JP2508347B2

JP2508347B2 - ヒ―トポンプシステム

Info

Publication number: JP2508347B2
Application number: JP2049980A
Authority: JP
Inventors: 幹彦黒田; 隆森田; 孝夫寺内
Original assignee: Daikin Industries Ltd
Current assignee: Daikin Industries Ltd
Priority date: 1990-02-28
Filing date: 1990-02-28
Publication date: 1996-06-19
Anticipated expiration: 2011-06-19
Also published as: JPH03251661A

Description

【発明の詳細な説明】（産業上の利用分野）この発明はヒートポンプシステムに関するものであ
る。

（従来の技術）ヒートポンプシステムの従来例としては、例えば特開
昭63−32256号公報記載の装置を挙げることができる。
この装置は、インバータ制御される圧縮機と室外熱交換
器とを内装した室外ユニットに、それぞれ室内熱交換器
を有する複数の室内ユニットを互いに並列に接続したマ
ルチ形空気調和機として構成されたもので、各検出室温
と設定室温との温度差で与えられる各空調負荷の合計の
変化に応じた圧縮能力で、圧縮機の運転が制御される。

そして高圧側圧力、すなわち暖房時においては室内熱
交換器での凝縮温度に応ずる圧力を、室内熱交換器の中
間部分に取付けた温度センサにて検出し、この検出温度
が許容上限値に達するような上昇を示す場合、高圧圧力
の異常上昇を生じているものとして、上記の空調負荷変
化に応じた制御を中断し、圧縮機の圧縮能力を低下させ
る制御に移行することによって、高圧圧力の上昇を抑え
るようになされている。

また上記室内熱交換器の出口部分にもさらに温度セン
サを取付け、上記中間部分の温度センサとこの温度セン
サとの温度差が略一定になるように、つまり凝縮冷媒の
過冷却度が略一定になるように電動膨張弁の開度制御を
行っている。

（発明が解決しようとする課題）ところで上記のようなマルチ形の空気調和機におい
て、室内ユニットを室外ユニットに接続する連絡配管が
長い場合には、この連絡配管を流通する際の圧力損失に
よって、圧縮機の吐出部での高圧圧力は室内熱交換器で
の凝縮圧力よりも大きくなる。このように従来の室内熱
交換器に取付けた温度センサでは高圧圧力の的確な把握
ができないために、例えばその検出温度が正常範囲を超
える状態が検出された時点では、すでに圧縮機は運転許
容範囲を超えた運転状態となって故障を生じる等の問題
を生じている。

また上記のように凝縮圧力の正確な把握が行えないこ
とは、過冷却制御を行う上においても、適正過冷却度が
得られない等の原因となっている。

この発明は上記に鑑みなされたものであって、その目
的は、高圧圧力の変化をより的確に検出することが可能
であり、またこの検出結果に基づいて、高圧圧力の異常
上昇を確実に防止したり、精度の良い過冷却制御を行い
得るヒートポンプシステムを提供することにある。

（課題を解決するための手段）そこで第１図に示すように、第１請求項記載のヒート
ポンプシステムにおいては、圧縮機１に、その吐出側か
ら順次、吐出側ガス管６、25、凝縮器31、高圧側液管1
7、膨張機構14、低圧側液管13、蒸発器11、吸込側ガス
管10、８を接続して冷媒循環回路を構成すると共に、上
記凝縮器31側から蒸発器11側へと上記圧縮機１からの吐
出冷媒を回流させるべく運転を制御する運転制御手段74
を設けて成るヒートポンプシステムであって、上記吐出
側ガス管６、25と低圧側液管13とを相互に接続すると共
に第１絞り43の介設された第１バイパス管41を設け、こ
の第１バイパス管41には、さらに上記第１絞り43よりも
吐出側ガズ管６、25側に上記吸込側ガス管10、８との間
で熱交換可能な熱交換部42を設けると共に、この熱交換
部42を通して液化する冷媒温度を検出する凝縮温度検出
手段45をを設ける一方、上記膨張機構14は開度制御機構
18を含み、また上記凝縮器31の中間温度を検出する中間
温度センサ69と、上記凝縮器31の出口温度を検出する出
口温度センサ70と、上記両温度センサ69、70での検出温
度に基づいて凝縮冷媒の過冷却度を略一定に維持すべく
上記開度制御機構18を開度制御する過冷却度制御手段87
とを備えて成り、さらに上記中間温度センサ69と上記凝
縮温度検出手段45との検出温度の温度差を減少すべく上
記開度制御機構18を開度制御する開度補正手段88を設け
ている。

また第２請求項記載のヒートポンプシステムは、上記
第１請求項記載のヒートポンプシステムにおいて、上記
圧縮機１を圧縮能力可変な圧縮機で構成すると共に、上
記凝縮温度検出手段45での検出温度が第１基準値を超え
たときに、上記圧縮機１の圧縮能力低下指令を上記運転
制御手段74に発する高圧監視制御手段85を設けている。

さらに第３請求項記載のヒートポンプシステムは、上
記第１又は第２請求項記載のヒートポンプシステムにお
いて、さらに高圧制御弁56の介設された異常昇圧防止用
バイパス管58によって上記吐出側ガス管６、25と吸込側
ガス管10、８とを相互に接続すると共に、上記凝縮温度
検出手段45での検出温度が第２基準値を超えたときに上
記高圧制御弁56を開弁すべく制御する高圧弁制御手段86
を設けている。

（作用）上記第１請求項記載のヒートポンプシステムにおいて
は、圧縮機１からの吐出ガス冷媒の一部は、第１バイパ
ス管41を通してバイパスする。そしてこの際に、熱交換
部42において、吸込側ガス管10、８を通して蒸発器11か
ら圧縮器１に返流される低温の蒸発ガス冷媒に放熱して
凝縮する。このように、例えば圧縮機１と蒸発器11とを
内装する室外ユニットと凝縮器31を内装する室内ユニッ
トとを別体で構成するセパレート形空気調和機等におい
て、室外ユニット内、すなわち圧縮機１の近傍において
凝縮冷媒温度を検出することが可能であるので、従来生
じていた連絡配管での圧力損失等の影響がなくなり、高
圧圧力をより的確に把握することができる。

そしてこのように高圧圧力を的確に把握し、凝縮器31
の中間部温度を上記に近づけるよう開度制御手段18の開
度制御を行うことから、より一層的確な過冷却制御を行
い得ることになる。

そして上記凝縮温度検出手段45での検出温度が基準温
度を超えたときに、例えば第２請求項記載のヒートポン
プシステムのように、圧縮能力可変な圧縮機１の圧縮能
力を低下させる制御を行うことによって、また第３請求
項記載のヒートポンプシステムのように、高圧圧力状態
の吐出側ガス管６、25と低圧圧力状態の吸込側ガス管1
0、８とを相互に連通させる高圧制御弁56の開弁制御を
行うことによって、それぞれ高圧圧力の異常上昇をより
確実に防止することができる。

（実施例）次にこの発明のヒートポンプシステムの具体的な実施
例について、図面を参照しつつ詳細に説明する。

第２図には、この発明の一実施例における空気調和機
の冷媒回路図を示しており、同図において、Ｘは室外ユ
ニットであり、この室外ユニットＸには、第１〜第３の
室外ユニットＡ〜Ｃと、拡張ユニットＹを介して第４〜
第６の室外ユニットＤ〜Ｆとの計６台の室外ユニットが
接続されている。

上記室外ユニットＸには圧縮機１が内装されている
が、この圧縮機１は、インバータ制御による回転数可変
形の第１圧縮機２と、回転数一定の第２圧縮機３とを互
いに並列に接続してハウジング内に収納した、いわゆる
ツインバータ形式の圧縮機であり、第１、第２圧縮機
２、３の各吸込側はそれぞれ第１アキュームレータ４、
５を介して相互に接続されている。そして上記圧縮機１
の吐出配管６と、第２アキュームレータ７の介設された
吸込配管８とはそれぞれ四路切換弁９に接続され、この
四路切換弁９の一方の切換ポートに、順次、第１ガス管
10、室外熱交換器11、ドライヤフィルタ12の介設された
第１液管13、第１電動膨張弁14、受液器15及び第１閉鎖
弁16の介設された第２液管17が順次接続されている。そ
してこの第２液管17の先端側は、それぞれ第２電動膨張
弁18・・18が介設されると共に液側連絡配管接続ポート
19・・19に接続された第１〜第４液支管20〜23に分岐さ
れている。一方、上記四路切換弁９の他方の切換ポート
には、第２閉鎖弁24の介設された第２ガス管25が接続さ
れ、この第２ガス管25の先端側は、それぞれガス側連絡
配管接続ポート26・・26に接続された第１〜第４ガス支
管27〜30に分岐されている。

このように各４本の液支管20〜23とガス支管27〜30と
を設けた上記室外ユニットＸには、４台の室内ユニット
の接続が可能であるが、上記実施例においては、３組の
液支管20〜22とガス支管27〜29との間に第１〜第３室内
ユニットＡ〜Ｃの各室内熱交換器31・31（第１室内ユニ
ットＡについてのみ図示する）を接続し、第４液支管23
と第４ガス支管30とには、室内ユニットに替えて、拡張
ユニットＹを接続している。

この拡張ユニットＹは、一端が上記第４液支管23に接
続される拡張用液管32の他端を、それぞれ第３電動膨張
弁33・33の介設された３本の拡張用液支管34・34に分岐
した液側拡張配管と、一端が上記第４ガス支管30に接続
される拡張用ガス管35の他端を、３本の拡張用ガス支管
36・36に分岐したガス側拡張配管とで構成されている。
そして上記各拡張用液支管34・34と拡張用ガス支管36・
36との間に、第４〜第６室内ユニットＤ〜Ｆの各室内熱
交換器31・31（第４室内ユニットＤについてのみ図示す
る）がそれぞれ接続されている。

さらに上記装置においては、第２ガス管25と第１液管
13とを相互に接続する高圧飽和温度検出用の第１バイパ
ス管41が設けられており、この第１バイパス管41中途部
には、その管壁を第１ガス管10に沿わせて配設すること
によって、この第１ガス管10と第１バイパス管41とをそ
れぞれ流通する冷媒間で熱交換可能となした熱交換部42
が設けられている。そしてこの熱交換部42よりも第１液
管13側に、順次、キャピラリチューブより成る第１絞り
43と、第２ガス管25側から第１液管13側に向かう方向の
冷媒流れを許容する第１逆止弁44とが介設されると共
に、上記熱交換部42と第１絞り43との間の管壁に、内部
を流通する冷媒温度を検出するためのサーミスタ等より
成る凝縮温度検出センサ（凝縮温度検出手段）45が付設
されている。

なお上記構成においては、第４液支管23に介設されて
いる第２電動膨張弁18と、拡張用液支管34・34に介設さ
れている第３電動膨張弁33・33とで運転停止時に両端が
閉塞された配管部を生じ、据付時における真空乾燥や、
保守時のポンプダウン操作を行う場合に、上記各電動膨
張弁を開弁させるための信号操作が必要となって作業が
煩雑となる。そこで、第４液支管23における第２電動膨
張弁18よりも液側連絡配管接続ポート19側の配管を、上
記第１バイパス管41における第１絞り43と第１逆止弁44
との間の配管部に、第３閉鎖弁46と第２絞り47との介設
された第２バイパス管48によって接続している。これに
より上記第３閉鎖弁46の真空ポートに真空ポンプを接続
して上記両端閉塞部の真空乾燥を行うと共に、この間に
封入された冷媒を、上記第３閉鎖弁46の開弁操作で、第
２バイパス管48、第１バイパス管41を通して室外熱交換
器11側へと回収することができる。

また前記吐出配管６には、圧縮機１側からオイルセパ
レータ51、第２逆止弁52、第１開閉弁53が順次介設され
ている。またこの吐出配管６から分岐されると共に第１
液管13に接続された第３バイパス管54がさらに設けら
れ、この第３バイパス管54に介設されている第２開閉弁
55を開弁して、圧縮機１からの吐出ガス冷媒を上記第３
バイパス管54を通して室外熱交換器11に直接的に供給す
ることによって、この室外熱交換器11に生じた霜を除く
徐霜運転を行うようになされている。また上記吐出配管
６と吸込配管８とは、高圧制御弁56と第３絞り57との介
設された第４バイパス管（異常昇圧防止用バイパス管）
58によって相互に接続されており、上記高圧制御弁56を
開弁し、吐出配管６と吸込配管８とを第４バイパス管58
を通して通過させることにより、運転中の高圧圧力の異
常上昇を防止するようになされている。また上記オイル
セパレータ51は、この内部で分離された冷凍機油を圧縮
機１に返流させるため、第４絞り59の介設された第５バ
イパス管60によって吸込配管８に接続されている。

また前記受液器15における液冷媒の一部を、第２アキ
ュームレータ７へと直接返流させる第６バイパス管61が
設けられ、この第６バイパス管61に介設されている第５
絞り62を通して蒸発した冷媒温度を、蒸発圧力相当飽和
温度として蒸発温度検出センサ63で検出するようになさ
れている。

さらに前記第４ガス支管30には、後述する冷房運転時
の冷媒循環方向の冷媒流れを許容する第３逆止弁64と並
列に、第３開閉弁65、65が介設されているが、これは、
第４ガス支管30と第４液支管23との間に、拡張ユニット
Ｙに替えて、１台の大型室内ユニットが接続された場合
を想定して設けられているものであって、このとき第１
〜第３室内ユニットＡ〜Ｃ側で暖房運転を行い、上記大
型室内ユニットでは暖房停止の場合に、上記大型室内ユ
ニット内での液溜り量の増加を抑えて循環冷媒量の低下
を防止するために、上記第３開閉弁65を閉弁する制御が
行われる。なお図中、66・・66は、ガス支管27〜30、拡
張用ガス支管36・36、第４バイパス管58にそれぞれ介設
されているマフラー、67・・67は、ガス支管27〜30、拡
張用ガス支管36・36にそれぞれ付設されている冷房時過
熱度検出センサ、68は吸込配管８に付設されている暖房
時過熱度検出センサをそれぞれ示している。

上記構成の空気調和機において、まず冷房運転は、四
路切換弁９を図中破線で示す切換位置に位置させ、第１
開閉弁53を開、第２、第３開閉弁55、65を閉にして圧縮
機１を運転することによって行う。このとき圧縮機１か
らの吐出冷媒は、吐出配管６、四路切換弁９、第１ガス
管10を経て室外熱交換器11に流入し、この室外熱交換器
11にて凝縮した後、第１液管13、第２液管17を経て各液
支管20〜23、拡張用液支管34・34でそれぞれ分流して各
室内熱交換器31・31へと回流する。そしてこれらの室内
熱交換器31・・31内で蒸発した後、拡張用ガス支管36・
36、ガス支管27〜30をそれぞれ通過後合流し、第２ガス
管25、四路切換弁９、吸込配管８を通して圧縮機１に返
流される。この場合、それぞれ前記冷房時過熱度検出セ
ンサ67・・67で検出される各室内ユニットＡ〜Ｆでの蒸
発後の冷媒温度と、蒸発温度検出センサ63で検出される
蒸発圧力相当飽和温度との温度差（過熱度）を基準過熱
度にするように、各第２、第３電動膨張弁18、33の開度
がそれぞれ制御される。なお第１電動膨張弁14は全開に
維持され、また冷房停止部屋の室内ユニットに対応する
第２、第３電動膨張弁18、33は全閉にされる。

一方、暖房運転は、上記から四路切換弁９を図中実線
で示す切換位置に位置させ、第３開閉弁65を開にして圧
縮機１を運転することによって行う。これにより圧縮機
１からの吐出冷媒は、吐出配管６及び第２ガス管25の吐
出側ガス管を経由後、ガス支管27〜30、拡張用ガス支管
36・36でそれぞれ分流して各室内熱交換器31・・31に流
入し、このとき凝縮器として機能する各室内熱交換器31
・・31にて凝縮した後、各拡張用液支管34・34、液支管
20〜23をそれぞれ通過後合流し、第２液管（高圧側液
管）17、第１電動膨張弁（膨張機構）14、第１液管（低
圧側液管）13を経て、蒸発器として機能する室外熱交換
器11に流入する。そしてこの室外熱交換器11内で蒸発し
た後、第１ガス管10及び吸込配管８の吸込側ガス管を通
して圧縮機１に返流される。この場合、室外熱交換器11
に取付けられている温度センサ（図示せず）と、前記暖
房時過熱度検出センサ68との各検出温度の温度差に基づ
いて、第１電動膨張弁14によって循環冷媒の過熱度制御
が行われる。また各第２、第３電動膨張弁18、33に対し
ては、各室内熱交換器31を通過して凝縮した冷媒の過冷
却度が略一定になるような開度制御がなされるが、この
点については後述する。なお暖房停止部屋に対応する第
２、第３電動膨張弁18、33は、所定の停止開度（自然放
熱に見合うだけのわずかな量の冷媒を流し得る開度）に
維持する。

そして上記暖房運転時においては、上記第１電動膨張
弁14と第２電動膨張弁18によって膨張機能が構成され、
また第２電動膨張弁18が開度制御機構として機能する。

そしてこのような暖房運転時には、圧縮機１からの吐
出ガス冷媒の一部の冷媒が、第２ガス管25から第１バイ
パス管41を通して第１液管13へとバイパスする。このと
き第１ガス管10には室外熱交換器11で蒸発した低温のガ
ス冷媒が流通しており、したがって上記第１バイパス管
41を流れる冷媒は、熱交換部42において、第１ガス管10
を流れる低温ガス冷媒との間の熱交換によって凝縮す
る。この凝縮温度が前記凝縮温度検出センサ45で検出さ
れ、この検出温度変化を監視しながら圧縮機１の運転を
制御するようになされており、以下このような暖房運転
時の制御について第３図の運転制御系統図を参照して説
明する。

図のように、各室内ユニットＡ〜Ｆはそれぞれ室内制
御装置71（室内ユニットＡ及びＤについてのみ図示す
る）をそれぞれ備えており、各室内制御装置71には、運
転操作用リモコン72と室温を検出する室温センサ73とが
それぞれ接続されている。上記各運転操作用リモコン72
は運転スイッチと、希望室温を設定するための温度設定
スイッチとを有しており、上記運転スイッチがONであ
り、かつ室温センサ73での検出室温が設定温度に達して
いないとき（室温サーモONのとき）に、運転要求信号
と、上記検出室温と設定温度との温度差信号ΔＴと、各
室内ユニットＡ〜Ｆにおける室内熱交換器31の定格能力
に対応するＳ値（例えば定格能力が2240kcal/hのものは
“1"、2800kcal/hは“1.25"、3550kcal/h“1.5"、4500k
cal/hは“2"・・・）とが各室内制御装置71から出力さ
れる。

第１〜第３室内ユニットＡ〜Ｃの各室内制御装置71か
ら出力される信号は、室外ユニットＸ内に設けられてい
る室外制御装置（運転制御手段）74に直接入力される一
方、拡張ユニットＹを介して上記室外ユニットＸに接続
されている第４〜第６室内ユニットＤ〜Ｆの各室内制御
装置71から出力される信号は、上記拡張ユニットＹ内に
設けられている拡張制御装置75に入力される。この拡張
制御装置75内の中間信号処理部76において、上記第４〜
第６室内ユニットＤ〜Ｆの中で運転要求信号を発してい
る室内ユニットからの各Ｓ値の積算値Stotalと、各温度
差信号ΔＴの積算温度差ΔTtotalとがそれぞれ演算さ
れ、これらのStotal及びTtotalが運転要求信号と共に上
記室外制御装置74に送信される。

一方、室外ユニットＸは上記室外制御装置74と、第１
圧縮機２を周波数制御するためのインバータ制御装置77
とを備えている。室外制御装置74内には、運転要求ユニ
ット把握部78と弁制御部79と圧縮機運転制御部80とが設
けられており、上記運転要求ユニット把握部78は、室内
側での運転台数の変更時に、運転要求信号を出力してい
る室内ユニットに応じた運転ユニット信号を上記弁制御
部79と圧縮機運転制御部80とに出力する。これにより、
まず上記弁制御部79によって、前記した暖房運転時にお
ける四路切換弁９の切換作動、第１、第２電動膨張弁1
4、18の開度制御が行われる。また第３電動膨張弁33の
開度制御は上記拡張制御装置75内の拡張弁制御部81によ
って行われる。

一方、上記圧縮機運転制御部80では、上記運転ユニッ
ト信号に変化を生じた時、すなわち室内ユニットの運転
台数に変化を生じた時に、まず初期運転周波数の設定を
行う。これは、運転要求のある各室内制御装置71及び拡
張制御装置75からのＳ値、Stotalを合計した値ΣＳと、
ΔＴ、ΔTtotalを合計した合計温度差ΣΔＴとをそれぞ
れ算出し、これらのΣＳとΣΔＴとの組合わせに対応す
る初期周波数を初期運転周波数として設定する。このた
めに、上記圧縮機運転制御部80には、種々のΣＳとΣＴ
との組合わせ毎の適正運転周波数が予め記憶されてい
る。そしてこの初期運転周波数に応じた圧縮能力で圧縮
機１の運転を開始する。上記初期運転周波数に応じる運
転状態に達した後は、上記ΣΔＴのその後の変化に応じ
て、Ｐ制御、Ｉ制御によりΣΔＴを０にするように逐次
運転周波数の変更を行って、上記圧縮機１の運転を継続
する。この制御中に、室内ユニットの運転台数の変化を
生じた場合には、新たに上記初期運転周波数の設定から
の制御を行う。

なお上記圧縮機１の運転は、運転周波数が第１圧縮機
２の上限駆動周波数（例えば105Hz）の範囲内のときに
は、この第１圧縮機２のみの単独運転を行い、また上限
駆動周波数を超えているときには、第２圧縮機３を運転
すると共に、運転周波数から第２圧縮機３の圧縮能力に
応ずる周波数（例えば商用周波数60Hz）を引いた差ΔＦ
をインバータ制御装置77に出力することにより、第１圧
縮機２と第２圧縮機３との同時運転を行う。

上記のような室内側の空調負荷に合わせた負荷応答制
御による圧縮機１の運転は、高圧側圧力が正常範囲内で
あるか否かを監視しながら行われており、このために室
外制御装置74内には高圧監視制御部（高圧監視制御手
段）85がさらに設けられている。この高圧監視制御部85
では前記凝縮温度検出センサ45での検出温度を、正常運
転範囲の上限温度として設定した第１基準値T1（例えば
53℃）と比較し、T1を超えたことが検出されると、圧縮
機運転制御部80に圧縮能力低下指令を出力する。これに
より圧縮機運転制御部80では、そのときの運転周波数か
ら、例えば8Hz/分の割合で圧縮機１の圧縮能力を逐次減
少させていく垂下制御に切換える。これにより高圧圧力
が低下し、したがって上記凝縮温度検出センサ45での検
出温度が復帰温度まで低下すると、圧縮機１に対する上
記負荷応答制御が再開される。

さらに、上記のような垂下制御にもかかわらず、凝縮
温度検出センサ45での検出温度が、運転限界温度として
設定されている第２基準温度（例えば65℃）を超える場
合には、上記室外制御装置74内に設けられている高圧弁
制御部（高圧弁制御手段）86によって、前記第４バイパ
ス管58に介設している高圧制御弁56を開弁する操作がさ
らに行われる。これにより吐出配管６は直接的に吸込配
管８に連通し、これにより高圧圧力を低下させるように
もなされている。

このように上記においては、室外ユニット内で、凝縮
圧力相当飽和温度の検出を行うことによって、高圧圧力
の変化をより的確に把握し、これにより圧力の上昇を抑
える制御をより確実に行い得るものとなっている。

次に上記空気調和機における暖房運転時の過冷却制御
について説明する。まず室内熱交換器31には、第２図に
示すように、その中間部の温度を検出する中間温度セン
サ69と、出口温度を検出する出口温度センサ70とが取付
けられている。そして第４図のように、上記両温度セン
サ69、70での温度差、つまり凝縮冷媒の過冷却度SCが略
一定になるように、過冷却度制御手段87でもって各第２
電動膨張弁18の開度制御がなされる。さらにこの空気調
和機では、同図のように、開度補正手段88を備えている
が、これは、中間温度センサ69での検出温度D_cnが、上
記凝縮温度検出センサ45での検出温度D_CBに近づくよう
上記第２電動膨張弁18の開度を補正するためのものであ
る。

上記過冷却度制御手段87と開度補正手段88とにおける
制御手順を、第５図のフローチャートに基づいて説明す
る。まず運転を開始すると（ステップS1）、第２電動膨
張弁18の開度を、予めテーブル等に記憶してある初期開
度に設定する（ステップS2）。次にステップS3で、上記
凝縮温度センサ45と中間温度センサ69とで、それぞれ温
度D_CB、D_cnを検出し、ステップS4で両者が略等しいか否
かについて判断する。両者D_CB、D_cnが等しくない場合に
は、中間温度センサ69での検出温度D_cnが高圧飽和温度
ではないということであるから、両者D_CB、D_cn差に応じ
て第２電動膨張弁18の開度を補正する（ステップS5）。
一方、両者D_CB、D_cnが等しいときには、ステップS6にお
いて、上記中間温度センサ69と上記出口温度センサ70と
の検出温度に基づいて過冷却度SCを把握し（ステップS
7）、過冷却度SCが目標値に略等しいときには、その開
度を維持する一方（ステップS8）、目標値に略等しくな
いときにはその偏差に応じて第２電動膨張弁18の開度を
制御するのである（ステップS9）。

上記制御を行うことにより、室内熱交換器31の容積、
パス形状、連絡配管長等が種々変化するような場合であ
っても、上記室内熱交換器31での凝縮冷媒の過冷却度SC
が、適正な高圧飽和温度D_CBに基づいて行われることに
なる訳であり、そのため室内熱交換器31の中間温度セン
サ69での検出温度が過冷却域に到達してしまって適正な
過冷却制御が不能になるといった不都合な事態を回避し
得ることになる。

以上、冷房切換可能なマルチ形空気調和機での暖房運
転時を例に挙げて説明したが、上記構成において、第１
バイパス管41の熱交換部42は、吸込配管８との間で熱交
換可能な箇所に設け、或いは上記第１バイパス管41を吐
出管６に接続すると共に、冷房運転時の流通を遮断する
開閉弁を介設する等のその他の構成とすることがこの発
明の範囲内で可能である。またこの発明は、上記マルチ
形空気調和機以外のその他のヒートポンプシステムに適
用することも可能である。

（発明の効果）上記のように第１請求項記載のヒートポンプシステム
においては、圧縮機の近傍において凝縮温度の検出が可
能であるので、例えば従来のマルチ形空気調和機で生じ
ていた連絡配管での圧力損失等の影響を受けることな
く、上記凝縮温度の検出によって、高圧圧力の変化をよ
り的確に把握することができる。

そして適正な高圧飽和温度に基づいた過冷却制御を行
い得ることから、凝縮機の容積、パス形状、連絡配管長
が大幅に変化するような場合であっても、精度の良い過
冷却制御を行うことが可能になる。

そして上記検出温度に基づいて、例えば第２請求項記
載のヒートポンプシステムのように、圧縮能力可変な圧
縮機の圧縮能力を低下させる制御を行うことによって、
また第３請求項記載のヒートポンプシステムのように、
高圧圧力状態の吐出側ガス管と低圧圧力状態の吸込側ガ
ス管とを相互に連通させる高圧制御弁の開弁制御を行う
ことによって、それぞれ高圧圧力の異常上昇をより確実
に防止することができる。

【図面の簡単な説明】

第１図はこの発明の機能ブロック図、第２図はこの発明
の一実施例におけるマルチ形空気調和機の冷媒回路図、
第３図は上記空気調和機の運転制御系統図、第４図は過
冷却制御を行うための機能ブロック図、第５図はその制
御手順の一例のフローチャート図である。１……圧縮機、６……吐出配管（吐出側ガス管）、８…
…吸込配管（吸込側ガス管）、10……第１ガス管（吸込
側ガス管）、11……室外熱交換器（蒸発器）、13……第
１液管（低圧側液管）、14……第１電動膨張弁、17……
第２液管（高圧側液管）、18……第２電動膨張弁、25…
…第２ガス管（吐出側ガス管）、31……室内熱交換器
（凝縮器）、41……第１バイパス管、42……熱交換部、
43……第１絞り、45……凝縮温度検出センサ（凝縮温度
検出手段）、56……高圧制御弁、58……第４バイパス管
（異常昇圧防止用バイパス管）、69……中間温度セン
サ、70……出口温度センサ、74……室外制御装置（運転
制御手段）、85……高圧監視制御部（高圧監視制御手
段）、86……高圧弁制御部（高圧弁制御手段）、87……
過冷却度制御手段、88……開度補正手段。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献特開昭61−101756（ＪＰ，Ａ) 特開昭62−124450（ＪＰ，Ａ) 特開昭63−286664（ＪＰ，Ａ)

Claims

(57)【特許請求の範囲】

【請求項１】圧縮機（１）に、その吐出側から順次、吐
出側ガス管（６）（25）、凝縮器（31）、高圧側液管
（17）、膨張機構（14）、低圧側液管（13）、蒸発器
（11）、吸込側ガス管（10）（８）を接続して冷媒循環
回路を構成すると共に、上記凝縮器（31）側から蒸発器
（11）側へと上記圧縮機（１）からの吐出冷媒を回流さ
せるべく運転を制御する運転制御手段（74）を設けて成
るヒートポンプシステムであって、上記吐出側ガス管
（６）（25）と低圧側液管（13）とを相互に接続すると
共に第１絞り（43）の介設された第１バイパス管（41）
を設け、この第１バイパス管（41）には、さらに上記第
１絞り（43）よりも吐出側ガス管（６）（25）側に上記
吸込側ガス管（10）（８）との間で熱交換可能な熱交換
部（42）を設けると共に、この熱交換部（42）を通して
液化する冷媒温度を検出する凝縮温度検出手段（45）を
設ける一方、上記膨張機構（14）は開度制御機構（18）
を含み、また上記凝縮器（31）の中間温度を検出する中
間温度センサ（69）と、上記凝縮器（31）の出口温度を
検出する出口温度センサ（70）と、上記両温度センサ
（６）（70）での検出温度に基づいて凝縮冷媒の過冷却
度を略一定に維持すべく上記開度制御機構（18）を開度
制御する過冷却度制御手段（87）とを備えて成り、さら
に上記中間温度センサ（69）と上記凝縮温度検出手段
（45）との検出温度の温度差を減少すべく上記開度制御
機構（18）を開度制御する開度補正手段（88）を設けて
いることを特徴とするヒートポンプシステム。
【請求項２】上記圧縮機（１）を圧縮能力可変な圧縮機
で構成すると共に、上記凝縮温度手段（45）での検出温
度が第１基準値を超えたときに、上記圧縮機（１）の圧
縮能力低下指令を上記運転制御手段（74）に発する高圧
監視制御手段（85）を設けていることを特徴とする請求
項１記載のヒートポンプシステム。
【請求項３】さらに高圧制御弁（56）の介設された異常
昇圧防止用バイパス管（58）によって上記吐出側ガス管
（６）（25）と吸込側ガス管（10）（８）とを相互に接
続すると共に、上記凝縮温度検出手段（45）での検出温
度が第２基準値を超えたときに上記高圧制御弁（56）を
開弁すべく制御する高圧弁制御手段（85）を設けている
ことを特徴とする第１又は第２請求項記載のヒートポン
プシステム。