JP2002098427A - ヒートポンプ装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 組成制御用の各部品を収納するために、室外
機内部の配管構成が複雑になり、また室外機箱体の大型
化などの課題に対し、その必要がなく、また、通常のヒ
ートポンプ装置と能力制御が可能なヒートポンプ装置を
簡単に切換できる装置を提供する。 【解決手段】 非共沸混合冷媒を封入した室外機２１と
は別の箱体内部に一体として構成された組成調整装置２
５を設け、組成制御装置２５と室外機２１を接続する接
続配管２６，２７は、室外機２１に設けた開閉弁２８，
２９において脱着可能なように構成し、また、組成制御
装置の運転用電磁弁を駆動するための信号線３０，３１
も室外機２１の電子基板において脱着可能にする。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、非共沸混合冷媒を
用いた空調機の循環冷媒組成を冷媒精留塔により可変
し、負荷に対応した能力を発生させることができるヒー
トポンプ装置の改良に関する。

【０００２】

【従来の技術】非共沸混合冷媒を用い、精留塔を用いて
主回路を流れる循環組成を可変するヒートポンプ装置と
しては、本出願人が先に出願したわれわれは、特願平１
１−９６３０５号の願書に添付した明細書と図面に示し
ているものがある。

【０００３】以下、図面を参照しながら上記従来のヒー
トポンプ装置を説明する。

【０００４】図１１は、従来のヒートポンプ装置のシス
テム構成図であり、非共沸混合冷媒が封入され、圧縮機
１、四方弁２、室外熱交換器３、室外絞り装置４、室内
絞り装置５、室内熱交換器６を環状に配管接続し、室外
絞り装置４と並列に冷房運転時に室外絞り装置４をバイ
パスするように逆止弁７を設け、また、室内絞り装置５
と並列に暖房運転時に室内絞り装置５をバイパスするよ
うに逆止弁８を設けて冷凍サイクルの主回路を構成して
いる。

【０００５】９は精留分離器（精留塔）であり、内部に
充填材（図示せず）が充填された鉛直方向に長い直管で
構成されている。また、精留分離器９の頂部は冷却器１
０を介して貯留器１１の頂部と連通しており、また、貯
留器１１の底部は精留分離器９の頂部と連通しており、
精留分離器９の頂部と冷却器１０および貯留器１１を環
状に接続した回路を形成している。

【０００６】また、精留分離器９の底部と、室外絞り装
置４と室内絞り装置５との間の配管とを、副絞り装置１
２および開閉弁１３を介して接続している。また、精留
分離器９の底部と、圧縮機１と四方弁２との間の吸入配
管とを、副絞り装置１４と冷却器１０とを介して接続す
ると共に、冷却器１０において、精留分離器９の底部か
ら副絞り装置１４を経て圧縮機１の吸入配管へ向かう冷
媒と、精留分離器９の頂部の冷媒とが間接的に熱交換す
るように構成している。

【０００７】１５は室内熱交換器６などからなる室内機
であり、室内の空気温度（すなわち室内機１５の吸い込
み空気温度）を検知する室内温度センサー１６を備えて
いる。また、１７はあらかじめユーザーが所望の値に設
定した設定空気温度値を記憶する記憶装置である。

【０００８】１８は演算制御装置で、記憶装置１７の設
定空気温度ｔｏと室内温度センサー１６で検知した吸い
込み空気温度ｔとを比較し、吸い込み空気温度ｔと設定
空気温度ｔｏとの温度差の絶対値が一定値△ｔ以下の場
合には開閉弁１２を開放し、吸い込み空気温度ｔと設定
空気温度ｔｏとの温度差の絶対値が一定値△ｔを超えた
場合には開閉弁１２を閉止するように動作する。

【０００９】次に、このような構成からなるヒートポン
プ装置において、その動作を説明する。

【００１０】冷房時、圧縮機１の起動直後など冷房能力
を必要としている場合、開閉弁１２は閉止する。この状
態で、圧縮機１から吐出した冷媒は、四方弁２、室外熱
交換器３に高温冷媒が流れ、凝縮液化し逆止弁７を通過
して、高圧のまま室内絞り装置５に流入する。

【００１１】ここにおいて、負荷判定を行い、室内温度
センサー１６で検知された室内機１５の吸い込み空気温
度ｔと記憶装置１７に記憶されている設定空気温度ｔｏ
との温度差の絶対値が一定値△ｔを超えた場合、すなわ
ち冷房負荷が大きい場合には、開閉弁１２の閉止信号が
演算制御装置１８から送られ、開閉弁１２は閉止された
ままとなる。

【００１２】したがって、逆止弁７を出た冷媒は、すべ
て室内絞り装置５を通過して低圧となり、室内熱交換器
６で蒸発して室内機１５の設置されている空間を冷却
し、その後、四方弁２を通って再び圧縮機１に吸入され
る。

【００１３】一方、開閉弁１２が閉止されているため、
冷却器１０、貯留器１１、精留分離器９は、圧縮機１の
吸入配管に接続されているため、低圧となり、冷媒の貯
留はない。

【００１４】こうすることにより、主回路の冷媒は充填
組成のままの混合された状態で、かつ冷媒量の多い状態
で運転され、負荷に適した能力の大きい運転ができる。

【００１５】次に、負荷判定を行い、室内温度センサー
１６で検知された室内機１５の吸い込み空気温度ｔと記
憶装置１７に記憶されている設定空気温度ｔｏとの温度
差の絶対値が一定値△ｔ以下の場合、すなわち冷房負荷
が小さい場合には、開閉弁１２の開放信号が演算制御装
置１８から送られ、開閉弁１２は開放されるため、逆止
弁７を出た高圧の冷媒の一部は、開閉弁１３、副絞り装
置１２を通過して精留分離器９の塔底に流入する。

【００１６】また、開閉弁１３を通過した一部の冷媒
は、副絞り装置１４を通って低圧まで減圧され、低温の
二相冷媒となって冷却器１０に流入し、ここで精留分離
器９の塔頂部の冷媒と間接的に熱交換する。

【００１７】ここにおいて、精留分離器９における精留
作用により貯留器１１には徐々に低沸点に富んだ冷媒組
成が貯留され、精留分離器９を下降し副絞り装置１４を
通過する冷媒は徐々に高沸点に富んだ組成となり、主回
路は徐々に高沸点に富んだ冷媒組成となる。

【００１８】また、貯留器１１に低沸点冷媒が貯留され
ているために主回路冷媒量を少なくすることができ、冷
媒量減少の効果も加えることにより、さらに能力セーブ
に寄与し、負荷に適した能力の運転ができるものであ
る。

【００１９】この状態で、負荷判定を行い、負荷が大き
くなり、室内温度センサー１６で検知された室内機１５
の吸い込み空気温度ｔと記憶装置１７に記憶されている
設定空気温度ｔｏとの温度差の絶対値が一定値△ｔを超
えた場合には、開閉弁１３の閉止信号が演算制御装置１
８から送られ、開閉弁１２は再び閉止され、貯留器１１
に貯留された冷媒は徐々に圧縮機１に吸引され、主回路
の冷媒組成は高能力な充填組成の状態に戻り、また冷媒
量も増加して、負荷に見合った能力の大きい運転ができ
る。

【００２０】このように、負荷の大小を室内機１５の吸
い込み空気温度ｔと設定空気温度ｔｏとの温度差の絶対
値で検知して、開閉弁１３を開閉するという簡単な操作
のみで、主回路の冷媒量と冷媒組成を負荷に見合った状
態に可変することにより、能力制御を行うことができる
ものである。

【００２１】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、このよ
うな従来のヒートポンプ装置では、精留分流器９、冷却
器１０、貯留器１１などの部品をヒートポンプ装置の室
外機の内部に配置していたため、室外機内部の配管構成
が複雑になるばかりでなく、室外機箱体の内部の空きス
ペースが少なくなるため、場合によっては、室外機本体
の箱体寸法を大きくするなどの対策が必要であった。

【００２２】また、通常の冷凍サイクル、すなわち圧縮
機１、四方弁２、室外熱交換器３、絞り装置４,５、室
内熱交換器６などから成る安価なヒートポンプ装置の要
求があった場合には、それを別に製造する必要があった
ため、製造に関わる工数も大幅に増加していた。

【００２３】本発明は従来の課題を解決するもので、精
留塔などの部品を設置するスペースを十分に確保でき、
室外機本体の寸法も大きくする必要がなく、また、いわ
ゆる通常の冷凍サイクルを有する装置を製造して共通に
使用することで、安価なヒートポンプ装置と能力制御が
可能なヒートポンプ装置を同時に実現できるヒートポン
プ装置を提供することを目的とする。

【００２４】

【課題を解決するための手段】本発明の請求項１に記載
の発明は、２種以上の冷媒を混合した非共沸混合冷媒を
封入し、圧縮機、凝縮器、絞り装置、蒸発器からなる空
調機と、前記空調機と着脱可能で、かつ前記空調機を循
環する非共沸混合冷媒の組成を調整可能とする組成調整
装置からなるヒートポンプ装置を構成したので、循環組
成を高沸点成分に富んだ冷媒組成または、低沸点成分に
富んだ冷媒組成に調整する組成調整装置を空調機と別に
設けたので、空調機のスペースに余裕がない場合でも、
設置が容易となる。

【００２５】また、いわゆる通常の冷凍サイクルを有す
る室外機に組成調整装置を付加する構成としたので、通
常の安価なヒートポンプ装置と能力調整が可能なヒート
ポンプ装置を組成調整装置の付加のありなしのみを選択
することで簡単に実現できる。

【００２６】本発明の請求項２に記載の発明は、請求項
１に記載の発明の組成調整装置を配管および電磁弁の信
号線によって空調機と着脱可能としたので、配管と信号
線の接続という簡単な作業で組成調整装置を空調機と着
脱できる。

【００２７】本発明の請求項３に記載の発明は、圧縮
機、四方弁、室外熱交換器、室外膨張弁、室内膨張弁、
室内熱交換器を環状に接続し、非共沸混合冷媒を封入し
た空調機と、前記空調機を循環する非共沸混合冷媒の循
環組成を高沸点成分に富んだ冷媒組成に調整する組成調
整装置とからなり、前記組成調整装置は前記空調機とは
別の箱体に一体として収納され、また、前記組成調整装
置は前記空調機と配管接続および配線接続によって着脱
可能としたものであり、循環組成を高沸点成分に富んだ
冷媒組成に調整する組成調整装置を空調機と別に設けた
ので、空調機のスペースに余裕がない場合でも、設置が
容易となる。

【００２８】また、いわゆる通常の冷凍サイクルを有す
る室外機に組成調整装置を付加する構成としたので、通
常の安価なヒートポンプ装置と能力セーブが可能な高効
率なヒートポンプ装置を組成調整装置の付加のありなし
のみを選択することで簡単に実現できる。

【００２９】本発明の請求項４に記載の発明は、圧縮
機、四方弁、室外熱交換器、室外膨張弁、室内膨張弁、
室内熱交換器を環状に接続し、非共沸混合冷媒を封入し
た空調機と、前記空調機を循環する非共沸混合冷媒の循
環組成を低沸点成分に富んだ冷媒組成に調整する組成調
整装置とからなり、前記組成調整装置は前記空調機とは
別の箱体に一体として収納され、また、前記組成調整装
置は前記空調機と配管接続および配線接続によって着脱
可能としたものであり、循環組成を低沸点成分に富んだ
冷媒組成に調整する組成調整装置を空調機と別に設けた
ので、空調機のスペースに余裕がない場合でも、設置が
容易となる。

【００３０】また、いわゆる通常の冷凍サイクルを有す
る室外機に組成調整装置を付加する構成としたので、通
常の安価なヒートポンプ装置と能力アップが可能なヒー
トポンプ装置を組成調整装置の付加のありなしのみを選
択することで簡単に実現できる。

【００３１】本発明の請求項５に記載の発明は、圧縮
機、四方弁、室外熱交換器、室外膨張弁、室内膨張弁、
室内熱交換器を環状に接続し、非共沸混合冷媒を封入し
た空調機と、前記空調機を循環する非共沸混合冷媒の循
環組成を高沸点成分および低沸点成分に富んだ冷媒組成
に調整する組成調整装置とからなり、前記組成調整装置
は前記空調機とは別の箱体に一体として収納され、ま
た、前記組成調整装置は配管および電磁弁の信号線によ
って前記空調機と着脱可能としたので、循環組成を高沸
点成分に富んだ組成から低沸点成分に富んだ冷媒組成ま
で調整する組成調整装置を空調機と別に設けたので、空
調機のスペースに余裕がない場合でも、設置が容易とな
り、また、循環組成を大きく変化させることができるの
で、空調機の能力調整範囲を大きく変化させることがで
き、空調負荷が大きく変化する場合にも十分対応でき
る。

【００３２】また、いわゆる通常の冷凍サイクルを有す
る室外機に組成調整装置を付加する構成としたので、通
常の安価なヒートポンプ装置と広範囲に能力制御が可能
なヒートポンプ装置を組成調整装置の付加のありなしの
みを選択することで簡単に実現できる。

【００３３】本発明の請求項６に記載の発明は、請求項
３に記載の発明に、内部に充填材を充填した精留塔を設
け、前記精留塔の頂部と冷却器および貯留器を環状に接
続した回路を形成し、前記精留塔の底部と、前記室内膨
張弁と前記室外膨張弁との間の配管とを第１の開閉弁、
第１の電磁弁、第１の副絞り装置の直列回路を介して着
脱可能なように接続し、同じく前記精留塔の底部と前記
圧縮機の吸入配管とを第２の副絞り装置、第２の電磁
弁、第２の開閉弁の直列回路を介して着脱可能なように
接続し、前記冷却器において、前記第２の副絞り装置の
出口配管と前記精留塔の頂部とが間接的に熱交換するよ
うに構成したものであり、組成調整装置と空調機とを２
本の配管で接続するという簡単な構成で、空調機の循環
組成を高沸点成分に富んだ冷媒組成に調整でき、付加に
応じた能力セーブが可能な高効率なヒートポンプ装置を
実現できる。

【００３４】また、いわゆる通常の冷凍サイクルを有す
る室外機に組成調整装置を配管２本で接続する構成とし
たので、通常の安価なヒートポンプ装置と能力セーブが
可能な高効率のヒートポンプ装置を配管の脱着により簡
単に実現できる。

【００３５】本発明の請求項７に記載の発明は、請求項
４に記載の発明に、内部に充填材を充填した精留分離器
を設け、下部に冷媒を貯留する貯留器と前記貯留器に貯
留する冷媒を加熱する加熱器を有し、前記冷媒精留塔の
頂部と前記室内膨張弁と前記室外膨張弁との間の配管と
を第１の開閉弁、第１の電磁弁、第１の副絞り装置の直
列回路を介して着脱可能なように接続し、同じく前記冷
媒精留塔の頂部と前記圧縮機の吸入配管とを第２の電磁
弁および第２の開閉弁の直列回路を介して着脱可能なよ
うに接続したものであり、組成調整装置と空調機とを２
本の配管で接続するという簡単な構成で、空調機の循環
組成を低沸点成分に富んだ冷媒組成に調整でき、付加に
応じた能力アップが可能なヒートポンプ装置を実現でき
る。

【００３６】また、いわゆる通常の冷凍サイクルを有す
る室外機に組成調整装置を配管２本で接続する構成とし
たので、通常の安価なヒートポンプ装置と能力アップが
可能なヒートポンプ装置を配管の脱着により簡単に実現
できる。

【００３７】本発明の請求項８に記載の発明は、請求項
７に記載の発明の加熱器の加熱源として、電気ヒータ
ー、または、冷媒精留塔の圧力よりも高圧なヒートポン
プ装置内の冷媒を用いたので、精留分離に必要な発生ガ
スの熱源としてヒーターを用いた場合には確実な加熱が
可能となり、精留分離に必要な発生ガスの確保が容易と
なる。また、加熱器の加熱源として、冷媒精留塔の圧力
よりも高圧なヒートポンプ装置内の冷媒、たとえば凝縮
器出口の液冷媒を用いた場合には、冷凍サイクルの凝縮
熱を有効に利用でき、冷房運転時には、空調機の循環組
成を低沸点成分に富んだ冷媒組成に調整して負荷に応じ
た能力アップを行いながら凝縮温度が低減され、冷凍サ
イクルの効率も改善される。

【００３８】本発明の請求項９に記載の発明は、請求項
５に記載の発明に、内部に充填材を充填した冷媒精留塔
を設け、前記精留塔の塔底と前記精留塔の塔底より低い
位置に配置した貯留器の上部とを第１の電磁弁を介して
接続し、前記精留塔の塔頂と前記貯留器の上部とを前記
貯留器から前記精留塔に向かって流入可能な第１の逆止
弁を介して接続し、前記精留塔の塔頂と冷却器とを接続
し、前記冷却器と前記貯留器の上部とを前記冷却器から
前記貯留器に向かって流入可能な第２の逆止弁を介して
接続し、前記貯留器の底部と前記精留塔の塔底とを前記
貯留器から前記精留塔に向かって流入可能な第３の逆止
弁と加熱器を介して接続し、前記室外膨張弁と前記室内
膨張弁の間の配管と第１の開閉弁の一方を接続し、他方
を第２の電磁弁、第１の副絞り装置の直列回路を介して
前記精留塔の塔頂と接続する回路と、第３の電磁弁、第
２の副絞り装置の直列回路を介して前記精留塔の塔底と
接続する回路に分岐する分岐部を設け、前記分岐部と前
記第１開閉弁との間を着脱可能なように接続し、前記圧
縮機の吸入配管と第２の開閉弁の一方を接続し、他方を
第３の副絞り装置、第４の電磁弁の直列回路を介して前
記冷却器と接続する回路と、第５の電磁弁、前記冷却
器、第４の副絞り装置を介して前記精留塔の塔底部に接
続する回路とに分岐する分岐部を設け、前記分岐部と前
記第１開閉弁との間を着脱可能なように接続し、前記冷
却器において前記精留塔の底部より前記第４の副絞り装
置を経て前記冷却器に流入する冷媒と前記精留塔塔頂よ
り前記冷却器に流入する冷媒とが間接的に熱交換するよ
うに接続し、前記第１から第５の電磁弁を駆動する信号
線により、空調機と着脱可能なように接続したので、循
環組成を高沸点成分に富んだ組成から低沸点成分に富ん
だ冷媒組成まで調整する組成調整装置を空調機と別に設
けたので、空調機のスペースに余裕がない場合でも、設
置が容易となり、また、循環組成を大きく変化させるこ
とができるので、空調機の能力調整範囲を大きく変化さ
せることができ、空調負荷が大きく変化する場合にも十
分対応できる。

【００３９】また、組成調整装置と空調機とを２本の配
管で接続するという簡単な構成で、空調機の循環組成を
低沸点成分に富んだ冷媒組成に調整でき、負荷に応じた
能力の調整が可能なヒートポンプ装置を実現できる。

【００４０】さらに、いわゆる通常の冷凍サイクルを有
する室外機に組成調整装置を配管２本で接続する構成と
したので、通常の安価なヒートポンプ装置と能力調整が
可能なヒートポンプ装置を配管の脱着により簡単に実現
できる。

【００４１】本発明の請求項１０に記載の発明は、請求
項６に記載の発明に、室内熱交換器を有する室内機の吸
い込み空気温度を検知する室内温度センサーと、あらか
じめ設定した設定空気温度と前記室内温度センサーで検
知した吸い込み空気温度との温度差が所定値以下になっ
た場合に、前記第１の電磁弁および前記第２の電磁弁を
開放し、また前記設定空気温度と前記吸い込み空気温度
との温度差が前記所定値を超えた場合に、前記第１の電
磁弁を閉止する演算制御装置を設けたので、簡単なセン
シングで負荷の大小を判断でき、設定温度との差が一定
値以下、すなわち、室内の負荷に比べ冷暖房能力が過剰
となった場合、電磁弁を開放するという簡単な制御で、
貯留器に冷媒量を貯留して主回路の冷媒量を減少させ、
また精留分離を行わせることにより低沸点成分を貯留器
に貯留し、主回路冷媒組成を高沸点側に変化させて能力
セーブを行うことができ、また、設定温度との差が一定
値以上、すなわち、室内の負荷に比べ冷暖房能力が不足
となった場合、電磁弁を閉止するという簡単な制御のみ
で、貯留器の冷媒量を空にし、主回路の冷媒量を増加さ
せ、また冷媒組成を元の充填組成に戻すことにより能力
が回復できる。

【００４２】また、組成調整装置の運転を制御する電磁
弁の開閉信号を送る信号線を、室外機に設けた信号ター
ミナルで脱着可能にしたので、組成調整装置を付加した
後、信号線を接続するだけで簡単に運転が可能となる。

【００４３】本発明の請求項１１に記載の発明は、請求
項７または８に記載の発明に、室内熱交換器を有する室
内機の吸い込み空気温度を検知する室内温度センサー
と、あらかじめ設定した設定空気温度と前記室内温度セ
ンサーで検知した吸い込み空気温度との温度差が所定値
を越えた場合に、前記第１の開閉弁および前記第２の開
閉弁を開放し、また前記設定空気温度と前記吸い込み空
気温度との温度差が前記所定値以下になった場合に、前
記第１の開閉弁を閉止する演算制御装置を設けたので、
簡単なセンシングで負荷の大小を判断でき、設定温度と
の差が一定値以上、すなわち、室内の負荷に比べ冷暖房
能力が不足した場合、開閉弁を開放するという簡単な制
御で、精留分離を行わせることにより高沸点成分を貯留
器に貯留し、主回路冷媒組成を低沸点側に変化させて能
力アップを行うことができ、また、設定温度との差が一
定値以下、すなわち、室内の負荷に比べ冷暖房能力が過
剰となった場合、開閉弁を開放するという簡単な制御の
みで、貯留器の冷媒量を空にし、冷媒組成を元の充填組
成に戻すことにより能力が回復できる。

【００４４】また、組成調整装置の運転を制御する電磁
弁の開閉信号を送る信号線を、室外機に設けた信号ター
ミナルで脱着可能にしたので、組成調整装置を付加した
後、信号線を接続するだけで簡単に運転が可能となる。

【００４５】本発明の請求項１２に記載の発明は、請求
項９に記載の発明に、室内熱交換器を有する室内機の吸
い込み空気温度を検知する室内温度センサーと、あらか
じめ設定した設定空気温度と前記室内温度センサーで検
知した吸い込み空気温度との温度差が所定値を越えた場
合に、前記第３，第５の電磁弁を開放し、前記第１，第
２，第４の電磁弁を閉止し、また、前記設定空気温度と
前記吸い込み空気温度との温度差が前記所定値以下にな
った場合に、前記第１，第２，第４の電磁弁を開放し、
前記第３，第５の電磁弁を閉止する演算制御装置を設け
たので、簡単なセンシングで負荷の大小を判断でき、設
定温度との差が一定値以上、すなわち、室内の負荷に比
べ冷暖房能力が不足した場合、開閉弁を開閉するという
簡単な制御で、精留分離を行わせることにより高沸点成
分を貯留器に貯留し、主回路冷媒組成を低沸点側に変化
させて能力アップを行うことができ、また、設定温度と
の差が一定値以下、すなわち、室内の負荷に比べ冷暖房
能力が過剰となった場合、開閉弁を開閉するという簡単
な制御のみで、精留分離を行わせることにより低沸点成
分を貯留器に貯留し、主回路冷媒組成を高沸点側に変化
させて能力セーブを行うことができる。

【００４６】また、組成調整装置の運転を制御する電磁
弁の開閉信号を送る信号線を、室外機に脱着可能にした
ので、組成調整装置を付加した後、信号線を接続するだ
けで簡単に運転が可能となる。

【００４７】

【発明の実施形態】以下、本発明によるヒートポンプ装
置の実施の形態について、図面を参照しながら説明す
る。

【００４８】（実施の形態１）図１は本発明の実施の形
態１によるヒートポンプ装置のシステム構成図であり、
２１は空調機の室外機、２２は空調機の室内機、２３，
２４は室外機２１と室内機２２を接続する接続配管であ
り、中を非共沸混合冷媒が流れて冷暖房に寄与する。

【００４９】２５は非共沸混合冷媒の冷媒組成を調整で
きる組成調整装置であり、２本の配管２６，２７が突出
しており、室外機２１に設けてある開閉弁２８，２９を
介して、室外機２１と接続することが可能であると共
に、切り離すことも可能である。

【００５０】また、３０，３１は組成調整装置２５の内
部に設け、冷媒の流れを制御する電磁弁（図示せず）を
駆動するための信号線であり、室外機２１の電子基板
（図示せず）と接続、あるいは切り離しが可能なように
している。

【００５１】次に、このような構成からなるヒートポン
プ装置において、その動作を説明する。

【００５２】組成制御装置２５は、室外機２１とは別の
一つの箱体で構成されており、配管２６は室外機２１に
設けられた開閉弁２８で、配管２７は開閉弁２９で各々
切り離すことが可能であり、また、組成制御装置２５内
部に設けてある電磁弁（図示せず）を駆動する信号線３
０，３１も室外機２１と切り離せるようにしている。

【００５３】ここで、いわゆる通常のヒートポンプ装置
として使用する場合には、配管２６，２７および信号線
３０，３１は室外機２１とは切り離されており、室外機
２１に付属している開閉弁２８，２９は閉じられてい
る。

【００５４】すなわち、組成制御装置５１はこの場合、
用をなさず、設置しなくてもよい。

【００５５】そして、室外機２１と室内機２２が接続配
管２６，２７で接続されることにより、通常のヒートポ
ンプ運転で冷暖房が行なわれる。

【００５６】すなわち、冷房時には室外機２１から接続
配管２３を通った液冷媒は室内機２２の設置している部
屋の空気から熱を奪って冷房に寄与し、自らは蒸発して
接続配管２４を通って、再び室外機２１に帰還する。

【００５７】また、暖房時には、室外機２１から吐出し
た高温冷媒は、接続配管２４を通って室内機に２２に流
入し、室内機２２の設置している部屋の空気に熱を放出
して暖房に寄与し、自らは液化して、接続配管２３を通
って再び室外機２１に帰還する。

【００５８】このように、組成調整装置２５が設置され
ていない場合にも、問題なく通常の冷暖房運転ができ
る。

【００５９】一方、負荷に見合った能力制御が可能なヒ
ートポンプ装置を運転する場合には、配管２６を室外機
２１の開閉弁２８に接続し、また配管２７を開閉弁２９
に接続すると共に、開閉弁２８，２９を開放する。さら
に、信号線３０，３１を室外機２１の電子基板（図示せ
ず）に接続する。

【００６０】この場合の運転は次のようになる。

【００６１】冷房時、起動直後など冷房能力を必要とし
ている場合、組成調整装置２５の内部に設けてある電磁
弁（図示せず）を信号線３０，３１により制御して開閉
し、循環冷媒組成を低沸点に富んだ組成とする。

【００６２】こうすることにより、室外機２１を出て、
室内機２２へ流入する冷媒組成は低沸点に富んだ組成と
なり、ガス密度が大きくなるため冷媒循環量が増加し、
負荷に見合った能力の大きい運転ができるものである。

【００６３】次に、冷房負荷が小さい場合には、同じ
く、組成調整装置２５の内部に設けてある電磁弁（図示
せず）を信号線３０，３１により制御して開閉し、循環
冷媒組成を高沸点に富んだ組成とする。

【００６４】こうすることにより、室外機２１を出て、
室内機２２へ流入する冷媒組成は高沸点に富んだ組成と
なり、ガス密度が小さくなるため冷媒循環量が増加し、
負荷に見合った能力の小さい運転ができるものである。

【００６５】このように、組成調整装置２５が空調機の
室外機２１とは別の箱体に一体として収納され、また、
配管２６，２７および信号線３０，３１を着脱可能とし
たので、組成調整装置２５を構成する部品を組み込む場
合に、室外機２１のスペースに余裕がない場合でも、別
置きにできるので設置が容易となる。

【００６６】また、いわゆる通常の冷凍サイクルを有す
る室外機２１に組成調整装置２５を付加する構成とした
ので、通常の安価なヒートポンプ装置と能力調整が可能
なヒートポンプ装置を組成調整装置２５の着脱を選択す
ることで簡単に実現できるものである。

【００６７】（実施の形態２）図２は本発明の実施の形
態２によるヒートポンプ装置のシステム構成図であり、
３１は空調機の室外機であり、内部には圧縮機３２、四
方弁３３、室外熱交換器３４、室外膨張弁３５が配管接
続されている。また、室外膨張弁３５は接続配管３６に
よって室内機３７の内部に設置されている室内膨張弁３
８を介して室内熱交換器３９と接続され、さらに室内熱
交換器３９の出口は接続配管４０によって室外機３１内
の四方弁３３と接続されており、内部には非共沸混合冷
媒が封入されている。

【００６８】４１は室外機３１とは別の箱体内部に一体
として構成された組成調整装置であり、その内部の構成
要素としては、内部に充填材４２が充填された鉛直方向
に長い直管で構成された精留塔４３、精留塔４３の塔底
部（下部）より上昇してきたガスを液化するための冷却
器４４、液化した低沸点冷媒を液体で貯留する貯留器４
５が設置されている。

【００６９】また、精留塔４３の頂部は冷却器４４を介
して貯留器４５の頂部と連通しており、また、貯留器４
５の底部は精留塔４３の頂部と連通しており、精留塔４
３の頂部と冷却器４４および貯留器４５を環状に接続し
た回路を形成している。

【００７０】また、精留塔４３の底部と、副絞り装置４
６と電磁弁４７を介して配管４８が接続され、組成制御
装置４１の外部に突出しており、室外機３１に設けた開
閉弁４９に接続できるようにしている。ここで、開閉弁
４９は接続配管３６より分岐して室外機の箱体に設置さ
れている。

【００７１】また、精留塔４３の底部と冷却器４４とを
副絞り装置５０を介して接続すると共に電磁弁５１を介
して配管５２が接続され、組成制御装置４１の外部に突
出し、室外機３１に設けた開閉弁５３に接続できるよう
にしている。ここで、開閉弁５３は圧縮機３２の吸入配
管より分岐して室外機の箱体に設置されている。

【００７２】なお、冷却器４４において、精留塔４３の
底部から副絞り装置５０を経て配管５２へ向かう冷媒
と、精留塔４３の頂部の冷媒とが間接的に熱交換するよ
うに構成している。

【００７３】なお、冷却器４４としては二重管構造のも
のなどの使用が可能である。

【００７４】また、５４，５５はそれぞれ電磁弁４７，
５１を駆動するための信号線であり、組成調整装置４１
より突出して、室外機３１に設けている信号ターミナル
５６に接続できるようにしている。

【００７５】次に、このような構成からなるヒートポン
プ装置において、その動作を説明する。

【００７６】組成制御装置４１は、一つの箱体に収納さ
れており、また、配管４８，５２と信号線５４，５５に
よって室外機３１と切り離すことができるようにしてい
る。

【００７７】すなわち、配管４８は室外機３１に設けら
れた開閉弁４９で、配管５２は開閉弁５３で各々切り離
すことが可能であり、また、電磁弁４７，５１を駆動す
る信号線５４，５５も信号ターミナル５６で室外機３１
と切り離せるようにしている。

【００７８】ここで、いわゆる通常のヒートポンプ装置
として使用する場合には、室外機配管４８，５２および
信号線５４，５５は室外機３１とは切り離されており、
室外機３１に付属している開閉弁４９，５３は閉じられ
ている。また、信号ターミナル５６も配線されることな
く室外機３１に設置されている。すなわち、組成制御装
置４１はこの場合、用をなさず、設置しなくてもよい。

【００７９】そして、室外機３１と室内機３７が接続配
管３６，４０で接続されることにより、通常のヒートポ
ンプ運転で冷暖房が行なわれる。

【００８０】すなわち、冷房時には、圧縮機３２から吐
出した冷媒は、四方弁３３、室外熱交換器３４に高温冷
媒が流れ、凝縮液化し室外膨張弁３５、接続配管３６、
室内膨張弁３８を通って減圧されながら室内熱交換器３
９に流入し、ここで室内機３７の設置している部屋の空
気から熱を奪って冷房に寄与し、自らは蒸発して接続配
管４０、四方弁３３を通って、再び圧縮機３２に帰還す
る。

【００８１】また、暖房時には、圧縮機３２から吐出し
た高温冷媒は、四方弁３３、接続配管４０を通って室内
熱交換器３９に流入し、ここで室内機３７の設置してい
る部屋の空気に熱を放出して暖房に寄与し、自らは液化
して室内膨張弁３８、接続配管３６、室外膨張弁３５を
通って減圧されながら室外熱交換器３４に流入し、ここ
で室外空気より熱を奪って蒸発し、四方弁３３を通っ
て、再び圧縮機３２に帰還する。

【００８２】このように、組成調整装置４１が設置され
ていない場合にも、問題なく通常の冷暖房運転ができ
る。

【００８３】一方、負荷に見合って能力セーブが可能な
ヒートポンプ装置を運転する場合には、配管４８を室外
機３１の開閉弁４９に接続し、また配管５２を開閉弁５
３に接続すると共に、開閉４９，５３を開放する。さら
に、信号線５４，５５を信号ターミナル５６に接続す
る。

【００８４】この場合の運転は次のようになる。

【００８５】冷房時、圧縮機３２の起動直後など冷房能
力を必要としている場合、電磁弁４７は閉止、電磁弁５
１は開放する。この状態で、圧縮機３２から吐出した冷
媒は、四方弁３３、室外熱交換器３４に高温冷媒が流
れ、凝縮液化し室外膨張弁３５に流入する。ここで、電
磁弁４７は閉止されているので、室外膨張弁３５を出た
中間圧の冷媒は、すべて接続配管３６を通って室内膨張
弁３８を通過して低圧となり、室内熱交換器３９で蒸発
して室内機３７の設置されている空間を冷却し、その
後、接続配管４０、四方弁３３を通って再び圧縮機３２
に吸入される。

【００８６】一方、電磁弁４７が閉止しており、また、
開放している電磁弁５１が圧縮機３２の吸入配管に接続
されているため、精留塔４３、冷却器４４、貯留器４５
は、低圧のガスとなり、冷媒の貯留はほとんどない。

【００８７】こうすることにより、主回路の冷媒は充填
組成のままの混合された非共沸混合冷媒で、かつ冷媒量
の多い状態で運転され、負荷に見合った能力の大きい運
転ができる。

【００８８】次に、冷房負荷が小さい場合には、電磁弁
４７、５１が開放される。この場合、室外膨張弁３５を
出た中間圧の二相冷媒の一部は、開閉弁４９、配管４
８、電磁弁４７、副絞り装置４６を通って精留塔４３の
塔底に流入すると共に、一部は副絞り装置５０を通って
減圧され、低温の二相冷媒となって冷却器４４に流入
し、ここで精留塔４３の塔頂部の気相冷媒と間接的に熱
交換する。

【００８９】ここにおいては、冷却器４４の冷却源とし
て、サイクル中で最もエンタルピの低い低温低圧の二相
冷媒を利用しているため潜熱を有効に利用でき、冷却器
４４を小型にできるのみならず、精留塔４３の塔頂部の
ガスを確実に液化できる。

【００９０】このようにして、精留塔４３の塔底より流
入し精留塔４３の頂部から出た冷媒は冷却器４４で冷却
されて液化し、貯留器４５に貯留されて、徐々に貯留量
が増加し、再び精留塔４３の塔頂部に帰還して精留塔４
３を下降するようになる。この状態が連続的に起こる
と、精留塔４３を上昇する冷媒ガスと下降する冷媒液と
が精留塔４３内の充填材４２表面上で気液接触により精
留作用が起こり、貯留器４５には徐々に低沸点に富んだ
冷媒組成が貯留され、精留塔４３を下降し副絞り装置５
０を通過する冷媒は徐々に高沸点に富んだ組成となっ
て、冷却器４４、電磁弁５１、配管５２、開閉弁５３を
介して圧縮機３２に吸入される。

【００９１】このようにして、主回路は徐々に高沸点に
富んだ冷媒組成となり、冷媒循環量が減少して、能力を
セーブすることができる。また、貯留器４５に低沸点冷
媒が貯留されているため、主回路冷媒量を少なくするこ
とができ、冷媒量減少の効果も加えることにより、さら
に能力セーブに寄与し、負荷に適した能力の運転ができ
るものである。

【００９２】次に、暖房運転時には、冷媒流れが主回路
において逆になるのみで、その動作は同様である。

【００９３】圧縮機３２の起動直後など暖房能力を必要
としている場合、電磁弁４７は閉止、電磁弁５１は開放
する。この状態で、圧縮機３２から吐出した冷媒は、四
方弁３３、接続配管４０を通って室内熱交換器３９に高
温冷媒が流れ、室内機３７の設置されている空間を暖房
し、自らは凝縮液化して室内膨張弁３８、接続配管３６
を流れる。ここで、電磁弁４７は閉止されているので、
室内膨張弁３８を出た中間圧の冷媒は、すべて接続配管
３６を通って室外膨張弁３５を通過して低圧となり、四
方弁３３を通って再び圧縮機３２に吸入される。

【００９４】一方、電磁弁４７が閉止しており、また、
開放している電磁弁５１が圧縮機３２の吸入配管に接続
されているため、精留塔４３、冷却器４４、貯留器４５
は、低圧のガスとなり、冷媒の貯留はほとんどない。

【００９５】こうすることにより、主回路の冷媒は充填
組成のままの混合された非共沸混合冷媒で、かつ冷媒量
の多い状態で運転され、負荷に見合った能力の大きい運
転ができる。

【００９６】次に、暖房負荷が小さい場合には、電磁弁
４７が開放される。この場合、室内膨張弁３８を出た中
間圧の二相冷媒の一部は、開閉弁４９、配管４８、電磁
弁４７、副絞り装置４６を通って精留塔４３の塔底に流
入すると共に、一部は副絞り装置５０を通って減圧さ
れ、低温の二相冷媒となって冷却器４４に流入し、ここ
で精留塔４３の塔頂部の気相冷媒と間接的に熱交換す
る。

【００９７】ここにおいては、冷却器４４の冷却源とし
て、サイクル中で最もエンタルピの低い低温低圧の二相
冷媒を利用しているため潜熱を有効に利用でき、冷却器
４４を小型にできるのみならず、精留塔４３の塔頂部の
ガスを確実に液化できる。

【００９８】このようにして、精留塔４３の塔底より流
入し精留塔４３の頂部から出た冷媒は冷却器４４で冷却
されて液化し、貯留器４５に貯留されて、徐々に貯留量
が増加し、再び精留塔４３の塔頂部に帰還して精留塔４
３を下降するようになる。この状態が連続的に起こる
と、精留塔４３を上昇する冷媒ガスと下降する冷媒液と
が精留塔４３内の充填材４２表面上で気液接触により精
留作用が起こり、貯留４５には徐々に低沸点に富んだ冷
媒組成が貯留され、精留塔４３を下降し副絞り装置５０
を通過する冷媒は徐々に高沸点に富んだ組成となって、
冷却器４４、電磁弁５１、配管５２、開閉弁５３を介し
て圧縮機３２に吸入される。

【００９９】なお、室内膨張弁３８で減圧され、組成調
整装置４１に流入する残りの冷媒は、室外膨張弁３５で
低圧まで減圧され、室外熱交換器３４で外気より吸熱し
て自らは蒸発し、四方弁３３を通って、開閉弁５３より
流出してきた冷媒と合流して圧縮機３２に吸引される。

【０１００】このようにして、主回路は徐々に高沸点に
富んだ冷媒組成となり、能力をセーブすることができ
る。また、貯留器４５に低沸点冷媒が貯留されているた
め、主回路冷媒量を少なくすることができ、冷媒量減少
の効果も加えることにより、さらに能力セーブに寄与
し、負荷に適した能力の運転ができるものである。

【０１０１】このように、組成調整装置４１が空調機の
室外機３１とは別の箱体に一体として収納され、また、
配管４８，５２および配線５４，５５を着脱可能とした
ので、組成調整装置４１を構成する精留塔４３や冷却器
４４などの部品を組み込む場合に、室外機３１のスペー
スに余裕がない場合でも、別置きにできるので設置が容
易となる。

【０１０２】また、いわゆる通常の冷凍サイクルを有す
る室外機３１に組成調整装置４１を付加する構成とした
ので、通常の安価なヒートポンプ装置と能力セーブが可
能な高効率なヒートポンプ装置を組成調整装置４１の着
脱を選択することで簡単に実現できるものである。

【０１０３】なお、組成調整装置４１内の回路について
は本実施の形態に示したものばかりでなく、電磁弁４
７，５１に対する副絞り装置４６，５０に対する位置を
変更したものも本発明に含まれ、また、室外機３１内の
回路についても、開閉弁４９の接続位置を変更したもの
や、室外膨張弁３５，室内膨張弁３８をキャピラリチュ
ーブなどに変えたものなども本発明に含まれるものであ
る。

【０１０４】（実施の形態３）図３は本発明の実施の形
態３によるヒートポンプ装置のシステム構成図であり、
実施の形態２と同一の構成については同一符号を記し、
詳細な説明は省略する。

【０１０５】６１は室外機３１とは別の箱体内部に一体
として構成された組成調整装置であり、その内部の構成
要素としては、内部に充填材４２が充填された鉛直方向
に長い直管で構成された精留塔４３、精留塔４３の下部
に設け冷媒を貯留する貯留器６２、貯留器６２の冷媒を
加熱してガスを発生させる加熱器６３が設置されてい
る。

【０１０６】また、精留塔４３の底部は貯留器６２と連
通しており、また、貯留器６２の底部は加熱器６３を介
して精留塔４３の底部と再び接続する環状の回路を形成
している。

【０１０７】また、精留塔４３の頂部は、副絞り装置６
４と電磁弁６５を介して配管６６が接続され、組成制御
装置６１の外部に突出しており、室外機３１に設けた開
閉弁４９に接続できるようにしている。ここで、開閉弁
４９は接続配管３６より分岐して室外機の箱体に設置さ
れている。

【０１０８】また、精留塔４３の頂部は、電磁弁６８を
介して配管６９が接続され、組成制御装置６１の外部に
突出し、室外機３１に設けた開閉弁５３に接続できるよ
うにしている。ここで、開閉弁５３は圧縮機３２の吸入
配管より分岐して室外機の箱体に設置されている。

【０１０９】なお、副絞り装置６４と電磁弁６５の間の
配管６７は加熱器６３と接続され、貯留器６２より加熱
器６３に流入した冷媒と、加熱器６３で間接的に熱交換
するように構成されている。

【０１１０】なお、加熱器６３としては二重管構造のも
のなどが使用可能である。

【０１１１】また、７０，７１はそれぞれ電磁弁６５，
６８を駆動するための信号線であり、組成調整装置６１
より突出して、室外機３１に設けている信号ターミナル
５６に接続している。

【０１１２】次に、このような構成からなるヒートポン
プ装置において、その動作を説明する。

【０１１３】組成制御装置６１は、一つの箱体に収納さ
れており、また、配管６６，６９と信号線７０，７１に
よって室外機３１と切り離すことができるようにしてい
る。

【０１１４】すなわち、配管６６は室外機３１に設けら
れた開閉弁４９で、配管６９は開閉弁５３で各々切り離
すことが可能であり、また、電磁弁６５，６８を駆動す
る信号線７０，７１も信号ターミナル５６で室外機３１
と切り離せるようにしている。

【０１１５】ここで、いわゆる通常のヒートポンプ装置
として使用する場合には、配管６６，６９および信号線
７０，７１は室外機３１とは切り離されており、室外機
３１に付属している開閉弁４９，５３は閉じられてい
る。また、信号ターミナル５６も配線されることなく室
外機３１に設置されている。すなわち、組成制御装置６
１は、この場合、用はなさず、設置しなくてもよい。

【０１１６】そして、室外機３１と室内機３７が接続配
管３６，４０で接続されることにより、通常のヒートポ
ンプ運転で冷暖房が行なわれるが、この動作について
は、実施の形態２で示したものと同様であるので説明は
省略するが、組成調整装置６１が設置されていない場合
にも、問題なく通常の冷暖房運転ができるものである。

【０１１７】一方、負荷に見合って能力アップが可能な
ヒートポンプ装置を運転する場合には、配管６６を室外
機３１の開閉弁４９に接続し、また配管６９を開閉弁５
３に接続すると共に、開閉弁４９，５３を開放する。さ
らに、信号線７０，７１を信号ターミナル５６に接続す
る。

【０１１８】冷房時、通常の能力で運転する場合には、
電磁弁６５は閉止、電磁弁６８は開放する。この状態
で、圧縮機３２から吐出した冷媒は、四方弁３３、室外
熱交換器３４に高温冷媒が流れ、凝縮液化し室外膨張弁
３５に流入する。ここで、電磁弁６５は閉止されている
ので、室外膨張弁３５を出た中間圧の冷媒は、すべて接
続配管３６を通って室内膨張弁３８を通過して低圧とな
り、室内熱交換器３９で蒸発して室内機３７の設置され
ている空間を冷却し、その後、接続配管４０、四方弁３
３を通って再び圧縮機３２に吸入される。

【０１１９】一方、電磁弁６５が閉止しており、また、
開放している電磁弁６８が圧縮機３２の吸入配管に接続
されているため、精留塔４３、冷却器４４、貯留器４５
は、低圧のガスとなり、冷媒の貯留はほとんどない。

【０１２０】こうすることにより、主回路の冷媒は充填
組成のままの混合された非共沸混合冷媒で運転され、負
荷に見合った通常能力の運転ができる。

【０１２１】次に、冷房負荷が大きくなった場合には、
電磁弁６５，６８が開放される。この場合、室外膨張弁
３５を出た中間圧の二相冷媒の一部は、開閉弁４９、配
管６６、電磁弁６５、配管６７を通って加熱器６３に流
入し、ここで貯留器６２に貯留されて加熱器６３に流入
した冷媒液と熱交換した後、副絞り装置６４を通って精
留塔４３の塔頂に流入すると共に、一部は電磁弁６８を
通って配管６９、開閉弁５３を通って圧縮機３２に吸引
される。

【０１２２】精留塔４３の塔頂より流入した二相冷媒の
内の液冷媒はやや高沸点に富んだ冷媒が精留塔４３を降
下し、貯留器６２に貯留されながら加熱器６３に流入す
る。

【０１２３】精留塔４３の圧力は、電磁弁６８、開閉弁
５３が開放しているので、ほぼ低圧となり、そのため、
前述の配管６７を流れるやや温度の高い二相冷媒によっ
て加熱され、そこから低沸点に富んだガスが発生して精
留塔４３の塔底部より上昇する。この状態が連続的に起
こると、精留塔４３を上昇する冷媒ガスと下降する冷媒
液とが精留塔４３内の充填材４２表面上で気液接触によ
り精留作用が起こり、貯留器６２には徐々に高沸点に富
んだ冷媒組成が貯留され、精留塔４３を上昇し電磁弁６
８を通過する冷媒は徐々に低沸点に富んだ組成となっ
て、配管６９、開閉弁５３を介して圧縮機３２に吸入さ
れる。

【０１２４】なお、室内膨張弁３８で減圧され、組成調
整装置６１に流入する残りの冷媒は、室外膨張弁３５で
低圧まで減圧され、室外熱交換器３４で外気より吸熱し
て自らは蒸発し、四方弁３３を通って、開閉弁５３より
流出してきた冷媒と合流して圧縮機３２に吸引される。

【０１２５】このようにして、主回路は徐々に低沸点に
富んだ冷媒組成となり、能力を向上することができる。
また、ここにおいては、加熱器６３の加熱源として、中
間圧の二相冷媒を利用しているため、加熱を終えた冷媒
の潜熱が増加して冷房能力が向上する効果も併せ持つ。

【０１２６】次に、暖房運転時には、冷媒流れが主回路
において逆になるのみで、その動作は同様である。

【０１２７】暖房時、通常の能力で運転する場合には、
電磁弁６５は閉止、電磁弁６８は開放する。

【０１２８】この状態で、圧縮機３２から吐出した冷媒
は、四方弁３３、接続配管４０を通って室内熱交換器３
９に高温冷媒が流れ、室内機３７の設置されている空間
を暖房し、自らは凝縮液化して室内膨張弁３８、接続配
管３６を流れる。ここで、電磁弁６５は閉止されている
ので、室内膨張弁３８を出た中間圧の冷媒は、すべて接
続配管３６を通って室外膨張弁３５を通過して低圧とな
り、四方弁３３を通って再び圧縮機３２に吸入される。

【０１２９】一方、電磁弁６５が閉止しており、また、
開放している電磁弁６８が圧縮機３２の吸入配管に接続
されているため、精留塔４３、貯留器６２、加熱器６３
は、低圧のガスとなり、冷媒の貯留はほとんどない。

【０１３０】こうすることにより、主回路の冷媒は充填
組成のままの混合された非共沸混合冷媒で、通常負荷に
見合った能力の運転ができる。

【０１３１】次に、暖房負荷が大きくなった場合には、
電磁弁６５，６８が開放される。この場合、室内膨張弁
３８を出た中間圧の二相冷媒の一部は、開閉弁４９、配
管６６、電磁弁６５、配管６７を通って加熱器６３に流
入し、ここで貯留器６２に貯留されて加熱器６３に流入
した冷媒液と熱交換した後、副絞り装置６４を通って精
留塔４３の塔頂に流入すると共に、一部は電磁弁６８を
通って配管６９、開閉弁５３を通って圧縮機３２に吸引
される。

【０１３２】精留塔４３の塔頂より流入した二相冷媒の
内の液冷媒はやや高沸点に富んだ冷媒が重力により精留
塔４３を降下し、貯留器６２に貯留されながら加熱器６
３に流入する。

【０１３３】精留塔４３の圧力は、電磁弁６８、開閉弁
５３が開放しているので、ほぼ低圧となり、そのため、
前述の配管６７を流れるやや温度の高い二相冷媒によっ
て加熱され、そこから低沸点に富んだガスが発生して精
留塔４３の塔底部より上昇する。この状態が連続的に起
こると、精留塔４３を上昇する冷媒ガスと下降する冷媒
液とが精留塔４３内の充填材４２表面上で気液接触によ
り精留作用が起こり、貯留器６２には徐々に高沸点に富
んだ冷媒組成が貯留され、精留塔４３を上昇し電磁弁６
８を通過する冷媒は徐々に低沸点に富んだ組成となっ
て、配管６９、開閉弁５３を介して圧縮機３２に吸入さ
れる。

【０１３４】なお、室内膨張弁３８で減圧され、組成調
整装置６１に流入する残りの冷媒は、室外膨張弁３５で
低圧まで減圧され、室外熱交換器３４で外気より吸熱し
て自らは蒸発し、四方弁３３を通って、開閉弁５３より
流出してきた冷媒と合流して圧縮機３２に吸引される。

【０１３５】このようにして、主回路は徐々に低沸点に
富んだ冷媒組成となり、能力を向上することができる。
また、ここにおいては、加熱器６３の加熱源として、中
間圧の二相冷媒を利用しているため、加熱を終えた冷媒
の潜熱が増加して室外熱交換器３４での吸熱量が増加
し、暖房能力が向上する効果も併せ持つ。

【０１３６】このように、組成調整装置６１が空調機の
室外機３１とは別の箱体に一体として収納され、また、
配管６６，６９および配線７０，７１を着脱可能とした
ので、組成調整装置６１を構成する精留塔４３や加熱器
６３などの部品を組み込む場合に、室外機３１のスペー
スに余裕がない場合でも、別置きにできるので設置が容
易となる。

【０１３７】また、いわゆる通常の冷凍サイクルを有す
る室外機３１に組成調整装置６１を付加する構成とした
ので、通常の安価なヒートポンプ装置と能力アップが可
能なヒートポンプ装置を組成調整装置６１の着脱を選択
することで簡単に実現できるものである。

【０１３８】なお、加熱器６７の加熱源として副絞り装
置６４に流入する前の冷媒を用いたが、ヒータや外気な
どでも良く、これらも本発明に含まれるものである。

【０１３９】また、室外機３１内の回路についても、開
閉弁４９の接続位置を変更したものや、室外膨張弁３
５，室内膨張弁３８をキャピラリチューブなどに変えた
ものなども本発明に含まれるものである。

【０１４０】（実施の形態４）図４は、本発明の実施の
形態４によるヒートポンプ装置のシステム構成図であ
り、３１は空調機の室外機であり、内部には圧縮機３
２、四方弁３３、室外熱交換器３４、室外膨張弁３５が
配管接続されている。また、室外膨張弁３５は接続配管
３６によって室内機３７の内部に設置されている室内膨
張弁３８を介して室内熱交換器３９と接続され、さらに
室内熱交換器３９の出口は接続配管４０によって室外機
３１内の四方弁３３と接続されており、内部には非共沸
混合冷媒が封入されている。

【０１４１】８１は室外機３１とは別の箱体内部に一体
として構成された組成調整装置であり、その内部の構成
要素としては、内部に充填材４２が充填された鉛直方向
に長い直管で構成された精留塔４３、精留塔４３の塔底
部（下部）より上昇してきたガスを液化するための冷却
器４４、液化した低沸点冷媒を液体で貯留する貯留器８
２が設置されている。

【０１４２】貯留器８２は精留塔４３の塔底より低い位
置に配置され、精留塔４３の塔底と貯留器８２の上部と
は開閉弁８３を介して接続され、精留塔４３の塔頂と貯
留器８２の上部とは貯留器８２から精留塔４３に向かっ
て流入可能な逆止弁８４を介して接続されている。

【０１４３】４４は冷却器であり、その入口は精留塔４
３の塔頂と接続されており、冷却器４４の出口と貯留器
８２の上部とは冷却器４４から貯留器８２に向かって流
入可能な逆止弁８５を介して接続されている。

【０１４４】また、貯留器８２の底部と精留塔４３の塔
底は貯留器８２から精留塔に向かって流入可能な逆止弁
８６と加熱器６３を介して接続されている。

【０１４５】精留塔４３の塔底は、副絞り装置８７、電
磁弁８８の直列回路を介して配管８９に接続し、また、
精留塔４３の塔頂は、副絞り装置９０、電磁弁９１の直
列回路を介して同じく配管８９に接続しており、配管８
９は組成調整装置８１より突出して保持されている。

【０１４６】また、配管８９は、室外機３１に設けた開
閉弁４９に接続できるようにしている。ここで、開閉弁
４９は接続配管３６より分岐して室外機の箱体に設置さ
れている。

【０１４７】精留塔４３の塔頂は、電磁弁９２、副絞り
装置９３の直列回路を介して配管９４と接続し、精留塔
４３の塔底は副絞り装置９５、冷却器４４、電磁弁９６
の直列回路を介して、同じく配管９４に接続しており、
配管９４は組成調整装置８１より突出して保持されてい
る。

【０１４８】また、配管９４は、室外機３１に設けた開
閉弁５３に接続できるようにしている。ここで、開閉弁
５３は圧縮機３２の吸入配管より分岐して室外機の箱体
に設置されている。

【０１４９】また、９７，９８，９９，１００，１０１
はそれぞれ電磁弁８３，８８，９１，９２，９６を駆動
するための信号線であり、組成調整装置８１より突出し
て、室外機３１に設けている電子基板５６に接続できる
ようにしている。

【０１５０】また、１０２は加熱器６３を制御するため
の信号線である。

【０１５１】次に、この様な構成からなる冷凍サイクル
において、その動作を説明する。

【０１５２】組成制御装置８１は、一つの箱体に収納さ
れており、また、配管８９，９４と信号線９７，９８，
９９，１００，１０１，１０２によって室外機３１と切
り離すことができるようにしている。

【０１５３】すなわち、配管８９は室外機３１に設けら
れた開閉弁４９で、配管９４は開閉弁５３で各々切り離
すことが可能であり、また、電磁弁８３，８８，９１，
９２，９６を駆動する信号線９７，９８，９９，１０
０，１０１および、加熱器６３を制御する信号線１０２
も電子基板５６で室外機３１と切り離せるようにしてい
る。

【０１５４】ここで、いわゆる通常のヒートポンプ装置
として使用する場合には、配管８９，９４と信号線９
７，９８，９９，１００，１０１，１０２は室外機３１
とは切り離されており、室外機３１に付属している開閉
弁４９，５３は閉じられている。また、電子基板５６も
配線されることなく室外機３１に設置されている。すな
わち、組成制御装置８１はこの場合、用をなさず、設置
しなくてもよい。

【０１５５】そして、室外機３１と室内機３７が接続配
管３６，４０で接続されることにより、通常のヒートポ
ンプ運転で冷暖房が行なわれる。

【０１５６】すなわち、冷房時には、圧縮機３２から吐
出した冷媒は、四方弁３３、室外熱交換器３４に高温冷
媒が流れ、凝縮液化し室外膨張弁３５、接続配管３６、
室内膨張弁３８を通って減圧されながら室内熱交換器３
９に流入し、ここで室内機３７の設置している部屋の空
気から熱を奪って冷房に寄与し、自らは蒸発して接続配
管４０、四方弁３３を通って、再び圧縮機３２に帰還す
る。

【０１５７】また、暖房時には、圧縮機３２から吐出し
た高温冷媒は、四方弁３３、接続配管４０を通って室内
熱交換器３９に流入し、ここで室内機３７の設置してい
る部屋の空気に熱を放出して暖房に寄与し、自らは液化
して室内膨張弁３８、接続配管３６、室外膨張弁３５を
通って減圧されながら室外熱交換器３４に流入し、ここ
で室外空気より熱を奪って蒸発し、四方弁３３を通っ
て、再び圧縮機３２に帰還する。

【０１５８】このように、組成調整装置８１が設置され
ていない場合にも、問題なく通常の冷暖房運転ができ
る。

【０１５９】一方、負荷が小さい場合の能力セーブ運転
を行う場合には、配管８９を室外機３１の開閉弁４９に
接続し、また配管９４を開閉弁５３に接続すると共に、
開閉４９，５３を開放する。さらに、信号線９７，９
８，９９，１００，１０１，１０２を電子基板５６に接
続する。

【０１６０】まず、冷房運転時には、電磁弁８８、９６
が開放され、電磁弁８３，９１，９２は閉止される。こ
の場合、室外膨張弁３５を出た中間圧の二相冷媒の一部
は、開閉弁４９、配管８９、電磁弁８８、副絞り装置８
７を通って精留塔４３の塔底に流入すると共に、一部は
副絞り装置９５を通って減圧され、低温の二相冷媒とな
って冷却器４４に流入し、ここで精留塔４３の塔頂部の
気相冷媒と間接的に熱交換する。

【０１６１】ここにおいては、冷却器４４の冷却源とし
て、サイクル中で最もエンタルピの低い低温低圧の二相
冷媒を利用しているため潜熱を有効に利用でき、冷却器
４４を小型にできるのみならず、精留塔４３の塔頂部の
ガスを確実に液化できる。

【０１６２】このようにして、精留塔４３の塔底より流
入し精留塔４３の頂部から出た冷媒は冷却器４４で冷却
されて液化し、逆止弁８５を通って貯留器８２に貯留さ
れて、徐々に貯留量が増加し、再び精留塔４３の塔頂部
に帰還して精留塔４３を下降するようになる。この状態
が連続的に起こると、精留塔４３を上昇する冷媒ガスと
下降する冷媒液とが精留塔４３内の充填材４２表面上で
気液接触により精留作用が起こり、貯留器８２には徐々
に低沸点に富んだ冷媒組成が貯留され、精留塔４３を下
降し副絞り装置９５を通過する冷媒は徐々に高沸点に富
んだ組成となって、冷却器４４、電磁弁９６、配管９
４、開閉弁５３を介して圧縮機３２に吸入される。

【０１６３】このようにして、主回路は徐々に高沸点に
富んだ冷媒組成となり、冷媒循環量が減少して、能力を
セーブすることができる。また、貯留器８２に低沸点冷
媒が貯留されているため、主回路冷媒量を少なくするこ
とができ、冷媒量減少の効果も加えることにより、さら
に能力セーブに寄与し、負荷に適した能力の運転ができ
るものである。

【０１６４】次に、暖房運転時には、冷媒流れが主回路
において逆になるのみで、その動作は同様である。

【０１６５】暖房運転時にも、電磁弁８８、９６が開放
され、電磁弁８３，９１，９２は閉止される。この場
合、室内膨張弁３８を出た中間圧の二相冷媒の一部は、
開閉弁４９、配管８９、電磁弁８８、副絞り装置８７を
通って精留塔４３の塔底に流入すると共に、一部は副絞
り装置９５を通って減圧され、低温の二相冷媒となって
冷却器４４に流入し、ここで精留塔４３の塔頂部の気相
冷媒と間接的に熱交換する。

【０１６６】ここにおいては、冷却器４４の冷却源とし
て、サイクル中で最もエンタルピの低い低温低圧の二相
冷媒を利用しているため潜熱を有効に利用でき、冷却器
４４を小型にできるのみならず、精留塔４３の塔頂部の
ガスを確実に液化できる。

【０１６７】このようにして、精留塔４３の塔底より流
入し精留塔４３の頂部から出た冷媒は冷却器４４で冷却
されて液化し、逆止弁８５を通って貯留器８２に貯留さ
れて、徐々に貯留量が増加し、再び精留塔４３の塔頂部
に帰還して精留塔４３を下降するようになる。この状態
が連続的に起こると、精留塔４３を上昇する冷媒ガスと
下降する冷媒液とが精留塔４３内の充填材４２表面上で
気液接触により精留作用が起こり、貯留器８２には徐々
に低沸点に富んだ冷媒組成が貯留され、精留塔４３を下
降し副絞り装置９５を通過する冷媒は徐々に高沸点に富
んだ組成となって、冷却器４４、電磁弁９６、配管９
４、開閉弁５３を介して圧縮機３２に吸入される。

【０１６８】このようにして、主回路は徐々に高沸点に
富んだ冷媒組成となり、冷媒循環量が減少して、能力を
セーブすることができる。また、貯留器８２に低沸点冷
媒が貯留されているため、主回路冷媒量を少なくするこ
とができ、冷媒量減少の効果も加えることにより、さら
に能力セーブに寄与し、負荷に適した能力の運転ができ
るものである。

【０１６９】なお、室内膨張弁３８で減圧され、組成調
整装置８１に流入する残りの冷媒は、室外膨張弁３５で
低圧まで減圧され、室外熱交換器３４で外気より吸熱し
て自らは蒸発し、四方弁３３を通って、開閉弁５３より
流出してきた冷媒と合流して圧縮機３２に吸引される。

【０１７０】このようにして、主回路は徐々に高沸点に
富んだ冷媒組成となり、能力をセーブすることができ
る。また、貯留器８２に低沸点冷媒が貯留されているた
め、主回路冷媒量を少なくすることができ、冷媒量減少
の効果も加えることにより、さらに能力セーブに寄与
し、負荷に適した能力の運転ができるものである。

【０１７１】このように、組成調整装置８１が空調機の
室外機３１とは別の箱体に一体として収納され、また、
配管８９，９４および配線９７，９８，９９，１００，
１０１，１０２を着脱可能としたので、組成調整装置８
１を構成する精留塔４３や冷却器４４などの部品を組み
込む場合に、室外機３１のスペースに余裕がない場合で
も、別置きにできるので設置が容易となる。

【０１７２】また、いわゆる通常の冷凍サイクルを有す
る室外機３１に組成調整装置８１を付加する構成とした
ので、通常の安価なヒートポンプ装置と能力セーブが可
能な高効率なヒートポンプ装置を組成調整装置８１の着
脱を選択することで簡単に実現できるものである。

【０１７３】一方、負荷が大きい場合の能力アップ運転
を行う場合には、配管８９を室外機３１の開閉弁４９に
接続し、また配管９４を開閉弁５３に接続すると共に、
開閉４９，５３を開放する。さらに、信号線９７，９
８，９９，１００，１０１，１０２を電子基板５６に接
続する。

【０１７４】まず、冷房運転時には、電磁弁８３，９
１，９２が開放され、電磁弁８８，９６は閉止される。
また、加熱器６３を信号線１０２を介して通電し、冷媒
の加熱を行う。

【０１７５】この場合、室外膨張弁３５を出た中間圧の
二相冷媒の一部は、開閉弁４９、配管８９、電磁弁９
１、副絞り装置９０を通って精留塔４３の塔頂に流入す
ると共に、一部は電磁弁９２を通って副絞り装置９３、
配管９４、開閉弁５３を通って圧縮機３２に吸引され
る。

【０１７６】精留塔４３の塔頂より流入した二相冷媒の
内の液冷媒はやや高沸点に富んだ冷媒が精留塔４３を降
下し、電磁弁８３を通って貯留器８２に貯留されながら
加熱器６３に流入する。

【０１７７】ここで冷媒は加熱され、そこから低沸点に
富んだガスが発生して、逆止弁８６を通り精留塔４３の
塔底部より上昇する。この状態が連続的に起こると、精
留塔４３を上昇する冷媒ガスと下降する冷媒液とが精留
塔４３内の充填材４２表面上で気液接触により精留作用
が起こり、貯留器８２には徐々に高沸点に富んだ冷媒組
成が貯留され、精留塔４３を上昇し電磁弁９２を通過す
る冷媒は徐々に低沸点に富んだ組成となって、副絞り装
置９３、配管９４、開閉弁５３を介して圧縮機３２に吸
入される。

【０１７８】なお、室内膨張弁３８で減圧され、組成調
整装置８１に流入する残りの冷媒は、室外膨張弁３５で
低圧まで減圧され、室外熱交換器３４で外気より吸熱し
て自らは蒸発し、四方弁３３を通って、開閉弁５３より
流出してきた冷媒と合流して圧縮機３２に吸引される。

【０１７９】このようにして、主回路は徐々に低沸点に
富んだ冷媒組成となり、能力を向上することができる。

【０１８０】次に、暖房運転時には、冷媒流れが主回路
において逆になるのみで、その動作は同様である。

【０１８１】暖房負荷が大きくなった場合には、電磁弁
８３，９１，９２が開放され、電磁弁８８，９６は閉止
される。また、加熱器６３を信号線１０２を介して通電
し、冷媒の加熱を行う。 この場合、室内膨張弁３８を
出た中間圧の二相冷媒の一部は、開閉弁４９、配管８
９、電磁弁９１、副絞り装置９０を通って精留塔４３の
塔頂に流入すると共に、一部は電磁弁９２を通って副絞
り装置９３、配管９４、開閉弁５３を通って圧縮機３２
に吸引される。

【０１８２】精留塔４３の塔頂より流入した二相冷媒の
内の液冷媒はやや高沸点に富んだ冷媒が精留塔４３を降
下し、電磁弁８３を通って貯留器８２に貯留されながら
加熱器６３に流入する。

【０１８３】ここで冷媒は加熱され、そこから低沸点に
富んだガスが発生して、逆止弁８６を通り精留塔４３の
塔底部より上昇する。この状態が連続的に起こると、精
留塔４３を上昇する冷媒ガスと下降する冷媒液とが精留
塔４３内の充填材４２表面上で気液接触により精留作用
が起こり、貯留器８２には徐々に高沸点に富んだ冷媒組
成が貯留され、精留塔４３を上昇し電磁弁９２を通過す
る冷媒は徐々に低沸点に富んだ組成となって、副絞り装
置９３、配管９４、開閉弁５３を介して圧縮機３２に吸
入される。

【０１８４】なお、室内膨張弁３８で減圧され、組成調
整装置８１に流入する残りの冷媒は、室外膨張弁３５で
低圧まで減圧され、室外熱交換器３４で外気より吸熱し
て自らは蒸発し、四方弁３３を通って、開閉弁５３より
流出してきた冷媒と合流して圧縮機３２に吸引される。

【０１８５】このようにして、主回路は徐々に低沸点に
富んだ冷媒組成となり、能力を向上することができる。

【０１８６】このように、組成調整装置８１が空調機の
室外機３１とは別の箱体に一体として収納され、また、
配管８９，９４と信号線９７，９８，９９，１００，１
０１，１０２によって室外機３１と切り離すことができ
るようにしたので、組成調整装置８１を構成する精留塔
４３や加熱器６３などの部品を組み込む場合に、室外機
３１のスペースに余裕がない場合でも、別置きにできる
ので設置が容易となる。

【０１８７】また、いわゆる通常の冷凍サイクルを有す
る室外機３１に組成調整装置８１を付加する構成とした
ので、通常の安価なヒートポンプ装置と能力アップが可
能なヒートポンプ装置を組成調整装置８１の着脱を選択
することで簡単に実現できるものである。

【０１８８】また、貯留器８２を精留塔４３の塔底位置
より低い位置に配置することにより、電磁弁の開閉操作
のみで高沸点成分を貯留する場合も低沸点成分を貯留す
る場合も同一の貯留器を兼用することができるため精留
分離回路を小型化できる。

【０１８９】なお、本実施例では、精留塔４３の塔底と
貯留器８２の上部とは開閉弁８３を介して接続したが、
精留塔４３の塔底から貯留器８２の上部に向かって流入
可能な逆止弁を介して接続してもよい。

【０１９０】なお、加熱器６７の加熱源としてヒータを
用いたが、副絞り装置９０に流入する前の冷媒や外気な
どでも良く、これらも本発明に含まれるものである。

【０１９１】また、室外機３１内の回路についても、開
閉弁４９の接続位置を変更したものや、室外膨張弁３
５，室内膨張弁３８をキャピラリチューブなどに変えた
ものなども本発明に含まれるものである。

【０１９２】（実施の形態５）図５は本発明の実施の形
態５によるヒートポンプ装置のシステム構成図であり、
実施の形態２と同一の構成については同一符号を記し、
詳細な説明は省略する。

【０１９３】ここでは、室内熱交換器３９などからなる
室内機３７に、室内の空気温度（すなわち室内機３７の
吸い込み空気温度）を検知する室内温度センサー１１１
を備えている。また、１１２はあらかじめユーザーが所
望の値に設定した設定空気温度値を記憶する記憶装置で
ある。

【０１９４】１１３は演算制御装置で、記憶装置１１２
の設定空気温度ｔｏと室内温度センサー１１１で検知し
た吸い込み空気温度ｔとを比較し、電磁弁４７，５１を
開閉するように動作する。

【０１９５】次に、このような構成からなるヒートポン
プ装置において、図５を参照しながらその動作を説明す
る。

【０１９６】図６は、本発明の実施の形態５におけるヒ
ートポンプ装置の制御フローチャートを示す。

【０１９７】冷房時、圧縮機３２の起動直後など冷房能
力を必要としている場合、電磁弁４７は閉止し、電磁弁
５１は開放する（ＳＴＥＰ１）。この状態で、冷房時に
は圧縮機３２から吐出した冷媒は、四方弁３３、室外熱
交換器３４に高温冷媒が流れ、凝縮液化し室外膨張弁３
５に流入する。

【０１９８】電磁弁４７が閉止されているため、室外膨
張弁３５を出た冷媒はすべて室内機３７に流れ、冷房に
寄与する。

【０１９９】ここにおいて、負荷判定を行い（ＳＴＥＰ
２）、室内温度センサー１１１で検知された室内機３７
の吸い込み空気温度ｔと記憶装置１１２に記憶されてい
る設定空気温度ｔｏとの温度差の絶対値が一定値△ｔを
超えた場合、すなわち冷房負荷が大きい場合には、電磁
弁４７の閉止信号と電磁弁５１の開放信号が演算制御装
置１１３から送られ、電磁弁４７は閉止、電磁弁５１は
開放されたままとなり、同様の冷房運転が継続される。

【０２００】電磁弁４７が閉止、電磁弁５１が開放され
ているため、精留塔４３、冷却器４４、貯留器４５内の
冷媒は、圧縮機３２に吸引されるため、低圧のガスとな
り、冷媒の貯留はほとんどない。

【０２０１】こうすることにより、主回路の冷媒は充填
組成のままの混合された非共沸混合冷媒で、かつ冷媒量
の多い状態で運転され、負荷に適した能力の大きい運転
ができる。

【０２０２】次に、負荷判定を行い（ＳＴＥＰ２）、室
内温度センサー１１１で検知された室内機３７の吸い込
み空気温度ｔと記憶装置１１２に記憶されている設定空
気温度ｔｏとの温度差の絶対値が一定値△ｔ以下である
場合、すなわち冷房負荷が小さい場合には、電磁弁４
７、５１の開放信号が演算制御装置１１３から送られ、
電磁弁４７，５１は開放される（ＳＴＥＰ３）。

【０２０３】この場合、室外膨張弁３５を出た中間圧の
二相冷媒の一部は、開閉弁４９、配管４８、電磁弁４
７、副絞り装置４６を通って精留塔４３の塔底に流入す
ると共に、精留作用が起こり、貯留器４５には徐々に低
沸点に富んだ冷媒組成が貯留され、主回路は徐々に高沸
点に富んだ冷媒組成となり、能力をセーブされる。

【０２０４】その後、ＳＴＥＰ４で電磁弁４７，５１の
開放時間Ｔが、予め設定した所定時間Ｔａを経過したか
の時間判定を行い、所定時間Ｔａを経過していれば、電
磁弁４７，５１の閉止信号が演算制御装置１１３から送
られ、電磁弁４７，５１は閉止される（ＳＴＥＰ５）。

【０２０５】こうすることにより、精留塔４３、冷却器
４４、貯留器４５を室外機３１の回路と切り離すことが
できるので、冷媒液の一部がを低圧側に流れる回路を遮
断することができ、精留分離に要する熱量のロスをなく
すことができ、負荷に見合った能力セーブと共に高効率
な運転を行なうことができるものである。

【０２０６】この状態で、負荷判定を行い（ＳＴＥＰ
６）、負荷が大きくなった場合、すなわち室内温度セン
サー１１１で検知された室内機３７の吸い込み空気温度
ｔと記憶装置１１２に記憶されている設定空気温度ｔｏ
との温度差の絶対値が一定値△ｔを超えた場合には、電
磁弁４７の閉止信号および電磁弁５１の開放信号が演算
制御装置１１３から送られ、電磁弁４７は閉止され、電
磁弁５１は開放され（ＳＴＥＰ７）、貯留器４５に貯留
された低沸点に富んだ冷媒は徐々に圧縮機３２に吸引さ
れ、主回路の冷媒組成は高能力な充填組成の状態に戻
り、また冷媒量も増加して、負荷に見合った能力の大き
い運転ができる。

【０２０７】次に、暖房運転時には、冷媒流れが主回路
において逆になるのみで、その動作は同様であり、説明
は省略する。

【０２０８】このように、負荷の大小を室内機３７の吸
い込み空気温度ｔと設定空気温度ｔｏとの温度差の絶対
値で検知して、電磁弁４７，５１を開閉するという簡単
な操作のみで、主回路の冷媒量と冷媒組成を負荷に見合
った状態に可変することにより、能力制御を行うことが
できるものである。

【０２０９】また、組成調整装置４１が空調機の室外機
３１とは別の箱体に一体として収納され、また、配管４
８，５２および配線５４，５５を着脱可能としたので、
組成調整装置４１を構成する精留塔４３や冷却器４４な
どの部品を組み込む場合に、室外機３１のスペースに余
裕がない場合でも、別置きにできるので設置が容易とな
る。

【０２１０】また、いわゆる通常の冷凍サイクルを有す
る室外機３１に組成調整装置４１を付加する構成とした
ので、通常の安価なヒートポンプ装置と能力アップが可
能なヒートポンプ装置を組成調整装置４１の着脱を選択
することで簡単に実現できるものである。

【０２１１】（実施の形態６）図７は本発明の実施の形
態６によるヒートポンプ装置のシステム構成図であり、
実施の形態３と同一の構成については同一符号を記し、
詳細な説明は省略する。

【０２１２】ここでは、室内熱交換器３９などからなる
室内機３７に、室内の空気温度（すなわち室内機３７の
吸い込み空気温度）を検知する室内温度センサー１２１
を備えている。また、１２２はあらかじめユーザーが所
望の値に設定した設定空気温度値を記憶する記憶装置で
ある。

【０２１３】１２３は演算制御装置で、記憶装置１２２
の設定空気温度ｔｏと室内温度センサー１２１で検知し
た吸い込み空気温度ｔとを比較し、電磁弁６５，６８を
開閉するように動作する。

【０２１４】次に、このような構成からなるヒートポン
プ装置において、図７を参照しながらその動作を説明す
る。

【０２１５】図８は、本発明の実施の形態６におけるヒ
ートポンプ装置の制御フローチャートを示す。

【０２１６】冷房時、通常の能力で運転する場合には、
電磁弁６５は閉止、電磁弁６８は開放する。

【０２１７】この状態で、圧縮機３２から吐出した冷媒
は、四方弁３３、室外熱交換器３４に高温冷媒が流れ、
凝縮液化し室外膨張弁３５に流入する。ここで、電磁弁
６５は閉止されているので、室外膨張弁３５を出た中間
圧の冷媒は、すべて接続配管３６を通って室内膨張弁３
８を通過して低圧となり、室内熱交換器３９で蒸発して
室内機３７の設置されている空間を冷却し、その後、接
続配管４０、四方弁３３を通って再び圧縮機３２に吸入
される。

【０２１８】ここにおいて、負荷判定を行い（ＳＴＥＰ
２）、室内温度センサー１２１で検知された室内機３７
の吸い込み空気温度ｔと記憶装置１２２に記憶されてい
る設定空気温度ｔｏとの温度差が一定値△ｔ以下の場
合、すなわち冷房負荷が小さい場合には、電磁弁６５の
閉止信号と電磁弁６８の開放信号が演算制御装置１２３
から送られ、電磁弁６５は閉止、電磁弁６８は開放され
たままとなり、同様の冷房運転が継続される。

【０２１９】電磁弁６５が閉止、電磁弁６８が開放され
ているため、精留塔４３、貯留器６２、加熱器６３内の
冷媒は、圧縮機３２に吸引されるため、低圧のガスとな
り、冷媒の貯留はほとんどない。

【０２２０】こうすることにより、主回路の冷媒は充填
組成のままの混合された非共沸混合冷媒で、運転され、
負荷に適した能力の運転ができる。

【０２２１】次に、負荷判定を行い（ＳＴＥＰ２）、室
内温度センサー１２１で検知された室内機３７の吸い込
み空気温度ｔと記憶装置１２２に記憶されている設定空
気温度ｔｏとの温度差が一定値△ｔを越える場合、すな
わち冷房負荷が大きい場合には、電磁弁６５、６８の開
放信号が演算制御装置１２３から送られ、電磁弁６５，
６８は開放される（ＳＴＥＰ３）。

【０２２２】この場合、室外膨張弁３５を出た中間圧の
二相冷媒の一部は、開閉弁４９、配管６６、電磁弁６
５、配管６７，加熱器６３、副絞り装置６４を通って精
留塔４３の塔頂に流入すると共に、精留作用が起こり、
貯留器６２には徐々に高沸点に富んだ冷媒組成が貯留さ
れ、主回路は徐々に低沸点に富んだ冷媒組成となり、能
力アップが実現される。

【０２２３】その後、ＳＴＥＰ４で電磁弁６５，６８の
開放時間が、予め設定した所定時間Ｔａを経過したかの
時間判定を行い、所定時間Ｔａを経過していれば、電磁
弁６５，６８の閉止信号が演算制御装置１２３から送ら
れ、電磁弁６５，６８は閉止される（ＳＴＥＰ５）。

【０２２４】こうすることにより、精留塔４３、貯留器
６２、加熱器６３を室外機３１の回路と切り離すことが
できるので、冷媒の一部を低圧側に流す回路を遮断する
ことができ、精留分離に要する熱量のロスをなくすこと
ができる。

【０２２５】この状態で、負荷判定を行い（ＳＴＥＰ
６）、負荷が小さくなった場合、すなわち室内温度セン
サー１２１で検知された室内機３７の吸い込み空気温度
ｔと記憶装置１２２に記憶されている設定空気温度ｔｏ
との温度差の絶対値が一定値△ｔを超えた場合には、電
磁弁６５の閉止信号および電磁弁６８の開放信号が演算
制御装置１２３から送られ、電磁弁６５は閉止され、電
磁弁６８は開放される（ＳＴＥＰ７）。

【０２２６】こうすることにより、貯留器６２に貯留さ
れた高沸点に富んだ冷媒は徐々に圧縮機３２に吸引さ
れ、主回路の冷媒組成は充填組成の状態に戻り、負荷に
見合った通常能力の運転ができる。

【０２２７】次に、暖房運転時には、冷媒流れが主回路
において逆になるのみで、その動作は同様であり、説明
は省略するが、負荷の大小を室内機２７の吸い込み空気
温度ｔと設定空気温度ｔｏとの温度差で検知して、電磁
弁６５，６８を開閉するという簡単な操作のみで、主回
路の冷媒量と冷媒組成を負荷に見合った状態に可変する
ことにより、能力アップを行うことができるものであ
る。

【０２２８】このように、組成調整装置６１が空調機の
室外機３１とは別の箱体に一体として収納され、また、
配管６６，６９および配線７０，７１を着脱可能とした
ので、組成調整装置６１を構成する精留塔４３や加熱器
６３などの部品を組み込む場合に、室外機３１のスペー
スに余裕がない場合でも、別置きにできるので設置が容
易となる。

【０２２９】また、いわゆる通常の冷凍サイクルを有す
る室外機３１に組成調整装置６１を付加する構成とした
ので、通常の安価なヒートポンプ装置と能力アップが可
能なヒートポンプ装置を組成調整装置６１の着脱を選択
することで簡単に実現できるものである。

【０２３０】（実施の形態７）図９は、本発明の実施の
形態７によるヒートポンプ装置のシステム構成図であ
り、実施の形態４と同様の構成で同様の機能を有する物
については同一の符号を付してあり、詳細な説明は省略
する。

【０２３１】ここでは、室内熱交換器３９などからなる
室内機３７に、室内の空気温度（すなわち室内機３７の
吸い込み空気温度）を検知する室内温度センサー１３１
を備えている。また、１３２はあらかじめユーザーが所
望の値に設定した設定空気温度値を記憶する記憶装置で
ある。

【０２３２】１３３は演算制御装置で、記憶装置１３２
の設定空気温度ｔｏと室内温度センサー１３１で検知し
た吸い込み空気温度ｔとを比較し、電磁弁８３，８８，
９１，９２，９６を開閉するように動作する。

【０２３３】次に、このような構成からなるヒートポン
プ装置において、図９を参照しながらその動作を説明す
る。

【０２３４】図１０は、同実施の形態の動作を示すフロ
ーチャートである。

【０２３５】冷房時、圧縮機３２の起動後、ＳＴＥＰ１
において冷房負荷の判定を行い、負荷が大きい場合、す
なわち室内温度センサー１１１で検知された室内機３７
の吸い込み空気温度ｔと記憶装置１１２に記憶されてい
る設定空気温度ｔｏとの温度差の絶対値が一定値△ｔ１
を超えた場合、ＳＴＥＰ２に移り、電磁弁の操作を行
う。

【０２３６】この場合には、電磁弁８３，９１，９２が
開放され、電磁弁８８，９６は閉止される。また、加熱
器６３を信号線１０２を介して通電し、冷媒の加熱を行
う。

【０２３７】この場合、室外膨張弁３５を出た中間圧の
二相冷媒の一部は、開閉弁４９、配管８９、電磁弁９
１、副絞り装置９０を通って精留塔４３の塔頂に流入し
た二相冷媒の内の液冷媒はやや高沸点に富んだ冷媒が精
留塔４３を降下し、電磁弁８３を通って貯留器８２に貯
留されながら加熱器６３に流入する。

【０２３８】ここで冷媒は加熱され、そこから低沸点に
富んだガスが発生して、逆止弁８６を通り精留塔４３の
塔底部より上昇し、精留作用が起こり、貯留器８２には
徐々に高沸点に富んだ冷媒組成が貯留され、精留塔４３
を上昇し電磁弁９２を通過する冷媒は徐々に低沸点に富
んだ組成となって、副絞り装置９３、配管９４、開閉弁
５３を介して圧縮機３２に吸入される。このようにし
て、主回路は徐々に低沸点に富んだ冷媒組成となり、能
力を向上することができる。

【０２３９】その後、ＳＴＥＰ３で電磁弁８３，９１，
９２の開放時間Ｔが、予め設定した所定時間Ｔａを経過
したかの時間判定を行い、所定時間Ｔａを経過していれ
ば、電磁弁８３，９１，９２の閉止信号が演算制御装置
１３３から送られ、電磁弁８３，９１，９２は閉止され
る（ＳＴＥＰ４）。

【０２４０】こうすることにより、精留塔４３、冷却器
４４、貯留器８２などを室外機３１の回路と切り離すこ
とができるので、冷媒液の一部が低圧側に流れる回路を
遮断することができ、精留分離に要する熱量のロスをな
くすことができ、負荷に見合った能力セーブと共に高効
率な運転を行なうことができるものである。

【０２４１】その後、再びＳＴＥＰ１に戻り負荷判定を
行い、負荷が適度な場合、すなわち室内温度センサー１
３１で検知された室内機３７の吸い込み空気温度ｔと記
憶装置１３２に記憶されている設定空気温度ｔｏとの温
度差の絶対値が一定値△ｔ１以上、Δｔ２以下の場合
（但し、Δｔ１はΔｔ２より大）、ＳＴＥＰ５に移り、
電磁弁の開閉はそのままで運転される。

【０２４２】そして、ＳＴＥＰ２の負荷判定で、負荷が
小さい場合、すなわち室内温度センサー１３１で検知さ
れた室内機３７の吸い込み空気温度ｔと記憶装置１３２
に記憶されている設定空気温度ｔｏとの温度差が一定値
△ｔ２より小さい場合、ＳＴＥＰ６に移り、電磁弁の操
作を行う。

【０２４３】この場合には、電磁弁８８，９６が開放さ
れ、電磁弁８３，９１，９２は閉止される。また、加熱
器６３は通電されず、冷媒の加熱はない。

【０２４４】この場合、室外膨張弁３５を出た中間圧の
二相冷媒の一部は、開閉弁４９、配管８９、電磁弁８
８、副絞り装置８７を通って精留塔４３の塔底に流入す
ると共に、一部は副絞り装置９５を通って減圧され、低
温の二相冷媒となって冷却器４４に流入し、ここで精留
塔４３の塔頂部の気相冷媒と間接的に熱交換する。

【０２４５】精留塔４３の塔底より流入し精留塔４３の
頂部から出た冷媒は冷却器４４で冷却されて液化し、逆
止弁８５を通って貯留器８２に貯留されて、徐々に貯留
量が増加し、再び精留塔４３の塔頂部に帰還して精留塔
４３を下降するようになる。この状態が連続的に起こる
と、精留塔４３を上昇する冷媒ガスと下降する冷媒液と
が精留塔４３内の充填材４２表面上で気液接触により精
留作用が起こり、貯留器８２には徐々に低沸点に富んだ
冷媒組成が貯留され、精留塔４３を下降し副絞り装置９
５を通過する冷媒は徐々に高沸点に富んだ組成となっ
て、冷却器４４、電磁弁９６、配管９４、開閉弁５３を
介して圧縮機３２に吸入される。

【０２４６】このようにして、主回路は徐々に高沸点に
富んだ冷媒組成となり、冷媒循環量が減少して、能力を
セーブすることができる。また、貯留器８２に低沸点冷
媒が貯留されているため、主回路冷媒量を少なくするこ
とができ、冷媒量減少の効果も加えることにより、さら
に能力セーブに寄与し、負荷に適した能力の運転ができ
るものである。

【０２４７】その後、ＳＴＥＰ７で電磁弁８８，９６の
開放時間Ｔが、予め設定した所定時間Ｔａを経過したか
の時間判定を行い、所定時間Ｔａを経過していれば、電
磁弁８８，９６の閉止信号が演算制御装置１３３から送
られ、電磁弁８８，９６は閉止される。

【０２４８】こうすることにより、精留塔４３、冷却器
４４、貯留器８２などを室外機３１の回路と切り離すこ
とができるので、冷媒液の一部が低圧側に流れる回路を
遮断することができ、精留分離に要する熱量のロスをな
くすことができ、負荷に見合った能力セーブと共に高効
率な運転を行なうことができるものである。

【０２４９】その後、再びＳＴＥＰ１に戻り負荷判定を
行い、負荷が適度な場合、すなわち室内温度センサー１
３１で検知された室内機３７の吸い込み空気温度ｔと記
憶装置１３２に記憶されている設定空気温度ｔｏとの温
度差の絶対値が一定値△ｔ１以上、Δｔ２以下の場合
（但し、Δｔ１はΔｔ２より大）、ＳＴＥＰ５に移り、
電磁弁の開閉はそのままで運転される。

【０２５０】上記のような動作を行うことにより、空調
負荷に応じて循環組成を制御し、負荷に応じた冷媒組成
でより効率の高い運転を行うことができるものである。

【０２５１】次に、暖房運転時には、冷媒流れが主回路
において逆になるのみで、その動作は同様であり、説明
は省略するが、負荷の大小を室内機３７の吸い込み空気
温度ｔと設定空気温度ｔｏとの温度差で検知して、電磁
弁８３，８８，９１，９２，９６を開閉するという簡単
な操作のみで、主回路の冷媒組成を負荷に見合った状態
に可変することにより、能力制御を行うことができるも
のである。

【０２５２】このように、本発明は、低沸点貯留時にも
高沸点貯留時にも同一の貯留器を兼用することができ、
精留分離回路を小型化することができると共に、簡単な
センシングで負荷の大小を判断でき、電磁弁の開閉動作
という簡単な構成で低沸点成分の貯留または高沸点成分
の貯留を切り替えて負荷に応じた能力制御を行うことが
でき、効率の良い運転制御を行うことができるものであ
る。

【０２５３】

【発明の効果】以上説明したように、本発明の請求項１
に記載の発明は、２種以上の冷媒を混合した非共沸混合
冷媒を封入し、圧縮機、凝縮器、絞り装置、蒸発器から
なる空調機と、前記空調機と着脱可能で、かつ前記空調
機を循環する非共沸混合冷媒の組成を調整可能とする組
成調整装置からなるヒートポンプ装置を構成したので、
循環組成を高沸点成分に富んだ冷媒組成または、低沸点
成分に富んだ冷媒組成に調整する組成調整装置を空調機
と別に設けたので、空調機のスペースに余裕がない場合
でも、設置が容易となる。

【０２５４】また、いわゆる通常の冷凍サイクルを有す
る室外機に組成調整装置を付加する構成としたので、通
常の安価なヒートポンプ装置と能力調整が可能なヒート
ポンプ装置を組成調整装置の付加のありなしのみを選択
することで簡単に実現できる。

【０２５５】本発明の請求項２に記載の発明は、請求項
１に記載の発明の組成調整装置を配管および電磁弁の信
号線によって空調機と着脱可能としたので、配管と信号
線の接続という簡単な作業で組成調整装置を空調機と着
脱できる。

【０２５６】本発明の請求項３に記載の発明は、圧縮
機、四方弁、室外熱交換器、室外膨張弁、室内膨張弁、
室内熱交換器を環状に接続し、非共沸混合冷媒を封入し
た空調機と、前記空調機を循環する非共沸混合冷媒の循
環組成を高沸点成分に富んだ冷媒組成に調整する組成調
整装置とからなり、前記組成調整装置は前記空調機とは
別の箱体に一体として収納され、また、前記組成調整装
置は前記空調機と配管接続および配線接続によって着脱
可能としたものであり、循環組成を高沸点成分に富んだ
冷媒組成に調整する組成調整装置を空調機と別に設けた
ので、空調機のスペースに余裕がない場合でも、組成調
整装置を別置きとして設置が容易となり、負荷に見合っ
た能力セーブ運転を行って、高効率な運転が可能とな
る。

【０２５７】また、いわゆる通常の冷凍サイクルを有す
る室外機に組成調整装置を付加する構成としたので、通
常の安価なヒートポンプ装置と能力セーブが可能な高効
率なヒートポンプ装置を組成調整装置の付加のありなし
のみを選択することで簡単に実現でき、それぞれを別の
室外機で構成する場合と比較して、製造に関わるコスト
も大幅に削減できるものである。

【０２５８】本発明の請求項４に記載の発明は、圧縮
機、四方弁、室外熱交換器、室外膨張弁、室内膨張弁、
室内熱交換器を環状に接続し、非共沸混合冷媒を封入し
た空調機と、前記空調機を循環する非共沸混合冷媒の循
環組成を低沸点成分に富んだ冷媒組成に調整する組成調
整装置とからなり、前記組成調整装置は前記空調機とは
別の箱体に一体として収納され、また、前記組成調整装
置は前記空調機と配管接続および配線接続によって着脱
可能としたものであり、循環組成を低沸点成分に富んだ
冷媒組成に調整する組成調整装置を空調機と別に設けた
ので、空調機のスペースに余裕がない場合でも設置が容
易となり、負荷に見合った能力アップ運転を行うことが
が可能となる。

【０２５９】また、いわゆる通常の冷凍サイクルを有す
る室外機に組成調整装置を付加する構成としたので、通
常の安価なヒートポンプ装置と能力アップが可能なヒー
トポンプ装置を組成調整装置の付加のありなしのみを選
択することで簡単に実現でき、それぞれを別の室外機で
構成する場合と比較して、製造に関わるコストも大幅に
削減できるものである。

【０２６０】本発明の請求項５に記載の発明は、圧縮
機、四方弁、室外熱交換器、室外膨張弁、室内膨張弁、
室内熱交換器を環状に接続し、非共沸混合冷媒を封入し
た空調機と、前記空調機を循環する非共沸混合冷媒の循
環組成を高沸点成分および低沸点成分に富んだ冷媒組成
に調整する組成調整装置とからなり、前記組成調整装置
は前記空調機とは別の箱体に一体として収納され、ま
た、前記組成調整装置は配管および電磁弁の信号線によ
って前記空調機と着脱可能としたので、循環組成を高沸
点成分に富んだ組成から低沸点成分に富んだ冷媒組成ま
で調整する組成調整装置を空調機と別に設けたので、空
調機のスペースに余裕がない場合でも、設置が容易とな
り、また、循環組成を大きく変化させることができるの
で、空調機の能力調整範囲を大きく変化させることがで
き、空調負荷が大きく変化する場合にも十分対応でき
る。

【０２６１】また、いわゆる通常の冷凍サイクルを有す
る室外機に組成調整装置を付加する構成としたので、通
常の安価なヒートポンプ装置と広範囲に能力制御が可能
なヒートポンプ装置を組成調整装置の付加のありなしの
みを選択することで簡単に実現できる。

【０２６２】本発明の請求項６に記載の発明は、請求項
３に記載の発明に、内部に充填材を充填した精留塔を設
け、前記精留塔の頂部と冷却器および貯留器を環状に接
続した回路を形成し、前記精留塔の底部と、前記室内膨
張弁と前記室外膨張弁との間の配管とを第１の開閉弁お
よび第１の副絞り装置の直列回路を介して着脱可能なよ
うに接続し、同じく前記精留塔の底部と前記圧縮機の吸
入配管とを第２の副絞り装置および第２の開閉弁の直列
回路を介して着脱可能なように接続し、前記冷却器にお
いて、前記第２の副絞り装置の出口配管と前記精留塔の
頂部とが間接的に熱交換するように構成したものであ
り、組成調整装置と空調機とを２本の配管で接続すると
いう簡単な構成で、空調機の循環組成を高沸点成分に富
んだ冷媒組成に調整でき、負荷に応じた能力セーブが可
能な高効率なヒートポンプ装置を実現できる。

【０２６３】また、いわゆる通常の冷凍サイクルを有す
る室外機に組成調整装置を配管２本で接続する構成とし
たので、通常の安価なヒートポンプ装置と能力セーブが
可能な高効率のヒートポンプ装置を配管の脱着でより簡
単に実現できる。

【０２６４】さらに、組成制御装置の運転を制御する電
磁弁を開閉する信号線を室外機の信号ターミナルで脱着
可能にし、電磁弁の開閉を室外機からの信号により制御
するようにしたので、組成制御装置の構成が非常に簡単
になる。

【０２６５】本発明の請求項７に記載の発明は、請求項
４に記載の発明に、内部に充填材を充填した精留分離器
を設け、底部に冷媒を貯留する貯留器と前記貯留器に貯
留する冷媒を加熱する加熱器を有し、前記冷媒精留塔の
頂部と前記室内膨張弁と前記室外膨張弁との間の配管と
を第１の開閉弁および第１の副絞り装置の直列回路を介
して着脱可能なように接続し、同じく前記冷媒精留塔の
頂部と前記圧縮機の吸入配管とを第２の副絞り装置およ
び第２の開閉弁の直列回路を介して着脱可能なように接
続したものであり、組成調整装置と空調機とを２本の配
管で接続するという簡単な構成で、空調機の循環組成を
低沸点成分に富んだ冷媒組成に調整でき、付加に応じた
能力アップが可能なヒートポンプ装置を実現できる。

【０２６６】また、いわゆる通常の冷凍サイクルを有す
る室外機に組成調整装置を配管２本で接続する構成とし
たので、通常の安価なヒートポンプ装置と能力アップが
可能なヒートポンプ装置を配管の脱着の切換で簡単に実
現できる。

【０２６７】さらに、組成制御装置の運転を制御する電
磁弁を開閉する信号線を室外機の信号ターミナルで脱着
可能にし、電磁弁の開閉を室外機からの信号により制御
するようにしたので、組成制御装置の構成が非常に簡単
になる。

【０２６８】本発明の請求項８に記載の発明は、請求項
７に記載の発明の加熱器の加熱源として、電気ヒーター
または圧縮機出口から前記室内熱交換器出口までの間の
高圧冷媒を用いたので、精留分離に必要な発生ガスの熱
源としてヒーターを用いた場合には確実な加熱が可能と
なり、精留分離に必要な発生ガスの確保が容易となる。

【０２６９】また、加熱器の加熱源として、冷媒精留塔
の圧力よりも高圧な冷媒を用いた場合には、冷凍サイク
ルの凝縮熱を有効に利用でき、冷房運転時には、空調機
の循環組成を低沸点成分に富んだ冷媒組成に調整して負
荷に応じた能力アップを行いながら凝縮温度が低減さ
れ、冷凍サイクルの効率も改善される。

【０２７０】本発明の請求項９に記載の発明は、請求項
５に記載の発明に、室内熱交換器を有する室内機の吸い
込み空気温度を検知する室内温度センサーと、あらかじ
め設定した設定空気温度と前記室内温度センサーで検知
した吸い込み空気温度との温度差が所定値以下になった
場合に、前記第１の開閉弁および前記第２の開閉弁を開
放し、また前記設定空気温度と前記吸い込み空気温度と
の温度差が前記所定値を超えた場合に、前記第１の開閉
弁を閉止する演算制御装置を設けたので、簡単なセンシ
ングで負荷の大小を判断でき、設定温度との差が一定値
以下、すなわち、室内の負荷に比べ冷暖房能力が過剰と
なった場合、開閉弁を開放するという簡単な制御で、貯
留器に冷媒量を貯留して主回路の冷媒量を減少させ、ま
た精留分離を行わせることにより低沸点成分を貯留器に
貯留し、主回路冷媒組成を高沸点側に変化させて能力セ
ーブを行うことができ、また、設定温度との差が一定値
以上、すなわち、室内の負荷に比べ冷暖房能力が不足と
なった場合、開閉弁を閉止するという簡単な制御のみ
で、貯留器の冷媒量を空にし、主回路の冷媒量を増加さ
せ、また冷媒組成を元の充填組成に戻すことにより能力
向上を行うことができる。

【０２７１】また、いわゆる通常の冷凍サイクルを有す
る室外機に組成調整装置を配管２本で接続する構成とし
たので、通常の安価なヒートポンプ装置と能力セーブが
可能な高効率のヒートポンプ装置を配管の脱着の切換で
簡単に実現できる。

【０２７２】本発明の請求項１０に記載の発明は、請求
項６に記載の発明に、室内熱交換器を有する室内機の吸
い込み空気温度を検知する室内温度センサーと、あらか
じめ設定した設定空気温度と前記室内温度センサーで検
知した吸い込み空気温度との温度差が所定値を越えた場
合に、前記第１の開閉弁および前記第２の開閉弁を開放
し、また前記設定空気温度と前記吸い込み空気温度との
温度差が前記所定値以下になった場合に、前記第１の開
閉弁を閉止する演算制御装置を設けたので、簡単なセン
シングで負荷の大小を判断でき、設定温度との差が一定
値以上、すなわち、室内の負荷に比べ冷暖房能力が不足
した場合、開閉弁を開放するという簡単な制御で、精留
分離を行わせることにより高沸点成分を貯留器に貯留
し、主回路冷媒組成を低沸点側に変化させて能力アップ
を行うことができ、また、設定温度との差が一定値以
下、すなわち、室内の負荷に比べ冷暖房能力が過剰とな
った場合、開閉弁を開放するという簡単な制御のみで、
貯留器の冷媒量を空にし、冷媒組成を元の充填組成に戻
すことにより能力セーブを行うことができる。

【０２７３】また、いわゆる通常の冷凍サイクルを有す
る室外機に組成調整装置を配管２本で接続する構成とし
たので、通常の安価なヒートポンプ装置と能力アップが
可能なヒートポンプ装置を配管の脱着の切換で簡単に実
現できるなど、多大な効果を有するものである。

【０２７４】本発明の請求項１１に記載の発明は、請求
項７または８に記載の発明に、室内熱交換器を有する室
内機の吸い込み空気温度を検知する室内温度センサー
と、あらかじめ設定した設定空気温度と前記室内温度セ
ンサーで検知した吸い込み空気温度との温度差が所定値
を越えた場合に、前記第１の開閉弁および前記第２の開
閉弁を開放し、また前記設定空気温度と前記吸い込み空
気温度との温度差が前記所定値以下になった場合に、前
記第１の開閉弁を閉止する演算制御装置を設けたので、
簡単なセンシングで負荷の大小を判断でき、設定温度と
の差が一定値以上、すなわち、室内の負荷に比べ冷暖房
能力が不足した場合、開閉弁を開放するという簡単な制
御で、精留分離を行わせることにより高沸点成分を貯留
器に貯留し、主回路冷媒組成を低沸点側に変化させて能
力アップを行うことができ、また、設定温度との差が一
定値以下、すなわち、室内の負荷に比べ冷暖房能力が過
剰となった場合、開閉弁を開放するという簡単な制御の
みで、貯留器の冷媒量を空にし、冷媒組成を元の充填組
成に戻すことにより能力が回復できる。

【０２７５】また、組成調整装置の運転を制御する電磁
弁の開閉信号を送る信号線を、室外機に設けた信号ター
ミナルで脱着可能にしたので、組成調整装置を付加した
後、信号線を接続するだけで簡単に運転が可能となる。

【０２７６】本発明の請求項１２に記載の発明は、請求
項９に記載の発明に、室内熱交換器を有する室内機の吸
い込み空気温度を検知する室内温度センサーと、あらか
じめ設定した設定空気温度と前記室内温度センサーで検
知した吸い込み空気温度との温度差が所定値を越えた場
合に、前記第３，第５の電磁弁を開放し、前記第１，第
２，第４の電磁弁を閉止し、また、前記設定空気温度と
前記吸い込み空気温度との温度差が前記所定値以下にな
った場合に、前記第１，第２，第４の電磁弁を開放し、
前記第３，第５の電磁弁を閉止する演算制御装置を設け
たので、簡単なセンシングで負荷の大小を判断でき、設
定温度との差が一定値以上、すなわち、室内の負荷に比
べ冷暖房能力が不足した場合、開閉弁を開閉するという
簡単な制御で、精留分離を行わせることにより高沸点成
分を貯留器に貯留し、主回路冷媒組成を低沸点側に変化
させて能力アップを行うことができ、また、設定温度と
の差が一定値以下、すなわち、室内の負荷に比べ冷暖房
能力が過剰となった場合、開閉弁を開閉するという簡単
な制御のみで、精留分離を行わせることにより低沸点成
分を貯留器に貯留し、主回路冷媒組成を高沸点側に変化
させて能力セーブを行うことができる。

【０２７７】また、組成調整装置の運転を制御する電磁
弁の開閉信号を送る信号線を、室外機に脱着可能にした
ので、組成調整装置を付加した後、信号線を接続するだ
けで簡単に運転が可能となる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明になるヒートポンプ装置の実施の形態１
のシステム構成図

【図２】本発明になるヒートポンプ装置の実施の形態２
のシステム構成図

【図３】本発明になるヒートポンプ装置の実施の形態３
のシステム構成図

【図４】本発明になるヒートポンプ装置の実施の形態４
のシステム構成図

【図５】本発明になるヒートポンプ装置の実施の形態５
のシステム構成図

【図６】同実施の形態５の動作を示すフローチャート

【図７】本発明になるヒートポンプ装置の実施の形態６
のシステム構成図

【図８】同実施の形態６の動作を示すフローチャート

【図９】本発明になるヒートポンプ装置の実施の形態７
のシステム構成図

【図１０】同実施の形態７の動作を示すフローチャート

【図１１】従来のヒートポンプ装置のシステム構成図

【符号の説明】

２１，３１ 室外機 ２２，３７ 室内機 ２３，２４，３６，４０ 接続配管 ２５，４１，６１，８１ 組成調整装置 ２６，２７，４８，５２，６６，６７，６９ 配管 ２８，２９，４９，５３ 開閉弁 ３０，３１，５４，５５，７０，７１，９７，９８，９
９，１００，１０１，１０２ 信号線 ３２ 圧縮機 ３３ 四方弁 ３４ 室外熱交換器 ３５ 室外膨張弁 ３８ 室内膨張弁 ３９ 室内熱交換器 ４２ 充填材 ４３ 精留塔 ４４，４６，５０，６４，８７，９０，９３ 副絞り装
置 ４５，６２，８２ 貯留器 ４７，５１，６５，６８，８３，８８，９１，９２，９
６ 電磁弁 ５６ 電子基板 ６３ 加熱器 １１１，１２１，１３１ 室内温度センサー １１２，１２２，１３２ 記憶装置 １１３，１２３，１３３ 演算制御装置

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 日下 道美 大阪府東大阪市高井田本通４丁目２番５号 松下冷機株式会社内 (72)発明者 蔵地 正夫 大阪府東大阪市高井田本通４丁目２番５号 松下冷機株式会社内

Claims (12)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 ２種以上の冷媒を混合した非共沸混合冷
   媒を封入し、少なくとも、圧縮機、凝縮器、絞り装置、
   蒸発器からなる空調機と、前記空調機と着脱可能で、か
   つ前記空調機を循環する非共沸混合冷媒の組成を調整可
   能とする組成調整装置からなるヒートポンプ装置。
2. 【請求項２】 組成調整装置は配管および電磁弁の信号
   線によって空調機と着脱可能とすることを特徴とする請
   求項１記載のヒートポンプ装置。
3. 【請求項３】 圧縮機、四方弁、室外熱交換器、室外膨
   張弁、室内膨張弁、室内熱交換器を環状に接続し、非共
   沸混合冷媒を封入した空調機と、前記空調機を循環する
   非共沸混合冷媒の循環組成を高沸点成分に富んだ冷媒組
   成に調整する組成調整装置とからなり、 前記組成調整装置は前記空調機とは別の箱体に一体とし
   て収納され、また、前記組成調整装置は配管および電磁
   弁の信号線によって前記空調機と着脱可能としたことを
   特徴とするヒートポンプ装置。
4. 【請求項４】 圧縮機、四方弁、室外熱交換器、室外膨
   張弁、室内膨張弁、室内熱交換器を環状に接続し、非共
   沸混合冷媒を封入した空調機と、前記空調機を循環する
   非共沸混合冷媒の循環組成を低沸点成分に富んだ冷媒組
   成に調整する組成調整装置とからなり、 前記組成調整装置は前記空調機とは別の箱体に一体とし
   て収納され、また、前記組成調整装置は配管および電磁
   弁の信号線によって前記空調機と着脱可能としたことを
   特徴とするヒートポンプ装置。
5. 【請求項５】 圧縮機、四方弁、室外熱交換器、室外膨
   張弁、室内膨張弁、室内熱交換器を環状に接続し、非共
   沸混合冷媒を封入した空調機と、前記空調機を循環する
   非共沸混合冷媒の循環組成を高沸点成分および低沸点成
   分に富んだ冷媒組成に調整する組成調整装置とからな
   り、 前記組成調整装置は前記空調機とは別の箱体に一体とし
   て収納され、また、前記組成調整装置は配管および電磁
   弁の信号線によって前記空調機と着脱可能としたことを
   特徴とするヒートポンプ装置。
6. 【請求項６】 内部に充填材を充填した精留塔を設け、
   前記精留塔の頂部と冷却器および貯留器を環状に接続し
   た回路を形成し、前記精留塔の底部と、前記室内膨張弁
   と前記室外膨張弁との間の配管とを第１の開閉弁、第１
   の電磁弁、第１の副絞り装置の直列回路を介して着脱可
   能なように接続し、同じく前記精留塔の底部と前記圧縮
   機の吸入配管とを第２の副絞り装置、第２の電磁弁、第
   ２の開閉弁の直列回路を介して着脱可能なように接続
   し、前記冷却器において、前記第２の副絞り装置の出口
   配管と前記精留塔の頂部とが間接的に熱交換するよう構
   成し、前記第１の電磁弁および前記第２の電磁弁を駆動
   する信号線により、空調機と着脱可能なように接続した
   ことを特徴とする請求項３記載のヒートポンプ装置。
7. 【請求項７】 内部に充填材を充填した精留分離器を設
   け、底部に冷媒を貯留する貯留器と前記貯留器に貯留す
   る冷媒を加熱する加熱器を有し、前記冷媒精留塔の頂部
   と前記室内膨張弁と前記室外膨張弁との間の配管とを第
   １の開閉弁、第１の電磁弁、第１の副絞り装置の直列回
   路を介して着脱可能なように接続し、同じく前記冷媒精
   留塔の頂部と前記圧縮機の吸入配管とを第２の副絞り装
   置、第２の電磁弁、第２の開閉弁の直列回路を介して着
   脱可能なように接続し、前記第１の電磁弁および前記第
   ２の電磁弁を駆動する信号線により、空調機と着脱可能
   なように接続したことを特徴とする請求項４記載のヒー
   トポンプ装置。
8. 【請求項８】 前記加熱器の加熱源として、電気ヒータ
   ー、または、冷媒精留塔の圧力よりも高圧なヒートポン
   プ装置内の冷媒、を用いることを特徴とする請求項７記
   載のヒートポンプ装置。
9. 【請求項９】 内部に充填材を充填した冷媒精留塔を設
   け、前記精留塔の塔底と前記精留塔の塔底より低い位置
   に配置した貯留器の上部とを第１の電磁弁を介して接続
   し、前記精留塔の塔頂と前記貯留器の上部とを前記貯留
   器から前記精留塔に向かって流入可能な第１の逆止弁を
   介して接続し、前記精留塔の塔頂と冷却器とを接続し、
   前記冷却器と前記貯留器の上部とを前記冷却器から前記
   貯留器に向かって流入可能な第２の逆止弁を介して接続
   し、前記貯留器の底部と前記精留塔の塔底とを前記貯留
   器から前記精留塔に向かって流入可能な第３の逆止弁と
   加熱器を介して接続し、 前記室外膨張弁と前記室内膨張弁の間の配管と第１の開
   閉弁の一方を接続し、他方を第２の電磁弁、第１の副絞
   り装置の直列回路を介して前記精留塔の塔頂と接続する
   回路と、第３の電磁弁、第２の副絞り装置の直列回路を
   介して前記精留塔の塔底と接続する回路に分岐する分岐
   部を設け、前記分岐部と前記第１開閉弁との間を着脱可
   能なように接続し、 前記圧縮機の吸入配管と第２の開閉弁の一方を接続し、
   他方を第３の副絞り装置、第４の電磁弁の直列回路を介
   して前記冷却器と接続する回路と、第５の電磁弁、前記
   冷却器、第４の副絞り装置を介して前記精留塔の塔底部
   に接続する回路とに分岐する分岐部を設け、前記分岐部
   と前記第１開閉弁との間を着脱可能なように接続し、 前記冷却器において前記精留塔の底部より前記第４の副
   絞り装置を経て前記冷却器に流入する冷媒と前記精留塔
   塔頂より前記冷却器に流入する冷媒とが間接的に熱交換
   するように接続し、 前記第１から第５の電磁弁を駆動する信号線により、空
   調機と着脱可能なように接続したことを特徴とする請求
   項５記載のヒートポンプ装置。
10. 【請求項１０】 室内熱交換器を有する室内機の吸い込
    み空気温度を検知する室内温度センサーと、あらかじめ
    設定した設定空気温度と前記室内温度センサーで検知し
    た吸い込み空気温度との温度差が所定値以下になった場
    合に、前記第１の電磁弁および前記第２の電磁弁を開放
    し、前記第１の電磁弁および前記第２の電磁弁の開放時
    間が一定値を越えた場合に前記第１の電磁弁および前記
    第２の電磁弁を閉止し、また前記設定空気温度と前記吸
    い込み空気温度との温度差が前記所定値を超えた場合
    に、前記第１の電磁弁を閉止し、前記第２の電磁弁を開
    放する演算制御装置を設けたことを特徴とする請求項６
    記載のヒートポンプ装置。
11. 【請求項１１】 室内熱交換器を有する室内機の吸い込
    み空気温度を検知する室内温度センサーと、あらかじめ
    設定した設定空気温度と前記室内温度センサーで検知し
    た吸い込み空気温度との温度差が所定値を越えた場合
    に、前記第１の電磁弁および前記第２の電磁弁を開放
    し、前記第１の電磁弁および前記第２の電磁弁の開放時
    間が一定値を越えた場合に前記第１の電磁弁および前記
    第２の電磁弁を閉止し、また前記設定空気温度と前記吸
    い込み空気温度との温度差が前記所定値以下になった場
    合に、前記第１の電磁弁を閉止し、前記第２の電磁弁を
    開放する演算制御装置を設けたことを特徴とする請求項
    ７または８記載のヒートポンプ装置。
12. 【請求項１２】 室内熱交換器を有する室内機の吸い込
    み空気温度を検知する室内温度センサーと、あらかじめ
    設定した設定空気温度と前記室内温度センサーで検知し
    た吸い込み空気温度との温度差が所定値を越えた場合
    に、前記第３，第５の電磁弁を開放し、前記第１，第
    ２，第４の電磁弁を閉止し、また、前記設定空気温度と
    前記吸い込み空気温度との温度差が所定値以下になった
    場合に、前記第１，第２，第４の電磁弁を開放し、前記
    第３，第５の電磁弁を閉止する演算制御装置を設けたこ
    とを特徴とする請求項９記載のヒートポンプ装置。