JP2017075766A - Heat pump type heating device - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、給湯用熱交換器および暖房用熱交換器を備えるヒートポンプ式加熱装置に関する。 The present invention relates to a heat pump heating device including a heat exchanger for hot water supply and a heat exchanger for heating.
従来、圧縮機と室外熱交換器と電動弁と利用側熱交換器とを有するヒートポンプ式加熱装置が提案されている。このようなヒートポンプ式加熱装置では、利用側熱交換器の負荷に基づいて圧縮機の周波数を制御する通常制御が行われる。この通常制御では、周波数を下げたときに併せて電動弁の弁開度を小さくしている。 Conventionally, there has been proposed a heat pump type heating device having a compressor, an outdoor heat exchanger, an electric valve, and a use side heat exchanger. In such a heat pump type heating device, normal control for controlling the frequency of the compressor is performed based on the load of the use side heat exchanger. In this normal control, the valve opening of the motor-operated valve is reduced when the frequency is lowered.
通常制御時には、ヒートポンプ式加熱装置内を流れる冷媒の圧力が許容上限圧力を超えて高圧となることがあり、これを防止（高圧保護）する必要がある。例えば特許文献１には、冷媒の圧力が許容上限圧力に至ったときに圧縮機の周波数を垂下させる保護制御を行うヒートポンプ式加熱装置が記載されている。このように保護制御では、冷媒の圧力が高圧となった場合に周波数を下げて圧縮機を保護する。
During normal control, the pressure of the refrigerant flowing in the heat pump type heating device may exceed the allowable upper limit pressure and become a high pressure, and this must be prevented (high pressure protection). For example,
しかし保護制御において、通常制御と同様に周波数を下げたときに電動弁の弁開度を小さくすると、冷媒の圧力が下がらず高圧状態を解消できないという問題がある。 However, in the protection control, if the valve opening degree of the motor-operated valve is decreased when the frequency is lowered as in the normal control, there is a problem that the pressure of the refrigerant does not decrease and the high pressure state cannot be solved.
そこで、この発明は上記のような課題を解決するためになされたもので、冷媒の高圧状態が維持されることを防止し、適切に高圧保護を行うことができるヒートポンプ式加熱装置を提供することを目的とする。 Accordingly, the present invention has been made to solve the above-described problems, and provides a heat pump type heating device that can prevent the high-pressure state of the refrigerant from being maintained and can appropriately perform high-pressure protection. With the goal.
第１の発明に係るヒートポンプ式加熱装置は、圧縮機と、熱源側熱交換器と、電動弁と、利用側熱交換器と有する冷媒回路を備えたヒートポンプ式加熱装置において、
冷媒圧力、前記圧縮機の入力電流および前記圧縮機の吐出管温度のいずれかのパラメータが所定値以上の場合に圧縮機周波数を垂下させ、前記圧縮機を保護する保護制御と、
前記パラメータが所定値未満の場合に前記利用側熱交換器の負荷、および／または外気温度に基づいて圧縮機周波数および電動弁開度を増減させる通常制御と、が行われ、
圧縮機周波数を所定値だけ垂下させたときに、前記保護制御時の前記電動弁の弁開度の減少量が、前記通常制御時の前記電動弁の弁開度の減少量より小さい。
A heat pump heating apparatus according to a first aspect of the present invention is a heat pump heating apparatus including a refrigerant circuit having a compressor, a heat source side heat exchanger, an electric valve, and a use side heat exchanger.
Protection control for drooping the compressor frequency and protecting the compressor when any one of the refrigerant pressure, the compressor input current, and the compressor discharge pipe temperature is equal to or higher than a predetermined value;
When the parameter is less than a predetermined value, normal control for increasing or decreasing the compressor frequency and the motor valve opening based on the load of the use side heat exchanger and / or the outside air temperature is performed,
When the compressor frequency is lowered by a predetermined value, the amount of decrease in the valve opening of the motor-operated valve during the protection control is smaller than the amount of decrease in the valve opening of the motor-operated valve during the normal control.
このヒートポンプ式加熱装置では、圧縮機周波数を所定値だけ垂下させたときに、保護制御時の電動弁の弁開度の減少量が、通常制御時の電動弁の弁開度の減少量より小さい。これにより、冷媒圧力が所定値以上の場合に行われる保護制御時に圧縮機周波数を所定値だけ垂下させたときに、電動弁の弁開度の減少量を抑え、効率的に冷媒圧力を低下できる。従って、冷媒の高圧状態が維持されることを防止し、適切に高圧保護を行うことができる。また、入力電流が所定値以上の場合に行われる保護制御時に圧縮機周波数を所定値だけ垂下させたときに、電動弁の弁開度の減少量を抑え、効率的に入力電流を低下できる。従って、入力電流が高くなる状態が維持されることを防止し、適切に圧縮機を保護できる。更に、吐出管温度が所定値以上の場合に行われる保護制御時に圧縮機周波数を所定値だけ垂下させたときに、電動弁の弁開度の減少量を抑え、効率的に吐出管温度を低下できる。従って、吐出管温度が高くなる状態が維持されることを防止し、適切に圧縮機を保護できる。 In this heat pump type heating device, when the compressor frequency is lowered by a predetermined value, the amount of decrease in the valve opening of the motorized valve during the protection control is smaller than the amount of decrease in the valve opening of the motorized valve during the normal control. . As a result, when the compressor frequency is lowered by a predetermined value during protection control performed when the refrigerant pressure is equal to or higher than a predetermined value, the amount of decrease in the valve opening of the motor-operated valve can be suppressed and the refrigerant pressure can be efficiently reduced. . Therefore, the high pressure state of the refrigerant can be prevented from being maintained, and high pressure protection can be appropriately performed. In addition, when the compressor frequency is lowered by a predetermined value during protection control performed when the input current is equal to or greater than a predetermined value, the amount of decrease in the valve opening of the motor-operated valve can be suppressed and the input current can be efficiently reduced. Therefore, the state where the input current becomes high can be prevented from being maintained, and the compressor can be appropriately protected. Furthermore, when the compressor frequency is lowered by a predetermined value during the protection control that is performed when the discharge pipe temperature is equal to or higher than a predetermined value, the amount of decrease in the valve opening of the motorized valve is suppressed and the discharge pipe temperature is efficiently reduced. it can. Therefore, it is possible to prevent the discharge pipe temperature from being kept high and to appropriately protect the compressor.
第２の発明に係るヒートポンプ式加熱装置は、前記保護制御により、前記パラメータが所定値以上の場合に圧縮機周波数を垂下させたときに、前記パラメータが所定値未満になるまで圧縮機周波数を垂下させる。 In the heat pump heating device according to the second invention, when the compressor frequency is lowered when the parameter is equal to or greater than a predetermined value by the protection control, the compressor frequency is lowered until the parameter becomes less than the predetermined value. Let
このヒートポンプ式加熱装置では、パラメータを所定値未満になるまで確実に下げ、高圧状態、入力電流が高い状態および吐出管温度が高い状態のいずれかが維持されることを防止し、圧縮機を保護できる。 In this heat pump type heating device, the parameter is surely lowered until it becomes less than the predetermined value, preventing any one of the high pressure state, the high input current state and the high discharge pipe temperature from being maintained, protecting the compressor it can.
第３の発明に係るヒートポンプ式加熱装置は、所定時間毎に、前記パラメータが所定値以上であるか否かを判断する。 The heat pump type heating apparatus according to the third invention determines whether or not the parameter is equal to or greater than a predetermined value every predetermined time.
このヒートポンプ式加熱装置では、所定時間毎に、前記パラメータが所定値以上であるか否かを判断することで、パラメータが所定値以上になったことを迅速に検知できる。 In this heat pump type heating device, it is possible to quickly detect that the parameter has exceeded the predetermined value by determining whether or not the parameter is not less than the predetermined value every predetermined time.
第４の発明に係るヒートポンプ式加熱装置は、前記保護制御により前記パラメータが所定値未満になった場合、前記保護制御から前記通常制御に切り換える。 The heat pump heating device according to a fourth aspect of the invention switches from the protection control to the normal control when the parameter becomes less than a predetermined value by the protection control.
このヒートポンプ式加熱装置では、前記保護制御により前記パラメータが所定値未満になった場合、前記保護制御から前記通常制御に切り換えるので、適切な通常制御が可能である。 In the heat pump type heating device, when the parameter becomes less than a predetermined value due to the protection control, the protection control is switched to the normal control, so that appropriate normal control is possible.
第１の発明では、圧縮機周波数を所定値だけ垂下させたときに、保護制御時の電動弁の弁開度の減少量が、通常制御時の電動弁の弁開度の減少量より小さい。これにより、冷媒圧力が所定値以上の場合に行われる保護制御時に圧縮機周波数を所定値だけ垂下させたときに、電動弁の弁開度の減少量を抑え、効率的に冷媒圧力を低下できる。従って、冷媒の高圧状態が維持されることを防止し、適切に高圧保護を行うことができる。また、入力電流が所定値以上の場合に行われる保護制御時に圧縮機周波数を所定値だけ垂下させたときに、電動弁の弁開度の減少量を抑え、効率的に入力電流を低下できる。従って、入力電流が高くなる状態が維持されることを防止し、適切に圧縮機を保護できる。更に、吐出管温度が所定値以上の場合に行われる保護制御時に圧縮機周波数を所定値だけ垂下させたときに、電動弁の弁開度の減少量を抑え、効率的に吐出管温度を低下できる。従って、吐出管温度が高くなる状態が維持されることを防止し、適切に圧縮機を保護できる。 In the first aspect of the invention, when the compressor frequency is lowered by a predetermined value, the amount of decrease in the valve opening of the motor operated valve during protection control is smaller than the amount of decrease in the valve opening of the motor operated valve during normal control. As a result, when the compressor frequency is lowered by a predetermined value during protection control performed when the refrigerant pressure is equal to or higher than a predetermined value, the amount of decrease in the valve opening of the motor-operated valve can be suppressed and the refrigerant pressure can be efficiently reduced. . Therefore, the high pressure state of the refrigerant can be prevented from being maintained, and high pressure protection can be appropriately performed. In addition, when the compressor frequency is lowered by a predetermined value during protection control performed when the input current is equal to or greater than a predetermined value, the amount of decrease in the valve opening of the motor-operated valve can be suppressed and the input current can be efficiently reduced. Therefore, the state where the input current becomes high can be prevented from being maintained, and the compressor can be appropriately protected. Furthermore, when the compressor frequency is lowered by a predetermined value during the protection control that is performed when the discharge pipe temperature is equal to or higher than a predetermined value, the amount of decrease in the valve opening of the motorized valve is suppressed and the discharge pipe temperature is efficiently reduced. it can. Therefore, it is possible to prevent the discharge pipe temperature from being kept high and to appropriately protect the compressor.
第２の発明では、パラメータを所定値未満になるまで確実に下げ、高圧状態、入力電流が高い状態および吐出管温度が高い状態のいずれかが維持されることを防止し、圧縮機を保護できる。 In the second aspect of the invention, the parameter can be reliably lowered until it becomes less than the predetermined value, and any of the high pressure state, the high input current state, and the high discharge pipe temperature state can be prevented and the compressor can be protected. .
第３の発明では、所定時間毎に、前記パラメータが所定値以上であるか否かを判断することで、パラメータが所定値以上になったことを迅速に検知できる。 In the third invention, it is possible to quickly detect that the parameter has become equal to or greater than the predetermined value by determining whether or not the parameter is equal to or greater than the predetermined value every predetermined time.
第４の発明では、前記保護制御により前記パラメータが所定値未満になった場合、前記保護制御から前記通常制御に切り換えるので、適切な通常制御が可能である。 In the fourth aspect of the invention, when the parameter becomes less than a predetermined value due to the protection control, the protection control is switched to the normal control, so that appropriate normal control is possible.
以下、本発明の実施形態を添付図面に従って説明する。 Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the accompanying drawings.
室外機１（ヒートポンプ式加熱装置）は、図１および図２に示すように、ヒートポンプ部２と、ヒートポンプ部２の上方に配置された水ユニット部３とを有している。ヒートポンプ部２には、圧縮機１０と、室外熱交換器（熱源側熱交換器）１１と、電動弁１２と、室外ファン１３とが収容されている。水ユニット部３には、給湯用熱交換器（利用側第１熱交換器）１６Ａと、暖房用熱交換器（利用側第２熱交換器）１６Ｂと、給水ポンプ１７とが収容されている。
As shown in FIGS. 1 and 2, the outdoor unit 1 (heat pump heating device) includes a
室外機１の内部において、冷媒が循環する冷媒回路（ヒートポンプ）が構成されている。この冷媒回路は、主流路２３と第１流路２４と第２流路２５と低圧流路２６とを有する。
Inside the
主流路２３には、圧縮機１０、室外熱交換器１１、および電動弁１２が順に設けられている。室外熱交換器１１の一端側に配置された圧縮機１０の吐出側には、温度センサ４０と圧力センサ４２とが配置されている。温度センサ４０は、圧縮機１０の吐出管温度を検知する。圧力センサ４２は、圧縮機１０から吐出された冷媒の圧力を検知する。また圧縮機１０には、圧縮機１０の入力電流を検知する電流検知センサ４３が配置されている。圧縮機１０の吸入側には、室外熱交換器１１の一端が接続され、室外熱交換器１１の他端には、電動弁１２の一端が接続されている。
In the
第１流路２４と第２流路２５とは、圧縮機１０の吐出側に配置された四路切換弁１８において分岐し、室外熱交換器１１の他端側に配置された合流部１９において合流する。主流路２３の合流部１９と電動弁１２との間には、冷媒回路と連通するサービスポート４１が配設されている。サービスポート４１は、例えばメンテナンス時に外部から冷媒回路に冷媒を注入したり、冷媒回路から外部に冷媒を排出するために使用される。
The
第１流路２４は加熱運転時、主流路２３の圧縮機１０の下流側に設けられた四路切換弁１８と、電動弁１２の上流側に設けられた合流部１９とを接続する。また第１流路２４には、給湯用熱交換器１６Ａと、給湯用熱交換器１６Ａと合流部１９との間に配置された第１逆止弁４４とが設けられている。第１逆止弁４４は、給湯用熱交換器１６Ａから合流部１９への冷媒の流れを許容するが、合流部１９から給湯用熱交換器１６Ａ（第１流路２４）への冷媒の流れを遮断する。
During the heating operation, the
第２流路２５は、四路切換弁１８と合流部１９とを第１流路２４と並列に接続する。また第２流路２５には、暖房用熱交換器１６Ｂと、レシーバ４６と、第２逆止弁４８とが設けられている。第２逆止弁４８は、暖房用熱交換器１６Ｂから合流部１９への冷媒の流れを許容するが、合流部１９から暖房用熱交換器１６Ｂ（第２流路２５）への冷媒の流れを遮断する。
The
レシーバ４６は冷媒を貯留する容器であり、第１流路２４および第２流路２５のうち、冷媒容量の小さい第２流路２５の暖房用熱交換器１６Ｂと第２逆止弁４８との間に設けられている。
The
第２逆止弁４８は、暖房用熱交換器１６Ｂと合流部１９との間（暖房用熱交換器１６Ｂの下流側かつ合流部１９の上流側）に配置されている。
The
低圧流路２６は、四路切換弁１８と、圧縮機１０の吸入側とを接続している。圧縮機１０の吸入側とは電動弁１２と圧縮機１０との間を指すが、低圧流路２６は特に、圧縮機１０と室外熱交換器１１との間に接続されている。
The low-
給水ポンプ１７は、給湯タンク５から流出した給湯用温水を給湯用熱交換器１６Ａに供給し、給湯タンク５に供給される給湯用温水を循環させる。
The hot
上述した冷媒回路では、圧縮機１０から吐出された冷媒が第１流路２４および第２流路２５のいずれか一方の流路に流れて他方の流路には流れないように、四路切換弁１８により後述する第１状態と第２状態とに切り換えられる。
In the refrigerant circuit described above, the four-way switching is performed so that the refrigerant discharged from the
第１状態では、圧縮機１０から吐出された冷媒が第１流路２４に流れて第２流路２５に流れず、第２流路２５が主流路２３の低圧側に接続される。具体的には冷媒が流れる給湯用熱交換器１６Ａに関し、第１流路２４の冷媒流入口には、四路切換弁１８を介して圧縮機１０の吐出側が接続され、第１流路２４の冷媒流出口には、電動弁１２が接続されている。冷媒が流れない第２流路２５に関しては、一端部が四路切換弁１８を介して低圧流路２６に接続され、他方の端部が合流部１９に接続されている。
In the first state, the refrigerant discharged from the
第１状態では図１中、実線で示すように、圧縮機１０から吐出された冷媒が、四路切換弁１８を介して第１流路２４に流入する。そして、給湯用熱交換器１６Ａで水と熱交換をした後、合流部１９を介して電動弁１２に到達する。一方、第２流路２５内の冷媒は四路切換弁１８を介して低圧流路２６に流入し、圧縮機１０に吸入される。しかし第２流路２５内の冷媒が圧縮機１０に吸入された後は、第２逆止弁４８があるため、第２逆止弁４８より合流部側１９にある冷媒が圧縮機１０に吸入されることはない。
In the first state, as shown by a solid line in FIG. 1, the refrigerant discharged from the
第２状態では、圧縮機１０から吐出された冷媒が第２流路２５に流れて第１流路２４に流れず、第１流路２４が主流路２３の低圧側に接続される。具体的には冷媒が流れる暖房用熱交換器１６Ｂに関し、第２流路２５の冷媒流入口には、四路切換弁１８を介して圧縮機１０の吐出側が接続され、第２流路２５の冷媒流出口には、電動弁１２が接続されている。冷媒が流れない第１流路２４に関しては、一端部が四路切換弁１８を介して低圧流路２６に接続され、他方の端部が合流部１９に接続されている。
In the second state, the refrigerant discharged from the
第２状態では図１中、点線で示すように、圧縮機１０から吐出された冷媒が、四路切換弁１８を介して第２流路２５に流入する。そして、暖房用熱交換器１６Ｂで水と熱交換をした後、合流部１９を介して電動弁１２に到達する。一方、第１流路２４内の冷媒は四路切換弁１８を介して低圧流路２６に流入し、圧縮機１０に吸入される。しかし第１流路２４内の冷媒が圧縮機１０に吸入された後は、第１逆止弁４４があるため、第１逆止弁４４より合流部側１９にある冷媒が圧縮機１０に吸入されることはない。
In the second state, as shown by the dotted line in FIG. 1, the refrigerant discharged from the
水ユニット部３は、給湯用水配管接続部２０と、暖房用水配管接続部２１とを有している。給湯用水配管接続部２０は、往き接続部２０ａと、戻り接続部２０ｂとを有しており、暖房用水配管接続部２１は、往き接続部２１ａと、戻り接続部２１ｂとを有している。
The
水ユニット部３の内部において、給湯用水配管接続部２０の往き接続部２０ａは第１状態で、給湯用熱交換器１６Ａの水流出口に接続され、給湯用水配管接続部２０の戻り接続部２０ｂは、給湯用熱交換器１６Ａの水流入口に接続されている。
Inside the
給湯用熱交換器１６Ａでは、第１状態において圧縮機１０の吐出側の四路切換弁１８から流入した冷媒と、給湯用水配管接続部２０の戻り接続部２０ｂから流入した給湯用温水との間で熱交換されることによって、給湯用温水が加熱されて、その加熱された給湯用温水が、給湯用水配管接続部２０の往き接続部２０ａに向かって流出する。
In the hot water
水ユニット部３の内部において、暖房用水配管接続部２１の往き接続部２１ａは第２状態で、暖房用熱交換器１６Ｂの水流出口に接続され、暖房用水配管接続部２１の戻り接続部２１ｂは、暖房用熱交換器１６Ｂの水流入口に接続されている。
Inside the
暖房用熱交換器１６Ｂでは、第２状態において圧縮機１０の吐出側の四路切換弁１８から流入した冷媒と、暖房用水配管接続部２１の戻り接続部２１ｂから流入した暖房用温水との間で熱交換されることによって、暖房用温水が加熱されて、その加熱された暖房用温水が、暖房用水配管接続部２１の往き接続部２１ａに向かって流出する。本実施形態のヒートポンプ式加熱装置では、室外機１は、給湯用温水および暖房用温水のいずれか一方を加熱可能である。
In the
本実施形態のヒートポンプ式加熱装置では、利用側装置４は、給湯タンク５と、ガスボイラ６と、床暖房パネル７と、ポンプ８とを有している。ガスボイラ６は、加熱器６ａを有しており、床暖房パネル７と給湯端末９に接続されている。したがって、ガスボイラ６は、給湯タンク５から供給された給湯用温水を給湯端末９に供給される前に加熱したり、室外機１から供給された暖房用温水を床暖房パネル７に供給される前に加熱できる。ポンプ８は、床暖房パネル７から流出した暖房用温水を暖房用熱交換器１６Ｂに供給し、床暖房パネル７に供給される暖房用温水を循環させるものである。
In the heat pump type heating device of the present embodiment, the
図３（ａ）は、室外機１を正面から見たときのヒートポンプ部２および水ユニット部３の内部構成を説明する部分破断図であり、図３（ｂ）は、室外機１を上方から見たときの水ユニット部３の内部構成を説明する部分破断図であり、図３（ｃ）は、室外機１を右側面から見たときの給湯用水配管接続部２０および暖房用水配管接続部２１の配置を説明する部分破断図である。図３（ａ）に示すように、四路切換弁１８はヒートポンプ部２に配置されている。
Fig.3 (a) is a partial fracture | rupture figure explaining the internal structure of the
図４（ａ）および図４（ｂ）は、給湯用熱交換器１６Ａおよび暖房用熱交換器１６Ｂの斜視図および側面図である。室外機１の水ユニット部３の内部において、給湯用熱交換器１６Ａおよび暖房用熱交換器１６Ｂは、図４（ａ）に示すように、上下方向に積層された状態で配置されている。
FIG. 4A and FIG. 4B are a perspective view and a side view of a hot water
暖房用熱交換器１６Ｂは、上下方向に２段に積層されるように巻回される暖房用水配管３２を有しており、給湯用熱交換器１６Ａは、上下方向に２段に積層されるように巻回される給湯用水配管３１を有している。この給湯用水配管３１および暖房用水配管３２は、平面視において、それぞれの段において略渦巻き状に巻回されている。
The
給湯用熱交換器１６Ａの水流入口には、給水ポンプ１７（給湯用水配管接続部２０の戻り接続部２０ｂ）から延在する給湯用戻り連絡配管３１ａが接続され、給湯用熱交換器１６Ａの水流出口には、給湯用水配管接続部２０の往き接続部２０ａから延在する給湯用往き連絡配管３１ｂが接続されている。また、暖房用熱交換器１６Ｂの水流入口には、暖房用水配管接続部２１の戻り接続部２１ｂから延在する暖房用戻り連絡配管３２ａが接続され、暖房用熱交換器１６Ｂの水流出口には、暖房用水配管接続部２１の往き接続部２１ａから延在する暖房用往き連絡配管３２ｂが接続されている。
A hot water supply
給湯用熱交換器１６Ａにおいて、給湯用水配管３１の外周には、給湯用冷媒配管３３が螺旋状に巻回され、暖房用熱交換器１６Ｂにおいて、暖房用水配管３２の外周には、暖房用冷媒配管３４が螺旋状に巻回されている。給湯用熱交換器１６Ａの冷媒流入口には、圧縮機１０の吐出側の分岐部１８から延在する給湯用連絡配管３３ａが接続され、給湯用熱交換器１６Ａの冷媒流出口には、電動弁１２から延在する給湯用連絡配管３３ｂが接続されている。また、暖房用熱交換器１６Ｂの冷媒流入口には、圧縮機１０の吐出側の分岐部１８から延在する暖房用連絡配管３４ａが接続され、暖房用熱交換器１６Ｂの冷媒流出口には、電動弁１２から延在する暖房用連絡配管３４ｂが接続されている。
In the hot water
本実施形態において、給湯用熱交換器１６Ａは、給湯用水配管３１の外周に給湯用冷媒配管３３が螺旋状に巻回された部分とし、暖房用熱交換器１６Ｂは、暖房用水配管３２の外周に暖房用冷媒配管３４が螺旋状に巻回された部分とする。
In the present embodiment, the hot water
給湯用熱交換器１６Ａの給湯用水配管３１は、上下方向に２段に積層されるように巻回されたものであって、給湯用戻り連絡配管３１ａから、下側に配置された段にある配管に給湯用温水が流入するとともに、上側に配置された段にある配管から、給湯用往き連絡配管３１ｂに給湯用温水が流出するように構成されている。暖房用熱交換器１６Ｂの暖房用水配管３２は、上下方向に２段に積層されるように巻回されたものであって、暖房用戻り連絡配管３２ａから、下側に配置された段にある配管に暖房用温水が流入するとともに、上側に配置された段にある配管から、暖房用往き連絡配管３２ｂに暖房用温水が流出するように構成されている。
The hot water
このように構成された給湯用熱交換器１６Ａの給湯用水配管３１と、暖房用熱交換器１６Ｂの暖房用水配管３２とは、水ユニット３の内部において積層されている。詳しくは、給湯用熱交換器１６Ａは、２段に積層されるように巻回され、最も上側に配置された段にある配管（外側配管）から給湯用温水が流出するように構成されており、暖房用熱交換器１６Ｂは、給湯用熱交換器１６Ａの上方に積層されている（給湯用水配管３１において最も上側に配置された段にある配管（外側配管）に近接するように、給湯用熱交換器１６Ａに積層されている。）
The hot water
給湯用熱交換器１６Ａには、水連絡配管（給湯用戻り連絡配管３１ａおよび給湯用往き連絡配管３１ｂ）と、冷媒連絡配管（給湯用連絡配管３３ａおよび給湯用連絡配管３３ｂ）とが接続されており、暖房用熱交換器１６Ｂには、水連絡配管（暖房用戻り連絡配管３２ａおよび暖房用往き連絡配管３２ｂ）と、冷媒連絡配管（暖房用連絡配管３４ａおよび暖房用連絡配管３４ｂ）とが接続されている。
A water communication pipe (a hot water supply
図５に示すように、制御部５６は、入力側が温度センサ４０と圧力センサ４２と電流検知センサ４３と暖房出湯温度センサ５０とに接続されている。制御部５６の出力側は、圧縮機１０と電動弁１２とに接続されている。なお、暖房出湯温度センサ５０は暖房用熱交換器１６Ｂと往き接続部２１ａとの間に配置され、暖房用熱交換器１６Ｂから出湯した水の温度を検知する。
As shown in FIG. 5, the
上記構成を備えたヒートポンプ式加熱装置では、通常制御と保護制御とが行われる。 In the heat pump type heating apparatus having the above configuration, normal control and protection control are performed.
圧力センサ４２で検知された冷媒圧力が所定値未満の場合に行われる通常制御について説明する。給湯運転時には圧縮機１０の周波数は、外気温度によって決定される値になるように制御されて固定される。また電動弁１２の開度は、圧縮機１０の吐出管の温度センサ４０で検知された吐出管温度が目標吐出管温度に一致するようにフィードバック制御される。この目標吐出管温度は凝縮温度、蒸発温度および周波数で決定される。暖房運転時には周波数は、暖房出湯温度センサ５０により検知された暖房出湯温度が目標温度になるようにフィードバック制御される。電動弁１２の開度は給湯運時と同様に、温度センサ４０で検知された吐出管温度が目標吐出管温度に一致するようにフィードバック制御される。以上から通常制御において周波数は、暖房用熱交換器１６Ｂの負荷および外気温度のうち、少なくとも一方に基づいて制御される。
The normal control performed when the refrigerant pressure detected by the
この通常制御では周波数が増加するとき、＜表＞に示すように、冷媒圧力に関わらず周波数増加分だけ電動弁１２を開く。具体的には周波数が４Ｈｚ増加すると、電動弁１２を２０パルス開くが、具体的な数値は限定されない。一方、周波数が減少（垂下）するとき、周波数の減少分だけ電動弁１２を閉める。具体的には周波数が４Ｈｚ減少すると、電動弁１２を２０パルス閉じるが、具体的な数値は限定されない。
In this normal control, when the frequency increases, as shown in Table, the motor-operated
圧力センサ４２で検知された冷媒圧力が所定値以上の場合に行われる保護制御では、周波数を減少（垂下）させるが、周波数の減少量に関わらず電動弁１２の開度を維持する。なお保護制御では、暖房用熱交換器１６Ｂの負荷および外気温度に関わらず周波数を垂下させる。
In the protection control performed when the refrigerant pressure detected by the
＜表＞
以下、パラメータとして冷媒圧力を用いた場合の圧縮機１０の保護制御について詳述する。
Hereinafter, the protection control of the
図６は、通常制御時に冷媒圧力が所定値以上となり、保護制御が実行されるフローチャートを示す。図７（ａ）は、圧力センサ４２により所定時間毎に検知された冷媒圧力を示す。図７（ｂ）は、保護制御が実行されることにより垂下された圧縮機の周波数を示す。
FIG. 6 is a flowchart in which the protection control is executed when the refrigerant pressure becomes a predetermined value or more during normal control. FIG. 7A shows the refrigerant pressure detected every predetermined time by the
図６に示すように、ステップＳ１で制御部５６が通常制御を開始する。このとき、図７（ａ）の時間ｔ０に示すように、圧力センサ４２により検知された圧縮機１０の吐出側の冷媒圧力は所定値未満である。本実施形態の圧縮機１０の設計圧力が４．１７ＭＰａであるのに対し、所定値は例えば４ＭＰａであるが、これに限定されない。
As shown in FIG. 6, the
ステップＳ２では、制御部５６が所定時間を経過したか否かを判断する。所定時間は例えば２０秒であるが、これに限定されない。所定時間を経過していればステップＳ３に進み、経過していなければ繰り返す。
In step S2, the
ステップＳ３では、圧力センサ４２により検知された冷媒圧力が所定値以上であるか否かを制御部５６が判断する。ステップＳ２とステップＳ３とから、制御部５６は所定時間毎に、冷媒圧力が所定値以上であるか否かを判断することが分かる。図７（ａ）の時間ｔ２に示すように、冷媒圧力が所定値以上であれば、圧縮機１０が高圧状態であると判断してステップＳ４に進む。図７（ａ）の時間ｔ１に示すように、冷媒圧力が所定値未満であればステップＳ２に戻る。
In step S3, the
ステップＳ４では、制御部５６が保護制御を開始する。保護制御ではステップＳ５で、制御部５６が圧縮機１０の周波数を垂下させる（図７（ｂ）の時間ｔ２参照）。これにより、冷媒圧力が低下する。垂下させる周波数は例えば４Ｈｚであるが、これに限定されない。
In step S4, the
ステップＳ６では、制御部５６が電動弁１２の開度を維持するので、周波数の垂下に伴って効率的に冷媒圧力を低下できる。なお、電動弁１２の開度を維持することは、圧縮機周波数を所定値だけ垂下させたときに、保護制御時の電動弁１２の弁開度の減少量が、通常制御時の電動弁１２の弁開度の減少量より小さいことに含まれる。具体的には本実施形態では、例えば圧縮機周波数を１Ｈｚだけ垂下させたときに、保護制御時では電動弁１２の弁開度の減少量はゼロである（開度を維持する）のに対し、通常制御時では電動弁１２を２パルス分だけ閉める。従って、保護制御時の電動弁１２の弁開度の減少量が、通常制御時の電動弁１２の弁開度の減少量より小さい。
In step S6, since the
続くステップＳ７では制御部５６が再度、所定時間を経過したか否かを判断する。所定時間を経過していればステップＳ８に進み、経過していなければ繰り返す。
In subsequent step S7, the
そしてステップＳ８では、圧力センサ４２により検知された冷媒圧力が所定値以上であるか否かを再度、制御部５６が判断する。図７（ａ）の時間ｔ４に示すように、冷媒圧力が所定値未満であれば、圧縮機１０の高圧状態が解消されたと判断して保護制御を終了する。図７（ａ）の時間ｔ３に示すように、冷媒圧力が所定値以上であればステップＳ５に戻り、冷媒圧力が所定値未満になるまで保護制御を繰り返して周波数を垂下させる。
In step S8, the
保護制御により冷媒圧力が所定値未満となった後、保護制御を終了して通常制御に切り換える。通常制御が実行されている場合、制御部５６が圧縮機周波数を増加させたときに電動弁１２の弁開度を大きくし、適切な通常制御を可能としている。
After the refrigerant pressure becomes less than a predetermined value by the protection control, the protection control is terminated and the control is switched to the normal control. When normal control is being executed, when the
[本実施形態のヒートポンプ式加熱装置の特徴]
本実施形態のヒートポンプ式加熱装置には以下の特徴がある。
[Characteristics of the heat pump type heating apparatus of this embodiment]
The heat pump type heating device of the present embodiment has the following features.
本発明のヒートポンプ式加熱装置では、圧縮機周波数を所定値だけ垂下させたときに、保護制御時の電動弁１２の弁開度の減少量が、通常制御時の電動弁１２の弁開度の減少量より小さい。これにより、冷媒圧力が所定値以上の場合に行われる保護制御時に圧縮機周波数を所定値だけ垂下させたときに、電動弁１２の弁開度の減少量を抑え、効率的に冷媒圧力を低下できる。従って、冷媒の高圧状態が維持されることを防止し、適切に高圧保護を行うことができる。
In the heat pump type heating apparatus of the present invention, when the compressor frequency is lowered by a predetermined value, the amount of decrease in the valve opening of the motor-operated
本発明のヒートポンプ式加熱装置では、保護制御を繰り返すことで、冷媒圧力を所定値未満になるまで確実に下げ、高圧状態が高い状態が維持されることを防止し、圧縮機を保護できる。 In the heat pump type heating device of the present invention, by repeating the protection control, the refrigerant pressure is surely lowered until it becomes less than a predetermined value, the high pressure state is prevented from being maintained high, and the compressor can be protected.
本発明のヒートポンプ式加熱装置では、所定時間毎に冷媒圧力を検知することで、パラメータが所定値以上になったことを迅速に検知できる。 In the heat pump type heating device of the present invention, it is possible to quickly detect that the parameter has become equal to or greater than a predetermined value by detecting the refrigerant pressure every predetermined time.
本発明のヒートポンプ式加熱装置では、保護制御により冷媒圧力が所定値未満になった場合、保護制御から通常制御に切り換えるので、適切な通常制御が可能である。 In the heat pump type heating device of the present invention, when the refrigerant pressure becomes less than a predetermined value due to the protection control, the protection control is switched to the normal control, so that appropriate normal control is possible.
以上、本発明の実施形態について図面に基づいて説明したが、具体的な構成は、これらの実施形態に限定されるものでないと考えられるべきである。本発明の範囲は、上記した実施形態の説明だけではなく特許請求の範囲によって示され、さらに特許請求の範囲と均等の意味および範囲内でのすべての変更が含まれる。 As mentioned above, although embodiment of this invention was described based on drawing, it should be thought that a specific structure is not limited to these embodiment. The scope of the present invention is shown not only by the above description of the embodiments but also by the scope of claims for patent, and further includes all modifications within the meaning and scope equivalent to the scope of claims for patent.
前記実施形態では、ステップＳ６で制御部５６が電動弁１２の開度を維持した。しかしこれに限定されず、圧縮機周波数を所定値だけ垂下させたときに、保護制御時の電動弁１２の弁開度の減少量が、通常制御時の電動弁１２の弁開度の減少量より小さければ、同様の効果を得ることができる。
In the said embodiment, the
前記実施形態では冷媒圧力を圧力センサ４２で検知したが、これに限定されない。例えば利用側熱交換器１６Ａ，１６Ｂの凝縮温度を検知し、この凝縮温度から冷媒圧力を推測してもよい。同様に外気温度を検知し、この外気温度から冷媒圧力を推測してもよい。また凝縮温度および外気温度に限定されず、冷媒圧力を推測する他の手法を用いてもよい。
Although the refrigerant pressure is detected by the
前記実施形態では、パラメータの１つとして冷媒圧力を検知して圧縮機１０を通常制御から保護制御に変更した。しかしこれに限定されず、通常制御では冷媒圧力に代えて、電流検知センサ４３で検知された圧縮機１０の入力電流および温度センサ４０で検知された圧縮機１０の吐出管温度のいずれかのパラメータが所定値未満の場合に、給湯用熱交換器１６Ａおよび暖房用熱交換器１６Ｂの負荷に基づいて圧縮機周波数および電動弁開度を増減させてもよい。また保護制御では、前述したいずれかのパラメータが所定値以上の場合に圧縮機周波数を垂下させ、圧縮機１０を保護してもよい。
In the embodiment, the refrigerant pressure is detected as one of the parameters, and the
圧縮機１０の入力電流が所定値以上の場合に行われる保護制御時に圧縮機周波数を所定値だけ垂下させたときに、電動弁１２の弁開度の減少量を抑えることで、効率的に入力電流を低下できる。従って、入力電流が高くなる状態が維持されることを防止し、適切に圧縮機１０を保護できる。また保護制御を繰り返すことで、入力電流を所定値未満になるまで確実に下げ、入力電流が高い状態が維持されることを防止し、圧縮機１０を保護できる。
When the compressor frequency is drooped by a predetermined value during protection control performed when the input current of the
圧縮機１０の吐出管温度が所定値以上の場合に行われる保護制御時に圧縮機周波数を所定値だけ垂下させたときに、電動弁１２の弁開度の減少量を抑えることで、効率的に吐出管温度を低下できる。従って、吐出管温度が高くなる状態が維持されることを防止し、適切に圧縮機１０を保護できる。また保護制御を繰り返すことで、吐出管温度を所定値未満になるまで確実に下げ、吐出管温度が高い状態が維持されることを防止し、圧縮機１０を保護できる。
When the compressor frequency is lowered by a predetermined value during protection control performed when the discharge pipe temperature of the
１ 室外機（ヒートポンプ式加熱装置）
１０ 圧縮機
１１ 室外熱交換器（熱源側熱交換器）
１２ 電動弁
１６Ａ 給湯用熱交換器（利用側第１熱交換器）
１６Ｂ 暖房用熱交換器（利用側第２熱交換器）
1 Outdoor unit (heat pump type heating device)
10
12
16B Heat exchanger for heating (second heat exchanger on the use side)
Claims (4)
冷媒圧力、前記圧縮機の入力電流および前記圧縮機の吐出管温度のいずれかのパラメータが所定値以上の場合に圧縮機周波数を垂下させ、前記圧縮機を保護する保護制御と、
前記パラメータが所定値未満の場合に前記利用側熱交換器の負荷、および／または外気温度に基づいて圧縮機周波数および電動弁開度を増減させる通常制御と、が行われ、
圧縮機周波数を所定値だけ垂下させたときに、前記保護制御時の前記電動弁の弁開度の減少量が、前記通常制御時の前記電動弁の弁開度の減少量より小さいことを特徴とするヒートポンプ式加熱装置。 In a heat pump heating device including a compressor, a heat source side heat exchanger, an electric valve, and a refrigerant circuit having a use side heat exchanger,
Protection control for drooping the compressor frequency and protecting the compressor when any one of the refrigerant pressure, the compressor input current, and the compressor discharge pipe temperature is equal to or higher than a predetermined value;
When the parameter is less than a predetermined value, normal control for increasing or decreasing the compressor frequency and the motor valve opening based on the load of the use side heat exchanger and / or the outside air temperature is performed,
When the compressor frequency is lowered by a predetermined value, a reduction amount of the valve opening of the motor-operated valve during the protection control is smaller than a reduction amount of the valve opening of the motor-operated valve during the normal control. Heat pump type heating device.
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