JP2017044419A - エンジン駆動式空気調和装置 - Google Patents

Abstract

【課題】 コストアップを招くことなく、低温暖房運転時における室外熱交換器内での冷媒の寝込みを効果的に抑えることができるエンジン駆動式空気調和装置を提供すること。【解決手段】 エンジン駆動式空気調和装置１に備えられる制御装置４０は、暖房運転時にサブ熱交換器１６を流れた冷媒が室外熱交換器１４に流入することによって室外熱交換器１４に冷媒が寝込むと予測される条件である寝込み条件が成立したときに、中間配管３４から室外熱交換器１４に流入する冷媒の流量が増加するように、第一流量調整弁１５ｂを制御する。【選択図】 図２

Description

本発明は、エンジン駆動式空気調和装置に関する。

駆動源としてエンジンを用いるエンジン駆動式空気調和装置は、エンジンの廃熱を冷媒回路内の冷媒に伝達するように構成することができる。エンジンの廃熱を冷媒に伝達させるために、エンジン駆動式空気調和装置の冷媒回路中にはサブ熱交換器が設けられる。このサブ熱交換器にて冷媒回路中の冷媒とエンジンの廃熱、例えばエンジンを冷却した冷却水とを熱交換させることにより、エンジンの廃熱が冷媒回路中の冷媒に伝達される。

このようなサブ熱交換器は、特に、暖房運転時において、その効果を発揮する。暖房運転時には、室外熱交換器では十分に外気から冷媒に熱を与えることができない場合が生じる。そのような場合にサブ熱交換器で冷媒に熱を与えることで、効率的な暖房運転を継続することができる。

しかし、外気温度が極端に低いようなとき、例えば外気温度が−２０℃以下のようなときにおける暖房運転時、すなわち低温暖房運転時には、室外熱交換器を流れる冷媒が外気に冷やされるので、室外熱交換器を流出した冷媒の圧力は、サブ熱交換器を流出した冷媒の圧力（サブ熱交換器出口圧力）に対して非常に低くなる。この場合、サブ熱交換器を流出した冷媒が室外熱交換器に流入することがある。この現象を、冷媒の逆流と呼ぶ。

冷媒の逆流によりサブ熱交換器から室外熱交換器に冷媒が流入すると、流入した冷媒が室外熱交換器にて冷やされて液化し、室外熱交換器内に滞留する。こうした冷媒の滞留を、冷媒の寝込みと言う。

室外熱交換器に冷媒が寝込んだ場合、冷媒回路内を流れる冷媒量が減少するため、所望の空調能力が発揮されない。また、室外熱交換器に冷媒が寝込んでいるときに、空調負荷の増大によって室外熱交換器に大量の冷媒が流入した場合、室外熱交換器で蒸発しきれない大量の液冷媒が一気にアキュムレータに導入される。大量の液冷媒が一気にアキュムレータに導入された場合、圧縮機の吸入側における冷媒の過熱度（吸入過熱度）が低下し、液冷媒が圧縮機に吸入され、圧縮機が液圧縮を起こす虞がある。よって、サブ熱交換器から室外熱交換器への逆流現象、及び、それに起因した室外熱交換内での冷媒の寝込みは、起きないのがよい。

特許文献１は、室外熱交換器の冷媒入口側及び冷媒出口側にそれぞれ開閉弁を設け、低温暖房運転時にこれらの開閉弁が閉弁するように構成されたエンジン駆動式空気調和装置を開示する。これによれば、低温暖房運転時に室外熱交換器の冷媒入口側及び冷媒出口側に設けられた開閉弁を閉じることによって、サブ熱交換器から室外熱交換器への冷媒の逆流が防止される。また、特許文献２は、室外熱交換器の冷媒出口側に逆止弁を設けたエンジン駆動式空気調和装置を開示する。これによれば、逆止弁の存在によって、低温暖房運転時におけるサブ熱交換器から室外熱交換への冷媒の逆流が防止される。

特開２００５−１６８０５号公報 特開２００５−２８３０２５号公報

（発明が解決しようとする課題）
特許文献１及び特許文献２に記載のエンジン駆動式空気調和装置によれば、低温暖房運転時における室外熱交換器への冷媒の逆流を防止する目的のみのために、室外熱交換器の冷媒入口側及び冷媒出口側に開閉弁が設置され、或いは室外熱交換器の冷媒出口側に逆止弁が設置される。つまり、寝込みの発生の防止に専用の弁手段が必要である。このため、寝込みの発生防止に専用の弁手段に要する費用の分だけエンジン駆動式空気調和機のコストアップを招く。特に、発生頻度が限られる低温暖房運転時のみのためにこれらの弁を設置するとなると、例えば寒冷地以外の地域に設置されたエンジン駆動式空気調和装置ではほとんどこれらの弁が機能していない場合も生じ得るから、これらの弁手段を設けることによる費用対効果が小さい。

本発明は、コストアップを招くことなく、低温暖房運転時におけるサブ熱交換器から室外熱交換器への冷媒の逆流現象及びそれによる室外熱交換器内での冷媒の寝込みの発生を効果的に抑えることができるエンジン駆動式空気調和装置を提供することを目的とする。

（課題を解決するための手段）
本発明は、駆動力を発生するエンジン（１０）と、冷媒を吸入する吸入口（１１ａ）及び冷媒を吐出する吐出口（１１ｂ）を有し、エンジンの駆動力により作動することにより、吸入口から冷媒を吸入し、吸入した冷媒を圧縮し、圧縮した冷媒を吐出口から吐出する圧縮機（１１）と、圧縮機の吐出口に第一冷媒配管（３１，３２）を介して接続され、暖房運転時に第一冷媒配管から流入した冷媒と室内空気とを熱交換させる室内熱交換器（２２）と、室内熱交換器に第二冷媒配管（３４）を介して接続され、暖房運転時に第二冷媒配管から流入した冷媒と外気とを熱交換させる室外熱交換器（１４）と、室外熱交換器に第三冷媒配管（３３，３５）を介して接続され、暖房運転時に第三冷媒配管から流入した冷媒を気液分離するアキュムレータ（１９）と、アキュムレータと圧縮機の吸入口とを接続する第四冷媒配管（３６）と、第二冷媒配管を流れる冷媒が室外熱交換器をバイパスするように、第二冷媒配管と第三冷媒配管とを接続するバイパス配管（３７）と、バイパス配管に介装され、バイパス配管を流れる冷媒とエンジンの廃熱とを熱交換させるサブ熱交換器（１６）と、第二冷媒配管に介装され、暖房運転時に第二冷媒配管から室外熱交換器に流れる冷媒の流量を調整可能な第一流量調整弁（１５ｂ）と、第一流量調整弁を制御する制御装置（４０）と、を備え、制御装置は、暖房運転時にサブ熱交換器を流れた冷媒が室外熱交換器に流入することによって室外熱交換器に冷媒が寝込むと予測される条件である寝込み条件が成立したときに、第二冷媒配管から室外熱交換器に流入する冷媒の流量が増加するように、第一流量調整弁を制御する、エンジン駆動式空気調和装置（１）を提供する。

本発明に係るエンジン駆動式空気調和装置によれば、低温暖房運転時にサブ熱交換器を流れた冷媒が室外熱交換器に流入する逆流現象が起きて室外熱交換器内に冷媒が寝込むと予測される寝込み条件が成立したときに、第二冷媒配管から室外熱交換器に流入する冷媒の流量、すなわち暖房運転時において室外熱交換器を正規の方向に流れる冷媒の量が増加するように、第二冷媒配管に介装された第一流量調整弁が制御される。このようにして室外熱交換器内を正規の方向に流れる冷媒流量を増加させると、サブ熱交換器側から逆流した冷媒が室外熱交換器内に流入しようとしても、正規の流れに押し負けて、室外熱交換器内に進入することができない。このようにして逆流による冷媒の室外熱交換器への進入が防止或いは抑制されるので、室外熱交換器内での冷媒の寝込みの発生が防止され、或いは室外熱交換器内に寝込む冷媒量を低減することができる。また、室外熱交換器に流入する冷媒を増やすことで、既に室外熱交換器内に寝込んでしまった冷媒が室外熱交換器から押し出される。このため室外熱交換器内での冷媒の寝込みを解消させることもできる。

このように、本発明によれば、低温暖房運転時に室外熱交換器内での冷媒の寝込みの発生が懸念されるときに、第一流量調整弁を制御して室外熱交換器を流れる冷媒流量を増加させることによって、寝込みの発生が防止され、或いは寝込み量が低減される。また、第一流量調整弁は、寝込みの発生防止のためだけに制御されるのではなく、例えば空調負荷等によっても制御される。つまり、第一流量調整弁は、室外熱交換器内での冷媒の寝込みの発生の防止に専用の弁手段ではない。よって、寝込みの発生の防止に専用の弁手段を設けることによるコストアップを招くことなく、低温暖房運転時における逆流現象及びそれによる室外熱交換器内での冷媒の寝込みを効果的に抑制することができる。

また、本発明は、駆動力を発生するエンジン（１０）と、冷媒を吸入する吸入口（１１ａ）及び冷媒を吐出する吐出口（１１ｂ）を有し、エンジンの駆動力により作動することにより、吸入口から冷媒を吸入し、吸入した冷媒を圧縮し、圧縮した冷媒を吐出口から吐出する圧縮機（１１）と、圧縮機の吐出口に第一冷媒配管（３１，３２）を介して接続され、暖房運転時に第一冷媒配管から流入した冷媒と室内空気とを熱交換させる室内熱交換器（２２）と、室内熱交換器に第二冷媒配管（３４）を介して接続され、暖房運転時に第二冷媒配管から流入した冷媒と外気とを熱交換させる室外熱交換器（１４）と、室外熱交換器に第三冷媒配管（３３，３５）を介して接続され、暖房運転時に第三冷媒配管から流入した冷媒を気液分離するアキュムレータ（１９）と、アキュムレータと圧縮機の吸入口とを接続する第四冷媒配管（３６）と、第二冷媒配管を流れる冷媒が室外熱交換器をバイパスするように、第二冷媒配管と第三冷媒配管とを接続するバイパス配管（３７）と、バイパス配管に介装され、バイパス配管を流れる冷媒とエンジンの廃熱とを熱交換させるサブ熱交換器（１６）と、バイパス配管に介装され、バイパス配管を流れる冷媒の流量を調整可能な第二流量調整弁（１７）と、第二流量調整弁を制御する制御装置（４０）と、を備え、制御装置は、暖房運転時にサブ熱交換器を流れた冷媒が室外熱交換器に流入することによって室外熱交換器に冷媒が寝込むと予測される条件である寝込み条件が成立したときに、サブ熱交換器に流入する冷媒の流量が減少するように、第二流量調整弁を制御する、エンジン駆動式空気調和装置（１）を提供する。

本発明に係るエンジン駆動式空気調和装置によれば、低温暖房運転時にサブ熱交換器を流れた冷媒が室外熱交換器に流入する逆流現象が起きて室外熱交換器内に冷媒が寝込むと予測される寝込み条件が成立したときに、サブ熱交換器に流入する冷媒の流量が減少するように、バイパス配管に介装された第二流量調整弁が制御される。このようにしてサブ熱交換器に流入する冷媒量を減少させると、サブ熱交換器側から逆流して室外熱交換器内に流入しようとする冷媒の流量が減少する。或いは、サブ熱交換器から流出した冷媒の流量減少によって、冷媒の逆流が防止される。このため、冷媒の逆流によって室外熱交換器に寝込む冷媒量が減少され、或いは寝込みの発生が防止される。また、第二流量調整弁は、寝込みの発生防止のためだけに制御されるのではなく、例えばサブ熱交換器での熱交換が効率的な空調運転に寄与するか否かによっても制御される。つまり、第二流量調整弁は、室外熱交換器内での冷媒の寝込み発生の防止に専用の弁手段ではない。よって、寝込みの発生の防止に専用の弁手段を設けることによるコストアップを招くことなく、低温暖房運転時における逆流現象及びそれによる室外熱交換器内での冷媒の寝込みを効果的に抑制することができる。

また、本発明は、駆動力を発生するエンジン（１０）と、冷媒を吸入する吸入口（１１ａ）及び冷媒を吐出する吐出口（１１ｂ）を有し、エンジンの駆動力により作動することにより、吸入口から冷媒を吸入し、吸入した冷媒を圧縮し、圧縮した冷媒を吐出口から吐出する圧縮機（１１）と、圧縮機の吐出口に第一冷媒配管（３１，３２）を介して接続され、暖房運転時に第一冷媒配管から流入した冷媒と室内空気とを熱交換させる室内熱交換器（２２）と、室内熱交換器に第二冷媒配管（３４）を介して接続され、暖房運転時に第二冷媒配管から流入した冷媒と外気とを熱交換させる室外熱交換器（１４）と、室外熱交換器に第三冷媒配管（３３，３５）を介して接続され、暖房運転時に第三冷媒配管から流入した冷媒を気液分離するアキュムレータ（１９）と、アキュムレータと圧縮機の吸入口とを接続する第四冷媒配管（３６）と、第二冷媒配管を流れる冷媒が室外熱交換器をバイパスするように、第二冷媒配管と第三冷媒配管とを接続するバイパス配管（３７）と、バイパス配管に介装され、バイパス配管を流れる冷媒とエンジンの廃熱とを熱交換させるサブ熱交換器（１６）と、第二冷媒配管に介装され、暖房運転時に第二冷媒配管から室外熱交換器に流れる冷媒の流量を調整可能な第一流量調整弁（１５ｂ）と、バイパス配管に介装され、バイパス配管を流れる冷媒の流量を調整可能な第二流量調整弁（１７）と、第一流量調整弁及び第二流量調整弁を制御する制御装置（４０）と、を備え、制御装置は、暖房運転時にサブ熱交換器を流れた冷媒が室外熱交換器に流入することによって室外熱交換器に冷媒が寝込むと予測される条件である寝込み条件が成立したときであって、第一流量調整弁の開度が予め定められた開度（Ｎｔｈ−Ａｓｔｐ）以下である場合に、第一流量調整弁の開度が増加するように第一流量調整弁を制御し、寝込み条件が成立したときであって、第一流量調整弁の開度が予め定められた開度よりも大きいときに、第二流量調整弁の開度が減少するように第二流量調整弁を制御する、エンジン駆動式空気調和装置（１）を提供する。

本発明に係るエンジン駆動式空気調和装置によれば、低温暖房運転時にサブ熱交換器を流れた冷媒が室外熱交換器に流入する逆流現象が起きて室外熱交換器内に冷媒が寝込むと予測される寝込み条件が成立したときであって、第二冷媒配管に介装された第一流量調整弁の開度が予め定められた開度以上である場合には、第二冷媒配管から室外熱交換器に流入する冷媒の流量が増加するように、第一流量調整弁が制御される。これにより、サブ熱交換器から室外熱交換器への冷媒の逆流及びそれによる室外熱交換器内での冷媒の寝込みを防止或いは抑制することができる。つまり、第一流量調整弁開度が予め定められた開度以上に達するまでは、第一流量調整弁の開度を制御することによって冷媒の寝込みが防止或いは抑制される。このため、寝込みの防止或いは抑制のために、サブ熱交換器に流れる冷媒の流量を減らさなくてもよい。よって、室外熱交換器での冷媒の寝込みを防止或いは抑制しつつ、サブ熱交換器で冷媒に十分に熱を与え続けて効率的な暖房運転を継続することができる。また、第一流量調整弁の開度が予め定められた開度より大きくなってもなお寝込み条件が成立している場合（すなわち寝込みが改善されない場合）に第二流量調整弁の開度を減少させることにより、第一流量調整弁の開度が所定の開度に達している場合においても室外熱交換器への冷媒の寝込みを防止或いは抑制することができる。

本発明において、寝込み条件は、室外熱交換器が蒸発器として機能する暖房時であって、且つ、第二冷媒配管から室外熱交換器に流入する冷媒の温度（Ｔ１）が外気温度（Ｔ３）よりも低い場合、室外熱交換器から流出して第三冷媒配管を流れる冷媒の温度（Ｔ２）が外気温度よりも低い場合、及び、第四冷媒配管を流れる冷媒の圧力（ＰＬ）から換算される冷媒の飽和ガス温度（Ｔｓ）が外気温度よりも低い場合、のいずれかであるとよい。上記３つの条件の何れかが成立したときには、室外熱交換器が外気に対して放熱する状態と言える。室外熱交換器が外気に対して放熱する状態である場合、サブ熱交換器から逆流した冷媒が室外熱交換器に寝込む可能性が高い。よって、そのような場合に室外熱交換器を流れる冷媒の流量を増加させ、或いは、サブ熱交換器を流れる冷媒の流量を減少させることにより、室外熱交換器内での冷媒の寝込みを効果的に防止或いは抑制することができる。

本実施形態に係る空気調和装置の概略構成を示す図である。 制御装置が実行する第一実施形態に係る第一寝込み防止制御処理の流れを示すフローチャートである。 制御装置が実行する第二実施形態に係る第二寝込み防止制御処理の流れを示すフローチャートである。 制御装置が実行する第三実施形態に係る第三寝込み防止制御処理の流れを示すフローチャートである。

以下、本発明の実施形態について図面を参照して説明する。図１は、本実施形態に係るエンジン駆動式空気調和装置の概略構成を示す図である。図１に示すように、本実施形態に係るエンジン駆動式空気調和装置１は、室外機１ａ及び室内機１ｂを備える。室外機１ａは室外に設置され、室内機１ｂは室内に設置される。

室外機１ａは、エンジン１０と、圧縮機１１と、オイルセパレータ１２と、四方弁１３と、室外熱交換器１４と、第一流量調整弁１５ｂと、サブ熱交換器１６と、第二流量調整弁１７と、過冷却コイル１８と、アキュムレータ１９と、制御装置４０とを備える。また、室内機１ｂは、室内側電子膨張弁２１と、室内熱交換器２２とを備える。これらの構成要素が、冷媒配管により接続される。

エンジン１０は、例えばＬＰＧ等の気体燃料を燃焼させることにより駆動力を発生する。なお、気体燃料に代えて、ガソリン等の液体燃料、或いは固体燃料を用いることもできる。また、エンジン１０の内部に冷却水通路１０ａが形成されており、この冷却水通路１０ａは冷却水が充填された冷却水回路７０に接続される。冷却水回路７０に冷却水ポンプ７１が介装される。冷却水ポンプ７１が駆動することによって、冷却水回路７０内を冷却水が流れる。冷却水回路７０内を流れる冷却水はエンジン１０内の冷却水通路１０ａに供給され、冷却水通路１０ａ内を流れる。冷却水通路１０ａ内を冷却水が流れることで、エンジン１０が冷却される。また、冷却水回路７０は、後述するサブ熱交換器１６に接続される。

圧縮機１１はエンジン１０に接続されており、エンジン１０の駆動力を受けて作動する。圧縮機１１は吸入口１１ａ及び吐出口１１ｂを有する。圧縮機１１が作動すると、圧縮機１１は吸入口１１ａから冷媒ガスを吸入し、内部で冷媒ガスを圧縮し、圧縮した冷媒ガスを吐出口１１ｂから吐出する。なお、図１には２台の圧縮機が示されているが、１つの室外機１ａに備えられる圧縮機の個数は１個でもよいし、３個以上でもよい。

圧縮機１１の吐出口１１ｂは吐出配管３１の一端に接続される。吐出配管３１の途中にオイルセパレータ１２が介装される。オイルセパレータ１２は、圧縮機１１の吐出口１１ｂから吐出されたオイルを回収する。回収されたオイルは圧縮機１１の吸入口１１ａ側に戻される。

吐出配管３１の他端に四方弁１３が接続される。四方弁１３は、第一ポート１３ａ、第二ポート１３ｂ、第三ポート１３ｃ、及び、第四ポート１３ｄを有する。圧縮機１１の吐出口１１ｂは、四方弁１３の第一ポート１３ａに吐出配管３１を介して接続される。四方弁１３の第二ポート１３ｂには室内機側配管３２を介して室内に設置された室内熱交換器２２が接続される。四方弁１３の第三ポート１３ｃには室外機側配管３３を介して室外熱交換器１４が接続される。そして、四方弁１３の第四ポート１３ｄには、アキュムレータ入口配管３５を介してアキュムレータ１９が接続される。

四方弁１３は、第一ポート１３ａが第二ポート１３ｂに連通するとともに第三ポート１３ｃが第四ポート１３ｄに連通する暖房時切換状態と、第一ポート１３ａが第三ポート１３ｃに連通するとともに第二ポート１３ｂが第四ポート１３ｄに連通する冷房時切換状態とを、選択的に実現することができるように構成される。エンジン駆動式空気調和装置１が暖房運転するときには、四方弁１３の切換状態が暖房時切換状態にされ、エンジン駆動式空気調和装置１が冷房運転するときには、四方弁１３の切換状態が冷房時切換状態にされる。

四方弁１３の切換状態が暖房時切換状態であるとき、四方弁１３の第一ポート１３ａに吐出配管３１を介して接続されている圧縮機１１の吐出口１１ｂと、四方弁１３の第二ポート１３ｂに室内機側配管３２を介して接続されている室内熱交換器２２が接続される。つまり、室内熱交換器２２は、暖房運転時には、吐出配管３１及び室内機側配管３２を介して、圧縮機１１の吐出口１１ｂに接続される。吐出配管３１及び室内機側配管３２が、本発明の第一冷媒配管に相当する。

また、四方弁１３の切換状態が暖房時切換状態であるとき、四方弁１３の第三ポート１３ｃに室外機側配管３３を介して接続されている室外熱交換器１４と、四方弁１３の第四ポート１３ｄにアキュムレータ入口配管３５を介して接続されているアキュムレータ１９が、接続される。つまり、室外熱交換器１４は、暖房運転時には、室外機側配管３３及びアキュムレータ入口配管３５を介して、アキュムレータ１９に接続される。室外機側配管３３及びアキュムレータ入口配管３５が、本発明の第三冷媒配管に相当する。

室外機側配管３３を介して四方弁１３の第三ポート１３ｃに接続された室外熱交換器１４は、その内部を流通する冷媒と外気とを熱交換させる。室外熱交換器１４は中間配管３４を介して室内熱交換器２２に接続される。この中間配管３４が、本発明の第二冷媒配管に相当する。室内熱交換器２２は、その内部を流通する冷媒と室内空気とを熱交換させる。また、中間配管３４の途中には、過冷却コイル１８が介装される。過冷却コイル１８は、内部を通る冷媒を過冷却させる。

中間配管３４の位置Ａから位置Ｂまでの間の部分は、２つの配管（配管Ｌ１、配管Ｌ２）に分岐している。配管Ｌ１には一方向弁１５ａが介装され、配管Ｌ２には第一流量調整弁１５ｂが介装される。冷房運転時には冷媒は配管Ｌ１を流れ、暖房運転時には冷媒は配管Ｌ２を流れる。第一流量調整弁１５ｂは、そこを流れる冷媒を膨張させる。また、第一流量調整弁１５ｂの開度は調整可能である。第一流量調整弁１５ｂの開度を調整することにより、中間配管３４を流れる冷媒の流量が調整される。

アキュムレータ入口配管３５を介して四方弁１３の第四ポート１３ｄに接続されたアキュムレータ１９は、さらにアキュムレータ出口配管３６を介して圧縮機１１の吸入口１１ａに接続される。このアキュムレータ１９は、アキュムレータ入口配管３５側から冷媒を導入し、導入した冷媒を気液分離する。アキュムレータ１９内で液冷媒と分離されたガス冷媒が、アキュムレータ出口配管３６を経由して圧縮機１１の吸入口１１ａに供給される。アキュムレータ出口配管３６が、本発明の第四冷媒配管に相当する。

また、中間配管３４（第二配管）とアキュムレータ入口配管３５（第三冷媒配管）がバイパス配管３７により接続される。このバイパス配管３７には、第二流量調整弁１７及びサブ熱交換器１６が介装される。第二流量調整弁１７の開度は調整可能である。第二流量調整弁１７の開度を調整することにより、バイパス配管３７を流れる冷媒の流量が調整される。

サブ熱交換器１６は、例えば内管及び外管を備える二重管式熱交換器であり、内管がバイパス配管３７に接続され、外管がエンジン１０に接続された冷却水回路７０に接続される。従って、このサブ熱交換器１６によって、内管を流れる冷媒と外管を流れる冷却水（エンジン廃熱）が熱交換する。また、外管を流れる冷却水はエンジン１０から熱を奪うことによって加熱されている。よって、このサブ熱交換器１６にて、バイパス配管３７を流れる冷媒が冷却水によって加熱される。

また、吐出配管３１とアキュムレータ入口配管３５がホットガスバイパス配管３９により接続される。このホットガスバイパス配管３９にホットガスバイパス開閉弁６２が介装される。

また、制御装置４０は、ＣＰＵ，ＲＯＭ，ＲＡＭ等からなるマイクロコンピュータを主要構成とし、少なくとも、圧縮機１１の駆動、四方弁１３の切換動作、ホットガスバイパス開閉弁６２の開閉動作、第一流量調整弁１５ｂの開度、及び、第二流量調整弁１７の開度、を制御する。

また、冷媒回路の各所に温度センサ及び圧力センサが取り付けられる。これらの各種センサのうち、第一温度センサ５１は中間配管３４に取り付けられており、暖房時に中間配管３４から室外熱交換器１４に流入する冷媒の温度、すなわち室外熱交換器入口温度Ｔ１（冷媒液温度）を検出する。第二温度センサ５２は、室外機側配管３３に取り付けられており、暖房時に室外熱交換器１４から室外機側配管３３に流出する冷媒の温度、すなわち室外熱交換器出口温度Ｔ２（冷媒ガス温度）を検出する。第三温度センサ５３は室外機１ａのハウジング等に取り付けられており、外気温度Ｔ３を検出する。第四温度センサ５４は、吐出配管３１に取り付けられており、圧縮機１１から吐出された冷媒の温度（吐出温度）を検出する。第五温度センサ５５はアキュムレータ出口配管３６に取り付けられており、圧縮機１１に吸入される冷媒の温度Ｔ４（吸入温度）を検出する。また、第六温度センサ５６は、バイパス配管３７に取り付けられており、サブ熱交換器１６を流出した冷媒の温度、すなわちサブ熱交換器出口温度Ｔ５を検出する。吸入圧力センサ５７はアキュムレータ出口配管３６に取り付けられており、圧縮機１１の吸入口１１ａに通じるアキュムレータ出口配管３６内の圧力、すなわち圧縮機１１の吸入口１１ａ側の冷媒圧力（吸入圧力）ＰＬを検出する。各センサにより検出された温度情報或いは圧力情報は、制御装置４０に入力される。

次に、上記構成のエンジン駆動式空気調和装置１の空調動作について説明する。本実施形態に係るエンジン駆動式空気調和装置１は、空調モードが暖房モードであるか冷房モードであるかをユーザがリモコンなどを操作することにより設定することができるようにされている。また、エンジン駆動式空気調和装置１の空調モードが暖房モードであるときに、四方弁１３の切換状態が暖房時切換状態になるように、制御装置４０が四方弁１３の切換動作を制御する。また、エンジン駆動式空気調和装置１の空調モードが冷房モードであるときに、四方弁１３の切換状態が冷房時切換状態になるように、制御装置４０が四方弁１３の切換動作を制御する。なお、図１において、冷房運転時（冷房モードによる運転時）における冷媒の流れが実線の矢印により示され、暖房運転時（暖房モードによる運転時）における冷媒の流れが点線の矢印により示される。

まず、暖房運転について説明する。エンジン１０の駆動により圧縮機１１が作動すると、圧縮機１１は、アキュムレータ出口配管３６内の低圧ガス冷媒を吸入口１１ａから吸入するとともに吸入した低圧ガス冷媒を圧縮して高温高圧ガス冷媒を生成する。そして、生成した高温高圧ガス冷媒を吐出口１１ｂから吐出する。吐出口１１ｂから吐出された高温高圧ガス冷媒は吐出配管３１を流れる。

吐出配管３１の途中にオイルセパレータ１２が介装されている。このオイルセパレータ１２によって、吐出配管３１を流れる冷媒中に混入したオイルが回収される。また、吐出配管３１の途中にはホットガスバイパス配管３９が接続されている。ホットガスバイパス配管３９に介装されたホットガスバイパス開閉弁６２は、エンジン駆動式空気調和装置１の運転中に、例えば冷媒回路内の冷媒圧力が高すぎるようなときに開くように、制御装置４０によりその開閉動作が制御される。ホットガスバイパス開閉弁６２が開いている場合、吐出配管３１内の一部のガス冷媒はホットガスバイパス配管３９を流れてアキュムレータ入口配管３５に至り、さらにアキュムレータ入口配管３５からアキュムレータ１９に導入される。ホットガスバイパス開閉弁６２が閉じている場合、吐出配管３１内のガス冷媒は四方弁１３の第一ポート１３ａに入る。

四方弁１３は、エンジン駆動式空気調和装置１の空調モードが暖房モードであるときには暖房時切換状態になるように制御装置４０によりその切換動作が制御されているから、暖房運転時には、四方弁１３の第一ポート１３ａが第二ポート１３ｂに連通する。そのため吐出配管３１から四方弁１３の第一ポート１３ａに入った高温高圧ガス冷媒は、第二ポート１３ｂから四方弁１３を流出して室内機側配管３２に流れる。室内機側配管３２内の冷媒は、室内機１ｂ側の室内熱交換器２２に流入する。室内熱交換器２２に流入した高温高圧ガス冷媒は室内熱交換器２２内を流通する間に室内に熱を吐き出して凝縮する。つまり、暖房運転時には室内熱交換器２２が凝縮器として機能する。このとき高温高圧ガス冷媒から吐き出された熱によって室内空気が暖められて、室内が暖房される。

室内空気に熱を吐き出して凝縮した冷媒は一部液化し、室内熱交換器２２から中間配管３４に流出する。そして、中間配管３４の途中に介装された室内側電子膨張弁２１で膨張することにより中圧化される。その後、室外機１ａ側の過冷却コイル１８を通過することにより過冷却される。過冷却コイル１８を流出した冷媒の一部は、中間配管３４に接続されているバイパス配管３７を流れる。そして、バイパス配管３７に設けられているサブ熱交換器１６に入り、このサブ熱交換器１６によって、エンジン冷却水と熱交換する。なお、バイパス配管３７に介装された第二流量調整弁１７によって、バイパス配管３７に設けられているサブ熱交換器１６に流入する冷媒の流量が調整される。サブ熱交換器１６で熱交換した冷媒は、バイパス配管３７からアキュムレータ入口配管３５を流れてアキュムレータ１９に導入される。

一方、中間配管３４からバイパス配管３７に流れなかった冷媒は、中間配管３４の配管Ｌ２を流れ、配管Ｌ２に介装された第一流量調整弁１５ｂを通る。この第一流量調整弁１５ｂにより冷媒が膨張して低圧化されるとともに、中間配管３４から室外熱交換器１４に流入する冷媒の流量が調整される。第一流量調整弁１５ｂを通った冷媒は、室外熱交換器１４に流入する。室外熱交換器１４に流入した冷媒は室外熱交換器１４内を流通する間に外気の熱を奪って蒸発する。つまり、暖房運転時には室外熱交換器１４が蒸発器として機能する。

外気の熱を奪って蒸発した冷媒は一部気化して室外熱交換器１４から室外機側配管３３に流出し、その後、四方弁１３の第三ポート１３ｃに入る。空調モードが暖房モードであるときには、四方弁１３の第三ポート１３ｃが第四ポート１３ｄに連通しているから、室外機側配管３３から四方弁１３の第三ポート１３ｃに入った冷媒は第四ポート１３ｄから四方弁１３を流出してアキュムレータ入口配管３５を流れる。アキュムレータ入口配管３５を流れた冷媒はアキュムレータ１９に導入される。アキュムレータ１９では導入された冷媒が気液分離され、液冷媒と分離された低温低圧のガス冷媒がアキュムレータ出口配管３６に流出する。そして、アキュムレータ出口配管３６内のガス冷媒が圧縮機１１の吸入口１１ａに帰還する。このような冷媒の循環サイクルが繰り返されることにより、室内暖房が継続される。

次に、冷房運転について説明する。圧縮機１１が作動すると、圧縮機１１の吐出口１１ｂから吐出配管３１に高温高圧ガス冷媒が吐出される。高温高圧ガス冷媒は吐出配管３１を流れ、オイルセパレータ１２を経由して四方弁１３の第一ポート１３ａに入る。

四方弁１３は、空気調和装置の空調モードが冷房モードであるときには冷房時切換状態になるように制御装置４０によりその切換動作が制御されているから、冷房運転時には、四方弁１３の第一ポート１３ａが第三ポート１３ｃに連通する。そのため吐出配管３１から四方弁１３の第一ポート１３ａに入った高温高圧ガス冷媒は、第三ポート１３ｃから四方弁１３を流出して室外機側配管３３に流れる。室外機側配管３３に流れた高温高圧ガス冷媒は室外熱交換器１４に流入する。室外熱交換器１４に流入した冷媒は室外熱交換器１４内を流通する間に外気に熱を吐き出して凝縮する。つまり、冷房運転時には室外熱交換器１４が凝縮器として機能する。

外気に熱を吐き出して凝縮した冷媒は一部液化し、室外熱交換器１４から中間配管３４に流出する。中間配管３４に流出した液冷媒（或いは気液二相冷媒）は、配管Ｌ１を通過する。その後、一部の冷媒がバイパス配管３７を流れ、バイパス配管３７に設けられているサブ熱交換器１６にて熱交換する。サブ熱交換器１６で熱交換した冷媒は、バイパス配管３７からアキュムレータ入口配管３５を流れてアキュムレータ１９に導入される。なお、冷房運転時にサブ熱交換器１６に冷媒を流す必要がない場合には、バイパス配管３７に介装されている第二流量調整弁１７を閉弁しておけばよい。

バイパス配管３７を流れなかった冷媒は、中間配管３４に介装されている過冷却コイル１８を通過し、その後、室内機１ｂ側の室内側電子膨張弁２１を通る。この室内側電子膨張弁２１で冷媒が膨張することにより蒸発しやすいように低圧化される。その後、冷媒は室内熱交換器２２に流入する。室内熱交換器２２に流入した冷媒は室内熱交換器２２内を流通する間に室内空気の熱を奪って蒸発する。つまり、室内熱交換器２２は冷房運転時に蒸発器として機能する。このとき冷媒が室内空気の熱を奪うことによって室内空気が冷やされて、室内が冷房される。

室内空気の熱を奪って蒸発した冷媒は一部気化し、室内熱交換器２２から室内機側配管３２に流出して四方弁１３に向かう。そして、四方弁１３の第二ポート１３ｂに入る。空調モードが冷房モードであるときには、四方弁１３の第二ポート１３ｂが第四ポート１３ｄに連通しているから、室内機側配管３２から四方弁１３の第二ポート１３ｂに入った冷媒は、第四ポート１３ｄから四方弁１３を流出してアキュムレータ入口配管３５に流入する。アキュムレータ入口配管３５を流れた冷媒はアキュムレータ１９に導入される。アキュムレータ１９では導入された冷媒が気液分離され、分離された低温低圧のガス冷媒がアキュムレータ出口配管３６に流出する。そして、アキュムレータ１９からアキュムレータ出口配管３６内に流入したガス冷媒が、圧縮機１１の吸入口１１ａに帰還する。このような冷媒の循環サイクルが繰り返されることにより、室内冷房が継続される。

また、上記した暖房運転時において、第一流量調整弁１５ｂの開度は、通常は、空調負荷に応じて制御されている。例えば、室外熱交換器入口温度Ｔ１と室外熱交換器出口温度Ｔ２との差（Ｔ２−Ｔ１）が、空調負荷に応じて必要な温度差となるように、第一流量調整弁１５ｂの開度が制御装置４０により制御される。また、上記した暖房運転時において、第二流量調整弁１７の開度は、通常は、サブ熱交換器１６での熱交換が有効に機能するか否かに応じて制御されている。例えば、第二流量調整弁１７の開度は、サブ熱交換器出口温度Ｔ５に基づいて得られるサブ熱交換器出口過熱度が所定の過熱度以上であるときに増加し、サブ熱交換器出口過熱度が所定の加熱度未満であるときに減少するように、制御装置４０により制御される。

ところで、暖房運転時には、上記したように、室外熱交換器１４が蒸発器として機能する。つまり、室外熱交換器１４にて吸熱される。斯かる吸熱反応により室外熱交換器１４を流れる冷媒が外気から熱を奪う。しかし、暖房運転時には外気温度が低いため、室外熱交換器１４を流れる冷媒が外気から十分に熱を奪うことができないことが懸念される。冷媒が外気から十分に熱を奪うことができない場合、冷媒の温度を目標温度に維持することができず、その結果、暖房能力が低下する。この点に関し、本実施形態に係るエンジン駆動式空気調和装置１は、冷媒をエンジン１０の廃熱によって加熱するためのサブ熱交換器１６を備えている。このサブ熱交換器１６は中間配管３４から分岐したバイパス配管３７に介装されているため、バイパス配管３７を流れた冷媒がサブ熱交換器１６にてエンジン１０の廃熱（冷却水）により加熱される。そして、サブ熱交換器１６で加熱された冷媒は、室外熱交換器１４を通らずにアキュムレータ入口配管３５を経由してアキュムレータ１９に導入される。つまり、室外熱交換器１４とサブ熱交換器１６は並列的に設けられており、バイパス配管３７は、室外熱交換器１４をバイパスするように、中間配管３４（第二冷媒配管）とアキュムレータ入口配管３５（第三冷媒配管）とを接続している。従って、暖房運転時には、冷媒は、サブ熱交換器１６にてエンジン廃熱（冷却水）からも熱を奪うことができる。これにより冷媒の温度を所望の温度に維持し、暖房時における暖房能力を維持することができる。

しかし、外気温度が極端に低い場合における暖房運転時、つまり低温暖房運転時には、室外熱交換器１４では外気からほとんど熱を奪うことができないばかりか、逆に冷媒が外気によって冷やされるため、室外熱交換器１４を流出した冷媒の圧力はかなり低くなる。一方、サブ熱交換器１６を流出した冷媒の圧力はかなり高い。よって、室外熱交換器１４を流出した冷媒の圧力とサブ熱交換器１６を流出した冷媒の圧力との差圧が大きくなり、この圧力差に基づいて、サブ熱交換器１６を流出した冷媒が四方弁１３を介して室外熱交換器１４に逆流することがある。このようにしてサブ熱交換器１６から室外熱交換器１４に逆流した冷媒は、室外熱交換器１４内で冷やされることによって液化する。液化した冷媒は、室外熱交換器１４内に滞留する。つまり、室外熱交換器１４内に冷媒が寝込む。

室外熱交換器１４内に冷媒が寝込むと、冷媒回路（暖房運転時及び冷房運転時において冷媒が流れる配管及び各機器）内を流れる冷媒量が減少するため、空調能力が低下する。また、室外熱交換器１４に冷媒が寝込んでいるときに、空調負荷の増大によって室外熱交換器１４に多量の冷媒が中間配管３４側から流入した場合、室外熱交換器１４で蒸発しきれない大量の液冷媒が一気にアキュムレータ１９に流れ込む。大量の液冷媒が一気にアキュムレータ１９に流れ込んだ場合、圧縮機１１の吸入口１１ａにおける冷媒の過熱度（吸入過熱度）が低下する。吸入過熱度が低下すると、圧縮機１１に液冷媒が吸入されて、圧縮機１１が液圧縮して動作不良を起こす可能性が高い。

よって、低温暖房運転時におけるサブ熱交換器１６から室外熱交換器１４への逆流、及び、それに伴う室外熱交換器１４内での冷媒の寝込みは、できる限り発生しないのがよい。低温暖房運転時における室外熱交換器１４での冷媒の寝込みを防止するため、上記特許文献１では、室外熱交換器に冷媒が進入しないように、室外熱交換器の冷媒入口側及び出口側に開閉弁が設けられている。また、上記特許文献２では、室外熱交換器の冷媒出口側に逆流防止のための逆止弁が設けられている。

以下に示す複数の実施形態では、上記特許文献に記載の技術のように、寝込みの発生を防止するために設けられる専用の弁手段の開閉作動によって低温暖房運転時に室外熱交換器に冷媒が進入しないようにするのではなく、制御装置４０が冷媒回路に通常備えられる第一流量調整弁１５ｂ及び／または、第二流量調整弁１７を制御することによって、低温暖房運転時におけるサブ熱交換器１６から室外熱交換器１４への冷媒の逆流及びそれに伴う室外熱交換器１４内での冷媒の寝込みを防止或いは抑制している。以下、この点について説明する。

（第一実施形態）
図２は、低温暖房運転時におけるサブ熱交換器１６から室外熱交換器１４への冷媒の逆流及びそれに伴う室外熱交換器１４内での冷媒の寝込みを防止或いは抑制するために制御装置４０が実行する第一寝込み防止制御処理の流れを示すフローチャートである。このフローチャートに示されるルーチンは、エンジン駆動式空気調和装置１の駆動中に、所定の短時間ごとに繰り返し実行される。図２のルーチンが起動すると、制御装置４０は、まず、図２のステップ（以下、ステップ番号をＳと略記する）１０１において、エンジン駆動式空気調和装置１が暖房運転中であるか否かを判断する。暖房運転中でない場合（Ｓ１０１：Ｎｏ）、制御装置４０はこのルーチンを終了する。一方、暖房運転中である場合（Ｓ１０１：Ｙｅｓ）、制御装置４０は、Ｓ１０２にて、各センサの検出情報、具体的には、第一温度センサ５１が検出した室外熱交換器入口温度Ｔ１、第二温度センサ５２が検出した室外熱交換器出口温度Ｔ２、第三温度センサ５３が検出した外気温度Ｔ３、第四温度センサ５４が検出した吐出温度、第五温度センサ５５が検出した吸入温度Ｔ４、第六温度センサ５６が検出したサブ熱交換器出口温度Ｔ５、吸入圧力センサ５７が検出した吸入圧力ＰＬを、読み込む。

次いで、制御装置４０は、Ｓ１０３にて、読み込んだ各センサの検出情報に基づいて、冷媒飽和ガス温度Ｔｓ、吸入過熱度ΔＴ、及び、サブ熱交換器出口過熱度ΔＴ１を計算する。冷媒飽和ガス温度Ｔｓは、圧縮機１１の吸入口１１ａから圧縮機１１に吸入される冷媒の圧力における冷媒の飽和温度である。この冷媒飽和ガス温度Ｔｓは、吸入圧力センサ５７が検出した吸入圧力ＰＬを冷媒の飽和温度に換算することによって、得ることができる。吸入過熱度ΔＴは、圧縮機１１の吸入口１１ａから圧縮機１１に吸入される冷媒の乾き度を表す値である。この吸入過熱度ΔＴは、第五温度センサ５５が検出した吸入温度Ｔ４及び吸入圧力センサ５７が検出した吸入圧力ＰＬに基づいて求めることができる。サブ熱交換器出口過熱度ΔＴ１は、サブ熱交換器１６を流出した冷媒の乾き度を表す値である。このサブ熱交換器出口過熱度ΔＴ１は、第六温度センサ５６が検出したサブ熱交換器出口温度Ｔ５及び吸入圧力センサ５７が検出した吸入圧力ＰＬに基づいて求めることができる。

続いて、制御装置４０は、Ｓ１０４にて、第一温度センサ５１が検出した室外熱交換器入口温度Ｔ１に所定の余裕度αを加算した温度（Ｔ１＋α）が、第三温度センサ５３が検出した外気温度Ｔ３以上であるか否かを判断する。Ｓ１０４にて、温度（Ｔ１＋α）が外気温度Ｔ３以上であると判断した場合（Ｓ１０４：Ｙｅｓ）、制御装置４０は、Ｓ１０７に処理を進め、寝込み条件が成立していると判断する。

また、Ｓ１０４にて、温度（Ｔ１＋α）が外気温度Ｔ３未満であると判断した場合（Ｓ１０４：Ｎｏ）、制御装置４０は、Ｓ１０５にて、第二温度センサ５２が検出した室外熱交換器出口温度Ｔ２に所定の余裕度αを加算した温度（Ｔ２＋α）が、第三温度センサ５３が検出した外気温度Ｔ３以上であるか否かを判断する。Ｓ１０５にて、温度（Ｔ２＋α）が外気温度Ｔ３以上であると判断した場合（Ｓ１０５：Ｙｅｓ）、制御装置は、Ｓ１０７に処理を進め、寝込み条件が成立していると判断する。

また、Ｓ１０５にて、温度（Ｔ２＋α）が外気温度Ｔ３未満であると判断した場合（Ｓ１０５：Ｎｏ）、制御装置４０は、Ｓ１０６にて、冷媒飽和ガス温度Ｔｓに所定の余裕度αを加算した温度（Ｔｓ＋α）が、第三温度センサ５３が検出した外気温度Ｔ３以上であるか否かを判断する。温度（Ｔｓ＋α）が外気温度Ｔ３以上であると判断した場合（Ｓ１０６：Ｙｅｓ）、制御装置４０は、Ｓ１０７に処理を進め、寝込み条件が成立していると判断する。一方、Ｓ１０６にて、温度（Ｔｓ＋α）が外気温度Ｔ３未満であると判断した場合（Ｓ１０６：Ｎｏ）、制御装置４０は、Ｓ１０８に処理を進め、寝込み条件が成立していないと判断する。その後、制御装置４０は、このルーチンを終了する。

Ｓ１０７にて寝込み条件が成立していると判断した場合、制御装置４０は、Ｓ１０９に処理を進め、吸入過熱度ΔＴが、予め定められた設定過熱度Ｘ℃よりも大きいか否かを判断する。吸入過熱度ΔＴが設定過熱度Ｘ℃以下である場合（Ｓ１０９：Ｎｏ）、制御装置４０はこのルーチンを終了する。一方、吸入過熱度ΔＴが設定過熱度Ｘ℃よりも大きいと判断した場合（Ｓ１０９：Ｙｅｓ）、制御装置４０は、Ｓ１１０に処理を進め、現在の第一流量調整弁１５ｂの開度Ｎａに、予め設定された所定の微小開度Ａｓｔｐを加算した開度（Ｎａ＋Ａｓｔｐ）が、閾値開度Ｎｔｈ以下であるか否かを判断する。ここで、閾値開度Ｎｔｈは、この第一流量調整弁１５ｂを使用する上での上限開度、或いは、エンジン１０の回転速度に応じて決められる基準開度であり、予め設定される。開度（Ｎａ＋Ａｓｔｐ）が閾値開度Ｎｔｈよりも大きい場合（Ｓ１１０：Ｎｏ）、つまり、現在の第一流量調整弁１５ｂの開度Ｎａが、予め定められた開度（Ｎｔｈ−Ａｓｔｐ）よりも大きい場合、制御装置４０はこのルーチンを終了する。一方、開度（Ｎａ＋Ａｓｔｐ）が閾値開度Ｎｔｈ以下である場合（Ｓ１１０：Ｙｅｓ）、つまり、現在の第一流量調整弁１５ｂの開度Ｎａが、予め定められた開度（Ｎｔｈ−Ａｓｔｐ）以下である場合、制御装置４０は、第一流量調整弁１５ｂの開度が現在の開度ＮａからＡｓｔｐだけ増加するように、第一流量調整弁１５ｂの開度を制御する（Ｓ１１１）。その後、制御装置４０はこのルーチンを終了する。

制御装置４０は、上記した第一寝込み防止制御処理を実行することにより、以下の条件（１）、（２）、（３）のいずれかが成立しているときに、室外熱交換器１４内で冷媒の寝込みが発生すると予測する。
（１）暖房運転時であって、外気温度Ｔ３が、室外熱交換器入口温度Ｔ１に余裕度αを加算した温度（Ｔ１＋α）未満である。
（２）暖房運転時であって、外気温度Ｔ３が、室外熱交換器出口温度Ｔ２に余裕度αを加算した温度（Ｔ２＋α）未満である。
（３）暖房運転時であって、外気温度Ｔ３が、圧縮機１１に吸入される冷媒の吸入圧力ＰＬにおける冷媒飽和ガス温度Ｔｓに余裕度αを加算した温度（Ｔ５＋α）未満である。

条件（１）、（２）、（３）のいずれかが成立しているときは、外気温度Ｔ３が、室外熱交換器１４を流れる冷媒の温度よりも低い可能性が高い。つまり、室外熱交換器１４を流れる冷媒が、外気に対して放熱状態になっている可能性が高い。室外熱交換器１４が外気に対して放熱状態である場合、室外熱交換器１４では外気から熱を奪って冷媒を蒸発させることができないばかりか、逆に外気に熱を放出して、さらに冷媒の温度が低下する場合もある。このような場合、室外熱交換器１４の出口圧力が低下して、サブ熱交換器１６からの冷媒が室外熱交換器１４に逆流する虞がある。

制御装置４０は、寝込み条件（上記の条件（１）、（２）、（３）のいずれか）が成立しており、且つ、第一流量調整弁１５ｂの開度をさらに大きくすることができる場合（Ｓ１１０：Ｙｅｓ）、第一流量調整弁１５ｂの開度を増加させる。第一流量調整弁１５ｂの開度が増加すると、中間配管３４を流れる冷媒の流量が増加し、中間配管３４側から室外熱交換器１４に流入する冷媒量が増加する。つまり、暖房運転時に室外熱交換器１４に正規の方向に流れる冷媒の流量が増加する。

室外熱交換器１４に正規の方向に流れる冷媒の流量が増加すると、サブ熱交換器１６側からの冷媒が逆流して室外熱交換器１４内に流入しようとしても、室外熱交換器１４を流出した冷媒の流れ、すなわち正規の流れに押し負けて、室外熱交換器１４内に進入することができない。また、室外熱交換器１４に流入する冷媒を増やすことで、既に室外熱交換器１４内に寝込んでしまった冷媒が室外熱交換器１４から押し出される。このため室外熱交換器１４内での冷媒の寝込みが解消する。

このように、第一実施形態によれば、制御装置４０が第一寝込み防止処理を実行することにより、低温暖房運転時に室外熱交換器１４内での冷媒の寝込みの発生が懸念されるときに、第一流量調整弁１５ｂの開度が増加されることによって室外熱交換器１４を流れる冷媒流量が増加される。室外熱交換器１４を流れる冷媒流量が増加されることによって寝込みの発生が防止され或いは寝込み量が低減される。また、室外熱交換器１４に流入する冷媒の流量を調整する第一流量調整弁１５ｂは、寝込みの発生防止のためだけに制御されるのではなく、例えば、エンジン駆動式空気調和装置１が空調負荷に見合った空調能力を発揮するように、空調負荷等によっても制御される。また、第一流量調整弁１５ｂは、暖房運転時に冷媒を膨張させるためにも用いられる。つまり、第一流量調整弁１５ｂは、室外熱交換器１４内での冷媒の寝込みの発生の防止に専用の弁手段ではなく、空調制御のために必要な構成部品である。本実施形態では、このように空調制御に必要な構成部品を利用して低温暖房時における室外熱交換器１４への冷媒の寝込みの発生を防止或いは抑制している。よって、寝込みの発生の防止に専用の弁手段を設けることによるコストアップを招くことなく、低温暖房運転時における逆流現象及びそれによる室外熱交換器内での冷媒の寝込みを効果的に抑えることができる。

なお、図２のＳ１０９は、アキュムレータ１９の状態を加味した判断処理である。吸入過熱度ΔＴが小さい場合、すなわち吸入過熱度ΔＴがＸ℃以下（Ｓ１０９：Ｎｏ）の場合、アキュムレータ１９に入っている液冷媒が多いことが想定される。このようなときに室外熱交換器１４に流入する冷媒を増加させた場合、アキュムレータ１９内にさらに液冷媒が導入される虞があり、そうすると、アキュムレータ１９内の液冷媒が圧縮機１１に吸入される虞がある。よって、そのような虞がある場合（Ｓ１０９：Ｎｏ）には、室外熱交換器１４に流入する冷媒の量は増加させない。言い換えれば、吸入過熱度ΔＴが十分に大きい場合のみ（Ｓ１０９：Ｙｅｓ）に室外熱交換器１４に流れる冷媒の流量を増加させることにより、圧縮機１１の液圧縮を回避することができる。

また、図２に示すルーチンによって第一流量調整弁１５ｂの開度が制御されない場合、第一流量調整弁１５ｂは、通常の暖房時に実行される制御処理に基づいて、その開度が制御される。例えば、第一流量調整弁１５ｂの開度は、室外熱交換器出口温度Ｔ２と室外熱交換器入口温度Ｔ１との差（Ｔ２−Ｔ１）が空調負荷に応じて定められる値となるように、制御装置４０により制御される。

（第二実施形態）
図３は、低温暖房運転時におけるサブ熱交換器１６から室外熱交換器１４への冷媒の逆流及びそれに伴う室外熱交換器１４内での冷媒の寝込みを防止或いは抑制するために制御装置４０が実行する第二寝込み防止制御処理の流れを示すフローチャートである。図３のフローチャートに示されるルーチンが起動すると、制御装置４０は、まず、図３のＳ２０１において、エンジン駆動式空気調和装置１が暖房運転中であるか否かを判断する。暖房運転中でない場合（Ｓ２０１：Ｎｏ）、制御装置４０はこのルーチンを終了する。一方、暖房運転中である場合（Ｓ２０１：Ｙｅｓ）、制御装置４０は、Ｓ２０２にて、室外熱交換器入口温度Ｔ１、室外熱交換器出口温度Ｔ２、外気温度Ｔ３、吐出温度、吸入温度Ｔ４、サブ熱交換器出口温度Ｔ５、吸入圧力ＰＬを、読み込む。

次いで、制御装置４０は、Ｓ２０３にて、冷媒飽和ガス温度Ｔｓ、吸入過熱度ΔＴ、及び、サブ熱交換器出口過熱度ΔＴ１を計算する。

続いて、制御装置４０は、Ｓ２０４にて、サブ熱交換器出口過熱度ΔＴ１が、予め設定されている基準過熱度Ｙ℃未満であるか否かを判断する。ここで、基準過熱度Ｙ℃は、サブ熱交換器１６を流出した冷媒の過熱度がその加熱度以上であるときに、サブ熱交換器１６で十分にエンジンの廃熱（冷却水）から熱を奪ったと言える過熱度として予め設定される。基準過熱度Ｙは、例えば３℃に設定することができる。

Ｓ２０４にて、サブ熱交換器出口過熱度ΔＴ１が基準過熱度Ｙ℃未満であると判断された場合（Ｓ２０４：Ｙｅｓ）、サブ熱交換器１６が熱交換器として十分に機能していない。この場合、サブ熱交換器１６に冷媒を流す必要性に乏しい。よって、Ｓ２１０に処理を進めて、第二流量調整弁１７の開度が現在の開度ＮｂからＢｓｔｐだけ減少するように、第二流量調整弁１７の開度を制御する。これにより、サブ熱交換器１６を流れる冷媒の流量が減少する。その後、制御装置４０はこのルーチンを終了する。

一方、Ｓ２０４にて、サブ熱交換器出口過熱度ΔＴ１がＹ℃以上であると判断された場合（Ｓ２０４：Ｎｏ）、サブ熱交換器が熱交換器として十分に機能している。この場合、制御装置４０は、Ｓ２０５、Ｓ２０６，Ｓ２０７，Ｓ２０８，Ｓ２０９にて、寝込み条件が成立しているか否かの判断処理を実行する。Ｓ２０５、Ｓ２０６，Ｓ２０７，Ｓ２０８，Ｓ２０９の判断処理は、図２のＳ１０４、Ｓ１０５，Ｓ１０６，Ｓ１０７，Ｓ１０８の判断処理と同じであるので、その具体的説明は省略する。

制御装置４０がＳ２０８にて寝込み条件が成立していると判断した場合、制御装置４０はＳ２１０に処理を進めて、第二流量調整弁１７の開度が現在の開度ＮｂからＢｓｔｐだけ減少するように、第二流量調整弁１７の開度を制御する。これにより、サブ熱交換器１６を流れる冷媒の流量が減少する。その後、制御装置４０はこのルーチンを終了する。

一方、制御装置がＳ２０９にて寝込み条件が成立していないと判断した場合、制御装置４０は、このルーチンにて第二流量調整弁１７の開度を制御することなく、このルーチンを終了する。

このように、第二実施形態によれば、制御装置４０が第二寝込み防止制御処理を実行することにより、低温暖房運転時に室外熱交換器１４内での冷媒の寝込みの発生が懸念されるときに、第二流量調整弁１７の開度が減少されることによってバイパス配管３７を流れる冷媒の流量が減少され、これによりバイパス配管３７に介装されたサブ熱交換器１６を流れる冷媒の流量が減少される。すると、サブ熱交換器１６から室外熱交換器１４に逆流しようとする冷媒の流量も減少する。こうして逆流しようとする冷媒の流量が減少されることにより、室外熱交換器１４内での冷媒の寝込みが抑制され、或いは、寝込みが防止される。また、サブ熱交換器１６に流入する冷媒の流量を調整する第二流量調整弁１７は、寝込みの発生防止のためだけに制御されるのではなく、例えばサブ熱交換器出口過熱度ΔＴ１に基づいても制御される。つまり、第二流量調整弁１７は、室外熱交換器１４内での冷媒の寝込みの発生の防止に専用の弁手段ではない。よって、寝込みの発生の防止に専用の弁手段を設けることによるコストアップを招くことなく、低温暖房運転時における逆流現象及びそれによる室外熱交換器内での冷媒の寝込みを効果的に抑えることができる。

（第三実施形態）
図４は、低温暖房運転時におけるサブ熱交換器１６から室外熱交換器１４への冷媒の逆流及びそれに伴う室外熱交換器１４内での冷媒の寝込みを防止或いは抑制するために制御装置４０が実行する第三寝込み防止制御処理の流れを示すフローチャートである。図４に示すフローチャートによれば、制御装置４０は、まず、図４のＳ３０１〜Ｓ３１１までの処理を実行する。これらの処理は、図２のＳ１０１〜Ｓ１１１までの処理と同一であるため、その具体的な説明は省略する。つまり、制御装置４０は、まず、図２に示す第一寝込み防止処理を実行する。

従って、制御装置４０は、Ｓ３１０にて、現在の第一流量調整弁１５ｂの開度Ｎａに予め設定された微小開度Ａｓｔｐを加算した開度（Ｎａ＋Ａｓｔｐ）が、予め設定された閾値開度以下と判断した場合（Ｓ３１０：Ｙｅｓ）、すなわち、現在の第一流量調整弁１５ｂの開度Ｎａが、予め定められた開度（Ｎｔｈ−Ａｓｔｐ）以下である場合、第一寝込み防止制御処理と同様に、Ｓ３１１にて、第一流量制御弁１５ｂの開度をＡｓｔｐだけ増加させる。これにより、室外熱交換器１４を流れる冷媒の流量が増加する。その後、制御装置４０は、このルーチンを終了する。一方、制御装置４０は、Ｓ３１０にて、現在の第一流量調整弁１５ｂの開度Ｎａに微小開度Ａｓｔｐを加算した開度（Ｎａ＋Ａｓｔｐ）が閾値開度Ｎｔｈよりも大きいと判断した場合（Ｓ３１０：Ｎｏ）、すなわち、現在の第一流量調整弁１５ｂの開度Ｎａが、予め定められた開度（Ｎｔｈ−Ａｓｔｐ）よりも大きい場合、Ｓ３１２に処理を進め、第二流量調整弁１７の開度が現在の開度ＮｂからＢｓｔｐだけ減少するように、第二流量調整弁１７の開度を制御する。このＳ３１１の処理は、図３のＳ２１０の処理と同一である。これにより、サブ熱交換器１６を流れる冷媒の流量が減少する。その後、制御装置４０はこのルーチンを終了する。

制御装置４０がこのような第三寝込み防止制御を実行することにより、低温暖房運転時に寝込み条件が成立した場合であって、中間配管３４に介装された第一流量調整弁１５ｂの開度Ｎａが予め定められた開度（Ｎｔｈ−Ａｓｔｐ）以下である場合には、中間配管３４から室外熱交換器１４に流入する冷媒の流量が増加するように、第一流量調整弁１５ｂが制御される。これにより、サブ熱交換器１６から室外熱交換器１４への冷媒の逆流及びそれによる室外熱交換器１４内での冷媒の寝込みを防止或いは抑制することができる。つまり、第一流量調整弁１５ｂの開度Ｎａが開度（Ｎｔｈ−Ａｓｔｐ）に達するまでは、制御装置４０が第一寝込み制御処理を実行して第一流量調整弁１５ｂの開度を制御することによって、冷媒の寝込みが防止或いは抑制される。このため、寝込みの防止或いは抑制のために、サブ熱交換器１６に流れる冷媒の流量を減らさなくてもよい。よって、室外熱交換器１４での冷媒の寝込みを防止或いは抑制しつつ、サブ熱交換器１６で冷媒に十分に熱を与え続けて効率的な暖房運転を継続することができる。そして、第一流量調整弁１５ｂの開度Ｎａが予め定められた開度（Ｎｔｈ−Ａｓｔｐ）に達してもなお寝込み条件が成立している場合に第二流量調整弁１７の開度を減少させる。これにより、第一流量調整弁１５ｂの開度Ｎａが閾値開度Ｎｔｈに達している場合においても、すなわち第一流量調整弁１５ｂの開度をそれ以上大きくすることができない場合においても、室外熱交換器１４への冷媒の寝込みを防止或いは抑制することができる。

以上、本発明の実施形態について説明したが、本発明は、上記実施形態に限定されるべきものではない。例えば、上記実施形態においては、低温暖房運転時の室外熱交換器への寝込みの対策として、第一寝込み防止制御処理、第二寝込み防止制御処理、及び、第三寝込み防止制御処理を例示したが、第一寝込み防止制御処理と第二寝込み防止制御処理とを併用してもよい。また、上記実施形態では、サブ熱交換器１６にて、冷媒がエンジンを冷却した冷却水と熱交換する例を示したが、エンジンの廃熱が冷媒の加熱に利用されるような態様であれば、サブ熱交換器をどのように構成してもよい。このように、本発明は、その趣旨を逸脱しない限りにおいて、変形可能である。

１…エンジン駆動式空気調和装置、１０…エンジン、１１…圧縮機、１１ａ…吸入口、１１ｂ…吐出口、１３…四方弁、１４…室外熱交換器、１５ｂ…第一流量調整弁、１６…サブ熱交換器、１７…第二流量調整弁、１９…アキュムレータ、２２…室内熱交換器、３１…吐出配管（第一冷媒配管）、３２…室内機側配管（第一冷媒配管）、３３…室外機側配管（第三冷媒配管）、３４…中間配管（第二冷媒配管）、３５…アキュムレータ入口配管（第三冷媒配管）、３６…アキュムレータ出口配管（第四冷媒配管）、３７…バイパス配管、４０…制御装置、５１…第一温度センサ、５２…第二温度センサ、５３…第三温度センサ、５４…第四温度センサ、５５…第五温度センサ、５６…第六温度センサ、５７…吸入圧力センサ、７０…冷却水回路、Ｎａ…開度、Ｎｔｈ…閾値開度、ＰＬ…吸入圧力、Ｔ１…室外熱交換器入口温度、Ｔ２…室外熱交換器出口温度、Ｔ３…外気温度、Ｔｓ…冷媒飽和ガス温度

Claims (4)

1. 駆動力を発生するエンジンと、
   冷媒を吸入する吸入口及び冷媒を吐出する吐出口を有し、前記エンジンの駆動力により作動することにより、前記吸入口から冷媒を吸入し、吸入した冷媒を圧縮し、圧縮した冷媒を前記吐出口から吐出する圧縮機と、
   前記圧縮機の前記吐出口に第一冷媒配管を介して接続され、暖房運転時に前記第一冷媒配管から流入した冷媒と室内空気とを熱交換させる室内熱交換器と、
   前記室内熱交換器に第二冷媒配管を介して接続され、暖房運転時に前記第二冷媒配管から流入した冷媒と外気とを熱交換させる室外熱交換器と、
   前記室外熱交換器に第三冷媒配管を介して接続され、暖房運転時に前記第三冷媒配管から流入した冷媒を気液分離するアキュムレータと、
   前記アキュムレータと前記圧縮機の前記吸入口とを接続する第四冷媒配管と、
   前記第二冷媒配管を流れる冷媒が前記室外熱交換器をバイパスするように、前記第二冷媒配管と前記第三冷媒配管とを接続するバイパス配管と、
   前記バイパス配管に介装され、前記バイパス配管を流れる冷媒と前記エンジンの廃熱とを熱交換させるサブ熱交換器と、
   前記第二冷媒配管に介装され、暖房運転時に前記第二冷媒配管から前記室外熱交換器に流れる冷媒の流量を調整可能な第一流量調整弁と、
   前記第一流量調整弁を制御する制御装置と、
   を備え、
   前記制御装置は、暖房運転時に前記サブ熱交換器を流れた冷媒が前記室外熱交換器に流入することによって前記室外熱交換器に冷媒が寝込むと予測される条件である寝込み条件が成立したときに、前記第二冷媒配管から前記室外熱交換器に流入する冷媒の流量が増加するように、前記第一流量調整弁を制御する、
   エンジン駆動式空気調和装置。
2. 駆動力を発生するエンジンと、
   冷媒を吸入する吸入口及び冷媒を吐出する吐出口を有し、前記エンジンの駆動力により作動することにより、前記吸入口から冷媒を吸入し、吸入した冷媒を圧縮し、圧縮した冷媒を前記吐出口から吐出する圧縮機と、
   前記圧縮機の前記吐出口に第一冷媒配管を介して接続され、暖房運転時に前記第一冷媒配管から流入した冷媒と室内空気とを熱交換させる室内熱交換器と、
   前記室内熱交換器に第二冷媒配管を介して接続され、暖房運転時に前記第二冷媒配管から流入した冷媒と外気とを熱交換させる室外熱交換器と、
   前記室外熱交換器に第三冷媒配管を介して接続され、暖房運転時に前記第三冷媒配管から流入した冷媒を気液分離するアキュムレータと、
   前記アキュムレータと前記圧縮機の前記吸入口とを接続する第四冷媒配管と、
   前記第二冷媒配管を流れる冷媒が前記室外熱交換器をバイパスするように、前記第二冷媒配管と前記第三冷媒配管とを接続するバイパス配管と、
   前記バイパス配管に介装され、前記バイパス配管を流れる冷媒と前記エンジンの廃熱とを熱交換させるサブ熱交換器と、
   前記バイパス配管に介装され、前記バイパス配管を流れる冷媒の流量を調整可能な第二流量調整弁と、
   前記第二流量調整弁を制御する制御装置と、
   を備え、
   前記制御装置は、暖房運転時に前記サブ熱交換器を流れた冷媒が前記室外熱交換器に流入することによって前記室外熱交換器に冷媒が寝込むと予測される条件である寝込み条件が成立したときに、前記サブ熱交換器に流入する冷媒の流量が減少するように、前記第二流量調整弁を制御する、
   エンジン駆動式空気調和装置。
3. 駆動力を発生するエンジンと、
   冷媒を吸入する吸入口及び冷媒を吐出する吐出口を有し、前記エンジンの駆動力により作動することにより、前記吸入口から冷媒を吸入し、吸入した冷媒を圧縮し、圧縮した冷媒を前記吐出口から吐出する圧縮機と、
   前記圧縮機の前記吐出口に第一冷媒配管を介して接続され、暖房運転時に前記第一冷媒配管から流入した冷媒と室内空気とを熱交換させる室内熱交換器と、
   前記室内熱交換器に第二冷媒配管を介して接続され、暖房運転時に前記第二冷媒配管から流入した冷媒と外気とを熱交換させる室外熱交換器と、
   前記室外熱交換器に第三冷媒配管を介して接続され、暖房運転時に前記第三冷媒配管から流入した冷媒を気液分離するアキュムレータと、
   前記アキュムレータと前記圧縮機の前記吸入口とを接続する第四冷媒配管と、
   前記第二冷媒配管を流れる冷媒が前記室外熱交換器をバイパスするように、前記第二冷媒配管と前記第三冷媒配管とを接続するバイパス配管と、
   前記バイパス配管に介装され、前記バイパス配管を流れる冷媒と前記エンジンの廃熱とを熱交換させるサブ熱交換器と、
   前記第二冷媒配管に介装され、暖房運転時に前記第二冷媒配管から前記室外熱交換器に流れる冷媒の流量を調整可能な第一流量調弁と、
   前記バイパス配管に介装され、前記バイパス配管を流れる冷媒の流量を調整可能な第二流量調整弁と、
   前記第一流量調整弁及び前記第二流量調整弁を制御する制御装置と、
   を備え、
   前記制御装置は、暖房運転時に前記サブ熱交換器を流れた冷媒が前記室外熱交換器に流入することによって前記室外熱交換器に冷媒が寝込むと予測される条件である寝込み条件が成立したときであって、前記第一流量調整弁の開度が予め定められた開度以下である場合に、前記第一流量調整弁の開度が増加するように前記第一流量調整弁を制御し、前記寝込み条件が成立したときであって、前記第一流量調整弁の開度が前記予め定められた開度よりも大きいときに、前記第二流量調整弁の開度が減少するように前記第二流量調整弁を制御する、エンジン駆動式空気調和装置。
4. 請求項１乃至３のいずれか１項に記載のエンジン駆動式空気調和装置において、
   前記寝込み条件は、前記室外熱交換器が蒸発器として機能する暖房時であって、且つ、前記第二冷媒配管から前記室外熱交換器に流入する冷媒の温度が外気温度よりも低い場合、前記室外熱交換器から流出して前記第三冷媒配管を流れる冷媒の温度が外気温度よりも低い場合、及び、前記第四冷媒配管を流れる冷媒の圧力から換算される冷媒の飽和ガス温度が外気温度よりも低い場合、のいずれかである、エンジン駆動式空気調和装置。

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