JP2011153789A - 冷凍サイクル装置 - Google Patents

Abstract

【課題】可変絞り機構の絞り開度を増加させることによって蒸発器の除霜運転を行う冷凍サイクル装置において、除霜運転時における圧縮機の保護を図る。
【解決手段】除霜運転時に、目標高圧決定手段が、蒸発器１７出口冷媒の乾き度が予め定めた基準乾き度ＫＤＲ以上、あるいは、蒸発器１７出口冷媒が気相状態となるように目標高圧圧力ＴＰｈを決定し、圧縮機１４の吐出冷媒圧力Ｐｈが目標高圧圧力ＴＰｈとなるように可変絞り機構である電気式膨張弁１６の絞り開度を増加させる。これにより、除霜運転の開始時に圧縮機１４吸入口側へ流れ込んでしまう液相冷媒の量を圧縮機１４の液圧縮の問題が生じない程度の僅かな量として、圧縮機１４の保護を図る。
【選択図】図３

Description

本発明は、蒸発器の着霜時に除霜運転を行う冷凍サイクル装置に関する。

従来、特許文献１に、蒸発器に着いた霜を融解させて取り除く除霜運転を行う蒸気圧縮式の冷凍サイクル装置が開示されている。この特許文献１の冷凍サイクル装置は、ヒートポンプ式給湯機に適用されており、圧縮機吐出冷媒と給湯水とを熱交換させる水−冷媒熱交換器、この水−冷媒熱交換器から流出した冷媒を減圧膨張させて蒸発器入口側へ流出させる可変絞り機構等を備えている。

そして、除霜運転を行う際には、水−冷媒熱交換器へ圧送される給湯水の流量を増減させて流体の流れを脈動させながら通常運転時よりも少なくするとともに、可変絞り機構の絞り通路の開度（以下、絞り開度という。）を段階的に増加させている。これにより、圧縮機吐出冷媒の有する熱量が水−冷媒熱交換器にて給湯水へ放熱されてしまうことを極力抑制して、圧縮機吐出冷媒の有する熱量を蒸発器の除霜に利用できるようにしている。

特許第３７８３７１１号公報

ところで、特許文献１のように、除霜運転を行う際に可変絞り機構の絞り通路開度を増加させる冷凍サイクル装置では、除霜運転の開始時に、圧縮機吐出口から可変絞り機構入口へ至るサイクルの高圧側の冷媒が、可変絞り機構出口から圧縮機吸入口へ至るサイクルの低圧側へ急激に流れ込んでしまうおそれがある。

そして、サイクルの高圧側の冷媒がサイクルの低圧側に急激に流れ込んでしまうと、除霜運転の開始時に蒸発器内に残存していた液相冷媒が、圧縮機吸入口側へ流出して圧縮機が非圧縮性流体を圧縮してしまう、いわゆる液圧縮が生じる。このような液圧縮は、圧縮機の耐久寿命に悪影響を与えるという点で問題となる。

これに対して、特許文献１では、除霜運転を行う際に可変絞り機構の絞り開度を段階的に増加させることが記載されている。しかしながら、ヒートポンプ式給湯機に適用された冷凍サイクル装置では、水−冷媒熱交換器へ流入する給湯水の入水温度や蒸発器にて冷媒と熱交換する外気温によって、通常運転時に冷凍サイクル装置が安定して作動するサイクルバランスが変化する。

なお、サイクルバランスとは、一般的に、水−冷媒熱交換器（放熱器）における冷媒の圧力、温度、熱交換量、あるいは、蒸発器における冷媒の圧力、温度、熱交換量等のうち少なくとも１つの単位時間あたりの変化量が所定値以下となって安定している状態のことをいう。

そのため、特許文献１の冷凍サイクル装置のように、除霜運転の開始直前のサイクルバランスを考慮することなく、単に可変絞り装置の絞り開度を段階的に増加させるだけでは、例えば、除霜運転の開始直前に高低圧差が大きくなるサイクルバランスで冷凍サイクル装置が作動していると、除霜運転の開始時に低圧側に流れ込む冷媒量が増加して、上述した液圧縮の問題が生じやすくなってしまう。

本発明は、上記点に鑑み、可変絞り機構の絞り開度を増加させることによって蒸発器の除霜運転を行う冷凍サイクル装置において、除霜運転時における圧縮機の保護を図ることを目的とする。

上記目的を達成するため、請求項１に記載の発明では、冷媒を圧縮して吐出する圧縮機（１４）と、圧縮機（１４）から吐出された高温高圧冷媒を放熱させる放熱器（１５）と、放熱器（１５）から流出した高圧冷媒を減圧膨張させる絞り開度を変更可能に構成された可変絞り機構（１６）と、可変絞り機構（１６）にて減圧された冷媒を蒸発させる蒸発器（１７）と、可変絞り機構（１６）の作動を制御する可変絞り制御手段（２１ｂ）とを備え、蒸発器（１７）の着霜時に、可変絞り機構（１６）の絞り通路の絞り開度を増加させることによって、蒸発器（１７）に着いた霜を取り除く除霜運転を行う冷凍サイクル装置であって、
可変絞り制御手段（２１ｂ）は、除霜運転時に、蒸発器（１７）出口冷媒の乾き度が予め定めた基準乾き度（ＫＤＲ）以上、あるいは、蒸発器（１７）出口冷媒が気相状態となるように、絞り開度を増加させることを特徴とする。

これによれば、可変絞り制御手段（２１ｂ）が、除霜運転時に、蒸発器（１７）出口冷媒の乾き度が予め定めた基準乾き度（ＫＤＲ）以上、あるいは、蒸発器（１７）出口冷媒が気相状態となるように、可変絞り機構（１６）の絞り開度を増加させるので、除霜運転時に圧縮機（１４）の保護を図ることができる。

つまり、除霜運転時に蒸発器（１７）出口冷媒を予め定めた基準乾き度（ＫＤＲ）以上とすることで、圧縮機（１４）吸入口側へ流れ込んでしまう液相冷媒の量を圧縮機（１４）の液圧縮の問題が生じない程度の僅かな量とすることができる。さらに、除霜運転時に蒸発器（１７）出口冷媒を気相状態とすることで、圧縮機（１４）の液圧縮の問題を回避できる。

その結果、可変絞り機構の絞り開度を増加させることによって蒸発器の除霜運転を行う冷凍サイクル装置において、除霜運転時における圧縮機の保護を図ることができる。

さらに、請求項２に記載の発明では、請求項１に記載の冷凍サイクル装置において、圧縮機（１４）吐出口側から可変絞り機構（１６）入口側へ至るサイクルの高圧側冷媒圧力（Ｐｈ）に相関を有する物理量を検出する高圧側圧力検出手段（２２）と、高圧側冷媒圧力（Ｐｈ）の除霜運転時における目標高圧圧力（ＴＰｈ）を決定する目標高圧決定手段（Ｓ６３）とを備え、可変絞り制御手段（２１ｂ）は、除霜運転時に、高圧側冷媒圧力（Ｐｈ）が目標高圧圧力（ＴＰｈ）となるように、絞り開度を変化させることを特徴とする。

これによれば、除霜運転時に、可変絞り制御手段（２１ｂ）が、高圧側冷媒圧力（Ｐｈ）が目標高圧圧力（ＴＰｈ）となるように、絞り開度を変化させるので、蒸発器（１７）出口冷媒の乾き度が予め定めた基準乾き度（ＫＤＲ）以上、あるいは、蒸発器（１７）出口冷媒が気相状態となるように、絞り開度を容易に変化させることができる。

その理由は、目標高圧決定手段（Ｓ６３）が決定する目標高圧圧力（ＴＰｈ）が高くなるに伴って、絞り開度の増加度合を容易に小さくすることができ、目標高圧圧力（ＴＰｈ）が低くなるに伴って、絞り開度の増加度合を容易に大きくすることができるからである。

また、請求項３に記載の発明のように、請求項２に記載の冷凍サイクル装置において、蒸発器（１７）における低圧側冷媒温度（Ｔｅ）に相関を有する物理量を検出する蒸発器温度検出手段（２３）を備え、目標高圧決定手段（Ｓ６３）は、除霜運転の開始直前に蒸発器温度検出手段（２３）によって検出された物理量から求められる低圧側冷媒温度（Ｔｅ）が低くなるに伴って、目標高圧圧力（ＴＰｈ）が高くなるように決定してもよい。

ここで、除霜運転の開始直前における低圧側冷媒温度（Ｔｅ）が低くなっているということは、除霜運転の開始直前に、サイクルの高圧側の冷媒圧力と低圧側の冷媒圧力との高低圧差が拡大したサイクルバランスになっていることを意味している。

従って、低圧側冷媒温度（Ｔｅ）が低くなるに伴って、目標高圧圧力（ＴＰｈ）が高くなるように決定することで、除霜運転時に、可変絞り機構（１６）の絞り開度の増加度合を小さくして、蒸発器（１７）出口冷媒の乾き度が予め定めた基準乾き度（ＫＤＲ）以上、あるいは、蒸発器（１７）出口冷媒が気相状態となるように、可変絞り機構（１６）の作動を制御することができる。

また、請求項４に記載の発明のように、請求項２に記載の冷凍サイクル装置において、蒸発器（１７）にて冷媒と熱交換する室外空気の外気温（Ｔａｍ）を検出する外気温検出手段（２４）を備え、目標高圧決定手段（Ｓ６３）は、除霜運転の開始直前に外気温検出手段（２４）によって検出された外気温（Ｔａｍ）が低くなるに伴って、目標高圧圧力（ＴＰｈ）が高くなるように決定してもよい。

ここで、除霜運転の開始直前における外気温（Ｔａｍ）が低くなっているということは、除霜運転の開始直前に、サイクルの高圧側の冷媒圧力と低圧側の冷媒圧力との高低圧差が拡大したサイクルバランスになっていることを意味している。

従って、外気温（Ｔａｍ）が低くなるに伴って、目標高圧圧力が高くなるように決定することで、除霜運転時に、可変絞り機構（１６）の絞り開度の増加度合を小さくして、蒸発器（１７）出口冷媒の乾き度が予め定めた基準乾き度（ＫＤＲ）以上、あるいは、蒸発器（１７）出口冷媒が気相状態となるように、可変絞り機構（１６）の作動を制御することができる。

さらに、請求項５に記載の発明のように、請求項２ないし４のいずれか１つに記載の冷凍サイクル装置において、蒸発器（１７）における低圧側冷媒温度（Ｔｅ）に相関を有する物理量を検出する蒸発器温度検出手段（２３）を備え、目標高圧決定手段（Ｓ６３）は、除霜運転の開始後に蒸発器温度検出手段（２３）によって検出された物理量から求められる低圧側冷媒温度（Ｔｅ）に応じて、目標高圧圧力（ＴＰｈ）を変化させるようになっていてもよい。

これによれば、除霜運転の開始直前のサイクルバランスのみならず、除霜運転の開始後の低圧側冷媒温度（Ｔｅ）に基づいて目標高圧圧力（ＴＰｈ）を適切に調整して、速やかに蒸発器（１７）の除霜を完了することができる。

なお、この欄および特許請求の範囲で記載した各手段の括弧内の符号は、後述する実施形態に記載の具体的手段との対応関係を示す一例である。

第１実施形態のヒートポンプ式給湯機の全体構成図である。 第１実施形態のヒートポンプ式給湯機の制御処理を示すフローチャートである。 第１実施形態のヒートポンプ式給湯機の制御処理の要部を示すフローチャートである。 （ａ）は、第１実施形態のヒートポンプサイクルにおける通常運転時のモリエル線図であり、（ｂ）は、除霜運転時のモリエル線図であり、（ｃ）は、従来技術のヒートポンプサイクルにおける通常運転から除霜運転に切り替えた直後のモリエル線図である。 第１実施形態のヒートポンプサイクルにおける除霜運転時の蒸発器出口冷媒の乾き度等の経時変化を示すタイムチャートである。

（第１実施形態）
図１〜５により、本発明の第１実施形態を説明する。本実施形態では、本発明の蒸気圧縮式の冷凍サイクル装置をヒートポンプ式給湯機１０に適用しており、図１は、本実施形態のヒートポンプ式給湯機１０の全体構成図である。このヒートポンプ式給湯機１０では、後述する蒸発器１７の着霜時に、蒸発器１７に着いた霜を融解させて取り除く除霜運転を行うことができる。

ヒートポンプ式給湯機１０は、貯湯タンク１１内の給湯水を循環させる水循環回路１２、および、給湯水を加熱するための冷凍サイクル装置であるヒートポンプサイクル１３を備えている。まず、水循環回路１２において、給湯水を貯留する貯湯タンク１１は、耐食性に優れた金属（例えば、ステンレス）で形成され、断熱構造を有し、高温の給湯水を長時間保温することができる温水タンクである。

貯湯タンク１１に貯留された給湯水は、貯湯タンク１１の上部に設けられた出湯口から出湯され、図示しない温調弁において水道からの冷水と混合されて温度調節された後、台所や風呂等に給湯される。また、貯湯タンク１１内の下部に設けられた給水口からは水道水が給水されるようになっている。

水循環回路１２には、給湯水を循環させる水圧送手段としての電動水ポンプ１２ａが配置されている。電動水ポンプ１２ａは、貯湯タンク側制御装置２０から出力される制御信号によって、その作動が制御される。さらに、水循環回路１２の構成機器のうち、貯湯タンク１１、電動水ポンプ１２ａ等については、図１の細破線に示すように、１つの筐体内に収容されてタンクユニット２００として一体的に構成され、室外に配置されている。

そして、貯湯タンク側制御装置２０が電動水ポンプ１２ａを作動させると、給湯水は、貯湯タンク１１の下方側に設けられた給湯水出口１１ａ→電動水ポンプ１２ａ→後述する水−冷媒熱交換器１５の水通路１５ａ→貯湯タンク１１の上方側の給湯水入口１１ｂの順に循環する。

ヒートポンプサイクル１３は、圧縮機１４、水−冷媒熱交換器１５、電気式膨張弁１６、蒸発器１７等を順次配管で接続した冷凍サイクルである。このヒートポンプサイクル１３では、冷媒として二酸化炭素を採用しており、圧縮機１４から吐出された高圧冷媒の圧力が冷媒の臨界圧力以上となる超臨界冷凍サイクルを構成している。

さらに、冷媒には圧縮機１４を潤滑するためのオイルが混入されており、このオイルの一部は液相冷媒に溶け込んで、冷媒とともにサイクルを循環している。また、残余のオイルは、図示しない油分離器（オイルセパレータ）にて圧縮機１４吐出冷媒から分離され、圧縮機１４吸入口側へ供給される。

圧縮機１４は、ヒートポンプサイクル１３において冷媒を吸入し、臨界圧力以上となるまで圧縮して吐出するもので、吐出容量が固定された固定容量型圧縮機１４ａを電動モータ１４ｂにて駆動する電動圧縮機である。固定容量型圧縮機１４ａとしては、具体的に、スクロール型圧縮機構、ベーン型圧縮機構等の各種圧縮機構を採用できる。

電動モータ１４ｂは、後述するヒートポンプ側制御装置２１から出力される制御信号によって、その作動（回転数）が制御されるもので、交流モータ、直流モータのいずれの形式を採用してもよい。そして、この回転数制御によって、圧縮機１４の冷媒吐出能力が変更される。従って、本実施形態では、電動モータ１４ｂが圧縮機１４の吐出能力変更手段を構成している。

圧縮機１４の冷媒吐出口には、水−冷媒熱交換器１５の冷媒通路１５ｂ入口側が接続されている。水−冷媒熱交換器１５は、給湯水が通過する水通路１５ａと圧縮機１４から吐出された高温高圧冷媒が通過する冷媒通路１５ｂとを有して構成される熱交換器であって、圧縮機１４から吐出された高温高圧冷媒の有する熱量を給湯水に放熱させる放熱器である。

なお、本実施形態のヒートポンプサイクル１３では、前述の如く、超臨界冷凍サイクルを構成しているので、水−冷媒熱交換器１５の冷媒通路１５ｂを通過する冷媒は、凝縮することなく超臨界状態のまま放熱する。

水−冷媒熱交換器１５の冷媒通路１５ｂ出口側には、電気式膨張弁１６の入口側が接続されている。電気式膨張弁１６は水−冷媒熱交換器１５の冷媒通路１５ｂから流出した高圧冷媒を減圧膨張させる減圧手段であるとともに、圧縮機１４吐出口側から電気式膨張弁１６入口側へ至るサイクルの高圧側冷媒圧力Ｐｈを制御する圧力制御手段でもある。

より具体的には、この電気式膨張弁１６は、絞り開度を変更可能に構成された弁体１６ａと、この弁体１６ａの絞り開度を変化させるステッピングモータからなる電動アクチュエータ１６ｂとを有して構成される可変絞り機構である。さらに、電動アクチュエータ１６ｂは、ヒートポンプ側制御装置２１から出力される制御信号によって、その作動が制御される。

電気式膨張弁１６の出口側には、蒸発器１７が接続されている。蒸発器１７は、電気式膨張弁１６にて減圧された低圧冷媒と送風ファン１７ａにより送風された外気（室外空気）とを熱交換させることによって、低圧冷媒を蒸発させて吸熱作用を発揮させる吸熱用の熱交換器である。送風ファン１７ａは、ヒートポンプ側制御装置２１から出力される制御電圧によって回転数（送風空気量）が制御される電動式送風機である。

なお、本実施形態では蒸発器１７として、周知のフィンアンドチューブ構造の熱交換器を採用している。また、蒸発器１７の出口側には、圧縮機１４の冷媒吸入口が接続されている。さらに、上述のヒートポンプサイクル１３の各構成機器１４〜１７は、図１の一点鎖線に示すように、１つの筐体内に収容されてヒートポンプユニット３００として一体的に構成され、タンクユニット２００と隣接するように室外に配置されている。

次に、本実施形態の電気制御部の概要を説明する。貯湯タンク側制御装置２０およびヒートポンプ側制御装置２１は、それぞれ、ＣＰＵ、ＲＯＭおよびＲＡＭ等を含む周知のマイクロコンピュータとその周辺回路から構成されている。

貯湯タンク側制御装置２０の出力側には、上述の電動水ポンプ１２ａ等が接続され、ヒートポンプ側制御装置２１の出力側には、圧縮機１４の電動モータ１４ｂ、電気式膨張弁１６の電動アクチュエータ１６ｂ、送風ファン１７ａ等が接続されている。さらに、貯湯タンク側制御装置２０およびヒートポンプ側制御装置２１は、それぞれ接続された機器の作動を制御する。

なお、ヒートポンプ側制御装置２１は、圧縮機１４の電動モータ１４ｂ、電気式膨張弁１６の電動アクチュエータ１６ｂ等を制御する制御手段が一体に構成され、これらのアクチュエータの作動を制御するものであるが、本実施形態では、ヒートポンプ側制御装置２１のうち、電動モータ１４ｂの作動（冷媒吐出能力）を制御する構成（ハードウェアおよびソフトウェア）を吐出能力制御手段２１ａとし、電動アクチュエータ１６ｂの作動（絞り開度）を制御する構成を可変絞り制御手段２１ｂとする。

もちろん、吐出能力制御手段２１ａおよび可変絞り制御手段２１ｂをヒートポンプ側制御装置２１に対して別体の制御装置として構成してもよい。

一方、貯湯タンク側制御装置２０の入力側には、貯湯タンク１１内に上下方向に並んで配置された複数個のタンク内水温センサ（図示せず）等が接続され、これらのセンサの検出信号が貯湯タンク側制御装置２０へ入力される。従って、貯湯タンク側制御装置２０では、タンク内水温センサの出力信号によって、貯湯タンク１１内の水位レベルに応じた給湯水の温度および温度分布を検出できるようになっている。

また、ヒートポンプ側制御装置２１の入力側には、圧縮機１４から吐出された吐出冷媒圧力Ｐｈを検出する高圧側圧力検出手段としての高圧センサ２２、蒸発器１７における低圧側冷媒温度Ｔｅに相関を有する物理量を検出する蒸発器温度検出手段としての蒸発器温度センサ２３、蒸発器１７にて低圧冷媒と熱交換する外気の外気温Ｔａｍを検出する外気温検出手段としての外気温センサ２４等が接続されている。

なお、本実施形態の蒸発器温度センサ２３は、具体的に蒸発器１７の熱交換フィン温度を検出している。従って、蒸発器温度センサ２３は、蒸発器１７そのものの温度を検出する機能を兼ねる。

さらに、ヒートポンプ側制御装置２１の入力側には、水−冷媒熱交換器１５の水通路１５ａ入口側の給湯水温度である入水温度Ｔｗｉを検出する入水温度検出手段としての入水温度センサ２５、水−冷媒熱交換器１５の水通路１５ａ出口側の給湯水温度である沸上温度Ｔｗｏを検出する沸上温度検出手段としての沸上温度センサ２６等が接続され、これらのセンサ群の検出信号がヒートポンプ側制御装置２１へ入力される。

さらに、ヒートポンプ側制御装置２１の入力側には、操作パネル３０が接続され、ヒートポンプ式給湯機１０の作動・停止の操作信号、給湯機の給湯温度設定信号等がヒートポンプ側制御装置２１へ入力される。

また、貯湯タンク側制御装置２０およびヒートポンプ側制御装置２１は、互いに電気的に接続されて、互いに通信可能に構成されている。これにより、一方の制御装置に入力された検出信号および操作信号に基づいて、他方の制御装置が上述の各種アクチュエータ１２ａ、１４ｂ、１６ｂ、１７ａ等の作動を制御することもできる。従って、貯湯タンク側制御装置２０およびヒートポンプ側制御装置２１を１つの制御装置として一体的に構成してもよい。

次に、上記の構成における本実施形態のヒートポンプ式給湯機１０の作動を図２〜４に基づいて説明する。まず、図２、３は、ヒートポンプ側制御装置２１が実行する制御処理を示すフローチャートである。この制御処理は、ヒートポンプ式給湯機１０に外部から電源が供給された状態で、操作パネル３０の給湯機作動信号がヒートポンプ側制御装置２１に入力されるとスタートする。

まず、ステップＳ１ではフラグ、タイマ等の初期化がなされ、次のステップＳ２でセンサ群２２〜２６等により検出された検出信号および操作パネル３０から出力された操作信号を読み込んでステップＳ３へ進む。ステップＳ３では、除霜運転を行う必要があるか否かを判定する。

ここで、本実施形態のヒートポンプサイクル１３のように、外気を熱源として給湯水を加熱する冷凍サイクル装置では、蒸発器１７における冷媒蒸発温度が着霜温度（具体的には、０℃）以下になってしまうと蒸発器１７に着霜が生じる。そして、蒸発器１７に着霜が生じてしまうと、蒸発器１７における外気の空気通路が霜によって閉塞されてしまうので、蒸発器１７の熱交換能力が著しく低下してしまう。

そこで、本実施形態のステップＳ３では、蒸発器温度センサ２３によって検出された低圧側冷媒温度Ｔｅが０℃以下になっており、かつ、低圧側冷媒温度Ｔｅが外気温センサ２４によって検出された外気温Ｔａｍから予め定めた所定温度α（本実施形態では、α＝１０℃）を減算した値以下になっている場合に除霜運転を行う必要があると判定している。

つまり、ステップＳ３では、Ｔｅ≦０、かつ、Ｔｅ≦Ｔａｍ−αとなっている場合は除霜運転を行う必要があると判定して、ステップＳ４へ進み、除霜運転フラグｄｆｆｇ＝１としてステップＳ５へ進む。一方、ステップＳ３にて、Ｔｅ≦０、かつ、Ｔｅ≦Ｔａｍ−αとなっていない場合は除霜運転を行う必要がないと判定して、除霜運転フラグｄｆｆｇを変化させることなくステップＳ５へ進む。

ステップＳ５では、除霜運転フラグｄｆｆｇ＝１になっているか否かを判定する。ステップＳ５にて、除霜運転フラグｄｆｆｇ＝１になっている場合は、ステップＳ６へ進み除霜運転時における各種アクチュエータの制御状態が決定される。なお、ステップＳ６の詳細については後述する。一方、ステップＳ５にて、除霜運転フラグｄｆｆｇ＝１になっていない場合は、ステップＳ７へ進む。

ステップＳ７では、給湯水を加熱する通常運転時における各種アクチュエータの制御状態が、ステップＳ２にて読み込んだ検出信号および操作信号に基づいて決定される。

例えば、圧縮機１４の電動モータ１４ｂに出力される制御信号については、低圧側冷媒温度Ｔｅが目標低圧温度に近づくように決定される。この目標低圧温度は、入水温度センサ２５によって検出された入水温度Ｔｗｉ、沸上温度センサ２６によって検出された沸上温度Ｔｗｏ、外気温Ｔａｍ、操作パネル３０により設定された設定給湯温度等に基づいて算出される。

電動水ポンプ１２ａに出力される制御信号については、沸上温度Ｔｗｏが、操作パネル３０により設定された設定給湯温度に近づくように決定される。電気式膨張弁１６の電動アクチュエータ１６ｂに出力される制御信号については、サイクルの高圧側冷媒圧力（具体的には、吐出冷媒圧力Ｐｈ）が通常運転時の目標高圧圧力となるように決定される。

この通常運転時の目標高圧圧力は、水−冷媒熱交換器１５から流出した高圧冷媒の温度に基づいて、予めヒートポンプ側制御装置２１に記憶された制御マップを参照して、ヒートポンプサイクル１３の成績係数（ＣＯＰ）が略最大となるように決定される。なお、水−冷媒熱交換器１５から流出した高圧冷媒の温度は、沸上温度Ｔｗｏから推定することができる。

続くステップＳ８では、貯湯タンク側制御装置２０およびヒートポンプ側制御装置２１より各種アクチュエータに対して制御信号が出力されて、ステップＳ９へ進む。

ステップＳ９では、操作パネル３０からの給湯機停止信号がヒートポンプ側制御装置２１へ入力されている場合は、各種アクチュエータの作動を停止させて、ヒートポンプ式給湯機１０のシステム全体を停止させる。一方、給湯機停止信号が入力されていない場合は、予め定めた制御周期の間待機した後、ステップＳ２に戻るようになっている。

次に、図３のフローチャートにより、ステップＳ６の除霜運転時の各種アクチュエータの制御状態の決定について説明する。まず、ステップＳ６１では、電動水ポンプ１２ａに出力される制御信号については、電動水ポンプ１２ａを給湯水圧送能力が０となるように決定される。すなわち、電動水ポンプ１２ａを停止させるように制御状態が決定される。

次のステップＳ６２では、圧縮機１４の電動モータ１４ｂの制御状態を決定する。具体的には、電動モータ１４ｂに出力される制御信号については、圧縮機１４の冷媒吐出能力が予め定めた除霜運転時用の基準冷媒吐出能力となるように決定される。この基準冷媒吐出能力は、通常運転時にサイクルが安定して作動している時の冷媒吐出能力に対して高い値に決定される。

次のステップＳ６３では、除霜運転時における高圧側冷媒圧力（具体的には、吐出冷媒圧力Ｐｈ）の目標高圧圧力ＴＰｈを決定する。従って、本実施形態の制御ステップＳ６３は、除霜運転時における目標高圧圧力ＴＰｈを決定する機能実現手段としての目標高圧決定手段を構成している。

この除霜運転時の目標高圧圧力ＴＰｈは、前述した通常運転時にサイクルが安定して作動している時に決定される目標高圧圧力に対して低い値に決定されるとともに、除霜運転時に、蒸発器１７出口冷媒の乾き度が予め定めた基準乾き度ＫＤＲ以上、あるいは、蒸発器１７出口冷媒が気相状態となるように決定される。

なお、圧縮機１４の液圧縮の問題を回避するためには、蒸発器１７出口冷媒が気相冷媒して圧縮機１４吸入冷媒を気相冷媒とすることが望ましいものの、蒸発器１７出口冷媒が僅かな液相冷媒を含んでいても、圧縮機１４の液圧縮の問題は生じない。そこで、本実施形態では、圧縮機１４吸入口側へ流れ込んでしまう液相冷媒の量を圧縮機１４の液圧縮の問題が生じない量とするために、基準乾き度ＫＤＲ＝０．９としている。

具体的には、ステップＳ６３では、ステップＳ２で読み込んだ低圧側冷媒温度Ｔｅに基づいて、予めヒートポンプ側制御装置２１に記憶された制御マップを参照して、目標高圧圧力ＴＰｈを決定する。この制御マップには、低圧側冷媒温度Ｔｅに応じて、蒸発器１７出口冷媒の乾き度が基準乾き度ＫＤＲ以上、あるいは、蒸発器１７出口冷媒が気相状態になることが実験的に確認された目標高圧圧力ＴＰｈを決定可能な情報が記憶されている。

さらに、本実施形態では、この制御マップを参照することによって、低圧側冷媒温度Ｔｅが低くなるに伴って、除霜運転時の目標高圧圧力ＴＰｈが高くなるように決定される。もちろん、ステップＳ６３にて決定される除霜運転時の目標高圧圧力ＴＰｈは最大値となっても、通常運転時の目標高圧圧力より低い値となる。

次に、ステップＳ６４では、電気式膨張弁１６の電動アクチュエータ１６ｂの制御状態を決定する。具体的には、電動アクチュエータ１６ｂに出力される制御信号については、フィードバック制御手法によって、サイクルの高圧側冷媒圧力（具体的には、吐出冷媒圧力Ｐｈ）がステップＳ６３にて決定された除霜運転時の目標高圧圧力ＴＰｈとなるように決定される。

なお、本実施形態の除霜運転では、前述のステップＳ６２で説明したように圧縮機１４の冷媒吐出能力が通常運転時よりも高い値に決定されるので、除霜運転時の目標高圧圧力ＴＰｈが通常運転時の目標高圧圧力よりも低い値に設定されることで、電気式膨張弁１６の絞り開度は、通常運転時よりも増加する。

また、ステップＳ６４にて、電気式膨張弁１６の絞り開度を増加させるように電動アクチュエータ１６ｂの制御状態が決定されたとしても、既に、電気式膨張弁１６の絞り開度が最大値となっている場合は、電動アクチュエータ１６ｂの開度を変更することなくステップＳ６５へ進む。

続く、ステップＳ６５では、除霜運転を終了するか否かを判定する。具体的には、低圧側冷媒温度Ｔｅが、着霜温度より所定値β℃（本実施形態では、β＝３）以上高くなっているか否かを判定する。そして、Ｔｅ≧βとなっている場合は、除霜運転を終了すると判定してステップＳ６６へ進み、除霜運転フラグｄｆｆｇ＝０としてステップＳ８へ戻る。一方、ステップＳ６５にて、Ｔｅ≧βとなっていない場合は、除霜運転フラグｄｆｆｇを変化させることなくステップＳ８へ戻る。

従って、本実施形態のヒートポンプ式給湯機１０では、制御ステップＳ３にて除霜運転を行う必要がないと判定され、かつ、制御ステップＳ５にて除霜運転フラグｄｆｆｇ＝１になっていないと判定された場合は、給湯水を加熱する通常運転が実行される。一方、制御ステップＳ５にて除霜運転フラグｄｆｆｇ＝１になっていると判定された場合は、除霜運転が実行される。

次に、図４のモリエル線図を用いて、通常運転時および除霜運転時におけるヒートポンプサイクル１３の冷媒の状態の変化を説明する。なお、図４（ａ）は通常運転時におけるに冷媒の状態の変化を示し、図４（ｂ）は除霜運転時における冷媒の状態の変化を示し、さらに、図４（ｃ）は従来技術のヒートポンプサイクル（冷凍サイクル装置）において通常運転から除霜運転に切り替えた直後における冷媒の状態の変化を示している。

まず、通常運転時には、図４（ａ）に示すように、圧縮機１４から吐出された高温高圧冷媒（図４（ａ）の１ａ点）は、水−冷媒熱交換器１５の冷媒通路１５ｂに流入して、電動水ポンプ１２ａによって貯湯タンク１１の下方側から水通路１５ａに流入した給湯水と熱交換する（図４（ａ）の１ａ点→２ａ点）。これにより、給湯水が加熱され、加熱された給湯水は、貯湯タンク１１の上方側に貯留される。

この際、本実施形態のヒートポンプサイクル１３では、冷媒として二酸化炭素を採用し、超臨界冷凍サイクルを構成しているので、冷媒としてフロン系冷媒等を採用する場合に対して、高圧冷媒の温度を上昇させることができる。その結果、水−冷媒熱交換器１５において給湯水に放熱する熱量を増加させて給湯水の温度を高温化することができる。

一方、水−冷媒熱交換器１５から流出した高圧冷媒は、電気式膨張弁１６にて減圧される（図４（ａ）の２ａ点→３ａ点）。電気式膨張弁１６にて減圧された冷媒は、蒸発器１７へ流入し、送風ファン１７ａから送風された外気から吸熱して蒸発する（図４（ａ）の３ａ点→４ａ点）。

この際、電気式膨張弁１６では、ヒートポンプサイクル１３のＣＯＰが略最大となるように絞り開度が調整されるので、高いＣＯＰを発揮させながら、ヒートポンプサイクル１３を運転することができる。そして、蒸発器１７から流出した冷媒は、圧縮機１４へ吸入されて再び圧縮される（図４（ａ）の４ａ点→１ａ点）。

次に、除霜運転時には、図４（ｂ）に示すように、圧縮機１４から吐出された高温高圧気相冷媒（図４（ｂ）の１ｂ点）は、水−冷媒熱交換器１５の冷媒通路１５ｂに流入する。除霜運転時には電動水ポンプ１２ａが停止しているので、冷媒通路１５ｂに流入した冷媒は水−冷媒熱交換器１５の外部に僅かに放熱しながら、冷媒通路１５ｂの圧力損失分だけ圧力を低下させて、冷媒通路１５ｂから流出する（図４（ｂ）の１ｂ点→２ｂ点）。

水−冷媒熱交換器１５から流出した高温高圧気相冷媒は、電気式膨張弁１６にて減圧されて、蒸発器１７へ流入する（図４（ｂ）の２ｂ点→３ｂ点）。この際、除霜運転時には、電気式膨張弁１６の絞り開度は、吐出冷媒圧力Ｐｈが除霜運転時の目標高圧圧力ＴＰｈとなるように制御されて通常運転時よりも増加するので、電気式膨張弁１６における減圧量は通常運転時よりも少なくなる。

蒸発器１７へ流入した高温気相冷媒は、蒸発器１７にて放熱して、そのエンタルピを低下させる（図４（ｂ）の３ｂ点→４ｂ点）。これにより、蒸発器１７に着いた霜が融解されて蒸発器１７の除霜がなされる。そして、蒸発器１７から流出した冷媒は、圧縮機１４へ吸入されて再び圧縮される（図４（ｂ）の４ｂ点→１ｂ点）。

この際、電気式膨張弁１６の絞り開度は、吐出冷媒圧力Ｐｈが除霜運転時の目標高圧圧力ＴＰｈとなるように制御されるので、蒸発器１７出口冷媒の乾き度が基準乾き度ＫＤＲ以上、あるいは、蒸発器１７出口冷媒が気相状態となる。

上記の如く、本実施形態の除霜運転では、蒸発器１７に着いた霜を取り除くことができるだけでなく、蒸発器１７出口冷媒の乾き度が基準乾き度ＫＤＲ以上、あるいは、蒸発器１７出口冷媒が気相状態となるように、電気式膨張弁１６の絞り開度を増加させるので、除霜運転時に圧縮機１４の保護を図ることができる。

つまり、除霜運転時に蒸発器１７出口冷媒を予め定めた基準乾き度ＫＤＲ以上とすることで、圧縮機１４吸入口側へ流れ込んでしまう液相冷媒の量を圧縮機１４の液圧縮の問題が生じない程度の僅かな量とすることができる。さらに、蒸発器１７出口冷媒を気相状態とすることで、圧縮機１４の液圧縮の問題を回避できる。その結果、除霜運転時における圧縮機１４の保護を図ることができる。

ここで、図４および図５を用いて、本実施形態のヒートポンプサイクル１３による効果を、従来技術のヒートポンプサイクルと比較して説明する。なお、図５は、除霜運転時における蒸発器１７出口冷媒の乾き度等の経時変化を示すタイムチャートである。

具体的には、図５では、本実施形態のヒートポンプサイクル１３の除霜運転時における高圧側冷媒圧力（吐出冷媒圧力Ｐｈ）、低圧側冷媒温度Ｔｅ、電気式膨張弁１６の絞り開度、圧縮機１４の冷媒吐出能力（圧縮機１４の回転数）、蒸発器１７出口冷媒の乾き度の経時変化を実線で示し、従来技術における同様のパラメータの変化を破線で示している。

従来技術のヒートポンプサイクルでは、除霜運転が開始されると開始直前のサイクルバランスを考慮することなく、電気式膨張弁１６の絞り開度を増加させてしまう。従って、図４（ｃ）に示すように、除霜運転の開始時にサイクルの高圧側冷媒圧力が急激に低下するとともに、低圧側冷媒圧力が急激に上昇してしまうことがある。

換言すると、従来技術のヒートポンプサイクルにおける除霜運転の開始時のサイクルの高低圧差（図４（ｃ）の１ｃ点と３ｃ点との圧力差）は、本実施形態のヒートポンプサイクル１３における除霜運転時の高低圧差（図４（ｂ）の１ｂ点と３ｂ点との圧力差）よりも大きく急激に縮小してしまうことがある。このようなサイクルの高低圧差の急激な縮小は、サイクルの高圧側の冷媒が、電気式膨張弁１６出口側から圧縮機１４吸入口側へ至るサイクルの低圧側へ急激に流れ込んでしまう要因となる。

従って、除霜運転の開始時に蒸発器内に残存していた液相冷媒が圧縮機１４吸入口側へ流出して、蒸発器１７出口冷媒の乾き度を低下させてしまう（図４（ｃ）の４ｃ点）。その結果、従来技術のヒートポンプサイクルでは、図５の破線で示すように、蒸発器１７出口冷媒の乾き度が基準乾き度ＫＤＲよりも低下して、圧縮機１４の液圧縮の問題を生じさせてしまう。

これに対して、本実施形態では、図５の実線に示すように、蒸発器１７出口冷媒の乾き度が予め定めた基準乾き度ＫＤＲ以上、あるいは、蒸発器１７出口冷媒が気相状態となるように、電気式膨張弁１６の絞り開度を増加させるので、圧縮機１４の液圧縮を回避できる。その結果、除霜運転時における圧縮機１４の保護を図ることができる。

このように、圧縮機１４の液圧縮を回避できることは、本実施形態のように冷媒として二酸化炭素を採用して超臨界冷凍サイクルを構成するヒートポンプサイクル１３では、極めて有効である。

その理由は、超臨界冷凍サイクルでは、通常運転時のサイクルの高低圧差が、圧縮機１４の吐出冷媒圧力（高圧側冷媒圧力）が冷媒の臨界圧力未満となる亜臨界冷凍サイクルよりも大きくなるので、除霜運転の開始時に蒸発器内に残存していた液相冷媒が大量に圧縮機１４吸入口側へ流出しやすいからである。

さらに、サイクルの高圧側冷媒圧力が除霜運転時の目標高圧圧力ＴＰｈとなるように、電気式膨張弁１６の絞り開度を変化させているので、蒸発器１７出口冷媒の乾き度が予め定めた基準乾き度ＫＤＲ以上、あるいは、蒸発器１７出口冷媒が気相状態となるように、電気式膨張弁１６の絞り開度を容易に変化させることができる。

その理由は、目標高圧決定手段を構成する制御ステップＳ６３にて決定される目標高圧圧力ＴＰｈが高く決定されるに伴って、電気式膨張弁１６の絞り開度の増加度合を容易に小さくすることができ、目標高圧圧力ＴＰｈを低く決定するに伴って、電気式膨張弁１６の絞り開度の増加度合を容易に大きくできるからである。

さらに、本実施形態では、制御ステップＳ３にて、除霜運転を行う必要があると判定されると制御ステップＳ４にて除霜運転フラグｄｆｆｇ＝１とし、操作パネル３０からの給湯機停止信号がヒートポンプ側制御装置２１へ入力されていなければ、この除霜運転フラグｄｆｆｇが１でなくなるまで、ステップＳ５→Ｓ６→Ｓ８→Ｓ９→Ｓ２→Ｓ３（→Ｓ４）→Ｓ５のルーチンを繰り返す。

これにより、除霜運転の開始時、すなわち除霜運転フラグｄｆｆｇ＝１となった直後には、制御ステップＳ６３にて、除霜運転の開始直前の低圧側冷媒温度Ｔｅに基づいて、除霜運転時の目標高圧圧力ＴＰｈを決定することができる。さらに、制御ステップＳ６３では、低圧側冷媒温度Ｔｅが低くなるに伴って、除霜運転時の目標高圧圧力ＴＰｈが高くなるように決定している。

除霜運転の開始直前における低圧側冷媒温度Ｔｅが低くなっているということは、除霜運転の開始直前に、サイクルの高圧側の冷媒圧力と低圧側の冷媒圧力との高低圧差が拡大したサイクルバランスになっていることを意味している。従って、本実施形態のヒートポンプサイクル１３では、除霜運転の開始時に、除霜運転の開始直前のサイクルバランスを考慮して、電気式膨張弁１６の絞り開度を適切に増加させることができる。

しかも、それ以降は、制御ステップＳ６３にて、除霜運転の開始後の低圧側冷媒温度Ｔｅに基づいて、除霜運転時の目標高圧圧力ＴＰｈを決定している。従って、除霜運転の開始後の低圧側冷媒温度Ｔｅに基づいて目標高圧圧力ＴＰｈを適切に調整して、速やかに蒸発器１７の除霜を完了することができる。

（第２実施形態）
第１実施形態では、目標高圧決定手段を構成する制御ステップＳ６３にて、低圧側冷媒温度Ｔｅに基づいて除霜運転時の目標高圧圧力ＴＰｈを決定した例を説明したが、本実施形態では、外気温Ｔａｍに基づいて除霜運転時の目標高圧圧力ＴＰｈを決定している。

具体的には、本実施形態の制御ステップＳ６３では、除霜運転の開始直後、すなわち除霜運転フラグｄｆｆｇ＝１となった直後は、ステップＳ２で読み込んだ除霜運転の開始直前の外気温Ｔａｍに基づいて、予めヒートポンプ側制御装置２１に記憶された制御マップを参照して、除霜運転時の目標高圧圧力ＴＰｈを決定する。

この制御マップには、第１実施形態と同様に、外気温Ｔａｍに応じて、蒸発器１７出口冷媒の乾き度が基準乾き度ＫＤＲ以上、あるいは、蒸発器１７出口冷媒が気相状態になることが実験的に確認された目標高圧圧力ＴＰｈを決定可能な情報が記憶されている。本実施形態では、この制御マップを参照することによって、外気温Ｔａｍが低くなるに伴って、除霜運転時の目標高圧圧力ＴＰｈが高くなるように決定される。

それ以降は、制御ステップＳ６３にて、第１実施形態と同様に、除霜運転の開始後の低圧側冷媒温度Ｔｅに基づいて、除霜運転時の目標高圧圧力ＴＰｈを決定する。その他の制御態様およびヒートポンプサイクル１３の構成は、第１実施形態と全く同様である。

従って、本実施形態のヒートポンプサイクル１３においても、第１実施形態と同様に、除霜運転時に、蒸発器１７に着いた霜を取り除くことができるだけでなく、圧縮機１４の保護を図ることができる。

つまり、本実施形態では、除霜運転の開始直後、すなわち除霜運転フラグｄｆｆｇ＝１となった直後には、制御ステップＳ６３にて、除霜運転の開始直前の外気温Ｔａｍに基づいて、除霜運転時の目標高圧圧力ＴＰｈを決定することができる。さらに、制御ステップＳ６３では、外気温Ｔａｍが低くなるに伴って、除霜運転時の目標高圧圧力ＴＰｈが高くなるように決定している。

除霜運転の開始直前における外気温Ｔａｍが低くなっているということは、除霜運転の開始直前に、サイクルの高圧側の冷媒圧力と低圧側の冷媒圧力との高低圧差が拡大したサイクルバランスになっていることを意味している。従って、本実施形態のヒートポンプサイクル１３では、除霜運転の開始時に、除霜運転の開始直前のサイクルバランスを考慮して、電気式膨張弁１６の絞り開度を適切に増加させることができる。

しかも、それ以降は、制御ステップＳ６３にて、除霜運転の開始後の低圧側冷媒温度Ｔｅに基づいて、除霜運転時の目標高圧圧力ＴＰｈを決定している。従って、除霜運転の開始後の低圧側冷媒温度Ｔｅに基づいて目標高圧圧力ＴＰｈを適切に調整して、速やかに蒸発器１７の除霜を完了することができる。

なお、本実施形態の制御ステップＳ６３では、除霜運転の開始直後には、外気温Ｔａｍに基づいて、除霜運転時の目標高圧圧力ＴＰｈを決定し、それ以降は、低圧側冷媒温度Ｔｅに基づいて目標高圧圧力ＴＰｈを決定している。従って、制御ステップＳ６３にて、除霜運転の開始直後に参照する制御マップと、それ以降に参照する制御マップは異なる制御マップとなる。

このように除霜運転の開始直後に参照する制御マップと、それ以降に参照する制御マップとを変更することは、速やかに蒸発器１７の除霜を完了できる点で有効である。従って、上述の第１実施形態でも、除霜運転の開始直後に参照する制御マップと、それ以降に参照する制御マップとを変更してもよい。

（第３実施形態）
上述の第１、第２実施形態では、目標高圧決定手段を構成する制御ステップＳ６３にて、制御周期毎に、除霜運転時の目標高圧圧力ＴＰｈを決定した例を説明したが、本実施形態では、制御ステップＳ６３では、除霜運転の開始直後に、すなわち除霜運転フラグｄｆｆｇ＝１となった直後に、除霜運転時の目標高圧圧力ＴＰｈを決定してしまう例を説明する。

具体的には、本実施形態の制御ステップＳ６３では、除霜運転の開始直後に、除霜運転の開始直後から除霜運転時の目標高圧圧力ＴＰｈの変化を開始させる迄の待ち時間、目標高圧圧力ＴＰｈの時間経過による変更パターンを決定する。

このような待ち時間や変更パターンの決定は、第１、第２実施形態と同様に、低圧側冷媒温度Ｔｅあるいは外気温Ｔａｍに基づいて、予めヒートポンプ側制御装置２１に記憶された制御マップを参照して決定することができる。その他の制御態様およびヒートポンプサイクル１３の構成は、第１実施形態と全く同様である。

従って、本実施形態のヒートポンプサイクル１３においても、第１、第２実施形態と同様に、除霜運転時に、蒸発器１７に着いた霜を取り除くことができるだけでなく、圧縮機１４の保護を図りながら、速やかに蒸発器１７の除霜を完了できる。しかも、制御周期毎に、低圧側冷媒温度Ｔｅあるいは外気温Ｔａｍをセンシングする必要がなく、制御プログラムの複雑化を回避できる。

（他の実施形態）
本発明は上述の実施形態に限定されることなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲内で、以下のように種々変形可能である。

（１）上述の各実施形態では、高圧側圧力検出手段として、圧縮機１４吐出冷媒の圧力を直接検出する高圧センサ２２を採用しているが、高圧側圧力検出手段は、圧縮機１４吐出口側から電気式膨張弁１６入口側へ至るサイクルの高圧側の冷媒の圧力に相関を有する物理量を検出できるものを幅広く採用できる。

例えば、水−冷媒熱交換器１５の冷媒通路１５ｂから流出した冷媒の圧力を検出する圧力センサを採用してもよいし、圧縮機１４吐出冷媒の温度検出する高圧側温度検出手段を採用してもよい。高圧側温度センサを採用すれば、高圧センサ２２を採用する場合に対して、冷凍サイクル装置全体としての低コスト化を図ることができる。

また、上述の核実施形態では、蒸発器温度検出手段として、蒸発器１７の熱交換フィン温度を検出する蒸発器温度センサ２３を採用しているが、蒸発器温度検出手段は、蒸発器１７における低圧側冷媒温度Ｔｅに相関を有する物理量を検出できるものを幅広く採用できる。

例えば、蒸発器１７のその他の部位の温度を検出する温度検出手段を採用してもよいし、蒸発器１７を流通する冷媒自体の温度を直接検出する温度検出手段を採用してもよい。さらに、蒸発器１７内部あるいは蒸発器１７出口から圧縮機１４吸入口へ至る冷媒の圧力を検出する圧力検出手段を採用してもよい。

（２）上述の各実施形態では、除霜運転時の送風ファン１７ａの作動について言及していないが、除霜運転時には、送風ファン１７ａの送風能力を通常運転時に対して低下させる、あるいは、送風ファン１７ａを停止させてもよい。これにより、蒸発器１７へ流入した高温気相冷媒の有する熱量が外気に放熱されてしまうことを抑制して、効率的に蒸発器１７な除霜を行うことができる。

（３）上述の各実施形態では、冷媒として二酸化炭素を採用した例を説明したが、冷媒の種類はこれに限定されない。通常のフロン系冷媒、炭化水素系冷媒等を採用してもよい。さらに、ヒートポンプサイクル１３が、高圧側冷媒圧力が冷媒の臨界圧力以上とならない亜臨界冷凍サイクルを構成していてもよい。

（４）上述の各実施形態では、圧縮機１４として、電動圧縮機を採用した例を説明したが、圧縮機１４の形式はこれに限定されない。例えば、エンジン等を駆動源とするエンジン駆動式圧縮機を採用してもよい。また、圧縮機構として、固定容量型圧縮機構のみならず、可変容量型圧縮機構を採用してもよい。

（５）上述の各実施形態では、可変絞り機構として電気式膨張弁１６を採用した例を説明したが、可変絞り機構はこれに限定されない。例えば、可変絞り機構として、冷媒を減圧膨張させるノズル部から噴射する高速度の冷媒流により冷媒を内部に吸引して、吸引された冷媒と高速度の冷媒流を混合して昇圧させるエジェクタを採用してもよい。

（６）上述の各実施形態では、本発明の冷凍サイクル装置をヒートポンプ式給湯機１０に適用した例を説明したが、本発明の適用はこれに限定されず、低圧冷媒が吸熱した熱量を高圧冷媒に放熱させる冷凍サイクル装置に広く適用可能である。例えば、室内空気を加熱する室内暖房装置、ヒートポンプ式床暖房装置等にも適用できる。

１３ ヒートポンプサイクル
１４ 圧縮機
１５ 水−冷媒熱交換器
１６ 電気式膨張弁
１７ 蒸発器
２１ｂ 可変絞り制御手段
２２ 高圧センサ
２３ 蒸発器温度センサ
２４ 外気温センサ
Ｓ６３ 目標高圧決定手段

Claims (5)

1. 冷媒を圧縮して吐出する圧縮機（１４）と、
   前記圧縮機（１４）から吐出された高温高圧冷媒を放熱させる放熱器（１５）と、
   前記放熱器（１５）から流出した高圧冷媒を減圧膨張させる絞り開度を変更可能に構成された可変絞り機構（１６）と、
   前記可変絞り機構（１６）にて減圧された冷媒を蒸発させる蒸発器（１７）と、
   前記可変絞り機構（１６）の作動を制御する可変絞り制御手段（２１ｂ）とを備え、
   前記蒸発器（１７）の着霜時に、前記可変絞り機構（１６）の絞り通路の絞り開度を増加させることによって、前記蒸発器（１７）に着いた霜を取り除く除霜運転を行う冷凍サイクル装置であって、
   前記可変絞り制御手段（２１ｂ）は、前記除霜運転時に、前記蒸発器（１７）出口冷媒の乾き度が予め定めた基準乾き度（ＫＤＲ）以上、あるいは、前記蒸発器（１７）出口冷媒が気相状態となるように、前記絞り開度を増加させることを特徴とする冷凍サイクル装置。
2. 前記圧縮機（１４）吐出口側から前記可変絞り機構（１６）入口側へ至るサイクルの高圧側冷媒圧力（Ｐｈ）に相関を有する物理量を検出する高圧側圧力検出手段（２２）と、
   前記高圧側冷媒圧力（Ｐｈ）の前記除霜運転時における目標高圧圧力（ＴＰｈ）を決定する目標高圧決定手段（Ｓ６３）とを備え、
   前記可変絞り制御手段（２１ｂ）は、前記除霜運転時に、前記高圧側冷媒圧力（Ｐｈ）が目標高圧圧力（ＴＰｈ）となるように、前記絞り開度を変化させ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。
3. 前記蒸発器（１７）における低圧側冷媒温度（Ｔｅ）に相関を有する物理量を検出する蒸発器温度検出手段（２３）を備え、
   前記目標高圧決定手段（Ｓ６３）は、前記除霜運転の開始直前に前記蒸発器温度検出手段（２３）によって検出された物理量から求められる前記低圧側冷媒温度（Ｔｅ）が低くなるに伴って、前記目標高圧圧力（ＴＰｈ）が高くなるように決定することを特徴とする請求項２に記載の冷凍サイクル装置。
4. 前記蒸発器（１７）にて冷媒と熱交換する室外空気の外気温（Ｔａｍ）を検出する外気温検出手段（２４）を備え、
   前記目標高圧決定手段（Ｓ６３）は、前記除霜運転の開始直前に前記外気温検出手段（２４）によって検出された外気温（Ｔａｍ）が低くなるに伴って、前記目標高圧圧力（ＴＰｈ）が高くなるように決定することを特徴とする請求項２に記載の冷凍サイクル装置。
5. 前記蒸発器（１７）における低圧側冷媒温度（Ｔｅ）に相関を有する物理量を検出する蒸発器温度検出手段（２３）を備え、
   前記目標高圧決定手段（Ｓ６３）は、前記除霜運転の開始後に前記蒸発器温度検出手段（２３）によって検出された物理量から求められる前記低圧側冷媒温度（Ｔｅ）に応じて、前記目標高圧圧力（ＴＰｈ）を変化させることを特徴とする請求項２ないし４のいずれか１つに記載の冷凍サイクル装置。

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