(57)【要約】【課題】蒸発器での冷媒の熱伝達特性を向上させることで、さらに効率を上げた冷凍サイクル装置とその運転方法を得ること。【解決手段】圧縮機１１、放熱器１２、膨張弁１３、第２の冷媒−水熱交換器１４および蒸発器１５は、例えば二酸化炭素を冷媒とする冷媒回路１６によって接続されている。そして第２の冷媒−水熱交換器１４は、膨張弁１３と蒸発器１５との冷媒の経路の間に設けられるとともに、水が通る水回路１８に接続されている。冷媒は、膨張弁１３でその圧力を低下させられた後、第２の冷媒−水熱交換器１４で水回路１８の水と熱交換して加熱され、蒸発器１５でさらに大気から熱を奪って気化されて過熱蒸気となり、圧縮機１１に戻る。【選択図】図１
2007303806.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
冷媒を圧縮する圧縮機と、前記圧縮機で圧縮された前記冷媒を放熱し、水を加熱する第1の冷媒―水熱交換器として機能する放熱器と、前記放熱器で放熱された前記冷媒の圧力を低下させる膨張機構と、前記膨張機構で圧力を低下された前記冷媒と前記冷媒より温度の高い水とを熱交換させる第2の冷媒−水熱交換器と、前記第2の冷媒−水熱交換器で熱交換した後の冷媒を蒸発させる蒸発器とが前記冷媒を流す経路で循環する形で接続された冷媒回路と、
水供給源より供給された水が前記冷媒と熱交換して冷却される前記第2の冷媒−水熱交換器と、前記水が前記冷媒と熱交換して加熱される前記放熱器との順に接続した流路に前記水を流す水経路と、
を備えた冷凍サイクル装置。
【請求項２】
前記水供給源として貯湯槽を備え、
前記水経路は、前記貯湯槽からの水を前記第2の冷媒−水熱交換器に供給し、前記放熱器で加熱された水を前記貯湯槽に供給する請求項１記載の冷凍サイクル装置。
【請求項３】
前記水供給源として前記貯湯槽および前記貯湯槽とは異なる水供給源を備え、
前記水経路は、前記貯湯槽からの水と前記貯湯槽とは異なる水供給源からの水を混合して前記第2の冷媒−水熱交換器に供給する請求項２記載の冷凍サイクル装置。
【請求項４】
前記水経路は、前記第2の冷媒−水熱交換器をバイパスする経路を含む請求項１記載の冷凍サイクル装置。
【請求項５】
冷媒を圧縮する圧縮機と、前記圧縮機で圧縮された前記冷媒を放熱し、水を加熱する第1の冷媒―水熱交換器として機能する放熱器と、前記放熱器で放熱された前記冷媒の圧力を低下させる膨張機構と、前記膨張機構で圧力を低下された前記冷媒と前記冷媒より温度の高い水とを熱交換させる第2の冷媒−水熱交換器と、前記第2の冷媒−水熱交換器と熱交換した後の冷媒を蒸発させる蒸発器とが前記冷媒を流す経路で循環する形で接続された冷媒回路と、
水供給源より供給された水が前記冷媒と熱交換して冷却される前記第2の冷媒−水熱交換器と、前記水が冷媒と熱交換して加熱される前記放熱器との順に接続した流路に前記水を流す水経路とを備えた冷凍サイクル装置の運転方法であって、
前記圧縮機の吸込む冷媒が過熱蒸気となるように前記第2の冷媒−水熱交換器で前記冷媒と前記水とを熱交換させる冷凍サイクル装置の運転方法。
【請求項６】
前記第2の冷媒−水熱交換器で熱交換させる前の冷媒と水との温度を検出し、前記圧縮機の吸込む冷媒が過熱蒸気となるように、前記水の温度または流量または前記蒸発器に送風するファンの風量を制御する請求項５記載の冷凍サイクル装置の運転方法。
【請求項７】
冷媒を圧縮する圧縮機と、前記圧縮機で圧縮された前記冷媒を放熱し、水を加熱する第1の冷媒―水熱交換器として機能する放熱器と、前記放熱器で放熱された前記冷媒の圧力を低下させる膨張機構と、前記膨張機構で圧力を低下された前記冷媒と前記冷媒より温度の高い水とを熱交換させる第2の冷媒−水熱交換器と、前記第2の冷媒−水熱交換器と熱交換した後の冷媒を蒸発させる蒸発器とが前記冷媒を流す経路で循環する形で接続された冷媒回路と、
水供給源より供給された水が前記冷媒と熱交換して冷却される前記第2の冷媒−水熱交換器と、前記水が冷媒と熱交換して加熱される前記放熱器との順に接続した流路に前記水を流す水経路とを備えた冷凍サイクル装置の運転方法であって、
前記放熱器で熱交換させる前の冷媒と水との温度を検出し、前記放熱器を出る冷媒が所
定の温度となるように、前記水の流量を制御する冷凍サイクル装置の運転方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、給湯器として用いる冷凍サイクル装置とその運転方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
圧縮機、放熱器、膨張機、蒸発器を主な構成要素とし、それらを冷媒経路で接続する冷凍サイクル装置、いわゆるヒートポンプサイクルを用いた給湯装置が実用化されている。ヒートポンプサイクルを用いた給湯装置においては、放熱器において、高温の冷媒と、水との熱交換を行うことにより、温水を得ている。
【０００３】
冷凍サイクル装置においては、構成要素の高性能化、制御の最適化等の様々なシステム性能の高効率化の取組みがなされてきた。システム性能向上手段の一つとして、蒸発器と圧縮機との冷媒経路の間に副熱交換器を設ける構成が提案されている（例えば、特許文献１参照）。
【０００４】
特許文献１は図４に示すように、冷凍サイクル装置５０が、圧縮機５１、熱交換器５２、膨張弁５３、蒸発器５４、副熱交換器５５で構成され、貯湯槽５６を備えている。そして、貯湯槽５６の温水は、ポンプ５７で流通路５８に送られ、副熱交換器５５で、授熱部５９から受熱部６０に温水から冷媒に伝熱される。さらに、熱交換器５２では、凝縮器６１から受熱部６２に伝熱され、貯湯槽５６に戻る。すなわち、貯湯槽５６から取り出された温水は、蒸発器５４から圧縮機５１に向かう低温の冷媒と熱交換して温度を低下させた後、熱交換器５２で圧縮機５１から吐出された高温の冷媒と熱交換して加熱され、貯湯槽５６に戻る。このような構成とすることにより、副熱交換器５５がない場合に比べ、熱交換器５２で熱交換される水温条件によって異なるが、成績係数を１前後上昇させている。
【特許文献１】特開２００２−９８４２９号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、第１に上述の構成の冷凍サイクル装置の蒸発器は、冷媒の熱伝達率の大きい領域を使っていないため、蒸発器での熱伝達特性が良くなかった。冷凍サイクル装置の蒸発器では、膨張機構から吐出された低圧冷媒が、気液混合相状態から周囲の熱により気化されていく。ここで蒸発器における冷媒は、液相状態の領域が大きく占めると、冷媒は密度が大きく、低流速な状態で管内を流動するため熱伝達率が小さく、熱交換器の容積が大きくなる課題があった。第２に膨張機構より吐出された低圧冷媒は、蒸発器をへて副熱交換器に接続されているため、冷媒がガス状態に近く、体積流量が大きな状態で副熱交換器を通過するため、冷媒管のパス数が少ない場合、圧力損失が増大し、成績係数が低下することになるため、必然的に冷媒管のパス数を増やす必要があり、副熱交換器が大きくなる。
【０００６】
そこで本発明は、副熱交換器を膨張機構出口に設け、高密度な状態の冷媒を流通させることで冷媒管のパス数が少ない状態でも低圧力損失にすることができ、かつ蒸発器で乾き度の大きな冷媒を多く利用することによって蒸発器での伝熱性能を高め、高効率な冷凍サイクル装置とその運転方法とすることを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明の冷凍サイクル装置は、冷媒を圧縮する圧縮機と、前記圧縮機で圧縮された前記冷媒を放熱し、水を加熱する第1の冷媒―水熱交換器として機能する放熱器と、前記放熱器で放熱された前記冷媒の圧力を低下させる膨張機構と、前記膨張機構で圧力を低下され
た前記冷媒と前記冷媒より温度の高い水とを熱交換させる第2の冷媒−水熱交換器と、前記第2の冷媒−水熱交換器で熱交換した後の冷媒を蒸発させる蒸発器とが前記冷媒を流す経路で循環する形で接続された冷媒回路と、
水供給源より供給された水が前記冷媒と熱交換して冷却される前記第2の冷媒−水熱交換器と、前記水が前記冷媒と熱交換して加熱される前記放熱器との順に接続した流路に前記水を流す水経路と、
を備えた構成とする。
【０００８】
このような構成の冷凍サイクル装置は、冷媒−水熱交換器で冷媒の乾き度を上げた低圧の冷媒が蒸発器に入るので、蒸発器の管内の冷媒は熱伝達特性が高い領域を用いることになり、小型で高効率な冷凍サイクル装置を構成できる。
【０００９】
本発明の冷凍サイクル装置の運転方法は、冷媒を圧縮する圧縮機と、前記圧縮機で圧縮された前記冷媒を放熱し、水を加熱する第1の冷媒―水熱交換器として機能する放熱器と、前記放熱器で放熱された前記冷媒の圧力を低下させる膨張機構と、前記膨張機構で圧力を低下された前記冷媒と前記冷媒より温度の高い水とを熱交換させる第2の冷媒−水熱交換器と、前記第2の冷媒−水熱交換器と熱交換した後の冷媒を蒸発させる蒸発器とが前記冷媒を流す経路で循環する形で接続された冷媒回路と、
水供給源より供給された水が前記冷媒と熱交換して冷却される前記第2の冷媒−水熱交換器と、前記水が冷媒と熱交換して加熱される前記放熱器との順に接続した流路に前記水を流す水経路とを備えた冷凍サイクル装置の運転方法であって、
前記圧縮機の吸込む冷媒が過熱蒸気となるように前記第2の冷媒−水熱交換器で前記冷媒と前記水とを熱交換させる。
【００１０】
このような冷凍サイクル装置の運転方法とすると、１つ目は第2の冷媒―水熱交換器で冷媒の乾き度が上がり熱伝達特性を向上させることができる。２つ目は、蒸発器出口で容易に過熱蒸気とすることができるため、圧縮機での液圧縮を防止・信頼性を向上できる。３つ目は、低圧の冷媒の交換熱量を増加させることができ、より高い温度の過熱蒸気とすることができるため、冷凍サイクル装置の効率を向上することができる。
【００１１】
また本発明の冷凍サイクル装置の運転方法は、水に貯湯槽の温水を混合することで、冷媒−水熱交換器で冷媒と熱交換する水温度を一定にすることができ、冷媒の乾き度、放熱器の冷媒出口エンタルピも一定にできることから、安定かつ最適な冷凍サイクルとなるように制御が可能となる。
【００１２】
また本発明の別の冷凍サイクル装置の運転方法は、冷媒を圧縮する圧縮機と、前記圧縮機で圧縮された前記冷媒を放熱し、水を加熱する第1の冷媒―水熱交換器として機能する放熱器と、前記放熱器で放熱された前記冷媒の圧力を低下させる膨張機構と、前記膨張機構で圧力を低下された前記冷媒と前記冷媒より温度の高い水とを熱交換させる第2の冷媒−水熱交換器と、前記第2の冷媒−水熱交換器と熱交換した後の冷媒を蒸発させる蒸発器とが前記冷媒を流す経路で循環する形で接続された冷媒回路と、
水供給源より供給された水が前記冷媒と熱交換して冷却される前記第2の冷媒−水熱交換器と、前記水が冷媒と熱交換して加熱される前記放熱器との順に接続した流路に前記水を流す水経路とを備えた冷凍サイクル装置の運転方法であって、
前記放熱器で熱交換させる前の冷媒と水との温度を検出し、前記放熱器を出る冷媒が所定の温度となるように、前記水の流量を制御する。
【００１３】
このような運転方法にすれば、放熱器での冷媒と水との熱交換量を確実に制御できるため、放熱器において必要な放熱量を得ることができる。このとき、放熱器で季節変化に対しても一定以上の放熱量を得ることができるため、より効率の高い冷凍サイクル装置の運
転方法とすることができる。
【発明の効果】
【００１４】
本発明の冷凍サイクル装置とその運転方法によれば、蒸発器での冷媒の熱伝達率が上がり、高効率な冷凍サイクル装置とその運転方法とすることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１５】
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。
【００１６】
（実施の形態）
本発明の実施の形態の冷凍サイクル装置１０は、図１に示すように、冷媒を循環させて、ヒートポンプサイクルを構成する冷媒回路１６と、冷媒回路１６を利用して水を加熱するための水経路１８を有する。冷媒回路１６は、冷媒を圧縮する圧縮機１１と、圧縮機１１で圧縮された冷媒を放熱し、水経路１８の水を加熱する第１の冷媒−水熱交換器である放熱器１２と、放熱器１２で放熱された冷媒の圧力を低下させる膨張機構である膨張弁１３と、膨張弁１３で圧力を低下された冷媒と水とで熱交換させる冷媒−水熱交換器１４と、冷媒―水熱交換器１４で熱交換した後の冷媒を蒸発させる蒸発器１５とが、順に接続されたものである。ここで用いる冷媒としては、例えば二酸化炭素である。また、供給側の水経路１９は、水供給源として、水流量制御弁３１、１４７、２５を介して上水に接続されている。水供給源から供給された水は、水経路１９を流れ、第２の冷媒−水熱交換器を経由する第１分岐経路１８０と、それをバイパスする第２分岐経路１８１に分岐され、これらは再び統合されて水経路１８となり、放熱器１２を通過して、冷媒により加熱され、貯湯槽１７に温水が供給される。ここで上水とは水道水である。また、図１に示すように、必要に応じて貯湯槽１７で温度の低くなった水を再加熱するため、水経路１９が水流量制御弁３１を介して貯湯槽１７に接続されている。
【００１７】
本実施形態の給湯装置の特徴は、第２の冷媒−水熱交換器１４を有し、これによって、水を冷却して冷媒を加熱している点である。従来の給湯装置では、水と冷媒の熱交換器には、本実施形態の第１の冷媒−水熱交換器すなわち放熱器１２のみであった。本実施形態の給湯装置は、このような構成を有するために、圧縮機動力を低下させることができ、高効率なシステムを構成できる。この理由は、後に、図３を用いて説明する。
【００１８】
次に、本実施形態のその他の構成について、説明を続ける。蒸発器１５には、ファン２１が備えられている。冷媒回路１６には、放熱器１２と第２の冷媒−水熱交換器１４に入る前のそれぞれの冷媒の温度を計測する温度センサ２２、温度センサ２３が備えられている。水経路１９には、水道水等の上水の温度を計測する温度センサ２４、流量調節バルブ２５と水経路１９から第１分岐経路１８０に至る経路に設けられた流量調整バルブ２７とその開度を調整する信号線４４が備えられている。水経路１９は、貯湯槽１７の出口温度を計測する温度センサ２９、送水ポンプ３０、流量調節バルブ３１、第２の冷媒−水熱交換器１４に入る前の上水の温度を計測する温度センサ２６、流量調節バルブ２７、放熱器１２に入る前の上水の温度を計測する温度センサ２８が備えられている。第２分岐経路１８１には、流量調節バルブ３３が備えられている。
【００１９】
そして、温度センサ２４、２９、２２、２８、２３、２６と制御装置３４とがそれぞれ信号線３５、３６、３７、３８、３９、４０で接続されている。さらに、制御装置３４は流量調節バルブ３１、２５、ファン２１、流量調節バルブ２７、３３とそれぞれ信号線４１、４２、４３、４４、４５で接続されている。また、貯湯槽１７の温水は、浴槽等の給湯負荷ユニット４６に供給される。
【００２０】
次に、図１の冷凍サイクル装置１０の動作を説明する。冷媒は、冷媒回路１６中の圧縮
機１１で高温、高圧にして吐出され、第１の冷媒―水熱交換器である放熱器１２で水回路１８の水と熱交換して放熱される。ここで、冷媒は水回路１８の水により冷却されるため、出口エンタルピを十分に低くすることができ、放熱量も大きくすることができる。さらに、放熱器１２の冷媒は、低温の上水との熱交換でよいため冷媒の圧力を低くすることができる。
【００２１】
そして冷媒は、膨張弁１３でその圧力を低下させられた後、第２の冷媒−水熱交換器１４で水回路１８の水と熱交換することで加熱されて冷媒の乾き度が上がり、蒸発器１５でさらに大気から熱を奪って気化されて圧縮機１１に戻る。ここで、この冷媒の過熱度を大きくとって、圧縮機１１に吸入させるようにすれば、圧縮機１１の冷媒吐出温度を一定とした場合、その冷媒の吐出圧力を低減することができ、圧縮機１１の圧縮動力を小さくできる。この過熱量の調整は、ファン２１のファン風量と、バイパス経路１８１に設けられたバルブ３３と第２の冷媒−水熱交換器１４の前に設けられたバルブ２７の開度調整によって蒸発過程にある冷媒の蒸発量を調整することにより行われる。
【００２２】
水は、水回路１８０中の第２の冷媒−水熱交換器１４で冷媒と熱交換して冷却された後、放熱器１２で冷媒と熱交換して加熱され、貯湯槽１７に貯留される。
【００２３】
次に、第１分岐経路１８０および第２分岐経路１８１の水量の制御方法について、詳しく説明する。
【００２４】
原則として、第１分岐経路１８０の水量を制御した後、第２分岐経路１８１の水量を制御することにより、水経路１８、１９の水量を制御する。
【００２５】
第１分岐経路の水量は、図５に示すように、以下のような手順で制御を行う。工程Ｓ１０１では、第２の冷媒−水熱交換器１４に入る冷媒の温度を温度センサ２３によって測定する。次に、工程Ｓ１０２では、制御装置３４によって、第２の冷媒−水熱交換器１４によって達成する冷媒の目標の乾き度を設定し、工程Ｓ１０１で測定した熱交換器１４の冷媒入り口温度を基に熱交換器１４の熱交換量を決定する。次に、工程Ｓ１０３では、第２の冷媒−水熱交換器１４に入る水の温度を、温度センサ２６によって計測し、制御装置３４に入力する。次に、工程Ｓ１０４では、制御装置３４によって、工程Ｓ１０１で測定した熱交換器１４入り側の冷媒温度、工程Ｓ１０２で決定した熱交換量、および上水より供給される水の温度より、第１分岐経路１８０を流れる適当な水量を決定する。そして、工程Ｓ１０５では、第１の分岐回路１８０の水量制御弁２７または／および水経路の流量制御弁２５の開度を制御することにより、第１分岐回路１８０を流れる水量を制御する。また、必要に応じて、蒸発器のファン２１の風量を調節して、適切な過熱度に制御することもできる。
【００２６】
次に、第２分岐経路１８１の流量は、図６に示す手順で制御する。工程Ｓ２０１では、放熱器（第１の冷媒―水熱交換器）１２に入る冷媒の温度を、温度センサ２２によって計測する。計測値は、制御装置３４に入力される。工程Ｓ２０２では、工程Ｓ２０１で計測した放熱器入り口冷媒温度をもとに、冷凍サイクルの成績係数が最大となるように、放熱器熱交換量が決定される。次に、工程Ｓ２０３では、放熱器入り側水温度が、温度センサ２８により計測され、制御装置３４に入力される。次に、Ｓ２０４では、Ｓ２０１で測定した放熱器１２入り側冷媒温度、Ｓ２０２で計算された放熱器熱交換量および放熱器入り側水温度を基準に放熱器を流れる水の流量が決定される。Ｓ２０５では、それに基づき、第２分岐経路１８１の流量制御弁３３および水経路の流量制御弁２５の開度が調整される。
【００２７】
以上説明したように、図５および図６に示した制御を繰り返して実施することにより、
最適な装置の制御が可能になる。
【００２８】
以上の説明では、水経路に関して、第2分岐経路（バイパス経路）１８１を有する場合
について説明した。第2分岐回路により、第1冷媒―水熱交換器と、第2冷媒―水熱交換器
の熱交換器の熱交換量の調整をすることが可能である。しかしながら、このような第2分
岐回路（第2冷媒―水熱交換器のバイパス経路）が無い場合にも本発明は有効である。す
なわち、蒸発器ファン風量の増減、貯湯槽に蓄えられた温水の利用等によって、第２の冷媒−水熱交換器の熱交換量を調整することができる。
【００２９】
次に、第２の冷媒−水熱交換器１４の作用を説明する。図２は、一般的な蒸発器での熱伝達率と乾き度の関係を示したものである（たとえば、空気調和・冷凍連合論文集、平成１５年、第３７巻、第123頁参照）。横軸は冷媒の乾き度、縦軸はその乾き度に対する熱
伝達率である。ここで乾き度とは、冷媒の飽和蒸気中に含まれる液相分の割合であり、乾き度０が全て液相、乾き度１が全て気相となった場合である。すなわち、低乾き度は冷媒の流路方向で蒸発器の入口付近、高乾き度は蒸発器の出口付近に対応する。図２から明らかなように、冷媒の熱伝達率は、乾き度が大きくなるにつれて増加し、乾き度が０．８近傍で最大となる。従って蒸発器には、乾き度が０近くの冷媒を入れるよりも、乾き度の高い冷媒を流入させることによって、蒸発器での平均的な熱伝達率が良くなる。
【００３０】
従って、冷媒を第２の冷媒−水熱交換器１４でその乾き度を上げた後、蒸発器１５に入れると、蒸発器１５での伝熱特性が良くなる。そして、第２の冷媒−水熱交換器１４において水によって加熱された冷媒は、蒸発器１５で容易に過熱蒸気にまで加熱することができるため、圧縮機１１での液圧縮を防止できるとともに、圧縮機動力を小さくでき、冷凍サイクル装置の成績係数の向上を図ることができる。
【００３１】
次に、本発明の実施の形態の冷凍サイクル装置１０の効率の向上を、従来の冷凍サイクル装置と比較した図３を用いて説明する。図３は、縦軸を冷媒の圧力、横軸を冷媒のエンタルピで表示したモリエル線図である。
【００３２】
図３のモリエル線図は、冷媒が二酸化炭素の場合であり、飽和曲線４７は冷媒の飽和液線と飽和蒸気線とを結んだ線を示している。閉サイクルＡ１Ｂ１Ｃ１Ｄ１４８は、本発明の実施の形態の冷凍サイクル装置１０のモリエル線図、閉サイクルＡ２Ｂ２Ｃ２Ｄ２４９は、従来の第２の冷媒―水熱交換器を用いない給湯器（冷凍サイクル装置）のモリエル線図である。
【００３３】
図３の閉サイクルＡ１Ｂ１Ｃ１Ｄ１４８について、図１の構成図と対比させて詳細に説明する。冷媒は、圧縮機１１で、図３の点Ａ１から点Ｂ１に変化され、その圧力およびエンタルピが増加される。また放熱器１２で、点Ｂ１から点Ｃ１に変化され、冷媒の圧力一定のままエンタルピを減少させる。膨張弁１３で、点Ｂ１から点Ｃ１に変化され、冷媒のエンタルピが一定のまま、圧力を減少させる。そして、圧力一定のままで第２の冷媒−水熱交換器１４および蒸発器１５で、点Ｄ１から点Ａ１に変化され、エンタルピを増加させる。
【００３４】
ここで、従来の冷凍サイクル装置の蒸発器では、冷媒は点Ｄ２から点Ａ２に変化するだけであるが、本発明の実施の形態の冷凍サイクル装置１０では、第２の冷媒−水熱交換器１４を設けたため、放熱器１２の出口エンタルピを低減できると同時に蒸発器１５により容易に過熱蒸気の点Ａ１とすることができる。放熱器１２での冷媒出口エンタルピを低減することによって、擬臨界温度以下の高い熱伝達率の領域を利用することができる。また冷媒は、放熱器１２で低温の水と熱交換し、かつ蒸発器出口の過熱度を大きくすることができるため、従来の放熱器での点Ｂ２、点Ｃ２の放熱圧力よりも点Ｂ１、点Ｃ１の放熱圧
力を低くできる。このことによって、圧縮機１１の動力を小さくすることができる。そして放熱器１２では、従来の放熱器より点Ｃ２と点Ｃ１との差だけエンタルピを大きくとることができ、放熱器での利用エンタルピ量である放熱量を大きくすることができる。
【００３５】
このように本発明の実施の形態の冷凍サイクル装置１０は、第２の冷媒−水熱交換器１４で冷媒の乾き度を上げることで、蒸発器１５での熱伝達性能を上げることができる。
【００３６】
また、蒸発器１５で冷媒を容易に過熱蒸気とすることができるため、圧縮機１１が液冷媒を吸入し、液圧縮を起こすこともない。また冷媒は、過熱蒸気となっているため、圧縮機１１の動力を低減することができる。
また、冬期においては放熱器１２の冷媒は、空気温度の高い水との熱交換することになるため、蒸発過程における過熱度を大きくとることができ、圧縮機１１の信頼性向上につながる。
【００３７】
本発明の実施の形態によって、水道水等の水温度が低い場合は、貯湯槽の温水を混合させて水温度を高くし、第２の冷媒―水熱交換器での冷媒を加熱することができる。これに対し、水道水温度が高い中間期や夏期は、水の入水温度が高まるため、第２の冷媒−水熱交換器１４における受熱量が大きくなり冷凍サイクル装置の成績係数は向上する。
【産業上の利用可能性】
【００３８】
本発明にかかる冷凍サイクル装置とその運転方法は、蒸気圧縮式冷凍サイクルに関するもので、ヒートポンプ方式の給湯装置等に適用して有用である。
【図面の簡単な説明】
【００３９】
【図１】本発明の実施の形態の冷凍サイクル装置の構成図
【図２】一般的な蒸発器での熱伝達率と乾き度の関係を示した図
【図３】本発明の実施の形態の冷凍サイクル装置のモリエル線図
【図４】従来の冷凍サイクル装置の構成図
【図５】本発明の実施形態の冷凍サイクルにおいて、第１分岐経路の水量を制御する方法を説明するフローチャート
【図６】本発明の実施形態の冷凍サイクルにおいて、第２分岐経路の水量を制御する方法を説明するフローチャート
【符号の説明】
【００４０】
１０，５０    冷凍サイクル装置
１１，５１    圧縮機
１２    放熱器（第1の冷媒―水熱交換器）
１３，５３    膨張弁
１４    第２の冷媒―水熱交換器
１５，５４    蒸発器
１６    冷媒回路
１７，５６    貯湯槽
１８    水経路
１９    水経路    
２１    ファン
２２，２３，２４，２６，２８，２９    温度センサ
２５，２７，３１，３２，３３,１４７    流量調節バルブ
３０    送水ポンプ
３４    制御装置
３５，３６，３７，３８，３９，４０，４１，４２，４３，４４，４５,１４８    信号
線
４６    給湯負荷ユニット
４７    飽和曲線
４８    閉サイクルＡ１Ｂ１Ｃ１Ｄ１
４９    閉サイクルＡ２Ｂ２Ｃ２Ｄ２
５２    熱交換器
５５    副熱交換器
５７    ポンプ
５８    流通路
５９    授熱部
６０，６２    受熱部    
６１    ガスクーラ
【図１】
2007303806.tif 000003
【図２】
2007303806.tif 000004
【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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