(57)【要約】      （修正有）【課題】圧縮機の吸入圧力が下限値を下回ることを防いで圧縮機の耐久性を高めつつ、低外気温時に効率的な暖房サイクル運転が行えるヒートポンプサイクル装置を提供する。【解決手段】検出した凝縮圧力あるいは水温および外気温度が夫々所定の値未満である場合は、これらが夫々所定の値以上である場合に比べて、圧縮機１の許容最大回転数を低く設定する。凝縮圧力あるいは水温および外気温度が低く圧縮機１の吸入圧力が低い場合は、圧縮機１の許容最大回転数を低くして室外熱交換器５での冷媒循環量を減少させることで圧縮機１の吸入圧力が下限値を下回らないよう制御して、圧縮機１の耐久性を向上させるとともに、凝縮圧力あるいは水温および外気温度とが夫々所定の値以上である場合は、圧縮機１の許容最大回転数を高くして圧縮機１の運転能力を向上させることにより、効率的な暖房サイクル運転が行える。【選択図】図１
2012032091.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、外気温度検出手段と、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、前記凝縮圧力を前記凝縮圧力検出手段により検出すると共に、前記外気温度を前記外気温度検出手段により検出し、
前記制御手段は、低外気温度領域において、検出した前記凝縮圧力および前記外気温度が夫々閾値未満である場合は、前記凝縮圧力および前記外気温度が夫々前記閾値以上である場合に比べて、前記圧縮機の許容最大回転数を低く設定す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、
前記制御手段は、前記冷媒回路における複数の凝縮圧力と外気温度とに対応させて前記圧縮機の許容最大回転数を記憶した圧縮機回転数テーブルを有す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、外気温度検出手段と、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、前記水温を前記水温検出手段により検出すると共に、前記外気温度を前記外気温度検出手段により検出し、
前記制御手段は、低外気温度領域において、検出した前記水温および前記外気温度が夫々閾値未満である場合は、前記水温および前記外気温度が夫々前記閾値以上である場合に比べて、前記圧縮機の許容最大回転数を低く設定することを特徴とするヒートポンプサイクル装置。
【請求項４】
請求項３に記載のヒートポンプサイクル装置において、
前記制御手段は、前記冷媒回路における複数の水温と外気温度とに対応させて前記圧縮機の許容最大回転数を記憶した圧縮機回転数テーブルを有す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、低外気温時の圧縮機の保護を行いつつ、より効率的に運転を行うことを可能とする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では、外気温度が低い時と高い時では、同じ圧縮機回転数でのヒートポンプサイクル装置の運転能力が変化する。そこで、外気温度を検出し、検出された外気温度の変化に応じて圧縮機の回転数や膨張弁の開度を制御して、運転能力の制御を可能とした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）。
【０００４】
特許文献１には、圧縮機と、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が接続された冷媒回路を有する冷凍サイクル装置と、この冷凍サイクル装置で加熱された給湯用水を貯留する貯湯タンクと、外気温度を一定時間毎に検出し、検出された外気温度の変化に対し所定の基準に従って圧縮機能力（回転数）や電子膨張弁の開度を制御する制御装置を備えたヒートポンプ式給湯装置が記載されている。
【０００５】
このヒートポンプ式給湯装置では、制御装置で外気温度を一定時間毎、例えば、３０分毎に検出して外気温度の変化を検出している。そして、制御装置は、検出した外気温度の変化に応じて、所定の基準、例えば、予め試験等で測定し制御装置に記憶されている外気温度と圧縮機の回転数とを対応させたテーブル等に従って、圧縮機の回転数や電動膨張弁の開度を制御することで、ヒートポンプ式給湯装置の運転能力を制御して効率良く運転することができる。
【０００６】
以上説明したようなヒートポンプサイクル装置が暖房サイクルで運転する時は、同じ水温（水利用側熱交換器で得られる温水温度のこと）を得ようとする場合は、外気温度が低くなるほど、水温を下げないように運転能力を上げる制御を行うので、室外熱交換器での蒸発圧力が低下し圧縮機の吸入圧力が低下する。
【０００７】
従って、低外気温度領域（例えば、外気温度が−１５℃以下である場合）では、圧縮機の吸入圧力が、圧縮機に個別に定められる吸入圧力の下限値（例えば、０．１６メガパスカル）を下回る虞があり、圧縮機の吸入圧力が下限値を下回ると、圧縮機のベーンバルブの破損や異音の発生といった現象が起こり、圧縮機の信頼性を確保できない虞があった。
【０００８】
そこで、上述した問題の解決方法として、外気温度が低い場合は、圧縮機の許容最大回転数を低く設定し、室外熱交換器での冷媒循環量を減らして室外熱交換器の温度が低下しないようにすることで、蒸発圧力の低下、ひいては吸入圧力の低下を抑え、圧縮機の吸入圧力が下限値を下回らないようにする方法が考えられる。
【０００９】
また、外気温度が一定である場合は、水温が高くなるほど室外熱交換器での蒸発圧力が上昇して吸入圧力も上昇する。つまり、外気温度が低くても、水温が高い場合は圧縮機の吸入圧力が下限値に対して余裕のある値となっていると考えられるので、圧縮機の許容最大回転数を高く（例えば、圧縮機に個別に定められている回転数の上限値と）しても問題ないと考えられる。従って、低外気温度領域において、外気温度のみで圧縮機の許容最大回転数を決定する方法では、水温が高く圧縮機の吸入圧力が下限値に対して余裕があるにも関わらず圧縮機の許容最大回転数を低く設定する場合が発生し、効率的な暖房サイクル運転が行えない虞があった。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１０】
【特許文献１】特開２００３−７４９７０号公報（第３〜５頁、第２図、第３図）
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１１】
本発明は以上述べた問題点を解決し、圧縮機の吸入圧力が下限値を下回らないようにして圧縮機の耐久性を高めつつ、低外気温時により効率的な暖房サイクル運転が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】
【００１２】
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、外気温度検出手段と、制御手段とを備えたものであって、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するとともに、外気温度を外気温度検出手段により検出し、検出した凝縮圧力あるいは水温、および、外気温度とが夫々所定の値未満である場合は、凝縮圧力あるいは水温、および、外気温度とが夫々所定の値以上である場合に比べて、圧縮機の許容最大回転数を低く設定するものである。
【００１３】
また、制御手段は、冷媒回路における複数の凝縮圧力あるいは複数の水温と、外気温度とに対応させて圧縮機の許容最大回転数を記憶した圧縮機回転数テーブルを有するものである。
【発明の効果】
【００１４】
本発明のヒートポンプサイクル装置は、検出した凝縮圧力あるいは水温、および、外気温度が夫々所定の値未満である場合は、凝縮圧力あるいは水温、および、外気温度が夫々所定の値以上である場合に比べて、圧縮機の許容最大回転数を低く設定する。従って、凝縮圧力あるいは水温、および、外気温度が低く圧縮機の吸入圧力が低い場合は、圧縮機の許容最大回転数を低くして圧縮機の吸入圧力が低下しないよう制御して、圧縮機の耐久性を向上させるとともに、凝縮圧力あるいは水温、および、外気温度とが夫々所定の値以上である場合は、圧縮機の許容最大回転数を高くして圧縮機の吐出圧力を上昇させることで圧縮機の運転能力を向上させることにより、効率的な暖房サイクル運転が行える。
【図面の簡単な説明】
【００１５】
【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、圧縮機回転数テーブルである。
【発明を実施するための形態】
【００１６】
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】
【００１７】
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。
【００１８】
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。
【００１９】
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に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の流れが図１に示す矢印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。
【００２０】
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。
【００２１】
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、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（矢印６０の方向）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。
【００２２】
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。
【００２３】
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で水と熱交換して液体となり、さらに第１膨張弁４で減圧されて室外熱交換器５で室外空気と熱交換して蒸発し、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。
【００２４】
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１５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。
【００２５】
次に、図１乃至図３を用いて、本実施例における低外気温時に暖房運転を行う際に、圧縮機１の吸入圧力が下限値を下回らないよう圧縮機１の許容最大回転数を決定する原理および制御について説明する。尚、本実施例の圧縮機１では、圧縮機に個別に定められる回転数の上限値が９０ｒｐｓであるものとして説明する。制御手段１０の記憶部には、図２に示す圧縮機回転数テーブルＡが記憶されている。この圧縮機回転数テーブルＡには、低外気温度領域における暖房運転時の、凝縮圧力および外気温度に対応して圧縮機１の許容最大回転数（単位：ｒｐｓ）が定められており、左欄の項目が外気温度（単位：℃）となっている。尚、低外気温度領域とは、本実施例における圧縮機１の許容最大回転数の制御を行う必要がある温度領域を意味し、本実施例の場合は、外気温度が−１５℃以下の温度領域を低外気温度領域としている。また、−１５℃以下の外気温度を５℃毎に区分して外気温度レンジとしている。
【００２６】
圧縮機１の許容最大回転数は、『凝縮圧力：２．１ＭＰａ（メガパスカル、以下ＭＰａと記載）未満』、『凝縮圧力：２．１ＭＰａ以上』、の各々の場合について、外気温度レンジ毎に対応させて規定されており、凝縮圧力が２．１ＭＰａ未満の場合の、各外気温度レンジにおける圧縮機１の許容最大回転数は、外気温度が−２０℃未満の時が８０ｒｐｓ、外気温度が−２０℃以上−１５℃未満および−１５℃以上の時が圧縮機１の上限回転数である９０ｒｐｓとなっている。また、凝縮圧力が２．１ＭＰａ以上の場合は、外気温度レンジに関わらず、圧縮機１の許容最大回転数は全て圧縮機１の上限回転数である９０ｒｐｓとなっている。
【００２７】
ヒートポンプサイクル装置１００が暖房運転を行っている時は、外気温度が低くなるほど、室外熱交換器５での蒸発圧力も低下するため圧縮機１の吸入圧力が低下し、特に、外気温度が−２０℃未満となった時は、圧縮機１の吸入圧力が下限値に近づく。一方、利用側熱交換器３での凝縮圧力が２．１ＭＰａ以下の場合も、室外熱交換器５での蒸発圧力が低くなって圧縮機１の吸入圧力が低くなる。
【００２８】
以上のことを考慮して、図２の圧縮機回転数テーブルＡでは、外気温度が−２０℃以下であって、かつ、凝縮圧力が２．１ＭＰａ未満の場合（例えば、目標水温が低い、すなわち、暖房運転時の設定温度が比較的低く、凝縮圧力も低い場合等）は、圧縮機１の許容最大回転数を、圧縮機１の上限回転数である９０ｒｐｓより低い８０ｒｐｓに制限している。これは、圧縮機１の最大回転数を下げて室外熱交換器５での冷媒循環量を減少させることで、蒸発圧力の低下を抑制して圧縮機１の吸入圧力が下限値を下回らないようにするためである。
【００２９】
また、図２の圧縮機回転数テーブルＡでは、凝縮圧力が２．１ＭＰａ未満、かつ、外気温度が−２０℃以上である場合や、凝縮圧力が２．１ＭＰａ以上である場合は、圧縮機１の許容最大回転数を、圧縮機１の上限回転数である９０ｒｐｓとしている。このような条件下では、圧縮機１の吸入圧力は、外気温度が−２０℃以下であって、かつ、凝縮圧力が２．１ＭＰａ未満の場合に比べて高いと考えられるので、圧縮機１の許容最大回転数を制限せずに、上限回転数である９０ｒｐｓまでの上昇を許可することで、圧縮機１の運転能力を高めて、低外気温時に効率的な暖房運転が行えるようにするためである。尚、この圧縮機回転数テーブルＡに規定されている、凝縮圧力と外気温度レンジとに対応付けられているそれぞれの許容最大回転数の値は、予め試験等により求められたものである。
【００３０】
以上説明した圧縮機回転数テーブルＡを記憶したヒートポンプサイクル装置１００の動作は以下のようになる。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と、制御手段１０は、圧力センサ３０で検出した現在の凝縮圧力、および、外気温センサ２１で検出した現在の外気温度を抽出する。制御手段１０は、図２の圧縮機回転数テーブルＡを参照して、抽出した凝縮圧力および外気温度に対応する圧縮機１の許容最大回転数を決定する。そして、制御手段１０は、室内ユニット１１の運転負荷等に応じて、圧縮機１の回転数を許容最大回転数内で制御する。
【００３１】
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、暖房運転時の圧縮機１の許容最大回転数決定ルーチンである。圧縮機１の許容最大回転数決定ルーチンは、暖房運転時に圧縮機１で許容する最大回転数を決定するものである。メインルーチンでは、暖房運転時に圧縮機１の許容最大回転数決定ルーチンで決定した最大回転数以内で、室内ユニット１１の運転負荷等に応じて圧縮機１の回転数を制御する。
【００３２】
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。
【００３３】
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の回転を開始し、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が検出した循環水の水温を取り込む（ＳＴ２）。
【００３４】
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、図３（Ｂ）に示す圧縮機１の許容最大回転数決定ルーチンを実行する（ＳＴ４）。そして、制御手段１０は、圧縮機１の許容最大回転数決定ルーチンで決定した許容最大回転数以内で、出口側水温センサ２６の検出値が目標となる水温となるよう圧縮機１の回転数を決定し、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（ＳＴ５）。そして、ＳＴ２に処理を返す。
【００３５】
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の検出値が目標となる水温となるよう、圧縮機１の回転数を決定し、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（ＳＴ６）。そして、ＳＴ２に処理を返す。
【００３６】
次に、図３（Ｂ）に示す圧縮機１の許容最大回転数決定ルーチンについて説明する。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とき、制御手段１０は、現在の凝縮圧力および現在の外気温度を抽出する（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や外気温センサ２１が検出した外気温度を定期的に取り込んで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しており、この管理データから直近の凝縮圧力値や外気温度を抽出し、現在の凝縮圧力および外気温度として認識している。
【００３７】
尚、制御手段１０は、凝縮圧力や外気温度以外に、圧縮機１の回転数、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。
【００３８】
次に制御手段１０は、記憶部に記憶している圧縮機回転数テーブルＡを参照して、圧縮機１の許容最大回転数を決定する（ＳＴ１２）。具体的には、ＳＴ１１で抽出した現在の凝縮圧力および現在の外気温度に対応した圧縮機１の許容最大回転数を、図２に示す圧縮機回転数テーブルＡを参照して抽出し、これを圧縮機１の許容最大回転数と決定する。そして、制御手段１０は、処理を終了する。
【００３９】
以上説明したように、ヒートポンプサイクル装置１００が暖房運転を行っている時に、凝縮圧力および外気温度に応じて圧縮機１の許容最大回転数を設定し、さらには、所定の凝縮圧力未満かつ外気温度未満（本実施例の場合、凝縮圧力が２．１ＭＰａ未満かつ外気温度が−２０℃未満）である場合は、所定の凝縮圧力以上かつ外気温度以上（本実施例の場合、凝縮圧力が２．１ＭＰａ未満かつ外気温度が−２０℃以上、あるいは、凝縮圧力が２．１ＭＰａ以上）である場合に比べて、圧縮機１の許容最大回転数を低く設定しているので、低外気温時に圧縮機１の吸入圧力が低くなって下限値を下回らないようにすることができ、圧縮機１の耐久性を向上させることができる。
【００４０】
また、凝縮圧力および外気温度の両方が所定の値以上である場合は、圧縮機１の許容最大回転数を制限せずに上限回転数である９０ｒｐｓまでの上昇を許可することによって圧縮機１の運転能力を最大限発揮させ、低外気温度領域においても目標温度である設定温度を達成できるようにすることで、効率的な暖房運転を行うことができる。
【００４１】
尚、以上説明した実施例では、図２の圧縮機回転数テーブルＡにおいて、凝縮圧力が２．１ＭＰａ未満／以上、の２通りの場合に分けて圧縮機１の許容最大回転数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２．１ＭＰａ未満／２．１ＭＰａ以上４．２ＭＰａ未満／４．２Ｍｐａ以上（４．２ＭＰａは、例えば、圧縮機１に個別に定められる吐出圧力の上限値に対応した凝縮圧力）、の３通りの場合に分けて圧縮機１の許容最大回転数を規定してもよい。    
【００４２】
また、図２の圧縮機回転数テーブルＡでは、外気温度レンジを５℃毎に設定しているが、例えば、外気温度レンジを４℃毎に設定する、というように、レンジ幅を変えてもよい。また、図２の圧縮機回転数テーブルＡでは、凝縮圧力が２．１ＭＰａ未満かつ外気温度が−２０℃未満である場合以外は、圧縮機１の許容最大回転数を全て９０ｒｐｓとしているが、例えば、外気温度が−２０℃以上−１５℃未満の時の圧縮機１の許容最大回転数を９０ｒｐｓ、外気温度が−１５℃以上の時の圧縮機１の許容最大回転数を８５ｒｐｓとする、というように複数の外気温度レンジで異なる圧縮機１の許容最大回転数が設定されていてもよい。
【００４３】
さらには、図２の圧縮機回転数テーブルＡでは、外気温度が−１５℃以上の温度範囲や、−２０℃未満の温度範囲については、一律に圧縮機１の許容最大回転数を設定しているが、外気温度が−１５℃以上の温度範囲や−２０℃未満の温度範囲についても、例えば、５℃毎に複数の外気温度レンジを設定し、それぞれに圧縮機１の許容最大回転数を設定してもよい。
【実施例２】
【００４４】
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、圧縮機の許容最大回転数の制御の流れ、及び圧縮機の許容最大回転数を制御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、凝縮圧力の代わりに水温を用い、水温に応じて圧縮機の許容最大回転数を変えることである。
【００４５】
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、入口側温度センサ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の許容最大回転数の制御を行う。この圧縮機回転数テーブルＢには、低外気温度領域における暖房運転時の、水温および外気温度に対応して圧縮機１の許容最大回転数（単位：ｒｐｓ）が定められており、左欄の項目が外気温度（単位：℃）となっている。尚、本実施例においては、低外気温度領域を外気温度が−１５℃以下の領域とし、−１５℃以下の外気温度を５℃毎に区分して外気温度レンジとしている。
【００４６】
圧縮機１の許容最大回転数は、『水温：３５℃未満』、『水温：３５℃以上』、の各々の場合について、外気温度レンジ毎に対応させて規定されており、水温が３５℃未満の場合の、各外気温度レンジにおける圧縮機１の許容最大回転数は、外気温度が−２０℃未満の時が８０ｒｐｓ、外気温度が−２０℃以上−１５℃未満および−１５℃以上の時が圧縮機１の上限回転数である９０ｒｐｓとなっている。また、水温が３５℃以上の場合は、外気温度レンジに関わらず、圧縮機１の許容最大回転数は全て圧縮機１の上限回転数である９０ｒｐｓとなっている。
【００４７】
尚、この圧縮機回転数テーブルＢに規定されている、水温と外気温度レンジとに対応付けられているそれぞれの許容最大回転数の値は、予め試験等により求められたものである。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３５℃であるとき、凝縮圧力は２．１ＭＰａであるテーブル）を、記憶部に記憶している。
【００４８】
以上説明した圧縮機回転数テーブルＢを記憶したヒートポンプサイクル装置１００の動作は以下のようになる。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と、制御手段１０は、入口側水温センサ２４で検出した現在の水温、および、外気温センサ２１で検出した現在の外気温度を抽出する。制御手段１０は、図４の圧縮機回転数テーブルＢを参照して、抽出した水温および外気温度に対応する圧縮機１の許容最大回転数を決定する。そして、制御手段１０は、室内ユニット１１の運転負荷等に応じて、圧縮機１の回転数を許容最大回転数内で制御する。
【００４９】
以上説明したように、ヒートポンプサイクル装置１００が暖房運転を行っている時に、水温および外気温度に応じて圧縮機１の許容最大回転数を設定し、さらには、所定の水温未満かつ外気温度未満（本実施例の場合、水温が３５℃未満かつ外気温度が−２０℃未満）である場合は、所定の水温以上かつ外気温度以上（本実施例の場合、水温が３５℃未満かつ外気温度が−２０℃以上、あるいは、水温が３５℃以上）である場合に比べて、圧縮機１の許容最大回転数を低く設定しているので、低外気温時に圧縮機１の吸入圧力が低くなって下限値を下回らないようにすることができ、圧縮機１の耐久性を向上させることができる。
【００５０】
また、水温および外気温度の両方が所定の値以上である場合は、圧縮機１の許容最大回転数を制限せずに上限回転数である９０ｒｐｓまでの上昇を許可することによって圧縮機１の運転能力を最大限発揮させ、低外気温度領域においても目標温度である設定温度を達成できるようにすることで、効率的な暖房運転を行うことができる。
【００５１】
尚、以上説明した実施例では、図４の圧縮機回転数テーブルＢにおいて、水温が３５℃未満／以上、の２通りの場合に分けて圧縮機１の許容最大回転数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３５℃未満／３５℃以上６０℃未満／６０℃以上（６０℃は、例えば、圧縮機１に個別に定められる吐出圧力の上限値に対応した水温）、の３通りの場合に分けて圧縮機１の許容最大回転数を規定してもよい。
【００５２】
また、図４の圧縮機回転数テーブルＢでは、外気温度レンジを５℃毎に設定しているが、例えば、外気温度レンジを４℃毎に設定する、というように、レンジ幅を変えてもよい。また、図４の圧縮機回転数テーブルＢでは、水温が３５℃未満かつ外気温度が−２０℃未満である場合以外は、圧縮機１の許容最大回転数を全て９０ｒｐｓとしているが、例えば、外気温度が−２０℃以上−１５℃未満の時の圧縮機１の許容最大回転数を９０ｒｐｓ、外気温度が−１５℃以上の時の圧縮機１の許容最大回転数を８５ｒｐｓとする、いうように、複数の外気温度レンジで異なる圧縮機１の許容最大回転数が設定されていてもよい。
【００５３】
さらには、図４の圧縮機回転数テーブルＢでは、外気温度が−１５℃以上の温度範囲や、−２０℃未満の温度範囲については、一律に、圧縮機１の許容最大回転数を設定しているが、外気温度が−１５℃以上の温度範囲や、−２０℃未満の温度範囲についても、例えば、５℃毎に複数の外気温度レンジを設定し、それぞれに圧縮機１の許容最大回転数を設定してもよい。
【００５４】
以上説明した通り、本発明によれば、検出した凝縮圧力あるいは水温、および、外気温度が夫々所定の値未満である場合は、凝縮圧力あるいは水温、および、外気温度が夫々所定の値以上である場合に比べて、圧縮機の許容最大回転数を低く設定する。従って、凝縮圧力あるいは水温、および、外気温度が低く圧縮機の吸入圧力が低い場合は、圧縮機の許容最大回転数を低くして圧縮機の吸入圧力が低下しないよう制御して、圧縮機の耐久性を向上させるとともに、凝縮圧力あるいは水温、および、外気温度とが夫々所定の値以上である場合は、圧縮機の許容最大回転数を高くして圧縮機の吐出圧力を上昇させることで圧縮機の運転能力を向上させることにより、効率的な暖房サイクル運転が行える。
【符号の説明】
【００５５】
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
１７  循環ポンプ
２０  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
６０  冷媒の流れ
６１  インジェクションＯＮ時の冷媒の流れ
６２  水の流れ
１００  ヒートポンプサイクル装置
【図１】
2012032091.tif 000003
【図２】
2012032091.tif 000004
【図３】
2012032091.tif 000005
【図４】
2012032091.tif 000006