(57)【要約】  この発明に係るヒートポンプシステムは、圧縮機と、冷媒流路と熱媒体流路とを有する熱媒体熱交換器の冷媒流路と、膨張弁と、熱源側熱交換器とが接続された冷媒回路と、熱媒体熱交換器の熱媒体流路と接続された熱媒体搬送路と、熱媒体搬送路と接続され、部屋の内部の室内の空調を行う室内機と、室内の室内温度を検出する室温センサと、室内機に流入する熱媒体の温度を検出する熱媒体温度センサと、室内の設定温度と、室温センサが検出した室内温度と、熱媒体温度センサが検出した温度とを用いて、室温センサが検出する室内温度が設定温度から遠ざからないように冷媒回路または室内機の制御を行う制御装置とを有するものである。
2019171485.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
圧縮機と、冷媒流路と熱媒体流路とを有する熱媒体熱交換器の前記冷媒流路と、膨張弁と、熱源側熱交換器とが接続された冷媒回路と、
前記熱媒体熱交換器の前記熱媒体流路と接続された熱媒体搬送路と、
前記熱媒体搬送路と接続され、部屋の内部の室内の空調を行う室内機と、
前記室内の室内温度を検出する室温センサと、
前記室内機に流入する熱媒体の温度を検出する熱媒体温度センサと、
前記室内の設定温度と、前記室温センサが検出した室内温度と、前記熱媒体温度センサが検出した温度とを用いて、前記室温センサが検出する室内温度が前記設定温度から遠ざからないように前記冷媒回路または前記室内機の制御を行う制御装置とを有する、ヒートポンプシステム。
【請求項２】
複数の前記冷媒回路を有する、
請求項１に記載のヒートポンプシステム。
【請求項３】
前記熱媒体温度センサは、複数の前記熱媒体熱交換器のそれぞれから流出した熱媒体の温度を検出する、複数の流出温度センサを有する、
請求項２に記載のヒートポンプシステム。
【請求項４】
複数の前記冷媒回路は、前記熱媒体搬送路に互いに並列に接続されており、
前記熱媒体温度センサは、複数の前記熱媒体熱交換器の全てを通過し前記室内機に流入する前の熱媒体の温度を検出する、代表温度センサを有する、
請求項３に記載のヒートポンプシステム。
【請求項５】
前記制御装置は、１つ以上の前記熱媒体熱交換器から流出した熱媒体の温度を用いて、該１つ以上の熱媒体熱交換器以外の前記熱媒体熱交換器から流出する熱媒体の目標温度を決定する、
請求項３または請求項４に記載のヒートポンプシステム。
【請求項６】
前記制御装置は、１つ以上の前記熱源側熱交換器の除霜を行う除霜モード運転を実行する、
請求項２〜請求項５の何れか一項に記載のヒートポンプシステム。
【請求項７】
前記制御装置は、前記除霜モード運転を実行するときに、前記除霜モード運転を行う前と比較して、除霜を行わない前記熱源側熱交換器と接続された前記圧縮機の回転数を高くする、
請求項６に記載のヒートポンプシステム。
【請求項８】
前記制御装置は、当該ヒートポンプシステムが前記部屋の暖房を行う暖房モード運転を実行した後且つ前記除霜モード運転を実行する前に、前記暖房モード運転のときよりも熱媒体の温度を高くする蓄熱モード運転を実行する、
請求項６または請求項７に記載のヒートポンプシステム。
【請求項９】
前記熱源側熱交換器の着霜を検出する着霜検出センサを有し、
前記制御装置は、前記着霜検出センサの検出結果を利用して、前記熱源側熱交換器の着霜の量が第１の着霜量よりも多くなったと判断すると前記蓄熱モード運転を実行する、
請求項８に記載のヒートポンプシステム。
【請求項１０】
前記制御装置は、前記熱源側熱交換器の着霜の量が前記第１の着霜量よりも多い第２の着霜量よりも多くなったと判断すると前記除霜モード運転を実行する、
請求項９に記載のヒートポンプシステム。
【請求項１１】
前記着霜検出センサは、前記熱源側熱交換器で熱交換された冷媒の温度を検出する熱交換器下流温度センサを有する、
請求項９または請求項１０に記載のヒートポンプシステム。
【請求項１２】
前記制御装置は、前記除霜モード運転を実行するときに、前記熱媒体温度センサが検出する温度を、除霜運転時目標熱媒体温度以上に維持する、
請求項６〜請求項１１の何れか一項に記載のヒートポンプシステム。
【請求項１３】
前記除霜運転時目標熱媒体温度は、前記設定温度または前記室温センサが検出した室内温度以上の温度に設定される、
請求項１２に記載のヒートポンプシステム。
【請求項１４】
前記室内機は、熱媒体が流れる利用側熱交換器と前記利用側熱交換器に送風を行う室内送風機とを有し、
前記制御装置は、前記熱媒体温度センサが検出した温度が、前記設定温度および前記室温センサが検出した室内温度よりも高いとき、または前記設定温度および前記室温センサが検出した室内温度よりも低いときに、前記室内送風機の送風を止める、
請求項１〜請求項１３の何れか一項に記載のヒートポンプシステム。
【請求項１５】
前記冷媒回路は、前記熱媒体熱交換器が熱媒体を加熱する加熱運転と前記熱媒体熱交換器が熱媒体を冷却する冷却運転とで冷媒が流れる向きを変更する流路切替装置を有する、
請求項１〜請求項１４の何れか一項に記載のヒートポンプシステム。
【請求項１６】
圧縮機と、冷媒流路と熱媒体流路とを有する熱媒体熱交換器の前記冷媒流路と、膨張弁と、熱源側熱交換器とが接続された冷媒回路と、
前記熱媒体熱交換器の前記熱媒体流路と接続された熱媒体搬送路と、
前記熱媒体搬送路と接続され、部屋の内部の室内の空調を行う室内機と、
前記室内機に流入する熱媒体の温度を検出する熱媒体温度センサと、
前記冷媒回路または前記室内機の制御を行う制御装置とを有し、
複数の前記冷媒回路を有するものであり、
前記熱媒体温度センサは、複数の前記熱媒体熱交換器のそれぞれから流出した熱媒体の温度を検出する、複数の流出温度センサを有し、
前記制御装置は、１つ以上の前記熱媒体熱交換器から流出した熱媒体の温度を用いて、該１つ以上の熱媒体熱交換器以外の前記熱媒体熱交換器から流出する熱媒体の目標温度を決定する、ヒートポンプシステム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、冷媒回路と熱媒体搬送路と室内機とを有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、冷媒回路と熱媒体搬送路と室内機とを有するヒートポンプシステムが知られている（例えば、特許文献１参照）。特許文献１のヒートポンプシステムは、２台以上のヒートポンプが同時期に除霜運転することを極力回避することで、水温の低下を防止している。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】国際公開第２０１３／０７７１６７号
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、特許文献１のヒートポンプシステムでは、除霜運転を行っているヒートポンプが水温を低下させるため、水温の低下によって、室内の快適性が悪化するおそれがある。【０００５】
この発明は、上記のような課題を鑑みてなされたもので、室内の快適性を向上させることができるヒートポンプシステムを得ることを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
この発明に係るヒートポンプシステムは、圧縮機と、冷媒流路と熱媒体流路とを有する熱媒体熱交換器の冷媒流路と、膨張弁と、熱源側熱交換器とが接続された冷媒回路と、熱媒体熱交換器の熱媒体流路と接続された熱媒体搬送路と、熱媒体搬送路と接続され、部屋の内部の室内の空調を行う室内機と、室内の室内温度を検出する室温センサと、室内機に流入する熱媒体の温度を検出する熱媒体温度センサと、室内の設定温度と、室温センサが検出した室内温度と、熱媒体温度センサが検出した温度とを用いて、室温センサが検出する室内温度が設定温度から遠ざからないように冷媒回路または室内機の制御を行う制御装置とを有するものである。
【発明の効果】
【０００７】
この発明のヒートポンプシステムによれば、室温センサが検出する室内温度が設定温度から遠ざからないように冷媒回路または室内機の制御が行われるため、室内の快適性を向上させることができる。
【図面の簡単な説明】
【０００８】
【図１】この発明の実施の形態１に係るヒートポンプシステムの一例を示す図である。
【図２】図１に記載のヒートポンプシステムのヒートポンプ装置の一例を示す図である。
【図３】図１に記載のヒートポンプシステムの室内機の一例を示す図である。
【図４】図１に記載のヒートポンプシステムの制御系統の一例を示す図である。
【図５】図１に記載のヒートポンプシステムの動作の一例を示す図である。
【図６】図１に記載のヒートポンプ装置の動作の一例を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【０００９】
以下、図面を参照して、この発明の実施の形態について説明する。なお、各図中、同一または相当する部分には、同一符号を付して、その説明を適宜省略または簡略化する。また、各図に記載の構成について、その形状、大きさおよび配置等は、この発明の範囲内で適宜変更することができる。
【００１０】
実施の形態１．
［ヒートポンプシステム］
図１は、この発明の実施の形態１に係るヒートポンプシステムの一例を示す図である。図２は、図１に記載のヒートポンプシステムのヒートポンプ装置の一例を示す図である。図３は、図１に記載のヒートポンプシステムの室内機の一例を示す図である。図１に記載のヒートポンプシステム１００は、例えば、ヒートポンプ装置１が加熱または冷却した熱媒体を利用して、建物等の部屋の内部の室内の空調空間の空調を行うものである。
【００１１】
ヒートポンプシステム１００は、ヒートポンプ装置１と室内機５と熱媒体搬送装置７とが熱媒体配管３で接続されて形成された熱媒体搬送路３０を有している。図２に示すように、ヒートポンプ装置１の熱媒体熱交換器１３の熱媒体流路１３ｂが熱媒体搬送路３０と接続される。図１に示すように、熱媒体搬送路３０は、例えば環状に形成されており熱媒体が循環する。熱媒体搬送路３０は、熱媒体の少なくとも一部が循環しないものであってもよい。熱媒体搬送路３０の循環しない熱媒体は、例えば給湯等に利用される。熱媒体は、例えば水である。熱媒体は、ブラインまたは二酸化炭素等であってもよい。なお、ヒートポンプシステム１００は、熱媒体搬送路３０に、熱媒体を貯留するタンク、または熱媒体を供給する熱媒体供給装置等が設けられたものであってもよい。
【００１２】
熱媒体搬送装置７は、熱媒体を搬送するものであり、例えばポンプである。熱媒体搬送装置７は、熱媒体搬送路３０の、全てのヒートポンプ装置１の下流且つ全ての室内機５の上流に設けられている。熱媒体搬送装置７は、熱媒体搬送路３０の、全ての室内機５の下流且つ全てのヒートポンプ装置１の上流に設けられてもよい。熱媒体搬送装置７は、ヒートポンプ装置１に収容されていてもよい。図１のヒートポンプシステム１００は、１台の熱媒体搬送装置７を有しているが、ヒートポンプシステム１００は、２台以上の複数台の熱媒体搬送装置７を有するものであってもよい。複数台の熱媒体搬送装置７は、直列または並列に接続することができる。
【００１３】
また、ヒートポンプシステム１００は、室内機５に流入する熱媒体の温度を検出する熱媒体温度センサ２と、部屋の内部の室内の空気の温度である室内温度を検出する室温センサ５１とを有している。
熱媒体温度センサ２は、例えば水配管等の表面に取り付けられたサーミスタ等を含んで形成されている。熱媒体温度センサ２は、水配管の内部に設けられた熱電対または測温抵抗体等を含んで形成されてもよい。熱媒体温度センサ２は、例えば、第１の流出温度センサ２ａと第２の流出温度センサ２ｂと第３の流出温度センサ２ｃと第４の流出温度センサ２ｄと代表温度センサ２０とを有している。なお、熱媒体温度センサ２は、室内機５に流入する熱媒体の温度を検出することができるように構成されていればよく、例えば第１の流出温度センサ２ａ〜第４の流出温度センサ２ｄおよび代表温度センサ２０のうちの１つ以上を省略してもよい。例えば、第１の流出温度センサ２ａ〜第４の流出温度センサ２ｄの検出結果を利用して、室内機５に流入する熱媒体の温度を推定するときは、代表温度センサ２０を省略することができる。
第１の流出温度センサ２ａは、図２に示すように、第１のヒートポンプ装置１ａの熱媒体熱交換器１３で熱交換された熱媒体の温度を検出するものである。第２の流出温度センサ２ｂは、第２のヒートポンプ装置１ｂの熱媒体熱交換器１３で熱交換された熱媒体の温度を検出するものである。第３の流出温度センサ２ｃは、第３のヒートポンプ装置１ｃの熱媒体熱交換器１３で熱交換された熱媒体の温度を検出するものである。第４の流出温度センサ２ｄは、第４のヒートポンプ装置１ｄの熱媒体熱交換器１３で熱交換された熱媒体の温度を検出するものである。第１の流出温度センサ２ａ〜第４の流出温度センサ２ｄのそれぞれは、第１のヒートポンプ装置１ａ〜第４のヒートポンプ装置１ｄの内部に収容されている。第１の流出温度センサ２ａ〜第４の流出温度センサ２ｄのそれぞれは、第１のヒートポンプ装置１ａ〜第４のヒートポンプ装置１ｄの外部の、例えば熱媒体配管３に取り付けられていてもよい。
図１に記載の代表温度センサ２０は、複数のヒートポンプ装置１の熱媒体熱交換器１３の全てを通過して室内機５に流入する前の熱媒体の温度を検出するものである。代表温度センサ２０は、熱媒体搬送路３０の複数のヒートポンプ装置１の下流且つ複数の室内機５の上流に設けられている。代表温度センサ２０は、熱媒体搬送路３０の、熱媒体搬送装置７の上流に設けられているが、熱媒体搬送装置７の下流に設けられてもよい。
室温センサ５１は、第１の室内機５ａの内部に設けられた第１の室温センサ５１ａと第２の室内機５ｂの内部に設けられた第２の室温センサ５１ｂと第３の室内機５ｃの内部に設けられた第３の室温センサ５１ｃとを有している。この実施の形態の理解を容易にするため、第１の室温センサ５１ａと第２の室温センサ５１ｂと第３の室温センサ５１ｃとを特に区別する必要がないときは、単に室温センサ５１として説明を行う。室温センサ５１は、室内の室内温度を検出することができるものであればよい。例えば、第１の室温センサ５１ａ〜第３の室温センサ５１ｃのうちの１つ以上を省略することができる。また、例えば、室温センサ５１は、室内機５の内部に設けられているが、室内機５の外部の室内に設けられていてもよい。室温センサ５１は、サーミスタ等を含んで形成されている。なお、室温センサ５１は、室温センサ５１を利用した制御を行わないときは、省略することができる。
【００１４】
［ヒートポンプ装置］
ヒートポンプシステム１００は、第１のヒートポンプ装置１ａと第２のヒートポンプ装置１ｂと第３のヒートポンプ装置１ｃと第４のヒートポンプ装置１ｄとを有している。この実施の形態の理解を容易にするため、第１のヒートポンプ装置１ａと第２のヒートポンプ装置１ｂと第３のヒートポンプ装置１ｃと第４のヒートポンプ装置１ｄとを特に区別する必要がないときは、単にヒートポンプ装置１として説明を行う。
【００１５】
ヒートポンプ装置１は、例えば空調空間の外部に設けられる室外機である。ヒートポンプ装置１は、空調空間を形成する部屋の外部となる、屋外または機械室等に設けられる。なお、ヒートポンプシステム１００は、４台のヒートポンプ装置１を有するものに限定されず、１台以上のヒートポンプ装置１を有するものであればよい。複数台のヒートポンプ装置１は、熱媒体搬送路３０に互いに並列に接続されている。なお、複数台のヒートポンプ装置１は、熱媒体搬送路３０に直列に接続されてもよい。
【００１６】
図２に示すように、ヒートポンプ装置１のそれぞれは、圧縮機１１と流路切替装置１２と熱媒体熱交換器１３の冷媒流路１３ａと膨張弁１４と熱源側熱交換器１５とアキュムレータ１９とが冷媒配管１６で環状に接続されて形成された冷媒回路１７を有している。冷媒回路１７は、冷媒が循環するものである。冷媒回路１７に適用される冷媒は、特に限定されるものではないが、例えば、Ｒ４１０ＡまたはＲ３２等の地球温暖化係数（ＧＷＰ）が低い冷媒、プロパン等の自然冷媒、またはこれらのうちの少なくとも１つを含んだ混合冷媒である。なお、冷媒回路１７に封入される冷媒は、複数のヒートポンプ装置１のうちの２つ以上で、異なっていてもよい。この実施の形態の例では、ヒートポンプ装置１のそれぞれで冷媒回路１７が独立しているため、例えば１つのヒートポンプ装置１の冷媒回路１７に異常が生じたときに、異常が生じたヒートポンプ装置１を停止し、他の正常なヒートポンプ装置１を利用して、ヒートポンプシステム１００を動作させることができる。
【００１７】
圧縮機１１は、吸入した冷媒を圧縮して、冷媒を高温および高圧の状態にして吐出するものである。圧縮機１１は、例えば、インバータで制御が行われるインバータ圧縮機であり、運転周波数を任意に変化させて、容量（単位時間あたりに冷媒を送り出す量）を変化させることができる。例えば、圧縮機１１は、熱媒体の温度が目標の温度に近づくと、運転周波数を低下させて、小容量で運転を行う。なお、圧縮機１１は、一定の運転周波数で動作する一定速圧縮機であってもよい。
【００１８】
流路切替装置１２は、例えば、四方弁等で形成されており、熱媒体熱交換器１３が熱媒体を加熱する加熱運転と熱媒体熱交換器１３が熱媒体を冷却する冷却運転とで冷媒が流れる向きを切り替えるものである。なお、図２の例では、冷却運転時は、流路切替装置１２が実線の状態に切り替えられ、加熱運転時は、流路切替装置１２が破線の状態に切り替えられる。
【００１９】
熱媒体熱交換器１３は、冷媒回路１７の冷媒と熱媒体搬送路３０の熱媒体とを熱交換させるものである。熱媒体熱交換器１３は、冷媒回路１７の冷媒が流れる冷媒流路１３ａと、熱媒体搬送路３０の熱媒体が流れる熱媒体流路１３ｂとを有する。熱媒体熱交換器１３は、例えばプレート式の熱交換器で形成されている。膨張弁１４は、冷媒を膨張させるものである。膨張弁１４は、例えば開度を調整できる電子膨張弁、または温度式膨張弁等で形成されているが、開度を調整できないキャピラリーチューブ等で形成されてもよい。
【００２０】
熱源側熱交換器１５は、例えば、冷媒を空気と熱交換させる空気熱交換器であり、フィンおよびチューブで形成されたフィンチューブ式の熱交換器である。熱源側熱交換器１５は、プレート式の熱交換器で形成され、冷媒と熱媒体とが熱交換を行うものであってもよい。熱源側熱交換器１５の近傍には、熱源側送風機１８が設けられている。熱源側送風機１８は、熱源側熱交換器１５に送風を行って、冷媒と空気との熱交換を促進させるものである。アキュムレータ１９は、圧縮機１１の吸入側に設けられている。アキュムレータ１９は、冷媒を貯留する容器である。
【００２１】
アキュムレータ１９の入口には、熱交換器下流温度センサ１９１が設けられている。熱交換器下流温度センサ１９１は、熱源側熱交換器１５が熱交換した冷媒の温度を検出するものである。熱交換器下流温度センサ１９１は、熱源側熱交換器１５の下流からアキュムレータ１９までの間に設けられていればよい。熱交換器下流温度センサ１９１は、例えばサーミスタ等を含んで形成されている。熱交換器下流温度センサ１９１は、この発明の「着霜検出センサ」に相当するものである。熱交換器下流温度センサ１９１が検出した温度を利用することで、熱源側熱交換器１５の着霜を検出することができる。なぜなら、熱源側熱交換器１５に着霜が生じると、熱源側熱交換器１５の熱交換効率が低減するため、冷媒の温度が上昇しない。なお、「着霜検出センサ」は、熱交換器下流温度センサ１９１に限定されず、熱源側熱交換器１５の着霜を検出することができるものであればよい。
【００２２】
熱媒体熱交換器１３が熱媒体を冷却する冷却運転を行うときの冷媒回路１７の動作について説明する。冷却運転時は、流路切替装置１２が実線の状態に切り替えられている。圧縮機１１で圧縮された高温高圧の冷媒は、熱源側熱交換器１５で凝縮しながら放熱する。熱源側熱交換器１５で凝縮した冷媒は、膨張弁１４で膨張する。膨張弁１４で膨張した冷媒は、熱媒体熱交換器１３で蒸発しながら熱媒体から吸熱し、熱媒体を冷却する。熱媒体熱交換器１３で蒸発した冷媒は、圧縮機１１に吸入され、再び圧縮される。
熱媒体熱交換器１３が熱媒体を加熱する加熱運転を行うときの冷媒回路１７の動作について説明する。加熱運転時は、流路切替装置１２が破線の状態に切り替えられている。圧縮機１１で圧縮された高温高圧の冷媒は、熱媒体熱交換器１３で凝縮しながら熱媒体に放熱し、熱媒体を加熱する。熱媒体熱交換器１３で凝縮した冷媒は、膨張弁１４で膨張する。膨張弁１４で膨張した冷媒は、熱源側熱交換器１５で蒸発する。熱源側熱交換器１５で蒸発した冷媒は、圧縮機１１に吸入され、再び圧縮される。
【００２３】
［室内機］
図１に示すように、ヒートポンプシステム１００は、第１の室内機５ａと第２の室内機５ｂと第３の室内機５ｃとを有している。この実施の形態の理解を容易にするため、第１の室内機５ａと第２の室内機５ｂと第３の室内機５ｃとを特に区別する必要がないときは、単に室内機５として説明を行う。
【００２４】
室内機５は、熱媒体の熱を利用して、空調空間の空調を行うものである。室内機５は、例えば空調空間の内部に設けられる。なお、ヒートポンプシステム１００は３台の室内機５を有するものに限定されず、１台以上の複数台の室内機５を有するものであればよい。複数台の室内機５は、熱媒体搬送路３０に互いに並列に接続されている。なお、複数台の室内機５は、熱媒体搬送路３０に直列に接続されてもよい。複数台の室内機５は、例えば、同一の部屋の空調を行うものであるが、複数台の室内機５のうちの２台以上が、異なる部屋の空調を行ってもよい。
【００２５】
図３に示すように、室内機５のそれぞれは、熱媒体が流れる利用側熱交換器５２と利用側熱交換器５２に送風を行う室内送風機５３とを有している。利用側熱交換器５２は、例えばフィンおよびチューブで形成されたフィンチューブ式の熱交換器である。室内送風機５３が動作することで、利用側熱交換器５２を通過して熱交換された空調空気が空調空間に吹き出される。なお、室内機５は、輻射方式の熱交換器、または給湯器等を有するものであってもよい。また、室内機５は、室温センサ５１を有している。室温センサ５１は、室内機５が吸入して、利用側熱交換器５２を通過する前の空気の温度を検出することで、室内の室内温度を検出する。
【００２６】
図１に示す熱媒体搬送路３０の動作について説明する。熱媒体搬送装置７が動作することで、熱媒体搬送路３０の熱媒体が搬送される。ヒートポンプ装置１に流入した熱媒体は、ヒートポンプ装置１の熱媒体熱交換器１３で冷媒と熱交換を行う。熱媒体熱交換器１３で熱交換された熱媒体は、室内機５に流入して、室内機５の利用側熱交換器５２で室内の空気と熱交換を行う。利用側熱交換器５２で熱交換された熱媒体は、再びヒートポンプ装置１に流入する。
【００２７】
［ヒートポンプシステムの制御系統］
図４は、図１に記載のヒートポンプシステムの制御系統の一例を示す図である。図４に示すように、複数のヒートポンプ装置１と複数の室内機５と熱媒体搬送装置７と代表温度センサ２０とは、伝送路６０で接続されており通信を行うことができる。伝送路６０は、例えば伝送線で形成された有線方式であるが、伝送線を用いない無線方式であってもよい。第１のヒートポンプ装置１ａは、制御装置６を有している。制御装置６は、ヒートポンプシステム１００の全体の制御を行うものである。制御装置６は、例えば、マイクロコンピュータなどで構成されている。図４の例では、制御装置６が第１のヒートポンプ装置１ａに設けられている。なお、制御装置６は、ヒートポンプ装置１の何れか、または室内機５の何れかに設けられていればよい。また、制御装置６は、ヒートポンプ装置１および室内機５の外部に設けられたリモートコントローラ（図示を省略）に設けられていてもよい。また、制御装置６は、ヒートポンプ装置１または室内機５のうちの複数に設けられ、協調してヒートポンプシステム１００の全体の制御を行うものであってもよい。
【００２８】
制御装置６は、例えば、熱媒体温度センサ２が検出した温度と、室温センサ５１が検出した室内温度と、室内の設定温度とを利用して、それぞれのヒートポンプ装置１の圧縮機１１、膨張弁１４、もしくは熱源側送風機１８、熱媒体搬送装置７、またはそれぞれの室内機５の室内送風機５３等の制御を行う。室内の設定温度は、ヒートポンプシステム１００が空調を行う室内の目標の温度であり、例えば、ユーザによってリモートコントローラ（図示を省略）から入力されており、制御装置６が記憶している。
【００２９】
例えば、制御装置６は、室内の設定温度と、室温センサ５１が検出した室内温度と、熱媒体温度センサ２が検出した温度とを利用することで、室温センサ５１が検出する室内温度が設定温度から遠ざからないように冷媒回路１７または室内機５の制御を行う。室温センサ５１が検出する室内温度が設定温度から遠ざからないようにヒートポンプシステム１００の制御を行うことで、空調空間の快適性が向上する。
【００３０】
また、例えば、制御装置６は、１つ以上の熱媒体熱交換器１３から流出した熱媒体の温度を用いて、他の熱媒体熱交換器１３から流出する熱媒体の目標温度を決定する。複数のヒートポンプ装置１のそれぞれが協調して室内機５に流入する熱媒体の温度を制御することで、室内機５に流入する熱媒体の温度の制御を高精度化することができる。また、複数のヒートポンプ装置１のそれぞれが協調して室内機５に流入する熱媒体の温度を制御することで、過剰な冷却および加熱を抑制することができるため、低消費電力化を実現することができる。
【００３１】
また、例えば、制御装置６は、熱媒体温度センサ２が検出した温度が、室内の設定温度および室温センサ５１が検出した室内温度よりも高いとき、または室内の設定温度および室温センサ５１が検出した室内温度よりも低いときに、室内送風機５３の送風を止める制御を実行する。上記の場合は、室内送風機５３の送風を止めることで、室温センサ５１が検出する室内温度が設定温度から遠ざかることを抑制することができる。室温センサ５１が検出する室内温度が、設定温度から遠ざかることを抑制することで、室内の快適性を向上することができる。
【００３２】
また、例えば、熱媒体温度センサ２が検出した温度が、室内の設定温度よりも高く且つ室温センサ５１が検出した室内温度よりも低いとき、または室内の設定温度よりも低く室温センサ５１が検出した室内温度よりも高いときは、室内送風機５３の送風を行う。上記の場合は、室内送風機５３が送風を行うことで、室温センサ５１が検出する室内温度が設定温度に近づくため、室内の快適性が向上する。
【００３３】
ヒートポンプシステム１００が室内の暖房を行う暖房モード運転を実行するときは、ヒートポンプ装置１が加熱運転を行う。ヒートポンプ装置１が加熱運転を行うときは、熱源側熱交換器１５が蒸発器として機能するため、熱源側熱交換器１５に着霜が生じることがある。熱源側熱交換器１５に着霜が生じると、熱源側熱交換器１５の熱交換効率が低下するため、熱源側熱交換器１５の霜を溶かす除霜を行う。熱源側熱交換器１５の除霜を行うときは、例えば、熱源側熱交換器１５を凝縮器として機能させ、熱媒体熱交換器１３を蒸発器として機能させる。熱媒体熱交換器１３が蒸発器として機能することで、熱媒体が冷却される。熱媒体が冷却されて室内機５に流入する熱媒体の温度が低下すると、室内の快適性が悪化するおそれがある。そこで、この実施の形態のヒートポンプシステム１００は以下の制御を行う。
【００３４】
図５は、図１に記載のヒートポンプシステムの動作の一例を示す図である。図５に示す時刻ｔ１において、ヒートポンプシステム１００は、暖房モード運転を行っており、例えば第１のヒートポンプ装置１ａ〜第４のヒートポンプ装置１ｄが熱媒体を加熱する加熱運転を行っている。第１のヒートポンプ装置１ａ〜第４のヒートポンプ装置１ｄは、例えば、第１の流出温度センサ２ａ〜第４の流出温度センサ２ｄが検出する熱媒体温度Ｔｍが目標温度Ｔｕとなるように制御されている。目標温度Ｔｕは、例えば、室温センサ５１が検出した室内温度と室内の設定温度とに基づいて決まるものであり、制御装置６が記憶している。
【００３５】
時刻ｔ２にて、ヒートポンプシステム１００は、第１のヒートポンプ装置１ａの除霜のタイミングが近づき、第１のヒートポンプ装置１ａの除霜準備を行うことを検出する。例えば、制御装置６は、第１のヒートポンプ装置１ａの熱源側熱交換器１５の着霜量が、第１の着霜量Ａよりも多くなると、第１のヒートポンプ装置１ａの除霜準備を行うことを検出する。例えば、制御装置６は、図２に示す熱交換器下流温度センサ１９１の検出値Ｔｈが、閾値温度Ｔａよりも低くなると、熱源側熱交換器１５の着霜量が、第１の着霜量Ａよりも多くなったと判断する。
【００３６】
図５に示す時刻ｔ３にて、ヒートポンプシステム１００は、蓄熱モード運転を実行する。なお、時刻ｔ２と時刻ｔ３とは、実質的に同時刻である。すなわち、時刻ｔ２で除霜準備を検出すると直ぐに時刻ｔ３で蓄熱モード運転を実行する。ヒートポンプシステム１００は、蓄熱モード運転において、暖房モード運転のときと比較して、熱媒体の温度を上昇させる。例えば、蓄熱モード運転のときは、暖房モード運転のときと比較して、圧縮機１１の回転数を高くする。また、例えば、蓄熱モード運転のときは、暖房モード運転のときと比較して、加熱運転を行うヒートポンプ装置１の台数を増加する。蓄熱モード運転では、例えば第１のヒートポンプ装置１ａ〜第４のヒートポンプ装置１ｄは、第１の流出温度センサ２ａ〜第４の流出温度センサ２ｄが検出する熱媒体温度Ｔｍが目標温度Ｔｕ＋αとなるように制御される。補正値αは、例えば予め設定されており、制御装置６が記憶している。ヒートポンプシステム１００が蓄熱モード運転を行っているときは、室内送風機５３の送風量を小さくするとよい。なぜなら、蓄熱モード運転のときは、暖房モード運転のときと比較して、熱媒体の温度が高いため、室内の温度が室内の設定温度よりも上昇するおそれがある。
【００３７】
時刻ｔ４にて、ヒートポンプシステム１００は、第１のヒートポンプ装置１ａの除霜を開始することを検出する。例えば、制御装置６は、第１のヒートポンプ装置１ａの熱源側熱交換器１５の着霜量が、第１の着霜量Ａよりも多い第２の着霜量Ｂよりも多くなると、第１のヒートポンプ装置１ａの除霜を開始することを検出する。例えば、制御装置６は、図２に示す熱交換器下流温度センサ１９１の検出値Ｔｈが、閾値温度Ｔａよりも低い温度に対応する閾値温度Ｔｂよりも低くなると、熱源側熱交換器１５の着霜量が、第２の着霜量よりも多くなったと判断する。
【００３８】
時刻ｔ５にて、ヒートポンプシステム１００は、除霜モード運転を実行する。なお、時刻ｔ４と時刻ｔ５とは、実質的に同時刻である。すなわち、時刻ｔ４で除霜開始を検出すると直ぐに時刻ｔ５で除霜モード運転を実行する。ヒートポンプシステム１００が第１のヒートポンプ装置１ａの除霜運転を行うときは、第１のヒートポンプ装置１ａが除霜運転を行い、例えば第２のヒートポンプ装置１ｂ〜第４のヒートポンプ装置１ｄが加熱運転を行う。
除霜を行わない第２のヒートポンプ装置１ｂ〜第４のヒートポンプ装置１ｄは、例えば、第２の流出温度センサ２ｂ〜第４の流出温度センサ２ｄが検出する熱媒体温度Ｔｍが目標温度Ｔｕ＋αとなるように制御される。例えば、除霜モード運転を実行するときは、暖房モード運転のときと比較して、除霜を行わないヒートポンプ装置１の圧縮機１１の回転数を高くする。また、例えば、除霜モード運転を実行するときは、暖房モード運転のときと比較して、加熱運転を行うヒートポンプ装置１の台数を増加する。
制御装置６は、除霜を行わない第２のヒートポンプ装置１ｂ〜第４のヒートポンプ装置１ｄから流出した熱媒体の熱媒体温度Ｔｍを用いて、除霜を行う第１のヒートポンプ装置１ａから流出する熱媒体の目標温度Ｔｕ−βを決定する。例えば、除霜を行う第１のヒートポンプ装置１ａから流出する熱媒体の目標温度Ｔｕ−βは、代表温度センサ２０が検出する室内機流入温度Ｔｉが除霜運転時目標熱媒体温度Ｔｏ以上となるように決定される。なお、除霜を行うヒートポンプ装置１の台数を低減し、または除霜を行うヒートポンプ装置１の圧縮機１１の回転数を低くすることで、代表温度センサ２０が検出する室内機流入温度Ｔｉが上昇する。室内機５に流入する熱媒体の温度を除霜運転時目標熱媒体温度Ｔｏ以上とすることで、室内の温度の低下を抑制することができるため、室内の快適性を向上させることができる。
例えば、除霜運転時目標熱媒体温度Ｔｏは、室内の設定温度Ｔｓまたは室温センサ５１が検出した室内温度Ｔｒ以上である。室内機５に流入する熱媒体の温度を設定温度Ｔｓ以上とすることで、室内が設定温度Ｔｓ以上の温度の熱媒体で暖められるため、室内の快適性が向上する。室内機５に流入する熱媒体の温度を室温センサ５１が検出した室内温度Ｔｒ以上とすることで、室温センサ５１が検出する室内温度Ｔｒが低下しないため、室内の快適性の低下を抑制することができる。
なお、除霜運転時目標熱媒体温度Ｔｏは、室温センサ５１が検出した室内温度Ｔｒ以上であることが好ましいが、除霜運転時目標熱媒体温度Ｔｏが、室温センサ５１が検出した室内温度Ｔｒ未満となることがある。例えば、複数台のヒートポンプ装置１の除霜を同時に行うとき、または急速に除霜を行う必要性があるとき等である。除霜運転時目標熱媒体温度Ｔｏが室温センサ５１の検出した室内温度Ｔｒ未満となるときは、室内送風機５３を動作させることで室温が低下して室内の快適性が低下する。そこで、除霜運転時目標熱媒体温度Ｔｏが室温センサ５１の検出した室内温度Ｔｒ未満となるときは、室内送風機５３を停止して、室内の快適性の低下を抑制する。
【００３９】
時刻ｔ６までに第１のヒートポンプ装置１ａの除霜が完了し、時刻ｔ６にて、暖房モード運転を再開する。すなわち、除霜運転を行っていた第１のヒートポンプ装置１ａの運転が、時刻ｔ６にて暖房運転に切り替えられる。なお、第１のヒートポンプ装置１ａの除霜完了は、例えば、図２に示す熱交換器下流温度センサ１９１の検出値Ｔｈが、閾値温度Ｔｆよりも低くなると、熱源側熱交換器１５の着霜がなくなったと判断する。
【００４０】
図６は、図１に記載のヒートポンプ装置の動作の一例を示す図である。ステップＳ０２にて、ヒートポンプ装置１は、熱媒体を加熱する加熱運転を実行している。ステップＳ０４にて、熱源側熱交換器１５の着霜量が第１の着霜量以下であるときは、ステップＳ０２にて、加熱運転を継続する。ステップＳ０４にて、着霜量が第１の着霜量よりも多くなると、ステップＳ０６にて、ヒートポンプ装置１は、蓄熱運転を実行する。ステップＳ０８にて、熱源側熱交換器１５の着霜量が第２の着霜量以下であるときは、ステップＳ０４に戻る。ステップＳ０８にて、熱源側熱交換器１５の着霜量が第２の着霜量よりも多くなると、ステップＳ１０にて、ヒートポンプ装置１は、除霜運転を実行する。除霜運転が完了すると、ステップＳ０２に戻り、ヒートポンプ装置１は、加熱運転を再開する。
【００４１】
上記のように、この実施の形態の例のヒートポンプシステム１００は、暖房モード運転を実行した後且つ除霜モード運転を実行する前に、暖房モード運転のときよりも熱媒体の温度を高くする蓄熱モード運転を実行する。この実施の形態の例では、除霜モード運転を実行する前の蓄熱モード運転で、熱媒体を暖めておくため、除霜モード運転時に熱媒体の温度の低下を抑制することができる。除霜モード運転時の熱媒体の温度の低下を抑制することで、除霜モード運転時の室内の温度低下を抑制することができるため、室内の快適性が向上する。
【００４２】
この発明は、上記の実施の形態に限定されるものではなく、この発明の範囲内で種々に改変することができる。すなわち、上記の実施の形態の構成を適宜改良してもよく、また、少なくとも一部を他の構成に代替させてもよい。さらに、その配置について特に限定のない構成要件は、実施の形態で開示した配置に限らず、その機能を達成できる位置に配置することができる。
【００４３】
例えば、上記では、第１のヒートポンプ装置１ａの除霜運転を行う例の説明を行ったが、第２のヒートポンプ装置１ｂ〜第４のヒートポンプ装置１ｄに着霜が生じたときは、第２のヒートポンプ装置１ｂ〜第４のヒートポンプ装置１ｄの除霜運転を行うことができる。また、上記では、１台のヒートポンプ装置１の除霜を行う例の説明を行ったが、２台以上のヒートポンプ装置１の除霜を同時に行うことができる。
【００４４】
また、例えば、上記では、熱源側熱交換器１５を凝縮器として機能させ熱媒体熱交換器１３を蒸発器として機能させてヒートポンプ装置１の除霜運転を行う例の説明を行ったが、熱源側熱交換器１５を凝縮器として機能させ熱媒体熱交換器１３に冷媒を流さないで除霜運転を行う構成とすることができる。また、ヒートポンプ装置１は、電気ヒータ等を利用して除霜を行う構成とすることができる。
【００４５】
また、上記では、熱源側熱交換器１５の着霜の量を検出して、蓄熱モード運転および除霜モード運転を実行する例の説明を行ったが、ヒートポンプシステム１００は、予め設定されたスケジュールにしたがって蓄熱モード運転および除霜モード運転を実行するものであってもよい。例えば、ヒートポンプシステム１００は、予め設定された時刻になると蓄熱モード運転を実行し、予め設定された時刻になると除霜モード運転を実行する構成とすることができる。また、例えば、ヒートポンプシステム１００は、熱源側熱交換器１５の着霜を検出すると、予め設定された設定時間の間、蓄熱モード運転を実行し、予め設定された設定時間の間、除霜モード運転を実行する構成とすることができる。
【符号の説明】
【００４６】
１  ヒートポンプ装置、１ａ  第１のヒートポンプ装置、１ｂ  第２のヒートポンプ装置、１ｃ  第３のヒートポンプ装置、１ｄ  第４のヒートポンプ装置、２  熱媒体温度センサ、２ａ  第１の流出温度センサ、２ｂ  第２の流出温度センサ、２ｃ  第３の流出温度センサ、２ｄ  第４の流出温度センサ、３  熱媒体配管、５  室内機、５ａ  第１の室内機、５ｂ  第２の室内機、５ｃ  第３の室内機、６  制御装置、７  熱媒体搬送装置、１１  圧縮機、１２  流路切替装置、１３  熱媒体熱交換器、１３ａ  冷媒流路、１３ｂ  熱媒体流路、１４  膨張弁、１５  熱源側熱交換器、１６  冷媒配管、１７  冷媒回路、１８  熱源側送風機、１９  アキュムレータ、２０  代表温度センサ、３０  熱媒体搬送路、５１  室温センサ、５１ａ  第１の室温センサ、５１ｂ  第２の室温センサ、５１ｃ  第３の室温センサ、５２  利用側熱交換器、５３  室内送風機、６０  伝送路、１００  ヒートポンプシステム、１９１  熱交換器下流温度センサ。
【図１】
2019171485.tif 000003
【図２】
2019171485.tif 000004
【図３】
2019171485.tif 000005
【図４】
2019171485.tif 000006
【図５】
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【図６】
2019171485.tif 000008
【手続補正書】
【提出日】令和2年7月1日(2020.7.1)
【手続補正１】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０００６
【補正方法】変更
【補正の内容】
【０００６】
この発明に係るヒートポンプシステムは、圧縮機と、冷媒流路と熱媒体流路とを有する熱媒体熱交換器の前記冷媒流路と、膨張弁と、熱源側熱交換器とが接続された冷媒回路と、前記熱媒体熱交換器の前記熱媒体流路と接続された熱媒体搬送路と、前記熱媒体搬送路と接続され、室内送風機を有し、部屋の内部の室内の空調を行う室内機と、前記室内の室内温度を検出する室温センサと、前記室内機に流入する熱媒体の温度を検出する熱媒体温度センサと、前記室内の設定温度と、前記室温センサが検出した室内温度と、前記熱媒体温度センサが検出した温度とを用いて、前記室温センサが検出する室内温度が前記設定温度から遠ざからないように前記室内送風機の送風量の制御を行う制御装置とを有する。
【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、冷媒流路と熱媒体流路とを有する熱媒体熱交換器の前記冷媒流路と、膨張弁と、熱源側熱交換器とが接続された冷媒回路と、
前記熱媒体熱交換器の前記熱媒体流路と接続された熱媒体搬送路と、
前記熱媒体搬送路と接続され、室内送風機を有し、部屋の内部の室内の空調を行う室内機と、
前記室内の室内温度を検出する室温センサと、
前記室内機に流入する熱媒体の温度を検出する熱媒体温度センサと、
前記室内の設定温度と、前記室温センサが検出した室内温度と、前記熱媒体温度センサが検出した温度とを用いて、前記室温センサが検出する室内温度が前記設定温度から遠ざからないように前記室内送風機の送風量の制御を行う制御装置とを有する、ヒートポンプシステム。
【請求項２】
複数の前記冷媒回路を有する、
請求項１に記載のヒートポンプシステム。
【請求項３】
前記熱媒体温度センサは、複数の前記熱媒体熱交換器のそれぞれから流出した熱媒体の温度を検出する、複数の流出温度センサを有する、
請求項２に記載のヒートポンプシステム。
【請求項４】
複数の前記冷媒回路は、前記熱媒体搬送路に互いに並列に接続されており、
前記熱媒体温度センサは、複数の前記熱媒体熱交換器の全てを通過し前記室内機に流入する前の熱媒体の温度を検出する、代表温度センサを有する、
請求項３に記載のヒートポンプシステム。
【請求項５】
前記制御装置は、１つ以上の前記熱媒体熱交換器から流出した熱媒体の温度を用いて、該１つ以上の熱媒体熱交換器以外の前記熱媒体熱交換器から流出する熱媒体の目標温度を決定する、
請求項３または請求項４に記載のヒートポンプシステム。
【請求項６】
前記制御装置は、１つ以上の前記熱源側熱交換器の除霜を行う除霜モード運転を実行する、
請求項２〜請求項５の何れか一項に記載のヒートポンプシステム。
【請求項７】
前記制御装置は、前記除霜モード運転を実行するときに、前記除霜モード運転を行う前と比較して、除霜を行わない前記熱源側熱交換器と接続された前記圧縮機の回転数を高くする、
請求項６に記載のヒートポンプシステム。
【請求項８】
前記制御装置は、当該ヒートポンプシステムが前記部屋の暖房を行う暖房モード運転を実行した後且つ前記除霜モード運転を実行する前に、前記暖房モード運転のときよりも熱媒体の温度を高くする蓄熱モード運転を実行する、
請求項６または請求項７に記載のヒートポンプシステム。
【請求項９】
前記熱源側熱交換器の着霜を検出する着霜検出センサを有し、
前記制御装置は、前記着霜検出センサの検出結果を利用して、前記熱源側熱交換器の着霜の量が第１の着霜量よりも多くなったと判断すると前記蓄熱モード運転を実行する、
請求項８に記載のヒートポンプシステム。
【請求項１０】
前記制御装置は、前記熱源側熱交換器の着霜の量が前記第１の着霜量よりも多い第２の着霜量よりも多くなったと判断すると前記除霜モード運転を実行する、
請求項９に記載のヒートポンプシステム。
【請求項１１】
前記着霜検出センサは、前記熱源側熱交換器で熱交換された冷媒の温度を検出する熱交換器下流温度センサを有する、
請求項９または請求項１０に記載のヒートポンプシステム。
【請求項１２】
前記制御装置は、前記除霜モード運転を実行するときに、前記熱媒体温度センサが検出する温度を、除霜運転時目標熱媒体温度以上に維持する、
請求項６〜請求項１１の何れか一項に記載のヒートポンプシステム。
【請求項１３】
前記除霜運転時目標熱媒体温度は、前記設定温度または前記室温センサが検出した室内温度以上の温度に設定される、
請求項１２に記載のヒートポンプシステム。
【請求項１４】
前記室内機は、熱媒体が流れる利用側熱交換器を有し、前記室内送風機は、前記利用側熱交換器に送風を行ない、
前記制御装置は、
前記熱媒体温度センサが検出した温度が、前記設定温度および前記室温センサが検出した室内温度よりも高いとき、または前記設定温度および前記室温センサが検出した室内温度よりも低いときに、前記室内送風機の送風を止め、
前記熱媒体温度センサが検出した温度が、前記設定温度よりも高くおよび前記室温センサが検出した室内温度よりも低いとき、または前記設定温度よりも低くおよび前記室温センサが検出した室内温度よりも高いときに、前記室内送風機の送風を行う
請求項１〜請求項１３の何れか一項に記載のヒートポンプシステム。
【請求項１５】
前記冷媒回路は、前記熱媒体熱交換器が熱媒体を加熱する加熱運転と前記熱媒体熱交換器が熱媒体を冷却する冷却運転とで冷媒が流れる向きを変更する流路切替装置を有する、  請求項１〜請求項１４の何れか一項に記載のヒートポンプシステム。
【請求項１６】
圧縮機と、冷媒流路と熱媒体流路とを有する熱媒体熱交換器の前記冷媒流路と、膨張弁と、熱源側熱交換器とが接続された冷媒回路と、
前記熱媒体熱交換器の前記熱媒体流路と接続された熱媒体搬送路と、
前記熱媒体搬送路と接続され、部屋の内部の室内の空調を行う室内機と、
前記室内機に流入する熱媒体の温度を検出する熱媒体温度センサと、
前記冷媒回路または前記室内機の制御を行う制御装置とを有し、
複数の前記冷媒回路を有するものであり、
前記熱媒体温度センサは、複数の前記熱媒体熱交換器のそれぞれから流出した熱媒体の温度を検出する、複数の流出温度センサを有し、
前記制御装置は、１つ以上の前記熱媒体熱交換器から流出した熱媒体の温度を用いて、該１つ以上の熱媒体熱交換器以外の前記熱媒体熱交換器から流出する熱媒体の目標温度を決定する、ヒートポンプシステム。
【国際調査報告】
2019171485.tif 000009
2019171485.tif 000010
2019171485.tif 000011
2019171485.tif 000012