JPH09236332A - 空調用ヒートポンプ装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 圧縮部の過負荷低減を適切に行い得るように
した空調用ヒートポンプ装置を提供する。 【解決手段】 空調用ヒートポンプ装置１００は、熱操
作流体を圧縮部２で圧縮して熱交換器５で外気と熱交換
した後に、貯留槽４Ａを経て、熱交換器８１で室内空気
と熱交換することにより室内空気を冷却する。熱交換器
５を流通する外気温度が高いときには、圧縮部２の駆動
減１が過負荷になる。流量調整弁Ｖ１による熱交換器８
１への熱操作流体の流量低減と、送風機Ｆ１による風量
低減とを並行して過負荷低減を行う。複数の室内機８０
を配置した構成の場合には、温度検出器Ｄ６で検出した
室内空気の温度が低いものから優先的に順次に、上記の
過負荷低減を行う。熱操作流体の流量低減のみでは、熱
交換器８１内の流路の途中以後の部分で結露が生ずる
が、上記の流量低減と風量低減とを並行すれば、流路の
入口から出口まで一様に冷却され、結露を生ずることが
無い。

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、熱操作流体のヒ
ートポンプ作用により室内の空調、例えば、冷暖房など
を行う空調用ヒートポンプ装置に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】こうした空調用ヒートポンプ装置１００
として、例えば、図７のように、圧縮部２で加圧した熱
操作流体によって、冷却用の熱源、例えば、冷房用の熱
源など、または、加温用の熱源、例えば、暖房用の熱源
などの熱源を得る熱源機１０からの熱源を室内に配置し
た冷却負荷、または、加温負荷、例えば、空調用の室内
機８０に与えて冷却動作または加温動作を行うようにし
た構成のものが周知である。

【０００３】しかしながら、この発明における空調用ヒ
ートポンプ装置は、上記の冷却動作のみを行うようにし
たヒートポンプ装置、例えば、冷却負荷を冷房機器の
み、または、食品などの冷却陳列ケースなどとしたもの
をも含むものである。また、この発明において、室内と
は、上記の冷却陳列ケースなどの囲み内を含むものであ
る。

【０００４】図７において、太線で示す回路部分は、熱
源を得るための熱操作流体、例えば、冷媒の管路であ
り、細線で示す回路部分は、電気的な検出信号・制御信
号などのための電路であって、熱源機１０は、一般に、
室外に配置するため、室外機とも言っているが、室内に
配置する場合もある。また、一般に、１つの熱源機１０
から１つの室内機または複数の室内機に熱源を供給する
ように構成している。

【０００５】そして、圧縮部２の圧縮機、例えば、ロー
タリー型コンプレッサをエンジンなどの駆動源１で駆動
して、熱源を得るための熱操作流体、例えば、フロンＲ
２２、フロンＲ１３７などの冷媒を加圧し、コンプレッ
サ内で熱操作流体と混合操作したオイルを分離するため
のオイル分離器（図示せず）を介して流路切換部３に与
え、後記の熱交換器５・熱交換器８１により所要の熱操
作を終えて低圧化した熱操作流体をアキュムレータ（図
示せず）を介して再び圧縮部２に与えるものであり、駆
動源１にはエンジン、つまり、内燃機関または電動機な
どを用いている。

【０００６】流路切換部３は、室内機８０に冷却動作、
例えば、冷房動作を行わせる場合には、室内機８０側の
熱交換器８１を吸熱用熱交換器として動作するように接
続するとともに、熱源機１０側の熱交換器５を上記の放
熱用熱交換器として動作するように各管路を接続し、ま
た、室内機８０を加温動作、例えば、暖房動作を行わせ
る場合には、熱源機１０側の熱交換器５を吸熱用熱交換
器として動作するように接続するとともに、室内機８０
側の熱交換器８１を放熱用熱交換器として動作するよう
に各管路を接続する部分であり、例えば、四方弁などの
切換弁を電動動作する流路切換機構である。

【０００７】熱交換器５は、熱操作流体を流通する蛇行
管に多数のフィンを付設したものに、送風機Ｆ２による
外気の送風を与えて、矢印の方向に通気することにより
外気に放熱または外気から吸熱を行うようにした熱交換
器であり、室外の外気と熱交換を行うので、一般に、室
外熱交換器と言っている。

【０００８】熱交換器８１は、熱交換器５と同様の構成
のものであって、送風機Ｆ１によって矢印の方向に通気
することにより室内空気の還流を与えて、冷却動作時に
は室内空気から吸熱し、加温動作時には室内空気に放熱
するようにした熱交換器であり、室内の空気と熱交換を
行うので、一般に、室内熱交換器と言っている。

【０００９】そして、冷却動作時には、熱交換器５が凝
縮器、また、熱交換器８１が蒸発器として動作し、加温
動作時には、熱交換器８１が凝縮器、また、熱交換器５
が蒸発器として動作することになる。

【００１０】そして、熱源機１０側では、熱源機１０側
の熱操作流体の所要各部の温度・圧力の各検出値、例え
ば、圧縮部２の熱操作流体の吐出側における熱操作の圧
力を検出する圧力検出器Ｄ７とその温度を検出する温度
検出器Ｄ８、つまり、圧縮部２の熱操作流体の戻し入れ
側、つまり、吸込側の圧力を検出する圧力検出器Ｄ９と
その温度を検出する温度検出器Ｄ１０、熱交換器５にお
ける熱操作流体の入口側と出口側の各温度を検出する温
度検出器Ｄ２・温度検出器Ｄ３、外気の温度を検出する
温度検出器Ｄ１、圧縮部２の駆動源１の駆動軸の回転数
を検出する回転数検出器Ｄ１１などによる各検出値と、
設定操作部６から設定した各設定値とを制御部７に与え
る。

【００１１】また、室内機８０側では、室内機８０側の
熱操作流体の温度と対象物の温度などの各検出値、例え
ば、熱交換器８１における熱操作流体の入口側と出口側
の各温度を検出する温度検出器Ｄ４・温度検出器Ｄ５、
熱交換器５における室内空気の吸込側の温度を検出する
温度検出器Ｄ６の各検出値と、設定操作部８３から設定
した冷却動作または加温動作の制御目標とする設定温度
の各設定値などを制御部７に与える。

【００１２】さらに、制御部７と制御部８２とは、与え
られている各検出値や各設定値のうち、所要のものを相
互に送受して、これらの各値により制御部７の制御処理
機能によって、圧縮部２を動作するための制御信号を、
制御部７から駆動源１に与えて運転制御するとともに、
室内機８０側に送る熱操作流体の流量を調整する流量調
整部４を調整制御するなどの制御を行っており、また、
制御部８２の制御処理機能によって、制御部８２自体ま
たは制御部７からの指令にもとづいて流量調整弁Ｖ１と
送風機Ｆ１の調整制御を行っている。

【００１３】そして、制御部７と制御部８２とは、マイ
クロコンピュータによる制御処理機能（以下、ＣＰＵと
いう）を主体にして構成したものであって、例えば、図
８のように、市販のＣＰＵボード（ＣＰＵ／Ｂ）７０を
用いて構成したものであり、各部の状態を検出して得ら
れる各検出信号と設定操作部６または設定操作部８３を
操作して入力される各操作信号とを入力データとして入
出力ポート７１から取り込んで作業メモリ７３に記憶す
るとともに、これらの入力データと処理メモリ７２に予
め記憶した処理フローのプログラムと制御データとにも
とづいて所要の制御処理を行って得られた各部を制御す
るための各制御信号を入出力ポート７１から出力するよ
うに構成してある。

【００１４】また、必要に応じて、時計回路７４によっ
て制御処理に必要な時間を計時するほか、各部の動作状
態・制御状態や各設定状態などを表示部７５に表示する
ように構成し、さらに、制御部７と制御部８２との間の
通信路７７、例えば、バスラインの延長線、または、通
信用ケーブルによって、制御データなどを送受するため
の通信接続端子７６を設けてあり、この通信接続端子７
６を、必要に応じて、例えば、ＲＳ４８５規格などの通
信用ＩＣを用いた通信接続端子によって構成している。

【００１５】なお、図７の構成では、１基の熱源機１０
に対して１基の室内機８０を接続した構成（以下、「１
室内機構成」という）になっているが、１基の熱源機１
０に対して複数基の室内機８０を接続した構成（以下、
「複数室内機構成」という）のものも周知であり、後者
の場合には、全体の制御機能を、熱源機１０の制御部７
が行うようにした構成と、別個に設けた統括制御機が行
うようにした構成とが周知である。

【００１６】上記のような空調用ヒートポンプ装置１０
０の冷却動作時において、外気の温度が所定値以上にな
ったときに生ずる圧縮部２の吐出側の熱操作流体の異常
な温度上昇と圧力上昇とによる弊害を解消するために、
外気温度の温度検出器Ｄ１と凝縮温度の温度検出器Ｄ３
との各検出値が、それぞれ各所定値以上になったときに
は、室内側の熱交換器８１の流量調整弁Ｖ１の流量を低
減調整するとともに、圧縮部２の駆動源１の駆動回転
数、例えば、エンジンまたは電動機の回転数を低減調整
するようにした構成（以下、第１従来技術という）が本
願出願人の先願にもとづく特開平３−１７７７５８によ
って開示されている。

【００１７】

【発明が解決しようとする課題】上記の「１室内機構
成」であって、熱源機１０の熱操作容量と室内機８０の
熱操作容量とが同容量の構成の場合でも、冷却動作時に
おいて、外気温度が高いとき、または、熱交換器５の配
置環境が悪くて送風機Ｆ２による放熱通風の一部が再び
熱交換器５に戻されるようなときには、熱交換器５の放
熱が不十分になるので、過負荷状態になり、圧縮部２の
吐出側の熱操作流体の圧力が高くなり過ぎて安全弁が動
作し、または、圧縮部２の駆動源１、つまり、エンジン
や電動機が過負荷になって停止し、装置全体が停止する
という不都合が生ずる。

【００１８】また、上記の「複数室内機構成」の場合に
は、一般に、熱源機１０の熱操作容量よりも各室内機の
総計熱操作容量を大きめに容量、例えば、最大で１３０
％程度の容量に設定しているため、冷却動作時におい
て、外気温度が比較的低いときでも、上記と同様の過負
荷状態になり、装置全体が停止するという不都合が生ず
る。

【００１９】上記の不都合を解消するために、上記の第
１従来技術のように、熱交換器８１の流量調整弁Ｖ１の
流量を低減調整するとともに、圧縮部２の駆動源１の駆
動回転数を低減する構成を設けることが有効ではある
が、蒸発器として動作している熱交換器８１の流量調整
弁Ｖ１の流量を低減調整すると、次のような不都合が生
じてしまう。

【００２０】つまり、流量調整弁Ｖ１の流量を定常状態
にしているときは、凝縮した熱操作流体が熱交換器８１
の入口側から出口側にかけて徐々に蒸発して出口側で完
全に蒸発し、飽和ガス状態になって排出されるので、送
風機Ｆ１によって熱交換器８１内に通風される室内空気
は、熱交換器８１内のフィン全体にわたって平均に冷却
される。

【００２１】したがって、熱交換器８１内に通風される
室内空気の除湿も同様に平均して行われるので、結露す
ることはないが、流量調整弁Ｖ１の流量を低減調整する
と、熱操作流体が出口側に達しない途中の部分で蒸発し
きってしまい、それ以後の箇所から出口側にわたる箇所
では温度の高い過熱ガス状になって流通することになる
ため、出口側に近い箇所では除湿が不十分になるので、
結露が生じてしまい、その結露水が室内に滴下したり、
結露が腐敗してカビを発生させるなどの事故を招くこと
になる。

【００２２】このため、こうした不都合のない空調用ヒ
ートポンプ装置の提供が望まれているという課題が有
る。

【００２３】

【課題を解決するための手段】この発明は、上記のよう
な圧縮部で加圧した所要の熱操作流体を外気との熱交換
により凝縮して得られた凝縮熱操作流体を室内空気との
熱交換を行う熱交換器に与えて蒸発させることにより上
記の室内空気を冷却するための冷却動作を行うととも
に、上記の圧縮部が過負荷のときに、この過負荷を低減
するための過負荷低減動作を行う空調用ヒートポンプ装
置において、

【００２４】上記の熱交換器に流通する上記の凝縮熱操
作流体の流量の低減と、上記の熱交換器に流通する上記
の室内空気の流量の低減とを並行することにより上記の
過負荷低減動作を行う過負荷低減手段を設ける第１の構
成と、

【００２５】この第１の構成と同様の空調用ヒートポン
プ装置において、上記の熱交換器の入口側と出口側の上
記の熱操作流体の温度差が第１の所定値を超え第２の所
定値に達するまでの範囲内では、上記の熱交換器に流通
する上記の凝縮熱操作流体の流量の低減と、上記の熱交
換器に流通する上記の室内空気の流量の低減とを並行し
て上記の過負荷低減動作を行う第１過負荷低減手段と、

【００２６】上記の温度差が上記の第２の所定値に達し
ているときは、上記の熱交換器に流通する上記の室内空
気の流量の低減のみによって上記の過負荷低減動作を行
う第２過負荷低減手段とを設ける第２の構成と、

【００２７】圧縮部で加圧した所要の熱操作流体を外気
との熱交換により凝縮して得られた凝縮熱操作流体を室
内空気との熱交換を行う熱交換器の複数基に与えて蒸発
させることにより上記の室内空気を冷却する冷却動作を
行うとともに、上記の圧縮部が過負荷のときに、この過
負荷を低減するための過負荷低減動作を行う空調用ヒー
トポンプ装置において、

【００２８】上記の複数基の熱交換器のうちで上記の室
内空気の温度が最も低い上記の熱交換器を優先的に選択
して順次に、上記の過負荷低減動作を行う低温優先過負
荷低減手段と、

【００２９】上記の選択により選択した上記の熱交換器
の入口側と出口側の上記の熱操作流体の温度差が第１の
所定値を超え第２の所定値に達するまでの範囲内では、
上記の熱交換器に流通する上記の凝縮熱操作流体の流量
の低減と、上記の熱交換器に流通する上記の室内空気の
流量の低減とを並行して第１の前記過負荷低減動作、つ
まり、第１低減動作を行う第１過負荷低減手段と、

【００３０】上記の選択により選択した熱交換器の上記
の温度差が上記の第２の所定値に達しているときは、上
記の熱交換器に流通する上記の室内空気の流量の低減の
みによって第２の前記過負荷低減動作、つまり、第２低
減動作を行う第２過負荷低減手段とを設ける第３の構成
と、

【００３１】この第３の構成に加えて、上記の低減を解
除する際に、上記の複数基のうちで上記の室内空気の温
度が最も高く上記の第２低減動作を行っている上記の熱
交換器を優先的に選択して順次に、上記の第２低減動作
を解除した後に、上記の複数基のうちで上記の室内空気
の温度が最も高く上記の第１低減動作を行っている上記
の熱交換器を優先して順次に、上記の第１低減動作を解
除する負荷低減解除手段とを設ける第４の構成とによっ
て、上記の課題を解決したものである。

【００３２】

【発明の実施の形態】この発明の実施の形態として、上
記の図７の空調用ヒートポンプ装置１００に、この発明
を適用した場合の実施例を説明する。

【００３３】

【実施例】以下、図１〜図６により実施例を説明する。
図１〜図６おいて、図７・図８における符号と同一符号
で示す部分は、図７・図８で説明した同一符号の部分と
同一の機能をもつ部分である。また、図１〜図６におい
て同一符号で示す部分は、図１〜図６のいずれかにおい
て説明した同一符号の部分と同一の機能をもつ部分であ
る。

【００３４】〔第１実施例〕まず、図１〜図３により第
１実施例を説明する。図１の構成は、図７の構成におけ
る圧縮部２・流路切換部３・流量調整部４・熱交換器５
・送風機Ｆ２・熱交換器８１・送風機Ｆ１などの部分
を、さらに具体的な構成で示すとともに、制御部７・制
御部８２・設定操作部６・設定操作部８３などの部分を
省略して示したものである。

【００３５】図１において、熱交換器５・送風機Ｆ２の
部分は、２組の熱交換器５を、送風機Ｆ２を内側に挟ん
で対向配置するとともに、一方側を遮断板５Ｃで囲い、
矢印のように通気することにより、熱交換器５と外気と
の熱交換を、さらに有効に行い得るようにしたものであ
る。

【００３６】また、流量調整部４は、流量調整弁Ｖ２・
逆止弁Ｖ３・貯留槽４Ａで構成してあり、さらに、流路
切換部３は加温動作の場合には破線で示す流路を通り、
冷却動作の場合には実線で示す流路を通るように制御部
７（図示せず）によって切換操作している。

【００３７】したがって、加温動作のときには、熱操作
流体を、圧縮機２Ａ→流路切換部３→熱交換器８１→流
量調整弁Ｖ１→貯留槽４Ａ→流量調整弁Ｖ２→熱交換器
５→流路切換部３→アキュムレータ２Ｂ→圧縮機２Ａの
経路で循環しており、また、冷却動作のときには、熱操
作流体、つまり、冷媒を、圧縮機２Ａ→流路切換部３→
熱交換器５→逆止弁Ｖ３→貯留槽４Ａ→流量調整弁Ｖ１
→熱交換器８１→流路切換部３→アキュムレータ２Ｂ→
圧縮機２Ａの経路で循環している。

【００３８】さらに、流量調整弁Ｖ１と流量調整弁Ｖ２
は、いずれも、弁の閉状態から全開状態までの間を、例
えば、約５００段階のステップで開閉調整して流量調整
を行えるようにしたものであり、例えば、ステップモー
タ駆動型の電動弁であり、定常の冷却動作では、流量調
整弁Ｖ１を、温度検出器Ｄ４の検出温度値Ｔ１と温度検
出器Ｄ５の検出温度値Ｔ２との温度差（Ｔ２−Ｔ１）が
所定値０〜１°Ｃの範囲に保つように制御し、この温度
差が所定値を超えるときは流量調整弁Ｖ１の開度を所定
のステップ量だけ増加、例えば、＋１ステップし、所定
未満のときは流量調整弁Ｖ１の開度を所定のステップ量
だけ低減、例えば、−１ステップするように制御してい
る。なお、以下の説明における制御動作においては、流
量調整弁Ｖ２の制御動作は含まれていないので、流量調
整弁Ｖ２は、上記の加温動作時に所要の動作、つまり、
膨張弁としての動作を行い得るものであれば、他の形式
による弁であっても差し支えない。

【００３９】送風機Ｆ１と送風機Ｆ２とは、いずれも、
送風の停止状態から最高風力状態までの間を、例えば、
約５０段階のステップで風量調整を行えるようにしたも
のであり、例えば、オートトランス型のタップ切換、ま
たは、トライアック制御による駆動電圧の可変構成もつ
送風機である。

【００４０】そして、図１には、図示していないが、室
外機１０と各室内機８０とには、図７・図８によって説
明した制御部７・８２と設定操作部６・８３が設けてあ
り、それぞれ、通常の冷却動作と加温動作とを行うため
の制御処理フローと、上記の第１従来技術で述べた構成
と同様に、外気温度の温度検出器Ｄ１と凝縮温度の温度
検出器Ｄ３との各検出値が、それぞれ各所定値以上にな
ったときには、室内側の熱交換器８１の流量調整弁Ｖ１
の流量を低減調整するとともに、圧縮部２の駆動源１の
駆動回転数を低減調整するための制御処理フローと、各
所定値のデータとを各処理メモリ７２に記憶してあり、
この制御処理は、温度検出器Ｄ１で検出した外気温度
と、圧力検出器Ｄ７で検出した圧縮部２からの熱操作流
体の吐出圧力とが、図３の〔外気温度／圧縮吐出圧力特
性〕における圧力変化のように変化するため、安全弁
が動作して装置全体が運転停止させられる異常高圧値、
例えば、２．６ＭＰａに達する手前の圧力限度点ＰＬ、
例えば、２．３〜２．４ＭＰａを超えないように制御し
ている。

【００４１】さらに、この発明の目的を達成するため
に、図２・図３によって説明する後記の冷却動作を行う
ための制御処理フローのプログラムと所定値のデータと
を各処理メモリ７２に記憶してあり、圧縮部２が過負荷
状態になったときには、送風機Ｆ１の風量調整と流量調
整弁Ｖ１の流量調整とを行うことにより、過負荷を低減
する制御を行うように構成したものである。

【００４２】〔過負荷状態の判別〕図２の制御処理フロ
ーにおける「過負荷状態の判別」は、例えば、次の２つ
の判別方法のうちの１つを用いて行う。

【００４３】第１の過負荷状態判別方法は、圧力検出器
Ｄ７の検出値が図３の〔外気温度／圧縮吐出圧力特性〕
の圧力限度点ＰＬに達しているときには、圧縮部２が過
負荷状態になっているものとして判別する方法である。

【００４４】第２の過負荷状態判別方法は、図３の〔圧
縮駆動回転数／圧縮駆動出力特性〕のように、圧縮機２
Ａの駆動源１、例えば、エンジンまたは電動機の駆動軸
の回転数ｒｐｍと駆動出力ＰＳとの関係、つまり、予め
求めてた駆動出力変化のデータを制御部７の処理メモ
リ７２に記憶しておき、回転数検出器Ｄ１１で検出した
現在の回転数ｒｐｍから現在の駆動出力ＰＳを求めると
ともに、圧力検出器Ｄ７・圧力検出器Ｄ９・温度検出器
Ｄ８・温度検出器Ｄ１０で検出した各検出値などから所
要駆動力ＰＳＡを求める演算式、例えば、実験式を制御
部７の処理メモリ７２に記憶しておき、この演算式から
求めた所要駆動力ＰＳＡが上記の駆動出力ＰＳの安全
値、例えば、駆動出力ＰＳの９０％の限度値ＰＳＬに達
しているときには、圧縮部２が過負荷状態になっている
ものとして判別する方法である。

【００４５】〔過負荷低減の順序〕図２の制御処理フロ
ーにおける過負荷低減は、第１次低減と第２次低減との
２段階の低減処理を行うように構成してある。

【００４６】定常の冷却動作では、熱交換器８１に流通
する凝縮した熱操作流体の入口側の温度と出口側の温度
差、つまり、温度検出器Ｄ４の検出値Ｔ１と温度検出器
Ｄ５の検出値Ｔ２との温度差（Ｔ２−Ｔ１）を、例え
ば、０〜１°Ｃの範囲になるように制御しているが、圧
縮部２が過負荷状態になると、まず、第１次低減を行
い、更に過負荷低減を要するときは、第２次低減を行う
ように制御処理する。

【００４７】そして、第１次低減では、上記の温度差
（Ｔ２−Ｔ１）の値が第１の所定値ＴＡ、例えば、１°
Ｃを超え第２の所定値ＴＢ、例えば、１０°Ｃになるま
での範囲において、流量調整弁Ｖ１の開度の低減と送風
機Ｆ１の風量の低減とを並行して行うように制御するこ
とにより、圧縮部２に戻る熱操作流体の量と温度を定常
値にして、圧縮部２の過負荷を低減している。

【００４８】つまり、第１次低減では、熱交換器８１を
流通する熱操作流体の流量が多少絞り過ぎになるが、熱
交換器８１の冷却フィンを流通する室内空気の流量の低
減を並行して行うことにより、熱操作流体が熱交換器８
１中の流路の途中で蒸発し終えてしまうことなく、流路
の出口付近で蒸発し終えるようにして、流路の後半部分
の冷却フィンに結露が生じないようにしている。

【００４９】この第１次低減は、上記の温度差（Ｔ２−
Ｔ１）の値が第２の所定値ＴＢ、例えば、１０°Ｃに達
したときに、第２次低減に移行し、第２次低減では、送
風機Ｆ１の低減のみを行うように制御し、熱交換器８１
の冷却フィンを流通する室内空気の流量の低減すること
により、熱操作流体が熱交換器８１中の流路で完全に蒸
発し終えないようにして、圧縮部２に戻る熱操作流体の
量と温度を定常値にして、圧縮部２の過負荷を低減して
いる。

【００５０】〔制御処理フローの説明〕以下、図２の制
御処理フローについて説明する。この処理フローは、熱
源機１０と室内機８０との全体に定常の冷却動作と加温
動作とにおける制御処理を行うためのメイン制御処理フ
ローに付属したサブルーチンとして構成してであり、冷
却動作の制御処理フローから所定時間間隔ごとに、例え
ば、５秒ごとに、この制御処理フローに移行するように
仕組んだものである。

【００５１】◆ステップＳＰ１では、所要の各検出値の
データを取り込んで、次のステップＳＰ２に移行する。 ◆ステップＳＰ２では、上記の〔過負荷状態の判別〕に
よって過負荷状態になっているか否かを判別する。過負
荷状態になっているときは次のステップＳＰ３に移行
し、そうでないときはステップＳＰ１０に移行する。

【００５２】◆ステップＳＰ３では、各室内機８０側の
制御部８２に温度検出器Ｄ４の検出値Ｔ１と温度検出器
Ｄ５の検出値Ｔ２との温度差（Ｔ２−Ｔ１）を求めさせ
た値が第２の所定値ＴＢ未満、つまり、１０°Ｃ未満に
なっているか否かを判別することにより、第１次低減の
範囲内にあるか否かを判別する。第２の所定値ＴＢ未満
であるときは次のステップＳＰ４に移行し、そうでない
とき、つまり、第２の所定値ＴＢに達しているときはス
テップＳＰ６に移行する。

【００５３】◆ステップＳＰ４では、第１次低減とし
て、流量調整弁Ｖ１の開度を１段階だけ低減、つまり、
（−１ステップ）するとともに、送風機Ｆ１の風量を１
段階だけ低減、つまり、（−１ステップ）した後に、こ
の第１次低減を行った旨のデータを制御部７の作業メモ
リ７３に記憶して、メイン制御処理フローの所定のステ
ップに戻る。

【００５４】◆ステップＳＰ５では、上記の温度差（Ｔ
２−Ｔ１）の値が第２の所定値ＴＢに達して値に、つま
り、１０°Ｃになっているか否かを判別することによ
り、第２次低減の範囲内にあるか否かを判別する。第２
の所定値ＴＢであるときは次のステップＳＰ４に移行
し、そうでないとき、つまり、第２の所定値ＴＢより低
い値になっているときはステップＳＰ７に移行する。

【００５５】◆ステップＳＰ６では、第２次低減とし
て、送風機Ｆ１の風量を１段階だけ低減、つまり、（−
１ステップ）した後に、この第２次低減を行った旨のデ
ータを制御部７の作業メモリ７３に記憶して、メイン制
御処理フローの所定のステップに戻る。

【００５６】◆ステップＳＰ７では、制御部７・制御部
８２に付設した各表示部７５に「過負荷異常」である旨
の警報を表示して、メイン制御処理フローの異常停止を
行うためのステップに移行する。

【００５７】◆ステップＳＰ１０では、「負荷余裕」、
つまり、現在の圧縮機２Ａの負荷状態が、図３の〔外気
温度／圧縮吐出圧力特性〕の圧力限度点ＰＬよりも下に
あるか、または、図３の〔圧縮駆動回転数／圧縮駆動出
力特性〕の限度値ＰＳＬよりも下にあるか否かを判別す
る。「負荷余裕」があるときは次のステップＳＰ１１に
移行し、そうでないとき、つまり、上記の圧力限度点Ｐ
Ｌまたは限度値ＰＳＬと一致しているときはメイン制御
処理フローの所定のステップに戻る。

【００５８】◆ステップＳＰ１１では、ステップＳＰ６
により第２次低減をさせられているか否かを判別する。
第２次低減をさせられているときは次のステップＳＰ１
２に移行し、そうでないときはステップＳＰ１４に移行
する。この判別は、ステップＳＰ６で制御部７の作業メ
モリ７３に記憶したデータによって判別する。

【００５９】◆ステップＳＰ１２では、前回の第２次低
減の解除、つまり、後記のステップＳＰ１３による解除
から第１の所定時間ｔ１、例えば、３分間が経過してい
るか否かを判別する。この判別は、制御部７の作業メモ
リ７３に記憶された後記のステップＳＰ１３による第２
次低減解除のデータの記憶があること、また、その第２
次低減解除の時からの時間経過を時計回路７４で計時し
た時間データが第１の所定時間ｔ１を経過していること
によって判別する。

【００６０】◆ステップＳＰ１３では、第２次低減解除
として、送風機Ｆ１の風量を１段階だけ増加、つまり、
（＋１ステップ）した後に、この第２次低減解除を行っ
た旨のデータを制御部７の作業メモリ７３に記憶して、
メイン制御処理フローの所定のステップに戻る。

【００６１】◆ステップＳＰ１４では、ステップＳＰ４
により第１次低減をさせられているか否かを判別する。
第１次低減をさせられているときは次のステップＳＰ１
５に移行し、そうでないときはメイン制御処理フローの
所定のステップに戻る。この判別は、ステップＳＰ４で
制御部７の作業メモリ７３に記憶したデータによって判
別する。

【００６２】◆ステップＳＰ１２では、前回の第２次低
減の解除、つまり、後記のステップＳＰ１３による解除
から第２の所定時間ｔ２、例えば、１０分間が経過して
いるか否かを判別する。この判別は、制御部７の作業メ
モリ７３に記憶された後記のステップＳＰ１６による第
１次低減解除のデータの記憶があること、また、その第
１次低減解除の時からの時間経過を時計回路７４で計時
した時間データが第２の所定時間ｔ２を経過しているこ
とによって判別する。

【００６３】◆ステップＳＰ１６では、第１次低減解除
として、流量調整弁Ｖ１の開度を１段階だけ増加、つま
り、（＋１ステップ）するとともに、送風機Ｆ１の風量
を１段階だけ増加、つまり、（＋１ステップ）した後
に、この第１次低減解除を行った旨のデータを制御部７
の作業メモリ７３に記憶して、メイン制御処理フローの
所定のステップに戻る。

【００６４】〔第１実施例の構成の要約〕上記の第１実
施例の構成を要約すると、圧縮部２で加圧した所要の熱
操作流体を外気との熱交換、例えば、熱交換器５による
熱交換により凝縮して得られた凝縮熱操作流体を室内空
気との熱交換を行う熱交換器、例えば、熱交換器８１に
与えて蒸発させることにより上記の室内空気を冷却する
ための冷却動作を行うとともに、上記の圧縮部２が過負
荷のときに、例えば、ステップＳＰ２によって過負荷を
判別して、この過負荷を低減するための過負荷低減動作
を行う空調用ヒートポンプ装置１００において、

【００６５】例えば、ステップＳＰ４によって、流量調
整弁Ｖ１の流量を低減調整することによる上記の熱交換
器８１に流通する上記の凝縮熱操作流体の流量の低減
と、送風機Ｆ１の風量を低減調整することによる上記の
熱交換器８１に流通する上記の室内空気の流量の低減と
を並行することにより上記の過負荷低減動作を行う過負
荷低減手段を設ける第１の構成と、

【００６６】この第１の構成と同様の空調用ヒートポン
プ装置１００において、例えば、ステップＳＰ３・ステ
ップＳＰ４によって、上記の熱交換器、つまり、熱交換
器８１の入口側と出口側の上記の熱操作流体の温度差、
例えば、温度検出器Ｄ４・温度検出器Ｄ５の検出値によ
る温度差（Ｔ１−Ｔ２）が第１の所定値（ＴＡ）を超え
第２の所定値（ＴＢ）に達するまでの範囲内では、流量
調整弁Ｖ１の流量を低減調整することによる上記の熱交
換器８１に流通する上記の凝縮熱操作流体の流量の低減
と、送風機Ｆ１の風量を低減調整することによる上記の
熱交換器８１に流通する上記の室内空気の流量の低減と
を並行して上記の過負荷低減動作を行う第１過負荷低減
手段と、

【００６７】例えば、ステップＳＰ５・ステップＳＰ６
によって、上記の温度差（Ｔ１−Ｔ２）が上記の第２の
所定値（ＴＢ）に達しているときは、送風機Ｆ１の風量
を低減調整することによる上記の熱交換器８１に流通す
る上記の室内空気の流量の低減のみによって上記の過負
荷低減動作を行う第２過負荷低減手段とを設ける第２の
構成とを構成していることになるものである。

【００６８】〔第２実施例〕次に、図４〜図６により第
２実施例を説明する。この第２実施例は、第１実施例に
おける室内機８０を複数基、例えば、１号機・２号機・
３号機にして構成した「複数室内機構成」による空調用
ヒートポンプ装置１００における実施例であり、第１実
施例と異なる箇所は、圧縮部２の過負荷低減を、各室内
機８０の熱交換器８１のうちの室内気温が最も低いもの
を優先的に選択して順次に、第１過負荷低減と第２次過
負荷低減とを行うとともに、過負荷低減を解除する際に
は、各室内機８０の熱交換器８１のうちの室内気温が最
も高いものを優先的に選択して順次に、第２次過負荷低
減の解除を行った後に、第１過負荷低減の解除を行うよ
うに構成したものであり、こうした判別による制御処理
を行うために、図５のような制御処理フローによるプロ
グラムと所定値のデータとを制御部７の処理メモリ７２
に記憶してある。

【００６９】〔制御処理フローの説明〕以下、図５の制
御処理フローについて説明する。図５の処理フローと図
２の制御処理フローとが異なる箇所は、図５の左側の過
負荷低減を行う制御処理フローでは、各室内機８０の熱
交換器８１のうちの室内気温が最も低いものを優先的に
選択するためのステップＳＰ２Ａと、選択した熱交換器
８１について、第１次低減を行うか、または、第２次低
減を行うかを判別するためのステップＳＰ３Ａ・ステッ
プＳＰ５Ａとの箇所である。

【００７０】また、図５の右側の過負荷低減解除を行う
制御処理フローでは、各室内機８０の熱交換器８１のう
ちの室内気温が最も高いものを優先的に選択するための
ステップＳＰ１２ＡとステップＳＰ１５Ａの箇所であ
る。

【００７１】したがって、ここでは、これらのステップ
ＳＰ２Ａ・ステップＳＰ３Ａ・ステップＳＰ５Ａ・ステ
ップＳＰ１２Ａ・ステップＳＰ１５Ａの箇所についての
み説明し、他のステップの説明は省略する。

【００７２】なお、ステップＳＰ２Ａ・ステップＳＰ３
Ａ・ステップＳＰ６Ａによる制御処理は、例えば、図６
の〔最低温度室内機選択制御要領〕のような選択と制御
とを行うものである。

【００７３】◆ステップＳＰ２Ａでは、各熱交換器８１
のうちで、温度検出器Ｄ６で検出した室内空気の温度値
ＴＣが最も低いものを選択して、ステップＳＰ３Ａに移
行する。ここで、温度値ＴＣが同一のものが複数あった
場合には、温度差（Ｔ２−Ｔ１）の値が小さい方を選択
する。

【００７４】この選択要領を図６で説明すると、例え
ば、低減段階の１段階目では、温度値ＴＣが最も低い１
号機を選択し、同様にして、２段階目では２号機、３段
階目では２号機、ｎ段階目では１号機、ｎ＋１段階目で
は２号機、ｎ＋２段階目では２号機を選択することにな
る。

【００７５】◆ステップＳＰ３Ａでは、ステップＳＰ２
Ａ２で選択した熱交換器８１について、第１次低減を行
うものか否かを判別する。第１次低減を行うものであれ
ば、次のステップＳＰ４に移行し、そうでないときはス
テップＳＰ５Ａに移行する。ここで、第１次低減は温度
差（Ｔ２−Ｔ１）が第１の所定値ＴＡ、例えば、１°Ｃ
を超え第２の所定値ＴＢ未満、例えば、１０°Ｃ未満の
ものについて行うので、これに該当するものがあるか否
かを判別することになる。

【００７６】この選択要領を図６で説明すると、例え
ば、低減段階の１段階目の１号機は、温度差（Ｔ２−Ｔ
１）が１．５°Ｃで、第２の所定値ＴＢ未満、つまり、
１０°Ｃ未満なので、第１次低減の対象に該当し、同様
にして、２段階目の２号機、３段階目の２号機、ｎ＋１
段階目の２号機が第１次低減の対象に該当することにな
る。

【００７７】◆ステップＳＰ５Ａでは、ステップＳＰ２
Ａ２で選択した熱交換器８１について、第２次低減を行
うものか否かを判別する。第２次低減を行うものであれ
ば、次のステップＳＰ６に移行し、そうでないときはス
テップＳＰ７に移行する。ここで、第２次低減は温度差
（Ｔ２−Ｔ１）が第２の所定値ＴＢ、例えば、１０°Ｃ
に達しているものについて行うので、これに該当するも
のがあるか否かを判別することになる。

【００７８】この選択要領を図６で説明すると、例え
ば、低減段階のｎ段階目の１号機は、温度差（Ｔ２−Ｔ
１）が１０°Ｃで、第２の所定値ＴＢ、例えば、１０°
Ｃに達しているので、第２次低減の対象に該当し、同様
にして、ｎ＋２段階目の２号機が第２次低減の対象に該
当することになる。

【００７９】◆ステップＳＰ１２Ａでは、温度差（Ｔ２
−Ｔ１）が最も高い熱交換器８１を選択して、次のステ
ップＳＰ１３に移行する。◆ステップＳＰ１５Ａでは、
温度差（Ｔ２−Ｔ１）が最も高い熱交換器８１を選択し
て、次のステップＳＰ１６に移行する。

【００８０】〔第２実施例の構成の要約〕上記の第２実
施例の構成を要約すると、圧縮部２で加圧した所要の熱
操作流体を外気との熱交換、例えば、熱交換器５による
熱交換により凝縮して得られた凝縮熱操作流体を室内空
気との熱交換を行う熱交換器、例えば、熱交換器８１の
複数基に与えて蒸発させることにより上記の室内空気を
冷却するための冷却動作を行うとともに、上記の圧縮部
２が過負荷のときに、例えば、ステップＳＰ２によって
過負荷を判別して、この過負荷を低減するための過負荷
低減動作を行う空調用ヒートポンプ装置１００におい
て、

【００８１】例えば、ステップＳＰ２Ａによって、上記
の複数基の熱交換器８１のうちで上記の室内空気の温
度、例えば、温度検出器Ｄ６で検出した温度値ＴＣが最
も低い上記の熱交換器８１を優先的に選択して順次に、
上記の過負荷低減動作を行う低温優先過負荷低減手段
と、

【００８２】例えば、ステップＳＰ３Ａによって、上記
の選択により選択した上記の熱交換器８１の入口側と出
口側の上記の熱操作流体の温度差、例えば、温度検出器
Ｄ４・温度検出器Ｄ５の検出値による温度差（Ｔ１−Ｔ
２）が第１の所定値（ＴＡ）を超え第２の所定値（Ｔ
Ｂ）に達するまでの範囲内では、流量調整弁Ｖ１の流量
を低減調整することによる上記の熱交換器８１に流通す
る上記の凝縮熱操作流体の流量の低減と、送風機Ｆ１の
風量を低減調整することによる上記の熱交換器８１に流
通する上記の室内空気の流量の低減とを並行して第１の
前記過負荷低減動作、つまり、第１低減動作を行う第１
過負荷低減手段と、

【００８３】例えば、ステップＳＰ５Ａによって、上記
の選択により選択した熱交換器８１の上記の温度差（Ｔ
２−Ｔ１）が上記の第２の所定値（ＴＢ）に達している
ときは、送風機Ｆ１の風量を低減調整することによる上
記の熱交換器８１に流通する上記の室内空気の流量の低
減のみによって第２の前記過負荷低減動作、つまり、第
２低減動作を行う第２過負荷低減手段とを設ける第３の
構成と、

【００８４】この第３の構成に加えて、上記の低減を解
除する際に、例えば、ステップＳＰ１１・ステップＳＰ
１２Ａ・ステップＳＰ１３によって、上記の複数基のう
ちで上記の室内空気の温度が最も高く上記の第２低減動
作を行っている上記の熱交換器８１を優先的に選択して
順次に、上記の第２低減動作を解除した後に、ステップ
ＳＰ１４・ステップＳＰ１５Ａ・ステップＳＰ１６によ
って、上記の複数基のうちで上記の室内空気の温度が最
も高く上記の第１低減動作を行っている上記の熱交換器
８１を優先して順次に、上記の第１低減動作を解除する
負荷低減解除手段とを設ける第４の構成とを構成してい
ることになるものである。

【００８５】〔変形実施〕この発明は次のように変形し
て実施することを含むものである。 （１）冷却動作のみを行うようにした空調用ヒートポン
プ装置に適用して構成する。

【００８６】

【発明の効果】この発明によれば、熱源機側の熱交換器
に流通する外気温度が高くて、冷却動作時に、圧縮部が
過負荷になり易い動作条件の場合でも、室内機側の熱交
換器に流通する熱操作流体の温度差を定常よりも大きい
所定値にまで広げるとともに、同熱交換器に流通する熱
操作流体の流量の低減と室内空気の流量の低減とを並行
して過負荷の低減を行い、さらに、上記の所定値に達し
た後は、同熱交換器に流通する室内空気の流量のみを低
減して、圧縮部の過負荷を低減するようにしているた
め、広い範囲にわたる過負荷状態に対して適切な過負荷
低減を行うことができる。

【００８７】また、熱交換器に流通する熱操作流体の流
量の低減と室内空気の流量の低減とを並行しているた
め、熱操作流体の蒸発が熱交換器の入口から出口まで一
様に平均して行われるので、過負荷時に生ずる熱交換器
の出口側に近い後半部分での結露が無くするようにした
空調用ヒートポンプ装置を提供することができるなどの
特長がある。

【図面の簡単な説明】

図面中、図１〜図６はこの発明の実施例を、また、図７
・図８は従来技術を示し、各図の内容は次のとおりであ
る。

【図１】 全体ブロック構成図。

【図２】 要部制御処理フロー図。

【図３】 要部制御特性図。

【図４】 全体ブロック構成図。

【図５】 要部制御処理フロー図。

【図６】 制御処理選択要領図。

【図７】 全体ブロック構成図。

【図８】 要部ブロック構成図。

【符号の説明】

１ 駆動源 ２ 圧縮部 ２Ａ 圧縮機 ２Ｂ アキュムレータ ３ 流路切換部 ４ 流量調整部 ４Ａ 貯留槽 ５ 熱交換器 ５Ｃ 遮断板 ６ 設定操作部 ７ 制御部 １０ 熱源機 ７０ ＣＰＵ／Ｂ ７１ 入出力ポート ７２ 処理メモリ ７３ 作業メモリ ７４ 時計回路 ７５ 表示部 ７６ 通信接続端子 ７７ 通信路 ８０ 室内機 ８１ 熱交換器 ８２ 制御部 ８３ 設定操作部 １００ 空調用ヒートポンプ装置 Ｄ１ 温度検出器 Ｄ２ 温度検出器 Ｄ３ 温度検出器 Ｄ４ 温度検出器 Ｄ５ 温度検出器 Ｄ６ 温度検出器 Ｄ７ 圧力検出器 Ｄ８ 温度検出器 Ｄ９ 圧力検出器 Ｄ１０ 温度検出器 Ｆ１ 送風機 Ｆ２ 送風機 Ｖ１ 流量調整弁 Ｖ２ 流量調整弁 Ｖ３ 逆止弁

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.⁶ 識別記号 庁内整理番号 ＦＩ 技術表示箇所 Ｆ２５Ｂ 13/00 Ｆ２５Ｂ 13/00 Ｋ １０４ １０４

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 圧縮部で加圧した所要の熱操作流体を外
   気との熱交換により凝縮して得られた凝縮熱操作流体を
   室内空気との熱交換を行う熱交換器に与えて蒸発させる
   ことにより前記室内空気を冷却するための冷却動作を行
   うとともに、前記圧縮部が過負荷のときに前記過負荷を
   低減するための過負荷低減動作を行う空調用ヒートポン
   プ装置であって、 前記熱交換器に流通する前記凝縮熱操作流体の流量の低
   減と、前記熱交換器に流通する前記室内空気の流量の低
   減とを並行して前記過負荷低減動作を行う過負荷低減手
   段を具備することを特徴とする空調用ヒートポンプ装
   置。
2. 【請求項２】 圧縮部で加圧した所要の熱操作流体を外
   気との熱交換により凝縮して得られた凝縮熱操作流体を
   室内空気との熱交換を行う熱交換器に与えて蒸発させる
   ことにより前記室内空気を冷却する冷却動作を行うとと
   もに、前記圧縮部が過負荷のときに前記過負荷を低減す
   るための過負荷低減動作を行う空調用ヒートポンプ装置
   であって、 前記熱交換器の入口側と出口側の前記熱操作流体の温度
   差が第１の所定値を超え第２の所定値に達するまでの範
   囲内では、前記熱交換器に流通する前記凝縮熱操作流体
   の流量の低減と、前記熱交換器に流通する前記室内空気
   の流量の低減とを並行して前記過負荷低減動作を行う第
   １過負荷低減手段と、 前記温度差が前記第２の所定値に達しているときは、前
   記熱交換器に流通する前記室内空気の流量の低減のみに
   よって前記過負荷低減動作を行う第２過負荷低減手段と
   を具備することを特徴とする空調用ヒートポンプ装
   置。
3. 【請求項３】 圧縮部で加圧した所要の熱操作流体を外
   気との熱交換により凝縮して得られた凝縮熱操作流体を
   室内空気との熱交換を行う熱交換器の複数基に与えて蒸
   発させることにより前記室内空気を冷却する冷却動作を
   行うとともに、前記圧縮部が過負荷のときに前記過負荷
   を低減するための過負荷低減動作を行う空調用ヒートポ
   ンプ装置であって、 前記複数基の熱交換器のうちで前記室内空気の温度が最
   も低い前記熱交換器を優先的に選択して順次に、前記過
   負荷低減動作を行う低温優先過負荷低減手段と、 前記選択により選択した前記熱交換器の入口側と出口側
   の前記熱操作流体の温度差が第１の所定値を超え第２の
   所定値に達するまでの範囲内では、前記熱交換器に流通
   する前記凝縮熱操作流体の流量の低減と、前記熱交換器
   に流通する前記室内空気の流量の低減とを並行して第１
   の前記過負荷低減動作を行う第１過負荷低減手段と、 前記選択により選択した熱交換器の前記温度差が前記第
   ２の所定値に達しているときは、前記熱交換器に流通す
   る前記室内空気の流量の低減のみによって第２の前記過
   負荷低減動作を行う第２過負荷低減手段とを具備するこ
   とを特徴とする空調用ヒートポンプ装置。
4. 【請求項４】 圧縮部で加圧した所要の熱操作流体を外
   気との熱交換により凝縮して得られた凝縮熱操作流体を
   室内空気との熱交換を行う熱交換器の複数基に与えて蒸
   発させることにより前記室内空気を冷却する冷却動作を
   行うとともに、前記圧縮部が過負荷のときに前記過負荷
   を低減するための過負荷低減動作を行う空調用ヒートポ
   ンプ装置であって、 前記複数基の熱交換器のうちで前記室内空気の温度が最
   も低い熱交換器を優先的に選択して順次に、前記過負荷
   低減動作を行う低温優先過負荷低減手段と、 前記選択により選択した前記熱交換器の入口側と出口側
   の前記熱操作流体の温度差が第１の所定値を超え第２の
   所定値に達するまでの範囲内では、前記熱交換器に流通
   する前記凝縮熱操作流体の流量の低減と、前記熱交換器
   に流通する前記室内空気の流量の低減とを並行して第１
   の前記過負荷低減動作（以下、第１低減動作という）を
   行う第１過負荷低減手段と、 前記選択により選択した熱交換器の前記温度差が前記第
   ２の所定値に達しているときは、前記熱交換器に流通す
   る前記室内空気の流量の低減のみによって第２の前記過
   負荷低減動作（以下、第２低減動作という）を行う第２
   過負荷低減手段と、 前記低減を解除する際に、前記複数基のうちで前記室内
   空気の温度が最も高く前記第２低減動作を行っている前
   記熱交換器を優先的に選択して順次に、前記第２低減動
   作を解除した後に、前記複数基のうちで前記室内空気の
   温度が最も高く前記第１低減動作を行っている前記熱交
   換器を優先して順次に、前記第１低減動作を解除する負
   荷低減解除手段とを具備することを特徴とする空調用ヒ
   ートポンプ装置。