JP2001304703A

JP2001304703A - 冷凍サイクル装置

Info

Publication number: JP2001304703A
Application number: JP2000116001A
Authority: JP
Inventors: Yoshinori Kobayashi; 義典小林; Tomoaki Ando; 智朗安藤; Akira Fujitaka; 章藤高
Original assignee: Matsushita Electric Industrial Co Ltd
Current assignee: Panasonic Holdings Corp
Priority date: 2000-04-18
Filing date: 2000-04-18
Publication date: 2001-10-31

Abstract

(57)【要約】（修正有）【課題】媒体間熱交換器を構成する一次側流路と二次側
流路とを流れるそれぞれの媒体による圧力差が無いよう
にまたは小さくすることで、プレートなどの媒体間熱交
換器を構成する部材を、強度を保つ。【解決手段】圧縮機１０、熱源側熱交換器２０、減圧装
置３０、及び媒体間熱交換器４０によって構成され、熱
源と熱交換を行う一次側サイクルＡと、利用側熱交換器
６０及び流体循環装置を有し、前記媒体間熱交換器を介
して前記一次側サイクルと熱交換を行い前記利用側熱交
換器への熱移動を行う二次側サイクルＢとを有する冷凍
サイクル装置であって、前記媒体間熱交換器の前記一次
側サイクル側の圧力を検知する一次側圧力検知手段と、
前記一次側圧力検知手段により検知された圧力から所定
範囲の圧力差以下に前記二次側サイクルの圧力を調整す
る圧力制御手段とを設けたことを特徴とする冷凍サイク
ル装置。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明が属する技術分野】本発明は、熱源側と熱交換を
行う一次側サイクルと、この一次側サイクルと熱交換を
行い利用側伝熱媒体との熱交換を行う二次側サイクルと
を有する冷凍サイクル装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来、熱源側空間と熱交換を行う一次側
サイクルと、この一次側サイクルと熱交換を行い利用側
空間の空調を行う二次側サイクルとを有する冷凍サイク
ル装置が提案されている。この種の一般的な冷凍サイク
ル装置について、図８を用いて簡単に説明する。同図に
示すように、このような冷凍サイクル装置は、圧縮機１
１０、熱源側熱交換器１２０、絞り装置１３０、媒体間
熱交換器１４０の一次側流路１４０Ａを配管にて環状に
接続した一次側サイクルＡと、ポンプ１５０、利用側熱
交換器１６０、媒体間熱交換器１４０の二次側流路１４
０Ｂを配管にて接続した二次側サイクルＢから構成され
ている。なお、一次側サイクルＡには、冷媒の循環方向
を変更する四方弁１７０を設けている。媒体間熱交換器
１４０には、一般にプレート式熱交換器が用いられてい
る。そして、一次側サイクルＡには作動媒体としてＲ２
２等の冷媒を用い、二次側サイクルＢには水にエチレン
グリコールを混合したもの等を作動媒体として用いてい
る。また、熱源側熱交換器１２０には熱源側送風機１２
１が、利用側熱交換器１６０には利用側送風機１６１が
設けられている。次に、上記冷凍サイクル装置の動作に
ついて簡単に説明する。被空調側を冷房する場合、熱源
側熱交換器１２０は凝縮器として作用する。従って一次
側サイクルＡを運転することにより、圧縮機１１０で圧
縮された冷媒は熱源側熱交換器１２０で凝縮され、絞り
装置１３０を介して膨張し、媒体間熱交換器１４０に送
られる。このとき媒体間熱交換器１４０の一次側流路１
４０Ａは蒸発器として作用するとともに、媒体間熱交換
器１４０の二次側流路１４０Ｂより熱を奪い、二次側サ
イクルＢの冷媒を冷却する。冷却された二次側サイクル
の冷媒はポンプ１５０により二次側サイクル内に循環さ
れ利用側熱交換器１６０にて吸熱すると同時に被空調空
間を冷却する。また、被空調空間を暖房する場合は、四
方弁１７０を切り替えて回路を構成するが、このとき、
熱源側熱交換器１２０は蒸発器として、また一次側流路
１４０Ａは凝縮器として作用する。よって高温になった
冷媒が一次側流路１４０Ａに送られ、二次側サイクルＢ
の冷媒は二次側流路１４０Ｂにおいて温熱を受け、利用
側熱交換器１６０にて放熱することになる。次にこのよ
うな冷凍サイクルでの高効率化例について説明する。簡
単には圧縮機の高効率化などによる一次側冷凍サイクル
の効率の向上、二次側サイクルのポンプの効率向上の
他、媒体間熱交換器での熱伝達効率の向上などが挙げら
れる。その例としては特開平４−３７１７９４号公報に
示されるように積層熱交換器のパターンを最適化するこ
とにより伝熱面積を拡大しするとともに乱流度を増して
熱伝達の向上を図るものや、特開平２−２７５２９１号
公報に示すように積層熱交換器のプレートを構成する際
に中間部に他のプレートよりも流入径の小さいプレート
を介装して伝熱面積を拡大させるもの、などがある。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】しかし、このような冷
凍サイクル装置では、例えば一次側冷媒としてＲ２２を
用いた場合、一次側流路１４０Ａ内に、例えば冷却・冷
房運転時には０．３〜０．７ＭＰａ、暖房運転時には
１．６〜１．８ＭＰａもの圧力が作用しうる。一方、二
次側流路１４０Ｂ内は、ポンプ１５０での昇圧分等で、
せいぜい約０．１〜０．２ＭＰａ程度の圧力が作用する
ことになる（いずれもゲージ圧を示す。）。従って、媒
体間熱交換器１４０では、一次側流路１４０Ａと二次側
流路１４０Ｂとの間で非常に大きな圧力差が生じること
になる。このように、媒体間熱交換器１４０内には、非
常に大きな圧力差が生じるために、例えばプレート式熱
交換器を用いた場合には、プレートの厚みを厚くする
か、圧力差を克服するための構造をとらなければこの圧
力差に耐えられない。しかし、このように媒体間熱交換
器１４０のプレートを厚くすると、熱伝導抵抗が大きく
なり、熱交換ロスが生じてしまうだけでなく、熱伝達効
率の向上のためのパターン加工もより困難となる。現
状、この種の媒体間熱交換器の熱伝達効率は一般に約８
０〜９０％程度である。

【０００４】そこで、本発明は、媒体間熱交換器を構成
する一次側流路と二次側流路とを流れるそれぞれの媒体
による圧力差が無いようにまたは小さくすることで、プ
レートなどの媒体間熱交換器を構成する部材を、強度に
拘束されず、熱をより伝えやすい形状、構造又は材質と
することを可能とし、媒体間熱交換器での熱交換効率の
向上を図ることができるようにするとともに、プレート
や伝熱管の薄膜化により、単位体積当たりのプレート数
（流路数）や管数を多くし、伝熱面積を拡大させること
により熱交換器の効率を向上させ、ひいては冷凍サイク
ル自体の効率向上を図ることを目的とする。また、上記
のように構成した冷凍サイクルにおいて、媒体間熱交換
器が、プレートなどを薄膜化しても通常の動作で破壊さ
れる事なく運転されるようにすることを目的とするもの
である。

【０００５】

【課題を解決するための手段】請求項１記載の本発明の
冷凍サイクル装置は、圧縮機、熱源側熱交換器、減圧装
置、及び媒体間熱交換器によって構成され、熱源と熱交
換を行う一次側サイクルと、利用側熱交換器及び流体循
環装置を有し、前記媒体間熱交換器を介して前記一次側
サイクルと熱交換を行い前記利用側熱交換器への熱移動
を行う二次側サイクルとを有する冷凍サイクル装置であ
って、前記媒体間熱交換器の前記一次側サイクル側の圧
力を検知する一次側圧力検知手段と、前記一次側圧力検
知手段により検知された圧力から所定範囲の圧力差以下
に前記二次側サイクルの圧力を調整する圧力制御手段と
を設けたことを特徴とする。請求項２記載の本発明は、
請求項１に記載の冷凍サイクル装置において、前記一次
側サイクルが四方弁を備えていることを特徴とする。請
求項３記載の本発明は、請求項１に記載の冷凍サイクル
装置において、前記媒体間熱交換器を凝縮器として用い
る場合には、前記一次側圧力検知手段は、前記媒体間熱
交換器の前記一次側サイクルを流れる熱媒体の凝縮温度
を検知し得る位置に配置されて、当該部位の温度を検知
して、当該部位の圧力を推定することを特徴とする。請
求項４記載の本発明は、請求項１に記載の冷凍サイクル
装置において、前記媒体間熱交換器を蒸発器として用い
る場合には、前記一次側圧力検知手段は、前記媒体間熱
交換器における前記一次側サイクルの熱媒体の蒸発温度
を検知し得る位置に配置されて、当該部位の温度を検知
し、当該部位の圧力を推定することを特徴とする。請求
項５記載の本発明は、請求項１に記載の冷凍サイクル装
置において、前記一次側圧力検知手段は、前記媒体間熱
交換器の入口部分の圧力を検知することを特徴とする。
請求項６記載の本発明は、請求項１に記載の冷凍サイク
ル装置において、前記一次側圧力検知手段は、前記媒体
間熱交換器の流路略中央部分の圧力を検知することを特
徴とする。請求項７記載の本発明は、請求項１から請求
項６のいずれかに記載の冷凍サイクル装置において、前
記圧力制御手段の動作を、前記一次側サイクルの運転停
止後、所定時間継続させることを特徴とする。請求項８
記載の本発明は、請求項１から請求項６のいずれかに記
載の冷凍サイクル装置において、前記圧力制御手段との
動作を、前記一次側サイクルの運転停止後、前記一次側
サイクルの圧力が所定圧に低下するまで継続させること
を特徴とする。請求項９記載の本発明は、請求項１から
請求項６のいずれかに記載の冷凍サイクル装置におい
て、前記媒体間熱交換器の前記二次側サイクル側の圧力
を検知する二次側圧力検知手段を設け、前記圧力制御手
段の動作を、前記一次側サイクルの運転停止後、前記一
次側圧力検知手段で検知される圧力と前記二次側圧力検
知手段で検知される圧力との圧力差が所定範囲内の圧力
差になるまで継続させることを特徴とする。請求項１０
記載の本発明の冷凍サイクル装置は、圧縮機、熱源側熱
交換器、減圧装置、及び媒体間熱交換器によって構成さ
れ、熱源と熱交換を行う一次側サイクルと、利用側熱交
換器及び流体循環装置を有し、前記媒体間熱交換器を介
して前記一次側サイクルと熱交換を行い前記利用側熱交
換器への熱移動を行う二次側サイクルとを有する冷凍サ
イクル装置であって、前記媒体間熱交換器の前記一次側
サイクル側の圧力を検知する一次側圧力検知手段と、前
記媒体間熱交換器の前記二次側サイクル側の圧力を検知
する二次側圧力検知手段と、前記一次側圧力検知手段で
検知される圧力と前記二次側圧力検知手段で検知される
圧力との圧力差が所定圧以上となったときには検知圧力
の高い方のサイクルの運転を停止する圧力制御手段とを
設けたことを特徴とする。請求項１１記載の本発明の冷
凍サイクル装置は、圧縮機、熱源側熱交換器、減圧装
置、及び媒体間熱交換器によって構成され、熱源と熱交
換を行う一次側サイクルと、利用側熱交換器及び流体循
環装置を有し、前記媒体間熱交換器を介して前記一次側
サイクルと熱交換を行い前記利用側熱交換器への熱移動
を行う二次側サイクルとを有する冷凍サイクル装置であ
って、前記媒体間熱交換器の前記一次側サイクル側の圧
力を検知する一次側圧力検知手段と、前記媒体間熱交換
器の前記二次側サイクル側の圧力を検知する二次側圧力
検知手段とを設け、前記一次側圧力検知手段で検知され
る圧力と前記二次側圧力検知手段で検知される圧力との
圧力差が所定圧以上となったときには前記利用側熱交換
器に設けた利用側送風機の回転数を変更することを特徴
とする。請求項１２記載の本発明の冷凍サイクル装置
は、圧縮機、熱源側熱交換器、減圧装置、及び媒体間熱
交換器によって構成され、熱源と熱交換を行う一次側サ
イクルと、利用側熱交換器及び流体循環装置を有し、前
記媒体間熱交換器を介して前記一次側サイクルと熱交換
を行い前記利用側熱交換器への熱移動を行う二次側サイ
クルとを有する冷凍サイクル装置であって、前記媒体間
熱交換器の前記一次側サイクル側の圧力を検知する一次
側圧力検知手段と、前記媒体間熱交換器の前記二次側サ
イクル側の圧力を検知する二次側圧力検知手段とを設
け、前記一次側圧力検知手段で検知される圧力と前記二
次側圧力検知手段で検知される圧力との圧力差が所定圧
以上となったときには前記熱源側熱交換器に設けた熱源
側送風機の回転数を変更することを特徴とする。請求項
１３記載の本発明の冷凍サイクル装置は、圧縮機、熱源
側熱交換器、減圧装置、及び媒体間熱交換器によって構
成され、熱源と熱交換を行う一次側サイクルと、利用側
熱交換器及び流体循環装置を有し、前記媒体間熱交換器
を介して前記一次側サイクルと熱交換を行い前記利用側
熱交換器への熱移動を行う二次側サイクルとを有する冷
凍サイクル装置であって、前記媒体間熱交換器の前記一
次側サイクル側の圧力を検知する一次側圧力検知手段
と、前記媒体間熱交換器の前記二次側サイクル側の圧力
を検知する二次側圧力検知手段とを設け、前記一次側圧
力検知手段で検知される圧力と前記二次側圧力検知手段
で検知される圧力との圧力差が所定圧以上となったとき
には前記減圧装置の弁開度を変更することを特徴とす
る。請求項１４記載の本発明の冷凍サイクル装置は、圧
縮機、熱源側熱交換器、減圧装置、及び媒体間熱交換器
によって構成され、熱源と熱交換を行う一次側サイクル
と、利用側熱交換器及び流体循環装置を有し、前記媒体
間熱交換器を介して前記一次側サイクルと熱交換を行い
前記利用側熱交換器への熱移動を行う二次側サイクルと
を有する冷凍サイクル装置であって、前記媒体間熱交換
器の前記一次側サイクル側の圧力を検知する一次側圧力
検知手段と、前記媒体間熱交換器の前記二次側サイクル
側の圧力を検知する二次側圧力検知手段と、前記一次側
サイクルの高圧側配管と低圧側配管をバイパスするバイ
パス管とを設け、前記一次側圧力検知手段で検知される
圧力と前記二次側圧力検知手段で検知される圧力との圧
力差が所定圧以上となったときには前記バイパス管を開
放することを特徴とする。請求項１５記載の本発明の冷
凍サイクル装置は、圧縮機、熱源側熱交換器、減圧装
置、及び媒体間熱交換器によって構成され、熱源と熱交
換を行う一次側サイクルと、利用側熱交換器及び流体循
環装置を有し、前記媒体間熱交換器を介して前記一次側
サイクルと熱交換を行い前記利用側熱交換器への熱移動
を行う二次側サイクルとを有する冷凍サイクル装置であ
って、前記媒体間熱交換器の前記一次側サイクル側の圧
力を検知する一次側圧力検知手段と、前記媒体間熱交換
器の前記二次側サイクル側の圧力を検知する二次側圧力
検知手段とを設け、前記一次側圧力検知手段で検知され
る圧力と前記二次側圧力検知手段で検知される圧力との
圧力差が所定圧以上となったときには前記圧縮機の回転
数を変更することを特徴とする。請求項１６記載の本発
明の冷凍サイクル装置は、圧縮機、熱源側熱交換器、減
圧装置、及び媒体間熱交換器によって構成され、熱源と
熱交換を行う一次側サイクルと、利用側熱交換器及び流
体循環装置を有し、前記媒体間熱交換器を介して前記一
次側サイクルと熱交換を行い前記利用側熱交換器への熱
移動を行う二次側サイクルとを有する冷凍サイクル装置
であって、前記媒体間熱交換器の前記一次側サイクル側
の圧力を検知する一次側圧力検知手段と、前記媒体間熱
交換器の前記二次側サイクル側の圧力を検知する二次側
圧力検知手段とを設け、前記一次側圧力検知手段で検知
される圧力と前記二次側圧力検知手段で検知される圧力
との圧力差が所定圧以上となったときには前記二次側サ
イクルの圧力を優先的に制御し、前記二次側サイクルの
圧力が制御範囲を越えた時に前記一次側サイクルの圧力
を制御することを特徴とする。請求項１７記載の本発明
の冷凍サイクル装置は、圧縮機、熱源側熱交換器、減圧
装置、及び媒体間熱交換器によって構成され、熱源と熱
交換を行う一次側サイクルと、利用側熱交換器及び流体
循環装置を有し、前記媒体間熱交換器を介して前記一次
側サイクルと熱交換を行い前記利用側熱交換器への熱移
動を行う二次側サイクルとを有する冷凍サイクル装置で
あって、前記媒体間熱交換器の前記一次側サイクル側の
圧力を検知する一次側圧力検知手段と、前記媒体間熱交
換器の前記二次側サイクル側の圧力を検知する二次側圧
力検知手段とを設け、前記一次側サイクルには、前記媒
体間熱交換器の入口側と出口側とにそれぞれ第一、第二
の流路切替弁とを設け、前記第一の流路切替弁と前記第
二の流路切替弁とをバイパス管路によって接続し、運転
条件、前記一次側圧力検知手段及び前記二次側圧力検知
手段の両方またはいずれかで検知された圧力に応じて前
記バイパス管路を切り替えることを特徴とする。請求項
１８記載の本発明は、請求項１７に記載の冷凍サイクル
装置において、前記バイパス管路に、冷媒貯留手段を設
けたことを特徴とする。請求項１９記載の本発明の冷凍
サイクル装置は、圧縮機、熱源側熱交換器、減圧装置、
及び媒体間熱交換器によって構成され、熱源と熱交換を
行う一次側サイクルと、利用側熱交換器及び流体循環装
置を有し、前記媒体間熱交換器を介して前記一次側サイ
クルと熱交換を行い前記利用側熱交換器への熱移動を行
う二次側サイクルとを有する冷凍サイクル装置であっ
て、前記媒体間熱交換器の前記一次側サイクルの圧力を
前記二次側サイクルに伝達する圧力伝達手段を設けたこ
とを特徴とする。請求項２０記載の本発明は、請求項１
９に記載の冷凍サイクル装置において、前記圧力伝達手
段に、前記一次側サイクルの圧力の変動を緩衝して前記
二次側サイクルに圧力を伝達する圧力伝達緩衝手段を設
けたことを特徴とする。請求項２１記載の本発明は、請
求項１から請求項２０のいずれかに記載の冷凍サイクル
装置において、前記二次側サイクルに用いる媒体とし
て、動作環境において非圧縮性である流体を用いること
を特徴とする。

【０００６】

【発明の実施の形態】本発明による第１の実施の形態
は、媒体間熱交換器の一次側サイクル側の圧力を検知す
る一次側圧力検知手段と、一次側圧力検知手段により検
知された圧力から所定範囲の圧力差以下に二次側サイク
ルの圧力を調整する圧力制御手段とを設けたものであ
る。本実施の形態によれば、二次側サイクル内の圧力を
一次側サイクル内の圧力に対応させ、一次冷媒側サイク
ルと二次冷媒側サイクルの圧力差を緩和することができ
る。従って、媒体間熱交換器の伝熱部の肉厚を薄くする
ことができ、伝熱の促進と同一容量におけるパス数の増
大による熱交換量の増大を図ることができる。

【０００７】本発明による第２の実施の形態は、第１の
実施の形態において、一次側サイクルが四方弁を備えた
ものである。本実施の形態によれば、四方弁を備えるこ
とで冷房と暖房とを行うことができる。

【０００８】本発明による第３の実施の形態は、第１の
実施の形態において、媒体間熱交換器を凝縮器として用
いる場合には、一次側圧力検知手段は、媒体間熱交換器
の一次側サイクルを流れる熱媒体の凝縮温度を検知し得
る位置に配置されて、当該部位の温度を検知して、当該
部位の圧力を推定するものである。本実施の形態によれ
ば、圧力センサを必要とせずに当該システムを安価に構
成することができる。

【０００９】本発明による第４の実施の形態は、第１の
実施の形態において、媒体間熱交換器を蒸発器として用
いる場合には、一次側圧力検知手段は、媒体間熱交換器
における一次側サイクルの熱媒体の蒸発温度を検知し得
る位置に配置されて、当該部位の温度を検知し、当該部
位の圧力を推定するものである。本実施の形態によれ
ば、圧力センサを必要とせずに当該システムを安価に構
成することができる。

【００１０】本発明による第５の実施の形態は、第２の
実施の形態において、一次側圧力検知手段によって媒体
間熱交換器の入口部分の圧力を検知するものである。本
実施の形態のように、媒体間熱交換器の入口側部分の圧
力を検知することで、媒体間熱交換器の中での最も圧力
の高いところで検知できるため、媒体間熱交換器破壊に
対して安全性が高い。

【００１１】本発明による第６の実施の形態は、第１の
実施の形態において、一次側圧力検知手段によって媒体
間熱交換器の流路略中央部分の圧力を検知するものであ
る。本実施の形態によれば、凝縮、蒸発の切り替えに対
して一つの圧力検知手段で検知できるため安価に構成で
きる。

【００１２】本発明による第７の実施の形態は、第１か
ら第６の実施の形態において、圧力制御手段の動作を、
一次側サイクルの運転停止後、所定時間継続させるもの
である。本実施の形態によれば、媒体間熱交換器の内部
圧力が均圧するまで圧力調整動作を継続することができ
るので、媒体間熱交換器破壊に対して安全性が高い。

【００１３】本発明による第８の実施の形態は、第１か
ら第６の実施の形態において、圧力制御手段との動作
を、一次側サイクルの運転停止後、一次側サイクルの圧
力が所定圧に低下するまで継続させるものである。本実
施の形態によれば、媒体間熱交換器の内部圧力が均圧す
るまで圧力調整動作を継続することができるので、媒体
間熱交換器破壊に対して安全性が高い。

【００１４】本発明による第９の実施の形態は、第１か
ら第６の実施の形態において、圧力制御手段の動作を、
一次側サイクルの運転停止後、一次側圧力検知手段で検
知される圧力と二次側圧力検知手段で検知される圧力と
の圧力差が所定範囲内の圧力差になるまで継続させるも
のである。本実施の形態によれば、媒体間熱交換器の内
部圧力が均圧するまで圧力調整動作を継続することがで
きるので、媒体間熱交換器破壊に対して安全性が高い。

【００１５】本発明による第１０の実施の形態は、媒体
間熱交換器の一次側サイクル側の圧力を検知する一次側
圧力検知手段と、媒体間熱交換器の二次側サイクル側の
圧力を検知する二次側圧力検知手段と、一次側圧力検知
手段で検知される圧力と二次側圧力検知手段で検知され
る圧力との圧力差が所定圧以上となったときには検知圧
力の高い方のサイクルの運転を停止する圧力制御手段と
を設けたものである。本実施の形態によれば、媒体間熱
交換器の保護が可能となる。

【００１６】本発明による第１１の実施の形態は、一次
側圧力検知手段で検知される圧力と二次側圧力検知手段
で検知される圧力との圧力差が所定圧以上となったとき
には利用側熱交換器に設けた利用側送風機の回転数を変
更するものである。本実施の形態によれば、サイクルの
運転を停止させるときのように急激な圧力変化が無い。
なお、所定値の設定は例えば積層熱交換器の破壊圧力を
基準に安全率をかけて算出することができる。

【００１７】本発明による第１２の実施の形態は、一次
側圧力検知手段で検知される圧力と二次側圧力検知手段
で検知される圧力との圧力差が所定圧以上となったとき
には熱源側熱交換器に設けた熱源側送風機の回転数を変
更するものである。本実施の形態によれば、利用側送風
機の回転数を変更する場合と比べて、応答性良い。

【００１８】本発明による第１３の実施の形態は、一次
側圧力検知手段で検知される圧力と二次側圧力検知手段
で検知される圧力との圧力差が所定圧以上となったとき
には減圧装置の弁開度を変更するものである。本実施の
形態によれば、容易に圧力調整を行うことが可能である
とともにサイクルの応答性が良い。

【００１９】本発明による第１４の実施の形態は、一次
側圧力検知手段で検知される圧力と二次側圧力検知手段
で検知される圧力との圧力差が所定圧以上となったとき
にはバイパス管を開放するものである。本実施の形態に
よれば、容易に圧力調整を行うことが可能であり、高速
に圧力低下を実現でき、サイクルの応答性も良く、更に
は膨張弁の操作に比べて、より迅速に制御できる。

【００２０】本発明による第１５の実施の形態は、一次
側圧力検知手段で検知される圧力と二次側圧力検知手段
で検知される圧力との圧力差が所定圧以上となったとき
には圧縮機の回転数を変更するものである。本実施の形
態によれば、容易に圧力調整を行うことが可能であり、
サイクルの応答性が良く、実質的に圧力を低下させるこ
とができる。

【００２１】本発明による第１６の実施の形態は、一次
側圧力検知手段で検知される圧力と二次側圧力検知手段
で検知される圧力との圧力差が所定圧以上となったとき
には二次側サイクルの圧力を優先的に制御し、二次側サ
イクルの圧力が制御範囲を越えた時に一次側サイクルの
圧力を制御するものである。本実施の形態によれば、一
次側サイクルの運転効率への影響が最小となる。

【００２２】本発明による第１７の実施の形態は、運転
条件、一次側圧力検知手段及び二次側圧力検知手段の両
方またはいずれかで検知された圧力に応じてバイパス管
路を切り替えるものである。本実施の形態によれば、除
霜運転時などの急激な圧力変化から、媒体間熱交換器を
実質的に保護することができる。

【００２３】本発明による第１８の実施の形態は、第１
７の実施の形態において、バイパス管路に、冷媒貯留手
段を設けたものである。本実施の形態によれば、冷媒量
が相対的に増大することによる衝撃を吸収し、より破壊
に対する安全性を高めることができる。

【００２４】本発明による第１９の実施の形態は、媒体
間熱交換器の一次側サイクルの圧力を二次側サイクルに
伝達する圧力伝達手段を設けたものである。本実施の形
態によれば、圧力伝達が敏速であり、かつ圧力制御に関
して圧力検知・圧力制御装置が不要となる。

【００２５】本発明による第２０の実施の形態は、圧力
伝達手段に、一次側サイクルの圧力の変動を緩衝して二
次側サイクルに圧力を伝達する圧力伝達緩衝手段を設け
たものである。本実施の形態によれば、ウォーターハン
マのような急激な圧力変化を避けることができるため、
二次側サイクルの装置の各部に急激かつ過大なストレス
がかかることを防ぐことができる。

【００２６】本発明による第２１の実施の形態は、第１
から第２０の実施の形態において、二次側サイクルに用
いる媒体として、動作環境において非圧縮性である流体
を用いるものである。本実施の形態による動作環境にお
いて非圧縮性である流体とは、作動する温度・圧力にお
いて圧力伝達を阻害するほどのガス（圧縮成分）を発生
しない流体のことを意味する。本実施の形態によれば、
圧力制御が伝わりやすく、一次側サイクルの圧力が高い
場合でも、圧力上昇を二次側サイクル全体で受けるた
め、媒体間熱交換器のプレートなどが二次側サイクル側
に大きく変形することを防止出来る。

【００２７】

【実施例】以下本発明の冷凍サイクル装置の一実施例を
図面に基づいて説明する。図１は同実施例の冷凍サイク
ル図、図２は同冷凍サイクルに用いる媒体間熱交換器の
要部構成図である。図１に示すように、本実施例による
冷凍サイクル装置は、熱源側空間と熱交換を行う一次側
サイクルＡと、この一次側サイクルＡと熱交換を行い利
用側空間の空調を行う二次側サイクルＢとから構成され
る。

【００２８】一次側サイクルＡは、圧縮機１０、熱源側
熱交換器２０、絞り装置３０、及び媒体間熱交換器４０
の一次側流路４０Ａを、四方弁１２を介して配管にて環
状に接続し、作動媒体としてＲ２９０等の冷媒を用いて
いる。ここで本実施例においては、四方弁１２が図示の
状態では熱源側熱交換器２０は蒸発器として機能し、媒
体間熱交換器４０は凝縮器として機能する。また四方弁
１２を切り替えることにより熱源側熱交換器２０は凝縮
器として機能し、媒体間熱交換器４０は蒸発器として機
能する。二次側サイクルＢは、ポンプ５０、利用側熱交
換器６０、媒体間熱交換器４０の二次側流路４０Ｂを配
管にて接続し、水にエチレングリコールを混合した作動
媒体を用いている。また熱源側熱交換器２０には熱源側
送風機２１が、利用側熱交換器６０には利用側送風機６
１が設けられている。なお、図１では一次側サイクルＡ
と二次側サイクルＢとは媒体間熱交換器４０において並
行流的に流れるように示されているが、対向流的に流れ
るように構成すれば、伝熱効率の面でより効果的であ
る。

【００２９】一次側サイクルＡには、配管内の圧力を検
知する圧力検知手段７０を有している。この圧力検知手
段７０は、媒体間熱交換器４０の一次側流路４０Ａの入
口側配管、すなわち、圧縮機１０の吐出管から一次側流
路４０Ａ入口までの配管に設けている。なお、この圧力
検知手段７０は、媒体間熱交換器４０の一次側流路４０
Ａ内の圧力を検知するものであってもよい。また、媒体
間熱交換器４０を凝縮器として用いる場合には、圧力検
知手段７０は、媒体間熱交換器４０の一次側流路４０Ａ
を流れる熱媒体の凝縮温度を検知し得る位置に配置さ
れ、当該部位の温度を検知して、当該部位の圧力を推定
するものであることが、圧力センサを必要とせずに当該
システムを安価に構成することができるため好ましい。
また、媒体間熱交換器４０を蒸発器として用いる場合に
は、圧力検知手段７０は、媒体間熱交換器４０における
一次側流路４０Ａの熱媒体の蒸発温度を検知し得る位置
に配置されて、当該部位の温度を検知し、当該部位の圧
力を推定するものであることが、圧力センサを必要とせ
ずに当該システムを安価に構成することができるため好
ましい。また、圧力検知手段７０によって媒体間熱交換
器４０の入口部分の圧力を検知するものであってもよ
い。媒体間熱交換器４０の入口側部分の圧力を検知する
ことで、媒体間熱交換器４０の中での最も圧力の高いと
ころで検知できるため、媒体間熱交換器４０の破壊に対
して安全性が高い。一方圧力検知手段７０によって媒体
間熱交換器４０の流路略中央部分の圧力を検知するもの
であってもよい。媒体間熱交換器４０の流路略中央部分
の圧力を検知することで、凝縮、蒸発の切り替えに対し
て一つの圧力検知手段で検知できるため安価に構成でき
る。また、この圧力検知手段７０は、圧力や温度を検知
するセンサを設けることなく、圧縮機１０や絞り装置３
０等の機器の運転状態から配管内圧力を判断するもので
あってもよい。二次側サイクルＢには、配管内の圧力を
調整する圧力制御手段８０を有している。この圧力制御
手段８０は、媒体間熱交換器４０の二次側流路４０Ｂの
入口側配管、すなわち、ポンプ５０の吐出管から二次側
流路４０Ｂ入口までの配管に設けている。このように、
圧力制御手段８０を、媒体間熱交換器４０の二次側流路
４０Ｂの入口側配管に設けることで、二次側流路４０Ｂ
内の圧力を迅速に変更することができる。特に作動媒体
として圧縮性媒体を用いる場合に有効である。なお、特
に水などの非圧縮性の作動媒体を用いる場合には、圧力
制御手段８０は、二次側サイクルのどの場所に設けても
構わない。また、非圧縮性の作動媒体を用いた場合、こ
の二次側流路の途中にサイトグラスを設けるようにして
もよい。サイトグラスを設けることでキャビテーション
等によるガスの発生を視覚により確認できる。また、同
じく二次側流路にガストラップを設け、溜まったガスを
抜くことができるようにしてもよい。このようなガスト
ラップを設けることで、より応答性のよいサイクルとす
ることができ、制御性も向上する。この圧力制御手段８
０は、圧力検知手段７０からの信号によって動作するよ
うに構成されている。

【００３０】上記の冷凍サイクル装置の動作について以
下に説明する。まず、冷凍サイクルの運転開始における
動作について説明する。一次側サイクルＡは、四方弁１
２が図示の状態では、圧縮機１０が運転されることで、
圧縮された冷媒は、媒体間熱交換器４０の一次側流路４
０Ａ、絞り装置３０、熱源側熱交換器２０を順に流れて
圧縮機１０に戻る。一方、二次側サイクルＢは、ポンプ
５０が運転されることで、吐出された媒体は、媒体間熱
交換器４０の二次側流路４０Ｂ、利用側熱交換器２０を
順に流れてポンプ５０に戻る。一次側サイクルＡ内は、
圧縮機１０の運転開始後、徐々に圧力は上昇する。同図
のような冷媒流れにおいては、媒体間熱交換器４０内
は、定常運転時で１．６〜１．８ＭＰａ程度の圧力まで
上昇する。このように一次サイクルＡ内の圧力の上昇
を、圧力検知手段７０によって検知し、圧力制御手段８
０によって二次側サイクルＢ内の圧力を上昇させる。こ
のように二次側サイクルＢ内の圧力を、一次側サイクル
Ａの圧力上昇に追従させて上昇させることで、媒体間熱
交換器４０内の一次流路４０Ａと二次流路４０Ｂとの圧
力差が所定圧以上にならないように制御する。この圧縮
機１０の運転開始時に、圧縮機１０の回転数を徐々に上
昇させ、圧力の上昇速度を遅くすることで、二次側サイ
クルＢ内の圧力上昇の追従を確実に行わせることができ
る。

【００３１】次に運転状態における動作について説明す
る。一次側サイクルＡは、利用側空間の温度と設定温度
との偏差、又は空調負荷に応じて圧縮機１０の回転速度
や絞り装置３０の開度を変更する。このような変更によ
って一次側サイクルＡ内の圧力は変動する。従って、こ
のような圧力変動の状態を圧力検知手段７０によって検
知して、圧力制御手段８０を動作させる。従って、圧力
検知手段７０によって、圧力が上昇したことを検知する
と、圧力制御手段８０によって二次側サイクルＢ内の圧
力を高め、又圧力検知手段７０によって、圧力が低下し
たことを検知すると、圧力制御手段８０によって二次側
サイクルＢ内の圧力を低下させる。このとき、一次側流
路４０Ａと二次側流路４０Ｂとは、必ずしも同一の圧力
にする必要はなく、ある一定範囲内の差圧状態であれば
よい。従って、圧力検知手段７０は、前回の検知圧力を
記憶しておいて、前回の検知圧力から所定圧変動したと
きに検知圧力を出力してもよい。また、圧力検知手段７
０からは常に検知圧力を出力して、圧力制御手段８０で
現在の二次側サイクルＢ内の圧力を検知して、二次側サ
イクルＢの現在の圧力から所定圧の差圧がついたとき
に、その差圧を減じるように動作させるものであっても
よい。また、二次側サイクルＢの圧力を検知して、一次
側と比較することにより、圧縮機の運転周波数の変化速
度をかえるようにしてもよい。

【００３２】次に運転停止時における動作について説明
する。一次側サイクルＡは、圧縮機１０の運転を停止す
ることで、一次側サイクルＡ内の冷媒の循環は停止す
る。しかし、運転停止時には、一次側サイクルＡ内は、
熱源側熱交換器２０側の配管と媒体間熱交換器４０側の
配管との間で圧力差が生じており、媒体間熱交換器４０
内は高圧の状態にある。そして時間の経過とともに、徐
々に圧力は低下する。従って、このような一次サイクル
Ａ内の圧力の低下状態を、圧力検知手段７０によって検
知し、圧力制御手段８０によって二次側サイクルＢ内の
圧力を低下させる。このように二次側サイクルＢ内の圧
力を、一次側サイクルＡの圧力低下に追従させて下降さ
せることで、媒体間熱交換器４０内の一次流路４０Ａと
二次流路４０Ｂとの圧力差が所定圧以上にならないよう
に制御する。そして、一次側サイクルＡ内の圧力が所定
圧まで降下したところで圧力検知手段７０と圧力制御手
段８０を停止する。このように、圧縮機１０の運転停止
後においても、一次側サイクルＡ内の圧力が所定圧に降
下するまで、圧力検知手段７０と圧力制御手段８０を作
動させることで、媒体間熱交換器４０内に大きな圧力差
が生じるのを防止することができる。なお、上記のよう
に圧縮機１０の運転停止後、一次側サイクルＡ内の圧力
を必ずしも検知しなくても、圧縮機１０の運転停止後、
あらかじめ設定した時間、圧力制御手段８０を動作させ
ることでもよい。この場合には、あらかじめ設定した時
間が経過する間、圧力制御手段８０によって、二次側サ
イクルＢ内の圧力を徐々に低下させることが好ましい
が、必ずしも徐々に低下させなくてもよい。なお、圧縮
機１０の停止の際には所定時間をかけて、徐々に運転周
波数を下げながら、圧力差の低下を行うようにするとよ
い。

【００３３】次に運転中に一次側サイクルＡ内の圧力が
極めて高い状態になった場合の動作について説明する。
圧力検知手段７０によって所定圧以上の圧力を検知した
場合には、圧力制御手段８０によって二次側サイクルＢ
を加圧することなく、圧縮機１の回転数を低下させ、絞
り装置３０の弁開度を大きくし、又は熱源側送風機２１
の回転数を上げることで一次側サイクルＡ内の圧力を低
下させる。また、圧縮機１０の運転を停止することによ
って一次側サイクルＡ内の圧力を低下させる。

【００３４】次に、本実施例における媒体間熱交換器４
０の概略構成について図２に基づいて説明する。本実施
例における媒体間熱交換器４０はプレート式熱交換器を
用いている。同図に示すように、媒体間熱交換器４０
は、波状のリブ、又は半球状の突起を作った伝熱プレー
ト４１，４２，４３，４４を、フィルタプレスのよう
に、ガスケットを介して重ね合わせて締め付け、各伝熱
プレート４１，４２，４３，４４間に薄い長方形断面状
の流路を形成している。ここで、伝熱プレート４１と伝
熱プレート４２との間、伝熱プレート４３と伝熱プレー
ト４４との間の二次側流路４０Ｂを二次媒体ｂが流れ、
伝熱プレート４２と伝熱プレート４３との間の一次側流
路４０Ａを一次媒体ａが流れるように、１枚おきに一次
媒体と二次媒体とが交互に流れる構成となっている。図
中、矢印の向きは媒体の流れる方向を示している。本実
施例の媒体間熱交換器４０は、一次側流路４０Ａと二次
側流路４０Ｂとの圧力差を小さくすることで、媒体間熱
交換器４０の構成部材であるプレート４１，４２，４
３，４４を薄くし、また熱伝達向上のためのパターン形
成を容易にでき、熱交換効率を向上させることができ
る。なお本実施例のように、一次媒体ａと二次媒体ｂと
がプレート４１，４２，４３，４４間で対向流となるよ
うに構成することで熱伝達効率を高めることができる。
また一方では、一次媒体ａと二次媒体ｂとの流入方向を
同じとすることで、特に媒体間熱交換器４０内での流通
抵抗による圧力損失が大きい場合に、入口側と出口側で
の両媒体間の圧力差を少なくすることができる。即ち媒
体の流入方向は、効率を高めるように、適宜選択すれば
よい。また、媒体間熱交換器は、空気調和機の室外機の
ように限られた空間の中に配置することが多いため、構
成する容積が制約されることが多いが、本発明ではプレ
ートの厚みを薄くすることで一定容積の中でより多くの
流路を形成することができ、圧力損失、伝熱効率などの
面で有効に構成できる。

【００３５】以下本発明の冷凍サイクル装置の他の実施
例を図３に基づいて説明する。図３は同実施例の冷凍サ
イクル図である。なお、本実施例においては、上記実施
例と同一機能を有する部材には同一番号を付して説明を
省略する。本実施例においては、上記実施例における圧
力検知手段７０及び圧力制御手段８０に代えて、圧力伝
達体９０を設けたものである。この圧力伝達体９０は、
一次側サイクルＡの配管と接続した一次側配管９２と、
二次側サイクルＢの配管と接続した二次側配管９３と、
一次側配管９２内の圧力と二次側配管９３内の圧力によ
って摺動可能な弁体９１とを有している。一次側配管９
２は、媒体間熱交換器４０の一次側流路４０Ａの入口側
配管、すなわち、圧縮機１０の吐出管から一次側流路４
０Ａ入口までの配管に接続している。なお、この一次側
配管９２は、媒体間熱交換器４０の一次側流路４０Ａに
接続してもよい。二次側配管９３は、媒体間熱交換器４
０の二次側流路４０Ｂの入口側配管、すなわち、ポンプ
５０の吐出管から二次側流路４０Ｂ入口までの配管に接
続している。なお、二次側配管９３は、媒体が非圧縮性
流体である場合、二次側サイクルのどの場所に設けても
構わない。

【００３６】以下にこの圧力伝達体９０の動作について
説明する。一次側サイクルＡの圧力が上昇し、二次側サ
イクルＢの圧力より大きくなると、一次側サイクルＡ内
の一次側媒体は、一次側配管９２を通って圧力伝達体９
０内に流入し、弁体９１に一次側サイクルの圧力を伝え
る。従って、弁体９１は、同図において右方向に移動す
るような圧力を受ける。この弁体９１の移動によって圧
力伝達体９０内の二次側媒体は、二次側配管９３を通っ
て二次側サイクルＢ内に流入する。従って、二次側サイ
クルＢ内の圧力は上昇する。このとき、弁体９１は、一
次側サイクルＡ側の圧力と二次側サイクルＢ内の圧力が
等しくなるまで移動し、等圧になったところで停止す
る。一方、一次側サイクルＡ内の圧力が低下すると、二
次側サイクルＢ内の二次側媒体は、二次側配管９３を通
って圧力伝達体９０内に流入する。従って、弁体９１
は、同図において左方向に移動する。従って、二次側サ
イクルＢ内の圧力は低下する。なお弁体９１の移動によ
って圧力伝達体９０内の一次側媒体は、一次側配管９２
を通って一次側サイクルＡ内に流入する。このとき、弁
体９１は、一次側サイクルＡ側の圧力と二次側サイクル
Ｂ内の圧力が等しくなるまで移動し、等圧になったとこ
ろで停止する。なお、この圧力伝達体９０は、移動壁や
両媒体間の圧力差に耐えうるダイアフラム式調節弁よう
なものであってもよい。隔膜の両面に生ずる差圧を利用
して圧力を調節し、圧力調節器により圧力を調節するこ
とができる。

【００３７】以下本発明の冷凍サイクル装置の他の実施
例を図４に基づいて説明する。図４は同実施例の冷凍サ
イクル図である。なお、本実施例においては、上記実施
例と同一機能を有する部材には同一番号を付して説明を
省略する。本実施例においては、図１に示す実施例の構
成に加えて、バイパス管１５を設けたものである。この
バイパス管１５は、一端を圧縮機１０と媒体間熱交換器
４０との間の高圧側配管と接続し、他端を熱源側熱交換
器２０と圧縮機１０との間の低圧側配管と接続してい
る。また、このバイパス管１５には、バイパス管１５の
流路の開閉を行う開閉弁１６を設けている。

【００３８】次にこのバイパス管１５を用いる場合につ
いて説明する。このバイパス管１５は、運転中に一次側
サイクルＡ内の圧力が極めて高い状態になった場合に用
いるものである。すなわち、圧力検知手段７０によって
所定圧以上の圧力を検知した場合には、圧力制御手段８
０によって二次側サイクルＢを加圧することなく、開閉
弁１６を開放して一次側サイクルＡ内の圧力を低下させ
る。この場合、圧縮機１０の運転を停止し、また絞り装
置３０の弁開度を大きくすることによって、一次側サイ
クルＡ内の圧力をさらに迅速に低下させることができ
る。ここで絞り装置３０がキャピラリーチューブの場合
には、絞り装置３０をバイパスする回路を別途設けて、
バイパス管１５の開閉とともにこの回路を開放すること
が好ましい。なお、気液分離器等を備えたサイクルであ
れば、上記のようなバイパス管１５を設けることなく、
気液分離器等によるバイパス回路を利用することもでき
る。

【００３９】以下本発明の冷凍サイクル装置の他の実施
例を図５に基づいて説明する。図５は同実施例の冷凍サ
イクル図である。なお、本実施例においては、上記実施
例と同一機能を有する部材には同一番号を付して説明を
省略する。本実施例においては、一次側サイクルＡに
は、媒体間熱交換器４０の一次側流路４０Ａの圧力を検
知する一次側圧力検知手段７０Ａを有し、二次側サイク
ルＢには、媒体間熱交換器４０の二次側流路４０Ｂの圧
力を検知する二次側圧力検知手段７０Ｂを有している。
なお、これら一次側圧力検知手段７０Ａ及び二次側圧力
検知手段７０Ｂについては、上記実施例で説明したよう
に、配管内の圧力を直接検知することなく、凝縮温度や
蒸発温度などから圧力を推定するものであってもよく、
その他圧力検知手段７０として説明した実施形態を適宜
適用することができる。これら一次側圧力検知手段７０
Ａ及び二次側圧力検知手段７０Ｂで検知される圧力信号
は、配管内の圧力を調整する圧力制御手段８１に入力さ
れる。圧力制御手段８１では、これらの圧力信号を比較
し圧力差が所定圧以上となったときには一次側サイクル
Ａ又は二次側サイクルＢの圧力を調整する信号を出力す
る。圧力制御手段８１は、一次側圧力検知手段７０Ａ及
び二次側圧力検知手段７０Ｂで検知したそれぞれの圧力
の差が所定圧以上となったときには、圧縮機１０、絞り
装置３０、ポンプ５０、熱源側送風機２１、利用側送風
機６１、バイパス管１５に設けた開閉弁１６をそれぞれ
別個に、又は適宜組み合わせて制御する。一つの方法と
しては、検知圧力の高い方のサイクルの運転を停止、す
なわち圧縮機１０又はポンプ５０の運転を停止する。こ
のように運転の停止によって媒体間熱交換器の保護が可
能となる。また他の方法としては、利用側熱交換器６０
に設けた利用側送風機６１の回転数を変更する。すなわ
ち、一次側サイクルＡの圧力が二次側サイクルＢの圧力
より高い場合には、二次側サイクルＢの圧力が高くなる
ように利用側送風機６１の回転数を変更し、二次側サイ
クルＡの圧力が一次側サイクルＡの圧力より高い場合に
は、二次側サイクルＢの圧力が低くなるように利用側送
風機６１の回転数を変更する。このように利用側送風機
６１の回転数を変更する方法によれば、サイクルの運転
を停止させるときのように急激な圧力変化が無い。また
他の方法としては、熱源側熱交換器２０に設けた熱源側
送風機２１の回転数を変更する。すなわち、一次側サイ
クルＡの圧力が二次側サイクルＢの圧力より高い場合に
は、一次側サイクルＡの圧力が低くなるように熱源側送
風機２１の回転数を変更し、二次側サイクルＡの圧力が
一次側サイクルＡの圧力より高い場合には、一次側サイ
クルＡの圧力が高くなるように熱源側送風機２１の回転
数を変更する。このように熱源側送風機２１の回転数を
変更する方法によれば、サイクルの運転を停止させると
きのように急激な圧力変化が無く、また利用側送風機６
１の回転数を変更する場合と比べて応答性が良い。また
他の方法としては、減圧装置３０の弁開度を変更する方
法や、開閉弁１６によってバイパス管１５を開放する方
法、圧縮機１０の回転数を変更する方法をとることもで
きる。これらの方法によれば、容易に圧力調整を行うこ
とが可能であり、高速に圧力低下を実現でき、サイクル
の応答性も良い。なお、一次側サイクルＡと二次側サイ
クルＢとをともに制御対象とする場合には、二次側サイ
クルＢの圧力を優先的に制御し、二次側サイクルＢの圧
力が制御範囲を越えた時に一次側サイクルＡの圧力を制
御することが好ましい。二次側サイクルＢの圧力を優先
的に制御することで、一次側サイクルＡの運転効率への
影響を最小とすることができる。

【００４０】以下本発明の冷凍サイクル装置の他の実施
例を図６に基づいて説明する。図６は同実施例の冷凍サ
イクル図である。なお、本実施例においては、上記実施
例と同一機能を有する部材には同一番号を付して説明を
省略する。本実施例においても、上記実施例と同様に、
一次側サイクルＡには、媒体間熱交換器４０の一次側流
路４０Ａの圧力を検知する一次側圧力検知手段７０Ａを
有し、二次側サイクルＢには、媒体間熱交換器４０の二
次側流路４０Ｂの圧力を検知する二次側圧力検知手段７
０Ｂを有している。また一次側サイクルＡには、媒体間
熱交換器４０の入口側と出口側とにそれぞれ第一の流路
切替弁１７Ａと第二の流路切替弁１７Ｂとを設け、第一
の流路切替弁１７Ａと第二の流路切替弁１７Ｂとをバイ
パス管路１８によって接続している。このバイパス管路
１８には冷媒貯留手段１９を設けている。なお、一次側
圧力検知手段７０Ａ及び二次側圧力検知手段７０Ｂにつ
いては、上記実施例で説明したように、配管内の圧力を
直接検知することなく、凝縮温度や蒸発温度などから圧
力を推定するものであってもよく、その他圧力検知手段
７０として説明した実施形態を適宜適用することができ
る。なお図示は省略するが、これら一次側圧力検知手段
７０Ａ及び二次側圧力検知手段７０Ｂで検知される圧力
信号は、上記実施例で説明した圧力制御手段に入力され
る。本実施例によれば、圧力制御手段によって第一の流
路切替弁１７Ａと第二の流路切替弁１７Ｂとの切替を制
御する。すなわち、圧力差が所定圧以上となったときに
はバイパス管路１８を流れるように第一の流路切替弁１
７Ａと第二の流路切替弁１７Ｂを切り替える。このよう
なバイパス管路１８を設けることで、特に急激な圧力変
化から媒体間熱交換器を保護することができる。また、
バイパス管路１８に冷媒貯留手段１９を設けることで、
冷媒量が相対的に増大することによる衝撃を吸収し、よ
り破壊に対する安全性を高めることができる。なお、本
実施例で説明したバイパス管路１８の切替制御を、図５
等の実施例で説明した他の手段と併用することで、圧力
差の調整をより確実に行うことができる。

【００４１】以下本発明の冷凍サイクル装置の他の実施
例を図７に基づいて説明する。図７は同実施例の冷凍サ
イクル図である。なお、本実施例においては、上記実施
例と同一機能を有する部材には同一番号を付して説明を
省略する。本実施例は、図３に示す圧力伝達体９０の他
の実施例を示すものである。本実施例による圧力伝達体
９０は、一次側配管９２内の圧力と二次側配管９３内の
圧力によって摺動可能な弁体９１Ａ、９１Ｂを有してい
る。弁体９１Ａは一次側配管９２側に、弁体９１Ｂは二
次側配管９３側に設けるとともに、弁体９１Ａと弁体９
１Ｂとの間には、空気などの圧縮性媒体からなる緩衝媒
体９４を設けている。以下にこの圧力伝達体９０の動作
について説明する。一次側サイクルＡの圧力が上昇し、
二次側サイクルＢの圧力より大きくなると、一次側サイ
クルＡ内の一次側媒体は、一次側配管９２を通って圧力
伝達体９０内に流入する。従って、弁体９１Ａは、同図
において右方向に移動する。この弁体９１Ａの移動によ
って弁体９１Ｂも同一方向に移動する。しかし、弁体９
１Ａに急激な圧力が加わった場合には、緩衝媒体９４が
圧縮されるため弁体９１Ｂには即時に圧力は加わらず、
圧力変動は緩衝されて伝達される。そして伝達体９０内
の二次側媒体は、二次側配管９３を通って二次側サイク
ルＢ内に流入する。従って、二次側サイクルＢ内の圧力
は上昇する。このとき、弁体９１は、一次側サイクルＡ
側の圧力と二次側サイクルＢ内の圧力が等しくなるまで
移動し、等圧になったところで停止する。一方、一次側
サイクルＡ内の圧力が低下すると、二次側サイクルＢ内
の二次側媒体は、二次側配管９３を通って圧力伝達体９
０内に流入する。従って、弁体９１Ｂ、弁体９１Ａは同
図において左方向に移動する。緩衝媒体９４の働きにつ
いては上記と同様となる。また弁体９１Ａ、９１Ｂは圧
力変化を徐々に伝達するように、圧力伝達体９０のケー
シングに対して一定の摩擦抵抗を持って移動するように
してもよいし、バネなどを組み込み、抵抗を付けるよう
にしてもよい。

【００４２】なお、上記実施例では、一次側サイクルＡ
を暖房運転時の冷媒流れで説明したが、冷房運転時にも
適用できる。この場合、圧力検知手段７０は、絞り装置
３０から媒体間熱交換器４０の間の配管に設けることが
好ましい。但し、一次側サイクルＡが、四方弁を有する
冷暖房可能なサイクルである場合には、圧力検知手段７
０を、圧縮機１０から媒体間熱交換器４０までの間の配
管に設けることが好ましい。冷房運転時よりも暖房運転
時において、媒体間熱交換器４０は高圧状態になるため
である。なお、このような冷暖房可能なサイクルである
場合には、高圧状態となる暖房運転時に圧力調整手段を
動作させ、冷房運転時には動作させないことも可能であ
る。また、上記実施例では、媒体間熱交換器４０をプレ
ート式熱交換器で説明したが、二重管式の熱交換器等で
あっても配管厚さを薄くでき、熱交換効率を高めること
ができる。また、上記実施例では、一次側サイクルＡに
圧縮機１０を用いたもので説明したが冷媒加熱器を用い
たものであっても同様である。この場合には冷媒加熱量
を制御することによって一次側サイクルＡ内の圧力を調
整することができる。また、上記実施例では、二次側サ
イクルとして水などの非圧縮性流体を作動媒体としてポ
ンプ５０による循環サイクルで説明したが、一次側サイ
クルと同様な冷凍サイクルとしてもよく、かかる場合に
は利用側送風機６１の回転数制御によっても二次側サイ
クルの圧力を調整することができる。

【００４３】

【発明の効果】以上の説明から明らかなように、媒体間
熱交換器を構成する一次側流路と二次側流路とを流れる
それぞれの媒体による圧力差が無いようにまたは小さく
することで、プレートなどの媒体間熱交換器を構成する
部材を、強度に拘束されず、熱をより伝えやすい形状、
構造又は材質とすることを可能とし、媒体間熱交換器で
の熱交換効率の向上を図ることができるようにするとと
もに、プレートや伝熱管の薄膜化により、単位体積当た
りのプレート数（流路数）を多くし、伝熱面積を拡大さ
せることにより熱交換器の効率を向上させ、ひいては冷
凍サイクル自体の効率向上を図ることが可能となる。ま
た、上記のように構成した冷凍サイクルにおいて、媒体
間熱交換器が、プレートなどを薄膜化しても通常の動作
で破壊される事なく運転されるようになる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施例による冷凍サイクル図

【図２】同実施例に用いる媒体間熱交換器の要部構成図

【図３】本発明の他の実施例による冷凍サイクル図

【図４】本発明の他の実施例による冷凍サイクル図

【図５】本発明の他の実施例による冷凍サイクル図

【図６】本発明の他の実施例による冷凍サイクル図

【図７】本発明の他の実施例による冷凍サイクル図

【図８】従来の冷凍サイクル図

【符号の説明】

Ａ一次側サイクルＢ二次側サイクル１０圧縮機１５バイパス管２０熱源側熱交換器３０絞り装置４０媒体間熱交換器５０ポンプ６０利用側熱交換器７０圧力検知手段８０圧力調整手段９０圧力伝達体

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者藤高章大阪府門真市大字門真1006番地松下電器産業株式会社内Ｆターム(参考） 3L092 AA14 BA11 BA28 EA03 FA24

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】圧縮機、熱源側熱交換器、減圧装置、及
び媒体間熱交換器によって構成され、熱源と熱交換を行
う一次側サイクルと、利用側熱交換器及び流体循環装置
を有し、前記媒体間熱交換器を介して前記一次側サイク
ルと熱交換を行い前記利用側熱交換器への熱移動を行う
二次側サイクルとを有する冷凍サイクル装置であって、
前記媒体間熱交換器の前記一次側サイクル側の圧力を検
知する一次側圧力検知手段と、前記一次側圧力検知手段
により検知された圧力から所定範囲の圧力差以下に前記
二次側サイクルの圧力を調整する圧力制御手段とを設け
たことを特徴とする冷凍サイクル装置。
【請求項２】前記一次側サイクルが四方弁を備えてい
ることを特徴とする請求項１に記載の冷凍サイクル装
置。
【請求項３】前記媒体間熱交換器を凝縮器として用い
る場合には、前記一次側圧力検知手段は、前記媒体間熱
交換器の前記一次側サイクルを流れる熱媒体の凝縮温度
を検知し得る位置に配置されて、当該部位の温度を検知
して、当該部位の圧力を推定することを特徴とする請求
項１に記載の冷凍サイクル装置。
【請求項４】前記媒体間熱交換器を蒸発器として用い
る場合には、前記一次側圧力検知手段は、前記媒体間熱
交換器における前記一次側サイクルの熱媒体の蒸発温度
を検知し得る位置に配置されて、当該部位の温度を検知
し、当該部位の圧力を推定することを特徴とする請求項
１に記載の冷凍サイクル装置。
【請求項５】前記一次側圧力検知手段は、前記媒体間
熱交換器の入口部分の圧力を検知することを特徴とする
請求項１に記載の冷凍サイクル装置。
【請求項６】前記一次側圧力検知手段は、前記媒体間
熱交換器の流路略中央部分の圧力を検知することを特徴
とする請求項１に記載の冷凍サイクル装置。
【請求項７】前記圧力制御手段の動作を、前記一次側
サイクルの運転停止後、所定時間継続させることを特徴
とする請求項１から請求項６のいずれかに記載の冷凍サ
イクル装置。
【請求項８】前記圧力制御手段との動作を、前記一次
側サイクルの運転停止後、前記一次側サイクルの圧力が
所定圧に低下するまで継続させることを特徴とする請求
項１から請求項６のいずれかに記載の冷凍サイクル装
置。
【請求項９】前記媒体間熱交換器の前記二次側サイク
ル側の圧力を検知する二次側圧力検知手段を設け、前記
圧力制御手段の動作を、前記一次側サイクルの運転停止
後、前記一次側圧力検知手段で検知される圧力と前記二
次側圧力検知手段で検知される圧力との圧力差が所定範
囲内の圧力差になるまで継続させることを特徴とする請
求項１から請求項６のいずれかに記載の冷凍サイクル装
置。
【請求項１０】圧縮機、熱源側熱交換器、減圧装置、
及び媒体間熱交換器によって構成され、熱源と熱交換を
行う一次側サイクルと、利用側熱交換器及び流体循環装
置を有し、前記媒体間熱交換器を介して前記一次側サイ
クルと熱交換を行い前記利用側熱交換器への熱移動を行
う二次側サイクルとを有する冷凍サイクル装置であっ
て、前記媒体間熱交換器の前記一次側サイクル側の圧力
を検知する一次側圧力検知手段と、前記媒体間熱交換器
の前記二次側サイクル側の圧力を検知する二次側圧力検
知手段と、前記一次側圧力検知手段で検知される圧力と
前記二次側圧力検知手段で検知される圧力との圧力差が
所定圧以上となったときには検知圧力の高い方のサイク
ルの運転を停止する圧力制御手段とを設けたことを特徴
とする冷凍サイクル装置。
【請求項１１】圧縮機、熱源側熱交換器、減圧装置、
及び媒体間熱交換器によって構成され、熱源と熱交換を
行う一次側サイクルと、利用側熱交換器及び流体循環装
置を有し、前記媒体間熱交換器を介して前記一次側サイ
クルと熱交換を行い前記利用側熱交換器への熱移動を行
う二次側サイクルとを有する冷凍サイクル装置であっ
て、前記媒体間熱交換器の前記一次側サイクル側の圧力
を検知する一次側圧力検知手段と、前記媒体間熱交換器
の前記二次側サイクル側の圧力を検知する二次側圧力検
知手段とを設け、前記一次側圧力検知手段で検知される
圧力と前記二次側圧力検知手段で検知される圧力との圧
力差が所定圧以上となったときには前記利用側熱交換器
に設けた利用側送風機の回転数を変更することを特徴と
する冷凍サイクル装置。
【請求項１２】圧縮機、熱源側熱交換器、減圧装置、
及び媒体間熱交換器によって構成され、熱源と熱交換を
行う一次側サイクルと、利用側熱交換器及び流体循環装
置を有し、前記媒体間熱交換器を介して前記一次側サイ
クルと熱交換を行い前記利用側熱交換器への熱移動を行
う二次側サイクルとを有する冷凍サイクル装置であっ
て、前記媒体間熱交換器の前記一次側サイクル側の圧力
を検知する一次側圧力検知手段と、前記媒体間熱交換器
の前記二次側サイクル側の圧力を検知する二次側圧力検
知手段とを設け、前記一次側圧力検知手段で検知される
圧力と前記二次側圧力検知手段で検知される圧力との圧
力差が所定圧以上となったときには前記熱源側熱交換器
に設けた熱源側送風機の回転数を変更することを特徴と
する冷凍サイクル装置。
【請求項１３】圧縮機、熱源側熱交換器、減圧装置、
及び媒体間熱交換器によって構成され、熱源と熱交換を
行う一次側サイクルと、利用側熱交換器及び流体循環装
置を有し、前記媒体間熱交換器を介して前記一次側サイ
クルと熱交換を行い前記利用側熱交換器への熱移動を行
う二次側サイクルとを有する冷凍サイクル装置であっ
て、前記媒体間熱交換器の前記一次側サイクル側の圧力
を検知する一次側圧力検知手段と、前記媒体間熱交換器
の前記二次側サイクル側の圧力を検知する二次側圧力検
知手段とを設け、前記一次側圧力検知手段で検知される
圧力と前記二次側圧力検知手段で検知される圧力との圧
力差が所定圧以上となったときには前記減圧装置の弁開
度を変更することを特徴とする冷凍サイクル装置。
【請求項１４】圧縮機、熱源側熱交換器、減圧装置、
及び媒体間熱交換器によって構成され、熱源と熱交換を
行う一次側サイクルと、利用側熱交換器及び流体循環装
置を有し、前記媒体間熱交換器を介して前記一次側サイ
クルと熱交換を行い前記利用側熱交換器への熱移動を行
う二次側サイクルとを有する冷凍サイクル装置であっ
て、前記媒体間熱交換器の前記一次側サイクル側の圧力
を検知する一次側圧力検知手段と、前記媒体間熱交換器
の前記二次側サイクル側の圧力を検知する二次側圧力検
知手段と、前記一次側サイクルの高圧側配管と低圧側配
管をバイパスするバイパス管とを設け、前記一次側圧力
検知手段で検知される圧力と前記二次側圧力検知手段で
検知される圧力との圧力差が所定圧以上となったときに
は前記バイパス管を開放することを特徴とする冷凍サイ
クル装置。
【請求項１５】圧縮機、熱源側熱交換器、減圧装置、
及び媒体間熱交換器によって構成され、熱源と熱交換を
行う一次側サイクルと、利用側熱交換器及び流体循環装
置を有し、前記媒体間熱交換器を介して前記一次側サイ
クルと熱交換を行い前記利用側熱交換器への熱移動を行
う二次側サイクルとを有する冷凍サイクル装置であっ
て、前記媒体間熱交換器の前記一次側サイクル側の圧力
を検知する一次側圧力検知手段と、前記媒体間熱交換器
の前記二次側サイクル側の圧力を検知する二次側圧力検
知手段とを設け、前記一次側圧力検知手段で検知される
圧力と前記二次側圧力検知手段で検知される圧力との圧
力差が所定圧以上となったときには前記圧縮機の回転数
を変更することを特徴とする冷凍サイクル装置。
【請求項１６】圧縮機、熱源側熱交換器、減圧装置、
及び媒体間熱交換器によって構成され、熱源と熱交換を
行う一次側サイクルと、利用側熱交換器及び流体循環装
置を有し、前記媒体間熱交換器を介して前記一次側サイ
クルと熱交換を行い前記利用側熱交換器への熱移動を行
う二次側サイクルとを有する冷凍サイクル装置であっ
て、前記媒体間熱交換器の前記一次側サイクル側の圧力
を検知する一次側圧力検知手段と、前記媒体間熱交換器
の前記二次側サイクル側の圧力を検知する二次側圧力検
知手段とを設け、前記一次側圧力検知手段で検知される
圧力と前記二次側圧力検知手段で検知される圧力との圧
力差が所定圧以上となったときには前記二次側サイクル
の圧力を優先的に制御し、前記二次側サイクルの圧力が
制御範囲を越えた時に前記一次側サイクルの圧力を制御
することを特徴とする冷凍サイクル装置。
【請求項１７】圧縮機、熱源側熱交換器、減圧装置、
及び媒体間熱交換器によって構成され、熱源と熱交換を
行う一次側サイクルと、利用側熱交換器及び流体循環装
置を有し、前記媒体間熱交換器を介して前記一次側サイ
クルと熱交換を行い前記利用側熱交換器への熱移動を行
う二次側サイクルとを有する冷凍サイクル装置であっ
て、前記媒体間熱交換器の前記一次側サイクル側の圧力
を検知する一次側圧力検知手段と、前記媒体間熱交換器
の前記二次側サイクル側の圧力を検知する二次側圧力検
知手段とを設け、前記一次側サイクルには、前記媒体間
熱交換器の入口側と出口側とにそれぞれ第一、第二の流
路切替弁とを設け、前記第一の流路切替弁と前記第二の
流路切替弁とをバイパス管路によって接続し、運転条
件、前記一次側圧力検知手段及び前記二次側圧力検知手
段の両方またはいずれかで検知された圧力に応じて前記
バイパス管路を切り替えることを特徴とする冷凍サイク
ル装置
【請求項１８】前記バイパス管路に、冷媒貯留手段を
設けたことを特徴とする請求項１７に記載の冷凍サイク
ル装置。
【請求項１９】圧縮機、熱源側熱交換器、減圧装置、
及び媒体間熱交換器によって構成され、熱源と熱交換を
行う一次側サイクルと、利用側熱交換器及び流体循環装
置を有し、前記媒体間熱交換器を介して前記一次側サイ
クルと熱交換を行い前記利用側熱交換器への熱移動を行
う二次側サイクルとを有する冷凍サイクル装置であっ
て、前記媒体間熱交換器の前記一次側サイクルの圧力を
前記二次側サイクルに伝達する圧力伝達手段を設けたこ
とを特徴とする冷凍サイクル装置。
【請求項２０】前記圧力伝達手段に、前記一次側サイ
クルの圧力の変動を緩衝して前記二次側サイクルに圧力
を伝達する圧力伝達緩衝手段を設けたことを特徴とする
請求項１９に記載の冷凍サイクル装置
【請求項２１】前記二次側サイクルに用いる媒体とし
て、動作環境において非圧縮性である流体を用いること
を特徴とする請求項１から請求項２０のいずれかに記載
の冷凍サイクル装置。