JPH07234037A

JPH07234037A - 熱ポンプ装置

Info

Publication number: JPH07234037A
Application number: JP6045059A
Authority: JP
Inventors: Makoto Misawa; 誠三沢; Hideyuki Ohashi; 秀幸大橋; Manabu Ito; 学伊藤
Original assignee: Yamaha Motor Co Ltd
Current assignee: Yamaha Motor Co Ltd
Priority date: 1994-02-18
Filing date: 1994-02-18
Publication date: 1995-09-05

Abstract

(57)【要約】（修正有）【目的】外気が極低温時あるいは強風時であっても、
あるいは室外機に対して小容量室内機あるいは冷凍機の
低負荷運転、高圧側配管圧力損失が大であっても、安定
した冷房・冷凍運転可能な熱ポンプ装置。【構成】熱ポンプ装置１は、圧縮機Ａ，Ｂ、室外熱交
換器７０で構成される凝縮器、膨脹弁７６、室内熱交換
器７１で構成される蒸発器、圧縮機Ａ，Ｂの順に冷媒を
循環させる回路６と、圧縮機、凝縮器、膨脹弁、圧縮機
の順の回路を備え、圧縮機Ａ，Ｂと膨脹弁７６との間の
高圧側回路に高圧圧力検知手段を配し、同時に膨脹弁７
６の流量検知手段を配し、さらに冷媒流量が所定値より
小さい時、冷媒にエネルギを付与するか、あるいは及び
凝縮器の熱交換量を低下させるか、膨脹弁７６の開度を
大きくするか、室内機と室外機を通過する冷媒の流量比
を変更可能とする流量バランス変更手段を配置し、流量
比を小さくするように構成している。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】この発明は、空調機または冷凍機
として用いる熱ポンプ装置に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】一般の熱ポンプ装置は、空調機または冷
凍機として用いられ、例えばエンジンあるいは電気モー
タで圧縮機を駆動し、この圧縮機の駆動によって、室外
機、膨張弁、室内機、アキュムレーターの順に冷媒を循
環する冷媒回路により、室内の冷房、あるいは冷凍を可
能としていた。

【０００３】例えば、熱ポンプ装置を空調機として運転
する場合においては、外気が極低温時あるいは強風時で
あっても、室内内部発熱による熱により建物内において
冷房が必要な場合がある。また、室外機の熱交換性能
を、室内機の大きな負荷、即ち多数の室内機の運転に対
応可能に設定している場合でも、少数の室内機のみを冷
房運転する状況があり得る。

【０００４】また、地上に配置される室外機に対して、
高い階に配置される室内機を冷房運転する場合、あるい
は、その他の理由で配管途中の圧損が大となった状態で
冷房運転する場合もある。

【０００５】一方、熱ポンプ装置を冷凍機として運転す
る場合においては、外気が極低温時あるいは強風時であ
っても、室内暖房中の陳列棚等を冷凍する必要がある。
また、室外機に配置する凝縮器の熱交換性能を、大きな
冷凍負荷に対応可能に設定している場合でも、小さな冷
凍負荷状態で冷凍運転する状況があり得る。

【０００６】また、地上に配置される室外機に対して、
高い階に配置される冷凍室の冷凍運転が必要とされる場
合、あるいは、その他の理由で配管途中の圧損が大とな
った状態で冷凍運転する場合もある。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】このように、熱ポンプ
装置を空調機または冷凍機として用いて室内の冷房、あ
るいは冷凍運転する場合、室内機（冷凍機では蒸発器）
での蒸発能力に比ベ室外機（冷凍機では凝縮器）での凝
縮能力が過大となる。このため、膨張弁上流側（高圧
側）の圧力が低下し、膨張弁前後の高圧側と低圧側との
差圧が小さくなってしまう。

【０００８】また、配管途中の圧損が大となった状態で
冷房運転や冷凍運転する場合も同様に、膨張弁上流側
（高圧側）の圧力が低下し、膨張弁前後の高圧側と低圧
側との差圧が小さくなってしまう。

【０００９】その結果、膨張弁を通過する冷媒流量が低
下し、室内機（冷凍機では蒸発器）で充分な吸熱ができ
ないため、能力不足が起きる。また、膨張弁を通過する
冷媒が低下するため、安定した冷房・冷凍運転の妨げと
なる。

【００１０】この発明は、かかる点に鑑みなされたもの
で、外気が極低温時あるいは強風時であっても、あるい
は室外機に対して小容量室内機あるいは冷凍機の運転
（低負荷運転）にあっても、あるいは高圧側の配管の圧
力損失が大の場合であっても、安定した冷房・冷凍運転
を可能とする熱ポンプ装置を提供することを目的として
いる。

【００１１】

【課題を解決するための手段】前記課題を解決するため
に、請求項１記載の発明の熱ポンプ装置は、圧縮機、凝
縮器、膨張弁、蒸発器、圧縮機の順に冷媒を循環させる
冷媒回路を備え、前記圧縮機と前記膨張弁との間の高圧
側冷媒回路に高圧側圧力検知手段を配置すると共に、前
記膨張弁の流量検知手段を配置し、さらに冷媒流量が所
定値より小さい時、冷媒にエネルギーを付与するか、あ
るいは及び前記凝縮器の熱交換量を低下させるようにす
るか、あるいは及び膨張弁の開度を大きくするか、ある
いは及び室内機を通過する冷媒と室外機を通過する冷媒
との流量比を変更可能とする流量バランス変更手段を配
置し、前記流量比を小さくするように構成したことを特
徴としている。

【００１２】請求項２記載の発明は、前記請求項１記載
の熱ポンプ装置において、前記冷媒流量が小さい程、よ
り冷媒にエネルギーを付与するか、あるいは及び前記凝
縮器の熱交換量をより低下させるようにするか、あるい
は及び前記膨張弁の開度をより大きくするように構成し
たことを特徴としている。

【００１３】請求項３記載の発明は、請求項１記載の熱
ポンプ装置において、熱交換能力低下手段として、前記
凝縮器を流れる冷媒流量を低下させるか停止させる手段
を配置したことを特徴としている。

【００１４】請求項４記載の発明は、請求項３記載の熱
ポンプ装置において、前記凝縮器を流れる冷媒流量を低
下させるか停止させる手段として、前記凝縮器を迂回す
る迂回冷媒回路と、この迂回冷媒回路の流量を増加させ
ることにより前記凝縮器を流れる冷媒流量を低下させる
手段を配置したことを特徴としている。

【００１５】請求項５記載の発明は、請求項４記載の熱
ポンプ装置において、前記迂回冷媒回路を、前記凝縮器
を迂回し、凝縮器上流側と凝縮器下流側を連通して形成
し、前記冷媒流量を増加させる手段として前記迂回冷媒
回路途中に開閉弁を設けたことを特徴としている。

【００１６】請求項６記載の発明は、請求項４記載の熱
ポンプ装置において、前記迂回冷媒回路を、前記凝縮
器、前記膨張弁を迂回し、凝縮器上流側と、膨張弁下流
側を連通して形成し、冷媒流量を増加させる手段として
前記迂回冷媒回路途中に開閉弁を設けたことを特徴とし
ている。

【００１７】請求項７記載の発明は、請求項１記載の熱
ポンプ装置において、流量バランス変更手段として、前
記膨張弁、前記蒸発器を迂回し、凝縮器下流側と、蒸発
器下流側を連通する迂回冷媒回路と、この迂回冷媒回路
途中に閉閉弁を設けたことを特徴としている。

【００１８】請求項８記載の発明は、請求項１記載の熱
ポンプ装置において、前記膨張弁の流量検知手段とし
て、前記圧縮機と前記膨張弁との間の高圧側冷媒回路中
に配置される高圧側圧力検知手段と、この高圧側圧力が
小なる程流量を小と判断する判断手段とにて構成したこ
とを特徴としている。

【００１９】請求項９記載の発明は、請求項１記載の熱
ポンプ装置において、前記膨張弁の流量検知手段とし
て、前記膨張弁と前記圧縮機との間の低圧側冷媒回路中
に配置される低圧側圧力検知手段と、この低圧側圧力が
大なる程流量を小と判断する判断手段とにて構成したこ
とを特徴としている。

【００２０】請求項１０記載の発明は、請求項１記載の
熱ポンプ装置において、前記膨張弁の流量検知手段とし
て、前記圧縮機と前記膨張弁との間の高圧側冷媒回路中
に配置される高圧側圧力検知手段と、前記膨張弁と前記
圧縮機との間の低圧側冷媒回路中に配置される低圧側圧
力検知手段と、前記高圧側圧力と低圧側圧力との両圧力
差が小なる程流量を小と判断する判断手段とにて構成し
たことを特徴としている。

【００２１】請求項１１記載の発明は、請求項１記載の
熱ポンプ装置において、前記膨張弁の流量検知手段とし
て、前記圧縮機、前記凝縮器を経由して前記膨張弁に到
る高圧側冷媒回路あるいは前記膨張弁から蒸発器を経由
して前記圧縮機に到る低圧側冷媒回路の内、少なくとも
一方の側に離間して配置した２つの圧力検知手段と、そ
の圧力検知値の差の絶対値が大きい程、流量を小と判断
する判断手段とにて構成したことを特徴としている。

【００２２】

【作用】請求項１記載の発明では、冷媒流量が所定値よ
り小さい時、冷媒にエネルギーを付与するか、あるいは
及び凝縮器の熱交換量を低下させるようにするか、ある
いは及び膨張弁の開度を大きくするか、あるいは及び室
内機を通過する冷媒と室外機を通過する冷媒との流量比
を変更し、流量比を小さくし、外気が極低温時あるいは
強風時であっても、あるいは室外機に対して小容量室内
機あるいは冷凍機の運転（低負荷運転）にあっても、あ
るいは高圧側の配管の圧力損失が大の場合であっても、
安定した冷房・冷凍運転を可能とる。

【００２３】請求項２記載の発明では、冷媒流量が小さ
い程、より冷媒にエネルギーを付与するか、あるいは及
び凝縮器の熱交換量をより低下させるようにするか、あ
るいは及び膨張弁の開度をより大きくする。

【００２４】請求項３記載の発明では、熱交換能力低下
手段として、凝縮器を流れる冷媒流量を低下させるか停
止させる。

【００２５】請求項４記載の発明では、凝縮器を迂回す
る迂回冷媒回路と、この迂回冷媒回路の流量を増加させ
ることにより凝縮器を流れる冷媒流量を低下させる。

【００２６】請求項５記載の発明では、迂回冷媒回路
を、凝縮器を迂回し、凝縮器上流側と凝縮器下流側を連
通して形成し、この迂回冷媒回路途中に開閉弁を設けて
冷媒流量を増加させる。

【００２７】請求項６記載の発明では、迂回冷媒回路
を、凝縮器、膨張弁を迂回し、凝縮器上流側と、膨張弁
下流側を連通して形成し、この迂回冷媒回路途中に開閉
弁を設けて冷媒流量を増加させる。

【００２８】請求項７記載の発明では、膨張弁、蒸発器
を迂回し、凝縮器下流側と、蒸発器下流側を連通する迂
回冷媒回路と、この迂回冷媒回路途中に閉閉弁を設けて
冷媒の流量バランスを変更させる。

【００２９】請求項８記載の発明では、膨張弁の流量検
知手段により、高圧側圧力が小なる程流量を小と判断す
る。

【００３０】請求項９記載の発明では、膨張弁の流量検
知手段が、低圧側圧力が大なる程流量を小と判断する。

【００３１】請求項１０記載の発明では、膨張弁の流量
検知手段が、高圧側圧力と低圧側圧力との両圧力差が小
なる程流量を小と判断する。

【００３２】請求項１１記載の発明では、膨張弁の流量
検知手段が、高圧側冷媒回路あるいは低圧側冷媒回路の
内、少なくとも一方の側に離間して配置した２つの圧力
検知手段の圧力検知値の差の絶対値が大きい程、流量を
小と判断する。

【００３３】

【実施例】以下、この発明の熱ポンプ装置の実施例を図
面に基づいて説明する。図１は熱ポンプ装置としての空
気調和機の概略構成図である。

【００３４】熱ポンプ装置としての空気調和機１には、
駆動源としてのエンジン部２、コンプレッサシステム部
３、ヒートポンプ部４が備えられ（駆動源としては電気
モータを用いてもよい）、エンジン部２とヒートポンプ
部４との間にエンジン部２の冷却水を循環させる温水回
路５が設けられ、またコンプレッサシステム部３とヒー
トポンプ部４との間にフロン等の冷媒を圧縮して循環さ
せる冷媒回路６が設けられている。これらのエンジン部
２、コンプレッサシステム部３、ヒートポンプ部４は、
操作部７からの指示に基づいて制御部８により制御され
る。

【００３５】エンジン部２にはアクチュエータ部９とセ
ンサ部１０が備えられ、センサ部１０からのエンジン情
報が制御部８へ送られ、制御部８からの指示によりアク
チュエータ部９を制御してエンジン２が運転される。エ
ンジン部２の吸気系から空気と燃料ガスの混合気を吸入
して燃焼し、排気系から排気ガスが排出される。このエ
ンジン部２の運転によりコンプレッサシステム部３が駆
動される。

【００３６】コンプレッサシステム部３には、複数の圧
縮機が備えられ、制御部８からの指示に基づきコンプレ
ッサシステム部３の圧縮機の運転数を空調負荷に応じて
制御する。コンプレッサシステム部３には、圧縮機の運
転数を検知する作動台数検知手段１８が設けられ、この
作動台数検知部１８から圧縮機の運転数情報を制御部８
に送る。このコンプレッサシステム部３の運転で冷媒回
路６を介してヒートポンプ部４が駆動される。

【００３７】ヒートポンプ部４にはアクチュエータ部１
１とセンサ部１２が備えられ、センサ部１２からのヒー
トポンプ情報が制御部８へ送られ、制御部８からの指示
によりアクチュエータ部１１を制御して暖房または冷房
か行われる。

【００３８】制御部８には、制御手段１３、記憶手段１
４及び駆動手段１５が備えられ、制御手段１３では操作
部７からの指示や記憶手段１４に記憶された情報、さら
にセンサ部１０からのエンジン情報、センサ部１２から
のヒートポンプ情報に基づき駆動手段１５を制御し、こ
の駆動手段１５によりエンジン部２のアクチュエータ部
９、コンプレッサシステム部３及びヒートポンプ部４の
アクチュエータ部１１を駆動する。

【００３９】操作部７には、スイッチ部１６や表示部１
７が備えられ、オペレータがスイッチ部１６を操作する
ことで制御部８に指示信号が送られて熱ポンプ装置１の
運転が行われ、その運転状態が表示部１７に表示され
る。

【００４０】次に、熱ポンプ装置としての空気調和機１
の詳細な構成を、図２乃至図２２に基づいて詳細に説明
する。図２は熱ポンプ装置としての空気調和機の冷房運
転時の概略構成図、図３は熱ポンプ装置としての空気調
和機の暖房運転時の概略構成図、図４はコンプレッサシ
ステム部の平面図、図５は図４のＶ−Ｖ線に沿う断面
図、図６は図４のVI-VI線に沿う断面図、図７は図４のV
II-VII線に沿う断面図、図８は図４のVIII-VIII線に沿
う断面図、図９は第２実施例の室内ユニットの拡大図、
図１０は第３実施例の室外回路の冷房運転時の拡大図、
図１１は同第３実施例の室外回路の暖房運転時の拡大
図、図１２はヒートポンプ部の冷房運転時の拡大図、図
１３はヒートポンプ部の暖房運転時の拡大図、図１４は
高い階に配置される室内機を冷房運転する実施例の熱ポ
ンプ装置としての空気調和機の概略構成図、図１５は図
１４の暖房運転時の熱ポンプ装置としての空気調和機の
四方弁の作動を示す図、図１６は高い階に配置される室
内機を冷凍運転する実施例の熱ポンプ装置としての空気
調和機の概略構成図、図１７は三方弁の断面図、図１８
は三方弁の断面図、図１９は三方弁の制御特性を示す
図、図２０及び図２１は制御内容を示す図、図２２は熱
ポンプ装置のスイッチ群、温度センサ群、圧力センサ
群、制御部、ヒータ群及びアクチュエータ群を示すブロ
ック図である。

【００４１】図１及び図２において、符号１は熱ポンプ
装置としての空気調和機であり、この熱ポンプ装置とし
ての空気調和機１は室外ユニット２１、室内ユニット２
２から構成されている。エンジン部２、コンプレッサシ
ステム部３、温水回路５及び冷媒回路６が室外ユニット
２１に設けられ、ヒートポンプ部４は室外ユニット２１
の一部及び室内ユニット２２により構成される。

【００４２】エンジン部２には水冷式エンジン２３が備
えられ、この水冷式エンジン２３に吸気管２４を介して
ミキサー２５及びエアクリーナ２６が接続され、このエ
アクリーナ２６から空気をミキサー２５に供給する。ま
た、ミキサー２５には配管２７を介してパルスモータ２
８で作動される燃料供給量制御弁、ガバナ２９及び電磁
弁３０が接続され、これらの作動により燃料ガスがミキ
サー２５に供給される。ミキサー２５ではパルスモータ
３１によるスロットルの作動で燃料ガスと空気を混合し
て水冷式エンジン２３に供給する。

【００４３】また、水冷式エンジン２３にはオイル配管
３２を介して電磁弁３３及び上方位置にオイルタンク３
４が接続され、オイル量が減少時自動的に電磁弁３３が
開とされ、このオイルタンク３４からオイルが重力によ
り水冷式エンジン２３に供給される。

【００４４】また、水冷式エンジン２３には排気管３５
を介してマフラー３６、排気サイレンサー３７及びミス
トセパレータ３８が接続されている。水冷式エンジン２
３からの排気がマフラー３６と排気サイレンサ３７を流
れる時に冷却されて、排気から分離されて酸性分のある
ドレン水が生じる。ミストセパレータ３８においても、
排気から分離されて酸性分のあるドレン水が生じる。こ
れらのドレン水はそれぞれ配管３９を介してドレン水処
理装置４０に導かれ、このドレン水処理装置４０でドレ
ン水を中和して排水する。エンジン部２にはヒータ４１
が設けられ、このヒータ４１により水冷式エンジン２３
のオイルパン内オイル温度調節を行う。

【００４５】コンプレッサシステム部３には、２個の圧
縮機Ａ，Ｂが備えられ、この２個の圧縮機Ａ，Ｂはそれ
ぞれ電磁クラッチ４３を介して水冷式エンジン２３の出
力軸４４に接続される。このそれぞれの電磁クラッチ４
３は不図示のクラッチ駆動部材で接続したり、切り離し
たりの制御が行われる。４５は圧縮機Ａ，Ｂ内のオイル
温度調整用のヒータであり、低温起動に際して発熱され
る。

【００４６】冷媒回路６は、冷媒を圧縮して循環させ、
気化、液化することによりヒートポンプ機能を果たすも
のである。この冷媒回路６は、コンプレッサシステム部
３の圧縮機Ａ，Ｂから四方弁４６までの回路を形成する
基部回路４７と、室内ユニット２２に配置される室内回
路４８と、基部回路４７と室内回路４８との間に配置さ
れる室外回路４９とにより構成されている。

【００４７】基部回路４７は圧縮機Ａ，Ｂの吐出口側に
接続され、四方弁４６の第１のポート４６ａに連通する
吐出側回路５０と、四方弁４６の第２のポート４６ｂか
ら圧縮機Ａ，Ｂの吸込口側に連通する吸込側回路５１と
により構成されている。吐出側回路５０にはオイルセパ
レータ５２が設置され、このオイルセパレータ５２には
ヒータ５３が設けられ、このヒータ５３によりオイルセ
パレータ５２の温度調節を行う。オイルセパレータ５２
によりオイルがストレーナ５４を介して毛細管５５によ
りサブアキュームレータ５６の上流側に戻され、また電
磁弁５７を介してアキュームレータ５８の上流側に戻さ
れる。電磁弁５７は主に起動後、圧縮機Ａ，Ｂから多量
に流出するオイルがオイルセパレータ５２に溜ると開と
なり、その他の場合は閉とされる。

【００４８】サブアキュームレータ５６及びアキューム
レータ５８は吸込側回路５１に備えられている。このア
キュームレータ５８内には冷媒の液体と気体が内蔵さ
れ、気体は回路５１ｃから毛細管６０及び回路５１ｄ，
５１ｅ、５１ｆにより、またストレーナ６１及び毛細管
６２、回路５１ｄ、５１ｅ、５１ｆにより、サブアキュ
ームレータ５６に送られる。また、アキュームレータ５
８内には冷媒の液体はストレーナ６３及び毛細管６４、
回路５１ｄ、５１ｅ、５１ｆにより、サブアキュームレ
ータ５６に送られる。ヒータ５９は両毛細管６２，６
４、ストレーナ６１，６３まわりの温度調整を行う。な
お、アキュームレータ５８内の下部からオイルと液体の
冷媒が、回路５１ｇ、ストレーナ７７及び膨張弁７８及
びオリフィス７９を通って、回路５１ｅ，５１ｆを得て
サブアキュームレータ５６に送られる。

【００４９】サブアキュームレータ５６にはヒータ６５
が設けられ、このヒータ６５でサブアキュームレータ５
６の温度調節が行われる。サブアキュームレータ５６内
の冷媒の気体は、それぞれ圧縮機Ａ，Ｂの駆動によって
回路５１ｈ，５１ｉ及び一方向弁６７を介して吸引され
る。サブタンク５６内に溜るオイル及び液体の冷媒はオ
リフィス６６から少しづつ圧縮機Ａ，Ｂに吸引される。
また、吐出側回路５０はストレーナ６８、圧力が異常に
高い時開とされる電磁弁６９により吸込側回路５１と連
結され、圧力の異常な上昇を防止する。

【００５０】四方弁４６の第３のポート４６ｃには室外
回路４９を構成する回路４９ａが接続されており、この
回路４９ａには室外熱交換器７０が設置されている。こ
の室外熱交換器７０と室内回路４８の室内熱交換器７１
との間には、アキュームレータ５８に設けた熱交換器７
２、ストレーナ７３、手動弁７４を配置した回路４９ｂ
と、ジョイント７５及び電子膨張弁７６が接続されてい
る。

【００５１】また、室内回路４８には室内での熱交換を
行なう室内熱交換器７１が接続されており、この室内熱
交換器７１はジョイント８０及び室外回路４９を構成す
る回路４９ｃ及びその途中に配置される手動弁８１を介
して基部回路４７と、室外回路４８の中間に配置される
四方弁４６の第４のポート４６ｄと連通している。

【００５２】また、吸込側回路５１は、室外回路４９を
構成する回路４９ｂと膨張弁９０及びストレーナ９１を
介して接続され、さらに吐出側回路５０は回路４９ｂと
ストレーナ９２、電磁弁９３及び毛細管９４を介して接
続されている。

【００５３】温水回路５は、温水の熱源となる水冷式エ
ンジン２３に熱交換部８２と、マフラー３６に熱交換部
９９を有し、温水はポンプ８６，８７の作用によりサー
モスタットを有する切替弁８３、三方弁８４、放熱器８
５、ポンプ８６、熱交換部９９、ポンプ８７を介して循
環する。放熱器８５には冷却ファン９６が設けられてい
る。切替弁８３の操作により一部の温水はコンダクショ
ンアセンブリ９８に戻され、さらにコンダクションアセ
ンブリ９８から冷却水管９７を介して放熱器８５とポン
プ８６の間に戻される。コンダクションアセンブリ９８
には温水を補給するためのリカバリータンク８９が接続
されている。

【００５４】始動時には、サーモスタットを有する切替
弁８３の作動で、温水が所定の温度になるまでポンプ８
７を介して温水を熱交換部８２に戻して循環させる。ま
た、三方弁８４の作動により温水がアキュムレータ５８
の熱交換器８８に供給され、アキュームレータ５８中の
液相の冷媒に熱を伝達し、気化を促進する。

【００５５】従って、このように構成された熱ポンプ装
置としての空気調和機１は、図２に示すように、冷房と
して運転する場合には四方弁４６を操作して、第１のポ
ート４６ａと第３のポート４６ｃとを連通させ、同時に
第４のポート４６ｄと第２のポート４６ｂとを連通させ
た状態とする。

【００５６】これによって、水冷式エンジン２３により
圧縮機Ａ，Ｂを駆動し、冷媒を圧縮し、この圧縮され、
高温、高圧になった冷媒ガスは室外ユニット２１の室外
熱交換器７０で、外気によって冷却され液化する。この
液化した冷媒は膨張弁７６の作動で減圧され、低圧とな
った冷媒液は室内ユニット２２の室内熱交換器７１で室
内空気から熱を奪って蒸発する。この時の蒸発熱により
冷却効果が生じて室内の冷房を行なう。蒸発した冷媒ガ
スは再び圧縮機Ａ，Ｂに戻り、同様なサイクルを繰返
す。

【００５７】また、暖房として運転する場合には、図３
に示すように、四方弁４６を操作して、第１のポート４
６ａを第４のポート４６ｄに連通させるとともに、第３
のポート４６ｃを第２のポート４６ｂに連通させた状態
とする。

【００５８】これによって、水冷式エンジン２３により
圧縮機Ａ，Ｂを駆動し、冷媒を圧縮し、この圧縮され、
高温、高圧になった冷媒ガスは室内ユニット２２の室内
熱交換器７１で、室内空気によって冷却され液化する。
この時、室内空気は凝縮熱によって暖められ、暖房効果
を生じる。この液化した冷媒は膨張弁７１の作動で減圧
され、低圧となった冷媒液は室外ユニット２１の室外熱
交換器７０で外気の熱を吸収して気化する。アキューム
レータ５８において液相の冷媒が分離され、冷媒ガスが
再び圧縮機Ａ，Ｂに戻り、同様なサイクルを繰り返す。
温水回路５から三方弁８４を通って温水熱交換器８８を
通過する温水は、室外熱交換器８８の気化作用を補うべ
く、液相の冷媒に熱エネルギーを供給する。

【００５９】次に、熱ポンプ装置としての空気調和機１
のコンプレッサシステム部３について図４乃至図８に基
づいて詳細に説明する。

【００６０】熱ポンプ装置１のコンプレッサシステム部
３は、２つのマルチベーン型圧縮機Ａ，Ｂを有してお
り、これらの圧縮機Ａ，Ｂは水冷式エンジン２３によっ
て回転駆動される。ここで、一方の圧縮機Ａの構成の詳
細を図５及び図８に基づいて説明する。なお、他方の圧
縮機Ｂの構成は圧縮機Ａのそれと同じであるため、それ
についての説明は省略する。

【００６１】コンプレッサシステム部３は、ケーシング
１００の一方にケーシング２００が締付ボルト２０１に
よって締付固定され、またケーシング１００の他方には
圧縮機Ａのキャップ３００と、圧縮機Ｂのキャップ３０
０とがそれぞれ締付ボルト３０１によって締付固定され
ている。

【００６２】ケーシング１００内にはシリンダ１０１が
収納されており、このシリンダ１０１の両端面にはサイ
ドブロック１０２，１０３が設けられている。また、シ
リンダ１０１内には、ロータ１０４がその軸部１０４
ａ，１０４ｂをサイドブロック１０３，１０２に軸支さ
れて回転自在に設けられており、このロータ１０４のシ
リンダ１０１内に臨む大径部分には、図８に示すよう
に、５つのスライド溝１０５が径方向に放射状に形成さ
れている。そして、このそれぞれのスライド溝１０５に
は平板状の５枚のべーン１０６が径方向に摺動自在に嵌
装されており、ロータ１０４が矢印方向に回転している
ときには、各ベーン１０６はその外端部がシリンダ１０
１の断面楕円状のボア１０１ａに摺接しながら回転す
る。シリンダ１０１内には、ロータ１０４によって区画
される２つの吸引圧縮作用室１０７が形成されている。

【００６３】また、シリンダ１０１には幅方向に貫通す
る一対の吸入通路１０８が形成されている。吸引圧縮作
用室１０７に連通する吸入口１０９，１１０がサイドブ
ロック１０２，１０３にそれぞれ形成され、吸入口１１
０は吸入通路１０８を介し、吸入口１０９は直接、それ
ぞれ吸入通路１１１に連通している。吸入通路１１１は
サイドブロック１０２とそれぞれのキャップ３００との
間に形成されている。シリンダ１０１には、図８に示す
ように、それぞれの吸引圧縮作用室１０７に開口する吐
出口１１２が形成されており、このそれぞれの吐出口１
１２には吸引圧縮作用室１０７から吐出室１１３ヘの気
相冷媒の流れを許容するバルブ１１４が設けられてい
る。

【００６４】また、図５に示すように、サイドブロック
１０３にはオイルセパレータ１１５を有するホルダ１１
６が６角穴付きボルト１１７で締付固定して設けられて
おり、サイドブロック１０２，１０３、ケーシング１０
０とシリンダ１０１との間に形成される吐出室１１３
は、これらに開口する吐出通路１１８を経てオイルセパ
レータ１１５に連通している。ケーシング１００内のシ
リンダ１０１の奥側にはオイル溜り１１９が形成されて
おり、このオイル溜り１１９の上部にはケーシング１０
０に穿設された吐出口１２０が開口し、この吐出口１２
０は吐出側回路５０に接続される。

【００６５】また、オイル溜り１１９は冷媒高圧室を兼
用しており、このオイル溜り１１９には潤滑用オイルが
溜る。オイル溜り１１９の下部には、サイドブロック１
０２に形成された油路１２１のオイル流入口１２１ａが
開口し、この油路１２１はロータ１０４の軸部１０４ａ
に潤滑用オイルを導いて潤滑するように連通している。
さらに、サイドブロック１０２には、油路１２２が形成
され、この油路１２２はロータ１０４の軸部１０４ａに
連通しており、軸部１０４ａを潤滑した潤滑用オイルは
油路１２２からサイドブロック１０２とロータ１０４と
の間の隙間に導かれて潤滑する。また、シリンダ１０１
には４箇所に油路１２３が形成され、さらに４箇所に油
路１２４が形成されている。油路１２３はサイドブロッ
ク１０２の油路１２１に連通し、油路１２５はサイドブ
ロック１０２の油路１２２に連通している。また、サイ
ドブロック１０３には油路１２６，１２７が形成され、
この油路１２６はシリンダ１０１の油路１２３からロー
タ１０４の軸部１０４ｂに潤滑用オイルを導いて潤滑す
るように連通している。また、油路１２７はロータ１０
４の軸部１０４ｂに連通しており、軸部１０４ｂを潤滑
した潤滑用オイルは油路１２７からサイドブロック１０
３とロータ１０４との間の隙間に導かれて潤滑し、吸引
圧縮作用室１０７に導かれる。

【００６６】ケーシング１００の上部には開口部１２８
を透明ガラス１２９により塞いで覗き窓１３０が設けら
れ、さらにこの覗き窓１３０と反対側にはオイル注入口
１３１が設けられ、注入ボルト１３２を外してオイル注
入口１３１から潤滑オイルを注入する。また、ケーシン
グ１００の底部１００ａは中央部１００ｂが低くなるよ
うに傾斜させ、この中央部１００ｂに潤滑用オイルのド
レンが溜るようになっている。この底部１００ａの中央
部１００ｂにはオイルドレン排出口１３３が設けられ、
排出ボルト１３４を外してオイルドレン排出口１３３か
ら潤滑オイルを排出してオイル交換したり、所定の時期
にドレンのみを排出したりする。

【００６７】ケーシング１００にはケーシング２００が
ボルト２０１により締付固定して一体化されており、潤
滑用オイルを溜めるオイル溜り１１９とサブアキューム
レータ５６とがケーシング１００に形成された熱交換壁
１００ｃを介して隣接させている。この熱交換壁１００
ｃにはオイル溜り１１９側にフィン１００ｄが形成さ
れ、またサブアキュームレータ５６側にもフィン１００
ｅが形成され、それぞれ断面積を大きくして熱交換の効
率を向上させている。

【００６８】サブアキュームレータ５６は低圧室になっ
ており、サブアキュームレータ５６の上部にはケーシン
グ２００に穿設された吸入口２０２が開口し、この吸入
口２０２は吸入側回路５１に接続される。ケーシング２
００には側部から上部にかけて一対の通路２０３，２０
４が形成され、この通路２０３，２０４はケーシング１
００の上部形成した通路１３５，１３６にそれぞれ連通
している。また、ケーシング１００の通路１３５，１３
６はキャップ３００に形成された通路３０２，３０３に
それぞれ連通し、この通路３０２，３０３は吸入通路１
１１に連通している。

【００６９】サブアキュームレータ５６の側部中央には
通路２０３，２０４が開口し、この開口部２０３ａ，２
０４ａからサブアキュームレータ５６内の冷媒の気体
は、それぞれ圧縮機Ａ，Ｂの駆動によって吸入される。
即ち、圧縮機Ａの駆動によってサブアキュームレータ５
６内の冷媒の気体が、通路２０３，１３５，３０２から
吸入通路１１１を介して吸入され、これらで回路５１ｈ
を構成している。また、圧縮機Ｂの駆動によってブアキ
ュームレータ５６内の冷媒の気体が、通路２０４，１３
６，３０３から吸入通路１１１を介して吸入され、これ
らで回路５１ｉを構成している。

【００７０】サブアキュームレータ５６内に溜る潤滑用
オイル及び液体の冷媒はオリフィス６６から少しづつ圧
縮機Ａ，Ｂに吸引される。

【００７１】このようにして、潤滑用オイルを溜めるオ
イル溜り１１９とサブアキュームレータ５６とを熱交換
壁１００ｃを介して隣接させて圧縮機Ａ，Ｂとサブアキ
ュームレータ５６とを一体的に設けており、これで圧縮
機Ａ，Ｂとサブアキュームレータ５６とを連結する配管
をなくすことができ、コスト低減を図り、かつ装置のコ
ンパクト化が可能である。

【００７２】また、潤滑用オイルを溜めるオイル溜り１
１９とサブアキュームレータ５６とを熱交換壁１００ｃ
を介して近接して配置し、オイル溜り１１９の潤滑用オ
イルをサブアキュームレータ５６の液相冷媒と熱交換さ
せて冷却するから、潤滑用オイルを冷却するための専用
のラジエータを不要としコスト低減を図ることができ
る。

【００７３】即ち、圧縮機Ａ，Ｂのそれぞれのロータ１
０４の端部には電磁クラッチ４３が設けられており、水
冷式エンジン２３の駆動力は電磁クラッチ４３のＯＮ／
ＯＦＦによってロータ１０４に選択的に伝達される。そ
して、ロータ１０４に動力が伝達されてこれが回転駆動
されると、ベーン１０６が一体的に回転するが、このべ
ーン１０６は遠心力によってスライド溝１０５に沿って
径方向外方ヘ飛び出し、先端部がシリンダ１０１のボア
１０１ａに摺接しながら回転し、吸入通路１１１、吸入
口１０９及び吸入通路１０８を経てシリンダ１０１内の
圧縮室１０７内に吸入された気相冷媒は、ベーン１０６
によって圧縮され、高温・高圧の気相冷媒は、サブアキ
ュームレータ５６の低圧側の気相冷媒と熱交換して冷却
されて、吐出口１１２及びバルブ１１４を経て吐出室１
１３へ吐出される。吐出室１１３ヘ吐出された気相冷媒
は、吐出通路１１８を経てオイルセパレータ１１５に至
り、ここでオイル分を除去された後、オイル溜り１１９
に流入し、最後に吐出口１２０から機外の吐出側回路５
０ヘ吐出される。

【００７４】このように圧縮機Ａ，Ｂには潤滑用オイル
をサブアキュームレータ５６の液相冷媒中に循環させ冷
媒と熱交換させる経路を設けており、これにより潤滑用
オイルを冷却するための専用のラジエータが不要であ
り、その分コストを低減することができる。

【００７５】他方、オイルセパレータ１１５において気
相冷媒から分離された潤滑用オイルは、オイルセパレー
タ１１５から落下してオイル溜り１１９の下部に溜ま
り、オイル溜り１１９内の気相冷媒の圧力によってオイ
ル流入口１２１ａから油路１２１，１２２，１２６，１
２７を図５の矢印方向ヘ流れ、ロータ１０４の軸受部、
ロータ１０４とサイドブロック１０２，１０３との隙間
やボア１０１ａからベーン１０６の摺動部を潤滑する。
特に低圧となっている部分を潤滑して吐出通路１１８か
らオイルセパレータ１１５に至り、ここから滴下してオ
イル溜り１１９に戻る。

【００７６】ところで、起動時には、圧縮機Ａ，Ｂのボ
ア１０１ａ内、あるいはサブアキュームレータ５６と圧
縮機Ａ，Ｂの中間の回路５ｈ，５ｉ中で液化した潤滑用
オイルを含む気相冷媒が起動時泡状になり、オイル溜り
１１９の吐出口１２０から機外の吐出側回路５０ヘ吐出
される。この泡状の気相冷媒に含まれる潤滑用オイル
は、吐出側回路５０のオイルセパレータ５２に溜まり、
起動後所定時間、開となる電磁弁５７を通ってアキュー
ムレータ５８に入る。

【００７７】そして、アキュームレータ５８の底部に溜
まる潤滑用オイルは、アキュームレータ５８内の下部か
ら回路５１ｇ、ストレーナ７７及び制御弁７８及びオリ
フィス７９を通って、回路５１ｅ，５１ｆを経て圧縮機
Ａ，Ｂと一体化されたサブアキュームレータ５６に戻
る。

【００７８】サブアキュームレータ５６から潤滑用オイ
ルは、オリフィス６６から少しづつ圧縮機Ａ，Ｂに吸引
され、気相冷媒と一緒にボア１０１ａに入り、吐出通路
１１８からオイルセパレータ１１５に至り、このオイル
セパレータ１１５から滴下してオイル溜り１１９に戻
る。所定時間経過すると、電磁弁５７は閉となり、オイ
ルセパレータ５２に溜まる潤滑用オイルの電磁弁５７を
介する循環は停止する。なお、運転中オイルセパレータ
５２に溜まる潤滑用オイルは少しづつ毛細管５５を通過
して循環される。

【００７９】次に、この発明の熱ポンプ装置を、図面に
基づいて詳細に説明する。図１から図３に示す空気調和
機は、図２の冷房状態においてこの発明の冷媒回路につ
いての第１実施例となる。図９は、この発明の冷媒回路
についての第２実施例である室内ユニットを示すもので
あり、図２の空気調和機の室内ユニット２２を図９の室
内ユニット２２に置き換えたものである。図１０、図１
１は第３実施例の冷媒回路の構成図であり、図２、図３
のシステムの一部を置き換えたものである。図１２、図
１３は第４実施例のシステムの構成図であり、図２、図
３のシステムの一部を置き換えたものである。

【００８０】図１４は第５実施例のシステムの空気調和
機であり、図１５は空気調和機を暖房に設定したときの
四方弁まわりを図示したものである。図１６は第６実施
例のシステムの冷凍機である。

【００８１】図９は第２実施例の室内ユニットの拡大図
であり、室内ユニット２２が室内機を構成している。室
内ユニット２２の膨張弁７６は開閉式膨張弁を用い、こ
の膨張弁７６寄りに冷房時高圧側圧力検知手段を構成す
る圧力センサ３００を配置し、冷媒回路の高圧側圧力を
検知するようになっている。また、室内熱交換器７１側
の膨張弁７６寄りには冷房時低圧側圧力検知手段を構成
する圧力センサ３０１を配置し、冷媒回路の低圧側圧力
を検知するようになっている。また、膨張弁７６には膨
張弁開度センサ３１０が設けられ、この膨張弁開度セン
サ３１０が膨張弁７６の流量検知手段を構成している。
なお、暖房時には圧力センサ３００は低圧側、圧力セン
サ３０１は高圧側となる。

【００８２】図１０及び図１１は第３実施例の室外回路
の一部拡大図であり、図１０は冷房運転時、図１１は暖
房運転時を示している。室外ユニット２１が室外機を構
成しており、この室外ユニット２１の室外熱交換器７０
を迂回し、上流側と、下流側を連通する迂回冷媒回路Ｆ
が設けられている。迂回冷媒回路Ｆの途中には開閉弁９
０とストレーナ９１を設け、この開閉弁９０の開とする
か開閉弁９０の開度を大とする。室外熱交換器７０の上
流側には、室外熱交換器７０上流側の冷媒温度検知する
冷媒温度検知手段を構成する温度センサ４０２，４０２
ａを配置し、室外熱交換器７０の下流側には、室外熱交
換器７０下流側の冷媒温度検知する冷媒温度検知手段を
構成する温度センサ４０２ｂを配置し、さらに室外熱交
換器７０を通過する冷媒温度を検知する冷媒温度検知手
段を構成する温度センサ４０２ｃが配置されている。

【００８３】図１２及び図１３は第４実施例のヒートポ
ンプ部の拡大図であり、図１２はヒートポンプ部の冷房
運転時、図１３はヒートポンプ部の暖房運転時を示して
いる。

【００８４】このヒートポンプ部４の室外熱交換器７０
の上流側と、室内熱交換器７１の下流側との間には、室
外熱交換器７０を迂回する迂回冷媒回路Ｇが設けられて
いる。迂回冷媒回路Ｇの室外側と、室内側はジョイント
５００で接続され、室外側に開閉弁９０、ストレーナ９
１及び手動弁５０１が配置されている。

【００８５】図１４は高い階に配置される室内機を冷房
運転する実施例の熱ポンプ装置の概略構成図、図１５は
図１４の暖房運転時の熱ポンプ装置の四方弁の作動を示
す図であり、地上に、室外ユニット２１が配置され、高
い階に室内ユニット２２が配置されている。このよう
に、地上に配置される室外ユニット２１で構成される室
外機に対して、高い階に配置される室内ユニット２２で
構成される室内機を冷房運転する場合、配管途中の圧損
が大となった状態で冷房運転される。

【００８６】低圧側圧力検知手段を構成する圧力センサ
３００ａと圧力センサ３００との差圧、あるいは高圧側
圧力検知手段を構成する圧力センサ３０１ａと圧力セン
サ３０１との差圧が大なる程、高い階側に配置された膨
張弁７６を流れる流量が少ないと検知する。

【００８７】なお、温度センサ４０２ａで冷房時の冷媒
温度が検知され、温度センサ４０２ｂで暖房時の冷媒温
度が検知される。

【００８８】図１６は高い階に配置されるショーケース
を冷凍運転する実施例の熱ポンプ装置の概略構成図であ
り、地上に、室外ユニット２１が配置され、高い階に室
内ユニット２２が配置されている。このように、地上に
配置される室外ユニット２１で構成される室外機に対し
て、高い階に配置される室内ユニット２２で構成される
室内機を冷凍運転する場合、配管途中の圧損が大となっ
た状態で冷房運転される。

【００８９】低圧側圧力検知手段を構成する圧力センサ
３００ａと圧力センサ３００との差圧、あるいは高圧側
圧力検知手段を構成する圧力センサ３０１ａと圧力セン
サ３０１との差圧が大なる程、高い階側に配置された膨
張弁７６を流れる流量が少ないと検知する。

【００９０】なお、図１４及び図１６において、高い階
側に配置に配置された膨張弁７６に代えて、膨張弁７６
を地上側に配置することができ、この場合、低圧側の差
圧が、圧力センサ３０１ａと圧力センサ３０１との差
圧、あるいは圧力センサ３０１ａと圧力３００ａとの差
圧が大なる程、膨張弁７６を流れる流量が少ないと検知
する。

【００９１】また、この発明では、冷媒にエネルギーを
付与する手段として、図２に示すように室内熱交換器７
１で構成される蒸発器と、圧縮機Ａ，Ｂの間にアキュー
ムレータ５８を配置し、このアキュームレータ５８の内
部にエンジン排熱を利用した熱付与手段を構成する温水
熱交換器８８が配置されている。

【００９２】また、冷媒にエネルギーを付与する手段と
して、電気的ヒータを配置しており、この電気的ヒータ
としては、図２に示すように、オイルセパレータ５２の
ヒータ５３、アキュームレータ５８のヒータ５９、サブ
アキュームレータ５６のヒータ６５が用いられている。

【００９３】さらに、冷媒にエネルギーを付与する手段
として、水冷式エンジン２３あるいは圧縮機Ａ，Ｂの潤
滑オイルとの熱交換部を配置しており、この熱交換部は
図４乃至図８に示すように潤滑用オイルを溜めるオイル
溜り１１９により構成されている。圧縮機Ａ，Ｂの回転
数の上昇に伴い増加する摩擦熱を冷媒に与えることがで
きる。

【００９４】室外熱交換器７０で構成される凝縮器の放
熱能力と室内熱交換器７１で構成される蒸発器の吸熱能
力の差あるいは比が大となる程、即ち、室外の温度値が
小さくなる程、温水量を増加するか、電気的ヒータへの
電流量を増加するかエンジン回転数を増加しても良い。

【００９５】即ち、図１７乃至図１９に示すように、温
水回路５の三方弁８４としてリニア三方弁を用い、この
三方弁８４のポートＡが８４ａがアキュムレータ５８内
の温水熱交換器８８側へ接続され、ポートＢが室外ユニ
ット２１の放熱器８５側へ接続され、ポートＣが水冷式
エンジン２３の熱交換器８２側へ接続され、これらのポ
ートＡ，Ｂ，Ｃが回転弁体８４ａの回転で温水流量が制
御される。

【００９６】室外熱交換器７０で構成される凝縮器の放
熱能力と室内熱交換器７１で構成される蒸発器の吸熱能
力の差あるいは比が大となる程、図１８に示すように回
転弁体８４ａを回転して、ポートＡからポートＣヘの温
水流量を増加させ、膨張弁７６から室外熱交換器７０で
構成される凝縮器を経由して圧縮機Ａ，Ｂに到る低圧側
において熱を加えるようにしても良い。

【００９７】また、膨張弁７６を、図９に示すように開
閉式弁とし、室外熱交換器７０で構成される凝縮器の放
熱能力と室内熱交換器７１で構成される蒸発器の吸熱能
力の差あるいは比が大なる程、膨張弁開度を大きくする
ようにしても良い。

【００９８】また、圧縮機Ａ，Ｂと膨張弁７６との間の
高圧側冷媒回路に図２に示すように高圧側圧力検知手段
を構成する圧力センサ３９０と、図９に示すように高圧
側圧力検知手段を構成する圧力センサ３００を配置して
いる。この圧力センサ３９０，３００により、高圧側圧
力に基づき、高圧側圧力が小なる程、膨張弁７６を流れ
る流量が少ないと検知するようにしても良い。

【００９９】また、圧縮機Ａ，Ｂと膨張弁７６との間の
高圧側冷媒回路中の膨張弁７６寄りに、図９に示すよう
に冷房時高圧側圧力検知手段を構成する圧力センサ３０
０を配置している。この圧力センサ３００により高圧側
圧力に基づき、高圧側圧力が小なる程、膨張弁７６を流
れる流量が少ないと検知するようにしても良い。

【０１００】また、図９に示すように、冷房時（冷凍
時）膨張弁７６の上流側に配置された高圧側圧力検知手
段を構成する圧力センサ３００と、膨張弁７６の下流側
に配置された低圧側圧力検知手段を構成する圧力センサ
３０１により、高圧側圧力と低圧側圧力との差圧に基づ
き、差圧が小なる程、膨張弁７６を流れる流量が少ない
と検知するようにしても良い。

【０１０１】即ち、高圧側圧力と低圧側圧力との差圧を
大とするように熱を冷媒に伝達するようにするか、圧縮
機Ａ，Ｂの回転数を増加させるようにするか、圧縮機
Ａ，Ｂの運転台数を増加させるようにするか、室外ユニ
ット２１の冷却ファン９６の回転を停止するか、イ．図２に示すように、膨張弁７６及び室内熱交換器７
１で構成される蒸発器を迂回し、室外熱交換器７０で構
成される凝縮器下流側と、室内熱交換器７１で構成され
る蒸発器下流側を連通する迂回冷媒回路Ｅと、この迂回
冷媒回路Ｅの途中に開閉弁９０を設け、この開閉弁９０
の開とするか開閉弁９０の開度を大とするか、ロ．図１０に示すように、室外熱交換器７０で構成され
る凝縮器を迂回し、凝縮器上流側と、凝縮器下流側を連
通する迂回冷媒回路Ｆと、この迂回冷媒回路Ｆの途中に
開閉弁９０を設け、この開閉弁９０の開とするか開閉弁
９０の開度を大とすか、ハ．図１２に示すように、室外熱交換器７０で構成され
る凝縮器、膨張弁７６を迂回し、凝縮器上流側と、膨張
弁下琉側を連通する迂回冷媒回路Ｇと、この迂回冷媒回
路Ｇの途中に開閉弁９０を設け、開閉弁９０を開とする
か開閉弁９０の開度を大としても良い。

【０１０２】以上、イ、ロ、ハにより蒸発器、即ち室内
熱交換機７１を通過する冷媒と、凝縮器、即ち室外熱交
換機７０を通過する冷媒との流量比を可変とするととも
に、流量比を小さくすることができる。各迂回冷媒回路
と開閉弁９０が流量バランス変更手段を構成している。

【０１０３】なお、図１に示すように、コンプレッサシ
ステム部３に、圧縮機の作動台数検知手段１８を設け、
圧縮機の作動台数に基づき、作動台数が大なる程、膨張
弁７６を流れる流量が少ないと検知するようにしても良
い。

【０１０４】また、図２に示すように、室外の温度を検
知する手段を構成する温度センサ４００を設け、この室
外の温度に基づき、この温度が小なる程、膨張弁７６を
流れる流量が少ないと検知するようにしても良い。

【０１０５】また、図２に示すように、室外熱交換器７
０で構成される凝縮器上流側の冷媒温度検知する手段を
構成する温度センサ４０２と、室外の温度を検知する手
段を構成する温度センサ４００とを設け、この温度差に
基づき、この温度差が大なる程、膨張弁７６を流れる流
量が少ないと検知するようにしても良い。なお、図１０
に示すように室外熱交換器７０直近上流側の冷媒の温度
センサ４０２ａあるいは凝縮器、即ち室外熱交換器７０
を通過する冷媒の温度センサ４０２ｃを配置し、これら
の温度と、室外温度との温度差に基づき、温度差が大な
る程膨張弁７６を流れる流量が少ないと検知するように
しても良い。なお、４０２ｂは暖房時室外機即ち室外熱
交換器７０直近上流側の冷媒温度センサである。

【０１０６】また、図２に示すように、膨張弁７６から
室内熱交換器７１で構成される蒸発器を経由して圧縮機
Ａ，Ｂに到る低圧側の圧力を検知する低圧側圧力検知手
段を構成する圧力センサ４０１を設け、また冷房時は図
９に示すように、低圧側圧力検知手段を構成する圧力セ
ンサ３０１を設け、低圧側検知圧力が大なる程、膨張弁
７６を流れる流量が少ないと検知するようにしても良
い。

【０１０７】また、図２に示すように、室外の温度を検
知する手段を構成する温度センサ４００と、膨張弁７６
から室内熱交換器７１で構成される蒸発器を経由して圧
縮機Ａ，Ｂに到る低圧側の圧力を検知する低圧側圧力検
知手段を構成する温度センサ４０１を設け、室内温度が
低い程、低圧側目標圧力を小とし、低圧側検知圧力と低
圧側目標圧力との差圧が大なる程、膨張弁７６を流れる
流量が少ないと検知するようにしても良い。

【０１０８】また、図９に示すように、膨張弁開度セン
サ３１０と、膨張弁７６から室内熱交換器７１で構成さ
れ蒸発器を経由して圧縮機Ａ，Ｂに到る低圧側の圧力を
検知する低圧側圧力検知手段を構成する圧力センサ４０
１を設け、膨張弁開度センサ３１０の開度に対応して、
開度が大なる程所定値を大とし、低圧側検知圧力が該所
定値より大なる程、膨張弁７６を流れる流量が少ないと
検知するようにしても良い。

【０１０９】また、図２に示すように、圧縮機Ａ，Ｂを
複数配置し、膨張弁７６を流れる流量が少ない程、圧縮
機の運転台数を増加するようにしても良い。

【０１１０】また、図２及び図９に示すように、室外の
温度を検知する手段を構成する温度センサ４００と、圧
縮機Ａ，Ｂから室外熱交換器７０で構成される凝縮器を
経由して膨張弁７６に到る高圧側の圧力を検知する高圧
側圧力検知手段を構成する温度センサ３００を設け、室
外温度が低い程、高圧側目標圧力を大とし、この高圧側
目標圧力と高圧側検知圧力との差圧が大なる程、膨張弁
７６を流れる流量が少ないと検知するようにしても良
い。

【０１１１】この発明は、外気が極低温時あるいは強風
時であっても、あるいは室外機に対して小容量室内機あ
るいは冷凍機の運転（低負荷運転）にあっても、あるい
は高圧側の配管の圧力損失が大の場合であっても、安定
した冷房・冷凍運転を可能とる熱ポンプ装置である。

【０１１２】請求項１記載の発明の熱ポンプ装置１は、
圧縮機Ａ，Ｂ、室外ユニット２１の室外熱交換器７０で
構成される凝縮器、膨張弁７６、室内ユニット２２の室
内熱交換器７１で構成される蒸発器、圧縮機Ａ，Ｂの順
に冷媒を循環させる冷媒回路６を備え、圧縮機Ａ，Ｂと
膨張弁７６との間の高圧側冷媒回路に高圧側圧力検知手
段を配置すると共に、膨張弁７６の流量検知手段を配置
し、さらに冷媒流量が所定値より小さい時、冷媒にエネ
ルギーを付与するか、あるいは及び室外熱交換器７０で
構成される凝縮器の熱交換量を低下させるようにする
か、あるいは及び膨張弁の開度を大きくするか、あるい
は及び室内機を通過する冷媒と室外機を通過する冷媒と
の流量比を変更可能とする流量バランス変更手段を配置
し、流量比を小さくするように構成している。

【０１１３】請求項２記載の発明は、前記請求項１記載
の熱ポンプ装置において、冷媒流量が小さい程、より冷
媒にエネルギーを付与するか、あるいは及び室外熱交換
器７０で構成される凝縮器の熱交換量をより低下させる
ようにするか、あるいは及び膨張弁７６の開度をより大
きくするように構成している。

【０１１４】請求項３記載の発明は、請求項１記載の熱
ポンプ装置において、熱交換能力低下手段として、室外
熱交換器７０で構成される凝縮器を流れる冷媒流量を低
下させるか停止させる手段を配置している。

【０１１５】請求項４記載の発明は、請求項３記載の熱
ポンプ装置において、室外熱交換器７０で構成される凝
縮器を流れる冷媒流量を低下させるか停止させる手段と
して、室外熱交換器７０で構成される凝縮器を迂回する
迂回冷媒回路と、この迂回冷媒回路の流量を増加させる
ことにより室外熱交換器７０で構成される凝縮器を流れ
る冷媒流量を低下させる手段を配置している。

【０１１６】請求項５記載の発明は、請求項４記載の熱
ポンプ装置において、迂回冷媒回路を、室外熱交換器７
０で構成される凝縮器を迂回し、凝縮器上流側と凝縮器
下流側を連通して形成し、冷媒流量を増加させる手段と
して迂回冷媒回路途中に開閉弁９０を設けている。

【０１１７】請求項６記載の発明は、請求項４記載の熱
ポンプ装置において、迂回冷媒回路を、室外熱交換器７
０で構成される凝縮器、膨張弁７６を迂回し、凝縮器上
流側と、膨張弁下流側を連通して形成し、冷媒流量を増
加させる手段として迂回冷媒回路途中に開閉弁９０を設
けている。

【０１１８】請求項７記載の発明は、請求項１記載の熱
ポンプ装置において、流量バランス変更手段として、膨
張弁７６、蒸発器を迂回し、凝縮器下流側と、蒸発器下
流側を連通する迂回冷媒回路と、この迂回冷媒回路途中
に閉閉弁９０を設けている。

【０１１９】請求項８記載の発明は、請求項１記載の熱
ポンプ装置において、膨張弁７６の流量検知手段とし
て、圧縮機Ａ，Ｂと膨張弁７６との間の高圧側冷媒回路
中に配置される高圧側圧力検知手段と、この高圧側圧力
が小なる程流量を小と判断する判断手段とにて構成して
いる。

【０１２０】請求項９記載の発明は、請求項１記載の熱
ポンプ装置において、膨張弁７６の流量検知手段とし
て、膨張弁７６と圧縮機Ａ，Ｂとの間の低圧側冷媒回路
中に配置される低圧側圧力検知手段と、この低圧側圧力
が大なる程流量を小と判断する判断手段とにて構成して
いる。

【０１２１】請求項１０記載の発明は、請求項１記載の
熱ポンプ装置において、膨張弁７６の流量検知手段とし
て、圧縮機Ａ，Ｂと膨張弁７６との間の高圧側冷媒回路
中に配置される高圧側圧力検知手段と、膨張弁７６と圧
縮機Ａ，Ｂとの間の低圧側冷媒回路中に配置される低圧
側圧力検知手段と、高圧側圧力と低圧側圧力との両圧力
差が小なる程流量を小と判断する判断手段とにて構成し
ている。

【０１２２】請求項１１記載の発明は、請求項１記載の
熱ポンプ装置において、膨張弁７６の流量検知手段とし
て、圧縮機Ａ，Ｂ、室外熱交換器７０で構成される凝縮
器を経由して膨張弁７６に到る高圧側冷媒回路あるいは
膨張弁７６から室内熱交換器７１で構成される蒸発器を
経由して圧縮機Ａ，Ｂに到る低圧側冷媒回路の内、少な
くとも一方の側に離間して配置した２つの圧力検知手段
と、その圧力検知値の差の絶対値が大きい程、流量を小
と判断する判断手段とにて構成している。

【０１２３】この発明は、前記のように構成しており、
以下の条件Ａ〜Ｊに対応し、Ａ・高圧側に配置した圧力センサの圧力値が所定圧より
小なる程、圧力が大なるようにＢ・低圧側に配置した圧力センサの圧力値が所定圧より
大なる程、圧力が小なるようにＣ・膨張弁の上流側に高圧側圧力検知手段、膨張弁の下
流側に低圧側圧力検知手段を配置し、この高圧側圧力と
低圧側圧力との差圧に基づき、その差圧が小なる程、こ
の差圧を大とするようにＤ・室外の温度を検知する手段と、膨張弁から蒸発器を
経由して圧縮機に到る低圧側の圧力を検知する低圧側圧
力検知手段を設け、室外温度が低い程、低圧側目標圧力
を小とし、低圧側検知圧力と低圧側目標圧力との差圧が
大なる程、この差圧を小とするようにＥ・室外の温度を検知する手段と、圧縮機から凝縮器を
経由して膨張弁に到る高圧側の圧力を検知する高圧側圧
力検知手段を設け、室内温度が低い程、高圧側目標圧力
を大とし、高圧側目標圧力と高圧側検知圧力との差圧が
大なる程、この差圧を小とするようにＦ・膨張弁開度センサと、膨張弁から蒸発器を経由して
圧縮機に到る低圧側の圧力を検知する低圧側圧力検知手
段を設け、膨張弁開度センサの開度に対応して、開度が
小なる程低圧側目標値を小とし、低圧側検知圧力が低圧
側目標値より大なる程、低圧側検知圧力と低圧側目標値
との差圧を小とするようにＧ・膨張弁開度センサと、圧縮機から凝縮器を経由して
膨張弁に到る高圧側の圧力を検知する高圧側圧力検知手
段を設け、膨張弁開度センサの開度に対応して、開度が
小なる程高圧側目標値を犬とし、高圧側検知圧力が高圧
側目標値より小なる程、高圧側目標値と高圧側検知圧力
との差圧を小とするようにＨ・圧縮機、凝縮機、膨張弁，蒸発機、さらに圧縮機に
循環する冷媒回路の内、圧縮機から凝縮機に到る冷媒回
路より、圧縮機から蒸発器、膨張弁を経由して凝縮機に
到る冷媒回路の方が回路長が長い場合において、イ．高圧側において、離間した２つの箇所に圧力検知手
段を配置し、膨張弁に遠い方の箇所と近い方の箇所との
圧力差が大なる程、ロ．低圧側において、離間した２つの箇所に圧力検知手
段を配置し、この圧力差が大なる程、ハ．蒸発器が上で、凝縮器が下の場合、高低差検知手段
を配置し、高低差が大なる程、差圧を小とするようにＪ・Ａ〜Ｉの任意の組合せの検知を行うようにして、以
下の対応ａ〜Ｊを取り得るように構成して制御してお
り、この制御内容を図２０及び図２２に示す。

【０１２４】ａ，膨張弁を開閉式弁とし、膨張弁開度を
大とするようにしたｂ．圧縮機を複数設け、運転台数を増加するようにしたｃ．圧縮機の回転数を増加させるようにしたｄ．凝縮器のファンの回転を停止するか、低下するよう
にしたｅ．膨張弁及び蒸発器を迂回し、凝縮器下流側と、蒸発
器下流側を連通する迂回冷媒回路と、この迂回冷媒回路
の途中に開閉弁を設け、この開閉弁の開とするか開閉弁
の開度を大とするようにしたｆ・凝縮器を迂回し、凝縮器上流側と凝縮器下流を連通
する迂回冷媒回路と、この迂回冷媒回路の途中に開閉弁
を設け、この開閉弁の開とするか開閉弁の開度を大とす
るようにしたｇ．凝縮器及び膨張弁を迂回し、凝縮器上流側と、膨張
弁下流側を連通する迂回冷媒回路と、この迂回冷媒回路
の途中に開閉弁を設け、この開閉弁の開とするか開閉弁
の開度を大とするようにしたｈ，低圧側において、より多くの熱量を冷媒に伝達する
ようにしたｉ．高圧側において、より多くの熱量を冷媒に伝達する
ようにしたｊ．ａ〜ｉの任意の組合せの制御を行うようにした。

【０１２５】

【発明の効果】前記したように、請求項１記載の発明
は、冷媒流量が所定値より小さい時、冷媒にエネルギー
を付与するか、あるいは及び前記凝縮器の熱交換量を低
下させるようにするか、あるいは及び膨張弁の開度を大
きくするか、あるいは及び室内機を通過する冷媒と室外
機を通過する冷媒との流量比を変更可能とし、流量比を
小さくしたから、外気が極低温時あるいは強風時であっ
ても、あるいは室外機に対して小容量室内機あるいは冷
凍機の運転（低負荷運転）にあっても、あるいは高圧側
の配管の圧力損失が大の場合であっても、安定した冷房
・冷凍運転が可能である。

【０１２６】請求項２記載の発明は、冷媒流量が小さい
程、より冷媒にエネルギーを付与するか、あるいは及び
凝縮器の熱交換量をより低下させるようにするか、ある
いは及び膨張弁の開度をより大きくしたから、より安定
した冷房・冷凍運転が可能である。

【０１２７】請求項３記載の発明は、凝縮器を流れる冷
媒流量を低下させるか停止させるから、熱交換能力低下
手段の構成が簡単で、かつ安定した冷房・冷凍運転が可
能である。

【０１２８】請求項４記載の発明は、凝縮器を迂回する
迂回冷媒回路と、この迂回冷媒回路の流量を増加させる
から、凝縮器を流れる冷媒流量を低下させる手段の構成
が簡単で、かつ安定した冷房・冷凍運転が可能である。

【０１２９】請求項５記載の発明は、冷媒流量を増加さ
せる手段として迂回冷媒回路途中に開閉弁を設けたか
ら、簡単な構成で冷媒流量を増加させることができ、安
定した冷房・冷凍運転が可能である。

【０１３０】請求項６記載の発明は、冷媒流量を増加さ
せる手段として迂回冷媒回路途中に開閉弁を設けたか
ら、簡単な構成で冷媒流量を増加させることができ、安
定した冷房・冷凍運転が可能である。

【０１３１】請求項７記載の発明は、迂回冷媒回路途中
に閉閉弁を設けたから、流量バランス変更手段の構成が
簡単で、かつ安定した冷房・冷凍運転が可能である。

【０１３２】請求項８記載の発明は、高圧側圧力が小な
る程流量を小と判断し、簡単な構造で、より安定した冷
房・冷凍運転が可能である。

【０１３３】請求項９記載の発明は、低圧側圧力が大な
る程流量を小と判断し、簡単な構造で、より安定した冷
房・冷凍運転が可能である。

【０１３４】請求項１０記載の発明は、高圧側圧力と低
圧側圧力との両圧力差が小なる程流量を小と判断し、簡
単な構造で、より安定した冷房・冷凍運転が可能であ
る。

【０１３５】請求項１１記載の発明は、少なくとも一方
の側に離間して配置した２つの圧力検知手段と、その圧
力検知値の差の絶対値が大きい程、流量を小と判断し、
簡単な構造で、より安定した冷房・冷凍運転が可能であ
る。

【図面の簡単な説明】

【図１】熱ポンプ装置の概略構成図である。

【図２】熱ポンプ装置の冷房運転時の概略構成図であ
る。

【図３】熱ポンプ装置の暖房運転時の概略構成図であ
る。

【図４】コンプレッサシステム部の平面図である。

【図５】図４のＶ−Ｖ線に沿う断面図である。

【図６】図４のVI-VI線に沿う断面図である。

【図７】図４のVII-VII線に沿う断面図である。

【図８】図４のVIII-VIII線に沿う断面図である。

【図９】この発明の冷媒回路についての第２実施例であ
る室内ユニットを示す図であり、図２の空気調和機の室
内ユニット２２を図９の室内ユニット２２に置き換えた
図である。

【図１０】第３実施例の冷媒回路の構成図であり、図
２、図３のシステムの一部を置き換えた図である。

【図１１】同第３実施例の冷媒回路の構成図であり、図
２、図３のシステムの一部を置き換えた図である。

【図１２】第４実施例のシステムの構成図であり、図
２、図３のシステムの一部を置き換えた図である。

【図１３】同第４実施例のシステムの構成図であり、図
２、図３のシステムの一部を置き換えた図である。

【図１４】第５実施例のシステムの空気調和機の構成図
である。

【図１５】空気調和機を暖房に設定したときの四方弁ま
わりを図示したものである。

【図１６】第６実施例のシステムの冷凍機の構成図であ
る。

【図１７】三方弁の断面図である。

【図１８】三方弁の断面図である。

【図１９】三方弁の制御特性を示す図である。

【図２０】制御内容を示す図である。

【図２１】制御内容を示す図である。

【図２２】熱ポンプ装置のスイッチ群、温度センサ群、
圧力センサ群、制御部、ヒータ群及びアクチュエータ群
を示すブロック図である。

【符号の説明】

１熱ポンプ装置６冷媒回路Ａ，Ｂ圧縮機７０室外熱交換器７１室内熱交換器７６膨張弁

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】圧縮機、凝縮器、膨張弁、蒸発器、圧縮
機の順に冷媒を循環させる冷媒回路を備え、前記圧縮機
と前記膨張弁との間の高圧側冷媒回路に高圧側圧力検知
手段を配置すると共に、前記膨張弁の流量検知手段を配
置し、さらに冷媒流量が所定値より小さい時、冷媒にエ
ネルギーを付与するか、あるいは及び前記凝縮器の熱交
換量を低下させるようにするか、あるいは及び膨張弁の
開度を大きくするか、あるいは及び室内機を通過する冷
媒と室外機を通過する冷媒との流量比を変更可能とする
流量バランス変更手段を配置し、前記流量比を小さくす
るように構成したことを特徴とする熱ポンプ装置。
【請求項２】請求項１記載の熱ポンプ装置において、
前記冷媒流量が小さい程、より冷媒にエネルギーを付与
するか、あるいは及び前記凝縮器の熱交換量をより低下
させるようにするか、あるいは及び前記膨張弁の開度を
より大きくするように構成したことを特徴とする熱ポン
プ装置。
【請求項３】請求項１記載の熱ポンプ装置において、
熱交換能力低下手段として、前記凝縮器を流れる冷媒流
量を低下させるか停止させる手段を配置したことを特徴
とする熱ポンプ装置。
【請求項４】請求項３記載の熱ポンプ装置において、
前記凝縮器を流れる冷媒流量を低下させるか停止させる
手段として、前記凝縮器を迂回する迂回冷媒回路と、こ
の迂回冷媒回路の流量を増加させることにより前記凝縮
器を流れる冷媒流量を低下させる手段を配置したことを
特徴とする熱ポンプ装置。
【請求項５】請求項４記載の熱ポンプ装置において、
前記迂回冷媒回路を、前記凝縮器を迂回し、凝縮器上流
側と凝縮器下流側を連通して形成し、前記冷媒流量を増
加させる手段として前記迂回冷媒回路途中に開閉弁を設
けたことを特徴とする熱ポンプ装置。
【請求項６】請求項４記載の熱ポンプ装置において、
前記迂回冷媒回路を、前記凝縮器、前記膨張弁を迂回
し、凝縮器上流側と、膨張弁下流側を連通して形成し、
冷媒流量を増加させる手段として前記迂回冷媒回路途中
に開閉弁を設けたことを特徴とする熱ポンプ装置。
【請求項７】請求項１記載の熱ポンプ装置において、
流量バランス変更手段として、前記膨張弁、前記蒸発器
を迂回し、凝縮器下流側と、蒸発器下流側を連通する迂
回冷媒回路と、この迂回冷媒回路途中に閉閉弁を設けた
ことを特徴とする熱ポンプ装置。
【請求項８】請求項１記載の熱ポンプ装置において、
前記膨張弁の流量検知手段として、前記圧縮機と前記膨
張弁との間の高圧側冷媒回路中に配置される高圧側圧力
検知手段と、この高圧側圧力が小なる程流量を小と判断
する判断手段とにて構成したことを特徴とする熱ポンプ
装置。
【請求項９】請求項１記載の熱ポンプ装置において、
前記膨張弁の流量検知手段として、前記膨張弁と前記圧
縮機との間の低圧側冷媒回路中に配置される低圧側圧力
検知手段と、この低圧側圧力が大なる程流量を小と判断
する判断手段とにて構成したことを特徴とする熱ポンプ
装置。
【請求項１０】請求項１記載の熱ポンプ装置におい
て、前記膨張弁の流量検知手段として、前記圧縮機と前
記膨張弁との間の高圧側冷媒回路中に配置される高圧側
圧力検知手段と、前記膨張弁と前記圧縮機との間の低圧
側冷媒回路中に配置される低圧側圧力検知手段と、前記
高圧側圧力と低圧側圧力との両圧力差が小なる程流量を
小と判断する判断手段とにて構成したことを特徴とする
熱ポンプ装置。
【請求項１１】請求項１記載の熱ポンプ装置におい
て、前記膨張弁の流量検知手段として、前記圧縮機、前
記凝縮器を経由して前記膨張弁に到る高圧側冷媒回路あ
るいは前記膨張弁から蒸発器を経由して前記圧縮機に到
る低圧側冷媒回路の内、少なくとも一方の側に離間して
配置した２つの圧力検知手段と、その圧力検知値の差の
絶対値が大きい程、流量を小と判断する判断手段とにて
構成したことを特徴とする熱ポンプ装置。