(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
圧縮機、放熱器、過冷却熱交換器、主膨張手段および蒸発器が環状に接続された冷媒回路と、前記放熱器と前記主膨張手段の間で前記冷媒回路から分岐し、前記過冷却熱交換器を経由して、前記圧縮機の圧縮室、または、前記蒸発器と前記圧縮機との間の前記冷媒回路に接続したバイパス路と、前記バイパス路の前記過冷却熱交換器の上流側に設けたバイパス膨張手段と、前記過冷却熱交換器から流出する冷媒の温度を検出する第１温度センサと、前記圧縮機に吸入される冷媒の飽和温度を検出する第１飽和温度検出手段と、前記放熱器から流出する冷媒の温度を検出する第２温度センサと、前記放熱器の冷媒の飽和温度を検出する第２飽和温度検出手段と、制御装置とを備え、前記第１温度センサの検出温度が前記第１飽和温度検出手段の検出温度より高い場合は、前記第１温度センサの検出温度が前記第１飽和温度検出手段の検出温度に近づくように、前記バイパス膨張手段を動作させ、前記第１温度センサの検出温度と前記第１飽和温度検出手段の検出温度とが略同一の場合には、前記第２温度センサの検出温度が前記第２飽和温度検出手段の検出温度より所定温度低くなるように、前記バイパス膨張手段を動作させることを特徴とする冷凍サイクル装置。
【請求項２】
前記蒸発器から流出する冷媒の温度を検出する第３温度センサを備え、前記第３温度センサの検出温度と前記第１飽和温度検出手段の検出温度との温度差が大きいほど、前記所定温度の値は小さいことを特徴とする請求項１に記載の冷凍サイクル装置。
【請求項３】
前記請求項１または２に記載の冷凍サイクル装置を備えた温水暖房装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、放熱器から流出した冷媒の一部をバイパスし、主流冷媒とバイパス流冷媒との間で熱交換を行って、主流冷媒を過冷却する冷凍サイクル装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来、この種の冷凍サイクル装置は、冷媒回路の放熱器の下流側に過冷却熱交換器が設けられ、この過冷却熱交換器に膨張させた冷媒を流入させることにより放熱器から流出した冷媒を過冷却している（例えば、特許文献１参照）。
【０００３】
図４は、特許文献１に記載された従来の冷凍サイクル装置を示すものである。
【０００４】
図４に示すように、冷凍サイクル装置１００は、冷媒を循環させる冷媒回路１１０と、バイパス路１２０とを備えている。冷媒回路１１０は、圧縮機１１１、放熱器１１２、過冷却熱交換器１１３、主膨張弁１１４および蒸発器１１５が配管により環状に接続されて構成されている。
【０００５】
バイパス路１２０は、過冷却熱交換器１１３と主膨張弁１１４の間で冷媒回路１１０から分岐し、過冷却熱交換器１１３を経由して蒸発器１１５と圧縮機１１１の間で冷媒回路１１０につながっている。また、バイパス路１２０には、過冷却熱交換器１１３よりも上流側にバイパス膨張弁１２１が設けられている。
【０００６】
さらに、冷凍サイクル装置１００には、圧縮機１１１から吐出される冷媒の温度（圧縮機吐出管温度）Ｔｄを検出する温度センサ１４１と、蒸発器１１５に流入する冷媒の温度（蒸発器入口温度）Ｔｅを検出する温度センサ１４２と、バイパス路１２０において過冷却熱交換器１１３に流入する冷媒の温度（バイパス側入口温度）Ｔｂｉを検出する温度センサ１４３と、バイパス路１２０において過冷却熱交換器１１３から流出する冷媒の温度（バイパス側出口温度）Ｔｂｏを検出する温度センサ１４４と、温度センサ１４２で検出される蒸発器入口温度Ｔｅから圧縮機の吐出管の目標温度Ｔｄ（ｔａｒｇｅｔ）が設定されている。
【０００７】
そして、温度センサ１４１で検出された吐出管温度Ｔｄが、その目標温度Ｔｄ（ｔａｒｇｅｔ）となるように主膨張弁１１４を制御する主膨張弁制御部と、過冷却熱交換器１１３でのバイパス側出口温度Ｔｂｏとバイパス側入口温度Ｔｂｉとの差（Ｔｂｏ−Ｔｂｉ）が所定の目標値となるようにバイパス膨張弁１２１を制御するバイパス膨張弁制御部から構成されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００８】
【特許文献１】特開平１０−６８５５３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
しかしながら、前記従来の構成では、バイパス膨張弁はバイパス路の入口側と出口側の温度差、即ち、バイパス路出口の過熱度を制御するように動作するので、バイパス出口冷媒状態を湿り状態に制御することができない。
【００１０】
その為に、バイパス量を制限する必要があり、過冷却熱交換器を最大限有効に活用する
ことができないので、バイパスによる運転効率向上効果を最大にすることができないばかりか、外気温度が−２０℃のような極低温時や、利用側熱交換器と熱源側熱交換器の接続配管が長くなった場合における、バイパスによる吐出温度上昇を抑制するために、主膨張弁の減圧量を低下させて蒸発温度を上げた運転状態とする必要があり、効率が悪く、十分な加熱能力を確保できないという課題を有していた。
【００１１】
本発明は、前記従来の課題を解決するもので、常に適正な冷凍サイクル状態に制御することで、低い外気温度においても効率が良く、十分な加熱能力を確保することができる冷凍サイクル装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１２】
前記従来の課題を解決するために、本発明の冷凍サイクル装置は、圧縮機、放熱器、過冷却熱交換器、主膨張手段および蒸発器が環状に接続された冷媒回路と、前記放熱器と前記主膨張手段の間で前記冷媒回路から分岐し、前記過冷却熱交換器を経由して、前記圧縮機の圧縮室、または、前記蒸発器と前記圧縮機との間の前記冷媒回路に接続したバイパス路と、前記バイパス路の前記過冷却熱交換器の上流側に設けたバイパス膨張手段と、前記過冷却熱交換器から流出する冷媒の温度を検出する第１温度センサと、前記圧縮機に吸入される冷媒の飽和温度を検出する第１飽和温度検出手段と、前記放熱器から流出する冷媒の温度を検出する第２温度センサと、前記放熱器の冷媒の飽和温度を検出する第２飽和温度検出手段と、制御装置とを備え、前記第１温度センサの検出温度が前記第１飽和温度検出手段の検出温度より高い場合は、前記第１温度センサの検出温度が前記第１飽和温度検出手段の検出温度に近づくように、前記バイパス膨張手段を動作させ、前記第１温度センサの検出温度と前記第１飽和温度検出手段の検出温度とが略同一の場合には、前記第２温度センサの検出温度が前記第２飽和温度検出手段の検出温度より所定温度低くなるように、前記バイパス膨張手段を動作させることを特徴とするものである。
【００１３】
これによって、バイパス出口冷媒が常に飽和状態になるように制御されるとともに、バイパス出口冷媒が飽和状態の時には、放熱器出口の過冷却度を適正に制御するので、バイパス膨張手段の開き過ぎや、閉じ過ぎを防止し、バイパス量を適正量にすることができる。
【発明の効果】
【００１４】
本発明によれば、常に適正な冷凍サイクル状態に制御することで、低い外気温度においても効率が良く、十分な加熱能力を確保することができる冷凍サイクル装置を提供できる。
【図面の簡単な説明】
【００１５】
【図１】本発明の実施の形態１における冷凍サイクル装置の概略構成図
【図２】図１に示す冷凍サイクル装置のモリエル線図
【図３】図１に示す冷凍サイクル装置の他のモリエル線図
【図４】本発明の実施の形態１における冷凍サイクル装置の運転制御のフローチャート
【図５】従来の冷凍サイクル装置の概略構成図
【発明を実施するための形態】
【００１６】
第１の発明は、圧縮機、放熱器、過冷却熱交換器、主膨張手段および蒸発器が環状に接続された冷媒回路と、前記放熱器と前記主膨張手段の間で前記冷媒回路から分岐し、前記過冷却熱交換器を経由して、前記圧縮機の圧縮室、または、前記蒸発器と前記圧縮機との間の前記冷媒回路に接続したバイパス路と、前記バイパス路の前記過冷却熱交換器の上流側に設けたバイパス膨張手段と、前記過冷却熱交換器から流出する冷媒の温度を検出する
第１温度センサと、前記圧縮機に吸入される冷媒の飽和温度を検出する第１飽和温度検出手段と、前記放熱器から流出する冷媒の温度を検出する第２温度センサと、前記放熱器の冷媒の飽和温度を検出する第２飽和温度検出手段と、制御装置とを備え、前記第１温度センサの検出温度が前記第１飽和温度検出手段の検出温度より高い場合は、前記第１温度センサの検出温度が前記第１飽和温度検出手段の検出温度に近づくように、前記バイパス膨張手段を動作させ、前記第１温度センサの検出温度と前記第１飽和温度検出手段の検出温度とが略同一の場合には、前記第２温度センサの検出温度が前記第２飽和温度検出手段の検出温度より所定温度低くなるように、前記バイパス膨張手段を動作させることを特徴とする冷凍サイクル装置である。
【００１７】
これによって、バイパス出口冷媒が、常に飽和状態になるように制御されるとともに、バイパス出口冷媒が飽和状態の時には、放熱器出口の過冷却度を適正に制御するので、バイパス膨張手段の開き過ぎや、閉じ過ぎが抑制され、バイパス量を適正量にすることができる。
【００１８】
したがって、過冷却熱交換器での主流冷媒とバイパス流冷媒との熱交換による蒸発器におけるエンタルピー差増大効果、および、冷媒のバイパスによる低圧側冷媒経路の圧力損失低減効果を最大とすることが可能となり、外気温度が−２０℃のような極低温時においても、吐出温度の異常上昇を抑制しながら、より高い運転効率と十分な加熱能力を得ることができる。
【００１９】
第２の発明は、第１の発明において、前記蒸発器から流出する冷媒の温度を検出する第３温度センサを備え、前記第３温度センサの検出温度と前記第１飽和温度検出手段の検出温度との温度差が大きいほど、前記所定温度の値は小さいことを特徴とするものである。
【００２０】
これにより、蒸発器出口冷媒の過熱度から、冷媒量の不足状態が判断でき、冷媒量が不足状態にあるときは、放熱器出口冷媒の過冷却度を小さく制御するので、バイパス膨張手段の絞り過ぎによる低圧低下を防止することができる。
【００２１】
したがって、上記第１の発明の効果に加え、利用側熱交換器と熱源側熱交換器の接続配管が長くなった場合においても、ガス量不足状態を検知して、膨張手段の閉じ過ぎによる吸入圧力低下を防止しながら、効率の良い加熱運転を維持することができるので、機器の設置自由度が向上する。
【００２２】
第３の発明は、第１または第２の発明の冷凍サイクル装置を備えた温水暖房装置で、放熱器が冷媒対空気熱交換器の場合だけでなく、冷媒対水熱交換器の場合にも適用でき、加えて第１または第２の発明と同様の効果を得ることができる。
【００２３】
以下、本発明の実施の形態について、図面を参照しながら説明する。なお、この実施の形態によって本発明が限定されるものではない。
【００２４】
（実施の形態１）
図１は、本発明の第１の実施の形態における冷凍サイクル装置および温水暖房装置の概略構成図を示すものである。図１において、冷凍サイクル装置１Ａは、冷媒を循環させる冷媒回路２と、バイパス路３と、制御装置４とを備えている。冷媒としては、例えば、Ｒ４０７Ｃ等の非共沸混合冷媒、Ｒ４１０Ａ等の擬似共沸混合冷媒、または単一冷媒等を用いることができる。
【００２５】
冷媒回路２は、圧縮機２１、放熱器２２、過冷却熱交換器２３、主膨張弁（主膨張手段）２４および蒸発器２５が配管により環状に接続されて構成されている。本実施の形態で
は、蒸発器２５と圧縮機２１の間に、気液分離を行うサブアキュムレータ２６および主アキュムレータ２７が設けられている。また、冷媒回路２には、通常運転とデフロスト運転を切り換えるための四方弁２８が設けられている。
【００２６】
本実施の形態では、冷凍サイクル装置１Ａが、加熱手段により生成した温水を暖房に利用する温水暖房装置の加熱手段を構成しており、放熱器２２が、冷媒と水との間で熱交換を行わせて水を加熱する熱交換器となっている。
【００２７】
具体的には、放熱器２２に供給管７１と回収管７２が接続されており、供給管７１を通じて放熱器２２に水が供給され、放熱器２２で加熱された水（温水）が回収管７２を通じて回収されるようになっている。回収管７２により回収された温水は、例えばラジエータ等の暖房機に直接的または貯湯タンクを介して送られ、これにより暖房が行われる。
【００２８】
本実施の形態では、バイパス路３は、過冷却熱交換器２３と主膨張弁２４の間で冷媒回路２から分岐し、過冷却熱交換器２３を経由して蒸発器２５と圧縮機２１の間における、サブアキュムレータ２６と主アキュムレータ２７の間の冷媒回路２につながっている。また、バイパス路３には、過冷却熱交換器２３よりも上流側にバイパス膨張弁（バイパス膨張手段）３１が設けられている。
【００２９】
通常運転では、圧縮機２１から吐出された冷媒が四方弁２８を介して放熱器２２に送られ、デフロスト運転では、圧縮機２１から吐出された冷媒が四方弁２８を介して蒸発器２５に送られる。図１では、通常運転時の冷媒の流れ方向を矢印で示している。以下、通常運転における冷媒の状態変化を説明する。
【００３０】
圧縮機２１から吐出された高圧冷媒は、放熱器２２に流入し、放熱器２２を通過する水に放熱する。放熱器２２から流出した高圧冷媒は、過冷却熱交換器２３に流入し、バイパス膨張弁３１で減圧された低圧冷媒によって過冷却される。過冷却熱交換器２３から流出した高圧冷媒は、主膨張弁２４側とバイパス膨張弁３１側とに分配される。
【００３１】
主膨張弁２４側に分配された高圧冷媒は、主膨張弁２４によって減圧されて膨張した後に、蒸発器２５に流入する。蒸発器２５に流入した低圧冷媒は、ここで空気から吸熱する。
【００３２】
一方、バイパス膨張弁３１側に分配された高圧冷媒は、バイパス膨張弁３１によって減圧されて膨張した後に、過冷却熱交換器２３に流入する。過冷却熱交換器２３に流入した低圧冷媒は、放熱器２２から流出した高圧冷媒によって加熱される。その後、過冷却熱交換器２３から流出した低圧冷媒は、蒸発器２５から流出した低圧冷媒と合流し、再度圧縮機２１に吸入される。
【００３３】
本実施の形態の冷凍サイクル装置１Ａの構成は、低外気温度時に圧縮機２１に吸入される冷媒の圧力が低下して冷媒循環量が減少し、これにより放熱器２２の加熱能力が低下することを防止するためのものである。
【００３４】
これを実現するには、過冷却により蒸発器２５でのエンタルピー差を増大させるとともに、バイパス路３によって冷媒をバイパスさせることにより冷媒回路２の低圧側部分を流れる吸熱効果の小さい気相冷媒の量を抑え、これにより冷媒回路２の低圧側部分での圧力損失を低減させることが重要である。
【００３５】
冷媒回路２の低圧側部分での圧力損失が低減すれば、その分圧縮機２１に吸入される冷媒の圧力が上昇して比体積が減少するため、冷媒循環量が増加する。また、蒸発器２５で
のエンタルピー差を増大させれば、バイパスにより蒸発器２５を通過する冷媒の質量流量が低下したとしても、蒸発器２５での吸熱量を確保することができる。すなわち、冷媒の過冷却度とバイパス量を最大にすれば、最大限の放熱器２２の加熱能力向上効果と冷凍サイクル装置１Ａの成績係数向上効果が得られる。
【００３６】
本実施の形態では、詳しくは後述するが、制御装置４は、バイパス路３の出口冷媒が、過熱状態である場合には、飽和状態となるように、バイパス膨張弁３１を動作させるとともに、バイパス路３の出口冷媒が、飽和状態である場合には、放熱器２２出口の過冷却度が、予め設定された所定の過冷却度となるように、バイパス膨張弁３１を動作させるように制御する。また、蒸発器２５の過熱度が大きいほど、放熱器２２出口の所定の過冷却度を小さくするように設定する。
【００３７】
これにより、バイパス路３出口の冷媒状態は、図２中のａ点、ｂ点、ｃ点のように、常に飽和状態に制御される。しかしながら、図２中のａ点やｃ点のように、バイパス路３出口の冷媒状態が飽和状態であったとしても、バイパス量が過大・過少となる場合がある。このような場合は、バイパス膨張弁３１の減圧量の差から、放熱器２２出口の過冷却度が、図２中のａ′点やｃ′点のように過大・過少になるので、バイパス量が不適正であることが判断でき、この過冷却度を予め設定された所定値（図２中のｂ′点）に制御することで、バイパス量が図２中のｂ点のように適正に制御されることとなる。
【００３８】
また、機器の設置状態により、接続配管長が長くなった場合は、冷凍サイクルとして冷媒量が不足した状態となるため、図３中のａ′点のように適正冷媒量と同じ過冷却度を用いて制御した場合は、バイパス膨張弁による減圧量が過多となり吸入圧力が低下する。このような場合は、図３中のａ点のように、蒸発器２５出口の冷媒状態が、過熱状態となるので、制御装置４は、図３中のｂ′点のように所定の過冷却度を下げて設定するので、バイパス膨張弁の減圧量が減少して、バイパス量が適正に制御されることとなる。
【００３９】
以下、運転制御の動作について説明する。
【００４０】
冷媒回路２には、圧縮機２１に吸入される冷媒の圧力（吸入圧力）Ｐｓを検出する第１圧力センサ５１と、放熱器２２から流出する冷媒の圧力（放熱器出口圧力）Ｐｃを検出する第２圧力センサ５２と、放熱器２２から流出する冷媒の温度（放熱器出口温度）Ｔｃｏを検出する第２温度センサ６２と、蒸発器２５から流出する冷媒の温度（蒸発器出口温度）Ｔｅｏを検出する第３温度センサ６３と、圧縮機２１から吐出される冷媒の温度（吐出温度）Ｔｄを検出する第４温度センサ６４と、が設けられている。一方、バイパス路３には、過冷却熱交換器２３から流出する冷媒の温度（バイパス路出口温度）Ｔｂｏを検出する第１温度センサ６１が設けられている。
【００４１】
制御装置４は、各種のセンサ５１、５２、６１、６２、６３、６４で検出される検出値等に基づいて、圧縮機２１の回転数、四方弁２８の切り換え、ならびに主膨張弁２４およびバイパス膨張弁３１の開度を動作させる。
【００４２】
本実施の形態では、制御装置４は、通常運転時に、吐出温度Ｔｄが、予め定められた所定の目標温度Ｔｄｔになるように、主膨張弁２４を動作させる。
【００４３】
また、制御装置４は、通常運転時に、バイパス路出口温度Ｔｂｏが、吸入圧力Ｐｓに基づいて算出される吸入飽和温度Ｔｓになるように、バイパス膨張弁３１を動作させるとともに、バイパス路出口温度Ｔｂｏが、吸入飽和温度Ｔｓに略等しい場合は、放熱器出口圧力Ｐｃに基づいて算出される放熱器飽和温度Ｔｃと、放熱器出口温度Ｔｃｏとの差で求まる放熱器出口過冷却度Ｓｃが、吸入飽和温度Ｔｓと蒸発器出口温度Ｔｅｏとの差で求まる
蒸発器出口過熱度Ｓｈに基づいて決定される、放熱器出口目標過冷却度Ｓｃｔになるように、バイパス膨張弁３１を動作させる。
【００４４】
次に、通常運転時の制御装置４の制御を図４に示すフローチャートを参照して詳細に説明する。
【００４５】
まず、制御装置４は、第４温度センサ６４で吐出温度Ｔｄを検出し（ステップＳ１）、吐出温度Ｔｄが、予め設定された目標吐出温度Ｔｄｍに等しくなるように、主膨張弁２４を動作させる（ステップＳ２）。
【００４６】
ついで、制御装置４は、圧力センサ５１で吸入圧力Ｐｓを検出するとともに、第１温度センサ６１でバイパス路出口温度Ｔｂｏを検出する（ステップＳ３）。そして、圧力センサ５１で検出した吸入圧力Ｐｓから圧縮機２１に吸入される冷媒の圧力での吸入飽和温度Ｔｓを算出する（ステップＳ４）。この吸入飽和温度Ｔｓの算出は、冷媒物性式を用いて行われる。
【００４７】
その後、制御装置４は、バイパス路出口温度Ｔｂｏと、吸入飽和温度Ｔｓを比較し、ＴｂｏとＴｓが等しいか否かを判断する（ステップＳ５）。バイパス路出口温度Ｔｂｏが、吸入飽和温度Ｔｓと等しくない場合には（ステップＳ５でＮＯ）、バイパス路出口冷媒が過熱状態であると判断し、バイパス路出口温度Ｔｂｏが吸入飽和温度Ｔｓに等しくなるようにバイパス膨張弁３１の開度を調整し（ステップＳ６）、ステップＳ１に戻る。
【００４８】
一方、バイパス路出口温度Ｔｂｏが、吸入飽和温度Ｔｓと略等しい場合には（ステップＳ５でＹＥＳ）、バイパス路出口冷媒が飽和状態であると判断し、バイパス流量を最適にする制御ステップに移行する。
【００４９】
まず、第２圧力センサ５２で放熱器出口圧力Ｐｃを、第２温度センサ６２で放熱器出口温度Ｔｃｏを、第３温度センサで蒸発器出口温度Ｔｅｏを、それぞれ検出し（ステップＳ７）、そして、圧力センサ５２で検出した放熱器出口圧力Ｐｃから放熱器２２から流出する冷媒の圧力での放熱器飽和温度Ｔｃを算出する（ステップＳ８）。この放熱器飽和温度Ｔｃの算出も、冷媒物性式を用いて行われる。
【００５０】
その後、制御装置４は、放熱器２２出口での冷媒過冷却度Ｓｃを、Ｓｃ＝Ｔｃ−Ｔｃｏにより算出し、さらに、蒸発器２５出口での冷媒過熱度Ｓｈを、Ｓｈ＝Ｔｅｏ−Ｔｓにより算出して（ステップＳ９）、放熱器２２出口の目標過冷却度Ｓｃｔを、例えば、Ｓｃｔ＝ａ×Ｓｈ＋ｂのような式で算出する（ステップＳ１０）。ここで、ａとｂは係数であり、ａは正の実数とする。
【００５１】
そして、制御装置４は、放熱器出口過冷却度Ｓｃが放熱器出口目標過冷却度Ｓｃｔに等しくなるように、バイパス膨張弁３１の開度を調整し（ステップＳ１１）、ステップＳ１に戻る。
【００５２】
以上のように、本実施の形態は、冷媒回路２において、圧縮機２１に吸入される冷媒の圧力を検出する第１圧力センサ５１と、放熱器２２から流出する冷媒の圧力を検出する第２圧力センサ５２と、放熱器２２から流出する冷媒の温度を検出する第２温度センサ６２と、蒸発器２５から流出する冷媒の温度を検出する第３温度センサと、圧縮機２１から吐出される冷媒の温度を検出する第４温度センサ６４と、バイパス路３において過冷却熱交換器２３から流出する冷媒の温度を検出する第１温度センサ６１と、制御装置４とを備えた構成である。
【００５３】
そして、制御装置４は、第４温度センサ６４で検出される吐出温度Ｔｄが、予め定められた所定の目標温度Ｔｄｔとなるように、主膨張弁２４を動作させ、さらに、第１温度センサ６１で検出されるバイパス路出口温度Ｔｂｏが、圧力センサ５１で検出される吸入圧力Ｐｓに基づいて算出される吸入飽和温度Ｔｓと等しくない場合には、飽和状態Ｔｓと等しくなるように、バイパス膨張弁３１を動作させる。
【００５４】
また、バイパス路出口温度Ｔｂｏが、吸入飽和温度Ｔｓと略等しい場合には、放熱器出口温度Ｔｃｏと、圧力センサ５２で検出される放熱器出口圧力Ｐｃに基づいて算出される放熱器飽和温度Ｔｃとの差で求まる放熱器出口過冷却度Ｓｃが、吸入飽和温度Ｔｓと蒸発器出口温度Ｔｅｏとの差で求まる蒸発器出口過熱度Ｓｈに基づいて決定される、放熱器出口目標過冷却度Ｓｃｔになるように、バイパス膨張弁３１を動作させる。
【００５５】
これによって、バイパス路３の出口冷媒が常に飽和状態になるように制御されるとともに、バイパス路３の出口冷媒が飽和状態の時には、放熱器２２出口の過冷却度を適正に制御するので、バイパス膨張弁３１の開き過ぎや、閉じ過ぎが抑制され、バイパス量を適正量にすることができる。
【００５６】
したがって、過冷却熱交換器２３での主流冷媒とバイパス流冷媒との熱交換による蒸発器２５におけるエンタルピー差増大効果、および、冷媒のバイパスによる低圧側冷媒経路の圧力損失低減効果を最大とすることが可能となり、外気温度が−２０℃のような極低温時においても、吐出温度の異常上昇を抑制しながら、より高い運転効率と十分な加熱能力を得ることができる。
【００５７】
さらに、放熱器２２と蒸発器２５の冷媒接続配管が長くなったような場合においても、ガス量不足状態を検知して、バイパス膨張弁３１の閉じ過ぎによる吸入圧力低下を防止しながら効率の良い加熱運転を維持することができるので、機器の設置自由度も向上する。
【００５８】
なお、図１では、第１圧力センサ５１が冷媒回路２におけるバイパス路３がつながる位置と主アキュムレータ２７の間に設けられているが、第１圧力センサ５１は、蒸発器２５と圧縮機２１の間であれば、冷媒回路２のどの位置に設けられていてもよい。あるいは、圧力センサ５１は、バイパス路３の過冷却熱交換器２３よりも下流側に設けられていてもよい。
【００５９】
また、本実施の形態では、第１圧力センサ５１により吸入飽和温度を算出しているが、吸入飽和温度は、冷媒回路２およびバイパス路３における低圧の二相冷媒が流通する部分の温度を検出して代用してもよい。
【００６０】
また、第２圧力センサ５２は、冷媒回路２における放熱器２２の出口位置に設けられているが、第２圧力センサ５２は、圧縮機２１と主膨張弁２４の間であれば、冷媒回路２のどの位置に設けられていてもよく、放熱器出口位置と第２圧力センサ位置の間の圧力損失分を冷媒流量などから算出して補正すれば、さらによい。
【００６１】
また、第２圧力センサ５２により放熱器２２の飽和温度を算出しているが、飽和温度は、放熱器２２における高圧の二相冷媒が流通する部分の温度を検出して代用してもよい。
【００６２】
さらに、バイパス路３は、必ずしも過冷却熱交換器２３と主膨張弁２４の間で冷媒回路２から分岐している必要はなく、放熱器２２と過冷却熱交換器２３の間で冷媒回路２から分岐していてもよい。
【００６３】
また、バイパス路３の接続部は、必ずしも圧縮機２１の吸入配管である必要はなく、イ
ンジェクション機構のある圧縮機の場合は、例えば、インジェクションポートに接続すればよい。
【００６４】
さらに、本発明の主膨張手段およびバイパス膨張手段は、必ずしも膨張弁である必要はなく、膨張する冷媒から動力を回収する膨張機であってもよい。この場合、例えば、膨張機と連結された発電機によって負荷を変化させることにより、膨張機の回転数を制御すればよい。
【産業上の利用可能性】
【００６５】
本発明は、冷凍サイクル装置によって温水を生成し、その温水を暖房に利用する温水暖房装置に特に有用である。
【符号の説明】
【００６６】
１Ａ  冷凍サイクル装置
２  冷媒回路
３  バイパス路
４  制御装置
２１  圧縮機
２２  放熱器
２３  過冷却熱交換器
２４  主膨張弁（主膨張手段）
２５  蒸発器
３１  バイパス膨張弁（バイパス膨張手段）
５１  第１圧力センサ（第１飽和温度検出手段）
５２  第２圧力センサ（第２飽和温度検出手段）
６１  第１温度センサ
６２  第２温度センサ
６３  第３温度センサ
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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