JP2003222415A

JP2003222415A - ヒートポンプ装置

Info

Publication number: JP2003222415A
Application number: JP2002021145A
Authority: JP
Inventors: Shinichi Sakamoto; 真一坂本; Mikihiko Kuroda; 幹彦黒田; Isao Takahashi; 勲高橋
Original assignee: Daikin Industries Ltd
Current assignee: Daikin Industries Ltd
Priority date: 2002-01-30
Filing date: 2002-01-30
Publication date: 2003-08-08
Anticipated expiration: 2022-01-30
Also published as: JP3843852B2

Abstract

(57)【要約】【課題】設計圧力を上昇させることなく、通常動作時
の圧力を上昇させることが可能なヒートポンプ装置を提
供する。【解決手段】圧縮機１５と、利用側熱交換器１６と、
減圧機構１７と、熱源側熱交換器１８とを順次接続し、
高圧異常のときに高圧遮断器を作動させるヒートポンプ
装置である。圧縮機１５の停止圧力となる高圧遮断器２
４の実際の作動圧力を記憶している。高圧側圧力が高圧
遮断器２４の実際の作動圧力よりも低い基準圧力を越え
たときに、高圧遮断器２４を作動させることなく、圧縮
機１５を停止させる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】この発明は、ヒートポンプ装
置に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】ヒートポンプ装置は、一般には図６に示
すように、圧縮機５１と、利用側熱交換器５２、減圧機
構としての電動弁５３、熱源側熱交換器５４とを順に接
続して構成される。そして、圧縮機５１の吐出管５５に
は、高圧遮断器（ＨＰＳ）５６が介設されている。すな
わち、高圧側が何らかの原因で異常に上昇した場合に、
この高圧遮断器５６を動作させると共に、圧縮機５１を
停止させるのである。

【０００３】ところで、上記高圧遮断器５６には通常ば
らつきがある。例えば、高圧遮断器５６の作動圧力を１
４．２ＭＰａに設定した場合、＋０〜−０．６ＭＰａ程
度の誤差がある。そのため、通常運転時の高圧圧力を、
上記高圧遮断器５６の作動圧力の下限値である１３．６
ＭＰａよりも低い圧力としなければならなかった。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】上記のような場合に、
通常運転時の高圧圧力を上昇しようとすれば、高圧遮断
器５６の作動圧力や設計圧力を上昇させる必要がある。
しかし、設計圧力を上げれば、配管肉厚が大となった
り、装置全体が大型化したりする。

【０００５】また、負荷変動や起動時等に高圧が一時的
に通常時よりも上昇することもあり、一旦高圧遮断器５
６が作動して、圧縮機５１が停止すれば、そのまま再起
動させることができず、メンテナンス要員（サービスマ
ン）が点検を行わなければならなかった。すなわち、高
圧遮断器５６が作動すれば、ヒートポンプ装置を長期
（長時間）にわたって使用することができなくなり、ユ
ーザーは快適生活をいとなむことができないおそれがあ
った。

【０００６】この発明は、上記従来の欠点を解決するた
めになされたものであって、その一の目的は、設計圧力
を上昇させることなく、通常動作時の圧力を上昇させる
ことが可能なヒートポンプ装置を提供することにある。
また、他の目的は、高圧遮断器の作動を抑制して、運転
を長時間継続させることが可能なヒートポンプ装置を提
供することにある。

【０００７】

【課題を解決するための手段】そこで請求項１のヒート
ポンプ装置は、圧縮機１５と、利用側熱交換器１６と、
減圧機構１７と、熱源側熱交換器１８とを順次接続し、
高圧異常のときに高圧遮断器２４を作動させるヒートポ
ンプ装置であって、上記圧縮機１５の停止圧力となる上
記高圧遮断器２４の実際の作動圧力を記憶していること
を特徴としている。

【０００８】請求項１のヒートポンプ装置では、圧縮機
１５の停止圧力となる上記高圧遮断器２４の実際の作動
圧力を記憶しているので、高圧遮断器２４の実際の作動
圧力に基づいて各種制御を行うことができ、設計圧力を
上昇させなくても、従来より運転範囲の拡大を図ること
ができる。

【０００９】請求項２のヒートポンプ装置は、高圧側圧
力が上記高圧遮断器２４の実際の作動圧力よりも低い基
準圧力を越えたときに、この高圧遮断器２４を作動させ
ることなく、上記圧縮機１５を停止させることを特徴と
している。

【００１０】上記請求項２のヒートポンプ装置では、高
圧側圧力が上記高圧遮断器２４の実際の作動圧力よりも
低い基準圧力を越えたときに、高圧遮断器２４を作動さ
せることなく、上記圧縮機１５を停止させることがで
き、高圧遮断器２４の作動を回避（防止）することがで
きる。これにより、この高圧上昇が一時的である場合
に、そのまま再運転させたりすることができる。このよ
うな制御は、例えば以下のようにして行うことができ
る。すなわち、高圧遮断器２４の誤差を考慮した設計上
の最低動作圧力に基づいて、圧縮機１５を停止すべき圧
力を定めておき、高圧遮断器２４の実際の動作圧力が、
上記設計上の最低動作圧力を越えた圧力差分だけ、圧縮
機１５を実際に停止する圧力を上昇させて設定するので
ある。

【００１１】請求項３のヒートポンプ装置は、高圧側圧
力が上記圧縮機１５の停止圧力を越えないように、上記
圧縮機１５の周波数を制御して、上記圧縮機１５の停止
を防止することを特徴としている。

【００１２】上記請求項３のヒートポンプ装置では、高
圧側圧力が上記圧縮機１５の停止圧力を越えて、圧縮機
１５が停止しそうなときに、圧縮機１５の周波数を制御
することによって、高圧側圧力を低下（垂下）させるこ
とができる。これにより、圧縮機１５の停止を回避し
て、長時間の継続運転が可能となる。

【００１３】請求項４のヒートポンプ装置は、冷媒に超
臨界で使用する超臨界冷媒を用いたことを特徴としてい
る。

【００１４】上記請求項４のヒートポンプ装置では、高
圧圧力が高く、高圧圧力制御に細心の注意を払う必要が
ある冷媒を用いているので、上記各作用が一段と顕著に
現われる。また、オゾン層の破壊、環境汚染等の問題が
なく、地球環境にやさしいヒートポンプ装置となる。

【００１５】

【発明の実施の形態】次に、この発明のヒートポンプ装
置の具体的な実施の形態について、図面を参照しつつ詳
細に説明する。図１はこのヒートポンプ装置の簡略図を
示し、このヒートポンプ装置２は、貯湯タンク３に貯め
られた温水を沸き上げてこの貯湯タンク３に貯えるもの
であり、この貯湯タンク３に貯湯された温湯が図示省略
の浴槽等に供給される。すなわち、貯湯タンク３には、
その底壁に給水口５が設けられると共に、その上壁に出
湯口６が設けられている。そして、給水口５から貯湯タ
ンク３に水道水が供給され、出湯口６から高温の温湯が
出湯される。また、貯湯タンク３には、その底壁に取水
口１０が開設されると共に、側壁（周壁）の上部に湯入
口１１が開設され、取水口１０と湯入口１１とが循環路
１２にて連結されている。そして、この循環路１２に水
循環用ポンプ１３と熱交換路１４とが介設されている。
なお、給水口５には給水用流路８が接続されている。

【００１６】そして、ヒートポンプ装置２は冷媒回路を
備え、この冷媒回路は、圧縮機１５と、熱交換路１４を
構成する利用側熱交換器（水熱交換器）１６と、減圧機
構（電動膨張弁）１７と、熱源側熱交換器（空気熱交換
器）１８とを順に接続して構成される。すなわち、圧縮
機１５の吐出管１９を水熱交換器１６に接続し、水熱交
換器１６と電動膨張弁１７とを冷媒通路２０にて接続
し、電動膨張弁１７と蒸発器１８とを冷媒通路２１にて
接続し、空気熱交換器１８と圧縮機１５とをアキューム
レータ２２が介設された冷媒通路２３にて接続してい
る。また、冷媒に超臨界で使用する超臨界冷媒（例え
ば、炭酸ガス）を用いる。なお、図１において、２９ａ
は外気温度を検出する外気温度検出用サーミスタであ
る。

【００１７】また、吐出管１９には、高圧遮断器（ＨＰ
Ｓ）２４と、圧力センサ３０ａとが介設されている。さ
らに、上記圧縮機１５にはインバータ２６が接続され、
このインバータ２６への入力電流値を検出する後述する
入力電流検出手段２７としての変成器（ＣＴ）２７ａが
設けられている。なお、空気熱交換器１８にはこの空気
熱交換器１８の能力を調整するファン２８が付設されて
いる。

【００１８】したがって、圧縮機１５を駆動させると共
に、水循環用ポンプ１３を駆動（作動）させると、貯湯
タンク３の底部に設けた取水口１０から貯溜水（低温
水）が流出し、これが循環路１２の熱交換路１４を流通
する。そのときこの温湯は水熱交換器１６によって加熱
され（沸き上げられ）、湯入口１１から貯湯タンク３の
上部に返流される。このような動作を継続して行うこと
によって、貯湯タンク３に高温の温湯を貯湯することが
できる。

【００１９】ところで、このヒートポンプ装置の制御部
は、図２に示すように、外気温度検出手段２９と、圧力
検出手段３０と、入力電流検出手段２７と、記憶手段３
２と、制御手段３３等を備える。そして、圧力検出手段
３０は上記圧力センサ３０ａにて構成でき、高圧側の圧
力を検出する。また、入力電流検出手段２７は上記変成
器２７ａにて構成でき、圧縮機１５の入力電流を検出す
る。さらに、外気温度検出手段２９は外気温度検出用サ
ーミスタ２９ａにて構成することができる。なお、上記
記憶手段３２や制御手段３３は例えばマイクロコンピュ
ータを用いて構成することができる。

【００２０】上記ヒートポンプ装置において、高圧側が
何らかの原因で異常に上昇した場合に、この高圧遮断器
２４が作動すれば、圧縮機１５を停止させることにな
る。しかしながら、高圧遮断器２４が作動した場合、一
時的な高圧上昇であっても、直ちに再度の運転を行うこ
とができない。このため、一時的な高圧上昇の場合に
は、この高圧遮断器２４を作動させないのが好ましい。
そこで、このヒートポンプ装置では、上記圧力検出手段
３０にて高圧側の圧力を監視（検出）して、高圧遮断器
２４が作動する前に圧縮機１５をソフト的に停止させる
ようにしている。なお、この一時的な高圧上昇は、この
実施の形態のように、水循環用ポンプ１２を有する場
合、この水循環用ポンプ１２にごみやエア（空気）が入
り込んだりすることによって生じる。

【００２１】このため、ヒートポンプ装置では、高圧遮
断器２４の実際の作動圧力よりも所定値だけ低い基準圧
力を予め設定しておき、高圧側圧力がこの基準圧力を越
えたときに、制御手段３３からの指令にて上記圧縮機１
５を停止させることとしている。この場合、上記記憶手
段３２に、高圧遮断器２４の実際の作動圧力を記憶させ
ている。すなわち、このヒートポンプ装置を製品として
出荷する際の検査において、このヒートポンプ装置に装
着される高圧遮断器２４の実際の作動圧力を検出し、こ
のデータを記憶させるものである。

【００２２】そして、上記圧力検出手段３０にて検出さ
れる圧力値（ＰＲ）を図３に示すように、Ａ〜Ｅのゾー
ンに分けてゾーン毎に圧縮機１５の周波数の上記制御手
段３３で上限制限を行う。Ａゾーン（復帰ゾーン）は通
常使用エリアであり、この制御（ピークカット制御）に
よる周波数の上限制限を行わないゾーンであり、Ｂゾー
ン（アップゾーン）は現在の周波数の上限制限では、異
常高圧になるおそれがきわめて少ないため、周波数の上
限制限をアップ（上昇）させるゾーンであり、Ｃゾーン
（無変化ゾーン）は現在の周波数の上限制限では、異常
高圧になるおそれが少ないため、周波数の上限制限を変
化させないゾーンであり、Ｄゾーン（垂下ゾーン）は現
在の周波数の上限制限では、異常高圧になるおそれがあ
るため、周波数の上限制限を垂下（低下）させるゾーン
であり、Ｅゾーン（停止ゾーン）は異常に高圧が上昇し
ているとして、圧縮機１５を停止させるゾーンである。

【００２３】上記各ゾーンは、図３に示すように、ＰＲ
ＰＣ１´〜ＰＲＰＣ５´に基づいて設定される。この場
合、ＰＲＰＣ１´〜ＰＲＰＣ５´は、ＰＲＰＣ１〜ＰＲ
ＰＣ５に補正値ＰＲＰＣＢを加えたものとする。ここ
で、ＰＲＰＣ１とは、復帰域確定圧力であって、例え
ば、１２．７ＭＰａであり、ＰＲＰＣ２とは、アップ域
確定圧力であって、例えば、１２．９ＭＰａであり、Ｐ
ＲＰＣ３とは、無変化域確定圧力であって、例えば、１
３．１ＭＰａであり、ＰＲＰＣ４とは、垂下域確定圧力
であって、例えば、１３．３ＭＰａであり、ＰＲＰＣ５
とは、停止域確定圧力であって、例えば、１３．５ＭＰ
ａである。また、補正値ＰＲＰＣＢは、補正値ＰＲＰＣ
Ｂ＝高圧遮断器２４の実際の作動時の圧力値（ＰＲ）−
定数（ＰＲＨＰＳ）となる。ここで、定数（ＰＲＨＰ
Ｓ）は例えば、１３．６ＭＰａ（１４．２ＭＰａ−誤差
０．６ＭＰａ）である。このため、作動時の実際の圧力
値（ＰＲ）が例えば１４．０ＭＰａであれば、補正値
は、１４．０ＭＰａ−１３．６ＭＰａとなって、０．４
ＭＰａとなる。従って、各ＰＲＰＣ１´〜ＰＲＰＣ５´
は、各ＰＲＰＣ１〜ＰＲＰＣ５にこのような０．４ＭＰ
ａ（補正値）を加えたものとなる。すなわち、高圧遮断
器２４の誤差を考慮した設計上の最低動作圧力（１３．
６ＭＰａ）に基づいて、圧縮機１５を停止すべき圧力
（ＰＲＰＣ５＝１３．５ＭＰａ）、及び圧縮機１５の周
波数を垂下させるべき圧力（ＰＲＰＣ４＝１３．３ＭＰ
ａ）を定めておき、高圧遮断器２４の実際の動作圧力
（１４．０ＭＰａ）が、上記設計上の最低動作圧力（１
３．６ＭＰａ）を越えた圧力差分（１４．０−１３．６
＝０．４ＭＰａ）だけ、圧縮機１５を実際に停止する圧
力（ＰＲＰＣ５´＝１３．５＋０．４＝１３．９ＭＰ
ａ）、及び圧縮機１５の実際に垂下させる圧力（ＰＲＰ
Ｃ４´＝１３．３＋０．４＝１３．７ＭＰａ）を上昇さ
せて設定するのである。このため、このヒートポンプ装
置では、高圧遮断器２４の実際の作動圧力に基づいて、
高圧遮断器２４を作動させない範囲内において、圧縮機
１５を停止させる高圧側の圧力等を高く設定でき、設計
圧力を上昇させることなく、運転範囲を増加させること
ができる。

【００２４】圧縮機１５に周波数が上昇する場合におい
て、ＰＲＰＣ２´未満がＡの復帰ゾーンであり、ＰＲＰ
Ｃ２´とＰＲＰＣ３´との間の範囲がＢのアップゾーン
であり、ＰＲＰＣ３´とＰＲＰＣ４´との間の範囲がＣ
の無変化ゾーンであり、ＰＲＰＣ４´とＰＲＰＣ５´と
の間の範囲がＤの垂下ゾーンであり、ＰＲＰＣ５´を越
える範囲が停止ゾーンとなる。また、下降する場合にお
いて、ＰＲＰＣ５´を越える範囲が停止ゾーンであり、
ＰＲＰＣ５´とＰＲＰＣ３´との間の範囲がＤの垂下ゾ
ーンであり、ＰＲＰＣ３´とＰＲＰＣ２´との間の範囲
がＣの無変化ゾーンであり、ＰＲＰＣ２´とＰＲＰＣ１
´との間の範囲がＢのアップゾーンであり、ＰＲＰＣ１
´未満がＡの復帰ゾーンである。なお、この図３におい
て、閾値（線上）は増加（上昇）時及び減少（下降）時
ともに、その上のゾーンとする。

【００２５】また、ゾーンが変化したとき、圧縮機１５
の周波数の上限制限を変更する。すなわち、圧力が増加
する場合には、Ａ→Ｂ、Ｂ→Ｃ、Ｃ→Ｄがあり、圧力が
減少する場合には、Ｄ→Ｃ、Ｃ→Ｂがある。そして、Ａ
→Ｂに増加した場合には、圧縮機１５の周波数をΔＦＰ
１だけ垂下させる。また、Ｂ→Ｃに増加した場合には、
ＦＵＰＳ＝０のとき、圧縮機１５の周波数をΔＦＰ１だ
け垂下させ、ＦＵＰＳ＝１のとき、周波数を保持（維
持）する。ここで、ΔＦＰ１は、ゾーン変化時周波数変
化幅であり、例えば、２Ｈｚである。また、ＦＵＰＳと
は、アップ済みフラグであり、後述するように、Ｂゾー
ンで制限周波数を増加させたときを１とし、増加させて
いないときを０としている。Ｃ→Ｄに増加した場合に
も、圧縮機１５の周波数をΔＦＰ１だけ垂下させる。

【００２６】そして、Ｄ→Ｃに減少した場合及びＣ→Ｂ
に減少した場合には、圧縮機１５の周波数をそれぞれΔ
ＦＰ２だけ増加させる。ここで、ΔＦＰ２は、ゾーン変
化時周波数変化幅であり、例えば、３Ｈｚである。

【００２７】なお、Ａ→Ｃに増加したときには、Ａ→
Ｂ、Ｂ→Ｃの上記処理を行い、Ａ→Ｄに増加したときに
は、Ａ→Ｂ、Ｂ→Ｃ、Ｃ→Ｄの上記処理を行い、Ｂ→Ｄ
に増加したときには、Ｂ→Ｃ、Ｃ→Ｄの上記処理を行
う。また、Ｄ→Ｂに減少したときには、Ｄ→Ｃ、Ｃ→Ｂ
の上記処理を行い、Ｄ→Ａに減少したときには、Ｄ→
Ｃ、Ｃ→Ｂの上記処理を行い、Ｃ→Ａのときは、Ｃ→Ｂ
の上記処理を行う。

【００２８】次に、各ゾーン内での処理（ゾーンが変化
しない場合の処理）を説明する。Ａゾーンでは、この制
御（ピークカット制御）による周波数の上限制限を解除
する。また、Ｂゾーンでは、ＴＰ１毎にΔＦＰ４の割合
で制限周波数ＦＰＯＵＴを増加させる。この操作を行っ
たときは、アップ済みフラグＦＵＰＳ＝１とする。この
アップ済みフラグＦＵＰＳはこのＢゾーン（アップゾー
ン）以外では０とする。ここで、ＴＰ１とは、上限周波
数変更間隔タイマであって、例えば、１２０秒であり、
ΔＦＰ４はアップ域での周波数変化幅であって、例え
ば、３Ｈｚである。また、Ｃゾーンでは、制限周波数Ｆ
ＰＯＵＴを変化させず、Ｄゾーンでは、ＴＰ２毎にΔＦ
Ｐ３の割合で制限周波数ＦＰＯＵＴを垂下させる。ここ
で、ＴＰ２は垂下域での上限周波数変更間隔タイマであ
って、例えば、２０秒であり、ΔＦＰ４は垂下域での周
波数変化幅であって、例えば、２Ｈｚである。そして、
Ｅゾーンでは、圧縮機１５の運転を停止する。

【００２９】このように、上記ヒートポンプ装置によれ
ば、圧縮機１５の停止圧力となる高圧遮断器２４の実際
の作動圧力を記憶し、この作動圧力に基づいて、高圧遮
断器２４を作動させない範囲において、圧縮機１５を停
止させる高圧側の圧力（基準圧力）を設定している。そ
のため、圧縮機１５を停止させることになる高圧側の圧
力（基準圧力）を従来よりも上昇させても、高圧遮断器
２４を作動させないようにすることができる。これによ
って、設計圧力を余分に高い圧力とすることなく、運転
範囲の拡大を図ることができる。すなわち、ヒートポン
プ装置として、配管肉厚の増加や装置全体の大型化を回
避して、運転範囲の拡大を図ることができ、製造コスト
の低減を図ることができる。

【００３０】ところで、高圧異常が発生しても、恒久的
でなく一時的な場合（水循環用ポンプ１３にごみが入り
込んだ場合）もある。このような一時的な高圧上昇であ
っても、高圧遮断器２４が作動すれば、直ちに運転を再
開させることができず、いわゆるサービスマンが点検す
る必要があり、運転停止時間が大となって、湯を使えな
い状態が生じ、不便な生活をいとなむことになる。これ
に対して、このヒートポンプ装置では、停止ゾーンを決
定するＰＲＰＣ５´は高圧遮断器２４の実際の作動圧力
よりも所定値だけ低い基準圧力であり、この停止ゾーン
に入れば、この高圧遮断器２４を作動させることなく、
上記圧縮機１５を停止させることができる。このため、
このような一時的な高圧上昇の場合には、これらの原因
を除去することによって、再起動が可能となり、長期
（長時間）の運転停止を回避することができる。

【００３１】また、このヒートポンプ装置では、高圧が
上昇して、図３の垂下ゾーンに達すれば、圧縮機１５の
周波数を低下（垂下）させるので、停止ゾーンに達する
のを回避することができる。すなわち、高圧側圧力が上
記圧縮機１５の停止圧力を越えないように、上記圧縮機
１５の周波数を制御して、上記圧縮機１５の停止を防止
することができる。これによって、長時間の継続運転が
可能となり、貯湯タンク３に温湯を貯めることができ、
ユーザーは安心して湯を使用することができる。

【００３２】しかも、このヒートポンプ装置では、圧縮
機１５を停止させる際の高圧側の圧力は、上記圧力検出
手段３０としての圧力センサ３０ａが検出する圧力に基
づくものである。このため、この圧力センサ３０ａの検
出値が実際の圧力値と相違していたとしても、この検出
値が予め設定した圧縮機停止圧力となれば、圧縮機１５
を停止させるものであり、この圧力センサ３０ａのばら
つきを考慮する必要がなく、高圧上昇した際には、安定
して圧縮機１５を停止させることができる。

【００３３】ところで、上記ヒートポンプ装置では、圧
縮機１５とインバータ２６にて制御しているので、電源
電圧が低下すれば、運転電流が増加する。また、環境条
件や負荷変動により、過渡的に運転電流が増加する。そ
のため、このヒートポンプ装置に使用される部品（電子
部品）が発熱して、劣化や破損といった不具合が生じる
場合がある。そこで、このヒートポンプ装置では、上記
入力電流検出手段２７にて入力電流値を検出して、この
入力電流値により、圧縮機５の周波数の上限制御を上記
制御手段３３にて行う。

【００３４】この場合、図４に示すように、入力電流値
によって、停止ゾーンと、垂下ゾーンと、無変化ゾーン
と、復帰ゾーンに区分し、各ゾーンに従って、制限周波
数数を変化させる。この図４において、Ｉ３及びＩ４は
それぞれ入力電流垂下値、上限電流値であって、例え
ば、Ｉ３は１７．５Ａであり、Ｉ４は１９．５Ａであ
り、Ｉαは無変化域幅である。そして、停止ゾーンとは
圧縮機１５を停止させるゾーンであり、所定時間ＴＩ２
（例えば、３秒程度）このゾーンを継続すれば圧縮機１
５を停止させる。また、垂下ゾーンとは、圧縮機１５に
周波数を低下（垂下）させるゾーンであり、無変化ゾー
ンとは、周波数を変化させないゾーンであり、復帰ゾー
ンとは、通常運転エリアであり、この入力電流値に基づ
くこの周波数の制限を解除するゾーンである。

【００３５】上昇する場合において、Ｉ３未満がＡの復
帰ゾーンであり、Ｉ３とＩ４との間の範囲が垂下ゾーン
であり、Ｉ４を越える範囲が停止ゾーンとなる。また、
下降する場合において、Ｉ４を越える範囲が停止ゾーン
であり、Ｉ４とＩ３との間の範囲が垂下ゾーンであり、
Ｉ３と（Ｉ３−α）との範囲が無変化ゾーンであり、
（Ｉ３−α）未満がＡの復帰ゾーンである。

【００３６】ところで、上記入力電流垂下値Ｉ３は外気
温度によって変化する。すなわち、外気温度による入力
電流垂下値Ｉ３の設定は、図５に示すグラフ図に基づく
ことになる。この図５において、入力電流が一定となる
範囲は部品（素子）の効力で決定され、入力電流が減少
する範囲は部品の使用可能上限温度で決定される。具体
的には、上記外気温度検出手段２９にて検出された外気
温度ＤＯＡがＤＯＡ＞１２℃であるときに、外気温度電
流垂下値Ｉ３´を、Ｉ３−０．２５×（ＤＯＡ−１２）
とする。なお、Ｉ３´＜０のときは、Ｉ３´＝０とす
る、また、冷媒循環回路にデフロスト回路を有する場
合、デフロスト運転中でないことが必要である。上記条
件が成立しないときには、Ｉ３´＝Ｉ３とする。

【００３７】すなわち、運転中の部品温度は、周囲温度
（外気温度）と部品発熱量とで決定されるため、低外気
温度の際には、運転周波数を垂下させる必要がないが、
このヒートポンプ装置では、外気温度が高くなると、運
転周波数を垂下させることによって、電子部品の発熱を
抑え、電子部品の劣化や破損を防止することができる。
このため、この周波数を垂下させる量としては変更可能
であるが、電子部品の劣化や破損が発生しない周波数と
なるように設定する必要がある。

【００３８】また、このヒートポンプ装置では、入力電
流が停止ゾーンに入ったときには、圧縮機１５を停止さ
せることになって、電子部品の劣化や破損を確実に防止
することができる。さらに、入力電流が停止ゾーンに入
らないように、周波数上限値Ｉ３を設定することが可能
であり、このように設定すれば、これによって、運転停
止しにくくすることができる。なお、上限電流値Ｉ４も
入力電流垂下値Ｉ３と同様に外気温度に応じて変更する
制御を行ってもよい。

【００３９】以上にこの発明の具体的な実施の形態につ
いて説明したが、この発明は上記形態に限定されるもの
ではなく、この発明の範囲内で種々変更して実施するこ
とができる。例えば、図３におけるＡ〜Ｅの区分の基準
となる圧力値の変更は自由である。この場合、停止ゾー
ン及び垂下ゾーンを決定する圧力値が、高圧遮断器２４
の実際の作動圧力よりも、所定値だけ低くなるように設
定することもできるが、あまりに低下すれば運転エリア
が狭くなるので、高圧遮断器２４を作動させず、しかも
あまり運転エリアが狭くならない範囲で設定する必要が
ある。また、垂下ゾーンの周波数の垂下周波数として
も、変更可能であるが、通常使用エリアよりも低下しな
いようにする必要がある。なお、冷媒回路の冷媒として
炭酸ガスを用いるのが好ましいが、その他、ジクロロジ
フルオロメタン（Ｒ−１２）やクロロジフルオロメタン
（Ｒ−２２）のような冷媒であっても、オゾン層の破
壊、環境汚染等の問題から、１，１，１，２−テトラフ
ルオロエタン（Ｒ−１３４ａ）のような代替冷媒であっ
てもよい。また、このヒートポンプ装置は、給湯機以外
の各種冷凍機に使用することができる。

【００４０】

【発明の効果】請求項１のヒートポンプ装置によれば、
高圧遮断器の実際の作動圧力に基づいて各種制御を行う
ことができ、設計圧力を上昇させなくても、従来より運
転範囲の拡大を図ることができる。これにより、ヒート
ポンプ装置として、配管肉厚の増加や装置全体の大型化
を回避して、運転範囲の拡大を図ることができ、製造コ
ストの低減を図ることができる。

【００４１】請求項２のヒートポンプ装置によれば、高
圧上昇が発生しても高圧遮断器の作動を回避（防止）す
ることができる。これにより、この高圧上昇が一時的で
ある場合に、サービスマンを呼ぶことなく、そのまま再
運転させたりすることができ、長時間の運転不可状態を
回避することができる。すなわち、装置として使用する
ことができない時間の短縮を図れ、この装置を有効に利
用することができる。

【００４２】請求項３のヒートポンプ装置によれば、長
時間の継続運転が可能となり、貯湯タンクに温湯を貯め
るヒートポンプ装置であれば、貯湯タンクに安定して湯
を貯めることができ、ユーザーは安心して湯を使用する
ことができる。

【００４３】請求項４のヒートポンプ装置によれば、高
圧圧力が高く、高圧圧力制御に細心の注意を払う必要が
ある冷媒を用いているので、上記各効果が一段と顕著に
現われる。また、オゾン層の破壊、環境汚染等の問題が
なく、地球環境にやさしいヒートポンプ装置となる。

【図面の簡単な説明】

【図１】この発明のヒートポンプ装置の実施の形態を示
す簡略図である。

【図２】上記ヒートポンプ装置の制御部の簡略ブロック
図である。

【図３】上記ヒートポンプ装置の圧力区分を示すグラフ
図である。

【図４】上記ヒートポンプ装置の入力電流区分を示すグ
ラフ図である。

【図５】上記ヒートポンプ装置の外気温度と入力電流と
の関係を示すグラフ図である。

【図６】従来のヒートポンプ装置の簡略図である。

【符号の説明】

１５圧縮機１６利用側熱交換器１７減圧機構１８熱源側熱交換器２４高圧遮断器

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者高橋勲滋賀県草津市岡本町字大谷1000番地の２ダイキン工業株式会社滋賀製作所内

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】圧縮機（１５）と、利用側熱交換器（１
６）と、減圧機構（１７）と、熱源側熱交換器（１８）
とを順次接続し、高圧異常のときに高圧遮断器（２４）
を作動させるヒートポンプ装置であって、上記圧縮機
（１５）の停止圧力となる上記高圧遮断器（２４）の実
際の作動圧力を記憶していることを特徴とするヒートポ
ンプ装置。
【請求項２】高圧側圧力が上記高圧遮断器（２４）の
実際の作動圧力よりも低い基準圧力を越えたときに、こ
の高圧遮断器（２４）を作動させることなく、上記圧縮
機（１５）を停止させることを特徴とする請求項１のヒ
ートポンプ装置。
【請求項３】高圧側圧力が上記圧縮機（１５）の停止
圧力を越えないように、上記圧縮機（１５）の周波数を
制御して、上記圧縮機（１５）の停止を防止することを
特徴とする請求項１のヒートポンプ装置。
【請求項４】冷媒に超臨界で使用する超臨界冷媒を用
いたことを特徴とする請求項１〜請求項３のいずれかの
ヒートポンプ装置。