JP2011099572A - 冷凍サイクル装置及びそれを用いた温水暖房装置 - Google Patents

Abstract

【課題】低外気温時の暖房（加熱）運転において、高負荷となる高圧縮比条件での高能力、高性能化を実現することができる冷凍サイクル装置及び温水暖房装置を提供すること。
【解決手段】圧縮機２１、凝縮器２２、過冷却熱交換器２３、主膨張手段２４、蒸発器２５を順に接続して形成した冷媒回路２と、制御装置４とを備え、前記過冷却熱交換器２３と前記主膨張手段２４との間から分岐して、バイパス膨張手段３１、前記過冷却熱交換器２３を介して前記圧縮機２１の吸入側に接続した第１バイパス回路３ａと、前記凝縮器２２と前記過冷却熱交換器２３との間から分岐して、流量調整手段４１、前記蒸発器２５を介して、前記主膨張手段２４の入口側に接続した第２バイパス回路４ａとを有することを特徴とする冷凍サイクル装置。
【選択図】図１

Description

本発明は、冷媒を過冷却する冷凍サイクル装置およびこの冷凍サイクル装置を用いた温水暖房装置に関する。

従来、冷媒回路の凝縮器の下流側に過冷却熱交換器が設けられ、この過冷却熱交換器に膨張させた冷媒を流入させることにより凝縮器から流出した冷媒を過冷却する冷凍サイクル装置が知られている。例えば、特許文献１には、図７に示すような冷凍サイクル装置１００が開示されている。

この冷凍サイクル装置１００は、冷媒を循環させる冷媒回路１１０と、バイパス路１２０とを備えている。冷媒回路１１０は、圧縮機１１１、凝縮器１１２、蒸発器１１５の一部１１６、過冷却熱交換器１１３、主膨張弁１１４および蒸発器１１５が配管により環状に接続されて構成されている。

バイパス路１２０は、過冷却熱交換器１１３と主膨張弁１１４の間で冷媒回路１１０から分岐し、過冷却熱交換器１１３を経由して蒸発器１１５と圧縮機１１１の間で冷媒回路１１０につながっている。また、バイパス路１２０には、過冷却熱交換器１１３よりも上流側にバイパス膨張弁１２１が設けられている。

さらに、冷凍サイクル装置１００では、凝縮器１１２を出た高圧液冷媒が蒸発器１１５の一部１１６に導かれ、蒸発器１１５の一部１１６を加熱した後に、過冷却熱交換器１１３へ流入することにより、低外気温条件での暖房運転時における蒸発器での凍結を抑制する機能を果たしている。

特開２０００−１８７３７号公報

しかしながら、特許文献１に記載されているように、暖房時、熱交換器の一部とは言え、全冷媒流量（高圧液冷媒）を蒸発器１１５の一部１１６に流して放熱させることにより、蒸発器１１５の凍結防止用に使用されるため、本来、外気より吸熱するために設置している蒸発器１１５の吸熱能力が低下し、結果として暖房能力やＣＯＰの低下を引き起こす。

つまり、一部とは言え、蒸発器の一部１１６に全部の高圧液冷媒が流動することにより、蒸発器の一部１１６の表面温度が上昇するため、熱伝導により隣接する蒸発器１１５の蒸発部の表面温度が上昇してしまい、空気との温度差が小さくなり、吸熱量の低下を来たすことになる。

本発明は、このような事情に鑑み、低外気温時の暖房（加熱）運転において、高負荷となる高圧縮比条件での高能力、高性能化を実現することができる冷凍サイクル装置及び温水暖房装置を提供することを目的とする。

前記課題を解決するために、本発明の冷凍サイクル装置は、圧縮機、凝縮器、過冷却熱交換器、主膨張手段、蒸発器を順に接続して形成した冷媒回路と、制御装置とを備え、前記過冷却熱交換器と前記主膨張手段との間から分岐して、バイパス膨張手段、前記過冷却熱交換器を介して前記圧縮機の吸入側に接続した第１バイパス回路と、前記凝縮器と前記過冷却熱交換器との間から分岐して、流量調整手段、前記蒸発器を介して、前記主膨張手段の入口側に接続した第２バイパス回路とを有することを特徴とするもので、全冷媒量ではなく、一部の冷媒（高圧液状態）が蒸発器の一部を流れて、冷媒が保有する温熱を放熱して、蒸発器の一部、例えば室外熱交換器底部の凍結防止を図りながら、蒸発器として機能する室外熱交換器における吸熱能力の低下を防止することができる。

本発明によれば、低外気温時の暖房（加熱）運転において、高負荷となる高圧縮比条件での高能力、高性能化を実現することができる冷凍サイクル装置及び温水暖房装置を提供できる。

本発明の実施の形態１における冷凍サイクル装置の概略構成図 図１に示す冷凍サイクル装置のモリエル線図 本発明の実施の形態１における冷凍サイクル装置の運転制御のフローチャート 本発明の実施の形態１における他の冷凍サイクル装置の概略構成図 本発明の実施の形態２における冷凍サイクル装置の概略構成図 同冷凍サイクル装置の運転制御のフローチャート 従来の冷凍サイクル装置の概略構成図

第１の発明は、圧縮機、凝縮器、過冷却熱交換器、主膨張手段、蒸発器を順に接続して形成した冷媒回路と、制御装置とを備え、前記過冷却熱交換器と前記主膨張手段との間から分岐して、バイパス膨張手段、前記過冷却熱交換器を介して前記圧縮機の吸入側に接続した第１バイパス回路と、前記凝縮器と前記過冷却熱交換器との間から分岐して、流量調整手段、前記蒸発器を介して、前記主膨張手段の入口側に接続した第２バイパス回路とを有することを特徴とする冷凍サイクル装置で、全冷媒量ではなく、一部の冷媒（高圧液状態）が蒸発器の一部を流れて、冷媒が保有する温熱を放熱して、蒸発器の一部、例えば室外熱交換器底部の凍結防止を図りながら、蒸発器としての吸熱能力低下を防止することができる。

第２の発明は、第２バイパス回路の出口側の冷媒温度を検出する温度センサと、凝縮温度を検出する凝縮温度検出手段とを備え、前記第２バイパス回路の出口側の冷媒温度と前記過冷却熱交換器の凝縮温度との温度差が所定範囲内となるように、流量調整手段を流れる冷媒量を調整することを特徴とするもので、冷媒回路から分岐して蒸発器の一部に流動する冷媒量をきめ細かく制御することができる、すなわち第２バイパス回路の出口側における過冷却度を所定範囲内とするように流量制御できるため、蒸発器の一部の過冷却効果を最大限に引き出すことが可能となる。

また、第１バイパス回路により、蒸発器における冷媒エンタルピ変化量拡大を図りながら、同時に蒸発に寄与しない冷媒ガス成分を、第１バイパス回路を介して圧縮機の吸入側にバイパスできるため、蒸発器における無意味な圧力損失増大を抑制、すなわち圧縮機の吸入圧力上昇を図れ、冷媒流量の増大、凝縮（加熱）能力の増大を図ることが可能となる。

第３の発明は、外気温を検出する外気温センサと、前蒸発器の蒸発温度を検出する蒸発器温度センサとを備え、前記外気温センサで検出される外気温度、前記蒸発器温度センサで検出される蒸発温度の少なくとも一方が所定温度以下の場合には、流量調整手段を流れる冷媒量を増加させ、前記外気温センサで検出される外気温度、前記蒸発器温度センサで検出される蒸発温度の少なくとも一方が所定温度以上の場合には、前記流量調整手段を流れる冷媒量を減少させることを特徴とするもので、蒸発器の底部における凍結現象の進行度合いを、外気温または蒸発温度より検出し、少なくとも一方が所定温度以下の場合には蒸発器の凍結現象が進行していると判断して、流量調整手段を流れる冷媒量を増加させて、蒸発器（室外熱交換器）底部の凍結防止を図りことができる。

一方、検出した外気温、および蒸発温度にうち、少なくとも一方が所定温度以上の場合には蒸発器の凍結現象が進行していないと判断して、流量調整手段を流れる冷媒量を減少させて、蒸発器として機能する室外熱交換器における吸熱能力の低下を防止することが可能となる。

第４の発明は、請求項１〜３のいずれか１項に記載の冷凍サイクル装置の凝縮器にて温水を加熱する温水暖房装置で、凝縮器が冷媒対空気熱交換器の場合だけでなく、冷媒対水熱交換器の場合にも適用でき、上記と同様の効果を得ることができる。

以下、本発明の実施の形態について、図面を参照しながら説明する。なお、この実施の形態によって本発明が限定されるものではない。

（実施の形態１）
図１に、本発明の第１の実施の形態に係る冷凍サイクル装置１Ａを示す。この冷凍サイクル装置１Ａは、冷媒を循環させる冷媒回路２と、第１バイパス回路３ａと、第１バイパス回路３ｂと、制御装置４とを備えている。冷媒としては、例えば、Ｒ４０７Ｃ等の非共沸混合冷媒、Ｒ４１０Ａ等の擬似共沸混合冷媒、または単一冷媒等を用いることができる。

冷媒回路２は、圧縮機２１、凝縮器２２、過冷却熱交換器２３、主膨張弁（主膨張手段）２４および蒸発器２５が配管により環状に接続されて構成されている。本実施の形態では、蒸発器２５と圧縮機２１の間に、気液分離を行うサブアキュムレータ２６および主アキュムレータ２７が設けられている。また、冷媒回路２には、通常運転とデフロスト運転を切り換えるための四方弁２８が設けられている。

本実施の形態では、冷凍サイクル装置１Ａが、加熱手段により生成した温水を暖房に利用する温水暖房装置の加熱手段を構成しており、凝縮器２２が、冷媒と水との間で熱交換を行わせて水を加熱する熱交換器となっている。具体的には、凝縮器２２に供給管７１と回収管７２が接続されており、供給管７１を通じて凝縮器２２に水が供給され、凝縮器２２で加熱された水（温水）が回収管７２を通じて回収されるようになっている。回収管７２により回収された温水は、例えばラジエータ等の暖房機に直接的または貯湯タンクを介して送られ、これにより暖房が行われる。

第１バイパス回路３ａは、過冷却熱交換器２３と主膨張弁２４の間で冷媒回路２から分岐し、過冷却熱交換器２３の２次側熱交換部２３ｂを経由して蒸発器２５と圧縮機２１の間で冷媒回路２につながっている。本実施の形態では、アキュムレータ２６と主アキュムレータ２７の間で第１バイパス回路３ａが冷媒回路２につながっている。また、第１バイパス回路３ａには、過冷却熱交換器２３よりも上流側にバイパス膨張弁（バイパス膨張手段）３１が設けられている。

第２バイパス回路３ｂは、凝縮器２２と過冷却熱交換器２３との間で冷媒回路２から分岐し、蒸発器の一部４２、流量調整弁４１を経由して、過冷却熱交換器２３の出口側で冷媒回路２に合流すべく接続されている。ここで、第２バイパス回路３ｂの冷媒回路２への合流点は、第１バイパス回路３ａの冷媒回路２からの分岐点と過冷却熱交換器２３との間に位置するものとする。

通常運転では、圧縮機２１から吐出された冷媒が四方弁２８を介して凝縮器２２に送られ、デフロスト運転では、圧縮機２１から吐出された冷媒が四方弁２８を介して蒸発器２５に送られる。図１では、通常運転時の冷媒の流れ方向を矢印で示している。

以上のように構成された冷凍サイクル装置について、以下、通常運転における冷媒の状態変化を説明する。図２に本発明の第１の実施の形態に係る冷凍サイクル装置のモリエル線図（圧力−エンタルピ線図）を示す。

圧縮機２１から吐出された高圧ガス冷媒（図２中ａ点）は、凝縮器２２に流入し、凝縮器２２の２次側を通過する水と熱交換して水を加熱し、冷媒自身は放熱して液化凝縮する。凝縮器２２から流出した高圧液冷媒（図２中ｂ点）は、過冷却熱交換器２３の入口側にて過冷却熱交換器２３側と蒸発器２５側とに分岐される。

冷媒回路２を流動する冷媒は過冷却熱交換器２３側の１次側熱交換部２３ａに流入し、バイパス膨張弁３１で減圧された低圧冷媒によって過冷却される。そして、過冷却熱交換器２３の出口側にて主膨張弁２４側とバイパス膨張弁３１側とに分岐される。過冷却熱交換器２３の１次側熱交換部２３ａから流出し、主膨張弁２４側に分岐した高圧冷媒は、主膨張弁２４によって減圧されて膨張した後に（図２中ｄ点）、蒸発器２５に流入する。蒸発器２５に流入した低圧二相冷媒は、ここで蒸発して空気から気化熱を吸熱する。

一方、過冷却熱交換器２３の入口側において、蒸発器の一部４２側に分岐された高圧液冷媒は、蒸発器の一部４２に流入し、流量調整弁４１によって流量調整弁４１の入口側における過冷却度が所定範囲内となる流量に調整される。ここで、高圧液冷媒が保有する温熱を放熱して、蒸発器２５を構成する一部の熱交換部を加熱して、蒸発器の一部４２の外表面に付着している霜層あるいは氷層を融解させ、冷媒自身は過冷却された後、過冷却熱交換器２３の出口側にて（図２中ｃ点）にて冷媒回路２へ合流する。

過冷却熱交換器２３の出口側にて、第２バイパス回路３ｂの出口側と冷媒回路２が合流した過冷却の増大した高圧液冷媒は、バイパス膨張弁３１側に分岐され、バイパス膨張弁３１によって減圧されて膨張した後（図２中ｅ点）に、過冷却熱交換器２３の２次側熱交換部２３ｂに流入する。

過冷却熱交換器２３の２次側熱交換部２３ｂに流入した低圧二相冷媒は、過冷却熱交換器２３の１次側熱交換部２３ａに流入した高圧液冷媒によって加熱される。その後、過冷却熱交換器２３の２次側熱交換部２３ｂから流出した低圧冷媒（図２中ｆ点）は、蒸発器２５から流出した低圧冷媒（図２中ｇ点）と合流し（図２中ｈ点）、再度圧縮機２１に吸入される。

冷媒回路２には、圧縮機２１の吐出側の冷媒の温度（吐出温度）Ｔ１を検出する第１温度センサ６１、及び冷媒回路２における過冷却熱交換器２３の出口側の冷媒の圧力（吐出圧力）Ｐ１を検出する圧力センサ５１とが設けられている。

また、第１バイパス回路３ａには、過冷却熱交換器２３の２次側熱交換部２３ｂの入口側、及び出口側の冷媒の温度Ｔ２、Ｔ３を検出する第２温度センサ６２、第３温度センサ
６３が設けられ、第２バイパス回路３ｂには、蒸発器の一部４２と流量調整弁４１の間に冷媒の温度Ｔ４を検出する第４温度センサ６４が設けられている。

本実施の形態では、制御装置４は、各種のセンサ５１、６１、６２、６３及び６４で検出される検出値等に基づいて、主膨張弁２４、バイパス膨張弁３１、及び流量調整弁の開度を制御する。

制御装置４では、通常運転時に、第１温度センサ６１で検出される圧縮機２１の吐出側の冷媒吐出温度Ｔ１が予め定められた所定範囲内となるように、主膨張弁２４を流れる冷媒量を制御する。

また、過冷却熱交換器の２次側熱交換部２３ｂの入口側冷媒温度Ｔ２は高圧液冷媒がバイパス膨張弁３１により減圧されて低圧二相状態になっているため、過冷却熱交換器の２次側熱交換部２３ｂにおける蒸発温度Ｔｅをほぼ表すため、過冷却熱交換器の２次側熱交換部２３ｂの出口側冷媒温度Ｔ３と入口側冷媒温度Ｔ２との温度差は２次側熱交換部２３ｂの出口における冷媒過熱度ＳＨを表わすことになる。

ただし、２次側熱交換部２３ｂの出口にて冷媒が二相状態である場合は、前記冷媒過熱度ＳＨはほぼゼロとなる。この過冷却熱交換器の２次側熱交換部２３ｂにおける冷媒過熱度ＳＨが所定値となるように、制御装置４にてバイパス膨張弁３１を流れる冷媒量を制御する。

更に、制御装置４では、圧力センサ５１で検出される主膨張弁２４の入口冷媒圧力Ｐｈ基準の飽和温度Ｔｃと、第２バイパス回路３ｂにおける、第４温度センサ６４で検出される流量調整弁４１の入口側の冷媒温度Ｔ４との温度差、すなわち冷媒過冷却度ＳＣが予め定められた所定範囲内となるように、流量調整弁４１を流れる冷媒量を制御する。

次に、通常運転時の制御装置４は、主膨張弁２４、流量調整弁４１、及びバイパス膨張弁３１の開度制御を繰り返して行うものであり、図３に示すフローチャートを参照して以下に詳細に説明する。

まず、制御装置４は主膨張弁２４の開度制御を行う。すなわち、吐出温度センサ６１で吐出温度Ｔ１を検出し（ステップＳ１）、この吐出温度Ｔ１が目標値となるように主膨張弁２４の開度を調整する（ステップＳ２）。

次に、制御装置４は流量調整弁４１の開度制御を行う。すなわち、圧力センサ５１で高圧圧力Ｐｈを検出するとともに、第４温度センサ６４で流量調整弁４１の入口側温度Ｔ４を検出する（ステップＳ３）。さらに、制御装置４は、検出した高圧圧力Ｐｈでの冷媒飽和温度Ｔｃを算出する（ステップＳ４）。この冷媒飽和温度Ｔｃの算出は、冷媒物性式を用いて行われる。

そして、制御装置４は、高圧圧力Ｐｈでの冷媒飽和温度Ｔｃと、流量調整弁４１の入口側温度Ｔ４との温度差、すなわち流量調整弁４１の入口側における冷媒過冷却度ＳＣを算出し（ステップＳ５）、冷媒過冷却度ＳＣが予め設定された下限値ＳＣ１と上限値ＳＣ２の間にあるか否かを判定する（ステップＳ６）。

流量調整弁４１の入口側の冷媒過冷却度ＳＣが下限値ＳＣ１と上限値ＳＣ２の間にない場合（ステップＳ６でＮＯの場合）には、制御装置４にて冷媒過冷却度ＳＣと下限値ＳＣ１の大小関係を比較する（ステップＳ７）。冷媒過冷却度ＳＣが下限値ＳＣ１より小さい場合は、制御装置４により、流量調整弁４１の開度を所定量下げて流れる冷媒流量を少な
くし（ステップＳ８）、逆に冷媒過冷却度ＳＣが上限値ＳＣ２より大きい場合は、制御装置４により、流量調整弁４１の開度を所定量上げて流れる冷媒流量を多くして（ステップＳ９）、ステップＳ１０へ移行する。

一方、ステップＳ６でＹＥＳの場合には、流量調整弁４１の開度は適正であると考えられるため、制御装置４は、次のステップＳ１０に移行する。

最後に、制御装置４はバイパス膨張弁３１の開度制御を行う。すなわち、制御装置４は、過冷却熱交換器の２次側熱交換部２３ｂの出口側冷媒温度Ｔ３と、入口側冷媒温度Ｔ２とを検出して、温度差Ｔ３−Ｔ２、すなわち冷媒過熱度ＳＨを算出し（ステップＳ１０）、冷媒過熱度ＳＨが予め設定された下限値ＳＨ１と上限値ＳＨ２の間にあるか否かを判定する（ステップＳ１１）。

冷媒過熱度ＳＨが下限値ＳＨ１と上限値ＳＨ２の間にない場合（ステップＳ１１でＮＯの場合）には、制御装置４にて冷媒過熱度ＳＨと下限値ＳＨ１の大小関係を比較する（ステップＳ１２）。冷媒過熱度ＳＨが下限値ＳＨ１より小さい場合は、制御装置４により、バイパス膨張弁３１の開度を所定量下げて流れる冷媒流量を少なくし（ステップＳ１３）、逆に冷媒過熱度ＳＨが上限値ＳＨ２より大きい場合は、制御装置４により、バイパス膨張弁３１の開度を所定量上げて流れる冷媒流量を多くして（ステップＳ１４）、ステップＳ１に戻る。

一方、ステップＳ１１でＹＥＳの場合には、バイパス膨張弁３１の開度は適正であると考えられるため、制御装置４は、バイパス膨張弁３１の制御は終了し、そのままステップＳ１に戻り、ステップＳ１〜ステップＳ１４の動作を繰り返す。

以上説明したように、本実施の形態では、通常運転時において、全冷媒量ではなく、一部の冷媒（高圧液状態）が蒸発器の一部４２を流れて、冷媒が保有する温熱を放熱して、蒸発器の一部４２の底部の凍結防止を図りながら、蒸発器２５としての吸熱能力低下を防止することができる。

また、冷媒回路２から分岐して蒸発器の一部４２に流動する冷媒量をきめ細かく制御することができる、すなわち第２バイパス回路３ｂの出口側における過冷却度を所定範囲内とするように流量制御できるため、蒸発器の一部４２の過冷却効果を最大限に引き出すことが可能となる。

かつ、第１バイパス回路３ａにより、蒸発器２５における冷媒エンタルピ変化量拡大を図りながら、同時に蒸発に寄与しない冷媒ガス成分を、第１バイパス回路３ａを介して圧縮機２１の吸入側にバイパスできるため、蒸発器２５における無意味な圧力損失増大を抑制、すなわち圧縮機２１の吸入圧力上昇を図れ、冷媒流量の増大、凝縮（加熱）能力の増大を図ることが可能となる。

なお、図１では、圧力センサ５１が冷媒回路２から第１バイパス回路３ａに分岐する位置と主膨張弁２４の入口側の間に設けられているが、圧力センサ５１は、圧縮機２１の吐出側と主膨張弁２４の間であれば、冷媒回路２のどの位置に設けられていてもよい。あるいは、圧力センサ５１は、第１バイパス回路３ａのバイパス膨張弁３１よりも上流側、または第２バイパス回路３ｂに設けられていてもよい。

また、図１中の第２バイパス回路において、流量調整手段４１の位置は、蒸発器の一部２４の下流側に設置しているが、蒸発器の一部２４の上流側に設置してもよい。

更に、図１では、第２バイパス回路３ｂの冷媒回路２への合流点は、第１バイパス回路３ａの冷媒回路２からの分岐点と過冷却熱交換器２３との間に位置するものとしているが、図４に示すように、第１バイパス回路３ａの分岐位置とバイパス膨張弁３１の間に位置するものでもよい。

（実施の形態２）
図５に、本発明の第２の実施の形態に係る冷凍サイクル装置１Ｂを示す。なお、本実施の形態では、第１の実施の形態と同一構成部分には同一符号を付して、その説明を省略する。

本実施の形態でも、第１の実施の形態と基本構成は同様であるが、温度センサの設置とそれに伴う制御装置４が異なる。すなわち、第１の実施の形態の冷媒回路２に設けられていた高圧圧力Ｐｈ検出用の圧力センサ５１が不要となり、かつ第１の実施の形態の第２バイパス回路３ｂにおいて、蒸発器の一部４２と流量調整弁４１の間に設けられていた、冷媒温度Ｔ４の検出用の第４温度センサ６４に代わって、蒸発器２５の冷媒蒸発温度Ｔｅを検出するために、主膨張弁２４と蒸発器２５の間に第５温度センサ６５、及び外気温Ｔｏを検出するために、外気温センサ７１が設けられている。

上記温度センサの設置が異なることに伴い、制御装置４では、通常運転時に、外気温センサ７１で検出される外気温Ｔｏ、第５温度センサ６５で検出される蒸発温度Ｔｅの少なくとも一方が所定温度以下の場合には、流量調整弁４１を流れる冷媒量を増加させ、外気温Ｔｏ、蒸発温度Ｔｅの少なくとも一方が所定温度以上の場合には、流量調整弁４１を流れる冷媒量を減少させること点が第１の実施の形態における制御装置４と異なる。

次に、通常運転時の制御装置４の制御を図６に示すフローチャートを参照して詳細に説明する。

まず、制御装置４では主膨張弁２４の開度制御は制御装置４の場合と同様であるため、説明を省略する。

次に、制御装置４は流量調整弁４１の開度制御が制御装置４の場合と異なる。すなわち、流量調整弁４１の開度制御を、流量調整弁４１の入口側冷媒過冷却度ＳＣを検出して行うのではなく、外気温センサ７１により外気温Ｔｏ、および第５温度センサ６５により蒸発温度Ｔｅを検出する（ステップＳ２１）。そして、制御装置４にて、外気温Ｔｏと所定の外気温Ｔｏ１との大小関係を判定し、蒸発温度Ｔｅと所定の蒸発温度Ｔｅ１との大小関係を判定する（ステップＳ２２）。

外気温Ｔｏが所定の外気温Ｔｏ１より低い場合、または蒸発温度Ｔｅが所定の蒸発温度Ｔｅ１より低い場合（ステップＳ２２でＹＥＳの場合）には、制御装置４により、流量調整弁４１の開度を所定量上げて流れる冷媒流量を多くする（ステップＳ２３）。ステップＳ２２でＮＯ場合、制御装置４にて、外気温Ｔｏと所定の外気温Ｔｏ１との大小関係を判定し、蒸発温度Ｔｅと所定の蒸発温度Ｔｅ１との大小関係を判定する（ステップＳ２４）。

外気温Ｔｏが所定の外気温Ｔｏ１より高い場合、または蒸発温度Ｔｅが所定の蒸発温度Ｔｅ１より高い場合（ステップＳ２４でＹＥＳの場合）には、制御装置４により、流量調整弁４１の開度を所定量下げて流れる冷媒流量を少なくする（ステップＳ２５）。

その後に行う、バイパス膨張弁３１の開度制御は制御装置４と同様であり、ステップＳ１〜Ｓ２、Ｓ２２〜Ｓ２５、Ｓ１０〜Ｓ１４の動作を繰り返す。

以上説明したように、本実施の形態では、通常運転時において、外気温７１と蒸発温度６５により暖房運転負荷の大小を検出し、暖房運転負荷が大きい場合は、蒸発器２５における凍結現象が生じやすくなるため、冷媒（高圧液状態）が蒸発器の一部４２を流れる流量を増加させて、蒸発器の一部４２の底部での放熱量を増加させ、凍結防止を図れる。

逆に、暖房運転負荷が小さい場合には、蒸発器２５における凍結現象が生じにくくなるため、冷媒（高圧液状態）が蒸発器の一部４２を流れる流量を減少させて、蒸発器２５における吸熱能力低下を防止することができる。

本発明は、冷凍サイクル装置によって水を加熱し、その水を暖房に利用する温水暖房装置に特に有用である。

１Ａ、１Ｂ 冷凍サイクル装置
２ 冷媒回路
４ 制御装置
２１ 圧縮機
２２ 凝縮器
２３ 過冷却熱交換器
２４ 主膨張弁（主膨張手段）
２５ 蒸発器
３ａ 第１バイパス回路
３ｂ 第２バイパス回路
３１ バイパス膨張弁（バイパス膨張手段）
４１ 流量調整弁（流量調整手段）
５１ 圧力センサ（凝縮温度検出手段）
６４ 第４温度センサ
６５ 第５温度センサ
７１ 外気温センサ

Claims (4)

1. 圧縮機、凝縮器、過冷却熱交換器、主膨張手段、蒸発器を順に接続して形成した冷媒回路と、制御装置とを備え、前記過冷却熱交換器と前記主膨張手段との間から分岐して、バイパス膨張手段、前記過冷却熱交換器を介して前記圧縮機の吸入側に接続した第１バイパス回路と、前記凝縮器と前記過冷却熱交換器との間から分岐して、流量調整手段、前記蒸発器を介して、前記主膨張手段の入口側に接続した第２バイパス回路とを有することを特徴とする冷凍サイクル装置。
2. 第２バイパス回路の出口側の冷媒温度を検出する温度センサと、凝縮温度を検出する凝縮温度検出手段とを備え、前記第２バイパス回路の出口側の冷媒温度と前記過冷却熱交換器の凝縮温度との温度差が所定範囲内となるように、流量調整手段を流れる冷媒量を調整することを特徴とする請求項１に記載の冷凍サイクル装置。
3. 外気温を検出する外気温センサと、前蒸発器の蒸発温度を検出する蒸発器温度センサとを備え、前記外気温センサで検出される外気温度、前記蒸発器温度センサで検出される蒸発温度の少なくとも一方が所定温度以下の場合には、流量調整手段を流れる冷媒量を増加させ、前記外気温センサで検出される外気温度、前記蒸発器温度センサで検出される蒸発温度の少なくとも一方が所定温度以上の場合には、前記流量調整手段を流れる冷媒量を減少させることを特徴とする請求項１に記載の冷凍サイクル装置。
4. 請求項１〜３のいずれか１項に記載の冷凍サイクル装置の凝縮器にて温水を加熱する温水暖房装置。