CN1302365A - 热泵装置 - Google Patents

Abstract

本发明是使用非共沸混合制冷剂的热泵装置,经过开闭阀而连接的精馏分离器、冷却器及积存器的闭路与制冷循环的主回路连接,根据检测到的负荷大小对开闭阀进行开闭控制,并根据负荷状态适当调节主回路的制冷剂成分,以对热泵装置的能力进行控制。

Description

热泵装置

技术领域

本发明涉及使用非共沸混合制冷剂的热泵装置，尤其涉及能够使在热泵的主回路中流动的制冷剂成分变化以使其能力变化的热泵装置。

背景技术

日本特公平5-44582号公报公开了一种用非共沸混合制冷剂使在热泵主回路中流动的制冷剂成分变化以使其能力变化的热泵装置。

以下结合附图说明上述传统的热泵装置。

图44是表示上述公报所述的传统热泵装置中的制冷循环的系统结构图。

如图44所示，传统的热泵装置具有压缩机1、四通阀2、室外热交换器3、主回路膨胀装置4以及室内热交换器5，它们依次连接成环状，构成热泵装置的主回路。

在传统的热泵装置上，膨胀器6的一端与连接室外热交换器3和主回路膨胀装置4的制冷剂配管连接，另一端与精镏分离器7的底部连接。在精镏分离器7的上部设有冷却器8。从冷却器8的两端导出的配管分别与精镏分离器7顶部的顶面及顶部的侧面连接而形成环状。冷却器8兼用作制冷剂器的贮留器。冷却器8连接在压缩机1与四通阀2之间，向着压缩机1的吸入配管贯穿其中。在冷却器8上，精镏分离器7顶部的制冷剂与从四通阀2流向压缩机1的制冷剂间接地进行热交换。

在传统的热泵装置上，膨胀器9的一端与连接主回路膨胀装置4和室内热交换器5的制冷剂配管连接，另一端与精镏分离器7的底部连接。

在以后的说明中，把由膨胀器6、精镏分离器7、冷却器8及膨胀器9构成的制冷剂流路称为精镏回路10。

以下说明上述结构的传统热泵装置的动作。

在供暖运转时，从压缩机1吐出的高温制冷剂通过四通阀2流入室内热交换器5。在室内热交换器5中与室内空气进行热交换并向室内供暖。在室内热交换器5中散热后的制冷剂液化后从室内热交换器5排出。从室内热交换器5排出的制冷剂分流成两支，一支通过膨胀器9流向精镏回路10，一支通过主回路膨胀装置4流向主回路。

流过主回路膨胀装置4的制冷剂在室外热交换器3内蒸发后通过四通阀2，并被再度吸入压缩机1。

另外，分流到精镏回路10的制冷剂被膨胀器9减压后流入精镏分离器7的底部。

流入精镏分离器7底部的制冷剂的状态对应该处所用的室内热交换器5的能力，有液态和气液二相状态。

气液二相状态的制冷剂从室内热交换器5流入精镏分离器7的底部后，就在精镏分离器7内加速气液分离。在非共沸混合制冷剂中，低沸点成分多的气相(气体状态)制冷剂移动到精镏分离器7内的顶部，而高沸点成分多的液态制冷剂则积存在精镏分离器7的底部。

另外，精镏分离器7顶部的气相(气体状态)制冷剂从由精镏分离器7顶端的顶面导出的制冷剂配管流入冷却器8。在冷却器8处，从精镏分离器7流入冷却器8的制冷剂与从四通阀2流向压缩机1的低温制冷剂间接地进行热交换后液化并积存。在冷却器8中，超出可积存量的液态制冷剂通过连接冷却器8和精镏分离器7顶部的侧面的制冷剂配管而流入精镏分离器7的顶部。

精镏分离器7底部的高沸点成分多的液态制冷剂被膨胀器6减压后，与在通过主回路膨胀装置4的主回路中流动的制冷剂合流。结果，在主回路中流动的制冷剂只剩富于高沸点成分的制冷剂，使该热泵的能力降低。

以下说明液态制冷剂从室内热交换器5流入精镏分离器7底部的情况。当液态制冷剂流入精镏分离器7的底部后，很难将精镏回路10中的制冷剂进行成分分离，高沸点和低沸点的制冷剂通过膨胀器6而返回主回路，故该热泵装置的能力提高。

然而，在上述传统的热泵装置上，无论是供暖运转还是制冷运转，如果要进行低沸点制冷剂的精镏分离，就必须使膨胀器6和9具有同等的节流开度。因此，精镏分离器7的压力成为主回路的中间压力，精镏分离也用该压力工作。从而，精镏分离器7顶部的低沸点成分增多，使液化上升的气相用的饱和温度变得更低。

另外，作为冷却器8的冷却源，使用压缩机1和四通阀2之间的吸入配管，故在压缩机1的吸入过热度大时，冷却源的制冷剂温度上升。由此，使精镏分离器7顶部的气相液化所需的温度就不够，冷却热量不足。结果，在将沸点差较大的非共沸混合制冷剂分离时，在传统的热泵装置上，分离的幅度减小，能力控制的范围缩小。

另外，传统热泵装置的膨胀器6和9经常处于敞开状态，冷却器8中一直有制冷剂积存，且主回路的制冷剂量不能调节。故传统热泵装置不能通过主回路的制冷剂量来进行能力控制。

本发明正是为了解决传统热泵装置的问题，目的在于提供一种能得到足够的成分分离幅度、同时能通过调节主回路的制冷剂量来控制能力、且能力控制的范围大于传统装置的热泵装置。

发明的公开

为了实现上述目的，本发明的热泵装置具有：实质上沿垂直方向延伸的直管形状、其底部经过副膨胀装置与压缩机的吸入配管连接、将非共沸混合制冷剂作精镏分离的精镏分离器；

使从前述精镏分离器的底部流出并从前述副膨胀装置流向前述压缩机的前述吸入配管的制冷剂与前述精镏分离器顶部的制冷剂进行热交换的冷却器；

将在前述冷却器冷却液化后的制冷剂积存的积存器；

构成将前述精镏分离器顶部的制冷剂送至前述冷却器并从前述冷却器送往前述积存器、然后使积存在前述积存器的制冷剂返回前述精镏分离器顶部的环状闭式管路；

将前述压缩机、四通阀、室外热交换器、膨胀装置以及室内热交换器依次用配管连接成环状并封入前述非共沸混合制冷剂的制冷循环的主回路；

将前述闭路与前述主回路之间可开闭地连接的开闭装置；

根据负载状态控制前述开闭装置的开闭、使前述主回路内的前述非共沸混合制冷剂流入前述闭路的控制装置。

通过采用上述结构，不仅可使冷却器小型化，而且可以用足够低的温度及冷却热量使精镏分离器的气相部液化，即使是沸点差较大的非共沸混合制冷剂，也能积存低沸点成分较多的制冷剂，增大分离幅度。

另外，通过控制开闭阀的开闭，可将积存器内的制冷剂控制在积存或流空的状态，以此调节主回路的制冷剂量，故可以通过主回路的制冷剂量、制冷剂组成成分来控制能力，使本发明能实现大范围的能力控制。

本发明的特征记载于权利要求中，而结合其他目的、特征，并结合附图及以下说明，将有助于进一步理解其结构及内容。

对附图的简单说明

图1是表示本发明实施例1的热泵装置结构的系统结构图。

图2是本发明实施例1的热泵装置的控制流程图。

图3是本发明实施例2的热泵装置的系统结构图。

图4是本发明实施例2的热泵装置的控制流程图。

图5是本发明实施例3的热泵装置的系统结构图。

图6是本发明实施例3的热泵装置的控制流程图。

图7是本发明实施例4的热泵装置的系统结构图。

图8是本发明实施例4的热泵装置的控制流程图。

图9是本发明实施例5的热泵装置的系统结构图。

图10是本发明实施例5的热泵装置的控制流程图。

图11是本发明实施例6的热泵装置的系统结构图。

图12是本发明实施例6的热泵装置的控制流程图。

图13是本发明实施例7的热泵装置的系统结构图。

图14是本发明实施例7的热泵装置的控制流程图。

图15是本发明实施例8的热泵装置的系统结构图。

图16是本发明实施例8的热泵装置的控制流程图。

图17是本发明实施例9的热泵装置的系统结构图。

图18是本发明实施例9的热泵装置的控制流程图。

图19是本发明实施例10的热泵装置的系统结构图。

图20是本发明实施例10的热泵装置的控制流程图。

图21是本发明实施例11的热泵装置的系统结构图。

图22是本发明实施例11的热泵装置的控制流程图。

图23是本发明实施例12的热泵装置的系统结构图。

图24是本发明实施例12的热泵装置的控制流程图。

图25是本发明实施例13的热泵装置的控制流程图。

图26是本发明实施例14的热泵装置的系统结构图。

图27是本发明实施例14的热泵装置的控制流程图。

图28是本发明实施例15的热泵装置的系统结构图。

图29是本发明实施例15的热泵装置的控制流程图。

图30是本发明实施例16的热泵装置的系统结构图。

图31是本发明实施例17的热泵装置的系统结构图。

图32是本发明实施例17的热泵装置的控制流程图。

图33是本发明实施例18的热泵装置的系统结构图。

图34是本发明实施例18的热泵装置的控制流程图。

图35是本发明实施例19的热泵装置的系统结构图。

图36是本发明实施例19的热泵装置的控制流程图。

图37是表示本发明实施例19的热泵装置的温度检测值与压力检测值之间关系的特性图。

图38是本发明实施例20的热泵装置的系统结构图。

图39是表示本发明实施例20的热泵装置的温度检测值与压力检测值之间关系的特性图。

图40是本发明实施例21的热泵装置中所用精镏分离器一实施例的示意结构图。

图41是表示插入本发明实施例21的精镏分离器容器内部的充填物原来的形状、即织物的示意结构图。

图42是插入本发明实施例21的精镏分离器容器内部的充填物的立体图。

图43是表示插入本发明实施例21的精镏分离器容器内部的充填物的分离性能评价结果的特性图。

图44是表示传统热泵装置中制冷循环的系统结构图。

以上附图只是示意图，不一定忠实地表示出各要素的实际相对尺寸或位置。

实施发明的最佳形态

以下结合附图说明本发明的热泵装置的较佳实施例。

《实施例1》

图1是本发明实施例1的热泵装置的系统结构图。在图1中，在实施例1的热泵装置中封入非共沸混合制冷剂，由压缩机11、四通阀12、室外热交换器13、主膨胀装置14以及室内热交换器15用配管连接成环状，构成制冷循环的主回路。

实施例1的热泵装置中设有将主膨胀装置14分支的配管，在该配管上串联连接着副膨胀装置16和副膨胀装置17。在连接副膨胀装置16和副膨胀装置17的配管上，经过开闭阀21连接状精镏分离器18的底部。

精镏分离器18的内部充填有充填材料(未图示)，是沿垂直方向延伸的直管。精镏分离器18的顶部经过冷却器19与积存器20的顶部连通。而且积存器20的底部与精镏分离器18的顶部连通。从而，精镏分离器18的顶部与冷却器19、积存器20呈环状连接，形成闭路。

实施例1中，积存器20的顶部位置高于精镏分离器18的顶部。冷却器19的位置高于积存器20的顶部。

连接精镏分离器18的顶部和冷却器19的配管与精镏分离器18顶部的顶面连接。连接积存器20底部和精镏分离器18顶部的配管与精镏分离器18顶部的侧面连接。从精镏分离器18的底部引出的配管经过副膨胀装置22和冷却器19而与连接在压缩机11和四通阀12之间的吸入配管连接。

在实施例1的冷却器19中，从精镏分离器18的底部经过副膨胀装置22而流向压缩机11的吸入配管的制冷剂与精镏分离器18顶部的制冷剂间接地进行热交换。实施例1中的冷却器19可采用双重管结构。

在图1中，室内机23由室内热交换器15等构成，具有检测室内温度(即室内机23的吸入空气温度)的室内温度传感器24。来自室内温度传感器24的数据被输入运算控制装置26，该运算控制装置26将记忆装置25所存储的设定空气温度to与室内温度传感器24检测到的吸入空气温度t进行比较，当吸入空气温度t与设定空气温度to间温度差的绝对值小于规定值Δt(｜t-to｜≤Δt)时将开闭阀21打开，而当吸入空气温度t与设定空气温度to间温度差的绝对值大于规定值/Δt(｜t-to｜＞Δt)时则将开闭阀21关闭。与运算控制装置26电气连接的记忆装置25是用于预先将用户设定在规定值的空气温值加以存储的装置。

以下结合图2说明上述结构的实施例1的热泵装置的动作。

图2是实施例1的热泵装置的控制流程图。

首先说明制冷运转时的动作。

在制冷运转时，在要求压缩机11起动后立即有较高制冷能力的场合，关闭开闭阀21(步骤1)。在这样关闭开闭阀21后，制冷时从压缩机11吐出的高温制冷剂就流入四通阀12和室外热交换器13，并冷凝液化。冷凝液化后的制冷剂分流成流入主膨胀装置14的主回路与流入副膨胀装置16的回路。

通过主膨胀装置14后的制冷剂通过室内热交换器15并经过四通阀12流入压缩机11，在主回路的制冷循环中流动。另外，流入副膨胀装置16的制冷剂被减压，成为制冷循环的主回路中高低压的中间附近的压力。这时，开闭阀21被关闭，故来自副膨胀装置16的制冷剂进一步被副膨胀装置17减压后流向主回路。

在上述状态下，用设在室内机23上的室内温度传感器24判断负荷(步骤2)。

在步骤2中，用室内温度传感器24检测到的室内机23的吸入空气温度(室温)t和记忆装置25存储的设定空气温度to之间温度差的绝对值大于规定值Δt(在以下的说明中，规定值Δt即为预先设定的室温与设定温度之间温度差的绝对值)时(｜t-to｜＞Δt)、即制冷负荷较大时，开闭阀21的关闭信号从运算控制装置26送往开闭阀21。因此开闭阀21保持关闭状态。

从而，从副膨胀装置16吐出的中间压力的制冷剂全部通过副膨胀装置17并减压，成为低压，并流入主回路。这样，通过了副膨胀装置16的制冷剂保持流入主回路的状态。因此主回路的制冷剂通过室内机23而将室内空间冷却，然后通过四通阀12再度被吸入压缩机11。

在上述状态下，由于开闭阀21被关闭，精镏分离器18经过冷却器19而与压缩机11的吸入配管连接，因此冷却器19，积存器20以及精镏分离器18成为脱离上述制冷循环的状态。从而，冷却器19，积存器20以及精镏分离器18各自的内部成为低压状态，几乎没有制冷剂积存。

由于如上述那样持续开闭阀21的关闭状态，在主回路中流动的制冷剂是保持充填成分的非共沸混合制冷剂，且主回路以制冷剂量较多的状态运转。结果，在上述状态下，实施例1的热泵进行与负荷相适应的大能力运转。

在步骤2中对负荷进行判断，当室内温度传感器24检测到的室内机23的吸入空气温度t与记忆装置25存储的设定空气温度to间温度差的绝对值小于规定值Δt(｜t-to｜≤Δt)、即制冷负荷较小时，开闭阀21的打开信号从运算控制装置26送往开闭阀21。结果，开闭阀21成为打开状态(步骤3)。因此，从副膨胀装置16流出的中间压力的二相制冷剂的一部分通过开闭阀21而流入精镏分离器18的底部。二相制冷剂流入精镏分离器18，制冷剂的一部分通过副膨胀装置22而被减压，成为低温的二相制冷剂后流入冷却器19。在冷却器19中，低温的二相制冷剂与精镏分离器18顶部的气相制冷剂间接地进行热交换。

在实施例1的冷却器19中，由于把在制冷循环中焓最低的低温低压二相制冷剂作为冷却器19的冷却源利用，故能有效地利用制冷剂的潜热，使冷却器19小型化。另外，实施例1的热泵装置的冷却器19能可靠地将精镏分离器18顶部的气体液化。

这样一来，二相制冷剂就从精镏分离器18的底部流入，且气体制冷剂从精镏分离器18顶部流出，该气体制冷剂在冷却器19中被冷却。在冷却器19中冷却液化的制冷剂渐渐地在积存器20中积存，积存量逐渐增加。而且积存在积存器20中的一部分制冷剂再度返回精镏分离器18的顶部后在精镏分离器18内下降。一旦这一状态连续发生，在精镏分离器18内，上升的气体制冷剂和下降的液体制冷剂就成为气液接触状态。该气液接触状态使精镏作用产生，具有低沸点较多的制冷剂成分的制冷剂渐渐积存在积存器20中。另一方面，在精镏分离器18中下降并通过副膨胀器22的制冷剂渐渐成为高沸点较多的制冷剂成分，并通过冷却器19后被吸入压缩机11。

如上所述，具有高沸点较多的制冷剂成分的制冷剂经过冷却器19而被吸入主回路的压缩机11，故主回路渐渐有高沸点较多的制冷剂成分的制冷剂流入。结果，实施例1的热泵装置可以根据负荷降低制冷能力。另外，由于低沸点的制冷剂积存于积存器20中，故流入主回路的制冷剂量减少。因此，实施例1的热泵装置由于制冷剂量的减少而降低制冷能力，当制冷负荷较小时，可实现与制冷负荷相适应的低能力运转。

在上述的低能力运转状态下，再对负荷进行判断(步骤4)。在此步骤4中，当制冷负荷增大，用室内温度传感器24检测到的室内机23的吸入空气温度t与记忆装置25存储的设定空气温度to间温度差的绝对值大于规定值Δt(｜t-to｜＞t)时，开闭阀21的关闭信号从运算控制装置26向开闭阀21传送。结果，开闭阀21再度成为关闭状态(步骤5)，积存在积存器20中的制冷剂渐渐被吸引到主回路的压缩机11。因此，主回路中的制冷剂成分恢复到充填高能力制冷剂成分的状态。另外，由于主回路的制冷剂量增加，故与制冷负荷相适应的高能力运转重新开始。

如上所述，在实施例1的热泵装置中，对制冷负荷是测量了室内机23的吸入空气温度t与设定空气温度to间温度差的绝对值后与规定值Δt进行比较。而且只要根据比较结果进行开闭阀21的开闭操作，就能将主回路的制冷剂量和制冷剂成分控制在与制冷负荷相适应的适当状态。这样，实施例1的热泵装置通过简单的控制就能进行与检测到的制冷负荷相适应的能力控制。

以下说明供暖运转时的动作。

供暖运转时只是制冷剂在主回路中的流动方向相反，其他动作则均与前述制冷运转时相同。

在供暖运转时，在要求压缩机11起动后立即有较高供暖能力的场合等，开闭阀21关闭(步骤1)。在开闭阀21如此关闭的状态下，供暖时从压缩机11吐出的高温制冷剂流入四通阀12和室内热交换器15后冷凝液化。冷凝液化后的制冷剂分流成流入主膨胀装置14的主回路和流入副膨胀装置17的回路。

通过主膨胀装置14后的制冷剂通过室外热交换器13，并经过四通阀12而流向压缩机11，并在主回路的供暖循环中流动。另一方面，流入副膨胀装置17的制冷剂被减压，成为在供暖循环的主回路中高低压的中间附近的压力。这时，由于开闭阀21被关闭，故来自副膨胀装置17的制冷剂又被副膨胀装置16减压后流向主回路。

在上述状态下，用设于室内机23内的室内温度传感器24对负荷进行判断(步骤2)。

在步骤2中，存储在记忆装置25的室内机23的设定空气温度to与室内温度传感器24检测到的室内机23的吸入空气温度t之间温度差的绝对值大于规定值Δt(｜t-to｜＞t)、即供暖负荷较大时，开闭阀21的关闭信号从运算控制装置26向开闭阀21送出。由此使开闭阀21保持关闭状态。

从而，从副膨胀装置17吐出的中间压力的制冷剂全部通过副膨胀装置16而被减压成低压，并流入主回路。这样，通过了副膨胀装置17的制冷剂继续保持流入主回路的状态，并与通过了主膨胀装置14的制冷剂合流。由此使主回路的制冷剂在室外热交换器13内蒸发，然后通过四通阀12而再度被吸入压缩机11。

在上述状态下，由于开闭阀21关闭，冷却器19与压缩机11的吸入配管连接，故冷却器19、积存器20及精镏分离器18脱离上述供暖循环。从而，冷却器19、积存器20及精镏分离器18各自的内部成为低压状态，几乎没有制冷剂积存。

通过如上述那样持续开闭阀21的关闭状态，在主回路中流动的制冷剂为保持充填成分的非共沸混合制冷剂，且以制冷剂量较多的状态运转。结果，在上述状态下，实施例1的热泵可进行与负荷相适应的大能力运转。

在步骤2中对负荷进行判断，当记忆装置25存储的设定空气温度to与室内温度传感器24检测到的室内机23的吸入空气温度t间温度差的绝对值小于规定值Δt(｜t-to｜≤Δt)、即供暖负荷较小时，开闭阀21的打开信号从运算控制装置26送往开闭阀21。结果，开闭阀21成为打开状态(步骤3)。因此，从副膨胀装置17流出的中间压力的二相制冷剂的一部分通过开闭阀21而流入精镏分离器18的底部。由于二相制冷剂流入精镏分离器18，制冷剂的一部分通过副膨胀装置22而被减压，成为低温的二相制冷剂后流入冷却器19。在冷却器19中，低温的二相制冷剂与精镏分离器18顶部的气相制冷剂间接地进行热交换。

在实施例1的冷却器19中，由于把在循环中焓最低的低温低压二相制冷剂作为冷却器19的冷却源利用，故能有效地利用制冷剂的潜热，使冷却器19小型化。另外，实施例1的热泵装置的冷却器19能可靠地将精镏分离器18顶部的气体液化。

这样一来，二相制冷剂就从精镏分离器18的底部流入，使气体制冷剂从精镏分离器18顶部流出，该气体制冷剂在冷却器19中被冷却。在冷却器19中冷却液化后的制冷剂渐渐地在积存器20中积存，积存量逐渐增加。而且积存在积存器20中的一部分制冷剂再度返回精镏分离器18的顶部后在精镏分离器18内下降。一旦这一状态连续发生，在精镏分离器18内，上升的气体制冷剂和下降的液体制冷剂就成为气液接触状态。该气液接触状态使精镏作用产生，具有低沸点较多的制冷剂成分的制冷剂渐渐积存在积存器20中。在精镏分离器18中下降并通过副膨胀器22的制冷剂渐渐成为高沸点较多的制冷剂成分，并通过冷却器19后被吸入压缩机11。

如上所述，具有高沸点较多的制冷剂成分的制冷剂经过冷却器19而被吸入主回路的压缩机11，故主回路渐渐有高沸点较多的制冷剂成分的制冷剂流入。结果，实施例1的热泵装置可以降低供暖能力。另外，由于低沸点的制冷剂积存于积存器20中，故流入主回路的制冷剂量减少。因此，实施例1的热泵装置由于制冷剂量的减少而降低供暖能力，当供暖负荷较小时，可实现与供暖负荷相适应的低能力运转。

在上述的低能力运转状态下，再对负荷进行判断(步骤4)。在此步骤4中，当供暖负荷增大、记忆装置25存储的设定空气温度to与用室内温度传感器24检测到的室内机23的吸入空气温度t间温度差的绝对值大于规定值Δt(｜t-to｜＞t)时，开闭阀21的关闭信号从运算控制装置26向开闭阀21传送。结果，开闭阀21再度成为关闭状态(步骤5)，积存在积存器20中的制冷剂渐渐被吸引到主回路的压缩机11。因此，主回路中的制冷剂成分恢复到高能力的制冷剂充填成分的状态。另外，由于主回路的制冷剂量增加，故可进行与供暖负荷相适应的高能力运转。

如上所述，在实施例1的热泵装置中，对负荷大小是测量了设定空气温度to与室内机23的吸入空气温度t间温度差的绝对值后对该绝对值与规定值Δt进行比较，由此对开闭阀21进行开闭控制，可将主回路的制冷剂量和制冷剂成分控制在与负荷相适应的适当状态。从而，实施例1的热泵装置在制冷或供暖运转状态下都能进行与负荷相适应的能力控制。

《实施例2》

以下结合图3和图4说明本发明实施例2的热泵装置。图3是实施例2的热泵装置系统结构图。图4是实施例2的热泵装置控制流程图。图3和图4中，凡与前述实施例1的热泵装置具有相同功能和结构的部分均用相同符号表示并省略说明。

在图3中，在实施例2的热泵装置中封入非共沸混合制冷剂，压缩机11、四通阀12、室外热交换器13、室外膨胀装置30、室内膨胀装置32以及室内热交换器15用配管连接成环状。

在实施例2中，为了在制冷运转时将室外膨胀装置30分支，与室内膨胀装置30并联地设有单向阀31。为了在供暖运转时将室内膨胀装置32分路，与室内膨胀装置32并联设置单向阀33。如上所述，用压缩机11、四通阀12、室外热交换器13、室外膨胀装置30、单向阀31、室内膨胀装置32、单向阀33以及室内热交换器15构成实施例2热泵装置上的制冷循环的主回路。

室外膨胀装置30和室内膨胀装置32之间的配管上经过开闭阀21及副膨胀装置34连接着精镏分离器18的底部。精镏分离器18的内部充填着充填材料(未图示)，构成沿垂直方向延伸的直管。精镏分离器18的顶部经过冷却器19而与积存器20的顶部连通。而且积存器20的底部与精镏分离器18的顶部连通。从而精镏分离器18的顶部和冷却器19、积存器20呈环状连接，形成闭路。

另外，在实施例2中，积存器20的顶部位置高于精镏分离器18的顶部。冷却器19的位置高于积存器20的顶部。

连接精镏分离器18的顶部和冷却器19的配管与精镏分离器18顶部的顶面连接。连接积存器20底部和精镏分离器18顶部的配管与精镏分离器18顶部的侧面连接。从精镏分离器18的底部引出的配管经过副膨胀装置22和冷却器19而与连接在压缩机11和四通阀12之间的吸入配管连接。

在实施例2的冷却器19中，从精镏分离器18的底部经过副膨胀装置22而流向压缩机11的吸入配管的制冷剂与精镏分离器18顶部的制冷剂间接地进行热交换。实施例2中的冷却器19可采用双重管结构。

在图3中，室内机23由室内热交换器15等构成，具有检测室内空气温度(即室内机23的吸入空气温度)的室内温度传感器24。来自室内温度传感器24的数据被输入运算控制装置26，该运算控制装置26将记忆装置25的设定空气温度to与室内温度传感器24检测到的吸入空气温度t进行比较，当吸入空气温度t与设定空气温度to间温度差的绝对值小于规定值Δt(｜t-to｜≤Δt)时将开闭阀21打开，而当吸入空气温度t与设定空气温度to间温度差的绝对值大于规定值Δt(｜t-to｜＞Δt)时则将开闭阀21关闭。与运算控制装置26电气连接的记忆装置25是用于预先将用户设定在规定值的空气温度加以存储的装置。

以下结合图4说明上述结构的实施例2的热泵装置的动作。

图4是实施例2的热泵装置的控制流程图。

首先说明制冷运转时的动作。

在制冷运转时，在要求压缩机11起动后立即有较高制冷能力的场合，关闭开闭阀21(步骤1)。在这样关闭开闭阀21后，制冷时从压缩机11吐出的高温制冷剂就流入四通阀12和室外热交换器13而冷凝液化。冷凝液化后的制冷剂通过单向阀31后保持高压状态流入室内膨胀装置32。通过了室内膨胀装置32的制冷剂通过室内热交换器15并经过四通阀12而流向压缩机11，并在主回路的制冷循环中流动。

在上述状态下，用设在室内机23上的室内温度传感器24判断负荷(步骤2)。当用室内温度传感器24检测到的室内机23的吸入空气温度t和记忆装置25存储的设定空气温度to之间温度差的绝对值大于规定值Δt(｜t-to｜＞Δt)时、即制冷负荷较大时，开闭阀21的关闭信号从运算控制装置26送往开闭阀21。结果开闭阀21保持关闭状态。

从而，通过了单向阀31的制冷剂通过室内膨胀装置32后成为低压，并在室内热交换器15内蒸发，而将设置室内机23的空间冷却。然后，制冷剂通过四通阀12后再度被吸入压缩机11。

在上述状态下，由于开闭阀21被关闭，且精镏分离器18经过冷却器19而与压缩机11的吸入配管连接，因此冷却器19，积存器20以及精镏分离器18成为脱离上述制冷循环的状态。从而，冷却器19，积存器20以及精镏分离器18各自的内部成为低压状态，几乎没有制冷剂积存。

由于如上述那样持续开闭阀21的关闭状态，在主回路中流动的制冷剂是保持充填成分的非共沸混合制冷剂，且以制冷剂量较多的状态运转。结果，在上述状态下，实施例1的热泵进行与负荷相适应的大能力运转。

在步骤2对负荷进行判断，当室内温度传感器24检测到的室内机23的吸入空气温度t与记忆装置25存储的设定空气温度to间温度差的绝对值小于规定值Δt(｜t-to｜≤Δt)、即制冷负荷较小时，开闭阀21的打开信号从运算控制装置26送往开闭阀21。结果，开闭阀21成为打开状态(步骤3)。因此，从单向阀31流出的高压制冷剂的一部分通过开闭阀21及副膨胀装置34并流入精镏分离器18的底部。在副膨胀装置34中，制冷剂未显著减压，而是以略低于高压的次高压状态向精镏分离器18流出。在精镏分离器18中，以次高压状态作精镏分离。这里的所谓次高压是指高压与中间压力之间的压力。

另外，从副膨胀装置34流经精镏分离器18的一部分制冷剂在副膨胀装置22中被减压成低压，成为低温的二相制冷剂后流入冷却器19。在该冷却器19中，低温的二相制冷剂与精镏分离器18顶部的气相制冷剂间接地进行热交换。

在上述状态中，由于精镏分离器18内的压力成为略低于高压的次高压，而且把循环中焓最低的低温低压二相制冷剂作为冷却器19的冷却源利用，故在实施例2中，可将精镏分离器18顶部的温度与冷却器19的冷却源之间的温度差取得较大。另外，冷却器19能有效地利用冷却源的潜热，故能使冷却器19更加小型化。另外，由于实施例2的热泵采用上述结构，故精镏分离器18顶部的气体被可靠地液化，能够促进精镏分离。

实施例2的精镏分离器18的动作与前述实施例1相同，故省略其详细说明。在实施例2的精镏分离器18中，精镏分离作用使具有低沸点较多的制冷剂成分的制冷剂渐渐积存在积存器20中。在精镏分离器18中下降并通过副膨胀器22的制冷剂渐渐成为高沸点较多的制冷剂成分，在主回路中流动的制冷剂渐渐成为高沸点较多的制冷剂成分。

另外，由于低沸点的制冷剂积存于积存器20中，故流入主回路的制冷剂量减少。因此，实施例2的热泵装置由于制冷剂量的减少而可降低制冷能力，当制冷负荷较小时，可实现与其制冷负荷相适应的低能力运转。

在上述的低能力运转状态下，再对负荷进行判断(步骤4)。在此步骤4中，当制冷负荷增大，用室内温度传感器24检测到的室内机23的吸入空气温度t与记忆装置25存储的设定空气温度to间温度差的绝对值大于规定值Δt(｜t-to｜＞t)时，开闭阀21的关闭信号从运算控制装置26向开闭阀21传送。结果，开闭阀21再度成为关闭状态(步骤5)，积存在积存器20中的制冷剂渐渐被吸引到主回路的压缩机11。因此，主回路中的制冷剂成分恢复到高能力的充填成分的状态。另外，由于主回路的制冷剂量增加，故可进行与制冷负荷相适应的大能力运转。

如上所述，在实施例2的热泵装置中，对制冷负荷的大小是测量了室内机23的吸入空气温度t与设定空气温度to间温度差的绝对值后与规定值Δt进行比较。而且只要根据比较结果进行开闭阀21的开闭这种简单的操作，就能将主回路的制冷剂量和制冷剂成分控制在与制冷负荷相适应的适当状态。这样，实施例2的热泵装置通过简单的控制就能进行与检测到的制冷负荷相适应的能力控制。另外，在实施例2中，由于可将精镏分离器18的压力设定为略高于高压的次高压，故更加增大了制冷剂成分的可变范围，能根据变化较大的负荷进行能力控制。

以下说明供暖运转时的动作。

供暖运转时只是制冷剂在主回路中的流动方向相反，其他动作则均与前述制冷运转时相同。

在供暖运转时，在要求压缩机11起动后立即有较高供暖能力的场合等，开闭阀21关闭(步骤1)。在开闭阀21如此关闭的状态下，供暖时从压缩机11吐出的高温制冷剂流入四通阀12和室内机23的室内热交换器15后冷凝液化。通过制冷剂在室内热交换器15中的冷凝液化而向室内供暖。从室内热交换器15流出的制冷剂通过单向阀33后以高压状态流入室外膨胀装置30。

在上述状态下，用设于室内机23的室内温度传感器24对负荷进行判断(步骤2)。

在步骤2中，存储在记忆装置25的设定空气温度to与室内温度传感器24检测到的室内机23的吸入空气温度t之间温度差的绝对值大于规定值Δt(｜t-to｜＞t)、即供暖负荷较大时，开闭阀21的关闭信号从运算控制装置26向开闭阀21送出。由此使开闭阀21保持关闭状态。从而，从单向阀33流出的制冷剂全部通过室外膨胀装置30而被减压成低压，在室外热交换器13内蒸发后，通过四通阀12而再度被吸入压缩机11。

在上述状态下，由于开闭阀21关闭，冷却器19与压缩机11的吸入配管连接，故冷却器19、积存器20及精镏分离器18脱离上述供暖循环。从而，冷去器19、积存器20及精镏分离器18各自的内部成为低压状态，几乎没有制冷剂积存。

通过如上述那样持续开闭阀21的关闭状态，在主回路中流动的制冷剂为保持充填成分的非共沸混合制冷剂，且以制冷剂量较多的状态运转。结果，在上述状态下，实施例2的热泵可进行与负荷相适应的大能力运转。

在步骤2对负荷进行判断，当记忆装置25存储的设定空气温度to与室内温度传感器24检测到的室内机23的吸入空气温度t间温度差的绝对值小于规定值Δt(｜t-to｜≤Δt)、即供暖负荷较小时，开闭阀21的打开信号从运算控制装置26送往开闭阀21。结果，开闭阀21成为打开状态(步骤3)。因此，从单向阀33流出的高压制冷剂的一部分通过开闭阀21、副膨胀装置34而流入精镏分离器18的底部。在此状态下，副膨胀装置34被设定为流向精镏分离器18的制冷剂为略低于高压的中间压力，在精镏分离器18中则以该中间压力进行精镏分离。

通过副膨胀装置34而流向精镏分离器18的制冷剂的一部分在副膨胀装置22中被减压，成为低温的二相制冷剂后流入冷却器19。在冷却器19中，低温的二相制冷剂与精镏分离器18顶部的气相制冷剂间接地进行热交换。

上述供暖运转时的动作与制冷运转时的动作相同，故省略其详细说明。在实施例2中，可扩大供暖运转时精镏分离器18顶部的温度与冷却器19的冷却热源之间的温度差，能有效地利用冷却热源的潜热。从而，实施例2的热泵装置能使冷却器19更加小型化，同时能将精镏分离器18顶部的气体可靠地液化，促进精镏分离。

另外，与制冷运转时相同，在供暖运转时，由于低沸点的制冷剂积存于积存器20中，故在主回路中流动的制冷剂量减少。因此，实施例2的热泵装置能够通过减少制冷剂量降低供暖能力，当供暖负荷较小时，能实现与供暖负荷相适应的低能力运转。

在上述的低能力运转状态下，再对负荷进行判断(步骤4)。在此步骤4中，当供暖负荷增大、记忆装置25存储的设定空气温度to与用室内温度传感器24检测到的室内机23的吸入空气温度t间温度差的绝对值大于规定值Δt(｜t-to｜＞t)时，开闭阀21的关闭信号从运算控制装置26向开闭阀21传送。结果，开闭阀21再度成为关闭状态(步骤5)，积存在积存器20中的制冷剂渐渐被吸引到主回路的压缩机11。因此，主回路中的制冷剂成分恢复到高能力的充填成分的状态。另外，由于主回路的制冷剂量增加，故可进行与供暖负荷相适应的高能力运转。

如上所述，在实施例2的热泵装置中，对负荷大小是测量了室内机23的吸入空气温度t与设定空气温度to间温度差的绝对值后对该绝对值与规定值Δt进行比较，由此对开闭阀21进行开闭控制，可根据负荷对主回路的制冷剂量和制冷剂成分进行适当的能力控制。从而，实施例2的热泵装置无论在制冷或供暖运转状态下都能将精镏分离器18的压力设定为略低于高压的中间压力，故可以更加扩大制冷剂成分的可变范围，相对于变化较大的负荷也能进行能力控制。

《实施例3》

以下结合图5和图6说明本发明实施例3的热泵装置。图5是实施例3的热泵装置系统结构图。图6是实施例3的热泵装置控制流程图。图5和图6中，凡与前述实施例1的热泵装置具有相同功能和结构的部分均用相同符号表示并省略说明。

在图5中，在实施例3的热泵装置中封入非共沸混合制冷剂，压缩机11、四通阀12、室外热交换器13、主膨胀装置14、以及室内热交换器15用配管连接成环状。

实施例3的热泵装置的制冷循环除了具有前述实施例1的热泵装置的制冷循环结构外，还将精镏分离器18的底部与压缩机11的吐出配管连接。在精镏分离器18的底部与压缩机11的吐出配管之间连接着开闭阀41和副膨胀装置40。压缩机11的吐出配管配设在压缩机11和四通阀12之间。

在实施例3的热泵装置上，运算控制装置26在吸入空气温度t与设定空气温度to间温度差的绝对值小于规定值Δt(｜t-to｜≤Δt)时使开闭阀21和开闭阀41打开，而在吸入空气温度t与设定空气温度to间温度差的绝对值大于规定值Δt(｜t-to｜＞Δt)时则将开闭阀21和开闭阀41关闭。

以下结合图6说明上述结构的实施例3的热泵装置的动作。

图6是实施例3的热泵装置的控制流程图。

首先说明制冷运转时的动作。

在制冷运转时，在要求压缩机11起动后立即有较高制冷能力的场合，关闭两个开闭阀21和41(步骤1)。在这样关闭开闭阀21和41后，制冷时从压缩机11吐出的高温制冷剂就流入四通阀12和室外热交换器13而冷凝液化。冷凝液化后的制冷剂分流成流入主膨胀装置14的主回路和流入副膨胀装置16的回路。

流入副膨胀装置16的制冷剂被减压成为制冷循环主回路中高低压的中间附近的中间压力。

在上述状态下，用设在室内机23上的室内温度传感器24判断负荷(步骤2)。在步骤2中，当用室内温度传感器24检测到的室内机23的吸入空气温度t和记忆装置25存储的设定空气温度to之间温度差的绝对值大于规定值Δt(｜t-to｜＞Δt)、即制冷负荷较大时，开闭阀21和41的关闭信号从运算控制装置26送往各开闭阀21和41。结果开闭阀21和41保持关闭状态。

从而，从副膨胀装置16吐出的中间压力的制冷剂全部通过副膨胀装置17而成为低压，并流入主回路。这样通过副膨胀装置16的制冷剂在与通过了主膨胀装置14的制冷剂合流后，在室内热交换器15内蒸发，将设置室内机23的空间冷却。然后，从室内热交换器15流出的制冷剂通过四通阀12后再度被吸入压缩机11。

在上述状态下，由于两个开闭阀21和41被关闭，且精镏分离器18经过冷却器19而与压缩机11的吸入配管连接，因此冷却器19，积存器20以及精镏分离器18成为脱离上述制冷循环的状态。从而，冷却器19，积存器20以及精镏分离器18各自的内部成为低压状态，几乎没有制冷剂积存。

由于如上述那样保持开闭阀21和41的关闭状态，在主回路中流动的制冷剂是保持充填成分的非共沸混合制冷剂，且以制冷剂量较多的状态运转。结果，在上述状态下，实施例3的热泵可进行与负荷相适应的大能力运转。

在步骤2对负荷进行判断，当室内温度传感器24检测到的室内机23的吸入空气温度t与记忆装置25存储的设定空气温度to间温度差的绝对值小于规定值Δt(｜t-to｜≤Δt)、即制冷负荷较小时，开闭阀21及开闭阀41的打开信号从运算控制装置26送往各开闭阀21和41。结果，开闭阀21和41成为打开状态(步骤3)。因此，从副膨胀装置16流出的中间压力的二相制冷剂的一部分通过开闭阀21流入精镏分离器18的底部。另外，压缩机11的吐出气体的一部分在副膨胀装置40中减压至中间压力并通过开闭阀41而流入精镏分离器18的底部。从而，在精镏分离器18的底部，通过了副膨胀装置16的制冷剂的一部分与压缩机11的吐出气体的一部分合流。而且，制冷剂的一部分通过副膨胀装置22后减压至规定的压力，成为低温的二相制冷剂后流入冷却器19。在冷却器19中，低温的二相制冷剂与精镏分离器18顶部的气相制冷剂间接地进行热交换。

在实施例3的冷却器19中，由于把制冷循环中焓最低的低温低压二相制冷剂作为冷却器19的冷却源利用，故能有效地利用制冷剂的潜热，能使冷却器19小型化。另外，实施例1的热泵装置能够可靠地将精镏分离器18顶部的气体液化。

这样，由于制冷剂从精镏分离器18的底部流入，使制冷剂从精镏分离器18的顶部流出，且该制冷剂在冷却器19中冷却。在冷却器19中冷却液化的制冷剂渐渐积存在积存器20中，使积存量增加。而且制冷剂再次返回精镏分离器18的顶部后在精镏分离器18内下降。一旦该状态连续发生，在精镏分离器18中上升的气体制冷剂与下降的液体制冷剂就在精镏分离器18内形成气液接触状态。该气液接触状态使精镏作用产生，积存器20中渐渐积存低沸点较多的制冷剂成分的制冷剂。结果，沿精镏分离器18下降并通过副膨胀器22的制冷剂渐渐成为高沸点较多的制冷剂成分，并通过冷却器19而被吸入压缩机11。

在上述实施例3的热泵装置中，由于使压缩机11的吐出气体直接地流入精镏分离器18，故上升的气体量增加，使气液接触良好，加速精镏作用。由此，在实施例3的热泵装置上，低沸点非常多的制冷剂成分的制冷剂积存在积存器20中。

结果，由于制冷循环的主回路中为高沸点非常多的制冷剂成分的制冷剂，故制冷能力降低。另外，由于低沸点的制冷剂积存于积存器20中，故在主回路中流动的制冷剂量减少。因此，实施例3的热泵装置由于制冷剂量的减少而可降低制冷能力，当制冷负荷较小时，可实现与其制冷负荷相适应的低能力运转。

在上述的低能力运转状态下，再对负荷进行判断(步骤4)。在此步骤4中，当制冷负荷增大，用室内温度传感器24检测到的室内机23的吸入空气温度t与记忆装置25存储的设定空气温度to间温度差的绝对值大于规定值Δt(｜t-to｜＞t)时，开闭阀21及开闭阀41的关闭信号从运算控制装置26向开闭阀21和41传送。结果，开闭阀21和41再度成为关闭状态(步骤5)，积存在积存器20中的制冷剂渐渐被吸引到主回路的压缩机11。因此，主回路中的制冷剂成分恢复到高能力的充填成分的状态。另外，由于主回路的制冷剂量增加，故可再度进行与制冷负荷相适应的大能力运转。

如上所述，在实施例3的热泵装置中，对制冷负荷的大小是测量了室内机23的吸入空气温度t与设定空气温度to间温度差的绝对值后与规定值Δt进行比较。而且只要根据比较结果同时开闭开闭阀21和41，就能将主回路的制冷剂量和制冷剂成分控制在与制冷负荷相适应的适当状态。这样，实施例2的热泵装置通过简单的控制就能进行与检测到的制冷负荷相适应的能力控制。

以下说明供暖运转时的动作。

供暖运转时只是制冷剂在主回路中的流动方向相反，其他动作则均与前述制冷运转时相同。

在供暖运转时，在要求压缩机11起动后立即有较高供暖能力的场合等，两个开闭阀21和41关闭(步骤1)。在开闭阀21和41如此关闭的状态下，供暖时从压缩机11吐出的高温制冷剂流入四通阀12和室内热交换器15后冷凝液化。冷凝液化的制冷剂分流成流入主膨胀装置14的主回路和流入副膨胀装置17的回路。

流入副膨胀装置17的制冷剂被减压，成为制冷循环的主回路的高低压力的中间附近的中间压力。

在上述状态下，用设于室内机23的室内温度传感器24对负荷进行判断(步骤2)。在步骤2中，存储在记忆装置25的室内机23的设定空气温度to与室内温度传感器24检测到的室内机23的吸入空气温度t之间温度差的绝对值大于规定值Δt(｜t-to｜＞t)、即供暖负荷较大时，开闭阀21和41的关闭信号从运算控制装置26向各开闭阀21和41送出。结果，开闭阀21和41保持关闭状态。

从而，从副膨胀装置17流出的中间压力的制冷剂全部通过副膨胀装置16而被减压成低压，并流入主回路。这样，通过了副膨胀装置17的制冷剂保持流入主回路的状态，并与通过了主膨胀装置14的制冷剂合流。由此，主回路的制冷剂在室外热交换器13内蒸发后，通过四通阀12而再度被吸入压缩机11。

在上述状态下，由于开闭阀21和41关闭，精镏分离器18经过冷却器19与压缩机11的吸入配管连接，故冷却器19、积存器20及精镏分离器18实质上与上述供暖循环脱离。从而，冷却器19、积存器20及精镏分离器18各自的内部成为低压状态，几乎没有制冷剂积存。

通过如上述那样持续开闭阀21和41的关闭状态，在主回路中流动的制冷剂为保持充填成分的非共沸混合制冷剂，且以制冷剂量较多的状态运转。结果，在上述状态下，实施例3的热泵可进行与负荷相适应的大能力运转。

在步骤2对负荷进行判断，当记忆装置25存储的设定空气温度to与室内温度传感器24检测到的室内机23的吸入空气温度t间温度差的绝对值小于规定值Δt(｜t-to｜≤Δt)、即供暖负荷较小时，开闭阀21及开闭阀41的打开信号从运算控制装置26送往开闭阀21和41。结果，开闭阀21和41成为打开状态(步骤3)。因此，从副膨胀装置17流出的中间压力二相制冷剂的一部分通过开闭阀21而流入精镏分离器18的底部。另外，压缩机11的吐出气体的一部分在副膨胀装置40被减压至中间压力并通过开闭阀41而流入精镏分离器18的底部。因此，来自副膨胀装置17的制冷剂和压缩机11的吐出气体的一部分在精镏分离器18的底部合流。而且，从精镏分离器18的底部流出的制冷剂在副膨胀装置22中被减压至低压，成为低温的二相制冷剂后流入冷却器19。在该冷却器19中，低温的二相制冷剂与精镏分离器18顶部的气相制冷剂间接地进行热交换。

在实施例3的热泵装置中，由于可将供暖循环中焓最低的低温低压的二相制冷剂作为冷却器19的冷却源利用，故能有效地利用制冷剂的潜热，使冷却器19小型化。并且实施例3的热泵装置能可靠地将精镏分离器18顶部的气体液化。

这样，由于制冷剂从精镏分离器18的底部流入，使制冷剂从精镏分离器18的顶部流出，且该制冷剂在冷却器19中冷却。在冷却器19中冷却并液化的制冷剂渐渐积存在积存器20中，使积存量增加。并且，积存在积存器20中的一部分制冷剂再度返回精镏分离器18的顶部后沿精镏分离器18下降。一旦这种状态连续发生，在精镏分离器18中上升的气体制冷剂就与下降的液体制冷剂在精镏分离器18内形成气液接触状态。该气液接触状态使精镏作用产生，积存器20中渐渐积存低沸点较多的制冷剂成分的制冷剂。另一方面，沿精镏分离器18下降并通过副膨胀器22的制冷剂渐渐成为高沸点较多的制冷剂成分，并通过冷却器19而被吸入压缩机11。

如上所述，在实施例3中，与制冷运转同样，供暖运转时也是使压缩机11的吐出气体直接流入精镏分离器18。因此，在精镏分离器18中，上升的气体量增加，气液接触良好，加速精镏作用，在积存器20中积存低沸点非常多的制冷剂成分。

结果，在主回路中流动的制冷剂成为高沸点非常多的制冷剂成分，故能根据负荷控制能力。另外，由于低沸点的制冷剂积存于积存器20中，故主回路的制冷剂量减少，制冷剂量的减少可使供暖能力降低，在供暖负荷较小时，能实现与供暖负荷相适应的低能力运转。

在上述的低能力运转状态下，再对负荷进行判断(步骤4)。在此步骤4中，当供暖负荷增大、用室内温度传感器24检测到的室内机23的吸入空气温度t与记忆装置25存储的设定空气温度to间温度差的绝对值大于规定值Δt(｜t-to｜＞t)时，开闭阀21及开闭阀41的关闭信号从运算控制装置26向各开闭阀21和41传送。结果，开闭阀21和41再度成为关闭状态(步骤5)，积存在积存器20中的制冷剂渐渐被吸引到压缩机11。因此，主回路中的制冷剂成分恢复到高能力的充填成分的状态。另外，由于主回路的制冷剂量增加，故可再度进行与供暖负荷相适应的高能力运转。

如上所述，在实施例3的热泵装置中，对负荷大小是测量了室内机23的吸入空气温度t与设定空气温度to间温度差的绝对值后对该绝对值与规定值Δt进行比较，由此只要同时开闭开闭阀21和41，即可将主回路的制冷剂量和制冷剂成分调节到与负荷相适应的状态。从而，实施例3的热泵装置容易进行能力控制。另外，在实施例3中，可利用压缩机11的吐出气体良好地进行精镏分离的气液接触，故可缩短分离时间，提高分离性能，对于较大的负荷变化也能可靠适应，实现了可变范围更大的制冷剂成分。

《实施例4》

以下结合图7和图8说明本发明实施例4的热泵装置。在图7和图8中，凡与前述各实施例的热泵装置具有相同功能和结构的部分均用相同符号表示并省略说明。

图7是实施例4的热泵装置系统结构图。在图7中，在实施例4的热泵装置中封入非共沸混合制冷剂，压缩机11、四通阀12、室外热交换器13、室外膨胀装置30、室内膨胀装置32、以及室内热交换器15用配管连接成环状。

在实施例4中，与室外膨胀装置30并联地设有单向阀31，以在制冷运转时将室外膨胀装置30分支，并与室内膨胀装置32并联地设有单向阀33，以在供暖运转时将室内膨胀装置32分支。如上所述，实施例4的热泵装置具有与前述实施例2热泵装置同样的结构。不过，实施例4热泵装置的制冷循环的结构除了前述实施例2的热泵装置的制冷循环结构外，还将精镏分离器18的底部与压缩机11的吐出配管连接。在精镏分离器18的底部与压缩机11的吐出配管之间连接着开闭阀51和副膨胀装置50。压缩机11的吐出配管配设在压缩机11和四通阀12之间。在图7中，凡与实施例2具有相同功能和结构的部分均用相同符号表示。

实施例4的热泵装置的运算控制装置26在吸入空气温度t与设定空气温度to间温度差的绝对值小于规定值Δt(｜t-to｜≤Δt)时使开闭阀21和开闭阀51打开，而在吸入空气温度t与设定空气温度to间温度差的绝对值大于规定值Δt(｜t-to｜＞Δt)时将开闭阀21和开闭阀51关闭。

以下结合图8说明上述结构的实施例4的热泵装置的动作。

图8是实施例4的热泵装置的控制流程图。

首先说明制冷运转时的动作。

在制冷运转时，在要求压缩机11起动后立即有较高制冷能力的场合，关闭两个开闭阀21和51(步骤1)。在这样关闭开闭阀21和51后，制冷时从压缩机11吐出的高温制冷剂就流入四通阀12和室外热交换器13而冷凝液化。冷凝液化后的制冷剂通过单向阀31后保持高压状态流入室内膨胀装置32。

在上述状态下，用室内温度传感器24判断负荷(步骤2)。当用室内温度传感器24检测到的室内机23的吸入空气温度t和记忆装置25存储的设定空气温度to之间温度差的绝对值大于规定值Δt(｜t-to｜＞Δt)、即制冷负荷较大时，开闭阀21和开闭阀51的关闭信号从运算控制装置26送往各开闭阀21和51。结果开闭阀21和51保持关闭状态。

从而，从单向阀31吐出的制冷剂通过室内膨胀装置32后成为低压，并在室内热交换器15内蒸发，将设置室内机23的空间冷却。然后，制冷剂通过四通阀12后再度被吸入压缩机11。

在上述状态下，由于开闭阀21和51被关闭，且精镏分离器18经过冷却器19而与压缩机11的吸入配管连接，因此冷却器19，积存器20以及精镏分离器18成为低压状态，几乎没有制冷剂积存。

由于如上述那样持续开闭阀21和51的关闭状态，在主回路中流动的制冷剂保持充填成分的混合状态，且以制冷剂量较多的状态运转。结果，实施例4的热泵可进行与负荷相适应的大能力运转。

在步骤2对负荷进行判断，当室内温度传感器24检测到的室内机23的吸入空气温度t与记忆装置25存储的设定空气温度to间温度差的绝对值小于规定值Δt(｜t-to｜≤Δt)、即制冷负荷较小时，开闭阀21及开闭阀51的打开信号从运算控制装置26送往各开闭阀21和51。结果，开闭阀21和51打开(步骤3)。

在实施例4中，副膨胀装置34和副膨胀装置50将制冷剂降低到略低于高压的次高压后流入精镏分离器18，精镏分离器18在这种压力下进行精镏分离动作。

至于从单向阀31流出的高压制冷剂的一部分，通过了开闭阀21和副膨胀装置34的制冷剂流入精镏分离器18的底部。并且在副膨胀装置50中减压成为次高压，通过了开闭阀51的压缩机11的吐出气体流入精镏分离器18的底部，与通过了副膨胀装置34的制冷剂合流。在精镏分离器18的底部合流的制冷剂通过副膨胀装置22后减压成为低温的二相制冷剂后流入冷却器19。在冷却器19中，低温的二相制冷剂与精镏分离器18顶部的气相制冷剂间接地进行热交换。

在实施例4中，由于压缩机11的吐出气体直接地流入精镏分离器18，故上升的气体量增加，使气液接触良好，加速精镏作用。另外，由于精镏分离器18的压力是略低于高压的次高压，而且冷却器19的冷却源是利用制冷循环中焓最低的低温低压二相制冷剂，故能增大精镏分离器18顶部的温度与冷却器19的冷却热源之间的温度差。结果，实施例4不仅能使冷却器19小型化，而且能将精镏分离器18顶部的气体可靠地液化，加速精镏分离，使低沸点非常多的制冷剂成分的制冷剂积存在积存器20中。

结果，由于主回路中流动的是高沸点非常多的制冷剂成分的制冷剂，故实施例4的热泵装置能根据负荷控制能力。另外，由于低沸点的制冷剂积存于积存器20中，故流入主回路的制冷剂量减少，而主回路制冷剂量的减少能更加降低制冷能力，可实现与制冷负荷相适应的低能力运转。

在上述的低能力运转状态下，再对负荷进行判断(步骤4)。在此步骤4中，当制冷负荷增大，用室内温度传感器24检测到的室内机23的吸入空气温度t与记忆装置25存储的设定空气温度to间温度差的绝对值大于规定值/Δt(｜t-to｜＞t)时，开闭阀21和51的关闭信号从运算控制装置26向各开闭阀21和51传送。结果，开闭阀21和51再度成为关闭状态(步骤5)，积存在积存器20中的制冷剂渐渐被吸引到主回路的压缩机11。因此，主回路中的制冷剂成分恢复到高能力的充填成分的状态。另外，由于主回路的制冷剂量增加，故可进行与制冷负荷相适应的大能力运转。

如上所述，在实施例4的热泵装置中，只要利用室内机23的吸入空气温度t与设定空气温度to间温度差的绝对值检测制冷负荷的大小后同时开闭开闭阀21和51，就能将主回路的制冷剂量和制冷剂成分控制在与制冷负荷相适应的状态。如上所述，实施例4的热泵装置可以将精镏分离器18的压力设定为次高压，制冷剂成分可更大幅度地变化，故针对大幅度变化的负荷也能实现大范围的能力控制。

以下说明供暖运转时的动作。

供暖运转时只是制冷剂在主回路中的流动方向相反，其他动作则均与前述制冷运转时相同。

在供暖运转时，在要求压缩机11起动后立即有较高供暖能力的场合等，开闭阀21和51关闭(步骤1)。在开闭阀21和51如此关闭的状态下，供暖时从压缩机11吐出的高温制冷剂流入四通阀12和室内热交换器15后冷凝液化。冷凝液化的制冷剂在室内机23中用于供暖后通过单向阀33，并保持高压状态流入室外膨胀装置30。

在上述状态下，用室内温度传感器24检测到的测量温度对负荷进行判断(步骤2)。当存储在记忆装置25的设定空气温度to与室内温度传感器24检测到的室内机23的吸入空气温度t之间温度差的绝对值大于规定值Δt(｜t-to｜＞t)、即供暖负荷较大时，开闭阀21和51的关闭信号从运算控制装置26向各开闭阀21和51送出，开闭阀21和51关闭。从而，从单向阀33流出的制冷剂全部通过室外膨胀装置30后成为低压。另外，通过了室外膨胀装置30的制冷剂在室外热交换器13内蒸发后，通过四通阀12后再度被吸入压缩机11 。

在上述状态下，由于开闭阀21和51关闭，精镏分离器18经过冷却器19与压缩机11的吸入配管连接，故冷却器19、积存器20及精镏分离器18与供暖循环脱离。从而，冷却器19、积存器20及精镏分离器18各自的内部成为低压状态，几乎没有制冷剂积存。

通过如上述那样持续开闭阀21和51的关闭状态，在主回路中流动的制冷剂为保持充填成分的混合状态，且以制冷剂量较多的状态运转。结果，在上述状态下，实施例4的热泵可进行与负荷相适应的大能力运转。

在步骤2对负荷进行判断，当记忆装置25存储的设定空气温度to与室内温度传感器24检测到的室内机23的吸入空气温度t间温度差的绝对值小于规定值Δt(｜t-to｜≤Δt)、即供暖负荷较小时，开闭阀21和开闭阀51的打开信号从运算控制装置26送往开闭阀21和51，各开闭阀21和51打开(步骤3)。

副膨胀装置34和副膨胀装置50将制冷剂减压成次高压，且次高压的制冷剂流入精镏分离器18。在精镏分离器18中以此压力进行精镏分离动作。

从单向阀33流出的高压制冷剂的一部分通过开闭阀21和副膨胀装置34后流入精镏分离器18的底部。另外，压缩机11的吐出气体的一部分在副膨胀装置50中减压成次高压，并通过开闭阀51后流入精镏分离器18的底部。因此，通过了副膨胀装置34后制冷剂和压缩机11的吐出气体的一部分在精镏分离器18的底部合流。而且，来自精镏分离器18的底部的制冷剂通过副膨胀装置22而减压成为低温的二相制冷剂后流入冷却器19。在该冷却器19中，低温的二相制冷剂与精镏分离器18顶部的制冷剂间接地进行热交换。

在实施例4的热泵装置上，由于使压缩机11的吐出气体直接流入精镏分离器18，故上升的气体量增加，有利于气液接触，促进精镏作用。另外，由于精镏分离器18的压力为次高压，且冷却器19的冷却源是利用循环中焓最低的低温低压的二相制冷剂，故能扩大精镏分离器18顶部的温度与冷却器19的冷却热源之间的温度差。因此，实施例4的热泵装置不仅能使冷却器19小型化，且能将精镏分离器18顶部的气体可靠地液化，可加速精镏分离，使低沸点非常多的制冷剂成分的制冷剂积存在积存器20中。

结果，在主回路中流动的制冷剂成为高沸点非常多的制冷剂成分，故能根据负荷控制能力。另外，由于低沸点的制冷剂积存于积存器20中，故主回路的制冷剂量减少，制冷剂量的减少能进一步降低能力，容易实现与负荷相适应的低能力运转。

在上述状态下对负荷进行判断(步骤4)，当负荷大时、即当记忆装置25存储的设定空气温度to与用室内温度传感器24检测到的室内机23的吸入空气温度t间温度差的绝对值大于规定值Δt(｜t-to｜＞t)时，开闭阀21和51的关闭信号从运算控制装置26送出，开闭阀21和51再度关闭(步骤5)，积存在积存器20中的制冷剂渐渐被吸引到压缩机11。因此，主回路中的制冷剂成分恢复到高能力的充填成分的状态，而且制冷剂量也增加，可进行与负荷相适应的大能力运转。

如上所述，只要用室内机23的吸入空气温度t与设定空气温度to间温度差的绝对值检测负荷大小并同时开闭开闭阀21和51，即可将主回路的制冷剂量和制冷剂成分控制成与负荷相适应的状态。由于实施例4的热泵装置可将精镏分离器18的压力设定为次高压，故更加扩大了制冷剂成分的可变幅度，能根据大幅度变化的负荷进行能力控制。

《实施例5》

以下结合图9和图10说明本发明实施例5的热泵装置。在图9和图10中，凡与前述各实施例的热泵装置具有相同功能和结构的部分均用相同符号表示并省略说明。

图9是实施例5的热泵装置系统结构图。在图9中，在实施例5的热泵装置中封入非共沸混合制冷剂，压缩机11、四通阀12、室外热交换器13、室外膨胀装置30、室内膨胀装置32、以及室内热交换器15用配管连接成环状。

在实施例5中，与室外膨胀装置30并联地设有单向阀31，以在制冷运转时将室外膨胀装置30分支，并与室内膨胀装置32并联地设有单向阀33，以在供暖运转时将室内膨胀装置32分支。如上所述，实施例5的热泵装置具有与前述实施例4热泵装置同样的结构。不过，实施例5热泵装置的结构除了实施例4的热泵装置的结构外，还将冷却器19与压缩机11的吸入配管之间经过开闭阀52连接。在图9中，凡与实施例4具有相同功能和结构的部分均用相同符号表示。

实施例5的热泵装置的运算控制装置26在要求压缩机11起动后立即有制冷供暖能力的场合，将开闭阀21、51、52关闭。另外，运算控制装置26在吸入空气温度t与设定空气温度to间温度差的绝对值小于规定值Δt(｜t-to｜≤Δt)时首先将开闭阀21、51、52打开一定时间。然后在开闭阀21、51、52打开了一定时间后，运算控制装置26将开闭阀21、51、52关闭。然后，在吸入空气温度t与设定空气温度to间温度差的绝对值大于规定值Δt时，开闭阀21和开闭阀51保持关闭状态，而只将开闭阀52打开。

以下结合图10说明上述结构的实施例5的热泵装置的动作。

图10是实施例5的热泵装置的控制流程图。

首先说明制冷运转时的动作。

在制冷运转时，在要求压缩机11起动后立即有较高制冷能力的场合，关闭三个开闭阀21、51、52(步骤1)。在这样关闭开闭阀21、51、52后，从压缩机11吐出的高温制冷剂就流入四通阀12和室外热交换器13而冷凝液化。冷凝液化后的制冷剂通过单向阀31后保持高压状态流入室内膨胀装置32。

在上述状态下，用室内温度传感器24测得的温度判断负荷(步骤2)。当用室内温度传感器24检测到的室内机23的吸入空气温度t与记忆装置25存储的设定空气温度to之间温度差的绝对值大于规定值Δt(｜t-to｜＞Δt)、即制冷负荷较大时，开闭阀21、51、52的关闭信号从运算控制装置26送往各开闭阀21、51、52。结果开闭阀21、51、52保持关闭状态。

从而，从单向阀31吐出的制冷剂全部通过室内膨胀装置32后成为低压，并在室内热交换器15内蒸发，将设置室内机23的空间冷却。然后，制冷剂通过四通阀12后再度被吸入压缩机11。

在上述状态下，由于开闭阀21、51、52被关闭，故冷却器19、积存器20以及精镏分离器18没有制冷剂积存。

由于如上述那样持续开闭阀21、51、52的关闭状态，在主回路中流动的制冷剂保持充填成分的混合状态，且以制冷剂量较多的状态运转。结果，实施例5的热泵可进行与负荷相适应的大能力运转。

在步骤2对负荷进行判断，当室内温度传感器24检测到的室内机23的吸入空气温度t与记忆装置25存储的设定空气温度to间温度差的绝对值小于规定值Δt(｜t-to｜≤Δt)、即制冷负荷较小时，开闭阀21、51、52的打开信号从运算控制装置26送往各开闭阀21、51、52，开闭阀21、51、52打开(步骤3)。

在实施例5中，副膨胀装置34和副膨胀装置50将制冷剂降低到略低于高压的次高压后流入精镏分离器18，精镏分离器18在这种压力下进行精镏分离动作。

从单向阀31流出的高压制冷剂的一部分通过开闭阀21和副膨胀装置34并流入精镏分离器18的底部。并且在副膨胀装置50中减压成为次高压，通过了开闭阀51的压缩机11的吐出气体流入精镏分离器18的底部，与通过了副膨胀装置34的制冷剂合流。在精镏分离器-18的底部合流的制冷剂通过副膨胀装置22后减压成为低温的二相制冷剂后流入冷却器19。在冷却器19中，低温的二相制冷剂与精镏分离器18顶部的气相制冷剂间接地进行热交换。

在实施例5中，由于压缩机11的吐出气体直接地流入精镏分离器18，故上升的气体量增加，使气液接触良好，促进精镏作用。另外，由于精镏分离器1 8的压力是次高压，而且冷却器19的冷却源是利用制冷循环中焓最低的低温低压二相制冷剂，故能增大精镏分离器18顶部的温度与冷却器19的冷却热源之间的温度差。结果，实施例5不仅能使冷却器19小型化，而且能将精镏分离器18顶部的气体可靠地液化，加速精镏分离，低沸点非常多的制冷剂成分的制冷剂积存在积存器20中。

结果，由于在主回路中流动的是高沸点非常多的制冷剂成分的制冷剂，故实施例5的热泵装置能根据负荷控制能力。另外，由于低沸点的制冷剂积存于积存器20中，故主回路的制冷剂量减少，而该制冷剂量的减少能更加降低制冷能力，可实现与制冷负荷相适应的低能力运转。

判断在步骤3中打开开闭阀21、51、52后经过的时间T是否过了预先设定的规定时间Ta(步骤4)。如果已过了规定时间Ta，开闭阀21、51、52的关闭信号就从运算控制装置26送往开闭阀21、51、52，开闭阀21、51、52关闭。

在实施例5中，如上所述，精镏分离器18、冷却器19及积存器20可与主回路脱离，故可切断使制冷剂流到低压侧的回路。因此，实施例5的热泵装置可以避免精镏分离所需的热量损耗，可实现与负荷相适应的能力控制，且可实现高效率运转。

在上述的低能力运转状态下，再对负荷进行判断(步骤6)。在此步骤6中，当制冷负荷增大时、即用室内温度传感器24检测到的室内机23的吸入空气温度t与记忆装置25存储的设定空气温度to间温度差的绝对值大于规定值Δt(｜t-to｜＞t)时，开闭阀21、51的关闭信号及开闭阀52的打开信号从运算控制装置26送出。结果，开闭阀21和51关闭，开闭阀52打开(步骤7)。从而，积存在积存器20中的制冷剂渐渐被吸引到主回路的压缩机11，主回路的制冷剂成分恢复到高能力的充填成分的状态。另外，由于主回路的制冷剂量增加，故实施例5的热泵装置可进行与负荷相适应的大能力运转。

如上所述，在实施例5的热泵装置中，只要利用室内机23的吸入空气温度t与设定空气温度to间温度差的绝对值检测制冷负荷的大小，并对开闭阀21、51、52进行开闭控制，就能将主回路的制冷剂量和制冷剂成分控制在与制冷负荷相适应的状态。如上所述，实施例5的热泵装置可以将精镏分离器18的压力设定为次高压，故能更加扩大制冷剂成分的可变范围，针对大幅度变化的负荷也能实现能力控制。

以下说明供暖运转时的动作。

供暖运转时只是制冷剂在主回路中的流动方向相反，其他动作则均与前述制冷运转时相同。

在供暖运转时，在要求压缩机11起动后立即有供暖能力的场合等，开闭阀21、51、52关闭(步骤1)。在开闭阀21、51、52关闭的状态下，从压缩机11吐出的高温制冷剂流入四通阀12和室内热交换器15后冷凝液化。冷凝液化的制冷剂在室内机23中用于供暖后通过单向阀33，并保持高压状态流入室外膨胀装置30。

在上述状态下判断负荷(步骤2)。当存储在记忆装置25的设定空气温度to与室内温度传感器24检测到的室内机23的吸入空气温度t之间温度差的绝对值大于规定值Δt(｜t-to｜＞t)、即供暖负荷较大时，开闭阀21、51、52的关闭信号从运算控制装置26向各开闭阀21、51、52送出。结果，开闭阀21、51、52关闭。从而，从单向阀33流出的制冷剂全部在室外膨胀装置30中减压成为低压并在室外热交换器13内蒸发，然后通过四通阀12而再度被吸入压缩机11。

在上述状态下，由于开闭阀21、51、52关闭，故冷却器19、积存器20及精镏分离器18中几乎没有制冷剂积存。

通过如上述那样持续开闭阀21、51、52的关闭状态，在主回路中流动的制冷剂保持充填成分的混合状态，且以制冷剂量较多的状态运转。结果，在上述状态下，实施例5的热泵可进行与负荷相适应的大能力运转。

在步骤2对负荷进行判断，当记忆装置25存储的设定空气温度to与室内温度传感器24检测到的室内机23的吸入空气温度t间温度差的绝对值小于规定值Δt(｜t-to｜≤Δt)、即供暖负荷较小时，开闭阀21、51、52的打开信号从运算控制装置26送出，各开闭阀21和51打开(步骤3)。

副膨胀装置34和副膨胀装置50将制冷剂减压成次高压，且次高压的制冷剂流入精镏分离器18。在精镏分离器18中以此压力进行精镏分离动作。

从单向阀33流出的高压制冷剂的一部分通过开闭阀21和副膨胀装置34后成为略低于高压的次高压并流入精镏分离器18的底部。另外，压缩机11的吐出气体的一部分在副膨胀装置50中成为次高压，并通过开闭阀51后流入精镏分离器18的底部并与来自副膨胀装置34的制冷剂合流。流入精镏分离器18底部的制冷剂的一部分通过副膨胀装置22而减压成为低温的二相制冷剂后流入冷却器19。在该冷却器19中与精镏分离器18顶部的气相制冷剂间接地进行热交换。

在实施例5的热泵装置中，由于使压缩机11的吐出气体直接流入精镏分离器18，故上升的气体量增加，有利于气液接触，加速精镏作用。另外，由于精镏分离器18的压力成为次高压，且冷却器19的冷却源是利用循环中焓最低的低温低压的二相制冷剂，故能扩大精镏分离器18顶部的温度与冷却器19的冷却热源之间的温度差。因此，实施例5的热泵装置不仅能使冷却器19小型化且能将精镏分离器18顶部的气体可靠地液化，加速精镏分离，使低沸点非常多的制冷剂成分的制冷剂积存在积存器20中。

结果，在主回路中流动的制冷剂成为高沸点非常多的制冷剂成分，故能根据负荷控制能力。另外，由于低沸点的制冷剂积存于积存器20中，故主回路的制冷剂量减少，制冷剂量的减少能进一步降低能力，实现与负荷相适应的低能力运转。

判断在步骤3中打开开闭阀21、51、52后是否过了预先设定的规定时间Ta(步骤4)。在该步骤4中，如果已过了规定时间Ta，开闭阀21、51、52的关闭信号就从运算控制装置26送出，开闭阀21、51、52关闭。

通过这样将开闭阀21、51、52关闭，可以使精镏分离器18、冷却器19及积存器20与主回路脱离，故可切断使制冷剂流到低压侧的回路。因此，实施例5的热泵装置可以避免精镏分离所需的热量损耗，可实现与负荷相适应的能力控制，且可实现高效率运转。

在上述状态下对负荷进行判断(步骤6)，在步骤6中，当负荷增大时、即当记忆装置25存储的设定空气温度to与用室内温度传感器24检测到的室内机23的吸入空气温度t间温度差的绝对值大于规定值Δt(｜t-to｜＞t)时，开闭阀21和51的关闭信号和开闭阀52的打开信号从运算控制装置26送出。结果，开闭阀21和51关闭而开闭阀52打开(步骤7)。积存在积存器20中的制冷剂渐渐被吸引到压缩机11。因此，主回路中的制冷剂成分恢复到高能力的充填成分的状态。另外，主回路的制冷剂量增加，可进行与负荷相适应的大能力运转。

如上所述，只要用室内机23的吸入空气温度t与设定空气温度to间温度差的绝对值检测负荷大小并对开闭阀21、51、52进行开闭控制，即可将主回路的制冷剂量和制冷剂成分控制成与负荷相适应的状态。由于实施例5的热泵装置可将精镏分离器18的压力设定为次高压，故可进一步扩大制冷剂成分的可变幅度，能根据大幅度变化的负荷进行能力控制。

另外，在实施例5的热泵装置中，关于使开闭阀21、51、52全部处于关闭状态、及使由精镏分离器18、冷却器19及积存器20组成的闭路与主回路脱离的时期，也可在检测到主回路或积存器20的制冷剂成分已达到规定成分后进行。

另外，关于实施例5的热泵装置，以上是以前述实施例4中所示的系统结构为基础说明的，不过，在实施例1、2、3的任一系统结构中设置实施例5的开闭阀52，显然都能得到相同的效果，在此省略说明。

另外，在实施例1、2、3、4、5的热泵装置上，未对压缩机详细说明，不过压缩机不仅可使用恒速压缩机，而且可使用极变压缩机和具有气缸旁路等能力控制装置的压缩机，或由变频器组成的变速压缩机，使用这些压缩机时，也可实现与上述各实施例相同的效果。

另外，关于上述各实施例中的开闭阀，可以是能将制冷剂流切断的电子式膨胀阀或手动阀等，使用这些开闭阀的热泵装置也包含在本发明的热泵装置中。

再有，本发明的热泵装置中封入的非共沸混合制冷剂是R22的替代制冷剂，如果使用R32、R125、R134a三种单一制冷剂的混合物、即R407C，则可以扩大低沸点制冷剂R32、R125与高沸点制冷剂R134a之间的沸点差，不仅有利于精镏分离性能，而且可增大能力降低的比率，能对于大幅度变化的负荷实行最佳的能力控制。

《实施例6》

以下结合图11和图12说明本发明实施例6的热泵装置。图11是实施例6的热泵装置系统结构图。图12是实施例6的热泵装置的控制流程图。

实施例6的热泵装置中封入非共沸混合制冷剂，压缩机61、四通阀62、室外热交换器63、主膨胀装置64、及室内热交换器65用配管连接成环状，构成制冷循环的主回路。

如图11所示，实施例6的热泵装置从构成主回路的室外热交换器63的配管中途设有从主回路分支的配管。该分支的配管经过单向阀66和开闭阀67而与精镏分离器70连接。该分支的配管上的单向阀66和开闭阀67串联连接。另外，单向阀66只构成从室外热交换器63流向开闭阀67的结构。

另外，在连接主膨胀装置64和室内热交换器65之间的主回路配管上，分支出与精镏分离器70连接的配管。在该分支的配管上，副膨胀装置68与单向阀69串联连接。如图11所示，单向阀69的一端与副膨胀装置68连接，另一端与单向阀66和开闭阀67之间的配管连接。不过，单向阀69只构成从副膨胀装置68流向开闭阀67的结构。

精镏分离器70为内部充填有充填材料(未图示)的沿垂直方向延伸的直管，精镏分离器70的底部与开闭阀67连接。精镏分离器70的顶部经过冷却器71而与积存器72的顶部连通，积存器72的底部与精镏分离器70的顶部连接。因此，精镏分离器70的顶部、冷却器71及积存器72连接成环状而形成闭路。

积存器72的顶部位置高于精镏分离器70的顶部。冷却器71的位置高于积存器72的顶部。

连接精镏分离器70顶部和冷却器71的配管与精镏分离器70顶部的顶面连接。连接积存器72的底部与精镏分离器70的顶部的配管与精镏分离器70顶部的侧面连接。从精镏分离器70的底部引出的配管经过副膨胀装置73和冷却器71而与通往压缩机61的吸入配管连接。通往压缩机61的吸入配管是连接压缩机61和四通阀62之间的配管。

在冷却器71中，从精镏分离器70的底部经副膨胀装置73而流向压缩机61的吸入配管的制冷剂与精镏分离器70顶部的气相制冷剂间接地进行热交换。实施例6的冷却器71可采用双重管结构。

主回路的室内机74由室内热交换器65和室内温度传感器75等构成。室内温度传感器75检测室内的空气温度(即室内机74的吸入空气温度)。表示室内温度传感器75检测到的测量温度的信号输入运算控制装置77，该运算控制装置77将记忆装置76存储的设定空气温度与室内温度传感器75检测到的空气温度进行比较，判断空气温度与设定空气温度的差别大小，以对开闭阀67进行开闭控制。记忆装置76将用户预先设定在希望值的设定空气温度加以存储。

以下结合图12说明上述结构的实施例6的热泵装置的动作。

图12是实施例6的热泵装置的控制流程图。

在制冷运转时，在要求压缩机61起动后立即有较高制冷能力的场合，关闭开闭阀67(步骤1)。在此状态下，从压缩机61吐出的高温制冷剂就流入四通阀62和室外热交换器63，并向大气中散热后冷凝液化。冷凝液化后的制冷剂流入主膨胀装置64。在主膨胀装置64中，制冷剂被减压成低压后流向室内热交换器65。在室内热交换器65中，制冷剂从设置室内机74的房间的空气中吸收热量而制冷，自身蒸发气化。蒸发气化后的制冷剂再度通过四通阀62返回压缩机61。

在上述状态下判断负荷(步骤2)。当用室内温度传感器75检测到的室内机74的吸入空气温度t与记忆装置76存储的设定空气温度to之间温度差的绝对值大于规定值Δt(｜t-to｜＞Δt)、即制冷负荷较大时，开闭阀67的关闭信号从运算控制装置77送往开闭阀67。结果开闭阀67保持关闭状态。

从而，从室外热交换器63分支的配管通往单向阀66的回路因开闭阀67处于关闭状态而没有制冷剂流入精镏分离器70。另外，由于设有单向阀69，故禁止制冷剂从单向阀66流向副膨胀装置68。

由于开闭阀67被关闭，精镏分离器70经过副膨胀装置73和冷却器71而与压缩机61的吸入配管连接，故精镏分离器70、冷却器71以及积存器72成为制冷循环的低压状态。从而，在精镏分离器70、冷却器71以及积存器72中，只有过热气体积存，几乎没有制冷剂。

由于如上述那样持续开闭阀67的关闭状态，在主回路中流动的制冷剂为保持充填成分的非共沸混合制冷剂，且主回路中以制冷剂量较多的状态运转。结果，实施例6的热泵可进行与负荷相适应的大能力运转。

在步骤2对负荷进行判断，当室内温度传感器75检测到的室内机74的吸入空气温度t与记忆装置76存储的设定空气温度to间温度差的绝对值小于规定值Δt(｜t-to｜≤Δt)、即制冷负荷较小时，开闭阀67的打开信号从运算控制装置77送往开闭阀67，其结果，开闭阀67打开(步骤3)。

在实施例6中，在室外热交换器63中，冷凝液化过程中的二相制冷剂经单向阀66、开闭阀67而流入精镏分离器70的底部。流入精镏分离器70的制冷剂的一部分在副膨胀装置73中减压。该减压后的制冷剂成为低温的二相制冷剂后流入冷却器71，并在此与精镏分离器70顶部的气相制冷剂间接地进行热交换。

在实施例6中，由于冷却器71的冷却源是利用低温低压的二相制冷剂，故能有效地利用制冷剂的潜热，不仅能使冷却器71小型化，而且能将精镏分离器70顶部的气体可靠地液化。

另外，从精镏分离器70的底部流出的制冷剂在冷却器71中冷却液化，并渐渐地积存于积存器72。积存器72的制冷剂积存量渐渐增加并再度返回精镏分离器70的顶部后沿精镏分离器70下降。一旦连续发生这种状态，在精镏分离器70中上升的制冷剂气体与下降的制冷剂液体就在精镏分离器70内产生气液接触。该气液接触就产生精镏作用，使低沸点多的制冷剂成分的制冷剂渐渐积存于积存器72中。从而，沿精镏分离器70下降后通过副膨胀装置73的制冷剂就渐渐成为高沸点多的制冷剂成分，并经过冷却器71而被吸入压缩机61。

如上所述，主回路渐渐成为高沸点多的制冷剂成分，实施例6的热泵装置能够降低能力。又由于积存器72中积存了低沸点制冷剂，故主回路的制冷剂量减少，制冷剂量的减少能进一步降低制冷能力，可实现与制冷负荷相适应的低能力运转。

在实施例6中，由于精镏分离器70的压力成为次高压，而且冷却器71的冷却源利用低温低压的二相制冷剂，故可扩大精镏分离器70顶部的温度与冷却器71的冷却热源之间的温度差。因此，实施例6的热泵装置能在精镏分离器70中得到足够的分离范围。

另外，在上述状态下，实施例6的热泵装置可使冷凝过程中的二相制冷剂流向精镏分离器70的底部，故能确保足够的气体发生量，还可缩短分离所需的时间。另外，实施例6的热泵装置可使饱和气体流入，故与导入吐出气体一类过热气体的场合相比，更容易使气体液化，能进一步提高分离性能。

另外，即使在开闭阀67打开时，由于单向阀69的功能，制冷剂也不会从精镏分离器70流向副膨胀装置68。

在上述状态下，对负荷进行判断(步骤4)。当负荷增大时、即用室内温度传感器75检测到的室内机74的吸入空气温度t与记忆装置76存储的设定空气温度to之差大于规定值Δt(｜t-to｜＞t)时，开闭阀67的关闭信号从运算控制装置77送往开闭阀67。结果，开闭阀67再度关闭(步骤5)，积存在积存器72中的制冷剂通过副膨胀装置73及冷却器71渐渐被吸引到压缩机61。从而，主回路的制冷剂成分恢复到高能力的充填成分的状态，而且主回路的制冷剂量增加，可重新进行与负荷相适应的大能力运转。

如上所述，在实施例6中，只要利用室内机74的吸入空气温度t与设定空气温度to之差检测负荷的大小，并对开闭阀67进行开闭控制，就能将主回路的制冷剂量和制冷剂成分控制在与制冷负荷相适应的状态。通过这样控制制冷剂成分，实施例6的热泵装置就可进行与负荷相适应的能力控制。

以下说明供暖运转时的动作。

供暖运转时只是制冷剂在主回路中的流动方向相反，其他动作则均与前述制冷运转时相同。

在要求压缩机61起动后立即有供暖能力的场合等，开闭阀67关闭(步骤1)。在开闭阀67关闭的状态下，从压缩机61吐出的高温制冷剂流入四通阀62和室内热交换器65后冷凝液化。冷凝液化的制冷剂分流成流入主膨胀装置64的回路和流入副膨胀装置68的回路。

流入副膨胀装置68的制冷剂略微减压，成为比制冷循环主回路的高压略低的次高压。从该副膨胀装置68流出的制冷剂成为气液混合的二相状态。另外，单向阀69是只从副膨胀装置68流向开闭阀67的结构，副膨胀装置68经过开闭阀67而与精镏分离器70的底部连接。从而，通过对开闭阀67的开闭操作，可以使制冷剂流入精镏分离器70。不过，与单向阀69的出口连接的单向阀66为相反方向，故制冷剂不通过该单向阀66。

在上述状态下判断负荷(步骤2)。当存储在记忆装置76的室内机74的设定空气温度to与室内温度传感器75检测到的室内机23的吸入空气温度t之差大于规定值Δt(｜t-to｜＞t)、即供暖负荷较大时，开闭阀67的关闭信号从运算控制装置77向开闭阀67送出。结果，开闭阀67维持关闭状态。从而，从室内热交换器65流出的制冷剂全部通过主膨胀装置64后减压成低压，并在室外热交换器63内蒸发，然后通过四通阀62而再度被吸入压缩机61。

由于开闭阀67关闭，且冷却器71与压缩机61的吸入配管连接，故精镏分离器70、冷却器71及积存器72的内部是低压的气体，而几乎没有制冷剂积存。

通过如上述那样持续开闭阀67的关闭状态，在主回路中流动的制冷剂保持充填成分的混合状态，且以制冷剂量较多的状态运转，成为与负荷相适应的大能力运转。

在步骤2对负荷进行判断，当记忆装置76存储的设定空气温度to与室内温度传感器75检测到的室内机74的吸入空气温度t之差小于规定值Δt(｜t-to｜≤Δt)、即供暖负荷较小时，开闭阀67的打开信号从运算控制装置77送往开闭阀67。结果，开闭阀67打开(步骤3)，从副膨胀装置68流出的二相制冷剂通过开闭阀67后流入精镏分离器70的底部。另外，流入精镏分离器70的制冷剂的一部分通过副膨胀装置73后减压成为低温的二相制冷剂，然后流入冷却器71。在该冷却器71中，低温的二相制冷剂与精镏分离器70顶部的气相制冷剂间接地进行热交换。

在实施例6中，由于是利用循环中焓最低的低温低压的二相制冷剂作为冷却器71的冷却源，故能有效地利用制冷剂的潜热，不仅能使冷却器71小型化，且能将精镏分离器70顶部的气体可靠地液化。

从精镏分离器70的底部流出的制冷剂在冷却器71中冷却液化，并渐渐地积存在积存器72中。而且，积存器72的积存量渐渐增加，再度返回精镏分离器70顶部的制冷剂沿精镏分离器70下降。

一旦这一状态连续发生，沿精镏分离器70上升的气体制冷剂和下降的液体制冷剂就在精镏分离器70内通过气液接触而产生精镏作用。结果，低沸点多的制冷剂成分的制冷剂渐渐积存在积存器72中。另外，沿精镏分离器70下降且通过副膨胀装置72的制冷剂渐渐成为高沸点多的制冷剂，并经过冷却器71而被吸入压缩机61。

这样，主回路渐渐成为高沸点多的制冷剂成分，故能降低能力。另外，由于低沸点的制冷剂积存于积存器72中，故主回路的制冷剂量减少，制冷剂量的减少能进一步降低能力，实现与负荷相适应的低能力运转。

在实施例6中，精镏分离器70的压力为次高压，而且冷却器71的冷却源利用低温低压的二相制冷剂。因此，实施例6的热泵装置可以扩大精镏分离器70顶部的温度与冷却器71的冷却热源间的温度差，可使冷却器71小型化。而且实施例6的热泵装置能将精镏分离器70顶部的气体可靠地液化。

在上述状态下对负荷进行判断(步骤4)，当负荷增大时、即当记忆装置76存储的设定空气温度to与用室内温度传感器75检测到的室内机74的吸入空气温度t之差大于规定值Δt(｜t-to｜＞t)时，开闭阀67关闭信号从运算控制装置77送往开闭阀67。结果，开闭阀67再度关闭(步骤5)。积存在积存器72中的制冷剂渐渐被吸引到压缩机61。因此，主回路中的制冷剂成分恢复到高能力的充填成分的状态。另外，制冷剂量增加，可进行与负荷相适应的大能力运转。

如上所述，只要用设定空气温度to与室内机74的吸入空气温度t之差检测负荷大小并对开闭阀67进行开闭控制，即可将主回路的制冷剂量和制冷剂成分控制成与负荷相适应的状态，无论是制冷还是供暖，都能容易可靠地进行能力控制。

另外，本发明的热泵装置还包括在室外热交换器63和单向阀66之间设置副膨胀装置等并对在其中流动的制冷剂流量进行控制的结构。

《实施例7》

以下结合图13和图14说明本发明实施例7的热泵装置。图13是实施例7的热泵装置系统结构图。图14是实施例7的热泵装置的控制流程图。在图13和图14中，凡与前述实施例6的热泵装置具有相同功能和结构的部分用相同符号表示并省略说明。

实施例7的热泵装置中封入非共沸混合制冷剂，压缩机61、四通阀62、室外热交换器63、主膨胀装置64、及室内热交换器65用配管连接成环状，构成制冷循环的主回路。

如图13所示，实施例7的热泵装置从构成主回路的室外热交换器63上的配管中途设有从主回路分支的配管。该分支的配管经过开闭阀80而与精镏分离器70连接。

另外，在连接主膨胀装置64和室内热交换器65之间的主回路的配管上分支出与精镏分离器70连接的配管。在该分支的配管上，副膨胀装置68和开闭阀81串联连接。

精镏分离器70为内部充填有充填材料(未图示)的沿垂直方向延伸的直管。精镏分离器70的顶部经过冷却器71而与积存器72的顶部连通，积存器72的底部与精镏分离器70的顶部连接。因此，精镏分离器70的顶部、冷却器71及积存器72连接成环状而形成闭路。

积存器72的顶部位置高于精镏分离器70的顶部。冷却器71的位置高于积存器72的顶部。

连接精镏分离器70顶部和冷却器71的配管与精镏分离器70顶部的顶面连接。连接积存器72的底部与精镏分离器70的顶部的配管与精镏分离器70顶部的侧面连接。从精镏分离器70的底部引出的配管经过副膨胀装置73、冷却器71及开闭阀82而与通往压缩机61的吸入配管连接。通往压缩机61的吸入配管是连接压缩机61和四通阀62之间的配管。

在冷却器71中，从精镏分离器70的底部经副膨胀装置73而流向压缩机61的吸入配管的制冷剂与精镏分离器70顶部的气相制冷剂间接地进行热交换。实施例7的冷却器71可采用双重管结构。

主回路的室内机74由室内热交换器65和室内温度传感器75等构成。室内温度传感器75检测室内的空气温度(即室内机74的吸入空气温度)。表示室内温度传感器75检测到的测量温度的信号输入运算控制装置84，该运算控制装置84将记忆装置83存储的设定空气温度与室内温度传感器75检测到的空气温度进行比较，判断空气温度与设定空气温度的差别大小，以对开闭阀80、81、82进行开闭控制。记忆装置83将用户预先设定在希望值的设定空气温度加以存储。

以下结合图14说明上述结构的实施例7的热泵装置的动作。

图14是实施例7的热泵装置的控制流程图。

首先说明制冷运转时的动作。

在制冷运转时，在要求压缩机61起动后立即有较高制冷能力的场合，关闭开闭阀80、82，打开开闭阀81(步骤1)。在此状态下，从压缩机61吐出的高温制冷剂就流入四通阀62和室外热交换器63并冷凝液化。冷凝液化的制冷剂向大气中散热并流入主膨胀装置64。在主膨胀装置64中，被减压成低压后流入室内机74的室内热交换器65。室内热交换器65从其所设置的房间的空气中吸收热量而制冷，制冷剂自身蒸发气化。然后，制冷剂再度通过四通阀62返回压缩机61。

在上述状态下，当用室内温度传感器75检测到的室内机74的吸入空气温度t与记忆装置83存储的设定空气温度to之差大于规定值Δt(｜t-to｜＞Δt)、即制冷负荷较大时，开闭阀80和开闭阀82的关闭信号以及开闭阀81的打开信号从运算控制装置84分别送往各开闭阀。结果，开闭阀80和82保持关闭状态，开闭阀81保持打开状态。

从而，在从室外热交换器63的配管中途通过开闭阀80的回路中，因开闭阀80处于关闭状态，制冷剂不流向精镏分离器70。另外，在从精镏分离器70通过副膨胀装置73、冷却器71及开闭阀82通往压缩机61的吸入配管的回路中，由于开闭阀82关闭，故制冷剂不会从精镏分离器70通过副膨胀装置73及冷却器71流向压缩机61的吸入配管方向。

另一方面，由于开闭阀81打开，故精镏分离器70、冷却器71及积存器72内的制冷剂经过与制冷循环的低压侧连接的副膨胀装置68而向制冷循环的主回路流出。从而，精镏分离器70、冷却器71及积存器72内只有过热的气体积存，而几乎没有积存的制冷剂量。

由于如上述那样将开闭阀80和82关闭，并将开闭阀81打开，主回路中的制冷剂为保持充填成分的非共沸混合制冷剂，且主回路以制冷剂量较多的状态运转。结果，实施例7的热泵可进行与负荷相适应的大能力运转。

在步骤2对负荷进行判断，当室内温度传感器75检测到的室内机74的吸入空气温度t与记忆装置83存储的设定空气温度to之差小于规定值Δt(｜t-to｜≤Δt)、即制冷负荷较小时，开闭阀80、82的打开信号从运算控制装置84送出，开闭阀80、82打开。同时开闭阀81的关闭信号从运算控制装置84送出，开闭阀81关闭(步骤3)。

在步骤3，在室外热交换器63中冷凝液化过程中的二相制冷剂经开闭阀80而流入精镏分离器70的底部。然后，流入精镏分离器70的制冷剂的一部分通过副膨胀装置73并被减压成为低温的二相制冷剂后流入冷却器71。在冷却器71中，低温的二相制冷剂与精镏分离器70顶部的气相制冷剂间接地进行热交换。

在实施例7中，由于精镏分离器70内的压力是次高压，而且冷却器71的冷却源是利用低温低压的二相制冷剂，故能扩大精镏分离器70顶部的温度与冷却器71的冷却热源之间的温度差。因此实施例7的热泵装置不仅能使冷却器71小型化，而且能将精镏分离器70顶部的气体可靠地液化。

另外，从精镏分离器70的底部流出的制冷剂在冷却器71中冷却液化，并渐渐地积存于积存器72。结果，积存器72的制冷剂积存量渐渐增加，制冷剂再度返回精镏分离器70的顶部后沿精镏分离器70下降。一旦连续发生这种状态，在精镏分离器70中上升的制冷剂气体与下降的制冷剂液体就在精镏分离器70内产生气液接触，并产生精镏作用，使低沸点多的制冷剂渐渐积存于积存器72中。而且，沿精镏分离器70下降并通过副膨胀装置73的制冷剂就渐渐成为高沸点多的制冷剂成分，并经过冷却器71而被吸入压缩机61。

结果，在主回路中流动的制冷剂渐渐成为高沸点多的制冷剂成分，能根据负荷进行能力控制。又由于积存器72中积存了低沸点制冷剂，故主回路的制冷剂量减少，能进一步降低能力，可实现与制冷负荷相适应的低能力运转。

在上述状态下，实施例7的热泵装置可使冷凝过程中的二相制冷剂流向精镏分离器70的底部，故能确保足够的气体发生量，还可缩短分离所需的时间。另外，实施例7的热泵装置可使饱和气体流入精镏分离器70，故与导入吐出气体一类过热气体的场合相比，更容易使气体液化，能进一步提高分离性能。

另外，在上述状态下，由于开闭阀81是关闭的，故通过了开闭阀80的制冷剂不会流向副膨胀装置68方向。

在上述状态下，对负荷进行判断(步骤4)。当负荷增大时、即用室内温度传感器75检测到的室内机74的吸入空气温度t与记忆装置83存储的设定空气温度to之差大于规定值Δt(｜t-to｜＞t)时，开闭阀80、82的关闭信号及开闭阀81的打开信号从运算控制装置84送往各开闭阀。结果，开闭阀80、82再度关闭，而开闭阀81再度打开(步骤5)。从而，积存在积存器72中的制冷剂通过精镏分离器70、开闭阀81及副膨胀装置68后渐渐流向室内热交换器65，主回路的制冷剂成分恢复到高能力的充填成分的状态。而且，主回路的制冷剂量增加，重新进行与负荷相适应的大能力运转。

在实施例7中，如上所述，由于可使积存在积存器72中的液体制冷剂流出到主回路的室内机65中，故在室内机65中能有效地利用液体制冷剂所具有的潜热，能针对负荷的增大立即切换成制冷剂能力大的运转。

如上所述，在实施例7的热泵装置上，只要用室内机74的吸入空气温度与设定空气温度之差检测负荷的大小，并对开闭阀80、81、82进行开闭控制，就能将主回路的制冷剂量和制冷剂成分变换成与负荷相适应的状态，由此对制冷能力进行控制。

以下说明供暖运转时的动作。

供暖运转时只是制冷剂在主回路中的流动方向相反，其他动作则均与前述制冷运转时相同。

在供暖运转时，在要求压缩机61起动后立即有较高供暖能力的场合等，开闭阀80、82关闭，而开闭阀81打开(步骤1)。在此状态下，从压缩机61吐出的高温制冷剂流入四通阀62和室内热交换器65后冷凝液化。冷凝液化的制冷剂向室内供暖。从室内热交换器65流出的制冷剂分流成流入主膨胀装置64的回路和流入副膨胀装置68的回路。

流入副膨胀装置68的制冷剂略微减压，成为比制冷循环主回路的高压略低的次高压。因此从副膨胀装置68流出的制冷剂成为气液混合的二相状态。另外，由于副膨胀装置68经过开闭阀81而与精镏分离器70的底部连接，故可通过开闭阀81的开闭操作控制制冷剂向精镏分离器70的流入。另外，与精镏分离器70的底部连接的开闭阀80与室外热交换器63上的配管连接，可通过开闭阀80的开闭操作使制冷剂流出。

在步骤2判断负荷。当存储在记忆装置83的室内机74的设定空气温度to与室内温度传感器75检测到的室内机74的吸入空气温度t之差大于规定值Δt(｜t-to｜＞t)、即供暖负荷较大时，开闭阀80、82的关闭信号及开闭阀81的打开信号从运算控制装置84送往各开闭阀。结果，开闭阀80、82关闭，开闭阀82保持打开状态。从而，从室内热交换器65流出的制冷剂全部通过主膨胀装置64后减压成低压，并在室外热交换器63内蒸发，然后通过四通阀62而再度被吸入压缩机61。

这时，由于开闭阀80、82关闭，而开闭阀81打开，故精镏分离器70、冷却器71及积存器与室外热交换器63连接。从而，精镏分离器70、冷却器71及积存器72的内部是大致低压的气体，几乎没有制冷剂积存。

通过如上述那样关闭开闭阀80、82，并打开开闭阀81，主回路中的制冷剂保持充填成分的混合状态，且以制冷剂量较多的状态运转。结果，实施例7的热泵装置能进行与负荷相适应的大能力运转。

在步骤2对负荷进行判断，当记忆装置83存储的设定空气温度to与室内温度传感器75检测到的室内机74的吸入空气温度t之差小于规定值Δt(｜t-to｜≤Δt)、即供暖负荷较小时，开闭阀80、82的打开信号及开闭阀81的关闭信号从运算控制装置84送出。结果，开闭阀80、82打开，开闭阀81关闭(步骤3)。因此，在副膨胀装置68中略微减压的二相制冷剂通过开闭阀81后流入精镏分离器70的底部。另外，流入精镏分离器70的制冷剂的一部分在副膨胀装置73中减压成为低温的二相制冷剂，然后流入冷却器71。在该冷却器71中，低温的二相制冷剂与精镏分离器70顶部的制冷剂间接地进行热交换。

在实施例7的热泵装置中，精镏分离器70的压力是次高压，而且利用循环中焓最低的低温低压的二相制冷剂作为冷却器71的冷却源，故能扩大精镏分离器70顶部的温度与冷却器71的冷却热源之间的温度差。因此实施例7的热泵装置不仅能使冷却器71小型化，且能将精镏分离器70顶部的气体可靠地液化。

如上所述，从精镏分离器70的底部流入的制冷剂在冷却器71中冷却液化，并渐渐地积存在积存器72中。而且，积存器72的积存量渐渐增加，制冷剂再度返回精镏分离器70顶部，并沿精镏分离器70下降。一旦这一状态连续发生，沿精镏分离器70上升的气体制冷剂和下降的液体制冷剂就在精镏分离器70内进行气液接触。通过该气液接触而产生精镏作用，低沸点多的制冷剂成分的制冷剂渐渐积存在积存器72中。另外，沿精镏分离器70下降且通过副膨胀装置73的制冷剂渐渐成为高沸点多的制冷剂，并经过冷却器71和开闭阀82而被吸入压缩机61。

这样，主回路渐渐成为高沸点多的制冷剂成分，故能降低能力。另外，由于低沸点的制冷剂积存于积存器72中，故主回路的制冷剂量减少，由于制冷剂量减少，能进一步降低能力，实现与负荷相适应的低能力运转。

实施例7的热泵装置可以使冷凝过程中的二相制冷剂流入精镏分离器70的底部，故可确保有足够的气体发生时，可缩短分离所需的时间。另外，实施例7的热泵装置可使饱和气体流入精镏分离器70，故与导入吐出气体一类过热气体的场合相比，更容易实现气体的液化，可提高分离性能。另外，如上所述，在使饱和气体流入精镏分离器70的场合，开闭阀80是关闭的，故制冷剂不会流向室外热交换器63的方向。

在上述状态下对负荷进行判断(步骤4)，当负荷增大时、即当记忆装置83存储的设定空气温度to与用室内温度传感器75检测到的室内机74的吸入空气温度t之差大于规定值Δt(｜t-to｜＞t)时，开闭阀80、82的关闭信号及开闭阀81的打开信号从运算控制装置84送往各开闭阀。结果，开闭阀80、82再度关闭，而开闭阀81再度打开(步骤5)。积存在积存器72中的制冷剂流入室外热交换器63上的配管内，并通过四通阀62而被吸引到压缩机61。结果，主回路中的制冷剂成分恢复到高能力的充填成分的状态，而且主回路的制冷剂量增加，故实施例7的热泵装置可进行与负荷相适应的大能力运转。

另外，实施例7的热泵装置能使积存在积存器72中的液体制冷剂流到室外热交换器63中，故可利用液体制冷剂具有的潜热在室外热交换器63中充分地从大气中吸热，可针对增大的负荷立即切换成供暖能力大的运转。

如上所述，只要用设定空气温度与室内机74的吸入空气温度之差检测负荷大小并对开闭阀80、81、82进行开闭控制，即可将主回路的制冷剂量和制冷剂成分变成与负荷相适应的状态，故无论是制冷还是供暖，都能进行能力控制。

另外，实施例7的热泵装置还包括在室外热交换器63和开闭阀80之间通过副膨胀装置等流量控制装置对在其中流动的制冷剂流量进行控制的结构。

 在实施例7的热泵装置中，封入的非共沸混合制冷剂是R22的替代制冷剂，如果使用R32、R125、R134a三种单一制冷剂的混合物、即R407C，则可以扩大低沸点制冷剂R32、R125与高沸点制冷剂R134a之间的沸点差，使用这种制冷剂，不仅有利于精镏分离性能，而且可增大能力降低的比率，能对于大幅度变化的负荷实行最佳的能力控制。

《实施例8》

以下结合图15和图16说明本发明实施例8的热泵装置。图15是实施例8的热泵装置系统结构图。图16是实施例8的热泵装置的控制流程图。

实施例8的热泵装置中封入非共沸混合制冷剂，压缩机111、四通阀112、室外热交换器113、室外主膨胀装置114、室内主膨胀装置115及室内热交换器116用配管连接成环状，构成制冷循环的主回路。

精镏分离器117为内部充填有充填材料(未图示)的沿垂直方向延伸的直管，精镏分离器117的顶部经过冷却器118而与积存器119的顶部连通，积存器119的底部与精镏分离器117的顶部连接。因此，精镏分离器117的顶部、冷却器118及积存器119连接成环状而形成闭路。另外，积存器119的底部经过开闭阀123而与连接室外主膨胀装置114和室内主膨胀装置115的主回路液体配管连接。

积存器119的顶部位置高于精镏分离器117的顶部。冷却器118的位置高于积存器119的顶部。

连接精镏分离器117顶部和冷却器118的配管与精镏分离器117顶部的顶面的开口连接。连接积存器119的底部与精镏分离器117的顶部的配管与在精镏分离器117顶部的侧面形成的开口连接。从精镏分离器117的底部引出的配管经过副膨胀装置122和冷却器118而与通往压缩机111的吸入配管连接。通往压缩机111的吸入配管是连接压缩机111和四通阀112之间的配管。另外，精镏分离器117的底部经过副膨胀装置120和开闭阀121而与压缩机111的吐出配管连接。压缩机111的吐出配管是连接压缩机111和四通阀112之间的配管。

在冷却器118中，从精镏分离器117的底部经副膨胀装置122而流向压缩机111的吸入配管的制冷剂与精镏分离器117顶部的气相制冷剂间接地进行热交换。实施例8的冷却器118可采用双重管结构。

主回路的室内机124具有室内热交换器116、室内主膨胀装置15及室内温度传感器125等。室内温度传感器125检测室内的空气温度(即室内机124的吸入空气温度)。表示室内温度传感器125检测到的测量温度的信号输入运算控制装置127，该运算控制装置127将记忆装置126存储的设定空气温度与室内温度传感器125检测到的空气温度进行比较，判断空气温度与设定空气温度的差别大小，以对开闭阀121、123进行开闭控制。记忆装置126将用户预先设定在希望值的设定空气温度加以存储。

以下结合图16说明上述结构的实施例8的热泵装置的动作。

图16是实施例8的热泵装置的控制流程图。

在制冷运转时，在要求压缩机111起动后立即有较高制冷能力的场合，关闭开闭阀121和123(步骤1)。在此状态下，从压缩机111吐出的高压气体制冷剂就通过四通阀112流入室外热交换器113后冷凝，成为高压液体制冷剂。从室外热交换器113流出的高压液体制冷剂在室外主膨胀装置114中被减压成吐出压力与吸入压力的中间压力后，又在室内主膨胀装置115中进一步减压成吸入压力附近的低压二相制冷剂。然后，制冷剂在室内热交换器116中蒸发气化，并经过四通阀112而被吸入压缩机111。

在上述的制冷循环动作中判断负荷(步骤2)。当用室内温度传感器125检测到的室内机124的吸入空气温度t与记忆装置126存储的设定空气温度to之差大于规定值Δt(｜t-to｜＞Δt)、即制冷负荷较大时，开闭阀121、123的关闭信号从运算控制装置127送出。结果开闭阀121和123保持关闭状态(步骤1)。即，从压缩机11吐出的制冷剂只在主回路中循环。

这时，由于开闭阀121和123关闭，精镏分离器117经过副膨胀装置122而与压缩机111的吸入配管连接，从而，在精镏分离器117、冷却器118以及积存器119的内部为低压气体，几乎没有制冷剂积存。

由于如上述那样关闭开闭阀121和123，主回路的制冷剂为保持充填成分的非共沸混合制冷剂，且以制冷剂量较多的状态运转，故可进行与负荷相适应的大能力运转。

在步骤2对负荷进行判断，当室内温度传感器125检测到的室内机124的吸入空气温度t与记忆装置126存储的设定空气温度to之差小于规定值Δt(｜t-to｜≤Δt)、即制冷负荷较小时，开闭阀121关闭且开闭阀123的打开信号从运算控制装置127送出。结果，开闭阀121关闭，而开闭阀123打开(步骤3)。该状态持续一定时间(T1)(步骤4)。通过这样对开闭阀121和123进行开闭控制，实施例8的热泵装置能将密度大的液体或二相制冷剂直接积存于积存器119中，在主回路中以制冷剂量较少的状态下运转，可在短时间内完成制冷能力的降低。

然后打开开闭阀121并关闭开闭阀123的信号从运算控制装置127送出，开闭阀121打开而开闭阀123关闭(步骤5)。由此使从压缩机111的吐出配管流出的高压气体制冷剂的一部分分流后通过开闭阀121并被副膨胀装置120减压。被副膨胀装置120减压的气体制冷剂流入精镏分离器117的底部后在精镏分离器117内上升。

然后，在精镏分离器117内上升的制冷剂流入冷却器118，并在冷却器118内冷凝液化。从冷却器118流出的液体制冷剂积存于积存器119中，先前积存的液体制冷剂则从积存器119的底部返回精镏分离器117的顶部。精镏分离器117顶部的制冷剂沿精镏分离器117内下降，并从精镏分离器117的底部流入副膨胀装置122。在副膨胀装置122中减压的二相制冷剂通过冷却器118后流入压缩机111和四通阀112之间的压缩机111的吸入配管。这时，在冷却器118中，被副膨胀装置122减压的低温二相制冷剂与从精镏分离器117顶部流入冷却器118的气体制冷剂间接地进行热交换。

如上所述，在实施例8的热泵装置中，由于冷却器118的冷却源是利用在制冷循环中焓最低的低温低压二相制冷剂，故能有效地利用制冷剂的潜热，不仅能使冷却器118小型化，而且能将精镏分离器117顶部的气体可靠地液化。

另外，从精镏分离器117的底部流入的气体制冷剂在冷却器118中冷却液化，并积存于积存器119中。然后再度返回精镏分离器117的顶部后沿精镏分离器117下降。一旦连续发生这种状态，在精镏分离器117中上升的气体制冷剂与下降的液体制冷剂就在精镏分离器117内进行气液接触而产生精镏作用低沸点多的制冷剂渐渐积存于积存器119中。另一方面，沿精镏分离器117下降并通过副膨胀装置122的制冷剂渐渐成为高沸点多的制冷剂成分，经过冷去器118而被吸入压缩机111。

如上所述，主回路渐渐成为高沸点多的制冷剂成分，能够降低制冷能力。又由于积存器119中积存了低沸点制冷剂，故主回路的制冷剂量减少，制冷剂量的减少能进一步降低能力，可实现与制冷负荷相适应的低能力运转。

在上述状态下，对负荷进行判断(步骤6)。当负荷增大时、即用室内温度传感器125检测到的室内机124的吸入空气温度t与记忆装置126存储的设定空气温度to之差大于规定值Δt(｜t-to｜＞t)时，开闭阀123的打开信号从运算控制装置127送出。开闭阀123再度打开(步骤7)。开闭阀123的打开状态持续一定时间(T2)(步骤8)。由此使积存在积存器119中的制冷剂流向主回路。然后，开闭阀121和开闭阀123的关闭信号从运算控制装置127送出，开闭阀121和123关闭(步骤1)。由于开闭阀121和123的关闭状态，使主回路的制冷剂量在短时间内增加，恢复到高能力的充填成分。结果，实施例8的热泵装置能再度进行与负荷相适应的大能力运转。

如上所述，实施例8的热泵装置利用室内机124的吸入空气温度与设定空气温度之差检测负荷的大小，并对开闭阀121和123进行开闭控制，就能将主回路的制冷剂量和制冷剂成分变成与制冷负荷相适应的状态，由此进行能力控制。

在图16中，t是室温(测量值)，to是用户设定的设定温度，Δt是预先设定的室温与设定温度之间的温度差(规定值)，T是开闭阀操作的第2状态(2)的开始时间，T1是设定时间1(预先设定的开闭阀操作第2状态(2)的持续时间)，T2是设定时间2(预先设定的开闭阀操作第4状态(4)的持续时间)。

所谓开闭阀操作的第1状态(1)，是指开闭阀121关闭、开闭阀123关闭的状态。所谓开闭阀操作的第2状态(2)，是指开闭阀121关闭、开闭阀123打开的状态。所谓开闭阀操作的第3状态(3)，是指开闭阀121打开、开闭阀123关闭的状态。所谓开闭阀操作的第4状态(4)，是指开闭阀123打开的状态。

以下说明供暖运转时的动作。

供暖运转时只是制冷剂在主回路中的流动方向相反，其他动作则均与前述制冷运转时相同。

在供暖运转时，在要求压缩机111起动后立即有较高供暖能力的场合等，开闭阀121和123关闭(步骤1)。在此状态下，从压缩机111吐出的高压气体制冷剂通过四通阀112流入室内热交换器116后冷凝成为高压液体制冷剂。从室内热交换器116流出的制冷剂在主膨胀装置115中减压到吐出压力与吸入压力的中间压力后被送到室内主膨胀装置114。在室内主膨胀装置114中，制冷剂进一步被减压到压缩机111中吸入压力附近的压力，成为低压二相制冷剂。被减压的低压二相制冷剂在室外热交换器113内蒸发气化，并经过四通阀112而再度被吸入压缩机111。

在上述制冷循环中判断负荷(步骤2)。当室内温度传感器125检测到的室内机124的吸入空气温度t与存储在记忆装置126的设定空气温度to之差大于规定值Δt(｜t-to｜＞t)、即供暖负荷较大时，开闭阀121和123的关闭信号从运算控制装置127送出。结果，开闭阀121和123关闭，并且保持这一状态(步骤1)。即，从压缩机111吐出的制冷剂只在主回路中循环。

在上述状态下，由于开闭阀121和123关闭，且副膨胀装置122与压缩机111的吸入配管连接，故精镏分离器117、冷却器118及积存器119的内部是低压的气体，几乎没有制冷剂积存。

在实施例8中，由于进行上述的动作，故主回路的制冷剂是保持充填成分的非共沸混合制冷剂，且以制冷剂量较多的状态运转。结果，实施例8的热泵装置能进行与负荷相适应的大能力运转。

在上述状态下对负荷进行判断(步骤2)，当室内温度传感器125检测到的室内机124的吸入空气温度t与记忆装置126存储的设定空气温度to之差小于规定值Δt(｜t-to｜≤Δt)、即供暖负荷较小时，开闭阀121关闭、开闭阀123打开的信号从运算控制装置127送出。结果，开闭阀121关闭，开闭阀123打开(步骤3)。开闭阀121关闭，开闭阀123打开的状态持续一定时间(T1)(步骤4)。通过这样动作，在实施例8中，可以将大密度的液体制冷剂或二相制冷剂直接积存于积存器119。因此，实施例8的热泵装置能在主回路中制冷剂量较少的状态下运转，能在短时间内降低供暖能力。

然后，运算控制装置127将打开开闭阀121并关闭开闭阀123的信号送往各开闭阀。开闭阀121打开而开闭阀123关闭(步骤5)。由此使从压缩机111的吐出配管流出的高压气体制冷剂的一部分分流并通过开闭阀121送往副膨胀装置120。在副膨胀装置120中减压的气体制冷剂流入精镏分离器117的底部后在精镏分离器117内上升。

然后，在精镏分离器117内上升的制冷剂流入冷却器118，并在冷却器118内冷凝液化。该液体制冷剂积存于积存器119中，先前积存的液体制冷剂则从积存器119的底部返回精镏分离器1 17的顶部。返回精镏分离器117顶部的制冷剂沿精镏分离器117内下降，并从精镏分离器117的底部流入副膨胀装置122。在副膨胀装置122中减压的二相制冷剂通过冷却器118后流入压缩机111和四通阀112之间的吸入配管。这时，在冷却器118中，被副膨胀装置122减压的低温二相制冷剂与从精镏分离器117顶部流入冷却器118的气体制冷剂间接地进行热交换。

在实施例8热泵装置中，由于是利用制冷循环中焓最低的低温低压的二相制冷剂作为冷却器118的冷却源，故能有效地利用制冷剂的潜热，不仅能使冷却器118小型化，且能将精镏分离器117顶部的气体可靠地液化。

如上所述，从精镏分离器117的底部流入的制冷剂在冷却器118中冷却液化，并渐渐地积存在积存器119中。而且，积存器119的积存量渐渐增加，并再度返回到精镏分离器117的顶部。返回精镏分离器117顶部的制冷剂沿精镏分离器117下降。一旦这一状态连续发生，沿精镏分离器117上升的气体制冷剂和下降的液体制冷剂就在精镏分离器117内进行气液接触。这种气液接触使精镏作用产生，低沸点多的制冷剂成分的制冷剂渐渐积存在积存器119中。另外，沿精镏分离器117下降且通过副膨胀装置122的制冷剂渐渐成为高沸点多的制冷剂，并经过冷却器118而被吸入压缩机111。

这样，主回路渐渐成为高沸点多的制冷剂成分，故能降低能力。另外，由于低沸点的制冷剂积存于积存器119中，故主回路的制冷剂量减少，制冷剂量的减少能进一步降低能力，实现与负荷相适应的低能力运转。

在上述状态下对负荷进行判断(步骤6)，当负荷大增时、即当用室内温度传感器125检测到的室内机124的吸入空气温度t与记忆装置126存储的设定空气温度to之差的绝对值大于规定值Δt(｜t-to｜＞t)时，开闭阀123的打开信号从运算控制装置127送出。结果，开闭阀123再度打开(步骤7)，该状态持续一定时间(T2)(步骤8)。使积存在积存器119中的制冷剂流向主回路。然后，运算控制装置127向各开闭阀送出开闭阀121和123的关闭信号。结果，开闭阀121和123关闭(步骤1)。由此在短时间内增加主回路的制冷剂量，同时主回路恢复到高能力的充填成分。结果，实施例8的热泵装置能再度进行与负荷相适应的大能力运转。

如上所述，实施例8的热泵装置用室内机124的吸入空气温度与设定空气温度之差检测负荷大小并对开闭阀121和123进行开闭控制，即可将主回路的制冷剂量和制冷剂成分变成与负荷相适应的状态。因此，实施例8的热泵装置能根据负荷状态进行适当的能力控制。

《实施例9》

以下结合图17和图18说明本发明实施例9的热泵装置。图17是实施例9的热泵装置系统结构图。图18是实施例9的热泵装置的控制流程图。在图17中，凡与前述实施例8具有相同功能和结构的部分用相同符号表示并省略说明。

实施例9的热泵装置中封入非共沸混合制冷剂，压缩机111、四通阀112、室外热交换器113、室外主膨胀装置128、室内主膨胀装置129及室内热交换器116用配管连接成环状，构成制冷循环的主回路。

精镏分离器117为内部充填有充填材料(未图示)的沿垂直方向延伸的直管，精镏分离器117的顶部经过冷却器118而与积存器119的顶部连通，积存器119的底部与精镏分离器117的顶部连通。因此，精镏分离器117的顶部、冷却器118及积存器119连接成环状而形成闭路。另外，积存器119的底部经过开闭阀123而与连接室外主膨胀装置128和室内主膨胀装置129的主回路液体配管连接。

在实施例9的热泵装置中，室外主膨胀装置128具有可完全关闭的结构，而且室内主膨胀装置129也具有可完全关闭的结构。室外主膨胀装置128和室内主膨胀装置129受与记忆装置130连接的运算控制装置131的开闭控制。

记忆装置130将用户预先设定在期望值的设定空气温度值存储。运算控制装置131对压缩机111的运转状态和室内外主膨胀装置128、129的开度进行判断。运算控制装置131将记忆装置130存储的设定空气温度与室内温度传感器125检测到的空气温度进行比较，根据其结果对开闭阀121、123进行开闭控制。这时，运算控制装置131对室内外主膨胀装置128、129的开度进行调节。

实施例9的热泵装置除了上述结构外，其他结构与前述实施例8的热泵装置相同。

以下结合图18说明上述结构的实施例9的热泵装置的动作。

图18是实施例9的热泵装置的控制流程图。

在制冷运转时，在要求压缩机111起动后立即有较高制冷能力的场合，在开闭阀121和123关闭的状态下，从压缩机111吐出的高压气体制冷剂就通过四通阀112流入室外热交换器113后冷凝成为高压液体制冷剂。该高压液体制冷剂在室外主膨胀装置128中被减压成吐出压力与吸入压力的中间压力后，又在室内主膨胀装置129中进一步减压成吸入压力附近的低压二相制冷剂。减压成低压二相制冷剂后在室内热交换器116中蒸发气化的制冷剂经过四通阀112而再度被吸入压缩机111。

在上述的制冷循环中判断负荷(步骤2)。当用室内温度传感器125检测到的室内机124的吸入空气温度t与记忆装置130存储的设定空气温度to之差大于规定值Δt(｜t-to｜＞Δt)、即制冷负荷较大时，开闭阀121、123的关闭信号从运算控制装置131送出。结果开闭阀121和123保持关闭状态(步骤1)。即，在上述制冷循环中，从压缩机11吐出的制冷剂只在主回路中循环。

在上述状态下，由于开闭阀121和123关闭，精镏分离器117经过副膨胀装置122和冷却器118而与压缩机111的吸入配管连接，故精镏分离器117、冷却器118以及积存器119的内部成为低压气体，几乎没有制冷剂积存。

由于如上述那样关闭开闭阀121和123，主回路的制冷剂为保持充填成分的非共沸混合制冷剂，且以制冷剂量较多的状态运转。结果，实施例9的热泵装置可进行与负荷相适应的大能力运转。

在步骤2对负荷进行判断(步骤2)，当室内温度传感器125检测到的室内机124的吸入空气温度t与记忆装置130存储的设定空气温度to之差的绝对值小于规定值Δt(｜t-to｜≤Δt)、即制冷负荷较小时，关闭开闭阀121且打开开闭阀123的信号从运算控制装置131送出。结果，开闭阀121关闭，而开闭阀123打开(步骤3)。该状态持续一定时间(T1)  (步骤4)。通过这样控制，能将密度大的液体或二相制冷剂直接积存于积存器119中，在主回路中以制冷剂量较少的状态下运转。从而，实施例9的热泵装置可在短时间内完成制冷能力的降低。

然后，打开开闭阀121并关闭开闭阀123的信号从运算控制装置131送出，开闭阀121打开而开闭阀123关闭(步骤5)。由此使从压缩机111的吐出配管流出的高压气体制冷剂的一部分分流后流入开闭阀121。通过开闭阀121的制冷剂被副膨胀装置120减压并流入精镏分离器117的底部后在精镏分离器117内上升。

然后，在精镏分离器117内上升的制冷剂流入冷却器118。在冷却器118内冷凝液化的液体制冷剂积存于积存器119中，先前积存的液体制冷剂则从积存器119的底部返回精镏分离器117的顶部。返回精镏分离器117顶部的制冷剂在精镏分离器117内下降，并从精镏分离器117的底部流入副膨胀装置122。在副膨胀装置122中减压的二相制冷剂通过冷却器118后流入压缩机111和四通阀112之间的压缩机111的吸入配管。

在开闭阀121打开、且开闭阀123关闭的状态下，即，在精镏分离作用过程中，运算控制装置131检测压缩机111的停止状态(步骤6)，当检测到主膨胀装置128和129不是完全关闭状态时(步骤7)，将室外主膨胀装置128和室内主膨胀装置129完全关闭的信号就从运算控制装置131送出。结果，成为室外主膨胀装置128和室内主膨胀装置129全被封闭的第1状态(1)的主膨胀装置操作(步骤8)。由此使主回路分离成高压侧和低压侧。这时，高压侧的制冷剂从压缩机111通过开闭阀121后送入副膨胀装置120。在副膨胀装置120中减压的气体制冷剂流入精镏分离器111的底部后在精镏分离器117内上升。然后，在精镏分离器117内上升的制冷剂流入冷却器118，并在冷却器118内冷凝液化。该液体制冷剂积存于积存器119中，先前积存的液体制冷剂从积存器119的底部返回精镏分离器117的顶部。返回精镏分离器117的制冷剂在精镏分离器117中下降，并从精镏分离器117的底部流入副膨胀装置122。在副膨胀装置122减压的二相制冷剂通过冷却器118而流到压缩机111和四通阀112之间的压缩机111的吸入配管，一直到低压侧压力与高压侧压力均衡为止。这时，在冷却器118中，被副膨胀装置122减压后的低温二相制冷剂与从精镏分离器117顶部流入冷却器118的气体制冷剂进行间接的热交换。

这里，由于是利用在制冷循环中焓最低的低温低压二相制冷剂作为冷却器118的冷却源，故能有效地利用制冷剂的潜热，不仅能使冷却器118小型化，而且能将精镏分离器117顶部的气体可靠地液化。

如上所述，从精镏分离器117的底部流入的气体制冷剂在冷却器118中冷却液化，并积存于积存器119中。并且，积存在积存器119中的制冷剂再度返回精镏分离器117的顶部后沿精镏分离器117下降。一旦连续发生这种状态，在精镏分离器117中上升的气体制冷剂与下降的液体制冷剂就在精镏分离器117内进行气液接触。由该气液接触而产生精镏作用，低沸点多的制冷剂渐渐积存于积存器119中。另外，沿精镏分离器117下降并通过副膨胀装置122的制冷剂渐渐成为高沸点多的制冷剂成分，经过冷却器118而被吸入压缩机111。

如上所述，主回路渐渐成为高沸点多的制冷剂成分，故能够降低制冷能力。又由于积存器119中积存了低沸点制冷剂，故主回路的制冷剂量减少，制冷剂量的减少能进一步降低能力，可实现与制冷负荷相适应的低能力运转。另外，实施例9的热泵装置即使是在精镏分离作用过程中压缩机111停止的场合，也能继续进行精镏分离，直到制冷循环内的压力均衡为止。

在上述状态下，对负荷进行判断(步骤9)。当负荷增大时、即用室内温度传感器125检测到的室内机124的吸入空气温度t与记忆装置130存储的设定空气温度to之差的绝对值大于规定值Δt(｜t-to｜＞t)时，如果压缩机111运转(步骤10)，则开闭阀123的打开信号从运算控制装置131送出。结果，开闭阀123再度打开(步骤12)。这时，运算控制装置131进行负荷判断(步骤9)，然后判断压缩机的运转状态(步骤10)。这时，在检测到压缩机111的停止状态时，就设定主膨胀装置128、129的开度(步骤11)，在步骤11中，主膨胀装置操作成为第2状态(2)，室外主膨胀装置128为第1设定开度①，室内主膨胀装置129为第2设定开度②。然后在步骤12中打开开闭阀123。

由于开闭阀123打开，积存在积存器119中的制冷剂流向主回路。并且在经过规定时间后，从运算控制装置131送出开闭阀121和开闭阀123的关闭信号，开闭阀121和123关闭。由此可在短时间内增加主回路的制冷剂量，并且恢复到高能力的充填成分，能再度进行与负荷相适应的大能力运转。

如上所述，实施例9的热泵装置利用室内机124的吸入空气温度与设定空气温度之差检测负荷的大小，并对开闭阀121和123进行开闭控制。这样，实施例9的热泵装置通过简单操作就能将主回路的制冷剂量和制冷剂成分变成与制冷负荷相适应的状态，以进行能力控制。

在图18中，t是室温(测量值)，to是用户设定的设定温度，Δt是预先设定的室温与设定温度之间的温度差(规定值)，T是开闭阀操作的第2状态(2)的开始时间，T1是设定时间1(预先设定的开闭阀操作第2状态(2)的持续时间)，T2是设定时间2(预先设定的开闭阀操作第4状态(4)的持续时间)。

所谓开闭阀操作的第1状态(1)，是指开闭阀121关闭、开闭阀123关闭的状态。所谓开闭阀操作的第2状态(2)，是指开闭阀121关闭、开闭阀123打开的状态。所谓开闭阀操作的第3状态(3)，是指开闭阀121打开、开闭阀123关闭的状态。所谓开闭阀操作的第4状态(4)，是指开闭阀123打开的状态。所谓主膨胀装置操作的第1状态(1)，是指室外主膨胀装置128为完全关闭状态，室内主膨胀装置129为完全关闭状态。所谓主膨胀装置操作的第2状态(2)，是指室外主膨胀装置128为第1设定开度①，室内主膨胀装置129为第2设定开度②。

以下说明供暖运转时的动作。

供暖运转时只是制冷剂在主回路中的流动方向相反，其他动作则均与前述制冷运转时相同。

在供暖运转时，在要求压缩机111起动后立即有较高供暖能力的场合等，开闭阀121和123关闭。在此状态下，从压缩机111吐出的高压气体制冷剂通过四通阀112流入室内热交换器116。在室内热交换器116中冷凝成为高压液体制冷剂，并被送到室内主膨胀装置129。在室内主膨胀装置129中被减压到吐出压力和吸入压力的中间压力的制冷剂在室外主膨胀装置128中又被减压成吸入压力附近的低压二相制冷剂。该低压二相制冷剂在室外热交换器113内蒸发气化，并经过四通阀112而再度被吸入压缩机111。

在上述制冷循环中判断负荷(步骤2)。当室内温度传感器125检测到的室内机124的吸入空气温度t与存储在记忆装置130的设定空气温度to之差大于规定值Δt(｜t-to｜＞t)、即供暖负荷较大时，开闭阀121和123的关闭信号从运算控制装置131送出。并且持续开闭阀121和123的关闭状态(步骤1)。因此，从压缩机111吐出的制冷剂只在主回路中循环。

这时，由于开闭阀121和123关闭，且精镏分离器117经过副膨胀装置122和冷却器118而与压缩机111的吸入配管连接，故精镏分离器117、冷却器118及积存器119的内部是低压的气体，几乎没有制冷剂积存。

通过如上述那样将开闭阀121和123关闭，实施例9的热泵装置的主回路的制冷剂是保持充填成分的非共沸混合制冷剂，且以制冷剂量较多的状态运转，能进行与负荷相适应的大能力运转。

接着对负荷进行判断(步骤2)，当室内温度传感器125检测到的室内机124的吸入空气温度t与记忆装置130存储的设定空气温度to之差的绝对值小于规定值Δt(｜t-to｜≤Δt)、即供暖负荷较小时，关闭开闭阀121的信号和打开开闭阀123的信号从运算控制装置131送出。结果，开闭阀121关闭，开闭阀123打开(步骤3)。这一状态持续一定时间(T1)  (步骤4)。在实施例9中，通过上述动作，可以将大密度的液体制冷剂或二相制冷剂直接积存于积存器119，能在主回路中制冷剂量较少的状态下运转，能在短时间内降低能力。

然后，从运算控制装置131送出打开开闭阀121的信号和关闭开闭阀123的信号。开闭阀121打开而开闭阀123关闭(步骤5)。由此使从压缩机111的吐出配管流出的高压气体制冷剂的一部分分流并送往开闭阀121。通过开闭阀121的气体制冷剂在副膨胀装置120中减压。在副膨胀装置120中减压的气体制冷剂流入精镏分离器117的底部后在精镏分离器117内上升。

然后，流入冷却器118，并在冷却器118内冷凝液化。冷凝液化的液体制冷剂积存于积存器119中，先前积存的液体制冷剂则从积存器119的底部返回精镏分离器117的顶部。返回精镏分离器117的制冷剂沿精镏分离器117内下降，并从精镏分离器117的底部流入副膨胀装置122。在副膨胀装置122中减压的二相制冷剂通过冷却器118后流入压缩机111和四通阀112之间的压缩机111的吸入配管。

在开闭阀121打开、且开闭阀123关闭的状态下，即，在精镏分离作用过程中，运算控制装置131检测压缩机111的停止状态(步骤6)，当检测到主膨胀装置128和129不是完全关闭状态时(步骤7)，将室外主膨胀装置128和室内主膨胀装置129完全关闭的信号就从运算控制装置131送出。结果，室外主膨胀装置128和室内主膨胀装置129成为完全关闭状态(步骤8)。

由此使主回路分离成高压侧和低压侧。高压侧的制冷剂通过开闭阀121后在副膨胀装置120中减压。减压后的气体制冷剂流入精镏分离器117的底部后在精镏分离器117内上升。

然后，在精镏分离器117内上升的制冷剂流入冷却器118，并在冷却器118内冷凝液化。冷凝液化后的液体制冷剂积存于积存器119中，先前积存的液体制冷剂从积存器119的底部返回精镏分离器117的顶部。返回精镏分离器117的制冷剂在精镏分离器117中下降，并从精镏分离器117的底部流入副膨胀装置122。在副膨胀装置122中减压的二相制冷剂在低压侧压力与高压侧压力均衡之前通过冷却器118而流到压缩机111和四通阀112之间的压缩机111的吸入配管。这时，在冷却器118中，被副膨胀装置122减压后的低温二相制冷剂与从精镏分离器117顶部流入冷却器118的气体制冷剂进行间接的热交换。

在上述的冷却器118的热交换中，由于是利用在制冷循环中焓最低的低温低压二相制冷剂作为冷却器118的冷却源，故能有效地利用制冷剂的潜热，不仅能使冷却器118小型化，而且能将精镏分离器117顶部的气体可靠地液化。

如上所述，从精镏分离器117的底部流入的制冷剂在冷却器118中冷却液化，并积存于积存器119中。因此，积存器119中的积存量渐渐增加，积存器119中的制冷剂再度返回精镏分离器117的顶部后沿精镏分离器117下降。一旦连续发生这种状态，在精镏分离器117中上升的气体制冷剂与下降的液体制冷剂就在精镏分离器117内进行气液接触。由该气液接触而产生精镏作用，低沸点多的制冷剂渐渐积存于积存器119中。另外，沿精镏分离器117下降并通过副膨胀装置122的制冷剂渐渐成为高沸点多的制冷剂成分，经过冷却器118而被吸入压缩机111。

如上所述，在实施例9的热泵装置上，主回路渐渐成为高沸点多的制冷剂成分，能够降低制冷能力。又由于积存器119中积存了低沸点制冷剂，故主回路的制冷剂量减少，制冷剂量的减少能进一步降低能力，可实现与负荷相适应的低能力运转。另外，实施例9的热泵装置即使是在精镏分离作用过程中压缩机111停止的场合，也能继续进行精镏分离，直到制冷循环的内压力均衡为止。

在上述状态下，对负荷进行判断(步骤9)。当供暖负荷增大时、即用室内温度传感器125检测到的室内机124的吸入空气温度t与记忆装置130存储的设定空气温度to之差的绝对值大于规定值Δt(｜t-to｜＞t)时，开闭阀123的打开信号从运算控制装置131送出。结果，开闭阀123再度打开(步骤12)。这时，进行负荷判断(步骤9)，然后判断压缩机的运转状态(步骤10)。在步骤10中，当检测到压缩机111的停止状态时，就设定主膨胀装置128、129的开度(步骤11)。然后在步骤12中打开开闭阀123。由于该开闭阀123打开，使积存在积存器119的制冷剂流向主回路。而且在经过规定时间后，从运算控制装置131送出开闭阀121和123的关闭信号，开闭阀121和123关闭。通过这样对开闭阀121和123进行开闭控制，可在短时间内增加主回路的制冷剂量，同时主回路恢复到高能力的充填成分，能再度进行与负荷相适应的大能力运转。

如上所述，实施例9的热泵装置利用室内机124的吸入空气温度与设定空气温度之差检测负荷的大小，以对开闭阀121和123进行开闭控制，通过简单操作就能将主回路的制冷剂量和制冷剂成分变成与制冷负荷相适应的状态。通过这样变化主回路的制冷剂量和制冷剂成分，实施例9的热泵装置能进行与负荷相适应的能力控制。

本发明的上述各实施例虽未详细说明压缩机，其实上述各实施例中不仅可使用恒速压缩机，而且可使用极变压缩机和具有气缸旁路等能力控制装置的压缩机，或由变频器组成的变速压缩机。

另外，在本发明的上述各实施例中未详细说明的开闭阀，可以是能将制冷剂流切断的电子式膨胀阀或手动阀。

再有，在本发明上述各实施例中，作为封入的非共沸混合制冷剂，是R22的替代制冷剂，如果使用R32、R125、R134a三种单一制冷剂的混合物、即R407C，则可以扩大低沸点制冷剂R32、R125与高沸点制冷剂R134a之间的沸点差。通过使用上述制冷剂，不仅有利于精镏分离性能，而且可增大能力降低的比率，能对于大幅度变化的负荷实行最佳的能力控制。

《实施例10》

以下结合图19和图20说明本发明实施例10的热泵装置。图19是实施例10的热泵装置系统结构图。图20是实施例10的热泵装置的控制流程图。

实施例10的热泵装置中封入非共沸混合制冷剂，压缩机211、四通阀212、室外热交换器213、室外主膨胀装置214、室内主膨胀装置215及室内热交换器216用配管连接成环状，构成制冷循环的主回路。

精镏分离器217为内部充填有充填材料(未图示)的沿垂直方向延伸的直管。精镏分离器217的顶部经过冷却器218而与积存器219的顶部连通，积存器219的底部与精镏分离器217的顶部连接。因此，精镏分离器217的顶部、冷却器218及积存器219连接成环状而形成闭路。另外，积存器219的底部经过开闭阀224而与连接室外主膨胀装置214和室内主膨胀装置215的主回路的液体配管连接。

在实施例10中，冷却器218的位置高于精镏分离器217的顶部及积存器219的顶部。

连接精镏分离器217的顶部和冷却器218的配管与精镏分离器217顶部的顶面连接。连接积存器219的底部与精镏分离器217的顶部的配管与精镏分离器217顶部的侧面连接。

精镏分离器217的底部经过副膨胀装置220和开闭阀221而与压缩机211的吐出配管连接。压缩机211的吐出配管是连接压缩机211的吐出部和四通阀212之间的配管。另外，精镏分离器217的底部经过副膨胀装置222、冷却器218及开闭阀223而与压缩机211的吸入配管连接。压缩机211的吸入配管是连接压缩机211的吸入部和四通阀212之间的配管。

在冷却器218中，从精镏分离器217的底部经副膨胀装置222而流向开闭阀223的制冷剂与精镏分离器217顶部的制冷剂间接地进行热交换。冷却器218可采用双重管结构。

与主回路连接的室内机225具有室内主膨胀装置215、室内热交换器216和室内温度传感器226等。室内温度传感器226检测室内的空气温度(即室内机225的吸入空气温度)。另外，在室外热交换器213的附近设有室外温度传感器227。该室外温度传感器227是检测室外空气温度的温度传感器，设置在室外热交换器213的空气吸入部。

实施例10的热泵装置设有记忆装置228及运算控制装置229，记忆装置228预先存储用户设定于期望值的设定空气温度值。运算控制装置229判断压缩机211的运转状态。运算控制装置229根据压缩机211的运转状态、记忆装置228的设定空气温度、室内温度传感器226检测到的室内空气温度、室外温度传感器227检测到的室外空气温度进行运算，并对三个开闭阀221、223、224进行开闭控制。

以下结合图20说明上述结构的实施例10的热泵装置的动作。

图20是实施例10的热泵装置的控制流程图。

首先说明制冷运转时的动作。

在制冷运转起动后根据室外温度传感器227检测到的室外温度、室内温度传感器226检测到的室内温度及记忆装置228中存储的设定温度预测空调负荷(步骤1)。这时，当判断出预测的负荷Lo大于预先设定的负荷基准值Ls时(Lo≥Ls)，开闭阀221和开闭阀224关闭，开闭阀223打开(步骤2)。这时，如果积存器219中有液体制冷剂积存，则液体制冷剂流向主回路，而只留下气体制冷剂。

在开闭阀221和开闭阀224关闭、开闭阀223打开的开闭阀操作的第1状态(1)下，从压缩机211吐出的高压气体制冷剂就通过四通阀212流入室外热交换器213后冷凝液化成为高压液体制冷剂。然后，该高压液体制冷剂在室外膨胀装置214中被减压成压缩机211的吐出压力和吸入压力的中间压力后，在室内主膨胀装置215中进一步减压成吸入压力附近的低压二相制冷剂。然后，在室内热交换器216内蒸发气化的制冷剂经过四通阀而再度被吸入压缩机211。

在上述的制冷循环中判断负荷(步骤3)，当用室内温度传感器226检测到的室内机225的吸入空气温度t与记忆装置228存储的设定空气温度to之差的绝对值大于规定值Δt(｜t-to｜＞Δt)、即制冷负荷较大时，保持步骤2的状态。即，从压缩机211吐出的制冷剂只在主回路中循环。这时，开闭阀221和开闭阀224关闭，开闭阀223打开，而且精镏分离器217经过副膨胀装置222和冷却器218而与压缩机211的吸入配管连接，故精镏分离器217、冷却器218及积存器219的内部为低压气体，几乎没有积存的制冷剂量。

通过形成上述的制冷循环，主回路的制冷剂为保持充填成分的非共沸混合制冷剂，且主回路以制冷剂量较多的状态运转。因此，实施例10的热泵可进行与负荷相适应的大能力运转。

然后在步骤3对负荷进行判断。在步骤3中，当室内温度传感器226检测到的室内机225的吸入空气温度t与记忆装置228存储的设定空气温度to之差的绝对值小于规定值Δt(｜t-to｜≤Δt)、即制冷负荷较小时，关闭开闭阀221和开闭阀223、打开开闭阀224的信号从运算控制装置229送出。结果开闭阀221和开闭阀223关闭，开闭阀224打开(步骤4)。此状态为开闭阀操作的第2状态(2)。该状态保持一定时间(T1)(步骤5)。通过这样对开闭阀221、223、224进行开闭控制，可使密度大的液体或二相制冷剂直接积存于积存器219中，且以主回路中制冷剂量较少的状态运转。结果，实施例10的热泵装置能在短时间内降低能力。

然后，在步骤6中，打开开闭阀221和开闭阀223、关闭开闭阀224的信号从运算控制装置229送出，开闭阀221和开闭阀223打开，开闭阀224关闭。此状态为开闭阀操作的第3状态(3)。结果，高压气体的一部分从压缩机211的吐出配管流出，并通过开闭阀221，在副膨胀装置220中减压。减压后的气体制冷剂流入精镏分离器217的底部后在精镏分离器217内上升。

然后，在精镏分离器217内上升的制冷剂流入冷却器218，在冷却器218中冷凝液化的液体制冷剂积存于积存器219中，先前积存的制冷剂从积存器219的底部返回精镏分离器217的顶部。返回精镏分离器217的制冷剂在精镏分离器217内下降并从精镏分离器217底部流入副膨胀装置222。在副膨胀装置222中减压的二相制冷剂通过冷却器218和开闭阀223后流入连接压缩机211和四通阀212之间的压缩机211的吸入配管。

这时，在冷却器218中，被副膨胀装置222减压的低温二相制冷剂和从精镏分离器217顶部流入冷却器218的制冷剂间接地进行热交换。

在上述冷却器218的热交换中，由于利用制冷循环中焓最低的低温低压的二相制冷剂作为冷却器218的冷却源，故能有效地利用潜热，不仅能使冷却器218小型化，而且能将精镏分离器217顶部的气体可靠地液化。

如上所述，从精镏分离器217的底部流出的制冷剂在冷却器218中冷却液化，并积存于积存器219。然后积存器219的制冷剂再度返回精镏分离器217的顶部后沿精镏分离器217下降。一旦连续发生这种状态，在精镏分离器217中上升的制冷剂气体与下降的制冷剂液体就在精镏分离器217内产生气液接触。由于该气液接触而产生精镏作用。低沸点多的制冷剂成分的制冷剂渐渐积存于积存器219中。结果，沿精镏分离器217下降并通过副膨胀装置220的制冷剂就渐渐成为高沸点多的制冷剂成分，并经过冷却器218而被吸入压缩机211。

这样，主回路渐渐成为高沸点多的制冷剂成分，能降低能力。又由于积存器219中积存了低沸点制冷剂，故主回路的制冷剂量减少，制冷剂量的减少能进一步降低能力，可实现与制冷负荷相适应的低能力运转。

在上述状态下，进行压缩机211的运转判断(步骤7)。在步骤7中判断出压缩机211正在运转时，保持步骤6的状态并进行负荷判断(步骤8)，在步骤8中，当判断为制冷负荷小时(｜t-to｜＜Δt)，保持步骤6的状态。

另一方面，在步骤8中判断为负荷大时(｜t-to｜≥Δt)，进入步骤9。当负荷增大时、即用室内温度传感器226检测到的室内机225的吸入空气温度t与记忆装置228存储的设定空气温度to之差的绝对值大于规定值Δt(｜t-to｜≥Δt)时，开闭阀221和开闭阀224的打开信号从运算控制装置229送出。结果，开闭221和开闭阀224再度打开(步骤9)。该状态是开闭阀操作的第4状态(4)。该状态保持一定时间(T2)(步骤10)。

通过这样打开开闭阀221、224，积存在积存器219中的制冷剂流入主回路。然后，开闭阀221和开闭阀224的关闭信号从运算控制装置229送出，开闭阀221和开闭阀224关闭(步骤2)。通过这样开闭控制开闭阀221和224，可以在短时间内增加主回路的制冷剂量，同时，主回路返回到高能力的充填成分，实施例10的热泵装置可重新开始与负荷相适应的大能力运转。

另一方面，在步骤7中，当判断为压缩机211停止时，开闭阀221、开闭阀223及开闭阀224的关闭信号从运算控制装置229送出，开闭阀221、开闭阀223及开闭阀224关闭(步骤11)。该状态是开闭阀操作的第5状态(5)。然后，对压缩机211的运转进行判断(步骤12)。在步骤12中，当判断压缩机211为停止运转时，保持步骤111的状态。而当判断压缩机211为正在运转时，进行步骤6的开闭阀操作，并再度开始精镏分离动作的运转。

通过如上述那样操作各开闭阀221、223、334，在精镏分离的运转中即使压缩机211停止，积存在积存器219中的制冷剂也不会流入主回路。因此，即使在上述状态下，仍保持压缩机即将停止之前的制冷剂成分比率，且从该制冷剂成分比率起再度开始分离运转，故实施例10的热泵装置可以缩短到分离结束所需的时间。

另一方面，在刚起动后的负荷预测(步骤1)中，当判断出预测的负荷Lo小于预先设定的负荷基准Ls(Lo＜Ls)时，对上次运转停止时的负荷状态进行判断(步骤13)。在步骤13中，当判断为在大负荷状态下停止(Lh=1)时，进行前述的步骤2的操作，然后进行步骤3以下的分离运转。

另一方面，在步骤13中，当判断为上次运转是在小负荷状态下停止(Lh=0)时，开闭阀221、开闭阀223及开闭阀224的关闭信号从运算控制装置229送出，结果，开闭阀221、开闭阀223及开闭阀224关闭(步骤14)。该状态为开闭阀操作的第6状态(6)。该状态保持一定时间(T3)(步骤15)。

然后，进行负荷判断(步骤16)，如果负荷还小于规定值(｜t-to｜≤Δt)，就保持步骤14的状态运转热泵装置。这样，就在上次运转中分离的低沸点制冷剂保持在积存器219中的状态下运转，可根据负荷重新开始小能力运转。

另一方面，在步骤16中，当判断为负荷大于规定值Δt(｜t-to｜＞Δt)时，就进入步骤2的开闭阀操作(第1状态(1))，并将积存器219内的制冷剂放出到主回路。因此，在主回路中，瞬间流入充填成分状态的混合非共沸混合制冷剂，并在制冷剂量多的状态下运转。结果，实施例10的热泵装置就能进行与负荷相适应的大能力运转。

如上所述，实施例10的热泵装置只要检测室内机225的吸入空气温度与设定空气温度之差，并对开闭阀221、开闭阀223、及开闭阀224进行开闭控制，就能将主回路的制冷剂量和制冷剂成分变换成与制冷负荷相适应的状态。从而，实施例10的热泵装置能进行与负荷状态相适应的能力控制。

在图20中，t是室温(测量值)，to是用户设定的设定温度，Δt是预先设定的室温与设定温度之间的温度差(规定值)，T是计量时间，T1是设定时间1(预先设定的开闭阀操作的第2状态(2)的保持时间)，T2是设定时间2(预先设定的开闭阀操作的第4状态(4)的保持时间)，T3是设定时间3(预先设定的开闭阀操作的第6状态(6)的保持时间)，Lo是负荷预测基准值测量值，Ls是设定负荷基准值，Lh是负荷判断值(负荷大=1，负荷小=0)。

另外，所谓开闭阀操作的第1状态(1)，是指开闭阀221关闭、开闭阀223打开、开闭阀224关闭的状态。所谓开闭阀操作的第2状态(2)，是指开闭阀221关闭、开闭阀223关闭、开闭阀224打开的状态。所谓开闭阀操作的第3状态(3)，是指开闭阀221打开、开闭阀223打开、开闭阀224关闭的状态。所谓开闭阀操作的第4状态(4)，是指开闭阀221打开、开闭阀223关闭、开闭阀224打开的状态。所谓开闭阀操作的第5状态(5)，是指开闭阀221关闭、开闭阀223关闭、开闭阀224关闭的状态。所谓开闭阀操作的第6状态(6)，是指开闭阀221关闭、开闭阀223关闭、开闭阀224关闭的状态。

以下说明供暖运转时的动作。

供暖运转时只是制冷剂在主回路中的流动方向相反，其他动作则均与前述制冷运转时相同。

在供暖运转起动后根据室外温度传感器227检测到的室外温度、室内温度传感器226检测到的室内温度及记忆装置228中存储的设定温度预测空调负荷(步骤1)。

在该步骤1中，当判断预测的负荷Lo大于预先设定的负荷基准值Ls时(Lo≥Ls)，将开闭阀221和开闭阀224关闭，并将开闭阀223打开(步骤2)。

这时，如果积存器219中有制冷剂积存，则积存器219的液体制冷剂流向主回路，积存器219中只留气体制冷剂。在此状态下，从压缩机211吐出的高压气体制冷剂通过四通阀212流入室内热交换器216后冷凝。冷凝成高压液体的制冷剂被室内主膨胀装置215减压成为吐出压力和吸入压力中间的压力。然后，中间压力的制冷剂在室外主膨胀214中进一步减压成吸入压力附近的低压。该被减压为低压二相制冷剂的制冷剂在室外热交换器213中蒸发气化，并经过四通阀212再度吸入压缩机211。

在上述制冷循环中判断负荷(步骤3)。在该步骤3中，当室内温度传感器226检测到的室内机225的吸入空气温度t与存储在记忆装置228的室内机225的设定空气温度to之差的绝对值大于规定值Δt(｜t-to｜＞Δt)、即供暖负荷较大时，保持步骤2的状态。即，从压缩机211吐出的制冷剂只在主回路中循环。

这时，开闭阀221和开闭阀224关闭，开闭阀223打开，且精镏分离器217与压缩机211的吸入配管连通，故精镏分离器217、冷却器218及积存器219的内部是低压气体，几乎没有制冷剂积存。

通过如上述那样关闭开闭阀221、224，并打开开闭阀223，热泵装置主回路的制冷剂是保持充填成分的混合状态的非共沸混合制冷剂，且以制冷剂量较多的状态运转。因此，实施例10的热泵装置能进行与负荷相适应的大能力运转。

然后，在步骤3对负荷进行判断，当室内温度传感器226检测到的室内机225的吸入空气温度t与记忆装置228存储的设定空气温度to之差的绝对值小于规定值Δt(｜t-to｜≤Δt)、即供暖负荷较小时，将开闭阀221和开闭阀223关闭、而将开闭阀224打开的信号从运算控制装置229送出。结果，开闭阀221和开闭阀223关闭，开闭阀224打开(步骤4)。该状态保持一定时间(T1)(步骤5)。

通过如上述那样对开闭阀221、223、224进行开闭控制，可以将密度大的液体或二相制冷剂直接积存在积存器219中，以主回路中制冷剂量较少的状态运转。结果，实施例10的热泵装置能在短时间内降低能力。

然后，将开闭阀221和开闭阀223打开的信号和将开闭阀224关闭的信号从运算控制装置229送出。结果，开闭阀221和开闭阀223打开，开闭阀224关闭(步骤6)。

由此使高压气体制冷剂的一部分从压缩机211的吐出配管流出，通过开闭阀221并被副膨胀装置220减压。被减压的气体制冷剂流入精镏分离器217的底部后沿精镏分离器217内上升。

然后，在精镏分离器217内上升的制冷剂流入冷却器218，并在冷却器218中冷凝液化。冷凝液化后的液体制冷剂积存在积存器219中，先前积存的液体制冷剂则从积存器219的底部返回精镏分离器217的顶部。返回精镏分离器217的制冷剂在精镏分离器217内下降，并从精镏分离器217的底部流入副膨胀装置222后被减压。在副膨胀装置222中减压的二相制冷剂通过冷却器218及开闭阀223后流入连接压缩机211和四通阀212之间的压缩机211的吸入配管。

这时，在该冷却器218中，被副膨胀装置222减压的低温的二相制冷剂与从精镏分离器217顶部流入冷却器218的气相制冷剂间接地进行热交换。

在冷却器218中进行的热交换中，由于是利用制冷循环中焓最低的低温低压的二相制冷剂作为冷却218的冷却源，故能有效地利用潜热，不仅可使冷却器218小型化，而且能可靠地将精镏分离器217顶部的气体液化。

这样，从精镏分离器217的底部流入的气体制冷剂在冷却器218中冷却液化，并积存在积存器219中。而且，积存器219的制冷剂再度返回精镏分离器217顶部，并沿精镏分离器217下降。一旦这一状态连续发生，沿精镏分离器217上升的气体制冷剂和下降的液体制冷剂就在精镏分离器217内进行气液接触，并产生精镏作用。结果，低沸点多的制冷剂成分的制冷剂渐渐积存在积存器219中。另外，沿精镏分离器217下降且通过副膨胀装置222的制冷剂渐渐成为高沸点多的制冷剂成分，并经过冷却器218而被吸入压缩机211。

这样，主回路渐渐成为高沸点多的制冷剂成分，故实施例10的热泵装置能降低能力。另外，由于低沸点的制冷剂积存于积存器219中，故主回路的制冷剂量减少，由于制冷剂量减少，能进一步降低能力，实现与负荷相适应的低能力运转。

在开闭阀221、223打开而开闭阀224关闭的第3状态(3)下，判断压缩机211的运转(步骤7)。在步骤7中，当判断压缩机211正在运转时，保持步骤6的状态并判断负荷(步骤8)。当在步骤8中判断供暖负荷小时(｜t-to｜＜Δt)，保持步骤6的第3状态(3)。

另一方面，当在步骤8中判断供暖负荷大时，进入步骤9。当供暖负荷大、即用室内温度传感器226检测到的室内机225的吸入空气温度t与记忆装置228存储的设定空气温度to之差的绝对值大于规定值Δt(｜t-to｜≥Δt)时，开闭阀221和开闭阀224的打开信号从运算控制装置229送出。结果，开闭阀221和开闭阀224再度打开(步骤9)。该状态保持一定时间(步骤10)。

通过这样打开开闭阀221和开闭阀224，使积存在积存器219中的制冷剂向主回路流出。然后，开闭阀221和开闭阀224的关闭信号从运算控制装置229送出，开闭阀221和开闭阀224关闭(步骤2)。通过这样对开闭阀221和开闭阀224进行开闭控制，可使主回路的制冷剂量在短时间内增加，主回路返回到高能力的充填成分，故实施例10的热泵装置能重新开始与负荷相适应的大能力运转。

另一方面，在步骤7中，当判断为压缩机211停止时，开闭阀221、开闭阀223及开闭阀224的关闭信号从运算控制装置229送出。结果，开闭阀221、开闭阀223及开闭阀224关闭(步骤11)。然后，判断压缩机211的运转(步骤12)。在步骤12中当判断压缩机211正在停止状态时，保持步骤11的第5状态(5)，当判断压缩机211为正在运转时，进行步骤6的操作，并再度开始精镏分离动作的运转。

通过上述的开闭阀的开闭操作，在精镏分离运转中即使压缩机211停止，积存在积存器219中的制冷剂也不会流入主回路。因此，实施例10的热泵装置可以从压缩机211即将停止之前的制冷剂成分比率重新开始分离运转，可以缩短到分离结束所需的时间。

另一方面，在刚起动后的负荷预测(步骤1)中，当判断出预测的负荷Lo小于预先设定的负荷基准Ls(Lo＜Ls)时，对上次运转停止时的负荷状态进行判断(步骤13)。在步骤13中，当判断为在大负荷状态下停止时，进行步骤2的操作，然后进行步骤3以下的分离运转。

另一方面，在步骤13中，当判断为上次运转是在小负荷状态下停止时，开闭阀221、开闭阀223及开闭阀224的关闭信号从运算控制装置229送出，开闭阀221、开闭阀223及开闭阀224关闭(步骤14)。该状态保持一定时间(T3)(步骤15)。

然后，进行负荷判断(步骤16)。在步骤16中，当判断出负荷小于规定值Δt(｜t-to｜≤Δt)时，用保持步骤14状态的第6状态(6)进行运转。这样，就可将上次运转中分离的低沸点制冷剂保持在积存器219中，可重新开始与负荷相适应的小能力运转。

另外，在步骤16中，当判断为负荷大于规定值Δt(｜t-to｜＞Δt)时，就进入步骤2的操作，将积存器219内的制冷剂放出到主回路。由于这样进行开闭阀操作，实施例10的热泵装置能在瞬间以保持充填成分的非共沸混合制冷剂且在制冷剂量多的状态下运转，能进行与负荷相适应的大能力运转。

如上所述，实施例10的热泵装置只要检测室内机225的吸入空气温度与设定空气温度之差，并对开闭阀221、开闭阀223、及开闭阀224进行开闭控制，就能将主回路的制冷剂量和制冷剂成分变换成与制冷负荷相适应的状态。从而，实施例10的热泵装置能进行与负荷状态相适应的能力控制。

《实施例11》

以下结合图21和图22说明本发明实施例11的热泵装置。图21是实施例11的热泵装置系统结构图。图22是实施例11的热泵装置的控制流程图。

实施例11的热泵装置中封入非共沸混合制冷剂，压缩机211、四通阀212、室外热交换器213、室外主膨胀装置230、室内主膨胀装置231及室内热交换器216用配管连接成环状，构成制冷循环的主回路。

在实施例11中，与前述实施例10的热泵装置具有相同功能和结构的部分用相同符号表示并省略其说明。

实施例11的热泵装置与实施例10的热泵装置的最大区别在于用可完全封闭的室外主膨胀装置230作为室外主膨胀装置，并用可完全封闭的室内主膨胀装置231作为室内主膨胀装置。另外，在实施例11中，设有吸入压力传感器232和吐出压力传感器232。吸入压力传感器232设于压缩机211的吸入配管，吐出压力传感器233设于压缩机211的吐出配管。

在实施例11的热泵装置中，记忆装置234存储用户预先设定于期望值的设定空气温度值及压缩机211的吐出压力与吸入压力的设定压差值。运算控制装置235判断压缩机211的运转状态和主膨胀装置230、231的开度。利用其判断结果，运算控制装置235对开闭阀221、223、224进行开闭操作。在运算控制装置235的运算中，利用记忆装置234的设定空气温度、室内温度传感器226检测到的室内空气温度、室外温度传感器227检测到的室外空气温度、吸入压力传感器232检测到的吸入压力以及吐出压力传感器233检测到的吐出压力。而且，运算控制装置235根据其运算结果对开闭阀221、223、224进行开闭操作，并对室外主膨胀装置230和室内主膨胀装置231的开度进行调节。

实施例11的其他结构与前述实施例10相同，故省略其说明。

以下结合图22说明上述结构的实施例11的热泵装置的制冷循环的动作。

图22是实施例11的热泵装置的控制流程图。

首先说明制冷运转时的动作。

在制冷运转起动后根据室外温度传感器227检测到的室外温度、室内温度传感器226检测到的室内温度及记忆装置234中存储的设定温度来预测空调负荷(步骤1)。这时，当判断预测的负荷Lo大于预先设定的负荷基准值Ls(Lo≥Ls)时，开闭阀221和开闭阀224关闭，开闭阀223打开(步骤2)。这时，如果积存器219中有制冷剂积存，则液体制冷剂通过开闭阀223流向主回路，而只留气体制冷剂。

在步骤2的开闭阀操作第1状态(1)下，从压缩机211吐出的高压气体制冷剂通过四通阀212流入室外热交换器213后。要室外热交换器214中冷凝液化的高压液体制冷剂被室外膨胀装置230减压成吐出压力和吸入压力的中间压力。然后，中间压力的制冷剂在室内主膨胀装置231中进一步减压成吸入压力附近的低压。该低压的二相制冷剂在室内热交换器216内蒸发气化并经过四通阀212而再度被吸入压缩机211。

在上述的制冷循环中判断负荷(步骤3)。在步骤3中，当用室内温度传感器226检测到的室内机225的吸入空气温度t与记忆装置234存储的设定空气温度to之差的绝对值大于规定值Δt(｜t-to｜＞Δt)、即制冷负荷较大时，保持步骤2的第1状态(1)。即，从压缩机211吐出的制冷剂只在主回路中循环。

这时，由于开闭阀221和开闭阀224关闭，开闭阀223打开，而且精镏分离器217与压缩机211的吸入配管连接，故精镏分离器217、冷却器218及积存器219的内部为低压气体，几乎没有制冷剂积存。

通过如上述那样关闭开闭阀221和开闭阀224并打开开闭阀223，热泵装置的主回路的制冷剂为保持充填成分的非共沸混合制冷剂，且主回路以制冷剂量较多的状态运转。因此，实施例11的热泵可进行与负荷相适应的大能力运转

然后对负荷进行判断(步骤3)。在步骤3中，当室内温度传感器226检测到的室内机225的吸入空气温度t与记忆装置234存储的设定空气温度to之差的绝对值小于规定值Δt(｜t-to｜≤Δt)、即制冷负荷较小时，关闭开闭阀221和开闭阀223并打开开闭阀224的信号从运算控制装置235送出。结果开闭阀221和开闭阀223关闭，开闭阀224打开(步骤4)。此状态为开闭阀操作的第2状态(2)。该状态保持一定时间(T1)(步骤5)。

由于开闭阀221和开闭阀223关闭而开闭阀224打开，实施例11的热泵装置可使密度大的液体或二相制冷剂直接积存于积存器219中，且主回路以制冷剂量较少的状态运转。结果，实施例11的热泵装置能根据负荷而在短时间内降低能力。

然后，在步骤6中，打开开闭阀221和开闭阀223的信号及关闭开闭阀224的信号从运算控制装置235送出，开闭阀221和开闭阀223打开，开闭阀224关闭(步骤6)。此状态为开闭阀操作的第3状态(3)。

结果，高压气体的一部分从压缩机211的吐出配管流出，并通过开闭阀221而流入副膨胀装置220。然后，在副膨胀装置220中减压的气体制冷剂流入精镏分离器217的底部后在精镏分离器217内上升。

然后，在精镏分离器217内上升的气体制冷剂流入冷却器218。在冷却器218中冷凝液化的液体制冷剂积存于积存器219中，先前积存的制冷剂从积存器219的底部返回精镏分离器217的顶部。返回精镏分离器217的制冷剂在精镏分离器217内下降并从精镏分离器217底部流入副膨胀装置222。在副膨胀装置222中减压的二相制冷剂通过冷却器218和开闭阀223后流入连接压缩机211和四通阀212之间的压缩机211的吸入配管。这时，在冷却器218中，被副膨胀装置222减压的低温二相制冷剂和从精镏分离器217顶部流入冷却器218的气体制冷剂间接地进行热交换。

在上述冷却器218的热交换中，由于利用制冷循环中焓最低的低温低压的二相制冷剂作为冷却器218的冷却源，故能有效地利用制冷剂的潜热，不仅能使冷却器218小型化，而且能将精镏分离器217顶部的气体可靠地液化。

如上所述，从精镏分离器217的底部流入的气体制冷剂在冷却器218中冷却后液化，并积存于积存器219。然后积存器219的制冷剂再度返回精镏分离器217的顶部后沿精镏分离器217下降。一旦连续发生这种状态，在精镏分离器217中上升的制冷剂气体与下降的制冷剂液体就在精镏分离器217内产生气液接触。由于该气液接触而产生精镏作用。低沸点多的制冷剂渐渐积存于积存器219中。另外，沿精镏分离器217下降并通过副膨胀装置222的制冷剂渐渐成为高沸点多的制冷剂成分，并经过冷却器218和开闭阀223而被吸入压缩机211。

这样，在实施例11的热泵装置中，主回路渐渐成为高沸点多的制冷剂成分，能降低能力。又由于积存器219中积存了低沸点制冷剂，故主回路的制冷剂量减少，制冷剂量的减少能进一步降低能力。从而，实施例11的热泵装置可实现与制冷负荷相适应的低能力运转。

然后，在开闭阀221和开闭阀223打开、开闭阀224关闭的步骤6的状态下，进行压缩机211的运转判断(步骤7)。在步骤7中，当判断压缩机211正在运转时，保持步骤6的状态并进行负荷判断(步骤8)，在步骤8中，当判断制冷负荷小于规定值Δt时(｜t-to｜＜Δt)，保持步骤6的状态。

另一方面，在步骤8中判断制冷负荷大于规定值Δt时(｜t-to｜≥Δt)，进入步骤9。当制冷负荷增大时、即用室内温度传感器226检测到的室内机225的吸入空气温度t与记忆装置234存储的设定空气温度to之差的绝对值大于规定值Δt时，开闭阀221和开闭阀224的打开信号从运算控制装置235送出，开闭221和开闭阀224再度打开(步骤9)。该状态是开闭阀操作的第4状态(4)。该第4状态(4)状态保持一定时间(T2)(步骤10)。

通过打开开闭阀221和开闭阀224，使积存在积存器219中的制冷剂返回主回路。然后，开闭阀221和开闭阀224的关闭信号从运算控制装置235送出，开闭阀221和开闭阀224关闭(步骤2)。由此在短时间内增加主回路的制冷剂量，同时，主回路返回到高能力的充填成分，热泵装置可重新开始与负荷相适应的大能力运转。

另一方面，在步骤7中，当判断为压缩机211停止时，室外主膨胀装置230和室内主膨胀装置231的完全关闭信号从运算控制装置235送出。结果，室外主膨胀装置230和室内主膨胀装置231完全关闭(步骤11)。该状态是主膨胀装置操作的第1状态(1)。

然后，运算控制装置235利用来自吸入压力传感器232和吐出压力传感器233的测量值算出吐出压力与吸入压力的压力差ΔP，并与预先设定且存储在记忆装置234中的压差值Ps进行比较(步骤12)。在步骤12中，当压力差ΔP大于压差值Ps时(ΔP≥Ps)，重复进行该压差运算。另一方面，当压力差ΔP小于压差值Ps时(ΔP＜Ps)，开闭阀221、开闭阀223及开闭阀224的关闭信号从运算控制装置235送出，开闭阀221、开闭阀223及开闭阀224关闭(步骤13)。

然后，对压缩机211的运转进行判断(步骤14)，当判断压缩机211停止时，保持步骤13的开闭阀操作第5状态(5)。当判断压缩机211为正在运转时，将室外主膨胀装置230和室内主膨胀装置231打开到预定开度的信号从运算控制装置235送出。结果，室外主膨胀装置230和室内主膨胀装置231打开到预定开度(步骤15)。在步骤15中，室外主膨胀装置230为第1设定开度①，室内主膨胀装置231为第2设定开度②。在此状态之后进行步骤6的操作，并再度开始精镏分离动作的运转。

通过如上述的主膨胀装置操作，即使分离运转中压缩机211为停止状态，积存在积存器219中的制冷剂也不会流入主回路。因此，可以从压缩机211即将停止之前的制冷剂成分比率再度开始分离运转，可以缩短到分离结束所需的时间。

另一方面，在刚起动后的负荷预测(步骤1)中，当判断预测的负荷Lo小于预先设定的负荷基准Ls(Lo＜Ls)时，对上次运转停止时的负荷状态进行判断(步骤16)。在步骤16中，当判断为在大负荷状态下停止时，进行步骤2的开闭阀操作(第1状态(1))，然后进行步骤3以下的分离运转。

另一方面，在步骤16中，当判断为上次运转是在小负荷状态下停止时，开闭阀221、开闭阀223及开闭阀224的关闭信号从运算控制装置235送出，结果，开闭阀221、开闭阀223及开闭阀224关闭(步骤17)。该状态保持一定时间(T3)(步骤18)。然后，进行负荷判断(步骤19)，如果负荷小于规定值Δt(｜t-to｜≤Δt)，就保持步骤17的状态进行运转。

通过将开闭阀221、223、224关闭，就将在上次运转中分离的低沸点成分的制冷剂保持在积存器219中，热泵装置可重新开始与负荷相适应的小能力运转。

另一方面，在步骤19中，当判断为负荷大时，就进入步骤2的操作，积存器219内的制冷剂放出到主回路。因此，主回路中立即成为保持充填成分的非共沸混合制冷剂，并在制冷剂量多的状态下运转，热泵装置就能进行与负荷相适应的大能力运转。

如上所述，只要根据室内机225的吸入空气温度与设定空气温度之差检测负荷大小后对开闭阀221、开闭阀223、及开闭阀224进行开闭控制，就能将主回路的制冷剂量和制冷剂成分变换成与制冷负荷相适应的状态。从而，实施例11的热泵装置能在更短时间内进行与负荷状态相适应的能力控制。

在图22中，t是室温(测量值)，to是用户设定的设定温度，Δt是预先设定的室温与设定温度之间的温度差(规定值)，T是计量时间，T1是设定时间1(预先设定的开闭阀操作的第2状态(2)的保持时间)，T2是设定时间2(预先设定的开闭阀操作的第4状态(4)的保持时间)，T3是设定时间3(预先设定的开闭阀操作的第6状态(6)的保持时间)，Lo是负荷预测基准值测量值，Ls是设定负荷基准值，Lh是负荷判断值(负荷大=1，负荷小=0)，ΔP是测量的压力差(测量值)，Ps是预先设定的压力差。

另外，所谓开闭阀操作的第1状态(1)，是指开闭阀221关闭、开闭阀223打开、开闭阀224关闭的状态。所谓开闭阀操作的第2状态(2)，是指开闭阀221关闭、开闭阀223关闭、开闭阀224打开的状态。所谓开闭阀操作的第3状态(3)，是指开闭阀221打开、开闭阀223打开、开闭阀224关闭的状态。所谓开闭阀操作的第4状态(4)，是指开闭阀221打开、开闭阀223关闭、开闭阀224打开的状态。所谓开闭阀操作的第5状态(5)，是指开闭阀221关闭、开闭阀223关闭、开闭阀224关闭的状态。所谓开闭阀操作的第6状态(6)，是指开闭阀221关闭、开闭阀223关闭、开闭阀224关闭的状态。

以下说明供暖运转时的动作。

供暖运转时只是制冷剂在主回路中的流动方向相反，其他动作则均与前述制冷运转时相同。

在供暖运转起动后根据室外温度传感器227检测到的室外温度、室内温度传感器226检测到的室内温度及记忆装置234中存储的设定温度来预测空调负荷(步骤1)。在该步骤1中，当判断预测的负荷Lo大于预先设定的负荷基准值Ls时(Lo≥Ls)，将开闭阀221和开闭阀224关闭，并将开闭阀223打开(步骤2)。

开闭阀221和开闭阀224关闭、开闭阀223打开的第1状态(1)下，如果积存器219中有制冷剂积存，则该液体制冷剂通过开闭阀223而流向主回路，积存器219中只留气体制冷剂。在此第1状态(1)下，从压缩机211吐出的高压气体制冷剂通过四通阀212流入室内热交换器216后冷凝。冷凝后的高压液体制冷剂被室内主膨胀装置231减压成为吐出压力和吸入压力中间的压力后，在室外主膨胀230中进一步减压成吸入压力附近的低压。该被减压的低压二相制冷剂在室外热交换器213中蒸发气化，并经过四通阀212再度吸入压缩机211。

在上述制冷循环中判断负荷(步骤3)。在该步骤3中，当室内温度传感器226检测到的室内机225的吸入空气温度t与存储在记忆装置234的设定空气温度to之差的绝对值大于规定值Δt(｜t-to｜＞t)、即制冷负荷较大时，保持步骤2的状态。即，从压缩机211吐出的制冷剂只在主回路中循环。

由于开闭阀221和开闭阀224关闭，开闭阀223打开，且精镏分离器217与压缩机211的吸入配管连通，故精镏分离器217、冷却器218及积存器219的内部是低压气体，几乎没有制冷剂积存。

实施例11热泵装置通过上述动作，使主回路的制冷剂成为保持充填成分的混合状态的非共沸混合制冷剂，且主回路以制冷剂量较多的状态运转。因此，热泵装置能进行与负荷相适应的大能力运转。

然后，在步骤3对负荷进行判断，当室内温度传感器226检测到的室内机225的吸入空气温度(室温)t与记忆装置234存储的设定空气温度to之差的绝对值小于规定值Δt(｜t-to｜≤Δt)、即制冷负荷较小时，将开闭阀221和开闭阀223关闭、而将开闭阀224打开的信号从运算控制装置235送出。结果，开闭阀221和开闭阀223关闭，开闭阀224打开(步骤4)。该状态保持一定时间(T1)(步骤5)。

通过如上述那样对开闭阀进行开闭操作，可以将密度大的液体或二相制冷剂直接积存在积存器219中，主回路以制冷剂量较少的状态运转。结果，实施例11的热泵装置能在短时间内降低能力。

然后，在步骤6中，将开闭阀221和开闭阀223打开且将开闭阀224关闭的信号从运算控制装置235送出，开闭阀221和开闭阀223打开，开闭阀224关闭。

由于开闭阀221和开闭阀223打开、开闭阀224关闭，使高压气体制冷剂的一部分从压缩机211的吐出配管流出，通过开闭阀211并在副膨胀装置220中减压。该减压后的气体制冷剂流入精镏分离器217的底部后沿精镏分离器217内上升。

然后，在精镏分离器217内上升的制冷剂流入冷却器218。在冷却器218中冷凝液化后的液体制冷剂积存在积存器219中，先前积存的液体制冷剂则从积存器219的底部返回精镏分离器217的顶部。返回精镏分离器217的制冷剂在精镏分离器217内下降，并从精镏分离器217的底部流入副膨胀装置222，被减压的二相制冷剂通过冷却器218及开闭阀223后流入连接压缩机211和四通阀212之间的压缩机211的吸入配管。

这时，在该冷却器218中，被副膨胀装置222减压的低温的二相制冷剂与从精镏分离器217顶部流入冷却器218的气相制冷剂间接地进行热交换。

在冷却器218的热交换中，由于是利用制冷循环中焓最低的低温低压的二相制冷剂作为冷却器218的冷却源，故能有效地利用制冷剂的潜热，不仅可使冷却器218小型化，而且能可靠地将精镏分离器217顶部的气体液化。

这样，从精镏分离器217的底部流入的气体制冷剂在冷却器218中冷却后液化，并积存在积存器219中。而且，积存器219的制冷剂再度返回精镏分离器217顶部后沿精镏分离器217下降。

一旦这一状态连续发生，沿精镏分离器217上升的气体制冷剂和下降的液体制冷剂就在精镏分离器217内进行气液接触。由该气液接触而产生精镏作用，低沸点多的制冷剂成分的制冷剂渐渐积存在积存器219中。另外，沿精镏分离器217下降且通过副膨胀装置222的制冷剂渐渐成为高沸点多的制冷剂，并经过冷却器218而被吸入压缩机211。

这样，主回路渐渐成为高沸点多的制冷剂成分，能降低能力。另外，由于低沸点的制冷剂积存于积存器219中，故主回路的制冷剂量减少，由于主回路制冷剂量减少，能进一步降低能力。从而，实施例11的热泵装置能实现与负荷相适应的低能力运转。

在上述的开闭阀221和开闭阀223打开而开闭阀224关闭的状态下，判断压缩机211的运转(步骤7)。在步骤7中，当判断压缩机211正在运转时，保持步骤6的状态并判断负荷(步骤8)。当在步骤8中判断制冷负荷小时(｜t-to｜＜Δt)，保持步骤6的状态。

另一方面，在步骤8中，当判断制冷负荷大、即用室内温度传感器226检测到的室内机225的吸入空气温度t与记忆装置234存储的设定空气温度to之差的绝对值大于规定值Δt(｜t-to｜≥Δt)时，开闭阀221和开闭阀224的打开信号从运算控制装置235送出。结果，开闭阀221和开闭阀224再度打开(步骤9)。该状态保持一定时间(T2)(步骤10)。

由此使积存在积存器219中的制冷剂向主回路流出。然后，开闭阀221和开闭阀224的关闭信号从运算控制装置235送出，开闭阀221和开闭阀224关闭(步骤2)。结果可使主回路的制冷剂量在短时间内增加，且主回路返回到高能力的充填成分，实施例11的热泵装置能重新开始与负荷相适应的大能力运转。

另一方面，在步骤7中，当判断为压缩机211停止时，室外主膨胀装置230和室内主膨胀装置231的完全关闭信号从运算控制装置235送出，室外主膨胀装置230和室内主膨胀装置231完全关闭(步骤11)。

然后，根据吸入压力传感器232和吐出压力传感器233的测量值，运算控制装置235算出吐出压力与吸入压力的压力差ΔP。运算控制装置235将算出的压力差ΔP与预先设定且存储在记忆装置234中的压差值Ps进行比较(步骤12)。在步骤12中，当压力差ΔP大于压差值Ps时(ΔP≥Ps)，重复进行该压差运算。另一方面，在步骤12中，当压力差ΔP小于压差值Ps时(ΔP＜Ps)，开闭阀221、开闭阀223及开闭阀224的关闭信号从运算控制装置235送出。结果，开闭阀221、开闭阀223及开闭阀224关闭(步骤13)。

然后，对压缩机211的运转进行判断(步骤14)，当判断压缩机211停止时，保持步骤13的状态。另一方面，在步骤14中，当判断压缩机211为正在运转时，运算控制装置235送出将室外主膨胀装置230和室内主膨胀装置231打开到预定开度的信号。结果室外主膨胀装置230和室内主膨胀装置231打开到预定开度(步骤15)。然后进行步骤6的操作，并再度开始分离运转。

通过上述的开闭阀操作，即使分离运转中压缩机211为停止状态，积存在积存器219中的制冷剂也不会流入主回路。因此，实施例11的热泵装置可以从压缩机211即将停止之前的制冷剂成分比率起再度开始分离运转，可以缩短到分离结束所需的时间。

另一方面，在刚起动后的负荷预测(步骤1)中，当判断预测的负荷Lo小于预先设定的负荷基准Ls时，对上次运转停止时的负荷状态进行判断(步骤16)。在步骤16中，当判断为在大负荷状态下停止时，进行步骤2的开闭阀操作(第1状态(1))，然后进行步骤3以下的分离运转。

另一方面，在步骤16中，当判断为上次运转是在小负荷状态下停止时，开闭阀221、开闭阀223及开闭阀224的关闭信号从运算控制装置235送出，结果，开闭阀221、开闭阀223及开闭阀224关闭(步骤17)。该状态保持一定时间(T3)(步骤18)。然后，进行负荷判断(步骤19)，如果负荷小，就保持步骤17的状态进行运转。

通过如上述那样操作开闭阀，实施例11的热泵装置可将在上次运转中分离的低沸点制冷剂保持在积存器219中，可重新开始与负荷相适应的小能力运转。

另一方面，在步骤19中，当判断为负荷大时，就进入步骤2的操作，将积存器219内的制冷剂放出到主回路。因此，主回路中立即成为保持充填成分的非共沸混合制冷剂，并在制冷剂量多的状态下运转，结果，实施例11的热泵装置就能进行与负荷相适应的大能力运转。

如上所述，只要根据室内机225的吸入空气温度与设定空气温度之差检测负荷大小后对开闭阀221、开闭阀223、及开闭阀224进行开闭，就能将主回路的制冷剂量和制冷剂成分变换成与制冷负荷相适应的状态。从而，实施例11的热泵装置能进行与负荷状态相适应的能力控制。

再有，实施例11的热泵装置中封入的非共沸混合制冷剂是R22的替代制冷剂，如果使用R32、R125、R134a三种单一制冷剂的混合物、即R407C，则可以扩大低沸点制冷剂R32、R125与高沸点制冷剂R134a之间的沸点差，有利于精镏分离性能。另外，通过用R407C作为非共沸混合制冷剂，实施例11的热泵装置可以增大能力降低的比率，能对于大幅度变化的负荷实行最佳的能力控制。

《实施例12》

以下结合图23及图24说明本发明实施例12的热泵装置。图23是实施例12的热泵装置的系统结构图。图24是实施例12的热泵装置的控制流程图。

在实施例12的热泵装置中封入非共沸混合制冷剂，由压缩机311、四通阀312、室外热交换器313、室外主膨胀装置314、室内主膨胀装置315以及室内热交换器316用配管连接成环状，构成制冷循环的主回路。

精镏分离器317的内部充填有充填材料(未图示)，是沿垂直方向延伸的直管。精镏分离器317的顶部经过冷却器318与积存器319的顶部连通。而且积存器319的底部与精镏分离器317的顶部连通。从而，精镏分离器317的顶部、冷却器318、及积存器319环状连接成闭路。

积存器319的顶部位置高于精镏分离器317的顶部。冷却器318的位置高于积存器319的顶部。

连接精镏分离器317的顶部和冷却器318的配管与精镏分离器317顶部的顶面连接。连接积存器319底部和精镏分离器317顶部的配管与精镏分离器317顶部的侧面连接。

从精镏分离器317的底部引出的配管经过副膨胀装置321和开闭阀320而与连接在室外主膨胀装置314和室内主膨胀装置315之间的配管连接。精镏分离器317的底部经过副膨胀装置322、冷却器318及开闭阀323而与压缩机311的吸入配管连接。该吸入配管是连接压缩机311和四通阀312之间的配管。

在冷却器318中，从精镏分离器317的底部经过副膨胀装置322而流向开闭阀323的制冷剂与精镏分离器317顶部的制冷剂间接地进行热交换。实施例12中的冷却器318可采用双重管结构。

积存器319的底部经过开闭阀324而与连接压缩机311和四通阀312之间的压缩机311的吸入配管连接。

主回路的室内机325具有室内主膨胀装置315、室内热交换器316和室内温度传感器326等，室内温度传感器326检测室内的空气温度(即室内机325的吸入空气温度)。记忆装置327存储用户预先设定于期望值的设定空气温度值。运算控制装置328将室内温度传感器326检测到的吸入空气温度t与记忆装置327所存储的设定空气温度to之间的温度差的绝对值与规定值进行比较，并根据比较结果对开闭阀320、323、324进行开闭控制。

以下结合图24说明上述结构的实施例12的热泵装置的动作。

图24是实施例12的热泵装置的控制流程图。

在以下的说明中，是从压缩机311刚起动后等需要高能力的场合开始。

首先，在制冷运转刚起动后，开闭阀320关闭，开闭阀323、324打开(步骤1)。这时，从压缩机311吐出的高温高压制冷剂经过四通阀312后流入室外热交换器313，在室外热交换器313中冷凝液化。该冷凝液化的制冷剂流入室外主膨胀装置314中并减压为中间压力。

在上述状态下判断负荷(步骤2)。当用室内温度传感器326检测到的室内机325的吸入空气温度t与记忆装置327存储的设定空气温度to之差的绝对值大于规定值Δt(｜t-to｜＞Δt)、即制冷负荷较大时，开闭阀320的关闭信号和开闭阀323、324的打开信号从运算控制装置328送出。即开闭阀320保持关闭状态，开闭阀323和324保持打开状态。

从而，从室外主膨胀装置314流出的中间压力的制冷剂全部流入室内主膨胀装置315并成为低压。而且，流入室内热交换器316的制冷剂蒸发并将设置室内机325的空间冷却。然后，制冷剂通过四通阀312后再度被吸入压缩机311。

在上述制冷循环中，由于开闭阀320关闭且开闭阀323和324打开，且精镏分离器317经过开闭阀323和324而与压缩机311的吸入配管连接，故精镏分离器317、冷却器318及积存器319的内部为低压气体，几乎没有制冷剂积存。

通过如上述那样关闭开闭阀320并打开开闭阀323和324，主回路的制冷剂为保持充填成分的非共沸混合制冷剂，且以制冷剂量较多的状态运转。因此，实施例12的热泵可进行与负荷相适应的大能力运转。

然后对负荷进行判断(步骤2)，当室内温度传感器326检测到的室内机325的吸入空气温度t与记忆装置327存储的设定空气温度to之差的绝对值小于规定值Δt(｜ t-to ｜≤Δt)、即制冷负荷较小时，开闭阀320和323的打开信号和开闭阀324的关闭信号从运算控制装置328送出。结果开闭阀320和323打开，开闭阀324关闭(步骤3)。在此状态下，从室外主膨胀装置314流出的中间压力的二相制冷剂的一部分通过开闭阀320及副膨胀装置321后流入精镏分离器317的底部。

在该状态的初始阶段，精镏分离器317、冷却器318及积存器319的内部几乎没有制冷剂，是空的。因此通过开闭阀320和副膨胀装置321而流入精镏分离器317底部的制冷剂的一部分通过精镏分离器317后积存于积存器319中。另外，精镏分离器317的一部分制冷剂通过副膨胀装置322后被减压，成为低温的二相制冷剂后流入冷却器318。在冷却器318中，低温的二相制冷剂与精镏分离器317顶部的制冷剂间接地进行热交换。

一旦积存器319的制冷剂渐渐增加，就会由于积存器319内液体制冷剂的落差而流入精镏分离器317并沿精镏分离器317下降。在此状态下，几乎没有沿精镏分离器317上升的液体制冷剂，而主要是气体制冷剂开始从精镏分离器317的底部沿精镏分离器317上升。而且，冷却器318中冷却后液化的液体制冷剂一边积存于积存器319，一边再度返回精镏分离器317顶部后沿精镏分离器317下降。

一旦连续发生这种状态，在精镏分离器317中上升的制冷剂气体与下降的制冷剂液体就在精镏分离器317内产生气液接触。由于该气液接触而产生精镏作用。低沸点多的制冷剂渐渐积存于积存器319中。另外，沿精镏分离器317下降的制冷剂渐渐成为高沸点多的制冷剂成分。因此，沿精镏分离器317下降的制冷剂与通过开闭阀320和副膨胀装置321而流入精镏分离器317底部的二相制冷剂合流后通过副膨胀装置322、冷却器318和打开的开闭阀323而被吸入压缩机311。

这样，主回路渐渐成为高沸点多的制冷剂成分，在负荷小的场合，能降低到相适应的能力。又由于积存器319中积存了低沸点制冷剂，故主回路的制冷剂量减少，制冷剂量的减少能进一步降低能力。从而，实施例12的热泵装置可实现与制冷负荷相适应的低能力运转。

在冷却器318的热交换中，是利用制冷循环中焓最低的低温低压的二相制冷剂作为冷却318的冷却源。因此实施例12的热泵装置故能有效地利用潜热，不仅可使冷却器318小型化，而且能可靠地将精镏分离器317顶部的气体液化。

然后，在开闭阀320和323打开、开闭阀324关闭的状态下进行负荷判断(步骤4)，在步骤4中，当判断制冷负荷大时、即用室内温度传感器326检测到的室内机325的吸入空气温度t与记忆装置327存储的设定空气温度to之差的绝对值大于规定值Δt(｜t-to｜＞Δt)时，开闭阀320的关闭信号和开闭阀323、324的打开信号从运算控制装置328送出，结果开闭320再度关闭，开闭阀323、324打开(步骤1)。

通过关闭开闭阀320和打开开闭阀323、324，使积存在积存器319中的制冷剂经过开闭阀323、324而被吸引到压缩机311。结果，主回路的制冷剂成分返回到高能力的充填成分，而且主回路的制冷剂量增加。从而实施例12热泵装置可重新开始与负荷相适应的大能力运转。

实施例12的热泵装置由于在积存器319和压缩机311的吸入配管之间设置开闭阀324，故可使积存器319内的制冷剂在短时间内流出到主回路，对于负荷有良好的适应性。

如上所述，只要根据室内机325的吸入空气温度与设定空气温度之差检测负荷大小后对开闭阀320、323、324进行开闭控制，就能变换主回路的制冷剂量和制冷剂成分。从而，实施例12的热泵装置能根据负荷进行能力控制。

以下说明供暖运转时的动作。

供暖运转时只是制冷剂在主回路中的流动方向相反，其他动作则均与前述制冷运转时相同。

在供暖运转时，在压缩机311刚起动、需要高供暖能力的场合，将开闭阀320关闭，并将开闭阀323、324打开(步骤1)。在此状态下，从压缩机311吐出的高温高压制冷剂通过四通阀312流入室内热交换器316。在室内热交换器316中，制冷剂供暖后冷凝液化，然后流入室内主膨胀装置315。在室内主膨胀装置315中，制冷剂减压成中间压力。

在上述制冷循环中判断负荷(步骤2)。在步骤2中，当室内温度传感器326检测到的室内机325的吸入空气温度t与存储在记忆装置327中的设定空气温度to之差大于规定值Δt(｜t-to｜＞t)、即供暖负荷较大时，开闭阀320的关闭信号及开闭阀323、324的打开信号从运算控制装置328送出。结果，开闭阀320保持关闭状态，开闭阀323、324保持打开状态。

从而从室内主膨胀装置315流出的中间压力的制冷剂全部通过室外膨胀装置314后成为低压，并在室外热交换器313中从外气中吸取热量后蒸发。然后，制冷剂通过四通阀312后再度被吸入压缩机311。

如上所述，由于开闭阀320关闭，开闭阀323和324打开，且冷却器318和积存器319经过开闭阀323和开闭阀324而与压缩机311的吸入配管连通，故精镏分离器317、冷却器318及积存器319的内部是低压气体，几乎没有制冷剂积存。

通过如上述那样对开闭阀进行操作，使主回路的制冷剂成为保持充填成分的混合状态的非共沸混合制冷剂，且主回路以制冷剂量较多的状态运转。因此，实施例12的热泵装置能进行与负荷相适应的大能力运转。

然后，对负荷进行判断(步骤2)，当室内温度传感器326检测到的室内机325的吸入空气温度t与记忆装置327存储的设定空气温度to之差小于规定值Δt(｜t-to｜≤Δt)、即供暖负荷较小时，开闭阀320、323的打开信号和开闭阀324的关闭信号从运算控制装置328送出。结果，开闭阀320、323打开，开闭阀324关闭(步骤3)，因此，从室内主膨胀装置315流出的中间压力的二相制冷剂的一部分通过开闭阀320及副膨胀装置321而流入精镏分离器317的底部。

在上述初始状态下，精镏分离器317、冷却器318及积存器319的内部几乎没有制冷剂，是空的。在此状态下，制冷剂流入精镏分离器317底部。流入精镏分离器317底部的制冷剂通过精镏分离器317及冷却器318并积存于积存器319中。另外，一部分制冷剂通过副膨胀装置322后被减压，成为低温的二相制冷剂后流入冷却器318，并在此与精镏分离器317顶部的制冷剂间接地进行热交换。

积存器319的制冷剂渐渐增加，且由于积存器319内液体制冷剂的落差而沿精镏分离器317下降。在此状态下，几乎没有沿精镏分离器317上升的液体制冷剂，主要的气体制冷剂开始从精镏分离器317的底部沿精镏分离器317上升，并且在冷却器318中冷却液化并积存于积存器319中。而且制冷剂再度返回精镏分离器317顶部后沿精镏分离器317下降。

一旦连续发生这种状态，沿精镏分离器317上升的制冷剂气体与下降的制冷剂液体就在精镏分离器317内产生气液接触。由于该气液接触而产生精镏作用。低沸点多的制冷剂成分的制冷剂渐渐积存于积存器319中。另外，沿精镏分离器317下降的制冷剂渐渐成为高沸点多的制冷剂成分。该高沸点多的制冷剂与通过开闭阀320和副膨胀装置321而流入精镏分离器317底部的二相制冷剂合流后，通过副膨胀装置322、冷却器318和打开的开闭阀323而被吸入压缩机311。

这样，主回路渐渐成为高沸点多的制冷剂成分，在负荷小的场合，能降低到与其负荷相适应的能力。又由于积存器319中积存了低沸点制冷剂，故主回路的制冷剂量减少，制冷剂量的减少能进一步降低能力，可实现与制冷负荷相适应的低能力运转。

在冷却器318的热交换中，是利用制冷循环中焓最低的低温低压的二相制冷剂作为冷却318的冷却源。故能有效地利用制冷剂的潜热。从而，实施例12的热泵装置不仅可使冷却器318小型化，而且能可靠地将精镏分离器317顶部的气体液化。

然后，在上述状态下进行负荷判断(步骤4)，在步骤4中，当判断负荷大时、即用室内温度传感器326检测到的室内机325的吸入空气温度t与记忆装置327存储的设定空气温度to之差大于规定值Δt(｜t-to｜＞Δt)时，开闭阀320的关闭信号和开闭阀323、324的打开信号从运算控制装置328送出。结果，开闭320再度关闭，开闭阀323、324再度打开(步骤1)。由此使积存在积存器319中的制冷剂经过开闭阀323、324而被吸引到压缩机311，主回路的制冷剂成分返回到高能力的充填成分，而且主回路的制冷剂量增加。从而，实施例12的热泵装置可重新开始与负荷相适应的大能力运转。

在实施例12的热泵装置中，尤其由于在积存器319和压缩机311的吸入配管之间直接连接开闭阀324，故可使积存器319内的制冷剂在短时间内流出到主回路。结果，实施例12的热泵装置对于负荷有良好的适应性。

如上所述，只要根据室内机325的吸入空气温度与设定空气温度之差检测负荷大小后对开闭阀320、323、324进行开闭控制，就能变换主回路的制冷剂量和制冷剂成分。从而，实施例12的热泵装置能根据负荷进行能力控制。

另外，在实施例12的热泵装置中，无论是制冷还是供暖运转时，当负荷大、即用室内温度传感器326检测到的室内机325的吸入空气温度t与记忆装置327存储的设定空气温度to之差大于规定值Δt时，也可以只将开闭阀323或开闭阀324中的任一方打开，这样也能得到与上述实施例12同样的效果。

还有，当得知负荷小时，使积存器319积存低沸点的制冷剂并经过规定时间后，或者是得知主回路或积存器319的制冷剂成分已成为规定的制冷剂成分时，也可将开闭阀320、323、324全部关闭后将由精镏分离器317、冷却器318以及积存器319构成的闭路与主回路断开。

《实施例13》

以下结合图25说明本发明实施例13的热泵装置。

实施例13的热泵装置具有与前述图23所示的实施例12的热泵装置相同的结构，只是运算控制装置328的控制动作有所不同。因此，在以下说明中，凡与实施例12的热泵装置具有相同功能和结构的均用相同符号表示并省略其说明。

以下结合图25说明实施例13的热泵装置的动作。

图25是实施例13的热泵装置的控制流程图。在图25中，是从压缩机311刚起动后等需要高能力的场合开始。

首先说明制冷运转时的动作。

在制冷运转时，开闭阀320关闭，开闭阀323、324打开(步骤1)。这时，从压缩机311吐出的高温高压制冷剂经过四通阀312后流入室外热交换器313，在室外热交换器313中冷凝液化。冷凝液化的液体制冷剂流入室外主膨胀装置314中并减压为中间压力。

在上述状态下判断负荷(步骤2)。当用室内温度传感器326检测到的室内机325的吸入空气温度t与记忆装置327存储的设定空气温度to之差大于第1规定值Δt1(｜t-to｜＞Δt1)、即制冷负荷较大时，开闭阀320的关闭信号和开闭阀323、324的打开信号从运算控制装置328送出。结果，开闭阀320保持关闭状态，开闭阀323和324保持打开状态。

从而，从室外主膨胀装置314流出的中间压力的制冷剂全部流入室内主膨胀装置315并成为低压，并在室内热交换器316中蒸发，将设置室内机325的空间冷却。然后，制冷剂通过四通阀312后再度被吸入压缩机311。

在上述状态下，由于开闭阀320关闭且开闭阀323和324打开，且精镏分离器317、冷却器318及积存器319经过开闭阀323和开闭阀324而与压缩机311的吸入配管连接，故精镏分离器317、冷却器318及积存器319的内部为低压气体，几乎没有制冷剂积存。

通过如上述那样控制开闭阀320、323和324，主回路的制冷剂为保持充填成分的非共沸混合制冷剂，且主回路以制冷剂量较多的状态运转。结果，热泵装置可进行与负荷相适应的大能力运转。

然后对负荷进行判断(步骤2)，在步骤2中，当室内温度传感器326检测到的室内机325的吸入空气温度t与记忆装置327存储的设定空气温度to之差的绝对值小于规定值Δt1(｜t-to｜≤Δt1)、即制冷负荷较小时，开闭阀320的打开信号和开闭阀323、324的关闭信号从运算控制装置328送出。结果开闭阀320打开(步骤3)。

这时，从室外主膨胀装置314流出的中间压力的二相制冷剂的一部分通过开闭阀320及副膨胀装置321后流入精镏分离器317的底部。

在上述初始状态下，精镏分离器317、冷却器318及积存器319的内部几乎没有制冷剂，实质上是空的。在此状态下，制冷剂流入精镏分离器317底部。流入精镏分离器317底部的制冷剂通过精镏分离器317及冷却器并迅速积存于积存器319中。因此，主回路的制冷剂减少，热泵装置迅速降低能力，能迅速对应制冷负荷的减少进行运转。

然后，在步骤4中进行负荷判断。当用室内温度传感器326检测到的室内机325的吸入空气温度t与记忆装置327存储的设定空气温度to之差大于比第1规定值Δt1小的第2规定值Δt2(Δt1＞Δt2)时(｜1-to｜＞Δt2)，返回步骤2。

另一方面，在步骤4中，当用室内温度传感器326检测到的室内机325的吸入空气温度t与记忆装置327存储的设定空气温度to之差小于第2规定值Δt2(｜t-to｜≤Δt2)时，即制冷负荷更小时，开闭阀320、323的打开信号和开闭阀324的关闭信号从运算控制装置328送出。结果，开闭320、323打开(步骤5)。

这时，从室外主膨胀装置314流出的中间压力的二相制冷剂的一部分通过开闭阀320及副膨胀装置321而流入精镏分离器317的底部。而且，精镏分离器317的制冷剂一部分通过副膨胀装置322后被减压，成为低温的二相制冷剂后流入冷却器318。在冷却器318中，低温的二相制冷剂与精镏分离器317顶部的制冷剂间接地进行热交换。

在上述状态下，精镏分离器317、冷却器318及积存器319充满制冷剂。因此主要是气体制冷剂开始从精镏分离器317的底部沿精镏分离器317上升，并且在冷却器318中冷却液化。该液化后的制冷剂积存于积存器319，同时再度返回精镏分离器317顶部后沿精镏分离器317下降。

一旦连续发生这种状态，沿精镏分离器317上升的制冷剂气体与下降的制冷剂液体就在精镏分离器317内产生气液接触。由于该气液接触而产生精镏作用。低沸点多的制冷剂成分的制冷剂渐渐积存于积存器319中。另外，沿精镏分离器317下降的制冷剂渐渐成为高沸点多的制冷剂成分。高沸点多的制冷剂成分的制冷剂与通过开闭阀320和副膨胀装置321而流入精镏分离器317底部的二相制冷剂合流，再通过副膨胀装置322、冷却器318和打开的开闭阀323而被吸入压缩机311。

这样，实施例13的热泵装置的主回路渐渐成为高沸点多的制冷剂成分，在负荷更小的场合，能降低到与其负荷相适应的能力。又由于积存器319中积存了低沸点制冷剂，故主回路的制冷剂量减少，因此实施例13的热泵装置能进一步降低能力，可实现与制冷负荷相适应的低能力运转。

在实施例13的热泵装置中，是利用制冷循环中焓最低的低温低压的二相制冷剂作为冷却318的冷却源，故能有效地利用制冷剂的潜热，不仅可使冷却器318小型化，而且能可靠地将精镏分离器317顶部的气体液化。

在上述状态下，接着进行时间判断(步骤6)。当经过预定的时间Ta后，关闭开闭阀320、323、324(步骤7)。通过关闭开闭阀320、323、324，使积存器319中保持积存低沸点制冷剂的状态，主回路可以以高沸点多的制冷剂成分的制冷剂运转。因此，精镏分离器317，冷却器318及积存器319的闭路可以从主回路断开。结果，可将使二相制冷剂流到低压侧的回路切断，可消除精镏分离所需的热量的损耗。从而，实施例13热泵装置可实行与负荷相适应能力降低，同时可实现高效运转。

然后，在步骤8中进行负荷判断，当用室内温度传感器326检测到的室内机325的吸入空气温度t与记忆装置327存储的设定空气温度to之差小于第2规定值Δt2(｜t-to｜≤Δt2)时，即制冷剂负荷小时，保持步骤7的状态，使主回路以高沸点多的制冷剂成分进行运转。

另一方面，在步骤8中，当用室内温度传感器326检测到的室内机325的吸入空气温度t与记忆装置327存储的设定空气温度to之差大于第2规定值Δt2(｜t-to｜＞Δt2)、即制冷负荷增大时，返回步骤1，开闭阀320的关闭信号和开闭阀323、324的打开信号从运算控制装置328送出。结果，开闭阀320关闭，开闭阀323和324打开。由于形成上述状态，使积存在积存器319中的制冷剂经过开闭阀323、324吸入压缩机311，主回路的制冷剂成分返回高能力的充填成分。另外，主回路的制冷剂量增加，可重新开始与负荷相适应的大能力运转。

如上所述，实施例13的热泵装置只要根据室内机325的吸入空气温度t与设定空气温度to之差检测负荷大小后对开闭阀320、323、324进行开闭控制，就能进行能力控制。实施例13的热泵装置可在以下能力控制方法之间进行切换，即，在负荷略有减少时使主回路的制冷剂量减少，而在负荷大量减少时则不仅减少主回路的制冷剂量，而且将制冷剂成分变换成与负荷相适应的状态。因此，实施例13的热泵装置对于负荷的适应性更佳。

另外，在精镏分离运转结束时，通过将精镏分离器317、冷却器318及积存器319的闭路从主回路断开，二相制冷剂不流向低压侧，可以避免精镏分离所需热量的损耗。通过采用上述结构，实施例13的热泵装置可在能力降低时实现高效运转。

供暖运转时只是制冷剂在主回路中的流动方向相反，其他动作则均与前述制冷运转时相同，故省略其说明。开闭阀320、323、324的开闭操作与图25所示的控制流程图相同。

不过，在上述实施例13中，是在步骤1中将开闭阀323和开闭阀324都打开，但如果只将开闭阀323或开闭阀324中的一方打开，也能获得与上述实施例13相同的效果。

《实施例14》

以下结合图26及图27说明本发明实施例14的热泵装置。图26是实施例14的热泵装置的系统结构图。图27是实施例14的热泵装置的控制流程图。

在实施例14的热泵装置中，凡与前述实施例12的热泵装置具有相同功能和结构的部分用相同符号表示并省略其说明。

在实施例14的热泵装置是在实施例12的热泵装置的室外主膨胀装置314和室内主膨胀装置315之间设置气液分离器330。该气液分离器330的上部与开闭阀320。气液分离器330的下部则经过副膨胀装置331与开闭阀320的入口连接。

以下结合图27说明实施例14的热泵装置的控制动作。

图27是实施例14的热泵装置的控制流程图。

在以下的说明中，是从压缩机311刚起动后等需要高能力的场合开始。

首先说明制冷运转时的动作。在步骤1中，开闭阀320关闭，开闭阀323、324打开。这时，从压缩机311吐出的高温高压制冷剂经过四通阀312后流入室外热交换器313，在室外热交换器313中冷凝液化的制冷剂流入室外主膨胀装置314中并减压为中间压力。

在上述状态下判断负荷(步骤2)。当用室内温度传感器326检测到的室内机325的吸入空气温度t与记忆装置327存储的设定空气温度to之差大于规定值Δt(｜t-to｜＞Δt)、即制冷负荷较大时，开闭阀320的关闭信号和开闭阀323、324的打开信号从运算控制装置328送出。结果开闭阀320保持关闭状态，开闭阀323和324保持打开状态。

从而，从室外主膨胀装置314流出的中间压力的制冷剂通过气液分离器330全部通过室内主膨胀装置315后成为低压并被送到室内热交换器316。在室内热交换器316中蒸发的制冷剂将设置室内机325的空间冷却，然后通过四通阀312后再度被吸入压缩机311。

由于开闭阀320关闭且开闭阀323和324打开，且冷却器318和积存器319与压缩机311的吸入配管连接，故精镏分离器317、冷却器318及积存器319的内部为低压气体，几乎没有制冷剂积存。

通过如上述那样构成制冷循环，主回路的制冷剂为保持充填成分的非共沸混合制冷剂，且主回路以制冷剂量较多的状态运转。因此热泵装置可进行与负荷相适应的大能力运转。

然后对负荷进行判断(步骤2)，在步骤2中，当室内温度传感器326检测到的室内机325的吸入空气温度t与记忆装置327存储的设定空气温度to之差小于规定值Δt(｜t-to｜≤Δt)、即制冷负荷较小时，开闭阀320和323的打开信号和开闭阀324的关闭信号从运算控制装置328送出。结果，开闭阀320和323打开(步骤3)，因此从室外主膨胀装置314流出的中间压力的二相制冷剂流入气液分离器330中进行气液分离。

在气液分离器330中，气液分离器330的上部主要积存气体成分，下部主要积存液体成分。在该气液分离器330中，从与气液分离器330的上部连接的配管主要是气体成分流入开闭阀320，而从与气液分离器330的下部连接的配管则主要是液体成分经过副膨胀装置331后同样流入开闭阀320。

在上述状态下，通过适当调节副膨胀装置331的流量阻力，可使从气液分离器330的上部流入开闭阀320的气体成分与从气液分离器330的下部经过副膨胀装置331流入的液体成分的重量流量大致一致。这些混合的二相制冷剂流入精镏分离器317的底部。

在该状态的初始阶段，精镏分离器317、冷却器318及积存器319几乎没有制冷剂，实质上是空的。因此通过精镏分离器317底部和冷却器318，制冷剂积存于积存器319中。另外，流入精镏分离器317底部的制冷剂的一部分通过副膨胀装置322后被减压，成为低温的二相制冷剂后流入冷却器318。在冷却器318中，低温的二相制冷剂与精镏分离器317顶部的制冷剂间接地进行热交换。

在上述状态下，积存器319的制冷剂渐渐增加，且由于积存器319内液体制冷剂的落差而在精镏分离器317内下降。在此状态下，几乎没有沿精镏分离器317上升的液体制冷剂，主要是气体制冷剂开始从底部沿精镏分离器317上升。在精镏分离器317内上升的制冷剂在冷却器318中冷却后液化并积存于积存器319。并且，再度返回精镏分离器317顶部的制冷剂在精镏分离器317内下降。

一旦连续发生这种状态，在精镏分离器317中上升的制冷剂气体与下降的制冷剂液体就在精镏分离器317内产生气液接触。由于该气液接触而产生精镏作用。低沸点多的制冷剂渐渐积存于积存器319中。另外，沿精镏分离器317下降的制冷剂渐渐成为高沸点多的制冷剂成分，与通过开闭阀320和副膨胀装置321而流入精镏分离器317底部的二相制冷剂合流，并通过副膨胀装置322、冷却器318和打开的开闭阀323而被吸入压缩机311。

这样，主回路渐渐成为高沸点多的制冷剂成分，在负荷小的场合，能降低到相适应的能力。又由于积存器319中积存了低沸点制冷剂，故主回路的制冷剂量减少，从而，实施例14的热泵装置可通过制冷剂量的减少进一步降低能力，实现与制冷负荷相适应的低能力运转。

在实施例14的热泵装置中，是利用制冷循环中焓最低的低温低压的二相制冷剂作为冷却318的冷却源，因此能有效地利用潜热，不仅可使冷却器318小型化，而且能可靠地将精镏分离器317顶部的气体液化。

另外，在实施例14的热泵装置中，为了将沿精镏分离器317上升的气体液化，是使具有必要潜热的大致同量的液体制冷剂流入冷却器318，而且使气体液化所需的最小限度的液体制冷剂经过冷却器318及开闭阀323流入压缩机311的吸入侧。因此实施例14的热泵装置可以降低精镏分离运转过程中的热损耗，能抑制能力和效率的降低。

然后，在上述状态下进行负荷判断(步骤4)，在步骤4中，当判断制冷负荷增大、即用室内温度传感器326检测到的室内机325的吸入空气温度t与记忆装置327存储的设定空气温度to之差大于规定值Δt(｜t-to｜＞Δt)时，开闭阀320的关闭信号和开闭阀323、324的打开信号从运算控制装置328送出。结果，开闭320再度关闭，开闭阀323、324打开(步骤1)。

通过关闭开闭阀320和打开开闭阀323、324，使积存在积存器319中的制冷剂经过开闭阀323、324而被吸引到压缩机311，主回路的制冷剂成分返回到高能力的充填成分，而且热泵装置主回路的制冷剂量增加，可重新开始与负荷相适应的大能力运转。

实施例14的热泵装置尤其由于开闭阀324与积存器319和压缩机311的吸入配管直接连接，故可使积存器319内的制冷剂在短时间内流出到主回路，对于负荷有良好的适应性。

如上所述，只要根据室内机325的吸入空气温度与设定空气温度之差检测负荷大小，并对开闭阀320、323、324进行开闭，就能变换主回路的制冷剂量和制冷剂成分。从而，可根据负荷调节主回路的制冷剂量和制冷剂成分。结果，实施例14的热泵装置能根据负荷高精度地进行能力控制。

另外，在实施例14的热泵装置中，分离运转时从气液分离器330流入开闭阀321的制冷剂气体成分与液体成分的比例大致相同，故不会有过多的无用液体制冷剂流入压缩机311的吸入侧，可减少精镏分离运转过程中的热量损耗。因此，实施例14的热泵装置为能够抑制能力和效率降低的节能装置。

以下说明供暖运转时的动作。

供暖运转时只是制冷剂在主回路中的流动方向相反，其他动作则均与前述制冷运转时相同。

在供暖运转时，在压缩机311刚起动、需要高供暖能力的场合，将开闭阀320关闭，并将开闭阀323、324打开(步骤1)。在此状态下，从压缩机311吐出的高温高压制冷剂通过四通阀312流入室内热交换器316。在室内热交换器316中，供暖后冷凝液化的制冷剂流入室内主膨胀装置315，在此减压成中间压力。

在上述状态下判断负荷(步骤2)。在步骤2中，当室内温度传感器326检测到的室内机325的吸入空气温度t与存储在记忆装置327中的设定空气温度to之差大于规定值Δt、即供暖负荷较大时，开闭阀320的关闭信号及开闭阀323、324的打开信号从运算控制装置328送出。结果，开闭阀320保持关闭状态，开闭阀323、324保持打开状态。

从而，从室内主膨胀装置315流出的中间压力的制冷剂通过气液分离器330并全部送往室外膨胀装置314。在室外膨胀装置314中成为低压的制冷剂在室外热交换器313中从外气中吸取热量后蒸发，然后，通过四通阀312后再度被吸入压缩机311。

在上述状态下，由于开闭阀320关闭，冷却器318和积存器319经过打开的开闭阀323和324而与压缩机311的吸入配管连通，故精镏分离器317、冷却器318及积存器319的内部是低压气体，几乎没有制冷剂积存。

通过如上述那样关闭开闭阀320并打开开闭阀323、324，使主回路的制冷剂成为保持充填成分的混合状态的非共沸混合制冷剂，且主回路以制冷剂量较多的状态运转。因此，实施例14的热泵装置能进行与负荷相适应的大能力运转。

然后，对负荷进行判断(步骤2)，在步骤2中，当室内温度传感器326检测到的室内机325的吸入空气温度t与记忆装置327存储的设定空气温度to之差小于规定值Δt(｜t-to｜≤Δt)、即供暖负荷较小时，开闭阀320、323的打开信号和开闭阀324的关闭信号从运算控制装置328送出。结果，由于开闭阀320、323打开(步骤3)，从室内主膨胀装置315流出的中间压力的二相制冷剂流入气液分离器330进行气液分离。在气液分离器330中，其上部主要积存气体成分，下部主要积存液体成分。

从而，从与气液分离器330的上部连接的配管主要是气体成分流入开闭阀320，而从与气液分离器330的下部连接的配管则主要是液体成分经过副膨胀装置321后同样流入开闭阀320。从而，通过适当调节副膨胀装置331的流量阻力，可使从气液分离器330流入开闭阀320的气体成分与液体成分的重量流量大致一致。这样，从气液分离器330流出的混合的二相制冷剂经过副膨胀装置331和开闭阀320而流入精镏分离器317的底部。

在该状态的初始阶段，精镏分离器317、冷却器318及积存器319几乎没有制冷剂，实质上是空的，因此通过精镏分离器317和冷却器318的制冷剂积存于积存器319中。另外，流入精镏分离器317底部的制冷剂的一部分通过副膨胀装置322后被减压，成为低温的二相制冷剂后流入冷却器318。在冷却器318中，低温的二相制冷剂与精镏分离器317顶部的制冷剂间接地进行热交换。

在上述状态下，积存器319的制冷剂渐渐增加，且由于积存器319内液体制冷剂的落差而沿精镏分离器317下降。在此状态下，几乎没有沿精镏分离器317上升的液体制冷剂，主要是气体制冷剂开始从精镏分离器的底部沿精镏分离器317上升，并在冷却器318中冷却后液化，积存于积存器319。并且，制冷剂再度返回精镏分离器317顶部后沿精镏分离器317下降。

一旦连续发生这种状态，在精镏分离器317中上升的制冷剂气体与下降的制冷剂液体就在精镏分离器317内产生气液接触并产生精镏作用。结果，低沸点多的制冷剂渐渐积存于积存器319中。另外，沿精镏分离器317下降的制冷剂渐渐成为高沸点多的制冷剂成分，与通过开闭阀320和副膨胀装置321而流入精镏分离器317底部的二相制冷剂合流。如此合流的制冷剂通过副膨胀装置322、冷却器318和开闭阀323而被吸入压缩机311。

这样，在实施例14的热泵装置中，主回路渐渐成为高沸点多的制冷剂成分，在负荷小的场合，能降低到相适应的能力。另外，实施例14的热泵装置由于积存器319中积存了低沸点制冷剂，故主回路的制冷剂量减少，而制冷剂量的减少能进一步降低能力，实现与制冷负荷相适应的低能力运转。

在实施例14的热泵装置中，是利用制冷循环中焓最低的低温低压的二相制冷剂作为冷却318的冷却源，因此能有效地利用制冷剂的潜热，不仅可使冷却器318小型化，而且能可靠地将精镏分离器317顶部的气体液化。

另外，在实施例14的热泵装置中，为了将沿精镏分离器317上升的气体液化，是使具有必要潜热的大致同量的液体制冷剂流入冷却器318，而不会使过多的液体制冷剂经过冷却器318及开闭阀323流入压缩机311的吸入侧。因此实施例14的热泵装置可以降低精镏分离运转过程中的热损耗，即，可减少能有效地用于制冷的液体制冷剂分流到压缩机311中的流量，故能减少能力和效率的损耗。

然后，在上述状态(步骤3)下进行负荷判断(步骤4)，在步骤4中，当制冷负荷增大、即用室内温度传感器326检测到的室内机325的吸入空气温度t与记忆装置327存储的设定空气温度to之差大于规定值Δt(｜t-to｜＞Δt)时，开闭阀320的关闭信号和开闭阀323、324的打开信号从运算控制装置328送出。结果，开闭320再度关闭，开闭阀323、324打开(步骤1)。

由此使积存在积存器319中的制冷剂经过开闭阀323、324而被吸引到压缩机311，主回路的制冷剂成分返回到高能力的充填成分。而且主回路的制冷剂量增加，可重新开始与负荷相适应的大能力运转。

实施例14的热泵装置尤其由于开闭阀324与积存器319和压缩机311的吸入配管直接连接，故积存器319内的制冷剂可在短时间内流出，对于负荷有良好的适应性。

如上所述，实施例14的热泵装置只要根据室内机325的吸入空气温度与设定空气温度之差检测负荷大小，并对开闭阀320、323、324进行开闭，就能将主回路的制冷剂量和制冷剂成分变换成与负荷相适应的状态。因此，实施例14的热泵装置能根据负荷高精度地进行能力控制。

另外，在实施例14的热泵装置中，分离运转时从气液分离器330流入开闭阀321的制冷剂气体成分与液体成分的比例大致相同，故可减少精镏分离运转过程中的热量损耗。因此，实施例14的热泵装置为能够抑制能力和效率降低的节能装置。

不过，实施例14中，无论是制冷还是供暖运转，当负荷增大、即用室内温度传感器326检测到的室内机325的吸入空气温度t与记忆装置327存储的设定空气温度to之差大于规定值Δt时，也可以只将开闭阀323或开闭阀324中的一方打开。采用这种结构，也能得到与上述实施例相同的效果。

《实施例15》

以下结合图28及图29说明本发明实施例15的热泵装置。图28是实施例15的热泵装置的系统结构图。图29是实施例15的热泵装置的控制流程图。

在实施例15的热泵装置中，凡与前述实施例12的热泵装置具有相同功能和结构的部分用相同符号表示并省略其说明。

实施例15的热泵装置设有对压缩机311的吐出温度进行检测的吐出温度传感器341。另外，实施例15的热泵装置的记忆装置342存储预先设定的设定吐出温度。实施例15的热泵装置的运算控制装置343将记忆装置342的设定吐出温度与吐出温度传感器314检测到的吐出温度进行比较运算，并对开闭阀320、323、324进行开闭控制。

以下结合图29说明实施例15的热泵装置的制冷循环动作。

图29是实施例15的热泵装置的控制流程图。

以下是从压缩机311的制冷运转刚起动后等需要高能力的场合开始。

在制冷运转时，一旦压缩机311起动，开闭阀320、323、324就关闭(步骤1)。在后面的步骤2中，将吐出温度传感器341检测到的压缩机311的吐出温度Td与记忆装置342存储的第1设定吐出温度T1进行比较。而且，当吐出温度Td小于第1设定吐出温度T1(Td≤T1)时，返回步骤1，开闭阀320、323、324的关闭信号从运算控制装置343送出。结果，开闭阀320、323、324保持关闭状态。这时，没有通过开闭阀320、323、324的制冷剂，制冷剂只在主回路中循环。

另一方面，在步骤2中，当用吐出温度传感器341检测到的压缩机311的吐出温度Td大于记忆装置342存储的第1设定吐出温度T1(Td＞T1)时，进入步骤3。在步骤3中，开闭阀320、324的打开信号和开闭阀323的关闭信号从运算控制装置343送出。结果，开闭阀320、324打开，开闭阀323保持关闭状态。

这时，从室外主膨胀装置314流出的中间压力制冷剂的一部分通过开闭阀320及副膨胀装置321流入精镏分离器317的底部。流入精镏分离器317底部的制冷剂经过积存器319并通过打开的开闭阀324流入压缩机311的吸入配管。在此流入的制冷剂与通过四通阀312流入的制冷剂制冷剂气体混合，一边使制冷剂气体的温度或干燥度下降一边吸入压缩机311。由此将压缩机311的吐出温度降低到安全值。

然后，在步骤4中，当用吐出温度传感器341检测到的压缩机311的吐出温度Td小于记忆装置342存储的第2设定吐出温度T2(Td≤T2)时，返回步骤2。在此，第2设定吐出温度T2大于第1设定吐出温度T1(T2＞T1)。当这样返回步骤2后，就在后面的步骤3将开闭阀320、324的打开信号和开闭阀323的关闭信号从运算控制装置343送出，开闭阀320、324打开，开闭阀323保持关闭状态。

另一方面，在步骤4中，当用吐出温度传感器341检测到的压缩机311的吐出温度Td大于第2设定吐出温度T2(Td＞T2)时，进入步骤5。在步骤5中，开闭阀320、323、324的打开信号从运算控制装置343送出，开闭阀320、、323、324打开。

这时，从室外主膨胀装置314流出的中间压力制冷剂的一部分通过开闭阀320及副膨胀装置321流入精镏分离器317的底部。流入精镏分离器317底部的制冷剂的一部分经过积存器319并通过打开的开闭阀324流入压缩机311的吸入配管。

另一方面，流入精镏分离器317底部的制冷剂的一部分经过副膨胀装置322、冷却器318及开闭阀323后流入压缩机311的吸入配管。在此流入的制冷剂与通过四通阀312流入的制冷剂气体混合，一边使制冷剂气体的温度或干燥度下降一边吸入压缩机311。

在实施例15的热泵装置中，通过如上述那样对开闭阀进行开闭控制，可以使中间压力的二相制冷剂更多地流入压缩机311的吸入配管。从而，实施例15的热泵装置能迅速将压缩机311的吐出温度降低到更安全的值。

以下说明供暖运转时的动作。

供暖运转时只是制冷剂在主回路中的流动方向相反，其他动作则均与前述制冷运转时相同，故省略说明。

在实施例15中未详细说明开闭阀的开闭控制与精镏分离器运转之间的关系，但不言而喻，关于本发明的吐出温度控制方法，即使在前述实施例12所示的任何负荷状态下都能运转

如上所述，实施例15设有对压缩机311的吐出温度进行检测的吐出温度传感器341，只要与预先设定的设定吐出温度值进行比较并对开闭阀320、323、324进行开闭，就能将压缩机311的吐出温度降低到安全值。另外，实施例15的热泵装置通过开闭阀的切换操作，能够在吐出温度更高时使较多的二相制冷剂流动，故能迅速地下降至安全的温度，另外，由于是根据吐出温度调节流量，故不会有过多的二相制冷剂流动而破坏压缩机的可靠性。

《实施例16》

以下结合图30说明本发明实施例16的热泵装置。图30是实施例16的热泵装置的系统结构图。

在实施例16的热泵装置中封入非共沸混合制冷剂，由压缩机421、四通阀422、室外热交换器423、室外膨胀装置424、室内膨胀装置425以及室内热交换器426用配管连接成环状，构成制冷循环的主回路。

实施例16的热泵装置中设有蓄热热交换器427。蓄热热交换器427的一端经过开闭阀428与连接四通阀422和室内热交换器426之间的配管连接。该开闭阀428在蓄热运转时打开。另外，蓄热热交换器427的一端经过开闭阀430与压缩机421的吸入配管连接。该开闭阀430在利用蓄热时打开。蓄热热交换器427的另一端经过蓄热膨胀装置429而与连接室外膨胀装置424和室内膨胀装置425之间的配管连接。蓄热热交换器427设于蓄热槽439内，在蓄热槽439内充填有水等蓄热材料440。

精镏分离器431的内部充填有充填材料(未图示)，是沿垂直方向延伸的直管。精镏分离器431的顶部经过冷却器432与积存器433的顶部连通。而且积存器433的底部与精镏分离器431的顶部连通。从而，精镏分离器431的顶部、冷却器432、及积存器433环状连接成闭路。

在实施例16的热泵装置中，积存器433的顶部位置高于精镏分离器431的顶部。冷却器432的位置高于积存器433的顶部。

连接精镏分离器431的顶部和冷却器432的配管与精镏分离器431顶部的顶面的开口连接。连接积存器433底部和精镏分离器431顶部的配管与在精镏分离器431顶部的侧面形成的开口连接。

室外膨胀装置424和室内膨胀装置425之间的配管经过开闭阀434及副膨胀装置435而与精镏分离器431的底部连接。另外，精镏分离器431的底部经过副膨胀装置436、冷却器432及开闭阀437而与连接压缩机421和四通阀422之间的压缩机421的吸入配管连接。

在冷却器432中，从精镏分离器431的底部经过副膨胀装置436而流向开闭阀437的制冷剂与精镏分离器431顶部的制冷剂间接地进行热交换。冷却器432可采用双重管结构。

积存器433的底部经过开闭阀438而与连接压缩机421和四通阀422之间的压缩机421的吸入配管连接。

以下说明上述结构的实施例16的热泵装置的制冷循环的动作。

在制冷运转模式中，开闭阀428、430关闭，从压缩机421吐出的高压制冷剂气体经过四通阀422，在室外热交换器423中向大气散热后冷凝液化。冷凝液化的制冷剂通过室外膨胀装置424及室内膨胀装置425后减压，并送往室内热交换器426。送至室内热交换器426的制冷剂从室内空间吸热以制冷，且自身蒸发再度通过四通阀422返回压缩机421。

在供暖运转模式时，开闭阀428、430关闭，从压缩机421吐出的高压气体制冷剂通过四通阀422在室内热交换器426向室内空气散热以供暖，且自身冷凝液化后通过室内主膨胀装置425、室外主膨胀装置424后减压。减压后的制冷剂在室外热交换器423中从大气吸热蒸发，并再度通过四通阀422返回压缩机421。

以下说明在蓄热槽439内的蓄热材料440中蓄热的蓄热运转模式。在蓄热运转模式中，开闭阀428打开，开闭阀430关闭。另外，室外膨胀装置424为打开状态，室内膨胀装置425为关闭或微开状态。

由于进行上述的开闭控制，从压缩机421流出的高压制冷剂气体通过四通阀422，几乎不流向室内热交换器426，几乎所有的制冷剂气体都通过开闭阀428流入蓄热热交换器427。而且，流入蓄热热交换器427的制冷剂向蓄热槽439内的蓄热材料440散热，其热量蓄积于蓄热材料440中。

从蓄热热交换器427流出的制冷剂液体通过蓄热膨胀装置429及室外膨胀装置424后减压并流入室外热交换器423。在室外热交换器423中从大气中吸热以制冷的制冷剂自身蒸发后再度通过四通阀422返回压缩机421。

以下说明利用室外蓄热槽439内的蓄热材料440蓄积的热量进行供暖的利用蓄热运转模式。

在利用蓄热运转模式中，开闭阀428关闭，开闭阀430打开。另外，室外膨胀装置424是完全关闭状态，室内膨胀装置425是打开状态。

由于进行上述的开闭控制，从压缩机421流出的高压制冷剂气体通过四通阀422，所有的制冷剂都流向室内热交换器426。在室内热交换器426中向室内空间散热以供暖的制冷剂自身冷凝后通过室内膨胀装置425及蓄热膨胀装置429后减压并流入蓄热热交换器427。

流入蓄热热交换器427的制冷剂从积蓄了热量的高温蓄热材料440吸热，在蓄热热交换器427中蒸发的制冷剂通过开闭阀430返回压缩机421。通过进行上述的利用蓄热运转模式，可使制冷剂的蒸发温度升高，压力升高，主回路的制冷剂循环量增加。结果能提高供暖能力。

不过，在上述利用蓄热运转模式中，可以只从蓄热材料440吸热，也可兼用室外热交换器423作为蒸发器。通过这样利用室外热交换器423，如果调节室外膨胀装置424的开度后进行运转，在蓄热材料440蓄积的热量相对供暖负荷显得较低时等较为有利。

在上述制冷循环中，是利用室外热交换器423、室内热交换器426及蓄热热交换器427这三台热交换器进行运转，故在各运转模式中，最佳的制冷剂量不是固定的，在有的运转模式中会发生制冷剂量过剩。在这种场合，通过使开闭阀437、438保持关闭状态而打开开闭阀434，使过剩的制冷剂通过副膨胀装置435、精镏分离器431后积存于积存器433中。通过进行上述的开闭控制，可在各运转模式中调节成为最佳的制冷剂量，可提高运转效率。

在实施例16中，只要切换开闭阀428、430，就能容易地向蓄热材料440蓄热或利用积蓄的热量。

另一方面，在制冷运转或供暖运转时负荷小，需要降低能力时，或蓄热运转时蓄热材料440的蓄热温度上升、压力渐渐升高时，无论在何种运转模式下，都是将开闭阀434、437打开而将开闭阀438关闭。通过这样进行开闭控制，处于室内膨胀装置425和蓄热膨胀装置429之间的中间压力的二相制冷剂的一部分就通过副膨胀装置435后流入精镏分离器431的底部。通过了精镏分离器431的制冷剂积存于积存器433中。另外，流入精镏分离器431底部的制冷剂的一部分经过副膨胀装置436后减压成为低温的二相制冷剂后流入冷却器432。在冷却器432中，低温的二相制冷剂与精镏分离器431顶部的制冷剂间接地进行热交换。

积存器433内的制冷剂渐渐增加，并由于积存器433内液体制冷剂的落差而沿精镏分离器431下降。在此状态下，几乎没有沿精镏分离器431上升的液体制冷剂，而主要是气体制冷剂开始从精镏分离器431的底部沿精镏分离器431上升，并在冷却器432中冷却液化，并积存于积存器433。然后，制冷剂再度返回精镏分离器431顶部后沿精镏分离器431下降。

一旦连续发生这种状态，沿精镏分离器431上升的制冷剂气体与下降的制冷剂液体就在精镏分离器431内产生气液接触，由于该气液接触而产生精镏作用。低沸点多的制冷剂渐渐积存于积存器433中。

另外，沿精镏分离器431下降的制冷剂渐渐成为高沸点多的制冷剂成分，与通过开闭阀434和副膨胀装置435而流入精镏分离器431底部的二相制冷剂合流，并通过副膨胀装置436、冷却器432和打开的开闭阀437而被吸入压缩机421。

这样，主回路渐渐成为高沸点多的制冷剂成分，在负荷小的场合，能降低到相适应的能力。又由于压力降低，故即使在蓄热运转时蓄热材料440的温度上升后冷凝温度上升时，仍能维持高压状态，能够在保持压缩机421的压力上限范围的状态下生成较高的冷凝温度，可提高蓄热温度以增加蓄热量。

另外，在实施例16中，是利用制冷循环中焓最低的低温低压的二相制冷剂作为冷却432的冷却源。因此能有效地利用制冷剂的潜热，不仅可使冷却器432小型化，而且能可靠地将精镏分离器431顶部的气体液化。

另一方面，制冷运转及供暖运转时负荷增大的场合，或在蓄热运转初期、即蓄热材料440的蓄热温度低且需要高能力的场合，关闭开闭阀434，打开开闭阀437、438。通过这样进行开闭控制，积存在积存器433中的制冷剂就通过开闭阀437、438被吸引到压缩机421，主回路的制冷剂成分返回高能力的充填成分。结果，实施例16的热泵装置能重新开始与负荷相适应的大能力运转。

实施例16的热泵装置由于开闭阀438直接与积存器433和压缩机421的吸入配管直接连接，故可使积存器433内的制冷剂在短时间内流出，对于负荷有良好的适应性。

如上所述，实施例16的热泵装置只要对开闭阀428、430进行开闭控制，就能切换成蓄热模式或利用蓄热模式。另外，通过对开闭阀434的开闭操作，可以积存多余的制冷剂，在各模式中调节成最佳制冷剂量，故实施例16的热泵装置能以高效率进行运转。

另外，当蓄热温度渐渐上升时只要对开闭阀434、437、438进行开闭，就能在安全的压力下实现高温蓄热。

又，实施例16的热泵装置只要开闭阀428、430进行开闭，就能在制冷运转时及供暖运转时改变主回路的制冷剂成分。从而，实施例16的热泵装置能根据负荷实现高精度的能力控制。

还有，实施例16对压缩机421无特别限定，可以使用变频压缩机等能力可变式压缩机或多台压缩机等，可得到与上述实施例同样的效果。

另外，引入精镏分离器431底部的制冷剂气体也将从压缩机的吐出配管的制冷剂气体等引入，另外，冷却器432的冷却源即使使用压缩机421的吸入配管或其他冷却源，也具有相同效果。

《实施例17》

以下结合图31及图32说明本发明实施例17的热泵装置。图31是实施例17的热泵装置的系统结构图。图32是实施例17的热泵装置的控制流程图。

在实施例17的热泵装置中，凡与前述实施例16的热泵装置具有相同功能和结构的部分均用相同符号表示并省略说明。

实施例17的热泵装置在蓄热槽439内设有对蓄热材料440的温度进行检测的蓄热温度传感器441。蓄热温度传感器441设在典型的蓄热材料440内部，对其温度进行检测。检测到的温度信息被送往运算控制装置443进行运算处理。

记忆装置442存储预先设定的蓄热材料440的温度。运算控制装置443对记忆装置442存储的蓄热材料设定温度to与蓄热温度传感器441检测到的蓄热材料440的蓄热温度t进行比较运算，并对开闭阀434、437、438进行开闭控制。另外，运算控制装置443能够判断开闭阀的动作持续时间。

实施例17的热泵装置的制冷循环的结构与前述图30所示的实施例16的热泵装置的制冷循环相同，故省略其说明。

以下结合图32说明上述结构的实施例17的热泵装置的制冷循环动作。

图32是实施例17的热泵装置的控制流程图。在以下说明中，是以蓄热模式动作为中心，从蓄热材料温度较低的状态下使压缩机421起动的场合开始。

在上述场合，因蓄热初期需要较高能力，故开闭阀434关闭，开闭阀437、438打开(步骤1)。通过这样的开闭控制，从压缩机421流出的高压制冷剂气体就通过四通阀422，且大部分制冷剂通过开闭阀428并流入蓄热热交换器427。该制冷剂向进入蓄热槽439内的蓄热材料440散热，且该热量蓄积于蓄热材料440中。

在此状态下，判断蓄热材料440的温度(步骤2)。在步骤2中，当蓄热温度传感器441检测到的蓄热材料440的温度t小于记忆装置442存储的蓄热材料设定温度to(t≤to)时，即判断为蓄热材料440的温度低、且继续大蓄热负荷时，开闭阀434的关闭信号及开闭阀437、438的打开信号从运算控制装置443送出。结果，在开闭阀434关闭、开闭阀437、438打开的状态下继续运转。

这时，由于开闭阀434关闭，冷却器432和积存器433经过打开的开闭阀437、438而与压缩机421的吸入配管连接，故精镏分离器431、冷却器432及积存器433的内部为低压气体，几乎没有制冷剂积存。

通过如上述那样进行那样开闭控制，主回路的制冷剂为保持充填成分的非共沸混合制冷剂。因此，实施例17的热泵装置可进行与负荷相适应的大能力运转。

另一方面，在步骤2中判断蓄热材料440的温度t，当用蓄热温度传感器441检测到的蓄热材料440温度t大于记忆装置442存储的蓄热材料设定温度to(t＞to)时，即蓄热材料440的温度高且蓄热负荷小时，开闭阀434、437的打开信号和开闭阀438的关闭信号从运算控制装置443送出。结果，开闭阀434、437打开，开闭阀438关闭(步骤3)。

这时，由于蓄热热交换器437的冷凝温度上升，压缩机421的吐出压力也渐渐上升，故接近压缩机421的可运转高压上限。在此处，从蓄热膨胀装置429流出的中间压力二相制冷剂的一部分通过开闭阀434及副膨胀装置435流入精镏分离器431的底部。此后制冷剂的动作与实施例16相同。结果，主回路渐渐成为高沸点的制冷剂。

通过如上述那样使主回路成为高沸点的制冷剂，高沸点的制冷剂即使在相同温度下其压力也较低，故其压力甚至比充填的非共沸混合制冷剂的压力还低。因此，可一边保持蓄热热交换器437的冷凝温度一边降低压缩机421的吐出压力，远离可运转的高压上限，可继续蓄热运转。

然后，压缩机421的吐出压力渐渐上升，同时冷凝温度也上升。从而，蓄热材料440的温度t也大幅度上升，蓄热材料440的蓄热量增加。

然后，在步骤4中判断时间，当得知步骤3的动作已持续了一定时间(Tset)时，进入步骤5。在步骤5中，开闭阀434、437、438均关闭。因开闭阀434处于关闭状态，故从蓄热膨胀装置429流出的中间压力的二相制冷剂不流入精镏分离器431。从而，不会像精镏分离运转时那样因中间压力的二相制冷剂流向压缩机421的吸入配管而形成热量损耗。另外，在步骤3中，在低沸点的制冷剂积存于积存器433的状态下，主回路可以以高沸点的制冷剂成分进行循环。从而即使在装置停止后重新起动，也不必再度进行精镏分离，可提高运转效率，继续蓄热运转。

然后在步骤6中判断蓄热材料440的温度t。当用蓄热温度传感器441检测到的蓄热材料440的温度t大于记忆装置442存储的蓄热材料设定温度to(t＞to)时，即蓄热材料440的温度t高时，判断蓄热材料440的温度t是否大于规定值(步骤7)。在步骤7中，当蓄热材料440的温度t大于预先设定的蓄热材料440的上限温度t max时(t≥t max)结束蓄热运转。另一方面，在步骤7中，当蓄热材料440的温度t小于上限温度t max时(t＜t max)，返回步骤5并继续蓄热运转。

另一方面，在步骤6中，当用蓄热温度传感器441检测到的蓄热材料440的温度t小于记忆装置442存储的蓄热材料设定温度to(t≤to)时，即蓄热材料440的温度低、且蓄热负荷大时，返回步骤1。而且，开闭阀434的关闭信号和开闭阀437、438的打开信号从运算控制装置443送出，开闭阀434关闭，开闭阀437、438打开。

由此使积存在积存器433中的低沸点制冷剂经过开闭阀437、438而被吸引到压缩机421，主回路的制冷剂成分恢复高能力的充填成分。结果，实施例17的热泵装置能重新开始与负荷相适应的大能力运转。

实施例17的热泵装置由于开闭阀438直接与积存器433和压缩机421的吸入配管连接，故可使积存器433内的制冷剂在短时间内流出，对于负荷有良好的适应性。

如上所述，实施例17的热泵装置对蓄热材料440的温度进行检测，在蓄热材料温度上升时对开闭阀435、437、438进行开闭以进行精镏分离运转，使主回路为高沸点的制冷剂，故通过简单操作就可既保持安全压力又实现高温的蓄热。另外，采用实施例17时，当负荷增大时，可用封入的非共沸混合制冷剂进行高能力运转，故可缩短蓄热所需的时间。

另外，实施例17是在步骤4中进行时间判断，当步骤3的动作持续一定时间后就进入步骤5，但若在步骤4中对在主回路循环的制冷剂成分进行检测，并在其制冷剂成分到达预先设定的成分时进入步骤5，也能得到同样效果。

在实施例17中，作为检测制冷剂成分的方法，也可以根据主回路的压力和温度推算等。

实施例17是在步骤4中进行时间判断，但也可以在步骤4中检测积存器433的制冷剂成分，在该制冷剂成分到达预先设定的制冷剂成分时进入步骤5。这种控制不改变制冷剂的总量，从而可以从积存器433的制冷剂成分判断在主回路中循环的制冷剂成分是否达到设定的制冷剂成分，用这种方法也能得到与实施例17相同的效果。在这种方法中，检测制冷剂成分的方法也可以是从积存器或精镏塔的压力、温度推算。

还有，在实施例17中，是用蓄热温度传感器441检测蓄热材料440的温度，以切换主回路的循环成分进行控制，但也可对蓄热热交换器427的配管温度等进行检测以实施控制。

另外，实施例17对压缩机无特别限定，可以使用变频压缩机等能力可变式压缩机或多台压缩机等，效果相同。

另外，引入精镏分离器431底部的制冷剂气体也可从压缩机的吐出配管的制冷剂气体引入，另外，冷却器432的冷却源即使使用压缩机421的吸入配管或其他冷却源，也具有相同效果。

《实施例18》

以下结合图33及图34说明本发明实施例18的热泵装置。图33是实施例18的热泵装置的系统结构图。图34是实施例18的热泵装置的控制流程图。

在实施例18的热泵装置中，凡与前述实施例16的热泵装置具有相同功能和结构的部分均用相同符号表示并省略说明。

实施例18的热泵装置在压缩机421的吐出管处设有对压缩机421的吐出压力进行检测的吐出压力传感器444。另外，在实施例18的热泵装置中，记忆装置445存储预先设定的第1设定压力P1和小于该第1设定压力P1的第2设定压力P2。运算控制装置446对记忆装置445存储的第1设定压力P1和第2设定压力P2与吐出压力传感器444检测到的吐出压力Pd进行比较运算，并对开闭阀434、437、438进行开闭控制。另外，运算控制装置446能够判断开闭阀的动作持续时间。

实施例18的热泵装置的制冷循环的结构与前述图30所示的实施例16的热泵装置的制冷循环相同，故省略说明。

以下结合图34说明上述结构的实施例18的热泵装置的制冷循环动作，图34是实施例18的热泵装置的控制流程图。在以下说明中，是以蓄热模式动作为中心，从蓄热材料440的温度较低的状态下使压缩机421起动的场合开始。

在上述场合，因蓄热初期需要较高能力，故开闭阀434关闭，开闭阀437、438打开(步骤1)。通过这样的开闭控制，从压缩机421流出的高压制冷剂气体就通过四通阀422，且大部分制冷剂通过开闭阀428。通过开闭阀428的制冷剂流入蓄热热交换器427并向蓄热槽439内的蓄热材料440散热，该热量蓄积于蓄热材料440中。

在此状态下，判断压缩机421的吐出压力(步骤2)。当吐出压力传感器444检测到的压缩机421的吐出压力Pd小于记忆装置445存储的第1设定压力P1时(Pd≤P1)时，由于蓄热材料440的温度低、且蓄热热交换器427的冷凝温度低，故判断为蓄热容量不足且蓄热负荷大。通过这一判断，使开闭阀434的关闭信号及开闭阀437、438的打开信号从运算控制装置446送出，开闭阀434关闭，开闭阀437、438打开。

在此状态下，由于开闭阀434关闭，冷却器432和积存器433经过打开的开闭阀437、438而与压缩机421的吸入配管连接，故精镏分离器431、冷却器432及积存器433的内部为低压气体，几乎没有制冷剂积存。

通过如上述那样进行开闭控制，主回路的制冷剂为保持充填成分的非共沸混合制冷剂。因此，热泵装置可用大能力驱动，可进行与负荷相适应的大能力运转。

另一方面，在步骤2中判断压缩机421的吐出压力，当用吐出压力传感器444检测到的压缩机421的吐出压力Pd大于记忆装置445存储的第1设定压力P1(Pd＞P1)时，蓄热材料440的温度高且蓄热热交换器427的冷凝温度高。因此，判断为蓄热负荷小，开闭阀434、437的打开信号和开闭阀438的关闭信号从运算控制装置443送出。结果，开闭阀434、437打开，开闭阀438关闭(步骤3)。

这时，由于蓄热热交换器437的冷凝温度及压缩机421的吐出压力均上升，压缩机421的吐出压力接近可运转的上限压力。

在此状态下，从蓄热膨胀装置429流出的中间压力二相制冷剂的一部分通过开闭阀434及副膨胀装置435流入精镏分离器431的底部。此后制冷剂的动作与实施例16相同，主回路渐渐成为高沸点的制冷剂。

通过如上述那样进行开闭控制，高沸点的制冷剂即使在相同温度下其压力也较低，故其压力甚至比充填的非共沸混合制冷剂还低。因此，可一边保持蓄热热交换器427的冷凝温度一边降低压缩机421的吐出压力，使比可运转的高压上限低。故热泵装置可继续进行蓄热运转。

然后，压缩机421的吐出压力渐渐上升，同时冷凝温度也上升，使蓄热材料440的温度大幅度上升。结果，蓄热材料440的蓄热量增加。

然后，在步骤4中判断时间，当得知步骤3的动作已持续了一定时间(TSET)时，进入步骤5。在步骤5中，开闭阀434、437、438均关闭，故从蓄热膨胀装置429流出的中间压力的二相制冷剂的一部分因开闭阀434关闭而不流入精镏分离器431。从而，不会像精镏分离运转时那样因中间压力的二相制冷剂流向压缩机421的吸入配管而形成热量损耗。另外，在步骤3中，在低沸点的制冷剂积存于积存器433的状态下，主回路可以以高沸点的制冷剂进行循环。从而实施例18的热泵装置即使在装置停止后重新起动，也不必再度进行精镏分离，可提高运转效率，继续蓄热运转。

然后在步骤6中判断压缩机421的吐出压力。当用吐出压力传感器444检测到的压缩机421的吐出压力Pd大于记忆装置445存储的第2设定压力P2(Pd＞P2)时，即蓄热材料440的温度高、蓄热负荷小时，进一步判断吐出压力(步骤7)。在步骤7中，当吐出压力Pd大于记忆装置445存储的上限压力P max时(Pd≥P max)结束蓄热运转。而当吐出压力Pd小于上限压力P max时(Pd＜P max)，返回步骤5。

另一方面，在步骤6中，当用吐出压力传感器444检测到的压缩机421的吐出压力Pd小于记忆装置445存储的第2设定压力P2(Pd≤P2)时，即蓄热材料440的温度低、且蓄热负荷大时，返回步骤1。而且，开闭阀434的关闭信号和开闭阀437、438的打开信号从运算控制装置443送出，开闭阀434关闭，开闭阀423、424打开。

由此使积存在积存器433中的制冷剂经过开闭阀437、438而被吸引到压缩机421，主回路的制冷剂成分恢复到高能力的充填成分。结果，能重新开始与负荷相适应的大能力运转。

实施例18的热泵装置由于开闭阀438直接与积存器433和压缩机421的吸入配管连接，故可使积存器433内的制冷剂在短时间内流出，对于负荷有良好的适应性。

如上所述，实施例18的热泵装置对压缩机421的吐出压力进行检测，在吐出压力上升时对开闭阀435、437、438进行开闭以进行精镏分离运转，使主回路为高沸点的制冷剂。因此实施例18的热泵装置通过简单的操作就可既保持安全压力又实现高温的蓄热。另外，当负荷增大时，可用封入的非共沸混合制冷剂进行高能力运转，故实施例18的热泵装置可缩短蓄热所需的时间。

不过，关于第1设定压力P1，最好在精镏分离前的封入制冷剂成分中是大致相当于设定的冷凝温度的平均饱和压力，第2设定压力P2最好在精镏分离后的高沸点制冷剂的成分中是大致相当于同样的冷凝温度的平均饱和压力。

还有，在实施例18的热泵装置中，是用吐出压力传感器444检测吐出压力，以切换在主回路循环的制冷剂成分来进行控制，但也可对蓄热热交换器427的冷凝压力等进行检测以实施控制。

另外，引入精镏分离器431底部的制冷剂气体也可将压缩机的吐出气体等引入，另外，冷却器432的冷却源即使使用压缩机421的吸入配管或其他冷却源，也具有相同效果。

《实施例19》

以下结合图35及图36说明本发明实施例19的热泵装置。图35是实施例19的热泵装置的系统结构图。图36是实施例19的热泵装置的控制流程图。

在实施例19的热泵装置中，凡与前述实施例16的热泵装置具有相同功能和结构的部分均用相同符号表示并省略说明。

实施例19的热泵装置使用变频压缩机447，并在变频压缩机447的吐出管处设有对其吐出压力进行检测的吐出压力传感器448。另外，在实施例19的热泵装置中，记忆装置449存储预先设定的第1设定压力P1和小于该第1设定压力P1的第2设定压力P2。运算控制装置450对记忆装置449存储的第1设定压力P1和第2设定压力P2与吐出压力传感器448检测到的吐出压力Pd进行比较运算，并对开闭阀434、437、438进行开闭控制。另外，运算控制装置450能够判断开闭阀的动作持续时间。

在实施例19的热泵装置中，控制装置451控制变频压缩机447的运转频率，控制向变频压缩机447输入的信号频率，以使吐出压力接近第1设定压力或第2设定压力。

再有，实施例19的热泵装置设有对室内热交换器426的制冷剂配管长度方向大致中央部的制冷剂配管温度进行检测的温度传感器452和对与该温度传感器452处于相同位置的制冷剂压力进行检测的压力传感器453。

运算控制装置450能够根据温度传感器452检测的温度值和压力传感器453检测到的压力值来检测主回路的制冷剂成分，并与预先设定的制冷剂成分进行，以使开闭阀434、437、438作开闭动作。

实施例19的热泵装置的制冷循环的结构与前述图30所示的实施例16的热泵装置的制冷循环相同，故省略说明。

以下结合图36说明上述结构的实施例19的热泵装置的制冷循环动作。

图36是实施例19的热泵装置的控制流程图。在以下说明中，是以蓄热模式动作为中心，从蓄热材料440的温度较低的状态下使变频压缩机447起动的场合开始。

在上述场合，因蓄热初期需要较高能力，故开闭阀434关闭，开闭阀437、438打开(步骤1)。通过这样的开闭控制，从变频压缩机447流出的高压制冷剂气体就通过四通阀422，且大部分制冷剂通过开闭阀428流入蓄热热交换器427。流入蓄热热交换器427的制冷剂向蓄热槽439内的蓄热材料440散热，该热量蓄积于蓄热材料440中。

这时，当吐出压力传感器448检测到的变频压缩机447的吐出压力P1被送至控制装置451。控制装置451将吐出压力Pd与在记忆装置449预先设定的第1设定压力P1进行比较(步骤2)。在蓄热初期，由于蓄热热交换器427的冷凝温度低因此变频压缩机447的吐出压力Pd小于第1设定压力(Pd≤P1)。这时，增加变频压缩机447的频率的指令从频率控制装置451送出(步骤3-1)。结果，变频压缩机447的转速增加，循环量增加，变频压缩机447的吐出压力Pd渐渐升高。

然后再在步骤2中判断吐出压力Pd。当用吐出压力传感器448检测到的变频压缩机447的吐出压力Pd大于记忆装置449存储的第1设定压力P1(Pd＞P1)时，表示蓄热材料440的温度升高。这时，减少变频压缩机447的频率的指令从频率控制装置451送出(步骤3-2)。结果，变频压缩机447的转速减少，循环量减少，变频压缩机447的吐出压力Pd渐渐降低。

如上所述，通过在频率控制装置451中调节向变频压缩机447输入的信号频率，可使变频压缩机447的吐出压力Pd基本保持第1设定压力P1。结果，实施例19的热泵装置不会超过变频压缩机447的高压上限，可安全地连续进行蓄热运转。

然后，在步骤4中判断变频压缩机447的频率F是否为最低频率F min的运转。当变频压缩机447的频率F高于最低频率F min时(F＞F min)，再度返回步骤2，并进行频率控制。相反，当变频压缩机447的频率F低于最低频率F min时(F≤F min)，开闭阀434、437的打开信号和开闭阀438的关闭信号从运算控制装置450送出，开闭阀434、437打开，开闭阀438关闭(步骤5)。

在步骤5中，从蓄热膨胀装置429流出的中间压力的二相制冷剂的一部分通过开闭阀434及副膨胀装置435后流入精镏分离器431的底部。然后制冷剂作与前述实施例16相同的动作，主回路渐渐成为高沸点的制冷剂。

通过上述的开闭动作，高沸点的制冷剂在同一温度下压力也低，故压力渐渐下降到比充填的非共沸混合制冷剂还低。结果，实施例19的热泵装置在保持蓄热热交换器427的冷凝温度的状态下降低变频压缩机447的吐出压力，越来越低于可运转的上限压力。因此，实施例19的热泵装置能继续进行蓄热运转。

实施例19的热泵装置随着蓄热运转的进行，变频压缩机447的吐出压力Pd逐渐上升，同时冷凝温度也上升。由此可使蓄热材料440的温度大幅度上升，蓄热量增加。

然后在步骤6中，运算控制装置450根据温度传感器452检测到的温度值和压力传感器453检测到的压力值对在主回路中循环的制冷剂成分C进行检测。当检测到的制冷剂成分C小于预先设定的制冷剂成分Co(高沸点制冷剂多的制冷剂成分)(C≤Co)时，保持步骤5继续进行精镏分离运转。相反，当检测到的制冷剂成分C大于预先设定的制冷剂成分Co(高沸点制冷剂多的制冷剂成分)(C＞Co)时，进入步骤7。

以下结合图37说明根据温度传感器452检测到的温度值和压力传感器453检测到的压力值对在主回路中循环的制冷剂成分C进行检测的原理。

图37的横轴表示温度传感器452的温度检测值，纵轴表示压力传感器453的压力检测值。在图37中，当设制冷剂的干燥度基本一定(此处约为0.5)时，设定的成分中温度检测值与压力检测值之间的关系可用曲线A表示。

在图37中，当温度传感器452检测到的温度值和压力传感器453检测到的压力值的相关点处于B点上时，点B的压力高于在同一温度设定的制冷剂成分的线A上的压力，即，可判断此时主回路的制冷剂成分尚未达到设定的高沸点多的制冷剂成分。

另一方面，当温度传感器452检测的温度检测值和压力传感器检测到的压力值的相关点处于C点上时，点C的压力低于同一温度设定的制冷剂成分的线A上的压力，即，可判断制冷剂成分已达到设定的高沸点多的制冷剂成分。

在步骤7中，开闭阀434、437、438均处于关闭状态。从而，由于开闭阀434关闭，从蓄热膨胀装置429流出的中间压力的二相制冷剂的一部分不流入精镏分离器431。从而，可避免中间压力的二相制冷剂流向变频压缩机447的吸入配管而形成热量损耗，同时，在步骤5中，在低沸点的制冷剂积存于积存器433的状态下，主回路可以保持高沸点的制冷剂成分进行循环。从而，实施例19的热泵装置即使在装置停止后重新起动，也不必再度进行精镏分离，可提高运转效率，继续蓄热运转。

然后在步骤8中判断变频压缩机447的吐出压力。当用吐出压力传感器448检测到的吐出压力Pd大于记忆装置449存储的第2设定压力P2时，即蓄热材料440的温度高、蓄热负荷小时(Pd＞P2)，进一步判断吐出压力Pd(步骤9)。在步骤9中，当吐出压力Pd大于记忆装置449存储的上限压力P max时(Pd≥P max)结束蓄热运转。相反，当吐出压力Pd小于上限压力P max时(Pd＜Pmax)，返回步骤7。

另一方面，在步骤8中，当用吐出压力传感器448检测到的压缩机447的吐出压力Pd小于记忆装置449存储的第2设定吐出压力P2(Pd≤P2)时，即蓄热材料440的温度低、且蓄热负荷大时，返回步骤1。而且，开闭阀434的关闭信号和开闭阀437、438的打开信号从运算控制装置450送出。结果开闭阀434保持关闭状态，开闭阀423、424打开。

由此使积存在积存器433中的低沸点制冷剂经过开闭阀437、438而被吸引到变频压缩机447，主回路的制冷剂成分恢复高能力的充填成分。结果，能重新开始与负荷相适应的大能力运转。

实施例19的热泵装置由于开闭阀438与积存器433和压缩机447的吸入配管连直接接，故可使积存器433内的制冷剂在短时间内流出，对于负荷有良好的适应性。

如上所述，实施例19的热泵装置对压缩机447的吐出压力进行检测，并对压缩机的频率进行控制以使吐出压力大致稳定，从而很容易避免越过变频压缩机447的上限压力，可实现安全的蓄热运转。

另外，实施例19的热泵装置在吐出压力超过预先设定的设定压力且压缩机容量最小时，由于设有使开闭阀作开闭动作的运算控制装置，故能充分利用装置的能力，能缩短蓄热运转所需的时间。另外，实施例19既能控制制冷循环的高压，以避免超过压缩机的许可压力，又能实现安全的高温蓄热运转，可大幅度地增加蓄热量。

不过，在实施例19中，第1设定压力P1最好在精镏分离前的封入制冷剂成分中是大致相当于设定的冷凝温度的平均饱和压力。第2设定压力P2最好在精镏分离后的高沸点制冷剂的成分中是大致相当于同样的冷凝温度的平均饱和压力。

还有，在实施例19的热泵装置中，是用吐出压力传感器448检测吐出压力，以切换在主回路中循环的制冷剂成分来进行控制，但也可对蓄热热交换器427的冷凝压力等进行检测以实施控制，效果与实施例19相同。

另外，引入精镏分离器431底部的制冷剂气体也可从压缩机的吐出气体引入，而且冷却器432的冷却源即使使用压缩机447的吸入配管或其他冷却源，也具有与实施例19相同的效果。

再有，实施例19的热泵装置中，封入的非共沸混合制冷剂是R22的替代制冷剂，如果使用R32、R125、R134a三种单一制冷剂的混合物、即R407C，则可以扩大低沸点制冷剂R32、R125与高沸点制冷剂R134a之间的沸点差，不仅有利于精镏分离性能，还能增大能力降低的比率，能对于大幅度变化的负荷实行最佳的能力控制。

《实施例20》

以下结合图38及图39说明本发明实施例20的热泵装置。图38是实施例20的热泵装置的系统结构图。图39是实施例20的热泵装置的控制流程图。

在实施例20的热泵装置中，凡与前述实施例16的热泵装置具有相同功能和结构的部分均用相同符号表示并省略说明。

实施例20的热泵装置设有对积存器433的制冷剂温度进行检测的温度传感器455以及对积存器433的制冷剂的压力进行检测的压力传感器456。

实施例20的热泵装置中的运算控制装置457对记忆装置449存储的第1设定压力P1和第2设定压力P2与吐出压力传感器448检测到的吐出压力Pd进行比较运算，并对开闭阀434、437、438进行开闭控制。另外，运算控制装置457能够判断开闭阀的动作持续时间，并能从温度传感器455检测到的积存器433的温度检测值和压力传感器456检测到的积存器433的制冷剂的压力检测值检测出积存于积存吕433的制冷剂的制冷剂成分。运算控制装置457从检测到的积存器433的制冷剂成分算出主回路的制冷剂成分后与预先设定的制冷剂成分进行比较，并对开闭阀434、437、438进行开闭控制。

实施例20的热泵装置的动作只是在前述图36所示的实施例19的热泵装置控制流程图中步骤6中有所不同，故以下就该不同的步骤6进行说明。

在实施例20的步骤6中，用温度传感器455检测到的积存器433的制冷剂温度检测值以及用压力传感器456检测到的积存器433的制冷剂压力检测值被送到运算控制装置457。

在运算控制装置457中，以温度传感器455的温度检测值和压力传感器456的压力检测值为基础，对在主回路中循环的制冷剂成分进行检测。

以下结合图39说明该运算控制装置457的动作原理。图39中横轴表示温度传感器455的温度检测值，纵轴表示压力传感器456的压力检测值。

热泵装置的制冷剂总量W、积存于积存器433中的制冷剂量Ws及主回路的制冷剂量Wc三者之间的关系为W=Ws+Wc。另外，整个热泵装置中的高沸点制冷剂的制冷剂量Wh、积存于积存器433中的高沸点制冷剂的制冷剂量Whs及主回路的高沸点制冷剂的制冷剂量Whc三者之间的关系为Wh=Whs+Whc。

在具有上述关系的状态下，热泵装置的制冷剂总量W和其中高沸点制冷剂的制冷剂量Wh是已知的，积存于积存器433中的制冷剂量Ws取决于积存器433的容量，故也是已知的。因此，只要知道积存于积存器433中的高沸点制冷剂的制冷剂量Whs，就能算出主回路中高沸点制冷剂量的比率(Whc/Wh)，即，算出主回路的制冷剂成分。换言之，为了使主回路达到设定的制冷剂成分，可计算出积存器的制冷剂成分应达到哪个值。

在图39中，横轴表示温度传感器455的温度检测值，纵轴表示压力传感器456的压力检测值。积存器433中基本为液体所占，故可假定为饱和液体，为使主回路达到设定的制冷剂成分所需的积存器433的制冷剂成分的温度和压力之间的关系用曲线D表示。

譬如，当用温度传感器455检测到的温度检测值和用压力传感器456检测到的压力检测值的所决定的点处于点E时，点E的压力低于相同温度下设定的制冷剂成分在线D上的压力，即，判断为积存器433的低沸点制冷剂成分少，在主回路中循环的制冷剂成分未达到设定的高沸点制冷剂。因此，保持步骤5的状态继续进行精镏分离运转。

另外，当用温度传感器455检测到的温度检测值和用压力传感器456检测到的压力检测值的所决定的点处于点F时，点F的压力高于相同温度下设定的制冷剂成分在线D上的压力，即，判断为积存器433的低沸点制冷剂成分多，在主回路中循环的制冷剂成分已达到设定的高沸点制冷剂。因此，进入步骤7。

如上所述，实施例20的热泵装置对变频压缩机447的吐出压力进行检测，并对压缩机的频率进行控制，以使吐出压力大致稳定，因此，很容易在避免超过变频压缩机447上限压力的状态下运转，可实现安全的蓄热运转。

另外，在实施例20的热泵装置中，当吐出压力超过预先设定的设定压力，且压缩机容量最小时，由于设有使开闭阀作开闭动作的运算控制装置，故能充分发挥装置的能力，缩短蓄热运转所需的时间。另外，实施例20既可将制冷循环的高压控制在压缩机的许可压力内，又可安全地实现高温的蓄热运转，可大幅度地增加蓄热量。

《实施例21》

以下说明本发明实施例21的热泵装置中所用的精镏分离器一实施例。图40是表示实施例21的热泵装置中所用的精镏分离器大致结构的剖视图。

在图40中，精镏分离器的容器520是沿垂直方向延伸的圆筒状直管。制冷剂从热泵装置的主回路通过流入连接管521而流入精镏分离器。流入连接管521设于容器520的底部，气液二相制冷剂中主要是气体制冷剂从主回路通过该流入连接管521而流入容器520内并沿容器520内上升。

使制冷剂流出到热泵装置的主回路的流出连接管522设于容器520的底部，沿容器520下降的液体制冷剂通过该流出连接管522后流向热泵装置的主回路。

在圆筒状的容器520内部插入充填物523，是用不锈钢或铜等金属线材编织的有网眼的织物，置于流入连接管521及流出连接管522的开口部上方。

使容器520顶部的气体制冷剂流出到冷却器的气体流出管524与容器520顶部的顶面连接，其开口端置于顶部的内部。

使液体制冷剂从积存器返回的液体返回管525从容器520的顶部侧面大致水平地贯通到容器520的中央附近。该液体返回管525的开口端配置于容器520内的充填物523的上方且在气体流出管524的下方。

图41放大表示插入本发明实施例21中精镏分离器的容器520内部的充填物523。如图41所示，充填物523是具有网眼的织物526。

织物526用不锈钢或铜等金属线材做成，将该织物526卷成圆柱状后插入精镏分离器的容器520内部。图42是表示织物526卷成后状态的立体图。

织物526如图41所示，通过编织在线材之间留有一定空间。而且，如图42所示，在实施例21中是将多张织物526重叠后从织物526的一端开始卷曲，使端面呈螺旋状，整体呈圆柱形。

充填物523卷曲后的截面直径大于精镏分离器的容器520的圆筒内径。将该充填物523一边向容器520的中心方向推压一边插入精镏分离器的容器520内。这样使充填物523的外周面与精镏分离器的容器520的圆筒内面无间隙地接触。

在实施例21中，构成充填物523的线材截面直径约为0.2mm。在将充填物523插入精镏分离器的容器520后，充填物523在精镏分离器的容器520内的空间率约为90％。

充填物523是将金属线材等如图41那样编织成织物526后构成，因此充填物523上形成有规则的网眼，线材之间的间隙相同。再有，如图42所示，充填物523是从一端面卷曲成圆柱形后插入容器520内，故可确保适用于气体制冷剂上升的均匀空间率。另外，由于充填物523采用上述结构，故与下降的液体制冷剂之间的气液接触面积增大，故可促进气液接触，提高分离性能。

另外，充填物523的截面直径在刚做成时大于容器520的圆筒内径，是一边向容器520的大致中心方向推压一边插入容器520内。因此，充填物523可利用其织物自身的复原力使其外周面与容器520的圆筒内周面无间隙地接触。因此，容器520的内周面与充填物523之间的磨擦力可将充填物523保持在插入位置上。从而，即使精镏分离器内有制冷剂流动，充填物523也不会在容器520内移动，因此不必在充填物523的上下方设置固定装置等。结果，实施例21的精镏分离器结构简单，可降低热泵装置的制作成本。

另外，充填物523只要一次插入容器520内即可，而无需像过去封入许多小型充填物那样要多次插入，可大幅度地缩短制造和装配所需的时间。

作为评价充填物分离性能的实用方法，有一种是根据理论盘数(NTPNumbers of Theoretical Plate)。为了评价实施例21中充填物523的性能，用R407C作为非共沸混合制冷剂，将不锈钢线材的截面积不同、在容器520内的空间率不同的充填物523插入容器520内进行NTP评价。容器520的内径为23mm左右，充填物的长度为200mm左右。

图43的曲线图表示对充填物的分离性能进行评价的试验结果。在此评价试验中，充填物的截面直径有0.05mm、0.1mm、0.2mm、0.3mm、0.35mm五种，空间率为80％、85％、90％、95％、97.5％五种。如图43所示，当金属线材的截面直径从0.1mm到0.3mm、空间率从85％到95％时NTP最佳，其中尤以截面直径为0.2mm、空间率为90％时NTP最高。

关于截面直径的大小给分离性能带来的影响，在空间率相同时，线材的截面直径越大，表面积越小，故气液接触面积越小，分离性能恶化。

而在空间率相同时，线材的截面直径越小，表面积越大，可使气液接触面积增加，故一般认为可提高分离性能。然而在本评价试验中，如果线材的截面直径过小，NTP有降低趋势。这是因为线材的截面直径过小会导致线材间的间隙减小，由于下降的制冷剂液体的粘性，容易在线材之间搭桥。因此下降的液体不容易分散，而是连续地连接在一起使容易下降，导致与上升的气体之间的气液接触程度不足。而这一点是通过本评价试验方才得知。

沿精镏分离器下降的制冷剂液体一般具有偏向容器520的壁面方向流动的性质，因此下降的制冷剂液体沿外侧流动，而上升的制冷剂气体则沿内侧流动，不能进行充分的气液接触。在实施例21中，将做成圆柱形的充填物523的空间率沿外周方向减小。因此，充填物523外周一侧的空间率小，制冷剂液体不易流动，可防止制冷剂液体向外周方向移动，使之成为截面一致的流体。同样，上升的气体也是沿下降的制冷剂液体的间隙上升，故气液接触也是截面均匀良好，可更加提高分离性能。

关于充填物523的制作方法，是对图41所示的织物526进行压力成形，使其随着向外周方向延伸而减薄，然后将该织物526的成为内周的那一端部卷曲，使端面呈螺旋状、整体呈圆柱形即可。通过这样制作充填物523，使充填物523的空间率随着向外周方向延伸而缩小。

不过，线材可用金属或纤维、塑料等各种材料，无论用何种材料均可得到同样的效果，故上述材料均包含在本发明之内。

关于线材织物的形状，也不限于图41所示，可以有各种编织方法，只要在线材之间留有适当间隙即可，故各种编织方法也包含在本发明之内。

工业上利用的可能性

在本发明中，当负荷大时保持充填时的制冷剂成分，在制冷剂量多的状态下运转，当负荷小时，则将低沸点多的制冷剂积存于积存器中，主回路以高沸点多的制冷剂在制冷剂量少的状态下运转，故可提供具有很大能力控制范围、能根据负荷进行适当能力控制的小型热泵装置用于制冷装置和供暖装置。

Claims (44)

1．一种热泵装置，其特征在于，包括：

具有实质上沿垂直方向延伸的直管形状、其底部经过副膨胀装置与压缩机的吸入配管连接、对非共沸混合制冷剂进行精镏分离的精镏分离器；

使从所述精镏分离器的底部流出并从所述副膨胀装置流向所述压缩机的所述吸入配管的制冷剂与所述精镏分离器顶部的制冷剂进行热交换的冷却器；

将在所述冷却器冷却后液化的制冷剂积存的积存器；

构成环状闭路、以将所述精镏分离器顶部的制冷剂送至所述冷却器、并使从所述冷却器送往所述积存器后积存在所述积存器的制冷剂返回所述精镏分离器顶部的闭管路；

将所述压缩机、四通阀、室外热交换器、膨胀装置以及室内热交换器依次用配管连接成环状并封入所述非共沸混合制冷剂的制冷循环的主回路；

将所述闭路与所述主回路之间可开闭地连接的开闭装置；

根据负荷状态对所述开闭装置进行开闭控制、使所述主回路内的所述非共沸混合制冷剂流入所述闭路的控制装置。

2．根据权利要求1所述的热泵装置，其特征在于，在连接所述主回路和所述闭路的配管上与所述开闭装置串联地设置副膨胀装置。

3．根据权利要求1所述的热泵装置，其特征在于，所述闭路经过所述开闭装置而与所述主回路中室外热交换器和室内热交换器之间的配管连接。

4．根据权利要求1所述的热泵装置，其特征在于，在经过所述冷却器而将所述精镏分离器的底部与所述压缩机的吸入配管连接的配管上，在所述冷却器和所述压缩机的吸入配管之间设置开闭装置。

5．一种热泵装置，其特征在于，包括：

具有实质上沿垂直方向延伸的直管形状、其底部经过副膨胀装置与压缩机的吸入配管连接、对非共沸混合制冷剂进行精镏分离的精镏分离器；

使从所述精镏分离器的底部流出并从所述副膨胀装置流向所述压缩机的所述吸入配管的制冷剂与所述精镏分离器顶部的制冷剂进行热交换的冷却器；

将在所述冷却器冷却后液化的制冷剂积存的积存器；

构成环状闭路、以将所述精镏分离器顶部的制冷剂送至所述冷却器、并使从所述冷却器送往所述积存器后积存在所述积存器的制冷剂返回所述精镏分离器顶部的闭管路；

将所述压缩机、四通阀、室外热交换器、膨胀装置以及室内热交换器依次用配管连接成环状并封入所述非共沸混合制冷剂的制冷循环的主回路；

将所述主回路与所述精镏分离器的底部之间通过副膨胀装置而可开闭地连接的开闭装置；

根据负荷状态对所述开闭装置进行开闭控制、使所述主回路内的所述非共沸混合制冷剂流入所述闭路的控制装置。

6．根据权利要求5所述的热泵装置，其特征在于，所述精镏分离器的底部经过所述副膨胀装置及所述开闭装置而与所述主回路中所述室外热交换器和所述室内热交换器之间的配管连接。

7．根据权利要求5所述的热泵装置，其特征在于，在经过所述冷却器而将所述精镏分离器的底部与所述压缩机的吸入配管连接的配管上，在所述冷却器和所述压缩机的吸入配管之间设置开闭装置。

8．一种热泵装置，其特征在于，具备；

将压缩机、四通阀、室外热交换器、主膨胀装置以及室内热交换器依次用配管连接成环状的制冷循环的主回路；

在将所述主膨胀装置分支的配管上串联连接的第1副膨胀装置及第2副膨胀装置；

将精镏分离器的顶部、冷却器及积存器连接成环状的闭路；

将所述第1副膨胀装置和第2副膨胀装置之间的配管与所述精镏分离器的底部可开闭地连接的开闭装置；

在经过所述冷却器而将所述精镏分离器的底部与所述压缩机的吸入配管连接的配管上、设于所述精镏分离器的底部与所述冷却器之间的第3副膨胀装置，

所述冷却器将从所述精镏分离器的底部经过所述第3副膨胀装置而流向所述压缩机的吸入配管的制冷剂与所述精镏分离器顶部的制冷剂间接地进行热交换，并在所述制冷循环中封入非共沸混合制冷剂。

9．根据权利要求8所述的热泵装置，其特征在于，还设有：

对具有所述室内热交换器的室内机的吸入空气温度进行检测的室内温度传感器；

当预先设定的设定空气温度与所述室内温度传感器检测到的吸入空气温度之间的温度差小于规定值时使所述开闭装置打开、当所述温度差大于所述规定值时使所述开闭装置关闭的运算控制装置。

10．一种热泵装置，其特征在于，具备：

将压缩机、四通阀、室外热交换器、室外膨胀装置、室内膨胀装置以及室内热交换器依次用配管连接成环状，具有与所述室外膨胀装置并联且在制冷运转时将所述室外膨胀装置分支用的第1单向阀、以及与所述室内膨胀装置并联且在供暖运转时将所述室内膨胀装置分支用的第2单向阀的制冷循环的主回路；

将精镏分离器的顶部、冷却器及积存器连接成环状的闭路；

将所述室外膨胀装置和所述室内膨胀装置之间的配管经过第1副膨胀装置而与所述精镏分离器的底部可开闭地连接的开闭装置；

在经过所述冷却器而将所述精镏分离器的底部与所述压缩机的吸入配管连接的配管上、设于所述精镏分离器的底部与所述冷却器之间的第2副膨胀装置，

所述冷却器将从所述精镏分离器的底部经过所述第3副膨胀装置而流向所述压缩机的吸入配管的制冷剂与所述精镏分离器顶部的制冷剂间接地进行热交换，并在所述制冷循环中封入非共沸混合制冷剂。

11．根据权利要求10所述的热泵装置，其特征在于，还设有：

对具有所述室内热交换器的室内机的吸入空气温度进行检测的室内温度传感器；

当预先设定的设定空气温度与所述室内温度传感器检测到的吸入空气温度之间的温度差小于规定值时使所述开闭装置打开、当所述温度差大于所述规定值时使述开闭装置关闭的运算控制装置。

12．一种热泵装置，其特征在于，具备：

将压缩机、四通阀、室外热交换器、主膨胀装置以及室内热交换器依次用配管连接成环状的制冷循环的主回路；

在将所述主膨胀装置分支的配管上串联连接的第1副膨胀装置及第2副膨胀装置；

将精镏分离器的顶部、冷却器及积存器连接成环状的闭路；

将所述第1副膨胀装置和第2副膨胀装置之间的配管与所述精镏分离器的底部可开闭地连接的第1开闭装置；

在经过所述冷却器而将所述精镏分离器的底部与所述压缩机的吸入配管连接的配管上、设于所述精镏分离器的底部与所述冷却器之间的第3副膨胀装置；

经过第4副膨胀装置而将所述精镏分离器的底部与所述压缩机的吐出配管连接的第2开闭装置，

所述冷却器将从所述精镏分离器的底部经过所述第3副膨胀装置而流向所述压缩机的吸入配管的制冷剂与所述精镏分离器顶部的制冷剂间接地进行热交换，并在所述制冷循环中封入非共沸混合制冷剂。

13．根据权利要求12所述的热泵装置，其特征在于，还设有：

对具有所述室内热交换器的室内机的吸入空气温度进行检测的室内温度传感器；

当预先设定的设定空气温度与所述室内温度传感器检测到的吸入空气温度之间的温度差小于规定值时使所述第1开闭装置及第2开闭装置打开、当所述温度差大于所述规定值时使所述第1开闭装置及所述第2开闭装置关闭的运算控制装置。

14．一种热泵装置，其特征在于，具备：

将压缩机、四通阀、室外热交换器、室外膨胀装置、室内膨胀装置以及室内热交换器依次用配管连接成环状、具有与所述室外膨胀装置并联且在制冷运转时将所述室外膨胀装置分支用的第1单向阀、以及与所述室内膨胀装置并联且在供暖运转时将所述室内膨胀装置分支用的第2单向阀的制冷循环的主回路；

将精镏分离器的顶部、冷却器及积存器连接成环状的闭路；

将所述室外膨胀装置和所述室内膨胀装置之间的配管经过第1副膨胀装置而与所述精镏分离器的底部可开闭地连接的第1开闭装置；

在经过所述冷却器而将所述精镏分离器的底部与所述压缩机的吸入配管连接的配管上、设于所述精镏分离器的底部与所述冷却器之间的第2副膨胀装置，

经过第3副膨胀装置而将所述精镏分离器的底部与所述压缩机的吐出配管连接的第2开闭装置；

所述冷却器将从所述精镏分离器的底部经过所述第2副膨胀装置而流向所述压缩机的吸入配管的制冷剂与所述精镏分离器顶部的制冷剂间接地进行热交换，并在所述制冷循环中封入非共沸混合制冷剂。

15．根据权利要求14所述的热泵装置，其特征在于，还设有：

对具有所述室内热交换器的室内机的吸入空气温度进行检测的室内温度传感器；

当预先设定的设定空气温度与所述室内温度传感器检测到的吸入空气温度之间的温度差小于规定值时使所述第1开闭装置及第2开闭装置打开、当所述温度差大于所述规定值时使所述第1开闭装置及第2开闭装置关闭的运算控制装置。

16．根据权利要求14所述的热泵装置，其特征在于，在将精镏分离器的底部与压缩机的吸入配管连接的配管上，在冷却器和所述压缩机的吸入配管之间设有开闭装置。

17．一种热泵装置，其特征在于，具备：

将压缩机、四通阀、室外热交换器、主膨胀装置以及室内热交换器依次用配管连接成环状的制冷循环的主回路；

将精镏分离器的顶部、冷却器及积存器连接成环状的闭路；

与从所述精镏分离器的底部引出的配管连接的开闭装置；

设于所述开闭装置与所述室外热交换器之间的配管上、只允许制冷剂从所述室外热交换器流向所述精镏分离器方向的第1单向阀；

与第1副膨胀装置串联地设于将所述主膨胀装置和所述室内热交换器之间的配管与所述开闭装置连接的配管上、只允许制冷剂从所述主膨胀装置和所述室内热交换器之间的配管流向所述精镏分离器方向的第2单向阀；

在经过所述冷却器而将所述精镏分离器的底部与所述压缩机的吸入配管连接的配管上、设于所述精镏分离器的底部与所述冷却器之间的第2副膨胀装置，

所述冷却器将从所述精镏分离器的底部经过所述第2副膨胀装置而流向所述压缩机的吸入配管的制冷剂与所述精镏分离器顶部的制冷剂间接地进行热交换，并在所述制冷循环中封入非共沸混合制冷剂。

18．根据权利要求17所述的热泵装置，其特征在于，还设有：

对具有所述室内热交换器的室内机的吸入空气温度进行检测的室内温度传感器；

当预先设定的设定空气温度与所述室内温度传感器检测到的吸入空气温度之间的温度差小于规定值时使所述开闭装置打开、当所述温度差大于所述规定值时使所述开闭装置关闭的运算控制装置。

19．一种热泵装置，其特征在于，具备：

将压缩机、四通阀、室外热交换器、主膨胀装置以及室内热交换器依次用配管连接成环状的制冷循环的主回路；

将精镏分离器的顶部、冷却器及积存器连接成环状的闭路；

将所述精镏分离器的底部与所述室外热交换器的配管连接的第1开闭装置；

经过第1副膨胀装置而将所述精镏分离器的底部与所述主膨胀装置和所述室内热交换器之间的配管可开闭地连接的第2开闭装置；

经过第2副膨胀装置而将所述精镏分离器的底部与所述压缩机的吸入配管可开闭地连接的第3开闭装置，

所述冷却器将从所述精镏分离器的底部经过所述第2副膨胀装置而流向所述第3开闭装置的制冷剂与所述精镏分离器顶部的制冷剂间接地进行热交换，并在所述制冷循环中封入非共沸混合制冷剂。

20．根据权利要求19所述的热泵装置，其特征在于，还设有：

对具有所述室内热交换器的室内机的吸入空气温度进行检测的室内温度传感器；

制冷运转时，当预先设定的设定空气温度与所述室内温度传感器检测到的吸入空气温度之间的温度差小于规定值时使所述第1开闭装置及所述第3开闭装置打开且使所述第2开闭装置关闭，当所述温度差大于所述规定值时使述所述第1开闭装置及第3开闭装置关闭且使所述第2开闭装置打开的运算控制装置，

所述运算控制装置在供暖运转时，当预先设定的设定空气温度与所述室内温度传感器检测到的吸入空气温度之间的温度差小于规定值时使所述第2开闭装置及第3开闭装置打开且使所述第1开闭装置关闭，当所述温度差大于规定值时使述所述第2开闭装置及第3开闭装置关闭且使所述第1开闭装置打开。

21．一种热泵装置，其特征在于，具备：

将压缩机、四通阀、室外热交换器、室外主膨胀装置、室内主膨胀装置以及室内热交换器依次用配管连接成环状的制冷循环的主回路；

将精镏分离器的顶部、冷却器及积存器连接成环状的闭路；

经过第1副膨胀装置而将所述精镏分离器的底部与所述压缩机的吐出配管可开闭地连接的第1开闭装置；

将所述精镏分离器的底部与所述压缩机的吸入配管连接的第2副膨胀装置；

将所述积存器的底部与所述室外主膨胀装置和所述室内主膨胀装置之间的配管可开闭地连接的第2开闭装置，

所述冷却器将从所述精镏分离器的底部经过所述第2副膨胀装置而流向所述压缩机的吸入配管的制冷剂与所述精镏分离器顶部的制冷剂间接地进行热交换，并在所述制冷循环中封入非共沸混合制冷剂。

22．根据权利要求21所述的热泵装置，其特征在于，还设有：

对具有所述室内热交换器的室内机的吸入空气温度进行检测的室内温度传感器；

当预先设定的设定空气温度与所述室内温度传感器检测到的吸入空气温度之间的温度差小于规定值时在所述第1开闭装置保持关闭的状态下使第2开闭装置打开一定时间后，使所述第1开闭装置打开且使所述2开闭装置关闭，当所述温度差大于规定值时使述所述第1开闭装置和所述第2开闭装置打开的运算控制装置。

23．一种热泵装置，其特征在于，具备：

将压缩机、四通阀、室外热交换器、可完全关闭的室外主膨胀装置、可完全关闭的室内主膨胀装置以及室内热交换器依次用配管连接成环状的制冷循环的主回路；

将精镏分离器的顶部、冷却器及积存器连接成环状的闭路；

经过第1副膨胀装置而将所述精镏分离器的底部与所述压缩机的吐出配管可开闭地连接的第1开闭装置；

将所述精镏分离器的底部与所述压缩机的吸入配管连接的第2副膨胀装置；

将所述积存器的底部与所述室外主膨胀装置和所述室内主膨胀装置之间的配管可开闭地连接的第2开闭装置，

所述冷却器将从所述精镏分离器的底部经过所述第2副膨胀装置而流向所述压缩机的吸入配管的制冷剂与所述精镏分离器顶部的制冷剂间接地进行热交换，并在所述制冷循环中封入非共沸混合制冷剂。

24．根据权利要求23所述的热泵装置，其特征在于，还设有：

对具有所述室内热交换器的室内机的吸入空气温度进行检测的室内温度传感器；

当预先设定的设定空气温度与所述室内温度传感器检测到的吸入空气温度之间的温度差小于规定值时在所述第1开闭装置保持关闭的状态下使第2开闭装置打开一定时间后，使所述第1开闭装置打开且使所述第2开闭装置关闭，当所述温度差大于所述规定值时使所述第1开闭装置和所述第2开闭装置打开，且在所述第1开闭装置打开、所述第2开闭装置关闭的状态下所述压缩机停止时，使所述室外主膨胀装置及所述室内主膨胀装置完全关闭的运算控制装置。

25．一种热泵装置，其特征在于，具备：

将压缩机、四通阀、室外热交换器、室外主膨胀装置、室内主膨胀装置以及室内热交换器依次用配管连接成环状的制冷循环的主回路；

将精镏分离器的顶部、冷却器及积存器连接成环状的闭路；

经过第1副膨胀装置而将所述精镏分离器的底部与所述压缩机的吐出配管可开闭地连接的第1开闭装置；

经过第2副膨胀装置而将所述精镏分离器的底部与所述压缩机的吸入配管可开闭地连接的第2开闭装置；

将所述积存器的底部与所述室外主膨胀装置和所述室内主膨胀装置之间的配管可开闭地连接的第3开闭装置；

所述冷却器将从所述精镏分离器的底部经过所述第2副膨胀装置而流向所述第2开闭装置的制冷剂与所述精镏分离器顶部的制冷剂间接地进行热交换，并在所述制冷循环中封入非共沸混合制冷剂。

26．根据权利要求25所述的热泵装置，其特征在于，还设有：

对具有所述室内热交换器的室内机的吸入空气温度进行检测的室内温度传感器；

当预先设定的设定空气温度与所述室内温度传感器检测到的吸入空气温度之间的温度差小于规定值时在第1开闭装置和第2开闭装置保持关闭的状态下使第3开闭装置打开一定时间后，使所述第1开闭装置和所述第2开闭装置打开且使所述第3开闭装置关闭一定时间后，将所述第1开闭装置、第2开闭装置及第3开闭装置关闭，当所述温度差大于规定值时使所述第2开闭装置关闭且使所述第1开闭装置和所述第3开闭装置打开一定时间后，在所述第1开闭装置和所述第3开闭装置关闭、所述第2开闭装置打开且所述压缩机停止时，使所述第1开闭装置、第2开闭装置及第3开闭装置关闭的运算控制装置。

27．一种热泵装置，其特征在于，具备：

将压缩机、四通阀、室外热交换器、可完全关闭的室外主膨胀装置、可完全关闭的室内主膨胀装置以及室内热交换器依次用配管连接成环状的制冷循环的主回路；

将精镏分离器的顶部、冷却器及积存器连接成环状的闭路；

经过第1副膨胀装置而将所述精镏分离器的底部与所述压缩机的吐出配管可开闭地连接的第1开闭装置；

经过第2副膨胀装置而将所述精镏分离器的底部与所述压缩机的吸入配管可开闭地连接的第2开闭装置；

将所述积存器的底部与所述可完全关闭的室外主膨胀装置和所述可完全关闭的室内主膨胀装置之间的配管可开闭地连接的第3开闭装置，

所述冷却器将从所述精镏分离器的底部经过所述第2副膨胀装置而流向所述第2开闭装置的制冷剂与所述精镏分离器顶部的制冷剂间接地进行热交换，并在所述制冷循环中封入非共沸混合制冷剂。

28．根据权利要求27所述的热泵装置，其特征在于，还设有：

设于所述压缩机的吸入配管的第1压力传感器、设于所述压缩机的吐出配管的第2压力传感器、对具有所述室内热交换器的室内机的吸入空气温度进行检测的室内温度传感器；

当预先设定的设定空气温度与所述室内温度传感器检测到的吸入空气温度之间的温度差小于规定值时在第1开闭装置和第2开闭装置保持关闭的状态下使第3开闭装置打开一定时间后，使所述第1开闭装置和所述第2开闭装置打开且使所述第3开闭装置关闭一定时间后，将所述第1开闭装置、第2开闭装置及第3开闭装置关闭，

当所述温度差大于规定值时使所述第2开闭装置关闭且使所述第1开闭装置和所述第3开闭装置打开一定时间后，使所述第1开闭装置和所述第3开闭装置关闭且使所述第2开闭装置打开，

在所述第1开闭装置和所述第2开闭装置打开后所述第3开闭装置关闭的状态下所述压缩机停止时，使所述室外主膨胀装置及所述室内主膨胀装置完全关闭，且在所述第1压力传感器和所述第2压力传感器的测量值的差小于预先设定的规定值后，将所述第1开闭装置、第2开闭装置及第3开闭装置关闭，

当所述压缩机和所述室内机的运转停止时使所述第1开闭装置、第2开闭装置及第3开闭装置关闭的运算控制装置。

29．一种热泵装置，其特征在于，具备：

将压缩机、四通阀、室外热交换器、室外主膨胀装置、室内主膨胀装置以及室内热交换器依次用配管连接成环状的制冷循环的主回路；

将精镏分离器的顶部、冷却器及积存器连接成环状的闭路；

经过第1副膨胀装置而将所述精镏分离器的底部与所述室外膨胀装置和所述室内膨胀装置之间的配管可开闭地连接的第1开闭装置；

经过第2副膨胀装置而将所述精镏分离器的底部与所述压缩机的吸入配管可开闭地连接的第2开闭装置；

将所述积存器的底部与所述压缩机的吸入配管可开闭地连接的第3开闭装置，

所述冷却器将从所述精镏分离器的底部经过所述第2副膨胀装置而流向所述第2开闭装置的制冷剂与所述精镏分离器顶部的制冷剂间接地进行热交换，并在所述制冷循环中封入非共沸混合制冷剂。

30．根据权利要求29所述的热泵装置，其特征在于，还设有：

对具有所述室内热交换器的室内机的吸入空气温度进行检测的室内温度传感器；

当预先设定的设定空气温度与所述室内温度传感器检测到的吸入空气温度之间的温度差小于规定值时使第1开闭装置和第2开闭装置打开且使第3开闭装置关闭，当所述设定空气温度与所述吸入空气温度之间的温度差大于规定值时使所述第1开闭装置关闭且使所述第2开闭装置和所述第3开闭装置打开的运算控制装置。

31．根据权利要求29所述的热泵装置，其特征在于，还设有：

对所述压缩机的吐出温度进行检测的吐出温度传感器；

当预先设定的吐出温度与所述吐出温度传感器检测到的吐出温度之间的温度差大于规定值时使第1开闭装置打开且使所述第2开闭装置和第3开闭装置中的一方或双方打开的运算控制装置。

32．一种热泵装置，其特征在于，具备：

将压缩机、四通阀、室外热交换器、室外主膨胀装置、气液分离器、室内主膨胀装置以及室内热交换器依次用配管连接成环状的制冷循环的主回路；

将精镏分离器的顶部、冷却器及积存器连接成环状的闭路；

经过第1副膨胀装置而将所述精镏分离器的底部与所述气液分离器可开闭地连接的第1开闭装置；

经过第2副膨胀装置而将所述精镏分离器的底部与所述压缩机的吸入配管可开闭地连接的第2开闭装置；

将所述积存器的底部与所述压缩机的吸入配管可开闭地连接的第3开闭装置，

所述冷却器将从所述精镏分离器的底部经过所述第2副膨胀装置而流向所述第2开闭装置的制冷剂与所述精镏分离器顶部的制冷剂间接地进行热交换，并在所述制冷循环中封入非共沸混合制冷剂。

33．根据权利要求32所述的热泵装置，其特征在于，还设有：

对具有所述室内热交换器的室内机的吸入空气温度进行检测的室内温度传感器；

当预先设定的设定空气温度与所述室内温度传感器检测到的吸入空气温度之间的温度差小于规定值时使第1开闭装置和第2开闭装置打开且使第3开闭装置关闭，当所述温度差大于规定值时使所述第1开闭装置关闭且使所述第2开闭装置和所述第3开闭装置打开的运算控制装置。

34．一种热泵装置，其特征在于，具备：

将压缩机、四通阀、室外热交换器、室外主膨胀装置、气液分离器、室内主膨胀装置以及室内热交换器依次用配管连接成环状的制冷循环的主回路；

将精镏分离器的顶部、冷却器及积存器连接成环状的闭路；

经过第1副膨胀装置而将所述精镏分离器的底部与所述气液分离器可开闭地连接的第1开闭装置；

将所述气液分离器的底部与所述第1开闭装置和所述气液分离器的顶部之间的配管连接的第3副膨胀装置；

经过第2副膨胀装置而将所述精镏分离器的底部与所述压缩机的吸入配管可开闭地连接的第2开闭装置；

将所述积存器的底部与所述压缩机的吸入配管可开闭地连接的第3开闭装置，

所述冷却器将从所述精镏分离器的底部经过所述第2副膨胀装置而流向所述第2开闭装置的制冷剂与所述精镏分离器顶部的制冷剂间接地进行热交换，并在所述制冷循环中封入非共沸混合制冷剂。

35．根据权利要求34所述的热泵装置，其特征在于，还设有：

对具有所述室内热交换器的室内机的吸入空气温度进行检测的室内温度传感器；

当预先设定的设定空气温度与所述室内温度传感器检测到的吸入空气温度之间的温度差小于规定值时使第1开闭装置和第2开闭装置打开且使第3开闭装置关闭，当所述温度差大于规定值时使所述第1开闭装置关闭且使所述第2开闭装置和所述第3开闭装置打开的运算控制装置。

36．根据权利要求34所述的热泵装置，其特征在于，还设有：

对具有所述室内热交换器的室内机的吸入空气温度进行检测的室内温度传感器；

当预先设定的设定空气温度与所述室内温度传感器检测到的吸入空气温度之间的温度差小于第1规定值时，在第2开闭装置和第3开闭装置保持关闭的状态下使第1开闭装置打开，

当所述温度差小于比第1规定值还小的第2规定值时，在所述第3开闭装置保持关闭的状态下使所述第1开闭装置及第2开闭装置打开，再次经过规定时间后使所述第1开闭装置及第2开闭装置打开，再经过规定时间后使所述第1开闭装置及第2开闭装置关闭，

当所述温度差大于所述第2规定值时使所述第1开闭装置关闭且使所述第2开闭装置和所述第3开闭装置打开的运算控制装置。

37．一种热泵装置，其特征在于，具备：

将压缩机、四通阀、室外热交换器、室外主膨胀装置、室内主膨胀装置以及室内热交换器依次用配管连接成环状的制冷循环的主回路；

一端与所述四通阀和室内热交换器之间连接、另一端与所述室内主膨胀装置和所述室外主膨胀装置之间连接的分支路；

与所述分支路连接、蓄热运转时打开的第1开闭装置；

与所述分支路连接、与蓄热槽内部充填的蓄热材料进行热交换的蓄热热交换器；

与所述分支路连接、依次与所述第1开闭装置和所述蓄热热交换器串联设置的蓄热用膨胀装置；

将所述第1开闭装置和所述蓄热热交换器之间与所述压缩机的吸入配管连接、并在利用蓄热运转时打开的第2开闭装置；

将精镏分离器的顶部、冷却器及积存器连接成环状的闭路；

经过第1副膨胀装置而将所述精镏分离器的底部与连接所述室外主膨胀装置、所述室内主膨胀装置和所述蓄热用膨胀装置的配管可开闭地连接的第3开闭装置；

经过第2副膨胀装置而将所述精镏分离器的底部与所述压缩机的吸入配管可开闭地连接的第4开闭装置，

所述冷却器将从所述精镏分离器的底部经过所述第2副膨胀装置而流向所述第4开闭装置的制冷剂与所述精镏分离器顶部的制冷剂间接地进行热交换，并在所述制冷循环中封入非共沸混合制冷剂。

38．根据权利要求37所述的热泵装置，其特征在于，还设有：

对所述蓄热槽内部充填的蓄热材料的温度进行检测的温度传感器；

当所述温度传感器检测到的所述蓄热材料的温度高于预先设定的设定温度时，使第3开闭装置和第4开闭装置打开，当所述温度传感器检测到的所述蓄热材料的温度低于所述设定温度时，使第3开闭装置关闭且使第4开闭装置打开的运算控制装置。

39．根据权利要求37所述的热泵装置，其特征在于，还设有：

对所述蓄热槽内部充填的蓄热材料的温度进行检测的温度传感器；

当所述温度传感器检测到的所述蓄热材料的温度高于预先设定的设定温度时，使第3开闭装置和第4开闭装置打开规定时间后关闭，当所述温度传感器检测到的所述蓄热材料的温度低于所述设定温度时，使第3开闭装置关闭且使第4开闭装置打开的运算控制装置。

40．根据权利要求37所述的热泵装置，其特征在于，还设有：

对所述压缩机的吐出压力进行检测的压力传感器；

当所述压力传感器检测到的吐出压力高于预先设定的第1设定压力时，使第3开闭装置和第4开闭装置打开，当所述压力传感器检测到的吐出压力低于预先设定的、比所述第1设定压力更小的第2设定压力时，使第3开闭装置关闭且使第4开闭装置打开的运算控制装置。

41．根据权利要求37所述的热泵装置，其特征在于，还设有：

对所述压缩机的吐出压力进行检测的压力传感器；

当所述压力传感器检测到的吐出压力高于预先设定的第1设定压力时，使第3开闭装置和第4开闭装置打开规定时间后关闭，当所述压力传感器检测到的吐出压力低于预先设定的、比所述第1设定压力更小的第2设定压力时，使第3开闭装置关闭且使第4开闭装置打开的运算控制装置。

42．根据权利要求37所述的热泵装置，其特征在于，

所述压缩机是可进行容量控制的压缩机，还设有：

对所述压缩机的吐出压力进行检测的压力传感器；

在蓄热运转时，对所述压缩机的容量进行控制以使所述压力传感器检测到的所述压缩机的吐出压力大致恒定，当用所述压力传感器检测到的吐出压力高于预先设定的第1设定压力、且所述压缩机的容量最小时，使第3开闭装置和第4开闭装置打开，当所述压力传感器检测到的所述吐出压力低于预先设定的、比所述第1设定压力更小的第2设定压力时，使第3开闭装置关闭且使第4开闭装置打开的运算控制装置。

43．根据权利要求37所述的热泵装置，其特征在于，

所述压缩机是可进行容量控制的压缩机，还设有：

对所述压缩机的吐出压力进行检测的压力传感器；

在蓄热运转时，对所述压缩机的容量进行控制以使所述压力传感器检测到的所述压缩机的吐出压力大致恒定，当用所述压力传感器检测到的吐出压力高于预先设定的第1设定压力、且所述压缩机的容量最小时，使第3开闭装置和第4开闭装置打开规定时间后关闭，当所述压力传感器检测到的所述吐出压力低于预先设定的、比所述第1设定压力更小的第2设定压力时，使第3开闭装置关闭且使第4开闭装置打开的运算控制装置。

44．根据权利要求37所述的热泵装置，其特征在于，经过第5开闭装置将所述积存器的底部与所述压缩机的吸入配管连接。

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