(57)【要約】【課題】適正な冷凍サイクル状態に迅速に制御することで、低外気温度においても、加熱能力と効率を向上させることができる冷凍サイクル装置を提供すること。【解決手段】バイパス路３出口の冷媒温度を検出する第１温度センサ６１と、圧縮機２１の吸入冷媒圧力を検出する第１圧力センサ５１と、圧縮機２１の吐出温度を検出する第２温度センサ６２と、制御装置４とを備え、バイパス路３出口の冷媒過熱度が大きく、かつ圧縮機２１の吐出冷媒温度の所定時間における温度上昇値が所定値以上となったときに、主膨張弁２４とバイパス膨張弁３１の開度を閉方向に所定開度動作させるように制御することにより、バイパス路３に冷媒を流通し始めた時における、吐出温度の異常上昇を抑制することができるので、外気温度が低い時でも、高い運転効率と十分な加熱能力を得ることができる。【選択図】図１
2017155944.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
圧縮機、放熱器、過冷却熱交換器、主膨張手段、蒸発器が環状に接続された冷媒回路と、前記放熱器と前記主膨張手段の間で前記冷媒回路から分岐され、前記過冷却熱交換器を経由して、前記圧縮機の圧縮室、または、前記蒸発器と前記圧縮機との間の前記冷媒回路に接続されたバイパス路と、
前記バイパス路の前記過冷却熱交換器の上流側に設けられたバイパス膨張手段と、
前記過冷却熱交換器から流出する冷媒の温度を検出する第１温度センサと、
前記圧縮機に吸入される冷媒の飽和温度を検出する第１飽和温度検出手段と、
前記圧縮機から吐出される冷媒の温度を検出する第２温度センサと、
制御装置と、
を備え、
前記第１温度センサで検出される温度が、前記第１飽和温度検出手段で検出される飽和温度より高く、かつ、前記第２温度センサで検出される温度の所定時間における温度上昇値が所定値以上となったときに、前記主膨張手段と前記バイパス膨張手段の開度を閉方向に動作させることを特徴とする冷凍サイクル装置。
【請求項２】
前記温度上昇値が小さいときより大きいときの方が、前記主膨張手段と前記バイパス膨張手段の閉方向への動作量が大きいことを特徴とする前記請求項１に記載の冷凍サイクル装置。
【請求項３】
前記放熱器から流出する冷媒の温度を検出する第３温度センサと、
前記放熱器を流れる冷媒の飽和温度を検出する第２飽和温度検出手段と、
前記放熱器に流入する利用側熱媒体の温度を検出する第４温度センサと、
前記放熱器から流出する前記利用側熱媒体の温度を検出する第５温度センサと、
を備え、
前記第３温度センサで検出される温度と前記第２飽和温度検出手段で検出される飽和温度との温度差である過冷却度が、前記第４温度センサで検出される温度と前記第５温度センサで検出される温度との温度差よりも所定温度大きくなったときに、前記主膨張手段と前記バイパス膨張手段の開度の閉方向への動作を終了させることを特徴とする前記請求項１または２に記載の冷凍サイクル装置。
【請求項４】
前記請求項１〜３のいずれか１項に記載の冷凍サイクル装置を備えた温水暖房装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、放熱器から流出した冷媒の一部をバイパスし、主流冷媒とバイパス流冷媒との間で熱交換を行って主流冷媒を過冷却する冷凍サイクル装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来、この種の冷凍サイクル装置および温水暖房装置は冷媒回路の放熱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に膨張させた冷媒を流入させることにより放熱器から流出した冷媒を過冷却している（例えば、特許文献１参照）。
【０００３】
図５は、特許文献１に記載された従来の冷凍サイクル装置を示すものである。
【０００４】
図５に示すように、冷凍サイクル装置１００は、冷媒を循環させる冷媒回路１１０と、バイパス路１２０とを備えている。冷媒回路１１０は、圧縮機１１１、放熱器１１２、過冷却熱交換器１１３、主膨張弁１１４および蒸発器１１５が配管により環状に接続されて構成されている。
【０００５】
バイパス路１２０は、過冷却熱交換器１１３と主膨張弁１１４の間で冷媒回路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の間で冷媒回路１１０につながっている。また、バイパス路１２０には、過冷却熱交換器１１３よりも上流側にバイパス膨張弁１２１が設けられている。
【０００６】
さらに、冷凍サイクル装置１００には、圧縮機１１１から吐出される冷媒の温度（圧縮機吐出管温度）Ｔｄを検出する温度センサ１４１と、蒸発器１１５に流入する冷媒の温度（蒸発器入口温度）Ｔｅを検出する温度センサ１４２と、バイパス路１２０において過冷却熱交換器１１３に流入する冷媒の温度（バイパス側入口温度）Ｔｂｉを検出する温度センサ１４３と、バイパス路１２０において過冷却熱交換器１１３から流出する冷媒の温度（バイパス側出口温度）Ｔｂｏを検出する温度センサ１４４とを備えている。
【０００７】
そして、温度センサ１４２で検出される蒸発器入口温度Ｔｅから圧縮機の吐出管の目標温度Ｔｄ（ｔａｒｇｅｔ）が設定され、温度センサ１４１で検出された吐出管温度Ｔｄが、その目標温度Ｔｄ（ｔａｒｇｅｔ）となるように、主膨張弁１１４を制御する主膨張弁制御部と、過冷却熱交換器１１３でのバイパス側出口温度Ｔｂｏとバイパス側入口温度Ｔｂｉとの差（Ｔｂｏ−Ｔｂｉ）が所定の目標値となるようにバイパス膨張弁１２１を制御するバイパス膨張弁制御部から構成されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００８】
【特許文献１】特開平１０−６８５５３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
しかしながら、前記従来の構成では、バイパス膨張弁１２１はバイパス路１２０の入口側と出口側の温度差、即ち、バイパス路１２０出口の過熱度を制御するように動作するので、バイパス路１２０出口の冷媒状態を湿り状態に制御することができない。
【００１０】
その為に、外気温度が−２０℃のような極低温時の暖房運転時にバイパス膨張弁１２１を開けた場合、バイパス路１２０の冷媒流量が適正量まで増加するまでの間に、バイパス
路１２０を流れる冷媒が、過冷却熱交換器１１３にて極端に加熱されて、圧縮機１１１の吸入冷媒状態が過度の過熱状態となり、圧縮機１１１の吐出温度が異常上昇してしまう可能性がある。
【００１１】
従って、極低温外気温度時はバイパス路１２０を使用することができず、バイパス路１２０使用による運転効率向上効果を得ることができないために、効率が悪く、十分な加熱能力を確保できないという課題を有していた。
【００１２】
本発明は、前記従来の課題を解決するもので、適正な冷凍サイクル状態に迅速に制御することで、低外気温度においても、加熱能力と効率を向上させることができる冷凍サイクル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】
【００１３】
前記従来の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、放熱器、過冷却熱交換器、主膨張手段、蒸発器が環状に接続された冷媒回路と、前記放熱器と前記主膨張手段の間で前記冷媒回路から分岐され、前記過冷却熱交換器を経由して、前記圧縮機の圧縮室、または、前記蒸発器と前記圧縮機との間の前記冷媒回路に接続されたバイパス路と、前記バイパス路の前記過冷却熱交換器の上流側に設けられたバイパス膨張手段と、前記過冷却熱交換器から流出する冷媒の温度を検出する第１温度センサと、前記圧縮機に吸入される冷媒の飽和温度を検出する第１飽和温度検出手段と、前記圧縮機から吐出される冷媒の温度を検出する第２温度センサと、制御装置と、を備え、前記第１温度センサで検出される温度が、前記第１飽和温度検出手段で検出される飽和温度より高く、かつ、前記第２温度センサで検出される温度の所定時間における温度上昇値が所定値以上となったときに、前記主膨張手段と前記バイパス膨張手段の開度を閉方向に動作させることを特徴とするものである。
【００１４】
これにより、バイパス路の冷媒質量流量が過度に少ないことを検出でき、その場合に主膨張手段とバイパス膨張手段での減圧量を増加させることで、低圧側の蒸発器における冷媒の蒸発が促進され、低圧側に滞留していた液冷媒が高圧側に移動する。
【００１５】
したがって、バイパス膨張手段入口の冷媒が液状態となり、バイパス路への冷媒質量流量が迅速に増加することで、バイパス路出口の冷媒が短時間で飽和状態になるため、圧縮機の吐出温度の異常上昇を抑制できる。
【発明の効果】
【００１６】
本発明によれば、適正な冷凍サイクル状態に迅速に制御することで、低外気温度においても、加熱能力と効率を向上させることができる冷凍サイクル装置を提供できる。
【図面の簡単な説明】
【００１７】
【図１】本発明の実施の形態１における冷凍サイクル装置の概略構成図
【図２】（ａ）同冷凍サイクル装置の主膨張手段の開度と吐出温度との関係を示す図（ｂ）同冷凍サイクル装置のバイパス膨張手段の開度と吐出温度との関係を示す図
【図３】同冷凍サイクル装置の運転制御のフローチャートを示す図
【図４】同冷凍サイクル装置の通常運転時における運転時間とその状態変化との関係を示す図
【図５】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】
【００１８】
第１の発明は、圧縮機、放熱器、過冷却熱交換器、主膨張手段、蒸発器が環状に接続された冷媒回路と、前記放熱器と前記主膨張手段の間で前記冷媒回路から分岐され、前記過
冷却熱交換器を経由して、前記圧縮機の圧縮室、または、前記蒸発器と前記圧縮機との間の前記冷媒回路に接続されたバイパス路と、前記バイパス路の前記過冷却熱交換器の上流側に設けられたバイパス膨張手段と、前記過冷却熱交換器から流出する冷媒の温度を検出する第１温度センサと、前記圧縮機に吸入される冷媒の飽和温度を検出する第１飽和温度検出手段と、前記圧縮機から吐出される冷媒の温度を検出する第２温度センサと、制御装置と、を備え、前記第１温度センサで検出される温度が、前記第１飽和温度検出手段で検出される飽和温度より高く、かつ、前記第２温度センサで検出される温度の所定時間における温度上昇値が所定値以上となったときに、前記主膨張手段と前記バイパス膨張手段の開度を閉方向に動作させることを特徴とする冷凍サイクル装置である。
【００１９】
これにより、バイパス路の冷媒質量流量が過度に少ないことを判断でき、その場合に主膨張手段とバイパス膨張手段での減圧量を増加させることで、低圧側の蒸発器における冷媒の蒸発が促進され、低圧側に滞留していた液冷媒が高圧側に移動する。
【００２０】
したがって、バイパス膨張手段入口の冷媒が液状態となり、バイパス路への冷媒質量流量が迅速に増加することで、バイパス路出口の冷媒が短時間で飽和状態になるため、圧縮機の吐出温度の異常上昇を抑制できる。
【００２１】
したがって、外気温度が−２０℃のような極低温時においても、過冷却熱交換器での主流冷媒とバイパス路を流がれる冷媒との熱交換による蒸発器におけるエンタルピー差増大効果、および、高圧側から低圧側への冷媒のバイパスによる低圧側冷媒経路の圧力損失低減効果を活用することができ、より高い運転効率と十分な加熱能力を得ることができる。
【００２２】
第２の発明は、第１の発明において、前記温度上昇値が小さいときより大きいときの方が、前記主膨張手段と前記バイパス膨張手段の閉方向への動作量が大きいことを特徴とする。
【００２３】
これにより、減圧量の不足度合いに応じた主膨張手段とバイパス膨張手段の操作量となるので、幅広い負荷条件においても、バイパス膨張手段入口の冷媒状態が速やかに液化され、より短時間でバイパス路の出口の冷媒が飽和状態に制御することができる。
【００２４】
したがって、圧縮機の吐出温度が、目標に対して過度の上昇することを軽減でき、冷凍サイクルの制御性と、圧縮機の信頼性とをさらに向上することができる。
【００２５】
第３の発明は、第１または第２の発明において、前記放熱器から流出する冷媒の温度を検出する第３温度センサと、前記放熱器を流れる冷媒の飽和温度を検出する第２飽和温度検出手段と、前記放熱器に流入する利用側熱媒体の温度を検出する第４温度センサと、前記放熱器から流出する前記利用側熱媒体の温度を検出する第５温度センサとを備え、前記第３温度センサで検出される温度と前記第２飽和温度検出手段で検出される飽和温度との温度差である過冷却度が、前記第４温度センサで検出される温度と前記第５温度センサで検出される温度との温度差よりも所定温度大きくなったときに、前記主膨張手段と前記バイパス膨張手段の開度の閉方向への動作を終了させることを特徴とするものである。
【００２６】
これにより、放熱器出口冷媒の過冷却度が適正値を越えた場合には、主膨張手段とバイパス膨張手段の閉動作を終了するので、膨張手段の絞り過ぎによる高圧の異常上昇や低圧の異常低下を抑制できる。
【００２７】
したがって、主膨張手段とバイパス膨張手段の絞り過ぎによる効率の悪い冷凍サイクルでの運転を防止することができるので、さらにエネルギー効率を向上させることができる。
【００２８】
第４の発明は、第１〜第３の発明のいずれかの発明の冷凍サイクル装置を備えた温水暖房装置で、放熱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る。
【００２９】
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。
【００３０】
（実施の形態１）
図１は、本発明の第１の実施の形態における冷凍サイクル装置および温水暖房装置の概略構成図を示すものである。
【００３１】
図１において、冷凍サイクル装置１Ａは、冷媒を循環させる冷媒回路２と、バイパス路３と、制御装置４とを備えている。
【００３２】
冷媒としては、例えば、Ｒ４０７Ｃ等の非共沸混合冷媒、Ｒ４１０Ａ等の擬似共沸混合冷媒、またはＲ３２等の単一冷媒等を用いることができる。
【００３３】
冷媒回路２は、圧縮機２１、放熱器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。
【００３４】
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、冷媒回路２には、通常運転と除霜運転とを切り換えるための四方弁２８が設けられている。
【００３５】
本実施の形態では、冷凍サイクル装置１Ａが、加熱手段により生成した温水を暖房に利用する温水暖房装置の加熱手段を構成しており、放熱器２２が、冷媒と水との間で熱交換を行わせて水を加熱する熱交換器となっている。
【００３６】
具体的には、放熱器２２に供給管７１と回収管７２が接続されており、供給管７１を通じて放熱器２２に水が供給され、放熱器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。
【００３７】
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暖房機に直接的または貯湯タンクを介して送られ、これにより暖房が行われる。
【００３８】
本実施の形態では、バイパス路３は、過冷却熱交換器２３と主膨張弁２４の間で冷媒回路２から分岐し、過冷却熱交換器２３を経由して蒸発器２５と圧縮機２１の間における、サブアキュムレータ２６と主アキュムレータ２７の間の冷媒回路２に接続されている。
【００３９】
また、バイパス路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。
【００４０】
また、冷媒回路２には、圧縮機２１に吸入される冷媒の圧力（吸入圧力）Ｐｓを検出する第１圧力センサ５１と、圧縮機２１から吐出される冷媒の温度（吐出温度）Ｔｄを検出する第２温度センサ６２と、放熱器２２から流出する冷媒の圧力（凝縮圧力）Ｐｃを検出する第２圧力センサ５２と、放熱器２２から流出する冷媒の温度（放熱器出口温度）Ｔｃｏを検出する第３温度センサ６３と、が設けられている。
【００４１】
また、バイパス路３には、過冷却熱交換器２３から流出する冷媒の温度（バイパス路出
口温度）Ｔｂｏを検出する第１温度センサ６１が設けられている。
【００４２】
一方、供給管７１には、放熱器２２に流入する水の温度（入水温度）Ｔｗｉを検出する第４温度センサ６４と、回収管７２には、放熱器２２から流出する水の温度（出水温度）Ｔｗｏを検出する第５温度センサ６５が設けられている。
【００４３】
なお、制御装置４は、第１圧力センサ５１、第２圧力センサ５２、第１温度センサ６１、第２温度センサ６２、第３温度センサ６３、第４温度センサ６４、第５温度センサ６５で検出される検出値等に基づいて、圧縮機２１の回転数、四方弁２８の切り換え、ならびに主膨張弁２４およびバイパス膨張弁３１の開度を動作させる。
【００４４】
通常運転では、圧縮機２１から吐出された冷媒が、四方弁２８を介して、放熱器２２に送られ、除霜運転では、圧縮機２１から吐出された冷媒が、四方弁２８を介して、蒸発器２５に送られる。図１では、通常運転時の冷媒の流れ方向を矢印で示している。
【００４５】
まず、本実施の形態の冷凍サイクル装置１Ａの通常運転における冷媒の状態変化について、図１に基づいて説明する。
【００４６】
圧縮機２１から吐出された高圧冷媒は、放熱器２２に流入し、放熱器２２を通過する水に放熱する。放熱器２２から流出した高圧冷媒は、過冷却熱交換器２３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。過冷却熱交換器２３から流出した高圧冷媒は、主膨張弁２４側とバイパス膨張弁３１側とに分配される。
【００４７】
主膨張弁２４側に分配された高圧冷媒は、主膨張弁２４によって減圧されて膨張した後に、蒸発器２５に流入する。蒸発器２５に流入した低圧冷媒は、ここで空気から吸熱する。
【００４８】
一方、バイパス膨張弁３１側に分配された高圧冷媒は、バイパス膨張弁３１によって減圧されて膨張した後に、過冷却熱交換器２３に流入する。過冷却熱交換器２３に流入した低圧冷媒は、放熱器２２から流出した高圧冷媒によって加熱される。その後、過冷却熱交換器２３から流出した低圧冷媒は、蒸発器２５から流出した低圧冷媒と合流し、再度圧縮機２１に吸入される。
【００４９】
本実施の形態の冷凍サイクル装置１Ａの構成は、低外気温度時に圧縮機２１に吸入される冷媒の圧力が低下して冷媒循環量が減少し、これにより放熱器２２の加熱能力が低下することを防止するためのものである。
【００５０】
これを実現するには、過冷却により蒸発器２５でのエンタルピー差を増大させるとともに、バイパス路３によって冷媒をバイパス路３に流通させることにより冷媒回路２の低圧側部分を流れる吸熱効果の小さい気相冷媒の量を抑え、これにより冷媒回路２の低圧側部分での圧力損失を低減させることが重要である。
【００５１】
冷媒回路２の低圧側部分での圧力損失が低減すれば、その分圧縮機２１に吸入される冷媒の圧力が上昇して比体積が減少するため、冷媒循環量が増加する。
【００５２】
また、蒸発器２５でのエンタルピー差を増大させれば、バイパス路３に冷媒を流通することにより蒸発器２５を通過する冷媒の質量流量が低下したとしても、蒸発器２５での吸熱量を確保することができる。
【００５３】
すなわち、冷媒の過冷却度とバイパス路３の冷媒の質量流量を最大にすれば、最大限の
放熱器２２の加熱能力向上効果と冷凍サイクル装置１Ａの成績係数向上効果が得られる。
【００５４】
しかしながら、外気温度が−２０℃のような極低温時や利用側負荷の小さい場合に、バイパス路３に冷媒を流す効果を活用する場合は、バイパス路３に流れる冷媒の流量が適正になるまでの間に、圧縮機の吐出温度が異常上昇するといった問題がある。
【００５５】
従って、バイパス路３に冷媒を流通させることによる性能向上効果を幅広い条件で活用し、機器の効率を向上するためには、この吐出温度の異常上昇を抑制することが重要なのである。
【００５６】
そのために、本実施の形態では、制御装置４は、通常運転時（特にバイパス開始時）に、バイパス路出口温度Ｔｂｏが、吸入圧力Ｐｓに基づいて算出される吸入飽和温度Ｔｓより所定温度Ｔｍ以上高く、かつ、所定時間における吐出温度Ｔｄの変化量Ａｔｄが所定の変化量Ａｍ以上となった場合に、主膨張弁２４とバイパス膨張弁３１を、変化量Ａｔｄに基づいて算出された主膨張弁操作開度Ｏｔｍおよびバイパス膨張弁操作開度Ｏｔｂ分開度を閉方向に動作させている。
【００５７】
また、制御装置４は、凝縮圧力Ｐｃに基づいて算出される凝縮飽和温度Ｔｃと放熱器出口温度Ｔｃｏの差分により算出される過冷却度Ｓｃが、出水温度Ｔｗｏと入水温度Ｔｗｉの差分により算出される水の温度差Ｄｗより所定の温度差Ｄｍ以上となった場合に、主膨張弁２４とバイパス膨張弁３１の開度閉方向への動作を終了させている。
【００５８】
また、制御装置４は、主膨張弁２４とバイパス膨張弁３１の開度を閉方向に動作させる所定開度は、例えば、図２のように設定され、吐出温度上昇速度が早いほど、減圧量が大きくなるようにしているので、吐出温度の過度の上昇を抑制できるようにしている。
【００５９】
次に、本実施の形態の冷凍サイクル装置１Ａの通常運転時の制御仕様を、図３に示すフローチャートに基づいて、具体的に説明する。
【００６０】
なお、図４は、本実施の形態の冷凍サイクル装置１Ａの通常運転時における運転時間とその状態変化との関係を示す図である。
【００６１】
まず、制御装置４は、第１圧力センサ５１、第２圧力センサ５２、第１温度センサ６１、第２温度センサ６２、第３温度センサ６３、第４温度センサ６４、第５温度センサ６５で、吐出温度Ｔｄと、バイパス出口温度Ｔｂｏと、放熱器出口温度Ｔｃｏと、入水温度Ｔｗｉと、出水温度Ｔｗｏと、吸入圧力Ｐｓと、凝縮圧力Ｐｃとを検出する（ステップＳ１）。
【００６２】
次に、圧力センサ５１で検出した吸入圧力Ｐｓから、圧縮機２１に吸入される冷媒の圧力での吸入飽和温度Ｔｓを算出する（ステップＳ２）。この吸入飽和温度Ｔｓの算出は、冷媒物性式を用いて行われる。
【００６３】
そして、バイパス路出口温度Ｔｂｏと吸入飽和温度Ｔｓを比較し、ＴｂｏがＴｓより、予め設定された所定温度Ｔｍ以上高いか否かを判断する（ステップＳ３）。
【００６４】
バイパス路出口温度Ｔｂｏが、吸入飽和温度Ｔｓより、所定温度Ｔｍ以上高くない場合には（ステップＳ３でＮＯ）、バイパス路３の冷媒流量が適正であると判断し、通常の制御に移行する。
【００６５】
一方、バイパス路出口温度Ｔｂｏが、吸入飽和温度Ｔｓより、所定温度Ｔｍ以上高い場
合には（ステップＳ３でＹＥＳ）、バイパス路３の冷媒流量が不足していると判断し、その後、第２温度センサ６２で検出した吐出温度Ｔｄから、吐出温度変化量Ａｔｄを算出する（ステップＳ４）。
【００６６】
この吐出温度変化量Ａｔｄの算出は、今回検出した吐出温度Ｔｄ（ｎ）と一定時間前に検出した吐出温度Ｔｄ（ｎ−１）の差分により求められる。
【００６７】
ついで、制御装置４は、算出された吐出温度変化量Ａｔｄが、予め設定された所定の変化量Ａｍ以上か否かを判断する（ステップＳ５）。
【００６８】
吐出温度変化量Ａｔｄが所定の変化量Ａｍ未満の場合は（ステップＳ５でＮＯ）、吐出温度の上昇速度が遅く、異常な温度上昇はしないと判断し、通常の制御に移行する。
【００６９】
一方、吐出温度変化量Ａｔｄが所定の変化量Ａｍ以上の場合は（ステップＳ５でＹＥＳ）、吐出温度の上昇速度が速く、吐出温度が上限値に達する可能性があると判断し、ステップＳ６に移行する。
【００７０】
ステップＳ６では、出水温度Ｔｗｏと入水温度Ｔｗｉの差分から水の温度差Ｄｗが算出される。
【００７１】
そして、第２圧力センサ５２で検出した凝縮圧力Ｐｃから放熱器２２出口での冷媒の凝縮飽和温度Ｔｃが算出されるとともに、凝縮飽和温度Ｔｃと放熱器出口温度Ｔｃｏの差分から過冷却度Ｓｃが算出される（ステップＳ７）。
【００７２】
その後、制御装置４は、過冷却度Ｓｃと水の温度差Ｄｗを比較し、ＳｃがＤｗより所定の温度差Ｄｍ以上大きいか否かを判断する（ステップＳ８）。
【００７３】
過冷却度Ｓｃが水の温度差Ｄｗより所定の温度差Ｄｗ以上大きい場合（ステップＳ８でＹＥＳ）、放熱器２２出口の冷媒状態が液状態であり、低圧側に液冷媒が滞留していないと判断し、通常の制御に移行する。
【００７４】
一方、過冷却度Ｓｃが水の温度差Ｄｗより所定の温度差Ｄｗ以上大きくない場合（ステップＳ８でＮＯ）、放熱器２２出口の冷媒の過冷却が不十分であり、低圧側に冷媒が滞留していると判断し、ステップＳ９に移行する。
【００７５】
ステップＳ９では、算出した吐出温度変化量Ａｔｄから主膨張弁２４の操作開度Ｏｔｍとバイパス膨張弁３１の操作開度Ｏｔｂをそれぞれ算出する。各操作開度ＯｔｍとＯｔｂの算出方法は、例えばＯｔｍ＝ｆｍ（Ａｔｄ）、Ｏｔｂ＝ｆｂ（Ａｔｄ）のように吐出温度変化量Ａｔｄの関数として設定しておけばよい。
【００７６】
そして、主膨張弁２４を閉方向に開度Ｏｔｍ操作するとともに、バイパス膨張弁３１を閉方向に開度Ｏｔｂ操作する。
【００７７】
すなわち、本実施の形態においては、制御装置４は、図４に示すように、バイパス路３出口の冷媒過熱度が大きく、かつ、圧縮機２１の吐出冷媒温度の所定時間における温度上昇値が所定値以上となったときに、主膨張弁２４とバイパス膨張弁３１の開度を、閉方向に所定開度動作させるように制御し、所定開度は、所定時間における温度上昇値が大きいほど大きくなるように設定している。
【００７８】
この状態において、主膨張弁２４とバイパス膨張弁３１の開度を閉方向に動作させるの
で、これによって、蒸発器２５における冷媒の蒸発が促進され、サブアキュムレータ２６および主アキュムレータ２７などの低圧部に、低乾き度の状態で滞留している冷媒を高圧側に移動する。
【００７９】
これにより、放熱器２２出口の冷媒が液化することで、バイパス路３側への冷媒質量流量が迅速に増加し、バイパス路３の出口冷媒は飽和状態に制御されるので、図４に示すように、圧縮機２１の吐出温度の異常上昇が抑制できる。
【００８０】
したがって、外気温度が−２０℃のような極低温時においても、バイパスによる過冷却熱交換器２３での主流冷媒とバイパス流冷媒との熱交換による蒸発器２５におけるエンタルピー差増大効果、および、冷媒のバイパスによる低圧側冷媒経路の圧力損失低減効果を活用することができ、より高い運転効率と十分な加熱能力を得ることができる。
【００８１】
また、吐出温度の過度の上昇をより抑制することができるため、冷凍サイクルの制御性と、圧縮機２１の信頼性をさらに向上できる。
【００８２】
また、制御装置４は、図４に示すように、放熱器２２出口の冷媒過冷却度が、放熱器２２から流出する水と放熱器２２に流入する水の温度差より所定値以上大きくなったときに、主膨張弁２４とバイパス膨張弁３１の開度を閉方向に所定開度動作する制御を終了するように設定している。
【００８３】
これにより、放熱器２２出口冷媒の過冷却度が適正値を越えた場合には、主膨張弁２４とバイパス膨張弁３１の閉動作を終了するので、膨張手段の絞り過ぎによる高圧の異常上昇や低圧の異常低下を抑制できる。
【００８４】
したがって、主膨張手段とバイパス膨張手段の絞り過ぎによる効率の悪い冷凍サイクルでの運転を防止することができるので、さらにエネルギー効率を向上させることができる。
【００８５】
すなわち、本実施の形態の図３に示すフローチャートに基づいて、冷凍サイクル装置１Ａを通常運転することで、放熱器２２出口の冷媒が短時間で液化され、バイパス路３側への冷媒質量流量が迅速に増加することで、バイパス路３出口の冷媒状態は、図４のａ″点ように短時間で飽和状態に制御されるため、図４に示すように、圧縮機２１の吐出温度の異常上昇を抑制できるのである。
【００８６】
さらに、放熱器２２から流出する水と放熱器２２に流入する水の温度差から、放熱器２２出口の冷媒過冷却度の適正値が判断でき、膨張弁の減圧量が過度に大きくなる前に閉動作を終了するため、吐出圧力の異常上昇や吸入圧力の異常低下を抑制できる。
【００８７】
なお、図１では、第１圧力センサ５１が冷媒回路２におけるバイパス路３がつながる位置と主アキュムレータ２７の間に設けられているが、第１圧力センサ５１は、蒸発器２５と圧縮機２１の間であれば、冷媒回路２のどの位置に設けられていてもよい。あるいは、圧力センサ５１は、バイパス路３の過冷却熱交換器２３よりも下流側に設けられていてもよい。
【００８８】
また、本実施の形態では、第１圧力センサ５１により吸入飽和温度を算出しているが、吸入飽和温度は、冷媒回路２およびバイパス路３における低圧の二相冷媒が流通する部分の温度を検出して代用してもよい。
【００８９】
さらに、バイパス路３は、必ずしも過冷却熱交換器２３と主膨張弁２４の間で冷媒回路
２から分岐している必要はなく、放熱器２２と過冷却熱交換器２３の間で冷媒回路２から分岐していてもよい。
【００９０】
また、バイパス路３の接続部は、必ずしも圧縮機２１の吸入配管である必要はなく、インジェクション機構のある圧縮機の場合は、例えば、インジェクションポートに接続すればよい。
【００９１】
また、図１では、第２圧力センサ５２が冷媒回路２における放熱器２２と過冷却熱交換器２３の間に設けられているが、第２圧力センサ５２は、圧縮機の吐出配管から主膨張弁の間であれば、冷媒回路２のどの位置に設けられていてもよい。配管の圧力損失が大きい場合は、圧力損失分を補正した値を検出値として使用すればよい。
【００９２】
さらに、本発明の主膨張手段およびバイパス膨張手段は、必ずしも膨張弁である必要はなく、膨張する冷媒から動力を回収する膨張機であってもよい。この場合、例えば、膨張機と連結された発電機によって負荷を変化させることにより、膨張機の回転数を制御すればよい。
【産業上の利用可能性】
【００９３】
本発明は、冷凍サイクル装置によって温水を生成し、その温水を暖房に利用する温水暖房装置に特に有用である。
【符号の説明】
【００９４】
１Ａ  冷凍サイクル装置
２  冷媒回路
３  バイパス路
４  制御装置
２１  圧縮機
２２  放熱器
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）
５１  第１圧力センサ（第１飽和温度検出手段）
５２  第２圧力センサ（第２飽和温度検出手段）
６１  第１温度センサ
６２  第２温度センサ
６３  第３温度センサ
６４  第４温度センサ
６５  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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