JP3719296B2 - 冷凍サイクル装置 - Google Patents
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は、並列に接続された複数台の定容量型の圧縮機、熱源側熱交換器、第１の絞り装置、及び利用側熱交換器を配管により接続してなる冷媒回路を備え、利用側負荷に応じて前記圧縮機の運転台数制御を行なうように構成された冷凍サイクル装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来、例えば空気調和装置、冷凍装置などの冷凍サイクル装置であって、複数台の異容量もしくは同容量の定容量型圧縮機を並列に接続して冷媒回路に用いたものにおいては、随時変化する利用側負荷（例えば空調負荷）に応じて前記圧縮機の運転台数を変える制御（以下「運転台数制御」という）を行なっていた。
【０００３】
図１８は従来の運転台数制御の一例として、定容量型の圧縮機Ａと、この圧縮機Ａよりも容量の大きい定容量型の圧縮機Ｂとの２台の圧縮機を用い、利用側負荷が最小の場合は圧縮機Ａのみを運転し、利用側負荷がある程度大きくなると圧縮機Ｂのみを運転し、さらに利用側負荷が大きくなると圧縮機Ａと圧縮機Ｂとの両方を運転するという運転台数制御を行なった場合の、利用側負荷と圧縮機の総運転容量との関係を示している。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、図１８のような従来の運転台数制御では、利用側負荷が無段階に変化するのに対し、圧縮機の総運転容量は段階的に変化するため、図１８に斜線影部で示すように、利用側負荷に対して圧縮機の総運転容量が過剰になる場合があった。そして、このように運転容量が過剰となると、例えば冷房運転時であれば圧縮機の吸入圧力が低下し、暖房運転時であれば圧縮機の吐出圧力が過昇するなどして、圧縮機に無理な負荷がかかり、圧縮機の損傷を招くことになっていた。
【０００５】
なお、圧縮機にインバータを用いた容量可変型の圧縮機を用いれば、図１８に示したように利用側負荷と圧縮機運転容量との関係をリニアに制御できて、圧縮機に無理な負荷がかかることは防止できる反面、近来問題視され始めたインバータによる圧縮機運転効率ロス、高調波ノイズなどの弊害が生じることになった。
【０００６】
この発明は以上のような問題点を解消するためになされたものであって、容量可変型の圧縮機を用いずに、運転容量過剰に起因して圧縮機に無理な負荷がかかることを防止できる、信頼性の高い冷凍サイクル装置を提供することを目的とするものである。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
この発明に係る冷凍サイクル装置は、並列に接続された複数台の定容量型の圧縮機、熱源側熱交換器、第１の絞り装置、及び利用側熱交換器を配管により接続してなる冷媒回路を備え、利用側負荷に応じて前記圧縮機の運転台数制御を行なうように構成されたものであり、前記熱源側熱交換器と前記第１の絞り装置との間の冷媒回路に設けられた第１の分岐部と前記利用側熱交換器と前記圧縮機との間の冷媒回路に設けられた第２の分岐部とを接続して設けられたバイパス路と、前記バイパス路に設けられ前記バイパス路内の冷媒と前記圧縮機から吐出された高温高圧の冷媒との間で熱交換を行なう補助熱交換器と、前記第１の分岐部と前記補助熱交換器との間のバイパス路に設けられた第２の絞り装置とを備え、複数台の圧縮機のうち運転されている圧縮機の総運転容量が利用側負荷に対して過剰となった場合に、冷媒を前記バイパス路に分流させて前記補助熱交換器で蒸発又は凝縮させるように構成したものである。
【０００８】
また、この発明に係る冷凍サイクル装置は、並列に接続された複数台の定容量型の圧縮機、熱源側熱交換器、第１の絞り装置、及び利用側熱交換器を配管により接続してなる冷媒回路を備え、利用側負荷に応じて前記圧縮機の運転台数制御を行なうように構成されたものであり、前記熱源側熱交換器と前記第１の絞り装置との間の冷媒回路に設けられた第１の分岐部と前記利用側熱交換器と前記圧縮機との間の冷媒回路に設けられた第２の分岐部とを接続して設けられたバイパス路と、前記バイパス路に設けられバイパス路内の冷媒と熱源側風路内の空気との間で熱交換を行なう補助熱交換器と、前記第１の分岐部と前記補助熱交換器との間のバイパス路に設けられた第２の絞り装置と、前記熱源側熱交換器と前記第１の絞り装置との間の冷媒回路と前記第２の絞り装置と前記補助熱交換器との間のバイパス路とを接続して設けられた第１の接続配管と、前記補助熱交換器と前記第２の分岐部との間のバイパス路と前記圧縮機と前記熱源側熱交換器との間の冷媒回路とを接続して設けられた第２の接続配管と、前記第１の接続配管及び前記第２の接続配管を開閉する開閉手段とを備え、複数台の圧縮機のうち運転されている圧縮機の総運転容量が利用側負荷に対して過剰となった場合に、冷媒を前記バイパス路に分流させて前記補助熱交換器で蒸発又は凝縮させるように構成したものである。
【０００９】
また、第２の絞り装置が開度制御可能な流量制御弁であるとともに、この流量制御弁から補助熱交換器までのバイパス路内の冷媒と熱源側熱交換器から第１の分岐部までの冷媒回路内の冷媒との間で熱交換を行なう過冷却熱交換器を備えたものである。
【００１０】
また、圧縮機の吸入圧力を検出する吸入圧力検出手段と、前記圧縮機の吐出圧力を検出する吐出圧力検出手段の検出値及び熱源側熱交換器と第１の絞り装置との間の冷媒温度を検出する第１の温度検出手段の検出値に基づいて冷媒の過冷却度を演算する過冷却度演算手段と、補助熱交換器の冷媒出側と冷媒入側とのそれぞれの冷媒温度を検出する第２の温度検出手段の検出値に基づいて冷媒の過熱度を演算する過熱度演算手段と、冷房運転時に前記吸入圧力検出手段の検出値が予め設定されている所定値以下の場合は流量制御弁を開き、前記吸入圧力検出手段の検出値が前記所定値を超えている場合は前記過冷却度演算手段の演算値及び前記過熱度演算手段の演算値がそれぞれ予め設定されている過冷却度目標値及び過熱度目標値に近付くように前記流量制御弁を開度制御する第１の制御手段とを備えたものである。
【００１１】
さらに、圧縮機の吐出圧力を検出する吐出圧力検出手段と、前記吐出圧力検出手段の検出値及び補助熱交換器の冷媒出側の冷媒温度を検出する第３の温度検出手段の検出値に基づいて冷媒の過冷却度を演算する補助熱交換器過冷却度演算手段と、暖房運転時に前記吐出圧力検出手段の検出値が予め設定されている所定値以上の場合は前記補助熱交換器過冷却度演算手段の演算値が予め設定されている過冷却度目標値に近付くように前記流量制御弁を開度制御し、前記吐出圧力検出手段の検出値が前記所定値に満たない場合は前記流量制御弁を閉じる制御を行なう第２の制御手段とを備えたものである。
【００１５】
【発明の実施の形態】
この発明の参考例．
図１は、この発明の前提となる参考例の空気調和装置（冷凍サイクル装置）の冷媒回路図であって、図中Ａ，Ｂは並列に接続された定容量型の圧縮機、２は四方切換弁、３は熱源側熱交換器、４は流量制御弁（第１の絞り装置）、５は利用側熱交換器、８はアキュムレータであり、以上の構成要素を配管により接続して冷媒回路１が形成されている。圧縮機Ｂには圧縮機Ａよりも運転容量の大きいものが用いられている。
【００１６】
また、Ｃは熱源側熱交換器３と流量制御弁４との間の冷媒回路１に設けられた第１の分岐部、Ｄは利用側熱交換器５と四方切換弁２との間の冷媒回路１に設けられた第２の分岐部、Ｅは第１の分岐部Ｃと第２の分岐部Ｄとを接続して設けられたバイパス路、１０はバイパス路Ｅに設けられた補助熱交換器、９は第１の分岐部Ｃと補助熱交換器１０との間のバイパス路Ｅに設けられた流量制御弁（第２の絞り装置）である。補助熱交換器１０は、熱源側熱交換器３と同じ熱源側風路内に設けられ、バイパス路Ｅ内の冷媒と熱源側風路内の空気（外気）との間で熱交換を行なうものであって、充分な耐圧性をもつ材質で形成され、利用側負荷に対する圧縮機容量の過剰に起因する吸入圧力低下や吐出圧力過昇を抑制できるだけの熱交換容量を有している。
【００１７】
さらに、Ｆは第１の分岐部Ｃと流量制御弁４との間の冷媒回路１と利用側熱交換器５と第２の分岐部Ｄとの間の冷媒回路１とを接続して設けられた過冷却用配管、６は過冷却用配管Ｆに設けられた流量制御弁、７は過冷却用配管Ｆ内の冷媒と冷媒回路１内の冷媒との間で熱交換を行なう過冷却熱交換器である。
【００１８】
次いで、動作を説明する。通常の冷房運転では、四方切換弁２を圧縮機Ａ，Ｂの吐出側と熱源側熱交換器３とが連通する方向に切り換えるとともに、流量制御弁９を全閉して圧縮機Ａ，Ｂのいずれか一方又は両方を運転する。圧縮機Ａ，Ｂから吐出された高温高圧のガス冷媒は、四方切換弁２を経て熱源側熱交換器３に流入し、ここで外気と熱交換して高温高圧の気液二相冷媒となる。熱源側熱交換器３を出た気液二相冷媒は、過冷却熱交換器７で過冷却をつけられて利用側へと流入し、流量制御弁４で減圧されたのち利用側熱交換器５へ流入し、ここで室内の空気と熱交換して低温低圧の気液二相冷媒となる。利用側熱交換器５を出た気液二相冷媒は、四方切換弁２を経てアキュムレータ８へ流入して気液分離され、液冷媒はアキュムレータ８内に溜められ、ガス冷媒は圧縮機Ａ，Ｂへ戻る。以上のようにして冷凍サイクルが形成される。また、過冷却熱交換器７を出た冷媒の一部は過冷却用配管Ｆへ分流し、流量制御弁６で減圧され低温低圧の気液二相冷媒となって過冷却熱交換器７に再度流入し、冷媒回路１内の冷媒と熱交換して過冷却をつけたのち、利用側熱交換器５と第２の分岐部Ｄとの間の冷媒回路１に合流する。
【００１９】
そして、利用側の空調負荷に対して圧縮機の運転容量が過剰となり、系内の蒸発圧力すなわち圧縮機Ａ，Ｂの吸入圧力が低下した場合には、バイパス路Ｅの流量制御弁９を開く。これにより、熱源側熱交換器３を出た気液二相冷媒の一部が第１の分岐部Ｃでバイパス路Ｅに分流し、流量制御弁９で減圧されたのち補助熱交換器１０へ流入し、ここで外気と熱交換して蒸発したのち、第２の分岐部Ｄで冷媒回路１内の冷媒と合流する。以上のように補助熱交換器１０で蒸発した冷媒が圧縮機Ａ，Ｂの吸入側に流入するので、圧縮機Ａ，Ｂの吸入圧力が上昇することになって、圧縮機Ａ，Ｂに無理な負荷がかかることは防止される。
【００２０】
また、通常の暖房運転では、四方切換弁２を圧縮機Ａ，Ｂの吐出側と利用側熱交換器５とを連通する方向に切り換えるとともに、流量制御弁６、９を全閉して圧縮機Ａ，Ｂのいずれか一方又は両方を運転する。圧縮機Ａ，Ｂから吐出された高温高圧のガス冷媒は、四方切換弁２を経て利用側熱交換器５に流入し、ここで室内の空気と熱交換して高温高圧の液単相冷媒となる。利用側熱交換器５を出た液単相冷媒は利用側の流量制御弁４で減圧され、過冷却熱交換器７を通過して熱源側熱交換器３へ流入し、ここで外気と熱交換して低温低圧の気液二相冷媒となる。熱源側熱交換器３を出た気液二相冷媒は、四方切換弁２を経てアキュムレータ８へ流入して気液分離され、液冷媒はアキュムレータ８内に溜められ、ガス冷媒は圧縮機Ａ，Ｂへ戻る。以上のようにして冷凍サイクルが形成される。
【００２１】
そして、利用側の空調負荷に対して圧縮機の運転容量が過剰となり、系内の凝縮圧力すなわち圧縮機Ａ，Ｂの吐出圧力が過昇した場合には、バイパス路Ｅの流量制御弁９を開く。これにより、圧縮機Ａ，Ｂから吐出された高温高圧のガス単相冷媒の一部が第２の分岐部Ｄでバイパス路Ｅに分流し、補助熱交換器１０で外気と熱交換して凝縮したのち、第１の分岐部Ｃで冷媒回路１内の冷媒と合流する。以上のように、圧縮機Ａ，Ｂの吐出側のガス冷媒の一部が補助熱交換器１０で凝縮するので、圧縮機Ａ，Ｂの吐出圧力が低下することになって、圧縮機Ａ，Ｂに無理な負荷がかかることは防止される。
【００２２】
図２は、この参考例における、利用側負荷と圧縮機Ａ，Ｂの総運転容量との関係を示している。このように、利用側負荷が最小の場合は圧縮機Ａのみを運転し、利用側負荷がある程度大きくなると圧縮機Ｂのみを運転し、さらに利用側負荷が大きくなると圧縮機Ａと圧縮機Ｂとの両方を運転するという運転台数制御を行なった場合、利用側負荷が無段階に変化するのに対し、圧縮機の総運転容量は段階的に変化するため、従来は図２に斜線影部で示す領域で利用側負荷に対して圧縮機の総運転容量が過剰になっていた。これに対し、この参考例では前記のように冷媒の一部をバイパス路Ｅに分流させて、補助熱交換器１０で利用側熱交換器５と同様に蒸発又は凝縮させるので、利用側負荷が増えたのと同じことになって、補助熱交換器１０で圧縮機運転容量の過剰分を吸収することになる。したがって、圧縮機の運転容量をリニアに制御した場合と実質的に同じ効果が得られ、しかも、インバータによる弊害が生じることがない。
【００２３】
実施の形態１．
図３及び図４は、この発明の実施の形態１に係る空気調和装置（冷凍サイクル装置）の冷媒回路図であって、図中、前記のこの発明の前提となる構成を有する空気調和装置と同一もしくは相当する構成要素には同一符号を付して説明を省略する。１１は、熱源側熱交換器３と流量制御弁４（第１の絞り装置）との間の冷媒回路１と、流量制御弁９（第２の絞り装置）と補助熱交換器１０との間のバイパス路Ｅとを接続して設けられた第１の接続配管である。また、１２は、補助熱交換器１０と第２の分岐部Ｄとの間のバイパス路Ｅと、圧縮機Ａ，Ｂと熱源側熱交換器３との間の冷媒回路１とを接続して設けられた第２の接続配管である。さらに、１３は第１の接続配管１１に設けられた開閉弁（開閉手段）、１４は第２の接続配管１２に設けられた開閉弁（開閉手段）、１５は第２の接続配管１２の接続位置と第２の分岐部Ｄとの間のバイパス路Ｅに設けられた開閉弁である。
【００２４】
次いで、動作を説明する。通常の冷房運転では、四方切換弁２を圧縮機Ａ，Ｂの吐出側と熱源側熱交換器３とを連通する方向に切り換え、開閉弁１３，１４を開くとともに、開閉弁１５を閉じて圧縮機Ａ，Ｂのいずれか一方又は両方を運転する。圧縮機Ａ，Ｂから吐出された高温高圧のガス冷媒は、図３に実線矢印で示したように、四方切換弁２を通過したのち、一部が第２の接続配管１２へ分流し、他は熱源側熱交換器３へ流入する。
【００２５】
熱源側熱交換器３へ流入したガス冷媒は、ここで外気と熱交換して高温高圧の気液二相冷媒となる。また、第２の接続配管１２へ分流したガス冷媒はバイパス路Ｅの補助熱交換器１０へ流入し、ここで外気と熱交換して高温高圧の気液二相冷媒となり、さらに第１の接続配管１１を経て、熱源側熱交換器３からの気液二相冷媒と合流する。そして、過冷却熱交換器７で過冷却をつけられて利用側へと流入し、流量制御弁４で減圧されたのち利用側熱交換器５へ流入し、ここで室内の空気と熱交換して低温低圧の気液二相冷媒となる。利用側熱交換器５を出た気液二相冷媒は、四方切換弁２を経てアキュムレータ８へ流入して気液分離され、液冷媒はアキュムレータ８内に溜められ、ガス冷媒は圧縮機Ａ，Ｂへ戻る。以上のようにして冷凍サイクルが形成される。また、過冷却熱交換器７を出た冷媒の一部は過冷却用配管Ｆへ分流し、流量制御弁６で減圧され低温低圧の気液二相冷媒となって過冷却熱交換器７に再度流入し、冷媒回路１内の冷媒と熱交換して過冷却をつけたのち、利用側熱交換器５と第２の分岐部Ｄとの間の冷媒回路１に合流する。
【００２６】
そして、利用側負荷に対し圧縮機容量が過剰となり、圧縮機Ａ，Ｂの吸入圧力が低下した場合には、開閉弁１３，１４を閉じるとともに、開閉弁１５を閉く。これにより、図３に点線矢印で示したように、熱源側熱交換器３を出た気液二相冷媒の一部が第１の分岐部Ｃでバイパス路Ｅに分流し、流量制御弁９で減圧されたのち補助熱交換器１０へ流入し、ここで外気から吸熱して一部が蒸発したのち、第２の分岐部Ｄで冷媒回路１内の冷媒と合流する。以上により、圧縮機Ａ，Ｂの吸入圧力が上昇するために、運転容量過剰が原因となって圧縮機Ａ，Ｂに無理な負荷がかかることは防止される。
【００２７】
また、通常の暖房運転では、四方切換弁２を圧縮機Ａ，Ｂの吐出側と利用側熱交換器５とを連通する方向に切り換え、開閉弁１３，１４を開くとともに、開閉弁１５を閉じて圧縮機Ａ，Ｂのいずれか一方又は両方を運転する。圧縮機Ａ，Ｂから吐出された高温高圧のガス冷媒は、図４に実線矢印で示したように、四方切換弁２を経て利用側熱交換器５に流入し、ここで室内の空気と熱交換して高温高圧の液単相冷媒となる。利用側熱交換器５を出た液単相冷媒は利用側の流量制御弁４で減圧され、過冷却熱交換器７を通過したのち、一部が第１の接続配管１１へ分流し、他は熱源側熱交換器３へ流入する。熱源側熱交換器３へ流入した液単相冷媒は、ここで外気と熱交換して低温高圧の気液二相冷媒となる。また、第１の接続配管１１へ分流した液単相冷媒はバイパス路Ｅの補助熱交換器１０へ流入し、ここで外気と熱交換して低温高圧の気液二相冷媒となり、さらに第２の接続配管１２を経て、熱源側熱交換器３からの気液二相冷媒と合流する。そして、四方切換弁２を経てアキュムレータ８へ流入して気液分離され、液冷媒はアキュムレータ８内に溜められ、ガス冷媒は圧縮機Ａ，Ｂへ戻る。以上のようにして冷凍サイクルが形成される。
【００２８】
そして、利用側の空調負荷に対して圧縮機の運転容量が過剰となり、圧縮機Ａ，Ｂの吐出圧力が過昇した場合には、開閉弁１３、１４を閉じるとともに、開閉弁１５を閉く。これにより、図４に点線矢印で示したように、圧縮機Ａ，Ｂから吐出された高温高圧のガス冷媒の一部が第２の分岐部Ｄでバイパス路Ｅ側に分流し、補助熱交換器１０で外気と熱交換して高圧高温の液単相冷媒となり、次いで流量制御弁９で減圧され低温低圧の気液二相冷媒となったのち、第１の分岐部Ｃで冷媒回路１内の冷媒と合流する。以上により、圧縮機Ａ，Ｂの吐出圧力が低下するために、運転容量過剰が原因となって圧縮機Ａ，Ｂに無理な負荷がかかることは防止される。
【００２９】
以上説明したように、この実施の形態では、冷房運転時、暖房運転時とも、圧縮機の運転容量が過剰となっていない場合には、補助熱交換器１０を熱源側熱交換器３と同じ用途で使用できる。したがって、通常運転に必要な熱交換容量は熱源側熱交換器３と補助熱交換器１０との両方で確保できればよいことになるため、補助熱交換器１０を圧縮機の過剰分の運転容量を吸収する用途のみに用いた場合に比べて、熱源側熱交換器３の熱交換容量を小さくできる。
【００３０】
実施の形態２．
図５は、この発明の実施の形態２に係る空気調和装置（冷凍サイクル装置）の冷媒回路図である。同図において、Ａ，Ｂは並列に接続された定容量型の圧縮機、２は四方切換弁、３は熱源側熱交換器、４は流量制御弁（第１の絞り装置）、５は利用側熱交換器、８はアキュムレータであり、以上の構成要素を配管により接続して冷媒回路１が形成されている。また、Ｆは熱源側熱交換器３と流量制御弁４との間の冷媒回路１と利用側熱交換器５と四方切換弁２との間の冷媒回路１とを接続して設けられた過冷却用配管、６は過冷却用配管Ｆに設けられた流量制御弁、７は過冷却用配管Ｆ内の冷媒と冷媒回路１内の冷媒との間で熱交換を行なう過冷却熱交換器である。
【００３１】
また、１６は熱源側熱交換器３と過冷却熱交換器７との間の冷媒回路１から分岐し途中にキャピラリチューブ１７（第２の絞り装置）及び補助熱交換器１０が設けられ末端に流路制御弁１８（開閉手段）が設けられた冷媒配管、１９は四方切換弁２とアキュムレータ８との間の冷媒回路１と流路切換弁１８とを接続して設けられた冷媒配管、２０は圧縮機Ａ，Ｂと四方切換弁２との間の冷媒回路１と流路切換弁１８とを接続して設けられた冷媒配管であり、流路切換弁１８は、冷媒配管１９、２０のいずれか一方が冷媒配管１６と連通するよう切り換え可能に構成されている。また、補助熱交換器１０は熱源側熱交換器３と共通の熱源側風路内に設けられている。さらに、１１は熱源側熱交換器３と過冷却熱交換器７との間の冷媒回路１とキャピラリチューブ１７と補助熱交換器１０との間の冷媒配管１６とを接続して設けられた第１の接続配管、１３は第１の接続配管１１に設けられた開閉弁（開閉手段）である。
【００３２】
次いで、動作を説明する。通常の冷房運転では、四方切換弁２を圧縮機Ａ，Ｂと熱源側熱交換器３とが連通する方向に切り換え、流路切換弁１８を冷媒配管１６と冷媒配管２０とが連通する方向に切り換えるとともに、開閉弁１３を開いて、圧縮機Ａ，Ｂのいずれか一方又は両方を運転する。圧縮機Ａ，Ｂから吐出された高温高圧のガス冷媒の一部は冷媒配管２０へ分流し、流路切換弁１８を経て冷媒配管１６の補助熱交換器１０に流入する。他方、冷媒配管２０へ分流しなかったガス冷媒は四方切換弁２を経て熱源側熱交換器３に流入する。そして、熱源側熱交換器３と補助熱交換器１０とに流入したガス冷媒は、それぞれ外気と熱交換して高温高圧の気液二相冷媒となる。補助熱交換器１０からの気液二相冷媒は冷媒配管１６から第１の接続配管１１に入って、冷媒配管１内を流れる熱源側熱交換器３からの気液二相冷媒と合流する。そして、過冷却熱交換器７で過冷却されて利用側へと流入し、流量制御弁４で減圧されたのち利用側熱交換器５へ流入し、ここで室内の空気と熱交換して低温低圧の気液二相冷媒となる。利用側熱交換器５を出た気液二相冷媒は、四方切換弁２を経てアキュムレータ８へ流入し気液分離され、液冷媒はアキュムレータ８内に溜められ、ガス冷媒のみ圧縮機Ａ，Ｂに吸入される。以上のようにして冷凍サイクルが形成される。また、過冷却熱交換器７を出た冷媒の一部は過冷却用回路Ｆへ分流し、流量制御弁６で減圧され低温低圧の気液二相冷媒となって過冷却熱交換器７に再度流入し、冷媒回路１内の高温高圧の気液二相冷媒と熱交換して、この気液二相冷媒に過冷却をつけたのち、利用側熱交換器５と四方切換弁２との間の冷媒回路１に合流する。
【００３３】
そして、利用側負荷に対し圧縮機容量が過剰となり、系内の蒸発圧力（圧縮機の吸入圧力）が低下した場合には、流路切換弁１８を冷媒配管１６と冷媒配管１９とが連通する方向に切り換えるとともに、開閉弁１３を閉じる。これにより、図５に実線矢印で示したように、熱源側熱交換器３を出た高温高圧の液単相冷媒の一部は冷媒配管１６へ分流し、キャピラリチューブ１７で減圧されたのち補助熱交換器１０へ流入し、ここで外気と熱交換して系内の蒸発圧力を上昇させ、次いで冷媒配管１６から流路切換弁１８及び冷媒配管１９を経て、冷媒回路１内を流れる利用側熱交換器５からの冷媒と合流して、アキュムレータ８に流入する。以上により、圧縮機Ａ，Ｂの吸入圧力が上昇するために、運転容量過剰が原因となって圧縮機Ａ，Ｂに無理な負荷がかかることは防止される。
【００３４】
なお、この実施の形態では、冷房運転時には、冷媒配管１６と冷媒配管１９とからなる一連の配管がこの発明にいうバイパス路となり、冷媒配管２０がこの発明にいう第２の接続配管となる。
【００３５】
また、通常の暖房運転では、四方切換弁２を圧縮機Ａ，Ｂの吐出側と利用側熱交換器５とが連通する方向に切り換え、流路切換弁１８を冷媒配管１６と冷媒配管１９とが連通する方向に切り換えるとともに、開閉弁１３を開いて、圧縮機Ａ，Ｂのいずれか一方又は両方を運転する。圧縮機Ａ，Ｂから吐出された高温高圧のガス冷媒は、四方切換弁２を経て利用側熱交換器５に流入し、ここで室内の空気と熱交換して高温高圧の液単相冷媒となる。利用側熱交換器５を出た液単相冷媒は流量制御弁４で減圧され、過冷却熱交換器７を通過したのち、一部が第１の接続配管１１へ分流し、冷媒配管１６の補助熱交換器１０に流入する。他方、接続配管１１へ分流しなかった冷媒は熱源側熱交換器３へ流入する。そして、熱源側熱交換器３と補助熱交換器１０とに流入した冷媒は、それぞれ外気と熱交換して低温低圧の気液二相冷媒となる。補助熱交換器１０を出た気液二相冷媒は冷媒配管１６から流路切換弁１８、冷媒配管１９を経て、冷媒回路１内を流れる熱源側熱交換器３からの気液二相冷媒と合流する。そして、合流した気液二相冷媒はアキュムレータ８へ流入し気液分離され、液冷媒はアキュムレータ８内に溜められ、ガス冷媒のみ圧縮機Ａ，Ｂに吸入される。以上のようにして冷凍サイクルが形成される。
【００３６】
そして、利用側負荷に対し圧縮機容量が過剰となり、系内の凝縮圧力（圧縮機の吐出圧力）が過昇した場合には、流路切換弁１８を冷媒配管１６と冷媒配管２０とが連通する方向に切り換えるとともに、開閉弁１３を閉じる。これにより、図５に点線矢印で示したように、圧縮機Ａ，Ｂから吐出された高温高圧のガス冷媒の一部が冷媒配管２０に分流し、流路切換弁１８を経て冷媒配管１６の補助熱交換器１０へ流入し、ここで外気と熱交換し高圧高温の液単相冷媒となって系内の凝縮圧力を低下させる。そして、キャピラリチューブ１７で減圧されて低温低圧の気液二相状態となったのち、冷媒回路１内を流れる利用側からの冷媒と合流して、熱源側熱交換器３に流入する。以上により、圧縮機Ａ，Ｂの吐出圧力が低下するために、運転容量過剰が原因となって圧縮機Ａ，Ｂに無理な負荷がかかることは防止される。
【００３７】
なお、この実施の形態では、暖房運転時には、冷媒配管１６と冷媒配管２０とからなる一連の配管がこの発明にいうバイパス路となり、冷媒配管１９がこの発明にいう第２の接続配管となる。
【００３８】
図６は、この実施の形態３に係る別の空気調和装置（冷凍サイクル装置）の冷媒回路図である。この冷媒回路は、流路切換弁１８を設ける代わりに、冷媒配管１９に開閉弁２１（開閉手段）が、冷媒配管２０に開閉弁２２（開閉手段）が、それぞれ設けられていることを除いて、図５の冷媒回路と同様の回路構成となっている。
【００３９】
したがって、通常の冷房運転は、開閉弁１３及び開閉弁２２を開くとともに、開閉弁２１を閉じて、図５の場合と同様の冷媒流れで行なわれる。
また、冷房運転中に利用側負荷に対し圧縮機容量が過剰となり、圧縮機の吸入圧力が低下した場合は、開閉弁２１を開くとともに、開閉弁１３及び開閉弁２０を閉じると、図５の場合と同様に熱源側熱交換器３を出た高温高圧の液単相冷媒の一部が冷媒配管１６に分流し、キャピラリチューブ１７を通過して低温低圧の気液二相となったのち補助熱交換器１０へ流入し、ここで外気と熱交換して系内の蒸発圧力を上昇させ、冷媒配管１９を経て冷媒回路１に合流する。
【００４０】
また、通常の暖房運転は、開閉弁１３及び開閉弁２１を開くとともに、開閉弁２２を閉じて、図５の場合と同様の冷媒流れで行なわれる。
そして、暖房運転中に利用側負荷に対し圧縮機容量が過剰となり、圧縮機の吐出圧力が過昇した場合は、開閉弁２２を開くとともに、開閉弁１３及び開閉弁２１を閉じると、図５の場合と同様に圧縮機Ａ，Ｂから吐出された高温高圧のガス冷媒の一部が冷媒配管２０を経て冷媒配管１６へ流入し、補助熱交換器１０で外気と熱交換して系内の凝縮圧力を低下させ高温高圧の液単相冷媒となり、次いでキャピラリチューブ１７で減圧されて低温低圧の気液二相冷媒となったのち、冷媒回路１に合流する。
【００４１】
実施の形態３．
図７は、この発明の実施の形態３に係る空気調和装置（冷凍サイクル装置）の冷媒回路図である。この冷媒回路は、第２の絞り装置としてキャピラリチューブ１７に代えて開度制御可能な流量制御弁２３が設けられていることを除いて、図５の冷媒回路と同様の回路構成となっている。
【００４２】
したがって、通常の冷房運転は、流量制御弁２３を全閉するとともに、開閉弁１３を開いて、図５の場合と同様の冷媒流れで行なわれる。
そして、冷房運転中に利用側負荷に対し圧縮機容量が過剰となり、圧縮機の吸入圧力が低下した場合は、流路切換弁１８を冷媒配管１６と冷媒配管１９とが連通する方向に切り換えるとともに、開閉弁１３を閉じたのち、圧縮機の吸入圧力が所定値に収束するように流量制御弁２３の開度を調整する。
【００４３】
また、通常の暖房運転は、流量制御弁２３を全閉するとともに、開閉弁１３を開いて、図５の場合と同様の冷媒流れで行なわれる。
そして、暖房運転中に利用側負荷に対し圧縮機容量が過剰となり、圧縮機の吐出圧力が過昇した場合は、流路切換弁１８を冷媒配管１６と冷媒配管２０とが連通する方向に切り換えるとともに、開閉弁１３を閉じたのち、圧縮機の吐出圧力が所定値に収束するように流量制御弁２３の開度を調整する。
【００４４】
以上のような制御を行なうので、図５のように冷媒配管１６にキャピラリチューブ１７を設けた場合に比べて、圧縮機の吸入圧力及び吐出圧力をより高精度に制御することが可能となり、一層信頼性の高い冷凍サイクル装置が得られる。
【００４５】
図８は、この実施の形態３に係る別の空気調和装置（冷凍サイクル装置）の冷媒回路図である。この冷媒回路は、第２の絞り装置としてキャピラリチューブ１７に代えて開度制御可能な流量制御弁２３が設けられていることを除いて、図６の冷媒回路と同様の回路構成となっている。したがって、開閉弁１３，２１及び２２の開閉のしかたは図６の冷媒回路と同様であり、流量制御弁２３の開度制御については図７の冷媒回路と同様である。
【００４６】
実施の形態４．
図９は、この発明の実施の形態４に係る空気調和装置（冷凍サイクル装置）の冷媒回路図であって、図中Ａ，Ｂは並列に接続された定容量型の圧縮機、２は四方切換弁、３は熱源側熱交換器、４は流量制御弁（第１の絞り装置）、５は利用側熱交換器、８はアキュムレータであり、以上の構成要素を配管により接続して冷媒回路１が形成されている。また、Ｃは熱源側熱交換器３と流量制御弁４との間の冷媒回路１に設けられた第１の分岐部、Ｄは利用側熱交換器５と四方切換弁２との間の冷媒回路１に設けられた第２の分岐部、Ｅは第１の分岐部Ｃと第２の分岐部Ｄとを接続して設けられたバイパス路、１０はバイパス路Ｅに設けられた補助熱交換器、９は第１の分岐部Ｃと補助熱交換器１０との間のバイパス路Ｅに設けられた流量制御弁（第２の絞り装置）である。補助熱交換器１０は熱源側熱交換器３と同じ熱源側風路内に設けられ、バイパス路Ｅ内の冷媒と熱源側風路内の空気（外気）との間で熱交換を行なうものである。さらに、２４は、流量制御弁９から補助熱交換器１０までの間のバイパス路Ｅ内の冷媒と熱源側熱交換器３から第１の分岐部Ｃまでの冷媒との間で熱交換を行なうように設けられた過冷却熱交換器である。
【００４７】
次いで、動作を説明する。通常の冷房運転では、四方切換弁２を圧縮機Ａ，Ｂの吐出側と熱源側熱交換器３とが連通する方向に切り換えて圧縮機Ａ，Ｂのいずれか一方又は両方を運転する。圧縮機Ａ，Ｂから吐出された高温高圧のガス冷媒は四方切換弁２を経て熱源側熱交換器３に流入し、高温高圧の気液二相冷媒となる。熱源側熱交換器３を出た気液二相冷媒は、過冷却熱交換器２４で過冷却をつけられたのち利用側へと流入し、利用側の流量制御弁４で減圧され、利用側熱交換器５へ流入して低温低圧の気液二相冷媒となる。利用側熱交換器５を出た気液二相冷媒は四方切換弁２を経てアキュムレータ８で気液分離され、液冷媒はアキュムレータ８内に溜められ、ガス冷媒のみ圧縮機吸入配管２５から圧縮機へ流入する。以上のようにして冷凍サイクルが形成される。また、熱源側熱交換器３からの高温高圧の気液二相冷媒は、過冷却熱交換器２４を出た後、その一部がバイパス路Ｅに分流し、流量制御弁９で減圧され低温低圧の気液二相冷媒となって過冷却熱交換器２４に再度流入し、ここで冷媒回路１内の高温高圧の気液二相冷媒と熱交換して、冷媒回路１内の冷媒に過冷却をつける。そして、補助熱交換器１０を通過して、第２の分岐部Ｄで冷媒回路１に合流する。
【００４８】
そして、利用側負荷に対し圧縮機容量が過剰となり、圧縮機の吸入圧力が低下した場合には、流量制御弁９の開度を大きくすると、図９に実線矢印で示したように、冷媒回路１からバイパス路Ｅへ分流し過冷却熱交換器２４を経て補助熱交換器１０へ流入する気液二相冷媒の量が多くなる。よって、この気液二相冷媒が補助熱交換器１０で外気と熱交換して蒸発したのち冷媒回路１に合流することになって、圧縮機の吸入圧力が上昇させられる。
【００４９】
また、暖房の冷房運転では、四方切換弁２を圧縮機Ａ，Ｂの吐出側と利用側熱交換器５とが連通する方向に切り換えて圧縮機Ａ，Ｂのいずれか一方又は両方を運転する。圧縮機Ａ，Ｂから吐出された高温高圧のガス冷媒は四方切換弁２を経て利用側熱交換器５に流入し、高温高圧の液単相冷媒となる。利用側熱交換器５を出た液単相冷媒は利用側の流量制御弁４で減圧され、過冷却熱交換器２４を通過して熱源側熱交換器３へ流入し、低温低圧の気液二相冷媒となる。熱源側熱交換器３を出た気液二相冷媒は、四方切換弁２を経てアキュムレータ８へ流入し気液分離され、液冷媒はアキュムレータ８内に溜められ、ガス冷媒のみ圧縮機Ａ，Ｂに吸入される。以上のようにして冷凍サイクルが形成される。
【００５０】
そして、利用側負荷に対し圧縮機容量が過剰となり、圧縮機の吐出圧力が過昇した場合には、流量制御弁９を開くと、圧縮機Ａ，Ｂから吐出された高温高圧のガス単相冷媒の一部は、第２の分岐部Ｄでバイパス路Ｅに分流して補助熱交換器１０へ流入し、ここで外気と熱交換して圧縮機の吐出圧力を低下させ、第１の分岐部Ｃで冷媒回路１に合流する。
【００５１】
以上のように、流量制御弁９の開度を適宜に調整することにより、通常の冷房運転時には過冷却熱交換器２４で冷媒回路１内の冷媒に所定の過冷却をつけるようにできるとともに、冷房運転時及び暖房運転時に利用側負荷に対し圧縮機容量が過剰となった場合にはその過剰分を補助熱交換器１０で吸収して圧縮機の吸入圧力及び吐出圧力を高精度に制御することができる。
【００５２】
しかも、図１、図３〜図８の冷媒回路のように過冷却用配管Ｆを設けた場合には、過冷却用配管Ｆ用の流量制御弁６と、バイパス路Ｅ用の流量制御弁９との両方が必要となるので、流量制御弁の数が増えて冷凍サイクル装置が高価なものとなるが、この実施の形態の冷媒回路では、前記冷媒回路と略同様の機能を実現しながら、流量制御弁の数を減らせて、冷凍サイクル装置の低コスト化が図れる。
【００５３】
実施の形態５．
図１０は、この発明の実施の形態５に係る空気調和装置（冷凍サイクル装置）の冷媒回路図である。この冷媒回路は、以下に述べる点を除いて、図９の冷媒回路と同様に構成されている。すなわち、圧縮機Ａ，Ｂと四方切換弁２との間の冷媒回路１と、第２の分岐部Ｄと四方切換弁２との間の冷媒回路１とを接続して設けられた冷媒配管２５を備えている。そして、冷媒配管２５に開閉弁２６と絞り装置２７とが設けられている。さらに、外気と熱交換する補助熱交換器１０に代えて、バイパス路Ｅ内の冷媒と冷媒配管２５内の冷媒との間で熱交換を行なう補助熱交換器２８が設けられている。
【００５４】
次に動作について説明する。冷房運転中に利用側負荷に対し圧縮機容量が過剰となり、圧縮機の吸入圧力が低下した場合には、開閉弁２６を開くと、図１０に実線矢印で示したように、圧縮機Ａ，Ｂから吐出された高温高圧のガス単相冷媒の一部は冷媒配管２５に分流し、補助熱交換器２８へ流入する。一方、過冷却熱交換器２４を出た低温低圧の気液二相冷媒の一部は第１の分岐部Ｃでバイパス路Ｅに分流し、再び過冷却熱交換器２４を通過したのち、補助熱交換器２８に流入する。そして、冷媒配管２５から補助熱交換器２８へ流入した高温高圧のガス単相冷媒と熱交換して蒸発し、圧縮機の吸入圧力を上昇させたのち、第２の分岐部Ｄで冷媒回路１に合流する。また、補助熱交換器２８を出た冷媒配管２５内の冷媒は、開閉弁２６及び絞り装置２７を通過して冷媒回路１に合流する。なお、補助熱交換器２８は、利用側負荷に対する圧縮機容量の過剰分を吸収できるだけの熱交換容量を有するものであって、例えば、充分な耐圧性をもつ材質から形成された二重管状の熱交換器が用いられる。また、絞り装置２７は、過冷却熱交換器２４からの低温低圧の気液二相冷媒を補助熱交換器２８で蒸発させるのに必要な量のガス冷媒を冷媒配管２５へ流すための流路抵抗である。
【００５５】
また、暖房運転中に利用側負荷に対して圧縮機容量が過剰となり、圧縮機の吐出圧力が過昇した場合には、バイパス路Ｅの流量制御弁９を開くと、図３に点線矢印で示したように、圧縮機Ａ，Ｂから吐出され四方切換弁２を通過した高温高圧のガス単相冷媒の一部が、第２の分岐部Ｄで冷媒回路１からバイパス路Ｅに分流し、補助熱交換器２８を通過して過冷却熱交換器２８へ流入する。そして、この過冷却熱交換器２８において、冷媒回路１内を流れる利用側の流量制御弁４からの低温低圧気液二相冷媒と熱交換して凝縮し、圧縮機の吐出圧力を低下させたのち、第１の分岐部Ｃで冷媒回路１に合流する。
【００５６】
実施の形態６．
図１１は、この発明の実施の形態６に係る空気調和装置（冷凍サイクル装置）の冷媒回路図、図１２は制御ブロック図である。これらの図において、４１は圧縮機Ａ，Ｂの吸入圧力を検出する吸入圧力検出手段、４２は圧縮機Ａ，Ｂの吐出圧力を検出する吐出圧力検出手段、４３は熱源側熱交換器３と流量制御弁４（第１の絞り装置）との間の冷媒温度を検出する第１の温度検出手段、４４は吐出圧力検出手段４２の検出値と第１の温度検出手段４３の検出値とに基づいて冷媒の過冷却度を演算する過冷却度演算手段、４５は補助熱交換器１０の冷媒出側と冷媒入側とのそれぞれの冷媒温度を検出する第２の温度検出手段、４６は第２の温度検出手段の検出値に基づいて冷媒の過熱度を演算する過熱度演算手段、４０は吸入圧力検出手段４１の検出値と過冷却度演算手段４４及び過熱度演算手段４６のそれぞれの演算値とに基づいて流量制御弁９（第２の絞り装置）を開度制御する第１の制御手段である。なお、以上の各手段を除いた冷媒回路そのものの構成は図９と同様である。
【００５７】
次いで、図１３のフローチャートに基づいて、第１の制御手段４０による制御動作を説明する。ステップＳ１で吸入圧力検出手段４１の検出値ＰSが第１の所定吸入圧力値ＰSBを上回っていればステップＳ２に進む。冷房運転中に利用側負荷に対して圧縮機Ａ，Ｂの総運転容量が過剰となって、ステップＳ１で吸入圧力検出手段４１の検出値ＰSが第１の所定吸入圧力値ＰSB以下になっていればステップＳ６に進む。
ステップＳ２では、過冷却度演算手段４４の演算値ＳＣが過冷却度目標値ＳＣ0以上であればステップＳ３に進み、演算値ＳＣが過冷却度目標値ＳＣ0未満であればステップＳ５に進む。
【００５８】
ステップＳ３では、過熱度演算手段４６の演算値ＳＨが過熱度目標値ＳＨ0以上であればステップＳ６に進み、演算値ＳＨが過熱度目標値ＳＨ0未満であればステップＳ４に進む。
ステップＳ４では、吐出圧力検出手段４２の検出値Ｐｄが所定吐出圧力値Ｐｄ0以上であればステップＳ６に進み、検出値Ｐｄが所定吐出圧力値Ｐｄ0未満であればステップＳ８に進む。
また、ステップＳ５では、過熱度演算手段４６の演算値ＳＨが過熱度目標値ＳＨ0以上であればステップＳ６に進み、演算値ＳＨが過熱度目標値ＳＨ0未満であればステップＳ８に進む。
【００５９】
ステップＳ６では流量制御弁９の開度を大きくする制御を行ない、ステップＳ７に進む。ステップＳ７では、吸入圧力検出手段４１の検出値ＰSが第２の所定吸入圧力値ＰSU以上であればステップＳ１に戻り、検出値ＰSが第２の所定吸入圧力値ＰSU未満であればステップＳ６に戻る。
また、ステップＳ８では流量制御弁９の開度を小さくする制御を行い、ステップＳ１へ戻る。
【００６０】
したがって、冷房運転中に利用側負荷に対して圧縮機Ａ，Ｂの総運転容量が過剰となって圧縮機の吸入圧力が低下した場合には、流量制御弁９が開かれ、第１の分岐部Ｃでバイパス路Ｅに分流する冷媒の量が増えて、圧縮機の吸入圧力が上昇させられる。そして、吸入圧力検出手段４１の検出値ＰSが別途設定されている第２の所定吸入圧力値ＰSUに達するまで流量制御弁９が開度調整される。
また、圧縮機の吸入圧力が低下していない場合には、過冷却度演算手段４４の演算値ＳＣ及び過熱度演算手段４６の演算値ＳＨがそれぞれ予め設定されている過熱度目標値ＳＣ0及び過熱度目標値ＳＨ0に近付くように流量制御弁９が開度制御される。
【００６１】
なお、図１４は、以上のような制御を図１０の冷媒回路に適用する場合の、吸入圧力演算手段４１、吐出圧力演算手段４２、第１の温度検出手段４３、及び第２の温度検出手段の配置を示している（第１の制御手段４０、過冷却度演算手段４４、及び過熱度演算手段４６の図示は省略している）。このように、冷媒相互間で熱交換する補助熱交換器２８を用いた冷媒回路も、同様に制御することができる。
【００６２】
実施の形態７．
図１５は、この発明の実施の形態７に係る空気調和装置（冷凍サイクル装置）の冷媒回路図、図１６は制御ブロック図である。これらの図において、４２は圧縮機Ａ，Ｂの吐出圧力を検出する吐出圧力検出手段、４７は補助熱交換器１０の冷媒出側の冷媒温度を検出する第３の温度検出手段、４８は吐出圧力検出手段４２の検出値及び第３の温度検出手段４７の検出値に基づいて冷媒の過冷却度を演算する補助熱交換器過冷却度演算手段、４９は吐出圧力検出手段４２の検出値及び補助熱交換器過冷却度演算手段の演算値に基づいて流量制御弁９（第２の絞り装置）を開度制御する第２の制御手段である。なお、以上の各手段を除いた冷媒回路そのものの構成は図９と同様である。
【００６３】
次いで、図１７のフローチャートに基づいて、第２の制御手段４９による制御動作を説明する。ステップＳ１１で吐出圧力検出手段４２の検出値Ｐｄが所定吐出圧力値Ｐｄ0未満であればステップＳ１５に進んで流量制御弁９を全閉にし、ステップＳ１１に戻る。暖房運転中に利用側負荷に対して圧縮機Ａ，Ｂの総運転容量が過剰となって、ステップＳ１１で吐出圧力検出手段４２の検出値Ｐｄが所定吐出圧力値Ｐｄ0以上になっていればステップＳ１２に進む。
ステップＳ１２では、流量制御弁９の開度を大きくする制御を行ない、ステップＳ１３に進む。
ステップＳ１３では、補助熱交換器過冷却度演算手段４９の演算値ＳＣが過冷却度目標値ＳＣ0以上であればステップＳ１２に戻り、演算値ＳＣが過冷却度目標値ＳＣ0未満であればステップＳ１４に進む。
ステップＳ１４では、流量制御弁９の開度を小さくする制御を行ない、ステップＳ１１に戻る。
【００６４】
したがって、暖房運転中に利用側負荷に対して圧縮機Ａ，Ｂの総運転容量が過剰となって圧縮機の吐出圧力が過昇した場合には、流量制御弁９が開かれ、第１の分岐部Ｃでバイパス路Ｅに分流する冷媒の量が増えて、圧縮機の吐出圧力が低下させられる。そして、流量制御弁９は、補助熱交換器過冷却度演算手段４９の演算値ＳＣが過冷却度目標値ＳＣ0に近付くように開度調整される。
また、暖房運転中に圧縮機の吐出圧力が過昇していなければ流量制御弁９が全閉になるので、バイパス路Ｅへの冷媒の分流による運転効率低下が防止される。
【００６５】
なお、以上では空気調和装置について説明したが、空気調和装置以外の例えば冷凍機などの冷凍サイクル装置にも、この発明が適用できる。
また、以上説明した実施の形態では容量が互いに異なる定容量型の圧縮機を２台用いたが、容量が互いに等しい定容量型の圧縮機を２台用いた冷凍サイクル装置や、異容量又は等容量の圧縮機を３台以上用いた冷凍サイクル装置にも、この発明が適用できる。
【００６６】
【発明の効果】
以上説明したように、この発明に係る冷凍サイクル装置にあっては、運転されている圧縮機の総運転容量が利用側負荷に対して過剰となった場合に、冷媒回路を循環する冷媒の一部をバイパス路に分流させて補助熱交換器で蒸発又は凝縮させることにより、圧縮機運転容量の過剰分を補助熱交換器で吸収するようにできる。したがって、冷房運転時に圧縮機の吸入圧力が低下したり暖房運転時に圧縮機の吐出圧力が過昇したりするような圧縮機に無理な負担がかかる状況となるのを回避できて信頼性の高い冷凍サイクル装置が得られ、しかも、インバータを用いて圧縮機の運転容量制御を行なう場合のようにインバータに起因する種々の弊害が生じることがない。
【００６８】
また、補助熱交換器をバイパス路内の冷媒と圧縮機から吐出された高温高圧の冷媒との間で熱交換を行なうものとすれば、補助熱交換器を例えば二重管で形成でき、冷凍サイクル装置の小型化と低コスト化とが図れる。
【００６９】
また、第１の接続配管、第２の接続配管などを備えたものでは、前記した冷凍サイクル装置と同様、運転されている圧縮機の総運転容量が利用側負荷に対して過剰となった場合に圧縮機に無理な負担がかかるのを回避できるのに加えて、圧縮機の運転容量が利用側の空調負荷に対して過剰となっていない場合には、冷媒回路を循環する冷媒の一部を第１の接続配管及び第２の接続配管を通じて補助熱交換器に流すことにより、補助熱交換器を熱源側熱交換器と同じ用途に使用できる。したがって、通常運転に必要な熱交換容量は熱源側熱交換器と補助熱交換器との両方で確保すればよくなるため、補助熱交換器を圧縮機の過剰分の運転容量を吸収する用途のみに用いる場合に比べて、熱源側熱交換器の小型化が図れ、延いては冷凍サイクル装置の小型化と低コスト化とが図れる。
【００７０】
また、第２の絞り装置を開度制御可能な流量制御弁としたものでは、利用側負荷に応じて圧縮機の吸入圧力又は吐出圧力をより高精度に制御することが可能となり、一層信頼性の高い冷凍サイクル装置が得られる。
【００７１】
また、バイパス路内の冷媒と冷媒回路内の冷媒との間で熱交換を行なう過冷却熱交換器を備えたものでは、過冷却熱交換器と流量制御弁とを有する過冷却用回路を別に設けた場合に比べて、流量制御弁の数を減らすことができて、冷凍サイクル装置の一層の簡略化と低コスト化とが図れる。
【００７２】
また、吸入圧力検出手段、過冷却度演算手段、過熱度演算手段、及び第１の制御手段などを備えたものでは、冷房運転時に冷媒の過冷却度及び過熱度を目標値に近付けることができて好適な状態で運転でき、バイパス路の流量制御弁を圧縮機の吸入圧力のみに基づいて開度制御するような場合に比べて利用側の空調負荷に応じて圧縮機の吸入圧力をより高精度に制御することが可能となり、さらに信頼性の高い冷凍サイクル装置が得られる。
【００７３】
また、吐出圧力検出手段、補助熱交換器過冷却度演算手段、及び第２の制御手段などを備えたものでは、暖房運転時に補助熱交換器の冷媒出側の過冷却度を目標値に近付けることができ、バイパス路の流量制御弁を圧縮機の吐出圧力のみに基づいて開度制御するような場合に比べて利用側の空調負荷に応じて圧縮機の吐出圧力をより高精度に制御することが可能となり、さらに信頼性の高い冷凍サイクル装置が得られる。
【図面の簡単な説明】
【図１】 この発明の前提となる参考例の冷媒回路図である。
【図２】 この発明の前提となる参考例の利用側容量と圧縮機の総運転容量との関係を示すグラフである。
【図３】 この発明の実施の形態１に係る冷媒回路図である。
【図４】 この発明の実施の形態１に係る冷媒回路図である。
【図５】 この発明の実施の形態２に係る冷媒回路図である。
【図６】 この発明の実施の形態２に係る別の冷媒回路図である。
【図７】 この発明の実施の形態３に係る冷媒回路図である。
【図８】 この発明の実施の形態３に係る別の冷媒回路図である。
【図９】 この発明の実施の形態４に係る冷媒回路図である。
【図１０】 この発明の実施の形態５に係る冷媒回路図である。
【図１１】 この発明の実施の形態６に係る冷媒回路図である。
【図１２】 この発明の実施の形態６に係る制御ブロック図である。
【図１３】 この発明の実施の形態６に係る制御フローチャートである。
【図１４】 この発明の実施の形態６に係る別の冷媒回路図である。
【図１５】 この発明の実施の形態７に係る冷媒回路図である。
【図１６】 この発明の実施の形態７に係る制御ブロック図である。
【図１７】 この発明の実施の形態７に係る制御フローチャートである。
【図１８】 圧縮機の運転台数制御を行なう従来の冷凍サイクル装置に係る利用側容量と圧縮機の総運転容量との関係を示すグラフである。
【符号の説明】
１ 冷媒回路、３ 熱源側熱交換器、４ 流量制御弁（第１の絞り装置）、５利用側熱交換器、９ 流量制御弁（第２の絞り装置）、１０ 補助熱交換器、１１ 第１の接続配管、１２ 第２の接続配管、１３ 開閉弁（開閉手段）、１４ 開閉弁（開閉手段）、１６ 冷媒配管、１７ キャピラリチューブ（第２の絞り装置）、１８ 流路切換弁（開閉手段）、１９ 冷媒配管、２０ 冷媒配管、２１ 開閉弁（開閉手段）、２２ 開閉弁（開閉手段）、２３ 流量制御弁（第２の絞り装置）、２４ 過冷却熱交換器、２８ 補助熱交換器、４０ 第１の制御手段、４１ 吸入圧力検出手段、４２ 吐出圧力検出手段、４３ 第１の温度検出手段、４４ 過冷却度演算手段、４５ 第２の温度検出手段、４６ 過熱度演算手段、４７ 第３の温度検出手段、４８ 補助熱交換器過冷却度演算手段、４９ 第２の制御手段、Ａ 圧縮機、Ｂ 圧縮機、Ｃ 第１の分岐部、Ｄ 第２の分岐部、Ｅ バイパス路。
【発明の属する技術分野】
この発明は、並列に接続された複数台の定容量型の圧縮機、熱源側熱交換器、第１の絞り装置、及び利用側熱交換器を配管により接続してなる冷媒回路を備え、利用側負荷に応じて前記圧縮機の運転台数制御を行なうように構成された冷凍サイクル装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来、例えば空気調和装置、冷凍装置などの冷凍サイクル装置であって、複数台の異容量もしくは同容量の定容量型圧縮機を並列に接続して冷媒回路に用いたものにおいては、随時変化する利用側負荷（例えば空調負荷）に応じて前記圧縮機の運転台数を変える制御（以下「運転台数制御」という）を行なっていた。
【０００３】
図１８は従来の運転台数制御の一例として、定容量型の圧縮機Ａと、この圧縮機Ａよりも容量の大きい定容量型の圧縮機Ｂとの２台の圧縮機を用い、利用側負荷が最小の場合は圧縮機Ａのみを運転し、利用側負荷がある程度大きくなると圧縮機Ｂのみを運転し、さらに利用側負荷が大きくなると圧縮機Ａと圧縮機Ｂとの両方を運転するという運転台数制御を行なった場合の、利用側負荷と圧縮機の総運転容量との関係を示している。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、図１８のような従来の運転台数制御では、利用側負荷が無段階に変化するのに対し、圧縮機の総運転容量は段階的に変化するため、図１８に斜線影部で示すように、利用側負荷に対して圧縮機の総運転容量が過剰になる場合があった。そして、このように運転容量が過剰となると、例えば冷房運転時であれば圧縮機の吸入圧力が低下し、暖房運転時であれば圧縮機の吐出圧力が過昇するなどして、圧縮機に無理な負荷がかかり、圧縮機の損傷を招くことになっていた。
【０００５】
なお、圧縮機にインバータを用いた容量可変型の圧縮機を用いれば、図１８に示したように利用側負荷と圧縮機運転容量との関係をリニアに制御できて、圧縮機に無理な負荷がかかることは防止できる反面、近来問題視され始めたインバータによる圧縮機運転効率ロス、高調波ノイズなどの弊害が生じることになった。
【０００６】
この発明は以上のような問題点を解消するためになされたものであって、容量可変型の圧縮機を用いずに、運転容量過剰に起因して圧縮機に無理な負荷がかかることを防止できる、信頼性の高い冷凍サイクル装置を提供することを目的とするものである。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
この発明に係る冷凍サイクル装置は、並列に接続された複数台の定容量型の圧縮機、熱源側熱交換器、第１の絞り装置、及び利用側熱交換器を配管により接続してなる冷媒回路を備え、利用側負荷に応じて前記圧縮機の運転台数制御を行なうように構成されたものであり、前記熱源側熱交換器と前記第１の絞り装置との間の冷媒回路に設けられた第１の分岐部と前記利用側熱交換器と前記圧縮機との間の冷媒回路に設けられた第２の分岐部とを接続して設けられたバイパス路と、前記バイパス路に設けられ前記バイパス路内の冷媒と前記圧縮機から吐出された高温高圧の冷媒との間で熱交換を行なう補助熱交換器と、前記第１の分岐部と前記補助熱交換器との間のバイパス路に設けられた第２の絞り装置とを備え、複数台の圧縮機のうち運転されている圧縮機の総運転容量が利用側負荷に対して過剰となった場合に、冷媒を前記バイパス路に分流させて前記補助熱交換器で蒸発又は凝縮させるように構成したものである。
【０００８】
また、この発明に係る冷凍サイクル装置は、並列に接続された複数台の定容量型の圧縮機、熱源側熱交換器、第１の絞り装置、及び利用側熱交換器を配管により接続してなる冷媒回路を備え、利用側負荷に応じて前記圧縮機の運転台数制御を行なうように構成されたものであり、前記熱源側熱交換器と前記第１の絞り装置との間の冷媒回路に設けられた第１の分岐部と前記利用側熱交換器と前記圧縮機との間の冷媒回路に設けられた第２の分岐部とを接続して設けられたバイパス路と、前記バイパス路に設けられバイパス路内の冷媒と熱源側風路内の空気との間で熱交換を行なう補助熱交換器と、前記第１の分岐部と前記補助熱交換器との間のバイパス路に設けられた第２の絞り装置と、前記熱源側熱交換器と前記第１の絞り装置との間の冷媒回路と前記第２の絞り装置と前記補助熱交換器との間のバイパス路とを接続して設けられた第１の接続配管と、前記補助熱交換器と前記第２の分岐部との間のバイパス路と前記圧縮機と前記熱源側熱交換器との間の冷媒回路とを接続して設けられた第２の接続配管と、前記第１の接続配管及び前記第２の接続配管を開閉する開閉手段とを備え、複数台の圧縮機のうち運転されている圧縮機の総運転容量が利用側負荷に対して過剰となった場合に、冷媒を前記バイパス路に分流させて前記補助熱交換器で蒸発又は凝縮させるように構成したものである。
【０００９】
また、第２の絞り装置が開度制御可能な流量制御弁であるとともに、この流量制御弁から補助熱交換器までのバイパス路内の冷媒と熱源側熱交換器から第１の分岐部までの冷媒回路内の冷媒との間で熱交換を行なう過冷却熱交換器を備えたものである。
【００１０】
また、圧縮機の吸入圧力を検出する吸入圧力検出手段と、前記圧縮機の吐出圧力を検出する吐出圧力検出手段の検出値及び熱源側熱交換器と第１の絞り装置との間の冷媒温度を検出する第１の温度検出手段の検出値に基づいて冷媒の過冷却度を演算する過冷却度演算手段と、補助熱交換器の冷媒出側と冷媒入側とのそれぞれの冷媒温度を検出する第２の温度検出手段の検出値に基づいて冷媒の過熱度を演算する過熱度演算手段と、冷房運転時に前記吸入圧力検出手段の検出値が予め設定されている所定値以下の場合は流量制御弁を開き、前記吸入圧力検出手段の検出値が前記所定値を超えている場合は前記過冷却度演算手段の演算値及び前記過熱度演算手段の演算値がそれぞれ予め設定されている過冷却度目標値及び過熱度目標値に近付くように前記流量制御弁を開度制御する第１の制御手段とを備えたものである。
【００１１】
さらに、圧縮機の吐出圧力を検出する吐出圧力検出手段と、前記吐出圧力検出手段の検出値及び補助熱交換器の冷媒出側の冷媒温度を検出する第３の温度検出手段の検出値に基づいて冷媒の過冷却度を演算する補助熱交換器過冷却度演算手段と、暖房運転時に前記吐出圧力検出手段の検出値が予め設定されている所定値以上の場合は前記補助熱交換器過冷却度演算手段の演算値が予め設定されている過冷却度目標値に近付くように前記流量制御弁を開度制御し、前記吐出圧力検出手段の検出値が前記所定値に満たない場合は前記流量制御弁を閉じる制御を行なう第２の制御手段とを備えたものである。
【００１５】
【発明の実施の形態】
この発明の参考例．
図１は、この発明の前提となる参考例の空気調和装置（冷凍サイクル装置）の冷媒回路図であって、図中Ａ，Ｂは並列に接続された定容量型の圧縮機、２は四方切換弁、３は熱源側熱交換器、４は流量制御弁（第１の絞り装置）、５は利用側熱交換器、８はアキュムレータであり、以上の構成要素を配管により接続して冷媒回路１が形成されている。圧縮機Ｂには圧縮機Ａよりも運転容量の大きいものが用いられている。
【００１６】
また、Ｃは熱源側熱交換器３と流量制御弁４との間の冷媒回路１に設けられた第１の分岐部、Ｄは利用側熱交換器５と四方切換弁２との間の冷媒回路１に設けられた第２の分岐部、Ｅは第１の分岐部Ｃと第２の分岐部Ｄとを接続して設けられたバイパス路、１０はバイパス路Ｅに設けられた補助熱交換器、９は第１の分岐部Ｃと補助熱交換器１０との間のバイパス路Ｅに設けられた流量制御弁（第２の絞り装置）である。補助熱交換器１０は、熱源側熱交換器３と同じ熱源側風路内に設けられ、バイパス路Ｅ内の冷媒と熱源側風路内の空気（外気）との間で熱交換を行なうものであって、充分な耐圧性をもつ材質で形成され、利用側負荷に対する圧縮機容量の過剰に起因する吸入圧力低下や吐出圧力過昇を抑制できるだけの熱交換容量を有している。
【００１７】
さらに、Ｆは第１の分岐部Ｃと流量制御弁４との間の冷媒回路１と利用側熱交換器５と第２の分岐部Ｄとの間の冷媒回路１とを接続して設けられた過冷却用配管、６は過冷却用配管Ｆに設けられた流量制御弁、７は過冷却用配管Ｆ内の冷媒と冷媒回路１内の冷媒との間で熱交換を行なう過冷却熱交換器である。
【００１８】
次いで、動作を説明する。通常の冷房運転では、四方切換弁２を圧縮機Ａ，Ｂの吐出側と熱源側熱交換器３とが連通する方向に切り換えるとともに、流量制御弁９を全閉して圧縮機Ａ，Ｂのいずれか一方又は両方を運転する。圧縮機Ａ，Ｂから吐出された高温高圧のガス冷媒は、四方切換弁２を経て熱源側熱交換器３に流入し、ここで外気と熱交換して高温高圧の気液二相冷媒となる。熱源側熱交換器３を出た気液二相冷媒は、過冷却熱交換器７で過冷却をつけられて利用側へと流入し、流量制御弁４で減圧されたのち利用側熱交換器５へ流入し、ここで室内の空気と熱交換して低温低圧の気液二相冷媒となる。利用側熱交換器５を出た気液二相冷媒は、四方切換弁２を経てアキュムレータ８へ流入して気液分離され、液冷媒はアキュムレータ８内に溜められ、ガス冷媒は圧縮機Ａ，Ｂへ戻る。以上のようにして冷凍サイクルが形成される。また、過冷却熱交換器７を出た冷媒の一部は過冷却用配管Ｆへ分流し、流量制御弁６で減圧され低温低圧の気液二相冷媒となって過冷却熱交換器７に再度流入し、冷媒回路１内の冷媒と熱交換して過冷却をつけたのち、利用側熱交換器５と第２の分岐部Ｄとの間の冷媒回路１に合流する。
【００１９】
そして、利用側の空調負荷に対して圧縮機の運転容量が過剰となり、系内の蒸発圧力すなわち圧縮機Ａ，Ｂの吸入圧力が低下した場合には、バイパス路Ｅの流量制御弁９を開く。これにより、熱源側熱交換器３を出た気液二相冷媒の一部が第１の分岐部Ｃでバイパス路Ｅに分流し、流量制御弁９で減圧されたのち補助熱交換器１０へ流入し、ここで外気と熱交換して蒸発したのち、第２の分岐部Ｄで冷媒回路１内の冷媒と合流する。以上のように補助熱交換器１０で蒸発した冷媒が圧縮機Ａ，Ｂの吸入側に流入するので、圧縮機Ａ，Ｂの吸入圧力が上昇することになって、圧縮機Ａ，Ｂに無理な負荷がかかることは防止される。
【００２０】
また、通常の暖房運転では、四方切換弁２を圧縮機Ａ，Ｂの吐出側と利用側熱交換器５とを連通する方向に切り換えるとともに、流量制御弁６、９を全閉して圧縮機Ａ，Ｂのいずれか一方又は両方を運転する。圧縮機Ａ，Ｂから吐出された高温高圧のガス冷媒は、四方切換弁２を経て利用側熱交換器５に流入し、ここで室内の空気と熱交換して高温高圧の液単相冷媒となる。利用側熱交換器５を出た液単相冷媒は利用側の流量制御弁４で減圧され、過冷却熱交換器７を通過して熱源側熱交換器３へ流入し、ここで外気と熱交換して低温低圧の気液二相冷媒となる。熱源側熱交換器３を出た気液二相冷媒は、四方切換弁２を経てアキュムレータ８へ流入して気液分離され、液冷媒はアキュムレータ８内に溜められ、ガス冷媒は圧縮機Ａ，Ｂへ戻る。以上のようにして冷凍サイクルが形成される。
【００２１】
そして、利用側の空調負荷に対して圧縮機の運転容量が過剰となり、系内の凝縮圧力すなわち圧縮機Ａ，Ｂの吐出圧力が過昇した場合には、バイパス路Ｅの流量制御弁９を開く。これにより、圧縮機Ａ，Ｂから吐出された高温高圧のガス単相冷媒の一部が第２の分岐部Ｄでバイパス路Ｅに分流し、補助熱交換器１０で外気と熱交換して凝縮したのち、第１の分岐部Ｃで冷媒回路１内の冷媒と合流する。以上のように、圧縮機Ａ，Ｂの吐出側のガス冷媒の一部が補助熱交換器１０で凝縮するので、圧縮機Ａ，Ｂの吐出圧力が低下することになって、圧縮機Ａ，Ｂに無理な負荷がかかることは防止される。
【００２２】
図２は、この参考例における、利用側負荷と圧縮機Ａ，Ｂの総運転容量との関係を示している。このように、利用側負荷が最小の場合は圧縮機Ａのみを運転し、利用側負荷がある程度大きくなると圧縮機Ｂのみを運転し、さらに利用側負荷が大きくなると圧縮機Ａと圧縮機Ｂとの両方を運転するという運転台数制御を行なった場合、利用側負荷が無段階に変化するのに対し、圧縮機の総運転容量は段階的に変化するため、従来は図２に斜線影部で示す領域で利用側負荷に対して圧縮機の総運転容量が過剰になっていた。これに対し、この参考例では前記のように冷媒の一部をバイパス路Ｅに分流させて、補助熱交換器１０で利用側熱交換器５と同様に蒸発又は凝縮させるので、利用側負荷が増えたのと同じことになって、補助熱交換器１０で圧縮機運転容量の過剰分を吸収することになる。したがって、圧縮機の運転容量をリニアに制御した場合と実質的に同じ効果が得られ、しかも、インバータによる弊害が生じることがない。
【００２３】
実施の形態１．
図３及び図４は、この発明の実施の形態１に係る空気調和装置（冷凍サイクル装置）の冷媒回路図であって、図中、前記のこの発明の前提となる構成を有する空気調和装置と同一もしくは相当する構成要素には同一符号を付して説明を省略する。１１は、熱源側熱交換器３と流量制御弁４（第１の絞り装置）との間の冷媒回路１と、流量制御弁９（第２の絞り装置）と補助熱交換器１０との間のバイパス路Ｅとを接続して設けられた第１の接続配管である。また、１２は、補助熱交換器１０と第２の分岐部Ｄとの間のバイパス路Ｅと、圧縮機Ａ，Ｂと熱源側熱交換器３との間の冷媒回路１とを接続して設けられた第２の接続配管である。さらに、１３は第１の接続配管１１に設けられた開閉弁（開閉手段）、１４は第２の接続配管１２に設けられた開閉弁（開閉手段）、１５は第２の接続配管１２の接続位置と第２の分岐部Ｄとの間のバイパス路Ｅに設けられた開閉弁である。
【００２４】
次いで、動作を説明する。通常の冷房運転では、四方切換弁２を圧縮機Ａ，Ｂの吐出側と熱源側熱交換器３とを連通する方向に切り換え、開閉弁１３，１４を開くとともに、開閉弁１５を閉じて圧縮機Ａ，Ｂのいずれか一方又は両方を運転する。圧縮機Ａ，Ｂから吐出された高温高圧のガス冷媒は、図３に実線矢印で示したように、四方切換弁２を通過したのち、一部が第２の接続配管１２へ分流し、他は熱源側熱交換器３へ流入する。
【００２５】
熱源側熱交換器３へ流入したガス冷媒は、ここで外気と熱交換して高温高圧の気液二相冷媒となる。また、第２の接続配管１２へ分流したガス冷媒はバイパス路Ｅの補助熱交換器１０へ流入し、ここで外気と熱交換して高温高圧の気液二相冷媒となり、さらに第１の接続配管１１を経て、熱源側熱交換器３からの気液二相冷媒と合流する。そして、過冷却熱交換器７で過冷却をつけられて利用側へと流入し、流量制御弁４で減圧されたのち利用側熱交換器５へ流入し、ここで室内の空気と熱交換して低温低圧の気液二相冷媒となる。利用側熱交換器５を出た気液二相冷媒は、四方切換弁２を経てアキュムレータ８へ流入して気液分離され、液冷媒はアキュムレータ８内に溜められ、ガス冷媒は圧縮機Ａ，Ｂへ戻る。以上のようにして冷凍サイクルが形成される。また、過冷却熱交換器７を出た冷媒の一部は過冷却用配管Ｆへ分流し、流量制御弁６で減圧され低温低圧の気液二相冷媒となって過冷却熱交換器７に再度流入し、冷媒回路１内の冷媒と熱交換して過冷却をつけたのち、利用側熱交換器５と第２の分岐部Ｄとの間の冷媒回路１に合流する。
【００２６】
そして、利用側負荷に対し圧縮機容量が過剰となり、圧縮機Ａ，Ｂの吸入圧力が低下した場合には、開閉弁１３，１４を閉じるとともに、開閉弁１５を閉く。これにより、図３に点線矢印で示したように、熱源側熱交換器３を出た気液二相冷媒の一部が第１の分岐部Ｃでバイパス路Ｅに分流し、流量制御弁９で減圧されたのち補助熱交換器１０へ流入し、ここで外気から吸熱して一部が蒸発したのち、第２の分岐部Ｄで冷媒回路１内の冷媒と合流する。以上により、圧縮機Ａ，Ｂの吸入圧力が上昇するために、運転容量過剰が原因となって圧縮機Ａ，Ｂに無理な負荷がかかることは防止される。
【００２７】
また、通常の暖房運転では、四方切換弁２を圧縮機Ａ，Ｂの吐出側と利用側熱交換器５とを連通する方向に切り換え、開閉弁１３，１４を開くとともに、開閉弁１５を閉じて圧縮機Ａ，Ｂのいずれか一方又は両方を運転する。圧縮機Ａ，Ｂから吐出された高温高圧のガス冷媒は、図４に実線矢印で示したように、四方切換弁２を経て利用側熱交換器５に流入し、ここで室内の空気と熱交換して高温高圧の液単相冷媒となる。利用側熱交換器５を出た液単相冷媒は利用側の流量制御弁４で減圧され、過冷却熱交換器７を通過したのち、一部が第１の接続配管１１へ分流し、他は熱源側熱交換器３へ流入する。熱源側熱交換器３へ流入した液単相冷媒は、ここで外気と熱交換して低温高圧の気液二相冷媒となる。また、第１の接続配管１１へ分流した液単相冷媒はバイパス路Ｅの補助熱交換器１０へ流入し、ここで外気と熱交換して低温高圧の気液二相冷媒となり、さらに第２の接続配管１２を経て、熱源側熱交換器３からの気液二相冷媒と合流する。そして、四方切換弁２を経てアキュムレータ８へ流入して気液分離され、液冷媒はアキュムレータ８内に溜められ、ガス冷媒は圧縮機Ａ，Ｂへ戻る。以上のようにして冷凍サイクルが形成される。
【００２８】
そして、利用側の空調負荷に対して圧縮機の運転容量が過剰となり、圧縮機Ａ，Ｂの吐出圧力が過昇した場合には、開閉弁１３、１４を閉じるとともに、開閉弁１５を閉く。これにより、図４に点線矢印で示したように、圧縮機Ａ，Ｂから吐出された高温高圧のガス冷媒の一部が第２の分岐部Ｄでバイパス路Ｅ側に分流し、補助熱交換器１０で外気と熱交換して高圧高温の液単相冷媒となり、次いで流量制御弁９で減圧され低温低圧の気液二相冷媒となったのち、第１の分岐部Ｃで冷媒回路１内の冷媒と合流する。以上により、圧縮機Ａ，Ｂの吐出圧力が低下するために、運転容量過剰が原因となって圧縮機Ａ，Ｂに無理な負荷がかかることは防止される。
【００２９】
以上説明したように、この実施の形態では、冷房運転時、暖房運転時とも、圧縮機の運転容量が過剰となっていない場合には、補助熱交換器１０を熱源側熱交換器３と同じ用途で使用できる。したがって、通常運転に必要な熱交換容量は熱源側熱交換器３と補助熱交換器１０との両方で確保できればよいことになるため、補助熱交換器１０を圧縮機の過剰分の運転容量を吸収する用途のみに用いた場合に比べて、熱源側熱交換器３の熱交換容量を小さくできる。
【００３０】
実施の形態２．
図５は、この発明の実施の形態２に係る空気調和装置（冷凍サイクル装置）の冷媒回路図である。同図において、Ａ，Ｂは並列に接続された定容量型の圧縮機、２は四方切換弁、３は熱源側熱交換器、４は流量制御弁（第１の絞り装置）、５は利用側熱交換器、８はアキュムレータであり、以上の構成要素を配管により接続して冷媒回路１が形成されている。また、Ｆは熱源側熱交換器３と流量制御弁４との間の冷媒回路１と利用側熱交換器５と四方切換弁２との間の冷媒回路１とを接続して設けられた過冷却用配管、６は過冷却用配管Ｆに設けられた流量制御弁、７は過冷却用配管Ｆ内の冷媒と冷媒回路１内の冷媒との間で熱交換を行なう過冷却熱交換器である。
【００３１】
また、１６は熱源側熱交換器３と過冷却熱交換器７との間の冷媒回路１から分岐し途中にキャピラリチューブ１７（第２の絞り装置）及び補助熱交換器１０が設けられ末端に流路制御弁１８（開閉手段）が設けられた冷媒配管、１９は四方切換弁２とアキュムレータ８との間の冷媒回路１と流路切換弁１８とを接続して設けられた冷媒配管、２０は圧縮機Ａ，Ｂと四方切換弁２との間の冷媒回路１と流路切換弁１８とを接続して設けられた冷媒配管であり、流路切換弁１８は、冷媒配管１９、２０のいずれか一方が冷媒配管１６と連通するよう切り換え可能に構成されている。また、補助熱交換器１０は熱源側熱交換器３と共通の熱源側風路内に設けられている。さらに、１１は熱源側熱交換器３と過冷却熱交換器７との間の冷媒回路１とキャピラリチューブ１７と補助熱交換器１０との間の冷媒配管１６とを接続して設けられた第１の接続配管、１３は第１の接続配管１１に設けられた開閉弁（開閉手段）である。
【００３２】
次いで、動作を説明する。通常の冷房運転では、四方切換弁２を圧縮機Ａ，Ｂと熱源側熱交換器３とが連通する方向に切り換え、流路切換弁１８を冷媒配管１６と冷媒配管２０とが連通する方向に切り換えるとともに、開閉弁１３を開いて、圧縮機Ａ，Ｂのいずれか一方又は両方を運転する。圧縮機Ａ，Ｂから吐出された高温高圧のガス冷媒の一部は冷媒配管２０へ分流し、流路切換弁１８を経て冷媒配管１６の補助熱交換器１０に流入する。他方、冷媒配管２０へ分流しなかったガス冷媒は四方切換弁２を経て熱源側熱交換器３に流入する。そして、熱源側熱交換器３と補助熱交換器１０とに流入したガス冷媒は、それぞれ外気と熱交換して高温高圧の気液二相冷媒となる。補助熱交換器１０からの気液二相冷媒は冷媒配管１６から第１の接続配管１１に入って、冷媒配管１内を流れる熱源側熱交換器３からの気液二相冷媒と合流する。そして、過冷却熱交換器７で過冷却されて利用側へと流入し、流量制御弁４で減圧されたのち利用側熱交換器５へ流入し、ここで室内の空気と熱交換して低温低圧の気液二相冷媒となる。利用側熱交換器５を出た気液二相冷媒は、四方切換弁２を経てアキュムレータ８へ流入し気液分離され、液冷媒はアキュムレータ８内に溜められ、ガス冷媒のみ圧縮機Ａ，Ｂに吸入される。以上のようにして冷凍サイクルが形成される。また、過冷却熱交換器７を出た冷媒の一部は過冷却用回路Ｆへ分流し、流量制御弁６で減圧され低温低圧の気液二相冷媒となって過冷却熱交換器７に再度流入し、冷媒回路１内の高温高圧の気液二相冷媒と熱交換して、この気液二相冷媒に過冷却をつけたのち、利用側熱交換器５と四方切換弁２との間の冷媒回路１に合流する。
【００３３】
そして、利用側負荷に対し圧縮機容量が過剰となり、系内の蒸発圧力（圧縮機の吸入圧力）が低下した場合には、流路切換弁１８を冷媒配管１６と冷媒配管１９とが連通する方向に切り換えるとともに、開閉弁１３を閉じる。これにより、図５に実線矢印で示したように、熱源側熱交換器３を出た高温高圧の液単相冷媒の一部は冷媒配管１６へ分流し、キャピラリチューブ１７で減圧されたのち補助熱交換器１０へ流入し、ここで外気と熱交換して系内の蒸発圧力を上昇させ、次いで冷媒配管１６から流路切換弁１８及び冷媒配管１９を経て、冷媒回路１内を流れる利用側熱交換器５からの冷媒と合流して、アキュムレータ８に流入する。以上により、圧縮機Ａ，Ｂの吸入圧力が上昇するために、運転容量過剰が原因となって圧縮機Ａ，Ｂに無理な負荷がかかることは防止される。
【００３４】
なお、この実施の形態では、冷房運転時には、冷媒配管１６と冷媒配管１９とからなる一連の配管がこの発明にいうバイパス路となり、冷媒配管２０がこの発明にいう第２の接続配管となる。
【００３５】
また、通常の暖房運転では、四方切換弁２を圧縮機Ａ，Ｂの吐出側と利用側熱交換器５とが連通する方向に切り換え、流路切換弁１８を冷媒配管１６と冷媒配管１９とが連通する方向に切り換えるとともに、開閉弁１３を開いて、圧縮機Ａ，Ｂのいずれか一方又は両方を運転する。圧縮機Ａ，Ｂから吐出された高温高圧のガス冷媒は、四方切換弁２を経て利用側熱交換器５に流入し、ここで室内の空気と熱交換して高温高圧の液単相冷媒となる。利用側熱交換器５を出た液単相冷媒は流量制御弁４で減圧され、過冷却熱交換器７を通過したのち、一部が第１の接続配管１１へ分流し、冷媒配管１６の補助熱交換器１０に流入する。他方、接続配管１１へ分流しなかった冷媒は熱源側熱交換器３へ流入する。そして、熱源側熱交換器３と補助熱交換器１０とに流入した冷媒は、それぞれ外気と熱交換して低温低圧の気液二相冷媒となる。補助熱交換器１０を出た気液二相冷媒は冷媒配管１６から流路切換弁１８、冷媒配管１９を経て、冷媒回路１内を流れる熱源側熱交換器３からの気液二相冷媒と合流する。そして、合流した気液二相冷媒はアキュムレータ８へ流入し気液分離され、液冷媒はアキュムレータ８内に溜められ、ガス冷媒のみ圧縮機Ａ，Ｂに吸入される。以上のようにして冷凍サイクルが形成される。
【００３６】
そして、利用側負荷に対し圧縮機容量が過剰となり、系内の凝縮圧力（圧縮機の吐出圧力）が過昇した場合には、流路切換弁１８を冷媒配管１６と冷媒配管２０とが連通する方向に切り換えるとともに、開閉弁１３を閉じる。これにより、図５に点線矢印で示したように、圧縮機Ａ，Ｂから吐出された高温高圧のガス冷媒の一部が冷媒配管２０に分流し、流路切換弁１８を経て冷媒配管１６の補助熱交換器１０へ流入し、ここで外気と熱交換し高圧高温の液単相冷媒となって系内の凝縮圧力を低下させる。そして、キャピラリチューブ１７で減圧されて低温低圧の気液二相状態となったのち、冷媒回路１内を流れる利用側からの冷媒と合流して、熱源側熱交換器３に流入する。以上により、圧縮機Ａ，Ｂの吐出圧力が低下するために、運転容量過剰が原因となって圧縮機Ａ，Ｂに無理な負荷がかかることは防止される。
【００３７】
なお、この実施の形態では、暖房運転時には、冷媒配管１６と冷媒配管２０とからなる一連の配管がこの発明にいうバイパス路となり、冷媒配管１９がこの発明にいう第２の接続配管となる。
【００３８】
図６は、この実施の形態３に係る別の空気調和装置（冷凍サイクル装置）の冷媒回路図である。この冷媒回路は、流路切換弁１８を設ける代わりに、冷媒配管１９に開閉弁２１（開閉手段）が、冷媒配管２０に開閉弁２２（開閉手段）が、それぞれ設けられていることを除いて、図５の冷媒回路と同様の回路構成となっている。
【００３９】
したがって、通常の冷房運転は、開閉弁１３及び開閉弁２２を開くとともに、開閉弁２１を閉じて、図５の場合と同様の冷媒流れで行なわれる。
また、冷房運転中に利用側負荷に対し圧縮機容量が過剰となり、圧縮機の吸入圧力が低下した場合は、開閉弁２１を開くとともに、開閉弁１３及び開閉弁２０を閉じると、図５の場合と同様に熱源側熱交換器３を出た高温高圧の液単相冷媒の一部が冷媒配管１６に分流し、キャピラリチューブ１７を通過して低温低圧の気液二相となったのち補助熱交換器１０へ流入し、ここで外気と熱交換して系内の蒸発圧力を上昇させ、冷媒配管１９を経て冷媒回路１に合流する。
【００４０】
また、通常の暖房運転は、開閉弁１３及び開閉弁２１を開くとともに、開閉弁２２を閉じて、図５の場合と同様の冷媒流れで行なわれる。
そして、暖房運転中に利用側負荷に対し圧縮機容量が過剰となり、圧縮機の吐出圧力が過昇した場合は、開閉弁２２を開くとともに、開閉弁１３及び開閉弁２１を閉じると、図５の場合と同様に圧縮機Ａ，Ｂから吐出された高温高圧のガス冷媒の一部が冷媒配管２０を経て冷媒配管１６へ流入し、補助熱交換器１０で外気と熱交換して系内の凝縮圧力を低下させ高温高圧の液単相冷媒となり、次いでキャピラリチューブ１７で減圧されて低温低圧の気液二相冷媒となったのち、冷媒回路１に合流する。
【００４１】
実施の形態３．
図７は、この発明の実施の形態３に係る空気調和装置（冷凍サイクル装置）の冷媒回路図である。この冷媒回路は、第２の絞り装置としてキャピラリチューブ１７に代えて開度制御可能な流量制御弁２３が設けられていることを除いて、図５の冷媒回路と同様の回路構成となっている。
【００４２】
したがって、通常の冷房運転は、流量制御弁２３を全閉するとともに、開閉弁１３を開いて、図５の場合と同様の冷媒流れで行なわれる。
そして、冷房運転中に利用側負荷に対し圧縮機容量が過剰となり、圧縮機の吸入圧力が低下した場合は、流路切換弁１８を冷媒配管１６と冷媒配管１９とが連通する方向に切り換えるとともに、開閉弁１３を閉じたのち、圧縮機の吸入圧力が所定値に収束するように流量制御弁２３の開度を調整する。
【００４３】
また、通常の暖房運転は、流量制御弁２３を全閉するとともに、開閉弁１３を開いて、図５の場合と同様の冷媒流れで行なわれる。
そして、暖房運転中に利用側負荷に対し圧縮機容量が過剰となり、圧縮機の吐出圧力が過昇した場合は、流路切換弁１８を冷媒配管１６と冷媒配管２０とが連通する方向に切り換えるとともに、開閉弁１３を閉じたのち、圧縮機の吐出圧力が所定値に収束するように流量制御弁２３の開度を調整する。
【００４４】
以上のような制御を行なうので、図５のように冷媒配管１６にキャピラリチューブ１７を設けた場合に比べて、圧縮機の吸入圧力及び吐出圧力をより高精度に制御することが可能となり、一層信頼性の高い冷凍サイクル装置が得られる。
【００４５】
図８は、この実施の形態３に係る別の空気調和装置（冷凍サイクル装置）の冷媒回路図である。この冷媒回路は、第２の絞り装置としてキャピラリチューブ１７に代えて開度制御可能な流量制御弁２３が設けられていることを除いて、図６の冷媒回路と同様の回路構成となっている。したがって、開閉弁１３，２１及び２２の開閉のしかたは図６の冷媒回路と同様であり、流量制御弁２３の開度制御については図７の冷媒回路と同様である。
【００４６】
実施の形態４．
図９は、この発明の実施の形態４に係る空気調和装置（冷凍サイクル装置）の冷媒回路図であって、図中Ａ，Ｂは並列に接続された定容量型の圧縮機、２は四方切換弁、３は熱源側熱交換器、４は流量制御弁（第１の絞り装置）、５は利用側熱交換器、８はアキュムレータであり、以上の構成要素を配管により接続して冷媒回路１が形成されている。また、Ｃは熱源側熱交換器３と流量制御弁４との間の冷媒回路１に設けられた第１の分岐部、Ｄは利用側熱交換器５と四方切換弁２との間の冷媒回路１に設けられた第２の分岐部、Ｅは第１の分岐部Ｃと第２の分岐部Ｄとを接続して設けられたバイパス路、１０はバイパス路Ｅに設けられた補助熱交換器、９は第１の分岐部Ｃと補助熱交換器１０との間のバイパス路Ｅに設けられた流量制御弁（第２の絞り装置）である。補助熱交換器１０は熱源側熱交換器３と同じ熱源側風路内に設けられ、バイパス路Ｅ内の冷媒と熱源側風路内の空気（外気）との間で熱交換を行なうものである。さらに、２４は、流量制御弁９から補助熱交換器１０までの間のバイパス路Ｅ内の冷媒と熱源側熱交換器３から第１の分岐部Ｃまでの冷媒との間で熱交換を行なうように設けられた過冷却熱交換器である。
【００４７】
次いで、動作を説明する。通常の冷房運転では、四方切換弁２を圧縮機Ａ，Ｂの吐出側と熱源側熱交換器３とが連通する方向に切り換えて圧縮機Ａ，Ｂのいずれか一方又は両方を運転する。圧縮機Ａ，Ｂから吐出された高温高圧のガス冷媒は四方切換弁２を経て熱源側熱交換器３に流入し、高温高圧の気液二相冷媒となる。熱源側熱交換器３を出た気液二相冷媒は、過冷却熱交換器２４で過冷却をつけられたのち利用側へと流入し、利用側の流量制御弁４で減圧され、利用側熱交換器５へ流入して低温低圧の気液二相冷媒となる。利用側熱交換器５を出た気液二相冷媒は四方切換弁２を経てアキュムレータ８で気液分離され、液冷媒はアキュムレータ８内に溜められ、ガス冷媒のみ圧縮機吸入配管２５から圧縮機へ流入する。以上のようにして冷凍サイクルが形成される。また、熱源側熱交換器３からの高温高圧の気液二相冷媒は、過冷却熱交換器２４を出た後、その一部がバイパス路Ｅに分流し、流量制御弁９で減圧され低温低圧の気液二相冷媒となって過冷却熱交換器２４に再度流入し、ここで冷媒回路１内の高温高圧の気液二相冷媒と熱交換して、冷媒回路１内の冷媒に過冷却をつける。そして、補助熱交換器１０を通過して、第２の分岐部Ｄで冷媒回路１に合流する。
【００４８】
そして、利用側負荷に対し圧縮機容量が過剰となり、圧縮機の吸入圧力が低下した場合には、流量制御弁９の開度を大きくすると、図９に実線矢印で示したように、冷媒回路１からバイパス路Ｅへ分流し過冷却熱交換器２４を経て補助熱交換器１０へ流入する気液二相冷媒の量が多くなる。よって、この気液二相冷媒が補助熱交換器１０で外気と熱交換して蒸発したのち冷媒回路１に合流することになって、圧縮機の吸入圧力が上昇させられる。
【００４９】
また、暖房の冷房運転では、四方切換弁２を圧縮機Ａ，Ｂの吐出側と利用側熱交換器５とが連通する方向に切り換えて圧縮機Ａ，Ｂのいずれか一方又は両方を運転する。圧縮機Ａ，Ｂから吐出された高温高圧のガス冷媒は四方切換弁２を経て利用側熱交換器５に流入し、高温高圧の液単相冷媒となる。利用側熱交換器５を出た液単相冷媒は利用側の流量制御弁４で減圧され、過冷却熱交換器２４を通過して熱源側熱交換器３へ流入し、低温低圧の気液二相冷媒となる。熱源側熱交換器３を出た気液二相冷媒は、四方切換弁２を経てアキュムレータ８へ流入し気液分離され、液冷媒はアキュムレータ８内に溜められ、ガス冷媒のみ圧縮機Ａ，Ｂに吸入される。以上のようにして冷凍サイクルが形成される。
【００５０】
そして、利用側負荷に対し圧縮機容量が過剰となり、圧縮機の吐出圧力が過昇した場合には、流量制御弁９を開くと、圧縮機Ａ，Ｂから吐出された高温高圧のガス単相冷媒の一部は、第２の分岐部Ｄでバイパス路Ｅに分流して補助熱交換器１０へ流入し、ここで外気と熱交換して圧縮機の吐出圧力を低下させ、第１の分岐部Ｃで冷媒回路１に合流する。
【００５１】
以上のように、流量制御弁９の開度を適宜に調整することにより、通常の冷房運転時には過冷却熱交換器２４で冷媒回路１内の冷媒に所定の過冷却をつけるようにできるとともに、冷房運転時及び暖房運転時に利用側負荷に対し圧縮機容量が過剰となった場合にはその過剰分を補助熱交換器１０で吸収して圧縮機の吸入圧力及び吐出圧力を高精度に制御することができる。
【００５２】
しかも、図１、図３〜図８の冷媒回路のように過冷却用配管Ｆを設けた場合には、過冷却用配管Ｆ用の流量制御弁６と、バイパス路Ｅ用の流量制御弁９との両方が必要となるので、流量制御弁の数が増えて冷凍サイクル装置が高価なものとなるが、この実施の形態の冷媒回路では、前記冷媒回路と略同様の機能を実現しながら、流量制御弁の数を減らせて、冷凍サイクル装置の低コスト化が図れる。
【００５３】
実施の形態５．
図１０は、この発明の実施の形態５に係る空気調和装置（冷凍サイクル装置）の冷媒回路図である。この冷媒回路は、以下に述べる点を除いて、図９の冷媒回路と同様に構成されている。すなわち、圧縮機Ａ，Ｂと四方切換弁２との間の冷媒回路１と、第２の分岐部Ｄと四方切換弁２との間の冷媒回路１とを接続して設けられた冷媒配管２５を備えている。そして、冷媒配管２５に開閉弁２６と絞り装置２７とが設けられている。さらに、外気と熱交換する補助熱交換器１０に代えて、バイパス路Ｅ内の冷媒と冷媒配管２５内の冷媒との間で熱交換を行なう補助熱交換器２８が設けられている。
【００５４】
次に動作について説明する。冷房運転中に利用側負荷に対し圧縮機容量が過剰となり、圧縮機の吸入圧力が低下した場合には、開閉弁２６を開くと、図１０に実線矢印で示したように、圧縮機Ａ，Ｂから吐出された高温高圧のガス単相冷媒の一部は冷媒配管２５に分流し、補助熱交換器２８へ流入する。一方、過冷却熱交換器２４を出た低温低圧の気液二相冷媒の一部は第１の分岐部Ｃでバイパス路Ｅに分流し、再び過冷却熱交換器２４を通過したのち、補助熱交換器２８に流入する。そして、冷媒配管２５から補助熱交換器２８へ流入した高温高圧のガス単相冷媒と熱交換して蒸発し、圧縮機の吸入圧力を上昇させたのち、第２の分岐部Ｄで冷媒回路１に合流する。また、補助熱交換器２８を出た冷媒配管２５内の冷媒は、開閉弁２６及び絞り装置２７を通過して冷媒回路１に合流する。なお、補助熱交換器２８は、利用側負荷に対する圧縮機容量の過剰分を吸収できるだけの熱交換容量を有するものであって、例えば、充分な耐圧性をもつ材質から形成された二重管状の熱交換器が用いられる。また、絞り装置２７は、過冷却熱交換器２４からの低温低圧の気液二相冷媒を補助熱交換器２８で蒸発させるのに必要な量のガス冷媒を冷媒配管２５へ流すための流路抵抗である。
【００５５】
また、暖房運転中に利用側負荷に対して圧縮機容量が過剰となり、圧縮機の吐出圧力が過昇した場合には、バイパス路Ｅの流量制御弁９を開くと、図３に点線矢印で示したように、圧縮機Ａ，Ｂから吐出され四方切換弁２を通過した高温高圧のガス単相冷媒の一部が、第２の分岐部Ｄで冷媒回路１からバイパス路Ｅに分流し、補助熱交換器２８を通過して過冷却熱交換器２８へ流入する。そして、この過冷却熱交換器２８において、冷媒回路１内を流れる利用側の流量制御弁４からの低温低圧気液二相冷媒と熱交換して凝縮し、圧縮機の吐出圧力を低下させたのち、第１の分岐部Ｃで冷媒回路１に合流する。
【００５６】
実施の形態６．
図１１は、この発明の実施の形態６に係る空気調和装置（冷凍サイクル装置）の冷媒回路図、図１２は制御ブロック図である。これらの図において、４１は圧縮機Ａ，Ｂの吸入圧力を検出する吸入圧力検出手段、４２は圧縮機Ａ，Ｂの吐出圧力を検出する吐出圧力検出手段、４３は熱源側熱交換器３と流量制御弁４（第１の絞り装置）との間の冷媒温度を検出する第１の温度検出手段、４４は吐出圧力検出手段４２の検出値と第１の温度検出手段４３の検出値とに基づいて冷媒の過冷却度を演算する過冷却度演算手段、４５は補助熱交換器１０の冷媒出側と冷媒入側とのそれぞれの冷媒温度を検出する第２の温度検出手段、４６は第２の温度検出手段の検出値に基づいて冷媒の過熱度を演算する過熱度演算手段、４０は吸入圧力検出手段４１の検出値と過冷却度演算手段４４及び過熱度演算手段４６のそれぞれの演算値とに基づいて流量制御弁９（第２の絞り装置）を開度制御する第１の制御手段である。なお、以上の各手段を除いた冷媒回路そのものの構成は図９と同様である。
【００５７】
次いで、図１３のフローチャートに基づいて、第１の制御手段４０による制御動作を説明する。ステップＳ１で吸入圧力検出手段４１の検出値ＰSが第１の所定吸入圧力値ＰSBを上回っていればステップＳ２に進む。冷房運転中に利用側負荷に対して圧縮機Ａ，Ｂの総運転容量が過剰となって、ステップＳ１で吸入圧力検出手段４１の検出値ＰSが第１の所定吸入圧力値ＰSB以下になっていればステップＳ６に進む。
ステップＳ２では、過冷却度演算手段４４の演算値ＳＣが過冷却度目標値ＳＣ0以上であればステップＳ３に進み、演算値ＳＣが過冷却度目標値ＳＣ0未満であればステップＳ５に進む。
【００５８】
ステップＳ３では、過熱度演算手段４６の演算値ＳＨが過熱度目標値ＳＨ0以上であればステップＳ６に進み、演算値ＳＨが過熱度目標値ＳＨ0未満であればステップＳ４に進む。
ステップＳ４では、吐出圧力検出手段４２の検出値Ｐｄが所定吐出圧力値Ｐｄ0以上であればステップＳ６に進み、検出値Ｐｄが所定吐出圧力値Ｐｄ0未満であればステップＳ８に進む。
また、ステップＳ５では、過熱度演算手段４６の演算値ＳＨが過熱度目標値ＳＨ0以上であればステップＳ６に進み、演算値ＳＨが過熱度目標値ＳＨ0未満であればステップＳ８に進む。
【００５９】
ステップＳ６では流量制御弁９の開度を大きくする制御を行ない、ステップＳ７に進む。ステップＳ７では、吸入圧力検出手段４１の検出値ＰSが第２の所定吸入圧力値ＰSU以上であればステップＳ１に戻り、検出値ＰSが第２の所定吸入圧力値ＰSU未満であればステップＳ６に戻る。
また、ステップＳ８では流量制御弁９の開度を小さくする制御を行い、ステップＳ１へ戻る。
【００６０】
したがって、冷房運転中に利用側負荷に対して圧縮機Ａ，Ｂの総運転容量が過剰となって圧縮機の吸入圧力が低下した場合には、流量制御弁９が開かれ、第１の分岐部Ｃでバイパス路Ｅに分流する冷媒の量が増えて、圧縮機の吸入圧力が上昇させられる。そして、吸入圧力検出手段４１の検出値ＰSが別途設定されている第２の所定吸入圧力値ＰSUに達するまで流量制御弁９が開度調整される。
また、圧縮機の吸入圧力が低下していない場合には、過冷却度演算手段４４の演算値ＳＣ及び過熱度演算手段４６の演算値ＳＨがそれぞれ予め設定されている過熱度目標値ＳＣ0及び過熱度目標値ＳＨ0に近付くように流量制御弁９が開度制御される。
【００６１】
なお、図１４は、以上のような制御を図１０の冷媒回路に適用する場合の、吸入圧力演算手段４１、吐出圧力演算手段４２、第１の温度検出手段４３、及び第２の温度検出手段の配置を示している（第１の制御手段４０、過冷却度演算手段４４、及び過熱度演算手段４６の図示は省略している）。このように、冷媒相互間で熱交換する補助熱交換器２８を用いた冷媒回路も、同様に制御することができる。
【００６２】
実施の形態７．
図１５は、この発明の実施の形態７に係る空気調和装置（冷凍サイクル装置）の冷媒回路図、図１６は制御ブロック図である。これらの図において、４２は圧縮機Ａ，Ｂの吐出圧力を検出する吐出圧力検出手段、４７は補助熱交換器１０の冷媒出側の冷媒温度を検出する第３の温度検出手段、４８は吐出圧力検出手段４２の検出値及び第３の温度検出手段４７の検出値に基づいて冷媒の過冷却度を演算する補助熱交換器過冷却度演算手段、４９は吐出圧力検出手段４２の検出値及び補助熱交換器過冷却度演算手段の演算値に基づいて流量制御弁９（第２の絞り装置）を開度制御する第２の制御手段である。なお、以上の各手段を除いた冷媒回路そのものの構成は図９と同様である。
【００６３】
次いで、図１７のフローチャートに基づいて、第２の制御手段４９による制御動作を説明する。ステップＳ１１で吐出圧力検出手段４２の検出値Ｐｄが所定吐出圧力値Ｐｄ0未満であればステップＳ１５に進んで流量制御弁９を全閉にし、ステップＳ１１に戻る。暖房運転中に利用側負荷に対して圧縮機Ａ，Ｂの総運転容量が過剰となって、ステップＳ１１で吐出圧力検出手段４２の検出値Ｐｄが所定吐出圧力値Ｐｄ0以上になっていればステップＳ１２に進む。
ステップＳ１２では、流量制御弁９の開度を大きくする制御を行ない、ステップＳ１３に進む。
ステップＳ１３では、補助熱交換器過冷却度演算手段４９の演算値ＳＣが過冷却度目標値ＳＣ0以上であればステップＳ１２に戻り、演算値ＳＣが過冷却度目標値ＳＣ0未満であればステップＳ１４に進む。
ステップＳ１４では、流量制御弁９の開度を小さくする制御を行ない、ステップＳ１１に戻る。
【００６４】
したがって、暖房運転中に利用側負荷に対して圧縮機Ａ，Ｂの総運転容量が過剰となって圧縮機の吐出圧力が過昇した場合には、流量制御弁９が開かれ、第１の分岐部Ｃでバイパス路Ｅに分流する冷媒の量が増えて、圧縮機の吐出圧力が低下させられる。そして、流量制御弁９は、補助熱交換器過冷却度演算手段４９の演算値ＳＣが過冷却度目標値ＳＣ0に近付くように開度調整される。
また、暖房運転中に圧縮機の吐出圧力が過昇していなければ流量制御弁９が全閉になるので、バイパス路Ｅへの冷媒の分流による運転効率低下が防止される。
【００６５】
なお、以上では空気調和装置について説明したが、空気調和装置以外の例えば冷凍機などの冷凍サイクル装置にも、この発明が適用できる。
また、以上説明した実施の形態では容量が互いに異なる定容量型の圧縮機を２台用いたが、容量が互いに等しい定容量型の圧縮機を２台用いた冷凍サイクル装置や、異容量又は等容量の圧縮機を３台以上用いた冷凍サイクル装置にも、この発明が適用できる。
【００６６】
【発明の効果】
以上説明したように、この発明に係る冷凍サイクル装置にあっては、運転されている圧縮機の総運転容量が利用側負荷に対して過剰となった場合に、冷媒回路を循環する冷媒の一部をバイパス路に分流させて補助熱交換器で蒸発又は凝縮させることにより、圧縮機運転容量の過剰分を補助熱交換器で吸収するようにできる。したがって、冷房運転時に圧縮機の吸入圧力が低下したり暖房運転時に圧縮機の吐出圧力が過昇したりするような圧縮機に無理な負担がかかる状況となるのを回避できて信頼性の高い冷凍サイクル装置が得られ、しかも、インバータを用いて圧縮機の運転容量制御を行なう場合のようにインバータに起因する種々の弊害が生じることがない。
【００６８】
また、補助熱交換器をバイパス路内の冷媒と圧縮機から吐出された高温高圧の冷媒との間で熱交換を行なうものとすれば、補助熱交換器を例えば二重管で形成でき、冷凍サイクル装置の小型化と低コスト化とが図れる。
【００６９】
また、第１の接続配管、第２の接続配管などを備えたものでは、前記した冷凍サイクル装置と同様、運転されている圧縮機の総運転容量が利用側負荷に対して過剰となった場合に圧縮機に無理な負担がかかるのを回避できるのに加えて、圧縮機の運転容量が利用側の空調負荷に対して過剰となっていない場合には、冷媒回路を循環する冷媒の一部を第１の接続配管及び第２の接続配管を通じて補助熱交換器に流すことにより、補助熱交換器を熱源側熱交換器と同じ用途に使用できる。したがって、通常運転に必要な熱交換容量は熱源側熱交換器と補助熱交換器との両方で確保すればよくなるため、補助熱交換器を圧縮機の過剰分の運転容量を吸収する用途のみに用いる場合に比べて、熱源側熱交換器の小型化が図れ、延いては冷凍サイクル装置の小型化と低コスト化とが図れる。
【００７０】
また、第２の絞り装置を開度制御可能な流量制御弁としたものでは、利用側負荷に応じて圧縮機の吸入圧力又は吐出圧力をより高精度に制御することが可能となり、一層信頼性の高い冷凍サイクル装置が得られる。
【００７１】
また、バイパス路内の冷媒と冷媒回路内の冷媒との間で熱交換を行なう過冷却熱交換器を備えたものでは、過冷却熱交換器と流量制御弁とを有する過冷却用回路を別に設けた場合に比べて、流量制御弁の数を減らすことができて、冷凍サイクル装置の一層の簡略化と低コスト化とが図れる。
【００７２】
また、吸入圧力検出手段、過冷却度演算手段、過熱度演算手段、及び第１の制御手段などを備えたものでは、冷房運転時に冷媒の過冷却度及び過熱度を目標値に近付けることができて好適な状態で運転でき、バイパス路の流量制御弁を圧縮機の吸入圧力のみに基づいて開度制御するような場合に比べて利用側の空調負荷に応じて圧縮機の吸入圧力をより高精度に制御することが可能となり、さらに信頼性の高い冷凍サイクル装置が得られる。
【００７３】
また、吐出圧力検出手段、補助熱交換器過冷却度演算手段、及び第２の制御手段などを備えたものでは、暖房運転時に補助熱交換器の冷媒出側の過冷却度を目標値に近付けることができ、バイパス路の流量制御弁を圧縮機の吐出圧力のみに基づいて開度制御するような場合に比べて利用側の空調負荷に応じて圧縮機の吐出圧力をより高精度に制御することが可能となり、さらに信頼性の高い冷凍サイクル装置が得られる。
【図面の簡単な説明】
【図１】 この発明の前提となる参考例の冷媒回路図である。
【図２】 この発明の前提となる参考例の利用側容量と圧縮機の総運転容量との関係を示すグラフである。
【図３】 この発明の実施の形態１に係る冷媒回路図である。
【図４】 この発明の実施の形態１に係る冷媒回路図である。
【図５】 この発明の実施の形態２に係る冷媒回路図である。
【図６】 この発明の実施の形態２に係る別の冷媒回路図である。
【図７】 この発明の実施の形態３に係る冷媒回路図である。
【図８】 この発明の実施の形態３に係る別の冷媒回路図である。
【図９】 この発明の実施の形態４に係る冷媒回路図である。
【図１０】 この発明の実施の形態５に係る冷媒回路図である。
【図１１】 この発明の実施の形態６に係る冷媒回路図である。
【図１２】 この発明の実施の形態６に係る制御ブロック図である。
【図１３】 この発明の実施の形態６に係る制御フローチャートである。
【図１４】 この発明の実施の形態６に係る別の冷媒回路図である。
【図１５】 この発明の実施の形態７に係る冷媒回路図である。
【図１６】 この発明の実施の形態７に係る制御ブロック図である。
【図１７】 この発明の実施の形態７に係る制御フローチャートである。
【図１８】 圧縮機の運転台数制御を行なう従来の冷凍サイクル装置に係る利用側容量と圧縮機の総運転容量との関係を示すグラフである。
【符号の説明】
１ 冷媒回路、３ 熱源側熱交換器、４ 流量制御弁（第１の絞り装置）、５利用側熱交換器、９ 流量制御弁（第２の絞り装置）、１０ 補助熱交換器、１１ 第１の接続配管、１２ 第２の接続配管、１３ 開閉弁（開閉手段）、１４ 開閉弁（開閉手段）、１６ 冷媒配管、１７ キャピラリチューブ（第２の絞り装置）、１８ 流路切換弁（開閉手段）、１９ 冷媒配管、２０ 冷媒配管、２１ 開閉弁（開閉手段）、２２ 開閉弁（開閉手段）、２３ 流量制御弁（第２の絞り装置）、２４ 過冷却熱交換器、２８ 補助熱交換器、４０ 第１の制御手段、４１ 吸入圧力検出手段、４２ 吐出圧力検出手段、４３ 第１の温度検出手段、４４ 過冷却度演算手段、４５ 第２の温度検出手段、４６ 過熱度演算手段、４７ 第３の温度検出手段、４８ 補助熱交換器過冷却度演算手段、４９ 第２の制御手段、Ａ 圧縮機、Ｂ 圧縮機、Ｃ 第１の分岐部、Ｄ 第２の分岐部、Ｅ バイパス路。
Claims (5)
- 並列に接続された複数台の定容量型の圧縮機、熱源側熱交換器、第１の絞り装置、及び利用側熱交換器を配管により接続してなる冷媒回路を備え、利用側負荷に応じて前記圧縮機の運転台数制御を行なうように構成された冷凍サイクル装置において、前記熱源側熱交換器と前記第１の絞り装置との間の冷媒回路に設けられた第１の分岐部と前記利用側熱交換器と前記圧縮機との間の冷媒回路に設けられた第２の分岐部とを接続して設けられたバイパス路と、前記バイパス路に設けられ前記バイパス路内の冷媒と前記圧縮機から吐出された高温高圧の冷媒との間で熱交換を行なう補助熱交換器と、前記第１の分岐部と前記補助熱交換器との間のバイパス路に設けられた第２の絞り装置とを備え、複数台の圧縮機のうち運転されている圧縮機の総運転容量が利用側負荷に対して過剰となった場合に、冷媒を前記バイパス路に分流させて前記補助熱交換器で蒸発又は凝縮させるように構成したことを特徴とする冷凍サイクル装置。
- 並列に接続された複数台の定容量型の圧縮機、熱源側熱交換器、第１の絞り装置、及び利用側熱交換器を配管により接続してなる冷媒回路を備え、利用側負荷に応じて前記圧縮機の運転台数制御を行なうように構成された冷凍サイクル装置において、前記熱源側熱交換器と前記第１の絞り装置との間の冷媒回路に設けられた第１の分岐部と前記利用側熱交換器と前記圧縮機との間の冷媒回路に設けられた第２の分岐部とを接続して設けられたバイパス路と、前記バイパス路に設けられバイパス路内の冷媒と熱源側風路内の空気との間で熱交換を行なう補助熱交換器と、前記第１の分岐部と前記補助熱交換器との間のバイパス路に設けられた第２の絞り装置と、前記熱源側熱交換器と前記第１の絞り装置との間の冷媒回路と前記第２の絞り装置と前記補助熱交換器との間のバイパス路とを接続して設けられた第１の接続配管と、前記補助熱交換器と前記第２の分岐部との間のバイパス路と前記圧縮機と前記熱源側熱交換器との間の冷媒回路とを接続して設けられた第２の接続配管と、前記第１の接続配管及び前記第２の接続配管を開閉する開閉手段とを備え、複数台の圧縮機のうち運転されている圧縮機の総運転容量が利用側負荷に対して過剰となった場合に、冷媒を前記バイパス路に分流させて前記補助熱交換器で蒸発又は凝縮させるように構成したことを特徴とする冷凍サイクル装置。
- 第２の絞り装置が開度制御可能な流量制御弁であるとともに、この流量制御弁から補助熱交換器までのバイパス路内の冷媒と熱源側熱交換器から第１の分岐部までの冷媒回路内の冷媒との間で熱交換を行なう過冷却熱交換器を備えたことを特徴とする請求項第１項或いは第２項のいずれかに記載の冷凍サイクル装置。
- 圧縮機の吸入圧力を検出する吸入圧力検出手段と、前記圧縮機の吐出圧力を検出する吐出圧力検出手段の検出値及び熱源側熱交換器と第１の絞り装置との間の冷媒温度を検出する第１の温度検出手段の検出値に基づいて冷媒の過冷却度を演算する過冷却度演算手段と、補助熱交換器の冷媒出側と冷媒入側とのそれぞれの冷媒温度を検出する第２の温度検出手段の検出値に基づいて冷媒の過熱度を演算する過熱度演算手段と、冷房運転時に前記吸入圧力検出手段の検出値が予め設定されている所定値以下の場合は流量制御弁を開き、前記吸入圧力検出手段の検出値が前記所定値を超えている場合は前記過冷却度演算手段の演算値及び前記過熱度演算手段の演算値がそれぞれ予め設定されている過冷却度目標値及び過熱度目標値に近付くように前記流量制御弁を開度制御する第１の制御手段とを備えたことを特徴とする請求項第３項に記載の冷凍サイクル装置。
- 圧縮機の吐出圧力を検出する吐出圧力検出手段と、前記吐出圧力検出手段の検出値及び補助熱交換器の冷媒出側の冷媒温度を検出する第３の温度検出手段の検出値に基づいて冷媒の過冷却度を演算する補助熱交換器過冷却度演算手段と、暖房運転時に前記吐出圧力検出手段の検出値が予め設定されている所定値以上の場合は前記補助熱交換器過冷却度演算手段の演算値が予め設定されている過冷却度目標値に近付くように前記流量制御弁を開度制御し、前記吐出圧力検出手段の検出値が前記所定値に満たない場合は前記流量制御弁を閉じる制御を行なう第２の制御手段とを備えたことを特徴とする請求項第３項に記載の冷凍サイクル装置。
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