(57)【要約】【課題】運転切換時に、冷房端末からの温風の吹き出しや給湯タンク内の温水の冷却を防止できるヒートポンプ式温水暖房装置を提供する。【解決手段】圧縮機１、四方弁２、冷媒と水が熱交換する水冷媒熱交換器３、減圧装置４、室外熱交換器５からなる冷凍サイクルと、水冷媒熱交換器３、水冷媒熱交換器３からの水の流路を切り換える流路切換弁２６、高温水を溜める給湯タンク２２、水冷媒熱交換器３に戻ってくる水の流路集結部２５、水冷媒熱交換器３に水を送る水ポンプ８からなる給湯用水回路２０ａと、水冷媒熱交換器３、流路切換弁２６、水冷媒熱交換器３からの冷水で冷房する冷房端末２４、流路集結部２５、水ポンプ８を順次接続してなる冷房用水回路２０ｂと、流路切換弁２６と流路集結部２５を接続したバイパス水回路２０ｃを備え、水冷媒熱交換器３への入水温度が所定の温度になる迄、バイパス水回路２０ｃに水を流す。【選択図】図１
2012013357.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
冷媒を圧縮する圧縮機、冷媒流路を切り替える四方弁、冷媒と水とが熱交換を行う水冷媒熱交換器、冷媒を減圧する減圧装置、冷媒と空気とが熱交換を行う室外熱交換器を順次環状に接続してなる冷凍サイクルと、前記水冷媒熱交換器、前記水冷媒熱交換器から流出した水の流路を切り換える流路切換弁、前記水冷媒熱交換器で生成した高温水を使用して給湯用温水を溜める給湯タンク、前記水冷媒熱交換器に戻ってくる水の流路集結部、前記水冷媒熱交換器に水を送る水ポンプを順次環状に接続してなる給湯用水回路と、前記水冷媒熱交換器、前記流路切換弁、前記水冷媒熱交換器で生成した冷水を使用して冷房を行う冷房端末、前記流路集結部、前記水ポンプを順次環状に接続してなる冷房用水回路と、前記流路切換弁と前記流路集結部を接続したバイパス水回路と、前記水冷媒熱交換器に流入する水の温度を検出する入水温度検出手段とを備え、前記給湯用水回路と前記冷房用水回路を切り換える際に、前記入水温度検出手段により検出される入水温度が所定の温度になるまで、前記バイパス水回路側に前記流路切換弁を連通させることを特徴とするヒートポンプ式温水暖房装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ヒートポンプ式温水暖房装置に関連し、特に、冷房運転と給湯運転の切換制御に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来から、灯油やガスなどを燃料としたボイラーによる温水暖房機器が寒冷地域を中心に普及していたが、最近では、省エネ性、ＣＯ２排出量削減などエコロジーの観点からヒートポンプ技術を利用した温水暖房装置が開発されるようになってきた。
【０００３】
従来のヒートポンプ式温水暖房装置として図３に示すようなものがある（例えば、特許文献１参照）。
【０００４】
図３は、上記特許文献１に記載された従来のヒートポンプ式温水暖房装置の構成図である。
【０００５】
図３において、従来のヒートポンプ式温水暖房装置では、夏場に給湯タンク２２に高温水を供給する給湯運転と、冷房端末２４に冷水を供給する冷房運転を切り換える際に、圧縮機１を停止し、四方弁２を切り換えると同時に、水冷媒熱交換器３で生成した高温水を給湯タンク２２側に供給する水回路と、水冷媒熱交換器３で生成した冷水を冷房端末２４側に供給する水回路を三方弁２１により切り換え、圧縮機１を再起動させている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開２０１０−１１２６３０号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
しかしながら、三方弁２１により水回路を切り換えた直後は、水冷媒熱交換器３がある側の流路集結部２５と三方弁２１の間に、前回の高温水または冷水が残ったままになっているため、冷房端末２４から温風が吹き出したり、給湯タンク２２内の温水が冷水で冷やされたりするという課題を有していた。
【０００８】
本発明は、前記従来の課題を解決するもので、運転切換時に、冷房端末からの温風の吹き出しや給湯タンク内の温水の冷却を防止できるヒートポンプ式温水暖房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】
【０００９】
前記従来の課題を解決するために、本発明のヒートポンプ式温水暖房装置は、冷媒を圧縮する圧縮機、冷媒流路を切り替える四方弁、冷媒と水とが熱交換を行う水冷媒熱交換器、冷媒を減圧する減圧装置、冷媒と空気とが熱交換を行う室外熱交換器を順次環状に接続してなる冷凍サイクルと、前記水冷媒熱交換器、前記水冷媒熱交換器から流出した水の流路を切り換える流路切換弁、前記水冷媒熱交換器で生成した高温水を使用して給湯用温水を溜める給湯タンク、前記水冷媒熱交換器に戻ってくる水の流路集結部、前記水冷媒熱交換器に水を送る水ポンプを順次環状に接続してなる給湯用水回路と、前記水冷媒熱交換器、前記流路切換弁、前記水冷媒熱交換器で生成した冷水を使用して冷房を行う冷房端末、前記流路集結部、前記水ポンプを順次環状に接続してなる冷房用水回路と、前記流路切換弁と前記流路集結部を接続したバイパス水回路と、前記水冷媒熱交換器に流入する水の温
度を検出する入水温度検出手段とを備え、前記給湯用水回路と前記冷房用水回路を切り換える際に、前記入水温度検出手段により検出される入水温度が所定の温度になるまで、前記バイパス水回路側に前記流路切換弁を連通させるもので、運転切換時に、水冷媒熱交換器が出口側の流路集結部と流路切換弁を結ぶ水回路内の水の温度を給湯または冷房運転に適した所定温度にすることができるため、冷房端末からの温風の吹き出しや給湯タンク内の温水の冷却を防止できる。
【発明の効果】
【００１０】
本発明のヒートポンプ式温水暖房装置は、運転切換時に、冷房端末からの温風の吹き出しや給湯タンク内の温水の冷却を確実に防止できるものである。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【図１】本発明の実施の形態１におけるヒートポンプ式温水暖房装置の構成図
【図２】同ヒートポンプ式温水暖房装置の運転切換時の制御を示すフローチャート
【図３】従来のヒートポンプ式温水暖房装置の構成図
【発明を実施するための形態】
【００１２】
第１の発明は、冷媒を圧縮する圧縮機、冷媒流路を切り替える四方弁、冷媒と水とが熱交換を行う水冷媒熱交換器、冷媒を減圧する減圧装置、冷媒と空気とが熱交換を行う室外熱交換器を順次環状に接続してなる冷凍サイクルと、前記水冷媒熱交換器、前記水冷媒熱交換器から流出した水の流路を切り換える流路切換弁、前記水冷媒熱交換器で生成した高温水を使用して給湯用温水を溜める給湯タンク、前記水冷媒熱交換器に戻ってくる水の流路集結部、前記水冷媒熱交換器に水を送る水ポンプを順次環状に接続してなる給湯用水回路と、前記水冷媒熱交換器、前記流路切換弁、前記水冷媒熱交換器で生成した冷水を使用して冷房を行う冷房端末、前記流路集結部、前記水ポンプを順次環状に接続してなる冷房用水回路と、前記流路切換弁と前記流路集結部を接続したバイパス水回路と、前記水冷媒熱交換器に流入する水の温度を検出する入水温度検出手段とを備え、前記給湯用水回路と前記冷房用水回路を切り換える際に、前記入水温度検出手段により検出される入水温度が所定の温度になるまで、前記バイパス水回路側に前記流路切換弁を連通させるもので、運転切換時に、水冷媒熱交換器が出口側の流路集結部と流路切換弁を結ぶ水回路内の水の温度を給湯または冷房運転に適した所定温度にすることができるため、冷房端末からの温風の吹き出しや給湯タンク内の温水の冷却を防止できる。
【００１３】
以下、本発明の実施の形態について、図面を参照しながら説明する。なお、この実施の形態によって本発明が限定されるものではない。
【００１４】
（実施の形態１）
図１は、本発明の実施の形態１におけるヒートポンプ式温水暖房装置の構成図、図２は、同ヒートポンプ式温水暖房装置の運転切換時の制御を示すフローチャートである。
【００１５】
まず、図１を用いて本実施の形態におけるヒートポンプ式温水暖房装置の構成を説明する。
【００１６】
本実施の形態のヒートポンプ式温水暖房装置は、冷媒を圧縮して高温冷媒を吐出する圧縮機１と、冷媒流路を切り替える四方弁２と、水と高温冷媒とを熱交換して高温水を生成する水冷媒熱交換器３と、冷媒を減圧する減圧装置４と、空気と冷媒とで熱交換を行う室外熱交換器５とを順次冷媒配管７で環状に接続してなる冷凍サイクルを有している。
【００１７】
さらに、室外熱交換器５へ送風するための送風ファン６と、室外熱交換器５に吸い込まれる空気の温度を検出する外気温度検出手段である温度センサ５ａとを有している。なお
、冷媒には、Ｒ４１０Ａを用いているが、その他、フルオロカーボン系の冷媒を用いることができる。また、圧縮機１は密閉型であり、高圧側にモータを配し、モータには希土類磁石を用いている。また、アキュームレータを用いない構成とすることで、小型化・軽量化が可能となる。
【００１８】
また、本実施の形態では、水冷媒熱交換器３と、水冷媒熱交換器３から流出した水の流路を切り換える流路切換弁２６と、水冷媒熱交換器３で生成した高温水を給湯用熱交換器２３に流して、内部の給湯（例えば、シャワー等）用の水を温め、溜める給湯タンク２２と、水冷媒熱交換器３に戻ってくる水の流路集結部２５と、水冷媒熱交換器３の入口側に設けられ、水冷媒熱交換器３に水を送る水ポンプ８を順次環状に接続して給湯用水回路２０ａを構成し、さらに、水冷媒熱交換器３と、流路切換弁２６と、水冷媒熱交換器３で生成した冷水を流して居室内を冷房する冷房端末２４（例えば、ファンコイルユニット等）と、流路集結部２５と、水ポンプ８を順次環状に接続してなる冷房用水回路２０ｂを構成している。２０ｃは、流路集結部２５と流路切換弁２６を接続するバイパス水回路である。
【００１９】
これにより、水冷媒熱交換器３の出口側に設けられた流路切換弁２６を切り換えることで、給湯用熱交換器２３側の給湯用水回路２０ａと、冷房端末２４側の冷房用水回路２０ｂと、バイパス水回路２０ｃにそれぞれ水が循環する構成となっている。
【００２０】
また、水冷媒熱交換器３の入口側には、入水温度を検出する入水温度検出手段である温度センサ３ａが、水冷媒熱交換器３の出口側には、出水温度を検出する出水温度検出手段である温度センサ３ｂがそれぞれ備えられている。
【００２１】
そして、ヒートポンプ式温水暖房装置の給湯または冷房運転では、温水ポンプ８を駆動して給湯用熱交換器２３内または冷房端末２４に冷温水を循環させるとともに、温度センサ３ｂが検出する、冷・温水の温度が、リモコン装置等（図示せず）で設定した設定温度よりも所定温度高い（冷房運転時は低い）ことを検出するまで冷凍サイクルを運転し、温度センサ３ｂが検出する温度が設定温度よりも所定温度高い（冷房運転時は低い）温度を検出すると、冷凍サイクルの運転を停止するようになっている。
【００２２】
一方、冷凍サイクルの運転は、圧縮機１から吐出する冷媒の温度を検出し、吐出される冷媒の温度が所定の温度となるように、減圧装置４の開度が制御される。但し、冷凍サイクルの運転を停止させた以降も、冷房端末２４または給湯用熱交換器２３内を循環する水の温度を検出しなければならないため、水ポンプ８は、駆動させたままの状態にする。なお、水ポンプ８はＡＣポンプとＤＣポンプのいずれであってもかまわない。
【００２３】
また、本実施の形態のヒートポンプ式温水暖房装置は、図１に示すように冷凍サイクルを構成する機能部品の内、水冷媒熱交換器３以外の部品を、ヒートポンプユニット１０ａの筐体内に収納し、水冷媒熱交換器３および温水ポンプ８を熱交換ユニット１０ｂの筐体内に収納する構成であってもよい。
【００２４】
この場合、ヒートポンプユニット１０ａを屋外に配し、熱交換ユニット１０ｂを屋内に配することで、屋内と屋外とは冷媒配管７によって接続されることになる。そのため冬期など外気温度が低い時であっても、屋内と屋外とは冷媒配管７で接続されているため、水配管で接続されているときに比べて凍結の恐れが低いという利点がある。
【００２５】
また、ヒートポンプユニット１０ａ、熱交換ユニット１０ｂのそれぞれは、制御装置１１ａ、１１ｂを有しており、各ユニット内に設けられた機器に運転指示を行う。
【００２６】
以上のように構成された本実施の形態におけるヒートポンプ式温水暖房装置において、以下、運転切換時の制御について、図２を用いて説明する。
【００２７】
運転切換が開始されると、まず圧縮機１を停止し（ステップ１）、流路切換弁２６をバイパス水回路２０ｃ側に切り換え（ステップ２）、圧縮機１の再起動３分待ちを行う（ステップ３）。
【００２８】
圧縮機１停止後３分経過していれば、圧縮機１を再起動し（ステップ４）、温度センサ３ａで検出している入水温度が徐々に変化する。ステップ５で、温度センサ３ａが検出した入水温度を確認し、給湯時は、所定温度以上であるかどうかを確認し、冷房時は、所定温度未満であるかを確認する。条件が成立していれば、流路切換弁２６を、バイパス水回路２０ｃから給湯用水回路２０ａまたは冷房用水回路２０ｂに切り換える（ステップ６）。また条件が成立していない場合は、バイパス水回路２０ｃ側を維持し、入水温度が所定温度範囲に入るのを待つ。
【００２９】
以上のように、本実施の形態におけるヒートポンプ式温水暖房装置は、運転切換時に、冷房端末からの温風の吹き出しや給湯タンク内の温水の冷却を防止することができる。
【００３０】
また、上記実施の形態では、流路切換弁２６を熱交換ユニット１０ｂの外に配置して説明したが、熱交換ユニット１０ｂの筐体内に収納する構成であっても本発明を適用することができる。
【産業上の利用可能性】
【００３１】
以上のように、本発明のヒートポンプ式温水暖房装置は、運転切換時に、冷房端末からの温風の吹き出しや給湯タンク内の温水の冷却を防止できるもので、各種ヒートポンプ式温水暖房装置に適用できるものである。
【符号の説明】
【００３２】
１  圧縮機
２  四方弁
３  水冷媒熱交換器
３ａ  温度センサ（入水温度検出手段）
３ｂ  温度センサ
４  減圧装置
５  室外熱交換器
５ａ  温度センサ（外気温度検出手段）
６  送風ファン
８  水ポンプ
１０ａ  ヒートポンプユニット
１０ｂ  熱交換ユニット
２０ａ  給湯用水回路
２０ｂ  冷房用水回路
２０ｃ  バイパス水回路
２２  給湯タンク
２３  給湯用熱交換器
２４  冷房端末
２５  流路集結部
２６  流路切換弁
【図１】
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【図２】
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【図３】
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