(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
冷水と温水とを同時に供給する水冷式熱回収ヒートポンプであって、
蒸発器から送出される冷水の温度を検出する冷水温度検出器と、
凝縮器から送出される温水の温度を検出する温水温度検出器と
を備え、
前記冷水温度検出器で検出した前記冷水の温度を所定の冷水設定温度に近づけるように容量制御する冷水基調運転と、
前記温水温度検出器によって検出した前記温水の温度を所定の温水設定温度に近づけるように容量制御する温水基調運転とが可能であり、
前記温水と前記冷水の制御対象となっていない反基調側の状態を監視し、
前記温水基調運転において前記冷水温度検出器によって検出した前記冷水の温度が所定の切り替え冷水温度以下となった場合には前記冷水基調運転に切り替え、
切り替えた前記冷水基調運転において前記温水温度検出器によって検出した前記温水の温度が所定の切り替え温水温度以上となった場合には前記温水基調運転に切り替えることを特徴とするヒートポンプ。
【請求項２】
前記切り替え冷水温度は、前記冷水設定温度よりも低く設定した温度であり、前記切り替え温水温度は、前記温水設定温度よりも高く設定した温度であることを特徴とする請求項１に記載のヒートポンプ。
【請求項３】
冷水と温水とを同時に供給する水冷式熱回収ヒートポンプであって、
蒸発器から送出される冷水の温度を検出する冷水温度検出器と、
凝縮器から送出される温水の温度を検出する温水温度検出器と、
前記蒸発器から流出する前記冷水の熱量を検出する冷水熱量計と、
前記凝縮器から流出する前記温水の熱量を検出する温水熱量計と
を備え、
前記冷水温度検出器で検出した前記冷水の温度を所定の冷水設定温度に近づけるように容量制御する冷水基調運転と、
前記温水温度検出器によって検出した前記温水の温度を所定の温水設定温度に近づけるように容量制御する温水基調運転とが可能であり、
前記温水と前記冷水の制御対象となっていない反基調側の状態を監視し、
前記温水基調運転において前記冷水熱量計によって検出した前記冷水の熱量が前記切り替え冷水熱量以下となった場合には前記冷水基調運転に切り替え、
切り替えた前記冷水基調運転において前記温水熱量計によって検出した前記温水の熱量が前記切り替え温水熱量以下となった場合には前記温水基調運転に切り替えることを特徴とするヒートポンプ。
【請求項４】
冷水と温水とを同時に供給する水冷式熱回収ヒートポンプであって、
蒸発器から送出される冷水の温度を検出する冷水温度検出器と、
凝縮器から送出される温水の温度を検出する温水温度検出器と、
前記蒸発器から流出する前記冷水の流量を検出する冷水流量計と、
前記凝縮器から流出する前記温水の流量を検出する温水流量計と
を備え、
前記冷水温度検出器によって検出した前記冷水の温度を所定の冷水設定温度に近づけるように容量制御する冷水基調運転と、
前記温水温度検出器によって検出した前記温水の温度を所定の温水設定温度に近づけるように容量制御する温水基調運転とが可能であり、
前記温水と前記冷水の制御対象となっていない反基調側の状態を監視し、
前記温水基調運転において前記冷水流量計によって検出した前記冷水の流量が前記切り替え冷水流量以下となった場合には前記冷水基調運転に切り替え、
切り替えた前記冷水基調運転において前記温水流量計によって検出した前記温水の流量が前記切り替え温水流量以下となった場合には前記温水基調運転に切り替えることを特徴とするヒートポンプ。
【請求項５】
冷水と温水とを同時に供給する水冷式熱回収ヒートポンプの運転方法であって、
前記冷水の温度を所定の冷水設定温度に近づけるように容量制御する冷水基調運転と、
前記温水の温度を所定の温水設定温度に近づけるように容量制御する温水基調運転と が可能であり、
前記温水と前記冷水の制御対象となっていない反基調側の状態を監視し、
前記温水基調運転において前記冷水の温度が所定の切り替え冷水温度以下となった場合には前記冷水基調運転に切り替え、
切り替えた前記冷水基調運転において前記温水の温度が所定の切り替え温水温度以上となった場合には前記温水基調運転に切り替えることを特徴とするヒートポンプの運転方法。
【請求項６】
前記切り替え冷水温度は、前記冷水設定温度よりも低く設定した温度であり、前記切り替え温水温度は、前記温水設定温度よりも高く設定した温度であることを特徴とする請求項５に記載のヒートポンプの運転方法。
【請求項７】
冷水と温水とを同時に供給する水冷式熱回収ヒートポンプの運転方法であって、
前記冷水の温度を所定の冷水設定温度に近づけるように容量制御する冷水基調運転と、
前記温水の温度を所定の温水設定温度に近づけるように容量制御する温水基調運転と が可能であり、
前記温水と前記冷水の制御対象となっていない反基調側の状態を監視し、
前記温水基調運転において前記冷水の熱量が前記切り替え冷水熱量以下となった場合には前記冷水基調運転に切り替え、
切り替えた前記冷水基調運転において前記温水の熱量が前記切り替え温水熱量以下となった場合には前記温水基調運転に切り替えることを特徴とするヒートポンプの運転方法。
【請求項８】
冷水と温水とを同時に供給する水冷式熱回収ヒートポンプの運転方法であって、
前記冷水の温度を所定の冷水設定温度に近づけるように容量制御する冷水基調運転と、
前記温水の温度を所定の温水設定温度に近づけるように容量制御する温水基調運転と が可能であり、
前記温水と前記冷水の制御対象となっていない反基調側の状態を監視し、
前記温水基調運転において前記冷水の流量が前記切り替え冷水流量以下となった場合には前記冷水基調運転に切り替え、
切り替えた前記冷水基調運転において前記温水の流量が前記切り替え温水流量以下となった場合には前記温水基調運転に切り替えることを特徴とするヒートポンプの運転方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ヒートポンプ、特に、冷水と温水とを同時に外部へ供給するヒートポンプ及びその制御方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
特許文献１には、冷水を製造する冷水取出運転と、温水を製造する温水取出運転とのいずれかで運転される吸収式ヒートポンプが記載されている。特許文献１のヒートポンプでは、吸収液の温度に応じて、冷水取出運転と温水取出運転とを自動的に切り替えて、吸収液の突沸（explosive boil）を防止している。
【０００３】
また、ヒートポンプは、外部の負荷に冷熱および温熱のいずれか一方を供給するために用いられるだけでなく、外部の冷熱負荷から吸収した温熱を外部の温熱負荷に供給しながら、前記温熱負荷から吸収した冷熱を前記冷熱負荷に供給、つまり、冷熱と温熱とを同時に外部の負荷に供給するために使用されることもある。例えば、冷水と温水とを同時に製造するためにも、ヒートポンプが使用され得る。
【０００４】
通常、蒸発器における冷熱負荷と凝縮器における温熱負荷とは、互いに独立して変動する。したがって、冷熱と温熱の両方を利用するヒートポンプは、冷熱負荷と温熱負荷のいずれか一方に対して最適化され、他方に対しての熱の供給は成り行きとなる。
【０００５】
特許文献２には、外部信号により、冷水製造のみを行う冷房単独運転と、温水製造のみを行う暖房単独運転と、冷水温度を目標温度に維持しながら排温熱で温水も製造する冷房基調熱回収運転と、温水温度を目標温度に維持しながら排冷熱で冷水も製造する暖房基調熱回収運転とを切り換えられるヒートポンプが開示されている。尚、温水温度とは、凝縮器から送出される（温水出口で検出される）温水の温度のことを示す。また、冷水温度とは、蒸発器から送出される（冷水出口で検出される）冷水の温度のことを示す。
【０００６】
特許文献２のヒートポンプは、冷媒の流路を切り替えることによって、蒸発器または凝縮器に供給する熱の一部を空気中に廃棄できる空気熱交換器を備える。つまり、特許文献２のヒートポンプは、冷房基調熱回収運転（冷水基調運転）および暖房基調熱回収運転（温水基調運転）において、ヒートポンプの出力調整に関与しない反基調側の熱を空気熱交換器において消費することによって、冷水温度と温水温度が共に目標温度になるようにしている。したがって、このヒートポンプには、負荷が相対的に大きい方を基調とするような運転を選択する外部信号を入力する必要がある。
【０００７】
また、冷熱負荷が温熱負荷に比して極端に大きい場合、温水温度が過度に上昇することを防止するためには、冷却塔等の容量の大きい装置によって余剰の熱を廃棄することが考えられる。しかしながら、温水の設定温度が５０℃を超える高温である場合、一般的な冷却塔の耐熱温度を超えるため、冷却塔では温熱を廃棄することができない。
【０００８】
逆に、温熱負荷が冷熱負荷に比して極端に大きい場合にも、蒸発器において冷水が凍結しないように、容量の大きい熱交換器を設ける必要があるが、多量の冷熱を大気に放出することは困難である。そこで、井水や河川水などに冷熱を廃棄する熱交換器を設けることが考えられるが、そのような冷熱の廃棄先を確保できない場合も少なくない。
【０００９】
このため、従来のヒートポンプでは、安全のために、直接に温度が制御されない反基調側の温度が許容限度に達するとヒートポンプ全体の運転を停止するような制御がなされている。よって、従来のヒートポンプは、冷熱負荷と温熱負荷との比が大きく変動する場合には、十分な稼働率を確保できないという問題がある。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１０】
【特許文献１】特開平５−３３２６３４号公報
【特許文献２】特開平７−３０５９１４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１１】
前記問題点に鑑みて、本発明は、冷水を供給するための冷熱負荷と温水を供給するための温熱負荷との不均衡が大きくなっても運転を継続できるヒートポンプを提供することを課題とする。
【課題を解決するための手段】
【００１２】
前記課題を解決するために、本発明によるヒートポンプの第１の態様は、冷水と温水とを同時に供給する水冷式熱回収ヒートポンプであって、蒸発器から送出される冷水の温度を検出する冷水温度検出器と、凝縮器から送出される温水の温度を検出する温水温度検出器とを備え、前記冷水温度検出器で検出した前記冷水の温度を所定の冷水設定温度に近づけるように容量制御する冷水基調運転と、前記温水温度検出器によって検出した前記温水の温度を所定の温水設定温度に近づけるように容量制御する温水基調運転とが可能であり、前記温水と前記冷水の制御対象となっていない反基調側の状態を監視し、前記温水基調運転において前記冷水温度検出器によって検出した前記冷水の温度が所定の切り替え冷水温度以下となった場合には前記冷水基調運転に切り替え、切り替えた前記冷水基調運転において前記温水温度検出器によって検出した前記温水の温度が所定の切り替え温水温度以上となった場合には前記温水基調運転に切り替えるものとする。
【００１３】
また、本発明の第１の態様のヒートポンプにおいて、前記切り替え冷水温度は、前記冷水設定温度よりも低く設定した温度であり、前記切り替え温水温度は、前記温水設定温度よりも高く設定した温度であってもよい。
【００１４】
また、本発明のヒートポンプの第２の態様は、冷水と温水とを同時に供給する水冷式熱回収ヒートポンプであって、蒸発器から送出される冷水の温度を検出する冷水温度検出器と、凝縮器から送出される温水の温度を検出する温水温度検出器と、前記蒸発器から流出する前記冷水の熱量を検出する冷水熱量計と、前記凝縮器から流出する前記温水の熱量を検出する温水熱量計とを備え、前記冷水温度検出器で検出した前記冷水の温度を所定の冷水設定温度に近づけるように容量制御する冷水基調運転と、前記温水温度検出器によって検出した前記温水の温度を所定の温水設定温度に近づけるように容量制御する温水基調運転とが可能であり、前記温水と前記冷水の制御対象となっていない反基調側の状態を監視し、前記温水基調運転において前記冷水熱量計によって検出した前記冷水の熱量が前記切り替え冷水熱量以下となった場合には前記冷水基調運転に切り替え、切り替えた前記冷水基調運転において前記温水熱量計によって検出した前記温水の熱量が前記切り替え温水熱量以下となった場合には前記温水基調運転に切り替えるものとする。
【００１５】
また、本発明のヒートポンプの第３の態様は、
冷水と温水とを同時に供給する水冷式熱回収ヒートポンプであって、蒸発器から送出される冷水の温度を検出する冷水温度検出器と、凝縮器から送出される温水の温度を検出する温水温度検出器と、前記蒸発器から流出する前記冷水の流量を検出する冷水流量計と、前記凝縮器から流出する前記温水の流量を検出する温水流量計とを備え、前記冷水温度検出器によって検出した前記冷水の温度を所定の冷水設定温度に近づけるように容量制御する冷水基調運転と、前記温水温度検出器によって検出した前記温水の温度を所定の温水設定温度に近づけるように容量制御する温水基調運転とが可能であり、前記温水と前記冷水の制御対象となっていない反基調側の状態を監視し、前記温水基調運転において前記冷水流量計によって検出した前記冷水の流量が前記切り替え冷水流量以下となった場合には前記冷水基調運転に切り替え、切り替えた前記冷水基調運転において前記温水流量計によって検出した前記温水の流量が前記切り替え温水流量以下となった場合には前記温水基調運転に切り替えるものとする。
さらに、本発明は前記第１から第３の態様に相当するヒートポンプの運転方法を提供する。
【発明の効果】
【００１６】
本発明によれば、温水と冷水の制御対象となっていない反基調側の状態を監視し、冷水の過剰な冷却や温水の過剰な加熱を防止するので、冷熱負荷と温熱負荷がともにヒートポンプの最低容量以上である場合には、冷熱負荷と温熱負荷とのアンバランスに起因して装置保護のための自動停止が生じることがない。
【図面の簡単な説明】
【００１７】
【図１】本発明の第１実施形態のヒートポンプの概略構成図である。
【図２】図１のヒートポンプの制御の起動ルーチンである。
【図３】図１のヒートポンプの制御の容量制御ルーチンである。
【図４】図１のヒートポンプの制御の停止判断ルーチンである。
【図５】図１のヒートポンプの制御の再起動ルーチンである。
【図６】本発明の第２実施形態のヒートポンプの概略構成図である。
【図７】図６のヒートポンプの制御の容量制御ルーチンである。
【図８】本発明の第３実施形態のヒートポンプの概略構成図である。
【図９】図８のヒートポンプの制御の容量制御ルーチンである。
【発明を実施するための形態】
【００１８】
これより、本発明の実施形態について、図面を参照しながら説明する。最初に、図１に本発明の第１実施形態に係るヒートポンプの構成を示す。本実施形態のヒートポンプは、スクリュ圧縮機１、凝縮器２、膨張弁３および蒸発器４を介設してなり、冷媒を封入した循環流路５を有する。
【００１９】
スクリュ圧縮機１は、大まかには、互いに噛み合って回転可能に構成されてなる雌雄一対のスクリュロータ（図示せず）と、そのスクリュロータを収容してなるケーシング（図示せず）などから構成されている。そして、スクリュ圧縮機１は、スクリュロータが回転されることに伴い、気体である冷媒を吸い込んで圧縮し、圧縮した冷媒を吐出する。凝縮器２は、スクリュ圧縮機１が吐出した冷媒と外部から供給される水との間で熱交換を行い、冷媒を凝縮して液化すると共に、供給された水を加熱して温水を製造する熱交換器である。膨張弁３は、凝縮器２において液化した冷媒の圧力を下げる。蒸発器４は、冷媒と外部から供給される水との間で熱交換を行い、冷媒を蒸発させると共に、水を冷却して冷水を製造する熱交換器である。
【００２０】
スクリュ圧縮機１は、モータ６によって駆動され、モータ６には、インバータ７から可変周波数の交流電力が供給される。インバータ７が出力する交流電力の周波数は、制御装置８によって設定される。そして、インバータ７が出力する交流電力の周波数が変更されることにより、スクリュ圧縮機１（のスクリュロータ）の回転数が変更され、スクリュ圧縮機１の容量が変更される。また、制御装置８は、後述する温水基調運転時には凝縮器２の温水の出口に設けた温水温度検出器９の検出温度に応じて、後述する冷水基調運転時には蒸発器４の冷水の出口に設けた冷水温度検出器１０の検出温度とに応じて、インバータ７の設定周波数を調整するようになっている。
【００２１】
図２ないし図５に、本実施形態のヒートポンプの制御の流れを示す。図２は、このヒートポンプの起動の制御手順である。先ず、ステップＳ１において、スイッチ操作や外部機器からの信号の入力のような起動指令の有無を確認する。起動指令があったなら、ステップＳ２において、圧力条件や温度条件等、所定の起動条件を満たしているかどうか確認する。起動条件が成立していれば、ステップＳ３において、スクリュ圧縮機１を起動して、ヒートポンプの運転を開始し、ステップＳ４において、図３に示す容量制御ルーチンの処理を行う。
【００２２】
容量制御ルーチンでは、ステップＳ１１において、制御開始後の最初の容量制御ルーチンの実行であるか否かを確認する。最初の容量制御でなければ、ステップＳ１２において、前回実行した制御が後述する温水基調制御と冷水基調制御のいずれであったかを確認し、ステップＳ１３またはステップＳ１６に進んで、前回と同じ制御を実行する。ステップＳ１１において、最初の容量制御ルーチンの実行であった場合は、ステップＳ１３に進んで温水基調制御を実行する。
【００２３】
ステップＳ１３における温水基調制御は、温水温度検出器９の検出温度を予め設定した温水温度設定値に近づけるように、スクリュ圧縮機１の容量、つまり、インバータ７の設定周波数を増減する制御である。この制御には、公知のＰＩＤ制御等の制御が適用できる。定性的にいえば、温水温度検出器９の検出温度が温水温度設定値より高く、それらの差分が大きくなるほど、スクリュ圧縮機１の容量を減少（インバータ７の設定周波数を減少）するよう制御される。また、温水温度検出器９の検出温度が温水温度設定値より低く、それらの差分が大きくなるほど、スクリュ圧縮機１の容量を増加（インバータ７の設定周波数を増加）するよう制御される。尚、ステップＳ１３が示す温水基調制御は、継続的な制御ではなく、制御装置８における１回の演算を意味する。
【００２４】
ステップＳ１３において、温水温度検出器９の検出温度に基づいてインバータ７の設定周波数を変更または同じ値に再設定すると、ステップＳ１４において、後述する停止判断ルーチンの処理を行い、ステップＳ１５において、冷水温度検出器１０の検出温度が、予め設定した切り替え冷水温度以下であるか否かを確認する。冷水温度が切り替え冷水温度以下であれば、ステップＳ１６に進んで冷水基調制御を行うが、冷水温度が切り替え冷水温度よりも高ければ、ステップＳ１３に戻って、再度、温水基調制御を行う。つまり、冷水温度が切り替え冷水温度以下になるまで、温水基調制御および停止判断ルーチンが繰り返し実行される温水基調運転が行われる。なお、切り替え冷水温度は冷水温度設定値（５℃〜３０℃の間の何れかの温度）より０．５℃以上低い値に設定されている。切り替え冷水温度を冷水温度設定値より０．５℃以上低い値に設定することによって、冷水（熱源水）系の制御系としての不感帯を確保して、いわゆるハンチングを回避する効果も期待できる。
【００２５】
ステップＳ１６における冷水基調制御は、冷水温度検出器１０の検出温度を冷水温度設定値に近づけるように、スクリュ圧縮機１の容量、つまり、インバータ７の設定周波数を増減する制御である。この制御にも、公知のＰＩＤ制御等の制御が適用できる。定性的にいえば、冷水温度検出器１０の検出温度が冷水温度設定値より高く、それらの差分が大きくなるほど、スクリュ圧縮機１の容量を増加（インバータ７の設定周波数を増加）するよう制御される。また、冷水温度検出器１０の検出温度が冷水温度設定値より低く、それらの差分が大きくなるほど、スクリュ圧縮機１の容量を減少（インバータ７の設定周波数を減少）するよう制御される。なお、ステップＳ１６が示す冷水基調制御もまた、継続的な制御ではなく、制御装置８における１回の演算を意味する。
【００２６】
そして、ステップＳ１６で冷水基調制御を行うたびに、ステップＳ１７において停止判断ルーチンを実行し、ステップＳ１８において温水温度検出器９の検出温度が前記切り替え温水温度以上であるか否かを確認する。温水温度が切り替え温水温度以上であれば、ステップＳ１３に進んで温水基調制御を行うが、温水温度が切り替え温水温度よりも低ければ、ステップＳ１６に戻って、再度、冷水基調制御を行う。つまり、温水温度が切り替え温水温度以上になるまで、冷水基調制御および停止判断ルーチンが繰り返し実行される冷水基調運転が行われる。なお、切り替え温水温度は温水温度設定値（３５℃〜９０℃の間の何れかの温度）より０．５℃以上高い値に設定されている。切り替え温水温度を温水温度設定値より０．５℃以上高い値に設定することによって、温水系の制御系としての不感帯を確保して、いわゆるハンチングを回避する効果も期待できる。
【００２７】
ここで、図４の停止判断ルーチンについて説明する。停止判断ルーチンでは、ステップＳ２１において、スイッチ操作や外部機器からの信号の入力のような停止指令の有無を確認する。停止指令があった場合には、ステップＳ２２に進んで、スクリュ圧縮機１を停止してヒートポンプの運転を停止し、さらにステップＳ２３に進んで、先に説明した図２の起動ルーチンを実行する。
【００２８】
ステップＳ２１において、停止指令がなかった場合には、ステップＳ２４に進んで、圧力や温度等の所定の停止条件が成立しているかどうか確認する。停止条件を満たしている場合には、ステップＳ２５に進んで、スクリュ圧縮機１を停止してヒートポンプの運転を停止し、さらにステップＳ２６に進んで、図５に示す再起動ルーチンを実行する。停止条件が成立していない場合には、停止判断ルーチンを終了して、容量制御ルーチンに戻る。
【００２９】
図５の再起動ルーチンは、ステップＳ３１において、停止指令の有無を確認し、停止指令があった場合には、ステップＳ３２に進んで、スクリュ圧縮機１を停止してヒートポンプの運転を停止し、さらにステップＳ３３に進んで、図２の起動ルーチンを実行する。
【００３０】
ステップＳ３１において、停止指令がなかった場合には、ステップＳ３４に進んで、図２のステップＳ２において確認したのと同じ起動条件が成立するまで待機する。起動条件を満たしたときには、図３の容量制御ルーチンを実行する。
【００３１】
以上の制御手順によれば、所望の温度（温水温度設定値）の温水を製造するために必要な温熱負荷と、所望の温度（冷水温度設定値）の冷水を製造するために必要な冷熱負荷との内、相対的に小さい方の負荷に合わせてヒートポンプの容量を調整することになる。このため、反基調側の負荷に対して供給熱量が少なくなる。つまり、反基調側の負荷が温水である場合、温水温度が温水温度設定値よりも大きく上昇することがなく、反基調側の負荷が冷水である場合、冷水温度が冷水温度設定値よりも大きく低下することがない。したがって、冷媒の圧力上昇（果ては温水の沸騰）や冷水の凍結の畏れがなく、それらから装置を保護するために運転を停止する必要がない。
【００３２】
このため、本発明のヒートポンプでは、温水や冷水のラインに余剰の熱を消費するための熱交換器を設ける必要がなく、そのような機器を保護するためにヒートポンプ全体の運転を停止する必要もない。
【００３３】
すなわち、温水と冷水の制御対象となっていない反基調側の状態を監視し、冷水の過剰な冷却や温水の過剰な加熱を防止するので、冷熱負荷と温熱負荷がともにヒートポンプの最低容量以上である場合には、冷熱負荷と温熱負荷とのアンバランスに起因して装置保護のための自動停止が生じることがない。
【００３４】
本実施形態では、温水基調運転において冷水の温度が切り替え冷水温度以下になったときに冷水基調運転に切り替え、冷水基調運転において温水の温度が切り替え温水温度以上になったときに温水基調運転に切り替える。また、切り替え冷水温度を冷水設定温度よりも低く設定し、切り替え温水温度を温水設定温度よりも高く設定すれば、温水基調運転と冷水基調運転との間で頻繁に運転を切り替える状態になりにくい。当然ながら、切り替え冷水温度および切り替え温水温度は、設備保護の観点から、十分に余裕のある温度でなければならない。
【００３５】
なお、温水基調運転と冷水基調運転との間で頻繁に運転を切り替える状態を回避するには、運転の切り替えの後、所定時間（例えば約２分）が経過するまでの間は、次の運転の切り替えが発生しないような制御を組み込むことも好ましい。これは、所定時間を経過せずに基調運転を切り替えると、反基調側の運転を引き継いだ状態から、基調側の運転が安定する（最終的な制御対象である冷水温度または温水温度が設定値に収束する）前に、再び基調運転を切り替えることになるため、冷水温度または温水温度が設定値に収束することができず、いわゆるハンチングや、オーバーシュートの状態（そのオーバーシュートによる自動停止）となることが想定されるからである。
【００３６】
基調運転の切り替えがなされる直前には、反基調側の負荷（冷水もしくは温水のうちのいずれか一方）のＰＶ値（測定値）、ＳＶ値（設定値）との間に大きな偏差が生じている場合がある。この場合、基調運転の切り替えがなされた際に、上述した偏差の大きさゆえに、直接の制御対象たるスクリュ圧縮機１（インバータ７）に対して大きなＭＶ値（操作量）が出力される。しかしながら、そこで更に基調運転の切り替えがなされると、制御対象に対して、大きなＭＶ値（操作量）が出力された状態から、新たな基調運転に基づく新たなＭＶ値（操作量）が出力される状態に急に推移するため、いわゆるオーバーシュートの状態を助長してしまう恐れがある。所定時間が経過するまでの間、次の基調運転の切り替えが発生しないような制御を組み込むことで、上述のオーバーシュートの状態を回避することができる。
【００３７】
続いて、図６に、本発明の第２実施形態のヒートポンプの構成を示す。尚、以降の説明において、先に説明した構成と同じ構成要素には同じ符号を付して、重複する説明を省略する。本実施形態のヒートポンプは、凝縮器２から流出する温水の流量と温度を検出する温水熱量計１１と、蒸発器４から流出する冷水の流量と温度を検出する冷水熱量計１２とを有する。温水熱量計１１および冷水熱量計１２は、それぞれ、流量と温度を検出して、流出する水の熱量を算出するものである。
【００３８】
そして、図７に、本実施形態における容量制御ルーチンを示す。本実施形態では、第１実施形態における図３のステップＳ１５およびステップＳ１８に替えて、図示するように、ステップＳ４１およびステップＳ４２を実行する。具体的に説明すると、本実施形態のステップＳ４１では、冷水熱量計１２が検出した冷水の熱量が予め設定した切り替え冷水熱量以下であるか否かを確認し、ステップＳ４２では、温水熱量計１１が検出した温水の熱量が予め設定した切り替え温水熱量以下であるか否かを確認する。つまり、本実施形態のヒートポンプは、温水基調運転のときに冷水熱量が所定の切り替え冷水熱量まで低下すると冷水基調運転に切り替え、冷水基調運転のときに温水熱量が切り替え温水熱量まで低下すると温水基調運転に切り替える。
【００３９】
尚、本実施形態における温水熱量計１１や冷水熱量計１２は、負荷の近くに設置されているものを利用することができ、温水や冷水を使用する設備を含めて全体を集中制御する中央監視的なシステムの冷温水製造設備にヒートポンプを適用する場合に採用され得る。特に、既存設備の冷温水製造設備のみを入れ替える場合には、温水熱量計１１や冷水熱量計１２新たに設置する必要がない。また、システム全体の熱量を制御している場合には、負荷との連動性にも優れる。
【００４０】
さらに、図８に、本発明の第３実施形態のヒートポンプの構成を示す。本実施形態のヒートポンプは、凝縮器２から流出する温水の流量を検出する温水流量計１３と、蒸発器４から流出する冷水の流量を検出する冷水流量計１４とを有する。
【００４１】
そして、図９に、本実施形態における容量制御ルーチンを示す。本実施形態では、第１実施形態における図３のステップＳ１５およびステップＳ１８に替えて、ステップＳ５１およびステップＳ５２を実行、具体的には、ステップＳ５１において、冷水流量計１４が検出した冷水の流量が予め設定した切り替え冷水流量以下であるか否かを確認し、ステップＳ５２において、温水流量計１３が検出した温水の流量が予め設定した切り替え温水流量以下であるか否かを確認する。つまり、本実施形態のヒートポンプは、温水基調運転のときに冷水流量が切り替え冷水流量まで減少すると冷水基調運転に切り替え、冷水基調運転のときに温水流量が切り替え温水流量まで減少すると温水基調運転に切り替える。
【００４２】
本実施形態の温水流量計１３や冷水流量計１４も、負荷の近くに設置されているものを利用することができ、既存設備の冷温水製造設備のみを入れ替える場合には、新たに設置する必要がない。本実施形態は、負荷の変化と連動して、流量が変化する形態のものに好適である。
【符号の説明】
【００４３】
１…スクリュ圧縮機
２…凝縮器
３…膨張弁
４…蒸発器
５…循環流路
６…モータ
７…インバータ
８…制御装置
９…温水温度検出器
１０…冷水温度検出器
１１…温水熱量計
１２…冷水熱量計
１３…温水流量計
１４…冷水流量計
【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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