JPH04244558A - 加熱システムの運転方法 - Google Patents

加熱システムの運転方法

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JPH04244558A
JPH04244558A JP3258509A JP25850991A JPH04244558A JP H04244558 A JPH04244558 A JP H04244558A JP 3258509 A JP3258509 A JP 3258509A JP 25850991 A JP25850991 A JP 25850991A JP H04244558 A JPH04244558 A JP H04244558A
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space
heating
variable speed
compressor
indoor
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ケヴィン　ファーレル　ダッドリー
Kevin B Dunshee
ケヴィン　ブライアント　ダンシー
Lowell E Paige
ロウエル　エドワード　ペイジ
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Carrier Corp
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Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、一般に、要求通りに家
庭用の温水を加熱し、空間を快適に加熱冷却するための
業務用または住宅用の一体型ヒートポンプシステムに係
り、さらに詳細には、空間加熱の快適性及び効率性を平
衡させながら、室外空気を熱源として使用する可変速ヒ
ートポンプシステムから温水加熱を配送するための方法
及びその装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】ヒートポンプは、住宅用または業務用空
間または快適ゾーンすなわち家庭、事務所、病院などの
室内を、加熱冷却するのに良く用いられている。ヒート
ポンプは、また、家庭用温水及び業務用に水を加熱する
のにも採用されている。快適ゾーン冷却、快適ゾーン加
熱及び家庭の温水加熱用ヒートポンプシステムが、米国
特許第４，７６６，７３４号に記載されている。この型
のシステムは、例えば、空間冷却のみ、空間加熱のみ、
水加熱のみ、水加熱と同時に空間冷却、水加熱と同時に
空間加熱などの幾つかの運転モードを有し得る。室外コ
イル除霜などの付加モードもまた採用され得る。空間冷
却及び水加熱状態下では、空間から除去される熱が水加
熱用水システム及び室外コイルに同時に捨てられるので
、最大のシステム効率が実現される。さらに、空間加熱
及び水加熱に対しては、補充的な抵抗加熱素子が、ヒー
トポンプのみでは快適ゾーン及び／または温水に対して
充分な加熱を発生できない場合には、時折補助の加熱素
子として使用するために採用される。米国特許第４，７
７６，７３４号では、空間加熱も要求されている期間に
水加熱を行っているが、ヒートポンプが運転している時
はいつでも補助水加熱は不活性状態にあって、温水シス
テムの全ての熱負荷はヒートポンプによって供給される
ようになっている。代表的には、貯水は１２０°Ｆから
１４０°Ｆの温度に加熱される。不幸にも、同時に空間
加熱及び水加熱の状態下では、温水タンクの熱シンク温
度が室内コイルのそれよりも高いために、システム効率
及び性能係数が低下する。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】空間快適さ及び水温度
をシステム効率と平衡させながら、空間加熱及び水加熱
を可変速ヒートポンプから同時に配送する一体型ヒート
ポンプ及び温水システムの運転方法が求められている。
【０００４】従って、本発明の目的は、圧縮機及び室内
ファンが可変空間負荷に対して最適速度で運転され、そ
の結果、システムが最大効率を出せるように、水加熱及
び空間加熱に対して圧縮機動作を制御する一体型ヒート
ポンプ及び温水システムを運転する方法を提供すること
にある。
【０００５】本発明の他の目的は、最適効率が得られる
ように、空間加熱モード及び水加熱モードにおけるヒー
トポンプの運転を管理するためのコントローラ及び論理
シーケンスを提供することにある。
【０００６】本発明のさらに他の目的は、冷媒膨張弁の
動作を室外空気温度及び圧縮機速度の関数として管理す
るためのコントローラ及び論理シーケンスを与え、空間
を加熱し、かつ水を加熱するための最も効率的手段を提
供することにある。
【０００７】本発明のさらに他の目的は、ヒートポンプ
システムからの圧縮機熱が必要な熱負荷を与えるに不充
分な場合、空間加熱及び水加熱の双方に対する補助電気
抵抗加熱器の運転を管理するためのコントローラ及び論
理シーケンスを提供することにある。
【０００８】
【課題を解決するための手段】本発明のこれら及び他の
目的は、凝縮器熱が空間及び水負荷によって分けられる
結合空間加熱及び水加熱モードにおいて、ヒートポンプ
の運転管理を行うコントローラ及び論理シーケンスによ
って達成される。これらの同時負荷を一層効率的にする
ため、圧縮機速度が室外温度及び空間加熱負荷の関数と
して制御される。さらに、同時空間加熱及び水加熱のた
めの熱配分は、空間加熱負荷の関数である室内ファン運
転に依存する。
【０００９】
【作用】空間加熱負荷が大きくなればなるほど、室内フ
ァン速度が速くなる。従って、室内ファン速度が速くな
ればなるほど、より多くの熱が空間に供給され、かつ水
への熱供給が少なくなる。空間負荷が小さい場合には、
室内ファンが遅くなり、より多くの熱が水に供給される
。これらの同時負荷を最も効率的にするため、冷媒膨張
弁のデューティサイクルが、室外空気温度（Ｔｏ）及び
圧縮機速度（Ｓｃ）の関数として制御される。ここで説
明される実施例では、デューティサイクル（Ｄ．Ｃ．）
が次の関係式に従って計算される。
【００１０】 　　ＤＣ＝Ａ＋Ｂ（Ｓｃ）＋Ｃ（Ｔｏ）＋Ｄ（Ｓｃ）２
＋Ｅ（Ｔｏ）２
【００１１】ここで、Ａ，Ｂ，Ｃ及びＤ
は、予め定められた定数である。
【００１２】冷媒膨張弁のデューティサイクルを制御す
ることにより、全ての状態における冷媒流が最適化され
、システム効率が最大化される。
【００１３】空間加熱要求が大きく、かつ補助電気加熱
が必要とされる場合に、これらの同時負荷をより一層効
率的に適合させるために、室内ファンが制御され、圧縮
機加熱の全てが空間に与えられ、水加熱は電気加熱によ
ってなされる。これは、空間のより低い凝縮温度が圧縮
機加熱のより一層効率的使用をもたらすからである。
【００１４】
【実施例】図１において、一体型ヒートポンプ及び温水
システム１０は、調整した空気を室内快適ゾーンに与え
ると共に、温水を与える。システム１０において、ヒー
トポンプは、システムのヒートポンプ側を通して所望の
温度並びに圧力で、冷媒を送出可能な可変速圧縮機１１
を含んでいる。圧縮機は、吸込管３１を介して低圧冷媒
ガスを受け取り、放出管３２に高圧冷媒ガスを放出する
。圧縮された冷媒は、温水タンク１３内の水を加熱する
ため、適切な配管及び水ポンプ３３を介してタンク１３
に結合されている水熱交換器１２に流れる。そのタンク
は、良く知られた冷水入口及び温水出口（図示せず）を
備えている。そのタンクは、さらに補助抵抗加熱器１４
及び温度センサ１５を有する。水加熱器リレー１６は、
補助抵抗加熱器１４を選択的に作動させたり、四方向弁
１７に流れる。その四方向弁は、適切な配管を介して、
室外ユニット３４内に配置された室外熱交換器コイル１
８に結合されるか、または、室内ユニット２０内にある
室内熱交換器コイル１９に結合される。それらのコイル
１８及び１９は、また、配管２１によって互いに結合さ
れている。その配管には、電気的に制御されるパルスソ
レノイド型の双方向の冷媒膨張弁が配設されている。
【００１５】室外ユニット３４内には、モータによって
駆動されるファンがある。また、室内ユニット内には、
可変速モータ駆動ファン２３、及びそのファン２３の放
出側に補助抵抗加熱器２４がある。空間加熱器リレー３
７は、補助抵抗加熱器素子２４を選択的に作動させたり
、非作動にしたりする。室内ユニット２０は、室内快適
空間、例えば家庭または事務所内に、空間サーモスタッ
ト２７及び水サーモスタット３８と一緒に置かれている
。水加熱負荷は、水タンク１３の温度及び水サーモスタ
ットで設定されたユーザ設定値の関数として、コントロ
ーラ３０によって決められる。水温度がその設定値より
も所定量降下すると、水加熱が開始される。室外ユニッ
ト３４は室外空間２８内に配置されている。そこには、
室外空気温度センサ２９もまた配置されている。
【００１６】コントローラ３０は、メモリ蓄積能力を有
するマイクロプロセッサから形成され、可変速圧縮機、
可変速室内ファン２３、駆動装置３９、加熱器リレー３
７、可変速室外ファン３５、水加熱リレー１６、水ポン
プ３３、冷媒膨張弁２２、及び四方向弁１７に、制御信
号を送出するようプログラムされ得る。そのコントロー
ラは、また、水加熱温度センサ１５、室外空気温度セン
サ２９、圧縮機可変速駆動装置３９、室内ファン、水サ
ーモスタット及び空間サーモスタット２７からの電気信
号を受信するための入力部を備えている。四方向弁１７
は、空間サーモスタット２７に応答して、冷媒が２つの
コイル１８及び１９を通過するシーケンスを確立するこ
とによって、一体化システムテム１０における加熱また
は冷却構造を形成する。快適空間２６の冷却を行うため
の通常運転においては、四方向弁は、圧縮された冷媒ガ
スを最初に、凝縮器として働く室外熱交換器コイル１９
に与える。その後、室内熱交換器コイル１９からの低圧
冷媒ガスは、再び四方向弁を通して圧縮機の吸込管３１
に供給され、放出管３２からの凝縮器として働く冷媒対
水熱交換器１２に行き、四方向弁に戻る。
【００１７】本発明の好適な実施例の加熱モードに対し
て、可変速圧縮機１１から放出される圧縮冷媒ガスは、
初めに、凝縮器として働く冷媒対水熱交換器１３に流れ
、その後、加熱のためのシーケンスになっている四方向
弁１７を介して、これもまた凝縮器として作用する室内
熱交換器コイル１９に流れる。凝縮された冷媒液は、そ
の後膨張弁２２及び配管２１を介して、蒸発器として作
用する室外熱交換器コイル１８に流入する。その後、低
圧ガスは、四方向弁１７を介して可変速圧縮機１１の吸
込管３１に戻る。
【００１８】同時空間加熱及び水加熱モードでの圧縮機
速度は、一般的に図２に示される如く調整される。結合
された空間加熱及び水加熱モードでは、これらの同時負
荷を適合させるために、圧縮機速度は、室外空気温度（
Ｔｏ）及び空間加熱負荷の関数になっている。コントロ
ーラ３０は、圧縮機速度運転を、室外空気温度及び空間
加熱負荷の双方が、最小室外空気温度と最小及び最大空
間負荷によって境界付けられた性能包絡線内にある状態
に調節する。その包絡線の境界内の運転は、最適の圧縮
機速度運転を与える。その効率包絡線内では、与えられ
たシステムの設計負荷の百分率として（左から右に向か
って増加する）空間負荷に関連する一連の曲線が存在す
る。空間加熱負荷、すなわち所望の空間温度と実際の空
間温度間の差は、対応する信号をコントローラ３０に送
るサーモスタットによって計算される。コントローラ３
０は、その出力が圧縮機１１に作動的に接続される圧縮
機可変速駆動装置３９に接続されている。この可変速駆
動装置３９は、例えば、インバータによって駆動される
交流モータなど、どのような公知の装置であっても良い
。
【００１９】システム１０からの熱の配分は、可変速モ
ータ駆動ファン２３の速度に依存し、それは、図３に示
される如く、空間加熱負荷の関数である。加熱負荷が増
すと、可変速モータ駆動ファン２３の速度もまた大きく
なる。従って、ファン２３がより速く運転されればされ
るほど、より一層多くの熱が空間に供給され、かつより
一層少ない熱が、冷媒対水熱交換器１２を介して温水タ
ンク１３に供給される。
【００２０】膨張弁２２のデューティサイクルは、一般
図４に示される如く調整される。その膨張弁デューティ
サイクルは、室外空気温度（Ｔｏ）及び圧縮機の速度（
Ｓｃ）の双方の関数である。室外空気温度センサ２９か
らの入力信号と圧縮機可変速駆動装置４０からの速度信
号を受けたコントローラ３０は、膨張弁デューティサイ
クルを所定百分率のデューティサイクルに調節する。 ここに説明された実施例においては、デューティサイク
ルが次の関係に従って計算される。
【００２１】 　　ＤＣ＝Ａ＋Ｂ（Ｓｃ）＋Ｃ（Ｔｏ）＋Ｄ（Ｓｃ）２
＋Ｅ（Ｔｏ）２
【００２２】従って、計算されたデュー
ティサイクルは、全ての状態においてシステム１０の冷
媒流を最適化し、システム効率を最大化する。
【００２３】本発明によれば、通常運転中、補助抵抗加
熱器１４は、一般に水加熱リレー１６によって消勢され
る。これにより、ヒートポンプシステム１０によってタ
ンク１３の加熱のほとんどを高効率に与えることができ
る。ヒートポンプシステムが水加熱負荷と空間負荷の双
方に追従できない場合には、補助抵抗加熱器１４が付勢
されるだけである。空間加熱要求が大きくかつ同時に水
加熱が要求される場合、圧縮機加熱が最初に空間に与え
られ、水加熱は単に補助抵抗加熱器１４によってのみ与
えられる。より低い凝縮温度がこの実施例に圧縮機加熱
を一層効率的に使用させるようにするので、この実施例
では空間加熱に優先度が与えられる。しかし、補助抵抗
加熱器２４は、また、空間負荷が最大速度で圧縮機によ
って供給され得る熱よりも大きい時にも要求される。
【００２４】本発明の好適な実施例について説明したが
、本発明の精神、本質から離れることなく、当業者によ
る多くの置換、変形及び変更が可能であることは明らか
である。例えば、本発明は分離した冷媒対水熱交換器及
び温水タンクによって説明されたが、これらは単一装置
に結合可能である。
【００２５】
【発明の効果】本発明によれば、圧縮機及び室内ファン
が可変空間負荷に対して最適速度で運転されるので、シ
ステムの最大効率が得られる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の原理に従って動作する一体型ヒートポ
ンプ及び温水システムの概略説明図である。
【図２】本発明の動作原理を説明するための図であって
、所定の性能包絡線内にある圧縮機速度、室外空気温度
及び空間負荷の関係を示す図である。
【図３】本発明の動作原理を説明するための図であって
、室内ファン速度の空間加熱負荷に対する関係を示す図
である。
【図４】本発明の動作原理を説明するための図であって
、膨張弁デューティサイクル、室外空気温度、及び圧縮
機速度の関係を示す図である。
【符号の説明】
１０　　一体型ヒートポンプ及び温水システム１１　　
可変速圧縮機 １２　　熱交換器 １３　　温水タンク １４，２４　　電気抵抗加熱器 １５　　温度センサ １６，３７　　加熱器リレー １７　　四方向弁 １８　　室外コイル １９　　室内コイル ２０　　室内ユニット ２１　　配管 ２２　　冷媒膨張弁 ２３　　可変速室内ファン ２７，３８　　サーモスタット ３０　　コントローラ ３１　　吸込管 ３２　　放出管 ３４　　室外ユニット

Claims (4)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】　　吸込口及び放出口を有し、熱移送流体
    を圧縮するための可変速駆動装置を備えた圧縮機と、上
    記圧縮機の放出口に直列配置で作動的に接続された水加
    熱熱交換器及び室内熱交換器と、上記室内及び室外熱交
    換器に作動的に接続された室外熱交換器と、上記室内及
    び室外熱交換器に作動的に接続された膨張装置とを含み
    、上記室内及び室外熱交換器は、それぞれ、それらの熱
    交換器上の空気を移動させるためそれらの熱交換器と関
    連付けられた可変速ファンを備えているとともに、さら
    に、所望の空間温度を予め設定し、そして空間加熱負荷
    を決定するため、その所望の空間温度を実際の空間温度
    と比較するためのサーモスタット装置と、圧縮機可変速
    駆動装置及び室内可変速ファンの速度を制御するための
    出力部、及び室外空気温度に対して空間加熱負荷、室内
    ファンの速度に対する可変速ファンからサーモスタット
    装置からの信号を受信するための入力部を有するコント
    ローラとを含んでいる、空間及び温水を同時に加熱する
    ための一体型加熱システムにおいて、加熱されるべき空
    間に対する空間加熱負荷を検知し、上記空間加熱負荷に
    応答して可変速室内ファンの速度を制御し、室外温度を
    検知し、上記室外温度を上記空間加熱負荷と比較し、そ
    して、圧縮機可変速駆動装置の速度を上記室外温度及び
    上記空間加熱負荷の所定の関数として制御することを特
    徴とする加熱システムの運転方法。
  2. 【請求項２】　　請求項１に記載の方法において、さら
    に、膨張弁の動作を、上記室外温度及び圧縮機可変速駆
    動装置の速度の所定の関数として制限する段階を有する
    ことを特徴とする加熱システムの運転方法。
  3. 【請求項３】　　請求項１に記載の方法において、上記
    膨張弁の動作を制限するための所定関数が、ＤＣが膨張
    弁のデューティサイクル運転、Ａ，Ｂ，Ｃ，Ｄ及びＥが
    加熱モード運転定数、Ｓｃが圧縮機速度、そしてＴｏが
    室外温度を表すとき、ＤＣ＋Ａ＋Ｂ（Ｓｃ）＋Ｃ（Ｔｏ
    ）＋Ｄ（Ｓｃ）＋Ｅ（Ｔｏ）２の関係を採用しているこ
    とを特徴とする加熱システムの運転方法。
  4. 【請求項４】　　請求項１に記載の方法において、上記
    一体型加熱システムが、さらに温水を加熱するための第
    １の予備の加熱器及び空間を加熱するための第２の予備
    の加熱器を含み、上記運転方法が、さらに、圧縮機可変
    速駆動装置の速度が空間加熱負荷及び温水加熱を同時に
    満足し得ない場合に、上記第１の予備の加熱器を付勢す
    る段階を含んでいることを特徴とする加熱システムの運
    転方法。
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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US9302710B2 (en) 2014-08-07 2016-04-05 Honda Motor Co., Ltd. Front pillar attachment for a vehicle body
US9481320B2 (en) 2014-08-07 2016-11-01 Honda Motor Co., Ltd. Front pillar exterior garnish for a vehicle body

Families Citing this family (38)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5332028A (en) * 1993-03-12 1994-07-26 Carrier Corporation Method and apparatus for controlling supplemental electric heat during heat pump defrost
DE4339880A1 (de) * 1993-11-23 1995-05-24 Kulmbacher Klimageraete Kompressions-Wärmepumpe und Verfahren zu ihrem Betreiben
US5465588A (en) * 1994-06-01 1995-11-14 Hydro Delta Corporation Multi-function self-contained heat pump system with microprocessor control
US5628201A (en) * 1995-04-03 1997-05-13 Copeland Corporation Heating and cooling system with variable capacity compressor
KR100248778B1 (ko) * 1997-11-07 2000-04-01 윤종용 공기조화기의 제습장치 및 그 제어방법
JP3737381B2 (ja) * 2000-06-05 2006-01-18 株式会社デンソー 給湯装置
US6907745B2 (en) * 2003-06-26 2005-06-21 Carrier Corporation Heat pump with improved performance in heating mode
US7051542B2 (en) * 2003-12-17 2006-05-30 Carrier Corporation Transcritical vapor compression optimization through maximization of heating capacity
GB0409147D0 (en) * 2004-04-24 2004-05-26 Thermal Energy Ventures Ltd Heat pump
US20080098760A1 (en) * 2006-10-30 2008-05-01 Electro Industries, Inc. Heat pump system and controls
US7628028B2 (en) * 2005-08-03 2009-12-08 Bristol Compressors International, Inc. System and method for compressor capacity modulation
US20080041081A1 (en) * 2006-08-15 2008-02-21 Bristol Compressors, Inc. System and method for compressor capacity modulation in a heat pump
WO2007027173A1 (en) * 2005-08-31 2007-03-08 Carrier Corporation Heat pump water heating system using variable speed compressor
US20070084938A1 (en) * 2005-10-18 2007-04-19 Mingsheng Liu Variable single zone air volume control system and method
MX2009012979A (es) * 2007-05-29 2010-06-17 United Technologies Corp Control de fuente de calor de planta de energia de ciclo rankine.
EP2103880B1 (en) * 2008-03-20 2011-09-07 Daikin Industries, Ltd. Heating and method for controlling the heating
US8904814B2 (en) * 2008-06-29 2014-12-09 Bristol Compressors, International Inc. System and method for detecting a fault condition in a compressor
US8601828B2 (en) 2009-04-29 2013-12-10 Bristol Compressors International, Inc. Capacity control systems and methods for a compressor
TWI452247B (zh) * 2009-12-09 2014-09-11 Univ Far East Intelligent heat pump frequency control module and the use of the module heat pump
EP2559953B1 (en) * 2010-04-15 2016-09-28 Mitsubishi Electric Corporation Hot water supply system and method for operating the system
US20120027388A1 (en) * 2010-07-29 2012-02-02 Fehr Robert L Adaptive heat pump resistance heat controller
US8689574B2 (en) 2010-08-25 2014-04-08 Lennox Industries Inc. Dedicated dehumidifier and water heater
EP2530391A1 (de) * 2011-06-03 2012-12-05 STIEBEL ELTRON GmbH & Co. KG Wärmepumpenvorrichtung sowie Verfahren zum Steuern einer Wärmepumpenvorrichtung
CN103069221A (zh) * 2011-08-24 2013-04-24 松下电器产业株式会社 取暖系统的控制方法以及取暖系统
EP2789933B1 (en) * 2011-12-06 2016-11-23 Mitsubishi Electric Corporation Heat pump type heating/hot-water supply system
FR3001029B1 (fr) * 2013-01-16 2017-09-01 Armor Geothermie Systeme de regulation dans une installation de climatisation a detente directe
US9389000B2 (en) 2013-03-13 2016-07-12 Rheem Manufacturing Company Apparatus and methods for pre-heating water with air conditioning unit or heat pump
CH708152B1 (de) * 2013-06-12 2017-09-15 Horst Grüning Steuerverfahren zur stufenlosen Einstellung der Heizleistung einer Inverter-Wärmepumpe.
US9696067B2 (en) * 2013-09-07 2017-07-04 Trane International Inc. Apparatus and method for controlling indoor airflow for heat pumps
US10204189B1 (en) 2014-03-28 2019-02-12 Dennis J. Koop Geothermal heat pump design simulation and analysis
US20160061462A1 (en) 2014-09-02 2016-03-03 Rheem Manufacturing Company Apparatus and method for hybrid water heating and air cooling and control thereof
WO2016181501A1 (ja) 2015-05-12 2016-11-17 三菱電機株式会社 ヒートポンプ式設備装置
SE540934C2 (en) * 2015-11-20 2018-12-27 Sens Geoenergy Storage Ab Methods and systems for heat pumping
SE541234C2 (en) * 2015-11-20 2019-05-07 Sens Geoenergy Storage Ab Methods and systems for heat pumping
US20170211862A1 (en) 2016-01-25 2017-07-27 Sharp Kabushiki Kaisha Dual temperature heat pump system
US20170211829A1 (en) 2016-01-25 2017-07-27 Sharp Kabushiki Kaisha Optimised heat pump system
US11739952B2 (en) * 2020-07-13 2023-08-29 Rheem Manufacturing Company Integrated space conditioning and water heating/cooling systems and methods thereto
US11781760B2 (en) 2020-09-23 2023-10-10 Rheem Manufacturing Company Integrated space conditioning and water heating systems and methods thereto

Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH0257875A (ja) * 1988-08-19 1990-02-27 Daikin Ind Ltd 空気調和装置の運転制御装置

Family Cites Families (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US2751761A (en) * 1951-10-15 1956-06-26 Whirlpool Seeger Corp Combination heat pump and water heater
US2934913A (en) * 1958-01-17 1960-05-03 Gen Electric Combination kitchen appliances
US4314456A (en) * 1980-05-05 1982-02-09 Borg-Warner Corporation Refrigerant condensing system
US4364237A (en) * 1981-02-02 1982-12-21 Borg-Warner Corporation Microcomputer control for inverter-driven heat pump
KR900000809B1 (ko) * 1984-02-09 1990-02-17 미쓰비시전기 주식회사 냉난방 · 급탕용(給湯用) 히트펌프장치
US4645908A (en) * 1984-07-27 1987-02-24 Uhr Corporation Residential heating, cooling and energy management system
US4766734A (en) * 1987-09-08 1988-08-30 Electric Power Research Institute, Inc. Heat pump system with hot water defrost

Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH0257875A (ja) * 1988-08-19 1990-02-27 Daikin Ind Ltd 空気調和装置の運転制御装置

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US9302710B2 (en) 2014-08-07 2016-04-05 Honda Motor Co., Ltd. Front pillar attachment for a vehicle body
US9481320B2 (en) 2014-08-07 2016-11-01 Honda Motor Co., Ltd. Front pillar exterior garnish for a vehicle body

Also Published As

Publication number Publication date
CA2048262A1 (en) 1992-03-22
US5081846A (en) 1992-01-21
KR920006697A (ko) 1992-04-28
KR950011376B1 (ko) 1995-10-02

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