JP2003065616A

JP2003065616A - 冷媒回路

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Publication number: JP2003065616A
Application number: JP2001293304A
Authority: JP
Inventors: Shinichi Sakamoto; 真一坂本; Hiroshi Nakayama; 浩中山; Mikihiko Kuroda; 幹彦黒田; Yasuhiko Oka; 恭彦岡
Original assignee: Daikin Industries Ltd
Current assignee: Daikin Industries Ltd
Priority date: 2001-06-11
Filing date: 2001-09-26
Publication date: 2003-03-05
Anticipated expiration: 2021-09-26
Also published as: US20040134225A1; JP3801006B2; EP1396689A1; US6895768B2; EP1396689A4; WO2002101304A1

Abstract

(57)【要約】【課題】各種の運転状況において適切な冷凍サイクル
を維持することが可能な冷媒回路を提供する。【解決手段】圧縮機１５と凝縮器１６とレシーバ１８
と膨張弁１９と蒸発器２０とを備える。冷媒に超臨界で
使用する超臨界冷媒を用いた冷媒回路である。レシーバ
１８の上流側に、凝縮器１６から流出した冷媒を冷却す
る冷却部１７を設ける。蒸発器２０の一部を空気熱交換
器として機能させて冷却部１７とする。冷却部１７が蒸
発器２０の出口側の冷媒と熱交換を行う。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】この発明は、例えばヒートポ
ンプ式給湯装置の熱源ユニットに使用される冷媒回路に
関するものである。

【０００２】

【従来の技術】ヒートポンプ式給湯装置は、一般には図
２７に示すように、貯湯タンク７０を有するタンクユニ
ット７１と、冷媒回路７２を有する熱源ユニット７３と
を備える。また、冷媒回路７２は、圧縮機７４と凝縮器
（水熱交換器）７５とレシーバ７６と膨張弁７７と蒸発
器７８とを備える。そして、タンクユニット７１は、上
記貯湯タンク７０と循環路７９とを備え、循環路７９に
は、ポンプ８０と熱交換路８１とが介設されている。こ
の場合、熱交換路８１は水熱交換器７５にて構成され
る。

【０００３】従って、圧縮機７４を駆動させると共に、
ポンプ８０を駆動（作動）させると、貯湯タンク７０の
底部に設けた取水口から貯溜水（温湯）が循環路７９に
流出し、これが熱交換路８１を流通する。そのときこの
温湯は凝縮器（水熱交換器）７５によって加熱され（沸
上げられ）、給湯口から貯湯タンク７０の上部に返流さ
れる。これによって、貯湯タンク７０に高温の温湯を貯
めるものである。

【０００４】また、従来においては、上記冷媒回路の冷
媒として、ジクロロジフルオロメタン（Ｒ−１２）やク
ロロジフルオロメタン（Ｒ−２２）のような冷媒が使用
されてきたが、オゾン層の破壊、環境汚染等の問題か
ら、１，１，１，２−テトラフルオロエタン（Ｒ−１３
４ａ）のような代替冷媒が使用されるようになってい
る。しかしながらこのＲ−１３４ａにおいても、依然と
して地球温暖化能が高いなどの問題があることから、近
年では、このような問題のない自然系冷媒を使用するこ
とが推奨されつつある。この自然系冷媒として炭酸ガス
等の超臨界冷媒が有用であることは、公知である。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】そして、炭酸ガス等の
超臨界冷媒を使用した冷媒回路の冷凍サイクルは図２６
に示すものとなる。ところで、沸上げている場合におい
て、高温の温水が貯湯タンクの下部にまで貯まっている
状態では、高温の温湯（温水）が循環路へ流出すること
になる。このため、水熱交換器７５への入水温度が上昇
することになる。水熱交換器７５への入水温度が上昇す
れば、図２８の実線で示すような冷凍サイクルとなっ
て、凝縮過程でのエンタルピ差が狭くなり、給湯能力及
びＣＯＰが減少していた。また、外気温度が上昇するこ
とによっても、その冷凍サイクルは図２９に示すよう
に、運転範囲が小さくなっていた。すなわち、各種環境
により、凝縮側及び蒸発側の負荷変動が生じ、この負荷
変動により安定する冷媒サイクルも変動する。そのた
め、各冷媒サイクルに必要とする冷媒量はそれぞれ異な
り、ある冷媒サイクルに合わせて冷媒を充填したとして
も、運転状況により冷媒サイクルが変化し、その充填し
た冷媒量では、過不足が生じて、適切な冷媒サイクルを
維持することができなくなるおそれがあった。

【０００６】このように、高圧が超臨界サイクルとなる
冷凍サイクルにおいては、超臨界域での冷媒密度変化が
連続的となり、従来では、運転エリア（運転条件の違
い）により発生する余剰冷媒を処理することが困難であ
るといえる。そして、余剰冷媒が処理できなければ、湿
り運転となるおそれがある。湿り運転となれば、圧縮機
７４の吐出温度が低下することになって、冷凍効果が減
少して、ＣＯＰが低下する。これを防止しようとすれ
ば、設計圧力を高くしなければならず、コスト高とな
る。

【０００７】この発明は、上記従来の欠点を解決するた
めになされたものであって、その一の目的は、各種の運
転状況において適切な冷凍サイクルを維持することが可
能な冷媒回路を提供することにある。

【０００８】

【課題を解決するための手段】そこで請求項１の冷媒回
路は、圧縮機１５と凝縮器１６とレシーバ１８と膨張弁
１９と蒸発器２０とを備え、冷媒に超臨界で使用する超
臨界冷媒を用いた冷媒回路であって、上記レシーバ１８
の上流側に、上記凝縮器１６から流出した冷媒を冷却す
る冷却部１７を設けたことを特徴としている。

【０００９】請求項１の冷媒回路では、冷却部１７に
て、レシーバ１８に流入する冷媒を冷却することができ
るので、各種環境等により、凝縮側及び蒸発側の負荷変
動が生じる場合に、十分冷却されて高密度状態となった
冷媒をレシーバ１８に溜めることができる。これによ
り、適切な冷媒量でもってこの冷媒回路を循環すること
ができる。

【００１０】請求項２の冷媒回路は、上記蒸発器２０の
一部を空気熱交換器として機能させてこれを上記冷却部
１７とすることを特徴としている。

【００１１】上記請求項２の冷媒回路では、冷却部１７
を蒸発器２０の一部にて構成するので、別途他の熱交換
器を必要とせず、全体の簡素化を図ることが可能とな
る。

【００１２】請求項３の冷媒回路は、上記冷却部１７が
蒸発器２０の出口側の冷媒と熱交換を行うことを特徴と
している。

【００１３】上記請求項３の冷媒回路では、蒸発器２０
の出口側の冷媒は低温低圧であり、この冷媒にて、レシ
ーバ１８に入る冷媒を確実に冷却することができる。

【００１４】請求項４の冷媒回路は、圧縮機１５と凝縮
器１６とレシーバ１８と膨張弁１９と蒸発器２０とを備
え、冷媒に超臨界で使用する超臨界冷媒を用いた冷媒回
路であって、レシーバ１８内の高圧冷媒と、低圧冷媒と
の熱交換を行う熱交換手段３０を設けたことを特徴とし
ている。

【００１５】上記請求項４の冷媒回路では、低圧冷媒に
てレシーバ１８内の冷媒を確実に冷却することができ
る。これにより、レシーバ１８内の冷媒の溜まりを促進
することができ、余剰冷媒状態となるのを防止すること
ができる。また、低圧冷媒は逆に加熱され、圧縮機１５
の湿り圧縮を防止することができる。

【００１６】請求項５の冷媒回路は、上記低圧冷媒が、
上記蒸発器２０の入口側の冷媒であることを特徴として
いる。

【００１７】上記請求項５の冷媒回路では、蒸発器２０
の入口側の冷媒は低温低圧であり、この冷媒にてレシー
バ１８内の冷媒を確実に冷却することができる。

【００１８】請求項６の冷媒回路は、上記低圧冷媒が、
上記蒸発器２０の出口側の冷媒であることを特徴として
いる。

【００１９】上記請求項６の冷媒回路では、蒸発器２０
の出口側の冷媒は低温低圧であり、この冷媒にてレシー
バ１８内の冷媒を確実に冷却することができる。

【００２０】請求項７の冷媒回路は、上記圧縮機１５か
らの高圧冷媒が上記凝縮器１６を通過して上記膨張弁１
９に流入するための主通路５４と、上記圧縮機１５から
の高圧冷媒がレシーバ１８に流入するためのバイパス回
路５５とを設け、上記凝縮器１６の出口側の冷媒温度よ
りも高温の冷媒をレシーバ１８に流入させることを特徴
としている。

【００２１】上記請求項７の冷媒回路では、レシーバ１
８に流入する高圧冷媒は、バイパス回路５５を通過する
ものであって、凝縮器１６出口側の冷媒の温度よりも高
温の冷媒がこのレシーバ１８を流入する。これにより、
レシーバ１８内の冷媒温度変化幅を大きくとることがで
き、運転エリア毎での冷媒密度差を大きく取ることがで
きる。

【００２２】請求項８の冷媒回路は、上記バイパス回路
５５に絞り機構Ｓを設けたことを特徴としている。

【００２３】上記請求項８の冷媒回路では、絞り機構Ｓ
により、レシーバ１８内を通過する冷媒流量を変化させ
ることができる。これにより、運転条件の違い等により
発生する余剰冷媒をレシーバ１８に確実に溜めることが
でき、余剰冷媒吸収能力を向上させることができる。

【００２４】請求項９の冷媒回路は、圧縮機１５と凝縮
器１６とレシーバ１８と膨張弁１９と蒸発器２０とを備
え、冷媒に超臨界で使用する超臨界冷媒を用いた冷媒回
路であって、上記圧縮機１５からの高圧冷媒がレシーバ
１８に流入するためのバイパス通路５５を設け、このレ
シーバ１８内の高圧冷媒と、上記蒸発器２０の入口側の
低圧冷媒との熱交換を行うことを特徴としている。

【００２５】上記請求項９の冷媒回路では、低圧冷媒に
てレシーバ１８内の冷媒を確実に冷却することができ
る。これにより、レシーバ１８内の冷媒の溜まりを促進
することができ、余剰冷媒状態となるのを確実に防止す
ることができる。

【００２６】請求項１０の冷媒回路は、上記レシーバ１
８の出口側に流量調整弁５６を設けたことを特徴として
いる。

【００２７】上記請求項１０の冷媒回路では、この流量
調整弁５６の全開時には、冷媒温度を高め、レシーバ１
８内の冷媒収容量を少なくすることができる。また、流
量調整弁５６の開度制御時には、要求された冷媒温度に
保持し、レシーバ１８内を適切な冷媒収容量とすること
ができる。さらに、流量調整弁５６の全閉時には、冷媒
温度を低くし、レシーバ１８内の冷媒収容量を多くする
ことができる。

【００２８】

【発明の実施の形態】次に、この発明の冷媒回路の具体
的な実施の形態について、図面を参照しつつ詳細に説明
する。図１はこの冷媒回路を使用したヒートポンプ式給
湯装置の簡略図を示し、このヒートポンプ式給湯装置
は、タンクユニット１と熱源ユニット２を備え、タンク
ユニット１の水（温湯）を熱源ユニット２にて加熱する
ものである。

【００２９】タンクユニット１は貯湯タンク３を備え、
この貯湯タンク３に貯湯された温湯が図示省略の浴槽等
に供給される。そのため、貯湯タンク３には、その底壁
に給水口５が設けられ、その上壁に出湯口６が設けら
れ、給水口５から貯湯タンク３に水が供給され、出湯口
６から高温の温湯が出湯する。この場合、給水口５には
逆止弁７を有する給水用流路８が接続され、貯湯タンク
３の底壁には取水口１０が開設され、貯湯タンク３の側
壁（周壁）の上部には給湯口１１が開設されている。そ
して、取水口１０と給湯口１１とが循環路１２にて連結
され、この循環路１２に水循環用ポンプ１３と熱交換路
１４とが介設されている。

【００３０】ところで、貯湯タンク３には、上下方向に
所定ピッチで４個の残湯量検出器４７ａ、４７ｂ、４７
ｃ、４７ｄが設けられ、さらには、貯湯タンク３の上壁
に温度センサ４８が設けられている。上記各残湯量検出
器４７ａ、４７ｂ、４７ｃ、４７ｄ及び温度センサ４８
は、例えば、それぞれサーミスタからなる。また、上記
循環路１２には、熱交換路１４の上流側（具体的には、
ポンプ１３の上流側）に取水サーミスタ６４が設けられ
ると共に、熱交換路１４の下流側に出湯サーミスタ６５
が設けられている。

【００３１】また、熱源ユニット２はこの発明に係る冷
媒回路Ｒを備え、この冷媒回路Ｒは、圧縮機１５と、上
記熱交換路１４を構成する水熱交換器（凝縮器）１６
と、冷却部１７と、レシーバ１８と、減圧機構を構成す
る膨張弁１９と、蒸発器２０等を順に接続して構成され
る。そして、この冷媒回路Ｒの冷媒としては、例えば、
超臨界で使用する二酸化炭素（ＣＯ２）を用いる。

【００３２】上記冷却部１７は、凝縮器１６から流出し
た冷媒を冷却するものであって、図２に示す液ガス熱交
換器２１にて構成される。この液ガス熱交換器２１は、
二重管構造であって、凝縮器１６からの冷媒が通過する
第1通路２２と、蒸発器２０からの冷媒が通過する第２
通路２３とを備える。すなわち、第1通路２２が、凝縮
器１６とレシーバ１８とを連結する冷媒流路２４の一部
を構成し、第２通路２３が、蒸発器２０と圧縮機１５と
を連結する冷媒流路２５の一部を構成する。このため、
この冷却部１７は冷媒−冷媒の熱交換器となり、第1通
路２２を通過する高圧高温の冷媒と第２通路２３を通過
する低圧低温の冷媒との間で熱交換され、レシーバ１８
に入る冷媒が冷却される。また、低圧冷媒は加熱される
ため、圧縮機１５の湿り圧縮を防止することができる。

【００３３】ところで、この冷媒回路Ｒは、圧縮機１５
と水熱交換器１６とを接続する冷媒流路４０と、膨張弁
１９と蒸発器２０とを接続する冷媒流路４１とをバイパ
ス回路４２にて接続し、このバイパス回路４２にデフロ
スト弁４３を設けている。なお、上記冷媒流路４０に
は、圧力保護スイッチとしてのＨＰＳ４５と、圧力セン
サ４６とが設けられている。このバイパス回路４２は、
圧縮機１５から吐出したホットガスを蒸発器２０に供給
して、この蒸発器２０の除霜を行うデフロスト運転を行
うためのものである。そのため、この熱源ユニット２に
は、通常の湯沸運転と、デフロスト運転との切換を行う
ためのデフロスト制御手段（図示省略）を備える。すな
わち、通常の湯沸運転の場合、水熱交換器１６が凝縮器
として機能し、熱交換路１４を通過する温湯を加熱する
ものである。また、デフロスト運転を行う場合、膨張弁
１９を全閉状態とすると共に、デフロスト弁４３を開状
態として、ホットガスを蒸発器２０に流し、このホット
ガスにて蒸発器２０を加熱して、蒸発器２０に霜を発生
させない。デフロスト制御手段は、例えば、マイクロコ
ンピュータを用いて構成される。

【００３４】次に、上記冷媒回路Ｒの運転動作（湯沸か
し運転）を説明する。圧縮機１５を駆動させると共に、
水循環用ポンプ１３を駆動（作動）させる。すると、貯
湯タンク３の底部に設けた取水口１０から貯溜水（温
湯）が流出し、これが循環路１２の熱交換路１４を流通
する。そのときこの温湯は凝縮器１６である水熱交換器
によって加熱され（沸上げられ）、給湯口１１から貯湯
タンク３の上部に返流される。そしてこのような動作を
継続して行うことによって、貯湯タンク３に温湯が貯湯
されることになる。なお、現状の電力料金制度は夜間の
電力料金単価が昼間に比べて低く設定されているので、
この運転は、低額である深夜時間帯に行い、コストの低
減を図るようにするのが好ましい。

【００３５】このように沸上げている場合において、高
温の温水が貯湯タンク３の下部にまで貯まっている状態
では、貯湯タンク３内の高温の温湯が取水口１０から循
環路１２に流出することになる。このような場合には、
水熱交換器１６の入水温度が上昇する。従来の冷媒回路
では、水熱交換器１６の入水温度が上昇すれば、図２６
に示される冷凍サイクルが図２８の実線で示すように冷
凍サイクルとなる。このため、循環する冷媒が過多状態
（余剰冷媒状態）となる。ところが、図１に示す冷媒回
路Ｒにおいては、冷却部１７を備えているので、冷媒が
十分冷却され、膨張弁１９の前位の高圧側において、レ
シーバ１８内に高密度の冷媒が溜まる。すなわち、余剰
冷媒処理を行うことができ、冷媒回路Ｒを循環する冷媒
量は適切なものとなって、図３に示すような冷凍サイク
ルとなる。そのため、安定した運転が可能であり、ＣＯ
Ｐの低下を招かない。しかも、設けるべきレシーバの容
量を小さく設定でき、冷媒回路全体のコンパクト化及び
製造コストの低減を図ることが可能である。安定した冷
凍運転を行うことができる。

【００３６】次に、図４に示す冷媒回路Ｒでは、冷却部
１７は空気熱交換器２６でもって構成され、凝縮器１６
とレシーバ１８を連結する冷媒流路２４の一部を構成す
る流路を有し、冷媒がこの流路を通過する際に空気と熱
交換を行う。このため、この冷却部１７によっても、レ
シーバ１８内に溜まる冷媒量を調整することができ、冷
媒回路Ｒを循環する冷媒量は適切なものとなって、安定
した冷凍運転を行うことができる。

【００３７】また、図５の冷媒回路Ｒでは、蒸発器２０
の一部を空気熱交換器として機能させてこれを冷却部１
７としている。すなわち、この場合の蒸発器２０は、図
６に示すように、多数のフィンを有する本体２７と、こ
の本体２７内に配設される第1・第２チューブ２８、２
９とを備える。そして、第1チューブ２８内を膨張弁１
９からの冷媒を通過させ、第２チューブ２９内を凝縮器
１６からの冷媒を通過させる。このため、本体２７と第
1チューブ２８等でもって本来の蒸発機能を発揮し、本
体２７と第２チューブ２９等でもって、凝縮器１６から
流出した冷媒を冷却する冷却部（空気熱交換器）１７と
しての機能を発揮する。この場合、第1チューブ２８は
蛇行状とされ、その両開口部２８ａ、２８ｂが本体２７
の一方の側面２７ａ側に開口している。また、第２チュ
ーブ２９はＵ字状とされ、その両開口部２９ａ、２９ｂ
が本体２７の一側面２７ａ側に開口している。なお、こ
のように、蒸発器２０の一部が冷却部１７を構成するも
のとしては、この図６に示すものに限るものではなく、
例えば、本体２７の大きさ、第1・第２チューブ２８、
２９の長さ寸法等の変更も自由である。

【００３８】このため、図５の冷媒回路Ｒは、上記図1
等と同様、入水温度（水熱交換器１６への入水温度）上
昇等の環境変化により発生する余剰冷媒を処理すること
ができ、冷媒回路Ｒを循環する冷媒量は適切なものとな
って、安定した冷凍運転を行うことができる。しかも、
図１に示すような熱交換器２１や図４に示すような熱交
換器２６等を必要とせず、この種の冷媒回路に当然必要
とされる蒸発器２０の一部をもって冷却部１７を構成す
ることができ、冷媒回路Ｒの全体のコンパクト化及び製
造コストの低減を図ることができる。

【００３９】次に、図７に示す冷媒回路Ｒでは、図１５
に示すレシーバ１８を使用して、レシーバ１８内の高圧
冷媒と、低圧冷媒との熱交換を行うように構成してい
る。すなわち、この場合のレシーバ１８には、凝縮器１
６からの冷媒が流入する流入管５０と、レシーバ１８か
らの冷媒が膨張弁１９に流入する流出管５１とが夫々接
続されると共に、膨張弁１９と蒸発器２０とを接続する
冷媒流路４１が挿通されている。これにより、流入管５
０からレシーバ１８に流入する高圧冷媒と、冷媒流路４
１を流れる低圧冷媒との間で熱交換を行う熱交換手段３
０が構成される。

【００４０】この図７の冷媒回路Ｒによれば、熱交換を
行うための低圧側の冷媒が、蒸発器２０の入口側の冷媒
であるので、熱交換を確実に行うことができ、レシーバ
１８内の冷媒の溜まりを促進することができる。このた
め、余剰冷媒が発生する条件下においても冷媒回路Ｒを
循環する冷媒量は適切量となって、湿り運転となること
なく、ＣＯＰの低下を招くことがない。

【００４１】また、図８に示す冷媒回路Ｒでは、蒸発器
２０と圧縮機１５とを接続する冷媒流路（吸込流路）２
５がレシーバ１８に挿通されている。これによって、レ
シーバ１８の高圧冷媒と、冷媒流路２５を流通する低圧
冷媒との熱交換を行う熱交換手段３０を構成することが
でき、レシーバ１８内の冷媒の溜まりを促進することが
でき、余剰冷媒状態となることを防止することができ
る。

【００４２】次に、図９に示す冷媒回路Ｒは、圧縮機１
５からの冷媒が凝縮器１６及び熱交換器４９を介して膨
張弁１９に流入する主通路５４と、冷媒が主通路５４か
ら分流してレシーバ１８を介して主通路５４に合流する
バイパス回路５５とを備える。すなわち、主通路５４
は、冷媒流路４０（圧縮機１５の冷媒吐出路）と、凝縮
器１６から熱交換器（凝縮器１６から流出する冷媒に過
冷却を付与するための熱交換器）４９を介して膨張弁１
９に接続される接続管５７を有し、バイパス回路５５
は、冷媒吐出路４０から分岐してレシーバ１８に接続さ
れる第1管５８と、レシーバ１８から主通路５４に接続
される第２管５９とを有する。なお、熱交換器４９は接
続管５７を流れる冷媒と、冷媒流路２５を流れる冷媒と
の熱交換を行うものである。

【００４３】この冷媒回路Ｒによれば、主通路５４にお
いては、圧縮機１５からの高圧冷媒が凝縮器１６→熱交
換器４９→膨張弁１９→蒸発器２０→レシーバ１８→熱
交換器４９→圧縮機１５と流れる。このため、水熱交換
器としての凝縮器１６にて、循環路１２（この場合にお
いては図示省略している）を循環している温湯を加熱す
ることができる。また、バイパス回路５５においては、
圧縮機１５からの高圧冷媒がレシーバ１８に流入して、
レシーバ１８から膨張弁１９に流入し、さらに、蒸発器
２０から流出した冷媒が冷媒流路２５を介して圧縮機１
５に戻る。このため、第1管５８からレシーバ１８に流
入した高圧冷媒と、冷媒流路２５を流れる低圧冷媒との
間で熱交換を行う熱交換手段３０を構成することができ
る。

【００４４】次に、図１０に示す冷媒回路Ｒは、第1管
５８にて凝縮器１６とレシーバ１８とを連結したもので
あり、図１１に示す冷媒回路Ｒは、第1管５８にて凝縮
器１６の出口とレシーバ１８とを連結したものである。
これらにおいても、レシーバ１８内の高圧冷媒と、冷媒
流路２５を流通する低圧冷媒との熱交換を行うことがで
きる。

【００４５】また、図１２に示す冷媒回路Ｒは、図１０
に示す冷媒回路Ｒの第1管５８に絞り機構Ｓ（例えば、
キャピラリーチューブ）を介設したものであり、図１３
に示す冷媒回路Ｒは、図１０に示す冷媒回路Ｒの第２管
５９に絞り機構Ｓ（例えば、キャピラリーチューブ）を
介設したものである。これらの場合、レシーバ１８内を
通過する冷媒流量を変化させることができる。すなわ
ち、運転条件の違いにより発生する余剰冷媒をレシーバ
１８に確実に溜めることができ、余剰冷媒吸収能力を向
上させることができる。また、図１４に示す冷媒回路Ｒ
では絞り機構Ｓをキャピラリーチューブに代えて電動弁
にて構成するものであって、図１３に示す冷媒回路Ｒと
同様の作用効果を呈する。このため、図１２に示す冷媒
回路Ｒにおいても、キャピラリーチューブに代えて、電
動弁を使用してもよい。さらに、図９と図１１に示す冷
媒回路Ｒにおいても、バイパス回路５５に絞り機構Ｓを
設けてもよい。

【００４６】ところで、図７と図８の冷媒回路Ｒでは、
レシーバ１８内の冷媒状態は、水熱交換器（凝縮器）１
６の出口状態で決まる。そのため、レシーバ１８の余剰
冷媒吸収能力は、（水熱交換器１６出口の冷媒密度）×
容積となる。このため、これらにおいてはあまり大きな
吸収能力にならない。これに対して、図９から図１３に
示す冷媒回路Ｒ（図１１に示す冷媒回路Ｒを省く）で
は、水熱交換器（凝縮器）１６の出口温度と相違する温
度の冷媒（出口温度よりの高い温度の冷媒）をレシーバ
１８に溜めることができる。このため、運転エリア毎で
の冷媒密度差を大きくとれ、余剰冷媒吸収能力が大きく
なる。この場合、図９に示す冷媒回路Ｒが最も大きな余
剰冷媒吸収能力を示す。これは、この図９に示す冷媒回
路Ｒがレシーバ１８内の冷媒温度変化幅が最も大きいた
めである。また、熱ロス（水熱交換器で水以外に放熱す
る量）を、図９から図１１の冷媒回路Ｒについて比較し
た場合、図９に示す冷媒回路Ｒが最も大きく、図１０の
示す冷媒回路Ｒがそれより小さく、図１１に示す冷媒回
路Ｒが最も小さくなる。これは、図１１に示す冷媒回路
Ｒでは、第１管５８が凝縮器１６の出口側から分岐して
いるからである。

【００４７】図７〜図１４に示す冷媒回路Ｒにおけるレ
シーバ１８としては、図１６に示すものであってもよ
い。この場合、冷媒流路４１又は冷媒流路２５をレシー
バ１８の外面に沿わせたものであり、これにより、レシ
ーバ１８内の高圧冷媒と、冷媒流路４１（又は冷媒流路
２５）を流通する低圧冷媒との熱交換を行うことができ
る。冷媒流路４１又は冷媒流路２５を沿わせる場合、こ
の図１６に示すように、直線状に並列状に配設させて
も、レシーバ１８の外周面に巻設させてもよい。

【００４８】また、図９〜図１４に示す冷媒回路Ｒにお
いて、それぞれ仮想線で示すように、バイパス回路５５
の第1管５８を水熱交換器１６の上流部に接続すると共
に、バイパス回路５５の第２管５９を水熱交換器１６の
中間部に接続するようにしてもよい。このように接続す
ることにより、熱ロスの低減及びレシーバ１８の入口冷
媒温度の上昇の最適化を図ることが可能となる。この場
合、主通路５４はこれら図９〜図１４の実線で示すまま
の流路である。なお、図９〜図１４に示す冷媒回路Ｒの
ように、レシーバ１８と熱交換器（液ガス熱交換器）４
９とを備えたものでは、これらの配置順序を図例と逆順
序となるようにしてもよい。

【００４９】ところで、図１７に示すように、凝縮器１
６から分岐し、この分岐部よりも下流側の位置におい
て、この凝縮器１６に合流するバイパス通路５５を設け
ると共に、このバイパス通路５５にレシーバ１８を介設
して、このレシーバ１８内の高圧冷媒と、蒸発器２０の
入口側の低圧冷媒との熱交換を行ってもよい。すなわ
ち、圧縮機１５からの高圧冷媒が凝縮器１６を通過して
上記膨張弁１９に流入するための主通路５４は、冷媒吐
出路４０と接続管５７とを有し、この主通路５４にバイ
パス回路５５が接続されている。具体的には、バイパス
回路５５は、その第1管５８が凝縮器１６の中間部より
もやや上流寄りに接続されると共に、その第２管５９が
凝縮器１６の中間部よりもやや下流寄りに接続され、こ
の第1管５８と第２管５９とに間にレシーバ１８が介設
されている。このため、主通路５５から分岐した高圧冷
媒はレシーバ１８を通過して主通路５５に合流（還流）
することになる。なお、この場合も、主通路５４の冷媒
は、接続管５７を流れることによって、熱交換器（凝縮
器１６から流出する冷媒に過冷却を付与するための熱交
換器）４９を介して膨張弁１９に流入することになる。

【００５０】そして、図１８と図１９に示すように、膨
張弁１９と蒸発器２０とを接続する冷媒流路（低圧配
管）４１にレシーバ１８が熱交換可能に並設されてい
る。すなわち、冷媒流路４１のうち、レシーバ１８に沿
って延びる部位がいわゆるジグザグ状に形成され、その
レシーバ１８に対して近接乃至接触する突部４１ａ・・
がロウ付け等の接続手段にてレシーバ１８の外壁１８ａ
に接続されている。これによって、レシーバ１８内を通
過する高圧冷媒と、冷媒流路４１を流れる低圧冷媒とで
熱交換が行われる。この際、冷媒流路４１のレシーバ１
８との接触部位を分散させているため、局部的な熱交換
が防止されて全体的な熱交換が行われる。もちろん、冷
媒流路４１にジグザグ部を設けることなく、直線状のま
まレシーバ１８の外壁１８ａに沿わせてその近接乃至接
触をロウ付け等の接続手段にて接続してもよい。

【００５１】また、図１７に示すように、レシーバ１８
と凝縮器１６とを接続する第２管５９には電動弁から成
る流量調整弁５６が介設されている。つまり、この流量
調整弁５６はレシーバ１８の出口側に設けられている。
このため、この流量調整弁５６の全開時には、冷媒温度
を高め、レシーバ１８内の冷媒収容量を少なくすること
ができ、流量調整弁５６の開度制御時には、要求された
冷媒温度に保持し、レシーバ１８内を適切な冷媒収容量
とすることができ、流量調整弁５６の全閉時には、冷媒
温度を低くし、レシーバ１８内の冷媒収容量を多くする
ことができる。これによって、運転条件の違い等にて発
生する余剰冷媒を安定して確実に処理することができ
る。

【００５２】この図１７の冷媒回路では、デフロスト弁
４３が介設されたデフロスト用配管（バイパス回路）４
２を備えている。すなわち、冷媒吐出路４０から分岐さ
れたデフロスト用配管４２は、蒸発器２０の入口側にお
いて、冷媒流路４１に接続されている。これによって、
デフロスト時に熱ロスを防止することができる。

【００５３】このように、図１７の冷媒回路において
も、レシーバ１８内の冷媒の溜まりを促進することがで
き、余剰冷媒状態となることを防止することができる。
なお、この図１７の冷媒回路においても、図９〜図１４
の実線、及び仮想線で示すように、バイパス回路５５の
分岐部や合流部の位置変更は自由である。例えば、バイ
パス回路５５の第1管５８を凝縮器１６の上流部に接続
すると共に、バイパス回路５５の第２管５９を凝縮器１
６の下流部に接続するようにしてもよく、要は膨張弁１
９の前位において、第1管５８と第２管５９との間に高
低圧差が生じるようにすればよい。

【００５４】ところで、冷媒回路Ｒでは、圧縮機１５へ
の液バック（液戻り）を防止するために、液分離器（ア
キュムレータ）を設ける場合がある。しかしながら、ア
キュムレータを設けることによって、コスト高となると
共に、圧縮機１５の吸入圧損が増加してＣＯＰが低下
し、さらには、アキュムレータにおいて異音が発生する
等の問題点があった。

【００５５】そのため、図２０に示すように、圧縮機１
５の冷媒吸入路３２（冷媒流路２５のうちで冷却部１７
から圧縮機１５までの流路）に、液戻り防止用の加熱手
段３３を設けるのが好ましい。この場合、加熱手段３３
は、電磁誘導加熱器であり、図２１に示すように、ボビ
ン３４と、このボビン３４に巻設される電磁誘導加熱ヒ
ータ（コイル）３５とを備える。すなわち、ボビン３４
は、筒部３４ａと、この筒部３４ａの両端に連設される
外鍔部３４ｂ、３４ｂとからなり、筒部３４ａに電磁誘
導加熱ヒータ３５が巻設されている。そして、筒部３４
ａに、鉄管３６と、この鉄管３６を覆う断熱材３７とが
内嵌され、電磁誘導加熱ヒータ３５に断熱材３８が外嵌
されている。そして、鉄管３６は上記冷媒吸入路３２の
一部を構成する。また、この加熱手段３３には、電磁誘
導加熱ヒータ３５に電流を流す図示省略の電源を有し、
この電源から電磁誘導加熱ヒータ３５に電流を流せば、
鉄管３６に無数のうず電流が発生し、これによって、鉄
管３６が加熱され、この鉄管３６を流れる冷媒が加熱さ
れる。

【００５６】また、この冷媒回路Ｒの制御部は、加熱手
段３３を制御する図示省略の制御手段を備える。すなわ
ち、図２０に示すように、冷媒吸入路３２の吸込口近傍
及び冷媒吐出路４０の吐出口近傍には、それぞれサーミ
スタ６０、６１が設けられると共に、蒸発器２０には、
蒸発器用サーミスタ６２が設けられ、この蒸発器用サー
ミスタ６２と冷媒吸入路３２のサーミスタ６０とに基づ
いて、圧縮機１５への液バックが発生するか否かを判断
する。そして、液バックが発生するおそれがある場合
に、加熱手段３３に電流を流して、冷媒吸入路３２の冷
媒を加熱する。図２０において、６３は外気用サーミス
タである。なお、図示省略しているが、上記図1等の冷
媒回路Ｒにおいてもこれらのサーミスタ６０、６１、６
２、６３は設けられている。

【００５７】すなわち、この図２０に示す冷媒回路で
は、デフロスト運転中、デフロスト復帰時等の過渡時
に、上記制御手段により上記加熱手段３３を作動させ
て、冷媒吸入路３２の冷媒を加熱し、これによって、圧
縮機１５への液戻り（液バック）を防止するものであ
る。このように、加熱手段３３を設ければ、アキュムレ
ータを設けることなく、液バックを防止することがで
き、コストの低減を図ることができると共に、吸入圧損
によるＣＯＰの低下を防止することができ、さらには、
異音発生の原因を除去することができ、静かな運転が可
能となる。また、この場合、加熱手段３３に電磁誘導加
熱器を使用しているので、清潔かつ安全であり、熱効率
も高い利点がある。ところで、この冷媒回路Ｒにおい
て、圧縮機１５の起動から所定時間の間、電動弁である
膨張弁１９を全閉又は所定開角度以下とすれば、図２２
の太線部（高圧部）に存在する冷媒の圧縮機１５への急
激な液戻りを防止することができる。

【００５８】また、図２３の冷媒回路Ｒでは、冷媒吸入
路３２において、加熱手段３３よりも上流側に流量調整
のための調整弁（電動弁）６６を介設している。すなわ
ち、この冷媒回路Ｒでは、運転起動時、デフロスト運転
開始時、デフロスト運転中、デフロスト復帰時等の過渡
時に、この調整弁６６を絞ることによって、流量を絞る
と共に、加熱手段３３による加熱を行って、液戻りを防
止するものであって、より確実な液バック防止を達成す
ることができる。

【００５９】次に、図２４に示す冷媒回路Ｒは、圧縮機
１５と凝縮器１６との間に、例えば電磁弁からなる液戻
り防止弁６７を設けたものである。この場合、圧縮機１
５の起動から所定時間の間、又はデフロスト運転時に、
電動弁である膨張弁１９を全閉又は所定開角度以下とす
ると共に、液戻り防止弁（電磁弁）６７を閉状態とする
ことによって、太線部（高圧部）（液戻り防止弁６７か
ら膨張弁９までの範囲）に存在する冷媒の圧縮機１５へ
の急激な液戻りを防止することができる。なお、この図
２４の冷媒回路Ｒにおいても、冷媒吸入路３２に加熱手
段３３を設けているので、運転起動時やデフロスト運転
開始時等に、加熱手段３３にて冷媒吸入路３２の冷媒を
加熱して圧縮機１５への液バックを防止することができ
る。さらに、この図２４に示す冷媒回路Ｒにおいても、
図２３の冷媒回路Ｒのように、冷媒吸入路３２に調整弁
６６を設け、加熱手段３３による加熱に加えてこの調整
弁６６による流量の絞りを行うようにしてもよい。

【００６０】次に、図２５に示す冷媒回路Ｒは、加熱手
段３３を設けることなく、圧縮機１５の冷媒吸入路３２
と冷媒吐出路４０とにそれぞれ例えば液戻り防止弁６
８、６９を設け、この液戻り防止弁６８、６９にて運転
停止後の圧縮機１５への液バックを防止するものであ
る。すなわち、運転停止後において、両液戻り防止弁６
８、６９を閉状態として、冷媒吸入路３２及び冷媒吐出
路４０から圧縮機１５に流れ込むことを防止し、次回の
圧縮機１５の起動時の起動不良や液圧縮による圧縮機１
５の破損を防止するものである。なお、この図２５の冷
媒回路Ｒにおいても、冷媒吸入路３２に加熱手段３３を
設け、運転起動時、デフロスト運転開始時、デフロスト
運転中、デフロスト復帰時等の過渡時に、この加熱手段
３３にて冷媒を加熱して、圧縮機１５への液バックを防
止するようにしてもよい。

【００６１】ところで、上記図２０等において使用され
る加熱手段３３としては、電磁誘導加熱器以外に、ニク
ロム線等からなるヒータ線にて構成してもよい。また、
上記液バック防止運転の他に、圧縮機１５の電源投入後
から所定時間経過するまでに、この圧縮機１５のインバ
ータ回路の欠相予熱運転を行うことによって、圧縮機１
５内の冷媒を蒸発させるようにすることも好ましい。

【００６２】以上にこの発明の具体的な実施の形態につ
いて説明したが、この発明は上記形態に限定されるもの
ではなく、この発明の範囲内で種々変更して実施するこ
とができる。例えば、ヒートポンプ式給湯装置以外の冷
媒回路に使用することが可能であり、また、冷媒として
は、二酸化炭素以外に、エチレンやエタン、酸化窒素等
の超臨界で使用する冷媒であってもよい。なお、本発明
において、凝縮器１６とは、圧縮機１５にて圧縮された
高温・高圧の超臨界冷媒を冷却する機能を有するもので
あり、ガス冷却器（放熱器）と呼ばれることもある。

【００６３】

【発明の効果】請求項１の冷媒回路によれば、凝縮側及
び蒸発側の負荷変動が生じる場合にも、冷媒回路を循環
する冷媒量を適切な量に維持することができ、安定した
運転が可能であり、ＣＯＰの低下を招かない。しかも、
設けるべきレシーバの容量を小さく設定でき、冷媒回路
全体のコンパクト化及び製造コストの低減を図ることが
可能である。

【００６４】請求項２の冷媒回路によれば、別途他の熱
交換器を必要とせず、全体の簡素化を図ることが可能と
なり、製造コストの低減を一層図ることができる。

【００６５】請求項３の冷媒回路によれば、レシーバに
入る冷媒を確実に冷却することができる。これによっ
て、適切な冷凍サイクルを確実に維持することができ
る。

【００６６】請求項４の冷媒回路によれば、従来の冷媒
回路では余剰冷媒が発生する条件下において、適切な冷
媒量でこの冷媒回路を循環することができる。すなわ
ち、運転条件の違いにて発生する余剰冷媒を処理するこ
とができ、ＣＯＰの向上とコストの低減が可能となる。
また、低圧側の冷媒は逆に加熱され、圧縮機の湿り圧縮
を防止することができるので、圧縮機の信頼性が向上す
る。

【００６７】請求項５又は請求項６の冷媒回路によれ
ば、余剰冷媒を一層確実に処理することができ、ＣＯＰ
の向上とコストの低減が可能となる。

【００６８】請求項７の冷媒回路によれば、運転エリア
毎での冷媒密度吸差を大きく取れる。これにより、余剰
冷媒吸収能力が大きくなって、冷凍効果の減少を確実に
防止して、ＣＯＰの向上を図ることができる

【００６９】請求項８の冷媒回路によれば、余剰冷媒吸
収能力の向上を確実に図ることができ、冷媒回路として
の信頼性の向上を図ることができる

【００７０】請求項９の冷媒回路によれば、従来の冷媒
回路では余剰冷媒が発生する条件下において、適切な冷
媒量でこの冷媒回路を循環することができる。すなわ
ち、運転条件の違いにて発生する余剰冷媒を処理するこ
とができ、ＣＯＰの向上とコストの低減が可能となる。

【００７１】請求項１０冷媒回路によれば、運転条件の
違いにて発生する余剰冷媒を安定して確実に処理するこ
とができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】この発明の冷媒回路の第1の実施形態を示す簡
略図である。

【図２】上記冷媒回路の冷却部の斜視図である。

【図３】上記冷媒回路の冷凍サイクルを示すグラフ図で
ある。

【図４】他の冷却部を使用した上記冷媒回路の簡略図で
ある。

【図５】別の冷却部を使用した上記冷媒回路の簡略図で
ある。

【図６】上記別の冷却部の正面図である。

【図７】この発明の冷媒回路の第２の実施形態を示す簡
略図である。

【図８】上記冷媒回路の変形例を示す簡略図である。

【図９】この発明の冷媒回路の第３の実施形態を示す簡
略図である。

【図１０】上記冷媒回路の変形例を示す簡略図である。

【図１１】上記冷媒回路の他の変形例を示す簡略図であ
る。

【図１２】この発明の冷媒回路の第４の実施形態を示す
簡略図である。

【図１３】上記冷媒回路の変形例を示す簡略図である。

【図１４】上記冷媒回路の他の変形例を示す簡略図であ
る。

【図１５】図７〜図１４の冷媒回路に使用可能なレシー
バを示す簡略図である。

【図１６】他のレシーバを示す簡略図である。

【図１７】この発明の冷媒回路の第５の実施形態を示す
簡略図である。

【図１８】図１７の冷媒回路に使用したレシーバを示す
簡略正面図である。

【図１９】図１７の冷媒回路に使用したレシーバを示す
簡略平面図である

【図２０】この発明の冷媒回路の第６の実施形態を示す
簡略図である。

【図２１】上記冷媒回路の加熱手段の断面図である。

【図２２】上記冷媒回路の起動時の状態を示す簡略図で
ある。

【図２３】この発明の冷媒回路の第７の実施形態を示す
簡略図である。

【図２４】この発明の冷媒回路の第８の実施形態を示す
簡略図である。

【図２５】この発明の冷媒回路の第９の実施形態を示す
簡略図である。

【図２６】従来の冷媒回路の冷凍サイクルを示すグラフ
図である。

【図２７】従来の冷媒回路の簡略図である。

【図２８】従来の冷媒回路の欠点を説明するための冷凍
サイクルのグラフ図である。

【図２９】従来の冷媒回路の欠点を説明するための冷凍
サイクルのグラフ図である。

【符号の説明】

１５圧縮機１６凝縮器１７冷却部１８レシーバ１９膨張弁２０蒸発器３０熱交換手段３２冷媒吸入路５４主通路５５バイパス回路５６流量調整弁Ｓ絞り機構

─────────────────────────────────────────────────────

【手続補正書】

【提出日】平成１４年３月１３日（２００２．３．１
３）

【手続補正１】

【補正対象書類名】明細書

【補正対象項目名】全文

【補正方法】変更

【補正内容】

【書類名】明細書

【発明の名称】冷媒回路

【特許請求の範囲】

【請求項３】上記蒸発器（２０）の一部を空気熱交換
器として機能させてこれを上記冷却部（１７）とするこ
とを特徴とする請求項１又は請求項２の冷媒回路。

【請求項４】上記冷却部（１７）が蒸発器（２０）の
出口側の冷媒と熱交換を行うことを特徴とする請求項１
又は請求項２の冷媒回路。

【請求項５】圧縮機（１５）と凝縮器（１６）とレシ
ーバ（１８）と膨張弁（１９）と蒸発器（２０）とを備
え、冷媒に超臨界で使用する超臨界冷媒を用いた冷媒回
路であって、レシーバ（１８）内の高圧冷媒と、低圧冷
媒との熱交換を行う熱交換手段（３０）を設けたことを
特徴とする冷媒回路。

【請求項７】上記低圧冷媒が、上記蒸発器（２０）の
入口側の冷媒であることを特徴とする請求項５又は請求
項６の冷媒回路。

【請求項８】上記低圧冷媒が、上記蒸発器（２０）の
出口側の冷媒であることを特徴とする請求項５又は請求
項６の冷媒回路。

【請求項９】上記圧縮機（１５）からの高圧冷媒が上
記凝縮器（１６）を通過して上記膨張弁（１９）に流入
するための主通路（５４）と、上記圧縮機（１５）から
の高圧冷媒がレシーバ（１８）に流入するためのバイパ
ス回路（５５）とを設け、上記凝縮器（１６）の出口側
の冷媒温度よりも高温の冷媒をレシーバ（１８）に流入
させることを特徴とする請求項５の冷媒回路。

【請求項１１】上記バイパス回路（５５）に絞り機構
（Ｓ）を設けたことを特徴とする請求項９又は請求項１
０の冷媒回路。

【請求項１２】圧縮機（１５）と凝縮器（１６）とレ
シーバ（１８）と膨張弁（１９）と蒸発器（２０）とを
備え、冷媒に超臨界で使用する超臨界冷媒を用いた冷媒
回路であって、上記圧縮機（１５）からの高圧冷媒がレ
シーバ（１８）に流入するためのバイパス通路（５５）
を設け、このレシーバ（１８）内の高圧冷媒と、上記蒸
発器（２０）の入口側の低圧冷媒との熱交換を行うこと
を特徴とする冷媒回路。

【請求項１４】上記レシーバ（１８）の出口側に流量
調整弁（５６）を設けたことを特徴とする請求項１２又
は請求項１３の冷媒回路。

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【０００２】

【０００５】

【０００８】

【００１０】請求項２の冷媒回路は、圧縮機１５と放熱
器１６とレシーバ１８と膨張弁１９と蒸発器２０とを備
え、冷媒に超臨界で使用する超臨界冷媒を用いた冷媒回
路であって、上記レシーバ１８の上流側に、上記放熱器
１６から流出した冷媒を冷却する冷却部１７を設けたこ
とを特徴としている。

【００１１】請求項２の冷媒回路では、冷却部１７に
て、レシーバ１８に流入する冷媒を冷却することができ
るので、各種環境等により、放熱器１６側及び蒸発器２
０側の負荷変動が生じる場合に、十分冷却されて高密度
状態となった冷媒をレシーバ１８に溜めることができ
る。これにより、適切な冷媒量でもってこの冷媒回路を
循環することができる。

【００１２】請求項３の冷媒回路は、上記蒸発器２０の
一部を空気熱交換器として機能させてこれを上記冷却部
１７とすることを特徴としている。

【００１３】上記請求項３の冷媒回路では、冷却部１７
を蒸発器２０の一部にて構成するので、別途他の熱交換
器を必要とせず、全体の簡素化を図ることが可能とな
る。

【００１４】請求項４の冷媒回路は、上記冷却部１７が
蒸発器２０の出口側の冷媒と熱交換を行うことを特徴と
している。

【００１５】上記請求項４の冷媒回路では、蒸発器２０
の出口側の冷媒は低温低圧であり、この冷媒にて、レシ
ーバ１８に入る冷媒を確実に冷却することができる。

【００１６】請求項５の冷媒回路は、圧縮機１５と凝縮
器１６とレシーバ１８と膨張弁１９と蒸発器２０とを備
え、冷媒に超臨界で使用する超臨界冷媒を用いた冷媒回
路であって、レシーバ１８内の高圧冷媒と、低圧冷媒と
の熱交換を行う熱交換手段３０を設けたことを特徴とし
ている。

【００１７】請求項６の冷媒回路は、圧縮機１５と放熱
器１６とレシーバ１８と膨張弁１９と蒸発器２０とを備
え、冷媒に超臨界で使用する超臨界冷媒を用いた冷媒回
路であって、レシーバ１８内の高圧冷媒と、低圧冷媒と
の熱交換を行う熱交換手段３０を設けたことを特徴とし
ている。

【００１８】上記請求項５又は請求項６の冷媒回路で
は、低圧冷媒にてレシーバ１８内の冷媒を確実に冷却す
ることができる。これにより、レシーバ１８内の冷媒の
溜まりを促進することができ、余剰冷媒状態となるのを
防止することができる。また、低圧冷媒は逆に加熱さ
れ、圧縮機１５の湿り圧縮を防止することができる。

【００１９】請求項７の冷媒回路は、上記低圧冷媒が、
上記蒸発器２０の入口側の冷媒であることを特徴として
いる。

【００２０】上記請求項７の冷媒回路では、蒸発器２０
の入口側の冷媒は低温低圧であり、この冷媒にてレシー
バ１８内の冷媒を確実に冷却することができる。

【００２１】請求項８の冷媒回路は、上記低圧冷媒が、
上記蒸発器２０の出口側の冷媒であることを特徴として
いる。

【００２２】上記請求項８の冷媒回路では、蒸発器２０
の出口側の冷媒は低温低圧であり、この冷媒にてレシー
バ１８内の冷媒を確実に冷却することができる。

【００２３】請求項９の冷媒回路は、上記圧縮機１５か
らの高圧冷媒が上記凝縮器１６を通過して上記膨張弁１
９に流入するための主通路５４と、上記圧縮機１５から
の高圧冷媒がレシーバ１８に流入するためのバイパス回
路５５とを設け、上記凝縮器１６の出口側の冷媒温度よ
りも高温の冷媒をレシーバ１８に流入させることを特徴
としている。

【００２４】上記請求項９の冷媒回路では、レシーバ１
８に流入する高圧冷媒は、バイパス回路５５を通過する
ものであって、凝縮器１６出口側の冷媒の温度よりも高
温の冷媒がこのレシーバ１８を流入する。これにより、
レシーバ１８内の冷媒温度変化幅を大きくとることがで
き、運転エリア毎での冷媒密度差を大きく取ることがで
きる。

【００２５】請求項１０の冷媒回路は、上記圧縮機１５
からの高圧冷媒が上記放熱器１６を通過して上記膨張弁
１９に流入するための主通路５４と、上記圧縮機１５か
らの高圧冷媒がレシーバ１８に流入するためのバイパス
回路５５とを設け、上記放熱器１６の出口側の冷媒温度
よりも高温の冷媒をレシーバ１８に流入させることを特
徴としている。

【００２６】上記請求項１０の冷媒回路では、レシーバ
１８に流入する高圧冷媒は、バイパス回路５５を通過す
るものであって、放熱器１６出口側の冷媒の温度よりも
高温の冷媒がこのレシーバ１８を流入する。これによ
り、レシーバ１８内の冷媒温度変化幅を大きくとること
ができ、運転エリア毎での冷媒密度差を大きく取ること
ができる。

【００２７】請求項１１の冷媒回路は、上記バイパス回
路５５に絞り機構Ｓを設けたことを特徴としている。

【００２８】上記請求項１１の冷媒回路では、絞り機構
Ｓにより、レシーバ１８内を通過する冷媒流量を変化さ
せることができる。これにより、運転条件の違い等によ
り発生する余剰冷媒をレシーバ１８に確実に溜めること
ができ、余剰冷媒吸収能力を向上させることができる。

【００２９】請求項１２の冷媒回路は、圧縮機１５と凝
縮器１６とレシーバ１８と膨張弁１９と蒸発器２０とを
備え、冷媒に超臨界で使用する超臨界冷媒を用いた冷媒
回路であって、上記圧縮機１５からの高圧冷媒がレシー
バ１８に流入するためのバイパス通路５５を設け、この
レシーバ１８内の高圧冷媒と、上記蒸発器２０の入口側
の低圧冷媒との熱交換を行うことを特徴としている。

【００３０】請求項１３の冷媒回路は、圧縮機１５と放
熱器１６とレシーバ１８と膨張弁１９と蒸発器２０とを
備え、冷媒に超臨界で使用する超臨界冷媒を用いた冷媒
回路であって、上記圧縮機１５からの高圧冷媒がレシー
バ１８に流入するためのバイパス通路５５を設け、この
レシーバ１８内の高圧冷媒と、上記蒸発器２０の入口側
の低圧冷媒との熱交換を行うことを特徴としている。

【００３１】上記請求項１２又は請求項１３の冷媒回路
では、低圧冷媒にてレシーバ１８内の冷媒を確実に冷却
することができる。これにより、レシーバ１８内の冷媒
の溜まりを促進することができ、余剰冷媒状態となるの
を確実に防止することができる。

【００３２】請求項１４の冷媒回路は、上記レシーバ１
８の出口側に流量調整弁５６を設けたことを特徴として
いる。

【００３３】上記請求項１４の冷媒回路では、この流量
調整弁５６の全開時には、冷媒温度を高め、レシーバ１
８内の冷媒収容量を少なくすることができる。また、流
量調整弁５６の開度制御時には、要求された冷媒温度に
保持し、レシーバ１８内を適切な冷媒収容量とすること
ができる。さらに、流量調整弁５６の全閉時には、冷媒
温度を低くし、レシーバ１８内の冷媒収容量を多くする
ことができる。

【００３４】

【００３５】タンクユニット１は貯湯タンク３を備え、
この貯湯タンク３に貯湯された温湯が図示省略の浴槽等
に供給される。そのため、貯湯タンク３には、その底壁
に給水口５が設けられ、その上壁に出湯口６が設けら
れ、給水口５から貯湯タンク３に水が供給され、出湯口
６から高温の温湯が出湯する。この場合、給水口５には
逆止弁７を有する給水用流路８が接続され、貯湯タンク
３の底壁には取水口１０が開設され、貯湯タンク３の側
壁（周壁）の上部には給湯口１１が開設されている。そ
して、取水口１０と給湯口１１とが循環路１２にて連結
され、この循環路１２に水循環用ポンプ１３と熱交換路
１４とが介設されている。

【００３６】ところで、貯湯タンク３には、上下方向に
所定ピッチで４個の残湯量検出器４７ａ、４７ｂ、４７
ｃ、４７ｄが設けられ、さらには、貯湯タンク３の上壁
に温度センサ４８が設けられている。上記各残湯量検出
器４７ａ、４７ｂ、４７ｃ、４７ｄ及び温度センサ４８
は、例えば、それぞれサーミスタからなる。また、上記
循環路１２には、熱交換路１４の上流側（具体的には、
ポンプ１３の上流側）に取水サーミスタ６４が設けられ
ると共に、熱交換路１４の下流側に出湯サーミスタ６５
が設けられている。

【００３７】また、熱源ユニット２はこの発明に係る冷
媒回路Ｒを備え、この冷媒回路Ｒは、圧縮機１５と、上
記熱交換路１４を構成する水熱交換器（凝縮器）１６
と、冷却部１７と、レシーバ１８と、減圧機構を構成す
る膨張弁１９と、蒸発器２０等を順に接続して構成され
る。そして、この冷媒回路Ｒの冷媒としては、例えば、
超臨界で使用する二酸化炭素（ＣＯ２）を用いる。な
お、上記凝縮器１６とは、圧縮機１５にて圧縮された高
温・高圧の超臨界冷媒を冷却する機能を有するものであ
り、ガス冷却器あるいは放熱器と呼ばれることもある。

【００３８】上記冷却部１７は、凝縮器１６から流出し
た冷媒を冷却するものであって、図２に示す液ガス熱交
換器２１にて構成される。この液ガス熱交換器２１は、
二重管構造であって、凝縮器１６からの冷媒が通過する
第1通路２２と、蒸発器２０からの冷媒が通過する第２
通路２３とを備える。すなわち、第1通路２２が、凝縮
器１６とレシーバ１８とを連結する冷媒流路２４の一部
を構成し、第２通路２３が、蒸発器２０と圧縮機１５と
を連結する冷媒流路２５の一部を構成する。このため、
この冷却部１７は冷媒−冷媒の熱交換器となり、第1通
路２２を通過する高圧高温の冷媒と第２通路２３を通過
する低圧低温の冷媒との間で熱交換され、レシーバ１８
に入る冷媒が冷却される。また、低圧冷媒は加熱される
ため、圧縮機１５の湿り圧縮を防止することができる。

【００３９】ところで、この冷媒回路Ｒは、圧縮機１５
と水熱交換器１６とを接続する冷媒流路４０と、膨張弁
１９と蒸発器２０とを接続する冷媒流路４１とをバイパ
ス回路４２にて接続し、このバイパス回路４２にデフロ
スト弁４３を設けている。なお、上記冷媒流路４０に
は、圧力保護スイッチとしてのＨＰＳ４５と、圧力セン
サ４６とが設けられている。このバイパス回路４２は、
圧縮機１５から吐出したホットガスを蒸発器２０に供給
して、この蒸発器２０の除霜を行うデフロスト運転を行
うためのものである。そのため、この熱源ユニット２に
は、通常の湯沸運転と、デフロスト運転との切換を行う
ためのデフロスト制御手段（図示省略）を備える。すな
わち、通常の湯沸運転の場合、水熱交換器１６が凝縮器
として機能し、熱交換路１４を通過する温湯を加熱する
ものである。また、デフロスト運転を行う場合、膨張弁
１９を全閉状態とすると共に、デフロスト弁４３を開状
態として、ホットガスを蒸発器２０に流し、このホット
ガスにて蒸発器２０を加熱して、蒸発器２０に霜を発生
させない。デフロスト制御手段は、例えば、マイクロコ
ンピュータを用いて構成される。

【００４０】次に、上記冷媒回路Ｒの運転動作（湯沸か
し運転）を説明する。圧縮機１５を駆動させると共に、
水循環用ポンプ１３を駆動（作動）させる。すると、貯
湯タンク３の底部に設けた取水口１０から貯溜水（温
湯）が流出し、これが循環路１２の熱交換路１４を流通
する。そのときこの温湯は凝縮器１６である水熱交換器
によって加熱され（沸上げられ）、給湯口１１から貯湯
タンク３の上部に返流される。そしてこのような動作を
継続して行うことによって、貯湯タンク３に温湯が貯湯
されることになる。なお、現状の電力料金制度は夜間の
電力料金単価が昼間に比べて低く設定されているので、
この運転は、低額である深夜時間帯に行い、コストの低
減を図るようにするのが好ましい。

【００４１】このように沸上げている場合において、高
温の温水が貯湯タンク３の下部にまで貯まっている状態
では、貯湯タンク３内の高温の温湯が取水口１０から循
環路１２に流出することになる。このような場合には、
水熱交換器１６の入水温度が上昇する。従来の冷媒回路
では、水熱交換器１６の入水温度が上昇すれば、図２６
に示される冷凍サイクルが図２８の実線で示すように冷
凍サイクルとなる。このため、循環する冷媒が過多状態
（余剰冷媒状態）となる。ところが、図１に示す冷媒回
路Ｒにおいては、冷却部１７を備えているので、冷媒が
十分冷却され、膨張弁１９の前位の高圧側において、レ
シーバ１８内に高密度の冷媒が溜まる。すなわち、余剰
冷媒処理を行うことができ、冷媒回路Ｒを循環する冷媒
量は適切なものとなって、図３に示すような冷凍サイク
ルとなる。そのため、安定した運転が可能であり、ＣＯ
Ｐの低下を招かない。しかも、設けるべきレシーバの容
量を小さく設定でき、冷媒回路全体のコンパクト化及び
製造コストの低減を図ることが可能である。安定した冷
凍運転を行うことができる。

【００４２】次に、図４に示す冷媒回路Ｒでは、冷却部
１７は空気熱交換器２６でもって構成され、凝縮器１６
とレシーバ１８を連結する冷媒流路２４の一部を構成す
る流路を有し、冷媒がこの流路を通過する際に空気と熱
交換を行う。このため、この冷却部１７によっても、レ
シーバ１８内に溜まる冷媒量を調整することができ、冷
媒回路Ｒを循環する冷媒量は適切なものとなって、安定
した冷凍運転を行うことができる。

【００４３】また、図５の冷媒回路Ｒでは、蒸発器２０
の一部を空気熱交換器として機能させてこれを冷却部１
７としている。すなわち、この場合の蒸発器２０は、図
６に示すように、多数のフィンを有する本体２７と、こ
の本体２７内に配設される第1・第２チューブ２８、２
９とを備える。そして、第1チューブ２８内を膨張弁１
９からの冷媒を通過させ、第２チューブ２９内を凝縮器
１６からの冷媒を通過させる。このため、本体２７と第
1チューブ２８等でもって本来の蒸発機能を発揮し、本
体２７と第２チューブ２９等でもって、凝縮器１６から
流出した冷媒を冷却する冷却部（空気熱交換器）１７と
しての機能を発揮する。この場合、第1チューブ２８は
蛇行状とされ、その両開口部２８ａ、２８ｂが本体２７
の一方の側面２７ａ側に開口している。また、第２チュ
ーブ２９はＵ字状とされ、その両開口部２９ａ、２９ｂ
が本体２７の一側面２７ａ側に開口している。なお、こ
のように、蒸発器２０の一部が冷却部１７を構成するも
のとしては、この図６に示すものに限るものではなく、
例えば、本体２７の大きさ、第1・第２チューブ２８、
２９の長さ寸法等の変更も自由である。

【００４４】このため、図５の冷媒回路Ｒは、上記図1
等と同様、入水温度（水熱交換器１６への入水温度）上
昇等の環境変化により発生する余剰冷媒を処理すること
ができ、冷媒回路Ｒを循環する冷媒量は適切なものとな
って、安定した冷凍運転を行うことができる。しかも、
図１に示すような熱交換器２１や図４に示すような熱交
換器２６等を必要とせず、この種の冷媒回路に当然必要
とされる蒸発器２０の一部をもって冷却部１７を構成す
ることができ、冷媒回路Ｒの全体のコンパクト化及び製
造コストの低減を図ることができる。

【００４５】次に、図７に示す冷媒回路Ｒでは、図１５
に示すレシーバ１８を使用して、レシーバ１８内の高圧
冷媒と、低圧冷媒との熱交換を行うように構成してい
る。すなわち、この場合のレシーバ１８には、凝縮器１
６からの冷媒が流入する流入管５０と、レシーバ１８か
らの冷媒が膨張弁１９に流入する流出管５１とが夫々接
続されると共に、膨張弁１９と蒸発器２０とを接続する
冷媒流路４１が挿通されている。これにより、流入管５
０からレシーバ１８に流入する高圧冷媒と、冷媒流路４
１を流れる低圧冷媒との間で熱交換を行う熱交換手段３
０が構成される。

【００４６】この図７の冷媒回路Ｒによれば、熱交換を
行うための低圧側の冷媒が、蒸発器２０の入口側の冷媒
であるので、熱交換を確実に行うことができ、レシーバ
１８内の冷媒の溜まりを促進することができる。このた
め、余剰冷媒が発生する条件下においても冷媒回路Ｒを
循環する冷媒量は適切量となって、湿り運転となること
なく、ＣＯＰの低下を招くことがない。

【００４７】また、図８に示す冷媒回路Ｒでは、蒸発器
２０と圧縮機１５とを接続する冷媒流路（吸込流路）２
５がレシーバ１８に挿通されている。これによって、レ
シーバ１８の高圧冷媒と、冷媒流路２５を流通する低圧
冷媒との熱交換を行う熱交換手段３０を構成することが
でき、レシーバ１８内の冷媒の溜まりを促進することが
でき、余剰冷媒状態となることを防止することができ
る。

【００４８】次に、図９に示す冷媒回路Ｒは、圧縮機１
５からの冷媒が凝縮器１６及び熱交換器４９を介して膨
張弁１９に流入する主通路５４と、冷媒が主通路５４か
ら分流してレシーバ１８を介して主通路５４に合流する
バイパス回路５５とを備える。すなわち、主通路５４
は、冷媒流路４０（圧縮機１５の冷媒吐出路）と、凝縮
器１６から熱交換器（凝縮器１６から流出する冷媒に過
冷却を付与するための熱交換器）４９を介して膨張弁１
９に接続される接続管５７を有し、バイパス回路５５
は、冷媒吐出路４０から分岐してレシーバ１８に接続さ
れる第1管５８と、レシーバ１８から主通路５４に接続
される第２管５９とを有する。なお、熱交換器４９は接
続管５７を流れる冷媒と、冷媒流路２５を流れる冷媒と
の熱交換を行うものである。

【００４９】この冷媒回路Ｒによれば、主通路５４にお
いては、圧縮機１５からの高圧冷媒が凝縮器１６→熱交
換器４９→膨張弁１９→蒸発器２０→レシーバ１８→熱
交換器４９→圧縮機１５と流れる。このため、水熱交換
器としての凝縮器１６にて、循環路１２（この場合にお
いては図示省略している）を循環している温湯を加熱す
ることができる。また、バイパス回路５５においては、
圧縮機１５からの高圧冷媒がレシーバ１８に流入して、
レシーバ１８から膨張弁１９に流入し、さらに、蒸発器
２０から流出した冷媒が冷媒流路２５を介して圧縮機１
５に戻る。このため、第1管５８からレシーバ１８に流
入した高圧冷媒と、冷媒流路２５を流れる低圧冷媒との
間で熱交換を行う熱交換手段３０を構成することができ
る。

【００５０】次に、図１０に示す冷媒回路Ｒは、第1管
５８にて凝縮器１６とレシーバ１８とを連結したもので
あり、図１１に示す冷媒回路Ｒは、第1管５８にて凝縮
器１６の出口とレシーバ１８とを連結したものである。
これらにおいても、レシーバ１８内の高圧冷媒と、冷媒
流路２５を流通する低圧冷媒との熱交換を行うことがで
きる。

【００５１】また、図１２に示す冷媒回路Ｒは、図１０
に示す冷媒回路Ｒの第1管５８に絞り機構Ｓ（例えば、
キャピラリーチューブ）を介設したものであり、図１３
に示す冷媒回路Ｒは、図１０に示す冷媒回路Ｒの第２管
５９に絞り機構Ｓ（例えば、キャピラリーチューブ）を
介設したものである。これらの場合、レシーバ１８内を
通過する冷媒流量を変化させることができる。すなわ
ち、運転条件の違いにより発生する余剰冷媒をレシーバ
１８に確実に溜めることができ、余剰冷媒吸収能力を向
上させることができる。また、図１４に示す冷媒回路Ｒ
では絞り機構Ｓをキャピラリーチューブに代えて電動弁
にて構成するものであって、図１３に示す冷媒回路Ｒと
同様の作用効果を呈する。このため、図１２に示す冷媒
回路Ｒにおいても、キャピラリーチューブに代えて、電
動弁を使用してもよい。さらに、図９と図１１に示す冷
媒回路Ｒにおいても、バイパス回路５５に絞り機構Ｓを
設けてもよい。

【００５２】ところで、図７と図８の冷媒回路Ｒでは、
レシーバ１８内の冷媒状態は、水熱交換器（凝縮器）１
６の出口状態で決まる。そのため、レシーバ１８の余剰
冷媒吸収能力は、（水熱交換器１６出口の冷媒密度）×
容積となる。このため、これらにおいてはあまり大きな
吸収能力にならない。これに対して、図９から図１３に
示す冷媒回路Ｒ（図１１に示す冷媒回路Ｒを省く）で
は、水熱交換器（凝縮器）１６の出口温度と相違する温
度の冷媒（出口温度よりの高い温度の冷媒）をレシーバ
１８に溜めることができる。このため、運転エリア毎で
の冷媒密度差を大きくとれ、余剰冷媒吸収能力が大きく
なる。この場合、図９に示す冷媒回路Ｒが最も大きな余
剰冷媒吸収能力を示す。これは、この図９に示す冷媒回
路Ｒがレシーバ１８内の冷媒温度変化幅が最も大きいた
めである。また、熱ロス（水熱交換器で水以外に放熱す
る量）を、図９から図１１の冷媒回路Ｒについて比較し
た場合、図９に示す冷媒回路Ｒが最も大きく、図１０の
示す冷媒回路Ｒがそれより小さく、図１１に示す冷媒回
路Ｒが最も小さくなる。これは、図１１に示す冷媒回路
Ｒでは、第１管５８が凝縮器１６の出口側から分岐して
いるからである。

【００５３】図７〜図１４に示す冷媒回路Ｒにおけるレ
シーバ１８としては、図１６に示すものであってもよ
い。この場合、冷媒流路４１又は冷媒流路２５をレシー
バ１８の外面に沿わせたものであり、これにより、レシ
ーバ１８内の高圧冷媒と、冷媒流路４１（又は冷媒流路
２５）を流通する低圧冷媒との熱交換を行うことができ
る。冷媒流路４１又は冷媒流路２５を沿わせる場合、こ
の図１６に示すように、直線状に並列状に配設させて
も、レシーバ１８の外周面に巻設させてもよい。

【００５４】また、図９〜図１４に示す冷媒回路Ｒにお
いて、それぞれ仮想線で示すように、バイパス回路５５
の第1管５８を水熱交換器１６の上流部に接続すると共
に、バイパス回路５５の第２管５９を水熱交換器１６の
中間部に接続するようにしてもよい。このように接続す
ることにより、熱ロスの低減及びレシーバ１８の入口冷
媒温度の上昇の最適化を図ることが可能となる。この場
合、主通路５４はこれら図９〜図１４の実線で示すまま
の流路である。なお、図９〜図１４に示す冷媒回路Ｒの
ように、レシーバ１８と熱交換器（液ガス熱交換器）４
９とを備えたものでは、これらの配置順序を図例と逆順
序となるようにしてもよい。

【００５５】ところで、図１７に示すように、凝縮器１
６から分岐し、この分岐部よりも下流側の位置におい
て、この凝縮器１６に合流するバイパス通路５５を設け
ると共に、このバイパス通路５５にレシーバ１８を介設
して、このレシーバ１８内の高圧冷媒と、蒸発器２０の
入口側の低圧冷媒との熱交換を行ってもよい。すなわ
ち、圧縮機１５からの高圧冷媒が凝縮器１６を通過して
上記膨張弁１９に流入するための主通路５４は、冷媒吐
出路４０と接続管５７とを有し、この主通路５４にバイ
パス回路５５が接続されている。具体的には、バイパス
回路５５は、その第1管５８が凝縮器１６の中間部より
もやや上流寄りに接続されると共に、その第２管５９が
凝縮器１６の中間部よりもやや下流寄りに接続され、こ
の第1管５８と第２管５９とに間にレシーバ１８が介設
されている。このため、主通路５５から分岐した高圧冷
媒はレシーバ１８を通過して主通路５５に合流（還流）
することになる。なお、この場合も、主通路５４の冷媒
は、接続管５７を流れることによって、熱交換器（凝縮
器１６から流出する冷媒に過冷却を付与するための熱交
換器）４９を介して膨張弁１９に流入することになる。

【００５６】そして、図１８と図１９に示すように、膨
張弁１９と蒸発器２０とを接続する冷媒流路（低圧配
管）４１にレシーバ１８が熱交換可能に並設されてい
る。すなわち、冷媒流路４１のうち、レシーバ１８に沿
って延びる部位がいわゆるジグザグ状に形成され、その
レシーバ１８に対して近接乃至接触する突部４１ａ・・
がロウ付け等の接続手段にてレシーバ１８の外壁１８ａ
に接続されている。これによって、レシーバ１８内を通
過する高圧冷媒と、冷媒流路４１を流れる低圧冷媒とで
熱交換が行われる。この際、冷媒流路４１のレシーバ１
８との接触部位を分散させているため、局部的な熱交換
が防止されて全体的な熱交換が行われる。もちろん、冷
媒流路４１にジグザグ部を設けることなく、直線状のま
まレシーバ１８の外壁１８ａに沿わせてその近接乃至接
触をロウ付け等の接続手段にて接続してもよい。

【００５７】また、図１７に示すように、レシーバ１８
と凝縮器１６とを接続する第２管５９には電動弁から成
る流量調整弁５６が介設されている。つまり、この流量
調整弁５６はレシーバ１８の出口側に設けられている。
このため、この流量調整弁５６の全開時には、冷媒温度
を高め、レシーバ１８内の冷媒収容量を少なくすること
ができ、流量調整弁５６の開度制御時には、要求された
冷媒温度に保持し、レシーバ１８内を適切な冷媒収容量
とすることができ、流量調整弁５６の全閉時には、冷媒
温度を低くし、レシーバ１８内の冷媒収容量を多くする
ことができる。これによって、運転条件の違い等にて発
生する余剰冷媒を安定して確実に処理することができ
る。

【００５８】この図１７の冷媒回路では、デフロスト弁
４３が介設されたデフロスト用配管（バイパス回路）４
２を備えている。すなわち、冷媒吐出路４０から分岐さ
れたデフロスト用配管４２は、蒸発器２０の入口側にお
いて、冷媒流路４１に接続されている。これによって、
デフロスト時に熱ロスを防止することができる。

【００５９】このように、図１７の冷媒回路において
も、レシーバ１８内の冷媒の溜まりを促進することがで
き、余剰冷媒状態となることを防止することができる。
なお、この図１７の冷媒回路においても、図９〜図１４
の実線、及び仮想線で示すように、バイパス回路５５の
分岐部や合流部の位置変更は自由である。例えば、バイ
パス回路５５の第1管５８を凝縮器１６の上流部に接続
すると共に、バイパス回路５５の第２管５９を凝縮器１
６の下流部に接続するようにしてもよく、要は膨張弁１
９の前位において、第1管５８と第２管５９との間に高
低圧差が生じるようにすればよい。

【００６０】ところで、冷媒回路Ｒでは、圧縮機１５へ
の液バック（液戻り）を防止するために、液分離器（ア
キュムレータ）を設ける場合がある。しかしながら、ア
キュムレータを設けることによって、コスト高となると
共に、圧縮機１５の吸入圧損が増加してＣＯＰが低下
し、さらには、アキュムレータにおいて異音が発生する
等の問題点があった。

【００６１】そのため、図２０に示すように、圧縮機１
５の冷媒吸入路３２（冷媒流路２５のうちで冷却部１７
から圧縮機１５までの流路）に、液戻り防止用の加熱手
段３３を設けるのが好ましい。この場合、加熱手段３３
は、電磁誘導加熱器であり、図２１に示すように、ボビ
ン３４と、このボビン３４に巻設される電磁誘導加熱ヒ
ータ（コイル）３５とを備える。すなわち、ボビン３４
は、筒部３４ａと、この筒部３４ａの両端に連設される
外鍔部３４ｂ、３４ｂとからなり、筒部３４ａに電磁誘
導加熱ヒータ３５が巻設されている。そして、筒部３４
ａに、鉄管３６と、この鉄管３６を覆う断熱材３７とが
内嵌され、電磁誘導加熱ヒータ３５に断熱材３８が外嵌
されている。そして、鉄管３６は上記冷媒吸入路３２の
一部を構成する。また、この加熱手段３３には、電磁誘
導加熱ヒータ３５に電流を流す図示省略の電源を有し、
この電源から電磁誘導加熱ヒータ３５に電流を流せば、
鉄管３６に無数のうず電流が発生し、これによって、鉄
管３６が加熱され、この鉄管３６を流れる冷媒が加熱さ
れる。

【００６２】また、この冷媒回路Ｒの制御部は、加熱手
段３３を制御する図示省略の制御手段を備える。すなわ
ち、図２０に示すように、冷媒吸入路３２の吸込口近傍
及び冷媒吐出路４０の吐出口近傍には、それぞれサーミ
スタ６０、６１が設けられると共に、蒸発器２０には、
蒸発器用サーミスタ６２が設けられ、この蒸発器用サー
ミスタ６２と冷媒吸入路３２のサーミスタ６０とに基づ
いて、圧縮機１５への液バックが発生するか否かを判断
する。そして、液バックが発生するおそれがある場合
に、加熱手段３３に電流を流して、冷媒吸入路３２の冷
媒を加熱する。図２０において、６３は外気用サーミス
タである。なお、図示省略しているが、上記図1等の冷
媒回路Ｒにおいてもこれらのサーミスタ６０、６１、６
２、６３は設けられている。

【００６３】すなわち、この図２０に示す冷媒回路で
は、デフロスト運転中、デフロスト復帰時等の過渡時
に、上記制御手段により上記加熱手段３３を作動させ
て、冷媒吸入路３２の冷媒を加熱し、これによって、圧
縮機１５への液戻り（液バック）を防止するものであ
る。このように、加熱手段３３を設ければ、アキュムレ
ータを設けることなく、液バックを防止することがで
き、コストの低減を図ることができると共に、吸入圧損
によるＣＯＰの低下を防止することができ、さらには、
異音発生の原因を除去することができ、静かな運転が可
能となる。また、この場合、加熱手段３３に電磁誘導加
熱器を使用しているので、清潔かつ安全であり、熱効率
も高い利点がある。ところで、この冷媒回路Ｒにおい
て、圧縮機１５の起動から所定時間の間、電動弁である
膨張弁１９を全閉又は所定開角度以下とすれば、図２２
の太線部（高圧部）に存在する冷媒の圧縮機１５への急
激な液戻りを防止することができる。

【００６４】また、図２３の冷媒回路Ｒでは、冷媒吸入
路３２において、加熱手段３３よりも上流側に流量調整
のための調整弁（電動弁）６６を介設している。すなわ
ち、この冷媒回路Ｒでは、運転起動時、デフロスト運転
開始時、デフロスト運転中、デフロスト復帰時等の過渡
時に、この調整弁６６を絞ることによって、流量を絞る
と共に、加熱手段３３による加熱を行って、液戻りを防
止するものであって、より確実な液バック防止を達成す
ることができる。

【００６５】次に、図２４に示す冷媒回路Ｒは、圧縮機
１５と凝縮器１６との間に、例えば電磁弁からなる液戻
り防止弁６７を設けたものである。この場合、圧縮機１
５の起動から所定時間の間、又はデフロスト運転時に、
電動弁である膨張弁１９を全閉又は所定開角度以下とす
ると共に、液戻り防止弁（電磁弁）６７を閉状態とする
ことによって、太線部（高圧部）（液戻り防止弁６７か
ら膨張弁９までの範囲）に存在する冷媒の圧縮機１５へ
の急激な液戻りを防止することができる。なお、この図
２４の冷媒回路Ｒにおいても、冷媒吸入路３２に加熱手
段３３を設けているので、運転起動時やデフロスト運転
開始時等に、加熱手段３３にて冷媒吸入路３２の冷媒を
加熱して圧縮機１５への液バックを防止することができ
る。さらに、この図２４に示す冷媒回路Ｒにおいても、
図２３の冷媒回路Ｒのように、冷媒吸入路３２に調整弁
６６を設け、加熱手段３３による加熱に加えてこの調整
弁６６による流量の絞りを行うようにしてもよい。

【００６６】次に、図２５に示す冷媒回路Ｒは、加熱手
段３３を設けることなく、圧縮機１５の冷媒吸入路３２
と冷媒吐出路４０とにそれぞれ例えば液戻り防止弁６
８、６９を設け、この液戻り防止弁６８、６９にて運転
停止後の圧縮機１５への液バックを防止するものであ
る。すなわち、運転停止後において、両液戻り防止弁６
８、６９を閉状態として、冷媒吸入路３２及び冷媒吐出
路４０から圧縮機１５に流れ込むことを防止し、次回の
圧縮機１５の起動時の起動不良や液圧縮による圧縮機１
５の破損を防止するものである。なお、この図２５の冷
媒回路Ｒにおいても、冷媒吸入路３２に加熱手段３３を
設け、運転起動時、デフロスト運転開始時、デフロスト
運転中、デフロスト復帰時等の過渡時に、この加熱手段
３３にて冷媒を加熱して、圧縮機１５への液バックを防
止するようにしてもよい。

【００６７】ところで、上記図２０等において使用され
る加熱手段３３としては、電磁誘導加熱器以外に、ニク
ロム線等からなるヒータ線にて構成してもよい。また、
上記液バック防止運転の他に、圧縮機１５の電源投入後
から所定時間経過するまでに、この圧縮機１５のインバ
ータ回路の欠相予熱運転を行うことによって、圧縮機１
５内の冷媒を蒸発させるようにすることも好ましい。

【００６８】以上にこの発明の具体的な実施の形態につ
いて説明したが、この発明は上記形態に限定されるもの
ではなく、この発明の範囲内で種々変更して実施するこ
とができる。例えば、ヒートポンプ式給湯装置以外の冷
媒回路に使用することが可能であり、また、冷媒として
は、二酸化炭素以外に、エチレンやエタン、酸化窒素等
の超臨界で使用する冷媒であってもよい。なお、本発明
において、凝縮器１６とは、圧縮機１５にて圧縮された
高温・高圧の超臨界冷媒を冷却する機能を有するもので
あり、ガス冷却器（放熱器）と呼ばれることもある。

【００６９】

【００７０】請求項２の冷媒回路によれば、放熱器側及
び蒸発器側の負荷変動が生じる場合にも、冷媒回路を循
環する冷媒量を適切な量に維持することができ、安定し
た運転が可能であり、ＣＯＰの低下を招かない。しか
も、設けるべきレシーバの容量を小さく設定でき、冷媒
回路全体のコンパクト化及び製造コストの低減を図るこ
とが可能である。

【００７１】請求項３の冷媒回路によれば、別途他の熱
交換器を必要とせず、全体の簡素化を図ることが可能と
なり、製造コストの低減を一層図ることができる。

【００７２】請求項４の冷媒回路によれば、レシーバに
入る冷媒を確実に冷却することができる。これによっ
て、適切な冷凍サイクルを確実に維持することができ
る。

【００７３】請求項５又は請求項６の冷媒回路によれ
ば、従来の冷媒回路では余剰冷媒が発生する条件下にお
いて、適切な冷媒量でこの冷媒回路を循環することがで
きる。すなわち、運転条件の違いにて発生する余剰冷媒
を処理することができ、ＣＯＰの向上とコストの低減が
可能となる。また、低圧側の冷媒は逆に加熱され、圧縮
機の湿り圧縮を防止することができるので、圧縮機の信
頼性が向上する。

【００７４】請求項７又は請求項８の冷媒回路によれ
ば、余剰冷媒を一層確実に処理することができ、ＣＯＰ
の向上とコストの低減が可能となる。

【００７５】請求項９又は請求項１０の冷媒回路によれ
ば、運転エリア毎での冷媒密度吸差を大きく取れる。こ
れにより、余剰冷媒吸収能力が大きくなって、冷凍効果
の減少を確実に防止して、ＣＯＰの向上を図ることがで
きる

【００７６】請求項１１の冷媒回路によれば、余剰冷媒
吸収能力の向上を確実に図ることができ、冷媒回路とし
ての信頼性の向上を図ることができる

【００７７】請求項１２又は請求項１３の冷媒回路によ
れば、従来の冷媒回路では余剰冷媒が発生する条件下に
おいて、適切な冷媒量でこの冷媒回路を循環することが
できる。すなわち、運転条件の違いにて発生する余剰冷
媒を処理することができ、ＣＯＰの向上とコストの低減
が可能となる。

【００７８】請求項１４冷媒回路によれば、運転条件の
違いにて発生する余剰冷媒を安定して確実に処理するこ
とができる。