JPH0327826B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 （産業上の利用分野） この発明は、暖房給湯機であつて、暖房負荷が
初期の立上負荷時を過ぎて安定状態になつた後、
暖房と給湯を並行して行うことを可能とする運転
制御方法に関する。

（従来の技術） 従来、暖房給湯機として、暖房運転と給湯運転
を選択的に切り換えるようにしたものは公知であ
る。例えば特開昭59−210232号公報に開示された
ものでは、暖房のみ若しくは暖房と給湯とが同時
に要求された場合には暖房運転のみを行い、給湯
のみが要求されたときに給湯運転を行うようにし
て、小容量の圧縮機で暖房と給湯を可能としてい
るが、これでは暖房と給湯のいずれか一方の運転
しか行うことが出来ず、実際の暖房、給湯に不便
を来すと共に切換えのための温度検出や切換手段
を要し装置が複雑となる欠点があつた。

又、実開昭56−141975号公報に開示のものにあ
つては、暖房と給湯を特開昭59−210232号公報開
示のもののように選択的に切換えることなく同時
に運転可能であるが、十分な暖房と給湯能力を同
時に確保するには大容量の圧縮機が必要とされ、
装置が大型化し一般家庭向でないと共に、コスト
が高くなる問題があつた。

（発明が解決しようとする問題点） この発明は従来の暖房給湯機にみられた前記欠
点を解消し、圧縮機の容量を大型化することな
く、暖房運転と給湯運転を並行して行うことが出
来るようにせんとするものである。

（問題点を解決するための手段） 上記問題点を解決するために、この発明は循環
ポンプ、給湯コイルを含む温水回路を貯湯槽に設
け、少なくとも圧縮器、室内及び室外熱交換器並
びに膨張弁を有する暖房回路に前記給湯コイルを
配設し、暖房負荷が初期の立上負荷時を過ぎた安
定暖房運転サイクル時において、少なくとも安定
暖房出力と給湯出力とに見合う一定の出力で圧縮
機を運転し、冷媒高圧回路に入れられた圧力検出
手段により該冷媒高圧回路の圧力を検出して、暖
房出力に反比例して温水回路の流量を制御し、前
記圧縮機の一定出力を暖房出力を優先しつつ暖房
出力と給湯出力とに配分するようにしたことを特
徴とする。

（作用） 暖房給湯運転時に、大出力を要する暖房立上り
時を過ぎて小出力で充分な安定暖房運転時に入つ
たとき、圧縮機を安定暖房時の所要出力より大な
る一定の出力に保持しつつ運転し、該圧縮機の一
定出力を暖房出力を優先しつつ暖房出力と給湯出
力に反比例的に配分することによつて、暖房運転
を行いつつ並行して給湯運転を行うことを可能と
し、暖房と給湯の並行した運転時において、室温
の低下により暖房負荷が掛つた場合には温水回路
の流量を制限して暖房優先の運転を行うことが出
来る。

（発明の効果） この発明によれば、単一の室外熱交換機により
暖房を確保しつつ給湯運転が出来、暖房負荷の変
動に対しては給湯出力を反比例的に制御しつつ暖
房優先運転を行うため負荷変動に支障なく対応可
能であり、又、暖房と給湯の並行運転であるた
め、個々の単独運転よりも効率の良い運転が可能
となる。又一日中暖房運転を行つていても給湯負
荷に対応した給湯出力を行うことが出来、特に従
来の暖房では利用されていない凝縮温度を給湯の
ために熱交換に利用出来る等の効果がある。

（実施例） 以下に図面を参照しつつこの発明の好しい実施
例を説明する。第２図はこの発明に係るヒートポ
ンプ式冷暖房給湯機の冷媒回路を示し、１は圧縮
機、２は室内に配置される室内側熱交換機、３は
室外に配置される室外側熱交換機、４は各機器間
に介設された四方切換弁、５は膨張弁、６は貯湯
槽、７は該貯湯槽の冷水間と温水側との間を循環
する温水回路、８は貯湯槽７に接続された給水パ
イプ、９は給湯パイプである。温水回路７には循
環ポンプ１０、給湯コイル１１，１２並びに圧力
式制水弁１３がこの順序で配設される。冷媒回路
に介設された四方切換弁４を切換えることにより
暖房運転サイクル、若しくは冷房運転サイクルで
運転して室内を暖房若しくは冷房することが出
来、又、循環ポンプ１０を駆動して温水回路７内
に水を流すことにより給湯運転を行うことが出来
る。室内及び室外側の熱交換機２，３はヒートポ
ンプ式熱交換機であり、又圧縮機１はインバータ
を用いて所要の一定出力に見合う作動周波数に自
動制御される。

又、後述するように安定暖房運転時には、圧縮
機１の出力を上昇し、一定の出力に保持するよう
に周波数を保持しつつ、室内側熱交換機２のフア
ンは室温で制御して圧縮機１の周波数とは切離し
た運転モードで運転する。これにより、安定暖房
運転時に室内側熱交換機２のフアンが不必要に高
回転することがなくなり、室内温度の不要な上昇
を防止出来ると共に、温水回路への給湯出力の確
保が可能となる。

２つの給湯コイル１１，１２は水と冷媒とを向
流させて熱交換を行い温水回路７を流れる冷水を
温水となす熱交換コイルであつて、第１の給湯コ
イルは室内側熱交換機２と膨張弁５との間におい
て冷媒と熱交換するように配設され、又第２の給
湯コイル１２は圧縮機１と四方切換弁４との間に
おいて高温、高圧の冷媒と熱交換するように配設
される。

圧力式制水弁１３の受圧部は冷媒高圧回路上の
検出部１５に介設され冷媒圧力を検出するように
パイプ１４で接続されており、検出部１５の冷媒
圧力が所定値以上のとき開弁して温水回路７内の
循環を許容する。かかる圧力式制水弁１３の一例
を第５図に示す。第５図において１３０は弁本体
であつて、弁１３１と弁座１３２との接離により
開閉される通路１３３を有する。弁１３１は圧力
を受けて開弁方向に作動する受圧作動部１３４に
弁棒１３５を介して連結され、弁棒１３５の他端
には調節用バネ１３６の弾発力が付加されてい
る。今、検出部１５の圧力が所定値以上になると
受圧作動部１３４が調節用バネ１３６の弾発力に
抗して弁棒１３５を第５図において下方に押し下
げ、弁１３１が弁座１３２から離れ通路１３３が
開放されるため、入口１３７から出口１３８に向
つて水が流通可能となる。この結果、循環ポンプ
１０により温水回路７を水が循環し、貯湯槽６の
下部から吸引された冷水が給湯コイル１１，１２
で加熱されて温水となり、貯湯槽６の上部に供給
される。

第１図において、１６は室外ユニツトであつ
て、圧縮機１、室外側熱交換機３、四方弁４、並
びに膨張弁５等を一つのユニツトとしたものであ
り、又、給湯回路７は給湯装置１７としてユニツ
ト化され室外ユニツト１６の下部に重量して配置
される。１８は浴槽、１９は厨房家具であつて給
湯パイプ９を介して貯湯槽６に接続され、給湯を
受ける。第１図〜第４図を参照しつつ暖房、給湯
運転について説明する。室内が冷えている暖房運
転の立上り時には、急速暖房が要求され圧縮機１
は最大作動出力で運転される。今このときの圧縮
機１の周波数が仮に120Hzでそのときの暖房出力
が4000Kcalとすると、室温が上昇して来るにつ
れて所要暖房出力は低下し圧縮機１の周波数が低
くなる。

安定暖房時の室温を25℃とすると、そのときの
暖房出力は2000Kcalで圧縮機１は最低の35Hzで
運転すれば充分となる。

このように室内が所定の暖房温度となり、圧縮
機１を最低周波数で運転すれば充分な安定暖房時
において、この発明は給湯運転を開始する。仮に
給湯のための所要の出力が1500Kcalとすると、
安定暖房のための暖房出力が2000Kcalであるか
ら圧縮機１の出力は3500Kcal必要となり、その
ときの圧縮機１の周波数は85Hzである。そこで暖
房運転が安定暖房サイクルに入つた時において圧
縮機１の出力を85Hzまで上昇させ、上昇した出力
で一定の運転を行う。これにより圧縮機１から四
方切換弁４を介して室内側熱交換機２に向う冷媒
の圧力が上昇する。この圧力の上昇は検出部１５
を介して検出され圧力式制水弁１３が開弁する。
この結果、温水回路７を水が流れ給湯コイル１
１，１２で加熱され温水となる。室内の温度が下
がり、暖房負荷が上昇すると検出部１５の圧力が
低下して来るため、圧力式制水弁１３は閉じるか
若しくは流量が絞られ、暖房出力が上昇するのに
反比例して給湯出力が低下する。

このようにして、85Hzで運転されている圧縮機
１の一定出力は暖房負荷の変動に対応して暖房優
先で暖房と給湯に反比例的に振り分けられて用い
られる。

第３図は、暖房単独運転に於ける室内機の送風
量と暖房給湯運転に移行した場合の送風量の運転
設定を示すものである。立上り、暖房負荷が大き
な時の送風機風量は周波数に対応して設定されて
おり、周波数が低下すれば送風量も減少する。し
かし室温が所定に達し、給湯併用運転に移行する
場合、周波数と共に送風機の送風量も周波数対応
から室温対応に変更させ、室内機吸込側に設置し
た室内温度を検出して送風量を設定対応させる。

この場合、空調機を停止しない限り、暖房単独
対応運転には戻らず暖房給湯併用運転の総風量対
応のモードで運転を継続するため、例えば室温が
設定値より上昇し１℃アツプすると送風機を停止
させ、給湯単独の運転となるようにしたもので、
又、室温が設定温度より１℃ダウンした場合は送
風量を6.2m³から7.5m³に増大させ暖房出力を確保
することを目的とする。

冷媒凝縮圧力は室内送風量を増大させると低下
し、減少させると上昇することにより、給湯出力
に即反映する為この制御が必要とされる。

冷房、給湯運転時には、圧縮機１で加圧された
高圧冷媒は２次給湯コイル１２で熱交換した後四
方切換弁４を介して室外側熱交換機３に入るた
め、排熱される前に給湯加熱され、更に、膨張弁
で減圧されて室内側熱交換機２で蒸発するときの
気化熱をもつて室内を冷房する。かかる冷房、給
湯運転時には圧力式制水弁１３は所定の圧力を受
けて常時開弁した状態にあり、常時温水回路７は
作動し給湯している。

尚、温水は貯湯槽６の上部に供給し、貯湯槽の
上部に温水が蓄えられる為、貯湯槽の温水を使い
切つた場合でも、槽の全容量が加温されるまで温
水利用が不能となることはなく、直ちに温水を取
り出すことが出来るのである。

以上の説明においては、暖房、給湯並行運転時
における暖房負荷の変動の検出と該変動に対応し
た温水回路の流量の制御とを圧力制水弁により行
つているが、これに限られるものではない。

次に、その例を第６，７図を参照しつつ説明す
る。第６図は冷媒回路高圧側の冷媒温度と温水回
路の水温を各々センサーで検出し、所定の演算を
おこなつた後、その結果でポンプ１０を制御して
温水回路７の流量を調整する。すなわち、冷媒回
路高圧側の冷媒温度をサーミスタ２０等で検出
し、該検出された温度から圧力を検出して熱交換
量を算出する。次に水路Ａの温度をセンサーで検
出して熱交換量よりポンプ流量を算出して、得ら
れたポンプ流量に対応する電気量を算出してポン
プ回路に出力する。更に水路Ｂの温度を検出して
ポンプ流量を補正し温水回路７の水量の制御を行
う。これにより、暖房負荷の変動に応じてポンプ
１０の出力を制御し、暖房優先を確保しつつ並行
して給湯を行うことが出来る。

又、第７図は温水回路７上の循環ポンプ１０と
貯湯槽６との間、並びに給湯コイル１２と貯湯槽
６との間にそれぞれサーモバルブＣ，Ｄを設けて
給湯コイル１２の出入口の水温を検知し、貯湯槽
６への給湯温度が所定値、例えば50℃以上になる
ように流量制御を行うようにしたものである。こ
れにより、暖房負荷が変動した場合、冷媒の高圧
側圧力（温度）が変動し、サーモバルブＣで検知
される水温が低下する為水量が絞られ、結果とし
て暖房優先の給湯並行運転が可能となるのであ
る。

【図面の簡単な説明】

第１図はこの発明に係る冷暖房給湯機の外観斜
視図、第２図は同回路図、第３図は送風フアン制
御線図、第４図は暖房給湯運転動力線図、第５図
は圧力式制水弁の断面図、第６，７図は他の実施
例に係る回路の一部を示す図である。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １ 循環ポンプ、給湯コイルを含む温水回路を貯
   湯槽に設け、少なくとも圧縮機、室内及び室外熱
   交換機並びに膨張弁を有する暖房回路に前記給湯
   コイルを配設し、暖房負荷が初期の立上負荷時を
   過ぎた安定暖房運転サイクル時において、少なく
   とも安定暖房出力と給湯出力とに見合う一定の出
   力で圧縮機を運転し、冷媒高圧回路に入れられた
   圧力検出手段により該冷媒高圧回路の圧力を検出
   して、暖房出力に反比例して温水回路の流量を制
   御し、前記圧縮機の一定出力を暖房出力を優先し
   つつ暖房出力と給湯出力とに配分するようにした
   ことを特徴とする暖房給湯機の運転制御方法。