JPS59231354A - ヒ−トポンプ式冷房給湯機の運転制御装置 - Google Patents

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】 本発明は、貯湯槽を備えたヒートポンプ式冷房給湯機の
運転制御装置に関し、特に、貯湯槽の湯のｌ！ｔｌ＋　
Ｊ−１り温度制御の改良に関するものである。

一般に、この種ヒートポンプ式冷房給湯機の運転制御装
置には、貯湯槽の場の）１１：上り温度を所定温度範囲
の任意値に可変設定する湯温設定器が備えられており、
給湯単独運転時に番よ室外から吸熱した熱量を貯湯槽の
貯溜水に与えて加熱することにより、回をユーザの好み
に応じて上記湯温設定器により設定された給湯温度に沸
上らせるようになされている。

ところで、この種ヒートポンプ式冷房給湯機は、上記給
湯単独運転に加え、冷房給湯同時運転つまり冷房運転に
より室内から吸熱した冷房排熱を外気に無駄に放散させ
ずに貯湯槽の貯溜水加熱用熱源として利用して貯湯槽の
場を上記湯温設定器の設定湿度に沸上らせるようにした
機能を併有することが省エネルギーの面から望ましい。

しかるに、上記従来のものにおいて、冷房給湯同時運転
を行うようにすると、貯湯槽の潟は湯温設定器で設定さ
れた給湯温度に沸き上るものであるため、例えば湯温設
定器の設定温度が所定温度範囲の高温側に位置する場合
には、冷房運転により室内空気から熱量を奪ったガス冷
媒は貯湯槽の湯温トツｒに伴い貯湯槽への放熱量が少な
くなるため、冷媒の凝縮温度が漸次高くなり、室内空気
からの熱戦ｔ！１量が次第に少なくなって冷房能力が低
下するとともに、圧縮機の吐出ガス温度が高くなり、シ
リンダ等の過熱を招いて圧縮機の信頼性が低下するとい
う問題が生じる。また、逆に湯温設定器の設定温度が所
定温度範囲の低温側に位置リ−る場合には、冷房排熱の
一部が回収されるにづぎず、湯温が上記設定温度に達す
ると運転状態は冷房給温同時運転から冷房単独運転に切
換ねって残りの冷房排熱は室外に無駄に放散されること
になり、冷房排熱の回収効率が悪くへるという問題が生
じる。

本発明は斯かる点に鑑みてなされたもので、給湯単独運
転時には温湿設定器の設定温度に渇を沸上らせながら、
冷房給湯同時運転時には予め固定設定しｌこ所定温度範
囲の所定値に湯を沸上らせるようにすることにより、ユ
ーザの好みに応じた温度の湯の沸上り機能を確保しつつ
、冷房給湯同時運転を冷房０ヒカの低下なく且つ冷房排
熱の回収効率を高く維持しながら行うようにすることを
目的とするものである。

この目的達成のため、本発明の構成は第１図に示すよう
に、貯湯槽の湯の沸上り温度を所定温度範囲の任意）白
に可変設定づ−る第１渇温設定器（１６）と、貯湯槽の
湯の沸上り温度を上記所定温度範囲の所定値に固定設定
する第２揚温設定器（１７〉と、貯湯槽の湯の沸上り温
度を給湯単独運転時に（よ上記第１渇温設定器（１６）
により設定し、冷房給湯同時運転時には上記第２渇温設
定器〈１７）により設定するよう選１尺づる選択回路（
２３）と、貯湯槽内の回を該選択回路（２３）の設定温
度信号に応じた温度に沸上らせる加熱回路（３０）とを
備えたことを特徴とするものである。

このことにより、本発明では、給湯単独運転時には湯の
沸上り温度を選択回路（２３）の選択により第１揚温設
定器（１６）により設定して貯湯槽の湯を加熱回路（３
０）によりユーザの好みに応じた温度に沸上らゼる一方
、冷房給湯同時運転時には湯の沸上り温度を第２渇渇設
定器（１７）により設定して貯湯槽の湯を予め固定設定
した所定温度範囲の所定値に）１１１上らせるようにし
たものである。

以下、本発明の実施例を図面に基いて詳細に説明する。

第２図はピー１−ポ２フ式冷暖房給湯槻の冷媒回路を示
し、（１）は圧縮機、（２）は室内に配設される空調負
荷側熱交換器、（３）は熱源側熱交換器、（４）は貯渇
（ａ、（５）は該貯湯槽（４）内の貯溜水を加熱Ｊるた
めの給湯負荷側熱交換器、（６）は暖房Ｊ５よび給湯用
膨張弁、く７）は冷房および冷房給湯用膨張弁、（ＳＶ
＋）ＪＪよび（ＳＶ２）は上記各機器間に介設された四
路切換弁、（ＳＶａ　）ないしくＳＶｓ　）は電磁弁で
あって、冷房運転時には冷媒循環系統を同図実線矢印で
示す冷房運転サイクルに切換えて室内を冷房する一方、
暖房運転時には同図破線矢印で示す暖房運転サイクルに
切換えて室内を暖房し、まＩこ＃Ｆ３渇運転時には同図
一点鎖線矢印で示す給湯運転サイクルに切換えて貯湯槽
（４）の１（ｊ′溜水を加熱し、冷房給湯運転時には同
図二点鎖線矢印で示Ｊ−冷房給瀉運転サイクルに切換え
て室内を冷房すると同時に貯湯槽（４）内の貯溜水を加
熱づるようにしている。

次に、上記第２図に示す冷暖房給湯）幾の運転状態を冷
房、暖房、給湯および冷房給湯の４状態に切換える運転
切換回路を第３図に承り。第３図において、（８）は運
転スイッチ、（９ンは冷房運転時、空温が所定温度（Ｔ
１）以」ニのときに閉じ、暖房運転時、ｖ温が所定温度
（Ｔ’２）以下のときに閉じる室温調節用ナーモスタッ
１〜、（Ｘｌ）は該運転スイッチ（８）および室温調節
用ザーモスタント（９）の開時にＯＮ作動づるリレー、
（Ｘ２）は該リレー（Ｘｌ）のＯＮ作動時にその常開接
点（Ｘ＋　−＋　）の開成にＪこりＯＮ作動する圧縮機
用リレー、（１０）は冷／暖切換スイツヂ、（Ｘ３）は
該冷／暖切換スイッチ（１０）の冷房側切換え時に運転
スイッチ（８）が閉じられるとＯＮ作動する冷房用リレ
ーである。また、（Ｘ　２−１）は上記圧縮機用リレー
（Ｘ２）の常開接点、（Ｘｓ−１，）は上記冷房用リレ
ー（ｘ３）の切換接点、（１１）は該圧縮機用リレー（
Ｘ２）の常開接点（Ｘ２−＋　）の開時で且つ冷房用リ
レー（Ｘｓ〉の切換接点（、Ｘｓ−１）のＯＮ側位置時
に冷房運転指令信号を発する冷房運転指令信号発生回路
である。次に、第３図の残部を説明する前に便宜上、上
記貯湯槽（４）内の貯溜水を加熱するよう給湯運転指令
信号を発する給湯運転指令信号発生回路について説明す
る。

第４図は上記給湯運転指令信号発生回路（１２）を示し
、第４図において（ＰＣ＋　）は上記冷房運転指令信号
発生回路（１１）の冷房運転指令信号をＤ２端子を介し
て受けて作動する第１フオトカプラ、（×４）は該第１
フオトカプラ（ＰＣ＋　）の作動時に第１トランジスタ
（１−ｒＩ）を介してＯＮ作動する選択リレー、（１５
）は貯湯槽（４）の内部又は外部に配設され貯湯槽（４
）内の湯温を感知する負の抵抗湿度特性のサーミスタで
構成されたｉ温センザ、（１６）は貯湯槽（４）の湖の
沸上り温度を所定温度範囲（例えば４０〜６５℃）の任
意値に可変設定する第１渇温設定器、（１７）は貯湯槽
（４）の潟の沸上り温度を上記所定温度範囲の所定値（
例えば５５　’Ｃ）に固定設定する第２湯温設定器、（
Ｘ４−１＞は上記選択リレー（ｘ４）の切換接点である
。また、（１８）は該選択リレー（×４）のＯＦＦ作動
時つまり切換接点（Ｘ４−１）のＯＦＦ側位置時には上
記湯温センサ（１５）と第１渇温設定器〈１６）とで１
９られる比較電圧（Ｖｃ＋）を２個の抵抗（Ｒ１）、（
Ｒ２）で設定した基準電圧値（ＶＳ＋）と比較し、実際
湯温が第１揚温段定器（１６）の設定温１．ｆ　（−１
−３）以下のとぎに出力がｒＬＪレベルになる一方、選
択リレー（×４）のＯＮ作動時つまり切換接点（Ｘ４−
１）のＯＮ側位置時には湯温センサ（１５）と第２渇湿
設定器（１７）とで１９られる比較電圧（ＶＯ２＞を上
記２個の抵抗（Ｒ１）、（Ｒ２）で設定した基準電圧ｆ
ｌｌ’Ｊ（ＶＳ＋）と比較し、実際湯温が第２渇温設定
器（１７）の設定温度（Ｔ４）以下のときに出力がｒＬ
Ｊレベルになるコンパレータ、（Ｔｒ　２　）は該コン
パレータ（１８）のｒＬＪ出力時にＯＦＦ作動するトラ
ンジスタである。さらに、（２０）は手動式の給湯スイ
ッチであって、該給湯スイッチ（２０）は電源端子（２
０ａ）と、アースされたＯＦＦ側端子（２０ｂ）と、開
放されたＯＮ側端子（２００）とを有している。加えて
、〈ＰＯ２）は冷房運転指令信号発生回路（１１）の冷
房運転指令信号を受けて作動する第２フオ１〜カプラ、
（Ｔｒ　ｓ　）は該第２７Ａ１〜カプラ（ＰＯ２）の作
動によりＯＮ作動する第３１−ランジスタ、（２１）は
上記給湯スイッチ（２０）の電源端子（２０ａ　）がＯ
Ｎ側端子（２０ｃ）に接続された状態時および上記第３
トランジスタ（Ｔｒ　３　）のＯＮ作動時にｒｌ−ＩＪ
比出力なる第１インバータ、（２２）は該第１インパー
ク（２１）の「１」」出力時に上記第２トランジスタ（
Ｔｒ　２　）がＯＦＦ作動するとｒＬＪ出力となる第２
インバータ、（×５）は該第２インバータ（２２）のｒ
ＬＪ出力時にＯＮ作動して給湯運転指令信号を発する給
湯用リレーである。

次に、第３図の残部について説明する。第３図において
、（Ｘｓ−＋）は上記給湯用リレー（Ｘｓ）の常開接点
、（２５）は第２図の四路切換弁（ＳＶ＋　）、（ＳＶ
２　）（＋３よび電磁弁（ＳＶ３　）〜（ＳＶ５　）を
切換および開閉制御して冷媒循環系統を冷房運転サイク
ルに切換える冷房切換回路、（２６）は同様に暖房運転
サイクルに切換える暖房切換回路、（２７）は給湯運転
サイクルに切換える給湯切換回路、（２８）は冷房給湯
運転サイクルに切換える冷房給湯切換回路である。また
、（Ｘ６）は給湯用リレー（Ｘｓ）の常開接点く×５−
１）の開成によりＯＮ作動するリレー、（Ｘ６−１）は
該リレー（Ｘ６）の切換接点であって、該切換接点（Ｘ
ｓ−＋）は冷房切換回路（２５）と冷房給湯切換回路（
２８）相互間を選択切換し、上記冷房運転指令信号発生
回路（１１）の冷房運転サイクルによりＯＦＦ側位置時
には冷房切換回路（２５）を作動させる一方、ＯＮ側位
置時には冷房給湯切換回路〈２８）を作動させるもので
ある。さらに、（Ｘ７）は冷房給潟切、１％回路（２８
）の作動時にＯＮ作動するリレー、（Ｘ７−１）は該リ
レー（Ｘ７）の常閉接点であって、該常閉接点（Ｘ７−
＋　）の開放により給湯切換回路（２７）の作動を阻止
するものであり、冷房給湯切換回路（２８〉の作動時に
は給湯切換回路（２７）の作動を阻止するようにしてい
る。加えて、（ｘ８）は圧４１ｉｉ機用リレー（Ｘ２）
の常開接点（Ｘ２−＋　）の閉時で且つ冷房用リレー（
Ｘａ　）の切換接点（Ｘａ　−＋　）　のＯＦＦ側位置
時ニＯＮ　作動ｊ−ル暖房用リレー、＜Ｘａ−＋）およ
び（Ｘｓ　−２）はそれぞれ該暖房用リレー（ｘ８）の
常開接点および常閉接点であって、該暖房用リレー（Ｘ
ａ）の常開接点（Ｘｓ−１）の開成により暖房切換回路
（２６）を−作動させるとともに、該暖房用リレー（Ｘ
ａ）の常閉接点（Ｘｓ−２）の開放により給湯切換回路
〈２７）の作動を阻止するようにしている。

よって、給温１１１独運転時つまり給湯用リレー（Ｘａ
＞の常ｔ７ｔｌ接点（Ｘｓ−１）の開成に伴う給湯切換
回路（２７）の作動時には、冷房運転指令信号発生回路
（１１）からの冷房運転指令信号の非出力により選択リ
レー（×４）がＯＦＦ作動し、その切換接点（Ｘ４−１
）がＯＦＦ側位置に切換ねることにより、貯湯槽（４）
の渇の沸上り温度を第１渇温設定器（１６）により設定
し、また冷房給湯同時運転時すなわち冷房運転指令信号
発生回路（１１）から冷房運転指令信号が発生し且つ給
湯用リレー（ｘ５）の常開接点（Ｘｓ　−＋　）の開成
に伴いリレー（Ｘｅ）がＯＮ作動しその切換接点（Ｘｅ
　−＋　）がＯＮ側に切換わって冷房給湯切換回路（２
８）が作動した時には、上記冷房運転指令信号発生回路
（１１）からの冷房運転指令信号の発生に伴い選択リレ
ー（Ｘ４）がＯＮ作動し、その切換接点（Ｘａ−＋）が
ＯＮ側に切換わることにより、貯湯４ｅＪ　（４’　）
の湯の沸」ニリ温１哀を第２湯温設定器（１７）により
設定するよう選択するようにした選択回路（２３）を構
成している。

また、給湯単独運転時（つまり給湯切換回路〈２７〉の
作動時）には、該給湯切換回路（２７）の作動により熱
源側熱交換器く３）で吸熱した熱量を給湯負荷側熱交換
器（５）で貯湯槽く４）に与えて該貯湯槽（４）の貯溜
水を上記選択リレー（Ｘ４）にＪ二り選択された第１渇
温設定器（１６）の設定温度（Ｔａ）に沸上らせる一方
、冷房給湯同時運転時（つまり冷房給湯切換回路く２８
）の作動時）には、該冷房給湯切換回路（２８）の作動
により空調負荷側熱交換器（２）で吸熱した冷房排熱を
給湯負荷側熱交換器（５）で貯湯槽（４）に与えて該貯
湯槽（４）の貯溜水を第２楊渇設定器（１７）の設定温
度（Ｔａ）に沸上らせることにより、貯湯槽（４）の潟
を上記選択回路（２３）の設定温＋６信号に応じた温度
に）１１；上らせるようにした加熱回路（３０）を構成
している。

次に、上記実施例の作動について説明覆る。いま、冷／
暖切換スイッチ（１０）は冷房側位置に、給湯スイッチ
（２０）はＯＮ側位置（２０Ｃ＞にあり、また運転スイ
ッチ（８）は閉じられており、冷房用リレー（×３）の
切換接点（×３−１）【よＯＮ側位置にある。

そして、この状態で、室温が所定温度（Ｔ＋）より低い
時つまり冷房運転不要時には室温調節用サーモスタット
（９）は問いており、このため、圧縮機用リレー〈ｘ２
〉はＯＮ作動せずその常開接点（Ｘ２−＋　）は開いた
ままで、冷房運転指令信号発生回路（１１）からは冷房
運転指令信号は発生せず、冷房切換回路（２５）は作動
することがない。その際、上記冷房運転指令信号発生回
路（１１）からの冷房運転指令信号の非出力に伴い選択
リレー〈Ｘ４）はＯＦＦ作動しており、そのＶＪ換接点
（Ｘ４−１）はＯＦＦ側に切換ねっている。このため、
貯湯槽（４）の尖際潟溜１が第１湯温設定器（１６）の
設定温度（Ｔａ）以下になると、コンパレータ（１８）
が「１」出力になり、第２１ヘランジスタ（工ｒｚ）が
ＯＦＦ作動して第２インバータ（２２）が「「」出力と
なるｌこめ、給湯用リレー（Ｘｓ）がＯＮ作動しその常
開接点（Ｘｓ　−Ｉ）が閉じて給湯運転指令信号が出力
される。そのため、給湯切換回路（２７）が作動して給
湯単独運転が行われ、その結果、貯湯槽（４）内の泪は
第１湯温設定器（１６〉の設定温度（Ｔａ）に沸き上る
。その際、上記給湯用リレー〈Ｘ５）の常閉接点（Ｘｓ
　−＋　）の開成に伴いリレー（ｘ６）がＯＮ作動シテ
ソノ切換接点（Ｘｓ−＋）がＯＮ側に切換えられるが、
冷房運転指令信号発生回路（１１）からの冷房運転指令
信号の非出力により冷房給湯切換回路（２８）は作動す
ることがない。

これに対し、室温が所定温度（Ｔ１）以上の時には、室
温調節用サーモスタット（９）が閉じ圧縮機用り−（×
２）がＯＮ作動してその常閉接点（Ｘ２−１＞が開じ、
冷房運転指令信号発生手段（１１）から冷房運転指令信
号が発生ずる。このため、選択リレー（Ｘ４）がＯＮ作
動しその切換接点（Ｘ４−１＞がＯＮ側に切操わって場
の沸上り温度が第２湯濡設定器（１７）により設定され
る。このことにより、実際湯温か設定温度（Ｔ４）（例
えば５５℃）以上の場合には、コンパレータ（１８）の
「１」」出ノＪ　ｉＪ３よび第２１〜ランジスタ（−ｒ
ｒ２）のＯＮ作動に伴い第２インバータ（２２）が「１
」」出力となり、給湯用リレー（×５）がＯＦＦ作動し
てその常閉接点（Ｘｓ−１）は開くことになる。このた
め、リレー（Ｘ６）はＯＦＦ作動しその切換接点（Ｘｓ
−１）がＯＦＦ側に切換ねって、冷房切換回路（２５）
が上記冷房運転指令信号発生回路（１１）の冷房運転指
令信号を受けて作動し、冷房単独運転が行われることに
なる。一方、実際温湿が設定湿度（Ｔ４　）　　（例え
ば５５℃）より低くなると、作動が上記とは逆になり、
今度はコンパレータ（１８）のｒＬＪ出力に基づき給湯
用リレー（Ｘｓ〉がＯＮ作動しその常閉接点（Ｘｓ　−
＋　）が閉じるため、リレー（Ｘ６）がＯＮ作動しその
切換接点（Ｘｓ　−＋　）がＯＦ　Ｆ側からＯＮ側に切
換わる。その結果、冷房切換回路（２５）の作動が停止
したのち、冷房給湯切換回路（２８）が作動して冷房給
湯同時運転が行われ、貯湯槽（４〉の渇は設定温度（Ｔ
４）（例えば５５℃）に沸き上ることになる。この時、
上記冷房給湯切換回路（２８）の作動に伴いリレー（Ｘ
７）がＯＮ作動してその常閉接点（×７−１）が開くた
め、給湯切換回路（２７）の作動開始は阻止される。

したがって、冷房給湯同時運転時には第１湯温設定器（
１６）の設定温度（Ｔ３）の高低に拘わらず第２揚温設
定器（１７）で固定設定した所定温度（Ｔ４　）　　（
例えば５５℃）に潟を沸ぎ上らせることができるので、
上記第１渇渇設定器（１６）の設定温度（Ｔ３）が所定
温度範囲の高温側（す％　ｔ）　も５６〜６５℃の範囲
内）に設定されている場合には、湯温が所定温度（Ｔ４
）に達すると、運転状態が冷房給湯同時運転から冷房単
独運転に切換わり、冷媒は室内熱交換器（２）で室内か
ら吸熱した熱量を熱源側熱交換器（３）で室外に十分に
放熱して凝縮淘瓜が低くなり、所定冷房能力が確保され
るとともに、圧縮機（１）の吐出ガス温度が適正になり
、圧縮機（１）の信頼性が向上する。また、逆に第１瀉
温設定器（１６）の設定温度（Ｔ３）が所定温度範囲の
低温側例えば４５℃に設定されている場合には、湯温が
４５℃から５５℃に達するまでのあいだ冷房給湯同時運
転が続行されて、その分、冷房排熱の回収効率が高くな
る。

尚、上記実施例では、冷房運転指令信号発生回路（１１
）からの冷房運転指令信号に基づき選択リレー（Ｘ４）
を０Ｎ−ＯＦＦ制御したが、その他、Ｄ１端子とＤ２端
子との間に冷房用リレー（Ｘｓ）の常閉接点を介設し、
該常閉接点の開閉状態に応じて選択リレー（×４）を０
Ｎ−ＯＦＦ制御して、冷／暖切換スイッヂ（１ｏ）の冷
房側切換時には常に第２湯温段定器（１７）を選択する
ようにしてもよい。

以上説明したように、本発明によれば、給温単独運転時
にはユーザの好みに応じた温度に湯を沸き上らせるとと
もに、冷房給湯同時運転時には予め固定設定した所定温
度範囲内の所定値に潟を沸上らせるようにしたので、ユ
ーザの好みに応じた温度の湯の沸上り性（ｍを確保しつ
つ、冷房給湯同時運転時には圧縮機の信頼性の向上を図
りながら冷房能力の低下を防止できると共に効率の良い
冷房排熱回収ができ、よって冷房給湯機の性能向上と経
済性の向上とをａｆぜ図ることができるものである。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の構成を示すブロック図、第２図ないし
第４図は本発明の実施例を示し、第２図はピー１〜ポン
プ式冷暖房給湯機の冷媒回路図、第３図は運転切換回路
を示す電気回路図、第４図は給湯運転指令信号発生回路
を示す電気回路図である。 （４）・・・貯湯槽、（１６）・・・第１渇温段定器、
（１７）・・・第２渇温設定器、（Ｘ４）・・・選択リ
レー、（Ｘ４−＋　）・・・選択リレーの切換接点、（
×４−２）・・・選択リレーの切換接点、（１８）・・
・コンパレータ、−（Ｘ５）・・・給湯用リレー、（２
３）・・・選択回路、（２７）・・・給温切換回路、（
２８）・・・冷房給湯切換回路、〈３０）・・・加熱回
路。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. （１）貯湯１！！７（４）の湯の）１１：上り温度を所
   定温度範囲の任意値に可変設定する第１楊渇段定器（１
   ６）を備えたヒートポンプ式冷房給ｍ機の運転制御装置
   において、貯湯槽（４）の腸の沸上り湿度を上記所定温
   度範囲の所定値に固定設定する第２渇温設定器（１７）
   と、冷房運転指令信号発生時に貯湯ｍ　（４＞の潟の沸
   上り温度を上記第２渇渇設定器（１７）により設定する
   よう選択する選択回路（２３）とを備えたことを特徴と
   するヒートポンプ式冷房給湯機の運転制御装置。