JP5958411B2 - ヒートポンプシステム及びその制御装置 - Google Patents
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Description
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。
以下、本発明の第1実施形態について図1ないし図4を用いて詳細に説明する。図1は、本発明の第1実施形態を示すヒートポンプシステムを示す。図1において圧縮機1は、電動機で圧縮部が駆動されて冷媒を圧縮する電動圧縮機から成る。この実施形態においては冷媒は二酸化炭素からなるが、他の冷媒を使用することもできる。
上記第1実施形態においては、図1の水冷媒熱交換器で流体冷媒熱交換器2を構成し、床暖房装置6で加熱装置6を構成し、循環ポンプ5で流体循環装置5を構成し、制御弁9は、制御装置10によって、開度を全閉から全開まで調整できる。
次に、本発明の第2実施形態について説明する。なお、以降の各実施形態においては、上述した第1実施形態と同一の構成要素には同一の符号を付して説明を省略し、異なる構成について説明する。なお、第2実施形態以下については、第1実施形態と同じ符号は、同一の構成を示すものであって、先行する説明が援用される。
第2実施形態においては、図5に示したように、流体冷媒熱交換器2の冷媒流出側と、蒸発器7の冷媒流入側とが、高圧側熱交換部15aと膨張弁16とで接続され、蒸発器7の冷媒流出側と圧縮機1とが、低圧側熱交換部15bにて接続されている。そして、高圧側熱交換部15aと低圧側熱交換部15bとをお互いに熱伝達するように結合して内部熱交換器15を構成している。
次に、本発明の第3実施形態について説明する。上述した実施形態と異なる部分を説明する。図6を用いて、本発明の第3実施形態のヒートポンプシステムの制御を説明する。全体構成図は図1または図5が援用できるが、この第3実施形態では図1を援用する。
上記第3実施形態においては、流体冷媒熱交換器2にて加熱された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とを有している。そして、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温度が、流体温度検出手段11が検出した流体の温度よりも高いか否かを判定する。そして、高い場合に、制御装置10が、制御弁9の開度を除霜運転開始時よりも所定量大きくさせる制御を行っている。
次に、本発明の第4実施形態について説明する。上述した実施形態と異なる部分を説明する。この第4実施形態は、図5の全体構成と図6の制御を組み合わせたものである。ただし、図5の除霜用の制御弁9として、開度が複数段に制御可能である弁を採用している。第4実施形態を、図5と図6とを援用して説明する。図5の制御弁9は、通常時は閉じ、除霜時には開く。
上述したように第4実施形態は、図5の全体構成と図6の制御を組み合わせている。つまり内部熱交換器15を有する冷凍サイクル装置50と床暖房装置6とを持つヒートポンプシステム100において、図6のように除霜運転時の制御弁9の開度を制御している。
次に、本発明の第5実施形態について説明する。上述した実施形態と異なる部分を説明する。図7を用いて、本発明の第5実施形態を示すヒートポンプシステムを説明する。図7において、加熱装置6は、室内(庫内を含む)を流れる空気の温度を暖める室内暖房装置6から成る(本発明の室内暖房装置は、庫内暖房装置を含む)。
上述の図7のように、第5実施形態においては、空気が流れる凝縮器2で、流体冷媒熱交換器2が構成されている。つまり、流体冷媒熱交換器2は、圧縮機1で圧縮された冷媒と空気との熱交換を行う空気冷媒熱交換器2から成る。そして、ヒートポンプシステム100は、冷凍システム装置50と、送風機5と凝縮器2と、凝縮器2からの温風が循環する限られた空間体積を有する図示しない部屋(室内または庫内)とを有する室内暖房装置6とから構成されている。
次に、本発明の第6実施形態について説明する。上述した実施形態と異なる部分を説明する。図8を用いて、本発明の第6実施形態を示すヒートポンプシステムを説明する。この第6実施形態は、水冷媒熱交換器2によって加熱された温水を床暖房装置6に使用すると共に、貯湯タンク21に高温水を供給する給湯用熱交換器22を介して貯湯タンク21内の給水(給湯用水)を加熱する給湯装置60にも使用するものである。
第6実施形態においては、図8のように、ヒートポンプシステム100が、冷凍サイクル装置50と床暖房装置6と給湯装置60とから構成されている。そして、図8の水冷媒熱交換器2で流体冷媒熱交換器2を構成し、床暖房装置6と給湯装置60とで加熱装置6、60を構成されている。また、循環ポンプ5と第1給湯ポンプ23とで流体循環装置5、23が構成され、制御弁9は、制御装置10によって、開度を全閉から全開まで調整できる。
上述の実施形態では、本発明の好ましい実施形態について説明したが、本発明は上述した実施形態に何ら制限されることなく、本発明の主旨を逸脱しない範囲において種々変形して実施することが可能である。上記実施形態の構造は、あくまで例示であって、本発明の範囲はこれらの記載の範囲に限定されるものではない。本発明の範囲は、特許請求の範囲の記載によって示され、さらに特許請求の範囲の記載と均等の意味および範囲内での全ての変更を含むものである。
2 流体冷媒熱交換器、液冷媒熱交換器、空気冷媒熱交換器
5 流体循環装置、ポンプ、送風機
6、60 加熱装置、温水機器、室内暖房装置、床暖房装置、給湯装置
7 蒸発器
9 制御弁
10 制御装置
11 流体温度検出手段
12 冷媒温度検出手段
15、(15a、15b) 内部熱交換器
Claims (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、
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。 - 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。 - 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。 - 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。 - 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。 - 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。 - 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。
- 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。 - 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。 - 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。
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