(57)【要約】      （修正有）【課題】液冷媒のインジェクション時に目標となる過冷却度を補正することにより、高暖房能力を発揮し、かつ液冷媒のインジェクションをする／しないに関わらず高成績係数で運転を行えるヒートポンプサイクル装置を提供する。【解決手段】ヒートポンプサイクル装置１００は、圧縮機１に液冷媒をインジェクションするものであり、液冷媒のインジェクション時に予め記憶している目標ＳＣ値を補正し、現在の過冷却度と補正した目標ＳＣ値との差に応じて膨張弁４、１５の開度を制御するので、室外空気温度が低温で高温出湯が要求され、液冷媒をインジェクションして運転を行う場合に、液冷媒のインジェクションしない時の目標ＳＣ値を補正して制御を行う。【選択図】図１
2011094810.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
圧縮機と、利用側熱交換器と、第１膨張弁と、室外熱交換器とを有する冷媒回路を備え、前記冷媒回路は、電磁開閉弁と第２膨張弁とが配置されたインジェクション配管を介して前記圧縮機に液冷媒をインジェクションするヒートポンプサイクル装置であって、
前記ヒートポンプサイクル装置は、前記冷媒回路における凝縮圧力と前記圧縮機の回転数とに対応させて目標となる過冷却度を記憶させた目標過冷却度テーブルを有し、
前記ヒートポンプサイクル装置は、前記圧縮機に液冷媒をインジェクションする／しないを切り替えることができ、
前記圧縮機に液冷媒をインジェクションする場合と、インジェクションしない場合とで、目標となる過冷却度の値を変更して、同目標となる過冷却度の値に基づいて前記第１膨張弁の制御を行うことを特徴とするヒートポンプサイクル装置。
【請求項２】
圧縮機と、利用側熱交換器と、第１膨張弁と、室外熱交換器とを有する冷媒回路を備え、前記冷媒回路は、電磁開閉弁と第２膨張弁とが配置されたインジェクション配管を介して前記圧縮機に液冷媒をインジェクションするヒートポンプサイクル装置であって、
前記ヒートポンプサイクル装置は、前記冷媒回路における凝縮圧力と前記圧縮機の回転数とに対応させて目標となる過冷却度を記憶させた目標過冷却度テーブルを有し、
前記ヒートポンプサイクル装置は、前記圧縮機に液冷媒をインジェクションする／しないを切り替えることができ、
前記圧縮機に液冷媒をインジェクションしない場合は、前記目標過冷却度テーブルから抽出した目標となる過冷却度で運転を継続できるよう前記第１膨張弁の開閉制御を行い、
前記圧縮機に液冷媒をインジェクションする場合は、前記目標過冷却度テーブルから抽出した目標となる過冷却度を所定の値だけ補正し、補正した過冷却度で運転を継続できるよう前記第１膨張弁の制御を行うことを特徴とするヒートポンプサイクル装置。
【請求項３】
前記過冷却度の補正は、前記目標過冷却度テーブルに記憶されている各過冷却度について所定の値で一律に行われることを特徴とする請求項２記載のヒートポンプサイクル装置。
【請求項４】
前記過冷却度の補正は、前記目標過冷却度テーブルに記憶されている各過冷却度について個別に行われることを特徴とする請求項２記載のヒートポンプサイクル装置。
【請求項５】
圧縮機と、利用側熱交換器と、第１膨張弁と、室外熱交換器とを有する冷媒回路を備え、前記冷媒回路は、電磁開閉弁と第２膨張弁とが配置されたインジェクション配管を介して前記圧縮機に液冷媒をインジェクションするヒートポンプサイクル装置であって、
前記ヒートポンプサイクル装置は、前記冷媒回路における凝縮圧力と前記圧縮機の回転数とに対応させて目標となる過冷却度を記憶させた目標過冷却度テーブルと、前記冷媒回路における凝縮圧力と前記圧縮機の回転数とに対応させて前記目標過冷却度テーブルに記憶されている各過冷却度について所定の値で一律に補正した過冷却度を記憶させた補正目標過冷却度テーブルとを有し、
前記ヒートポンプサイクル装置は、前記圧縮機に液冷媒をインジェクションする／しないを切り替えることができ、
前記圧縮機に液冷媒をインジェクションしない場合は、前記目標過冷却度テーブルから抽出した目標となる過冷却度で運転を継続できるよう前記第１膨張弁の開閉制御を行い、
前記圧縮機に液冷媒をインジェクションする場合は、前記補正目標過冷却度テーブルから抽出した目標となる過冷却度で運転を継続できるよう前記第１膨張弁の制御を行うことを特徴とするヒートポンプサイクル装置。
【請求項６】
請求項５記載のヒートポンプサイクル装置であって、前記目標過冷却度テーブルに記憶されている各過冷却度について、一律で補正を行なうことに代えて個別に補正した過冷却度を記憶させた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、ヒートポンプ式の床暖房装置や給湯装置等のヒートポンプサイクル装置に係わり、より詳細には、温水生成に適した効率的な運転制御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としては、空気調和機が代表的な装置であり、室外空気温度が低温の場合でも高い成績係数（ＣＯＰ：Coefficient Of Performance）で高暖房能力が発揮できる空気調和機として、圧縮機に液冷媒をインジェクションする冷媒回路を備えた空気調和機が提案されている（例えば、特許文献１参照）。
【０００３】
特許文献１に開示されている空気調和機は、圧縮機と、利用側熱交換器と、膨張弁と、室外熱交換器とが接続され、圧縮機の機構部に液インジェクション膨張弁を設けたインジェクション配管が接続されている。この空気調和機では、室外空気温度が低温の場合の暖房運転時に、圧縮機の回転数を室内空気温度と室内空気温度制御目標（設定温度）の差によって制御すると共に、利用側熱交換器で凝縮した液冷媒の一部を圧縮機の機構部にインジェクションし、液インジェクション膨張弁を圧縮機の吐出温度と目標吐出温度との差によって制御することにより、利用側熱交換器での冷媒流量を大きくして室外空気温度が低温の場合でも高暖房能力が発揮できる。
【０００４】
一方、ヒートポンプサイクル装置の１つであり、ヒートポンプ式床暖房装置等、利用側熱交換器で水と冷媒との熱交換により温水を生成するヒートポンプサイクル装置が存在する。このようなヒートポンプサイクル装置においても、室外空気温度が低温で高温出湯が要求される場合は圧縮機に液冷媒をインジェクションすることにより、利用側熱交換器での冷媒流量を大きくして、室外空気温度が低温の場合でも高温出湯を実現している。
【０００５】
このような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では、空気と水との熱交換が行なわれる空気調和機に比べて過冷却度の変化がＣＯＰに与える影響が大きいため、このようなヒートポンプサイクル装置において高成績係数での運転を達成するためには、適切な過冷却度の制御が必要となる。この過冷却度の制御手段としては、例えば特定の運転条件（圧縮機の回転数や凝縮圧力）の下でＣＯＰが最も高くなる過冷却度を、その運転における最適過冷却度（以下最適ＳＣ値と記載する）とし、これを目標過冷却度（以下目標ＳＣ値と記載する）として、ヒートポンプサイクル装置運転時の各運転条件下において、過冷却度がこの目標ＳＣ値となるように膨張弁を制御して運転を行っている。
【０００６】
しかし、液冷媒のインジェクションを行った場合は、利用側熱交換器での冷媒流量が大きくなった影響等により目標ＳＣ値が変化するため、インジェクションを行なわない場合の目標ＳＣ値となるよう制御を行うとＣＯＰが悪化して高成績係数で運転を継続できないという問題があった。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
【特許文献１】特許第３０８０５５８号公報（第３〜４頁、第２図）
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
本発明は以上述べた問題点を解決し、高暖房能力を発揮し、かつ液冷媒のインジェクションをする／しないに関わらず好成績係数で運転を行え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】
【０００９】
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、圧縮機の機構部に液インジェクションを行うものであり、液インジェクションを行なう／行なわないに応じて、液冷媒のインジェクション時に予め記憶している目標ＳＣ値を変更し、現在の過冷却度と変更した目標ＳＣとの差に応じて第１膨張弁の開度を制御するものである。
【発明の効果】
【００１０】
本発明のヒートポンプサイクル装置は、室外空気温度が低温で高温出湯が要求され、液冷媒をインジェクションして運転を行う場合に、液冷媒をインジェクションしない時の目標ＳＣ値と異なる目標ＳＣ値で制御を行うことで、高暖房能力を発揮し、かつ液冷媒のインジェクションをする／しないに関わらず好成績係数で運転を継続することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【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目標サブクール値テーブルである。
【図３】本発明の実施例における第２膨張弁パルステーブルである。
【図４】本発明の実施例における目標ＳＣ補正有／無のＣＯＰ比較図である。
【図５】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６】本発明の他の実施例における補正目標サブクール値テーブルである。
【図７】本発明の他の実施例による制御を説明するフローチャートである。
【発明を実施するための形態】
【００１２】
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、床暖房装置や給湯装置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】
【００１３】
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、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。
【００１４】
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熱交温度センサ２０が、室外熱交換器５には室外空気温度を検出するための外気温センサ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、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から冷媒用配管１２へ冷媒が流入する箇所）には、圧縮機１の吐出圧力を検出するための圧力センサ３０が設置されている。
【００１５】
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温水用ポンプ１７が接続され、冷媒と熱交換された水が循環するように構成されている。また、利用側熱交換器３の水の出口付近には出湯温度を検出する出湯温度センサ２４が設置されている。
【００１６】
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吐出圧力センサ３０で検出した圧力を入力し、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と温水用ポンプ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。圧縮機１は、制御手段１０が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の回転数を制御することにより行われ、圧縮機１の回転数は定期的に図示しない制御手段１０の記憶部に回転管理データとして記憶されている。
【００１７】
尚、図１では暖房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（以下この状態をインジェクションＯＮ、この状態以外をインジェクションＯＦＦと記載する）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。
【００１８】
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の運転動作は以下のようになる。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は温水用ポンプ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。
【００１９】
同時に制御手段１０は、出湯温度センサ２４で検出された現在の出湯温度、つまり、利用側熱交換器３で暖められた水の温度が、予め設定された目標の温度（設定温度）になるように圧縮機１を回転させる。圧縮機１で高圧高温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。
【００２０】
次に過冷却度の管理方法について説明する。尚、制御手段１０は圧力センサ３０で検出した吐出圧力と冷媒温度センサ２３で検出した冷媒温度とで現在の過冷却度を算出する。また、制御手段１０は定期的に圧力センサ３０で検出した吐出圧力を凝縮圧力とし（凝縮圧力は圧力センサ３０で検出した吐出圧力とほぼ同じとなるため）、凝縮圧力は図示しない制御手段１０の記憶部に凝縮圧力管理データとして記憶されている。制御手段１０は凝縮圧力管理データから現在の凝縮圧力を抽出し、さらには、回転管理データから現在の圧縮機１の回転数を抽出している。
【００２１】
制御手段１０の記憶部には、図２に示す目標ＳＣ値（Ｔ）テーブルが記憶されている。この目標ＳＣ値（Ｔ）テーブルはインジェクションＯＦＦ時の各条件における目標ＳＣ値（単位：℃）が記憶されており、左欄の項目が上から順に、『凝縮圧力の状態』、『凝縮圧力の閾値』（単位：ＭＰａＧ）、『圧縮機回転数』（単位：ｒｐｓ）となっている。尚、図２で凝縮圧力の値をＰ、圧縮機回転数の値をＦ、目標ＳＣ値をＴとし、添字の数字が小さい程各々の値も小さいことを示す。
【００２２】
『圧縮機回転数』は、Ｆ１未満、Ｆ１以上Ｆ２未満、Ｆ２以上の３つのゾーンに分かれている。また、『凝縮圧力の状態』は凝縮圧力が『凝縮圧力の閾値』を越えて上昇中であるか、もしくは『凝縮圧力の閾値』を越えて下降中であるかを区別するものであり、例えば、図２において凝縮圧力ＰがＰ２より小さい値からＰ２を越えて上昇している場合は『凝縮圧力の状態』は上昇中とし、凝縮圧力ＰがＰ１より大きい値からＰ１を越えて下降している場合は『凝縮圧力の状態』は下降中としている。
【００２３】
制御手段１０は、最新の凝縮圧力上昇中／下降中の状態を判断し、また、凝縮圧力管理データから最新の凝縮圧力を、圧縮機１の回転管理データから最新の圧縮機１の回転数をそれぞれ抽出し、この目標ＳＣ値（Ｔ）テーブルの『凝縮圧力の状態』と『凝縮圧力の閾値』と『圧縮機回転数』欄の各ゾーンとから、目標ＳＣ値を抽出する。
【００２４】
そして、制御手段１０は現在の過冷却度を算出し、この算出された過冷却度と抽出した目標ＳＣ値とを比較し、この差に応じて第１膨張弁４の開度を調整する。尚、現在の過冷却度の求め方は、例えば現在の凝縮圧力（吐出圧力）から算出した液化温度から、冷媒温度センサ２３で検出した現在の温度を減算することで求める。
【００２５】
制御手段１０は現在の過冷却度から目標ＳＣ値を減算し、この減算結果がプラスの時には、その減算結果の値に対応して第１膨張弁４の開度を開けるように制御し、この減算結果がマイナスの時には、その減算結果の値に対応して第１膨張弁４の開度を閉めるように制御する。このような制御をすることで現在の過冷却度が、常に目標ＳＣ値となるように制御されることになり、結果的にＣＯＰが高い状態で維持されることになる。
【００２６】
尚、通常の制御としては、制御手段１０は出湯温度センサ２４で検出された現在の出湯温度、つまり、利用側熱交換器３で暖められた水の温度が、予め設定された出湯目標温度になるように圧縮機１を回転させる。この時、第１膨張弁４は圧縮機１の回転数に対応するように制御される。一方、過冷却度制御による第１膨張弁４の開度調整は比較的小さい範囲で行われるようになっている。つまり、第１膨張弁４の比較的大きな開度制御は、現在の出湯温度と出湯目標温度の差によって決定される圧縮機１の回転数に対応しており、過冷却度制御による第１膨張弁４の調整はこの開度を補正するような制御を行う。
【００２７】
次にインジェクションＯＮ／ＯＦＦの制御方法について説明する。制御手段１０は外気温センサで検出した室外空気温度を入力し、室外空気温度が所定の温度以下（例えば１０℃以下）であった場合、図３に示す第２膨張弁パルス数テーブルを参照し、インジェクションＯＮ／ＯＦＦの判断を行う。
【００２８】
インジェクション配管１４に配置された第２膨張弁１５は、制御手段１０から弁を開閉するステッピングモータに出力される制御信号のパルス数によってその開度が決まり、パルス数が大きくなるとこれに対応して第２膨張弁１５の開度も大きくなるよう制御される。
【００２９】
制御手段１０の記憶部には、図３に示す第２膨張弁パルス数テーブルが記憶されており、この第２膨張弁パルス数テーブルに制御手段１０から出力される制御信号のパルス数：Ｌが記憶されている。この第２膨張弁パルス数テーブルでは、『凝縮圧力』（単位：ＭＰａＧ）及び『圧縮機回転数』（単位：ｒｐｓ）の値の状態（上昇中／下降中）や閾値に応じて制御手段１０から出力される制御信号のパルス数が定められている。また、凝縮圧力をＰ、圧縮機回転数をＦ、パルス数をＬとして、添字の数字が小さい程各々の値が小さいことを示す。
【００３０】
『凝縮圧力』は、凝縮圧力が上昇中はＰ１１未満、Ｐ１１以上Ｐ１３未満、Ｐ１３以上Ｐ１５未満、Ｐ１５以上の４つのゾーンに、凝縮圧力が下降中はＰ１０未満、Ｐ１０以上Ｐ１２未満、Ｐ１２以上Ｐ１４未満、Ｐ１４以上４つのゾーンに、それぞれ分かれている。また、『圧縮機回転数』は、圧縮機回転数が上昇中はＦ１１未満、Ｆ１１以上Ｆ１３未満、Ｆ１３以上の３つのゾーンに、圧縮機回転数が下降中はＦ１０未満、Ｆ１０以上Ｆ１２未満、Ｆ１２以上の３つのゾーンに、それぞれ分かれている。
【００３１】
尚、凝縮圧力の上昇中／下降中は、凝縮圧力が閾値を越えて上昇中であるか、もしくは下降中であるかを区別するものであり、例えば、図３において凝縮圧力ＰがＰ１１より小さい値からＰ１１を越えて上昇している場合は上昇中とし、凝縮圧力ＰがＰ１０より大きい値からＰ１０を越えて下降している場合は下降中としている。また、圧縮機回転数の上昇中／下降中は、圧縮機回転数が閾値を越えて上昇中であるか、もしくは下降中であるかを区別するものであり、例えば、図３において圧縮機回転数ＦがＦ１１より小さい値からＦ１１を越えて上昇している場合は上昇中とし、圧縮機回転数ＦがＦ１０より大きい値からＦ１０を越えて下降している場合は下降中としている。
【００３２】
図３で「ＯＦＦ」と記載されている場合、例えば、圧縮機回転数ＦがＦ１１未満（上昇中）もしくはＦ１０未満（下降中）で凝縮圧力ＰがＰ１１未満（上昇中）もしくはＰ１０未満（下降中）は、制御装置１０は第２膨張弁１５に制御信号を出力しないので、第２膨張弁１５は閉、すなわちインジェクションＯＦＦとされる。また、「Ｌ１〜Ｌ４」と記載されている場合は、制御回路１０は第２膨張弁１５に制御信号を出力するので、第２膨張弁１５は入力された制御信号のパルス数に応じた開度で開かれ、インジェクションＯＮとなる。尚、電磁開閉弁１６は、制御手段１０から第２膨張弁１４に制御信号が出力されるのと同時に制御手段１０により開かれ、制御信号が出力されない場合は閉じられている。
【００３３】
制御手段１０は、最新の凝縮圧力及び圧縮機回転数の上昇中／下降中の状態を判断し、また、凝縮圧力管理データから最新の凝縮圧力を、圧縮機１の回転管理データから最新の圧縮機１の回転数をそれぞれ抽出し、この第２膨張弁パルス値テーブルの『凝縮圧力』と『圧縮機回転数』欄の各ゾーンとから、第２膨張弁１５に制御信号を出力しない（「ＯＦＦ」）、あるいは出力するパルス数Ｌ１〜Ｌ４を抽出する。
【００３４】
そして、制御手段１０はＬ１〜Ｌ４のパルス数を抽出した時、電磁開閉弁１６を開くと共に、Ｌ１〜Ｌ４のパルス数を有する制御信号を第２膨張弁１５に出力し第２膨張弁１５をパルス数に対応する開度で開き、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。従って、室外空気温度が低温で高温出湯が要求される場合でも、利用側熱交換器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。
【００３５】
次にインジェクションＯＮ時に、目標ＳＣ値を補正する方法について説明する。インジェクションＯＦＦの時、制御手段１０は図２の目標ＳＣ値（Ｔ）テーブルから、最新の凝縮圧力上昇中／下降中の状態と、最新の凝縮圧力と、最新の圧縮機１の回転数とに対応した目標ＳＣ値を抽出し、現在の過冷却度との差に応じて第１膨張弁４の開度を調整して過冷却度の制御を行っている。
【００３６】
室外空気温度が所定の温度以下（例えば１０℃以下）となった場合、制御手段１０が図３の第２膨張弁パルス数テーブルを参照してＬ１〜Ｌ４のパルス数を抽出し、第２膨張弁１５にＬ１〜Ｌ４に対応するパルス数を有する制御信号を出力して第２膨張弁１５を開くと、インジェクションＯＮとなり圧縮機１の機構部に液冷媒がインジェクションされる。
【００３７】
インジェクションがＯＮされると、利用側熱交換器３に流れる冷媒量が増加した影響等により最適ＳＣ値つまりは目標ＳＣ値が変化する。そこで、制御手段１０はインジェクションＯＮ時の凝縮圧力上昇中／下降中の状態を判断し、また、凝縮圧力管理データから最新の凝縮圧力を、圧縮機１の回転管理データから最新の圧縮機１の回転数をそれぞれ抽出して図２の目標ＳＣ値（Ｔ）テーブルを参照し目標ＳＣ値を抽出する。そして、制御手段１０は抽出した目標ＳＣ値すべてについて予め記憶部に記憶している所定の値（例えば−２℃）で補正を行う。そして、制御手段１０は、補正した目標ＳＣ値と現在の過冷却度との差に応じて第１膨張弁４の開度を調整して過冷却度の制御を行う。
【００３８】
図４は、上述したインジェクションＯＮ時に目標ＳＣ値の補正を行った場合と行わない場合とのＣＯＰ比較図であり、図４（Ａ）は目標ＳＣ値毎のインジェクションＯＮ／ＯＦＦ時のＣＯＰ値比較表であり、左欄の項目が目標ＳＣ値（単位：℃）、右欄の項目がインジェクションＯＮ／ＯＦＦ時のＣＯＰ値となっている。また、図４（Ｂ）は（Ａ）のＣＯＰ値をグラフに表したものであり、縦軸がＣＯＰ値、横軸が目標ＳＣ値（単位：℃）となっている。尚、ここでは一例としてヒートポンプサイクル装置１００で、室外空気温度が−１０℃、出湯温度が６０℃、圧縮機１の回転数が７４ｒｐｓ、凝縮圧力が３．９０ＭＰａＧの時の実測結果を示している。
【００３９】
図４（Ａ）及び（Ｂ）より、インジェクションＯＦＦ時にＣＯＰ値が一番高くなる目標ＳＣ値は７℃であり、この時のＣＯＰ値は１．８２である。一方、インジェクションＯＮ時にＣＯＰ値が一番高くなる目標ＳＣ値は５℃であり、この時のＣＯＰ値は１．８３である。もし、インジェクションＯＮ時に目標ＳＣ値を７℃のままとしてヒートポンプサイクル装置１００の制御を行えば、図４（Ａ）及び（Ｂ）よりＣＯＰ値は１．７３となり、目標ＳＣ値を５℃とした時のＣＯＰ値（１．８３）に比べて約５．５％悪い値となる。
【００４０】
ここで、インジェクションＯＮ時に目標ＳＣ値を７℃から５℃に補正すれば、上述したようにＣＯＰ値は一番高い１．８３となり、インジェクションＯＦＦ時の一番高いＣＯＰ値である１．８２とほぼ同じ値となる。このようにインジェクションＯＮ時に目標ＳＣ値を補正することによってＣＯＰ値を高い状態に維持してヒートポンプサイクル装置１００の運転を行える。
【００４１】
以上説明したように、液冷媒のインジェクション時に目標ＳＣ値を補正することによって、ヒートポンプサイクル装置１００の最適ＳＣ値での継続した運転が可能となり、ひいてはＣＯＰが悪化することなく、高成績係数で運転を継続することができる。また、目標ＳＣ値の補正は、予め制御手段１０に記憶されている目標ＳＣ値（Ｔ）テーブルに記憶されている値を所定の値で一律に補正するので、補正した目標ＳＣ値のテーブルを別途記憶する必要がなくなると共に、制御も簡単となるため制御手段１０の記憶部や処理の負荷を軽減することができる。
【００４２】
尚、実施例の説明で使用した図２乃至図４に記載の凝縮圧力や圧縮機回転数や目標ＳＣ値等といったデータ値は、実験で求めた値、もしくはこの値に基づいて決定した値であり、冷媒回路の構成（配管の長さや使用する冷媒の種類等）によって異なる値である。また、本実施例では、インジェクションＯＮ時の目標ＳＣ値を、図２の目標ＳＣ値（Ｔ）テーブル内の各目標ＳＣ値から一律で同じ値を減算することにより求める場合について説明したが、これに限るものではなく、図２の目標ＳＣ値（Ｔ）テーブルの各目標ＳＣ値から減算もしくは加算する値を、図２の目標ＳＣ値（Ｔ）テーブルにおける目標ＳＣ値の抽出条件（凝縮圧力の閾値や圧縮機回転数）毎に予め設定されて制御手段１０の記憶部に記憶されている値で、インジェクションＯＮ時の目標ＳＣ値を減算もしくは加算して求めてもよい。
【００４３】
次に図５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５（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。図５（Ｂ）は本発明による目標ＳＣ値補正ルーチンを示している。この目標ＳＣ値補正ルーチンは、メインルーチンと並行して動作するようになっており、タイマー割り込みで一定時間毎に起動され、メインルーチンで制御された第１膨張弁４の開度を微調整（補正）する。
【００４４】
尚、図５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５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出湯温度制御等の一般的な処理の説明は省略している。
【００４５】
図５（Ａ）に示すように制御手段１０は制御を開始すると、まず、温水用ポンプ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、出湯温度センサ２４から循環する水の温度、つまり、出湯温度を入力する（ＳＴ２）。次に出湯温度センサ２４の検出値が、予め設定されている出湯温度となるように圧縮機１の回転数を決定して回転させてヒートポンプサイクル装置１００を運転する（ＳＴ３）。なお、前述のように圧縮機１の回転数に応じて第１膨張弁４の開度は制御されている。次にＳＴ２へジャンプして処理を繰り返す。
【００４６】
一方、図５（Ｂ）に示すように、前述したメインルーチン処理と並行して、制御手段１０は、冷媒温度センサ２３から第１膨張弁４直前の冷媒温度を、外気温センサ２１から室外空気温度をそれぞれ入力する（ＳＴ１０）。次に、圧力センサ３０により圧縮機１の吐出圧力（凝縮圧力）を入力する（ＳＴ１１）。そして、圧縮機１の現在の回転数を抽出する（ＳＴ１２）。制御手段１０は圧縮機１の制御も行っており、現在の回転数を目標となる回転数となるように制御しているため、現在の回転数も記憶している。ここではその回転数の値を抽出する。
【００４７】
そして、制御手段１０は、圧縮機回転数及び凝縮圧力の上昇／下降を判断する（ＳＴ１３）。これは前述したように、定期的に複数回に渡って取り込んだ圧力センサ３０の値及び圧縮機１の回転数が時系列で大きくなるか、小さくなるかで判断する。そして、制御手段１０は、室外空気温度が所定の温度（例えば１０℃）以下であるか否かを判断する（ＳＴ１４）。
【００４８】
室外空気温度が所定の温度以下であれば（ＳＴ１４−Ｙｅｓ）、制御手段１０は、ＳＴ１１〜ＳＴ１３で入手した凝縮圧力、圧縮機回転数、凝縮圧力及び圧縮機回転数の上昇／下降の各パラメータを用いて、図３で説明した第２膨張弁パルス値テーブルから出力するパルス数を抽出する（ＳＴ１５）。
【００４９】
次に制御手段１０は、ＳＴ１５で抽出したパルス数がＬ１〜Ｌ４のいずれかであるか否かを判断する（ＳＴ１６）。抽出したパルス数がＬ１〜Ｌ４のいずれかであれば（ＳＴ１６−Ｙｅｓ）、制御手段１０は第２膨張弁１５に、Ｌ１〜Ｌ４のパルス数を有する制御信号を出力して開き、インジェクションＯＮとする（ＳＴ１７）。
【００５０】
そして、制御手段１０は、ＳＴ１１〜ＳＴ１３で入手した凝縮圧力、圧縮機回転数、凝縮圧力の上昇／下降の各パラメータを用いて、図２で説明した目標ＳＣ値（Ｔ）テーブルから目標ＳＣ値を抽出し、これに記憶部に記憶しているインジェクションＯＮ時の補正値を適用して目標ＳＣ値を補正する（ＳＴ１８）
【００５１】
次に制御手段１０は、ＳＴ１０で検出した冷媒温度と、ＳＴ１１で検出した吐出圧力から算出した凝縮温度とから現在の過冷却度を算出する（ＳＴ１９）。そしてＳＴ１８で抽出し補正した目標ＳＣ値と、ＳＴ１９で算出した現在の過冷却度との差に応じて第１膨張弁４の開度を微調整する（ＳＴ２０）。
【００５２】
具体的には現在の過冷却度から目標ＳＣ値を減じ、この結果がプラスの時は、その値に対応して第１膨張弁４を開ける方向に制御し、逆に減算結果がマイナスの場合は、その値に対応して第１膨張弁４を閉める方向に制御する。そして図５（Ａ）に示すメインルーチンの、目標ＳＣ値補正ルーチンの割り込みが発生した処理に戻る。
【００５３】
尚、ＳＴ１４で室外空気温度が所定の温度以下でない場合（ＳＴ１４−Ｎｏ）及びＳＴ１６でＬ１〜Ｌ４を抽出しない（「ＯＦＦ」を抽出した）場合（ＳＴ１６−Ｎｏ）は、制御手段１０は、ＳＴ１１〜ＳＴ１３で入手した凝縮圧力、圧縮機回転数、凝縮圧力の上昇／下降の各パラメータを用いて、図２で説明した目標ＳＣ値（Ｔ）テーブルから目標ＳＣ値を抽出し（ＳＴ２１）、ＳＴ１９にジャンプする。
【実施例２】
【００５４】
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、インジェクションＯＮ／ＯＦＦの動作原理やインジェクションＯＦＦ時の過冷却度の制御、及びインジェクションＯＮ時に目標ＳＣ値を補正し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、制御手段１０の記憶部にインジェクションＯＮ時の目標ＳＣ値を記憶した補正目標ＳＣ値（Ｔ）テーブルを有し、この補正目標ＳＣ値（Ｔ）テーブルから目標ＳＣ値を抽出して過冷却度の制御を行うことである。
【００５５】
制御手段１０の記憶部には、図２の目標ＳＣ値（Ｔ）テーブルに加えて図６に示す補正目標ＳＣ値（Ｔｃ）テーブルが記憶されており、この補正目標ＳＣ値（Ｔｃ）テーブルはインジェクションＯＮ時の各条件における補正目標ＳＣ値（単位：℃、Ｔ１１〜Ｔ１７）が記憶されている。尚、図６を構成する項目（左欄の『凝縮圧力の状態』、『凝縮圧力の閾値』、『圧縮機回転数』や凝縮圧力Ｐの閾値、圧縮機回転数のゾーン及び、凝縮圧力の状態である『上昇中』／『下降中』）については、図２と同様であるため詳細な説明は省略する。
【００５６】
補正目標ＳＣ値は、図２の目標ＳＣ値（Ｔ）テーブルに記憶されている目標ＳＣ値（Ｔ１〜Ｔ７）を所定の値で一律に補正を行なったものであり、補正値が例えば−２℃である場合、補正目標ＳＣ値：Ｔｃは目標ＳＣ値：Ｔから２℃減じた値となる。尚、図６の補正目標ＳＣ値（Ｔｃ）テーブルにおける補正目標ＳＣ値：Ｔ１１〜Ｔ１７は、図２の目標ＳＣ値（Ｔ）テーブルにおける目標ＳＣ値：Ｔ１〜Ｔ７に対応しており、Ｔ１１＝Ｔ１−２、Ｔ１２＝Ｔ２−２、・・・・、Ｔ１７＝Ｔ７−２となっている。
【００５７】
インジェクションがＯＮされると、利用側熱交換器３に流れる冷媒量が増加した影響等により最適ＳＣ値つまりは目標ＳＣ値が変化する。そこで、制御手段１０はインジェクションＯＮ時の凝縮圧力上昇中／下降中の状態を判断し、また、凝縮圧力管理データから最新の凝縮圧力を、圧縮機１の回転管理データから最新の圧縮機１の回転数をそれぞれ抽出して図６の補正目標ＳＣ値（Ｔｃ）テーブルを参照し補正目標ＳＣ値を抽出する。そして、制御手段１０は補正目標ＳＣ値と現在の過冷却度との差に応じて第１膨張弁４の開度を調整して過冷却度の制御を行う。
【００５８】
以上説明したように、液冷媒のインジェクション時に目標ＳＣ値を補正することによって、ヒートポンプサイクル装置１００の最適ＳＣ値での継続した運転が可能となり、結果としてＣＯＰが悪化することなく、高成績係数で運転を継続することができる。また、予め制御手段１０に記憶されている補正目標ＳＣ値（Ｔ）テーブルに記憶されている補正目標ＳＣ値を抽出して過冷却度の制御を行うので、制御が簡単となり制御手段１０の処理の負荷を軽減することができる。
【００５９】
尚、実施例の説明で使用した図２や図６に記載の凝縮圧力や圧縮機回転数や目標ＳＣ値等といったデータ値は、実験で求めた値、もしくはこの値に基づいて決定した値であり、冷媒回路の構成（配管の長さや使用する冷媒の種類等）によって異なる値である。また、本実施例では、図６の補正目標ＳＣ値（Ｔｃ）テーブル内の補正目標ＳＣ値を図２の目標ＳＣ値（Ｔ）テーブル内の各目標ＳＣ値から一律に同じ値を減算して求める場合について説明したが、これに限るものではなく、図２の目標ＳＣ値（Ｔ）テーブルの各目標ＳＣ値から減算もしくは加算する値を、図２の目標ＳＣ値（Ｔ）テーブルにおける目標ＳＣ値の抽出条件（凝縮圧力の閾値や圧縮機回転数）毎に予め設定されて制御手段１０の記憶部に記憶されている値で、補正目標ＳＣ値を減算もしくは加算して求めて図６の補正目標ＳＣ値（Ｔｃ）テーブルに記憶するようにしてもよい。
【００６０】
次に図７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７（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。図７（Ｂ）は本発明による目標ＳＣ値補正ルーチンを示している。この目標ＳＣ値補正ルーチンは、メインルーチンと並行して動作するようになっており、タイマー割り込みで一定時間毎に起動され、メインルーチンで制御された第１膨張弁４の開度を微調整（補正）する。
【００６１】
尚、図７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７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出湯温度制御等の一般的な処理の説明は省略している。また、図７（Ａ）のメインルーチンの処理（ＳＴ３０〜３２）は図５（Ａ）で説明したメインルーチン（ＳＴ１〜３）と同じ処理であるため、説明を省略し図７（Ｂ）の目標ＳＣ値補正ルーチンのみ説明する。
【００６２】
図７（Ｂ）に示すように、図７（Ａ）のメインルーチン処理と並行して、制御手段１０は、冷媒温度センサ２３から第１膨張弁４直前の冷媒温度を、外気温センサ２１から室外空気温度をそれぞれ入力する（ＳＴ４０）。次に、圧力センサ３０により圧縮機１の吐出圧力（凝縮圧力）を入力する（ＳＴ４１）。そして、圧縮機１の現在の回転数を抽出する（ＳＴ４２）。制御手段１０は圧縮機１の制御も行っており、現在の回転数を目標となる回転数となるように制御しているため、現在の回転数も記憶している。ここではその回転数の値を抽出する。
【００６３】
そして、制御手段１０は、圧縮機回転数及び凝縮圧力の上昇／下降を判断する（ＳＴ４３）。これは前述したように、定期的に複数回に渡って取り込んだ圧力センサ３０の値及び圧縮機１の回転数が時系列で大きくなるか、小さくなるかで判断する。そして、制御手段１０は、室外空気温度が所定の温度（例えば１０℃）以下であるか否かを判断する（ＳＴ４４）。
【００６４】
室外空気温度が所定の温度以下であれば（ＳＴ４４−Ｙｅｓ）、制御手段１０は、ＳＴ４１〜ＳＴ４３で入手した凝縮圧力、圧縮機回転数、凝縮圧力及び圧縮機回転数の上昇／下降の各パラメータを用いて、図３で説明した第２膨張弁パルス値テーブルから出力するパルス数を抽出する（ＳＴ４５）。
【００６５】
次に制御手段１０は、ＳＴ４５で抽出したパルス数がＬ１〜Ｌ４のいずれかであるか否かを判断する（ＳＴ４６）。抽出したパルス数がＬ１〜Ｌ４のいずれかであれば（ＳＴ４６−Ｙｅｓ）、制御手段１０は第２膨張弁１５に、Ｌ１〜Ｌ４のパルス数を有する制御信号を出力して開き、インジェクションＯＮとする（ＳＴ４７）。
【００６６】
そして、制御手段１０は、ＳＴ４１〜ＳＴ４３で入手した凝縮圧力、圧縮機回転数、凝縮圧力の上昇／下降の各パラメータを用いて、図６で説明した補正目標ＳＣ値（Ｔｃ）テーブルから補正目標ＳＣ値を抽出する（ＳＴ４８）
【００６７】
次に制御手段１０は、ＳＴ４０で検出した冷媒温度と、ＳＴ４１で検出した吐出圧力から算出した凝縮温度とから現在の過冷却度を算出する（ＳＴ４９）。そしてＳＴ４８で抽出した補正目標ＳＣ値と、ＳＴ４９で算出した現在の過冷却度との差に応じて第１膨張弁４の開度を微調整する（ＳＴ５０）。
【００６８】
具体的には現在の過冷却度から補正目標ＳＣ値を減じ、この結果がプラスの時は、その値に対応して第１膨張弁４を開ける方向に制御し、逆に減算結果がマイナスの場合は、その値に対応して第１膨張弁４を閉める方向に制御する。そして図７（Ａ）に示すメインルーチンの、目標ＳＣ値補正ルーチンの割り込みが発生した処理に戻る。
【００６９】
尚、ＳＴ４４で室外空気温度が所定の温度以下でない場合（ＳＴ４４−Ｎｏ）及びＳＴ４６でＬ１〜Ｌ４を抽出しない（「ＯＦＦ」を抽出した）場合（ＳＴ４６−Ｎｏ）は、制御手段１０は、ＳＴ４１〜ＳＴ４３で入手した凝縮圧力、圧縮機回転数、凝縮圧力の上昇／下降の各パラメータを用いて、図２で説明した目標ＳＣ値（Ｔ）テーブルから目標ＳＣ値を抽出し（ＳＴ５１）、ＳＴ４９にジャンプする。
【００７０】
以上説明した通り、本発明によれば、室外空気温度が低温で高温出湯が要求され、液冷媒をインジェクションして運転を行う場合に、液冷媒をインジェクションしない時の目標ＳＣを所定の値だけ補正して制御を行うことで、高暖房能力を発揮し、かつ液冷媒のインジェクションをする／しないに関わらず好成績係数で運転を継続することができる。
【符号の説明】
【００７１】
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
１０  制御手段
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  熱交温度センサ
２１  外気温センサ
２３  冷媒温度センサ
２４  出湯温度センサ
３０  圧力センサ
１００  ヒートポンプサイクル装置
【図１】
2011094810.tif 000003
【図２】
2011094810.tif 000004
【図３】
2011094810.tif 000005
【図４】
2011094810.tif 000006
【図５】
2011094810.tif 000007
【図６】
2011094810.tif 000008
【図７】
2011094810.tif 000009