ヒートポンプシステムにおけるヒートポンプの位置確認方法及びヒートポンプシステム
【課題】ヒートポンプの位置関係を正しく確認することができ、効率の良い運転と信頼性の向上を図ることが可能なヒートポンプシステムにおけるヒートポンプの位置確認方法及びヒートポンプシステムを提供することを目的とする。
【解決手段】ヒートポンプシステム１は、複数台のヒートポンプ２が水配管１１に接続され、ヒートポンプ２の水熱交換器が水配管１１を流れる水と熱交換するヒートポンプシステム１であって、１台のヒートポンプ２に冷却運転又は加熱運転させる運転制御部１４と、複数台のヒートポンプ２に流入する水配管１１の水温を検出する水温検出部１５と、冷却運転又は加熱運転しているヒートポンプ２と、複数台のヒートポンプ２で検出された水温に基づいて、複数台のヒートポンプ２のそれぞれの位置関係を推測する位置関係推測部１６とを備える。
【解決手段】ヒートポンプシステム１は、複数台のヒートポンプ２が水配管１１に接続され、ヒートポンプ２の水熱交換器が水配管１１を流れる水と熱交換するヒートポンプシステム１であって、１台のヒートポンプ２に冷却運転又は加熱運転させる運転制御部１４と、複数台のヒートポンプ２に流入する水配管１１の水温を検出する水温検出部１５と、冷却運転又は加熱運転しているヒートポンプ２と、複数台のヒートポンプ２で検出された水温に基づいて、複数台のヒートポンプ２のそれぞれの位置関係を推測する位置関係推測部１６とを備える。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、複数台のヒートポンプが水配管を介して接続されるヒートポンプシステムにおけるヒートポンプの位置確認方法及びヒートポンプシステムに関するものである。
【背景技術】
【０００２】
複数台のヒートポンプ（例えば空冷式ヒートポンプチラー）を用いるヒートポンプシステムでは、複数台のヒートポンプが水配管に接続され、ヒートポンプの水熱交換器が水配管を流れる水と熱交換する。これにより、水配管内の水が加熱されたり、冷却されたりする。また、２台のヒートポンプを接続して１ユニットとするモジュールチラーが知られている。
【０００３】
特許文献１では、空冷ヒートポンプチラーを吸収式冷温水発生機と一体化することによって、吸収式冷温水発生機の低負荷運転を防止し、システム全体としての低負荷時における運転効率を向上させる技術が開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００２−１９５６８４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
ところで、上述したモジュールチラーは、複数台のヒートポンプを同一の水配管に接続する際、ヒートポンプが並列に設置されることが一般的であった。また、水配管の接続は工場等で行われ、モジュールチラーの水配管の接続を設置場所である現地で行うことはなかった。そのため、モジュールチラーでは、直列接続と並列接続を判断する手段や、直列接続の場合に上流側から下流側への順番を判断する手段、これらの接続状態を確認する手段などは存在しなかった。
【０００６】
これに対して、現地で水配管の接続を選択し施工できるモジュールチラー、すなわち複数台のヒートポンプを並列で接続するか又は直列で接続するかを選択できるようなモジュールチラーが提案されている。このモジュールチラーの場合、直列接続と並列接続の区別、直列接続の場合の上流側から下流側への順番などを、モジュールチラーの設置者などが手動でマイコンに設定することが考えられる。
【０００７】
しかし、手動による設定では、入力ミスが発生し得る。そして、誤った設定のままモジュールチラーを稼動させると、効率の悪い運転を継続することになり、信頼性を損ねる場合もある。
【０００８】
本発明は、このような事情に鑑みてなされたものであって、ヒートポンプの位置関係を正しく確認することができ、効率の良い運転と信頼性の向上を図ることが可能なヒートポンプシステムにおけるヒートポンプの位置確認方法及びヒートポンプ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】
【０００９】
上記課題を解決するために、本発明のヒートポンプシステムにおけるヒートポンプの位置確認方法及びヒートポンプシステムは以下の手段を採用する。
すなわち、本発明に係るヒートポンプシステムにおけるヒートポンプの位置確認方法は、複数台のヒートポンプが水配管に接続され、ヒートポンプの水熱交換器が水配管を流れる水と熱交換するヒートポンプシステムにおけるヒートポンプの位置確認方法であって、１台のヒートポンプに冷却運転又は加熱運転させる第１のステップと、複数台のヒートポンプに流入する水配管の水温を検出する第２のステップと、冷却運転又は加熱運転しているヒートポンプと、複数台のヒートポンプで検出された水温に基づいて、複数台のヒートポンプのそれぞれの位置関係を推測する第３のステップとを備える。
【００１０】
この発明によれば、１台のヒートポンプが冷却運転又は加熱運転することによって、水配管を流れる水の温度が変化する。運転しているヒートポンプの下流側に他のヒートポンプが接続されていれば、そのヒートポンプに流入する水配管の水温が変化することから、運転しているヒートポンプの下流に、水温の変化が検出されたヒートポンプが位置することが分かる。また、水温の変化が検出されなかった場合、そのヒートポンプは、運転しているヒートポンプの上流側に設置されている、又は並列して設置されていることが分かる。これにより、各ヒートポンプの位置関係、すなわち水配管を介して接続されている複数台のヒートポンプの接続順番を確認できる。
【００１１】
上記発明において、第２のステップで水温が検出された後、冷却運転又は加熱運転しているヒートポンプの運転を停止し、すでに第１のステップで運転したことがあるヒートポンプとは別の１台のヒートポンプに冷却運転又は加熱運転させる第４のステップと、すでに推測されている複数台のヒートポンプの位置関係と、新たに推測された複数台のヒートポンプの位置関係を統合する第５のステップとを備え、複数台のヒートポンプの全ての位置が確定するまで、第１ステップから第５ステップまでを繰り返してもよい。
【００１２】
この発明によれば、１台のヒートポンプに冷却運転又は加熱運転させて、水温が検出された後、冷却運転又は加熱運転しているヒートポンプの運転を停止する。そして、別の１台のヒートポンプに冷却運転又は加熱運転させる。これにより、すでに推測された各ヒートポンプの位置関係とは別に、新たに各ヒートポンプの位置関係が推測される。そして、すでに推測されている各ヒートポンプの位置関係と、新たに推測された各ヒートポンプの位置関係を統合する。統合の結果、各ヒートポンプの位置関係が更に詳しく分かる。そして、本発明の第１ステップから第５ステップを繰り返すことによって、各ヒートポンプの位置関係が明らかになり、全てのヒートポンプの位置が確定する。
【００１３】
また、本発明に係るヒートポンプシステムにおけるヒートポンプの位置確認方法は、複数台のヒートポンプが水配管に接続され、ヒートポンプの水熱交換器が水配管を流れる水と熱交換するヒートポンプシステムにおけるヒートポンプの位置確認方法であって、１台の第１のヒートポンプに冷却運転させ、他の１台の第２のヒートポンプに加熱運転させる第１のステップと、複数台のヒートポンプに流入する水配管の水温を検出する第２のステップと、冷却運転している第１のヒートポンプと、加熱運転している第２のヒートポンプと、複数台のヒートポンプで検出された水温に基づいて、複数台のヒートポンプのそれぞれの位置関係を推測する第３のステップとを備える。
【００１４】
この発明によれば、１台の第１のヒートポンプが冷却運転し、他の一台の第２のヒートポンプが加熱運転することによって、水配管を流れる水の温度が変化する。運転している第１又は第２のヒートポンプの下流側に他のヒートポンプが接続されていれば、そのヒートポンプに流入する水配管の水温が変化することから、運転している第１又は第２のヒートポンプの下流に、水温の変化が検出されたヒートポンプが位置することが分かる。また、水温の変化が検出されなかった場合、そのヒートポンプは、運転している第１又は第２のヒートポンプの上流側に設置されている、又は並列して設置されていることが分かる。これにより、各ヒートポンプの位置関係、すなわち水配管を介して接続されている複数台のヒートポンプの接続順番を確認できる。
【００１５】
また、本発明に係るヒートポンプシステムは、複数台のヒートポンプが水配管に接続され、ヒートポンプの水熱交換器が水配管を流れる水と熱交換するヒートポンプシステムであって、１台のヒートポンプに冷却運転又は加熱運転させる運転制御部と、複数台のヒートポンプに流入する水配管の水温を検出する水温検出部と、冷却運転又は加熱運転しているヒートポンプと、複数台のヒートポンプで検出された水温に基づいて、複数台のヒートポンプのそれぞれの位置関係を推測する位置関係推測部とを備える。
【００１６】
また、本発明に係るヒートポンプシステムは、複数台のヒートポンプが水配管に接続され、ヒートポンプの水熱交換器が水配管を流れる水と熱交換するヒートポンプシステムであって、１台の第１のヒートポンプに冷却運転させ、他の１台の第２のヒートポンプに加熱運転させる運転制御部と、複数台のヒートポンプに流入する水配管の水温を検出する水温検出部と、冷却運転している第１のヒートポンプと、加熱運転している第２のヒートポンプと、複数台のヒートポンプで検出された水温に基づいて、複数台のヒートポンプのそれぞれの位置関係を推測する位置関係推測部とを備える。
【発明の効果】
【００１７】
本発明によれば、複数台のヒートポンプが水配管を介して接続されるとき、ヒートポンプの位置関係を正しく確認することが可能になり、効率の良い運転と信頼性の向上を図ることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１８】
【図１】本発明の第１の実施形態に係るヒートポンプシステムを示すブロック図である。
【図２】同実施形態に係るヒートポンプを示す構成図である。
【図３】同実施形態に係るヒートポンプシステムにおけるヒートポンプの位置確認動作を示すフローチャートである。
【図４】ヒートポンプが水配管を介して直列接続されている状態を示す模式図である。
【図５】ヒートポンプが水配管を介して直列接続されている状態を示す模式図である。
【図６】本発明の第１の実施形態に係るヒートポンプの位置確認動作において、ヒートポンプの運転とヒートポンプの入口における水温変化との関係を示す図表である。
【図７】同実施形態に係るヒートポンプの位置確認動作において、ヒートポンプの運転とヒートポンプの入口における水温変化との関係を示す図表である。
【図８】同実施形態の変形例に係るヒートポンプの位置確認動作において、ヒートポンプの運転とヒートポンプの入口における水温変化との関係を示す図表である。
【図９】同実施形態の変形例に係るヒートポンプの位置確認動作において、ヒートポンプの運転とヒートポンプの入口における水温変化との関係を示す図表である。
【発明を実施するための形態】
【００１９】
以下に、本発明に係る実施形態について、図面を参照して説明する。
まず、図１を参照して、ヒートポンプシステム１の構成を説明する。
本実施形態に係るヒートポンプシステム１は、複数台のヒートポンプ２と、ヒートポンプ２に接続される水配管１１などからなる。ヒートポンプ２は、例えば空冷ヒートポンプチラーであり、水配管１１を流れる水と熱交換することによって、冷水又は温水を生成できる。ヒートポンプシステム１は、複数台のヒートポンプ２を１ユニットとするモジュールチラーでもよい。
【００２０】
ヒートポンプ２は、図２に示すように、圧縮機５と、四方弁６と、水熱交換器７と、膨張弁８と、空気熱交換器９と、アキュムレータ１０などからなる。圧縮機５と、四方弁６と、水熱交換器７と、膨張弁８と、空気熱交換器９と、アキュムレータ１０は、冷媒配管３によって結ばれ、冷媒回路を構成する。
【００２１】
圧縮機５は、インバータによってモータが駆動される。圧縮機５は、インバータの出力周波数によってモータの回転数、すなわち冷媒の吐出量が調整される。
【００２２】
空気熱交換器９は、外気と冷媒とを熱交換させ、水熱交換器７は、水と冷媒とを熱交換させる。アキュムレータ１０は、蒸発器（水熱交換器７又は空気熱交換器９）でガス化しきれなかった冷媒が液状のまま圧縮機５に吸入されるのを防ぐ。水配管１１との接続部分であって水熱交換器７の入口には、温度センサ４が設けられる。温度センサ４で検出された温度は、水配管１１内の水温として制御部１２の水温検出部１５へ送られる。
【００２３】
ヒートポンプ２において、加熱運転と冷却（又は除霜）運転とは、四方弁６が切り替えられて、冷媒の流れ方向が変化することによって切り替わる。加熱運転時では、圧縮機５から吐出された冷媒は、水熱交換器７、膨張弁８、空気熱交換器９、アキュムレータ１０の順に流れる。水熱交換器７が凝縮器として作用し、空気熱交換器９が蒸発器として作用する。そして、水熱交換器７で加熱された温水が水配管１１を介して次のヒートポンプ２又は外部へ供給される。
【００２４】
冷却（除霜）運転時では、圧縮機５から吐出された冷媒は、空気熱交換器９、膨張弁８、水熱交換器７、アキュムレータ１０の順に流れる。空気熱交換器９が凝縮器として作用し、水熱交換器７が蒸発器として作用する。そして、水熱交換器７で冷却された冷水が水配管１１を介して次のヒートポンプ２又は外部へ供給される。
【００２５】
本実施形態では、ヒートポンプ２同士を水配管で接続した後、複数台のヒートポンプ２の位置関係、すなわち直列接続であるか又は並列接続であるか、直列の場合は上流側から下流側への接続順番などを自動で確認する。これにより、手動入力による設定ミスを回避することができ、効率の良い運転と信頼性の向上を図ることが可能になる。本実施形態は、例えばヒートポンシステム１を設置場所へ設置し水配管１１の接続を完了したときの試運転時に行われる。また、ヒートポンプシステム１の水配管１１の接続替えをした後にも行われるとよい。
【００２６】
本実施形態のヒートポンプシステム１は、複数台のヒートポンプ２を運転させたり、ヒートポンプ２の水熱交換器７における水温を検出したり、ヒートポンプ２間の位置関係を推測する制御部１２を有する。制御部１２と各ヒートポンプ２は、図１に示すように例えば制御ケーブル１３によって接続され、制御信号が送受信される。なお、図１では、３台のヒートポンプ２が水配管１１を介して直列接続されている場合を示している。
【００２７】
制御部１２は、例えば運転制御部１４と、水温検出部１５と、位置関係推測部１６などを有する。制御部１２は、各ヒートポンプ２とは別に設けられてもよいし、いずれか１台のヒートポンプ２に設けられてもよい。
【００２８】
運転制御部１４は、本実施形態に係る位置確認動作の際、ヒートポンプ２に冷却運転又は加熱運転させる。例えば冷却運転では、水配管１１に接続された水熱交換器７の入口に一定温度（例えば１２℃）の水が供給されたとき、水熱交換器７の出口から冷却された一定温度（例えば７℃）の水が外部へ供給されるように運転条件が設定される。また、運転制御部１４は、位置確認動作の際、各ヒートポンプ２の水熱交換器７の入口の水温が検出された後、冷却運転又は加熱運転しているヒートポンプ２の運転を停止する。
【００２９】
水温検出部１５は、温度センサ４の測定値に基づいて、ヒートポンプ２に流入する水配管１１の水温、又は該水温を反映した水熱交換器７の表面温度（以下「水温」という。）を検出する。水温検出部１５は、ヒートポンプシステム１の全てのヒートポンプ２について、水温を検出する。また、検出された水温は、各ヒートポンプ２の識別子と一対一で対応付けられ、運転条件に応じた温度の変化（例えば、ヒートポンプ２の冷却（加熱）運転開始前の温度と、定常運転時の温度）も制御部１２のメモリ等に記憶される。
【００３０】
位置関係推測部１６は、冷却運転又は加熱運転している１台のヒートポンプ２と、複数台のヒートポンプ２で検出された水温に基づいて、複数台のヒートポンプ２のそれぞれの位置関係を推測する。また、位置関係推測部１６は、すでに推測されている複数台のヒートポンプ２の位置関係と、新たに推測された複数台のヒートポンプ２の位置関係を統合する。統合した結果、全てのヒートポンプ２の位置関係が明らかになったとき、制御部１２は、位置関係が確定したと判断しアドレス設定する。
【００３１】
位置関係の推測方法は、例えば以下のとおりである。１台のヒートポンプ２が冷却運転又は加熱運転することによって、水配管１１を流れる水の温度が変化する。運転しているヒートポンプ２の下流側に他のヒートポンプ２が接続されていれば、そのヒートポンプ２に流入する水配管１１の水温が変化することから、運転しているヒートポンプ２の下流に、水温の変化が検出されたヒートポンプ２が位置することが分かる。また、水温の変化が検出されなかった場合、そのヒートポンプ２は、運転しているヒートポンプ２の上流側に設置されている、又は並列して設置されていることが分かる。これにより、各ヒートポンプ２の位置関係、すなわち水配管１１を介して接続されている複数台のヒートポンプ２の接続順番を確認できる。
【００３２】
次に、図３を参照して、ヒートポンプ２の位置確認動作について説明する。
まず、ヒートポンプシステム１における複数台のヒートポンプ２のうち１台のヒートポンプ２を冷却運転又は加熱運転させる（ステップＳ１）。
【００３３】
そして、冷却（加熱）運転前の水配管１１との接続部分であって水熱交換器７の入口における水温を検出する。また、ヒートポンプ２の運転によって、水熱交換器７から供給される水配管１１の水温が安定する。このときの水熱交換器７の入口における水温も検出する（ステップＳ２）。
【００３４】
安定時の水温が検知されたら、冷却運転又は加熱運転しているヒートポンプ２の運転を停止する（ステップＳ３）。そして、冷却運転又は加熱運転している１台のヒートポンプ２と、複数台のヒートポンプ２で検出された水温に基づいて、複数台のヒートポンプ２のそれぞれの位置関係を推測する（ステップＳ４）。次に、すでに推測されている複数台のヒートポンプ２の位置関係と、新たに推測された複数台のヒートポンプ２の位置関係を統合する（ステップＳ５）。なお、ステップＳ１〜Ｓ４が１回目の場合、すでに推測されている複数台のヒートポンプ２の位置関係は存在しないことから、ステップＳ５はスキップされる。
【００３５】
ステップＳ５によって全てのヒートポンプ２の位置関係が確定したか否かが判断され（ステップＳ６）、全てのヒートポンプ２の位置が確定するまで、上記ステップＳ１からＳ５が繰り返される。その際、運転させるヒートポンプ２を変更して、別の１台のヒートポンプ２に冷却運転又は加熱運転させる（ステップＳ８）。
【００３６】
全てのヒートポンプ２の位置が確定した場合は、ヒートポンプ２が直列接続であるか、又は並列接続であるかが記録され、直列接続のときはヒートポンプ２の接続順番が記録される。そして、確定した位置関係に基づいて、例えば制御部１２にヒートポンプ２のアドレス設定が行われる（ステップＳ７）。
【００３７】
以上の動作によって、ヒートポンプシステム１におけるヒートポンプ２の位置関係が、手動ではなく自動に設定される。従って、誤入力等の人為的ミスの発生を防止でき、効率の良い運転と信頼性の向上を図ることが可能になる。
【００３８】
次に、位置確認動作の実施例について説明する。まず、図４に示すように、各ヒートポンプＡ、Ｂ、Ｃ、Ｄが直列接続されている場合について説明する。初期状態では、制御部１２は、ヒートポンプシステム１のヒートポンプＡからＤはどのような位置関係で、どの順番で接続されているかが不明である。
【００３９】
そこで、図６に示す過程で位置確認動作を行う。まず、ヒートポンプＡのみを冷却運転させる（ステップＳ１１）。その結果、ヒートポンプＡの水熱交換器７の入口における水温は変化しないが、ヒートポンプＢ、Ｃ、Ｄの水熱交換器７の入口における水温は下降する。したがって、（１）ヒートポンプＡがヒートポンプＢ、Ｃ、Ｄに対して上流側、すなわち最上流に設置されていることが推測される。
【００４０】
次に、ヒートポンプＢのみを冷却運転させる（ステップＳ１２）。その結果、ヒートポンプＡ、Ｂの水熱交換器７の入口における水温は変化しないが、ヒートポンプＣ、Ｄの水熱交換器７の入口における水温は下降する。したがって、（２）ヒートポンプＢがヒートポンプＣ、Ｄに対して上流側に設置されていることが推測される。また、上記（１）の事実からヒートポンプＡ→同Ｂの順番で設置されていることが推測される。
【００４１】
また次に、ヒートポンプＣのみを冷却運転させる（ステップＳ１３）。その結果、ヒートポンプＡ、Ｂ、Ｃの水熱交換器７の入口における水温は変化しないが、ヒートポンプＤの水熱交換器７の入口における水温は下降する。したがって、（３）ヒートポンプＣがヒートポンプＤに対して上流側に設置されていることが推測される。
【００４２】
以上より、ステップＳ１１〜Ｓ１３によって、上記（１）から（３）の事実からヒートポンプＡ→同Ｂ→同Ｃ→同Ｄの順番で設置されていることが分かる。
【００４３】
次に、図５に示すように、ヒートポンプＡとＢが直列、ヒートポンプＣとＤが直列であって、Ａ→ＢとＣ→Ｄは並列接続されている場合について説明する。初期状態では、制御部１２は、ヒートポンプシステム１のヒートポンプＡからＤはどのような位置関係で、どの順番で接続されているかが不明である。
【００４４】
そこで、図７に示す過程で位置確認動作を行う。まず、ヒートポンプＡのみを冷却運転させる（ステップＳ２１）。その結果、ヒートポンプＡ、Ｃ、Ｄの水熱交換器７の入口における水温は変化しないが、ヒートポンプＢの水熱交換器７の入口における水温は下降する。したがって、（１）ヒートポンプＡがヒートポンプＢに対して上流側、すなわち最上流に設置されていること、（２）ヒートポンプＡがヒートポンプＣ、Ｄに対して下流側に設置されているか、又はヒートポンプＡがヒートポンプＣ、Ｄと並列に設置されていることが推測される。
【００４５】
次に、ヒートポンプＢのみを冷却運転させる（ステップＳ２２）。その結果、ヒートポンプＡ、Ｂ、Ｃ、Ｄの水熱交換器７の入口における水温は変化しない。したがって、（３）ヒートポンプＢがヒートポンプＡ、Ｃ、Ｄの下流側に設置されているか、又はヒートポンプＢがヒートポンプＡ、Ｃ、Ｄと並列に設置されていることが推測される。
【００４６】
その結果、（４）上記（１）の事実からヒートポンプＡ→同Ｂの順番で設置され、（１）と（３）の事実からヒートポンプＢがヒートポンプＣ、Ｄと並列に設置されていることが分かる。
【００４７】
また次に、ヒートポンプＣのみを冷却運転させる（ステップＳ２３）。その結果、ヒートポンプＡ、Ｂ、Ｃの水熱交換器７の入口における水温は変化しないが、ヒートポンプＤの水熱交換器７の入口における水温は下降する。したがって、（５）ヒートポンプＣがヒートポンプＤに対して上流側、すなわち最上流に設置されていること、（６）ヒートポンプＣがヒートポンプＡ、Ｂに対して下流側に設置されているか、又はヒートポンプＣがヒートポンプＡ、Ｂと並列に設置されていることが推測される。上記（５）の事実からヒートポンプＣ→同Ｄの順番で設置されることが推測される。
【００４８】
以上より、ステップＳ２１〜Ｓ２３によって、ヒートポンプＡとＢが直列、ヒートポンプＣとＤが直列であって、Ａ→ＢとＣ→Ｄは並列接続されていることが分かる。
【００４９】
次に、本実施形態の変形例に係る位置確認動作について説明する。本変形例では、１台のヒートポンプ２に冷却運転をさせ、同時に他の１台のヒートポンプ２に加熱運転をさせる。この方法によれば、１台のヒートポンプのみを冷却運転又は加熱運転させる場合に比べて時間の短縮化を図ることができる。
【００５０】
以下、本変形例の位置確認動作の実施例について説明する。まず、図４に示すように、各ヒートポンプＡ、Ｂ、Ｃ、Ｄが直列接続されている場合について説明する。初期状態では、制御部１２は、ヒートポンプシステム１のヒートポンプＡからＤはどのような位置関係で、どの順番で接続されているかが不明である。
【００５１】
そこで、図８に示す過程で位置確認動作を行う。まず、ヒートポンプＡを冷却運転させ、同時にヒートポンプＢを加熱運転させる（ステップＳ３１）。なお、冷却運転による水熱交換器７の入口出口温度差に対し、加熱運転による水熱交換器７の入口出口温度差は例として２倍とする。その結果、ヒートポンプＡの水熱交換器７の入口における水温は変化しないが、ヒートポンプＢの水熱交換器７の入口における水温は下降し、Ｃ、Ｄは上昇する。したがって、（１）ヒートポンプＡがヒートポンプＢに対して上流側に設置されていることが分かり、ヒートポンプＡ→同Ｂの順番で設置されていることが分かる。また、（２）ヒートポンプＢがヒートポンプＣ、Ｄに対して上流側に設置されていることが推測される。
【００５２】
次に、ヒートポンプＣを冷却運転させ、同時にヒートポンプＤを加熱運転させる（ステップＳ３２）。その結果、ヒートポンプＡ、Ｂ、Ｃの水熱交換器７の入口における水温は変化しないが、ヒートポンプＤの水熱交換器７の入口における水温は下降する。したがって、上記（１）の事実と合わせて、ヒートポンプＡ→同Ｂ→同Ｃ→同Ｄの順番で設置されることが分かる。
【００５３】
次に、図５に示すように、ヒートポンプＡとＢが直列、ヒートポンプＣとＤが直列であって、Ａ→ＢとＣ→Ｄは並列接続されている場合について説明する。初期状態では、制御部１２は、ヒートポンプシステム１のヒートポンプＡからＤはどのような位置関係で、どの順番で接続されているかが不明である。
【００５４】
そこで、図９に示す過程で位置確認動作を行う。まず、ヒートポンプＡを冷却運転させ、同時にヒートポンプＢを加熱運転させる（ステップＳ４１）。なお、冷却運転による水熱交換器７の入口出口温度差に対し、加熱運転による水熱交換器７の入口出口温度差は例として2倍とする。その結果、ヒートポンプＡ、Ｃ、Ｄの水熱交換器７の入口における水温は変化しないが、ヒートポンプＢの水熱交換器７の入口における水温は下降する。したがって、（１）ヒートポンプＡがヒートポンプＢに対して上流側に設置されていることが分かり、ヒートポンプＡ→同Ｂの順番で設置されていることが分かる。また、（２）ヒートポンプＣ、ＤがヒートポンプＡ、Ｂに対して上流側に設置されているか、ヒートポンプＣ、ＤがヒートポンプＡ、Ｂと並列に設置されていることが推測される。
【００５５】
次に、ヒートポンプＣを冷却運転させ、同時にヒートポンプＤを加熱運転させる（ステップＳ４２）。その結果、ヒートポンプＡ、Ｂ、Ｃの水熱交換器７の入口における水温は変化しないが、ヒートポンプＤの水熱交換器７の入口における水温は下降する。したがって、（３）ヒートポンプＣがヒートポンプＤに対して上流側に設置されていることが分かり、ヒートポンプＣ→同Ｄの順番で設置されていることが分かる。また、（４）ヒートポンプＡ、ＢがヒートポンプＣ、Ｄに対して並列に設置されていることが分かる。
【００５６】
その結果、上記（３）と（４）の事実から、ヒートポンプＡとＢが直列、ヒートポンプＣとＤが直列であって、Ａ→ＢとＣ→Ｄは並列接続されていることが分かる。図８及び図９に示した本実施形態の変形例は、図６及び図７に示した例と比較して過程数が減っており、時間短縮を図ることができるといえる。
【００５７】
以上より、本実施形態によれば、直列接続と並列接続の区別、直列接続の場合の上流側から下流側への順番などがマイコン上に自動に設定され、手動による誤入力を防止できる。その結果、効率の良い運転と信頼性の向上を図ることができる。また、水配管１１が誤って接続された場合や、水配管１１の接続替えがあった場合でも、本実施形態のヒートポンプ２の位置確認方法を実行することによって、直列接続と並列接続の区別、直列接続の場合の上流側から下流側への順番を取得することができる。
【符号の説明】
【００５８】
１ ヒートポンプシステム
２ ヒートポンプ
３ 冷媒配管
４ 温度センサ
５ 圧縮機
６ 四方弁
７ 水熱交換器
８ 膨張弁
９ 空気熱交換器
１０ アキュムレータ
１１ 水配管
【技術分野】
【０００１】
本発明は、複数台のヒートポンプが水配管を介して接続されるヒートポンプシステムにおけるヒートポンプの位置確認方法及びヒートポンプシステムに関するものである。
【背景技術】
【０００２】
複数台のヒートポンプ（例えば空冷式ヒートポンプチラー）を用いるヒートポンプシステムでは、複数台のヒートポンプが水配管に接続され、ヒートポンプの水熱交換器が水配管を流れる水と熱交換する。これにより、水配管内の水が加熱されたり、冷却されたりする。また、２台のヒートポンプを接続して１ユニットとするモジュールチラーが知られている。
【０００３】
特許文献１では、空冷ヒートポンプチラーを吸収式冷温水発生機と一体化することによって、吸収式冷温水発生機の低負荷運転を防止し、システム全体としての低負荷時における運転効率を向上させる技術が開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００２−１９５６８４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
ところで、上述したモジュールチラーは、複数台のヒートポンプを同一の水配管に接続する際、ヒートポンプが並列に設置されることが一般的であった。また、水配管の接続は工場等で行われ、モジュールチラーの水配管の接続を設置場所である現地で行うことはなかった。そのため、モジュールチラーでは、直列接続と並列接続を判断する手段や、直列接続の場合に上流側から下流側への順番を判断する手段、これらの接続状態を確認する手段などは存在しなかった。
【０００６】
これに対して、現地で水配管の接続を選択し施工できるモジュールチラー、すなわち複数台のヒートポンプを並列で接続するか又は直列で接続するかを選択できるようなモジュールチラーが提案されている。このモジュールチラーの場合、直列接続と並列接続の区別、直列接続の場合の上流側から下流側への順番などを、モジュールチラーの設置者などが手動でマイコンに設定することが考えられる。
【０００７】
しかし、手動による設定では、入力ミスが発生し得る。そして、誤った設定のままモジュールチラーを稼動させると、効率の悪い運転を継続することになり、信頼性を損ねる場合もある。
【０００８】
本発明は、このような事情に鑑みてなされたものであって、ヒートポンプの位置関係を正しく確認することができ、効率の良い運転と信頼性の向上を図ることが可能なヒートポンプシステムにおけるヒートポンプの位置確認方法及びヒートポンプ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】
【０００９】
上記課題を解決するために、本発明のヒートポンプシステムにおけるヒートポンプの位置確認方法及びヒートポンプシステムは以下の手段を採用する。
すなわち、本発明に係るヒートポンプシステムにおけるヒートポンプの位置確認方法は、複数台のヒートポンプが水配管に接続され、ヒートポンプの水熱交換器が水配管を流れる水と熱交換するヒートポンプシステムにおけるヒートポンプの位置確認方法であって、１台のヒートポンプに冷却運転又は加熱運転させる第１のステップと、複数台のヒートポンプに流入する水配管の水温を検出する第２のステップと、冷却運転又は加熱運転しているヒートポンプと、複数台のヒートポンプで検出された水温に基づいて、複数台のヒートポンプのそれぞれの位置関係を推測する第３のステップとを備える。
【００１０】
この発明によれば、１台のヒートポンプが冷却運転又は加熱運転することによって、水配管を流れる水の温度が変化する。運転しているヒートポンプの下流側に他のヒートポンプが接続されていれば、そのヒートポンプに流入する水配管の水温が変化することから、運転しているヒートポンプの下流に、水温の変化が検出されたヒートポンプが位置することが分かる。また、水温の変化が検出されなかった場合、そのヒートポンプは、運転しているヒートポンプの上流側に設置されている、又は並列して設置されていることが分かる。これにより、各ヒートポンプの位置関係、すなわち水配管を介して接続されている複数台のヒートポンプの接続順番を確認できる。
【００１１】
上記発明において、第２のステップで水温が検出された後、冷却運転又は加熱運転しているヒートポンプの運転を停止し、すでに第１のステップで運転したことがあるヒートポンプとは別の１台のヒートポンプに冷却運転又は加熱運転させる第４のステップと、すでに推測されている複数台のヒートポンプの位置関係と、新たに推測された複数台のヒートポンプの位置関係を統合する第５のステップとを備え、複数台のヒートポンプの全ての位置が確定するまで、第１ステップから第５ステップまでを繰り返してもよい。
【００１２】
この発明によれば、１台のヒートポンプに冷却運転又は加熱運転させて、水温が検出された後、冷却運転又は加熱運転しているヒートポンプの運転を停止する。そして、別の１台のヒートポンプに冷却運転又は加熱運転させる。これにより、すでに推測された各ヒートポンプの位置関係とは別に、新たに各ヒートポンプの位置関係が推測される。そして、すでに推測されている各ヒートポンプの位置関係と、新たに推測された各ヒートポンプの位置関係を統合する。統合の結果、各ヒートポンプの位置関係が更に詳しく分かる。そして、本発明の第１ステップから第５ステップを繰り返すことによって、各ヒートポンプの位置関係が明らかになり、全てのヒートポンプの位置が確定する。
【００１３】
また、本発明に係るヒートポンプシステムにおけるヒートポンプの位置確認方法は、複数台のヒートポンプが水配管に接続され、ヒートポンプの水熱交換器が水配管を流れる水と熱交換するヒートポンプシステムにおけるヒートポンプの位置確認方法であって、１台の第１のヒートポンプに冷却運転させ、他の１台の第２のヒートポンプに加熱運転させる第１のステップと、複数台のヒートポンプに流入する水配管の水温を検出する第２のステップと、冷却運転している第１のヒートポンプと、加熱運転している第２のヒートポンプと、複数台のヒートポンプで検出された水温に基づいて、複数台のヒートポンプのそれぞれの位置関係を推測する第３のステップとを備える。
【００１４】
この発明によれば、１台の第１のヒートポンプが冷却運転し、他の一台の第２のヒートポンプが加熱運転することによって、水配管を流れる水の温度が変化する。運転している第１又は第２のヒートポンプの下流側に他のヒートポンプが接続されていれば、そのヒートポンプに流入する水配管の水温が変化することから、運転している第１又は第２のヒートポンプの下流に、水温の変化が検出されたヒートポンプが位置することが分かる。また、水温の変化が検出されなかった場合、そのヒートポンプは、運転している第１又は第２のヒートポンプの上流側に設置されている、又は並列して設置されていることが分かる。これにより、各ヒートポンプの位置関係、すなわち水配管を介して接続されている複数台のヒートポンプの接続順番を確認できる。
【００１５】
また、本発明に係るヒートポンプシステムは、複数台のヒートポンプが水配管に接続され、ヒートポンプの水熱交換器が水配管を流れる水と熱交換するヒートポンプシステムであって、１台のヒートポンプに冷却運転又は加熱運転させる運転制御部と、複数台のヒートポンプに流入する水配管の水温を検出する水温検出部と、冷却運転又は加熱運転しているヒートポンプと、複数台のヒートポンプで検出された水温に基づいて、複数台のヒートポンプのそれぞれの位置関係を推測する位置関係推測部とを備える。
【００１６】
また、本発明に係るヒートポンプシステムは、複数台のヒートポンプが水配管に接続され、ヒートポンプの水熱交換器が水配管を流れる水と熱交換するヒートポンプシステムであって、１台の第１のヒートポンプに冷却運転させ、他の１台の第２のヒートポンプに加熱運転させる運転制御部と、複数台のヒートポンプに流入する水配管の水温を検出する水温検出部と、冷却運転している第１のヒートポンプと、加熱運転している第２のヒートポンプと、複数台のヒートポンプで検出された水温に基づいて、複数台のヒートポンプのそれぞれの位置関係を推測する位置関係推測部とを備える。
【発明の効果】
【００１７】
本発明によれば、複数台のヒートポンプが水配管を介して接続されるとき、ヒートポンプの位置関係を正しく確認することが可能になり、効率の良い運転と信頼性の向上を図ることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１８】
【図１】本発明の第１の実施形態に係るヒートポンプシステムを示すブロック図である。
【図２】同実施形態に係るヒートポンプを示す構成図である。
【図３】同実施形態に係るヒートポンプシステムにおけるヒートポンプの位置確認動作を示すフローチャートである。
【図４】ヒートポンプが水配管を介して直列接続されている状態を示す模式図である。
【図５】ヒートポンプが水配管を介して直列接続されている状態を示す模式図である。
【図６】本発明の第１の実施形態に係るヒートポンプの位置確認動作において、ヒートポンプの運転とヒートポンプの入口における水温変化との関係を示す図表である。
【図７】同実施形態に係るヒートポンプの位置確認動作において、ヒートポンプの運転とヒートポンプの入口における水温変化との関係を示す図表である。
【図８】同実施形態の変形例に係るヒートポンプの位置確認動作において、ヒートポンプの運転とヒートポンプの入口における水温変化との関係を示す図表である。
【図９】同実施形態の変形例に係るヒートポンプの位置確認動作において、ヒートポンプの運転とヒートポンプの入口における水温変化との関係を示す図表である。
【発明を実施するための形態】
【００１９】
以下に、本発明に係る実施形態について、図面を参照して説明する。
まず、図１を参照して、ヒートポンプシステム１の構成を説明する。
本実施形態に係るヒートポンプシステム１は、複数台のヒートポンプ２と、ヒートポンプ２に接続される水配管１１などからなる。ヒートポンプ２は、例えば空冷ヒートポンプチラーであり、水配管１１を流れる水と熱交換することによって、冷水又は温水を生成できる。ヒートポンプシステム１は、複数台のヒートポンプ２を１ユニットとするモジュールチラーでもよい。
【００２０】
ヒートポンプ２は、図２に示すように、圧縮機５と、四方弁６と、水熱交換器７と、膨張弁８と、空気熱交換器９と、アキュムレータ１０などからなる。圧縮機５と、四方弁６と、水熱交換器７と、膨張弁８と、空気熱交換器９と、アキュムレータ１０は、冷媒配管３によって結ばれ、冷媒回路を構成する。
【００２１】
圧縮機５は、インバータによってモータが駆動される。圧縮機５は、インバータの出力周波数によってモータの回転数、すなわち冷媒の吐出量が調整される。
【００２２】
空気熱交換器９は、外気と冷媒とを熱交換させ、水熱交換器７は、水と冷媒とを熱交換させる。アキュムレータ１０は、蒸発器（水熱交換器７又は空気熱交換器９）でガス化しきれなかった冷媒が液状のまま圧縮機５に吸入されるのを防ぐ。水配管１１との接続部分であって水熱交換器７の入口には、温度センサ４が設けられる。温度センサ４で検出された温度は、水配管１１内の水温として制御部１２の水温検出部１５へ送られる。
【００２３】
ヒートポンプ２において、加熱運転と冷却（又は除霜）運転とは、四方弁６が切り替えられて、冷媒の流れ方向が変化することによって切り替わる。加熱運転時では、圧縮機５から吐出された冷媒は、水熱交換器７、膨張弁８、空気熱交換器９、アキュムレータ１０の順に流れる。水熱交換器７が凝縮器として作用し、空気熱交換器９が蒸発器として作用する。そして、水熱交換器７で加熱された温水が水配管１１を介して次のヒートポンプ２又は外部へ供給される。
【００２４】
冷却（除霜）運転時では、圧縮機５から吐出された冷媒は、空気熱交換器９、膨張弁８、水熱交換器７、アキュムレータ１０の順に流れる。空気熱交換器９が凝縮器として作用し、水熱交換器７が蒸発器として作用する。そして、水熱交換器７で冷却された冷水が水配管１１を介して次のヒートポンプ２又は外部へ供給される。
【００２５】
本実施形態では、ヒートポンプ２同士を水配管で接続した後、複数台のヒートポンプ２の位置関係、すなわち直列接続であるか又は並列接続であるか、直列の場合は上流側から下流側への接続順番などを自動で確認する。これにより、手動入力による設定ミスを回避することができ、効率の良い運転と信頼性の向上を図ることが可能になる。本実施形態は、例えばヒートポンシステム１を設置場所へ設置し水配管１１の接続を完了したときの試運転時に行われる。また、ヒートポンプシステム１の水配管１１の接続替えをした後にも行われるとよい。
【００２６】
本実施形態のヒートポンプシステム１は、複数台のヒートポンプ２を運転させたり、ヒートポンプ２の水熱交換器７における水温を検出したり、ヒートポンプ２間の位置関係を推測する制御部１２を有する。制御部１２と各ヒートポンプ２は、図１に示すように例えば制御ケーブル１３によって接続され、制御信号が送受信される。なお、図１では、３台のヒートポンプ２が水配管１１を介して直列接続されている場合を示している。
【００２７】
制御部１２は、例えば運転制御部１４と、水温検出部１５と、位置関係推測部１６などを有する。制御部１２は、各ヒートポンプ２とは別に設けられてもよいし、いずれか１台のヒートポンプ２に設けられてもよい。
【００２８】
運転制御部１４は、本実施形態に係る位置確認動作の際、ヒートポンプ２に冷却運転又は加熱運転させる。例えば冷却運転では、水配管１１に接続された水熱交換器７の入口に一定温度（例えば１２℃）の水が供給されたとき、水熱交換器７の出口から冷却された一定温度（例えば７℃）の水が外部へ供給されるように運転条件が設定される。また、運転制御部１４は、位置確認動作の際、各ヒートポンプ２の水熱交換器７の入口の水温が検出された後、冷却運転又は加熱運転しているヒートポンプ２の運転を停止する。
【００２９】
水温検出部１５は、温度センサ４の測定値に基づいて、ヒートポンプ２に流入する水配管１１の水温、又は該水温を反映した水熱交換器７の表面温度（以下「水温」という。）を検出する。水温検出部１５は、ヒートポンプシステム１の全てのヒートポンプ２について、水温を検出する。また、検出された水温は、各ヒートポンプ２の識別子と一対一で対応付けられ、運転条件に応じた温度の変化（例えば、ヒートポンプ２の冷却（加熱）運転開始前の温度と、定常運転時の温度）も制御部１２のメモリ等に記憶される。
【００３０】
位置関係推測部１６は、冷却運転又は加熱運転している１台のヒートポンプ２と、複数台のヒートポンプ２で検出された水温に基づいて、複数台のヒートポンプ２のそれぞれの位置関係を推測する。また、位置関係推測部１６は、すでに推測されている複数台のヒートポンプ２の位置関係と、新たに推測された複数台のヒートポンプ２の位置関係を統合する。統合した結果、全てのヒートポンプ２の位置関係が明らかになったとき、制御部１２は、位置関係が確定したと判断しアドレス設定する。
【００３１】
位置関係の推測方法は、例えば以下のとおりである。１台のヒートポンプ２が冷却運転又は加熱運転することによって、水配管１１を流れる水の温度が変化する。運転しているヒートポンプ２の下流側に他のヒートポンプ２が接続されていれば、そのヒートポンプ２に流入する水配管１１の水温が変化することから、運転しているヒートポンプ２の下流に、水温の変化が検出されたヒートポンプ２が位置することが分かる。また、水温の変化が検出されなかった場合、そのヒートポンプ２は、運転しているヒートポンプ２の上流側に設置されている、又は並列して設置されていることが分かる。これにより、各ヒートポンプ２の位置関係、すなわち水配管１１を介して接続されている複数台のヒートポンプ２の接続順番を確認できる。
【００３２】
次に、図３を参照して、ヒートポンプ２の位置確認動作について説明する。
まず、ヒートポンプシステム１における複数台のヒートポンプ２のうち１台のヒートポンプ２を冷却運転又は加熱運転させる（ステップＳ１）。
【００３３】
そして、冷却（加熱）運転前の水配管１１との接続部分であって水熱交換器７の入口における水温を検出する。また、ヒートポンプ２の運転によって、水熱交換器７から供給される水配管１１の水温が安定する。このときの水熱交換器７の入口における水温も検出する（ステップＳ２）。
【００３４】
安定時の水温が検知されたら、冷却運転又は加熱運転しているヒートポンプ２の運転を停止する（ステップＳ３）。そして、冷却運転又は加熱運転している１台のヒートポンプ２と、複数台のヒートポンプ２で検出された水温に基づいて、複数台のヒートポンプ２のそれぞれの位置関係を推測する（ステップＳ４）。次に、すでに推測されている複数台のヒートポンプ２の位置関係と、新たに推測された複数台のヒートポンプ２の位置関係を統合する（ステップＳ５）。なお、ステップＳ１〜Ｓ４が１回目の場合、すでに推測されている複数台のヒートポンプ２の位置関係は存在しないことから、ステップＳ５はスキップされる。
【００３５】
ステップＳ５によって全てのヒートポンプ２の位置関係が確定したか否かが判断され（ステップＳ６）、全てのヒートポンプ２の位置が確定するまで、上記ステップＳ１からＳ５が繰り返される。その際、運転させるヒートポンプ２を変更して、別の１台のヒートポンプ２に冷却運転又は加熱運転させる（ステップＳ８）。
【００３６】
全てのヒートポンプ２の位置が確定した場合は、ヒートポンプ２が直列接続であるか、又は並列接続であるかが記録され、直列接続のときはヒートポンプ２の接続順番が記録される。そして、確定した位置関係に基づいて、例えば制御部１２にヒートポンプ２のアドレス設定が行われる（ステップＳ７）。
【００３７】
以上の動作によって、ヒートポンプシステム１におけるヒートポンプ２の位置関係が、手動ではなく自動に設定される。従って、誤入力等の人為的ミスの発生を防止でき、効率の良い運転と信頼性の向上を図ることが可能になる。
【００３８】
次に、位置確認動作の実施例について説明する。まず、図４に示すように、各ヒートポンプＡ、Ｂ、Ｃ、Ｄが直列接続されている場合について説明する。初期状態では、制御部１２は、ヒートポンプシステム１のヒートポンプＡからＤはどのような位置関係で、どの順番で接続されているかが不明である。
【００３９】
そこで、図６に示す過程で位置確認動作を行う。まず、ヒートポンプＡのみを冷却運転させる（ステップＳ１１）。その結果、ヒートポンプＡの水熱交換器７の入口における水温は変化しないが、ヒートポンプＢ、Ｃ、Ｄの水熱交換器７の入口における水温は下降する。したがって、（１）ヒートポンプＡがヒートポンプＢ、Ｃ、Ｄに対して上流側、すなわち最上流に設置されていることが推測される。
【００４０】
次に、ヒートポンプＢのみを冷却運転させる（ステップＳ１２）。その結果、ヒートポンプＡ、Ｂの水熱交換器７の入口における水温は変化しないが、ヒートポンプＣ、Ｄの水熱交換器７の入口における水温は下降する。したがって、（２）ヒートポンプＢがヒートポンプＣ、Ｄに対して上流側に設置されていることが推測される。また、上記（１）の事実からヒートポンプＡ→同Ｂの順番で設置されていることが推測される。
【００４１】
また次に、ヒートポンプＣのみを冷却運転させる（ステップＳ１３）。その結果、ヒートポンプＡ、Ｂ、Ｃの水熱交換器７の入口における水温は変化しないが、ヒートポンプＤの水熱交換器７の入口における水温は下降する。したがって、（３）ヒートポンプＣがヒートポンプＤに対して上流側に設置されていることが推測される。
【００４２】
以上より、ステップＳ１１〜Ｓ１３によって、上記（１）から（３）の事実からヒートポンプＡ→同Ｂ→同Ｃ→同Ｄの順番で設置されていることが分かる。
【００４３】
次に、図５に示すように、ヒートポンプＡとＢが直列、ヒートポンプＣとＤが直列であって、Ａ→ＢとＣ→Ｄは並列接続されている場合について説明する。初期状態では、制御部１２は、ヒートポンプシステム１のヒートポンプＡからＤはどのような位置関係で、どの順番で接続されているかが不明である。
【００４４】
そこで、図７に示す過程で位置確認動作を行う。まず、ヒートポンプＡのみを冷却運転させる（ステップＳ２１）。その結果、ヒートポンプＡ、Ｃ、Ｄの水熱交換器７の入口における水温は変化しないが、ヒートポンプＢの水熱交換器７の入口における水温は下降する。したがって、（１）ヒートポンプＡがヒートポンプＢに対して上流側、すなわち最上流に設置されていること、（２）ヒートポンプＡがヒートポンプＣ、Ｄに対して下流側に設置されているか、又はヒートポンプＡがヒートポンプＣ、Ｄと並列に設置されていることが推測される。
【００４５】
次に、ヒートポンプＢのみを冷却運転させる（ステップＳ２２）。その結果、ヒートポンプＡ、Ｂ、Ｃ、Ｄの水熱交換器７の入口における水温は変化しない。したがって、（３）ヒートポンプＢがヒートポンプＡ、Ｃ、Ｄの下流側に設置されているか、又はヒートポンプＢがヒートポンプＡ、Ｃ、Ｄと並列に設置されていることが推測される。
【００４６】
その結果、（４）上記（１）の事実からヒートポンプＡ→同Ｂの順番で設置され、（１）と（３）の事実からヒートポンプＢがヒートポンプＣ、Ｄと並列に設置されていることが分かる。
【００４７】
また次に、ヒートポンプＣのみを冷却運転させる（ステップＳ２３）。その結果、ヒートポンプＡ、Ｂ、Ｃの水熱交換器７の入口における水温は変化しないが、ヒートポンプＤの水熱交換器７の入口における水温は下降する。したがって、（５）ヒートポンプＣがヒートポンプＤに対して上流側、すなわち最上流に設置されていること、（６）ヒートポンプＣがヒートポンプＡ、Ｂに対して下流側に設置されているか、又はヒートポンプＣがヒートポンプＡ、Ｂと並列に設置されていることが推測される。上記（５）の事実からヒートポンプＣ→同Ｄの順番で設置されることが推測される。
【００４８】
以上より、ステップＳ２１〜Ｓ２３によって、ヒートポンプＡとＢが直列、ヒートポンプＣとＤが直列であって、Ａ→ＢとＣ→Ｄは並列接続されていることが分かる。
【００４９】
次に、本実施形態の変形例に係る位置確認動作について説明する。本変形例では、１台のヒートポンプ２に冷却運転をさせ、同時に他の１台のヒートポンプ２に加熱運転をさせる。この方法によれば、１台のヒートポンプのみを冷却運転又は加熱運転させる場合に比べて時間の短縮化を図ることができる。
【００５０】
以下、本変形例の位置確認動作の実施例について説明する。まず、図４に示すように、各ヒートポンプＡ、Ｂ、Ｃ、Ｄが直列接続されている場合について説明する。初期状態では、制御部１２は、ヒートポンプシステム１のヒートポンプＡからＤはどのような位置関係で、どの順番で接続されているかが不明である。
【００５１】
そこで、図８に示す過程で位置確認動作を行う。まず、ヒートポンプＡを冷却運転させ、同時にヒートポンプＢを加熱運転させる（ステップＳ３１）。なお、冷却運転による水熱交換器７の入口出口温度差に対し、加熱運転による水熱交換器７の入口出口温度差は例として２倍とする。その結果、ヒートポンプＡの水熱交換器７の入口における水温は変化しないが、ヒートポンプＢの水熱交換器７の入口における水温は下降し、Ｃ、Ｄは上昇する。したがって、（１）ヒートポンプＡがヒートポンプＢに対して上流側に設置されていることが分かり、ヒートポンプＡ→同Ｂの順番で設置されていることが分かる。また、（２）ヒートポンプＢがヒートポンプＣ、Ｄに対して上流側に設置されていることが推測される。
【００５２】
次に、ヒートポンプＣを冷却運転させ、同時にヒートポンプＤを加熱運転させる（ステップＳ３２）。その結果、ヒートポンプＡ、Ｂ、Ｃの水熱交換器７の入口における水温は変化しないが、ヒートポンプＤの水熱交換器７の入口における水温は下降する。したがって、上記（１）の事実と合わせて、ヒートポンプＡ→同Ｂ→同Ｃ→同Ｄの順番で設置されることが分かる。
【００５３】
次に、図５に示すように、ヒートポンプＡとＢが直列、ヒートポンプＣとＤが直列であって、Ａ→ＢとＣ→Ｄは並列接続されている場合について説明する。初期状態では、制御部１２は、ヒートポンプシステム１のヒートポンプＡからＤはどのような位置関係で、どの順番で接続されているかが不明である。
【００５４】
そこで、図９に示す過程で位置確認動作を行う。まず、ヒートポンプＡを冷却運転させ、同時にヒートポンプＢを加熱運転させる（ステップＳ４１）。なお、冷却運転による水熱交換器７の入口出口温度差に対し、加熱運転による水熱交換器７の入口出口温度差は例として2倍とする。その結果、ヒートポンプＡ、Ｃ、Ｄの水熱交換器７の入口における水温は変化しないが、ヒートポンプＢの水熱交換器７の入口における水温は下降する。したがって、（１）ヒートポンプＡがヒートポンプＢに対して上流側に設置されていることが分かり、ヒートポンプＡ→同Ｂの順番で設置されていることが分かる。また、（２）ヒートポンプＣ、ＤがヒートポンプＡ、Ｂに対して上流側に設置されているか、ヒートポンプＣ、ＤがヒートポンプＡ、Ｂと並列に設置されていることが推測される。
【００５５】
次に、ヒートポンプＣを冷却運転させ、同時にヒートポンプＤを加熱運転させる（ステップＳ４２）。その結果、ヒートポンプＡ、Ｂ、Ｃの水熱交換器７の入口における水温は変化しないが、ヒートポンプＤの水熱交換器７の入口における水温は下降する。したがって、（３）ヒートポンプＣがヒートポンプＤに対して上流側に設置されていることが分かり、ヒートポンプＣ→同Ｄの順番で設置されていることが分かる。また、（４）ヒートポンプＡ、ＢがヒートポンプＣ、Ｄに対して並列に設置されていることが分かる。
【００５６】
その結果、上記（３）と（４）の事実から、ヒートポンプＡとＢが直列、ヒートポンプＣとＤが直列であって、Ａ→ＢとＣ→Ｄは並列接続されていることが分かる。図８及び図９に示した本実施形態の変形例は、図６及び図７に示した例と比較して過程数が減っており、時間短縮を図ることができるといえる。
【００５７】
以上より、本実施形態によれば、直列接続と並列接続の区別、直列接続の場合の上流側から下流側への順番などがマイコン上に自動に設定され、手動による誤入力を防止できる。その結果、効率の良い運転と信頼性の向上を図ることができる。また、水配管１１が誤って接続された場合や、水配管１１の接続替えがあった場合でも、本実施形態のヒートポンプ２の位置確認方法を実行することによって、直列接続と並列接続の区別、直列接続の場合の上流側から下流側への順番を取得することができる。
【符号の説明】
【００５８】
１ ヒートポンプシステム
２ ヒートポンプ
３ 冷媒配管
４ 温度センサ
５ 圧縮機
６ 四方弁
７ 水熱交換器
８ 膨張弁
９ 空気熱交換器
１０ アキュムレータ
１１ 水配管
【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数台のヒートポンプが水配管に接続され、前記ヒートポンプの水熱交換器が前記水配管を流れる水と熱交換するヒートポンプシステムにおけるヒートポンプの位置確認方法であって、
１台のヒートポンプに冷却運転又は加熱運転させる第１のステップと、
前記複数台のヒートポンプに流入する前記水配管の水温を検出する第２のステップと、
冷却運転又は加熱運転している前記ヒートポンプと、前記複数台のヒートポンプで検出された前記水温に基づいて、前記複数台のヒートポンプのそれぞれの位置関係を推測する第３のステップと、
を備えるヒートポンプシステムにおけるヒートポンプの位置確認方法。
【請求項２】
前記第２のステップで水温が検出された後、冷却運転又は加熱運転している前記ヒートポンプの運転を停止し、すでに前記第１のステップで運転したことがある前記ヒートポンプとは別の１台のヒートポンプに冷却運転又は加熱運転させる第４のステップと、
すでに推測されている前記複数台のヒートポンプの位置関係と、新たに推測された前記複数台のヒートポンプの位置関係を統合する第５のステップと、
を備え、
前記複数台のヒートポンプの全ての位置が確定するまで、前記第１ステップから前記第５ステップまでを繰り返す請求項１に記載のヒートポンプシステムにおけるヒートポンプの位置確認方法。
【請求項３】
複数台のヒートポンプが水配管に接続され、前記ヒートポンプの水熱交換器が前記水配管を流れる水と熱交換するヒートポンプシステムにおけるヒートポンプの位置確認方法であって、
１台の第１のヒートポンプに冷却運転させ、同時に他の１台の第２のヒートポンプに加熱運転させる第１のステップと、
前記複数台のヒートポンプに流入する前記水配管の水温を検出する第２のステップと、
冷却運転している前記第１のヒートポンプと、加熱運転している前記第２のヒートポンプと、前記複数台のヒートポンプで検出された水温に基づいて、前記複数台のヒートポンプのそれぞれの位置関係を推測する第３のステップと、
を備えるヒートポンプシステムにおけるヒートポンプの位置確認方法。
【請求項４】
複数台のヒートポンプが水配管に接続され、前記ヒートポンプの水熱交換器が前記水配管を流れる水と熱交換するヒートポンプシステムであって、
１台のヒートポンプに冷却運転又は加熱運転させる運転制御部と、
前記複数台のヒートポンプに流入する前記水配管の水温を検出する水温検出部と、
冷却運転又は加熱運転している前記ヒートポンプと、前記複数台のヒートポンプで検出された前記水温に基づいて、前記複数台のヒートポンプのそれぞれの位置関係を推測する位置関係推測部と、
を備えるヒートポンプシステム。
【請求項５】
複数台のヒートポンプが水配管に接続され、前記ヒートポンプの水熱交換器が前記水配管を流れる水と熱交換するヒートポンプシステムであって、
１台の第１のヒートポンプに冷却運転させ、他の１台の第２のヒートポンプに加熱運転させる運転制御部と、
前記複数台のヒートポンプに流入する前記水配管の水温を検出する水温検出部と、
冷却運転している前記第１のヒートポンプと、加熱運転している前記第２のヒートポンプと、前記複数台のヒートポンプで検出された水温に基づいて、前記複数台のヒートポンプのそれぞれの位置関係を推測する位置関係推測部と、
を備えるヒートポンプシステム。
【請求項１】
複数台のヒートポンプが水配管に接続され、前記ヒートポンプの水熱交換器が前記水配管を流れる水と熱交換するヒートポンプシステムにおけるヒートポンプの位置確認方法であって、
１台のヒートポンプに冷却運転又は加熱運転させる第１のステップと、
前記複数台のヒートポンプに流入する前記水配管の水温を検出する第２のステップと、
冷却運転又は加熱運転している前記ヒートポンプと、前記複数台のヒートポンプで検出された前記水温に基づいて、前記複数台のヒートポンプのそれぞれの位置関係を推測する第３のステップと、
を備えるヒートポンプシステムにおけるヒートポンプの位置確認方法。
【請求項２】
前記第２のステップで水温が検出された後、冷却運転又は加熱運転している前記ヒートポンプの運転を停止し、すでに前記第１のステップで運転したことがある前記ヒートポンプとは別の１台のヒートポンプに冷却運転又は加熱運転させる第４のステップと、
すでに推測されている前記複数台のヒートポンプの位置関係と、新たに推測された前記複数台のヒートポンプの位置関係を統合する第５のステップと、
を備え、
前記複数台のヒートポンプの全ての位置が確定するまで、前記第１ステップから前記第５ステップまでを繰り返す請求項１に記載のヒートポンプシステムにおけるヒートポンプの位置確認方法。
【請求項３】
複数台のヒートポンプが水配管に接続され、前記ヒートポンプの水熱交換器が前記水配管を流れる水と熱交換するヒートポンプシステムにおけるヒートポンプの位置確認方法であって、
１台の第１のヒートポンプに冷却運転させ、同時に他の１台の第２のヒートポンプに加熱運転させる第１のステップと、
前記複数台のヒートポンプに流入する前記水配管の水温を検出する第２のステップと、
冷却運転している前記第１のヒートポンプと、加熱運転している前記第２のヒートポンプと、前記複数台のヒートポンプで検出された水温に基づいて、前記複数台のヒートポンプのそれぞれの位置関係を推測する第３のステップと、
を備えるヒートポンプシステムにおけるヒートポンプの位置確認方法。
【請求項４】
複数台のヒートポンプが水配管に接続され、前記ヒートポンプの水熱交換器が前記水配管を流れる水と熱交換するヒートポンプシステムであって、
１台のヒートポンプに冷却運転又は加熱運転させる運転制御部と、
前記複数台のヒートポンプに流入する前記水配管の水温を検出する水温検出部と、
冷却運転又は加熱運転している前記ヒートポンプと、前記複数台のヒートポンプで検出された前記水温に基づいて、前記複数台のヒートポンプのそれぞれの位置関係を推測する位置関係推測部と、
を備えるヒートポンプシステム。
【請求項５】
複数台のヒートポンプが水配管に接続され、前記ヒートポンプの水熱交換器が前記水配管を流れる水と熱交換するヒートポンプシステムであって、
１台の第１のヒートポンプに冷却運転させ、他の１台の第２のヒートポンプに加熱運転させる運転制御部と、
前記複数台のヒートポンプに流入する前記水配管の水温を検出する水温検出部と、
冷却運転している前記第１のヒートポンプと、加熱運転している前記第２のヒートポンプと、前記複数台のヒートポンプで検出された水温に基づいて、前記複数台のヒートポンプのそれぞれの位置関係を推測する位置関係推測部と、
を備えるヒートポンプシステム。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【公開番号】特開２０１３−１１３５５６（Ｐ２０１３−１１３５５６Ａ）
【公開日】平成２５年６月１０日（２０１３．６．１０）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１１−２６２４３９（Ｐ２０１１−２６２４３９）
【出願日】平成２３年１１月３０日（２０１１．１１．３０）
【出願人】（０００００６２０８）三菱重工業株式会社 (10,378)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２５年６月１０日（２０１３．６．１０）
【国際特許分類】
【出願日】平成２３年１１月３０日（２０１１．１１．３０）
【出願人】（０００００６２０８）三菱重工業株式会社 (10,378)
【Ｆターム（参考）】
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