JP6389704B2 - ヒートポンプシステム - Google Patents
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Description
図1に示すように、本実施例の給湯空調システム2は、ヒートポンプ装置4と、空調装置6と、タンク8と、循環ポンプ10と、給湯装置12と、制御装置14を備えている。ヒートポンプ装置4と空調装置6は、冷媒(例えばR32やR410AといったHFC冷媒や、R744といったCO2冷媒等)を用いて、室内空気からの吸熱や、室外空気からの吸熱、室外空気への放熱などを行う。タンク8と、循環ポンプ10と、給湯装置12は、水道水をユーザが設定する給湯設定温度に調温して、給湯箇所(例えば台所や浴室に設けられたカラン、シャワー、浴槽等)へ給湯する。
ユーザによって台所や浴室のカランが開かれた場合や、浴槽への湯張りを行う場合に、給湯空調システム2は給湯運転を開始する。浴槽への湯張りは、例えばユーザがリモコンの湯張り開始スイッチを押すことで開始することもあるし、ユーザがリモコンに設定した湯張り完了時刻に基づく湯張り開始時刻が到来することで開始することもある。給湯運転は、後述する蓄熱単独運転、冷房単独運転、蓄熱冷房同時運転と並行して行うことも可能である。給湯運転では、給湯空調システム2は、混合弁48で給湯設定温度に調温された水を給湯箇所へ給湯する非燃焼給湯運転と、混合弁48で給湯設定温度よりも低い温度に調温された水をバーナ加熱装置54で給湯設定温度まで加熱して給湯箇所へ給湯する燃焼給湯運転のいずれかを実行する。
ユーザから冷房が指示されておらず、かつタンク8への蓄熱要求が発生した場合に、給湯空調システム2は蓄熱単独運転を行う。蓄熱要求は、例えば給湯運転によってタンク8の蓄熱量が少なくなった場合に発生する。蓄熱単独運転では、タンク8の水を沸かし上げて、タンク8に蓄熱する。図4に示すように、蓄熱単独運転では、制御装置14は、四方弁26を、ポートaとポートbが連通し、かつポートcとポートdが連通した状態に切り換え、三方弁28を、ポートaとポートbが連通し、ポートcが非連通となる状態に切り換える。また、制御装置14は、第1ファン20を駆動するとともに、圧縮機16を駆動する。さらに、制御装置14は、循環ポンプ10を駆動する。
ユーザから冷房が指示されており、タンク8への蓄熱要求が発生していない場合に、給湯空調システム2は冷房単独運転を行う。冷房単独運転では、給湯空調システム2は、空調装置6によって室内を冷房する。図5に示すように、冷房単独運転では、制御装置14は、四方弁26を、ポートaとポートdが連通し、かつポートbとポートcが連通した状態に切り換え、三方弁28を、ポートbとポートcが連通し、ポートaが非連通となる状態に切り換える。また、制御装置14は、第1ファン20および第2ファン32を駆動するとともに、圧縮機16を駆動する。
ユーザから冷房が指示されており、かつタンク8への蓄熱要求が発生した場合に、給湯空調システムは蓄熱冷房同時運転を行う。蓄熱冷房同時運転では、給湯空調システム2は、タンク8の水を沸かし上げるとともに、空調装置6によって室内を冷房する。図6に示すように、蓄熱冷房同時運転では、制御装置14は、四方弁26を、ポートaとポートdが連通し、かつポートbとポートcが連通した状態に切り換え、三方弁28を、ポートaとポートbが連通し、ポートcが非連通となる状態に切り換える。また、制御装置14は、第2ファン32を駆動するとともに、圧縮機16を駆動する。さらに、制御装置14は、循環ポンプ10を駆動する。
蓄熱単独運転と冷房単独運転を別個に行う場合、それぞれの運転において圧縮機16を駆動するため、消費電力量は大きくなる。これに対して、蓄熱冷房同時運転では、一度の圧縮機16の駆動で冷房とタンク8への蓄熱を同時に行うことができるため、消費電力量は小さくなる。また、蓄熱単独運転と冷房単独運転を別個に行う場合は、冷房で室内空気から吸収した熱量を室外空気に放出するが、蓄熱冷房同時運転では、冷房で室内空気から吸収した熱量をタンク8へ蓄熱して、その後の給湯に利用することができる。このため、タンク8への蓄熱は、可能な限り蓄熱冷房同時運転により行うことが好ましい。しかしながら、冷房をそれほど長時間行わない場合には、蓄熱冷房同時運転だけではタンク8の蓄熱量が不足するおそれがある。このため、本実施例の給湯空調システム2では、蓄熱冷房同時運転だけではタンク8の蓄熱量が不足するおそれがある場合には、冷房を行っていない時間帯に蓄熱単独運転を行って、不足する熱量をタンク8に蓄熱しておく。
4 ヒートポンプ装置
6 空調装置
8 タンク
10 循環ポンプ
12 給湯装置
14 制御装置
16 圧縮機
18 室外空気熱交換器
18a サーミスタ
20 第1ファン
22 第1膨張弁
24 水熱交換器
24a サーミスタ
26 四方弁
28 三方弁
29 外気温度サーミスタ
30 室内空気熱交換器
30a サーミスタ
32 第2ファン
34 第2膨張弁
36 水加熱往路
38 水加熱復路
40 給水路
42 タンク導入路
44 タンクバイパス路
46 タンク導出路
48 混合弁
50 第1給湯路
52 バーナ加熱路
54 バーナ加熱装置
56 バーナバイパス路
58 バーナバイパス弁
60 第2給湯路
100 ヒートポンプサイクル
102 冷媒の圧縮過程
104 冷媒の凝縮過程
106 冷媒の膨張過程
108 冷媒の蒸発過程
Claims (4)
- 冷媒を加圧する圧縮機と、
室外空気と冷媒を熱交換する第1熱交換器と、
室内空気と冷媒を熱交換する第2熱交換器と、
冷媒を減圧する減圧機構と、
冷媒と熱媒の間で熱交換する第3熱交換器と、
熱媒を蓄える蓄熱槽と、
冷媒の流れる経路を切り換える切換手段を備えており、
冷媒を圧縮機、第3熱交換器、減圧機構、第1熱交換器の順に循環させ、熱媒を蓄熱槽と第3熱交換器の間で循環させる蓄熱単独運転と、
冷媒を圧縮機、第1熱交換器、減圧機構、第2熱交換器の順に循環させる冷房単独運転と、
冷媒を圧縮機、第3熱交換器、減圧機構、第2熱交換器の順に循環させ、熱媒を蓄熱槽と第3熱交換器の間で循環させる蓄熱冷房同時運転を実行可能であり、
所定期間において蓄熱冷房同時運転のみでは蓄熱槽への蓄熱量が不足するおそれがある場合に、冷房の予想開始時刻より前に、蓄熱単独運転を実行し、
冷房の予想開始時刻より前に行う蓄熱単独運転の開始時刻が、冷房の予想開始時刻から、蓄熱単独運転の所要時間だけ遡った時刻に設定される、ヒートポンプシステム。 - 所定期間において蓄熱槽から消費する熱量を推定する消費熱量推定手段と、
所定期間において蓄熱冷房同時運転によって蓄熱槽へ蓄積する熱量を推定する蓄積熱量推定手段をさらに備えており、
蓄積熱量推定手段で推定される熱量が、消費熱量推定手段で推定される熱量に満たない場合に、蓄熱冷房同時運転のみでは蓄熱槽への蓄熱量が不足するおそれがあると判断する、請求項1のヒートポンプシステム。 - 過去の冷房の履歴を記憶する記憶手段と、
過去の冷房の履歴から所定期間における冷房時間長さを推定する冷房時間長さ推定手段をさらに備えており、
冷房時間長さ推定手段で推定される冷房時間長さが基準時間長さより短い場合に、蓄熱冷房同時運転のみでは蓄熱槽への蓄熱量が不足するおそれがあると判断する、請求項1のヒートポンプシステム。 - 室外空気の温度を検出する外気温度検出手段をさらに備えており、
室外空気の温度が基準外気温度に満たない場合に、蓄熱冷房同時運転のみでは蓄熱槽への蓄熱量が不足するおそれがあると判断する、請求項1のヒートポンプシステム。
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