JP7380739B2 - ヒートポンプ装置 - Google Patents

Description

本発明は、ヒートポンプ装置に関する。

例えば、圧縮機を用いて冷媒が循環する冷媒回路と、水が循環し、冷媒と熱交換することで温水を生成する水回路とを備え、水回路に設けられた、循環ポンプを用いて複数の室内機に温水を供給するヒートポンプ装置が知られている。ヒートポンプ装置は、水と冷媒との熱交換で温水を生成し、循環ポンプを用いて温水を複数の室内機へ循環させることによって、室内機が設置された室内空間の温度を調節するようにしている。

また、冷媒回路は、第１の冷媒が循環する低元側回路と、低元側回路と接続されて、第１の冷媒と熱交換する第２の冷媒が循環する高元側回路とを有する２元サイクルを採用する場合がある。そして、水回路は、高元側回路と接続されて第２の冷媒と水が熱交換することで温水を生成する。

２元サイクルを採用した冷媒回路では、除霜運転としてリバース除霜を行う方法が提案されている。本方法では、暖房運転時の低元側回路の熱交換器の温度に応じて、低元側回路だけで除霜運転を行う場合と、低元側回路と高元側回路を併用して、低元側回路と高元側回路で除霜運転を行う場合とを切り替える。その結果、低元側回路の熱交換器の温度が低く効率的な除霜運転を実現できる。

特開２０１１－１２７８７８号公報

しかしながら、除霜運転中は室内機側の熱交換器に供給する温水を生成しないため室内空間の温度は低下し、利用者の快適性は低下していく。また、従来のヒートポンプ装置では、霜を融かすために必要な熱量を確保するために、低元側回路をリバース除霜運転する際に高元側回路も使用して高元側回路の熱も除霜に利用する場合、高元側回路の第２の冷媒と水回路の水とが熱交換を行う水冷媒熱交換器の温度が氷点下になることがある。その結果、水冷媒熱交換器内の伝熱管内に滞留した水が氷結して伝熱管が破損するおそれがある。そこで、伝熱管内の氷結防止のため、除霜運転中に水ポンプの動作を継続させることが考えられる。ところが、水ポンプの動作を継続させた場合には、室内機側の熱交換器に低温の温水が流入することになるため、室内空間の温度が低下して利用者の快適性が損なわれてしまう。

本発明ではこのような問題に鑑み、除霜運転中でも利用者の快適性を確保できるヒートポンプ装置を提供することを目的とする。

一つの態様のヒートポンプ装置は、低元側回路と、高元側回路と、水回路と、利用側端末と、制御装置とを有する。低元側回路は、第１の圧縮機、第１の四方弁、冷媒間熱交換器、第１の減圧手段、熱源側熱交換器を有し、第１の冷媒が循環する。高元側回路は、第２の圧縮機、第２の四方弁、水冷媒熱交換器、第２の減圧手段、前記冷媒間熱交換器を有し、前記冷媒間熱交換器において第１の冷媒と熱交換する第２の冷媒が循環する。水回路は、循環ポンプ、前記水冷媒熱交換器を有し、前記水冷媒熱交換器において前記第２の冷媒と熱交換することで温水を生成する。利用側端末は、前記水回路に接続され、利用側熱交換器、流量調整弁を有する。制御装置は、前記第１の圧縮機、前記第１の四方弁、前記第１の減圧手段、前記第２の圧縮機、第２の四方弁、前記第２の減圧手段を制御する制御部を有する。制御部は、前記熱源側熱交換器が着霜していると判断した場合、前記第１の四方弁を切り替えて第１の除霜運転を開始し、前記第１の除霜運転を行って除霜が解消できない場合に、更に前記第２の四方弁を切り替えて第２の除霜運転を開始するように前記冷媒回路を制御する。制御部は、前記第１の除霜運転を開始する場合に、前記利用側熱交換器に温水が流入するように前記流量調整弁を開いた状態で前記循環ポンプを動作させるべく、前記循環ポンプ及び前記流量調整弁を制御する。

一つの側面として、除霜運転中でも利用者の快適性を確保できる。

図１は、本実施例のヒートポンプ装置の一例を示す説明図である。 図２は、第１の除霜運転及び第２の除霜運転時の第１の圧縮機、第２の圧縮機、循環ポンプ及び流量調整弁の動作状態を示すタイミングチャートである。 図３は、除霜運転処理に関わる制御装置の処理動作の一例を示すフローチャートである。

以下、図面に基づいて、本願の開示するヒートポンプ装置の実施例を詳細に説明する。尚、本実施例により、開示技術が限定されるものではない。また、以下に示す各実施例は、矛盾を起こさない範囲で適宜変形しても良い。

＜ヒートポンプ装置の構成＞
図１は、本実施例のヒートポンプ装置１の一例を示す説明図である。図１に示すヒートポンプ装置１は、冷媒回路２と、水回路３と、利用側端末群４と、制御装置５とを有する。冷媒回路２は、その内部で冷媒が循環すると共に、外気と冷媒とが熱交換する回路である。水回路３は、その内部で水が循環すると共に、冷媒回路２からの冷媒と水とが熱交換する回路である。利用側端末群４は、室内空間に配置され、例えば、床暖房装置、湯沸かし器、ファンコンベクタ等の複数の利用側端末４１である。制御装置５は、ヒートポンプ装置１全体を制御する。

＜冷媒回路の構成＞
冷媒回路２は、第１の冷媒が循環する低元側回路１０と、低元側回路１０と接続され、第１の冷媒と熱交換する第２の冷媒が循環する高元側回路２０と、を有する。低元側回路１０は、第１の圧縮機１１と、第１の四方弁１２と、冷媒間熱交換器１３と、第１の減圧手段である第１の減圧弁１４と、熱源側熱交換器１５と、を有し、これらが各冷媒配管１６で相互に接続されて構成される。

第１の圧縮機１１は、例えば、インバータにより回転数が制御される図示しないモータの駆動に応じて、運転容量を可変できる高圧容器型の能力可変型圧縮機である。第１の圧縮機１１は、その冷媒吐出側と第１の四方弁１２の第１のポート１２Ａとが吐出管１６Ａで接続されている。また、第１の圧縮機１１は、その冷媒吸入側と第１の四方弁１２の第４のポート１２Ｄとが吸入管１６Ｄで接続されている。

第１の四方弁１２は、低元側回路１０における第１の冷媒の流れる方向を切替えるための弁であって、第１～第４のポート１２Ａ～１２Ｄを備えている。第１のポート１２Ａは、第１の圧縮機１１の冷媒吐出側と吐出管１６Ａで接続されている。第２のポート１２Ｂは、冷媒間熱交換器１３の一方の冷媒出入口と冷媒管１６Ｂで接続されている。第３のポート１２Ｃは、熱源側熱交換器１５の一方の冷媒出入口と冷媒管１６Ｃで接続されている。そして、第４のポート１２Ｄは、第１の圧縮機１１の冷媒吸入側と吸入管１６Ｄで接続されている。

冷媒間熱交換器１３は、低元側回路１０内を循環する第１の冷媒と高元側回路２０内を循環する第２の冷媒とを熱交換するカスケード熱交換器である。冷媒間熱交換器１３は、温水を生成する温水加熱運転時に内部を通過する第１の冷媒を凝縮させる凝縮器として機能する。冷媒間熱交換器１３は、その一方の冷媒出入口と第１の四方弁１２の第２のポート１２Ｂが冷媒管１６Ｂで接続されている。冷媒間熱交換器１３は、その他方の冷媒出入口と第１の減圧弁１４が冷媒管１６Ｅで接続されている。

第１の減圧弁１４は、冷媒管１６Ｅに設けられており、図示しないパルスモータで駆動する電子膨張弁である。第１の減圧弁１４は、パルスモータに与えられるパルス数に応じて開度が調整されることで、温水加熱運転時に熱源側熱交換器１５に流入する第１の冷媒の冷媒量を調整するものである。

熱源側熱交換器１５は、ファン１５Ａの回転により内部に取り込まれた外気と、内部を通過する第１の冷媒とを熱交換させる空気熱交換器である。熱源側熱交換器１５は、温水加熱運転時に内部を通過する第１の冷媒を蒸発させる蒸発器として機能する。熱源側熱交換器１５は、その一方の冷媒出入口と第１の四方弁１２の第３のポート１２Ｃが冷媒管１６Ｃで接続されている。熱源側熱交換器１５は、その他方の冷媒出入口と第１の減圧弁１４が冷媒１６Ｆで接続されている。

更に、低元側回路１０は、冷媒間熱交換器１３と第１の減圧弁１４との間に設けられ、凝縮器での第１の冷媒の冷媒温度を検出する凝縮器温度センサ１７と、熱源側熱交換器１５と第１の減圧弁１４との間に設けられ、蒸発器での第１の冷媒の冷媒温度を検出する蒸発器温度センサ１８とを有する。

高元側回路２０は、第２の圧縮機２１と、第２の四方弁２２と、水冷媒熱交換器２３と、第２の減圧手段である第２の減圧弁２４と、冷媒間熱交換器１３とを有し、これらが各冷媒配管２６で相互に接続されて構成される。

第２の圧縮機２１は、例えば、インバータにより回転数が制御される図示しないモータの駆動に応じて、運転容量を可変できる高圧容器型の能力可変型圧縮機である。第２の圧縮機２１は、その冷媒吐出側と第２の四方弁２２の第１のポート２２Ａが吐出管２６Ａで接続されている。また、第２の圧縮機２１は、その冷媒吸入側と第２の四方弁２２の第４のポート２２Ｄが吸入管２６Ｄで接続されている。

第２の四方弁２２は、高元側回路２０における第２の冷媒の流れる方向を切替えるための弁であって、第１～第４のポート２２Ａ～２２Ｄを備えている。第１のポート２２Ａは、第２の圧縮機２１の冷媒吐出側と吐出管２６Ａで接続されている。第２のポート２２Ｂは、水冷媒熱交換器２３の一方の冷媒出入口と冷媒管２６Ｂで接続されている。第３のポート２２Ｃは、冷媒間熱交換器１３の一方の冷媒出入口と冷媒管２６Ｃで接続されている。そして、第４のポート２２Ｄは、第２の圧縮機２１の冷媒吸入側と吸入管２６Ｄで接続されている。

冷媒間熱交換器１３は、温水加熱運転時に内部を通過する第２の冷媒を蒸発させる蒸発器として機能する。冷媒間熱交換器１３は、その一方の冷媒出入口と第２の四方弁２２の第２のポート２２Ｂが冷媒管２６Ｂで接続されている。冷媒間熱交換器１３は、その他方の冷媒出入口と第２の減圧弁２４が冷媒管２６Ｆで接続されている。

第２の減圧弁２４は、冷媒管２６Ｆに設けられており、図示しないパルスモータで駆動する電子膨張弁である。第２の減圧弁２４は、パルスモータに与えられるパルス数に応じて開度が調整されることで、温水加熱運転時に冷媒間熱交換器１３に流入する第２の冷媒の冷媒量を調整するものである。

水冷媒熱交換器２３は、内部を通過する第２の冷媒と、水回路３を循環する水とを熱交換する熱交換器である。水冷媒熱交換器２３は、温水加熱運転時に内部を通過する第２の冷媒を凝縮させる凝縮器として機能する。水冷媒熱交換器２３は、その一方の冷媒出入口と第２の四方弁２２の第３のポート２２Ｃが冷媒管２６Ｃで接続されている。水冷媒熱交換器２３は、その他方の冷媒出入口と第２の減圧弁２４が冷媒管２６Ｅで接続されている。

＜水回路の構成＞
水回路３は、高元側回路２０内を循環する第２の冷媒と水回路３内を循環する水とを熱交換することで温水を生成する。水回路３は、水冷媒熱交換器２３と、循環ポンプ３１と、タンク３２と、バイパス管３３と、を有し、これらが各配管３４で相互に接続されて構成される。水回路３は、水冷媒熱交換器２３から利用側端末群４に温水が流出する流出管３４Ａと、利用側端末群４から水冷媒熱交換器２３に温水が流入する流入管３４Ｂとを有する。

循環ポンプ３１は、例えば、インバータにより回転数が制御される図示しないモータの駆動に応じて運転容量を可変でき、水回路３内に水を循環させるポンプである。タンク３２は、水回路３内を循環させる水を貯留するタンクである。バイパス管３３は、水回路３から利用側端末群４への温水の流出を遮断する場合に、利用側端末群４をバイパスするための配管である。

＜利用側端末群の構成＞
利用側端末群４は、複数の利用側端末４１と、分岐管４２と、合流管４３とを有する。分岐管４２は、水回路３からの温水を各利用側端末４１に分岐する配管である。合流管４３は、各利用側端末４１を通過した温水を合流し、合流後の温水を水回路３に帰還する配管である。

利用側端末４１は、利用側熱交換器４６と、流量調整弁４５とを有する。利用側熱交換器４６は、分岐管４２から分岐した水回路３からの温水と、室内空間の空気等とを熱交換する熱交換器である。流量調整弁４５は、分岐管４２から利用側熱交換器４６に流入する温水の流量を調整する弁である。

各利用側端末４１は、直接接触方式の端末４１Ａ、強制対流方式の端末４１Ｂを有する。直接接触方式の端末４１Ａとしては、水回路３からの温水を熱交換する熱交換器である輻射パネルに流入させることで得た輻射熱で室内空間の温度を調整する、例えば、利用者に直接接触する床暖房装置である。強制対流方式の端末４１Ｂとしては、水回路３からの温水を熱交換する熱交換器の空気を送風ファン等の強制対流で吹き出すことで室内空間の温度を調整する、例えば、ファンコンベクタ等である。

＜制御装置の構成＞
制御装置５は、各種情報を記憶する記憶部５１と、ヒートポンプ装置１全体を制御する制御部５２とを有する。記憶部５１は、利用側端末群４内の利用側端末４１を識別する識別情報毎に、端末種別及び運転状態を対応付けて記憶する。端末種別は、例えば、直接接触方式、強制対流方式や自然対流方式等の端末の種別を識別する情報である。運転状態は、利用側端末４１が運転中又は停止中であるかを識別する情報である。制御部５２は、記憶部５１に記憶中の利用側端末４１の識別情報に対応する端末種別及び運転状態を参照し、運転中の直接接触方式の端末４１Ａの有無を判別する。

制御部５２は、温水加熱運転時に第１の四方弁１２を第１のポート１２Ａと第２のポート１２Ｂとが連通し、第３のポート１２Ｃと第４のポート１２Ｄが連通する状態とし、第２の四方弁２２を第１のポート２２Ａと第２のポート２２Ｂとが連通し、第３のポート２２Ｃと第４のポート２２Ｄが連通する状態とするように制御する。これにより、低元側回路１０を循環する第１の冷媒と高元側回路２０を循環する第２の冷媒とが冷媒間熱交換器１３において熱交換して、第２の冷媒が第１の冷媒から吸熱する。更に、制御部５２は、利用側熱交換器４６に温水が流入するように流量調整弁４５を開いた状態で循環ポンプ３１を動作させるべく、水回路３内の循環ポンプ３１及び利用側端末４１の流量調整弁４５を制御する。

制御部５２は、熱源側熱交換器１５が着霜していると判断した場合、第１の四方弁１２を切り替えて第１の除霜運転を開始する。その後、第１の除霜運転を行って除霜が解消できない場合に、第２の四方弁２２を切り替えて第２の除霜運転を開始する。尚、第１の除霜運転開始時の第１の四方弁１２は、第１のポート１２Ａと第３のポート１２Ｃとが連通し、第２のポート１２Ｂと第４のポート１２Ｄとが連通するように切替える。また、第２の除霜運転開始時の第２の四方弁２２は、第１のポート２２Ａと第３のポート２２Ｃとが連通し、第２のポート２２Ｂと第４のポート２２Ｄとが連通するように切替える。更に、制御部５２は、第１の除霜運転を開始する場合に、水回路３に蓄熱された熱を利用して温水加熱運転を継続させるため、利用側熱交換器４６に温水が流入するように流量調整弁４５を開いた状態で循環ポンプ３１を動作させるべく、循環ポンプ３１及び利用側端末４１の流量調整弁４５を制御する。

制御部５２は、第１の除霜運転を開始する際に運転中の利用側端末４１の中に直接接触方式の端末４１Ａが存在する場合に、直接接触方式の端末４１Ａの利用側熱交換器４６Ａに温水が流入するように流量調整弁４５Ａを開いた状態で循環ポンプ３１を動作させるべく、循環ポンプ３１及び利用側端末４１の流量調整弁４５を制御する。直接接触方式の端末４１Ａは、除霜運転中に温水が供給されないことで使用者が寒さを感じやすい。そのため、第１の除霜運転中においても水回路３に蓄熱された熱を利用して温水加熱運転を継続させることで快適性の低下を抑制する。尚、制御部５２は、運転中の利用側端末４１の中に直接接触方式の端末４１Ａが存在しない（一時的に温水が供給されなくなっても使用者が比較的寒さを感じにくい強制対流方式の端末４１Ｂのみが運転している）場合に、利用側熱交換器４６に温水が流入しないように流量調整弁４５を閉じた状態で循環ポンプ３１の動作を停止させるべく、循環ポンプ３１及び利用側端末４１の流量調整弁４５を制御する。

制御部５２は、記憶部５１に記憶中の利用側端末４１の識別情報に対応する端末種別及び運転状態を参照し、運転中の直接接触方式の端末４１Ａの有無を判断する。そして、制御部５２は、運転中の直接接触方式の端末４１Ａの有無を判断結果に基づき、第１の除霜運転を開始する際に運転中の利用側端末４１の中に直接接触方式の端末４１Ａが存在する場合に、直接接触方式の端末４１Ａの利用側熱交換器４６Ａに温水が流入するように流量調整弁４５Ａを開いた状態で循環ポンプ３１を動作させるべく、循環ポンプ３１及び流量調整弁４５を制御する。

＜ヒートポンプ装置の動作＞
図２は、第１の除霜運転及び第２の除霜運転時の第１の圧縮機１１、第２の圧縮機２１、循環ポンプ３１及び流量調整弁４５の動作状態を示すタイミングチャートである。図中の斜線部の時間軸に垂直な幅が各制御対象への出力の大きさを示している。つまり、第１の圧縮機１１、第２の圧縮機２１、循環ポンプ３１は斜線部の時間軸に垂直な幅が大きいほど回転数が大きく、流量調整弁４５Ａ、４５Ｂは斜線部の時間軸に垂直な幅が大きいほど制御量が大きい、つまり、開度が大きいことを示している。温水加熱運転では、第１の圧縮機１１の動作状態はＯＮ状態、第２の圧縮機２１の動作状態はＯＮ状態、循環ポンプ３１の動作状態はＯＮ状態、直接接触方式の端末４１Ａの流量調整弁４５Ａは開状態、直接接触方式の端末４１Ａ以外の他の利用側端末４１の流量調整弁４５Ｂは開状態とする。

温水加熱運転から第１の除霜運転に移行する際の四方弁切替時では、第１の圧縮機１１の動作状態はＯＦＦ状態、第２の圧縮機２１の動作状態はＯＦＦ状態、循環ポンプ３１の動作状態はＯＮ状態、直接接触方式の端末４１Ａの流量調整弁４５Ａは開状態、直接接触方式の端末４１Ａ以外の他の利用側端末４１の流量調整弁４５Ｂは閉状態とする。つまり、四方弁切替時では、直接接触方式の端末４１Ａは、水回路３内の蓄熱された温水で温水加熱運転を継続することで快適性を維持できる。

第１の除霜運転では、第１の圧縮機１１の動作状態はＯＮ状態、第２の圧縮機２１の動作状態はＯＦＦ状態、循環ポンプ３１の動作状態はＯＮ状態（通常のＯＮ状態時よりも水流量を少なくする）、直接接触方式の端末４１Ａの流量調整弁４５Ａは開状態、直接接触方式の端末４１Ａ以外の他の利用側端末４１の流量調整弁４５Ｂは閉状態とする。つまり、第１の除霜運転では、低元側回路１０のみを動作し、温水加熱運転に比較して水流量を少なくするように循環ポンプ３１を制御する。直接接触方式の端末４１Ａ以外の他の利用側端末４１への放熱量を抑制するため利用側熱交換器４６Ｂへの温水の供給を停止する。その結果、直接接触方式の端末４１Ａは、水回路３内に蓄熱された熱で温水加熱運転を継続することで快適性を維持できる。第１の除霜運転時に循環ポンプ３１の水流量を少なくし、直接接触方式の端末４１Ａ以外の他の利用側端末４１への放熱量を抑制することで、水回路３内に蓄熱された熱を利用した温水加熱運転を長く維持できる。

第２の除霜運転では、第１の圧縮機１１の動作状態はＯＮ状態、第２の圧縮機２１の動作状態はＯＮ状態、循環ポンプ３１の動作状態はＯＮ状態、直接接触方式の端末４１Ａの流量調整弁４５Ａは閉状態、直接接触方式の端末４１Ａ以外の他の利用側端末４１の流量調整弁４５Ｂは閉状態とする。つまり、第２の除霜運転では、低元側回路１０及び高元側回路２０を動作し、全利用側端末４１の流量調整弁４５を閉じた状態で循環ポンプ３１を通常の水流量に戻す。その結果、高元側回路２０の第２の圧縮機２１から発生する熱や水回路３に蓄熱された熱を除霜に利用できるため、水冷媒熱交換器２３の氷結を抑制しながら、熱源側熱交換器１５の効率的な除霜を実現できる。

図３は、除霜運転処理に関わる制御装置５の処理動作の一例を示すフローチャートである。図３において制御装置５は、除霜の開始を示す除霜開始信号を検出したか否かを判定する（ステップＳ１１）。尚、除霜開始信号は、例えば、図示しないセンサにより検出された熱源側熱交換器１５の温度が所定温度（例えば、－２℃）以下となる熱源側熱交換器１５が着霜と判断される場合に出力される信号である。制御装置５は、除霜開始信号を検出した場合（ステップＳ１１：Ｙｅｓ）、記憶部５１内の利用側端末４１の種別及び運転状態を参照し、直接接触方式の端末４１Ａが運転中であるか否かを判定する（ステップＳ１２）。

制御装置５は、直接接触方式の端末４１Ａが運転中の場合（ステップＳ１２：Ｙｅｓ）、循環ポンプ３１の流量を小さくし、直接接触方式の端末４１Ａ内の流量調整弁４５を開くべく、水回路３内の循環ポンプ３１及び直接接触方式の端末４１Ａ内の流量調整弁４５を制御する（ステップＳ１３）。

制御装置５は、図２に示すように、低元側回路１０を使用した第１の除霜運転を開始する（ステップＳ１４）。制御装置５は、除霜の完了を示す除霜完了信号を検出したか否かを判定する（ステップＳ１５）。尚、除霜完了信号は、例えば、熱源側熱交換器１５の温度が所定温度（例えば、５℃）を超えた場合に出力される信号である。

制御装置５は、除霜完了信号を検出した場合（ステップＳ１５：Ｙｅｓ）、温水加熱運転に移行し（ステップＳ１６）、図３に示す処理動作を終了する。制御装置５は、除霜開始信号を検出していない場合（ステップＳ１１：Ｎｏ）、図３に示す処理動作を終了する。

制御装置５は、直接接触方式の端末４１Ａが運転中でない場合（ステップＳ１２：Ｎｏ）、循環ポンプ３１を停止しながら、全利用側端末４１の流量調整弁４５を閉じるべく、水回路３内の循環ポンプ３１及び利用側端末４１内の流量調整弁４５を制御する（ステップＳ１７）。尚、循環ポンプ３１の停止は、循環ポンプ３１の動作状態がＯＦＦである。そして、制御装置５は、ステップＳ１７の処理を実行した後、低元側回路１０を使用した第１の除霜運転を開始すべく、ステップＳ１４の処理に戻る。

制御装置５は、ステップＳ１５にて除霜完了信号を検出していない場合（ステップＳ１５：Ｎｏ）、第１の除霜運転の開始から所定時間が経過したか、水冷媒熱交換器２３から流出する温水の温度が温水所定温度以下であるか、のいずれかの条件を満たしているか否かを判定する（ステップＳ１８）。所定時間は、第１の除霜運転を継続させた状態で空除霜と判断できる程度の時間が試験等により予め設定される。空除霜とは、熱源側熱交換器１５の温度が過渡的な変動によって除霜開始条件となる所定温度以下となってしまい、熱源側熱交換器１５に着霜していないのにも関わらず除霜運転を実行してしまうことである。空除霜の時は、実際に着霜している場合と比較して熱源側熱交換器１５の温度上昇が早いので、少なくとも所定時間は第１の除霜運転を継続させることで、空除霜の際に第２の除霜運転に移行してしまうことを防いでいる。また、温水所定温度は、快適性を維持するために最低限必要な温水の温度（例えば４０℃）である。制御装置５は、上記の条件を満たした場合（ステップＳ１８：Ｙｅｓ）、循環ポンプ３１を動作させながら、全ての利用側端末４１内の流量調整弁４５を閉じるべく、水回路３内の循環ポンプ３１及び利用側端末４１内の流量調整弁４５を制御する（ステップＳ１９）。尚、循環ポンプ３１の動作は、循環ポンプ３１の動作状態がＯＮである。

制御装置５は、ステップＳ１９の処理を実行した後、図２に示すように低元側回路１０と高元側回路２０を併用した第２の除霜運転を開始し（ステップＳ２０）、除霜完了信号を検出したか否かを判定する（ステップＳ２１）。制御装置５は、除霜完了信号を検出した場合（ステップＳ２１：Ｙｅｓ）、温水加熱運転に移行するステップＳ１６の処理に戻る。

また、制御装置５は、除霜完了信号を検出しなかった場合（ステップＳ２１：Ｎｏ）、除霜完了信号を検出したか否かを判定すべく、ステップＳ２１の処理に戻る。また、制御装置５は、第１の除霜運転開始から所定時間を経過していない、且つ、水冷媒熱交換器２３から流出する温水の温度が所定温度を超えている場合（ステップＳ１８：Ｎｏ）、除霜完了信号を検出したか否かを判定すべく、ステップＳ１５の処理に戻る。

＜実施例の効果＞
本実施例の制御装置５では、温水加熱運転中に熱源側熱交換器１５が着霜していると判断した場合、第１の四方弁１２を切り替えて第１の除霜運転を開始し、第１の除霜運転を行って除霜が解消できない場合に、更に第２の四方弁２２を切り替えて第２の除霜運転を開始する。制御装置５は、第１の除霜運転を開始する場合に、利用側熱交換器４６に温水が流入するように流量調整弁４５を開いた状態で循環ポンプ３１を動作させる。その結果、第１の除霜運転中でも利用側端末４１に温水を供給することで快適性の低下を抑制できる。

制御装置５は、記憶部５１に記憶中の識別情報及び運転状態を参照し、運転中の利用側端末４１の中に直接接触方式の端末４１Ａの有無を判断し、第１の除霜運転を開始する際に運転中の利用側端末４１の中に直接接触方式の端末４１Ａが存在する場合に、直接接触方式の端末４１の利用側熱交換器４６Ａに温水が流入するように流量調整弁４５Ａを開いた状態で循環ポンプ３１を動作させる。制御装置５は、運転中の利用側端末４１の中に直接接触方式の端末４１Ａが存在しない場合に、循環ポンプ３１を停止させる。その結果、利用者が寒さを感じやすい直接接触方式の端末４１Ａには除霜運転中も温水を供給することで快適性の低下を抑制できる。

制御装置５は、第１の除霜運転を開始する際に運転中の利用側端末４１の中に直接接触方式の端末４１Ａが存在する場合に、直接接触方式の端末４１Ａに循環させる温水の流量を温水加熱運転時の温水の流量より少なくする。その結果、直接接触方式の端末４１の温水加熱運転を継続しながら快適性を維持できる。

制御装置５は、第１の除霜運転の開始から所定時間が経過しても除霜が完了しない場合に、利用側端末４１の流量調整弁４５を閉めた状態で利用側端末４１に温水を循環させるように制御した状態で第２の除霜運転を開始する。その結果、低元側回路１０のみの第１の除霜運転と比較して、高元側回路２０と水回路３の熱を除霜に利用できるため、除霜運転の時間を短縮できる。そして、霜を融かすのに十分な熱量を確保して短い時間で除霜を完了できるので、効率的な除霜運転を実現できる。

制御装置５は、第１の除霜運転の開始後に水冷媒熱交換器を流出した温水の温度が所定温度以下になった場合に、利用側端末４１の流量調整弁４５を閉めた状態で利用側端末４１に温水を循環させるように制御した状態で第２の除霜運転を開始する。その結果、低元側回路１０のみの第１の除霜運転と比較して、高元側回路２０と水回路３の熱を除霜に利用できるため、除霜運転の時間を短縮できる。そして、霜を融かすのに十分な熱量を確保して短い時間で除霜を完了できるので、効率的な除霜運転を実現できる。

尚、制御装置５は、第１の除霜運転を開始する際に運転中の直接接触方式の端末４１Ａが存在する場合に、直接接触方式の端末４１Ａに循環させる温水の流量を温水加熱運転時の温水の流量より少なくするように流量調整弁４５Ａを制御する場合を例示した。しかしながら、直接接触方式の端末４１Ａに循環させる温水の流量を温水加熱運転時の温水の流量より少なくするように循環ポンプ３１を制御しても良く、適宜変更可能である。

また、図示した各部の各構成要素は、必ずしも物理的に図示の如く構成されていることを要しない。すなわち、各部の分散・統合の具体的形態は図示のものに限られず、その全部又は一部を、各種の負荷や使用状況等に応じて、任意の単位で機能的又は物理的に分散・統合して構成することができる。

更に、各装置で行われる各種処理機能は、ＣＰＵ（Central Processing Unit）（又はＭＰＵ（Micro Processing Unit）、ＭＣＵ（Micro Controller Unit）等のマイクロ・コンピュータ）上で、その全部又は任意の一部を実行するようにしても良い。また、各種処理機能は、ＣＰＵ（又はＭＰＵ、ＭＣＵ等のマイクロ・コンピュータ）で解析実行するプログラム上、又はワイヤードロジックによるハードウェア上で、その全部又は任意の一部を実行するようにしても良いことは言うまでもない。

１ ヒートポンプ装置
２ 冷媒回路
３ 水回路
４ 利用側端末群
５ 制御装置
１０ 低元側回路
１１ 第１の圧縮機
１２ 第１の四方弁
１３ 冷媒間熱交換器
１５ 熱源側熱交換器
２０ 高元側回路
２１ 第２の圧縮機
２２ 第２の四方弁
２３ 水冷媒熱交換器
３１ 循環ポンプ
４１ 利用側端末
４５ 流量調整弁
４６ 利用側熱交換器
４１Ａ 直接接触方式の端末
５１ 記憶部
５２ 制御部

Claims (8)

1. 第１の圧縮機、第１の四方弁、冷媒間熱交換器、第１の減圧手段、熱源側熱交換器を有し、第１の冷媒が循環する低元側回路と、
   第２の圧縮機、第２の四方弁、水冷媒熱交換器、第２の減圧手段、前記冷媒間熱交換器を有し、前記冷媒間熱交換器において第１の冷媒と熱交換する第２の冷媒が循環する高元側回路と、
   循環ポンプ、前記水冷媒熱交換器を有し、前記水冷媒熱交換器において前記第２の冷媒と熱交換することで温水を生成する水回路と、
   前記水回路に接続され、利用側熱交換器、流量調整弁を有する利用側端末と、
   前記第１の圧縮機、前記第１の四方弁、前記第１の減圧手段、前記第２の圧縮機、第２の四方弁、前記第２の減圧手段を制御する制御装置とを備え、
   前記制御装置は、
   前記熱源側熱交換器が着霜していると判断した場合、前記第１の四方弁を切り替えて第１の除霜運転を開始し、前記第１の除霜運転を行って除霜が解消できない場合に、更に前記第２の四方弁を切り替えて第２の除霜運転を開始するように前記低元側回路及び前記高元側回路を制御し、
   前記第１の除霜運転を開始する際に運転中の前記利用側端末の中に直接接触方式の端末が存在する場合に、前記直接接触方式の端末の前記利用側熱交換器に温水が流入するように前記流量調整弁を開いた状態で前記循環ポンプを動作させるべく、前記循環ポンプ及び前記流量調整弁を制御する制御部を有することを特徴とするヒートポンプ装置。
2. 前記利用側端末を複数台備え、
   前記制御部は、
   前記運転中の前記利用側端末の中に前記直接接触方式の端末が存在しない場合に、前記循環ポンプの動作を停止させるべく、前記循環ポンプ及び前記流量調整弁を制御することを特徴とする請求項１に記載のヒートポンプ装置。
3. 前記制御装置は、
   前記利用側端末毎に、前記利用側端末の種別を識別する識別情報及び、前記利用側端末の運転状態を記憶する記憶部を有し、
   前記制御部は、
   前記記憶部に記憶中の前記識別情報及び前記運転状態を参照し、運転中の利用側端末の中に前記直接接触方式の端末の有無を判断し、前記第１の除霜運転を開始する際に運転中の前記利用側端末の中に直接接触方式の端末が存在する場合に、前記直接接触方式の端末の前記利用側熱交換器に温水が流入するように前記流量調整弁を開いた状態で前記循環ポンプを動作させるべく、前記循環ポンプ及び前記流量調整弁を制御することを特徴とする請求項２に記載のヒートポンプ装置。
4. 前記制御部は、
   前記第１の除霜運転を開始する際に運転中の前記利用側端末の中に前記直接接触方式の端末が存在する場合に、前記直接接触方式の端末に循環させる前記温水の流量を温水加熱運転時の前記温水の流量より少なくするように、前記循環ポンプ及び前記流量調整弁を制御することを特徴とする請求項２に記載のヒートポンプ装置。
5. 前記制御部は、
   前記第１の除霜運転の開始から所定時間が経過しても除霜が完了しない場合に、前記利用側端末の前記流量調整弁を閉めた状態で前記利用側端末に前記温水を循環させるように、前記循環ポンプ及び前記流量調整弁を制御した状態で前記第２の除霜運転を開始することを特徴とする請求項２に記載のヒートポンプ装置。
6. 前記制御部は、
   前記第１の除霜運転の開始から前記所定時間が経過するまで前記水冷媒熱交換器から流出する前記温水の温度が温水所定温度を超えない場合に前記第１の除霜運転による除霜が完了できないものと判断することを特徴とする請求項５に記載のヒートポンプ装置。
7. 前記直接接触方式の端末は、
   床暖房装置であることを特徴とする請求項２～６の何れか一つに記載のヒートポンプ装置。
8. 前記利用側端末は、
   強制対流方式の端末又は自然対流方式の端末を含むことを特徴とする請求項１～６の何れか一つに記載のヒートポンプ装置。

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