(57)【要約】【課題】液体回路の室外部分の凍結による閉塞を閉塞防止運転により確実に防止することと、閉塞防止運転の消費エネルギーを節減することを両立できる液体回路装置を提供すること。【解決手段】本発明の液体回路装置１は、室内に配置される室内機２と、室外に配置される室外機３と、室内機２と室外機３との間で、熱媒体となる液体を循環ポンプ（水循環ポンプ１１）により循環させる液体回路と、室外を流れる液体の温度である室外液温を計測または推定する室外液温取得手段（出湯温度検知サーミスタ１２または冷媒温度検知サーミスタ５）と、室外の液体の凍結による液体回路の閉塞を防止する閉塞防止運転で循環ポンプを駆動するとき、室外液温が予め設定された閾値に比べて低い場合には、室外液温が低くなるにつれて循環ポンプのポンプ流量が高くなるように制御する制御手段（制御部５０）と、を備える。【選択図】図１
2015132444.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
室内に配置される室内機と、
室外に配置される室外機と、
前記室内機と前記室外機との間で、熱媒体となる液体を循環ポンプにより循環させる液体回路と、
室外を流れる前記液体の温度である室外液温を計測または推定する室外液温取得手段と、
室外の前記液体の凍結による前記液体回路の閉塞を防止する閉塞防止運転で前記循環ポンプを駆動するとき、前記室外液温が予め設定された閾値に比べて低い場合には、前記室外液温が低くなるにつれて前記循環ポンプのポンプ流量が高くなるように制御する制御手段と、
を備える液体回路装置。
【請求項２】
前記制御手段は、前記室外液温が前記閾値に比べて低い場合には、前記室外液温が低くなるにつれて前記ポンプ流量が直線的または多段的に増大するように制御する請求項１に記載の液体回路装置。
【請求項３】
前記室外機は、冷媒回路の冷媒と前記液体とを熱交換する熱交換器を有する請求項１または請求項２に記載の液体回路装置。
【請求項４】
前記室外液温をθ、前記ポンプ流量をＱ、前記液体回路が閉塞に至るまでの時間をｔ、前記液体回路の室外部分の流路の体積をＶとしたとき、前記時間ｔは、前記室外液温θが低いほど短く、かつ、前記ポンプ流量Ｑが低いほど短くなり、前記閉塞防止運転においてＱ≧Ｖ／ｔを満足する請求項１から請求項３のいずれか一項に記載の液体回路装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、液体回路装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
下記特許文献１には、ポンプと暖房機器とを配管で接続することにより水循環経路を構成し、上記ポンプを駆動することによって、加熱源により加熱された温水を水循環経路内に循環供給するよう構成した暖房装置において、配管温度を検知するための温度検知手段を設け、上記配管温度が凍結防止ポンプ運転開始温度よりも低いときに、上記ポンプを駆動して、水循環経路内の温水を循環させる場合に、上記ポンプを定常運転時の回転数よりも低い回転数で駆動する技術が開示されている。また、下記特許文献２には、凍結防止運転時にポンプの出力を下げ、電力の浪費を防ぐことが開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００１−３３６７６９号公報
【特許文献２】特開昭６０−２２６６３３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
上述した従来の技術では、凍結防止運転でのポンプの回転数を低くすることで電力を節減している。しかしながら、ポンプの回転数を低くすると室外を流れる水の流速が遅くなるため、外気温が極めて低い場合など、室外の状況によっては、室外を流れる水の温度が急激に低下し、凍結による流路の閉塞を防止できない可能性がある。
【０００５】
本発明は、上述のような課題を解決するためになされたもので、液体回路の室外部分の凍結による閉塞を閉塞防止運転により確実に防止することと、閉塞防止運転の消費エネルギーを節減することを両立できる液体回路装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明に係る液体回路装置は、室内に配置される室内機と、室外に配置される室外機と、室内機と室外機との間で、熱媒体となる液体を循環ポンプにより循環させる液体回路と、室外を流れる液体の温度である室外液温を計測または推定する室外液温取得手段と、室外の液体の凍結による液体回路の閉塞を防止する閉塞防止運転で循環ポンプを駆動するとき、室外液温が予め設定された閾値に比べて低い場合には、室外液温が低くなるにつれて循環ポンプのポンプ流量が高くなるように制御する制御手段と、を備えたものである。
【発明の効果】
【０００７】
本発明によれば、液体回路の室外部分の凍結による閉塞を閉塞防止運転により確実に防止することと、閉塞防止運転の消費エネルギーを節減することを両立することが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【０００８】
【図１】本発明の実施の形態１の液体回路装置を示す構成図である。
【図２】比較例における通常運転時および閉塞防止運転時のポンプ流量Ｑと室外水温θとの関係の一例を示す図である。
【図３】本発明の実施の形態１における通常運転時および閉塞防止運転時のポンプ流量Ｑと室外水温θとの関係を示す図である。
【図４】本発明の実施の形態１の変形例における通常運転時および閉塞防止運転時のポンプ流量Ｑと室外水温θとの関係を示す図である。
【図５】室外水温θと、ポンプ流量Ｑと、閉塞時間ｔとの関係を示す図である。
【図６】Ｑ≧Ｖ／ｔなる条件を満足する閉塞防止運転時の室外水温θとポンプ流量Ｑとの関係を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【０００９】
以下、図面を参照して本発明の実施の形態について説明する。なお、各図において共通する要素には、同一の符号を付して、重複する説明を省略する。
実施の形態１．
図１は、本発明の実施の形態１の液体回路装置を示す構成図である。図１に示す液体回路装置１は、第一冷暖房負荷２１、第二冷暖房負荷２２および第三冷暖房負荷２３へ冷水または温水を流すことで冷房または暖房を実施する機能と、貯湯タンク１４内に設けられた配管コイル１９へ温水を流すことで貯湯タンク１４内の生活用水を加熱する機能とを有するヒートポンプ式温水装置である。この液体回路装置１は、室内に配置される室内機２と、室外に配置される室外機３と、室内機２と室外機３との間で熱媒体となる液体（本実施の形態１では水）を水循環ポンプ１１により循環させる液体回路（本実施の形態１では水回路）とを有する。本実施の形態１の液体回路装置１は、熱媒体となる液体として、例えば水道水等の水を使用する。ただし、本発明では、熱媒体として使用する液体は水に限定されるものではなく、ブライン（例えば塩化カルシウム水溶液、エチレングリコール水溶液、アルコールなど）を使用しても良い。また、本実施の形態１の液体回路装置１の水回路は、後述するように、水配管２８−３８によって各機器を接続することで構成される。
【００１０】
室外機３は、冷媒回路の冷媒と水回路の水とを熱交換する冷媒−水熱交換器４を有するヒートポンプ式室外機である。冷媒−水熱交換器４には、冷媒の温度を計測する冷媒温度検知サーミスタ５が取り付けられている。図示を省略するが、室外機３は、冷媒−水熱交換器４のほかに、冷媒を圧縮する圧縮機、冷媒を膨張させる膨張弁等の膨張装置、外気などの外部の熱源と冷媒とを熱交換する室外熱交換器などを搭載し、これらを冷媒配管で接続することで冷媒回路が構成される。室外機３は、冷媒−水熱交換器４が凝縮器になり室外熱交換器が蒸発器になるように冷媒回路を作動させることで、冷媒−水熱交換器４で温水を生成することができる。また、室外機３は、冷媒−水熱交換器４が蒸発器になり室外熱交換器が凝縮器になるように冷媒回路を作動させることで、冷媒−水熱交換器４で冷水を生成することができる。
【００１１】
室内機２には、水回路内電気ヒータ６、圧力逃し弁７、圧力計８、空気抜き弁９、膨張タンク１０、水循環ポンプ１１、出湯温度検知サーミスタ１２、戻り水温サーミスタ２５、ストレーナ２６、水回路用排水栓２７および制御部５０が搭載されている。室内機２には、水配管を介して、貯湯タンク１４、第一冷暖房負荷２１、第二冷暖房負荷２２および第三冷暖房負荷２３が接続されている。貯湯タンク１４の下部には生活用水配管１５ａが接続され、貯湯タンク１４の上部には生活用水配管１５ｂが接続されている。水道等から供給される生活用水は、生活用水配管１５ａを通って貯湯タンク１４に流入する。貯湯タンク１４内に貯留された生活用水は、生活用水配管１５ｂを通って、温水の使用先へ送られる。
【００１２】
貯湯タンク１４には、前述した配管コイル１９のほか、貯湯タンク１４内の水温を計測する貯湯タンク温度検知サーミスタ１６と、貯湯タンク用電気ヒータ１７と、貯湯タンク１４内の水を抜くときに使用する貯湯タンク用排水栓１８とが設けられている。本実施の形態１では、配管コイル１９へ温水を流すことで貯湯タンク１４内の水を加熱するほかに、貯湯タンク用電気ヒータ１７に通電することで貯湯タンク１４内の水を加熱することもできる。
【００１３】
室内機２と室外機３とは、水配管２８，２９を介して接続されている。室内機２から水が水配管２８を通って室外機３へ送られ、冷媒−水熱交換器４に流入する。冷媒−水熱交換器４から流出した水は、水配管２９を通って室外機３から室内機２へ戻る。水配管２９から室内機２内に戻った水は、水配管３０、水回路内電気ヒータ６、および水配管３１を通って、水循環ポンプ１１に吸入される。水回路内電気ヒータ６は、室外機３の加熱能力が不足する場合等に、水回路の水をさらに加熱することができる。水循環ポンプ１１から吐出された水は、水配管３２を通って、三方弁１３のａポートに流入する。水配管３２の途中に出湯温度検知サーミスタ１２が設置されている。
【００１４】
圧力逃し弁７、空気抜き弁９および膨張タンク１０は、水配管３３を介して、水回路内電気ヒータ６に接続されている。圧力逃し弁７は、水回路内の圧力が規定値以内になるように過大な圧力を逃がす。圧力計８は、圧力逃し弁７に接続され、水回路内の圧力を計測する。空気抜き弁９は、水回路内に発生した空気を排出する。膨張タンク１０は、加熱等に伴い水回路内の水の体積が変化した場合に余剰の水を貯留することで、体積変化の影響を吸収する。
【００１５】
三方弁１３は、ａポートをｂポートに連通させてｃポートを遮断する状態と、ａポートをｃポートに連通させてｂポートを遮断する状態とを切り替えることのできる流路切替手段である。三方弁１３のｂポートと、配管コイル１９の入口とは、水配管３４を介して接続されている。三方弁１３のｃポートには、水配管３５の一端が接続されている。水配管３５の他端側は、３本に分岐し、第一冷暖房負荷２１の入口、第二冷暖房負荷２２の入口、および第三冷暖房負荷２３の入口にそれぞれ接続されている。第一冷暖房負荷２１の入口、第二冷暖房負荷２２の入口、および第三冷暖房負荷２３の入口と、水配管３５との接続部分には、温水または冷水の流入量を制御する温度調節バルブ２０がそれぞれ設置されている。第一冷暖房負荷２１、第二冷暖房負荷２２および第三冷暖房負荷２３は、室内または床などに設置され、冷暖房を行う。
【００１６】
配管コイル１９の出口には、水配管３６の一端が接続されている。水配管３７の一端側は、３本に分岐し、第一冷暖房負荷２１の出口、第二冷暖房負荷２２の出口、および第三冷暖房負荷２３の出口にそれぞれ接続されている。水配管３６の他端と、水配管３７の他端とは、合流し、水配管３８の一端に接続されている。水配管３８の他端側は、室内機２の内部を経由し、水配管２８に接続されている。戻り水温サーミスタ２５、ストレーナ２６、および水回路用排水栓２７は、室内機２の内部の水配管３８の途中に設置されている。戻り水温サーミスタ２５は、配管コイル１９、第一冷暖房負荷２１、第二冷暖房負荷２２および第三冷暖房負荷２３から室内機２に戻る水の温度を計測する。ストレーナ２６は、水回路内の異物（スケール等）を除去する。水回路用排水栓２７は、水回路内の水を抜く際に使用される。
【００１７】
制御部５０は、液体回路装置１の運転動作を制御する制御手段である。制御部５０は、例えばマイクロコンピュータ等により構成され、ＲＯＭ、ＲＡＭ、不揮発性メモリ等を含む記憶部と、記憶部に記憶されたプログラムに基いて演算処理を実行する演算処理装置（ＣＰＵ）と、演算処理装置に対して外部の信号を入出力する入出力ポートとを備える。制御部５０には、上述した室外機３、冷媒温度検知サーミスタ５、水回路内電気ヒータ６、圧力計８、水循環ポンプ１１、出湯温度検知サーミスタ１２、三方弁１３、貯湯タンク温度検知サーミスタ１６、貯湯タンク用電気ヒータ１７、戻り水温サーミスタ２５を含む各種のセンサおよびアクチュエータがそれぞれ電気的に接続される。制御部５０は、水循環ポンプ１１の回転数を例えばパルス幅変調制御等により制御することで、水循環ポンプ１１のポンプ流量Ｑを制御することができる。
【００１８】
制御部５０は、貯湯タンク１４内の生活用水を加熱する加熱運転を行う場合には、室外機３を稼動させて温水を生成し、三方弁１３のａポートとｂポートとを連通させる状態とし、室外機３で生成された温水を水循環ポンプ１１により配管コイル１９に循環させるように運転制御する。この加熱運転により、貯湯タンク１４内の生活用水が配管コイル１９により加熱される。制御部５０は、冷房運転を行う場合には、室外機３を稼動させて冷水を生成し、三方弁１３のａポートとｃポートとを連通させる状態とし、室外機３で生成された冷水を水循環ポンプ１１により第一冷暖房負荷２１、第二冷暖房負荷２２および第三冷暖房負荷２３に循環させるように運転制御する。制御部５０は、暖房運転を行う場合には、室外機３を稼動させて温水を生成し、三方弁１３のａポートとｃポートとを連通させる状態とし、室外機３で生成された温水を水循環ポンプ１１により第一冷暖房負荷２１、第二冷暖房負荷２２および第三冷暖房負荷２３に循環させるように運転制御する。以下の説明では、上述した加熱運転、冷房運転および暖房運転を総称して「通常運転」と呼ぶ。
【００１９】
液体回路装置１が通常運転をしていない運転停止時に、外気温が低い場合には、水回路の室外に存在する部分（以下「水回路の室外部分」と称する）に滞留した水が外気により冷却され、この水が凍結することで水回路が閉塞する可能性がある。制御部５０は、外気温が所定の判定値に比べて低くなった場合には、凍結による水回路の閉塞を防止するために水循環ポンプ１１を駆動して水回路の水を循環させる閉塞防止運転を行う。閉塞防止運転を行うことで、室内機２側の水回路内にある比較的温度の高い水が、水回路の室外部分へ送られるので、凍結による水回路の閉塞を抑制できる。閉塞防止運転時においては、室外機３の冷媒回路および水回路内電気ヒータ６は停止状態とされる。なお、本実施の形態１の場合、水配管２８，２９の室外に存在する部分と、冷媒−水熱交換器４とが「水回路の室外部分」に相当する。
【００２０】
本実施の形態１において、制御部５０は、閉塞防止運転を行うとき、室外を流れる液体（すなわち本実施の形態１では水）の温度である室外液温θ（以下、本実施の形態１では「室外水温θ」と称する）に基づいて、水循環ポンプ１１のポンプ流量Ｑを制御する。本実施の形態１では、制御部５０は、出湯温度検知サーミスタ１２または冷媒温度検知サーミスタ５により室外水温θを計測または推定する。すなわち、出湯温度検知サーミスタ１２または冷媒温度検知サーミスタ５が室外液温取得手段に相当する。出湯温度検知サーミスタ１２の検出温度は、冷媒−水熱交換器４から水配管２９を通って室内機２に戻ってきた直後の水の温度であるため、冷媒−水熱交換器４内を流れる水の温度にほぼ等しい。このため、出湯温度検知サーミスタ１２の検出温度を室外水温θとして代用できる。または、出湯温度検知サーミスタ１２の検出温度と、水が冷媒−水熱交換器４から出湯温度検知サーミスタ１２まで流れる間の受熱量とに基づいて室外水温θを推定しても良い。また、冷媒温度検知サーミスタ５は冷媒−水熱交換器４に取り付けられているため、室外機３の冷媒回路が停止している閉塞防止運転時には、冷媒温度検知サーミスタ５の検出温度は、冷媒−水熱交換器４内を流れる水の温度にほぼ等しい。このため、冷媒温度検知サーミスタ５の検出温度を室外水温θとして代用できる。また、冷媒温度検知サーミスタ５の検出温度に基づいて室外水温θを推定しても良い。
【００２１】
一般に、水回路の室外部分が凍結によって閉塞する場合、流路断面の幅が最も狭い箇所で最も早く閉塞が発生する。流路断面が狭いほど、氷の結晶が流路を閉塞させるまでに成長する時間が短いからである。本実施の形態１では、水回路の室外部分において、冷媒−水熱交換器４内の流路断面の幅が最も狭い。このため、本実施の形態１では、凍結により水回路が閉塞すると仮定した場合、冷媒−水熱交換器４内で最も早く閉塞が発生する。室外水温θは、凍結により水回路が閉塞すると仮定した場合に閉塞が最も早く発生する箇所の水温、すなわち流路断面の幅が最も狭い箇所の水温になるべく近い温度であることが望ましい。なお、室外水温θがゼロ度より低くなると水が局所的に凍り始める可能性があるが、短時間であれば水回路の閉塞には至らない。
【００２２】
図２は、比較例における通常運転時および閉塞防止運転時のポンプ流量Ｑと室外水温θとの関係の一例を示す図である。図２に示す例では、通常運転時の室外水温θの範囲を、θＡからθＢとする。通常運転時は、室外水温θによらず、ポンプ流量Ｑを一定値Ｑ２として運転する。閉塞防止運転時の室外水温θの範囲は、通常運転時に比べて、低い範囲となる。この比較例では、閉塞防止運転時は、室外水温θによらず、ポンプ流量Ｑを、Ｑ２に比べて十分に低い一定値Ｑ１として運転する。
【００２３】
上記比較例では、閉塞防止運転時のポンプ流量Ｑを、通常運転時のポンプ流量Ｑ２に比べて十分に小さい値Ｑ１とすることにより、閉塞防止運転での水循環ポンプ１１の消費エネルギー（消費電力）を節減できる。しかしながら、外気温度が特に低い場合など、室外の状況によっては、水回路の室外部分を流れる水が急速に冷却されて温度が急低下する。このため、閉塞防止運転時のポンプ流量Ｑが小さいと、凍結による水回路の閉塞を防止できない可能性がある。特に、室外水温θがゼロ度より低くなった場合には、凍結による水回路の閉塞が発生する可能性が増す。
【００２４】
図３は、本実施の形態１における通常運転時および閉塞防止運転時のポンプ流量Ｑと室外水温θとの関係を示す図である。図３に示すように、本実施の形態１の通常運転時は、制御部５０は、比較例と同様に、室外水温θがθＡからθＢの範囲で、室外水温θによらず、ポンプ流量Ｑを一定値Ｑ２として運転する。
【００２５】
一方、本実施の形態１の閉塞防止運転時には、制御部５０は、室外水温θに応じて、ポンプ流量Ｑを以下のように制御する。室外水温θが、予め設定された凍結閾値（本実施の形態１ではゼロ度）以上の場合には、ポンプ流量Ｑを、通常運転時のポンプ流量Ｑ２に比べて十分に低い一定の必要最小流量Ｑ１として運転する。一方、室外水温θが凍結閾値（ゼロ度）より低い場合には、室外水温θが低くなるにつれてポンプ流量Ｑが直線的に増大するように制御する。室外水温θが−θ２のとき、ポンプ流量Ｑは、通常運転時のポンプ流量Ｑ２に等しくなる。室外水温θが−θ２より低い場合には、ポンプ流量Ｑを一定値Ｑ２とする。
【００２６】
本実施の形態１の閉塞防止運転では、上述した制御により、以下のような効果が得られる。
（１）外気温度が特に低い場合など、室外の状況によっては、水回路の室外部分を流れる水が急速に冷却されて温度が急低下する。このため、室外水温θが低いほど、凍結による水回路の閉塞を確実に防止するために必要なポンプ流量Ｑが大きくなる。本実施の形態１では、室外水温θが凍結閾値（ゼロ度）より低い場合に、室外水温θが低いほどポンプ流量Ｑを高くする。このため、閉塞防止運転中に外気温度が低下するなどの原因で、室外水温θが低下した場合には、ポンプ流量Ｑを増加させることができるので、凍結による水回路の閉塞を確実に防止できる。一方、閉塞防止運転中に室外水温θが上昇し、閉塞の危険性が低下した場合には、それに応じてポンプ流量Ｑを低下させるので、閉塞防止運転での水循環ポンプ１１の消費エネルギー（消費電力）を十分に節減できる。このようにして、本実施の形態１によれば、凍結による水回路の閉塞を確実に防止しつつ、閉塞防止運転での水循環ポンプ１１の消費エネルギー（消費電力）を合理的に節減できる。
（２）室外水温θが凍結閾値（ゼロ度）以上である場合には、凍結による水回路の閉塞が発生する可能性は低い。この場合には、本実施の形態１では、ポンプ流量Ｑを必要最小流量Ｑ１に制御することで、閉塞防止運転での水循環ポンプ１１の消費エネルギー（消費電力）を大きく節減できる。
【００２７】
図４は、本実施の形態１の変形例における通常運転時および閉塞防止運転時のポンプ流量Ｑと室外水温θとの関係を示す図である。本実施の形態１では、図４に示すように、閉塞防止運転時に、制御部５０は、室外水温θが凍結閾値（ゼロ度）から−θ２の範囲にあるとき、室外水温θが低くなるにつれてポンプ流量Ｑが多段的に増大するように制御しても良い。この図４に示す変形例の場合にも、上記と同様の効果が得られる。
【００２８】
次に、閉塞防止運転時の室外水温θとポンプ流量Ｑとの関係を定める方法の一例について説明する。凍結により水回路が閉塞すると仮定した場合、前述したように、流路断面の幅が最も狭い冷媒−水熱交換器４内で最も早く閉塞が発生する。冷媒−水熱交換器４内で氷の結晶が成長することで冷媒−水熱交換器４内の流路が閉塞に至るまでの時間を以下「閉塞時間」と称し、記号ｔで表す。図５は、室外水温θと、ポンプ流量Ｑと、閉塞時間ｔとの関係を示す図である。図５には、室外水温θを横軸、閉塞時間ｔを縦軸とし、ポンプ流量Ｑが所定値Ｑ１’であるときの室外水温θと閉塞時間ｔとの関係を示す第１の曲線、ポンプ流量Ｑが所定値Ｑ２’であるときの室外水温θと閉塞時間ｔとの関係を示す第２の曲線、および、ポンプ流量Ｑが所定値Ｑ３’であるときの室外水温θと閉塞時間ｔとの関係を示す第３の曲線が描かれている。ただし、Ｑ１’＜Ｑ２’＜Ｑ３’である。図５中の斜線で示す領域は、ポンプ流量Ｑ＝Ｑ１’のときに冷媒−水熱交換器４内の流路の閉塞が発生する領域である。図５において、上記第１、第２および第３の曲線は、室外水温θ＝ゼロ度の直線に漸近する。
【００２９】
図５において、例えば、ポンプ流量Ｑ＝Ｑ１’のとき、室外水温θ＝−θ１’の状態で、閉塞時間ｔ１’以上の時間が経過すると、冷媒−水熱交換器４内の流路が凍結して閉塞に至ることを意味する。同様にして、ポンプ流量Ｑ＝Ｑ２’のとき、室外水温θ＝−θ２’の状態で、閉塞時間ｔ２’以上の時間が経過すると、冷媒−水熱交換器４内の流路が凍結して閉塞に至ることを意味する。また、ポンプ流量Ｑ＝Ｑ３’のとき、室外水温θ＝−θ３’の状態で、閉塞時間ｔ３’以上の時間が経過すると、冷媒−水熱交換器４内の流路が凍結して閉塞に至ることを意味する。ただし、−θ１’＞−θ２’＞−θ３’であり、ｔ１’＞ｔ２’＞ｔ３’である。このように、閉塞時間ｔは、室外水温θが低いほど短くなり、かつ、ポンプ流量Ｑが低いほど短くなる。
【００３０】
ここで、水回路の室外部分の流路の体積をＶとする。また、水回路の室外部分の水がすべて置換されるのにかかる時間を置換時間と称し、記号Ｔで表す。置換時間Ｔは、Ｔ＝Ｖ／Ｑとなる。閉塞防止運転においては、置換時間Ｔが閉塞時間ｔ以下であることが望ましい。置換時間Ｔが閉塞時間ｔ以下であれば、閉塞時間ｔ以内に、水回路の室外部分のすべての水が、室内機２側から流入する比較的温度の高い水によって置換される。このため、置換時間Ｔが閉塞時間ｔ以下であれば、水回路の室外部分に凍結による閉塞が発生することをより確実に防止できる。以上のことから、閉塞防止運転時の制御では、ｔ≧Ｔ＝Ｖ／Ｑ、すなわちＱ≧Ｖ／ｔを満足するようにポンプ流量Ｑを定めることが望ましい。
【００３１】
図６は、上述したＱ≧Ｖ／ｔなる条件を満足する閉塞防止運転時の室外水温θとポンプ流量Ｑとの関係を示す図である。ここで、図５において、次式を満足するように、Ｑ１’、Ｑ２’、Ｑ３’、ｔ１’、ｔ２’、ｔ３’を設定する。
Ｖ＝Ｑ１’×ｔ１’＝Ｑ２’×ｔ２’＝Ｑ３’×ｔ３’
【００３２】
上記式より、Ｖ／ｔ１’＝Ｑ１’、Ｖ／ｔ２’＝Ｑ２’、Ｖ／ｔ３’＝Ｑ３’がそれぞれ成り立つ。したがって、Ｑ≧Ｖ／ｔなる条件を満足するには、室外水温θ＝−θ１’のときにはＱ≧Ｑ１’、室外水温θ＝−θ２’のときにはＱ≧Ｑ２’、室外水温θ＝−θ３’のときにはＱ≧Ｑ３’、をそれぞれ満足すれば良い。したがって、図６において、閉塞防止運転時のポンプ流量Ｑが斜線部分より上側であれば、上述した条件を満足できる。
【００３３】
室外水温θを独立変数、ポンプ流量Ｑを従属変数、ａを比例係数とした場合、図６中の直線の関数は、Ｑ＝−ａ×θで表される。この関数の次数は１である。これに対し、図６の斜線部分の境界となる曲線の関数は、室外水温θを独立変数、ポンプ流量Ｑを従属変数とした場合、次数は１より小さい値となる。したがって、図３に示すように、閉塞防止運転時のポンプ流量Ｑを室外水温θに応じて変化させる場合の関数の次数を１にする、すなわち室外水温θに応じてポンプ流量Ｑを直線的に変化させるようにすれば、上述した条件を満足できるので、凍結による閉塞の発生を確実に防止できる。また、図４に示すように、室外水温θに応じてポンプ流量Ｑを多段的に変化させる場合にも、次数が１の関数すなわち直線に沿うようにポンプ流量Ｑを段階的に変化させることで、上述した条件を満足でき、凍結による閉塞の発生を確実に防止できる。
【００３４】
なお、上述した実施の形態１では、室外機３がヒートポンプ式室外機であるものとして説明したが、本発明における室外機は、ヒートポンプ式のものに限定されるものではなく、太陽熱集熱式のもの、ヒートポンプ式と太陽熱集熱式とを併用するものなど、いかなる構成でも良い。
【符号の説明】
【００３５】
１  液体回路装置、２  室内機、３  室外機、４  冷媒−水熱交換器、５  冷媒温度検知サーミスタ、６  水回路内電気ヒータ、７  圧力逃し弁、８  圧力計、９  空気抜き弁、１０  膨張タンク、１１  水循環ポンプ、１２  出湯温度検知サーミスタ、１３  三方弁、１４  貯湯タンク、１５ａ，１５ｂ  生活用水配管、１６  貯湯タンク温度検知サーミスタ、１７  貯湯タンク用電気ヒータ、１８  貯湯タンク用排水栓、１９  配管コイル、２０  温度調節バルブ、２１  第一冷暖房負荷、２２  第二冷暖房負荷、２３  第三冷暖房負荷、２５  戻り水温サーミスタ、２６  ストレーナ、２７  水回路用排水栓、２８，２９，３０，３１，３２，３３，３４，３５，３６，３７，３８  水配管、５０  制御部
【図１】
2015132444.tif 000003
【図２】
2015132444.tif 000004
【図３】
2015132444.tif 000005
【図４】
2015132444.tif 000006
【図５】
2015132444.tif 000007
【図６】
2015132444.tif 000008