(57)【要約】【課題】寒冷地で利用する蓄熱式ヒートポンプ装置において、蓄熱回路と蓄熱利用回路を設け、蓄熱運転と蓄熱利用運転を最適に制御することで、高信頼性、高効率で設置面積の小さな暖房システムの低コストでの実現を図る。【解決手段】ヒートポンプ装置は、圧縮機１１、放熱器１２、膨張弁１３、蒸発器１４a、蒸発器１４bとによって冷媒回路１０を形成し、蓄熱タンク２３、放熱器１２a、暖房端末２２によって蓄熱回路２１を形成し、蓄熱タンク２３、蒸発器１４bによって蓄熱利用回路２４を形成し、蓄熱タンク温度検出手段３１や外気温度検出手段３３により把握した運転状態の変化に対応して、蓄熱運転モードと蓄熱利用運転モードを切り替えることで、大気の熱エネルギーを有効に利用する。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
圧縮機と、第一放熱器と、膨張弁と、第一蒸発器と、第二蒸発器とを接続することによって構成されるとともに、前記第一蒸発器と前記第二蒸発器とは並列接続されている冷凍サイクルと、
前記第一放熱器と暖房端末および蓄熱タンクとを順次接続することによって構成された蓄熱回路と、
前記第二蒸発器と蓄熱タンクとを接続することによって構成された蓄熱利用回路と、
を備えた、ヒートポンプ装置。
【請求項２】
圧縮機と、第一放熱器と、第二放熱器と、膨張弁と、第一蒸発器と、第二蒸発器とを接続することによって構成されるとともに、前記第一蒸発器と前記第二蒸発器とは並列接続されている冷凍サイクルと、
前記第一放熱器と暖房端末とを接続することによって構成された暖房回路と、
前記第二放熱器と蓄熱タンクとを接続することによって構成された蓄熱回路と、
前記第二蒸発器と蓄熱タンクとを接続することによって構成された蓄熱利用回路と、
を備えた、ヒートポンプ装置。
【請求項３】
冷媒を圧縮機、第一放熱器、膨張弁、第一蒸発器、圧縮機の順に循環させ、水を前記蓄熱回路に循環させることで暖房を行いつつ中温水を蓄熱タンクに蓄える、蓄熱運転モードと、冷媒を圧縮機、第一放熱器、膨張弁、第二蒸発器、圧縮機の順に循環させ、水を前記蓄熱回路に循環させることで暖房を行いつつ中温水を蓄熱タンクに蓄えながら、水を前記蓄熱利用回路にも循環させる、蓄熱利用運転モードとを切り替えて運転する、請求項１または２に記載のヒートポンプ装置。
【請求項４】
冷媒を圧縮機、第一放熱器、膨張弁、第一蒸発器、圧縮機の順に循環させ、水を前記暖房回路に循環させることで暖房を行う暖房運転と、前記蓄熱運転モードと前記蓄熱利用運転モードとを交互に切り替えて運転する蓄熱・蓄熱利用切替運転とを切り替えて運転する、請求項２に記載のヒートポンプ装置。
【請求項５】
前記蓄熱タンクに蓄熱タンク温度検出器を設け、検出された温度によって運転モードを切り替える、請求項１〜４のいずれかに記載のヒートポンプ装置。
【請求項６】
時刻検出器を設け、検出された時刻によって運転モードを切り替える、請求項１〜４のいずれかに記載のヒートポンプ装置。
【請求項７】
外気温度検出器を設け、検出された外気温度により、前記暖房運転と蓄熱・蓄熱利用切替運転とを切り替える、請求項４に記載のヒートポンプ装置。
【請求項８】
蓄熱利用回路に水ポンプ、第二蒸発器の下流側の蓄熱利用回路に水温度検出手段を設け、検出された水温度により水ポンプの出力を変化させる、請求項１〜７のいずれかに記載のヒートポンプ装置。
【請求項９】
外気温度検出手段を設け、計測された外気温度により、運転モードを切り替える蓄熱タンク温度又は、運転モードを切り替える時刻又は、前記水ポンプの出力を変化させる、請求項１〜８のいずれかに記載のヒートポンプ装置。
【請求項１０】
蓄熱回路に水ポンプ、放熱器２下流側の蓄熱回路に水温度検出手段を設け、検出された水温度により水ポンプの出力を変化させる、請求項１〜９のいずれかに記載のヒートポンプ装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、給湯機や空調機などに用いられるヒートポンプ装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
寒冷地で用いられる蓄熱式ヒートポンプ装置の性能を確保するための手段として、負荷の小さい深夜時間帯にヒートポンプを用いて空気のエネルギーを蓄熱槽に蓄え、負荷の大きな朝や夕方に蓄えられたエネルギーを利用する方法がある。（例えば、特許文献１参照）。
【０００３】
図９は、特許文献１に記載された従来の寒冷地用蓄熱式ヒートポンプ装置を示す構成図である。
【０００４】
図９において、ヒートポンプ装置は、容量制御圧縮機１、一定速圧縮機２ａ、２ｂ、アキュムレータ３、オイルセパレータ４、四方弁５、室外熱交換器６ａ、６ｂ、室外膨張弁７ａ、７ｂ、過冷却器８ａ、８ｂ、室外送風機９ａ、９ｂ、レシーバ１０、ガス液熱交換器１１、ガス阻止弁１２、液阻止弁１３、蓄熱ガス阻止弁１４、ガスバイパス１５、蓄熱回路用電磁弁１６ａ、１６ｂ、容量制御圧縮機用液インジェクション膨張弁２０、一定速圧縮機用液インジェクション膨張弁２１ａ、２１ｂ、容量制御圧縮機用液インジェクション電磁弁２２、一定速圧縮機用液インジェクション電磁弁２３ａ、２３ｂ、容量制御圧縮機用液インジェクションキャピラリーチューブ２４、一定速圧縮機用液インジェクションキャピラリーチューブ２５ａ、２５ｂ、室外制御装置３０、室外温度センサー３１、容量制御圧縮機用吐出温度センサー３２、一定速圧縮機用吐出温度センサー３３ａ、３３ｂ、吸入温度センサー３４、高圧圧力センサー３６、低圧圧力センサー３７からなる室外機１００と、室内熱交換器５０ａ、５０ｂ、５０ｃ、室内膨張弁５１ａ、５１ｂ、５１ｃ、室内送風機５２ａ、５２ｂ、５２ｃ、室内制御装置５３ａ、５３ｂ、５３ｃ、室内吸込温度センサー５４ａ、５４ｂ、５４ｃ、リモートコントローラー５５ａ、５５ｂ、５５ｃからなる室内機２００ａ、２００ｂ、２００ｃと、蓄熱槽６０、蓄熱熱交換器６１、蓄熱回路用膨張弁６２、蓄熱回路用電磁弁６３ａ、６３ｂ、６３ｃ、蓄熱制御装置６５、蓄熱媒体温度センサー６６、蓄熱コントローラー６７からなる蓄熱機３００とが、ガス接続配管４０、液接続配管４１、蓄熱ガス接続配管４２、伝送線４５によって連結されている。
【０００５】
夜間に蓄熱熱交換器６１内の蓄熱媒体に蓄熱運転を行ない、昼間の空調運転時にこの蓄熱を利用する運転を行なう。蓄熱を利用する運転を朝夕に分割することにより、性能を確保できるとしていた。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開２００２−１０６９１７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
しかしながら、図９に示す従来の蓄熱式ヒートポンプ装置では、高温ラジエータを空調端末として利用した場合などでは、ヒートポンプ装置の高圧圧力や圧縮機の吐出温度が上昇し、ヒートポンプ装置の信頼性が低下するという問題がある。さらに、信頼性を確保するために高圧圧力や吐出温度を制限すると、ヒートポンプ装置の性能が低下するなどの問題がある。
【０００８】
本発明は、このような従来の課題に鑑みてなされたものであり、高温ラジエータを空調端末として利用した蓄熱式ヒートポンプ装置を寒冷地で使用した場合でも、高効率と高信頼性を確保することを目的としている。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
本発明のヒートポンプ装置は、圧縮機と、第一放熱器と、膨張弁と、第一蒸発器と、第二蒸発器とを接続する事によって冷凍サイクルを構成し、前記放熱器と暖房端末および蓄熱タンクとを順次接続する事によって蓄熱回路を構成し、前記蒸発器２と蓄熱タンクとを接続する事によって蓄熱利用回路を形成することを特徴とする。
【発明の効果】
【００１０】
本発明のヒートポンプ装置によれば、高温ラジエータを空調端末として利用した蓄熱式ヒートポンプ装置を寒冷地で使用した場合でも、高効率と高信頼性を確保することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【図１】実施形態１におけるヒートポンプ装置の構成図
【図２】実施形態２におけるヒートポンプ装置の構成図
【図３】実施形態１における蓄熱タンク温度を利用した最適な運転モード制御フローチャート
【図４】実施形態１における時刻を利用した最適な運転モード制御フローチャート
【図５】実施形態１における水温度を利用した最適な水ポンプ出力制御フローチャート
【図６】実施形態１における外気温度によって各閾値を変化させる最適な制御フローチャート
【図７】実施形態２における外気温度を利用して運転を変化させる最適な制御フローチャート
【図８】実施形態２における水温度を利用した最適な水ポンプ出力制御フローチャート
【図９】従来のヒートポンプ装置１を示す構成図
【発明を実施するための形態】
【００１２】
（実施形態１）
以下、本発明の実施例について、図面を参照しながら詳細に説明する。
【００１３】
図１は、本発明の第１実施形態におけるヒートポンプ装置の構成図である。
【００１４】
図１において、本実施形態のヒートポンプ装置は、冷媒を高温高圧に圧縮する圧縮機１１、高温高圧になった冷媒と水を熱交換させる第一放熱器１２aと、冷媒を減圧膨張する膨張弁１３と、冷媒が大気の熱を奪って蒸発する第一蒸発器１４aと、前記第一蒸発器１４aの上流側に設けられた第一電磁弁１５aと、下流側に設けられた第二電磁弁１５bと、前記第一蒸発器１４aと並列に設置され冷媒が水の熱を奪って蒸発する第二蒸発器１４bと、前記第二蒸発器14bの上流側に設けられた第三電磁弁１５cと、下流側に設けられた第四電磁弁１５dとによって冷媒回路１０を形成している。
【００１５】
中温水を蓄える蓄熱タンク２３と、前記第一放熱器１２aと、暖房端末２２とによって蓄熱回路２１を形成している。
【００１６】
前記蓄熱タンク２３と、第一水ポンプ２５aと、前記第二蒸発器１４bとによって蓄熱利用回路２４を形成している。
【００１７】
前記蓄熱タンク２３には、蓄熱タンク内部に蓄えられている水の温度を検出する蓄熱タンク温度検出器３１、前記蓄熱利用回路２４の前記第二蒸発器１４bの下流側には、水温度を検出する蓄熱利用回路温度検出器３４がそれぞれ設置されている。さらに、時刻検出器３２および外気温度検出器３３も設置されている。
【００１８】
これらの温度検出器３１、３４、時刻検出器３２および外気温度検出器３４からの信号によって、運転モードの切替や前記第一水ポンプ２５aの出力、電磁弁１５a〜１５dの開閉を制御する制御手段４０が備えられている。
【００１９】
次に、上記ヒートポンプ装置の動作について説明する。
【００２０】
まず、蓄熱運転モードについて説明する。
【００２１】
圧縮機１１で吐出された高温高圧の冷媒は、第一放熱器１２aにて水と熱交換して冷却される。第一放熱器１２aを流出した冷媒は膨張弁１３を通過し、低温低圧になった後、第一蒸発器１４aにおいて周囲大気の熱エネルギーを取り込み、再び圧縮機１１にもどる。このとき、第一電磁弁１５aおよび第二電磁弁１５bは開放されており、第三電磁弁１５cおよび第四電磁弁１５dは閉止されているため、冷媒は第一蒸発器１４aのみを通過し、これに並列に接続された第二蒸発器１４bは通過しない。
【００２２】
蓄熱タンク２３から蓄熱回路２１に流れ出た低温水は第一放熱器１２aで温められて高温水となり、暖房端末２２にて室内空気などを暖め、暖房機能を発揮し、中温水となり再び蓄熱タンクに戻る。このとき、蓄熱利用回路２４に設置されている第一水ポンプ２５aは作動しておらず、第二蒸発器１４bに水を流し込まない。これらの動作により、蓄熱タンク内では、低温水が減少し中温水が増加し熱エネルギーが蓄えられる。
【００２３】
次に、蓄熱利用運転モードについて説明する。
【００２４】
圧縮機１１で吐出された高温高圧の冷媒は、第一放熱器１２aにて水と熱交換して冷却される。第一放熱器１２aを流出した冷媒は膨張弁１３を通過し、低温低圧になった後、第二蒸発器１４bにおいて周囲の中温水の熱エネルギーを取り込み、再び圧縮機１１にもどる。このとき、第一電磁弁１５aおよび第二電磁弁１５bは閉止されており、第三電磁弁１５cおよび第四電磁弁１５dは開放されているため、冷媒は第二蒸発器１４bのみを通過し、これに並列に接続された第一蒸発器１４aは通過しない。
【００２５】
蓄熱タンク２３から蓄熱回路２１に流れ出た低温水は第一放熱器１２aで温められ高温水となり、暖房端末２２にて室内空気などを暖め、暖房機能を発揮し、中温水となり再び蓄熱タンクに戻る。このとき、蓄熱利用回路２４に設置されている第一水ポンプ２５aは作動しており、蓄熱タンク２３に蓄えられた中温水を第二蒸発器１４bに流し込む。これらの動作により、第二蒸発器１４bには外気温度と比べて高い温度の水が流し込まれるため、冷凍サイクルの蒸発圧力が高くなり、圧縮機１１が行なう仕事量が減少し、信頼性が保たれながら、暖房システム全体の性能が向上する。
【００２６】
次に、暖房システムを低コストで効率よく制御する方法について、図３〜６のフローチャートを用いて説明する。
【００２７】
図３は、蓄熱タンク温度によって運転モードを切り替えるシステムの制御フローチャートである。
【００２８】
ステップ１で蓄熱タンク温度検出器３１からの検出信号により蓄熱タンク温度Tnを検出し、ステップ２に移る。ステップ２で蓄熱タンク温度Tnと閾値Tn1を比較する。蓄熱タンク温度Tnが閾値Tn1より大きければステップ３に移り、蓄熱タンク温度Tnが閾値Tn1以下であればステップ４に移る。暖房システムは、ステップ３では蓄熱利用運転モードの動作を行い、ステップ４では、蓄熱運転モードの動作を行なう。これにより、蓄熱タンク内に蓄えられた中温水の量を適切に保ちながら運転する事が可能になるので、蓄熱タンク容量を最小限に留めながら高効率な暖房システムを構築することが可能となる。
【００２９】
図４は、時刻Tiによって運転モードを切り替えるシステムの制御フローチャートである。
【００３０】
ステップ１で時刻検出手段３２からの検出信号により時刻Tiを検出しステップ２に移る。ステップ２で時刻Tiと閾値Ti1およびTi2を比較する。時刻Tiが閾値Ti1以下であり、なおかつ閾値Ti2より大きければステップ３に移り、それ以外の時刻ではステップ４に移る。暖房システムは、ステップ３では蓄熱利用運転モードの動作を行い、ステップ４では、蓄熱運転モードの動作を行なう。このとき、蓄熱利用運転モードの動作を行なう時刻を深夜時間帯とし、蓄熱運転モードの動作を行なう時刻を深夜以外の時間帯としても良い。これにより、外気温度が高いときなど、大気からの熱の取り込みが効率よく行なえる条件では蓄熱運転モードで動作し、深夜など給湯などの付随する機器の負荷が減少し、なおかつ外気温度が低く大気からの熱の取り込み効率が低い条件では蓄熱利用運転モードで動作することにより、蓄熱タンクや熱交換器などの容量を抑えながらも高効率な暖房システムを構築することが可能となる。
【００３１】
図５は、蓄熱利用回路２４の第二蒸発器１４b下流側の配管に設置された蓄熱利用回路温度検出器３４によって検出された水温度により第一水ポンプ２５aの出力を変化させるシステムの制御フローチャートである。
【００３２】
ステップ１で蓄熱利用回路温度検出器３４からの検出信号により水温度Trを検出しステップ２に移る。ステップ２で水温度Trと閾値Tr1を比較する。水温度Trが閾値Tr1より大きければステップ３に移り、水ポンプ出力PwをPw1だけ大きくする。水温度Trが閾値Tr1以下であればステップ４に移る。ステップ４では、水温度Trと閾値Tr2を比較する。水温度Trが閾値Tr2より大きければ、水ポンプ出力を変化させず、水温度Trが閾値Tr2以下であればステップ５に移り、水ポンプ出力PwをPw2だけ小さくする。これにより、蓄熱タンク２３に蓄えられる低温水の温度および第二蒸発器１４b周囲の水温度を変化させることができるので、冷凍サイクルを効率よく運転することができ、低コストで高効率な暖房システムを構築することが可能となる。
【００３３】
図６は、外気温度により、図３〜５のフローチャートで用いられる蓄熱タンク温度の閾値Tn1、時刻の閾値Ti1、Ti2、水温度の閾値Tr1、Tr2を変化させるシステムの制御フローである。
【００３４】
ステップ１で外気温度検出器３３からの検出信号により外気温度Taを検出しステップ２に移る。ステップ２で外気温度Taと閾値Ta1を比較する。外気温度Taが閾値Ta1より小さければステップ３に移り、外気温度Taが閾値Ta1以上であればステップ４に移る。ステップ３では、閾値Tn1をTn11、閾値Ti1をTi11、閾値Ti2をTi21、閾値Tr1をTr11、閾値Tr2をTr21とする。ステップ４では、外気温度Taと閾値Ta2を比較する。外気温度Taが閾値Ta2より小さければ、ステップ５に移り、外気温度Taが閾値Ta2以上であれば、ステップ６に移る。ステップ５では、閾値Tn1をTn1２、閾値Ti1をTi1２、閾値Ti2をTi2２、閾値Tr1をTr1２、閾値Tr2をTr2２とする。ステップ６では、外気温度Taと閾値Ta３を比較する。外気温度Taが閾値Ta３より小さければ、ステップ７に移り、外気温度Taが閾値Ta３以上であれば、ステップ８に移る。ステップ７では、閾値Tn1をTn1３、閾値Ti1をTi1３、閾値Ti2をTi2３、閾値Tr1をTr1３、閾値Tr2をTr2３とする。ステップ８では、閾値Tn1をTn1４、閾値Ti1をTi1４、閾値Ti2をTi2４、閾値Tr1をTr1４、閾値Tr2をTr2４とする。これにより、外気温度条件により、蓄熱タンク２３に蓄えられる中温水と低温水の量や運転モードを切り替える時間帯、および低温水の温度や冷凍サイクルの低圧圧力を変化させることができるので、より高効率で容量の小さな暖房システムを低コストで構築することが可能となる。
【００３５】
（実施形態２）
本発明の実施形態２について、図面を参照しながら詳細に説明する。
【００３６】
図２において、本実施形態のヒートポンプ装置は、冷媒を高温高圧に圧縮する圧縮機１１、高温高圧になった冷媒と水を熱交換させる第一放熱器１２aと第二放熱器１２bと、冷媒を減圧膨張する膨張弁１３と、冷媒が大気の熱を奪って蒸発する第一蒸発器１４aと、前記第一蒸発器１４aの上流側に設けられた第一電磁弁１５aと、下流側に設けられた第二電磁弁１５bと、前記第一蒸発器１４aと並列に設置され冷媒が水の熱を奪って蒸発する第二蒸発器１４bと、前記第二蒸発器14bの上流側に設けられた第三電磁弁１５cと、下流側に設けられた第四電磁弁１５dとによって冷媒回路１０を形成している。
【００３７】
前記第一放熱器１２aと、暖房端末２２とによって暖房回路２６を形成している。
【００３８】
中温水を蓄える蓄熱タンク２３と、第二水ポンプ２５bと、前記第二放熱器１２bとによって蓄熱回路２１を形成している。
【００３９】
前記蓄熱タンク２３と、第一水ポンプ２５aと、前記第二蒸発器１４bとによって蓄熱利用回路２４を形成している。
【００４０】
また、蓄熱回路２１の第二放熱器１２bの下流側には配管内水温度を検出する蓄熱回路温度検出器３５、外気温度検出器３３が設置されている。
【００４１】
これらの温度検出手段３３、３５からの信号により、運転モードの切替や前記第二水ポンプ２５bの出力、電磁弁１５a〜１５dの開閉を制御する制御手段４０が備えられている。
【００４２】
次に、上記ヒートポンプ装置の動作について説明する。
【００４３】
まず、蓄熱運転モードについて説明する。圧縮機１１で吐出された高温高圧の冷媒は、第一放熱器１２aおよび第二放熱器１２bにて水と熱交換して冷却される。第二放熱器１２bを流出した冷媒は膨張弁１３を通過し、低温低圧になった後、第一蒸発器１４aにおいて周囲大気の熱エネルギーを取り込み、再び圧縮機１１にもどる。このとき、第一電磁弁１５aおよび第二電磁弁１５bは開放されており、第三電磁弁１５cおよび第四電磁弁１５dは閉止されているため、冷媒は第一蒸発器１４aのみを通過し、これに並列に接続された第二蒸発器１４bは通過しない。
【００４４】
第一放熱器１２aで暖められ暖房回路２６に流れ出た高温水は、暖房端末２２にて室内空気などを暖め暖房機能を発揮し、中温水となり再び第一放熱器１２aに戻る。蓄熱タンク２３から蓄熱回路２１に流れ出た低温水は第二水ポンプ２５bにて加圧され、第二放熱器１２bで温められ中温水となり再び蓄熱タンクに戻る。このとき、蓄熱利用回路２４内の水は循環させない。これらの動作により、蓄熱タンク内では、低温水が減少し中温水が増加し熱エネルギーが蓄えられる。
【００４５】
次に、蓄熱利用運転モードについて説明する。
【００４６】
圧縮機１１で吐出された高温高圧の冷媒は、第一放熱器１２aおよび第二放熱器１２bにて水と熱交換して冷却される。第二放熱器１２bを流出した冷媒は膨張弁１３を通過し、低温低圧になった後、第二蒸発器１４bにおいて周囲の中温水の熱エネルギーを取り込み、再び圧縮機１１にもどる。このとき、第一電磁弁１５aおよび第二電磁弁１５bは閉止されており、第三電磁弁１５cおよび第四電磁弁１５dは開放されているため、冷媒は第二蒸発器１４bのみを通過し、これに並列に接続された第一蒸発器１４aは通過しない。
【００４７】
また、第一放熱器１２aで暖められ暖房回路２６に流れ出た高温水は、暖房端末２２にて室内空気などを暖め暖房機能を発揮し、中温水となり再び第一放熱器１２aに戻る。蓄熱タンク２３から蓄熱回路２１に流れ出た低温水は第二水ポンプ２５bにて加圧され、第二放熱器１２bで温められ中温水となり再び蓄熱タンクに戻る。このとき、蓄熱利用回路２４に設置されている第一水ポンプ２５aは作動しており、蓄熱タンク２３に蓄えられた中温水を第二蒸発器１４bに流し込む。これらの動作により、第二蒸発器１４bには外気温度と比べて高い温度の水が流し込まれるため、冷凍サイクルの蒸発圧力が高くなり、圧縮機１１が行なう仕事量が減少し、信頼性が保たれながら、暖房システム全体の性能が向上する。また、暖房回路２６と蓄熱回路２１が独立した回路となっているため、水流量を独立して制御することができ、快適な暖房端末温度を確保しながらも、高効率を実現する最適な温度の中温水を蓄熱タンクに蓄えることが可能となる。
【００４８】
次に、暖房運転について説明する。
【００４９】
圧縮機１１で吐出された高温高圧の冷媒は、第一放熱器１２aにて水と熱交換して冷却される。第二放熱器１２bを流出した冷媒は膨張弁１３を通過し、低温低圧になった後、第一蒸発器１４aにおいて周囲大気の熱エネルギーを取り込み、再び圧縮機１１にもどる。このとき、第一電磁弁１５aおよび第二電磁弁１５bは開放されており、第三電磁弁１５cおよび第四電磁弁１５dは閉止されているため、冷媒は第一蒸発器１４aのみを通過し、これに並列に接続された第二蒸発器１４bは通過しない。
【００５０】
第一放熱器１２aで暖められ暖房回路２６に流れ出た高温水は、暖房端末２２にて室内空気などを暖め暖房機能を発揮し、中温水となり再び第一放熱器１２aに戻る。このとき、蓄熱回路２１および蓄熱利用回路２４内の水は循環させない。
【００５１】
これらの動作により、暖房運転では蓄熱回路２１および蓄熱利用回路２４に水を流し込まないため、第一水ポンプ２５aおよび第二水ポンプ２５bの消費する動力が必要となくなる。また、蓄熱回路２１および蓄熱利用回路２４、蓄熱タンクからの熱損失が無くなるため、消費エネルギーおよび熱損失を低減させることが可能となる。
【００５２】
この暖房システムを低コストで効率よく制御する方法について、図７、８のフローチャートを用いて説明する。
【００５３】
図７は、外気温度によって運転を切り替えるシステムの制御フローチャートである。
【００５４】
ステップ１で外気温度検出器３３からの検出信号により外気温度Taを検出しステップ２に移る。ステップ２で外気温度Taと閾値Ta11を比較する。外気温度Taが閾値Tn11より大きければステップ３に移り、外気温度Taが閾値Ta11以下であればステップ４に移る。暖房システムは、ステップ３では暖房運転を行い、ステップ４では、蓄熱・蓄熱利用切替運転を行なう。これにより、外気温度が高い場合には暖房運転を行うことにより、第一水ポンプ２５a、第二水ポンプ２５bの動力低減、蓄熱回路、蓄熱利用回路、蓄熱タンクからの放熱損失の低減が可能となり、外気温度が低い場合には吐出温度や吐出圧力の上昇を抑えながらも大気からの熱エネルギーを取り込むことが可能となるので、高信頼性で高効率な暖房システムを構築することが可能となる。
【００５５】
図８は、蓄熱回路２１の放熱器１２b下流側の配管に設置された蓄熱回路温度検出器３５によって検出された水温度により第二水ポンプ２５bの出力を変化させるシステムの制御フローチャートである。
【００５６】
ステップ１で蓄熱回路温度検出器３５からの検出信号により水温度Tkを検出しステップ２に移る。ステップ２で水温度Tkと閾値Tk1を比較する。水温度Tkが閾値Tk1より大きければステップ３に移り、水ポンプ出力PzをPz1だけ大きくする。水温度Tkが閾値Tk1以下であればステップ４に移る。ステップ４では、水温度Tkと閾値Tk2を比較する。水温度Tkが閾値Tk2より大きければ、水ポンプ出力を変化させず、水温度Tkが閾値Tk2以下であればステップ５に移り、水ポンプ出力PzをPz2だけ小さくする。これにより、蓄熱タンク２３に蓄えられる中温水の温度および第二放熱器１２b周囲の水温度を変化させることができるので、冷凍サイクルを効率よく運転することができ、低コストで高効率な暖房システムを構築することが可能となる。
【産業上の利用可能性】
【００５７】
本発明にかかるヒートポンプ装置は、特に寒冷地で運転される蓄熱式の高温暖房システムの効率を向上させることができ、給湯機、冷凍・空調機器など、他の用途のヒートポンプ装置としても利用することができる。
【符号の説明】
【００５８】
１０    冷媒回路
１１    圧縮機
１２a    第一放熱器
１２b    第二放熱器
１３    膨張弁
１４a    第一蒸発器
１４b    第二蒸発器
１５a    第一電磁弁
１５c    第二電磁弁
１５c    第三電磁弁
１５d    第四電磁弁
２１    蓄熱回路
２２    暖房端末
２３    蓄熱タンク
２４    蓄熱利用回路
２５a    第一水ポンプ
２５b    第二水ポンプ
２６    暖房回路
３１    蓄熱タンク温度検出器
３２    時刻検出器
３３    外気温度検出器
３４    蓄熱利用回路温度検出器
３５    蓄熱回路温度検出器
４０    制御手段
【図１】
2011043287.tif 000003
【図２】
2011043287.tif 000004
【図３】
2011043287.tif 000005
【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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