JP2013096670A - 冷凍サイクル装置及び温水生成装置 - Google Patents
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Abstract
【課題】圧縮機構部もしくは軸受け部へ冷凍機油を確実に供給し、圧縮機信頼性向上を図った冷凍サイクル装置を提供すること。
【解決手段】圧縮機21、放熱器22、膨張手段23、蒸発器24が環状に接続され、冷媒が循環する冷媒回路2と、前記圧縮機21の温度または前記圧縮機21と前記放熱器22とを接続する冷媒配管の温度を検出する第1温度センサ51と、前記放熱器22の被加熱体である熱媒体の温度を検出する第2温度センサ52と、前記圧縮機21を加熱する加熱装置31とを備え、制御装置4は、前記第2温度センサ52で検出される温度が、前記第1温度センサ51で検出される温度よりも所定の温度差以上高くなった場合、前記加熱装置31を動作させる冷凍サイクル装置。
【選択図】図1
【解決手段】圧縮機21、放熱器22、膨張手段23、蒸発器24が環状に接続され、冷媒が循環する冷媒回路2と、前記圧縮機21の温度または前記圧縮機21と前記放熱器22とを接続する冷媒配管の温度を検出する第1温度センサ51と、前記放熱器22の被加熱体である熱媒体の温度を検出する第2温度センサ52と、前記圧縮機21を加熱する加熱装置31とを備え、制御装置4は、前記第2温度センサ52で検出される温度が、前記第1温度センサ51で検出される温度よりも所定の温度差以上高くなった場合、前記加熱装置31を動作させる冷凍サイクル装置。
【選択図】図1
Description
本発明は、冷凍サイクル装置に関するものである。
従来、この種の冷凍サイクル装置は、周囲温度が低い状態で装置を起動する場合、圧縮機の信頼性を低下させないことを目的のひとつとして、所定の条件を満たした場合に圧縮機を加熱する加熱装置を備えている(例えば、特許文献1参照)。
図6は、特許文献1に記載された従来の冷凍サイクル装置を示すものである。図6(a)に示すように、冷凍サイクル装置100は、冷媒を循環させる冷媒回路110に圧縮機111、凝縮器として機能し流通する熱媒体を加熱する放熱器112、膨張弁113、および蒸発器114とが、配管により環状に接続されて構成されている。
圧縮機111には、図6(b)に示すように、圧縮機111を加熱する加熱装置310、圧縮機111の冷凍機油温度(圧縮機シェル温度)Tdを検出する温度センサ151が設けられている。さらに、圧縮機111は制御装置141を備えている。
この冷凍サイクル装置100における作用について、放熱器112の凝縮潜熱を利用して熱媒体の加熱を行う加熱運転(暖房運転)を例に説明する。
冷凍サイクル装置100の周囲温度が低い状態において、圧縮機111が停止した状態から起動する場合に、圧縮機111に設けられた温度センサ151にて、圧縮機シェル温度Tdを検出する。
圧縮機シェル温度Tdが所定の温度(設定温度)以上の場合には、圧縮機111を起動したときに、圧縮機111のシェル底部に液冷媒と冷凍機油が滞留し、圧縮機構部もしくは軸受け部に冷凍機油を供給できると判断し、制御装置141は加熱装置151を動作させない。
圧縮機シェル温度Tdが所定の温度(設定温度)未満の場合には、圧縮機111内の液冷媒と冷凍機油の粘度が高くなって流動性が低下し、圧縮機構部もしくは軸受け部での潤滑不良が発生すると判断し、制御装置141は加熱装置151を動作させる。これにより、圧縮機構部もしくは軸受け部へ冷凍機油を供給し、圧縮機111の信頼性を確保している。
しかしながら、前記従来の構成では、高圧シェルタイプ圧縮機の圧縮機シェル温度が低く、かつ、放熱器を流通する熱媒体の温度が高い場合、つまり熱媒体と圧縮機温度差が大きい場合、長時間停止状態である圧縮機を起動すると、放熱器において冷媒が加熱されて冷媒の圧力が上昇し、冷媒の飽和温度が高くなる。
一方、圧縮機は熱容量のためにシェル温度上昇速度が遅くなり、圧縮機の圧縮室から吐
出した過熱ガス冷媒が圧縮機内で凝縮して液冷媒となり、液冷媒と冷凍機油が共に圧縮機吐出配管から流出し、圧縮機の冷凍機油が不足して圧縮機構部もしくは軸受け部に冷凍機油を供給できなくなって圧縮機の信頼性が低下していた。
出した過熱ガス冷媒が圧縮機内で凝縮して液冷媒となり、液冷媒と冷凍機油が共に圧縮機吐出配管から流出し、圧縮機の冷凍機油が不足して圧縮機構部もしくは軸受け部に冷凍機油を供給できなくなって圧縮機の信頼性が低下していた。
本発明は、前記従来の課題を解決するもので、圧縮機構部もしくは軸受け部へ冷凍機油を確実に供給し、圧縮機の信頼性向上を図った冷凍サイクル装置を提供することを目的とする。
前記従来の課題を解決するために、本発明の冷凍サイクル装置は、圧縮機、放熱器、膨張手段、蒸発器が環状に接続され、冷媒が循環する冷媒回路と、前記圧縮機の温度または前記圧縮機と前記放熱器とを接続する冷媒配管の温度を検出する第1温度センサと、前記放熱器の被加熱体である熱媒体の温度を検出する第2温度センサと、前記圧縮機を加熱する加熱装置と、制御装置とを備え、前記制御装置は、前記第2温度センサで検出される温度が、前記第1温度センサで検出される温度よりも所定の温度差以上高くなった場合、前記加熱装置を動作させることを特徴とするものである。
これにより、高圧シェルタイプの圧縮機のシェル温度が低く、かつ、放熱器を流通する熱媒体の温度が高い場合、圧縮機の加熱装置を動作させることによりシェル温度が上昇して飽和温度以上になると、圧縮機の圧縮室から吐出した過熱ガス冷媒が圧縮機内で凝縮する現象が起きにくくなり、圧縮機吐出配管から過熱度を確保したガス冷媒として吐出することができる。
その結果、液冷媒と冷凍機油が共に圧縮機から流出する量を低減できるため、圧縮機構部もしくは軸受け部へ冷凍機油を確実に供給し、圧縮機の信頼性向上を図ることができる。
本発明によれば、圧縮機構部もしくは軸受け部へ冷凍機油を確実に供給し、圧縮機の信頼性向上を図った冷凍サイクル装置を提供できる。
第1の発明は、圧縮機、放熱器、膨張手段、蒸発器が環状に接続され、冷媒が循環する冷媒回路と、前記圧縮機の温度または前記圧縮機と前記放熱器とを接続する冷媒配管の温度を検出する第1温度センサと、前記放熱器の被加熱体である熱媒体の温度を検出する第2温度センサと、前記圧縮機を加熱する加熱装置と、制御装置とを備え、前記制御装置は、前記第2温度センサで検出される温度が、前記第1温度センサで検出される温度よりも所定の温度差以上高くなった場合、前記加熱装置を動作させることを特徴とする冷凍サイクル装置である。
これにより、高圧シェルタイプの圧縮機のシェル温度が低く、かつ、放熱器を流通する熱媒体の温度が高い場合、つまり熱媒体と圧縮機温度差が大きい場合、長時間停止状態である圧縮機を起動すると、放熱器において冷媒が加熱されて冷媒の圧力が上昇し、冷媒の飽和温度が高くなる現象が生じる。
そこで、圧縮機の加熱装置を動作させることによりシェル温度が上昇して飽和温度以上になると、圧縮機の圧縮室から吐出した過熱ガス冷媒が圧縮機内で凝縮する現象が起きにくくなり、圧縮機吐出配管から過熱度を確保したガス冷媒として吐出することができる。
その結果、液冷媒と冷凍機油が共に圧縮機から流出する量を低減できるため、圧縮機構部もしくは軸受け部へ冷凍機油を確実に供給し、圧縮機の信頼性向上を図ることができる。
第2の発明は、特に、第1の発明において、前記圧縮機から吐出される冷媒の過熱度を検出する第1過熱度検出手段を備え、前記制御装置は、前記第1過熱度検出手段で検出される過熱度が所定値になるまでは、前記冷媒の循環量が所定値以下となるように、前記圧縮機の回転数を制御することを特徴とするものである。
これにより、圧縮機シェル内部での吐出冷媒凝縮が終了したと判断できる過熱状態となるまで、冷媒の循環量が少ない状態で運転するため、圧縮機からの吐出冷媒量自体が少なくなり、かつ吐出冷媒に混合されて圧縮機から流出する冷凍機油の含有率が低下する。
その結果、圧縮機から流出する冷凍機油の流出量を更に低減することができ、圧縮機の信頼性向上を図ることができる。
第3の発明は、特に、第1または第2の発明において、前記蒸発器から流出する冷媒の過熱度を検出する第2過熱度検出手段を備え、前記制御装置は、前記第2過熱度検出手段で検出される過熱度が所定値となるように、前記膨張手段の開度を制御することを特徴とするものである。
これにより、冷媒回路における蒸発器出口過熱度が、所定の過熱度(例えば10degのように大きめの過熱度)となるように膨張弁を制御するので、圧縮機の吸入冷媒は過熱状態となり、圧縮機を加熱する。
その結果、圧縮機のシェル温度上昇が速くなるため、圧縮機シェル内部での凝縮現象を抑制でき、液冷媒と冷凍機油が共に圧縮機から流出する運転を短時間で終了できる。
第4の発明は、前記請求項1〜3のいずれか1項に記載の熱媒体は、水または不凍液であり、前記放熱器により加熱された水または不凍液を、暖房および/または給湯に利用することを特徴とする温水生成装置である。
これにより、熱媒体を暖房機器(床暖房、自然対流を利用したパネルヒータ、強制対流を利用したファンコンベクタ等)や給湯機などに幅広く使用することができる。
以下、本発明の実施の形態について、図面を参照しながら説明する。なお、この実施の形態によって本発明が限定されるものではない。
(実施の形態1)
図1に、本発明の第1の実施形態に係る温水生成装置1Aの概略構成図を示す。この温
水生成装置1Aは、冷凍サイクル装置1Bと熱媒体回路3とを備えている。
図1に、本発明の第1の実施形態に係る温水生成装置1Aの概略構成図を示す。この温
水生成装置1Aは、冷凍サイクル装置1Bと熱媒体回路3とを備えている。
冷凍サイクル装置1Bは、冷媒を循環させる冷媒回路2を備えており、冷媒としては、例えば、R407C等の非共沸混合冷媒、R410A等の擬似共沸混合冷媒、またはR32等の単一冷媒等を用いることができる。
冷凍サイクル装置1Bは、冷媒回路2、高圧シェル型の圧縮機21、放熱器22、膨張手段(膨張弁)23及び蒸発器24が配管により環状に接続されて構成されている。本実施の形態では、冷媒回路2に、放熱器22の冷媒の凝縮潜熱を利用して熱媒体回路3の熱媒体の加熱を行う加熱運転と、蒸発器24に付着した霜を融解させるデフロスト運転とを切り換えるための四方弁25が設けられている。
加熱装置31とは、制御装置4からの指示により圧縮機21の加熱を行う。
また、冷凍サイクル装置1Bは、圧縮機21の温度、または圧縮機21から放熱器22に至る冷媒配管の温度を検出する第1温度センサ51と、圧縮機21から吐出される冷媒の過熱度を検出する第1過熱度検出手段61と、蒸発器24から流出する冷媒の過熱度を検出する第2過熱度検出手段62とを備えている。
本実施形態では、冷凍サイクル装置1Bは、放熱器22で生成した高温の熱媒体(温水)を暖房や給湯に利用する温水生成装置を構成しており、放熱器22は、冷媒と熱媒体との間で熱交換を行わせる熱交換器となっている。
熱媒体回路3は、放熱器22と、熱媒体の温度を検出する第2温度センサ52とを備えている。
以上のように構成された温水生成装置について、以下その動作、作用を説明する。
まず、図1では放熱器22において熱媒体の加熱を行う加熱運転の場合の冷媒および熱媒体の流れ方向を矢印で示している。
圧縮機21から吐出した高圧冷媒は、四方弁25を介して放熱器22へ流入し凝縮熱を放熱して、冷媒自身は冷却して液化凝縮する。冷却した高圧液冷媒は、放熱器22から流出する。
放熱器22から流出した高圧液冷媒は、膨張弁23によって減圧されて膨張した後に、蒸発器24へ流入する。蒸発器24へ流入した低圧二相冷媒は、蒸発して空気から気化熱を吸熱して、低圧の二相冷媒または過熱冷媒となって蒸発器24から流出する。
蒸発器24から流出した低圧冷媒は、四方弁25を通過して、圧縮機21に吸入する。放熱器22に流入した低温の熱媒体は、冷媒と熱交換を行って加熱され、高温の熱媒体となって、放熱器22から流出する。流出した高温の熱媒体は、暖房機器(床暖房、自然対流を利用したパネルヒータ、強制対流を利用したファンコンベクタ等)や給湯機器で利用されて放熱した後、再び放熱器22に流入し熱媒体回路3を循環する。
制御装置4は、第1温度センサ51と第2温度センサ52で検出される検出値を用いて加熱装置31の制御を行い、また第1過熱度検出手段61や第2過熱度検出手段62での検出値等を用いて、圧縮機21の回転数や、四方弁25の切り換えや、膨張弁23開度の制御を行う。
従来の方法では、制御装置4は第1温度センサ51で検出した温度のみを利用し、加熱装置31を動作させていた。すなわち、図2のように熱媒体温度に関係なく、制御装置4は、第1温度センサ51で検出した圧縮機21の温度(シェル温度)が設定温度未満の場合(図2の領域A)は加熱装置31を動作させ、設定温度以上の場合は加熱装置31を停止させていた。設定温度としては、例えば冬の外気温度を想定し10℃程度が設定される。
このとき、放熱器22を流通する熱媒体の温度が高圧シェルタイプの圧縮機21のシェル温度より高く、両者の温度差が大きい状態(例えば、冷凍サイクル装置1Bにより、熱媒体が高温状態となる加熱運転が実施され、サーモオフなどにより圧縮機21が停止した後、圧縮機21のシェル温度が周囲温度付近まで低下し長時間経過した状態)で加熱運転を開始した場合を図3に示す。
圧縮機21を起動した場合(図3のa)、放熱器22において冷媒が加熱されて冷媒の圧力が急激に上昇し、冷媒の吐出圧力飽和温度が高くなる現象が生じる。
一方、圧縮機21は圧縮運転により加熱されるが、圧縮機21自体の熱容量により、圧縮機シェル温度は周囲温度付近から徐々に温度上昇していく。このとき、図3のa〜b区間のように、圧縮機21のシェル温度が、吐出圧力の飽和温度を下回る状態となり、圧縮機21の内部において、圧縮室から吐出した過熱ガス冷媒が凝縮する。
そして、凝縮により液冷媒となった冷媒は、圧縮機21内の冷凍機油と混合し、圧縮機21の液面(冷凍機油+液冷媒)の上昇によって圧縮機21吐出配管から大量に吐出される。その後、図3のb以降のように、圧縮機21のシェル温度が、吐出圧力飽和温度より高くなると、冷凍機油中の冷媒成分が蒸発するために、液面は一気に低下し、給油可能な液面高さを下回ることとなる。
これにより、圧縮機21内部の圧縮機構部もしくは軸受け部等への給油不良により、圧縮機21が損傷するといった問題が起こる可能性がある。高温の熱媒体を生成し、幅広い用途や環境条件で活用し、機器の信頼性を確保するためには、この起動時の冷凍機油吐出を抑制することが重要である。
本実施の形態では、詳しくは後述するが、従来では加熱装置31が動作しなかった、シェル温度が設定温度以上の状態において、熱媒体の温度が圧縮機21のシェル温度より、所定の温度差以上高くなった場合(図2の領域B)、加熱装置31を動作させて所定時間経過後に、圧縮機21を起動させ、冷媒の循環量が所定の循環量未満となるように、圧縮機21の回転数を低下させて運転行う。
また、制御装置4は、蒸発器24から流出する冷媒の過熱度が、所定の過熱度となるように制御を行う。
これにより、加熱装置31を動作させた後(図4のa)、シェル温度が上昇し(図4中b)、圧縮機21の吐出圧力飽和温度が高くなる。その後、図4のb〜c区間のように、圧縮機21が低回転数で運転し循環量を抑制することで、圧縮機21の圧縮室から吐出した過熱ガス冷媒が圧縮機21内で凝縮する現象が起きにくくなると共に、冷媒の循環量が少ない状態で運転するため、圧縮機からの吐出冷媒量自体が少なくなり、かつ吐出冷媒に混合されて圧縮機から流出する冷凍機油の含有率が低下する。そして、圧縮機21の吸入冷媒は過熱状態となり、圧縮機21を加熱する。
したがって、液冷媒と冷凍機油が共に圧縮機21から流出する量を低減でき、従来に比
べ、シェル内部での凝縮によって液冷媒と冷凍機油が共に圧縮機21から流出する運転を短時間で終了(図4中d)するため、起動時の圧縮機21内の冷凍機油面高さが確保され、圧縮機21の信頼性向上を図ることが可能となる。
べ、シェル内部での凝縮によって液冷媒と冷凍機油が共に圧縮機21から流出する運転を短時間で終了(図4中d)するため、起動時の圧縮機21内の冷凍機油面高さが確保され、圧縮機21の信頼性向上を図ることが可能となる。
以下、制御装置4の制御を図5に示すフローチャートを参照して詳細に説明する。
まず、制御装置4は、リモコン等により入力される暖房運転(加熱運転)開始指示を受信し、暖房運転を行う(ステップS1)。
次に、第2温度センサ52で熱媒体温度Twを検出するとともに、第1温度センサ51で圧縮機シェル温度Tdを検出して(ステップS2)、熱媒体温度Twと圧縮機シェル温度Tdとの温度差Taを、Ta=Tw−Tdにより算出する(ステップS3)。
ついで、制御装置4は、温度差Taと所定の温度差Txを比較し、TaがTx以上か否かを判断する(ステップS4)。
温度差Taが所定の温度差Tx未満の場合には(ステップS4でNO)、圧縮機21のシェル内部において、吐出冷媒が凝縮されにくいと判断し、本起動制御を終了する。
一方、温度差Taが所定の温度差Tx以上の場合には(ステップS4でYES)、圧縮機21のシェル内部において、吐出冷媒が凝縮されやすいと判断し、加熱装置31を動作させる(ステップS5)。
その後、制御装置4は、加熱装置31が動作してから所定時間t1が経過したかを判断する(ステップS6)。所定時間t1が経過していない場合(ステップS6でNO)は現在の状態を維持し、経過している場合(ステップS6でYES)は、圧縮機を起動する(ステップS7)。
次に、制御装置4は、第1過熱度検出手段61で吐出過熱度SHdを、第2過熱度検出手段62で吸入過熱度SHeを検出する(ステップS8)。そして、吐出過熱度SHdと所定の第1過熱度SHxとを比較して、SHdがSHx以下か否かを判断する(ステップS9)。
吐出過熱度SHdが所定の第1過熱度SHxより大きい場合には(ステップS9でNO)、圧縮機21のシェル内部における、吐出冷媒の凝縮は終了したと判断し、本起動制御を終了する。
一方、吐出過熱度SHdが所定の第1過熱度SHx以下の場合には(ステップS9でYES)、圧縮機21のシェル内部の冷媒凝縮を防止する必要があると判断し、圧縮機21の回転数を冷媒回路2における冷媒循環量が所定値以下になるように低下させて運転する(ステップS10)とともに、吸入過熱度SHeが所定の第2過熱度SHyに等しくなるように膨張弁23の開度を調整する(ステップS11)。そして、ステップS8に戻る。
以上のように、本実施の形態においては、圧縮機21を加熱する加熱装置31と、圧縮機21の温度または放熱器22に至る冷媒配管の温度を検出する第1温度センサ51と、熱媒体回路3において熱媒体の温度を検出する第2温度センサ52と、制御装置4とを備え、制御装置4は、第2温度センサ52で検出される温度Twが第1温度センサ51で検出される温度Tdより所定の温度差Tx以上高くなった場合、加熱装置31を動作させて所定時間t1経過後に、圧縮機21を起動する。
これによって、高圧シェルタイプである圧縮機21のシェル温度が低く、かつ、放熱器22を流通する熱媒体の温度が高い場合、圧縮機21の加熱装置31を動作させることによりシェル温度が上昇して飽和温度以上になると、圧縮機21の圧縮室から吐出した過熱ガス冷媒が圧縮機21内で凝縮する現象が起きにくくなり、圧縮機21吐出配管から過熱度を確保したガス冷媒として吐出することができる。
その結果、液冷媒と冷凍機油が共に圧縮機21から流出する量を低減できるため、圧縮機構部もしくは軸受け部へ冷凍機油を確実に供給し、圧縮機信頼性向上を図ることが可能となる。
また、圧縮機21から吐出される冷媒の過熱度を検出する第1過熱度検出手段61を備え、第1過熱度検出手段61で検出される過熱度SHdが、所定の第1過熱度SHxを超えるまでの間、冷媒の循環量を所定値未満にして運転を行う。
これによって、圧縮機シェル内部での吐出冷媒凝縮が終了したと判断できる過熱状態となるまで、冷媒の循環量が少ない状態で運転するため、圧縮機21からの吐出冷媒量自体が少なくなり、かつ吐出冷媒に混合されて圧縮機21から流出する冷凍機油の含有率が低下する。
その結果、圧縮機から流出する冷凍機油の流出量を更に低減することができ、圧縮機21の信頼性向上を図ることが可能となる。
さらに、蒸発器24から流出する冷媒の過熱度を検出する第2過熱度検出手段62で検出される過熱度SHeが、所定の第2過熱度SHyとなるように膨張手段23を制御するものである。
これによって、冷媒回路2における蒸発器24出口過熱度SHeが、所定の過熱度(例えば10degのように大きめの過熱度)となるように膨張弁23を制御するので、圧縮機21の吸入冷媒は過熱状態となり、圧縮機21を加熱する。
その結果、圧縮機21のシェル温度上昇が速くなるため、圧縮機シェル内部での凝縮現象を抑制でき、液冷媒と冷凍機油が共に圧縮機21から流出する運転を短時間で終了できる。
そして、熱媒体としては、空気、水、または、不凍液であり、放熱器22により加熱された熱媒体を、暖房と給湯の少なくとも一方に利用するものである。これによって、放熱器22は、冷媒−空気熱交換器でも、冷媒−水熱交換器でも、冷媒−不凍液熱交換器など、種類を限定する必要がない。
その結果、熱媒体を暖房機器(床暖房、自然対流を利用したパネルヒータ、強制対流を利用したファンコンベクタ等)や給湯機器などに幅広く使用することができる。
なお、図1では、第2温度センサ52が熱媒体回路3における放熱器22の入り口側に設けられているが、第2温度センサ52は、熱媒体回路3のどの位置に設けられていてもよい。
本発明は、冷凍サイクル装置によって温水を生成し、その温水を暖房や給湯に利用する温水生成装置に特に有用である。
1A 温水生成装置
1B 冷凍サイクル装置
2 冷媒回路
3 熱媒体回路
4 制御装置
21 圧縮機
22 放熱器
23 膨張弁(膨張手段)
24 蒸発器
31 加熱装置
51 第1温度センサ
52 第2温度センサ
61 第1過熱度検出手段
62 第2過熱度検出手段
1B 冷凍サイクル装置
2 冷媒回路
3 熱媒体回路
4 制御装置
21 圧縮機
22 放熱器
23 膨張弁(膨張手段)
24 蒸発器
31 加熱装置
51 第1温度センサ
52 第2温度センサ
61 第1過熱度検出手段
62 第2過熱度検出手段
Claims (4)
- 圧縮機、放熱器、膨張手段、蒸発器が環状に接続され、冷媒が循環する冷媒回路と、前記圧縮機の温度または前記圧縮機と前記放熱器とを接続する冷媒配管の温度を検出する第1温度センサと、前記放熱器の被加熱体である熱媒体の温度を検出する第2温度センサと、前記圧縮機を加熱する加熱装置と、制御装置とを備え、前記制御装置は、前記第2温度センサで検出される温度が、前記第1温度センサで検出される温度よりも所定の温度差以上高くなった場合、前記加熱装置を動作させることを特徴とする冷凍サイクル装置。
- 前記圧縮機から吐出される冷媒の過熱度を検出する第1過熱度検出手段を備え、前記制御装置は、前記第1過熱度検出手段で検出される過熱度が所定値になるまでは、前記冷媒の循環量が所定値以下となるように、前記圧縮機の回転数を制御することを特徴とする請求項1に記載の冷凍サイクル装置。
- 前記蒸発器から流出する冷媒の過熱度を検出する第2過熱度検出手段を備え、前記制御装置は、前記第2過熱度検出手段で検出される過熱度が所定値となるように、前記膨張手段の開度を制御することを特徴とする請求項1または2に記載の冷凍サイクル装置。
- 前記請求項1〜3のいずれか1項に記載の熱媒体は、水または不凍液であり、前記放熱器により加熱された水または不凍液を、暖房および/または給湯に利用することを特徴とする温水生成装置。
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Family Cites Families (5)
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---|---|---|---|---|
US4829786A (en) * | 1988-08-15 | 1989-05-16 | American Standard Inc. | Flooded evaporator with enhanced oil return means |
TW568254U (en) * | 1997-01-06 | 2003-12-21 | Mitsubishi Electric Corp | Refrigerant circulating apparatus |
CN1089426C (zh) * | 1997-03-10 | 2002-08-21 | 三菱电机株式会社 | 制冷机控制装置 |
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