JPH10148407A

JPH10148407A - 空調装置

Info

Publication number: JPH10148407A
Application number: JP30978496A
Authority: JP
Inventors: Yasunari Kawai; 康成河合; Hajime Kyogoku; 肇京極; Nobuyuki Kawashima; 信行河島
Original assignee: Yamaha Motor Co Ltd
Current assignee: Yamaha Motor Co Ltd
Priority date: 1996-11-20
Filing date: 1996-11-20
Publication date: 1998-06-02

Abstract

(57)【要約】【課題】ヒートポンプ式の空調装置の暖房時および冷
房時の性能を満足するとともに、アキュムレータ内の余
剰冷媒を加熱することによって暖房能力の強化等を図る
ようにし、かつ、液バック現象を防止するようにしつ
つ、冷媒容器数の減少を可能にし、スペースおよびコス
トを節減する。【解決手段】圧縮機２０、四方弁４１、室内熱交換器
４２、膨張弁４３および室外熱交換器４４を備えた冷暖
房可能な空調装置において、四方弁と圧縮機との間の吸
入側ライン３２にアキュムレータ４５を配置し、このア
キュムレータ４５内に、余剰冷媒を加熱する温水熱交換
器４６を設けるとともに、室外熱交換器４４と膨張弁４
３との間のラインにレシーバタンク４８を介設する。そ
して、液面レベル調整手段５０によりレシーバタンク４
８内の液面レベルを調整し、暖房時にアキュムレータ４
５の上流で低圧側回路の余剰冷媒の一部をレシーバタン
ク４８内に貯留させるようにする。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、冷暖房可能なヒー
トポンプ式の空調装置に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】冷媒を循環させる回路に圧縮機、凝縮
器、膨張弁及び蒸発器を備え、圧縮機で圧縮された冷媒
が凝縮器で放熱しつつ凝縮、液化し、次いで膨張弁で膨
張されてから、蒸発器で吸熱しつつ蒸発した後、圧縮機
に戻されるようにしたヒートポンプは一般に知られてい
る。このヒートポンプの機能を利用した空調装置は、冷
媒回路に圧縮機、室内熱交換器、膨張弁及び室外熱交換
器を配設するとともに、冷媒循環経路を切替える四方弁
を設けている。そして、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、一方、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るように冷媒回路を構成
している。

【０００３】従来、この種の空調装置において、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、後に詳述するようなＣＯＰ（成績
係数）の向上、性能の向上を図るようにしたものがあ
る。このような装置では、蒸発機と圧縮機の吸込み口と
の間に比較的大容量のアキュムレータを配置し、余剰冷
媒をアキュムレータ内に滞留させるようにしている。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】上記のように蒸発機と
圧縮機の吸込み口との間に比較的大容量のアキュムレー
タを配置して、余剰冷媒をアキュムレータ内に滞留させ
るようにしたものにおいて、さらに上記アキュムレータ
内に熱交換器からなる加熱手段を設け、この熱交換器に
例えばエンジン冷却後の冷却水（温水）を導いてアキュ
ムレータの内の冷媒を加熱するようにしたものが考えら
れている。このようにすると、エンジンの廃熱等を利用
して暖房能力の強化等を図ることができる。

【０００５】ただし、余剰冷媒の全量をアキュムレータ
内に貯留させた状態で加熱を行うと、冷媒の沸騰に伴っ
て液滴がアキュムレータから下流側の回路に放出され、
これが圧縮機に吸込まれて所謂液バック現象が生じるお
それがあり、この液バック現象は圧縮機の性能や信頼性
に悪影響を及ぼす。このような事態を避けるためには、
アキュムレータをメインアキュムレータとサブアキュム
レータ等に分割し、かつ大型化する必要があり、設置ス
ペースの増大やコストアップを招く。

【０００６】また、ヒートポンプのＣＯＰの向上、性能
の向上を図る手法としては、上記のようなサブクール制
御のほかに、圧縮機吸入側の冷媒温度を飽和蒸気温度よ
りも高い温度とするように膨張弁等を制御する、所謂ス
ーパーヒート制御が知られている。このスーパーヒート
制御を行う場合、凝縮器と膨張弁との間にレシーバタン
クを配置する。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、膨張弁開度を絞ること
により、蒸発器において冷媒を完全に気化させるだけで
なく飽和蒸気温度以上に加熱するスーパーヒート制御を
行うようにし、圧縮機の回転数低下に伴い循環流量が減
少することにより発生する余剰冷媒を室外熱交換器及び
上記レシーバタンク内にゆっくり循環する液冷媒として
溜めるようにしている。

【０００７】このスーパーヒート制御と上記サブクール
制御とを組合わせて、例えば後に詳述するように暖房時
にサブクール制御、冷房時にスーパーヒート制御を行う
ようにすれば、性能向上等に効果的である。

【０００８】ところが、このようにする場合に、アキュ
ムレータとレシーバタンクとが必要であり、とくに、上
記のようにアキュムレータ内の余剰冷媒を加熱する場合
において液バック現象を防止するためにアキュムレータ
を複数に分割すると、大型の冷媒容器が３個以上必要と
なり、スペース、コスト等の面で非常に不利である。

【０００９】本発明は、上記の事情に鑑み、暖房時およ
び冷房時の性能を満足するとともに、アキュムレータ内
の余剰冷媒を加熱することによって暖房能力の強化等を
図るようにし、かつ、液バック現象を防止するようにし
つつ、冷媒容器数の減少を可能にし、スペースおよびコ
ストを節減することができる空調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、暖房時に凝縮器、冷房時に蒸
発器となる室内熱交換器と、膨張弁と、暖房時に蒸発
器、冷房時に凝縮器となる室外熱交換器と、冷媒循環経
路を切替える手段とが冷媒回路に設けられ、暖房時には
冷媒が圧縮機から室内熱交換器、膨張弁、室外熱交換器
をこの順に通って圧縮機に戻され、冷房時には冷媒が圧
縮機から室外熱交換器、膨張弁、室内熱交換器をこの順
に通って圧縮機に戻されるように冷媒回路が構成されて
いる空調装置において、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を配置し、このアキュムレータ
内に、アキュムレータに貯留する液相の余剰冷媒を加熱
する加熱手段を設けるとともに、冷房時には凝縮器から
膨張弁までの間の高圧側回路となる位置で、かつ暖房時
に膨張弁から上記アキュムレータまでの間の低圧側回路
となる位置にレシーバタンクを設け、このレシーバタン
クに、レシーバタンク内の液面レベルを暖房時と冷房時
とに応じて調整する液面レベル調整手段を設けたもので
ある。

【００１１】この構造によると、上記レシーバタンク
が、冷房時には膨張弁上流の高圧側回路中の余剰冷媒を
滞留させるレシーバタンク本来の機能を果す一方、暖房
時には、低圧側回路におけるアキュムレータの上流で低
圧側回路の余剰冷媒の一部を予備的に貯えることによ
り、アキュムレータ内の冷媒貯留量を低減する機能を果
す。そして、このように暖房時にアキュムレータ内の冷
媒貯留量が低減されることにより、アキュムレータ内の
冷媒が加熱手段で加熱されて沸騰しても、液滴がアキュ
ムレータ下流に放出されることが避けられ、圧縮機への
液バック現象が防止される。

【００１２】この発明の装置において、上記レシーバタ
ンクは、例えば室外熱交換器と膨張弁との間の回路に介
設しておけばよい。

【００１３】また、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一方、冷房時に膨張弁の
開度調節により圧縮機吸入側の冷媒温度を飽和蒸気温度
よりも高い温度とするスーパーヒート制御を行なう制御
手段を備えていれば、暖房時および冷房時に有効にＣＯ
Ｐが向上され、さらに、アキュムレータ内の冷媒が加熱
手段で加熱されることにより暖房性能等が高められる。
そして、このようにした場合に、サブクール制御が行わ
れる暖房時に低圧側回路中の余剰冷媒が増加し易くなる
が、上記のように低圧側回路中の余剰冷媒の一部がレシ
ーバタンクに貯えられることにより、アキュムレータ内
の冷媒貯留量の増加が避けられる。

【００１４】この装置において、冷媒として非共沸冷媒
を用いた場合は、サブクール制御が行われる暖房時にア
キュムレータに貯えられる液層の余剰冷媒の量が多くな
ると圧縮機に吸込まれる冷媒の組成比に変動を来し易く
なるが、アキュムレータ内の冷媒が加熱手段で加熱され
ることで組成比の変動を是正する等の作用が得られる。
そして、このような作用が有効に発揮されつつ、上記の
ようなレシーバタンクによる作用でアキュムレータ内の
冷媒貯留量の増加が避けられて、液バック現象が防止さ
れる。

【００１５】また、本発明の装置において、レシーバタ
ンク内の液面レベルを暖房時には冷房時よりも高くする
ように液面レベル調整手段を構成しておけば、暖房時に
アキュムレータ内の冷媒貯留量を低減させる作用が良好
に得られる。

【００１６】また、液面レベル調整手段が、レシーバタ
ンク内の液面レベルを複数段階に切換可能とする切換手
段を有し、アキュムレータ内の液面レベルに応じて上記
切換手段が作動されるようになっていれば、アキュムレ
ータ内の冷媒貯留量が適正に制御される。

【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、本発明の空調装置を概略的に示す
回路図である。この図に示すように、空調装置１には、
水冷式のエンジン２と、このエンジン２で駆動される圧
縮機２０によって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】上記冷媒回路３０は、上記圧縮機２０と、
暖房時に凝縮器、冷房時に蒸発器となる室内熱交換器４
２と、膨張弁４３と、暖房時に蒸発器、冷房時に凝縮器
となる室外熱交換器４４と、冷媒循環経路を切替える手
段としての四方弁４１とを備えている。

【００２０】上記圧縮機２０の吐出口と四方弁４１の第
１ポート４１ａとの間には吐出側ライン３１が、また四
方弁４１の第４ポート４１ｄと圧縮機２０の吸込み口と
の間には吸入側ライン３２が設けられている。一方、四
方弁４１の第２ポート４１ｂにはライン３３を介して室
内熱交換器４２が接続され、この室内熱交換器４２に膨
張弁４３が接続されるとともに、膨張弁４３と室外熱交
換器４４とがライン３４，３５を介して接続され、さら
に室外熱交換器４４と四方弁４１の第３ポート４１ｃと
がライン３６を介して接続されている。

【００２１】また、冷媒が蒸発器（暖房時には室外熱交
換器４４、冷房時には室内熱交換器４２）から圧縮機２
０に戻る経路中にアキュムレータ４５が配置され、図示
の例では四方弁４１と圧縮機２０の吸込み口との間の吸
入側ライン３２の途中にアキュムレータ４５が配置され
ている。このアキュムレータ４５内には、アキュムレー
タ４５に貯留する液相の余剰冷媒を加熱する加熱手段と
して温水熱交換器４６が設けられており、後に詳述する
ように温水熱交換器４６には冷却水回路８０からエンジ
ン冷却後の温水がリニア三方弁８６を介して導かれるよ
うになっている。

【００２２】四方弁４１とアキュムレータ４５との間の
吸入側ライン３２には液ガス熱交換器４７が介設されて
いる。

【００２３】また、冷房時に凝縮器から膨張弁４３まで
の間の高圧側回路となる位置で、かつ暖房時に膨張弁４
３からアキュムレータ４５までの間の低圧側回路となる
位置にレシーバタンク４８が設けられ、図示の冷媒回路
３０においては膨張弁４３と室外熱交換器４４との間の
回路中にレシーバタンク４８が介設され、膨張弁４３か
ら液ガス熱交換器４７を経たライン３４がレシーバタン
ク４８に達するとともに、室外熱交換器４４からのライ
ン３５がレシーバタンク４８に達している。

【００２４】上記レシーバタンク４８には液面レベル調
整手段５０が設けられている。この液面レベル調整手段
５０は、図３にも示すように、室外熱交換器側のライン
３５に接続された第１，第２のパイプ５０ａ，５０ｂ
と、膨張弁側のライン３４に接続された第３のパイプ５
０ｃと、第２のパイプ５０ｂを開閉する液面制御弁５０
ｄとからなり、上記各パイプ５０ａ，５０ｂ，５０ｃは
下方からレシーバタンク４８内に突入し、第１のパイプ
５０ａの上端は所定高レベル位置Ｌ１に開口し、第２の
パイプ５０ｂの上端および第３のパイプ５０ｃの上端は
所定低レベル位置Ｌ２に開口している。

【００２５】そして、後述のフローチャートに示すよう
に、暖房時と冷房時とに応じ、上記液面制御弁５０ｄが
開閉されることにより、レシーバタンク４８内の液面レ
ベルが調整されるようになっている。

【００２６】空調装置１の詳細な構造を、図２を参照し
つつ具体的に説明する。

【００２７】図２に示すエンジン２は水冷式ガスエンジ
ンであり、このエンジン２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。

【００２８】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
レン水を処理するドレン処理装置である。

【００２９】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。

【００３０】冷媒回路３０は複数の部屋の冷暖房を行い
得るように構成されており、冷媒回路３０のライン３
３，３４間に、複数台の室内熱交換器４２ａ〜４２ｎ
と、これらにそれぞれ具備された膨張弁４３ａ〜４３ｎ
とが並列に接続され、またライン３５，３６間には２台
の室外熱交換器４４ａ，４４ｂが並列に接続されてい
る。

【００３１】冷媒回路３０の吐出側ライン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５２を
介して四方弁４１の第１ポート４１ａに接続されてお
り、上記オイルセパレータ５２から導出されたオイル戻
りライン５３は、毛細管５３ａを介して吸入側ライン３
２おける下流側のライン３２ｄに接続されている。

【００３２】一方、吸入側ライン３２は、上記四方弁４
１の第３ポート４１ｃから導出されて液ガス熱交換器４
７を経てアキュムレータ４５に至るライン３２ａと、ア
キュムレータ４５から導出されたライン３２ｂと、この
ライン３２ｂにＵ字形ライン３２ｃおよび毛細管５４を
介して連なるライン３２ｄとで構成され、ライン３２ｄ
の下流端側が逆止弁５５を介して圧縮機２０の吸込み口
に接続されている。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３２におけるライン３２
ａに、ストレーナ５７及び開閉弁５８を有するライン５
６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５８が開かれるようになっている。

【００３３】アキュムレータ４５には、上記温水熱交換
器４６が設けられるとともに、このアキュムレータ４５
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、アキュムレータ４５
の所定レベル位置が、ストレーナ６１及び毛細管６２を
有する通路６０によってライン３２ｃに接続されるとと
もに、この通路６０に対して温度センサ１０２が設けら
れ、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６０に導出されたときに、それに伴
う温度変化が上記温度センサ１０２で検出されることに
より、温度センサ１０２がアキュムレータ４５の液面レ
ベルセンサとして機能するようになっている。

【００３４】さらに、運転停止時等にアキュムレータ４
５内の液相冷媒を導出し得るように、アキュムレータ４
５の下端部がストレーナ６４及び開閉弁６５を有する通
路６３を介してＵ字形のライン３２ｃの下端部に接続さ
れている。

【００３５】なお、圧縮機２０には圧縮機温度センサ１
０３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１０４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３２ｄ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１０５及びこの冷
媒の温度を検出する吸込み冷媒温度センサ１０６が設け
られている。

【００３６】また、上記四方弁４１と室内熱交換器４２
ａ〜４２ｎとの間のライン３３には、開閉弁６６と、室
外側と室内側とを接続するジョイント６７と、循環冷媒
の組成比を検出する組成比検出器１０７とが配設されて
いる。

【００３７】室内熱交換器４２ａ〜４２ｎおよび膨張弁
４３ａ〜４３ｎが設けられている各室内機には、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１１０ａ〜１１０ｎおよび室内温度センサ１
１１ａ〜１１１ｎが配設されている。

【００３８】膨張弁４３ａ〜４３ｎとレシーバタンク４
８との間のライン３４には、室外側と室内側とを接続す
るジョイント６８、開閉弁６９、ドライヤ７０、フィル
ター７１等が配設されるとともに、上記液ガス熱交換器
４７が介設されている。なお、レシーバタンク４８と室
外熱交換器４４ａ，４４ｂとの間のライン３５は、制御
弁７３及びストレーナ７４を有するライン７２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。また、室外熱交換器４４ｂの両側には
開閉弁７６，７７が設けられている。

【００３９】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からポンプ８
３を経てエンジン２のウォータジャケット８４の冷却水
導入口に接続されるとともに、ウォータジャケット８４
の冷却水導出口からサーモスタット８５を介して冷却水
ライン８１ｂが導出され、これがリニア三方弁８６に接
続されている。

【００４０】上記リニア三方弁８６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８７に接続されており、ラジ
エータ８７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、アキュムレータ４５に設けられた温水
熱交換器４６に至り、この熱交換器４６を経て上記冷却
水ライン８１ｄに接続されている。

【００４１】上記リニア三方弁８６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４に示すようにこの三方弁
８６の作動位置に応じ、この三方弁８６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およびウォータジ
ャケット８４から熱を受け取った冷却水が上記リニア三
方弁８６に導かれ、さらにこのリニア三方弁８６の作動
位置に応じた量だけ冷却水ライン８１ｅを介して温水熱
交換器４６に導かれることにより、この熱交換器４６で
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８６によって調節されるように
なっている。

【００４２】なお、１１２はエンジン冷却後の温水の温
度を検出する水温センサ、１１３は外気温センサであ
る。また、８１ｇは冷却水ライン８１ｄに接続された冷
却水補給ライン、８８は冷却水補給ライン８１ｇに接続
された水タンク、８９はラジエータ８７を冷却するファ
ンである。

【００４３】次に、上記空調装置１の制御系について図
５のブロック図を用いて説明する。

【００４４】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４２ａ〜４２ｎ及び膨張弁４３ａ〜４
３ｎ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４４ａ，４４ｂ、四方弁４１、アキ
ュムレータ４５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。

【００４５】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４３ａ〜４３
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１１１ａ〜１１１ｎ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１１１ａ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。

【００４６】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８６、開閉弁５８，
６５，６６，６９，７６，７７、室外機側ファン８８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１０６、圧縮機温度センサ１０３、アキュムレ
ータ液面レベルセンサ（温度センサ）１０２、高圧側お
よび低圧側の各圧力センサ１０４，１０５、水温センサ
１１２、外気温センサ１１３、組成比検出器１０１，１
０７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。

【００４７】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。

【００４８】また、上記各制御装置９１ａ〜９１ｎ，９
２は、暖房時にサブクール制御、冷房時にスーパーヒー
ト制御を実行するように、上記膨張弁４３ａ〜４３ｎ等
を制御するとともに、暖房時はアキュムレータ４５内の
液面レベル等に応じて熱交換器４６の熱交換量を調節
し、冷房時は外気温度等に応じて熱交換器４６の熱交換
量を調節するように、上記三方弁８６を制御する。さら
に、サブクール制御を行なう暖房時には後述の高圧値と
その目標値との比較に応じた圧縮機回転数の制御、及び
後述の低圧値とその目標値との比較に応じたアキュムレ
ータ内の冷媒加熱量の制御を行ない、スーパーヒート制
御を行なう冷房時には後述の低圧値とその目標値との比
較に応じた圧縮機回転数、アキュムレータ内の冷媒加熱
量の制御を行なう。

【００４９】さらにまた、室外機制御装置９２は、暖房
時と冷房時とに応じてレシーバタンク４８内の液面レベ
ルを変更するように、液面制御弁５０ｄを制御する。

【００５０】上記制御装置９１ａ〜９１ｎ，９２による
暖房時と冷房時とに応じた制御は、具体的には図６，図
７に示すように行なわれる。

【００５１】この制御では、先ず室内機の暖房運転か冷
房運転かの判別が行なわれ（ステップＳ１）、暖房時に
は、ステップＳ２〜Ｓ１１のメインルーチン処理が行わ
れるとともに、メインルーチン中のステップＳ５のとき
に開始される並列ルーチン処理としてステップＳ１３〜
Ｓ１５の処理およびステップＳ１６，Ｓ１７の処理が行
なわれる。一方、冷房時には、ステップＳ２１〜Ｓ３０
のメインルーチン処理が行われるとともに、メインルー
チン中のステップＳ２４のときに開始される並列ルーチ
ン処理としてステップＳ３２〜Ｓ３４の処理およびステ
ップＳ３５，Ｓ３６の処理が行なわれる。

【００５２】暖房時には、室内機側の負荷（使用室内機
の数）及び温度条件が検出され、温度条件としては室内
温度が室内温度センサ１１１ａ〜１１１ｎにより、希望
温度が操作部９４ａ〜９４ｎの操作データにより、室外
温度が外気温センサ１１３によりそれぞれ検出される
（ステップＳ２）。この負荷及び温度条件に対する各室
内機の膨張弁開度、三方弁開度、圧縮機回転数、目標高
圧値、目標低圧値、目標ＳＣ値等の暖房運転時の好まし
い対応関係が予め記憶装置９６内に記憶され、この対応
関係からそのときの負荷及び温度条件に応じた各室内機
の膨張弁開度、三方弁開度、圧縮機回転数、目標高圧
値、目標低圧値及び目標ＳＣ値等が求められ、膨張弁４
３ａ〜４３ｎ、三方弁８６、圧縮機２０がそれらの初期
設定値を取るように制御されるとともに、目標高圧値、
目標低圧値、目標ＳＣ値等が記憶装置９６内にデータ保
持される（ステップＳ３）。

【００５３】ここで、目標高圧値とは、圧縮機２０の圧
縮室出口から膨張弁４３ａ〜４３ｎまでの高圧側回路内
の圧力である高圧側圧力の目標値をいう。また、目標低
圧値とは、膨張弁４３ａ〜４３ｎから蒸発器である室外
熱交換器４４ａ，４４ｂを経て圧縮機２０の吸込み口に
至るまでの低圧側冷媒回路内の圧力である低圧側圧力の
目標値をいう。

【００５４】次に、レシーバタンク４８内の液面レベル
を暖房時に応じた高さ位置とするため、液面制御弁５０
ｄが閉とされる（ステップＳ４）。

【００５５】続いてメインルーチンと並列同時に処理さ
れるステップＳ１３〜Ｓ１５のルーチンおよびステップ
Ｓ１６，１７のルーチンを開始させる（ステップＳ
５）。また、メインルーチン側では引き続いて高圧側圧
力センサ１０４により高圧側圧力が検出され（ステップ
Ｓ６）、上記ステップＳ３にて設定されて記憶装置９６
内にデータ保持されている目標高圧値との比較が行なわ
れる（ステップＳ７）。

【００５６】検出値の方が目標高圧値より所定値以上低
い場合には圧縮機２０の回転数が増加補正され、検出値
の方が目標高圧値より所定値以上高い場合には圧縮機２
０の回転数が減少補正される（ステップＳ８）。この回
転数補正の実行後に再度高圧側圧力が検出されて上記目
標高圧値との比較が行なわれ、ここでまだ検出値と目標
高圧値との差の絶対値が所定値以上の場合はステップＳ
８による圧縮機回転数の補正が繰り返される。

【００５７】上記検出値と目標高圧値との差の絶対値が
所定値以下となった場合は、低圧側圧力センサ１０５に
より低圧側圧力が検出され（ステップＳ９）、この検出
値と上記目標低圧値との比較が行なわれる（ステップＳ
１０）。ここで、検出値の方が目標低圧値より所定値以
上低い場合には、三方弁８６の開度が増加補正されるこ
とにより低圧側冷媒への加熱量が増加され、また、検出
値の方が目標低圧値よりも所定値以上高い場合には、三
方弁８６の開度が減少補正されることにより低圧側冷媒
への加熱量が減少される（ステップＳ１１）。そして、
再度低圧側圧力が検出され、検出値と上記目標低圧値と
の差の絶対値が所定値以下でない場合はステップＳ１１
の処理が繰り返される。ステップＳ１０において検出値
と目標低圧値との差の絶対値が所定値以下となった場合
は、並列ルーチン処理の終了をまってステップＳ１に戻
る（ステップＳ１２）。

【００５８】また、ステップＳ５で開始される並列ルー
チンの一つにおいては、先ずＳＣ（過冷却度）が検出さ
れる（ステップＳ１３）。ここで、ＳＣとは、高圧側圧
力（高圧側圧力センサ１０４にて検出）と冷媒組成（主
に組成比検出器にて検出）とに基づき算出される飽和液
温度と、膨張弁４３ａ〜４３ｎの上流側近傍の冷媒温度
（温度センサ１１０ａ〜１１０ｎにて検出）との差をい
う。このＳＣ検出値が、上記ステップＳ３にて設定され
る目標ＳＣ値と比較される（ステップＳ１４）。ＳＣ検
出値の方が目標ＳＣ値より所定値以上小さければ、膨張
弁開度を減少する補正が行なわれる。これにより凝縮器
である室内熱交換器４２ａ〜４２ｎに滞留する液冷媒量
が増加し、実際のＳＣ値が上昇する。また、ＳＣ検出値
の方が目標ＳＣ値より所定値以上大きければ、膨張弁開
度を増加する補正が行なわれる（ステップＳ１５）。

【００５９】そして、再度ＳＣ検出値が求められてこれ
と目標ＳＣ値との比較が行なわれ、ＳＣ検出値と目標Ｓ
Ｃ値との差の絶対値が所定値以上であればステップＳ１
５の処理が繰り返され、上記差の絶対値が所定値以下と
なれば並列ルーチンの処理を終了し、メインルーチンの
ステップＳ１２に戻る。

【００６０】ステップＳ５で開始される別の並列ルーチ
ンにおいては、アキュムレータ液面レベルセンサ（温度
センサ）１０２からの信号によって液面検知が行われる
（ステップＳ１６）。この場合、センサ１０２からアキ
ュムレータ４５内の液面が所定レベルを越えたことを示
す信号が有ったときは異常とし、この信号がないときは
正常とする。そして、正常時にはそのままリターンされ
るが、アキュムレータ４５内の液面が所定レベルを越え
る異常時には、図外のランプやブザー等による警告表示
が行われる（ステップＳ１７）。

【００６１】一方、冷房時には、室内機側の負荷（使用
室内機の数）及び温度条件が検出され、温度条件として
は室内温度が室内温度センサ１１１ａ〜１１１ｎによ
り、希望温度が操作部９４ａ〜９４ｎの操作データによ
り、室外温度が外気温センサ１１３によりそれぞれ検出
される（ステップＳ２１）。この負荷及び温度条件に対
する各室内機の膨張弁開度、三方弁開度、圧縮機回転
数、目標低圧値、目標ＳＨ値等の冷房運転時の好ましい
対応関係が予め記憶装置９６内に記憶され、この対応関
係からそのときの負荷及び温度条件に応じた各室内機の
膨張弁開度、三方弁開度、圧縮機回転数、目標低圧値及
び目標ＳＨ値等が求められ、膨張弁４３ａ〜４３ｎ、三
方弁８６、圧縮機２０がそれらの初期設定値を取るよう
に制御されるとともに、目標低圧値、目標ＳＨ値等が記
憶装置９６内にデータ保持される（ステップＳ２２）。

【００６２】次に、レシーバタンク４８内の液面レベル
を冷房時に応じた高さ位置とするため、液面制御弁５０
ｄが開とされる（ステップＳ２３）。

【００６３】続いてメインルーチンと並列同時に処理さ
れるステップＳ３２〜Ｓ３４のルーチンおよびステップ
Ｓ３５，３６のルーチンを開始させる（ステップＳ２
４）。また、メインルーチン側では引き続いて低圧側圧
力センサ１０５により低圧側圧力が検出され（ステップ
Ｓ２５）、上記ステップＳ２２にて設定されて記憶装置
９６内にデータ保持されている目標低圧値との比較が行
なわれる（ステップＳ２６）。検出値の方が目標低圧値
よりも所定値以上低い場合には圧縮機２０の回転数が増
加補正され、検出値の方が目標低圧値よりも所定値以上
高い場合には圧縮機２０の回転数が減少補正される（ス
テップＳ２７）。この回転数補正の実行後に再度低圧側
圧力が検出され（ステップＳ２８）、この検出値と上記
目標低圧値との比較が行なわれる（ステップＳ２９）。

【００６４】ここでまだ検出値の方が目標低圧値より所
定値以上低い場合には、三方弁８６の開度が増加補正さ
れることにより低圧側冷媒への加熱量が増加され、ま
た、検出値の方が目標低圧値よりも所定量以上高い場合
には、三方弁８６の開度が減少補正されることにより低
圧側冷媒への加熱量が減少される（ステップＳ３０）。
そして、再度低圧側圧力が検出され、検出値と上記目標
低圧値との差の絶対値が所定値以下でない場合はステッ
プＳ３０の処理が繰り返される。ステップＳ２６，Ｓ２
９において検出値と目標低圧値との差の絶対値が所定値
以下となった場合は、並列ルーチン処理の終了をまって
ステップＳ１に戻る（ステップＳ３１）。

【００６５】また、ステップＳ２４で開始される並列ル
ーチンの一つにおいては、先ずＳＨ（加熱度）が検出さ
れる（ステップＳ３２）。ここで、ＳＨとは、圧縮機入
口温度（吸込冷媒温度センサ１０６により検出）と、低
圧側圧力（低圧側圧力センサ１０５にて検出）と冷媒組
成（主に組成比検出器にて検出）とに基づき算出される
飽和蒸気温度との差をいう。このＳＨ検出値と、上記ス
テップＳ２２にて設定される目標ＳＨ値との比較がされ
る（ステップＳ３３）。ＳＨ検出値の方が目標ＳＨ値よ
り所定値以上小さければ、膨張弁開度を減少する補正が
行なわれる。これにより蒸発器に流入する冷媒量が減少
し、その分、単位冷媒量当りの受熱量が増加し、実際の
ＳＨ値が上昇する。また、ＳＨ検出値の方が目標ＳＨ値
より所定値以上大きければ、膨張弁開度を増大する補正
が行なわれる（ステップＳ３４）。そして、再度ＳＨ検
出値が求められてこれと目標ＳＨ値との比較が行なわ
れ、ＳＨ検出値と目標ＳＨ値との差の絶対値が所定値以
上であればステップＳ３４の処理が繰り返され、上記差
の絶対値が所定値以下となれば並列ルーチンの処理を終
了し、メインルーチンのステップＳ３１に戻る。

【００６６】ステップＳ２４で開始される別の並列ルー
チンにおいては、アキュムレータ液面レベルセンサ（温
度センサ）１０２からの信号によって液面検知が行われ
（ステップＳ３５）、正常時にはそのままリターンされ
るが、アキュムレータ４５内の液面が所定レベルを越え
る異常時には、図外のランプやブザー等による警告表示
が行われる（ステップＳ３６）。

【００６７】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。

【００６８】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４１ｂ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２中に実
線矢印で示すように、圧縮器２０から吐出された冷媒が
四方弁４１、室内熱交換器４２ａ〜４２ｎ、膨張弁４３
ａ〜４３ｎ、液ガス熱交換器４７、レシーバタンク４
８、室外熱交換器４４ａ，４４ｂ、四方弁４１、液ガス
熱交換器４７、アキュムレータ４５をこの順に通って圧
縮器２０に循環される。そして、室内熱交換器４２ａ〜
４２ｎ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４４ａ，４
４ｂが蒸発器として働いてここで吸熱が行なわれる。

【００６９】この場合に、図６のフローチャートにおけ
るメインルーチン中のステップＳ６〜Ｓ８により目標高
圧値と検出値との比較に基づいて圧縮機回転数が制御さ
れるとともに、ステップＳ１３〜Ｓ１５の並列ルーチン
によって目標ＳＣ値とＳＣ検出値との比較に基づいて膨
張弁開度が補正されることにより、サブクール（過冷
却）制御が行なわれる。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凝縮温度以下となるよ
うに冷却する制御である。具体的には、膨張弁上流側冷
媒温度の検出値に応じ、この温度を凝縮温度以下の所定
値にまで低下させるように膨張弁開度を拡げる方向に補
正することをいう。

【００７０】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８（ａ）のようになる。すなわち、
気相冷媒が圧縮器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４２ａ
〜４２ｎ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
の際に飽和液温度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４３ａ〜４３ｎで膨張されて低圧となり（ｃ１→ｄ
１）、さらに室外熱交換器４４ａ，４４ｂでの蒸発によ
りエンタルピｈが上昇する（ｄ１→ａ１）。なお、ＳＣ
ｉは過冷却によるエンタルピ変化分である。

【００７１】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。

【００７２】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８参照）、暖房時と冷房時にお
いてそれぞれ次のようになる。

【００７３】（暖房時）ＣＯＰ＝（Ａ＋Ｂ）／Ａ … （冷房時）ＣＯＰ＝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ＳＣｉ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。

【００７４】このサブクール制御状態では、膨張弁４３
ａ〜４３ｎと圧縮機２０との間の低圧側回路に余剰冷媒
が多く生じ、アキュムレータ４５内に液相の余剰冷媒が
滞留する。とくに非共沸冷媒が用いられている空調装置
においてサブクール制御が行われると、アキュムレータ
４５内に、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する傾向が生じる。

【００７５】しかし、上記アキュムレータ４５に温水熱
交換器４６が設けられ、暖房時にアキュムレータ４５に
滞留する液相冷媒が上記熱交換器４６によって加熱され
るため、アキュムレータ４５に滞留する高沸点成分が気
化され易くなり、上記傾向が是正されて、圧縮機２０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。従って、循環冷媒の組成比の変動（低沸点成
分の増大）によるＣＯＰの低下が抑制される。

【００７６】その上、上記アキュムレータ４５内で熱交
換器４６によって冷媒に熱が与えられるため、外気温度
が低くて室外熱交換器４４ａ，４４ｂでの吸熱が充分に
行われにくい場合でも、上記熱交換器４６で吸熱が助成
され、暖房能力が向上される。

【００７７】さらに、低圧側圧力の検出値と目標低圧値
との比較に基づいて三方弁８６の開度の制御が行なわれ
ることにより、アキュムレータ４５内の冷媒に対する熱
交換器４６からの供給熱量がコントロールされて、低圧
側圧力が低くなれば冷媒が加熱されることにより低圧側
圧力が高められるため、蒸発器となる室外熱交換器４４
ａ，４４ｂの入口側圧力が所定値以上となり、その分、
室外熱交換器４４ａ，４４ｂの入口部の冷媒温度が上昇
する。従って、室外熱交換器４４ａ，４４ｂを通過する
大気中の水蒸気の結露や水の凍結、着霜を防止する作用
も得られる。

【００７８】ところで、サブクール制御が行われる暖房
時には、膨張弁４３ａ〜４３ｎと圧縮機２０との間の低
圧側回路に生じる余剰冷媒の量が多くなり、上記アキュ
ムレータ４５内に多量の余剰冷媒が貯留されて液面レベ
ルが高くなると、上記熱交換器４６で加熱されたときに
冷媒の沸騰に伴い液滴が下流側の回路に放出されて圧縮
機２０に吸込まれる現象（液バック現象）が発生するお
それがある。

【００７９】これに対し、当実施形態の装置では、暖房
時に低圧側回路となる位置で、かつアキュムレータ４５
より上流にレシーバタンク４８が配置され、低圧側回路
中の余剰冷媒の一部がレシーバタンク４８に蓄えられる
ことにより、アキュムレータ４５内の余剰冷媒の貯留量
が低減される。そして、このレシーバタンク４８に設け
られた液面レベル調整手段５０の液面制御弁５０ｄが閉
じられることにより、アキュムレータ４５内の余剰冷媒
の貯留量が充分に少なくなり、液バック現象が防止され
る。

【００８０】すなわち、暖房時にはレシーバタンク４８
に対して冷媒が膨張弁側のライン３４から流入し、室外
熱交換器側のライン３５に流出するが、この場合におい
てライン３５に通じるパイプのうちの第２のパイプ５０
ｂに設けられた液面制御弁５０ｄが閉じられることによ
り、高位置に開口する第１のパイプ５０ａから冷媒が流
出することとなり、このパイプ５０ａの上端位置が暖房
時のレシーバタンク４８内の液面の最低レベルＬ１とな
る（図３参照）。従って、上記液面制御弁５０ｄが開か
れた場合や、パイプ５０ｃから冷媒が流出する冷房時の
液面最低レベルＬ２（パイプ５０ｂ，５０ｃの上端に相
当する位置）と比べ、レシーバタンク４８内の冷媒貯留
量が多くなり、その分だけ上記アキュムレータ４５内の
余剰冷媒の貯留量が減少し、熱交換器４６で加熱されて
沸騰したときにも下流側回路への液滴の放出が阻止され
ることとなる。

【００８１】また、このようにレシーバタンク４８に冷
媒が貯留されることでアキュムレータ４５内の余剰冷媒
の貯留量が減少されるが、それでもなお余剰冷媒が多く
なりすぎてアキュムレータ４５内の液面が所定レベルを
越えるような異常が生じたときには、ステップＳ１６，
Ｓ１７の処理により警告表示がなされる。

【００８２】一方、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３ポート４
１ｃとを連通するとともに第２ポート４１ｂ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
２中に破線矢印で示すように、圧縮器２０から吐出され
た冷媒が四方弁４１、室外熱交換器４４ａ，４４ｂ、レ
シーバタンク４８、液ガス熱交換器４７、膨張弁４３ａ
〜４３ｎ、室内熱交換器４２ａ〜４２ｎ、四方弁４１、
液ガス熱交換器４７、アキュムレータ４５をこの順に通
って圧縮器２０に循環される。そして、室外熱交換器４
４ａ，４４ｂ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４２ａ〜４２ｎ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。

【００８３】この場合、図７のフローチャートにおける
メインルーチン中のステップＳ２５〜Ｓ２７により低圧
側圧力の検出値と目標低圧値との比較に基づいて圧縮機
回転数の制御が行われるとともに、ステップＳ３２〜Ｓ
３４の並列ルーチンによって目標ＳＨ値とＳＨ検出値と
の比較に基づいて膨張弁開度が補正されることにより、
スーパーヒート（加熱）制御が行なわれる。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
向に補正することをいう。

【００８４】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８（ｂ）のようになる。すなわ
ち、気相冷媒が圧縮器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４
４ａ，４４ｂ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
→ｃ２）、次いで液相冷媒が膨張弁４３ａ〜４３ｎで膨
張されて低圧となり（ｃ２→ｄ２）、さらに室内熱交換
器４２ａ〜４２ｎでの蒸発、吸熱によりエンタルピｈが
上昇するが（ｄ２→ａ２）、この際に飽和蒸気温度を大
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、ＳＨｉは過剰加熱によるエ
ンタルピ変化分である。

【００８５】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ＳＨｉ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。

【００８６】しかも、この制御によってアキュムレータ
４５中での余剰冷媒の貯留量が冷房時の定常運転状態で
零とされることにより、アキュムレータ４５に高沸点成
分が滞留することがなく、従って圧縮機２０に吸入され
る気相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。

【００８７】また、負荷が減少したときに余剰冷媒が膨
張弁上流側のレシーバタンク４８に滞留するが、気液を
分離するアキュムレータとは異なり、凝縮後の低沸点成
分と高沸点成分とがともに滞留し、順次膨張弁を通過す
るので、ここでの滞留により循環冷媒の組成比が変化す
ることはなく、従ってＣＯＰの低下を招くことはない。

【００８８】さらにこのスーパーヒート制御状態におい
て、メインルーチン処理中のステップＳ２８〜Ｓ３０に
おいて、低圧側圧力の検出値と目標低圧値との比較に基
づき、三方弁８６の開度が制御されることにより、アキ
ュムレータ４５内の冷媒に対する熱交換器４６からの供
給熱量がコントロールされ、低圧側回路中の冷媒が加熱
される。これにより、効果的にスーパーヒート制御がア
シストされる。また、この加熱により低圧側圧力が高め
られ、蒸発器となる室内熱交換器４２ａ〜４２ｎの入口
側圧力が所定値以上となって、その分、室内熱交換器４
２ａ〜４２ｎの入口部の冷媒温度が上昇するため、室内
熱交換器４２ａ〜４２ｎを通過する大気中の水蒸気の結
露や水の凍結、着霜の防止にも有効となる。

【００８９】ところで、このスーパーヒート制御が行わ
れる冷房時には、上記レシーバタンク４８が膨張弁上流
側の高圧側回路に位置し、このレシーバタンク４８に対
して冷媒が室外熱交換器側のライン３５から流入して膨
張弁側のライン３４に流出する。そして、上記のように
負荷減少時等に余剰冷媒がレシーバタンク４８に滞留す
るが、その滞留量は比較的少ないため、液面最低レベル
Ｌ２が暖房時と比べて低くなるようにパイプ５０ｃの上
端開口位置が設定される。また、冷房時に液面制御弁５
０ｄが開かれる（ステップＳ２３）。

【００９０】また、上記のように冷房時はアキュムレー
タ４５中での余剰冷媒の貯留量が定常運転状態で零とな
るが、過渡時にアキュムレータ４５内に液相冷媒が溜る
ことがあるので、冷房時にもステップＳ３５，Ｓ３６
で、アキュムレータ４５内の液面検知に基づいて液面が
所定レベルを越えるような異常が生じたときには警告表
示がなされる。

【００９１】なお、本発明の装置において、レシーバタ
ンク４８に設けられる液面レベル調整手段は上記実施形
態に限定されず、例えば図９に示す構造、あるいは図１
０に示す構造としてもよい。

【００９２】図９に示す例は、レシーバタンク４８内の
液面を暖房時と冷房時とに応じて所定高レベルと所定低
レベルとに変更可能とするための最も簡単な構造とし
て、室外熱交換器側のライン３５に通じるパイプ１２０
ａの上端がレシーバタンク４８内の所定高レベル位置Ｌ
１に開口するとともに、膨張弁側のライン３４に通じる
パイプ１２０ｂの上端がレシーバタンク４８内の所定低
レベル位置Ｌ２に開口している。この構造によると、実
線矢印のように冷媒が流れる暖房時は冷媒流出側となる
パイプ１２０ａの上端開口位置によって液面レベルが調
整され、破線矢印のように冷媒が流れる冷房時は冷媒流
出側となるパイプ１２０ｂの上端開口位置によって液面
レベルが調整されることとなる。

【００９３】図１０に示す例では、室外熱交換器４４側
のライン３５に接続された第１，第２のパイプ１３０
ａ，１３０ｂと、膨張弁４３側のライン３４に接続され
た第３のパイプ１３０ｃと、第２のパイプ１３０ｂを開
閉する液面制御弁１３０ｄとを備え、第１のパイプ１３
０ａの上端がレシーバタンク４８内の所定高レベル位置
Ｌ１に開口し、第３のパイプ１３０ｃの上端がレシーバ
タンク４８内の所定低レベル位置Ｌ２に開口するととも
に、第２のパイプ１３０ｂの上端が上記所定高レベル位
置Ｌ１と所定低レベル位置Ｌ２との間の中間高さ位置Ｌ
１１に開口している。

【００９４】この構造による場合に、例えばアキュムレ
ータ４５に液面下限レベルを検出するセンサ（図示せ
ず）を設けておき、暖房時に、通常は液面制御弁１３０
ｄを閉じておくことによりレシーバタンク４８内の液面
レベルを高く保つが、上記アキュムレータ４５内の液面
が上記液面下限レベルより低くなって熱交換器４６が浸
からない程度にまで冷媒貯留量が減少しすぎたときに、
上記液面制御弁１３０ｄを開くことにより、レシーバタ
ンク４８内の液面レベルを中間高さ位置Ｌ２にまで引下
げ、アキュムレータ４５内の冷媒貯留量を増加させると
いうようにして、アキュムレータ４５内の冷媒貯留量を
フィードバック的に制御することができる。

【００９５】この他にも本発明の装置における各部の具
体的構造は種々変更可能であり、例えば、上記実施形態
では室内熱交換器４２ａ〜４２ｎを複数台設けるととも
に、室外熱交換器４４ａ，４４ｂ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。

【００９６】

【発明の効果】以上のように本発明は、冷暖房可能なヒ
ートポンプ式の空調装置において、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を配置し、このアキ
ュムレータ内に、加熱手段を設けるとともに、冷房時に
は高圧側回路となる位置で、かつ暖房時にアキュムレー
タ上流の低圧側回路となる位置にレシーバタンクを設
け、このレシーバタンクに液面レベル調整手段を設けて
いるため、上記アキュムレータおよびレシーバタンクに
より暖房時および冷房時に余剰冷媒を貯留させ、また、
上記加熱手段により暖房性能等を向上することができ
る。そして、上記レシーバタンクが、暖房時にアキュム
レータ上流で低圧側回路の余剰冷媒の一部を貯えること
により、アキュムレータ内の冷媒貯留量を低減させるた
め、アキュムレータの容量の増大を招かず、かつ、サブ
アキュムレータを必要としないものでありながら、アキ
ュムレータ内の冷媒が加熱されて沸騰しても液滴がアキ
ュムレータ下流に放出されることを避け、圧縮機への液
バック現象を防止することができる。

【００９７】この発明において、とくに、ＣＯＰ向上等
のため暖房時にサブクール制御、冷房時にスーパーヒー
ト制御を行なうようになっている場合、上記レシーバタ
ンクが、スーパーヒート制御が行われる冷房時にレシー
バタンク本来の機能を果す一方、サブクール制御が行わ
れて余剰冷媒が増加し易くなる暖房時に、アキュムレー
タ上流で低圧側回路中の余剰冷媒の一部を貯えることに
より、有効にアキュムレータ内の冷媒貯留量の増加を防
止することができる。

【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基本的構
造を示す概略回路図である。

【図２】上記空調装置の具体的構造を示す詳細回路図で
ある。

【図３】レシーバタンクおよび液面レベル調整手段を示
す構造説明図である。

【図４】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５】上記空調装置の制御系統を示す図である。

【図６】制御の一例を示すフローチャートの一部であ
る。

【図７】上記フローチャートの残りの部分である。

【図８】（ａ）はサブクール制御時の冷凍サイクルのＰ
−ｈ線図であり、また、（ｂ）は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。

【図９】レシーバタンクおよび液面レベル調整手段の別
の実施形態を示す構造説明図である。

【図１０】レシーバタンクおよび液面レベル調整手段の
さらに別の実施形態を示す構造説明図である。

【符号の説明】

１空調装置２０圧縮機３０冷媒回路４１四方弁４２室内熱交換器４３膨張弁４４室外熱交換器４５アキュムレータ４６温水熱交換器４８レシーバタンク５０液面レベル調整手段

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】圧縮機と、暖房時に凝縮器、冷房時に蒸
発器となる室内熱交換器と、膨張弁と、暖房時に蒸発
器、冷房時に凝縮器となる室外熱交換器と、冷媒循環経
路を切替える手段とが冷媒回路に設けられ、暖房時には
冷媒が圧縮機から室内熱交換器、膨張弁、室外熱交換器
をこの順に通って圧縮機に戻され、冷房時には冷媒が圧
縮機から室外熱交換器、膨張弁、室内熱交換器をこの順
に通って圧縮機に戻されるように冷媒回路が構成されて
いる空調装置において、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を配置し、このアキュムレータ
内に、アキュムレータに貯留する液相の余剰冷媒を加熱
する加熱手段を設けるとともに、冷房時には凝縮器から
膨張弁までの間の高圧側回路となる位置で、かつ暖房時
に膨張弁から上記アキュムレータまでの間の低圧側回路
となる位置にレシーバタンクを設け、このレシーバタン
クに、レシーバタンク内の液面レベルを暖房時と冷房時
とに応じて調整する液面レベル調整手段を設けたことを
特徴とする空調装置。
【請求項２】上記レシーバタンクを、室外熱交換器と
膨張弁との間の回路に介設したことを特徴とする請求項
１記載の空調装置。
【請求項３】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一方、冷房時に膨張弁の開度
調節により圧縮機吸入側の冷媒温度を飽和蒸気温度より
も高い温度とするスーパーヒート制御を行なう制御手段
を備えたことを特徴とする請求項１または２記載の空調
装置。
【請求項４】冷媒として非共沸冷媒を用いたことを特
徴とする請求項３記載の空調装置。
【請求項５】レシーバタンク内の液面レベルを暖房時
には冷房時よりも高くするように液面レベル調整手段を
構成したことを特徴とする請求項３または４記載の空調
装置。
【請求項６】液面レベル調整手段は、レシーバタンク
内の液面レベルを複数段階に切換可能とする切換手段を
有し、アキュムレータ内の液面レベルに応じて上記切換
手段が作動されるようになっていることを特徴とする請
求項１乃至５のいずれかに記載の空調装置。