(57)【要約】【課題】可変絞り機構の絞り開度を増加させることによって蒸発器の除霜運転を行う冷凍サイクル装置において、除霜運転時における圧縮機の保護を図りつつ、短時間で除霜を完了させる。【解決手段】除霜運転時に、過熱度推定手段（Ｓ６５）が、圧縮機吐出冷媒圧力Ｐｄおよび圧縮機吐出冷媒温度Ｔｄに基づいて圧縮機１４吸入冷媒の過熱度を推定し、この推定値が予め定めた基準乾き度範囲となるように、可変絞り制御手段２１ａが可変絞り機構であるエジェクタ１７の絞り開度を変化させる。これにより、圧縮機１４の液圧縮の問題を回避できるとともに、圧縮機１４吸入冷媒の過熱度が不必要に上昇しないので、短時間で除霜を完了させることができる。【選択図】図３
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
冷媒を圧縮して吐出する圧縮機（１４）と、
前記圧縮機（１４）から吐出された高温高圧冷媒を放熱させる放熱器（１５）と、
前記放熱器（１５）から流出した高圧冷媒を減圧させる絞り開度を変更可能に構成された可変絞り機構（１７、１８）と、
前記可変絞り機構（１７、１８）にて減圧された冷媒を蒸発させる蒸発器（１９ｂ、１９ｃ）と、
前記可変絞り機構（１７、１８）の作動を制御する可変絞り制御手段（２１ａ）とを備え、
前記蒸発器（１９ｂ、１９ｃ）の着霜時に、前記絞り開度を増加させることによって、前記蒸発器（１９ｂ、１９ｃ）に着いた霜を取り除く除霜運転を行う冷凍サイクル装置であって、
前記可変絞り制御手段（２１ａ）は、前記除霜運転時に、前記圧縮機（１４）吸入冷媒の乾き度（ＤＲ）が予め定めた基準乾き度範囲となるように、前記絞り開度を変化させることを特徴とする冷凍サイクル装置。
【請求項２】
冷媒を圧縮して吐出する圧縮機（１４）と、
前記圧縮機（１４）から吐出された高温高圧冷媒を放熱させる放熱器（１５）と、
前記放熱器（１５）から流出した高圧冷媒の流れを分岐する分岐部（１６）と、
前記分岐部（１６）にて分岐された一方の冷媒を減圧させる絞り開度を変更可能に構成された可変ノズル部（１７ａ）から噴射する噴射冷媒の吸引作用によって、冷媒吸引口（１７ｂ）から冷媒を吸引するエジェクタ（１７）と、
前記エジェクタ（１７）から流出した冷媒を蒸発させる流出側蒸発器（１９ｂ）と、
前記分岐部（１６）にて分岐された他方の冷媒を減圧させる絞り開度を変更可能に構成された可変絞り機構（１８）と、
前記可変絞り機構（１８）にて減圧された冷媒を蒸発させて前記冷媒吸引口（１７ｂ）側へ流出させる吸引側蒸発器（１９ｃ）と、
前記可変ノズル部（１７ａ）および前記可変絞り機構（１８）のうち、少なくとも一方の作動を制御する可変絞り制御手段（２１ａ）とを備え、
前記流出側蒸発器（１９ｂ）および前記吸引側蒸発器（１９ｃ）の着霜時に、前記可変ノズル部（１７ａ）の絞り開度および前記可変絞り機構（１８）の絞り開度のうち、少なくとも一方を増加させることによって、前記流出側蒸発器（１９ｂ）および前記吸引側蒸発器（１９ｃ）に着いた霜を取り除く除霜運転を行う冷凍サイクル装置であって、
前記可変絞り制御手段（２１ａ）は、前記除霜運転時に、前記圧縮機（１４）吸入冷媒の乾き度（ＤＲ）が予め定めた基準乾き度範囲となるように、前記可変ノズル部（１７ａ）の絞り開度および前記可変絞り機構（１８）の絞り開度のうち、少なくとも一方を変化させることを特徴とする冷凍サイクル装置。
【請求項３】
前記圧縮機（１４）吐出冷媒圧力（Ｐｄ）を検出する吐出圧力検出手段（２５）と、
前記圧縮機（１４）吐出冷媒温度（Ｔｄ）を検出する吐出圧力検出手段（２５）と、
前記吐出圧力検出手段（２５）によって検出された吐出冷媒圧力（Ｐｄ）、および前記吐出温度検出手段（２６）によって検出された吐出冷媒温度（Ｔｄ）を用いて、前記乾き度（ＤＲ）を推定する過熱度推定手段（Ｓ６５）とを備え、
前記可変絞り制御手段（２１ａ）は、前記除霜運転時に、前記過熱度推定手段（Ｓ６５）によって算出された前記乾き度（ＤＲ）が予め定めた基準乾き度範囲となるように、前記絞り開度を変化させることを特徴とする請求項１または２に記載の冷凍サイクル装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、蒸発器の着霜時に除霜運転を行う冷凍サイクル装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、特許文献１に、蒸発器に着いた霜を融解させて取り除く除霜運転を行う蒸気圧縮式の冷凍サイクル装置が開示されている。この特許文献１の冷凍サイクル装置は、ヒートポンプ式給湯機に適用されており、圧縮機吐出冷媒と給湯水とを熱交換させる水−冷媒熱交換器、この水−冷媒熱交換器から流出した冷媒を減圧膨張させて蒸発器入口側へ流出させる可変絞り機構等を備えている。
【０００３】
そして、除霜運転を行う際には、水−冷媒熱交換器へ圧送される給湯水の流量を増減させて流体の流れを脈動させながら通常運転時よりも少なくするとともに、可変絞り機構の絞り通路の開度（以下、絞り開度という。）を段階的に増加させている。これにより、圧縮機吐出冷媒の有する熱量が水−冷媒熱交換器にて給湯水へ放熱されてしまうことを極力抑制して、圧縮機吐出冷媒の有する熱量を蒸発器の除霜に利用できるようにしている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特許第３７８３７１１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
ところで、特許文献１のように、除霜運転を行う際に可変絞り機構の絞り通路開度を増加させる冷凍サイクル装置では、除霜運転の開始時に、圧縮機吐出口から可変絞り機構入口へ至るサイクルの高圧側の冷媒が、可変絞り機構出口から圧縮機吸入口へ至るサイクルの低圧側へ急激に流れ込んでしまうおそれがある。
【０００６】
そして、サイクルの高圧側の冷媒がサイクルの低圧側に急激に流れ込んでしまうと、除霜運転の開始時に蒸発器内に残存していた液相冷媒が、圧縮機吸入口側へ大量に流出して圧縮機が非圧縮性流体を圧縮してしまう、いわゆる液圧縮の問題が生じる。このような液圧縮は、圧縮機の耐久寿命に悪影響を与えるという点で問題となる。
【０００７】
その一方で、除霜運転時に圧縮機へ吸入される冷媒に過熱度を持たせてしまうと、サイクルを循環する冷媒の循環流量（質量流量）が低下してしまう。従って、除霜運転時に圧縮機の保護のために、圧縮機吸入冷媒の過熱度を持たせてしまうと、除霜時間が長時間化してしまうという点で問題となる。
【０００８】
本発明は、上記点に鑑み、可変絞り機構の絞り開度を増加させることによって蒸発器の除霜運転を行う冷凍サイクル装置において、除霜運転時における圧縮機の保護を図りつつ、短時間で除霜を完了させることを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
上記目的を達成するため、請求項１に記載の発明では、冷媒を圧縮して吐出する圧縮機（１４）と、圧縮機（１４）から吐出された高温高圧冷媒を放熱させる放熱器（１５）と、放熱器（１５）から流出した高圧冷媒を減圧させる絞り開度を変更可能に構成された可変絞り機構（１７、１８）と、可変絞り機構（１７、１８）にて減圧された冷媒を蒸発させる蒸発器（１９ｂ、１９ｃ）と、可変絞り機構（１７、１８）の作動を制御する可変絞り制御手段（２１ａ）とを備え、蒸発器（１９ｂ、１９ｃ）の着霜時に、絞り開度を増加させることによって、蒸発器（１９ｂ、１９ｃ）に着いた霜を取り除く除霜運転を行う冷凍サイクル装置であって、
可変絞り制御手段（２１ａ）は、除霜運転時に、圧縮機（１４）吸入冷媒の乾き度（ＤＲ）が予め定めた基準乾き度範囲となるように、絞り開度を変化させることを特徴とする。
【００１０】
これによれば、除霜運転時に圧縮機（１４）吸入冷媒の乾き度（ＤＲ）が予め定めた基準乾き度範囲となるように、可変絞り制御手段（２１ａ）が可変絞り機構（１７、１８）の絞り開度を変化させるので、除霜運転時に液相冷媒が大量に圧縮機（１４）に吸入されてしまうことを抑制でき、圧縮機（１４）の液圧縮の問題を回避できる。
【００１１】
さらに、圧縮機（１４）吸入冷媒の乾き度（ＤＲ）が基準乾き度範囲となるので、圧縮機（１４）吸入冷媒が過熱度を持ってしまうことを抑制できる。従って、サイクルを循環する冷媒の循環流量（質量流量）が不必要に低下してしまうことを抑制できる。その結果、除霜運転時における圧縮機（１４）の保護を図りつつ、短時間で除霜を完了させることができる。
【００１２】
また、請求項２に記載の発明では、冷媒を圧縮して吐出する圧縮機（１４）と、圧縮機（１４）から吐出された高温高圧冷媒を放熱させる放熱器（１５）と、放熱器（１５）から流出した高圧冷媒の流れを分岐する分岐部（１６）と、分岐部（１６）にて分岐された一方の冷媒を減圧させる絞り開度を変更可能に構成された可変ノズル部（１７ａ）から噴射する噴射冷媒の吸引作用によって、冷媒吸引口（１７ｂ）から冷媒を吸引するエジェクタ（１７）と、エジェクタ（１７）から流出した冷媒を蒸発させる流出側蒸発器（１９ｂ）と、分岐部（１６）にて分岐された他方の冷媒を減圧させる絞り開度を変更可能に構成された可変絞り機構（１８）と、可変絞り機構（１８）にて減圧された冷媒を蒸発させて冷媒吸引口（１７ｂ）側へ流出させる吸引側蒸発器（１９ｃ）と、可変ノズル部（１７ａ）および可変絞り機構（１８）のうち、少なくとも一方の作動を制御する可変絞り制御手段（２１ａ）とを備え、流出側蒸発器（１９ｂ）および吸引側蒸発器（１９ｃ）の着霜時に、可変ノズル部（１７ａ）の絞り開度および可変絞り機構（１８）の絞り開度のうち、少なくとも一方を増加させることによって、流出側蒸発器（１９ｂ）および吸引側蒸発器（１９ｃ）に着いた霜を取り除く除霜運転を行う冷凍サイクル装置であって、
可変絞り制御手段（２１ａ）は、除霜運転時に、圧縮機（１４）吸入冷媒の乾き度（ＤＲ）が予め定めた基準乾き度範囲となるように、可変ノズル部（１７ａ）の絞り開度および可変絞り機構（１８）の絞り開度のうち、少なくとも一方を変化させることを特徴とする。
【００１３】
これによれば、除霜運転時に圧縮機（１４）吸入冷媒の乾き度（ＤＲ）が予め定めた基準乾き度範囲となるように、可変絞り制御手段（２１ａ）が可変ノズル部（１７ａ）の絞り開度および可変絞り機構（１８）の絞り開度のうち、少なくとも一方を変化させるので、請求項１に記載の発明と同様に、除霜運転時における圧縮機（１４）の保護を図りつつ、短時間で除霜を完了させることができる。
【００１４】
請求項３に記載の発明のように、請求項１または２に記載の冷凍サイクル装置において、圧縮機（１４）吐出冷媒圧力（Ｐｄ）を検出する吐出圧力検出手段（２５）と、圧縮機（１４）吐出冷媒温度（Ｔｄ）を検出する吐出圧力検出手段（２５）と、吐出圧力検出手段（２５）によって検出された吐出冷媒圧力（Ｐｄ）、および吐出温度検出手段（２６）によって検出された吐出冷媒温度（Ｔｄ）を用いて乾き度（ＤＲ）を推定する過熱度推定手段（Ｓ６５）とを備え、可変絞り制御手段（２１ａ）は、除霜運転時に、過熱度推定手段（Ｓ６５）によって算出された乾き度（ＤＲ）が予め定めた基準乾き度範囲となるように、絞り開度を変化させるようになっていてもよい。
【００１５】
これによれば、後述する実施形態に説明するように、吐出圧力検出手段（２５）によって検出された吐出冷媒圧力（Ｐｄ）および吐出温度検出手段（２６）によって検出された吐出冷媒温度（Ｔｄ）を用いて、容易に圧縮機（１４）吸入冷媒の乾き度（ＤＲ）を推定することができる。
【００１６】
なお、この欄および特許請求の範囲で記載した各手段の括弧内の符号は、後述する実施形態に記載の具体的手段との対応関係を示す一例である。
【図面の簡単な説明】
【００１７】
【図１】第１実施形態のヒートポンプ式給湯機の全体構成図である。
【図２】第１実施形態のヒートポンプ式給湯機の制御処理を示すフローチャートである。
【図３】第１実施形態のヒートポンプ式給湯機の制御処理の要部を示すフローチャートである。
【図４】第１実施形態のヒートポンプサイクルにおける除霜運転時の蒸発器出口冷媒の乾き度ＤＲ等の経時変化を示すタイムチャートである。
【図５】第２実施形態のヒートポンプ式給湯機の全体構成図である。
【発明を実施するための形態】
【００１８】
（第１実施形態）
図１〜３により、本発明の第１実施形態について説明する。図１は、本実施形態のヒートポンプ式給湯機１００の全体構成図である。このヒートポンプ式給湯機１００は、給湯水を貯留する貯湯タンク１０、貯湯タンク１０内の給湯水を循環させる水循環回路１１、および給湯水を加熱するための冷凍サイクル装置であるヒートポンプサイクル１３等を備えている。
【００１９】
まず、貯湯タンク１０は、耐食性に優れた金属（例えば、ステンレス）で形成されており、その外周を断熱材で覆う等の手段による断熱構造を有し、高温の給湯水を長時間保温することができる温水タンクである。
【００２０】
貯湯タンク１０に貯留された給湯水は、貯湯タンク１０の上部に設けられた出湯口から出湯され、図示しない温調弁において水道からの冷水と混合されて温度調節された後、室内の台所や風呂等に給湯される。また、貯湯タンク１０内の下部に設けられた給水口からは水道水が給水されるようになっている。
【００２１】
なお、温調弁は、後述するタンク側制御装置２０から出力される制御信号によって、その作動が制御される。また、貯湯タンク１０、出湯口および給水口に接続される給湯水配管等は、図１の破線で示すように、１つの筐体内に収容されてタンクユニット２００として一体的に構成されている。
【００２２】
次に、水循環回路１１には、給湯水を循環させる水圧送手段としての水循環ポンプ１２が配置されている。水循環ポンプ１２は、貯湯タンク１０の下方側に設けられた給湯水出口１０ａから流出した給湯水を吸入して、後述するヒートポンプサイクル１３の水−冷媒熱交換器１５の水通路１５ａへ給湯水を圧送する電動式の水ポンプである。
【００２３】
具体的には、水循環ポンプ１２は、電力を供給されることによって回転する電動モータ１２ａ、および電動モータ１２ａから回転駆動力を得て給湯水を吸入して圧送するポンプ部１２ｂを有して構成されている。このポンプ部１２ｂとしては、羽根車（インペラ）を回転させることで給湯水に運動エネルギを与えるターボポンプが採用されている。もちろん、他の形式のポンプ機構を採用してもよい。
【００２４】
また、電動モータ１２ａとしては、後述するヒートポンプ側制御装置２１から出力される制御電圧Ｖによって、その回転数が制御される直流モータが採用されている。そして、この回転数制御によって、水循環ポンプ１２の水圧送能力が変更される。従って、電動モータ１２ａは水循環ポンプ１２の水圧送能力調整手段を構成している。
【００２５】
そして、ヒートポンプ側制御装置２１が水循環ポンプ１２を作動させると、給湯水は、貯湯タンク１０の下方側に設けられた給湯水出口１０ａ→水循環ポンプ１２→水−冷媒熱交換器１５の水通路１５ａ→貯湯タンク１０の上方側の給湯水入口１０ｂの順に循環する。
【００２６】
次に、ヒートポンプサイクル１３について説明する。本実施形態のヒートポンプサイクル１３は、高圧冷媒を減圧膨張させる減圧手段としてエジェクタ１７が採用された、いわゆるエジェクタ式冷凍サイクルとして構成されている。
【００２７】
また、このヒートポンプサイクル１３では、冷媒として二酸化炭素を採用しており、圧縮機１４から吐出された高圧冷媒の圧力が冷媒の臨界圧力以上となる超臨界冷凍サイクルを構成している。さらに、冷媒には圧縮機１４を潤滑するための冷凍機油が混入されており、冷凍機油の一部は冷媒とともにサイクルを循環している。
【００２８】
圧縮機１４は、ヒートポンプサイクル１３において冷媒を吸入し、臨界圧力以上となるまで圧縮して吐出するもので、吐出容量が固定された固定容量型圧縮機構１４ａを電動モータ１４ｂにて駆動する電動圧縮機である。固定容量型圧縮機構１４ａとしては、具体的に、スクロール型圧縮機構、ベーン型圧縮機構等の各種圧縮機構を採用できる。
【００２９】
電動モータ１４ｂは、ヒートポンプ側制御装置２１から出力される制御信号によって、その回転数が制御されるもので、交流モータ、直流モータのいずれの形式を採用してもよい。そして、この回転数制御によって、圧縮機１４の冷媒吐出能力が変更される。従って、本実施形態の電動モータ１４ｂは、圧縮機１４の吐出能力変更手段を構成している。
【００３０】
圧縮機１４の冷媒吐出口には、水−冷媒熱交換器１５の冷媒通路１５ｂ入口側が接続されている。水−冷媒熱交換器１５は、給湯水が通過する水通路１５ａと圧縮機１４から吐出された高温高圧冷媒が通過する冷媒通路１５ｂとを有して構成される熱交換器であって、圧縮機１４吐出冷媒の有する熱量を給湯水に放熱させる放熱器である。
【００３１】
この水−冷媒熱交換器１５の具体的構成としては、二重管方式の熱交換器構成や、水通路１５ａと冷媒通路１５ｂとを接触させた状態で隣接配置した熱交換器構成等を採用できる。なお、本実施形態のヒートポンプサイクル１３では、前述の如く、超臨界冷凍サイクルを構成しているので、水−冷媒熱交換器１５の冷媒通路１５ｂを通過する冷媒は、凝縮することなく超臨界状態のまま放熱する。
【００３２】
水−冷媒熱交換器１５の冷媒通路１５ｂ出口側には、冷媒通路１５ｂから流出した冷媒の流れを分岐する分岐部１６の冷媒流入口が接続されている。この分岐部１６は、３つの冷媒流入出口を有する三方継手構造のもので、冷媒流入出口のうち１つを冷媒流入口とし、２つを冷媒流出口としたものである。
【００３３】
分岐部１６の一方の冷媒流出口には、エジェクタ１７のノズル部１７ａの入口側が接続され、他方の冷媒流出口には、電気式膨張弁１８の入口側が接続されている。エジェクタ１７は、分岐部１６にて分岐された一方の冷媒を減圧膨張させる冷媒減圧手段としての機能を果たすとともに、高速で噴出する冷媒流の吸引作用によって冷媒を吸引（輸送）して循環させる冷媒輸送手段（冷媒循環手段）としての機能を果たすものである。
【００３４】
エジェクタ１７は、分岐部１６側から流入する高圧冷媒の通路面積を小さく絞って冷媒を減圧膨張させるノズル部１７ａ、ノズル部１７ａを収容するとともに後述する吸引側蒸発器１９ｃから流出した冷媒を吸引する冷媒吸引口１７ｂが形成されたボデー部等を有している。さらに、本実施形態のノズル部１７ａは、分岐部１６側から流入する高圧冷媒を減圧膨張させる絞り開度を変更可能に構成された可変ノズル部（可変絞り機構）として構成されている。
【００３５】
より具体的には、ノズル部１７ａは、ノズル部１７ａの冷媒通路内に配置されてノズル部１７ａの冷媒通路面積（絞り開度）を変化させるニードル弁１７ｃ、このニードル弁１７ｃをノズル部１７ａの軸方向に変位させるステッピングモータからなる電動アクチュエータ１７ｄを有して構成されている。なお、電動アクチュエータ１７ｄは、ヒートポンプ側制御装置２１から出力される制御パルスによってその作動が制御される。
【００３６】
さらに、エジェクタ１７は、ノズル部１７ａおよび冷媒吸引口１７ｂの冷媒流れ下流側に、ノズル部１７ａから噴射する噴射冷媒と冷媒吸引口１７ｂから吸引された吸引冷媒とを混合して昇圧するディフューザ部１７ｅを有している。
【００３７】
ディフューザ部１７ｅは、ボデー部に接続されて、冷媒の通路面積を徐々に大きくする形状に形成されている。そして、冷媒流れを減速して冷媒圧力を上昇させる作用、つまり、冷媒の速度エネルギを圧力エネルギに変換する作用を果たす。このディフューザ部１７ｅの出口側には、流出側蒸発器１９ｂが接続されている。
【００３８】
流出側蒸発器１９ｂは、ディフューザ部１７ｅから流出した冷媒と送風ファン１９ａから送風された室内送風空気とを熱交換させることによって、冷媒を蒸発させて吸熱作用を発揮させる吸熱用熱交換器である。送風ファン１９ａは、ヒートポンプ側制御装置２１から出力される制御電圧によって、回転数（送風空気量）が制御される電動送風機である。また、流出側蒸発器１９ｂの出口側には、圧縮機１４の冷媒吸入口が接続されている。
【００３９】
一方、分岐部１６の他方の冷媒流出口には、電気式膨張弁１８の入口側が接続され、電気式膨張弁１８の出口側には、吸引側蒸発器１９ｃが接続されている。電気式膨張弁１８は分岐部１６の他方の冷媒流出口から流出した冷媒を減圧膨張させる可変絞り機構であるとともに、圧縮機１４の吐出口からエジェクタ１７のノズル部１７ａの入口および電気式膨張弁１８の入口へ至るサイクルの高圧側冷媒圧力を制御する圧力制御手段でもある。
【００４０】
具体的には、電気式膨張弁１８は、絞り通路面積（絞り開度）を変更する弁体１８ａと、この弁体１８ａの変位駆動するステッピングモータからなる電動アクチュエータ１８ｂとを有して構成されている。この電動アクチュエータ１８ｂは、ヒートポンプ側制御装置２１から出力される制御信号によって、その作動が制御される。
【００４１】
吸引側蒸発器１９ｃは、電気式膨張弁１８にて減圧された冷媒と送風ファン１９ａから送風されて流出側蒸発器１９ｂ通過後の室内送風空気とを熱交換させることによって、冷媒を蒸発させて吸熱作用を発揮させる吸熱用熱交換器である。
【００４２】
さらに、本実施形態では、流出側蒸発器１９ｂおよび吸引側蒸発器１９ｃを、フィンアンドチューブ型の熱交換器で一体的に構成している。具体的には、流出側蒸発器１９ｂと吸引側蒸発器１９ｃとのフィンを共通化し、チューブのパス構成で２つの熱交換器に分割することによって構成している。
【００４３】
従って、送風ファン１９ａにて送風された外気は、矢印Ｘのように流れ、まず、流出側蒸発器１９ｂにて吸熱され、さらに、吸引側蒸発器１９ｃにて吸熱されるようになっている。また、吸引側蒸発器１９ｃの出口側には、エジェクタ１７の冷媒吸引口１７ｂが接続されている。
【００４４】
なお、これらのヒートポンプサイクル１３の各構成機器および水循環ポンプ１２は、図１の一点鎖線で示すように、１つの筐体内に収容されてヒートポンプユニット３００として一体的に構成されている。また、図１では、図示の明確化のため、タンクユニット２００およびヒートポンプユニット３００の配置関係等を示していないが、これらのユニット２００、３００は、互いに隣接するように室外に配置されている。
【００４５】
次に、本実施形態の電気制御部の概要を説明する。タンク側制御装置２０およびヒートポンプ側制御装置２１は、それぞれ、ＣＰＵ、ＲＯＭおよびＲＡＭ等を含む周知のマイクロコンピュータとその周辺回路から構成されている。
【００４６】
タンク側制御装置２０の出力側には、温調弁等が接続され、ヒートポンプ側制御装置２１の出力側には、水循環ポンプ１２の電動モータ１２ａ、圧縮機１４の電動モータ１４ｂ、エジェクタ１７の電動アクチュエータ１７ｄ、電気式膨張弁１８の電動アクチュエータ１８ｂ、および送風ファン１９ａ等が接続されている。そして、タンク側制御装置２０およびヒートポンプ側制御装置２１は、それぞれ接続された各構成機器の作動を制御する。
【００４７】
なお、ヒートポンプ側制御装置２１は、その出力側に接続された各構成機器の作動を制御する制御手段が一体に構成されたものであるが、本実施形態では、特に、可変絞り機構であるエジェクタ１７および電気式膨張弁１８の作動を制御する構成（ハードウェアおよびソフトウェア）を可変絞り制御手段２１ａとする。もちろん、可変絞り制御手段２１ａをヒートポンプ側制御装置２１に対して別体の制御装置として構成してもよい。
【００４８】
一方、タンク側制御装置２０の入力側には、貯湯タンク１０内に上下方向に並んで配置された複数個の給湯水温度検出手段としての図示しないタンク内水温センサ等が接続され、これらのセンサの検出信号がタンク側制御装置２０へ入力される。これにより、タンク側制御装置２０では、タンク内水温センサの出力信号によって、貯湯タンク１０内の水位レベルに応じた給湯水の温度を検出できるようになっている。
【００４９】
また、ヒートポンプ側制御装置２１の入力側には、給湯水に関連する物理量として、水−冷媒熱交換器１５の水通路１５ａ入口側の給湯水温度である入水温度Ｔｗｉを検出する入水温度検出手段としての入水温度センサ２２、水−冷媒熱交換器１５の水通路１５ａ出口側の給湯水温度である沸き上げ温度Ｔｗｏを検出する沸き上げ温度検出手段としての沸き上げ温度センサ２３等が接続されている。
【００５０】
さらに、ヒートポンプ側制御装置２１の入力側には、ヒートポンプサイクル１３の冷媒に関連する物理量として、吸引側蒸発器１９ｃから流出した低圧冷媒温度Ｔｅを検出する蒸発器温度検出手段としての蒸発器温度センサ２４、圧縮機１４から吐出された吐出冷媒圧力Ｐｄを検出する吐出圧力検出手段としての吐出圧センサ２５、圧縮機１４から吐出された吐出冷媒温度Ｔｄを検出する吐出温度検出手段としての吐出温センサ２６、外気温を検出する外気温センサ２７等が接続され、これらのセンサ群の検出信号がヒートポンプ側制御装置２１へ入力される。
【００５１】
さらに、タンク側制御装置２０およびヒートポンプ側制御装置２１には、操作パネル３０が接続され、ヒートポンプ式給湯機１００の作動・停止の操作信号、給湯機の給湯温度設定信号等がタンク側制御装置２０およびヒートポンプ側制御装置２１へ入力される。
【００５２】
また、タンク側制御装置２０およびヒートポンプ側制御装置２１は、互いに電気的に接続されており、通信可能に構成されている。これにより、一方の制御装置に入力された検出信号および操作信号に基づいて、他方の制御装置が上述の各種アクチュエータ１２ａ、１４ｂ、１７ｄ、１８ｂ等の作動を制御することもできる。従って、タンク側制御装置２０およびヒートポンプ側制御装置２１を１つの制御装置として一体的に構成してもよい。
【００５３】
次に、上記構成のヒートポンプ式給湯機１００の作動について、図２、３のフローチャートを用いて説明する。なお、図２、３は、ヒートポンプ側制御装置２１が実行する制御処理を示すフローチャートである。この制御処理は、ヒートポンプ式給湯機１００に外部から電源が供給された状態で、操作パネル３０の給湯機作動信号がヒートポンプ側制御装置２１に入力されるとスタートする。
【００５４】
まず、ステップＳ１ではフラグ、タイマ等の初期化がなされ、次のステップＳ２でセンサ群２２〜２７等により検出された検出信号および操作パネル３０から出力された操作信号を読み込んでステップＳ３へ進む。ステップＳ３では、除霜運転を行う必要があるか否かを判定する。
【００５５】
ここで、本実施形態のヒートポンプサイクル１３のように、蒸発器（本実施形態では、流出側蒸発器１９ｂおよび吸引側蒸発器１９）にて、冷媒と外気とを熱交換させて冷媒を蒸発させる冷凍サイクル装置では、蒸発器における冷媒蒸発温度が着霜温度（具体的には、０℃）以下になってしまうと蒸発器に着霜が生じる。
【００５６】
このような着霜が生じると、蒸発器における外気の空気通路が霜によって閉塞されてしまうので、蒸発器の熱交換能力が著しく低下してしまう。特に、本実施形態のように、流出側蒸発器１９ｂおよび吸引側蒸発器１９ｃが外気の流れに対して直列的に接続されていると、いずれか一方の蒸発器１９ｂ、１９ｃに着霜が生じてしまうだけで、双方の蒸発器１９ｂ、１９ｃの熱交換能力が著しく低下してしまう。
【００５７】
また、本実施形態のヒートポンプサイクル１３では、流出側蒸発器１９ｂおよび吸引側蒸発器１９ｃにて冷媒を蒸発させる際に、流出側蒸発器１９ｂにおける冷媒蒸発圧力をディフューザ部１７ｅで昇圧した後の圧力とし、吸引側蒸発器１９ｃにおける冷媒蒸発圧力をノズル部１７ａ減圧直後の最も低い圧力とすることができる。
【００５８】
このため、吸引側蒸発器１９ｃにおける冷媒蒸発温度は、流出側蒸発器１９ｂにおける冷媒蒸発温度よりも低くなる。従って、蒸発器温度センサ２４が吸引側蒸発器１９ｃから流出した低圧冷媒温度Ｔｅを検出することで、流出側蒸発器１９ｂよりも冷媒蒸発温度が低く、着霜の生じ易い吸引側蒸発器１９ｃの着霜を検出することができる。
【００５９】
そこで、本実施形態のステップＳ３では、蒸発器温度センサ２４によって検出された低圧側冷媒温度Ｔｅが０℃以下になっており、かつ、低圧側冷媒温度Ｔｅが外気温センサ２７によって検出された外気温Ｔａｍから予め定めた所定温度α（本実施形態では、α＝１０℃）を減算した値以下になっている場合は、流出側蒸発器１９ｂおよび流出側蒸発器１９ｂの着霜時であり除霜運転を行う必要があると判定している。
【００６０】
従って、ステップＳ３では、Ｔｅ≦０、かつ、Ｔｅ≦Ｔａｍ−αとなっている場合は除霜運転を行う必要があると判定して、ステップＳ４へ進み、除霜運転フラグｄｆｆｇ＝１としてステップＳ５へ進む。一方、ステップＳ３にて、Ｔｅ≦０、かつ、Ｔｅ≦Ｔａｍ−αとなっていない場合は除霜運転を行う必要がないと判定して、除霜運転フラグｄｆｆｇを変化させることなくステップＳ５へ進む。
【００６１】
ステップＳ５では、除霜運転フラグｄｆｆｇ＝１になっているか否かを判定する。ステップＳ５にて、除霜運転フラグｄｆｆｇ＝１になっている場合は、ステップＳ６へ進み除霜運転時における各種アクチュエータの制御状態が決定される。なお、ステップＳ６の詳細については後述する。一方、ステップＳ５にて、除霜運転フラグｄｆｆｇ＝１になっていない場合は、ステップＳ７へ進む。
【００６２】
ステップＳ７では、給湯水を加熱する通常運転時における各種アクチュエータの制御状態が、ステップＳ２にて読み込んだ検出信号および操作信号に基づいて決定される。
【００６３】
例えば、圧縮機１４の電動モータ１４ｂに出力される制御信号については、低圧側冷媒温度Ｔｅが目標低圧温度に近づくように決定される。この目標低圧温度は、入水温度センサ２２によって検出された入水温度Ｔｗｉ、沸き上げ温度センサ２３によって検出された沸き上げ温度Ｔｗｏ、外気温センサ２７によって検出された外気温Ｔａｍ、操作パネル３０により設定された設定給湯温度等に基づいて算出される。
【００６４】
水循環ポンプ１２の電動モータ１２ａに出力される制御信号については、沸き上げ温度Ｔｗｏが、操作パネル３０により設定された設定給湯温度に近づくように決定される。エジェクタ１７のノズル部１７ａの電動アクチュエータ１７ｄへ出力される制御信号については、流出側蒸発器１９ｂから流出した冷媒の過熱度ＳＨが予め定めた値に近づくように決定される。
【００６５】
また、電気式膨張弁１８の電動アクチュエータ１８ｂに出力される制御信号については、サイクルの高圧側冷媒圧力（具体的には、吐出冷媒圧力Ｐｈ）が通常運転時の目標高圧圧力となるように決定される。
【００６６】
この通常運転時の目標高圧圧力は、水−冷媒熱交換器１５から流出した高圧冷媒の温度に基づいて、予めヒートポンプ側制御装置２１に記憶された制御マップを参照して、ヒートポンプサイクル１３の成績係数（ＣＯＰ）が略最大となるように決定される。
【００６７】
続くステップＳ８では、タンク側制御装置２０およびヒートポンプ側制御装置２１より各種アクチュエータに対して制御信号が出力されて、ステップＳ９へ進む。
【００６８】
ステップＳ９では、操作パネル３０からの給湯機停止信号がヒートポンプ側制御装置２１へ入力されている場合は、各種アクチュエータの作動を停止させて、ヒートポンプ式給湯機１００のシステム全体を停止させる。一方、給湯機停止信号が入力されていない場合は、予め定めた制御周期の間待機した後、ステップＳ２に戻るようになっている。
【００６９】
次に、図３のフローチャートにより、ステップＳ６の除霜運転時の各種アクチュエータの制御状態の決定について説明する。まず、ステップＳ６１では、圧縮機１４の冷媒吐出能力が予め定めた除霜運転時用の基準冷媒吐出能力となるように圧縮機１４の電動モータ１４ｂの制御状態を決定する。
【００７０】
具体的には、電動モータ１４ｂに出力される制御信号については、圧縮機１４の回転数が予め定めた除霜運転時用の基準回転数となるように決定される。この基準冷媒吐出能力は、通常運転時にサイクルが安定して作動している時の冷媒吐出能力に対して高い値に決定される。
【００７１】
次に、ステップＳ６２では、水循環ポンプ１２を停止させるように、水循環ポンプ１２の電動モータ１２ａに出力される制御信号が決定される。続くステップＳ６３では、送風ファン１９ａを停止させるように、送風ファン１９ａに出力される制御信号が決定される。
【００７２】
次に、ステップＳ６４では、電気式膨張弁１８の絞り開度を予め定めた除霜運転時用の基準面積となるように、電気式膨張弁１８の電動アクチュエータ１８ｂに出力される制御信号が決定される。この基準面積は、通常運転時にサイクルが安定して作動している時の絞り開度よりも大きい値に決定される。
【００７３】
次に、ステップＳ６５では、エジェクタ１７のノズル部１７ａの絞り開度を決定する。除霜運転時のエジェクタ１７のノズル部１７ａの絞り開度は、圧縮機１４へ吸入される吸入冷媒の乾き度ＤＲが予め定めた基準乾き度範囲（本実施形態では、０．７以上かつ０．９未満）となるように決定される。
【００７４】
具体的には、このステップＳ６５では、ステップＳ２で読み込んだ、吐出圧センサ２５によって検出された吐出冷媒圧力Ｐｄ、および吐出温センサ２６によって検出された吐出冷媒温度Ｔｄに基づいて、予め定めた制御マップを参照して、圧縮機１４吸入冷媒の乾き度ＤＲを推定する。従って、本実施形態の制御ステップＳ６５は、過熱度推定手段を構成している。
【００７５】
ここで、ステップＳ６５における乾き度ＤＲの推定手法について説明する。本実施形態では、除霜運転時に圧縮機１４の回転数が除霜運転時用の基準回転数となるので、圧縮機１４におけるおおよその昇圧量が決定できる。そこで、本実施形態のヒートポンプ側制御装置２１では、予めヒートポンプサイクル１３を循環する冷媒（本実施形態では、二酸化炭素）を等エントロピ線に対応する情報を記憶している。
【００７６】
そして、吐出冷媒圧力Ｐｄおよび吐出冷媒温度Ｔｄとなっている状態の冷媒を圧縮機１４の昇圧量分を等エンタルピ的に減圧させた場合の冷媒の圧力（すなわち、圧縮機１４の吸入冷媒圧力）および温度（すなわち、圧縮機１４の吸入冷媒温度）を求め、求められた圧縮機１４の吸入冷媒圧力および吸入冷媒温度から、圧縮機１４吸入冷媒の乾き度ＤＲを推定する。
【００７７】
さらに、ステップＳ６５では、フィードバック制御手法を用いて、推定された圧縮機１４吸入冷媒の乾き度ＤＲが基準乾き度範囲となるように、エジェクタ１７の電動アクチュエータ１７ｄへ出力される制御信号を決定する。
【００７８】
なお、本実施形態の除霜運転では、前述のステップＳ６１で説明したように圧縮機１４の冷媒吐出能力が通常運転時よりも高い値に決定されるので、除霜運転時のエジェクタ１７のノズル部１７ａの絞り開度は、通常運転時よりも増加することになる。
【００７９】
また、ステップＳ６５にて、エジェクタ１７のノズル部１７ａの絞り開度を増加させるように電動アクチュエータ１７ｄの制御状態が決定されたとしても、既に、ノズル部１７ａの絞り開度が最大値となっている場合は、電動アクチュエータ１８ｂの開度を変更することなくステップＳ６６へ進む。
【００８０】
続く、ステップＳ６６では、除霜運転を終了するか否かを判定する。具体的には、低圧側冷媒温度Ｔｅが、着霜温度より所定値β℃（本実施形態では、β＝３）以上高くなっているか否かを判定する。そして、Ｔｅ≧βとなっている場合は、除霜運転を終了すると判定してステップＳ６７へ進み、除霜運転フラグｄｆｆｇ＝０としてステップＳ８へ戻る。一方、ステップＳ６６にて、Ｔｅ≧βとなっていない場合は、除霜運転フラグｄｆｆｇを変化させることなくステップＳ８へ戻る。
【００８１】
従って、本実施形態のヒートポンプ式給湯機１００では、制御ステップＳ３にて除霜運転を行う必要がないと判定され、かつ、制御ステップＳ５にて除霜運転フラグｄｆｆｇ＝１になっていないと判定された場合は、給湯水を加熱する通常運転が実行される。一方、制御ステップＳ５にて除霜運転フラグｄｆｆｇ＝１になっていると判定された場合は、除霜運転が実行されることになる。
【００８２】
そして、通常運転時には、圧縮機１４から吐出された高温高圧冷媒は、水−冷媒熱交換器１５の冷媒通路１５ｂに流入して、水循環ポンプ１２によって貯湯タンク１１の下方側から水通路１５ａに流入した給湯水と熱交換する。これにより、給湯水が加熱され、加熱された給湯水は、貯湯タンク１１の上方側に貯留される。
【００８３】
この際、本実施形態のヒートポンプサイクル１３では、冷媒として二酸化炭素を採用し、超臨界冷凍サイクルを構成しているので、冷媒としてフロン系冷媒等を採用する場合に対して、高圧冷媒の温度を上昇させることができる。その結果、水−冷媒熱交換器１５において給湯水に放熱する熱量を増加させて給湯水の温度を高温化することができる。
【００８４】
水−冷媒熱交換器１５の冷媒通路１５ｂから流出した高圧冷媒は分岐部１６へ流入し、分岐部１６にて分岐された一方の冷媒は、エジェクタ１７のノズル部１７ａに流入して、等エントロピ的に減圧膨張する。この減圧膨張時に冷媒の圧力エネルギが速度エネルギに変換されて、冷媒がノズル部１７ａの冷媒噴射口から高速度の冷媒流となって噴出する。
【００８５】
この際、高速度の冷媒流の吸引作用により、冷媒吸引口１７ｂを介して吸引側蒸発器１９ｃから流出した冷媒がエジェクタ１７の内部へ吸引される。さらに、冷媒吸引口１７ｂから吸引された吸引冷媒は、ディフューザ部１７ｅへ流入して、ノズル部１７ａから噴射された噴射冷媒と混合されながら昇圧される。
【００８６】
つまり、ディフューザ部１７ｅでは、通路面積の拡大により、冷媒の速度（膨張）エネルギを圧力エネルギに変換されて、冷媒の圧力を上昇させる。ディフューザ部１７ｅから流出した冷媒は、流出側蒸発器１９ｂへ流入して、送風ファン１９ａから送風された外気から吸熱して蒸発する。流出側蒸発器１９ｂから流出した冷媒は圧縮機１４に吸入され再び圧縮される。
【００８７】
一方、分岐部１６にて分岐された他方の冷媒は、電気式膨張弁１８にて減圧膨張されて、吸引側蒸発器１９ｃへ流入する。吸引側蒸発器１９ｃへ流入した冷媒は、送風ファン１９ａから送風されて流出側蒸発器１９ｂにて冷却された外気から吸熱して蒸発する。さらに、吸引側蒸発器１９ｃから流出した冷媒は、冷媒吸引口１７ｂからエジェクタ１７内へ吸引される。
【００８８】
この際、電気式膨張弁１８では、ＣＯＰが略最大となるように絞り開度が調整されるので、高いＣＯＰを発揮させながら、ヒートポンプサイクル１３を運転することができる。また、エジェクタ１７では、圧縮機１４吸入冷媒の過熱度ＳＨが予め定めた値となるように絞り開度が制御されるので、本実施形態のように流出側蒸発器１９ｃと出口側と圧縮機１４の吸入口側が直接接続されるサイクルであっても液圧縮の問題が生じない。
【００８９】
さらに、本実施形態のヒートポンプサイクル１３では、双方の蒸発器１９ｂ、１９ｃにおいて、冷媒に吸熱作用を発揮させる際に、流出側蒸発器１９ｂにおける冷媒蒸発圧力（冷媒蒸発温度）よりも吸引側蒸発器１９ｃにおける冷媒蒸発圧力（冷媒蒸発温度）を低くすることができる。
【００９０】
その結果、流出側蒸発器１９ｂおよび吸引側蒸発器１９ｃにおける冷媒蒸発温度と送風ファン１９ａから送風された外気との温度差を確保して、効率的に冷媒に吸熱させることができる。
【００９１】
次に、除霜運転時の作動を図４のタイムチャートを用いて説明する。なお、図４は、除霜運転時における吐出冷媒圧力Ｐｄ、吐出冷媒温度Ｔｄ、圧縮機１４吸入冷媒の乾き度ＤＲ、エジェクタ１７のノズル部１７ａの絞り開度、低圧側冷媒温度Ｔｅ、圧縮機１４の冷媒吐出能力（圧縮機１４の回転数）の経時変化を実線で示し、比較例として、ノズル部１７ａの絞り開度を予め定めた開度に固定した場合の経時変化を破線で示している。
【００９２】
除霜運転時においても、圧縮機１４から吐出された高温高圧冷媒は、水−冷媒熱交換器１５の冷媒通路１５ｂに流入する。除霜運転時には、水循環ポンプ１２が停止しているので、冷媒通路１５ｂに流入した高温高圧冷媒は水−冷媒熱交換器１５にて給湯水に放熱することなく流出する。なお、制御ステップＳ６１にて説明したように、除霜運転時には、圧縮機１４の回転数が図４に示すように通常運転時よりも高くなる。
【００９３】
そして、水−冷媒熱交換器１５の冷媒通路１５ｂから流出した高温高圧冷媒の流れは、通常運転時と同様に、分岐部１６にて分岐されて、エジェクタ１７のノズル部１７ａへ流入する。この際、制御ステップＳ６５にて説明したように、ノズル部１７ａの絞り開度は、通常運転時よりも大きくなるとともに、圧縮機１４へ吸入される吸入冷媒の乾き度ＤＲが予め定めた基準乾き度範囲となるように決定される。
【００９４】
エジェクタ１７のノズル部１７ａにて減圧された冷媒は、通常運転時と同様に、ディフューザ部１７ｅにて冷媒吸引口１７ｂから吸引された冷媒と混合されながら圧力を上昇させて、流出側蒸発器１９ｂへ流入する。この際、ノズル部１７ａの絞り開度は、通常運転時よりも大きくなっているので、ノズル部１７ａにおける冷媒減圧量は、通常運転時よりも小さくなり、流出側蒸発器１９ｂへ流入する冷媒の温度も通常運転時よりも高くなる。
【００９５】
流出側蒸発器１９ｂへ流入した冷媒は、流出側蒸発器１９ｂに着いた霜に放熱する。これにより流出側蒸発器１９ｂに着いた霜が融解されて除霜がなされる。そして、流出側蒸発器１９ｂから流出した冷媒は、圧縮機１４へ吸入されて再び圧縮される。
【００９６】
一方、分岐部１６にて分岐された他方の冷媒は、電気式膨張弁１８にて減圧膨張されて、吸引側蒸発器１９ｃへ流入する。この際、制御ステップＳ６４にて説明したように、電気式膨張弁１８の絞り開度は、通常運転時よりも大きくなる。従って、電気式膨張弁１８における冷媒減圧量は、通常運転時よりも小さくなり、吸引側蒸発器１９ｃへ流入する冷媒の温度も通常運転時よりも高くなる。
【００９７】
吸引側蒸発器１９ｃへ流入した冷媒は、吸引側蒸発器１９ｃに着いた霜に放熱する。これにより吸引側蒸発器１９ｃに着いた霜が融解されて除霜がなされる。吸引側蒸発器１９ｃから流出した冷媒は、エジェクタ１７の冷媒吸引口１７ｂから吸引される。
【００９８】
ここで、除霜が進行して、流出側蒸発器１９ｂおよび吸引側蒸発器１９ｃに着いた霜が融解されて減少すると、双方の蒸発器１９ｂ、１９ｃへ流入した冷媒が霜に放熱する放熱量が減少してしまう。そのため、ノズル部１７ａの絞り開度を固定してしまうと、吐出冷媒圧力Ｐｄ、吐出冷媒温度Ｔｄ、圧縮機１４吸入冷媒の乾き度ＤＲが、図４の破線で示す比較例のように変化する。
【００９９】
具体的には、双方の蒸発器１９ｂ、１９ｃへ流入した冷媒の放熱量が低下してしまうと圧縮機１４吸入冷媒の乾き度ＤＲが上昇して、不必要な過熱度ＳＨを有してしまう。その結果、サイクルを循環する冷媒の循環流量（質量流量）が低下して、除霜時間が長時間化してしまうことが懸念される。
【０１００】
これに対して、本実施形態の除霜運転では、双方の蒸発器１９ｂ、１９ｃに着いた霜を取り除くことができるだけでなく、可変絞り制御手段２１ａが圧縮機１４吸入冷媒の乾き度ＤＲが予め定めた基準乾き度範囲となるように、エジェクタ１７のノズル部１７ａの絞り開度を変化させるので、除霜運転時に大量の液相冷媒が圧縮機１４に吸入されてしまうことを抑制でき、圧縮機１４の液圧縮の問題を回避できる。
【０１０１】
さらに、圧縮機１４吸入冷媒の乾き度ＤＲが基準乾き度範囲となるので、圧縮機１４吸入冷媒が不必要な乾き度を有してしまうことを抑制できる。これにより、ヒートポンプサイクル１３を循環する冷媒の循環流量（質量流量）が低下してしまうことを抑制できる。その結果、除霜運転時における圧縮機１４の保護を図りつつ、短時間で除霜を完了させることができる。
【０１０２】
このことは、本実施形態のヒートポンプサイクル１３のように、流出側蒸発器１９ｂから流出した冷媒を、冷媒の気液を分離して気相冷媒を流出させる低圧側気液分離器（アキュムレータ）を介することなく直接、圧縮機１４へ吸入させるサイクルにおいては、液圧縮を抑制して圧縮機１４の保護を図ることができるという点で極めて有効である。
【０１０３】
さらに、本実施形態では、過熱度推定手段を構成する制御ステップＳ６５にて、吐出圧センサ２５によって検出された吐出冷媒圧力Ｐｄ、および吐出温センサ２６よって検出された吐出冷媒温度Ｔｄに基づいて、ヒートポンプ側制御装置２１に予め記憶されている情報を参照して圧縮機１４吸入冷媒の乾き度ＤＲを推定するので、極めて容易に圧縮機１４吸入冷媒の乾き度ＤＲを推定することができる。
【０１０４】
（第２実施形態）
上述の実施形態では、ヒートポンプサイクル１３を、エジェクタ式冷凍サイクルとして構成した例を説明したが、本実施形態では、図５の全体構成図に示すように、分岐部１６およびエジェクタ１７を廃止して通常の冷凍サイクルとして構成した例を説明する。なお、図５では、第１実施形態の図１と同一もしくは均等部分には同一の符号を付している。
【０１０５】
具体的には、本実施形態のヒートポンプサイクル１３では、水−冷媒熱交換器１５の冷媒通路１５ｂの冷媒出口側が、電気式膨張弁１８の入口側に接続され、電気式膨張弁１８の出口側が蒸発器１９へ接続され、さらに、蒸発器１９の冷媒出口側が圧縮機１４の吸入側に接続されている。その他の構成は、第１実施形態と同様である。
【０１０６】
また、本実施形態のヒートポンプ側制御装置２１の実行する制御処理では、図３のステップＳ６４は廃止され、ステップＳ６５にて、除霜運転時の電気式膨張弁１８の絞り開度を決定する。具体的には、除霜運転時の電気式膨張弁１８の絞り開度は、第１実施形態と同様に、圧縮機１４へ吸入される吸入冷媒の乾き度ＤＲが予め定めた基準乾き度範囲となるように決定される。
【０１０７】
上記構成の本実施形態のヒートポンプサイクル１３を作動させても、第１実施形態と同様に、圧縮機１４の保護を図りつつ、短時間で除霜を完了させることができる。
【０１０８】
（他の実施形態）
本発明は上述の実施形態に限定されることなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲内で、以下のように種々変形可能である。
【０１０９】
（１）上述の第１実施形態の除霜運転では、制御ステップＳ６５にて、エジェクタ１７のノズル部１７ａの絞り開度を調整することによって、圧縮機１４吸入冷媒の乾き度ＤＲを変化させる例を説明したが、乾き度ＤＲを変化させる手段はこれに限定されない。
【０１１０】
例えば、ノズル部１７ａの絞り開度を予め定めた除霜運転時用の基準面積となるように、電動アクチュエータ１７ｄに出力される制御信号が決定し、制御ステップＳ６５にて、第２実施形態と同様に、電気式膨張弁１８の絞り開度を変更してもよい。さらに、エジェクタ１７のノズル部１７ａの絞り開度および電気式膨張弁１８の絞り開度の双方を調整することによって、圧縮機１４吸入冷媒の乾き度ＤＲを変化させてもよい。
【０１１１】
（２）上述の第１実施形態では、流出側蒸発器１９ｂから流出した冷媒を、直接、圧縮機１４へ吸入させ、第２実施形態では、蒸発器１９から流出した冷媒を、直接、圧縮機１４へ吸入させるサイクルについて説明したが、本発明の冷凍サイクル装置（ヒートポンプサイクル１３）の構成はこれに限定されない。
【０１１２】
例えば、流出側蒸発器１９ｂ（蒸発器１９）から流出した低圧冷媒と、水−冷媒熱交換器１５の冷媒通路１５ｂから流出した高圧冷媒とを熱交換させる内部熱交換器を有するサイクル構成であってもよい。
【０１１３】
さらに、本発明の冷凍サイクル装置をエジェクタ式冷凍サイクルとして構成する場合、第１実施形態で説明したサイクルに限定されない。例えば、エジェクタ１７のディフューザ部１７ｅ出口側に分岐部１６を配置して、分岐された一方の冷媒を流出側蒸発器１９ｂへ供給し、他方の冷媒を吸引側蒸発器１９ｃへ流入させるエジェクタ式冷凍サイクルを採用してもよい。
【０１１４】
（３）上述の第１実施形態では、蒸発器温度検出手段として吸引側蒸発器１９ｃから流出した低圧冷媒温度Ｔｅを検出する蒸発器温度センサ２４を採用した例を説明したが、蒸発器温度センサ２４はこれに限定されない。例えば、流出側蒸発器１９ｂから流出した低圧冷媒の温度を検出するようになっていてもよい。この場合は、流出側蒸発器１９ｂから流出した低圧冷媒の温度と、エジェクタ１７の昇圧能力から吸引側蒸発器１９ｃにおける冷媒蒸発温度を推定することができる。
【０１１５】
さらに、蒸発器温度検出手段の具体的構成としては、蒸発器１９（１９ｂ、１９ｃ）の熱交換フィン温度を検出する温度センサを採用してもよいし、蒸発器のその他の部位の温度を検出する温度検出手段を採用してもよいし、蒸発器を流通する冷媒自体の温度を直接検出する温度検出手段を採用してもよいし、蒸発器から吹き出される空気の温度を検出する温度検出手段を採用してもよい。
【０１１６】
（４）上述の各実施形態では、冷媒として二酸化炭素を採用した例を説明したが、冷媒の種類はこれに限定されない。通常のフロン系冷媒、炭化水素系冷媒等を採用してもよい。さらに、ヒートポンプサイクル１３が、高圧側冷媒圧力が冷媒の臨界圧力以上とならない亜臨界冷凍サイクルを構成していてもよい。
【０１１７】
（５）上述の各実施形態では、本発明の冷凍サイクル装置をヒートポンプ式給湯機１００に適用した例を説明したが、本発明の適用はこれに限定されず、低圧冷媒が吸熱した熱量を高圧冷媒に放熱させる冷凍サイクル装置に広く適用可能である。例えば、室内空気を加熱する室内暖房装置、ヒートポンプ式床暖房装置等にも適用できる。
【符号の説明】
【０１１８】
１３      ヒートポンプサイクル
１４      圧縮機
１５      水−冷媒熱交換器
１７      エジェクタ
１７ａ    ノズル部
１８      電気式膨張弁
１９      蒸発器
１９ｂ    流出側蒸発器
１９ｃ    吸引側蒸発器
２１ａ    可変絞り制御手段
【図１】
2011247547.tif 000003
【図２】
2011247547.tif 000004
【図３】
2011247547.tif 000005
【図４】
2011247547.tif 000006
【図５】
2011247547.tif 000007