(57)【要約】  ヒートポンプシステム１００は、暖房優先モードでは、室内側熱交換器５の過冷却度を調整し、給湯優先モードでは、給湯側熱交換器（水側熱交換器１０）の過冷却度又は圧縮機１の吐出温度のどちらか一方を調整する。
2014106895.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
圧縮機と、室内側熱交換器と、給湯側熱交換器と、室内側減圧機構と、給湯側減圧機構と、熱源側熱交換器と、を有し、
前記室内側熱交換器と前記室内側減圧機構とが直列に接続された流路と、前記給湯側熱交換器と前記給湯側減圧機構とが直列に接続された流路と、が並列に接続されて、前記圧縮機及び前記熱源側熱交換器とともに冷媒回路を構成しており、
前記室内側熱交換器で空気を加熱する暖房負荷と、前記給湯側熱交換器で水を加熱する給湯負荷と、が同時に要求された際、
前記室内側減圧機構開度が前記給湯側減圧機構開度よりも大きい暖房優先モードと、
前記給湯側減圧機構開度が前記室内側減圧機構開度よりも大きい給湯優先モードと、を有し、
前記暖房優先モードでは、前記室内側熱交換器の過冷却度が調整され、
前記給湯優先モードでは、前記給湯側熱交換器の過冷却度又は前記圧縮機の吐出温度のどちらか一方が調整される
ことを特徴とするヒートポンプシステム。
【請求項２】
前記室内側減圧機構の開度と前記給湯側減圧機構の開度のトータル減圧機構開度によって、
前記暖房優先モードにおける前記室内側熱交換器の過冷却度が制御され、
前記給湯優先モードにおける前記給湯側熱交換器の過冷却度又は前記圧縮機の吐出温度が制御される
ことを特徴とする請求項１に記載のヒートポンプシステム。
【請求項３】
前記給湯優先モードにおいて、
前記給湯側熱交換器の過冷却度が予め設定されている所定値未満であって、前記圧縮機の吐出温度が基準値以上である場合は、前記圧縮機の吐出温度が制御される
ことを特徴とする請求項１又は２に記載のヒートポンプシステム。
【請求項４】
暖房能力と給湯能力の割合は、
前記トータル減圧機構開度に対する前記室内側減圧機構開度と前記トータル減圧機構開度に対する前記給湯側減圧機構開度とで決まる暖房給湯開度比により制御され、
前記トータル減圧機構開度を変更する場合は、
前記暖房給湯開度比によって、前記室内側減圧機構開度の変更量と前記給湯側減圧機構開度の変更量が決定される
ことを特徴とする請求項１〜３のいずれか一項に記載のヒートポンプシステム。
【請求項５】
前記暖房給湯開度比は前記暖房負荷によって決定される
ことを特徴とする請求項４に記載のヒートポンプシステム。
【請求項６】
前記トータル減圧機構開度を超えないように前記暖房給湯開度比が変更される
ことを特徴とする請求項４又は５に記載のヒートポンプシステム。
【請求項７】
前記トータル減圧機構開度の変更間隔は、
前記暖房給湯開度比の変更間隔よりも長くされる
ことを特徴とする請求項４〜６のいずれか一項に記載のヒートポンプシステム。
【請求項８】
室内温度が室内設定温度よりも所定値以上となると暖房サーモＯＦＦとなるものにおいて、
前記暖房サーモＯＦＦとなるまでの前記室内温度と前記室内設定温度の温度差が大きくされる
ことを特徴とする請求項１〜７のいずれか一項に記載のヒートポンプシステム。
【請求項９】
前記暖房優先モード又は前記給湯優先モードを表示し、前記暖房優先モード又は前記給湯優先モードを選択的に入力できるリモコンを備えた
ことを特徴とする請求項１〜８のいずれか一項に記載のヒートポンプシステム。
【請求項１０】
前記給湯側熱交換器で加熱された水を貯える貯湯タンクを備え、
給湯時間及び前記貯湯タンクの蓄熱量の少なくとも一方を測定し、
前記給湯時間が所定値以上、及び、給湯開始時に前記貯湯タンクの蓄熱量が所定値以下の少なくとも一方を満たす場合には、優先モードが前記給湯優先モードとされる
ことを特徴とする請求項１〜９のいずれか一項に記載のヒートポンプシステム。
【請求項１１】
前記貯湯タンクの高さ方向に複数個の温度センサを備え、
前記温度センサでの計測情報に基づいて前記貯湯タンクの蓄熱量が測定される
ことを特徴とする請求項１０に記載のヒートポンプシステム。
【請求項１２】
前記給湯優先モードでは、
凝縮温度が前記給湯側熱交換器を流れる水の水温以上とされる
ことを特徴とする請求項１〜１１のいずれか一項に記載のヒートポンプシステム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、暖房運転及び給湯運転を同時に実行することができるヒートポンプシステムに関し、特に室内ユニットの暖房能力と給湯ユニットの給湯能力を同時に制御するヒートポンプシステムに関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来から、熱源ユニットに対して、室内ユニットと給湯ユニットを配管接続し、室内暖房と給湯を１つのシステムにおいて同時に運転可能とするように冷凍サイクルを構成したヒートポンプシステムがある。このようなヒートポンプシステムでは、１つのシステムにて暖房と給湯を実施することができるため、設置スペースを小さくできる。加えて、暖房と給湯の同時運転が可能であるため、室内を暖房中であったとしても、暖房を止めないで給湯動作を行うことができる（例えば、特許文献１、２参照）。【０００３】
しかしながら、従来のヒートポンプシステムでは、室内ユニットによる暖房と給湯ユニットによる給湯を同時に実施するため、熱源ユニットの能力が不足してしまい、室内の不暖、もしくは給湯能力不足で湯切れとなる可能性があった。そのため、従来から、機器制御により給湯能力と暖房能力の配分を制御する試みが実施されてきた。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２０１０―１９６９５５号公報(１４−１７頁、図５等)
【特許文献２】特開２００６―１０５４３４号公報(１０―１１頁、図１等)
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
特許文献１に記載されているヒートポンプシステムでは、まず、室内の目標設定温度Ｔｏから室内空気温度Ｔｒを差し引いて温度差Ｔｘを算出する。そして、温度差Ｔｘが所定値Ｔａ以上である場合は、暖房能力が必要であると判断し、給湯側の減圧機構（第１利用側流量調整弁４２ａ）の開度を小さくして暖房能力を確保する。一方、温度差Ｔｘが所定値Ｔａ未満である場合は、暖房能力は不要であるとして暖房側の減圧機構（第２利用側流量調整弁１０２ａ）の開度を小さくして給湯能力を確保する。
このように、特許文献１のヒートポンプシステムでは、温度差Ｔｘに基づいて、給湯能力と暖房能力の配分を制御するため、給湯ユニットと室内ユニットの運転能力の総和が熱源ユニットの暖房定格容量を超過してしまう可能性を抑制できる。【０００６】
また、特許文献２に記載されているヒートポンプシステムでは、運転開始時は暖房能力を優先する。そして、室内温度が上昇して暖房負荷が減少してきたと判断した場合は、暖房側の減圧機構（暖房側流量調整弁２６）を同時運転開始当初の弁開度よりも１段階小さい弁開度に制御する。一方、給湯側の減圧機構（貯湯側流量調整弁２７）を同時運転開始当初よりも１段階大きい弁開度に制御する。
このように、特許文献２のヒートポンプシステムでは、暖房側の負荷の変動に応じて、暖房側と給湯側の減圧機構の弁開度をそれぞれ調整する。こうすることによって、圧縮機の能力を能力余裕側から能力不足側へ移行させる配分調整が可能となり、暖房と給湯のそれぞれの状況に対応した能力配分を実行している。【０００７】
しかしながら、特許文献１、２のヒートポンプシステムでは、能力配分を目的とした制御動作となっているだけで、冷媒状態を制御する動作がなかった。そのため、例えば、暖房側と給湯側の減圧機構のトータル開度が小さいと暖房側及び給湯側の液側の過冷却度が過度に大きくなり、運転効率低下と高圧過昇によって圧縮機の運転周波数を低くしなければならなかった。その結果、運転効率の低下をもたらしていた。【０００８】
また、給湯能力を確保するために暖房側の減圧機構を小さくするため、特に、高水温時の給湯の場合に、暖房側のＳＣ（サブクール（が過度に大きくなる状態となり、結果として、冷媒不足による低圧低下と吐出温度の上昇を招くことになっていた。この状況もまた、圧縮機の運転周波数を低くしなければならなくなり、熱源ユニットの能力低下及び運転効率の低下をもたらしていた。【０００９】
暖房と給湯の同時運転では室内温調と同時に湯の沸き上げを実施するため、湯切れ回避の狙いから熱源ユニットの出力する能力である熱源能力をできるだけ大きくして、給湯能力をできるだけ大きくしたい。このことは、暖房負荷が大きい場合でも給湯能力を確保できるので、その面からも非常に重要なことである。ただし、熱源能力を最大とするためには、暖房と給湯の同時運転であったとしても運転状態を適切に制御できることが非常に重要となる。【００１０】
ところが、給湯では特に水温が室内温度に対して高温となる場合（例えば室内温度が２０℃に対して水温５５℃）がしばしばある。このような場合に、給湯能力を大きくしようとすると室内側と給湯側の冷媒状態を所望の状態に制御することが難しくなってしまう。そのため、従来技術では熱源能力を最大にすることができず、給湯完了までに時間がかかり、又は不暖となって室内快適性が損なわれる結果となっていた。【００１１】
本発明は、上記のような課題を解決するためになされたものであり、暖房能力と給湯能力のあらゆる負荷バランスにおいても熱源能力と運転効率の最大化を実現するヒートポンプシステムを提供することを目的とするものである。
【課題を解決するための手段】
【００１２】
本発明に係るヒートポンプシステムは、圧縮機と、室内側熱交換器と、給湯側熱交換器と、室内側減圧機構と、給湯側減圧機構と、熱源側熱交換器と、を有し、前記室内側熱交換器と前記室内側減圧機構とが直列に接続された流路と、前記給湯側熱交換器と前記給湯側減圧機構とが直列に接続された流路と、が並列に接続されて、前記圧縮機及び前記熱源側熱交換器とともに冷媒回路を構成しており、前記室内側熱交換器で空気を加熱する暖房負荷と、前記給湯側熱交換器で水を加熱する給湯負荷と、が同時に要求された際、前記室内側減圧機構開度が前記給湯側減圧機構開度よりも大きい暖房優先モードと、前記給湯側減圧機構開度が前記室内側減圧機構開度よりも大きい給湯優先モードと、を有し、前記暖房優先モードでは、前記室内側熱交換器の過冷却度が調整され、前記給湯優先モードでは、前記給湯側熱交換器の過冷却度又は前記圧縮機の吐出温度のどちらか一方が調整されるものである。
【発明の効果】
【００１３】
本発明に係るヒートポンプシステムによれば、暖房優先モード又は給湯優先モードを有し、暖房優先モードの際には室内側熱交換器の過冷却度を制御し、給湯優先モードの際には給湯側熱交換器の過冷却度又は圧縮機の吐出温度を制御するようにしたので、暖房能力と給湯能力のあらゆる負荷バランスに対して熱源ユニットの能力及び運転効率の最大化を実現することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１４】
【図１】本発明の実施の形態１に係るヒートポンプシステムの冷媒回路構成を示す概略図である。
【図２】本発明の実施の形態１に係るヒートポンプシステムの制御装置の電気的な構成を示すブロック図である。
【図３】本発明の実施の形態１に係るヒートポンプシステムの暖房給湯同時運転時における優先モードの決定方法の処理の流れを示すフローチャート図である。
【図４】本発明の実施の形態１に係るヒートポンプシステムのトータル減圧機構開度の制御方法の処理の流れ示すフローチャートである。
【図５】本発明の実施の形態１に係るヒートポンプシステムの暖房優先モードでの運転状態を示した概略図である。
【図６】本発明の実施の形態１に係るヒートポンプシステムの給湯優先モードでの低水温時における運転状態を示した概略図である。
【図７】本発明の実施の形態１に係るヒートポンプシステムの給湯優先モードでの高水温時における運転状態を示した概略図である。
【図８】本発明の実施の形態２に係るヒートポンプシステムの冷媒回路構成を示す概略図である。
【発明を実施するための形態】
【００１５】
以下、図面に基づいて本発明の実施の形態について説明する。なお、図１を含め、以下の図面では各構成部材の大きさの関係が実際のものとは異なる場合がある。また、図１を含め、以下の図面において、同一の符号を付したものは、同一又はこれに相当するものであり、このことは明細書の全文において共通することとする。さらに、明細書全文に表わされている構成要素の形態は、あくまでも例示であって、これらの記載に限定されるものではない。
【００１６】
実施の形態１．
図１は、本発明の実施の形態１に係るヒートポンプシステム１００（以下、単にシステム１００と称する）の冷媒回路構成を示す概略図である。図２は、システム１００の制御装置１０１の電気的な構成を示すブロック図である。図１及び図２に基づいて、システム１００の構成について説明する。
【００１７】
システム１００は、蒸気圧縮式の冷凍サイクル運転を行うことによって、室内ユニット３０２による暖房指令（暖房ＯＮ／ＯＦＦ）と、給湯ユニット３０３による給湯指令（給湯ＯＮ／ＯＦＦ）とを同時に処理することができるものである。つまり、システム１００は、室内ユニット３０２の暖房能力と給湯ユニット３０３の給湯能力を同時に制御することができる。
【００１８】
［システム１００の機器構成］
システム１００は、熱源ユニット３０１と、室内ユニット３０２と、給湯ユニット３０３と、を有している。熱源ユニット３０１と室内ユニット３０２とは、冷媒配管である室内側ガス延長配管４と冷媒配管である室内側液延長配管７とで接続されている。熱源ユニット３０１と給湯ユニット３０３とは、冷媒配管である水側ガス延長配管９と冷媒配管である水側液延長配管１１とで接続されている。
【００１９】
なお、実施の形態１では、図１に示すように、１台の熱源ユニット３０１に、１台の室内ユニット３０２、１台の給湯ユニット３０３を接続した場合について説明するが、各ユニットの台数を特に限定するものではない。例えば、２台以上の熱源ユニット３０１、２台以上の室内ユニット３０２、及び２台以上の給湯ユニット３０３を接続した場合についても同様に実施することができる。また、システム１００に用いられる冷媒は、特に限定しない。例えば、Ｒ４１０Ａ、Ｒ４０７Ｃ、Ｒ４０４Ａ、Ｒ３２などのＨＦＣ（ハイドロフルオロカーボン）冷媒、Ｒ２２、Ｒ１３４ａなどのＨＣＦＣ（ハイドロクロロフルオロカーボン）冷媒、もしくは炭化水素やヘリウム、二酸化炭素等のような自然冷媒などをシステム１００の冷媒として用いることができる。
【００２０】
（熱源ユニット３０１）
熱源ユニット３０１は、圧縮機１と、吐出電磁弁２ａ，２ｂと、四方弁３と、室内側減圧機構８と、給湯側減圧機構１２と、熱源側熱交換器１３と、熱源側送風機１４と、アキュムレータ１５と、を有している。そして、圧縮機１、吐出電磁弁２ａ，２ｂ、四方弁３、室内側減圧機構８、給湯側減圧機構１２、熱源側熱交換器１３、アキュムレータ１５が、配管接続されて冷媒回路の一部を構成している。ただし、四方弁３、熱源側送風機１４、アキュムレータ１５は、必須なものではない。
【００２１】
圧縮機１は、インバータにより回転数が制御され、容量制御を可能とするタイプであり、冷媒を吸入、圧縮して高温高圧状態とするものである。圧縮機１に接続している吐出側配管は、途中で分岐されており、一方が吐出電磁弁２ａを介して室内側ガス延長配管４に、他方が吐出電磁弁２ｂを介して水側ガス延長配管９に、それぞれ接続されている。
吐出電磁弁２ａ、２ｂは、冷媒流路を開閉することで冷媒の流れを制御するものである。吐出電磁弁２ａは、圧縮機１の吐出側で分岐され、室内側ガス延長配管４に接続する配管に設置されている。吐出電磁弁２ｂは、圧縮機１の吐出側で分岐され、水側ガス延長配管９に接続する配管に設置されている。
【００２２】
四方弁３は、冷媒の流れ方向を制御するものである。四方弁３は、吐出電磁弁２ａの下流側に設置されている。なお、冷媒の流れ方向が一定のものである場合、四方弁３は設置しなくてもよい。
熱源側熱交換器１３は、たとえば伝熱管と多数のフィンとにより構成されたクロスフィン式のフィン・アンド・チューブ型熱交換器であり、外気等の熱媒体と冷媒との熱交換を行うものである。熱源側熱交換器１３は、暖房運転時には蒸発器、冷房運転時には凝縮器として機能する。
【００２３】
熱源側送風機１４は、ＤＣモータ（図示せず）によって駆動される遠心ファンや多翼ファン等から構成されており、送風量を調整することが可能なものである。熱源側送風機１４は、熱源ユニット３０１内に室外空気を吸入して、熱源側熱交換器１３にて冷媒と熱交換させた後に、その空気を室外に排出するようになっている。熱源側送風機１４は、熱源側熱交換器１３の近傍に設置するとよい。なお、熱源側熱交換器１３が、空気−冷媒熱交換器でない場合には、熱源側送風機１４を設置しなくてもよい。
【００２４】
室内側減圧機構８は、冷媒を減圧して膨張させ、冷媒流量を調整するものである。この室内側減圧機構８は、開度が可変に制御可能なもの、たとえば電子式膨張弁による緻密な流量制御手段で構成するとよい。室内側減圧機構８は、熱源側熱交換器１３と室内側熱交換器５とを接続している室内側液延長配管７に設置されている。
給湯側減圧機構１２は、冷媒を減圧して膨張させ、冷媒流量を調整するものである。この給湯側減圧機構１２は、開度が可変に制御可能なもの、たとえば電子式膨張弁による緻密な流量制御手段で構成するとよい。給湯側減圧機構１２は、熱源側熱交換器１３と水側熱交換器１０とを接続している水側液延長配管１１に設置されている。
【００２５】
アキュムレータ１５は、圧縮機１の吸入側に設けられ、システム１００に異常が発生した時や運転制御の変更の際に伴う運転状態の過渡応答時において、液冷媒を貯留して圧縮機１への液バックを防ぐ機能を有している。なお、アキュムレータ１５は、必須のものではない。
【００２６】
また、熱源ユニット３０１には、圧力センサ２０１、温度センサ２０２、温度センサ２０６、温度センサ２０７が設けられている。
圧力センサ２０１は、圧縮機１の吐出側に設けられ、設置場所の冷媒圧力を計測するものである。
温度センサ２０２は、圧縮機１の吐出側に設けられ、設置場所の冷媒温度を計測するものである。
温度センサ２０６は、熱源側熱交換器１３の液側に設けられ、設置場所の冷媒温度を計測するものである。
温度センサ２０７は、空気吸込口に設けられており、熱源側送風機１４に取り込まれる外気の温度を計測するものである。
【００２７】
さらに、熱源ユニット３０１には、制御装置１０１が設けられており、熱源ユニット３０１に設けられている各センサで計測された情報は、制御装置１０１に送られるようになっている。なお、制御装置１０１については、後段で詳細に説明する。
【００２８】
（室内ユニット３０２）
室内ユニット３０２は、室内側熱交換器５と、室内側送風機６と、を有している。
室内側熱交換器５は、たとえば伝熱管と多数のフィンとにより構成されたクロスフィン式のフィン・アンド・チューブ型熱交換器であり、室内空気と冷媒との熱交換を行うものである。室内側熱交換器５は、暖房運転時には凝縮器、冷房運転時には蒸発器として機能する。
室内側送風機６は、ＤＣモータ（図示せず）によって駆動される遠心ファンや多翼ファン等から構成されており、送風量を調整することが可能なものである。室内側送風機６は、室内ユニット３０２内に室内空気を吸入して、室内側熱交換器５にて冷媒と熱交換させた後に、その空気（調和空気）を室内に吹出すようになっている。
【００２９】
また、室内ユニット３０２には、温度センサ２０３、温度センサ２０４が設けられている。
温度センサ２０３は、室内側熱交換器５の液側に設けられ、設置場所の冷媒温度を計測するものである。
温度センサ２０４は、室内空気の吸入口側に設けられ、室内ユニット３０２内に流入する室内空気の温度を計測するものである。
室内ユニット３０２に設けられている各センサで計測された情報は、制御装置１０１に送られるようになっている。
【００３０】
（給湯ユニット３０３）
給湯ユニット３０３は、水側熱交換器１０と、水ポンプ１６と、コイル熱交換器１７と、貯湯タンク１８と、を有している。そして、水ポンプ１６、水側熱交換器１０、コイル熱交換器１７が配管接続されて水回路を構成している。また、コイル熱交換器１７を貯湯タンク１８に設置することで、貯湯タンク１８に貯湯される水を沸き上げるようになっている。さらに、水回路には、熱交換媒体である水が中間水として循環する。
【００３１】
水側熱交換器１０は、たとえばプレート形水熱交換器により構成され、中間水と冷媒を熱交換させて中間水を加熱するものである。水側熱交換器１０は、給湯運転時に凝縮器として機能する。
水ポンプ１６は、たとえば回転数が一定速、もしくはインバータで可変にできるもので構成され、水側回路に中間水を循環させるものである。
コイル熱交換器１７は、貯湯タンク１８内に設置されており、貯湯タンク１８の貯湯水と水回路を循環する中間水との間で熱交換させ、貯湯水を加熱して湯を生成するものである。
貯湯タンク１８は、沸きあげられた湯を貯留するものである。貯湯タンク１８は、満水式であり、出湯要求に応じてタンク上部より湯が出水し、出水した量だけ低温の市水がタンク下部より給水されるようになっている(図示せず)。
【００３２】
水側回路の運転状態について説明する。
給湯ユニット３０３にて水ポンプ１６により送水された中間水は、水側熱交換器１０で冷媒により加熱され高温となる。その後、加熱された高温水は、貯湯タンク１８内のコイル熱交換器１７に流入し、貯湯水を加熱して温度が低下する。その後、貯湯タンク１８のコイル熱交換器１７を流出し、水ポンプ１６に流れ、再送水されて水側熱交換器１０にて温水となる。このようなプロセスにて貯湯タンク１８の湯が沸き上げられる。
【００３３】
なお、給湯ユニット３０３による貯湯タンク１８の水の加熱方法は実施の形態１のような中間水による熱交換方式に限定されず、貯湯タンク１８の水を直接配管に流して、水側熱交換器１０にて熱交換をさせて温水とし、再び貯湯タンク１８に戻す加熱方法にしてもよい。
【００３４】
また、給湯ユニット３０３には、温度センサ２０５、温度センサ２０８が設けられている。
温度センサ２０５は、水側熱交換器１０の液側に設けられ設置場所の冷媒温度を計測するものである。
温度センサ２０８は、貯湯タンク１８の側面に設置され、設置位置高さの貯湯タンク１８内の水温を計測するものである。
給湯ユニット３０３に設けられている各センサで計測された情報は、制御装置１０１に送られるようになっている。
【００３５】
（制御装置１０１）
図２には、システム１００の制御を行う制御装置１０１、制御装置１０１に接続されるリモコン１０２、各センサ及びアクチュエータ（圧縮機１、四方弁３、吐出電磁弁２ａ，２ｂ、室内側減圧機構８、給湯側減圧機構１２、熱源側送風機１４、室内側送風機６、水ポンプ１６等）の接続状態を示している。また、制御装置１０１は、測定部１０３、制御部１０４、通信部１０５、記憶部１０６を内蔵している。
【００３６】
各種温度センサ、圧力センサによって検知された各諸量は、制御装置１０１の測定部１０３に入力される。測定部１０３に入力された情報は制御部１０４に送られる。
制御部１０４は、測定部１０３に入力された情報に基づき、圧縮機１、吐出電磁弁２ａ、２ｂ、四方弁３、熱源側送風機１４、室内側減圧機構８、給湯側減圧機構１２、室内側送風機６、水ポンプ１６を制御するようになっている。
通信部１０５は、電話回線、ＬＡＮ回線、無線などの通信手段からの通信データ情報が入力されたり、リモコン１０２と情報の入出力を行ったりするようになっている。
記憶部１０６は、予め定められた定数やリモコン１０２から送信される設定値を記憶するようになっている。記憶部１０６に記憶されている記憶内容は、必要に応じて参照、書き換えることが可能になっている。
【００３７】
測定部１０３、制御部１０４、及び、通信部１０５はマイコンにより構成され、記憶部１０６は半導体メモリなどによって構成される。制御装置１０１は、熱源ユニット３０１に配置されているが、図１では単に設置場所の一例を示しているに過ぎない。制御装置１０１が配置場所は、特に限定されない。例えば、制御装置１０１を室内ユニット３０２、給湯ユニット３０３に設置してもよいし、各ユニットとは別の場所に設置してもよい。
【００３８】
（リモコン１０２）
システム１００は、システム１００とユーザーとの間で情報の入出力を行うためのユーザーインターフェース装置であるリモコン１０２を有している。リモコン１０２には、入力部１０７、表示部１０８が内蔵されている。
【００３９】
入力部１０７は、ユーザーからの指示を受け付けるものであり、例えば冷房ＯＮ／ＯＦＦ、暖房ＯＮ／ＯＦＦ、給湯ＯＮ／ＯＦＦの選択を受け付けたり、室内設定温度、沸き上げ温度の入力を受け付けたりすることができる。また、貯湯タンク１８の壁側面に設置されている温度センサ２０８の検出温度が所定値以下(例えば４５℃以下)となった場合には、自動的に給湯ＯＮと入力部１０７に入力されるようになっている。
表示部１０８は、現在のシステム１００の運転モードや、暖房給湯同時運転での優先運転モードを表示するものである。
【００４０】
［システム１００の運転モード］
＜暖房給湯同時運転モード＞
システム１００は、リモコン１０２を介して入力された暖房ＯＮ及び給湯ＯＮを同時に処理することが可能なものであり、暖房給湯同時運転を実施することができる。以下に暖房給湯同時運転モード時の冷媒流れ状態及び各機器の制御について説明する。
【００４１】
暖房給湯同時運転モードでは、四方弁３は、圧縮機１の吐出側を室内側熱交換器５のガス側と接続し、吸入側を熱源側熱交換器１３のガス側に接続する。また、吐出電磁弁２ａは開路、吐出電磁弁２ｂは開路となっている。
【００４２】
圧縮機１から吐出した高温・高圧のガス冷媒は、吐出電磁弁２ａ又は吐出電磁弁２ｂに流れる冷媒に分配される。吐出電磁弁２ａを流れる冷媒は、四方弁３を経由して室内側ガス延長配管４を流れ、室内側熱交換器５に流入する。室内側熱交換器５に流入した冷媒は、室内側送風機６によって供給される室内空気を加熱して、室内側熱交換器５から流出する。その後、室内側液延長配管７を経由して、室内側減圧機構８により減圧され、吐出電磁弁２ｂを流れた冷媒と合流する。
【００４３】
一方、吐出電磁弁２ｂを流れる冷媒は、水側ガス延長配管９を経由して水側熱交換器１０に流入する。水側熱交換器１０に流入した冷媒は、水ポンプ１６によって供給される中間水を加熱する。この冷媒は、水側熱交換器１０から流出し、水側液延長配管１１を経由して、給湯側減圧機構１２により減圧され、吐出電磁弁２ａを流れた冷媒と合流する。
【００４４】
吐出電磁弁２ａ及び吐出電磁弁２ｂを流れた冷媒は、合流後、熱源側熱交換器１３に流入する。熱源側熱交換器１３に流入した冷媒は、熱源側送風機１４によって供給される室外空気と熱交換を行ない、低圧ガス冷媒となる。この冷媒は、熱源側熱交換器１３から流出した後、四方弁３を経由して、アキュムレータ１５を通過後、再び圧縮機１に吸入される。
【００４５】
システム１００では、給湯ＯＮの状態では湯切れ防止を優先して圧縮機１の運転周波数を最大固定とする。また、システム１００では、圧縮機１の運転周波数を最大とすると多量の冷媒が熱源側熱交換器１３に流れるため、熱源側送風機１４の回転数も最大回転数固定とする。さらに、システム１００では、室内側送風機６の回転数を利用者のリモコン１０２に入力される指令値に固定する。またさらに、システム１００では、水ポンプ１６の回転数を所定の回転数に固定する。
【００４６】
（室内温度による暖房給湯開度比制御）
次に、室内側減圧機構８及び給湯側減圧機構１２の制御について説明する。システム１００では、室内側減圧機構８及び給湯側減圧機構１２の個別開度を暖房負荷によって制御することで、暖房負荷に応じた暖房能力と給湯能力の能力配分を実現している。具体的には以下のようにして制御する。
【００４７】
室内温度Ｔａを所定時間ごとに計測し、室内温度の現在値Ｔａ１と室内設定温度Ｔｏとの差温である室内差温ｄＴｓｅｔ(ｄＴｓｅｔ＝Ｔｏ―Ｔａ１)を演算する。また、室内温度の現在値Ｔａ１と前回値Ｔａｏとの差である室内温度変化ｄｔＴａ（Ｔａ１−Ｔａ０）を演算する。なお、室内温度は、温度センサ２０４の検出温度である。以下に、例えば、室内側減圧機構８の開度と給湯側減圧機構１２の開度との開度比である暖房給湯開度比を５：５、トータル減圧機構開度を４８０ｐ（４８０ｐｕｌｓｅ）とした例を示す。
【００４８】
（１）ｄＴｓｅｔ≧０かつｄｔＴａ≧０の場合
この場合、室内温度が室内設定温度以上かつ室内温度が上昇しているため、暖房給湯開度比を４：６として、室内側減圧機構８を４８０×４／１０＝１９２ｐ、給湯側減圧機構１２を４８０×６／１０＝２８８ｐとする。こうすることで、暖房能力を減少させて給湯能力を上昇させる。
（２）ｄＴｓｅｔ≧０かつｄｔＴａ＜０の場合
この場合、室内温度は室内設定温度以上だが室内温度が下降しているため、暖房給湯開度比は５：５のままとする。
【００４９】
（３）ｄＴｓｅｔ＜０かつｄｔＴａ≧０の場合
この場合、室内温度は室内設定温度未満だが室内温度が上昇しているため、暖房給湯開度比は５：５のままとする。
【００５０】
（４）ｄＴｓｅｔ＜０かつｄｔＴａ＜０の場合
この場合。室内温度は室内設定温度未満かつ室内温度も下降しているため、暖房給湯開度比を６：４として、室内側減圧機構８を２８８ｐ、給湯側減圧機構１２を１９２ｐとする。こうすることで、暖房能力を増加させて給湯能力を減少させる。
【００５１】
以上のようにして、室内差温と室内温度変化の情報を用いることで暖房負荷を予測し、制御に反映することが可能なる。こうすることによって、システム１００では、熱源能力が過度に暖房側もしくは給湯側に偏ることがなくなり、暖房負荷に応じた適切な暖房能力と給湯能力の配分を実現することができる。
【００５２】
（優先モードの判定とトータル減圧機構開度制御）
暖房給湯開度比によって暖房能力と給湯能力の配分は制御できるようになったが、これだけだと冷媒状態をコントロールしていない。そのため、高圧上昇や低圧低下をもたらすことがあり、運転効率が低下する可能性がある。そのため、システム１００では、室内側減圧機構８の開度と給湯側減圧機構１２の開度の合計であるトータル減圧機構開度を冷媒の運転状態により制御することで運転効率の最大化を図るようにしている。トータル減圧機構開度を制御することで実現する目標運転状態は、給湯能力と暖房能力のどちらを大きくしたいかにより異なる。加えて、運転状態により決める。この二つの要因から最適な制御目標と目標状態を選定し制御する。なお、給湯能力と暖房能力のどちらを大きくしたいかは優先モードを判定し、選択する。
【００５３】
図３は、システム１００の暖房給湯同時運転時における優先モードの決定方法の処理の流れを示すフローチャート図である。図３に基づいて、システム１００の暖房給湯同時運転時における優先モードの決定方法について説明する。なお、図３に示すフローチャートの制御主体は、制御装置１０１である。
【００５４】
まず、ステップＳ１にて運転モードが暖房給湯同時運転モードであるかどうかを判定する。運転モードが暖房給湯同時運転モードであると判定すると、ステップＳ２にて室内側減圧機構８の開度Ｓｊｉと給湯側減圧機構の開度Ｓｊｗを取得する。ステップＳ３にて室内側減圧機構８の開度Ｓｊｉが給湯側減圧機構の開度Ｓｊｗ以上であるかどうかを判定する。ＳｊｉがＳｊｗ以上でありと判定すると、暖房負荷が大きく、暖房能力を給湯能力以上としたい状況であると判定し、ステップＳ４にて優先モードを暖房優先モードと判定する。
【００５５】
一方、ＳｊｉがＳｊｗ未満であると判定すると、暖房負荷が小さく、給湯能力を暖房能力より大きくしたい状況であると判定し、ステップＳ５にて優先モードを給湯優先モードと判定する。以上のようにして優先モードを判定する。そのため、目標運転状態を決定できるようになる。
【００５６】
図４は、システム１００のトータル減圧機構開度の制御方法の処理の流れ示すフローチャートである。図５は、システム１００の暖房優先モードでの運転状態を示した概略図である。図６は、システム１００の給湯優先モードでの低水温時における運転状態を示した概略図である。図７は、システム１００の給湯優先モードでの高水温時における運転状態を示した概略図である。図４〜図７に基づいて、トータル減圧機構開度の制御方法について説明する。なお、図４に示すフローチャートの制御主体は、制御装置１０１である。また、図５〜図７では、横軸が比エンタルピー［ｋＪ／ｋｇ］を、縦軸が圧力［ＭＰａＧ］を、それぞれ示している。
【００５７】
まず、ステップＳ１１にて優先モードが暖房優先モードであるかどうかを判定する。暖房優先モードであると判定した場合は、ステップＳ１２にて室内側過冷却度が所定値以上となっているかどうかを判定する。室内側過冷却度が所定値以上であると判定した場合は、ステップＳ１３にてトータル減圧機構開度を増加させる。一方、室内側過冷却度が所定値未満であると判定した場合は、ステップＳ１４にてトータル減圧機構開度を減少させる。なお、室内側過冷却度は圧力センサ２０１の検出圧力の飽和温度から温度センサ２０３の検出温度を差し引いて求める。
【００５８】
暖房優先モードでは、暖房能力を給湯能力以上としたい状況であるため、図５に示すように、室内側熱交換器５の性能が最大となるように室内側過冷却度を所定値（例えば１０℃程度）となる運転状態とする。このようにすることで、所定の暖房能力で給湯能力を大きくすることが可能になり、高暖房負荷の状況においても給湯能力を十分に確保できるようになる。
【００５９】
一方、ステップＳ１１にて優先モードが給湯優先モードであると判定した場合は、ステップＳ１５にて給湯側過冷却度が所定値以上となっているかどうかを判定する。給湯側過冷却度が所定値以上であると判定した場合、ステップＳ１６にてトータル減圧機構開度を増加させて、給湯側過冷却度を小さくする。なお、給湯側過冷却度は圧力センサ２０１の検出圧力の飽和温度から温度センサ２０５の検出温度を差し引いて求める。
【００６０】
給湯優先モードでは、給湯能力を暖房能力以上としたい状況であるため、図６に示すように、水側熱交換器１０の性能が最大となるように給湯側過冷却度を所定値（例えば５℃程度）となる運転状態とする。このようにすることで、給湯能力を大きくすることができるため、低水温かつ低暖房負荷の状況において沸き上げスピードを速めることができる。
【００６１】
ここで、ステップＳ１５において、給湯側過冷却度が所定値未満であると判定した場合は、ステップＳ１７にて吐出温度が基準値（基準吐出温度）以上であるかどうかを判定する。なお、吐出温度は温度センサ２０２の検出温度である。
【００６２】
高水温での給湯優先モードでは、高圧圧力が上昇（高圧側の冷媒温度が上昇）し、室内側減圧機構８の開度が給湯側減圧機構１２の開度よりも小さいため、室内側過冷却度が増加する。そのため、アキュムレータ１５から余剰液冷媒がなくなり、圧縮機１の吸入過熱度が上昇する。そして、圧縮機１から吐出する冷媒循環量が減少し、熱源能力が低下する。また、この場合はアキュムレータ１５から余剰冷媒がないため、トータル減圧機構開度を減少させても給湯側過冷却度が所定値以上とすることはできず、さらに、圧縮機１の吸入過熱度が上昇するため、吐出温度が上昇する結果となる。
【００６３】
そこで、システム１００では、余剰液冷媒がない状況かどうかを判定するために以下の動作を実施する。
つまり、圧縮機１の吸入過熱度が５℃の場合の吐出温度を基準吐出温度として、吐出温度が基準吐出温度以上であるかによってアキュムレータ１５に余剰液冷媒が存在しているかを判定する。なお、基準吐出温度ＴｄＢと、圧縮機１の高圧圧力Ｐｃと、低圧圧力Ｐｅと、圧縮機１の運転周波数Ｆにおいて、ＴｄＢ＝ｆ（Ｐｃ，Ｐｅ，Ｆ）の関係を有するデータテーブルを記憶部１０６に記憶しておき、データテーブルより基準吐出温度ＴｄＢを求めるとよい。ここで、高圧圧力Ｐｃは圧力センサ２０１の検出圧力であり、低圧圧力Ｐｅは温度センサ２０６の検出温度を換算した圧力である。
【００６４】
なお、基準吐出温度は、吸入過熱度が小さい状態を想定して、例えば３℃〜１０℃程度でデータテーブルを作成とする。また、圧縮機１の運転周波数Ｆに対する吐出温度の変化はそれほど大きくないため、代表的な運転周波数のみにてデータテーブルを作成するようにしてもよい。
【００６５】
吐出温度が基準吐出温度以上である場合は、高水温状況下（例えば出口水温５５℃程度）であり、給湯側過冷却度を所定値に調整困難であると判断し、ステップ１８にてトータル減圧機構開度を増加させ、吐出温度が所定値以上とならないようにする。このようにすることで、吐出温度、圧縮機１の吸入過熱度の増加を抑制することができる。そのため、システム１００の冷媒回路に封入されている冷媒量に応じて、圧縮機１からの吐出冷媒流量を最大量確保することができ、給湯能力を大きくすることができる。よって、高水温かつ低暖房負荷の状況において、沸き上げスピードを速めることができる。
【００６６】
一方、吐出温度が基準吐出温度未満である場合は、水温は低水温状況であり、アキュムレータ１５に余剰液冷媒が存在していると判断し、給湯側過冷却度を所定値に調整可能であると判断する。そのため、ステップＳ１９にてトータル減圧機構開度を減少させる。このようにすることで、給湯能力を大きくすることができるため、低水温かつ低暖房負荷の状況において沸き上げスピードを速めることができる。以上のようにしてトータル減圧機構開度を制御する。
【００６７】
暖房運転モードでは室内側減圧機構８の開度が給湯側減圧機構１２の開度よりも大きいため、室内側過冷却度が給湯側過冷却度よりも小さくなっている場合が多い。
一方で給湯優先モードでは給湯側減圧機構１２の開度が室内側減圧機構８の開度より大きいため、給湯側過冷却度が室内側過冷却度よりも小さくなっている場合が多い。
このように、過冷却度が制御されている場合というのは、おおよそ室内側過冷却度と給湯側過冷却度のうち小さい方の過冷却度が制御されている状況である。
【００６８】
トータル減圧機構開度の変更を行うときは、室内側減圧機構８の開度と給湯側減圧機構１２の開度の合計が変更後のトータル減圧機構開度となるように開度を分配する。開度の配分方法は暖房給湯開度比制御によって実施する。
【００６９】
例えば、暖房給湯開度比が７：３でトータル減圧機構開度の変更前開度が４８０ｐで、変更後開度が５００ｐである場合を例に説明する。この場合、変更前の室内側減圧機構８の開度は３３６ｐ（４８０×７／１０）、変更前の給湯側減圧機構１２の開度は１４４ｐ（４８０×３／１０）である。そして、変更後の室内側減圧機構８の開度は５００×７／１０＝３５０ｐ、変更後の給湯側減圧機構１２の開度は５００×３／１０＝１５０ｐとなる。
【００７０】
このように暖房給湯開度比によって変更後のトータル減圧機構開度を分配することによって、暖房能力と給湯能力の配分比が変化せずに運転状態を所定値に制御することが可能となり、熱源能力を最大にすることができる。
【００７１】
ここで、例えば暖房給湯開度比が７：３であり、室内側減圧機構８と給湯側減圧機構１２の全開開度ともに４８０ｐであった場合を想定する。そして、暖房優先モードにて室内側減圧機構８の開度が４８０ｐ、給湯側減圧機構１２の開度が２０６ｐである状況、つまりトータル減圧機構開度が４８０＋２０６＝６８６ｐの状況であり、かつ、室内側過冷却度が所定値以上であるときを想定する。このような場合、トータル減圧機構開度を増加させたくても、室内側減圧機構８の開度を大きくすることができない。そのため、暖房給湯開度比に応じてトータル減圧機構開度を配分することができない。
【００７２】
また、例えばトータル減圧機構開度が７００ｐの場合は室内側減圧機構８の開度要求が７００×７／１０＝４９０ｐとなり、実現不可である。このような場合を想定し、システム１００では、制御部１０４において暖房給湯開度比を強制的に変更し、トータル減圧機構開度を実現できるようにしている。
【００７３】
例えば、７：３であった暖房給湯開度比を６．９：３．１とし、室内側減圧機構８の開度を４８０ｐとし、給湯側減圧機構１２の開度を２２０ｐとする。また、室内側減圧機構８又は給湯側減圧機構１２のどちらか一方が全閉開度となっている場合も同様の処理にて暖房給湯開度比を変更する。このように暖房給湯開度比を変更することで、所定の冷媒運転状態を実現することが可能であり、高圧の上昇や低圧の低下を回避でき、運転効率を大きい状態に維持できる。つまり、制御部１０４は、トータル減圧機構開度を配分することができるように暖房給湯開度比を変更可能にしている。
【００７４】
また、暖房給湯開度比は室内側熱交換器５と水側熱交換器１０に流れる冷媒流量の割合を制御しているが、冷媒流量変化は冷媒運転状態（過冷却度や吐出温度）の変化よりも早い。冷媒運転状態は、室内側熱交換器５、水側熱交換器１０の冷媒分布が変化しきるまでに時間がかかるため応答が遅くなる。そのため、トータル減圧機構開度の変更間隔は、暖房給湯開度比の変更間隔よりも長くするように制御部１０４にて制御するとよい。このようにすることで、所定の暖房能力と給湯能力を実現している状態にて冷媒運転状態を調整可能となるため、制御動作が安定する。
【００７５】
また、通常、室内温度が室内設定温度よりも所定値（例えば１℃）以上となった場合は、暖房サーモＯＦＦとなり、室内温度上昇を防ぐために室内側減圧機構８を閉めて暖房能力を極端に落とす動作が実施される。この動作が度々実施されると運転状態が不安定となり、運転効率低下となってしまう。そのため、制御部１０４にて暖房給湯同時運転の場合は、暖房サーモＯＦＦとなるまでの室内温度と室内設定温度の温度差を大きくする（例えば２℃）。このようにすることで暖房サーモＯＦＦとなる動作回数を抑制することができるため、運転状態が安定する。
【００７６】
また、ケースによっては暖房室内の温調よりも湯の沸き上げ完了時間を短くしてほしい場合が考えられる。例えば、夜にシャワーを浴びる人の数が不意に増えてしまうケースも考えられる。このような場合に、追加の給湯を実施したとしても、普段の通常の速度では、湯が湧き上がるまでに夜遅くになってしまうケースが考えられる。このような状況となった場合、暖房給湯同時運転を実施している時にリモコン１０２の入力部１０７を介してユーザーが給湯優先モードを選択できるようにしておけば、給湯能力を大きくした状態での暖房給湯同時運転を維持することができようになる。そのため、給湯完了までの時間が短くすることができる。このように、ケースによって給湯優先モードを選択できるようにすることで、ユーザーの満足度を向上させることが可能となる。
【００７７】
以上のように、システム１００では、トータル減圧機構開度を制御することで、如何なる室内温度及び水温条件においても、所定の暖房負荷において熱源能力と運転効率の最大化を実施することができ、室内の不暖回避及び給湯動作の早期完了を実現できる。特に、高水温条件にて給湯能力を大きくする場合には、室内側過冷却度が大きくなり、アキュムレータ１５から余剰液冷媒がなくなる場合があるが、その場合でも吐出温度過昇を回避でき、システムに封入されている冷媒量に応じて熱源能力を最大とすることができる。
【００７８】
すなわち、システム１００によれば、各減圧機構開度を能力配分制御にて制御することに加えて、そのトータル減圧機構開度を暖房負荷の大小と運転状態により制御することによって、熱源能力を最大に発揮することができ、かつ、所定の暖房能力及び給湯能力を取得することができる。
【００７９】
例えば、従来、室内ユニット３０２の複数台同時運転では、全ての室内ユニット３０２の運転状態を所定の状態にするように試みていた。しかしながら、給湯暖房の同時運転では、室内温度と異なって給湯側の水温が極端に低い場合や高い場合が存在する。そのため、給湯能力と暖房能力をともに十分確保しながら室内側と給湯側の両方の運転状態を所定値にするのは困難である。したがって、給湯暖房の同時運転では、優先したい能力によって給湯側もしくは室内側のどちらか一方、または、高温給湯の場合は冷媒が極端に室内側に滞留するケースがある。
【００８０】
そのため、システム１００では、吐出温度によって、以上どれか一つの状態の目標を適切に選定し、狙いの運転状態を実現することで、高圧もしくは低圧の極端な変化を抑制でき、所定の給湯能力と暖房能力を確保可能な給湯暖房同時運転を実施することができるようにしている。
【００８１】
なお、実施の形態１では、室内ユニット３０２と給湯ユニット３０３の容量を同じとした場合を例に説明していたが、異なる場合でも同様に本技術を適用できる。また、室内側減圧機構８の容量と給湯側減圧機構１２の容量を同じとしていたが、これも異なる場合でも本技術を適用できる。そのような機器構成となっていても、暖房給湯開度比制御により所定の給湯能力、暖房能力に制御できることができるので問題ない。
【００８２】
また、異なる容量の室内ユニット３０２が複数台あり、かつ、その同じ数だけ室内側減圧機構８が複数個あるシステムに関しては、トータル減圧機構開度と暖房給湯開度比にて決まる暖房側開度を容量ごとに分割すればよい。例えば、室内ユニット３０２が２ＨＰが１台、１ＨＰが２台あるシステムで、トータル減圧機構開度４８０ｐで暖房給湯開度比が７：３の場合を想定する。この場合、暖房側のトータル開度は３３６ｐであるため、２ＨＰの室内ユニット３０２に冷媒を流す室内側減圧機構８の開度を３３６×２／（１＋１＋２）＝１６８ｐ、１ＨＰの室内ユニット３０２に冷媒を流す室内側減圧機構８の開度を３３６×１／（１＋１＋２）＝８４ｐとする。このようにすることで、本技術を適用できるようになる。
【００８３】
実施の形態２．
図８は、本発明の実施の形態２に係るヒートポンプシステム２００（以下、単にシステム２００と称する）の冷媒回路構成を示す概略図である。図８に基づいて、システム２００の構成及び動作について説明する。なお、この実施の形態２では上述した実施の形態１との相違点を中心に説明するものとし、実施の形態１と同一作用である部分には、同一符号を付して説明を省略するものとする。
【００８４】
システム２００は、実施の形態１に係るシステム１００と同様に、蒸気圧縮式の冷凍サイクル運転を行うことによって、室内ユニット３０２による暖房指令（暖房ＯＮ／ＯＦＦ）と、給湯ユニット３０３による給湯指令（給湯ＯＮ／ＯＦＦ）とを同時に処理することができるものである。つまり、システム２００は、室内ユニット３０２の暖房能力と給湯ユニット３０３の給湯能力を同時に制御することができる。
【００８５】
システム２００の回路構成及び基本動作は、実施の形態１に係るシステム１００と同様であるが、貯湯タンク１８のタンク高さ方向に５つの温度センサ（下から２０９ａ〜２０９ｅ）を設置した点、水側回路の水側熱交換器１０の出口に温度センサ２１０を設置した点でシステム１００と相違している。また、システム２００では、測定部１０３で給湯ＯＮの時間が計測できるように構成されている。このようにシステム２００では、水温の取得や給湯時間の計測など、給湯負荷状況を実施の形態１よりも詳細に取得できる構成となっている。
【００８６】
システム２００では、  貯湯タンク１８の高さ方向に複数個の温度センサが追加設置されているため、タンク蓄熱量を計算することができる。温度センサ２０９ａ〜２０９ｅの設置位置毎に貯湯タンク１８を高さ方向に分割し、測定部１０３にて計測した各分割区間における上端および下端の温度センサ２０９の計測データに基づいて、分割区間毎に平均温度を算出する。なお、最下部区間は温度センサ２０９ａを、最上部区間は温度センサ２０９ｅの温度を平均温度とする。
【００８７】
そして、各分割区間にて分割区間容積と水の比熱を平均温度から市水温度を引いた値に掛け合わせ、各分割区間の貯湯熱量を推算する。推算した各分割区間の貯湯熱量を積算し、積算した熱量を貯湯タンク１８の貯湯熱量とする。ここで、分割区間容積は貯湯タンク１８の内容積を温度センサ２１１の設置数＋１で割ることで求まる。また、市水は例えば１５℃に固定する。
【００８８】
上記の計算を給湯ＯＮ指令入力後すぐに計算し、タンク熱量を求める。また、同じ計算を温度センサ２０９ａ〜２０９ｅの全てにおいて出湯温度を検出したとして計算し、求まる蓄熱量を目標タンク蓄熱量としても求める。そして、タンク蓄熱量が目標タンク蓄熱量よりも所定割合低い（例えば２０％以下）の場合は、沸き上げ完了までの時間が長くなるため、運転モードを強制的に給湯優先モードにする。具体的には、室内側減圧機構８の開度が給湯側減圧機構１２の開度以上となることを禁止とする。また、給湯時間が所定時間以上（例えば２時間以上）となっている場合も運転モードを強制的に給湯優先モードとする。このようにすることで、給湯完了までの時間が極端に長くなることを回避でき、湯切れの可能性が減少する。
【００８９】
給湯優先モードでは、給湯側減圧機構１２の開度が室内側減圧機構８の開度よりも大きくすることで給湯能力が暖房能力よりも大きくなる動作を狙っている。しかし、給湯側減圧機構１２の開度が室内側減圧機構８の開度よりも大きくても凝縮温度が水温以上となってなければ、冷媒の凝縮潜熱を水の加熱に用いていないことになる。そのため、給湯能力が小さい状態となってしまう。よって、凝縮温度が水側熱交換器１０を流れる水の水温以上となるようにする。制御部１０４により、凝縮温度が水側熱交換器１０で熱交換する水温以上となるように暖房給湯開度比を制御する。なお、凝縮温度は圧力センサ２０１にて検出する圧力の飽和温度であり、水温は温度センサ２１０の検出温度である。
【００９０】
このようにすることで、給湯優先モードでは常に冷媒の凝縮潜熱を水の加熱に用いることができるようになる。そのため、システム２００では、確実に給湯能力を確保することができるようになり、より適切に暖房能力と給湯能力の能力配分を調整することができるようになる。なお、実施の形態２では、温度センサが水側熱交換器１０の出口側に設置されているが、これに限定されず、水側熱交換器１０の入口側に設置されるようにしてもよい。
【００９１】
以上のように、システム２００では、給湯負荷状況（温度センサ２０９、給湯時間）と運転中の水温情報(温度センサ２１０)をモニターできる構成としたため、実施の形態１の効果に加えて、給湯完了までの時間が極端に長くなることを回避でき、湯切れの可能性を減少させることができるようになる。
【符号の説明】
【００９２】
１  圧縮機、２ａ  吐出電磁弁、２ｂ  吐出電磁弁、３  四方弁、４  室内側ガス延長配管、５  室内側熱交換器、６  室内側送風機、７  室内側液延長配管、８  室内側減圧機構、９  水側ガス延長配管、１０  水側熱交換器（給湯側熱交換器）、１１  水側液延長配管、１２  給湯側減圧機構、１３  熱源側熱交換器、１４  熱源側送風機、１５  アキュムレータ、１６  水ポンプ、１７  コイル熱交換器、１８  貯湯タンク、１００  ヒートポンプシステム、１０１  制御装置、１０２  リモコン、１０３  測定部、１０４  制御部、１０５  通信部、１０６  記憶部、１０７  入力部、１０８  表示部、２００  ヒートポンプシステム、２０１  圧力センサ、２０２  温度センサ、２０３  温度センサ、２０４  温度センサ、２０５  温度センサ、２０６  温度センサ、２０７  温度センサ、２０８  温度センサ、２０９  温度センサ、２０９ａ  温度センサ、２０９ｂ  温度センサ、２０９ｃ  温度センサ、２０９ｄ  温度センサ、２０９ｅ  温度センサ、２１０  温度センサ、２１１  温度センサ、３０１  熱源ユニット、３０２  室内ユニット、３０３  給湯ユニット。
【図１】
2014106895.tif 000003
【図２】
2014106895.tif 000004
【図３】
2014106895.tif 000005
【図４】
2014106895.tif 000006
【図５】
2014106895.tif 000007
【図６】
2014106895.tif 000008
【図７】
2014106895.tif 000009
【図８】
2014106895.tif 000010
【手続補正書】
【提出日】平成27年6月16日(2015.6.16)
【手続補正１】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１２
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００１２】
本発明に係るヒートポンプシステムは、圧縮機と、室内側熱交換器と、給湯側熱交換器と、室内側減圧機構と、給湯側減圧機構と、熱源側熱交換器と、を有し、前記室内側熱交換器と前記室内側減圧機構とが直列に接続された流路と、前記給湯側熱交換器と前記給湯側減圧機構とが直列に接続された流路と、が並列に接続されて、前記圧縮機及び前記熱源側熱交換器とともに冷媒回路を構成しており、前記室内側熱交換器で空気を加熱する暖房負荷と、前記給湯側熱交換器で水を加熱する給湯負荷と、が同時に要求された際、前記室内側減圧機構の開度が前記給湯側減圧機構の開度よりも大きい暖房優先モードと、前記給湯側減圧機構の開度が前記室内側減圧機構の開度よりも大きい給湯優先モードと、を有し、前記室内側減圧機構の開度及び前記給湯側減圧機構の開度に基づいて、前記暖房優先モードでは、前記室内側熱交換器の過冷却度が調整され、前記給湯優先モードでは、前記給湯側熱交換器の過冷却度又は前記圧縮機の吐出温度のどちらか一方が調整されるものである。
【手続補正２】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
圧縮機と、室内側熱交換器と、給湯側熱交換器と、室内側減圧機構と、給湯側減圧機構と、熱源側熱交換器と、を有し、
前記室内側熱交換器と前記室内側減圧機構とが直列に接続された流路と、前記給湯側熱交換器と前記給湯側減圧機構とが直列に接続された流路と、が並列に接続されて、前記圧縮機及び前記熱源側熱交換器とともに冷媒回路を構成しており、
前記室内側熱交換器で空気を加熱する暖房負荷と、前記給湯側熱交換器で水を加熱する給湯負荷と、が同時に要求された際、
前記室内側減圧機構の開度が前記給湯側減圧機構の開度よりも大きい暖房優先モードと、
前記給湯側減圧機構の開度が前記室内側減圧機構の開度よりも大きい給湯優先モードと、を有し、
前記室内側減圧機構の開度及び前記給湯側減圧機構の開度に基づいて、
前記暖房優先モードでは、前記室内側熱交換器の過冷却度が調整され、
前記給湯優先モードでは、前記給湯側熱交換器の過冷却度又は前記圧縮機の吐出温度のどちらか一方が調整される
ヒートポンプシステム。
【請求項２】
前記給湯優先モードにおいて、
前記給湯側熱交換器の過冷却度が予め設定されている所定値未満であって、前記圧縮機の吐出温度が基準値以上である場合は、前記圧縮機の吐出温度が制御される
請求項１に記載のヒートポンプシステム。
【請求項３】
暖房能力と給湯能力の割合は、
前記室内側減圧機構の開度と前記給湯側減圧機構の開度のトータル減圧機構開度に対する前記室内側減圧機構の開度と前記トータル減圧機構開度に対する前記給湯側減圧機構の開度とで決まる暖房給湯開度比により制御され、
前記暖房給湯開度比は前記暖房負荷によって決定される
請求項１又は２に記載のヒートポンプシステム。
【請求項４】
暖房能力と給湯能力の割合は、
前記室内側減圧機構の開度と前記給湯側減圧機構の開度のトータル減圧機構開度に対する前記室内側減圧機構の開度と前記トータル減圧機構開度に対する前記給湯側減圧機構の開度とで決まる暖房給湯開度比により制御され、
前記トータル減圧機構開度を変更する場合は、
前記暖房給湯開度比によって、前記室内側減圧機構の開度の変更量と前記給湯側減圧機構の開度の変更量が決定される
請求項１又は２に記載のヒートポンプシステム。
【請求項５】
前記暖房給湯開度比は前記暖房負荷によって決定される
請求項４に記載のヒートポンプシステム。
【請求項６】
前記トータル減圧機構開度を超えないように前記暖房給湯開度比が変更される
請求項４又は５に記載のヒートポンプシステム。
【請求項７】
前記トータル減圧機構開度の変更間隔は、
前記暖房給湯開度比の変更間隔よりも長くされる
請求項４〜６のいずれか一項に記載のヒートポンプシステム。
【請求項８】
室内温度が室内設定温度よりも所定値以上となると暖房サーモＯＦＦとなるものにおいて、
前記暖房サーモＯＦＦとなるまでの前記室内温度と前記室内設定温度の温度差が大きくされる
請求項１〜７のいずれか一項に記載のヒートポンプシステム。
【請求項９】
前記暖房優先モード又は前記給湯優先モードを表示し、前記暖房優先モード又は前記給湯優先モードを選択的に入力できるリモコンを備えた
請求項１〜８のいずれか一項に記載のヒートポンプシステム。
【請求項１０】
前記給湯側熱交換器で加熱された水を貯える貯湯タンクを備え、
給湯時間及び前記貯湯タンクの蓄熱量の少なくとも一方を測定し、
前記給湯時間が所定値以上、及び、給湯開始時に前記貯湯タンクの蓄熱量が所定値以下の少なくとも一方を満たす場合には、優先モードが前記給湯優先モードとされる
請求項１〜９のいずれか一項に記載のヒートポンプシステム。
【請求項１１】
前記貯湯タンクの高さ方向に複数個の温度センサを備え、
前記温度センサでの計測情報に基づいて前記貯湯タンクの蓄熱量が測定される
請求項１０に記載のヒートポンプシステム。
【請求項１２】
前記給湯優先モードでは、
凝縮温度が前記給湯側熱交換器を流れる水の水温以上とされる
請求項１〜１１のいずれか一項に記載のヒートポンプシステム。
【手続補正書】
【提出日】平成28年7月5日(2016.7.5)
【手続補正１】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１２
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００１２】
本発明に係るヒートポンプシステムは、圧縮機と、室内側熱交換器と、給湯側熱交換器と、室内側減圧機構と、給湯側減圧機構と、熱源側熱交換器と、を有し、前記室内側熱交換器と前記室内側減圧機構とが直列に接続された流路と、前記給湯側熱交換器と前記給湯側減圧機構とが直列に接続された流路と、が並列に接続されて、前記圧縮機及び前記熱源側熱交換器とともに冷媒回路を構成しており、前記室内側熱交換器で空気を加熱する暖房負荷と、前記給湯側熱交換器で水を加熱する給湯負荷と、が同時に要求された際、前記室内側減圧機構の開度が前記給湯側減圧機構の開度よりも大きい暖房優先モードと、前記給湯側減圧機構の開度が前記室内側減圧機構の開度よりも大きい給湯優先モードと、を有し、前記室内側減圧機構の開度及び前記給湯側減圧機構の開度に基づいて、前記暖房優先モードでは、前記室内側熱交換器の過冷却度が調整され、前記給湯優先モードでは、前記給湯側熱交換器の過冷却度又は前記圧縮機の吐出温度のどちらか一方が調整され、暖房能力と給湯能力の割合は、前記室内側減圧機構の開度と前記給湯側減圧機構の開度のトータル減圧機構開度に対する前記室内側減圧機構の開度と前記トータル減圧機構開度に対する前記給湯側減圧機構の開度とで決まる暖房給湯開度比により制御され、前記暖房給湯開度比は前記暖房負荷によって決定されるものである。
また、本発明に係るヒートポンプシステムは、圧縮機と、室内側熱交換器と、給湯側熱交換器と、室内側減圧機構と、給湯側減圧機構と、熱源側熱交換器と、を有し、前記室内側熱交換器と前記室内側減圧機構とが直列に接続された流路と、前記給湯側熱交換器と前記給湯側減圧機構とが直列に接続された流路と、が並列に接続されて、前記圧縮機及び前記熱源側熱交換器とともに冷媒回路を構成しており、前記室内側熱交換器で空気を加熱する暖房負荷と、前記給湯側熱交換器で水を加熱する給湯負荷と、が同時に要求された際、前記室内側減圧機構の開度が前記給湯側減圧機構の開度よりも大きい暖房優先モードと、前記給湯側減圧機構の開度が前記室内側減圧機構の開度よりも大きい給湯優先モードと、を有し、前記室内側減圧機構の開度及び前記給湯側減圧機構の開度に基づいて、前記暖房優先モードでは、前記室内側熱交換器の過冷却度が調整され、前記給湯優先モードでは、前記給湯側熱交換器の過冷却度又は前記圧縮機の吐出温度のどちらか一方が調整され、暖房能力と給湯能力の割合は、前記室内側減圧機構の開度と前記給湯側減圧機構の開度のトータル減圧機構開度に対する前記室内側減圧機構の開度と前記トータル減圧機構開度に対する前記給湯側減圧機構の開度とで決まる暖房給湯開度比により制御され、前記トータル減圧機構開度を変更する場合は、前記暖房給湯開度比によって、前記室内側減圧機構の開度の変更量と前記給湯側減圧機構の開度の変更量が決定されるものである。
【手続補正２】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
圧縮機と、室内側熱交換器と、給湯側熱交換器と、室内側減圧機構と、給湯側減圧機構と、熱源側熱交換器と、を有し、
前記室内側熱交換器と前記室内側減圧機構とが直列に接続された流路と、前記給湯側熱交換器と前記給湯側減圧機構とが直列に接続された流路と、が並列に接続されて、前記圧縮機及び前記熱源側熱交換器とともに冷媒回路を構成しており、
前記室内側熱交換器で空気を加熱する暖房負荷と、前記給湯側熱交換器で水を加熱する給湯負荷と、が同時に要求された際、
前記室内側減圧機構の開度が前記給湯側減圧機構の開度よりも大きい暖房優先モードと、
前記給湯側減圧機構の開度が前記室内側減圧機構の開度よりも大きい給湯優先モードと、を有し、
前記室内側減圧機構の開度及び前記給湯側減圧機構の開度に基づいて、
前記暖房優先モードでは、前記室内側熱交換器の過冷却度が調整され、
前記給湯優先モードでは、前記給湯側熱交換器の過冷却度又は前記圧縮機の吐出温度のどちらか一方が調整され、
暖房能力と給湯能力の割合は、
前記室内側減圧機構の開度と前記給湯側減圧機構の開度のトータル減圧機構開度に対する前記室内側減圧機構の開度と前記トータル減圧機構開度に対する前記給湯側減圧機構の開度とで決まる暖房給湯開度比により制御され、
前記暖房給湯開度比は前記暖房負荷によって決定される
ヒートポンプシステム。
【請求項２】
圧縮機と、室内側熱交換器と、給湯側熱交換器と、室内側減圧機構と、給湯側減圧機構と、熱源側熱交換器と、を有し、
前記室内側熱交換器と前記室内側減圧機構とが直列に接続された流路と、前記給湯側熱交換器と前記給湯側減圧機構とが直列に接続された流路と、が並列に接続されて、前記圧縮機及び前記熱源側熱交換器とともに冷媒回路を構成しており、
前記室内側熱交換器で空気を加熱する暖房負荷と、前記給湯側熱交換器で水を加熱する給湯負荷と、が同時に要求された際、
前記室内側減圧機構の開度が前記給湯側減圧機構の開度よりも大きい暖房優先モードと、
前記給湯側減圧機構の開度が前記室内側減圧機構の開度よりも大きい給湯優先モードと、を有し、
前記室内側減圧機構の開度及び前記給湯側減圧機構の開度に基づいて、
前記暖房優先モードでは、前記室内側熱交換器の過冷却度が調整され、
前記給湯優先モードでは、前記給湯側熱交換器の過冷却度又は前記圧縮機の吐出温度のどちらか一方が調整され、
暖房能力と給湯能力の割合は、
前記室内側減圧機構の開度と前記給湯側減圧機構の開度のトータル減圧機構開度に対する前記室内側減圧機構の開度と前記トータル減圧機構開度に対する前記給湯側減圧機構の開度とで決まる暖房給湯開度比により制御され、
前記トータル減圧機構開度を変更する場合は、
前記暖房給湯開度比によって、前記室内側減圧機構の開度の変更量と前記給湯側減圧機構の開度の変更量が決定される
ヒートポンプシステム。
【請求項３】
前記給湯優先モードにおいて、
前記給湯側熱交換器の過冷却度が予め設定されている所定値未満であって、前記圧縮機の吐出温度が基準値以上である場合は、前記圧縮機の吐出温度が制御される
請求項１又は２に記載のヒートポンプシステム。
【請求項４】
前記暖房給湯開度比は前記暖房負荷によって決定される
請求項２に記載のヒートポンプシステム。
【請求項５】
前記トータル減圧機構開度を超えないように前記暖房給湯開度比が変更される
請求項２又は４に記載のヒートポンプシステム。
【請求項６】
前記トータル減圧機構開度の変更間隔は、
前記暖房給湯開度比の変更間隔よりも長くされる
請求項２、４又は５に記載のヒートポンプシステム。
【請求項７】
室内温度が室内設定温度よりも所定値以上となると暖房サーモＯＦＦとなるものにおいて、
前記暖房サーモＯＦＦとなるまでの前記室内温度と前記室内設定温度の温度差が予め定められている温度差よりも大きくされる
請求項１〜６のいずれか一項に記載のヒートポンプシステム。
【請求項８】
前記暖房優先モード又は前記給湯優先モードを表示し、前記暖房優先モード又は前記給湯優先モードを選択的に入力できるリモコンを備えた
請求項１〜７のいずれか一項に記載のヒートポンプシステム。
【請求項９】
前記給湯側熱交換器で加熱された水を貯える貯湯タンクを備え、
給湯時間及び前記貯湯タンクの蓄熱量の少なくとも一方を測定し、
前記給湯時間が所定値以上、及び、給湯開始時に前記貯湯タンクの蓄熱量が所定値以下の少なくとも一方を満たす場合には、優先モードが前記給湯優先モードとされる
請求項１〜８のいずれか一項に記載のヒートポンプシステム。
【請求項１０】
前記貯湯タンクの高さ方向に複数個の温度センサを備え、
前記温度センサでの計測情報に基づいて前記貯湯タンクの蓄熱量が測定される
請求項９に記載のヒートポンプシステム。
【請求項１１】
前記給湯優先モードでは、
凝縮温度が前記給湯側熱交換器を流れる水の水温以上とされる
請求項１〜１０のいずれか一項に記載のヒートポンプシステム。
【国際調査報告】
2014106895.tif 000011
2014106895.tif 000012
2014106895.tif 000013
2014106895.tif 000014