(57)【要約】【課題】膨張機構を備えた冷凍サイクル装置において、速やかに膨張機構の前後に差圧を生じさせ、冷凍サイクル装置の起動性を向上させることを目的とする。【解決手段】少なくとも圧縮機構２、熱源側熱交換器６、動力回収を行う膨張機構５、利用側熱交換器３を備えた冷凍サイクル装置において、前記圧縮機構２の起動時から所定時間は、前記熱源側熱交換器６に熱源流体を搬送する熱源流体搬送手段９の回転数を目標回転数より減少、あるいは、前記熱源流体搬送手段９を停止させることを特徴とするもので、圧縮機構２の起動時に、短時間で膨張機構５の前後に差圧を生じさせることができ、膨張機構５の運転を不安定にすることがなく、振動や騒音を防止し、速やかに冷凍サイクル装置を起動させることができる。【選択図】図１
2006132818.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
少なくとも圧縮機構、熱源側熱交換器、動力回収を行う膨張機構、利用側熱交換器を備えた冷凍サイクル装置において、前記圧縮機構の起動時から所定時間は、前記熱源側熱交換器に熱源流体を搬送する熱源流体搬送手段の回転数を目標回転数より減少、あるいは、前記熱源流体搬送手段を停止させることを特徴とする冷凍サイクル装置の制御方法。
【請求項２】
少なくとも圧縮機構、熱源側熱交換器、動力回収を行う膨張機構、利用側熱交換器を備えた冷凍サイクル装置において、前記圧縮機構の起動時から所定時間は、前記利用側熱交換器に利用流体を搬送する利用流体搬送手段の回転数を目標回転数より減少、あるいは、前記利用流体搬送手段を停止させることを特徴とする冷凍サイクル装置の制御方法。
【請求項３】
少なくとも圧縮機構、熱源側熱交換器、動力回収を行う膨張機構、利用側熱交換器を備えた冷凍サイクル装置において、前記膨張機構をバイパスするバイパス流路と、前記バイパス流路上に設けられたバイパス弁とを設け、前記圧縮機構の起動時から所定時間は、前記バイパス弁の開度を目標開度より小さくすることを特徴とする冷凍サイクル装置の制御方法。
【請求項４】
少なくとも圧縮機構、熱源側熱交換器、動力回収を行う膨張機構、利用側熱交換器を備えた冷凍サイクル装置において、前記膨張機構に流入する冷媒を減圧する予減圧器を設け、前記圧縮機構の起動時から所定時間は、前記予減圧器の開度を目標開度より小さくすることを特徴とする冷凍サイクル装置の制御方法。
【請求項５】
少なくとも圧縮機構、熱源側熱交換器、動力回収を行う膨張機構、利用側熱交換器を備えた冷凍サイクル装置において、前記圧縮機構の起動時に前記膨張機構の前後に生じる差圧の大きさを判定する起動差圧判定手段を設け、前記起動差圧判定手段が前記差圧が所定値より小さいと判定した場合には、前記圧縮機構の起動時から所定時間は、前記熱源側熱交換器に熱源流体を搬送する熱源流体搬送手段の回転数を目標回転数より減少、あるいは、前記熱源流体搬送手段を停止させることを特徴とする冷凍サイクル装置の制御方法。
【請求項６】
少なくとも圧縮機構、熱源側熱交換器、動力回収を行う膨張機構、利用側熱交換器を備えた冷凍サイクル装置において、前記圧縮機構の起動時に前記膨張機構の前後に生じる差圧の大きさを判定する起動差圧判定手段を設け、前記起動差圧判定手段が前記差圧が所定値より小さいと判定した場合には、前記圧縮機構の起動時から所定時間は、前記利用側熱交換器に利用流体を搬送する利用流体搬送手段の回転数を目標回転数より減少、あるいは、前記利用流体搬送手段を停止させることを特徴とする冷凍サイクル装置の制御方法。
【請求項７】
少なくとも圧縮機構、熱源側熱交換器、動力回収を行う膨張機構、利用側熱交換器を備えた冷凍サイクル装置において、前記膨張機構をバイパスするバイパス流路と、前記バイパス流路上に設けられたバイパス弁と、前記圧縮機構の起動時に前記膨張機構の前後に生じる差圧の大きさを判定する起動差圧判定手段とを設け、前記起動差圧判定手段が前記差圧が所定値より小さいと判定した場合には、前記圧縮機構の起動時から所定時間は、前記バイパス弁の開度を目標開度より小さくすることを特徴とする冷凍サイクル装置の制御方法。
【請求項８】
少なくとも圧縮機構、熱源側熱交換器、動力回収を行う膨張機構、利用側熱交換器を備えた冷凍サイクル装置において、前記膨張機構に流入する冷媒を減圧する予減圧器と、前記圧縮機構の起動時に前記膨張機構の前後に生じる差圧の大きさを判定する起動差圧判定手段とを設け、前記起動差圧判定手段が前記差圧が所定値より小さいと判定した場合には、前記圧縮機構の起動時から所定時間は、前記予減圧器の開度を目標開度よりすることを特
徴とする冷凍サイクル装置の制御方法。
【請求項９】
膨張機構の形式がスクロールであることを特徴とする請求項１〜８のいずれか１項に記載の冷凍サイクル装置の制御方法。
【請求項１０】
起動差圧判定手段は、熱源側熱交換器に搬送される熱源流体の温度を検出する熱源流体温度検出手段の検出値に基づき判定することを特徴とする請求項５〜８のいずれか１項に記載の冷凍サイクル装置の制御方法。
【請求項１１】
起動差圧判定手段は、利用側熱交換器に搬送される利用流体の温度を検出する利用流体温度検出手段の検出値に基づき判定することを特徴とする請求項５〜８のいずれか１項に記載の冷凍サイクル装置の制御方法。
【請求項１２】
上記請求項１〜１１のいずれか１項に記載の制御方法を用いることを特徴とする冷凍サイクル装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、動力を回収する膨張機構を備えた冷凍サイクル装置の制御方法およびそれを用いた冷凍サイクル装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
減圧器の代わりに膨張機構を設けて、膨張時の圧力エネルギーを動力として回収し、ＣＯＰを向上させる冷凍サイクル装置が提案されている（例えば、特許文献１および２参照）。これらの冷凍サイクル装置に用いられる膨張機構は、高圧（圧縮機構出口〜放熱器〜膨張機構入口の圧力）と低圧（膨張機構出口〜蒸発器〜圧縮機構入口の圧力）の差圧により回転する構成となっている。また、通常、冷凍サイクル装置の停止時には、高圧と低圧が均圧しており、圧縮機構の起動後に初めて高圧と低圧とに差圧が生じる構成となっている。
【特許文献１】特開昭５１−６５４５６号公報
【特許文献２】特開昭５６−１１２８９６号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
しかしながら上記従来の技術においては、高圧と低圧との差圧により膨張機構を回転させて、動力を回収する構造となっているために、差圧が生じにくい起動時には、膨張機構の運転が不安定となり、冷凍サイクル装置の起動時に時間が要するという課題を有していた。
【０００４】
上記課題を解決するために本発明は、膨張機構を備えた冷凍サイクル装置において、速やかに膨張機構の前後に差圧を生じさせ、冷凍サイクル装置の起動性を向上させることを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
上記課題を解決するために本発明は、少なくとも圧縮機構、熱源側熱交換器、動力回収を行う膨張機構、利用側熱交換器を備えた冷凍サイクル装置において、前記圧縮機構の起動時から所定時間は、前記熱源側熱交換器に熱源流体を搬送する熱源流体搬送手段の回転数を目標回転数より減少、あるいは、前記熱源流体搬送手段を停止させることを特徴とするもので、圧縮機構の起動時に、短時間で膨張機構の前後に差圧を生じさせることができ、膨張機構の運転を不安定にすることがなく、振動や騒音を防止し、速やかに冷凍サイクル装置を起動させることができる。
【０００６】
また、本発明は、少なくとも圧縮機構、熱源側熱交換器、動力回収を行う膨張機構、利用側熱交換器を備えた冷凍サイクル装置において、前記圧縮機構の起動時から所定時間は、前記利用側熱交換器に利用流体を搬送する利用流体搬送手段の回転数を目標回転数より減少、あるいは、前記利用流体搬送手段を停止させることを特徴とするもので、圧縮機構の起動時に、短時間で膨張機構の前後に差圧を生じさせることができ、膨張機構の運転を不安定にすることがなく、振動や騒音を防止し、速やかに冷凍サイクル装置を起動させることができる。
【０００７】
また、本発明は、少なくとも圧縮機構、熱源側熱交換器、動力回収を行う膨張機構、利用側熱交換器を備えた冷凍サイクル装置において、前記膨張機構をバイパスするバイパス流路と、前記バイパス流路上に設けられたバイパス弁とを設け、前記圧縮機構の起動時から所定時間は、前記バイパス弁の開度を目標開度より小さくすることを特徴とするもので
、圧縮機構の起動時に、短時間で膨張機構の前後に差圧を生じさせることができ、膨張機構の運転を不安定にすることがなく、振動や騒音を防止し、速やかに冷凍サイクル装置を起動させることができる。
【０００８】
また、本発明は、少なくとも圧縮機構、熱源側熱交換器、動力回収を行う膨張機構、利用側熱交換器を備えた冷凍サイクル装置において、前記膨張機構に流入する冷媒を減圧する予減圧器を設け、前記圧縮機構の起動時から所定時間は、前記予減圧器の開度を目標開度より小さくすることを特徴とするもので、圧縮機構の起動時に、短時間で膨張機構の前後に差圧を生じさせることができ、膨張機構の運転を不安定にすることがなく、振動や騒音を防止し、速やかに冷凍サイクル装置を起動させることができる。
【０００９】
また、本発明は、少なくとも圧縮機構、熱源側熱交換器、動力回収を行う膨張機構、利用側熱交換器を備えた冷凍サイクル装置において、前記圧縮機構の起動時に前記膨張機構の前後に生じる差圧の大きさを判定する起動差圧判定手段を設け、前記起動差圧判定手段が前記差圧が所定値より小さいと判定した場合には、前記圧縮機構の起動時から所定時間は、前記熱源側熱交換器に熱源流体を搬送する熱源流体搬送手段の回転数を目標回転数より減少、あるいは、前記熱源流体搬送手段を停止させることを特徴とするもので、圧縮機構の起動時で膨張機構の前後の差圧が小さい場合でも、短時間で膨張機構の前後に差圧を生じさせることができ、膨張機構の運転を不安定にすることがなく、振動や騒音を防止し、速やかに冷凍サイクル装置を起動させることができる。
【００１０】
また、本発明は、少なくとも圧縮機構、熱源側熱交換器、動力回収を行う膨張機構、利用側熱交換器を備えた冷凍サイクル装置において、前記圧縮機構の起動時に前記膨張機構の前後に生じる差圧の大きさを判定する起動差圧判定手段を設け、前記起動差圧判定手段が前記差圧が所定値より小さいと判定した場合には、前記圧縮機構の起動時から所定時間は、前記利用側熱交換器に利用流体を搬送する利用流体搬送手段の回転数を目標回転数より減少、あるいは、前記利用流体搬送手段を停止させることを特徴とするもので、圧縮機構の起動時で膨張機構の前後の差圧が小さい場合でも、短時間で膨張機構の前後に差圧を生じさせることができ、膨張機構の運転を不安定にすることがなく、振動や騒音を防止し、速やかに冷凍サイクル装置を起動させることができる。
【００１１】
また、本発明は、少なくとも圧縮機構、熱源側熱交換器、動力回収を行う膨張機構、利用側熱交換器を備えた冷凍サイクル装置において、前記膨張機構をバイパスするバイパス流路と、前記バイパス流路上に設けられたバイパス弁と、前記圧縮機構の起動時に前記膨張機構の前後に生じる差圧の大きさを判定する起動差圧判定手段とを設け、前記起動差圧判定手段が前記差圧が所定値より小さいと判定した場合には、前記圧縮機構の起動時から所定時間は、前記バイパス弁の開度を目標開度より小さくすることを特徴とするもので、圧縮機構の起動時で膨張機構の前後の差圧が小さい場合でも、短時間で膨張機構の前後に差圧を生じさせることができ、膨張機構の運転を不安定にすることがなく、振動や騒音を防止し、速やかに冷凍サイクル装置を起動させることができる。
【００１２】
また、本発明は、少なくとも圧縮機構、熱源側熱交換器、動力回収を行う膨張機構、利用側熱交換器を備えた冷凍サイクル装置において、前記膨張機構に流入する冷媒を減圧する予減圧器と、前記圧縮機構の起動時に前記膨張機構の前後に生じる差圧の大きさを判定する起動差圧判定手段とを設け、前記起動差圧判定手段が前記差圧が所定値より小さいと判定した場合には、前記圧縮機構の起動時から所定時間は、前記予減圧器の開度を目標開度よりすることを特徴とするもので、圧縮機構の起動時で膨張機構の前後の差圧が小さい場合でも、短時間で膨張機構の前後に差圧を生じさせることができ、膨張機構の運転を不安定にすることがなく、振動や騒音を防止し、速やかに冷凍サイクル装置を起動させることができる。
【発明の効果】
【００１３】
本発明によれば、膨張機構を備えた冷凍サイクル装置において、速やかに膨張機構の前後に差圧を生じさせ、冷凍サイクル装置の起動性を向上させることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１４】
第１の発明は、少なくとも圧縮機構、熱源側熱交換器、動力回収を行う膨張機構、利用側熱交換器を備えた冷凍サイクル装置において、前記圧縮機構の起動時から所定時間は、前記熱源側熱交換器に熱源流体を搬送する熱源流体搬送手段の回転数を目標回転数より減少、あるいは、前記熱源流体搬送手段を停止させることを特徴とするもので、圧縮機構の起動時に、短時間で膨張機構の前後に差圧を生じさせることができ、膨張機構の運転を不安定にすることがなく、振動や騒音を防止し、速やかに冷凍サイクル装置を起動させることができる。
【００１５】
第２の発明は、少なくとも圧縮機構、熱源側熱交換器、動力回収を行う膨張機構、利用側熱交換器を備えた冷凍サイクル装置において、前記圧縮機構の起動時から所定時間は、前記利用側熱交換器に利用流体を搬送する利用流体搬送手段の回転数を目標回転数より減少、あるいは、前記利用流体搬送手段を停止させることを特徴とするもので、圧縮機構の起動時に、短時間で膨張機構の前後に差圧を生じさせることができ、膨張機構の運転を不安定にすることがなく、振動や騒音を防止し、速やかに冷凍サイクル装置を起動させることができる。
【００１６】
第３の発明は、少なくとも圧縮機構、熱源側熱交換器、動力回収を行う膨張機構、利用側熱交換器を備えた冷凍サイクル装置において、前記膨張機構をバイパスするバイパス流路と、前記バイパス流路上に設けられたバイパス弁とを設け、前記圧縮機構の起動時から所定時間は、前記バイパス弁の開度を目標開度より小さくすることを特徴とするもので、圧縮機構の起動時に、短時間で膨張機構の前後に差圧を生じさせることができ、膨張機構の運転を不安定にすることがなく、振動や騒音を防止し、速やかに冷凍サイクル装置を起動させることができる。
【００１７】
第４の発明は、少なくとも圧縮機構、熱源側熱交換器、動力回収を行う膨張機構、利用側熱交換器を備えた冷凍サイクル装置において、前記膨張機構に流入する冷媒を減圧する予減圧器を設け、前記圧縮機構の起動時から所定時間は、前記予減圧器の開度を目標開度より小さくすることを特徴とするもので、圧縮機構の起動時に、短時間で膨張機構の前後に差圧を生じさせることができ、膨張機構の運転を不安定にすることがなく、振動や騒音を防止し、速やかに冷凍サイクル装置を起動させることができる。
【００１８】
第５の発明は、少なくとも圧縮機構、熱源側熱交換器、動力回収を行う膨張機構、利用側熱交換器を備えた冷凍サイクル装置において、前記圧縮機構の起動時に前記膨張機構の前後に生じる差圧の大きさを判定する起動差圧判定手段を設け、前記起動差圧判定手段が前記差圧が所定値より小さいと判定した場合には、前記圧縮機構の起動時から所定時間は、前記熱源側熱交換器に熱源流体を搬送する熱源流体搬送手段の回転数を目標回転数より減少、あるいは、前記熱源流体搬送手段を停止させることを特徴とするもので、圧縮機構の起動時で膨張機構の前後の差圧が小さい場合でも、短時間で膨張機構の前後に差圧を生じさせることができ、膨張機構の運転を不安定にすることがなく、振動や騒音を防止し、速やかに冷凍サイクル装置を起動させることができる。
【００１９】
第６の発明は、少なくとも圧縮機構、熱源側熱交換器、動力回収を行う膨張機構、利用側熱交換器を備えた冷凍サイクル装置において、前記圧縮機構の起動時に前記膨張機構の前後に生じる差圧の大きさを判定する起動差圧判定手段を設け、前記起動差圧判定手段が
前記差圧が所定値より小さいと判定した場合には、前記圧縮機構の起動時から所定時間は、前記利用側熱交換器に利用流体を搬送する利用流体搬送手段の回転数を目標回転数より減少、あるいは、前記利用流体搬送手段を停止させることを特徴とするもので、圧縮機構の起動時で膨張機構の前後の差圧が小さい場合でも、短時間で膨張機構の前後に差圧を生じさせることができ、膨張機構の運転を不安定にすることがなく、振動や騒音を防止し、速やかに冷凍サイクル装置を起動させることができる。
【００２０】
第７の発明は、少なくとも圧縮機構、熱源側熱交換器、動力回収を行う膨張機構、利用側熱交換器を備えた冷凍サイクル装置において、前記膨張機構をバイパスするバイパス流路と、前記バイパス流路上に設けられたバイパス弁と、前記圧縮機構の起動時に前記膨張機構の前後に生じる差圧の大きさを判定する起動差圧判定手段とを設け、前記起動差圧判定手段が前記差圧が所定値より小さいと判定した場合には、前記圧縮機構の起動時から所定時間は、前記バイパス弁の開度を目標開度より小さくすることを特徴とするもので、圧縮機構の起動時で膨張機構の前後の差圧が小さい場合でも、短時間で膨張機構の前後に差圧を生じさせることができ、膨張機構の運転を不安定にすることがなく、振動や騒音を防止し、速やかに冷凍サイクル装置を起動させることができる。
【００２１】
第８の発明は、少なくとも圧縮機構、熱源側熱交換器、動力回収を行う膨張機構、利用側熱交換器を備えた冷凍サイクル装置において、前記膨張機構に流入する冷媒を減圧する予減圧器と、前記圧縮機構の起動時に前記膨張機構の前後に生じる差圧の大きさを判定する起動差圧判定手段とを設け、前記起動差圧判定手段が前記差圧が所定値より小さいと判定した場合には、前記圧縮機構の起動時から所定時間は、前記予減圧器の開度を目標開度よりすることを特徴とするもので、圧縮機構の起動時で膨張機構の前後の差圧が小さい場合でも、短時間で膨張機構の前後に差圧を生じさせることができ、膨張機構の運転を不安定にすることがなく、振動や騒音を防止し、速やかに冷凍サイクル装置を起動させることができる。
【００２２】
第９の発明は、第１〜第８のいずれか１つの発明において、膨張機構の形式がスクロールであるもので、これによれば、圧縮機構の起動時に、不安定となり振動や騒音が発生しやすいスクロール膨張機構であっても、短時間で膨張機構の前後に差圧を生じさせることができ、膨張機構の運転を不安定にすることがなく、振動や騒音を防止し、速やかに冷凍サイクル装置を起動させることができる。
【００２３】
第１０の発明は、第５〜第８のいずれか１つの発明において、起動差圧判定手段は、熱源側熱交換器に搬送される熱源流体の温度を検出する熱源流体温度検出手段の検出値に基づき判定するもので、高価な圧力センサー等を用いなくても、安価に膨張機構の前後の差圧が小さいか否かを判定できる。
【００２４】
第１１の発明は、第５〜第８のいずれか１つの発明において、起動差圧判定手段は、利用側熱交換器に搬送される利用流体の温度を検出する利用流体温度検出手段の検出値に基づき判定するもので、高価な圧力センサー等を用いなくても、安価に膨張機構の前後の差圧が小さいか否かを判定できる。
【００２５】
第１２の発明は、第１〜第１１のいずれか１つの発明の制御方法を用いた冷凍サイクル装置で、これによれば、圧縮機構の起動時に、短時間で膨張機構の前後に差圧を生じさせることができ、膨張機構の運転を不安定にすることがなく、振動や騒音を防止し、速やかに冷凍サイクル装置を起動させることができる。
【００２６】
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。
【００２７】
（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を示す概略構成図である。  図１の冷凍サイクル装置は、電動機１により駆動される圧縮機構２、利用側熱交換器としての放熱器３の冷媒流路、発電機４により動力回収される膨張機構５、熱源側熱交換器としての蒸発器６などからなり、冷媒としてＣＯ2冷媒が封入されている冷媒回路Ａと、利用流体搬送手段としての給水ポンプ７、放熱器３の流体流路、および給湯タンク８などからなる流体回路Ｂとから構成されている。９は熱源流体搬送手段であり、本実施の形態では蒸発器６に熱源流体（例えば、外気）を送風する送風装置である。１０は熱源流体温度検出手段であり、本実施の形態では外気温度を検出する外気温度検出手段である。１１は利用流体温度検出手段であり、本実施の形態では放熱器３で冷媒と熱交換する利用流体（例えば、水）の温度を検出する入水温度検出手段である。１２は圧縮機構２の起動時の差圧が小さいか否かを判定する起動差圧判定手段である。１３は熱源流体搬送量操作手段であり、本実施の形態では起動差圧判定手段１２やその他の信号に基づいて送風装置９の回転数を演算、操作する送風装置回転数操作手段である。
【００２８】
次に、上述のように構成された冷凍サイクル装置の運転時の動作について説明する。
【００２９】
冷媒回路Ａでは、ＣＯ2冷媒を、圧縮機構２で臨界圧力を越える圧力まで圧縮する。その圧縮された冷媒は、高温高圧状態となり、放熱器３の冷媒流路を流れる際に、放熱器３の流体流路を流れる水に放熱し冷却される。その後、冷媒は膨張機構５で減圧され低温低圧の気液二相状態となる。膨張機構５で回収された膨張時の圧力エネルギーは、発電機４に伝達され、電力に変換される。膨張機構５で減圧された冷媒は蒸発器６に供給される。蒸発器６では、冷媒は送風装置９によって送り込まれた外気によって加熱され、気液二相またはガス状態となる。蒸発器６を流出した冷媒は、再び、圧縮機構２に吸入される。一方、流体回路Ｂでは、給湯タンク８の底部から給水ポンプ７により放熱器３の流体流路へ送り込まれた利用流体（例えば、水）は、放熱器３の冷媒流路を流れる冷媒により加熱され、高温の流体（例えば、お湯）となり、その高温流体を給湯タンク８の頂部から貯める。このようなサイクルを繰り返すことにより、本実施例の冷凍サイクル装置は、給湯機として利用できる。
【００３０】
ここで、冷凍サイクル装置の起動時や、蒸発器６で冷媒と熱交換する外気の温度（外気温度）が高い場合や放熱器３で冷媒と熱交換する水の温度（入水温度）が低い場合には、膨張機構５の前後に差圧が生じにくくなり、膨張機構５の運転が不安定となり、振動や騒音を発生させたり、起動に時間がかかったりする。特に、膨張機構５の形式がスクロールである場合には、旋回スクロールと固定スクロールの間に生じた隙間から冷媒が漏洩し、十分に冷媒を膨張させられなくなり、振動や騒音を発生させたり、起動に時間がかかったりする可能性が高い。
【００３１】
しかしながら、本実施の形態における冷凍サイクル装置では、起動差圧判定手段１２により起動時の差圧が小さくなると判断された場合には、送風装置回転数操作手段１３が適切に制御される。すなわち、図２に示す制御のタイムチャートのように、圧縮機構２が起動後、送風装置９を所定時間（Ｔ）停止してから起動し、圧縮機構２の運転周波数などから決定される目標回転数とするため、蒸発器６の圧力（すなわち、低圧）の低下が早まり、短時間で膨張機構５の前後に差圧を生じさせることが出来る。したがって、膨張機構５の運転が不安定になることがなく、振動や騒音を防止し、速やかに冷凍サイクル装置を起動させることができる。
【００３２】
次に、さらに具体的な制御方法について、図３に示すフローチャートに基づいて説明する。冷凍サイクル装置の起動時には、外気温度検出手段１０からの検出値（外気温度Ｔａ
）が取り込まれる（ステップ１００）。また、入水温度検出手段１１からの検出値（入水温度Ｔｗ）が取り込まれる（ステップ１１０）。予めＲＯＭ等に記憶されている所定の外気温度（所定Ｔａ）とステップ１００で取り込んだ外気温度、かつ／または、予めＲＯＭ等に記憶されている所定の入水温度（所定Ｔｗ）とステップ１１０で取り込んだ入水温度とを比較する（ステップ１２０）。外気温度が所定の外気温度より高い場合、かつ／または、入水温度が所定の入水温度より低い場合には、送風装置９を圧縮機構２の起動後、所定時間（Ｔ）経過後、起動させる（ステップ１３０）。一方、それら以外の場合には、通常の起動方法にしたがい、送風装置９を圧縮機構２の起動後、すぐに起動させる（ステップ１４０）。
【００３３】
このような冷凍サイクル装置の制御方法では、外気温度が高い場合や入水温度が低い場合でも、蒸発器６の圧力（すなわち、低圧）の低下が早まり、短時間で膨張機構５の前後に差圧を生じさせることが出来る。したがって、膨張機構５の運転が不安定になることがなく、振動や騒音を防止し、速やかに冷凍サイクル装置を起動させることができる。また、起動差圧判定手段は、外気温度や入水温度に基づいて判定しているので、高価な圧力センサー等を用いなくても、安価に膨張機構の前後の差圧が小さいか否かを判定できる。
【００３４】
なお、本実施の形態では、送風装置６を所定時間（Ｔ）の間、停止するものとしたが、所定時間（Ｔ）の間、目標回転数より低下させるものとしても同様の効果が得られる。また、所定時間（Ｔ）を外気温度や入水温度に応じて変化させても良い。さらに、本実施の形態では、膨張機構５の前後の差圧が小さいか否かを判定する起動差圧判定手段は、外気温度や入水温度に基づいて判定するものとしているが、他の検出値、例えば、膨張機構５の前後に設けた圧力センサーの検出値や、放熱器３や蒸発器６の温度を検出する温度センサーの検出値に基づいて判定してもよい。また、起動時は常に、送風装置９を所定時間（Ｔ）の間、停止させるものとしてもよい。
【００３５】
（実施の形態２）
図４は、本発明の第２の実施の形態における冷凍サイクル装置を示す概略構成図である。図４において、図１と同様の構成要素は図１と同じ番号を与え、説明を省略する。１４は利用流体搬送量操作手段であり、本実施の形態では起動差圧判定手段１２やその他の信号に基づいてポンプ７の回転数を演算、操作するポンプ回転数操作手段である。
【００３６】
本実施の形態における冷凍サイクル装置では、起動差圧判定手段１２により起動時の差圧が小さくなると判断された場合には、ポンプ回転数操作手段１４が適切に制御される。すなわち、図５に示す制御のタイムチャートのように、圧縮機構２が起動後、ポンプ７を所定時間（Ｔ）停止してから起動し、放熱器３の出口の水温（出湯温度）などから決定される目標回転数とするため、放熱器３の圧力（すなわち、高圧）の上昇が早まり、短時間で膨張機構５の前後に差圧を生じさせることが出来る。したがって、膨張機構５の運転が不安定になることがなく、振動や騒音を防止し、速やかに冷凍サイクル装置を起動させることができる。
【００３７】
なお、本実施の形態では、ポンプ７を所定時間（Ｔ）の間、停止するものとしたが、所定時間（Ｔ）の間、目標回転数より低下させるものとしても同様の効果が得られる。また、所定時間（Ｔ）を外気温度や入水温度に応じて変化させても良い。さらに、本実施の形態では、膨張機構５の前後の差圧が小さいか否かを判定する起動差圧判定手段は、外気温度や入水温度に基づいて判定するものとしているが、他の検出値、例えば、膨張機構５の前後に設けた圧力センサーの検出値や、放熱器３や蒸発器６の温度を検出する温度センサーの検出値に基づいて判定してもよい。また、起動時は常に、ポンプ７を所定時間（Ｔ）の間、停止させるものとしてもよい。
【００３８】
また、以上の実施の形態では、給湯機を例にとり説明したが、本発明が給湯機に限定されるものではなく、空気調和機などであってもよい。また、膨張機構５での膨張時の圧力エネルギーは発電機４により電気的に回収されるものとして説明したが、圧縮機構２と膨張機構５を一本の軸で連結し、回収したエネルギーを用いて圧縮機構２の駆動を補助するものとしてもよい。
【００３９】
（実施の形態３）
図６は、本発明の第３の実施の形態における冷凍サイクル装置を示す概略構成図である。図６の冷凍サイクル装置は、電動機２１により駆動される圧縮機構２２、冷房運転と暖房運転を切り替える第１四方弁２３、熱源側熱交換器２４の冷媒流路、第２四方弁２５、膨張機構２７に流入する冷媒を予め減圧する予減圧器２６、圧縮機構２２および電動機２１と一本の軸で連結され、動力回収を行う膨張機構２７、利用側熱交換器２８などからなる冷媒回路に、冷媒としてＲ４１０Ａが封入されている。３１は膨張機構２７をバイパスするバイパス流路であり、３２は膨張機構２７に流入する冷媒流量を調整するためにバイパス弁である。また、４０は熱源流体温度検出手段であり、本実施の形態では外気温度を検出する外気温度検出手段である。
【００４０】
２９は熱源流体搬送手段、３０は利用流体搬送手段であり、本実施の形態では、それぞれ、熱源側熱交換器２４に熱源流体（例えば、外気）を送風する熱源側送風装置、利用側熱交換器２８に利用流体（例えば、室内空気）を送風する利用側送風装置である。４１は利用流体温度検出手段であり、本実施の形態では室内温度検出手段である。４２は冷凍サイクル装置の起動時の差圧が小さいか否かを判定する起動差圧判定手段、４３は圧縮機構２２の吐出する冷媒温度を検出する吐出温度検出手段、４４は起動差圧判定手段４２や吐出温度検出手段４３の信号に基づいてバイパス弁３２の開度を演算、操作するバイパス弁開度操作手段である。
【００４１】
なお、利用側熱交換器２８、利用側送風装置３０、利用流体温度検出手段４１以外の主な構成要素は室外機Ｃに、利用側熱交換器２８、利用側送風装置３０、利用流体温度検出手段４１は室内機Ｄに収納されている。
【００４２】
次に、上述のように構成された冷凍サイクル装置の運転時の動作について説明する。まず、冷房運転について説明する。圧縮機構２２により圧縮された冷媒は、高温高圧状態となり、図中の実線方向に切り替えられた第１四方弁２３を経由して、熱源側熱交換器２４に流入する。熱源側熱交換器２４は放熱器として作用し、冷媒は熱源側送風装置２９によって送り込まれた熱源流体（例えば、外気）によって冷却させる。さらに、冷媒は図中の実線方向に切り替えられた第２四方弁２５を経由した後、予減圧器２６によって適当な密度となるように中間的な圧力まで減圧され、膨張機構２７に流入する。その後、膨張機構２７で減圧され低温低圧の気液二相状態となる。膨張機構２７で回収された膨張時の圧力エネルギーは、連結された軸を通じて圧縮機構２２の駆動を補助する。膨張機構２７で減圧された冷媒は利用側熱交換器２８に供給される。利用側熱交換器２８は蒸発器として作用し、冷媒は利用側送風装置３０によって送り込まれた利用流体（例えば、室内の空気）によって加熱され、気液二相またはガス状態となる。利用側熱交換器２８を流出した冷媒は、再び、圧縮機構２２に吸入される。このようなサイクルを繰り返すことにより、本実施例の冷凍サイクル装置は、室内機Ｃが設置された室内を冷房することができる。
【００４３】
次に、暖房運転について説明する。圧縮機構２２により圧縮された冷媒は、高温高圧状態となり、図中の破線方向に切り替えられた第１四方弁２３を経由して、利用側熱交換器２８に流入する。利用側熱交換器２８は放熱器として作用し、冷媒は利用側送風装置３０によって送り込まれた利用流体（例えば、室内の空気）によって冷却させる。さらに、冷媒は図中の破線方向に切り替えられた第２四方弁２５を経由した後、予減圧器２６によっ
て適当な密度となるように中間的な圧力まで減圧され、膨張機構２７に流入する。その後、膨張機構２７で減圧され低温低圧の気液二相状態となる。膨張機構２７で回収された膨張時の圧力エネルギーは、連結された軸を通じて圧縮機構２２の駆動を補助する。膨張機構２７で減圧された冷媒は熱源側熱交換器２４に供給される。熱源側熱交換器２４は蒸発器として作用し、冷媒は熱源側送風装置２９によって送り込まれた熱源流体（例えば、外気）によって加熱され、気液二相またはガス状態となる。熱源側熱交換器２４を流出した冷媒は、再び、圧縮機構２２に吸入される。このようなサイクルを繰り返すことにより、本実施例の冷凍サイクル装置は、室内機Ｃが設置された室内を暖房することができる。
【００４４】
ここで、冷凍サイクル装置の起動時や、冷房運転時の室内空気の温度（室内温度）や、暖房運転時の外気の温度（外気温度）が高い場合や、冷房運転時の外気の温度（外気温度）や、暖房運転時の室内空気の温度（室内温度）が低い場合には、膨張機構２７の前後に差圧が生じにくくなり、膨張機構２７の運転が不安定となり、振動や騒音を発生させたり、起動に時間がかかったりする。
【００４５】
しかしながら、本実施の形態における冷凍サイクル装置では、起動差圧判定手段４２により起動時の差圧が小さくなると判断された場合には、バイパス弁開度操作手段４４が適切に制御される。すなわち、図７に示す制御のタイムチャートのように、圧縮機構２２が起動後、バイパス弁３２の開度を所定時間（Ｔ）の間、通常運転時の開度より閉めぎみにして起動するため、短時間で膨張機構２７の前後に差圧を生じさせることが出来る。したがって、膨張機構２７の運転が不安定になることがなく、振動や騒音を防止し、速やかに冷凍サイクル装置を起動させることができる。
【００４６】
次に、さらに具体的な制御方法について、図８に示すフローチャートに基づいて説明する。冷凍サイクル装置の起動時には、外気温度検出手段４０からの検出値（外気温度Ｔａ１）が取り込まれる（ステップ２００）。また、室内温度検出手段４１からの検出値（室内温度Ｔａ２）が取り込まれる（ステップ２１０）。次に、運転モードが冷房モードか否かを判定する（ステップ２２０）。運転モードが冷房運転モードであればステップ２３０に進み、暖房運転モードであればステップ２４０に進む。冷房運転モードの場合には、予めＲＯＭ等に記憶されている所定の外気温度（所定Ｔａ１）とステップ２００で取り込んだ外気温度、かつ／または、予めＲＯＭ等に記憶されている所定の室内温度（所定Ｔａ２）とステップ２１０で取り込んだ室内温度とを比較（ステップ２３０）し、外気温度が所定の外気温度より低い場合、かつ／または、室内温度が所定の室内温度より高い場合にはステップ２５０に進む。一方、それら以外の場合にはステップ２６０に進む。暖房運転モードの場合には所定の外気温度（所定Ｔａ１）とステップ２００で取り込んだ外気温度、かつ／または、所定の室内温度（所定Ｔａ２）とステップ２１０で取り込んだ室内温度とを比較（ステップ２４０）し、外気温度が所定の外気温度より高い場合、かつ／または、室内温度が所定の室内温度より低い場合にはステップ２５０に進む。一方、それら以外の場合にはステップ２６０に進む。
【００４７】
冷房運転モードの場合で外気温度が所定の外気温度より低い場合、かつ／または、室内温度が所定の室内温度より高い場合、あるいは、暖房運転モードの場合で外気温度が所定の外気温度より高い場合、かつ／または、室内温度が所定の室内温度より低い場合にはバイパス弁３２の開度を圧縮機構２２の起動後、所定時間（Ｔ）の間、通常運転時の制御による開度（例えば、本実施の形態の場合には吐出温度Ｔｄに応じた目標開度）より閉めぎみとなるように目標開度を補正する（ステップ２５０）。一方、それら以外の場合にはバイパス弁３２の開度は通常運転時の制御による目標開度とし、目標開度の補正は行わない（ステップ２６０）。
【００４８】
このような冷凍サイクル装置の制御方法では、冷房運転時の室内温度や、暖房運転時の
外気温度が高い場合や、冷房運転時の外気温度や、暖房運転時の室内温度が低い場合でも、短時間で膨張機構２７の前後に差圧を生じさせることが出来るので、膨張機構２７の運転が不安定になることがなく、振動や騒音を防止し、速やかに冷凍サイクル装置を起動させることができる。また、起動差圧判定手段は、外気温度や室内温度に基づいて判定しているので、高価な圧力センサー等を用いなくても、安価に膨張機構の前後の差圧が小さいか否かを判定できる。
【００４９】
なお、バイパス弁３２の目標開度を補正する補正値や所定時間（Ｔ）を外気温度や室内温度に応じて変化させても良い。さらに、本実施の形態では、膨張機構２７の前後の差圧が小さいか否かを判定する起動差圧判定手段は、外気温度や室内温度に基づいて判定するものとしているが、他の検出値、例えば、膨張機構２７の前後に設けた圧力センサーの検出値や、熱源側熱交換器２４や利用側熱交換器２８の温度を検出する温度センサーの検出値に基づいて判定してもよい。また、起動時は常に、バイパス弁開度を所定時間（Ｔ）の間、閉じ気味としてもよい。
【００５０】
（実施の形態４）
図９は、本発明の第４の実施の形態における冷凍サイクル装置を示す概略構成図である。図９において、図６と同様の構成要素は図６と同じ番号を与え、説明を省略する。４５は起動差圧判定手段４２や吐出温度検出手段４３の信号に基づいて予減圧器２６の開度を演算、操作する予減圧器開度操作手段である。
【００５１】
本実施の形態における冷凍サイクル装置では、起動差圧判定手段４２により起動時の差圧が小さくなると判断された場合には、予減圧器開度操作手段４５が適切に制御される。すなわち、図１０に示す制御のタイムチャートのように、圧縮機構２２が起動後、予減圧器２６の開度を所定時間（Ｔ）の間、通常運転時の開度より閉めぎみにして起動するため、短時間で膨張機構２７の前後に差圧を生じさせることが出来る。したがって、膨張機構２７の運転が不安定になることがなく、振動や騒音を防止し、速やかに冷凍サイクル装置を起動させることができる。
【００５２】
なお、予減圧器２６の目標開度を補正する補正値や所定時間（Ｔ）を外気温度や室内温度に応じて変化させても良い。さらに、本実施の形態では、膨張機構２７の前後の差圧が小さいか否かを判定する起動差圧判定手段は、外気温度や室内温度に基づいて判定するものとしているが、他の検出値、例えば、膨張機構２７の前後に設けた圧力センサーの検出値や、熱源側熱交換器２４や利用側熱交換器２８の温度を検出する温度センサーの検出値に基づいて判定してもよい。また、起動時は常に、予減圧器開度を所定時間（Ｔ）の間、閉じ気味としてもよい。
【００５３】
また、実施の形態３または４では、空気調和機を例にとり説明したが、本発明が空気調和機に限定されるものではなく、給湯機などであってもよい。また、膨張機構２７での膨張時の圧力エネルギーは連結された軸を通じて圧縮機構２２の駆動を補助するものとして説明したが、発電機を用いて電気的に回収してもよい。
【産業上の利用可能性】
【００５４】
本発明の冷凍サイクル装置の制御方法およびそれを用いた冷凍サイクル装置は、膨張機構を備えた給湯器、空調機、車両用空調機において、起動性を向上させることができる。
【図面の簡単な説明】
【００５５】
【図１】本発明の実施の形態１における冷凍サイクル装置を示す構成図
【図２】本発明の実施の形態１における冷凍サイクル装置の制御方法を示すタイムチャート
【図３】本発明の実施の形態１における冷凍サイクル装置の制御方法を示すフローチャート
【図４】本発明の実施の形態２における冷凍サイクル装置を示す構成図
【図５】本発明の実施の形態２における冷凍サイクル装置の制御方法を示すタイムチャート
【図６】本発明の実施の形態３における冷凍サイクル装置を示す構成図
【図７】本発明の実施の形態３における冷凍サイクル装置の制御方法を示すタイムチャート
【図８】本発明の実施の形態３における冷凍サイクル装置の制御方法を示すフローチャート
【図９】本発明の実施の形態４における冷凍サイクル装置を示す構成図
【図１０】本発明の実施の形態４における冷凍サイクル装置の制御方法を示すタイムチャート
【符号の説明】
【００５６】
１、２１  電動機
２、２２  圧縮機構
３、２８  利用側熱交換器
４  発電機
５、２７  膨張機構
６、２４  熱源側熱交換器
７、３０  利用流体搬送手段
８  給湯タンク
９、２９  熱源流体搬送手段
１０、４０  熱源流体温度検出手段（外気温度検出手段）
１１、４１  利用流体温度検出手段
１２、４２  起動差圧判定手段
１３  熱源流体搬送量操作手段（送風装置回転数操作手段）
１４  利用流体搬送量操作手段（ポンプ回転数操作手段）
２３  第１四方弁
２５  第２四方弁
２６  予減圧器
３１  バイパス流路
３２  バイパス弁
４３  吐出温度検出手段
４４  バイパス弁開度操作手段
４５  予減圧器開度操作手段
【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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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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