JP2019174001A - ヒートポンプ熱源機 - Google Patents

Abstract

【課題】圧縮機の回転数が大きく変動しても、冷媒吐出温度の変化を小さく抑えて負荷側出力の安定化を図る。【解決手段】室外機１は、圧縮機制御部６１と膨張弁制御部６２とを備える。膨張弁制御部６２は、圧縮機制御部６１による圧縮機７の回転数の制御に基づき膨張弁９の開度を制御する。これにより、圧縮機７の回転数が大きく変動した場合であってもそれに対応して膨張弁９の開度が素早く変化するので、前記冷媒吐出温度の変化を小さく抑えることができ、負荷側出力の安定化を図ることができる。【選択図】図４

Description

この発明は、圧縮機と膨張弁とを備えたヒートポンプ装置を有する、ヒートポンプ熱源
機に関するものである。

従来よりこの種のヒートポンプ熱源機においては、特許文献１記載のように、ヒートポ
ンプ熱源機に備えられるヒートポンプ装置において、圧縮機の回転数を、温水又は冷水の
温度変動（暖房又は冷房の負荷変動）に応じて制御するとともに、膨張弁の開度を、圧縮
機から吐出される冷媒の冷媒吐出温度に応じて制御するものがあった。

特開２０１７−１５０７９１号公報

この従来のものにおいては、前記のように圧縮機から吐出される冷媒の冷媒吐出温度に
応じて膨張弁開度が制御されることから、圧縮機の回転数が大きく変動した場合には、弁
開度がすばやく追従できずに冷媒吐出温度が大きく変化してしまい、負荷側出力の不安定
化を招くおそれがあった。

上記課題を解決するために、本発明の請求項１では、圧縮機、膨張弁、熱源側熱交換器
を冷媒配管で接続したヒートポンプ装置と、前記ヒートポンプ装置から前記冷媒配管を介
し冷媒の供給を受けて水との熱交換により温水又は冷水を生成する水−冷媒熱交換器と、
前記圧縮機の回転数を制御する圧縮機制御手段と、膨張弁の開度を制御する膨張弁制御手
段と、を有するヒートポンプ熱源機において、前記膨張弁制御手段は、前記圧縮機制御手
段による前記圧縮機の回転数の変化量に基づき、前記膨張弁の開度を制御するものである
。

また、請求項２では、前記膨張弁制御手段は、前記圧縮機制御手段の制御による前記圧
縮機の回転数の増大量に応じて、前記膨張弁の開度を開き側に変化させ、前記圧縮機制御
手段の制御による前記圧縮機の回転数の減少量に応じて、前記膨張弁の開度を閉じ側に変
化させるものである。

また、請求項３では、前記膨張弁制御手段は、前記圧縮機の回転数の変化量に対し、所
定の係数を用いて比例的に前記膨張弁の開度の変化量を増減させるものである。

また、請求項４では、前記圧縮機制御手段の制御による前記圧縮機の回転数の減少量に
応じて、前記膨張弁の開度を閉じ側に変化させる際、前記膨張弁制御手段は、前記回転数
の減少量が小さい第１範囲では、当該回転数の減少量の変動幅に対し第１変化パターンと
なるように前記開度の減少量の変動幅を減少させ、前記回転数の減少量が前記第１範囲よ
りも大きな第２範囲では、当該回転数の減少量の変動幅に対し前記第１変化パターンより
も前記開度の減少量の変動幅が小さくなる第２変化パターンとなるように前記開度の変化
量を減少量の変動幅を減少させるものである。

また、請求項５では、前記膨張弁制御手段は、前記第１範囲では、前記回転数の減少量
の変動幅に対し、第１係数を用いて比例的に前記膨張弁の開度の減少量の変動幅を減少さ
せ、前記第２範囲では、前記回転数の減少量の変動幅に対し、第１係数よりも小さな第２
係数を用いて比例的に前記膨張弁の開度の減少量の変動幅を減少させるものである。

この発明の請求項１によれば、ヒートポンプ装置と水−冷媒熱交換器とが冷媒配管によ
って接続されている。

例えば前記水−冷媒熱交換器で温水を生成する時には、ヒートポンプ装置の圧縮機から
吐出した冷媒が水−冷媒熱交換器、膨張弁、熱源側熱交換器の順で流通する。これにより
、低温・低圧で吸入されたガス状態の冷媒が前記圧縮機で圧縮されて高温・高圧のガスと
なった後、前記水−冷媒熱交換器（この場合は凝縮器として機能）において温水に熱を放
出しながら高圧の液体に変化する。こうして液体になった冷媒は前記膨張弁で減圧されて
低圧の液体となり蒸発しやすい状態となった後、前記熱源側熱交換器（この場合は蒸発器
として機能）において蒸発してガスに変化することで吸熱し、低温・低圧のガスとして再
び前記圧縮機へと戻る。

また例えば前記水−冷媒熱交換器で冷水を生成する時には、ヒートポンプ装置の圧縮機
から吐出した冷媒が熱源側熱交換器、膨張弁、水−冷媒熱交換器の順で流通する。これに
より、低温・低圧で吸入されたガス状態の冷媒が前記圧縮機で圧縮されて高温・高圧のガ
スとなった後、前記熱源側熱交換器（この場合は凝縮器として機能）において熱を放出し
ながら高圧の液体に変化する。こうして液体になった冷媒は前記膨張弁で減圧されて低圧
の液体となり蒸発しやすい状態となった後、前記水−冷媒熱交換器（この場合は蒸発器と
して機能）において蒸発してガスに変化することで冷水から吸熱を行い、低温・低圧のガ
スとして再び前記圧縮機へと戻る。

上記の構成において、安定的に冷水又は温水を生成するためには、ヒートポンプ装置の
圧縮機から吐出される冷媒温度を一定に保つ必要がある。そこで、請求項１によれば、圧
縮機制御手段と、膨張弁制御手段とが設けられている。

すなわち、前記水−冷媒熱交換器からの温水又は冷水の温度が変動（暖房又は冷房の負
荷が変動）すると、前記圧縮機制御手段による制御によって圧縮機の回転数を変動させ、
さらに膨張弁制御手段によって膨張弁の開度が制御される。このとき、前記膨張弁制御手
段が、前記膨張弁の開度を、前記圧縮機から吐出される冷媒の冷媒吐出温度に応じて制御
する手法とした場合、例えば前記圧縮機の回転数が大きく変動した場合には、弁開度がす
ばやく追従できず、前記冷媒吐出温度が大きく変化してしまい、負荷側出力の不安定化を
招くおそれがある。

そこで請求項１によれば、膨張弁制御手段は、圧縮機制御手段による前記圧縮機の回転
数の変化量に基づき前記膨張弁の開度を制御する（いわゆるフィードフォワード制御）。
これにより、前記圧縮機の回転数が大きく変動した場合であってもそれに対応して前記膨
張弁の開度が素早く変化するので、前記冷媒吐出温度の変化を小さく抑えることができ、
負荷側出力の安定化を図ることができる。）ことができる。

また、請求項２によれば、圧縮機の回転数が増大したら膨張弁の開度をより開き、圧縮
機の回転数が減少したら膨張弁の開度をより閉じることにより、前記冷媒吐出温度の変化
を確実に抑えることができる。

また、請求項３によれば、圧縮機の回転数の変化量に対し膨張弁の開度の変化量を比例
制御で滑らかに変化させることにより、圧縮機の回転数の変動に対して膨張弁の開度をき
め細かく追従させることができ、さらに確実に前記冷媒吐出温度の変化を抑えることがで
きる。

圧縮機の回転数の減少に応じて膨張弁の開度を閉じ側に変化させる際、蒸発器において
は冷媒蒸発による温度の急低下が生じる。その結果、前記温水生成時には熱源側熱交換器
の温度低下により着霜が生じたり、前記冷水生成時には水−冷媒熱交換器の温度低下によ
り冷温水側の配管内部の冷水に凍結が生じる可能性がある。

そこで請求項４によれば、前記膨張弁制御手段は、前記圧縮機の回転数の減少量が比較
的小さい第１範囲と、前記圧縮機の回転数の減少量が比較的大きい第２範囲と、の２つに
区分して膨張弁制御の態様を切り替える。すなわち、前記第２範囲では、前記第１範囲に
対し減少量の変動幅が小さくなる（すなわち第１範囲よりも緩やかに減少する）変化パタ
ーン（第２変化パターン）となるように、前記膨張弁の開度の減少量を変える。これによ
り、前述した、冷媒吐出温度の変化の抑制による負荷側出力の安定化を図りつつ、熱源側
熱交換器での前記着霜や前記水−冷媒熱交換器での前記凍結の発生を防止することができ
る。

また、請求項５によれば、前記圧縮機の回転数の減少に対して前記膨張弁の開度を比例
制御で滑らかに閉じ側に変化させてきめ細かく追従させる際に、熱源側熱交換器での前記
着霜や前記水−冷媒熱交換器での前記凍結の発生を防止することができる。

本発明の第１実施形態の室外機を備えたヒートポンプ式温調システムの構成例の全体概略構成を示す図 メインリモコン装置の外観構造を表す図 室外機の暖房・冷房運転時における冷凍サイクルを模式的に表した図 室外機制御部の主たる機能を表す機能的構成図 暖房時において圧縮機制御部が実行する制御手順、及び、冷房時において圧縮機制御部が実行する制御手順、を表すフローチャート図 暖房時及び冷房時において膨張弁制御部の通常制御部が実行する制御手順を表すフローチャート図 圧縮機回転数の変化量と膨張弁開度の変化量との関係の一例を表す図 圧縮機回転数の変化量と膨張弁開度の変化量との関係の一例を概念的に表すグラフ図 暖房時及び冷房時において膨張弁制御部のフィードフォワード制御部が実行する制御手順を表すフローチャート図 暖房運転挙動の一例を表すシーケンス図 冷房運転挙動の一例を表すシーケンス図 本発明の第２実施形態の室外機における圧縮機回転数の変化量と膨張弁開度の変化量との関係の一例を表す図 圧縮機の回転数変化量と膨張弁開度の変化量との関係の一例を概念的に表すグラフ図 圧縮機の回転数偏差が−１０［ｒｐｓ］である場合の膨張弁開度等の経時挙動を表す図 圧縮機の回転数偏差が−１５［ｒｐｓ］である場合の膨張弁開度等の経時挙動を表す図 圧縮機の回転数偏差が−２０［ｒｐｓ］である場合の膨張弁開度等の経時挙動を表す図 暖房運転挙動の一例を表すシーケンス図 冷房運転挙動の一例を表すシーケンス図

次に、本発明の実施形態を図１〜図１８に基づいて説明する。

＜第１実施形態＞
本発明の第１実施形態を図１〜図１１に基づいて説明する。

＜温調システムの一例の構成＞
本実施形態のヒートポンプ熱源機を備えたヒートポンプ式温調システムの構成例の全体
概略構成を図１に示す。図１において、このヒートポンプ式温調システム１００は、室外
に設置されるヒートポンプ熱源機としての室外機１と、この室外機１に対し冷温水往き管
２及び冷温水戻り管３を介して接続されて室内に設置される、少なくとも１つの室内端末
機（この例では、冷温水パネル５１と、ファンコイルユニット５２との２つ）とを有する
。

前記冷温水パネル５１は、前記室外機１で加熱された温水又は冷却された冷水を用いて
、室内の空気に対し放熱又は吸熱を行い、当該室内の暖房又は冷房を行う。

前記ファンコイルユニット５２は、その内部に、熱交換器（図示せず）、送風ファン（
図示せず）、熱動弁Ｖ３、室内温度を検出する室内温度センサ（図示せず）、ファンコイ
ルユニット５２内を流通する温水または冷水の温度を検出する水温センサ（図示せず）、
及び端末制御部２９等を備えている。端末制御部２９は、ファンコイルユニット５２内部
の前記室内温度センサの信号や端末用リモコン装置ＲＣ（後述）からの信号を受け、前記
送風ファンや前記熱動弁Ｖ３の駆動を制御する。これにより、ファンコイルユニット５２
は、前記室外機１で加熱された温水または冷却された冷水を、内部の前記熱交換器に通水
させると共に、前記送風ファンを駆動させて室内空気と熱交換させ、室内の暖房または冷
房を行う。

前記冷温水パネル５１は、居室に備えられるＡ室及びＢ室のうち、前記Ａ室に配置され
ており、前記ファンコイルユニット５２は前記Ｂ室に配置されている。そして、前記室外
機１から延びる前記冷温水往き管２の途中に１つの往きヘッダ９１が設けられており、冷
温水往き管２のうち前記往きヘッダ９１より上流側部分は、１つの共通往き管２Ａとして
構成され、前記室外機１からの冷温水が供給される。そして、冷温水往き管２のうち前記
往きヘッダ９１より下流側部分２Ｂは、複数（この例では２つ）の往き管、すなわち、前
記冷温水パネル５１への往き管２Ｂ１と、前記ファンコイルユニット５２への往き管２Ｂ
２と、に分岐する形で前記往きヘッダ９１に接続されている。

同様に、前記室外機１へと延びる前記冷温水戻り管３の途中に１つの戻りヘッダ９２が
設けられており、冷温水戻り管３のうち前記戻りヘッダ９２より上流側部分３Ｂは、複数
（この例では２つ）の戻り管、すなわち、前記冷温水パネル５１からの戻り管３Ｂ１と、
前記ファンコイルユニット５２からの戻り管３Ｂ２と、に分かれている。そして、冷温水
戻り管３のうち前記戻りヘッダ９２より下流側部分は、１つの共通戻り管３Ａとして構成
され（すなわち分岐された戻り管３Ｂ１，３Ｂ２が共通戻り管３Ａの上流側に集結する形
で戻りヘッダ９２に接続されている）、前記戻り管３Ｂ１，３Ｂ２を介し導入された冷温
水を前記室外機１へと戻す。

そして、前記冷温水パネル５１への往き管２Ｂ１には、熱動弁コントローラＣＶからの
駆動信号により往き管２Ｂ１を開閉可能な熱動弁Ｖ１が設けられている。

そして、この例では、前記Ａ室に、前記室内端末機（この例では冷温水パネル５１及び
ファンコイルユニット５２）の冷暖房運転操作を行うための、メインリモコン装置ＲＭと
、前記冷温水パネル５１の冷暖房運転操作を行うための端末用リモコン装置ＲＡと、が設
けられている。また、この例では、前記Ｂ室に、前記ファンコイルユニット５２を遠隔制
御するためのワイヤレス式の端末用リモコン装置ＲＣが設けられている。

なお、前記端末用リモコン装置ＲＡに前記メインリモコン装置ＲＭと同等の機能を付加
し当該メインリモコン装置ＲＭを省略しても良い。

前記メインリモコン装置ＲＭは、ユーザの操作に対応して制御信号ＳＳ１を出力する。
この制御信号ＳＳ１は、前記室外機１の制御を行う室外機制御部（後述）へと入力され、
これによって前記共通往き管２Ａへ供給される冷温水の流量や温度等が制御されるととも
に、さらにこれに対応して前記室外機制御部から前記熱動弁コントローラＣＶに制御信号
ＳＳ２が出力され、これに応じて熱動弁コントローラＣＶから出力される制御信号Ｓ１に
よって熱動弁Ｖ１の開閉動作が制御可能である。また、前記端末用リモコン装置ＲＡでの
操作に対応して出力される制御信号Ｓａは前記熱動弁コントローラＣＶへと入力され、こ
れに応じて熱動弁コントローラＣＶから出力される制御信号Ｓ１によって前記熱動弁Ｖ１
の開閉動作が制御可能である。

一方、前記冷温水パネル５１からの戻り管３Ｂ１には、戻り温度センサ５４が設けられ
ている。この戻り温度センサ５４は、対応する戻り管３Ｂ１における温水又は冷水の温度
（戻り温度）をそれぞれ検出し、検出結果を表す検出信号を前記熱動弁コントローラＣＶ
へと出力する。

熱動弁コントローラＣＶは、前記メインリモコン装置ＲＭ及び前記端末用リモコン装置
ＲＡの操作に対応しつつ、前記戻り温度センサ５４により検出される前記戻り温度に基づ
き、前記熱動弁Ｖ１の開閉制御を行う。これにより、ユーザは、リモコン装置ＲＭ，ＲＡ
を適宜に操作することで前記冷温水パネル５１及びファンコイルユニット５２の運転状態
を制御可能となる。

前記端末用リモコン装置ＲＣは、ファンコイルユニット５２に室内を暖房する暖房運転
を行わせるための暖房指示手段としての暖房スイッチ２４と、ファンコイルユニット５２
に室内を冷房する冷房運転を行わせるための冷房指示手段としての冷房スイッチ２５と、
ファンコイルユニット５２の運転を停止させる停止スイッチ２６と、室内温度を設定する
室内温度設定スイッチ２７と、室内の設定温度や運転状態を表示する表示部２８とを備え
、前記端末制御部２９に対し通信可能に接続されている。

＜メインリモコン装置＞
次に、前記図１に示した、前記メインリモコン装置ＲＭの詳細について、説明する。

図２に、前記メインリモコン装置ＲＭの外観を示す。メインリモコン装置ＲＭには、表
示部２５０と、前記室外機１と前記室内端末機（冷温水パネル５１及びファンコイルユニ
ット５２のうちの冷温水パネル５１）の運転開始・停止を指示するための「運転／停止」
ボタン２５３と、前記室内端末機に対しタイマーによる運転を指示するための「タイマー
」ボタン２５４と、前記室内端末機の運転態様（冷房・暖房や通常モード・セーブモード
等）の切替を指示する「運転切替」ボタン２５５と、画面表示を１つ前の画面に戻すため
の「戻る」ボタン２５７と、「メニュー／決定」ボタン２５８と、上下左右方向への十字
キー２５９と、が備えられている。なお、前記「運転／停止」ボタン２５３、前記「タイ
マー」ボタン２５４、前記「運転切替」ボタン２５５、前記「戻る」ボタン２５７と、及
び、前記「メニュー／決定」ボタン２５８を、以下適宜、単に「操作ボタン２５３等」と
称し、さらにこれら操作ボタン２５３等と前記十字キー２５９とを総称して、単に「操作
部２５９等」と称する。なお、図示を省略しているが、メインリモコン装置ＲＭには、Ｃ
ＰＵや記憶手段としてのメモリ等が内蔵されている。

前記表示部２５０は、前記ＣＰＵの制御により、各種画面を切り替えて表示することが
できる。図示の例では、表示部２５０には、温水・冷水の温度設定や冷房・暖房切替等を
含む、図１又は図２に示した前記温調システム１００全体に係わる設定を行うための設定
画面２００が表示されている。この設定画面２００は、中央に配置され、前記温調システ
ム１００全体の運転状態を表す運転状態表示領域２００Ａと、右端に配置され、前記室外
機１から温調システム１００全体に供給される冷温水の設定温度（温度レベルの数値に相
当。ユーザが前記操作部２５９等を用いて設定可能）を表示する温度設定表示領域２００
Ｂと、を備えている。

図示の例では、前記運転状態表示領域２００Ａには、前記室外機１から温水が供給され
温調システム１００全体として暖房運転が行われている状態を表す「温水暖房 運転中」
の表示がなされている。また前記温度設定表示領域２００Ｂには、暖房用にユーザが予め
（可変に）設定した温水の設定温度「４０℃」が表示されている。

＜室外機の構成＞
次に、前記室外機１の概略的なシステム構成を図３（ａ）に示す。図３（ａ）において
、室外機１は、例えばＨＦＣなどの合成化合ガスを冷媒として循環させ室外での吸放熱を
行う冷媒循環回路２１と、例えば不凍液などを前記冷温水として循環させ前記室内端末機
（冷温水パネル５１及びファンコイルユニット５２の２つ）での吸放熱を行う（前記冷温
水往き管２及び前記冷温水戻り管３からなる）冷温水循環回路２２と、の間における熱交
換を行う、ヒートポンプ型の熱源機である。

すなわち、前記冷媒循環回路２１は、前記室外機１に備えられた、前記冷媒の循環方向
を切り替える四方弁６と、前記冷媒を圧縮する圧縮機７と、前記冷媒と外気との熱交換を
行うヒートポンプ熱交換器である熱源側熱交換器８と、前記冷媒を減圧膨張させる膨張弁
９と、前記冷温水往き管２及び前記冷温水戻り管３を循環する前記冷温水と前記冷媒との
熱交換を行う水−冷媒熱交換器１１とを、冷媒配管１５で接続して形成されている。なお
、前記冷媒配管１５で互いに接続された前記四方弁６、前記圧縮機７、前記熱源側熱交換
器８、前記膨張弁９によってヒートポンプ装置が構成されている。また、前記熱源側熱交
換器８に送風する室外ファン１０がさらに設けられている。

前記四方弁６は４つのポートを備える弁であり、（前記冷媒配管１５の一部を構成する
）冷媒主経路１５ａ用の２つのポートのそれぞれに対して、（前記冷媒配管１５の一部を
構成する）他の冷媒副経路１５ｂ用の２つのポートのいずれに接続するかを切り替える。
冷媒副経路１５ｂ用の２つのポートどうしはループ状に配置された冷媒副経路１５ｂで接
続されており、この冷媒副経路１５ｂ上に前記圧縮機７が設けられている。

前記圧縮機７は、低圧ガス状態の冷媒を昇圧して高圧ガス状態にするとともに、室外機
１内における冷媒配管１５全体の冷媒を循環させるポンプとしても機能する。なお、前記
圧縮機７の吐出側における前記冷媒副経路１５ｂには、吐出温度センサ５５が設けられる
。また、膨張弁９と水−冷媒熱交換器１１との間の前記冷媒主経路１５ａには、冷媒温度
センサ５７が設けられる。

また、前記四方弁６の冷媒主経路１５ａ用の２つのポートどうしは、ループ状に配置さ
れた前記冷媒主経路１５ａで接続されており、この冷媒主経路１５ａ上に前記熱源側熱交
換器８、前記膨張弁９、及び前記水−冷媒熱交換器１１が順に（図３（ａ）に示す例では
冷媒主経路１５ａ左回りの順に）設けられている。

前記熱源側熱交換器８は、その内部を通過する液体状態の前記冷媒の温度が室外の外気
温度より低い場合は外気の熱を冷媒に吸熱してガス状態に蒸発させる蒸発器として機能す
る。また、その内部を通過するガス状態の前記冷媒の温度が室外の外気温度より高い場合
は、その冷媒の熱を放熱して液体状態に凝縮させる凝縮器として機能する（後述の図３（
ｂ）参照）。

前記室外ファン１０は、前記熱源側熱交換器８に対して送風することで、熱源側熱交換
器８の性能を向上させる。

前記膨張弁９は、高圧液体状態の前記冷媒を減圧膨張させて低圧液体状態とするよう機
能する。

水−冷媒熱交換器１１は、前記のように冷媒主経路１５ａに接続されてその内部に冷媒
を通過させるとともに、前記冷温水往き管２及び前記冷温水戻り管３にも接続されてその
内部に冷温水を通過させる。水−冷媒熱交換器１１の内部を通過するガス状態の冷媒の温
度が冷温水の温度より高い場合は、冷媒に対してその熱を冷温水に放熱し液体状態に凝縮
させる凝縮器として機能する。また、水−冷媒熱交換器１１の内部を通過する液体状態の
冷媒の温度が前記冷温水の温度より低い場合は、冷媒に対して冷温水の熱を吸熱しガス状
態に蒸発させる蒸発器として機能する（後述の図３（ｂ）参照）。

一方、前記冷温水循環回路２２は、前記室外機１に備えられた、前記水−冷媒熱交換器
１１、前記冷温水に循環圧力を加える循環ポンプ１２、及びシスターンタンク１３と、前
記室内端末機（冷温水パネル５１及びファンコイルユニット５２の２つ）とを、前記冷温
水往き管２（詳細には共通往き管２Ａ）及び前記冷温水戻り管３（詳細には共通戻り管３
Ａ）で接続して形成されている。

前記水−冷媒熱交換器１１は、前記冷温水往き管２及び前記冷温水戻り管３に接続され
ており、前記冷温水戻り管３上に、前記シスターンタンク１３及び前記循環ポンプ１２が
設けられている。

前記シスターンタンク１３は、キャビテーションなどで冷温水中に生じた気泡の分離（
気水分離機能）と、前記冷温水循環回路２２における膨張冷温水の吸収及び冷温水の補給
を行う。

前記循環ポンプ１２は、前記冷温水往き管２及び前記冷温水戻り管３全体に冷温水を循
環させるよう機能する。

なお、この例では、前記水−冷媒熱交換器１１の入口側（流入側）の前記冷温水戻り管
３（詳細には共通戻り管３Ａ）には、戻り温度決定手段としての戻り温度センサ５６Ｂが
設けられ、共通戻り管３Ａにおける温水又は冷水の温度（以下適宜、「実戻り温度」とい
う）を検出し、検出結果を表す検出信号を後述の室外機制御部ＣＵへと出力する。

そして、室外機１は、当該室外機１の制御を行う室外機制御部ＣＵを備えている。この
室外機制御部ＣＵは、主にＣＰＵ、ＲＯＭ、ＲＡＭ等を備えたマイクロコンピュータで構
成されている。室外機制御部ＣＵと前記メインリモコン装置ＲＭとの間は、双方向通信線
で接続されており、信号のやりとりを相互に行うことができる（図１参照）。これにより
、室外機制御部ＣＵは、図１に示すように、前記メインリモコン装置ＲＭからの前記制御
信号ＳＳ１に基づいて室外機１全体の制御を行う（詳細は後述）とともに、対応する前記
制御信号ＳＳ２を前記熱動弁コントローラＣＶに出力する。

なお、図１に示した構成例においては特に、前記室外機制御部ＣＵと前記ファンコイル
ユニット５２の前記端末制御部２９との間が、例えば、端末制御部２９からの信号を一方
向に伝える端末制御線（いわゆるＥ−ｃｏｎ通信線）で接続されている（図１参照）。例
えば前記端末用リモコン装置ＲＣの前記暖房スイッチ２４（又は前記冷房スイッチ２５）
がユーザにより操作され運転開始の指示がなされると、端末制御部２９は、その指示信号
を受信する。そして、受信した指示信号に応じて、端末制御部２９は、室外機制御部ＣＵ
に対し、暖房運転に関連する温水要求信号（または冷房運転に関連する冷水要求信号）Ｓ
Ｃを出力する（図３（ａ）及び図３（ｂ）中の想像線参照）。なお、前記運転開始された
後当該暖房又は冷房を停止する際には、ユーザによる適宜の停止指示操作（例えば前記暖
房スイッチ２４又は冷房スイッチ２５が再度押される、若しくは別途設けた停止スイッチ
が押される、等）がなされることで、端末制御部２９は、室外機制御部ＣＵに対し、暖房
運転（または冷房運転）の停止要求信号（図示省略）を出力する。

なお、図１に示した構成例で前記のようにファンコイルユニット５２を設ける場合、フ
ァンコイルユニット５２を、前記端末用リモコン装置ＲＣによって操作する構成には限ら
れない。すなわち、ファンコイルユニット５２自体に、前記端末用リモコン装置ＲＣのス
イッチと同等の機能を有するスイッチや表示部を設け、端末用リモコン装置ＲＣを省略し
ても良い。この場合、そのファンコイルユニット５２のスイッチ等がユーザにより操作さ
れることで運転開始の指示がなされると、前記端末制御部２９がその指示信号を受信し、
室外機制御部ＣＵに対し前記温水要求信号（または前記冷水要求信号）ＳＣを出力する。
同様に、ファンコイルユニット５２の前記スイッチ等を用いてユーザによる停止指示操作
がなされることで、前記端末制御部２９は室外機制御部ＣＵに対し暖房運転（または冷房
運転）の前記停止要求信号を出力する。

上記構成の冷媒循環回路２１において、前記圧縮機７は冷媒副経路１５ｂ上において一
方向に冷媒を循環させるものであり、前記四方弁６の切り替えによって冷媒主経路１５ａ
上の冷媒の循環方向を制御する。前記図３（ａ）は、図１に示した構成例における暖房運
転時の循環方向を示しており、圧縮機７から吐出した冷媒が水−冷媒熱交換器１１、膨張
弁９、熱源側熱交換器８の順で流通する。これにより、低温・低圧で吸入されたガス状態
の冷媒が前記圧縮機７で圧縮されて高温・高圧のガスとなった後、前記水−冷媒熱交換器
１１（凝縮器として機能）において前記冷温水戻り管３からの温水に熱を放出しながら高
圧の液体に変化する。こうして液体になった冷媒は前記膨張弁９で減圧されて低圧の液体
となり蒸発しやすい状態となる。その後、低圧の液体が前記熱源側熱交換器８（蒸発器と
して機能）において蒸発してガスに変化することで外気から吸熱する。そして冷媒は、低
温・低圧のガスとして再び前記圧縮機７へと戻る。

このとき、前記のようにして水−冷媒熱交換器１１で加熱された温水は、冷温水往き管
２から前記室内端末機（冷温水パネル５１及びファンコイルユニット５２の２つ）に供給
されて室内空気に対し放熱して室内を加温し、その後に前記シスターンタンク１３を通過
して再び前記循環ポンプ１２へ戻る。以上のような冷媒循環回路２１の冷凍サイクルと冷
温水循環回路２２との間で熱交換を行うことにより、室内空気の温度を上げる暖房運転が
行われる。

一方、前記図３（ｂ）は図１に示した構成例における冷房運転時の循環方向を示してお
り、圧縮機７から吐出した冷媒が熱源側熱交換器８、膨張弁９、水−冷媒熱交換器１１の
順で流通する。これにより、低温・低圧で吸入されたガス状態の冷媒が前記圧縮機７で圧
縮されて高温・高圧のガスとなった後、前記熱源側熱交換器８（凝縮器として機能）にお
いて前記室外ファン１０の送風で冷却されることで外気に熱を放出しながら高圧の液体に
変化する。こうして液体になった冷媒は前記膨張弁９で減圧されて低圧の液体となり蒸発
しやすい状態となる。その後、低圧の液体が前記水−冷媒熱交換器１１（蒸発器として機
能）において蒸発してガスに変化することで前記冷温水戻り管３からの冷水から吸熱を行
う。そして冷媒は、低温・低圧のガスとして再び前記圧縮機７へと戻る。

このとき、前記のようにして水−冷媒熱交換器１１で冷却された冷水は、冷温水往き管
２から前記室内端末機（冷温水パネル５１及びファンコイルユニット５２の２つ）に供給
されて室内空気から吸熱して室内を冷却し、その後に前記シスターンタンク１３を通過し
て再び前記循環ポンプ１２へ戻る。以上のような冷媒循環回路２１の冷凍サイクルと冷温
水循環回路２２との間で熱交換を行うことにより、室内空気の温度を下げる冷房運転が行
われる。

＜室外機制御部＞
次に、前記室外機制御部ＣＵの主たる機能的構成を図４により説明する。

上記図３（ａ）及び図３（ｂ）に示す回路構成を備えた室外機１において、安定的に冷
水又は温水を生成するためには、圧縮機７から吐出される冷媒温度を一定に保つ必要があ
る。そこで、図４に示すように、前記室外機制御部ＣＵは、圧縮機制御手段としての圧縮
機制御部６１と、膨張弁制御部６２と、を機能的に備えている。

＜圧縮機制御部＞
圧縮機制御部６１は、図４に示すように、戻り温度制御部６１Ｂを備えている。戻り温
度制御部６１Ｂは、前記戻り温度センサ５６Ｂにより検出された温水又は冷水の前記実戻
り温度に応じて前記圧縮機７の回転数を制御する、いわゆる戻り温度制御を行う。

＜暖房運転時の圧縮機制御部の制御＞
まず、暖房運転時の前記戻り温度制御部６１Ｂによる制御手順を図５（ａ）のフローチ
ャートに示す。図５（ａ）において、まずステップＳ１０で、圧縮機制御部６１は、前記
室外機１が運転開始状態となったか否かを判定する。具体的には、運転開始状態とは、例
えば、前記メインリモコン装置ＲＭや前記端末用リモコン装置ＲＡ，ＲＣを介しユーザに
よる適宜の室外機１の運転開始操作がなされることで停止状態から起動される場合、若し
くは、運転停止後から再起動して室外機１の運転が再び開始される場合（詳細は後述）、
である。運転開始状態となるまではステップＳ１０の判定が満たされず（Ｓ１０：ＮＯ）
ループ待機し、運転開始状態となるとステップＳ１０の判定が満たされ（Ｓ１０：ＹＥＳ
）、ステップＳ１５に移る。

ステップＳ１５では、圧縮機制御部６１は、室外機１が運転終了状態となったか否かを
判定する。すなわち、後述のような回転数の制御の下で暖房運転を行って暖房負荷が小さ
くなると、前記室外機１を動作させずとも、前記戻り温度センサ５４で検出される前記戻
り温度がいずれも前記目標戻り温度以上に達する場合がある。この場合は、前記室外機制
御部ＣＵによる公知の制御により室外機１が停止され、待機状態となる（すなわち、いっ
たん室外機１の運転が終了される）。ステップＳ１５では、圧縮機制御部６１は、室外機
１がこの待機状態となったか否かを判定するものである。運転終了状態（すなわち待機状
態）となっていた場合はステップＳ１５の判定が満たされ（Ｓ１５：ＹＥＳ）、このフロ
ーを終了する。一方、運転終了状態（すなわち待機状態）となっていない間はステップＳ
１５の判定は満たされず（Ｓ１５：ＮＯ）、ステップＳ１５５に移る。

ステップＳ１５５では、圧縮機制御部６１は、前記戻り温度制御部６１Ｂにより、温水
の設定温度（この場合は、メインリモコン装置ＲＭで前記操作部２５９等の操作により適
宜に設定された温度。前記図３に示した例では４０℃）に基づき、公知の適宜の手法によ
り（例えば、予め定められた、前記設定温度から目標戻り温度を一意的に決定する所定の
規則に基づき）、対応する前記目標戻り温度を算出する。

以上のようにして前記目標戻り温度を算出したら、ステップＳ３５に移る。ステップＳ
３５では、圧縮機制御部６１は、前記戻り温度制御部６１Ｂにより、この時点で前記戻り
温度センサ５６Ｂから検出された前記実戻り温度が、前記ステップＳ１５５で設定された
前記目標戻り温度を下回っているか否かを判定する。戻り温度が目標戻り温度を下回って
いる場合、判定が満たされ（Ｓ３５：ＹＥＳ）、ステップＳ４０に移る。

ステップＳ４０では、圧縮機制御部６１は、前記戻り温度制御部６１Ｂにより、前記圧
縮機７の回転数を増大する。その後、前記ステップＳ１５に戻って同様の手順を繰り返す
。

前記ステップＳ３５の判定において、前記戻り温度が前記目標戻り温度以上である場合
、判定は満たされず（Ｓ３５：ＮＯ）、ステップＳ４５に移る。ステップＳ４５では、圧
縮機制御部６１は、前記戻り温度制御部６１Ｂにより、前記圧縮機７の回転数を低減する
。その後、前記ステップＳ１５に戻って同様の手順を繰り返す。

以上のようにして、冷温水パネル５１の暖房運転時、ステップＳ３５、ステップＳ４０
、ステップＳ４５の処理により、前記戻り温度が前記目標戻り温度に一致するよう圧縮機
７の回転数を制御する戻り温度制御が、前記戻り温度制御部６１Ｂによって行われる。

＜冷房運転時の圧縮機制御部の制御＞
次に、冷房運転時の圧縮機制御部６１による制御手順を図５（ｂ）のフローチャートに
示す。図５（ｂ）に示すように、このフローでは、前記図５（ａ）のフローにおけるステ
ップＳ３５が、不等号の向きが逆になったステップＳ３５Ａに置き換えられている。すな
わち、ステップＳ３５Ａでは、圧縮機制御部６１の前記戻り温度制御部６１Ｂは、この時
点で前記戻り温度センサ５６Ｂから検出された冷水の前記実戻り温度が前記ステップＳ１
５５で設定された前記目標戻り温度を上回っているか否かを判定する。戻り温度が目標戻
り温度を上回っている場合は判定が満たされて（Ｓ３５Ａ：ＹＥＳ）前記ステップＳ４０
に移り、前記往き温度が前記目標往き温度以下である場合は判定は満たされず（Ｓ３５Ａ
：ＮＯ）、前記ステップＳ４５に移る。

上記以外の手順は前記図５（ａ）と同様であり、説明を省略する。

以上のようにして、冷温水パネル５１の冷房運転時、ステップＳ３５Ａ、ステップＳ４
０、ステップＳ４５の処理により、前記戻り温度が前記目標戻り温度に一致するよう圧縮
機７の回転数を制御する戻り温度制御が、前記戻り温度制御部６１Ｂによって行われる。

＜圧縮機回転数に対する膨張弁開度の制御＞
例えば前記水−冷媒熱交換器１１からの温水又は冷水の温度が変動（暖房又は冷房の負
荷が変動）すると、前記戻り温度制御部６１Ｂによる前記図５（ａ）や図５（ｂ）に示し
た制御によって圧縮機７の回転数が変動する。ここで、例えば、前記膨張弁制御部６２が
、前記膨張弁９の開度を、この種のヒートポンプ装置において通常行われるような、前記
圧縮機７から吐出される冷媒の冷媒吐出温度に応じて制御するようにした場合、例えば前
記圧縮機７の回転数が大きく変動した場合には、前記膨張弁９の弁開度がすばやく追従で
きず、前記冷媒吐出温度が大きく変化してしまい、負荷側出力の不安定化を招くおそれが
ある。

そこで本実施形態では、膨張弁制御部６２が、通常制御部６２Ａにより、通常の状況（
圧縮機７の回転数変化量が小さい状況）においては冷媒吐出温度が目標温度になるように
膨張弁の開度を制御する通常の制御を行うのに加え、フィードフォワード制御部６２Ｂ（
膨張弁制御手段に相当）により、特異な状況（圧縮機７の回転数変化量が大きくなる状況
）が発生した場合においては、圧縮機制御部６１による前記圧縮機７の回転数の制御に応
じて前記膨張弁９の開度を制御する（いわゆるフィードフォワード制御）。このとき特に
、本実施形態では、フィードフォワード制御部６２Ｂは、圧縮機７の回転数の変化量に対
し、所定の係数を用いて比例的に前記膨張弁９の開度を変化させる制御を行う。

＜通常制御部による前記通常の制御＞
膨張弁制御部６２の前記通常制御部６２Ａは、前記図４に示すように、前記吐出温度セ
ンサ５５の検出結果を入力し（煩雑防止のため前記図３（ａ）及び図３（ｂ）では図示省
略）、検出された前記冷媒吐出温度が、例えば前記メインリモコン装置ＲＭの操作に対応
して適宜に設定（詳細は省略）される適宜の目標吐出温度となるように、前記膨張弁９の
弁開度を制御する。この前記通常制御部６２Ａの制御内容を、図６のフローチャートを用
いて順を追って説明する。

＜制御内容＞
前記通常制御部６２Ａによる暖房運転時の前記膨張弁９の制御内容を図６のフローチャ
ートにより説明する。図６において、まずステップＳ１６０で、通常制御部６２Ａは、前
記室外機１が運転開始状態となったか否かを判定する。具体的には、運転開始状態とは、
例えば、前記メインリモコン装置ＲＭや前記端末用リモコン装置ＲＡ，ＲＣを介しユーザ
による適宜の室外機１の運転開始操作がなされることで停止状態から起動される場合、若
しくは、運転停止後から再起動して室外機１の運転が再び開始される場合、である。運転
開始状態となるまではステップＳ１６０の判定が満たされず（Ｓ１６０：ＮＯ）ループ待
機し、運転開始状態となるとステップＳ１６０の判定が満たされ（Ｓ１６０：ＹＥＳ）、
ステップＳ１６５に移る。

ステップＳ１６５では、通常制御部６２Ａは、前記室外機１が運転終了状態となったか
否かを判定する。すなわち、後述のような回転数の制御の下で暖房運転を行って暖房負荷
が小さくなると、前記室外機１を動作させずとも、前記戻り温度センサ５６Ｂで検出され
る前記実戻り温度が目標戻り温度（詳細は後述）以上に達する場合がある。この場合は、
前記室外機制御部ＣＵによる公知の制御により室外機１が停止され、待機状態となる（す
なわち、いったん室外機１の運転が終了される）。運転終了状態（すなわち待機状態）と
なっていた場合はステップＳ１６５の判定が満たされ（Ｓ１６５：ＹＥＳ）、このフロー
を終了する。一方、運転終了状態（すなわち待機状態）となっていない間はステップＳ１
６５の判定は満たされず（Ｓ１６５：ＮＯ）、ステップＳ１７０に移る。

ステップＳ１７０では、通常制御部６２Ａは、この時点で前記吐出温度センサ５５から
検出された前記冷媒吐出温度が前記目標吐出温度を下回っているか否かを判定する。冷媒
吐出温度が目標吐出温度を下回っている場合、判定が満たされ（Ｓ１７０：ＹＥＳ）、ス
テップＳ１７５に移る。

ステップＳ１７５では、通常制御部６２Ａは、前記膨張弁９の弁開度を減少させる。そ
の後、前記ステップＳ１６５に戻って同様の手順を繰り返す。

一方、前記ステップＳ１７０の判定において、前記冷媒吐出温度が前記目標吐出温度以
上である場合、判定は満たされず（Ｓ１７０：ＮＯ）、ステップＳ１８０に移る。

ステップＳ１８０では、通常制御部６２Ａは、前記膨張弁９の弁開度を増大させる。そ
の後、前記ステップＳ１６５に戻って同様の手順を繰り返す。

以上のようにして、ステップＳ１７０、ステップＳ１７５、及びステップＳ１８０の処
理により、前記冷媒吐出温度が前記目標吐出温度に一致するよう膨張弁９の弁開度を制御
する、通常の冷媒吐出温度制御が行われる。

なお、冷房運転時の前記膨張弁９の制御内容も、前記図６のフローチャートと同様の制
御で足りるので、説明を省略する。

＜膨張弁制御部による前記フィードフォワード制御＞
図７に、前記膨張弁制御部６２が実行する前記フィードフォワード制御における、圧縮
機７の回転数変化量と膨張弁９の開度の変化量の関係の一例を表にして示す。図７におい
て、この例では、回転数の変化量は、例えば周期的に制御内容が更新される場合において
、ある制御タイミングにおける圧縮機７の今回の回転数指示値と、その制御タイミングか
ら１周期前における前回の制御タイミングにおける前回の圧縮機７の回転数指示値を差し
引いた偏差（以下適宜、「回転数偏差」という）で表されている。そして、そのように圧
縮機７の回転数が変化したときの前記回転数偏差を受けて、膨張弁制御部６２が膨張弁９
に対して実行する今回の開度変化量指示値の一例を、示している。但しこの例では、膨張
弁９の開度及び前記開度変化量指示値を、膨張弁９の開閉動作を行うアクチュエータのス
テッピングモータの駆動制御量であるパルス数及びその偏差（以下適宜、パルス数偏差）
で代用して表している。なお、本実施形態では、公知の手法により、パルス数偏差の正の
値は膨張弁９の開度変化量指示値の正の値に対応しており、パルス数偏差の負の値は膨張
弁９の開度変化量指示値の負の値に対応づけられている。

図７に示すように、本実施形態では、圧縮機７の回転数指示値（以下適宜、単に「圧縮
機７の回転数」という）が３０［ｒｐｓ］以上の値だけ増大した場合には、膨張弁９の開
度が、ステッピングモータの１２０［パルス］相当の大きさだけ増大するように制御され
る（以下適宜、単に「開度が１２０パルス増大するように制御される」等により説明する
）。圧縮機７の回転数が２０［ｒｐｓ］以上３０［ｒｐｓ］未満だけ増大した場合には、
膨張弁９の開度は８０［パルス］増大するように制御される。同様に、圧縮機７の回転数
が１５［ｒｐｓ］以上２０［ｒｐｓ］未満だけ増大した場合には、膨張弁９の開度は６０
［パルス］増大するように制御され、圧縮機７の回転数が１０［ｒｐｓ］以上１５［ｒｐ
ｓ］未満だけ増大した場合には、膨張弁９の開度は４０［パルス］増大するように制御さ
れる。

また、圧縮機７の回転数が１０［ｒｐｓ］未満だけ増大するか、回転数が同じ値に維持
されるか、回転数が１０［ｒｐｓ］未満だけ減少した場合には、膨張弁９の開度は略増減
なしとなるように制御される。

また、圧縮機７の回転数が１０［ｒｐｓ］以上１５［ｒｐｓ］未満だけ減少した場合に
は、膨張弁９の開度は４０［パルス］減少するように制御され、圧縮機７の回転数が１５
［ｒｐｓ］以上２０［ｒｐｓ］未満だけ減少した場合には、膨張弁９の開度は６０［パル
ス］減少するように制御される。同様に圧縮機７の回転数が２０［ｒｐｓ］以上３０［ｒ
ｐｓ］未満だけ減少した場合には、膨張弁９の開度は８０［パルス］減少するように制御
され、圧縮機７の回転数が３０［ｒｐｓ］を超えて減少した場合には、膨張弁９の開度は
１２０［パルス］減少するように制御される。

以上のように、膨張弁９の開度は、前記圧縮機７の回転数の増大量に応じて開き側に制
御されるとともに、前記圧縮機７の回転数の減少量に応じて閉じ側に制御される。

図８は、上記図７の制御内容を膨張弁制御部６２が実行したときの、膨張弁９挙動を概
念的に表したグラフである。すなわち、前記図７で説明したように、実際は膨張弁の開度
は段階的に変化するように制御されるが、当該段階をある程度多数個設けることで図８の
グラフとほぼ同等の挙動を実現することができる。この図８のグラフでは、横軸に圧縮機
７の回転数の変化量［ｒｐｓ］、縦軸に膨張弁９の開度［パルス］の変化量をとって表し
たものである。図示のように、この場合、膨張弁９の開度（但し［パルス］代用による表
記）の変化量は、圧縮機７の回転数の変化量に対し、係数ｋ１（この例ではｋ１≒４）を
乗じた変化パターンとなるように、比例的に制御されることとなる。

＜フィードフォワード制御部による制御＞
前記した膨張弁制御部６２のフィードフォワード制御部６２Ｂによる制御手順を、図９
のフローチャートに示す。なお、暖房運転時も冷房運転時も同様の制御内容となる。図９
において、まずステップＳ６０で、フィードフォワード制御部６２Ｂは、前記図５（ａ）
のステップＳ１０と同様にして、前記室外機１が運転開始状態となったか否かを判定する
。運転開始状態となるまではステップＳ６０の判定が満たされず（Ｓ６０：ＮＯ）ループ
待機し、運転開始状態となるとステップＳ６０の判定が満たされ（Ｓ６０：ＹＥＳ）、ス
テップＳ６５に移る。

ステップＳ６５では、フィードフォワード制御部６２Ｂは、前記図５（ａ）のステップ
Ｓ１５と同様にして、前記室外機１が運転終了状態となったか否かを判定する。運転終了
状態（すなわち待機状態）となっていた場合はステップＳ６５の判定が満たされ（Ｓ６５
：ＹＥＳ）、このフローを終了する。一方、運転終了状態（すなわち待機状態）となって
いない間はステップＳ６５の判定は満たされず（Ｓ６５：ＮＯ）、ステップＳ６８に移る
。

ステップＳ６８では、フィードフォワード制御部６２Ｂは、この時点で前記圧縮機７の
今回回転数が前回回転数より所定範囲（前述の例では±１０［ｒｐｓ］未満）以上に増減
したか否を判定する。圧縮機７の今回回転数が±１０［ｒｐｓ］で増大又は低減している
かあるいは増減していない場合には、判定が満たされ（Ｓ６８：ＹＥＳ）、ステップＳ６
９に移る。

ステップＳ６９では、フィードフォワード制御部６２Ｂは、前記膨張弁９の弁開度を、
増大も低減もせず、維持する（すなわち制御的には何もしない）。その後、前記ステップ
Ｓ６５に戻って同様の手順を繰り返す。

一方、前記ステップＳ６８で、圧縮機７の今回回転数が増大又は低減していた場合、判
定が満たされ（Ｓ６９：ＹＥＳ）、ステップＳ７０に移る。ステップＳ７０では、フィー
ドフォワード制御部６２Ｂは、この時点で前記圧縮機７の今回回転数が前回回転数より低
減したか否を判定する。圧縮機７の今回回転数が低減した場合、判定が満たされ（Ｓ７０
：ＹＥＳ）、ステップＳ７５に移る。

ステップＳ７５では、フィードフォワード制御部６２Ｂは、前記膨張弁９の弁開度を、
前記の図７に従って前記圧縮機７の今回回転数の低減に応じた量だけ減少させる（前記図
８も参照）。その後、前記ステップＳ６５に戻って同様の手順を繰り返す。

一方、前記ステップＳ７０の判定において、前記圧縮機７の今回回転数が前回回転数か
ら増大した場合、判定は満たされず（Ｓ７０：ＮＯ）、ステップＳ８０に移る。

ステップＳ８０では、フィードフォワード制御部６２Ｂは、前記膨張弁９の弁開度を、
前記の図７に従って圧縮機７の回転数増大に応じた量だけ増大させる。その後、前記ステ
ップＳ６５に戻って同様の手順を繰り返す（前記図８も参照）。

以上のようにして、ステップＳ７０、ステップＳ７５、及びステップＳ８０の処理によ
り、前記膨張弁９の開度が、圧縮機制御部６１による前記圧縮機７の回転数の制御に応じ
て制御される。

以上のような膨張弁制御部６２による膨張弁９の制御により、前記のように圧縮機７の
回転数が大きく変動した場合であってもそれに対応して膨張弁９の開度が素早く変化する
ので、冷媒吐出温度の変化を小さく抑えることができ、負荷側出力の安定化を図ることが
できる。

＜暖房運転挙動の例＞
次に、前記のような圧縮機制御部６１及び膨張弁制御部６２による制御が行われた際の
、ヒートポンプ式温調システム１００の暖房運転時における概念的挙動の一例を図１０に
より説明する。

図示において、図１０（ａ）は、前記冷温水戻り管３における前記実戻り温度（「実水
温」と表記）の経時推移を示している（なお、本実施形態では前記戻り温度センサ５６Ｂ
によって実際に検出されている）。図１０（ｂ）は、圧縮機７から出る前記冷媒吐出温度
の経時推移を示している。図１０（ｃ）は、前記熱源側熱交換器８に流入する冷媒の温度
（図示では「冷媒温度（蒸発）」と表記）の経時推移を示している。図１０（ｄ）は、前
記圧縮機制御部６１の制御による前記圧縮機７の回転数の経時推移を示している。図１０
（ｅ）は、前記膨張弁制御部６２の制御による膨張弁９の開度の経時推移を示している。
図１０（ｆ）は、前記冷温水パネル５１及び前記ファンコイルユニット５２による暖房運
転時の実出力の経時推移を（目標出力とともに）示している。

図１０において、前記のように戻り温度制御が行われ、前記実戻り温度が前記目標戻り
温度（この例では４０［℃］）となるように圧縮機７の回転数が制御されている。

ここで、例えば図示しない別系統の熱源によって前記Ａ室やＢ室の加温が行われた等に
より暖房負荷が減少し、このヒートポンプ式温調システム１００で行わねばならない暖房
出力（目標出力）が小さくなり（図１０（ｆ）の時間ｔ１〜ｔ２参照）、その結果、前記
実戻り温水温度が徐々に上昇して目標戻り温度４０℃から離れ始める（図１０（ａ）の時
間ｔ１〜ｔ２参照）。したがって、圧縮機制御部６１の前記戻り温度制御により、圧縮機
７の回転数は、それまでの９０［ｒｐｓ］から７５［ｒｐｓ］に低下するよう制御される
（図１０（ｄ）の時間ｔ２参照）。そしてこの１５［ｒｐｓ］分の回転数の低下に対応し
、膨張弁制御部６２の制御により、膨張弁９の開度が、３００［パルス］から２４０［パ
ルス］まで一気に低下するよう制御されている（図１０（ｅ）の時間ｔ２参照）。これに
より、前記冷媒吐出温度はほぼ一定に保たれている（図１０（ｂ）の時間ｔ１〜ｔ２参照
）。

しかしながら、この例では、時間ｔ２を過ぎてもまだ前記実戻り温度の上昇が続いてい
ることから（図１０（ａ）の時間ｔ２〜ｔ３参照）、圧縮機制御部６１の前記戻り温度制
御により、圧縮機７の回転数が前記７５［ｒｐｓ］からさらに５５［ｒｐｓ］に低下する
よう制御され（図１０（ｄ）の時間ｔ３参照）、この２０［ｒｐｓ］分の回転数の低下に
対応し、膨張弁制御部６２の制御により膨張弁９の開度が前記２４０［パルス］からさら
に１６０［パルス］まで一気に低下するよう制御される（図１０（ｅ）の時間ｔ３参照）
。これにより、引き続き前記冷媒吐出温度はほぼ一定に保たれている（図１０（ｂ）の時
間ｔ２〜ｔ３参照）。

このような制御により時間ｔ３を過ぎた後に前記実戻り温度は低下に転じるが、この例
では、その後時間ｔ４まで来ると前記目標戻り温度４０［℃］を下回ってしまったため、
圧縮機制御部６１の前記戻り温度制御により、再び圧縮機７の回転数が前記５５［ｒｐｓ
］から７０［ｒｐｓ］に上昇するよう制御される（図１０（ｄ）の時間ｔ４参照）。これ
に伴い、この１５［ｒｐｓ］分の回転数の上昇に対応し、膨張弁制御部６２の制御により
膨張弁９の開度が再び前記１６０［パルス］から２２０［パルス］まで上昇するよう制御
される（図１０（ｅ）の時間ｔ４参照）。これにより、引き続き前記冷媒吐出温度はほぼ
一定に保たれている（図１０（ｂ）の時間ｔ３〜ｔ４参照）。そして、前記実戻り温度は
、その後の時間ｔ４１で前記目標戻り温度（この例では４０［℃］）となり、その後は安
定する。

＜冷房運転挙動の例＞
次に、前記のような圧縮機制御部６１及び膨張弁制御部６２による制御が行われた際の
、ヒートポンプ式温調システム１００の冷房運転時における概念的挙動の一例を図１１に
より説明する。

図示において、図１１（ａ）は、前記図１０（ａ）と同様に前記実戻り温度（「実水温
」と表記）の経時推移を示し、図１１（ｂ）は、前記図１０（ｂ）と同様に前記冷媒吐出
温度の経時推移を示し、図１１（ｃ）は、水−冷媒熱交換器１１に流入する冷媒の温度（
図示では「冷媒温度（蒸発）」と表記）の経時推移を示している。また、図１１（ｄ）は
、前記図１０（ｄ）と同様に前記圧縮機７の回転数の経時推移を示し、図１１（ｅ）は、
前記図１０（ｅ）と同様に前記膨張弁９の開度の経時推移を示している。そして、図１１
（ｆ）は、前記冷温水パネル５１及び前記ファンコイルユニット５２による冷房運転時の
実出力の経時推移を（目標出力とともに）示している。

図１１において、前記のように戻り温度制御が行われ、前記実戻り温度が前記目標戻り
温度（この例では１０℃）となるように圧縮機７の回転数が制御されている。

ここで、前記図１０と同様に冷房負荷が減少し、このヒートポンプ式温調システム１０
０で行わねばならない冷房出力（目標出力）が小さくなり（図１１（ｆ）の時間ｔ１〜ｔ
２参照）、その結果、前記実戻り温水温度が徐々に低下して目標戻り温度１０℃から離れ
始める（図１１（ａ）の時間ｔ１〜ｔ２参照）。したがって、圧縮機制御部６１の前記戻
り温度制御により、圧縮機７の回転数は、それまでの９０［ｒｐｓ］から７５［ｒｐｓ］
に低下するよう制御される（図１１（ｄ）の時間ｔ２参照）。そしてこの１５［ｒｐｓ］
分の回転数の低下に対応し、前記図１０と同様、膨張弁制御部６２の制御により、膨張弁
９の開度が、３００［パルス］から２４０［パルス］まで一気に低下するよう制御され（
図１１（ｅ）の時間ｔ２参照）、この結果、前記冷媒吐出温度はほぼ一定に保たれる（図
１１（ｂ）の時間ｔ１〜ｔ２参照）。

その後、時間ｔ２を過ぎてもまだ前記実戻り温度の低下が続いていることから（図１１
（ａ）の時間ｔ２〜ｔ３参照）、前記図１０と同様に前記戻り温度制御により圧縮機７の
回転数が前記７５［ｒｐｓ］からさらに５５［ｒｐｓ］に低下するよう制御され（図１１
（ｄ）の時間ｔ３参照）、膨張弁制御部６２の制御により膨張弁９の開度が前記２４０［
パルス］からさらに１６０［パルス］まで低下するよう制御される（図１１（ｅ）の時間
ｔ３参照）。これにより、引き続き前記冷媒吐出温度はほぼ一定に保たれる（図１１（ｂ
）の時間ｔ２〜ｔ３参照）。

時間ｔ３を過ぎた後に前記実戻り温度は上昇に転じるが、この例では、その後時間ｔ４
まで来ると前記目標戻り温度１０［℃］を上回ってしまったため、前記戻り温度制御によ
り、前記図１０と同様、再び圧縮機７の回転数が前記５５［ｒｐｓ］から７０［ｒｐｓ］
に上昇するよう制御される（図１１（ｄ）の時間ｔ４参照）。これに伴い、膨張弁制御部
６２の制御により膨張弁９の開度が再び前記１６０［パルス］から２２０［パルス］まで
上昇するよう制御され（図１１（ｅ）の時間ｔ４参照）、この結果引き続き前記冷媒吐出
温度はほぼ一定に保たれる（図１１（ｂ）の時間ｔ３〜ｔ４参照）。そして、前記実戻り
温度は、その後の時間ｔ４１で前記目標戻り温度（この例では１０［℃］）となり、その
後は安定する。

＜第１実施形態の効果＞
本実施形態の室外機１において、安定的に冷水又は温水を生成するためには、圧縮機７
から吐出される冷媒温度を一定に保つ必要があることから、圧縮機制御部６１と膨張弁制
御部６２とが設けられる。前記水−冷媒熱交換器１１からの温水又は冷水の温度が変動（
暖房又は冷房の負荷が変動）すると、前記圧縮機制御部６１による制御によって圧縮機７
の回転数を変動させる。そして、膨張弁制御部６２のフィードフォワード制御部６２Ｂが
、圧縮機制御部６１による前記圧縮機７の回転数の変化量に基づき前記膨張弁９の開度を
制御する（いわゆるフィードフォワード制御）。これにより、前記圧縮機７の回転数が大
きく変動した場合であってもそれに対応して前記膨張弁９の開度が素早く変化するので、
前記冷媒吐出温度の変化を小さく抑えることができ、負荷側出力の安定化を図ることがで
きる。

また、本実施形態では特に、前記膨張弁制御部６２のフィードフォワード制御部６２Ｂ
は、図７及び図８に示したように、前記圧縮機制御部６１の制御による前記圧縮機７の回
転数の増大量に応じて前記膨張弁９の開度を開き側に変化させるとともに、前記圧縮機制
御部６１の制御による前記圧縮機７の回転数の減少量に応じて前記膨張弁９の開度を閉じ
側に変化させる。このように、圧縮機７の回転数が増大したら膨張弁９の開度をより開き
、圧縮機７の回転数が減少したら膨張弁９の開度をより閉じることにより、前記冷媒吐出
温度の変化を確実に抑えることができる。

また、本実施形態では特に、前記膨張弁制御部６２のフィードフォワード制御部６２Ｂ
は、前記図８に示したように、前記圧縮機７の回転数の変化量に対し、所定の係数（第１
係数ｋ１）を用いて比例的に前記膨張弁９の開度を変化させる（＝比例制御）。このよう
に、圧縮機７の回転数の変化量に対し膨張弁９の開度を比例制御で滑らかに変化させるこ
とにより、圧縮機７の回転数の変動に対して膨張弁９の開度をきめ細かく追従させること
ができ、さらに確実に前記冷媒吐出温度の変化を抑えることができる。

＜第２実施形態＞
次に、本発明の第２実施形態を図１２〜図１８に基づいて説明する。本実施形態は、前
記第１実施形態において図７を用いて説明した、圧縮機７の回転数変化量と膨張弁９の開
度の変化量の関係を、前記回転数偏差のマイナス側の領域の一部において変更した場合の
実施形態である。

図１２は、第１実施形態の前記図７に対応する図であり、前記同様、本実施形態の前記
膨張弁制御部６２の前記フィードフォワード制御部６２Ｂが実行する制御における、圧縮
機７の回転数変化量と膨張弁９の開度の変化量の関係の一例である。図１２に示す表にお
いて、図７と異なる点は、圧縮機７の回転数が２０［ｒｐｓ］以上３０［ｒｐｓ］未満だ
け減少した場合には、膨張弁９の開度は６５［パルス］減少（前記図７では８０［パルス
］減少）するように制御され、圧縮機７の回転数が３０［ｒｐｓ］を超えて減少した場合
には、膨張弁９の開度は７５［パルス］減少（前記図７では１２０［パルス］減少）する
ように制御される点である。上記以外の回転数区分においては、図７と同様の値となって
いる。

図１３は、前記図８と同様、上記図１２の制御内容をフィードフォワード制御部６２Ｂ
が実行したときの膨張弁９の挙動を概念的に表したグラフであり、前述と同様、横軸に圧
縮機７の回転数の変化量［ｒｐｓ］、縦軸に膨張弁９の開度の変化量［パルス］をとって
表したものである。図示のように、この場合、圧縮機７の回転数の減少量が小さい第１範
囲（この例では、０［ｒｐｓ］以上１５［ｒｐｓ］以下だけ減少する範囲）では、前記回
転数の減少量の変動幅に対し第１実施形態と同様の係数ｋ１（この例ではｋ１≒４。第１
係数に相当）を乗じた、膨張弁９の開度減少量の変動幅が相対的に大きい変化パターン（
第１変化パターンに相当）となるように膨張弁９の開度を変化させる。そして、圧縮機７
の回転数の減少量が前記第１範囲よりも大きな第２範囲（この例では、１５［ｒｐｓ］を
超えて減少する範囲）では、前記第１変化パターンと異なる変化パターン（この例では、
第２係数としての、ｋ１よりも小さな約１である係数ｋ２を乗じた変化パターン、すなわ
ち膨張弁９の開度減少量の変動幅が相対的に小さい変化パターン。第２変化パターンに相
当）となるように膨張弁９の開度を変化させる。この場合も、前記第１実施形態と同様、
膨張弁９の開度は、前記圧縮機７の回転数の増大量に応じて開き側に制御されるとともに
、前記圧縮機７の回転数の減少量に応じて閉じ側に制御されることに変わりはない。

＜本実施形態の膨張弁開度制御の意義＞
前記第１実施形態では、前記したように、圧縮機７の回転数の変化量に対し、回転数が
減少する場合も、回転数が増加する場合と同じ前記第１係数ｋ１を用いた変化パターンで
比例的に圧縮機７の開度を変化させている。

このため、例えば前記図１０に示した暖房運転時において、前記熱源側熱交換器８に流
入する冷媒の温度（図示では「冷媒温度（蒸発）」と表記）が、時間ｔ４以降において−
５［℃］〜−１０［℃］程度の低い温度が続き、当該時間ｔ４以降の区間Ａ（図１０中２
点鎖線参照）で着霜が生じて除霜動作を要する場合がある。また、時間ｔ３〜ｔ４１の区
間Ｂ（図１０中２点鎖線参照）においては、前記のようにして熱源側熱交換器８で十分に
吸熱できないことに由来して水−冷媒熱交換器１１でも十分に熱交換ができず、結果とし
て暖房出力（図示では「実出力」と表記）が低下している（図１０（ｆ）参照）。

同様に、前記図１１に示した冷房運転時において、時間ｔ３〜ｔ４の区間Ｃの間、前記
水−冷媒熱交換器１１に流入する冷媒の温度が最低で−１０［℃］に達する０［℃］以下
の状態が続き、結果として水−冷媒熱交換器１１の冷温水側の配管内部の冷水に凍結が生
じる恐れがある。

本実施形態では、上記を改善するために、前記したように、圧縮機７の回転数の減少量
が小さい前記第１範囲では、前記第１実施形態と同様に当該回転数の減少量の変動幅に対
し前記係数ｋ１（この例ではｋ１≒４）を用いた、開度減少量の変動幅が相対的に大きな
変化パターンで膨張弁９の開度を変化させつつ、圧縮機７の回転数の減少量が大きな前記
第２範囲では、当該回転数の減少量の変動幅に対し前記係数ｋ２（この例ではｋ１≒１）
を用いた、開度減少量の変動幅が相対的に小さくやや緩い変化パターンで膨張弁９の開度
を変化させる。

図１４、図１５、図１６は、前記暖房運転時において、本実施形態における前記膨張弁
９の開度の制御の具体例を、前記第１実施形態における前記膨張弁の開度の制御と対比さ
せて示す図である。

例えば図１４では、ある制御タイミングにおける圧縮機７の今回回転数と、その制御タ
イミングから１周期前における前回の制御タイミングにおける圧縮機７の回転数を差し引
いた、前記回転数偏差が−１０［ｒｐｓ］であった場合（言い換えれば圧縮機回転数が１
０［ｒｐｓ］低下した場合、以下同様）における、前記フィードフォワード制御部６２Ｂ
の制御による膨張弁９の開度、圧縮機７から出る前記冷媒吐出温度、前記熱源側熱交換器
８に流入する冷媒の温度（図示では「冷媒温度（蒸発）」と表記）、の経時挙動を表す図
である。なお、本実施形態の挙動を実線で、前記第１実施形態の挙動を破線で示している
（後述の図１５、図１６も同様）。

図１４において、この場合は第２実施形態における制御挙動と第１実施形態における制
御挙動とは同一となる。すなわち、例えば前記のように暖房負荷が減少して前記戻り温度
制御により時間Ｔ１において圧縮機７の回転数が９０［ｒｐｓ］から８０［ｒｐｓ］へと
低下するように制御されると、これに対応して膨張弁９の開度は２００［パルス］から１
６０［パルス］へと低下するように制御される。これにより、前記目標吐出温度は、時間
Ｔ２で９０［℃］から少し低下するもののその後上昇に転じ、その後の時間Ｔ３で９０［
℃］に復帰し、以後、安定的に維持される。

また、例えば図１５は、例えば暖房負荷がさらに大きく減少することで前記回転数偏差
が−１５［ｒｐｓ］となった場合を示している。図１５において、この場合も、第２実施
形態における制御挙動と第１実施形態における制御挙動とは同一となる。すなわち、前記
図１４と同様に時間Ｔ１において圧縮機７の回転数が９０［ｒｐｓ］から７５［ｒｐｓ］
へと低下すると、これに対応して膨張弁９の開度は２００［パルス］から１４０［パルス
］へと低下する。前記目標吐出温度は、前記図１４と同様、時間Ｔ２で９０［℃］から少
し低下するもののその後上昇に転じ、その後の時間Ｔ３で９０［℃］に復帰し、以後、安
定的に維持される。

また、例えば図１６は、例えば暖房負荷がさらに大きく減少することで前記回転数偏差
が−２０［ｒｐｓ］となった場合を示している。この場合、第２実施形態における制御挙
動は第１実施形態における制御挙動と異なる。

すなわち、前記図１４と同様に時間Ｔ１において圧縮機７の回転数が９０［ｒｐｓ］か
ら７０［ｒｐｓ］へと低下すると、第１実施形態の手法では、冷媒吐出温度を９０［℃］
に維持するために前記膨張弁９の開度が２００［パルス］から１２０［パルス］へと一気
に大きく低下するよう制御される（破線参照。以下同様）。この結果、前記熱源側熱交換
器８に流入する冷媒の温度（図示では「冷媒温度（蒸発）」と表記）が急激に低下して直
後の時間Ｔ１１で−５［℃］に達し、それ以降も温度低下が続いて着霜が生じるため、別
途除霜動作が必要となる場合がある。

これに対して、この第２実施形態の手法では、実線で示すように、時間Ｔ１において圧
縮機７の回転数が９０［ｒｐｓ］から７０［ｒｐｓ］へと低下したとき、前記膨張弁９の
開度は２００［パルス］から１３５［パルス］まで低下するのにとどめる（なお、この例
では時間Ｔ１以降は通常制御部６２Ａにより冷媒吐出温度が目標温度となる前記通常の制
御が行われ、前記膨張弁９の開度が１３５［パルス］から若干段階的に下がっている）。
この結果、目標吐出温度は、時間Ｔ２で９０［℃］から少し低下するものの、その後上昇
に転じ、その後の時間Ｔ３で９０［℃］に復帰する。この際、前記熱源側熱交換器８から
出る冷媒の温度の低下は緩やかにとどまり、時間Ｔ２で０［℃］まで下がった後は、この
状態でほぼ安定する。

＜暖房運転挙動の例＞
以上のような本実施形態の制御により実現される、本実施形態のヒートポンプ式温調シ
ステム１００の暖房運転時における概念的挙動の一例を、前記図１０に対応する図１７に
示す。前記図１０（ａ）〜（ｆ）と同様、図１７（ａ）は前記実戻り温度（「実水温」と
表記）の経時推移を示し、図１７（ｂ）は前記冷媒吐出温度の経時推移を示し、図１７（
ｃ）は前記熱源側熱交換器８に流入する冷媒の温度（図示では「冷媒温度（蒸発）」と表
記）の経時推移を示し、図１７（ｄ）は前記圧縮機７の回転数の経時推移を示し、図１７
（ｅ）は前記膨張弁９の開度の経時推移を示し、図１７（ｆ）は暖房運転時の実出力の経
時推移を（目標出力とともに）示している。

図１７において、時間ｔ１〜ｔ２の挙動は前記の図１０と同様である。すなわち、前記
の暖房負荷の減少により前記実戻り温水温度が目標戻り温度４０℃から離れ始め（図１７
（ａ）の時間ｔ１〜ｔ２参照）、圧縮機７の回転数は９０［ｒｐｓ］から７５［ｒｐｓ］
に低下する（図１７（ｄ）の時間ｔ２参照）。これに対応し、フィードフォワード制御部
６２Ｂの制御により膨張弁９の開度が、３００［パルス］から２４０［パルス］まで低下
する（図１７（ｅ）の時間ｔ２参照）ことで、前記冷媒吐出温度はほぼ一定に保たれる（
図１７（ｂ）の時間ｔ１〜ｔ２参照）。

そして、時間ｔ２を過ぎて前記実戻り温度の上昇が続いている（図１７（ａ）の時間ｔ
２〜ｔ３参照）ことに対応し、前記戻り温度制御により圧縮機７の回転数が前記７５［ｒ
ｐｓ］からさらに５５［ｒｐｓ］に低下すると（図１７（ｄ）の時間ｔ３参照）、本実施
形態では、この２０［ｒｐｓ］分の回転数の低下に対応し、膨張弁制御部６２の制御によ
り膨張弁９の開度が前記２４０［パルス］からさらに１７５［パルス］まで低下するよう
制御される（図１７（ｅ）の時間ｔ３参照）。これにより、引き続き前記冷媒吐出温度は
ほぼ一定に保たれる（図１７（ｂ）の時間ｔ２〜ｔ３参照）。

この際、前記第１実施形態と異なり膨張弁９の開度の下げ幅を小さくすることで、前記
熱源側熱交換器８に流入する冷媒の温度（「冷媒温度（蒸発）」と表記）は時間ｔ１〜ｔ
３の間大きく低下することなく約０［℃］に維持される（時間ｔ３以降も同様）。この結
果、前記図１０と異なり水−冷媒熱交換器１１にて十分に熱交換ができることから、暖房
出力（図示では「実出力」と表記）の低下が抑制され（図１７（ｆ）参照）、時間ｔ３以
降は目標出力とほぼ等しくなった状態で推移する。

また、圧縮機制御部６１の前記戻り温度制御によって圧縮機７の回転数は前記５５［ｒ
ｐｓ］にそのまま維持され（図１７（ｄ）の時間ｔ３〜ｔ４及びそれ以降参照）、膨張弁
９の開度も前記１７５［パルス］で維持される（図１８（ｅ）の時間ｔ３〜ｔ４及びそれ
以降参照）。これにより、前記実戻り温度は前記目標戻り温度（４０［℃］）に速やかに
復帰し、以降は安定化する（図１７（ｂ）の時間ｔ３〜ｔ４及びそれ以降参照）。

＜冷房運転挙動の例＞
また、本実施形態のヒートポンプ式温調システム１００の冷房運転時における概念的挙
動の一例を図１８に示す。図示において、図１８（ａ）は、前記図１７（ａ）と同様に前
記実戻り温度（「実水温」と表記）の経時推移を示し、図１８（ｂ）は、前記図１７（ｂ
）と同様に前記冷媒吐出温度の経時推移を示し、図１８（ｃ）は、水−冷媒熱交換器１１
に流入する冷媒の温度（図示では「冷媒温度（蒸発）」と表記）の経時推移を示している
。また、図１８（ｄ）は、前記図１７（ｄ）と同様に前記圧縮機７の回転数の経時推移を
示し、図１８（ｅ）は、前記図１７（ｅ）と同様に前記膨張弁９の開度の経時推移を示し
ている。そして、図１８（ｆ）は、前記冷温水パネル５１及び前記ファンコイルユニット
５２による冷房運転時の実出力の経時推移を（目標出力とともに）示している。

図１８において、時間ｔ１〜ｔ２の挙動は前記の図１１と同様である。すなわち、前記
の冷房負荷の減少により前記実戻り温水温度が目標戻り温度１０℃から離れ始め（図１８
（ａ）の時間ｔ１〜ｔ２参照）、圧縮機７の回転数は９０［ｒｐｓ］から７５［ｒｐｓ］
に低下する（図１８（ｄ）の時間ｔ２参照）。これに対応し、膨張弁制御部６２の制御に
より膨張弁９の開度が、３００［パルス］から２４０［パルス］まで低下する（図１８（
ｅ）の時間ｔ２参照）ことで、前記冷媒吐出温度はほぼ一定に保たれる（図１８（ｂ）の
時間ｔ１〜ｔ２参照）。

そして、時間ｔ２を過ぎて前記実戻り温度の低下が続いている（図１８（ａ）の時間ｔ
２〜ｔ３参照）ことに対応し、前記戻り温度制御により圧縮機７の回転数が前記７５［ｒ
ｐｓ］からさらに５５［ｒｐｓ］に低下すると（図１８（ｄ）の時間ｔ３参照）、膨張弁
制御部６２の制御により膨張弁９の開度が前記２４０［パルス］からさらに１７５［パル
ス］まで低下する（図１８（ｅ）の時間ｔ３参照）。これにより、引き続き前記冷媒吐出
温度はほぼ一定に保たれる（図１８（ｂ）の時間ｔ２〜ｔ３参照）。

前記同様、膨張弁９の開度の下げ幅が小さいことで、前記水−冷媒熱交換器１１に流入
する冷媒の温度（「冷媒温度（蒸発）」と表記）は時間ｔ１〜ｔ３の間大きく低下するこ
となく約０［℃］に維持され（時間ｔ３以降も同様）。冷房出力（図示では「実出力」と
表記）の低下が抑制され（図１８（ｆ）参照）、時間ｔ３以降は目標出力とほぼ等しくな
った状態で推移する。

また、前記同様、圧縮機７の回転数は前記５５［ｒｐｓ］にそのまま維持され（図１８
（ｄ）の時間ｔ３〜ｔ４及びそれ以降参照）、膨張弁９の開度も前記１７５［パルス］で
維持される（図１８（ｅ）の時間ｔ３〜ｔ４及びそれ以降参照）。これにより、前記実戻
り温度は前記目標戻り温度（１０［℃］）に速やかに復帰し、以降は安定化する（図１８
（ｂ）の時間ｔ３〜ｔ４及びそれ以降参照）。

＜第２実施形態の効果＞
以上説明した本実施形態においても、前記第１実施形態と同様の効果を得る。

また、上記に加え、本実施形態によれば、前記圧縮機制御部６１の制御による前記圧縮
機７の回転数の減少に応じて、前記膨張弁９の開度を閉じ側に変化させる際、前記フィー
ドフォワード制御部６２Ｂは、圧縮機７の回転数の減少量が小さい第１範囲（この例では
、０［ｒｐｓ］以上２０［ｒｐｓ］未満だけ減少する範囲）では、前記回転数の減少量の
変動幅に対し第１実施形態と同様の変化パターン（第１変化パターン）となるように膨張
弁９の開度を変化させる。そして、圧縮機７の回転数の減少量が前記第１範囲よりも大き
な第２範囲（この例では、２０［ｒｐｓ］以上減少する範囲）では、前記回転数の減少量
の変動幅に対し前記第１変化パターンよりも緩い変化パターン、すなわち開度減少量の変
動幅が小さいパターン（第２変化パターン）となるように膨張弁９の開度を変化させる。

すなわち、前記圧縮機７の回転数の減少量が比較的小さい前記第１範囲と、前記圧縮機
７の回転数の減少量が比較的大きい前記第２範囲と、の２つに区分して膨張弁９の制御態
様を切り替え、前記第２範囲では、前記第１範囲よりも開度減少量の変動幅が小さい、緩
やかな変化パターン（前記第２変化パターン）となるように、前記膨張弁９の開度を変化
させる。これにより、前述した、冷媒吐出温度の変化の抑制による負荷側出力の安定化を
図りつつ、熱源側熱交換器８での前記着霜や前記水−冷媒熱交換器１１での前記凍結の発
生を防止することができる。

また、本実施形態では特に、前記フィードフォワード制御部６２Ｂは、前記第１範囲で
は、前記回転数の減少量の変動幅に対し、第１係数ｋ１（前記の例ではｋ１≒４）を用い
て比例的に前記膨張弁９の開度の変動幅を減少させ、前記第２範囲では、前記回転数の減
少量の変動幅に対し、第１係数ｋ１よりも小さな第２係数ｋ２（前記の例ではｋ２≒１）
を用いて比例的に前記膨張弁９の開度の変動幅を減少させる。これにより、前記圧縮機７
の回転数の減少に対して前記膨張弁９の開度を比例制御で滑らかに閉じ側に変化させてき
め細かく追従させる際に、熱源側熱交換器８での前記着霜や前記水−冷媒熱交換器１１で
の前記凍結の発生を防止することができる。

なお、本発明は前記実施形態に限定されるものではなく、発明の要旨を変更しない範囲
で種々の変更が可能である。例えば、以上の第１実施形態及び第２実施形態では、前記水
−冷媒熱交換器１１の入口側（流入側）の前記冷温水戻り管３（詳細には共通戻り管３Ａ
）に前記戻り温度センサ５６Ｂを設けて、前記戻り温度センサ５６Ｂにより検出された温
水又は冷水の前記実戻り温度に応じて、前記圧縮機７の回転数を制御する、いわゆる戻り
温度制御を行ったが、前記水−冷媒熱交換器１１の出口側（流出側）の前記冷温水往き管
２（詳細には共通往き管２Ａ）に往き温度センサ５６Ａ（図３（ａ）及び図３（ｂ）中２
点鎖線参照）を設けて、前記往き温度センサ５６Ａにより検出された温水又は冷水の前記
戻り温度に応じて、前記圧縮機７の回転数を制御する、いわゆる往き温度制御を行っても
よい。

また、上記においては、熱交換端末として、冷温水パネル５１及びファンコイルユニッ
ト５２が接続される場合を例にとって説明したが、これに限られず、冷房・暖房機能のう
ち少なくとも一方を備えた他の端末（吸熱・放熱端末）、例えば暖房パネル、床暖房パネ
ル、ラジエータ、コンベクター等を接続する場合に本発明を適用してもよい。また、上記
実施形態では、２台の熱交換端末が接続される場合を例にとって説明したが、これに限ら
れない。すなわち３台以上の熱交換端末や１台の熱交換端末のみが接続される構成でも良
い。

１ 室外機（ヒートポンプ熱源機）
７ 圧縮機
８ 熱源側熱交換器
９ 膨張弁
１１ 水―冷媒熱交換器
１５ 冷媒配管
６１ 圧縮機制御部（圧縮機制御手段）
６２ 膨張弁制御部
６２Ａ 通常制御部
６２Ｂ フィードフォワード制御部（膨張弁制御手段）
ｋ１ 第１係数（所定の係数）
ｋ２ 第２係数（所定の係数）

Claims (5)

1. 圧縮機、膨張弁、熱源側熱交換器を冷媒配管で接続したヒートポンプ装置と、
   前記ヒートポンプ装置から前記冷媒配管を介し冷媒の供給を受けて水との熱交換により
   温水又は冷水を生成する水−冷媒熱交換器と、
   前記圧縮機の回転数を制御する圧縮機制御手段と、
   膨張弁の開度を制御する膨張弁制御手段と、
   を有するヒートポンプ熱源機において、
   前記膨張弁制御手段は、前記圧縮機制御手段による前記圧縮機の回転数の変化量に基づ
   き、前記膨張弁の開度を制御する
   ことを特徴とするヒートポンプ熱源機。
2. 前記膨張弁制御手段は、
   前記圧縮機制御手段の制御による前記圧縮機の回転数の増大量に応じて、前記膨張弁の
   開度を開き側に変化させ、
   前記圧縮機制御手段の制御による前記圧縮機の回転数の減少量に応じて、前記膨張弁の
   開度を閉じ側に変化させる
   ことを特徴とする請求項１記載のヒートポンプ熱源機。
3. 前記膨張弁制御手段は、
   前記圧縮機の回転数の変化量に対し、所定の係数を用いて比例的に前記膨張弁の開度の
   変化量を増減させる
   ことを特徴とする請求項２記載のヒートポンプ熱源機。
4. 前記圧縮機制御手段の制御による前記圧縮機の回転数の減少量に応じて、前記膨張弁の
   開度を閉じ側に変化させる際、前記膨張弁制御手段は、
   前記回転数の減少量が小さい第１範囲では、当該回転数の減少量の変動幅に対し第１変
   化パターンとなるように前記開度の減少量の変動幅を減少させ、
   前記回転数の減少量が前記第１範囲よりも大きな第２範囲では、当該回転数の減少量の
   変動幅に対し前記第１変化パターンよりも前記開度の減少量の変動幅が小さくなる第２変
   化パターンとなるように前記開度の減少量の変動幅を減少させる
   ことを特徴とする請求項２記載のヒートポンプ熱源機。
5. 前記膨張弁制御手段は、
   前記第１範囲では、前記回転数の減少量の変動幅に対し、第１係数を用いて比例的に前
   記膨張弁の開度の減少量の変動幅を減少させ、
   前記第２範囲では、前記回転数の減少量の変動幅に対し、第１係数よりも小さな第２係
   数を用いて比例的に前記膨張弁の開度の減少量の変動幅を減少させる
   ことを特徴とする請求項４記載のヒートポンプ熱源機。

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