JP6613192B2

JP6613192B2 - ヒートポンプ式熱源装置

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Publication number: JP6613192B2
Application number: JP2016065613A
Authority: JP
Inventors: 隆宏岡本; 佳則渡邊
Original assignee: Toshiba Carrier Corp
Current assignee: Toshiba Carrier Corp
Priority date: 2016-03-29
Filing date: 2016-03-29
Publication date: 2019-11-27
Anticipated expiration: 2036-03-29
Also published as: TR201901256T4; JP2017180911A; EP3225921B1; EP3225921A1

Description

本発明の実施形態は、暖房や給湯に使用する温水をヒートポンプ式冷凍サイクルの運転により得るヒートポンプ式熱源装置に関する。

ヒートポンプ式冷凍サイクルの運転により外気から熱を汲み上げ、その汲み上げ熱で温めた温水をポンプの運転により負荷である放熱器や給湯用タンクなどに送るヒートポンプ式熱源装置が知られている。このヒートポンプ式冷凍サイクル装置では、負荷との間で循環する水の温度を検知し、その検知温度が設定温度となるように、圧縮機の運転をオン,オフ制御する。

特開２００６−２５８３４０号公報

上記ヒートポンプ式熱源装置では、負荷の状態に応じて変化する水の温度を的確に捕えることができるよう、ポンプが常に運転される。このため、ポンプの消費電力が大きいという問題がある。消費電力が大きいと、ヒートポンプ式冷凍サイクルの採用によるせっかくの省エネルギー性能が損なわれてしまう。

本発明の実施形態の目的は、ポンプの消費電力を低減できるヒートポンプ式熱源装置を提供することである。

請求項１のヒートポンプ式熱源装置は、圧縮機、水熱交換器、減圧器、熱源側熱交換器を有し、前記水熱交換器に流れる水を前記圧縮機の吐出冷媒で温めるヒートポンプ式冷凍サイクルと、前記水熱交換器と負荷との間で水を循環させるポンプと、前記循環する水の温度Ｔｗを検知する水温度センサと、前記水温度センサの検知温度Ｔｗに応じて前記圧縮機および前記ポンプを制御する制御部とを備える。この制御部は、当該装置の運転開始に際し前記ポンプの運転をオンし、このポンプの運転がオンしてから一定時間ｔａが経過した後、前記水温度センサの検知温度Ｔｗが前記設定温度Ｔｗｓ未満の場合に前記圧縮機の運転をオンして前記設定温度Ｔｗｓ以上の場合に前記圧縮機の運転をオフする第１制御手段と；この第１制御手段により前記圧縮機の運転がオフしてから一定時間ｔｂが経過した時点の前記水温度センサの検知温度Ｔｗ２が前記設定温度Ｔｗｓに至るのに必要な温度変化量（＝Ｔｗ２−Ｔｗｓ）を、前記一定時間ｔｂにおける単位時間当たりの温度変化量［＝（Ｔｗ１−Ｔｗ２）／ｔｂ］で除算することにより、前記第１制御手段により前記圧縮機の運転がオフして前記一定時間ｔｂが経過した時点から次にオンするまでの所要時間ｔｘ１｛＝（Ｔｗ２−Ｔｗｓ）／［（Ｔｗ１−Ｔｗ２）／ｔｂ］｝を推定する第１演算手段と；前記第１制御手段により前記圧縮機の運転がオフしてから前記一定時間ｔｂが経過した時点で前記ポンプの運転をオフする第２制御手段と；この第２制御手段により前記ポンプの運転がオフしてから前記第１演算手段で推定した前記所要時間ｔｘ１が経過した時点で前記ポンプの運転を前記一定時間ｔａだけオンする第３制御手段と；この第３制御手段により前記ポンプの運転がオンする前記一定時間ｔａにおいて前記第１制御手段による前記圧縮機の運転オンがない場合、前記第１制御手段により前記圧縮機の運転がオフして前記一定時間ｔｂが経過してから前記所要時間ｔｘ１と前記一定時間ｔａとを合わせた時間が経過した時点の前記水温度センサの検知温度Ｔｗ３が前記設定温度Ｔｗｓに至るのに必要な温度変化量（＝Ｔｗ３−Ｔｗｓ）を、前記所要時間ｔｘ１と前記一定時間ｔａとを合わせた時間における単位時間当たりの温度変化量［＝（Ｔｗ２−Ｔｗ３）／（ｔｘ１＋ｔａ）］で除算することにより、前記第３制御手段による前記ポンプの運転オンが終了した時点から前記圧縮機の運転がオンするまでの所要時間ｔｘ２｛＝（Ｔｗ３−Ｔｗｓ）／［（Ｔｗ２−Ｔｗ３）／（ｔｘ１＋ｔａ）］｝を推定する第２演算手段と；前記第３制御手段による前記ポンプの運転オンが終了した時点から前記第２演算手段で推定した前記所要時間ｔｘ２が経過した時点で前記ポンプの運転を前記一定時間ｔａだけオンして前記第２演算手段の処理に戻る第４制御手段と；を含む。

一実施形態の構成を示すブロック図。一実施形態の制御を示すフローチャート。一実施形態の圧縮機およびポンプの運転状態を示すタイムチャート。

以下、ヒートポンプ式熱源装置の一実施形態について図面を参照して説明する。
図１に示すように、圧縮機１の吐出口に四方弁２を介して水熱交換器１１の冷媒流路の一端が配管接続され、その冷媒流路の他端が減圧器である膨張弁３を介して熱源側熱交換器４ａ，４ｂの一端に配管接続されている。そして、熱源側熱交換器４ａ，４ｂの他端が四方弁２およびアキュームレータ５を介して圧縮機１の吸込口に配管接続されている。これら配管接続により、ヒートポンプ式冷凍サイクルが構成されている。

暖房時、矢印で示すように、圧縮機１から吐出されるガス冷媒が四方弁２を通って水熱交換器１１の冷媒流路に流れる。冷媒流路に流れたガス冷媒は、水熱交換器１１の水流路に流れる水から熱を奪って凝縮する。水熱交換器１１の冷媒流路から流出する液冷媒は、膨張弁３で減圧されて熱源側熱交換器４ａ，４ｂに流れる。熱源側熱交換器４ａ，４ｂに流れた液冷媒は、外気から熱を汲み上げて蒸発する。熱源側熱交換器４ａ，４ｂから流出するガス冷媒は、四方弁２およびアキュームレータ５を通って圧縮機１に吸込まれる。水熱交換器１１の冷媒流路が凝縮器として機能し、熱源側熱交換器４ａ，４ｂが蒸発器として機能する。

熱源側熱交換器４ａ，４ｂの近傍に、室外ファン６および外気温度センサ７が配置される。室外ファン６は、外気を吸込みその吸込み空気を熱源側熱交換器４ａ，４ｂに通す。外気温度センサ７は、室外ファン６が吸込む外気の温度Ｔｏを検知する。

水熱交換器１１の水出口に補助熱源であるヒータ１２を介してポンプ１３の吸込口が配管接続され、そのポンプ１３の吐出口が負荷である放熱器３１，３２，３３のそれぞれ一端に配管接続されている。そして、放熱器３１，３２，３３のそれぞれ他端が水熱交換器１１の水入口に配管接続されている。これら水熱交換器１１、ヒータ１２、ポンプ１３、および放熱器３１，３２，３３の配管接続により、水循環サイクルが構成されている。

放熱器３１，３２，３３の他端と水熱交換器１１の水入口との間の配管に、水の温度Ｔｗを検知する水温度センサ１４が取付けられている。

ヒータ１２は、水熱交換器１１から流出する水（温水）を必要に応じて加熱するもので、例えば電気ヒータやガスボイラーなどが用いられる。ポンプ１３は、水熱交換器１１およびヒータ１２を経た水を放熱器３１，３２，３３に送り、その放熱器３１，３２，３３から流出する水を水熱交換器１１に送る。放熱器３１，３２，３３は、流入する水（温水または冷水）の熱を被空調空間に放出する。

室外ユニットＡは、圧縮機１、四方弁２、膨張弁３、熱源側熱交換器４ａ，４ｂ、アキュームレータ５、室外ファン６、外気温度センサ７を収容するとともに、制御部１０を収容している。水熱交ユニット（ハイドロユニットともいう）Ｂは、水熱交換器１１、ヒータ１２、ポンプ１３、水温度センサ１４を収容するとともに、制御部２０を収容している。この制御部２０に、操作表示器（操作手段）２１が接続されている。操作表示器２１は、当該ヒートポンプ式熱源装置の運転の開始と停止を指定するための運転釦、設定温度Ｔｗｓの操作釦、ポンプ１３の運転モードを指定するための操作釦、当該ヒートポンプ式熱源装置の運転状態を報知するための表示部などを有する。ポンプ１３の運転モードとして、変動インターバル運転モード、固定インターバル運転モード、連続運転モードがある。

制御部１０は、制御部２０からの指令に応じて圧縮機１、四方弁２、膨張弁３、室外ファン６を制御するとともに、外気温度センサ７の検知温度（外気温度）Ｔｏを制御部２０に通知する。

制御部２０は、操作表示器２１の操作、水温度センサ１４の検知温度Ｔｗ、および制御部１０から通知される検知温度Ｔｏなどに基づき、ヒータ１２およびポンプ１３を制御するとともに、制御部１０を介して圧縮機１、四方弁２、膨張弁３、室外ファン６を制御する。

とくに、制御部２０は、操作表示器２１で変動インターバル運転モードが指定された場合に、次の第１制御手段２０ａ、第１演算手段２０ｂ、第２制御手段２０ｃ、第３制御手段２０ｄ、第２演算手段２０ｅ、第４制御手段２０ｆ、および第５制御手段２０ｇの処理を実行する。

第１制御手段２０ａは、当該ヒートポンプ式熱源装置の運転開始に際しポンプ１３の運転をオンし、このポンプ１３の運転がオンしてから一定時間ｔａが経過した後、水温度センサ１４の検知温度Ｔｗが設定温度Ｔｗｓ未満の場合に圧縮機１の運転をオンして設定温度Ｔｗｓ以上の場合に圧縮機１の運転をオフする。一定時間ｔａは、ポンプ１３の運転によって流れ始めた水の温度Ｔｗに基づいて負荷の大きさを的確に把握し得る状態となるまでに必要な最小限の時間である。

第１演算手段２０ｂは、第１制御手段２０ａにより圧縮機１の運転がオフしてから一定時間ｔｂが経過した時点の水温度センサ１４の検知温度Ｔｗ２が設定温度Ｔｗｓに至るのに必要な温度変化量（＝Ｔｗ２−Ｔｗｓ）を、上記一定時間ｔｂにおける単位時間当たりの温度変化量［＝（Ｔｗ１−Ｔｗ２）／ｔｂ］で除算することにより、第１制御手段２０ａにより圧縮機１の運転がオフして一定時間ｔｂが経過した時点から次にオンするまでの所要時間ｔｘ１｛＝（Ｔｗ２−Ｔｗｓ）／［（Ｔｗ１−Ｔｗ２）／ｔｂ］｝を推定する。一定時間ｔｂは、圧縮機１の運転がオフした後の負荷の大きさを水の温度Ｔｗから的確に把握し得る状態となるまでに必要な最小限の時間である。

第２制御手段２０ｃは、第１制御手段２０ａにより圧縮機１の運転がオフしてから上記一定時間ｔｂが経過した時点でポンプ１３の運転をオフする。とくに、第２制御手段２０ｃは、第１制御手段２０ａにより圧縮機１の運転がオフしてから上記一定時間ｔｂが経過したとき、上記第１演算手段２０ｂで推定した所要時間ｔｘ１が所定時間ｔｃ以上であることを条件に、ポンプ１３の運転をオフする。所定時間ｔｃは、負荷が小さくてポンプ１３の一時的な停止が可能な状態にあることを判断するための最小限の時間である。

第３制御手段２０ｄは、第２制御手段２０ｃによりポンプ１３の運転がオフしてから上記第１演算手段２０ｂで推定した所要時間ｔｘ１が経過した時点でポンプ１３の運転を上記一定時間ｔａだけオンする。

第２演算手段２０ｅは、第３制御手段２０ｄまたは第４制御手段２０ｆによりポンプ１３の運転がオンする上記一定時間ｔａにおいて第１制御手段２０ａによる圧縮機１の運転オンがない場合、第１制御手段２０ａにより圧縮機１の運転がオフして一定時間ｔｂが経過してから上記所要時間ｔｘ１と上記一定時間ｔａとを合わせた時間が経過した時点の水温度センサ１４の検知温度Ｔｗ３が設定温度Ｔｗｓに至るのに必要な温度変化量（＝Ｔｗ３−Ｔｗｓ）を、上記所要時間ｔｘ１と上記一定時間ｔａとを合わせた時間における単位時間当たりの温度変化量［＝（Ｔｗ２−Ｔｗ３）／（ｔｘ１＋ｔａ）］で除算することにより、第３制御手段２０ｄまたは第４制御手段２０ｆによるポンプ１３の運転オンが終了した時点から圧縮機１の運転がオンするまでの所要時間ｔｘ２｛＝（Ｔｗ３−Ｔｗｓ）／［（Ｔｗ２−Ｔｗ３）／（ｔｘ１＋ｔａ）］｝を推定する。

第４制御手段２０ｆは、第３制御手段２０ｄによる一定時間ｔａのポンプ１３の運転オンが終了した時点から第２演算手段２０ｅで推定した所要時間ｔｘ２が経過した時点でポンプ１３の運転を再び上記一定時間ｔａだけオンし、第２演算手段２０ｅの処理に戻る。

第５制御手段２０ｇは、第２制御手段２０ｃまたは第４制御手段２０ｆによりポンプ１３の運転がオフした場合に、設定温度Ｔｗｓに変化があったとき、または外気温度センサ７の検知温度Ｔｏに変化があったとき、または操作表示器２１で当該ヒートポンプ式熱源装置の運転開始操作があったとき、圧縮機１の運転をオンして第１制御手段２０ａの処理に戻る。

なお、制御部２０は、操作表示器２１で固定インターバル運転モードが指定された場合は、ポンプ１３の一定時間ｔonの運転オンと一定時間ｔoffの運転オフとを交互に繰り返し、かつポンプ１３が運転オンしているときの水温度センサ１４の検知温度Ｔｗと設定温度Ｔｗｓとの対比に基づいて圧縮機１の運転をオン，オフ制御する機能を有する。さらに、制御部２０は、操作表示器２１で連続運転モードが指定された場合に、ポンプ１３の運転を連続的にオンし、かつ水温度センサ１４の検知温度Ｔｗと設定温度Ｔｗｓとの対比に基づいて圧縮機１の運転をオン，オフ制御する機能を有する。

つぎに、操作表示器２１で可変インターバル運転モードが指定された場合に制御部２０が実行する制御を、図２のフローチャートおよび図３のタイムチャートを参照しながら説明する。
操作表示器２１で暖房運転の開始操作があった場合（ステップＳ１のＹＥＳ）、制御部２０は、ポンプ１３の運転をオンする（ステップＳ２）。そして、制御部２０は、タイムカウントｔ１を開始し（ステップＳ３）、そのタイムカウントｔ１と予め定めた一定時間ｔａ（例えば３分）とを比較する（ステップＳ４）。

タイムカウントｔ１が一定時間ｔａに達した場合（ステップＳ４のＹＥＳ）、負荷の大きさを的確に把握し得る状態になったとの判断の下に、制御部２０は、操作表示器２１で運転停止操作がないことを条件に（ステップＳ５のＮＯ）、水温度センサ１４の検知温度Ｔｗが設定温度Ｔｗｓ未満のサーモオン領域にあるかを判定する（ステップＳ７）。サーモオン領域でない場合（ステップＳ７のＮＯ）、制御部２０は、ステップＳ５の判定に戻る。

操作表示器２１で運転停止操作があった場合（ステップＳ５のＹＥＳ）、制御部２０は、全ての運転をオフする（ステップＳ６）。

水温度センサ１４の検知温度Ｔｗが設定温度Ｔｗｓ未満のサーモオン領域にある場合（ステップＳ７のＹＥＳ）、制御部２０は、圧縮機１の運転をオン（サーモオン）する（ステップＳ８）。そして、制御部２０は、水温度センサ１４の検知温度Ｔｗが設定温度Ｔｗｓ以上のサーモオフ領域にあるかを判定する（ステップＳ９）。サーモオフ領域でない場合（ステップＳ９のＮＯ）、制御部２０は、操作表示器２１で運転停止操作がないことを条件に（ステップＳ１０のＮＯ）、ステップＳ９の判定を繰り返す。

操作表示器２１で運転停止操作があった場合（ステップＳ１０のＹＥＳ）、制御部２０は、全ての運転をオフする（ステップＳ６）。

水温度センサ１４の検知温度Ｔｗが上昇して設定温度Ｔｗｓ以上のサーモオフ領域になった場合（ステップＳ９のＹＥＳ）、制御部２０は、圧縮機１の運転をオフ（サーモオフ）するとともに（ステップＳ１１）、この運転オフ時の水温度センサ１４の検知温度ＴｗをＴｗ１として更新記憶する（ステップＳ１２）。そして、制御部２０は、新たなタイムカウントｔ２を開始し（ステップＳ１３）、そのタイムカウントｔ２と予め定めた一定時間ｔｂ（例えば１０分）とを比較する（ステップＳ１４）。

タイムカウントｔ２が一定時間ｔｂに満たない場合（ステップＳ１４のＮＯ）、制御部２０は、水温度センサ１４の検知温度Ｔｗが設定温度Ｔｗｓ未満のサーモオン領域にあるかを判定する（ステップＳ１５）。サーモオン領域でない場合（ステップＳ１５のＮＯ）、制御部２０は、操作表示器２１で運転停止操作がないことを条件に（ステップＳ１６のＮＯ）、ステップＳ１４の判定を繰り返す。サーモオン領域である場合（ステップＳ１５のＹＥＳ）、制御部２０は、ステップＳ８に戻って圧縮機１の運転をオンする。

操作表示器２１で運転停止操作があった場合（ステップＳ１６のＹＥＳ）、制御部２０は、全ての運転をオフする（ステップＳ６）。

タイムカウントｔ２が一定時間ｔｂに達した場合（ステップＳ１４のＹＥＳ）、制御部２０は、圧縮機１の運転がオフした後の負荷の大きさを的確に把握し得る状態になったとの判断の下に、水温度センサ１４の検知温度ＴｗをＴｗ２として更新記憶する（ステップＳ１７）。そして、制御部２０は、記憶した検知温度Ｔｗ１，Ｔｗ２、設定温度Ｔｗｓ、および一定時間ｔｂに基づく演算により、ステップＳ１１で圧縮機１の運転がサーモオフして一定時間ｔｂが経過した時点から圧縮機１の運転がステップＳ８で次にサーモオンするまでの所要時間ｔｘ１｛＝（Ｔｗ２−Ｔｗｓ）／［（Ｔｗ１−Ｔｗ２）／ｔｂ］｝を推定する（ステップＳ１８）。

続いて、制御部２０は、推定した所要時間ｔｘ１と所定時間ｔｃとを比較する（ステップＳ１９）。所要時間ｔｘ１が所定時間ｔｃに満たない場合（ステップＳ１９のＮＯ）、制御部２０は、負荷が小さくないからポンプ１３の一時的な停止はできないとの判断の下に、ステップＳ７のサーモオン判定に戻る。

所要時間ｔｘ１が所定時間ｔｃ以上の場合（ステップＳ１９のＹＥＳ）、制御部２０は、負荷が小さくてポンプ１３の一時的な停止が可能であるとの判断の下に、ポンプ１３の運転をオフする（ステップＳ２０）。そして、制御部２０は、新たにタイムカウントｔ３を開始し（ステップＳ２１）、そのタイムカウントｔ３と上記推定した所要時間ｔｘ１とを比較する（ステップＳ２２）。タイムカウントｔ３が所要時間ｔｘ１に満たない間（ステップＳ２２のＮＯ）、制御部２０は、操作表示器２１で設定される設定温度Ｔｗｓに変化があるか、外気温度センサ７の検知温度Ｔｏに所定値（例えば２℃）以上の変化があるか、操作表示器２１の運転釦の操作に変化（運転開始操作）があるかを監視する（ステップＳ２３）。変化がない場合（ステップＳ２３のＮＯ）、制御部２０は、操作表示器２１で運転停止操作がないことを条件に（ステップＳ２４のＮＯ）、ステップＳ２１に戻ってタイムカウントｔ３を続ける。変化があった場合（ステップＳ２３のＹＥＳ）、制御部２０は、ステップＳ８に戻って圧縮機１の運転をオンする。タイムカウントｔ３と所要時間ｔｘ１とを比較する処理は解除となる。

操作表示器２１で運転停止操作があった場合（ステップＳ２４のＹＥＳ）、制御部２０は、全ての運転をオフする（ステップＳ６）。

変化がないままタイムカウントｔ３が所要時間ｔｘ１に達した場合（ステップＳ２２のＹＥＳ）、制御部２０は、ポンプ１３の運転をオンする（ステップＳ２５）。そして、制御部２０は、新たにタイムカウントｔ４を開始し（ステップＳ２６）、そのタイムカウントｔ４と一定時間ｔａとを比較する（ステップＳ２７）。タイムカウントｔ４が一定時間ｔａに満たない間（ステップＳ２７のＮＯ）、制御部２０は、水温度センサ１４の検知温度Ｔｗが設定温度Ｔｗｓ未満のサーモオン領域にあるかを監視する（ステップＳ２８）。サーモオン領域に入った場合（ステップＳ２８のＹＥＳ）、制御部２０は、ステップＳ８に戻って圧縮機１の運転をオンする。タイムカウントｔ４と一定時間ｔａとを比較する処理は解除となる。

サーモオン領域にない場合（ステップＳ２８のＮＯ）、制御部２０は、操作表示器２１で運転停止操作がないことを条件に（ステップＳ２９のＮＯ）、ステップＳ２６に戻ってタイムカウントｔ４を続ける。

操作表示器２１で運転停止操作があった場合（ステップＳ２９のＹＥＳ）、制御部２０は、全ての運転をオフする（ステップＳ６）。

サーモオン領域にないままタイムカウントｔ４が一定時間ｔａに達した場合（ステップＳ２７のＹＥＳ）、制御部２０は、ポンプ１３の運転をオフする（ステップＳ３０）。すなわち、ポンプ１３の運転がオンしている一定時間ｔａにおいてサーモオンがなければ、ポンプ１３の運転が再びオフされることになる。

このポンプ１３の一定時間ｔａの運転オンが終了した時点で、制御部２０は、水温度センサ１４の検知温度ＴｗをＴｗ３として更新記憶する（ステップＳ３１）。そして、制御部２０は、ステップＳ１７で記憶していた検知温度Ｔｗ２、今回記憶した検知温度Ｔｗ３、設定温度Ｔｗｓ、および一定時間ｔａに基づく演算により、ステップＳ３０でポンプ１３の運転がオフした時点から圧縮機１の運転がステップＳ８で次にサーモオンするまでの所要時間ｔｘ２｛＝（Ｔｗ３−Ｔｗｓ）／［（Ｔｗ２−Ｔｗ３）／（ｔｘ１＋ｔａ）］｝を推定する（ステップＳ３２）。

続いて、制御部２０は、ステップＳ２１に戻ってタイムカウントｔ３を新たに開始し（ステップＳ２１）、そのタイムカウントｔ３と上記推定した所要時間ｔｘ２とを比較する（ステップＳ２２）。以後、制御部２０は、上記同様の処理を繰り返す。

以上のように、圧縮機１の運転がサーモオフして一定時間ｔｂが経過した時点から次にサーモオンするまでの所要時間ｔｘ１，ｔｘ２を演算により推定し、その所要時間ｔｘ１，ｔｘ２の間はポンプ１３の運転をオフするので、ポンプ１３の消費電力を低減できる。省エネルギー性能が向上する。

所要時間ｔｘ１，ｔｘ２が経過して圧縮機１がサーモオンすると予想されるタイミングでは、ポンプ１３の運転が一定時間ｔａにわたりオンして水が循環するので、実際に圧縮機１の運転オンが必要な負荷状態にあるかどうかを的確に把握することができる。

圧縮機１の運転がサーモオフした直後は、負荷の大きさを水の温度Ｔｗから的確に把握し得る状態となる一定時間ｔｂが経過してから水の温度変化を捕らえるようにしているので、圧縮機１の運転が次にサーモオンするまでの所要時間ｔｘ１，ｔｘ２を的確に推定できる。

上記実施形態では、負荷が放熱器３１，３２，３３である場合を例に説明したが、負荷が例えば給湯タンクである場合にも同様に実施可能である。

その他、上記実施形態および変形例は、例として提示したものであり、発明の範囲を限定することは意図していない。この新規な実施形態および変形例は、その他の様々な形態で実施されることが可能であり、発明の要旨を逸脱しない範囲で、種々の省略、書き換え、変更を行うことができる。これら実施形態や変形は、発明の範囲は要旨に含まれるとともに、特許請求の範囲に記載された発明とその均等の範囲に含まれる。

Ａ…室外機、Ｂ…水熱交ユニット、１…圧縮機、２…四方弁、１０…制御部、１１…水熱交換器、３…膨張弁（減圧器）、４ａ，４ｂ…熱源側熱交換器（蒸発器）、６…室外ファン、１２…ヒータ（補助熱源）、１３…ポンプ、１４…水温度センサ、３１，３２，３３…放熱器、２０…制御部、２１…操作表示器

Claims

圧縮機、水熱交換器、減圧器、熱源側熱交換器を有し、前記水熱交換器に流れる水を前記圧縮機の吐出冷媒で温めるヒートポンプ式冷凍サイクルと、
前記水熱交換器と負荷との間で水を循環させるポンプと、
前記循環する水の温度Ｔｗを検知する水温度センサと、
前記水温度センサの検知温度Ｔｗに応じて前記圧縮機および前記ポンプを制御する制御部と、
を備え、
前記制御部は、
当該装置の運転開始に際し前記ポンプの運転をオンし、このポンプの運転がオンしてから一定時間ｔａが経過した後、前記水温度センサの検知温度Ｔｗが前記設定温度Ｔｗｓ未満の場合に前記圧縮機の運転をオンして前記設定温度Ｔｗｓ以上の場合に前記圧縮機の運転をオフする第１制御手段と、
前記第１制御手段により前記圧縮機の運転がオフしてから一定時間ｔｂが経過した時点の前記水温度センサの検知温度Ｔｗ２が前記設定温度Ｔｗｓに至るのに必要な温度変化量（＝Ｔｗ２−Ｔｗｓ）を、前記一定時間ｔｂにおける単位時間当たりの温度変化量［＝（Ｔｗ１−Ｔｗ２）／ｔｂ］で除算することにより、前記第１制御手段により前記圧縮機の運転がオフして前記一定時間ｔｂが経過した時点から次にオンするまでの所要時間ｔｘ１｛＝（Ｔｗ２−Ｔｗｓ）／［（Ｔｗ１−Ｔｗ２）／ｔｂ］｝を推定する第１演算手段と、
前記第１制御手段により前記圧縮機の運転がオフしてから前記一定時間ｔｂが経過した時点で前記ポンプの運転をオフする第２制御手段と、
前記第２制御手段により前記ポンプの運転がオフしてから前記第１演算手段で推定した前記所要時間ｔｘ１が経過した時点で前記ポンプの運転を前記一定時間ｔａだけオンする第３制御手段と、
前記第３制御手段により前記ポンプの運転がオンする前記一定時間ｔａにおいて前記第１制御手段による前記圧縮機の運転オンがない場合、前記第１制御手段により前記圧縮機の運転がオフして前記一定時間ｔｂが経過してから前記所要時間ｔｘ１と前記一定時間ｔａとを合わせた時間が経過した時点の前記水温度センサの検知温度Ｔｗ３が前記設定温度Ｔｗｓに至るのに必要な温度変化量（＝Ｔｗ３−Ｔｗｓ）を、前記所要時間ｔｘ１と前記一定時間ｔａとを合わせた時間における単位時間当たりの温度変化量［＝（Ｔｗ２−Ｔｗ３）／（ｔｘ１＋ｔａ）］で除算することにより、前記第３制御手段による前記ポンプの運転オンが終了した時点から前記圧縮機の運転がオンするまでの所要時間ｔｘ２｛＝（Ｔｗ３−Ｔｗｓ）／［（Ｔｗ２−Ｔｗ３）／（ｔｘ１＋ｔａ）］｝を推定する第２演算手段と、
前記第３制御手段による前記ポンプの運転オンが終了した時点から前記第２演算手段で推定した前記所要時間ｔｘ２が経過した時点で前記ポンプの運転を前記一定時間ｔａだけオンして前記第２演算手段の処理に戻る第４制御手段と、
を含む
ことを特徴とするヒートポンプ式熱源装置。
前記第２制御手段は、前記第１制御手段により前記圧縮機の運転がオフしてから前記一定時間ｔｂが経過したとき、前記第１演算手段で推定した所要時間ｔｘ１が所定時間ｔｃ以上であることを条件に、前記ポンプの運転をオフする
ことを特徴とする請求項１に記載のヒートポンプ式熱源装置。
外気の温度Ｔｏを検知する外気温度センサ、
をさらに備え、
前記制御部は、
前記第２制御手段または前記第４制御手段により前記ポンプの運転がオフした場合に、前記設定温度Ｔｗｓに変化があったとき、または前記外気温度センサの検知温度Ｔｏに変化があったとき、または当該装置の運転開始操作があったとき、前記圧縮機の運転をオンして前記第１制御手段の処理に戻る第５制御手段、
を含む
ことを特徴とする請求項１または請求項２に記載のヒートポンプ式熱源装置。
前記制御部は、
変動インターバル運転モードが指定された場合に、前記第１制御手段、第１演算手段、第２制御手段、第３制御手段、第２演算手段、および第４制御手段の処理を実行する、
固定インターバル運転モードが指定された場合に、前記ポンプの一定時間ｔonの運転オンと一定時間ｔoffの運転オフとを交互に繰り返し、かつ前記ポンプが運転オンしているときの前記水温度センサの検知温度Ｔｗと設定温度Ｔｗｓとの対比に基づいて前記圧縮機の運転をオン，オフ制御する、
連続運転モードが指定された場合に、前記ポンプの運転を連続的にオンし、かつ前記水温度センサの検知温度Ｔｗと設定温度Ｔｗｓとの対比に基づいて前記圧縮機の運転をオン，オフ制御する、
ことを特徴とする請求項１または請求項２に記載のヒートポンプ式熱源装置。