JPH0463304B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 （産業上の利用分野） この発明はヒートポンプ装置に関するものであ
つて、特に風呂用熱交換器による浴槽湯の加熱機
能を有するヒートポンプ装置に関する。

（従来の技術） 風呂用熱交換器を併用し、浴槽湯の加熱を可能
にしたヒートポンプ装置の従来例としては、例え
ば特開昭60−169045号公報に記載された装置を挙
げることができる。この装置について、第５図に
基づいて説明すると、図において、５１は圧縮
機、５２は室内熱交換器、５３は室外熱交換器、
５４は貯湯槽ユニツト、５５は浴槽ユニツトをそ
れぞれ示しており、上記各構成部品５１〜５５は
冷媒回路５６によつて接続されている。なお上記
浴槽ユニツト５５は、浴槽５７、風呂用熱交換器
５８及び両者５７，５８間において浴槽湯を循環
させるためのポンプ５９によつて構成されてい
る。また上記冷媒回路５６には、第１〜第４電動
膨張弁６１〜６４、第１及び第２四路切換弁６
５，６６、第１及び第２電磁弁６７，６８が介設
されており、これら各弁６１〜６８を制御するこ
とによつて冷媒の循環回路を切換え得るようなさ
れている。すなわち第３及び第４電動膨張弁６
３，６４と第２電磁弁６８とを開弁することによ
つて圧縮機１からの吐出冷媒を、第２四路切換弁
６６を経由して室内熱交換器５２から室外熱交換
器５３へと循環させて室内の暖房を行なう一方、
第１及び第３電動膨張弁６１，６３と第１電磁弁
６７とを開弁することによつて圧縮機１からの吐
出冷媒を、第１四路切換弁６５を経由して風呂用
熱交換器５８から室外熱交換器５３へと循環させ
て風呂の加熱、例えば追い焚きを行なえるように
なつているのである。

また上記装置は、図示しないが、さらに室温を
検出するための室温サーモと、浴槽湯の温度を検
出するための湯温サーモとを有しており、室温が
設定温度よりも低くなつた際の室温サーモからの
信号によつて暖房運転を、また浴槽湯が設定温度
よりも低くなつた際の湯温サーモからの信号によ
つて追い焚き運転をそれぞれ行なうように、上記
各弁６１〜６４，６７，６８の作動を制御するよ
うになつている。そして上記装置においては、室
温サーモと湯温サーモとの両者から運転要求信号
がある場合に、暖房運転を行なわず、追い焚き運
転を優先的に行なうような制御が行なわれてい
る。このように切換運転を行なうようにしたの
は、上記両運転を同時に行なうことを想定して圧
縮機１の要量を選択したのでは、装置自体が大型
化し、コストアツプを招くためであり、また追い
焚き運転を優先させるのは、室温低下よりも湯温
低下の方が大きな不快感を使用者に与えることを
考慮したためである。

（発明が解決しようとする問題点） しかしながら上記装置においては、暖房使用者
は少ないとはいえ不快感を感じることは確かな訳
であり、そのためできる限り追い焚きと暖房とを
同時運転するのが理想的である。すなわち、追い
焚き運転は、浴槽湯の放熱や人体吸熱を補償する
ために行なわれるものであり、そのため温湯、外
気温度、室内側での負荷等の関連において、運転
条件によつては暖房との同時運転を行ない得る場
合もある訳であり、このような場合にまで一義的
に暖房運転を行なわないことにするのは不合理で
ある。

この発明は上記した従来の欠点を解消するため
になされたものであり、その目的は、状況に応じ
て追い焚き等の風呂加熱と暖房との同時運転を行
なえるようにし、使用者の不快感を軽減すること
の可能なヒートポンプ装置を提供することにあ
る。

（問題点を解決するための手段） そこでこの発明のヒートポンプ装置において
は、圧縮機１から吐出される冷媒を室内熱交換器
１９、膨張機構１３、室外熱交換器９を順次経由
して圧縮機１へと返流すると共に、上記室内熱交
換器１９に並列に風呂用熱交換器２２を接続して
成るヒートポンプ装置において、第１図に示すよ
うに、暖房負荷を検出すると共に暖房負荷が基準
値より大であるときに暖房運転指令信号を発する
暖房運転指令信号発生手段３６と、浴槽温度を検
出すると共に浴槽温度が基準値未満のときに風呂
加熱運転指令信号を発する風呂加熱運転指令信号
発生手段３８と、暖房運転を行いながら風呂加熱
運転を行つたときに浴槽湯を昇温し得る能力を表
す風呂加熱能力を検出する風呂加熱能力検出手段
２８とを備え、さらに風呂加熱運転指令信号の出
力で風呂加熱運転を行うと共に、暖房運転指令信
号の出力のみで暖房運転を行う一方、上記両運転
指令信号が発せられると共に上記検出された風呂
加熱能力が浴槽の充分な昇温を行い得る基準能力
以上である場合に暖房運転と風呂加熱運転との同
時運転を行なうべく冷媒循環系統を制御する運転
制御手段４２を有することを特徴としている。

（作用） 上記のように暖房と風呂加熱との両運転指令信
号の出力があるときに、風呂加熱能力を検出し、
浴槽湯の充分な昇温を行い得る基準能力以上の風
呂加熱能力がある場合に、暖房と風呂加熱との同
時運転を行なうようにしてあるので、従来に比較
して暖房運転頻度が高くなり、そのため使用者の
不快感を軽減し得ることになる。

（実施例） 次にこの発明のヒートポンプ装置の具体的な実
施例について、図面を参照しつつ詳細に説明す
る。

まず第２図には冷媒回路図を示すが、図のよう
にこの装置は、室外ユニツトＸと、３台の室内ユ
ニツトＡ〜Ｃと、浴槽ユニツトＤとを有するもの
である。室外ユニツトＸは圧縮機１を有してお
り、この圧縮機１の吐出配管２と吸込配管３とは
それぞれ四路切換弁４に接続されている。なお上
記圧縮機１は、その回転速度つまり圧縮能力を制
御するためのインバータ５を有するものであり、
またその吸込配管３にはアキユムレータ６がそれ
ぞれ介設されている。上記四路切換弁４には第１
ガス管７と第２ガス管８とが接続されているが、
上記第１ガス管７は室外熱交換器９に接続され、
また上記第２ガス管８はヘツダー１０に接続され
ている。また上記室外熱交換器９には、第１液管
１１が接続されており、この第１液管１１は受液
器１２に接続されると共に、その途中には第１電
動膨張弁１３が介設されている。上記受液器１２
には、第２液管１４の一端部が接続されている
が、この第２液管１４の他端部と上記ヘツダー１
０との間には、図の場合には４本の分岐冷媒配管
１５〜１８が接続されている。上記分岐冷媒配管
のうちの３本の配管１５，１６，１７は、それぞ
れ室内ユニツトＡ，Ｂ，Ｃに、また残りの冷媒配
管１８は浴槽ユニツトＤに接続されている。上記
各室内ユニツトＡ〜Ｃは、１台の室内ユニツトＡ
についてのみ図示するが、室内熱交換器１９と室
内フアン２０とを有するものである。また上記浴
槽ユニツトＤは、浴槽２１と、風呂用熱交換器２
２と、これら両者２１，２２の間において浴槽湯
を循環させるためのポンプ２３とを有するもので
ある。なお上記各冷媒分岐配管１５〜１８におい
ては、液管１４側の位置に、それぞれ第２電動膨
張弁２４〜２７が介設されている。また浴槽ユニ
ツトＤ側の分岐冷媒配管１８においては、該ユニ
ツトＤと上記第２電動膨張弁２７との間に温度セ
ンサー２８が取着されているが、この温度センサ
ー２８は、風呂用熱交換器２２の出口での凝縮冷
媒の温度を検出するためのものである。

上記したヒートポンプ装置においては、暖房運
転を行なう場合には、浴槽ユニツトＤ側の第２電
動膨張弁２７を停止開度（圧縮機１への液戻りを
防止するため、自然放熱にみ合うだけのわずかな
量の冷媒を流し得る開度のこと、以下同じ）にす
ると共に、必要な他の第２電動膨張弁２４〜２６
を室内熱交換器１９…１９の過冷却度制御を行な
うための制御開度とし、圧縮機１から吐出された
冷媒を、四路切換弁４を経由して各室内熱交換器
１９…１９から室外熱交換器９へと循環させる。
なおこの場合、第１電動膨張弁１３は、室外熱交
換器９の過熱度制御を行なうべく、制御開度とな
されている。また風呂加熱、例えば追い焚き運転
を行なう場合には、室内ユニツトＡ〜Ｃ側の第２
電動膨張弁２４〜２６を停止開度とすると共に、
浴槽ユニツトＤ側の第２電動膨張弁２７及び第１
電動膨張弁１３を上記と同様な制御開度にし、圧
縮機１から吐出された冷媒を上記と同様に風呂用
熱交換機２２から室外熱交換器９へと循環させ
る。なお追い焚き・暖房同時運転の場合には、必
要な第２電動膨張弁２４〜２６と第２電動膨張弁
２７とを制御開度にすればよい。また冷房運転及
び風呂冷却運転は、四路切換弁４を切換えて圧縮
機１からの吐出冷媒を上記とは逆に、室外熱交換
器９から室内熱交換器１９…１９や風呂用熱交換
器２２へと循環させることによつて行なうのであ
る。

次に上記ヒートポンプ装置の運転制御回路につ
いて、第３図に基づいて説明するが、以下の説明
は暖房運転と風呂の加熱、例えば追い焚き運転と
について行なう。図のように室外ユニツトＸは、
室外制御装置３１と、インバータ制御装置３２
と、弁制御手段３３とを有するもので、上記室外
制御装置３１には、前記のように、温度センサー
２８が接続されている。上記インバータ制御装置
３２は、インバータ５の周波数、つまり圧縮機１
の回転速度を制御するためのものである。また上
記弁制御手段３３は、室外制御装置３１からの指
令にて、上記第２電動膨張弁２４〜２７や四路切
換弁４を制御し、暖房運転、追い焚き運転、暖
房・追き焚き同時運転等の運転モードを制御する
機能を有するものである。

一方室内ユニツトＡ〜Ｃは、室内制御装置３４
（図示は１台の室内ユニツトＡについてのみ行な
う、以下同じ）を有しているが、この室内制御装
置３４には、リモコンスイツチ３５と室内サーモ
３６とがそれぞれ接続されている。上記リモコン
スイツチ３５は、該室内ユニツトＡ〜Ｃの運転を
行なうための運転スイツチと、希望温度を設定す
るための温度設定スイツチとを有するものであ
る。この室内制御装置３４からは、室外制御装置
３１に対して、運転スイツチがONであり、かつ
室内サーモ３６による検出温度が設定温度よりも
低くなつたときに発せられる暖房運転指令信号が
出力される。

また浴槽ユニツトＤは、風呂制御装置３７を有
しているが、この風呂制御装置３７には、浴槽湯
の湯温を検出するための湯温サーモ３８と、台所
等の室内に配置されるリモコンボツクス３９とが
接続されている。このリモコンボツクス３９は、
追い焚き運転を行なうための風呂運転スイツチ４
０と、希望湯温を設定するための湯温設定スイツ
チ４１とを有するものである。この風呂制御装置
３７からは、室外制御装置３１に対して、上記風
呂運転スイツチ４０がONであり、かつ上記湯温
サーモ３８での検出湯温が設定湯温よりも低くな
つたときに追い焚き運転指令信号が出力される
が、それと共に上記湯温サーモ３８によつて検出
された湯温Ｔも出力される。

次に上記ヒートポンプ装置の運転制御方法につ
いて、第４図に基づいて説明する。まずステツプ
S1において、暖房運転指令信号の有無、つまり
暖房運転スイツチがONであり、かつ室内サーモ
３６による検出温度が設定温度よりも低いのか否
かの判断をする。そして暖房運転指令信号が出力
されている場合には次のステツプS2にて、追い
焚き運転指令信号が出力されているか否か、つま
り風呂運転スイツチ４０がONで、かつ湯温サー
モ３８での検出湯温が設定温度よりも低いのか否
かの判断をする。上記ステツプS1がNOの場合に
は、暖房運転を行なつていたのであれば、ステツ
プS3にて暖房運転を停止し、次のステツプS4に
移行して、再度、追い焚き運転指令信号の有無を
判断する。このステツプS4がNOの場合には、い
ずれの運転指令信号も出力されていない訳である
から、ステツプS5にて圧縮機１を停止する。一
方ステツプS4がYESの場合には、次のステツプ
S6にて追い焚き単独運転を行なう。この運転は、
ステツプS7のように、追い焚き運転指令信号の
出力がなくなるまで継続され、湯温が設定温度に
達する等して上記追い焚き運転指令信号の出力が
なくなつた場合には、ステツプS1へと復帰する。
一方上記ステツプS2がNOの場合、ステツプS8に
おいて暖房運転を行なうが、この運転の停止は、
ステツプS1に復帰後、室温が設定温度に達する
等してステツプS1がNOになつた段階で、ステツ
プS3に移行することによつて行なわれる。

一方上記ステツプS2がYESの場合、つまり両
運転指令信号が共に出力されている場合には、ス
テツプS9に移行し、一定時間（例えば、１〜0.5
分間）だけ暖房運転と追い焚き運転との同時運転
を行なう。この場合、インバータ周波数をできる
だけ高く、好ましくは最高周波数にして圧縮機１
を最大能力としておく。そして上記一定時間が経
過した後、ステツプS10において、温度センサー
２８にて検出された風呂用熱交換器２２の出口側
の凝縮液冷媒の温度Tcが、湯温サーモ３８によ
る検出湯温Ｔとの関連において、Tc＞Ｔ＋αで
あるか否かの判断をする。なおαは、２〜５℃の
範囲内の定数である。すなわち、上記ステツプ
S10においては、必要とされる追い焚き負荷より
も充分に大きな追い焚き能力を有するか否かの判
断を行なうのである。そして能力不足である場合
には、ステツプS6に移行して、暖房運転を停止
すると共に、前記と同様に追い焚き単独運転を行
なう。一方、充分な追い焚き能力を有する場合に
は、ステツプS11に移行し追い焚きと暖房の同時
運転を継続すると共に、ステツプS1へと戻つて
以後、同様な作動を繰り返す。

以上のように、上記ヒートポンプ装置において
は、風呂加熱能力検出手段としての温度センサー
２８で凝縮冷媒の温度Tcを検出し、上記ステツ
プS10及びステツプS11にて構成される運転制御
手段４２で、上記検出温度Tcを基準値（Ｔ＋α）
と比較し、この結果、充分な追い焚き能力がある
場合に追い焚きと暖房との同時運転を行なうよう
にしてあるので、従来のように一義的に暖房運転
を停止するような場合に比較して、暖房運転頻度
が高くなり、そのため暖房使用者の不快感を軽減
し得ることになる。殊に、圧縮能力を制御し得る
インバータマルチエアコンにおいては、暖房側の
負荷状態によつて、圧縮機１の能力に余剰が生
じ、この余剰能力にて追い焚きを行ない得るよう
な状態になる確率が高い訳であり、そのため上記
のようにインバータマルチエアコンにおいて実施
した場合には、圧縮機１の能力の充分な活用が図
れ、快適空調に大きく寄与し得ることになる。

なお上記においては、暖房運転指令信号発生手
段を室温サーモ３６で、風呂加熱運転指令信号発
生手段を湯温サーモ３８で、風呂加熱能力検出手
段を温度センサー２８で、また運転制御手段４２
を第４図ステツプS10及びS11にてそれぞれ構成
したが、同様な機能を有する他のもので構成する
ことももちろ可能である。また上記実施例（第２
図）においては、風呂加熱能力検出手段としての
温度センサー２８を室外ユニツトＸ側の分岐冷媒
配管１８部分Ｏに取着してあるが、これは第２図
に示すように、浴槽ユニツトＤにおける風呂用熱
交換器２２の冷媒出口部分Ｐや、風呂用熱交換器
２２の中途部Ｑに取着してもよい。しかも上記に
おいては、風呂加熱能力を凝縮冷媒温度として検
出しているが、これは上記各位置Ｏ、Ｐ、Ｑでの
凝縮冷媒圧力として検出することも可能である
し、さらには室内熱交換器１９の上記各位置Ｏ、
Ｐ、Ｑに対応する部分O1、P1、Q1での凝縮冷媒
温度や圧力として検出することも可能である。ま
た上記風呂加熱能力を、浴槽ユニツトＤにおい
て、風呂用熱交換器２２に対する浴槽湯の出入口
４３，４４の温度差として検出することも可能で
ある。

（発明の効果） この発明のヒートポンプ装置においては、上記
のように暖房と風呂加熱との両運転指令信号の出
力があるときに、風呂加熱能力を検出し、浴槽湯
の充分な昇温を行い得る基準能力以上の風呂加熱
能力がある場合に、暖房と風呂加熱との同時運転
を行なうようにしてあるので、従来に比較して暖
房運転頻度が高くなり、そのため使用者を不快感
を軽減し、快適な空調を行なうことが可能とな
る。

【図面の簡単な説明】

第１図〜第４図はこの発明のヒートポンプ装置
の実施例を示すもので、第１図は機能系統図、第
２図は冷媒回路図、第３図は制御系の回路図、第
４図は運転制御のフローチヤート図であり、また
第５図は従来例の冷媒回路図である。 １……圧縮機、９……室外熱交換器、１３……
第１電動膨張弁（膨張機構）、１９……室内熱交
換器、２２……風呂用熱交換器、２８……温度セ
ンサー（風呂加熱能力検出手段）、３６……室温
サーモ（暖房運転指令信号発生手段）、３８……
湯温サーモ（風呂加熱運転指令信号発生手段）、
４２……運転制御手段。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １ 圧縮機１から吐出される冷媒を室内熱交換器
   １９、膨張機構１３、室外熱交換器９を順次経由
   して圧縮機１へと返流すると共に、上記室内熱交
   換機１９に並列に風呂用熱交換器２２を接続して
   成るヒートポンプ装置であつて、暖房負荷を検出
   すると共に暖房負荷が基準値より大であるときに
   暖房運転指令信号を発する暖房運転指令信号発生
   手段３６と、浴槽温度を検出すると共に浴槽温度
   が基準値未満のときに風呂加熱運転指令信号を発
   する風呂加熱運転指令信号発生手段３８と、暖房
   運転を行いながら風呂加熱運転を行つたときに浴
   槽湯を昇温し得る能力を表す風呂加熱能力を検出
   する風呂加熱能力検出手段２８とを備え、さらに
   風呂加熱運転指令信号の出力で風呂加熱運転を行
   うと共に、暖房運転指令信号の出力のみで暖房運
   転を行う一方、上記両運転指令信号が発せられる
   と共に上記検出された風呂加熱能力が浴槽湯の充
   分な昇温を行い得る基準能力以上である場合に暖
   房運転と風呂加熱運転との同時運転を行なうべく
   冷媒循環系統を制御する運転制御手段４２を有す
   ることを特徴とするヒートポンプ装置。