率の良い暖房運転等の負荷運転を行うことが可能なヒートポンプ装置を提供することを課題とする。 This invention is made | formed in view of an above described situation, and makes it a subject to provide the heat pump apparatus which can perform load operation, such as efficient heating operation, even when load is small.
前記課題を解決するために、請求項1に係る発明は、圧縮機、負荷側熱交換器、減圧手段、および熱源側熱交換器を冷媒配管で環状に接続したヒートポンプ回路と、前記熱源側熱交換器、および熱源を熱媒配管で環状に接続した熱源側循環回路と、該熱源側循環回路に熱媒を循環させる熱源側循環ポンプと、前記圧縮機および前記熱源側循環ポンプの少なくとも一方の発動および停止の少なくとも一方が発生する頻度を示す情報を検知し、前記頻度が予め決められた高頻度領域に達したと判断した場合、前記熱源側循環ポンプの立上がり時の目標回転速度を予め決められた設定値よりも低下させる制御を行う制御手段と、を備えることを特徴とするヒートポンプ装置である。 In order to solve the above-mentioned problem, the invention according to claim 1 includes a heat pump circuit in which a compressor, a load-side heat exchanger, a decompression unit, and a heat-source-side heat exchanger are connected in a ring shape with a refrigerant pipe, and the heat-source-side heat. At least one of an exchanger, a heat source side circulation circuit in which the heat source is connected in a ring shape with a heat medium pipe, a heat source side circulation pump that circulates the heat medium in the heat source side circulation circuit, the compressor, and the heat source side circulation pump When information indicating the frequency of occurrence of at least one of activation and stop is detected and it is determined that the frequency has reached a predetermined high-frequency region, a target rotational speed at the time of rising of the heat source side circulation pump is determined in advance. And a control means for performing control for lowering the set value than the set value.
このような構成によれば、暖房負荷等の負荷が小さい場合には、ヒートポンプ装置の圧縮機や熱源側循環ポンプが発動を繰り返すこともあるが、このような発動の繰り返しの頻度が高いときには、熱源側循環ポンプの立上がり時の目標回転速度が予め決められた設定値よりも低下させられる。この場合、熱源側循環ポンプは、立上がり時に、予め決められた設定値である最大回転速度とならないため、ヒートポンプ装置の全体的な効率が向上する。
すなわち、負荷が小さい場合でも効率の良い暖房運転等の負荷運転を行うことが可能なヒートポンプ装置を提供することができる。
According to such a configuration, when the load such as the heating load is small, the compressor of the heat pump device and the heat source side circulation pump may repeat the activation, but when the frequency of such activation is high, The target rotational speed at the time of rising of the heat source side circulation pump is lowered from a predetermined set value. In this case, since the heat source side circulation pump does not reach the maximum rotational speed that is a predetermined set value at the time of startup, the overall efficiency of the heat pump device is improved.
That is, it is possible to provide a heat pump device that can perform load operation such as efficient heating operation even when the load is small.
請求項2に係る発明は、請求項1に記載のヒートポンプ装置であって、前記情報は、予め決められた設定時間内に前記圧縮機および前記熱源側循環ポンプの少なくとも一方の発動および停止の少なくとも一方が発生する回数であり、前記高頻度領域は、前記回数が予め決められた設定回数以上となる領域であることを特徴とする。
The invention according to
このような構成によれば、圧縮機および熱源側循環ポンプの少なくとも一方の発動および停止の少なくとも一方が発生する頻度が高頻度領域に達したか否かの判断を、簡易な処理で確実に実行することができる。 According to such a configuration, it is reliably executed by simple processing whether or not the frequency of occurrence and / or stop of at least one of the compressor and the heat source side circulation pump has reached the high frequency region. can do.
請求項3に係る発明は、請求項1に記載のヒートポンプ装置であって、前記情報は、前記圧縮機および前記熱源側循環ポンプの少なくとも一方の発動または停止の発生周期であり、前記高頻度領域は、前記発生周期が予め決められた設定周期以下となる領域であることを特徴とする。
The invention according to
このような構成によれば、チェック期間として予め決められた設定時間の経過を待つことを必要とせずに、圧縮機および熱源側循環ポンプの少なくとも一方の発動および停止の少なくとも一方が発生する頻度が高頻度領域に達したか否かを判断することができる。したがって、例えば前回の発動と今回の発動との間の期間(発動の発生周期)が設定周期以下となった時点ですぐに、熱源側循環ポンプの立上がり時の目標回転速度を最大回転速度よりも低くできるため、より迅速な対応が可能となり、より効率の良い負荷運転を行うことが可能となる。 According to such a configuration, the frequency at which at least one of starting and stopping of at least one of the compressor and the heat source side circulation pump occurs without requiring waiting for the elapse of a preset time as a check period. It can be determined whether or not the high frequency area has been reached. Therefore, for example, as soon as the period between the previous activation and the current activation (occurrence period of the activation) becomes equal to or less than the set period, the target rotational speed at the rise of the heat source side circulation pump is made higher than the maximum rotational speed. Since it can be lowered, it is possible to respond more quickly and to perform more efficient load operation.
請求項4に係る発明は、請求項1から請求項3のいずれか1項に記載のヒートポンプ装置であって、前記制御手段は、前記頻度が前記高頻度領域の内から外に移行したと判断した場合、前記熱源側循環ポンプの立上がり時の目標回転速度を前記設定値に戻す制御を行うことを特徴とする。 The invention according to claim 4 is the heat pump apparatus according to any one of claims 1 to 3, wherein the control means determines that the frequency has shifted from the inside of the high-frequency region to the outside. In this case, control is performed to return the target rotational speed at the time of rising of the heat source side circulation pump to the set value.
このような構成によれば、地中からの必要な採熱、または地中への必要な放熱をより適切に行うことができる。 According to such a configuration, necessary heat collection from the ground or necessary heat radiation to the ground can be performed more appropriately.
本発明によれば、負荷が小さい場合でも効率の良い暖房運転等の負荷運転を行うことが可能なヒートポンプ装置を提供することができる。 According to the present invention, it is possible to provide a heat pump device capable of performing a load operation such as an efficient heating operation even when the load is small.
本発明の実施形態について、適宜図面を参照しながら詳細に説明する。
なお、以下に示す図面において、同一の部材または相当する部材には同一の参照符号を付し、重複した説明を適宜省略する。
Embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the drawings as appropriate.
Note that, in the drawings shown below, the same members or corresponding members are denoted by the same reference numerals, and redundant description is omitted as appropriate.
図1は、本発明の一実施形態に係るヒートポンプ装置100の概略構成図である。本実施形態に係るヒートポンプ装置100は、地中熱を利用する温水循環式の地中熱ヒートポンプ装置である。
FIG. 1 is a schematic configuration diagram of a
図1に示すように、本実施形態に係るヒートポンプ装置100は、ヒートポンプユニット1に内蔵されるヒートポンプ回路7と、熱源側循環回路としての地中熱循環回路12と、負荷側循環回路としての加熱循環回路18とを備えている。
As shown in FIG. 1, the
ヒートポンプ回路7は、冷媒を圧縮する能力可変の圧縮機2と、圧縮機2から吐出された高温冷媒を流通させ、この高温冷媒と加熱循環回路18を流れる熱媒との熱交換を行う凝縮器としての負荷側熱交換器3と、負荷側熱交換器3から流出する冷媒を減圧する減圧手段としての膨張弁4と、膨張弁4からの減圧した低温冷媒を流通させこの低温冷媒と地中熱循環回路12を流れる熱媒との熱交換を行う蒸発器としての熱源側熱交換器5と、これらを環状に接続する冷媒配管6とを備えて構成されている。
The heat pump circuit 7 circulates the
なお、ヒートポンプ回路7の冷媒としては、二酸化炭素冷媒やHFC冷媒等の任意の冷媒を用いることができるものである。また、図1において、符号8は、圧縮機2から吐出された冷媒の温度を検出する冷媒吐出温度センサであり、符号9は、膨張弁4から圧縮機2に至るまでの熱源側熱交換器5側の冷媒配管6、つまり低圧側の冷媒配管6に設けられ、低圧側の冷媒の温度を検出する冷媒温度センサである。
In addition, as a refrigerant | coolant of the heat pump circuit 7, arbitrary refrigerant | coolants, such as a carbon dioxide refrigerant | coolant and a HFC refrigerant | coolant, can be used. In FIG. 1, reference numeral 8 is a refrigerant discharge temperature sensor that detects the temperature of the refrigerant discharged from the
負荷側熱交換器3および熱源側熱交換器5は、例えばプレート式熱交換器で構成されており、プレート式熱交換器は、複数の伝熱プレートが積層され、冷媒を流通させる冷媒流路と熱媒である流体を流通させる流体流路とが各伝熱プレートを境にして交互に形成されているものである。
The load
地中熱循環回路12は、熱源側熱交換器5と、熱源側熱交換器5を流通する冷媒を加熱する熱源として地中に設置された地中熱交換器10と、これらを環状に接続する熱媒配管としての地中熱配管11とを備えて構成されている。また、地中熱配管11には、地中熱循環回路12に熱媒としてエチレングリコールやプロピレングリコール等を添加した不凍液を循環させる回転速度(単位時間当たりの回転数)可変の熱源側循環ポンプとしての地中熱循環ポンプ13が設けられている。なお、図1における符号14は、不凍液を貯留し地中熱循環回路12の圧力を調整する地中用シスターンである。
The underground
ここで、地中熱循環回路12では、後記する負荷運転を行う際に、地中熱交換器10によって地中から地中熱を採熱し、その熱を帯びた不凍液が地中熱循環ポンプ13により熱源側熱交換器5に供給される。そして、熱源側熱交換器5にて、熱源側熱交換器5の冷媒流路を流通する冷媒と熱源側熱交換器5の流体流路を流通する不凍液とが対向して流れて熱交換が行われ、地中熱交換器10にて採熱された地中熱がヒートポンプユニット1の冷媒側に汲み上げられて冷媒が加熱され、熱源側熱交換器5は蒸発器として機能するものとなる。
Here, in the
加熱循環回路18は、負荷側熱交換器3と、被空調空間を加熱する床暖房パネルやパネルコンベクタ等の負荷端末としての放熱端末15と、これらを環状に接続する熱媒配管としての加熱配管17とを備えて構成されている。また、加熱配管17には、加熱循環回路18に熱媒として温水等の循環液を循環させる負荷側循環ポンプとしての加熱循環ポンプ16が設けられており、放熱端末15毎に分岐した加熱配管17の各々には、その開閉により放熱端末15への循環液の供給を制御する熱動弁19がそれぞれ設けられている。
The
なお、図1において、符号21は、加熱配管17に設けられ放熱端末15から負荷側熱交換器3に流入する循環液の温度を検出する戻り温水温度センサであり、符号20は、循環液を貯留し加熱循環回路18の圧力を調整する暖房用シスターンである。
In FIG. 1,
放熱端末15によって加熱される被空調空間には、リモコン23が各々設置されており、このリモコン23から被空調空間の加熱の指示がなされると、圧縮機2、地中熱循環ポンプ13、および加熱循環ポンプ16の駆動が開始され、熱源側熱交換器5を蒸発器として機能させるとともに、負荷側熱交換器3を凝縮器として機能させて負荷側を加熱する負荷運転としての暖房運転が行われる。この暖房運転の際、負荷側熱交換器3では、負荷側熱交換器3の冷媒流路を流通する冷媒と負荷側熱交換器3の流体流路を流通する循環液とが対向して流れて熱交換が行われて循環液が加熱され、加熱された循環液が熱動弁19を介して放熱端末15に送られ、リモコン23により指示された被空調空間を加熱するものである。
A
ヒートポンプユニット1には制御手段22が備えられており、制御手段22は、冷媒吐出温度センサ8、冷媒温度センサ9、戻り温水温度センサ21からの検出信号や、リモコン23からの操作信号を受けて、圧縮機2、膨張弁4、地中熱循環ポンプ13、加熱循環ポンプ16の各アクチュエータの駆動を制御するマイコンを有している。
The heat pump unit 1 is provided with a control means 22, which receives detection signals from the refrigerant discharge temperature sensor 8, the refrigerant temperature sensor 9, the return hot
制御手段22は、暖房運転中、戻り温水温度センサ21の検出する循環液の温度が設定された目標暖房温度になるように圧縮機2の回転速度を制御し、例えば、戻り温水温度センサ21の検出する循環液の温度が設定された目標暖房温度よりも低下すると、圧縮機2の回転速度を増加するよう制御するものである。
The control means 22 controls the rotational speed of the
また、制御手段22は、暖房運転時、リモコン23で設定される設定温度に基づき圧縮機2から吐出される冷媒の目標吐出温度を設定し、暖房運転中、冷媒吐出温度センサ8の検出する圧縮機2から吐出された冷媒の温度が、設定された目標吐出温度になるように膨張弁4の開度を開閉制御し、例えば、冷媒吐出温度センサ8の検出する冷媒の吐出温度が、設定された目標吐出温度よりも低下すると、開度を閉じる方向に制御するものである。
Moreover, the control means 22 sets the target discharge temperature of the refrigerant | coolant discharged from the
また、制御手段22は、地中熱循環ポンプ13の立上がり時には、地中熱循環ポンプ13の回転速度を目標回転速度に立ち上げるように制御するものである。さらに、制御手段22は、地中熱循環ポンプ13の目標回転速度への立上がり完了時から規定時間(例えば2分)経過後には、冷媒温度センサ9の検出する低圧側の冷媒温度が設定された目標温度になるように地中熱循環ポンプ13の回転速度を制御し、例えば、冷媒温度センサ9の検出する低圧側の冷媒温度が設定された目標温度よりも低下すると、地中熱循環ポンプ13の回転速度を増加させるよう制御するものである。
Moreover, the control means 22 controls to raise the rotation speed of the
また、制御手段22は、圧縮機2の発動および停止の少なくとも一方が発生する頻度を示す情報を検知し、前記頻度が予め決められた高頻度領域に達したと判断した場合、地中熱循環ポンプ13の立上がり時の目標回転速度を、予め決められた設定値である最大回転速度(例えば4000rpm)よりも低下させる、具体的には最大回転速度よりも低い上限回転速度(例えば2000rpm)に設定するよう制御するものである。本実施形態では、前記情報は、予め決められた設定時間(例えば30分)内に圧縮機2の発動が発生する回数であり、前記高頻度領域は、前記回数が予め決められた設定回数(例えば2回)以上となる領域である。このようにすれば、圧縮機2の発動および停止の少なくとも一方の発生頻度が高頻度領域に達したか否かの判断を、簡易な処理で確実に実行することができる。なお、前記した上限回転速度、設定時間、および設定回数の各値は、適宜変更可能である。
In addition, when the control means 22 detects information indicating the frequency at which at least one of activation and stop of the
次に、図2のフローチャートを参照して、図1に示すヒートポンプ装置100の暖房運転時における主に地中熱循環ポンプ13の動作について説明する。
図2は、暖房運転時における地中熱循環ポンプ13の立上がり時の目標回転速度を設定する処理の内容を示すフローチャートである。
Next, with reference to the flowchart of FIG. 2, operation | movement of the
FIG. 2 is a flowchart showing the contents of processing for setting the target rotational speed when the underground
リモコン23から放熱端末15による被空調空間の加熱(暖房)の指示がなされると、制御手段22は、圧縮機2、地中熱循環ポンプ13、および加熱循環ポンプ16の駆動を開始させ、負荷運転としての暖房運転が開始される。暖房運転が開始されると、負荷側熱交換器3では加熱循環ポンプ16により循環される循環液と圧縮機2から吐出された高温高圧の冷媒とが熱交換され、加熱された循環液が放熱端末15に供給され被空調空間を加熱するとともに、熱源側熱交換器5では、地中熱循環ポンプ13により循環され地中熱交換器10を介して地中熱を採熱した不凍液と膨張弁4から吐出された低温低圧の冷媒とが熱交換され、地中熱により冷媒を加熱し蒸発させる。
When an instruction for heating (heating) of the air-conditioned space is given from the
図2に示すように、制御手段22は、暖房運転の開始時には、まず、内蔵のタイマーをスタートさせる(ステップS1)。ここで、制御手段22は、圧縮機2から吐出される冷媒の目標吐出温度、熱源側熱交換器5側(低圧側)の冷媒の目標温度、および負荷側の目標暖房温度を設定する。また、制御手段22は、暖房運転中には、冷媒吐出温度センサ8の検出する圧縮機2から吐出された冷媒の温度が設定された目標吐出温度になるように膨張弁4の開度を開閉制御し、戻り温水温度センサ21の検出する循環液の温度が設定された目標暖房温度になるように圧縮機2の回転速度を制御する。
As shown in FIG. 2, the control means 22 first starts a built-in timer at the start of the heating operation (step S1). Here, the control means 22 sets the target discharge temperature of the refrigerant discharged from the
そして、制御手段22は、地中熱の迅速な採熱を行うために、地中熱循環ポンプ13の立上がり時の目標回転速度を、予め決められた設定値である最大回転速度(例えば4000rpm)に設定する(ステップS2)。この後、制御手段22は、地中熱循環ポンプ13の回転速度を目標回転速度である最大回転速度(例えば4000rpm)に立ち上げるように制御する立上がり時制御を行う。また、制御手段22は、地中熱循環ポンプ13の最大回転速度への立上がり完了時から規定時間(例えば2分)経過後には、冷媒温度センサ9の検出する低圧側の冷媒温度が設定された目標温度になるように、地中熱循環ポンプ13の回転速度を制御する通常時制御を行う。
And in order to perform quick heat collection of geothermal heat, the control means 22 sets the target rotational speed at the time of start-up of the
ステップS3では、制御手段22は、タイマーがスタートしてからの経過時間が予め決められた設定時間(例えば30分)以上となったか否を判断し、前記経過時間が予め決められた設定時間以上となるまで待機する(ステップS3でNo)。 In step S3, the control means 22 determines whether or not the elapsed time from the start of the timer is equal to or longer than a predetermined set time (for example, 30 minutes), and the elapsed time is equal to or longer than the predetermined set time. (No in step S3).
ステップS3において経過時間が予め決められた設定時間以上となった場合(ステップS3でYes)、制御手段22は、ステップS4に処理を移行させてタイマーをリセットして再度ゼロからスタートさせた後、ステップS5に処理を移行させる。
In step S3, when the elapsed time is equal to or longer than a predetermined set time (Yes in step S3), the
ステップS5では、制御手段22は、直前の設定時間(例えば30分)内において圧縮機2の発動が発生した回数が、予め決められた設定回数(例えば2回)以上であるか否かを判断する。設定時間内における圧縮機2の発動の発生回数が、設定回数未満であると判断された場合(ステップS5でNo)、制御手段22は、圧縮機2の発動および停止の少なくとも一方の発生頻度が高頻度領域に達していないと判断して、ステップS2に処理を戻す。この場合のステップS2では、制御手段22は、地中熱循環ポンプ13の立上がり時の目標回転速度を、最大回転速度(例えば4000rpm)に維持、あるいは後記するステップS6にて既に上限回転速度(例えば2000rpm)に設定されていた場合には、前記発生頻度が高頻度領域の内から外に移行したと判断して、最大回転速度(例えば4000rpm)に戻すように変更する。これにより、地中からの必要な採熱をより適切に行うことができる。
In step S5, the control means 22 determines whether or not the number of times the
ステップS5において設定時間内における圧縮機2の発動の発生回数が、設定回数以上であると判断された場合(ステップS5でYes)、制御手段22は、前記発生頻度が高頻度領域に達したと判断して、地中熱循環ポンプ13の立上がり時の目標回転速度を、予め決められた設定値である最大回転速度(例えば4000rpm)よりも低い上限回転速度(例えば2000rpm)に設定する(ステップS6)。この後、地中熱循環ポンプ13を発動する時には、制御手段22は、地中熱循環ポンプ13の回転速度を目標回転速度である上限回転速度(例えば2000rpm)に立ち上げるように制御する立上がり時制御を行う。また、制御手段22は、地中熱循環ポンプ13の上限回転速度への立上がり完了時から規定時間(例えば2分)経過後には、冷媒温度センサ9の検出する低圧側の冷媒温度が設定された目標温度になるように、地中熱循環ポンプ13の回転速度を制御する通常時制御を行う。
If it is determined in step S5 that the number of occurrences of activation of the
ステップS7では、制御手段22は、冷媒温度センサ9の検出する低圧側の冷媒温度が−10℃以下の状態が所定時間(例えば2分)以上継続しているか否かを判断する。低圧側の冷媒温度が−10℃以下の状態が所定時間以上継続していないと判断された場合(ステップS7でNo)、制御手段22は、ステップS3に処理を戻す。
In step S7, the control means 22 determines whether or not the state where the low-pressure side refrigerant temperature detected by the refrigerant temperature sensor 9 is −10 ° C. or lower continues for a predetermined time (for example, 2 minutes) or longer. When it is determined that the state where the low-pressure side refrigerant temperature is −10 ° C. or lower has not continued for a predetermined time or longer (No in step S7), the
一方、ステップS7において低圧側の冷媒温度が−10℃以下の状態が所定時間以上継続していると判断された場合(ステップS7でYes)、制御手段22は、ステップS2に処理を戻す。この場合のステップS2では、制御手段22は、地中熱循環ポンプ13の立上がり時の目標回転速度を、上限回転速度(例えば2000rpm)から最大回転速度(例えば4000rpm)に戻すように変更する。これにより、地中からの採熱が増すため、熱源側熱交換器5の流体流路を流通する不凍液中の水分が凍結し始めて流れにくくなることを防止できる。なお、ステップS7でYesと判断された場合、制御手段22は、地中熱循環ポンプ13の立上がり時の目標回転速度を最大回転速度に戻すように変更するとともに(ステップS2)、その時点で、地中熱循環ポンプ13の回転速度を最大回転速度に上昇させる制御を行ってもよい。このようにすれば、地中からの採熱を迅速に増大させることができ、熱源側熱交換器5の流体流路を流通する不凍液中の水分が凍結し始めて流れにくくなることをより防止できる。
On the other hand, when it is determined in step S7 that the low-pressure side refrigerant temperature is -10 ° C. or lower for a predetermined time or longer (Yes in step S7), the
次に、図3のタイムチャートを参照して、図1に示すヒートポンプ装置100の暖房運転時の動作について説明する。図3は、暖房運転時におけるヒートポンプ装置100の各パラメータの動きを表すタイムチャートである。
Next, with reference to the time chart of FIG. 3, the operation | movement at the time of heating operation of the
図3に示すように、時間t0〜t1において、ヒートポンプ装置100の立上がり時の制御に従って、地中熱の迅速な採熱を行うために、制御手段22は、地中熱循環ポンプ13についての立上がり時制御を行う。すなわち、地中熱循環ポンプ13は、立上がり時の目標回転速度として予め決められた設定値である最大回転速度(例えば4000rpm)となるように立ち上がる。また、戻り温水温度センサ21の検出する循環液の温度が設定された目標暖房温度になるように、圧縮機2が例えば50rpsの回転速度で駆動される。ここで、ヒートポンプ出力(暖房出力)の増加に伴って、低圧側の冷媒温度が低下している。
As shown in FIG. 3, at time t0 to t1, the control means 22 starts up the ground
時間t1〜t2において、制御手段22は、地中熱循環ポンプ13の最大回転速度への立上がり完了時から規定時間(例えば2分)経過後には、地中熱循環ポンプ13についての通常時制御を行う。すなわち、地中熱循環ポンプ13は、最大回転速度を超えない範囲で、冷媒温度センサ9の検出する低圧側の冷媒温度が設定された目標温度になるように、回転速度が制御される。また、戻り温水温度センサ21の検出する循環液の温度が目標暖房温度に達して室内温度が十分上昇しているため、圧縮機2の回転速度が減少するとともに、低圧側の冷媒温度が上昇する。
From time t1 to t2, the control means 22 performs normal time control of the
時間t2〜t3において、制御手段22は、地中熱循環ポンプ13についての通常時制御を行う。すなわち、地中熱循環ポンプ13は、最大回転速度を超えない範囲で、冷媒温度センサ9の検出する低圧側の冷媒温度が設定された目標温度になるように、回転速度が制御される。ここでは、地中熱循環ポンプ13の回転速度が、最大回転速度から減少し、低圧側の冷媒温度が減少する。戻り温水温度センサ21の検出する循環液の温度が目標暖房温度に達して室内温度が十分高くなっているため、圧縮機2の回転速度がさらに下限回転速度まで減少している。
At time t <b> 2 to t <b> 3, the
時間t3において、室内温度が十分高く維持されており、圧縮機2の回転速度を下限回転速度よりも減少させると効率が悪化するため、制御手段22は、圧縮機2の駆動を停止させる制御を行う。また、これに伴い、制御手段22は、地中熱循環ポンプ13の駆動を停止させる制御を行う。なお、加熱循環ポンプ16の駆動は継続され、余熱による暖房が行われる。
At time t3, the room temperature is maintained sufficiently high, and if the rotational speed of the
時間t4において、室内温度が低下し、戻り温水温度センサ21の検出する循環液の温度が所定値以上低下したことが検知されると、圧縮機2および地中熱循環ポンプ13が再度駆動させられる。そして、時間t4〜t8において、ここでは時間t0〜t4と同様な動作が行われる。
At time t4, when it is detected that the room temperature has decreased and the temperature of the circulating fluid detected by the return hot
図3のタイムチャートでは、時間t0〜t7において示されるように、予め決められた設定時間(例えば30分)内における圧縮機2の発動の発生回数が2回数以上となっている(図2のステップS5でYes)。このため、制御手段22は、地中熱循環ポンプ13の立上がり時の目標回転速度を、最大回転速度(例えば4000rpm)よりも低い上限回転速度(例えば2000rpm)に設定する(図2のステップS6)。
In the time chart of FIG. 3, as shown in time t0 to t7, the number of occurrences of the activation of the
時間t8〜t9において、制御手段22は、地中熱循環ポンプ13についての立上がり時制御を行う。すなわち、地中熱循環ポンプ13は、立上がり時の目標回転速度として設定された上限回転速度(例えば2000rpm)となるように立ち上がる。また、時間t9〜t10において、制御手段22は、地中熱循環ポンプ13の上限回転速度への立上がり完了時から規定時間(例えば2分)経過後には、地中熱循環ポンプ13についての通常時制御を行う。すなわち、時間t9〜t10では、地中熱循環ポンプ13は、上限回転速度を超えない範囲で、冷媒温度センサ9の検出する低圧側の冷媒温度が設定された目標温度になるように、回転速度が制御される。さらに、時間t10〜t11において、制御手段22は、地中熱循環ポンプ13についての通常時制御を行う。すなわち、地中熱循環ポンプ13は、上限回転速度を超えない範囲で、冷媒温度センサ9の検出する低圧側の冷媒温度が設定された目標温度になるように、回転速度が制御される。ここでは、地中熱循環ポンプ13の回転速度が、上限回転速度から減少し、低圧側の冷媒温度が減少する。もちろん、時間t9〜t11において、制御手段22が、地中熱循環ポンプ13について通常時制御を行っているとき、冷媒温度センサ9の検出する低圧側の冷媒温度が設定された目標温度に到達しない場合は、冷媒温度センサ9の検出する低圧側の冷媒温度が設定された目標温度に到達するように、地中熱循環ポンプ13の回転速度を上限回転速度を超えて増加させるものである。また、時間t11において、制御手段22は、圧縮機2および地中熱循環ポンプ13の駆動を停止させる制御を行う。また、時間t12において、戻り温水温度センサ21の検出する循環液の温度が所定値以上低下したことが検知されると、圧縮機2および地中熱循環ポンプ13が再度駆動させられる。そして、時間t12〜t16において、ここでは時間t8〜t12と同様な動作が行われる。
From time t <b> 8 to t <b> 9, the
図3において、本実施形態の場合(設定時間内における圧縮機2の発動の発生回数が多いときには地中熱循環ポンプ13の立上がり時の目標回転速度を最大回転速度よりも低下させる場合)のSCOPおよび低圧側の冷媒温度および地中熱循環ポンプ13の回転速度を実線で示し、比較例としての従来の場合(地中熱循環ポンプ13の立上がり時の目標回転速度を常に最大回転速度とする場合)のSCOPおよび低圧側の冷媒温度および地中熱循環ポンプ13の回転速度を破線で示す。
本実施形態において、図3の時間t8〜t11,t12〜t15に示すように、暖房負荷が小さい場合(低負荷時)には、地中熱循環ポンプ13が最大回転速度で動作しないため、SCOP(=「暖房出力/(圧縮機2の消費電力+地中熱循環ポンプ13の消費電力)とする)が向上していることがわかる。
In FIG. 3, in the case of the present embodiment (when the number of occurrences of activation of the
In the present embodiment, as shown at times t8 to t11 and t12 to t15 in FIG. 3, when the heating load is small (at the time of low load), the
前記したように、本実施形態に係るヒートポンプ装置100は、圧縮機2の発動および停止の少なくとも一方が発生する頻度を示す情報を検知し、前記頻度が予め決められた高頻度領域に達したと判断した場合、地中熱循環ポンプ13の立上がり時の目標回転速度を予め決められた設定値である最大回転速度よりも低下させる制御を行う制御手段22を備える。
As described above, the
したがって本実施形態によれば、暖房負荷が小さい場合には、ヒートポンプ装置100の圧縮機2が発動を繰り返すこともあるが、このような発動の繰り返しの頻度が高いときには、地中熱循環ポンプ13の立上がり時の目標回転速度が予め決められた設定値よりも低下させられる。この場合、地中熱循環ポンプ13は、立上がり時に、予め決められた設定値である最大回転速度とならないため、ヒートポンプ装置100の全体的な効率が向上する。すなわち、負荷が小さい場合でも効率の良い暖房運転を行うことが可能なヒートポンプ装置100を提供することができる。
Therefore, according to the present embodiment, when the heating load is small, the
次に、図4〜図8を参照して、本発明の他の実施形態について、前記した図1〜図3に示す実施形態と相違する点を中心に説明し、共通する点についての説明を適宜省略する。 Next, with reference to FIGS. 4 to 8, other embodiments of the present invention will be described with a focus on differences from the embodiments shown in FIGS. 1 to 3, and common points will be described. Omitted as appropriate.
図4は、本発明の他の実施形態に係るヒートポンプ装置100aの概略構成図である。図5は、ヒートポンプ装置100aの暖房運転時の状態を示す概略構成図である。図6は、ヒートポンプ装置100aの冷房運転時の状態を示す概略構成図である。つまり、本実施形態に係るヒートポンプ装置100aは、地中熱を利用する地中熱ヒートポンプエアコンである点で、地中熱を利用する温水循環式の地中熱ヒートポンプ装置である前記した図1に示すヒートポンプ装置100と相違している。
FIG. 4 is a schematic configuration diagram of a
図4に示すように、本実施形態に係るヒートポンプ装置100aは、空調用の室内機31を備えており、該室内機31で被空調空間を冷却または加熱するものである。冷媒配管6には、冷媒配管6における冷媒の流れ方向を変えて暖房と冷房とを切り替える4方弁25が設けられている。負荷側熱交換器3は、送風ファン32の作動により送られる空気と冷媒との熱交換を行う。室内機31によって冷却または加熱される被空調空間には、リモコン23が設置されている。なお、図4における符号33は、被空調空間である室内の空気の温度(室内温度)を検出する室温センサである。室内機31には室内機制御手段24が備えられており、室内機制御手段24は、室温センサ33からの検出信号や、リモコン23からの操作信号を受けるとともに、ヒートポンプユニット1の制御手段22と通信を行う。
As shown in FIG. 4, the
リモコン23から被空調空間の加熱(暖房)の指示がなされると、図5に示すように、圧縮機2から吐出される冷媒が負荷側熱交換器3に向けて流れるように、4方弁25が切り替えられる。そして、圧縮機2および地中熱循環ポンプ13の駆動が開始され、熱源側熱交換器5を蒸発器として機能させるとともに、負荷側熱交換器3を凝縮器として機能させて負荷側を加熱する負荷運転としての暖房運転が行われる。暖房運転の際、負荷側熱交換器3では、圧縮機2から吐出された高温高圧の冷媒と送風ファン32により送られる空気とで熱交換が行われ、負荷側熱交換器3にて加熱された空気は被空調空間に送られ、リモコンにより指示を受けた被空調空間を加熱するものである。
When an instruction to heat (heat) the air-conditioned space is given from the
一方、リモコン23から被空調空間の冷却(冷房)の指示がなされると、図6に示すように、圧縮機2から吐出される冷媒が熱源側熱交換器5に向けて流れるように、4方弁25が切り替えられる。そして、圧縮機2および地中熱循環ポンプ13の駆動が開始され、負荷側熱交換器3を蒸発器として機能させるとともに、熱源側熱交換器5を凝縮器として機能させて負荷側を冷却する負荷運転としての冷房運転が行われる。冷房運転の際、負荷側熱交換器3では、膨張弁4から吐出された低温低圧の冷媒と送風ファン32により送られる空気とで熱交換が行われ、負荷側熱交換器3にて冷却された空気は被空調空間に送られ、リモコンにより指示を受けた被空調空間を冷却するものである。
On the other hand, when an instruction to cool (cool) the air-conditioned space is given from the
図4に示すヒートポンプ装置100aの暖房運転時(図5参照)における動作は、図1に示すヒートポンプ装置100の暖房運転時における図2および図3で示した動作と概ね同様であるため、説明を省略する。
The operation of the
次に、図7のフローチャートを参照して、図4に示すヒートポンプ装置100aの冷房運転時(図6参照)における主に地中熱循環ポンプ13の動作について説明する。
図7は、冷房運転時における地中熱循環ポンプ13の立上がり時の目標回転速度を設定する処理の内容を示すフローチャートである。
Next, with reference to the flowchart of FIG. 7, operation | movement of the underground
FIG. 7 is a flowchart showing the contents of processing for setting the target rotational speed when the underground
リモコン23から室内機31による被空調空間の冷却(冷房)の指示がなされ、該指示が室内機制御手段24を介して制御手段22に送られると、制御手段22は、圧縮機2および地中熱循環ポンプ13の駆動を開始させ、負荷運転としての冷房運転が開始される。冷房運転が開始されると、負荷側熱交換器3では送風ファン32の作動により送られる空気と膨張弁4から吐出された低温低圧の冷媒とが熱交換され、冷却された空気が被空調空間に送られて該被空調空間を冷却するとともに、熱源側熱交換器5では、地中熱循環ポンプ13により循環された不凍液と圧縮機2から吐出された高温高圧の冷媒とが熱交換され、その熱を帯びた不凍液が地中熱交換器10に供給されて、地中熱交換器10により地中に放熱される。
When an instruction to cool (cool) the air-conditioned space by the
図7に示すように、制御手段22は、冷房運転の開始時には、まず、内蔵のタイマーをスタートさせる(ステップS11)。ここで、制御手段22は、圧縮機2から吐出される冷媒の目標吐出温度、熱源側熱交換器5側(高圧側)の冷媒の目標温度、および負荷側の目標冷房温度を設定する。また、制御手段22は、冷房運転中には、冷媒吐出温度センサ8の検出する圧縮機2から吐出された冷媒の温度が設定された目標吐出温度になるように膨張弁4の開度を開閉制御し、室温センサ33の検出する室内温度が設定された目標冷房温度(リモコン23で設定された設定温度)になるように圧縮機2の回転速度を制御する。
As shown in FIG. 7, the control means 22 first starts a built-in timer at the start of the cooling operation (step S11). Here, the control means 22 sets the target discharge temperature of the refrigerant discharged from the
そして、制御手段22は、地中への迅速な放熱を行うために、地中熱循環ポンプ13の立上がり時の目標回転速度を、予め決められた設定値である最大回転速度(例えば4000rpm)に設定する(ステップS12)。この後、制御手段22は、地中熱循環ポンプ13の回転速度を目標回転速度である最大回転速度(例えば4000rpm)に立ち上げるように制御する立上がり時制御を行う。また、制御手段22は、地中熱循環ポンプ13の最大回転速度への立上がり完了時から規定時間(例えば2分)経過後には、冷媒温度センサ9の検出する高圧側の冷媒温度が設定された目標温度になるように、地中熱循環ポンプ13の回転速度を制御する通常時制御を行う。
And the control means 22 makes the target rotational speed at the time of the rise of the underground
ステップS13では、制御手段22は、タイマーがスタートしてからの経過時間が予め決められた設定時間(例えば30分)以上となったか否を判断し、前記経過時間が予め決められた設定時間以上となるまで待機する(ステップS13でNo)。 In step S13, the control means 22 determines whether or not the elapsed time from the start of the timer is equal to or longer than a predetermined set time (for example, 30 minutes), and the elapsed time is equal to or longer than the predetermined set time. (No in step S13).
ステップS13において経過時間が予め決められた設定時間以上となった場合(ステップS13でYes)、制御手段22は、ステップS14に処理を移行させてタイマーをリセットして再度ゼロからスタートさせた後、ステップS15に処理を移行させる。
In step S13, when the elapsed time is equal to or longer than a predetermined set time (Yes in step S13), the
ステップS15では、制御手段22は、直前の設定時間(例えば30分)内において圧縮機2の発動が発生した回数が、予め決められた設定回数(例えば2回)以上であるか否かを判断する。設定時間内における圧縮機2の発動の発生回数が、設定回数未満であると判断された場合(ステップS15でNo)、制御手段22は、圧縮機2の発動および停止の少なくとも一方の発生頻度が高頻度領域に達していないと判断して、ステップS12に処理を戻す。この場合のステップS12では、制御手段22は、地中熱循環ポンプ13の立上がり時の目標回転速度を、最大回転速度(例えば4000rpm)に維持、あるいは後記するステップS16にて既に上限回転速度(例えば2000rpm)に設定されていた場合には、前記発生頻度が高頻度領域の内から外に移行したと判断して、最大回転速度(例えば4000rpm)に戻すように変更する。これにより、地中への必要な放熱をより適切に行うことができる。
In step S15, the control means 22 determines whether or not the number of times that the
ステップS15において設定時間内における圧縮機2の発動の発生回数が、設定回数以上であると判断された場合(ステップS15でYes)、制御手段22は、前記発生頻度が高頻度領域に達したと判断して、地中熱循環ポンプ13の立上がり時の目標回転速度を、予め決められた設定値である最大回転速度(例えば4000rpm)よりも低い上限回転速度(例えば2000rpm)に設定する(ステップS16)。この後、地中熱循環ポンプ13を発動する時には、制御手段22は、地中熱循環ポンプ13の回転速度を目標回転速度である上限回転速度(例えば2000rpm)に立ち上げるように制御する立上がり時制御を行う。また、制御手段22は、地中熱循環ポンプ13の上限回転速度への立上がり完了時から規定時間(例えば2分)経過後には、冷媒温度センサ9の検出する高圧側の冷媒温度が設定された目標温度になるように、地中熱循環ポンプ13の回転速度を制御する通常時制御を行う。
ステップS16の後、制御手段22は、ステップS13に処理を戻す。
If it is determined in step S15 that the number of occurrences of activation of the
After step S16, the control means 22 returns the process to step S13.
次に、図8のタイムチャートを参照して、図4に示すヒートポンプ装置100aの冷房運転時(図6参照)の動作について説明する。図8は、冷房運転時におけるヒートポンプ装置100aの各パラメータの動きを表すタイムチャートである。
Next, with reference to the time chart of FIG. 8, the operation | movement at the time of air_conditionaing | cooling operation (refer FIG. 6) of the
図8に示すように、時間t0〜t1において、ヒートポンプ装置100aの立上がり時の制御に従って、地中への迅速な放熱を行うために、制御手段22は、地中熱循環ポンプ13についての立上がり時制御を行う。すなわち、地中熱循環ポンプ13は、立上がり時の目標回転速度として予め決められた設定値である最大回転速度(例えば4000rpm)となるように立ち上がる。また、室温センサ33の検出する室内温度が設定された目標冷房温度になるように、圧縮機2が例えば50rpsの回転速度で駆動される。ここで、ヒートポンプ出力(冷房出力)の増加に伴って、高圧側の冷媒温度が上昇している。
As shown in FIG. 8, at time t <b> 0 to t <b> 1, in order to perform quick heat release to the ground according to the control at the time of rising of the
時間t1〜t2において、制御手段22は、地中熱循環ポンプ13の最大回転速度への立上がり完了時から規定時間(例えば2分)経過後には、地中熱循環ポンプ13についての通常時制御を行う。すなわち、地中熱循環ポンプ13は、最大回転速度を超えない範囲で、冷媒温度センサ9の検出する高圧側の冷媒温度が設定された目標温度になるように、回転速度が制御される。また、室温センサ33の検出する室内温度が目標冷房温度に達しているため、圧縮機2の回転速度が減少するとともに、高圧側の冷媒温度が減少する。
From time t1 to t2, the control means 22 performs normal time control of the
時間t2〜t3において、制御手段22は、地中熱循環ポンプ13についての通常時制御を行う。すなわち、地中熱循環ポンプ13は、最大回転速度を超えない範囲で、冷媒温度センサ9の検出する高圧側の冷媒温度が設定された目標温度になるように、回転速度が制御される。ここでは、地中熱循環ポンプ13の回転速度が、最大回転速度から減少し、高圧側の冷媒温度が増加する。室温センサ33の検出する室内温度が目標冷房温度に達して室内温度が十分低くなっているため、圧縮機2の回転速度がさらに下限回転速度まで減少している。
At time t <b> 2 to t <b> 3, the
時間t3において、室内温度が十分低く維持されており、圧縮機2の回転速度を下限回転速度よりも減少させると効率が悪化するため、制御手段22は、圧縮機2の駆動を停止させる制御を行う。また、これに伴い、制御手段22は、地中熱循環ポンプ13の駆動を停止させる制御を行う。
At time t3, the room temperature is maintained sufficiently low, and if the rotational speed of the
時間t4において、室内温度が上昇し、室温センサ33の検出する室内温度が所定値以上上昇したことが検知されると、圧縮機2および地中熱循環ポンプ13が再度駆動させられる。そして、時間t4〜t8において、ここでは時間t0〜t4と同様な動作が行われる。
When the room temperature rises at time t4 and it is detected that the room temperature detected by the
図8のタイムチャートでは、時間t0〜t7において示されるように、予め決められた設定時間(例えば30分)内における圧縮機2の発動の発生回数が2回数以上となっている(図7のステップS15でYes)。このため、制御手段22は、地中熱循環ポンプ13の立上がり時の目標回転速度を、最大回転速度(例えば4000rpm)よりも低い上限回転速度(例えば2000rpm)に設定する(図7のステップS16)。
In the time chart of FIG. 8, as shown in time t0 to t7, the number of occurrences of the activation of the
時間t8〜t9において、制御手段22は、地中熱循環ポンプ13についての立上がり時制御を行う。すなわち、地中熱循環ポンプ13は、立上がり時の目標回転速度として設定された上限回転速度(例えば2000rpm)となるように立ち上がる。また、時間t9〜t10において、制御手段22は、地中熱循環ポンプ13の上限回転速度への立上がり完了時から規定時間(例えば2分)経過後には、地中熱循環ポンプ13についての通常時制御を行う。すなわち、地中熱循環ポンプ13は、上限回転速度を超えない範囲で、冷媒温度センサ9の検出する高圧側の冷媒温度が設定された目標温度になるように、回転速度が制御される。さらに、時間t10〜t11において、制御手段22は、地中熱循環ポンプ13についての通常時制御を行う。すなわち、地中熱循環ポンプ13は、上限回転速度を超えない範囲で、冷媒温度センサ9の検出する高圧側の冷媒温度が設定された目標温度になるように、回転速度が制御される。ここでは、地中熱循環ポンプ13の回転速度が、上限回転速度から減少し、高圧側の冷媒温度が増加する。もちろん、時間t9〜t11において制御手段22が地中熱循環ポンプ13について通常時制御を行っているとき、冷媒温度センサ9の検出する高圧側の冷媒温度が設定された目標温度に到達しない場合は、冷媒温度センサ9の検出する高圧側の冷媒温度が設定された目標温度に到達するように、地中熱循環ポンプ13の回転速度を上限回転速度を超えて増加させるものである。また、時間t11において、制御手段22は、圧縮機2および地中熱循環ポンプ13の駆動を停止させる制御を行う。また、時間t12において、室温センサ33の検出する室内温度が所定値以上上昇したことが検知されると、圧縮機2および地中熱循環ポンプ13が再度駆動させられる。そして、時間t12〜t16において、ここでは時間t8〜t12と同様な動作が行われる。
From time t <b> 8 to t <b> 9, the
図8において、本実施形態の場合(設定時間内における圧縮機2の発動の発生回数が多いときには地中熱循環ポンプ13の立上がり時の目標回転速度を最大回転速度よりも低下させる場合)のSCOPおよび高圧側の冷媒温度および地中熱循環ポンプ13の回転速度を実線で示し、比較例としての従来の場合(地中熱循環ポンプ13の立上がり時の目標回転速度を常に最大回転速度とする場合)のSCOPおよび高圧側の冷媒温度および地中熱循環ポンプ13の回転速度を破線で示す。
本実施形態において、図8の時間t8〜t11,t12〜t15に示すように、冷房負荷が小さい場合(低負荷時)には、地中熱循環ポンプ13が最大回転速度で動作しないため、SCOP(=「冷房出力/(圧縮機2の消費電力+地中熱循環ポンプ13の消費電力)とする)が向上していることがわかる。
In FIG. 8, SCOP in the case of the present embodiment (when the target rotation speed at the start-up of the
In the present embodiment, as shown at times t8 to t11 and t12 to t15 in FIG. 8, when the cooling load is small (low load), the
このように、図4に示すヒートポンプ装置100aによっても、前記した図1に示すヒートポンプ装置100と同様に、負荷が小さい場合でも効率の良い負荷運転を行うことが可能となる。
As described above, the
以上、本発明について、実施形態に基づいて説明したが、本発明は、前記実施形態に記載した構成に限定されるものではなく、前記実施形態に記載した構成を適宜組み合わせ乃至選択することを含め、その趣旨を逸脱しない範囲において適宜その構成を変更することができるものである。また、前記実施形態の構成の一部について、追加、削除、置換をすることができる。 As mentioned above, although this invention was demonstrated based on embodiment, this invention is not limited to the structure described in the said embodiment, The combination thru | or selecting suitably the structure described in the said embodiment is included. The configuration can be changed as appropriate without departing from the spirit of the invention. In addition, a part of the configuration of the embodiment can be added, deleted, and replaced.
例えば、圧縮機2の発動および停止の少なくとも一方が発生する頻度を示す情報は、前記実施形態では、予め決められた設定時間内に圧縮機2の発動が発生する回数であるが、本発明はこれに限定されるものではなく、例えば、予め決められた設定時間内に圧縮機2の停止が発生する回数であってもよく、あるいは予め決められた設定時間内に圧縮機2の発動および停止の組合わせ(発停)が発生する回数であってもよい。
For example, the information indicating the frequency of occurrence of at least one of activation and stop of the
さらに、圧縮機2の発動および停止の少なくとも一方が発生する頻度を示す情報が、圧縮機2の発動または停止の発生周期であり、前記高頻度領域が、前記発生周期が予め決められた設定周期(例えば15分)以下となる領域であってもよい。このようにすれば、チェック期間として予め決められた設定時間の経過を待つことを必要とせずに、圧縮機2の発動および停止の少なくとも一方の発生頻度が高頻度領域に達したか否かを判断することができる。したがって、例えば圧縮機2の前回の発動と今回の発動との間の期間(発動の発生周期)が設定周期以下となった時点ですぐに、地中熱循環ポンプ13の立上がり時の目標回転速度を最大回転速度よりも低くできるため、より迅速な対応が可能となり、より効率の良い負荷運転を行うことが可能となる。なお、前記した設定周期の値は、適宜変更可能である。
Further, the information indicating the frequency at which at least one of the start and stop of the
また、制御手段22は、圧縮機2の発動および停止の少なくとも一方が発生する頻度に代えて、地中熱循環ポンプ13の発動および停止の少なくとも一方が発生する頻度を示す情報を検知して、前記頻度が予め決められた高頻度領域に達したか否かを判断してもよい。
Further, the control means 22 detects information indicating the frequency at which at least one of the activation and stop of the
また、前記実施形態では、地中熱交換器10を1本だけ地中に設置しているが、地中熱交換器10は地中に複数設置されていてもよく、その複数の地中熱交換器11は互いに並列に接続されていてもよく、直列に接続されていてもよい。
In the embodiment, only one
また、前記実施形態では、地中熱交換器10を地中に設置するものとし、地中熱交換器10は地中に直接埋設され地中熱を採熱しているが、地中熱交換器10を井戸の中に設置し、例えば暖房運転の場合には地中熱によって温められた井戸水から採熱するものも地中熱交換器10を地中に設置するものに含まれるものである。
Moreover, in the said embodiment, the
2 圧縮機
3 負荷側熱交換器
4 膨張弁(減圧手段)
5 熱源側熱交換器
6 冷媒配管
7 ヒートポンプ回路
10 地中熱交換器(熱源)
11 地中熱配管(熱媒配管)
12 地中熱循環回路(熱源側循環回路)
13 地中熱循環ポンプ(熱源側循環ポンプ)
22 制御手段
100,100a ヒートポンプ装置
2
5 Heat source
11 Underground heat pipe (heat medium pipe)
12 Ground heat circulation circuit (heat source side circulation circuit)
13 Geothermal circulation pump (heat source side circulation pump)
22 Control means 100, 100a Heat pump device
Claims (4)
前記熱源側熱交換器、および熱源を熱媒配管で環状に接続した熱源側循環回路と、
該熱源側循環回路に熱媒を循環させる熱源側循環ポンプと、
前記圧縮機および前記熱源側循環ポンプの少なくとも一方の発動および停止の少なくとも一方が発生する頻度を示す情報を検知し、前記頻度が予め決められた高頻度領域に達したと判断した場合、前記熱源側循環ポンプの立上がり時の目標回転速度を予め決められた設定値よりも低下させる制御を行う制御手段と、
を備えることを特徴とするヒートポンプ装置。 A heat pump circuit in which a compressor, a load-side heat exchanger, a decompression unit, and a heat source-side heat exchanger are connected in an annular shape with refrigerant piping;
The heat source side heat exchanger, and a heat source side circulation circuit in which the heat source is annularly connected by a heat medium pipe;
A heat source side circulation pump for circulating a heat medium in the heat source side circulation circuit;
When detecting information indicating the frequency of occurrence of at least one of activation and stop of at least one of the compressor and the heat source side circulation pump and determining that the frequency has reached a predetermined high frequency region, the heat source Control means for controlling the target rotational speed at the time of rising of the side circulation pump to be lower than a predetermined set value;
A heat pump device comprising:
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2013261998A JP6147659B2 (en) | 2013-12-19 | 2013-12-19 | Heat pump equipment |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2013261998A JP6147659B2 (en) | 2013-12-19 | 2013-12-19 | Heat pump equipment |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP2015117899A true JP2015117899A (en) | 2015-06-25 |
JP6147659B2 JP6147659B2 (en) | 2017-06-14 |
Family
ID=53530771
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2013261998A Active JP6147659B2 (en) | 2013-12-19 | 2013-12-19 | Heat pump equipment |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP6147659B2 (en) |
Cited By (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2016011818A (en) * | 2014-06-30 | 2016-01-21 | 株式会社コロナ | Heat pump device |
CN107300231A (en) * | 2017-07-20 | 2017-10-27 | 广东美的暖通设备有限公司 | Source pump and its control method and device |
EP4092355A1 (en) * | 2021-05-19 | 2022-11-23 | Toshiba Carrier Corporation | Heat pump type heat source apparatus |
WO2023139783A1 (en) * | 2022-01-24 | 2023-07-27 | 三菱電機株式会社 | Refrigeration cycle device |
Citations (6)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPH1030840A (en) * | 1996-07-17 | 1998-02-03 | N T T Facilities:Kk | Air conditioner |
JP2010249468A (en) * | 2009-04-20 | 2010-11-04 | Corona Corp | Geothermal heat pump device |
JP2011094840A (en) * | 2009-10-28 | 2011-05-12 | Corona Corp | Heat pump device |
JP2013061102A (en) * | 2011-09-13 | 2013-04-04 | Corona Corp | Geothermal heat pump device |
JP2013245874A (en) * | 2012-05-25 | 2013-12-09 | Sanden Corp | Geothermal heat pump device |
JP2014062714A (en) * | 2012-09-24 | 2014-04-10 | Rinnai Corp | Heating device and water heater |
-
2013
- 2013-12-19 JP JP2013261998A patent/JP6147659B2/en active Active
Patent Citations (6)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPH1030840A (en) * | 1996-07-17 | 1998-02-03 | N T T Facilities:Kk | Air conditioner |
JP2010249468A (en) * | 2009-04-20 | 2010-11-04 | Corona Corp | Geothermal heat pump device |
JP2011094840A (en) * | 2009-10-28 | 2011-05-12 | Corona Corp | Heat pump device |
JP2013061102A (en) * | 2011-09-13 | 2013-04-04 | Corona Corp | Geothermal heat pump device |
JP2013245874A (en) * | 2012-05-25 | 2013-12-09 | Sanden Corp | Geothermal heat pump device |
JP2014062714A (en) * | 2012-09-24 | 2014-04-10 | Rinnai Corp | Heating device and water heater |
Cited By (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2016011818A (en) * | 2014-06-30 | 2016-01-21 | 株式会社コロナ | Heat pump device |
CN107300231A (en) * | 2017-07-20 | 2017-10-27 | 广东美的暖通设备有限公司 | Source pump and its control method and device |
EP4092355A1 (en) * | 2021-05-19 | 2022-11-23 | Toshiba Carrier Corporation | Heat pump type heat source apparatus |
WO2023139783A1 (en) * | 2022-01-24 | 2023-07-27 | 三菱電機株式会社 | Refrigeration cycle device |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
JP6147659B2 (en) | 2017-06-14 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
JP5984784B2 (en) | Hot / cold water air conditioning system | |
JP5121747B2 (en) | Geothermal heat pump device | |
JP5524571B2 (en) | Heat pump equipment | |
JP6166874B2 (en) | Heat pump equipment | |
JP6231395B2 (en) | Combined heat source heat pump device | |
JP6231403B2 (en) | Combined heat source heat pump device | |
JP6147659B2 (en) | Heat pump equipment | |
JP5763361B2 (en) | Geothermal heat pump device | |
JP2017150791A (en) | Composite heat source heat pump device | |
JP6537990B2 (en) | Heat pump type cold and hot water supply system | |
JP6208085B2 (en) | Heat pump equipment | |
JPWO2017138133A1 (en) | Hot / cold water air conditioning system | |
JP6208086B2 (en) | Combined heat source heat pump device | |
JP6359398B2 (en) | Combined heat source heat pump device | |
JP6599812B2 (en) | Combined heat source heat pump device | |
JP6258802B2 (en) | Combined heat source heat pump device | |
JP6359397B2 (en) | Combined heat source heat pump device | |
JP6143682B2 (en) | Combined heat source heat pump device | |
JP6258800B2 (en) | Combined heat source heat pump device | |
JP6315797B2 (en) | Heat pump equipment | |
JP6039869B2 (en) | Heat pump equipment | |
JP6458563B2 (en) | Heat pump cycle equipment | |
JP6258804B2 (en) | Combined heat source heat pump device | |
JP2018009736A (en) | Composite heat source heat pump device | |
JP2016033446A (en) | Air conditioner |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
A621 | Written request for application examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621 Effective date: 20160614 |
|
RD02 | Notification of acceptance of power of attorney |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A7422 Effective date: 20160705 |
|
A977 | Report on retrieval |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007 Effective date: 20170314 |
|
TRDD | Decision of grant or rejection written | ||
A01 | Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01 Effective date: 20170509 |
|
A61 | First payment of annual fees (during grant procedure) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61 Effective date: 20170517 |
|
R150 | Certificate of patent or registration of utility model |
Ref document number: 6147659 Country of ref document: JP Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150 |
|
R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |