JP2011127878A - 温水熱源機 - Google Patents

Abstract

【課題】２元冷凍サイクルの可逆冷凍サイクルを用いた除霜運転において、除霜運転を迅速かつ省エネルギーに行うことができる温水熱源機を得ること。
【解決手段】温水熱源機５０、低元側冷媒が循環する可逆冷凍サイクルとされた低元側冷凍サイクル１と、高元側冷媒が循環する可逆冷凍サイクルとされた高元側冷凍サイクル２とを備え、温水加熱運転を行う温水熱源機において、低元側蒸発器での冷媒温度を検知する蒸発器冷媒温度検知手段１６と、蒸発器冷媒温度検知手段で検知された冷媒温度が第１の基準温度以下となった場合に、低元側冷凍サイクルを用いた除霜運転を行わせ、低元側冷凍サイクルを用いた除霜運転から所定の時間を経過しても蒸発器冷媒温度検知手段で検知された冷媒温度が第２の基準温度以下である場合に、低元側冷凍サイクルを用いた除霜運転に加え、高元側冷凍サイクルを用いた除霜運転を行わせる制御部５と、を備える。
【選択図】図１

Description

本発明は、２元冷凍サイクルを用いて温水を加熱する温水熱源機であって、特に、蒸発器に付着した霜の溶融や付着の予防のために除霜運転を行う温水熱源機に関する。

従来、２元冷凍サイクルを用いて外気から採熱し、温水を加熱する温水熱源機が用いられている。このような温水熱源機では、外気に含まれる水分が温水加熱運転中の低元側蒸発器に付着する。付着した水分は、霜となって成長し、加熱能力の低下を招くため、低元側蒸発器に付着した霜を溶かす除霜運転が必要である。除霜方式には電気ヒーターを用いた方式や冷凍サイクルに四方弁を用い、冷媒回路を切り替え、冷凍サイクルを逆転させ、圧縮機から吐出される高温のガス冷媒を用いて除霜する可逆冷凍サイクル方式などがある。一般的には、比較的迅速に除霜運転が行える可逆冷凍サイクル方式が用いられている。

低元側冷媒回路の圧縮機の吐出側の配管と吸入側の配管を四方弁に接続すると共に、低元側冷媒回路の減圧装置に凝縮器側を順方向とする逆止弁を並列接続し、低元側冷媒回路の凝縮器と前記減圧装置の間にもう一つの減圧装置と前記減圧装置側を順方向とするもう一つの逆止弁の並列回路を接続することにより、低元側冷媒回路を可逆冷凍サイクルとすることで除霜運転を可能とする技術が、例えば特許文献１に開示されている。

特開平７−２３４０４１号公報

上記従来の技術によれば、多元冷凍装置において低元側冷媒回路を可逆冷凍サイクルとし、高元側冷凍サイクルと低元側冷凍サイクルを接続するカスケードコンデンサに蓄えられた熱量を利用し、低元側蒸発器の除霜を行う。したがって、除霜に必要な熱量に対し、カスケードコンデンサに蓄えられた熱量が不足する場合は、十分な除霜が行えず、霜が残存してしまうという問題があった。また、カスケードコンデンサに蓄えられた熱量を利用した除霜運転では、除霜を完了するまでに時間を要するという課題があった。また、霜の残存の防止や、除霜時間の短縮化を図るために、カスケードコンデンサに十分な熱量を蓄えようとすれば、温水の加熱に必要とされる容量を超えたカスケードコンデンサを用意しなければならず、装置の大型化やコストの増大を招くという問題があった。

本発明は、上記に鑑みてなされたものであって、２元冷凍サイクルの可逆冷凍サイクルを用いた除霜運転において、除霜運転を迅速かつ省エネルギーに行うことができる温水熱源機を得ることを目的とする。

上述した課題を解決し、目的を達成するために、本発明は、低元側圧縮機と、低元側蒸発器と、低元側凝縮器と、低元側四方弁とが配管接続されて、低元側冷媒が循環する可逆冷凍サイクルとされた低元側冷凍サイクルと、高元側圧縮機、高元側蒸発器、高元側凝縮器、高元側四方弁が配管接続されて、高元側冷媒が循環する可逆冷凍サイクルとされた高元側冷凍サイクルとを備え、低元側冷媒と高元側冷媒との間で熱交換可能に低元側蒸発器と高元側凝縮器とを接続し、高元側凝縮器で高元側冷媒と温水との熱交換により温水を加熱する温水加熱運転を行う温水熱源機において、低元側蒸発器での冷媒温度を検知する蒸発器冷媒温度検知手段と、蒸発器冷媒温度検知手段で検知された冷媒温度が第１の基準温度以下となった場合に、低元側冷凍サイクルを用いた除霜運転を行わせ、低元側冷凍サイクルを用いた除霜運転から所定の時間を経過しても蒸発器冷媒温度検知手段で検知された冷媒温度が第２の基準温度以下である場合に、低元側冷凍サイクルを用いた除霜運転に加え、高元側冷凍サイクルを用いた除霜運転を行わせる制御部と、を備えることを特徴とする。

本発明によれば、２元冷凍サイクルの可逆冷凍サイクルを用いた除霜運転において、除霜運転を迅速かつ省エネルギーに行うことが可能となる。

図１は、本発明の実施の形態１にかかる温水熱源機のシステム構成の概略を示すブロック図である。 図２は、温水熱源機における除霜運転の流れを説明するためのフローチャートである。 図３は、本発明の実施の形態２に係る温水熱源機での除霜運転の流れを説明するためのフローチャートである。 図４は、本発明の実施の形態３に係る温水熱源機での除霜運転の流れを示すフローチャートである。

以下に、本発明にかかる温水熱源機の実施の形態を図面に基づいて詳細に説明する。なお、この実施の形態によりこの発明が限定されるものではない。

実施の形態１．
図１は、本発明の実施の形態１にかかる温水熱源機のシステム構成の概略を示すブロック図である。温水熱源機５０は、低元側冷凍サイクル１、高元側冷凍サイクル２、温水循環サイクル３、制御部５を備えて構成される。温水熱源機５０は、温水循環サイクル３内を循環する温水の熱を利用して室内を暖房する放熱器４と組み合わせて使用される。

低元側冷凍サイクル１は、圧縮機（低元側圧縮機）１１、四方弁（低元側四方弁）１２、凝縮器（低元側凝縮器）１４、膨張弁（低元側膨張弁）１５、蒸発器（低元側蒸発器）１３を備え、これらが順次配管接続されて構成される。低元側冷凍サイクル１内には冷媒（低元側冷媒）が循環する。また、低元側冷凍サイクル１は、蒸発器１３での冷媒温度を検知する蒸発器冷媒温度検知手段１６、凝縮器１４での冷媒温度を検知する凝縮器冷媒温度検知手段１７が備えられる。なお、凝縮器１４は、温水加熱運転時に内部を通過する冷媒を凝縮させ、蒸発器１３は、温水加熱運転時に内部を通過する冷媒を蒸発させるものである。後述する除霜運転時には、冷媒の循環方向が反転されるため、凝縮器１４で冷媒が蒸発し、蒸発器１３で冷媒が凝縮する場合がある。すなわち、蒸発器１３、凝縮器１４は、温水加熱運転時の機能を示す名称であり、高元側冷凍サイクル２でも同様のものとする。

蒸発器冷媒温度検知手段１６の設置位置は、入口温度が検知できる位置、蒸発温度が検知できる位置、出口温度が検知できる位置のいずれの位置でもよいが、一般的には、入口温度が検知できるように蒸発器１３の入り口側に設置される。

また、凝縮器冷媒温度検知手段１７の設置位置も、入口温度が検知できる位置、凝縮温度が検知できる位置、出口温度が検知できる位置のいずれの位置でもよい。一般的には、凝縮器１４が２重管式熱交換器の場合は凝縮温度が検知できる位置に設置され、凝縮器１４がプレート式熱交換器の場合は出口温度が検知できる位置に設置される。

本実施の形態１においては、蒸発器冷媒温度検知手段１６は入口温度が検知できる位置に設置され、凝縮器冷媒温度検知手段１７は出口温度が検知できる位置に設置される。なお、入口・出口の概念も、温水加熱運転時の冷媒の循環方向に基づいて定めるものとする。

高元側冷凍サイクル２は、圧縮機（高元側圧縮機）２１、四方弁（高元側四方弁）２２、凝縮器（高元側凝縮器）２４、膨張弁（高元側膨張弁）２５、蒸発器（高元側蒸発器）２３を備え、それらが順次配管接続されて構成される。蒸発器２３は、低元側冷凍サイクル１の凝縮器１４と熱交換可能に接続されている。

温水循環サイクル３は、タンク３３、温水循環手段３１、温水熱交換器３２を備え、それらが順次配管接続されて構成される。温水熱交換器３２は、高元側冷凍サイクル２の凝縮器２４と熱交換可能に接続されている。放熱器４は、温水循環サイクル３と配管接続されて、室内に配置される。放熱器４から室内に温水の温度が放熱されることで、室内が暖房される。

次に、暖房運転時（温水加熱運転時）の動作について説明する。低元側冷凍サイクル１では、圧縮機１１によって、矢印Ｘに示す方向に冷媒が循環される。低元側冷凍サイクル１では、凝縮器１４で熱を奪われ、凝縮、液化した冷媒が、膨張弁１５で低温低圧の気液２相状態となり、蒸発器１３で外気から採熱し、蒸発し、低温低圧のガス状態なり、圧縮機１１で圧縮され、高温高圧のガス冷媒となり、再び凝縮器１４で熱を奪われ、凝縮、液化するサイクルを繰り返す。

高元側冷凍サイクル２では、圧縮機２１によって、矢印Ｐに示す方向に冷媒が循環される。高元側冷凍サイクル２においても低元側冷凍サイクル１と同様に、凝縮器２４で熱を奪われ、凝縮、液化した冷媒は、膨張弁２５で低温低圧の気液２相状態となり、蒸発器２３で低元側冷凍サイクル１の冷媒から採熱し、蒸発し、低温低圧のガス状態なり、圧縮機２１で圧縮され、高温高圧のガス冷媒となり、再び凝縮器２４で熱を奪われ、凝縮、液化するサイクルを繰り返す。

温水循環サイクル３では、温水循環手段３１によって、矢印Ｒに示す方向に温水が循環される。温水循環サイクル３においては、温水熱交換器３２で高元側冷凍サイクル２の冷媒から採熱し、温水を加熱する。加熱された温水は温水循環手段３１で放熱器４へ搬送され、放熱器４で放熱し、タンク３３を経由して、再び温水熱交換器３２に送られる。

制御部５は、低元側冷凍サイクル１、高元側冷凍サイクル２、温水循環サイクル３と接続されている。なお、これらを接続するための配線の図示は省略している。制御部５は、圧縮機１１，２１の運転・停止を制御する。また、制御部５は、四方弁１２，２２の回路の切り替えを制御する。また、制御部５は、各冷媒温度検知手段１６，１７によって検知された冷媒温度を取得する。また、制御部５は、図示しない計時手段によって、低元側冷凍サイクル１、高元側冷凍サイクル２、温水循環サイクル３の運転時間を計時する。温水熱源機１における除霜運転の動作を後述するが、その中で、圧縮機１１，２１の運転・停止といった場合には、制御部５による制御によって行われているものとする。また、四方弁１２，２２の回路の切り替えといった場合にも、制御部５による制御によって行われているものとする。

次に除霜運転時の動作について説明する。図２は、温水熱源機における除霜運転の流れを説明するためのフローチャートである。温水熱源機５０の運転開始操作が行われると（ステップＳ１）、前述の暖房運転が行われる（ステップＳ２）。そして、暖房運転の継続が所定の時間に達したか否かが制御部５によって判断され、所定の時間が経過していなければ（ステップＳ３，Ｎｏ）、ステップＳ２に戻って、所定時間が経過したか否かの判断が繰り返される。暖房運転の開始から所定の時間を経過していれば（ステップＳ３，Ｙｅｓ）、低元側冷凍サイクル１の蒸発器冷媒温度検知手段１６で検知した蒸発器１３での冷媒温度が第１の基準温度以下かの判断が制御部５によって行われる（ステップＳ４）。ここで、蒸発器１３での冷媒温度が第１の基準温度を超えている場合には（ステップＳ４，Ｎｏ）、ステップＳ２に戻る。

ここで、ステップＳ３の処理は、除霜運転の必要性を暖房運転の継続時間で判断するものである。所定の時間は、過去の除霜運転に要した時間に基づいて定められ、例えば３０分から３時間程度の範囲で設定される。

ステップＳ４において、蒸発器１３での冷媒温度が第１の基準温度以下である場合は（ステップＳ４，Ｙｅｓ）、低元側冷凍サイクル１の圧縮機１１と高元側冷凍サイクル２の圧縮機２１の運転が停止される（ステップＳ５）。

ここで、ステップＳ４の処理では、蒸発器１３の入口での冷媒温度が第１の基準温度以下となった場合に除霜運転が必要と判断している。第１の基準温度は外気の温度や、湿度条件から設定され、例えば−３℃程度に設定される。ステップＳ３とステップＳ４の処理により、必要な場合のみ除霜運転を行い、不要な除霜運転による温水加熱能力の低下防止、除霜運転に伴うエネルギーロスの低減が可能となる。

次に、低元側冷凍サイクル１の四方弁１２の回路と高元側冷凍サイクル２の四方弁２２の回路を、図１に実線で示す状態から、破線で示す状態に切り替える（ステップＳ６）。この切り替えにより、各冷凍サイクル１，２では、暖房運転時とは逆のサイクルとなる。すなわち、この状態で、圧縮機１１を運転させれば、低元側冷凍サイクル１においては、矢印Ｙに示す方向に冷媒が循環するようになる。圧縮機１１から吐出した冷媒は四方弁１２、蒸発器１３（除霜運転時には冷媒を凝縮させる）、膨張弁１５、凝縮器１４（除霜運転時には冷媒を蒸発させる）の順に冷媒が流れるサイクルとなる。

また、高元側冷凍サイクル２においても同様に、圧縮機２１を運転させれば、矢印Ｑに示す方向に冷媒が循環するようになる。圧縮機２１から吐出した冷媒は四方弁２２、蒸発器２３（除霜運転時は冷媒を凝縮させる）、膨張弁２５、凝縮器２４（除霜運転時は冷媒を蒸発させる）の順に冷媒が流れるサイクルとなる。

次に、低元側冷凍サイクル１の圧縮機を運転させ（ステップＳ７）、低元側冷凍サイクル１を用いた除霜運転を行わせる。次に、低元側冷凍サイクル１の蒸発器冷媒温度検知手段１６で検知した蒸発器１３での冷媒温度が、第２の基準温度以下か否かの判断を行い、第２の基準温度以下であれば（ステップＳ８，Ｙｅｓ）、低元側冷凍サイクル１の凝縮器冷媒温度検知手段１７で検出した凝縮器１４での冷媒温度が第３の基準温度以上か否かの判断が行われる（ステップＳ１０）。なお、ステップＳ８において、蒸発器１３での冷媒温度が第２の基準温度を超えている場合は（ステップＳ８，Ｎｏ）、低元側冷凍サイクル１の圧縮機１１が停止され、除霜運転が終了される（ステップＳ９）。

ここで、ステップＳ８の処理では、蒸発器１３の入口での冷媒温度が第２の基準温度を超えた場合に、除霜処理完了と判断している。第２の基準温度は外気の温度、湿度条件から設定され、例えば５℃程度に設定される。蒸発器１３に霜が残存している場合には、蒸発器で冷媒が冷却されるため、冷媒温度が第２の基準温度を超えにくくなる。このように、蒸発器１３の入口での冷媒温度で除霜処理の完了を判定すれば、蒸発器１３に霜が残存したままの状態で除霜運転が終了されてしまうことを防止することが可能となる。

ステップＳ１０において、低元側冷凍サイクル１の凝縮器冷媒温度検知手段１７で検出した凝縮器２４での冷媒温度が第３の基準温度以上か否かの判断を行い、第３の基準温度以上である場合には（ステップＳ１０，Ｙｅｓ）、ステップＳ１１に進み、第３の基準温度未満である場合には（ステップＳ１０，Ｎｏ）、ステップＳ１２に進む。

ステップＳ１０の処理では、低元側冷凍サイクル１のみの運転で除霜処理が可能かどうかを凝縮器１４出口での冷媒温度で判断している。これは、凝縮器１３出口での冷媒温度が所定の温度未満となった場合、低元側冷凍サイクル１のみの運転、すなわち、低元側冷凍サイクル１の凝縮器１４と高元側冷凍サイクル２の蒸発器２３を接続した熱交換器に蓄えられた熱量のみでは除霜処理困難、または時間を要すると判断する。第３の基準温度は例えば０℃程度に設定される。

ステップＳ１１では、低元側冷凍サイクル１が除霜運転を開始してから所定の時間が経過したかの判断を行い、所定の時間を経過していれば（ステップＳ１１，Ｙｅｓ）、ステップＳ１２に進み、所定の時間を経過していなければ（ステップＳ１１，Ｎｏ）、ステップＳ７に戻る。

ここで、ステップＳ１１の処理では、低元側冷凍サイクル１のみの運転で除霜処理が可能かどうかを、除霜運転時間で判断している。すなわち、除霜運転時間が所定の時間以内に、蒸発器１３入口での冷媒温度が第２の基準温度を超えてステップＳ９に進めない場合には、低元側冷凍サイクル１のみの運転では除霜処理困難であると判断する。所定の時間は、例えば５分程度に設定される。

ステップＳ１２では、高元側冷凍サイクル２を運転させ、ステップＳ１３に進む。高元側冷凍サイクル２を運転させる際に、温水循環手段３１を同時に運転させてもよい。温水循環手段３１を運転させた場合は、温水循環サイクル３の熱も利用して除霜処理を行うことが可能となり、より迅速に除霜処理を完了させることができる。

ステップＳ１３では低元側冷凍サイクル１の蒸発器冷媒温度検知手段１６で検知した冷媒温度が第４の基準温度以下か否かの判断を行い、第４の基準温度以下である場合は（ステップＳ１３，Ｙｅｓ）、ステップＳ１２に戻り、第４の基準温度を超えている場合は（ステップＳ１３，Ｎｏ）、ステップＳ１４に進み、除霜運転を終了させる。

ステップＳ１０とステップＳ１１での処理により、低元側冷凍サイクル１のみの運転では除霜処理困難な場合のみ、高元側冷凍サイクル２を運転させることが可能となる。その結果、高元側冷凍サイクル２の不要な運転によるエネルギーロスの低減と、高元側冷凍サイクル２の熱量を利用した確実、迅速な除霜処理の両立が可能となる。更に、高元側冷凍サイクル２の熱量を利用することにより、低元側冷凍サイクル１の凝縮器１４と高元側冷凍サイクル２の蒸発器２３を接続した熱交換器の容量を除霜処理のためだけに大きくする必要はない。

ステップＳ１３の処理では、ステップＳ８の処理と同様に、蒸発器１３入口での冷媒温度が第４の基準温度を超えた場合に、除霜処理完了と判断している。第４の基準温度は外気の温度、湿度条件から設定され、例えば５℃程度に設定される。

ステップＳ１４では、低元側冷凍サイクル１の圧縮機１１との高元側冷凍サイクル２の圧縮機２１双方の運転を停止させる処理が行われ、その後ステップＳ１５に進む。

ステップＳ１５では、低元側冷凍サイクル１の四方弁１２の回路と高元側冷凍サイクル２の四方弁２２の回路を、図１で示す破線の状態から実線の状態に切り替える。この切り替えにより、各冷凍サイクル１，２は除霜運転時とは逆のサイクルとなり、暖房運転時のサイクルに戻る。

次に、ステップＳ１６では、低元側冷凍サイクル１の運転を開始し、ステップＳ１７に進む。ステップＳ１７では、低元側冷凍サイクル１の凝縮器冷媒温度検知手段１７で検出した冷媒温度が第５の基準温度以下か否かの判断を行い、所定の温度以下である場合は（ステップＳ１７，Ｙｅｓ）、ステップＳ１８に進み、所定の温度を超える場合は（ステップＳ１７，Ｎｏ）、ステップＳ１９に進む。

ステップ１７の処理では、高元側冷凍サイクル２の運転開始条件を低元側冷凍サイクル１の凝縮器出口冷媒温度で判断している。除霜運転終了後、高元側冷凍サイクル２の蒸発器２３において冷却され、液状態となった冷媒の圧縮機２１への流入にすることによる圧縮機２１の損傷を防止するため、冷媒が蒸発器２３においてガス化可能となる温度まで、低元側冷凍サイクル１の単独の運転としている。所定の温度は例えば３０℃程度が設定される。

ステップＳ１８では、ステップＳ１７で低元側冷凍サイクル１が運転を開始されてから所定の時間を経過したかの判断を行い、所定の時間を経過していれば（ステップＳ１８，Ｙｅｓ）、ステップ１９に進み、所定の時間を経過していなければ（ステップＳ１８，Ｎｏ）、ステップ１６に戻る。

ステップＳ１８の処理では、高元側冷凍サイクル２の運転開始条件を低元側冷凍サイクル１が単独で運転した時間で判断している。ステップ１７の凝縮器出口冷媒温度による判定を満足していなくても、所定の時間低元側冷凍サイクル１を運転していれば、高元側冷凍サイクル２を運転させても問題ないと判断する。所定の時間は例えば５分程度に設定される。

ステップＳ１７とステップＳ１８での処理により、高元側冷凍サイクル２の圧縮機２１への液冷媒の流入による損傷を防止するとともに、除霜運転終了後、迅速に暖房運転を開始させることが可能となる。ステップＳ１９では、高元側冷凍サイクル２の運転を開始する処理を行い、除霜運転が完全に終了される。除霜運転の終了により、ステップＳ２に戻って、再度、暖房運転の継続時間等に基づいて除霜運転の要否が判断されることとなる。

以上説明したように、本発明によって、不要な除霜運転による温水加熱能力の低下防止、除霜運転に伴うエネルギーロスの低減、不完全な除霜処理の防止、迅速な除霜処理と暖房運転の開始、低元側冷凍サイクル１の凝縮器１４と高元側冷凍サイクル２の蒸発器２３の大容量化防止、高元側冷凍サイクル２の圧縮機２１の損傷防止が可能となる。

実施の形態２．
図３は、本発明の実施の形態２に係る温水熱源機での除霜運転の流れを説明するためのフローチャートである。温水熱源機の構成および機能は、実施の形態１で説明したものと略同様であるので、詳細な説明を省略する。また、実施の形態１と同様の構成については同様の符号を用いて説明する。また、実施の形態１と実施の形態２とで異なるフロー部分について説明する。

本実施の形態２では、ステップＳ６’において、四方弁の回路の切り替え処理を低元側冷凍サイクル１の四方弁１２に対してのみ行う。また、ステップＳ１１の処理の後に、ステップＳ２００の処理を追加し、ステップＳ２００において高元側冷凍サイクル２の四方弁２２の回路の切り替えを行う。また、ステップＳ９の処理の後にステップＳ２０１の処理を追加し、ステップＳ２０１において、低元側冷凍サイクル１のみで除霜運転を終了した場合に、低元側冷凍サイクル１の四方弁１２のみの回路の切り替えを行っている。

ステップＳ６’において、四方弁の回路の切り替えを低元側冷凍サイクル１の四方弁１２のみとし、除霜処理に高元側冷凍サイクル２の運転が必要と判断した場合のみ、ステップ２００において、高元側冷凍サイクル２の四方弁２２を切り替えることにより、低元側冷凍サイクル１のみで除霜処理が完了した場合に、高元側冷凍サイクル２の四方弁２２を切り替える必要はなくなる。その結果、高元側冷凍サイクル２の四方弁２２の切り替え回数を減らすことができ、高元側冷凍サイクル２の四方弁２２の長寿命化を図ることができる。

実施の形態３．
図４は、本発明の実施の形態３に係る温水熱源機での除霜運転の流れを示すフローチャートである。温水熱源機の構成および機能は、実施の形態１で説明したものと略同様であるので、詳細な説明を省略する。また、実施の形態１と同様の構成については同様の符号を用いて説明する。実施の形態２と実施の形態３とで異なるフロー部分について説明する。

ステップＳ５’において、圧縮機の停止処理を低元側冷凍サイクル１の圧縮機１１のみとする。また、ステップＳ１１の処理の後にステップＳ３００の処理を追加し、ステップＳ３００において高元側冷凍サイクル２の圧縮機２１の停止処理を行う。また、ステップＳ２０１の処理の後に、ステップＳ３０１の処理を追加し、ステップＳ３０１において、低元側冷凍サイクル１のみで除霜運転を終了した場合に、低元側冷凍サイクル１を運転させた後、ステップＳ１７等の凝縮器１４出口での冷媒温度の判別を行わずに、除霜運転を終了する。ここでも、除霜運転の終了により、ステップＳ２に戻って、再度、暖房運転の継続時間等に基づいて除霜運転の要否が判断されることとなる。

ステップＳ５’において、圧縮機の停止処理を低元側冷凍サイクル１の圧縮機１１のみとし、高元側冷凍サイクル２の圧縮機２１の運転を継続させ、除霜処理に高元側冷凍サイクル２の運転が必要と判断した場合のみ、ステップ３００において、高元側冷凍サイクル２の圧縮機２１を停止させている。その結果、低元側冷凍サイクル１のみで除霜処理が完了した場合に、除霜処理による温水温度低下の抑制、しいては室内温熱環境の悪化を抑制することが可能となる。

さらに、低元側冷凍サイクル１のみで除霜処理が完了した場合、すなわちステップＳ９に進んだ場合、高元側冷凍サイクル２は暖房運転を継続しているため、低元側冷凍サイクル１のみ暖房運転を再開すれば、通常運転となり、除霜運転終了後、迅速に暖房運転を開始することが可能となる。

なお、上記実施の形態において、制御部５で判別される基準温度として、第１〜第５の基準温度があるが、これらの基準温度として同じ温度が設定されていてもよいし、すべて異なる温度に設定されていてもよい。第１〜第５の基準温度は、温水熱源機５０の使用条件や使用環境によって、様々に変更可能である。

以上のように、本発明にかかる温水熱源機は、除霜運転を行う温水熱源機に有用であり、特に、除霜運転の効率化に適している。

１ 低元側冷凍サイクル
２ 高元側冷凍サイクル
３ 温水循環サイクル
４ 放熱器
５ 制御部
１１ 圧縮機（低元側圧縮機）
１２ 四方弁（低元側四方弁）
１３ 蒸発器（低元側蒸発器）
１４ 凝縮器（低元側凝縮器）
１５ 膨張弁（低元側膨張弁）
１６ 蒸発器冷媒温度検知手段
１７ 凝縮器冷媒温度検知手段
２１ 圧縮機（高元側圧縮機）
２２ 四方弁（高元側四方弁）
２３ 蒸発器（高元側蒸発器）
２４ 凝縮器（高元側凝縮器）
２５ 膨張弁（高元側膨張弁）
３１ 温水循環手段
３２ 温水熱交換器
３３ タンク
５０ 温水熱源機

Claims (6)

1. 低元側圧縮機と、低元側蒸発器と、低元側凝縮器と、低元側四方弁とが配管接続されて、低元側冷媒が循環する可逆冷凍サイクルとされた低元側冷凍サイクルと、高元側圧縮機、高元側蒸発器、高元側凝縮器、高元側四方弁が配管接続されて、高元側冷媒が循環する可逆冷凍サイクルとされた高元側冷凍サイクルとを備え、前記低元側冷媒と前記高元側冷媒との間で熱交換可能に前記低元側蒸発器と前記高元側凝縮器とを接続し、前記高元側凝縮器で前記高元側冷媒と温水との熱交換により温水を加熱する温水加熱運転を行う温水熱源機において、
   前記低元側蒸発器での冷媒温度を検知する蒸発器冷媒温度検知手段と、
   前記蒸発器冷媒温度検知手段で検知された冷媒温度が第１の基準温度以下となった場合に、前記低元側冷凍サイクルを用いた除霜運転を行わせ、前記低元側冷凍サイクルを用いた除霜運転から所定の時間を経過しても前記蒸発器冷媒温度検知手段で検知された冷媒温度が第２の基準温度以下である場合に、前記低元側冷凍サイクルを用いた除霜運転に加え、前記高元側冷凍サイクルを用いた除霜運転を行わせる制御部と、を備えることを特徴とする温水熱源機。
2. 前記低元側凝縮器での冷媒温度を検知する凝縮器冷媒温度検知手段をさらに備え、
   前記制御部は、前記低元側冷凍サイクルのみを用いた除霜運転中に、前記凝縮器冷媒温度検知手段で検知された冷媒温度が第３の基準温度以下となった場合に、前記低元側冷凍サイクルを用いた除霜運転に加え、前記高元側冷凍サイクルを用いた除霜運転を行わせることを特徴とする請求項１に記載の温水熱源機。
3. 前記制御部は、前記除霜運転中に、前記蒸発器冷媒温度検知手段で検知された冷媒温度が第４の基準温度を超えた場合に、除霜処理完了と判断し、前記低元側冷凍サイクルを用いた前記温水加熱運転を行わせ、前記凝縮器冷媒温度検知手段で検知された冷媒温度が第５の基準温度を超えた場合に、前記低元側冷凍サイクルに加えて、前記高元側冷凍サイクルを用いて、温水加熱運転を行わせることを特徴とする請求項２に記載の温水熱源機。
4. 前記制御部は、前記除霜運転中に、前記蒸発器冷媒温度検知手段で検知された冷媒温度が第４の基準温度を超えた場合に、除霜処理完了と判断し、前記低元側冷凍サイクルを用いた温水加熱運転を行わせ、前記低元側冷凍サイクルを用いた温水加熱運転開始から所定の時間が経過した後に、前記低元側冷凍サイクルに加えて、前記高元側冷凍サイクルを用いて、温水加熱運転を行うことを特徴とする請求項１〜３のいずれか１つに記載の温水熱源機。
5. 前記制御部は、前記低元側冷凍サイクルを用いた除霜運転を行う際に、前記高元側四方弁の回路を切り替えず、前記高元側冷凍サイクルを用いた除霜運転を行う際に前記高元側四方弁の回路を切り替えることを特徴とする請求項１〜４のいずれか１つに記載の温水熱源機。
6. 前記制御部は、前記低元側冷凍サイクルを用いた除霜運転中に、前記高元側圧縮機の運転を継続させることを特徴とする請求項５に記載の温水熱源機。

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