(57)【要約】【課題】高段側圧縮機が吸入する冷媒の温度を低下させるとともに、高段側圧縮機が液媒体を吸入することを防止することを目的とする。【解決手段】冷凍サイクル装置は、低段側圧縮機７と高段側圧縮機８を有する圧縮部と、凝縮器１１と、第１膨張弁１２と、蒸発器１７とが配管接続され、冷媒が循環する冷媒サイクルを備え、凝縮器１１と第１膨張弁１２とを結ぶ配管において分岐し、低段側圧縮機７と高段側圧縮機８とを結ぶ配管と合流する液バイパス回路３２と、液バイパス回路３２に設けられ、液バイパス回路３２を流れる冷媒の量を調整する第３膨張弁３３と、高段側圧縮機８の吐出温度が所定値よりも高いとき、第３膨張弁３３を制御して液バイパス回路３２を流れる冷媒の量を増加させ、かつ、高段側圧縮機８の吸入過熱度に基づいて、第３膨張弁３３を制御して液バイパス回路３２を流れる冷媒の量を調整する制御部４０とを備える。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
低段側圧縮機と高段側圧縮機を有する圧縮部と、凝縮器と、膨張部と、蒸発器とが配管接続され、冷媒が循環する冷媒サイクルを備え、
前記凝縮器と前記膨張部とを結ぶ配管において分岐し、前記低段側圧縮機と前記高段側圧縮機とを結ぶ配管と合流するバイパス配管と、
前記バイパス配管に設けられ、前記バイパス配管を流れる冷媒の量を調整する流量調整部と、
前記高段側圧縮機の吐出温度が所定値よりも高いとき、前記流量調整部を制御して前記バイパス配管を流れる冷媒の量を増加させ、かつ、前記高段側圧縮機の吸入過熱度に基づいて、前記流量調整部を制御して前記バイパス配管を流れる冷媒の量を調整する制御部と、
を備える冷凍サイクル装置。
【請求項２】
前記制御部は、前記高段側圧縮機の吸入過熱度が所定値以下であるとき、前記流量調整部を制御して前記バイパス配管を流れる冷媒の量を減少させる請求項１に記載の冷凍サイクル装置。
【請求項３】
前記制御部は、前記高段側圧縮機の吸入過熱度が所定値よりも高く、かつ、前記高段側圧縮機の吐出温度が所定値よりも高いとき、前記流量調整部を制御して前記バイパス配管を流れる冷媒の量を増加させる請求項１又は２に記載の冷凍サイクル装置。
【請求項４】
前記制御部は、前記高段側圧縮機の吸入過熱度が所定値よりも高く、かつ、前記高段側圧縮機の吐出温度が所定値以下であるとき、前記流量調整部によって、前記バイパス配管を流れる冷媒の量を維持させる請求項１又は２に記載の冷凍サイクル装置。
【請求項５】
前記制御部は、前記高段側圧縮機の吸入過熱度が所定値よりも高く、かつ、前記高段側圧縮機の吐出温度又は前記高段側圧縮機の吐出圧力が所定値よりも高いとき、前記低段側圧縮機又は前記高段側圧縮機の回転数を制御して前記低段側圧縮機から吐出される冷媒の吐出圧力を増加させる請求項１から３のいずれか１項に記載の冷凍サイクル装置。
【請求項６】
前記流量調整部は、膨張弁であって、
前記制御部は、前記高段側圧縮機の吐出温度又は前記高段側圧縮機の吐出圧力が所定値よりも高いとき、前記膨張弁の開度が最大開度に到達しているときに、前記低段側圧縮機又は前記高段側圧縮機の回転数を制御する請求項５に記載の冷凍サイクル装置。
【請求項７】
低段側圧縮機と高段側圧縮機を有する圧縮部と、凝縮器と、膨張部と、蒸発器とが配管接続され、冷媒が循環する冷媒サイクルを有し、前記凝縮器と前記膨張部とを結ぶ配管において分岐し、前記低段側圧縮機と前記高段側圧縮機とを結ぶ配管と合流するバイパス配管と、前記バイパス配管に設けられ、前記バイパス配管を流れる冷媒の量を調整する流量調整部とを備える冷凍サイクル装置の制御方法であって、
前記高段側圧縮機の吐出温度が所定値よりも高いとき、前記流量調整部を制御して前記バイパス配管を流れる冷媒の量を増加させるステップと、
前記高段側圧縮機の吸入過熱度に基づいて、前記流量調整部を制御して前記バイパス配管を流れる冷媒の量を調整するステップと、
を有する冷凍サイクル装置の制御方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、冷凍サイクル装置及び冷凍サイクル装置の制御方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
冷媒が循環する冷凍サイクルを用いたヒートポンプシステムには、低外気温環境下でも高温出湯を可能とすることを目的とするものがある。
ヒートポンプシステムは、外気温度が低いほど、冷媒の蒸発器入口における冷媒温度及び圧力が低下し、圧縮機入口の吸入圧力も低下する。その結果、圧縮機の吐出圧力を所定値まで上昇させるとき、外気温度が低いほど、圧縮機から吐出される冷媒の温度が上昇する。また、出湯温度が高いほど、圧縮機の吐出圧力が高く設定されるため、圧縮機から吐出される冷媒の温度が上昇する。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００７−１５５１４３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
上述した条件下などにおいて、圧縮機から吐出される冷媒の温度が上昇すると、潤滑油の劣化や、弁の損傷、軸受の焼損などが生じるおそれがある。そのため、外気温度が低い場合は、凝縮器（冷媒／水熱交換器）で冷却された冷媒を、蒸発器に通過させないでバイパスして、圧縮機の吸入管に供給する場合がある。これにより、圧縮機が吸入する冷媒の温度が低下し、圧縮機から吐出される冷媒の温度を低下させることができる。
【０００５】
しかし、圧縮機の吸入管に供給される冷媒は、過冷却液媒体であり、供給される液媒体の量が多いと、圧縮機入口における冷媒は、気液２相の状態となってしまう。その結果、圧縮機は、液体を圧縮することになるため、圧縮機が破損する恐れがある。したがって、圧縮機の吸入管へ過冷却液媒体を供給する方法は、常時行うことができず、圧縮機の温度上昇を断続的に防止できるだけである。
【０００６】
上記の特許文献１では、低段側圧縮機構と高段側圧縮機構の間に液冷媒を供給し、高段側圧縮機の吸入冷媒の温度を低下させることが記載されている。これにより、高段側圧縮機構の吐出冷媒温度が低下するが、高段側圧縮機構に供給される液冷媒の量が多いと、高段側圧縮機構入口における冷媒は、気液２相の状態となってしまう。したがって、高段側圧縮機には、適切な量の液媒体が供給される必要がある。
【０００７】
なお、上述した課題は、ヒートポンプシステム以外の冷凍サイクル装置である空気調和装置等においても存在する。
【０００８】
本発明は、このような事情に鑑みてなされたものであって、高段側圧縮機が吸入する冷媒の温度を低下させるとともに、高段側圧縮機が液媒体を吸入することを防止することが可能な冷凍サイクル装置及び冷凍サイクル装置の制御方法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】
【０００９】
上記課題を解決するために、本発明の冷凍サイクル装置及び冷凍サイクル装置の制御方法は以下の手段を採用する。
すなわち、本発明に係る冷凍サイクル装置は、低段側圧縮機と高段側圧縮機を有する圧縮部と、凝縮器と、膨張部と、蒸発器とが配管接続され、冷媒が循環する冷媒サイクルを備え、前記凝縮器と前記膨張部とを結ぶ配管において分岐し、前記低段側圧縮機と前記高段側圧縮機とを結ぶ配管と合流するバイパス配管と、前記バイパス配管に設けられ、前記バイパス配管を流れる冷媒の量を調整する流量調整部と、前記高段側圧縮機の吐出温度が所定値よりも高いとき、前記流量調整部を制御して前記バイパス配管を流れる冷媒の量を増加させ、かつ、前記高段側圧縮機の吸入過熱度に基づいて、前記流量調整部を制御して前記バイパス配管を流れる冷媒の量を調整する制御部とを備える。
【００１０】
この構成によれば、凝縮器から送出された冷媒は、バイパス配管を通じて、膨張部に供給される前に分岐されて、低段側圧縮機と高段側圧縮機の間に供給される。流量調整部は、バイパス配管の冷媒の流通を開始したり停止したりしつつ、冷媒の流量を調整する。
【００１１】
高段側圧縮機吐出温度が所定値よりも高いとき、流量調整部が制御されて、バイパス配管を流れる冷媒の量が増加することから、高段側圧縮機が吸入する冷媒の温度が低下する。また、高段側圧縮機吸入過熱度に基づいて、流量調整部を制御してバイパス配管を流れる冷媒の量を調整する。したがって、高段側圧縮機が吸入する冷媒が過熱ガスとなるように制御でき、圧縮機が液冷媒を吸入することを防止できる。また、高段側圧縮機が吸入する冷媒の過熱度を一定にできるため、圧縮機の高温化及び破損を防止できる。
【００１２】
上記発明において、前記制御部は、前記高段側圧縮機の吸入過熱度が所定値以下であるとき、前記流量調整部を制御して前記バイパス配管を流れる冷媒の量を減少させてもよい。
【００１３】
この構成によれば、高段側圧縮機の吸入過熱度が所定値以下であるとき、流量調整部が制御されて、バイパス配管を流れる冷媒の量が減少することから、高段側圧縮機が吸入する冷媒の過熱度の低下を抑制できる。
【００１４】
上記発明において、前記制御部は、前記高段側圧縮機の吸入過熱度が所定値よりも高く、かつ、前記高段側圧縮機の吐出温度が所定値よりも高いとき、前記流量調整部を制御して前記バイパス配管を流れる冷媒の量を増加させてもよい。
【００１５】
この構成によれば、高段側圧縮機の吸入過熱度が所定値よりも高く、かつ、高段側圧縮機の吐出温度が所定値よりも高いとき、流量調整部が制御されて、バイパス配管を流れる冷媒の量が増加することから、高段側圧縮機が吸入する冷媒の過熱度の上昇を抑制できる。
【００１６】
上記発明において、前記制御部は、前記高段側圧縮機の吸入過熱度が所定値よりも高く、かつ、前記高段側圧縮機の吐出温度が所定値以下であるとき、前記流量調整部によって、前記バイパス配管を流れる冷媒の量を維持させてもよい。
【００１７】
この構成によれば、高段側圧縮機の吸入過熱度が所定値よりも高く、かつ、高段側圧縮機吐出温度が所定値以下であるとき、例えば流量調整部が制御されないで、バイパス配管を流れる冷媒の量が維持されることから、高段側圧縮機が吸入する冷媒の過熱度の低下及び上昇を抑制でき、一定に維持することができる。
【００１８】
上記発明において、前記制御部は、前記高段側圧縮機の吸入過熱度が所定値よりも高く、かつ、前記高段側圧縮機の吐出温度又は前記高段側圧縮機の吐出圧力が所定値よりも高いとき、前記低段側圧縮機又は前記高段側圧縮機の回転数を制御して前記低段側圧縮機から吐出される冷媒の吐出圧力を増加させてもよい。
【００１９】
この構成によれば、高段側圧縮機の吸入過熱度が所定値よりも高く、かつ、高段側圧縮機の吐出温度又は高段側圧縮機の吐出圧力が所定値よりも高いとき、低段側圧縮機又は高段側圧縮機の回転数が制御されて、低段側圧縮機から吐出される冷媒の吐出圧力が増加することから、高段側圧縮機の吸入圧力も増加し、高段側圧縮機の吸入圧力と吐出圧力の差を低減できる。その結果、高段側圧縮機吐出温度を低下させることができる。
低段側圧縮機から吐出される冷媒の吐出圧力を増加させるには、高段側圧縮機の回転数を減少させるか、又は、低段側圧縮機の回転数を増加させる。
【００２０】
上記発明において、前記流量調整部は、膨張弁であって、前記制御部は、前記高段側圧縮機の吐出温度又は前記高段側圧縮機の吐出圧力が所定値よりも高いとき、前記膨張弁の開度が最大開度に到達しているときに、前記低段側圧縮機又は前記高段側圧縮機の回転数を制御してもよい。
【００２１】
この構成によれば、高段側圧縮機の吐出温度又は高段側圧縮機の吐出圧力が所定値よりも高く、膨張弁の開度を増加させることができず、過熱度の上昇を抑制できない場合であっても、低段側圧縮機又は前記高段側圧縮機の回転数を制御することで、高段側圧縮機吐出温度を確実に低下させることができる。
【００２２】
本発明に係る冷凍サイクル装置の制御方法は、低段側圧縮機と高段側圧縮機を有する圧縮部と、凝縮器と、膨張部と、蒸発器とが配管接続され、冷媒が循環する冷媒サイクルを有し、前記凝縮器と前記膨張部とを結ぶ配管において分岐し、前記低段側圧縮機と前記高段側圧縮機とを結ぶ配管と合流するバイパス配管と、前記バイパス配管に設けられ、前記バイパス配管を流れる冷媒の量を調整する流量調整部とを備える冷凍サイクル装置の制御方法であって、前記高段側圧縮機の吐出温度が所定値よりも高いとき、前記流量調整部を制御して前記バイパス配管を流れる冷媒の量を増加させるステップと、前記高段側圧縮機の吸入過熱度に基づいて、前記流量調整部を制御して前記バイパス配管を流れる冷媒の量を調整するステップと、を有する。
【発明の効果】
【００２３】
本発明によれば、高段側圧縮機が吸入する冷媒の温度を低下させるとともに、高段側圧縮機が液媒体を吸入することを防止することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２４】
【図１】本発明の第１実施形態に係るヒートポンプ給湯機を示す構成図である。
【図２】本発明の第１実施形態の変形例に係るヒートポンプ給湯機を示す構成図である。
【図３】本発明の第１実施形態に係るヒートポンプ給湯機の動作を示すフローチャートである。
【図４】本発明の第２実施形態に係るヒートポンプ給湯機の動作を示すフローチャートである。
【図５】本発明の第２実施形態に係るヒートポンプ給湯機のヒートポンプのモリエル線図である。
【発明を実施するための形態】
【００２５】
［第１実施形態］
以下に、本発明の第１実施形態に係るヒートポンプ給湯機１について、図面を参照して説明する。
本実施形態に係るヒートポンプ給湯機１は、図１に示すように、ヒートポンプシステム（以下、単にヒートポンプという。）２と、図示省略の貯湯タンクユニットと接続されている水循環系路３とを備えている。なお、以下では、冷凍サイクル装置がヒートポンプ２である場合について説明するが、本発明の冷凍サイクル装置はこの例に限定されない。例えば、本発明に係る冷凍サイクル装置は、空気調和装置等の冷媒サイクルを有するものにも適用可能である。
【００２６】
貯湯タンクユニット側の水循環系路３は、ヒートポンプ２における凝縮器（冷媒／水熱交換器）１１の水側流路に接続された給水側系路３Ａと、該凝縮器１１で製造された温水を取出す温水取出し側系路３Ｂとを備え、給水側系路３Ａには、水ポンプ及び流量制御弁が設けられている。
【００２７】
ヒートポンプ２は、低段側圧縮機７及び高段側圧縮機８を有する圧縮部と、冷媒ガスを放熱する凝縮器１１と、冷媒を中間圧に減圧する第１膨張弁１２と、気液分離機能付きの中間圧レシーバ１３と、中間圧冷媒を低温低圧の気液二相冷媒に減圧する第２膨張弁１６と、送風機１８から送風される外気と冷媒とを熱交換させる蒸発器（空気熱交換器）１７とがこの順に冷媒配管を介して接続された閉サイクルの冷媒回路により構成されている。
【００２８】
上記ヒートポンプ２の凝縮器１１は、冷媒／水熱交換器であって、一方の冷媒側流路に圧縮部から吐出された高温高圧の冷媒ガスが循環され、他方の水側流路に水循環系路３を介して水が循環されることにより水と冷媒ガスとが熱交換される。そして、この凝縮器１１は、高温高圧の冷媒ガスで水を加熱することによって温水が生成されるように構成されている。
【００２９】
また、冷媒回路には、気液分離機能付きの中間圧レシーバ１３で分離された中間圧冷媒ガスを、高段側圧縮機８に供給するガスインジェクション回路３１が設けられている。このガスインジェクション回路３１には、必要に応じてガスインジェクション回路３１を開閉できるように電磁弁及び逆止弁が設けられてもよい。ガスインジェクションによるエコノマイザ効果により、ヒートポンプ２による加熱能力及び成績係数（ＣＯＰ）を向上させ、給湯能力を増大することができる。
【００３０】
冷媒回路には、凝縮器１１で水と熱交換して冷却された冷媒を高段側圧縮機８に供給する液バイパス回路３２が設けられている。この液バイパス回路３２には、第３膨張弁３３が設けられる。
【００３１】
ヒートポンプ給湯機１において、ヒートポンプ２が運転されると、圧縮部で２段圧縮された高温高圧の冷媒ガスは、凝縮器１１に導入され、ここで水循環系路３の給水側系路３Ａから水側流路に流通される水と熱交換される。この水は高温高圧冷媒ガスからの放熱により加熱、昇温された後、温水取出し側系路３Ｂを経て貯湯タンク（図示省略）に戻り、貯湯タンク内の貯湯量が所定量に到達するまで、連続的に凝縮器１１にて冷媒と水との熱交換が継続され、貯湯量が所定量に到達すると、貯湯運転が終了される。
【００３２】
凝縮器１１で水と熱交換して冷却された冷媒は、第１膨張弁１２により減圧されて中間圧レシーバ１３に至り、ここで気液分離される。中間圧レシーバ１３で分離された中間圧のガス冷媒は、及びガスインジェクション回路３１により高段側圧縮機８に供給され、高段側圧縮機８に吸入されて再圧縮される。このガスインジェクションによるエコノマイザ効果により、加熱能力及び成績係数（ＣＯＰ）を向上させ、給湯能力を増大することができる。
【００３３】
一方、中間圧レシーバ１３で分離された液冷媒は、第２膨張弁１６により減圧され、低温低圧の気液二相冷媒となって蒸発器（空気熱交換器）１７に流入される。蒸発器１７に流入した冷媒は、送風機により送風される外気と熱交換され、外気から吸熱して蒸発ガス化される。
【００３４】
蒸発器１７でガス化された冷媒は、圧縮部に吸い込まれ、再圧縮される。以下、同様の動作を繰り返すことにより、温水の生成が行われる。
【００３５】
高段側圧縮機８の吐出管には、第１温度センサ２１が設けられる。第１温度センサ２１によって、高段側圧縮機８から吐出した冷媒の温度（高段側圧縮機８の吐出温度）が測定される。
【００３６】
高段側圧縮機８の吸入管には、液バイパス回路３２と合流した後の部分に第２温度センサ２２が設けられる。第２温度センサ２２によって、高段側圧縮機８に吸入される冷媒の温度が測定される。また、高段側圧縮機８の吸入管には、圧力センサ２３が設けられる。圧力センサ２３によって、高段側圧縮機８の吸入管の圧力が測定される。
【００３７】
制御部４０は、第２温度センサ２２及び圧力センサ２３によって測定された冷媒の温度と圧力に基づいて、高段側圧縮機８に吸入される冷媒の過熱度を算出する。
【００３８】
また、制御部４０は、算出した冷媒の過熱度と、高段側圧縮機８の吐出温度に応じて、第３膨張弁３３の開度を調整する。
具体的には、高段側圧縮機８の吐出温度が所定の第１閾値以下である場合、第３膨張弁３３の開度を維持するように第３膨張弁３３の開度が制御される。これに対し、高段側圧縮機８の吐出温度が所定の第１閾値よりも高くなった場合、第３膨張弁３３の開度を所定の初期値に設定するように、第３膨張弁３３の開度が制御される。
【００３９】
また、高段側圧縮機８に吸入される冷媒の過熱度が所定の第２閾値以下である場合、第３膨張弁３３の開度を減少するように、第３膨張弁３３の開度が制御される。これに対し、高段側圧縮機８に吸入される冷媒の過熱度が所定の第２閾値よりも高くなった場合、高段側圧縮機８の吐出温度に応じて、第３膨張弁３３の開度を維持するか、第３膨張弁３３の開度を増加する。
【００４０】
高段側圧縮機８に吸入される冷媒の過熱度が所定の第２閾値よりも高くなった場合において、高段側圧縮機８の吐出温度が所定の第１閾値以下である場合、第３膨張弁３３の開度を維持するように第３膨張弁３３の開度が制御され、第１閾値よりも高くなったとき、第３膨張弁３３の開度を増加するように第３膨張弁３３の開度が制御される。
【００４１】
また、上述した実施形態では、高段側圧縮機８に吸入される冷媒の過熱度を算出するため、高段側圧縮機８の吸入管に設けられた圧力センサ２３を用いる場合について説明したが、図２に示すように、中間圧レシーバ１３に接続された配管に設けられる第３温度センサ２４Ａ，２４Ｂ，２４Ｃを用いてもよい。
【００４２】
温度センサとしては、中間圧レシーバ１３と蒸発器（空気熱交換器）１７を結ぶ冷媒配管２０に設けられる第３温度センサ２４Ａ、中間圧レシーバ１３と高段側圧縮機８の吸入管を結ぶガスインジェクション回路３１に設けられる第３温度センサ２４Ｂ、凝縮器１１と中間圧レシーバ１３を結ぶ配管に設けられる第３温度センサ２４Ｃの少なくともいずれか一つが用いられる。
【００４３】
第３温度センサ２４Ａは、中間圧レシーバ１３から蒸発器１７に供給される飽和液である冷媒の温度を測定でき、第３温度センサ２４Ｂは、中間圧レシーバ１３から高段側圧縮機８の吸入管に供給される飽和ガスである冷媒の温度を測定でき、第３温度センサ２４Ｃは、中間圧レシーバ１３に供給される気液２相の冷媒の温度を測定できる。
【００４４】
制御部４０は、第３温度センサ２４Ａ，２４Ｂ，２４Ｃの少なくともいずれか一つと、第１温度センサ２１によって測定された冷媒の温度差に基づいて、高段側圧縮機８に吸入される冷媒の過熱度を算出する。圧力センサ２３の代わりに第３温度センサ２４Ａ，２４Ｂ，２４Ｃを設ける場合、圧力センサ２３を高段側圧縮機８の吸入管に設ける場合に比べて構成を簡便にでき、コストも低減できる。
【００４５】
以下、図３を参照して、本実施形態に係るヒートポンプシステムにおける第３膨張弁３３の制御について説明する。
まず、第３膨張弁３３が閉鎖した状態において、高段側圧縮機８の吐出温度（以下「第１温度」ともいう。）を検知しており（ステップＳ１）、第１温度が所定の第１閾値よりも高いか否かが判断される（ステップＳ２）。
【００４６】
第１温度が第１閾値以下である場合、第３膨張弁３３が閉鎖した状態を継続する。
一方、第１温度が第１閾値よりも高くなった場合、第３膨張弁開度初期値設定指令が第３膨張弁３３に送られ（ステップＳ３）、第３膨張弁３３の開度が所定の初期値まで開状態とされる。これにより、液バイパス回路３２を介して、高段側圧縮機８に凝縮器１１で冷却された冷媒が供給される。
【００４７】
また、高段側圧縮機吸入過熱度（以下「第１過熱度」ともいう。）を算出しており（ステップＳ４）、第１過熱度が所定の第２閾値よりも高いか否かが判断される（ステップＳ５）。第１過熱度が第２閾値以下である場合、高段側圧縮機８の吸入過熱度が低い状態であることから、第３膨張弁開度減少指令が第３膨張弁３３に送られ（ステップＳ６）、第３膨張弁３３の開度が減少される。その後、第１過熱度の検知が継続され（ステップＳ４）、第３膨張弁３３の開度の調整が引き続き行われる。
【００４８】
一方、第１過熱度が第２閾値よりも高くなった場合、高段側圧縮機８の吐出温度（第１温度）を検知して（ステップＳ７）、第１温度が所定の第１閾値よりも高いか否かが判断される（ステップＳ８）。
【００４９】
第１過熱度が第２閾値よりも高く、第１温度が第１閾値以下である場合、第３膨張弁３３の現時点の開度を継続する。その後、第１過熱度の検知が継続され（ステップＳ４）、第３膨張弁３３の開度の調整が引き続き行われる。
【００５０】
一方、第１温度が第１閾値よりも高くなった場合、第３膨張弁開度増加指令が第３膨張弁３３に送られ（ステップＳ９）、第３膨張弁３３の開度が更に開かれた状態となる。これにより、液バイパス回路３２を介して、高段側圧縮機８に凝縮器１１で冷却された冷媒がより多く供給されることになる。その後、第１過熱度の検知が継続され（ステップＳ４）、第３膨張弁３３の開度の調整が引き続き行われる。
【００５１】
以上より、第１過熱度が第２閾値よりも高ければ、液バイパス回路３２を通じて高段側圧縮機８に凝縮器１１で冷却された冷媒が供給され続ける。また、第１温度が第１閾値よりも高くなった場合、第３膨張弁３３の開度が更に開かれた状態となり、高段側圧縮機８に凝縮器１１で冷却された冷媒がより多く供給されて、第１温度及び第１過熱度の上昇を抑制できる。
【００５２】
［第２実施形態］
次に、本発明の第２実施形態に係るヒートポンプ給湯機１について説明する。本実施形態に係るヒートポンプ給湯機１は、第１実施形態と比較して制御部４０のみが異なり、その他の構成は同様である（図１又は図２参照）。したがって、以下では、特に第２実施形態の制御部４０について説明し、重複する構成要素についての詳細な説明は省略する。
【００５３】
制御部４０は、第２温度センサ２２及び圧力センサ２３によって測定された冷媒の温度と圧力に基づいて、高段側圧縮機８に吸入される冷媒の過熱度を算出する。なお、圧力センサ２３の代わりに、第１実施形態と同様に第３温度センサ２４Ａ，２４Ｂ，２４Ｃの少なくともいずれか一つによって測定された冷媒の温度を使用してもよい。
【００５４】
制御部４０は、算出した冷媒の過熱度と、高段側圧縮機８の吐出温度に応じて、第３膨張弁３３の開度を調整する。また、制御部４０は、高段側圧縮機８の吐出温度に応じて、高段側圧縮機８の回転数が制御される。
【００５５】
具体的には、高段側圧縮機８の吐出温度が所定の第１閾値以下である場合、第３膨張弁３３の開度を維持するように第３膨張弁３３の開度が制御される。これに対し、高段側圧縮機８の吐出温度が所定の第１閾値よりも高くなった場合、第３膨張弁３３の開度を所定の初期値に設定するように、第３膨張弁３３の開度が制御される。
【００５６】
また、高段側圧縮機８に吸入される冷媒の過熱度が所定の第２閾値以下である場合、第３膨張弁３３の開度を減少するように、第３膨張弁３３の開度が制御される。これに対し、高段側圧縮機８に吸入される冷媒の過熱度が所定の第２閾値よりも高くなった場合、高段側圧縮機８の吐出温度に応じて、第３膨張弁３３の開度を維持するか、第３膨張弁３３の開度を増加する。
【００５７】
高段側圧縮機８に吸入される冷媒の過熱度が所定の第２閾値よりも高くなった場合において、高段側圧縮機８の吐出温度が所定の第１閾値以下である場合、第３膨張弁３３の開度を維持するように第３膨張弁３３の開度が制御され、第１閾値よりも高くなったとき、第３膨張弁３３の開度が最大開度に到達しているか否かが判断される。
【００５８】
上述の場合において、第３膨張弁３３の開度が最大開度に到達していないとき、第３膨張弁３３の開度を増加するように第３膨張弁３３の開度が制御され、第３膨張弁３３の開度が最大開度に到達しているとき、高段側圧縮機８の回転数を減少するように、高段側圧縮機８の回転数が制御される。
【００５９】
なお、第３膨張弁３３の開度が最大開度に到達しているとき、高段側圧縮機８の回転数を制御するのではなく、低段側圧縮機７の回転数を増加するように、低段側圧縮機７の回転数が制御されてもよい。
【００６０】
以下、図４を参照して、本発明の第２実施形態に係るヒートポンプシステムにおける第３膨張弁３３の制御について説明する。
ステップＳ１からＳ８までは、上述した第１実施形態における第３膨張弁３３の制御と同一であるため省略する。
【００６１】
第１過熱度が第２閾値よりも高い状態で、ステップＳ８において、第１温度が所定の第１閾値よりも高いか否かが判断された後、第１温度が第１閾値以下である場合、第３膨張弁３３の現時点の開度を継続する。その後、第１過熱度の検知が継続され（ステップＳ４）、第３膨張弁３３の開度の調整が引き続き行われる。
【００６２】
一方、第１温度が第１閾値よりも高くなった場合、第３膨張弁３３の開度が最大開度まで到達しているか否かが判断される（ステップＳ９）。
【００６３】
第３膨張弁３３の開度が最大開度に到達していなければ、第３膨張弁３３開度増加指令が第３膨張弁３３に送られ（ステップＳ１０）、第３膨張弁３３の開度が更に開かれた状態となる。これにより、液バイパス回路３２を介して、高段側圧縮機８に凝縮器１１で冷却された冷媒がより多く供給されることになる。その後、第１過熱度の検知が継続され（ステップＳ４）、第３膨張弁３３の開度の調整が引き続き行われる。
【００６４】
これに対し、第３膨張弁３３の開度が最大開度に到達している場合、高段側圧縮機８の回転数を減少させる（ステップＳ１１）。これにより、低段側圧縮機７の吐出圧力が上がることから、高段側圧縮機８の吸入圧力も上がる。その結果、図５に示すように、高段側圧縮機８の吸入圧力と吐出圧力の差が小さくなり、低段側圧縮機７の吐出圧力を上昇させる調整を行わない場合に比べて、高段側圧縮機８から吐出する冷媒のガス温度を低下させることができる。
【００６５】
なお、上述した実施形態では、ステップＳ１１において、第３膨張弁３３の開度が最大開度に到達している場合、高段側圧縮機８の回転数を減少させるとしたが、低段側圧縮機７の回転数を増加させてもよい。
【００６６】
また、上述した実施形態では、第１温度を検出して、第１温度が第１閾値よりも高くなった場合において、高段側圧縮機８又は低段側圧縮機７の回転数が調節されることについて記載したが、本発明はこの例に限定されない。たとえば、第１温度の温度検出の代わりに、高段側圧縮機８の吐出圧の検知を行ってもよい。高段側圧縮機８の吐出圧が検知され、高段側圧縮機８の吐出圧が所定の閾値よりも高くなった場合、高段側圧縮機８又は低段側圧縮機７の回転数の調節を行ってもよい。
【符号の説明】
【００６７】
１  ヒートポンプ給湯機
２  ヒートポンプ
７  低段側圧縮機
８  高段側圧縮機
１１  凝縮器
１２  第１膨張弁
１３  中間圧レシーバ
１６  第２膨張弁
１７  蒸発器
３１  ガスインジェクション回路
３２  液バイパス回路
３３  第３膨張弁
４０  制御部
【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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