JP2018066515A - ヒートポンプ温水暖房システムの制御方法 - Google Patents

Abstract

【課題】従来のヒートポンプ温水暖房システムの逆サイクル除霜運転では、熱媒水に水または管理が不十分な不凍液を使用した場合に、ヒートポンプ温水暖房システムの運転条件によっては、熱媒水が凍結するおそれがあるという問題があった。【解決手段】ヒートポンプ温水暖房システムの制御方法は、空気と冷媒を熱交換する第一の熱交換器と、熱媒水と冷媒を熱交換する第二の熱交換器と、前記第一の熱交換器と前記第二の熱交換器で構成され、少なくとも圧縮機、膨張弁と四方弁を備えた冷媒循環回路で前記第二の熱交換器を通過する熱媒水を加熱するヒートポンプ加熱装置において、前記ヒートポンプ加熱装置で加熱運転が所定時間連続して行われたと同時に前記第一の熱交換器の温度が所定温度以下の場合には逆サイクル除霜運転を選択するが、所定の条件が加わった場合にはホットガス除霜運転を選択する。【選択図】図５

Description

ヒートポンプサイクルで採熱した冷媒を、熱媒水に熱交換し、これを利用して暖房や給湯に利用するヒートポンプ温水暖房システムに関する。

従来、冷媒を利用したヒートポンプサイクルにおいて、冷媒に採熱された熱を暖房や給湯のシステムとして容易に利用できる様にするために、熱交換器を用いて冷媒から熱媒水に熱交換するヒートポンプ温水暖房システムがある。

上記のようなヒートポンプ温水暖房システムにおいては、通常屋外に設置されてヒートポンプサイクルにおける蒸発器となる熱交換器は、屋外の温度によっては、蒸発器である熱交換器は内部で冷媒が蒸発して冷却されることにより、屋外の空気に含まれる水分が霜となって付着して、蒸発器としての熱交換の機能を阻害し、結果ヒートポンプサイクルにおける凝縮器側の冷媒の温度が上昇できなくなる。

そこで、蒸発器となる熱交換器に霜が付着した場合には、蒸発器側の熱交換器の霜を溶かす必要があった。

蒸発器側の熱交換器の霜を溶かすには、ヒートポンプサイクルの運転を中止させれば、時間はかかるが、霜を溶かすことは可能であった。しかしながら、ヒートポンプサイクル運転の休止時間が長くなり、延いては、暖房や給湯に使用出来ない状態が長く続くことや、外気温が低い場合には、霜が溶けない場合があった。このため、特許文献１の様に、ヒートポンプサイクルの蒸発器側の熱交換器を凝縮器により切換える運転、特許文献１の明細書段落［００４７］における説明では、冷媒サイクルを冷房運転と呼ばれる冷媒サイクルに切り換える除霜運転が行われていた。この特許文献１で冷房運転と呼ばれる除霜運転については、ヒートポンプサイクル運転を逆にすることから、以下逆サイクル除霜運転と呼ぶ。

特開２００９−２８７８９５号公報

しかしながら、特許文献１における逆サイクル除霜運転では、熱媒水について水または管理が不十分な不凍液が使用される場合であって、外気温やヒートポンプ温水暖房システムの運転条件によっては、熱媒水が凍結するおそれがあると言う問題があった。なお、熱媒水が凍結した場合の問題をさらに詳しく説明すると、熱媒水による給湯や暖房の利用が出来なくなるだけではなく、熱媒水が通過する熱交換器や熱媒水を循環させる循環ポンプの変形や破損を生じさせる可能性もあった。

上記の課題を解決するため、本発明では、次の技術的手段が講じられている。

第１発明のヒートポンプ温水暖房システムの制御方法は、空気と冷媒を熱交換する第一の熱交換器と、熱媒水と冷媒を熱交換する第二の熱交換器と、前記第一の熱交換器と前記第二の熱交換器で構成され、少なくとも圧縮機、膨張弁と四方弁を備えた冷媒循環回路で前記第二の熱交換器を通過する熱媒水を加熱するヒートポンプ加熱装置において、前記ヒートポンプ加熱装置で加熱運転が所定時間連続して行われたと同時に前記第一の熱交換器の温度が所定温度以下の場合には逆サイクル除霜運転を選択するが、所定の条件が加わった場合にはホットガス除霜運転を選択する。

第２発明のヒートポンプ温水暖房システムの制御方法は、前記第１発明の所定の条件が、前記第二の熱交換器を通過する熱媒水の温度が所定温度以下になった場合である。

第３発明のヒートポンプ温水暖房システムの制御方法は、前記第１発明の所定の条件が、前記第二の熱交換器の温度が所定温度以下になった場合である。

以上のような、技術的手段が講じられていることにより、以下の効果を発揮する。

第１発明によれば、ヒートポンプ加熱装置で加熱運転が所定時間連続して行われたと同時に前記第一の熱交換器の温度が所定温度以下の場合には逆サイクル除霜運転を選択するが、所定の条件が加わった場合にはホットガス除霜運転を選択するヒートポンプ温水暖房システムの制御方法であるので、熱媒水の凍結を防止することができる。

第２発明によれば、第１発明の所定の条件が、前記第二の熱交換器を通過する熱媒水の温度が所定温度以下になった場合であるヒートポンプ温水暖房システムの制御方法であるので、熱媒水の凍結を防止することができる。

第３発明によれば、第１発明の所定の条件が、前記第二の熱交換器の温度が所定温度以下になった場合であるヒートポンプ温水暖房システムの制御方法であるので、熱媒水の凍結を防止することができる。

本発明にかかるヒートポンプ温水暖房システムの実施の形態のシステム構成図である。 本発明に係るヒートポンプ温水暖房システムにおけるヒートポンプサイクル運転についての説明図である。 本発明に係るヒートポンプ温水暖房システムの逆サイクル除霜運転についての説明図である。 本発明に係るヒートポンプ温水暖房システムのホットガス除霜運転についての説明図である。 本発明に係るヒートポンプ温水暖房システムの制御方法を説明するフローチャートである。 本発明に係るヒートポンプ温水暖房システムの他の制御方法を説明するフローチャートである。

本発明にかかるヒートポンプ温水暖房システム１の実施の形態について図１乃至図５に基づき説明する。なお、この実施の形態によりこの発明が限定されるものではない。

（第１の実施形態）
図１は、本発明に係るヒートポンプ温水暖房システム１の第１の実施形態の構成図である。図１において、本実施の形態のヒートポンプ温水暖房システム１は、給湯又は暖房に使う熱媒水を生成するヒートポンプ加熱装置６と、ヒートポンプ加熱装置６から熱媒水の供給を受けて対流や輻射熱により屋内の空気を加熱するファンコンベクター、ファンコイル、パネルヒーター、床暖房パネル等の暖房器具や、浴室や台所等に温水を供給する給湯器等の被加熱装置３０とにより構成されている。

なお、本実施形態のヒートポンプ加熱装置６は、設置の利便性や、後述する空気との熱交換の必要性から、屋外に設置されると共に、単一のケーシングに納めて一体（図１において破線で囲われた範囲）として形成されているが、後述する熱媒水循環回路１０と冷媒循環回路２０とを分離した複数のケーシングに納めるものとしても良い。また、被加熱装置３０については、暖房に使用される場合には屋内に設置され、給湯器の場合には、屋外または屋内に設置される。そして、ヒートポンプ加熱装置６のケーシングには、熱媒水の出口と入口となる配管接続口が設けられており、前記配管接続口に複管（ペアーチューブ）の熱媒水配管４０が接続されることにより、被加熱装置３０と連接されて熱媒水循環回路１０を形成している。

ヒートポンプ加熱装置６は、冷媒循環回路２０をヒートポンプサイクルとして、これにより採熱した熱で給湯や暖房に使用する熱媒水を生成する。ヒートポンプ加熱装置６は、熱媒水の供給や熱媒水の熱膨張を吸収する膨張タンク１１と、膨張タンク１１の熱媒水を循環させる循環ポンプ１２と、循環する熱媒水に冷媒から熱交換する第二の熱交換器１３と、第二の熱交換器１３を循環する熱媒水に、ヒートポンプサイクルに構成することで熱を供給する冷媒循環回路２０とから構成されている。また、第二の熱交換器１３、膨張タンク１１、循環ポンプ１２、熱媒水配管４０と被加熱装置３０により、熱媒水循環回路１０が形成されている。

ヒートポンプ加熱装置６のケーシングの内部で、膨張タンク１１の近傍の熱媒水が被加熱装置３０から戻る管には、熱媒水戻り温度検出器１４が、第二の熱交換器１３の近傍で、第二の熱交換器１３から熱媒水が被加熱装置３０に向かう管には、熱媒水往き温度検出器１５が設けられている。

第二の熱交換器１３については、銅等の熱伝導性の良い金属で形成され、第二の熱交換器１３の内部に熱媒水と冷媒が混合しない二つの流路を有している。また、第二の熱交換器１３の熱伝導性の良い表面には熱交換器温度検出器１６が設けられている。第二の熱交換器１３の一方の流路を循環する冷媒が有する熱エネルギーを、もう一方の流路を循環ポンプ１２で循環する水や熱媒体（例えば、プロピレングリコール等の不凍液や防錆剤を添加した液）等の熱媒水に移動させることが可能な構造となっている。

なお、熱媒水が熱媒体の場合については、不凍液が添加されており、一定以上の割合の不凍液が混合されていれば、不凍液としての性能を維持することが可能である。しかしながら、凍結温度性能に直結する熱媒体の管理は、需要家に委ねられている場合がほとんどである。このため、熱媒体であっても不凍液としての凍結温度性能を維持できないこともあった。そこで、安全側になることを踏まえ、不凍液が混合した熱媒体が使用される、されないに関わらず、通常の水と同じ条件で、凍結するおそれがあることを前提として制御する必要がある。

冷媒循環回路２０は、屋外空気と冷媒を熱交換して屋外空気から熱を採熱する第一の熱交換器２１と、電気的に開度を変化させて、通過する冷媒の状態を変える膨張弁２２と、冷媒循環回路２０を循環し熱を搬送する冷媒を圧縮する圧縮機２３と、冷媒循環回路２０をヒートポンプサイクル又は逆サイクル（冷却サイクル）に切り換える四方弁２４とを、主な構成部材として少なくとも備えている。そして、前述の主な構成部材は、夫々を冷媒配管で連接されており、閉回路の冷媒循環回路２０として形成されている。

第一の熱交換器２１については、銅等の熱伝導性の良い金属管の周囲にアルミフィンが設けられており、前記金属管の内部を冷媒が通過し、前記金属管の周囲のアルミフィンを屋外空気が通過することで、冷媒と屋外空気の熱交換が効率良く行われる様に形成されている。

第一の熱交換器２１の近傍には、屋外空気を前記アルミフィンに通過させて、屋外空気と冷媒との熱交換が連続して行うために、送風機２５が設けられている。また、第一の熱交換器２１に近接させて第一の熱交換器２１を循環する冷媒の温度を検出して、第一の熱交換器２１に霜が付着する温度であるかどうかを検出する除霜温度検出器２６が、第一の熱交換器２１の近傍には屋外空気の温度を検出する屋外温度検出器２７が設けられている。

制御基板５０は、マイコンを主体として構成され、外部から電源が供給されることで、熱媒水戻り温度検出器１４、熱媒水往き温度検出器１５、除霜温度検出器２６や屋外温度検出器２７等と、制御基板５０に対して各種の設定を行うコントローラ（図示を省略する。）からの信号を下に、循環ポンプ１２、膨張弁２２、圧縮機２３、四方弁２４や送風機２５等を制御している。

図２を用いて、ヒートポンプ温水暖房システム１における被加熱装置３０に対する加熱運転について説明する。冷媒循環回路２０は、四方弁２４の切り換えで、圧縮機２３の吐出口２３ａが第二の熱交換器１３に連接されている。圧縮機２３、四方弁２４、第二の熱交換器１３、膨張弁２２、第一の熱交換器２１、四方弁２４から再び、圧縮機２３の吸入口２３ｂに戻る、ヒートポンプサイクルが形成されている。

この状態で圧縮機２３が駆動し、膨張弁２２が所定の開度に締められた状態となると、圧縮機２３を出た、高温高圧で気体の冷媒が、第二の熱交換器１３で熱媒水と熱交換して液体の冷媒となる。
第二の熱交換器１３で熱交換され液体となった冷媒は、膨張弁２２で膨張させて低圧の蒸発し易い状態にされ、第一の熱交換器２１に送られる。

第一の熱交換器２１において、冷媒は、送風機２５が駆動することで屋外空気から気化熱を奪い蒸発する。このため、第一の熱交換器２１は冷媒により冷却が行われる。気体となった冷媒は圧縮機２３に戻り、再び、圧縮機２３で高温高圧の冷媒になる。
この動作を繰り返すことにより、冷媒循環回路２０によるヒートポンプサイクルでの運転が行われる。

熱媒水循環回路１０においては、循環ポンプ１２が駆動されており、第二の熱交換器１３で前述の冷媒循環回路２０におけるヒートポンプサイクルで高温高圧と冷媒と、熱媒水循環回路１０を循環する熱媒水との熱交換が行われ、熱媒水の温度が上昇し、上昇した熱媒水は被加熱装置３０で放熱することで給湯や暖房として利用される。

冷媒循環回路２０において、ヒートポンプサイクルの運転を継続する場合には、第一の熱交換器２１の表面は、前述の様に冷却されることで低温になる。そして、屋外温度が低い場合には、屋外空気に含まれる水分が、凍結し易い状況が発生し、結果、第一の熱交換器２１の空気が通過するアルミフィンへ霜が付着することになる。第一の熱交換器２１に霜が付着すると、第一の熱交換器２１での屋外空気と冷媒との熱交換が出来にくくなる。

除霜が必要かどうかの判断については、ヒートポンプサイクルでの運転時間や、第一の熱交換器２１に入る冷媒の温度を検出する除霜温度検出器２６で検出された温度の、何れか又は両方を基に、第一の熱交換器２１において、除霜が必要であるかどうかを制御基板５０は判断する。

図３を用いて、ヒートポンプ温水暖房システム１における逆サイクル除霜運転についてについて説明する。冷媒循環回路２０は、四方弁２４の切り換えで、圧縮機２３の吐出口２３ａが第一の熱交換器２１に連接されている。圧縮機２３、四方弁２４、第一の熱交換器２１、膨張弁２２、第二の熱交換器１３、四方弁２４から再び、圧縮機２３の吸入口２３ｂに戻る、逆サイクル除霜運転のための経路が形成されている。なお、逆サイクル除霜運転においては、送風機２５は駆動させてない。

この状態で圧縮機２３が駆動し、膨張弁２２が所定の開度に締められた状態となると、圧縮機２３を出た、高温高圧で気体の冷媒が、第一の熱交換器２１自体の付着した霜と熱交換して液体の冷媒となる。同時に第一の熱交換器２１自体の付着した霜は、順次溶かされて水になり、第一の熱交換器２１の下側に流れ落ちる。送風機２５は駆動してないので、高温高圧の気体の冷媒の第一の熱交換器２１における熱交換は主に、第一の熱交換器２１に付着した霜との熱交換に対して行われる。

第一の熱交換器２１で熱交換され液体となった冷媒は、膨張弁２２で膨張させて低圧の蒸発し易い状態にされ、第二の熱交換器１３に送られる。また、この場合に、冷媒水循環回路１０においては循環ポンプ１２が駆動されている。

第二の熱交換器１３において、冷媒は、循環している熱媒水全体から気化熱を奪い蒸発する。このため、第二の熱交換器１３は冷媒により冷却が行われる。気体となった冷媒は圧縮機２３に戻り、再び、圧縮機２３で高温高圧の冷媒になる。

この動作を繰り返すことにより、冷媒循環回路２０による逆サイクル除霜運転が、第一の熱交換器２１の除霜が完了したと判断される条件まで行われる。なお、この逆サイクル除霜運転については、基本的には第二の熱交換器１３において、熱媒水を冷却する運転となるので、ヒートポンプ温水暖房システム１においては、熱媒水を冷却して、被加熱装置３０がファンコイルの場合の、冷水を循環する冷房も可能な構成となっている。

図４を用いて、ヒートポンプ温水暖房システム１におけるホットガス除霜運転についてについて説明する。冷媒循環回路２０は、四方弁２４の切り換えで、圧縮機２３の吐出口２３ａが第二の熱交換器１３に連接されている。圧縮機２３、四方弁２４、第二の熱交換器１３、膨張弁２２、第一の熱交換器２１、四方弁２４から再び、圧縮機２３の吸入口２３ｂに戻る、ヒートポンプサイクルが形成されている。なお、ホットガス除霜運転においては、膨張弁２２の開度は全開の状態になっており、送風機２５は駆動させてない。

この状態で圧縮機２３が駆動し、圧縮機２３からは、逆サイクル除霜運転の様に高温高圧ではないが、圧縮機２３で暖められた気体の冷媒（例えば５０℃）が、第二の熱交換器１３に流れる。この際、熱媒水循環回路１０の循環ポンプ１２は駆動しておらず、暖められた気体の冷媒は、ほとんど、第二の熱交換器１３では熱交換しない。

また、膨張弁２２は全開であるので、冷媒は膨張弁２２での影響も受けない。よって、圧縮機２３で暖められた気体の冷媒は、余り温度を下げることなく暖められた気体の冷媒のまま、第一の熱交換器２１へ流れる。よって、第二の熱交換器１３においては、熱媒体の温度を下げることはない。

第一の熱交換器２１においては、暖められた気体の冷媒により、第一の熱交換器２１自体の付着した霜は、順次溶かされて水になり、第一の熱交換器２１の下側に流れ落ちる。送風機２５は駆動してないので、暖められた気体の冷媒の第一の熱交換器２１における熱交換は主に、第一の熱交換器２１に付着した霜との熱交換に対して行われる。第一の熱交換器２１の除霜により熱を奪われた、暖められた気体の冷媒は気体の冷媒のまま、圧縮機２３に戻り、再び、圧縮機２３で暖められた気体の冷媒になる。

この動作を繰り返すことにより、冷媒循環回路２０によるホットガス除霜運転が、第一の熱交換器２１の除霜が完了したと判断される条件まで行われる。なお、ホットガス除霜運転におけるホットガスとは、冷媒循環回路２０において圧縮機２３で冷媒を気体のままで循環させることから、ホットガスと呼ぶ。

本発明のヒートポンプ温水暖房システム１において、図２で説明したヒートポンプサイクル運転、図３で説明した逆サイクル除霜運転と、図４で説明したホットガス除霜運転を組み合わせて行われる場合の一例について、図５のフローチャートを用いて説明する。

制御基板５０に対してコントローラ（図示が省略されている。）からヒートポンプサイクル運転を開始する指示がされると、ヒートポンプ温水暖房システム１は、図２のヒートポンプサイクル運転を開始する。その後制御基板５０は、ヒートポンプサイクル運転が開始してから４０分以上継続して行われているかどうかを判断し、４０分以上継続して行われていると判断した場合には、ステップ２に進む。また、４０分以上継続して行われていてない場合には、ヒートポンプサイクル運転を継続する（ステップ１）。

制御基板５０は、除霜温度検出器２６で、零下１．５℃未満を検知しているかどうかを判断し、零下１．５℃未満を検知した場合には、第一の熱交換器２１の除霜が必要と判断してステップ３に進む。また、零下１．５℃未満を検知しない場合には、ヒートポンプサイクル運転を継続する（ステップ２）。

制御基板５０は、熱媒水戻り温度検出器１４で、熱媒水の戻り温度が２０℃以下であるどうかを判断し、熱媒水の戻り温度が２０℃以下である場合には、ステップ４ａに進む。また、熱媒水の戻り温度が２０℃以下でない場合には、ステップ４ｂに進む（ステップ３）。
なお、先にステップ４ａ〜６ａを説明し、その後、ステップ４ｂ〜６ｂを説明する。

制御基板５０は、図２のヒートポンプサイクル運転を終了して、図４のホットガス除霜運転を開始する（ステップ４ａ）。

制御基板５０は、図４のホットガス除霜運転を開始後、除霜温度検出器２６で、第一の熱交換器２１に入る冷媒の温度が１４℃以上になったかどうかを判断し、１４℃以上になったと判断すると、ステップ６ａに進む。また、第一の熱交換器２１に入る冷媒の温度が１４℃以上になってない場合には、ホットガス除霜運転を継続する（ステップ５ａ）。

制御基板５０は、図４のホットガス除霜運転を終了して、ステップ７に進む（ステップ６ａ）。

制御基板５０は、図２のヒートポンプサイクル運転を終了して、図３の逆サイクル除霜運転を開始する（ステップ４ｂ）。

制御基板５０は、図３の逆サイクル除霜運転を開始後、除霜温度検出器２６で、第一の熱交換器２１から出る冷媒の温度が８℃以上になったかどうかを判断し、８℃以上になったと判断すると、ステップ６ｂに進む。また、第一の熱交換器２１から出る冷媒の温度が８℃以上になってない場合には、逆サイクル除霜運転を継続する（ステップ５ｂ）。

制御基板５０は、図３の逆サイクル除霜運転を終了して、ステップ７に進む（ステップ６ｂ）。

制御基板５０は、図２のヒートポンプサイクル運転の終了条件に入ってないかどうかを判断し、ヒートポンプサイクル運転の終了条件に入ってなければ、ステップ１に戻りヒートポンプサイクル運転を開始する。また、ヒートポンプサイクル運転の終了条件に入っている場合には、ヒートポンプサイクル運転を終了する（ステップ７）。

第１の実施形態のヒートポンプ温水暖房システム１は、以上の様に制御されていることにより、熱媒水の凍結を防止することが可能となる。そして、熱媒水が凍結した場合に発生する場合がある、給湯や暖房の利用が出来なくなることや、熱媒水が通過する熱交換器や熱媒水を循環させる循環ポンプの変形や破損を、防止することができる。

なお、熱媒水が凍結する可能性がある場合の具体的な例としては、冬季の屋外温度が零下、または零下程度まで下がっている場合には、ヒートポンプ温水暖房システム１での運転を長期間休止していると、転熱媒水の温度についても、雰囲気の屋外温度まで下がっている可能性が高い。この場合に、ヒートポンプサイクル運転を開始して、第一の熱交換器２１の除霜が必要になっている場合でも、ヒートポンプサイクル運転での時間は短いため、熱媒水の温度が十分に上昇していない場合がある。

この場合に、図３の逆サイクル除霜運転を行うと、第二の熱交換器１３の温度を下げることになり、熱媒水の温度を低下させて、熱媒水が凍結するおそれがある。そこで、熱媒水戻り温度検出器１４で、熱媒水の戻り温度を検出し、熱媒水の温度が十分に上昇してない場合には、図４のホットガス除霜運転を選択して、第二の熱交換器１３の温度、延いては熱媒水の温度を下げない除霜を行うことで、熱媒水の凍結を防止することが可能となる。

（第２の実施形態）
本発明にかかるヒートポンプ温水暖房システム１の別の実施の形態について図６に基づき説明する。なお、第１の実施形態と同様に、この実施の形態によりこの発明が限定されるものではない。

第２の実施形態における相違点は制御方法についてのみであるので、ヒートポンプ温水暖房システムの構成（図１）、ヒートポンプサイクル運転（図２）、逆サイクル除霜運転（図３）とホットガス除霜運転（図４）については、第１の実施形態のヒートポンプ温水暖房システム１と同じ構成及び運転を行っているので、同一の符号を附して説明を省略する。

本発明のヒートポンプ温水暖房システム１において、図２で説明したヒートポンプサイクル運転、図３で説明した逆サイクル除霜運転と、図４で説明したホットガス除霜運転を組み合わせて行われる他の実施形態の他の一例について、図６のフローチャートを用いて説明する。

制御基板５０に対してコントローラ（図示が省略されている。）からヒートポンプサイクル運転を開始する指示がされると、ヒートポンプ温水暖房システム１は、図２のヒートポンプサイクル運転を開始する。その後制御基板５０は、ヒートポンプサイクル運転が開始してから４０分以上継続して行われているかどうかを判断し、４０分以上継続して行われていると判断した場合には、ステップ１２に進む。また、４０分以上継続して行われていてない場合には、ヒートポンプサイクル運転を継続する（ステップ１１）。

制御基板５０は、除霜温度検出器２６で、零下１．５℃未満を検知しているかどうかを判断し、零下１．５℃未満を検知した場合には、第一の熱交換器２１の除霜が必要と判断してステップ３に進む。また、零下１．５℃未満を検知しない場合には、ヒートポンプサイクル運転を継続する（ステップ１２）。

制御基板５０は、熱交換器温度検出器１６で、第二の熱交換器１３の表面温度が２０℃以下であるどうかを判断し、第二の熱交換器１３の表面温度が２０℃以下である場合には、ステップ１４ａに進む。また、第二の熱交換器１３の表面温度が２０℃以下でない場合には、ステップ１４ｂに進む（ステップ１３）。
なお、先にステップ１４ａ〜１６ａを説明し、その後、ステップ１４ｂ〜１６ｂを説明する。

制御基板５０は、図２のヒートポンプサイクル運転を終了して、図４のホットガス除霜運転を開始する（ステップ１４ａ）。

制御基板５０は、図４のホットガス除霜運転を開始後、除霜温度検出器２６で、第一の熱交換器２１に入る冷媒の温度が１４℃以上になったかどうかを判断し、１４℃以上になったと判断すると、ステップ１６ａに進む。また、第一の熱交換器２１に入る冷媒の温度が１４℃以上になってない場合には、ホットガス除霜運転を継続する（ステップ１５ａ）。

制御基板５０は、図４のホットガス除霜運転を終了して、ステップ１７に進む（ステップ１６ａ）。

制御基板５０は、図２のヒートポンプサイクル運転を終了して、図３の逆サイクル除霜運転を開始する（ステップ１４ｂ）。

制御基板５０は、図３の逆サイクル除霜運転を開始後、除霜温度検出器２６で、第一の熱交換器２１から出る冷媒の温度が８℃以上になったかどうかを判断し、８℃以上になったと判断すると、ステップ１６ｂに進む。また、第一の熱交換器２１から出る冷媒の温度が８℃以上になってない場合には、逆サイクル除霜運転を継続する（ステップ１５ｂ）。

制御基板５０は、図３の逆サイクル除霜運転を終了して、ステップ１７に進む（ステップ１６ｂ）。

制御基板５０は、図２のヒートポンプサイクル運転の終了条件に入ってないかどうかを判断し、ヒートポンプサイクル運転の終了条件に入ってなければ、ステップ１１に戻りヒートポンプサイクル運転を開始する。また、ヒートポンプサイクル運転の終了条件に入っている場合には、ヒートポンプサイクル運転を終了する（ステップ１７）。

第２の実施形態のヒートポンプ温水暖房システム１は、以上の様に制御されていることにより、熱媒水の凍結するおそれを防ぐことが可能となる。そして、熱媒水が凍結した場合に発生する場合がある、給湯や暖房の利用が出来なくなることや、熱媒水が通過する熱交換器や熱媒水を循環させる循環ポンプの変形や破損を、防止することができる。

なお、熱媒水が凍結する可能性がある場合の具体的な例としては、冬季の屋外温度が零下、または零下程度までに下がっている場合には、ヒートポンプ温水暖房システム１での運転を長期間休止していると、転熱媒水の温度についても、雰囲気の屋外温度まで下がっている可能性が高い。この場合に、ヒートポンプサイクル運転を開始して、第一の熱交換器２１の除霜が必要になっている場合でも、ヒートポンプサイクル運転での時間は短いため、熱媒水の温度が十分に上昇してない場合がある。

この場合に、図３の逆サイクル除霜運転を行うと、第二の熱交換器１３の温度を下げることになり、熱媒水の温度を低下させて、熱媒水が凍結するおそれがある。そこで、熱媒水戻り温度検出器１４で、熱媒水の戻り温度を検出し、熱媒水の温度が十分に上昇してない場合には、図４のホットガス除霜運転を選択して、第二の熱交換器１３の温度、延いては熱媒水の温度を下げない除霜を行うことで、熱媒水の凍結を防止することが可能となる。

以上、本発明について、実施形態に基づき説明してきたが、本発明は何らこれらの実施形態の構成に限定するものではない。例えば、四方弁ではなく、複数の電磁弁を用いる場合や、冷媒循環回路にバイパス回路を設ける等の、その他の実施形態によって実施可能である。

１：ヒートポンプ温水暖房システム
６：ヒートポンプ加熱装置
１０：熱媒水循環回路
１１：膨張タンク
１２：循環ポンプ
１３：第二の熱交換器
１４：熱媒水戻り温度検出器
１５：熱媒水往き温度検出器
１６：熱交換器温度検出器
２０：冷媒循環回路
２１：第一の熱交換器
２２：膨張弁
２３：圧縮機
２３ａ：吐出口
２３ｂ：吸入口
２４：四方弁
２５：送風機
２６：除霜温度検出器
２７：屋外温度検出器
３０：被加熱装置
４０：熱媒水配管
５０：制御基板

Claims (3)

1. 空気と冷媒を熱交換する第一の熱交換器と、
   熱媒水と冷媒を熱交換する第二の熱交換器と、
   前記第一の熱交換器と前記第二の熱交換器で構成され、少なくとも圧縮機、膨張弁と四方弁を備えた冷媒循環回路で前記第二の熱交換器を通過する熱媒水を加熱するヒートポンプ加熱装置において、
   前記ヒートポンプ加熱装置で加熱運転が所定時間連続して行われたと同時に前記第一の熱交換器の温度が所定温度以下の場合には逆サイクル除霜運転を選択するが、
   所定の条件が加わった場合にはホットガス除霜運転を選択する
   ヒートポンプ温水暖房システムの制御方法。
2. 請求項１記載の前記所定の条件とは、
   前記第二の熱交換器を通過する熱媒水の温度が所定温度以下になった場合である
   ヒートポンプ温水システムの制御方法。
3. 請求項１記載の前記所定の条件とは、
   前記第二の熱交換器の温度が所定温度以下になった場合である
   ヒートポンプ温水暖房システムの制御方法。

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