JP3693562B2 - 冷凍サイクル装置及び冷凍サイクルの制御方法 - Google Patents
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、二酸化炭素などの放熱器で超臨界状態となりうる冷媒を用いた冷凍サイクル装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、この種の冷凍サイクル装置は、特開平１１−１９３９６７号公報に記載されたものが知られている。
【０００３】
以下、その冷凍サイクル装置について図１２を参照しながら説明する。
【０００４】
図１２に示すように、圧縮機１０１と放熱器１０２と膨張機構部１０３と吸熱器１０４と内部熱交換器１０５と内部熱交換器バイパス１０６とバイパス流量調整弁１０７と前記圧縮機１０１吐出冷媒温度センサー１０８と吐出冷媒圧力センサー１１０と前記バイパス流量調整弁１０７のコントローラー１０９を備えることにより冷凍サイクル装置を構成する。
【０００５】
上記構成により、二酸化炭素などの放熱器で超臨界状態となりうる冷媒を封入し、前記圧縮機１０１で圧縮された高圧高温冷媒ガスが前記放熱器１０２を通り常温に近い温かい高圧冷媒ガスとなり、前記内部熱交換器１０５にて低温の高圧冷媒ガスとなる。そして、前記膨張機構部１０３で減圧し低温の二相冷媒となり、前記吸熱器１０４にて吸熱して低圧冷媒ガスとなり、前記内部熱交換器１０５にて加熱され、前記圧縮機１０１へと戻り、周知の前記内部熱交換器１０５を用いた冷凍サイクルとなる。
【０００６】
このとき、前記吐出冷媒温度センサー１０８と前記吐出冷媒圧力センサー１１０の検知値が設定値となるように前記コントローラー１０９によって前記バイパス流量調整弁１０７を制御し前記内部熱交換器１０５の能力を調整することで、効率を改善する制御を可能にしている。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
このような従来の冷暖房給湯装置では第１に、内部熱交換器の能力制御範囲が狭く一定以下とすることが出来ないという課題がある。
【０００８】
また、第２に、四方弁などで冷凍サイクルを切替えた時に内部熱交換器が機能しないという課題がある。
【０００９】
本発明は、このような従来の課題を解決するものであり、内部熱交換器の能力制御範囲を拡大することができ、また、冷凍サイクルの可逆サイクルとした時においても内部熱交換器が機能す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している。
【００１０】
【課題を解決するための手段】
本発明の冷凍サイクル装置は上記目的を達成するために、圧縮機と室外熱交換器と膨張機構部と利用側熱交換器と内部熱交換器からなる冷凍サイクル装置において、放熱時に超臨界状態となりうる冷媒が封入され、前記膨張機構部を第１の膨張機構部と第２の膨張機構部に分けて前記内部熱交換器の高圧冷媒側出入口にそれぞれ設け、前記内部熱交換器の高圧冷媒出入口に冷凍サイクルの逆転に対し内部熱交換器の冷媒流れ方向を変えないようにする流路切替四方弁を設けたものである。
【００１１】
そして本発明によれば、内部熱交換器の能力制御範囲を拡大することができ、冷凍サイクルの可逆サイクルとした時においても内部熱交換器が機能することができる冷凍サイクル装置が得られる。
【００１２】
また他の手段は、内部熱交換器の高圧冷媒出入口に冷凍サイクルの逆転に対し前記内部熱交換器の冷媒流れ方向を変えないようにする流路切替四方弁を設け、前記内部熱交換器の高圧冷媒出口と前記流路切替四方弁の間に前記第１の膨張機構部を設けたものである。
【００１３】
そして本発明によれば、冷凍サイクルの可逆サイクルとした時においても内部熱交換器が機能することができる冷凍サイクル装置が得られる。
【００１４】
また他の手段は、内部熱交換器の高圧冷媒入口と流路切替四方弁の間に第２の膨張機構部を設けたものである。
【００１５】
そして本発明によれば、内部熱交換器の能力制御範囲を拡大することができ、冷凍サイクルの可逆サイクルとした時においても内部熱交換器が機能することができる冷凍サイクル装置が得られる。
【００１６】
また他の手段は、第２の膨張機構部の全開時の減圧量が、膨張機構部の全開時の減圧量より小さいものである。
【００１７】
そして本発明によれば、内部熱交換器の能力制御範囲を拡大することができ、冷凍サイクルの可逆サイクルとした時においても内部熱交換器が機能することができる冷凍サイクル装置が得られる。
【００１８】
また他の手段は、利用側熱交換器で冷媒と熱交換する媒体の温度検知手段を設け、この検知値によって設定された温度となるように第１の膨張機構部と第２の膨張機構部を制御するものである。
【００１９】
そして本発明によれば、内部熱交換器の能力制御範囲を拡大することができ、冷凍サイクルの可逆サイクルとした時においても内部熱交換器が機能することができる冷凍サイクル装置にて内部熱交換器を有効に機能させる制御方法が得られる。
【００２０】
また他の手段は、内部熱交換器の低圧冷媒出入口温度を検知する温度検知手段を設け、これらの検知値によって第１の膨張機構部と第２の膨張機構部を制御するものである。
【００２１】
そして本発明によれば、内部熱交換器の能力制御範囲を拡大することができ、冷凍サイクルの可逆サイクルとした時においても内部熱交換器が機能することができる冷凍サイクル装置にて内部熱交換器を有効に機能させる制御方法が得られる。
【００２２】
また他の手段は、内部熱交換器の高圧冷媒入口温度と低圧冷媒入口温度を検知する温度検知手段を設け、これらの検知値によって第１の膨張機構部と第２の膨張機構部を制御するものである。
【００２３】
そして本発明によれば、内部熱交換器の能力制御範囲を拡大することができ、冷凍サイクルの可逆サイクルとした時においても内部熱交換器が機能することができる冷凍サイクル装置にて内部熱交換器を有効に機能させる制御方法が得られる。
【００２４】
また他の手段は、吸熱交換部分と圧縮機吸入の冷媒温度を検知する温度検知手段を設け、これらの検知値によって第１の膨張機構部と第２の膨張機構部を制御するものである。
【００２５】
そして本発明によれば、内部熱交換器の能力制御範囲を拡大することができ、冷凍サイクルの可逆サイクルとした時においても内部熱交換器が機能することができる冷凍サイクル装置にて内部熱交換器を有効に機能させる制御方法が得られる。
【００２６】
また他の手段は、圧縮機吸入部の温度と圧力を検知する検知手段を設け、これらの検知値によって第１の膨張機構部と第２の膨張機構部を制御するものである。
【００２７】
そして本発明によれば、内部熱交換器の能力制御範囲を拡大することができ、冷凍サイクルの可逆サイクルとした時においても内部熱交換器が機能することができる冷凍サイクル装置にて内部熱交換器を有効に機能させる制御方法が得られる。
【００２８】
また他の手段は、圧縮機の回転数を検知する検知手段を設け、この検知値によって第１の膨張機構部と第２の膨張機構部を制御するものである。
【００２９】
そして本発明によれば、内部熱交換器の能力制御範囲を拡大することができ、冷凍サイクルの可逆サイクルとした時においても内部熱交換器が機能することができる冷凍サイクル装置にて内部熱交換器を有効に機能させる制御方法が得られる。
【００３０】
また他の手段は、冷凍サイクルの冷媒循環量を検知する検知手段を設け、この検知値によって第１の膨張機構部と第２の膨張機構部を制御するものである。
【００３１】
そして本発明によれば、内部熱交換器の能力制御範囲を拡大することができ、冷凍サイクルの可逆サイクルとした時においても内部熱交換器が機能することができる冷凍サイクル装置にて内部熱交換器を有効に機能させる制御方法が得られる。
【００３２】
また他の手段は、膨張機構部を第１の膨張機構部と第２の膨張機構部に分けて内部熱交換器の高圧冷媒側出入口にそれぞれ設け、利用側熱交換器と膨張機構部を接続する配管と、室外熱交換器と膨張機構部を接続する配管に冷凍サイクルの逆転に対し膨張機構部の冷媒流れ方向を変えないようにする流路切替四方弁を設け、膨張機構部にて減圧される前の高圧冷媒と圧縮機吸入前の低圧冷媒とを熱交換させる内部熱交換器を設け、内部熱交換器の冷媒回路を複数とし、それぞれの回路に開閉弁を設けたものである。
【００３３】
そして本発明によれば、内部熱交換器の能力制御範囲を拡大することができ、冷凍サイクルの可逆サイクルとした時においても内部熱交換器が機能することができる冷凍サイクル装置が得られる。
【００３４】
また他の手段は、利用側熱交換器で冷媒と熱交換する媒体の温度検知手段を設け、この検知値によって設定された温度となるように開閉弁を制御するものである。
【００３５】
そして本発明によれば、内部熱交換器の能力制御範囲を拡大することができ、冷凍サイクルの可逆サイクルとした時においても内部熱交換器が機能することができる冷凍サイクル装置にて内部熱交換器を有効に機能させる制御方法が得られる。
【００３６】
また他の手段は、内部熱交換器の低圧冷媒出入口温度を検知する温度検知手段を設け、これらの検知値によって開閉弁を制御するものである。
【００３７】
そして本発明によれば、内部熱交換器の能力制御範囲を拡大することができ、冷凍サイクルの可逆サイクルとした時においても内部熱交換器が機能することができる冷凍サイクル装置にて内部熱交換器を有効に機能させる制御方法が得られる。
【００３８】
また他の手段は、内部熱交換器の高圧冷媒入口温度と低圧冷媒入口温度を検知する温度検知手段を設け、これらの検知値によって開閉弁を制御するものである。
【００３９】
そして本発明によれば、内部熱交換器の能力制御範囲を拡大することができ、冷凍サイクルの可逆サイクルとした時においても内部熱交換器が機能することができる冷凍サイクル装置にて内部熱交換器を有効に機能させる制御方法が得られる。
【００４０】
また他の手段は、吸熱交換部分と圧縮機吸入の冷媒温度を検知する温度検知手段を設け、これらの検知値によって開閉弁を制御するものである。
【００４１】
そして本発明によれば、内部熱交換器の能力制御範囲を拡大することができ、冷凍サイクルの可逆サイクルとした時においても内部熱交換器が機能することができる冷凍サイクル装置にて内部熱交換器を有効に機能させる制御方法が得られる。
【００４２】
また他の手段は、圧縮機吸入部の温度と圧力を検知する検知手段を設け、これらの検知値によって開閉弁を制御するものである。
【００４３】
そして本発明によれば、内部熱交換器の能力制御範囲を拡大することができ、冷凍サイクルの可逆サイクルとした時においても内部熱交換器が機能することができる冷凍サイクル装置にて内部熱交換器を有効に機能させる制御方法が得られる。
【００４４】
また他の手段は、圧縮機回転数を検知する検知手段を設け、この検知値によって開閉弁を制御するものである。
【００４５】
そして本発明によれば、内部熱交換器の能力制御範囲を拡大することができ、冷凍サイクルの可逆サイクルとした時においても内部熱交換器が機能することができる冷凍サイクル装置にて内部熱交換器を有効に機能させる制御方法が得られる。
【００４６】
また他の手段は、冷凍サイクルの冷媒循環量を検知する検知手段を設け、この検知値によって開閉弁を制御するものである。
【００４７】
そして本発明によれば、内部熱交換器の能力制御範囲を拡大することができ、冷凍サイクルの可逆サイクルとした時においても内部熱交換器が機能することができる冷凍サイクル装置にて内部熱交換器を有効に機能させる制御方法が得られる。
【００４８】
【発明の実施の形態】
本発明は、第１の膨張機構部にて減圧される前の高圧冷媒と圧縮機吸入前の低圧冷媒とを熱交換させる内部熱交換器を設け、内部熱交換器の高圧冷媒入口に第２の膨張機構部を設け、内部熱交換器の高圧冷媒出入口に冷凍サイクルの逆転に対し前記内部熱交換器の冷媒流れ方向を変えないようにする流路切替四方弁を設けたものであり、放熱と吸熱のどちらの熱利用をする場合においても内部熱交換器の熱交換を効率的に行えるという作用を有する。
【００４９】
また、利用側熱交換器と膨張機構部を接続する配管と、室外熱交換器と膨張機構部を接続する配管に冷凍サイクルの逆転に対し膨張機構部の冷媒流れ方向を変えないようにする流路切替四方弁を設け、膨張機構部にて減圧される前の高圧冷媒と圧縮機吸入前の低圧冷媒とを熱交換させる内部熱交換器を設けたものであり、冷暖の冷凍サイクル切替えに同期して流路切替四方弁を切り替えることで、冷暖どちらの冷凍サイクルでも内部熱交換器に減圧前の高圧冷媒を入れられることによって内部熱交換器が機能することができるという作用を有する。
【００５０】
また、利用側熱交換器と第１の膨張機構部を接続する配管と、室外熱交換器と第１の膨張機構部を接続する配管に冷凍サイクルの逆転に対し第１の膨張機構部の冷媒流れ方向を変えないようにする流路切替四方弁を設け、第１の膨張機構部にて減圧される前の高圧冷媒と圧縮機吸入前の低圧冷媒とを熱交換させる内部熱交換器を設け、内部熱交換器の高圧冷媒入口に第２の膨張機構部を設けたものであり、冷暖の冷凍サイクル切替えに同期して流路切替四方弁を切り替えることで、冷暖どちらの冷凍サイクルでも二つの膨張機構部の流れ方向が変らないため膨張機構部の動作負荷低減することができるという作用を有する。
【００５１】
また、利用側熱交換器と第１の膨張機構部を接続する配管と、室外熱交換器と第１の膨張機構部を接続する配管に冷凍サイクルの逆転に対し第１の膨張機構部の冷媒流れ方向を変えないようにする流路切替四方弁を設け、第１の膨張機構部にて減圧される前の高圧冷媒と圧縮機吸入前の低圧冷媒とを熱交換させる内部熱交換器を設け、内部熱交換器の高圧冷媒入口に第２の膨張機構部を設け、第２の膨張機構部の全開時の減圧量を第１の膨張機構部より小さくしたものであり、冷暖の冷凍サイクル切替えに同期して流路切替四方弁を切り替えることで、冷暖どちらの冷凍サイクルでも二つの膨張機構部の流れ方向が変らないため、第２の膨張機構部は内部熱交換器能力制御専用となり、第１の膨張機構部はサイクル制御専用とすることができる。このとき第２の膨張機構部の全開時の減圧量を極力小さくすることで内部熱交換器能力を向上できるという作用を有する。
【００５２】
また、利用側熱交換器で冷媒と熱交換する媒体の温度検知手段を設け、この検知値によって設定された温度となるように第１の膨張機構部と第２の膨張機構部を制御するものであり、第２の膨張機構部を閉じる方向に制御し、それに応じて第１の膨張機構部を開けると、内部熱交換器に入る高圧冷媒の温度が低下し低圧冷媒との冷媒温度差が小さくなり内部熱交換器能力が減少する。このため吸熱器では加熱域が増加し吸熱能力が減少する。そして放熱器では、圧縮機吸入での過熱度が減少するため吐出温度が減少し、放熱器の冷媒温度が低下することで能力が減少する。逆に第２の膨張機構部を開ける方向に制御し、それに応じて第１の膨張機構部を閉めると内部熱交換器に入る高圧冷媒の温度が上昇し低圧冷媒との冷媒温度差が大きくなり内部熱交換器能力が増加する。このため吸熱器では加熱域が減少し吸熱能力が増加する。そして放熱器では、圧縮機吸入での過熱度が上昇するため吐出温度が上昇し、放熱器の冷媒温度が上昇することで能力が増加するという作用を有する。
【００５３】
また、内部熱交換器の低圧冷媒出入口温度を検知する温度検知手段を設け、これらの検知値によって第１の膨張機構部と第２の膨張機構部を制御するものであり、第２の膨張機構部を閉じる方向に制御し、それに応じて第１の膨張機構部を開けると、内部熱交換器に入る高圧冷媒の温度が低下し低圧冷媒との冷媒温度差が小さくなり内部熱交換器能力が減少する。このため低圧冷媒出口温度が低下する。逆に第２の膨張機構部を開ける方向に制御し、それに応じて第１の膨張機構部を閉めると内部熱交換器に入る高圧冷媒の温度が上昇し低圧冷媒との冷媒温度差が大きくなり内部熱交換器能力が増加する。このため低圧冷媒出口温度が上昇する。これにより内部熱交換器の低圧冷媒入口温度に応じた低圧冷媒出口温度となるように第１膨張機構部と第２膨張機構部を制御するという作用を有する。
【００５４】
また、内部熱交換器の高圧冷媒入口温度と低圧冷媒入口温度を検知する温度検知手段を設け、これらの検知値によって第１の膨張機構部と第２の膨張機構部を制御するものであり、第２の膨張機構部を閉じる方向に制御し、それに応じて第１の膨張機構部を開けると、内部熱交換器に入る高圧冷媒の温度が低下し低圧冷媒との冷媒温度差が小さくなり内部熱交換器能力が減少する。逆に第２の膨張機構部を開ける方向に制御し、それに応じて第１の膨張機構部を閉めると内部熱交換器に入る高圧冷媒の温度が上昇し低圧冷媒との冷媒温度差が大きくなり内部熱交換器能力が増加する。この内部熱交換器での冷媒温度差を内部熱交換器の高圧冷媒入口温度と低圧冷媒入口温度で検知し設定値となるように第１の膨張機構部と第２の膨張機構部を制御するという作用を有する。
【００５５】
また、吸熱器と圧縮機吸入の冷媒温度を検知する温度検知手段を設け、これらの検知値によって第１の膨張機構部と第２の膨張機構部を制御するものであり、第２の膨張機構部を閉じる方向に制御し、それに応じて第１の膨張機構部を開けると、内部熱交換器に入る高圧冷媒の温度が低下し低圧冷媒との冷媒温度差が小さくなり内部熱交換器能力が減少する。このため圧縮機吸入温度が低下する。逆に第２の膨張機構部を開ける方向に制御し、それに応じて第１の膨張機構部を閉めると内部熱交換器に入る高圧冷媒の温度が上昇し低圧冷媒との冷媒温度差が大きくなり内部熱交換器能力が増加する。このため圧縮機吸入温度が上昇する。これにより吸熱器と圧縮機吸入の冷媒温度差を設定値となるように第１の膨張機構部と第２の膨張機構部を制御するという作用を有する。
【００５６】
また、圧縮機吸入部の温度と圧力を検知する検知手段を設け、これらの検知値によって第１の膨張機構部と第２の膨張機構部を制御するものであり、第２の膨張機構部を閉じる方向に制御し、それに応じて第１の膨張機構部を開けると、内部熱交換器に入る高圧冷媒の温度が低下し低圧冷媒との冷媒温度差が小さくなり内部熱交換器能力が減少する。このため圧縮機吸入温度が低下する。逆に第２の膨張機構部を開ける方向に制御し、それに応じて第１の膨張機構部を閉めると内部熱交換器に入る高圧冷媒の温度が上昇し低圧冷媒との冷媒温度差が大きくなり内部熱交換器能力が増加する。このため圧縮機吸入温度が上昇する。これにより圧縮機吸入温度が圧縮機吸入圧力に対応した設定値となるように第１膨張機構部と第２膨張機構部を制御するという作用を有する。
【００５７】
また、圧縮機の回転数を検知する検知手段を設け、この検知値によって第１の膨張機構部と第２の膨張機構部を制御するものであり、第２の膨張機構部を閉じる方向に制御し、それに応じて第１の膨張機構部を開けると、内部熱交換器に入る高圧冷媒の温度が低下し低圧冷媒との冷媒温度差が小さくなり内部熱交換器能力が減少する。このため圧縮機吸入での過熱度が減少するため吐出温度が減少する。逆に第２の膨張機構部を開ける方向に制御し、それに応じて第１の膨張機構部を閉めると内部熱交換器に入る高圧冷媒の温度が上昇し低圧冷媒との冷媒温度差が大きくなり内部熱交換器能力が増加する。このような作用を有するサイクルにおいて、圧縮機回転数の変化に応じて冷媒循環量が変化し、冷媒循環量が少ない方が熱交換効率が良いため内部熱交換能力を抑制する必要がある。このため圧縮機回転数に応じて第１の膨張機構部と第２の膨張機構部を制御量を調整するという作用を有する。
【００５８】
また、冷凍サイクルの冷媒循環量を検知する検知手段を設け、この検知値によって第１の膨張機構部と第２の膨張機構部を制御するものであり、第２の膨張機構部を閉じる方向に制御し、それに応じて第１の膨張機構部を開けると、内部熱交換器に入る高圧冷媒の温度が低下し低圧冷媒との冷媒温度差が小さくなり内部熱交換器能力が減少する。このため圧縮機吸入での過熱度が減少するため吐出温度が減少する。逆に第２の膨張機構部を開ける方向に制御し、それに応じて第１の膨張機構部を閉めると内部熱交換器に入る高圧冷媒の温度が上昇し低圧冷媒との冷媒温度差が大きくなり内部熱交換器能力が増加する。このような作用を有するサイクルにおいて、冷媒循環量が少ない方が熱交換効率が良いため内部熱交換能力を抑制する必要がある。このため冷媒循環量に応じて第１の膨張機構部と第２の膨張機構部を制御量を調整するという作用を有する。
【００５９】
また、圧縮機と室外熱交換器と膨張機構部と利用側熱交換器からなる冷凍サイクル装置において、放熱時に超臨界状態となりうる冷媒が封入され、前記膨張機構部にて減圧される前の高圧冷媒と前記圧縮機吸入前の低圧冷媒とを熱交換させる内部熱交換器を設け、この内部熱交換器は複数の冷媒回路で構成され、前記複数の冷媒回路毎に開閉弁を設け、利用側熱交換器と膨張機構部を接続する配管と、室外熱交換器と膨張機構部を接続する配管に冷凍サイクルの逆転に対し膨張機構部の冷媒流れ方向を変えないようにする流路切替四方弁を設け、膨張機構部にて減圧される前の高圧冷媒と圧縮機吸入前の低圧冷媒とを熱交換させる内部熱交換器を設け、内部熱交換器の冷媒回路を複数とし、それぞれの回路に開閉弁を設けたものであり、高圧側の開閉弁の動作個数で段階的に内部熱交換器能力を変化させる。そして、低圧側開閉弁を閉めた回路に相当する高圧側の開閉弁のみを開け、その他の高圧側開閉弁を閉じることで内部熱交換能力を最小とすることができる。さらに、冷暖の冷凍サイクル切替えに同期して流路切替四方弁を切り替えることで、冷暖どちらの冷凍サイクルでも内部熱交換器に減圧前の高圧冷媒を入れられることによって内部熱交換器が機能することができるという作用を有する。
【００６０】
また、利用側熱交換器で冷媒と熱交換する媒体の温度検知手段を設け、この検知値によって設定された温度となるように開閉弁を制御するものであり、高圧側開閉弁の開ける個数を減らす方向に制御すると、内部熱交換器能力が減少するため、吸熱器では加熱域が増加し吸熱能力が減少し、放熱器では圧縮機吸入温度の低下から吐出温度が低下し放熱能力が減少する。そして、高圧側開閉弁の開ける個数を増やす方向に制御すると、内部熱交換器能力が増加するため、吸熱器では加熱域が減少し吸熱能力が増加し、放熱器では圧縮機吸入温度の上昇から吐出温度が上昇し放熱能力が増加するという作用を有する。
【００６１】
また、内部熱交換器の低圧冷媒出入口温度を検知する温度検知手段を設け、これらの検知値によって開閉弁を制御するものであり、高圧側開閉弁の開ける個数を減らす方向に制御すると、内部熱交換器能力が減少するため、圧縮機吸入温度が低下する。逆に、高圧側開閉弁の開ける個数を増やす方向に制御すると、内部熱交換器能力が増加するため、圧縮機吸入温度が上昇する。これにより内部熱交換器の低圧冷媒入口温度に応じた低圧冷媒出口温度となるように制御するという作用を有する。
【００６２】
また、内部熱交換器の高圧冷媒入口温度と低圧冷媒入口温度を検知する温度検知手段を設け、これらの検知値によって開閉弁を制御するものであり、高圧側開閉弁の開ける個数を減らす方向に制御すると、内部熱交換器能力が減少するため、圧縮機吸入温度が低下する。逆に、高圧側開閉弁の開ける個数を増やす方向に制御すると、内部熱交換器能力が増加するため、圧縮機吸入温度が上昇する。これにより内部熱交換器の高圧冷媒入口温度と低圧冷媒入口温度より開閉弁の動作を決定し、圧縮機吸入温度を制御するという作用を有する。
【００６３】
また、吸熱器と圧縮機吸入の冷媒温度を検知する温度検知手段を設け、これらの検知値によって開閉弁を制御するものであり、高圧側開閉弁の開ける個数を減らす方向に制御すると、内部熱交換器能力が減少するため、圧縮機吸入温度が低下する。逆に、高圧側開閉弁の開ける個数を増やす方向に制御すると、内部熱交換器能力が増加するため、圧縮機吸入温度が上昇する。これにより吸熱器温度に応じた圧縮機吸入温度に制御するという作用を有する。
【００６４】
また、圧縮機吸入部の温度と圧力を検知する温度検知手段を設け、これらの検知値によって開閉弁を制御するものであり、高圧側開閉弁の開ける個数を減らす方向に制御すると、内部熱交換器能力が減少するため、圧縮機吸入温度が低下する。逆に、高圧側開閉弁の開ける個数を増やす方向に制御すると、内部熱交換器能力が増加するため、圧縮機吸入温度が上昇する。これにより圧縮機吸入圧力に応じた圧縮機吸入温度に制御するという作用を有する。
【００６５】
また、圧縮機の回転数を検知する温度検知手段を設け、これらの検知値によって開閉弁を制御するものであり、高圧側開閉弁の開ける個数を減らす方向に制御すると、内部熱交換器能力が減少するため、圧縮機吸入温度が低下し、吐出温度が低下する。逆に、高圧側開閉弁の開ける個数を増やす方向に制御すると、内部熱交換器能力が増加するため、圧縮機吸入温度が上昇し、吐出温度が上昇する。このような作用を有するサイクルにおいて、圧縮機回転数の変化に応じて冷媒循環量が変化し、冷媒循環量が少ない方が熱交換効率が良いため内部熱交換能力を抑制する必要がある。このため圧縮機回転数に応じて各開閉弁を制御するという作用を有する。
【００６６】
また、冷凍サイクルの冷媒循環量を検知する温度検知手段を設け、これらの検知値によって開閉弁を制御するものであり、高圧側開閉弁の開ける個数を減らす方向に制御すると、内部熱交換器能力が減少するため、圧縮機吸入温度が低下し、吐出温度が低下する。逆に、高圧側開閉弁の開ける個数を増やす方向に制御すると、内部熱交換器能力が増加するため、圧縮機吸入温度が上昇し、吐出温度が上昇する。このような作用を有するサイクルにおいて、冷媒循環量が少ない方が熱交換効率が良いため内部熱交換能力を抑制する必要がある。このため冷媒循環量に応じて各開閉弁を制御するという作用を有する。
【００６７】
以下、本発明の実施例について図面を参照しながら説明する。
【００６８】
【実施例】
（参考例１）
図１は本発明の参考例１の冷暖房給湯装置のサイクル構成図を示す。圧縮機１０１と、室外熱交換器１と、膨張弁Ａ２と、利用側熱交換器３と、内部熱交換器１０５と、冷暖切替四方弁４と、前記内部熱交換器１０５を挟んで前記膨張弁Ａ２の反対側に設けた膨張弁Ｂ５と、前記利用側熱交換器３で熱交換される熱交換媒体温度センサー６と、この熱交換媒体温度センサー６の検知値を入力に前記膨張弁Ａ２と前記膨張弁Ｂ５の開度を制御するコントローラー７を備えることにより冷凍サイクル装置を構成する。
【００６９】
上記構成により、二酸化炭素などの放熱器で超臨界状態となりうる冷媒を封入し、前記利用側熱交換器３を吸熱器として動作させる場合は、前記圧縮機１０１で圧縮された高圧高温冷媒ガスが前記冷暖切替四方弁４にて前記室外熱交換器１を通り常温に近い温かい高圧冷媒ガスとなり、前記膨張弁Ｂ５にて減圧量を制御することで温度を調整し、前記内部熱交換器１０５にて低温の高圧冷媒ガスとなる。そして、前記膨張弁Ａ２で減圧し低温低圧の二相冷媒となり、前記利用側熱交換器３にて吸熱して低圧冷媒ガスとなり、前記冷暖切替四方弁４にて前記内部熱交換器１０５を通り加熱され、前記圧縮機１０１へと戻る。
【００７０】
逆に、前記利用側熱交換器３を放熱器として動作させる場合は、前記圧縮機１０１で圧縮された高圧高温冷媒ガスが前記冷暖切替四方弁４にて前記利用側熱交換器３を通り常温に近い温かい高圧冷媒ガスとなり、前記膨張弁Ａ２にて減圧量を制御することで温度を調整し、前記内部熱交換器１０５にて低温の高圧冷媒ガスとなる。そして、前記膨張弁Ｂ５で減圧し低温低圧の二相冷媒となり、前記室外熱交換器１にて吸熱して低圧冷媒ガスとなり、前記冷暖切替四方弁４にて前記内部熱交換器１０５を通り加熱され、前記圧縮機１０１へと戻る。このとき前記内部熱交換器１０５において、高圧冷媒と低圧冷媒の流れが対向流となるため熱交換効率の良い熱交換ができる。
【００７１】
このように、前記利用側熱交換器３を放熱器または吸熱器として動作させるどちらの場合の冷凍サイクルにおいても前記内部熱交換器を機能させることができ効率の良い運転を可能としている。
【００７２】
また、前記膨張弁Ａ２と前記膨張弁Ｂ５の制御を冷媒流れの上流側となる膨張弁を前記内部熱交換器１０５の能力制御用として制御し、下流側となる膨張弁を冷凍サイクル制御用として制御することとし、前記能力制御用膨張弁を閉じる方向に制御し、それに応じて前記冷凍サイクル制御用膨張弁を開けると、前記内部熱交換器１０５に入る高圧冷媒の温度が低下し低圧冷媒との冷媒温度差が小さくなり内部熱交換器能力が減少する。このため吸熱器では加熱域が増加し吸熱能力が減少する。そして放熱器では、圧縮機吸入での過熱度が減少するため吐出温度が減少し、放熱器の冷媒温度が低下することで能力が減少する。この時、高圧冷媒と低圧冷媒の温度差がなくなるまで前記能力制御用膨張弁を閉めると前記内部熱交換器１０５の熱交換量はゼロとすることができ、能力制御範囲が改善される。
【００７３】
逆に前記能力制御用膨張弁を開ける方向に制御し、それに応じて前記冷凍サイクル制御用膨張弁を閉めると前記内部熱交換器１０５に入る高圧冷媒の温度が上昇し低圧冷媒との冷媒温度差が大きくなり内部熱交換器能力が増加する。このため吸熱器では加熱域が減少し吸熱能力が増加する。そして放熱器では、圧縮機吸入での過熱度が上昇するため吐出温度が上昇し、放熱器の冷媒温度が上昇することで能力が増加する。
【００７４】
このような冷凍サイクル動作を利用し、前記熱交換媒体温度センサー６の検知値を設定値となるように前記膨張弁Ａ２と前記膨張弁Ｂ５の開度を前記コントローラー７によって制御することで、前記利用側熱交換器３の能力を調整することができる。
【００７５】
（参考例２）
図２は本発明の参考例２の冷暖房給湯装置のサイクル構成図を示す。なお参考例１と同一のものについては同一番号を付し詳細な説明は省く。内部熱交換器１０５を挟んで膨張弁Ａ２の反対側に設けた膨張弁Ｂ５と、内部熱交換器低圧側入口温度センサー８と、内部熱交換器低圧側出口温度センサー９と、これらのセンサーの検知値を入力に前記膨張弁Ａ２と前記膨張弁Ｂ５の開度を制御するコントローラー７を備えることにより冷凍サイクル装置を構成する。
【００７６】
上記構成により、二酸化炭素などの放熱器で超臨界状態となりうる冷媒を封入し、利用側熱交換器３を吸熱器として動作させる場合は、圧縮機１０１で圧縮された高圧高温冷媒ガスが冷暖切替四方弁４にて室外熱交換器１を通り常温に近い温かい高圧冷媒ガスとなり、前記膨張弁Ｂ５にて減圧量を制御することで温度を調整し、前記内部熱交換器１０５にて低温の高圧冷媒ガスとなる。そして、前記膨張弁Ａ２で減圧し低温低圧の二相冷媒となり、前記利用側熱交換器３にて吸熱して低圧冷媒ガスとなり、前記冷暖切替四方弁４にて前記内部熱交換器１０５を通り加熱され、前記圧縮機１０１へと戻る。このとき前記内部熱交換器１０５において、高圧冷媒と低圧冷媒の流れが対向流となるため熱交換効率の良い熱交換ができる。
【００７７】
逆に、前記利用側熱交換器３を放熱器として動作させる場合は、前記圧縮機１０１で圧縮された高圧高温冷媒ガスが前記冷暖切替四方弁４にて前記利用側熱交換器３を通り常温に近い温かい高圧冷媒ガスとなり、前記膨張弁Ａ２にて減圧量を制御することで温度を調整し、前記内部熱交換器１０５にて低温の高圧冷媒ガスとなる。そして、前記膨張弁Ｂ５で減圧し低温低圧の二相冷媒となり、前記室外熱交換器１にて吸熱して低圧冷媒ガスとなり、前記冷暖切替四方弁４にて前記内部熱交換器１０５を通り加熱され、前記圧縮機１０１へと戻る。
【００７８】
このように、前記利用側熱交換器３を放熱器または吸熱器として動作させるどちらの場合の冷凍サイクルにおいても前記内部熱交換器を機能させることができ効率の良い運転を可能としている。
【００７９】
また、前記膨張弁Ａ２と前記膨張弁Ｂ５の制御を冷媒流れの上流側となる膨張弁を前記内部熱交換器１０５の能力制御用として制御し、下流側となる膨張弁を冷凍サイクル制御用として制御することとし、前記能力制御用膨張弁を閉じる方向に制御し、それに応じて前記冷凍サイクル制御用膨張弁を開けると、前記内部熱交換器１０５に入る高圧冷媒の温度が低下し低圧冷媒との冷媒温度差が小さくなり内部熱交換器能力が減少する。このため吸熱器では加熱域が増加し吸熱能力が減少する。そして放熱器では、圧縮機吸入での過熱度が減少するため吐出温度が減少し、放熱器の冷媒温度が低下することで能力が減少する。この時、高圧冷媒と低圧冷媒の温度差がなくなるまで前記能力制御用膨張弁を閉めると前記内部熱交換器１０５の熱交換量はゼロとすることができ、能力制御範囲が改善される。
【００８０】
逆に前記能力制御用膨張弁を開ける方向に制御し、それに応じて前記冷凍サイクル制御用膨張弁を閉めると前記内部熱交換器１０５に入る高圧冷媒の温度が上昇し低圧冷媒との冷媒温度差が大きくなり内部熱交換器能力が増加する。このため吸熱器では加熱域が減少し吸熱能力が増加する。そして放熱器では、圧縮機吸入での過熱度が上昇するため吐出温度が上昇し、放熱器の冷媒温度が上昇することで能力が増加する。
【００８１】
このような冷凍サイクル動作を利用し、前記内部熱交換器低圧側入口温度センサー８の検知値に応じ低圧冷媒出口温度を設定して、前記内部熱交換器低圧側出口温度センサー９の検知値が前記設定値この値となるように前記膨張弁Ａ２と前記膨張弁Ｂ５の開度を前記コントローラー７によって制御することで、冷凍サイクルを効率の良い状態に調整することができる。
【００８２】
（実施例１）
図３は本発明の冷暖房給湯装置のサイクル構成図を示す。なお参考例１と同一のものについては同一番号を付し詳細な説明は省く。内部熱交換器１０５と膨張弁Ａ２および膨張弁Ｂ５を介する流路切替四方弁１０と、内部熱交換器低圧側入口温度センサー８と、内部熱交換器高圧側入口温度センサー１１と、圧縮機１０１の回転数検知装置１２と、これらのセンサーの検知値を入力に前記膨張弁Ａ２と前記膨張弁Ｂ５の開度を制御するコントローラー７を備えることにより冷凍サイクル装置を構成する。
【００８３】
上記構成により、二酸化炭素などの放熱器で超臨界状態となりうる冷媒を封入し、前記利用側熱交換器３を吸熱器として動作させる場合は、前記圧縮機１０１で圧縮された高圧高温冷媒ガスが冷暖切替四方弁４にて室外熱交換器１を通り常温に近い温かい高圧冷媒ガスとなり、前記膨張弁Ｂ５にて減圧量を制御することで温度を調整し、前記流路切替四方弁１０を介して前記内部熱交換器１０５にて低温の高圧冷媒ガスとなる。そして、前記流路切替四方弁１０を介して前記膨張弁Ａ２で減圧し低温低圧の二相冷媒となり、利用側熱交換器３にて吸熱して低圧冷媒ガスとなり、前記冷暖切替四方弁４にて前記内部熱交換器１０５を通り加熱され、前記圧縮機１０１へと戻る。
【００８４】
逆に、前記利用側熱交換器３を放熱器として動作させる場合は、前記圧縮機１０１で圧縮された高圧高温冷媒ガスが前記冷暖切替四方弁４にて前記利用側熱交換器３を通り常温に近い温かい高圧冷媒ガスとなり、前記膨張弁Ａ２にて減圧量を制御することで温度を調整し、前記流路切替四方弁１０を介して前記内部熱交換器１０５にて低温の高圧冷媒ガスとなる。そして、前記流路切替四方弁１０を介して前記膨張弁Ｂ５で減圧し低温低圧の二相冷媒となり、前記室外熱交換器１にて吸熱して低圧冷媒ガスとなり、前記冷暖切替四方弁４にて前記内部熱交換器１０５を通り加熱され、前記圧縮機１０１へと戻る。
【００８５】
このように、前記利用側熱交換器３を放熱器または吸熱器として動作させるどちらの場合の冷凍サイクルにおいても前記内部熱交換器を機能させることができ、しかも前記流路切替四方弁１０を介することにより前記内部熱交換器１０５において、高圧冷媒と低圧冷媒の流れが対向流となるため熱交換効率の良い熱交換ができる。
【００８６】
また、前記膨張弁Ａ２と前記膨張弁Ｂ５の制御を冷媒流れの上流側となる膨張弁を前記内部熱交換器１０５の能力制御用として制御し、下流側となる膨張弁を冷凍サイクル制御用として制御することとし、前記能力制御用膨張弁を閉じる方向に制御し、それに応じて前記冷凍サイクル制御用膨張弁を開けると、前記内部熱交換器１０５に入る高圧冷媒の温度が低下し低圧冷媒との冷媒温度差が小さくなり内部熱交換器能力が減少する。このため吸熱器では加熱域が増加し吸熱能力が減少する。そして放熱器では、圧縮機吸入での過熱度が減少するため吐出温度が減少し、放熱器の冷媒温度が低下することで能力が減少する。この時、高圧冷媒と低圧冷媒の温度差がなくなるまで前記能力制御用膨張弁を閉めると前記内部熱交換器１０５の熱交換量はゼロとすることができ、能力制御範囲が改善される。
【００８７】
逆に前記能力制御用膨張弁を開ける方向に制御し、それに応じて前記冷凍サイクル制御用膨張弁を閉めると前記内部熱交換器１０５に入る高圧冷媒の温度が上昇し低圧冷媒との冷媒温度差が大きくなり内部熱交換器能力が増加する。このため吸熱器では加熱域が減少し吸熱能力が増加する。そして放熱器では、圧縮機吸入での過熱度が上昇するため吐出温度が上昇し、放熱器の冷媒温度が上昇することで能力が増加する。
【００８８】
このとき、圧縮機の回転数が少ないと、これに応じて冷媒循環量が少なくなり、冷媒流速が低下するため熱交換時間が増加し、前記内部熱交換器１０５の熱交換効率が良化するため能力を抑制する必要がある。
【００８９】
このような冷凍サイクル動作を利用し、前記内部熱交換器低圧側入口温度センサー８の検知値に応じ高圧冷媒入口温度を設定して、さらに圧縮機の回転数に応じて高圧冷媒入口温度の前記設定値を修正して、前記内部熱交換器高圧側入口温度センサー１１の検知値が前記設定値この値となるように前記膨張弁Ａ２と前記膨張弁Ｂ５の開度を前記コントローラー７によって制御することで、冷凍サイクルを効率の良い状態に調整することができる。
【００９０】
なお、本実施例では圧縮機の回転数を回転数検知装置を用いて検知したが、インバータなどの出力や設定値を用いても良い。
【００９１】
（実施例２）
図４は本発明の冷暖房給湯装置のサイクル構成図を示す。なお実施例１と同一のものについては同一番号を付し詳細な説明は省く。利用側熱交換器冷媒温度センサー１３と、室外熱交換器冷媒温度センサー１４と、圧縮機吸入温度センサー１５と、これらのセンサーの検知値を入力に膨張弁Ａ２と膨張弁Ｂ５の開度を制御するコントローラー７を備えることにより冷凍サイクル装置を構成する。
【００９２】
上記構成により、二酸化炭素などの放熱器で超臨界状態となりうる冷媒を封入し、前記利用側熱交換器３を吸熱器として動作させる場合は、圧縮機１０１で圧縮された高圧高温冷媒ガスが冷暖切替四方弁４にて室外熱交換器１を通り常温に近い温かい高圧冷媒ガスとなり、前記膨張弁Ｂ５にて減圧量を制御することで温度を調整し、流路切替四方弁１０を介して内部熱交換器１０５にて低温の高圧冷媒ガスとなる。そして、前記流路切替四方弁１０を介して前記膨張弁Ａ２で減圧し低温低圧の二相冷媒となり、利用側熱交換器３にて吸熱して低圧冷媒ガスとなり、前記冷暖切替四方弁４にて前記内部熱交換器１０５を通り加熱され、前記圧縮機１０１へと戻る。
【００９３】
逆に、前記利用側熱交換器３を放熱器として動作させる場合は、前記圧縮機１０１で圧縮された高圧高温冷媒ガスが前記冷暖切替四方弁４にて前記利用側熱交換器３を通り常温に近い温かい高圧冷媒ガスとなり、前記膨張弁Ａ２にて減圧量を制御することで温度を調整し、前記流路切替四方弁１０を介して前記内部熱交換器１０５にて低温の高圧冷媒ガスとなる。そして、前記流路切替四方弁１０を介して前記膨張弁Ｂ５で減圧し低温低圧の二相冷媒となり、前記室外熱交換器１にて吸熱して低圧冷媒ガスとなり、前記冷暖切替四方弁４にて前記内部熱交換器１０５を通り加熱され、前記圧縮機１０１へと戻る。
【００９４】
このように、前記利用側熱交換器３を放熱器または吸熱器として動作させるどちらの場合の冷凍サイクルにおいても前記内部熱交換器を機能させることができ、しかも前記流路切替四方弁１０を介することにより前記内部熱交換器１０５において、高圧冷媒と低圧冷媒の流れが対向流となるため熱交換効率の良い熱交換ができる。
【００９５】
また、前記膨張弁Ａ２と前記膨張弁Ｂ５の制御を冷媒流れの上流側となる膨張弁を前記内部熱交換器１０５の能力制御用として制御し、下流側となる膨張弁を冷凍サイクル制御用として制御することとし、前記能力制御用膨張弁を閉じる方向に制御し、それに応じて前記冷凍サイクル制御用膨張弁を開けると、前記内部熱交換器１０５に入る高圧冷媒の温度が低下し低圧冷媒との冷媒温度差が小さくなり内部熱交換器能力が減少する。このため吸熱器では加熱域が増加し吸熱能力が減少する。そして放熱器では、圧縮機吸入での過熱度が減少するため吐出温度が減少し、放熱器の冷媒温度が低下することで能力が減少する。この時、高圧冷媒と低圧冷媒の温度差がなくなるまで前記能力制御用膨張弁を閉めると前記内部熱交換器１０５の熱交換量はゼロとすることができ、能力制御範囲が改善される。
【００９６】
逆に前記能力制御用膨張弁を開ける方向に制御し、それに応じて前記冷凍サイクル制御用膨張弁を閉めると前記内部熱交換器１０５に入る高圧冷媒の温度が上昇し低圧冷媒との冷媒温度差が大きくなり内部熱交換器能力が増加する。このため吸熱器では加熱域が減少し吸熱能力が増加する。そして放熱器では、圧縮機吸入での過熱度が上昇するため吐出温度が上昇し、放熱器の冷媒温度が上昇することで能力が増加する。
【００９７】
このような冷凍サイクル動作を利用し、前記利用側熱交換器冷媒温度センサー１３または前記室外熱交換器冷媒温度センサー１４の吸熱器として作用している検知値に応じ圧縮機吸入温度を設定して、前記圧縮機吸入温度センサー１５の検知値が前記設定値この値となるように前記膨張弁Ａ２と前記膨張弁Ｂ５の開度を前記コントローラー７によって制御することで、冷凍サイクルを効率の良い状態に調整することができる。
【００９８】
（実施例３）
図５は本発明の冷暖房給湯装置のサイクル構成図を示す。なお参考例１と同一のものについては同一番号を付し詳細な説明は省く。室外熱交換器１と利用側熱交換器３の間に冷凍サイクルの逆転に対し膨張弁Ａ２と内部熱交換器１０５の冷媒流れ方向を変えないようにする流路切替四方弁１０を備えることにより冷凍サイクル装置を構成する。
【００９９】
上記構成により、二酸化炭素などの放熱器で超臨界状態となりうる冷媒を封入し、前記利用側熱交換器３を吸熱器として動作させる場合は、圧縮機１０１で圧縮された高圧高温冷媒ガスが冷暖切替四方弁４にて前記室外熱交換器１を通り常温に近い温かい高圧冷媒ガスとなり、前記流路切替四方弁１０を介して前記内部熱交換器１０５にて低温の高圧冷媒ガスとなる。そして、前記膨張弁Ａ２で減圧し低温低圧の二相冷媒となり、前記流路切替四方弁１０を介して前記利用側熱交換器３にて吸熱して低圧冷媒ガスとなり、前記冷暖切替四方弁４にて前記内部熱交換器１０５を通り加熱され、前記圧縮機１０１へと戻る。
【０１００】
逆に、前記利用側熱交換器３を放熱器として動作させる場合は、前記圧縮機１０１で圧縮された高圧高温冷媒ガスが前記冷暖切替四方弁４にて前記利用側熱交換器３を通り常温に近い温かい高圧冷媒ガスとなり、前記流路切替四方弁１０を介して前記内部熱交換器１０５にて低温の高圧冷媒ガスとなる。そして、前記膨張弁Ａ２で減圧し低温低圧の二相冷媒となり、前記流路切替四方弁１０を介して前記室外熱交換器１にて吸熱して低圧冷媒ガスとなり、前記冷暖切替四方弁４にて前記内部熱交換器１０５を通り加熱され、前記圧縮機１０１へと戻る。
【０１０１】
このように、前記利用側熱交換器３を放熱器または吸熱器として動作させるどちらの場合の冷凍サイクルにおいても前記内部熱交換器を機能させることができる。
【０１０２】
また、前記膨張弁Ａ２への流入方向が冷凍サイクルの切替えで逆転しないので逆方向流れに対する動作負荷がなくなり膨張弁の小型化が可能となる。さらに、膨張部分での動力利用も冷媒流れ方向が変らないので容易になる。
【０１０３】
（実施例４）
図６は本発明の冷暖房給湯装置のサイクル構成図を示す。なお参考例１と同一のものについては同一番号を付し詳細な説明は省く。室外熱交換器１と利用側熱交換器３の間に冷凍サイクルの逆転に対し膨張弁Ａ２と内部熱交換器１０５と膨張弁Ｂ５の冷媒流れ方向を変えないようにする流路切替四方弁１０と、圧縮機吸入温度センサー１５と、圧縮機吸入圧力センサー１６と、冷媒循環量計１７と、これらのセンサーの検知値を入力に前記膨張弁Ａ２と前記膨張弁Ｂ５の開度を制御するコントローラー７を備えることにより冷凍サイクル装置を構成する。
【０１０４】
上記構成により、二酸化炭素などの放熱器で超臨界状態となりうる冷媒を封入し、前記利用側熱交換器３を吸熱器として動作させる場合は、圧縮機１０１で圧縮された高圧高温冷媒ガスが冷暖切替四方弁４にて前記室外熱交換器１を通り常温に近い温かい高圧冷媒ガスとなり、前記流路切替四方弁１０を介して前記膨張弁Ｂ５にて減圧量を制御することで温度を調整し、前記内部熱交換器１０５にて低温の高圧冷媒ガスとなる。そして、前記膨張弁Ａ２で減圧し低温低圧の二相冷媒となり、前記流路切替四方弁１０を介して前記利用側熱交換器３にて吸熱して低圧冷媒ガスとなり、前記冷暖切替四方弁４にて前記内部熱交換器１０５を通り加熱され、前記圧縮機１０１へと戻る。
【０１０５】
逆に、前記利用側熱交換器３を放熱器として動作させる場合は、前記圧縮機１０１で圧縮された高圧高温冷媒ガスが前記冷暖切替四方弁４にて前記利用側熱交換器３を通り常温に近い温かい高圧冷媒ガスとなり、前記流路切替四方弁１０を介して前記膨張弁Ａ２にて減圧量を制御することで温度を調整し、前記内部熱交換器１０５にて低温の高圧冷媒ガスとなる。そして、前記膨張弁Ｂ５で減圧し低温低圧の二相冷媒となり、前記流路切替四方弁１０を介して前記室外熱交換器１にて吸熱して低圧冷媒ガスとなり、前記冷暖切替四方弁４にて前記内部熱交換器１０５を通り加熱され、前記圧縮機１０１へと戻る。
【０１０６】
このように、前記利用側熱交換器３を放熱器または吸熱器として動作させるどちらの場合の冷凍サイクルにおいても前記内部熱交換器を機能させることができ、しかも前記流路切替四方弁１０を介することにより前記内部熱交換器１０５において、高圧冷媒と低圧冷媒の流れが対向流となるため熱交換効率の良い熱交換ができる。
【０１０７】
また、前記膨張弁Ａ２と前記膨張弁Ｂ５への流入方向が冷凍サイクルの切替えで逆転しないので逆方向流れに対する動作負荷がなくなり膨張弁の小型化が可能となる。さらに、膨張部分での動力利用も冷媒流れ方向が変らないので容易になる。
【０１０８】
また、前記膨張弁Ａ２は冷凍サイクル制御用となり、前記膨張弁Ｂ５は前記内部熱交換器１０５の能力制御用と用途が固定されることから使用方法や条件に応じた仕様にすることができ、前記膨張弁Ｂ５のノズル径を大きくするなどして全開時の減圧量を極力小さくすることで前記内部熱交換器１０５の高圧側入口温度の低下を抑制し、熱交換効率を改善することができる。
【０１０９】
また、前記膨張弁Ｂ５を閉じる方向に制御し、それに応じて前記膨張弁Ａ２を開けると、前記内部熱交換器１０５に入る高圧冷媒の温度が低下し低圧冷媒との冷媒温度差が小さくなり内部熱交換器能力が減少する。このため吸熱器では加熱域が増加し吸熱能力が減少する。そして放熱器では、圧縮機吸入での過熱度が減少するため吐出温度が減少し、放熱器の冷媒温度が低下することで能力が減少する。この時、高圧冷媒と低圧冷媒の温度差がなくなるまで前記膨張弁Ｂ５を閉めると前記内部熱交換器１０５の熱交換量はゼロとすることができ、能力制御範囲が改善される。
【０１１０】
逆に前記膨張弁Ｂ５を開ける方向に制御し、それに応じて前記膨張弁Ａ２を閉めると前記内部熱交換器１０５に入る高圧冷媒の温度が上昇し低圧冷媒との冷媒温度差が大きくなり内部熱交換器能力が増加する。このため吸熱器では加熱域が減少し吸熱能力が増加する。そして放熱器では、圧縮機吸入での過熱度が上昇するため吐出温度が上昇し、放熱器の冷媒温度が上昇することで能力が増加する。
【０１１１】
このとき、冷媒循環量が少ないと、冷媒流速が低下するため熱交換時間が増加し、前記内部熱交換器１０５の熱交換効率が良化するため能力を抑制する必要がある。
【０１１２】
このような冷凍サイクル動作を利用し、前記圧縮機吸入圧力センサー１６の検知値に応じ圧縮機吸入温度を設定して、さらに冷媒循環量に応じて圧縮機吸入温度の前記設定値を修正して、前記圧縮機吸入温度センサー１５の検知値が前記設定値この値となるように前記膨張弁Ａ２と前記膨張弁Ｂ５の開度を前記コントローラー７によって制御することで、冷凍サイクルを効率の良い状態に調整することができる。
【０１１３】
（参考例３）
図７は本発明の参考例３の冷暖房給湯装置のサイクル構成図を示す。圧縮機１０１と、放熱器１０２と、膨張機構部１０３と、吸熱器１０４と、複数回路を有する内部熱交換器１８と、この内部熱交換器１８の低圧側回路の一つに設けた低圧電磁弁１９と、この低圧電磁弁１９を設けた回路と熱交換する高圧側回路以外の高圧側回路にそれぞれ設けた高圧電磁弁Ａ２０高圧電磁弁Ｂ２１高圧電磁弁Ｃ２２と、圧縮機吸入温度センサー１５と、吸熱器冷媒温度センサー２３と、これらのセンサーの検知値を入力に前記低圧電磁弁１９と高圧電磁弁Ａ２０と高圧電磁弁Ｂ２１と高圧電磁弁Ｃ２２の開閉を制御するコントローラー２４を備えることにより冷凍サイクル装置を構成する。
【０１１４】
上記構成により、二酸化炭素などの放熱器で超臨界状態となりうる冷媒を封入し、前記圧縮機１０１で圧縮された高圧高温冷媒ガスが前記放熱器１０２を通り常温に近い温かい高圧冷媒ガスとなり、前記内部熱交換器１８にて低温の高圧冷媒ガスとなる。そして、前記膨張機構部１０３で減圧し低温低圧の二相冷媒となり、前記吸熱器１０４にて吸熱して低圧冷媒ガスとなり、前記内部熱交換器１８を通り加熱され、前記圧縮機１０１へと戻る。このとき、前記内部熱交換器１８の能力は前記各電磁弁の開閉で制御される。具体的には、前記各電磁弁を全て開けたときに最大能力となり、前記高圧電磁弁ＡＢＣを閉める個数で段階的に能力を変化させる。また、前記高圧電磁弁ＡＢＣを全て閉じ、前記低圧電磁弁１９を閉めるとほぼ熱交換できなくなるため最低能力となる。
【０１１５】
このように、前記内部熱交換器１８の能力をほぼ熱交換しない低能力から最大能力まで変化させることができる。
【０１１６】
また、前記内部熱交換器１８の能力を制御し、内部熱交換器能力を減少させると、吸熱器では加熱域が増加し吸熱能力が減少する。そして放熱器では、圧縮機吸入での過熱度が減少するため吐出温度が減少し、放熱器の冷媒温度が低下することで能力が減少する。
【０１１７】
内部熱交換器能力を増加させると、吸熱器では加熱域が減少し吸熱能力が増加する。そして放熱器では、圧縮機吸入での過熱度が上昇するため吐出温度が上昇し、放熱器の冷媒温度が上昇することで能力が増加する。
このような冷凍サイクル動作を利用し、前記吸熱器冷媒温度センサー２３の検知値に応じ圧縮機吸入温度を設定して、前記圧縮機吸入温度センサー１５の検知値が前記設定値この値となるように前記各電磁弁の開閉を前記コントローラー２４によって制御することで、冷凍サイクルを効率の良い状態に調整することができる。
【０１１８】
（実施例５）
図８は本発明の冷暖房給湯装置のサイクル構成図を示す。なお参考例３と同一のものについては同一番号を付し詳細な説明は省く。室外熱交換器１と、膨張弁Ａ２と、利用側熱交換器３と、冷暖切替四方弁４と、前記室外熱交換器１と前記利用側熱交換器３の間に冷凍サイクルの逆転に対し前記膨張弁Ａ２と前記内部熱交換器１８の冷媒流れ方向を変えないようにする流路切替四方弁１０と、前記利用側熱交換器３で熱交換される熱交換媒体温度センサー６と、この熱交換媒体温度センサー６の検知値を入力に各電磁弁の開閉を制御するコントローラー２４を備えることにより冷凍サイクル装置を構成する。
【０１１９】
上記構成により、二酸化炭素などの放熱器で超臨界状態となりうる冷媒を封入し、前記利用側熱交換器３を吸熱器として動作させる場合は、圧縮機１０１で圧縮された高圧高温冷媒ガスが前記冷暖切替四方弁４にて前記室外熱交換器１を通り常温に近い温かい高圧冷媒ガスとなり、前記流路切替四方弁１０を介して前記内部熱交換器１８にて低温の高圧冷媒ガスとなる。そして、前記膨張弁Ａ２で減圧し低温低圧の二相冷媒となり、前記流路切替四方弁１０を介して前記利用側熱交換器３にて吸熱して低圧冷媒ガスとなり、前記冷暖切替四方弁４にて前記内部熱交換器１８を通り加熱され、前記圧縮機１０１へと戻る。
【０１２０】
逆に、前記利用側熱交換器３を放熱器として動作させる場合は、前記圧縮機１０１で圧縮された高圧高温冷媒ガスが前記冷暖切替四方弁４にて前記利用側熱交換器３を通り常温に近い温かい高圧冷媒ガスとなり、前記流路切替四方弁１０を介して前記内部熱交換器１８にて低温の高圧冷媒ガスとなる。そして、前記膨張弁Ａ２で減圧し低温低圧の二相冷媒となり、前記流路切替四方弁１０を介して前記室外熱交換器１にて吸熱して低圧冷媒ガスとなり、前記冷暖切替四方弁４にて前記内部熱交換器１８を通り加熱され、前記圧縮機１０１へと戻る。
【０１２１】
このように、前記利用側熱交換器３を放熱器または吸熱器として動作させるどちらの場合の冷凍サイクルにおいても前記内部熱交換器を機能させることができ、しかも前記流路切替四方弁１０を介することにより前記内部熱交換器１８において、高圧冷媒と低圧冷媒の流れが対向流となるため熱交換効率の良い熱交換ができる。
【０１２２】
そして、前記内部熱交換器１８の能力は前記各電磁弁の開閉で制御される。具体的には、前記各電磁弁を全て開けたときに最大能力となり、前記高圧電磁弁ＡＢＣを閉める個数で段階的に能力を変化させる。また、前記高圧電磁弁ＡＢＣを全て閉じ、前記低圧電磁弁１９を閉めるとほぼ熱交換できなくなるため最低能力となる。
【０１２３】
このように、前記内部熱交換器１８の能力をほぼ熱交換しない低能力から最大能力まで変化させることができる。
【０１２４】
また、前記内部熱交換器１８の能力を制御し、内部熱交換器能力を減少させると、吸熱器では加熱域が増加し吸熱能力が減少する。そして放熱器では、圧縮機吸入での過熱度が減少するため吐出温度が減少し、放熱器の冷媒温度が低下することで能力が減少する。
【０１２５】
内部熱交換器能力を増加させると、吸熱器では加熱域が減少し吸熱能力が増加する。そして放熱器では、圧縮機吸入での過熱度が上昇するため吐出温度が上昇し、放熱器の冷媒温度が上昇することで能力が増加する。
【０１２６】
このような冷凍サイクル動作を利用し、前記熱交換媒体温度センサー６の検知値を設定値となるように前記各電磁弁の開閉を前記コントローラー２４によって制御することで、前記利用側熱交換器３の能力を調整することができる。
【０１２７】
（実施例６）
図９は本発明の冷暖房給湯装置のサイクル構成図を示す。なお実施例５と同一のものについては同一番号を付し詳細な説明は省く。内部熱交換器低圧側入口温度センサー８と、内部熱交換器低圧側出口温度センサー９と、これらのセンサーの検知値を入力に前記各電磁弁の開閉を制御するコントローラー２４を備えることにより冷凍サイクル装置を構成する。
【０１２８】
上記構成により、二酸化炭素などの放熱器で超臨界状態となりうる冷媒を封入し、前記利用側熱交換器３を吸熱器として動作させる場合は、圧縮機１０１で圧縮された高圧高温冷媒ガスが冷暖切替四方弁４にて室外熱交換器１を通り常温に近い温かい高圧冷媒ガスとなり、流路切替四方弁１０を介して内部熱交換器１８にて低温の高圧冷媒ガスとなる。そして、膨張弁Ａ２で減圧し低温低圧の二相冷媒となり、前記流路切替四方弁１０を介して利用側熱交換器３にて吸熱して低圧冷媒ガスとなり、前記冷暖切替四方弁４にて前記内部熱交換器１８を通り加熱され、前記圧縮機１０１へと戻る。
【０１２９】
逆に、前記利用側熱交換器３を放熱器として動作させる場合は、前記圧縮機１０１で圧縮された高圧高温冷媒ガスが前記冷暖切替四方弁４にて前記利用側熱交換器３を通り常温に近い温かい高圧冷媒ガスとなり、前記流路切替四方弁１０を介して前記内部熱交換器１８にて低温の高圧冷媒ガスとなる。そして、前記膨張弁Ａ２で減圧し低温低圧の二相冷媒となり、前記流路切替四方弁１０を介して前記室外熱交換器１にて吸熱して低圧冷媒ガスとなり、前記冷暖切替四方弁４にて前記内部熱交換器１８を通り加熱され、前記圧縮機１０１へと戻る。
【０１３０】
このように、前記利用側熱交換器３を放熱器または吸熱器として動作させるどちらの場合の冷凍サイクルにおいても前記内部熱交換器を機能させることができ、しかも前記流路切替四方弁１０を介することにより前記内部熱交換器１８において、高圧冷媒と低圧冷媒の流れが対向流となるため熱交換効率の良い熱交換ができる。
【０１３１】
そして、前記内部熱交換器１８の能力は前記各電磁弁の開閉で制御される。具体的には、前記各電磁弁を全て開けたときに最大能力となり、前記高圧電磁弁ＡＢＣを閉める個数で段階的に能力を変化させる。また、前記高圧電磁弁ＡＢＣを全て閉じ、前記低圧電磁弁１９を閉めるとほぼ熱交換できなくなるため最低能力となる。
【０１３２】
このように、前記内部熱交換器１８の能力をほぼ熱交換しない低能力から最大能力まで変化させることができる。
【０１３３】
また、前記内部熱交換器１８の能力を制御し、内部熱交換器能力を減少させると、吸熱器では加熱域が増加し吸熱能力が減少する。そして放熱器では、圧縮機吸入での過熱度が減少するため吐出温度が減少し、放熱器の冷媒温度が低下することで能力が減少する。
【０１３４】
内部熱交換器能力を増加させると、吸熱器では加熱域が減少し吸熱能力が増加する。そして放熱器では、圧縮機吸入での過熱度が上昇するため吐出温度が上昇し、放熱器の冷媒温度が上昇することで能力が増加する。
【０１３５】
このような冷凍サイクル動作を利用し、前記内部熱交換器低圧側入口温度センサー８の検知値に応じ低圧冷媒出口温度を設定して、前記内部熱交換器低圧側出口温度センサー９の検知値が前記設定値この値となるように前記各電磁弁の開閉を前記コントローラー２４によって制御することで、冷凍サイクルを効率の良い状態に調整することができる。
【０１３６】
（実施例７）
図１０は本発明の冷暖房給湯装置のサイクル構成図を示す。なお実施例５と同一のものについては同一番号を付し詳細な説明は省く。内部熱交換器低圧側入口温度センサー８と、内部熱交換器高圧側入口温度センサー１１と、圧縮機の回転数検知装置１２と、これらのセンサーの検知値を入力に前記各電磁弁の開閉を制御するコントローラー２４を備えることにより冷凍サイクル装置を構成する。
【０１３７】
上記構成により、二酸化炭素などの放熱器で超臨界状態となりうる冷媒を封入し、前記利用側熱交換器３を吸熱器として動作させる場合は、圧縮機１０１で圧縮された高圧高温冷媒ガスが冷暖切替四方弁４にて室外熱交換器１を通り常温に近い温かい高圧冷媒ガスとなり、流路切替四方弁１０を介して内部熱交換器１８にて低温の高圧冷媒ガスとなる。そして、膨張弁Ａ２で減圧し低温低圧の二相冷媒となり、前記流路切替四方弁１０を介して利用側熱交換器３にて吸熱して低圧冷媒ガスとなり、前記冷暖切替四方弁４にて前記内部熱交換器１８を通り加熱され、前記圧縮機１０１へと戻る。
【０１３８】
逆に、前記利用側熱交換器３を放熱器として動作させる場合は、前記圧縮機１０１で圧縮された高圧高温冷媒ガスが前記冷暖切替四方弁４にて前記利用側熱交換器３を通り常温に近い温かい高圧冷媒ガスとなり、前記流路切替四方弁１０を介して前記内部熱交換器１８にて低温の高圧冷媒ガスとなる。そして、前記膨張弁Ａ２で減圧し低温低圧の二相冷媒となり、前記流路切替四方弁１０を介して前記室外熱交換器１にて吸熱して低圧冷媒ガスとなり、前記冷暖切替四方弁４にて前記内部熱交換器１８を通り加熱され、前記圧縮機１０１へと戻る。
【０１３９】
このように、前記利用側熱交換器３を放熱器または吸熱器として動作させるどちらの場合の冷凍サイクルにおいても前記内部熱交換器を機能させることができ、しかも前記流路切替四方弁１０を介することにより前記内部熱交換器１８において、高圧冷媒と低圧冷媒の流れが対向流となるため熱交換効率の良い熱交換ができる。
【０１４０】
そして、前記内部熱交換器１８の能力は前記各電磁弁の開閉で制御される。具体的には、前記各電磁弁を全て開けたときに最大能力となり、前記高圧電磁弁ＡＢＣを閉める個数で段階的に能力を変化させる。また、前記高圧電磁弁ＡＢＣを全て閉じ、前記低圧電磁弁１９を閉めるとほぼ熱交換できなくなるため最低能力となる。
【０１４１】
このように、前記内部熱交換器１８の能力をほぼ熱交換しない低能力から最大能力まで変化させることができる。
【０１４２】
また、前記内部熱交換器１８の能力を制御し、内部熱交換器能力を減少させると、吸熱器では加熱域が増加し吸熱能力が減少する。そして放熱器では、圧縮機吸入での過熱度が減少するため吐出温度が減少し、放熱器の冷媒温度が低下することで能力が減少する。
【０１４３】
内部熱交換器能力を増加させると、吸熱器では加熱域が減少し吸熱能力が増加する。そして放熱器では、圧縮機吸入での過熱度が上昇するため吐出温度が上昇し、放熱器の冷媒温度が上昇することで能力が増加する。
【０１４４】
このとき、圧縮機の回転数が少ないと、これに応じて冷媒循環量が少なくなり、冷媒流速が低下するため熱交換時間が増加し、前記内部熱交換器１０５の熱交換効率が良化するため能力を抑制する必要がある。
【０１４５】
このような冷凍サイクル動作を利用し、前記内部熱交換器低圧側入口温度センサー８の検知値に応じ高圧冷媒入口温度を設定して、さらに圧縮機の回転数に応じて高圧冷媒入口温度の前記設定値を修正して、前記内部熱交換器高圧側入口温度センサー１１の検知値が前記設定値この値となるように前記各電磁弁の開閉を前記コントローラー２４によって制御することで、冷凍サイクルを効率の良い状態に調整することができる。
【０１４６】
なお、本実施例では圧縮機の回転数を回転数検知装置を用いて検知したが、インバータなどの出力や設定値を用いても良い。
【０１４７】
（実施例９）
図１１は本発明の冷暖房給湯装置のサイクル構成図を示す。なお実施例５と同一のものについては同一番号を付し詳細な説明は省く。圧縮機吸入温度センサー１５と、圧縮機吸入圧力センサー１６と、冷媒循環量計１７と、これらのセンサーの検知値を入力に前記各電磁弁の開閉を制御するコントローラー２４を備えることにより冷凍サイクル装置を構成する。
【０１４８】
上記構成により、二酸化炭素などの放熱器で超臨界状態となりうる冷媒を封入し、前記利用側熱交換器３を吸熱器として動作させる場合は、圧縮機１０１で圧縮された高圧高温冷媒ガスが冷暖切替四方弁４にて室外熱交換器１を通り常温に近い温かい高圧冷媒ガスとなり、流路切替四方弁１０を介して内部熱交換器１８にて低温の高圧冷媒ガスとなる。そして、膨張弁Ａ２で減圧し低温低圧の二相冷媒となり、前記流路切替四方弁１０を介して利用側熱交換器３にて吸熱して低圧冷媒ガスとなり、前記冷暖切替四方弁４にて前記内部熱交換器１８を通り加熱され、前記圧縮機１０１へと戻る。
【０１４９】
逆に、前記利用側熱交換器３を放熱器として動作させる場合は、前記圧縮機１０１で圧縮された高圧高温冷媒ガスが前記冷暖切替四方弁４にて前記利用側熱交換器３を通り常温に近い温かい高圧冷媒ガスとなり、前記流路切替四方弁１０を介して前記内部熱交換器１８にて低温の高圧冷媒ガスとなる。そして、前記膨張弁Ａ２で減圧し低温低圧の二相冷媒となり、前記流路切替四方弁１０を介して前記室外熱交換器１にて吸熱して低圧冷媒ガスとなり、前記冷暖切替四方弁４にて前記内部熱交換器１８を通り加熱され、前記圧縮機１０１へと戻る。
【０１５０】
このように、前記利用側熱交換器３を放熱器または吸熱器として動作させるどちらの場合の冷凍サイクルにおいても前記内部熱交換器を機能させることができ、しかも前記流路切替四方弁１０を介することにより前記内部熱交換器１８において、高圧冷媒と低圧冷媒の流れが対向流となるため熱交換効率の良い熱交換ができる。
【０１５１】
そして、前記内部熱交換器１８の能力は前記各電磁弁の開閉で制御される。具体的には、前記各電磁弁を全て開けたときに最大能力となり、前記高圧電磁弁ＡＢＣを閉める個数で段階的に能力を変化させる。また、前記高圧電磁弁ＡＢＣを全て閉じ、前記低圧電磁弁１９を閉めるとほぼ熱交換できなくなるため最低能力となる。
【０１５２】
このように、前記内部熱交換器１８の能力をほぼ熱交換しない低能力から最大能力まで変化させることができる。
【０１５３】
また、前記内部熱交換器１８の能力を制御し、内部熱交換器能力を減少させると、吸熱器では加熱域が増加し吸熱能力が減少する。そして放熱器では、圧縮機吸入での過熱度が減少するため吐出温度が減少し、放熱器の冷媒温度が低下することで能力が減少する。
【０１５４】
内部熱交換器能力を増加させると、吸熱器では加熱域が減少し吸熱能力が増加する。そして放熱器では、圧縮機吸入での過熱度が上昇するため吐出温度が上昇し、放熱器の冷媒温度が上昇することで能力が増加する。
【０１５５】
このとき、冷媒循環量が少ないと、冷媒流速が低下するため熱交換時間が増加し、前記内部熱交換器１０５の熱交換効率が良化するため能力を抑制する必要がある。
【０１５６】
このような冷凍サイクル動作を利用し、前記圧縮機吸入圧力センサー１６の検知値に応じ圧縮機吸入温度を設定して、さらに冷媒循環量に応じて圧縮機吸入温度の前記設定値を修正して、前記圧縮機吸入温度センサー１５の検知値が前記設定値この値となるように前記各電磁弁の開閉を前記コントローラー２４によって制御することで、冷凍サイクルを効率の良い状態に調整することができる。
【０１５７】
【発明の効果】
以上の実施例から明らかなように、本発明によれば、内部熱交換器の能力制御範囲を拡大することができ、冷凍サイクルの可逆サイクルとした時においても内部熱交換器が機能することができ、この冷凍サイクル装置の内部熱交換器を有効に機能させる制御方法を有する冷凍サイクル装置を提供できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の参考例１の冷凍サイクル装置のサイクル構成図
【図２】本発明の参考例２の冷凍サイクル装置のサイクル構成図
【図３】本発明の実施例１の冷凍サイクル装置のサイクル構成図
【図４】本発明の実施例２の冷凍サイクル装置のサイクル構成図
【図５】本発明の実施例３の冷凍サイクル装置のサイクル構成図
【図６】本発明の実施例４の冷凍サイクル装置のサイクル構成図
【図７】本発明の参考例３の冷凍サイクル装置のサイクル構成図
【図８】本発明の実施例５の冷凍サイクル装置のサイクル構成図
【図９】本発明の実施例６の冷凍サイクル装置のサイクル構成図
【図１０】本発明の実施例７の冷凍サイクル装置のサイクル構成図
【図１１】本発明の実施例８の冷凍サイクル装置のサイクル構成図
【図１２】従来の冷凍サイクル装置のサイクル構成図
【符号の説明】
１ 室外熱交換器
２ 膨張弁Ａ
３ 利用側熱交換器
４ 冷暖切替四方弁
５ 膨張弁Ｂ
６ 熱交換媒体温度
７ コントローラー
８ 内部熱交換器低圧側入口温度センサー
９ 内部熱交換器低圧側出口温度センサー
１０ 流路切替四方弁
１１ 内部熱交換器高圧側入口温度センサー
１２ 回転数検知装置
１３ 利用側熱交換器冷媒温度センサー
１４ 室外熱交換器冷媒温度センサー
１５ 圧縮機吸入温度センサー
１６ 圧縮機吸入圧力センサー
１７ 冷媒循環量計
１８ 内部熱交換器
１９ 低圧電磁弁
２０ 高圧電磁弁Ａ
２１ 高圧電磁弁Ｂ
２２ 高圧電磁弁Ｃ
２３ 吸熱器冷媒温度センサー
２４ コントローラー
【発明の属する技術分野】
本発明は、二酸化炭素などの放熱器で超臨界状態となりうる冷媒を用いた冷凍サイクル装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、この種の冷凍サイクル装置は、特開平１１−１９３９６７号公報に記載されたものが知られている。
【０００３】
以下、その冷凍サイクル装置について図１２を参照しながら説明する。
【０００４】
図１２に示すように、圧縮機１０１と放熱器１０２と膨張機構部１０３と吸熱器１０４と内部熱交換器１０５と内部熱交換器バイパス１０６とバイパス流量調整弁１０７と前記圧縮機１０１吐出冷媒温度センサー１０８と吐出冷媒圧力センサー１１０と前記バイパス流量調整弁１０７のコントローラー１０９を備えることにより冷凍サイクル装置を構成する。
【０００５】
上記構成により、二酸化炭素などの放熱器で超臨界状態となりうる冷媒を封入し、前記圧縮機１０１で圧縮された高圧高温冷媒ガスが前記放熱器１０２を通り常温に近い温かい高圧冷媒ガスとなり、前記内部熱交換器１０５にて低温の高圧冷媒ガスとなる。そして、前記膨張機構部１０３で減圧し低温の二相冷媒となり、前記吸熱器１０４にて吸熱して低圧冷媒ガスとなり、前記内部熱交換器１０５にて加熱され、前記圧縮機１０１へと戻り、周知の前記内部熱交換器１０５を用いた冷凍サイクルとなる。
【０００６】
このとき、前記吐出冷媒温度センサー１０８と前記吐出冷媒圧力センサー１１０の検知値が設定値となるように前記コントローラー１０９によって前記バイパス流量調整弁１０７を制御し前記内部熱交換器１０５の能力を調整することで、効率を改善する制御を可能にしている。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
このような従来の冷暖房給湯装置では第１に、内部熱交換器の能力制御範囲が狭く一定以下とすることが出来ないという課題がある。
【０００８】
また、第２に、四方弁などで冷凍サイクルを切替えた時に内部熱交換器が機能しないという課題がある。
【０００９】
本発明は、このような従来の課題を解決するものであり、内部熱交換器の能力制御範囲を拡大することができ、また、冷凍サイクルの可逆サイクルとした時においても内部熱交換器が機能す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している。
【００１０】
【課題を解決するための手段】
本発明の冷凍サイクル装置は上記目的を達成するために、圧縮機と室外熱交換器と膨張機構部と利用側熱交換器と内部熱交換器からなる冷凍サイクル装置において、放熱時に超臨界状態となりうる冷媒が封入され、前記膨張機構部を第１の膨張機構部と第２の膨張機構部に分けて前記内部熱交換器の高圧冷媒側出入口にそれぞれ設け、前記内部熱交換器の高圧冷媒出入口に冷凍サイクルの逆転に対し内部熱交換器の冷媒流れ方向を変えないようにする流路切替四方弁を設けたものである。
【００１１】
そして本発明によれば、内部熱交換器の能力制御範囲を拡大することができ、冷凍サイクルの可逆サイクルとした時においても内部熱交換器が機能することができる冷凍サイクル装置が得られる。
【００１２】
また他の手段は、内部熱交換器の高圧冷媒出入口に冷凍サイクルの逆転に対し前記内部熱交換器の冷媒流れ方向を変えないようにする流路切替四方弁を設け、前記内部熱交換器の高圧冷媒出口と前記流路切替四方弁の間に前記第１の膨張機構部を設けたものである。
【００１３】
そして本発明によれば、冷凍サイクルの可逆サイクルとした時においても内部熱交換器が機能することができる冷凍サイクル装置が得られる。
【００１４】
また他の手段は、内部熱交換器の高圧冷媒入口と流路切替四方弁の間に第２の膨張機構部を設けたものである。
【００１５】
そして本発明によれば、内部熱交換器の能力制御範囲を拡大することができ、冷凍サイクルの可逆サイクルとした時においても内部熱交換器が機能することができる冷凍サイクル装置が得られる。
【００１６】
また他の手段は、第２の膨張機構部の全開時の減圧量が、膨張機構部の全開時の減圧量より小さいものである。
【００１７】
そして本発明によれば、内部熱交換器の能力制御範囲を拡大することができ、冷凍サイクルの可逆サイクルとした時においても内部熱交換器が機能することができる冷凍サイクル装置が得られる。
【００１８】
また他の手段は、利用側熱交換器で冷媒と熱交換する媒体の温度検知手段を設け、この検知値によって設定された温度となるように第１の膨張機構部と第２の膨張機構部を制御するものである。
【００１９】
そして本発明によれば、内部熱交換器の能力制御範囲を拡大することができ、冷凍サイクルの可逆サイクルとした時においても内部熱交換器が機能することができる冷凍サイクル装置にて内部熱交換器を有効に機能させる制御方法が得られる。
【００２０】
また他の手段は、内部熱交換器の低圧冷媒出入口温度を検知する温度検知手段を設け、これらの検知値によって第１の膨張機構部と第２の膨張機構部を制御するものである。
【００２１】
そして本発明によれば、内部熱交換器の能力制御範囲を拡大することができ、冷凍サイクルの可逆サイクルとした時においても内部熱交換器が機能することができる冷凍サイクル装置にて内部熱交換器を有効に機能させる制御方法が得られる。
【００２２】
また他の手段は、内部熱交換器の高圧冷媒入口温度と低圧冷媒入口温度を検知する温度検知手段を設け、これらの検知値によって第１の膨張機構部と第２の膨張機構部を制御するものである。
【００２３】
そして本発明によれば、内部熱交換器の能力制御範囲を拡大することができ、冷凍サイクルの可逆サイクルとした時においても内部熱交換器が機能することができる冷凍サイクル装置にて内部熱交換器を有効に機能させる制御方法が得られる。
【００２４】
また他の手段は、吸熱交換部分と圧縮機吸入の冷媒温度を検知する温度検知手段を設け、これらの検知値によって第１の膨張機構部と第２の膨張機構部を制御するものである。
【００２５】
そして本発明によれば、内部熱交換器の能力制御範囲を拡大することができ、冷凍サイクルの可逆サイクルとした時においても内部熱交換器が機能することができる冷凍サイクル装置にて内部熱交換器を有効に機能させる制御方法が得られる。
【００２６】
また他の手段は、圧縮機吸入部の温度と圧力を検知する検知手段を設け、これらの検知値によって第１の膨張機構部と第２の膨張機構部を制御するものである。
【００２７】
そして本発明によれば、内部熱交換器の能力制御範囲を拡大することができ、冷凍サイクルの可逆サイクルとした時においても内部熱交換器が機能することができる冷凍サイクル装置にて内部熱交換器を有効に機能させる制御方法が得られる。
【００２８】
また他の手段は、圧縮機の回転数を検知する検知手段を設け、この検知値によって第１の膨張機構部と第２の膨張機構部を制御するものである。
【００２９】
そして本発明によれば、内部熱交換器の能力制御範囲を拡大することができ、冷凍サイクルの可逆サイクルとした時においても内部熱交換器が機能することができる冷凍サイクル装置にて内部熱交換器を有効に機能させる制御方法が得られる。
【００３０】
また他の手段は、冷凍サイクルの冷媒循環量を検知する検知手段を設け、この検知値によって第１の膨張機構部と第２の膨張機構部を制御するものである。
【００３１】
そして本発明によれば、内部熱交換器の能力制御範囲を拡大することができ、冷凍サイクルの可逆サイクルとした時においても内部熱交換器が機能することができる冷凍サイクル装置にて内部熱交換器を有効に機能させる制御方法が得られる。
【００３２】
また他の手段は、膨張機構部を第１の膨張機構部と第２の膨張機構部に分けて内部熱交換器の高圧冷媒側出入口にそれぞれ設け、利用側熱交換器と膨張機構部を接続する配管と、室外熱交換器と膨張機構部を接続する配管に冷凍サイクルの逆転に対し膨張機構部の冷媒流れ方向を変えないようにする流路切替四方弁を設け、膨張機構部にて減圧される前の高圧冷媒と圧縮機吸入前の低圧冷媒とを熱交換させる内部熱交換器を設け、内部熱交換器の冷媒回路を複数とし、それぞれの回路に開閉弁を設けたものである。
【００３３】
そして本発明によれば、内部熱交換器の能力制御範囲を拡大することができ、冷凍サイクルの可逆サイクルとした時においても内部熱交換器が機能することができる冷凍サイクル装置が得られる。
【００３４】
また他の手段は、利用側熱交換器で冷媒と熱交換する媒体の温度検知手段を設け、この検知値によって設定された温度となるように開閉弁を制御するものである。
【００３５】
そして本発明によれば、内部熱交換器の能力制御範囲を拡大することができ、冷凍サイクルの可逆サイクルとした時においても内部熱交換器が機能することができる冷凍サイクル装置にて内部熱交換器を有効に機能させる制御方法が得られる。
【００３６】
また他の手段は、内部熱交換器の低圧冷媒出入口温度を検知する温度検知手段を設け、これらの検知値によって開閉弁を制御するものである。
【００３７】
そして本発明によれば、内部熱交換器の能力制御範囲を拡大することができ、冷凍サイクルの可逆サイクルとした時においても内部熱交換器が機能することができる冷凍サイクル装置にて内部熱交換器を有効に機能させる制御方法が得られる。
【００３８】
また他の手段は、内部熱交換器の高圧冷媒入口温度と低圧冷媒入口温度を検知する温度検知手段を設け、これらの検知値によって開閉弁を制御するものである。
【００３９】
そして本発明によれば、内部熱交換器の能力制御範囲を拡大することができ、冷凍サイクルの可逆サイクルとした時においても内部熱交換器が機能することができる冷凍サイクル装置にて内部熱交換器を有効に機能させる制御方法が得られる。
【００４０】
また他の手段は、吸熱交換部分と圧縮機吸入の冷媒温度を検知する温度検知手段を設け、これらの検知値によって開閉弁を制御するものである。
【００４１】
そして本発明によれば、内部熱交換器の能力制御範囲を拡大することができ、冷凍サイクルの可逆サイクルとした時においても内部熱交換器が機能することができる冷凍サイクル装置にて内部熱交換器を有効に機能させる制御方法が得られる。
【００４２】
また他の手段は、圧縮機吸入部の温度と圧力を検知する検知手段を設け、これらの検知値によって開閉弁を制御するものである。
【００４３】
そして本発明によれば、内部熱交換器の能力制御範囲を拡大することができ、冷凍サイクルの可逆サイクルとした時においても内部熱交換器が機能することができる冷凍サイクル装置にて内部熱交換器を有効に機能させる制御方法が得られる。
【００４４】
また他の手段は、圧縮機回転数を検知する検知手段を設け、この検知値によって開閉弁を制御するものである。
【００４５】
そして本発明によれば、内部熱交換器の能力制御範囲を拡大することができ、冷凍サイクルの可逆サイクルとした時においても内部熱交換器が機能することができる冷凍サイクル装置にて内部熱交換器を有効に機能させる制御方法が得られる。
【００４６】
また他の手段は、冷凍サイクルの冷媒循環量を検知する検知手段を設け、この検知値によって開閉弁を制御するものである。
【００４７】
そして本発明によれば、内部熱交換器の能力制御範囲を拡大することができ、冷凍サイクルの可逆サイクルとした時においても内部熱交換器が機能することができる冷凍サイクル装置にて内部熱交換器を有効に機能させる制御方法が得られる。
【００４８】
【発明の実施の形態】
本発明は、第１の膨張機構部にて減圧される前の高圧冷媒と圧縮機吸入前の低圧冷媒とを熱交換させる内部熱交換器を設け、内部熱交換器の高圧冷媒入口に第２の膨張機構部を設け、内部熱交換器の高圧冷媒出入口に冷凍サイクルの逆転に対し前記内部熱交換器の冷媒流れ方向を変えないようにする流路切替四方弁を設けたものであり、放熱と吸熱のどちらの熱利用をする場合においても内部熱交換器の熱交換を効率的に行えるという作用を有する。
【００４９】
また、利用側熱交換器と膨張機構部を接続する配管と、室外熱交換器と膨張機構部を接続する配管に冷凍サイクルの逆転に対し膨張機構部の冷媒流れ方向を変えないようにする流路切替四方弁を設け、膨張機構部にて減圧される前の高圧冷媒と圧縮機吸入前の低圧冷媒とを熱交換させる内部熱交換器を設けたものであり、冷暖の冷凍サイクル切替えに同期して流路切替四方弁を切り替えることで、冷暖どちらの冷凍サイクルでも内部熱交換器に減圧前の高圧冷媒を入れられることによって内部熱交換器が機能することができるという作用を有する。
【００５０】
また、利用側熱交換器と第１の膨張機構部を接続する配管と、室外熱交換器と第１の膨張機構部を接続する配管に冷凍サイクルの逆転に対し第１の膨張機構部の冷媒流れ方向を変えないようにする流路切替四方弁を設け、第１の膨張機構部にて減圧される前の高圧冷媒と圧縮機吸入前の低圧冷媒とを熱交換させる内部熱交換器を設け、内部熱交換器の高圧冷媒入口に第２の膨張機構部を設けたものであり、冷暖の冷凍サイクル切替えに同期して流路切替四方弁を切り替えることで、冷暖どちらの冷凍サイクルでも二つの膨張機構部の流れ方向が変らないため膨張機構部の動作負荷低減することができるという作用を有する。
【００５１】
また、利用側熱交換器と第１の膨張機構部を接続する配管と、室外熱交換器と第１の膨張機構部を接続する配管に冷凍サイクルの逆転に対し第１の膨張機構部の冷媒流れ方向を変えないようにする流路切替四方弁を設け、第１の膨張機構部にて減圧される前の高圧冷媒と圧縮機吸入前の低圧冷媒とを熱交換させる内部熱交換器を設け、内部熱交換器の高圧冷媒入口に第２の膨張機構部を設け、第２の膨張機構部の全開時の減圧量を第１の膨張機構部より小さくしたものであり、冷暖の冷凍サイクル切替えに同期して流路切替四方弁を切り替えることで、冷暖どちらの冷凍サイクルでも二つの膨張機構部の流れ方向が変らないため、第２の膨張機構部は内部熱交換器能力制御専用となり、第１の膨張機構部はサイクル制御専用とすることができる。このとき第２の膨張機構部の全開時の減圧量を極力小さくすることで内部熱交換器能力を向上できるという作用を有する。
【００５２】
また、利用側熱交換器で冷媒と熱交換する媒体の温度検知手段を設け、この検知値によって設定された温度となるように第１の膨張機構部と第２の膨張機構部を制御するものであり、第２の膨張機構部を閉じる方向に制御し、それに応じて第１の膨張機構部を開けると、内部熱交換器に入る高圧冷媒の温度が低下し低圧冷媒との冷媒温度差が小さくなり内部熱交換器能力が減少する。このため吸熱器では加熱域が増加し吸熱能力が減少する。そして放熱器では、圧縮機吸入での過熱度が減少するため吐出温度が減少し、放熱器の冷媒温度が低下することで能力が減少する。逆に第２の膨張機構部を開ける方向に制御し、それに応じて第１の膨張機構部を閉めると内部熱交換器に入る高圧冷媒の温度が上昇し低圧冷媒との冷媒温度差が大きくなり内部熱交換器能力が増加する。このため吸熱器では加熱域が減少し吸熱能力が増加する。そして放熱器では、圧縮機吸入での過熱度が上昇するため吐出温度が上昇し、放熱器の冷媒温度が上昇することで能力が増加するという作用を有する。
【００５３】
また、内部熱交換器の低圧冷媒出入口温度を検知する温度検知手段を設け、これらの検知値によって第１の膨張機構部と第２の膨張機構部を制御するものであり、第２の膨張機構部を閉じる方向に制御し、それに応じて第１の膨張機構部を開けると、内部熱交換器に入る高圧冷媒の温度が低下し低圧冷媒との冷媒温度差が小さくなり内部熱交換器能力が減少する。このため低圧冷媒出口温度が低下する。逆に第２の膨張機構部を開ける方向に制御し、それに応じて第１の膨張機構部を閉めると内部熱交換器に入る高圧冷媒の温度が上昇し低圧冷媒との冷媒温度差が大きくなり内部熱交換器能力が増加する。このため低圧冷媒出口温度が上昇する。これにより内部熱交換器の低圧冷媒入口温度に応じた低圧冷媒出口温度となるように第１膨張機構部と第２膨張機構部を制御するという作用を有する。
【００５４】
また、内部熱交換器の高圧冷媒入口温度と低圧冷媒入口温度を検知する温度検知手段を設け、これらの検知値によって第１の膨張機構部と第２の膨張機構部を制御するものであり、第２の膨張機構部を閉じる方向に制御し、それに応じて第１の膨張機構部を開けると、内部熱交換器に入る高圧冷媒の温度が低下し低圧冷媒との冷媒温度差が小さくなり内部熱交換器能力が減少する。逆に第２の膨張機構部を開ける方向に制御し、それに応じて第１の膨張機構部を閉めると内部熱交換器に入る高圧冷媒の温度が上昇し低圧冷媒との冷媒温度差が大きくなり内部熱交換器能力が増加する。この内部熱交換器での冷媒温度差を内部熱交換器の高圧冷媒入口温度と低圧冷媒入口温度で検知し設定値となるように第１の膨張機構部と第２の膨張機構部を制御するという作用を有する。
【００５５】
また、吸熱器と圧縮機吸入の冷媒温度を検知する温度検知手段を設け、これらの検知値によって第１の膨張機構部と第２の膨張機構部を制御するものであり、第２の膨張機構部を閉じる方向に制御し、それに応じて第１の膨張機構部を開けると、内部熱交換器に入る高圧冷媒の温度が低下し低圧冷媒との冷媒温度差が小さくなり内部熱交換器能力が減少する。このため圧縮機吸入温度が低下する。逆に第２の膨張機構部を開ける方向に制御し、それに応じて第１の膨張機構部を閉めると内部熱交換器に入る高圧冷媒の温度が上昇し低圧冷媒との冷媒温度差が大きくなり内部熱交換器能力が増加する。このため圧縮機吸入温度が上昇する。これにより吸熱器と圧縮機吸入の冷媒温度差を設定値となるように第１の膨張機構部と第２の膨張機構部を制御するという作用を有する。
【００５６】
また、圧縮機吸入部の温度と圧力を検知する検知手段を設け、これらの検知値によって第１の膨張機構部と第２の膨張機構部を制御するものであり、第２の膨張機構部を閉じる方向に制御し、それに応じて第１の膨張機構部を開けると、内部熱交換器に入る高圧冷媒の温度が低下し低圧冷媒との冷媒温度差が小さくなり内部熱交換器能力が減少する。このため圧縮機吸入温度が低下する。逆に第２の膨張機構部を開ける方向に制御し、それに応じて第１の膨張機構部を閉めると内部熱交換器に入る高圧冷媒の温度が上昇し低圧冷媒との冷媒温度差が大きくなり内部熱交換器能力が増加する。このため圧縮機吸入温度が上昇する。これにより圧縮機吸入温度が圧縮機吸入圧力に対応した設定値となるように第１膨張機構部と第２膨張機構部を制御するという作用を有する。
【００５７】
また、圧縮機の回転数を検知する検知手段を設け、この検知値によって第１の膨張機構部と第２の膨張機構部を制御するものであり、第２の膨張機構部を閉じる方向に制御し、それに応じて第１の膨張機構部を開けると、内部熱交換器に入る高圧冷媒の温度が低下し低圧冷媒との冷媒温度差が小さくなり内部熱交換器能力が減少する。このため圧縮機吸入での過熱度が減少するため吐出温度が減少する。逆に第２の膨張機構部を開ける方向に制御し、それに応じて第１の膨張機構部を閉めると内部熱交換器に入る高圧冷媒の温度が上昇し低圧冷媒との冷媒温度差が大きくなり内部熱交換器能力が増加する。このような作用を有するサイクルにおいて、圧縮機回転数の変化に応じて冷媒循環量が変化し、冷媒循環量が少ない方が熱交換効率が良いため内部熱交換能力を抑制する必要がある。このため圧縮機回転数に応じて第１の膨張機構部と第２の膨張機構部を制御量を調整するという作用を有する。
【００５８】
また、冷凍サイクルの冷媒循環量を検知する検知手段を設け、この検知値によって第１の膨張機構部と第２の膨張機構部を制御するものであり、第２の膨張機構部を閉じる方向に制御し、それに応じて第１の膨張機構部を開けると、内部熱交換器に入る高圧冷媒の温度が低下し低圧冷媒との冷媒温度差が小さくなり内部熱交換器能力が減少する。このため圧縮機吸入での過熱度が減少するため吐出温度が減少する。逆に第２の膨張機構部を開ける方向に制御し、それに応じて第１の膨張機構部を閉めると内部熱交換器に入る高圧冷媒の温度が上昇し低圧冷媒との冷媒温度差が大きくなり内部熱交換器能力が増加する。このような作用を有するサイクルにおいて、冷媒循環量が少ない方が熱交換効率が良いため内部熱交換能力を抑制する必要がある。このため冷媒循環量に応じて第１の膨張機構部と第２の膨張機構部を制御量を調整するという作用を有する。
【００５９】
また、圧縮機と室外熱交換器と膨張機構部と利用側熱交換器からなる冷凍サイクル装置において、放熱時に超臨界状態となりうる冷媒が封入され、前記膨張機構部にて減圧される前の高圧冷媒と前記圧縮機吸入前の低圧冷媒とを熱交換させる内部熱交換器を設け、この内部熱交換器は複数の冷媒回路で構成され、前記複数の冷媒回路毎に開閉弁を設け、利用側熱交換器と膨張機構部を接続する配管と、室外熱交換器と膨張機構部を接続する配管に冷凍サイクルの逆転に対し膨張機構部の冷媒流れ方向を変えないようにする流路切替四方弁を設け、膨張機構部にて減圧される前の高圧冷媒と圧縮機吸入前の低圧冷媒とを熱交換させる内部熱交換器を設け、内部熱交換器の冷媒回路を複数とし、それぞれの回路に開閉弁を設けたものであり、高圧側の開閉弁の動作個数で段階的に内部熱交換器能力を変化させる。そして、低圧側開閉弁を閉めた回路に相当する高圧側の開閉弁のみを開け、その他の高圧側開閉弁を閉じることで内部熱交換能力を最小とすることができる。さらに、冷暖の冷凍サイクル切替えに同期して流路切替四方弁を切り替えることで、冷暖どちらの冷凍サイクルでも内部熱交換器に減圧前の高圧冷媒を入れられることによって内部熱交換器が機能することができるという作用を有する。
【００６０】
また、利用側熱交換器で冷媒と熱交換する媒体の温度検知手段を設け、この検知値によって設定された温度となるように開閉弁を制御するものであり、高圧側開閉弁の開ける個数を減らす方向に制御すると、内部熱交換器能力が減少するため、吸熱器では加熱域が増加し吸熱能力が減少し、放熱器では圧縮機吸入温度の低下から吐出温度が低下し放熱能力が減少する。そして、高圧側開閉弁の開ける個数を増やす方向に制御すると、内部熱交換器能力が増加するため、吸熱器では加熱域が減少し吸熱能力が増加し、放熱器では圧縮機吸入温度の上昇から吐出温度が上昇し放熱能力が増加するという作用を有する。
【００６１】
また、内部熱交換器の低圧冷媒出入口温度を検知する温度検知手段を設け、これらの検知値によって開閉弁を制御するものであり、高圧側開閉弁の開ける個数を減らす方向に制御すると、内部熱交換器能力が減少するため、圧縮機吸入温度が低下する。逆に、高圧側開閉弁の開ける個数を増やす方向に制御すると、内部熱交換器能力が増加するため、圧縮機吸入温度が上昇する。これにより内部熱交換器の低圧冷媒入口温度に応じた低圧冷媒出口温度となるように制御するという作用を有する。
【００６２】
また、内部熱交換器の高圧冷媒入口温度と低圧冷媒入口温度を検知する温度検知手段を設け、これらの検知値によって開閉弁を制御するものであり、高圧側開閉弁の開ける個数を減らす方向に制御すると、内部熱交換器能力が減少するため、圧縮機吸入温度が低下する。逆に、高圧側開閉弁の開ける個数を増やす方向に制御すると、内部熱交換器能力が増加するため、圧縮機吸入温度が上昇する。これにより内部熱交換器の高圧冷媒入口温度と低圧冷媒入口温度より開閉弁の動作を決定し、圧縮機吸入温度を制御するという作用を有する。
【００６３】
また、吸熱器と圧縮機吸入の冷媒温度を検知する温度検知手段を設け、これらの検知値によって開閉弁を制御するものであり、高圧側開閉弁の開ける個数を減らす方向に制御すると、内部熱交換器能力が減少するため、圧縮機吸入温度が低下する。逆に、高圧側開閉弁の開ける個数を増やす方向に制御すると、内部熱交換器能力が増加するため、圧縮機吸入温度が上昇する。これにより吸熱器温度に応じた圧縮機吸入温度に制御するという作用を有する。
【００６４】
また、圧縮機吸入部の温度と圧力を検知する温度検知手段を設け、これらの検知値によって開閉弁を制御するものであり、高圧側開閉弁の開ける個数を減らす方向に制御すると、内部熱交換器能力が減少するため、圧縮機吸入温度が低下する。逆に、高圧側開閉弁の開ける個数を増やす方向に制御すると、内部熱交換器能力が増加するため、圧縮機吸入温度が上昇する。これにより圧縮機吸入圧力に応じた圧縮機吸入温度に制御するという作用を有する。
【００６５】
また、圧縮機の回転数を検知する温度検知手段を設け、これらの検知値によって開閉弁を制御するものであり、高圧側開閉弁の開ける個数を減らす方向に制御すると、内部熱交換器能力が減少するため、圧縮機吸入温度が低下し、吐出温度が低下する。逆に、高圧側開閉弁の開ける個数を増やす方向に制御すると、内部熱交換器能力が増加するため、圧縮機吸入温度が上昇し、吐出温度が上昇する。このような作用を有するサイクルにおいて、圧縮機回転数の変化に応じて冷媒循環量が変化し、冷媒循環量が少ない方が熱交換効率が良いため内部熱交換能力を抑制する必要がある。このため圧縮機回転数に応じて各開閉弁を制御するという作用を有する。
【００６６】
また、冷凍サイクルの冷媒循環量を検知する温度検知手段を設け、これらの検知値によって開閉弁を制御するものであり、高圧側開閉弁の開ける個数を減らす方向に制御すると、内部熱交換器能力が減少するため、圧縮機吸入温度が低下し、吐出温度が低下する。逆に、高圧側開閉弁の開ける個数を増やす方向に制御すると、内部熱交換器能力が増加するため、圧縮機吸入温度が上昇し、吐出温度が上昇する。このような作用を有するサイクルにおいて、冷媒循環量が少ない方が熱交換効率が良いため内部熱交換能力を抑制する必要がある。このため冷媒循環量に応じて各開閉弁を制御するという作用を有する。
【００６７】
以下、本発明の実施例について図面を参照しながら説明する。
【００６８】
【実施例】
（参考例１）
図１は本発明の参考例１の冷暖房給湯装置のサイクル構成図を示す。圧縮機１０１と、室外熱交換器１と、膨張弁Ａ２と、利用側熱交換器３と、内部熱交換器１０５と、冷暖切替四方弁４と、前記内部熱交換器１０５を挟んで前記膨張弁Ａ２の反対側に設けた膨張弁Ｂ５と、前記利用側熱交換器３で熱交換される熱交換媒体温度センサー６と、この熱交換媒体温度センサー６の検知値を入力に前記膨張弁Ａ２と前記膨張弁Ｂ５の開度を制御するコントローラー７を備えることにより冷凍サイクル装置を構成する。
【００６９】
上記構成により、二酸化炭素などの放熱器で超臨界状態となりうる冷媒を封入し、前記利用側熱交換器３を吸熱器として動作させる場合は、前記圧縮機１０１で圧縮された高圧高温冷媒ガスが前記冷暖切替四方弁４にて前記室外熱交換器１を通り常温に近い温かい高圧冷媒ガスとなり、前記膨張弁Ｂ５にて減圧量を制御することで温度を調整し、前記内部熱交換器１０５にて低温の高圧冷媒ガスとなる。そして、前記膨張弁Ａ２で減圧し低温低圧の二相冷媒となり、前記利用側熱交換器３にて吸熱して低圧冷媒ガスとなり、前記冷暖切替四方弁４にて前記内部熱交換器１０５を通り加熱され、前記圧縮機１０１へと戻る。
【００７０】
逆に、前記利用側熱交換器３を放熱器として動作させる場合は、前記圧縮機１０１で圧縮された高圧高温冷媒ガスが前記冷暖切替四方弁４にて前記利用側熱交換器３を通り常温に近い温かい高圧冷媒ガスとなり、前記膨張弁Ａ２にて減圧量を制御することで温度を調整し、前記内部熱交換器１０５にて低温の高圧冷媒ガスとなる。そして、前記膨張弁Ｂ５で減圧し低温低圧の二相冷媒となり、前記室外熱交換器１にて吸熱して低圧冷媒ガスとなり、前記冷暖切替四方弁４にて前記内部熱交換器１０５を通り加熱され、前記圧縮機１０１へと戻る。このとき前記内部熱交換器１０５において、高圧冷媒と低圧冷媒の流れが対向流となるため熱交換効率の良い熱交換ができる。
【００７１】
このように、前記利用側熱交換器３を放熱器または吸熱器として動作させるどちらの場合の冷凍サイクルにおいても前記内部熱交換器を機能させることができ効率の良い運転を可能としている。
【００７２】
また、前記膨張弁Ａ２と前記膨張弁Ｂ５の制御を冷媒流れの上流側となる膨張弁を前記内部熱交換器１０５の能力制御用として制御し、下流側となる膨張弁を冷凍サイクル制御用として制御することとし、前記能力制御用膨張弁を閉じる方向に制御し、それに応じて前記冷凍サイクル制御用膨張弁を開けると、前記内部熱交換器１０５に入る高圧冷媒の温度が低下し低圧冷媒との冷媒温度差が小さくなり内部熱交換器能力が減少する。このため吸熱器では加熱域が増加し吸熱能力が減少する。そして放熱器では、圧縮機吸入での過熱度が減少するため吐出温度が減少し、放熱器の冷媒温度が低下することで能力が減少する。この時、高圧冷媒と低圧冷媒の温度差がなくなるまで前記能力制御用膨張弁を閉めると前記内部熱交換器１０５の熱交換量はゼロとすることができ、能力制御範囲が改善される。
【００７３】
逆に前記能力制御用膨張弁を開ける方向に制御し、それに応じて前記冷凍サイクル制御用膨張弁を閉めると前記内部熱交換器１０５に入る高圧冷媒の温度が上昇し低圧冷媒との冷媒温度差が大きくなり内部熱交換器能力が増加する。このため吸熱器では加熱域が減少し吸熱能力が増加する。そして放熱器では、圧縮機吸入での過熱度が上昇するため吐出温度が上昇し、放熱器の冷媒温度が上昇することで能力が増加する。
【００７４】
このような冷凍サイクル動作を利用し、前記熱交換媒体温度センサー６の検知値を設定値となるように前記膨張弁Ａ２と前記膨張弁Ｂ５の開度を前記コントローラー７によって制御することで、前記利用側熱交換器３の能力を調整することができる。
【００７５】
（参考例２）
図２は本発明の参考例２の冷暖房給湯装置のサイクル構成図を示す。なお参考例１と同一のものについては同一番号を付し詳細な説明は省く。内部熱交換器１０５を挟んで膨張弁Ａ２の反対側に設けた膨張弁Ｂ５と、内部熱交換器低圧側入口温度センサー８と、内部熱交換器低圧側出口温度センサー９と、これらのセンサーの検知値を入力に前記膨張弁Ａ２と前記膨張弁Ｂ５の開度を制御するコントローラー７を備えることにより冷凍サイクル装置を構成する。
【００７６】
上記構成により、二酸化炭素などの放熱器で超臨界状態となりうる冷媒を封入し、利用側熱交換器３を吸熱器として動作させる場合は、圧縮機１０１で圧縮された高圧高温冷媒ガスが冷暖切替四方弁４にて室外熱交換器１を通り常温に近い温かい高圧冷媒ガスとなり、前記膨張弁Ｂ５にて減圧量を制御することで温度を調整し、前記内部熱交換器１０５にて低温の高圧冷媒ガスとなる。そして、前記膨張弁Ａ２で減圧し低温低圧の二相冷媒となり、前記利用側熱交換器３にて吸熱して低圧冷媒ガスとなり、前記冷暖切替四方弁４にて前記内部熱交換器１０５を通り加熱され、前記圧縮機１０１へと戻る。このとき前記内部熱交換器１０５において、高圧冷媒と低圧冷媒の流れが対向流となるため熱交換効率の良い熱交換ができる。
【００７７】
逆に、前記利用側熱交換器３を放熱器として動作させる場合は、前記圧縮機１０１で圧縮された高圧高温冷媒ガスが前記冷暖切替四方弁４にて前記利用側熱交換器３を通り常温に近い温かい高圧冷媒ガスとなり、前記膨張弁Ａ２にて減圧量を制御することで温度を調整し、前記内部熱交換器１０５にて低温の高圧冷媒ガスとなる。そして、前記膨張弁Ｂ５で減圧し低温低圧の二相冷媒となり、前記室外熱交換器１にて吸熱して低圧冷媒ガスとなり、前記冷暖切替四方弁４にて前記内部熱交換器１０５を通り加熱され、前記圧縮機１０１へと戻る。
【００７８】
このように、前記利用側熱交換器３を放熱器または吸熱器として動作させるどちらの場合の冷凍サイクルにおいても前記内部熱交換器を機能させることができ効率の良い運転を可能としている。
【００７９】
また、前記膨張弁Ａ２と前記膨張弁Ｂ５の制御を冷媒流れの上流側となる膨張弁を前記内部熱交換器１０５の能力制御用として制御し、下流側となる膨張弁を冷凍サイクル制御用として制御することとし、前記能力制御用膨張弁を閉じる方向に制御し、それに応じて前記冷凍サイクル制御用膨張弁を開けると、前記内部熱交換器１０５に入る高圧冷媒の温度が低下し低圧冷媒との冷媒温度差が小さくなり内部熱交換器能力が減少する。このため吸熱器では加熱域が増加し吸熱能力が減少する。そして放熱器では、圧縮機吸入での過熱度が減少するため吐出温度が減少し、放熱器の冷媒温度が低下することで能力が減少する。この時、高圧冷媒と低圧冷媒の温度差がなくなるまで前記能力制御用膨張弁を閉めると前記内部熱交換器１０５の熱交換量はゼロとすることができ、能力制御範囲が改善される。
【００８０】
逆に前記能力制御用膨張弁を開ける方向に制御し、それに応じて前記冷凍サイクル制御用膨張弁を閉めると前記内部熱交換器１０５に入る高圧冷媒の温度が上昇し低圧冷媒との冷媒温度差が大きくなり内部熱交換器能力が増加する。このため吸熱器では加熱域が減少し吸熱能力が増加する。そして放熱器では、圧縮機吸入での過熱度が上昇するため吐出温度が上昇し、放熱器の冷媒温度が上昇することで能力が増加する。
【００８１】
このような冷凍サイクル動作を利用し、前記内部熱交換器低圧側入口温度センサー８の検知値に応じ低圧冷媒出口温度を設定して、前記内部熱交換器低圧側出口温度センサー９の検知値が前記設定値この値となるように前記膨張弁Ａ２と前記膨張弁Ｂ５の開度を前記コントローラー７によって制御することで、冷凍サイクルを効率の良い状態に調整することができる。
【００８２】
（実施例１）
図３は本発明の冷暖房給湯装置のサイクル構成図を示す。なお参考例１と同一のものについては同一番号を付し詳細な説明は省く。内部熱交換器１０５と膨張弁Ａ２および膨張弁Ｂ５を介する流路切替四方弁１０と、内部熱交換器低圧側入口温度センサー８と、内部熱交換器高圧側入口温度センサー１１と、圧縮機１０１の回転数検知装置１２と、これらのセンサーの検知値を入力に前記膨張弁Ａ２と前記膨張弁Ｂ５の開度を制御するコントローラー７を備えることにより冷凍サイクル装置を構成する。
【００８３】
上記構成により、二酸化炭素などの放熱器で超臨界状態となりうる冷媒を封入し、前記利用側熱交換器３を吸熱器として動作させる場合は、前記圧縮機１０１で圧縮された高圧高温冷媒ガスが冷暖切替四方弁４にて室外熱交換器１を通り常温に近い温かい高圧冷媒ガスとなり、前記膨張弁Ｂ５にて減圧量を制御することで温度を調整し、前記流路切替四方弁１０を介して前記内部熱交換器１０５にて低温の高圧冷媒ガスとなる。そして、前記流路切替四方弁１０を介して前記膨張弁Ａ２で減圧し低温低圧の二相冷媒となり、利用側熱交換器３にて吸熱して低圧冷媒ガスとなり、前記冷暖切替四方弁４にて前記内部熱交換器１０５を通り加熱され、前記圧縮機１０１へと戻る。
【００８４】
逆に、前記利用側熱交換器３を放熱器として動作させる場合は、前記圧縮機１０１で圧縮された高圧高温冷媒ガスが前記冷暖切替四方弁４にて前記利用側熱交換器３を通り常温に近い温かい高圧冷媒ガスとなり、前記膨張弁Ａ２にて減圧量を制御することで温度を調整し、前記流路切替四方弁１０を介して前記内部熱交換器１０５にて低温の高圧冷媒ガスとなる。そして、前記流路切替四方弁１０を介して前記膨張弁Ｂ５で減圧し低温低圧の二相冷媒となり、前記室外熱交換器１にて吸熱して低圧冷媒ガスとなり、前記冷暖切替四方弁４にて前記内部熱交換器１０５を通り加熱され、前記圧縮機１０１へと戻る。
【００８５】
このように、前記利用側熱交換器３を放熱器または吸熱器として動作させるどちらの場合の冷凍サイクルにおいても前記内部熱交換器を機能させることができ、しかも前記流路切替四方弁１０を介することにより前記内部熱交換器１０５において、高圧冷媒と低圧冷媒の流れが対向流となるため熱交換効率の良い熱交換ができる。
【００８６】
また、前記膨張弁Ａ２と前記膨張弁Ｂ５の制御を冷媒流れの上流側となる膨張弁を前記内部熱交換器１０５の能力制御用として制御し、下流側となる膨張弁を冷凍サイクル制御用として制御することとし、前記能力制御用膨張弁を閉じる方向に制御し、それに応じて前記冷凍サイクル制御用膨張弁を開けると、前記内部熱交換器１０５に入る高圧冷媒の温度が低下し低圧冷媒との冷媒温度差が小さくなり内部熱交換器能力が減少する。このため吸熱器では加熱域が増加し吸熱能力が減少する。そして放熱器では、圧縮機吸入での過熱度が減少するため吐出温度が減少し、放熱器の冷媒温度が低下することで能力が減少する。この時、高圧冷媒と低圧冷媒の温度差がなくなるまで前記能力制御用膨張弁を閉めると前記内部熱交換器１０５の熱交換量はゼロとすることができ、能力制御範囲が改善される。
【００８７】
逆に前記能力制御用膨張弁を開ける方向に制御し、それに応じて前記冷凍サイクル制御用膨張弁を閉めると前記内部熱交換器１０５に入る高圧冷媒の温度が上昇し低圧冷媒との冷媒温度差が大きくなり内部熱交換器能力が増加する。このため吸熱器では加熱域が減少し吸熱能力が増加する。そして放熱器では、圧縮機吸入での過熱度が上昇するため吐出温度が上昇し、放熱器の冷媒温度が上昇することで能力が増加する。
【００８８】
このとき、圧縮機の回転数が少ないと、これに応じて冷媒循環量が少なくなり、冷媒流速が低下するため熱交換時間が増加し、前記内部熱交換器１０５の熱交換効率が良化するため能力を抑制する必要がある。
【００８９】
このような冷凍サイクル動作を利用し、前記内部熱交換器低圧側入口温度センサー８の検知値に応じ高圧冷媒入口温度を設定して、さらに圧縮機の回転数に応じて高圧冷媒入口温度の前記設定値を修正して、前記内部熱交換器高圧側入口温度センサー１１の検知値が前記設定値この値となるように前記膨張弁Ａ２と前記膨張弁Ｂ５の開度を前記コントローラー７によって制御することで、冷凍サイクルを効率の良い状態に調整することができる。
【００９０】
なお、本実施例では圧縮機の回転数を回転数検知装置を用いて検知したが、インバータなどの出力や設定値を用いても良い。
【００９１】
（実施例２）
図４は本発明の冷暖房給湯装置のサイクル構成図を示す。なお実施例１と同一のものについては同一番号を付し詳細な説明は省く。利用側熱交換器冷媒温度センサー１３と、室外熱交換器冷媒温度センサー１４と、圧縮機吸入温度センサー１５と、これらのセンサーの検知値を入力に膨張弁Ａ２と膨張弁Ｂ５の開度を制御するコントローラー７を備えることにより冷凍サイクル装置を構成する。
【００９２】
上記構成により、二酸化炭素などの放熱器で超臨界状態となりうる冷媒を封入し、前記利用側熱交換器３を吸熱器として動作させる場合は、圧縮機１０１で圧縮された高圧高温冷媒ガスが冷暖切替四方弁４にて室外熱交換器１を通り常温に近い温かい高圧冷媒ガスとなり、前記膨張弁Ｂ５にて減圧量を制御することで温度を調整し、流路切替四方弁１０を介して内部熱交換器１０５にて低温の高圧冷媒ガスとなる。そして、前記流路切替四方弁１０を介して前記膨張弁Ａ２で減圧し低温低圧の二相冷媒となり、利用側熱交換器３にて吸熱して低圧冷媒ガスとなり、前記冷暖切替四方弁４にて前記内部熱交換器１０５を通り加熱され、前記圧縮機１０１へと戻る。
【００９３】
逆に、前記利用側熱交換器３を放熱器として動作させる場合は、前記圧縮機１０１で圧縮された高圧高温冷媒ガスが前記冷暖切替四方弁４にて前記利用側熱交換器３を通り常温に近い温かい高圧冷媒ガスとなり、前記膨張弁Ａ２にて減圧量を制御することで温度を調整し、前記流路切替四方弁１０を介して前記内部熱交換器１０５にて低温の高圧冷媒ガスとなる。そして、前記流路切替四方弁１０を介して前記膨張弁Ｂ５で減圧し低温低圧の二相冷媒となり、前記室外熱交換器１にて吸熱して低圧冷媒ガスとなり、前記冷暖切替四方弁４にて前記内部熱交換器１０５を通り加熱され、前記圧縮機１０１へと戻る。
【００９４】
このように、前記利用側熱交換器３を放熱器または吸熱器として動作させるどちらの場合の冷凍サイクルにおいても前記内部熱交換器を機能させることができ、しかも前記流路切替四方弁１０を介することにより前記内部熱交換器１０５において、高圧冷媒と低圧冷媒の流れが対向流となるため熱交換効率の良い熱交換ができる。
【００９５】
また、前記膨張弁Ａ２と前記膨張弁Ｂ５の制御を冷媒流れの上流側となる膨張弁を前記内部熱交換器１０５の能力制御用として制御し、下流側となる膨張弁を冷凍サイクル制御用として制御することとし、前記能力制御用膨張弁を閉じる方向に制御し、それに応じて前記冷凍サイクル制御用膨張弁を開けると、前記内部熱交換器１０５に入る高圧冷媒の温度が低下し低圧冷媒との冷媒温度差が小さくなり内部熱交換器能力が減少する。このため吸熱器では加熱域が増加し吸熱能力が減少する。そして放熱器では、圧縮機吸入での過熱度が減少するため吐出温度が減少し、放熱器の冷媒温度が低下することで能力が減少する。この時、高圧冷媒と低圧冷媒の温度差がなくなるまで前記能力制御用膨張弁を閉めると前記内部熱交換器１０５の熱交換量はゼロとすることができ、能力制御範囲が改善される。
【００９６】
逆に前記能力制御用膨張弁を開ける方向に制御し、それに応じて前記冷凍サイクル制御用膨張弁を閉めると前記内部熱交換器１０５に入る高圧冷媒の温度が上昇し低圧冷媒との冷媒温度差が大きくなり内部熱交換器能力が増加する。このため吸熱器では加熱域が減少し吸熱能力が増加する。そして放熱器では、圧縮機吸入での過熱度が上昇するため吐出温度が上昇し、放熱器の冷媒温度が上昇することで能力が増加する。
【００９７】
このような冷凍サイクル動作を利用し、前記利用側熱交換器冷媒温度センサー１３または前記室外熱交換器冷媒温度センサー１４の吸熱器として作用している検知値に応じ圧縮機吸入温度を設定して、前記圧縮機吸入温度センサー１５の検知値が前記設定値この値となるように前記膨張弁Ａ２と前記膨張弁Ｂ５の開度を前記コントローラー７によって制御することで、冷凍サイクルを効率の良い状態に調整することができる。
【００９８】
（実施例３）
図５は本発明の冷暖房給湯装置のサイクル構成図を示す。なお参考例１と同一のものについては同一番号を付し詳細な説明は省く。室外熱交換器１と利用側熱交換器３の間に冷凍サイクルの逆転に対し膨張弁Ａ２と内部熱交換器１０５の冷媒流れ方向を変えないようにする流路切替四方弁１０を備えることにより冷凍サイクル装置を構成する。
【００９９】
上記構成により、二酸化炭素などの放熱器で超臨界状態となりうる冷媒を封入し、前記利用側熱交換器３を吸熱器として動作させる場合は、圧縮機１０１で圧縮された高圧高温冷媒ガスが冷暖切替四方弁４にて前記室外熱交換器１を通り常温に近い温かい高圧冷媒ガスとなり、前記流路切替四方弁１０を介して前記内部熱交換器１０５にて低温の高圧冷媒ガスとなる。そして、前記膨張弁Ａ２で減圧し低温低圧の二相冷媒となり、前記流路切替四方弁１０を介して前記利用側熱交換器３にて吸熱して低圧冷媒ガスとなり、前記冷暖切替四方弁４にて前記内部熱交換器１０５を通り加熱され、前記圧縮機１０１へと戻る。
【０１００】
逆に、前記利用側熱交換器３を放熱器として動作させる場合は、前記圧縮機１０１で圧縮された高圧高温冷媒ガスが前記冷暖切替四方弁４にて前記利用側熱交換器３を通り常温に近い温かい高圧冷媒ガスとなり、前記流路切替四方弁１０を介して前記内部熱交換器１０５にて低温の高圧冷媒ガスとなる。そして、前記膨張弁Ａ２で減圧し低温低圧の二相冷媒となり、前記流路切替四方弁１０を介して前記室外熱交換器１にて吸熱して低圧冷媒ガスとなり、前記冷暖切替四方弁４にて前記内部熱交換器１０５を通り加熱され、前記圧縮機１０１へと戻る。
【０１０１】
このように、前記利用側熱交換器３を放熱器または吸熱器として動作させるどちらの場合の冷凍サイクルにおいても前記内部熱交換器を機能させることができる。
【０１０２】
また、前記膨張弁Ａ２への流入方向が冷凍サイクルの切替えで逆転しないので逆方向流れに対する動作負荷がなくなり膨張弁の小型化が可能となる。さらに、膨張部分での動力利用も冷媒流れ方向が変らないので容易になる。
【０１０３】
（実施例４）
図６は本発明の冷暖房給湯装置のサイクル構成図を示す。なお参考例１と同一のものについては同一番号を付し詳細な説明は省く。室外熱交換器１と利用側熱交換器３の間に冷凍サイクルの逆転に対し膨張弁Ａ２と内部熱交換器１０５と膨張弁Ｂ５の冷媒流れ方向を変えないようにする流路切替四方弁１０と、圧縮機吸入温度センサー１５と、圧縮機吸入圧力センサー１６と、冷媒循環量計１７と、これらのセンサーの検知値を入力に前記膨張弁Ａ２と前記膨張弁Ｂ５の開度を制御するコントローラー７を備えることにより冷凍サイクル装置を構成する。
【０１０４】
上記構成により、二酸化炭素などの放熱器で超臨界状態となりうる冷媒を封入し、前記利用側熱交換器３を吸熱器として動作させる場合は、圧縮機１０１で圧縮された高圧高温冷媒ガスが冷暖切替四方弁４にて前記室外熱交換器１を通り常温に近い温かい高圧冷媒ガスとなり、前記流路切替四方弁１０を介して前記膨張弁Ｂ５にて減圧量を制御することで温度を調整し、前記内部熱交換器１０５にて低温の高圧冷媒ガスとなる。そして、前記膨張弁Ａ２で減圧し低温低圧の二相冷媒となり、前記流路切替四方弁１０を介して前記利用側熱交換器３にて吸熱して低圧冷媒ガスとなり、前記冷暖切替四方弁４にて前記内部熱交換器１０５を通り加熱され、前記圧縮機１０１へと戻る。
【０１０５】
逆に、前記利用側熱交換器３を放熱器として動作させる場合は、前記圧縮機１０１で圧縮された高圧高温冷媒ガスが前記冷暖切替四方弁４にて前記利用側熱交換器３を通り常温に近い温かい高圧冷媒ガスとなり、前記流路切替四方弁１０を介して前記膨張弁Ａ２にて減圧量を制御することで温度を調整し、前記内部熱交換器１０５にて低温の高圧冷媒ガスとなる。そして、前記膨張弁Ｂ５で減圧し低温低圧の二相冷媒となり、前記流路切替四方弁１０を介して前記室外熱交換器１にて吸熱して低圧冷媒ガスとなり、前記冷暖切替四方弁４にて前記内部熱交換器１０５を通り加熱され、前記圧縮機１０１へと戻る。
【０１０６】
このように、前記利用側熱交換器３を放熱器または吸熱器として動作させるどちらの場合の冷凍サイクルにおいても前記内部熱交換器を機能させることができ、しかも前記流路切替四方弁１０を介することにより前記内部熱交換器１０５において、高圧冷媒と低圧冷媒の流れが対向流となるため熱交換効率の良い熱交換ができる。
【０１０７】
また、前記膨張弁Ａ２と前記膨張弁Ｂ５への流入方向が冷凍サイクルの切替えで逆転しないので逆方向流れに対する動作負荷がなくなり膨張弁の小型化が可能となる。さらに、膨張部分での動力利用も冷媒流れ方向が変らないので容易になる。
【０１０８】
また、前記膨張弁Ａ２は冷凍サイクル制御用となり、前記膨張弁Ｂ５は前記内部熱交換器１０５の能力制御用と用途が固定されることから使用方法や条件に応じた仕様にすることができ、前記膨張弁Ｂ５のノズル径を大きくするなどして全開時の減圧量を極力小さくすることで前記内部熱交換器１０５の高圧側入口温度の低下を抑制し、熱交換効率を改善することができる。
【０１０９】
また、前記膨張弁Ｂ５を閉じる方向に制御し、それに応じて前記膨張弁Ａ２を開けると、前記内部熱交換器１０５に入る高圧冷媒の温度が低下し低圧冷媒との冷媒温度差が小さくなり内部熱交換器能力が減少する。このため吸熱器では加熱域が増加し吸熱能力が減少する。そして放熱器では、圧縮機吸入での過熱度が減少するため吐出温度が減少し、放熱器の冷媒温度が低下することで能力が減少する。この時、高圧冷媒と低圧冷媒の温度差がなくなるまで前記膨張弁Ｂ５を閉めると前記内部熱交換器１０５の熱交換量はゼロとすることができ、能力制御範囲が改善される。
【０１１０】
逆に前記膨張弁Ｂ５を開ける方向に制御し、それに応じて前記膨張弁Ａ２を閉めると前記内部熱交換器１０５に入る高圧冷媒の温度が上昇し低圧冷媒との冷媒温度差が大きくなり内部熱交換器能力が増加する。このため吸熱器では加熱域が減少し吸熱能力が増加する。そして放熱器では、圧縮機吸入での過熱度が上昇するため吐出温度が上昇し、放熱器の冷媒温度が上昇することで能力が増加する。
【０１１１】
このとき、冷媒循環量が少ないと、冷媒流速が低下するため熱交換時間が増加し、前記内部熱交換器１０５の熱交換効率が良化するため能力を抑制する必要がある。
【０１１２】
このような冷凍サイクル動作を利用し、前記圧縮機吸入圧力センサー１６の検知値に応じ圧縮機吸入温度を設定して、さらに冷媒循環量に応じて圧縮機吸入温度の前記設定値を修正して、前記圧縮機吸入温度センサー１５の検知値が前記設定値この値となるように前記膨張弁Ａ２と前記膨張弁Ｂ５の開度を前記コントローラー７によって制御することで、冷凍サイクルを効率の良い状態に調整することができる。
【０１１３】
（参考例３）
図７は本発明の参考例３の冷暖房給湯装置のサイクル構成図を示す。圧縮機１０１と、放熱器１０２と、膨張機構部１０３と、吸熱器１０４と、複数回路を有する内部熱交換器１８と、この内部熱交換器１８の低圧側回路の一つに設けた低圧電磁弁１９と、この低圧電磁弁１９を設けた回路と熱交換する高圧側回路以外の高圧側回路にそれぞれ設けた高圧電磁弁Ａ２０高圧電磁弁Ｂ２１高圧電磁弁Ｃ２２と、圧縮機吸入温度センサー１５と、吸熱器冷媒温度センサー２３と、これらのセンサーの検知値を入力に前記低圧電磁弁１９と高圧電磁弁Ａ２０と高圧電磁弁Ｂ２１と高圧電磁弁Ｃ２２の開閉を制御するコントローラー２４を備えることにより冷凍サイクル装置を構成する。
【０１１４】
上記構成により、二酸化炭素などの放熱器で超臨界状態となりうる冷媒を封入し、前記圧縮機１０１で圧縮された高圧高温冷媒ガスが前記放熱器１０２を通り常温に近い温かい高圧冷媒ガスとなり、前記内部熱交換器１８にて低温の高圧冷媒ガスとなる。そして、前記膨張機構部１０３で減圧し低温低圧の二相冷媒となり、前記吸熱器１０４にて吸熱して低圧冷媒ガスとなり、前記内部熱交換器１８を通り加熱され、前記圧縮機１０１へと戻る。このとき、前記内部熱交換器１８の能力は前記各電磁弁の開閉で制御される。具体的には、前記各電磁弁を全て開けたときに最大能力となり、前記高圧電磁弁ＡＢＣを閉める個数で段階的に能力を変化させる。また、前記高圧電磁弁ＡＢＣを全て閉じ、前記低圧電磁弁１９を閉めるとほぼ熱交換できなくなるため最低能力となる。
【０１１５】
このように、前記内部熱交換器１８の能力をほぼ熱交換しない低能力から最大能力まで変化させることができる。
【０１１６】
また、前記内部熱交換器１８の能力を制御し、内部熱交換器能力を減少させると、吸熱器では加熱域が増加し吸熱能力が減少する。そして放熱器では、圧縮機吸入での過熱度が減少するため吐出温度が減少し、放熱器の冷媒温度が低下することで能力が減少する。
【０１１７】
内部熱交換器能力を増加させると、吸熱器では加熱域が減少し吸熱能力が増加する。そして放熱器では、圧縮機吸入での過熱度が上昇するため吐出温度が上昇し、放熱器の冷媒温度が上昇することで能力が増加する。
このような冷凍サイクル動作を利用し、前記吸熱器冷媒温度センサー２３の検知値に応じ圧縮機吸入温度を設定して、前記圧縮機吸入温度センサー１５の検知値が前記設定値この値となるように前記各電磁弁の開閉を前記コントローラー２４によって制御することで、冷凍サイクルを効率の良い状態に調整することができる。
【０１１８】
（実施例５）
図８は本発明の冷暖房給湯装置のサイクル構成図を示す。なお参考例３と同一のものについては同一番号を付し詳細な説明は省く。室外熱交換器１と、膨張弁Ａ２と、利用側熱交換器３と、冷暖切替四方弁４と、前記室外熱交換器１と前記利用側熱交換器３の間に冷凍サイクルの逆転に対し前記膨張弁Ａ２と前記内部熱交換器１８の冷媒流れ方向を変えないようにする流路切替四方弁１０と、前記利用側熱交換器３で熱交換される熱交換媒体温度センサー６と、この熱交換媒体温度センサー６の検知値を入力に各電磁弁の開閉を制御するコントローラー２４を備えることにより冷凍サイクル装置を構成する。
【０１１９】
上記構成により、二酸化炭素などの放熱器で超臨界状態となりうる冷媒を封入し、前記利用側熱交換器３を吸熱器として動作させる場合は、圧縮機１０１で圧縮された高圧高温冷媒ガスが前記冷暖切替四方弁４にて前記室外熱交換器１を通り常温に近い温かい高圧冷媒ガスとなり、前記流路切替四方弁１０を介して前記内部熱交換器１８にて低温の高圧冷媒ガスとなる。そして、前記膨張弁Ａ２で減圧し低温低圧の二相冷媒となり、前記流路切替四方弁１０を介して前記利用側熱交換器３にて吸熱して低圧冷媒ガスとなり、前記冷暖切替四方弁４にて前記内部熱交換器１８を通り加熱され、前記圧縮機１０１へと戻る。
【０１２０】
逆に、前記利用側熱交換器３を放熱器として動作させる場合は、前記圧縮機１０１で圧縮された高圧高温冷媒ガスが前記冷暖切替四方弁４にて前記利用側熱交換器３を通り常温に近い温かい高圧冷媒ガスとなり、前記流路切替四方弁１０を介して前記内部熱交換器１８にて低温の高圧冷媒ガスとなる。そして、前記膨張弁Ａ２で減圧し低温低圧の二相冷媒となり、前記流路切替四方弁１０を介して前記室外熱交換器１にて吸熱して低圧冷媒ガスとなり、前記冷暖切替四方弁４にて前記内部熱交換器１８を通り加熱され、前記圧縮機１０１へと戻る。
【０１２１】
このように、前記利用側熱交換器３を放熱器または吸熱器として動作させるどちらの場合の冷凍サイクルにおいても前記内部熱交換器を機能させることができ、しかも前記流路切替四方弁１０を介することにより前記内部熱交換器１８において、高圧冷媒と低圧冷媒の流れが対向流となるため熱交換効率の良い熱交換ができる。
【０１２２】
そして、前記内部熱交換器１８の能力は前記各電磁弁の開閉で制御される。具体的には、前記各電磁弁を全て開けたときに最大能力となり、前記高圧電磁弁ＡＢＣを閉める個数で段階的に能力を変化させる。また、前記高圧電磁弁ＡＢＣを全て閉じ、前記低圧電磁弁１９を閉めるとほぼ熱交換できなくなるため最低能力となる。
【０１２３】
このように、前記内部熱交換器１８の能力をほぼ熱交換しない低能力から最大能力まで変化させることができる。
【０１２４】
また、前記内部熱交換器１８の能力を制御し、内部熱交換器能力を減少させると、吸熱器では加熱域が増加し吸熱能力が減少する。そして放熱器では、圧縮機吸入での過熱度が減少するため吐出温度が減少し、放熱器の冷媒温度が低下することで能力が減少する。
【０１２５】
内部熱交換器能力を増加させると、吸熱器では加熱域が減少し吸熱能力が増加する。そして放熱器では、圧縮機吸入での過熱度が上昇するため吐出温度が上昇し、放熱器の冷媒温度が上昇することで能力が増加する。
【０１２６】
このような冷凍サイクル動作を利用し、前記熱交換媒体温度センサー６の検知値を設定値となるように前記各電磁弁の開閉を前記コントローラー２４によって制御することで、前記利用側熱交換器３の能力を調整することができる。
【０１２７】
（実施例６）
図９は本発明の冷暖房給湯装置のサイクル構成図を示す。なお実施例５と同一のものについては同一番号を付し詳細な説明は省く。内部熱交換器低圧側入口温度センサー８と、内部熱交換器低圧側出口温度センサー９と、これらのセンサーの検知値を入力に前記各電磁弁の開閉を制御するコントローラー２４を備えることにより冷凍サイクル装置を構成する。
【０１２８】
上記構成により、二酸化炭素などの放熱器で超臨界状態となりうる冷媒を封入し、前記利用側熱交換器３を吸熱器として動作させる場合は、圧縮機１０１で圧縮された高圧高温冷媒ガスが冷暖切替四方弁４にて室外熱交換器１を通り常温に近い温かい高圧冷媒ガスとなり、流路切替四方弁１０を介して内部熱交換器１８にて低温の高圧冷媒ガスとなる。そして、膨張弁Ａ２で減圧し低温低圧の二相冷媒となり、前記流路切替四方弁１０を介して利用側熱交換器３にて吸熱して低圧冷媒ガスとなり、前記冷暖切替四方弁４にて前記内部熱交換器１８を通り加熱され、前記圧縮機１０１へと戻る。
【０１２９】
逆に、前記利用側熱交換器３を放熱器として動作させる場合は、前記圧縮機１０１で圧縮された高圧高温冷媒ガスが前記冷暖切替四方弁４にて前記利用側熱交換器３を通り常温に近い温かい高圧冷媒ガスとなり、前記流路切替四方弁１０を介して前記内部熱交換器１８にて低温の高圧冷媒ガスとなる。そして、前記膨張弁Ａ２で減圧し低温低圧の二相冷媒となり、前記流路切替四方弁１０を介して前記室外熱交換器１にて吸熱して低圧冷媒ガスとなり、前記冷暖切替四方弁４にて前記内部熱交換器１８を通り加熱され、前記圧縮機１０１へと戻る。
【０１３０】
このように、前記利用側熱交換器３を放熱器または吸熱器として動作させるどちらの場合の冷凍サイクルにおいても前記内部熱交換器を機能させることができ、しかも前記流路切替四方弁１０を介することにより前記内部熱交換器１８において、高圧冷媒と低圧冷媒の流れが対向流となるため熱交換効率の良い熱交換ができる。
【０１３１】
そして、前記内部熱交換器１８の能力は前記各電磁弁の開閉で制御される。具体的には、前記各電磁弁を全て開けたときに最大能力となり、前記高圧電磁弁ＡＢＣを閉める個数で段階的に能力を変化させる。また、前記高圧電磁弁ＡＢＣを全て閉じ、前記低圧電磁弁１９を閉めるとほぼ熱交換できなくなるため最低能力となる。
【０１３２】
このように、前記内部熱交換器１８の能力をほぼ熱交換しない低能力から最大能力まで変化させることができる。
【０１３３】
また、前記内部熱交換器１８の能力を制御し、内部熱交換器能力を減少させると、吸熱器では加熱域が増加し吸熱能力が減少する。そして放熱器では、圧縮機吸入での過熱度が減少するため吐出温度が減少し、放熱器の冷媒温度が低下することで能力が減少する。
【０１３４】
内部熱交換器能力を増加させると、吸熱器では加熱域が減少し吸熱能力が増加する。そして放熱器では、圧縮機吸入での過熱度が上昇するため吐出温度が上昇し、放熱器の冷媒温度が上昇することで能力が増加する。
【０１３５】
このような冷凍サイクル動作を利用し、前記内部熱交換器低圧側入口温度センサー８の検知値に応じ低圧冷媒出口温度を設定して、前記内部熱交換器低圧側出口温度センサー９の検知値が前記設定値この値となるように前記各電磁弁の開閉を前記コントローラー２４によって制御することで、冷凍サイクルを効率の良い状態に調整することができる。
【０１３６】
（実施例７）
図１０は本発明の冷暖房給湯装置のサイクル構成図を示す。なお実施例５と同一のものについては同一番号を付し詳細な説明は省く。内部熱交換器低圧側入口温度センサー８と、内部熱交換器高圧側入口温度センサー１１と、圧縮機の回転数検知装置１２と、これらのセンサーの検知値を入力に前記各電磁弁の開閉を制御するコントローラー２４を備えることにより冷凍サイクル装置を構成する。
【０１３７】
上記構成により、二酸化炭素などの放熱器で超臨界状態となりうる冷媒を封入し、前記利用側熱交換器３を吸熱器として動作させる場合は、圧縮機１０１で圧縮された高圧高温冷媒ガスが冷暖切替四方弁４にて室外熱交換器１を通り常温に近い温かい高圧冷媒ガスとなり、流路切替四方弁１０を介して内部熱交換器１８にて低温の高圧冷媒ガスとなる。そして、膨張弁Ａ２で減圧し低温低圧の二相冷媒となり、前記流路切替四方弁１０を介して利用側熱交換器３にて吸熱して低圧冷媒ガスとなり、前記冷暖切替四方弁４にて前記内部熱交換器１８を通り加熱され、前記圧縮機１０１へと戻る。
【０１３８】
逆に、前記利用側熱交換器３を放熱器として動作させる場合は、前記圧縮機１０１で圧縮された高圧高温冷媒ガスが前記冷暖切替四方弁４にて前記利用側熱交換器３を通り常温に近い温かい高圧冷媒ガスとなり、前記流路切替四方弁１０を介して前記内部熱交換器１８にて低温の高圧冷媒ガスとなる。そして、前記膨張弁Ａ２で減圧し低温低圧の二相冷媒となり、前記流路切替四方弁１０を介して前記室外熱交換器１にて吸熱して低圧冷媒ガスとなり、前記冷暖切替四方弁４にて前記内部熱交換器１８を通り加熱され、前記圧縮機１０１へと戻る。
【０１３９】
このように、前記利用側熱交換器３を放熱器または吸熱器として動作させるどちらの場合の冷凍サイクルにおいても前記内部熱交換器を機能させることができ、しかも前記流路切替四方弁１０を介することにより前記内部熱交換器１８において、高圧冷媒と低圧冷媒の流れが対向流となるため熱交換効率の良い熱交換ができる。
【０１４０】
そして、前記内部熱交換器１８の能力は前記各電磁弁の開閉で制御される。具体的には、前記各電磁弁を全て開けたときに最大能力となり、前記高圧電磁弁ＡＢＣを閉める個数で段階的に能力を変化させる。また、前記高圧電磁弁ＡＢＣを全て閉じ、前記低圧電磁弁１９を閉めるとほぼ熱交換できなくなるため最低能力となる。
【０１４１】
このように、前記内部熱交換器１８の能力をほぼ熱交換しない低能力から最大能力まで変化させることができる。
【０１４２】
また、前記内部熱交換器１８の能力を制御し、内部熱交換器能力を減少させると、吸熱器では加熱域が増加し吸熱能力が減少する。そして放熱器では、圧縮機吸入での過熱度が減少するため吐出温度が減少し、放熱器の冷媒温度が低下することで能力が減少する。
【０１４３】
内部熱交換器能力を増加させると、吸熱器では加熱域が減少し吸熱能力が増加する。そして放熱器では、圧縮機吸入での過熱度が上昇するため吐出温度が上昇し、放熱器の冷媒温度が上昇することで能力が増加する。
【０１４４】
このとき、圧縮機の回転数が少ないと、これに応じて冷媒循環量が少なくなり、冷媒流速が低下するため熱交換時間が増加し、前記内部熱交換器１０５の熱交換効率が良化するため能力を抑制する必要がある。
【０１４５】
このような冷凍サイクル動作を利用し、前記内部熱交換器低圧側入口温度センサー８の検知値に応じ高圧冷媒入口温度を設定して、さらに圧縮機の回転数に応じて高圧冷媒入口温度の前記設定値を修正して、前記内部熱交換器高圧側入口温度センサー１１の検知値が前記設定値この値となるように前記各電磁弁の開閉を前記コントローラー２４によって制御することで、冷凍サイクルを効率の良い状態に調整することができる。
【０１４６】
なお、本実施例では圧縮機の回転数を回転数検知装置を用いて検知したが、インバータなどの出力や設定値を用いても良い。
【０１４７】
（実施例９）
図１１は本発明の冷暖房給湯装置のサイクル構成図を示す。なお実施例５と同一のものについては同一番号を付し詳細な説明は省く。圧縮機吸入温度センサー１５と、圧縮機吸入圧力センサー１６と、冷媒循環量計１７と、これらのセンサーの検知値を入力に前記各電磁弁の開閉を制御するコントローラー２４を備えることにより冷凍サイクル装置を構成する。
【０１４８】
上記構成により、二酸化炭素などの放熱器で超臨界状態となりうる冷媒を封入し、前記利用側熱交換器３を吸熱器として動作させる場合は、圧縮機１０１で圧縮された高圧高温冷媒ガスが冷暖切替四方弁４にて室外熱交換器１を通り常温に近い温かい高圧冷媒ガスとなり、流路切替四方弁１０を介して内部熱交換器１８にて低温の高圧冷媒ガスとなる。そして、膨張弁Ａ２で減圧し低温低圧の二相冷媒となり、前記流路切替四方弁１０を介して利用側熱交換器３にて吸熱して低圧冷媒ガスとなり、前記冷暖切替四方弁４にて前記内部熱交換器１８を通り加熱され、前記圧縮機１０１へと戻る。
【０１４９】
逆に、前記利用側熱交換器３を放熱器として動作させる場合は、前記圧縮機１０１で圧縮された高圧高温冷媒ガスが前記冷暖切替四方弁４にて前記利用側熱交換器３を通り常温に近い温かい高圧冷媒ガスとなり、前記流路切替四方弁１０を介して前記内部熱交換器１８にて低温の高圧冷媒ガスとなる。そして、前記膨張弁Ａ２で減圧し低温低圧の二相冷媒となり、前記流路切替四方弁１０を介して前記室外熱交換器１にて吸熱して低圧冷媒ガスとなり、前記冷暖切替四方弁４にて前記内部熱交換器１８を通り加熱され、前記圧縮機１０１へと戻る。
【０１５０】
このように、前記利用側熱交換器３を放熱器または吸熱器として動作させるどちらの場合の冷凍サイクルにおいても前記内部熱交換器を機能させることができ、しかも前記流路切替四方弁１０を介することにより前記内部熱交換器１８において、高圧冷媒と低圧冷媒の流れが対向流となるため熱交換効率の良い熱交換ができる。
【０１５１】
そして、前記内部熱交換器１８の能力は前記各電磁弁の開閉で制御される。具体的には、前記各電磁弁を全て開けたときに最大能力となり、前記高圧電磁弁ＡＢＣを閉める個数で段階的に能力を変化させる。また、前記高圧電磁弁ＡＢＣを全て閉じ、前記低圧電磁弁１９を閉めるとほぼ熱交換できなくなるため最低能力となる。
【０１５２】
このように、前記内部熱交換器１８の能力をほぼ熱交換しない低能力から最大能力まで変化させることができる。
【０１５３】
また、前記内部熱交換器１８の能力を制御し、内部熱交換器能力を減少させると、吸熱器では加熱域が増加し吸熱能力が減少する。そして放熱器では、圧縮機吸入での過熱度が減少するため吐出温度が減少し、放熱器の冷媒温度が低下することで能力が減少する。
【０１５４】
内部熱交換器能力を増加させると、吸熱器では加熱域が減少し吸熱能力が増加する。そして放熱器では、圧縮機吸入での過熱度が上昇するため吐出温度が上昇し、放熱器の冷媒温度が上昇することで能力が増加する。
【０１５５】
このとき、冷媒循環量が少ないと、冷媒流速が低下するため熱交換時間が増加し、前記内部熱交換器１０５の熱交換効率が良化するため能力を抑制する必要がある。
【０１５６】
このような冷凍サイクル動作を利用し、前記圧縮機吸入圧力センサー１６の検知値に応じ圧縮機吸入温度を設定して、さらに冷媒循環量に応じて圧縮機吸入温度の前記設定値を修正して、前記圧縮機吸入温度センサー１５の検知値が前記設定値この値となるように前記各電磁弁の開閉を前記コントローラー２４によって制御することで、冷凍サイクルを効率の良い状態に調整することができる。
【０１５７】
【発明の効果】
以上の実施例から明らかなように、本発明によれば、内部熱交換器の能力制御範囲を拡大することができ、冷凍サイクルの可逆サイクルとした時においても内部熱交換器が機能することができ、この冷凍サイクル装置の内部熱交換器を有効に機能させる制御方法を有する冷凍サイクル装置を提供できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の参考例１の冷凍サイクル装置のサイクル構成図
【図２】本発明の参考例２の冷凍サイクル装置のサイクル構成図
【図３】本発明の実施例１の冷凍サイクル装置のサイクル構成図
【図４】本発明の実施例２の冷凍サイクル装置のサイクル構成図
【図５】本発明の実施例３の冷凍サイクル装置のサイクル構成図
【図６】本発明の実施例４の冷凍サイクル装置のサイクル構成図
【図７】本発明の参考例３の冷凍サイクル装置のサイクル構成図
【図８】本発明の実施例５の冷凍サイクル装置のサイクル構成図
【図９】本発明の実施例６の冷凍サイクル装置のサイクル構成図
【図１０】本発明の実施例７の冷凍サイクル装置のサイクル構成図
【図１１】本発明の実施例８の冷凍サイクル装置のサイクル構成図
【図１２】従来の冷凍サイクル装置のサイクル構成図
【符号の説明】
１ 室外熱交換器
２ 膨張弁Ａ
３ 利用側熱交換器
４ 冷暖切替四方弁
５ 膨張弁Ｂ
６ 熱交換媒体温度
７ コントローラー
８ 内部熱交換器低圧側入口温度センサー
９ 内部熱交換器低圧側出口温度センサー
１０ 流路切替四方弁
１１ 内部熱交換器高圧側入口温度センサー
１２ 回転数検知装置
１３ 利用側熱交換器冷媒温度センサー
１４ 室外熱交換器冷媒温度センサー
１５ 圧縮機吸入温度センサー
１６ 圧縮機吸入圧力センサー
１７ 冷媒循環量計
１８ 内部熱交換器
１９ 低圧電磁弁
２０ 高圧電磁弁Ａ
２１ 高圧電磁弁Ｂ
２２ 高圧電磁弁Ｃ
２３ 吸熱器冷媒温度センサー
２４ コントローラー
Claims (19)
- 圧縮機と室外熱交換器と膨張機構部と利用側熱交換器と内部熱交換器からなる冷凍サイクル装置において、放熱時に超臨界状態となりうる冷媒が封入され、前記膨張機構部を第１の膨張機構部と第２の膨張機構部に分けて前記内部熱交換器の高圧冷媒側出入口にそれぞれ設け、前記利用側熱交換器と前記圧縮機吸入部を接続する配管と、前記室外熱交換器と前記圧縮機吐出部を接続する配管に冷凍サイクルを逆転させる冷暖切替四方弁を設け、前記内部熱交換器の高圧冷媒出入口に冷凍サイクルの逆転に対し前記内部熱交換器の冷媒流れ方向を変えないようにする流路切替四方弁を設けたことを特徴とする冷凍サイクル装置。
- 圧縮機と室外熱交換器と第１の膨張機構部と利用側熱交換器と内部熱交換器からなる冷凍サイクル装置において、放熱時に超臨界状態となりうる冷媒が封入され、前記利用側熱交換器と前記圧縮機吸入部を接続する配管と、前記室外熱交換器と前記圧縮機吐出部を接続する配管に冷凍サイクルを逆転させる冷暖切替四方弁を設け、前記内部熱交換器の高圧冷媒出入口に冷凍サイクルの逆転に対し前記内部熱交換器の冷媒流れ方向を変えないようにする流路切替四方弁を設け、前記内部熱交換器の高圧冷媒出口と前記流路切替四方弁の間に前記第１の膨張機構部を設けたことを特徴とする冷凍サイクル装置。
- 内部熱交換器の高圧冷媒入口に第２の膨張機構部を設けた請求項２記載の冷凍サイクル装置。
- 第２の膨張機構部の全開時減圧量が、膨張機構部の全開時の減圧量より小さいことを特徴とする請求項３記載の冷凍サイクル装置。
- 請求項１、３、または４記載の冷凍サイクル装置において、利用側熱交換器で冷媒と熱交換する媒体の温度検知手段を設け、この検知値によって設定された温度となるように第１の膨張機構部と第２の膨張機構部を制御し、内部熱交換器能力を調整することを特徴とした冷凍サイクル装置の制御方法。
- 請求項１、３、４または５記載の冷凍サイクル装置において、内部熱交換器の低圧冷媒出入口温度を検知する温度検知手段を設け、これらの検知値によって第１の膨張機構部と第２の膨張機構部を制御し、内部熱交換器能力を調整することを特徴とした冷凍サイクル装置の制御方法。
- 請求項１、３、４または５記載の冷凍サイクル装置において、内部熱交換器の高圧冷媒入口温度と低圧冷媒入口温度を検知する温度検知手段を設け、これらの検知値によって第１の膨張機構部と第２膨張機構部を制御し、内部熱交換器能力を調整することを特徴とした冷凍サイクル装置の制御方法。
- 請求項１、３、４または５記載の冷凍サイクル装置において、吸熱交換部分と圧縮機吸入の冷媒温度を検知する温度検知手段を設け、これらの検知値によって第１の膨張機構部と第２膨張機構部を制御し、内部熱交換器能力を調整することを特徴とした冷凍サイクル装置の制御方法。
- 請求項１、３、４または５記載の冷凍サイクル装置において、圧縮機吸入部の温度と圧力を検知する検知手段を設け、これらの検知値によって第１の膨張機構部と第２の膨張機構部を制御し、内部熱交換器能力を調整することを特徴とした冷凍サイクル装置の制御方法。
- 請求項１、３、４、６、７、８または９記載の冷凍サイクル装置において、圧縮機の回転数を検知する検知手段を設け、この検知値によって第１の膨張機構部と第２の膨張機構部を制御し、内部熱交換器能力を調整することを特徴とした冷凍サイクル装置の制御方法。
- 請求項１、３、４、６、７、８または９記載の冷凍サイクル装置において、冷凍サイクルの冷媒循環量を検知する検知手段を設け、この検知値によって第１の膨張機構部と第２の膨張機構部を制御し、内部熱交換器能力を調整することを特徴とした冷凍サイクル装置の制御方法。
- 圧縮機と室外熱交換器と膨張機構部と利用側熱交換器からなる冷凍サイクル装置において、放熱時に超臨界状態となりうる冷媒が封入され、前記膨張機構部にて減圧される前の高圧冷媒と前記圧縮機吸入前の低圧冷媒とを熱交換させる内部熱交換器を設け、この内部熱交換器は複数の冷媒回路で構成され、前記複数の冷媒回路毎に開閉弁を設け、前記利用側熱交換器と前記圧縮機吸入部を接続する配管と、前記室外熱交換器と前記前記圧縮機吐出部を接続する配管に冷凍サイクルを逆転させる冷暖切替四方弁を設け、前記利用側熱交換器と膨張機構部を接続する配管と、前記室外熱交換器と前記膨張機構部を接続する配管に冷凍サイクルの逆転に対し前記膨張機構部の冷媒流れ方向を変えないようにする流路切替四方弁を設け、前記膨張機構部にて減圧される前の高圧冷媒と前記圧縮機吸入前の低圧冷媒とを熱交換させる内部熱交換器を設けた冷凍サイクル装置。
- 請求項１２記載の冷凍サイクル装置において、利用側熱交換器で冷媒と熱交換する媒体の温度検知手段を設け、この検知値によって設定された温度となるように開閉弁を制御し、複数の冷媒回路を有する内部熱交換器能力を調整することを特徴とした冷凍サイクル装置の制御方法。
- 請求項１２または１３記載の冷凍サイクル装置において、複数の冷媒回路を有する内部熱交換器の低圧冷媒出入口温度を検知する温度検知手段を設け、これらの検知値によって開閉弁を制御し、内部熱交換器能力を調整することを特徴とした冷凍サイクル装置の制御方法。
- 請求項１２または１３記載の冷凍サイクル装置において、複数の冷媒回路を有する内部熱交換器の高圧冷媒入口温度と低圧冷媒入口温度を検知する温度検知手段を設け、これらの検知値によって開閉弁を制御し、内部熱交換器能力を調整することを特徴とした冷凍サイクル装置の制御方法。
- 請求項１２または１３記載の冷凍サイクル装置において、吸熱交換部分と圧縮機吸入の冷媒温度を検知する温度検知手段を設け、これらの検知値によって開閉弁を制御し、内部熱交換器能力を調整することを特徴とした冷凍サイクル装置の制御方法。
- 請求項１２または１３記載の冷凍サイクル装置において、圧縮機吸入部の温度と圧力を検知する検知手段を設け、これらの検知値によって開閉弁を制御し、内部熱交換器能力を調整することを特徴とした冷凍サイクル装置の制御方法。
- 請求項１２、１３、１４、１５、１６または１７記載の冷凍サイクル装置において、圧縮機の回転数を検知する検知手段を設け、この検知値によって開閉弁を制御し、内部熱交換器能力を調整することを特徴とした冷凍サイクル装置の制御方法。
- 請求項１２、１３、１４、１５、１６または１７記載の冷凍サイクル装置において、冷凍サイクルの冷媒循環量を検知する検知手段を設け、この検知値によって開閉弁を制御し、内部熱交換器能力を調整することを特徴とした冷凍サイクル装置の制御方法。
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