JPH10170096A

JPH10170096A - エンジン駆動式ヒートポンプ装置の暖房初動制御装置

Info

Publication number: JPH10170096A
Application number: JP34665796A
Authority: JP
Inventors: Arihiro Onomura; 有洋尾野村; Tokio Masuda; 時雄増田; Yuji Kawamura; 裕司河村
Original assignee: Zexel Corp
Current assignee: Bosch Corp
Priority date: 1996-12-10
Filing date: 1996-12-10
Publication date: 1998-06-26

Abstract

(57)【要約】【課題】暖房運転の始動初期における暖房立ち上がり
性の遅さを解消する。【解決手段】始動検出手段１２０によって、エンジン
駆動式ヒートポンプ装置の暖房運転の始動が検出された
場合、初期設定手段１３０によって通常の制御時よりも
大きな過熱度が設定され、初期制御手段１６０によって
この加熱度にしたがって冷房サイクルの稼働が制御され
る。この制御中、温度判定手段１４０によって、室内温
度検出手段１００からの室内温度及び温度設定手段１１
０による目標室内温度の温度差が所定範囲内にあると判
定され且つ継続時間判定手段１５０によってこの温度判
定手段１４０による判定結果が所定時間継続したことが
判定された場合に、通常制御移行手段１７０によって過
熱度を通常値に戻す制御を行なうことによって、コンプ
レッサから吐出される冷媒の温度を上昇させることがで
き、第１の熱交換器での放熱量を確保することができる

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明が属する技術分野】この発明は、コンプレッサを
エンジンで駆動し、冷房時と暖房時で冷房サイクルの冷
媒流の方向を切換えるエンジン駆動式ヒートポンプ装置
の暖房式制御装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】電子式膨張弁を使用した冷凍サイクルを
有するものとしては、特開平５−２２３３５８号公報に
開示される冷凍サイクル制御装置がある。この装置は、
コンプレッサ、コンデンサ、電子式膨張弁、及びエバポ
レータが配管によって順次接続されて構成される冷凍サ
イクルを有し、前記エバポレータの出口付近には、膨張
弁から噴出されるガス冷媒の圧力及び温度を検出して過
熱度を検出する圧力センサ及び温度センサが配され、さ
らに、膨張弁の入口付近には冷房負荷を検出する流量セ
ンサ１２が配されるもので、過熱度を維持した状態で、
冷媒負荷が大きいときには、エバポレータ内の冷媒の量
を少なくすると共に、コンデンサ内の冷媒量を多くし
て、過冷却度を大きくとるようにし、また、冷媒負荷が
小さいときには、過冷却度を小さくとるようにするもの
である。つまり、制御手段により、エバポレータ内にお
いて過熱度が維持されながらもその過熱度が調整され
て、冷凍サイクル内を循環する冷媒の流量が調節される
ものである。したがって、冷媒の流量の変化によってコ
ンデンサ内における過冷却度が調節され、冷房負荷が大
きくなるにつれ、過冷却度が大きくなるものである。

【０００３】しかしながら、この引例は、冷房運転のみ
を目的としたものであり、検出された冷房負荷に応じた
過熱度及び過冷却度をとるように動作するものである。
具体的には、高負荷時には過熱度を大きくするために膨
張弁開度を小さくして冷媒量を少なくし、低負荷時には
過熱度を小さくするために膨張弁開度を大きくして冷媒
量を多くするものである。この制御は、過熱度を検出
し、この過熱度を維持することを目的としたもので、立
ち上がり時の不具合を解消するために、過熱度を変化さ
せるものではない。

【０００４】また、冷凍サイクルを加熱するヒータを有
するものとしては、特開平５−１１３２５２号公報に開
示される冷凍サイクル装置がある。この装置は、圧縮
機、凝縮器、温度式膨張弁及び蒸発器を順次接続するも
ので、前記蒸発器から前記圧縮機への冷媒吸込ラインは
主ラインとバイパスラインに分岐され、該バイパスライ
ンには冷媒過熱用ヒータと温度式膨張弁用感温筒とが配
されるもので、凝縮器負荷が過大となったような場合で
も吐出温度を低下できるようにしたものである。つま
り、凝縮器負荷が過大となる等、凝縮温度が高くなった
条件下で、圧縮機の吐出温度は一定以上に上昇した場合
には、ヒータによってバイパスラインが加熱される。こ
れによってバイパスラインに設けられた温度式膨張弁用
感温筒が、スーパーヒートが大きいと判断するため、前
記温度式膨張弁は、スーパーヒートが小さくなる方向へ
動作し、圧縮機の吐出温度を低下させることができるも
のである。

【０００５】しかしながら、この引例のヒータは、冷房
サイクルにおけるコンデンサの放熱量を確保するため
に、冷媒自体を加熱するためのものではなく、温度式膨
張弁用感温筒の検出条件を変化させるために装着された
もので、冷凍サイクルへの影響をなるべく下げるように
バイパス通路上に配されたものと考えられる。

【０００６】さらに、特開平７−１９８２２０号公報に
開示される空調装置は、冷媒圧縮機、凝縮器、第１の減
圧手段、熱交換器、前記冷媒圧縮機と前記凝縮器の間に
配される第１の制御弁、前記凝縮器及び前記第１の減圧
手段を迂回して前記第１の制御弁の入口側と前記第１の
減圧手段の出口側を結ぶ第１のバイパス流路、この第１
のバイパス流路上に配される第２の減圧手段、前記第１
のバイパス流路を開閉する第２の制御弁、第１の制御弁
の入口側と前記第１の減圧手段の入口側とを結ぶ第２の
バイパス流路、この第２のバイパス流路上に設けられた
冷媒状態検出手段、この冷媒状態検出手段の出口側と前
記熱交換器の出口側を結ぶ第３のバイパス流路、及び第
３のバイパス流路を開閉する第３の制御弁からなるもの
である。

【０００７】この構成において、上記装置は、暖房時に
おいて、制御手段が第１の制御弁を閉成すると共に第２
の制御弁を開成して、圧縮機と第２の減圧手段と熱交換
器とからなる暖房サイクルを構成する。この暖房時にお
いて、冷媒が過剰の場合、暖房サイクル内の圧力が所定
圧力よりも高くなると、第２のバイパス流路内に設けら
れた圧力状態検出手段が開成して、暖房サイクル内の冷
媒を第１の制御弁と第１の減圧手段との間の流路内に流
入させ、冷媒量を少なくする。また、冷媒封入量が不足
する場合、第１の制御弁を閉にし、第２の制御弁及び第
３の制御弁を開にし、コンデンサに寝込んでいる冷媒を
ホットガス冷媒回路に補給する。これによって、ホット
ガス冷媒回路中の冷媒量を適正量に保持することができ
る。この時、冷媒量の過不足は、スーパーヒートの大小
によって検知されることが実施例中に開示されている。

【０００８】

【発明が解決しようとする課題】上記引例に対して、本
願発明に係るエンジン駆動式ヒートポンプ装置は、エン
ジンと、該エンジンとクラッチを介して連結されるコン
プレッサと、室内に配される第１の熱交換器と、室外に
配される第２の熱交換器と、前記第１の熱交換器と前記
第２の熱交換器の間に配される膨張弁と、前記第２の熱
交換器と前記コンプレッサとの間に配され、前記エンジ
ンの冷却水と間で熱交換を行なう二重管熱交換器とから
なる冷房サイクルと、該冷房サイクルの冷媒流の方向を
切換える四方弁とからなるもので、該四方弁を切換える
ことによって冷媒流を変化させ、冷房運転時には第１の
熱交換器をエバポレータとし、暖房運転時には第１の熱
交換器をコンデンサとして使用することによって室内を
冷房若しくは暖房するものである。特に、暖房運転の場
合、前記二重管熱交換器においてエンジン冷却水を熱源
として冷媒を加熱し、コンプレッサ吸入側のスーパーヒ
ート（過熱度）を上昇させ、第１の熱交換器による放熱
量を向上させるようにしたものである。

【０００９】通常、上記装置は、定常運転時にはコンプ
レッサ吐出側の過熱度が適正となるように膨張弁の開度
を調節するものであるが、始動時においてはエンジン冷
却水温度が低く二重管熱交換器での加熱能力が低いた
め、暖房立ち上がり性が遅く、さらに液バック状態とな
ることから、コンプレッサの耐久性に悪影響を及ぼすと
いった欠点があった。

【００１０】このため、この発明は、暖房運転の始動初
期における暖房立ち上がり性の遅さを解消したエンジン
駆動式ヒートポンプ装置の暖房始動制御装置を提供する
ことにある。

【００１１】

【課題を解決するための手段】よって、この発明は、エ
ンジンと連結手段を介して連結されるコンプレッサと、
室内に配される第１の熱交換器と、室外に配される第２
の熱交換器と、前記第１の熱交換器と前記第２の熱交換
器の間に配される膨張弁と、前記第２の熱交換器と前記
コンプレッサとの間に配され、前記エンジンの冷却水と
間で熱交換を行なう第３の熱交換器とからなる冷房サイ
クルと、該冷房サイクルの冷媒流の方向を切換える切換
手段とを具備するエンジン駆動式ヒートポンプ装置にお
いて、暖房初期時に、前記冷房サイクルの過熱度を通常
制御時よりも所定値高くすることにある（請求項１）。

【００１２】したがって、この発明によれば、暖房初期
時に、冷房サイクルの加熱度を通常制御時よりも所定値
高くすることができるので、コンプレッサから吐出され
る冷媒の温度を上昇させることができ、第１の熱交換器
での放熱量を確保することができるため、上記課題を達
成できるものである。

【００１３】また、この発明は、図１に示すように、エ
ンジンと連結手段を介して連結されるコンプレッサと、
室内に配される第１の熱交換器と、室外に配される第２
の熱交換器と、前記第１の熱交換器と前記第２の熱交換
器の間に配される膨張弁と、前記第２の熱交換器と前記
コンプレッサとの間に配され、前記エンジンの冷却水と
間で熱交換を行なう第３の熱交換器とからなる冷房サイ
クルと、該冷房サイクルの冷媒流の方向を切換える切換
手段とを具備するエンジン駆動式ヒートポンプ装置にお
いて、室内温度を検出する室内温度検出手段１００と、
目標室内温度を設定する温度設定手段１１０と、暖房運
転の始動を検出する始動検出手段１２０と、該始動検出
手段１２０によって暖房運転の始動が検出された場合
に、前記冷房サイクルの過熱度を通常制御時の値よりも
所定値大きくする初期設定手段１３０と、前記室内温度
と前記目標温度とを比較して判定する温度判定手段１４
０と、前記温度判定手段１４０による判定結果が所定時
間継続したか否かを判定する継続時間判定手段１５０
と、前記初期設定手段１３０によって設定された過熱度
に基づいて制御する初期制御手段１６０と、温度判定手
段１４０によって前記室内温度と前記目標温度との温度
差が所定範囲内にあると判定され且つ継続時間判定手段
１５０によってこの判定結果が所定時間経過したと判定
された場合に、前記過熱度を通常制御時の値に戻す通常
制御移行手段１７０とを具備したことにある（請求項
３）。

【００１４】したがって、この発明においては、始動検
出手段１２０によって、エンジン駆動式ヒートポンプ装
置の暖房運転の始動が検出された場合、初期設定手段１
３０によって通常の制御時よりも大きな過熱度が設定さ
れ、初期制御手段１６０によってこの加熱度にしたがっ
て冷房サイクルの稼働が制御される。この制御中、温度
判定手段１４０によって、室内温度検出手段１００から
の室内温度及び温度設定手段１１０による目標室内温度
の温度差が所定範囲内にあると判定され且つ継続時間判
定手段１５０によってこの温度判定手段１４０による判
定結果が所定時間継続したことが判定された場合に、通
常制御移行手段１７０によって過熱度を通常値に戻す制
御を行なうことによって、上記課題を達成することがで
きるものである。

【００１５】尚、この発明において、前記過熱度は、コ
ンプレッサの吐出側の過熱度であること（請求項３）が
望ましい。

【００１６】

【発明の実施の形態】以下、本願発明の実施の形態につ
いて図面により説明する。

【００１７】図２に示すエンジン駆動式ヒートポンプ装
置１は、ガソリン等を燃料として駆動するエンジン８
と、このエンジン１に電磁クラッチ１２を介して接続さ
れるコンプレッサ２と、このコンプレッサ２の吐出側及
び吸入側配管と接続される四方弁７と、該四方弁７の一
方に延出する配管に接続され、室内１３に配される第１
の熱交換器３と、室外に配される第２の熱交換器５と、
前記第１の熱交換器３及び第２の熱交換器５を接続する
配管上に配される電子式膨張弁４と、前記第２の熱交換
器５と前記四方弁７との間に配され、前記エンジン８の
冷却水が供給される二重管熱交換器６とによって構成さ
れる。尚、１１は室内器用送風機であり、１２は室外器
用送風機である。

【００１８】また、上記エンジン駆動式ヒートポンプ装
置１を制御するために、下記するセンサが検出手段とし
て配される。前記コンプレッサ２の吐出側配管に配され
る温度検出用センサ２０及び高圧圧力センサ１９は吐出
される冷媒の温度Ｔ₁及び圧力Ｐ_Hを検出し、前記コン
プレッサ２の吸入側配管に設けられた温度検出用センサ
２７及び低圧圧力センサ１８は吸入される冷媒の温度Ｔ
₂及び圧力Ｐ_Lを検出する。また、第１の熱交換器３上
に配された温度センサ２１は第１の熱交換器３を通過す
る冷媒の温度Ｔ₂を検出し、温度センサ２２及び２３
は、電子式膨張弁４の前後の冷媒温度Ｔ₃，Ｔ₄を検出
する。さらに、温度センサ２４は、第２の熱交換器５を
通過する冷媒の温度Ｔ₅を検出し、温度センサ２５は前
記二重管熱交換器６と第２の熱交換器５の間を流れる冷
媒の温度Ｔ₆を検出する。また、室内１３に配された温
度センサ２８は室内温度Ｔ_Rを検出し、回転数センサ２
９はエンジン回転数Ｒを検出し、さらに温度センサ２６
は、エンジン冷却水温度Ｔ_Wを検出する。

【００１９】上記検出手段によって検出された各信号
は、マルチプレクサ（ＭＰＸ）１４及びＡ／Ｄ変換器１
５を介してコントロールユニット１７に入力され、さら
にこのコントロールユニット１７には操作パネル１６に
よって設定された設定温度Ｔ_S及び他の設定信号が入力
され、所定のプログラムに従って処理された後、制御信
号Ｃ₁〜Ｃ₆として各制御機器（エンジン８の回転数制
御装置，四方弁７，室内器用送風機１１，電子式膨張弁
４，室外器用送風機１０，エンジン冷却水用電磁弁９，
及び電磁クラッチ１２等）に出力される。尚、コントロ
ールユニット１７は、図示しない中央演算処理装置（Ｃ
ＰＵ）、読出専用メモリ（ＲＯＭ）、ランダムアクセス
メモリ（ＲＡＭ）、入出力ポート（Ｉ／Ｏ）、出力回路
等からなるものである。

【００２０】以上の構成のエンジン駆動式ヒートポンプ
装置１において、暖房運転が設定された場合、四方弁７
が切り換えられてコンプレッサ２の吐出側が第１の熱交
換器３側へ、またコンプレッサ２の吸入側が第２の熱交
換器５側へ接続される。これによって、冷媒は図中Ａの
実線矢印で示す方向に流れることとなる。この暖房サイ
クルにおける冷媒の状態は、例えば図３に示すモリエル
線図で示される。

【００２１】先ず、コンプレッサ２によって吸入された
低圧低温（温度Ｔ_7,圧力Ｐ_H）の冷媒は圧縮されて高温
高圧（温度ｔ_1,圧力Ｐ_H）になる。この冷媒は、第１の
熱交換器３を通過する時に室内の空気に放熱して室内を
暖房する。この時、冷媒は凝縮してそのエンタルピが下
がり、冷媒の温度はｔ₁からｔ₃に下がる。そして、電
子式膨張弁４を通過する時に断熱膨張し、冷媒の圧力は
Ｐ_HからＰ_Lに、温度はｔ₃からｔ₄まで下がる。第２
の熱交換器５を通過する時に冷媒は通過する空気の熱を
吸収して蒸発し、そのエンタルピが上昇する。冷媒の温
度はこの時ｔ₄からｔ₅まで上昇する。この冷媒は、さ
らに前記二重管熱交換器６においてさらに加熱され、冷
媒の温度はｔ₅からｔ₆まで上昇してコンプレッサ２に
回帰する。尚、図３において破線で示されるものは、ｔ
₁〜ｔ₆の等温度線を示し、各温度の関係は、ｔ₁＞ｔ
₂＞ｔ₃＞ｔ₆＞ｔ₅＞ｔ₄である。

【００２２】この暖房サイクルにおいて、コンプレッサ
の吐出側の過熱度（スーパーヒート）ＳＨは、温度セン
サ２０の検出値Ｔ₁（ｔ₁）及び温度センサ２１の検出
値Ｔ₂（ｔ₂）によって求めることができる（ＳＨ＝Ｔ
₁−Ｔ₂）。また、過冷却度ＳＣ（スーパークール）
は、ｔ₂−ｔ₃で示されるものである。

【００２３】また、冷房運転が設定された場合、四方弁
７が切り換えられてコンプレッサ２の吐出側が第２の熱
交換器５側へ、またコンプレッサ２の吸入側が第１の熱
交換器３側へ接続される。これによって、冷媒は図中Ｂ
の破線矢印で示す方向に流れることとなる。この冷房サ
イクルにおける冷媒の状態は、例えば図４に示すモリエ
ル線図で示される。

【００２４】先ず、コンプレッサ２によって吸入された
低圧低温（温度Ｔ₁₁，圧力Ｐ_H）の冷媒は圧縮されて高
温高圧（温度ｔ_7,圧力Ｐ_H）になる。この冷媒は、電磁
弁９が閉鎖された二重管熱交換器６を通過して第２の熱
交換器５に至り、この第２の熱交換器５を通過する時に
放熱して凝縮する。この時、冷媒のエンタルピが下が
り、冷媒の温度はｔ₉まで下がる。そして、電子式膨張
弁４を通過する時に断熱膨張し、冷媒の圧力はＰ_Hから
Ｐ_Lに、温度はｔ₉からｔ₁₀まで下がる。第１の熱交換
器３を通過する時に冷媒は室内１３の空気の熱を吸収し
て蒸発し、そのエンタルピを上昇させる。冷媒の温度は
この時ｔ₁₀からｔ₁₁まで上昇し、コンプレッサ２に回帰
する。尚、図４において破線で示されるものは、ｔ₇〜
ｔ₁₁の等温度線を示し、各温度の関係は、ｔ₇＞ｔ₈＞
ｔ₉＞ｔ₁₁＞ｔ₁₀である。

【００２５】以上のように、このエンジン駆動式ヒート
ポンプ装置１においては、通常の冷房運転と共に、暖房
時において通常のヒートポンプ方式における暖房時の熱
量の不足をエンジン冷却水で補充することができるた
め、暖房運転も効率良く行なうことができるものであ
る。また、図２に示す上記実施の形態においては、説明
の都合上、一つのコンプレッサ２をエンジン８で駆動す
るように示したが、一つのエンジン８で複数のコンプレ
ッサを駆動することが望ましい。

【００２６】以上の構成のエンジン駆動式ヒートポンプ
装置１の制御の一例として、図５〜図７にフローチャー
トを示し、以下のこのフローチャートに従って、前記エ
インジン駆動式ヒートポンプ装置１の制御を説明すると
共に、本願発明に係る暖房始動制御について説明する。

【００２７】図５において、エンジン駆動式ヒートポン
プ装置１の制御は、操作パネル１６からの空調オンオフ
スイッチの投入によって、ステップ２００から開始さ
れ、ステップ２１０において、前記操作パネル１６の設
定スイッチによって前記エンジン駆動式ヒートポンプ装
置１の空調設定が冷房運転であるか否かの判定が行なわ
れる。この判定で、空調設定が冷房運転である場合に
は、ステップ２２０へ進んで、冷房設定が行なわれる。
具体的には、前記四方弁７を切り換えて、冷媒を図２中
破線Ｂ方向へ流すようにするものである。また、前記ス
テップ２１０の判定において、冷房運転でないと設定さ
れた場合（暖房運転の場合）、ステップ２３０に進ん
で、暖房設定が行なわれる。具体的には、前記四方弁７
を切り換えて、冷媒を図２中実線Ａ方向へ流すようにす
るものである。

【００２８】そして、ステップ２４０に進んで、エンジ
ン８の設定回転数Ｒ_Sとして最低回転数Ｒ_minが設定さ
れる。そして、ステップ２５０に進んでエンジン８が始
動され、ステップ２６０に判定によって前記回転数検出
センサによって検出された実エンジン回転数Ｒ_aと前記
設定回転数Ｒ_Sとが等しくなるまで、ステップ２５０の
制御が保持されてエンジン回転数Ｒa の値が上昇し、実
エンジン回転数Ｒ_aと前記設定回転数Ｒ_Sとが等しくな
った場合に、ステップ２７０に進んで、クラッチ１２が
オンされ、コンプレッサ２が稼働を開始するものであ
る。尚、この実施の形態において、前記最低回転数Ｒ
_minは、１１００ｒｐｍである。

【００２９】そして、ステップ２８０の判定において、
暖房運転が設定されていると判定された場合には、ステ
ップ３００に進んで下記する始動制御が実行され、冷房
運転が設定されていると判定された場合には、ステップ
２９０に進んで、コンプレッサ２の吐出側過熱度ＳＨの
下限値α及び上限値βにそれぞれ初期値α₁，β₁が設
定され、タイマＴ_d，Ｔ_eに初期値０が設定され、ステ
ップ５００から下記する通常制御が実行される。尚、こ
の実施の形態において、初期値α₁は２０℃であり、初
期値β₁は２５℃である。

【００３０】ステップ３００から開始あれる始動制御
は、暖房運転時の初期時に実行されるものである。この
実施の形態においては、暖房制御投入時には必ず開始さ
れるように設定されているが、エンジン冷却水温度Ｔｗ
が所定値以下の場合のみ、この始動制御を開始するよう
にしても良いものである。

【００３１】図６に示されるように、前記始動制御は、
先ずステップ３１０において、過熱度ＳＨの下限値αに
暖房時初期下限値α₂を設定し、過熱度ＳＨの上限値β
に暖房初期上限値β₂を設定、またタイマＴ_a，Ｔ_b，
Ｔ_cに初期値０を設定する。尚、この実施の形態におい
て、前記暖房初期下限値α₂は２０℃であり、暖房初期
上限値β₂は３０℃に設定される。この値は、暖房時の
通常の設定値よりも高くなるように設定されている。こ
の実施の形態において、通常の制御時の値は、暖房初期
下限値α₂は２０℃と同様に設定しているが、前記暖房
初期上限値β₂は２５℃と、暖房初期制御の場合よりも
低く設定される。

【００３２】そして、ステップ３２０において、エンジ
ン８は設定回転数Ｒ_Sと検出された実エンジン回転数Ｒ
_aとの偏差が０となるように回転数制御され、さらに電
子式膨張弁４はコンプレッサ吐出側の過熱度ＳＨがαよ
り大きくβよりも小さい範囲内となるように開度調節さ
れる。具体的には、過熱度ＳＨが前記範囲よりも小さい
場合には、前記電子式膨張弁４を絞って流れる冷媒量を
減少させて過熱度ＳＨを上昇させ、反対に過熱度ＳＨが
前記範囲よりも大きい場合には、前記電子式膨張弁４を
開いて冷媒量を多くし、過熱度ＳＨを下げるものであ
る。

【００３３】そして、ステップ３３０において、前記ス
テップ３２０の制御によって変化する室温Ｔ_Rと設定温
度Ｔ_Sとの間の温度偏差ΔＴを演算する。

【００３４】

【数１】ΔＴ＝Ｔ_R−Ｔ_S

【００３５】この温度偏差ΔＴはステップ３４０及び３
５０においてその値が所定値以下であるか、所定値以上
であるか、また所定範囲内にあるかが判定される。具体
的には、ステップ３４０において、温度偏差ΔＴが所定
値（＋γ１）より大きいか否かの判定を行ない、大きい
と判定された場合にはステップ３６０以下の温度下降制
御を実行し、小さいと判定された場合にはステップ３５
０に進む。このステップ３５０においては、前記温度偏
差ΔＴが所定値（−γ２）より小さいか否かの判定を行
ない、小さい場合にはステップ４２０以下の温度上昇制
御を実行し、大きい場合（所定の範囲内にある場合）に
は、ステップ４６０以下の通常制御移行制御に進む。
尚、この実施の形態においては、γ１及びγ２は１℃と
した。

【００３６】前記温度下降制御において、先ず、ステッ
プ３６０において第１のタイマＴ_aがカウントされ、第
２及び第３のタイマＴ_b，Ｔ_Cはリセットされる。そし
て、ステップ３７０において第１のタイマＴ_aが所定時
間θ１経過したか否かが判定され、所定時間θ１経過し
た場合ステップ３８０に進んで、前記設定回転数Ｒ_Sの
値を所定値Ｒ_r下げ、同様に前記過熱度下限値α及び過
熱度上限値βも同様に所定値α_S，β_S下げて、空調装
置の暖房能力を下げ、室温Ｔ_Rを下げる方向へ制御する
ものである。また、ステップ３７０において第１のタイ
マＴ_aが所定時間θ１経過していない場合には、ステッ
プ３２０に回帰して、現在の制御が継続されるものであ
る。この実施の形態においては、θ１は３分とし、所定
値Ｒ_rは２００ｒｐｍ、α_S及びβ_Sは５℃とする。

【００３７】そして、ステップ３９０において、前記設
定回転数Ｒ_Sが最低回転数Ｒ_min以下であるか否かの判
定を行なう。この判定において前記設定回転数Ｒ_Sが最
低回転数Ｒ_min以下でないと判定された場合には、ステ
ップ３２０に回帰してステップ３８０の設定値にしたが
って制御が行なわれ、前記設定回転数Ｒ_Sが最低回転数
Ｒ_min以下であると判定された場合には、ステップ４０
０で設定回転数Ｒ_S，過熱度ＳＨの下限値α及びβを最
低設定値Ｒ_min，α_min及びβ_minに設定してステップ
３２０に回帰するものである。尚、この実施の形態にお
いて、Ｒ_minは１１００ｒｐｍ、α_minは２０℃、β
_minは３０℃である。

【００３８】前記温度上昇制御において、先ず、ステッ
プ４１０において、第２のタイマＴ_bがカウントされ、
第１及び第３のタイマＴ_a，Ｔ_Cはリセットされる。そ
して、ステップ４２０において、第２のタイマＴ_bが所
定時間θ２経過したか否かの判定が行なわれ、所定時間
θ２経過した場合ステップ４３０に進んで、前記設定回
転数Ｒ_Sの値を所定値Ｒ_r上げ、同様に前記過熱度下限
値α及び過熱度上限値βも同様に所定値α_S，β_S上げ
て、空調装置の暖房能力を上げ、室温Ｔ_Rを上げる方向
へ制御するものである。また、ステップ４２０において
第２のタイマＴ_bが所定時間θ２経過していない場合に
は、ステップ３２０に回帰して、現在の制御が継続され
るものである。この実施の形態においては、θ２は３分
とし、所定値Ｒ_rは２００ｒｐｍ、α_S及びβ_Sは５℃
とする。

【００３９】そして、ステップ４４０において、前記設
定回転数Ｒ_Sが最大回転数Ｒ_max以上であるか否かの判
定を行なう。この判定において前記設定回転数Ｒ_Sが最
大回転数Ｒ_max以上でないと判定された場合には、ステ
ップ３２０に回帰してステップ４３０の設定値にしたが
って制御が行なわれ、前記設定回転数Ｒ_Sが最大回転数
Ｒ_max以上であると判定された場合には、ステップ４５
０で設定回転数Ｒ_S，過熱度ＳＨの下限値α及びβを最
低設定値Ｒ_max，α_max及びβ_maxに設定してステップ
３２０に回帰するものである。尚、この実施の形態にお
いて、Ｒ_maxは１９００ｒｐｍ、α_minは４０℃、β
_minは５０℃である。

【００４０】前記通常制御移行制御において、先ずステ
ップ４６０において、第３のタイマＴ_cがカウントさ
れ、第１及び第２のタイマＴ_a，Ｔ_bがリセットされ
る。そして、ステップ４７０において、第３のタイマＴ
_cが所定時間θ３経過したか否かの判定が行なわれ、所
定時間θ３経過した場合ステップ４８０に進んで、前記
過熱度下限値α及び過熱度上限値βを通常の制御値する
べく、所定値α_S0，β_SO下げて、ステップ５００からの
通常制御に移行するものである。また、ステップ４７０
において第３のタイマＴ_cが所定時間θ３経過していな
い場合には、ステップ３２０に回帰して、現在の制御が
継続されるものである。尚、この実施の形態において、
所定値θ３は、６分であり、所定値α_s0は０として変化
しないようにし、所定値β_S0は５℃とした。これによっ
て、過熱度ＳＨの上限値のみが低くなる、いわゆる通常
の制御の値に過熱度ＳＨを設定して、ステップ５００か
ら始まる通常制御に移行するものである。

【００４１】これによって、この始動制御においては、
温度偏差ΔＴが所定値以下で所定時間経過した場合、設
定回転数Ｒ_S及び過熱度ＳＨの値を所定値上げるもの
で、具体的には設定温度Ｔ_Sが室内温度Ｔ_Rよりも１℃
以下である状態が３分間継続した場合には、設定回転数
Ｒ_Sを２００ｒｐｍ及び過熱度ＳＨの値を５℃上げるも
のである。また、温度偏差ΔＴが所定値以上で所定時間
経過した場合、設定回転数Ｒ_S及び過熱度ＳＨの値を所
定値下げるもので、具体的には設定温度Ｔ_Sが室内温度
Ｔ_Rよりも１℃以上である状態が３分間継続した場合に
は、設定回転数Ｒ_Sを２００ｒｐｍ及び過熱度ＳＨの値
を５℃下げるものである。

【００４２】以上の制御の結果、温度偏差ΔＴが所定範
囲内に所定時間止まる安定制御に突入した場合、前記始
動制御を抜けて通常制御に移行するもので、その場合に
は、過熱度ＳＨを通常の値に戻すものである。具体的に
は、前記温度偏差ΔＴが−１℃〜＋１℃の範囲内に６分
間継続して止まった場合、過熱度ＳＨの上限値を５℃下
げて、通常制御に移行させるものである。

【００４３】ステップ５００から始まる通常制御は、ス
テップ５１０において、前記ステップ３２０と同様に、
設定回転数Ｒ_S及び実エンジン回転数Ｒ_aが一致するよ
うにエンジン８が制御され、また過熱度ＳＨが所定の範
囲内（α＜ＳＨ＜β）となるように電子式電磁弁４が制
御される。また、前記ステップ３３０と同様に温度偏差
ΔＴが演算される。

【００４４】この温度偏差ΔＴは、ステップ５３０にお
いて所定値（＋γ３）との大小が判定され、大きい場合
にはステップ５５０以下の温度下降制御へ移行し、小さ
い場合にはステップ５４０に進む。このステップ５４０
では、前記温度偏差ΔＴと所定値（−γ４）との大小が
判定され、小さい場合にはステップ６００以下の温度上
昇制御へ移行し、大きい場合（前記温度偏差ΔＴが所定
範囲内にある場合）には前記ステップ５１０に回帰する
ようになっている。

【００４５】ステップ５５０から始まる温度下降制御で
は、先ずステップ５５０において第４のタイマＴ_dがカ
ウントされ、第５のタイマＴ_eがリセットされる。そし
て、ステップ５６０において、前記第４のタイマＴ_dが
所定時間θ４（３分）経過したか否かが判定され、経過
していない場合にはステップ５１０に回帰して現在の制
御が維持され、また経過した場合にはステップ５７０に
進む。そして、ステップ５７０において、設定回転数Ｒ
_Sを所定値Ｒｒ（２００ｒｐｍ）下げ、また過熱度ＳＨ
の下限値α及び上限値βを所定値α_S（５℃），β
_S（５℃）下げる。そして、ステップ５８０に進んで、
演算された設定回転数Ｒ_Sと最低回転数Ｒ_minを比較
し、設定回転数Ｒ_Sが最低回転数Ｒ_min以下である場合
には、ステップ５９０に進んで、設定回転数Ｒ_S、過熱
度ＳＨの下限値α及び上限値βを最低値〔Ｒ_min（１１
００ｒｐｍ），α_min（２０℃），β_min（２５℃）〕
に固定し、ステップ５１０へ回帰する。また設定回転数
Ｒ_Sが最低回転数Ｒ_min以下でない場合には、ステップ
５７０によって設定された数値を伴ってステップ５１０
へ回帰するものである。

【００４６】これによって、室内温度Ｔ_Rと設定温度Ｔ
_Sの温度偏差ΔＴが所定値（＋γ３：＋１℃）よりも大
きい場合には、設定回転数Ｒ_Sを低くすると共に、過熱
度ＳＨを低くして空調能力を低下させ、室内温度を下げ
るものである。

【００４７】ステップ６００から始まる温度上昇制御に
おいて、先ずステップ６００において第５のタイマＴ_e
がカウントされ、第４のタイマＴ_dがリセットされる。
そして、ステップ６１０において、前記第５のタイマＴ
_eが所定時間θ５（３分）経過したか否かが判定され、
経過していない場合にはステップ５１０に回帰して現在
の制御が維持され、また経過した場合にはステップ６２
０に進む。そして、ステップ６２０において、設定回転
数Ｒ_Sを所定値Ｒｒ（２００ｒｐｍ）上げ、また過熱度
ＳＨの下限値α及び上限値βを所定値α_S（５℃），β
_S（５℃）上げる。

【００４８】そして、ステップ６３０において冷房運転
か否かの判定を行ない、冷房運転であると判定された場
合には、ステップ６４０に進んで、演算された設定回転
数Ｒ_Sと冷房時最大回転数Ｒ_mcが比較され、設定回転数
Ｒ_Sが冷房最大回転数Ｒ_mc以上である場合には、ステッ
プ６５０に進んで、設定回転数Ｒ_S、過熱度ＳＨの下限
値α及び上限値βを冷房時最大値〔Ｒ_mc（１７００ｒｐ
ｍ），α_mc（３５℃），β_mc（４０℃）〕に固定し、ス
テップ５１０へ回帰する。また設定回転数Ｒ_Sが冷房時
最大回転数Ｒ_mc以上でない場合には、ステップ６２０に
よって設定された数値のままステップ５１０へ回帰する
ものである。

【００４９】また、前記ステップ６３０において暖房運
転であると判定された場合には、ステップ６６０に進ん
で、演算された設定回転数Ｒ_Sと暖房時最大回転数Ｒ
_maxが比較され、設定回転数Ｒ_Sが暖房時最大回転数Ｒ
_max以上である場合には、ステップ６７０に進んで、設
定回転数Ｒ_S、過熱度ＳＨの下限値α及び上限値βを暖
房時最大値〔Ｒ_max（１９００ｒｐｍ），α_max（４０
℃），β_max（４５℃）〕に固定し、ステップ５１０へ
回帰する。また設定回転数Ｒ_Sが冷房時最大回転数Ｒ_mc
以上でない場合には、ステップ６２０によって設定され
た数値のままステップ５１０へ回帰するものである。

【００５０】これによって、室内温度Ｔ_Rと設定温度Ｔ
_Sの温度偏差ΔＴが所定値（＋γ４：−１℃）よりも小
さい場合には、設定回転数Ｒ_Sをワンステップ高くする
と共に、過熱度ＳＨをワンステップ高くして空調能力を
上昇させ、室内温度を上げるものである。

【００５１】尚、上記所定値等の数値は、実験により最
適な値を設定したものである。さらに冷房運転時におい
て、コンプレッサの吐出温度が７０℃を越えた時点で、
ＳＨ制御からコンプレッサの吐出温度制御へ移行するよ
うにしてもよいものであるが、特に本発明においては冷
房制御のあり方については限定されるものではない。ま
た、この実施の形態においては、通常制御時の過熱度の
範囲についても、暖房運転時と冷房運転時ではその範囲
を異なるように設定しても良く、また始動制御時の過熱
度の範囲と、通常運転の過熱度の範囲を重複しない範囲
に設定しても良いものである。具体的には、この実施の
形態においては、始動制御時における最低設定回転数の
対応する過熱度の範囲は２０℃〜３０℃、通常制御時の
場合は２０℃〜２５℃としたが、始動制御時においては
２５℃〜３０℃、通常制御時は２０℃から２５℃として
も良いものである。

【００５２】

【発明の効果】以上説明したように、この発明によれ
ば、室内温度と設定温度との間の温度偏差によって、エ
ンジンの設定回転数と、コンプレッサの吐出側の過熱度
ＳＨを共に変化させるようにしたことによってエンジン
駆動式ヒートポンプ装置の空調能力を向上させることが
でき、室内温度を設定温度へ迅速に到達させることでき
るものである。さらに、暖房初期時において、エンジン
冷却水温度が十分に上昇していない場合、二重管熱交換
器における冷媒の過熱を十分に行なうことができないた
め、冷房サイクルの過熱度を上昇させることによって室
内用熱交換器の放熱量を確保できるため、暖房の立ち上
がり時の空調能力を向上させることができるものであ
る。

【図面の簡単な説明】

【図１】図１は、本発明に係るエンジン駆動式ヒートポ
ンプ装置の暖房始動制御装置の構成を示した機能ブロッ
ク図である。

【図２】図２は、本発明の実施の形態に係るエンジン駆
動式ヒートポンプ装置の構成を示した説明図である。

【図３】図３は、暖房運転時のモリエル線図を示したも
のである。

【図４】図４は、冷房運転時のモリエル線図を示したも
のである。

【図５】図５は、本発明の実施の形態に示す空調制御の
フローチャート図である。

【図６】図６は、本発明の実施の形態に示す始動制御の
フローチャート図である。

【図７】図７は、本発明の実施の形態に示す通常制御の
フローチャート図である。

【符号の説明】

１エンジン駆動式ヒートポンプ装置２コンプレッサ３第１の熱交換器４電子式膨張弁５第２の熱交換器６二重管熱交換器７四方弁８エンジン１２電磁クラッチ

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】エンジンと連結手段を介して連結される
コンプレッサと、室内に配される第１の熱交換器と、室
外に配される第２の熱交換器と、前記第１の熱交換器と
前記第２の熱交換器の間に配される膨張弁と、前記第２
の熱交換器と前記コンプレッサとの間に配され、前記エ
ンジンの冷却水と間で熱交換を行なう第３の熱交換器と
からなる冷房サイクルと、該冷房サイクルの冷媒流の方
向を切換える切換手段とを具備するエンジン駆動式ヒー
トポンプ装置において、暖房初期時に、前記冷房サイクルの過熱度を通常制御時
よりも所定値高くすることを特徴とするエンジン駆動式
ヒートポンプ装置の暖房初動制御装置。
【請求項２】エンジンと連結手段を介して連結される
コンプレッサと、室内に配される第１の熱交換器と、室
外に配される第２の熱交換器と、前記第１の熱交換器と
前記第２の熱交換器の間に配される膨張弁と、前記第２
の熱交換器と前記コンプレッサとの間に配され、前記エ
ンジンの冷却水と間で熱交換を行なう第３の熱交換器と
からなる冷房サイクルと、該冷房サイクルの冷媒流の方
向を切換える切換手段とを具備するエンジン駆動式ヒー
トポンプ装置において、室内温度を検出する室内温度検出手段と、目標室内温度を設定する温度設定手段と、暖房運転の始動を検出する始動検出手段と、該始動検出手段によって暖房運転の始動が検出された場
合に、前記冷房サイクルの過熱度を通常制御時の値より
も所定値大きくする初期設定手段と、前記室内温度と前記目標温度とを比較して判定する温度
判定手段と、前記温度判定手段による判定結果が所定時間継続したか
否かを判定する継続時間判定手段と、前記初期設定手段によって設定された過熱度に基づいて
制御する初期制御手段と、温度判定手段によって前記室内温度と前記目標温度との
温度差が所定範囲内にあると判定され且つ継続時間判定
手段によってこの判定結果が所定時間経過したと判定さ
れた場合に、前記過熱度を通常制御時の値に戻す通常制
御移行手段とを具備したことを特徴とするエンジン駆動
式ヒートポンプ装置の暖房初動制御装置。
【請求項３】前記過熱度は、コンプレッサの吐出側の
過熱度であることを特徴とする請求項１又は２記載のエ
ンジン駆動式ヒートポンプ装置の暖房初動制御装置。