JPH0735424A - ヒートポンプ装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【構成】 ヒートポンプ装置において、凝縮器Ｃから膨
張手段ｅｘＶへ送る冷媒Ｒｗの過冷却状態を検出する検
出手段Ｘを設け、その検出手段Ｘの検出情報に基づい
て、膨張手段ｅｘＶへ送る冷媒Ｒｗが目標の過冷却状態
になるように、凝縮器Ｃの冷媒冷却能力Ｃｑ、又は、蒸
発器Ｅの冷媒加熱能力Ｅｑを調整する制御手段Ｍを設け
てある。そして、凝縮器Ｃの冷媒冷却能力Ｃｑの調整と
しては具体的には、凝縮器Ｃに対する冷却媒体ｆｃの供
給量を調整したり、凝縮器Ｃの伝熱面積を調整し、ま
た、蒸発器Ｅの冷媒加熱能力Ｅｑの調整としては具体的
には、蒸発器Ｅに対する加熱媒体ｆｈの供給量を調整し
たり、蒸発器Ｅの伝熱面積を調整する。 【効果】 膨張手段へ確実に液相冷媒を送るようにしな
がら、必要運転動力を低減できる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、圧縮機、凝縮器、膨張
手段、及び、蒸発器の順に冷媒を循環させるヒートポン
プ装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】上記の如きヒートポンプ装置において
は、凝縮器で冷媒と熱交換させる冷却媒体の温度条件
や、蒸発器で冷媒と熱交換させる加熱媒体の温度条件が
変化すると、それに伴い、膨張手段へ送る冷媒の状態が
変化し、このため場合によっては、この温度条件変化に
より、本来液相で膨張手段へ送るべき冷媒中に一部気相
部分が生じ、この気相部分の存在のために膨張手段の作
用が不安定となってヒートポンプ機能が低下するといっ
た不具合が生じることがある。

【０００３】そして従来は、このような不具合を防止す
るため、冷却媒体や加熱媒体の多少の温度変化にかかわ
らず膨張手段へ確実に液相冷媒を送るように、凝縮器の
冷媒冷却能力を冷却媒体の通常温度条件に対し過大に設
定し、通常の運転として凝縮器で冷媒に過大の過冷却を
与えるようにしていた。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】しかし、上記の従来形
態では、凝縮器において過大の過冷却を通過冷媒に与え
るために、凝縮器通過過程のうち冷媒が液相状態で通過
する部分の比率が大きくなって凝縮器での圧力損失が大
となり、このため、圧縮機の必要動力が大きくなる問題
があった。

【０００５】また、凝縮器に対し動力手段により冷却媒
体を供給する形式では、凝縮器の冷媒冷却能力を大きく
維持するために、その動力手段の必要動力も大となり、
上記の圧縮機必要動力の増大と相まって、全体必要動力
がさらに大きくなる問題があった。

【０００６】本発明の目的は、合理的な制御構成を採用
することにより、上記の如き必要動力の増大を抑止しな
がら、膨張手段に対し確実に液相の冷媒を送給できるよ
うにする点にある。

【０００７】

【課題を解決するための手段】

〔第１特徴構成〕本発明によるヒートポンプ装置の第１
特徴構成は、圧縮機、凝縮器、膨張手段、及び、蒸発器
の順に冷媒を循環させる構成において、前記凝縮器から
前記膨張手段へ送る冷媒の過冷却状態を検出する検出手
段を設け、その検出手段の検出情報に基づいて、前記凝
縮器から前記膨張手段へ送る冷媒が目標の過冷却状態に
なるように、前記凝縮器の冷媒冷却能力、又は、前記蒸
発器の冷媒加熱能力を調整する制御手段を設けたことに
ある。

【０００８】〔第２特徴構成〕本発明によるヒートポン
プ装置の第２特徴構成は、前記制御手段は、前記凝縮器
の冷媒冷却能力の調整として前記凝縮器に対する冷却媒
体の供給量を調整する、又は、前記蒸発器の冷媒加熱能
力の調整として前記蒸発器に対する加熱媒体の供給量を
調整する構成としてあることにある。

【０００９】〔第３特徴構成〕本発明によるヒートポン
プ装置の第３特徴構成は、前記制御手段は、前記凝縮器
の冷媒冷却能力の調整として前記凝縮器の伝熱面積を調
整する、又は、前記蒸発器の冷媒加熱能力の調整として
前記蒸発器の伝熱面積を調整する構成としてあることに
ある。

【００１０】

【作用】

〔第１特徴構成の作用〕つまり、凝縮器の冷媒冷却能力
Ｃｑを増大させれば、図４のｐｈ線図（圧力−比エンタ
ルピ線図）においてイ線からロ線へ、ないし、ロ線から
ハ線へ冷媒サイクルを変化（すなわち、エンタルピ差拡
大方向に冷媒サイクルを変化）させる形態で、凝縮器か
らの送出冷媒の過冷却度を増大させることができ、逆
に、凝縮器の冷媒冷却能力Ｃｑを低下させれば、同図４
のｐｈ線図においてハ線からロ線へ、ないし、ロ線から
イ線へ冷媒サイクルを変化（すなわち、エンタルピ差縮
小方向に冷媒サイクルを変化）させる形態で、凝縮器か
らの送出冷媒の過冷却度を減少させることができる（な
お、図４のイ線はマイナスの過冷却度、すなわち、凝縮
器からの送出冷媒が湿り蒸気冷媒である状態を示す）。

【００１１】また、蒸発器の冷媒加熱能力Ｅｑを増大さ
せれば、図５のｐｈ線図（圧力−比エンタルピ線図）に
おいてイ’線からロ’線へ、ないし、ロ’線からハ’線
へ冷媒サイクルを変化（すなわち、エンタルピ差拡大方
向に冷媒サイクルを変化）させる形態で、凝縮器からの
送出冷媒の過冷却度を増大させることができ、逆に、蒸
発器の冷媒加熱能力Ｅｑを低下させれば、同図５のｐｈ
線図においてハ’線からロ’線へ、ないし、ロ’線から
イ’線へ冷媒サイクルを変化（すなわち、エンタルピ差
縮小方向に冷媒サイクルを変化）させる形態で、凝縮器
からの送出冷媒の過冷却度を減少させることができる
（なお、図５のイ’線はマイナスの過冷却度、すなわ
ち、凝縮器からの送出冷媒が湿り蒸気冷媒である状態を
示す）。

【００１２】したがって、上記の第１特徴構成において
は、凝縮器から膨張手段へ送る冷媒の過冷却状態を検出
し、そして、この検出情報に基づき凝縮器の冷媒冷却能
力、又は、蒸発器の冷媒加熱能力を調整して、凝縮器か
ら膨張手段へ送る冷媒の過冷却状態を調整するという形
態により、凝縮器に対する冷却媒体の温度変化や蒸発器
に対する加熱媒体の温度変化にかかわらず、凝縮器から
膨張手段に送る冷媒を目標過冷却状態の液相冷媒に保つ
ことができる。

【００１３】〔第２特徴構成の作用〕凝縮器の冷媒冷却
能力について、凝縮器に対する冷却媒体の供給量は凝縮
器の冷媒冷却能力を決める主要素の一つであり、蒸発器
の冷媒加熱能力について、蒸発器に対する加熱媒体の供
給量は蒸発器の冷媒加熱能力を決める主要素の一つであ
る。

【００１４】したがって、上記の第２特徴構成において
は、凝縮器に対する冷却媒体の供給量調整により凝縮器
の冷媒冷却能力を調整することで、又は、蒸発器に対す
る加熱媒体の供給量調整により蒸発器の冷媒加熱能力を
調整することで、凝縮器から膨張手段へ送る冷媒を目標
の過冷却状態に調整する。

【００１５】〔第３特徴構成の作用〕凝縮器に対する冷
却媒体の供給量と同様に、凝縮器の伝熱面積は凝縮器の
冷媒冷却能力を決める主要素の一つであり、また、蒸発
器に対する加熱媒体の供給量と同様に、蒸発器の伝熱面
積は蒸発器の冷媒加熱能力を決める主要素の一つであ
る。

【００１６】したがって、上記の第３特徴構成において
はは、凝縮器の伝熱面積調整により凝縮器の冷媒冷却能
力を調整することで、又は、蒸発器の伝熱面積調整によ
り蒸発器の冷媒加熱能力を調整することで、凝縮器から
膨張手段へ送る冷媒を目標の過冷却状態に調整する。

【００１７】

【発明の効果】

〔第１特徴構成の効果〕すなわち、本発明の第１特徴構
成によれば、凝縮器で冷媒と熱交換させる冷却媒体や、
蒸発器で冷媒と熱交換させる加熱媒体の温度変化にかか
わらず、膨張手段へ送る液相冷媒中に気相部分が生じる
といった現象を防止できて、凝縮器から膨張手段へ確実
に液相冷媒を供給でき、これにより、気相部分に起因す
る膨張手段の不安定化を回避した状態で膨張手段を安定
的に作用させて、ヒートポンプ機能を高く維持できる。

【００１８】そして、このように膨張手段に対し確実に
液相冷媒を供給しながらも、従来形態の如く通常運転に
おいて凝縮器で冷媒に過大の過冷却度を与えておくとい
ったことを回避できて凝縮器での圧力損失を軽減でき、
これにより、圧縮機の必要動力を低減して運転コストを
安価にし得る。

【００１９】また、凝縮器の冷媒冷却能力を過大にして
おく必要がないことから、凝縮器に対し動力手段により
冷却媒体を供給する形式では、その動力手段の必要動力
も低減でき、これにより、上記の圧縮機必要動力の低減
と合わせて、従来形態に比べ全体必要動力を大きく低減
できる。

【００２０】〔第２特徴構成の効果〕本発明の第２特徴
構成によれば、凝縮器に対し動力手段により冷却媒体を
供給する形式や、蒸発器に対し動力手段により加熱媒体
を供給する形式では、その本来装備の動力手段に対する
出力調整を行うことで、凝縮器に対する冷却媒体供給量
の調整や蒸発器に対する加熱媒体供給量の調整による目
的の過冷却状態調整を容易に行うことができる。

【００２１】〔第３特徴構成の効果〕本発明の第３特徴
構成によれば、凝縮器に対する冷却媒体供給や蒸発器に
対する加熱媒体供給を動力手段によらずに行う形式であ
っても、凝縮器の伝熱面積調整や蒸発器の伝熱面積調整
をもって目的の過冷却状態調整を確実に行うことができ
る。

【００２２】

【実施例】次に実施例を説明する。

【００２３】図１はセパレート型のヒートポンプ式空調
装置を示し、Ｕｏは室外機、Ｕｉは二本の渡り冷媒配管
ｒにより室外機Ｕｏと接続した室内機である。

【００２４】室外機Ｕｏには、圧縮機Ｃｍｐ・アキュム
レータＡｃ・四方弁Ｖｘ・室外熱交換器Ｎｏ・その室外
熱交換器Ｎｏに対し外気ＯＡを通風する外気ファンＦｏ
を装備するとともに、室外熱交換器Ｎｏ用としての第１
の冷媒状態検出手段Ｘ（Ｘｏ）を装備してある。

【００２５】また、室内機Ｕｉには、膨張手段としての
膨張弁ｅｘＶ・室内熱交換器Ｎｉ・その室内熱交換器Ｎ
ｉで温調した空気ＳＡを空調対象域へ送出する給気ファ
ンＦｉを装備するとともに、室内熱交換器Ｎｉ用として
の第２の冷媒状態検出手段Ｘ（Ｘｉ）を装備してある。

【００２６】この空調装置は四方弁Ｖｘの切り換え操作
により冷房運転と暖房運転とを選択実施でき、冷房運転
では（同図１参照）、室内熱交換器Ｎｉを蒸発器Ｅとし
て機能させて、空調対象域への供給空気ＳＡを冷却温調
し、これに対し、室外熱交換器Ｎｏを凝縮器Ｃとして機
能させて外気ＯＡに対し放熱する。

【００２７】また、暖房運転では（図２参照）、室内熱
交換器Ｎｉを凝縮器Ｃとして機能させて、空調対象域へ
の供給空気ＳＡを加熱温調し、これに対し、室外熱交換
器Ｎｏを蒸発器Ｅとして機能させて外気ＯＡから吸熱す
る。

【００２８】各運転での具体的冷媒流れについては、冷
房運転の場合、図１に示すように、圧縮機Ｃｍｐから吐
出される高圧乾き蒸気冷媒Ｒｈ（図中、黒塗りの太線で
示す）を、四方弁Ｖｘを介し室外熱交換器Ｎｏに供給
し、この室外熱交換器Ｎｏにおいて冷却媒体ｆｃとして
の外気ＯＡとの熱交換により凝縮させる。これに続き、
凝縮器Ｃとしての室外熱交換器Ｎｏから送出される凝縮
工程通過冷媒Ｒｗ（図中、ハッチングを施した太線で示
す）を、膨張弁ｅｘＶを介し室内熱交換器Ｎｉに供給
し、この室内熱交換器Ｎｉにおいて加熱媒体ｆｈとして
の冷却対象空気ＳＡとの熱交換により蒸発させる。そし
て、蒸発器Ｅとしての室内熱交換器Ｎｉから送出される
低圧乾き蒸気冷媒Ｒｃ（図中、白抜きの太線で示す）を
四方弁Ｖｘ及びアキュムレータＡｃを介し圧縮機Ｃｍｐ
の吸入口に戻す。

【００２９】一方、暖房運転の場合は、図２に示すよう
に、圧縮機Ｃｍｐから吐出される高圧乾き蒸気冷媒Ｒｈ
（黒塗りの太線）を、四方弁Ｖｘを介し室内熱交換器Ｎ
ｉに供給し、この室内熱交換器Ｎｉにおいて冷却媒体ｆ
ｃとしての加熱対象空気ＳＡとの熱交換により凝縮させ
る。これに続き、凝縮器Ｃとしての室内熱交換器Ｎｉか
ら送出される凝縮工程通過冷媒Ｒｗ（ハッチングを施し
た太線）を、膨張弁ｅｘＶを介し室外熱交換器Ｎｏに供
給し、この室外熱交換器Ｎｏにおいて加熱媒体ｆｈとし
ての外気ＯＡとの熱交換により蒸発させる。そして、蒸
発器Ｅとしての室内熱交換器Ｎｉから送出される低圧乾
き蒸気冷媒Ｒｃ（白抜きの太線）を四方弁Ｖｘ及びアキ
ュムレータＡｃを介し圧縮機Ｃｍｐの吸入口に戻す。

【００３０】前記の冷媒状態検出手段Ｘは夫々、対応の
熱交換器ＮｏないしＮｉが凝縮器Ｃとして機能する運転
において、その凝縮器Ｃとしての対応熱交換器Ｎｏない
しＮｉから膨張弁ｅｘＶへ送る冷媒Ｒｗの過冷却状態を
検出するものであり、その具体的構造については、図３
に示すように、凝縮器Ｃとしての対応熱交換器Ｎｏない
しＮｉから送出される冷媒Ｒｗを上端口ｕから受け入れ
て、その受入れ冷媒Ｒｗ中の液相分Ｒｗｗの貯留を伴い
ながら下端口ｄから膨張弁ｅｘＶへの冷媒路へ取り出す
冷媒容器Ｔを設け、そして、その冷媒容器Ｔの上下中間
部に対向配置の一対の監視窓ｍを形成するとともに、そ
れら監視窓ｍを介して容器外に対向配置した発光部ａと
受光部ｂとにより容器内における液相冷媒Ｒｗｗの液位
を検出する液位検出装置Ｌを装備してある。

【００３１】つまり、冷媒容器Ｔにおける液相冷媒Ｒｗ
ｗの液位が監視窓ｍよりも低くなると、発光部ａからの
光が液面上方における霧状の湿り蒸気冷媒Ｒｗｇにより
遮られることで受光部ｂでの受光量が最小となり、逆
に、冷媒容器Ｔにおける液相冷媒Ｒｗｗの液位が監視窓
ｍよりも高くなると、発光部ａからの光が透明の液相冷
媒Ｒｗｗを介し受光部ｂに入力されることで受光部ｂの
受光量が最大となる。

【００３２】また、このような液相冷媒Ｒｗｗと液面上
方の湿り蒸気冷媒Ｒｗｇとの透光性の差から、液相冷媒
Ｒｗｗの液位が監視窓ｍの上下中央にある状態では、受
光部ｂでの受光量が上記の最小値と最大値とのほぼ中間
値となり、これに対し、受け入れ冷媒Ｒｗ中の液相分Ｒ
ｗｗの減少により液相冷媒Ｒｗｗの液位が監視窓ｍの上
下中央から下降するほど、受光部ｂでの受光量が中間値
から最小値に向かって減少し、逆に、受け入れ冷媒Ｒｗ
中の液相分Ｒｗｗの増大により液相冷媒Ｒｗｗの液位が
監視窓ｍの上下中央から上昇するほど、受光部ｂでの受
光量が中間値から最大値に向かって増大し、これらのこ
とから、上記の液位検出装置Ｌは、受光部ｂでの受光量
に基づき、監視窓ｍの上下中央を基準とした液相冷媒Ｒ
ｗｗの液位検出を行う。

【００３３】そして、上記の冷媒容器Ｔ及び液位検出装
置Ｌを構成要素とする冷媒状態検出手段Ｘとしては、凝
縮器Ｃとしての対応熱交換器ＮｏないしＮｉから膨張弁
ｅｘＶへ送る冷媒Ｒｗの過冷却状態について、冷媒容器
Ｔにおける液相冷媒Ｒｗｗの液位が一定に保たれるとき
の冷媒過冷却状態（特に本例では液位検出装置Ｌが監視
窓ｍの上下中央を液位検出基準とすることから、冷媒容
器Ｔにおける液相冷媒Ｒｗｗの液位が監視窓ｍの上下中
央に保たれるときの冷媒過冷却状態）を目標の過冷却状
態とし、これに対し、監視窓ｍの上下中央よりも下降側
への液位変化が液位検出装置Ｌにより検出されることを
もって、凝縮器Ｃとしての対応熱交換器ＮｏないしＮｉ
での冷媒凝縮が不十分、すなわち、凝縮器Ｃとしての対
応熱交換器ＮｏないしＮｉで冷媒Ｒｗに与える過冷却度
が過小であることを検出し、また逆に、監視窓ｍの上下
中央よりも上昇側への液位変化が液位検出装置Ｌにより
検出されることをもって、凝縮器Ｃとしての対応熱交換
器ＮｏないしＮｉでの冷媒凝縮が過剰、すなわち、凝縮
器Ｃとしての対応熱交換器ＮｏないしＮｉで冷媒Ｒｗに
与える過冷却度が過大であることを検出するようにして
ある。

【００３４】なお、凝縮器Ｃとしての対応熱交換器Ｎｏ
ないしＮｉで冷媒Ｒｗに与える過冷却度とは、具体的に
は平均過冷却度であって、凝縮器Ｃとしての対応熱交換
器ＮｏないしＮｉから送出される冷媒Ｒｗ中に凝縮が不
十分な湿り蒸気冷媒Ｒｗｇが混入するときには、送出冷
媒Ｒｗ中の液相冷媒Ｒｗｗの過冷却度と湿り蒸気冷媒Ｒ
ｗｇのマイナスの過冷却度との平均である。

【００３５】Ｍは空調装置の運転制御を司る制御装置で
あり、この制御装置Ｍはその制御機能の一つとして、室
外熱交換器Ｎｏを凝縮器Ｃとして機能させる冷房運転で
は（図１及び図４参照）、別途センサＳによる圧縮機吸
入冷媒Ｒｃの過熱度検出に基づいて、圧縮機吸入冷媒Ｒ
ｃの過熱度ｓｈを目標過熱度ｓｈｍに調整・維持するよ
うに膨張弁ｅｘＶの開度を調整しながら、第１冷媒状態
検出手段Ｘｏにおける液位検出装置Ｌが監視窓ｍの上下
中央よりも下降側への液位変化を検出することに対して
は、外気ファンＦｏの出力を増大側に調整して冷却媒体
ｆｃとしての外気ＯＡの供給量を増加させることによ
り、室外熱交換器Ｎｏの凝縮器Ｃとしての冷媒冷却能力
Ｃｑを増大側に調整し、これにより、図４において冷媒
サイクルをイ線からロ線へ、ないし、ロ線からハ線へ変
化させる形態で、凝縮器Ｃとしての室外熱交換器Ｎｏで
冷媒Ｒｗに与える過冷却度を増大側に調整して、第１冷
媒状態検出手段Ｘｏの冷媒容器Ｔにおける液相冷媒Ｒｗ
ｗの液位を監視窓ｍの上下中央へ上昇復帰させる。

【００３６】また逆に、第１冷媒状態検出手段Ｘｏにお
ける液位検出装置Ｌが監視窓ｍの上下中央よりも上昇側
への液位変化を検出することに対しては、外気ファンＦ
ｏの出力を減少側に調整して冷却媒体ｆｃとしての外気
ＯＡの供給量を減少させることにより、室外熱交換器Ｎ
ｏの凝縮器Ｃとしての冷媒冷却能力Ｃｑを減少側に調整
し、これにより、図４において冷媒サイクルをハ線から
ロ線へ、ないし、ロ線からイ線へ変化させる形態で、凝
縮器Ｃとしての室外熱交換器Ｎｏで冷媒Ｒｗに与える過
冷却度を減少側に調整して、第１冷媒状態検出手段Ｘｏ
の冷媒容器Ｔにおける液相冷媒Ｒｗｗの液位を監視窓ｍ
の上下中央へ下降復帰させる。

【００３７】つまり、冷房運転においては、第１冷媒状
態検出手段Ｘｏの冷媒容器Ｔにおける液相冷媒Ｒｗｗの
液位を監視窓ｍの上下中央に保つ、すなわち、凝縮器Ｃ
としての室外熱交換器Ｎｏから膨張弁ｅｘＶへ送る冷媒
Ｒｗ（液相冷媒Ｒｗｗ）を前記の目標過冷却状態に保つ
ように、第１冷媒状態検出手段Ｘｏの検出情報（具体的
には、その液位検出装置Ｌの液位検出信号）に基づき、
外気ファンＦｏの出力調整により室外熱交換器Ｎｏの凝
縮器Ｃとしての冷媒冷却能力を調整し、これにより、膨
張弁ｅｘＶへ送る冷媒Ｒｗを確実に液相の冷媒Ｒｗｗに
保って、その送給冷媒Ｒｗ中に気相部分Ｒｗｇが混入す
ることによる膨張弁作用の不安定化を防止し、また、凝
縮器Ｃとしての室外熱交換器Ｎｏで不必要に過大な過冷
却度を冷媒Ｒｗに与えることを回避して、圧縮機Ｃｍｐ
や外気ファンＦｏの消費動力を低減する。

【００３８】一方、室外熱交換器Ｎｏを蒸発器Ｅとして
機能させ、かつ、室内熱交換器Ｎｉを凝縮器Ｃとして機
能させる暖房運転では（図２及び図５参照）、制御装置
Ｍは、別途センサＳによる圧縮機吸入冷媒Ｒｃの過熱度
検出に基づいて、冷房運転と同様に圧縮機吸入冷媒Ｒｃ
の過熱度ｓｈを目標過熱度ｓｈｍに調整・維持するよう
に膨張弁ｅｘＶの開度を調整しながら、第２冷媒状態検
出手段Ｘｉにおける液位検出装置Ｌが監視窓ｍの上下中
央よりも下降側への液位変化を検出することに対して
は、外気ファンＦｏの出力を増大側に調整して加熱媒体
ｆｈとしての外気ＯＡの供給量を増加させることによ
り、室外熱交換器Ｎｏの蒸発器Ｅとしての冷媒加熱能力
Ｅｑを増大側に調整し、これにより、図５において冷媒
サイクルをイ’線からロ’線へ、ないし、ロ’線から
ハ’線へ変化させる形態で、凝縮器Ｃとしての室内熱交
換器Ｎｉで冷媒Ｒｗに与える過冷却度を随伴的に増大側
に調整して、第２冷媒状態検出手段Ｘｉの冷媒容器Ｔに
おける液相冷媒Ｒｗｗの液位を監視窓ｍの上下中央へ上
昇復帰させる。

【００３９】また逆に、第２冷媒状態検出手段Ｘｉにお
ける液位検出装置Ｌが監視窓ｍの上下中央よりも上昇側
への液位変化を検出することに対しては、外気ファンＦ
ｏの出力を減少側に調整して加熱媒体ｆｈとしての外気
ＯＡの供給量を減少させることにより、室外熱交換器Ｎ
ｏの蒸発器Ｅとしての冷媒加熱能力Ｅｑを減少側に調整
し、これにより、図５において冷媒サイクルをハ’線か
らロ’線へ、ないし、ロ’線からイ’線へ変化させる形
態で、凝縮器Ｃとしての室内熱交換器Ｎｉで冷媒Ｒｗに
与える過冷却度を随伴的に減少側に調整して、第２冷媒
状態検出手段Ｘｉの冷媒容器Ｔにおける液相冷媒Ｒｗｗ
の液位を監視窓ｍの上下中央へ下降復帰させる。

【００４０】つまり、暖房運転においては、第２冷媒状
態検出手段Ｘｉの冷媒容器Ｔにおける液相冷媒Ｒｗｗの
液位を監視窓ｍの上下中央に保つ、すなわち、凝縮器Ｃ
としての室内熱交換器Ｎｉから膨張弁ｅｘＶへ送る冷媒
Ｒｗ（液相冷媒Ｒｗｗ）を前記の目標過冷却状態に保つ
ように、第２冷媒状態検出手段Ｘｉの検出情報（具体的
には、その液位検出装置Ｌの液位検出信号）に基づき、
外気ファンＦｏの出力調整により室外熱交換器Ｎｏの蒸
発器Ｅとしての冷媒加熱能力を調整し、これにより、前
述の冷房運転と同様、膨張弁ｅｘＶへ送る冷媒Ｒｗを確
実に液相の冷媒Ｒｗｗに保って膨張弁作用の不安定化を
防止するとともに、凝縮器Ｃとしての室内熱交換器Ｎｉ
で不必要に過大な過冷却度を冷媒Ｒｗに与えることを回
避して圧縮機Ｃｍｐや給気ファンＦｉの消費動力を低減
する。

【００４１】〔別実施例〕次に別実施例を列記する。

【００４２】（１）冷媒容器Ｔにおける液相冷媒Ｒｗｗ
の液位を検出するに、前述の実施例の如く冷媒容器Ｔに
おいて液相冷媒Ｒｗｗないし湿り蒸気冷媒Ｒｗｇを透過
する光の受光量に基づき液位を検出する形態に代えて、
例えば図６に示すように、透明の液相冷媒Ｒｗｗと霧状
の湿り蒸気冷媒Ｒｗｇとでは反射率が異なることを利用
して、発光部ａから監視窓ｍへ向けて発する光のうち受
光部ｂが受ける反射光の受光量に基づき液位を検出する
ようにしたり、あるいは、図７に示すように、冷媒容器
Ｔ中の液面に浮かぶフロートｚによる光遮断により、液
位変化に伴い受光部ｂの受光量が変化する構成として、
この受光量に基づき液位を検出するようにしてもよい。

【００４３】また、そのフロートｚを磁性体で構成し
て、フロートｚの上下変位に伴う磁力線変化に基づき液
位を検出したり、さらに、冷媒容器Ｔ内に電極を設け
て、その電極により検出される液位変化に伴う導電率変
化や誘電率変化に基づき液位を検出する形態を採用して
もよく、その他、液位検出には種々の形式、構造を採用
できる。

【００４４】（２）冷媒容器Ｔの具体的構造は種々の構
成変更が可能であり、前述の如く凝縮器Ｃと膨張手段ｅ
ｘＶとを接続する冷媒管路の途中に介装する構造に代え
て、例えば図８に示すように、凝縮器Ｃとして機能させ
る熱交換器Ｎに一体的に組付け装備する構造を採用して
もよい。

【００４５】（３）凝縮器Ｃから膨張手段ｅｘＶへ送る
冷媒Ｒｗの過冷却状態を検出するに、前述の如く、凝縮
器Ｃからの送出冷媒Ｒｗを受ける冷媒容器Ｔでの液位検
出に基づいて過冷却状態を検出するに代えて、凝縮器Ｃ
から膨張手段ｅｘＶへ送る冷媒Ｒｗの圧力・温度検出に
基づいて、その冷媒Ｒｗの過冷却状態を検出する形態を
採用してもよく、冷媒Ｒｗの過冷却状態を検出する検出
手段Ｘの具体的検出形態は種々の変更が可能である。

【００４６】（４）凝縮器Ｃの冷媒冷却能力や蒸発器Ｅ
の冷媒加熱能力を調整するに、冷却媒体ｆｃや加熱媒体
ｆｈの供給量調整によりそれら能力調整を行うに代え
て、図９に示すように、凝縮器Ｃや蒸発器Ｅとして機能
させる熱交換器Ｎを複数に分割して、それら分割部分ｎ
のうち冷媒を通過させるものの個数をバルブｖの操作に
より変更するといった調整形態を初めとして、凝縮器Ｃ
や蒸発器Ｅの伝熱面積を調整する形態で、それら凝縮器
Ｃの冷媒冷却能力や蒸発器Ｅの冷媒加熱能力を調整する
ようにしてもよく、また、冷却媒体ｆｃや加熱媒体ｆｈ
の供給量調整と伝熱面積の調整との両者により、凝縮器
Ｃの冷媒冷却能力や蒸発器Ｅの冷媒加熱能力を調整する
形態を採用してもよい。

【００４７】（５）冷却媒体ｆｃや加熱媒体ｆｈは、空
気等の気体に限定されるものではなく、水やその他の液
体であってもよく、場合によっては固体であってもよ
い。

【００４８】又、本発明によるヒートポンプ装置は、冷
房や暖房等の空調用途に限定されるものではなく、冷熱
や温熱を扱う各種分野において種々の用途に採用でき
る。

【００４９】尚、特許請求の範囲の項に図面との対照を
便利にするため符号を記すが、該記入により本発明は添
付図面の構成に限定されるものではない。

【図面の簡単な説明】

【図１】冷房運転時の冷媒流れを示す冷媒回路図

【図２】暖房運転時の冷媒流れを示す冷媒回路図

【図３】冷媒容器の拡大断面図

【図４】冷房運転時における過冷却度の調整形態を説明
するための冷媒サイクル図

【図５】暖房運転時における過冷却度の調整形態を説明
するための冷媒サイクル図

【図６】別実施例を示す冷媒容器の拡大断面図

【図７】別実施例を示す冷媒容器の拡大断面図

【図８】別実施例を示す冷媒容器の組付け構造図

【図９】別実施例を示す熱交換器の構造図

【符号の説明】

Ｃｍｐ 圧縮機 Ｃ 凝縮器 Ｃｑ 冷媒冷却能力 Ｅ 蒸発器 Ｅｑ 冷媒加熱能力 ｅｘＶ 膨張手段 ｆｃ 冷却媒体 ｆｈ 加熱媒体 Ｍ 制御手段 Ｒｗ 冷媒 Ｘ 検出手段

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 圧縮機（Ｃｍｐ）、凝縮器（Ｃ）、膨張
   手段（ｅｘＶ）、及び、蒸発器（Ｅ）の順に冷媒を循環
   させるヒートポンプ装置であって、 前記凝縮器（Ｃ）から前記膨張手段（ｅｘＶ）へ送る冷
   媒（Ｒｗ）の過冷却状態を検出する検出手段（Ｘ）を設
   け、その検出手段（Ｘ）の検出情報に基づいて、前記膨
   張手段（ｅｘＶ）へ送る冷媒（Ｒｗ）が目標の過冷却状
   態になるように、前記凝縮器（Ｃ）の冷媒冷却能力（Ｃ
   ｑ）、又は、前記蒸発器（Ｅ）の冷媒加熱能力（Ｅｑ）
   を調整する制御手段（Ｍ）を設けたヒートポンプ装置。
2. 【請求項２】 前記制御手段（Ｍ）は、前記凝縮器
   （Ｃ）の冷媒冷却能力（Ｃｑ）の調整として前記凝縮器
   （Ｃ）に対する冷却媒体（ｆｃ）の供給量を調整する、
   又は、前記蒸発器（Ｅ）の冷媒加熱能力（Ｅｑ）の調整
   として前記蒸発器（Ｅ）に対する加熱媒体（ｆｈ）の供
   給量を調整する構成としてある請求項１記載のヒートポ
   ンプ装置。
3. 【請求項３】 前記制御手段（Ｍ）は、前記凝縮器
   （Ｃ）の冷媒冷却能力（Ｃｑ）の調整として前記凝縮器
   （Ｃ）の伝熱面積を調整する、又は、前記蒸発器（Ｅ）
   の冷媒加熱能力（Ｅｑ）の調整として前記蒸発器（Ｅ）
   の伝熱面積を調整する構成としてある請求項１又は２記
   載のヒートポンプ装置。