(57)【要約】【課題】所望の信頼性および性能を確保することができるヒートポンプ装置を提供することである。【解決手段】実施形態のヒートポンプ装置は、圧縮機、凝縮器、過冷却熱交換器、膨張弁、蒸発器、バイパス流路、バイパス膨張弁、および制御装置を持つ。バイパス流路は、過冷却熱交換器と膨張弁との間の分岐部から過冷却熱交換器の低圧側流路を経由して圧縮機の吸入部に設けられる。バイパス膨張弁は、バイパス流路において分岐部と過冷却熱交換器の低圧側流路との間に設けられる。第１温度センサおよび第２温度センサは蒸発器の上流側および下流側に配置される。第３温度センサおよび第４温度センサは過冷却熱交換器の低圧側流路の上流側および下流側に配置される。制御装置は、第１温度センサおよび第２温度センサの検出値に基づき膨張弁の弁開度を制御する。制御装置は、第３温度センサおよび第４温度センサの検出値に基づきバイパス膨張弁の弁開度を制御する。【選択図】図１
2016065659.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
冷媒の循環流路と、
前記循環流路に順次設けられる、圧縮機、凝縮器、過冷却熱交換器、膨張弁、および蒸発器と、
前記過冷却熱交換器と前記膨張弁との間の分岐部から前記過冷却熱交換器の低圧側流路を経由して前記圧縮機の吸入部に設けられるバイパス流路と、
前記バイパス流路において前記分岐部と前記過冷却熱交換器の低圧側流路との間に設けられるバイパス膨張弁と、
前記蒸発器の上流側における前記冷媒の温度を検出する第１温度センサと、
前記蒸発器の下流側における前記冷媒の温度を検出する第２温度センサと、
前記過冷却熱交換器の低圧側流路の上流側における前記冷媒の温度を検出する第３温度センサと、
前記過冷却熱交換器の低圧側流路の下流側における前記冷媒の温度を検出する第４温度センサと、
前記第１温度センサおよび前記第２温度センサの各々の検出値に基づき前記膨張弁の弁開度を制御し、
前記第３温度センサおよび前記第４温度センサの各々の検出値に基づき前記バイパス膨張弁の弁開度を制御する制御装置と、
を備える、
ヒートポンプ装置。
【請求項２】
前記制御装置は、
前記膨張弁の弁開度を制御した後に、前記バイパス膨張弁の弁開度を制御する、
請求項１に記載のヒートポンプ装置。
【請求項３】
前記分岐部と前記膨張弁との間の第２分岐部から前記圧縮機の第２吸入部に設けられる第２バイパス流路と、
前記第２バイパス流路において前記分岐部と前記過冷却熱交換器の低圧側流路との間に設けられる第２バイパス膨張弁と、
前記圧縮機の吐出部における前記冷媒の温度を検出する第５温度センサと、
を備え、
前記制御装置は、
前記第５温度センサの検出値に基づき前記第２バイパス膨張弁の弁開度を制御する、
請求項１または請求項２に記載のヒートポンプ装置。
【請求項４】
前記制御装置は、
前記バイパス膨張弁の弁開度を制御する前に、前記第２バイパス膨張弁の弁開度を制御する、
請求項３に記載のヒートポンプ装置。
【請求項５】
前記制御装置は、
前記第２温度センサの検出値と前記第１温度センサの検出値との差である循環流路過熱度を目標過熱度に一致させるように、前記膨張弁の弁開度を制御し、
前記第４温度センサの検出値と前記第３温度センサの検出値との差であるバイパス流路過熱度を目標バイパス過熱度に一致させるように、前記バイパス膨張弁の弁開度を制御し、
前記第５温度センサの検出値を目標温度に一致させるように、前記第２バイパス膨張弁の弁開度を制御する、
請求項３または請求項４に記載のヒートポンプ装置。
【請求項６】
前記制御装置は、
前記目標バイパス過熱度を、前記目標過熱度の１倍の値以上かつ６倍の値以下に設定する、
請求項５に記載のヒートポンプ装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明の実施形態は、ヒートポンプ装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、圧縮機、凝縮器、膨張弁、および蒸発器に加えて、過冷却用の熱交換器および過冷却膨張弁を備えるヒートポンプ装置がある。このようなヒートポンプ装置では、圧縮機から吐出する冷媒の温度（吐出温度）に応じて過冷却膨張弁の弁開度が制御される場合がある。しかしながら、吐出温度の上昇に応じて過冷却膨張弁の弁開度が閉方向に制御されると、過熱度の低下によって吐出温度が急激に低下し、圧縮機への冷媒液の戻り量が急増することによって圧縮機に異常が生じる可能性があった。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２０１２−１５４５７５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
本発明が解決しようとする課題は、所望の信頼性および性能を確保することができるヒートポンプ装置を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
実施形態のヒートポンプ装置は、冷媒の循環流路と、圧縮機、凝縮器、過冷却熱交換器、膨張弁、および蒸発器と、バイパス流路と、バイパス膨張弁と、第１温度センサと、第２温度センサと、第３温度センサと、第４温度センサと、制御装置とを持つ。圧縮機、凝縮器、過冷却熱交換器、膨張弁、および蒸発器は、順次、循環流路に設けられる。バイパス流路は、過冷却熱交換器と膨張弁との間の分岐部から過冷却熱交換器の低圧側流路を経由して圧縮機の吸入部に設けられる。バイパス膨張弁は、バイパス流路において分岐部と過冷却熱交換器の低圧側流路との間に設けられる。第１温度センサは、蒸発器の上流側における冷媒の温度を検出する。第２温度センサは、蒸発器の下流側における冷媒の温度を検出する。第３温度センサは、過冷却熱交換器の低圧側流路の上流側における冷媒の温度を検出する。第４温度センサは、過冷却熱交換器の低圧側流路の下流側における冷媒の温度を検出する。制御装置は、第１温度センサおよび第２温度センサの各々の検出値に基づき膨張弁の弁開度を制御する。制御装置は、第３温度センサおよび第４温度センサの各々の検出値に基づきバイパス膨張弁の弁開度を制御する。
【図面の簡単な説明】
【０００６】
【図１】実施形態のヒートポンプ装置の構成を示す図。
【図２】実施形態のヒートポンプ装置の循環流路過熱度およびバイパス流路過熱度と、成績係数（ＣＯＰ）との対応関係の一例を示すグラフ図。
【図３】実施形態のヒートポンプ装置の動作を示すフローチャート。
【図４】図３に示す膨張弁制御を示すフローチャート。
【図５】図３に示す第２バイパス膨張弁制御を示すフローチャート。
【発明を実施するための形態】
【０００７】
以下、実施形態のヒートポンプ装置を、図面を参照して説明する。
【０００８】
実施形態のヒートポンプ装置１０は、例えば低温の雰囲気において加熱運転を行なう冷凍サイクル構成を有している。ヒートポンプ装置１０は、図１に示すように、冷媒の循環流路を形成する配管１０ａと、配管１０ａによって順次接続される、圧縮機１１、凝縮器１２、過冷却熱交換器１３、膨張弁１４、蒸発器１５、四方弁１６、および制御装置１７を備えている。
【０００９】
圧縮機１１は、冷媒を圧縮して高温高圧の気相の冷媒を吐出する。圧縮機１１の回転数は、制御装置１７によって制御される。
凝縮器１２は、圧縮機１１から吐出される気相の冷媒を凝縮する。凝縮器１２は、例えば冷媒−水熱交換器である。凝縮器１２は、配管１０ａに接続される冷媒の流路と、水配管１２ａに接続される水の流路とを備えている。凝縮器１２は、水と冷媒とを熱交換する。凝縮器１２は、いわゆるカウンターフローに構成され、冷媒の流路における流れ方向と水の流路における流れ方向とが逆方向に設定されている。
【００１０】
過冷却熱交換器１３は、高圧側流路１３ａおよび低圧側流路１３ｂを備えている。高圧側流路１３ａは、配管１０ａに接続されている。低圧側流路１３ｂは、第１バイパス配管１８ａに接続されている。第１バイパス配管１８ａは、配管１０ａの第１分岐部１９ａと圧縮機１１のサクション配管１１ａとを、低圧側流路１３ｂを経由して接続する。第１バイパス配管１８ａは、過冷却熱交換器１３と圧縮機１１との間で膨張弁１４、蒸発器１５、および四方弁１６を迂回する。第１分岐部１９ａは、過冷却熱交換器１３と膨張弁１４との間の配管１０ａに設けられている。圧縮機１１のサクション配管１１ａは、圧縮機１１の第１吸入部１１ｂに接続されている。
第１バイパス配管１８ａは、第１分岐部１９ａと低圧側流路１３ｂとの間に第１バイパス膨張弁２０ａを備えている。第１バイパス膨張弁２０ａは、第１分岐部１９ａにおいて配管１０ａから第１バイパス配管１８ａに流入する高圧の液相の冷媒を膨張させることによって低圧の冷媒とする。第１バイパス膨張弁２０ａの弁開度は、制御装置１７によって制御される。
過冷却熱交換器１３は、高圧側流路１３ａを流通する高圧の液相の冷媒と、低圧側流路１３ｂを流通する低圧の液相の冷媒とを熱交換する。
【００１１】
配管１０ａは、第１分岐部１９ａと膨張弁１４との間に第２分岐部１９ｂを備えている。第２分岐部１９ｂは、第２バイパス配管１８ｂに接続されている。第２バイパス配管１８ｂは、第２分岐部１９ｂと圧縮機１１の第２吸入部１１ｃとを接続する。第２バイパス配管１８ｂは、第１分岐部１９ａと圧縮機１１との間で膨張弁１４、蒸発器１５、および四方弁１６を迂回する。圧縮機１１の第２吸入部１１ｃは、いわゆる液インジェクションポートであり、第２バイパス配管１８ｂからの冷媒液をシリンダ内部に噴射する。第２バイパス膨張弁２０ｂは、第２分岐部１９ｂにおいて配管１０ａから第２バイパス配管１８ｂに流入する高圧の液相の冷媒を膨張させることによって低圧の冷媒とする。第２バイパス膨張弁２０ｂの弁開度は、制御装置１７によって制御される。
【００１２】
膨張弁１４は、高圧の液相の冷媒を膨張させることによって低圧の気液二相の冷媒とする。膨張弁１４の弁開度は、制御装置１７によって制御される。
蒸発器１５は、膨張弁１４から排出される気液二相の冷媒を蒸発させる。蒸発器１５は、例えば冷媒−空気熱交換器である。蒸発器１５は、冷媒の流路に対向配置されるファン１５ａを備える。蒸発器１５は、ファン１５ａによって送風される空気と冷媒とを熱交換する。
【００１３】
四方弁１６は、蒸発器１５に接続されている配管１０ａと圧縮機１１のサクション配管１１ａとを接続する。四方弁１６は、圧縮機１１の吐出部１１ｄに接続される吐出配管１１ｅと凝縮器１２に接続されている配管１０ａとを接続する。
【００１４】
制御装置１７は、ヒートポンプ装置１０を統括して制御する。
制御装置１７は、循環流路過熱度ＳＨｍを所定の目標過熱度ＳＨｍ＿ｓｅｔに一致させるように、膨張弁１４の弁開度を制御する。制御装置１７は、第１温度センサ２１および第２温度センサ２２に接続されている。第１温度センサ２１は、蒸発器１５において上流側から流入する液相の冷媒の温度（液冷媒温度）ＴＥを検出する。第２温度センサ２２は、蒸発器１５の下流側のサクション配管１１ａにおいて気相の冷媒（サクションガス）の温度（サクションガス温度）ＴＳを検出する。制御装置１７は、第２温度センサ２２の検出値と第１温度センサ２１の検出値との差、つまりサクションガス温度ＴＳと液冷媒温度ＴＥとの差（ＴＳ−ＴＥ）によって循環流路過熱度ＳＨｍ（＝ＴＳ−ＴＥ）を算出する。
【００１５】
なお、制御装置１７は、所定の目標過熱度ＳＨｍ＿ｓｅｔに所定の温度範囲、つまり所定のロー側目標過熱度ＳＨｍ＿ｓｅｔＬ以上かつハイ側目標過熱度ＳＨｍ＿ｓｅｔＨ以下の温度範囲を設けてもよい。
なお、制御装置１７は、循環流路過熱度ＳＨｍを算出する際に、適宜のタイミングでの第１温度センサ２１および第２温度センサ２２の各々の検出値を用いることに限らず、所定時間間隔における検出値を用いてもよい。また、循環流路過熱度ＳＨｍに応じて膨張弁１４の弁開度を制御する際に、循環流路過熱度ＳＨｍの変化に応じて弁開度を制御してもよい。
【００１６】
制御装置１７は、バイパス流路過熱度ＳＨｂを所定の目標バイパス過熱度ＳＨｂ＿ｓｅｔに一致させるように、第１バイパス膨張弁２０ａの弁開度を制御する。制御装置１７は、第３温度センサ２３および第４温度センサ２４に接続されている。第３温度センサ２３は、第１バイパス配管１８ａにおける過冷却熱交換器１３の低圧側流路１３ｂの上流側において、低圧の液相の冷媒の温度（低圧液冷媒温度）ＴＬＬを検出する。第４温度センサ２４は、第１バイパス配管１８ａにおける過冷却熱交換器１３の低圧側流路１３ｂの下流側において、低圧の気相の冷媒の温度（低圧ガス冷媒温度）ＴＬＧを検出する。制御装置１７は、第４温度センサ２４の検出値と第３温度センサ２３の検出値との差、つまり低圧ガス冷媒温度ＴＬＧと低圧液冷媒温度ＴＬＬとの差（ＴＬＧ−ＴＬＬ）によってバイパス流路過熱度ＳＨｂ（＝ＴＬＧ−ＴＬＬ）を算出する。
【００１７】
なお、制御装置１７は、所定の目標バイパス過熱度ＳＨｂ＿ｓｅｔに所定の温度範囲、つまり所定のロー側目標バイパス過熱度ＳＨｂ＿ｓｅｔＬ以上かつハイ側目標バイパス過熱度ＳＨｂ＿ｓｅｔＨ以下の温度範囲を設けてもよい。
なお、制御装置１７は、バイパス流路過熱度ＳＨｂを算出する際に、適宜のタイミングでの第３温度センサ２３および第４温度センサ２４の各々の検出値を用いることに限らず、所定時間間隔における検出値を用いてもよい。また、バイパス流路過熱度ＳＨｂに応じて第１バイパス膨張弁２０ａの弁開度を制御する際に、バイパス流路過熱度ＳＨｂの変化に応じて弁開度を制御してもよい。
【００１８】
制御装置１７は、例えば、所定の目標バイパス過熱度ＳＨｂ＿ｓｅｔを所定の目標過熱度ＳＨｍ＿ｓｅｔの１倍の値以上かつ６倍の値以下、つまり
（ＳＨｍ＿ｓｅｔ≦ＳＨｂ＿ｓｅｔ≦６×ＳＨｍ＿ｓｅｔ）に設定する。
これにより制御装置１７は、図２に示すように、成績係数（ＣＯＰ）を向上させることができる。一方、所定の目標バイパス過熱度ＳＨｂ＿ｓｅｔが所定の目標過熱度ＳＨｍ＿ｓｅｔの１倍の値未満であると、成績係数（ＣＯＰ）が低下する虞がある。さらに、第１バイパス配管１８ａによるバイパス流路を流れる冷媒の過熱度が不足し、圧縮機１１に液冷媒が供給されることにより、圧縮機１１の異常が発生する虞がある。また、所定の目標バイパス過熱度ＳＨｂ＿ｓｅｔが所定の目標過熱度ＳＨｍ＿ｓｅｔの６倍の値よりも大きいと、成績係数（ＣＯＰ）が低下するとともに、圧縮機１１に高温のガスが供給されることにより、圧縮機１１の異常が発生する虞がある。
【００１９】
制御装置１７は、圧縮機１１の吐出部１１ｄから吐出配管１１ｅに吐出される気相の冷媒の温度（吐出ガス温度）ＴＤを所定の目標吐出ガス温度ＴＤ＿ｓｅｔに一致させるように、第２バイパス膨張弁２０ｂの弁開度を制御する。制御装置１７は、第５温度センサ２５に接続されている。第５温度センサ２５は、圧縮機１１の吐出配管１１ｅにおいて、吐出ガス温度ＴＤを検出する。制御装置１７は、例えば、吐出ガス温度ＴＤが目標吐出ガス温度ＴＤ＿ｓｅｔよりも高い場合には、第２バイパス膨張弁２０ｂの弁開度を増大させることによって、液インジェクション量（圧縮機１１の第２吸入部１１ｃに供給される冷媒量）を増大させる。一方、制御装置１７は、例えば、吐出ガス温度ＴＤが目標吐出ガス温度ＴＤ＿ｓｅｔよりも低い場合には、第２バイパス膨張弁２０ｂの弁開度を減少させることによって、液インジェクション量を減少させる。
【００２０】
なお、制御装置１７は、所定の目標吐出ガス温度ＴＤ＿ｓｅｔに所定の温度範囲、つまり所定のロー側目標吐出ガス温度ＴＤ＿ｓｅｔＬ以上かつハイ側目標吐出ガス温度ＴＤ＿ｓｅｔＨ以下の温度範囲を設けてもよい。
なお、制御装置１７は、吐出ガス温度ＴＤとして、適宜のタイミングでの第５温度センサ２５の検出値を用いることに限らず、所定時間間隔における検出値を用いてもよい。また、吐出ガス温度ＴＤに応じて第２バイパス膨張弁２０ｂの弁開度を制御する際に、吐出ガス温度ＴＤの変化に応じて弁開度を制御してもよい。
【００２１】
制御装置１７は、ヒートポンプ装置１０の少なくとも起動時などにおいて、膨張弁１４の弁開度を制御した後に、第１バイパス膨張弁２０ａの弁開度を制御する。
制御装置１７は、ヒートポンプ装置１０の少なくとも起動時などにおいて、第１バイパス膨張弁２０ａの弁開度を制御する前に、第２バイパス膨張弁２０ｂの弁開度を制御する。
【００２２】
実施形態によるヒートポンプ装置１０は上記構成を備えており、次に、このヒートポンプ装置１０の動作について、図３から図５に示すフローチャートを参照して説明する。
【００２３】
先ず、制御装置１７は、図３に示すように、膨張弁１４、第１バイパス膨張弁２０ａ、および第２バイパス膨張弁２０ｂの各々の弁開度を所定の初期開度に設定して、圧縮機１１の回転を開始する（ステップＳ０１）。
次に、制御装置１７は、圧縮機１１の回転が開始してから所定時間が経過したか否かを判定する（ステップＳ０２）。
この判定結果が「ＮＯ」の場合、制御装置１７はステップＳ０２の処理を繰り返し実行する（ステップＳ０２の「ＮＯ」側）。
一方、この判定結果が「ＹＥＳ」の場合、制御装置１７は処理をステップＳ０３に進める（ステップＳ０２の「ＹＥＳ」側）。
そして、制御装置１７は、後述する膨張弁制御の処理および第２バイパス膨張弁制御の処理を並列的に実行する（ステップＳ０３）。
【００２４】
次に、制御装置１７は、第３温度センサ２３および第４温度センサ２４の各々の検出値から低圧ガス冷媒温度ＴＬＧおよび低圧液冷媒温度ＴＬＬを取得する（ステップＳ０４）。
次に、制御装置１７は、低圧ガス冷媒温度ＴＬＧと低圧液冷媒温度ＴＬＬとの差（ＴＬＧ−ＴＬＬ）によってバイパス流路過熱度ＳＨｂ（＝ＴＬＧ−ＴＬＬ）を算出する（ステップＳ０５）。
次に、制御装置１７は、バイパス流路過熱度ＳＨｂが目標バイパス過熱度ＳＨｂ＿ｓｅｔに一致するか否かを判定する（ステップＳ０６）。
この判定結果が「ＮＯ」の場合、制御装置１７は処理をステップＳ０７に進める（ステップＳ０６の「ＮＯ」側）。
一方、この判定結果が「ＹＥＳ」の場合、制御装置１７は処理をステップＳ０８に進める（ステップＳ０６の「ＹＥＳ」側）。
そして、制御装置１７は、バイパス流路過熱度ＳＨｂを所定の目標バイパス過熱度ＳＨｂ＿ｓｅｔに一致させるように、第１バイパス膨張弁２０ａの弁開度を制御する。そして、制御装置１７は、処理を上述したステップＳ０３に戻す（ステップＳ０７）。
【００２５】
そして、制御装置１７は、運転終了が指示されているか否かを判定する（ステップＳ０８）。
この判定結果が「ＮＯ」の場合、制御装置１７は処理を上述したステップＳ０３に戻す（ステップＳ０８の「ＮＯ」側）。
一方、この判定結果が「ＹＥＳ」の場合、制御装置１７は処理を終了させる（ステップＳ０８の「ＹＥＳ」側）。
【００２６】
以下に、上述したステップＳ０３の膨張弁制御の処理について、図４を参照して説明する。
先ず、制御装置１７は、第１温度センサ２１および第２温度センサ２２の各々の検出値からサクションガス温度ＴＳおよび液冷媒温度ＴＥを取得する（ステップＳ１１）。
次に、制御装置１７は、サクションガス温度ＴＳと液冷媒温度ＴＥとの差（ＴＳ−ＴＥ）によって循環流路過熱度ＳＨｍ（＝ＴＳ−ＴＥ）を算出する（ステップＳ１２）。
次に、制御装置１７は、循環流路過熱度ＳＨｍが目標循環流路過熱度ＳＨｍ＿ｓｅｔに一致するか否かを判定する（ステップＳ１３）。
この判定結果が「ＮＯ」の場合、制御装置１７は処理をステップＳ１４に進める（ステップＳ１３の「ＮＯ」側）。
一方、この判定結果が「ＹＥＳ」の場合、制御装置１７は処理を終了させる（ステップＳ１３の「ＹＥＳ」側）。
そして、制御装置１７は、循環流路過熱度ＳＨｍを目標循環流路過熱度ＳＨｍ＿ｓｅｔに一致させるように、膨張弁１４の弁開度を制御する。そして、制御装置１７は、処理を上述したステップＳ１１に戻す（ステップＳ１４）。
【００２７】
以下に、上述したステップＳ０３の膨張弁制御の処理について、図５を参照して説明する。
次に、制御装置１７は、第５温度センサ２５の検出値から吐出ガス温度ＴＤを取得する（ステップＳ２１）。
次に、制御装置１７は、吐出ガス温度ＴＤが、所定のロー側目標吐出ガス温度ＴＤ＿ｓｅｔＬ以上かつハイ側目標吐出ガス温度ＴＤ＿ｓｅｔＨ以下の温度範囲であるか否かを判定する（ステップＳ２２）。
この判定結果が「ＮＯ」の場合、制御装置１７は処理をステップＳ２３に進める（ステップＳ２２の「ＹＥＳ」側）。
一方、この判定結果が「ＹＥＳ」の場合、制御装置１７は処理を終了させる（ステップＳ２２の「ＹＥＳ」側）。
そして、制御装置１７は、吐出ガス温度ＴＤを、所定のロー側目標吐出ガス温度ＴＤ＿ｓｅｔＬ以上かつハイ側目標吐出ガス温度ＴＤ＿ｓｅｔＨ以下の温度範囲にするように、第２バイパス膨張弁２０ｂの弁開度を制御する。そして、制御装置１７は、処理を上述したステップＳ２１に戻す（ステップＳ２３）。
【００２８】
以上説明した実施形態によれば、第１温度センサ２１および第２温度センサ２２の検出値に基づき膨張弁１４の弁開度を制御する制御装置１７を持つので、制御処理および装置構成が複雑化することを防止しつつ、所望の信頼性および性能を確保することができる。
第３温度センサ２３および第４温度センサ２４の検出値に基づき第１バイパス膨張弁２０ａの弁開度を制御する制御装置１７を持つので、ヒートポンプ装置１０の運転効率を向上させることができるとともに、運転範囲を拡大することができる。
膨張弁１４の弁開度を制御した後に、第１バイパス膨張弁２０ａの弁開度を制御する制御装置１７を持つことにより、ヒートポンプ装置１０に異常が生じることを迅速に防止することができる。
【００２９】
第５温度センサ２５の検出値に基づき第２バイパス膨張弁２０ｂの弁開度を制御する制御装置１７を持つので、圧縮機１１を適正に冷却して、ヒートポンプ装置１０に異常が生じることを防止することができる。
第１バイパス膨張弁２０ａの弁開度を制御する前に、第２バイパス膨張弁２０ｂの弁開度を制御する制御装置１７を持つので、ヒートポンプ装置１０に異常が生じることを迅速に防止することができる。
【００３０】
循環流路過熱度ＳＨｍおよびバイパス流路過熱度ＳＨｂに応じて膨張弁１４および第１バイパス膨張弁２０ａを制御し、吐出ガス温度ＴＤに応じて第２バイパス膨張弁２０ｂを制御する制御装置１７を持つので、冷媒流量制御による高効率運転を実現しつつ吐出ガス温度ＴＤの増大を防止することができる。
目標バイパス過熱度ＳＨｂ＿ｓｅｔを目標過熱度ＳＨｍ＿ｓｅｔの１倍の値以上かつ６倍の値以下に設定する制御装置１７を持つので、圧縮機１１の異常が発生することを防止しつつ、エネルギー消費効率を向上させることができる。
【００３１】
以下、実施形態の変形例について説明する。
上述した実施形態において、制御装置１７は、第１バイパス膨張弁２０ａの弁開度を制御する前に、第２バイパス膨張弁２０ｂの弁開度を制御するとしたが、第２バイパス膨張弁２０ｂの弁開度の制御を省略してもよい。この場合、第２分岐部１９ｂ、第２バイパス配管１８ｂ、および第２バイパス膨張弁２０ｂは省略されてもよい。
【００３２】
上述した実施形態において、冷媒は、非共沸系冷媒、疑似共沸系冷媒、またはＨＦＯ混合系冷媒などの低ＧＷＰ（Global Warming Potential：地球温暖化係数）冷媒でもよい。また、冷媒は、過冷却熱交換器１３によるＣＯＰ向上の効果、またはサクション圧力上昇の効果を得るために、温度勾配を有する冷媒でもよい。
【００３３】
上述した実施形態において、凝縮器１２を冷媒−水熱交換器とし、蒸発器１５を冷媒−空気熱交換器としたが、これに限定されない。凝縮器１２および蒸発器１５の各々は、冷媒−水熱交換器および冷媒−空気熱交換器の何れであってもよい。
例えば、凝縮器１２および蒸発器１５をフィンチューブ熱交換器などの冷媒−空気熱交換器とすることによって、ヒートポンプ装置１０を空気熱源式空調機としてもよい。
例えば、凝縮器１２を冷媒−水熱交換器とし、蒸発器１５を冷媒−空気熱交換器とすることによって、ヒートポンプ装置１０を空気熱源式温水加熱機またはチリングユニットとしてもよい。
例えば、凝縮器１２および蒸発器１５を冷媒−水熱交換器とすることによって、ヒートポンプ装置１０を水熱源式温水加熱機またはチリングユニットとしてもよい。
【００３４】
以上説明した少なくともひとつの実施形態によれば、第１温度センサ２１および第２温度センサ２２の検出値に基づき膨張弁１４の弁開度を制御する制御装置１７を持つので、制御処理および装置構成が複雑化することを防止しつつ、所望の信頼性および性能を確保することができる。
第３温度センサ２３および第４温度センサ２４の検出値に基づき第１バイパス膨張弁２０ａの弁開度を制御する制御装置１７を持つので、ヒートポンプ装置１０の運転効率を向上させることができるとともに、運転範囲を拡大することができる。
膨張弁１４の弁開度を制御した後に、第１バイパス膨張弁２０ａの弁開度を制御する制御装置１７を持つことにより、ヒートポンプ装置１０に異常が生じることを迅速に防止することができる。
【００３５】
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】
【００３６】
１０…ヒートポンプ装置、１０ａ…配管、１１…圧縮機、１１ａ…サクション配管、１１ｂ…第１吸入部、１１ｃ…第２吸入部、１１ｄ…吐出部、１１ｅ…吐出配管、１２…凝縮器、１３…過冷却熱交換器、１３ａ…高圧側流路、１３ｂ…低圧側流路、１４…膨張弁、１５…蒸発器、１５ａ…ファン、１６…四方弁、１７…制御装置、１８ａ…第１バイパス配管、１８ｂ…第２バイパス配管、１９ａ…第１分岐部、１９ｂ…第２分岐部、２０ａ…第１バイパス膨張弁、２０ｂ…第２バイパス膨張弁、２１…第１温度センサ、２２…第２温度センサ、２３…第３温度センサ、２４…第４温度センサ、２５…第５温度センサ
【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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