JPH07198220A - 空調装置およびその制御方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 ホットガスヒータサイクルにおいて冷媒流量
を適正に制御する空調装置を提供する。 【構成】 コンプレッサ２、コンデンサ３、レシーバ
４、スーパークーラ１６、膨張弁５及びエバポレータ６
からなる冷房サイクルにホットガスヒータサイクル用配
管としての前記第１バイパス流路８が設けられる。暖房
時、コンプレッサ２の吐出ガスの流れ方向は、電磁弁９
の閉、電磁弁１０の開により減圧装置１１、エバポレー
タ６、アキュームレータ１２を通りコンプレッサ２に戻
る。冷媒不足域では、最適状態に比べ過熱量が大とな
るため、スーパーヒートスイッチ１５等でスーパーヒー
ト量を検知し、電磁弁７の開により冷媒ガスを停止側サ
イクルよりホットガスヒータサイクル中に吸入する。冷
媒余剰域では、低圧配管に設けたアキュームレータ１
２に液冷媒として残留する。また吸込温高温域では、
高圧圧力を圧力リリーフ弁１４により低圧側サイクルへ
放出する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、空調装置に関するもの
で、特に車両に搭載される空調装置に関するものであ
る。

【０００２】

【従来の技術】従来より、車両に搭載される空調装置に
おいては、車両に搭載される内燃機関の冷却温水を利用
した温水ヒータが用いられ、この温水ヒータを主暖房装
置としている。しかしながら、この温水ヒータのみで
は、内燃機関の立ち上がり時において冷却水の温度が低
いために充分な暖房能力を得ることができない。

【０００３】このため、主暖房装置を補足する補助暖房
装置を用い、内燃機関の立ち上がり時おいて、暖房能力
を向上させるものがある。この補助暖房装置としては、
電気ヒータ、燃焼ヒータ、ヒートポンプ等が用いられて
いる。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、このよ
うに主暖房装置に加えて補助暖房装置として電気ヒー
タ、燃焼ヒータ、ヒートポンプを併用した暖房装置で
は、例えば、電気ヒータを併用するものでは車両の電力
不足が生じやすい問題があり、燃焼ヒータを併用するも
のは安全性が低下しやすいという問題があり、ヒートポ
ンプを併用するものは寒冷地において使用が不能になる
等の問題がある。

【０００５】そこで、このような問題点を解決するため
に、温水ヒータ等の主暖房装置に加え、冷凍サイクル中
の高温高圧ガス冷媒（ホットガス）を利用して暖房能力
を向上する車両用補助暖房装置が考えられる。この車両
用補助暖房装置は、冷房サイクルを構成する配管に若干
の配管を加え、冷媒流路の切替えを行うだけで暖房サイ
クル運転が可能となる。

【０００６】ところが、このホットガスヒータサイクル
においては、必要冷媒量が極少量であるにもかかわら
ず、この極少量の冷媒量を制御する方法については有効
な方法は知られていない。例えば、冷房サイクル時の冷
媒量でホットガスヒータサイクル運転を行った場合、
低温時は冷媒過剰となり圧縮機への液戻りにより圧縮機
が破損するおそれがあり、また高温時は異常高圧とな
ってホットガスヒータサイクルが停止してしまうという
ことになりかねない。

【０００７】本発明は、このような問題点を解決するた
めになされたもので、前記ホットガスヒータサイクルに
おいて冷媒流量を適正に制御する空調装置を提供するこ
とを目的とする。また本発明の別の目的は、前記ホット
ガスヒータサイクル内の高圧異常、冷媒不足、冷媒余剰
等の異常状態の発生を防止し、冷媒量を適正に制御する
制御量制御システムを提供することにある。

【０００８】

【課題を解決するための手段】本発明による空調装置
は、前記目的を達成するため、請求項１では、冷媒を圧
縮して高温高圧のガス冷媒にする冷媒圧縮機（２）と、
この冷媒圧縮機（２）の吐出側に接続され、冷媒圧縮機
（２）にて圧縮されたガス冷媒を凝縮する凝縮器（３）
と、この凝縮器（３）にて凝縮された冷媒を減圧する第
１の減圧手段（５）と、この第１の減圧手段（５）の吐
出側及び前記冷媒圧縮機（２）の吸入側に接続される熱
交換器（６）と、前記冷媒圧縮機（２）と前記凝縮器
（３）とを結ぶ経路に設けられ、この経路を開閉する第
１の制御弁（９）と、前記凝縮器（３）及び前記第１の
減圧手段（５）を迂回して前記第１の制御弁（９）の入
口側と前記第１の減圧手段（５）の出口側とを結ぶ第１
のバイパス流路（８）と、この第１のバイパス流路
（８）の途中に設けられ流入する冷媒を減圧する第２の
減圧手段（１１）と、前記第１のバイパス流路（８）の
途中に設けられ、この第１のバイパス流路（８）を開閉
する第２の制御弁（１０）と、前記第１の制御弁（９）
の入口側と前記第１の減圧手段（５）の入口側とを結ぶ
第２のバイパス流路（２８）と、この第２のバイパス流
路（２８）に設けられ、前記第１のバイパス流路（８）
内の圧力が所定圧力より高い時には開成し、前記第１の
バイパス流路（８）内の圧力が所定圧力以下の時には閉
成する冷媒状態検出手段（１４）と、この冷媒状態検出
手段（１４）の出口側と前記熱交換器（６）の出口側と
を結ぶ第３バイパス流路（２９）と、この第３のバイパ
ス流路（２９）の途中に設けられ、冷媒不足のとき開成
する第３の制御弁（７）とを備えたことを特徴とする構
成を採用する。

【０００９】ここで、冷媒状態検出手段は冷媒の状態を
検出し冷媒の状態を制御する手段であって、「状態」は
冷媒の圧力、温度、体積、密度、成分比等の状態をい
う。冷媒状態検出手段は、冷媒の状態を検出する検出部
と、冷媒の状態を制御する制御部とが一体であっても別
体であってもよい。冷媒の状態を検出する検出部は、圧
力検出手段として例えば圧力センサ、圧力スイッチがあ
り、温度検出手段として例えば温度センサ、温度スイッ
チがある。冷媒の状態を制御する制御部は、圧力調整弁
として機械式圧力リリーフ弁、電磁弁等がある。

【００１０】

【作用】上記構成よりなる本発明の空調装置によれば、
冷房時には、制御手段が第１の制御弁を開成するととも
に第２の制御弁を閉成して、圧縮機と凝縮器、第１の減
圧手段、熱交換器とからなる冷房サイクルを構成する。
従って、圧縮機が吐出した高温高圧の冷媒が凝縮機内に
流入して凝縮され、この凝縮器にて凝縮された冷媒は第
１の減圧手段にて減圧される。この減圧された冷媒は、
熱交換器内に流入して外部の空気と熱交換し、空気を冷
却する。

【００１１】一方、暖房時には、制御手段が第１の制御
弁を閉成するとともに第２の制御弁を開成して、圧縮機
と第２の減圧手段と熱交換器とからなる暖房サイクルを
構成する。従って、圧縮機が吐出した高温高圧の冷媒が
第１のバイパス流路に流入し、この第１のバイパス流路
の途中に設けられた第２の減圧手段により減圧されて熱
交換器内に流入する。この熱交換器内に流入した冷媒
は、熱交換器の外部を流れる空気流と熱交換することで
放熱され、一方、この熱交換された空気流にて暖房す
る。

【００１２】この暖房時において、冷媒が過剰な場合、
暖房サイクル内の圧力が所定圧力よりも高くなると、第
２のバイパス流路内に設けられた圧力状態検出手段が開
成して、暖房サイクル内の冷媒を第１の制御弁と第１の
減圧手段との間の流路内に流入させる。冷媒封入量が不
足する場合、第１の制御弁を閉にし、第２の制御弁およ
び第３の制御弁を開にし、コンデンサに寝込んでいる冷
媒をホットガス冷媒回路に補給する。これによりホット
ガス冷媒回路中の冷媒量を適正量に保持する。

【００１３】

【実施例】以下、本発明の空調装置を車両用の空調装置
に適用した実施例について図面とともに説明する。 （第１実施例）本発明の第１実施例を図１〜図５に示
す。

【００１４】図１は、本発明の冷凍サイクルを示す図で
あり、図４は、この冷凍サイクルにおける状態を示すモ
リエル線図であり、図５は、本発明の要部であるガス抜
き機構を示す図である。本発明の冷凍サイクルは、サブ
エンジン１により駆動されるコンプレッサ（圧縮機）２
と、コンデンサ（凝縮器）３と、レシーバ４と、スーパ
ークーラ１６と、膨張弁５と、エバポレータ６とからな
る冷凍サイクルを配管２０で結合してある。コンプレッ
サ２とコンデンサ３とを連結する配管２０の途中に、電
磁弁（本発明の第１の制御弁に相当する）９を設け、コ
ンプレッサ２と電磁弁９との間の配管２０から膨張弁５
とエバポレータ６とを連結する配管２０の途中へ連結す
る第１バイパス流路８を設けてある。この第１バイパス
流路８の途中には、電磁弁（本発明の第２の制御弁に相
当する）１０と、固定絞りよりなる減圧装置１１が設け
られている。エバポレータ６とコンプレッサ２の入口と
の間にはアキュームレータ１２が設けられている。ま
た、圧力リリーフ弁１４（本発明の冷媒状態検出手段ま
たは圧力制御手段に相当する。）の出口とアキュームレ
ータ１２とコンプレッサ２との間は第３のバイパス流路
により結ばれている。この第３のバイパス流路２９に電
磁弁（本発明の第３の制御弁に相当する）７が設けられ
ている。更に、膨張弁５とエバポレータ６との間には、
エバポレータ６から膨張弁５、スーパークーラ１６側に
冷媒が逆流しないように逆止弁１３が設けられている。

【００１５】ところで、コンプレッサ２は、本発明の冷
媒圧縮機に相当し、冷凍サイクル内を流入する冷媒を圧
縮し、高温高圧のガス冷媒にする。コンデンサ３は、本
発明の凝縮器に相当し、コンプレッサ２にて高温高圧と
なったガス冷媒が流入し、外部の空気と熱交換して冷媒
を凝縮させる。レシーバ４は、コンデンサ３より流入し
た冷媒が流入し、液冷媒のみをスーパークーラ１６に流
入させる。

【００１６】スーパークーラ１６は、レシーバ４より流
入した高圧の液冷媒を過冷却させる。膨張弁５は、本発
明の第１の減圧手段に相当するもので、スーパークーラ
１６より流れてくる高圧の液冷媒を減圧させ、低温低圧
の霧状の冷媒とする。エバポレータ１６は、本発明の熱
交換器に相当するもので、膨張弁５にて低温低圧となっ
た霧状の冷媒が流入し、この冷媒を外部の空気と熱交換
させることで空気を冷却させ、冷媒をガス状の冷媒とす
る。

【００１７】圧力リリーフ弁１４は、図５の詳細図に示
すように、第２バイパス流路２８においてＴ字路をなす
ように有底筒状の筒部２１３が設けられている。また、
第２バイパス流路２８を閉成するプレート２１１が移動
可能に設けられており、このプレート２１１には、所定
の押力にてプレート２１１を図示下方に押すバネ２１２
が設けられている。

【００１８】なお、上記の電磁弁９、１０は、図示しな
い制御部により開閉制御される。この制御部は、冷房時
には電磁弁９を開成するとともに電磁弁１０を閉成し、
暖房時には電磁弁１０を開成するとともに冷媒不足のと
き電磁弁９を開成する。次に、上記の冷凍サイクルの作
動について説明すると、冷房時には電磁弁９を開成し、
電磁弁１０を閉成することで、コンプレッサ２とコンデ
ンサ３とレシーバ４とスーパークーラ１６と膨張弁５と
エバポレータ６とを連結する配管２０内を冷媒が流入す
る冷房用サイクルとなり、各部は上記にて説明したごと
く作動する。

【００１９】一方、暖房時には、電磁弁９を閉成し、電
磁弁１０を開成することで、コンプレッサ２にて高温高
圧となって流出した冷媒が、第１バイパス流路８内に流
入する。この冷媒は、減圧装置１１にて減圧され、エバ
ポレータ６内に流入する。エバポレータ６内に流入した
冷媒は、外部の空気と熱交換されることで冷却される。
この時、外部の空気は冷媒と熱交換することで加温され
る。このように、コンプレッサ２と減圧装置１１とエバ
ポレータ６とからなるサイクル（以下、ホットガスヒー
タサイクルと呼ぶ）により、補助暖房装置として空気を
加熱することができる。

【００２０】サブエンジン１により駆動される圧縮機２
から吐出された高温高圧ガス冷媒は、コンデンサ３とス
ーパークーラ１６で放熱し、膨張弁５で膨張し、エバポ
レータ６で吸熱し、アキュームレータ１２を経由して圧
縮機２に戻る。この冷房サイクルにホットガスヒータサ
イクル用配管としての前記第１バイパス流路８が設けら
れる。コンプレッサ２の吐出ガスの流れ方向は、電磁弁
９、１０により切り替えられる。そして減圧装置１１、
逆止弁１３を付け加えることにより、ホットガスヒータ
サイクルが構成される。

【００２１】ホットガスヒータサイクルにおいては、図
２に示す斜線部分内に冷媒量を制御する必要がある。な
ぜならば、図２に示す冷媒不足域では、ガス不足とな
って必要暖房能力が得られないし、冷媒余剰域では余
剰冷媒が液冷媒として圧縮機内に戻り、圧縮機が破損す
るおそれがある。また冷媒余剰域では、冷媒過多のた
め異常高圧となってしまうからである。

【００２２】次に冷媒量制御手段について説明する。冷
媒不足域では、最適状態に比べスーパーヒートが大と
なるため、スーパーヒートスイッチ１５等でスーパーヒ
ート量を検知し、既存の電磁弁７から冷媒ガスを停止側
サイクルより吸入する。冷媒余剰域では、低圧配管に
設けたアキュムレータ１２に液冷媒として残留する。ま
た吸込温高温域では、高圧圧力が上昇するので、圧力
リリーフ弁１４を吐出配管に設けることで低圧側サイク
ルへ放出することができる。

【００２３】この圧力リリーフ弁１４は、例えば図５に
示すように、第２バイパス流路においてＴ字路をなすよ
うに有底筒状の筒部２１３が設けられている。また第２
バイパス流路２８を形成するプレート２１１が移動可能
に設けられており、このプレート２１１には、所定の押
す力にてプレート２１１を図示下方に押すバネ２１２が
設けられている。

【００２４】圧力リリーフ弁１４のバネ２１２は、所定
押力にてプレート２１１を押しているため、第１バイパ
ス流路８内の冷媒の圧力が所定圧力より小さい時には、
プレート２１１は第２バイパス流路２８を閉じた状態と
なっている。一方、第１バイパス流路８内の冷媒の圧力
が所定圧力以上になると、この圧力がバネ２１２の押力
に打ち勝ち、プレート２１１が押し上げられて、第１バ
イパス流路８と第２バイパス流路２８とが連通する。従
って、コンプレッサ１２により高圧となった冷媒が所定
圧力を超えると、圧力リリーフ弁１４が開成して冷媒を
抜き、異常高圧を避けることができる。なお、このホッ
トガスヒータサイクルは、上記した冷房用サイクルにバ
イパス流路８、２８を追加したサイクルであるので、ホ
ットガスヒータサイクルの運転時には冷房用サイクルが
停止しているので、この停止しているサイクル側に冷媒
を抜くことで暖房運転を継続させることができるもので
ある。

【００２５】ところで、異常高圧となる状態を図４のモ
リエル線図にて説明する。図４に示すように、上記のホ
ットガスヒータサイクルは三角形を描く。この三角形
は、車室内からの空気の吸込温度が上昇するにつれて状
態→状態→状態→…へと状態が移動して冷媒の圧
力が上昇する。このように、状態から状態へと徐々
に高圧になる状態のまま暖房運転を続けると、状態の
ごとく異常高圧となって暖房運転が停止してしまう。従
って、上記したごとく、圧力リリーフ弁１４にて冷媒を
抜くことにより、点線で示す状態のようになり、これ
以後は、高圧圧力が異常高圧にならないように状態を
維持しながら暖房運転を行うことができる。この時に
は、状態が徐々に右側に移動し、過熱度ＳＨ（スーパ
ーヒート）が大きくなる方向で暖房運転が続けられる。

【００２６】具体例として図３に示す冷媒挙動に基づい
て説明する。(1) 冷凍サイクル内の冷媒量が０．５ｋｇ
のとき、初期時に液冷媒がアキュームレータ１２に溜っ
ているが、吸込温が上昇するに従い過熱度ＳＨが大きく
なり、過熱度ＳＨ＝ｂ°Ｃになると、電磁弁７が開成
し、冷媒を吸入する。冷媒を吸入すると過熱度ＳＨが小
となり、ＳＨ＝ａ°Ｃになると電磁弁７が閉成する。同
様にして何度か繰り返され、高圧圧力が上昇すると圧力
リリーフ弁１４が作動し、異常高圧以下に保持する。
(2) 冷媒量１．０ｋｇのとき、初期時には冷媒量０．５
ｋｇのときと同様にアキュムレータ１２に冷媒が溜って
いるが、過熱度ＳＨ＝ｂになると電磁弁７が開いて冷媒
を吸入する。そして過熱度ＳＨ＝ａとなると、電磁弁７
が閉成する。その後吸気温が上昇しても、冷媒量は制御
範囲内になり、そのままの冷媒量で運転が継続できる。

【００２７】なお、第１実施例の変形例として、冷媒余
剰域の状態においては、過熱度ＳＨがゼロ以下となる
ため、スーパーヒートスイッチ１５でスーパーヒート量
を検知し、電磁弁９により冷媒を放出してもよい。また
冷媒余剰域の状態においては、吐出配管側に圧力スイ
ッチ等を設け、電磁弁９より放出することもできる。 （第２実施例）本発明の第２実施例は、図６に示すよう
に、基本的構成は図１に示す第１実施例と同様である
が、この構成に加えて、第２実施例は、バイパス通路３
１を設けている。この場合、コンプレッサ２の吐出圧力
が異常高圧のとき吸込温が高いため、吸気配管を吸入側
へバイパスさせることで異常高圧を回避できる。

【００２８】（第３実施例）本発明の第３実施例を図７
〜図１０に示す。第３実施例による冷媒回路は、基本的
に第１実施例の冷媒回路と同様であるので、相違する部
分について説明する。第１バイパス流路２８には、前記
圧力リリーフ弁１４に代えて電磁弁１１４が設けられ
る。またコンプレッサ２の出口側の流路には、圧力スイ
ッチ１１６が設けられている。そして、ホットガスヒー
タサイクル運転時の冷媒流れは、図７に示すように、コ
ンプレッサ２から電磁弁１０、減圧装置１１、エバポレ
ータ６、アキュームレータ１２を経由してコンプレッサ
２の入口側に戻る。この回路を冷媒が循環する。

【００２９】このホットガスヒータサイクル運転時の冷
媒不足を解消する方法としては、次の方法(1) 、(2) が
ある。 (1) 停止側サイクルからの冷媒補給 この冷媒不足時を解消する方法は、電磁弁７を開にする
ことにより、レシーバ４に寝込んでいる冷媒を電磁弁７
を経由してコンプレッサ２の入口側に補給する。この方
法については前記第１実施例に述べた冷媒補給と同様の
経路である。

【００３０】(2) 暖房運転開始初期時の冷房サイクル運
転の実行 暖房運転開始初期時に冷房サイクル運転を実行してレシ
ーバ４に寝込んでいる冷媒を膨張弁５および逆止弁１３
を経由してホットガスヒータサイクルを構成する構成要
素の１つであるエバポレータ６に補給する。この方法
は、暖房サイクルスイッチがオンになったとき冷媒不足
時が判断されると、暖房運転開始初期時に例えば数秒間
電磁弁９を開、電磁弁１０を閉にすることにより、停止
側サイクルに寝込んでいる冷媒を逆止弁１３を経由して
ホットガスヒータサイクル内に冷媒吸入する方法であ
る。この方法は、通常のホットガスヒータサイクルを実
行する前にあらかじめ冷房サイクルを数秒間運転するこ
とにより、コンプレッサ２から吐出した冷媒を電磁弁
９、コンデンサ３、レシーバ４、スーパークーラ１６、
膨張弁５、逆止弁１３、エバポレータ６、アキュームレ
ータ１２を経由してコンプレッサ２の入口に流入させ
る。この冷房サイクルの数秒間運転経過後、電磁弁９を
閉じ、電磁弁１０を開くことにより、ホットガスヒータ
サイクル内の冷媒不足を解消する。

【００３１】このホットガスヒータサイクル運転時、圧
力スイッチ１１６が異常高圧を検知すると、電磁弁１１
４を開くことにより、コンプレッサ２の出口側から吐出
した冷媒の一部を停止側のレシーバ４に放出する。この
放出期間は例えば電磁弁１１４の弁開期間例えば２秒間
行うことにより、コンプレッサ２の吐出圧力は２５ａｔ
ｇからコンプレッサ吐出圧力２３ａｔｇまで降下する。

【００３２】次に、第３実施例において、ホットガスヒ
ータサイクルの各電磁弁を制御する電気回路ブロック図
を図８に示し、その制御フローを図９に示す。制御回路
３０に入力する信号は、暖房サイクル作動スイッチのオ
ンまたはオフの信号と圧力スイッチ１１６の出力信号で
ある。また制御回路３０から出力される信号は、電磁弁
９、１０、１１４に駆動入力信号である。

【００３３】図９に示すように、ステップ２００の暖房
サイクル運転時、その運転開始時、ステップ２０１に示
すように冷房サイクルを例えばブロア停止状態で数秒間
運転することでホットガスヒータサイクルに冷媒を確保
し、次いでステップ２０２に進み電磁弁９および電磁弁
１１４を閉じ、電磁弁１０を開く。これによりホットガ
スヒータサイクルの運転を開始する。次いでステップ２
０３に進みブロワの回転を開始し、図７に示すエバポレ
ータ６にブロワによる風を送ってこのエバポレータ６で
熱を奪った温暖な空気を車室内に送風する。これにより
ステップ２０４による定常運転状態に移行する。この定
常運転状態は、ホットガスヒータサイクルを行う定常運
転状態である。なお、このシステムを車両用空調装置に
適用した場合この定常運転期間は、例えば３０分程度で
ある。この定常運転期間は吸気温度によっても変わる。
車両用空調装置においてはその後、温水ヒータによる主
暖房が開始される。

【００３４】次に、ホットガスヒータサイクルの冷媒不
足時あるいは異常高圧時に適正に対応するための制御フ
ロー例を図１０に示す。図１０に示す冷媒量制御システ
ムフローのステップ２０１、２０２、２０３、２０４に
ついては図９に示す制御フローと同様である。この冷媒
不足時の冷媒補給を行うためのサイクルは、図１１に示
す電磁弁９の閉および電磁弁１０の開の状態から電磁弁
９の閉かつ電磁弁１０の閉の状態に切替えることにより
コンプレッサ２の吸入側圧力を真空に近い極低圧力に降
下させる。この場合、コンプレッサ２の吸入側圧力は、
停止側サイクルの圧力に対して十分小さくなり停止側サ
イクルに寝込んでいる冷媒を逆止弁１３を経由してエバ
ポレータ６等で構成されるホットガスヒータサイクルに
吸入する。

【００３５】ステップ２０５、２０６、２０７、２０８
は、圧力異常時の圧力降下制御方法を示している。コン
プレッサ２の吐出圧力Ｐｄは、圧力スイッチ１１６によ
り検知する。圧力スイッチ１１６の検知圧力が設定値ａ
（例えばａ＝２５ａｔｇ）より小さいとき、すなわちＰ
ｄ＜ａの場合、ステップ２０５からステップ２０４に進
みそのまま定常運転状態を継続する。ステップ２０５に
おいて、コンプレッサ２の吐出圧力Ｐｄが設定値ａ以上
の場合、すなわちＰｄ≧ａの場合、ステップ２０６に示
すように電磁弁１１４を開成することにより、コンプレ
ッサ２の吐出側から放出された冷媒を電磁弁１１４を経
由してレシーバ４の停止側サイクルに放出する。そして
ステップ２０７に示すように、コンプレッサ吐出圧力Ｐ
ｄが所定値ｂより小さくなったとき、すなわちＰｄ＜ｂ
（ｂ＜ａ）、ｂ＝２０ａｔｇの場合、ステップ２０８に
示すように、電磁弁１１４を閉成し、停止側サイクルへ
の冷媒の放出を停止し、ステップ２０４に示すように、
定常運転を継続する。この異常高圧時、冷媒量制御はホ
ットガスヒータサイクルの暖房が完了するまで繰り返し
行う。

【００３６】この第３の実施例によると、圧力スイッチ
１１６に基づいて電磁弁１１４を制御することにより異
常高圧を解消することができる。また冷媒不足時はホッ
トガスヒータサイクル運転起動前、冷房サイクルを実行
することにより冷媒回路に冷媒を循環させて冷媒不足を
解消する。また第３実施例のように圧力スイッチ１１６
の検知によって異常高圧を検知したときに制御回路３０
の信号によって電磁弁１１４を開にすることによって停
止側サイクルに冷媒を放出することで異常高圧を解消す
ることもできる。

【００３７】前記第３実施例においては、コンプレッサ
２の吐出側の冷媒状態を圧力で検知するようにしたが、
冷媒状態を温度等で捕らえ温度スイッチ等による温度検
出手段によって冷媒状態を検知することもできる。この
冷媒状態を温度等に検知することによって電磁弁１１４
あるいはこれに相当する圧力調整弁等の弁の開閉を制御
することで冷媒圧力異常状態を解消することもできる。

【００３８】（第４実施例）異常高圧時の他の制御例と
しては、図１１に示す第４実施例のように、例えば図７
に示す圧力スイッチ１１６を設けない回路が考えられ
る。図７に示す圧力スイッチ１１６を設けない図１１に
示す冷媒回路を用いて説明する。この場合、図７に示す
電磁弁１１４に代えて、図１１に示すように圧力調整弁
２１４を用いる。これは、コンプレッサ２の吐出圧力が
ａ（例えばａ＝２５ａｔｇ）を超えたとき、圧力調整弁
２１４によりコンプレッサ２の出口側からの吐出した冷
媒を圧力調整弁２１４を経由してレシーバ４に放出する
ことによりコンプレッサ吐出側圧力を例えば２３ａｔｇ
に保持する方法である。

【００３９】この第４実施例の場合、図１１に示す圧力
調整弁２１４を設けるとともに圧力スイッチ１１６を設
けない構成であるが、この場合、コンプレッサ２の吐出
圧力が異常高圧に達したとき圧力調整弁２１４の開成に
よってこの圧力調整弁２１４を経由して停止側サイクル
に冷媒を放出することによってホットガスヒータサイク
ルの適正冷媒量を保つことができる。この第４実施例に
おいては、圧力スイッチ１１６および電磁弁１１４に相
当する弁のような高価な機器を不要とするため、安価な
手段によって冷媒異常高圧を解消して適正な冷媒量制御
を行えるという効果がある。

【００４０】

【発明の効果】以上説明したように、本発明の空調装置
によれば、冷媒回路の高温高圧のガス冷媒を用いた簡易
な暖房装置が構成されるから、この暖房装置を主暖房装
置に加えると暖房能力がアップされるので、急速暖房が
可能になるという効果がある。更に本発明の空調装置に
よれば、高温高圧ガス冷媒の回路を循環する冷媒量を過
不足なく制御するため、補助暖房装置による暖房能力を
安定した状態で発揮でき、圧縮機の耐久性を向上するこ
とができるという効果がある。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の第１実施例による空調装置の冷媒回路
を示す回路図である。

【図２】必要冷媒量特性を示す図である。

【図３】冷媒量の挙動を示す図である。

【図４】本発明の実施例による冷凍サイクルを示す部分
モリエル線図である。

【図５】本発明の実施例で用いた圧力リリーフ弁の断面
図である。

【図６】本発明の第２実施例による空調装置の冷媒回路
を示す回路図である。

【図７】本発明の第３実施例による空調装置の冷媒回路
を示す回路図である。

【図８】本発明の第３実施例による冷媒量制御システム
のシステム構成図である。

【図９】本発明の第３実施例によるホットガスヒータサ
イクル運転初期時の冷媒不足解消フローを示すフローチ
ャート図である。

【図１０】本発明の第３実施例によるホットガスヒータ
サイクルの冷媒不足および圧力異常時の対応を示すフロ
ーチャート図である。

【図１１】本発明の第４実施例による空調装置の冷媒回
路を示す回路図である。

【符号の説明】

１ サブエンジン ２ コンプレッサ（冷媒圧縮機） ３ コンデンサ（凝縮器） ４ レシーバ ５ 膨張弁（第１の減圧手段） ６ エバポレータ（熱交換器） ７ 電磁弁（第３の制御弁） ８ 第１のバイパス流路 ９ 電磁弁（第１の制御弁） １０ 電磁弁（第２の制御弁） １１ 第２の減圧装置 １４ 圧力リリーフ弁（冷媒状態検出手段、圧力制御
手段） ２８ 第２のバイパス流路 ２９ 第３のバイパス流路 １１４ 電磁弁 １１６ 圧力スイッチ（冷媒状態検出手段、圧力制御
手段） ２１４ 圧力調整弁（冷媒状態検出手段、圧力制御手
段）

Claims (5)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 冷媒を圧縮して高温高圧のガス冷媒にす
   る冷媒圧縮機（２）と、 この冷媒圧縮機（２）の吐出側に接続され、冷媒圧縮機
   （２）にて圧縮されたガス冷媒を凝縮する凝縮器（３）
   と、 この凝縮器（３）にて凝縮された冷媒を減圧する第１の
   減圧手段（５）と、 この第１の減圧手段（５）の吐出側及び前記冷媒圧縮機
   （２）の吸入側に接続される熱交換器（６）と、 前記冷媒圧縮機（２）と前記凝縮器（３）とを結ぶ経路
   に設けられ、この経路を開閉する第１の制御弁（９）
   と、 前記凝縮器（３）及び前記第１の減圧手段（５）を迂回
   して前記第１の制御弁（９）の入口側と前記第１の減圧
   手段（５）の出口側とを結ぶ第１のバイパス流路（８）
   と、 この第１のバイパス流路（８）の途中に設けられ流入す
   る冷媒を減圧する第２の減圧手段（１１）と、 前記第１のバイパス流路（８）の途中に設けられ、この
   第１のバイパス流路（８）を開閉する第２の制御弁（１
   ０）と、 前記第１の制御弁（９）の入口側と前記第１の減圧手段
   （５）の入口側とを結ぶ第２のバイパス流路（２８）
   と、 この第２のバイパス流路（２８）に設けられ、前記第１
   のバイパス流路（８）内の圧力が所定圧力より高い時に
   は開成し、前記第１のバイパス流路（８）内の圧力が所
   定圧力以下の時には閉成する冷媒状態検出手段（１４）
   と、 この冷媒状態検出手段（１４）の出口側と前記熱交換器
   （６）の出口側とを結ぶ第３バイパス流路（２９）と、 この第３のバイパス流路（２９）の途中に設けられ、冷
   媒不足のとき開成する第３の制御弁（７）とを備えたこ
   とを特徴とする空調装置。
2. 【請求項２】 冷媒を圧縮して高温高圧のガス冷媒にす
   る冷媒圧縮機（２）と、 この冷媒圧縮機（２）の吐出側に接続され、冷媒圧縮機
   （２）にて圧縮されたガス冷媒を凝縮する凝縮器（３）
   と、 この凝縮器（３）にて凝縮された冷媒を減圧する第１の
   減圧手段（５）と、 この第１の減圧手段（５）の吐出側及び前記冷媒圧縮機
   （２）の吸入側に接続される熱交換器（６）と、 前記冷媒圧縮機（２）と前記凝縮器（３）とを結ぶ経路
   に設けられ、この経路を開閉する第１の制御弁（９）
   と、 前記凝縮器（３）及び前記第１の減圧手段（５）を迂回
   して前記第１の制御弁（９）の入口側と前記第１の減圧
   手段（５）の出口側とを結ぶ第１のバイパス流路（８）
   と、 この第１のバイパス流路（８）の途中に設けられ流入す
   る冷媒を減圧する第２の減圧手段（１１）と、 前記第１のバイパス流路（８）の途中に設けられ、この
   第１のバイパス流路（８）を開閉する第２の制御弁（１
   ０）と、 前記第１の制御弁（９）の入口側と前記第１の減圧手段
   （５）の入口側とを結ぶ第２のバイパス流路（２８）
   と、 この第２のバイパス流路（２８）に設けられ、前記第１
   のバイパス流路（８）内の圧力が所定圧力より高い時に
   は開成し、前記第１のバイパス流路（８）内の圧力が所
   定圧力以下の時には閉成する圧力制御手段（１４）と、 この圧力制御手段（１４）の出口側と前記熱交換器
   （６）の出口側とを結ぶ第３バイパス流路（２９）と、 この第３のバイパス流路（２９）の途中に設けられ、冷
   媒不足のとき開成する第３の制御弁（７）とを備えたこ
   とを特徴とする空調装置。
3. 【請求項３】 冷媒を圧縮して高温高圧のガス冷媒にす
   る冷媒圧縮機（２）と、 この冷媒圧縮機（２）の吐出側に接続され、冷媒圧縮機
   （２）にて圧縮されたガス冷媒を凝縮する凝縮器（３）
   と、 この凝縮器（３）にて凝縮された冷媒を減圧する第１の
   減圧手段（５）と、 この第１の減圧手段（５）の吐出側及び前記冷媒圧縮機
   （２）の吸入側に接続される熱交換器（６）と、 前記冷媒圧縮機（２）と前記凝縮器（３）とを結ぶ経路
   に設けられ、この経路を開閉する第１の制御弁（９）
   と、 前記凝縮器（３）及び前記第１の減圧手段（５）を迂回
   して前記第１の制御弁（９）の入口側と前記第１の減圧
   手段（５）の出口側とを結ぶ第１のバイパス流路（８）
   と、 この第１のバイパス流路（８）の途中に設けられ流入す
   る冷媒を減圧する第２の減圧手段（１１）と、 前記第１のバイパス流路（８）の途中に設けられ、この
   第１のバイパス流路（８）を開閉する第２の制御弁（１
   ０）と、 前記第１の制御弁（９）の入口側と前記第１の減圧手段
   （５）の入口側とを結ぶ第２のバイパス流路（２８）
   と、 前記冷媒圧縮機（２）の吐出側圧力を検出する圧力スイ
   ッチ（１１６）と、 前記第２のバイパス流路（２８）に設けられ、前記圧力
   スイッチ（１１６）の検出圧力が所定圧力より高い時に
   は開成し、前記圧力スイッチ（１１６）の検出圧力が所
   定圧力以下の時には閉成する電磁弁（１１４）と、 この電磁弁（１１４）の出口側と前記熱交換器（６）の
   出口側とを結ぶ第３バイパス流路（２９）と、 この第３のバイパス流路（２９）の途中に設けられ、冷
   媒不足のとき開成する第３の制御弁（７）とを備えたこ
   とを特徴とする空調装置。
4. 【請求項４】 請求項１、２または３記載の空調装置の
   制御方法であって、 暖房運転時、 初期時に、前記冷媒圧縮機（２）から
   吐出した冷媒が前記凝縮器（３）、前記第１の減圧手段
   （５）、前記熱交換器（６）を経由して前記冷媒圧縮機
   （２）に戻る経路を循環する冷房サイクルを実行し、
   しかる後、前記冷媒圧縮機（２）から吐出した冷媒が
   前記第２の制御弁（１０）、前記第２の減圧弁（１
   １）、前記熱交換器（６）を経由して前記冷媒圧縮機
   （２）に戻る経路を循環するホットガスヒータサイクル
   を実行する空調装置の制御方法。
5. 【請求項５】 請求項１、２または３記載の空調装置の
   制御方法であって、 暖房運転時、 初期時に、前記冷媒圧縮機（２）から
   吐出した冷媒が前記凝縮器（３）、前記第１の減圧手段
   （５）、前記熱交換器（６）を経由して前記冷媒圧縮機
   （２）に戻る経路を循環する冷房サイクルを実行し、
   次いで、前記冷媒圧縮機（２）から吐出した冷媒が前
   記第２の制御弁（１０）、前記第２の減圧弁（１１）、
   前記熱交換器（６）を経由して前記冷媒圧縮機（２）に
   戻る経路を循環するホットガスヒータサイクルを実行
   し、 このホットガスヒータサイクル運転時、前記冷
   媒圧縮機（２）の吐出側の冷媒圧力が高圧異常であると
   き、このホットガスヒータサイクル中の冷媒圧力が所定
   値以下に降下するまで前記冷媒状態検出手段（１４、１
   １４）を開成し、前記ホットガスヒータサイクル中の冷
   媒を前記冷媒状態検出手段（１４、１１４）から低圧側
   停止サイクルへ放出することを特徴とする空調装置の制
   御方法。