JPH09113033A - 空気調和装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 圧縮機の消費電力を低減してエネルギの有効
利用を図ると共に、設置条件が制限されないようにす
る。 【解決手段】 主冷媒回路（20）の液冷媒配管（24-L）
の途中にサブ冷凍機（30）の２つのサブ熱交換器（33，
34）を設ける。サブ冷凍機（30）において、サブ冷媒を
一方のサブ熱交換器（33，34）で凝縮させると共に、他
方のサブ熱交換器（33，34）で蒸発させることによっ
て、サブ冷凍機（30）の熱エネルギを冷媒搬送力に変換
する。主冷媒回路（20）の圧縮機（21）を停止した状態
で冷媒がサブ冷凍機（30）の駆動によって室外熱交換器
（22）と室内熱交換器（23）との間を循環する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、冷房運転のみを行
う空気調和装置に関し、特に、低外気温度時の運転対策
に係るものである。

【０００２】

【従来の技術】従来より、空気調和装置には、圧縮機と
室外熱交換器と膨張弁と室内熱交換器とを順に接続して
成る閉回路の冷媒回路を設けた冷房専用機はよく知られ
ている。

【０００３】また、空気調和装置には、特開平５−３２
２３８９号公報に開示されているように、圧縮機と四路
切換弁と室外熱交換器と方向制御回路と室内熱交換器と
を順に接続し、方向制御回路に接続された１方向通路に
膨張弁を設け、冷房サイクルと暖房サイクルとに可逆運
転可能に構成しているものある。

【０００４】上記空気調和装置において、低外気温度状
態においても冷房運転を行うようにする場合、圧縮機が
所定の圧縮比を保持するようにする必要があるので、高
圧制御弁を設けている。つまり、低外気温度で冷房運転
を行う際、高圧制御弁を絞り、液冷媒を室外熱交換器に
溜めて伝熱面積を小さくし、高圧を所定値に保持するよ
うにしている。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】上述した空気調和装置
においては、低外気温度状態で冷房運転を行う場合、圧
縮機の圧縮比が所定値以下になると、圧縮機の逆止弁の
破損等が生じることになり、凝縮圧力の低下を高圧制御
弁によって防止していた。また、上記高圧制御弁に代え
て室外ファンの風量制御によって高圧の低下を防止する
ことも考えられている。

【０００６】しかしながら、上述した低外気温度で冷房
運転を行う際、圧縮機の容量を低減することができるに
も拘らず、圧縮機を所定容量で運転している。したがっ
て、圧縮機の消費電力は一定値までは低下するものの、
凝縮圧力制御を行っているため、所定値以上には低下さ
せることができないという問題があった。この結果、エ
ネルギ面で無駄をしているという問題があった。

【０００７】そこで、上記低外気温度時には、自然循環
式で冷媒を循環させることが提案されているが、この自
然循環式では、凝縮器を高所に、蒸発器を低所に設置
し、所定のヘッド差を保持させる必要があり、設置条件
が制限されるという問題があった。

【０００８】本発明は、斯かる点に鑑みてなされたもの
で、圧縮機の消費電力を低減してエネルギの有効利用を
図ると共に、設置条件が制限されないようにすることを
目的とするものである。

【０００９】

【課題を解決するための手段】

−発明の概要− 本発明は、主冷媒回路（20）の液ライン（24-L）の途中
に搬送用冷凍回路（30）の２つのサブ熱交換器（33，3
4）を設け、サブ冷媒を一方のサブ熱交換器で凝縮さ
せ、他方のサブ熱交換器（33，34）で蒸発させることに
よって、搬送用冷凍回路（30）の熱エネルギを冷媒搬送
力に変換し、主冷媒回路（20）の圧縮機（21）を停止し
た状態で冷媒が熱源側熱交換器（22）と利用側熱交換器
（23）との間を循環するようにしたものである。

【００１０】これによって、冷媒を熱エネルギで搬送す
るので、設置条件の制約を受けることなく小さな動力で
信頼性の高い冷房運転が可能となる。

【００１１】−発明の特定事項− 具体的に、図１に示すように、請求項１に係る発明が講
じた手段は、圧縮機（21）と熱源側熱交換器（22）と膨
張機構（EV-M）と利用側熱交換器（23）とが冷媒配管
（24）によって接続されて成る主冷媒回路（20）が設け
られている。

【００１２】そして、該主冷媒回路（20）の圧縮機（2
1）をバイパスし、利用側熱交換器（23）から熱源側熱
交換器（22）への冷媒流通を許容するバイパス通路（1
1）が設けられている。

【００１３】加えて、圧縮機（31）と第１サブ熱交換器
（33）と膨張機構（EV-S）と第２サブ熱交換器（34）と
が順に接続され、サブ冷媒が一方のサブ熱交換器（33，
34）で凝縮し、他方のサブ熱交換器（33，34）で蒸発す
る可逆運転可能な１つの冷凍サイクルを構成すると共
に、両サブ熱交換器（33，34）が主冷媒回路（20）の液
ライン（24-L）の途中に接続され、主冷媒回路（20）の
液冷媒を冷却及び加熱して該液冷媒に移動力を付与する
搬送用冷凍回路（30）が設けられている。

【００１４】また、請求項２に係る発明が講じた手段
は、上記請求項１の発明において、外気温度を検出する
温度検出手段（Th-o）と、該温度検出手段（Th-o）が検
出する外気温度が所定温度以下になると、主冷媒回路
（20）の圧縮機（21）を停止して搬送用冷凍回路（30）
を駆動する一方、外気温度が所定温度より高くなると、
搬送用冷凍回路（30）を停止して主冷媒回路（20）の圧
縮機（21）を駆動する回路切換え手段（41）とが設けら
れた構成としている。

【００１５】また、請求項３に係る発明が講じた手段
は、上記請求項１の発明において、外気温度を検出する
温度検出手段（Th-o）と、主冷媒回路（20）の圧縮機
（21）の圧縮比を判別する圧縮比判別手段（43）と、該
温度検出手段（Th-o）が検出する外気温度が所定温度以
下で且つ主冷媒回路（20）の圧縮機（21）の圧縮比が所
定値以下になると、主冷媒回路（20）の圧縮機（21）を
停止して搬送用冷凍回路（30）を駆動する一方、外気温
度が所定温度より高くなると、搬送用冷凍回路（30）を
停止して主冷媒回路（20）の圧縮機（21）を駆動する回
路切換え手段（41）とが設けられた構成としている。

【００１６】また、請求項４に係る発明が講じた手段
は、上記請求項１の発明において、搬送用冷凍回路（3
0）の圧縮機（31）の吐出圧力を検出する圧力検出手段
（SP）と、該圧力検出手段（SP）が検出する吐出圧力が
所定圧力以上になると、凝縮器となるサブ熱交換器（3
3，34）と蒸発器となるサブ熱交換器（33，34）とを切
り換える熱交換切換え手段（42）とが設けられた構成と
している。

【００１７】−作用− 上記の発明特定事項により、請求項１に係る発明では、
外気温度が所定温度以上である場合、通常の冷房運転が
行われ、圧縮機（21）から吐出した冷媒は、熱源側熱交
換器（22）で凝縮して液化する。その後、この液冷媒
は、膨張機構（EV-M）で膨張して利用側熱交換器（23）
で蒸発してガス化し、ガス冷媒が圧縮機（21）に戻り、
この循環を繰り返して冷房運転を行うことになる。

【００１８】一方、外気温度が低くなった場合、主冷媒
回路（20）の冷媒は、熱源側熱交換器（22）で凝縮する
ので、主冷媒回路（20）の圧縮機（21）の運転を停止す
る一方、搬送用冷凍回路（30）を駆動して冷媒を循環さ
せることになる。つまり、主冷媒回路（20）の冷媒は、
熱源側熱交換器（22）において外気と熱交換して凝縮し
て液化し、この液冷媒は、冷媒配管（24）を通って搬送
用冷凍回路（30）の各サブ熱交換器（33，34）に流入す
ることになる。

【００１９】この搬送用冷凍回路（30）は、１つの冷凍
サイクルを構成しているので、サブ冷媒は、圧縮機（3
1）より吐出して一方のサブ熱交換器（33，34）で凝縮
した後、膨張機構（EV-S）で膨張し、他方のサブ熱交換
器（33，34）で蒸発して圧縮機（31）に戻る循環を繰り
返す。そして、凝縮器となっているサブ熱交換器（33，
34）では冷媒が加熱されて圧力が上昇し、該サブ熱交換
器（33，34）に溜っている液冷媒が排出される。つま
り、該冷媒が移動力を得ることになる。

【００２０】一方、凝縮器となっているサブ熱交換器
（33，34）では冷媒が冷却されて圧力が低下し、該サブ
熱交換器（33，34）に液冷媒が流入することになる。こ
の排出と流入とを両サブ熱交換器（33，34）で交互に繰
り返すことによって、ほぼ連続的に液冷媒が流れる。そ
して、上記液冷媒は、膨張機構（EV-M）で膨張して利用
側熱交換器（23）で蒸発し、ガス化して冷房することに
なり、この冷媒ガスは、膨張するので、利用側熱交換器
（23）からバイパス通路（11）を通り、主冷媒回路（2
0）の圧縮機（21）をバイパスして熱源側熱交換器（2
2）に戻り、この動作を繰り返して冷房運転を行うこと
になる。

【００２１】また、請求項２に係る発明では、温度検出
手段（Th-o）が外気温度を検出する一方、回路切換え手
段（41）は、上記温度検出手段（Th-o）の検出温度に基
き、外気温度が所定温度以下になると、主冷媒回路（2
0）の圧縮機（21）を停止して搬送用冷凍回路（30）を
駆動する一方、外気温度が所定温度より高くなると、搬
送用冷凍回路（30）を停止して主冷媒回路（20）の圧縮
機（21）を駆動することになる。

【００２２】また、請求項３に係る発明では、温度検出
手段（Th-o）が外気温度を検出すると共に、圧縮比判別
手段（43）が、主冷媒回路（20）の圧縮機（21）の圧縮
比を判別する。そして、回路切換え手段（41）は、上記
温度検出手段（Th-o）の検出温度と圧縮比判別手段（4
3）の判別圧縮比をに基き、外気温度が所定温度以下で
且つ主冷媒回路（20）の圧縮機（21）の圧縮比が所定値
以下になると、主冷媒回路（20）の圧縮機（21）を停止
して搬送用冷凍回路（30）を駆動する一方、外気温度が
所定温度より高くなると、搬送用冷凍回路（30）を停止
して主冷媒回路（20）の圧縮機（21）を駆動することに
なる。

【００２３】また、請求項４に係る発明では、圧力検出
手段（SP）が搬送用冷凍回路（30）の圧縮機（31）の吐
出圧力を検出する一方、熱交換器切換え手段は、圧力検
出手段（SP）が検出する吐出圧力が所定圧力以上になる
と、凝縮器となるサブ熱交換器（33，34）と蒸発器とな
るサブ熱交換器（33，34）とを切り換えて主冷媒回路
（20）の冷媒に移動力を与えることになる。

【００２４】

【発明の効果】したがって、請求項１、請求項２及び請
求項４に係る発明によれば、搬送用冷凍回路（30）の熱
エネルギによって主冷媒回路（20）の冷媒の搬送力を得
るようにしたために、低外気温度状態であると、従来の
ように高圧制御弁や室外ファンの制御を行うことなく主
冷媒回路（20）の圧縮機（21）を停止して冷房運転を行
うので、消費電力の低減を図ることができる。この結
果、エネルギの有効利用を図ることができ、ＥＥＲ（エ
ネルギ有効率）の向上を図ることができる。例えば、搬
送用冷凍回路（30）の圧縮機（31）の容量を主冷媒回路
（20）の圧縮機（21）の容量の２０％程度にすることが
でき、従来よりＥＥＲを１０倍以上に向上させることが
できる。

【００２５】また、自然循環を利用しないので、熱源側
熱交換器（22）と利用側熱交換器（23）との高低差を設
ける必要がないことから、設置自由度の向上を図ること
ができる。

【００２６】また、搬送用冷凍回路（30）による冷媒循
環の場合、利用側熱交換器（23）の出口側の冷媒の湿り
や過熱を考慮する必要がないので、運転の信頼性を向上
させることができる。

【００２７】また、利用側熱交換器（23）の温度制御
は、膨張機構（EV-M）による冷媒循環量を制御するのみ
であるので、極めて容易に行うことができる。

【００２８】また、低外気温度の冷房運転の場合、主冷
媒回路（20）の圧縮機（21）を停止しているので、従来
のように圧縮機（21）の異常停止が生じないことから、
信頼性の高い運転を行うことができる。

【００２９】また、搬送用冷凍回路（30）の異常時にお
いては、主冷媒回路（20）の圧縮機（21）によって冷房
運転を継続することができるので、より運転の信頼性を
向上させることができる。

【００３０】また、請求項３に係る発明によれば、主冷
媒回路（20）の圧縮機（21）の圧縮比に基いて回路切り
換えを行うので、回路切り換えを正確に行うことができ
ることから、確実に省エネルギ化を図ることができる。

【００３１】

【発明の実施の形態１】以下、本発明の実施形態１を図
面に基づいて詳細に説明する。

【００３２】図１は、請求項１、請求項２及び請求項４
に係る発明の実施形態を示し、本実施形態１の空気調和
装置（10）は、冷房運転のみを冷房専用機であって、主
冷媒回路（20）と搬送用冷凍回路であるサブ冷凍機（3
0）とを備えている。

【００３３】上記主冷媒回路（20）は、圧縮機（21）と
熱源側熱交換器である室外熱交換器（22）と膨張機構で
ある膨張弁（EV-M）と利用側熱交換器である室内熱交換
器（23）とが冷媒配管（24）によって接続されて閉回路
に構成されている。

【００３４】また、上記主冷媒回路（20）には、圧縮機
（21）をバイパスするバイパス通路（11）が接続されて
いる。該バイパス通路（11）は、逆止弁（CV-1）を備
え、一端が圧縮機（21）の吐出側に、他端が圧縮機（2
1）の吸込側に接続されており、室内熱交換器（23）か
ら室外熱交換器（22）への冷媒流通を許容するように構
成されている。

【００３５】上記サブ冷凍機（30）は、本発明の特徴と
する事項であって、圧縮機（31）と四路切換弁（32）と
第１サブ熱交換器（33）と膨張機構である膨張弁（EV-
S）と第２サブ熱交換器（34）とが順に接続され、サブ
冷媒が一方のサブ熱交換器（33，34）で凝縮し、他方の
サブ熱交換器（33，34）で蒸発する可逆運転可能な１つ
の冷凍サイクルを構成している。

【００３６】上記両サブ熱交換器（33，34）は、主冷媒
回路（20）の液ラインである液冷媒配管（24-L）の途中
に互いに並列に接続されている。該液冷媒配管（24-L）
には、各サブ熱交換器（33，34）の入口側と出口側とに
それぞれで逆止弁（CV-2，CV-2，…）が設けられてい
る。そして、上記両サブ熱交換器（33，34）は、低外気
温度の冷房運転時において、サブ冷媒の凝縮と蒸発とを
交互に行わせ、サブ冷媒が主冷媒回路（20）の液冷媒を
冷却及び加熱して該液冷媒に移動力を付与するように構
成されている。

【００３７】−サブ冷凍機（30）の作用原理− そこで、上記サブ冷凍機（30）の基本的原理を説明す
る。

【００３８】先ず、主冷媒回路（20）の冷媒は、温度が
上昇すると圧力も上昇し、温度が低下すると圧力も低下
する。この原理を利用し、サブ冷凍機（30）の熱エネル
ギを冷媒が移動するための仕事に変換するようにしたも
のである。

【００３９】具体的に、サブ冷凍機（30）のサブ冷媒
は、圧縮機（31）より吐出して一方のサブ熱交換器（3
3，34）で凝縮した後、膨張弁（EV-S）で膨張し、他方
のサブ熱交換器（33，34）で蒸発して圧縮機（31）に戻
る循環を繰り返す。このサブ冷媒が凝縮するサブ熱交換
器（33，34）では冷媒が加熱されて圧力が上昇し、該サ
ブ熱交換器（33，34）に溜っている液冷媒が排出され
る。つまり、該冷媒が移動力を得ることになる。

【００４０】一方、上記サブ冷媒が蒸発するサブ熱交換
器（33，34）では冷媒が冷却されて圧力が低下し、該サ
ブ熱交換器（33，34）に液冷媒が流入することになる。

【００４１】この排出と流入とを両サブ熱交換器（33，
34）で交互に繰り返すことによって、ほぼ連続的に冷媒
が搬送されることになる。

【００４２】−制御系統− また、上記空気調和装置（10）には、外気温度を検出す
る温度検出手段である外気温センサ（Th-o）が設けられ
ると共に、サブ冷凍機（30）の圧縮機（31）の吐出圧力
を検出する圧力検出手段である圧力センサ（SP）が設け
られている。そして、空調運転を制御するコントローラ
（40）には、回路切換え手段（41）と熱交換切換え手段
（42）とが設けられている。

【００４３】該回路切換え手段（41）は、外気温センサ
（Th-o）が検出する外気温度が所定温度以下になると、
上記主冷媒回路（20）の圧縮機（21）を停止してサブ冷
凍機（30）を駆動する一方、外気温度が所定温度より高
くなると、上記サブ冷凍機（30）を停止して主冷媒回路
（20）の圧縮機（21）を駆動するように構成されてい
る。

【００４４】上記熱交換切換え手段（42）は、圧力セン
サ（SP）が検出する吐出圧力が所定圧力以上になると、
サブ冷凍機（30）の四路切換弁（32）を切換えて凝縮器
となるサブ熱交換器（33，34）と蒸発器となるサブ熱交
換器（33，34）とを切り換えるように構成されている。

【００４５】−実施形態１の運転動作− 次に、上述した空気調和装置（10）の運転動作について
説明する。

【００４６】先ず、外気温度が所定温度以上である場
合、通常の冷房運転が実行され、圧縮機（21）から吐出
した冷媒は、室外熱交換器（22）で凝縮して液化する。
その後、この液冷媒は、液冷媒配管（24-L）を流れ、サ
ブ冷凍機（30）の両サブ熱交換器（33，34）をと通って
膨張弁（EV-M）で膨張して室内熱交換器（23）で蒸発し
てガス化する。その後、上記ガス冷媒は圧縮機（21）に
戻り、この循環を繰り返して室内を冷房する。

【００４７】一方、外気温度が低くなった場合、主冷媒
回路（20）の冷媒は、室外熱交換器（22）で凝縮するの
で、主冷媒回路（20）の圧縮機（21）の運転を停止する
一方、本発明の特徴として、サブ冷凍機（30）を駆動し
て冷媒を循環させることになる。

【００４８】この状態において、主冷媒回路（20）の冷
媒は、室外熱交換器（22）において外気と熱交換して凝
縮して液化し、外気から冷媒に冷熱が付与される。この
液冷媒は、冷媒配管（24）を通ってサブ冷凍機（30）の
各サブ熱交換器（33，34）に流入することになり、この
液冷媒自体では、室内熱交換器（23）に移動する移動力
を要しないので、各サブ熱交換器（33，34）に溜ること
になる。

【００４９】このサブ冷凍機（30）は、１つの冷凍サイ
クルを構成しているので、サブ冷媒は、圧縮機（31）よ
り吐出して一方のサブ熱交換器（33，34）で凝縮した
後、膨張弁（EV-S）で膨張し、他方のサブ熱交換器（3
3，34）で蒸発して圧縮機（31）に戻る循環を繰り返
す。例えば、第１サブ熱交換器（33）が凝縮器となり、
第２サブ熱交換器（34）が蒸発器となっている場合、こ
の第１サブ熱交換器（33）では冷媒が加熱されて圧力が
上昇し、該第１サブ熱交換器（33）に溜っている液冷媒
が排出される。つまり、該冷媒が移動力を得ることにな
る。

【００５０】一方、上記第２サブ熱交換器（34）では冷
媒が冷却されて圧力が低下し、該第２サブ熱交換器（3
4）に液冷媒が流入することになる。この排出と流入と
を両サブ熱交換器（33，34）で交互に繰り返すことによ
って、ほぼ連続的に液冷媒が流れる。そして、上記液冷
媒は、冷媒配管（24）を流れ、膨張弁（EV-M）で膨張し
て室内熱交換器（23）で蒸発し、ガス化して室内を冷房
することになる。この冷媒ガスは、膨張するので、室内
熱交換器（23）からバイパス通路（11）を通り、主冷媒
回路（20）の圧縮機（21）をバイパスして室外熱交換器
（22）に戻り、再び外気から冷熱が付与されて凝縮す
る。この動作を繰り返して冷房運転が実行される。

【００５１】−回路の切換え動作− 次に、上述したサブ冷凍機（30）を利用するか否かの切
り換え制御について図２に基き説明する。

【００５２】先ず、冷房運転時において、外気温センサ
（Th-o）が室外温度を検知しているので、回路切換え手
段（41）は、ステップST１において、この外気温センサ
（Th-o）の検知信号に基き、外気温度が予め設定された
設定温度ＴS1になったか否かを判定している。

【００５３】そして、上記外気温度が設定温度ＴS1より
高い場合、上記ステップST１の判定がＮＯとなってステ
ップST２に移り、主冷媒回路（20）を駆動してサブ冷凍
機（30）の運転を停止してステップST１に戻り、冷房運
転を継続する。つまり、上記主冷媒回路（20）の圧縮機
（21）を駆動し、サブ冷凍機（30）の圧縮機（31）を停
止する。

【００５４】そして、上記外気温度が設定温度ＴS1以下
の低温である場合、上記ステップST１の判定がＹＥＳと
なってステップST３に移り、サブ冷凍機（30）を駆動し
て主冷媒回路（20）の運転を停止してステップST１に戻
り、冷房運転を継続する。つまり、上記主冷媒回路（2
0）の圧縮機（21）を停止し、サブ冷凍機（30）の圧縮
機（31）を駆動し、上述したように両サブ熱交換器（3
3，34）によって主冷媒回路（20）の冷媒を循環させる
ことになる。

【００５５】また、上記外気温度が設定温度ＴS1以下の
低温状態から高くなると、再びステップST１からステッ
プST２に移り、主冷媒回路（20）の圧縮機（21）を駆動
し、サブ冷凍機（30）の圧縮機（31）を停止する。

【００５６】−四路切換弁の制御動作− 次に、上述した低外気冷房運転におけるサブ冷凍機（3
0）の四路切換弁（32）の切り換え制御について図３に
基き説明する。

【００５７】先ず、サブ冷凍機（30）の圧力センサ（S
P）は吐出圧力が所定圧力になるとオフするので、ステ
ップST１１において、圧力センサ（SP）がオフしたか否
かを判定し、オフするまで四路切換弁（32）を現状のま
ま維持する一方、圧力センサ（SP）がオフすると、上記
ステップST１１からステップST１２に移り、四路切換弁
（32）を切り換えることになる。そして、上記ステップ
ST１１に戻り、上述の動作を繰り返すことになる。

【００５８】つまり、例えば、第１サブ熱交換器（33）
を加熱して主冷媒回路（20）の液冷媒が全て流出する
と、該第１サブ熱交換器（33）はガス冷媒が充満するの
で、サブ冷媒との熱交換率が低下し、圧縮機（31）の吐
出圧力が上昇するので、この吐出圧力が所定値になる
と、四路切換弁（32）を切り換える。そして、圧力が上
昇するので、この吐出圧力が所定値になると、四路切換
弁（32）を切り換える。そして、第２サブ熱交換器（3
4）を凝縮器に、第１サブ熱交換器（33）を蒸発器にす
る。この動作を繰り返すことになる。

【００５９】−膨張弁の制御動作− 次に、上述した低外気冷房運転における膨張弁（EV-M）
の開度制御について図４に基き説明する。

【００６０】先ず、ステップST２１において、冷媒回路
を判定し、つまり、主冷媒回路（20）を用いた冷房運転
か、サブ冷凍機（30）を利用した冷房運転かを判定す
る。そして、上記主冷媒回路（20）を用いた冷房運転で
ある場合、上記ステップST２１からステップST２２に移
り、膨張弁（EV-M）を過熱度制御してステップST２１に
戻りこの動作を繰り返すことになる。

【００６１】具体的に、上記通常の冷房運転時には、室
内熱交換器（23）における冷媒温度の過熱度が所定温度
になるように膨張弁（EV-M）の開度をＰＩ制御すること
になる。

【００６２】一方、サブ冷凍機（30）を利用した冷房運
転である場合、上記ステップST２１からステップST２３
に移り、室内温度と設定温度とを比較する。そして、室
内温度が設定温度に対して±１℃の範囲内である場合、
ステップST２３からステップST２４に移り、膨張弁（EV
-M）の開度を現状のままにしてステップST２１に戻り、
この動作を繰り返すことになる。

【００６３】また、上記室内温度が設定温度に対して１
℃以上高い場合、ステップST２３からステップST２５に
移り、膨張弁（EV-M）の開度を一定量大きくしてステッ
プST２１に戻り、この動作を繰り返すことになる。

【００６４】また、上記室内温度が設定温度に対して１
℃以上低い場合、ステップST２３からステップST２６に
移り、膨張弁（EV-M）の開度を一定量小さくしてステッ
プST２１に戻り、この動作を繰り返すことになる。

【００６５】つまり、室内負荷に対応して室内熱交換器
（23）を流れる冷媒流量を調節し、負荷が大きい場合に
は冷媒流量を多くし、逆に、負荷が小さい場合には冷媒
流量を少なくすることになる。

【００６６】−実施形態１の効果− 以上のように本実施形態１によれば、サブ冷凍機（30）
の熱エネルギによって主冷媒回路（20）の冷媒の搬送力
を得るようにしたために、低外気温度状態であると、従
来のように高圧制御弁や室外ファンの制御を行うことな
く主冷媒回路（20）の圧縮機（21）を停止して冷房運転
を行うので、消費電力の低減を図ることができる。この
結果、エネルギの有効利用を図ることができ、ＥＥＲ
（エネルギ有効率）の向上を図ることができる。例え
ば、サブ冷凍機（30）は、主冷媒回路（20）の冷媒を加
熱及び冷却するのであるので、圧縮機（31）の容量を主
冷媒回路（20）の圧縮機（21）の容量の２０％程度にす
ることができ、従来よりＥＥＲを１０倍以上にすること
ができる。

【００６７】また、従来のように自然循環を利用しない
ので、室外熱交換器（22）と室内熱交換器（23）との高
低差を設ける必要がないことから、設置自由度の向上を
図ることができる。

【００６８】また、サブ冷凍機（30）による冷媒循環の
場合、室内熱交換器（23）の出口側の冷媒の湿りや過熱
を考慮する必要がないので、運転の信頼性を向上させる
ことができる。

【００６９】また、室内熱交換器（23）の温度制御は、
膨張弁（EV-M）による冷媒循環量を制御するのみである
ので、極めて容易に行うことができる。

【００７０】また、低外気温度の冷房運転の場合、主冷
媒回路（20）の圧縮機（21）を停止しているので、従来
のように圧縮機（21）の異常停止が生じないことから、
信頼性の高い運転を行うことができる。

【００７１】また、サブ冷凍機（30）の異常時において
は、主冷媒回路（20）の圧縮機（21）によって冷房運転
を継続することができるので、より運転の信頼性を向上
させることができる。

【００７２】

【発明の実施の形態２】図５は、請求項３に係る発明の
実施形態を示し、主冷媒回路（20）の圧縮機（21）の圧
縮比を考慮して回路切り換えを行うようにしたものであ
る。

【００７３】具体的に、図１の一点鎖線で示すように、
上記コントローラ（40）には、圧縮比判別手段（43）が
設けられる一方、他の回路切換え手段（41）が設けられ
ている。

【００７４】該圧縮比判別手段（43）は、主冷媒回路
（20）の圧縮機（21）の圧縮比を判別するように構成さ
れている。

【００７５】また、上記回路切換え手段（41）は、外気
温センサ（Th-o）が検出する外気温度が所定温度以下で
且つ主冷媒回路（20）の圧縮機（21）の圧縮比が所定値
以下になると、主冷媒回路（20）の圧縮機（21）を停止
して搬送用冷凍回路を駆動する一方、外気温度が所定温
度より高くなると、搬送用冷凍回路を停止して主冷媒回
路（20）の圧縮機（21）を駆動するように構成されてい
る。

【００７６】−回路の切換え動作− そこで、本実施形態２の回路切り換えの制御動作を図５
の制御フロー図に基いて説明する。

【００７７】先ず、冷房運転時において、外気温センサ
（Th-o）が室外温度を検知しているので、回路切換え手
段（41）は、ステップST３１において、この外気温セン
サ（Th-o）の検知信号に基き、外気温度が予め設定され
た設定温度ＴS2になったか否かを判定している。

【００７８】そして、上記外気温度が設定温度ＴS1より
高い場合、上記ステップST３１の判定がＮＯとなってス
テップST３２に移り、主冷媒回路（20）を駆動してサブ
冷凍機（30）の運転を停止してステップST１に戻り、冷
房運転を継続する。つまり、上記主冷媒回路（20）の圧
縮機（21）を駆動し、サブ冷凍機（30）の圧縮機（31）
を停止する。

【００７９】一方、上記外気温度が設定温度ＴS2以下の
低温である場合、上記ステップST３１の判定がＹＥＳと
なってステップST３３に移り、主冷媒回路（20）の圧縮
機（21）の圧縮比が最低値以下か否かを判定する。この
主冷媒回路（20）の圧縮機（21）の圧縮比が最低値より
高い場合、上記ステップST３３の判定がＮＯとなって上
記ステップST３２に移り、主冷媒回路（20）を駆動して
サブ冷凍機（30）の運転を停止してステップST１に戻
り、冷房運転を継続する。

【００８０】また、上記主冷媒回路（20）の圧縮機（2
1）の圧縮比が最低値以下の低温である場合、上記ステ
ップST３３の判定がＹＥＳとなってステップST３４に移
り、サブ冷凍機（30）を駆動して主冷媒回路（20）の運
転を停止して冷房運転を継続する。つまり、上記主冷媒
回路（20）の圧縮機（21）を停止し、サブ冷凍機（30）
の圧縮機（31）を駆動し、上述したように両サブ熱交換
器（33，34）によって主冷媒回路（20）の冷媒を循環さ
せることになる。

【００８１】その後、上記外気温度が設定温度ＴS2より
３℃高い温度（ＴS2＋３℃）以下か否かを判定し、該設
定温度ＴS2より３℃高い温度以下の低温状態の場合は、
ステップST３４に戻り、サブ冷凍機（30）による冷房運
転を継続し、上記設定温度ＴS2より３℃高い温度より高
温になると、再びステップST３５からステップST３２に
移り、主冷媒回路（20）の圧縮機（21）を駆動し、サブ
冷凍機（30）の圧縮機（31）を停止する。

【００８２】したがって、本実施形態２によれば、主冷
媒回路（20）の圧縮機（21）の圧縮比に基いて回路切り
換えを行うので、回路切り換えを正確に行うことができ
ることから、確実に省エネルギ化を図ることができる。
その他の構成及び作用・効果は実施形態１と同様であ
る。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施形態１を示す冷媒回路図である。

【図２】回路切り換えを示す制御フロー図である。

【図３】搬送用冷凍回路の切り換え動作を示す制御フロ
ー図である。

【図４】主冷媒回路の膨張弁の切り換え動作を示す制御
フロー図である。

【図５】実施形態２の回路切り換えを示す制御フロー図
である。

【符号の説明】

10 空気調和装置 20 主冷媒回路 21 圧縮機 22 室外熱交換器（熱源側熱交換器） 23 室内熱交換器（利用側熱交換器） EV-M 膨張弁（膨張機構） 30 サブ冷凍機（搬送用冷凍回路） 31 圧縮機 33，34 サブ熱交換器 EV-S 膨張弁（膨張機構） 40 コントローラ 41 回路切換え手段 42 熱交換切換え手段 43 圧縮比判別手段 Th-o 外気温センサ（温度検出手段） SP 圧力センサ（圧力検出手段）

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 圧縮機（21）と熱源側熱交換器（22）と
   膨張機構（EV-M）と利用側熱交換器（23）とが冷媒配管
   （24）によって接続されて成る主冷媒回路（20）と、 該主冷媒回路（20）の圧縮機（21）をバイパスし、利用
   側熱交換器（23）から熱源側熱交換器（22）への冷媒流
   通を許容するバイパス通路（11）と、 圧縮機（31）と第１サブ熱交換器（33）と膨張機構（EV
   -S）と第２サブ熱交換器（34）とが順に接続され、サブ
   冷媒が一方のサブ熱交換器（33，34）で凝縮し、他方の
   サブ熱交換器（33，34）で蒸発する可逆運転可能な１つ
   の冷凍サイクルを構成すると共に、両サブ熱交換器（3
   3，34）が主冷媒回路（20）の液ライン（24-L）の途中
   に接続され、主冷媒回路（20）の液冷媒を冷却及び加熱
   して該液冷媒に移動力を付与する搬送用冷凍回路（30）
   とを備えていることを特徴とする空気調和装置。
2. 【請求項２】 請求項１記載の空気調和装置において、 外気温度を検出する温度検出手段（Th-o）と、 該温度検出手段（Th-o）が検出する外気温度が所定温度
   以下になると、主冷媒回路（20）の圧縮機（21）を停止
   して搬送用冷凍回路（30）を駆動する一方、外気温度が
   所定温度より高くなると、搬送用冷凍回路（30）を停止
   して主冷媒回路（20）の圧縮機（21）を駆動する回路切
   換え手段（41）とを備えていることを特徴とする空気調
   和装置。
3. 【請求項３】 請求項１記載の空気調和装置において、 外気温度を検出する温度検出手段（Th-o）と、 主冷媒回路（20）の圧縮機（21）の圧縮比を判別する圧
   縮比判別手段（43）と、 該温度検出手段（Th-o）が検出する外気温度が所定温度
   以下で且つ主冷媒回路（20）の圧縮機（21）の圧縮比が
   所定値以下になると、主冷媒回路（20）の圧縮機（21）
   を停止して搬送用冷凍回路（30）を駆動する一方、外気
   温度が所定温度より高くなると、搬送用冷凍回路（30）
   を停止して主冷媒回路（20）の圧縮機（21）を駆動する
   回路切換え手段（41）とを備えていることを特徴とする
   空気調和装置。
4. 【請求項４】 請求項１記載の空気調和装置において、 搬送用冷凍回路（30）の圧縮機（31）の吐出圧力を検出
   する圧力検出手段（SP）と、 該圧力検出手段（SP）が検出する吐出圧力が所定圧力以
   上になると、凝縮器となるサブ熱交換器（33，34）と蒸
   発器となるサブ熱交換器（33，34）とを切り換える熱交
   換切換え手段（42）とを備えていることを特徴とする空
   気調和装置。