JPS62252855A - ヒートポンプ装置 - 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】 （産業上の利用分野） この発明はヒートポンプシステムに関するものであって
、特に風呂用熱交換器による浴槽湯の加熱機能を有する
ヒートポンプシステムに関する。

（従来の技術） 風呂用熱交換器を併用し、浴槽湯の加熱を可能にしたヒ
ートポンプシステムの従来例としては、例えば特開昭６
０−１６９０４５号公報に記載された装置を挙げること
ができる。この装置について、第５図に基づいて説明す
ると、図において、５１は圧縮機、５２は室内熱交換器
、５３は室外熱交換器、５４は貯湯槽ユニット、５５は
浴槽ユニットをそれぞれ示しており、上記各構成部品５
１〜５５は冷媒回路５６によって接続されている。なお
上記浴槽ユニット５５は、浴槽５７、風呂用熱交換器５
８及び両者５７．５８間において浴槽湯を循環させるた
めのポンプ５９によって構成されている。

また上記冷媒回路５６には、第１〜第４電動膨張弁６１
〜６４、第１及び第２四路切換弁６５．６６、第１及び
第２電磁弁６７．６８が介設されており、これら６弁６
１〜６８を制御することによって冷媒の循環回路を切換
え得るようなされている。すなわち第３及び第４電動膨
張弁６３．６４と第２電磁弁６８とを開弁することによ
って圧縮機１からの吐出冷媒を、第２四路切換弁６６を
経由して室内熱交換器５２から室外熱交換器５３へと循
環させて室内の暖房を行なう一方、第１及び第３電動膨
張弁６１．６３と第１電磁弁６７とを開弁することによ
って圧縮！ｌからの吐出冷媒を、第１四路切換弁６５を
経由して風呂用熱交換器５８から室外熱交換器５３へと
循環させて風呂の加熱、例えば追い焚きを行なえるよう
になっているのである。

また上記装置は、図示しないが、さらに室温を検出する
ための室温サーモと、浴槽湯の温度を検出するための湯
温サーモとを有しており、室温が設定温度よりも低くな
った際の室温サーモからの信号によって暖房運転を、ま
た浴槽湯が設定温度よりも低くなった際の湯温サーモか
らの信号によって追い焚き運転をそれぞれ行なうように
、上記６弁６１〜６４．６７．６８の作動を制御するよ
うになっている。そして上記装置においては、室温サー
モと湯温サーモとの両者から運転要求信号がある場合に
、暖房運転を行なわず、追い焚き運転を優先的に行なう
ような制御が行なわれている。

このように切換運転を行なうようにしたのは、上記再運
転を同時に行なうことを想定して圧縮機ｌの容量を選択
したのでは、装置自体が大型化し、コストアップを招く
ためであり、また追い焚き運転を優先させるのは、室温
低下よりも湯温低下の方が大きな不快感を使用者に与え
ることを考慮したためである。

（発明が解決しようとする問題点） しかしながら上記装置においては、暖房使用者は少ない
とはいえ不快感を感じることは確かな訳であり、そのた
めできる限り追い焚きと暖房とを同時運転するのが理想
的である。すなわち、追い焚き運転は、浴槽湯の放熱や
人体吸熱を補償するために行なわれるものであり、その
ため温湯、外気温度、室内側での負荷等の関連において
、運転条件によっては暖房との同時運転を行ない得る場
合もある訳であり、このような場合にまで一義的に暖房
運転を行なわないことにするのは不合理である。

この発明は上記した従来の欠点を解決するためになされ
たものであり、その目的は、状況に応じて追い焚き等の
風呂加熱と暖房との同時運転を行なえるようにし、使用
者の不快感を軽減することの置部なヒートポンプシステ
ムを提供することにある。

（問題点を解決するための手段） そこでこの発明のヒートポンプシステムにおいては、圧
縮機１から吐出される冷媒を室内熱交換器１９、膨張機
構１５、室外熱交換器１０を順次経由して圧縮機１へと
返流すると共に、上記室内熱交換器１９に並列に風呂用
熱交換ＶＳ２２を接続して成るヒートポンプシステムに
おいて、第１図に示すように、暖房負荷を検出すると共
に暖房負荷が基準値より大であるときに暖房運転指令信
号を発する暖房運転指令信号発生手段３６と、浴槽温度
を検出すると共に浴槽温度が基準値未満のときに風呂加
熱運転指令信号を発する風呂加熱運転指令信号発生手段
３８と、風呂加熱能力を検出する風呂加熱能力検出手段
２８と、上記両運転指令信号が発せられると共に上記検
出された風呂加熱能力が基準値以上である場合に暖房運
転と風呂加熱運転との同時運転を行なうべく冷媒循環系
統を制御する運転制御手段４２とを設けである。

（作用） 上記のように暖房と風呂加熱との両運転指令信号の出力
があるときに、風呂加熱能力を検出し、基準値以上の風
呂加熱能力がある場合に、暖房と風呂加熱との同時運転
を行なうようにしであるので、従来に比較して暖房運転
頻度が高くなり、そのため使用者の不快感を軽減し得る
ことになる。

（実施例） 次にこの発明のヒートポンプシステムの具体的な実施例
について、図面を参照しつつ詳細に説明する。

まず第２図には冷媒回路図を示すが、図のようにこの装
置は、室外ユニソ＋−Ｘと、３台の室内ユニットＡ−Ｃ
と、浴槽ユニットＤとを有するものである。室外ユニッ
トＸは圧縮ｔＪ３１１を有しており、この圧縮機１の吐
出配管２と吸込配管３とはそれぞれ四路切換弁４に接続
されている。なお上記圧縮機１は、その回転速度つまり
圧縮能力を制御するためのインバータ５を有するもので
あり、またその吸込配管３にはアキュムレータ６がそれ
ぞれ介設されている。上記四路切換弁４には第１ガス管
７と第２ガス管８とが接続されているが、上記第１ガス
管７は室外熱交換器９に接続され、また上記第２ガス管
８はヘッダー１０に接続されている。また上記室外熱交
換器９には、第１液管１１が接続されており、この第１
液管１１は受液器１２に接続されると共に、その途中に
は第１電動膨張弁１３が介設されている。上記受液器１
２には、第２液管１４の一端部が接続されているが、こ
の第２液管１４の他端部と上記ヘッダー１０との間には
、図の場合には４本の分岐冷媒配管１５〜１８が接続さ
れている。上記分岐冷媒配管のうちの３本の配管１５．
１６．１７は、それぞれ室内ユニットＡ、Ｂ、Ｃに、ま
た残りの冷媒配管１８は浴槽ユニッｌ−Ｄに接続されて
いる。上記各室内ユニットＡ−Ｃは、１台の室内ユニッ
トＡについてのみ図示するが、室内熱交換器１９と室内
ファン２０とを有するものである。また上記浴槽ユニッ
トＤは、浴槽２１と、風呂用熱交換器２２と、これら両
者２１．２２の間において浴槽湯を循環させるためのポ
ンプ２３とを有するものである。なお上記各冷媒分岐配
管１５〜１８においては、液管１４側の位置に、それぞ
れ第２電動膨張弁２４〜２７が介設されている。また浴
槽ユニットＤ側の分岐冷媒配管１８においては、該ユニ
ッ）Ｄと上記第２電動膨張弁２７との間に温度センサー
２８が取着されているが、この温度センサー２８は、風
呂用熱交換器２２の出口での凝縮冷媒の温度を検出する
ためのものである。

上記したヒートポンプシステムにおいては、暖房運転を
行なう場合には、浴槽ユニソｌ−Ｄ側の第２電動膨張弁
２７を停止開度（圧縮機１への液戻りを防止するため、
自然放熱にみ合うだけのわずかな量の冷媒を流し得る開
度のこと、以下同じ）にすると共に、必要な他の第２電
動膨張弁２４〜２６を室内熱交換器１９・・１９の過冷
却度制御を行なうための制御開度とし、圧縮機１から吐
出された冷媒を、四路切換弁４を経由して各室内熱交換
器１９・・１９から室外熱交換器９へと循環させる。な
おこの場合、第１電動膨張弁１３は、室外熱交換器９の
過熱度制御を行なうべく、制御開度となされている。ま
た風呂加熱、例えば追い焚き運転を行なう場合には、室
内ユニソ１−Ａ−Ｃ側の第２電動膨張弁２４〜２６を停
止開度とすると共に、浴槽ユニッ）Ｄ側の第２電動膨張
弁２７及び第１電動膨張弁１３を上記と同様な制御開度
にし、圧縮機１から吐出された冷媒を上記と同様に風呂
用熱交換器２２から室外熱交換器９へと循環させる。な
お追い焚き・暖房同時運転の場合には、必要な第２電動
膨張弁２４〜２６と第２電動膨張弁２７とを制御開度に
すればよい。また冷房運転及び風呂冷却運転は、四路切
換弁４を切換えて圧縮機１からの吐出冷媒を上記とは逆
に、室外熱交換器９から室内熱交換器１９・・１９や風
呂用熱交換器２２へと循環させることによって行なうの
である。

次に上記ヒートポンプシステムの運転制御回路について
、第３図に基づいて説明するが、以下の説明は暖房運転
と風呂の加熱、例えば追い焚き運転とについて行なう。

図のように室外ユニットＸは、室外制御装置３１と、イ
ンバータ制御装置３２と、弁制御手段３３とを有するも
ので、上記室外制御装置３１には、前記のように、温度
センサー２８が接続されている。上記インバータ制御装
置３２は、インバータ５の周波数、つまり圧縮機１の回
転速度を制御するためのものである。また上記弁制御手
段３３は、室外制御装置３１からの指令にて、上記第２
電動膨張弁２４〜２７や四路切換弁４を制御し、暖房運
転、追い焚き運転、暖房・追い焚き同時運転等の運転モ
ードを制御する機能を有するものである。

−刃室内ユニｙトＡ−Ｃは、室内制御装置３４（図示は
１台の室内ユニットＡについてのみ行なう、以下同じ）
を有しているが、この室内制御装置３４には、リモコン
スイッチ３５と室内サーモ３６とがそれぞれ接続されて
いる。上記リモコンスイッチ３５は、該室内ユニットＡ
〜Ｃの運転を行なうための運転スイッチと、希望温度を
設定するための温度設定スイッチとを有するものである
。

この室内制御装置３４からは、室外制御装置３１に対し
て、運転スイッチがＯＮであり、かつ室内サーモ３６に
よる検出温度が設定温度よりも低くなったときに発せら
れる暖房運転指令信号が出力される。

また浴槽ユニソ）Ｄは、風呂制御装置３７を有している
が、この風呂制御装置３７には、浴槽湯の湯温を検出す
るための湯温サーモ３８と、台所等の室内に配置される
リモコンボックス３９とが接続されている。このリモコ
ンボックス３９は、追い焚き運転を行なうための風呂運
転スイッチ４０と、希望湯温を設定するための湯温設定
スイッチ４１とを有するものである。この風呂制御装置
３７からは、室外制御装置３１に対して、上記風呂運転
スイッチ４０がＯＮであり、かつ上記湯温サーモ３８で
の検出湯温が設定湯温よりも低くなったときに追い焚き
運転指令信号が出力されるが、それと共に上記湯温サー
モ３８によって検出された湯温Ｔも出力される。

次に上記ヒートポンプシステムの運転制御方法について
、第４図に基づいて説明する。まずステップＳ１におい
て、暖房運転指令信号の有無、つまり暖房運転スイッチ
がＯＮであり、かつ室内サーモ３６による検出温度が設
定温度よりも低いのか否かの判断をする。そして暖房運
転指令信号が出力されている場合には次のステップＳ２
にて、追い焚き運転指令信号が出力されているか否か、
つまり風呂運転スイッチ４０がＯＮで、かつ湯温サーモ
３８での検出湯温か設定温度よりも低いのか否かの判断
をする。上記ステップＳ１がＮＯの場合には、暖房運転
を行なっていたのであれば、ステップＳ３にて暖房運転
を停止し、次のステップＳ４に移行して、再度、追い焚
き運転指令信号の有無を判断する。

このステップＳ４がＮＯの場合には、いずれの運転指令
信号も出力されていない訳であるから、ステ・ノブＳ５
にて圧縮機１を停止する。一方ステップＳ４がＹＥＳの
場合には、次のステップＳ６にて追い焚き単独運転を行
なう。この運転は、ステップＳ７のように、追い焚き運
転指令信号の出力がなくなるまで継続され、湯温か設定
温度に達する等して上記追い焚き運転指令信号の出力が
な（なった場合には、ステップＳ１へと復帰する。一方
上記ステップＳ２がＮＯの場合、ステップＳ８において
暖房運転を行なうが、この運転の停止は、ステップＳ１
に復帰後、室温が設定温度に達する等してステップＳ１
がＮｏになった段階で、ステップＳ３に移行することに
よって行なわれる。

一方上記ステップＳ２がＹＥＳの場合、つまり両運転指
令信号が共に出力されている場合には、ステップＳ９に
移行し、一定時間（例えば、１〜０．５分間）だけ暖房
運転と追い焚き運転との同時運転を行なう。この場合、
インバータ周波数をできるだけ高く、好ましくは最高周
波数にして圧縮機１を最大能力としておく。そして上記
一定時間が経過した後、ステップＳＩＯにおいて、温度
センサー２８にて検出された風呂用熱交換器２２の出口
側の凝縮液冷媒の温度Ｔｃが、湯温サーモ３８による検
出湯温Ｔとの関連において、Ｔｃ＞Ｔ＋αであるか否か
の判断をする。なおαは、２〜５℃の範囲内の定数であ
る。すなわち、上記ステップＳＩＯにおいては、必要と
される追い焚き負荷よりも充分に大きな追い焚き能力を
有するか否かの判断を行なうのである。そして能力不足
である場合には、ステップＳ６に移行して、暖房運転を
停止すると共に、前記と同様に追い焚き単独運転を行な
う。一方、充分な追い焚き能力を有する場合には、ステ
ップＳｌｌに移行して追い焚きと暖房の同時運転を継続
すると共に、ステップＳ１へと戻って以後、同様な作動
を繰り返す。

以上のように、上記ヒートポンプシステムにおいては、
風呂加熱能力検出手段としての温度センサー２８で凝縮
冷媒の温度Ｔｃを検出し、上記ステツブＳＩＯ及びステ
ップＳｌｌにて構成される運転制御手段４２で、上記検
出温度Ｔｃを基準値（Ｔ＋α）と比較し、この結果、充
分な追い焚き能力がある場合に追い焚きと暖房との同時
運転を行なうようにしであるので、従来のように一義的
に暖房運転を停止するような場合に比較して、暖房運転
頻度が高くなり、そのため暖房使用者の不快感を軽減し
得ることになる。殊に、圧縮能力を制御し得るインバー
タマルチエアコンにおいては、暖房側の負荷状態によっ
て、圧縮１ｍ　１の能力に余剰が生じ、この余剰能力に
て追い焚きを行ない得るような状態になる確率が高い訳
であり、そのため上記のようにインバータマルチエアコ
ンにおいて実施した場合には、圧縮機１の能力の充分な
活用が図れ、快適空調に大きく寄与し得ることになる。

なお上記においては、暖房運転指令信号発生手段を室温
サーモ３６で、風呂加熱運転指令信号発生手段を湯温サ
ーモ３８で、風呂加熱能力検出手段を温度センサー２８
で、また運転制御手段４２を第４図ステップＳ１０及び
Ｓｌｌにてそれぞれ構成したが、同様な機能を有する他
のもので構成することももちろん可能である。また上記
実施例（第２図）においては、風呂加熱能力検出手段と
しての温度センサー２８を室外ユニッＩ−Ｘ側の分岐冷
媒配管１８部分Ｏに取着しであるが、これは第２図に示
すように、浴槽ユニットＤにおける風呂用熱交換器２２
の冷媒出口部分Ｐや、風呂用熱交換器２２の中途部Ｑに
取着してもよい。しかも上記においては、風呂加熱能力
を凝縮冷媒温度として検出しているが、これは上記各位
置ＯＳＰ、Ｑでの凝縮冷媒圧力として検出することも可
能であるし、さらには室内熱交換器１９の上記各位置０
、Ｐ、Ｑに対応する部分０１、Ｐｌ、０１での凝縮冷媒
温度や圧力として検出することも可能である。また上記
風呂加熱能力を、浴槽ユニッ）Ｄにおいて、風呂用熱交
換器２２に対する浴槽湯の出入口４３．４４の温度差と
して検出することも可能である。

（発明の効果） この発明のヒートポンプシステムにおいては、上記のよ
うに暖房と風呂加熱との両運転指令信号の出力があると
きに、風呂加熱能力を検出し、基準値以上の風呂加熱能
力がある場合に、暖房と風呂加熱との同時運転を行なう
ようにしであるので、従来に比較して暖房運転頻度が高
くなり、そのため使用者の不快感を軽減し、快適な空調
を行なうことが可能となる。

【図面の簡単な説明】

第１図〜第４図はこの発明のヒートポンプシステムの実
施例を示すもので、第１図は機能系統図、第２図は冷媒
回路図、第３図は制御系の回路図、第４図は運転制御の
フローチャート図であり、また第５図は従来例の冷媒回
路図である。 ■・・・圧縮機、１０・・・室外熱交換器、１５・・・
第１電動膨張弁（膨張機構）、１９・・・室内熱交換器
、２２・・・風呂用熱交換器、２８・・・温度センサー
（風呂加熱能力検出手段）、３６：・・室温サーモ（暖
房運転指令信号発生手段）、３８・・・湯温サーモ（風
呂加熱運転指令信号発生手段）、４２・・・運転制御手
段。 第１図 第３図 第４図

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １、圧縮機（１）から吐出される冷媒を室内熱交換器（
   １９）、膨張機構（１５）、室外熱交換器（１０）を順
   次経由して圧縮機（１）へと返流すると共に、上記室内
   熱交換器（１９）に並列に風呂用熱交換器（２２）を接
   続して成るヒートポンプシステムであって、暖房負荷を
   検出すると共に暖房負荷が基準値より大であるときに暖
   房運転指令信号を発する暖房運転指令信号発生手段（３
   ６）と、浴槽温度を検出すると共に浴槽温度が基準値未
   満のときに風呂加熱運転指令信号を発する風呂加熱運転
   指令信号発生手段（３８）と、風呂加熱能力を検出する
   風呂加熱能力検出手段（２８）と、上記両運転指令信号
   が発せられると共に上記検出された風呂加熱能力が基準
   値以上である場合に暖房運転と風呂加熱運転との同時運
   転を行なうべく冷媒循環系統を制御する運転制御手段（
   ４２）とを有することを特徴とするヒートポンプシステ
   ム。