(57)【要約】ヒートポンプ、特に温水供給器を加熱するための、改良された霜取りモードを有するヒートポンプが提供される。霜取りモードは、寒冷運転時において屋外蒸発器に蓄積しやすい霜を除去するために作動される。冷媒によって与えられる熱伝達量を最大にするように追求することによって、霜取りモードを作動するためのアルゴリズムが開発される。加熱システム条件が実験的に熱伝達能力と関連づけられる。次いで、霜取りモードの最適な開始点を判定するように、平均熱伝達能力が最大化される。さらに、霜取りモードには保護対策が含まれる。ヒートポンプが温水の加熱に用いられる場合は、熱交換器内に残る水が過度に加熱されるのを防止する方法が提供される。一つの方法では、水ポンプを周期的に作動させて水を移送してもよい。第二の方法では、圧縮機から流出する冷媒の排出圧力が低減されて、温度が所定の最高値以下に下がるまで水ポンプが停止されないことが、制御装置により保証される。温度低下は、二重制御ループによって達成される。ここでは、高すぎる温度により、新しい目標排出圧力が付与される。制御装置は、膨張装置を制御することによって新しい目標圧力を達成する。他の特徴的な保護対策において、霜取りモードが終りに近づきつつあることを制御装置が判定すると、蒸発器のファンが運転されて、蒸発器のコイルから融けた霜の水滴が除去され、蒸発器から流出する冷媒が過度に高い圧力または温度に達しないことが保証される。
2007522430.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ヒートポンプサイクルであって、
冷媒を圧縮する圧縮機と、
前記圧縮機の下流にある熱交換器と、
前記熱交換器の下流にある主膨張装置と、
前記主膨張装置の下流にある蒸発器と、
前記サイクルの制御装置と、
を有し、
前記冷媒は、前記圧縮機から前記熱交換器、前記膨張装置、前記蒸発器を通流して前記圧縮機に戻り、
前記制御装置は、構成部品を制御して霜取りモードを開始するように作動可能であり、該霜取りモードにおいて、前記圧縮機の排出側からの冷媒が、前記蒸発器を霜取りするように比較的高い温度で前記蒸発器に環流され、かつ前記制御装置は、前記ヒートポンプから加熱されるべき環境への熱伝達を最大にするように開発されたアルゴリズムに基づいて前記霜取りモードを開始するように作動可能であることを特徴とするヒートポンプサイクル。
【請求項２】
前記加熱されるべき環境は温水供給器であり、水ポンプは、前記冷媒で加熱されるより低温の水を、前記熱交換器を通して圧送し、霜取りモード中に前記水ポンプが停止されることを特徴とする請求項１記載のヒートポンプサイクル。
【請求項３】
前記制御装置は、霜取りモード中に前記熱交換器内の高温の冷媒によって水が過度に加熱される可能性を最小限にするように作動することを特徴とする請求項２記載のヒートポンプサイクル。
【請求項４】
前記可能性を最小限にするように前記水ポンプが断続的に作動されることを特徴とする請求項３記載のヒートポンプサイクル。
【請求項５】
前記水ポンプは、霜取りサイクル中に停止されるが、前記可能性を最小限にするように前記冷媒の排出温度が所定の最高値以下に低下したと前記制御装置により判定されるまで、前記水ポンプが停止されないことを特徴とする請求項３記載のヒートポンプサイクル。
【請求項６】
実際の排出温度が、前記所定の最高値と比較され、前記実際の排出温度が所定の最高値を超過している場合には、新しい目標冷媒圧力が決定され、前記制御装置は、前記新しい目標圧力を達成するように前記膨張装置を制御することを特徴とする請求項５記載のヒートポンプサイクル。
【請求項７】
ファンが前記蒸発器にわたって空気を吹き付け、前記ファンが前記霜取りモード中に停止されることを特徴とする請求項１記載のヒートポンプサイクル。
【請求項８】
前記ファンは、少なくとも前記制御装置により前記霜取りモードが終点に近づきつつあると判定されたときに作動されることを特徴とする請求項７記載のヒートポンプサイクル。
【請求項９】
前記制御装置は、平均熱伝達量を増加させるように前記制御アルゴリズムを実験的に決定することを特徴とする請求項１記載のヒートポンプサイクル。
【請求項１０】
実験的な関係のために開発されたシステム条件は、外部温度と前記蒸発器の下流側の温度との間の差であることを特徴とする請求項９記載のヒートポンプサイクル。
【請求項１１】
前記霜取りモードの開始は、冷媒温度、冷媒圧力、および外部温度からなる群から選択される少なくとも一つのシステム条件に基づくことを特徴とする請求項１記載のヒートポンプサイクル。
【請求項１２】
前記霜取りモードは、前記圧縮機の下流における冷媒の一部に前記熱交換器を迂回させるようにバイパスを開くことを含むことを特徴とする請求項１記載のヒートポンプサイクル。
【請求項１３】
ヒートポンプサイクルであって、
冷媒を圧縮する圧縮機と、
前記圧縮機の下流にある熱交換器と、
前記熱交換器の下流にある主膨張装置と、
前記主膨張装置の下流にある蒸発器と、
前記熱交換器内で加熱される温水供給器と、
前記熱交換器を通して水を送る水ポンプと、
前記サイクルの制御装置と、
を有し、
前記冷媒は、前記圧縮機から前記熱交換器、前記膨張装置、前記蒸発器を通流して前記圧縮機に戻り、
前記制御装置は、構成部品を制御して霜取りモードを開始するように作動可能であり、該霜取りモードにおいて、前記圧縮機の排出側からの冷媒が、前記蒸発器を霜取りするように比較的高い温度で前記蒸発器に環流され、かつ前記制御装置は、霜取りモード中に前記水ポンプを停止するように作動可能であるとともに、霜取りモード中に前記熱交換器内の水が過度に加熱される可能性を最小限にするように作動することを特徴とするヒートポンプサイクル。
【請求項１４】
前記可能性を最小限にするように前記水ポンプが断続的に作動されることを特徴とする請求項１３記載のヒートポンプサイクル。
【請求項１５】
前記水ポンプは、霜取りサイクル中に停止されるが、前記可能性を最小限にするように前記冷媒の排出温度が所定の最高値以下に低下したと前記制御装置により判定されるまで、前記水ポンプが停止されないことを特徴とする請求項１３記載のヒートポンプサイクル。
【請求項１６】
実際の排出温度が、前記所定の最高値と比較され、前記実際の排出温度が所定の最高値を超過している場合には、新しい目標冷媒圧力が決定され、前記制御装置は、前記新しい目標圧力を達成するように前記膨張装置を制御することを特徴とする請求項１５記載のヒートポンプサイクル。
【請求項１７】
ヒートポンプサイクルであって、
冷媒を圧縮する圧縮機と、
前記圧縮機の下流にある熱交換器と、
前記熱交換器の下流にある主膨張装置と、
前記主膨張装置の下流にある蒸発器と、
前記蒸発器にわたって空気を吹きつけるためのファンと、
前記サイクルの制御装置と、
を有し、
前記冷媒は、前記圧縮機から前記熱交換器、前記膨張装置、前記蒸発器を通流して前記圧縮機に戻り、
前記制御装置は、構成部品を制御して霜取りモードを開始するように作動可能であり、該霜取りモードにおいて、前記圧縮機の排出側からの冷媒が、前記蒸発器を霜取りするように比較的高い温度で前記蒸発器に環流され、前記制御装置は、霜取りモード中に前記ファンを停止し、霜取りモードの終点に近づきつつあるかどうかを識別するようにシステム条件を監視し、かつ前記霜取りモードの終点以前に前記蒸発器にわたって空気を吹きつけ始めるように前記ファンを作動させることを特徴とするヒートポンプサイクル。
【請求項１８】
ヒートポンプサイクルであって、
冷媒を圧縮する圧縮機と、
前記圧縮機の下流にある熱交換器と、
前記熱交換器の下流にある主膨張装置と、
前記主膨張装置の下流にある蒸発器と、
前記蒸発器にわたって空気を吹きつけるためのファンと、
前記熱交換器内で加熱される温水供給器と、
前記熱交換器を通して水を送る水ポンプと、
前記サイクルの制御装置と、
を有し、
前記冷媒は、前記圧縮機から前記熱交換器、前記膨張装置、前記蒸発器を通流して前記圧縮機に戻り、
前記制御装置は、構成部品を制御して霜取りモードを開始するように作動可能であり、該霜取りモードにおいて、前記圧縮機の排出側からの冷媒が、前記蒸発器を霜取りするように比較的高い温度で前記蒸発器に環流され、前記制御装置は、前記ヒートポンプから加熱されるべき環境への熱伝達を最大にするように開発されたアルゴリズムに基づいて前記霜取りモードを開始するように作動可能であり、前記制御装置は、霜取りモード中に前記水ポンプを停止するように作動可能であるとともに、霜取りモード中に前記熱交換器内の水が過度に加熱される可能性を最小限にするように作動し、前記制御装置は、霜取りモード中に前記ファンを停止し、霜取りモードの終点に近づきつつあるかどうかを識別するようにシステム条件を監視し、かつ前記霜取りモードの終点以前に前記蒸発器にわたって空気を吹きつけ始めるように前記ファンを作動させることを特徴とするヒートポンプサイクル。
【請求項１９】
前記可能性を最小限にするように前記水ポンプが断続的に作動されることを特徴とする請求項１８記載のヒートポンプサイクル。
【請求項２０】
前記水ポンプは、霜取りサイクル中に停止されるが、前記可能性を最小限にするように前記冷媒の排出温度が所定の最高値以下に低下したと前記制御装置により判定されるまで、前記水ポンプが停止されないことを特徴とする請求項１８記載のヒートポンプサイクル。
【請求項２１】
前記霜取りモードは、前記圧縮機の下流における冷媒の一部に前記熱交換器を迂回させるようにバイパスを開くことを含むことを特徴とする請求項１８記載のヒートポンプサイクル。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ヒートポンプにおいていつ霜取りを開始するかを判定し、また霜取りモード中に温水供給システムなどの関連するシステムを保護するための改良に関する。
【背景技術】
【０００２】
暖房、換気および空調（ＨＶＡＣ）システムは、ビルディングにおいて冷房および暖房を供給するために用いられる。通常、圧縮機により、冷媒が、ビルディングの内部に対応する熱交換器に供給される。冷媒は、熱交換器の下流側にある膨張装置に送られ、さらに膨張装置の下流側にある蒸発器に送られる。蒸発器は、通常、外部の環境と熱を交換する熱交換器である。
【０００３】
ＨＶＡＣシステムが暖房を供給するために用いられる場合には、このシステムは、ヒートポンプモードにある。このような条件下では、蒸発器は、冬季など非常に低温の環境に置かれる場合がある。蒸発器の熱交換コイルに霜が生成することによって問題が生じる恐れがある。霜により、蒸発器の熱交換を介してシステムから外部環境へ熱を伝達する能力が低下してしまう。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
したがって、このようなシステムは霜取りモードを有する。霜取りモードにおいては、圧縮機から流出する高温の冷媒は、直接に蒸発器に迂回（バイパス）する。バイパスは,
熱交換器における熱除去を低減させるように行われてもよく、また熱交換器を迂回する冷媒のバイパスとなり得る。今日まで、いつ、どのように霜取りモードを作動するべきかを判断するための洗練された制御についてはほとんど考慮されていなかった。
【０００５】
また、ヒートポンプが温水暖房システムなどにおいて水を加熱するように用いられるときには、霜取りモード時に問題が起こり得る。特に、霜取りモードは、熱交換器を通しての水のポンプ送りの停止と組み合わせて用いられることが多い。このようにするのは、水が流れ続ければ熱交換器内の冷媒が冷却されてしまうからである。このような条件のもとでは、熱交換器に滞留する水が沸騰する可能性があり、好ましくない。
【０００６】
他の問題が霜取りモードの終了近くに起こり得る。この時点では、霜の大部分は融けている。コイル上には水滴が残っている。ファンが停止されているので、水滴は空気により除去されない。コイル上の水滴をそのままにすることによって、霜取りモードの終了後に再びコイルに霜が急速に生じてしまう可能性が増大する。さらに、ファンがコイルにわたって空気を送っていないので、コイル内の冷媒からほとんど熱が除去されない。したがって、所望の温度より高い温度のまま冷媒が蒸発器から流出する。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
開示された本発明の実施態様によれば、霜取り運転を開始すべき最適の時間を判定する方法が開示される。特に、システムの水加熱能力の作動範囲が、いくつかのシステム変数に対してプロットされる。次いで、その変数と比較した能力のグラフを観察することによって、最適の作動アルゴリズムが実験的に作成される。霜取りモードの開始は、得られる平均能力が最大化される点で行うのが最適であるという観点から確定される。
【０００８】
さらに、霜取りモード中に熱交換器に残存している水の保護対策が開示されている。保護対策は、霜取りモードの間に水ポンプを周期的に作動させて、熱交換器内の水を除去する形態で行われ、これによって、水が過度に長い時間にわたって高温の冷媒の熱に曝されないようになる。あるいは、水が沸騰しない温度に冷媒温度が下がるまで、水ポンプを停止しなくてもよい。すなわち、圧縮機出口の冷媒温度を下げ始めるような方法を起動させ、冷媒温度が水の沸点以下に下がってから水ポンプを停止してもよい。好ましい実施態様においては、冷媒温度の制御は、二重の（つまりネスト化された）制御ループで行われる。第一の制御ループは、実際の温度を目標温度と比較し、目標温度と実際の温度との差に基づいて圧縮機の新しい冷媒排出圧力を決定する。制御ループの第二の部分は、膨張装置を制御することによって新しい目標圧力を達成する。二重制御ループを用いることによって、単一の直接的な制御ループにおいて得られるよりも円滑な遷移が得られる。圧力の急激な変化が避けられるので、回路構成部品の寿命が長くなる。さらに、この制御ループは排出温度を正確に目標値の近傍に保つことができるので、霜取り時間が最小になる。
【０００９】
特に霜取りサイクルの終り近くで蒸発器コイルにわたって空気を吹きつけるという、他の特徴が用いられる。通常、霜取りサイクル中にはファンは停止される。これは蒸発器コイルにわたって吹きつけられる空気が霜取りに用いられるべき熱を除去して、空気に伝達する傾向があるからである。しかし、少なくとも霜取りサイクルの終り近くでファンを使用し始めることによって、融けた霜の水滴を除去することができる。更にまた、霜が融け始める際に、空気などによって温度が低下していない場合には、蒸発器を出る冷媒は、温度が過度に上昇し始める可能性がある。その結果、システム内の他の場所で問題が生じる可能性がある。
【００１０】
最後に、霜取りサイクルを開始または停止するときを識別するのに有用な、いくつかの独立のシステム変数が開示される。
【００１１】
本発明のこれらの特徴および他の特徴は、以下の明細書および図面から最も良く理解することができる。以下に、図面の簡単な説明を記載する。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１２】
図１では、ヒートポンプのサイクル２０が概略的に図示されている。周知のように、圧縮機２２が冷媒を圧縮し、冷媒を下流側の熱交換器３２に向けて排出する。図示されているように、センサ２４がこの下流の配管に設けられている。さらに、バルブ２６により、流れが選択的にバイパス配管２８に流入し、このバイパス配管２８により、冷媒の一部が熱交換機３２を迂回し、下流側ポイント３０まで迂回する。バイパス配管２８は、後述するように霜取り機能を与える構成部分であるが、必須ではない。温水配管３４は、熱交換器３２内の冷媒と熱交換関係を有するように配設されている。温水ポンプ３６により、熱交換器３２を通る水流が圧送される。
【００１３】
膨張装置３８が熱交換器３２の下流側に配置され、蒸発器４０が膨張装置３８の下流側に配置されている。通常、蒸発器４０は、熱伝達コイルを含む。ファン４２は、蒸発器内の冷媒を加熱するように、蒸発器４０にわたって空気を吹きつける。蒸発器４０の下流側に向かって、冷媒は圧縮機２２に戻る。図のように、圧縮機２２に入る冷媒の状態を検知するように、センサ４４を任意選択で設けてもよい。
【００１４】
周知のように、ヒートポンプサイクル２０は、水供給配管３４内の水を加熱するように作動する。冷媒は圧縮機２２で圧縮されており、熱交換器３２に入る際には高温である。熱交換器３２内において、高温の冷媒によって熱が水供給配管３４内の水に伝わる。ポンプ３６が水を圧送して熱交換器３２を通流させて、温水を利用する下流の場所まで送る。熱交換器３２を出た冷媒は、膨張装置３８内で膨張し、次いで蒸発器４０に送られ、蒸発器４０で熱が外部の環境に伝達される。
【００１５】
本発明は、サイクル２０を運転する上でいくつかの問題を解決することに指向されている。特に、蒸発器４０は外部にあり、環境にさらされている。低温時には、熱交換機のコイル上に霜が蓄積する場合がある。これにより、蒸発器４０において冷媒から熱を除去する能力が低下し、したがって、温水３４に熱を与えるシステム２０の能力が低下してしまう。そのため、霜取りモードが周知となっている。
【００１６】
霜取りモードにおいては、霜を融かすように高温の冷媒が蒸発器４０に送られる。先行技術においては、二つの基本的な方法のうちの一つを用いて高温の冷媒が蒸発器４０に送られる。第一の方法は、バルブ２６を開いて冷媒を配管２８に迂回させて、蒸発器３２を迂回させる。通常、全ての冷媒が迂回するのではなく、一部は継続して蒸発器３２を通流する。あるいは、（またはバイパスとともに）、ポンプ３６を停止してもよい。もはや水が熱交換器を通して送られないので、熱交換器を通る冷媒は高温を維持する傾向となる。したがって、高温の冷媒が蒸発器４０に入る。通常、先行技術の霜取りモードにおいては、ファン４２もまた霜取りモード中に停止される。
【００１７】
上述のように、霜取りモードについては設計上の問題がある。特に、霜取りモードは通常、あまり効率的な方法で作動されてはいなかった。また、霜取りモード中に、配管３４内の水が過度に加熱されるという問題があり、また、霜取りモードが終りに近づいて霜が全て融けた後に、蒸発器４０を出る冷媒の温度が過度に高くなってしまうことも問題である。
【００１８】
図２Ａは、システム２０において水に与えられる熱量、およびその熱量が時間とともに変化する様子を概略的に図示している。図示されているように、霜取りモードが周期的に開始される。通常、霜取りモード中は、熱伝達はほとんど、あるいは全く生じない。したがって、霜取りモード自体が水への合計熱流量を低下させている。他方では、グラフからわかるように、蒸発器４０上に霜が堆積するにつれて水に与えられる熱量は漸減する。本発明は、霜取りモードのタイミングを最適化することによって平均熱伝達量ＱAVGを最大にし、かくして最大の熱伝達量を保証しようとするものである。
【００１９】
図２Ｂに示されたように、外気温度とセンサ４４の検知温度と間の差などのシステム量を、与えられた熱量に対して実験的にプロットしてもよい。図２Ｂからわかるように、外気温度ＴOとセンサ４４における温度ＴXとの差が増大するにつれて、得られる熱伝達量は低下する。すなわち、蒸発器上に霜が堆積するにつれて、蒸発器内の冷媒の温度は、熱伝達が良好な場合と比較して、減少する傾向となる。図２Ｂに示されたようなグラフは実験的に作成され、次いで図２Ａに図示されたような平均熱伝達量を最大にするために利用される。一般に、霜取りサイクルが頻繁であり過ぎると、システムは利用可能な熱伝達量を損失する。他方、霜取りサイクルが間遠であり過ぎると、ほとんど熱伝達が起こらないまで熱伝達量の傾斜が落ち込む。したがって、図２Ａで利用されているようなチャートは、図２Ｂに図示された概念とともに、ＱAVGを最大限にするように用いられる。当業者であれば、このような最大化をどのように実施するかを理解されるであろう。
【００２０】
図２Ａのグラフが最適なサイクルであるとすれば、霜取りサイクルを開始するのに最適な点として点Ｘを示すことができる。ある種のシステム条件を監視するシステムにより、そのシステム条件が点Ｘに関連づけられる。
【００２１】
点Ｘを画定するために用いられるシステム条件は、いくつかのうちの任意の一つであってよい。例えば、外気温度と低圧側の冷媒温度（すなわちセンサ４４で検知される温度）との間の差は、霜取りの開始を決定するように利用されるとともに、回路が点Ｘに到達したときを識別するように監視される。温度差が霜取り開始値を超えると、霜取り作動モードが開始する。また、センサ４４や低圧側の他の任意の場所における冷媒温度を、霜取りの開始を判定するように用いることができる。この温度が霜取り開始値を下回ったならば、点Ｘと見なして霜取りモードを開始してよい。
【００２２】
さらに、低圧側、またはセンサ４４における冷媒の圧力を、点Ｘの判定および霜取りモードの開始に用いることができる。圧力低下が霜取り開始値を下回ったならば、霜取りモードを開始してよい。またセンサ３２を通る水の流量を、点Ｘを識別して霜取り作動モードを開始するように用いることができる。同様に、水ポンプ３６が可変速である場合には、制御信号を霜取りの開始に用いることができる。システムの性能係数を、霜取りの開始を判定するように用いることができる。性能係数を監視し、それが霜取り開始値を下回ったならば、霜取りモードを開始してよい。
【００２３】
また、点Ｙは、いくつかのシステム条件に基づいて判定可能である。例えば、センサ４４における冷媒の温度を霜取りの終了の判定に用いることができる。この温度が霜取り終了値を超過したならば、点Ｙと見なして霜取り作動モードを終了してよい。また、低圧側の冷媒の圧力を点Ｙおよび霜取り終了の判定に用いることができる。もうひとつの例として、低圧側（すなわちセンター４４）の冷媒温度と外部空気温度との間の温度差を霜取り終了の判定に用いることができる。この温度差が霜取り終了値を超過したならば、霜取り作動モードを終了してよい。
【００２４】
システムが点Ｘに到達したならば、霜取りモードが開始される。霜取りモードが終了すると、システム条件は、点Ｙに達する。この場合も、これらの条件は実験的に作成され得る。
【００２５】
さらに、霜取りモードの継続時間は、単純にタイマーに基づいていてもよい。この場合は、霜取りモードが「終りに近づいている」ことは、単に経過した時間に基づいている。また、霜取りが単純に、例えば周期的に、作動される間、水が熱交換器内で過度に加熱される可能性を最小限にするための保護、またはファンの作動などの上述のいくつかの方法は、実施中の霜取りモードにわたって行われてもよい。
【００２６】
上述のように、霜取りモードの間は、通常、水ポンプ３６は停止される。したがって、水は熱交換器内の配管３４を通流しないが、一定量の水が熱交換器内に残存している。残存したままであると水は沸点まで過熱される恐れがある。本発明により、水の過度の加熱に対する保護が付与される。二つの方法が開発されている。第一の方法は、霜取りモードの間に水ポンプ３６を周期的に動かして、熱交換器を通して水を流すことである。すなわち、水ポンプは概して霜取りモードの大部分の時間にわたって停止されるが、水が熱交換器を通って循環するように、該ポンプを断続的に運転させる。これによって、水の過熱が防止される。
【００２７】
水の沸騰を防止する第二の方法を、代替として用いてもよく、あるいは水ポンプの周期的な運転と組み合わせて用いてもよい。第二の方法においては、センサ４４により、圧縮機２２の下流の冷媒の圧力または温度が検知される。冷媒の温度が配管３４中の水が沸点以下であるということを示す所定の値に、排出される冷媒の量が減少するまで、水ポンプ３６は霜取りモード中に停止されない。周知のように、前記圧力または温度は、圧縮機に入る圧力、したがって排出圧力を、低下させるように膨張装置３８を開くことよって、低下する。このようにして、本発明は、水ポンプ３６が停止されたときに、冷媒の温度が十分に低い（すなわち沸点以下である）ことを保証するので、上述のような問題は起こらない。
【００２８】
図３Ａに示されるように、上述の温度調整のステップを実施するための制御は、圧縮機の排出における冷媒の温度が高過ぎるかを尋ねる。温度が高過ぎなければ、霜取りモードを作動してよい。温度が高過ぎれば、より低い目標排出圧力が決定されて、圧縮機排出温度がより低くなる。第二の制御ループは、この目標排出圧力を受けて、目標と実際の排出圧力を比較する。実際の排出圧力が目標と一致すれば、フローチャートは第一の制御ループに戻り、目標と実際の冷媒排出温度を比較する。しかし、実際の排出圧力が目標と異なっていれば、新しい圧力を得るように、膨張装置が周知のアルゴリズムによって制御される。このような二重つまりネスト化された制御ループを用いることによって、より円滑な圧力の変化が実現され、これにより、急激な圧力のパルスが除去される。さらに、二重ループは、目標温度が超過していないことを保証しつつ、温度が目標温度に非常に近接して正確に保持されることを保証する。
【００２９】
霜取りモードの他の特徴は、通常、ファン４２が停止されることである。上述したように、融けた霜の水滴が熱交換器のフィン上に残り、霜取りモードが停止したときに再び霜が生じやすいという問題がある。さらに、霜取りモードが終りに近づいているときに、空気がフィンにわたって送られていないために、蒸発器から熱がほとんど除去されない。したがって、圧縮機に入る冷媒の圧力および温度が過度に高くなり、その結果、付加的なシステム上の問題が生じる可能性がある。この問題を解決する一つの制御方法は膨張バルブ３８をさらに開いて冷媒温度を低くすることである。しかし、一部のシステム条件においては、過大な膨張バルブを必要とするので、付加的なコストが生じる。
【００３０】
したがって、本発明では、ファン４２を周期的に運転することによって蒸発器４０の下流側における冷媒の過度の温度および圧力を防止する。最も好ましくは、霜取りモードが終りに近づいていることが判明したときに、ファン４２が起動される。好ましくは、点Ｙを識別するように監視されているシステム条件が、制御装置により監視される。条件が点Ｙに近づき、かつ所定の数値範囲内にある際に、制御装置は、霜取りモードが終りに近づいていることを感知して、ファン４２の作動を開始する。これにより、二つの利点がもたらされる。第一に、熱伝達コイルなどの上で融けた霜の水滴が、該コイルにわたる空気の吹きつけにより除去される。第二に、空気を吹き付けることにより、冷媒が冷却されるため、過度な圧力または温度に達しない。
【００３１】
図３Ｂに示されるように、本発明のフローチャートは、第一に、霜取りサイクルの最適な平均時間および間隔、すなわち図２Ａに示されるようなチャートを決定するステップを含む。第二に、次いでシステム条件が監視され、点Ｘに到達したら、霜取りモードが開始される。霜取りモードの間に、水の沸騰に対する保護が実施される。最後に、霜取りモードが終点（Ｙ）に近づきつつあると判定されると、ファンが作動される。
【００３２】
上述の特徴の各々は、組み合わせて、または別々に利用可能である。サイクル２０内の種々の構成部品の全てを制御する制御装置は、周知である。そのような制御装置は、種々の構成部品を制御するように作動する。当業者であれば、上述の方法および機能を達成する制御装置を提供する方法を理解されるであろう。
【００３３】
本発明の好ましい実施態様を開示したが、当業者であれば、ある種の修正形態が本発明の範囲内にあることを理解されるであろう。そのため、本発明の真の範囲および内容を決定するために、以下の請求範囲を検討されたい。
【図面の簡単な説明】
【００３４】
【図１】図１は温水を供給するためのヒートポンプシステムの概略図である。
【図２Ａ】図２Ａは本発明のシステムの能力のグラフである。
【図２Ｂ】図２Ｂはシステム条件のグラフである。
【図３Ａ】図３Ａは制御機能を示すフローチャートである。
【図３Ｂ】図３Ｂは本発明のシステムのフローチャートである。
【図１】
2007522430.tif 000003
【図２Ａ】
2007522430.tif 000004
【図２Ｂ】
2007522430.tif 000005
【図３Ａ】
2007522430.tif 000006
【図３Ｂ】
2007522430.tif 000007
【国際調査報告】
2007522430.tif 000008