JPH09138018A - ヒートポンプ装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 非共沸冷媒を使用する空調装置等のヒートポ
ンプ装置において、有効にＣＯＰを高めて運転性能を向
上する。 【解決手段】 圧縮機２０、四方弁４１、室内熱交換器
６８ａ〜６８ｎ、膨張弁７０ａ〜７０ｎ、室外熱交換器
７５ａ，７５ｂが冷媒回路３０に設けられ、冷媒として
非共沸冷媒が用いられているヒートポンプ装置におい
て、冷媒が蒸発器から圧縮機２０に戻る経路中にアキュ
ムレータ４５，４６が配置されている。また、負荷に応
じて圧縮機の回転数を制御する一方、少なくとも暖房時
に膨張弁の開度調節により高圧側の膨張弁近傍の冷媒温
度を飽和液温度よりも低い温度とするサブクール制御を
行う制御手段が設けられている。さらに、上記アキュム
レータ４５，４６の下部とアキュムレータ下流の冷媒回
路とを連通する液冷媒通路６２が形成され、この液冷媒
通路６２の途中に、この通路中の液冷媒を加熱して気化
する熱交換器６４が設けられている。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、圧縮機、凝縮器、
膨張弁及び蒸発器を備えた閉回路に冷媒を循環させつ
つ、上記凝縮器での放熱や上記蒸発器での吸熱により冷
暖房、あるいは冷凍を行うように構成されたヒートポン
プ装置に関し、とくに作動冷媒に非共沸冷媒を用いたヒ
ートポンプ装置に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】従来から、この種のヒートポンプ装置は
一般に広く知られ、例えば、凝縮器及び蒸発器として室
内、室外の熱交換器を備え、圧縮機及び上記室内、室外
熱交換器等を含む冷媒回路に冷媒を循環させ、この冷媒
回路に四方弁を組込んで冷媒の循環方向を切換えること
により、一台の装置で冷房と暖房を行うようにしたヒー
トポンプ式の空調装置、あるいは、上記四方弁を組み込
むことなく冷凍のみを行なうようにした冷凍装置が頻繁
に利用されている。

【０００３】上記空調装置では、冷房時は、冷媒が圧縮
機、四方弁、室外熱交換器、膨張弁、室内熱交換器、四
方弁、圧縮機の順に循環することにより、室外熱交換器
が凝縮器、室内熱交換器が蒸発器となって、室内熱交換
器での吸熱による冷房が行われ、一方、暖房時は、冷媒
が圧縮機、四方弁、室内熱交換器、膨張弁、室外熱交換
器、四方弁、圧縮機の順に循環することにより、室内熱
交換器が凝縮器、室外熱交換器が蒸発器となって、室内
熱交換器での放熱による暖房が行われるように冷媒回路
が構成されている。

【０００４】また、このような空調装置あるいは冷凍装
置等に利用されるヒートポンプ装置において、高圧側の
膨張弁近傍の冷媒温度を飽和液温度よりも低い温度とす
るように膨張弁開度等を制御する、所謂サブクール制御
を行うことにより、性能の向上を図るようにしたものが
ある。

【０００５】この装置は、冷媒が蒸発器から圧縮機に戻
る経路の途中、例えば空調装置では上記四方弁と圧縮機
吸込み口との間に、アキュムレータを設けている。そし
て、負荷が小となるにつれて圧縮機の回転数を低下させ
るとともに、上記膨張弁の開度を小さめに設定すること
により、高圧側の膨張弁近傍の冷媒温度を飽和液温度以
下に低下させるサブクール制御を行うようにし、このサ
ブクール制御によって蒸発後の冷媒中に生じる液相の余
剰冷媒を上記アキュムレータ内に滞留させるようにして
いる。

【０００６】このサブクール制御によると、冷媒として
一沸点冷媒（例えばＲ２２）が用いられている場合に、
後に詳述するような冷凍サイクルの能率を示すＣＯＰ
（成績係数）を高めることができる。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】ところで、最近、この
種のヒートポンプ装置における冷媒として、オゾン層破
壊の防止及び冷媒能力向上などの要求を満足すべく、沸
点温度の異なる複数種の冷媒を混合させた非共沸冷媒が
開発されているが、この非共沸冷媒を使用する場合、従
来の装置では次のような問題があった。

【０００８】すなわち、上記サブクール制御を行う装置
において非共沸冷媒を用いる場合、性能を確保すべく過
冷却度を適正な一定値に保つように制御すると、非共沸
冷媒のうちの高沸点成分が蒸発しにくくなるため、上記
アキュムレータ内には時間経過とともに高沸点成分が高
い割合で滞留し、圧縮機に吸入される気相冷媒中の低沸
点成分の割合が初期充填割合よりも増大する。そして一
般に低沸点成分は高沸点成分と比べて非体積が小さいた
め、圧縮機に吸入される気相冷媒中の低沸点成分の割合
が増加すると、圧縮機において所定圧力まで増大させる
に要する圧縮仕事が増大し、これがＣＯＰを低下させ
る。従って、サブクール制御を実施してもそれほどＣＯ
Ｐを向上させることができない。

【０００９】本発明は、上記の事情に鑑み、非共沸冷媒
を用いる場合において、サブクール制御を行うようにし
ながら、圧縮機の吸入されて循環する冷媒の成分割合が
初期充填割合に対して変動することを抑制することによ
り、有効にＣＯＰを向上させ、運転性能を向上すること
ができるヒートポンプ装置を提供することを目的とす
る。

【００１０】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、本発明は、圧縮機と、凝縮器と、膨張弁と、蒸発器
とを備え、圧縮機から吐出された冷媒が上記凝縮器、膨
張弁、蒸発器を経て圧縮機に戻されるように冷媒回路が
構成されるとともに、上記冷媒として非共沸冷媒が用い
られたヒートポンプ装置であって、冷媒が蒸発器から圧
縮機に戻る経路中にアキュムレータが配置されるととも
に、負荷に応じて圧縮機の回転数を制御する一方、膨張
弁の開度調節により高圧側の膨張弁近傍の冷媒温度を飽
和液温度よりも低い温度とするサブクール制御を行う制
御手段が設けられ、かつ、上記アキュムレータの下部と
アキュムレータ下流の冷媒回路とを連通する液冷媒通路
が形成され、この液冷媒通路の途中に、この通路中の液
相冷媒を加熱して気化する加熱手段が設けられているも
のである。

【００１１】この装置によると、上記サブクール制御が
行われることにより、ＣＯＰが高められる。また、サブ
クール制御が行われている状態では、アキュムレータ内
に液相の余剰冷媒が滞留し、とくに非共沸冷媒のうちで
高沸点成分が高い割合で滞留するとともに、アキュムレ
ータから圧縮機側へ低沸点成分の割合が高い気相冷媒が
送られる、上記アキュムレータ内の高沸点成分を多く含
む液冷媒が上記液冷媒通路に導出され、この液冷媒通路
中で加熱手段により加熱されて気化し、これが上記アキ
ュムレータから圧縮機に送られる気相冷媒に混合される
ことにより、圧縮機に吸入され循環する冷媒の成分割合
が初期充填割合に近付けられる。このため、循環冷媒中
の低沸点成分が割合が増加することによるＣＯＰの低下
を招くことがない。

【００１２】このヒートポンプ装置において、上記加熱
手段は、例えば、凝縮器と膨張弁との間から循環液冷媒
を導いてこの循環液冷媒により上記液冷媒通路中の液冷
媒を加熱する熱交換器で構成される。

【００１３】このようにすると、上記凝縮器と膨張弁と
の間から高温液冷媒が利用されて、上記液冷媒通路での
冷媒の加熱、気化が効果的に行われる。

【００１４】また、上記加熱手段は、圧縮機を駆動する
エンジンの廃熱を熱源として上記液冷媒通路中の液冷媒
を加熱するように構成されていてもよい。

【００１５】このようにすると、圧縮機を駆動するエン
ジンの廃熱が有効利用されて、上記液冷媒通路での冷媒
の加熱、気化が効果的に行われる。

【００１６】なお、冷房及び暖房の両運転時に負荷に応
じて圧縮機の回転数が制御されるとは、負荷が大なる程
圧縮機の冷媒吐出量を増加させる制御を行なうことであ
り、回転数が一定でも吐出量を増減できるものでは、圧
縮機の冷媒吐出量が制御される。

【００１７】

【発明の実施の形態】本発明の実施の形態について図面
を用いて説明する。

【００１８】図１は、本発明に係るヒートポンプ装置を
利用した空調装置の一実施形態を示す回路図である。こ
の図に示すように、空調装置１には、水冷式ガスエンジ
ン２（以下、エンジン２と略す）と、これによって駆動
される圧縮機２０と、冷媒を循環させる冷媒回路３０
と、上記エンジン２を冷却するための冷却水回路８０と
が設けられている。冷媒としては、沸点温度が異なる複
数種の冷媒を混合した非共沸冷媒が用いられており、例
えば比較的低沸点の冷媒であるＲ３２及びＲ１２５と比
較的高沸点の冷媒であるＲ１３４ａを混合した冷媒が用
いられている。

【００１９】上記エンジン２には吸気管３が接続され、
この吸気管３にエアクリーナ４及びミキサー５が接続さ
れている。このミキサー５には、図外の燃料ガス供給源
に接続された燃料供給管６が接続されており、この燃料
供給管６に流量制御弁７、ガバナ８及び電磁弁９が介設
されている。そして、上記ミキサー５では、パルスモー
タ５ａによるスロットルの作動によりエンジンへの燃料
ガス及び空気の供給量を調節するようになっている。エ
ンジン２のオイルパンには、オイル供給管１０を介して
オイルタンク１１が接続されており、上記オイル管１０
にはオイル供給量を調節するための電磁弁１２が介設さ
れている。

【００２０】また、上記エンジン２から排気管１３が導
出され、この排気管１３に排ガス熱交換器１４、排気サ
イレンサ１５及びミストセパレータ１６が介設されてい
る。なお、１７はエンジン２のオイルパン内のオイル温
度を調節するためのヒータ、１８は排ガス熱交換器１４
や排気サイレンサ１５やミストセパレータ１６からのド
レン水を中和処理するドレン処理装置である。

【００２１】上記圧縮機２０は、図示の例では２個の単
位圧縮機２０ａ，２０ｂを有するマルチ型圧縮機からな
り、上記各単位圧縮機２０ａ，２０ｂは電磁クラッチ２
１を介してエンジンの出力軸２２に接続されている。２
３は圧縮機２０内のオイル温度を調節するためのヒータ
である。

【００２２】上記冷媒回路３０は、圧縮機２０から吐出
される冷媒を凝縮器、膨張弁、蒸発器を通して圧縮機２
０に戻すように循環させるための閉回路を構成してい
る。

【００２３】当実施形態では、複数台の室内熱交換器６
８ａ〜６８ｎと、これらにそれぞれ具備される膨張弁７
０ａ〜７０ｎと、２台の室外熱交換器７５ａ，７５ｂ等
が冷媒回路３０に組み込まれ、かつ冷媒循環経路を切替
える手段としての四方弁４１が設けられている。そし
て、暖房時には、冷媒が圧縮機２０から室内熱交換器６
８ａ〜６８ｎ、膨張弁７０ａ〜７０ｎ、室外熱交換器７
５ａ，７５ｂをこの順に通って圧縮機２０に戻されるこ
とにより、室内熱交換器６８ａ〜６８ｎが凝縮器、室外
熱交換器７５ａ，７５ｂが蒸発器となり、一方、冷房時
には、冷媒が圧縮機２０から室外熱交換器７５ａ，７５
ｂ、膨張弁７０ａ〜７０ｎ、室内熱交換器６８ａ〜６８
ｎをこの順に通って圧縮機２０に戻されることにより、
室内熱交換器が蒸発器６８ａ〜６８ｎ、室外熱交換器７
５ａ，７５ｂが凝縮器となるように構成されている。

【００２４】従ってこの冷媒回路３０では、暖房時は圧
縮機２０の吐出部から室内熱交換器６８ａ〜６８ｎを経
て膨張弁７０ａ〜７０ｎに至るまでが高圧回路、膨張弁
７０ａ〜７０ｎを過ぎてから室外熱交換器７５ａ，７５
ｂを経て圧縮機２０の吸入部に至るまでが低圧回路とな
り、一方、冷房時は圧縮機２０の吐出部から室外熱交換
器７５ａ，７５ｂを経て膨張弁７０ａ〜７０ｎに至るま
でが高圧回路、膨張弁７０ａ〜７０ｎを過ぎてから室内
熱交換器６８ａ〜６８ｄを経て圧縮機２０の吸入部に至
るまでが低圧回路となる。

【００２５】また、この冷媒回路３０には、冷媒が蒸発
器から圧縮機２０に戻る経路中にアキュムレータが配置
されており、当実施形態では、四方弁４１から圧縮機２
０の吸入部に至るまでの経路中に、メインアキュムレー
タ４５及びサブアキュムレータ４６が配設されている。
また、上記各アキュムレータ４５，４６の下部とアキュ
ムレータ下流のライン３２ｃとを連通する液冷媒通路６
２が形成され、この液冷媒通路６２の途中に、この通路
中の液相冷媒を加熱して気化する加熱手段が設けられて
いる。当実施形態では、上記加熱手段が、圧縮機２０か
ら四方弁４１へ送られる途中の高温高圧の気相冷媒を導
いてこの気相冷媒により上記液冷媒通路６２中の液冷媒
を加熱する熱交換器６４で構成される。

【００２６】なお、上記気相冷媒の代りに凝縮器（冷房
時は室外熱交換器７５ａ，７５ｂ）と膨張弁７０ａ〜７
０ｎとの間の循環液冷媒を導いてこの循環液冷媒により
上記液冷媒通路６２中の液冷媒を加熱するように構成し
てもよい。この場合は液相冷媒で加熱するので熱伝達効
率が向上する一方、凝縮器で放熱している分、加熱側の
温度が低下しており、全体として加熱効率は当実施形態
よりは低くなる。また、暖房時と冷房時とで導いてくる
循環液冷媒位置を変更する必要がある。

【００２７】この冷媒回路３０の構成を具体的に説明す
ると、上記圧縮機２０と四方弁４１との間には吐出側ラ
イン３１及び吸入側ライン３２が設けられており、上記
吐出側ライン３１は、圧縮機２０の吐出部から導出され
てオイルセパレータ４２を介して四方弁４１の第１ポー
ト４１ａに接続されている。上記オイルセパレータ４２
から導出されたオイル戻りライン４３は、毛細管４３ａ
を介して吸入側ライン３２おける下流側のライン３２ｃ
に接続されている。

【００２８】一方、吸入側ライン３２は、上記四方弁４
１の第３ポート４１ｃから導出されてメインアキュムレ
ータ４５に至るライン３２ａと、メインアキュムレータ
４５から導出されてサブアキュムレータ４６に至るライ
ン３２ｂと、サブアキュムレータ４６から導出されて下
流側分岐部分が逆止弁４７を介して圧縮機２０の吸入部
に至るライン３２ｃとで構成されている。なお、上記吐
出側ライン３１の下流寄りの部分は上記吸入側ライン３
２におけるライン３２ａに、ストレーナ４８及び開閉弁
４９を有するライン３３を介して接続され、圧力が異常
に高いとき等に上記開閉弁４９が開かれるようになって
いる。

【００２９】上記メインアキュムレータ４５には、熱交
換器５１が設けられるとともに、このアキュムレータ４
５内に蓄えられる液相冷媒の組成比を検出する組成比検
出器１０１が設けられている。また、メインアキュムレ
ータ４５の所定高レベル位置と所定低レベル位置とが、
ストレーナ５３及び毛細管５４を有する通路とストレー
ナ５５及び毛細管５６を有する通路とによってそれぞれ
ライン３２ｂに接続されるるとともに、これらの通路に
対して温度センサ１０２，１０３が設けられ、メインア
キュムレータ４５内の液面レベルの上昇に応じて液相冷
媒が上記通路に導出され、それに伴う温度変化が上記温
度センサ１０２，１０３で検出されることにより、温度
センサ１０２，１０３がメインアキュムレータ４５内の
液面レベルを検出する機能を有するようになっている。

【００３０】メインアキュムレータ４５とサブアキュム
レータ４６との間のライン３２ｂには毛細管５７が設け
られている。

【００３１】上記サブアキュムレータ４６には、その内
部にＵ字型管５８が設けられている。このＵ字型管５８
は、一方の端部が上方で開口し、底部がオリフィス５８
ａを通してサブアキュムレータ４６内の底部に通じ、他
方の端部が下流側のライン３２ｃに連なる。サブアキュ
ムレータ４６内は、通常、オイルのみが底部に溜り、オ
イルはオリフィス５８ａからＵ字型管５８内に吸引さ
れ、圧縮機２０に戻される。６５はヒーターであり、必
要に応じ、サブアキュムレータ４６を加熱するのに使わ
れる。

【００３２】さらに、Ｕ字型管５８の開口位置よりわず
かに低い位置が、ストレーナ６０及び毛細管６１を有す
る通路によってライン３２ｃに接続されるとともに、こ
の通路に対し、液面レベル検出機能を有する温度センサ
１０４が設けられている。液面レベルの検出は、サブア
キュムレータ４６から圧縮機２０へ液冷媒が流れるのを
防止するためであり、本来、液相冷媒が空であるサブア
キュムレータ４６内において液相冷媒が滞留し、液面レ
ベルが上昇したとき、これを検知し、液相冷媒の滞留を
減少させる作動（例えばヒーター６５を動作させる等）
のために行なわれる。

【００３３】上記各アキュムレータ４５，４６の下部と
下流側のライン３２ｃとの間には液冷媒通路６２が形成
されている。この液冷媒通路６２は、各アキュムレータ
４５，４６の下部から導出された通路６２ａ，６２ｂを
有し、これらの通路６２ａ，６２ｂが合流し、その合流
した通路の下流端部がライン３２ｃに接続されている。
上記各通路６２ａ，６２ｂにはメインアキュムレータ４
５及びサブアキュムレータ４６からの液冷媒流出量を調
節する制御弁６３ａ，６３ｂが設けられている。そし
て、合流部より下流の液冷媒通路６２に、熱交換器６４
が設けられている。

【００３４】なお、圧縮機２０には圧縮機温度センサ１
０５が設けられ、上記吐出側ライン３１には、圧縮機２
０から吐出された冷媒の圧力を検出する高圧側圧力セン
サ１０６が設けられ、一方、吸入側ライン３２における
下流側のライン３２ｃには、圧縮機２０に吸入される冷
媒の圧力を検出する低圧側圧力センサ１０７及びこの冷
媒の温度を検出する吸込み冷媒温度センサ１０８が設け
られている。上記吐出側ライン３１はオイルセパレータ
４２を経た後、上記のように熱交換器６４を経て四方弁
４１の第１ポート４１ａに接続されている。

【００３５】また、上記四方弁４１の第２ポート４１ｂ
からはライン３４が導出されており、このライン３４が
開閉弁６５及びジョイント６６を介して各室内熱交換器
６８ａ〜６８ｎに至っている。このライン３４には循環
冷媒の組成比を検出する組成比検出器１０９が設けられ
ている。上記開閉弁６５は、保守点検時に閉とされる以
外、常時開とされる。

【００３６】各室内熱交換器６８ａ〜６８ｎは同図に示
すように互いに並列に配置されており、各々片方側（同
図では下側）の入出力部分が上記ライン３４に接続され
るとともに、他方側（同図では上側）の入出力部分が各
々膨張弁７０ａ〜７０ｎを介してライン３５に接続され
ている。なお、１１０ａ〜１１０ｎは暖房時に膨張弁上
流側部分の冷媒温度を検出する膨張弁上流側温度セン
サ、１１１ａ〜１１１ｎは室内温度センサである。

【００３７】ライン３５は、ジョイント７１、開閉弁７
２、ドライヤ７３、フィルター７４等を経て室外熱交換
器７５ａに接続されている。室外熱交換器７５ａからは
ライン３６が導出され、このライン３６が上記四方弁４
１の第４ポート４１ｄに接続されている。また、上記ラ
イン３５から分岐したライン３７が室外熱交換器７５ｂ
に接続されるとともに、室外熱交換器７５ｂから導出さ
れたライン３８が上記ライン３６に接続されている。ラ
イン３７，３８には開閉弁７６，７７が設けられてい
る。なお、液ガス熱交換器４４と室外熱交換器７５ａ，
７５ｂとの間のライン３５は、制御弁７８及びストレー
ナ７９を有する迂回ライン３９を介して上記吸入側ライ
ン３２における上流側のライン３２ａに接続されてい
る。上記制御弁７８は通常運転時閉とされる。

【００３８】また、上記冷却水回路８０は、ポンプ８２
の吐出側から冷却水ライン８１ａが導出され、この冷却
水ライン８１ａが上記排ガス熱交換器１４を経てエンジ
ン２のウォータジャケット８３の冷却水導入口に接続さ
れるとともに、上記のウォータジャケット８３の冷却水
導出口から冷却水ライン８１ｂが導出され、これがリニ
ア三方弁８４に接続されている。

【００３９】上記リニア三方弁８４からは冷却水ライン
８１ｃ，８１ｅがそれぞれ導出されている。上記冷却水
ライン８１ｃはラジエータ８５に接続されており、ラジ
エータ８５から導出された冷却水ライン８１ｄは上記ポ
ンプ８２の吸入側に接続されている。一方、上記冷却水
ライン８１ｅは、メインアキュムレータ４５に設けられ
た熱交換器５１に至り、この熱交換器５１を経て上記冷
却水ライン８１ｄに接続されている。

【００４０】上記リニア三方弁８４は、上記冷却水ライ
ン８１ｃ及び８１ｅへの冷却水の流量を調節するように
なっている。具体的には、図３に示すようにこの三方弁
８４の作動位置に応じ、この三方弁８４に導かれる冷却
水を冷却水ライン８１ｃに１００％流す状態から冷却水
ライン８１ｅへ１００％流す状態にまでわたり、両冷却
水ライン８１ｃ，８１ｅの冷却水量の割合をリニアに変
えることができるようになっている。そして、冷却水回
路８０において、排ガス熱交換器１４等から熱を受け取
った冷却水が上記リニア三方弁８４に導かれ、さらにこ
のリニア三方弁８４の作動位置に応じた量だけ冷却水ラ
イン８１ｅを介して上記熱交換器５１に導かれることに
より、この熱交換器５１でメインアキュムレータ４５内
の冷媒に熱が供給され、その供給熱量が上記リニア三方
弁８４によって調節されるようになっている。

【００４１】なお、８１ｇは冷却水ライン８１ｄに接続
された冷却水補給ライン、８６は冷却水補給ライン８１
ｇに接続された水タンクである。

【００４２】次に、上記空調装置１の制御系について図
２のブロック図を用いて説明する。なお、この図では主
に冷媒回路３０に関する制御系の構成を示している。

【００４３】同図に示すように、空調装置の制御系は、
前記室内熱交換器６８ａ〜６８ｎ及び膨張弁７０ａ〜７
０ｎ等が設けられている室内機９０ａ〜９０ｎを個々に
制御する室内機制御装置９１ａ〜９１ｎと、前記圧縮機
２０、室外熱交換器７５ａ，７５ｂ、四方弁４１、アキ
ュムレータ４５，４６等が設けられている室外機ユニッ
トを制御する室外機制御装置９２とを備え、各室内機制
御装置９１ａ〜９１ｎと室外機制御装置９２とが互いに
関連して制御を行なうことができるように電気的に接続
されている。

【００４４】上記室内機９０ａ〜９０ｎには、それぞれ
送風用のファン９３ａ〜９３ｎと、膨張弁７０ａ〜７０
ｎと、膨張弁上流側冷媒温度センサ１１０ａ〜１１０ｎ
と、オンオフスイッチや温度設定キーを備えた操作部９
４ａ〜９４ｎと、各室内温度を検出する室内温度センサ
ー１１０ａ〜１１０ｎ等が設けられている。そして、例
えば室内機９０ａにおいて操作部９４ａを介して希望温
度が入力されると、室内機制御装置９１ａにより、室内
温度センサー１１０ａで室内温度が求められるととも
に、この温度と上記希望温度との差が求められ、この温
度差を減少させるべく上記ファン９３ａの出力が制御さ
れるようになっている。

【００４５】一方、上記室外機制御装置９２には、エン
ジン２、四方弁４１、リニア三方弁８４、開閉弁４９，
６５，７２，７６，７７、制御弁６３ａ，６３ｂ、室外
機側ファン９５等の制御対象要素が接続されるととも
に、吸込み冷媒温度センサー１０８、圧縮機温度センサ
１０５、アキュムレータ液面レベル検出機能を有する温
度センサ１０２，１０３、高圧側圧力センサ１０６、低
圧側圧力センサ１０７、外気温センサ１１２、組成比検
出器１０１，１０９等の制御入力要素が接続され、さら
に、制御のための各種データ及びプログラム等を記憶す
る記憶装置９６が接続されている。

【００４６】上記室外機制御装置９２は、各室内機９０
ａ〜９０ｎの冷暖切換えに応じて前述のように冷媒回路
３０での冷媒の循環方向を切換えるべく四方弁４１を切
替制御する。さらに室外機制御装置９２は、冷房時及び
暖房時にそれぞれ、例えば室内機運転台数やその他の運
転状態によって変化する負荷を調べ、その負荷に応じて
エンジン２の駆動を制御することにより圧縮機２０の回
転数を調節し、負荷が低くなるほど圧縮機２０の回転数
を低下させるように制御する。

【００４７】また、上記各制御装置９１ａ〜９１ｎ，９
２は、後に詳述する如く暖房時及び冷房時にサブクール
制御を実行するように、上記膨張弁７０ａ〜７０ｎ等を
制御する。また、このような制御とともに、上記制御弁
６３ａ，６３ｂを制御することによりアキュムレータ４
５，４６から液冷媒通路６２への液流出量を調節し、ま
た上記三方弁８４を制御することによりメインアキュム
レータ３７に設けられた熱交換器５１の熱交換量を調節
するようになっている。

【００４８】以上のような当実施形態の空調装置の作用
を、次に説明する。

【００４９】空調装置が冷房運転される場合には、上記
四方弁４１が第１ポート４１ａと第４ポート４２ｄとを
連通するとともに第２ポート４１ｂと第３ポート４１ｃ
とを連通する状態とされる。この状態では、図１中に破
線矢印で示すように、圧縮機２０から吐出された冷媒が
熱交換器６４、四方弁４１、室外熱交換器７５ａ，７５
ｂ、膨張弁７０ａ〜７０ｎ、室内熱交換器６８ａ〜６８
ｎ、四方弁４１、メインアキュムレータ４５、サブアキ
ュムレータ４６をこの順に通って圧縮機２０に循環され
る。そして、室外熱交換器７５ａ，７５ｂが凝縮器とし
て働いてここで放熱が行なわれる一方、室内熱交換器６
８ａ〜６８ｎが蒸発器として働いてここで吸熱が行なわ
れることにより室内が冷房される。

【００５０】一方、空調装置が暖房運転される場合に
は、上記四方弁４１が第１ポート４１ａと第２ポート４
１ｂとを連通するとともに第３ポート４１ｃと第４ポー
ト４１ｄとを連通する状態とされる。この状態では、図
１中に実線矢印で示すように、圧縮機２０から吐出され
た冷媒が熱交換器６４、四方弁４１、室内熱交換器６８
ａ〜６８ｎ、膨張弁７０ａ〜７０ｎ、室外熱交換器７５
ａ，７５ｂ、四方弁４１、メインアキュムレータ４５、
サブアキュムレータ４６をこの順に通って圧縮機２０に
循環される。そして、室内熱交換器６８ａ〜６８ｎが凝
縮器として働いてここで放熱が行なわれることにより室
内が暖房され、また室外熱交換器７５ａ，７５ｂが蒸発
器として働いてここで吸熱が行なわれる。

【００５１】このような冷房時や暖房時の運転中に、冷
媒循環路の各部には次のように冷媒が存在する。

【００５２】すなわち、圧縮機２０と凝縮器（冷房時に
おける室外熱交換器７５ａ，７５ｂまたは暖房時におけ
る室内熱交換器６８ａ〜６８ｎ）との間の管路には気相
冷媒が、また凝縮器の内部管路には気相、液相の両方の
冷媒が存在する。凝縮器と膨張弁７０ａ〜７０ｎとの間
の管路には液相冷媒が、また膨張弁７０ａ〜７０ｎと蒸
発器（冷房時における室内熱交換器６８ａ〜６８ｎまた
は暖房時における室外熱交換器７５ａ，７５ｂ）との間
の管路には気液２相の冷媒が存在する。蒸発器の内部管
路には気相、液相の両方の冷媒が存在する。また、上記
各アキュムレータ４５，４６には、下部に液相冷媒、上
部に気相冷媒が存在する。これら各部の冷媒の総量が充
填冷媒量である。

【００５３】ただし、サブアキュムレータ４６内の液相
冷媒は通常運転時に０もしくはごく僅かとすべく、メイ
ンアキュムレータ４５からの液相冷媒のオーバーフロー
がないように制御される。

【００５４】そして、冷暖房の切替えや負荷の変化（室
内温度、外部温度、部屋数等の変化）があると、凝縮器
の能力が変化することによりその内部管路中に存在する
気相冷媒と液相冷媒の割合が変化し、同様に、蒸発器の
能力が変化することによりその内部管路中に存在する気
相冷媒と液相冷媒の割合が変化する。

【００５５】具体的に説明すると、凝縮器においては、
例えば周囲温度が高くなったり、ファン回転数が小さく
なったりすると、凝縮作用が低下して気相の割合が増え
る。また、周囲温度やファン回転数が一定のままで圧縮
機回転数が高くなると、冷媒循環量が増加し、それに伴
い凝縮器において気相の割合が増える。また、周囲温
度、ファン回転数及び圧縮機回転数が一定のままで膨張
弁の開度が大きくなると、管路抵抗が減少して循環量が
僅かに増加し、それに伴い凝縮器において気相の割合が
僅かに増える。

【００５６】一方、蒸発器においては、例えば周囲温度
が高くなったり、ファン回転数が大きくなったりする
と、蒸発作用が高められて気相の割合が増える。また、
周囲温度やファン回転数が一定のままで圧縮機回転数が
低下すると、冷媒循環量が減少し、それに伴い蒸発器に
おいて気相の割合が増える。また、周囲温度、ファン回
転数及び圧縮機回転数が一定のままで膨張弁開度が小さ
くなると、管路抵抗が増大して循環量が僅かに減少し、
それに伴い蒸発器において気相の割合が僅かに増える。

【００５７】このように凝縮器、蒸発器で気液の割合が
変化すると、冷媒回路３０の各管路と凝縮器及び蒸発器
に存在する冷媒の量が変化し、充填冷媒量は変化しない
ので、その変化は主にアキュムレータ４５内の気液の冷
媒の割合が変化することで吸収される。

【００５８】つまり、凝縮器の能力が低下したとき、例
えば冷房時に外部温度が高くなった場合や室外機ファン
の回転数が低下した場合、あるいは暖房時に室内温度が
高くなった場合や室内機ファンの回転数が低下した場合
は、凝縮器において気相の割合が増え、その分だけアキ
ュムレータ内の液相冷媒量が増加する。また、蒸発器の
能力が上昇したとき、例えば暖房時に外部温度が高くな
った場合や室外機ファンの回転数が上昇した場合、ある
いは冷房時に室内温度が高くなった場合や室内機ファン
の回転数が上昇した場合は、蒸発器において気相の割合
が増え、その分だけアキュムレータ内の液相冷媒量が増
加する。

【００５９】圧縮機回転数の変化は、凝縮器、蒸発器の
各々における液相冷媒量の増減への影響は少ないが、気
相の圧力変化に伴い特に高圧側の比体積の変化が大き
く、その分、圧縮機回転数の増減に伴い、アキュムレー
タ４５内の液冷媒量が圧縮機回転数に反比例して減増す
る。

【００６０】圧縮機２０の性能を一定としたまま膨張弁
開度を増減する場合、例えば膨張弁開度を大きくする場
合には、凝縮器にて液相の占める体積割合は減少する一
方、蒸発器にて液相の占める体積割合は増加して相殺さ
れ、また、気相冷媒の圧力の変化は小さく比体積が小さ
いこともあり、全体としてアキュムレータ４５内の液相
冷媒量の変化は殆どない。これは、膨張弁開度を小さく
する場合も同じである。

【００６１】なお、複数並列に配列される室内機のうち
一部の室内機の膨張弁を暖房時に閉にすると、その閉と
された室内機の室内熱交換器の内部管路に液相冷媒が滞
留する場合があり、この場合はアキュムレータ内の液相
冷媒量が減少する。一方、複数並列に配列される室内機
のうち一部の室内機の膨張弁を冷房時に閉にすると、閉
とされる前に室内機の室内熱交換器の内部管路に存在し
ていた液相冷媒が全て気相に変化することにより、全室
内機に存在する液相冷媒量が減少し、この場合はアキュ
ムレータ内の液相冷媒量が増加する。

【００６２】ところで、当実施形態の装置においては、
暖房運転時や冷房運転時に、負荷等に応じて圧縮機回転
数が制御されるとともに、膨張弁開度の制御によってサ
ブクール制御が行われる。

【００６３】ここでサブクール制御とは、高圧側の膨張
弁近傍の冷媒温度を飽和液温度以下となるように冷却す
る制御である。具体的には、膨張弁上流側冷媒温度を検
出し、この温度を飽和液温度以下の所定値にまで低下さ
せるように膨張弁開度を拡げる方向に制御する。

【００６４】あるいは、上記高圧側圧力センサ１０６で
検出される高圧側圧力と組成比検出器１０９で検出され
る循環冷媒組成比とから飽和液温度を算出し、この飽和
液温度から膨張弁上流側冷媒温度を差し引いた値が所定
の正の値となるか、飽和液温度を上記冷媒温度で割った
値が１より大きい所定値となるように、膨張弁開度を拡
げる方向に制御してもよい。

【００６５】また、この制御が行なわれるとメインアキ
ュムレータ４５に液相冷媒が溜ることとなるので、メイ
ンアキュムレータ４５内の液相冷媒の液面レベルを検出
し、この液面レベルが所定値（低位レベル）より低いと
きに所定値以上となるまで膨張弁開度を拡げる方向に制
御してもよい。

【００６６】このサブクール制御によると、冷凍サイク
ルのＰ−ｈ線図が図４のようになる。すなわち、気相冷
媒が圧縮機２０で圧縮されて圧力Ｐ及びエンタルピｈが
上昇（ａ１→ｂ１）した後、室内熱交換器６８ａ〜６８
ｎで凝縮、放熱されてエンタルピｈが低下するに伴い冷
媒が気相から液相へと変化し（ｂ１→ｃ１）、この際に
飽和液線を大きく下回るように冷媒が過冷却され、サブ
クール制御が行なわれる。次いで液相冷媒が膨張弁７０
ａ〜７０ｎで膨張されて低圧となり（ｃ１→ｄ１）、さ
らに室外熱交換器７５ａ，７５ｂでの蒸発によりエンタ
ルピｈが上昇する（ｄ２→ａ２）。なお、ＳＣは過冷却
によるエンタルピ変化分である。

【００６７】このサブクール制御より、ＣＯＰ（成績係
数）が高められ、空調装置の性能が高められる。

【００６８】すなわち、上記ＣＯＰは、冷凍サイクルの
能率を表すものであって、圧縮機２０での圧縮によるエ
ンタルピ上昇量をＡ、蒸発器での蒸発によるエンタルピ
上昇量をＢとすると（図４参照）、冷房時と暖房時とに
おいてそれぞれ次のようになる。

【００６９】 （冷房時） ＣＯＰ＝Ｂ／Ａ … （暖房時） ＣＯＰ＝（Ａ＋Ｂ）／Ａ … そして、サブクール制御が行われると、過冷却によるエ
ンタルピ変化分ＳＣだけ上記，式中のＢの値が大き
くなるため、ＣＯＰが向上されることとなる。

【００７０】ただし、非共沸冷媒が用いられている空調
装置において単に上記サブクール制御が行われるだけで
は、上記アキュムレータ４５，４６内に液相冷媒が滞留
し、とくに非共沸冷媒のうちで液化し易い高沸点成分
（例えばＲ１３４ａ）が時間経過とともに高い割合で滞
留することにより、圧縮機２０に吸入される気相冷媒中
の低沸点成分（例えばＲ３２、Ｒ１２５）の割合が初期
充填割合よりも増大し、これがＣＯＰの低下を招き、サ
ブクール制御によるＣＯＰの上昇を相殺するという傾向
が生じる。

【００７１】図５によってこれを説明する。同図は横軸
に非共沸冷媒中の低沸点成分の組成比、縦軸に温度をと
って、一定圧力下での飽和蒸気線及び飽和液線を示して
おり、同図中に示すように、サブクール制御によってア
キュムレータ内に導かれる冷媒温度が比較的低くなった
場合、アキュムレータ内に滞留する液相の非共沸冷媒中
の低沸点成分の組成比が低い値Ｘ１になる（高沸点成分
の割合が多くなる）一方、アキュムレータから圧縮機２
０に送られる気相の非共沸冷媒の低沸点成分の組成比が
高い値Ｘ２になる（低沸点成分の割合が多くなる）とい
う傾向がある。。

【００７２】しかし、当実施形態の装置では、上記各ア
キュムレータ４５，４６の下部とアキュムレータ下流の
ライン３２ｃとを連通する液冷媒通路６２の途中に熱交
換器６４が設けられ、さらにメインアキュムレータ４５
内にも熱交換器５１が設けられていて、これらにより液
相冷媒が加熱されるようになっているため、上記傾向が
是正される。

【００７３】すなわち、液冷媒通路６２の途中に設けら
れた熱交換器６４には、高温高圧の循環気相冷媒が導か
れているため、冷房時及び暖房時とも、この循環気相冷
媒により、アキュムレータ４５，４６から液冷媒通路６
２に導出された高沸点成分を多く含む液冷媒が加熱さ
れ、高沸点成分が気化される。そして、この気化された
高沸点成分が下流側のライン３２ｃに送られ、アキュム
レータからの低沸点成分が多い気相冷媒と混合されるた
め、圧縮機２０に吸入される冷媒の成分割合が初期充填
割合と同程度に保たれる。

【００７４】さらに、メインアキュムレータ４５に設け
られた熱交換器５１にはエンジンの廃熱が冷却水を媒体
として供給されて、メインアキュムレータ４５内の冷媒
が加熱され、これによっても高沸点成分が気化が促進さ
れる。このため、上記液冷媒通路６２の熱交換器６４に
よってこの通路の液冷媒を加熱するとともに必要に応じ
て補助的にメインアキュムレータ４５の熱交換器５１も
用いるようにすればよい。

【００７５】このようにして圧縮機２０に吸入される冷
媒の成分割合が適正に保たれることにより、循環冷媒の
組成比の変動（低沸点成分の増大）によるＣＯＰの低下
が避けられ、サブクール制御によるＣＯＰの向上が有効
に達成されることとなる。

【００７６】図６は液冷媒通路６２に設けられる加熱手
段の別の実施形態を示している。この実施形態では、ア
キュムレータ４５，４６と下流側のライン３２ｃとを連
通する液冷媒通路６２に設けられた加熱手段が、エンジ
ンの廃熱を利用した熱交換器１２０で構成されている。

【００７７】具体的に説明すると、冷却水回路８０に
は、メインアキュムレータ４５の熱交換器５１に対する
冷却水流量を調節するリニア三方弁８４に加え、その下
流（または上流）にもリニア三方弁１２１が設けられ、
この三方弁１２１から、ラジエータ側への冷却水ライン
８１ｃと、冷却水ライン１２２とがそれぞれ導出されて
いる。上記冷却水ライン１２２は、液冷媒通路６２に設
けられた熱交換器１２０に至り、この熱交換器１２０を
経て上記冷却水ライン８１ｄに接続されている。

【００７８】上記リニア三方弁１２１は、リニア三方弁
８４と同様に、冷却水ライン１２２の冷却水量と冷却水
ライン８１ｃの冷却水量の割合をリニアに調節すること
が出きるようになっている。なお、メインアキュムレー
タ４５には、冷却水が導かれる熱交換器５１に加え、凝
縮器と膨張弁との間から循環冷媒が導かれる熱交換器１
２３が設けられている。

【００７９】この実施形態による場合も、冷房運転時や
暖房運転時に、負荷等に応じて圧縮機回転数が制御され
るとともに、膨張弁開度の制御によってサブクール制御
が行われる。また、このサブクール制御が行われている
ときに、エンジンの廃熱が冷却水を媒体として上記熱交
換器１２０に供給されることにより、液冷媒通路６２中
の液冷媒が加熱されて気化する。こうして、先の実施形
態とほぼ同様の作用が得られる。

【００８０】とくに当実施形態による場合、エンジンの
廃熱を有効に利用することができるとともに、冷房運転
時及び暖房運転時とも上記熱交換器１２０で液冷媒の加
熱、気化を行うことができ、かつ、リニア三方弁１２１
を制御することにより上記熱交換器１２０による液冷媒
の加熱をコントロールし、圧縮機２０へ吸入される冷媒
の成分割合を適正値に維持することができる。

【００８１】なお、メインアキュムレータ４５設けられ
ている熱交換器５１，１２３は補助的に液冷媒の気化を
促進するものであるが、これらは省略しても差し支えな
い。

【００８２】上記各実施形態では、アキュムレータとし
てメイン，サブの各アキュムレータ４５，４６が設けら
れているが、図７あるいは図８に示すように、アキュム
レータは１つであってもよい。

【００８３】すなわち、図７に示す実施形態では、冷媒
回路３０において、上記圧縮機２０と四方弁４１との間
に吐出側ライン３１及び吸入側ライン３２が設けられ、
上記吐出側ライン３１が圧縮機２０の吐出部から導出さ
れオイルセパレータ４２を介して四方弁４１の第１ポー
ト４１ａに接続される一方、吸入側ライン３２が、上記
四方弁４１の第３ポート４１ｃから導出され、サイレン
サ１３０及びアキュムレータ１３１を介して圧縮機２０
の吸入部に至っている。上記アキュムレータ１３１には
組成比検出器１３２及び液面レベルセンサ１３３が設け
られている。

【００８４】上記アキュムレータ１３１の下部と下流側
のライン３２ｃとの間には液冷媒通路１３４が形成さ
れ、この液冷媒通路１３４に、制御弁１３５と、高圧側
の気相冷媒を導いて液冷媒通路１３４中の液冷媒を加熱
する熱交換器１３６が設けられている。

【００８５】また、上記四方弁４１の第２ポート４１ｂ
からが導出されたライン３４がジョイント６６等を介し
て各室内熱交換器６８ａ〜６８ｎに至っており、各室内
熱交換器６８ａ〜６８ｎが膨張弁７０ａ〜７０ｎを介し
てライン３５に接続されている。このライン３５は、ジ
ョイント７１、ストレーナ７３、ドライヤ７４等を介し
て上記熱交換器１３６に至り、この熱交換器１３６を経
たライン３５及びこれから分岐したライン３７が室外熱
交換器７５ａ，７５ｂに接続されている。室外熱交換器
７５ａ，７５ｂからはライン３６，３８が導出され、こ
れらのライン３６，３８が合流し、二重管熱交換器１３
７を介して上記四方弁４１の第４ポート４１ｄに接続さ
れている。上記二重管熱交換器１３７には冷却水回路８
０からサーモスタット１３８を介して冷却水が導かれ、
冷媒を加熱し得るようになっている。

【００８６】なお、図１に示すものと同等の部分は同一
符号を付して説明を省略する。

【００８７】また、図８に示す実施形態では、四方弁４
１の第３ポート４１ｃから導出された吸入側ライン３２
が、液ガス熱交換器１４０、サイレンサ１３０及びアキ
ュムレータ１３１を介して圧縮機２０の吸入部に至って
いる。上記アキュムレータ１３１の下部と下流側のライ
ン３２ｃとの間の液冷媒通路１３４には、制御弁１３５
と、エンジンの廃熱を利用した熱交換器１４１が設けら
れている。

【００８８】冷却水回路８０の冷却水ライン８１ｂ，８
１ｃ間にはリニア三方弁１４２が設けられ、このリニア
三方弁１４２から導出された冷却水ライン１４３が上記
熱交換器１４１に至り、この熱交換器１４１を経て冷却
水ライン８０ｄに接続されている。こうして熱交換器１
４１には、エンジンの廃熱が冷却水を媒体として導か
れ、かつ、リニア三方弁１４２によって供給熱量が調節
されるようになっている。また、上記液ガス熱交換器１
４０には、室外熱交換器と膨張弁との間のラインの循環
液冷媒が導かれるようになっている。

【００８９】なお、図７に示すものと同等の部分は同一
符号を付して説明を省略する。

【００９０】上記の図７に示す実施形態や図８に示す実
施形態でも、冷房運転時や暖房運転時に、負荷等に応じ
て圧縮機回転数が制御されるとともに、膨張弁開度の制
御によってサブクール制御が行われる。また、このサブ
クール制御が行われているときに、上記熱交換器１３６
または１４１により、液冷媒通路１３４中の液冷媒が加
熱されて気化する。こうして、先の実施形態とほぼ同様
の作用が得られる。

【００９１】本発明の装置における各部の構造及び制御
は、上記各実施形態以外にも種々変更可能である。

【００９２】例えば、サブクール制御は冷房時と暖房時
とのうちの一方、例えば暖房時にのみ行い、冷房時には
所謂スーパーヒート制御を行うようにしてもよい。

【００９３】ここでスーパーヒート制御とは、圧縮機吸
込み部の冷媒温度を飽和蒸気温度以上に加熱する制御で
ある。具体的には、上記吸込み冷媒温度あるいは圧縮機
温度に応じ、この温度を所定高温度にまで上昇させるよ
うに膨張弁開度を絞る方向に制御する。

【００９４】あるいは、低圧側圧力センサで検出される
低圧側圧力と組成比検出器で検出される循環冷媒組成比
とから飽和ガス温度を算出し、圧縮機への吸込み冷媒温
度から飽和ガス温度を差し引いた値が所定の正の値とな
るか、上記吸込み冷媒温度を飽和ガス温度で割った値が
１より大きい所定値となるように、膨張弁開度を絞る方
向に制御してもよい。圧縮機への吸込み冷媒温度とは、
低圧回路中の蒸発器から圧縮機の圧縮室までの間の冷媒
温度であればよい。

【００９５】また、この制御が行なわれるとアキュムレ
ータに溜る液相冷媒が減少することとなるので、アキュ
ムレータ内の液相冷媒の液面レベルを検出し、この液面
レベルが所定値より高いときに所定値以下となるまで膨
張弁開度を絞る方向に制御してもよい。

【００９６】このスーパーヒート制御によると、冷凍サ
イクルのＰ−ｈ線図が図９のようになる。すなわち、気
相冷媒が圧縮機２０で圧縮されて圧力Ｐ及びエンタルピ
ｈが上昇（ａ２→ｂ２）した後、室外熱交換器７５ａ，
７５ｂで凝縮されてエンタルピｈが低下するに伴い冷媒
が気相から気液混合ないし液相へと変化し（ｂ２→ｃ
２）、次いで液相冷媒が膨張弁７０ａ〜７０ｎで膨張さ
れて低圧となり（ｃ２→ｄ２）、さらに室内熱交換器６
８ａ〜６８ｎでの蒸発、吸熱によりエンタルピｈが上昇
するが（ｄ２→ａ２）、この際に飽和蒸気線を大きく上
回るように過剰に冷媒が加熱され、スーパーヒート制御
が行なわれる。なお、ＳＨは過剰加熱によるエンタルピ
変化分である。

【００９７】このスーパーヒート制御によっても、過剰
加熱によるエンタルピ変化分ＳＨだけ上記式中のＢの
値が大きくなるため、ＣＯＰが向上される。

【００９８】しかも、この制御によってアキュムレータ
中での余剰冷媒が減少する（定常運転時に零となる）こ
とから、アキュムレータに高沸点成分が滞留することが
なく、従って圧縮機に吸入されて循環する冷媒中の低沸
点成分の割合が増大してＣＯＰの低下を招くといった事
態が生じることはない。

【００９９】ただし、仮にこのスーパーヒート制御を暖
房時に行うと、外気温度が低いときにはスーパーヒート
制御を有効に達成することが困難になって暖房能力が低
下し易くなるため、暖房時はサブクール制御を行うこと
が好ましい。

【０１００】また、上記実施例では室内熱交換器を複数
台設けるとともに、室外熱交換器を２台設けているが、
室内熱交換器及び室外熱交換器はそれぞれ１台ずつであ
ってもよい。

【０１０１】また、本発明は空調装置の他に冷凍装置等
にも適用することができる。

【０１０２】

【発明の効果】以上のように本発明は、非共沸冷媒を使
用するヒートポンプ装置において、冷媒が蒸発器から圧
縮機に戻る経路中にアキュムレータが配置されるととも
に、負荷に応じて圧縮機の回転数が制御される一方、膨
張弁の開度調節により高圧側の膨張弁近傍の冷媒温度を
飽和液温度よりも低い温度とするサブクール制御が行わ
れるようにしているため、ＣＯＰを高め、装置の性能を
向上することができる。しかも、上記アキュムレータの
下部とアキュムレータ下流の冷媒回路とを連通する液冷
媒通路が形成され、この液冷媒通路の途中に、この通路
中の液相冷媒を加熱して気化する加熱手段を設けること
により、非共沸冷媒のうちの高沸点成分を多く含む液相
の余剰冷媒をアキュムレータから導出して加熱、気化
し、これをアキュムレータから圧縮機に送られる気相冷
媒に混合するようにしているため、圧縮機に吸入され循
環する冷媒の成分割合を初期充填割合と同程度に維持
し、循環冷媒中の低沸点成分の増加に起因したＣＯＰの
低下を避け、サブクール制御によるＣＯＰの向上を達成
することができるものである。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施形態による空調装置の構造を示
す回路図である。

【図２】上記空調装置の制御系統を示す図である。

【図３】上記空調装置の冷却水回路に組み込まれた三方
弁の作動特性を示す図である。

【図４】サブクール制御時の冷凍サイクルのＰ−ｈ線図
である。

【図５】非共沸冷媒の組成比と温度との関係を示す図で
ある。

【図６】液冷媒通路に設けられる加熱手段の別の実施形
態を示す要部の回路図である。

【図７】冷媒回路の別の実施形態を示す回路図である。

【図８】さらに別の実施形態を示す要部の回路図であ
る。

【図９】スーパーヒート制御時の冷凍サイクルのＰ−ｈ
線図である。

【符号の説明】

１ 冷媒回路 ２０ 圧縮機 ３０ 冷媒回路 ４１ 四方弁 ４５，４６，１３１ アキュムレータ ６２，１３４ 液冷媒通路 ６４，１２０，１３６，１４１ 熱交換器 ６８ａ〜６８ｎ 室内熱交換器 ７０ａ〜７０ｎ 膨張弁 ７５ａ，７５ｂ 室外熱交換器

───────────────────────────────────────────────────── 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 27/00 Ｆ２５Ｂ 27/00 Ａ 29/00 ３６１ 29/00 ３６１Ａ (72)発明者 河島 信行 静岡県磐田市新貝2500番地 ヤマハ発動機 株式会社内

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 圧縮機と、凝縮器と、膨張弁と、蒸発器
   とを備え、圧縮機から吐出された冷媒が上記凝縮器、膨
   張弁、蒸発器を経て圧縮機に戻されるように冷媒回路が
   構成されるとともに、上記冷媒として非共沸冷媒が用い
   られたヒートポンプ装置であって、冷媒が蒸発器から圧
   縮機に戻る経路中にアキュムレータが配置されるととも
   に、負荷に応じて圧縮機の回転数を制御する一方、膨張
   弁の開度調節により高圧側の膨張弁近傍の冷媒温度を飽
   和液温度よりも低い温度とするサブクール制御を行う制
   御手段が設けられ、かつ、上記アキュムレータの下部と
   アキュムレータ下流の冷媒回路とを連通する液冷媒通路
   が形成され、この液冷媒通路の途中に、この通路中の液
   相冷媒を加熱して気化する加熱手段が設けられているこ
   とを特徴とするヒートポンプ装置。
2. 【請求項２】 請求項１記載のヒートポンプ装置におい
   て、上記加熱手段が、凝縮器と膨張弁との間の循環液冷
   媒を導いてこの循環液冷媒により上記液冷媒通路中の液
   冷媒を加熱する熱交換器で構成されていることを特徴と
   するヒートポンプ装置。
3. 【請求項３】 請求項１記載のヒートポンプ装置におい
   て、上記圧縮機がエンジンにより駆動されるとともに、
   上記加熱手段が、エンジンの廃熱を熱源として上記液冷
   媒通路中の液冷媒を加熱するように構成されていること
   を特徴とするヒートポンプ装置。