JP2009264715A - ヒートポンプ温水システム - Google Patents

Abstract

【課題】熱交換効率の高いヒートポンプ温水システムを提供すること。
【解決手段】本発明は、室外機１と、冷暖房パネル４と、冷媒水熱交換器２１を有する室内機２と、貯湯タンク３２と、タンク用水冷媒熱交換器３１と、水ポンプ２２とを有し、タンク用水冷媒熱交換器３１を水冷媒熱交換器２１と並列に配設し、水冷媒熱交換器２１から出る冷媒温度を検出する室内側冷媒温度検出手段２４と、タンク用水冷媒熱交換器３１から出る冷媒温度を検出するタンク側冷媒温度検出手段２６と、水冷媒熱交換器２１から出る水の温度を検出する出水温度検出手段２３と、貯湯タンク３２内の温度を検出するタンク水温検出手段３３とを備え、圧縮機を再起動する時の立ち上げ速度を、通常時に起動する時の立ち上げ速度よりも遅く立ち上げる。
【選択図】図１

Description

本発明は、温水で暖房を行うヒートポンプ温水システムに関するものである。

図６は、従来の水と冷媒とを熱交換するヒートポンプ装置を示した構成図である。図６に示すように、従来のヒートポンプ装置では、貯湯タンクの下部の水をヒートポンプに供給するとともに、貯湯タンクの上部にヒートポンプで生成された高温水を貯留する一方で、風呂の追い焚きや床暖房等には、温水を循環することで機能を実現させており、風呂や床暖房を循環する温水は、貯湯タンク内の高温水と風呂や床暖房を循環して戻ってきた低温水とで熱交換し、貯湯タンク内の高温水の熱から吸熱し、再度高温水となって風呂の追い焚きや床暖房パネル内を循環している（例えば、特許文献１参照）。
特開２００７−１１３８３６号公報

しかしながら、前記従来の構成では、貯湯タンクから湯を取り出して外部の熱交換器にて水と水とで熱交換しているため、貯湯タンクが有する熱量に制限があると同時に、低外気温下に設置した場合には、貯湯タンクから熱交換器までの配管、もしくは風呂や床暖房パネルから熱交換器までの配管に温水を流通させると外気温の影響を受けやすく、さらに熱交換効率が低下してしまうという課題を有していた。

本発明は、前記従来の課題を解決するもので、熱交換効率の高いヒートポンプ温水システムを提供することを目的とする。

前記従来の課題を解決するために、本発明のヒートポンプ温水システムは、空気熱源熱交換器と四方弁と圧縮機と絞り機構とを有する室外機と、温水または冷水を循環して冷暖房を行う冷暖房パネルと、冷媒と前記冷暖房パネル内の水とを熱交換する水冷媒熱交換器を有する室内機と、湯水を貯える貯湯タンクと、前記貯湯タンク内に設けて冷媒と水とを熱交換するタンク用水冷媒熱交換器と、前記冷暖房パネル内を流通する水を搬送するための水ポンプとを有し、前記空気熱源熱交換器と前記四方弁と前記圧縮機と前記水冷媒熱交換器と前記絞り機構で冷凍サイクルを構成すると共に、前記タンク用水冷媒熱交換器を前記水冷媒熱交換器と並列に配設し、前記水冷媒熱交換器および前記タンク用水冷媒熱交換器が凝縮器として作用する時の前記水冷媒熱交換器から出る冷媒温度を検出する室内側冷媒温度検出手段と、前記タンク用水冷媒熱交換器から出る冷媒温度を検出するタンク側冷媒温度検出手段と、前記水冷媒熱交換器から出る水の温度を検出する出水温度検出手段と、前記貯湯タンク内の温度を検出するタンク水温検出手段と、前記水冷媒熱交換器および前記タンク側水冷媒熱交換器が凝縮器として作用する時の前記水冷媒熱交換器の冷媒出口側に冷媒量を絞る室内側膨張弁と、前記タンク側水冷媒熱交換器の冷媒出口側に冷媒量を絞るタンク側膨張弁と、前記圧縮機の高圧側の圧力を検出する高圧側圧力検出手段と、前記圧縮機の低圧側の圧力を検出する低圧側圧力検出手段とを備え、前記出水温度検出手段で検出する温度を上昇させないように前記水冷媒熱交換器へ入る冷媒量を微少量に前記室内側膨張弁で絞っている時であって、前記タンク用水冷媒熱交換器で前記貯湯タンク内の湯水を沸きあげるための運転中に、前記高圧側圧力検出手段および前記低圧側圧力検出手段により冷媒高圧異常を検出した時に前記圧縮機を停止するヒートポンプ温水システムにおいて、前記圧縮機を再起動する時の立ち上げ速度を、通常時に起動する時の立ち上げ速度よりも遅く立ち上げることにより、冷媒経路を複数に分岐しているので、同時に複数の
熱交換器で冷媒と水とを熱交換することができ、さらに、貯湯タンク内の湯水を沸き上げ時における高圧異常時の圧縮機の再起動時には、急速な高圧上昇を抑制して、非常に信頼性の高いヒートポンプ温水システムを実現することができる。

本発明は、熱交換効率の高いヒートポンプ温水システムを提供することができる。

第１の発明のヒートポンプ温水システムは、空気熱源熱交換器と四方弁と圧縮機と絞り機構とを有する室外機と、温水または冷水を循環して冷暖房を行う冷暖房パネルと、冷媒と前記冷暖房パネル内の水とを熱交換する水冷媒熱交換器を有する室内機と、湯水を貯える貯湯タンクと、前記貯湯タンク内に設けて冷媒と水とを熱交換するタンク用水冷媒熱交換器と、前記冷暖房パネル内を流通する水を搬送するための水ポンプとを有し、前記空気熱源熱交換器と前記四方弁と前記圧縮機と前記水冷媒熱交換器と前記絞り機構で冷凍サイクルを構成すると共に、前記タンク用水冷媒熱交換器を前記水冷媒熱交換器と並列に配設し、前記水冷媒熱交換器および前記タンク用水冷媒熱交換器が凝縮器として作用する時の前記水冷媒熱交換器から出る冷媒温度を検出する室内側冷媒温度検出手段と、前記タンク用水冷媒熱交換器から出る冷媒温度を検出するタンク側冷媒温度検出手段と、前記水冷媒熱交換器から出る水の温度を検出する出水温度検出手段と、前記貯湯タンク内の温度を検出するタンク水温検出手段と、前記水冷媒熱交換器および前記タンク側水冷媒熱交換器が凝縮器として作用する時の前記水冷媒熱交換器の冷媒出口側に冷媒量を絞る室内側膨張弁と、前記タンク側水冷媒熱交換器の冷媒出口側に冷媒量を絞るタンク側膨張弁と、前記圧縮機の高圧側の圧力を検出する高圧側圧力検出手段と、前記圧縮機の低圧側の圧力を検出する低圧側圧力検出手段とを備え、前記水冷媒熱交換器へ入る冷媒量を微少量に前記室内側膨張弁で絞っている時であって、前記タンク用水冷媒熱交換器で前記貯湯タンク内の湯水を沸きあげるための運転中に、前記高圧側圧力検出手段および前記低圧側圧力検出手段により冷媒高圧異常を検出した時に前記圧縮機を停止するヒートポンプ温水システムにおいて、前記圧縮機を再起動する時の立ち上げ速度を、通常時に起動する時の立ち上げ速度よりも遅く立ち上げることにより、冷媒経路を複数に分岐しているので、同時に複数の熱交換器で冷媒と水とを熱交換することができ、さらに、貯湯タンク内の湯水を沸き上げ時における高圧異常時の圧縮機の再起動時には、急速な高圧上昇を抑制して所定の圧力範囲内を守りながら運転するので、非常に信頼性の高いヒートポンプ温水システムを実現することができる。

第２の発明のヒートポンプ温水システムは、特に第１の発明において、冷媒高圧異常により停止した圧縮機の再起動時における立ち上げ運転周波数を、通常の立ち上げ運転周波数よりも低くしたことにより、さらに、急速な高圧上昇を抑制して所定の圧力範囲内を守りながら運転するので、非常に信頼性の高いヒートポンプ温水システムを実現することができる。

第３の発明のヒートポンプ温水システムは、特に第１または２の発明において、冷媒高圧異常により停止した圧縮機の再起動時に、再度冷媒高圧異常を検知した場合には、前記圧縮機の再起動時の運転周波数の上限を設けることにより、さらに、急速な高圧上昇を抑制して所定の圧力範囲内を守りながら運転するので、非常に信頼性の高いヒートポンプ温水システムを実現することができる。

第４の発明のヒートポンプ温水システムは、特に第１から第３の発明において、前記空気熱源熱交換器に送風する送風ファンを備え、冷媒高圧異常により停止した圧縮機の再起動時における送風ファンの駆動速度を、前記圧縮機の通常起動時の送風ファンの駆動速度よりも遅くしたことにより、さらに、急速な高圧上昇を抑制して所定の圧力範囲内を守り
ながら運転するので、非常に信頼性の高いヒートポンプ温水システムを実現することができる。

第５の発明のヒートポンプ温水システムは、特に第１から第４の発明において、前記空気熱源熱交換器に送風する送風ファンを備え、冷媒高圧異常により停止した圧縮機の再起動時における送風ファンを駆動するタイミングを、前記圧縮機の通常起動時の送風ファンを駆動するタイミングよりも遅延させたことにより、さらに、急速な高圧上昇を抑制して所定の圧力範囲内を守りながら運転するので、非常に信頼性の高いヒートポンプ温水システムを実現することができる。

以下、本発明の実施の形態について、図面を参照しながら説明する。なお、この実施の形態によって本発明が限定されるものではない。

（実施の形態１）
図１は、本発明の第１の実施の形態におけるヒートポンプ温水システムの構成図を示すものである。図１において、ヒートポンプ温水システムは、室外機１、室内機２、タンクユニット３、冷暖房パネル４で構成される。以下にそれぞれのユニットの構成について説明する。

室外機１には、空気と冷媒とで熱交換を行うための空気熱源熱交換器１１、冷媒を減圧するための絞り機構１２、冷凍サイクルを暖房サイクル（空気熱源熱交換器１１が蒸発器として作用）および冷房サイクル（空気熱源熱交換器１１が凝縮器として作用）のどちらかとなるように切り換えるための四方弁１３、冷媒を高温高圧に圧縮する圧縮機１４、空気熱源熱交換器１１において空気と冷媒との熱交換を促進するための送風ファン１５、圧縮機１４の冷媒吐出口側に高圧側圧力検出手段である圧力センサー１６、圧縮機１４の冷媒吸入側に低圧側圧力検出手段である圧力センサー１７が設けられている。

そして室内機２に配設される水冷媒熱交換器２１と、絞り機構１２と、空気熱源熱交換器１１と、圧縮機１４とを図１に示すように四方弁１３を介して順次冷媒配管で接続して冷凍サイクルを構成している。さらに、水冷媒熱交換器２１と絞り機構１２との間と、四方弁１３と水冷媒熱交換器２１との間から冷媒配管がそれぞれ分岐する構成となっており、水冷媒熱交換器２１と並列な位置となるようにタンク用水冷媒熱交換器３１が設けられている。なお、四方弁１３の実線で示す回路が暖房サイクル時の回路となり、点線で示す回路が冷房サイクル時の回路となる。

室内機２には、冷暖房パネル４を流通する水と冷媒で熱交換を行う水冷媒熱交換器２１、冷暖房パネル４を流通する水を搬送する水ポンプ２２、水冷媒熱交換器２１から出る水の温度を検出する出水温度検出手段であるサーミスタ２３が配設されており、水冷媒熱交換器２１の水経路と、水ポンプ２２と、冷暖房パネルの水経路が順次配管で環状に接続されている。また、室内機２内の機器を制御するための制御基板２８を有している。

また、水冷媒熱交換器２１が凝縮器として作用する時の、水冷媒熱交換器２１から出る冷媒の温度を検出する室内側冷媒温度検出手段であるサーミスタ２４、水冷媒熱交換器２１から出る冷媒の流量を絞るための室内側膨張弁２５を備えている。さらに、タンク側水冷媒熱交換器３１が凝縮器として作用する時の、タンク側水冷媒熱交換器３１から出る冷媒の温度を検出するタンク側冷媒温度検出手段であるサーミスタ２６、タンク側水冷媒熱交換器３１を流れる冷媒の流量を絞るためのタンク側膨張弁２７を備えている。

タンクユニット３には、湯水を貯える貯湯タンク３２、貯湯タンク３２内の湯水を沸き上げるために貯湯タンク３２内にタンク側水冷媒熱交換器３１が配設されている。さらに
貯湯タンク３２内の湯水の温度を検出するタンク水温検出手段であるサーミスタ３３が配設されている。また貯湯タンク３２の下部には、給水源から水を供給するための給水管３４が接続されており、貯湯タンク３２の上部には、給湯端末へ湯を供給するための出湯管３５が設けられている。

冷暖房パネル４は、水冷媒熱交換器２１で生成した冷水または温水を流通させることで、居室内で暖房もしくは冷房を実現するものである。

以上のように構成されたヒートポンプ温水システムについて、以下その動作、作用を説明する。

まず、暖房サイクル時には、四方弁１３に実線で示す経路となるように四方弁１３を切り換えて、圧縮機１４の運転を開始することで、冷凍サイクル内に冷媒を流通させる。なお、暖房サイクル時には、図１の実線矢印方向に冷媒が流れる。そして、空気熱源熱交換器１１で熱を吸熱するとともに、圧縮機１４で高温高圧冷媒を生成する。

そして、高温高圧の冷媒は、冷媒配管５１から水冷媒熱交換器２１に入る冷媒配管５２と、タンク側水冷媒熱交換器３１に入る冷媒配管５３とに分岐してそれぞれの熱交換器へ流入する。それぞれの熱交換器へ流入する冷媒量は、室内側膨張弁２５およびタンク側膨張弁２７の開度を調節することで決定される。

冷媒配管５２を通って水冷媒熱交換器２１へ入った高温高圧の冷媒は、冷暖房パネル４を流通する水と熱交換する。そして水冷媒熱交換器２１で生成された高温水は、サーミスタ２３が検出する温度が、使用者が設定した温度となるように水ポンプ２２を駆動することによって冷暖房パネル４内を流通し、使用者の居住空間に快適な暖房を提供する。

一方、冷媒配管５３を取ってタンク側水冷媒熱交換器３１へ入った高温高圧の冷媒は、貯湯タンク内部に貯えられている湯水と熱交換する。そして、サーミスタ３３で検出する温度が、使用者が操作部（図示せず）にて設定する温度となるように貯湯タンク３２内の湯水を沸き上げる。

そして、水冷媒熱交換器２１から出てくる冷媒配管５４と、タンク側水冷媒熱交換器３１から出てくる冷媒配管５５とが合流して、一つの冷媒配管５６となり、絞り機構１２で減圧されて、再度空気熱源熱交換器１１で空気と冷媒とで熱交換を行う。

また、水冷媒熱交換器２１から出る熱交換した後の冷媒の温度やタンク側水冷媒熱交換器３１から出る熱交換した後の冷媒の温度の情報に基づいて、圧縮機１４の周波数や、絞り機構１２の調節を行っている。

次に、冷房サイクル時について説明する。冷房サイクル時には、四方弁１３に点線で示す経路となるように四方弁１３を切り換えて、圧縮機１４の運転を開始することで、冷凍サイクル内に冷媒を流通させる。なお、冷房サイクル時には、図１の点線矢印方向に冷媒が流れる。そして、圧縮機１４で生成された高温高圧冷媒は、空気熱源熱交換器１１で空気と熱交換すると共に、絞り機構１２で減圧される。

そして、低温低圧の冷媒は、冷媒配管５６から水冷媒熱交換器２１に入る冷媒配管５４と、タンク側水冷媒熱交換器３１に入る冷媒配管５５とに分岐してそれぞれの熱交換器へ流入する構成となっているが、通常は、貯湯タンク３２は湯を貯えておくので、タンク側膨張弁２７を全閉にしておくことで、タンク側水冷媒熱交換器３１へは冷媒が供給されず、貯湯タンク内の湯水の温度低下を防止している。

また、冷媒配管５４を通って水冷媒熱交換器２１へ入った低温低圧の冷媒は、冷暖房パネル４を流通する水と熱交換する。そして水冷媒熱交換器２１で生成された冷温水は、サーミスタ２３が検出する温度が、使用者が設定した温度となるように水ポンプ２２を駆動することによって冷暖房パネル４内を流通し、使用者の居住空間に快適な冷房を提供する。

次に、冷暖房パネル内を流れる湯水の温度を上昇させずに、貯湯タンク３２内の湯水を沸き上げる方法について説明する。この時には、室内側膨張弁２５を微小開度だけ開放して、微少量の冷媒を流通させて、冷暖房パネル４を循環している水の温度を上昇させない構成とし、水ポンプ２２の駆動を停止させている。一方、タンク側水冷媒熱交換器３１に冷凍サイクル内の殆どの冷媒を送るために、タンク側膨張弁２７の開度を開く。その結果、冷暖房パネル４内を流れる湯水の温度を上昇させることなく、貯湯タンク３２内の湯水を沸き上げることができる。

しかしながら、貯湯タンク３２内の湯水の温度が上昇してくると、タンク側水冷媒熱交換器３１での放熱が不足してしまい、冷凍サイクル内の冷媒圧力が異常上昇する。圧力が高くなりすぎると機器に影響を及ぼしてしまい、機器の故障を引き起こしてしまう。そのために、通常冷凍サイクルにおいては、高圧の圧力が異常に上昇した場合に運転を停止する安全装置がついており、安全装置が働くと、圧縮機のＯＮとＯＦＦを繰り返してしまい、機器の信頼性を損なうことになってしまう。

そこで本発明では、室内側膨張弁２５を微小開度だけ開けて、冷媒を水冷媒熱交換器２１に微少量だけ流通させて、冷媒の殆どをタンク側水冷媒熱交換器３１に流通させて、貯湯タンク３２内の湯水を沸き上げているときに、貯湯タンク３２内の湯水の温度の上昇によって、タンク側水冷媒熱交換器３１で冷媒が水に対して放熱する放熱量が減少し、高圧異常による運転停止が発生すると、次回の圧縮機１４の再起動時の立ち上げを、通常時の圧縮機１４の立ち上げよりも遅くしている。

図２は、通常の圧縮機１４の立ち上げ時の周波数変化と、再起動時の圧縮機１４の立ち上げ時の周波数変化とを比較した図である。図２において、通常の圧縮機１４の起動は、圧縮機から吐出される圧力の上昇を見ながら、徐々に段階的に周波数を変化させていく。そのため、まず周波数Ｈｚ１で時間Ｔ１からＴ２まで運転し、時間がＴ２になると周波数をＨｚ２に引き上げる。そして周波数Ｈｚ２で時間Ｔ３からＴ４まで運転し、時間がＴ４になると、沸き上げ温度や外気温度に応じて算出される目標周波数Ｈｚｍまで周波数を増加させる。

しかしながら、周波数Ｈｚｍで運転中に、放熱量の不足などに起因して高圧異常によって運転が停止してしまう。運転が停止すると、冷凍サイクルが安定するまでの間圧縮機１４の運転停止を継続し、その後、まず周波数Ｈｚ１で時間Ｔ５からＴ６まで運転する。このＴ５からＴ６までの時間長さは、Ｔ１からＴ２までの時間長さよりも長くしている。そして、時間Ｔ６になると周波数をＨｚ２に引き上げて、時間Ｔ７からＴ８まで運転する。このＴ７からＴ８までの時間長さも、Ｔ３からＴ４までの時間長さよりも長くしている。そして、時間がＴ８になると、沸き上げ温度や外気温度に応じて算出される目標周波数Ｈｚｍまで周波数を増加させる。

このように、通常の圧縮機の周波数制御の立ち上げよりも、再起動時の圧縮機の周波数制御の立ち上げを遅くすることで、急速な高圧上昇を抑制して所定の圧力範囲内を守りながら運転するので、非常に信頼性の高いヒートポンプ温水システムを実現することができる。

また、高圧異常を検知すると、立ち上げ運転周波数を、通常の立ち上げ運転周波数よりも低くしてもよい。次に、立ち上げ運転周波数を下げた再起動時の運転立ち上げについて説明する。

図３は、通常の圧縮機１４の立ち上げ時の周波数変化と、再起動時の圧縮機１４の立ち上げ時の周波数変化とを比較した図である。図３において、通常の圧縮機１４の起動は、圧縮機から吐出される圧力の上昇を見ながら、徐々に段階的に周波数を変化させていく。そのため、まず周波数Ｈｚ１で時間Ｔ１からＴ２まで運転し、時間がＴ２になると周波数をＨｚ２に引き上げる。そして周波数Ｈｚ２で時間Ｔ３からＴ４まで運転し、時間がＴ４になると、沸き上げ温度や外気温度に応じて算出される目標周波数Ｈｚｍまで周波数を増加させる。

しかしながら、周波数Ｈｚｍで運転中に、放熱量の不足などに起因して高圧異常によって運転が停止してしまう。運転が停止すると、冷凍サイクルが安定するまでの間圧縮機１４の運転停止を継続し、その後、まず周波数Ｈｚ３で時間Ｔ１からＴ２まで運転する。この周波数Ｈｚ３は、通常の立ち上げ運転周波数のＨｚ１よりも小さくしている。そして、時間Ｔ２になると周波数をＨｚ４に引き上げて、時間Ｔ３からＴ４まで運転する。この周波数Ｈｚ４は、通常の立ち上げ運転周波数のＨｚ２よりも小さくしている。そして、時間がＴ４になると、周波数をＨｚ５に引き上げて、時間Ｔ５からＴ６まで運転する。この周波数Ｈｚ５はＨｚ２よりも低くしている。そして、時間がＴ６になると、沸き上げ温度や外気温度に応じて算出される目標周波数Ｈｚｍまで周波数を増加させる。

このように、通常の圧縮機の周波数制御の立ち上げよりも、再起動時の圧縮機の周波数制御の立ち上げの運転周波数を低くすることで、急速な高圧上昇を抑制して所定の圧力範囲内を守りながら運転するので、非常に信頼性の高いヒートポンプ温水システムを実現することができる。なお、本実施の形態においては、立ち上げ時の運転周波数を３つの段階、つまりＨｚ３、Ｈｚ４、Ｈｚ５に分けて説明したがこれに限定されることはなく、さらに細かく時間を分割してもよい。

また、再起動時の圧縮機１４の運転周波数の立ち上げ時間を遅くし、なおかつ、運転周波数を低くする制御としてもよい。

また、高圧異常を検知すると、再起動時の送風ファンの回転速度を、通常の圧縮機１４の立ち上げ時の送風ファンの回転速度よりも低くする構成としてもよい。次に、送風ファンの回転速度について説明する。

図４は、通常の圧縮機１４の立ち上げ時の送風ファンの回転速度と、再起動時の圧縮機１４の立ち上げ時の回転速度とを比較した図である。図４において、通常の圧縮機１４の起動は、圧縮機から吐出される圧力の上昇を見ながら、徐々に段階的に送風ファンの回転速度を変化させていく。そのため、まず回転速度Ｆ１で時間Ｔ１からＴ２まで運転し、時間がＴ２になると回転速度をＦ２に引き上げる。そして回転速度Ｆ２で時間Ｔ３からＴ４まで運転し、時間がＴ４になると、沸き上げ温度や外気温度に応じて算出される目標回転速度Ｆｍ（ｒｐｍ）まで周波数を増加させる。

しかしながら、回転速度Ｆｍで運転中に、放熱量の不足などに起因して高圧異常によって運転が停止してしまう。運転が停止すると、冷凍サイクルが安定するまでの間、圧縮機１４の運転停止を継続し、その後、まず回転速度Ｆ３で時間Ｔ１からＴ２まで運転する。この回転速度Ｆ３は、通常の立ち上げ回転速度のＦ１よりも小さくしている。そして、時間Ｔ２になると回転速度をＦ４に引き上げて、時間Ｔ３からＴ４まで運転する。この回転
速度Ｆ４は、通常の立ち上げ運転時の送風ファンの回転速度Ｆ２よりも小さくしている。そして、時間がＴ４になると、回転速度をＦ５に引き上げて、時間Ｔ５からＴ６まで運転する。この回転速度Ｆ５はＦ２よりも低くしている。そして、時間がＴ６になると、沸き上げ温度や外気温度に応じて算出される目標回転速度Ｆｍまで送風ファンの回転速度を増加させる。

このように、通常の送風ファンの立ち上げ時の回転速度よりも、再起動時の送風ファンの回転速度を低くすることで、急速な高圧上昇を抑制して所定の圧力範囲内を守りながら運転するので、非常に信頼性の高いヒートポンプ温水システムを実現することができる。なお、本実施の形態においては、立ち上げ時の送風ファンの回転速度を３つの段階、つまりＦ３、Ｆ４、Ｆ５に分けて説明したがこれに限定されることはなく、さらに細かく時間を分割してもよい。

また、高圧異常を検知すると、再起動時の送風ファンの回転を、通常の圧縮機１４の立ち上げ時の送風ファンの回転よりも遅延させて行う構成としてもよい。

図５は、通常時よりも送風ファンの回転を遅延させた時の送風ファンの回転速度の変化を示した図である。図５において、高圧異常により圧縮機１４の運転が停止してから、少しの間圧縮機１４の運転を継続し、そして再度、圧縮機１４の運転を開始する。この時、通常の圧縮機１４の起動であれば、圧縮機１４の運転開始とともに、送風ファン１５の運転の開始を行う。

しかしながら、図５に示すように、圧縮機１４の運転が開始してから、所定時間の間は、回転速度をゼロ（ｒｐｍ）として運転を開始し、その後、通常の送風ファンの回転速度制御と同じように、送風ファンを制御する。通常起動時より送風ファンを遅延させて運転することで、急速な高圧上昇を抑制して所定の圧力範囲内を守りながら運転するので、非常に信頼性の高いヒートポンプ温水システムを実現することができる。

以上のように、室内冷媒温度検出手段２４と、出水温度検出手段２３と、タンク冷媒温度検出手段２６と、タンク水温検出手段２３とを有することで、常に冷凍サイクル挙動と温水温度を把握することができるので、非常に効率の良いヒートポンプ温水システムを実現することができる。

また、高圧異常によって圧縮機１４の運転が停止した後も、圧縮機１４の再起動時の制御を、通常の圧縮機の制御と異ならせることで、急速な高圧上昇を抑制して所定の圧力範囲内を守りながら運転するので、非常に信頼性の高いヒートポンプ温水システムを実現することができる。

本発明は、水と冷媒を熱交換させる構成を内蔵した室内機と貯湯タンクの組み合わせによるヒートポンプ温水システムはもちろん、水と冷媒を熱交換させる構成を内蔵した室内機同士の組み合わせや貯湯タンク同士の組み合わせ及び、空調用室内機を接続したヒートポンプ温水システムにも適用させる。

本発明の実施の形態１におけるヒートポンプ温水システムの構成図 同実施の形態における再起動時の圧縮機の制御図 同実施の形態における再起動時の圧縮機の制御図 同実施の形態における再起動時の送風ファンの制御図 同実施の形態における再起動時の送風ファンの制御図 従来のヒートポンプ装置の構成図

符号の説明

１ 室外機
２ 室内機
３ タンクユニット
４ 冷暖房パネル
１１ 空気熱源熱交換器
１２ 絞り機構
１３ 四方弁
１４ 圧縮機
１５ 送風ファン
１６ 圧力センサ
１７ 圧力センサ
２１ 水冷媒熱交換器
２２ 水ポンプ
２３ 出水温度検出手段
２４ 室内側冷媒温度検出手段
２６ タンク側冷媒温度検出手段
３１ タンク側水冷媒熱交換器
３２ 貯湯タンク
３３ タンク水温検出手段

Claims (5)

1. 空気熱源熱交換器と四方弁と圧縮機と絞り機構とを有する室外機と、温水または冷水を循環して冷暖房を行う冷暖房パネルと、冷媒と前記冷暖房パネル内の水とを熱交換する水冷媒熱交換器を有する室内機と、湯水を貯える貯湯タンクと、前記貯湯タンク内に設けて冷媒と水とを熱交換するタンク用水冷媒熱交換器と、前記冷暖房パネル内を流通する水を搬送するための水ポンプとを有し、前記空気熱源熱交換器と前記四方弁と前記圧縮機と前記水冷媒熱交換器と前記絞り機構で冷凍サイクルを構成すると共に、前記タンク用水冷媒熱交換器を前記水冷媒熱交換器と並列に配設し、前記水冷媒熱交換器および前記タンク用水冷媒熱交換器が凝縮器として作用する時の前記水冷媒熱交換器から出る冷媒温度を検出する室内側冷媒温度検出手段と、前記タンク用水冷媒熱交換器から出る冷媒温度を検出するタンク側冷媒温度検出手段と、前記水冷媒熱交換器から出る水の温度を検出する出水温度検出手段と、前記貯湯タンク内の温度を検出するタンク水温検出手段と、前記水冷媒熱交換器および前記タンク側水冷媒熱交換器が凝縮器として作用する時の前記水冷媒熱交換器の冷媒出口側に冷媒量を絞る室内側膨張弁と、前記タンク側水冷媒熱交換器の冷媒出口側に冷媒量を絞るタンク側膨張弁と、前記圧縮機の高圧側の圧力を検出する高圧側圧力検出手段と、前記圧縮機の低圧側の圧力を検出する低圧側圧力検出手段とを備え、前記水冷媒熱交換器へ入る冷媒量を微少量に前記室内側膨張弁で絞っている時であって、前記タンク用水冷媒熱交換器で前記貯湯タンク内の湯水を沸きあげるための運転中に、前記高圧側圧力検出手段および前記低圧側圧力検出手段により冷媒高圧異常を検出した時に前記圧縮機を停止するヒートポンプ温水システムにおいて、前記圧縮機を再起動する時の立ち上げ速度を、通常時に起動する時の立ち上げ速度よりも遅く立ち上げることを特徴とするヒートポンプ温水システム。
2. 冷媒高圧異常により停止した圧縮機の再起動時における立ち上げ運転周波数を、通常の立ち上げ運転周波数よりも低くしたことを特徴とする請求項１に記載のヒートポンプ温水システム。
3. 冷媒高圧異常により停止した圧縮機の再起動時に、再度冷媒高圧異常を検知した場合には、前記圧縮機の再起動時の運転周波数の上限を設けることを特徴とする請求項１または２に記載のヒートポンプ温水システム。
4. 前記空気熱源熱交換器に送風する送風ファンを備え、冷媒高圧異常により停止した圧縮機の再起動時における送風ファンの駆動速度を、前記圧縮機の通常起動時の送風ファンの駆動速度よりも遅くしたことを特徴とする請求項１から３のいずれか１項に記載のヒートポンプ温水システム。
5. 前記空気熱源熱交換器に送風する送風ファンを備え、冷媒高圧異常により停止した圧縮機の再起動時における送風ファンを駆動するタイミングを、前記圧縮機の通常起動時の送風ファンを駆動するタイミングよりも遅延させたことを特徴とする請求項１から４のいずれか１項に記載のヒートポンプ温水システム。

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