JP2001263831A - 冷凍サイクル装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 蒸発器の出口の状態を飽和にすれば蒸発能力
が最大になるが、飽和状態を狙えば湿りすぎたり、乾き
すぎたりしてハンチング状態に陥っていた。 【解決手段】 蒸発器の出口の状態は湿らせて、蒸発器
の出口から圧縮機入り口までの部位に冷媒を過熱する再
蒸発手段を設け、制御手段により圧縮機入り口の吸入冷
媒の過熱度と凝縮器出口の冷媒の過冷却度を制御するよ
うにした。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、圧縮機の吸入冷媒
を過熱する再蒸発手段を有する冷凍サイクル装置に関す
るものである。

【０００２】

【従来の技術】図８は例えば特開平８−１４５４８４号
公報や特開平８−１４５４８３号公報に示された従来の
空気調和機の構成を表す図である。図において１０１は
圧縮機、１０２は冷房運転と暖房運転の切換を行う四方
弁、１０３は室外熱交換器、１０４は室外ファン、１０
５はレシーバ、１０６は室外膨張弁、１０７はアキュム
レータ、１０９ａ、１０９ｂは室内熱交換器、１１０
ａ、１１０ｂは室内膨張弁である。１１３は圧縮機１の
吸入冷媒の過熱度を検知する過熱度検知器、１１４は冷
房運転時の凝縮器の出口の過冷却度を検知する過冷却度
検知器、１１５ａ、１１５ｂは暖房運転時の凝縮器の出
口の過冷却度を検知する過冷却度検知器である。

【０００３】１１６は過熱度制御器であり、過熱度検知
器１１３で検出された過熱度が適正な範囲内になるよう
に、冷房運転時には室内膨張弁１１０ａ、１１０ｂを、
暖房運転時には室外膨張弁６を制御する。さらに１１７
は過冷却度制御器であり、冷房運転時の過冷却度検知器
１１４あるいは暖房運転時の過冷却度検知器１１５ａ、
１１５ｂで検出された過冷却度が適正となるように、冷
房運転時には室外膨張弁１０６を、暖房運転時には室内
膨張弁１１０ａ、１１０ｂを制御する。

【０００４】以上のように構成された従来の空気調和機
において、冷媒に沸点のことなる２種類以上の冷媒から
なる非共沸混合冷媒を用いた際には、例えば冷房の場合
は圧縮機１０１で圧縮された冷媒は室外凝縮器１０３を
通り、室外膨張弁１０６で絞られ、レシーバ１０５を通
った後、室内膨張弁１１０ａ、１１０ｂを通って室内熱
交換器１０９ａ、１０９ｂへ送られ、その後アキュムレ
ータ１０７を介して圧縮機１に吸入される。ここで、ア
キュムレータ１０７に余剰冷媒が貯留されると、蒸留作
用がおこり、高沸点成分が多く含まれた非共沸混合冷媒
が貯留するようになり、冷凍サイクル内には低沸点成分
が多く含まれた非共沸混合冷媒が循環するという問題が
生じる。

【０００５】冷凍サイクルを循環する冷媒の組成比が封
入時の組成比と異なると各種冷媒の物性値が異なってく
るため、適正な制御が不可能となる。そこで、室内膨張
弁１１０ａ、１１０ｂの開口面積を圧縮機吸入過熱度に
基づいて調整することにより、アキュムレータ１０７内
には冷媒を貯留せず、かつ室外膨張弁１０６の開口面積
を室外熱交換器の出口の過冷却度に基づいて調整し、余
剰冷媒をレシーバ１０５に貯留するよう制御する。ま
た、レシーバ１０５を挟んで前後に電動膨張弁１０６と
電動膨張弁１１０ａ、１１０ｂを設けているので、暖房
運転時でも同様の制御を行うことができる。

【０００６】また、従来の空気調和機は以上のように構
成されており、凝縮器出口の過冷却度に基づいて高圧側
膨張弁を制御し、圧縮機の吸入冷媒の過熱度に基づい
て、低圧側膨張弁の開口面積を制御している。ここで、
一般に蒸発器の出口の冷媒の過熱度と蒸発能力の関係は
図９に示されるように、蒸発器の出口の冷媒温度をちょ
うど飽和にすると冷房能力（蒸発能力）が高くなること
が知られている。図９は圧縮機の吸入冷媒の過熱度と蒸
発能力の関係を表した図であり、横軸はエンタルピー
を、縦軸は蒸発能力を表し、蒸発器の出口の過熱度（Ｓ
Ｈ）をパラメータにしている。図９より蒸発器の出口の
冷媒が湿り状態（乾き度が０．９〜１．０程度）では飽
和の状態に対して能力低下が少ないが、蒸発器の出口の
冷媒が十分に乾いた状態すなわち過熱度＝１０ｄｅｇ
（ＳＨ＝１０ｄｅｇ）程度では能力低下が大きくなる。

【０００７】また、図１０は蒸発器の出口の冷媒の過熱
度と温度との関係を表した図であり、横軸はエンタルピ
ーを、縦軸は蒸発器の出口温度を表し、蒸発器の出口の
過熱度（ＳＨ）をパラメータにしている。単一冷媒を使
用した場合の蒸発器の出口の冷媒の過熱度と温度との関
係は、蒸発圧力を一定とした場合には図の一転鎖線で示
されるように湿り状態（過熱度０ｄｅｇ）では冷媒温度
は飽和冷媒温度と一緒だが、飽和状態を越えると冷媒温
度は急激に上昇する。また、非共沸混合冷媒の場合は、
図に示したように蒸発器の出口の冷媒温度が湿り状態の
ときは若干変動する点が単一冷媒と異なるが、飽和状態
を越えた時点から蒸発器の出口の冷媒温度が急激に上昇
する性質は単一冷媒と同じである。

【０００８】

【発明が解決しようとする課題】従来の冷凍サイクル装
置は以上のように構成されているので、蒸発能力が最大
となるよう制御するには蒸発器出口の冷媒の状態を飽和
の状態に維持するのが良い。しかし、蒸発器出口の冷媒
の状態を飽和にしようと吸入冷媒過熱度の目標値を０近
傍に設定し、圧縮機に吸入される冷媒の過熱度に基づい
て低圧側の絞り調整装置の開口面積を一定の割合で変化
させて調整しようとする場合、蒸発器の出口の冷媒の状
態が目標に対し湿りすぎたり、あるいは逆に乾き過ぎた
りしてしまい、ハンチング状態に陥ってしまうという問
題があった。

【０００９】このハンチング状態は、次に説明するよう
な状態の時に発生する。圧縮機に吸入される冷媒（蒸発
器の出口の冷媒）が湿っている場合には低圧側絞り調整
装置の開口面積を狭めていくが、開口面積を狭めても蒸
発器の出口の冷媒が湿りの状態のときは冷媒物性より冷
媒温度はそれほど上昇せず、冷凍サイクルの反応時間遅
れも加わるため、蒸発器の出口の冷媒が目標の飽和状態
を通り越して乾き過ぎるまで開口面積を狭めてしまう。
一旦、低圧側絞り調整装置の開口面積を狭め過ぎて蒸発
器出口冷媒が乾き過ぎると、今度は逆に蒸発器の出口冷
媒の過熱度が目標飽和状態を通り越して湿り過ぎるまで
開口面積を拡げてしまう。以降、蒸発器の出口冷媒が湿
り過ぎるまで開口面積を拡げてしまったり、蒸発器の出
口冷媒が過熱しすぎるまで開口面積を狭めすぎてしまっ
たりして安定しない状態を繰り返す。この繰り返しをハ
ンチング状態と呼んでいる。

【００１０】上記ハンチング状態では、蒸発能力が安定
せず、圧縮機の吸入冷媒の比容積などが大幅に変化する
ので、冷媒流量も安定しない。また、ハンチング状態に
一旦陥ると冷凍サイクルがなかなか安定しないか、ある
いは安定するまでに長い時間がかかってしまうという問
題が生じる。（ここで、安定とは所定時間経過した後も
高圧、低圧の圧力変動が小さく、凝縮温度や蒸発温度な
ど各々の冷媒温度が所定時間前と略同一である場合の状
態のことをいう）

【００１１】したがって、従来の冷凍サイクル装置の制
御は多少蒸発能力が低下しても、ハンチングしないよう
に蒸発器の出口の状態は過熱された状態になるように設
定されている。すなわち、圧縮機に吸入される冷媒の過
熱度が充分ある状態（図１０に示した急激に変化する領
域（吸入冷媒過熱度の目標値を１０ｄｅｇ前後））を目
標にし、ハンチング状態に陥らない様にしている。

【００１２】また、一般に蒸発器は熱交換器の性能を最
大限に引き出す為に多パス化されており、ある条件にお
いてパス毎の冷媒流量が一定になるようにキャピラリー
チューブなどの減圧調整手段を設け、その径や長さで減
圧量を最適化している。したがって、上記の様な多パス
の蒸発器においては、想定された上記条件では、パス毎
の冷媒の状態は同じであり問題ないが、たとえば吸入冷
媒過熱度の目標値を１０ｄｅｇとして低圧側絞り装置を
制御した場合、上記の想定された条件以外の条件では、
蒸発器出口部の冷媒の状態が目標の状態に対し、パス毎
に湿りすぎたり、乾きすぎたりして異なってしまい、パ
ス毎の冷媒流量のバランス（以降パスバランスと呼ぶ）
がくずれ、蒸発能力の高い状態からはずれ、最終的には
大幅に能力が低下する領域で使用することになり、その
状態で安定してしまうことがあった。

【００１３】通常は、冷媒の流量バランスはあらゆる条
件で均一になるようにパス毎に絞りなどの減圧調整手段
により設定しているが、使用する冷媒が代わったり、あ
るいは非共沸混合冷媒を使用する場合で非共沸混合冷媒
の種類や冷媒の数が変更になった場合にはパスバランス
が均一にならない事が多く、絞り装置などの減圧調整手
段の再設定など、ハード上の変更が必要になっていた。

【００１４】また、冷房運転時には上記の様にパスバラ
ンスが極端に悪くなった場合や蒸発器の出口冷媒が極端
に乾き過ぎたりすると蒸発器内で温度分布が悪くなり、
室内に露が飛ぶという問題が生じる。この現象を図１
１、図１２を用いて説明する。図１１は蒸発器の吸い込
み空気と吹き出し空気の状態を説明するための図、図１
２は露飛び時の吸い込み空気と吹き出し空気の状態を説
明した図である。

【００１５】図１１、図１２に示されるように、蒸発器
の内部の冷媒は湿り状態の低温度（＝Ｔｅ１）の部分
と、乾き状態の高温度（Ｔｅ２）の部分とが存在する。
図中Ａで示す空気は蒸発器を通過し、一部は湿り状態の
冷媒の温度Ｔｅ１と熱交換し除湿され、Ｂの状態で示さ
れる空気（飽和状態の空気）になる。一方、比較的高温
度の冷媒（過熱された状態）である冷媒の温度Ｔｅ２と
熱交換した空気Ａの残り部は熱交換量が少ないため未飽
和の状態のままの湿った空気Ｃになる。これら空気Ｂと
空気Ｃは蒸発器を通過後合流して空気Ｄとなる。この空
気Ｄの状態が図１２中の飽和空気線より上にあれば、飽
和水分量よりも余分の水分量が、露飛びとなって吹き出
されるという問題が発生していた。

【００１６】本発明は上記のような問題点を解決するた
めになされたもので、常に能力が最適で、冷凍サイクル
の性能（ＣＯＰ）が良い運転状態を得ることを目的とす
る。また、ハンチングのない安定した運転の行える冷凍
サイクルを得ることを目的とする。また、冷房運転時に
吹き出し空気に露飛びの恐れのない快適な冷凍サイクル
装置を得ることを目的とする。また、起動時や負荷が変
動した場合でもハンチングのない安定した運転の行え露
飛びの恐れのない快適で信頼性の高い冷凍サイクル装置
を得ることを目的とする。

【００１７】また、冷媒を変更した場合や使用する非共
沸混合冷媒の種類や数が変更になった場合でも、パスバ
ランスの変更などハード上の変更を行う必要がなく、容
易に利用することができる冷凍サイクル装置を得ること
を目的とする。

【００１８】

【課題を解決するための手段】本発明に係る第１の発明
は、圧縮機、凝縮器、高圧側絞り装置、レシーバ、低圧
側絞り装置、蒸発器とを順次接続して冷媒に沸点の異な
る２種以上の冷媒からなる非共沸混合冷媒を使用し、蒸
発器の出口の冷媒の状態が湿り状態で循環する冷凍サイ
クルと、蒸発器と圧縮機の間に設けられ、湿り状態であ
る蒸発器の出口の冷媒を過熱し目標過熱度に過熱するの
に必要な熱交換量を有する再蒸発手段と、再蒸発手段に
て過熱された後の圧縮機の入り口の吸入冷媒の過熱度に
相当する過熱特性を検知する過熱検知手段と、過熱検知
手段により検知された過熱度の情報に基づき湿り状態で
ある蒸発器出口の冷媒を圧縮機の入り口では目標過熱度
になるように低圧側絞り装置の開口面積を調整し制御す
る制御手段と、を備えたものである。

【００１９】本発明に係る第２の発明は、圧縮機、凝縮
器、高圧側絞り装置、レシーバ、低圧側絞り装置、蒸発
器とを順次接続して冷媒に沸点の異なる２種以上の冷媒
からなる非共沸混合冷媒を使用し、蒸発器の出口の冷媒
の状態が湿り状態で循環する冷凍サイクルと、凝縮器の
出口の冷媒の過冷却度に相当する過冷却特性を検知する
過冷却検知手段と、蒸発器と圧縮機の間に設けられ、湿
り状態である前記蒸発器の出口の冷媒を過熱し目標過熱
度に過熱するのに必要な熱交換量を有する再蒸発手段
と、再蒸発手段にて過熱された後の圧縮機の入り口の吸
入冷媒の過熱度に相当する過熱特性を検知する過熱検知
手段と、過熱検知手段により検知された過熱度の情報に
基づき湿り状態である蒸発器出口の冷媒を圧縮機の入り
口では目標過熱度になるように低圧側絞り装置の開口面
積を調整し制御する制御手段と、過冷却検知手段により
検知された過冷却度の情報に基づき目標過冷却度になる
ように高圧側絞り装置の開口面積を調整し制御する制御
手段と、を備えたものである。

【００２０】また、本発明に係る第３の発明は、再蒸発
手段をヒータによる過熱手段にしたものである。

【００２１】また、本発明に係る第４の発明は、再蒸発
手段を蒸発器の出口から圧縮機の入り口までの部位と凝
縮器から低圧側絞り装置までの部位とを熱交換させるた
めの高低圧熱交換手段にしたものである。

【００２２】また、本発明に係る第５の発明は、蒸発器
の出口から圧縮機の入り口までの間に設けられ余剰冷媒
を貯留するアキュムレータ部と、凝縮器から低圧側絞り
装置までの間に設けられ余剰冷媒を貯留するレシーバ部
と、を一体化し、アキュムレータ部とレシーバ部とを熱
交換させるようにした再蒸発手段を備えたものである。

【００２３】また、本発明に係る第６の発明は、圧縮機
入り口の冷媒の目標過熱度を０ｄｅｇより大きくしたも
のである。

【００２４】また、本発明に係る第７の発明は、蒸発器
出口の冷媒の乾き度を１より小さくしたものである。

【００２５】また、本発明に係る第８の発明は、蒸発器
出口の冷媒の状態が全ての運転条件において常に湿り状
態で循環するようにしたものである。

【００２６】

【発明の実施の形態】発明の実施の形態１．図１は本発
明の実施形態１に係わる冷凍サイクル装置の構成を表す
図であり、たとえば空気調和機に適応した場合の概略構
成を示す図である。図において、１は圧縮機、２は冷房
運転時と暖房運転時とで、冷媒の流れを切り替える四方
弁、５は冷媒を貯留するレシーバ、８は吸入管、３は室
外熱交換器、７は室内熱交換器、４は室外熱交換器３と
レシーバ５の間に取り付けられ、その間の圧力または流
量を調整する第１絞り装置（冷房運転時の場合は高圧側
の絞り装置、暖房運転時は低圧側の絞り装置）、６はレ
シーバ５と室内熱交換器７の間に取り付けられ、低圧側
の圧力または冷媒流量を調整する第２絞り装置（冷房運
転時の場合は低圧側の絞り装置、暖房運転時は高圧側の
絞り装置）である。

【００２７】９は再蒸発手段で吸入管８内の冷媒を過熱
する手段、２１は圧縮機１の出口圧力（凝縮器の凝縮圧
力）を検知する圧力検知手段、２２は冷房運転時の室外
熱交換器３の出口温度（暖房の場合は入り口温度）を検
知する室外熱交温度検知手段、２３は冷房運転時の室内
熱交換器７の入り口温度（暖房の場合は出口温度）を検
知する室内熱交温度検知手段、２４は圧縮機１の吸入温
度を検知する吸入温度検知手段、２５は圧力検知手段２
１、室外熱交温度検知手段２２、室内熱交温度検知手段
２３および吸入温度検知手段２４の検知情報から冷凍サ
イクルにおける各部冷媒の特性値を演算する演算手段、
２６はこの演算手段２５の演算結果から各調整手段（第
１絞り装置４、第２絞り装置６）の開口面積を制御する
制御手段である。

【００２８】また、図２は本発明の冷媒の状態を説明す
るためのモリエル線図（圧力−エンタルピー線図）であ
り、横軸はエンタルピーを、縦軸は圧力を表してある。
また、図中に示したイ〜への記号は、冷凍サイクルの各
状態における冷媒の特性（物性）を説明するために付し
たものである。

【００２９】冷凍サイクル装置の運転状態を図１、図２
を用いて説明する。たとえば冷房運転のときは、圧縮機
１に吸入された冷媒（イの状態）は圧縮機１で圧縮され
（ロの状態）、四方弁２を通って凝縮器として動作する
室外熱交換器３に入る。室外熱交換器３で凝縮して液冷
媒（ハの状態）となり、第１絞り装置４によって一旦絞
られて少し圧力が下がり（ニの状態）、レシーバ５に入
り第２絞り装置６によって再び絞られて（ホの状態）、
蒸発器として動作する室内熱交換器７に入る。冷媒は室
内熱交換器７で蒸発し（ヘの状態）、吸入管８に設けら
れた再蒸発手段９により過熱され再蒸発して（イの状
態）、圧縮機１へ吸入される。ここで、蒸発器として動
作する室内熱交換器７の出口の冷媒の状態は湿り状態と
なるように制御手段２５により制御されている。

【００３０】このような冷凍サイクルの動作において、
今例えば、第１絞り装置４と第２絞り装置６がある開口
面積に制御され、レシーバ５には余剰冷媒液が溜まり、
その溜まった液面が安定した状態を保っているとする。
この時、第１絞り装置４から第２絞り装置６に至るレシ
ーバ５を含む流路内の冷媒圧力は凝縮圧力（高圧）と蒸
発圧力（低圧）の間の圧力、いわば中圧となっており、
かつモリエル線図では飽和液線上に位置する飽和液とな
っている。

【００３１】ここで、第１絞り装置を少し絞ると第１絞
り装置４の出口では圧力（中圧）が下がり、冷媒は気・
液二相の状態となってレシーバ５に流入する。この時、
レシーバ５内では重力の作用・効果により、ガス冷媒は
上部に、液冷媒は下部に分離されるため、レシーバ５の
入口管・出口管ともレシーバ５の下部に配置しておけ
ば、第２絞り装置６へは常に液冷媒のみが送られる。ま
た、冷媒の気・液ニ相化により、気化した冷媒がレシー
バ５内の余剰液冷媒を減少させ、液面を低下させる。そ
して、レシーバ５から冷凍サイクル中に放出された液冷
媒は凝縮器の出口に押し出されて溜まるため、冷凍サイ
クルにおける過冷却度が大きくなる。

【００３２】また、この時、冷媒の圧力が中圧となって
いるため、第２絞り装置６を通る冷媒流量が少なくな
り、圧縮機１への吸入冷媒の過熱度も大きくなる。そし
て、第１絞り装置４の出口からレシーバ５を経て第２絞
り装置６へ至る流路内の冷媒が丁度飽和液冷媒になった
所で、この変化は止まり、冷凍サイクルが安定する。し
たがって、安定時にはレシーバ５には液冷媒が流入する
ことになる。これは冷媒が飽和液線を越えて、一部の冷
媒がガス化されて、単位体積あたりの重量が小さいガス
冷媒が第２絞り装置６に供給されると、冷媒が極端に蒸
発器へ供給されなくなり、冷媒が凝縮器側に集まり、こ
の集まった冷媒は前述したように凝縮器で凝縮され、そ
の出口で過剰に過冷却された液冷媒となり、この過冷却
された比重量の大きい液冷媒を次にレシーバ５を介して
蒸発器に供給して、常に冷凍サイクル内の各部位の冷媒
量をバランスさせようとする冷凍サイクルの自助作用が
働くためである。よって、レシーバ５には冷媒は液の状
態で流入して液の状態で流出するので、２種以上の冷媒
からなる非共沸混合冷媒を使用する場合でも、冷媒の組
成が変化せずに余剰冷媒を貯留できる。

【００３３】冷凍サイクルの性能（ＣＯＰ）が良い運転
状態を目標とするため、制御手段２６は凝縮器の過冷却
度を目標値に近づけるように高圧側の第１絞り装置４の
開口面積を調整し、圧縮機１の吸入冷媒過熱度を目標値
に近づけるように低圧側の第２絞り装置６の開口面積を
調整する。この時、蒸発器として動作する室内熱交換器
７の出口の冷媒の状態は湿り状態となるように圧縮機１
の入り口の吸入冷媒が目標過熱度の範囲内になった時に
は蒸発器出口の冷媒の乾き度が目標乾き度になるような
熱交換量を有した再蒸発手段９により蒸発器出口の冷媒
を過熱するため、冷媒循環量が多少変化しても蒸発器と
して動作する室内熱交換器７の出口は常に湿り状態にな
っている。

【００３４】ただし、開口面積を変化させることによっ
て室内熱交換器７の出口の冷媒の乾き度は変化するた
め、再蒸発手段９により過熱された後の圧縮機１の入り
口の吸入温度（過熱度）も変化する。圧縮機１の吸入冷
媒の過熱度がとれず液バック状態になると圧縮機１の入
力が増え、冷凍サイクルの性能（ＣＯＰ）が悪くなり、
逆に圧縮機１の吸入冷媒の過熱度が大きくなると、吸入
冷媒の比容積が大きくなり、冷媒循環量が減少し、能力
が低下する。さらに、圧縮機１の吸入冷媒の過熱度が大
きくなりすぎると、吐出温度も高くなりすぎるので、冷
媒や油が劣化し信頼性が低下する。

【００３５】ここで、圧縮機１の吸入冷媒の過熱度は、
室内熱交換器７の室内熱交温度検知手段２３および圧縮
機１の吸入冷媒温度検知手段２４がそれぞれ検知した温
度の差を、過熱度として演算器２５が演算して求める。
また、凝縮器の出口冷媒の過冷却度については、圧力検
知手段２１が検知した圧力での冷媒の飽和温度と室外熱
交温度検知手段２２が検知した温度との差を演算器２５
が演算して求める。

【００３６】なお、圧縮機１の吸入冷媒の過熱度は、室
内熱交換器（蒸発器）７の出口の冷媒温度を検知する温
度検知手段（図示せず）および圧縮機１の吸入温度を検
知する吸入温度検知手段２４がそれぞれ検知した温度と
の差を過熱度としても良い。また、室内熱交換器（蒸発
器）７の中央付近の冷媒温度を検知する室内中間温度検
知手段（図示せず）および圧縮機１の吸入温度を検知す
る吸入温度検知手段２４がそれぞれ検知した温度との差
を過熱度としても良い。

【００３７】また、圧縮機１の出口温度を検出する圧縮
機出口温度検知手段（図示せず）と室外熱交換器（凝縮
器）中央付近の冷媒温度を検知する室外中間温度検知手
段（図示せず）がそれぞれ検知した温度との差を過熱度
としても良い。すなわち、圧縮機の吐出冷媒の過熱度を
吸入冷媒の過熱度と代用しても良い。また、凝縮器出口
冷媒の過冷却度を検知する過冷却検知手段として、室外
熱交換器（凝縮器）中央付近の冷媒温度を検知する室外
中間温度検知手段（図示せず）と室外熱交換器（凝縮
器）出口の冷媒温度を検知する室外熱交温度検知手段２
２が検知した温度との差を過冷却度しても良い。

【００３８】ここで、蒸発器の蒸発能力を最大の状態で
使用するには、図９に示したように過熱度０で乾き度
１．０の飽和の状態が最も良いが、ハンチングしないよ
うに蒸発器出口の冷媒の状態を安定させるには、蒸発器
出口の乾き度は１．０より小さい湿り状態を狙うように
すれば良い。

【００３９】ここで、再蒸発手段９を用いずに蒸発器出
口冷媒の乾き度の目標が１．０より小さくなるように、
低圧側の第２絞り装置６の開口面積の調整をすると、圧
縮機に吸入される冷媒も湿った状態のままとなるため、
液バック状態となり圧縮機１の入力が増大し冷凍サイク
ルの性能（ＣＯＰ）が大幅に低下する。

【００４０】また、圧縮機１の吸入冷媒の過熱度を大き
くとり、目標過熱度よりも大きくなりすぎると、図９に
示したように蒸発能力も大幅に低下していくので、蒸発
器の蒸発能力を最大の状態で使用するには、図９に示し
たように過熱度０で乾き度１．０の状態が最も良く、蒸
発器出口の乾き度は１．０を狙えば良い。但し、再蒸発
手段９を用いずに圧縮機吸入冷媒過熱度の目標値を０度
で乾き度の目標値を１．０狙いで、低圧側の第２絞り装
置６の開口面積の調整すると、蒸発器出口冷媒が湿りす
ぎたり乾きすぎたりして蒸発能力が安定せず、圧縮機の
吸入冷媒の比容積が大幅に変化するなどして、冷媒流量
が安定せずにハンチング状態に陥ってしまう。

【００４１】そこで、本発明の実施の形態では、蒸発器
の出口冷媒は常に湿り状態として冷凍サイクルにハンチ
ングが起こらないようにするために、蒸発器出口冷媒の
乾き度の目標を１より小さくなるようにして常に湿らせ
るようにしている。たとえば、ばらつきなどを考慮して
乾き度０．９８以下とすればハンチングの起こらない安
定した冷凍サイクルが得られる。さらに、乾き度が小さ
くなると蒸発器の蒸発能力も低下していくが、たとえば
乾き度を０．９０以上に設定すれば、蒸発能力の低下も
小さく抑えられる。

【００４２】蒸発器出口の冷媒の状態を乾き度を０．９
０〜１の状態に湿らした場合、蒸発器を出た湿り状態
（への状態）の冷媒を再蒸発手段９にて過熱し、低圧側
の第２絞り装置６の開口面積を圧縮機１の吸入冷媒の状
態が目標（イの状態、冷媒過熱度が０〔ｄｅｇ〕より大
きい状態）の状態になるように調整している。ここで、
図９に示したように圧縮機１の入り口の過熱度が０〔ｄ
ｅｇ〕の飽和であれば液バックする恐れがあるので、圧
縮機１には冷媒が湿った状態で吸入されないように、圧
縮機１の入り口の目標過熱度は０〔ｄｅｇ〕より大きく
している。ただし、圧縮機１の入り口の吸入冷媒が完全
に過熱された状態で吸入されるようにするには、過渡的
な液バックなどを考慮して圧縮機１の入り口の目標過熱
度は５〔ｄｅｇ〕以上（５〔ｄｅｇ〕以上であれば実験
により湿った状態で吸入されないことが確認されてい
る。）とすればよい。

【００４３】また、圧縮機１の入り口の吸入冷媒の過熱
度が大きくなると、吸入冷媒の比容積が大きくなり冷媒
循環量が減少し能力の低下が大きくなるので、望ましく
は圧縮機１の入り口の吸入冷媒の過熱度は１０〔ｄｅ
ｇ〕以下にするのがよい。また、圧縮機１の吸入冷媒に
は少しでも過熱度がついていれば、液バックはしなくな
るが、過熱度が大きくなりすぎると吐出温度が高くな
り、油や冷媒の劣化が起こり信頼性が低下するので、圧
縮機１の入り口の過熱度は１０〔ｄｅｇ〕程度以下に設
定してある。

【００４４】したがって、圧縮機入り口の目標過熱度は
０〔ｄｅｇ〕より大きく（望ましくは５〜１０〔ｄｅ
ｇ〕）なるように設定するようにすれば、冷凍サイクル
の性能が良い状態を得ることができ、さらに油や冷媒の
劣化などの起こらない信頼性の高い冷凍サイクル装置が
得られる。

【００４５】ここで、再蒸発手段９の熱交換量は、目標
の湿り状態（目標乾き度の状態）である蒸発器の出口の
冷媒が、圧縮機１の入り口に至るときには目標過熱度に
なるのに必要な熱量に設定してあるので、圧縮機１の入
り口の吸入冷媒の過熱度を目標過熱度になるように低圧
側の絞り装置の開度を制御すれば、蒸発器出口の冷媒は
目標乾き度（目標湿り度）になるため、蒸発能力を最良
の状態で使用でき、しかもハンチングのない安定した信
頼性の高い冷凍サイクル装置が得られる。また、蒸発器
の出口の冷媒の状態が全ての運転状態に対して、常に湿
った状態で循環するようにすれば、全ての運転状態にお
いて、ハンチングのない、安定した冷凍サイクル装置が
得られる。

【００４６】再蒸発手段９は例えば、図３に示されるよ
うなヒータを吸入管８に巻き付け取りつけるもので対応
すればよい。図３は再蒸発手段に使用されるヒータの一
実施例を示した図である。図において、４０は再蒸発手
段９の一例として使用されるクランクケースヒータなど
にも使用されるヒータで、４１はヒータ芯、４２は抵抗
体、４３は絶縁体、４４はステンレスなどで製作された
表皮によって構成されている。

【００４７】このヒータ４０を四方弁２と圧縮機１の入
り口まで（蒸発器と圧縮機１の入り口までの間でもよ
い）の吸入管８に巻きつけるなどして取りつけてある。
そして、圧縮機１の起動とともに再蒸発手段９であるヒ
ータ４０の電源をＯＮにして吸入管８を過熱する。ここ
で、再蒸発手段９に用いられるヒータ４０に必要な熱交
換量Ｑ〔ｋｃａｌ／ｈｒ〕は蒸発器の出口冷媒のエンタ
ルピーと圧縮機１の吸入冷媒のエンタルピーとの差を△
ｈ〔ｋｃａｌ／ｋｇ〕とし、ハンチングのない安定時の
冷媒流量をＧｒ〔ｋｇ／ｈｒ〕とすれば下式で求まる値
となる。 Ｑ＝Ｇｒ×△ｈ

【００４８】例えば、冷媒にＲ４０７Ｃを用い、蒸発圧
力を４．５〔ｋｇｆ／ｃｍ²・Ｇ]とし、蒸発器の出口冷
媒の乾き度を０．９５、吸入冷媒の過熱度を５〔ｄｅ
ｇ〕とすると、エンタルピー差△ｈ〔ｋｃａｌ／ｋｇ〕
は Δｈ＝１．０９ である。したがって、再蒸発手段９に必要な熱量Ｑ〔ｋ
ｃａｌ／ｈｒ〕は、 Ｑ＝Ｇｒ×Δｈ＝Ｇｒ×１．０９ となる。したがって、蒸発器出口冷媒の乾き度は０．９
５以下に設定する場合は、上記熱量以上のヒータを使用
すれば良い。また、ヒータはどのようなヒータであって
もよく、ヒータの種類は何でもよい。

【００４９】演算器２５が演算した過冷却度の情報をも
とに制御手段２６によって、たとえば冷房運転の場合
は、第１絞り装置（高圧側の絞り装置）４が凝縮器の出
口冷媒の過冷却度を目標値に近づけるように開口面積を
調整するので、常に適正な過冷却度が得られる冷凍サイ
クル装置が得られる。また、同様に演算器２５が演算し
た過熱度の情報をもとに制御手段２６によって、第２絞
り装置（低圧側の絞り装置）６は圧縮機の吸入冷媒の過
熱度を目標値に近づけるように開口面積を調整するの
で、圧縮機１の吸入冷媒は目標過熱度が得られる。

【００５０】したがって、常に蒸発能力が最適となるよ
うに蒸発器の出口冷媒は湿り状態になっているいるが、
再蒸発手段９により圧縮機１の吸入冷媒の過熱度が十分
得られるので、蒸発器の出口冷媒の状態を湿り状態に保
ちつつ、常に蒸発能力が最適な運転状態を得ることがで
き、しかも圧縮機に液バック状態の冷媒が吸入されるこ
となく運転効率のよいハンチングの起こらない安定した
運転のできる信頼性の高い冷凍サイクル装置を得ること
ができる。

【００５１】また、演算器２５が演算した過冷却度およ
び過熱度の情報をもとに制御手段２６によって、上記第
１絞り装置４の開口面積を調整することによる過冷却度
の制御と第２絞り装置６の開口面積を調整することによ
る制御を行うことにより、上記個々の効果に加え短時間
でシステムの運転状態を安定させることができ、経済的
で信頼性の高い冷凍サイクル装置が得られる。また、冷
凍サイクルの起動時や負荷の変動時にもハンチングを防
止し安定した運転のできる冷凍サイクル装置を得ること
ができる。

【００５２】また、蒸発器の出口冷媒の状態を湿り状態
に保つことにより、図１１、図１２で説明したＣの状態
がなくなり、Ｂの状態のみにすることができるため、冷
房運転時の吹出空気に露の飛ぶことのない、お客様に不
快感の与えない信頼性の高い冷凍システム装置が得られ
る。さらに、制御手段２６により冷凍サイクルの状態特
性値を目標値になるように制御しているので、性能（Ｃ
ＯＰ）の良い運転状態が得られる冷凍サイクル装置が得
られる。

【００５３】以上は冷房運転時について説明したが、暖
房運転時についても説明する。暖房運転時は、室外熱交
換器３が蒸発器に、室内熱交換器７が凝縮器に、第1絞
り装置４が低圧側の絞り装置に、第２絞り装置が高圧側
の絞り装置になるため、室外熱交温度検知手段２２が凝
縮器出口温度を検知し、室内熱交温度検知手段２３が蒸
発器入り口温度を検知するようにすれば、冷房運転時と
同様な動作と効果が得られる。

【００５４】また、冷房運転時および暖房運転時とも蒸
発器の出口冷媒を湿り状態に保った上で圧縮機の吸入冷
媒の過熱度を得ることができるように制御を行うので、
冷媒の変更あるいは冷媒に非共沸混合冷媒を使用した場
合で、非共沸混合冷媒の種類、冷媒の数、封入組成比率
が変更になった場合や、多パスの熱交換器を用いた場合
でも、蒸発器の出口冷媒の状態を湿ったままの状態の範
囲内に抑えることが可能となるため、蒸発能力を常に最
適な状態で使用することができ、さらに蒸発器のパスバ
ランスの変更などハード上の変更が必要しなくてもその
ままの状態で利用しても、圧縮機の入り口の吸入冷媒は
再蒸発手段によって過熱され充分な過熱度を得ることが
でき、圧縮機に液バックした状態で冷媒が吸入されるこ
となくハンチングの無い安定した運転のできる信頼性の
高い冷凍サイクル装置を得ることができる。

【００５５】本実施の形態では、冷媒としてＲ４０７Ｃ
を一例として説明したが、Ｒ４０４Ａ、Ｒ４０７Ａ、Ｒ
４０７Ｂ、Ｒ４１０Ａ、Ｒ５０７、Ｒ４０１Ａ、Ｒ４０
１Ｂ、Ｒ４０２Ａ、Ｒ４０２Ｂ、Ｒ４０３Ｂ、Ｒ４０６
Ａ、Ｒ４０８Ａ、Ｒ４０９Ａなど非共沸混合冷媒であれ
ば、同様の効果が得られる。

【００５６】発明の実施の形態２．図４は本発明の実施
の形態２に係る冷凍システム装置の構成を表す図で、空
気調和機に適応した場合の概略構成を示してある。本実
施の形態では、再蒸発手段として実施の形態１で説明し
たヒータの代わりに高低圧熱交換手段を用いたものであ
る。図において、実施の形態１で説明したものと同一の
部品は同一の番号を付して説明は省略する。図におい
て、１０は高低圧熱交換手段であり、第１絞り装置４か
ら第２絞り装置６までの部位と、四方弁２から圧縮機１
までの部位とを熱交換させることによって圧縮機１の吸
入冷媒の過熱度を得ようとするものである。

【００５７】すなわち本実施の形態では、絞り装置によ
って絞られた中圧の液冷媒と蒸発器の出口の低圧二相冷
媒（蒸発器出口冷媒を湿り状態にしているため）を熱交
換させる高低圧熱交換手段１０を設けてある。高低圧熱
交換手段１０は、たとえば、二重管にして内部配管内に
低圧二相冷媒を循環させ、外部配管内部に中圧の液冷媒
を循環させるようにしたり、あるいは配管同士を接触あ
るいは一体にするなどして熱交換できるように構成して
ある。また、図５は本実施の形態２における冷媒の状態
を説明するためのモリエル線図（圧力−エンタルピー線
図）であり、横軸はエンタルピーを、縦軸は圧力を表し
てある。図中のイ〜トの記号は図２と同様に冷凍サイク
ルの各状態における冷媒の特性状態値（物性値）を説明
するために付したものである。

【００５８】図において、レシーバ５内を出た中圧の飽
和液冷媒（ニの状態）が高低圧熱交換手段１０により吸
入管８を通る低圧二相冷媒（への状態）と熱交換し、過
冷却度のついた中圧の液冷媒（トの状態）となり、同時
に低圧二相冷媒（への状態）は過熱度のついた低圧ガス
冷媒（イの状態）となる。ここで、再蒸発手段９による
必要熱交換量は実施の形態１で説明したのと同じ熱量以
上が必要であり、この必要熱交換量を得るために熱交換
長さや熱交換面積、形状などを実験や計算などにより決
定している。

【００５９】よって、本実施の形態の構成回路であれ
ば、実施の形態１で設けたヒータのような過熱手段がな
くとも、実施の形態１と同様の効果が得られ、実施の形
態１よりも過冷却度の大きい冷媒（図５中のΔｈに相当
する分だけ過冷却度が大きい）が蒸発器へ供給されるた
め、冷房能力を向上させることが可能（図５中のΔｈ分
だけ向上する）であり、また、実施の形態１で説明した
ようなヒータ等の過熱手段が別途必要でなく、同じ冷凍
サイクル内のみで熱交換が完了することから実施の形態
１の効果に加え、実施の形態１よりもヒータの入力分だ
け経済的で冷凍サイクルの性能（ＣＯＰ）の高い冷凍サ
イクル装置が得られる。

【００６０】発明の実施の形態３．図６は本発明の実施
形態３に係わる冷凍サイクル装置の概略を示す図であ
り、たとえば空気調和機に適応した場合の概略構成を示
す図である。本実施の形態では、再蒸発手段に実施の形
態１で説明したヒータの代わりにアキュムレシーバを用
いたものである。図において、実施の形態１で説明した
ものと同一の部品は同一の番号を付して説明は省略す
る。図において、アキュムレシーバ１１はアキュムレー
タ部とレシーバ部を一体にした形で、仕切り壁によって
仕切られ内部で仕切り壁を通して熱交換を行う構造とな
っている。

【００６１】このアキュムレシーバ１１は図に示すよう
に図中の下部が中圧冷媒を収納する領域で、図中の上部
が低圧冷媒を収納する領域の構造となっている。中圧冷
媒および低圧冷媒は二相状態であり中圧冷媒のガス冷媒
と低圧冷媒の液冷媒とを熱交換できるようになってい
る。また、図７は本実施の形態における冷媒の状態を示
すモリエル線図（圧力−エンタルピー線図）であり、横
軸はエンタルピーを、縦軸は圧力を表してある。図中の
イ〜チは図２と同様に冷凍サイクルの各位置における冷
媒の特性状態値を説明するために付したものである。

【００６２】図において、アキュムレシーバ１１内のレ
シーバ部に収納された中圧二相冷媒（チの状態）のガス
冷媒がアキュムレシーバ１１内のアキュムレータ部に収
納された低圧二相冷媒（への状態）の液冷媒と仕切り壁
を介して熱交換し、中圧の飽和液冷媒（二の状態）とな
り、同時に低圧二相冷媒（への状態）の液冷媒は過熱度
のついた低圧ガス冷媒（イの状態）となる。ここで、再
蒸発手段９による必要熱交換量は実施の形態１で説明し
たのと同じ熱量が必要であり、この必要熱交換量を得る
ためには熱交換長さや熱交換面積、形状などを実験や計
算などにより決定すれば良い。

【００６３】したがって、たとえば冷房運転の場合は、
制御手段２６によって第１絞り装置（高圧側の絞り装
置）４が凝縮器の出口冷媒の過冷却度を目標値に近づけ
るように開口面積を調整するので、常に適正な過冷却度
が得られる冷凍サイクル装置が得られる。また、第２絞
り装置（低圧側の絞り装置）６は圧縮機の吸入冷媒の過
熱度を目標値に近づけるように開口面積を調整するの
で、圧縮機１の吸入冷媒の過熱度が十分得られる。この
とき常に蒸発能力が最適となるようにするために蒸発器
の出口冷媒を湿り状態にするようにしているが、再蒸発
手段９により圧縮機１の吸入冷媒の過熱度は十分得られ
るようにしている。したがって、蒸発器の出口冷媒の状
態を湿り状態に保ちつつ、常に蒸発能力が最適な運転状
態を得ることができるので、常に蒸発能力が最適な状態
で使用でき、しかもハンチングの起こらない安定した運
転のできる冷凍サイクル装置を得ることができる。ま
た、冷凍サイクルの起動時や負荷の変動時にもハンチン
グを防止し安定した運転のできる冷凍サイクル装置を得
ることができる。

【００６４】本実施の形態で説明したアキュムレシーバ
は、アキュムレータ部とレシーバ部とが熱交換できれば
どのような形状のものでも良く、たとえばアキュムレー
タ部がレシーバ部を覆うような構造のものや、逆にレシ
ーバ部がアキュムレータ部を覆うような構造のものでも
良い。

【００６５】よって、本実施の形態の構成回路であれ
ば、実施の形態１で設けたような過熱手段がなくとも、
実施の形態１と同様の効果が得られ、同じ冷凍サイクル
内のみで熱交換が完了することから実施の形態２と同様
に冷凍サイクルの性能（ＣＯＰ）の良い冷凍システム装
置が得られる。また、起動時や負荷の変動時など過渡期
に液冷媒が圧縮機へ吸入される事を防ぐ、信頼性の高い
冷凍システム装置が得られる。また、再蒸発手段に加え
アキュムレータとレシーバの両方の機能を有することが
でき、それぞれを単独に設けるよりも安価で信頼性の高
い冷凍サイクル装置が得られる。

【００６６】また、実施の形態２、実施の形態３におい
ても実施の形態１と同様に、冷媒を変更する場合、ある
いは冷媒に沸点の異なる２種以上の冷媒からなる非共沸
混合冷媒を用いた場合で、非共沸混合冷媒の種類や封入
組成が変更になった場合や、多パスの熱交換器を用いた
場合でも、蒸発器の出口冷媒を湿り状態に保った上で圧
縮機の吸入冷媒の過熱度を得ることができるように制御
を行うので、蒸発器のパスバランスの変更などハード上
の変更が必要なくそのままの状態で容易に利用すること
が可能で、しかもハンチングの起こらない安定した運転
のできる冷凍サイクル装置が得られる。

【００６７】

【発明の効果】本発明の請求項１に係る発明は、圧縮
機、凝縮器、高圧側絞り装置、レシーバ、低圧側絞り装
置、蒸発器とを順次接続して冷媒に沸点の異なる２種以
上の冷媒からなる非共沸混合冷媒を使用し、蒸発器の出
口の冷媒の状態が湿り状態で循環する冷凍サイクルと、
蒸発器と圧縮機の間に設けられ、湿り状態である蒸発器
の出口の冷媒を過熱し目標過熱度に過熱するのに必要な
熱交換量を有する再蒸発手段と、再蒸発手段にて過熱さ
れた後の圧縮機の入り口の吸入冷媒の過熱度に相当する
過熱特性を検知する過熱検知手段と、過熱検知手段によ
り検知された過熱度の情報に基づき湿り状態である蒸発
器出口の冷媒を圧縮機の入り口では目標過熱度になるよ
うに低圧側絞り装置の開口面積を調整し制御する制御手
段と、を備えたので、蒸発器の出口冷媒の状態を湿り状
態に保ち、常に蒸発能力が最適な運転状態を得ることが
できる冷凍サイクル装置を得ることができる。また、冷
媒の種類、冷媒の数、封入組成比率が変更になった場合
や、多パスの熱交換器を用いた場合でも、蒸発器のパス
バランスの変更などハード上の変更を行わなくてもその
ままの状態で利用しても、ハンチングの無い安定した運
転のできる信頼性の高い冷凍サイクル装置を得ることが
できる。

【００６８】本発明の請求項２に係る発明は、圧縮機、
凝縮器、高圧側絞り装置、レシーバ、低圧側絞り装置、
蒸発器とを順次接続して冷媒に沸点の異なる２種以上の
冷媒からなる非共沸混合冷媒を使用し、蒸発器の出口の
冷媒の状態が湿り状態で循環する冷凍サイクルと、凝縮
器の出口の冷媒の過冷却度に相当する過冷却特性を検知
する過冷却検知手段と、蒸発器と圧縮機の間に設けら
れ、湿り状態である前記蒸発器の出口の冷媒を過熱し目
標過熱度に過熱するのに必要な熱交換量を有する再蒸発
手段と、再蒸発手段にて過熱された後の圧縮機の入り口
の吸入冷媒の過熱度に相当する過熱特性を検知する過熱
検知手段と、過熱検知手段により検知された過熱度の情
報に基づき湿り状態である蒸発器出口の冷媒を圧縮機の
入り口では目標過熱度になるように低圧側絞り装置の開
口面積を調整し制御する制御手段と、過冷却検知手段に
より検知された過冷却度の情報に基づき目標過冷却度に
なるように高圧側絞り装置の開口面積を調整し制御する
制御手段と、を備えたので、短時間でシステムの運転状
態を安定させることができ、経済的で信頼性の高い冷凍
サイクル装置が得られる。また、冷凍サイクルの起動時
や負荷の変動時にもハンチングを防止し安定した運転の
できる冷凍サイクル装置を得ることができる。

【００６９】また、本発明の請求項３に係る発明は、再
蒸発手段をヒータによる過熱手段にしたので、安価なヒ
ータを吸入管に取りつけるだけの簡単な構造で蒸発器の
出口の冷媒が湿り状態であっても圧縮機の吸入冷媒は過
熱度を有することができ、信頼性の高い安定した冷凍サ
イクル装置が得られる。

【００７０】また、本発明の請求項４に係る発明は、再
蒸発手段を蒸発器の出口から圧縮機の入り口までの部位
と凝縮器から低圧側絞り装置までの部位とを熱交換させ
るための高低圧熱交換手段にしたので、同じ冷凍サイク
ル内のみで熱交換が完了するため、再蒸発手段にヒータ
などを設けるよりも冷凍サイクルの性能（ＣＯＰ）の高
い冷凍システム装置が得られる。

【００７１】また、本発明の請求項５に係る発明は、蒸
発器の出口から圧縮機の入り口までの間に設けられ余剰
冷媒を貯留するアキュムレータ部と、凝縮器から低圧側
絞り装置までの間に設けられ余剰冷媒を貯留するレシー
バ部と、を一体化し、アキュムレータ部とレシーバ部と
を熱交換させるようにした再蒸発手段を備えたので、同
じ冷凍サイクル内のみで熱交換が完了することから、再
蒸発手段としてヒータなどを設けるよりもよりも冷凍サ
イクルの性能（ＣＯＰ）の高い冷凍サイクル装置が得ら
れる。また、再蒸発手段でアキュムレータとレシーバの
両方の機能を有することができ、それぞれを単独に設け
るよりも安価で信頼性の高い冷凍サイクル装置が得られ
る。

【００７２】また、本発明に係る第６の発明は、圧縮機
入り口の冷媒の目標過熱度を０ｄｅｇより大きくしたの
で、液バックをしないで、かつ凝縮器の凝縮能力を必要
以上に大きくする必要のない冷凍サイクル装置が得られ
る。

【００７３】また、本発明に係る第７の発明は、蒸発器
出口の冷媒の乾き度を１より小さくしたので、蒸発能力
が最大限得られ、さらにハンチングが起こらないように
常に湿った状態を維持することのできる冷凍サイクル装
置が得られる。

【００７４】また、本発明に係る第８の発明は、蒸発器
出口の冷媒の状態が全ての運転条件において常に湿り状
態で循環するようにしたので、全ての運転状態におい
て、ハンチングのない、安定した冷凍サイクル装置が得
られる。

【図面の簡単な説明】

【図１】 本発明の実施形態１に係わる冷凍システム装
置の構成を表す図である。

【図２】 本発明の冷媒の状態を説明するためのモリエ
ル線図である。

【図３】 再蒸発手段に使用されるヒータの一実施例を
示した図である。

【図４】 本発明の実施の形態２に係る冷凍システム装
置の構成を表す図である。

【図５】 本実施の形態２における冷媒の状態を説明す
るためのモリエル線図である。

【図６】 本発明の実施形態３に係わる冷凍サイクル装
置の概略を示す図である。

【図７】 本実施の形態における冷媒の状態を示すモリ
エル線図である。

【図８】 従来の空気調和機の構成を表す図である。

【図９】 圧縮機の吸入冷媒の過熱度と蒸発能力の関係
を表した図である。

【図１０】 蒸発器の出口の冷媒の過熱度と温度との関
係を表した図である。

【図１１】 蒸発器の吸い込み空気と吹き出し空気の状
態を説明するための図である。

【図１２】 露飛び時の吸い込み空気と吹き出し空気の
状態を説明した図である。

【符号の説明】

１ 圧縮機、２ 四方弁、３ 室外熱交換器、４ 第１
絞り装置、５ レシーバ、６ 第２絞り装置、７ 室内
熱交換器、８ 吸入管、９ 再蒸発手段、１０高低圧熱
交換手段、１１ アキュムレシーバ、２１ 圧力検知手
段、２２ 室外熱交温度検知手段、２３ 室内熱交温度
検知手段、２４ 吸入温度検知手段、２５ 演算手段、
２６ 制御手段、４０ ヒータ、４１ ヒータ芯、４２
抵抗体、４３ 絶縁体、４４ 表皮、１０１ 圧縮
機、１０２ 四方弁、１０３ 室外熱交換器、１０４
室外ファン、１０５ レシーバ、１０６ 室外膨張弁、
１０７ アキュムレータ、１０９ａ、１０９ｂ 室内熱
交換器、１１０ａ、１１０ｂ 室内膨張弁、１１３ 過
熱度検知機、１１４ 過冷却度検知機、１１５ａ、１１
５ｂ 過冷却度検知機、１１６ 過熱度制御器、１１７
過冷却度制御器。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.⁷ 識別記号 ＦＩ テーマコート゛(参考） Ｆ２５Ｂ 43/00 Ｆ２５Ｂ 43/00 Ｇ (72)発明者 四十宮 正人 東京都千代田区丸の内二丁目２番３号 三 菱電機株式会社内 (72)発明者 石川 憲和 東京都千代田区丸の内二丁目２番３号 三 菱電機株式会社内

Claims (8)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 圧縮機、凝縮器、高圧側絞り装置、レシ
   ーバ、低圧側絞り装置、蒸発器とを順次接続して冷媒に
   沸点の異なる２種以上の冷媒からなる非共沸混合冷媒を
   使用し、前記蒸発器の出口の冷媒の状態が湿り状態で循
   環する冷凍サイクルと、前記蒸発器と前記圧縮機の間に
   設けられ、湿り状態である前記蒸発器の出口の冷媒を過
   熱し目標過熱度に過熱するのに必要な熱交換量を有する
   再蒸発手段と、前記再蒸発手段にて過熱された後の前記
   圧縮機の入り口の吸入冷媒の過熱度に相当する過熱特性
   を検知する過熱検知手段と、前記過熱検知手段により検
   知された前記過熱度の情報に基づき湿り状態である前記
   蒸発器出口の冷媒を前記圧縮機の入り口では目標過熱度
   になるように前記低圧側絞り装置の開口面積を調整し制
   御する制御手段と、を備えたことを特徴とする冷凍サイ
   クル装置。
2. 【請求項２】 圧縮機、凝縮器、高圧側絞り装置、レシ
   ーバ、低圧側絞り装置、蒸発器とを順次接続して冷媒に
   沸点の異なる２種以上の冷媒からなる非共沸混合冷媒を
   使用し、前記蒸発器の出口の冷媒の状態が湿り状態で循
   環する冷凍サイクルと、前記凝縮器の出口の冷媒の過冷
   却度に相当する過冷却特性を検知する過冷却検知手段
   と、前記蒸発器と前記圧縮機の間に設けられ、湿り状態
   である前記蒸発器の出口の冷媒を過熱し目標過熱度に過
   熱するのに必要な熱交換量を有する再蒸発手段と、前記
   再蒸発手段にて過熱された後の前記圧縮機の入り口の吸
   入冷媒の過熱度に相当する過熱特性を検知する過熱検知
   手段と、前記過熱検知手段により検知された前記過熱度
   の情報に基づき湿り状態である前記蒸発器出口の冷媒を
   前記圧縮機の入り口では目標過熱度になるように前記低
   圧側絞り装置の開口面積を調整し制御する制御手段と、
   前記過冷却検知手段により検知された前記過冷却度の情
   報に基づき目標過冷却度になるように前記高圧側絞り装
   置の開口面積を調整し制御する制御手段と、を備えたこ
   とを特徴とする冷凍サイクル装置。
3. 【請求項３】 再蒸発手段がヒータによる過熱手段であ
   ることを特徴とする請求項１または請求項２に記載の冷
   凍サイクル装置。
4. 【請求項４】 再蒸発手段が蒸発器の出口から圧縮機の
   入り口までの部位と凝縮器から低圧側絞り装置までの部
   位とを熱交換させるための高低圧熱交換手段であること
   を特徴とする請求項１または請求項２に記載の冷凍サイ
   クル装置。
5. 【請求項５】 蒸発器の出口から圧縮機の入り口までの
   間に設けられ余剰冷媒を貯留するアキュムレータ部と、
   凝縮器から低圧側絞り装置までの間に設けられ余剰冷媒
   を貯留するレシーバ部と、を一体化し、前記アキュムレ
   ータ部と前記レシーバ部とを熱交換させるようにした再
   蒸発手段を備えたことを特徴とする請求項１または請求
   項２に記載の冷凍サイクル装置。
6. 【請求項６】 圧縮機入り口の冷媒の目標過熱度を０ｄ
   ｅｇより大きくしたことを特徴とする請求項１乃至請求
   項５のうちの１項に記載の冷凍サイクル装置。
7. 【請求項７】 蒸発器出口の冷媒の乾き度を１より小さ
   くしたことを特徴とする請求項１乃至請求項６のうちの
   １項に記載の冷凍サイクル装置。
8. 【請求項８】 蒸発器出口の冷媒の状態が全ての運転条
   件において常に湿り状態で循環するようにしたことを特
   徴とする請求項１乃至請求項７のうちの１項に記載の冷
   凍サイクル装置。