JP4793328B2 - ヒートポンプ装置 - Google Patents
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Description
以下、本発明の実施の形態1を図1に示す。図1は本発明のヒートポンプ装置を組込んだヒートポンプ給湯システムの冷媒回路図であり、図2はこのヒートポンプ給湯システムにおけるph線図上の動作点を示す図である。
Claims (13)
- 回転速度可変な圧縮機、利用側熱交換器、絞り手段及び熱源側熱交換器を順次接続して冷媒を循環させる冷媒回路と、前記圧縮機から吐出される高圧冷媒圧力を検出する高圧圧力検出手段と、前記利用側熱交換器に接続されて一定温度の熱媒体を貯留するタンクから前記利用側熱交換器へ循環する前記熱媒体が前記利用側熱交換器で熱交換して流出した前記熱媒体の熱媒体出口温度を設定する熱媒体利用温度設定手段と、前記利用側熱交換器へ前記タンクから流入する前記熱媒体の入口温度を検出する熱媒体入口温度検出手段と、前記高圧冷媒圧力と前記熱媒体利用温度設定手段で得られる目標熱媒体出口温度と等しい冷媒入口温度から得られる入口冷媒エンタルピーと前記高圧冷媒圧力と前記熱媒体入口温度検出手段で得られる熱媒体入口温度と等しい冷媒出口温度から得られる出口冷媒エンタルピーの2つのエンタルピーの差が最大となる高圧圧力を求める高圧圧力演算手段と、を備え、前記圧縮機から吐出される高圧冷媒の圧力が前記高圧圧力演算手段にて求めた2つのエンタルピーの差が最大となる高圧圧力になるように、前記圧縮機の回転速度を制御することを特徴とするヒートポンプ装置。
- 前記高圧圧力演算手段は、前記入口冷媒エンタルピーと前記出口冷媒エンタルピーの2つのエンタルピーの差が最大となる高圧圧力を求める代わりに、前記冷媒入口温度と前記冷媒出口温度の両方の温度線の傾きが同一となる高圧圧力を求め、前記冷媒入口温度と前記冷媒出口温度の両方の温度線の傾きが同一となる前記高圧圧力を目標値として前記圧縮機の回転速度を制御することを特徴とする請求項1記載のヒートポンプ装置。
- 前記高圧圧力演算手段は、前記冷媒入口温度を熱媒体利用温度設定手段により定まる目標熱媒体出口温度にあらかじめ設定された値を加えた温度にて前記圧縮機の回転速度を制御する目標値である高圧圧力を求めることを特徴とする請求項1又は2記載のヒートポンプ装置。
- 前記冷媒圧力演算手段は、求められた高圧圧力に所定値を加えた圧力を目標とすることを特徴とする請求項1又は2記載のヒートポンプ装置。
- 前記高圧圧力演算手段は、前記冷媒入口温度と前記冷媒出口温度の少なくとも一方を直接計測した温度により前記圧縮機の回転速度を制御する目標値である高圧圧力を求めることを特徴とする請求項1ないし4のいずれかに記載のヒートポンプ装置。
- 高圧冷媒圧力を検出する前記高圧圧力検出手段は、圧縮機吐出口から絞り手段入口までの間の高圧側冷媒配管に設け高圧圧力を直接検出する、もしくは、圧縮機吸入圧力検出手段が検出する吸入圧力と、圧縮機吸入冷媒温度検知手段が検出する吸入冷媒温度と、圧縮機吐出温度検出手段が検出する吐出温度となどにより、高圧圧力を演算することを特徴とする請求項1ないし5のいずれかに記載のヒートポンプ装置。
- 前記絞り手段は、電子制御弁であって、圧縮機吐出温度を検出する圧縮機吐出温度検出手段にて検出された吐出温度検出値をあらかじめ設定した吐出温度目標値になるように電子制御弁を制御することを特徴とした請求項1ないし6のいずれかに記載のヒートポンプ装置。
- 前記利用側熱交換器と高圧部冷媒と低圧部冷媒が熱交換する高低圧熱交換器の間と、前記絞り手段と前記熱源側熱交換器の間を接続する配管上にバイパス膨張弁を配置し、前記圧縮機の吸入冷媒温度を検知する圧縮機吸入冷媒温度検知手段による吸入冷媒温度と、前記圧縮機吸入圧力検出手段による吸入圧力から求まる吸入過熱度をあらかじめ設定した吸入過熱度目標値になるように前記バイパス膨張弁を制御することを特徴とした請求項1ないし7のいずれかに記載のヒートポンプ装置。
- 前記圧縮機から吐出される冷媒の吐出温度限界値を設定する吐出温度保護手段と、前記冷媒回路の冷媒の状態から、前記高圧限界圧力値に近い領域か又は吐出温度限界値に近い領域かを検出し、この検出結果に応じて高圧圧力を下げる制御、または吐出温度を下げる制御を行う制御手段と、を設けたことを特徴とする請求項1ないし8のいずれかに記載のヒートポンプ装置。
- 前記高圧限界圧力値に近い領域では、前記制御手段は低圧圧力を下げる制御を行い高圧圧力を下げることを特徴とする請求項9記載のヒートポンプ装置。
- 前記吐出温度限界値に近い領域では、前記制御手段は前記圧縮機の吸入ガス冷媒を乾きから湿り状態へ近づける制御を行うことを特徴とする請求項9記載のヒートポンプ装置。
- 前記冷媒回路の冷媒の状態から高圧限界圧力値に近い領域か吐出温度限界値に近い領域かを判断するゾーン判別手段と、を備え、前記判別されたゾーンに応じて熱源側熱交換器用送風機の回転数を可変させる送風機回転数制御手段による制御、もしくは、絞り手段の開度制御、もしくは、バイパス膨張弁の開度制御、もしくは、圧縮機回転数可変手段による制御の各制御内容を変更することを特徴とする請求項9ないし11のいずれかに記載のヒートポンプ装置。
- 冷媒が二酸化炭素であることを特徴とする請求項1ないし12のいずれかに記載のヒートポンプ装置。
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