(57)【要約】【課題】ヒートポンプサイクルにおけるエネルギー消費効率を向上させた温水熱源機を得ること。【解決手段】冷媒を圧縮する圧縮機３、冷媒と水熱媒との熱交換を行う温水熱交換器４、冷媒を減圧する減圧装置１０、冷媒を蒸発させる熱源側熱交換器２、熱源側熱交換器２に送風する送風機１を備えたヒートポンプサイクルと、圧縮機３から吐出する冷媒の温度を検知する冷媒吐出温度検知部１１と、温水熱交換器４へ流入する戻り水の温度を検知する戻り水温検知部８と、温水熱交換器４から流出する往き水の温度を検知する往き水温検知部７と、冷媒吐出温度が目標冷媒吐出温度となるように減圧装置１０の開度、送風機１のファン回転数及び圧縮機３の運転周波数を調整する制御部９とを備え、制御部９は、往き水の温度と運転周波数とに応じた目標冷媒吐出温度の関係を記憶したテーブルを持ち、往き水の温度と戻り水の温度との温度差に応じて目標冷媒吐出温度を再設定する。【選択図】図１
2018004130.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
冷媒を圧縮する圧縮機、圧縮された前記冷媒との熱交換によって水熱媒を加熱する温水熱交換器、該温水熱交換器での熱交換後の前記冷媒を減圧する減圧装置、該減圧装置で減圧された前記冷媒を蒸発させる熱源側熱交換器、該熱源側熱交換器に空気を送風する送風機を備えたヒートポンプサイクルと、
前記圧縮機から吐出する冷媒の温度を検知する冷媒吐出温度検知部と、
前記温水熱交換器へ流入する前記水熱媒である戻り水の温度を検知する戻り水温検知部と、
前記温水熱交換器から流出する前記水熱媒である往き水の温度を検知する往き水温検知部と、
前記冷媒吐出温度検知部で検知する冷媒吐出温度が目標冷媒吐出温度となるように前記減圧装置の開度、前記送風機のファン回転数及び前記圧縮機の運転周波数を調整する制御部とを備え、
前記制御部は、前記往き水の温度と前記圧縮機の運転周波数とに応じた目標冷媒吐出温度の関係を予め記憶したテーブルを持ち、往き水の温度と戻り水の温度との温度差に基づいて前記目標冷媒吐出温度を再設定することを特徴とする温水熱源機。
【請求項２】
冷媒を圧縮する圧縮機、圧縮された前記冷媒との熱交換によって水熱媒を加熱する温水熱交換器、該温水熱交換器での熱交換後の前記冷媒を減圧する減圧装置、該減圧装置で減圧された前記冷媒を蒸発させる熱源側熱交換器、該熱源側熱交換器に空気を送風する送風機を備えたヒートポンプサイクルと、
前記圧縮機から吐出する冷媒の温度を検知する冷媒吐出温度検知部と、
前記温水熱交換器へ流入する前記水熱媒である戻り水の温度を検知する戻り水温検知部と、
前記温水熱交換器から流出する前記水熱媒である往き水の温度を検知する往き水温検知部と、
前記冷媒吐出温度検知部で検知する冷媒吐出温度が前記目標冷媒吐出温度となるように前記減圧装置の開度、前記送風機のファン回転数及び前記圧縮機の運転周波数を調整する制御部とを備え、
前記制御部は、前記戻り水の温度と前記圧縮機の運転周波数とに応じた目標冷媒吐出温度の関係を予め記憶したテーブルを持ち、往き水の温度と戻り水の温度との温度差に基づいて前記目標冷媒吐出温度を再設定することを特徴とする温水熱源機。
【請求項３】
前記テーブルを往き水の温度と戻り水の温度との温度差ごとに持ち、往き水の温度と戻り水の温度との温度差に対応する前記テーブルを参照して前記目標冷媒吐出温度を再設定することを特徴とする請求項１又は２に記載の温水熱源機。
【請求項４】
往き水の温度と戻り水の温度の温度差ごとの複数の前記テーブルには、往き水の温度と戻り水の温度との温度差が小さくなるほど目標冷媒吐出温度が高く設定されていることを特徴とする請求項１又は２に記載の温水熱源機。
【請求項５】
前記テーブルは、往き水の温度と戻り水の温度との温度差が閾値以上である場合の前記往き水の温度と前記圧縮機の運転周波数とに応じた目標冷媒吐出温度とが関係づけられており、前記制御部は、往き水の温度と戻り水の温度との温度差が前記閾値未満の場合は、前記テーブルに定められた目標冷媒吐出温度に一定値を加算した値に前記目標冷媒吐出温度を再設定することを特徴とする請求項１に記載の温水熱源機。
【請求項６】
前記テーブルは、往き水の温度と戻り水の温度との温度差が閾値未満である場合の前記往き水の温度と前記圧縮機の運転周波数とに応じた目標冷媒吐出温度とが関係づけられており、前記制御部は、往き水の温度と戻り水の温度との温度差が前記閾値以上の場合は、前記テーブルに定められた目標冷媒吐出温度から一定値を減算した値に前記目標冷媒吐出温度を再設定することを特徴とする請求項１に記載の温水熱源機。
【請求項７】
前記テーブルは、往き水の温度と戻り水の温度との温度差が閾値以上である場合の前記戻り水の温度と前記圧縮機の運転周波数とに応じた目標冷媒吐出温度とが関係づけられており、前記制御部は、往き水の温度と戻り水の温度との温度差が前記閾値未満の場合は、前記テーブルに定められた目標冷媒吐出温度に一定値を加算した値に前記目標冷媒吐出温度を再設定することを特徴とする請求項２に記載の温水熱源機。
【請求項８】
前記テーブルは、往き水の温度と戻り水の温度との温度差が閾値未満である場合の前記戻り水の温度と前記圧縮機の運転周波数とに応じた目標冷媒吐出温度とが関係づけられており、前記制御部は、往き水の温度と戻り水の温度との温度差が前記閾値以上の場合は、前記テーブルに定められた目標冷媒吐出温度から一定値を減算した値に前記目標冷媒吐出温度を再設定することを特徴とする請求項２に記載の温水熱源機。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ヒートポンプサイクルを用いて温水を生成して暖房を行う温水熱源機に関する。
【背景技術】
【０００２】
温水熱源機は、温水循環回路の途中に設けられ、冷媒を圧縮する圧縮機、温水を加熱する温水熱交換器、冷媒を減圧する減圧装置、冷媒を蒸発させる熱源側熱交換器及び熱源側熱交換器に送風するための送風機を有するヒートポンプサイクルと、温水暖房放熱器に温水を循環する循環ポンプと、圧縮機から吐出する冷媒温度を検知する冷媒吐出温度検知部と、温水熱交換器へ流入する温水温度を検知する戻り水温検知部と、温水熱交換器から流出する温水温度を検知する往き水温検知部とを備えている。温水熱源機は目標戻り水温又は目標往き水温に応じて、目標冷媒吐出温度を設定するとともに、圧縮機から吐出する冷媒温度が目標冷媒吐出温度となるように減圧装置の開度を調整し、かつ、温水熱交換器へ流入する温水温度が目標戻り水温となるように、又は温水熱交換器から流出する温水温度が目標往き水温となるように圧縮機の運転周波数を調整する。
【０００３】
特許文献１には、温水熱源機におけるエネルギー消費効率を向上させるために、往き水温に応じた目標吐出温度の関係を予め記憶し、暖房運転の安定時に往き水温検知部で検出した往き温水温度に応じた目標冷媒吐出温度を再設定する技術が開示されている。特許文献１では、目標冷媒吐出温度は、往き水温が低くなるほど目標冷媒吐出温度が低くなる関係となっており、低負荷時におけるエネルギー消費効率を向上させることが可能となっている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２０１１−２３７１１１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、ヒートポンプサイクルにおけるエネルギー消費効率が最高となる冷媒吐出温度は本来、往き温水温度、戻り温水温度及び圧縮機の運転周波数に応じて異なるものである。上記特許文献１に開示される発明の温水熱源機は、暖房運転が安定したと判断した場合にのみ、往き温水温度が低くなるほど目標冷媒吐出温度が低くなるように、目標冷媒吐出温度を再設定するため、エネルギー消費効率の改善効果は限定的なものとなっている。例えば、往き温水温度及び戻り温水温度が同一であっても、圧縮機の運転周波数が高い場合は、目標往き水温を確保するために、冷媒吐出温度を高くする必要があるが、圧縮機の運転周波数が低い場合は、必ずしも冷媒吐出温度を高くする必要はなく、その場合、冷媒吐出温度が高すぎてエネルギー消費効率が悪化するという課題があった。
【０００６】
本発明は、上記に鑑みてなされたものであって、ヒートポンプサイクルにおけるエネルギー消費効率を向上させた温水熱源機を得ることを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上述した課題を解決し、目的を達成するために、本発明は、冷媒を圧縮する圧縮機、圧縮された冷媒との熱交換によって水熱媒を加熱する温水熱交換器、温水熱交換器での熱交換後の冷媒を減圧する減圧装置、減圧装置で減圧された冷媒を蒸発させる熱源側熱交換器、熱源側熱交換器に空気を送風する送風機を備えたヒートポンプサイクルと、圧縮機から吐出する冷媒の温度を検知する冷媒吐出温度検知部と、温水熱交換器へ流入する水熱媒である戻り水の温度を検知する戻り水温検知部と、温水熱交換器から流出する水熱媒である往き水の温度を検知する往き水温検知部と、冷媒吐出温度検知部で検知する冷媒吐出温度が目標冷媒吐出温度となるように減圧装置の開度、送風機のファン回転数及び圧縮機の運転周波数を調整する制御部とを備える。制御部は、往き水の温度と圧縮機の運転周波数とに応じた目標冷媒吐出温度の関係を予め記憶したテーブルを持ち、往き水の温度と戻り水の温度との温度差に基づいて目標冷媒吐出温度を再設定する。
【発明の効果】
【０００８】
本発明によれば、ヒートポンプサイクルにおけるエネルギー消費効率を向上させた温水熱源機を得られるという効果を奏する。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
【図１】本発明の実施の形態１に係る温水熱源機の構成を示す図
【図２】実施の形態１に係る温水熱源機の動作の流れを示すフローチャート
【図３】実施の形態１に係る温水熱源機の初期の目標冷媒吐出温度と往き水の温度と圧縮機の運転周波数との関係を表すテーブルを示す図
【図４】実施の形態１に係る温水熱源機の再設定する目標冷媒吐出温度と往き水の温度と圧縮機の運転周波数との関係を表すテーブルを示す図
【図５】実施の形態１に係る温水熱源機の冷媒吐出温度とエネルギー消費効率との関係を示す図
【図６】実施の形態２に係る温水熱源機の動作の流れを示すフローチャート
【図７】実施の形態２に係る温水熱源機の初期の目標冷媒吐出温度と戻り水の温度と圧縮機の運転周波数との関係を表すテーブルを示す図
【図８】実施の形態２に係る温水熱源機の再設定する目標冷媒吐出温度と戻り水の温度と圧縮機の周波数との関係を表すテーブルを示す図
【図９】実施の形態２に係る温水熱源機の冷媒吐出温度とエネルギー消費効率との関係を示す図
【図１０】実施の形態１又は実施の形態２に係る温水熱源機の制御部の機能をハードウェアで実現した構成を示す図
【図１１】実施の形態１又は実施の形態２に係る温水熱源機の制御部の機能をソフトウェアで実現した構成を示す図
【発明を実施するための形態】
【００１０】
以下に、本発明の実施の形態に係る温水熱源機を図面に基づいて詳細に説明する。なお、この実施の形態によりこの発明が限定されるものではない。
【００１１】
実施の形態１．
図１は、本発明の実施の形態１に係る温水熱源機の構成を示す図である。図１に示すように、温水熱源機２１は、室内放熱器２２と組み合わせて使用され、暖房に使う水熱媒をヒートポンプサイクルによって採熱した熱で生成する。温水熱源機２１は、水熱媒を貯留するバッファタンク５と、水熱媒を循環させる循環ポンプ６と、水熱媒と冷媒とを熱交換する温水熱交換器４を介して加熱するヒートポンプ方式の冷凍サイクルとによって構成されている。
【００１２】
ヒートポンプサイクルは、室外空気から熱を採熱する熱源側熱交換器２と、ヒートポンプサイクル内を循環し熱を搬送する冷媒を圧縮する圧縮機３と、冷媒の流量を調整する減圧装置１０、並びに冷媒と水熱媒との熱交換をする温水熱交換器４の一次流路で構成された熱媒循環閉路であり、ヒートポンプサイクルの冷媒と室内放熱器循環サイクルの水熱媒とは相互に独立し、混じり合うことはないが温水熱交換器４により熱的には接続している。また、熱源側熱交換器２に外気を送風するための送風機１、圧縮機３の出口には冷媒吐出温度を検知するための冷媒吐出温度検知部１１を備える。上記構成の温水熱源機２１は、単一のケーシングに収められ、室外に設置される。
【００１３】
また、バッファタンク５の手前には、室内放熱器２２から温水熱交換器４に流入する水冷媒である戻り水の温度を検知する戻り水温検知部８と、温水熱交換器４から室内放熱器２２へ流出する水冷媒である往き水の温度を検知する往き水温検知部７とが設けられている。
【００１４】
また、室内には、温水熱源機２１から供給される水熱媒により暖房運転を行う室内放熱器２２とコントローラ２３とが備えられる。室内放熱器２２には、床下に設置され輻射暖房を行う床暖房パネル、室内壁面に設置され輻射暖房を行うパネルヒーター、又は室内空気循環用の送風機及び室内空気と水熱媒との間で熱交換する熱交換器を備え強制対流により暖房を行うファンコンベクターを適用できる。
【００１５】
コントローラ２３は、温水熱源機２１の運転の入切を設定する運転操作手段と、温水熱源機の往き温水温度を設定する不図示の往き水温設定手段とを備え、往き温水温度を設定することが可能となっている。
【００１６】
制御部９は、室内に設置されたコントローラ２３と通信が可能となるように接続されており、循環ポンプ６、圧縮機３、減圧装置１０及び送風機１を制御するための制御情報を取り込む。制御情報には、コントローラ２３からの運転入切及び目標往き水温情報と、温水熱源機２１の往き水温検知部７で検知した往き水温情報と、戻り水温検知部８で検知した戻り水温情報とを挙げることができる。制御部９は、往き水の温度と圧縮機３の運転周波数とに応じた目標冷媒吐出温度の関係を予め記憶したテーブルを往き水の温度と戻り水の温度との温度差ごとに有している。
【００１７】
次に、温水熱源機２１の動作について説明する。図２は、実施の形態１に係る温水熱源機の動作の流れを示すフローチャートである。ステップＳ１において、室内放熱器２２のコントローラ２３は、運転開始操作を受け付ける。ステップＳ２において、温水熱源機２１の制御部９は、コントローラ２３で設定された目標往き水温情報を取得する。
【００１８】
次に、ステップＳ３において、制御部９は、設定された目標往き水温に応じて、初期の目標冷媒吐出温度を設定する。図３は、実施の形態１に係る温水熱源機の初期の目標冷媒吐出温度と往き水の温度と圧縮機の運転周波数との関係を表すテーブルを示す図である。ステップＳ３で設定する初期の目標冷媒吐出温度は、図３に示すように、往き水の温度が高いほど目標冷媒吐出温度が高く、圧縮機３の運転周波数が高いほど目標冷媒吐出温度が高いという関係にある。まず、制御部９は、往き水温情報によって示される現在の往き水の温度と、目標往き水温度との温度差の大きさに基づいて圧縮機３の運転周波数を決定する。なお、制御部９は、現在の往き水の温度と目標往き水温度との温度差が大きいほど圧縮機３の運転周波数を高くする。続いて、制御部９は、図３に示す初期の目標冷媒吐出温度と往き水の温度と圧縮機３の運転周波数との関係を表すテーブルを参照して、目標往き水温と圧縮機３の運転周波数との組み合わせに対応する温度に目標冷媒吐出温度を設定する。
【００１９】
ステップＳ４において、制御部９は、循環ポンプ６を運転するとともに、往き水温検知部７で検知する往き水の温度が目標往き水温となるように、かつ、冷媒吐出温度検知部１１で検知する冷媒吐出温度が目標の冷媒吐出温度となるように、送風機１のファン回転数、圧縮機３の運転周波数、及び減圧装置１０の開度を調整し、運転を開始する。
【００２０】
次に、ステップＳ５において、制御部９は、ステップＳ４で運転を開始してから設定時間Ｔ１が経過したか否かを判断する。設定時間Ｔ１が経過していれば、ステップＳ５でＹｅｓとなり、ステップＳ６に進む。設定時間Ｔ１が経過していなければ、ステップＳ５でＮｏとなり、設定時間Ｔ１が経過するまでステップＳ５を繰り返す。ステップＳ６において、制御部９は、往き水温検知部７を用いて、往き水の温度を検出する。ステップＳ７において、制御部９は、戻り水温検知部８を用いて、戻り水の温度を検出する。
【００２１】
ステップＳ８において、制御部９は、往き水の温度と戻り水の温度との温度差に応じて、目標冷媒吐出温度を再設定する。図４は、実施の形態１に係る温水熱源機の再設定する目標冷媒吐出温度と往き水の温度と圧縮機の運転周波数との関係を表すテーブルを示す図である。ステップＳ８で再設定する目標冷媒吐出温度は、図４に示すように、往き水の温度が高いほど目標冷媒吐出温度が高く、圧縮機３の運転周波数が高いほど目標冷媒吐出温度が高いという関係にある。また、往き水の温度と戻り水の温度との温度差ΔＴが小さいほど目標冷媒吐出温度が高く、往き水の温度と戻り水の温度との温度差ΔＴが大きいほど目標冷媒吐出温度が低いという関係にある。すなわち、往き水の温度と戻り水の温度との温度差ごとの複数のテーブルには、往き水の温度と戻り水の温度との温度差が小さくなるほど目標冷媒吐出温度が高く設定されている。まず、制御部９は、往き水温情報によって示される現在の往き水の温度と、目標往き水温度との差の大きさに基づいて圧縮機３の運転周波数を決定する。なお、制御部９は、現在の往き水の温度と目標往き水温度との差が大きいほど圧縮機３の運転周波数を高くする。続いて、制御部９は、図４に示す再設定する目標冷媒吐出温度と往き水の温度と圧縮機３の運転周波数との関係を表すテーブルのいずれを用いるかを、往き水の温度と戻り水の温度との温度差ΔＴに基づいて決定する。続いて、制御部９は、再設定する目標冷媒吐出温度と往き水の温度と圧縮機３の運転周波数との関係を表すテーブルを参照して、目標往き水温と圧縮機３の運転周波数との組み合わせに対応する温度に目標冷媒吐出温度を再設定する。
【００２２】
次に、ステップＳ９において、制御部９は、往き水温検知部７で検知する往き水の温度が目標往き水温となるように、かつ、冷媒吐出温度検知部１１で検知する冷媒吐出温度が目標の冷媒吐出温度となるように、送風機１のファン回転数、圧縮機３の運転周波数及び減圧装置１０の開度を変更する。
【００２３】
次に、ステップＳ１０において、制御部９は、ステップＳ９で送風機１のファン回転数、圧縮機３の運転周波数及び減圧装置１０の開度を変更してから設定時間Ｔ２を経過したか否かを判断する。設定時間Ｔ２が経過していれば、ステップＳ１０でＹｅｓとなり、ステップＳ６に進む。設定時間Ｔ２が経過していなければ、ステップＳ１０でＮｏとなり、設定時間Ｔ２が経過するまでステップＳ１０を繰り返す。
【００２４】
図５は、実施の形態１に係る温水熱源機の冷媒吐出温度とエネルギー消費効率との関係を示す図である。図５は、往き水の温度が４０℃で圧縮機３の運転周波数が４０Ｈｚの場合の冷媒吐出温度とエネルギー消費効率との関係を示している。図５（ａ）は、往き水の温度と戻り水の温度との温度差ΔＴが１０℃以上の場合であり、図５（ｂ）は、往き水の温度と戻り水の温度との温度差ΔＴが０℃から５℃の間の場合である。図５（ａ）及び図５（ｂ）に示すように、往き水の温度及び圧縮機３の運転周波数が同じでも、冷媒吐出温度が異なるとエネルギー消費効率は異なり、ある特定の冷媒吐出温度でエネルギー消費効率が最高となる。エネルギー消費効率が最高となる冷媒吐出温度は、往き水の温度と戻り水の温度との温度差ΔＴの大きさによっても異なる。したがって、実施の形態１に係る温水熱源機は、制御部９に目標冷媒吐出温度を予め記憶させておき、往き水の温度と、圧縮機３の運転周波数と、往き水の温度と戻り水の温度との温度差ΔＴとの状態によって最適な目標冷媒吐出温度とすることで、暖房運転時のエネルギー消費効率を向上させている。
【００２５】
初期の目標冷媒吐出温度は、温水熱源機２１及び室内放熱器２２が暖まっていない暖房負荷が高い状態であり、制御部９に記憶させておく値の簡略化のため、往き水の温度と戻り水の温度との温度差ΔＴが１０℃以上の目標冷媒吐出温度の場合と同じにしてもよい。
【００２６】
なお、制御部９が持つテーブルには、往き水の温度と戻り水の温度との温度差が閾値以上である場合の往き水の温度と圧縮機３の運転周波数とに応じた目標冷媒吐出温度とを関係づけておき、制御部９は、往き水の温度と戻り水の温度との温度差が閾値未満の場合は、テーブルに定められた目標冷媒吐出温度に一定値を加算した値に目標冷媒吐出温度を再設定するようにしてもよい。
【００２７】
また、制御部９が持つテーブルには、往き水の温度と戻り水の温度との温度差が閾値未満である場合の往き水の温度と圧縮機の運転周波数とに応じた目標冷媒吐出温度とを関係づけておき、制御部９は、往き水の温度と戻り水の温度との温度差が閾値以上の場合は、テーブルに定められた目標冷媒吐出温度から一定値を減算した値に目標冷媒吐出温度を再設定するようにしてもよい。
【００２８】
実施の形態２．
本発明の実施の形態２に係る温水熱源機の構成は、実施の形態１に係る温水熱源機と同様である。実施の形態２に係る温水熱源機は、コントローラ２３は、温水熱源機２１の運転の入切を設定する運転操作手段と、温水熱源機の戻り温水温度を設定する不図示の戻り水温設定手段とを備え、戻り温水温度を設定することが可能となっている。制御部９は、戻り水の温度と圧縮機３の運転周波数とに応じた目標冷媒吐出温度の関係を予め記憶したテーブルを往き水の温度と戻り水の温度との温度差ごとに有している。
【００２９】
次に、実施の形態２に係る温水熱源機２１の動作について説明する。図６は、実施の形態２に係る温水熱源機の動作の流れを示すフローチャートである。ステップＳ１１において、室内放熱器２２のコントローラ２３は、運転開始操作を受け付ける。ステップＳ１２において、温水熱源機２１の制御部９は、コントローラ２３で設定された目標戻り水温情報を取得する。
【００３０】
次に、ステップＳ１３において、制御部９は、設定された目標戻り水温に応じて、初期の目標冷媒吐出温度を設定する。図７は、実施の形態２に係る温水熱源機の初期の目標冷媒吐出温度と戻り水の温度と圧縮機の運転周波数との関係を表すテーブルを示す図である。ステップＳ１３で設定する初期の目標冷媒吐出温度は、図７に示すように、戻り水の温度が高いほど目標冷媒吐出温度が高く、圧縮機３の運転周波数が高いほど目標冷媒吐出温度が高いという関係にある。まず、制御部９は、戻り水温情報によって示される現在の戻り水の温度と、目標戻り水温度との温度差の大きさに基づいて圧縮機３の運転周波数を決定する。なお、制御部９は、現在の戻り水の温度と目標戻り水温度との温度差が大きいほど圧縮機３の運転周波数を高くする。続いて、制御部９は、図７に示す初期の目標冷媒吐出温度と戻り水の温度と圧縮機３の運転周波数との関係を表すテーブルを参照して、目標戻り水温と圧縮機３の運転周波数との組み合わせに対応する温度に目標冷媒吐出温度を設定する。
【００３１】
ステップＳ１４において、制御部９は、循環ポンプ６を運転するとともに、戻り水温検知部８で検知する戻り水の温度が目標戻り水温となるように、かつ、冷媒吐出温度検知部１１で検知する冷媒吐出温度が目標の冷媒吐出温度となるように、送風機１のファン回転数、圧縮機３の運転周波数、及び減圧装置１０の開度を調整し、運転を開始する。
【００３２】
次に、ステップＳ１５において、制御部９は、ステップＳ１４で運転を開始してから設定時間Ｔ３を経過したか否かを判断する。設定時間Ｔ３が経過していれば、ステップＳ１５でＹｅｓとなり、ステップＳ１６に進む。設定時間Ｔ３が経過していなければ、ステップＳ１５でＮｏとなり、設定時間Ｔ３が経過するまでステップＳ１５を繰り返す。ステップＳ１６において、制御部９は、戻り水温検知部８を用いて、戻り水の温度を検出する。ステップＳ１７において、制御部９は、往き水温検知部７を用いて、往き水の温度を検出する。
【００３３】
ステップＳ１８において、制御部９は、往き水の温度と戻り水の温度との差に応じて、目標冷媒吐出温度を再設定する。図８は、実施の形態２に係る温水熱源機の再設定する目標冷媒吐出温度と戻り水の温度と圧縮機の周波数との関係を表すテーブルを示す図である。ステップＳ１８で再設定する目標冷媒吐出温度は、図８に示すように、戻り水の温度が高いほど目標冷媒吐出温度が高く、圧縮機３の運転周波数が高いほど目標冷媒吐出温度が高いという関係にある。また、往き水の温度と戻り水の温度との温度差ΔＴが小さいほど目標冷媒吐出温度が高く、往き水の温度と戻り水の温度との温度差ΔＴが大きいほど目標冷媒吐出温度が低いという関係にある。すなわち、往き水の温度と戻り水の温度との温度差ごとの複数のテーブルには、往き水の温度と戻り水の温度との温度差が小さくなるほど目標冷媒吐出温度が高く設定されている。まず、制御部９は、戻り水温情報によって示される現在の戻り水の温度と、目標戻り水温度との差の大きさに基づいて圧縮機３の運転周波数を決定する。なお、制御部９は、現在の戻り水の温度と目標戻り水温度との差が大きいほど圧縮機３の運転周波数を高くする。続いて、制御部９は、図８に示す再設定する目標冷媒吐出温度と戻り水の温度と圧縮機３の運転周波数との関係を表すテーブルのいずれを用いるかを、往き水の温度と戻り水の温度との温度差ΔＴに基づいて決定する。続いて、制御部９は、再設定する目標冷媒吐出温度と戻り水の温度と圧縮機３の運転周波数との関係を表すテーブルを参照して、目標戻り水温と圧縮機３の運転周波数との組み合わせに対応する温度に目標冷媒吐出温度を再設定する。
【００３４】
次に、ステップＳ１９において、制御部９は、戻り水温検知部８で検知する戻り水の温度が目標戻り水温となるように、かつ、冷媒吐出温度検知部１１で検知する冷媒吐出温度が目標の冷媒吐出温度となるように、送風機１のファン回転数、圧縮機３の運転周波数及び減圧装置１０の開度を変更する。
【００３５】
次に、ステップＳ２０において、制御部９は、ステップＳ１９で送風機１のファン回転数、圧縮機３の運転周波数及び減圧装置１０の開度を変更してから設定時間Ｔ４を経過したか否かを判断する。設定時間Ｔ４が経過していれば、ステップＳ２０でＹｅｓとなり、ステップＳ１６に進む。設定時間Ｔ４が経過していなければ、ステップＳ２０でＮｏとなり、設定時間Ｔ４が経過するまでステップＳ２０を繰り返す。
【００３６】
図９は、実施の形態２に係る温水熱源機の冷媒吐出温度とエネルギー消費効率との関係を示す図である。図９は、戻り水の温度が３５℃で圧縮機３の運転周波数が４０Ｈｚの場合の冷媒吐出温度とエネルギー消費効率との関係を示している。図９（ａ）は、往き水の温度と戻り水の温度との温度差ΔＴが１０℃以上の場合であり、図９（ｂ）は、往き水の温度と戻り水の温度との温度差ΔＴが０℃から５℃の間の場合である。図９（ａ）及び図９（ｂ）に示すように、戻り水の温度及び圧縮機３の運転周波数が同じでも、冷媒吐出温度が異なるとエネルギー消費効率は異なり、ある特定の冷媒吐出温度でエネルギー消費効率が最高となる。エネルギー消費効率が最高となる冷媒吐出温度は、往き水の温度と戻り水の温度との温度差ΔＴの大きさによっても異なる。したがって、実施の形態２に係る温水熱源機は、制御部９に目標冷媒吐出温度を予め記憶させておき、戻り水の温度と、圧縮機３の運転周波数と、往き水の温度と戻り水の温度との温度差ΔＴとの状態によって最適な目標冷媒吐出温度とすることで、暖房運転時のエネルギー消費効率を向上させている。
【００３７】
初期の目標冷媒吐出温度は、温水熱源機２１及び室内放熱器２２が暖まっていない暖房負荷が高い状態であり、制御部９に記憶させておく値の簡略化のため、往き水の温度と戻り水の温度との温度差ΔＴが１０℃以上の目標冷媒吐出温度の場合と同じにしてもよい。
【００３８】
なお、制御部９が持つテーブルには、往き水の温度と戻り水の温度との温度差が閾値以上である場合の戻り水の温度と圧縮機３の運転周波数とに応じた目標冷媒吐出温度とを関係づけておき、制御部９は、往き水の温度と戻り水の温度との温度差が閾値未満の場合は、テーブルに定められた目標冷媒吐出温度に一定値を加算した値に目標冷媒吐出温度を再設定するようにしてもよい。
【００３９】
また、制御部９が持つテーブルには、往き水の温度と戻り水の温度との温度差が閾値未満である場合の戻り水の温度と圧縮機の運転周波数とに応じた目標冷媒吐出温度とを関係づけておき、制御部９は、往き水の温度と戻り水の温度との温度差が閾値以上の場合は、テーブルに定められた目標冷媒吐出温度から一定値を減算した値に目標冷媒吐出温度を再設定するようにしてもよい。
【００４０】
本発明によれば、暖房負荷の大小、すなわち往き水の温度と戻り水の温度との温度差に合わせて、往き水の温度、戻り水の温度、圧縮機周波数に応じて冷媒の吐出温度を適切な状態に維持することができ、暖房運転のエネルギー消費効率を向上させた温水熱源機を得ることができる。
【００４１】
上記の実施の形態１又は実施の形態２において、図１に示した制御部９の機能は、処理回路により実現される。すなわち、制御部９は、往き水又は戻り水の温度と圧縮機の運転周波数とに応じた目標冷媒吐出温度の関係を予め記憶したテーブルを持ち、往き水の温度と戻り水の温度との温度差に基づいて目標冷媒吐出温度を再設定する処理を行う処理回路を備える。また、処理回路は、専用のハードウェアであっても、記憶装置に格納されるプログラムを実行する演算装置であってもよい。
【００４２】
処理回路が専用のハードウェアである場合、処理回路は、単一回路、複合回路、プログラム化したプロセッサ、並列プログラム化したプロセッサ、特定用途向け集積回路、フィールドプログラマブルゲートアレイ、又はこれらを組み合わせたものが該当する。図１０は、実施の形態１又は実施の形態２に係る温水熱源機の制御部の機能をハードウェアで実現した構成を示す図である。処理回路１９には、往き水又は戻り水の温度と圧縮機の運転周波数とに応じた目標冷媒吐出温度の関係を予め記憶したテーブルを持ち、往き水の温度と戻り水の温度との温度差に基づいて目標冷媒吐出温度を再設定する処理を実現する論理回路１９ａが組み込まれている。
【００４３】
処理回路が演算装置の場合、往き水又は戻り水の温度と圧縮機の運転周波数とに応じた目標冷媒吐出温度の関係を予め記憶したテーブルを持ち、往き水の温度と戻り水の温度との温度差に基づいて目標冷媒吐出温度を再設定する処理は、ソフトウェア、ファームウェア、又はソフトウェアとファームウェアとの組み合わせにより実現される。
【００４４】
図１１は、実施の形態１又は実施の形態２に係る温水熱源機の制御部の機能をソフトウェアで実現した構成を示す図である。処理回路１９は、プログラム１９ｂを実行する演算装置１９１と、演算装置１９１がワークエリアに用いるランダムアクセスメモリ１９２と、プログラム１９ｂを記憶する記憶装置１９３を有する。記憶装置１９３に記憶されているプログラム１９ｂを演算装置１９１がランダムアクセスメモリ１９２上に展開し、実行することにより、往き水又は戻り水の温度と圧縮機の運転周波数とに応じた目標冷媒吐出温度の関係を予め記憶したテーブルを持ち、往き水の温度と戻り水の温度との温度差に基づいて目標冷媒吐出温度を再設定する処理が実現される。ソフトウェア又はファームウェアはプログラム言語で記述され、記憶装置１９３に格納される。処理回路１９は、記憶装置１９３に記憶されたプログラム１９ｂを読み出して実行することにより、各処理を実現する。すなわち、制御部９は、処理回路１９により実行されるときに、往き水又は戻り水の温度と圧縮機の運転周波数とに応じた目標冷媒吐出温度の関係を予め記憶したテーブルを持ち、往き水の温度と戻り水の温度との温度差に基づいて目標冷媒吐出温度を再設定するステップが結果的に実行されることになるプログラム１９ｂを記憶するための記憶装置１９３を備える。また、プログラム１９ｂは、上記の手順及び方法をコンピュータに実行させるものであるとも言える。
【００４５】
なお、往き水又は戻り水の温度と圧縮機の運転周波数とに応じた目標冷媒吐出温度の関係を予め記憶したテーブルを持ち、往き水の温度と戻り水の温度との温度差に基づいて目標冷媒吐出温度を再設定する処理について、一部を専用のハードウェアで実現し、一部をソフトウェア又はファームウェアで実現するようにしてもよい。
【００４６】
このように、処理回路１９は、ハードウェア、ソフトウェア、ファームウェア、又はこれらの組み合わせによって、上述の各機能を実現することができる。
【００４７】
以上の実施の形態に示した構成は、本発明の内容の一例を示すものであり、別の公知の技術と組み合わせることも可能であるし、本発明の要旨を逸脱しない範囲で、構成の一部を省略、変更することも可能である。
【符号の説明】
【００４８】
１  送風機、２  熱源側熱交換器、３  圧縮機、４  温水熱交換器、５  バッファタンク、６  循環ポンプ、７  往き水温検知部、８  戻り水温検知部、９  制御部、１０  減圧装置、１１  冷媒吐出温度検知部、１９  処理回路、１９ａ  論理回路、１９ｂ  プログラム、２１  温水熱源機、２２  室内放熱器、２３  コントローラ、１９１  演算装置、１９２  ランダムアクセスメモリ、１９３  記憶装置。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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