JP2014129957A - ヒートポンプ装置 - Google Patents

Abstract

【課題】デフロスト運転の終了後、暖房運転への復帰時に発生する騒音を低減することができるヒートポンプ装置を提供する。
【解決手段】ヒートポンプ装置は、冷媒回路と、制御部とを備える。冷媒回路は、圧縮機と、膨張機構と、熱源側熱交換器と、利用側熱交換器とを有する。制御部は、冷媒回路を制御して、暖房運転またはデフロスト運転を行う。制御部は、第１圧縮機起動制御と、第２圧縮機起動制御とを行う。第１圧縮機起動制御は、暖房運転の開始時に、圧縮機の回転数を上げる制御である。第２圧縮機起動制御は、デフロスト運転の終了後に、圧縮機の回転数を上げる制御である。制御部は、第１圧縮機起動制御における加速レートである第１加速レートよりも小さい加速レートである第２加速レートで、第２圧縮機起動制御を行う。加速レートは、単位時間当たりにおける圧縮機の回転数の増加量である。
【選択図】図４

Description

本発明は、ヒートポンプ装置に関する。

従来、ヒートポンプシステムを利用する空気調和機が用いられている。この空気調和機は、例えば、圧縮機と、四方切替弁と、室外熱交換器と、膨張弁と、室内熱交換器とからなる冷媒回路を備えている。この空気調和機では、外気の温度が低い条件下で暖房運転を行う場合に、室外熱交換器に霜が付着して運転効率が低下することがある。この場合、空気調和機は、室外熱交換器に付着した霜を融かすためのデフロスト運転を行う。デフロスト運転では、四方切替弁を操作して冷媒回路における冷媒の循環方向を、暖房運転時における循環方向とは逆にして、空気調和機を運転させる。これにより、圧縮機で圧縮された高温のガス冷媒が室外熱交換器に供給され、室外熱交換器の除霜（デフロスト）が行われる。

また、この空気調和機は、デフロスト運転の終了後、四方切替弁を操作することで暖房運転を再開することができる。しかし、四方切替弁の操作時に、冷媒回路の高圧側の室外熱交換器から、冷媒回路の低圧側の室内熱交換器に、冷媒が急激に流れ込むことによる音が発生することがある。この音を低減するために、特許文献１（特開２００３−２４０３９１号公報）に開示されている空気調和機では、デフロスト運転の終了後、膨張弁を全開にして冷媒回路を均圧化した後に、四方切替弁を操作して暖房運転を再開する動作が行われる。

空気調和機のデフロスト運転時において、室内熱交換器には、液冷媒が完全に蒸発せずに残っている場合がある。また、膨張弁を全開にして冷媒回路を均圧化する過程において、室外熱交換器に残っている液冷媒が、差圧により、膨張弁を経由して室内熱交換器に流入する。そのため、冷媒回路を均圧化した後において、室内熱交換器の内部に液冷媒が存在する場合がある。この場合、空気調和機が暖房運転を再開すると、室内熱交換器に供給される高圧のガス冷媒は、室内熱交換器の内部に存在する液冷媒と混合して気液混合冷媒となる。そして、気液混合冷媒が冷媒回路を流れる際に、液冷媒の流速とガス冷媒の流速との差に起因して、音が発生するおそれがある。この音は、室内熱交換器に伝播して、騒音の原因となる。従って、特許文献１に開示される空気調和機では、デフロスト運転の終了後、暖房運転への復帰時に騒音が発生するおそれがある。

本発明の目的は、デフロスト運転の終了後、暖房運転への復帰時に発生する騒音を低減することができるヒートポンプ装置を提供することである。

本発明の第１観点に係るヒートポンプ装置は、冷媒回路と、制御部とを備える。冷媒回路は、圧縮機と、膨張機構と、熱源側熱交換器と、利用側熱交換器とを有する。冷媒回路では、冷媒が循環する。制御部は、冷媒回路を制御して、暖房運転またはデフロスト運転を行う。制御部は、第１圧縮機起動制御と、第２圧縮機起動制御とを行う。第１圧縮機起動制御は、暖房運転の開始時に、圧縮機の回転数を上げる制御である。第２圧縮機起動制御は、デフロスト運転の終了後に、圧縮機の回転数を上げる制御である。制御部は、第１圧縮機起動制御における加速レートである第１加速レートよりも小さい加速レートである第２加速レートで、第２圧縮機起動制御を行う。加速レートは、単位時間当たりにおける圧縮機の回転数の増加量である。

このヒートポンプ装置は、暖房運転またはデフロスト運転を行う。暖房運転時において、冷媒回路の冷媒は、圧縮機、利用側熱交換器、膨張機構、熱源側熱交換器および圧縮機の順番に通過して循環する。デフロスト運転において、冷媒回路の冷媒は、圧縮機、熱源側熱交換器、膨張機構、利用側熱交換器および圧縮機の順番に通過して循環する。熱源側熱交換器は、室外熱交換器に相当し、利用側熱交換器は、室内熱交換器に相当する。熱源側熱交換器では、冷媒と熱源との熱交換が行われて、冷媒が加熱される。熱源は、例えば、外気である。熱源である外気の温度が低い条件下で暖房運転が行われる場合、熱源側熱交換器に霜が付着して運転効率が低下することがある。デフロスト運転時において、圧縮機から吐出される高温の冷媒は熱源側熱交換器に流入するため、熱源側熱交換器に付着した霜が融けて除去される。

このヒートポンプ装置では、デフロスト運転を終了して暖房運転を開始する際における圧縮機の加速レートが、通常時において暖房運転を開始する際における圧縮機の加速レートよりも小さい。デフロスト運転から暖房運転に復帰する際に、圧縮機の加速レートを通常時よりも抑えることで、圧縮機から吐出され利用側熱交換器に流入する冷媒の量が低減される。デフロスト運転の実行時において、利用側熱交換器には、蒸発せずに残っている液冷媒が存在する。また、デフロスト運転の終了後に冷媒回路を均圧化する過程において、熱源側熱交換器に残っている液冷媒は、差圧により、膨張機構を経由して利用側熱交換器に流入する。そのため、デフロスト運転から暖房運転に復帰する際に、圧縮機から利用側熱交換器に供給されるガス冷媒は、利用側熱交換器に残っている液冷媒と混合して気液混合冷媒となる。ガス冷媒の流速は液冷媒の流速と異なるため、利用側熱交換器を通過した気液混合冷媒は、乱流を起こしやすい。デフロスト運転から暖房運転に復帰する際に、圧縮機の加速レートが大きいと、冷媒の乱流による音が発生し、騒音の原因となるおそれがある。そのため、デフロスト運転から暖房運転に復帰する際における圧縮機の加速レートを抑えることで、利用側熱交換器に流入する冷媒の量が低減され、気液混合冷媒の乱流による音が低減される。従って、このヒートポンプ装置は、デフロスト運転の終了後、暖房運転への復帰時に発生する騒音を低減することができる。

本発明の第２観点に係るヒートポンプ装置は、第１観点に係るヒートポンプ装置であって、冷媒は、Ｒ３２である。

このヒートポンプ装置は、冷媒回路を循環する冷媒として、Ｒ３２を使用する。Ｒ３２は、Ｒ４１０Ａ等の冷媒と比べて、ガス冷媒の流速と液冷媒の流速との差が大きい冷媒である。そのため、Ｒ３２が循環する冷媒回路を備えるヒートポンプ装置では、デフロスト運転から暖房運転に復帰する際に、気液混合冷媒の乱流が起こりやすい。このヒートポンプ装置は、デフロスト運転から暖房運転に復帰する際における圧縮機の加速レートを抑える。これにより、利用側熱交換器に流入する冷媒の量が低減され、気液混合冷媒の乱流による音が低減される。従って、このヒートポンプ装置は、Ｒ３２を冷媒として使用する場合に、デフロスト運転の終了後、暖房運転への復帰時に発生する騒音を低減することができる。

本発明の第３観点に係るヒートポンプ装置は、第１観点または第２観点に係るヒートポンプ装置であって、制御部は、圧縮機停止制御をさらに行う。圧縮機停止制御は、デフロスト運転の終了後、第２圧縮機起動制御の開始前に、圧縮機の回転数をゼロに維持する制御である。

このヒートポンプ装置では、デフロスト運転の終了後、圧縮機の運転を停止させて膨張機構の開度を上げることで、冷媒回路を均圧化させる。これにより、デフロスト運転から暖房運転に復帰する際において、高圧側の熱源側熱交換器から、低圧側の利用側熱交換器に向かって、冷媒が急激に流れ込むことが防止される。従って、このヒートポンプ装置は、デフロスト運転の終了後、暖房運転への復帰時に発生する騒音を低減することができる。

本発明の第４観点に係るヒートポンプ装置は、第１乃至第３観点のいずれか１つに係るヒートポンプ装置であって、制御部は、第２圧縮機起動制御において、最初に、第２加速レートで圧縮機の回転数を上げ、次に、第１加速レートで圧縮機の回転数をさらに上げる。

このヒートポンプ装置では、デフロスト運転から暖房運転に復帰する際において、最初は、圧縮機の加速レートを通常時の加速レートよりも低くして、圧縮機の回転数が所定の値に達した後に、圧縮機の加速レートを通常時の加速レートと同じにする。デフロスト運転から暖房運転に復帰する際において、圧縮機の回転数が増加すると、利用側熱交換器に残っている液冷媒の量が少なくなり、気液混合冷媒による音が低減される。そのため、圧縮機の回転数が所定の値に達した後において、圧縮機の加速レートを通常時の加速レートと同じにすることで、圧縮機の回転数が、通常の暖房運転における最大回転数に達するまでに必要な時間を短縮することができる。従って、このヒートポンプ装置は、デフロスト運転の終了後、暖房運転への復帰時に必要な時間を短縮することができる。

第１観点および第３観点に係るヒートポンプ装置は、デフロスト運転の終了後、暖房運転への復帰時に発生する騒音を低減することができる。

第２観点に係るヒートポンプ装置は、Ｒ３２を冷媒として使用する場合に、デフロスト運転の終了後、暖房運転への復帰時に発生する騒音を低減することができる。

第４観点に係るヒートポンプ装置は、デフロスト運転の終了後、暖房運転への復帰時に必要な時間を短縮することができる。

実施形態に係るヒートポンプ装置の暖房運転時における回路構成図である。 実施形態に係るヒートポンプ装置のデフロスト運転時における回路構成図である。 分流器の断面図である。 圧縮機の回転数の時間変化を表すグラフである。 変形例Ａにおける、圧縮機の回転数の時間変化を表すグラフである。

本発明の実施形態に係るヒートポンプ装置について、図面を参照しながら説明する。本実施形態に係るヒートポンプ装置は、例えば、空気調和装置および給湯装置として利用される。

（１）ヒートポンプ装置の構成
本実施形態に係るヒートポンプ装置１０は、暖房運転およびデフロスト運転を行うことができる。ヒートポンプ装置１０は、冷媒が循環する冷媒回路２０と、冷媒回路２０を制御する制御部３０とを備えている。図１は、ヒートポンプ装置１０の暖房運転時における回路構成図である。図２は、ヒートポンプ装置１０のデフロスト運転時における回路構成図である。図１および図２において、矢印は、冷媒回路２０を循環する冷媒の流れを表す。冷媒回路２０を循環する冷媒は、Ｒ３２である。

（１−１）冷媒回路
ヒートポンプ装置１０の冷媒回路２０は、主として、圧縮機２１と、膨張弁２２と、室外熱交換器２３と、室内熱交換器２４と、四方切替弁２５と、分流器２６とが配管によって接続された回路である。ヒートポンプ装置１０の暖房運転は、室内熱交換器２４が設置されている室内の空気を加熱する運転である。ヒートポンプ装置１０のデフロスト運転は、室外熱交換器２３に付着した霜を除去する運転である。

圧縮機２１は、冷媒回路２０を流れる低圧の冷媒を吸入して圧縮し、高温高圧の冷媒を吐出する圧縮機である。圧縮機２１は、例えば、ロータリ圧縮機である。

膨張弁２２は、冷媒回路２０を循環する冷媒の流量および圧力を調節する膨張機構である。膨張弁２２は、例えば、電子膨張弁である。

室外熱交換器２３は、冷媒−空気熱交換器である。室外熱交換器２３では、冷媒回路２０を循環する冷媒と、外気との間の熱交換が行われる。室外熱交換器２３は、例えば、プレートフィンコイル型の熱交換器である。室外熱交換器２３の近傍には、室外ファン２３ａが設置されている。室外ファン２３ａは、室外熱交換器２３に外気を送風し、室外熱交換器２３において冷媒と熱交換された外気を排出する。

室内熱交換器２４は、冷媒−空気熱交換器である。室内熱交換器２４では、冷媒回路２０を循環する冷媒と、室内熱交換器２４が設置されている室内の空気との間の熱交換が行われる。室内熱交換器２４は、例えば、フィンコイル型の熱交換器である。室内熱交換器２４の近傍には、室内ファン２４ａが設置されている。室内ファン２４ａは、室内熱交換器２４に室内の空気を送風して、室内熱交換器２４において冷媒と熱交換された空気を排出する。

四方切替弁２５は、冷媒回路２０における冷媒の循環方向を逆にして、暖房運転とデフロスト運転とを切り替えるための切替弁である。四方切替弁２５は、第１ポート２５ａと、第２ポート２５ｂと、第３ポート２５ｃと、第４ポート２５ｄとを有する。四方切替弁２５は、第１連通状態または第２連通状態にある。第１連通状態では、図１に示されるように、第１ポート２５ａと第２ポート２５ｂとが連通し、かつ、第３ポート２５ｃと第４ポート２５ｄとが連通している。第２連通状態では、図２に示されるように、第１ポート２５ａと第３ポート２５ｃとが連通し、かつ、第２ポート２５ｂと第４ポート２５ｄとが連通している。ヒートポンプ装置１０が暖房運転を行うとき、四方切替弁２５は、第１連通状態にある。ヒートポンプ装置１０がデフロスト運転を行うとき、四方切替弁２５は、第２連通状態にある。

分流器２６は、冷媒回路２０を循環する冷媒の流れを分流または合流させるための部材である。冷媒回路２０において、分流器２６は、室内熱交換器２４と膨張弁２２との間に設けられている。分流器２６は、室内熱交換器２４の近傍に設けられている。分流器２６は、図１に示されるように、暖房運転時において、室内熱交換器２４の下流側に設けられ、かつ、図２に示されるように、デフロスト運転時において、室内熱交換器２４の上流側に設けられている。図３は、分流器２６の断面図である。図３に示される矢印は、暖房運転時における冷媒の流れを表している。分流器２６は、冷媒が通過する分流器流路２６ａを内部に有している。分流器２６は、暖房運転時における冷媒の流れの上流側の端面である先端面２６ｂと、冷媒の流れの下流側の端面である後端面２６ｃとを有している。分流器流路２６ａの断面積は、先端面２６ｂ側から後端面２６ｃ側に向かうに従って減少している。先端面２６ｂには、複数の先端面開口２６ｂ１が形成されている。後端面２６ｃには、１つの後端面開口２６ｃ１が形成されている。分流器２６は、先端面開口２６ｂ１を介して室内熱交換器２４側に接続され、かつ、後端面開口２６ｃ１を介して膨張弁２２側に接続されている。図３に示されるように、暖房運転時において、室内熱交換器２４を通過した複数の冷媒の流れは、分流器２６において合流する。デフロスト運転時において、膨張弁２２を通過した冷媒の流れは、分流器２６において分流する。

冷媒回路２０の回路構成について説明する。圧縮機２１の吐出側は、四方切替弁２５の第１ポート２５ａに接続されている。四方切替弁２５の第２ポート２５ｂは、室内熱交換器２４に接続されている。室内熱交換器２４は、分流器２６の先端面開口２６ｂ１に接続されている。分流器２６の後端面開口２６ｃ１は、膨張弁２２に接続されている。膨張弁２２は、室外熱交換器２３に接続されている。室外熱交換器２３は、四方切替弁２５の第３ポート２５ｃに接続されている。四方切替弁２５の第４ポート２５ｄは、圧縮機２１の吸入側に接続されている。

（１−２）制御部
制御部３０は、ヒートポンプ装置１０の各構成要素を制御するためのコンピュータである。制御部３０は、圧縮機２１、膨張弁２２および四方切替弁２５に接続されている。制御部３０は、例えば、ヒートポンプ装置１０の電装品ユニット（図示せず）に設置されている。制御部３０は、例えば、圧縮機２１の回転数、圧縮機２１の加速レート、および、膨張弁２２の開度を制御する。圧縮機２１の加速レートは、圧縮機２１の起動時における、単位時間当たりにおける圧縮機２１の回転数の増加量である。

また、制御部３０は、四方切替弁２５を制御して、第１連通状態と第２連通状態とを切り替えることができる。これにより、制御部３０は、ヒートポンプ装置１０の運転中において、暖房運転とデフロスト運転とを切り替えることができる。

（２）ヒートポンプ装置の動作
最初に、ヒートポンプ装置１０の暖房運転時における、冷媒回路２０を循環する冷媒の流れについて説明する。冷媒は、低圧のガス冷媒として圧縮機２１に吸入されて圧縮される。圧縮された冷媒は、高温高圧のガス冷媒として圧縮機２１から吐出され、四方切替弁２５の第１ポート２５ａおよび第２ポート２５ｂを通過して、室内熱交換器２４に送られる。室内熱交換器２４において、ガス冷媒は、室内熱交換器２４が設置されている室内の空気と熱交換されて凝縮し、高圧の液冷媒となる。室内の空気は、冷媒との熱交換によって加熱される。室内熱交換器２４を通過した高圧の液冷媒は、分流器２６を通過して、膨張弁２２に送られる。高圧の液冷媒は、膨張弁２２を通過することで減圧され、低圧の気液二相状態の冷媒となる。低圧の気液二相状態の冷媒は、室外熱交換器２３において外気と熱交換されて蒸発し、低圧のガス冷媒となる。そして、低圧のガス冷媒は、四方切替弁２５の第３ポート２５ｃおよび第４ポート２５ｄを通過して、圧縮機２１に送られる。ヒートポンプ装置１０の暖房運転時において、冷媒回路２０は、以上の工程を繰り返すことで、外気の熱を、冷媒を介して、室内の空気に供給する。

次に、ヒートポンプ装置１０のデフロスト運転時における、冷媒回路２０を循環する冷媒の流れについて説明する。デフロスト運転時における冷媒の循環方向は、暖房運転時における冷媒の循環方向と反対である。デフロスト運転時において、冷媒は、圧縮機２１、四方切替弁２５（第１ポート２５ａおよび第３ポート２５ｃ）、室外熱交換器２３、膨張弁２２、分流器２６、室内熱交換器２４、四方切替弁２５（第２ポート２５ｂおよび第４ポート２５ｄ）および圧縮機２１を、順番に通過して循環する。デフロスト運転時には、圧縮機２１から吐出される高温の冷媒が、室外熱交換器２３に供給される。これにより、室外熱交換器２３に付着している霜が融けて、室外熱交換器２３がデフロストされる。

次に、ヒートポンプ装置１０の動作について説明する。ヒートポンプ装置１０は、暖房運転またはデフロスト運転を行う。ヒートポンプ装置１０の暖房運転時において、冷媒回路２０の四方切替弁２５は、図１に示されるように、第１連通状態にある。ヒートポンプ装置１０のデフロスト運転時において、冷媒回路２０の四方切替弁２５は、図２に示されるように、第２連通状態にある。

ヒートポンプ装置１０の暖房運転時において、冷媒回路２０の室外熱交換器２３では、冷媒回路２０を循環する冷媒へ、外気から熱が移動する熱交換が行われる。すなわち、ファン２３ａによって送風される外気は、室外熱交換器２３において、熱交換により熱が奪われる。そのため、寒冷地および冬季等、外気の温度が低い条件下において、室外熱交換器２３に霜が付着することがある。室外熱交換器２３に霜が付着すると、室外熱交換器２３に霜が付着していない状態と比べて、室外熱交換器２３における熱交換の効率が低下して、ヒートポンプ装置１０の運転効率が低下してしまう。そのため、ヒートポンプ装置１０は、外気の温度が低い条件下において、運転効率の低下を抑制するために、室外熱交換器２３に付着した霜を除去するデフロスト運転を定期的に行う必要がある。ヒートポンプ装置１０のデフロスト運転は、室外熱交換器２３に付着した霜を熱で融かすことによって行われる。

次に、ヒートポンプ装置１０の暖房運転を終了してデフロスト運転を開始する際の動作について説明する。最初に、制御部３０は、圧縮機２１の回転数をゼロにして、圧縮機２１を停止させる。圧縮機２１の停止により、暖房運転が終了する。次に、制御部３０は、四方切替弁２５を第１連通状態から第２連通状態へ切り替える。次に、制御部３０は、圧縮機２１の回転数をゼロから上げて、圧縮機２１の運転を開始する。圧縮機２１の起動により、ヒートポンプ装置１０のデフロスト運転が開始する。デフロスト運転時には、圧縮機２１から吐出される高温の冷媒が、室外熱交換器２３に流入する。また、デフロスト運転時には、暖房運転時に室内熱交換器２４に蓄積された熱が、冷媒回路２０を流れる冷媒を介して、室外熱交換器２３に供給される。これにより、室外熱交換器２３に付着している霜が融けて、室外熱交換器２３がデフロストされる。以下、通常の暖房運転の開始時における圧縮機２１の加速レートを、第１加速レートと呼ぶ。通常の暖房運転とは、デフロスト運転の終了直後の暖房運転を除く暖房運転である。なお、圧縮機２１のデフロスト運転の開始時における圧縮機２１の加速レートは、第１加速レートと同じでもよい。第１加速レートは、例えば、２．０Ｈｚ／秒である。

次に、ヒートポンプ装置１０のデフロスト運転を終了して暖房運転を再開する際の動作について説明する。最初に、制御部３０は、圧縮機２１の回転数をゼロにして、圧縮機２１を停止させる。圧縮機２１の停止により、デフロスト運転が終了する。次に、制御部３０は、膨張弁２２の開度を上げる。なお、制御部３０は、膨張弁２２を全開にしてもよい。膨張弁２２の開度の上昇により、高圧の冷媒を有する室外熱交換器２３から、低圧の冷媒を有する室内熱交換器２４に向かって、膨張弁２２および分流器２６を経由して、冷媒が流れ込む。これにより、室外熱交換器２３の冷媒の圧力と、室内熱交換器２４の冷媒の圧力との差が小さくなり、冷媒回路２０が均圧化される。次に、制御部３０は、四方切替弁２５を第２連通状態から第１連通状態へ切り替える。次に、制御部３０は、圧縮機２１の回転数をゼロから上げて、圧縮機２１の運転を開始する。圧縮機２１の起動により、ヒートポンプ装置１０の暖房運転が再開する。以下、デフロスト運転を終了して暖房運転を再開する時における圧縮機２１の加速レートを、第２加速レートと呼ぶ。制御部３０は、第１加速レートよりも低い第２加速レートで圧縮機２１の運転を開始して、暖房運転を再開する。第２加速レートは、例えば、０．５Ｈｚ／秒である。なお、圧縮機２１の回転数がゼロになりデフロスト運転が終了した時点から、圧縮機２１の回転数がゼロから上がり暖房運転が再開する時点までの期間、すなわち、圧縮機２１の停止時間は、例えば、３０秒である。

図４は、ヒートポンプ装置１０のデフロスト運転を終了して暖房運転を再開する際における圧縮機２１の回転数の時間変化を表すグラフである。図４では、参考として、通常の暖房運転の開始時における圧縮機２１の回転数の時間変化が、点線で示されている。図４において、符号Ｌ１で示される線分は、第１加速レートでの圧縮機２１の回転数の時間変化を表し、符号Ｌ２で示される線分は、第２加速レートでの圧縮機２１の回転数の時間変化を表す。図４において、「圧縮機停止」は、デフロスト運転の終了時点から暖房運転の再開時点までの期間、すなわち、圧縮機２１の回転数がゼロになっている期間を表す。なお、ヒートポンプ装置１０は、図４に示されるように、暖房運転を開始する際において、圧縮機２１の加速レートを段階的に上げてもよい。これにより、圧縮機２１の起動時における、圧縮機２１にかかる負荷が低減される。

（３）特徴
ヒートポンプ装置１０は、暖房運転時において、冷媒回路２０を循環する冷媒を介して、室外熱交換器２３から室内熱交換器２４に熱を送って、室内の空気を加熱する。ヒートポンプ装置１０は、デフロスト運転時において、室外熱交換器２３を加熱して、室外熱交換器２３をデフロストする。デフロスト運転時において、膨張弁２２を通過した気液二相状態の冷媒は、分流器２６を通過して、室内熱交換器２４に流入する。

デフロスト運転時において、室内熱交換器２４では、液冷媒が蒸発する。しかし、デフロスト運転の終了時に、室内熱交換器２４の内部において、液冷媒が完全に蒸発せずに残っている場合がある。また、デフロスト運転の終了後に、膨張弁２２の開度を上げて冷媒回路２０を均圧化する過程において、室外熱交換器２３に残っている液冷媒が、差圧により膨張弁２２を経由して、室内熱交換器２４に流入する。そのため、ヒートポンプ装置１０がデフロスト運転から暖房運転に復帰する際に、圧縮機２１から室内熱交換器２４に供給されるガス冷媒は、室内熱交換器２４の内部に存在する液冷媒と混合して気液混合冷媒となる。気液混合冷媒は、室内熱交換器２４を通過した後、分流器２６に流入する。

一般的に、ガス冷媒の流速は液冷媒の流速と異なるため、室内熱交換器２４を通過した気液混合冷媒の流れは、分流器２６の分流器流路２６ａにおいて、乱流となりやすい。そして、分流器流路２６ａにおいて冷媒の乱流が起こると、分流器２６から音が発生する。この音は、例えば、ストローで、液体と気体とを同時に吸い上げるときに発生する音と同じ現象である。冷媒の乱流によって分流器２６から発生した音は、室内熱交換器２４に伝播して、騒音の原因となるおそれがある。

また、ヒートポンプ装置１０の暖房運転時において、分流器２６に流入した冷媒は、図３に示されるように、先端面２６ｂ側から後端面２６ｃ側に向かって流れる。分流器流路２６ａの断面積は、先端面２６ｂ側から後端面２６ｃ側に向かうに従って減少している。すなわち、分流器２６は、暖房運転時における冷媒の流れ方向に沿って、冷媒の流路抵抗が徐々に増加する「絞り」を有している。そのため、暖房運転時において、分流器２６を通過する冷媒は、加速される。そして、冷媒の加速により、分流器流路２６ａにおける冷媒の乱流が促進されるおそれがある。

従って、ヒートポンプ装置１０がデフロスト運転から暖房運転に復帰する際に、室内熱交換器２４に液冷媒が残っている場合、分流器２６を通過する冷媒が乱流を起こし、これにより、室内熱交換器２４から騒音が発生する可能性がある。ヒートポンプ装置１０がデフロスト運転から暖房運転に復帰する際における圧縮機２１の加速レート、すなわち、第２加速レートが大きいほど、分流器２６を通過する冷媒の乱流が大きくなり、室内熱交換器２４から発生する騒音が大きくなると考えられる。

本実施形態に係るヒートポンプ装置１０は、デフロスト運転から暖房運転への復帰時において、通常の暖房運転の開始時における圧縮機２１の加速レート、すなわち、第１加速レートよりも、第２加速レートを低くすることで、圧縮機２１から室内熱交換器２４に流入する冷媒の量を低減する。これにより、分流器２６を通過する冷媒の乱流に起因する音が低減される。従って、ヒートポンプ装置１０は、デフロスト運転の終了後、暖房運転への復帰時に発生する騒音を低減することができる。

また、ヒートポンプ装置１０は、冷媒回路２０を循環する冷媒として、Ｒ３２を使用する。Ｒ３２は、Ｒ４１０Ａ等の冷媒と比べて、ガス冷媒の流速と液冷媒の流速との差が大きい冷媒である。そのため、Ｒ３２が循環する冷媒回路２０を備えるヒートポンプ装置１０では、デフロスト運転から暖房運転に復帰する際に、分流器２６を通過する冷媒の乱流が起こりやすい。しかし、ヒートポンプ装置１０は、第２加速レートを第１加速レートよりも低くすることで、圧縮機２１から室内熱交換器２４に流入する冷媒の量を低減し、分流器２６を通過する冷媒の乱流に起因する音を低減する。従って、ヒートポンプ装置１０は、Ｒ３２を冷媒として使用する場合に、デフロスト運転の終了後、暖房運転への復帰時に発生する騒音を効果的に低減することができる。

また、ヒートポンプ装置１０は、デフロスト運転を終了した後、暖房運転を再開する前において、圧縮機２１の回転数をゼロに維持する制御を行う。ヒートポンプ装置１０の制御部３０は、デフロスト運転の終了後、圧縮機２１の回転数をゼロにして圧縮機２１を停止させ、さらに、膨張弁２２の開度を上げることで、冷媒回路２０を均圧化させる。これにより、制御部３０が、四方切替弁２５を第２連通状態から第１連通状態へ切り替える際において、高圧の冷媒を有する室外熱交換器２３から、低圧の冷媒を有する室内熱交換器２４に向かって冷媒が急激に流れ込むことが防止される。室外熱交換器２３から室内熱交換器２４に向かって大量の冷媒が短時間に流入すると、冷媒回路２０から騒音が発生するおそれがある。従って、ヒートポンプ装置１０は、デフロスト運転の終了後、暖房運転への復帰時に発生する騒音を低減することができる。

（４）変形例
本発明の実施形態の具体的構成は、本発明の要旨を逸脱しない範囲内で変更可能である。以下、本発明の実施形態に適用可能な変形例について説明する。

（４−１）変形例Ａ
本実施形態に係るヒートポンプ装置１０は、デフロスト運転から暖房運転への復帰時において、第２加速レートを第１加速レートよりも低くすることで、圧縮機２１から室内熱交換器２４に流入する冷媒の量を低減し、分流器２６を通過する冷媒の乱流に起因する音を低減する。ヒートポンプ装置１０の制御部３０は、例えば、図４に示されるように、暖房運転の再開時において、圧縮機２１の回転数を、通常の暖房運転における最大回転数まで、第２加速レートで段階的に上げる。

しかし、制御部３０は、図５に示されるように、暖房運転の再開時において、最初に、第２加速レートで圧縮機２１の回転数を所定の回転数まで上げ、次に、第２加速レートより高い加速レートで、圧縮機２１の回転数を、通常の暖房運転における最大回転数まで上げてもよい。例えば、制御部３０は、暖房運転の再開時において、最初に、第２加速レートで圧縮機２１の回転数を上げ、次に、第１加速レートで圧縮機２１の回転数をさらに上げてもよい。デフロスト運転から暖房運転への復帰時において、圧縮機２１の回転数が徐々に増加すると、室内熱交換器２４に高温高圧のガス冷媒が供給される。これに伴い、室内熱交換器２４に残っている液冷媒の量が減少するので、分流器２６を通過する冷媒の乱流に起因する騒音が低減される。そのため、最初に、第２加速レートで圧縮機２１の回転数を上げ、圧縮機２１の回転数が所定の値に達した後において、第２加速レートより高い加速レートで圧縮機２１の回転数を上げることで、圧縮機２１の回転数が、通常の暖房運転における最大回転数に達するまでに必要な時間を短縮することができる。従って、このヒートポンプ装置１０は、デフロスト運転の終了後、暖房運転への復帰時に必要な時間を短縮することができる。

（４−２）変形例Ｂ
本実施形態に係るヒートポンプ装置１０では、デフロスト運転を終了した後、暖房運転を再開する前において、制御部３０は、圧縮機２１の回転数をゼロにして、圧縮機２１を停止させる。しかし、デフロスト運転を終了した後、暖房運転を再開する前において、制御部３０は、圧縮機２１の回転数をゼロより僅かに高い値に維持して、圧縮機２１を完全に停止させなくてもよい。例えば、制御部３０は、圧縮機２１を非常に低速で運転させた状態で、冷媒回路２０の均圧化、および、四方切替弁２５の切り替え等を行ってもよい。

本発明に係るヒートポンプ装置は、デフロスト運転の終了後、暖房運転への復帰時に発生する騒音を低減することができる。

１０ ヒートポンプ装置
２０ 冷媒回路
２１ 圧縮機
２２ 膨張弁（膨張機構）
２３ 室外熱交換器（熱源側熱交換器）
２４ 室内熱交換器（利用側熱交換器）
３０ 制御部

特開２００３−２４０３９１号公報

Claims (4)

1. 圧縮機（２１）と、膨張機構（２２）と、熱源側熱交換器（２３）と、利用側熱交換器（２４）とを有し、かつ、冷媒が循環する冷媒回路（２０）と、
   前記冷媒回路を制御して、暖房運転またはデフロスト運転を行う制御部（３０）と、
   を備え、
   前記制御部は、
   前記暖房運転の開始時に、前記圧縮機の回転数を上げる第１圧縮機起動制御と、
   前記デフロスト運転の終了後に、前記圧縮機の回転数を上げる第２圧縮機起動制御と、
   を行い、
   単位時間当たりにおける前記圧縮機の回転数の増加量である加速レートに関して、前記第１圧縮機起動制御における前記加速レートである第１加速レートよりも小さい前記加速レートである第２加速レートで、前記第２圧縮機起動制御を行う、
   ヒートポンプ装置（１０）。
2. 前記冷媒は、Ｒ３２である、
   請求項１に記載のヒートポンプ装置。
3. 前記制御部は、前記デフロスト運転の終了後、前記第２圧縮機起動制御の開始前に、前記圧縮機の回転数をゼロに維持する圧縮機停止制御をさらに行う、
   請求項１または２に記載のヒートポンプ装置。
4. 前記制御部は、前記第２圧縮機起動制御において、最初に、前記第２加速レートで前記圧縮機の回転数を上げ、次に、前記第１加速レートで前記圧縮機の回転数をさらに上げる、
   請求項１から３のいずれか１項に記載のヒートポンプ装置。

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