(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
圧縮機と利用側熱交換器と膨張弁と熱源側熱交換器とを有する冷媒回路と、凝縮圧力検出手段と、制御手段とを備えたヒートポンプサイクル装置であって、
前記制御手段は、前記利用側熱交換器における複数の凝縮圧力の値のうち少なくとも大きさの異なる２つの凝縮圧力について、値の大きい凝縮圧力に対応する前記圧縮機の回転数の上昇速度は、値の小さい凝縮圧力に対応する前記圧縮機の回転数の上昇速度より遅く設定された圧縮機回転数の上昇速度テーブルを有し、
前記制御手段は、前記凝縮圧力を前記凝縮圧力検出手段により検出し、前記圧縮機回転数の上昇速度テーブルを参照し、前記凝縮圧力に対応した前記圧縮機の回転数の上昇速度で、除霜運転終了後の前記圧縮機の回転数を目標回転数まで上昇させることを特徴とするヒートポンプサイクル装置。
【請求項２】
請求項１に記載のヒートポンプサイクル装置において、
前記圧縮機回転数の上昇速度テーブルにおける前記凝縮圧力は、前記除霜運転を開始する直前に前記凝縮圧力検出手段により検出したものであり、
前記除霜運転終了後は、決定した前記圧縮機の回転数の上昇速度で前記圧縮機の回転数を目標回転数まで上昇させることを特徴とするヒートポンプサイクル装置。
【請求項３】
圧縮機と利用側熱交換器と膨張弁と熱源側熱交換器とを有する冷媒回路と、水温検出手段と、制御手段とを備えたヒートポンプサイクル装置であって、
前記制御手段は、前記利用側熱交換器に流入する複数の水温の値のうち少なくとも大きさの異なる２つの水温について、値の大きい水温に対応する前記圧縮機の回転数の上昇速度は、値の小さい水温に対応する前記圧縮機の回転数の上昇速度より遅く設定された圧縮機回転数の上昇速度テーブルを有し、
前記制御手段は、前記水温を前記水温検出手段により検出し、前記圧縮機回転数の上昇速度テーブルを参照し、前記水温に対応した前記圧縮機の回転数の上昇速度で、除霜運転終了後の前記圧縮機の回転数を目標回転数まで上昇させることを特徴とするヒートポンプサイクル装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ヒートポンプ式温冷水空気調和機やヒートポンプ式給湯装置等のヒートポンプサイクル装置に係わり、詳細には、圧縮機の高圧保護を行うヒートポンプサイクル装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、ヒートポンプサイクル装置は、圧縮機と、四方弁と、利用側熱交換器と、電子膨張弁と、熱源側熱交換器である室外熱交換器とを順次配管接続してなる冷媒回路を有している。このヒートポンプサイクル装置で暖房運転や給湯運転を行う際は、冷媒回路が暖房サイクルとなり、圧縮機で圧縮され高温高圧のガスとなった冷媒は四方弁を通過し、利用側熱交換器で熱を放出して液冷媒となり、さらに電子膨張弁で減圧されて室外熱交換器で蒸発して室外空気と熱交換し、ガスとなって再び圧縮機で圧縮される過程を繰り返す。尚、冷房／除霜運転の際は、冷媒回路は、四方弁が切り換わって上述した冷媒の流れとは逆方向の流れとなる冷房サイクルとなる。
【０００３】
このようなヒートポンプサイクル装置において、冷媒回路が暖房サイクルで運転する時に外気温度が低い場合には、室外熱交換器に着霜する虞があり、室外熱交換器に着霜した場合は除霜運転を行う必要がある。除霜運転時は、室外熱交換器の温度を上げるために、冷媒回路を冷房サイクルに切換えて冷媒を循環させることとなり、利用側熱交換器が蒸発器となるため、暖房サイクル運転時に上昇した温水や室内空気の温度が低下する。従って、除霜運転解除時（暖房サイクル運転復帰時）に、低下した温水や室内空気の温度を再度上昇させるために、ヒートポンプサイクル装置を高能力で運転する必要がある。
【０００４】
ヒートポンプサイクル装置を高能力で運転するためには、圧縮機の回転数を大幅に上昇させる必要があるが、除霜運転終了後、圧縮機の回転数を大幅に上昇させると、圧縮機の吐出圧力が急激に上昇し、一時的に圧縮機の許容圧力を超えてしまう現象、所謂オーバーシュートが発生する虞があった。
【０００５】
以上のような問題を解決するため、除霜運転が終了して暖房サイクル運転に復帰した際に、短時間で圧縮機の回転数を大幅に上げないように制御して、圧縮機の吐出圧力のオーバーシュートを防ぐヒートポンプサイクル装置が提案されている（例えば、特許文献１参照）。
【０００６】
特許文献１に開示されているのは、圧縮機と、利用側熱交換器である給湯用熱交換器と、室外熱交換器と、制御手段とを有するヒートポンプ式給湯装置であって、除霜運転が終了して給湯運転に復帰した際に、目標となる圧縮機の回転数に対応する目標運転周波数が、除霜運転時の圧縮機の運転周波数より高く設定されている場合でも、目標運転周波数まで一気に上昇させずに、目標運転周波数より低い運転周波数まで上昇させた後、この運転周波数で所定時間圧縮機を運転し、所定時間経過後に目標運転周波数まで上昇させている。
【０００７】
以上のように、除霜運転が終了して暖房サイクル運転に復帰した際の、圧縮機の運転周波数制御を行うので、圧縮機の吐出圧力が急激に上昇してオーバーシュートが発生することを防ぐことができるため、圧縮機の機構部の磨耗等を防いで信頼性を向上させることができる。
しかしながら、特許文献１のようなヒートポンプサイクル装置では、以下のような問題があった。
【０００８】
一般に、ヒートポンプサイクル装置では、除霜運転終了後に暖房サイクル運転に復帰させる際、上述したように圧縮機の回転数を大幅に上昇させる必要がある。また、可能な限り早い上昇速度で圧縮機の回転数を上げて目標回転数まで到達させることが望ましい。しかし、ヒートポンプサイクル装置の冷媒回路の状態に関わらず、圧縮機の回転数の上昇速度を可能な限り早く設定すると、除霜運転開始直前の水温が高い場合は、水温が低い場合に比べて、暖房サイクル運転復帰時における圧縮機の吐出圧力と許容圧力との差が小さいため、オーバーシュートが発生する虞があった。  
【０００９】
以上説明した問題に対し、特許文献１のヒートポンプ式給湯装置では、除霜運転が終了して給湯運転に復帰した際に、圧縮機の回転数を目標回転数まで一気に上げずに所定時間目標回転数より低い回転数とし、圧縮機の回転数が目標回転数に到達するまでの時間を長く取ることによりオーバーシュートを防いでいる。
【００１０】
一方、上述した場合とは逆に除霜運転開始直前の水温が低い場合は、暖房サイクル運転復帰時における圧縮機の吐出圧力と許容圧力との差が大きく、オーバーシュートも起こりにくいため、圧縮機の回転数を目標回転数まで早く上昇させても問題ない。このような冷媒回路の状態であっても、特許文献１のヒートポンプ式給湯装置では、所定時間目標回転数より低い回転数で圧縮機を運転した後、目標回転数まで上昇させるので、除霜運転終了後の冷媒回路の状態に応じた最短の立ち上げ時間でヒートポンプ式給湯装置を高能力で運転することができなかった。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１１】
【特許文献１】特開２００７−４０５５５号公報（第４〜５頁、第４図）
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１２】
本発明は以上述べた問題点を解決し、除霜運転終了後の冷媒回路の状態に応じた圧縮機の回転数の上昇速度で、圧縮機の回転数制御を行うことを可能にするヒートポンプサイクル装置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】
【００１３】
本発明は上述の課題を解決するものであって、本発明のヒートポンプサイクル装置は、圧縮機と利用側熱交換器と膨張弁と熱源側熱交換器とを有する冷媒回路と、凝縮圧力検出手段および／または水温検出手段と、制御手段とを備え、熱源側熱交換器の除霜運転が行えるものであって、制御手段は、利用側熱交換器における複数の凝縮圧力の値、あるいは、利用側熱交換器に流入する複数の水温の値に対応させて、圧縮機の回転数の上昇速度を記憶した圧縮機回転数の上昇速度テーブルを有するものである。
【００１４】
上記圧縮機回転数の上昇速度テーブルにおいて、複数の凝縮圧力の値あるいは複数の水温の値のうち少なくとも大きさの異なる２つの凝縮圧力あるいは水温の値について、値の大きい凝縮圧力あるいは水温に対応する圧縮機の回転数の上昇速度は、値の小さい凝縮圧力あるいは水温に対応する圧縮機の回転数の上昇速度より遅く設定されている。そして、制御手段は、凝縮圧力を凝縮圧力検出手段により検出、あるいは、水温を水温検出手段により検出し、圧縮機回転数の上昇速度テーブルを参照して、凝縮圧力あるいは水温に基づいて検出した圧縮機の回転数の上昇速度で、圧縮機の回転数を目標回転数まで上昇させるものである。また、圧縮機回転数の上昇速度テーブルにおける凝縮圧力は、除霜運転を開始する直前に凝縮圧力検出手段により検出したものであり、除霜運転終了後は、決定した圧縮機の回転数の上昇速度で圧縮機の回転数を目標回転数まで上昇させるものである。
【発明の効果】
【００１５】
本発明のヒートポンプサイクル装置は、除霜運転終了後にヒートポンプサイクル装置を高能力で運転する必要がある場合に、検出した凝縮圧力あるいは水温に応じて圧縮機の回転数の上昇速度を決定し、決定した上昇速度で圧縮機の回転数を目標回転数まで上昇させる。これにより、圧縮機の吐出圧力のオーバーシュートを防ぎつつ、ヒートポンプサイクル装置の状態に応じた最短時間での圧縮機回転数の上昇を行うことができるので、圧縮機の高圧保護を行いつつ、急速にヒートポンプサイクル装置を高能力で運転する状態とすることができる。
【００１６】
また、圧縮機回転数の上昇速度テーブルにおける凝縮圧力を、除霜運転を開始する直前に凝縮圧力検出手段により検出したものとしているので、除霜運転が終了した時点で圧縮機回転数の上昇速度テーブルを参照して圧縮機回転数の上昇速度をすぐに決定でき、速やかに圧縮機の運転を開始できるので、より急速にヒートポンプサイクル装置を高能力で運転する状態とすることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１７】
【図１】本発明の実施例におけるヒートポンプサイクル装置の構成図である。
【図２】本発明の実施例における、圧縮機回転数の上昇速度テーブルである。
【図３】本発明の実施例による制御を説明するフローチャートである。
【図４】本発明の他の実施例における、圧縮機回転数の上昇速度テーブルである。
【発明を実施するための形態】
【００１８】
以下、本発明の実施の形態を、添付図面に基づいて詳細に説明する。実施例としては、床暖房装置や室内機等の室内ユニットを有し、利用側熱交換器で水と冷媒との熱交換が行われるヒートポンプサイクル装置を例として説明することとする。尚、本発明は以下の実施形態に限定されることはなく、本発明の主旨を逸脱しない範囲で種々変形することが可能である。
【実施例１】
【００１９】
図１は、本発明によるヒートポンプサイクル装置の構成を示している。このヒートポンプサイクル装置１００は、圧縮機１、四方弁２、冷媒と水との熱交換を行う利用側熱交換器３、第１膨張弁４、熱源側熱交換器である室外熱交換器５、アキュムレータ６を順に冷媒用配管１２で接続して冷媒回路が構成されており、四方弁２を介して冷媒循環方向を切り替えるように構成されている。また、冷媒用配管１２の利用側熱交換器３と第１膨張弁４との間と、圧縮機１の図示しない冷媒注入口とは、第２膨張弁１５と電磁開閉弁１６とを有するインジェクション配管１４で接続されている。
尚、以下の説明では、圧縮機１の吐出圧力の許容値（許容圧力）を４．２メガパスカル（以下、ＭＰａと記載）以下として説明を進める。
【００２０】
利用側熱交換器３には、冷媒用配管１２を流れる冷媒の温度を検出する利用側熱交温度センサ２０が、室外熱交換器５近傍には外気温度検出手段である外気温センサ２１が、圧縮機１の吐出口付近には冷媒の吐出温度を検出するための吐出温度センサ２２が、利用側熱交換器３と第１膨張弁４の間には第１膨張弁付近の冷媒温度を検出する冷媒温度センサ２３が、第１膨張弁４と室外熱交換器５の間には室外熱交換器５の温度を検出する室外熱交温度センサ２５が、それぞれ設置されている。さらには、冷媒用配管１２の圧縮機１吐出側（四方弁２と利用側熱交換器３との間）には、凝縮圧力検出手段である圧力センサ３０が配置されている。
【００２１】
利用側熱交換器３には、冷媒用配管１２と水用配管１３とが接続されており、水用配管１３には室内ユニット１１と水を循環させるための循環ポンプ１７が接続され、冷媒と熱交換された水が図１に示す水の流れ６２の方向に循環するように構成されている。また、利用側熱交換器３の水の入口付近には水温検出手段である入口側水温センサ２４が、利用側熱交換器３の水の出口付近には水温検出手段である出口側水温センサ２６が、それぞれ設置されている。
【００２２】
また、ヒートポンプサイクル装置１００は、各温度センサで検出した温度や圧力センサ３０で検出した凝縮圧力を入力し、あるいは、図示しないリモコン等による使用者からの運転要求に応じて、圧縮機１と四方弁２と循環ポンプ１７と電磁開閉弁１６と第１膨張弁４及び第２膨張弁１５の駆動制御を行い、ヒートポンプサイクル装置１００の制御を行う制御手段１０が備えられている。制御手段１０は、図示しないインバータの出力周波数を制御して圧縮機１の回転数を制御し、圧縮機１の回転数は定期的に図示しない制御手段１０の記憶部に管理データとして記憶されている。
【００２３】
尚、図１では暖房運転時、つまり、暖房サイクルでの運転時の冷媒流れ方向を矢印６０で、第２膨張弁１５と電磁開閉弁１６とが開いてインジェクション配管１４に冷媒が流れた場合の冷媒流れ方向を矢印６１で、水用配管１３の温水の流れ方向を矢印６２で、それぞれ示している。また、冷房運転時や除霜運転時、つまり、冷房サイクルでの運転時の冷媒流れ方向は、暖房運転時の冷媒流れ方向と逆方向となるが、矢印による冷媒流れ方向の記載は省略している。
【００２４】
以上説明した構成を有するヒートポンプサイクル装置１００の運転動作を、暖房運転を行う場合を例に挙げて説明する。ユーザーが室内ユニット１１のリモコン等を操作してスイッチをオンすると、ヒートポンプサイクル装置１００が運転を開始し、制御手段１０は循環ポンプ１７を回転させ、利用側熱交換器３と室内ユニット１１との間で水を循環させる。
【００２５】
同時に制御手段１０は、出口側水温センサ２６で検出された現在の水温、つまり、利用側熱交換器３で暖められた水の温度が、使用者が定めた暖房運転の目標温度である設定温度に対応する水の温度となるように圧縮機１を回転させる。圧縮機１で高温高圧のガスとなった冷媒は四方弁２を通過し、利用側熱交換器３で熱を放出して液体となり、さらに第１膨張弁４で減圧されて室外熱交換器５で蒸発して室外空気と熱交換し、ガスとなって再び圧縮機１で圧縮される過程を繰り返す。尚、四方弁２は冷房及び除霜運転時に冷媒の循環方向を逆転させるために用いられる。
【００２６】
また、暖房運転時に外気温度が低温で高い水温が求められる場合は、制御手段１０は、電磁開閉弁１６を開くと共に、圧力センサ３０で検出した凝縮圧力や圧縮機１の回転数に応じて第２膨張弁を所定の開度で開き、インジェクションＯＮとする。インジェクションＯＮとなると、圧縮機１の機構部に液冷媒がインジェクションされ、圧縮機１の吐出温度を下げると共に、利用側熱交換器３での冷媒循環量が増加するので、外気温度が低温で高い水温が求められる場合でも、利用側熱交換器３での冷媒流量を大きくすることで高い暖房能力を発揮できる。尚、冷房運転時や除霜運転時は、電磁開閉弁１６を閉じたまま、つまり、インジェクションＯＦＦとなっている。
【００２７】
次に、図１乃至図３を用いて、本実施例における除霜運転終了時の、圧縮機１の回転数を上昇させる速度を決定する原理および制御について説明する。制御手段１０の記憶部には、図２に示す圧縮機回転数の上昇速度テーブルＡが記憶されている。この圧縮機回転数の上昇速度テーブルＡには、除霜運転開始直前の暖房運転時の凝縮圧力に対応して圧縮機１の回転数の上昇速度（単位：ｒｐｓ／秒、１秒で何ｒｐｓ上昇させるかを表す）が定められており、凝縮圧力が３．０ＭＰａ未満の場合の圧縮機１の回転数の上昇速度は、１ｒｐｓ／秒、凝縮圧力が３．０ＭＰａ以上の場合の圧縮機１の回転数の上昇速度は、０．３ｒｐｓ／秒とされている。
【００２８】
ここで、圧縮機回転数の上昇速度テーブルＡにおける凝縮圧力を、除霜運転開始直前の暖房運転時に圧力センサ３０で検出して制御手段１０に取り込んだ凝縮圧力としている理由は次の通りである。除霜運転から暖房運転に復帰する際は、四方弁２を切り換えて冷房サイクルから暖房サイクルへと切り換えるために、圧縮機１の運転を停止する必要がある。圧縮機１の運転を停止すると、冷媒回路内の圧力が平衡状態となるため、暖房運転復帰直後に検出される凝縮圧力は平衡状態となった冷媒回路内の圧力に近い値となってしまい、暖房運転時の目標となる水温に対応する凝縮圧力とは異なった値となっている。
【００２９】
一方、除霜運転時は冷媒回路が切り換わって利用側熱交換器３が蒸発器となって、暖房運転復帰時の水温は除霜運転開始直前の水温に比べて変化するが、水は熱容量が大きいため、大幅に水温が変化することはない。従って、暖房運転復帰直後に検出される凝縮圧力を使用せずに除霜運転開始直前の暖房運転時に圧力センサ３０で検出して制御手段１０に取り込んだ凝縮圧力を使用して、圧縮機回転数の上昇速度テーブルＡを規定している。  
【００３０】
図１に示すヒートポンプサイクル装置１００の冷媒回路は、運転を開始して一定時間経過した状態では、圧力センサ３０で検出される凝縮圧力は、圧縮機１の吐出圧力とほぼ同じであると考えてよい。従って、図２の圧縮機回転数の上昇速度テーブルＡでは、凝縮圧力が３．０ＭＰａ未満、つまり、圧縮機１の吐出圧力が３．０ＭＰａ未満である場合は、圧縮機１の許容圧力である４．２ＭＰａに対して値が小さく、急激に圧縮機１の回転数を上昇させても吐出圧力が４．２ＭＰａを超える危険性は低いため、上昇速度を１ｒｐｓ／秒と早くして、急速にヒートポンプサイクル装置を高能力で運転する状態とする。
【００３１】
一方、凝縮圧力が３．０ＭＰａ以上、つまり、圧縮機１の吐出圧力が３．０ＭＰａ以上である場合は、圧縮機１の許容圧力である４．２ＭＰａに対して余裕がないため、急激に圧縮機１の回転数を上昇させることにより吐出圧力が４．２ＭＰａを超える危険性があるため、凝縮圧力（吐出圧力）が３．０ＭＰａ未満である場合に比べて上昇速度を遅くして、圧縮機１の高圧保護を行いつつ、できる限り早く暖房運転再開後の運転能力を立ち上げるようにする。
尚、圧縮機回転数の上昇速度テーブルＡに規定されている圧縮機１の回転数の上昇速度は、予め試験等により求められて決定したものである。
【００３２】
以上説明した圧縮機回転数の上昇速度テーブルＡを記憶したヒートポンプサイクル装置１００の動作は以下の通りである。使用者がリモコン等を操作することによって、あるいは、タイマー運転開始によってヒートポンプサイクル装置１００の暖房運転を開始する。制御手段１０は、除霜運転を行う必要があるか否かを判断し、除霜運転を行う必要があれば、圧力センサ３０で検出した凝縮圧力を取り込んで記憶した後、圧縮機１を停止して暖房運転を停止し、冷媒回路が冷房サイクルになるよう四方弁２を切り換えて除霜運転を開始する。
【００３３】
除霜運転の間、制御手段１０は室外熱交温度センサ２５で検出した室外熱交換器５の温度を取り込み、この温度が所定の温度（例えば、１５℃）以上となれば、圧縮機１を停止して除霜運転を停止し、圧縮機回転数の上昇速度テーブルＡを参照して除霜運転開始直前に取り込んで記憶した凝縮圧力に対応する圧縮機１の回転数の上昇速度を決定する。そして、四方弁２を再び暖房サイクルとなるよう切り換え、決定した上昇速度で圧縮機１の回転数を、暖房運転時の設定温度に対応する目標回転数まで上昇させる制御を行う。
【００３４】
このように、制御手段１０が、圧縮機回転数の上昇速度テーブルＡを参照して凝縮圧力に応じた圧縮機１の回転数の上昇速度を決定し、暖房運転再開後はこの上昇速度で圧縮機１の回転数を目標回転数まで上昇させているので、圧縮機１の高圧保護を行いつつ、できる限り早い暖房運転再開後の運転能力を立ち上げることができる。
【００３５】
次に図３に示すヒートポンプサイクル装置１００の制御フローチャートを用いて、制御手段１０での処理の流れについて説明する。図３（Ａ）はヒートポンプサイクル装置１００のメインルーチンである。また、図３（Ｂ）は本発明による、圧縮機回転数の上昇速度決定ルーチンである。この圧縮機回転数の上昇速度決定ルーチンは、暖房運転再開時の圧縮機１の回転数の上昇速度を決定するものである。メインルーチンでは、暖房運転時に除霜運転を行った際の暖房運転再開時に、この上昇速度で圧縮機１の回転数を目標回転数まで上昇させる。
【００３６】
尚、図３のフローチャートにおいて、ＳＴはステップを表し、これに続く数字はステップ番号を表している。また、図３では、本発明による処理を中心にして説明しており、ユーザーの設定操作処理や詳細な水温制御等の一般的な処理の説明は省略している。
【００３７】
図３（Ａ）に示すように、ヒートポンプサイクル装置１００が運転を開始すると、制御手段１０は、循環ポンプ１７の回転を開始させ、利用側熱交換器３と室内ユニット１１との間で水を循環させる（ＳＴ１）。そして、制御手段１０は、出口側水温センサ２６が検出した循環する水の温度、つまり、水温値を取り込む（ＳＴ２）。
【００３８】
次に、制御手段１０は、ヒートポンプサイクル装置１００の運転モードが暖房運転に設定されているか否かを判断する（ＳＴ３）。運転モードが暖房運転である場合は（ＳＴ３−Ｙｅｓ）、制御手段１０は、出口側水温センサ２６の検出値が設定温度に対応する水温（目標水温）となるよう、目標となる圧縮機１の回転数（目標圧縮機回転数）を決定し、圧縮機１の運転を制御して暖房運転を開始もしくは継続する（ＳＴ４）。
【００３９】
次に、制御手段１０は、除霜運転開始条件が成立しているか否かを判断する（ＳＴ５）。具体的には、制御手段１０は、室外熱交温度センサ２５で検出して取り込んだ室外熱交換器５の温度が所定の温度以下、例えば、着霜が発生する−５℃以下となった場合や、所定時間暖房運転を行った後等といった、除霜運転が必要な条件となっているか否かを判断する。
【００４０】
除霜運転開始条件が成立していない場合は（ＳＴ５−Ｎｏ）、ＳＴ２に処理を戻す。除霜運転開始条件が成立している場合は（ＳＴ５−Ｙｅｓ）、制御手段１０は、図３（Ｂ）に示す圧縮機回転数の上昇速度決定ルーチンを実行し（ＳＴ６）、圧縮機回転数の上昇速度決定ルーチンが終了すればＳＴ２に処理を戻す。
【００４１】
尚、ＳＴ３において、運転モードが暖房運転でない場合、つまり、冷房運転である場合は（ＳＴ３−Ｎｏ）、制御手段１０は、出口側水温センサ２６の検出値が設定温度に対応する水温（目標水温）となるよう、目標となる圧縮機１の回転数（目標圧縮機回転数）を決定し、圧縮機１の運転を制御して冷房運転を開始もしくは継続する（ＳＴ７）。そして、ＳＴ２に処理を返す。
【００４２】
次に、図３（Ｂ）に示す圧縮機回転数の上昇速度決定ルーチンについて説明する。制御手段１０は、圧縮機回転数の上昇速度決定ルーチンの処理を開始し、凝縮圧力を抽出した後、圧縮機１の運転を停止して暖房運転を停止する（ＳＴ１１）。具体的には、制御手段１０は、圧力センサ３０が検出した凝縮圧力を定期的に取り込んで管理データとして記憶しており、この管理データから暖房運転停止直前に取り込んだ凝縮圧力を抽出している。
【００４３】
尚、制御手段１０は、圧力センサ３０が検出した凝縮圧力の他に、外気温センサ２１が検出した外気温度や、入口側水温センサ２４や出口側水温センサ２６が検出した水温、吐出温度センサ２２が検出した吐出温度、室外熱交温度センサ２５が検出した室外熱交換器５の温度、圧縮機１の回転数等、ヒートポンプサイクル装置１００の冷凍サイクルの制御に必要な様々なパラメータ値や、使用者により設定された運転モードや設定温度等といった設定情報を、管理データとして記憶部に記憶している。
【００４４】
次に、制御手段１０は、四方弁２を切り換えて冷媒回路を暖房サイクルから冷房サイクルに切り換える（ＳＴ１２）。そして、制御手段１０は、圧縮機１の回転数や第１膨張弁４の開度をそれぞれ所定の値として除霜運転を開始する（ＳＴ１３）。具体的には、予め定められて制御手段１０の記憶部に記憶している除霜運転時の圧縮機１の回転数（例えば、７０ｒｐｓ）や、除霜運転開始直前の凝縮圧力や出口側水温センサ２６で検出した水温に応じて第１膨張弁４の開度を定めたテーブルを参照して決定した第１膨張弁４の開度で除霜運転を行う。
【００４５】
次に、制御手段１０は、現在の室外熱交換器５の温度を抽出する（ＳＴ１４）。具体的には、制御手段１０は、上述した管理データから、直近に室外熱交温度センサ２５より取り込んだ室外熱交換器５の温度を抽出し、現在の室外熱交換器５の温度として認識している。
【００４６】
次に、制御手段１０は、取り込んだ室外熱交換器５の温度が所定の温度以上（室外熱交換器５での着霜がないと考えられる温度。例えば、１５℃以上）であるか否かを判断する（ＳＴ１５）。室外熱交換器５の温度が所定の温度以上でなければ（ＳＴ１５−Ｎｏ）、制御手段１０はＳＴ１５に処理を戻す。
【００４７】
室外熱交換器５の温度が所定の温度以上であれば（ＳＴ１５−Ｙｅｓ）、制御手段１０は、圧縮機１の運転を停止して除霜運転を停止し、四方弁２を切り換えて冷媒回路を冷房サイクルから暖房サイクルに切り換える（ＳＴ１６）。
【００４８】
次に、制御手段１０は、圧縮機回転数の上昇速度テーブルＡを参照して、除霜運転開始直前に取り込んだ（ＳＴ１１で取り込んだ）凝縮圧力に対応した圧縮機１の回転数の上昇速度を決定する（ＳＴ１７）。そして、制御手段１０は、暖房運転を再開し、圧縮機１の回転数を決定した上昇速度で目標回転数まで上昇させる（ＳＴ１８）。そして、処理を終了する。
【００４９】
以上説明したように、除霜運転開始直前に取り込んだ凝縮圧力に応じて圧縮機１の回転数の上昇速度を変えているので、圧縮機１の高圧保護を行いつつ、冷媒回路の状態に即した、できる限り早い暖房運転再開後の運転能力を立ち上げが行える。
【００５０】
尚、以上説明した実施例では、図２の圧縮機回転数の上昇速度テーブルＡにおいて、凝縮圧力が３．０ＭＰａ未満／以上、の２通りの場合に分けて圧縮機１の回転数の上昇速度を規定した場合について説明したが、これを３通り以上、例えば、凝縮圧力が３．０ＭＰａ未満／３．０ＭＰａ以上４．２ＭＰａ未満／４．２ＭＰａ以上（圧縮機１の性能限界吐出圧力に対応した凝縮圧力）、の３通りの場合に分けて圧縮機１の回転数の上昇速度を規定してもよい。
【００５１】
また、図２の圧縮機回転数の上昇速度テーブルＡにおいて、上昇速度を一定速度とした場合について説明したが、例えば、凝縮圧力が３．０ＭＰａ以上である場合に、圧縮機１の回転数を０．３ｒｐｓ／秒で上昇させている途中に、圧縮機１の回転数を目標回転数より低い回転数で運転する時間を所定時間設け、所定時間経過後に再び圧縮機１の回転数を０．３ｒｐｓ／秒で上昇させるようにしてもよい。このように圧縮機１の回転数の上昇を制御すれば、オーバーシュートによって圧縮機１の吐出圧力が許容圧力を超えることをより確実に防ぐことができる。
【実施例２】
【００５２】
次に、本発明によるヒートポンプサイクル装置の第２の実施例について説明する。尚、本実施例では、ヒートポンプサイクル装置の構成や冷媒回路、圧縮機回転数の上昇速度を制御する流れ、及び圧縮機回転数の上昇速度を変えた効果については第１の実施例と同じであるため説明を省略する。第１の実施例と異なるのは、凝縮圧力の代わりに水温を用い、水温に応じて圧縮機１の回転数の上昇速度を変えることである。
【００５３】
図１に示すヒートポンプサイクル装置１００において、圧力センサ３０を設けない場合は、凝縮圧力の検出が行えないため、凝縮圧力に対応する水温（水温は、入口側水温センサ２４で検出した値を使用する）を用い、図４に示す圧縮機回転数の上昇速度テーブルＢを制御手段１０の記憶部に記憶して圧縮機１の回転数の上昇速度の制御を行う。この圧縮機回転数の上昇速度テーブルＢには、水温に対応して圧縮機１の回転数の上昇速度（単位：ｒｐｓ／秒、何秒で１ｒｐｓ上昇させるかを表す）が定められており、水温が４０℃未満の場合の圧縮機１の回転数の上昇速度は、１ｒｐｓ／秒、水温が４０℃以上の場合の圧縮機１の回転数の上昇速度は、０．３ｒｐｓ／秒とされている。
【００５４】
また、制御手段１０は、予め試験等で求めた、水温と凝縮圧力とを対応させたテーブル（例えば、水温が４０℃であるとき、凝縮圧力は３．０ＭＰａであるテーブル）を、記憶部に記憶している。
【００５５】
図１に示すヒートポンプサイクル装置１００の冷媒回路は、運転を開始して一定時間経過した状態では、水温から推定した凝縮圧力は圧縮機１の吐出圧力とほぼ同じであると考えてよい。従って、図４の圧縮機回転数の上昇速度テーブルＢでは、水温が４０℃未満、つまり、圧縮機１の吐出圧力が３．０ＭＰａ未満と推定される場合は、圧縮機１の許容圧力である４．２ＭＰａに対して値が小さく、急激に圧縮機１の回転数を上昇させてオーバーシュートが発生しても、吐出圧力が４．２ＭＰａを超える危険性は低いため、上昇速度を１ｒｐｓ／秒と早くして、急速に暖房運転再開後の運転能力を立ち上げるようにする。
【００５６】
一方、水温が４０℃以上、つまり、圧縮機１の吐出圧力が３．０ＭＰａ以上と推定される場合は、圧縮機１の許容圧力である４．２ＭＰａに近い吐出圧力となっている可能性があり、急激に圧縮機１の回転数を上昇させてオーバーシュートが発生すると、吐出圧力が４．２ＭＰａを超える危険性があるため、上昇速度を０．３ｒｐｓ／秒と遅くして、圧縮機１の高圧保護を行いつつ、できる限り早く暖房運転再開後の運転能力を立ち上げるようにする。
尚、圧縮機回転数の上昇速度テーブルＢに規定されている圧縮機１の回転数の上昇速度は、予め試験等により求められたものである。
【００５７】
以上説明した圧縮機回転数の上昇速度テーブルＢを記憶したヒートポンプサイクル装置１００の動作は以下の通りである。使用者がリモコン等を操作することによって、あるいは、タイマー運転開始によってヒートポンプサイクル装置１００の暖房運転を開始する。制御手段１０は、除霜運転を行う必要があるか否かを判断し、除霜運転を行う必要があれば、圧縮機１を停止して暖房運転を停止し、冷媒回路が冷房サイクルになるよう四方弁２を切り換えて除霜運転を開始する。
【００５８】
除霜運転の間、制御手段１０は室外熱交温度センサ２５で検出した室外熱交換器５の温度を取り込み、この温度が所定の温度（例えば、１５℃）以上となれば、圧縮機１を停止して除霜運転を停止する。次に、制御手段１０は、記憶部に記憶している管理データから直近の水温を抽出し、圧縮機回転数の上昇速度テーブルＢを参照して抽出した水温に対応する圧縮機１の回転数の上昇速度を決定する。そして、四方弁２を再び暖房サイクルとなるよう切り換え、決定した上昇速度で圧縮機１の回転数を目標回転数まで上昇させる制御を行い、暖房運転を再開する。
【００５９】
以上説明したように、取り込んだ水温に応じて圧縮機１の回転数の上昇速度を変えているので、凝縮圧力検出手段（図１の圧力センサ３０）を持たないヒートポンプサイクル装置においても、圧縮機１の高圧保護を行いつつ、冷媒回路の状態に即した、できる限り早い暖房運転再開後の運転能力を立ち上げが行える。
【００６０】
尚、以上説明した実施例では、図４の圧縮機回転数の上昇速度テーブルＢにおいて、水温が４０℃未満／以上、の２通りの場合に分けて圧縮機１の回転数の上昇速度を規定した場合について説明したが、これを３通り以上、例えば、水温が４０℃未満／４０℃以上６０℃未満／６０℃以上（圧縮機１の性能限界吐出圧力に対応した水温）、の３通りの場合に分けて圧縮機１の回転数の上昇速度を規定してもよい。
【００６１】
また、図４の圧縮機回転数の上昇速度テーブルＢにおいて、上昇速度を一定速度とした場合について説明したが、例えば、水温が４０℃以上である場合に、圧縮機１の回転数を０．３ｒｐｓ／秒で上昇させている途中に、圧縮機１の回転数を目標回転数より低い回転数で運転する時間を所定時間設け、所定時間経過後に再び圧縮機１の回転数を０．３ｒｐｓ／秒で上昇させるようにしてもよい。このように圧縮機１の回転数の上昇を制御すれば、オーバーシュートによって圧縮機１の吐出圧力が許容圧力を超えることをより確実に防ぐことができる。
【００６２】
以上説明した通り、本発明によれば、除霜運転終了後にヒートポンプサイクル装置を高能力で運転する必要がある場合に、検出した凝縮圧力あるいは水温に応じて圧縮機の回転数の上昇速度を決定し、決定した上昇速度で圧縮機の回転数を目標回転数まで上昇させる。これにより、圧縮機の吐出圧力のオーバーシュートを防ぎつつ、ヒートポンプサイクル装置の状態に応じた最短時間での圧縮機回転数の上昇を行うことができるので、圧縮機の高圧保護を行いつつ、急速にヒートポンプサイクル装置を高能力で運転する状態とすることができる。
【００６３】
また、圧縮機回転数の上昇速度テーブルにおける凝縮圧力を、除霜運転を開始する直前に凝縮圧力検出手段により検出したものとしているので、除霜運転が終了した時点で圧縮機回転数の上昇速度テーブルを参照して圧縮機回転数の上昇速度をすぐに決定でき、速やかに圧縮機の運転を開始できるので、より急速にヒートポンプサイクル装置を高能力で運転する状態とすることができる。
【符号の説明】
【００６４】
１  圧縮機
２  四方弁
３  利用側熱交換器
４  第１膨張弁
５  室外熱交換器
６  アキュムレータ
１０  制御手段
１１  室内ユニット
１２  冷媒用配管
１３  水用配管
１４  インジェクション配管
１５  第２膨張弁
１６  電磁開閉弁
２０  利用側熱交温度センサ
２１  外気温センサ
２２  吐出温度センサ
２３  冷媒温度センサ
２４  入口側水温センサ
２５  室外熱交温度センサ
２６  出口側水温センサ
３０  圧力センサ
１００  ヒートポンプサイクル装置
【図１】
0005589607.tif 000002
【図２】
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【図３】
0005589607.tif 000004
【図４】
0005589607.tif 000005