(57)【要約】【課題】低外気温時の暖房運転や高外気温時の冷房運転のような高負荷運転時において、高効率な運転が可能な冷凍サイクル装置、およびこの冷凍サイクル装置を用いた冷温水暖房装置を提供する。【解決手段】冷凍サイクル装置１は、凝縮器２２および過冷却熱交換器２３が設けられた冷媒回路２と、過冷却熱交換器２３を経由するバイパス路３とを備える。また、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乾き度を調整している。バイパス回路３の出口における冷媒過熱度ＳＨが０となって冷媒乾き度状態が不明となる場合でも、過度に乾き度状態を低下させることなく、バイパス回路におけるバイパス流量の制御を適正に行える。その結果、過冷却熱交換器２３の過冷却効果、および圧縮機の信頼性確保が担保される。【選択図】図１
2011179777.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
圧縮機、凝縮器、過冷却熱交換器、主膨張手段および蒸発器に冷媒が流れる主冷媒回路と、前記過冷却熱交換器と前記主膨張手段の間または前記凝縮器と前記過冷却熱交換器の間で前記主冷媒回路から分岐し、流量調整手段、前記過冷却熱交換器を経由して前記蒸発器と前記圧縮機の間で前記主冷媒回路に冷媒が合流するバイパス回路と、制御装置とを備え、前記制御装置は、前記バイパス回路の前記流量調整手段の下流側における前記過冷却熱交換器の入口側の温度と前記過冷却熱交換器の出口側の温度とが略同一のとき、前記過冷却熱交換器の出口側の温度が、前記過冷却熱交換器の入口側の温度より高くなるまで、前記流量調整手段を流れる流量を少なくし、かつ、前記過冷却熱交換器の出口側の温度が前記過冷却熱交換器の入口側の温度より高くなる運転時間より、前記過冷却熱交換器の出口側の温度と前記過冷却熱交換器の入口側の温度とが略同一となる運転時間の方が長くなるように、流量調整手段の動作を制御することを特徴とする冷凍サイクル装置。
【請求項２】
圧縮機、凝縮器、過冷却熱交換器、主膨張手段および蒸発器に冷媒が流れる主冷媒回路と、前記過冷却熱交換器と前記主膨張手段の間または前記凝縮器と前記過冷却熱交換器の間で前記主冷媒回路から分岐し、流量調整手段、前記過冷却熱交換器を経由して前記蒸発器と前記圧縮機の間で前記主冷媒回路に冷媒が合流するバイパス回路と、制御装置とを備え、前記制御装置は、前記過冷却熱交換器の出口側の温度と前記過冷却熱交換器の出口側の飽和温度とが略同一のとき、前記過冷却熱交換器の出口側の温度が、前記過冷却熱交換器の出口側の飽和温度より高くなるまで、前記流量調整手段を流れる流量を少なくし、かつ、前記過冷却熱交換器の出口側の温度が前記過冷却熱交換器の出口側の飽和温度より高い運転時間より、前記過冷却熱交換器の出口側の温度と前記過冷却熱交換器の出口側の飽和温度とが略同一となる運転時間の方が長くなるように、流量調整手段の動作を制御することを特徴とする冷凍サイクル装置。
【請求項３】
バイパス回路の出口側と圧縮機の吸入側との間、または、蒸発器の出口側と前記圧縮機の吸入側との間に圧力センサを配設し、前記圧力センサの検出圧力値より飽和温度を算出することを特徴とする請求項２に記載の冷凍サイクル装置。
【請求項４】
冷媒を、単一冷媒、または沸点の異なる２種類以上の冷媒が混合された共沸混合冷媒、または、擬似共沸混合冷媒とすることを特徴とする請求項１〜３のいずれか１項に記載の冷凍サイクル装置。
【請求項５】
請求項１〜４のいずれか１項に記載の冷凍サイクル装置を有する冷温水装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、凝縮器から流出した冷媒を過冷却するバイパス回路の冷媒流量を制御する冷凍サイクル装置、およびこの冷凍サイクル装置を用いた冷温水装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、主冷媒回路の凝縮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の二次側に減圧させた低温冷媒を流入させることにより、凝縮器から過冷却熱交換器の一次側に流入した冷媒を過冷却する冷凍サイクル装置が、図５に示すように開示されている（例えば、特許文献１参照）。
【０００３】
この冷凍サイクル装置１００は、冷媒を循環させる主冷媒回路１１０と、バイパス回路１２０とを備えている。主冷媒回路１１０は、圧縮機１１１、凝縮器１１２、過冷却熱交換器１１３、受液器１１６、主膨張弁１１４、蒸発器１１５およびアキュームレ−タ１１７が配管により環状に接続されて構成されている。
【０００４】
バイパス回路１２０は、過冷却熱交換器１１３と主膨張弁１１４の間で主冷媒回路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の間で主冷媒回路１１０につながっている。また、バイパス回路１２０には、過冷却熱交換器１１３よりも上流側にバイパス流量弁１２１が設けられている。図示されていないが、圧縮機の吐出冷媒温度、およびバイパス回路１２０と主冷媒回路１１０との合流部における冷媒乾き度を検出する装置が設置されている。
【０００５】
上記冷凍サイクル装置１００において、バイパス流量弁１２１を、主冷媒回路１１０とバイパス回路１２０との合流部で過熱度がとれる予め定めた開度に設定して圧縮機１１１を起動し、圧縮機１１１の吐出温度が予め定めた温度となれば、バイパス回路１２０の出口合流部での乾き度が１以下となるように開度を開方向に制御する。
【０００６】
これにより、圧縮機からの吐出冷媒温度が前記所定の温度になった後は、吐出冷媒の温度の上昇が抑制され、吐出した冷媒の温度が機器の限界温度を超えることがなくなり、信頼性の高い空気調和機を提供することができる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
【特許文献１】特開２００４−１２１１２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
しかしながら、特許文献１の制御によれば、圧縮機からの吐出冷媒温度が前記所定の温度になった後の運転においては、以下のような問題が生じる。
【０００９】
つまり、バイパス流量弁１２１の開度制御を主冷媒回路１１０とバイパス回路１２０との合流部での乾き度の制御を行うため、蒸発器１１５の出口の冷媒乾き度が極端に低い場合、バイパス回路１２０の出口合流部における冷媒乾き度は１以下ではあるが、Ｒ２２のような共沸冷媒やＲ４１０Ａのような擬似共沸冷媒では、冷媒乾き度状態が不明となり、場合によっては多量の液冷媒を圧縮機に吸入させることになり、圧縮機において液圧縮等、信頼性が低下する現象を招きかねない。
【００１０】
本発明は、このような事情に鑑み、圧縮機の信頼性を確保しながら、バイパス回路の過冷却熱交換器の性能を最大限に引出すべく、バイパス流量弁の開度制御を適正に行うことにより、冷凍能力、および運転効率の向上を図ることができる冷凍サイクル装置及び冷温水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】
【００１１】
前記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、凝縮器、過冷却熱交換器、主膨張手段、蒸発器が環状に接続された主冷媒回路と、凝縮器と過冷却熱交換器との間、または過冷却熱交換器と主膨張手段との間から分岐して、流量調整手段、過冷却熱交換器を介して圧縮機の吸入側に接続したバイパス回路と、制御装置とを備え、過冷却熱交換器の入口側の温度と出口側の温度とが略同一のとき、過冷却熱交換器の出口側の温度が、過冷却熱交換器の入口側の温度より高くなるまで、流量調整手段を流れる流量を少なくし、かつ、過冷却熱交換器の出口側の温度が、過冷却熱交換器の入口側の温度より高くなる運転時間より、過冷却熱交換器の出口側の温度と過冷却熱交換器の入口側の温度とが略同一となる運転時間の方が長くなるように、流量調整手段の動作を制御することを特徴とする冷凍サイクル装置で、バイパス回路の出口における冷媒過熱度がほぼ０、すなわち冷媒乾き度が１以下となる運転時間を長くするため、バイパス回路の出口における冷媒乾き度を時間平均では冷媒乾き度を１以下とすることが可能となる。
【００１２】
その結果、過冷却熱交換器の出口における冷媒が乾き度１に近い飽和状態となって、バイパス回路における過冷却熱交換器の伝熱性能を最大限に引き出されると共に、主冷媒回路における過冷却熱交換器出口の冷媒過冷却度が増大して、蒸発器における冷媒エンタルピー変化量（吸熱量）の増大効果、すなわち冷凍能力増大効果が得られる。
【００１３】
同時に、蒸発器側へ流入する冷媒流量が減少する結果、蒸発器における冷媒圧力損失が低減され、圧縮機吸入側における冷媒圧力上昇、冷媒密度上昇、冷媒流量増加が可能となり、運転効率向上が可能となる。
【００１４】
また、バイパス回路の出口において、冷媒乾き度を過度に低下させることないため、多量の液冷媒が圧縮機に吸入することを抑制でき、圧縮機の信頼性確保が可能となる。
【００１５】
以上より本発明の効果として、冷凍能力増大・運転効率向上、および圧縮機の信頼性向上が可能となる。
【００１６】
また、本発明の冷凍サイクル装置は、圧縮機、凝縮器、過冷却熱交換器、主膨張手段および蒸発器に冷媒が流れる主冷媒回路と、前記過冷却熱交換器と前記主膨張手段の間または前記凝縮器と前記過冷却熱交換器の間で前記主冷媒回路から分岐し、流量調整手段、前記過冷却熱交換器を経由して前記蒸発器と前記圧縮機の間で前記主冷媒回路に冷媒が合流するバイパス回路と、制御装置とを備え、前記制御装置は、前記過冷却熱交換器の出口側の温度と前記過冷却熱交換器の出口側の飽和温度とが略同一のとき、前記過冷却熱交換器の出口側の温度が、前記過冷却熱交換器の出口側の飽和温度より高くなるまで、前記流量調整手段を流れる流量を少なくし、かつ、前記過冷却熱交換器の出口側の温度が前記過冷却熱交換器の出口側の飽和温度より高い運転時間より、前記過冷却熱交換器の出口側の温度と前記過冷却熱交換器の出口側の飽和温度とが略同一となる運転時間の方が長くなるように、流量調整手段の動作を制御することを特徴とするもので、過冷却熱交換器の出口側における飽和温度を検出することにより、バイパス回路側の過冷却熱交換器の入口と出口における圧力降下の影響を受けずに、すなわちバイパス回路を流動する冷媒流量の多少に拘らず、バイパス回路の出口における冷媒過熱度を精度よく検出できる。
【００１７】
その結果、バイパス回路の出口における冷媒過熱度がほぼ０、すなわち冷媒乾き度が１
以下となる運転時間を確実に長くできるため、バイパス回路の出口における冷媒乾き度を時間平均では冷媒乾き度を１以下とすることが可能となる。
【発明の効果】
【００１８】
本発明によれば、圧縮機の信頼性を確保しながら、バイパス回路の過冷却熱交換器の性能を最大限に引出すべく、バイパス流量弁の開度制御を適正に行うことにより、冷凍能力、および運転効率の向上を図ることができる冷凍サイクル装置及び冷温水装置を提供できる。
【図面の簡単な説明】
【００１９】
【図１】本発明の実施の形態１に係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】本発明の実施の形態１に係る冷凍サイクル装置の制御フローチャート
【図４】同制御の出口過熱度およびバイパス流量弁開度のタイムチャート
【図５】本発明の実施の形態２に係る冷凍サイクル装置の概略構成図
【図６】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】
【００２０】
第１の発明は、圧縮機、凝縮器、過冷却熱交換器、主膨張手段、蒸発器が環状に接続された主冷媒回路と、凝縮器と過冷却熱交換器との間、または過冷却熱交換器と主膨張手段との間から分岐して、流量調整手段、過冷却熱交換器を介して圧縮機の吸入側に接続したバイパス回路と、制御装置とを備え、過冷却熱交換器の入口側の温度と出口側の温度とが略同一のとき、過冷却熱交換器の出口側の温度が、過冷却熱交換器の入口側の温度より高くなるまで、流量調整手段を流れる流量を少なくし、かつ、過冷却熱交換器の出口側の温度が、過冷却熱交換器の入口側の温度より高くなる運転時間より、過冷却熱交換器の出口側の温度と過冷却熱交換器の入口側の温度とが略同一となる運転時間の方が長くなるように、流量調整手段の動作を制御することを特徴とする冷凍サイクル装置で、バイパス回路の出口における冷媒過熱度がほぼ０、すなわち冷媒乾き度が１以下となる運転時間を長くするため、バイパス回路の出口における冷媒乾き度を時間平均では冷媒乾き度を１以下とすることが可能となる。
【００２１】
その結果、過冷却熱交換器の出口における冷媒が乾き度１に近い飽和状態となって、バイパス回路における過冷却熱交換器の伝熱性能を最大限に引き出されると共に、主冷媒回路における過冷却熱交換器出口の冷媒過冷却度が増大して、蒸発器における冷媒エンタルピー変化量（吸熱量）の増大効果、すなわち冷凍能力増大効果が得られる。
【００２２】
同時に、蒸発器側へ流入する冷媒流量が減少する結果、蒸発器における冷媒圧力損失が低減され、圧縮機吸入側における冷媒圧力上昇、冷媒密度上昇、冷媒流量増加が可能となり、運転効率向上が可能となる。
【００２３】
また、バイパス回路の出口において、冷媒乾き度を過度に低下させることないため、多量の液冷媒が圧縮機に吸入することを抑制でき、圧縮機の信頼性確保が可能となる。
【００２４】
以上より本発明の効果として、冷凍能力増大・運転効率向上、および圧縮機の信頼性向上が可能となる。
【００２５】
第２の発明は、圧縮機、凝縮器、過冷却熱交換器、主膨張手段および蒸発器に冷媒が流れる主冷媒回路と、前記過冷却熱交換器と前記主膨張手段の間または前記凝縮器と前記過冷却熱交換器の間で前記主冷媒回路から分岐し、流量調整手段、前記過冷却熱交換器を経由して前記蒸発器と前記圧縮機の間で前記主冷媒回路に冷媒が合流するバイパス回路と、
制御装置とを備え、前記制御装置は、前記過冷却熱交換器の出口側の温度と前記過冷却熱交換器の出口側の飽和温度とが略同一のとき、前記過冷却熱交換器の出口側の温度が、前記過冷却熱交換器の出口側の飽和温度より高くなるまで、前記流量調整手段を流れる流量を少なくし、かつ、前記過冷却熱交換器の出口側の温度が前記過冷却熱交換器の出口側の飽和温度より高い運転時間より、前記過冷却熱交換器の出口側の温度と前記過冷却熱交換器の出口側の飽和温度とが略同一となる運転時間の方が長くなるように、流量調整手段の動作を制御することを特徴とする冷凍サイクル装置で、第１の発明における過冷却熱交換器の入口側の温度の検出に代わって、過冷却熱交換器の出口側における飽和温度を検出することにより、バイパス回路側の過冷却熱交換器の入口と出口における圧力降下の影響を受けずに、すなわちバイパス回路を流動する冷媒流量の多少に拘らず、バイパス回路の出口における冷媒過熱度を精度よく検出できる。
【００２６】
その結果、バイパス回路の出口における冷媒過熱度がほぼ０、すなわち冷媒乾き度が１以下となる運転時間を確実に長くできるため、バイパス回路の出口における冷媒乾き度を時間平均では冷媒乾き度を１以下とすることが可能となる。
【００２７】
第３の発明は、特に、第２の発明におけるバイパス回路の出口側と圧縮機の吸入側との間、または、蒸発器の出口側と圧縮機の吸入側との間に圧力センサを配設し、圧力センサの検出圧力値より飽和温度を算出することにより、過冷却熱交換器の出口側における飽和温度を検出することができ、バイパス回路側の過冷却熱交換器の入口と出口における圧力降下の影響を受けずに、バイパス回路の出口における冷媒過熱度を検出できる。
【００２８】
その結果、バイパス回路の出口における冷媒過熱度がほぼ０、すなわち冷媒乾き度が１以下となる運転時間を確実に長くできるため、バイパス回路の出口における冷媒乾き度を時間平均では冷媒乾き度を１以下とすることが可能となる。
【００２９】
第４の発明は、第１〜３のいずれかの発明における冷媒を、単一冷媒、または沸点の異なる２種類以上の冷媒が混合された共沸混合冷媒、または擬似共沸混合冷媒とすることにより、過冷却熱交換器の出口における冷媒過熱度が所定値以下となるような冷凍サイクルがほぼ安定状態に達した場合で、使用する冷媒が共沸冷媒、または擬似共沸冷媒で、バイパス回路の出口における冷媒過熱度が０となって冷媒乾き度状態が不明となる場合でも、過度に乾き度状態を低下させることなく、バイパス回路におけるバイパス流量の制御を適正に行える。
【００３０】
第５の発明は、第１〜４のいずれかの発明の冷凍サイクル装置を有する冷温水装置とすることにより、凝縮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１〜４のいずれかの発明と同様の効果を得ることができる。
【００３１】
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。
【００３２】
（実施の形態１）
図１に、本発明の第１の実施の形態に係る冷凍サイクル装置１ａを示す。この冷凍サイクル装置１は、冷媒を循環させる主冷媒回路２と、バイパス回路３と、制御装置４ａとを備えている。冷媒としては、例えば、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。
【００３３】
主冷媒回路２は、圧縮機２１、凝縮器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、主冷媒回路２には、通常暖房運転から冷房運転、あるいは除霜運転へ切り換えるための四方弁５が設けられている。
【００３４】
暖房運転では、圧縮機２１から吐出された冷媒が四方弁５を介して凝縮器２２に送られる。図１では、暖房運転時の冷媒の流れ方向を矢印で示している。
【００３５】
本実施の形態では、冷凍サイクル装置１は、冷温水を冷暖房に利用する冷温水装置において、冬季暖房運転により生成された温水を暖房に利用する冷温水装置を構成しており、凝縮器２２が、高温冷媒と低温水との間で熱交換を行わせて水を加熱するための熱交換器となっている。
【００３６】
具体的には、凝縮器２２に供給管７１と回収管７２が接続されており、供給管７１を通じて凝縮器２２に水が供給され、凝縮器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熱交換ユニットに、直接的または貯湯タンクを介して送られ、これにより暖房または貯湯が行われる。
【００３７】
バイパス回路３は、過冷却熱交換器２３と蒸発器２５との間で主冷媒回路２から分岐し、過冷却熱交換器２３の２次側熱交換部２３ｂを経由して蒸発器２５と圧縮機２１の間で冷媒回路２につながっている。本実施の形態では、サブアキュムレータ２６と主アキュムレータ２７の間でバイパス回路３が冷媒回路２につながっている。また、バイパス回路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。
【００３８】
以上のように構成された冷凍サイクル装置について、以下、暖房運転における冷媒の状態変化を説明する。図２に本発明の第１の実施の形態に係る冷凍サイクル装置のモリエル線図（圧力−エンタルピ線図）を示す。
【００３９】
圧縮機２１から吐出された高圧ガス冷媒（図２中ａ点）は、凝縮器２２に流入し、凝縮器２２の２次側を通過する水と熱交換して水を加熱し、冷媒自身は放熱して液化凝縮する。凝縮器２２から流出した高圧液冷媒（図２中ｂ点）は、過冷却熱交換器２３側の１次側熱交換部２３ａ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（図２中ｃ点）。
【００４０】
そして、過冷却熱交換器２３の出口側にて主膨張弁２４側とバイパス膨張弁３１側とに分岐される。過冷却熱交換器２３の１次側熱交換部２３ａから流出し、主膨張弁２４側に分岐した高圧冷媒は、主膨張弁２４によって減圧されて膨張した後に（図２中ｄ点）、蒸発器２５に流入する。蒸発器２５に流入した低圧二相冷媒は、ここで蒸発して空気から気化熱を吸熱して、過熱冷媒となって蒸発器２５を流出する（図２中ｅ点）。
【００４１】
過冷却熱交換器２３を通過することにより過冷却が増加した高圧液冷媒は、一部がバイパス膨張弁３１側に分岐され、バイパス膨張弁３１によって膨張して減圧された後（図２中ｆ点）に、過冷却熱交換器２３の２次側熱交換部２３ｂに流入した低圧二相冷媒は、過冷却熱交換器２３の１次側熱交換部２３ａに流入した高圧液冷媒によって加熱される。
【００４２】
その後、過冷却熱交換器２３の２次側熱交換部２３ｂから流出した低圧冷媒（図２中ｇ点）は、蒸発器２５から流出した低圧冷媒（図２中ｅ点）と合流し（図２中ｈ点）、再度圧縮機２１に吸入される。
【００４３】
バイパス回路３には、過冷却熱交換器２３の２次側熱交換部２３ｂの入口側、及び出口
側の冷媒の温度Ｔ１、Ｔ２を検出する第１温度センサ６１、第２温度センサ６２が設けられている。
【００４４】
本実施の形態では、制御装置４は、各種のセンサ６１、及び６２で検出される検出値等に基づいて、バイパス膨張弁３１の開度を制御する。
【００４５】
過冷却熱交換器の２次側熱交換部２３ｂの入口側冷媒温度Ｔ１は高圧液冷媒がバイパス膨張弁３１により減圧されて低圧二相状態になっているため、過冷却熱交換器の２次側熱交換部２３ｂにおける蒸発温度Ｔｅをほぼ表すため、過冷却熱交換器の２次側熱交換部２３ｂの出口側冷媒温度Ｔ２と入口側冷媒温度Ｔ１との温度差は２次側熱交換部２３ｂの出口における冷媒過熱度ＳＨを表わすことになる。
【００４６】
ただし、２次側熱交換部２３ｂの出口にて冷媒が二相状態である場合は、前記冷媒過熱度ＳＨはほぼゼロとなる。この過冷却熱交換器の２次側熱交換部２３ｂにおける冷媒過熱度ＳＨが所定値となるように、制御装置４にてバイパス膨張弁３１を流れる冷媒量を制御する。
【００４７】
次に、通常運転時の制御装置４は、主膨張弁２４、流量調整弁４１、及びバイパス膨張弁３１の開度制御を繰り返して行うものであり、図３に示すフローチャートを参照して以下に詳細に説明する。
【００４８】
まず、過冷却熱交換器の２次側熱交換部２３ｂの入口側冷媒温度Ｔ１と、出口側冷媒温度Ｔ２とを検出して（ステップＳ１）、温度差Ｔ２−Ｔ１を算出する（ステップＳ２）。ここで、過冷却熱交換器の２次側熱交換部２３ｂの入口側冷媒温度Ｔ１は高圧液冷媒がバイパス膨張弁３１により減圧されて低圧二相状態になっているため、過冷却熱交換器の２次側熱交換部２３ｂにおける蒸発温度Ｔｅをほぼ表すため、温度差Ｔ２−Ｔ１は２次側熱交換部２３ｂの出口における冷媒過熱度ＳＨをほぼ表わすことになる。
【００４９】
この冷媒過熱度ＳＨが予め設定された仕切値ＳＨｏとの大小関係を判定する（ステップＳ３）。厳密的には冷媒は過熱度＞０の場合、過熱状態にあり、過熱度≦０の場合は湿り状態であるため、本実施例では仕切値ＳＨｏ＝０としているが、温度センサの精度や検出装置の精度の影響により、仕切値ＳＨｏは−２ないし＋２程度の範囲内で設定される。
【００５０】
ステップＳ３において、過冷却熱交換器の２次側熱交換部２３ｂの出口側、すなわちバイパス回路３の出口側における冷媒過熱度ＳＨが０より大きい場合、ステップＳ４に移行して、経過時間ｔが所定時間ｔ１に達するまで待機する。ステップＳ４において、経過時間ｔ＞所定時間ｔ１となれば、ステップＳ５に移行してバイパス膨張弁３１の弁開度を所定開度ＰＬＳだけ開けて、冷媒過熱度ＳＨが小さくなるように開度制御を行い、ステップＳ１に戻る。
【００５１】
一方、ステップＳ３において、バイパス回路３の出口側における冷媒過熱度ＳＨが０以下の場合、すなわち冷媒過熱度ＳＨ＝０の場合、ステップＳ６に移行して、経過時間ｔが所定時間ｔ２に達するまで待機する。ここで、所定時間ｔ１と所定時間ｔ２の大小関係は、ｔ１＜ｔ２として、冷媒過熱度ＳＨ＜０となる時間より、ＳＨ＝０となる時間を長くするように設定する。
【００５２】
上記ステップＳ６において、経過時間ｔ＞所定時間ｔ２となれば、ステップＳ６に移行してバイパス膨張弁３１の弁開度を所定開度ＰＬＳだけ閉じて、冷媒過熱度ＳＨ＞０となるように開度制御を行い、ステップＳ１に戻り、ステップＳ２以降の動作を繰り返す。
【００５３】
以上説明したように、本実施の形態では、過冷却熱交換器の２次側熱交換部２３ｂの入口側の温度Ｔ１と出口側の温度Ｔ２とが略同一の場合、出口側の温度Ｔ２が入口側の温度Ｔ１より高くなるまで、バイパス膨張弁３１を流れる流量を少なくし、かつ、出口側の温度Ｔ２が入口側の温度Ｔ１より高くなる運転時間より、出口側の温度Ｔ２と入口側の温度Ｔ１とが略同一となる運転時間の方が長くなるように、流量調整手段の動作を制御することにより、使用する冷媒が共沸冷媒、または擬似共沸冷媒で、バイパス回路３の出口における冷媒過熱度ＳＨが０となって冷媒乾き度状態が不明となる場合でも、バイパス回路３の出口における冷媒乾き度を時間平均では冷媒乾き度を１以下とすることが可能となる。
【００５４】
その結果、過冷却熱交換器の２次側熱交換部２３ｂの出口における冷媒が乾き度１に近い飽和状態となって、過冷却熱交換器２３の伝熱性能を最大限に引き出されると共に、主冷媒回路２における過冷却熱交換器２３出口の冷媒過冷却度が増大して、蒸発器２５における冷媒エンタルピー変化量（吸熱量）の増大効果、すなわち冷凍能力増大効果が得られる。
【００５５】
同時に、蒸発器２５側へ流入する冷媒流量が減少する結果、蒸発器２５における冷媒圧力損失が低減され、圧縮機２１吸入側における冷媒圧力上昇、冷媒密度上昇、冷媒流量増加が可能となり、運転効率向上が可能となる。
【００５６】
また、バイパス回路３の出口において、冷媒乾き度を過度に低下させることないため、多量の液冷媒が圧縮機２１に吸入することを抑制でき、圧縮機２１の信頼性確保が可能となる。
【００５７】
以上、本実施の形態の効果として、冷凍能力増大・運転効率向上、および圧縮機の信頼性向上が可能となる。
【００５８】
なお、図１では、主冷媒回路２からバイパス回路３への分岐点は、過冷却熱交換器２３と主膨張弁２４との間に位置するものとしているが、凝縮器２２と過冷却熱交換器２３との間に位置するものでもよい。
【００５９】
（実施の形態２）
図５に、本発明の第２の実施の形態に係る冷凍サイクル装置１ｂを示す。なお、本実施の形態では、第１の実施の形態と同一構成部分には同一符号を付して、その説明を省略する。
【００６０】
本実施の形態でも、第１の実施の形態と基本構成は同様であるが、圧力センサの追加設置、一部の温度センサの削除とそれに伴う制御装置４ｂが異なる。すなわち、第１の実施の形態のバイパス回路３における、過冷却熱交換器２３の２次側熱交換部２３ｂの蒸発圧力を検出するために、サブアキュムレータ２６と主アキュムレータ２７との接続配管中に圧力センサ６２を設けられている。
【００６１】
上記圧力センサが追加設置されることに伴い、制御装置４ｂでは、バイパス回路３の出口付近における圧力センサ６３が検出した圧力から算出される冷媒飽和温度Ｔｅと、過冷却熱交換器の２次側熱交換部２３ｂ出口における温度センサ６２の検出値Ｔ２との温度差Ｔ２−Ｔｅを算出し、バイパス回路３出口における冷媒過熱度ＳＨとする。
【００６２】
この場合、第１の実施の形態の場合に対して、過冷却熱交換器の２次側熱交換部２３ｂを冷媒が流動することによる圧力降下の影響を受けずに、すなわちバイパス回路３を流動する冷媒流量の多少に拘らず、バイパス回路３の出口における冷媒過熱度ＳＨを精度よく検出可能となる。その結果、第１の発明と同様の効果を得ることができる。
【００６３】
なお、図５では、圧力センサ６３がサブアキュムレータ２６と主アキュムレータ２７との接続配管中に設けられているが、圧力センサ６３は、蒸発器２５の出口側と圧縮機２１の吸入側の間、あるいは、バイパス回路３におけるバイパス膨張弁３１の出口側と主冷媒回路２との合流点の間のどの位置に設けられていてもよい。
【産業上の利用可能性】
【００６４】
本発明は、冷凍サイクル装置によって水を冷却・加熱し、その水を冷房・暖房に利用する冷温水装置に特に有用である。
【符号の説明】
【００６５】
１ａ、１ｂ  冷凍サイクル装置
２  主冷媒回路
３  バイパス回路
４ａ、４ｂ  制御装置
２１  圧縮機
２２  凝縮器
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）
６１  第１温度センサ
６２  第２温度センサ
６３  圧力センサ
【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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【図６】
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