JP7231817B2 - 温水システム - Google Patents

Description

本開示は、温水システムに関する。

従来、温水システムとしては、水熱交換器を有する温水ユニットと、室外ユニットとを備えるものがある(例えば、特許文献１参照）。この温水ユニットの水熱交換器は、室外ユニットからの冷媒と水とを熱交換させることで、その水を温水に変えている。

特開２００３－１４３９４号公報（図２）

上記従来の温水システムは、運転停止中に外気で冷やされた冷媒がヒートパイプと同様の現象が発生することで水熱交換器内に流れることが原因で、水熱交換器内の水が凍結してしまうという問題を解決できない。

本開示の課題は、水熱交換器内の水が凍結するのを抑制できる温水システムを提供することにある。

本開示の温水システムは、
水配管に接続されて温水を生成する水熱交換器と、上記水配管に設けられたポンプとを有する温水ユニットと、
冷媒配管で上記水熱交換器と共に環状に接続される圧縮機、空気熱交換器および膨張機構を有する室外ユニットと、
上記ポンプの作動を制御する制御装置と、
外気温度を検出する外気温度センサと
を備え、
上記制御装置は、
上記圧縮機の停止後、上記外気温度センサによって検出された上記外気温度が所定の第１温度以下になっているか否かを判定する外気温度判定部と、
上記外気温度判定部によって上記外気温度が上記第１温度以下になっていると判定されたとき、上記水熱交換器内の水の凍結を促進する所定の条件が成立しているか否かを判定する条件判定部と、
上記条件判定部によって上記条件が成立していると判定されたとき、上記ポンプを連続的に作動させる連続運転モードで上記ポンプを作動させ、上記条件判定部によって上記条件が成立していないと判定されたとき、上記ポンプを間欠的に作動させる間欠運転モードで上記ポンプを作動させる凍結防止運転制御部とを有することを特徴とする。

上記構成によれば、上記制御装置の凍結防止運転制御部は、水熱交換器内の水の凍結を促進する条件が成立していると判定されたとき連続運転モードでポンプを作動させ、水熱交換器内の水の凍結を促進する条件が成立していないと判定されたとき間欠運転モードでポンプを作動させるので、水熱交換器内の水が凍結するのを抑制できる。

一態様の温水システムでは、
上記条件判定部は、上記外気温度判定部によって上記外気温度が上記第１温度以下になっていると判定されたときに、上記外気温度センサによって検出された上記外気温度が上記第１温度よりも低い所定の第２温度以下になっているとき、上記条件が成立していると判定し、上記外気温度センサによって検出された上記外気温度が上記第２温度よりも高くなっているとき、上記条件が成立していないと判定する。

上記態様によれば、外気温度が第１温度よりも低い所定の第２温度以下になっているとき連続運転モードでポンプが作動されるので、水熱交換器内の水の凍結抑制効果を高めることができる。外気温度が第２温度よりも高くなっているときは間欠運転モードでポンプが作動されるので、使用電力を抑制しつつ水熱交換器内の水の凍結を抑制することができる。

一態様の温水システムは、
時間を計測するタイマを備え、
上記条件判定部は、上記外気温度判定部によって上記外気温度が上記第１温度以下になっていると判定されたときに、上記タイマを用いて、上記外気温度センサによって検出された上記外気温度が上記第１温度よりも低い所定の第２温度以下になっている状態が所定時間継続しているとき、上記条件が成立していると判定し、上記外気温度センサによって検出された上記外気温度が上記第２温度以下になっている状態が上記所定時間継続していないとき、上記条件が成立していないと判定する。

上記態様によれば、外気温度が第２温度以下になっている状態が所定時間継続しているとき連続運転モードでポンプが作動され、外気温度が第２温度以下になっている状態が所定時間継続していないとき間欠運転モードでポンプが作動されるので、使用電力を有効に抑制しつつ水熱交換器内の水の凍結を抑制することができる。

一態様の温水システムは、
上記冷媒配管の温度を検出する冷媒配管温度センサを備え、
上記条件判定部は、上記外気温度判定部によって上記外気温度が上記第１温度以下になっていると判定されたときに、上記冷媒配管温度センサによって検出された上記冷媒配管の温度が所定の第３温度以下になっているとき、上記条件が成立していると判定し、上記冷媒配管温度センサによって検出された上記冷媒配管の温度が上記第３温度よりも高くなっているとき、上記条件が成立していないと判定する。

上記態様によれば、冷媒配管の温度が第３温度以下になっているとき連続運転モードでポンプが作動され、冷媒配管の温度が第３温度よりも高くなっているとき間欠運転モードでポンプが作動されるので、水熱交換器内の水の氷結抑制効果の信頼性を高めることができる。

一態様の温水システムは、
上記室外ユニットが上記水熱交換器よりも高く設置されるとき、上記室外ユニットの設置面と上記水熱交換器の設置面との高低差を入力可能なリモコンを備え、
上記条件判定部は、上記外気温度判定部によって上記外気温度が上記第１温度以下になっていると判定されたときに、上記リモコンで入力された上記高低差が所定高さ以上になっていると判定されたとき、上記条件が成立していると判定し、上記リモコンで入力された上記高低差が所定高さ以上になっていないと判定されたとき、上記条件が成立していないと判定する。

上記態様によれば、室外ユニットの設置面と水熱交換器の設置面との高低差が所定高さ以上になっていると判定されたとき連続運転モードでポンプが作動されるので、室外ユニット側の冷媒配管内の冷媒が水熱交換器へ流れ易い状況が生じているときに、水熱交換器内の水の凍結抑制効果を高めることができる。上記高低差が所定高さ以上になっていないと判定されたときは間欠運転モードでポンプが作動されるので、室外ユニット側の冷媒配管内の冷媒が水熱交換器へ流れ易い状況が生じていないときは、使用電力を抑制しつつ水熱交換器内の水の凍結を抑制することができる。

一態様の温水システムでは、
上記連続運転モードにおける上記ポンプの回転数は、上記間欠運転モードにおける上記ポンプの回転数よりも高い。

上記態様によれば、連続運転モードにおけるポンプの回転数は、間欠運転モードにおけるポンプの回転数よりも高くされるので、水熱交換器内の水の凍結を促進する条件が成立していると判定されたとき水熱交換器内の水の凍結を有効に抑制することができる。

本開示の第１実施形態の温水システムの回路図である。 上記温水システムの制御ブロック図である。 上記温水システムの制御を説明するためのフローチャートである。 本開示の第２実施形態の温水システムの制御ブロック図である。 上記温水システムの制御を説明するためのフローチャートである。 本開示の第３実施形態の温水システムの制御ブロック図である。 上記温水システムの制御を説明するためのフローチャートである。 本開示の第４実施形態の温水システムの制御ブロック図である。 上記温水システムの制御を説明するためのフローチャートである。

以下、本開示の温水システムを、図示の実施形態により詳細に説明する。

〔第１実施形態〕
図１は、本開示の第１実施形態の温水システムの回路図である。

上記温水システム１１０は、屋内に設置される貯湯ユニット１と、屋外に設置されるヒートポンプユニット２とを備えている。なお、貯湯ユニット１は、温水ユニットの一例である。また、ヒートポンプユニット２は、室外ユニットの一例である。

貯湯ユニット１は、温水を貯留する缶体１１と、この缶体１１に貯留される温水を生成する水熱交換器１２とを有する。

缶体１１の底部には、給水源Ｅに接続された給水配管３３から分岐した一方の入水配管３３ａが、接続されている。これにより、貯湯ユニット１は、給水源Ｅの市水（水道水）を、入水配管３３ａを介して、缶体１１の底部に導入できるようになっている。また、缶体１１の底部には、循環配管３４の一端が、接続されている。この循環配管３４の他端は、水熱交換器１２の水通路１２ａの一端に接続されている。また、循環配管３４には、缶体１１の下部内の水を水熱交換器１２に送る循環ポンプ１３が設けられている。なお、循環配管３４，３５は、水配管の一例である。

一方、缶体１１の頂部には循環配管３５の一端が接続されている。この循環配管３５の他端は、水熱交換器１２の水通路１２ａの他端に接続されている。これにより、循環配管３５は、水熱交換器１２の水通路１２ａを介して、循環配管３４と連通している。

また、缶体１１の頂部には、給湯配管３６を介して、混合弁３７が接続されている。この混合弁３７には、給水配管３３から分岐した他方の入水配管３３ｂと、給湯端末Ｔとが接続されている。これにより、上記温水システム１１０は、缶体１１の頂部から出湯された温水を、給水源Ｅから供給される水と混合して、給湯端末Ｔにおいて、所望温度の温水の供給が可能となっている。

また、貯湯ユニット１は、冷媒配管５３の一端部（水熱交換器１２側の端部）に取り付けられた冷媒配管温度センサ４１を備えている。この冷媒配管温度センサ４１は、冷媒配管５３の一端部の温度を検出する。また、図示しないが、貯湯ユニット１は、外気温度センサ４２、吐出管温度センサ４３および空気熱交換器温度センサ４４以外にも、複数の温度センサを搭載している。例えば、缶体１１の側面には、鉛直方向に間隔をあけて複数の温度センサが取り付けられている。

水熱交換器１２は、缶体１１下に配置されて、缶体１１内の水を沸き上げる沸き上げ運転中、凝縮器として働く。より詳しく説明すると、圧縮機２１からの高温の冷媒（例えばＨＦＣ冷媒）が、水熱交換器１２内の冷媒通路１２ｂを通過し、水熱交換器１２内の水通路１２ａ内の水と熱交換する。これにより、缶体１１からの水が水熱交換器１２で温水に変わる。

ヒートポンプユニット２は、水熱交換器１２を有さないが、圧縮機２１と、四路切換弁２２と、電動弁である膨張弁２３と、空気熱交換器２４と、アキュムレータ２５とを有する。この圧縮機２１、四路切換弁２２、水熱交換器１２、膨張弁２３、空気熱交換器２４およびアキュムレータ２５は、冷媒配管５１，５２，…，５７を介して環状に接続されている。この空気熱交換器２４は、上記沸き上げ運転中、蒸発器として働く。また、図示しないが、ヒートポンプユニット２は、空気熱交換器２４に空気を送る室外ファンも備える。なお、膨張弁２３は、膨張機構の一例である。

上記沸き上げ運転を行う場合、圧縮機２１および循環ポンプ１３を駆動させる。この場合、四路切換弁２２が図１の実線の状態を取り、圧縮機２１から吐出された高温の冷媒は、冷媒配管５１，５２，…，５７を実線の矢印に示すように、四路切換弁２２、水熱交換器１２、膨張弁２３および空気熱交換器２４を、この順で流れる。一方、缶体１１の底部内の水は、循環配管３４を介して水熱交換器１２に送られる。これにより、缶体１１の底部からの水は、水熱交換器１２内で温水になった後、循環配管３５を流れて缶体１１の頂部から缶体１１内に戻る。このような動作が継続されることによって、缶体１１内の水が沸き上がる。

空気熱交換器２４に付いた霜を除去するデフロスト運転を行う場合、四路切換弁２２が図１の点線の状態に切り替えられて、圧縮機２１から吐出された高温の冷媒は、冷媒配管５１，５２，…，５７を点線の矢印に示すように、四路切換弁２２、空気熱交換器２４、膨張弁２３および水熱交換器１２を、この順で流れるようになっている。デフロスト運転を行う場合、基本的には循環ポンプ１３を停止させるが、循環ポンプ１３を停止させないことも可能である。

また、ヒートポンプユニット２は、外気温度を検出する外気温度センサ４２と、圧縮機２１から吐出される高温の冷媒を検出する吐出管温度センサ４３と、空気熱交換器２４の温度を検出する空気熱交換器温度センサ４４とを備える。

また、貯湯ユニット１は、リモートコントローラ（以下、「リモコン」と言う。）６０と、マイクロコンピュータと入出力回路などからなる制御装置１００を備えている。この制御装置１００は、圧縮機２１および循環ポンプ１３などの作動を制御する。より詳しく説明すると、制御装置１００は、冷媒配管温度センサ４１、外気温度センサ４２、吐出管温度センサ４３、空気熱交換器温度センサ４４の検出信号などに基づいて、圧縮機２１の起動・停止および循環ポンプ１３の作動などを制御する。

図２は、上記温水システム１１０の制御ブロック図である。

制御装置１００は、外気温度判定部１００ａと、条件判定部１００ｂと、凍結防止運転制御部１００ｃとを有する。外気温度判定部１００ａは、圧縮機２１の停止後、外気温度センサ４２によって検出された外気温度が所定の第１温度（例えばゼロ度）以下になっているか否かを判定する。条件判定部１００ｂは、外気温度判定部１００ａによって、外気温度が第１温度以下になっていると判定されたとき、水熱交換器１２内の水の凍結を促進する所定の条件が成立しているか否かを判定する。

本実施形態では、条件判定部１００ｂは、外気温度センサ４２によって検出された外気温度が第１温度よりも低い所定の第２温度（例えば－１０度）以下になっているとき、上記条件が成立していると判定し、外気温度センサ４２によって検出された外気温度が第２温度（例えば－１０度）よりも高くなっているとき、上記条件が成立していないと判定する。

凍結防止運転制御部１００ｃは、条件判定部１００ｂによって上記条件が成立していると判定されたとき、循環ポンプ１３を連続的に作動させる連続運転モードで循環ポンプ１３を作動させ、条件判定部１００ｂによって上記条件が成立していないと判定されたとき、循環ポンプ１３を間欠的に作動させる間欠運転モードで循環ポンプ１３を作動させる。

凍結防止運転制御部１００ｃはまた、連続運転モードにおける循環ポンプ１３の回転数を間欠運転モードにおける循環ポンプ１３の回転数よりも高くする。例えば、循環ポンプ１３の回転数は、連続運転モードでは５０００ｒｐｍとし、間欠運転モードでは３０００ｒｐｍとする。

外気温度判定部１００ａ、条件判定部１００ｂおよび凍結防止運転制御部１００ｃは、それぞれ、ソフトウェアからなる。

また、制御装置１００は、貯湯ユニット１およびヒートポンプユニット２に関する情報をリモコン６０に送り、リモコン６０の表示部に上記情報を表示させる。このリモコン６０は、例えば台所に設置される。ユーザは、リモコン６０を操作して、例えば、缶体１１内の温水の量を増やしたり、昼間における缶体１１内の水の沸き上げを停止させたりする。

上記構成の温水システム１１０によれば、制御装置１００の凍結防止運転制御部１００ｃは、圧縮機２１の停止後、外気温度が第１温度（例えばゼロ度）以下になっていると判定された場合、循環ポンプ１３を作動させる。これにより、空気熱交換器２４および冷媒配管５４内の冷媒が、圧縮機２１の停止中(運転停止中)に水熱交換器１２に向かう場合においても、水熱交換器１２の水通路１２ａの水が、外気で冷やされた冷媒と熱交換して、水熱交換器１２内の水が凍結するのを抑制できる。

仮に、圧縮機２１の停止後、外気温度が第１温度（例えばゼロ度）以下になっている場合に、循環ポンプ１３も停止された場合、貯湯ユニット１が設置されている室内の温度が例えば１５度になる一方、ヒートポンプユニット２が設置されている室外の温度が例えば－２０度になったとき、冷媒は温度が低い側に集まるため、冷媒配管５３内のガス冷媒が、空気熱交換器２４内に移動し、空気熱交換器２４内で液化する。このとき、ヒートポンプユニット２の設置面が貯湯ユニット１の設置面よりも高い場合(例えば、両設置面の高低差が０．８ｍ以上となっている場合)、空気熱交換器２４内の液冷媒が水熱交換器１２側に流れ落ちてしまう。こうなると、上記液冷媒が、水熱交換器１２の水通路１２ａ内の水と熱交換してガス化して、再び、空気熱交換器２４内に戻って液化する。このような冷媒の循環が繰り返されることにより、水熱交換器１２の水通路１２ａ内の水が凍結して、水熱交換器１２の破損の問題が生じてしまう。

制御装置１００の凍結防止運転制御部１００ｃは、水熱交換器１２内の水の凍結を促進する条件が成立していると判定されたとき連続運転モードで循環ポンプ１３を作動させ、水熱交換器１２内の水の凍結を促進する条件が成立していないと判定されたとき間欠運転モードで循環ポンプ１３を作動させる。その結果、水熱交換器１２内の水の凍結を促進する条件の成立又は不成立に応じた循環ポンプ１３の作動によって、使用電力を抑制しつつ水熱交換器１２内の水の凍結を抑制することができる。

従来、温水システム１１０は、圧縮機２１の停止後、循環ポンプ１３を停止させて温水の温度低下や使用電力などを抑制するようにしていた。

以下、図３のフローチャートにしたがって、水熱交換器１２内の水の凍結を抑制する循環ポンプ１３の作動制御について説明する。

上記循環ポンプ１３の作動制御がスタートすると、圧縮機２１および循環ポンプ１３が駆動された状態において、ステップＳ１１で、圧縮機２１が停止したか否かを判定する。このステップＳ１１で、圧縮機２１が停止したと判定されると、次のステップＳ１２に進む一方、圧縮機２１が停止していないと判定されると、再度、ステップＳ１１の判定を行う。すなわち、ステップＳ１１は、圧縮機２１が停止したと判定されるまで、繰り返される。

次に、ステップＳ１２で、外気温度センサ４２によって検出された外気温度が、第１温度（例えばゼロ度）以下であるか否かを判定する。このステップＳ１２で、外気温度が第１温度以下であると判定されると、次のステップＳ１３に進む。一方、ステップＳ１２で、外気温度が第１温度以下でないと判定されると、ステップＳ１６に進み、循環ポンプ１３を停止させる。なお、ステップＳ１２は、外気温度判定部１００ａによって行われる。

ステップＳ１３では、水熱交換器１２内の水の凍結を促進する所定の条件が成立しているか否かを判定する。本実施形態では、水熱交換器１２内の水の凍結を促進する条件として、外気温度センサ４２によって検出された外気温度が第１温度よりも低い所定の第２温度（例えば－１０度）以下になっていることを用いる。ステップＳ１３では、外気温度が第２温度以下になっているとき上記条件が成立していると判定し、外気温度が第２温度よりも高くなっているとき上記条件が成立していないと判定する。なお、ステップＳ１３は、条件判定部１００ｂによって行われる。

ステップＳ１３で、外気温度が第２温度以下になっており、水熱交換器１２内の水の凍結を促進する条件が成立していると判定されると、次のステップＳ１４に進む。ステップＳ１４では、循環ポンプ１３を連続的に作動させる連続運転モードで循環ポンプ１３を作動させる。

一方、ステップＳ１３で、外気温度が第２温度より高くなっており、水熱交換器１２内の水の凍結を促進する条件が成立していないと判定されると、次のステップＳ１５に進む。ステップＳ１５では、循環ポンプ１３を間欠的に作動させる間欠運転モードで循環ポンプ１３を作動させる。循環ポンプ１３の回転数は、連続運転モードでは間欠運転モードよりも高くする。なお、ステップＳ１４，Ｓ１５，Ｓ１６は、凍結防止運転制御部１００ｃによって行われる。

このように、本実施形態の温水システム１１０は、圧縮機２１の停止後、外気温度が第１温度以下になっていると判定された場合、ポンプ１３を作動させるので、空気熱交換器２４および冷媒配管５４内の冷媒が、圧縮機２１の停止中(運転停止中)に膨張弁２３を通過して水熱交換器１２に向かう場合においても、水熱交換器１２内の水が凍結するのを抑制できる。

水熱交換器１２内の水の凍結を促進する条件が成立していると判定されたとき連続運転モードでポンプ１３を作動させ、水熱交換器１２内の水の凍結を促進する条件が成立していないと判定されたとき間欠運転モードでポンプ１３を作動させるので、水熱交換器１２内の水の凍結を促進する条件が成立していないときにも連続運転モードでポンプ１３を作動させる場合に比して、使用電力を抑制しつつ水熱交換器１２内の水が凍結するのを抑制できる。

また、外気温度が第１温度よりも低い所定の第２温度以下になっているとき連続運転モードでポンプ１３が作動されるので、水熱交換器１２内の水の凍結抑制効果を高めることができる。外気温度が第２温度よりも高くなっているときは間欠運転モードでポンプ１３が作動されるので、使用電力を抑制しつつ水熱交換器１２内の水の凍結を抑制することができる。

また、連続運転モードにおけるポンプ１３の回転数は、間欠運転モードにおけるポンプ１３の回転数よりも高くされるので、水熱交換器１２内の水の凍結を促進する条件が成立していると判定されたとき水熱交換器１２内の水の凍結を有効に抑制することができる。

また、ヒートポンプユニット２は、ドレンパンヒータおよび防雪フードの少なくとも一方を備えるようにしてもよい。このドレンパンヒータは、外気温度が所定温度(例えば２度)以下になると、オンされる。

本実施形態では、缶体１１および水熱交換器１２を有する貯湯ユニット１を温水ユニットの一例として用い、水熱交換器１２を有するが、缶体１１を有さないユニットを温水ユニットの一例として用いてもよい。

本実施形態では、缶体１１内の温水は、給湯端末Ｔに供給されていたが、風呂水を追い焚きするための水熱交換器に供給されてもよいし、例えば床暖房機器などの暖房端末に供給されてもよい。

本実施形態では、貯湯ユニット１は、冷媒配管温度センサ４１は、冷媒配管５３の一端部に取り付けられていたが、冷媒配管５３の他の部分に取り付けられてもよい。

本実施形態では、水熱交換器１２は、缶体１１下に配置されていたが、例えば、缶体１１上に配置されてもよい。

本実施形態では、四路切換弁２２は、ヒートポンプユニット２に搭載されていたが、ヒートポンプユニット２に搭載されないようにしてもよい。

本実施形態では、第１温度は、例えばゼロ度としていたが、氷点下の温度にしてもよい。第２温度は、例えば－１０度としていたが、第１温度より低い、氷点下の－１０度以外の温度にしてもよい。

〔第２実施形態〕
図４は、本開示の第２実施形態の温水システムの制御ブロック図である。この図４と以下の説明とにおいて、上記第１実施形態の構成部と同一構成部は、上記第１実施形態の構成部の参照番号と同一参照番号を付して説明を省略する。

上記第２実施形態の温水システム２１０は、時間を計測するタイマ７１と、制御装置２００とを備えている点で、上記第１実施形態の温水システム１１０とは異なる。

制御装置２００は、外気温度判定部２００ａと、条件判定部２００ｂと、凍結防止運転制御部２００ｃとを有する。外気温度判定部２００ａは、圧縮機２１の停止後、外気温度センサ４２によって検出された外気温度が所定の第１温度（例えばゼロ度）以下になっているか否かを判定する。条件判定部２００ｂは、外気温度判定部２００ａによって、外気温度が第１温度以下になっていると判定されたとき、水熱交換器１２内の水の凍結を促進する所定の条件が成立しているか否かを判定する。

本実施形態では、条件判定部２００ｂは、タイマ７１を用いて、外気温度センサ４２によって検出された外気温度が第１温度よりも低い所定の第２温度（例えば－１０度）以下になっている状態が所定時間（例えば１時間）継続しているとき、上記条件が成立していると判定し、外気温度センサ４２によって検出された外気温度が第２温度（例えば－１０度）以下になっている状態が所定時間（例えば１時間）継続していないとき、上記条件が成立していないと判定する。

凍結防止運転制御部２００ｃは、条件判定部２００ｂによって上記条件が成立していると判定されたとき、連続運転モードで循環ポンプ１３を作動させ、条件判定部２００ｂによって上記条件が成立していないと判定されたとき、間欠運転モードで循環ポンプ１３を作動させる。凍結防止運転制御部２００ｃはまた、連続運転モードにおける循環ポンプ１３の回転数を間欠運転モードにおける循環ポンプ１３の回転数よりも高くする。

外気温度判定部２００ａ、条件判定部２００ｂおよび凍結防止運転制御部２００ｃは、それぞれ、ソフトウェアからなる。

以下、図５のフローチャートにしたがって、水熱交換器１２内の水の凍結を抑制する循環ポンプ１３の作動制御について説明する。

上記循環ポンプ１３の作動制御がスタートすると、圧縮機２１および循環ポンプ１３が駆動された状態において、ステップＳ２１で、圧縮機２１が停止したか否かを判定し、圧縮機２１が停止したと判定されると、次のステップＳ２２に進む一方、圧縮機２１が停止していないと判定されると、再度、ステップＳ２１の判定を行う。

次に、ステップＳ２２で、外気温度センサ４２によって検出された外気温度が、第１温度（例えばゼロ度）以下であるか否かを判定し、外気温度が第１温度以下であると判定されると、次のステップＳ２３に進む一方、外気温度が第１温度以下でないと判定されると、ステップＳ２６に進んで循環ポンプ１３を停止させる。なお、ステップＳ２２は、外気温度判定部２００ａによって行われる。

ステップＳ２３では、水熱交換器１２内の水の凍結を促進する所定の条件が成立しているか否かを判定する。本実施形態では、水熱交換器１２内の水の凍結を促進する条件として、外気温度センサ４２によって検出された外気温度が第１温度よりも低い所定の第２温度（例えば－１０度）以下になっている状態が所定時間（例えば１時間）継続していることを用いる。ステップＳ２３では、外気温度が第２温度以下になっている状態が所定時間継続しているとき上記条件が成立していると判定し、外気温度が第２温度以下になっている状態が所定時間継続していないとき、上記条件が成立していないと判定する。なお、ステップＳ２３は、条件判定部２００ｂによって行われる。

ステップＳ２３で、外気温度が第２温度以下になっている状態が所定時間継続し、水熱交換器１２内の水の凍結を促進する条件が成立していると判定されると、ステップＳ２４に進んで連続運転モードで循環ポンプ１３を作動させる。

一方、ステップＳ２３で、外気温度が第２温度以下になっている状態が所定時間継続しておらず、水熱交換器１２内の水の凍結を促進する条件が成立していないと判定されると、ステップＳ２５に進んで間欠運転モードで循環ポンプ１３を作動させる。循環ポンプ１３の回転数は、連続運転モードでは間欠運転モードよりも高くする。なお、ステップＳ２４，Ｓ２５，Ｓ２６は、凍結防止運転制御部２００ｃによって行われる。

このように、本実施形態の温水システム２１０についても、圧縮機２１の停止後、外気温度が第１温度以下になっていると判定された場合、ポンプ１３を作動させるので、空気熱交換器２４および冷媒配管５４内の冷媒が、圧縮機２１の停止中(運転停止中)に膨張弁２３を通過して水熱交換器１２に向かう場合においても、水熱交換器１２内の水が凍結するのを抑制できる。

水熱交換器１２内の水の凍結を促進する条件が成立していると判定されたとき連続運転モードでポンプ１３を作動させ、水熱交換器１２内の水の凍結を促進する条件が成立していないと判定されたとき間欠運転モードでポンプ１３を作動させるので、使用電力を抑制しつつ水熱交換器１２内の水が凍結するのを抑制できる。

また、外気温度が第２温度以下になっている状態が所定時間継続しているとき連続運転モードでポンプ１３が作動され、外気温度が第２温度以下になっている状態が所定時間継続していないとき間欠運転モードでポンプ１３が作動されるので、使用電力を有効に抑制しつつ水熱交換器１２内の水の凍結を抑制することができる。

上記第２実施形態では、タイマ７１は、制御装置２００外に設けられていたが、制御装置２００内に設けられるようにしてもよい。このようにする場合、タイマ７１は、外気温度判定部２００ａなどと同様にソフトウェアで構成してもよい。すなわち、条件判定部２００ｂが用いるタイマは、ハードウェアからなってもよいし、ソフトウェアからなってもよい。

〔第３実施形態〕
図６は、本開示の第３実施形態の温水システムの制御ブロック図である。この図６と以下の説明とにおいて、上記第１実施形態の構成部と同一構成部は、上記第１実施形態の構成部の参照番号と同一参照番号を付して説明を省略する。

上記第３実施形態の温水システム３１０は、制御装置３００を備えている点で、上記第１実施形態の温水システム１１０とは異なる。

制御装置３００は、外気温度判定部３００ａと、条件判定部３００ｂと、凍結防止運転制御部３００ｃとを有する。外気温度判定部３００ａは、圧縮機２１の停止後、外気温度センサ４２によって検出された外気温度が所定の第１温度（例えばゼロ度）以下になっているか否かを判定する。条件判定部３００ｂは、外気温度判定部３００ａによって、外気温度が第１温度以下になっていると判定されたとき、水熱交換器１２内の水の凍結を促進する所定の条件が成立しているか否かを判定する。

本実施形態では、条件判定部３００ｂは、冷媒配管温度センサ４１によって検出された冷媒配管５３の温度が所定の第３温度（例えば－１０度）以下になっているとき、上記条件が成立していると判定し、冷媒配管温度センサ４１によって検出された冷媒配管５３の温度が第３温度（例えば－１０度）よりも高くなっているとき、上記条件が成立していないと判定する。

凍結防止運転制御部３００ｃは、条件判定部３００ｂによって上記条件が成立していると判定されたとき、連続運転モードで循環ポンプ１３を作動させ、条件判定部２００ｂによって上記条件が成立していないと判定されたとき、間欠運転モードで循環ポンプ１３を作動させる。凍結防止運転制御部３００ｃはまた、連続運転モードにおける循環ポンプ１３の回転数を間欠運転モードにおける循環ポンプ１３の回転数よりも高くする。

外気温度判定部３００ａ、条件判定部３００ｂおよび凍結防止運転制御部３００ｃは、それぞれ、ソフトウェアからなる。

以下、図７のフローチャートにしたがって、水熱交換器１２内の水の凍結を抑制する循環ポンプ１３の作動制御について説明する。

上記循環ポンプ１３の作動制御がスタートすると、圧縮機２１および循環ポンプ１３が駆動された状態において、ステップＳ３１で、圧縮機２１が停止したか否かを判定し、圧縮機２１が停止したと判定されると、次のステップＳ３２に進む一方、圧縮機２１が停止していないと判定されると、再度、ステップＳ３１の判定を行う。

次に、ステップＳ３２で、外気温度センサ４２によって検出された外気温度が、第１温度（例えばゼロ度）以下であるか否かを判定し、外気温度が第１温度以下であると判定されると、次のステップＳ３３に進む一方、外気温度が第１温度以下でないと判定されると、ステップＳ３６に進んで循環ポンプ１３を停止させる。なお、ステップＳ３２は、外気温度判定部３００ａによって行われる。

ステップＳ３３では、水熱交換器１２内の水の凍結を促進する所定の条件が成立しているか否かを判定する。本実施形態では、水熱交換器１２内の水の凍結を促進する条件として、冷媒配管温度センサ４１によって検出された冷媒配管５３の温度が所定の第３温度（例えば－１０度）以下になっていることを用いる。ステップＳ３３では、冷媒配管５３の温度が第３温度以下になっているとき上記条件が成立していると判定し、冷媒配管温度センサ４１によって検出された冷媒配管５３の温度が第３温度よりも高くなっているとき上記条件が成立していないと判定する。なお、ステップＳ３３は、条件判定部３００ｂによって行われる。

ステップＳ３３で、冷媒配管５３の温度が第３温度以下になっており、水熱交換器１２内の水の凍結を促進する条件が成立していると判定されると、ステップＳ３４に進んで連続運転モードで循環ポンプ１３を作動させる。

一方、ステップＳ３３で、冷媒配管５３の温度が第３温度以下になっておらず、水熱交換器１２内の水の凍結を促進する条件が成立していないと判定されると、ステップＳ３５に進んで間欠運転モードで循環ポンプ１３を作動させる。循環ポンプ１３の回転数は、連続運転モードでは間欠運転モードよりも高くする。なお、ステップＳ３４，Ｓ３５，Ｓ３６は、凍結防止運転制御部３００ｃによって行われる。

このように、本実施形態の温水システム３１０についても、圧縮機２１の停止後、外気温度が第１温度以下になっていると判定された場合、ポンプ１３を作動させるので、空気熱交換器２４および冷媒配管５４内の冷媒が、圧縮機２１の停止中(運転停止中)に膨張弁２３を通過して水熱交換器１２に向かう場合においても、水熱交換器１２内の水が凍結するのを抑制できる。

水熱交換器１２内の水の凍結を促進する条件が成立していると判定されたとき連続運転モードでポンプ１３を作動させ、水熱交換器１２内の水の凍結を促進する条件が成立していないと判定されたとき間欠運転モードでポンプ１３を作動させるので、使用電力を抑制しつつ水熱交換器１２内の水が凍結するのを抑制できる。

また、冷媒配管５３の温度が第３温度以下になっているとき連続運転モードでポンプ１３が作動され、冷媒配管５３の温度が第３温度よりも高くなっているとき間欠運転モードでポンプ１３が作動されるので、水熱交換器１２内の水の氷結抑制効果の信頼性を高めることができる。

〔第４実施形態〕
図８は、本開示の第４実施形態の温水システムの制御ブロック図である。この図８と以下の説明とにおいて、上記第１実施形態の構成部と同一構成部は、上記第１実施形態の構成部の参照番号と同一参照番号を付して説明を省略する。

上記第４実施形態の温水システム４１０は、制御装置４００と、リモコン４６０とを備えている点で、上記第１実施形態の温水システム１１０とは異なる。このリモコン４６０は、上記第１実施形態のリモコン６０に加え、ヒートポンプユニット２が水熱交換器１２よりも高く設置されるとき、ヒートポンプユニット２の設置面と水熱交換器１２の設置面との高低差を入力可能になっている。

制御装置４００は、外気温度判定部４００ａと、条件判定部４００ｂと、凍結防止運転制御部４００ｃとを有する。外気温度判定部４００ａは、圧縮機２１の停止後、外気温度センサ４２によって検出された外気温度が所定の第１温度（例えばゼロ度）以下になっているか否かを判定する。条件判定部４００ｂは、外気温度判定部４００ａによって、外気温度が第１温度以下になっていると判定されたとき、水熱交換器１２内の水の凍結を促進する所定の条件が成立しているか否かを判定する。

本実施形態では、条件判定部４００ｂは、リモコン４６０で入力された高低差が所定高さ（例えば０．８ｍ）以上になっていると判定されたとき、上記条件が成立していると判定し、リモコン４６０で入力された高低差が所定高さ（例えば０．８ｍ）以上になっていないと判定されたとき、上記条件が成立していないと判定する。

凍結防止運転制御部４００ｃは、条件判定部４００ｂによって上記条件が成立していると判定されたとき、連続運転モードで循環ポンプ１３を作動させ、条件判定部４００ｂによって上記条件が成立していないと判定されたとき、間欠運転モードで循環ポンプ１３を作動させる。凍結防止運転制御部４００ｃはまた、連続運転モードにおける循環ポンプ１３の回転数を間欠運転モードにおける循環ポンプ１３の回転数よりも高くする。

外気温度判定部４００ａ、条件判定部４００ｂおよび凍結防止運転制御部４００ｃは、それぞれ、ソフトウェアからなる。

以下、図９のフローチャートにしたがって、水熱交換器１２内の水の凍結を抑制する循環ポンプ１３の作動制御について説明する。

上記循環ポンプ１３の作動制御がスタートすると、圧縮機２１および循環ポンプ１３が駆動された状態において、ステップＳ４１で、圧縮機２１が停止したか否かを判定し、圧縮機２１が停止したと判定されると、次のステップＳ４２に進む一方、圧縮機２１が停止していないと判定されると、再度、ステップＳ４１の判定を行う。

次に、ステップＳ４２で、外気温度センサ４２によって検出された外気温度が、第１温度（例えばゼロ度）以下であるか否かを判定し、外気温度が第１温度以下であると判定されると、次のステップＳ４３に進む一方、外気温度が第１温度以下でないと判定されると、ステップＳ４６に進んで循環ポンプ１３を停止させる。なお、ステップＳ４２は、外気温度判定部４００ａによって行われる。

ステップＳ４３では、水熱交換器１２内の水の凍結を促進する所定の条件が成立しているか否かを判定する。本実施形態では、水熱交換器１２内の水の凍結を促進する条件として、リモコン４６０で入力された高低差が所定高さ（例えば０．８ｍ）以上になっていることを用いる。ステップＳ４３では、リモコン４６０で入力された高低差が所定高さ以上になっているとき上記条件が成立していると判定し、リモコン４６０で入力された高低差が所定高さ以上になっていないとき上記条件が成立していないと判定する。なお、ステップＳ４３は、条件判定部４００ｂによって行われる。

ステップＳ４３で、リモコン４６０で入力された高低差が所定高さ以上になっており、水熱交換器１２内の水の凍結を促進する条件が成立していると判定されると、ステップＳ４４に進んで連続運転モードで循環ポンプ１３を作動させる。

一方、ステップＳ４３で、リモコン４６０で入力された高低差が所定高さ以上になっておらず、水熱交換器１２内の水の凍結を促進する条件が成立していないと判定されると、ステップＳ４５に進んで間欠運転モードで循環ポンプ１３を作動させる。循環ポンプ１３の回転数は、連続運転モードでは間欠運転モードよりも高くする。なお、ステップＳ４４，Ｓ４５，Ｓ４６は、凍結防止運転制御部４００ｃによって行われる。

このように、本実施形態の温水システム４１０についても、圧縮機２１の停止後、外気温度が第１温度以下になっていると判定された場合、ポンプ１３を作動させるので、空気熱交換器２４および冷媒配管５４内の冷媒が、圧縮機２１の停止中(運転停止中)に膨張弁２３を通過して水熱交換器１２に向かう場合においても、水熱交換器１２内の水が凍結するのを抑制できる。

水熱交換器１２内の水の凍結を促進する条件が成立していると判定されたとき連続運転モードでポンプ１３を作動させ、水熱交換器１２内の水の凍結を促進する条件が成立していないと判定されたとき間欠運転モードでポンプ１３を作動させるので、使用電力を抑制しつつ水熱交換器１２内の水が凍結するのを抑制できる。

また、室外ユニット２の設置面と水熱交換器１２の設置面との高低差が所定高さ以上になっていると判定されたとき連続運転モードでポンプ１３が作動されるので、室外ユニット２側の冷媒配管５４内の冷媒が水熱交換器１２へ流れ易い状況が生じているときに、水熱交換器１２内の水の凍結抑制効果を高めることができる。上記高低差が所定高さ以上になっていないと判定されたときは間欠運転モードでポンプ１３が作動されるので、室外ユニット２側の冷媒配管５４内の冷媒が水熱交換器１２へ流れ易い状況が生じていないときは、使用電力を抑制しつつ水熱交換器１２内の水の凍結を抑制することができる。

前述した各実施形態では、連続運転モードにおけるポンプ１３の回転数は、間欠運転モードにおけるポンプ１３の回転数よりも高く設定されているが、連続運転モードにおけるポンプ１３の回転数を間欠運転モードにおけるポンプ１３の回転数と同一にすることも可能である。

本開示は、例示された実施の形態に限定されるものではなく、本開示の要旨を逸脱しない範囲において、種々の改良及び設計上の変更が可能である。

１ 貯湯ユニット
２ ヒートポンプユニット
１１ 缶体
１２ 水熱交換器
１３ ポンプ
２１ 圧縮機
２２ 四路切換弁
２３ 膨張弁
２４ 空気熱交換器
２５ アキュムレータ
３４，３５ 循環配管
４１ 冷媒配管温度センサ
４２ 外気温度センサ
５１，５２，…，５７ 冷媒配管
６０，４６０ リモコン
７１ タイマ
１００，２００，３００，４００ 制御装置
１００ａ，２００ａ，３００ａ，４００ａ 外気温度判定部
１００ｂ，２００ｂ，３００ｂ，４００ｂ 条件判定部
１００ｃ，２００ｃ，３００ｃ，４００ｃ 凍結防止運転制御部
１１０，２１０，３１０，４１０ 温水システム

Claims (3)

1. 水配管（３４，３５）に接続されて温水を生成する水熱交換器（１２）と、上記水配管（３４，３５）に設けられたポンプ（１３）とを有する温水ユニット（１）と、
   冷媒配管（５１，５２，…，５７）で上記水熱交換器（１２）と共に環状に接続される圧縮機（２１）、空気熱交換器（２４）および膨張機構（２３）を有する室外ユニット（２）と、
   上記ポンプ（１３）の作動を制御する制御装置（１００，２００，３００，４００）と、
   外気温度を検出する外気温度センサ（４２）と、
   上記冷媒配管（５３）の温度を検出する冷媒配管温度センサ（４１）と
   を備え、
   上記制御装置（１００，２００，３００，４００）は、
   上記圧縮機（２１）の停止後、上記外気温度センサ（４２）によって検出された上記外気温度が所定の第１温度以下になっているか否かを判定する外気温度判定部（１００ａ，２００ａ，３００ａ，４００ａ）と、
   上記外気温度判定部（１００ａ，２００ａ，３００ａ，４００ａ）によって上記外気温度が上記第１温度以下になっていると判定されたとき、上記水熱交換器（１２）内の水の凍結を促進する所定の条件が成立しているか否かを判定する条件判定部（１００ｂ，２００ｂ，３００ｂ，４００ｂ）と、
   上記条件判定部（１００ｂ，２００ｂ，３００ｂ，４００ｂ）によって上記条件が成立していると判定されたとき、上記ポンプ（１３）を連続的に作動させる連続運転モードで上記ポンプ（１３）を作動させ、上記条件判定部（１００ｂ，２００ｂ，３００ｂ，４００ｂ）によって上記条件が成立していないと判定されたとき、上記ポンプ（１３）を間欠的に作動させる間欠運転モードで上記ポンプ（１３）を作動させる凍結防止運転制御部（１００ｃ，２００ｃ，３００ｃ，４００ｃ）とを有し、
   上記条件判定部（３００ｂ）は、上記外気温度判定部（３００ａ）によって上記外気温度が上記第１温度以下になっていると判定されたときに、上記冷媒配管温度センサ（４１）によって検出された上記冷媒配管（５３）の温度が所定の第３温度以下になっているとき、上記条件が成立していると判定し、上記冷媒配管温度センサ（４１）によって検出された上記冷媒配管（５３）の温度が上記第３温度よりも高くなっているとき、上記条件が成立していないと判定する
   ことを特徴とする温水システム（１１０，２１０，３１０，４１０）。
2. 水配管（３４，３５）に接続されて温水を生成する水熱交換器（１２）と、上記水配管（３４，３５）に設けられたポンプ（１３）とを有する温水ユニット（１）と、
   冷媒配管（５１，５２，…，５７）で上記水熱交換器（１２）と共に環状に接続される圧縮機（２１）、空気熱交換器（２４）および膨張機構（２３）を有する室外ユニット（２）と、
   上記ポンプ（１３）の作動を制御する制御装置（１００，２００，３００，４００）と、
   外気温度を検出する外気温度センサ（４２）と
   を備え、
   上記制御装置（１００，２００，３００，４００）は、
   上記圧縮機（２１）の停止後、上記外気温度センサ（４２）によって検出された上記外気温度が所定の第１温度以下になっているか否かを判定する外気温度判定部（１００ａ，２００ａ，３００ａ，４００ａ）と、
   上記外気温度判定部（１００ａ，２００ａ，３００ａ，４００ａ）によって上記外気温度が上記第１温度以下になっていると判定されたとき、上記水熱交換器（１２）内の水の凍結を促進する所定の条件が成立しているか否かを判定する条件判定部（１００ｂ，２００ｂ，３００ｂ，４００ｂ）と、
   上記条件判定部（１００ｂ，２００ｂ，３００ｂ，４００ｂ）によって上記条件が成立していると判定されたとき、上記ポンプ（１３）を連続的に作動させる連続運転モードで上記ポンプ（１３）を作動させ、上記条件判定部（１００ｂ，２００ｂ，３００ｂ，４００ｂ）によって上記条件が成立していないと判定されたとき、上記ポンプ（１３）を間欠的に作動させる間欠運転モードで上記ポンプ（１３）を作動させる凍結防止運転制御部（１００ｃ，２００ｃ，３００ｃ，４００ｃ）とを有し、
   上記室外ユニット（２）が上記水熱交換器（１２）よりも高く設置されるとき、上記室外ユニット（２）の設置面と上記水熱交換器（１２）の設置面との高低差を入力可能なリモコン（４６０）を備え、
   上記条件判定部（４００ｂ）は、上記外気温度判定部（４００ａ）によって上記外気温度が上記第１温度以下になっていると判定されたときに、上記リモコン（４６０）で入力された上記高低差が所定高さ以上になっていると判定されたとき、上記条件が成立していると判定し、上記リモコン（４６０）で入力された上記高低差が所定高さ以上になっていないと判定されたとき、上記条件が成立していないと判定する、
   ことを特徴とする温水システム（４１０）。
3. 請求項１または２に記載の温水システム（１１０，２１０，３１０，４１０）において、
   上記連続運転モードにおける上記ポンプ（１３）の回転数は、上記間欠運転モードにおける上記ポンプ（１３）の回転数よりも高い、
   ことを特徴とする温水システム（１１０，２１０，３１０，４１０）。

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