JP3047831B2 - ヒートポンプシステム - Google Patents
ヒートポンプシステムInfo
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- JP3047831B2 JP3047831B2 JP26144796A JP26144796A JP3047831B2 JP 3047831 B2 JP3047831 B2 JP 3047831B2 JP 26144796 A JP26144796 A JP 26144796A JP 26144796 A JP26144796 A JP 26144796A JP 3047831 B2 JP3047831 B2 JP 3047831B2
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- Japan
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- hot water
- heat exchanger
- storage tank
- water
- heat
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- Compression-Type Refrigeration Machines With Reversible Cycles (AREA)
- Heat-Pump Type And Storage Water Heaters (AREA)
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】この発明は、貯湯水の温熱を
利用して室外熱交換器の除霜を行うヒートポンプシステ
ムに関するものである。
利用して室外熱交換器の除霜を行うヒートポンプシステ
ムに関するものである。
【０００２】
【従来の技術】貯湯タンクと水熱交換器とを備え、貯湯
タンク内の湯水と冷媒回路を流通する冷媒との間の熱交
換を上記水熱交換器で行うよう構成したヒートポンプシ
ステムが、従来から用いられている。（例えば、特開昭
６０−３０９４４号公報）このようなヒートポンプシス
テムでは、冷媒回路中に設けられた室内熱交換器と室外
熱交換器とを用いて行う通常の冷房運転や暖房運転のほ
か、室外熱交換器を蒸発器として機能させると共に水熱
交換器を凝縮器として機能させる給湯運転や、室内熱交
換器を蒸発器として機能させると共に水熱交換器を凝縮
器として機能させる冷房給湯運転が可能となっている。
そしてこれらの給湯運転や冷房給湯運転を効率よく行う
ために、貯湯水の温度が最も低い部分、すなわち貯湯タ
ンクの下端部に取水口を設け、この取水口から貯湯水を
取り出して水熱交換器で加熱し、加熱した湯水を貯湯タ
ンクの中間部に返流するようにしている。
タンク内の湯水と冷媒回路を流通する冷媒との間の熱交
換を上記水熱交換器で行うよう構成したヒートポンプシ
ステムが、従来から用いられている。（例えば、特開昭
６０−３０９４４号公報）このようなヒートポンプシス
テムでは、冷媒回路中に設けられた室内熱交換器と室外
熱交換器とを用いて行う通常の冷房運転や暖房運転のほ
か、室外熱交換器を蒸発器として機能させると共に水熱
交換器を凝縮器として機能させる給湯運転や、室内熱交
換器を蒸発器として機能させると共に水熱交換器を凝縮
器として機能させる冷房給湯運転が可能となっている。
そしてこれらの給湯運転や冷房給湯運転を効率よく行う
ために、貯湯水の温度が最も低い部分、すなわち貯湯タ
ンクの下端部に取水口を設け、この取水口から貯湯水を
取り出して水熱交換器で加熱し、加熱した湯水を貯湯タ
ンクの中間部に返流するようにしている。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】ところで冬期における
暖房運転時には、室外熱交換器は低温の外気中で蒸発器
として機能することとなる。従って室外熱交換器は外気
よりもさらに低温となり、これに着霜が生じて熱交換能
力が低下するという問題を生じる場合がある。このよう
な場合には室外熱交換器に温熱を与えて除霜を行う除霜
運転が必要となるが、この除霜運転は本来室内熱交換器
から室内へと放出するはずであった熱量を室外熱交換器
に与えて行うものであるため、暖房運転を停止するかそ
の能力を低下させて行わざるを得ず、従ってその間、暖
房快適性が損われるという問題が生じる。そこでこれを
解決するための手法として、除霜運転を行うための熱源
として貯湯タンク内の温湯を用いることによって室外熱
交換器に効果的に温熱を付与し、除霜運転時間を短縮し
て暖房快適性の著しい低下を回避することが考えられ
る。ところが上記従来のヒートポンプシステムでは、給
湯運転の効率を考慮して取水口を貯湯タンクの下端部に
設けている。そして除霜運転に貯湯水を用いると、この
貯湯水は水熱交換器で冷却されて貯湯タンク内に返流
し、貯湯タンクの下端部、すなわち取水口近傍に貯溜す
る。従って取水口近傍の湯水の温度は短時間で低下して
しまい、そのため除霜運転に利用できる湯水はわずかで
あり、除霜運転時間の短縮による暖房快適性の低下を効
果的に回避することができないという問題があった。
暖房運転時には、室外熱交換器は低温の外気中で蒸発器
として機能することとなる。従って室外熱交換器は外気
よりもさらに低温となり、これに着霜が生じて熱交換能
力が低下するという問題を生じる場合がある。このよう
な場合には室外熱交換器に温熱を与えて除霜を行う除霜
運転が必要となるが、この除霜運転は本来室内熱交換器
から室内へと放出するはずであった熱量を室外熱交換器
に与えて行うものであるため、暖房運転を停止するかそ
の能力を低下させて行わざるを得ず、従ってその間、暖
房快適性が損われるという問題が生じる。そこでこれを
解決するための手法として、除霜運転を行うための熱源
として貯湯タンク内の温湯を用いることによって室外熱
交換器に効果的に温熱を付与し、除霜運転時間を短縮し
て暖房快適性の著しい低下を回避することが考えられ
る。ところが上記従来のヒートポンプシステムでは、給
湯運転の効率を考慮して取水口を貯湯タンクの下端部に
設けている。そして除霜運転に貯湯水を用いると、この
貯湯水は水熱交換器で冷却されて貯湯タンク内に返流
し、貯湯タンクの下端部、すなわち取水口近傍に貯溜す
る。従って取水口近傍の湯水の温度は短時間で低下して
しまい、そのため除霜運転に利用できる湯水はわずかで
あり、除霜運転時間の短縮による暖房快適性の低下を効
果的に回避することができないという問題があった。
【０００４】この発明は、上記従来の欠点を解決するた
めになされたものであって、その目的は、貯湯タンク内
の湯水の温熱を有効に利用した除霜運転を行うことによ
って、除霜運転時間を短縮し、暖房快適性の低下を回避
することが可能なヒートポンプシステムを提供すること
にある。
めになされたものであって、その目的は、貯湯タンク内
の湯水の温熱を有効に利用した除霜運転を行うことによ
って、除霜運転時間を短縮し、暖房快適性の低下を回避
することが可能なヒートポンプシステムを提供すること
にある。
【０００５】
【課題を解決するための手段】そこで請求項１のヒート
ポンプシステムは、下端部に取水口７を設けた貯湯タン
ク１と、室外熱交換器５３と水熱交換器４とを有して成
る冷媒回路と、上記水熱交換器４に対して熱交換可能に
設けられ、貯湯タンク１内の湯水を流通させる熱交換路
５とを備え、給湯要求に応じて上記水熱交換器４を凝縮
器として機能させると共に熱交換路５に上記取水口７か
ら流出させた湯水を流通させ、貯湯タンク１内に温湯を
貯溜する給湯運転を行う一方、除霜要求に応じて室外熱
交換器５３を凝縮器として機能させて除霜運転を行うよ
う構成したヒートポンプシステムにおいて、上記貯湯タ
ンク１の中間部に取湯口９を設けると共に、貯湯タンク
１から熱交換路５への湯水の流出を取水口７を経由して
行う第１切替状態と、上記流出を取湯口９を経由して行
う第２切替状態とを切り替える流路切替手段２７を設
け、給湯要求があったときは上記流路切替手段２７を第
１切替状態とする一方、除霜要求があったときは上記流
路切替手段２７を第２切替状態として取湯口９から流出
させた湯水を熱交換路５に流通させると共に、水熱交換
器４を蒸発器として機能させるべく構成し、さらに上記
貯湯タンク１には、上記取湯口９の高さ近傍に温度検知
手段Ｐ A を設け、この温度検知手段Ｐ A で検知される温
湯が所定の基準値Ａよりも高いときに限り、貯湯水を熱
交換路５に流通させる上記除霜運転を行うようにしたこ
とを特徴としている。
ポンプシステムは、下端部に取水口７を設けた貯湯タン
ク１と、室外熱交換器５３と水熱交換器４とを有して成
る冷媒回路と、上記水熱交換器４に対して熱交換可能に
設けられ、貯湯タンク１内の湯水を流通させる熱交換路
５とを備え、給湯要求に応じて上記水熱交換器４を凝縮
器として機能させると共に熱交換路５に上記取水口７か
ら流出させた湯水を流通させ、貯湯タンク１内に温湯を
貯溜する給湯運転を行う一方、除霜要求に応じて室外熱
交換器５３を凝縮器として機能させて除霜運転を行うよ
う構成したヒートポンプシステムにおいて、上記貯湯タ
ンク１の中間部に取湯口９を設けると共に、貯湯タンク
１から熱交換路５への湯水の流出を取水口７を経由して
行う第１切替状態と、上記流出を取湯口９を経由して行
う第２切替状態とを切り替える流路切替手段２７を設
け、給湯要求があったときは上記流路切替手段２７を第
１切替状態とする一方、除霜要求があったときは上記流
路切替手段２７を第２切替状態として取湯口９から流出
させた湯水を熱交換路５に流通させると共に、水熱交換
器４を蒸発器として機能させるべく構成し、さらに上記
貯湯タンク１には、上記取湯口９の高さ近傍に温度検知
手段Ｐ A を設け、この温度検知手段Ｐ A で検知される温
湯が所定の基準値Ａよりも高いときに限り、貯湯水を熱
交換路５に流通させる上記除霜運転を行うようにしたこ
とを特徴としている。
【０００６】上記請求項１のヒートポンプシステムで
は、貯湯タンク１の中間部に取湯口９を設け、この取湯
口９から流出させた湯水の温熱を利用して除霜運転を行
うようにしている。従って取湯口９よりも下端側がすべ
て低温水となるまで十分な量の湯水を温熱源とすること
ができ、貯湯水の温熱を有効に利用して除霜運転時間を
短縮することにより、暖房快適性の低下を回避すること
が可能となる。
は、貯湯タンク１の中間部に取湯口９を設け、この取湯
口９から流出させた湯水の温熱を利用して除霜運転を行
うようにしている。従って取湯口９よりも下端側がすべ
て低温水となるまで十分な量の湯水を温熱源とすること
ができ、貯湯水の温熱を有効に利用して除霜運転時間を
短縮することにより、暖房快適性の低下を回避すること
が可能となる。
【０００７】
【０００８】しかも上記ヒートポンプシステムでは、所
定温度以上の湯水を除霜運転の温熱源とするので、より
効率のよい除霜運転によって暖房快適性の低下を確実に
回避することが可能となる。また取湯口９の高さ近傍よ
りも上端側の湯水は除霜運転で冷却されることがないの
で、湯切れが生じるのを防止し、給湯快適性の低下を回
避することが可能となる。
定温度以上の湯水を除霜運転の温熱源とするので、より
効率のよい除霜運転によって暖房快適性の低下を確実に
回避することが可能となる。また取湯口９の高さ近傍よ
りも上端側の湯水は除霜運転で冷却されることがないの
で、湯切れが生じるのを防止し、給湯快適性の低下を回
避することが可能となる。
【０００９】また請求項２のヒートポンプシステムは、
上記熱交換路５からの返流水を貯湯タンク１内に流入さ
せる流入口８を、上記取湯口９よりも下側に設けたこと
を特徴としている。
上記熱交換路５からの返流水を貯湯タンク１内に流入さ
せる流入口８を、上記取湯口９よりも下側に設けたこと
を特徴としている。
【００１０】上記請求項２のヒートポンプシステムで
は、熱交換路５で冷却された返流水を取湯口９よりも下
側において貯湯タンク１内に流入させているので、高温
の貯湯水と低温の返流水とが混合するのを防止し、貯湯
水の温熱を有効に利用して暖房快適性の低下を一段と確
実に回避することが可能となる。
は、熱交換路５で冷却された返流水を取湯口９よりも下
側において貯湯タンク１内に流入させているので、高温
の貯湯水と低温の返流水とが混合するのを防止し、貯湯
水の温熱を有効に利用して暖房快適性の低下を一段と確
実に回避することが可能となる。
【００１１】
【発明の実施の形態】次に、この発明のヒートポンプシ
ステムの具体的な実施の形態について、図面を参照しつ
つ詳細に説明する。
ステムの具体的な実施の形態について、図面を参照しつ
つ詳細に説明する。
【００１２】図４は、上記ヒートポンプシステムにおけ
る水系統及び冷媒系統を示す回路図である。同図におい
て１は貯湯タンクであり、また４は、冷媒回路の凝縮器
又は蒸発器として切換可能に機能する二重管式の水熱交
換器である。そしてこの水熱交換器４と熱交換可能に熱
交換路５が設けられ、これに介設された循環ポンプ１５
の作動によってその入口側５ｂから出口側５ａへと湯水
が流通するようになっている。また上記熱交換路５の出
口側５ａは、第１三方弁１１を介して出湯管１７と出水
管１８とに分岐し、貯湯タンク１の中間部に設けられた
出湯口６に上記出湯管１７が接続される一方、上記出湯
口６よりも下側の位置において貯湯タンク１に設けられ
た流入口８に、上記出水管１８が接続されている。一
方、上記熱交換路５の入口側５ｂは、第２三方弁１２を
介して取湯管１９と取水管２０とに分岐している。そし
て上記出湯口６と流入口８との中間位置において貯湯タ
ンク１に設けられた取湯口９に上記取湯管１９が接続さ
れる一方、貯湯タンク１の下端部に設けられた取水口７
に取水管２０が接続されている。そしてこれらの第２三
方弁１２、取湯管１９、及び取水管２０によって流路切
換手段２７を構成している。また同図において２２は給
水圧を加えながら貯湯タンク１に市水を供給する給水配
管であり、その貯湯タンク１側が第３三方弁１３を介し
て第１給水管２４と第２給水管２５とに分岐し、貯湯タ
ンク１の下端部に設けた第１給水口２に上記第１給水管
２４が接続される一方、上記取湯口９と流入口８との中
間位置において貯湯タンク１に設けられた第２給水口１
０に上記第２給水管２５が接続されている。さらに貯湯
タンク１の上端部には、給湯口３が設けられて給湯配管
２３が接続されている。そして上記の水系統回路は第１
制御手段１４ａによって制御されるが、この第１制御手
段１４ａはＣＰＵ、メモリ、入出力インタフェース等を
有するマイクロコンピュータを用いて構成されたもので
あって、貯湯ユニットに設けられている。また上記貯湯
タンク１には、同図に示すように取湯口９の高さ近傍に
第１温度センサ（温度検知手段）ＰA が設けられ、取水
口７近傍の下端部に第２温度センサＰB が設けられてい
る。そして各センサＰA 、ＰB の出力は、上記第１制御
手段１４ａに入力されるようになっている。なお同図に
示す１６は、深夜電力によって作動する電気ヒータであ
る。
る水系統及び冷媒系統を示す回路図である。同図におい
て１は貯湯タンクであり、また４は、冷媒回路の凝縮器
又は蒸発器として切換可能に機能する二重管式の水熱交
換器である。そしてこの水熱交換器４と熱交換可能に熱
交換路５が設けられ、これに介設された循環ポンプ１５
の作動によってその入口側５ｂから出口側５ａへと湯水
が流通するようになっている。また上記熱交換路５の出
口側５ａは、第１三方弁１１を介して出湯管１７と出水
管１８とに分岐し、貯湯タンク１の中間部に設けられた
出湯口６に上記出湯管１７が接続される一方、上記出湯
口６よりも下側の位置において貯湯タンク１に設けられ
た流入口８に、上記出水管１８が接続されている。一
方、上記熱交換路５の入口側５ｂは、第２三方弁１２を
介して取湯管１９と取水管２０とに分岐している。そし
て上記出湯口６と流入口８との中間位置において貯湯タ
ンク１に設けられた取湯口９に上記取湯管１９が接続さ
れる一方、貯湯タンク１の下端部に設けられた取水口７
に取水管２０が接続されている。そしてこれらの第２三
方弁１２、取湯管１９、及び取水管２０によって流路切
換手段２７を構成している。また同図において２２は給
水圧を加えながら貯湯タンク１に市水を供給する給水配
管であり、その貯湯タンク１側が第３三方弁１３を介し
て第１給水管２４と第２給水管２５とに分岐し、貯湯タ
ンク１の下端部に設けた第１給水口２に上記第１給水管
２４が接続される一方、上記取湯口９と流入口８との中
間位置において貯湯タンク１に設けられた第２給水口１
０に上記第２給水管２５が接続されている。さらに貯湯
タンク１の上端部には、給湯口３が設けられて給湯配管
２３が接続されている。そして上記の水系統回路は第１
制御手段１４ａによって制御されるが、この第１制御手
段１４ａはＣＰＵ、メモリ、入出力インタフェース等を
有するマイクロコンピュータを用いて構成されたもので
あって、貯湯ユニットに設けられている。また上記貯湯
タンク１には、同図に示すように取湯口９の高さ近傍に
第１温度センサ（温度検知手段）ＰA が設けられ、取水
口７近傍の下端部に第２温度センサＰB が設けられてい
る。そして各センサＰA 、ＰB の出力は、上記第１制御
手段１４ａに入力されるようになっている。なお同図に
示す１６は、深夜電力によって作動する電気ヒータであ
る。
【００１３】一方、冷媒系統は、同図に示すように圧縮
機５１、四路切換弁５２、室外熱交換器５３、第１膨張
弁６０、及びそれぞれ室内膨張弁６８ａ、６８ｂを備え
て互いに並列に接続された室内熱交換器５６ａ、５６ｂ
を、順次に管路６９ａ〜６９ｆで接続して構成されてい
る。また圧縮機５１の吐出管路６９ａに第１電磁弁５８
を介設し、この手前から第２電磁弁５９を介設した第１
管路７０ａを分岐させて、その先端を水熱交換器４の一
端に接続する一方、水熱交換器４の他端と膨張弁６０に
向かう管路６９ｄとを第２膨張弁６７を介設した第２管
路７０ｂで接続している。そして第２電磁弁５９よりも
水熱交換器４側の第１管路７０ａを、第３電磁弁６１を
介設した第３管路７０ｃによって圧縮機５１の吸入管路
６９ｆに接続する一方、アキュームレータ５７を、この
吸入管路６９ｆに介設している。この冷媒系統回路は第
２制御手段１４ｂによって制御されるが、これは上記第
１制御手段１４ａと同様にマイクロコンピュータを用い
て構成されたものであって室外ユニットに設けられてい
る。
機５１、四路切換弁５２、室外熱交換器５３、第１膨張
弁６０、及びそれぞれ室内膨張弁６８ａ、６８ｂを備え
て互いに並列に接続された室内熱交換器５６ａ、５６ｂ
を、順次に管路６９ａ〜６９ｆで接続して構成されてい
る。また圧縮機５１の吐出管路６９ａに第１電磁弁５８
を介設し、この手前から第２電磁弁５９を介設した第１
管路７０ａを分岐させて、その先端を水熱交換器４の一
端に接続する一方、水熱交換器４の他端と膨張弁６０に
向かう管路６９ｄとを第２膨張弁６７を介設した第２管
路７０ｂで接続している。そして第２電磁弁５９よりも
水熱交換器４側の第１管路７０ａを、第３電磁弁６１を
介設した第３管路７０ｃによって圧縮機５１の吸入管路
６９ｆに接続する一方、アキュームレータ５７を、この
吸入管路６９ｆに介設している。この冷媒系統回路は第
２制御手段１４ｂによって制御されるが、これは上記第
１制御手段１４ａと同様にマイクロコンピュータを用い
て構成されたものであって室外ユニットに設けられてい
る。
【００１４】次に上記構成のヒートポンプシステムの運
転動作について説明する。まず給湯単独運転は、第２制
御手段１４ｂが冷媒系統回路に対して次のような制御を
行う。すなわち図４に示す四路切換弁５２を実線で示す
通路側に切り替え、第１電磁弁５８、第３電磁弁６１、
及び各室内膨張弁６８ａ、６８ｂを閉弁する一方、第２
電磁弁５９、第１膨張弁６０、及び第２膨張弁６７を開
弁する。そして圧縮機５１を駆動し、水熱交換器４を凝
縮器として機能させると共に室外熱交換器５３を蒸発器
として機能させる。一方、水系統回路に対しては、第１
制御手段１４ａが第１三方弁１１を破線側に切り替え、
また第２三方弁１２を実線側に切り替えて流路切替手段
２７を第１切替状態とし、循環ポンプ１５を作動させ
る。すると貯湯タンク１の下端部に設けた取水口７から
貯溜水が流出し、これが取水管２０を介して熱交換路５
を流通する。そのときこの水は凝縮器として機能してい
る水熱交換器４によって加熱され、出水管１８を介して
流入口８から再び貯湯タンク内へと返流される。そして
このような動作が継続して行われることによって、貯湯
タンク１の上端側から温湯が貯溜されることになる。
転動作について説明する。まず給湯単独運転は、第２制
御手段１４ｂが冷媒系統回路に対して次のような制御を
行う。すなわち図４に示す四路切換弁５２を実線で示す
通路側に切り替え、第１電磁弁５８、第３電磁弁６１、
及び各室内膨張弁６８ａ、６８ｂを閉弁する一方、第２
電磁弁５９、第１膨張弁６０、及び第２膨張弁６７を開
弁する。そして圧縮機５１を駆動し、水熱交換器４を凝
縮器として機能させると共に室外熱交換器５３を蒸発器
として機能させる。一方、水系統回路に対しては、第１
制御手段１４ａが第１三方弁１１を破線側に切り替え、
また第２三方弁１２を実線側に切り替えて流路切替手段
２７を第１切替状態とし、循環ポンプ１５を作動させ
る。すると貯湯タンク１の下端部に設けた取水口７から
貯溜水が流出し、これが取水管２０を介して熱交換路５
を流通する。そのときこの水は凝縮器として機能してい
る水熱交換器４によって加熱され、出水管１８を介して
流入口８から再び貯湯タンク内へと返流される。そして
このような動作が継続して行われることによって、貯湯
タンク１の上端側から温湯が貯溜されることになる。
【００１５】次に冷房給湯運転は、第２制御手段１４ｂ
が冷媒系統回路に対して次のような制御を行う。すなわ
ち四路切換弁５２を破線で示す通路側に切り替え、第１
電磁弁５８、第３電磁弁６１、及び第１膨張弁６０を閉
弁する一方、第２電磁弁５９、第２膨張弁６７、及び各
室内膨張弁６８ａ、６８ｂを開弁する。そして圧縮機５
１を駆動し、水熱交換器４を凝縮器として機能させると
共に室内熱交換器５３を蒸発器として機能させる。水系
統回路に対しては、第１制御手段１４ａが上記給湯単独
運転と同様の制御を行い、これによって室内の冷房を行
いながら貯湯タンク内に温湯を貯溜することができる。
が冷媒系統回路に対して次のような制御を行う。すなわ
ち四路切換弁５２を破線で示す通路側に切り替え、第１
電磁弁５８、第３電磁弁６１、及び第１膨張弁６０を閉
弁する一方、第２電磁弁５９、第２膨張弁６７、及び各
室内膨張弁６８ａ、６８ｂを開弁する。そして圧縮機５
１を駆動し、水熱交換器４を凝縮器として機能させると
共に室内熱交換器５３を蒸発器として機能させる。水系
統回路に対しては、第１制御手段１４ａが上記給湯単独
運転と同様の制御を行い、これによって室内の冷房を行
いながら貯湯タンク内に温湯を貯溜することができる。
【００１６】通常の冷房運転を行う場合は、第２制御手
段１４ｂは、四路切換弁５２を破線で示す通路側に切り
替え、第１電磁弁５８、第１膨張弁６０、及び各室内膨
張弁６８ａ、６８ｂを開弁する一方、第２電磁弁５９、
第３電磁弁６１、及び第２膨張弁６７を閉弁する。そし
て圧縮機５１を駆動し、各室内熱交換器５６ａ、５６ｂ
を蒸発器として機能させると共に室外熱交換器５３を凝
縮器として機能させる。また暖房運転を行う場合は、各
電磁弁５８、５９、６１及び膨張弁６０、６７、６８
ａ、６８ｂを上記冷房運転時と同様の状態とし、四路切
換弁５２を実線で示す通路側に切り替える。そして圧縮
機５１を駆動し、各室内熱交換器５６ａ、５６ｂを凝縮
器として機能させると共に室外熱交換器５３を蒸発器と
して機能させる。
段１４ｂは、四路切換弁５２を破線で示す通路側に切り
替え、第１電磁弁５８、第１膨張弁６０、及び各室内膨
張弁６８ａ、６８ｂを開弁する一方、第２電磁弁５９、
第３電磁弁６１、及び第２膨張弁６７を閉弁する。そし
て圧縮機５１を駆動し、各室内熱交換器５６ａ、５６ｂ
を蒸発器として機能させると共に室外熱交換器５３を凝
縮器として機能させる。また暖房運転を行う場合は、各
電磁弁５８、５９、６１及び膨張弁６０、６７、６８
ａ、６８ｂを上記冷房運転時と同様の状態とし、四路切
換弁５２を実線で示す通路側に切り替える。そして圧縮
機５１を駆動し、各室内熱交換器５６ａ、５６ｂを凝縮
器として機能させると共に室外熱交換器５３を蒸発器と
して機能させる。
【００１７】次に、除霜運転について説明する。この除
霜運転には、パターンＡからパターンＣまでの３種類が
ある。このうちパターンＡとパターンＢとは、上述の給
湯単独運転等によって貯溜した温湯を温熱源として行う
除霜運転であり、パターンＣは、室内空気を温熱源とし
て行う除霜運転である。そして図２は、上記パターンＡ
の除霜運転を示している。このパターンＡの除霜運転を
行う場合、第２制御手段１４ｂは、冷媒系統回路に対し
て次のような制御を行う。すなわち、四路切換弁５２を
破線で示す通路側に切り替え、第１電磁弁５８、第３電
磁弁６１、第１膨張弁６０、及び第２膨張弁６７を開弁
する一方、第２電磁弁５９及び各室内膨張弁６８ａ、６
８ｂを閉弁する。そして圧縮機５１を駆動し、室外熱交
換器５３を凝縮器として機能させると共に水熱交換器４
を蒸発器として機能させる。また第１制御手段１４ａ
は、水系統回路に対し、第１三方弁１１を破線側に切り
替え、また第２三方弁１２を実線側に切り替えて流路切
替手段２７を第１切替状態とし、循環ポンプ１５を作動
させる。すると貯湯タンク１の下端部に設けた取水口７
から給湯単独運転等によって貯溜した温湯が流出し、そ
の温熱を水熱交換器４において冷媒に付与し、そしてこ
の温熱によって室外熱交換器５３の除霜を行うこととな
る。
霜運転には、パターンＡからパターンＣまでの３種類が
ある。このうちパターンＡとパターンＢとは、上述の給
湯単独運転等によって貯溜した温湯を温熱源として行う
除霜運転であり、パターンＣは、室内空気を温熱源とし
て行う除霜運転である。そして図２は、上記パターンＡ
の除霜運転を示している。このパターンＡの除霜運転を
行う場合、第２制御手段１４ｂは、冷媒系統回路に対し
て次のような制御を行う。すなわち、四路切換弁５２を
破線で示す通路側に切り替え、第１電磁弁５８、第３電
磁弁６１、第１膨張弁６０、及び第２膨張弁６７を開弁
する一方、第２電磁弁５９及び各室内膨張弁６８ａ、６
８ｂを閉弁する。そして圧縮機５１を駆動し、室外熱交
換器５３を凝縮器として機能させると共に水熱交換器４
を蒸発器として機能させる。また第１制御手段１４ａ
は、水系統回路に対し、第１三方弁１１を破線側に切り
替え、また第２三方弁１２を実線側に切り替えて流路切
替手段２７を第１切替状態とし、循環ポンプ１５を作動
させる。すると貯湯タンク１の下端部に設けた取水口７
から給湯単独運転等によって貯溜した温湯が流出し、そ
の温熱を水熱交換器４において冷媒に付与し、そしてこ
の温熱によって室外熱交換器５３の除霜を行うこととな
る。
【００１８】また図１は、パターンＢの除霜運転を示し
ている。このパターンＢの除霜運転では、冷媒系統回路
については上記パターンＡの除霜運転と同様であるが、
水系統回路については、第１制御手段１４ａは第２三方
弁１２を破線側に切り替え流路切替手段２７を第２切替
状態としている。従って貯湯タンク１の中間部に設けた
取湯口９から温湯が流出し、その温熱を水熱交換器４に
おいて冷媒に付与し、そしてこの温熱によって室外熱交
換器５３の除霜を行うこととなる。また水熱交換器４か
らの返流水は、上記取湯口９よりも下側に設けられた流
入口８から貯湯タンク１内に流入する。
ている。このパターンＢの除霜運転では、冷媒系統回路
については上記パターンＡの除霜運転と同様であるが、
水系統回路については、第１制御手段１４ａは第２三方
弁１２を破線側に切り替え流路切替手段２７を第２切替
状態としている。従って貯湯タンク１の中間部に設けた
取湯口９から温湯が流出し、その温熱を水熱交換器４に
おいて冷媒に付与し、そしてこの温熱によって室外熱交
換器５３の除霜を行うこととなる。また水熱交換器４か
らの返流水は、上記取湯口９よりも下側に設けられた流
入口８から貯湯タンク１内に流入する。
【００１９】さらに図３は、パターンＣの除霜運転を示
している。このパターンＣの除霜運転は室内空気を熱源
として行うものである。第２制御手段１４ｂは、四路切
換弁５２を破線で示す通路側に切り替え、第１電磁弁５
８、第１膨張弁６０、及び一方の室内膨張弁６８ｂを開
弁し、第２電磁弁５９、第３電磁弁６１、第２膨張弁６
７、及び他方の室内膨張弁６８ａを開弁する。そして圧
縮機５１を駆動し、一方の室内熱交換器５６ｂを蒸発器
として機能させると共に室外熱交換器５３を凝縮器とし
て機能させ、室外熱交換器５３の除霜を行う。
している。このパターンＣの除霜運転は室内空気を熱源
として行うものである。第２制御手段１４ｂは、四路切
換弁５２を破線で示す通路側に切り替え、第１電磁弁５
８、第１膨張弁６０、及び一方の室内膨張弁６８ｂを開
弁し、第２電磁弁５９、第３電磁弁６１、第２膨張弁６
７、及び他方の室内膨張弁６８ａを開弁する。そして圧
縮機５１を駆動し、一方の室内熱交換器５６ｂを蒸発器
として機能させると共に室外熱交換器５３を凝縮器とし
て機能させ、室外熱交換器５３の除霜を行う。
【００２０】図５は、上記第１制御手段１４ａ及び第２
制御手段１４ｂの制御を示すフローチャートである。ま
ずステップＳ１で第１制御手段１４ａがシステム全体の
制御装置（図示せず）から除霜指令を受けると、ステッ
プＳ２において第２温度センサＰB の出力値を読み込
み、所定の基準温度Ａ（ここでは約２５〜３０℃に設定
している）と比較する。そして第２温度センサＰB の出
力値が基準温度Ａよりも高いときはステップＳ４に進
み、第２制御手段１４ｂに対して貯溜した温湯を利用し
た除霜運転が可能であることを通知する。そしてステッ
プＳ６において上記パターンＡの除霜運転を行う。
制御手段１４ｂの制御を示すフローチャートである。ま
ずステップＳ１で第１制御手段１４ａがシステム全体の
制御装置（図示せず）から除霜指令を受けると、ステッ
プＳ２において第２温度センサＰB の出力値を読み込
み、所定の基準温度Ａ（ここでは約２５〜３０℃に設定
している）と比較する。そして第２温度センサＰB の出
力値が基準温度Ａよりも高いときはステップＳ４に進
み、第２制御手段１４ｂに対して貯溜した温湯を利用し
た除霜運転が可能であることを通知する。そしてステッ
プＳ６において上記パターンＡの除霜運転を行う。
【００２１】一方、ステップＳ２で第２温度センサＰB
の出力値が基準温度Ａよりも低いときは、次にステップ
Ｓ３へと進む。ステップＳ３では、第１温度センサＰA
の出力値が基準温度Ａよりも高いときはステップＳ４に
進み、第２制御手段１４ｂに対して貯溜した温湯を利用
した除霜運転が可能であることを通知する。そしてステ
ップＳ７において上記パターンＢの除霜運転を行う。
の出力値が基準温度Ａよりも低いときは、次にステップ
Ｓ３へと進む。ステップＳ３では、第１温度センサＰA
の出力値が基準温度Ａよりも高いときはステップＳ４に
進み、第２制御手段１４ｂに対して貯溜した温湯を利用
した除霜運転が可能であることを通知する。そしてステ
ップＳ７において上記パターンＢの除霜運転を行う。
【００２２】ステップＳ３で第１温度センサＰA の出力
値が基準温度Ａよりも低いときは、次にステップＳ５へ
と進む。ステップＳ５では、第２制御手段１４ｂに対し
て貯溜した温湯を利用した除霜運転が不可能であること
を通知する。そしてステップＳ８において上記パターン
Ｃの除霜運転を行う。
値が基準温度Ａよりも低いときは、次にステップＳ５へ
と進む。ステップＳ５では、第２制御手段１４ｂに対し
て貯溜した温湯を利用した除霜運転が不可能であること
を通知する。そしてステップＳ８において上記パターン
Ｃの除霜運転を行う。
【００２３】以上のように構成され制御されるヒートポ
ンプシステムでは、第２温度センサＰB で貯湯タンク１
の底部の温度を検知し、これが基準値Ａ以下であれば第
２三方弁１２を切り替えて、貯湯タンク１の中間部に設
けた取湯口９から温湯を流出させるようにしている。従
って貯湯タンク１の下端部から取湯口９の高さ近傍まで
の十分な量の温湯を用いて除霜運転ができるので、熱効
率の良好な除霜運転によって除霜運転時間を短縮し、ま
た室内から熱量を奪うこともなく、これによって暖房快
適性の低下を回避することが可能となる。また第１温度
センサＰA の出力値が基準温度Ａ以下になると、貯湯タ
ンク１内の温湯を用いない通常の除霜運転に切り替えて
いる。従って取湯口９の高さ近傍よりも上端側の貯湯タ
ンク１内には温湯が残留することとなり、湯切れが生じ
るのを防止して給湯快適性の低下を回避することができ
る。さらに水熱交換器からの返流水は、取湯口９よりも
下側に設けた流入口８から貯湯タンク１に返流させるよ
うにしている。従って流出する温湯と冷却された返流水
とが混合するのを回避して除霜運転の熱効率を一層向上
させ、これによって暖房快適性の低下を確実に回避する
ことができる。
ンプシステムでは、第２温度センサＰB で貯湯タンク１
の底部の温度を検知し、これが基準値Ａ以下であれば第
２三方弁１２を切り替えて、貯湯タンク１の中間部に設
けた取湯口９から温湯を流出させるようにしている。従
って貯湯タンク１の下端部から取湯口９の高さ近傍まで
の十分な量の温湯を用いて除霜運転ができるので、熱効
率の良好な除霜運転によって除霜運転時間を短縮し、ま
た室内から熱量を奪うこともなく、これによって暖房快
適性の低下を回避することが可能となる。また第１温度
センサＰA の出力値が基準温度Ａ以下になると、貯湯タ
ンク１内の温湯を用いない通常の除霜運転に切り替えて
いる。従って取湯口９の高さ近傍よりも上端側の貯湯タ
ンク１内には温湯が残留することとなり、湯切れが生じ
るのを防止して給湯快適性の低下を回避することができ
る。さらに水熱交換器からの返流水は、取湯口９よりも
下側に設けた流入口８から貯湯タンク１に返流させるよ
うにしている。従って流出する温湯と冷却された返流水
とが混合するのを回避して除霜運転の熱効率を一層向上
させ、これによって暖房快適性の低下を確実に回避する
ことができる。
【００２４】以上にこの発明の具体的な実施の形態につ
いて説明したが、この発明は上記形態に限定されるもの
ではなく、この発明の範囲内で種々変更して実施するこ
とができる。例えば上記では第２温度センサＰB の出力
値によって第２三方弁１２を切り替えるようにしたが、
これは除霜運転の際には上記センサＰB の出力値にかか
わらずに破線側に接続するようにしてもよい。また図４
に示す水系統回路や冷媒系統回路は一例であって、これ
に限るものではない。
いて説明したが、この発明は上記形態に限定されるもの
ではなく、この発明の範囲内で種々変更して実施するこ
とができる。例えば上記では第２温度センサＰB の出力
値によって第２三方弁１２を切り替えるようにしたが、
これは除霜運転の際には上記センサＰB の出力値にかか
わらずに破線側に接続するようにしてもよい。また図４
に示す水系統回路や冷媒系統回路は一例であって、これ
に限るものではない。
【００２５】
【発明の効果】上記請求項１のヒートポンプシステムで
は、貯湯タンクの中間部に取湯口を設け、この取湯口か
ら流出させた湯水の温熱を利用して除霜運転を行うよう
にしている。従って取湯口よりも下端側がすべて低温水
となるまで十分な量の湯水を温熱源とすることができ、
貯湯水の温熱を有効に利用して除霜運転時間を短縮する
ことにより、暖房快適性の低下を回避することが可能と
なる。
は、貯湯タンクの中間部に取湯口を設け、この取湯口か
ら流出させた湯水の温熱を利用して除霜運転を行うよう
にしている。従って取湯口よりも下端側がすべて低温水
となるまで十分な量の湯水を温熱源とすることができ、
貯湯水の温熱を有効に利用して除霜運転時間を短縮する
ことにより、暖房快適性の低下を回避することが可能と
なる。
【００２６】しかも上記ヒートポンプシステムでは、所
定温度以上の湯水を除霜運転の温熱源とするので、より
効率のよい除霜運転によって暖房快適性の低下を確実に
回避することが可能となる。また取湯口の高さ近傍より
も上端側の湯水は除霜運転で冷却されることがないの
で、湯切れが生じるのを防止し、給湯快適性の低下を回
避することが可能となる。
定温度以上の湯水を除霜運転の温熱源とするので、より
効率のよい除霜運転によって暖房快適性の低下を確実に
回避することが可能となる。また取湯口の高さ近傍より
も上端側の湯水は除霜運転で冷却されることがないの
で、湯切れが生じるのを防止し、給湯快適性の低下を回
避することが可能となる。
【００２７】また請求項２のヒートポンプシステムで
は、熱交換路で冷却された返流水を取湯口よりも下側に
おいて貯湯タンク内に流入させているので、高温の貯湯
水と低温の返流水とが混合するのを防止し、貯湯水の温
熱を有効に利用して暖房快適性の低下を一段と確実に回
避することが可能となる。
は、熱交換路で冷却された返流水を取湯口よりも下側に
おいて貯湯タンク内に流入させているので、高温の貯湯
水と低温の返流水とが混合するのを防止し、貯湯水の温
熱を有効に利用して暖房快適性の低下を一段と確実に回
避することが可能となる。
【図１】この発明のヒートポンプシステムの一実施形態
における除霜運転（パターンＢ）を示す水系統及び冷媒
系統回路図である。
における除霜運転（パターンＢ）を示す水系統及び冷媒
系統回路図である。
【図２】上記ヒートポンプシステムの除霜運転（パター
ンＡ）を示す水系統及び冷媒系統回路図である。
ンＡ）を示す水系統及び冷媒系統回路図である。
【図３】上記ヒートポンプシステムの除霜運転（パター
ンＣ）を示す水系統及び冷媒系統回路図である。
ンＣ）を示す水系統及び冷媒系統回路図である。
【図４】上記ヒートポンプシステムの水系統及び冷媒系
統回路図である。
統回路図である。
【図５】上記ヒートポンプシステムの除霜運転時におけ
る制御フローチャートである。
る制御フローチャートである。
ＰA 第１温度センサ １ 貯湯タンク ４ 水熱交換器 ５ 熱交換路 ７ 取水口 ８ 流入口 ９ 取湯口 ２７ 流路切替手段 ５３ 室外熱交換器
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 保賀 正造 滋賀県草津市岡本町字大谷1000番地の２ ダイキン工業株式会社 滋賀製作所内 (56)参考文献 特開 昭60−241（ＪＰ，Ａ) 特開 昭61−184366（ＪＰ，Ａ) 特開 昭59−137745（ＪＰ，Ａ) (58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名) F25B 47/02 510 F25B 47/02 550 F24H 1/00 611
Claims (2)
- 【請求項１】 下端部に取水口（７）を設けた貯湯タン
ク（１）と、室外熱交換器（５３）と水熱交換器（４）
とを有して成る冷媒回路と、上記水熱交換器（４）に対
して熱交換可能に設けられ、貯湯タンク（１）内の湯水
を流通させる熱交換路（５）とを備え、給湯要求に応じ
て上記水熱交換器（４）を凝縮器として機能させると共
に熱交換路（５）に上記取水口（７）から流出させた湯
水を流通させ、貯湯タンク（１）内に温湯を貯溜する給
湯運転を行う一方、除霜要求に応じて室外熱交換器（５
３）を凝縮器として機能させて除霜運転を行うよう構成
したヒートポンプシステムにおいて、上記貯湯タンク
（１）の中間部に取湯口（９）を設けると共に、貯湯タ
ンク（１）から熱交換路（５）への湯水の流出を取水口
（７）を経由して行う第１切替状態と、上記流出を取湯
口（９）を経由して行う第２切替状態とを切り替える流
路切替手段（２７）を設け、給湯要求があったときは上
記流路切替手段（２７）を第１切替状態とする一方、除
霜要求があったときは上記流路切替手段（２７）を第２
切替状態として取湯口（９）から流出させた湯水を熱交
換路（５）に流通させると共に、水熱交換器（４）を蒸
発器として機能させるべく構成し、さらに上記貯湯タン
ク（１）には、上記取湯口（９）の高さ近傍に温度検知
手段（Ｐ A ）を設け、この温度検知手段（Ｐ A ）で検知
される温湯が所定の基準値（Ａ）よりも高いときに限
り、貯湯水を熱交換路（５）に流通させる上記除霜運転
を行うようにしたことを特徴とするヒートポンプシステ
ム。 - 【請求項２】 上記熱交換路（５）からの返流水を貯湯
タンク（１）内に流入させる流入口（８）を、上記取湯
口（９）よりも下側に設けたことを特徴とする請求項１
のヒートポンプシステム。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP26144796A JP3047831B2 (ja) | 1996-09-09 | 1996-09-09 | ヒートポンプシステム |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP26144796A JP3047831B2 (ja) | 1996-09-09 | 1996-09-09 | ヒートポンプシステム |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH1089816A JPH1089816A (ja) | 1998-04-10 |
| JP3047831B2 true JP3047831B2 (ja) | 2000-06-05 |
Family
ID=17362029
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP26144796A Expired - Fee Related JP3047831B2 (ja) | 1996-09-09 | 1996-09-09 | ヒートポンプシステム |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3047831B2 (ja) |
Families Citing this family (10)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP3297657B2 (ja) | 1999-09-13 | 2002-07-02 | 株式会社デンソー | ヒートポンプ式給湯器 |
| WO2006103815A1 (ja) * | 2005-03-28 | 2006-10-05 | Toshiba Carrier Corporation | 給湯機 |
| KR101329509B1 (ko) * | 2008-08-04 | 2013-11-13 | 엘지전자 주식회사 | 히트펌프 연동 온수 순환 시스템 및 제어 방법 |
| JP5427428B2 (ja) * | 2009-02-06 | 2014-02-26 | 三菱重工業株式会社 | ヒートポンプ式給湯・空調装置 |
| JP5510145B2 (ja) * | 2009-09-09 | 2014-06-04 | 株式会社富士通ゼネラル | ヒートポンプ装置 |
| JP5773897B2 (ja) * | 2012-01-19 | 2015-09-02 | 三菱電機株式会社 | ヒートポンプシステム及びヒートポンプシステムの制御方法 |
| JP2014020605A (ja) * | 2012-07-13 | 2014-02-03 | Panasonic Corp | ヒートポンプ式冷暖房給湯装置 |
| WO2017138107A1 (ja) * | 2016-02-10 | 2017-08-17 | 三菱電機株式会社 | 冷凍サイクル装置 |
| CN107270579A (zh) * | 2016-04-08 | 2017-10-20 | 开利公司 | 热泵机组及其多功能模式控制方法 |
| CN115111630A (zh) * | 2022-06-10 | 2022-09-27 | 珠海格力电器股份有限公司 | 一种供热系统及其控制方法 |
-
1996
- 1996-09-09 JP JP26144796A patent/JP3047831B2/ja not_active Expired - Fee Related
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| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH1089816A (ja) | 1998-04-10 |
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