(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
通常モードと、圧縮機の使用電力、使用電流又は使用皮相電力に上限値を設けて運転する上限値設定モードとで運転可能であって、
前記圧縮機と熱源側熱交換器と減圧機構と利用側熱交換器とを有する冷媒回路と、
前記利用側熱交換器を流れる冷媒と熱交換する温水が循環し、前記利用側熱交換器に温水を供給するポンプを有する温水回路と、
を備え、
前記上限値設定モードの起動制御における前記ポンプの回転数が、前記通常モードの起動制御における前記ポンプの回転数より大きいことを特徴とする給湯システム。
【請求項２】
前記上限値設定モードの起動制御における前記ポンプの回転数は、前記上限値が小さいほど、大きいことを特徴とする請求項１に記載の給湯システム。
【請求項３】
前記温水回路は、前記利用側熱交換器で加熱された温水の出湯温度を検知する出湯温度検知手段を有し、
前記上限値設定モードの起動制御における目標出湯温度が、前記通常モードの起動制御における目標出湯温度より低いことを特徴とする請求項１又は２に記載の給湯システム。
【請求項４】
前記上限値設定モードの起動制御における目標出湯温度を、前記通常モードの起動制御における目標出湯温度に向かって変化させることを特徴とする請求項３に記載の給湯システム。
【請求項５】
前記圧縮機は、所定時間の起動制御により起動され、
前記上限値設定モードの起動制御に要する時間が、前記通常モードの起動制御に要する時間よりも長いことを特徴とする請求項１から４のいずれかに記載の給湯システム。
【請求項６】
請求項１から５のいずれかの給湯システムと、
前記給湯システムに接続され、前記圧縮機の使用電力、使用電流又は使用皮相電力を管理するＨＥＭＳコントローラとを備え、
制御モードが、前記ＨＥＭＳコントローラから前記給湯システムへの信号により、前記通常モードから前記上限値設定モードに切り換わることを特徴とする電力制限システム。
【請求項７】
前記ＨＥＭＳコントローラがインターネットに接続され、
前記ＨＥＭＳコントローラから前記給湯システムへの信号は、前記インターネットを介して受信した外部信号に基づいて変更されることを特徴とする請求項６に記載の電力制限システム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、使用電力、使用電流又は使用皮相電力に上限値を設ける上限値設定モードにおいて起動制御を行う給湯システム及びこれを備えた電力制限システムに関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、圧縮機の使用電力を抑制するデマンド制御が行われている。冷房時のデマンド制御では、圧縮機の運転容量を低下させることで使用電力を低減している。
【０００３】
例えば使用電力を管理するＨＥＭＳコントローラからの信号により圧縮機の使用電力を低減させるためには、圧縮機の運転容量を低下する（特許文献１参照）他、使用電力が所定の上限値を超えると圧縮機を停止することが考えられる。
【０００４】
また、圧縮機を用いたヒートポンプユニットとして、給湯タンクから流出した給湯用温水をポンプで給湯用熱交換器に供給し、給湯用熱交換器で給湯用温水を加熱して給湯タンクに戻すものが提案されている。このヒートポンプユニットの通常の起動時にはポンプの回転数を一定にすることで、ヒートポンプユニットの安定した立ち上がりを実現している。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２０１２−２４７１１８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかし、使用電力を低減させる際にヒートポンプユニットを通常時と同様に起動すると、圧縮機の使用電力、使用電流又は使用皮相電力が上限値を超え、圧縮機が停止するという問題がある。
【０００７】
そこで、この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、ヒートポンプユニットの起動時に圧縮機の使用電力、使用電流又は使用皮相電力が上限値を超え、圧縮機が停止するのを防止できる給湯システム及びこれを備えた電力制限システム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】
【０００８】
第１の発明に係る給湯システムは、
通常モードと、圧縮機の使用電力、使用電流又は使用皮相電力に上限値を設けて運転する上限値設定モードとで運転可能であって、
前記圧縮機と熱源側熱交換器と減圧機構と利用側熱交換器とを有する冷媒回路と、
前記利用側熱交換器を流れる冷媒と熱交換する温水が循環し、前記利用側熱交換器に温水を供給するポンプを有する温水回路と、
を備え、
前記上限値設定モードの起動制御における前記ポンプの回転数が、前記通常モードの起動制御における前記ポンプの回転数より大きいことを特徴とする。
【０００９】
この発明では、上限値設定モードの起動制御におけるポンプの回転数が、通常モードの起動制御におけるポンプの回転数より大きい。ポンプの回転数を上げることで圧縮機が使用する電力、使用電流又は使用皮相電力を下げることができ、上限値設定モードの起動制御時に圧縮機が停止するのを防止できる。
【００１０】
第２の発明に係る給湯システムは、
前記上限値設定モードの起動制御における前記ポンプの回転数は、前記上限値が小さいほど、大きいことを特徴とする。
【００１１】
この発明では、上限値設定モードの起動制御におけるポンプの回転数は、上限値が小さいほど、大きい。これにより、使用電力、使用電流又は使用皮相電力の上限値が下がった場合でも、圧縮機が使用する電力、使用電流又は使用皮相電力を下げて圧縮機が停止するのを確実に防止できる。
【００１２】
第３の発明に係る給湯システムは、
前記温水回路は、前記利用側熱交換器で加熱された温水の出湯温度を検知する出湯温度検知手段を有し、
前記上限値設定モードの起動制御における目標出湯温度が、前記通常モードの起動制御における目標出湯温度より低いことを特徴とする。
【００１３】
この発明では、上限値設定モードの起動制御における目標出湯温度が、通常モードの起動制御における目標出湯温度より低い。上限値設定モードの目標出湯温度を下げることでポンプの回転数が上がるので、圧縮機が使用する電力、使用電流又は使用皮相電力を下げることができる。
【００１４】
第４の発明に係る給湯システムは、
前記上限値設定モードの起動制御における目標出湯温度を、前記通常モードの起動制御における目標出湯温度に向かって変化させることを特徴とする。
【００１５】
この発明では、上限値設定モードの起動制御における目標出湯温度を、通常モードの起動制御における目標出湯温度に向かって変化させる。これにより、温水の温度を所望の出湯温度に近づけることができる。
【００１６】
第５の発明に係る給湯システムは、
前記圧縮機は、所定時間の起動制御により起動され、
前記上限値設定モードの起動制御に要する時間が、前記通常モードの起動制御に要する時間よりも長いことを特徴とする。
【００１７】
この発明では、上限値設定モードの起動制御に要する時間が、通常モードの起動制御に要する時間よりも長い。これにより、圧縮機が急速に立ち上がるのを防ぎ、圧縮機が使用する電力、使用電流又は使用皮相電力を下げて圧縮機が停止するのを確実に防止できる。
【００１８】
第６の発明に係る電力制限システムは、
第１の発明から第５の発明のいずれかの給湯システムと、
前記給湯システムに接続され、前記圧縮機の使用電力、使用電流又は使用皮相電力を管理するＨＥＭＳコントローラとを備え、
制御モードが、前記ＨＥＭＳコントローラから前記給湯システムへの信号により、前記通常モードから前記上限値設定モードに切り換わることを特徴とする。
【００１９】
この発明では、制御モードが、ＨＥＭＳコントローラからの信号により、通常モードから上限値設定モードに切り換わる。ＨＥＭＳコントローラを用いることで、圧縮機の使用電力、使用電流又は使用皮相電力を確実に制御できる。
【００２０】
第７の発明に係る電力制限システムは、
前記ＨＥＭＳコントローラがインターネットに接続され、
前記ＨＥＭＳコントローラから前記給湯システムへの信号は、前記インターネットを介して受信した外部信号に基づいて変更されることを特徴とする。
【００２１】
この発明では、ＨＥＭＳコントローラからの信号は、インターネットを介して受信した外部信号に基づいて変更される。これにより、インターネットからの外部信号により通常モードから上限値設定モードに切り換えることができる。
【発明の効果】
【００２２】
第１の発明では、上限値設定モードの起動制御におけるポンプの回転数が、通常モードの起動制御におけるポンプの回転数より大きい。ポンプの回転数を上げることで圧縮機が使用する電力、使用電流又は使用皮相電力を下げることができ、上限値設定モードの起動制御時に圧縮機が停止するのを防止できる。
【００２３】
第２の発明では、上限値設定モードの起動制御におけるポンプの回転数は、上限値が小さいほど、大きい。これにより、使用電力の上限値が下がった場合でも、圧縮機が使用する電力、使用電流又は使用皮相電力を下げて圧縮機が停止するのを確実に防止できる。
【００２４】
第３の発明では、上限値設定モードの起動制御における目標出湯温度が、通常モードの起動制御における目標出湯温度より低い。上限値設定モードの目標出湯温度を下げることでポンプの回転数が上がるので、圧縮機が使用する電力、使用電流又は使用皮相電力を下げることができる。
【００２５】
第４の発明では、上限値設定モードの起動制御における目標出湯温度を、通常モードの起動制御における目標出湯温度に向かって変化させる。これにより、温水の温度を所望の出湯温度に近づけることができる。
【００２６】
第５の発明では、上限値設定モードの起動制御に要する時間が、通常モードの起動制御に要する時間よりも長い。これにより、圧縮機が急速に立ち上がるのを防ぎ、圧縮機が使用する電力、使用電流又は使用皮相電力を下げて圧縮機が停止するのを確実に防止できる。
【００２７】
第６の発明では、制御モードが、ＨＥＭＳコントローラからの信号により、通常モードから上限値設定モードに切り換わる。ＨＥＭＳコントローラを用いることで、圧縮機の使用電力、使用電流又は使用皮相電力を確実に制御できる。
【００２８】
第７の発明では、ＨＥＭＳコントローラからの信号は、インターネットを介して受信した外部信号に基づいて変更される。これにより、インターネットからの外部信号により通常モードから上限値設定モードに切り換えることができる。
【図面の簡単な説明】
【００２９】
【図１】本発明の電力制限システムを含む電力ネットワークの概略図。
【図２】本発明の実施形態に係る給湯システムの構成図。
【図３】通常モードから上限値設定モードに切り換えるときの制御フロー図。
【図４】第１実施形態に係る給湯システムの起動制御のフローチャート。
【図５】横軸は起動制御時の時間経過を示し、縦軸は図５（ａ）では圧縮機の電流、図５（ｂ）では出湯温度および図５（ｃ）ではポンプ回転数をそれぞれ示す第１実施形態のグラフ。
【図６】第２実施形態に係る給湯システムの起動制御のフローチャート。
【図７】横軸は起動制御時の時間経過を示し、縦軸は図７（ａ）では圧縮機の電流、図７（ｂ）では出湯温度および図７（ｃ）ではポンプ回転数をそれぞれ示す第２実施形態のグラフ。
【図８】第３実施形態に係る給湯システムの起動制御のフローチャート。
【図９】横軸は起動制御時の時間経過を示し、縦軸は図９（ａ）では圧縮機の電流、図９（ｂ）では出湯温度および図９（ｃ）ではポンプ回転数をそれぞれ示す第３実施形態のグラフ。
【発明を実施するための形態】
【００３０】
以下、本発明の実施形態を添付図面に従って説明する。
【００３１】
＜第１実施形態＞
電力ネットワーク１０は、図１に示すように、電力供給者としての電力会社１１と、電力会社１１とインターネット１２を介して接続された電力制限システム１３とで構成されている。電力制限システム１３は、ＨＥＭＳコントローラ１５と、給湯システム２０と、設備機器Ａと、設備機器Ｂとから構成されている。給湯システム２０、設備機器Ａ及び設備機器Ｂは、ＨＥＭＳコントローラ１５に並列に接続されている。
【００３２】
給湯システム２０は、圧縮機３１およびファン３４などを含むヒートポンプユニット３０（図２参照）と、ポンプ４１などを含むタンクユニット４０（図２参照）とを有する。また、給湯システム２０は、ＨＥＭＳコントローラ１５に接続された制御装置２１を有している。制御装置２１は、ヒートポンプユニット３０の圧縮機３１、ファン３４、及び、タンクユニット４０のポンプ４１を制御するものであり、これらユニット３０，４０に兼用されている。設備機器Ａ及び設備機器Ｂは、ＨＥＭＳコントローラ１５に接続された、例えば空気調和機、テレビや照明などであるが、これらに限定するものではない。
【００３３】
電力会社１１は自ら発電した電力、及び／又は、他者が発電した電力を、給湯システム２０と設備機器Ａと設備機器Ｂとに供給する。また、電力会社１１は、例えば、ある時間帯などの所定期間において電力を制限したい場合などに、給湯システム２０と設備機器Ａと設備機器Ｂとでの使用電力を制限する制限信号、及び、当該所定期間以外において使用電力の制限を解除する解除信号を送信する。
【００３４】
ＨＥＭＳコントローラ１５は、インターネット１２を介して電力会社１１に接続され、電力会社１１から送信された外部信号である制限信号及び解除信号を受信する。ＨＥＭＳコントローラ１５は、給湯システム２０と設備機器Ａと設備機器Ｂとでの使用電力を管理する。
【００３５】
また、ＨＥＭＳコントローラ１５は、設定部１６と電力検知部１７と演算部１８とを有する。設定部１６は、制限信号に基づいて給湯システム２０と設備機器Ａと設備機器Ｂとでの電力制限値を設定する。電力制限値は、給湯システム２０と設備機器Ａと設備機器Ｂとが使用できる合計電力の制限値である。電力制限値は、インターネット１２を介してＨＥＭＳコントローラ１５が受信した電力会社１１からの外部信号（制限信号及び解除信号）に基づいて変更される。
【００３６】
電力検知部１７は、設備機器Ａおよび設備機器Ｂが使用している電力を検知する。演算部１８は、給湯システム２０が使用できる電力の上限値を演算する。この給湯システム用上限値は、設定部１６で設定された給湯システム２０と設備機器Ａと設備機器Ｂとでの電力制限値から、電力検知部１７が検知した設備機器Ａと設備機器Ｂとで使用される電力値を引いて求められる。
【００３７】
ＨＥＭＳコントローラ１５は、給湯システム用上限値を演算し、当該上限値を設定するための上限値設定信号を制御装置２１に送信する。また、ＨＥＭＳコントローラ１５は、電力会社１１からの解除信号を受信すると、給湯システム用上限値を設定しない上限値解除信号を制御装置２１に送信する。
【００３８】
制御装置２１は、ＨＥＭＳコントローラ１５からの上限値設定信号を受信すると、給湯システム２０の制御モード（ヒートポンプユニット３０の制御モード）を通常モードから上限値設定モードに切り換える。一方、制御装置２１は、ＨＥＭＳコントローラ１５からの上限値解除信号を受信すると、給湯システム２０の制御モード（ヒートポンプユニット３０の制御モード）を上限値設定モードから通常モードに切り換える。上限値設定モードとは、給湯システム２０の使用電力に給湯システム用上限値を設け、この上限値を超えないように給湯システム２０を運転する制御モードである。また、上限値設定モードとは、ヒートポンプユニット３０の使用電力にヒートポンプユニット用上限値を設け、この上限値を超えないようにヒートポンプユニット３０を運転する制御モードである。通常モードは、給湯システム２０の使用電力に上限値を設けない制御モードである。
【００３９】
制御装置２１には、給湯システム２０に係る各種動作の制御プログラムやデータなどが格納されたＲＯＭ、給湯システム２０の各部の動作を制御する信号を生成するために各種演算を実行するＣＰＵ、各種設定やＣＰＵでの演算結果などのデータを一時保管するＲＡＭなどの部材が含まれている。これら各種部材およびソフトウェアによって、図１に示すように、制御装置２１には、運転制御部２２、モード設定部２３、電力検知部２４、演算部２５及び記憶部２６が形成されている。
【００４０】
運転制御部２２は、運転設定（例えば、設定温度）に基づいて圧縮機３１、ファン３４、ポンプ４１の動作を制御して、ユーザの要求を満足する加熱運転（後述する）を実行する。
【００４１】
モード設定部２３は、ＨＥＭＳコントローラ１５からの上限値設定信号を受信すると、上限値設定モードを設定する。一方、モード設定部２３は、ＨＥＭＳコントローラ１５からの上限値解除信号を受信すると、通常モードを設定する。
【００４２】
電力検知部２４は、ヒートポンプユニット３０（圧縮機３１、ファン３４等）及びタンクユニット４０（ポンプ４１等）が使用している電力を検知する。
【００４３】
演算部２５は、ヒートポンプユニット３０の圧縮機３１が使用できる電力の上限値を演算する。この圧縮機用上限値は、給湯システム用上限値から、電力検知部２４が検知したヒートポンプユニット３０の圧縮機３１以外で使用される電力値と、タンクユニット４０（ポンプ４１等）で使用される電力値とを引いて求められる。
【００４４】
記憶部２６は、通常モードの起動制御におけるポンプ４１の回転数ａ１と、上限値設定モードの起動制御におけるポンプ４１の回転数ａ２、ａ３とを記憶している。上限値設定モードの起動制御におけるポンプ４１の回転数は、上限値設定モードの圧縮機用上限値に応じ、２通りのポンプ４１の回転数ａ２、ａ３が記憶されている。圧縮機用上限値が所定値以上のときのポンプ４１の回転数はａ２である。圧縮機用上限値が所定値未満のときのポンプ４１の回転数はａ３であり、ａ３はａ２より大きい。外気温度や入水温度に基づいた加熱負荷が同一である場合において、上限値設定モードの回転数ａ２および回転数ａ３は、通常モードの回転数ａ１より大きい。なお、記憶されるポンプ４１の回転数はこれに限定されない。
【００４５】
図２を参照しながら給湯システム２０について説明する。
【００４６】
給湯システム２０は、ヒートポンプユニット３０と、タンクユニット４０とを有している。ヒートポンプユニット３０は、圧縮機３１と、室外熱交換器（熱源側熱交換器）３２と、減圧機構としての膨張弁３３と、給湯用熱交換器（利用側熱交換器）３７と、ファン３４と、冷媒配管３５と、出湯温度検知センサ４７と、制御装置２１（図１参照）とを有している。なお、制御装置２１は、ヒートポンプユニット３０とタンクユニット４０とに兼用されている。
【００４７】
出湯温度検知センサ４７は、給湯用熱交換器３７の温水流出口の近傍に配置されており、給湯用熱交換器３７から流出した温水の温度を検知し、制御装置２１に出力する。なお、運転制御部２２は、出湯温度検知センサ４７から出力された温度が設定温度に達したときに、加熱運転を終了する。なお、出湯温度検知手段としての出湯温度検知センサ４７は、検知した温度を制御装置２１に出力することが可能であれば、どのようなものであってもよい。
【００４８】
ヒートポンプユニット３０には、圧縮機３１と室外熱交換器３２と膨張弁３３と給湯用熱交換器３７とを接続する冷媒配管３５内に冷媒が循環する冷媒回路３８が構成されている。この冷媒回路３８において、圧縮機３１の吐出側には、給湯用熱交換器３７の冷媒流入口が接続され、圧縮機３１の吸入側には、室外熱交換器３２の一端が接続されている。そして、室外熱交換器３２の他端には、膨張弁３３の一端が接続され、膨張弁３３の他端には、給湯用熱交換器３７の冷媒流出口が接続されている。ファン３４は、室内熱交換器３２に対向するように配置されている。
【００４９】
給湯システム２０は、通常モード及び上限値設定モードのいずれの場合においても加熱運転などの運転が可能であって、制御装置２１の運転制御部２２によっていずれかの運転が実行される。加熱運転では、図２中矢印で示すように、圧縮機３１から吐出される冷媒が給湯側熱交換器３９、膨張弁３３、室外熱交換器３２へと順に流れ、室外熱交換器３２を経た冷媒が圧縮機３１に戻る加熱サイクル（正サイクル）が形成される。すなわち、給湯側熱交換器３９が凝縮器、室外熱交換器３２が蒸発器として機能する。この加熱運転では、給湯用熱交換器３７で圧縮機３１の吐出側から流入した冷媒と給湯用温水との間で熱交換されることによって、給湯用温水が加熱される。
【００５０】
タンクユニット４０は、ポンプ４１と、給湯タンク４２と、給湯端末４３と、水配管４５，４６と、制御装置２１とを有する。タンクユニット４０には、ポンプ４１と給湯用熱交換器３７とを接続する水配管４５内に温水が循環する温水回路４８が構成されている。この温水回路４８において、ポンプ４１の吐出側が給湯用熱交換器３７の温水流入口に接続され、ポンプ４１の吸入側が給湯タンク４２の一端に接続されている。給湯用熱交換器３７の温水流出口は給湯タンク４２の他端に接続されている。
【００５１】
温水回路４８では、給湯用熱交換機３９を流れる冷媒と熱交換する温水が循環する。具体的には、加熱運転が実行されるときに、ポンプ４１によって給湯タンク４２から流出した給湯用温水が給湯用熱交換器３７に供給され、給湯用熱交換器３７で加熱された温水が給湯タンク４２に戻される。なお、給湯タンク４２に水配管４６で接続された給湯端末４３は、給湯タンク４２内の温水をユーザに使用可能とする。
【００５２】
次に、ヒートポンプユニット３０を含む給湯システム２０の通常モードから上限値設定モードへの切り換えについて図３に基づいて説明する。
【００５３】
図３に示すように、ステップＳ１では制御装置２１がヒートポンプユニット３０を通常モードで運転している。ステップＳ２では、ＨＥＭＳコントローラ１５がインターネット１２を介して電力会社１１から外部信号（制限信号）を受信したか否かを判定し、制限信号を受信していなければ、ステップＳ２を繰り返す。
【００５４】
一方、ＨＥＭＳコントローラ１５が電力会社１１からの制限信号を受信していれば、ステップＳ３に進む。ステップＳ３では、設定部１６が、電力会社１１からの電力制限要求に応じた給湯システム２０と設備機器Ａと設備機器Ｂとでの電力制限値を設定する。
【００５５】
ステップＳ４で電力検知部１７が、設備機器Ａおよび設備機器Ｂが使用している電力を検知する。ステップＳ５では演算部１８が、給湯システム２０が使用できる電力の給湯システム用上限値を演算する。このとき、ＨＥＭＳコントローラ１５が上限値設定信号を制御装置２１に送信する。
【００５６】
ステップＳ６では、制御装置２１がＨＥＭＳコントローラ１５からの上限値設定信号を受信することで、制御モードを通常モードから上限値設定モードに切り換える。こうして、通常モードから上限値設定モードへの制御モードの切り換えが終了する。上限値設定モードでは、制御装置２１の運転制御部２２は、演算部２５により演算された圧縮機用上限値に基づいて、圧縮機３１を制御して加熱運転を実行する。
【００５７】
ステップＳ７では、電力検知部２４が、ヒートポンプユニット３０のファン３４等（圧縮機３１以外）およびタンクユニット４０（ポンプ４１等）が使用している電力を検知する。ステップＳ８では演算部２５が、圧縮機３１が使用できる電力の圧縮機用上限値を演算する。その後、ステップＳ７に進んで同様の処理が行われる。
【００５８】
図３では、通常モードから上限値設定モードへの切り換えについて説明したが、上限値設定モードから通常モードへの切り換えは、ＨＥＭＳコントローラ１５が電力会社１１からの外部信号（解除信号）を受信し、制御装置２１がＨＥＭＳコントローラ１５から送信される上限値解除信号を受信することで、給湯システム２０の制御モードを上限値設定モードから通常モードに切り換える。こうして、上限値設定モードから通常モードへの制御モードの切り換えが終了する。制御装置２１の運転制御部２２は、特に上限値が設定されていない状態で、圧縮機３１などを制御して加熱運転を実行する。
【００５９】
以下、給湯システム２０の起動制御について説明する。
【００６０】
図４は、給湯システム２０の起動制御のフローチャートである。図５の横軸は起動制御時の時間経過を示し、縦軸は図５（ａ）では圧縮機３１の電流、図５（ｂ）では出湯温度および図５（ｃ）ではポンプ回転数をそれぞれ示すグラフである。なお、電力の具体例として電流を用いている。図５中、実線は本発明の上限値設定モードにおける起動制御を示し、点線は通常モードにおける起動制御を示す。また図５中、点線で示す通常モードの起動制御がｔ０点からｔ１点までの間に行われ、実線で示す上限値設定モードの起動制御はｔ０点からｔ２点までの間に行われる。
【００６１】
通常モードでは、図５（ａ）に示すようにｔ１点とｔ２点との間で圧縮機３１の電流が上限値を超える（オーバシュートする）ため、給湯システム２０を起動する際に圧縮機３１が停止する。本発明に係る上限値設定モードの起動制御について以下、説明する。
【００６２】
図４に示すようにステップＳ１１で、給湯システム２０の制御モードが上限値設定モードであるか否かを検知する。上限値設定モードでなければステップＳ１６に進む。上限値設定モードであればステップＳ１２に進む。
【００６３】
ステップＳ１２では、運転制御部２２がポンプ４１を起動する。上限値設定モードの起動制御におけるポンプ４１の回転数が、通常モードの起動制御におけるポンプの回転数より大きい（図５（ｃ）参照）。このとき、上限値設定モードの起動制御におけるポンプ４１の回転数は、圧縮機用上限値が小さいほど、大きくなる。具体的には、圧縮機用上限値が高いときには低い回転数ａ２で、圧縮機用上限値が低いときには高い回転数ａ３でポンプ４１が起動される。通常モードの起動制御におけるポンプ４１の回転数が例えば１０００ｒｐｍであるのに対し、上限値設定モードの起動制御におけるポンプ４１の回転数は例えば２０００ｒｐｍであるが、これに限定されない。これにより、図５（ａ）に示すように通常モードと比べて上限値設定モードの起動制御において圧縮機３１に流れる電流が小さくなる。
【００６４】
ステップＳ１３では、圧縮機３１の電流値が圧縮機用上限電流値以上であるか否かを制御装置２１が検知する。圧縮機用上限電流値以上であれば、制御装置２１が圧縮機３１を停止する。圧縮機用上限電流値未満であれば、ステップＳ１４に進む。
【００６５】
ステップＳ１４では、起動制御が開始されてから第１起動時間が経過したか否かを制御装置２１が判断する。第１起動時間が経過していなければステップＳ１３に戻って繰り返す。経過していればステップＳ１５に進む。
【００６６】
ステップＳ１５では、制御装置２１が給湯システム２０を起動制御から安定制御に切り換えてフローが終了する。このとき、安定制御時の目標出湯温度に出湯温度を切り換え、圧縮機周波数を一定にしてポンプ４１の回転数を制御する。なお圧縮機３１は、所定時間の起動制御により起動されるが、図５のｔ０からｔ２に示す上限値設定モードの第１起動時間が、ｔ０からｔ１に示す通常モードの第２起動時間よりも長い。
【００６７】
ステップＳ１１で検知された制御モードが上限値設定モードでない場合、ステップＳ１６で制御装置２１は通常モードの起動制御で給湯システム２０を起動する。ステップＳ１７では、通常モードの起動制御における回転数ａ１でポンプ４１を起動する。
【００６８】
ステップＳ１８では、起動制御が開始されてから第２起動時間が経過したか否かを制御装置２１が判断する。第２起動時間が経過していなければ繰り返す。経過していればステップＳ１９に進む。
【００６９】
ステップＳ１９では、制御装置２１が給湯システム２０を起動制御から安定制御に切り換えてフローが終了する。
【００７０】
[本実施形態の給湯システムの特徴]
本実施形態の給湯システム２０には以下の特徴がある。
【００７１】
本実施形態の給湯システム２０では、上限値設定モードの起動制御におけるポンプ４１の回転数が、通常モードの起動制御におけるポンプ４１の回転数より大きい。ポンプ４１の回転数を上げることで圧縮機３１が使用する電力を下げることができ、上限値設定モードの起動制御時に圧縮機３１が停止するのを防止できる。
【００７２】
本実施形態の給湯システム２０では、上限値設定モードの起動制御におけるポンプ４１の回転数は、上限値が小さいほど、大きい。これにより、使用電力の上限値が下がった場合でも、圧縮機３１が使用する電力を下げて圧縮機３１が停止するのを確実に防止できる。
【００７３】
本実施形態の給湯システム２０では、上限値設定モードの起動制御に要する時間が、通常モードの起動制御に要する時間よりも長い。これにより、圧縮機３１が急速に立ち上がるのを防ぎ、圧縮機３１が使用する電力を下げて圧縮機３１が停止するのを確実に防止できる。
【００７４】
本実施形態の給湯システム２０では、制御モードが、ＨＥＭＳコントローラ１５から制御装置２１への信号により、通常モードから上限値設定モードに切り換わる。ＨＥＭＳコントローラ１５を用いることで、圧縮機３１の使用電力を確実に制御できる。
【００７５】
本実施形態の給湯システム２０では、ＨＥＭＳコントローラ１５から制御装置２１への信号は、インターネット１２を介して受信した外部信号に基づいて変更される。これにより、インターネット１２からの外部信号により通常モードから上限値設定モードに切り換えることができる。
【００７６】
＜第２実施形態＞
以下、第２実施形態に係る給湯システム２０について説明する。電力ネットワーク１０の概略、給湯システム２０の構成、通常モードから上限値設定モードに切り換えるときの制御フローは第１実施形態と同じであるので説明を省略する。ただし、制御装置２１の記憶部２６に関して第１実施形態では、ポンプ４１の回転数を記憶した。これに対し第２実施形態では、記憶部２６が目標出湯温度を記憶している点で異なる。
【００７７】
第２実施形態に係る記憶部２６は、通常モードの起動制御における目標出湯温度ａ５と、上限値設定モードの起動制御における目標出湯温度ａ６、ａ７とを記憶している。上限値設定モードの起動制御における目標出湯温度は、上限値設定モードの圧縮機用上限値に応じ、２通り目標出湯温度ａ６、ａ７が記憶されている。圧縮機用上限値が所定値以上のときの目標出湯温度はａ６である。圧縮機用上限値が所定値未満のときの目標出湯温度はａ７であり、ａ６はａ７より高い。外気温度や入水温度に基づいた加熱負荷が同一である場合において、上限値設定モードの目標出湯温度ａ６および目標出湯温度ａ７は、通常モードの目標出湯温度ａ５より低い。なお、記憶される目標出湯温度はこれに限定されない。
【００７８】
図６は、給湯システム２０の起動制御のフローチャートである。図７は起動制御時の時間経過による圧縮機３１の電流、出湯温度およびポンプ回転数の変化をそれぞれ示すグラフである。その他、グラフに関する説明は第１実施形態と同様であるので説明を省略する。ただし図７中、点線で示す通常モードの起動制御がｔ０点からｔ３点までの間に行われ、実線で示す上限値設定モードの起動制御はｔ０点からｔ４点までの間に行われる点で異なる。
【００７９】
本実施形態に係る上限値設定モードの起動制御について説明する。まずステップＳ２１で、給湯システム２０の制御モードが上限値設定モードであるか否かを検知する。上限値設定モードでなければステップＳ２６に進む。上限値設定モードであればステップＳ２２に進む。
【００８０】
ステップＳ２２では、給湯システム２０を起動するが、上限値設定モードの起動制御における目標出湯温度が、通常モードの起動制御における目標出湯温度ａ５より低い（図７（ｂ）参照）。このとき、上限値設定モードの起動制御における目標出湯温度は、圧縮機用上限値が小さいほど、低くなる。具体的には、圧縮機用上限値が高いときには高い目標出湯温度ａ６で、圧縮機用上限値が低いときには低い目標出湯温度ａ７で給湯システム２０が起動される。本実施形態では目標出湯温度ａ６で給湯システム２０を起動する。
【００８１】
ステップＳ２２で上限値設定モードの起動制御における目標出湯温度ａ６が、通常モードの起動制御における目標出湯温度ａ５より低いので、図７（ｃ）に示すように上限値設定モードのポンプ４１の回転数が、通常モードのポンプ４１の回転数より高くなる。これにより、図７（ａ）に示すように通常モードと比べて上限値設定モードの起動制御において圧縮機３１に流れる電流が小さくなる。
【００８２】
続くステップＳ２３では、圧縮機３１の電流値が圧縮機用上限電流値以上であるか否かを制御装置２１が検知する。圧縮機用上限電流値以上であれば、制御装置２１が圧縮機３１を停止する。圧縮機用上限電流値未満であれば、ステップＳ２４に進む。
【００８３】
ステップＳ２４では、起動制御が開始されてから第３起動時間が経過したか否かを制御装置２１が判断する。第３起動時間が経過していなければステップＳ２３に戻って繰り返す。経過していればステップＳ２５に進む。
【００８４】
ステップＳ２５では、制御装置２１が給湯システム２０を起動制御から安定制御に切り換えてフローが終了する。このとき、安定制御時の目標出湯温度に出湯温度を切り換え、圧縮機周波数を一定にしてポンプ４１の回転数を制御する。なお圧縮機３１は、所定時間の起動制御により起動されるが、図７のｔ０からｔ４に示す上限値設定モードの第３起動時間が、ｔ０からｔ３に示す通常モードの第４起動時間よりも長い。
【００８５】
ステップＳ２１で検知された制御モードが上限値設定モードでない場合、ステップＳ２６で制御装置２１は通常モードの起動制御で給湯システム２０を起動する。ステップＳ２７では、通常モードの起動制御における目標出湯温度ａ５で圧縮機３１を起動する。
【００８６】
ステップＳ２８では、起動制御が開始されてから第４起動時間が経過したか否かを制御装置２１が判断する。第４起動時間が経過していなければ繰り返す。経過していればステップＳ２９に進む。
【００８７】
ステップＳ２９では、制御装置２１が給湯システム２０を起動制御から安定制御に切り換えてフローが終了する。
【００８８】
[本実施形態の給湯システムの特徴]
本実施形態の給湯システム２０には以下の特徴がある。
【００８９】
本実施形態の給湯システム２０では、上限値設定モードの起動制御における目標出湯温度が、通常モードの起動制御における目標出湯温度より低い。上限値設定モードの目標出湯温度を下げることでポンプ４１の回転数が上がるので、圧縮機３１が使用する電力を下げることができる。
【００９０】
＜第３実施形態＞
以下、第３実施形態に係る給湯システム２０について説明する。電力ネットワーク１０の概略、給湯システム２０の構成、通常モードから上限値設定モードに切り換えるときの制御フローは第１実施形態と同じであるので説明を省略する。ただし、制御装置２１の記憶部２６に関して第１実施形態では、起動制御におけるポンプ４１の回転数を記憶した。これに対し第３実施形態では、第２実施形態と同様に記憶部２６が目標出湯温度を記憶している点で異なる。
【００９１】
第３実施形態に係る記憶部２６は、通常モードの起動制御における目標出湯温度ａ５と、上限値設定モードの起動制御における目標出湯温度ａ８からａ１３とを記憶している。上限値設定モードの起動制御における目標出湯温度は、上限値設定モードの圧縮機用上限値に応じ、２セットの目標出湯温度が記憶されている。圧縮機用上限値が所定値以上のときの目標出湯温度はａ８、ａ９、ａ１０の１セットである。ａ８、ａ９、ａ１０はこの順に、通常モードの起動制御における目標出湯温度ａ５に近づく。圧縮機用上限値が所定値未満のときの目標出湯温度はａ１１、ａ１２、ａ１３の１セットである。ａ１１、ａ１２、ａ１３はこの順に、通常モードの起動制御における目標出湯温度ａ５に近づく。また目標出湯温度ａ８はａ１１より高く、目標出湯温度ａ９はａ１２より高く、目標出湯温度ａ１０はａ１３より高い。外気温度や入水温度に基づいた加熱負荷が同一である場合において、上限値設定モードの目標出湯温度ａ８からａ１３は、通常モードの目標出湯温度ａ５より低い。なお、記憶される目標出湯温度はこれに限定されない。
【００９２】
図８は、給湯システム２０の起動制御のフローチャートである。図９は起動制御時の時間経過による圧縮機３１の電流、出湯温度およびポンプ回転数の変化をそれぞれ示すグラフである。その他、グラフに関する説明は第１実施形態と同様であるので説明を省略する。ただし図９中、点線で示す通常モードの起動制御がｔ０点からｔ５点までの間の第５起動時間に行われ、実線で示す上限値設定モードの起動制御はｔ０点からｔ７点までの間の第６起動時間に行われる点で異なる。
【００９３】
本実施形態に係る上限値設定モードの起動制御について説明する。第２実施形態と同じステップには同じステップ番号を付して説明を省略する。
【００９４】
ステップＳ２２Ａでは、給湯システム２０を起動するが、上限値設定モードの起動制御における目標出湯温度が、通常モードの起動制御における目標出湯温度ａ５より低い（図９（ｂ）参照）。このとき、上限値設定モードの起動制御における目標出湯温度は、圧縮機用上限値が小さいほど、低くなる。具体的には、圧縮機用上限値が所定値以上のときには高い目標出湯温度ａ８で、圧縮機用上限値が所定値未満のときには低い目標出湯温度ａ９で給湯システム２０が起動される。本実施形態では、目標出湯温度ａ８で給湯システム２０が起動される。
【００９５】
ステップＳ２２Ａで上限値設定モードの起動制御における目標出湯温度ａ８が、通常モードの起動制御における目標出湯温度ａ５より低いので、図９（ｃ）に示すように上限値設定モードのポンプ４１の回転数が、通常モードのポンプ４１の回転数より高くなる。これにより、図９（ａ）に示すように通常モードと比べて上限値設定モードの起動制御において圧縮機３１に流れる電流が小さくなる。
【００９６】
また、上限値設定モードの起動制御における目標出湯温度ａ８を、通常モードの起動制御における目標出湯温度ａ５に向かって段階的に高い目標出湯温度ａ９、ａ１０に制御装置２１が切り換える（図９（ｂ）参照）。この切り換えは、給湯システム２０を起動してからの経過時間を検知することで行われる。具体的には、起動してから時間ｔ７が経過したことを制御装置２１が検知して、目標出湯温度ａ８をａ９に切り換える（引き上げる）。同様に起動してから時間ｔ８が経過したことを制御装置２１が検知して、目標出湯温度ａ９をａ１０に切り換える。そして、起動してから時間ｔ９が経過したことを制御装置２１が検知して、目標出湯温度ａ１０をａ５に切り換える。本実施形態では、上限値設定モードの起動制御における目標出湯温度を３段階に分けて高くしているが１段階でも良く、特に限定されない。
【００９７】
なお、目標出湯温度ａ８、ａ９、ａ１０の段階的な切り換えは、上述した実施形態に限定されない。例えば、出湯温度が安定してから目標出湯温度を段階的に切り換えても良い。具体的には、まず起動してから時間ｔ７が経過したことを制御装置２１が検知して、目標出湯温度ａ８をａ９に切り換える。出湯温度検知センサ４７で検知された出湯温度が目標出湯温度ａ９に対して所定温度の範囲内にあり、この状態が所定時間継続すると、出湯温度が安定したと判断して目標出湯温度をａ１０に切り換える。同様に、出湯温度検知センサ４７で検知された出湯温度が目標出湯温度ａ１０に対して所定温度の範囲内にあり、この状態が所定時間継続すると目標出湯温度をａ５に切り換える。
【００９８】
[本実施形態の給湯システムの特徴]
本実施形態の給湯システム２０には以下の特徴がある。
【００９９】
本実施形態の給湯システム２０では、上限値設定モードの起動制御における目標出湯温度を、通常モードの起動制御における目標出湯温度に向かって変化させる。これにより、温水の温度を所望の出湯温度に近づけることができる。
【０１００】
以上、本発明の実施形態について図面に基づいて説明したが、具体的な構成は、これらの実施形態に限定されるものでないと考えられるべきである。本発明の範囲は、上記した実施形態の説明だけではなく特許請求の範囲によって示され、さらに特許請求の範囲と均等の意味および範囲内でのすべての変更が含まれる。
【０１０１】
上述の実施形態では、ＨＥＭＳコントローラ１５からの上限値設定信号及び上限値解除信号を受信することで、通常モードと上限値設定モードとの切り換えを行っていた。しかしそれに限定されず、ヒートポンプユニット３０に付属する図示しない電力計またはリモコンからの信号により制御装置２１が制御モードを切り換えてもよい。タンクユニット４０の給湯タンク４２からの信号により制御モードを切り換えてもよい。また、これらの切り換え制御は以下の切り換え制御と組み合わせてもよい。
【０１０２】
また、ヒートポンプユニット３０自身が判断して切り換えてもよい。例えば、ヒートポンプユニット３０の制御装置２１に内蔵されたカレンダー機能、または時計などに予めプログラムされた条件が成立することで制御モードを切り換えてもよい。同様に、外気温度、使用状況または電流値により制御モードを切り換えてもよい。
【０１０３】
ＨＥＭＳコントローラ１５の代わりに、ＢＥＭＳコントローラ、ＭＥＭＳコントローラ等を採用してもよい。
【０１０４】
上限値設定モードは、圧縮機３１の使用電力に上限値を設けて運転するモードに限定されず、圧縮機３１の使用電流又は使用皮相電力に上限値を設けて運転するモードであってもよい。電流又は皮相電力は、電力よりも、検知が容易であり、安価なセンサで検知が可能である。
【０１０５】
また起動制御時にポンプ４７の回転数を制御することで、圧縮機３１の使用電力の他、使用電流又は使用皮相電力を下げることができる。
【符号の説明】
【０１０６】
１２  インターネット
１５  ＨＥＭＳコントローラ
２０  給湯システム
３１  圧縮機
３２  室外熱交換器（熱源側熱交換器）
３３  膨張弁（減圧機構）
３７  給湯用熱交換器（利用側熱交換器）
３８  冷媒回路
４１  ポンプ
４７  出湯温度検知センサ（出湯温度検知手段）
４８  温水回路
【図１】
0006326446.tif 000002
【図２】
0006326446.tif 000003
【図３】
0006326446.tif 000004
【図４】
0006326446.tif 000005
【図５】
0006326446.tif 000006
【図６】
0006326446.tif 000007
【図７】
0006326446.tif 000008
【図８】
0006326446.tif 000009
【図９】
0006326446.tif 000010