JPS59210232A - ヒ−トポンプ式暖房給湯機の運転制御装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は、ヒートポンプ式暖房給湯機における暖房給温
同時運転を暖房単独運転と給湯単独運転とに区分して、
暖房単独運転と給湯単独運転との間で運転切換を行うよ
うにしたヒートポンプ式暖房給湯機の運転制御装置に関
するものである。

従来より、ヒートポンプ式暖房給湯機として、暖房給湯
の同時運転を行うようにしたものはよく知られている。

例えば、実開昭５６−１４１９７５号公報に開示された
ものでは、第５図に示すように、圧縮機（ａ　）と、四
路切換弁（ｂ）と、室内熱交換器（Ｃ，）と、冷房用膨
張弁（ｄ　）と、受液器（ｅ　）と、暖房用膨張弁（ｆ
）と、室外熱交換器（０）とを備えたヒートポンプ式冷
暖房回路（×）に加えて、貯Ｓ槽（ｈ）を設け、該貯湯
槽（ｈ）内に配設した槽熱交操器（＋＞の一端を、電磁
弁（ｊ　）が介設された冷媒管（ｋ）を介して圧縮機（
ａ）の吐出管に接続するとともに、槽熱交換器（１）の
他端を冷媒管（９）を介して上記−２− 受液器（ｅ）に接続してヒートポンプ式冷暖房給湯機を
構成し、上記四路切換弁（ｂ）を図中実線の如く切換え
ると共に電磁弁（ｊ　）を開いて圧縮１（ａ）からの冷
媒を図中実線矢印の如く循環させることにより、室内熱
交換器（０）でガス冷媒が有する熱量を室内空気に放熱
して室内を暖房すると同時に、槽熱交換器（＋　＞で貯
湯槽（ｈ）内の貯溜水をガス冷媒との熱交換により加熱
して暖房給湯同時運転を行うようになされている。

しかるに、上記従来のものでは、暖房給温の同時運転を
行う関係上、十分な暖房能力と給湯能力とを同時に確保
するためには圧縮機（ａ　）は容量の大きいものを使用
する必要があり、このため、大型化するとともにコスト
が高くなるという欠点があった。

そこで、本発明は斯かる点に鑑み、通常、一般家庭にお
いては、１日２４時間のうち暖房を必要とする時間帯は
所定の時間帯に限られており、この時間帯を除く伯の時
間帯で貯湯槽内の貯溜水を十分に沸上がらせることがで
きることに着目し、−３− 暖房運転のみが要求された場合および暖房運転と給湯運
転とが同時に要求された場合には暖房運転を行う一方、
給湯運転のみが要求された場合には給湯運転を行うよう
にすることにより、暖房および給湯機能を良好に確保し
ながら暖房運転と給湯運転とをそれぞれ単独運転として
、小容量の圧縮機でもって暖房および給湯運転を行い得
るようにすることを目的とするものである。

この目的達成のため、本発明の構成は、第１図に示すよ
うに、室温が所定温１（Ｔ１）以下であることを検出し
て暖房運転指令信号Ａを発する暖房運転指令信号発生手
段（１１）と、貯湯槽の揚場が所定温疾（Ｔ３）以下で
あることを検出して給湯運転指令信号Ｂを発する給湯運
転指令信号発生手段（１２）と、少なくとも上記暖房運
転指令信号発生手段（１１）の暖房運転指令信号Ａを受
　　。

けているときには暖房運転信号Ｃを出力する一方、給湯
運転指令信号発生手段（１２）の給湯運転指令信号Ｂの
みを受けているときには給湯運転信号りを出力する判別
手段（４０）と、該判別手段−４− （４０）の暖房運転信号Ｃを受けて冷媒回路を暖房運転
サイクルに切換える一方、給湯運転信号りを受けて給湯
運転り°イクルに切換える切換制御手段（５０）とを備
えたことを特徴とするものである。

このことにより、本発明では、判別手段（４０）が少な
（とも暖房運転指令信号発生手段（１１）からの暖房運
転指令信号Ａを受けているときには該判別手段（４０）
から暖房運転信号Ｃを出力して切換制御手段（５０）に
より冷媒回路を暖房運転サイクルに切換える一方、給湯
運転指令信号発生手段（１２）からの給湯運転指令信号
Ｂのみを受けているときには判別手段（４０）から給湯
運転信号りを出力して切換制御手段（５０）により冷媒
回路を給湯運転サイクルに切換えるようにしたものであ
る。

以下、本発明の実施例を図面に基いて詳細に説明する。

第２図はヒートポンプ式冷暖房給湯機の冷媒回路を示し
、（１）は圧ＩｉＩ機、（２）は室内に配設−５− される空調負荷側熱交換器、（３）はＳｔａ側熱交換器
、（４）は貯湯槽、（５）は該貯湯槽（４）内の貯溜水
を加熱するための給湯負荷側熱交換器、（６）は暖房お
よび給湯用膨張弁、（７）は冷房および冷房給湯用膨張
弁、（ＳＶ＋　）および（ＳＶ２　）は上記各機器間に
介設された四路切換弁、（ＳＶａ　）ないしくＳＶｓ　
）は電磁弁であって、冷房運転時には冷媒循環系統を同
図実線矢印で示す冷房運転サイクルに切換えて室内を冷
房する一方、暖房運転時には同図破線矢印で示す暖房運
転ザイクルに切換えて室内を暖房し、また給湯運転時に
は同図一点鎖線矢印で示す給湯運転サイクルに切換えて
貯湯槽（４）の貯溜水を加熱し、冷房給湯運転時には同
図二点鎖線矢印で示す冷房給湯運転サイクルに切換えて
室内を冷房すると同時に貯湯槽（４）内の貯溜水を加熱
するようにしている。

次に、上記第２図に示す冷暖房給湯機の運転状態を冷房
、暖房、給湯および冷房給湯の４状態に切換える運転切
換回路を第３図に示す。第３図に−〇　　− おいて、（８）は運転スイッチ、くっ）は暖房運転時、
室温が所定Ｆ麿（Ｔ１）以下のときに閉じ、冷房運転時
、室温が所定温度（Ｔ２）以上のときに閉じる室温調節
用り一−モスタット、（×１）は該運転スイッチ（８）
および室温調節用サーモスタット（９）の閉時にＯＮ作
動するリレー、（×２）は該リレー（×１）のＯＮ作動
時にその常開接点（Ｘ＋　−ｔ　）の開成によりＯＮ作
動する圧紬機用リレー、（１０）は冷／暖切換スイッチ
、（×３）は該冷／暖切換スイッチ（１０）の冷房側切
換え時に運転スイッチ（８）が閉じられるとＯＮ作動す
る冷房用リレーである。また、（Ｘ２−１）は上記圧縮
機用リレー（Ｘ２）の常開接点、（Ｘａ　−＋　）は上
記冷房用リレー（×３）の切換接点、（１１）は該圧縮
機用リレー（×２）の常開接点（Ｘ２−＋　）の閉時で
且つ冷房用リレー（×３）の切換接点（Ｘａ〜１）のＯ
ＦＦ側位置時に暖房運転指令信号へを発する暖房運転指
令信号発生手段、（×４）は該暖房運転指令信号発生手
段（１１）の暖房運転指令信号Ａを受けてＯＮ−７− 作動する暖房用リレーである。次に、第３図の残部を説
明りる前に便宜上、上記貯湯槽（４）内の揚場が所定温
度（Ｔ３）以下であることを検出して給温運転指令信号
Ｂを発する給湯運転指令信号発生手段について説明する
。

第４図は上記給湯運転指令信号発生手段（１２）を示し
、第４図において（１５）は貯湯槽（４）の内部又は外
部に配設され貯湯槽（４）内の湯温を感知する負の抵抗
温度特性のサーミスタで構成された湯温センサ、（１６
）は場の沸上り温度を設定する湯温設定器、（１７）は
上記湯温センサ（１５）と湯温設定器（１６）とで得ら
れる比較’ＲＥ値（ＶＣ）を抵抗（Ｒ＋　）、（Ｒ２）
で設定した基準電圧値（ＶＳ　）と比較し、実際温湯が
湯温設定器（１６）の設定温度（Ｔ３）以下のときに出
力がｒＬＪレベルとなるコンパレータ、（Ｔｒｙ）は該
コンパレータ（１７）のｒＬＪ出力時にＯＦＦ作動する
トランジスタである。また、（２０）は手動式の給湯ス
イッチであって、該給湯スイッチ（２０）は電源端子（
２’Ｏａ）と、アー　　８　− 一スされたＯＦＦ側端子（２０ｂ　）と、開放されたＯ
Ｎ側端子＜２０Ｇ　）とを有している。ざらに、（２１
）は上記給湯スイッチ（２０）の電源端子（２０ａ）が
ＯＮ側端子（２０ｃ）に接続された状態のときにｒｌ−
ＩＪ比出力なり、ＯＦＦ側端子（２０ｔｌ　）に接続さ
れた状態のときにｒＬＪ出力となる第１インバータ、（
２２）は該第１インバータ（２１）のｒＨＪ出力時に上
記第１トランジスタ（Ｔｒｙ＞がＯＦＦ作動するとｒＬ
Ｊ出力となる第２インバータ、（×５）は該第２インバ
ータ〈２２）のｒＬＪ出力時にＯＮ作動する給湯用リレ
ーである。よって、給湯スイッチ（２０）の電源端子（
２０ａ＞がＯＮ側端子（２００）に接続された状態で貯
湯槽（４）内の湯導が湯温設定器（１６）の設定温ｍ（
Ｔａ＞以下になると、コンパレータ（１７）のｒＬＪ出
力およびそれに伴う第１トランジスタ（Ｔｒｙ）のＯＦ
Ｆ作動により第２インバータ（２２）をｒＬＪ出力とし
て給湯用リレー（×５）をＯＮ作動させて給温運転指令
信号８を発するように構成されている。

−〇　　− 次に、第３図の残部について説明する。第３図において
、（Ｘｓ−１）は上記給湯用リレー（Ｘｓ）の常開接点
、（２５）は第２図の四路切換弁（ＳＶ＋　）、（ＳＶ
２　）おＪ：び電磁弁（ＳＶ３）〜（ＳＶ５　）を切換
および開閉制御して冷媒循環系統を暖房運転サイクルに
切換える暖房切換回路、〈２６〉は同様に冷房運転サイ
クルに切換える冷房切換回路、（２７＞は給温運転サイ
クルに切換える給湯切換回路、（２８）は冷房給湯運転
ザイクルに切換える冷房給湯切換回路である。また、（
Ｘ４−＋　）および（Ｘ４−ｚ）Ｇ、を上記暖房用リレ
ー（×４）の常開接点および常閉接点であって、暖房用
リレー（×４）の常開接点（Ｘ４−＋　）の閉時には暖
房切換回路（２５）を作動させるとともに、暖房用リレ
ー（×４）の常閉接点（Ｘ４−２）の閉時で且つ給湯用
リレー（×５）の常開接点（Ｘｓ　−＋　）の閉時には
給湯切換回路（２７）を作動させるように構成されてい
る。よって、少なくとも暖房運転指令信号発生手段（１
１）から暖房運転指令信号Ａが出力されている場合には
、−１０− 暖房用リレー（ｘ４）のＯＮ作動にＪ：りその常開接点
（Ｘ４−１＞を閉じて暖房運転信号Ｃを発生して暖房切
換回路（２５）に出力覆ると同時に、暖房用リレー（×
４）の常閉接点（Ｘ４−２　）を聞いて給湯切換回路（
２７）の作動開始をｆｌｆｌ　ｔｌニする一方、暖房運
転指令信号発生手段〈１１）から暖房運転指令信号が発
生せず給湯運転指令信号発生手段（１２）から給温運転
指令信号Ｂのみが出力されている場合には、給湯用リレ
ー（×５）の常開接点（Ｘｓ−＋　）の閉成と暖房用リ
レー（×４）の常閉接点（Ｘ４−２　）の開状態に伴い
給湯運転信号りを発生して給湯切換回路〈２７）に出力
づ−るようにした判別手段（４０）が構成されている。

また、上記暖房切換回路（２５）および給湯切換回路（
２７）により上記判別手段（４０）からの暖房運転信号
Ｃににり暖房切換回路（２５）を作動させて冷媒回路を
暖房運転サイクルに切換える一方、給湯運転信号りによ
り給湯切換回路（２７）を作動させて冷媒回路を給湯運
転サイクルに−１１− 切換えるようにした切換制御手段（５０）を構成してい
る。

尚、第３図中（×６）は給湯用リレー（Ｘｓ〉の常開接
点（Ｘｓ−１）の開成による給温運転指令信号Ｂの発生
時にＯＮ作動するリレー、（Ｘａ−１）は該リレー（Ｘ
ａ）の切換接点であって、その共通端子（Ｘａ−ＩＣ＞
は冷房用リレー（Ｘａ）の切換接点（Ｘａ−１）のＯＮ
側端子に、またＯＮ側端子は冷房給湯切換回路（２８）
に、ＯＦＦ側端子は冷房切換回路（２６）にそれぞれ接
続されており、該リレー（×６）の切換接点（Ｘａ−１
）により冷房切換回路（２６）と冷房給湯切換回路〈２
８）相互間を選択切操するようにしている。また、（Ｘ
ｙ）は冷房給湯切換回路〈２８）の作動時にＯＮ作動す
るリレー、（Ｘｙ−＋　）は該リレー＜Ｘｙ　−＋　）
の常閉接点であって、該常開接点（Ｘｙ　−＋　）の開
放により給湯切換回路（２７）の作動を阻止するもので
あり、冷房給湯切換回路（２８）の作動時には給湯切換
回路（２７）の作動を阻止するようにしている。また、
第一　　１２　− ４図中（ＰＣＩ　＞は暖房運転指令信号発生手段（１１
）の圧縮機用リレー（ｘ２）の常開接点（Ｘ２−＋　）
の閉時で且つ冷房用リレー（×３）の切換接点（Ｘａ−
１）のＯＮ側位置時すなわち冷房時に給電されて作動す
る第１フオトカプラ、（Ｔｒ２）は第１該フオトカプラ
（ＰＣＩ　）の作動時にＯＮ作動して第１インバータ（
２１）の出力を強制的に「トｌ」レベルにするトランジ
スタであり、冷房運転時には給湯スイッチ（２０）の電
源端子（２０ａ　）がＯＦＦ側端子（２０ｂ　）に接続
されている状態であっても第１インバータ（２１）のｒ
ＨＪ出力により冷房給湯運転可能とし、冷房運転により
室内から成熱した冷房排熱を無駄に放散させずに貯湯槽
（４）内の貯溜水の加熱用熱源として利用するようにな
されている。さらに、第４図中（ＰＯ２＞は上記第１フ
オトカプラ（ＰＣＩ　）のＯＮ作動と共にＯＮ作動する
第２フオトカプラ、（Ｘａ）は該第２フオトカプラ（Ｐ
Ｏ２＞のＯＮ作動により第３トランジスタ（Ｔｒ　ａ　
）を介してＯＮ作動するリレー、（Ｘｓ−＋）および−
１３− （Ｘａ　−２）はそれぞれ該リレー（×８）の切換接点
および常開接点であって、該リレー（×８）のＯＮ作動
に伴うその切換接点（Ｘｓ　−＋　）のＯＮ側切換えお
よび常開接点（Ｘｓ　−２）の開成によりコンパレータ
（１７）での仕較電圧（ＶＣ＞と基準電圧（ＶＳ　）と
を切換変更し、比較電圧（Ｖｃ　）　ヲ’ａｍセン＋ｊ
　（１５＞と抵抗（Ｒ３）とで得られる電圧とするとと
もに、基準電圧（ＶＳ）を３個の抵抗（Ｒ＋　＞、（Ｒ
２＞、＜Ｒ４）で１ｑられる所定Ｉ温（Ｔａ）に相当す
る電圧として、上記第１フオトカプラ（ＰＣＩ　）の作
動による冷房給湯運転可能時には実際湯温が上記所定湯
温（Ｔ４）以下になるとコンパレータ（１７）のＬ出力
に基づき給湯用リレー（ｘ５）をＯＮ作動せしめて冷房
給温運転を行わせるようにしている。

次に、上記実施例の作動について説明する。いま、冷／
暖切換スイッチ（１０）は暖房側位置に、給湯スイッチ
〈２０）はＯＮ側位置（２０Ｃ＞にあり、また運転スイ
ッチ〈８）は閉じられている。

そして、この状態で、室温が所定温Ｆｔ（Ｔ＋）−１４
− 以下のどきには暖房運転指令信号発生手段〈１１）から
暖房運転指令信号へが出力され（−！ｊなわち冷／暖切
換スイッチ（１０）の暖房側切換状態に伴う冷房用リレ
ー（×３）の切換接点（Ｘ３−１＞のＯＦＦ側位置時に
おいて室温サーモスタット（９）の開成に基づき圧縮機
用リレー（×２）の常閉接点（Ｘ２−＋　）が閉じると
）、暖房用リレ（×４）がＯＮ作動してその常閉接点（
Ｘ４−１＞が閉じ、判別手段（４０）から暖房切換回路
（２５）に暖房運転信号Ｃが出力される。このことによ
り、暖房切換回路（２５）が作動し、冷媒回路は暖房運
転サイクルに切換わって暖房運転が行われることになる
。その際、上記暖房用リレー（Ｘ４）のＯＮ作動に伴い
その常閉接点（Ｘ４−２）が開くため、その後、給湯用
リレー（Ｘｓ）の常閉接点（Ｘｓ−＋　）の開成により
給湯運転指令信号Ｂが出力されても給湯切換回路（２７
）は作動ぜず、暖房運転が維持される。また、上記給湯
運転指令信号日の出力に伴う給湯切換回路（２７）の作
動時に暖房運転指令信号発生手段（１１）か−１５− ら暖房運転指令信号へが出力されると、暖房用リレー（
ｘ４）の常閉接点（Ｘ４−２）の開放により給湯切換回
路（２７）の作動が阻止されて給湯運転が停止したのち
、暖房用リレー（×４）の常閉接点（Ｘ４−１）の開成
により暖房切換回路（２５）が作動して暖房運転が開始
されることになる。

一方、暖房運転指令信号発生手段（１１）の暖房運転指
令信号Ａの非出力時において給湯用リレー（Ｘｓ）の常
閉接点（Ｘｓ　−＋　）の開成により給湯運転指令信号
発生手段〈１２）から給湯運転指令信号Ｂが出力された
場合には、暖房用リレー（Ｘ４）の常閉接点（Ｘ４−２
＞の閉状態に伴い給温運転信号りが給湯切換回路（２７
）に出力されることにより冷媒回路が給湯運転サイクル
に切換ねって、給湯運転が行われることになる。

したがって、暖房運転必要時には給湯運転時であっても
常に暖房運転可能であるとともに、暖房運転不要時や、
室温上昇に伴い暖房運転が停止した場合には給湯運転可
能で貯湯量不足を防止する−　　１６　　− ことができるので、暖房給湯機としての機能を良好に確
保しながら暖房運転と給湯運転とをそれぞれＩｌｌ独運
転とすることができ、よって、圧縮機（１）を小容量の
ものに選定することができる。

以上説明したように、本発明によれば、暖房運転必要時
には暖房運転可能とすると共に貯湯量不足なく給湯運転
を行いながら、暖房運転と給湯運転とをそれぞれ単独で
行うようにしたので、暖房給湯機の機能を損うことなく
小容量の圧縮機でもって暖房給湯を行うことができ、よ
ってヒートポンプ式暖房給湯機のコンパクト化および低
コスト化を同時に図ることができるものである。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の構成を示すブロック図、第２図ないし
第４図は本発明の実施例を示し、第２図はヒートポンプ
式冷暖房給濶機の冷媒回路図、第３図は運転切換回路を
示ず電気回路図、第４図は給湯運転指令信号発生手段を
示す電気回路図、第５図は従来例を示す冷媒回路図であ
る。 ４・・・貯湯槽、１１・・・暖房運転指令信号発生手段
、−１７− １２・・・給湯運転指令信号発生手段、４０・・・判別
手段、５０・・・切換制御手段。 特許出願人　　　ダイキン工業株式会社−１８− 第４図 始５図 手続補正書（自発） 昭和５８年６月２５日 １、事件の表示 昭和５８年　特　許　願　第８４７２７号２、発明の名
称 ヒートポンプ式暖房給瀾機の運転制御装置３、補正をす
る者 事件との関係　　　特許出願人 住　　所　　大阪府大阪市北区梅田１丁目１２番３９号
新阪急ビル 名　　称　　（２８５）　　ダイキン工業株式会社代表
者　　山　　１）　　　　稔 ４、代理人　＠５５０電０６　（４４，５）　２１２８
−　１　− ７、補正の内容 明ＳＯｔの第１７頁第４行目と第５行目の間に下記の文
章を加入する。 ［尚、上記実施例では、リレー（×８）の常開接点（Ｘ
ｓ　−２）を設けて、冷房給湯運転可能時には該常開接
点（Ｘａ　−２）の開成により基準電圧（ＶＳ　）を設
定湯温（Ｔ８）に相当する電圧値から設定温度（Ｔ４）
に相当する電圧値に切換変更して凋の沸上り温度を湯温
（Ｔ４）に変更したが、この基準電圧（ＶＳ　）の切換
変更を行わず、上記リレー（×８）の切換接点（Ｘｓ　
−＋　）のＯＮ側切換に基づく比較電圧（Ｖｃ　）の切
換変更のみにより欄の沸上り渦僚を）ＩＩ−（Ｔｎ　）
に設定することができるのは勿論である。」 以　　　上 ２−

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. （１）室温が所定温度（Ｔ１）以下であることを検出し
   て暖房運転指令信号Ａを発する暖房運転指令信号発生手
   段（１１）と、貯湯槽（４）の湯温が所定温度（Ｔ３）
   以下であることを検出して給湯運転指令信号Ｂを発する
   給湯運転指令信号発生手段（１２）と、少なくとも上記
   暖房運転指令信号発生手段（１１）の暖房運転信号信＠
   Ａを受けているときには暖房運転信号Ｃを出力する一方
   、給湯運転指令信号発生手段（１２）の給湯運転指令信
   号Ｂのみを受けているときには給湯運転信号りを出力す
   る判別手段（４０）と、該判別手段（４０）の暖房運転
   信号Ｃを受けて冷媒回路を暖房運転サイクルに切換える
   一方、給湯運転信号りを受けて給湯運転サイクルに切換
   える切換制御手段（５ｏ）とを備えたことを特徴とする
   ヒートポンプ式暖房給關機−１− の運転制御装置。 ／