JP2003222449A

JP2003222449A - ヒートポンプ装置

Info

Publication number: JP2003222449A
Application number: JP2002021147A
Authority: JP
Inventors: Shinichi Sakamoto; 真一坂本; Hiroshi Nakayama; 浩中山; Koji Senda; 孝司千田
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: JP3632131B2

Abstract

(57)【要約】【課題】確実にガス欠運転を検出することができ、圧
縮機の信頼性の向上を図ることができるヒートポンプ装
置を提供する。【解決手段】圧縮機１と、利用側熱交換器２と、電動
膨張弁３と、熱源側熱交換機４とを順次接続した冷媒循
環回路である。基準周波数以上で圧縮機１を運転して、
圧縮機１の入力電流値が基準電流値以下である状態が所
定時間継続したときに、ガス欠状態としてガス欠信号を
出力する。ガス欠信号が所定回数出力されたときに、ガ
ス欠状態としてガス欠判定を行う。

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８に示
すように、圧縮機５１と、利用側熱交換器（水熱交換
器）５２と、電動膨張弁５３と、熱源側熱交換器（空気
熱交換器）５４とを順次接続してなる。そして、このヒ
ートポンプ装置には適量の冷媒が充填され、圧縮機５１
を駆動させると、冷媒が、利用側熱交換器５２と電動膨
張弁５３と熱源側熱交換器５４とを順次流れる。従っ
て、ヒートポンプ装置内の冷媒がなんらかの原因で漏れ
た場合、すなわち、ガス欠状態となった場合、圧縮機５
１からの吐出ガス温度が上昇して、圧縮機５１の信頼性
を低下させていた。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、従来で
は、正規の冷媒量に対して７０〜８０％ぐらいに低下し
たとしても、圧縮機５１の駆動により、冷媒循環回路内
をある程度の量の冷媒が循環するので、ガス欠状態であ
ることをユーザ等は正確に把握することが困難であっ
た。そのため、ガス欠状態での運転が継続されて、圧縮
機５１の信頼性の低下を招くとともに、最悪の場合には
圧縮機が焼損する場合があった。

【０００４】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、その目的は、確実にガス欠
運転を検出することができ、圧縮機の信頼性の向上を図
ることができるヒートポンプ装置を提供することにあ
る。

【０００５】

【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１と、利用側熱交換器２と、電動
膨張弁３と、熱源側熱交換器４とを順次接続したヒート
ポンプ装置であって、基準周波数以上で上記圧縮機１を
運転して、この圧縮機１の入力電流値が基準電流値以下
である状態が所定時間継続したときに、ガス欠状態とし
てガス欠信号を出力することを特徴としている。

【０００６】請求項１のヒートポンプ装置では、ガス欠
運転時の入力電流値が正常運転時に比べて小さいことを
利用している。すなわち、基準周波数以上で上記圧縮機
１を運転して、この圧縮機１の入力電流値が基準電流値
以下である状態が所定時間継続すれば、ガス欠状態であ
るとして、ガス欠信号を出力するものである。これによ
り、ガス欠状態であるとユーザ等は把握することができ
る。

【０００７】請求項２のヒートポンプ装置は、圧縮機１
と、利用側熱交換器２と、電動膨張弁３と、熱源側熱交
換器４とを順次接続し、上記圧縮機１の吐出管温度を目
標吐出管温度に近づくように、上記電動膨張弁３を制御
する運転を行うヒートポンプ装置であって、上記電動膨
張弁３を所定開度以上に開いた状態で、上記圧縮機１の
吐出管温度が目標吐出管温度よりも高い基準温度以上の
状態が所定時間継続したときに、ガス欠状態としてガス
欠信号を出力することを特徴としている。

【０００８】上記請求項２のヒートポンプ装置では、ガ
ス欠運転時は、過熱ぎみの運転となり、吐出管温度が上
昇することを利用している。すなわち、上記電動膨張弁
３を所定開度以上に開いた状態で、上記圧縮機１の吐出
管温度が目標吐出管温度よりも高い基準温度以上の状態
が所定時間継続したときに、ガス欠状態としてガス欠信
号を出力するものである。これにより、ガス欠状態であ
るとユーザ等は把握することができる。

【０００９】請求項３のヒートポンプ装置は、上記基準
温度を、上記目標吐出管温度よりも所定温度だけ高い温
度として設定したことを特徴としている。

【００１０】上記請求項３のヒートポンプ装置では、上
記基準温度を、上記目標吐出管温度よりも所定温度だけ
高い温度として設定したことによって、ガス欠状態の検
出を精度よく行うことができる。

【００１１】請求項４のヒートポンプ装置は、上記ガス
欠信号が所定回数出力されたときに、ガス欠状態として
ガス欠判定を行うことを特徴としている。

【００１２】上記請求項４のヒートポンプ装置では、ガ
ス欠信号が所定回数出力されたときに、ガス欠状態とし
てガス欠判定を行うので、ガス欠判定の信頼性の向上を
達成できる。

【００１３】請求項５のヒートポンプ装置は、圧縮機１
と、利用側熱交換器２と、電動膨張弁３と、熱源側熱交
換器４とを順次接続しヒートポンプ装置であって、上記
圧縮機１が停止状態でありかつ均圧制御を行ってない状
態で、回路内冷媒圧力が外気飽和相当圧力よりも低い基
準圧力未満であるときに、ガス欠状態とするガス欠判定
を行うことを特徴としている。

【００１４】上記請求項５のヒートポンプ装置では、ガ
ス欠状態では、冷媒循環回路内の冷媒圧力が外気飽和相
当圧力よりも低くなることを利用している。すなわち、
圧縮機１が停止状態でありかつ均圧制御を行っていない
状態で、回路内冷媒圧力が外気飽和相当圧力よりも低い
基準圧力未満であるときに、ガス欠状態とするガス欠判
定を行うものである。これにより、運転前にガス欠状態
であるとユーザ等は把握することができる。

【００１５】請求項６のヒートポンプ装置は、上記外気
飽和相当圧力は、上記圧縮機１の吐出管温度、圧縮機１
の吸入管温度、及び熱源側熱交換器温度等のうちで最も
低い温度に基づいて算出することを特徴としている。

【００１６】上記請求項６のヒートポンプ装置では、外
気飽和相当圧力は、上記圧縮機１の吐出管温度、圧縮機
１の吸入管温度、及び熱源側熱交換器の温度等のうちで
最も低い温度に基づいて算出するので、判定の信頼性の
向上を図ることができる。

【００１７】請求項７のヒートポンプ装置は、上記請求
項１〜請求項６のヒートポンプ装置のガス欠判定のうち
少なくとも２つ以上を併行して行うことを特徴としてい
る。

【００１８】上記請求項７のヒートポンプ装置では、判
定方法の相違する複数のガス欠判定を行うことができ、
確実にガス欠を検出することができる。

【００１９】請求項８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。

【００２０】上記請求項８のヒートポンプ装置では、超
臨界冷媒を用いるので、高圧が臨界圧力よりも高い凝縮
飽和温度がない。また、外気温度が所定温度（例えば、
４３℃位）までいわゆる暖房サイクルで運転することに
なり、正規の冷媒量であっても、空気熱交換器の空気熱
交サーミスタの検出位置によっては過熱度がつくことが
ある。このため、従来から空調機等で行っている空気温
度と熱交換温度との差によるガス欠判定を行うことがで
きない。しかしながら、請求項８のヒートポンプ装置で
は、入力電流値を利用したり、吐出管温度を利用した
り、冷媒圧力を利用したりして、ガス欠を検知すること
ができる。しかも、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。

【００２１】

【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は、圧縮機１と、利用側熱
交換器２と、電動膨張弁（減圧機構）３と、熱源側熱交
換器（蒸発器）４とを順に接続して構成される。すなわ
ち、圧縮機１の吐出管５を利用側熱交換器２に接続し、
利用側熱交換器２と電動膨張弁（電動弁）３とを冷媒通
路６にて接続し、電動膨張弁３と熱源側熱交換器４とを
冷媒通路７にて接続し、熱源側熱交換器４と圧縮機１と
をアキュームレータ８が介設された冷媒通路９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
（炭酸ガス）を用いる。さらに、熱源側熱交換器４には
この熱源側熱交換器４の能力を調整するファン１０が付
設されている。なお、圧縮機１はインバータにより運転
制御されるので、例えば、変成器（ＣＴ）からなる入力
電流センサを備える。

【００２２】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、吸入管温度検出手段１１と、吐
出管温度検出手段１２と、入力電流検出手段１３と、熱
源側熱交換器温度検出手段（空気熱交換器温度検出手
段）１５と、圧力検出手段１６と、各種データが設定さ
れる設定手段１７と、各検出手段１１、１２、１３、１
４、１５、１６等からのデータ（数値）等が入力される
制御手段１８とを備える。

【００２３】図１に示すように、吸入管温度検出手段１
１は冷媒通路９（圧縮機１の吸入管）に付設された吸入
管サーミスタ１１ａにて構成することができ、吐出管温
度検出手段１２は圧縮機１の吐出管５に付設された吐出
管サーミスタ１２ａにて構成することができ、入力電流
検出手段１３は圧縮機１の入力電流センサ（変成器）に
て構成でき、熱源側熱交換器温度検出手段１５は空気熱
熱交換器４に付設される空気熱交サーミスタ１５ａにて
構成することができ、圧力検出手段１６は吐出管５に付
設された圧力センサ１６ａにて構成することができる。
なお、上記制御手段１８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。

【００２４】上記のように構成されたヒートポンプ装置
によれば、圧縮機１を駆動させると、冷媒が、順次、圧
縮機１→利用側熱交換器２→電動膨張弁３→熱源側熱交
換器５→圧縮機１と流れる。これによって、高圧高温の
冷媒が利用側熱交換器２を流れ、この利用側熱交換器２
が、例えば、水熱交換器であれば、この水熱交換器を通
過する水を加熱することができる。

【００２５】すなわち、このヒートポンプ装置における
冷媒循環回路には、この回路を循環する適量の冷媒が充
填されている。しかしながら、各配管等の接続部にシー
ル不良等があれば、冷媒循環回路内の冷媒が抜けて、冷
媒が不足するガス欠状態となる場合があった。そこで、
このヒートポンプ装置では、ガス欠状態を検出すること
ができるガス欠検出手段を設けている。ガス欠検出手段
には、圧縮機の入力電流値を利用するもの、圧縮機の吐
出管温度を利用するもの、回路内冷媒圧力を利用するも
のを採用することができる。

【００２６】圧縮機１の出力周波数と入力電流値との関
係を示す図５のように、ガス欠運転時の入力電流値が正
常運転時に比べて小さいので、この入力電流値を検知す
ることによって、ガス欠状態であることがわかる。この
場合、基準周波数以上で上記圧縮機１を運転する必要が
ある。すなわち、検出時の運転周波数ＦＯＵＴ≧ガス欠
確定周波数ＦＧＡＳである必要がある。ＦＧＡＳは例え
ば、５６Ｈｚである。そして、上記入力電流検出手段１
３にて検出した入力電流値をＩＩＮとした場合、ＩＩＮ
≦ＡＧ１×ＦＯＵＴ＋ＢＧ１である必要がある。また、
ＡＧ１はガス欠異常確定電流値係数であり、ＢＧ１はガ
ス欠異常確定電流値係数であり、これらは上記設定手段
１７にて設定される。この場合、ヒートポンプ装置がデ
フロスト回路を有する場合には、デフロスト運転（除霜
運転）を行っていないことが前提である。すなわち、
圧縮機１が運転中、除霜制御中でない、ＦＯＵＴ≧
ＦＧＡＳ、ＩＩＮ≦ＡＧ１×ＦＯＵＴ＋ＢＧ１の全て
の条件を満たした状態が所定時間（５〜１５分程度）継
続した場合がガス欠状態であるといえる。この場合、Ａ
Ｇ１×ＦＯＵＴ＋ＢＧ１を基準電流値と呼べば、ガス欠
状態の上記の条件としては、入力電流値がこの基準電
流値以下となることである。

【００２７】このため、上記〜までの全ての条件を
所定時間（５〜１５分程度）満たしていると、上記制御
手段１８が判定すれば、ガス欠状態としてガス欠信号を
出力する。しかしながら、この場合、ガス欠であるとの
判定は、ガス欠信号が所定回数（例えば、６回）出力さ
れたときに行う。すなわち、圧縮機１を停止した後、再
度運転を行って、所定時間（５〜１５分程度）の間上記
〜の全ての条件を満たした状態が継続するかの判定
を行う。そして、所定回数（例えば、６回）出力されれ
ば、圧縮機１を停止して、ガス欠検知として、システム
ダウン（圧縮機１の運転を禁止）とする。

【００２８】このように、入力電流値を検出することに
よって、ガス欠状態であれば、簡単にかついち早くこの
ガス欠を検知することができる。これによって、ガス欠
状態での運転継続を回避することができ、圧縮の信頼性
の低下を防止することが、さらには、ガス欠状態での長
期の運転による圧縮機１の損傷を防止することができ
る。

【００２９】ところで、上記ヒートポンプ装置は、上記
吐出管温度検出手段１２にて吐出管５の温度は検出さ
れ、この吐出管５の温度を目標吐出管温度となるよう
に、電動膨張弁３の開度を調整（制御）する運転を行っ
ている。すなわち、図６に示すように、規定量の冷媒が
ヒートポンプ装置に充填されていれば、冷凍サイクルは
図６に示す実線となる。なお、図６でＤＯＳＥＴとは、
目標吐出管温度である。しかしながら、ガス欠運転時に
は、冷凍サイクルは仮想線で示すようになり、過熱ぎみ
の運転となって、吐出管温度が上昇するようになる。こ
のため、電動膨張弁３が所定開度に開いているのもかか
わらず、吐出管温度が高い場合には冷凍サイクルがガス
欠ゾーンに入るので、ガス欠状態であるといえる。従っ
て、このヒートポンプ装置では、電動膨張弁３を所定開
度以上に開いた状態で、圧縮機１の吐出管温度が目標吐
出管温度よりも高い基準温度以上の状態が所定時間継続
したときに、ガス欠状態としてガス欠信号を出力するよ
うにしている。

【００３０】この場合、目標吐出管温度制御中、吐出管
温度高温時電動弁制御中、周波数変更時電動弁制御中の
いずれかである必要があり、ＤＯ≧ＡＧ２×ＤＯＳＥＴ
＋ＢＧ２でかつＥＶＭＫ≧ＥＶＭＫＧＡＳ２である必要
がある。ここで、ＤＯは上記吐出管温度検出手段１２に
て検出した吐出管温度であり、ＤＯＳＥＴは目標吐出管
温度である。また、ＡＧ２はガス欠異常確定吐出管温度
係数であり、ＢＧ２はガス欠異常確定吐出管温度係数で
あり、これらは上記設定手段１７にて設定される。な
お、ＡＧ２は例えば１であり、かつＢＧ２は所定温度で
あり、例えば１５℃である。また、ＥＶＭＫは電動膨張
弁（電動弁）３の開度であり、ＥＶＭＫＧＡＳ２はガス
欠異常確定電動弁開度（所定開度）である。この場合、
ガス欠異常確定電動弁開度として、例えば３２０パルス
または全開とする。このため、吐出管温度≧目標吐出管
温度＋１５であり、かつ電動膨張弁（電動弁）３の開度
が所定開度（例えば、３２０パルス）以上であるとき
が、ガス欠状態であるといえる。この場合、目標吐出管
温度＋１５を基準温度と呼べば、ガス欠状態の条件とし
て、吐出管温度がこの基準温度以上である必要がある。

【００３１】次に、図３を使用してガス欠判定方法（吐
出管温度を利用する方法）を説明する。この場合、ヒー
トポンプ装置を、利用側熱交換器２が水熱交換器として
機能する給湯機に使用した。このため、沸き上げ運転を
開始して、ステップＳ０に示すように、圧縮機１の運転
を開始する。次に、ステップＳ１で目標吐出管温度制御
開始条件成立か否かを判定する。条件成立であれば、ス
テップＳ２へ移行して目標吐出管温度制御を行う。ステ
ップＳ１で条件不成立であれば、成立するまで待つ。

【００３２】ところで、ガス欠判定には、吐出管温度以
外の入力電流値を使用するものがあるので、このような
場合には、ステップＳ３に示すように、割り込み処理を
行う必要があり、この際、ステップＳ４のように、圧縮
機１を停止すると共に、ガス欠確定タイマ（ＴＧＡＳ
２）のカウントをリセットして、ステップＳ０へ移行す
る必要がある。

【００３３】ステップＳ２で目標吐出管温度制御を行う
ようになれば、ステップＳ５へ移行する。ステップＳ５
では、吐出管温度≧目標吐出管温度＋所定温度でかつ主
減圧電動弁（電動膨張弁３）が所定開度以上か否かを判
定する。ここで、所定温度は例えば、１５℃位であり、
所定開度は３２０パルス又は全開状態とする。そして、
このステップＳ５の条件が成立した場合に、ステップＳ
６へ移行し、不成立の場合にステップＳ７へ移行する。
すなわち、ステップＳ５の条件が成立した場合、ガス欠
状態であると推定され、ステップ６で上記ガス欠確定タ
イマ（ＴＧＡＳ２）のカウントを開始する。また、ステ
ップＳ５の条件が成立しない場合、ガス欠状態でないと
判定され、ステップＳ７へ移行して、ガス欠確定タイマ
（ＴＧＡＳ２）をリセットする。

【００３４】ステップ６でガス欠確定タイマ（ＴＧＡＳ
２）のカウントを開始すれば、ステップＳ８へ移行し
て、ガス欠確定タイマ（ＴＧＡＳ２）のカウント時間
（例えば、１０分）が経過したか否かの判定を行う。す
なわち、ステップＳ５での判定でガス欠状態が所定時間
（例えば、１０分間）継続した場合に、ガス欠信号を送
信する。また、ステップＳ７でガス欠確定タイマ（ＴＧ
ＡＳ２）がリセットされれば、このヒートポンプ装置が
使用されている給湯機の沸き上げ運転が終了かを判定す
る。すなわち、ステップＳ９で沸き上がりか否かを判定
し、沸き上がっていれば、ステップＳ１０へ移行して、
圧縮機１を停止して、沸き上げ運転を終了し、沸き上が
っていなければ、ステップＳ２へ戻る。

【００３５】ステップＳ８でガス欠信号が送信されれ
ば、ステップＳ１１へ移行して、異常状態の判定を確定
するために、ステップＳ８までのステップを再度実行す
る。すなわち、圧縮機１の運転を停止して、ステップＳ
０からの判定を行う。なお、ステップＳ１１のＮＧＡＳ
は上記工程におけるガス欠異常の検知（検出）回数を示
し、ステップＳ１２でこのガス欠異常検知回数が規定回
数（例えば、６回）を越えたか否かを判定する。越えな
ければ、ステップＳ４に戻り、越えれば、ステップＳ１
３へ移行して圧縮機１を停止し、さらに、ガス欠検知と
して、システムダウン（圧縮機１の運転を禁止）とす
る。

【００３６】このように、吐出管温度を用いても、ガス
欠を検知することができ、これによって、ガス欠状態で
の運転を回避することができ、圧縮機１の信頼性の低下
を防止することができる。さらには、ガス欠状態での長
期の運転による圧縮機１の損傷を防止することができ
る。

【００３７】また、ガス欠（冷媒が規定量よりも少なく
なる）が進むと、図７に示すように、冷媒循環回路の冷
媒圧力が外気飽和相当圧力以下となる。このため、圧縮
機１が停止状態でありかつ均圧制御を行ってない状態
で、回路内冷媒圧力が外気飽和相当圧力よりも低い基準
圧力未満であるときに、ガス欠状態とするガス欠判定を
行うことができる。この場合、圧縮機１が停止中であ
り、電源投入時又は圧縮機１の停止後所定時間（例え
ば、１５０秒）経過後であり、ＰＲ＜ＡＧ３×Ｔ²＋Ｂ
Ｇ３×Ｔ＋ＣＧ３である必要がある。ここで、ＰＲとは
圧力検出手段１６が検出した冷媒圧力である。また、Ａ
Ｇ３はガス欠異常確定温度係数であり、ＢＧ３はガス欠
異常確定温度係数であり、ＣＧ３はガス欠異常復帰温度
係数であり、これらは上記設定手段１７にて設定され
る。この場合、ＡＧ３×Ｔ²＋ＢＧ３×Ｔ＋ＣＧ３を上
記基準圧力と呼ぶことができる。

【００３８】また、このガス欠異常からの復帰は、ＡＧ
３×Ｔ²＋ＢＧ３×Ｔ＋ＣＧ３Ｄである必要がある。こ
こで、ＣＧ３Ｄはガス欠異常復帰温度係数である。ガス
欠異常からの復帰の条件とは、ガス欠状態でないと判定
できる条件である。ところで、ガス欠判定の条件に使用
するＴ、及びガス欠異常からの復帰の条件に使用するＴ
は、吐出管温度、吸入管温度、熱源側熱交換器温度、及
び、冷媒調整器を有する場合は冷媒調整器温度のうちで
最低の温度である。この場合、吐出管温度は上記吐出管
温度検出手段１２にて検出することができ、吸入管温度
は吸入管温度検出手段１１にて検出することができ、熱
源側熱交換器温度は空気熱交換温度検出手段１５にて検
出することができ、冷媒調整器温度はこの調整器に設け
られる調整器温度検出手段（温度検出サーミスタ）にて
検出することができる。このため、吐出管温度、吸入管
温度、熱源側熱交換器温度、及び冷媒調整器の温度を検
出する各温度検出サーミスタが不良でないことが必要で
ある。なお、上記冷媒調整器とは、高圧側に設けられ、
ヒートポンプ装置内の余剰冷媒を溜めることができ、ヒ
ートポンプ装置内の冷媒循環量を調整するものである。
なお、この種のヒートポンプ装置にはこの冷媒調整器を
一般に備えている。

【００３９】次に、この冷媒圧力を利用したガス欠検知
方法を図４を使用して説明する。まず、ステップＳ１４
で、上記タイマ（ＴＧＡＳ２）をリセットすると共に、
ガス欠判定タイマ（ＴＧＡＳ３）をオーバした状態とす
る。次に、ガス欠判定タイマ（ＴＧＡＳ３）のカウント
を開始して、ステップＳ１５でガス欠判定タイマ（ＴＧ
ＡＳ３）のカウント時間（例えば、１５０秒）が経過し
たか否かを判定する。そして、経過していれば、ステッ
プＳ１６へ移行し、経過していなければ、ステップＳ１
７へ移行する。

【００４０】ステップＳ１６で、圧力値＞所定値１であ
るかの判定を行う。ここで、圧力値とは、圧力検出手段
１６にて検出した圧力であり、所定値１とは、上記のよ
うに、ＡＧ３×Ｔ²＋ＢＧ３×Ｔ＋ＣＧ３Ｄで表すこと
ができる。この際、ＡＧ３を例えば０とすると、所定値
１は、０．０９９×Ｔ＋２．６４３となる。すなわち、
ステップＳ１６でこの条件が成立した場合には、ガス欠
状態でないと判定され、ステップＳ１７へ移行すること
になり、条件が成立しない場合、ガス欠状態であるかを
確定するため、ステップＳ１８へ移行する。

【００４１】ステップＳ１８では、ガス検知中か、又は
圧力値＜所定値２であるかの判定を行う。ここで、圧力
値とは、圧力検出手段１６にて検出した圧力であり、所
定値２とは、ＡＧ３×Ｔ²＋ＢＧ３×Ｔ＋ＣＧ３で表す
ことができる。また、ＡＧ３を例えば０とすると、所定
値２は、０．０９９×Ｔ＋２．１４３となる。

【００４２】ステップＳ１８で、この条件が成立した場
合、ステップＳ１９へ移行し、条件が成立しない場合、
ステップＳ１７へ移行することになる。ステップＳ１９
ではガス欠検知中として圧縮機１の運転を禁止し、ステ
ップＳ１５へ戻る。すなわち、ガス検知中であるか、又
は圧力値＜所定値２の関係が成り立てば、圧縮機１が運
転されないようにする。そして、ステップＳ１９でガス
欠を検知して圧縮機１の運転を禁止した場合、この圧縮
機１が停止されている状態でのガス欠状態を検知するモ
ードに戻る。また、ステップＳ１７では、沸き上げ条件
が成立しているかを判定する。ステップＳ１７で条件が
成立するならば、ステップＳ２０へ移行して沸き上げ運
転を開始し、条件が不成立であれば、ステップＳ２１へ
移行して、ガス欠判定タイマ（ＴＧＡＳ３）のカウント
を開始してステップＳ１５に戻る。ステップＳ２０で沸
き上げ運転が開始されれば、ステップＳ２２でガス欠判
定タイマ（ＴＧＡＳ２）及びガス欠判定タイマ（ＴＧ
Ｓ）をリセットして、ステップＳ２１へ移行する。

【００４３】このように、図４に示す方法によれば、運
転停止中に、ガス欠か否かの判定を行うことができ、ガ
ス欠状態での運転を回避することができ、圧縮機１等の
損傷を防止することができる。

【００４４】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、ガス欠を検出する手段には、入力
電流値を利用するもの、吐出管温度を利用するもの、冷
媒圧力を利用するものがあり、上記実施の形態では、全
て具備しているが、このうちいずれか１種を具備すれば
よい。しかしながら、複数種有するものであれば、より
確実にガス欠検出を行うことができる。また、吐出管温
度等を利用する場合、ガス欠検知を複数回行うようにし
ているが、もちろん１回でガス欠であると判定してもよ
く、検知回数としても任意に変更することができる。複
数回行う場合、あまり多すぎれば、確実にガス欠状態で
あるにもかかわらず、さらにガス欠検知を行うことにな
って、無駄となるので、上記実施の形態のように６回程
度とするのが好ましい。さらに、ガス欠信号を出力する
場合、ユーザ等にいち早く知らせるために、ガス欠を検
知したことを知らせる音を発生させてもよい。なお、ヒ
ートポンプ装置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−１
２）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−１３
４ａ）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のヒートポ
ンプ装置に使用することができる。

【００４５】

【発明の効果】請求項１のヒートポンプ装置によれば、
ガス欠運転時の入力電流値が正常運転時に比べて小さい
ことを利用して、ガス欠状態を検出するもので、ガス欠
状態をユーザに知らせることができる。これにより、ガ
ス欠状態での運転を回避することができ、圧縮機の信頼
性を確保することができると共に、圧縮機の損傷等を防
止することができる。

【００４６】請求項２のヒートポンプ装置によれば、ガ
ス欠運転時は、過熱ぎみの運転となり、吐出管温度が上
昇することを利用して、ガス欠状態を検出するもので、
ガス欠状態を確実にユーザに知らせることができる。こ
れにより、ガス欠状態での運転を回避することができ、
圧縮機の信頼性を確保することができると共に、圧縮機
の損傷等を防止することができる。

【００４７】請求項３のヒートポンプ装置によれば、ガ
ス欠状態の検出を精度よく行うことができる。これによ
り、ガス欠状態の検出が確実となり、圧縮機の信頼性を
確保することができる。

【００４８】請求項４のヒートポンプ装置によれば、ガ
ス欠判定の信頼性の向上を達成できる。

【００４９】請求項５のヒートポンプ装置によれば、ガ
ス欠状態では、冷媒循環回路内の冷媒圧力が外気飽和相
当圧力よりも低くなることを利用して、ガス欠状態とす
るガス欠判定を行うものである。これにより、運転前に
ガス欠状態であるとユーザ等は把握することができ、運
転に際しては、圧縮機の信頼性を確保できると共に、圧
縮機等の損傷を防止することができる。

【００５０】請求項６のヒートポンプ装置によれば、判
定の信頼性の向上を図ることができ、圧縮機等の損傷を
有効に防止することができる。

【００５１】請求項７のヒートポンプ装置によれば、判
定方法の相違する複数のガス欠判定を行うことができ、
確実にガス欠を検出することができる。

【００５２】請求項８のヒートポンプ装置によれば、入
力電流値を利用したり、吐出管温度を利用したり、冷媒
圧力を利用したりして、ガス欠を検知することができ
る。しかも、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ガス欠検出方法を示す
フローチャート図である。

【図４】上記ヒートポンプ装置の他のガス欠検出方法を
示すフローチャート図である。

【図５】上記ヒートポンプ装置の圧縮機の出力周波数と
入力電流との関係を示すグラフ図である。

【図６】上記ヒートポンプ装置の正常状態とガス欠状態
の冷凍サイクルを示すグラフ図である。

【図７】上記ヒートポンプ装置の正常状態とガス欠状態
の冷媒圧力と温度との関係を示すグラフ図である。

【図８】従来のヒートポンプ装置の簡略図である。

【符号の説明】

１圧縮機２利用側熱交換器３電動膨張弁４熱源側熱交換器

フロントページの続き (72)発明者千田孝司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Ｆターム(参考） 3L060 AA01 AA02 AA04 CC04 CC10 CC16 DD06 EE01

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】圧縮機（１）と、利用側熱交換器（２）
と、電動膨張弁（３）と、熱源側熱交換器（４）とを順
次接続したヒートポンプ装置であって、基準周波数以上
で上記圧縮機（１）を運転して、この圧縮機（１）の入
力電流値が基準電流値以下である状態が所定時間継続し
たときに、ガス欠状態としてガス欠信号を出力すること
を特徴とするヒートポンプ装置。
【請求項２】圧縮機（１）と、利用側熱交換器（２）
と、電動膨張弁（３）と、熱源側熱交換器（４）とを順
次接続し、上記圧縮機（１）の吐出管温度を目標吐出管
温度に近づくように、上記電動膨張弁（３）を制御する
運転を行うヒートポンプ装置であって、上記電動膨張弁
（３）を所定開度以上に開いた状態で、上記圧縮機
（１）の吐出管温度が目標吐出管温度よりも高い基準温
度以上の状態が所定時間継続したときに、ガス欠状態と
してガス欠信号を出力することを特徴とするヒートポン
プ装置。
【請求項３】上記基準温度を、上記目標吐出管温度よ
りも所定温度だけ高い温度として設定したことを特徴と
する請求項２のヒートポンプ装置。
【請求項４】上記ガス欠信号が所定回数出力されたと
きに、ガス欠状態としてガス欠判定を行うことを特徴と
する請求項１〜請求項３のいずれかのヒートポンプ装
置。
【請求項５】圧縮機（１）と、利用側熱交換器（２）
と、電動膨張弁（３）と、熱源側熱交換器（４）とを順
次接続しヒートポンプ装置であって、上記圧縮機（１）
が停止状態でありかつ均圧制御を行っていない状態で、
回路内冷媒圧力が外気飽和相当圧力よりも低い基準圧力
未満であるときに、ガス欠状態とするガス欠判定を行う
ことを特徴とするヒートポンプ装置。
【請求項６】上記外気飽和相当圧力は、上記圧縮機
（１）の吐出管温度、圧縮機の吸入管温度、及び熱源側
熱交換器温度等のうちで最も低い温度に基づいて算出す
ることを特徴とする請求項５のヒートポンプ装置。
【請求項７】上記請求項１〜請求項６のヒートポンプ
装置のガス欠検出のうち少なくとも２つ以上を併行して
行うことを特徴とするヒートポンプ装置。
【請求項８】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７のいずれかの
ヒートポンプ装置。