(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
圧縮機と、
四方弁と、
第一の熱交換器と、
開度を調節可能な第一の膨張部と、
被温度調節配管が接続される第二の熱交換器と、
気液分離器と、
前記圧縮機、前記四方弁、前記第一の熱交換器、前記第一の膨張部、前記第二の熱交換器、前記気液分離器を順次接続していて、内部に冷媒が収容されている主配管と、
前記圧縮機の吸入口における前記冷媒の圧力を検出する吸入圧力センサと、
前記圧縮機の吐出口における前記冷媒の圧力を検出する吐出圧力センサと、
前記主配管における前記四方弁と前記気液分離器とを接続している部分に設けられた第一の温度センサと、
前記主配管における前記第一の膨張部と前記第二の熱交換器とを接続している部分に設けられた第二の温度センサと、
前記第一の熱交換器の周囲に空気の流れを生じさせる送風機と、
前記圧縮機、前記四方弁、前記第一の膨張部、及び前記送風機を制御する制御部と、
を備え、
前記第二の熱交換器の内容積は、前記第一の熱交換器の内容積の２分の１以下であり、
前記制御部は、
前記吸入圧力センサが検出した圧力に対する前記冷媒の飽和温度である低圧飽和温度を算出し、
前記吐出圧力センサが検出した圧力に対する前記冷媒の飽和温度である高圧飽和温度を算出し、
前記四方弁を切替えて、前記第一の熱交換器を凝縮器として機能させ、前記第二の熱交換器を蒸発器として機能させる冷却運転時には、前記第一の温度センサが検出する前記冷媒の温度と前記低圧飽和温度との差である過熱度が、予め定められた目標過熱度になるように前記第一の膨張部の開度を調節し、
前記四方弁を切替えて、前記第一の熱交換器を蒸発器として機能させ、前記第二の熱交換器を凝縮器として機能させる加熱運転時には、前記高圧飽和温度と前記第二の温度センサが検出する前記冷媒の温度との差である過冷却度が、予め定められた目標過冷却度になるように前記第一の膨張部の開度を調節し、
前記第一の熱交換器及び前記第一の膨張部を複数備え、
前記主配管は、
前記第一の熱交換器及び前記第一の膨張部が設けられた複数の分岐配管と、
並列に配置された複数の前記分岐配管を接続する本配管と、
を有し、
それぞれの前記第一の膨張部は、前記分岐配管において前記第一の熱交換器よりも前記第二の熱交換器側に設けられ、
前記送風機は、前記空気の流れの速度を所定の範囲で調節可能であり、
前記制御部は、
前記加熱運転時において、前記送風機の前記空気の流れの速度を前記所定の範囲の下限値まで低下させても、前記吸入圧力センサが検出した圧力が予め定められた圧力閾値を超えるときに、
複数の前記第一の膨張部のうち、一部の前記第一の膨張部の開度が小さくなるように調節して前記吸入圧力センサが検出する圧力が前記圧力閾値以下になるようにし、
残部の前記第一の膨張部の開度を調節して、前記過冷却度が前記目標過冷却度になるようにする冷凍サイクル装置。
【請求項２】
前記第一の熱交換器及び前記第一の膨張部を複数備え、
前記主配管は、
前記第一の熱交換器及び前記第一の膨張部が設けられた複数の分岐配管と、
並列に配置された複数の前記分岐配管を接続する本配管と、
を有し、
それぞれの前記第一の膨張部は、前記分岐配管において前記第一の熱交換器よりも前記第二の熱交換器側に設けられ、
それぞれの前記分岐配管における前記第一の熱交換器と前記第一の膨張部との間に設けられた第三の温度センサと、
それぞれの前記分岐配管における前記第一の熱交換器よりも前記四方弁側に設けられた第四の温度センサと、
を備え、
前記制御部は、
前記冷却運転時には、前記高圧飽和温度と前記第三の温度センサが検出する前記冷媒の温度との差である個別過冷却度が互いに略同等となるように、複数の前記第一の膨張部の開度を調節し、
前記加熱運転時には、前記第四の温度センサが検出する前記冷媒の温度と前記低圧飽和温度との差である個別過熱度が互いに略同等となるように、複数の前記第一の膨張部の開度を調節する請求項１に記載の冷凍サイクル装置。
【請求項３】
外気の温度を検出する外気温度センサと、
前記被温度調節配管における前記第二の熱交換器よりも、前記被温度調節配管内に収容された流体が流れる下流側に設けられた出口流体温度センサと、
前記第二の熱交換器により冷却又は加熱される前記流体の目標温度を入力するための入力部と、
を備え、
前記制御部は、
前記出口流体温度センサが検出する前記流体の温度が前記目標温度になるように前記第一の膨張部を制御し、
前記外気温度センサが検出する温度、及び、前記出口流体温度センサが検出する前記流体の温度に基づいて設定される複数の目標過冷却度候補値を記憶し、
前記加熱運転時に、複数の前記目標過冷却度候補値のうち、前記外気温度センサが検出する温度、及び、前記出口流体温度センサが検出する前記流体の温度に基づいた前記目標過冷却度候補値を前記目標過冷却度に設定する請求項１又は２に記載の冷凍サイクル装置。
【請求項４】
前記主配管における前記第一の膨張部と前記第二の熱交換器とを接続している部分と、前記主配管における前記気液分離器と前記圧縮機とを接続している部分と、にそれぞれ端部が接続されている接続配管と、
前記主配管における前記第一の膨張部と前記第二の熱交換器とを接続している部分と前記接続配管とを熱交換させる補助熱交換器と、
前記接続配管における前記補助熱交換器よりも上流側に設けられ、開度を調節することで前記接続配管中を流れる前記冷媒の流量を調節可能な第二の膨張部と、
前記主配管における前記気液分離器と前記圧縮機との間の前記接続配管が接続されている部分と前記圧縮機との間に設けられた第五の温度センサと、
を備え、
前記第二の膨張部は前記制御部に制御され、
前記制御部は、
前記冷却運転時には、前記第二の膨張部を閉じ、
前記加熱運転時には、前記第五の温度センサが検出する前記冷媒の温度が前記低圧飽和温度を超えるように前記第二の膨張部の開度を調節する請求項１から３のいずれか一項に記載の冷凍サイクル装置。
【請求項５】
前記主配管における前記第一の膨張部と前記第二の熱交換器とを接続している部分と、前記主配管における前記気液分離器と前記圧縮機とを接続している部分と、にそれぞれ端部が接続されている接続配管と、
前記主配管における前記第一の膨張部と前記第二の熱交換器とを接続している部分と前記接続配管とを熱交換させる補助熱交換器と、
前記接続配管における前記補助熱交換器よりも上流側に設けられ、開度を調節することで前記接続配管中を流れる前記冷媒の流量を調節可能な第二の膨張部と、
前記圧縮機から吐出される前記冷媒の温度を検出する吐出温度センサと、
を備え、
前記第二の膨張部は前記制御部に制御され、
前記制御部は、前記吐出温度センサが検出する前記冷媒の温度が予め定められた温度閾値以下になるように前記第二の膨張部の開度を調節して、前記圧縮機内に液相の前記冷媒を吸入させる請求項１から４のいずれか一項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】
本発明の実施形態は、冷凍サイクル装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、四方弁により冷却運転と加熱運転とを切替え可能な冷凍サイクル装置が知られている。この冷凍サイクル装置において、例えば第二の熱交換器の内容積が第一の熱交換器の内容積よりもかなり小さい場合がある。この冷凍サイクル装置を第二の熱交換器を凝縮器として機能させる加熱運転時には、第二の熱交換器内に冷媒が収容される充分な内容積がないため、冷媒の高圧側の圧力が高くなる。このため、両熱交換器を接続する主配管にレシーバ（受液器）を設けて、加熱運転時には、余った冷媒をレシーバ内に収容している。
【０００３】
しかしながら、冷凍サイクル装置がレシーバを備えると、冷凍サイクル装置を構成する部品点数が増えて、冷凍サイクル装置が大型化するとともに、製造に要するコストが増加する。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特公平０６−７０５１５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
本発明が解決しようとする課題は、レシーバを備えずに加熱運転時に冷媒の高圧側の圧力が高くなるのを抑えた冷凍サイクル装置を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
実施形態の冷凍サイクル装置は、圧縮機と、四方弁と、第一の熱交換器と、第一の膨張部と、第二の熱交換器と、気液分離器と、主配管と、吸入圧力センサと、吐出圧力センサと、第一の温度センサと、第二の温度センサと、送風機と、制御部と、を持つ。前記第一の膨張部は、開度を調節可能である。前記第二の熱交換器は、被温度調節配管が接続される。前記主配管は、前記圧縮機、前記四方弁、前記第一の熱交換器、前記第一の膨張部、前記第二の熱交換器、前記気液分離器を順次接続している。前記主配管は、内部に冷媒が収容されている。前記吸入圧力センサは、前記圧縮機の吸入口における前記冷媒の圧力を検出する。前記吐出圧力センサは、前記圧縮機の吐出口における前記冷媒の圧力を検出する。前記第一の温度センサは、前記主配管における前記四方弁と前記気液分離器とを接続している部分に設けられている。前記第二の温度センサは、前記主配管における前記第一の膨張部と前記第二の熱交換器とを接続している部分に設けられている。前記送風機は、前記第一の熱交換器の周囲に空気の流れを生じさせる。前記制御部は、前記圧縮機、前記四方弁、前記第一の膨張部、及び前記送風機を制御する。前記第二の熱交換器の内容積は、前記第一の熱交換器の内容積の２分の１以下である。前記制御部は、前記吸入圧力センサが検出した圧力に対する前記冷媒の飽和温度である低圧飽和温度を算出する。前記制御部は、前記吐出圧力センサが検出した圧力に対する前記冷媒の飽和温度である高圧飽和温度を算出する。前記制御部は、前記四方弁を切替えて、前記第一の熱交換器を凝縮器として機能させ、前記第二の熱交換器を蒸発器として機能させる冷却運転時には、前記第一の温度センサが検出する前記冷媒の温度と前記低圧飽和温度との差である過熱度が、予め定められた目標過熱度になるように前記第一の膨張部の開度を調節する。前記制御部は、前記四方弁を切替えて、前記第一の熱交換器を蒸発器として機能させ、前記第二の熱交換器を凝縮器として機能させる加熱運転時には、前記高圧飽和温度と前記第二の温度センサが検出する前記冷媒の温度との差である過冷却度が、予め定められた目標過冷却度になるように前記第一の膨張部の開度を調節する。前記第一の熱交換器及び前記第一の膨張部を複数持つ。前記主配管は、複数の分岐配管と、本配管と、を持つ。複数の分岐配管は、前記第一の熱交換器及び前記第一の膨張部が設けられている。本配管は、並列に配置された複数の前記分岐配管を接続する。それぞれの前記第一の膨張部は、前記分岐配管において前記第一の熱交換器よりも前記第二の熱交換器側に設けられている。前記送風機は、前記空気の流れの速度を所定の範囲で調節可能である。前記制御部は、前記加熱運転時において、前記送風機の前記空気の流れの速度を前記所定の範囲の下限値まで低下させても、前記吸入圧力センサが検出した圧力が予め定められた圧力閾値を超えるときに、複数の前記第一の膨張部のうち、一部の前記第一の膨張部の開度が小さくなるように調節して前記吸入圧力センサが検出する圧力が前記圧力閾値以下になるようにする。複数の前記第一の膨張部のうち、残部の前記第一の膨張部の開度を調節して、前記過冷却度が前記目標過冷却度になるようにする。
【図面の簡単な説明】
【０００７】
【図１】第１の実施形態の冷凍サイクル装置を示す概略構成図。
【図２】同冷凍サイクル装置のモリエル線図。
【図３】第２の実施形態の冷凍サイクル装置を示す概略構成図。
【図４】第３の実施形態の冷凍サイクル装置を示す概略構成図。
【図５】第４の実施形態の冷凍サイクル装置を示す概略構成図。
【図６】第４の実施形態の冷凍サイクル装置の変形例の要部を示す概略構成図。
【図７】同冷凍サイクル装置の加熱運転時のモリエル線図。
【図８】同冷凍サイクル装置の第二のＰＭＶの開度に対する、（Ａ）接続配管温度センサが設けられた位置での加熱度、乾き度の変化を示し、（Ｂ）第五の温度センサが設けられた位置での加熱度、乾き度の変化を示す図。
【図９】第５の実施形態の冷凍サイクル装置を示す概略構成図。
【図１０】第６の実施形態の冷凍サイクル装置の変形例の要部の断面図。
【図１１】第７の実施形態の冷凍サイクル装置を示す概略構成図。
【図１２】同冷凍サイクル装置の要部の断面図。
【発明を実施するための形態】
【０００８】
以下、実施形態の冷凍サイクル装置を、図面を参照して説明する。
【０００９】
（第１の実施形態）
図１に示すように、本実施形態の冷凍サイクル装置１は、圧縮機１１と、四方弁１２と、空気熱交換器（第一の熱交換器）１３と、第一のＰＭＶ（Pulse Motor Valve、第一の膨張部）１４と、水熱交換器（第二の熱交換器）１５と、アキュムレータ（気液分離器）１６と、主配管１７と、吸入圧力センサ１８と、吐出圧力センサ１９と、第一の温度センサ２０と、第二の温度センサ２１と、送風機２２と、制御部２３と、を備えている。
【００１０】
圧縮機１１は、公知のインバータ制御により運転周波数を変更することができる。圧縮機１１の吸入口１１ａ及び吐出口１１ｂには、主配管１７が接続されている。圧縮機１１は、後述する冷凍機油が溶け込んだ冷媒Ｒ（以下、冷媒Ｒ等と称する）を吸入口１１ａから吸入し、この冷媒Ｒ等を圧縮して吐出口１１ｂから吐出する。
なお、圧縮機１１として運転周波数を変更できないものを用いてもよい。
四方弁１２は、主配管１７内を流れる冷媒Ｒ等の向きを切替える。
空気熱交換器１３は、例えばフィンチューブ式の熱交換器である。空気熱交換器１３は、図示はしないが、ディストリビュータ（分配器）を介して各パスへ分流している。空気熱交換器１３は、空気と冷媒Ｒ等とを熱交換させる。
【００１１】
第一のＰＭＶ１４は、開度を調節可能なものである。例えば、第一のＰＭＶ１４は、図示はしないが、貫通孔が形成された弁本体と、貫通孔に対して進退可能なニードルとを有している。貫通孔をニードルで塞いだときに、第一のＰＭＶ１４に冷媒Ｒ等が流れなくなる。このとき、第一のＰＭＶ１４は（完全に）閉じた状態になり、第一のＰＭＶ１４の開度は最も小さくなる。
一方で、貫通孔からニードルが最も離間したときに、第一のＰＭＶ１４に冷媒Ｒ等が最も流れやすくなる。このとき、第一のＰＭＶ１４は（完全に）開いた状態になり、第一のＰＭＶ１４の開度は最も大きくなる。
【００１２】
例えば、水熱交換器１５は、プレート式の熱交換器である。水熱交換器１５の内容積は、空気熱交換器１３の内容積の２分の１以下である。水熱交換器１５には、水配管（被温度調節配管）１０１が接続される。水配管１０１には、送水ポンプ（流体搬送ポンプ）１０２が設けられている。水配管１０１内には、図示しない水（流体）が収容されている。
水配管１０１における水熱交換器１５が設けられた部分よりも水が流れる上流側には、入口水温度センサ１０４が取付けられている。水配管１０１における水熱交換器１５が設けられた部分よりも下流側には、出口水温度センサ（出口流体温度センサ）１０５が取付けられている。
水温度センサ１０４、１０５は、制御部２３に接続され、検出した温度を制御部２３に送信する。
【００１３】
アキュムレータ１６は、球殻状のケース２６と、ケース２６の上部に取付けられた流入管２７及び流出管２８とを有している。流入管２７の下端部は、ケース２６内における、冷凍サイクル装置１の後述する加熱運転時にケース２６内に溜まる冷媒Ｒ等の液面Ｌ１よりも上方に配置されている。なお、特に説明をしていないときには、液面Ｌ１は加熱運転時の安定期における液面を意味する。
流出管２８は、下方に向かって凸となるように湾曲したＵ字形に形成されている。流出管２８の一端部は、前述の液面Ｌ１よりも上方に配置されている。流出管２８に形成された油戻し孔２８ａは、前述の液面Ｌ１よりも下方に配置されている。
流入管２７の上端部、及び、流出管２８の他端部は、主配管１７に接続されている。
【００１４】
主配管１７は、銅管等で形成されている。主配管１７は、圧縮機１１、四方弁１２、空気熱交換器１３、第一のＰＭＶ１４、水熱交換器１５、及びアキュムレータ１６を順次接続している。主配管１７の内部に冷媒Ｒ等が収容されている。冷媒としては、Ｒ４１０Ａ等を用いることができる。冷凍機油としては、例えばポリオールエステル系の冷凍機油等を用いることができる。
吸入圧力センサ１８及び吐出圧力センサ１９としては、公知の半導体圧力センサを用いることができる。吸入圧力センサ１８は、圧縮機１１の吸入口１１ａにおける冷媒Ｒ等の圧力を検出する。吐出圧力センサ１９は、圧縮機１１の吐出口１１ｂにおける冷媒Ｒ等の圧力を検出する。圧力センサ１８、１９は、制御部２３に接続され、検出した圧力を制御部２３に送信する。
【００１５】
なお、吸入圧力センサ１８を設ける位置は図１に示す位置に限定されず、例えば熱交換器１３、１５のうち蒸発器として機能する熱交換器の冷媒Ｒ等の出口等のように、同等の圧力を検出できる位置に設けてもよい。吐出圧力センサ１９を設ける位置についても、同様に、例えば熱交換器１３、１５のうち凝縮器として機能する熱交換器の冷媒Ｒ等の出口等に設けてもよい。
【００１６】
第一の温度センサ２０及び第二の温度センサ２１としては、公知の接触式の温度センサを用いることができる。第一の温度センサ２０は、主配管１７における四方弁１２とアキュムレータ１６とを接続している部分に設けられている。第一の温度センサ２０は、この部分内に収容された冷媒Ｒ等の温度を検出する。第二の温度センサ２１は、主配管１７における第一のＰＭＶ１４と水熱交換器１５とを接続している部分に設けられている。第二の温度センサ２１は、この部分内に収容された冷媒Ｒ等の温度を検出する。温度センサ２０、２１は、制御部２３に接続され、検出した温度を制御部２３に送信する。
【００１７】
なお、温度センサ２０、２１を設ける位置は、図１に示す位置に限定されない。例えば、第一の温度センサ２０は、主配管１７におけるアキュムレータ１６と圧縮機１１とを接続している部分に設けてもよい。
また、１つの空気熱交換器１３に対して１つの第一のＰＭＶ１４を用いているが、１つの空気熱交換器１３に対して容量の小さいＰＭＶを２つ並列で使用して、１つの空気熱交換器１３に対して２つのＰＭＶを用いてもよい。
【００１８】
送風機２２としては、例えば吸込み型の軸流ファンが用いられる。送風機２２は、空気熱交換器１３の周囲に空気の流れを生じさせる。
圧縮機１１、四方弁１２、第一のＰＭＶ１４、及び送風機２２は制御部２３に接続され、制御部２３に制御される。
なお、本冷凍サイクル装置１は主配管１７にレシーバを備えない。
【００１９】
制御部２３は、図示はしないが演算回路、メモリ等を有している。メモリには、演算回路を制御する制御プログラム、冷媒Ｒの圧力に対する冷媒Ｒの飽和温度のグラフ、予め定められた目標過熱度及び目標過冷却度等が記憶されている。目標過熱度は、例えば３Ｋ（ケルビン）から５Ｋに設定される。目標過冷却度は、３Ｋ以上１２Ｋ以下程度の範囲内で任意に決めることができる。目標過冷却度を３Ｋ以上にするのはフラッシュを防止するためであり、１２Ｋ以下にするのは高圧が過剰に上昇することによるＣＯＰ（成績係数）低下を防止するためである。
制御部２３の演算回路は、圧力センサ１８、１９及び温度センサ２０、２１の検出結果に基づいて第一のＰＭＶ１４の開度等を制御する。
【００２０】
図２に、冷媒Ｒのモリエル線図を示す。図２の横軸は冷媒Ｒの比エンタルピーを表し、縦軸は冷媒Ｒの圧力を表す。線Ｌ６は飽和液線を表し、線Ｌ７は飽和蒸気線を表す。線Ｌ８は、等温線を表す。状態Ｓ１は、圧縮機１１の吸入口１１ａにおける冷媒Ｒの状態を表す。同様に、状態Ｓ２は圧縮機１１の吐出口１１ｂ、状態Ｓ３は第一のＰＭＶ１４の入口、状態Ｓ４は第一のＰＭＶ１４の出口における冷媒Ｒの状態をそれぞれ表す。
演算回路は、メモリから読み出したグラフ、及び吸入圧力センサ１８が検出した圧力Ｐ１に基づいて、吸入圧力センサ１８が検出した圧力Ｐ１に対する冷媒Ｒの飽和温度である低圧飽和温度Ｔ１を算出する。メモリから読み出したグラフ、及び吐出圧力センサ１９が検出した圧力Ｐ２に基づいて、吐出圧力センサ１９が検出した圧力Ｐ２に対する冷媒Ｒの飽和温度である高圧飽和温度Ｔ２を算出する。
【００２１】
なお、冷凍サイクル装置１には、入口水温度センサ１０４及び出口水温度センサ１０５は備えられなくてもよい。
【００２２】
次に、以上のように構成された本冷凍サイクル装置１の作用について説明する。
制御部２３は、圧縮機１１を駆動させるとともに四方弁１２を切替え、送風機２２を運転させる。これにより、圧縮機１１、四方弁１２、空気熱交換器１３、第一のＰＭＶ１４、水熱交換器１５、アキュムレータ１６の順で冷媒Ｒ等を流す。空気熱交換器１３で冷媒Ｒを凝縮させ、空気熱交換器１３を凝縮器として機能させる。水熱交換器１５で冷媒Ｒを蒸発させ、水熱交換器１５を蒸発器として機能させる。こうして、冷凍サイクル装置１を冷却運転にする。
送水ポンプ１０２を駆動させて水配管１０１内に水を流すと、水熱交換器１５により水が冷却される。
【００２３】
制御部２３は、冷却運転時には、第一の温度センサ２０が検出する冷媒Ｒの温度Ｔ４（図２参照）と低圧飽和温度Ｔ１との差である過熱度（Super Heat）が目標過熱度になるように、第一のＰＭＶ１４の開度を調節する（以下、ＳＨ制御とも称する）。具体的には、過熱度が目標過熱度よりも小さいときには、第一のＰＭＶ１４の開度を小さくする。一方で、過熱度が目標過熱度よりも大きいときには、第一のＰＭＶ１４の開度を大きくする。
過熱度が目標過熱度になるように制御することで、蒸発器として機能する水熱交換器１５の出口における冷媒Ｒは乾いている。内容積が比較的大きい空気熱交換器１３が凝縮器として機能していることで、アキュムレータ１６内には液相の冷媒Ｒがない場合が多い。
【００２４】
ＳＨ制御の精度を上げるためには、本来低圧飽和温度Ｔ１の計算に用いたい水熱交換器１５内の冷媒Ｒの圧力に対して、圧縮機１１の吸入口１１ａにおける冷媒Ｒの圧力を計算に用いているため、その圧力差（圧力損失）を補正して低圧飽和温度Ｔ１を算出してもよい。具体的には、水熱交換器１５の出口から圧縮機１１の吸入口１１ａまでの圧力損失を制御部２３にて算出させて、水熱交換器１５の出口における冷媒Ｒの圧力を推定させる。そして、推定した圧力に対する低圧飽和温度Ｔ１から過熱度を求めてもよい。高圧飽和温度Ｔ２についても同様である。
圧力損失の推定に使用可能なパラメータとしては、圧縮機１１の吐出圧力、吸入圧力、及び圧縮機１１の運転周波数等を用いることができる。
【００２５】
なお、この冷却運転における制御に対して送風機２２を運転させないことで、冷凍サイクル装置１を除霜運転にする制御になる。
【００２６】
また、制御部２３は、圧縮機１１を駆動させるとともに四方弁１２を切替え、送風機２２を運転させる。これにより、圧縮機１１、四方弁１２、水熱交換器１５、第一のＰＭＶ１４、空気熱交換器１３、アキュムレータ１６の順で冷媒Ｒ等を流す。水熱交換器１５で冷媒Ｒを凝縮させ、水熱交換器１５を凝縮器として機能させる。空気熱交換器１３で冷媒Ｒを蒸発させ、空気熱交換器１３を蒸発器として機能させる。こうして、冷凍サイクル装置１を加熱運転にする。
送水ポンプ１０２を駆動させて水配管１０１内に水を流すと、水熱交換器１５により水が加熱される。
【００２７】
制御部２３は、加熱運転時には、高圧飽和温度Ｔ２と第二の温度センサ２１が検出する冷媒Ｒの温度Ｔ５との差である過冷却度（Sub Cool）が目標過冷却度になるように、第一のＰＭＶ１４の開度を調節する（以下、ＳＣ制御とも称する）。
具体的には、過冷却度が目標過冷却度よりも大きいときには、第一のＰＭＶ１４の開度を大きくする。このとき、凝縮器として機能する水熱交換器１５から四方弁１２を経由してアキュムレータ１６に戻ってくる液相の冷媒Ｒの流量は増加する。すなわち、蒸発器として機能する空気熱交換器１３の出口における冷媒Ｒは二相域となる。アキュムレータ１６内に気相だけでなく液相の冷媒Ｒが収容される。
【００２８】
しかし、アキュムレータ１６から流出する液相の冷媒Ｒの流量は、アキュムレータ１６の油戻し孔２８ａのサイズ、液面Ｌ１、及び圧縮機１１の運転周波数等には依存するものの、急激には変化しない。このため、アキュムレータ１６の液面Ｌ１は徐々に高くなる。これに伴い、過冷却度は徐々に低下して目標過冷却度に近づいていく。
第一のＰＭＶ１４の開度は、維持又は小さくなるように制御され、最終的には、過冷却度が目標過冷却度に制御される開度に収束する。この時、アキュムレータ１６に流入する液相の冷媒Ｒの流量と、アキュムレータ１６から流出する液相の冷媒Ｒの流量がバランスしている。
【００２９】
水熱交換器１５の出口の過冷却度が低下して目標過冷却度を下回ると、制御部２３は、第一のＰＭＶ１４の開度を小さくする。このとき、水熱交換器１５から四方弁１２を経由してアキュムレータ１６に戻ってくる液相の冷媒Ｒの流量は減少する。しかし、アキュムレータ１６から流出する液相の冷媒Ｒの流量は、アキュムレータ１６の油戻し孔２８ａのサイズ、液面Ｌ１の高さ、及び圧縮機１１の運転周波数等には依存するものの急激には変化しない。このため、アキュムレータ１６の液面Ｌ１は徐々に低くなる。
これに伴い、過冷却度は徐々に増加して目標過冷却度に近づいていくので、第一のＰＭＶ１４の開度は、維持又は大きくなるように制御され、最終的には過冷却度が目標過冷却度に収束する。この時、アキュムレータ１６に流入する液相の冷媒Ｒの流量と、アキュムレータ１６から流出する液相の冷媒Ｒの流量がバランスしている。
【００３０】
ここで、実際の制御においては、制御の安定性を確保するため、目標過冷却度に対してディファレンシャルを確保するのは言うまでもない。
【００３１】
また、空気熱交換器１３では、パス間の分流均一化を図るために、各パスの入口側に圧損調整用のキャピラリを挿入する等の対策をしている場合がある。しかし、全ての運転条件で完全にパス出口の冷媒Ｒの乾き度を均一化することは困難である。そのため、例えば加熱運転時にＳＨ制御をした場合には、蒸発器として機能する空気熱交換器１３の出口よりもかなり手前で冷媒Ｒの蒸発が完了している過熱度が大きいパスと、空気熱交換器１３の出口よりもわずかに手前で蒸発が完了している過熱度が小さいパスと、空気熱交換器１３の出口で冷媒Ｒが湿って液相の冷媒Ｒとなるパスとが混在していることが多い。
一般的には、蒸発器の出口の過熱度は０〜１Ｋ程度、つまり、乾き度１をわずかに上回る程度とするのが最も性能が良いといわれている。しかし、これは各パスの出口における乾き度が均一に調整されている場合の話である。各パスの出口における乾き度が不均一な空気熱交換器においては、出口の平均過熱度を０〜１Ｋ程度に設定しても蒸発器の性能を１００％使い切っているとは言い難く、着霜の不均一さを招く要因にもなっていた。
【００３２】
これに対して、本実施形態のように加熱運転時にＳＣ制御とした場合、蒸発器として機能する空気熱交換器１３の出口の乾き度を平均で１未満とする。このとき、空気熱交換器１３末端まで蒸発過程として使用できるパスが増加することによる性能向上分と、最も熱伝達率が高い蒸発完了部分を使えなくなるパスが増加することによる性能低下分とを考慮すると、空気熱交換器１３の出口の平均乾き度が０．９５〜１．００の範囲であれは、蒸発器の性能を維持・向上することが可能となる。同時に、低圧圧力の上昇により空気熱交換器１３に着霜しにくくなり、着霜した場合には均一な着霜状態を得ることができるようになる。空気熱交換器１３の出口の平均乾き度を０．９５〜１．００の範囲とするために重要となるのは、アキュムレータ１６からの液相の冷媒Ｒの流量であり、つまりは、油戻し孔２８ａの設計である。
【００３３】
また、空気熱交換器１３と第一のＰＭＶ１４との間にレシーバがあると、高圧のレシーバの内部にある気相の冷媒Ｒによって液管ラインの内圧が抜けてしまう。この現象は、自動車のブレーキ用油圧ラインのペーパーロック現象と同一である。このため、過冷却度を１〜２Ｋ程度までしか上昇させられないという課題があった。
しかし、冷凍サイクル装置１がレシーバを備えないことと、第一のＰＭＶ１４の開度の調節により、任意の過冷却度値まで上昇できるようになり、加熱運転時のＣＯＰを増加できるようになる。
【００３４】
以上説明したように、本実施形態の冷凍サイクル装置１によれば、加熱運転時にはアキュムレータ１６内に液相の冷媒Ｒが収容されるため、冷媒Ｒの高圧側の圧力が高くなるのを抑えることができる。
【００３５】
（第２の実施形態）
次に、第２の実施形態について図３を参照しながら説明するが、前記実施形態と同一の部位には同一の符号を付してその説明は省略し、異なる点についてのみ説明する。
図３に示すように、本実施形態の冷凍サイクル装置２は、第１の実施形態の冷凍サイクル装置１の主配管１７に代えて、主配管３１、第三の温度センサ３２Ａ、３２Ｂ、及び第四の温度センサ３３Ａ、３３Ｂを備え、空気熱交換器１３Ａ、１３Ｂ及び第一のＰＭＶ１４Ａ、１４Ｂをそれぞれ２つ備えている。空気熱交換器１３Ａ、１３Ｂは前述の空気熱交換器１３と同様に構成され、第一のＰＭＶ１４Ａ、１４Ｂは前述の第一のＰＭＶ１４と同様に構成されている。空気熱交換器１３Ａと空気熱交換器１３Ｂとは、構成が異なっていてもよい。
【００３６】
主配管３１は、空気熱交換器１３Ａ、１３Ｂ及び第一のＰＭＶ１４Ａ、１４Ｂが設けられた２本の分岐配管３５Ａ、３５Ｂと、並列に配置された複数の分岐配管３５Ａ、３５Ｂの端部を接続する本配管３６と、を有している。なお、分岐配管３５Ｂ、第四の温度センサ３３Ｂ、空気熱交換器１３Ｂ、第三の温度センサ３２Ｂ、及び第一のＰＭＶ１４Ｂの構成は、分岐配管３５Ａ、第四の温度センサ３３Ａ、空気熱交換器１３Ａ、第三の温度センサ３２Ａ、及び第一のＰＭＶ１４Ａとほぼ同一なので、説明を省略する。
第一のＰＭＶ１４Ａは、分岐配管３５Ａにおいて空気熱交換器１３Ａよりも水熱交換器１５側に設けられている。
第三の温度センサ３２Ａは、第一の温度センサ２０と同様に構成されている。第三の温度センサ３２Ａは、分岐配管３５Ａにおける空気熱交換器１３Ａと第一のＰＭＶ１４Ａとの間に設けられている。第四の温度センサ３３Ａは、分岐配管３５Ａにおける空気熱交換器１３Ａよりも四方弁１２側に設けられている。
すなわち、分岐配管３５Ａには四方弁１２側から順に第四の温度センサ３３Ａ、空気熱交換器１３Ａ、第三の温度センサ３２Ａ、及び第一のＰＭＶ１４Ａが設けられている。
【００３７】
次に、以上のように構成された本冷凍サイクル装置２の作用について説明する。
制御部２３は、冷却運転及び除霜運転時には、第一の温度センサ２０の温度Ｔ４と低圧飽和温度Ｔ１との差である過熱度が目標過熱度になるとともに、高圧飽和温度Ｔ２と第三の温度センサ３２Ａ、３２Ｂが検出する冷媒Ｒの温度との差である個別過冷却度（過冷却度）が互いに略同等となるように、第一のＰＭＶ１４Ａ、１４Ｂの開度を調節する。
ここで言う個別過冷却度が互いに略同等とは、例えば、複数の個別過冷却度のうち最大値と最小値との差が２℃以内であることを意味する。すなわち、高圧飽和温度Ｔ２と第三の温度センサ３２Ａの温度との差である個別過冷却度と、高圧飽和温度Ｔ２と第三の温度センサ３２Ｂの温度との差である個別過冷却度と、の差が２℃以内となるように、第一のＰＭＶ１４Ａ、１４Ｂの開度を調節する。
また、第一のＰＭＶ１４Ａ、１４Ｂの開度をまとめた合算開度を規定する。第一のＰＭＶ１４Ａ、１４Ｂ全体としての開度が大きくなれば合算開度が大きくなり、第一のＰＭＶ１４Ａ、１４Ｂ全体としての開度が小さくなれば合算開度が小さくなる。
【００３８】
凝縮器として機能する各空気熱交換器１３Ａ、１３Ｂの出口の個別過冷却度が大きく異なっているときに、制御部２３が合算開度を大きくして個別過冷却度を調節する場合と、合算開度を小さくして調節する場合と、合算開度を維持しつつ調節する場合とがある。以下では、それぞれの場合について説明する。
制御部２３が合算開度を大きくする場合には、個別過冷却度が大きい方の空気熱交換器の第一のＰＭＶの開度増分比率（開度を大きくする比率）を大きくし、個別過冷却度が小さい方の空気熱交換器の第一のＰＭＶの開度増分比率を小さくして、各空気熱交換器１３Ａ、１３Ｂの出口の個別過冷却度が互いに略同等となるように調節する。
制御部２３が合算開度を小さくして調節する場合には、個別過冷却度が小さい方の空気熱交換器の第一のＰＭＶの開度減少比率（開度を小さくする比率）を大きくし、個別過冷却度が大きい方の空気熱交換器の第一のＰＭＶの開度減少比率を小さくして、各空気熱交換器１３Ａ、１３Ｂの出口の個別過冷却度が互いに略同等となるように調節する。
【００３９】
制御部２３が合算開度を維持しつつ調節する場合には、個別過冷却度が大きい方の空気熱交換器の第一のＰＭＶの開度を大きくし、個別過冷却度が小さい方の空気熱交換器の第一のＰＭＶの開度を小さくして、各空気熱交換器１３Ａ、１３Ｂの出口の個別過冷却度が互いに略同等となるように調節する。
このとき、各第一のＰＭＶの開度を変化させる比率を、空気熱交換器の内容積や空気熱交換器の周囲に流れる空気の流速等に応じた特定の比率にすることが好ましい。
【００４０】
この場合、空気熱交換器１３Ａ、１３Ｂの出口の個別過冷却度を互いに略同等にすることが比較的重要であり、個別過冷却度の値の精度は比較的重要ではない。このため、吐出圧力センサ１９が検出した圧力に基づいて算出した高圧飽和温度Ｔ２を用いても問題は無い。しかし、前述のように圧力損失を考慮して高圧飽和温度Ｔ２を算出してもよい。
【００４１】
一方で、制御部２３は、加熱運転時には、高圧飽和温度Ｔ２と第二の温度センサ２１の温度Ｔ５との差である過冷却度が目標過冷却度になるとともに、第四の温度センサ３３Ａ、３３Ｂが検出する冷媒Ｒの温度と低圧飽和温度Ｔ１との差である個別過熱度（過熱度）が互いに略同等となるように、第一のＰＭＶ１４Ａ、１４Ｂの開度を調節する。
ここで言う個別過熱度が互いに略同等とは、例えば、複数の個別過熱度のうち最大値と最小値との差が２℃以内であることを意味する。すなわち、第四の温度センサ３３Ａの温度と低圧飽和温度Ｔ１との差である個別過熱度と、第四の温度センサ３３Ｂの温度と低圧飽和温度Ｔ１との差である個別過熱度と、の差が２℃以内となるように、第一のＰＭＶ１４Ａ、１４Ｂの開度を調節する。
【００４２】
仮に、蒸発器として機能する空気熱交換器１３Ａ、１３Ｂの出口の乾き度が全て１以下となっていれば、個別過熱度は、全て、第四の温度センサ３３Ａ、３３Ｂの取付け部から吸入圧力センサ１８の取付け部に至るまでの冷媒Ｒの圧力損失が加味されているため、ほぼ同等のはずである。しかし、特定の空気熱交換器の出口だけが乾いている場合には、その空気熱交換器の出口の個別過熱度のみが大きな値を示すことになる。
したがって、算出した低圧飽和温度Ｔ１との差や、他の空気熱交換器の出口の個別過熱度と比較することによって、特定の空気熱交換器の出口のみが乾いていることを検出することができる。
【００４３】
制御部２３が合算開度を大きくする場合には、出口が乾いている空気熱交換器の第一のＰＭＶの開度増分比率を大きくして、乾いていた出口が湿りになり、個別過熱度が互いに略同等となるように、第一のＰＭＶ１４Ａ、１４Ｂの開度を調節する。
制御部２３が合算開度を小さくする場合には、出口が乾いている空気熱交換器以外の第一のＰＭＶの開度減少比率を大きくして、乾いていた出口が湿りになり、個別過熱度が互いに略同等となるように、第一のＰＭＶ１４Ａ、１４Ｂの開度を調節する。
制御部２３が合算開度を維持しつつ調節する場合には、出口が乾いている空気熱交換器の第一のＰＭＶの開度を大きくし、出口が湿っている空気熱交換器の第一のＰＭＶの開度を小さくして、各空気熱交換器１３Ａ、１３Ｂの出口の個別過熱度が互いに略同等となるように調節する。
【００４４】
以上説明したように、本実施形態の冷凍サイクル装置２によれば、レシーバを備えずに加熱運転時に冷媒Ｒの高圧側の圧力が高くなるのを抑えることができる。
さらに、各個別過冷却度や各個別過熱度を互いに略同等とすることで、空気熱交換器１３Ａ、１３Ｂのサイズが互いに異なったり、冷凍サイクル装置２内部での配置条件が異なったり、冷凍サイクル装置の設置状況等によって空気熱交換器１３Ａ、１３Ｂの周囲の風速が互いに異なったりした場合でも、それぞれの空気熱交換器１３Ａ、１３Ｂの性能を略同等とすることができる。それにより、冷却運転時は圧縮機１１の吐出圧力上昇の抑制による高ＣＯＰ化、加熱運転時は着霜進行の均一化、圧縮機１１の吸入圧力低下の抑制による高ＣＯＰ化が可能となる。
【００４５】
（第３の実施形態）
次に、第３の実施形態について図４を参照しながら説明するが、前記実施形態と同一の部位には同一の符号を付してその説明は省略し、異なる点についてのみ説明する。
図４に示すように、本実施形態の冷凍サイクル装置３は、第１の実施形態の冷凍サイクル装置１の各構成に加えて、冷凍サイクル装置３の外気の温度を検出する外気温度センサ３８と、水熱交換器１５により冷却又は加熱される水の目標温度（設定出口水温）を入力するための入力部３９と、を備えている。
【００４６】
外気温度センサ３８としては、第一の温度センサ２０と同一の構成のものを用いることができる。外気温度センサ３８は、制御部２３に接続され、検出した温度を制御部２３に送信する。
入力部３９は図示しないボタン等を有している。入力部３９は制御部２３に接続されている。冷凍サイクル装置３の使用者は、入力部３９のボタン等を操作することで、冷凍サイクル装置３により冷却又は加熱される水の目標温度を入力する。入力した目標温度は制御部２３に送信され、制御部２３のメモリに記憶される。
制御部２３のメモリには、外気温度センサ３８が検出する温度、及び、出口水温度センサ１０５が検出する水の温度に基づいて設定される複数の目標過冷却度候補値を記憶されている。複数の目標過冷却度候補値は、外気の温度及び水の目標温度をパラメータとした関数式としてメモリに記憶されてもよいし、テーブルとしてメモリに記憶されてもよい。
例えば、加熱運転時には、外気の温度が高くなるにしたがって目標過冷却度候補値が小さくなり、水の目標温度が低くなるにしたがって目標過冷却度候補値が小さくなる。
【００４７】
次に、以上のように構成された本冷凍サイクル装置３の作用を、加熱運転時について説明する。
制御部２３は、複数の目標過冷却度候補値のうち、外気温度センサ３８が検出する温度、及び、出口水温度センサ１０５が検出する水の温度に基づいた目標過冷却度候補値を目標過冷却度に設定する。制御部２３は、過冷却度が目標過冷却度になるように第一のＰＭＶ１４の開度を調節する。
制御部２３は、出口水温度センサ１０５が検出する水の温度が目標温度になるように第一のＰＭＶ１４や送水ポンプ１０２等を制御する。
【００４８】
様々な運転状態では、圧縮機１１の吸入圧力と吐出圧力と能力の変化に応じてＣＯＰが最大となる過冷却度は変化する。加熱運転時には水熱交換器１５の出口水温が高くなるにつれて圧縮機１１の吐出圧力が高くなり、外気の温度が低下するほど圧縮機１１の吸入圧力は低くなる。また、圧縮機１１の運転周波数が増加つまり能力が増加するほど、吐出圧力はさらに高く、吸入圧力はさらに低くなる。つまり、圧力は外気の温度や出口水温だけではなく、能力つまり圧縮機１１の運転周波数の影響も受けやすいといえる。
そこで、加熱運転時の目標過冷却度が頻繁に変化することを防止して制御の安定性を高めつつ、冷凍サイクル装置の高ＣＯＰ化を図る場合には、圧縮機１１の吐出圧力に代わるものとして水の目標温度、圧縮機１１の吸入圧力に代わるものとして外気の温度を少なくとも選択することが重要となる。外気の温度及び水の目標温度から決定された目標過冷却度は、変動要素は外気の温度のみのため、頻繁に変化することはなくなる。
【００４９】
以上説明したように、本実施形態の冷凍サイクル装置３によれば、レシーバを備えずに加熱運転時に冷媒Ｒの高圧側の圧力が高くなるのを抑えることができる。
さらに、外気の温度及び水の目標温度に基づいて目標過冷却度を設定することで、目標過冷却度が頻繁に変化することを防止して制御の安定性を高めつつ、高ＣＯＰ化が可能となる。
【００５０】
なお、一般的な冷凍サイクル装置では通常、第一のＰＭＶの開度が同一であっても圧縮機の運転周波数が増加すると過冷却度は増加し、圧縮機の運転周波数が低下すると過冷却度は低下する。
そこで、目標過冷却度の安定性よりも、第一のＰＭＶの開度の安定性を優先するのであれば、前記２つのパラメータに加えて、圧縮機の運転周波数も加えるとよい。具体的には、目標過冷却度候補は、外気の温度、水の目標温度、及び圧縮機の運転周波数の３つをパラメータとした関数式や３次元的なテーブルとしてメモリに記憶される。
【００５１】
（第４の実施形態）
次に、第４の実施形態について図５及び図６を参照しながら説明するが、前記実施形態と同一の部位には同一の符号を付してその説明は省略し、異なる点についてのみ説明する。
図５に示すように、本実施形態の冷凍サイクル装置４は、第２の実施形態の冷凍サイクル装置２の各構成に加えて、主配管３１の本配管３６に接続された接続配管４１と、本配管３６と接続配管４１とを熱交換させる過冷却熱交換器（補助熱交換器）４２と、接続配管４１に設けられた第二のＰＭＶ（第二の膨張部）４３及び接続配管温度センサ４４と、本配管３６に設けられた第五の温度センサ４５と、を備えている。
【００５２】
接続配管４１は、本配管３６における第一のＰＭＶ１４Ａ、１４Ｂと水熱交換器１５とを接続している部分と、本配管３６におけるアキュムレータ１６と圧縮機１１とを接続している部分と、にそれぞれ端部が接続されている。本実施形態では、接続配管４１の端部は、本配管３６における過冷却熱交換器４２が設けられた部分よりも第一のＰＭＶ１４Ａ、１４Ｂ側に接続されている。しかし、図６に示すように、接続配管４１の端部は、本配管３６における過冷却熱交換器４２が設けられた部分よりも水熱交換器１５側に接続されていてもよい。
【００５３】
図５に示すように、過冷却熱交換器４２は、本配管３６における第一のＰＭＶ１４Ａ、１４Ｂと水熱交換器１５とを接続している部分と接続配管４１とを熱交換させる。過冷却熱交換器４２としては、二重管式の熱交換器を用いることができる。
第二のＰＭＶ４３は、前述の第一のＰＭＶ１４と同様に構成されている。第二のＰＭＶ４３は、接続配管４１における過冷却熱交換器４２よりも冷媒Ｒが流れる上流側に設けられている。第二のＰＭＶ４３は、開度を調節することで接続配管４１中を流れる冷媒Ｒの流量を調節可能である。第二のＰＭＶ４３は、制御部２３に接続され、制御部２３に制御される。
温度センサ４４、４５は、第一の温度センサ２０と同様に構成されている。接続配管温度センサ４４は、接続配管４１における過冷却熱交換器４２よりも下流側に設けられている。
第五の温度センサ４５は、本配管３６におけるアキュムレータ１６と圧縮機１１との間の接続配管４１が接続されている部分と圧縮機１１との間に設けられている。
温度センサ４４、４５は、制御部２３に接続され、検出した温度を制御部２３に送信する。
【００５４】
なお、冷凍サイクル装置４には、接続配管温度センサ４４は備えられなくてもよい。
また、冷凍サイクル装置４が主配管３１、空気熱交換器１３Ａ、１３Ｂ、第一のＰＭＶ１４Ａ、１４Ｂ、第三の温度センサ３２Ａ、３２Ｂ、及び第四の温度センサ３３Ａ、３３Ｂに代えて、主配管１７、空気熱交換器１３、第一のＰＭＶ１４を備えてもよい。
【００５５】
次に、以上のように構成された本冷凍サイクル装置４の作用について説明する。
制御部２３は、冷却運転及び除霜運転時には、第二のＰＭＶ４３を閉じる。すなわち、接続配管４１内を冷媒Ｒ等が流れないようにする。このときの冷凍サイクル装置４の制御は第２の実施形態の冷凍サイクル装置２の制御と同一である。
この場合、過冷却熱交換器４２は第一のＰＭＶ１４Ａ、１４Ｂの下流側に位置する。第二のＰＭＶ４３が開いていても過冷却熱交換器４２には低温低圧の二相域の冷媒Ｒ同士が流れるため、熱交換を行えない。このため、過冷却回路を構成する接続配管４１の出口からは低圧の二相域の冷媒Ｒが圧縮機１１の吸入口１１ａに合流してくるだけとなり、圧縮機１１の信頼性を損なう。したがって、冷却運転時には、第二のＰＭＶ４３を閉じる。
【００５６】
一方で、制御部２３は、加熱運転時には、第五の温度センサ４５が検出する冷媒Ｒの温度が低圧飽和温度Ｔ１を超えるように第二のＰＭＶ４３の開度を調節する。
加熱運転時には、アキュムレータ１６の油戻し孔２８ａから圧縮機１１に対して、継続的に液相の冷媒Ｒが吸い込まれる。圧縮機１１が液バック（液相の冷媒Ｒが圧縮機１１に吸入されること）に強いスクロール方式である場合は、圧縮機１１に液バックしてもよい。一方で、圧縮機１１が液バックに弱いローリングピストン方式である場合は、圧縮機１１に過熱ガス（気相の冷媒Ｒ）を吸入させて圧縮機１１の信頼性を確保する必要がある。
【００５７】
ここで、加熱運転時の過冷却熱交換器４２近くの本配管３６内及び接続配管４１内での冷媒Ｒの状態について、図７を用いて説明する。図７の横軸は冷媒Ｒの比エンタルピーを表し、縦軸は冷媒Ｒの圧力を表す。
過冷却熱交換器４２に接続された本配管３６の入口である位置Ａ（図５参照）における冷媒Ｒの状態は、図７のモリエル線図において、高圧で凝縮器を出た後の状態Ａとなる。状態Ａは、過冷却熱交換器４２を備えないときの第一のＰＭＶ１４Ａ、１４Ｂの入口の状態Ｓ３にほぼ等しい。一方で、過冷却熱交換器４２に接続された接続配管４１の入口である位置Ｂ（図５参照）における冷媒Ｒの状態は、第二のＰＭＶ４３で絞られた後の低圧の状態Ｂとなる。状態Ｂは、第一のＰＭＶ１４Ａ、１４Ｂの出口の状態Ｓ４にほぼ等しい。状態Ａの冷媒Ｒと状態Ｂの冷媒Ｒとが過冷却熱交換器４２で熱交換する。
【００５８】
状態Ａの冷媒Ｒは、過冷却熱交換器４２で熱交換して所定の熱量を与えることで、本配管３６の出口である位置Ａ’において、圧力がほぼ一定のまま比エンタルピーが減少して状態Ａ’になる。一方で、状態Ｂの冷媒Ｒは、過冷却熱交換器４２で熱交換して所定の熱量を受けることで、本配管３６の出口である位置Ｂ’において、圧力がほぼ一定のまま比エンタルピーが増加する。このとき、飽和蒸気線を表す線Ｌ７よりも比エンタルピーが大きい状態Ｂ’１になったり、線Ｌ７よりも比エンタルピーが小さい状態Ｂ’２になったりする。なお、状態Ｂ’１と状態Ｂ’２との違いは後述する。
【００５９】
アキュムレータ１６から流出し本配管３６内を流れる液相の冷媒を伴った湿りガス冷媒Ｒ（二相域の冷媒Ｒ）に、過冷却熱交換器４２から流出し接続配管４１内を流れる冷媒Ｒを合流させる。これにより、本配管３６における第五の温度センサ４５が設けられた位置（圧縮機１１の吸入口１１ａ）での過熱度が確保されるように制御する。
【００６０】
ここで、第二のＰＭＶ４３の開度に対する接続配管温度センサ４４、第五の温度センサ４５が設けられた位置での冷媒Ｒの状態を図８を用いて説明する。図８（Ａ）は、第二のＰＭＶ４３の開度に対する、接続配管温度センサ４４が設けられた位置での加熱度、乾き度の変化を示す。図８（Ｂ）は、第二のＰＭＶ４３の開度に対する、第五の温度センサ４５が設けられた位置での加熱度、乾き度の変化を示す。
図８（Ａ）の横軸は第二のＰＭＶ４３の開度を表し、縦軸との交点は、第二のＰＭＶ４３の開度が０、すなわち第二のＰＭＶ４３が閉じた状態を表す。横軸が矢印の向きである正の向き向かうにしたがって、第二のＰＭＶ４３の開度が大きくなり第二のＰＭＶ４３がより開いた状態になる。
【００６１】
図８（Ａ）の縦軸は、接続配管４１の接続配管温度センサ４４が設けられた位置での冷媒Ｒの加熱度、乾き度を併せて表している。縦軸における横軸と、横軸よりも下方の部分が冷媒Ｒの乾き度を表す。横軸の位置が乾き度１を表し、横軸よりも下方に向かうにしたがって乾き度が０に近づく。縦軸における横軸と、横軸よりも上方の部分が冷媒Ｒの加熱度を表す。横軸の位置が加熱度０を表し、横軸よりも上方に向かうにしたがって加熱度が大きくなる。
図８（Ｂ）についても、接続配管温度センサ４４と第五の温度センサ４５との違いだけで、図８（Ａ）と同様である。
【００６２】
第二のＰＭＶ４３が閉じているときには、接続配管４１内を冷媒Ｒ等は流れない。アキュムレータ１６から二相域の冷媒Ｒが流出するため、図８（Ｂ）における第五の温度センサ４５が設けられた位置での冷媒Ｒは二相域で、乾き度は１よりも小さくなる。
第二のＰＭＶ４３を、閉じた状態から開度を少し大きくする。接続配管４１内を流れる少量の二相域の冷媒Ｒは過冷却熱交換器４２で加熱され、過冷却熱交換器４２の出口では図８（Ａ）及び図７に示す状態Ｂ’１のように乾き度が大きく完全に乾いた状態になる。この接続配管４１内を流れる冷媒Ｒを本配管３６に合流させると、第五の温度センサ４５が設けられた位置での冷媒Ｒは図８（Ｂ）の範囲Ｒ１１に示すように乾いた状態になる。
【００６３】
第二のＰＭＶ４３の開度をさらに大きくしていくと、本配管３６内を流れる冷媒Ｒ等の流量に対して接続配管４１内を流れる冷媒Ｒ等の流量が増加し、接続配管４１内を流れる冷媒Ｒが過冷却熱交換器４２であまり加熱されなくなる。すなわち、過冷却熱交換器４２の出口では図７に示す状態Ｂ’２のように二相域の状態となる。この接続配管４１内を流れる冷媒Ｒを本配管３６に合流させると、第五の温度センサ４５が設けられた位置での冷媒Ｒは図８（Ｂ）の範囲Ｒ１３に示すように二相域の状態になる。
すなわち、図８（Ｂ）の横軸に示す、第二のＰＭＶ４３の開度の範囲Ｒ１１において、第五の温度センサ４５が設けられた位置での冷媒Ｒは乾いた状態になる。範囲Ｒ１１では、第五の温度センサ４５が検出する冷媒Ｒの温度が低圧飽和温度Ｔ１を超える。
【００６４】
第五の温度センサ４５が検出する冷媒Ｒの温度が低圧飽和温度Ｔ１に等しいと、第五の温度センサ４５が設けられた位置で冷媒Ｒが二相域かもしれないため、第五の温度センサ４５が検出する冷媒Ｒの温度が低圧飽和温度Ｔ１を超えるようにする。
範囲Ｒ１１よりも第二のＰＭＶ４３の開度をさらに大きくした範囲Ｒ１３では、接続配管４１内を流れる冷媒Ｒの過冷却熱交換器４２の出口での乾き度が小さくなる（液相の冷媒Ｒの割合が増え）とともに接続配管４１内を流れる冷媒Ｒの流量が増加して、第五の温度センサ４５が設けられた位置での冷媒Ｒの乾き度が小さくなる。
【００６５】
図８（Ｂ）の冷媒Ｒの加熱度、乾き度の変化を整理すると、第二のＰＭＶ４３が閉じた状態から第二のＰＭＶ４３の開度を大きくするにしたがって、第五の温度センサ４５が設けられた位置での冷媒Ｒの乾き度、加熱度は増加する。すなわち、冷媒Ｒの加熱度が最も大きくなる第二のＰＭＶ４３の開度Ｖ１までは、第二のＰＭＶ４３の開度に対する冷媒Ｒの乾き度、加熱度は、右上がりのグラフになる。
開度Ｖ１よりも第二のＰＭＶ４３の開度を大きくするにしたがって、第五の温度センサ４５が設けられた位置での冷媒Ｒの加熱度、乾き度は減少する。すなわち、第二のＰＭＶ４３の開度に対する冷媒Ｒの乾き度、加熱度は、右下がりのグラフになる。
【００６６】
範囲Ｒ１１よりも第二のＰＭＶ４３の開度が小さい範囲Ｒ１２は、第五の温度センサ４５が設けられた位置での冷媒Ｒが二相域になる。範囲Ｒ１１よりも第二のＰＭＶ４３の開度が大きい範囲Ｒ１３は、第五の温度センサ４５が設けられた位置での冷媒Ｒが二相域になる。
なお、冷媒Ｒの乾き度、加熱度が右下がりのグラフになる範囲で第二のＰＭＶ４３の開度を制御した方が、目標となる冷媒Ｒの乾き度、加熱度に対する第二のＰＭＶ４３の開度が１対１の対応関係になるため、制御が容易である。
第五の温度センサ４５が検出する冷媒Ｒの温度が低圧飽和温度Ｔ１を超える第二のＰＭＶ４３の開度を範囲Ｒ１１に調節することで、第五の温度センサ４５が設けられた位置での冷媒Ｒが乾き、圧縮機１１が気相の冷媒Ｒを吸入する。
【００６７】
以上説明したように、本実施形態の冷凍サイクル装置４によれば、レシーバを備えずに加熱運転時に冷媒Ｒの高圧側の圧力が高くなるのを抑えることができる。
さらに、圧縮機１１が液バックに弱いローリングピストン方式であっても、圧縮機１１が吸入する冷媒Ｒを気相のみとすることができるため、圧縮機１１の信頼性が向上する。
【００６８】
（第５の実施形態）
次に、第５の実施形態について図９を参照しながら説明するが、前記実施形態と同一の部位には同一の符号を付してその説明は省略し、異なる点についてのみ説明する。
図９に示すように、本実施形態の冷凍サイクル装置５は、第４の実施形態の冷凍サイクル装置４の各構成に加えて、圧縮機１１から吐出される冷媒Ｒの温度(吐出温度)を検出する吐出温度センサ５１を備えている。
制御部２３のメモリには、例えば１２０℃や１３０℃のような予め定められた吐出温度閾値（温度閾値）が記憶されている。
なお、温度センサ４４、４５は冷凍サイクル装置５に備えられなくてもよい。
【００６９】
次に、以上のように構成された本冷凍サイクル装置５の作用について説明する。
本実施形態では、制御部２３は、吐出温度センサ５１が検出する冷媒Ｒの温度が吐出温度閾値以下になるように第二のＰＭＶ４３の開度を調節して、圧縮機１１内に液相の冷媒Ｒを吸入させる。
より詳しくは、制御部２３は、冷却運転及び除霜運転時には、吐出温度センサ５１が検出する冷媒Ｒの温度が吐出温度閾値以下のときには、例えば第４の実施形態のように第二のＰＭＶ４３を閉じる。
吐出温度センサ５１が検出する冷媒Ｒの温度が吐出温度閾値を超えるときには、吐出温度センサ５１が検出する冷媒Ｒの温度が吐出温度閾値以下になるように、第二のＰＭＶ４３の開度を大きくする。このとき、第二のＰＭＶ４３の開度を図８（Ｂ）に示す範囲Ｒ１２にしてもよいし、範囲Ｒ１３にしてもよい。
【００７０】
一方で、制御部２３は、加熱運転時には、吐出温度センサ５１が検出する冷媒Ｒの温度が吐出温度閾値以下のときには、例えば第４の実施形態のように第五の温度センサ４５が検出する冷媒Ｒの温度が低圧飽和温度Ｔ１を超えるように第二のＰＭＶ４３の開度を調節する。吐出温度センサ５１が検出する冷媒Ｒの温度が吐出温度閾値を超えるときには、吐出温度センサ５１が検出する冷媒Ｒの温度が吐出温度閾値以下になるように、第二のＰＭＶ４３の開度を範囲Ｒ１２又は範囲Ｒ１３にする。
【００７１】
以上説明したように、本実施形態の冷凍サイクル装置５によれば、レシーバを備えずに加熱運転時に冷媒Ｒの高圧側の圧力が高くなるのを抑えることができる。
さらに、低外気温度時や高温水取出し時等、圧縮機１１の圧縮比増大によって吐出温度が高くなる運転条件においても、吐出温度の抑制が可能となるため、冷凍サイクル装置５の運転が可能となる条件を拡大させることができる。
【００７２】
なお、本実施形態では、吐出温度センサ５１が検出する冷媒Ｒの温度と高圧飽和温度Ｔ２との差である吐出過熱度を算出してもよい。そして、制御部２３は、この吐出過熱度が吐出温度閾値以上になるように、第二のＰＭＶ４３の開度及び圧縮機１１の運転周波数を調節してもよい。
制御部２３は、圧縮機１１の吐出圧力、吸入圧力、及び運転周波数に基づいて、吐出温度閾値を一定の時間おきに算出する。吐出温度閾値が、吐出圧力と吸入圧力と関連づけられているのは、理論吐出温度が吐出圧力と吸入圧力に関連付いているためであり、圧縮機１１の運転周波数と関連づけられているのは、圧縮機１１のモータ入力の増減の影響と関連付いているためである。
【００７３】
吐出過熱度が低下して吐出温度閾値に近づいた場合には、圧縮機１１の吸入側で過剰な液バックを起こしつつあると判断し、第二のＰＭＶ４３の開度を調整して、吐出過熱度が吐出温度閾値以下とならないように制御させる。その上で、圧縮機１１の運転周波数を減段する（下げる）。すると、吐出圧力と吸入圧力の比で表される圧縮比が低下するため、吐出温度閾値も低下する。すると、第二のＰＭＶ４３の開度は小さくなるように制御され、その上で、吐出温度が吐出温度閾値以下となるように、更に、圧縮機１１の運転周波数を減段する。ということを繰り返す。
これにより、吐出温度が吐出温度閾値以下、吐出過熱度が吐出温度閾値以上という両条件を同時に満たすように制御可能となる。
この変形例のように制御することで、圧縮機１１への過度の液バックを防止して、圧縮機１１の信頼性を高めることができる。
【００７４】
（第６の実施形態）
次に、第６の実施形態について図９を参照しながら説明するが、前記実施形態と同一の部位には同一の符号を付してその説明は省略し、異なる点についてのみ説明する。
図９に示す本実施形態の冷凍サイクル装置６では、送風機２２は公知のインバータ制御により空気の流れの速度を所定の範囲で調節可能である。送水ポンプ１０２は、水の流量を変えられるポンプである。
制御部２３のメモリには、圧縮機１１の吸入圧力の上限値として予め定められた低圧圧力閾値（圧力閾値）が記憶されている。低圧圧力閾値は、冷凍サイクル装置６の運転状態に応じて予め定められる。低圧圧力閾値に基づいた制御を、Maximum Operating Pressure制御（以下、ＭＯＰ制御）と称する。
【００７５】
次に、このように構成された本冷凍サイクル装置６の作用について説明する。
制御部２３は、冷却運転及び除霜運転時には、吸入圧力センサ１８が検出する圧力が低圧圧力閾値を超えた場合、まず、送水ポンプ１０２により水の流量を低減させる。水の流量が低下すると、出口水温度センサ１０５で検出される水の温度が低下するため、ＳＨ制御を行っている冷凍サイクル装置６の蒸発温度は出口における水の温度が低下するのに伴い低下していき、圧縮機１１の吸入圧力が抑制される。
【００７６】
しかし、水の流量は冷凍サイクル装置６の納入現場毎に低減可能な下限値を有していたり、送水ポンプ１０２の流量が一定の場合がある。このような場合には、制御部２３は、吸入圧力センサ１８が検出する圧力が低圧圧力閾値以下になるように、第一のＰＭＶ１４Ａ、１４Ｂの合算開度を小さくする。すると、圧縮機１１の吸入圧力は、低圧圧力閾値以下に抑制される。
【００７７】
一方で、制御部２３は、加熱運転時において、吸入圧力センサ１８が検出した圧力が、低圧圧力閾値を超えた場合、まず、送風機２２を制御して送風機２２の空気の流れの速度を所定の範囲の下限値まで低下させる（送風機２２の風速を低下させる）。送風機２２の風速が低下すると、蒸発器として機能する空気熱交換器１３Ａ、１３Ｂでの交換熱量が低下するため、空気熱交換器１３Ａ、１３Ｂの出口の冷媒Ｒの乾き度が低下していく。しかし、第一のＰＭＶ１４Ａ、１４ＢはＳＣ制御を行っているため、圧縮機１１の吸入圧力はすぐに低下しない。
まず、空気熱交換器１３Ａ、１３Ｂからの液冷媒の流量が増加することにより、空気熱交換器１３Ａ、１３Ｂ内部に存在する冷媒Ｒの質量も増加し始め、かつ、アキュムレータ１６内の余剰冷媒の液面Ｌ１が上昇し始める。それにより、凝縮器として機能する水熱交換器１５の内部に存在できる液相の冷媒Ｒの質量が減少し始めるため、水熱交換器１５の出口の過冷却度が低下し始める。そこで、ＳＣ制御を行っている制御部２３は、目標過冷却度を維持させようとして、第一のＰＭＶ１４Ａ、１４Ｂの合算開度を小さくし始め、吸入圧力が低下し始める。
【００７８】
一方で、通常の送風機のファンモータは巻線の絶縁材料の保護の観点から、巻線温度に上限値が定められている。圧縮機１１の吸入圧力が上昇するのは外気温度が高い時であるため、この時に送風機２２の風速をどこまでも低下させると、モータ巻線の冷却不足となり、巻線温度が上限値を超えてしまう恐れがある。これを防止するため、冷凍サイクル装置には、通常、運転条件に応じた送風機２２のファンの回転数の下限を設けてあり、ファンモータの巻線温度が上限値を超えないように保護している。
【００７９】
そこで、送風機２２の風速を下限値まで低下させても、吸入圧力センサ１８が検出した圧力が低圧圧力閾値を超えるときには、制御部２３は、吸入圧力センサ１８が検出する圧力が低圧圧力閾値以下になるようにＭＯＰ制御を開始し、第一のＰＭＶ１４Ａ、１４Ｂの合算開度を小さくする。
しかし、そのままでは空気熱交換器１３Ａ、１３Ｂから過熱度の大きなガス冷媒Ｒがアキュムレータ１６へと流入し、アキュムレータ１６へ貯留していた余剰の冷媒Ｒを蒸発させていく。また、アキュムレータ１６の油戻し孔２８ａから冷凍サイクル装置６中に戻される液相の冷媒Ｒにより、アキュムレータ１６の余剰の冷媒Ｒの液面Ｌ１は低下していく。これらにより、水熱交換器１５の過冷却度が増加して高圧カット等の弊害を招くこととなる。
【００８０】
これを防止するために、第一のＰＭＶ１４Ａ、１４Ｂのうち、例えば第一のＰＭＶ１４Ａの開度が小さくなるように調節して吸入圧力センサ１８が検出する圧力が低圧圧力閾値以下になるようにする。第一のＰＭＶ１４Ｂの開度を調節して、過冷却度が目標過冷却度になるようにしてＳＣ制御を継続させる。すると、余剰の液相の冷媒Ｒは、ＳＣ制御を継続している第一のＰＭＶ１４Ｂを経由してアキュムレータ１６へ流入することとなり、アキュムレータ１６内の余剰の冷媒Ｒの量は安定し、過冷却度を最適に制御し、高圧カット等の弊害を回避できるようになる。
【００８１】
以上説明したように、本実施形態の冷凍サイクル装置６によれば、レシーバを備えずに加熱運転時に冷媒Ｒの高圧側の圧力が高くなるのを抑えることができる。
さらに、アキュムレータ１６内の余剰の冷媒Ｒの量を安定させ、過冷却度を最適に制御し、高圧カット等の弊害を回避することができる。
【００８２】
なお、本実施形態では、図１０に示すように、アキュムレータ１６の流出管２８において、油戻し孔２８ａよりも下流側に、１又は複数の追加油戻し孔２８ｂを形成してもよい。追加油戻し孔２８ｂは、ケース２６内に形成されている。追加油戻し孔２８ｂの内径は、油戻し孔２８ａの内径と同等以下である。
１又は複数の追加油戻し孔２８ｂは、流出管２８の一端部よりも下方、かつ、液面Ｌ１よりも下方に形成されている。
【００８３】
アキュムレータ１６がこのように構成されていることで、冷媒ＲとしてＲ３２等、冷媒と冷凍機油とが相分離するものを採用した場合に、貯留された液相の冷媒Ｒの上部に分離した冷凍機油が溜まった場合でも圧縮機１１に冷凍機油を戻すことができる。そこで、追加油戻し孔２８ｂの高さ方向の位置は、加熱運転の安定時に貯留される液面Ｌ１よりも低い位置であれば、油リッチ層の位置等に応じて任意に決定することができる。
【００８４】
冷媒と冷凍機油とが相分離しないものを採用した場合であっても、過渡期の最大液面の高さから加熱運転の安定時の液面レベルへ素早く液面を低下させることが可能となる。
また、追加油戻し孔２８ｂの内径は、油戻し孔２８ａの内径と同等以下とし、１又は複数の追加油戻し孔２８ｂを形成する。これにより、油戻り量、ならびに、余剰の液相の冷媒Ｒの戻し量を、必要に応じて微調整することが可能となる。加熱運転時にＳＣ制御を行っている際の蒸発器の出口乾き度の過度の低下を抑制することも可能である。また、アキュムレータ１６にほとんど液面が形成されない冷却運転時や、加熱運転時に油リッチ層が下層となっている場合の油戻し性との両立も、この追加油戻し孔２８ｂの個数と位置の調整により両立することができる。
【００８５】
図示はしていないが、過冷却熱交換器４２が無い前述の冷凍サイクル装置や、公知のサイフォンブレイク孔付きのアキュムレータ１６等に、追加油戻し孔２８ｂを形成してもよいのは言うまでもない。
【００８６】
この変形例のように構成することで、Ｒ３２等、冷媒と冷凍機油とが相分離する冷媒を採用した場合に、貯留液の上部に分離した冷凍機油が溜まった場合でも圧縮機１１に返油することができる。また、加熱運転の安定時の貯留液面レベルは、冷却運転と加熱運転との最適冷媒充填量の差とアキュムレータ１６の内容積とで決まってくるが、除霜運転終了後にアキュムレータ１６に液相の冷媒が戻ってきた際の液面レベルよりは低い。このため、追加油戻し孔２８ｂを形成することで、除霜運転終了後の過渡時と加熱運転の安定時での油戻りを両立することができる。
【００８７】
（第７の実施形態）
次に、第７の実施形態について図１１及び図１２を参照しながら説明するが、前記実施形態と同一の部位には同一の符号を付してその説明は省略し、異なる点についてのみ説明する。
図１１及び図１２に示すように、本実施形態の冷凍サイクル装置７は、第２の実施形態の冷凍サイクル装置２の各構成に加えて、本配管３６における第一のＰＭＶ１４Ａ、１４Ｂと水熱交換器１５との間に設けられた内部熱交換器５６と、内部熱交換器５６の入口と出口の本配管３６に端部がそれぞれ接続された第二の接続配管５７と、第二の接続配管５７に設けられた流量調節弁５８と、本配管３６におけるアキュムレータ１６と圧縮機１１との間に設けられた第六の温度センサ５９と、を備えている。
【００８８】
内部熱交換器５６は、本配管３６における第一のＰＭＶ１４Ａ、１４Ｂと水熱交換器１５との間の部分と、流出管２８における油戻し孔２８ａよりも下流側の部分と、を熱交換させている。内部熱交換器５６には、二重管型や、らせん巻付け管型の熱交換器を用いることができる。本配管３６の部分と流出管２８の部分とは、対向流（カウンターフロー）であることが望ましいが、平行流（パラレルフロー）であってもよい。
流量調節弁５８は、第一のＰＭＶ１４と同様に構成され、開度を、完全に閉じた状態、完全に開いた状態、完全に閉じた状態と完全に開いた状態との中間の半開き状態等に調節することができる。
第六の温度センサ５９は、制御部２３に接続され、検出した温度を制御部２３に送信する。
【００８９】
次に、以上のように構成された本冷凍サイクル装置７の作用について説明する。
制御部２３は、冷却運転及び除霜運転時には、流量調節弁５８の開度を半開き状態にする。冷却運転及び除霜運転時には、制御部２３がＳＣ制御をしているので、アキュムレータ１６内に余剰の液相の冷媒Ｒが貯まっていない。また、内部熱交換器５６へ導かれるのが第一のＰＭＶ１４Ａ、１４Ｂを通過した後の低温低圧の二相域の冷媒Ｒなので、内部熱交換器５６での交換熱量はほとんど期待できない。
そこで、内部熱交換器５６へ導かれた本配管３６や第二の接続配管５７の途中に液相の冷媒Ｒが溜まるのを防止するため、流量調節弁５８の開度を半開き状態にする。
【００９０】
一方で、制御部２３は、加熱運転時には、第六の温度センサ５９が検出した温度と低圧飽和温度Ｔ１との差である第二の過熱度が第二の目標過熱度になるように流量調節弁５８の開度を調節する。
アキュムレータ１６の内部に貯められた余剰の液相の冷媒Ｒが、油戻し孔２８ａから圧縮機１１へと継続的に吸い込まれることとなる。圧縮機１１が液バックに強いスクロール方式である場合は、圧縮機１１に液バックしてもよい。一方で、圧縮機１１が液バックに弱いローリングピストン方式である場合は、過熱ガスを吸入させて圧縮機１１の信頼性を確保する必要がある。
【００９１】
そこで、油戻し孔２８ａからアキュムレータ１６の流出管２８内に流入してくる少量の低温低圧の液相の冷媒Ｒを、内部熱交換器５６に導かれた高温高圧の液相の冷媒Ｒで加熱することにより、過熱度を確保した過熱ガスとして圧縮機１１に吸入させることができるようになる。ただし、圧縮比が大きな運転条件、つまり、温水出口水温が高く、外気温が低い条件では、内部熱交換器５６での高温高圧の液相の冷媒Ｒと、低温低圧の冷媒Ｒとの温度差が拡大するため、過大な過熱度を有した冷媒Ｒが圧縮機１１に吸入されてＣＯＰが低下したり、吐出温度が上限値を超えてしまう恐れがある。
このため本実施形態では、流量調節弁５８は第二の過熱度が第二の目標過熱度、例えば５Ｋとなるように流量制御させて、この問題を回避する。流量調節弁５８の開度の制御は、第二の過熱度を増加させる場合には流量調節弁５８の開度を小さくする。第二の過熱度を減少させる場合は流量調節弁５８の開度を大きくして、内部熱交換器５６へ導く高温高圧の液冷媒の流量を調整する。
【００９２】
一方、圧縮比が小さな運転条件、つまり、温水出口水温が低く、外気温が高い条件では、内部熱交換器５６での高温高圧の液相の冷媒Ｒと、低温低圧の冷媒Ｒとの温度差が縮小するため、内部熱交換器５６での交換熱量が減少し、第二の過熱度が第二の目標過熱度に到達しない場合もある。この場合でも、前述の制御により流量調節弁５８の開度を小さくした結果として流量調節弁５８が完全に閉じる。確保できる最大の交換熱量によって、圧縮機１１が吸入する冷媒Ｒの過熱度又は乾き度を増加させる効果を有しているため、制御上は特に問題とはならない。
【００９３】
また、アキュムレータ１６が内部熱交換器５６を搭載するため、内部熱交換器５６はアキュムレータ１６の上方に配置されることとなる。加熱運転時の安定時の液面Ｌ１よりも高い位置に内部熱交換器５６を搭載すれば、内部熱交換器５６が液相の冷媒Ｒに浸からずに済む。さらに、アキュムレータ１６内の液相の冷媒Ｒを不要に蒸発させずに済み、凝縮器として機能する空気熱交換器１３Ａ、１３Ｂからの液冷媒量を増加させずに済み、ＣＯＰの低下を抑制できる。
また、除霜運転後に加熱運転へ復帰した際には、アキュムレータ１６内の液面が安定時よりも上昇し、内部熱交換器５６は余剰液冷媒に一部浸かることになるため、不要な余剰液冷媒を早急に蒸発させて加熱能力の立ち上がりを早めることができる。
【００９４】
以上説明したように、本実施形態の冷凍サイクル装置７によれば、レシーバを備えずに加熱運転時に冷媒Ｒの高圧側の圧力が高くなるのを抑えることができる。
さらに、加熱運転時の安定時の液面Ｌ１よりも高い位置に内部熱交換器５６を搭載すれば、内部熱交換器５６が余剰液冷媒に浸からずに済む。加えて、アキュムレータ１６内の余剰液冷媒を不要に蒸発させずに済み、凝縮器として機能する空気熱交換器１３Ａ、１３Ｂからの液冷媒量を増加させずに済み、ＣＯＰ低下を抑制できる。
また、除霜運転後に加熱運転へ復帰した際には、アキュムレータ１６内の液面が安定時よりも上昇し、内部熱交換器５６は余剰液冷媒に一部浸かることになるため、不要な余剰液冷媒を早急に蒸発させて加熱能力の立ち上がりを早めることができる。
【００９５】
なお、本実施形態では、冷凍サイクル装置７が主配管３１、空気熱交換器１３Ａ、１３Ｂ、第一のＰＭＶ１４Ａ、１４Ｂ、第三の温度センサ３２Ａ、３２Ｂ、及び第四の温度センサ３３Ａ、３３Ｂに代えて、主配管１７、空気熱交換器１３、第一のＰＭＶ１４を備えてもよい。
【００９６】
なお、冷凍サイクル装置７が、前述の吐出温度センサ５１を備えてもよい。そして、前述のように制御部２３は、吐出温度センサ５１が検出する冷媒Ｒの温度が吐出温度閾値以下になるように第二のＰＭＶ４３の開度を調節して、圧縮機１１内に液相の冷媒Ｒを吸入させてもよい。
そして前述のように、吐出温度センサ５１が検出する冷媒Ｒの温度と高圧飽和温度Ｔ２との差である吐出過熱度を算出してもよい。そして、この吐出過熱度が、吐出温度閾値以上になるように第二のＰＭＶ４３の開度及び圧縮機１１の運転周波数を調節してもよい。
【００９７】
本実施形態では、前述のＭＯＰ制御を行ってもよい。
また、前述のようにアキュムレータ１６の流出管２８に追加油戻し孔２８ｂを形成してもよい。
【００９８】
なお、前記実施形態では冷凍サイクル装置は空気熱交換器１３Ａ、１３Ｂ及び第一のＰＭＶ１４Ａ、１４Ｂをそれぞれ２つ備えるとしたが、冷凍サイクル装置が備える空気熱交換器及び第一のＰＭＶの数に制限はなく、複数であればよい。
流体は水であるとしたが、流体はアルコール溶液等のブラインでもよい。
【００９９】
以上説明した少なくともひとつの実施形態によれば、冷却運転時に過熱度が目標過熱度になるように第一のＰＭＶ１４の開度を調節し、加熱運転時に過冷却度が目標過冷却度になるように第一のＰＭＶ１４の開度を調節することにより、レシーバを備えずに加熱運転時に冷媒の高圧側の圧力が高くなるのを抑えることができる。
【０１００】
本発明のいくつかの実施形態を説明したが、これらの実施形態は、例として提示したものであり、発明の範囲を限定することは意図していない。これら実施形態は、その他の様々な形態で実施されることが可能であり、発明の要旨を逸脱しない範囲で、種々の省略、置き換え、変更を行うことができる。これら実施形態やその変形は、発明の範囲や要旨に含まれると同様に、特許請求の範囲に記載された発明とその均等の範囲に含まれるものである。
【符号の説明】
【０１０１】
１、２、３、４、５、６、７…冷凍サイクル装置、１１…圧縮機、１１ａ…吸入口、１１ｂ…吐出口、１２…四方弁、１３、１３Ａ、１３Ｂ…空気熱交換器（第一の熱交換器）、１４、１４Ａ、１４Ｂ…第一のＰＭＶ（第一の膨張部）、１５…水熱交換器（第二の熱交換器）、１６…アキュムレータ（気液分離器）、１７、３１…主配管、１８…吸入圧力センサ、１９…吐出圧力センサ、２０…第一の温度センサ、２１…第二の温度センサ、２２…送風機、２３…制御部、３２Ａ、３２Ｂ…第三の温度センサ、３３Ａ、３３Ｂ…第四の温度センサ、３５Ａ、３５Ｂ…分岐配管、３６…本配管、３８…外気温度センサ、３９…入力部、４１…接続配管、４２…過冷却熱交換器（補助熱交換器）、４３…第二のＰＭＶ（第二の膨張部）、４５…第五の温度センサ、５１…吐出温度センサ、１０１…水配管（被温度調節配管）、１０５…出口水温度センサ（出口流体温度センサ）、Ｒ…冷媒、Ｔ１…低圧飽和温度、Ｔ２…高圧飽和温度
【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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【図１１】
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【図１２】
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