JP4725592B2 - Refrigeration cycle equipment - Google Patents

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Description

本発明は、2段昇圧式圧縮機を備える冷凍サイクル装置に関する。   The present invention relates to a refrigeration cycle apparatus including a two-stage booster compressor.

従来、特許文献1に、2段昇圧式圧縮機を備える冷凍サイクル装置が開示されている。この特許文献1の2段昇圧式圧縮機は、圧縮機の外殻を形成するハウジング外から冷媒を吸入して圧縮する第1圧縮機構と、第1圧縮機構にて昇圧された中圧冷媒(中間圧力の冷媒)をさらに圧縮してハウジング外へ吐出する第2圧縮機構とを有して構成されている。   Conventionally, Patent Document 1 discloses a refrigeration cycle apparatus including a two-stage booster compressor. The two-stage booster compressor disclosed in Patent Document 1 includes a first compression mechanism that sucks and compresses refrigerant from outside the housing that forms the outer shell of the compressor, and an intermediate-pressure refrigerant that is pressurized by the first compression mechanism ( And a second compression mechanism for further compressing the medium pressure refrigerant) and discharging it to the outside of the housing.

さらに、特許文献1の2段昇圧式圧縮機では、ハウジング内を第1圧縮機構にて昇圧された中圧冷媒で満たすことによって、ハウジング内を第2圧縮機構にて昇圧された高圧冷媒で満たす場合に対して、ハウジングに要求される耐圧圧力を低下させている。これにより、ハウジングの肉厚を低下させて、圧縮機全体としての軽量化を図っている。
特開平9−159297号公報
Furthermore, in the two-stage booster compressor disclosed in Patent Document 1, the housing is filled with the high-pressure refrigerant that has been pressurized by the second compression mechanism by filling the housing with the medium-pressure refrigerant that has been pressurized by the first compression mechanism. In contrast, the pressure resistance required for the housing is reduced. As a result, the thickness of the housing is reduced to reduce the weight of the compressor as a whole.
JP-A-9-159297

ところで、この種の冷凍サイクル装置では、サイクルの成績係数(COP)を向上させるために、圧縮機の吐出口から減圧手段の入口へ至る高圧冷媒の高圧圧力Pdが予め定めた目標圧力Ptに近づくように制御している。具体的には、圧縮機から吐出された高圧冷媒を放熱させる放熱器の下流側に、減圧手段である圧力制御弁を配置し、この圧力制御弁の弁開度を調整する等の手段によって、高圧圧力Pdを目標圧力Ptに近づけている。   By the way, in this type of refrigeration cycle apparatus, in order to improve the coefficient of performance (COP) of the cycle, the high pressure Pd of the high pressure refrigerant from the discharge port of the compressor to the inlet of the decompression means approaches the predetermined target pressure Pt. So that it is controlled. Specifically, a pressure control valve, which is a decompression means, is arranged downstream of the radiator that dissipates the high-pressure refrigerant discharged from the compressor, and means such as adjusting the valve opening of the pressure control valve, The high pressure Pd is brought close to the target pressure Pt.

しかしながら、特許文献1の冷凍サイクル装置のように2段昇圧式圧縮機を備える冷凍サイクル装置では、サイクルの運転時に、高圧冷媒の高圧圧力Pdを目標圧力Ptに近づけるように制御したとしても、第1圧縮機構により昇圧された中圧冷媒の中圧圧力Pmを制御することができない。   However, in the refrigeration cycle apparatus including the two-stage booster compressor as in the refrigeration cycle apparatus of Patent Document 1, even if the high pressure Pd of the high pressure refrigerant is controlled to approach the target pressure Pt during the cycle operation, The medium pressure Pm of the medium pressure refrigerant that has been boosted by the one compression mechanism cannot be controlled.

その理由は、2段昇圧式圧縮機における吸入圧力Psおよび中圧圧力Pmには、以下式F1に示す関係があるからである。
Ps×V1κ=Pm×(η1×V2)κ…(F1)
なお、V1は第1圧縮機構の吐出容積であり、V2は第2圧縮機構の吐出容積であり、η1は第1圧縮機構の体積効率である。
The reason for this is that the suction pressure Ps and the intermediate pressure Pm in the two-stage booster compressor have a relationship represented by the following formula F1.
Ps × V1κ = Pm × (η1 × V2) κ (F1)
V1 is the discharge volume of the first compression mechanism, V2 is the discharge volume of the second compression mechanism, and η1 is the volumetric efficiency of the first compression mechanism.

つまり、式F1から中圧圧力Pmは、以下式F2で表すことができる。
Pm=Ps×(V1/(η1×V2))κ…(F2)
式F2から明らかなように、高圧圧力Pdを目標圧力Ptに近づけるように制御したとしても、吸入圧力Psが上昇してしまうと、中圧圧力Pmも上昇してしまう。
That is, the intermediate pressure Pm can be expressed by the following formula F2 from the formula F1.
Pm = Ps × (V1 / (η1 × V2)) κ (F2)
As is apparent from Formula F2, even if the high pressure Pd is controlled to approach the target pressure Pt, if the suction pressure Ps increases, the intermediate pressure Pm also increases.

従って、図12に示すように、吸入圧力Psの上昇に伴って、中圧圧力Pmも上昇する。一方、高圧圧力Pdは目標圧力Ptに近づくように制御されるので、吸入圧力Psの上昇に伴って、中圧圧力Pmと高圧圧力Pdとの圧力差が小さくなる。そのため、吸入冷媒Psが上昇すると、中圧圧力Pmが高圧圧力Pd近傍まで上昇してしまうことがある。   Therefore, as shown in FIG. 12, as the suction pressure Ps increases, the intermediate pressure Pm also increases. On the other hand, since the high pressure Pd is controlled so as to approach the target pressure Pt, the pressure difference between the medium pressure Pm and the high pressure Pd decreases as the suction pressure Ps increases. For this reason, when the suction refrigerant Ps rises, the intermediate pressure Pm may rise to the vicinity of the high pressure Pd.

なお、図12は、2段昇圧式圧縮機の吸入圧力Psと、中圧圧力Pmおよび高圧圧力Pdの関係を示すグラフである。   FIG. 12 is a graph showing the relationship between the suction pressure Ps of the two-stage booster compressor, the intermediate pressure Pm, and the high pressure Pd.

そして、特許文献1の冷凍サイクル装置において、ハウジング内の中圧圧力Pmが高圧圧力Pd近傍まで上昇してしまうと、ハウジング内を高圧冷媒で満たす場合と同等の耐圧圧力がハウジングに要求されてしまう。そのため、上述したハウジングの肉厚を低下させることによる圧縮機全体としての軽量化効果が充分に得られなくなってしまう。   And in the refrigerating cycle device of patent documents 1, if medium pressure Pm in a housing rises to the neighborhood of high pressure Pd, the pressure demand equivalent to the case where the inside of a housing is filled up with high pressure refrigerant will be demanded for a housing. . Therefore, the weight reduction effect as the whole compressor by reducing the thickness of the housing described above cannot be obtained sufficiently.

本発明は、上記点に鑑み、2段昇圧式圧縮機の第1圧縮機構にて昇圧された中圧冷媒の不必要な圧力上昇を抑制することを目的とする。   In view of the above points, an object of the present invention is to suppress an unnecessary increase in pressure of a medium-pressure refrigerant that has been pressurized by a first compression mechanism of a two-stage booster compressor.

上記目的を達成するため、本発明は、冷媒を吸入して圧縮する第1圧縮機構(19)および第1圧縮機構(19)にて昇圧された中圧冷媒を圧縮して吐出する第2圧縮機構(20)を有する2段昇圧式圧縮機(14)と、2段昇圧式圧縮機(14)から吐出された冷媒の有する熱量を熱交換対象流体に放熱させる放熱器(15)と、放熱器(15)から流出した冷媒を減圧膨張させる減圧手段(16、30)と、減圧手段(16、30)にて減圧された冷媒を蒸発させる蒸発器(17)と、2段昇圧式圧縮機(14)吐出口から減圧手段(16、30)入口へ至る高圧冷媒の高圧圧力(Pd)の目標圧力(Pt)を決定する目標圧力決定手段(S4)とを備え、高圧圧力(Pd)が、目標圧力(Pt)に近づくように制御される冷凍サイクル装置であって、
さらに、2段昇圧式圧縮機(14)に吸入される冷媒の吸入圧力(Ps)に相関を有する物理量を検出する吸入圧力検出手段(23、25、26)を備え、吸入圧力検出手段(23、25、26)によって検出された検出値(Tam、Twi、Te)が予め定めた設定値(TamA、TwiA、TeA)以上になったときに、検出値(Tam、Twi、Te)の増加に伴って、中圧冷媒の中圧圧力(Pm)が予め定めた所定圧力未満となるように、高圧圧力(Pd)を低下させることを特徴とする。
In order to achieve the above object, the present invention provides a first compression mechanism (19) that sucks and compresses a refrigerant, and a second compression that compresses and discharges a medium-pressure refrigerant pressurized by the first compression mechanism (19). A two-stage booster compressor (14) having a mechanism (20), a radiator (15) that dissipates heat generated by the refrigerant discharged from the two-stage booster compressor (14) to a heat exchange target fluid, and heat radiation Decompression means (16, 30) for decompressing and expanding the refrigerant flowing out of the evaporator (15), an evaporator (17) for evaporating the refrigerant decompressed by the decompression means (16, 30), and a two-stage booster compressor (14) a target pressure determining means (S4) for determining a target pressure (Pt) of the high pressure (Pd) of the high-pressure refrigerant from the discharge port to the pressure reducing means (16, 30) inlet, the high pressure (Pd) being Refrigeration cycle controlled to approach the target pressure (Pt) A location,
Furthermore, it comprises suction pressure detection means (23, 25, 26) for detecting a physical quantity having a correlation with the suction pressure (Ps) of the refrigerant sucked into the two-stage booster compressor (14), and the suction pressure detection means (23 25, 26), when the detected values (Tam, Twi, Te) are equal to or higher than a predetermined set value (TamA, TwiA, TeA), the detected values (Tam, Twi, Te) increase. Along with this, the high pressure (Pd) is reduced so that the medium pressure (Pm) of the medium pressure refrigerant is less than a predetermined pressure .

これによれば、吸入圧力検出手段(23、25、26)によって検出された検出値(Tam、Twi、Te)が予め定めた設定値(TamA、TwiA、TeA)以上になったときに、検出値(Tam、Twi、Te)の増加に伴って、高圧圧力(Pd)を低下させ、上述の式F2におけるη1を大きくすることで、吸入圧力(Ps)が上昇しても第1圧縮機構(19)にて昇圧された中圧冷媒の中圧圧力を確実に低下させることができる。   According to this, when the detection values (Tam, Twi, Te) detected by the suction pressure detection means (23, 25, 26) become equal to or higher than a predetermined set value (TamA, TwiA, TeA) As the values (Tam, Twi, Te) increase, the high pressure (Pd) is decreased, and by increasing η1 in the above formula F2, the first compression mechanism (Ps) is increased even if the suction pressure (Ps) is increased. The intermediate pressure of the medium pressure refrigerant whose pressure has been increased in 19) can be reliably reduced.

すなわち、前述の図12で説明したように、吸入圧力(Ps)の上昇に伴って、中圧圧力と高圧圧力(Pd)との圧力差が小さくなっても、高圧圧力(Pd)を低下させれば、中圧圧力を確実に低下させることができる。その結果、2段昇圧式圧縮機(14)の吸入圧力(Ps)の上昇に伴って、中圧圧力が不必要に上昇してしまうことを抑制できる。   That is, as described with reference to FIG. 12, even if the pressure difference between the intermediate pressure and the high pressure (Pd) becomes smaller as the suction pressure (Ps) increases, the high pressure (Pd) is reduced. Then, the intermediate pressure can be reliably reduced. As a result, it is possible to prevent the intermediate pressure from increasing unnecessarily as the suction pressure (Ps) of the two-stage booster compressor (14) increases.

また、第1圧縮機構(19)および第2圧縮機構(20)を収容するハウジング内に、高圧冷媒あるいは中圧冷媒が満たされる場合であっても、吸入圧力の上昇に伴う高圧圧力(Pd)および中圧圧力の不必要な上昇を抑制することができるので、ハウジングの耐圧圧力を必要以上に上昇させなくてもよい。その結果、上述した圧縮機(11)全体としての軽量化効果を充分に得ることもできる。   Further, even when the housing accommodating the first compression mechanism (19) and the second compression mechanism (20) is filled with the high-pressure refrigerant or the medium-pressure refrigerant, the high pressure (Pd) accompanying the increase in the suction pressure. Since an unnecessary increase in the intermediate pressure can be suppressed, the pressure resistance of the housing need not be increased more than necessary. As a result, the above-described compressor (11) as a whole can be sufficiently lightened.

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、さらに、高圧圧力(Pd)を検出する高圧圧力検出手段(28)と、高圧冷媒の温度を検出する高圧温度検出手段(24)とを備えることを特徴とする。   According to a second aspect of the present invention, in the refrigeration cycle apparatus according to the first aspect, a high pressure detecting means (28) for detecting a high pressure (Pd) and a high pressure detecting means for detecting the temperature of the high pressure refrigerant. (24).

これによれば、具体的に、吸入圧力検出手段(23、25、26)の検出値(Tam、Twi、Te)が予め定めた設定値(TamA、TwiA、TeA)以上になっていないときは、高圧温度検出手段(24)によって検出された検出温度に基づいて、目標高圧(Pt)を決定することができる。   Specifically, when the detection values (Tam, Twi, Te) of the suction pressure detection means (23, 25, 26) are not equal to or higher than a predetermined set value (TamA, TwiA, TeA). The target high pressure (Pt) can be determined based on the detected temperature detected by the high pressure temperature detecting means (24).

さらに、吸入圧力検出手段(23、25、26)の検出値(Tam、Twi、Te)が予め定めた設定値(TamA、TwiA、TeA)以上になっているときは、高圧圧力検出手段(28)に基づいて、高圧圧力(Pd)を低下させることができる。   Further, when the detection values (Tam, Twi, Te) of the suction pressure detection means (23, 25, 26) are equal to or higher than a predetermined set value (TamA, TwiA, TeA), the high pressure detection means (28 ), The high pressure (Pd) can be reduced.

請求項3に記載の発明のように、請求項1または2に記載の冷凍サイクル装置において、目標圧力決定手段(S4)は、検出値(Tam、Twi、Te)が予め定めた設定値(TamA、TwiA、TeA)以上になったときに、検出値(Tam、Twi、Te)の増加に伴って、目標圧力(Pt)を低下させるようになっていてもよい。これにより、具体的に高圧圧力(Pd)を低下させることができる。   As in the third aspect of the invention, in the refrigeration cycle apparatus of the first or second aspect, the target pressure determining means (S4) is configured such that the detected values (Tam, Twi, Te) are preset values (TamA). , TwiA, TeA) or higher, the target pressure (Pt) may be reduced as the detection values (Tam, Twi, Te) increase. Thereby, the high pressure (Pd) can be specifically reduced.

さらに、請求項4に記載の発明のように、請求項1ないし3のいずれか1つに記載の冷凍サイクル装置において、2段昇圧式圧縮機(14)の冷媒吐出能力を制御する吐出能力制御手段(22a)を備え、吐出能力制御手段(22a)は、検出値(Tam、Twi、Te)が予め定めた設定値(TamA、TwiA、TeA)以上になったときに、検出値(Tam、Twi、Te)の増加に伴って、冷媒吐出能力を低下させるようになっていてもよい。これにより、確実に高圧圧力(Pd)を低下させることができる。   Further, as in the invention according to claim 4, in the refrigeration cycle apparatus according to any one of claims 1 to 3, the discharge capacity control for controlling the refrigerant discharge capacity of the two-stage booster compressor (14). Means (22a), and the discharge capacity control means (22a) detects the detected values (Tam, TwiA, TeA) when the detected values (Tam, Twi, Te) are equal to or higher than a predetermined set value (TamA, TwiA, TeA). The refrigerant discharge capacity may be reduced as Twi, Te) increase. As a result, the high pressure (Pd) can be reliably reduced.

なお、本発明における「冷媒吐出能力を低下させる」とは、単に、冷媒吐出能力を低下させて、サイクルを循環する冷媒流量を減少させることのみを意味するものではなく、サイクルに冷媒を循環させない状態、すなわちサイクルを循環する冷媒流量を0として実質的にサイクルの運転を停止させることを含む意味である。   In the present invention, “reducing the refrigerant discharge capacity” does not simply mean reducing the refrigerant discharge capacity and reducing the flow rate of the refrigerant circulating in the cycle, and does not circulate the refrigerant in the cycle. This means that the operation of the cycle is substantially stopped by setting the state, that is, the flow rate of the refrigerant circulating in the cycle to zero.

さらに、請求項5に記載の発明のように、請求項1ないし3のいずれか1つに記載の冷凍サイクル装置において、減圧手段(16、30)の絞り開度を制御する絞り開度制御手段(22b)を備え、絞り開度制御手段(22b)は、検出値(Tam、Twi、Te)が予め定めた設定値(TamA、TwiA、TeA)以上になったときに、検出値(Tam、Twi、Te)の増加に伴って、絞り開度を増加させるようになっていてもよい。これにより、確実に高圧圧力(Pd)を低下させることができる。   Further, as in the invention according to claim 5, in the refrigeration cycle apparatus according to any one of claims 1 to 3, the throttle opening degree control means for controlling the throttle opening degree of the decompression means (16, 30). (22b), and the throttle opening control means (22b) detects the detected value (Tam, TwiA, TeA) when the detected value (Tam, Twi, Te) is equal to or higher than a predetermined set value (TamA, TwiA, TeA). The throttle opening may be increased as Twi, Te) increase. As a result, the high pressure (Pd) can be reliably reduced.

請求項6に記載の発明のように、吸入圧力検出手段は、放熱器(15)において高圧冷媒と熱交換する熱交換対象流体の温度(Twi)を検出する流体温度センサ(23)によって構成されていてもよいし、請求項7に記載の発明のように、蒸発器(17)において低圧冷媒と熱交換する室外空気の外気温(Tam)を検出する外気温センサ(25)によって構成されていてもよいし、さらに、請求項8に記載の発明のように、蒸発器(17)における低圧冷媒の蒸発温度(Te)を検出する蒸発温度センサ(26)によって構成されていてもよい。   As in the sixth aspect of the present invention, the suction pressure detecting means includes a fluid temperature sensor (23) that detects the temperature (Twi) of the heat exchange target fluid that exchanges heat with the high-pressure refrigerant in the radiator (15). Or an outside air temperature sensor (25) that detects the outside air temperature (Tam) of the outdoor air that exchanges heat with the low-pressure refrigerant in the evaporator (17), as in the invention described in claim 7. Further, as in the invention described in claim 8, it may be constituted by an evaporation temperature sensor (26) for detecting the evaporation temperature (Te) of the low-pressure refrigerant in the evaporator (17).

これによれば、圧力センサに対して安価な温度センサによって吸入圧力検出手段(23、25、26)を構成できるので、冷凍サイクル装置の製造コストの低減を図ることができる。   According to this, since the suction pressure detection means (23, 25, 26) can be configured by an inexpensive temperature sensor with respect to the pressure sensor, the manufacturing cost of the refrigeration cycle apparatus can be reduced.

請求項9に記載の発明では、請求項1ないし8のいずれか1つに記載の冷凍サイクル装置において、減圧手段は、高圧冷媒を減圧膨張させるノズル部(30a)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(30)にて構成されていることを特徴とする。   In a ninth aspect of the present invention, in the refrigeration cycle apparatus according to any one of the first to eighth aspects, the decompression means is a high-speed refrigerant flow ejected from the nozzle portion (30a) that decompresses and expands the high-pressure refrigerant. It is characterized by comprising an ejector (30) which sucks the refrigerant into the interior and mixes the sucked refrigerant and a high-speed refrigerant flow to increase the pressure.

これによれば、エジェクタ(30)の昇圧作用によって2段昇圧式圧縮機(14)吸入冷媒の吸入圧力(Ps)を上昇させて、2段昇圧式圧縮機(14)の駆動動力を低減できるので、COPの向上を図ることもできる。   According to this, the suction pressure (Ps) of the suction refrigerant of the two-stage booster compressor (14) can be increased by the boosting action of the ejector (30), and the driving power of the two-stage booster compressor (14) can be reduced. Therefore, the COP can be improved.

請求項10に記載の発明のように、請求項1ないし9のいずれか1つに記載の冷凍サイクル装置において、熱交換対象流体は、水であってもよい。これにより、冷凍サイクル装置を給湯機に適用できる。   As in the tenth aspect of the invention, in the refrigeration cycle apparatus according to any one of the first to ninth aspects, the heat exchange target fluid may be water. Thereby, a refrigerating cycle device is applicable to a hot water supply machine.

請求項11に記載の発明のように、請求項1ないし10のいずれか1つに記載の冷凍サイクル装置において、冷媒は二酸化炭素であってもよい。これにより、高圧圧力(Pd)が冷媒の臨界圧力を超える超臨界冷凍サイクルを構成して、高圧冷媒の温度を上昇させることができるので、放熱器(15)にて熱交換対象流体へ放熱する熱量を増加できる。   As in the invention according to claim 11, in the refrigeration cycle apparatus according to any one of claims 1 to 10, the refrigerant may be carbon dioxide. Thereby, a supercritical refrigeration cycle in which the high-pressure pressure (Pd) exceeds the critical pressure of the refrigerant can be configured and the temperature of the high-pressure refrigerant can be raised, so that heat is radiated to the heat exchange target fluid by the radiator (15). The amount of heat can be increased.

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ものである。   In addition, the code | symbol in the bracket | parenthesis of each means described in this column and the claim shows the correspondence with the specific means as described in embodiment mentioned later.

(第1実施形態)
図1〜8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。
(First embodiment)
1st Embodiment of this invention is described with FIGS. In the present embodiment, the refrigeration cycle apparatus of the present invention is applied to a heat pump type hot water heater 10, and FIG. 1 is an overall configuration diagram of the heat pump type hot water heater 10 of the present embodiment.

このヒートポンプ式給湯機10は、給湯水を貯留する貯湯タンク11、貯湯タンク11内の給湯水を循環する水循環通路12、および、給湯水を加熱するためのヒートポンプサイクル13を備えている。まず、貯湯タンク11は、耐食性に優れた金属(例えば、ステンレス)製で、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。   The heat pump hot water heater 10 includes a hot water storage tank 11 that stores hot water, a water circulation passage 12 that circulates the hot water in the hot water storage tank 11, and a heat pump cycle 13 that heats the hot water. First, the hot water storage tank 11 is a hot water tank that is made of a metal (for example, stainless steel) having excellent corrosion resistance, has a heat insulating structure, and can keep hot hot water for a long time.

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11a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11bから水道水が給水されるようになっている。   Hot water stored in the hot water storage tank 11 is discharged from a hot water outlet 11a provided in the upper part of the hot water storage tank 11, mixed with cold water from the water at a temperature control valve (not shown), and then adjusted to a temperature in the kitchen or bath. Hot water is supplied. In addition, tap water is supplied from a water supply port 11 b provided in the lower part of the hot water storage tank 11.

水循環通路12には、給湯水を循環させる電動水ポンプ12aが配置されており、給湯水は、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上部の給湯水入口11d→貯湯タンク11→貯湯タンク11下部の給湯水出口11c→電動水ポンプ12aの順に流れる。   In the water circulation passage 12, an electric water pump 12a for circulating hot water is disposed. The hot water is supplied from the electric water pump 12a to a water passage 15a of a water-refrigerant heat exchanger 15 to be described later → hot water in the upper part of the hot water storage tank 11. It flows in the order of the water inlet 11d → the hot water storage tank 11 → the hot water outlet 11c at the lower part of the hot water storage tank 11 → the electric water pump 12a.

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高圧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。   The heat pump cycle 13 is a refrigeration cycle in which a compressor 14, a water-refrigerant heat exchanger 15, an electric expansion valve 16, an evaporator 17 and the like are sequentially connected by piping. The heat pump cycle 13 employs carbon dioxide as a refrigerant, and constitutes a supercritical refrigeration cycle in which the high-pressure refrigerant discharged from the compressor 14 has a high pressure equal to or higher than the critical pressure of the refrigerant.

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、圧縮して吐出するものである。この圧縮機14の詳細については、図2により説明する。図2は、圧縮機14の軸方向の概略的な断面図である。図2に示すように、圧縮機14は、ハウジング18、第1圧縮機構19、第2圧縮機構20および電動モータ21等を有して構成される電動式の2段昇圧式圧縮機である。   The compressor 14 sucks, compresses and discharges the refrigerant in the heat pump cycle 13. Details of the compressor 14 will be described with reference to FIG. FIG. 2 is a schematic cross-sectional view of the compressor 14 in the axial direction. As shown in FIG. 2, the compressor 14 is an electric two-stage booster compressor that includes a housing 18, a first compression mechanism 19, a second compression mechanism 20, an electric motor 21, and the like.

ハウジング18は、略円筒状に形成されて圧縮機14の外殻を構成するとともに、第1圧縮機構19、第2圧縮機構20および電動モータ21を収容する金属(例えば、ステンレス)製の耐圧密閉容器である。   The housing 18 is formed in a substantially cylindrical shape and constitutes an outer shell of the compressor 14, and is a metal (for example, stainless steel) pressure-resistant hermetic housing the first compression mechanism 19, the second compression mechanism 20 and the electric motor 21. It is a container.

より具体的には、ハウジング18は、カップ状のモータハウジング18aおよび圧縮機構ハウジング18bにより構成されている。さらに、その内部に第1圧縮機構19、第2圧縮機構20および電動モータ21等を収容した状態で、モータハウジング18aおよび圧縮機構ハウジング18bの開口端部同士を溶接等の接合手段によって接合して形成されている。   More specifically, the housing 18 includes a cup-shaped motor housing 18a and a compression mechanism housing 18b. Further, the opening end portions of the motor housing 18a and the compression mechanism housing 18b are joined to each other by joining means such as welding in a state where the first compression mechanism 19, the second compression mechanism 20, the electric motor 21 and the like are accommodated therein. Is formed.

また、ハウジング18(具体的には、圧縮機構ハウジング18b)には、ハウジング18の外部から内部に冷媒を吸入するための1つの吸入口18cおよびハウジング18の内部から外部へ冷媒を吐出するための1つの吐出口18dが設けられている。   The housing 18 (specifically, the compression mechanism housing 18b) has a single inlet 18c for sucking refrigerant from the outside of the housing 18 into the housing 18 and for discharging the refrigerant from the inside of the housing 18 to the outside. One discharge port 18d is provided.

第1圧縮機構19は、ハウジング18内壁に固定されたシリンダ部19aの内部でポンプロータ部19bを偏心回転させる周知のロータリ型(ローリングピストン)型の圧縮機構である。また、第1圧縮機構19において冷媒を吸引する冷媒吸入口19cは、ハウジング18の吸入口18cに接続されている。従って、ハウジング18の外部から内部へ吸入される冷媒は、第1圧縮機構19へ吸入されることになる。   The first compression mechanism 19 is a known rotary type (rolling piston) type compression mechanism that eccentrically rotates the pump rotor portion 19 b inside a cylinder portion 19 a fixed to the inner wall of the housing 18. The refrigerant suction port 19 c that sucks the refrigerant in the first compression mechanism 19 is connected to the suction port 18 c of the housing 18. Therefore, the refrigerant sucked from the outside to the inside of the housing 18 is sucked into the first compression mechanism 19.

一方、第1圧縮機構19において冷媒を吐出する冷媒吐出口19dは、ハウジング18の内部で開放している。従って、ハウジング18の内部の圧力は、中圧冷媒の中圧圧力となる。   On the other hand, the refrigerant discharge port 19 d that discharges the refrigerant in the first compression mechanism 19 is open inside the housing 18. Accordingly, the pressure inside the housing 18 becomes the medium pressure of the medium pressure refrigerant.

第2圧縮機構20は、第1圧縮機構19と同様に、シリンダ部20aおよびポンプロータ部20bを有して構成されるロータリ型の圧縮機構である。この第2圧縮機構20において冷媒を吸引する冷媒吸入口20cは、ハウジング18内部で開放している。従って、第2圧縮機構20へは、第1圧縮機構にて昇圧された中圧冷媒が吸入される。   Similar to the first compression mechanism 19, the second compression mechanism 20 is a rotary type compression mechanism that includes a cylinder portion 20 a and a pump rotor portion 20 b. In the second compression mechanism 20, the refrigerant suction port 20 c that sucks the refrigerant is open inside the housing 18. Therefore, the intermediate pressure refrigerant whose pressure has been increased by the first compression mechanism is sucked into the second compression mechanism 20.

一方、第2圧縮機構20において冷媒を吐出する冷媒吐出部20dは、ハウジング18の吐出口18dに接続されている。従って、第2圧縮機構20にて昇圧された高圧冷媒がハウジング18の内部から外部へ吐出されることになる。すなわち、圧縮機14において、冷媒は図2の太矢印に示すように流れる。   On the other hand, the refrigerant discharge portion 20 d that discharges the refrigerant in the second compression mechanism 20 is connected to the discharge port 18 d of the housing 18. Therefore, the high-pressure refrigerant whose pressure has been increased by the second compression mechanism 20 is discharged from the inside of the housing 18 to the outside. That is, in the compressor 14, the refrigerant flows as shown by the thick arrows in FIG.

次に、電動モータ21は、ハウジング18内壁に固定されたステータコイル21a、ステータコイル21a内で回転するロータ21bおよびロータ21bに固定されてロータ21bと一体となって回転するシャフト21cを有して構成される周知の交流型の電動機である。もちろん、直流型の電動機であってもよい。   Next, the electric motor 21 has a stator coil 21a fixed to the inner wall of the housing 18, a rotor 21b rotating in the stator coil 21a, and a shaft 21c fixed to the rotor 21b and rotated integrally with the rotor 21b. It is a well-known AC type electric motor configured. Of course, a DC motor may be used.

また、シャフト21cは、ハウジング18に固定された軸受け部18eに回転可能に支持されるとともに、第2圧縮機構20のポンプロータ部20aおよび第1圧縮機構19のポンプロータ部19aに一体に連結されている。   The shaft 21 c is rotatably supported by a bearing portion 18 e fixed to the housing 18 and is integrally connected to the pump rotor portion 20 a of the second compression mechanism 20 and the pump rotor portion 19 a of the first compression mechanism 19. ing.

従って、電動モータ21に電力が供給されることによってロータ21bとともにシャフト電動モータ21が回転し、第1、2圧縮機構19、20に回転駆動力が伝達されて、冷媒が圧縮機14の吸入口18c→第1圧縮機構19→第2圧縮機構20→吐出口18dの順に吸入、圧縮されて吐出される。この際、前述の如く、冷媒(二酸化炭素)は臨界圧力以上(超臨界状態)になるまで昇圧される。   Accordingly, when electric power is supplied to the electric motor 21, the shaft electric motor 21 is rotated together with the rotor 21 b, the rotational driving force is transmitted to the first and second compression mechanisms 19, 20, and the refrigerant is sucked into the suction port of the compressor 14. 18c → first compression mechanism 19 → second compression mechanism 20 → discharge port 18d in the order of suction, compression and discharge. At this time, as described above, the pressure of the refrigerant (carbon dioxide) is increased until it reaches a critical pressure or higher (supercritical state).

圧縮機14の吐出口18d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吐出冷媒の有する熱量を給湯水に放熱させる放熱器である。   A refrigerant passage 15 b inlet side of the water-refrigerant heat exchanger 15 is connected to the discharge port 18 d of the compressor 14. The water-refrigerant heat exchanger 15 is a heat exchanger configured to include a water passage 15a through which hot water passes and a refrigerant passage 15b through which high-temperature and high-pressure refrigerant discharged from the compressor 14 passes. 14 is a heat radiator that dissipates heat to the hot water supply.

従って、本実施形態では、給湯水が熱交換対象流体となる。なお、本実施形態のヒートポンプサイクル13では、圧縮機14吐出冷媒の圧力が臨界圧力以上となる超臨界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。   Therefore, in this embodiment, the hot water is the heat exchange target fluid. In the heat pump cycle 13 of the present embodiment, a supercritical cycle in which the pressure of the refrigerant discharged from the compressor 14 is equal to or higher than the critical pressure constitutes the refrigerant passing through the refrigerant passage 15b of the water-refrigerant heat exchanger 15. The heat is dissipated in a supercritical state without condensing.

水−冷媒熱交換器15の冷媒通路15b出口側は、電気式膨張弁16の入口側に接続されている。電気式膨張弁16は冷媒通路15bから流出した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の吐出口18dから電気式膨張弁16の入口側へ至る冷媒の高圧圧力Pdを制御する圧力制御手段でもある。   The outlet side of the refrigerant passage 15 b of the water-refrigerant heat exchanger 15 is connected to the inlet side of the electric expansion valve 16. The electric expansion valve 16 is a pressure reducing means for decompressing and expanding the refrigerant flowing out from the refrigerant passage 15b, and a pressure for controlling the high pressure Pd of the refrigerant from the discharge port 18d of the compressor 14 to the inlet side of the electric expansion valve 16. It is also a control means.

より具体的には、この電気式膨張弁16は、絞り開度を調節する弁体16aと、この弁体16aの絞り開度を可変制御するサーボ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。   More specifically, the electric expansion valve 16 includes a valve body 16a that adjusts the throttle opening, and an electric actuator 16b that includes a servo motor that variably controls the throttle opening of the valve body 16a. Is done.

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電動送風ファン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で、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。   An evaporator 17 is connected to the outlet side of the electric expansion valve 16. The evaporator 17 heat-exchanges the low-pressure refrigerant decompressed by the electric expansion valve 16 and the outside air (outdoor air) blown by the electric blower fan 17a, thereby evaporating the low-pressure refrigerant and exerting an endothermic effect. It is a heat exchanger for heat absorption.

本実施形態では、蒸発器17として、低圧冷媒と外気との熱交換を促進させるプレート状のフィンと、内部を冷媒が通過するチューブとを有して構成される、いわゆるフィンアンドチューブ型の熱交換器を採用している。   In the present embodiment, as the evaporator 17, a so-called fin-and-tube type heat configured to include a plate-like fin that promotes heat exchange between the low-pressure refrigerant and the outside air and a tube through which the refrigerant passes. An exchanger is used.

蒸発器17の冷媒出口側には、アキュムレータ17bが接続されている。アキュムレータ17bは、蒸発器17から流出した冷媒の気液を分離して余剰冷媒を貯える気液分離器である。アキュムレータ17bの気相冷媒出口には、圧縮機14の吸入口18cが接続されている。   An accumulator 17 b is connected to the refrigerant outlet side of the evaporator 17. The accumulator 17b is a gas-liquid separator that separates the gas-liquid refrigerant flowing out of the evaporator 17 and stores excess refrigerant. A suction port 18c of the compressor 14 is connected to the gas phase refrigerant outlet of the accumulator 17b.

次に、本実施形態の電気制御部の概要を説明する。図1に示す制御装置22はマイクロコンピュータおよびその周辺回路等により構成され、その出力側には、電動水ポンプ12a、圧縮機14の電動モータ21、電気式膨張弁16の電動アクチュエータ16b、電動送風ファン17a等が接続され、これらの機器の作動を制御する。   Next, an outline of the electric control unit of the present embodiment will be described. The control device 22 shown in FIG. 1 is composed of a microcomputer and its peripheral circuits, and on the output side thereof is an electric water pump 12a, an electric motor 21 of the compressor 14, an electric actuator 16b of the electric expansion valve 16, an electric air blower. A fan 17a and the like are connected to control the operation of these devices.

なお、制御装置22は、上記した各アクチュエータを制御する制御手段が一体に構成されたものであるが、本実施形態では、特に、制御装置22のうち圧縮機14の電動モータ21の作動を制御する構成(ハードウェアおよびソフトウェア)を吐出能力制御手段22a、電気式膨張弁16の電動アクチュエータ16bの作動を制御する構成を絞り開度制御手段22bとする。もちろん、各制御手段22a、22bを別々の制御装置によって構成してもよい。   Note that the control device 22 is configured integrally with the above-described control means for controlling each actuator. In the present embodiment, in particular, the operation of the electric motor 21 of the compressor 14 in the control device 22 is controlled. The configuration (hardware and software) to be used is the discharge capacity control means 22a, and the configuration to control the operation of the electric actuator 16b of the electric expansion valve 16 is the throttle opening degree control means 22b. Of course, each control means 22a, 22b may be constituted by a separate control device.

また、制御装置22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Twiを検出する流体温度センサ23、水−冷媒熱交換器15の冷媒通路15b出口側の冷媒温度Tdoを検出する高圧温度検出手段である高圧冷媒温度センサ24、蒸発器17において電気式膨張弁16下流側の低圧冷媒と熱交換する外気温Tamを検出する外気温センサ25、蒸発器17における低圧冷媒の蒸発温度Teを検出する蒸発温度センサ26、圧縮機14の吐出口18dから電気式膨張弁16の入口側へ至る冷媒の高圧圧力Pdを検出する高圧圧力検出手段である高圧圧力センサ28等が接続され、これらのセンサ群の検出信号が制御装置22へ入力される。   Further, on the input side of the control device 22, a fluid temperature sensor 23 that detects the hot water temperature Twi on the inlet side of the water passage 15 a of the water-refrigerant heat exchanger 15, and the outlet side of the refrigerant passage 15 b of the water-refrigerant heat exchanger 15. High-pressure refrigerant temperature sensor 24 which is a high-pressure temperature detecting means for detecting the refrigerant temperature Tdo of the refrigerant, an outside air temperature sensor 25 for detecting the outside air temperature Tam for exchanging heat with the low-pressure refrigerant downstream of the electric expansion valve 16 in the evaporator 17, and the evaporator 17 is an evaporating temperature sensor 26 for detecting the evaporating temperature Te of the low-pressure refrigerant, and a high-pressure pressure that is a high-pressure detecting means for detecting the high-pressure pressure Pd of the refrigerant from the outlet 18d of the compressor 14 to the inlet side of the electric expansion valve 16. Sensors 28 and the like are connected, and detection signals from these sensor groups are input to the control device 22.

なお、本実施形態の蒸発温度センサ26は、具体的に、蒸発器17のフィン温度を検出しているが、もちろん、蒸発器17出口側冷媒の温度を直接検出してもよいし、蒸発器17出口側の冷媒配管の表面温度を検出してもよい。   The evaporating temperature sensor 26 of the present embodiment specifically detects the fin temperature of the evaporator 17, but of course, it may directly detect the temperature of the refrigerant on the outlet side of the evaporator 17, or the evaporator The surface temperature of the refrigerant pipe on the 17 outlet side may be detected.

また、本実施形態の高圧圧力センサ28は、具体的に、圧縮機14の吐出口18dから吐出された冷媒圧力を検出しているが、圧縮機14の吐出口18dから電気式膨張弁16の入口側へ至る高圧圧力を検出すればよい。   In addition, the high pressure sensor 28 of the present embodiment specifically detects the refrigerant pressure discharged from the discharge port 18d of the compressor 14, but the electric expansion valve 16 of the compressor 14 is discharged from the discharge port 18d of the compressor 14. What is necessary is just to detect the high pressure which reaches the inlet side.

なお、高圧圧力検出手段を、圧縮機14の吐出口18dと水−冷媒熱交換器15との間に配置すれば、冷媒通路15bにおける圧力損失の影響を受けることなく圧縮機14吐出冷媒の圧力をより正確に検出でき、一方、水−冷媒熱交換器15と電気式膨張弁3の入口側との間に配置すれば、水−冷媒熱交換器15にて放熱後の冷媒の圧力を検出できるので、高圧圧力検出手段に要求される耐熱性を低下させることができる。   If the high pressure detection means is arranged between the discharge port 18d of the compressor 14 and the water-refrigerant heat exchanger 15, the pressure of the refrigerant discharged from the compressor 14 without being affected by the pressure loss in the refrigerant passage 15b. On the other hand, if it is arranged between the water-refrigerant heat exchanger 15 and the inlet side of the electric expansion valve 3, the water-refrigerant heat exchanger 15 detects the refrigerant pressure after heat dissipation. Therefore, the heat resistance required for the high pressure detection means can be reduced.

さらに、制御装置22の入力側には、操作パネル27が接続され、給湯機作動・停止の操作信号、給湯機の給湯温度設定信号等が制御装置22へ入力される。   Further, an operation panel 27 is connected to the input side of the control device 22, and an operation signal for hot water heater operation / stop, a hot water supply temperature setting signal for the water heater, and the like are input to the control device 22.

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3、4に基づいて説明する。図3は、制御装置22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27の給湯機作動信号が制御装置22に入力されるとスタートする。   Next, the operation of the heat pump type water heater 10 of the present embodiment in the above configuration will be described with reference to FIGS. FIG. 3 is a flowchart showing a control process executed by the control device 22. This control process starts when a hot water heater operation signal of the operation panel 27 is input to the control device 22 in a state where power is supplied to the heat pump hot water heater 10 from the outside.

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で操作パネル27の操作信号および車両環境状態の信号、すなわちセンサ群23〜26等により検出された検出信号を読み込む。   First, in step S1, flags, timers, and the like are initialized, and in the next step S2, an operation signal of the operation panel 27 and a vehicle environmental state signal, that is, detection signals detected by the sensor groups 23 to 26, etc. are read.

次に、ステップS3へ進み、各種アクチュエータの制御状態がステップS2で読み込んだ操作信号および検出信号に基づいて決定される。本実施形態では、具体的に、電動水ポンプ12a、電動モータ21および電動送風ファン17aへ出力される制御信号(回転数制御信号)が決定される。   Next, the process proceeds to step S3, and control states of various actuators are determined based on the operation signal and detection signal read in step S2. In the present embodiment, specifically, control signals (rotational speed control signals) output to the electric water pump 12a, the electric motor 21, and the electric blower fan 17a are determined.

次に、ステップS4へ進み圧縮機14から吐出された高圧冷媒の目標圧力Ptが決定される。従って、このステップS4が本実施形態の目標圧力決定手段を構成する。ステップS4の詳細については、図4により説明する。   Next, it progresses to step S4 and the target pressure Pt of the high-pressure refrigerant discharged from the compressor 14 is determined. Therefore, this step S4 constitutes the target pressure determining means of this embodiment. Details of step S4 will be described with reference to FIG.

まず、ステップS41では、流体温度センサ23によって検出された給湯水温度Twiが予め定めた設定値TwiA以上になっているか否かを判定する。ステップS41にて、TwiがTwiA以上になっている場合は、ステップS45へ進み、TwiがTwiA以上になっていない場合は、ステップS42へ進む。   First, in step S41, it is determined whether or not the hot water temperature Twi detected by the fluid temperature sensor 23 is equal to or higher than a predetermined set value TwiA. If Twi is greater than or equal to TwiA in step S41, the process proceeds to step S45, and if Twi is not greater than or equal to TwiA, the process proceeds to step S42.

次に、ステップS42では、外気温センサ25によって検出された外気温Tamが予め定めた設定値TamA以上になっているか否かを判定する。ステップS41にて、TamがTamA以上になっている場合は、ステップS45へ進み、TamがTamA以上になっていない場合は、ステップS43へ進む。   Next, in step S42, it is determined whether or not the outside air temperature Tam detected by the outside air temperature sensor 25 is equal to or higher than a predetermined set value TamA. In step S41, if Tam is equal to or higher than TamA, the process proceeds to step S45, and if Tam is not equal to or higher than TamA, the process proceeds to step S43.

次に、ステップS43では、蒸発温度センサ26によって検出された蒸発温度Teが予め定めた設定値TeA以上になっているか否かを判定する。ステップS43にて、TeがTeA以上になっている場合は、ステップS45へ進み、TeがTeA以上になっていない場合は、ステップS44へ進む。   Next, in step S43, it is determined whether or not the evaporation temperature Te detected by the evaporation temperature sensor 26 is equal to or higher than a predetermined set value TeA. In step S43, if Te is equal to or higher than TeA, the process proceeds to step S45, and if Te is not equal to or higher than TeA, the process proceeds to step S44.

すなわち、ステップS41〜S43において、給湯水温度Twi、外気温Tamおよび蒸発温度Teのうち、いずれも設定値TamA、TwiA、TeA以上になっていない場合は、ステップS44へ進む。また、ステップS41〜S43において、Twi、TamおよびTeの少なくとも1つ以上が、TamA、TwiA、TeA以上になっている場合は、ステップS45へ進む。   That is, in steps S41 to S43, if none of the hot water temperature Twi, the outside air temperature Tam, and the evaporation temperature Te is equal to or higher than the set values TamA, TwiA, and TeA, the process proceeds to step S44. In Steps S41 to S43, when at least one of Twi, Tam, and Te is equal to or higher than TamA, TwiA, and TeA, the process proceeds to Step S45.

ステップS44では、高圧冷媒温度センサ24によって検出された冷媒温度Tdoに基づいて、予め記憶されている制御マップを参照して、サイクルの成績係数(COP)が略最大となる目標圧力Pt(以下、このステップS44で決定された目標圧力Ptを通常時の目標圧力Ptと呼ぶ。)を決定し、ステップS5へ進む。   In step S44, referring to the control map stored in advance based on the refrigerant temperature Tdo detected by the high-pressure refrigerant temperature sensor 24, the target pressure Pt (hereinafter, referred to as the coefficient of performance (COP) of the cycle is substantially maximized). The target pressure Pt determined in step S44 is called a normal target pressure Pt.), And the process proceeds to step S5.

一方、ステップS45では、ステップS44で決定される値よりも低い値の目標圧力Pt(以下、ステップS45で決定された目標圧力Ptを中圧圧力抑制時の目標圧力Ptと呼ぶ。)を決定し、ステップS5へ進む。ここで、ステップS45における中圧圧力抑制時の目標圧力Ptの決定の詳細について、図5〜7により説明する。   On the other hand, in step S45, a target pressure Pt having a value lower than the value determined in step S44 (hereinafter, the target pressure Pt determined in step S45 is referred to as a target pressure Pt for suppressing the intermediate pressure) is determined. The process proceeds to step S5. Here, details of the determination of the target pressure Pt when suppressing the intermediate pressure in step S45 will be described with reference to FIGS.

まず、ステップS41にて、給湯水温度TwiがTwiA以上になっている場合は、TwiがTwiA未満になっている場合に対して、圧縮機14から吐出された高圧冷媒が水−冷媒熱交換器15において放熱されにくくなるので、高圧冷媒の高圧圧力Pdが上昇しやすくなる。   First, in step S41, when the hot water temperature Twi is equal to or higher than TwiA, the high-pressure refrigerant discharged from the compressor 14 is converted into a water-refrigerant heat exchanger when Twi is lower than TwiA. 15 is difficult to dissipate heat, so the high-pressure pressure Pd of the high-pressure refrigerant is likely to increase.

高圧圧力Pdが上昇すると、後述するように、高圧圧力Pdを目標高圧Ptに近づけるため、電気式膨張弁16の絞り開度が増加する。そのため、電気式膨張弁16の出口側から圧縮機14の吸入口18cへ至る冷媒の低圧圧力(すなわち、吸入圧力Ps)も上昇し、前述の図12で説明したように、中圧圧力Pmが上昇してハウジング18の耐圧圧力を超えてしまう。   When the high pressure Pd rises, as will be described later, the throttle opening of the electric expansion valve 16 increases to bring the high pressure Pd closer to the target high pressure Pt. Therefore, the low-pressure pressure (that is, the suction pressure Ps) of the refrigerant from the outlet side of the electric expansion valve 16 to the suction port 18c of the compressor 14 also rises, and as described with reference to FIG. The pressure rises and exceeds the pressure resistance of the housing 18.

そこで、図5の太線に示すような制御マップを参照して、破線で参考として示すように中圧圧力Pmがハウジング40の耐圧圧力未満となるように目標圧力Ptを決定する。具体的には、TwiがTwiA以上になったときは、Twiの上昇に伴って目標圧力Ptを低下させる。   Therefore, the target pressure Pt is determined with reference to the control map as shown by the thick line in FIG. 5 so that the intermediate pressure Pm is less than the withstand pressure of the housing 40 as shown as a reference by the broken line. Specifically, when Twi becomes equal to or higher than TwiA, the target pressure Pt is decreased as Twi increases.

なお、目標圧力Ptを低下させることで電気式膨張弁16の絞り開度が増加し、吸入圧力Psも上昇するが、第1圧縮機構19の体積効率η1の増加効果の方が大きい範囲で目標圧力Ptを決めれば中圧圧力Pmの上昇を抑えることができる。   Note that, by reducing the target pressure Pt, the throttle opening of the electric expansion valve 16 increases and the suction pressure Ps also increases, but the target is within a range where the effect of increasing the volumetric efficiency η1 of the first compression mechanism 19 is greater. If the pressure Pt is determined, an increase in the intermediate pressure Pm can be suppressed.

また、ステップS42にて、外気温TamがTamA以上になっている場合は、TamがTamA未満になっている場合に対して、蒸発器17における冷媒蒸発温度が上昇し、圧縮機14へ吸入される吸入冷媒の吸入圧力Psが上昇するので、中圧圧力Pmが上昇してハウジング18の耐圧圧力を超えてしまう。   In step S42, when the outside air temperature Tam is equal to or higher than TamA, the refrigerant evaporation temperature in the evaporator 17 rises and is sucked into the compressor 14 as compared to the case where Tam is lower than TamA. As the suction pressure Ps of the suction refrigerant increases, the intermediate pressure Pm increases and exceeds the pressure resistance of the housing 18.

そこで、図6の太線に示すような制御マップを参照して、破線で参考として示すように中圧圧力Pmがハウジング40の耐圧圧力未満となるように目標圧力Ptを決定する。具体的には、TamがTamA以上になったときは、Tamの上昇に伴って目標圧力Ptを低下させる。   Therefore, the target pressure Pt is determined with reference to the control map as shown by the thick line in FIG. 6 so that the intermediate pressure Pm is less than the withstand pressure of the housing 40 as shown as a reference by the broken line. Specifically, when Tam becomes equal to or higher than TamA, the target pressure Pt is decreased as Tam increases.

また、ステップS43にて、蒸発温度TeがTeA以上なっている場合は、TeがTeA未満になっている場合に対して、蒸発器17における冷媒蒸発圧力が上昇して、吸入圧力Psが上昇するので、中圧圧力Pmが上昇してハウジング18の耐圧圧力を超えてしまう。   In step S43, when the evaporation temperature Te is equal to or higher than TeA, the refrigerant evaporation pressure in the evaporator 17 increases and the suction pressure Ps increases compared to the case where Te is lower than TeA. Therefore, the intermediate pressure Pm increases and exceeds the pressure resistance of the housing 18.

そこで、図7の太線に示すような制御マップを参照して、破線で参考として示すように中圧圧力Pmがハウジング40の耐圧圧力未満となるように目標圧力Ptを決定する。具体的には、TeがTeA以上なったときは、Teの上昇に伴って目標圧力Ptを低下させる。   Therefore, the target pressure Pt is determined with reference to the control map as shown by the thick line in FIG. 7 so that the intermediate pressure Pm is less than the withstand pressure of the housing 40 as shown as a reference by the broken line. Specifically, when Te is equal to or higher than TeA, the target pressure Pt is decreased as Te increases.

さらに、ステップS45では、図5〜7に示す制御マップを参照して得られた値のうち、最も低い値を中圧圧力Pmの上昇を抑制するための中圧圧力抑制時の目標圧力Ptとする。もちろん、各マップを参照して得られた値の算術平均値や、各マップを参照して得られた値の寄与度を勘案した重み付け平均値を中圧圧力抑制時の目標圧力Ptとしてもよい。   Further, in step S45, the lowest value among the values obtained by referring to the control maps shown in FIGS. 5 to 7 is set to the target pressure Pt at the time of suppressing the intermediate pressure to suppress the increase in the intermediate pressure Pm. To do. Of course, the arithmetic average value of the values obtained by referring to each map or the weighted average value considering the contribution of the values obtained by referring to each map may be used as the target pressure Pt at the time of suppressing the intermediate pressure. .

従って、本実施形態では、外気温Tam、給湯水温度Twiおよび蒸発温度Teが吸入冷媒圧力に相関を有する物理量となり、これらの物理量を検出する外気温センサ25、流体温度センサ23および蒸発温度センサ26が吸入圧力検出手段を構成する。   Therefore, in the present embodiment, the outside air temperature Tam, the hot water temperature Twi, and the evaporation temperature Te are physical quantities that are correlated with the suction refrigerant pressure, and the outside air temperature sensor 25, the fluid temperature sensor 23, and the evaporation temperature sensor 26 that detect these physical quantities. Constitutes a suction pressure detecting means.

次に、ステップS5では、高圧圧力センサ28によって検出された高圧圧力PdがステップS4で決定された目標圧力Ptに近づくように、電気式膨張弁16の絞り開度(電動アクチュエータ16bへ出力する制御信号)を決定する。次に、ステップS6へ進み、ステップS5で決定された制御状態が得られるように、制御装置22より各種アクチュエータ12a、21、17a、16a等に対して制御信号が出力される。   Next, in step S5, the throttle opening degree of the electric expansion valve 16 (control to be output to the electric actuator 16b) so that the high pressure Pd detected by the high pressure sensor 28 approaches the target pressure Pt determined in step S4. Signal). Next, it progresses to step S6 and a control signal is output with respect to various actuators 12a, 21, 17a, 16a, etc. from the control apparatus 22 so that the control state determined by step S5 may be obtained.

次のステップS7では、操作パネル27からの給湯機停止信号が制御装置22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、システムを停止させる。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。   In the next step S <b> 7, when a hot water heater stop signal from the operation panel 27 is input to the control device 22, the operation of various actuators is stopped to stop the system. On the other hand, when the hot water heater stop signal is not input, after waiting for a predetermined control period, the process returns to step S2.

従って、本実施形態のヒートポンプ式給湯機10を作動させると、圧縮機14から吐出された高温高圧の冷媒は、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。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。   Therefore, when the heat pump type water heater 10 of this embodiment is operated, the high-temperature and high-pressure refrigerant discharged from the compressor 14 flows into the refrigerant passage 15b of the water-refrigerant heat exchanger 15 and is driven by the electric water pump 12a. Heat exchange is performed with hot water flowing into the water passage 15a from the lower side of the hot water storage tank 11. Thereby, the hot water is heated, and the heated hot water is stored above the hot water storage tank 11.

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温度を高温化することができる。   At this time, in the heat pump cycle 13 of the present embodiment, carbon dioxide is used as the refrigerant and the supercritical refrigeration cycle is configured. Therefore, the temperature of the high-pressure refrigerant is increased as compared with the case where CFC is used as the refrigerant. be able to. As a result, the amount of heat radiated to the hot water in the water-refrigerant heat exchanger 15 can be increased, and the hot water temperature can be increased.

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にて減圧膨張される。電気式膨張弁16にて減圧膨張された冷媒は、蒸発器5へ流入し、電動送風ファン17aから送風された外気から吸熱して蒸発する。そして、蒸発器5から流出した冷媒は、アキュムレータ17bへ流入して気液分離される。さらに、アキュムレータ17bから流出した気相冷媒は、圧縮機14へ吸入される。   On the other hand, the high-pressure refrigerant flowing out of the water-refrigerant heat exchanger 15 is decompressed and expanded by the electric expansion valve 16. The refrigerant expanded under reduced pressure by the electric expansion valve 16 flows into the evaporator 5 and absorbs heat from the outside air blown from the electric blower fan 17a to evaporate. Then, the refrigerant that has flowed out of the evaporator 5 flows into the accumulator 17b and is gas-liquid separated. Further, the gas-phase refrigerant that has flowed out of the accumulator 17 b is sucked into the compressor 14.

本実施形態では、上記の如く作動するので、中圧圧力Pmがハウジング18の耐圧圧力を超えない通常時は、COPが略最大となる通常時の目標圧力Ptにてサイクルを運転できる。その結果、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。   In the present embodiment, since the operation is performed as described above, the cycle can be operated at the normal target pressure Pt at which the COP becomes substantially maximum at the normal time when the intermediate pressure Pm does not exceed the withstand pressure of the housing 18. As a result, the heat pump cycle 13 can be operated while exhibiting a high COP.

一方、外気温センサ25、流体温度センサ23および蒸発温度センサ26によって構成される吸入圧力検出手段の検出値が予め定めた設定値以上となったときは、通常時の目標高圧Ptよりも低い値となる中圧圧力抑制時の目標高圧Ptにてサイクルを運転させる。その結果、高圧圧力Pdを低下させて、中圧圧力Pmがハウジング18の耐圧圧力を超えてしまうことを抑制できる。   On the other hand, when the detected value of the suction pressure detecting means constituted by the outside air temperature sensor 25, the fluid temperature sensor 23, and the evaporation temperature sensor 26 is equal to or higher than a predetermined set value, the value is lower than the target high pressure Pt at normal time. The cycle is operated at the target high pressure Pt when the intermediate pressure is suppressed. As a result, it is possible to reduce the high pressure Pd and prevent the intermediate pressure Pm from exceeding the pressure resistance of the housing 18.

すなわち、図8のモリエル線図に示すように、通常時(図8の太実線)には高いCOPを発揮させながら、ヒートポンプサイクル13を運転させることができるとともに、吸入圧力Psが上昇して中圧圧力Pmの上昇を抑制する必要がある中圧圧力抑制時(図8の太破線)には中圧圧力Pmをハウジング18の耐圧圧力未満に低下させることができる。   That is, as shown in the Mollier diagram of FIG. 8, the heat pump cycle 13 can be operated while exhibiting a high COP in a normal state (thick solid line of FIG. 8), and the suction pressure Ps is increased. At the time of suppressing the intermediate pressure that needs to suppress the increase in the pressure Pm (the thick broken line in FIG. 8), the intermediate pressure Pm can be lowered below the withstand pressure of the housing 18.

従って、本実施形態のように、ハウジング18内に、第1圧縮機構19にて昇圧された中圧冷媒が満たされる2段昇圧式圧縮機を備えるヒートポンプサイクル13であっても、ハウジング18の耐圧圧力を必要以上に上昇させなくてもよい。   Accordingly, even in the heat pump cycle 13 including the two-stage booster compressor in which the housing 18 is filled with the medium-pressure refrigerant boosted by the first compression mechanism 19 as in the present embodiment, the pressure resistance of the housing 18 is increased. It is not necessary to increase the pressure more than necessary.

なお、本実施形態では、吸入圧力検出手段を外気温センサ25、流体温度センサ23および蒸発温度センサ26によって構成しているが、吸入圧力検出手段は、もちろん、吸入圧力Psを直接検出する吸入圧力センサで構成してもよい。これに対して、本実施形態では、圧力センサよりも安価な温度センサによって吸入圧力検出手段を構成しているので、ヒートポンプ式給湯機10全体としての製造コストの低減を図ることができる。   In the present embodiment, the suction pressure detecting means is constituted by the outside air temperature sensor 25, the fluid temperature sensor 23, and the evaporation temperature sensor 26. Of course, the suction pressure detecting means is a suction pressure for directly detecting the suction pressure Ps. You may comprise with a sensor. On the other hand, in this embodiment, since the suction pressure detection means is constituted by a temperature sensor that is cheaper than the pressure sensor, the manufacturing cost of the heat pump hot water heater 10 as a whole can be reduced.

(第2実施形態)
第1実施形態では、吸入圧力検出手段の検出値が予め定めた設定値以上となったときに、これらの検出値の増加に伴って、目標圧力Ptを低下させることによって、高圧圧力Pdを低下させているが、本実施形態では、目標圧力Ptを変化させることなく、高圧圧力Pdを低下させる例を説明する。
(Second Embodiment)
In the first embodiment, when the detected value of the suction pressure detecting means becomes equal to or higher than a predetermined set value, the target pressure Pt is decreased as the detected value increases, thereby decreasing the high pressure Pd. However, in the present embodiment, an example will be described in which the high pressure Pd is reduced without changing the target pressure Pt.

本実施形態のヒートポンプ式給湯機10の全体構成は、第1実施形態と全く同様である。以下、本実施形態の作動を図9、10に基づいて説明する。図9は、制御装置22が実行する制御処理を示すフローチャートである。なお、図9では、第1実施形態と同一もしくは均等部分には同一の符号を付している。これは以下の図においても同様である。   The overall configuration of the heat pump type water heater 10 of the present embodiment is exactly the same as that of the first embodiment. Hereinafter, the operation of the present embodiment will be described with reference to FIGS. FIG. 9 is a flowchart showing a control process executed by the control device 22. In FIG. 9, the same or equivalent parts as those in the first embodiment are denoted by the same reference numerals. The same applies to the following drawings.

まず、第1実施形態と同様に、ステップS1でフラグ、タイマ等の初期化がなされ、次のステップS2で操作信号および検出信号を読み込み、ステップS3で各種アクチュエータ(電動水ポンプ12a、電動モータ21および電動送風ファン17a)へ出力される制御信号が決定される。   First, as in the first embodiment, initialization of flags, timers, and the like is performed in step S1, operation signals and detection signals are read in next step S2, and various actuators (electric water pump 12a, electric motor 21 are read in step S3. And the control signal output to the electric blower fan 17a) is determined.

次に、ステップS4’へ進み圧縮機14から吐出された高圧冷媒の目標圧力Ptが決定される。従って、本実施形態では、このステップS4’目標圧力決定手段を構成する。具体的には、第1実施形態のステップS4のステップS44と同様に、高圧冷媒温度センサ24によって検出された冷媒温度Tdoに基づいて、予め記憶されている制御マップを参照して、COPが略最大となる目標圧力Ptを決定する。   Next, the process proceeds to step S4 ', and the target pressure Pt of the high-pressure refrigerant discharged from the compressor 14 is determined. Therefore, in this embodiment, this step S4 'target pressure determination means is comprised. Specifically, as in step S44 of step S4 of the first embodiment, the COP is abbreviated with reference to a control map stored in advance based on the refrigerant temperature Tdo detected by the high-pressure refrigerant temperature sensor 24. The maximum target pressure Pt is determined.

ステップS5では、高圧圧力PdがステップS4’で決定された目標圧力Ptに近づくように、電気式膨張弁16の絞り開度(電動アクチュエータ16bへ出力する制御信号)を決定する。次に、ステップS50へ進み、圧縮機14の電動モータ21へ出力される制御信号を修正する。ステップS50の詳細については、図10により説明する。   In step S5, the throttle opening degree of the electric expansion valve 16 (control signal output to the electric actuator 16b) is determined so that the high pressure Pd approaches the target pressure Pt determined in step S4 '. Next, it progresses to step S50 and the control signal output to the electric motor 21 of the compressor 14 is corrected. Details of step S50 will be described with reference to FIG.

まず、ステップS51では、流体温度センサ23によって検出された給湯水温度Twiが予め定めた設定値TwiA以上になっているか否かを判定する。ステップS51にて、TwiがTwiA以上になっている場合は、ステップS54へ進み、TwiがTwiA以上になっていない場合は、ステップS52へ進む。   First, in step S51, it is determined whether or not the hot water temperature Twi detected by the fluid temperature sensor 23 is equal to or higher than a predetermined set value TwiA. In step S51, if Twi is equal to or greater than TwiA, the process proceeds to step S54. If Twi is not equal to or greater than TwiA, the process proceeds to step S52.

次に、ステップS52では、外気温センサ25によって検出された外気温Tamが予め定めた設定値TamA以上になっているか否かを判定する。ステップS52にて、TamがTamA以上になっている場合は、ステップS54へ進み、TamがTamA以上になっていない場合は、ステップS53へ進む。   Next, in step S52, it is determined whether or not the outside air temperature Tam detected by the outside air temperature sensor 25 is equal to or higher than a predetermined set value TamA. In step S52, if Tam is equal to or higher than TamA, the process proceeds to step S54. If Tam is not equal to or higher than TamA, the process proceeds to step S53.

次に、ステップS53では、蒸発温度センサ26によって検出された蒸発温度Teが予め定めた設定値TeA以上になっているか否かを判定する。ステップS53にて、TeがTeA以上になっている場合は、ステップS54へ進み、TeがTeA以上になっていない場合は、ステップS6へ進む。   Next, in step S53, it is determined whether or not the evaporation temperature Te detected by the evaporation temperature sensor 26 is equal to or higher than a predetermined set value TeA. In step S53, if Te is equal to or greater than TeA, the process proceeds to step S54. If Te is not equal to or greater than TeA, the process proceeds to step S6.

すなわち、第1実施形態のステップS41〜S43と同様に、ステップS51〜S53において、外気温Tam、給湯水温度Twiおよび蒸発温度Teのうち、いずれも設定値TamA、TwiA、TeA以上になっていない場合は、ステップS6へ進む。従って、この場合は、圧縮機14の電動モータ21へ出力される制御信号はステップS3にて決定された値が維持され、修正されない。   That is, as in steps S41 to S43 of the first embodiment, in steps S51 to S53, none of the outside air temperature Tam, the hot water temperature Twi, and the evaporation temperature Te is higher than the set values TamA, TwiA, and TeA. If yes, go to Step S6. Therefore, in this case, the control signal output to the electric motor 21 of the compressor 14 maintains the value determined in step S3 and is not corrected.

一方、外気温Tam、給湯水温度Twiおよび蒸発温度Teの少なくとも1つ以上が、設定値TamA、TwiA、TeA以上になっている場合は、ステップS54へ進む。ステップS54では、予め記憶された制御マップを参照して、中圧圧力Pmがハウジング18の耐圧圧力を超えないように圧縮機14の電動モータ21へ出力される制御信号を修正する。   On the other hand, if at least one of the outside air temperature Tam, the hot water temperature Twi, and the evaporation temperature Te is equal to or higher than the set values TamA, TwiA, TeA, the process proceeds to step S54. In step S54, the control signal output to the electric motor 21 of the compressor 14 is corrected so that the intermediate pressure Pm does not exceed the withstand pressure of the housing 18 with reference to the control map stored in advance.

具体的には、前述の図5〜7と同様に、TamがTamA以上になっているときは、Tamの上昇に伴って圧縮機14の冷媒吐出能力を低下させ、TwiがTwiA以上になっているときは、Twiの上昇に伴って圧縮機14の冷媒吐出能力を低下させ、TeがTeA以上なっているときは、Teの上昇に伴って圧縮機14の冷媒吐出能力を低下させるように、制御信号を修正する。   Specifically, as in FIGS. 5 to 7 described above, when Tam is equal to or higher than TamA, the refrigerant discharge capacity of the compressor 14 is reduced as Tam increases, and Twi becomes equal to or higher than TwiA. When Te is increased, the refrigerant discharge capacity of the compressor 14 is decreased. When Te is TeA or more, the refrigerant discharge capacity of the compressor 14 is decreased as Te is increased. Correct the control signal.

さらに、ステップS54では、上述した制御マップを参照して得られた値のうち、最も低い冷媒吐出能力となる値を制御信号とする。もちろん、第1実施形態と同様に、各マップを参照して得られた値の算術平均値や、各マップを参照して得られた値の寄与度を勘案した重み付け平均値を制御信号としてもよい。   Furthermore, in step S54, the value which becomes the lowest refrigerant | coolant discharge capability is made into a control signal among the values obtained with reference to the control map mentioned above. Of course, as in the first embodiment, the arithmetic average value of the values obtained by referring to each map or the weighted average value taking into account the contribution of the values obtained by referring to each map may be used as the control signal. Good.

次に、ステップS55では、ステップS54で修正された電動モータ21へ出力される制御信号が基準値以下となっているか否かを判定する。電動モータ21への制御信号が基準値以下になっている場合は、給湯に必要とされる充分な熱量を得られないので、給湯水の沸き上げを停止する。すなわち、各種アクチュエータの作動を停止させて、システムを停止させる。   Next, in step S55, it is determined whether or not the control signal output to the electric motor 21 corrected in step S54 is equal to or less than a reference value. When the control signal to the electric motor 21 is less than the reference value, a sufficient amount of heat required for hot water supply cannot be obtained, and boiling of the hot water is stopped. That is, the operation of various actuators is stopped to stop the system.

一方、電動モータ21への制御信号が基準値以下になっていない場合は、ステップS6へ進む。ステップS6以下は、第1実施形態と同様である。   On the other hand, if the control signal to the electric motor 21 is not below the reference value, the process proceeds to step S6. Step S6 and subsequent steps are the same as in the first embodiment.

従って、本実施形態のヒートポンプ式給湯機10を作動させても、外気温センサ25、流体温度センサ23および蒸発温度センサ26によって構成される吸入圧力検出手段の検出値が予め定めた設定値以上となったときは、これらの検出値の増加に伴って、圧縮機14の冷媒吐出能力を低下させて、高圧圧力Pdを低下させるので、第1実施形態と全く同様に、吸入圧力Psの上昇に伴う中圧圧力Pmの上昇を抑制することができる。   Therefore, even if the heat pump type water heater 10 of this embodiment is operated, the detected value of the suction pressure detecting means constituted by the outside air temperature sensor 25, the fluid temperature sensor 23, and the evaporation temperature sensor 26 is equal to or higher than a predetermined set value. When the detected value increases, the refrigerant discharge capacity of the compressor 14 is reduced and the high pressure Pd is reduced, so that the suction pressure Ps is increased in the same manner as in the first embodiment. The accompanying increase in the intermediate pressure Pm can be suppressed.

さらに、給湯に必要な熱量を得られない場合には、ヒートポンプ式給湯機10の作動を停止させることもできる。   Furthermore, when the amount of heat necessary for hot water supply cannot be obtained, the operation of the heat pump type hot water heater 10 can be stopped.

(第3実施形態)
本実施形態では、図11の全体構成図に示すように、電気式膨張弁16を廃止してエジェクタ30を採用した例を説明する。エジェクタ30は、水−冷媒熱交換器15の冷媒通路15b出口側に接続されて、高圧冷媒を減圧膨張させる減圧手段であるとともに、減圧膨張された高速度の冷媒流により蒸発器17下流側冷媒を内部に吸引する冷媒循環手段でもある。
(Third embodiment)
In the present embodiment, an example in which the electric expansion valve 16 is eliminated and an ejector 30 is employed as shown in the overall configuration diagram of FIG. 11 will be described. The ejector 30 is connected to the outlet side of the refrigerant passage 15b of the water-refrigerant heat exchanger 15 and is a decompression unit that decompresses and expands the high-pressure refrigerant. It is also a refrigerant circulating means for sucking the inside.

具体的には、エジェクタ30は、水−冷媒熱交換器15の冷媒通路15b出口側から流出した高圧冷媒の通路面積を小さく絞って、冷媒を減圧させるノズル部30aと、ノズル部30aの冷媒噴射口と連通するように配置されて、蒸発機17から流出した冷媒を吸引する冷媒吸引口30bを有している。   Specifically, the ejector 30 narrows the passage area of the high-pressure refrigerant flowing out from the outlet side of the refrigerant passage 15b of the water-refrigerant heat exchanger 15 to reduce the refrigerant pressure, and the refrigerant injection of the nozzle portion 30a. The refrigerant suction port 30b is disposed so as to communicate with the port and sucks the refrigerant flowing out of the evaporator 17.

ノズル部30aは、絞り通路面積を変更可能に構成された可変ノズル部であり、具体的には、ノズル部30aの内部に配置されてノズル部30の絞り開度を調整するニードル弁30c、このニードル弁30cをノズル部30aの軸方向に変位させるサーボモータからなる電動アクチュエータ30dを有して構成される。   The nozzle portion 30a is a variable nozzle portion configured to be able to change the throttle passage area, and specifically, a needle valve 30c that is disposed inside the nozzle portion 30a and adjusts the throttle opening degree of the nozzle portion 30. It has an electric actuator 30d composed of a servo motor that displaces the needle valve 30c in the axial direction of the nozzle portion 30a.

さらに、ノズル部30aおよび冷媒吸引口30bの冷媒流れ下流側には、ノズル部30aから噴射する高速度の冷媒流と冷媒吸引口30bからの吸引された吸引冷媒とを混合する混合部30eを有し、混合部30eの冷媒流れ下流側には昇圧部をなすディフューザ部30fを有している。   Further, on the downstream side of the refrigerant flow of the nozzle portion 30a and the refrigerant suction port 30b, there is a mixing portion 30e that mixes the high-speed refrigerant flow injected from the nozzle portion 30a and the suction refrigerant sucked from the refrigerant suction port 30b. And it has the diffuser part 30f which makes a pressure | voltage rise part in the refrigerant | coolant flow downstream of the mixing part 30e.

ディフューザ部30fは冷媒の通路面積を徐々に大きくする形状に形成されており、冷媒流れを減速して冷媒圧力を上昇させる作用、つまり、冷媒の速度エネルギーを圧力エネルギーに変換する作用を果たす。   The diffuser portion 30f is formed in a shape that gradually increases the refrigerant passage area, and acts to decelerate the refrigerant flow to increase the refrigerant pressure, that is, to convert the velocity energy of the refrigerant into pressure energy.

エジェクタ30の下流側(具体的には、ディフューザ部30fの出口側)には、アキュムレータ17bが接続されている。本実施形態のアキュムレータ17bは液相冷媒出口を有しており、この液相冷媒出口は、蒸発機17の冷媒入口側に接続されている。その他の構成は第1実施形態と同様である。   An accumulator 17b is connected to the downstream side of the ejector 30 (specifically, the outlet side of the diffuser portion 30f). The accumulator 17b of the present embodiment has a liquid phase refrigerant outlet, and this liquid phase refrigerant outlet is connected to the refrigerant inlet side of the evaporator 17. Other configurations are the same as those of the first embodiment.

次に、上記構成における本実施形態の作動を説明する。本実施形態において制御装置22が実行する制御処理は、基本的に、第1実施形態と同様である。本実施形態では、減圧手段としてエジェクタ30を採用しているので、絞り開度制御手段20bは、エジェクタ30の電動アクチュエータ30dに対して、第1実施形態の電気式膨張弁16の電動アクチュエータ16bと同様の制御信号を出力する。   Next, the operation of this embodiment in the above configuration will be described. Control processing executed by the control device 22 in the present embodiment is basically the same as that in the first embodiment. In the present embodiment, since the ejector 30 is employed as the pressure reducing means, the throttle opening degree control means 20b is different from the electric actuator 16b of the electric expansion valve 16 of the first embodiment with respect to the electric actuator 30d of the ejector 30. A similar control signal is output.

従って、本実施形態のヒートポンプ式給湯機10を作動させると、第1実施形態と同様に、圧縮機14から吐出された高温高圧の冷媒は、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。これにより、給湯水が加熱される。   Therefore, when the heat pump type water heater 10 of the present embodiment is operated, the high-temperature and high-pressure refrigerant discharged from the compressor 14 flows into the refrigerant passage 15b of the water-refrigerant heat exchanger 15 as in the first embodiment. Then, the electric water pump 12a exchanges heat with hot water flowing into the water passage 15a from the lower side of the hot water storage tank 11. Thereby, hot water supply is heated.

一方、水−冷媒熱交換器15から流出した高圧冷媒は、エジェクタ30のノズル部30aに流入して、等エントロピ的に減圧膨張する。この減圧膨張時に冷媒の圧力エネルギーが速度エネルギーに変換されて、冷媒がノズル部30aの冷媒噴射口から高速度の冷媒流となって噴出する。この際、高速度の冷媒流の吸引作用により、冷媒吸引口30bから蒸発機17下流側の冷媒が吸引される。   On the other hand, the high-pressure refrigerant that has flowed out of the water-refrigerant heat exchanger 15 flows into the nozzle portion 30a of the ejector 30, and isentropically decompressed and expanded. During the decompression and expansion, the pressure energy of the refrigerant is converted into velocity energy, and the refrigerant is ejected from the refrigerant injection port of the nozzle portion 30a as a high-speed refrigerant flow. At this time, the refrigerant on the downstream side of the evaporator 17 is sucked from the refrigerant suction port 30b by the suction action of the high-speed refrigerant flow.

さらに、混合部30eにおいて、ノズル部30aの冷媒噴射口から噴射された噴射冷媒と冷媒吸引口30bから吸引された吸引冷媒が混合され、ディフューザ部30fに流入する。このディフューザ部30fでは通路面積の拡大により、冷媒の速度(膨張)エネルギーが圧力エネルギーに変換されるため、冷媒の圧力が上昇する。   Further, in the mixing unit 30e, the refrigerant injected from the refrigerant injection port of the nozzle unit 30a and the suction refrigerant sucked from the refrigerant suction port 30b are mixed and flow into the diffuser unit 30f. In the diffuser portion 30f, the passage area is enlarged, so that the speed (expansion) energy of the refrigerant is converted into pressure energy, so that the pressure of the refrigerant increases.

エジェクタ30のディフューザ部30fから流出した冷媒は、アキュムレータ17bへ流入して、気相冷媒と液相冷媒に分離される。アキュムレータ17bにて分離された液相冷媒は、蒸発器17に流入して、電動送風ファン17aから送風された外気から吸熱して蒸発し、エジェクタ30の冷媒吸引口30bから吸引される。一方、アキュムレータ17bにて分離された気相冷媒は、圧縮機14へ吸入される。   The refrigerant flowing out from the diffuser portion 30f of the ejector 30 flows into the accumulator 17b and is separated into a gas phase refrigerant and a liquid phase refrigerant. The liquid-phase refrigerant separated by the accumulator 17b flows into the evaporator 17, absorbs heat from the outside air blown from the electric blower fan 17a, evaporates, and is sucked from the refrigerant suction port 30b of the ejector 30. On the other hand, the gas-phase refrigerant separated by the accumulator 17b is sucked into the compressor 14.

本実施形態では、上記の如く作動するので、第1実施形態と同様に、吸入圧力検出手段(外気温センサ25、流体温度センサ23および蒸発温度センサ26)の検出値が予め定めた設定値以上となったときに、通常時の目標高圧Ptよりも低い値となる中圧圧力抑制時の目標高圧Ptにてサイクルを運転させるので、高圧圧力Pdを低下させることができる。   In this embodiment, since it operates as described above, the detection values of the suction pressure detection means (the outside air temperature sensor 25, the fluid temperature sensor 23, and the evaporation temperature sensor 26) are equal to or greater than a predetermined set value as in the first embodiment. Since the cycle is operated at the target high pressure Pt at the time of suppressing the intermediate pressure, which is lower than the target high pressure Pt at the normal time, the high pressure Pd can be reduced.

従って、第1実施形態と全く同様に、吸入圧力Psの上昇に伴う中圧圧力Pmの上昇を抑制することができるので、ハウジング18の耐圧圧力を必要以上に上昇させなくてもよい。   Accordingly, exactly the same as in the first embodiment, it is possible to suppress an increase in the intermediate pressure Pm accompanying an increase in the suction pressure Ps, and thus it is not necessary to increase the pressure resistance of the housing 18 more than necessary.

さらに、本実施形態では、減圧手段として、エジェクタ30を採用しているので、ディフューザ部30fの昇圧作用によって、圧縮機14の吸入冷媒を上昇させて圧縮機14の駆動動力を低減させることができる。その結果、より一層、通常時のCOPを上昇させることができる。   Furthermore, in this embodiment, since the ejector 30 is used as the pressure reducing means, the suction refrigerant of the compressor 14 can be raised by the pressure increasing action of the diffuser portion 30f, and the driving power of the compressor 14 can be reduced. . As a result, the normal COP can be further increased.

(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、以下のように種々変形可能である。
(Other embodiments)
The present invention is not limited to the above-described embodiment, and can be variously modified as follows.

(1)上述の実施形態では、吸入圧力検出手段を外気温センサ25、流体温度センサ23および蒸発温度センサ26によって構成しているが、吸入圧力検出手段の構成はこれに限定されない。例えば、外気温センサ25、流体温度センサ23および蒸発温度センサ26のうちいずれか1つによって構成してもよい。   (1) In the above-described embodiment, the suction pressure detection means is configured by the outside air temperature sensor 25, the fluid temperature sensor 23, and the evaporation temperature sensor 26, but the configuration of the suction pressure detection means is not limited to this. For example, any one of the outside air temperature sensor 25, the fluid temperature sensor 23, and the evaporation temperature sensor 26 may be used.

なお、本発明者らの検討によれば、流体温度センサ23および外気温センサ25の組み合わせ、あるいは、流体温度センサ23および蒸発温度センサ26の組み合わせで吸入圧力検出手段を構成すれば、吸入圧力Psの上昇によって中圧圧力Pmがハウジング18の耐圧以上になっていることを充分に検出できる。   According to the study by the present inventors, if the suction pressure detecting means is constituted by a combination of the fluid temperature sensor 23 and the outside air temperature sensor 25 or a combination of the fluid temperature sensor 23 and the evaporation temperature sensor 26, the suction pressure Ps. It is possible to sufficiently detect that the intermediate pressure Pm is equal to or higher than the withstand pressure of the housing 18 due to the rise in the pressure.

(2)上述の第1実施形態では、絞り開度制御手段22bが電気式膨張弁16の絞り開度(弁体16aの開度)を制御することによって、高圧圧力Pdを目標圧力Ptに近づける例を説明したが、吐出能力制御手段22aが圧縮機14の冷媒吐出能力(電動モータ21の回転数)を制御することによって、高圧圧力Pdを目標圧力Ptに近づけるようにしてもよい。   (2) In the first embodiment described above, the throttle opening control means 22b controls the throttle opening of the electric expansion valve 16 (opening of the valve body 16a), thereby bringing the high pressure Pd closer to the target pressure Pt. Although the example has been described, the discharge capacity control means 22a may control the refrigerant discharge capacity (the number of rotations of the electric motor 21) of the compressor 14 so that the high pressure Pd approaches the target pressure Pt.

さらに、ステップS5では、高圧圧力センサ28によって検出された高圧圧力Pdが目標圧力Ptに近づくように、電気式膨張弁16の絞り開度を決定したが、例えば、圧縮機14吐出冷媒の温度から高圧圧力Pdを推定して、この推定値が目標圧力Ptに近づくようにしてもよい。   Furthermore, in step S5, the throttle opening degree of the electric expansion valve 16 is determined so that the high pressure Pd detected by the high pressure sensor 28 approaches the target pressure Pt. For example, from the temperature of the refrigerant discharged from the compressor 14, The high pressure Pd may be estimated so that the estimated value approaches the target pressure Pt.

さらに、高圧圧力Pdは、外気温Tam、水−冷媒熱交換器15の水通路15a出口側の沸き上げ温度Two、水通路15a入口側の給湯水温度Twi、圧縮機14の回転数Ncの少なくとも1つを用いて推定してもよい。   Further, the high pressure Pd is at least the outside temperature Tam, the boiling temperature Two on the outlet side of the water passage 15a of the water-refrigerant heat exchanger 15, the hot water temperature Twi on the inlet side of the water passage 15a, and the rotational speed Nc of the compressor 14. You may estimate using one.

(3)上述の第2実施形態では、中圧圧力Pmがハウジング18の耐圧圧力を超えないように、吐出能力制御手段22aが圧縮機14の冷媒吐出能力(具体的には、電動モータ21の回転数)を制御する例を説明したが、絞り開度制御手段22bが電気式膨張弁16の絞り開度(弁体16aの開度)を制御することによって、中圧圧力Pmがハウジング18の耐圧圧力を超えないようにしてもよい。   (3) In the second embodiment described above, the discharge capacity control means 22a allows the refrigerant discharge capacity (specifically, the electric motor 21 of the electric motor 21) so that the intermediate pressure Pm does not exceed the pressure resistance of the housing 18. The example of controlling the rotation speed) has been described, but the throttle opening degree control means 22b controls the throttle opening degree of the electric expansion valve 16 (opening degree of the valve body 16a), so that the intermediate pressure Pm is reduced in the housing 18. The pressure resistance may not be exceeded.

(4)上述の第2実施形態では、減圧手段として、その作動が電気的に制御される電気式膨張弁16を採用した例を説明したが、機械的機構によって弁開度(絞り開度)を変更可能に構成された圧力制御弁を採用してもよい。   (4) In the above-described second embodiment, the example in which the electric expansion valve 16 whose operation is electrically controlled is employed as the pressure reducing means has been described. However, the valve opening (throttle opening) is controlled by a mechanical mechanism. A pressure control valve configured to be changeable may be employed.

具体的には、圧力制御弁としては、水−冷媒熱交換器15の冷媒通路15b出口側に設けられた感温部を有し、この感温部の内部に冷媒通路15b出口側冷媒の温度に対応した圧力を発生させ、感温部の内圧と冷媒通路15b出口側冷媒圧力(高圧圧力Pd)とのバランスで弁開度を調整する構成を採用できる。   Specifically, the pressure control valve has a temperature sensing portion provided on the outlet side of the refrigerant passage 15b of the water-refrigerant heat exchanger 15, and the temperature of the refrigerant on the outlet side of the refrigerant passage 15b is inside the temperature sensing portion. It is possible to employ a configuration in which the valve opening is adjusted by the balance between the internal pressure of the temperature sensing portion and the refrigerant pressure at the outlet side of the refrigerant passage 15b (high pressure Pd).

この種の圧力制御弁では、感温部に封入する感温媒体の種類、封入量によって、冷媒通路15b出口側冷媒の温度に対応した目標高圧Ptを決定できる。従って、圧力制御弁を採用する冷凍サイクル装置では、感温部が目標圧力決定手段を構成する。なお、この種の圧力制御弁の詳細構成は、特開2000−81157号公報等を参照することができる。   In this type of pressure control valve, the target high pressure Pt corresponding to the temperature of the refrigerant on the outlet side of the refrigerant passage 15b can be determined by the type and amount of the temperature-sensitive medium enclosed in the temperature-sensing unit. Therefore, in the refrigeration cycle apparatus that employs the pressure control valve, the temperature sensing unit constitutes the target pressure determining means. Note that the detailed configuration of this type of pressure control valve can be referred to Japanese Patent Laid-Open No. 2000-81157.

このような圧力制御弁を採用する冷凍サイクル装置であっても、第2実施形態のように、吸入圧力検出手段23、25、26によって検出された検出値Tam、Twi、Teが予め定めた設定値TamA、TwiA、TeA以上になったときに、圧縮機14の冷媒吐出能力を低下させることで、高圧圧力Pdを低下させることができる。   Even in the refrigeration cycle apparatus employing such a pressure control valve, the detection values Tam, Twi, Te detected by the suction pressure detection means 23, 25, 26 are set in advance as in the second embodiment. When the values TamA, TwiA, and TeA are reached, the high pressure Pd can be reduced by reducing the refrigerant discharge capacity of the compressor 14.

(5)上述の第3実施形態では、制御装置22が第1実施形態と同様の制御処理を実行する例を説明したが、第3実施形態の構成において、制御装置22が、第2実施形態および他の実施形態で説明した制御処理を実行してもよい。   (5) In the above-described third embodiment, the example in which the control device 22 executes the same control process as in the first embodiment has been described. However, in the configuration of the third embodiment, the control device 22 has the second embodiment. The control processing described in the other embodiments may be executed.

(6)上述の実施形態では、高圧冷媒温度センサ24によって検出された冷媒温度Tdoに基づいて、COPが略最大となるように、通常時の目標圧力Ptを決定しているが、水−冷媒熱交換器15の冷媒通路15b出口側の高圧圧力Pdを直接検出する高圧圧力センサを採用し、この高圧圧力センサの検出値に基づいて、COPが略最大となる目標圧力Ptを決定してもよい。   (6) In the above-described embodiment, the normal target pressure Pt is determined based on the refrigerant temperature Tdo detected by the high-pressure refrigerant temperature sensor 24 so that the COP becomes substantially maximum. Even if a high pressure sensor that directly detects the high pressure Pd on the outlet side of the refrigerant passage 15b of the heat exchanger 15 is employed, and the target pressure Pt at which the COP becomes substantially maximum is determined based on the detected value of the high pressure sensor. Good.

(7)上述の実施形態では、ハウジング18の内部に第1圧縮機構19にて昇圧された中圧冷媒が満たされる2段昇圧式の圧縮機14を採用した例を説明したが、本発明では、吸入圧力Psの上昇に伴って高圧圧力Pdを低下させることもできるので、ハウジング18の内部に圧縮機14から吐出される高圧冷媒が満たされる2段昇圧式圧縮機を採用してもよい。   (7) In the above-described embodiment, the example in which the two-stage booster type compressor 14 in which the medium pressure refrigerant boosted by the first compression mechanism 19 is filled in the housing 18 is used has been described. Since the high pressure Pd can be lowered as the suction pressure Ps increases, a two-stage booster compressor in which the housing 18 is filled with the high-pressure refrigerant discharged from the compressor 14 may be employed.

(8)上述の実施形態では、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、ヒートポンプ式床暖房装置等にも適用できる。この場合は床暖房用LLCが熱交換対象流体となる。   (8) In the above-described embodiment, the example in which the refrigeration cycle apparatus of the present invention is applied to the heat pump type hot water heater 10 has been described. However, the application of the present invention is not limited to this, and the amount of heat absorbed by the low-pressure refrigerant It can be widely applied to a refrigeration cycle apparatus that radiates heat. For example, the present invention can be applied to a heat pump type floor heating apparatus. In this case, the floor heating LLC is the heat exchange target fluid.

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。It is a whole lineblock diagram of the heat pump type hot water heater of a 1st embodiment. 第1実施形態の2段昇圧式圧縮機の断面図である。It is sectional drawing of the two-stage pressure | voltage rise type compressor of 1st Embodiment. 第1実施形態の制御装置の制御処理を示すフローチャートである。It is a flowchart which shows the control processing of the control apparatus of 1st Embodiment. 第1実施形態の制御装置の制御処理の要部を示すフローチャートである。It is a flowchart which shows the principal part of the control processing of the control apparatus of 1st Embodiment. 第1実施形態の外気温および目標圧力に関する制御マップの説明図である。It is explanatory drawing of the control map regarding the external temperature of 1st Embodiment, and a target pressure. 第1実施形態の給湯水温度および目標圧力に関する制御マップの説明図である。It is explanatory drawing of the control map regarding the hot water temperature and target pressure of 1st Embodiment. 第1実施形態の蒸発温度および目標圧力に関する制御マップの説明図である。It is explanatory drawing of the control map regarding the evaporation temperature and target pressure of 1st Embodiment. 第1実施形態のヒートポンプサイクルの作動を示すモリエル線図である。It is a Mollier diagram which shows the action | operation of the heat pump cycle of 1st Embodiment. 第2実施形態の制御装置の制御処理を示すフローチャートである。It is a flowchart which shows the control processing of the control apparatus of 2nd Embodiment. 第2実施形態の制御装置の制御処理の要部を示すフローチャートである。It is a flowchart which shows the principal part of the control processing of the control apparatus of 2nd Embodiment. 第3実施形態のヒートポンプ式給湯機の全体構成図である。It is a whole block diagram of the heat pump type water heater of 3rd Embodiment. 2段昇圧式圧縮機の吸入圧力、中圧圧力、高圧圧力の関係を示すグラフである。It is a graph which shows the relationship between the suction pressure of a 2 step | paragraph pressure | voltage rise type compressor, an intermediate pressure, and a high pressure.

符号の説明Explanation of symbols

14 圧縮機
15 水−冷媒熱交換器
16 電気式膨張弁
17 蒸発器
19 第1圧縮機構
20 第2圧縮機構
22a 吐出能力制御手段
22b 絞り開度制御手段
23 外気温センサ
24 高圧冷媒温度センサ
25 流体温度センサ
26 蒸発温度センサ
28 高圧圧力センサ
30 エジェクタ
S4 目標圧力決定手段
DESCRIPTION OF SYMBOLS 14 Compressor 15 Water-refrigerant heat exchanger 16 Electric expansion valve 17 Evaporator 19 1st compression mechanism 20 2nd compression mechanism 22a Discharge capacity control means 22b Throttle opening degree control means 23 Outside temperature sensor 24 High pressure refrigerant temperature sensor 25 Fluid Temperature sensor 26 Evaporation temperature sensor 28 High pressure sensor 30 Ejector S4 Target pressure determination means

Claims (11)

冷媒を吸入して圧縮する第1圧縮機構(19)および前記第1圧縮機構(19)にて昇圧された中圧冷媒を圧縮して吐出する第2圧縮機構(20)を有する2段昇圧式圧縮機(14)と、
前記2段昇圧式圧縮機(14)から吐出された冷媒の有する熱量を熱交換対象流体に放熱させる放熱器(15)と、
前記放熱器(15)から流出した冷媒を減圧膨張させる減圧手段(16、30)と、
前記減圧手段(16、30)にて減圧された冷媒を蒸発させる蒸発器(17)と、
前記2段昇圧式圧縮機(14)吐出口から前記減圧手段(16、30)入口へ至る高圧冷媒の高圧圧力(Pd)の目標圧力(Pt)を決定する目標圧力決定手段(S4)とを備え、
前記高圧圧力(Pd)が、前記目標圧力(Pt)に近づくように制御される冷凍サイクル装置であって、
さらに、前記2段昇圧式圧縮機(14)に吸入される冷媒の吸入圧力(Ps)に相関を有する物理量を検出する吸入圧力検出手段(23、25、26)を備え、
前記吸入圧力検出手段(23、25、26)によって検出された検出値(Tam、Twi、Te)が予め定めた設定値(TamA、TwiA、TeA)以上になったときに、前記検出値(Tam、Twi、Te)の増加に伴って、前記中圧冷媒の中圧圧力(Pm)が予め定めた所定圧力未満となるように、前記高圧圧力(Pd)を低下させることを特徴とする冷凍サイクル装置。
A two-stage boosting type having a first compression mechanism (19) that sucks and compresses refrigerant and a second compression mechanism (20) that compresses and discharges the medium-pressure refrigerant pressurized by the first compression mechanism (19). A compressor (14);
A radiator (15) for radiating the heat quantity of the refrigerant discharged from the two-stage booster compressor (14) to the heat exchange target fluid;
Decompression means (16, 30) for decompressing and expanding the refrigerant flowing out of the radiator (15);
An evaporator (17) for evaporating the refrigerant decompressed by the decompression means (16, 30);
A target pressure determining means (S4) for determining a target pressure (Pt) of the high pressure (Pd) of the high-pressure refrigerant from the discharge port of the two-stage booster compressor (14) to the inlet of the pressure reducing means (16, 30). Prepared,
The high-pressure pressure (Pd) is a refrigeration cycle apparatus controlled so as to approach the target pressure (Pt),
Further, it comprises suction pressure detection means (23, 25, 26) for detecting a physical quantity having a correlation with the suction pressure (Ps) of the refrigerant sucked into the two-stage booster compressor (14),
When the detected values (Tam, Twi, Te) detected by the suction pressure detecting means (23, 25, 26) are equal to or higher than a predetermined set value (TamA, TwiA, TeA), the detected value (Tam , Twi, Te), the refrigeration cycle is characterized in that the high pressure (Pd) is reduced so that the medium pressure (Pm) of the medium pressure refrigerant is less than a predetermined pressure. apparatus.
さらに、前記高圧圧力(Pd)を検出する高圧圧力検出手段(28)と、
前記高圧冷媒の温度を検出する高圧温度検出手段(24)とを備え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。
Furthermore, high pressure detection means (28) for detecting the high pressure (Pd),
The refrigeration cycle apparatus according to claim 1, further comprising high-pressure temperature detecting means (24) for detecting a temperature of the high-pressure refrigerant.
前記目標圧力決定手段(S4)は、前記検出値(Tam、Twi、Te)が予め定めた設定値(TamA、TwiA、TeA)以上になったときに、前記検出値(Tam、Twi、Te)の増加に伴って、前記目標圧力(Pt)を低下させ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。   The target pressure determining means (S4) is configured to detect the detected values (Tam, Twi, Te) when the detected values (Tam, Twi, Te) are equal to or higher than a predetermined set value (TamA, TwiA, TeA). The refrigeration cycle apparatus according to claim 1 or 2, wherein the target pressure (Pt) is decreased as the pressure increases. 前記2段昇圧式圧縮機(14)の冷媒吐出能力を制御する吐出能力制御手段(22a)を備え、
前記吐出能力制御手段(22a)は、前記検出値(Tam、Twi、Te)が予め定めた設定値(TamA、TwiA、TeA)以上になったときに、前記検出値(Tam、Twi、Te)の増加に伴って、前記冷媒吐出能力を低下させることを特徴とする請求項1ないし3のいずれか1つに記載の冷凍サイクル装置。
A discharge capacity control means (22a) for controlling the refrigerant discharge capacity of the two-stage booster compressor (14);
The discharge capacity control means (22a) detects the detected value (Tam, Twi, Te) when the detected value (Tam, Twi, Te) is equal to or higher than a predetermined set value (TamA, TwiA, TeA). The refrigeration cycle apparatus according to any one of claims 1 to 3, wherein the refrigerant discharge capacity is reduced as the value of the refrigerant increases.
前記減圧手段(16、30)の絞り開度を制御する絞り開度制御手段(22b)を備え、
前記絞り開度制御手段(22b)は、前記検出値(Tam、Twi、Te)が予め定めた設定値(TamA、TwiA、TeA)以上になったときに、前記検出値(Tam、Twi、Te)の増加に伴って、前記絞り開度を増加させることを特徴とする請求項1ないし3のいずれか1つに記載の冷凍サイクル装置。
A throttle opening control means (22b) for controlling the throttle opening of the pressure reducing means (16, 30);
When the detected value (Tam, Twi, Te) is equal to or higher than a preset value (TamA, TwiA, TeA), the throttle opening control means (22b) is configured to detect the detected value (Tam, Twi, Te). The refrigeration cycle apparatus according to any one of claims 1 to 3, wherein the throttle opening is increased in accordance with an increase in ().
前記吸入圧力検出手段は、前記放熱器(15)において前記高圧冷媒と熱交換する前記熱交換対象流体の温度(Twi)を検出する流体温度センサ(23)によって構成されていることを特徴とする請求項1ないし5のいずれか1つに記載の冷凍サイクル装置。   The suction pressure detection means includes a fluid temperature sensor (23) that detects a temperature (Twi) of the fluid to be heat exchanged to exchange heat with the high-pressure refrigerant in the radiator (15). The refrigeration cycle apparatus according to any one of claims 1 to 5. 前記吸入圧力検出手段は、前記蒸発器(17)において前記低圧冷媒と熱交換する室外空気の外気温(Tam)を検出する外気温センサ(25)によって構成されていることを特徴とする請求項1ないし6のいずれか1つに記載の冷凍サイクル装置。   The said suction pressure detection means is comprised by the outdoor temperature sensor (25) which detects the outdoor temperature (Tam) of the outdoor air which heat-exchanges with the said low pressure refrigerant | coolant in the said evaporator (17). The refrigeration cycle apparatus according to any one of 1 to 6. 前記吸入圧力検出手段は、前記蒸発器(17)における前記低圧冷媒の蒸発温度(Te)を検出する蒸発温度センサ(26)によって構成されていることを特徴とする請求項1ないし7のいずれか1つに記載に冷凍サイクル装置。   8. The suction pressure detection means comprises an evaporation temperature sensor (26) for detecting an evaporation temperature (Te) of the low-pressure refrigerant in the evaporator (17). The refrigeration cycle apparatus according to one. 前記減圧手段は、前記高圧冷媒を減圧膨張させるノズル部(30a)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、吸引された冷媒と前記高速度の冷媒流を混合して昇圧させるエジェクタ(30)にて構成されていることを特徴とする請求項1ないし8のいずれか1つに記載の冷凍サイクル装置。   The decompression means sucks the refrigerant into the interior by a high-speed refrigerant flow injected from the nozzle part (30a) for decompressing and expanding the high-pressure refrigerant, and mixes the sucked refrigerant and the high-speed refrigerant flow to increase the pressure. The refrigeration cycle apparatus according to any one of claims 1 to 8, wherein the refrigeration cycle apparatus is configured by an ejector (30). 前記熱交換対象流体は、水であることを特徴とする請求項1ないし9のいずれか1つに記載の冷凍サイクル装置。   The refrigeration cycle apparatus according to any one of claims 1 to 9, wherein the heat exchange target fluid is water. 前記冷媒は二酸化炭素であることを特徴とする請求項1ないし10のいずれか1つに記載の冷凍サイクル装置。   The refrigeration cycle apparatus according to any one of claims 1 to 10, wherein the refrigerant is carbon dioxide.
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