(57)【要約】  蓄熱システムは、冷媒を圧縮する圧縮機と、熱媒体を貯留する蓄熱槽と、蓄熱槽の外部に配置され、圧縮機により圧縮された冷媒の熱を用いて熱媒体を加熱する熱交換手段と、蓄熱槽から流出する熱媒体を熱交換手段へ送る送り通路と、熱交換手段により加熱された熱媒体を蓄熱槽内に戻す戻り通路と、熱媒体を循環させるポンプとを有する蓄熱回路と、熱交換手段により加熱された熱媒体を蓄熱槽内に蓄積する蓄熱運転の初期に圧縮機の運転周波数を制御する初期運転を実行可能な制御手段とを備える。初期運転は、運転周波数を第一周波数に保つ第一運転と、第一運転よりも後において、運転周波数を第一周波数よりも高い第二周波数に保つ第二運転とを含む。
2020230203.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
冷媒を圧縮する圧縮機と、
熱媒体を貯留する蓄熱槽と、
前記蓄熱槽の外部に配置され、前記圧縮機により圧縮された前記冷媒の熱を用いて前記熱媒体を加熱する熱交換手段と、
前記蓄熱槽から流出する前記熱媒体を前記熱交換手段へ送る送り通路と、前記熱交換手段により加熱された前記熱媒体を前記蓄熱槽内に戻す戻り通路と、前記熱媒体を循環させるポンプとを有する蓄熱回路と、
前記熱交換手段により加熱された前記熱媒体を前記蓄熱槽内に蓄積する蓄熱運転の初期に前記圧縮機の運転周波数を制御する初期運転を実行可能な制御手段と、
を備え、
前記初期運転は、前記運転周波数を第一周波数に保つ第一運転と、前記第一運転よりも後において、前記運転周波数を前記第一周波数よりも高い第二周波数に保つ第二運転とを含む蓄熱システム。
【請求項２】
前記熱交換手段から流出する前記熱媒体の温度である出口温度を検出する出口温度検出手段を備え、
前記制御手段は、前記出口温度が目標温度に達すると、前記第一運転を終了する請求項１に記載の蓄熱システム。
【請求項３】
前記熱交換手段から流出する前記熱媒体の温度である出口温度を検出する出口温度検出手段を備え、
前記制御手段は、前記出口温度が目標温度に等しくなるように、前記ポンプを用いて前記熱媒体の流量を制御する請求項１または請求項２に記載の蓄熱システム。
【請求項４】
前記制御手段は、前記目標温度と前記出口温度との差である出口温度偏差に応じて前記ポンプの速度を補正し、
第一感度は、前記出口温度偏差を前記ポンプの速度の低下に反映させる感度であり、
第二感度は、前記出口温度偏差を前記ポンプの速度の上昇に反映させる感度であり、
前記第一運転のとき、前記第一感度が前記第二感度よりも低い請求項２または請求項３に記載の蓄熱システム。
【請求項５】
前記制御手段は、前記目標温度と前記出口温度との差である出口温度偏差に応じて前記ポンプの速度を補正し、
前記第一運転のときに前記出口温度偏差が前記ポンプの速度の変化に反映される感度は、前記第二運転のときに前記出口温度偏差が前記ポンプの速度の変化に反映させる感度よりも低い請求項２から請求項４のいずれか一項に記載の蓄熱システム。
【請求項６】
前記冷媒を減圧させる減圧装置と、
前記圧縮機から吐出される前記冷媒の温度である吐出冷媒温度を検出する冷媒温度検出手段と、
を備え、
前記吐出冷媒温度の目標値と、前記吐出冷媒温度との差は、冷媒温度偏差であり、
前記制御手段は、前記冷媒温度偏差に応じて前記減圧装置の開度である減圧装置開度を補正し、
前記第一運転のときに前記冷媒温度偏差が前記減圧装置開度の変化に反映される感度は、前記第二運転のときに前記冷媒温度偏差が前記減圧装置開度の変化に反映される感度よりも高い請求項１から請求項５のいずれか一項に記載の蓄熱システム。
【請求項７】
前記初期運転は、前記第一運転と前記第二運転との間において前記運転周波数を前記第一周波数から前記第二周波数へ徐々に上昇させる移行運転を含む請求項１から請求項６のいずれか一項に記載の蓄熱システム。
【請求項８】
前記蓄熱槽に貯留された前記熱媒体の温度分布を検出する温度分布検出手段と、
前記制御手段は、前記蓄熱運転により前記蓄熱槽に蓄える目標蓄熱量と、前記温度分布とに応じて、前記初期運転を実行するか否かを決定する請求項１から請求項７のいずれか一項に記載の蓄熱システム。
【請求項９】
前記制御手段は、夜間時間帯に前記蓄熱運転を行う場合には前記初期運転を実行し、前記夜間時間帯以外の時間帯に前記蓄熱運転を行う場合には前記初期運転を実行しない請求項１から請求項８のいずれか一項に記載の蓄熱システム。
【請求項１０】
二酸化炭素を前記冷媒として用いる請求項１から請求項９のいずれか一項に記載の蓄熱システム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、蓄熱システムに関する。
【背景技術】
【０００２】
下記特許文献１には、貯湯槽を備えたヒートポンプ給湯機が開示されている。特許文献１の図１０には、圧縮機の起動後、圧縮機の運転周波数を、目標の運転周波数まで直線的に上昇させることが開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】日本特開２００５−１３４０７０号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
圧縮機の起動後、圧縮機の温度及び熱交換器の温度がまだ低いときには、ヒートポンプから流出する湯の温度が目標値を下回る。そのような低温の湯が貯湯槽に流入する量が多いほど、蓄熱運転のエネルギー消費効率が低下する傾向がある。特許文献１の技術では、蓄熱運転の開始時に貯湯槽に流入する低温の湯の量が多くなりやすいので、エネルギー消費効率が低下しやすいという課題がある。【０００５】
本発明は、上述のような課題を解決するためになされたもので、蓄熱運転のエネルギー消費効率の低下を防止する上で有利になる蓄熱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】
【０００６】
本発明の蓄熱システムは、冷媒を圧縮する圧縮機と、熱媒体を貯留する蓄熱槽と、蓄熱槽の外部に配置され、圧縮機により圧縮された冷媒の熱を用いて熱媒体を加熱する熱交換手段と、蓄熱槽から流出する熱媒体を熱交換手段へ送る送り通路と、熱交換手段により加熱された熱媒体を蓄熱槽内に戻す戻り通路と、熱媒体を循環させるポンプとを有する蓄熱回路と、熱交換手段により加熱された熱媒体を蓄熱槽内に蓄積する蓄熱運転の初期に圧縮機の運転周波数を制御する初期運転を実行可能な制御手段と、を備え、初期運転は、運転周波数を第一周波数に保つ第一運転と、第一運転よりも後において、運転周波数を第一周波数よりも高い第二周波数に保つ第二運転とを含むものである。
【発明の効果】
【０００７】
本発明によれば、蓄熱運転のエネルギー消費効率の低下を防止する上で有利になる蓄熱システムを提供することが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【０００８】
【図１】実施の形態１による蓄熱システムを示す図である。
【図２】蓄熱運転の初期における圧縮機周波数、出湯温度、加熱能力、水流量、及び消費電力の時間的な変化の例を示すグラフである。
【図３】蓄熱運転の終期における入水温度、出湯温度、加熱能力、水流量、消費電力、及びＣＯＰの時間的な変化の例を示すグラフである。
【図４】実施の形態１による蓄熱運転の初期における圧縮機周波数、出湯温度、加熱能力、水流量、消費電力、及び出口冷媒温度の時間的な変化の例を示すグラフである。
【図５】実施の形態２による蓄熱運転の初期における圧縮機周波数、出湯温度、加熱能力、水流量、消費電力、及び出口冷媒温度の時間的な変化の例を示すグラフである。
【図６】実施の形態４による蓄熱運転の初期における圧縮機周波数、吐出冷媒温度、出湯温度、加熱能力、水流量、消費電力、及び出口冷媒温度の時間的な変化の例を示すグラフである。
【図７】実施の形態５において制御装置が実行する処理を示すフローチャートである。
【図８】実施の形態６において制御装置が実行する処理を示すフローチャートである。
【発明を実施するための形態】
【０００９】
以下、図面を参照して実施の形態について説明する。各図において共通または対応する要素には、同一の符号を付して、重複する説明を簡略化または省略する。
【００１０】
実施の形態１．
図１は、実施の形態１による蓄熱システムを示す図である。図１に示すように、実施の形態１による蓄熱システム１は、制御装置１０と、ヒートポンプユニット１１と、貯湯タンク２を有するタンクユニット１２とを備えている。実施の形態１による蓄熱システム１は、貯湯式給湯システムとして用いられることに適している。ヒートポンプユニット１１は、室外に配置される。タンクユニット１２は、室外に配置されてもよいし、室内に配置されてもよい。ヒートポンプユニット１１とタンクユニット１２との間は、配管と、電気ケーブル（図示省略）とを介して接続されている。
【００１１】
制御装置１０は、蓄熱システム１の動作を制御する制御手段に相当する。蓄熱システム１が備える各アクチュエータ及び各センサは、制御装置１０に対して電気的に接続されている。制御装置１０は、一日のうちの時間を管理するタイマー機能を有していてもよい。また、制御装置１０は、年月日を管理するカレンダー機能を有していてもよい。制御装置１０は、ユーザーインターフェース装置（図示省略）と通信可能であってもよい。図示の例では、ヒートポンプユニット１１内に制御装置１０が配置されている。
【００１２】
制御装置１０の各機能は、処理回路により実現されてもよい。制御装置１０の処理回路は、少なくとも１つのプロセッサ１０ａと少なくとも１つのメモリ１０ｂとを備えてもよい。少なくとも１つのプロセッサ１０ａは、少なくとも１つのメモリ１０ｂに記憶されたプログラムを読み出して実行することにより、制御装置１０のそれぞれの各機能を実現してもよい。制御装置１０のそれぞれの処理回路は、少なくとも１つの専用のハードウェアを備えてもよい。図示の例のように単一の制御装置１０により動作が制御される構成に限定されるものではなく、複数の制御装置が連携することで動作を制御する構成にしてもよい。例えば、ヒートポンプユニット１１に設置された第一制御装置と、タンクユニット１２に設置された第二制御装置とが連携することで蓄熱システム１の動作を制御する構成にしてもよい。
【００１３】
貯湯タンク２は、ヒートポンプユニット１１により加熱された湯すなわち高温水と、ヒートポンプユニット１１により加熱される前の低温水とを貯留する。貯湯タンク２内には、温度の違いによる水の密度の差により、上側が高温で下側が低温となる温度成層が形成される。貯湯タンク２は、熱媒体を貯留する蓄熱槽に相当する。本実施の形態では、熱媒体として液体の水を用いる例について説明する。ただし、本開示において、例えば塩化カルシウム水溶液、エチレングリコール水溶液、プロピレングリコール水溶液、またはアルコールのような、水以外の液体を熱媒体として用いてもよい。貯湯タンク２は、熱の散逸を防止するための断熱材（図示省略）により覆われている。貯湯タンク２の形状は、特に限定されないが、例えば、鉛直方向を軸方向とする円筒状の形状でもよい。
【００１４】
ヒートポンプユニット１１は、圧縮機３と、水熱交換器４と、減圧装置５と、空気熱交換器６とが冷媒配管を介して環状に接続された冷媒回路を備えている。ヒートポンプユニット１１は、室外の空気を空気熱交換器６へ送風する送風機７をさらに備えている。ヒートポンプユニット１１は、冷媒回路を用いて、冷凍サイクルすなわちヒートポンプサイクルの運転を行う。圧縮機３は、冷媒ガスを圧縮する。冷媒は、例えば、二酸化炭素、アンモニア、プロパン、イソブタン、ＨＦＣなどのフロン、ＨＦＯ−１１２３、ＨＦＯ−１２３４ｙｆのいずれかでもよい。冷媒として二酸化炭素を用いた場合には、地球温暖化への影響を抑制する観点においてより有利になる。
【００１５】
水熱交換器４は、圧縮機３により圧縮された冷媒が流れる冷媒流路と、貯湯タンク２からの水が流れる水流路とを有している。水熱交換器４は、冷媒流路を流れる冷媒と、水流路を流れる水との間で熱を交換させることにより、水を加熱する。水熱交換器４は、貯湯タンク２の外部に配置されている。水熱交換器４は、圧縮機３により圧縮された冷媒の熱を用いて熱媒体を加熱する熱交換手段に相当している。
【００１６】
本開示における熱交換手段は、圧縮機３により圧縮された冷媒と水との間で直接に熱を交換させる水熱交換器４のような例に限定されない。図示を省略するが、熱交換手段は、例えば、冷媒から中継熱媒体を介して水を加熱するものでもよい。この場合、熱交換手段は、中継熱媒体と圧縮機３により圧縮された冷媒との間で熱を交換する第一熱交換器（図示省略）と、第一熱交換器により加熱された中継熱媒体と水との間で熱を交換する第二熱交換器（図示省略）と、第一熱交換器と第二熱交換器との間で中継熱媒体を循環させるポンプ（図示省略）とを備えてもよい。
【００１７】
減圧装置５は、水熱交換器４を通過した高圧冷媒を膨張させて減圧する。減圧装置５は、開度を調整可能な膨張弁でもよい。空気熱交換器６は、外気と、減圧装置５を通過した低圧冷媒との間で熱を交換することにより、低圧冷媒を蒸発させる。空気熱交換器６を通過した低圧冷媒ガスは、圧縮機３に流入する。
【００１８】
貯湯タンク２の下部と、水熱交換器４の水流路の入口との間は、送り通路１３を介して接続されている。送り通路１３の途中に水ポンプ８が接続されている。水熱交換器４の水流路の出口と、貯湯タンク２の上部との間は、戻り通路１４を介して接続されている。図示の例では、タンクユニット１２内に水ポンプ８が配置されている。図示の例に代えて、ヒートポンプユニット１１内に水ポンプ８が配置されてもよい。
【００１９】
貯湯タンク２の下部に給水管１５が接続されている。貯湯タンク２から給湯するための給湯管（図示省略）が貯湯タンク２の上部に接続されている。蓄熱システム１が使用されるときには、例えば上水道のような水源から供給される低温水が給水管１５を通って貯湯タンク２の下部に流入することにより、貯湯タンク２内は常に満水状態に維持される。給湯の際には、給水管１５からの圧力により、貯湯タンク２内の湯が給湯管へ流出する。それに伴い、同量の低温水が給水管１５から貯湯タンク２の下部に流入する。
【００２０】
水ポンプ８、送り通路１３、及び戻り通路１４により、蓄熱回路が形成される。水ポンプ８が運転されると、蓄熱回路に水が循環する。蓄熱システム１は、蓄熱運転を実行可能である。蓄熱運転は、蓄熱回路に水を循環させ、水熱交換器４により加熱された高温水を貯湯タンク２内に蓄積する運転である。蓄熱運転のときには、以下のようになる。水ポンプ８及びヒートポンプユニット１１が運転される。貯湯タンク２の下部から流出した水が、送り通路１３を通って水熱交換器４へ送られる。水熱交換器４により加熱された高温水は、戻り通路１４を通ってタンクユニット１２へ戻り、貯湯タンク２内の上部に流入する。このような蓄熱運転を行うことにより、貯湯タンク２の内部では、上部から下部へ向かって高温水が徐々に貯められていき、高温水と低温水との間の温度境界層が徐々に下へ移動していく。
【００２１】
以下の説明では、水熱交換器４から流出する水の温度を「出湯温度」と称する。出湯温度は、水熱交換器４から流出する熱媒体の温度である出口温度に相当している。戻り通路１４に設置された出湯温度センサ１６は、出湯温度を検出する。出湯温度センサ１６は、出口温度検出手段に相当している。
【００２２】
以下の説明では、圧縮機３から吐出される冷媒の温度を「吐出冷媒温度」と称する。圧縮機３の出口と水熱交換器４との間の冷媒通路に設置された吐出温度センサ１７は、吐出冷媒温度を検出する。吐出温度センサ１７は、冷媒温度検出手段に相当している。外気温度センサ１８は、空気熱交換器６へ流入する外気の温度を検出する。
【００２３】
貯湯タンク２には、複数の貯湯温度センサ１９が取り付けられている。これらの貯湯温度センサ１９は、高さが互いに異なる位置に配置されている。貯湯タンク２内の湯の鉛直方向についての温度分布を貯湯温度センサ１９により検出することができる。制御装置１０は、当該温度分布を用いて、貯湯タンク２内の残湯量及び蓄熱量を計算することができる。貯湯温度センサ１９は、貯湯タンク２に貯留された熱媒体の温度分布を検出する温度分布検出手段に相当している。
【００２４】
以下の説明では、出湯温度の目標値を「目標出湯温度」と称し、出湯温度センサ１６により検出される出湯温度を「実出湯温度」と称する。目標出湯温度は、例えば、６５℃から９０℃の範囲内にある値でもよい。
【００２５】
蓄熱運転のとき、制御装置１０は、実出湯温度が目標出湯温度に等しくなるように、水ポンプ８を用いて、蓄熱回路を流れる水の流量を制御する。この制御を以下「水流量フィードバック制御」と称する。水ポンプ８の動作速度を以下「ポンプ速度」と称する。ポンプ速度は、例えば水ポンプ８の回転速度でもよい。以下の説明では、蓄熱回路を流れる水の流量を単に「水流量」と称する。
【００２６】
水流量フィードバック制御では、例えば以下のようになる。実出湯温度が目標出湯温度よりも低い場合には、制御装置１０は、ポンプ速度を低下させることで、水流量を低下させる。実出湯温度が目標出湯温度よりも高い場合には、制御装置１０は、ポンプ速度を増加させることで、水流量を増加させる。水流量フィードバック制御によれば、実出湯温度を目標出湯温度に近づけることができる。
【００２７】
以下の説明では、水熱交換器４において時間当たりに冷媒が水に与える熱量を「加熱能力」と称する。加熱能力の単位は、例えばワットである。
【００２８】
制御装置１０は、圧縮機３の動作を制御する。圧縮機３の動作速度は、可変である。制御装置１０は、圧縮機３が備える電動機の運転周波数をインバーター制御により可変にすることで、圧縮機３の動作速度を可変にできる。圧縮機３の運転周波数が高いほど、圧縮機３の動作速度が高くなる。圧縮機３の動作速度が高いほど、冷媒循環量が高くなり、加熱能力が高くなる。以下、圧縮機３の運転周波数を「圧縮機周波数」と称する。
【００２９】
外気温度が高いほど、空気熱交換器６で冷媒が外気から吸収する熱量が高くなる。仮に圧縮機周波数を一定とした場合には、外気温度が高いほど、加熱能力が高くなる。
【００３０】
制御装置１０は、加熱能力の目標値と、外気温度センサ１８により検出される外気温度とに応じて、蓄熱運転における圧縮機３の動作速度あるいは運転周波数の目標値を決定してもよい。
【００３１】
以下、減圧装置５の開度を「減圧装置開度」と称する。また、吐出冷媒温度の目標値と、吐出温度センサ１７により検出される吐出冷媒温度との差を「冷媒温度偏差」と称する。制御装置１０は、冷媒温度偏差に応じて減圧装置開度を補正する。例えば、制御装置１０は、吐出温度センサ１７により検出される吐出冷媒温度が目標値に等しくなるように、減圧装置開度を補正する。
【００３２】
ヒートポンプユニット１１のエネルギー消費効率は、ヒートポンプユニット１１の消費電力に対する加熱能力の比として表される。本実施の形態では、エネルギー消費効率として、Ｃｏｅｆｆｉｃｉｅｎｔ  Ｏｆ  Ｐｅｒｆｏｒｍａｎｃｅ（ＣＯＰ）を用いる。以下の説明では、ヒートポンプユニット１１の消費電力を単に「消費電力」と称する。
【００３３】
送り通路１３から水熱交換器４に流入する水の温度を以下「入水温度」と称する。入水温度が高くなるにつれて、加熱能力が低下するので、ヒートポンプユニット１１のＣＯＰが低下する。
【００３４】
前述したように、貯湯タンク２の下部には給水管１５から未加熱の低温水が流入し、貯湯タンク２の上部にはヒートポンプユニット１１により加熱された高温水が流入する。貯湯タンク２内の高温水の層と低温水の層との間に、例えば３０℃〜５０℃程度の温度を有する中温水の層が生成する場合がある。蓄熱運転の実行中、貯湯タンク２の内部では、この中温水の層が徐々に下へ移動していく。蓄熱運転の終期に、中温水の層が貯湯タンク２内の最下部に到達すると、中温水が送り通路１３を通って水熱交換器４に流入する。その結果、入水温度が上昇するので、ＣＯＰが低下する。貯湯タンク２内の中温水が多いほど、蓄熱運転の終期に入水温度が上昇しやすいので、蓄熱運転の終期にＣＯＰが低下しやすい。このため、貯湯タンク２内の中温水が多くなることは好ましくない。
【００３５】
蓄熱運転の初期は、圧縮機３が起動直後であるため、圧縮機３の温度及び水熱交換器４の温度が低い。このため、蓄熱運転の初期には、目標出湯温度に満たない温度の湯が水熱交換器４から流出する。この状態を以下「低温出湯」と称する。低温出湯のときの水流量が高いほど、貯湯タンク２内の中温水が多くなりやすいので、蓄熱運転の終期にＣＯＰが低下しやすい。
【００３６】
本実施の形態において、制御装置１０は、蓄熱運転の初期に圧縮機周波数を制御する初期運転を実行可能である。初期運転は、圧縮機周波数を第一周波数に保つ第一運転と、第一運転よりも後において、圧縮機周波数を第一周波数よりも高い第二周波数に保つ第二運転とを含んでいる。本実施の形態であれば、初期運転を実行することで、低温出湯のときの水流量を低減できる。その結果、貯湯タンク２内の中温水の量を低減できるので、蓄熱運転の終期のＣＯＰの低下を軽減できる。この理由について、以下に説明する。
【００３７】
水側加熱能力Ｑｗは、水熱交換器４において時間当たりに水が受け取る熱量である。出湯温度をＴｗｏ、入水温度をＴｗｉ、水流量をＶｗ、水の比熱をＣｐｗとすると、水側加熱能力Ｑｗは、次式により算出できる。
Ｑｗ＝（Ｔｗｏ−Ｔｗｉ）×Ｖｗ×Ｃｐｗ  ・・・（１）
【００３８】
冷媒側加熱能力Ｑｒは、水熱交換器４において時間当たりに冷媒が失う熱量である。水熱交換器４に流入する冷媒のエンタルピをＥｉｎ、水熱交換器４から流出する冷媒のエンタルピをＥｏｕｔ、冷媒循環量をＲｃとすると、冷媒側加熱能力Ｑｒは、次式により算出できる。
Ｑｒ＝（Ｅｉｎ−Ｅｏｕｔ）×Ｒｃ  ・・・（２）
【００３９】
ここで、水熱交換器４から周囲の空気などに散逸する熱量を無視すると、水側加熱能力Ｑｗは、冷媒側加熱能力Ｑｒに等しい。圧縮機周波数を低減すると、冷媒循環量Ｒｃが低下するので、上記（２）式より、冷媒側加熱能力Ｑｒが低下する。それに伴って、水側加熱能力Ｑｗも低下する。ここで、入水温度Ｔｗｉは、環境条件に応じて決まるので、一定とみなせる。出湯温度Ｔｗｏは、前述したように、ポンプ速度によって制御される。したがって、水側加熱能力Ｑｗが低下すれば、上記（１）式より、水流量Ｖｗが低下する。
【００４０】
圧縮機３が起動すると、制御装置１０は、初期運転の第一運転を実行する。初期運転の第一運転において、制御装置１０は、圧縮機周波数を、第二周波数よりも低い第一周波数に維持する。これにより、初期運転の第一運転では、冷媒側加熱能力Ｑｒが低くなり、それに伴って水側加熱能力Ｑｗが低くなり、水流量Ｖｗが低くなる。このようにして、低温出湯のときの水流量Ｖｗを低減できる。その結果、貯湯タンク２内の中温水の量を低減できるので、蓄熱運転の終期のＣＯＰの低下を軽減できる。
【００４１】
図２は、蓄熱運転の初期における圧縮機周波数、出湯温度、加熱能力、水流量、及び消費電力の時間的な変化の例を示すグラフである。図３は、蓄熱運転の終期における入水温度、出湯温度、加熱能力、水流量、消費電力、及びＣＯＰの時間的な変化の例を示すグラフである。これらのグラフにおいて、実線は本実施の形態による例に相当し、破線は比較例に相当する。
【００４２】
図２に示すように、本実施の形態における制御装置１０は、時刻ｔ０から時刻ｔ１までの間には初期運転の第一運転を実行しており、時刻ｔ１以降では初期運転の第二運転を実行している。制御装置１０は、時刻ｔ１において、圧縮機周波数を第一周波数から第二周波数へ切り替えている。
【００４３】
比較例は、初期運転を実行することなく、圧縮機周波数を最初から第二周波数に保つ運転である。図２が示すとおり、本実施の形態であれば、蓄熱運転の初期における加熱能力、水流量、及び消費電力が比較例よりも低くなる。本実施の形態であれば、蓄熱運転の初期における水流量が比較例よりも低くなることで、貯湯タンク２内に溜まる中温水の量が比較例よりも少なくなる。
【００４４】
図３に示すように、比較例では、蓄熱運転の終期において、時刻ｔ２から入水温度が上昇し始める。入水温度の上昇に伴って、加熱能力及びＣＯＰが低下する。これとは対照的に、本実施の形態であれば、時刻ｔ２よりも遅い時刻ｔ３から入水温度が上昇し始める。このように、本実施の形態であれば、蓄熱運転の終期において入水温度が上昇し始めるタイミングを比較例よりも遅らせることができる。これは、貯湯タンク２内の中温水の量が比較例よりも少ないからである。本実施の形態であれば、蓄熱運転の終期におけるＣＯＰの低下を比較例よりも軽減することができる。
【００４５】
第二周波数の値は、蓄熱運転が安定状態に達したときに、目標とする加熱能力が得られるような値に相当している。本実施の形態であれば、初期運転において、圧縮機周波数を第二周波数に保つ第二運転を実行することで、蓄熱運転が安定状態に達したときに、目標とする加熱能力が得られる。
【００４６】
制御装置１０は、外気温度センサ１８により検出される外気温度に応じて、第二周波数の値を決定してもよい。例えば、制御装置１０は、外気温度が低いほど、第二周波数が高い値となるように第二周波数を決定してもよい。
【００４７】
制御装置１０は、実出湯温度が目標温度に達したことを条件として第一運転を終了してもよい。この場合、出湯温度センサ１６の分解能などに応じて、制御装置１０は、目標出湯温度に対して例えば±２℃程度の許容範囲内に実出湯温度が入った場合に、実出湯温度が目標温度に達したと判定して、第一運転を終了してもよい。上記のようにすることで、より適切なタイミングで第一運転を終了することができる。
【００４８】
実施の形態２．
次に、図４及び図５を参照して、実施の形態２について説明するが、前述した実施の形態１との相違点を中心に説明し、前述した要素と共通または対応する要素には、同一の符号を付して、重複する説明を簡略化または省略する。
【００４９】
以下の説明では、水熱交換器４から流出する冷媒の温度を「出口冷媒温度」と称する。図４は、実施の形態１による蓄熱運転の初期における圧縮機周波数、出湯温度、加熱能力、水流量、消費電力、及び出口冷媒温度の時間的な変化の例を示すグラフである。この図４は、図２に対して出口冷媒温度のグラフを追加したものに相当している。
【００５０】
図４に示すように、実施の形態１では、初期運転の第一運転の開始直後に、出口冷媒温度が大きく上昇する可能性がある。この原因は、以下のようなものである。第一運転の開始直後は、実出湯温度が目標出湯温度よりも低いので、水流量フィードバック制御により、水流量が極めて低い値に抑えられる。水流量が低いほど出口冷媒温度が高くなる。出口冷媒温度が高いほど、水熱交換器４に流入する冷媒のエンタルピと水熱交換器４から流出する冷媒のエンタルピとの差が小さくなるので、加熱能力が低くなる。その結果、ＣＯＰが低下する。このようにして、実施の形態１では、第一運転の開始直後に、出口冷媒温度が大きく上昇する結果としてＣＯＰが低下する可能性がある。
【００５１】
実施の形態２では、第一運転の開始直後のＣＯＰの低下を軽減するために、第一運転の開始直後の水流量を実施の形態１よりも高くする。図５は、実施の形態２による蓄熱運転の初期における圧縮機周波数、出湯温度、加熱能力、水流量、消費電力、及び出口冷媒温度の時間的な変化の例を示すグラフである。
【００５２】
図５に示すように、本実施の形態における第一運転の開始直後の水流量は、実施の形態１よりも高いが、比較例よりは低い。その後、本実施の形態における第一運転の水流量は、実施の形態１と同等のレベルに低下する。このような本実施の形態であれば、第一運転の開始直後において、出口冷媒温度の上昇が実施の形態１よりも小さくなるので、ＣＯＰの低下を実施の形態１よりも軽減することができる。
【００５３】
以下の説明では、目標出湯温度と実出湯温度との差を「出口温度偏差」と称する。水流量フィードバック制御において、制御装置１０は、出口温度偏差に応じてポンプ速度を補正する。
【００５４】
第一運転の開始直後の水流量を実施の形態１よりも高くする方法として、次の例１から例３のうちの少なくとも一つを採用してもよい。
（例１）制御装置１０は、第一運転の実行中に目標出湯温度が時間の経過とともに上昇するように目標出湯温度を定める。例えば、制御装置１０は、第一運転の開始直後には目標出湯温度を低い値に設定し、その後の時間の経過とともに、目標出湯温度を段階的に高くするようにしてもよい。これにより、第一運転の開始直後の出口温度偏差が実施の形態１よりも小さくなるので、水流量フィードバック制御により水流量が低下方向に補正される作用が実施の形態１よりも弱くなる。その結果、第一運転の開始直後の水流量が実施の形態１よりも高くなる。
【００５５】
（例２）以下の説明では、水流量フィードバック制御において、出口温度偏差をポンプ速度の低下に反映させる感度を「第一感度」と称し、出口温度偏差をポンプ速度の上昇に反映させる感度を「第二感度」と称する。例えば、第一感度は、実出湯温度が目標出湯温度よりも低いときの水流量フィードバック制御のゲインに相当する。また、第二感度は、実出湯温度が目標出湯温度よりも高いときの水流量フィードバック制御のゲインに相当する。制御装置１０は、第一運転のときに、第一感度が第二感度よりも低くなるようにする。これにより、第一運転の開始直後に、水流量フィードバック制御により水流量が低下方向に補正される作用が実施の形態１よりも弱くなる。その結果、第一運転の開始直後の水流量が実施の形態１よりも高くなる。
【００５６】
（例３）制御装置１０は、第一運転のときに出口温度偏差がポンプ速度の変化に反映される感度を、第二運転のときに出口温度偏差がポンプ速度の変化に反映させる感度よりも低くする。例えば、制御装置１０は、第一運転のときの水流量フィードバック制御のゲインを、第二運転のときの水流量フィードバック制御のゲインよりも低くする。これにより、第一運転の開始直後に、水流量フィードバック制御により水流量が低下方向に補正される作用が実施の形態１よりも弱くなる。その結果、第一運転の開始直後の水流量が実施の形態１よりも高くなる。
【００５７】
実施の形態３．
次に、実施の形態３について説明するが、前述した実施の形態との相違点を中心に説明し、前述した要素と共通または対応する要素には、同一の符号を付して、重複する説明を簡略化または省略する。
【００５８】
圧縮機３から吐出される冷媒の圧力を以下「冷媒高圧」と称する。また、水熱交換器４に流入する冷媒のエンタルピと水熱交換器４から流出する冷媒のエンタルピとの差を以下「冷媒エンタルピ差」と称する。
【００５９】
比較的低い第一周波数で圧縮機３が運転される第一運転のときの冷媒循環量は、比較的高い第二周波数で圧縮機３が運転される第二運転のときよりも少ない。このため、減圧装置５の絞りの感度が同じであるとした場合、第一運転のときには冷媒高圧が上昇しにくい。その結果、冷媒エンタルピ差が小さくなるので、加熱能力が低くなる。
【００６０】
本実施の形態において、制御装置１０は、第一運転のときに冷媒温度偏差が減圧装置開度の変化に反映される感度を、第二運転のときに冷媒温度偏差が減圧装置開度の変化に反映される感度よりも高くする。これにより、以下の効果が得られる。第一運転のときに、冷媒循環量が少なくても冷媒高圧が上昇しやすいので、冷媒エンタルピ差が実施の形態１よりも大きくなり、加熱能力が実施の形態１よりも高くなる。また、吐出冷媒温度が実施の形態１よりも上昇しやすい。これらのことから、出湯温度を実施の形態１よりも早期に上昇させることができる。
【００６１】
一般的に、減圧装置５の絞りの感度を高くすると、冷媒高圧が過度に上昇しやすくなる傾向がある。これに対し、本実施の形態であれば、冷媒循環量の少ない第一運転のときに減圧装置５の絞りの感度を高くするので、冷媒高圧が過度に上昇するおそれはない。
【００６２】
実施の形態４．
次に、図６を参照して、実施の形態４について説明するが、前述した実施の形態との相違点を中心に説明し、前述した要素と共通または対応する要素には、同一の符号を付して、重複する説明を簡略化または省略する。図６は、実施の形態４による蓄熱運転の初期における圧縮機周波数、吐出冷媒温度、出湯温度、加熱能力、水流量、消費電力、及び出口冷媒温度の時間的な変化の例を示すグラフである。
【００６３】
本実施の形態における制御装置１０は、初期運転の第一運転と第二運転との間において移行運転を実行する。初期運転の移行運転において、制御装置１０は、圧縮機周波数が第一周波数から第二周波数へ徐々に上昇するように圧縮機周波数を制御する。
【００６４】
図６に示す例では、制御装置１０は、時刻ｔ０から時刻ｔ１までの間には第一運転を実行しており、時刻ｔ１から時刻ｔ２までの間には移行運転を実行しており、時刻ｔ２以降では第二運転を実行している。この例において、移行運転のときの加熱能力、水流量、消費電力、及び出口冷媒温度は、圧縮機周波数の上昇に伴って、徐々に上昇している。図６の例では、移行運転のときの圧縮機周波数が連続的に上昇しているが、移行運転のときの圧縮機周波数が階段状に多段階に上昇するようにしてもよい。
【００６５】
本実施の形態であれば、以下の効果が得られる。第一運転と第二運転との間において、移行運転を実行することにより、冷凍サイクルの状態が急激に変化することをより確実に防止できる。その結果、ＣＯＰの低下をより確実に軽減できるとともに、冷媒高圧の過度の上昇をより確実に防止できる。さらに、冷媒エンタルピ差をより安定して確保することができ、加熱能力の低下をより確実に防止できる。
【００６６】
実施の形態５．
次に、図７を参照して、実施の形態５について説明するが、前述した実施の形態との相違点を中心に説明し、前述した要素と共通または対応する要素には、同一の符号を付して、重複する説明を簡略化または省略する。図７は、実施の形態５において制御装置１０が実行する処理を示すフローチャートである。
【００６７】
以下の説明では、蓄熱運転により貯湯タンク２に蓄える目標蓄熱量を単に「目標蓄熱量」と称し、貯湯温度センサ１９により検出される貯湯タンク２内の鉛直方向の温度分布を「貯湯温度分布」と称する。本実施の形態において、制御装置１０は、蓄熱運転を開始する際に、目標蓄熱量と貯湯温度分布とに応じて、初期運転を実行するか否かを決定する。初期運転を実行しないと決定した場合には、制御装置１０は、蓄熱運転の開始直後から、圧縮機周波数を第二周波数に保つように制御する。
【００６８】
目標蓄熱量が少ない場合には、貯湯タンク２内の中温水が貯湯タンク２内の最下部に到達するよりも前に蓄熱運転が終了するので、蓄熱運転の終期の入水温度の上昇が発生しない。このような場合には、初期運転を実行するメリットが比較的小さいと言える。そこで、本実施の形態では、制御装置１０は、蓄熱運転を開始する際に、目標蓄熱量と貯湯温度分布とに基づいて、蓄熱運転の終期の入水温度の上昇が発生するか否かを予測する。そして、蓄熱運転の終期の入水温度の上昇が発生しないと予測された場合には、制御装置１０は、初期運転を実行しない。これにより、初期運転を実行するメリットが比較的小さい場合に、初期運転を省略することが可能となる。
【００６９】
制御装置１０は、蓄熱運転を開始する際に、図７のフローチャートの処理を実行する。図７のステップＳ１として、制御装置１０は、貯湯温度センサ１９により貯湯温度分布を検出する。制御装置１０は、貯湯温度分布から、現在の貯湯タンク２内の残湯量及び蓄熱量、貯湯タンク２内の中温水の位置などの情報を取得することができる。
【００７０】
次に、ステップＳ２として、制御装置１０は、目標蓄熱量を計算する。図示を省略するが、蓄熱システム１は、給湯負荷を検出するための給湯温度センサ及び給湯流量センサを備えていてもよい。制御装置１０は、過去の給湯負荷を学習した情報を利用して、目標蓄熱量を計算してもよい。例えば、制御装置１０は、過去２週間の給湯負荷をメモリに記憶し、過去２週間の給湯負荷を統計的に処理したデータに基づいて、目標蓄熱量を計算してもよい。
【００７１】
続いて、ステップＳ３として、制御装置１０は、蓄熱運転の終了時の入水温度を予測する。例えば、制御装置１０は、目標蓄熱量と、目標出湯温度と、目標加熱能力とに基づいて、蓄熱運転の終了までに貯湯タンク２内の中温水がどれだけ下へ移動するかを計算することにより、蓄熱運転の終了時の入水温度を予測する。
【００７２】
次いで、ステップＳ４として、制御装置１０は、ステップＳ３で予測された蓄熱運転の終了時の入水温度を基準と比較する。蓄熱運転の終了時の予測入水温度が当該基準よりも高い場合には、制御装置１０は、ステップＳ５として、初期運転の実行を伴って蓄熱運転を開始する。これに対し、蓄熱運転の終了時の予測入水温度が当該基準以下である場合には、制御装置１０は、ステップＳ６として、初期運転を実行することなく蓄熱運転を開始する。
【００７３】
第一周波数で圧縮機３を運転している最中は、第二周波数で圧縮機３を運転している最中に比べて加熱能力が低い。このため、貯湯タンク２内の残湯量が少なく、かつ第一周波数で圧縮機３を運転している最中に、大きな給湯負荷が発生すると、貯湯タンク２内の湯が枯渇する可能性がある。本実施の形態であれば、初期運転を実行するメリットが比較的小さい場合には初期運転を省略し、蓄熱運転の開始直後から圧縮機３を第二周波数で運転する。このため、蓄熱運転の開始直後に大きな給湯負荷が発生した場合でも、貯湯タンク２内の湯が枯渇することをより確実に防止できる。
【００７４】
実施の形態６．
次に、図８を参照して、実施の形態６について説明するが、前述した実施の形態との相違点を中心に説明し、前述した要素と共通または対応する要素には、同一の符号を付して、重複する説明を簡略化または省略する。図８は、実施の形態６において制御装置１０が実行する処理を示すフローチャートである。
【００７５】
制御装置１０は、夜間時間帯の開始時刻及び終了時刻を記憶している。夜間時間帯は、例えば、２３時から翌朝７時までの時間帯でもよいし、２２時から翌朝６時までの時間帯でもよい。夜間時間帯は、電力料金単価が割安になる時間帯でもよい。また、夜間時間帯の開始時刻及び終了時刻をユーザーが設定可能であってもよい。夜間時間帯は、ユーザーが就寝している可能性が高い時間帯であると考えることができる。したがって、夜間時間帯には、ユーザーが給湯を利用する可能性が比較的低いと考えることができる。
【００７６】
一日のうちで夜間時間帯以外の時間帯を以下「活動時間帯」と称する。活動時間帯は、ユーザーが就寝していない可能性が高い時間帯であると考えることができる。したがって、活動時間帯には、ユーザーが給湯を利用する可能性が比較的高いと考えることができる。
【００７７】
本実施の形態において、制御装置１０は、夜間時間帯に蓄熱運転を行う場合には初期運転を実行し、活動時間帯に蓄熱運転を行う場合には初期運転を実行しない。初期運転を実行しない場合には、制御装置１０は、蓄熱運転の開始直後から、圧縮機周波数を第二周波数に保つように制御する。
【００７８】
制御装置１０は、蓄熱運転を開始する際に、図８のフローチャートの処理を実行する。図８のステップＳ１１として、制御装置１０は、現在の時刻が夜間時間帯であるかどうかを判断する。現在の時刻が夜間時間帯である場合には、制御装置１０は、ステップＳ１２として、初期運転の実行を伴って蓄熱運転を開始する。これに対し、現在の時刻が活動時間帯である場合には、制御装置１０は、ステップＳ１３として、初期運転を実行することなく蓄熱運転を開始する。
【００７９】
活動時間帯のときには、大きな給湯負荷が発生する可能性がある。貯湯タンク２内の残湯量が少なく、かつ第一周波数で圧縮機３を運転している最中に、大きな給湯負荷が発生すると、貯湯タンク２内の湯が枯渇する可能性がある。本実施の形態であれば、活動時間帯のときには、初期運転を省略し、蓄熱運転の開始直後から圧縮機３を第二周波数で運転する。このため、蓄熱運転の開始直後に大きな給湯負荷が発生した場合でも、貯湯タンク２内の湯が枯渇することをより確実に防止できる。
【００８０】
対照的に、夜間時間帯のときには、大きな給湯負荷が発生する可能性は低い。このため、夜間時間帯に蓄熱運転を行うときには、第一周波数で圧縮機３を運転している最中に大きな給湯負荷が発生する可能性が低いので、貯湯タンク２内の湯が枯渇することを確実に防止できる。
【００８１】
なお、上述した複数の実施の形態のうち、組み合わせることが可能な二つ以上を組み合わせて実施してもよい。
【符号の説明】
【００８２】
１  蓄熱システム、  ２  貯湯タンク、  ３  圧縮機、  ４  水熱交換器、  ５  減圧装置、  ６  空気熱交換器、  ７  送風機、  ８  水ポンプ、  １０  制御装置、  １０ａ  プロセッサ、  １０ｂ  メモリ、  １１  ヒートポンプユニット、  １２  タンクユニット、  １３  送り通路、  １４  戻り通路、  １５  給水管、  １６  出湯温度センサ、  １７  吐出温度センサ、  １８  外気温度センサ、  １９  貯湯温度センサ
【図１】
2020230203.tif 000003
【図２】
2020230203.tif 000004
【図３】
2020230203.tif 000005
【図４】
2020230203.tif 000006
【図５】
2020230203.tif 000007
【図６】
2020230203.tif 000008
【図７】
2020230203.tif 000009
【図８】
2020230203.tif 000010
【手続補正書】
【提出日】令和3年7月5日(2021.7.5)
【手続補正１】
【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】
冷媒を圧縮する圧縮機と、
熱媒体を貯留する蓄熱槽と、
前記蓄熱槽の外部に配置され、前記圧縮機により圧縮された前記冷媒の熱を用いて前記熱媒体を加熱する熱交換手段と、
前記蓄熱槽から流出する前記熱媒体を前記熱交換手段へ送る送り通路と、前記熱交換手段により加熱された前記熱媒体を前記蓄熱槽内に戻す戻り通路と、前記熱媒体を循環させるポンプとを有する蓄熱回路と、
前記熱交換手段により加熱された前記熱媒体を前記蓄熱槽内に蓄積する蓄熱運転の初期に前記圧縮機の運転周波数を制御する初期運転を実行可能な制御手段と、
前記熱交換手段から流出する前記熱媒体の温度である出口温度を検出する出口温度検出手段と、
を備え、
前記初期運転は、前記運転周波数を第一周波数に保つ第一運転と、前記第一運転よりも後において、前記運転周波数を前記第一周波数よりも高い第二周波数に保つ第二運転とを含み、
前記制御手段は、前記出口温度が目標温度に達すると、前記第一運転を終了する蓄熱システム。
【請求項２】
前記制御手段は、前記出口温度が目標温度に等しくなるように、前記ポンプを用いて前記熱媒体の流量を制御する請求項１に記載の蓄熱システム。
【請求項３】
前記制御手段は、前記目標温度と前記出口温度との差である出口温度偏差に応じて前記ポンプの速度を補正し、
第一感度は、前記出口温度偏差を前記ポンプの速度の低下に反映させる感度であり、
第二感度は、前記出口温度偏差を前記ポンプの速度の上昇に反映させる感度であり、
前記第一運転のとき、前記第一感度が前記第二感度よりも低い請求項１または請求項２に記載の蓄熱システム。
【請求項４】
前記制御手段は、前記目標温度と前記出口温度との差である出口温度偏差に応じて前記ポンプの速度を補正し、
前記第一運転のときに前記出口温度偏差が前記ポンプの速度の変化に反映される感度は、前記第二運転のときに前記出口温度偏差が前記ポンプの速度の変化に反映させる感度よりも低い請求項１から請求項３のいずれか一項に記載の蓄熱システム。
【請求項５】
冷媒を圧縮する圧縮機と、
熱媒体を貯留する蓄熱槽と、
前記蓄熱槽の外部に配置され、前記圧縮機により圧縮された前記冷媒の熱を用いて前記熱媒体を加熱する熱交換手段と、
前記蓄熱槽から流出する前記熱媒体を前記熱交換手段へ送る送り通路と、前記熱交換手段により加熱された前記熱媒体を前記蓄熱槽内に戻す戻り通路と、前記熱媒体を循環させるポンプとを有する蓄熱回路と、
前記熱交換手段により加熱された前記熱媒体を前記蓄熱槽内に蓄積する蓄熱運転の初期に前記圧縮機の運転周波数を制御する初期運転を実行可能な制御手段と、
前記冷媒を減圧させる減圧装置と、
前記圧縮機から吐出される前記冷媒の温度である吐出冷媒温度を検出する冷媒温度検出手段と、
を備え、
前記初期運転は、前記運転周波数を第一周波数に保つ第一運転と、前記第一運転よりも後において、前記運転周波数を前記第一周波数よりも高い第二周波数に保つ第二運転とを含み、
前記吐出冷媒温度の目標値と、前記吐出冷媒温度との差は、冷媒温度偏差であり、
前記制御手段は、前記冷媒温度偏差に応じて前記減圧装置の開度である減圧装置開度を補正し、
前記第一運転のときに前記冷媒温度偏差が前記減圧装置開度の変化に反映される感度は、前記第二運転のときに前記冷媒温度偏差が前記減圧装置開度の変化に反映される感度よりも高い蓄熱システム。
【請求項６】
冷媒を圧縮する圧縮機と、
熱媒体を貯留する蓄熱槽と、
前記蓄熱槽の外部に配置され、前記圧縮機により圧縮された前記冷媒の熱を用いて前記熱媒体を加熱する熱交換手段と、
前記蓄熱槽から流出する前記熱媒体を前記熱交換手段へ送る送り通路と、前記熱交換手段により加熱された前記熱媒体を前記蓄熱槽内に戻す戻り通路と、前記熱媒体を循環させるポンプとを有する蓄熱回路と、
前記熱交換手段により加熱された前記熱媒体を前記蓄熱槽内に蓄積する蓄熱運転の初期に前記圧縮機の運転周波数を制御する初期運転を実行可能な制御手段と、
前記蓄熱槽に貯留された前記熱媒体の温度分布を検出する温度分布検出手段と、
を備え、
前記初期運転は、前記運転周波数を第一周波数に保つ第一運転と、前記第一運転よりも後において、前記運転周波数を前記第一周波数よりも高い第二周波数に保つ第二運転とを含み、
前記制御手段は、前記蓄熱運転により前記蓄熱槽に蓄える目標蓄熱量と、前記温度分布とに応じて、前記初期運転を実行するか否かを決定する蓄熱システム。
【請求項７】
冷媒を圧縮する圧縮機と、
熱媒体を貯留する蓄熱槽と、
前記蓄熱槽の外部に配置され、前記圧縮機により圧縮された前記冷媒の熱を用いて前記熱媒体を加熱する熱交換手段と、
前記蓄熱槽から流出する前記熱媒体を前記熱交換手段へ送る送り通路と、前記熱交換手段により加熱された前記熱媒体を前記蓄熱槽内に戻す戻り通路と、前記熱媒体を循環させるポンプとを有する蓄熱回路と、
前記熱交換手段により加熱された前記熱媒体を前記蓄熱槽内に蓄積する蓄熱運転の初期に前記圧縮機の運転周波数を制御する初期運転を実行可能な制御手段と、
を備え、
前記初期運転は、前記運転周波数を第一周波数に保つ第一運転と、前記第一運転よりも後において、前記運転周波数を前記第一周波数よりも高い第二周波数に保つ第二運転とを含み、
前記制御手段は、夜間時間帯に前記蓄熱運転を行う場合には前記初期運転を実行し、前記夜間時間帯以外の時間帯に前記蓄熱運転を行う場合には前記初期運転を実行しない蓄熱システム。
【請求項８】
前記初期運転は、前記第一運転と前記第二運転との間において前記運転周波数を前記第一周波数から前記第二周波数へ徐々に上昇させる移行運転を含む請求項１から請求項７のいずれか一項に記載の蓄熱システム。
【請求項９】
二酸化炭素を前記冷媒として用いる請求項１から請求項８のいずれか一項に記載の蓄熱システム。
【手続補正２】
【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】
本発明の蓄熱システムは、冷媒を圧縮する圧縮機と、熱媒体を貯留する蓄熱槽と、蓄熱槽の外部に配置され、圧縮機により圧縮された冷媒の熱を用いて熱媒体を加熱する熱交換手段と、蓄熱槽から流出する熱媒体を熱交換手段へ送る送り通路と、熱交換手段により加熱された熱媒体を蓄熱槽内に戻す戻り通路と、熱媒体を循環させるポンプとを有する蓄熱回路と、熱交換手段により加熱された熱媒体を蓄熱槽内に蓄積する蓄熱運転の初期に圧縮機の運転周波数を制御する初期運転を実行可能な制御手段と、熱交換手段から流出する熱媒体の温度である出口温度を検出する出口温度検出手段と、を備え、初期運転は、運転周波数を第一周波数に保つ第一運転と、第一運転よりも後において、運転周波数を第一周波数よりも高い第二周波数に保つ第二運転とを含み、制御手段は、出口温度が目標温度に達すると、第一運転を終了するものである。
また、本発明の蓄熱システムは、冷媒を圧縮する圧縮機と、熱媒体を貯留する蓄熱槽と、蓄熱槽の外部に配置され、圧縮機により圧縮された冷媒の熱を用いて熱媒体を加熱する熱交換手段と、蓄熱槽から流出する熱媒体を熱交換手段へ送る送り通路と、熱交換手段により加熱された熱媒体を蓄熱槽内に戻す戻り通路と、熱媒体を循環させるポンプとを有する蓄熱回路と、熱交換手段により加熱された熱媒体を蓄熱槽内に蓄積する蓄熱運転の初期に圧縮機の運転周波数を制御する初期運転を実行可能な制御手段と、冷媒を減圧させる減圧装置と、圧縮機から吐出される冷媒の温度である吐出冷媒温度を検出する冷媒温度検出手段と、を備え、初期運転は、運転周波数を第一周波数に保つ第一運転と、第一運転よりも後において、運転周波数を第一周波数よりも高い第二周波数に保つ第二運転とを含み、吐出冷媒温度の目標値と、吐出冷媒温度との差は、冷媒温度偏差であり、制御手段は、冷媒温度偏差に応じて減圧装置の開度である減圧装置開度を補正し、第一運転のときに冷媒温度偏差が減圧装置開度の変化に反映される感度は、第二運転のときに冷媒温度偏差が減圧装置開度の変化に反映される感度よりも高いものである。
また、本発明の蓄熱システムは、冷媒を圧縮する圧縮機と、熱媒体を貯留する蓄熱槽と、蓄熱槽の外部に配置され、圧縮機により圧縮された冷媒の熱を用いて熱媒体を加熱する熱交換手段と、蓄熱槽から流出する熱媒体を熱交換手段へ送る送り通路と、熱交換手段により加熱された熱媒体を蓄熱槽内に戻す戻り通路と、熱媒体を循環させるポンプとを有する蓄熱回路と、熱交換手段により加熱された熱媒体を蓄熱槽内に蓄積する蓄熱運転の初期に圧縮機の運転周波数を制御する初期運転を実行可能な制御手段と、蓄熱槽に貯留された熱媒体の温度分布を検出する温度分布検出手段と、を備え、初期運転は、運転周波数を第一周波数に保つ第一運転と、第一運転よりも後において、運転周波数を第一周波数よりも高い第二周波数に保つ第二運転とを含み、制御手段は、蓄熱運転により蓄熱槽に蓄える目標蓄熱量と、温度分布とに応じて、初期運転を実行するか否かを決定するものである。
また、本発明の蓄熱システムは、冷媒を圧縮する圧縮機と、熱媒体を貯留する蓄熱槽と、蓄熱槽の外部に配置され、圧縮機により圧縮された冷媒の熱を用いて熱媒体を加熱する熱交換手段と、蓄熱槽から流出する熱媒体を熱交換手段へ送る送り通路と、熱交換手段により加熱された熱媒体を蓄熱槽内に戻す戻り通路と、熱媒体を循環させるポンプとを有する蓄熱回路と、熱交換手段により加熱された熱媒体を蓄熱槽内に蓄積する蓄熱運転の初期に圧縮機の運転周波数を制御する初期運転を実行可能な制御手段と、を備え、初期運転は、運転周波数を第一周波数に保つ第一運転と、第一運転よりも後において、運転周波数を第一周波数よりも高い第二周波数に保つ第二運転とを含み、制御手段は、夜間時間帯に蓄熱運転を行う場合には初期運転を実行し、夜間時間帯以外の時間帯に蓄熱運転を行う場合には初期運転を実行しないものである。
【国際調査報告】
2020230203.tif 000011
2020230203.tif 000012