熱泵裝置的製作方法

2023-12-06 15:50:06 7

專利名稱：熱泵裝置的製作方法
技術領域：
本發明涉及使用非共沸混合製冷劑的熱泵裝置，尤其涉及能夠使在熱泵的主迴路中流動的製冷劑成分變化以使其能力變化的熱泵裝置。
背景技術：
日本特公平5-44582號公報公開了一種用非共沸混合製冷劑使在熱泵主迴路中流動的製冷劑成分變化以使其能力變化的熱泵裝置。
以下結合


上述傳統的熱泵裝置。
圖44是表示上述公報所述的傳統熱泵裝置中的製冷循環的系統結構圖。
如圖44所示，傳統的熱泵裝置具有壓縮機1、四通閥2、室外熱交換器3、主迴路膨脹裝置4以及室內熱交換器5，它們依次連接成環狀，構成熱泵裝置的主迴路。
在傳統的熱泵裝置上，膨脹器6的一端與連接室外熱交換器3和主迴路膨脹裝置4的製冷劑配管連接，另一端與精鎦分離器7的底部連接。在精鎦分離器7的上部設有冷卻器8。從冷卻器8的兩端導出的配管分別與精鎦分離器7頂部的頂面及頂部的側面連接而形成環狀。冷卻器8兼用作製冷劑器的貯留器。冷卻器8連接在壓縮機1與四通閥2之間，向著壓縮機1的吸入配管貫穿其中。在冷卻器8上，精鎦分離器7頂部的製冷劑與從四通閥2流向壓縮機1的製冷劑間接地進行熱交換。
在傳統的熱泵裝置上，膨脹器9的一端與連接主迴路膨脹裝置4和室內熱交換器5的製冷劑配管連接，另一端與精鎦分離器7的底部連接。
在以後的說明中，把由膨脹器6、精鎦分離器7、冷卻器8及膨脹器9構成的製冷劑流路稱為精鎦迴路10。
以下說明上述結構的傳統熱泵裝置的動作。
在供暖運轉時，從壓縮機1吐出的高溫製冷劑通過四通閥2流入室內熱交換器5。在室內熱交換器5中與室內空氣進行熱交換並向室內供暖。在室內熱交換器5中散熱後的製冷劑液化後從室內熱交換器5排出。從室內熱交換器5排出的製冷劑分流成兩支，一支通過膨脹器9流向精鎦迴路10，一支通過主迴路膨脹裝置4流向主迴路。
流過主迴路膨脹裝置4的製冷劑在室外熱交換器3內蒸發後通過四通閥2，並被再度吸入壓縮機1。
另外，分流到精鎦迴路10的製冷劑被膨脹器9減壓後流入精鎦分離器7的底部。
流入精鎦分離器7底部的製冷劑的狀態對應該處所用的室內熱交換器5的能力，有液態和氣液二相狀態。
氣液二相狀態的製冷劑從室內熱交換器5流入精鎦分離器7的底部後，就在精鎦分離器7內加速氣液分離。在非共沸混合製冷劑中，低沸點成分多的氣相(氣體狀態)製冷劑移動到精鎦分離器7內的頂部，而高沸點成分多的液態製冷劑則積存在精鎦分離器7的底部。
另外，精鎦分離器7頂部的氣相(氣體狀態)製冷劑從由精鎦分離器7頂端的頂面導出的製冷劑配管流入冷卻器8。在冷卻器8處，從精鎦分離器7流入冷卻器8的製冷劑與從四通閥2流向壓縮機1的低溫製冷劑間接地進行熱交換後液化並積存。在冷卻器8中，超出可積存量的液態製冷劑通過連接冷卻器8和精鎦分離器7頂部的側面的製冷劑配管而流入精鎦分離器7的頂部。
精鎦分離器7底部的高沸點成分多的液態製冷劑被膨脹器6減壓後，與在通過主迴路膨脹裝置4的主迴路中流動的製冷劑合流。結果，在主迴路中流動的製冷劑只剩富於高沸點成分的製冷劑，使該熱泵的能力降低。
以下說明液態製冷劑從室內熱交換器5流入精鎦分離器7底部的情況。當液態製冷劑流入精鎦分離器7的底部後，很難將精鎦迴路10中的製冷劑進行成分分離，高沸點和低沸點的製冷劑通過膨脹器6而返回主迴路，故該熱泵裝置的能力提高。
然而，在上述傳統的熱泵裝置上，無論是供暖運轉還是製冷運轉，如果要進行低沸點製冷劑的精鎦分離，就必須使膨脹器6和9具有同等的節流開度。因此，精鎦分離器7的壓力成為主迴路的中間壓力，精鎦分離也用該壓力工作。從而，精鎦分離器7頂部的低沸點成分增多，使液化上升的氣相用的飽和溫度變得更低。
另外，作為冷卻器8的冷卻源，使用壓縮機1和四通閥2之間的吸入配管，故在壓縮機1的吸入過熱度大時，冷卻源的製冷劑溫度上升。由此，使精鎦分離器7頂部的氣相液化所需的溫度就不夠，冷卻熱量不足。結果，在將沸點差較大的非共沸混合製冷劑分離時，在傳統的熱泵裝置上，分離的幅度減小，能力控制的範圍縮小。
另外，傳統熱泵裝置的膨脹器6和9經常處於敞開狀態，冷卻器8中一直有製冷劑積存，且主迴路的製冷劑量不能調節。故傳統熱泵裝置不能通過主迴路的製冷劑量來進行能力控制。
本發明正是為了解決傳統熱泵裝置的問題，目的在於提供一種能得到足夠的成分分離幅度、同時能通過調節主迴路的製冷劑量來控制能力、且能力控制的範圍大於傳統裝置的熱泵裝置。
發明的公開為了實現上述目的，本發明的熱泵裝置具有實質上沿垂直方向延伸的直管形狀、其底部經過副膨脹裝置與壓縮機的吸入配管連接、將非共沸混合製冷劑作精鎦分離的精鎦分離器；使從前述精鎦分離器的底部流出並從前述副膨脹裝置流向前述壓縮機的前述吸入配管的製冷劑與前述精鎦分離器頂部的製冷劑進行熱交換的冷卻器；將在前述冷卻器冷卻液化後的製冷劑積存的積存器；構成將前述精鎦分離器頂部的製冷劑送至前述冷卻器並從前述冷卻器送往前述積存器、然後使積存在前述積存器的製冷劑返回前述精鎦分離器頂部的環狀閉式管路；將前述壓縮機、四通閥、室外熱交換器、膨脹裝置以及室內熱交換器依次用配管連接成環狀並封入前述非共沸混合製冷劑的製冷循環的主迴路；將前述閉路與前述主迴路之間可開閉地連接的開閉裝置；根據負載狀態控制前述開閉裝置的開閉、使前述主迴路內的前述非共沸混合製冷劑流入前述閉路的控制裝置。
通過採用上述結構，不僅可使冷卻器小型化，而且可以用足夠低的溫度及冷卻熱量使精鎦分離器的氣相部液化，即使是沸點差較大的非共沸混合製冷劑，也能積存低沸點成分較多的製冷劑，增大分離幅度。
另外，通過控制開閉閥的開閉，可將積存器內的製冷劑控制在積存或流空的狀態，以此調節主迴路的製冷劑量，故可以通過主迴路的製冷劑量、製冷劑組成成分來控制能力，使本發明能實現大範圍的能力控制。
本發明的特徵記載於權利要求中，而結合其他目的、特徵，並結合附圖及以下說明，將有助於進一步理解其結構及內容。
對附圖的簡單說明圖1是表示本發明實施例1的熱泵裝置結構的系統結構圖。
圖2是本發明實施例1的熱泵裝置的控制流程圖。
圖3是本發明實施例2的熱泵裝置的系統結構圖。
圖4是本發明實施例2的熱泵裝置的控制流程圖。
圖5是本發明實施例3的熱泵裝置的系統結構圖。
圖6是本發明實施例3的熱泵裝置的控制流程圖。
圖7是本發明實施例4的熱泵裝置的系統結構圖。
圖8是本發明實施例4的熱泵裝置的控制流程圖。
圖9是本發明實施例5的熱泵裝置的系統結構圖。
圖10是本發明實施例5的熱泵裝置的控制流程圖。
圖11是本發明實施例6的熱泵裝置的系統結構圖。
圖12是本發明實施例6的熱泵裝置的控制流程圖。
圖13是本發明實施例7的熱泵裝置的系統結構圖。
圖14是本發明實施例7的熱泵裝置的控制流程圖。
圖15是本發明實施例8的熱泵裝置的系統結構圖。
圖16是本發明實施例8的熱泵裝置的控制流程圖。
圖17是本發明實施例9的熱泵裝置的系統結構圖。
圖18是本發明實施例9的熱泵裝置的控制流程圖。
圖19是本發明實施例10的熱泵裝置的系統結構圖。
圖20是本發明實施例10的熱泵裝置的控制流程圖。
圖21是本發明實施例11的熱泵裝置的系統結構圖。
圖22是本發明實施例11的熱泵裝置的控制流程圖。
圖23是本發明實施例12的熱泵裝置的系統結構圖。
圖24是本發明實施例12的熱泵裝置的控制流程圖。
圖25是本發明實施例13的熱泵裝置的控制流程圖。
圖26是本發明實施例14的熱泵裝置的系統結構圖。
圖27是本發明實施例14的熱泵裝置的控制流程圖。
圖28是本發明實施例15的熱泵裝置的系統結構圖。
圖29是本發明實施例15的熱泵裝置的控制流程圖。
圖30是本發明實施例16的熱泵裝置的系統結構圖。
圖31是本發明實施例17的熱泵裝置的系統結構圖。
圖32是本發明實施例17的熱泵裝置的控制流程圖。
圖33是本發明實施例18的熱泵裝置的系統結構圖。
圖34是本發明實施例18的熱泵裝置的控制流程圖。
圖35是本發明實施例19的熱泵裝置的系統結構圖。
圖36是本發明實施例19的熱泵裝置的控制流程圖。
圖37是表示本發明實施例19的熱泵裝置的溫度檢測值與壓力檢測值之間關係的特性圖。
圖38是本發明實施例20的熱泵裝置的系統結構圖。
圖39是表示本發明實施例20的熱泵裝置的溫度檢測值與壓力檢測值之間關係的特性圖。
圖40是本發明實施例21的熱泵裝置中所用精鎦分離器一實施例的示意結構圖。
圖41是表示插入本發明實施例21的精鎦分離器容器內部的充填物原來的形狀、即織物的示意結構圖。
圖42是插入本發明實施例21的精鎦分離器容器內部的充填物的立體圖。
圖43是表示插入本發明實施例21的精鎦分離器容器內部的充填物的分離性能評價結果的特性圖。
圖44是表示傳統熱泵裝置中製冷循環的系統結構圖。
以上附圖只是示意圖，不一定忠實地表示出各要素的實際相對尺寸或位置。
實施發明的最佳形態以下結合

本發明的熱泵裝置的較佳實施例。
《實施例1》圖1是本發明實施例1的熱泵裝置的系統結構圖。在圖1中，在實施例1的熱泵裝置中封入非共沸混合製冷劑，由壓縮機11、四通閥12、室外熱交換器13、主膨脹裝置14以及室內熱交換器15用配管連接成環狀，構成製冷循環的主迴路。
實施例1的熱泵裝置中設有將主膨脹裝置14分支的配管，在該配管上串聯連接著副膨脹裝置16和副膨脹裝置17。在連接副膨脹裝置16和副膨脹裝置17的配管上，經過開閉閥21連接狀精鎦分離器18的底部。
精鎦分離器18的內部充填有充填材料(未圖示)，是沿垂直方向延伸的直管。精鎦分離器18的頂部經過冷卻器19與積存器20的頂部連通。而且積存器20的底部與精鎦分離器18的頂部連通。從而，精鎦分離器18的頂部與冷卻器19、積存器20呈環狀連接，形成閉路。
實施例1中，積存器20的頂部位置高於精鎦分離器18的頂部。冷卻器19的位置高於積存器20的頂部。
連接精鎦分離器18的頂部和冷卻器19的配管與精鎦分離器18頂部的頂面連接。連接積存器20底部和精鎦分離器18頂部的配管與精鎦分離器18頂部的側面連接。從精鎦分離器18的底部引出的配管經過副膨脹裝置22和冷卻器19而與連接在壓縮機11和四通閥12之間的吸入配管連接。
在實施例1的冷卻器19中，從精鎦分離器18的底部經過副膨脹裝置22而流向壓縮機11的吸入配管的製冷劑與精鎦分離器18頂部的製冷劑間接地進行熱交換。實施例1中的冷卻器19可採用雙重管結構。
在圖1中，室內機23由室內熱交換器15等構成，具有檢測室內溫度(即室內機23的吸入空氣溫度)的室內溫度傳感器24。來自室內溫度傳感器24的數據被輸入運算控制裝置26，該運算控制裝置26將記憶裝置25所存儲的設定空氣溫度to與室內溫度傳感器24檢測到的吸入空氣溫度t進行比較，當吸入空氣溫度t與設定空氣溫度to間溫度差的絕對值小於規定值Δt(｜t-to｜≤Δt)時將開閉閥21打開，而當吸入空氣溫度t與設定空氣溫度to間溫度差的絕對值大於規定值/Δt(｜t-to｜＞Δt)時則將開閉閥21關閉。與運算控制裝置26電氣連接的記憶裝置25是用於預先將用戶設定在規定值的空氣溫值加以存儲的裝置。
以下結合圖2說明上述結構的實施例1的熱泵裝置的動作。
圖2是實施例1的熱泵裝置的控制流程圖。
首先說明製冷運轉時的動作。
在製冷運轉時，在要求壓縮機11起動後立即有較高製冷能力的場合，關閉開閉閥21(步驟1)。在這樣關閉開閉閥21後，製冷時從壓縮機11吐出的高溫製冷劑就流入四通閥12和室外熱交換器13，並冷凝液化。冷凝液化後的製冷劑分流成流入主膨脹裝置14的主迴路與流入副膨脹裝置16的迴路。
通過主膨脹裝置14後的製冷劑通過室內熱交換器15並經過四通閥12流入壓縮機11，在主迴路的製冷循環中流動。另外，流入副膨脹裝置16的製冷劑被減壓，成為製冷循環的主迴路中高低壓的中間附近的壓力。這時，開閉閥21被關閉，故來自副膨脹裝置16的製冷劑進一步被副膨脹裝置17減壓後流向主迴路。
在上述狀態下，用設在室內機23上的室內溫度傳感器24判斷負荷(步驟2)。
在步驟2中，用室內溫度傳感器24檢測到的室內機23的吸入空氣溫度(室溫)t和記憶裝置25存儲的設定空氣溫度to之間溫度差的絕對值大於規定值Δt(在以下的說明中，規定值Δt即為預先設定的室溫與設定溫度之間溫度差的絕對值)時(｜t-to｜＞Δt)、即製冷負荷較大時，開閉閥21的關閉信號從運算控制裝置26送往開閉閥21。因此開閉閥21保持關閉狀態。
從而，從副膨脹裝置16吐出的中間壓力的製冷劑全部通過副膨脹裝置17並減壓，成為低壓，並流入主迴路。這樣，通過了副膨脹裝置16的製冷劑保持流入主迴路的狀態。因此主迴路的製冷劑通過室內機23而將室內空間冷卻，然後通過四通閥12再度被吸入壓縮機11。
在上述狀態下，由於開閉閥21被關閉，精鎦分離器18經過冷卻器19而與壓縮機11的吸入配管連接，因此冷卻器19，積存器20以及精鎦分離器18成為脫離上述製冷循環的狀態。從而，冷卻器19，積存器20以及精鎦分離器18各自的內部成為低壓狀態，幾乎沒有製冷劑積存。
由於如上述那樣持續開閉閥21的關閉狀態，在主迴路中流動的製冷劑是保持充填成分的非共沸混合製冷劑，且主迴路以製冷劑量較多的狀態運轉。結果，在上述狀態下，實施例1的熱泵進行與負荷相適應的大能力運轉。
在步驟2中對負荷進行判斷，當室內溫度傳感器24檢測到的室內機23的吸入空氣溫度t與記憶裝置25存儲的設定空氣溫度to間溫度差的絕對值小於規定值Δt(｜t-to｜≤Δt)、即製冷負荷較小時，開閉閥21的打開信號從運算控制裝置26送往開閉閥21。結果，開閉閥21成為打開狀態(步驟3)。因此，從副膨脹裝置16流出的中間壓力的二相製冷劑的一部分通過開閉閥21而流入精鎦分離器18的底部。二相製冷劑流入精鎦分離器18，製冷劑的一部分通過副膨脹裝置22而被減壓，成為低溫的二相製冷劑後流入冷卻器19。在冷卻器19中，低溫的二相製冷劑與精鎦分離器18頂部的氣相製冷劑間接地進行熱交換。
在實施例1的冷卻器19中，由於把在製冷循環中焓最低的低溫低壓二相製冷劑作為冷卻器19的冷卻源利用，故能有效地利用製冷劑的潛熱，使冷卻器19小型化。另外，實施例1的熱泵裝置的冷卻器19能可靠地將精鎦分離器18頂部的氣體液化。
這樣一來，二相製冷劑就從精鎦分離器18的底部流入，且氣體製冷劑從精鎦分離器18頂部流出，該氣體製冷劑在冷卻器19中被冷卻。在冷卻器19中冷卻液化的製冷劑漸漸地在積存器20中積存，積存量逐漸增加。而且積存在積存器20中的一部分製冷劑再度返回精鎦分離器18的頂部後在精鎦分離器18內下降。一旦這一狀態連續發生，在精鎦分離器18內，上升的氣體製冷劑和下降的液體製冷劑就成為氣液接觸狀態。該氣液接觸狀態使精鎦作用產生，具有低沸點較多的製冷劑成分的製冷劑漸漸積存在積存器20中。另一方面，在精鎦分離器18中下降並通過副膨脹器22的製冷劑漸漸成為高沸點較多的製冷劑成分，並通過冷卻器19後被吸入壓縮機11。
如上所述，具有高沸點較多的製冷劑成分的製冷劑經過冷卻器19而被吸入主迴路的壓縮機11，故主迴路漸漸有高沸點較多的製冷劑成分的製冷劑流入。結果，實施例1的熱泵裝置可以根據負荷降低製冷能力。另外，由於低沸點的製冷劑積存於積存器20中，故流入主迴路的製冷劑量減少。因此，實施例1的熱泵裝置由於製冷劑量的減少而降低製冷能力，當製冷負荷較小時，可實現與製冷負荷相適應的低能力運轉。
在上述的低能力運轉狀態下，再對負荷進行判斷(步驟4)。在此步驟4中，當製冷負荷增大，用室內溫度傳感器24檢測到的室內機23的吸入空氣溫度t與記憶裝置25存儲的設定空氣溫度to間溫度差的絕對值大於規定值Δt(｜t-to｜＞t)時，開閉閥21的關閉信號從運算控制裝置26向開閉閥21傳送。結果，開閉閥21再度成為關閉狀態(步驟5)，積存在積存器20中的製冷劑漸漸被吸引到主迴路的壓縮機11。因此，主迴路中的製冷劑成分恢復到充填高能力製冷劑成分的狀態。另外，由於主迴路的製冷劑量增加，故與製冷負荷相適應的高能力運轉重新開始。
如上所述，在實施例1的熱泵裝置中，對製冷負荷是測量了室內機23的吸入空氣溫度t與設定空氣溫度to間溫度差的絕對值後與規定值Δt進行比較。而且只要根據比較結果進行開閉閥21的開閉操作，就能將主迴路的製冷劑量和製冷劑成分控制在與製冷負荷相適應的適當狀態。這樣，實施例1的熱泵裝置通過簡單的控制就能進行與檢測到的製冷負荷相適應的能力控制。
以下說明供暖運轉時的動作。
供暖運轉時只是製冷劑在主迴路中的流動方向相反，其他動作則均與前述製冷運轉時相同。
在供暖運轉時，在要求壓縮機11起動後立即有較高供暖能力的場合等，開閉閥21關閉(步驟1)。在開閉閥21如此關閉的狀態下，供暖時從壓縮機11吐出的高溫製冷劑流入四通閥12和室內熱交換器15後冷凝液化。冷凝液化後的製冷劑分流成流入主膨脹裝置14的主迴路和流入副膨脹裝置17的迴路。
通過主膨脹裝置14後的製冷劑通過室外熱交換器13，並經過四通閥12而流向壓縮機11，並在主迴路的供暖循環中流動。另一方面，流入副膨脹裝置17的製冷劑被減壓，成為在供暖循環的主迴路中高低壓的中間附近的壓力。這時，由於開閉閥21被關閉，故來自副膨脹裝置17的製冷劑又被副膨脹裝置16減壓後流向主迴路。
在上述狀態下，用設於室內機23內的室內溫度傳感器24對負荷進行判斷(步驟2)。
在步驟2中，存儲在記憶裝置25的室內機23的設定空氣溫度to與室內溫度傳感器24檢測到的室內機23的吸入空氣溫度t之間溫度差的絕對值大於規定值Δt(｜t-to｜＞t)、即供暖負荷較大時，開閉閥21的關閉信號從運算控制裝置26向開閉閥21送出。由此使開閉閥21保持關閉狀態。
從而，從副膨脹裝置17吐出的中間壓力的製冷劑全部通過副膨脹裝置16而被減壓成低壓，並流入主迴路。這樣，通過了副膨脹裝置17的製冷劑繼續保持流入主迴路的狀態，並與通過了主膨脹裝置14的製冷劑合流。由此使主迴路的製冷劑在室外熱交換器13內蒸發，然後通過四通閥12而再度被吸入壓縮機11。
在上述狀態下，由於開閉閥21關閉，冷卻器19與壓縮機11的吸入配管連接，故冷卻器19、積存器20及精鎦分離器18脫離上述供暖循環。從而，冷卻器19、積存器20及精鎦分離器18各自的內部成為低壓狀態，幾乎沒有製冷劑積存。
通過如上述那樣持續開閉閥21的關閉狀態，在主迴路中流動的製冷劑為保持充填成分的非共沸混合製冷劑，且以製冷劑量較多的狀態運轉。結果，在上述狀態下，實施例1的熱泵可進行與負荷相適應的大能力運轉。
在步驟2中對負荷進行判斷，當記憶裝置25存儲的設定空氣溫度to與室內溫度傳感器24檢測到的室內機23的吸入空氣溫度t間溫度差的絕對值小於規定值Δt(｜t-to｜≤Δt)、即供暖負荷較小時，開閉閥21的打開信號從運算控制裝置26送往開閉閥21。結果，開閉閥21成為打開狀態(步驟3)。因此，從副膨脹裝置17流出的中間壓力的二相製冷劑的一部分通過開閉閥21而流入精鎦分離器18的底部。由於二相製冷劑流入精鎦分離器18，製冷劑的一部分通過副膨脹裝置22而被減壓，成為低溫的二相製冷劑後流入冷卻器19。在冷卻器19中，低溫的二相製冷劑與精鎦分離器18頂部的氣相製冷劑間接地進行熱交換。
在實施例1的冷卻器19中，由於把在循環中焓最低的低溫低壓二相製冷劑作為冷卻器19的冷卻源利用，故能有效地利用製冷劑的潛熱，使冷卻器19小型化。另外，實施例1的熱泵裝置的冷卻器19能可靠地將精鎦分離器18頂部的氣體液化。
這樣一來，二相製冷劑就從精鎦分離器18的底部流入，使氣體製冷劑從精鎦分離器18頂部流出，該氣體製冷劑在冷卻器19中被冷卻。在冷卻器19中冷卻液化後的製冷劑漸漸地在積存器20中積存，積存量逐漸增加。而且積存在積存器20中的一部分製冷劑再度返回精鎦分離器18的頂部後在精鎦分離器18內下降。一旦這一狀態連續發生，在精鎦分離器18內，上升的氣體製冷劑和下降的液體製冷劑就成為氣液接觸狀態。該氣液接觸狀態使精鎦作用產生，具有低沸點較多的製冷劑成分的製冷劑漸漸積存在積存器20中。在精鎦分離器18中下降並通過副膨脹器22的製冷劑漸漸成為高沸點較多的製冷劑成分，並通過冷卻器19後被吸入壓縮機11。
如上所述，具有高沸點較多的製冷劑成分的製冷劑經過冷卻器19而被吸入主迴路的壓縮機11，故主迴路漸漸有高沸點較多的製冷劑成分的製冷劑流入。結果，實施例1的熱泵裝置可以降低供暖能力。另外，由於低沸點的製冷劑積存於積存器20中，故流入主迴路的製冷劑量減少。因此，實施例1的熱泵裝置由於製冷劑量的減少而降低供暖能力，當供暖負荷較小時，可實現與供暖負荷相適應的低能力運轉。
在上述的低能力運轉狀態下，再對負荷進行判斷(步驟4)。在此步驟4中，當供暖負荷增大、記憶裝置25存儲的設定空氣溫度to與用室內溫度傳感器24檢測到的室內機23的吸入空氣溫度t間溫度差的絕對值大於規定值Δt(｜t-to｜＞t)時，開閉閥21的關閉信號從運算控制裝置26向開閉閥21傳送。結果，開閉閥21再度成為關閉狀態(步驟5)，積存在積存器20中的製冷劑漸漸被吸引到主迴路的壓縮機11。因此，主迴路中的製冷劑成分恢復到高能力的製冷劑充填成分的狀態。另外，由於主迴路的製冷劑量增加，故可進行與供暖負荷相適應的高能力運轉。
如上所述，在實施例1的熱泵裝置中，對負荷大小是測量了設定空氣溫度to與室內機23的吸入空氣溫度t間溫度差的絕對值後對該絕對值與規定值Δt進行比較，由此對開閉閥21進行開閉控制，可將主迴路的製冷劑量和製冷劑成分控制在與負荷相適應的適當狀態。從而，實施例1的熱泵裝置在製冷或供暖運轉狀態下都能進行與負荷相適應的能力控制。
《實施例2》以下結合圖3和圖4說明本發明實施例2的熱泵裝置。圖3是實施例2的熱泵裝置系統結構圖。圖4是實施例2的熱泵裝置控制流程圖。圖3和圖4中，凡與前述實施例1的熱泵裝置具有相同功能和結構的部分均用相同符號表示並省略說明。
在圖3中，在實施例2的熱泵裝置中封入非共沸混合製冷劑，壓縮機11、四通閥12、室外熱交換器13、室外膨脹裝置30、室內膨脹裝置32以及室內熱交換器15用配管連接成環狀。
在實施例2中，為了在製冷運轉時將室外膨脹裝置30分支，與室內膨脹裝置30並聯地設有單向閥31。為了在供暖運轉時將室內膨脹裝置32分路，與室內膨脹裝置32並聯設置單向閥33。如上所述，用壓縮機11、四通閥12、室外熱交換器13、室外膨脹裝置30、單向閥31、室內膨脹裝置32、單向閥33以及室內熱交換器15構成實施例2熱泵裝置上的製冷循環的主迴路。
室外膨脹裝置30和室內膨脹裝置32之間的配管上經過開閉閥21及副膨脹裝置34連接著精鎦分離器18的底部。精鎦分離器18的內部充填著充填材料(未圖示)，構成沿垂直方向延伸的直管。精鎦分離器18的頂部經過冷卻器19而與積存器20的頂部連通。而且積存器20的底部與精鎦分離器18的頂部連通。從而精鎦分離器18的頂部和冷卻器19、積存器20呈環狀連接，形成閉路。
另外，在實施例2中，積存器20的頂部位置高於精鎦分離器18的頂部。冷卻器19的位置高於積存器20的頂部。
連接精鎦分離器18的頂部和冷卻器19的配管與精鎦分離器18頂部的頂面連接。連接積存器20底部和精鎦分離器18頂部的配管與精鎦分離器18頂部的側面連接。從精鎦分離器18的底部引出的配管經過副膨脹裝置22和冷卻器19而與連接在壓縮機11和四通閥12之間的吸入配管連接。
在實施例2的冷卻器19中，從精鎦分離器18的底部經過副膨脹裝置22而流向壓縮機11的吸入配管的製冷劑與精鎦分離器18頂部的製冷劑間接地進行熱交換。實施例2中的冷卻器19可採用雙重管結構。
在圖3中，室內機23由室內熱交換器15等構成，具有檢測室內空氣溫度(即室內機23的吸入空氣溫度)的室內溫度傳感器24。來自室內溫度傳感器24的數據被輸入運算控制裝置26，該運算控制裝置26將記憶裝置25的設定空氣溫度to與室內溫度傳感器24檢測到的吸入空氣溫度t進行比較，當吸入空氣溫度t與設定空氣溫度to間溫度差的絕對值小於規定值Δt(｜t-to｜≤Δt)時將開閉閥21打開，而當吸入空氣溫度t與設定空氣溫度to間溫度差的絕對值大於規定值Δt(｜t-to｜＞Δt)時則將開閉閥21關閉。與運算控制裝置26電氣連接的記憶裝置25是用於預先將用戶設定在規定值的空氣溫度加以存儲的裝置。
以下結合圖4說明上述結構的實施例2的熱泵裝置的動作。
圖4是實施例2的熱泵裝置的控制流程圖。
首先說明製冷運轉時的動作。
在製冷運轉時，在要求壓縮機11起動後立即有較高製冷能力的場合，關閉開閉閥21(步驟1)。在這樣關閉開閉閥21後，製冷時從壓縮機11吐出的高溫製冷劑就流入四通閥12和室外熱交換器13而冷凝液化。冷凝液化後的製冷劑通過單向閥31後保持高壓狀態流入室內膨脹裝置32。通過了室內膨脹裝置32的製冷劑通過室內熱交換器15並經過四通閥12而流向壓縮機11，並在主迴路的製冷循環中流動。
在上述狀態下，用設在室內機23上的室內溫度傳感器24判斷負荷(步驟2)。當用室內溫度傳感器24檢測到的室內機23的吸入空氣溫度t和記憶裝置25存儲的設定空氣溫度to之間溫度差的絕對值大於規定值Δt(｜t-to｜＞Δt)時、即製冷負荷較大時，開閉閥21的關閉信號從運算控制裝置26送往開閉閥21。結果開閉閥21保持關閉狀態。
從而，通過了單向閥31的製冷劑通過室內膨脹裝置32後成為低壓，並在室內熱交換器15內蒸發，而將設置室內機23的空間冷卻。然後，製冷劑通過四通閥12後再度被吸入壓縮機11。
在上述狀態下，由於開閉閥21被關閉，且精鎦分離器18經過冷卻器19而與壓縮機11的吸入配管連接，因此冷卻器19，積存器20以及精鎦分離器18成為脫離上述製冷循環的狀態。從而，冷卻器19，積存器20以及精鎦分離器18各自的內部成為低壓狀態，幾乎沒有製冷劑積存。
由於如上述那樣持續開閉閥21的關閉狀態，在主迴路中流動的製冷劑是保持充填成分的非共沸混合製冷劑，且以製冷劑量較多的狀態運轉。結果，在上述狀態下，實施例1的熱泵進行與負荷相適應的大能力運轉。
在步驟2對負荷進行判斷，當室內溫度傳感器24檢測到的室內機23的吸入空氣溫度t與記憶裝置25存儲的設定空氣溫度to間溫度差的絕對值小於規定值Δt(｜t-to｜≤Δt)、即製冷負荷較小時，開閉閥21的打開信號從運算控制裝置26送往開閉閥21。結果，開閉閥21成為打開狀態(步驟3)。因此，從單向閥31流出的高壓製冷劑的一部分通過開閉閥21及副膨脹裝置34並流入精鎦分離器18的底部。在副膨脹裝置34中，製冷劑未顯著減壓，而是以略低於高壓的次高壓狀態向精鎦分離器18流出。在精鎦分離器18中，以次高壓狀態作精鎦分離。這裡的所謂次高壓是指高壓與中間壓力之間的壓力。
另外，從副膨脹裝置34流經精鎦分離器18的一部分製冷劑在副膨脹裝置22中被減壓成低壓，成為低溫的二相製冷劑後流入冷卻器19。在該冷卻器19中，低溫的二相製冷劑與精鎦分離器18頂部的氣相製冷劑間接地進行熱交換。
在上述狀態中，由於精鎦分離器18內的壓力成為略低於高壓的次高壓，而且把循環中焓最低的低溫低壓二相製冷劑作為冷卻器19的冷卻源利用，故在實施例2中，可將精鎦分離器18頂部的溫度與冷卻器19的冷卻源之間的溫度差取得較大。另外，冷卻器19能有效地利用冷卻源的潛熱，故能使冷卻器19更加小型化。另外，由於實施例2的熱泵採用上述結構，故精鎦分離器18頂部的氣體被可靠地液化，能夠促進精鎦分離。
實施例2的精鎦分離器18的動作與前述實施例1相同，故省略其詳細說明。在實施例2的精鎦分離器18中，精鎦分離作用使具有低沸點較多的製冷劑成分的製冷劑漸漸積存在積存器20中。在精鎦分離器18中下降並通過副膨脹器22的製冷劑漸漸成為高沸點較多的製冷劑成分，在主迴路中流動的製冷劑漸漸成為高沸點較多的製冷劑成分。
另外，由於低沸點的製冷劑積存於積存器20中，故流入主迴路的製冷劑量減少。因此，實施例2的熱泵裝置由於製冷劑量的減少而可降低製冷能力，當製冷負荷較小時，可實現與其製冷負荷相適應的低能力運轉。
在上述的低能力運轉狀態下，再對負荷進行判斷(步驟4)。在此步驟4中，當製冷負荷增大，用室內溫度傳感器24檢測到的室內機23的吸入空氣溫度t與記憶裝置25存儲的設定空氣溫度to間溫度差的絕對值大於規定值Δt(｜t-to｜＞t)時，開閉閥21的關閉信號從運算控制裝置26向開閉閥21傳送。結果，開閉閥21再度成為關閉狀態(步驟5)，積存在積存器20中的製冷劑漸漸被吸引到主迴路的壓縮機11。因此，主迴路中的製冷劑成分恢復到高能力的充填成分的狀態。另外，由於主迴路的製冷劑量增加，故可進行與製冷負荷相適應的大能力運轉。
如上所述，在實施例2的熱泵裝置中，對製冷負荷的大小是測量了室內機23的吸入空氣溫度t與設定空氣溫度to間溫度差的絕對值後與規定值Δt進行比較。而且只要根據比較結果進行開閉閥21的開閉這種簡單的操作，就能將主迴路的製冷劑量和製冷劑成分控制在與製冷負荷相適應的適當狀態。這樣，實施例2的熱泵裝置通過簡單的控制就能進行與檢測到的製冷負荷相適應的能力控制。另外，在實施例2中，由於可將精鎦分離器18的壓力設定為略高於高壓的次高壓，故更加增大了製冷劑成分的可變範圍，能根據變化較大的負荷進行能力控制。
以下說明供暖運轉時的動作。
供暖運轉時只是製冷劑在主迴路中的流動方向相反，其他動作則均與前述製冷運轉時相同。
在供暖運轉時，在要求壓縮機11起動後立即有較高供暖能力的場合等，開閉閥21關閉(步驟1)。在開閉閥21如此關閉的狀態下，供暖時從壓縮機11吐出的高溫製冷劑流入四通閥12和室內機23的室內熱交換器15後冷凝液化。通過製冷劑在室內熱交換器15中的冷凝液化而向室內供暖。從室內熱交換器15流出的製冷劑通過單向閥33後以高壓狀態流入室外膨脹裝置30。
在上述狀態下，用設於室內機23的室內溫度傳感器24對負荷進行判斷(步驟2)。
在步驟2中，存儲在記憶裝置25的設定空氣溫度to與室內溫度傳感器24檢測到的室內機23的吸入空氣溫度t之間溫度差的絕對值大於規定值Δt(｜t-to｜＞t)、即供暖負荷較大時，開閉閥21的關閉信號從運算控制裝置26向開閉閥21送出。由此使開閉閥21保持關閉狀態。從而，從單向閥33流出的製冷劑全部通過室外膨脹裝置30而被減壓成低壓，在室外熱交換器13內蒸發後，通過四通閥12而再度被吸入壓縮機11。
在上述狀態下，由於開閉閥21關閉，冷卻器19與壓縮機11的吸入配管連接，故冷卻器19、積存器20及精鎦分離器18脫離上述供暖循環。從而，冷去器19、積存器20及精鎦分離器18各自的內部成為低壓狀態，幾乎沒有製冷劑積存。
通過如上述那樣持續開閉閥21的關閉狀態，在主迴路中流動的製冷劑為保持充填成分的非共沸混合製冷劑，且以製冷劑量較多的狀態運轉。結果，在上述狀態下，實施例2的熱泵可進行與負荷相適應的大能力運轉。
在步驟2對負荷進行判斷，當記憶裝置25存儲的設定空氣溫度to與室內溫度傳感器24檢測到的室內機23的吸入空氣溫度t間溫度差的絕對值小於規定值Δt(｜t-to｜≤Δt)、即供暖負荷較小時，開閉閥21的打開信號從運算控制裝置26送往開閉閥21。結果，開閉閥21成為打開狀態(步驟3)。因此，從單向閥33流出的高壓製冷劑的一部分通過開閉閥21、副膨脹裝置34而流入精鎦分離器18的底部。在此狀態下，副膨脹裝置34被設定為流向精鎦分離器18的製冷劑為略低於高壓的中間壓力，在精鎦分離器18中則以該中間壓力進行精鎦分離。
通過副膨脹裝置34而流向精鎦分離器18的製冷劑的一部分在副膨脹裝置22中被減壓，成為低溫的二相製冷劑後流入冷卻器19。在冷卻器19中，低溫的二相製冷劑與精鎦分離器18頂部的氣相製冷劑間接地進行熱交換。
上述供暖運轉時的動作與製冷運轉時的動作相同，故省略其詳細說明。在實施例2中，可擴大供暖運轉時精鎦分離器18頂部的溫度與冷卻器19的冷卻熱源之間的溫度差，能有效地利用冷卻熱源的潛熱。從而，實施例2的熱泵裝置能使冷卻器19更加小型化，同時能將精鎦分離器18頂部的氣體可靠地液化，促進精鎦分離。
另外，與製冷運轉時相同，在供暖運轉時，由於低沸點的製冷劑積存於積存器20中，故在主迴路中流動的製冷劑量減少。因此，實施例2的熱泵裝置能夠通過減少製冷劑量降低供暖能力，當供暖負荷較小時，能實現與供暖負荷相適應的低能力運轉。
在上述的低能力運轉狀態下，再對負荷進行判斷(步驟4)。在此步驟4中，當供暖負荷增大、記憶裝置25存儲的設定空氣溫度to與用室內溫度傳感器24檢測到的室內機23的吸入空氣溫度t間溫度差的絕對值大於規定值Δt(｜t-to｜＞t)時，開閉閥21的關閉信號從運算控制裝置26向開閉閥21傳送。結果，開閉閥21再度成為關閉狀態(步驟5)，積存在積存器20中的製冷劑漸漸被吸引到主迴路的壓縮機11。因此，主迴路中的製冷劑成分恢復到高能力的充填成分的狀態。另外，由於主迴路的製冷劑量增加，故可進行與供暖負荷相適應的高能力運轉。
如上所述，在實施例2的熱泵裝置中，對負荷大小是測量了室內機23的吸入空氣溫度t與設定空氣溫度to間溫度差的絕對值後對該絕對值與規定值Δt進行比較，由此對開閉閥21進行開閉控制，可根據負荷對主迴路的製冷劑量和製冷劑成分進行適當的能力控制。從而，實施例2的熱泵裝置無論在製冷或供暖運轉狀態下都能將精鎦分離器18的壓力設定為略低於高壓的中間壓力，故可以更加擴大製冷劑成分的可變範圍，相對於變化較大的負荷也能進行能力控制。
《實施例3》以下結合圖5和圖6說明本發明實施例3的熱泵裝置。圖5是實施例3的熱泵裝置系統結構圖。圖6是實施例3的熱泵裝置控制流程圖。圖5和圖6中，凡與前述實施例1的熱泵裝置具有相同功能和結構的部分均用相同符號表示並省略說明。
在圖5中，在實施例3的熱泵裝置中封入非共沸混合製冷劑，壓縮機11、四通閥12、室外熱交換器13、主膨脹裝置14、以及室內熱交換器15用配管連接成環狀。
實施例3的熱泵裝置的製冷循環除了具有前述實施例1的熱泵裝置的製冷循環結構外，還將精鎦分離器18的底部與壓縮機11的吐出配管連接。在精鎦分離器18的底部與壓縮機11的吐出配管之間連接著開閉閥41和副膨脹裝置40。壓縮機11的吐出配管配設在壓縮機11和四通閥12之間。
在實施例3的熱泵裝置上，運算控制裝置26在吸入空氣溫度t與設定空氣溫度to間溫度差的絕對值小於規定值Δt(｜t-to｜≤Δt)時使開閉閥21和開閉閥41打開，而在吸入空氣溫度t與設定空氣溫度to間溫度差的絕對值大於規定值Δt(｜t-to｜＞Δt)時則將開閉閥21和開閉閥41關閉。
以下結合圖6說明上述結構的實施例3的熱泵裝置的動作。
圖6是實施例3的熱泵裝置的控制流程圖。
首先說明製冷運轉時的動作。
在製冷運轉時，在要求壓縮機11起動後立即有較高製冷能力的場合，關閉兩個開閉閥21和41(步驟1)。在這樣關閉開閉閥21和41後，製冷時從壓縮機11吐出的高溫製冷劑就流入四通閥12和室外熱交換器13而冷凝液化。冷凝液化後的製冷劑分流成流入主膨脹裝置14的主迴路和流入副膨脹裝置16的迴路。
流入副膨脹裝置16的製冷劑被減壓成為製冷循環主迴路中高低壓的中間附近的中間壓力。
在上述狀態下，用設在室內機23上的室內溫度傳感器24判斷負荷(步驟2)。在步驟2中，當用室內溫度傳感器24檢測到的室內機23的吸入空氣溫度t和記憶裝置25存儲的設定空氣溫度to之間溫度差的絕對值大於規定值Δt(｜t-to｜＞Δt)、即製冷負荷較大時，開閉閥21和41的關閉信號從運算控制裝置26送往各開閉閥21和41。結果開閉閥21和41保持關閉狀態。
從而，從副膨脹裝置16吐出的中間壓力的製冷劑全部通過副膨脹裝置17而成為低壓，並流入主迴路。這樣通過副膨脹裝置16的製冷劑在與通過了主膨脹裝置14的製冷劑合流後，在室內熱交換器15內蒸發，將設置室內機23的空間冷卻。然後，從室內熱交換器15流出的製冷劑通過四通閥12後再度被吸入壓縮機11。
在上述狀態下，由於兩個開閉閥21和41被關閉，且精鎦分離器18經過冷卻器19而與壓縮機11的吸入配管連接，因此冷卻器19，積存器20以及精鎦分離器18成為脫離上述製冷循環的狀態。從而，冷卻器19，積存器20以及精鎦分離器18各自的內部成為低壓狀態，幾乎沒有製冷劑積存。
由於如上述那樣保持開閉閥21和41的關閉狀態，在主迴路中流動的製冷劑是保持充填成分的非共沸混合製冷劑，且以製冷劑量較多的狀態運轉。結果，在上述狀態下，實施例3的熱泵可進行與負荷相適應的大能力運轉。
在步驟2對負荷進行判斷，當室內溫度傳感器24檢測到的室內機23的吸入空氣溫度t與記憶裝置25存儲的設定空氣溫度to間溫度差的絕對值小於規定值Δt(｜t-to｜≤Δt)、即製冷負荷較小時，開閉閥21及開閉閥41的打開信號從運算控制裝置26送往各開閉閥21和41。結果，開閉閥21和41成為打開狀態(步驟3)。因此，從副膨脹裝置16流出的中間壓力的二相製冷劑的一部分通過開閉閥21流入精鎦分離器18的底部。另外，壓縮機11的吐出氣體的一部分在副膨脹裝置40中減壓至中間壓力並通過開閉閥41而流入精鎦分離器18的底部。從而，在精鎦分離器18的底部，通過了副膨脹裝置16的製冷劑的一部分與壓縮機11的吐出氣體的一部分合流。而且，製冷劑的一部分通過副膨脹裝置22後減壓至規定的壓力，成為低溫的二相製冷劑後流入冷卻器19。在冷卻器19中，低溫的二相製冷劑與精鎦分離器18頂部的氣相製冷劑間接地進行熱交換。
在實施例3的冷卻器19中，由於把製冷循環中焓最低的低溫低壓二相製冷劑作為冷卻器19的冷卻源利用，故能有效地利用製冷劑的潛熱，能使冷卻器19小型化。另外，實施例1的熱泵裝置能夠可靠地將精鎦分離器18頂部的氣體液化。
這樣，由於製冷劑從精鎦分離器18的底部流入，使製冷劑從精鎦分離器18的頂部流出，且該製冷劑在冷卻器19中冷卻。在冷卻器19中冷卻液化的製冷劑漸漸積存在積存器20中，使積存量增加。而且製冷劑再次返回精鎦分離器18的頂部後在精鎦分離器18內下降。一旦該狀態連續發生，在精鎦分離器18中上升的氣體製冷劑與下降的液體製冷劑就在精鎦分離器18內形成氣液接觸狀態。該氣液接觸狀態使精鎦作用產生，積存器20中漸漸積存低沸點較多的製冷劑成分的製冷劑。結果，沿精鎦分離器18下降並通過副膨脹器22的製冷劑漸漸成為高沸點較多的製冷劑成分，並通過冷卻器19而被吸入壓縮機11。
在上述實施例3的熱泵裝置中，由於使壓縮機11的吐出氣體直接地流入精鎦分離器18，故上升的氣體量增加，使氣液接觸良好，加速精鎦作用。由此，在實施例3的熱泵裝置上，低沸點非常多的製冷劑成分的製冷劑積存在積存器20中。
結果，由於製冷循環的主迴路中為高沸點非常多的製冷劑成分的製冷劑，故製冷能力降低。另外，由於低沸點的製冷劑積存於積存器20中，故在主迴路中流動的製冷劑量減少。因此，實施例3的熱泵裝置由於製冷劑量的減少而可降低製冷能力，當製冷負荷較小時，可實現與其製冷負荷相適應的低能力運轉。
在上述的低能力運轉狀態下，再對負荷進行判斷(步驟4)。在此步驟4中，當製冷負荷增大，用室內溫度傳感器24檢測到的室內機23的吸入空氣溫度t與記憶裝置25存儲的設定空氣溫度to間溫度差的絕對值大於規定值Δt(｜t-to｜＞t)時，開閉閥21及開閉閥41的關閉信號從運算控制裝置26向開閉閥21和41傳送。結果，開閉閥21和41再度成為關閉狀態(步驟5)，積存在積存器20中的製冷劑漸漸被吸引到主迴路的壓縮機11。因此，主迴路中的製冷劑成分恢復到高能力的充填成分的狀態。另外，由於主迴路的製冷劑量增加，故可再度進行與製冷負荷相適應的大能力運轉。
如上所述，在實施例3的熱泵裝置中，對製冷負荷的大小是測量了室內機23的吸入空氣溫度t與設定空氣溫度to間溫度差的絕對值後與規定值Δt進行比較。而且只要根據比較結果同時開閉開閉閥21和41，就能將主迴路的製冷劑量和製冷劑成分控制在與製冷負荷相適應的適當狀態。這樣，實施例2的熱泵裝置通過簡單的控制就能進行與檢測到的製冷負荷相適應的能力控制。
以下說明供暖運轉時的動作。
供暖運轉時只是製冷劑在主迴路中的流動方向相反，其他動作則均與前述製冷運轉時相同。
在供暖運轉時，在要求壓縮機11起動後立即有較高供暖能力的場合等，兩個開閉閥21和41關閉(步驟1)。在開閉閥21和41如此關閉的狀態下，供暖時從壓縮機11吐出的高溫製冷劑流入四通閥12和室內熱交換器15後冷凝液化。冷凝液化的製冷劑分流成流入主膨脹裝置14的主迴路和流入副膨脹裝置17的迴路。
流入副膨脹裝置17的製冷劑被減壓，成為製冷循環的主迴路的高低壓力的中間附近的中間壓力。
在上述狀態下，用設於室內機23的室內溫度傳感器24對負荷進行判斷(步驟2)。在步驟2中，存儲在記憶裝置25的室內機23的設定空氣溫度to與室內溫度傳感器24檢測到的室內機23的吸入空氣溫度t之間溫度差的絕對值大於規定值Δt(｜t-to｜＞t)、即供暖負荷較大時，開閉閥21和41的關閉信號從運算控制裝置26向各開閉閥21和41送出。結果，開閉閥21和41保持關閉狀態。
從而，從副膨脹裝置17流出的中間壓力的製冷劑全部通過副膨脹裝置16而被減壓成低壓，並流入主迴路。這樣，通過了副膨脹裝置17的製冷劑保持流入主迴路的狀態，並與通過了主膨脹裝置14的製冷劑合流。由此，主迴路的製冷劑在室外熱交換器13內蒸發後，通過四通閥12而再度被吸入壓縮機11。
在上述狀態下，由於開閉閥21和41關閉，精鎦分離器18經過冷卻器19與壓縮機11的吸入配管連接，故冷卻器19、積存器20及精鎦分離器18實質上與上述供暖循環脫離。從而，冷卻器19、積存器20及精鎦分離器18各自的內部成為低壓狀態，幾乎沒有製冷劑積存。
通過如上述那樣持續開閉閥21和41的關閉狀態，在主迴路中流動的製冷劑為保持充填成分的非共沸混合製冷劑，且以製冷劑量較多的狀態運轉。結果，在上述狀態下，實施例3的熱泵可進行與負荷相適應的大能力運轉。
在步驟2對負荷進行判斷，當記憶裝置25存儲的設定空氣溫度to與室內溫度傳感器24檢測到的室內機23的吸入空氣溫度t間溫度差的絕對值小於規定值Δt(｜t-to｜≤Δt)、即供暖負荷較小時，開閉閥21及開閉閥41的打開信號從運算控制裝置26送往開閉閥21和41。結果，開閉閥21和41成為打開狀態(步驟3)。因此，從副膨脹裝置17流出的中間壓力二相製冷劑的一部分通過開閉閥21而流入精鎦分離器18的底部。另外，壓縮機11的吐出氣體的一部分在副膨脹裝置40被減壓至中間壓力並通過開閉閥41而流入精鎦分離器18的底部。因此，來自副膨脹裝置17的製冷劑和壓縮機11的吐出氣體的一部分在精鎦分離器18的底部合流。而且，從精鎦分離器18的底部流出的製冷劑在副膨脹裝置22中被減壓至低壓，成為低溫的二相製冷劑後流入冷卻器19。在該冷卻器19中，低溫的二相製冷劑與精鎦分離器18頂部的氣相製冷劑間接地進行熱交換。
在實施例3的熱泵裝置中，由於可將供暖循環中焓最低的低溫低壓的二相製冷劑作為冷卻器19的冷卻源利用，故能有效地利用製冷劑的潛熱，使冷卻器19小型化。並且實施例3的熱泵裝置能可靠地將精鎦分離器18頂部的氣體液化。
這樣，由於製冷劑從精鎦分離器18的底部流入，使製冷劑從精鎦分離器18的頂部流出，且該製冷劑在冷卻器19中冷卻。在冷卻器19中冷卻並液化的製冷劑漸漸積存在積存器20中，使積存量增加。並且，積存在積存器20中的一部分製冷劑再度返回精鎦分離器18的頂部後沿精鎦分離器18下降。一旦這種狀態連續發生，在精鎦分離器18中上升的氣體製冷劑就與下降的液體製冷劑在精鎦分離器18內形成氣液接觸狀態。該氣液接觸狀態使精鎦作用產生，積存器20中漸漸積存低沸點較多的製冷劑成分的製冷劑。另一方面，沿精鎦分離器18下降並通過副膨脹器22的製冷劑漸漸成為高沸點較多的製冷劑成分，並通過冷卻器19而被吸入壓縮機11。
如上所述，在實施例3中，與製冷運轉同樣，供暖運轉時也是使壓縮機11的吐出氣體直接流入精鎦分離器18。因此，在精鎦分離器18中，上升的氣體量增加，氣液接觸良好，加速精鎦作用，在積存器20中積存低沸點非常多的製冷劑成分。
結果，在主迴路中流動的製冷劑成為高沸點非常多的製冷劑成分，故能根據負荷控制能力。另外，由於低沸點的製冷劑積存於積存器20中，故主迴路的製冷劑量減少，製冷劑量的減少可使供暖能力降低，在供暖負荷較小時，能實現與供暖負荷相適應的低能力運轉。
在上述的低能力運轉狀態下，再對負荷進行判斷(步驟4)。在此步驟4中，當供暖負荷增大、用室內溫度傳感器24檢測到的室內機23的吸入空氣溫度t與記憶裝置25存儲的設定空氣溫度to間溫度差的絕對值大於規定值Δt(｜t-to｜＞t)時，開閉閥21及開閉閥41的關閉信號從運算控制裝置26向各開閉閥21和41傳送。結果，開閉閥21和41再度成為關閉狀態(步驟5)，積存在積存器20中的製冷劑漸漸被吸引到壓縮機11。因此，主迴路中的製冷劑成分恢復到高能力的充填成分的狀態。另外，由於主迴路的製冷劑量增加，故可再度進行與供暖負荷相適應的高能力運轉。
如上所述，在實施例3的熱泵裝置中，對負荷大小是測量了室內機23的吸入空氣溫度t與設定空氣溫度to間溫度差的絕對值後對該絕對值與規定值Δt進行比較，由此只要同時開閉開閉閥21和41，即可將主迴路的製冷劑量和製冷劑成分調節到與負荷相適應的狀態。從而，實施例3的熱泵裝置容易進行能力控制。另外，在實施例3中，可利用壓縮機11的吐出氣體良好地進行精鎦分離的氣液接觸，故可縮短分離時間，提高分離性能，對於較大的負荷變化也能可靠適應，實現了可變範圍更大的製冷劑成分。
《實施例4》以下結合圖7和圖8說明本發明實施例4的熱泵裝置。在圖7和圖8中，凡與前述各實施例的熱泵裝置具有相同功能和結構的部分均用相同符號表示並省略說明。
圖7是實施例4的熱泵裝置系統結構圖。在圖7中，在實施例4的熱泵裝置中封入非共沸混合製冷劑，壓縮機11、四通閥12、室外熱交換器13、室外膨脹裝置30、室內膨脹裝置32、以及室內熱交換器15用配管連接成環狀。
在實施例4中，與室外膨脹裝置30並聯地設有單向閥31，以在製冷運轉時將室外膨脹裝置30分支，並與室內膨脹裝置32並聯地設有單向閥33，以在供暖運轉時將室內膨脹裝置32分支。如上所述，實施例4的熱泵裝置具有與前述實施例2熱泵裝置同樣的結構。不過，實施例4熱泵裝置的製冷循環的結構除了前述實施例2的熱泵裝置的製冷循環結構外，還將精鎦分離器18的底部與壓縮機11的吐出配管連接。在精鎦分離器18的底部與壓縮機11的吐出配管之間連接著開閉閥51和副膨脹裝置50。壓縮機11的吐出配管配設在壓縮機11和四通閥12之間。在圖7中，凡與實施例2具有相同功能和結構的部分均用相同符號表示。
實施例4的熱泵裝置的運算控制裝置26在吸入空氣溫度t與設定空氣溫度to間溫度差的絕對值小於規定值Δt(｜t-to｜≤Δt)時使開閉閥21和開閉閥51打開，而在吸入空氣溫度t與設定空氣溫度to間溫度差的絕對值大於規定值Δt(｜t-to｜＞Δt)時將開閉閥21和開閉閥51關閉。
以下結合圖8說明上述結構的實施例4的熱泵裝置的動作。
圖8是實施例4的熱泵裝置的控制流程圖。
首先說明製冷運轉時的動作。
在製冷運轉時，在要求壓縮機11起動後立即有較高製冷能力的場合，關閉兩個開閉閥21和51(步驟1)。在這樣關閉開閉閥21和51後，製冷時從壓縮機11吐出的高溫製冷劑就流入四通閥12和室外熱交換器13而冷凝液化。冷凝液化後的製冷劑通過單向閥31後保持高壓狀態流入室內膨脹裝置32。
在上述狀態下，用室內溫度傳感器24判斷負荷(步驟2)。當用室內溫度傳感器24檢測到的室內機23的吸入空氣溫度t和記憶裝置25存儲的設定空氣溫度to之間溫度差的絕對值大於規定值Δt(｜t-to｜＞Δt)、即製冷負荷較大時，開閉閥21和開閉閥51的關閉信號從運算控制裝置26送往各開閉閥21和51。結果開閉閥21和51保持關閉狀態。
從而，從單向閥31吐出的製冷劑通過室內膨脹裝置32後成為低壓，並在室內熱交換器15內蒸發，將設置室內機23的空間冷卻。然後，製冷劑通過四通閥12後再度被吸入壓縮機11。
在上述狀態下，由於開閉閥21和51被關閉，且精鎦分離器18經過冷卻器19而與壓縮機11的吸入配管連接，因此冷卻器19，積存器20以及精鎦分離器18成為低壓狀態，幾乎沒有製冷劑積存。
由於如上述那樣持續開閉閥21和51的關閉狀態，在主迴路中流動的製冷劑保持充填成分的混合狀態，且以製冷劑量較多的狀態運轉。結果，實施例4的熱泵可進行與負荷相適應的大能力運轉。
在步驟2對負荷進行判斷，當室內溫度傳感器24檢測到的室內機23的吸入空氣溫度t與記憶裝置25存儲的設定空氣溫度to間溫度差的絕對值小於規定值Δt(｜t-to｜≤Δt)、即製冷負荷較小時，開閉閥21及開閉閥51的打開信號從運算控制裝置26送往各開閉閥21和51。結果，開閉閥21和51打開(步驟3)。
在實施例4中，副膨脹裝置34和副膨脹裝置50將製冷劑降低到略低於高壓的次高壓後流入精鎦分離器18，精鎦分離器18在這種壓力下進行精鎦分離動作。
至於從單向閥31流出的高壓製冷劑的一部分，通過了開閉閥21和副膨脹裝置34的製冷劑流入精鎦分離器18的底部。並且在副膨脹裝置50中減壓成為次高壓，通過了開閉閥51的壓縮機11的吐出氣體流入精鎦分離器18的底部，與通過了副膨脹裝置34的製冷劑合流。在精鎦分離器18的底部合流的製冷劑通過副膨脹裝置22後減壓成為低溫的二相製冷劑後流入冷卻器19。在冷卻器19中，低溫的二相製冷劑與精鎦分離器18頂部的氣相製冷劑間接地進行熱交換。
在實施例4中，由於壓縮機11的吐出氣體直接地流入精鎦分離器18，故上升的氣體量增加，使氣液接觸良好，加速精鎦作用。另外，由於精鎦分離器18的壓力是略低於高壓的次高壓，而且冷卻器19的冷卻源是利用製冷循環中焓最低的低溫低壓二相製冷劑，故能增大精鎦分離器18頂部的溫度與冷卻器19的冷卻熱源之間的溫度差。結果，實施例4不僅能使冷卻器19小型化，而且能將精鎦分離器18頂部的氣體可靠地液化，加速精鎦分離，使低沸點非常多的製冷劑成分的製冷劑積存在積存器20中。
結果，由於主迴路中流動的是高沸點非常多的製冷劑成分的製冷劑，故實施例4的熱泵裝置能根據負荷控制能力。另外，由於低沸點的製冷劑積存於積存器20中，故流入主迴路的製冷劑量減少，而主迴路製冷劑量的減少能更加降低製冷能力，可實現與製冷負荷相適應的低能力運轉。
在上述的低能力運轉狀態下，再對負荷進行判斷(步驟4)。在此步驟4中，當製冷負荷增大，用室內溫度傳感器24檢測到的室內機23的吸入空氣溫度t與記憶裝置25存儲的設定空氣溫度to間溫度差的絕對值大於規定值/Δt(｜t-to｜＞t)時，開閉閥21和51的關閉信號從運算控制裝置26向各開閉閥21和51傳送。結果，開閉閥21和51再度成為關閉狀態(步驟5)，積存在積存器20中的製冷劑漸漸被吸引到主迴路的壓縮機11。因此，主迴路中的製冷劑成分恢復到高能力的充填成分的狀態。另外，由於主迴路的製冷劑量增加，故可進行與製冷負荷相適應的大能力運轉。
如上所述，在實施例4的熱泵裝置中，只要利用室內機23的吸入空氣溫度t與設定空氣溫度to間溫度差的絕對值檢測製冷負荷的大小後同時開閉開閉閥21和51，就能將主迴路的製冷劑量和製冷劑成分控制在與製冷負荷相適應的狀態。如上所述，實施例4的熱泵裝置可以將精鎦分離器18的壓力設定為次高壓，製冷劑成分可更大幅度地變化，故針對大幅度變化的負荷也能實現大範圍的能力控制。
以下說明供暖運轉時的動作。
供暖運轉時只是製冷劑在主迴路中的流動方向相反，其他動作則均與前述製冷運轉時相同。
在供暖運轉時，在要求壓縮機11起動後立即有較高供暖能力的場合等，開閉閥21和51關閉(步驟1)。在開閉閥21和51如此關閉的狀態下，供暖時從壓縮機11吐出的高溫製冷劑流入四通閥12和室內熱交換器15後冷凝液化。冷凝液化的製冷劑在室內機23中用於供暖後通過單向閥33，並保持高壓狀態流入室外膨脹裝置30。
在上述狀態下，用室內溫度傳感器24檢測到的測量溫度對負荷進行判斷(步驟2)。當存儲在記憶裝置25的設定空氣溫度to與室內溫度傳感器24檢測到的室內機23的吸入空氣溫度t之間溫度差的絕對值大於規定值Δt(｜t-to｜＞t)、即供暖負荷較大時，開閉閥21和51的關閉信號從運算控制裝置26向各開閉閥21和51送出，開閉閥21和51關閉。從而，從單向閥33流出的製冷劑全部通過室外膨脹裝置30後成為低壓。另外，通過了室外膨脹裝置30的製冷劑在室外熱交換器13內蒸發後，通過四通閥12後再度被吸入壓縮機11 。
在上述狀態下，由於開閉閥21和51關閉，精鎦分離器18經過冷卻器19與壓縮機11的吸入配管連接，故冷卻器19、積存器20及精鎦分離器18與供暖循環脫離。從而，冷卻器19、積存器20及精鎦分離器18各自的內部成為低壓狀態，幾乎沒有製冷劑積存。
通過如上述那樣持續開閉閥21和51的關閉狀態，在主迴路中流動的製冷劑為保持充填成分的混合狀態，且以製冷劑量較多的狀態運轉。結果，在上述狀態下，實施例4的熱泵可進行與負荷相適應的大能力運轉。
在步驟2對負荷進行判斷，當記憶裝置25存儲的設定空氣溫度to與室內溫度傳感器24檢測到的室內機23的吸入空氣溫度t間溫度差的絕對值小於規定值Δt(｜t-to｜≤Δt)、即供暖負荷較小時，開閉閥21和開閉閥51的打開信號從運算控制裝置26送往開閉閥21和51，各開閉閥21和51打開(步驟3)。
副膨脹裝置34和副膨脹裝置50將製冷劑減壓成次高壓，且次高壓的製冷劑流入精鎦分離器18。在精鎦分離器18中以此壓力進行精鎦分離動作。
從單向閥33流出的高壓製冷劑的一部分通過開閉閥21和副膨脹裝置34後流入精鎦分離器18的底部。另外，壓縮機11的吐出氣體的一部分在副膨脹裝置50中減壓成次高壓，並通過開閉閥51後流入精鎦分離器18的底部。因此，通過了副膨脹裝置34後製冷劑和壓縮機11的吐出氣體的一部分在精鎦分離器18的底部合流。而且，來自精鎦分離器18的底部的製冷劑通過副膨脹裝置22而減壓成為低溫的二相製冷劑後流入冷卻器19。在該冷卻器19中，低溫的二相製冷劑與精鎦分離器18頂部的製冷劑間接地進行熱交換。
在實施例4的熱泵裝置上，由於使壓縮機11的吐出氣體直接流入精鎦分離器18，故上升的氣體量增加，有利於氣液接觸，促進精鎦作用。另外，由於精鎦分離器18的壓力為次高壓，且冷卻器19的冷卻源是利用循環中焓最低的低溫低壓的二相製冷劑，故能擴大精鎦分離器18頂部的溫度與冷卻器19的冷卻熱源之間的溫度差。因此，實施例4的熱泵裝置不僅能使冷卻器19小型化，且能將精鎦分離器18頂部的氣體可靠地液化，可加速精鎦分離，使低沸點非常多的製冷劑成分的製冷劑積存在積存器20中。
結果，在主迴路中流動的製冷劑成為高沸點非常多的製冷劑成分，故能根據負荷控制能力。另外，由於低沸點的製冷劑積存於積存器20中，故主迴路的製冷劑量減少，製冷劑量的減少能進一步降低能力，容易實現與負荷相適應的低能力運轉。
在上述狀態下對負荷進行判斷(步驟4)，當負荷大時、即當記憶裝置25存儲的設定空氣溫度to與用室內溫度傳感器24檢測到的室內機23的吸入空氣溫度t間溫度差的絕對值大於規定值Δt(｜t-to｜＞t)時，開閉閥21和51的關閉信號從運算控制裝置26送出，開閉閥21和51再度關閉(步驟5)，積存在積存器20中的製冷劑漸漸被吸引到壓縮機11。因此，主迴路中的製冷劑成分恢復到高能力的充填成分的狀態，而且製冷劑量也增加，可進行與負荷相適應的大能力運轉。
如上所述，只要用室內機23的吸入空氣溫度t與設定空氣溫度to間溫度差的絕對值檢測負荷大小並同時開閉開閉閥21和51，即可將主迴路的製冷劑量和製冷劑成分控制成與負荷相適應的狀態。由於實施例4的熱泵裝置可將精鎦分離器18的壓力設定為次高壓，故更加擴大了製冷劑成分的可變幅度，能根據大幅度變化的負荷進行能力控制。
《實施例5》以下結合圖9和圖10說明本發明實施例5的熱泵裝置。在圖9和圖10中，凡與前述各實施例的熱泵裝置具有相同功能和結構的部分均用相同符號表示並省略說明。
圖9是實施例5的熱泵裝置系統結構圖。在圖9中，在實施例5的熱泵裝置中封入非共沸混合製冷劑，壓縮機11、四通閥12、室外熱交換器13、室外膨脹裝置30、室內膨脹裝置32、以及室內熱交換器15用配管連接成環狀。
在實施例5中，與室外膨脹裝置30並聯地設有單向閥31，以在製冷運轉時將室外膨脹裝置30分支，並與室內膨脹裝置32並聯地設有單向閥33，以在供暖運轉時將室內膨脹裝置32分支。如上所述，實施例5的熱泵裝置具有與前述實施例4熱泵裝置同樣的結構。不過，實施例5熱泵裝置的結構除了實施例4的熱泵裝置的結構外，還將冷卻器19與壓縮機11的吸入配管之間經過開閉閥52連接。在圖9中，凡與實施例4具有相同功能和結構的部分均用相同符號表示。
實施例5的熱泵裝置的運算控制裝置26在要求壓縮機11起動後立即有製冷供暖能力的場合，將開閉閥21、51、52關閉。另外，運算控制裝置26在吸入空氣溫度t與設定空氣溫度to間溫度差的絕對值小於規定值Δt(｜t-to｜≤Δt)時首先將開閉閥21、51、52打開一定時間。然後在開閉閥21、51、52打開了一定時間後，運算控制裝置26將開閉閥21、51、52關閉。然後，在吸入空氣溫度t與設定空氣溫度to間溫度差的絕對值大於規定值Δt時，開閉閥21和開閉閥51保持關閉狀態，而只將開閉閥52打開。
以下結合圖10說明上述結構的實施例5的熱泵裝置的動作。
圖10是實施例5的熱泵裝置的控制流程圖。
首先說明製冷運轉時的動作。
在製冷運轉時，在要求壓縮機11起動後立即有較高製冷能力的場合，關閉三個開閉閥21、51、52(步驟1)。在這樣關閉開閉閥21、51、52後，從壓縮機11吐出的高溫製冷劑就流入四通閥12和室外熱交換器13而冷凝液化。冷凝液化後的製冷劑通過單向閥31後保持高壓狀態流入室內膨脹裝置32。
在上述狀態下，用室內溫度傳感器24測得的溫度判斷負荷(步驟2)。當用室內溫度傳感器24檢測到的室內機23的吸入空氣溫度t與記憶裝置25存儲的設定空氣溫度to之間溫度差的絕對值大於規定值Δt(｜t-to｜＞Δt)、即製冷負荷較大時，開閉閥21、51、52的關閉信號從運算控制裝置26送往各開閉閥21、51、52。結果開閉閥21、51、52保持關閉狀態。
從而，從單向閥31吐出的製冷劑全部通過室內膨脹裝置32後成為低壓，並在室內熱交換器15內蒸發，將設置室內機23的空間冷卻。然後，製冷劑通過四通閥12後再度被吸入壓縮機11。
在上述狀態下，由於開閉閥21、51、52被關閉，故冷卻器19、積存器20以及精鎦分離器18沒有製冷劑積存。
由於如上述那樣持續開閉閥21、51、52的關閉狀態，在主迴路中流動的製冷劑保持充填成分的混合狀態，且以製冷劑量較多的狀態運轉。結果，實施例5的熱泵可進行與負荷相適應的大能力運轉。
在步驟2對負荷進行判斷，當室內溫度傳感器24檢測到的室內機23的吸入空氣溫度t與記憶裝置25存儲的設定空氣溫度to間溫度差的絕對值小於規定值Δt(｜t-to｜≤Δt)、即製冷負荷較小時，開閉閥21、51、52的打開信號從運算控制裝置26送往各開閉閥21、51、52，開閉閥21、51、52打開(步驟3)。
在實施例5中，副膨脹裝置34和副膨脹裝置50將製冷劑降低到略低於高壓的次高壓後流入精鎦分離器18，精鎦分離器18在這種壓力下進行精鎦分離動作。
從單向閥31流出的高壓製冷劑的一部分通過開閉閥21和副膨脹裝置34並流入精鎦分離器18的底部。並且在副膨脹裝置50中減壓成為次高壓，通過了開閉閥51的壓縮機11的吐出氣體流入精鎦分離器18的底部，與通過了副膨脹裝置34的製冷劑合流。在精鎦分離器-18的底部合流的製冷劑通過副膨脹裝置22後減壓成為低溫的二相製冷劑後流入冷卻器19。在冷卻器19中，低溫的二相製冷劑與精鎦分離器18頂部的氣相製冷劑間接地進行熱交換。
在實施例5中，由於壓縮機11的吐出氣體直接地流入精鎦分離器18，故上升的氣體量增加，使氣液接觸良好，促進精鎦作用。另外，由於精鎦分離器1 8的壓力是次高壓，而且冷卻器19的冷卻源是利用製冷循環中焓最低的低溫低壓二相製冷劑，故能增大精鎦分離器18頂部的溫度與冷卻器19的冷卻熱源之間的溫度差。結果，實施例5不僅能使冷卻器19小型化，而且能將精鎦分離器18頂部的氣體可靠地液化，加速精鎦分離，低沸點非常多的製冷劑成分的製冷劑積存在積存器20中。
結果，由於在主迴路中流動的是高沸點非常多的製冷劑成分的製冷劑，故實施例5的熱泵裝置能根據負荷控制能力。另外，由於低沸點的製冷劑積存於積存器20中，故主迴路的製冷劑量減少，而該製冷劑量的減少能更加降低製冷能力，可實現與製冷負荷相適應的低能力運轉。
判斷在步驟3中打開開閉閥21、51、52後經過的時間T是否過了預先設定的規定時間Ta(步驟4)。如果已過了規定時間Ta，開閉閥21、51、52的關閉信號就從運算控制裝置26送往開閉閥21、51、52，開閉閥21、51、52關閉。
在實施例5中，如上所述，精鎦分離器18、冷卻器19及積存器20可與主迴路脫離，故可切斷使製冷劑流到低壓側的迴路。因此，實施例5的熱泵裝置可以避免精鎦分離所需的熱量損耗，可實現與負荷相適應的能力控制，且可實現高效率運轉。
在上述的低能力運轉狀態下，再對負荷進行判斷(步驟6)。在此步驟6中，當製冷負荷增大時、即用室內溫度傳感器24檢測到的室內機23的吸入空氣溫度t與記憶裝置25存儲的設定空氣溫度to間溫度差的絕對值大於規定值Δt(｜t-to｜＞t)時，開閉閥21、51的關閉信號及開閉閥52的打開信號從運算控制裝置26送出。結果，開閉閥21和51關閉，開閉閥52打開(步驟7)。從而，積存在積存器20中的製冷劑漸漸被吸引到主迴路的壓縮機11，主迴路的製冷劑成分恢復到高能力的充填成分的狀態。另外，由於主迴路的製冷劑量增加，故實施例5的熱泵裝置可進行與負荷相適應的大能力運轉。
如上所述，在實施例5的熱泵裝置中，只要利用室內機23的吸入空氣溫度t與設定空氣溫度to間溫度差的絕對值檢測製冷負荷的大小，並對開閉閥21、51、52進行開閉控制，就能將主迴路的製冷劑量和製冷劑成分控制在與製冷負荷相適應的狀態。如上所述，實施例5的熱泵裝置可以將精鎦分離器18的壓力設定為次高壓，故能更加擴大製冷劑成分的可變範圍，針對大幅度變化的負荷也能實現能力控制。
以下說明供暖運轉時的動作。
供暖運轉時只是製冷劑在主迴路中的流動方向相反，其他動作則均與前述製冷運轉時相同。
在供暖運轉時，在要求壓縮機11起動後立即有供暖能力的場合等，開閉閥21、51、52關閉(步驟1)。在開閉閥21、51、52關閉的狀態下，從壓縮機11吐出的高溫製冷劑流入四通閥12和室內熱交換器15後冷凝液化。冷凝液化的製冷劑在室內機23中用於供暖後通過單向閥33，並保持高壓狀態流入室外膨脹裝置30。
在上述狀態下判斷負荷(步驟2)。當存儲在記憶裝置25的設定空氣溫度to與室內溫度傳感器24檢測到的室內機23的吸入空氣溫度t之間溫度差的絕對值大於規定值Δt(｜t-to｜＞t)、即供暖負荷較大時，開閉閥21、51、52的關閉信號從運算控制裝置26向各開閉閥21、51、52送出。結果，開閉閥21、51、52關閉。從而，從單向閥33流出的製冷劑全部在室外膨脹裝置30中減壓成為低壓並在室外熱交換器13內蒸發，然後通過四通閥12而再度被吸入壓縮機11。
在上述狀態下，由於開閉閥21、51、52關閉，故冷卻器19、積存器20及精鎦分離器18中幾乎沒有製冷劑積存。
通過如上述那樣持續開閉閥21、51、52的關閉狀態，在主迴路中流動的製冷劑保持充填成分的混合狀態，且以製冷劑量較多的狀態運轉。結果，在上述狀態下，實施例5的熱泵可進行與負荷相適應的大能力運轉。
在步驟2對負荷進行判斷，當記憶裝置25存儲的設定空氣溫度to與室內溫度傳感器24檢測到的室內機23的吸入空氣溫度t間溫度差的絕對值小於規定值Δt(｜t-to｜≤Δt)、即供暖負荷較小時，開閉閥21、51、52的打開信號從運算控制裝置26送出，各開閉閥21和51打開(步驟3)。
副膨脹裝置34和副膨脹裝置50將製冷劑減壓成次高壓，且次高壓的製冷劑流入精鎦分離器18。在精鎦分離器18中以此壓力進行精鎦分離動作。
從單向閥33流出的高壓製冷劑的一部分通過開閉閥21和副膨脹裝置34後成為略低於高壓的次高壓並流入精鎦分離器18的底部。另外，壓縮機11的吐出氣體的一部分在副膨脹裝置50中成為次高壓，並通過開閉閥51後流入精鎦分離器18的底部並與來自副膨脹裝置34的製冷劑合流。流入精鎦分離器18底部的製冷劑的一部分通過副膨脹裝置22而減壓成為低溫的二相製冷劑後流入冷卻器19。在該冷卻器19中與精鎦分離器18頂部的氣相製冷劑間接地進行熱交換。
在實施例5的熱泵裝置中，由於使壓縮機11的吐出氣體直接流入精鎦分離器18，故上升的氣體量增加，有利於氣液接觸，加速精鎦作用。另外，由於精鎦分離器18的壓力成為次高壓，且冷卻器19的冷卻源是利用循環中焓最低的低溫低壓的二相製冷劑，故能擴大精鎦分離器18頂部的溫度與冷卻器19的冷卻熱源之間的溫度差。因此，實施例5的熱泵裝置不僅能使冷卻器19小型化且能將精鎦分離器18頂部的氣體可靠地液化，加速精鎦分離，使低沸點非常多的製冷劑成分的製冷劑積存在積存器20中。
結果，在主迴路中流動的製冷劑成為高沸點非常多的製冷劑成分，故能根據負荷控制能力。另外，由於低沸點的製冷劑積存於積存器20中，故主迴路的製冷劑量減少，製冷劑量的減少能進一步降低能力，實現與負荷相適應的低能力運轉。
判斷在步驟3中打開開閉閥21、51、52後是否過了預先設定的規定時間Ta(步驟4)。在該步驟4中，如果已過了規定時間Ta，開閉閥21、51、52的關閉信號就從運算控制裝置26送出，開閉閥21、51、52關閉。
通過這樣將開閉閥21、51、52關閉，可以使精鎦分離器18、冷卻器19及積存器20與主迴路脫離，故可切斷使製冷劑流到低壓側的迴路。因此，實施例5的熱泵裝置可以避免精鎦分離所需的熱量損耗，可實現與負荷相適應的能力控制，且可實現高效率運轉。
在上述狀態下對負荷進行判斷(步驟6)，在步驟6中，當負荷增大時、即當記憶裝置25存儲的設定空氣溫度to與用室內溫度傳感器24檢測到的室內機23的吸入空氣溫度t間溫度差的絕對值大於規定值Δt(｜t-to｜＞t)時，開閉閥21和51的關閉信號和開閉閥52的打開信號從運算控制裝置26送出。結果，開閉閥21和51關閉而開閉閥52打開(步驟7)。積存在積存器20中的製冷劑漸漸被吸引到壓縮機11。因此，主迴路中的製冷劑成分恢復到高能力的充填成分的狀態。另外，主迴路的製冷劑量增加，可進行與負荷相適應的大能力運轉。
如上所述，只要用室內機23的吸入空氣溫度t與設定空氣溫度to間溫度差的絕對值檢測負荷大小並對開閉閥21、51、52進行開閉控制，即可將主迴路的製冷劑量和製冷劑成分控制成與負荷相適應的狀態。由於實施例5的熱泵裝置可將精鎦分離器18的壓力設定為次高壓，故可進一步擴大製冷劑成分的可變幅度，能根據大幅度變化的負荷進行能力控制。
另外，在實施例5的熱泵裝置中，關於使開閉閥21、51、52全部處於關閉狀態、及使由精鎦分離器18、冷卻器19及積存器20組成的閉路與主迴路脫離的時期，也可在檢測到主迴路或積存器20的製冷劑成分已達到規定成分後進行。
另外，關於實施例5的熱泵裝置，以上是以前述實施例4中所示的系統結構為基礎說明的，不過，在實施例1、2、3的任一系統結構中設置實施例5的開閉閥52，顯然都能得到相同的效果，在此省略說明。
另外，在實施例1、2、3、4、5的熱泵裝置上，未對壓縮機詳細說明，不過壓縮機不僅可使用恆速壓縮機，而且可使用極變壓縮機和具有氣缸旁路等能力控制裝置的壓縮機，或由變頻器組成的變速壓縮機，使用這些壓縮機時，也可實現與上述各實施例相同的效果。
另外，關於上述各實施例中的開閉閥，可以是能將製冷劑流切斷的電子式膨脹閥或手動閥等，使用這些開閉閥的熱泵裝置也包含在本發明的熱泵裝置中。
再有，本發明的熱泵裝置中封入的非共沸混合製冷劑是R22的替代製冷劑，如果使用R32、R125、R134a三種單一製冷劑的混合物、即R407C，則可以擴大低沸點製冷劑R32、R125與高沸點製冷劑R134a之間的沸點差，不僅有利於精鎦分離性能，而且可增大能力降低的比率，能對於大幅度變化的負荷實行最佳的能力控制。
《實施例6》以下結合圖11和圖12說明本發明實施例6的熱泵裝置。圖11是實施例6的熱泵裝置系統結構圖。圖12是實施例6的熱泵裝置的控制流程圖。
實施例6的熱泵裝置中封入非共沸混合製冷劑，壓縮機61、四通閥62、室外熱交換器63、主膨脹裝置64、及室內熱交換器65用配管連接成環狀，構成製冷循環的主迴路。
如圖11所示，實施例6的熱泵裝置從構成主迴路的室外熱交換器63的配管中途設有從主迴路分支的配管。該分支的配管經過單向閥66和開閉閥67而與精鎦分離器70連接。該分支的配管上的單向閥66和開閉閥67串聯連接。另外，單向閥66隻構成從室外熱交換器63流向開閉閥67的結構。
另外，在連接主膨脹裝置64和室內熱交換器65之間的主迴路配管上，分支出與精鎦分離器70連接的配管。在該分支的配管上，副膨脹裝置68與單向閥69串聯連接。如圖11所示，單向閥69的一端與副膨脹裝置68連接，另一端與單向閥66和開閉閥67之間的配管連接。不過，單向閥69隻構成從副膨脹裝置68流向開閉閥67的結構。
精鎦分離器70為內部充填有充填材料(未圖示)的沿垂直方向延伸的直管，精鎦分離器70的底部與開閉閥67連接。精鎦分離器70的頂部經過冷卻器71而與積存器72的頂部連通，積存器72的底部與精鎦分離器70的頂部連接。因此，精鎦分離器70的頂部、冷卻器71及積存器72連接成環狀而形成閉路。
積存器72的頂部位置高於精鎦分離器70的頂部。冷卻器71的位置高於積存器72的頂部。
連接精鎦分離器70頂部和冷卻器71的配管與精鎦分離器70頂部的頂面連接。連接積存器72的底部與精鎦分離器70的頂部的配管與精鎦分離器70頂部的側面連接。從精鎦分離器70的底部引出的配管經過副膨脹裝置73和冷卻器71而與通往壓縮機61的吸入配管連接。通往壓縮機61的吸入配管是連接壓縮機61和四通閥62之間的配管。
在冷卻器71中，從精鎦分離器70的底部經副膨脹裝置73而流向壓縮機61的吸入配管的製冷劑與精鎦分離器70頂部的氣相製冷劑間接地進行熱交換。實施例6的冷卻器71可採用雙重管結構。
主迴路的室內機74由室內熱交換器65和室內溫度傳感器75等構成。室內溫度傳感器75檢測室內的空氣溫度(即室內機74的吸入空氣溫度)。表示室內溫度傳感器75檢測到的測量溫度的信號輸入運算控制裝置77，該運算控制裝置77將記憶裝置76存儲的設定空氣溫度與室內溫度傳感器75檢測到的空氣溫度進行比較，判斷空氣溫度與設定空氣溫度的差別大小，以對開閉閥67進行開閉控制。記憶裝置76將用戶預先設定在希望值的設定空氣溫度加以存儲。
以下結合圖12說明上述結構的實施例6的熱泵裝置的動作。
圖12是實施例6的熱泵裝置的控制流程圖。
在製冷運轉時，在要求壓縮機61起動後立即有較高製冷能力的場合，關閉開閉閥67(步驟1)。在此狀態下，從壓縮機61吐出的高溫製冷劑就流入四通閥62和室外熱交換器63，並向大氣中散熱後冷凝液化。冷凝液化後的製冷劑流入主膨脹裝置64。在主膨脹裝置64中，製冷劑被減壓成低壓後流向室內熱交換器65。在室內熱交換器65中，製冷劑從設置室內機74的房間的空氣中吸收熱量而製冷，自身蒸發氣化。蒸發氣化後的製冷劑再度通過四通閥62返回壓縮機61。
在上述狀態下判斷負荷(步驟2)。當用室內溫度傳感器75檢測到的室內機74的吸入空氣溫度t與記憶裝置76存儲的設定空氣溫度to之間溫度差的絕對值大於規定值Δt(｜t-to｜＞Δt)、即製冷負荷較大時，開閉閥67的關閉信號從運算控制裝置77送往開閉閥67。結果開閉閥67保持關閉狀態。
從而，從室外熱交換器63分支的配管通往單向閥66的迴路因開閉閥67處於關閉狀態而沒有製冷劑流入精鎦分離器70。另外，由於設有單向閥69，故禁止製冷劑從單向閥66流向副膨脹裝置68。
由於開閉閥67被關閉，精鎦分離器70經過副膨脹裝置73和冷卻器71而與壓縮機61的吸入配管連接，故精鎦分離器70、冷卻器71以及積存器72成為製冷循環的低壓狀態。從而，在精鎦分離器70、冷卻器71以及積存器72中，只有過熱氣體積存，幾乎沒有製冷劑。
由於如上述那樣持續開閉閥67的關閉狀態，在主迴路中流動的製冷劑為保持充填成分的非共沸混合製冷劑，且主迴路中以製冷劑量較多的狀態運轉。結果，實施例6的熱泵可進行與負荷相適應的大能力運轉。
在步驟2對負荷進行判斷，當室內溫度傳感器75檢測到的室內機74的吸入空氣溫度t與記憶裝置76存儲的設定空氣溫度to間溫度差的絕對值小於規定值Δt(｜t-to｜≤Δt)、即製冷負荷較小時，開閉閥67的打開信號從運算控制裝置77送往開閉閥67，其結果，開閉閥67打開(步驟3)。
在實施例6中，在室外熱交換器63中，冷凝液化過程中的二相製冷劑經單向閥66、開閉閥67而流入精鎦分離器70的底部。流入精鎦分離器70的製冷劑的一部分在副膨脹裝置73中減壓。該減壓後的製冷劑成為低溫的二相製冷劑後流入冷卻器71，並在此與精鎦分離器70頂部的氣相製冷劑間接地進行熱交換。
在實施例6中，由於冷卻器71的冷卻源是利用低溫低壓的二相製冷劑，故能有效地利用製冷劑的潛熱，不僅能使冷卻器71小型化，而且能將精鎦分離器70頂部的氣體可靠地液化。
另外，從精鎦分離器70的底部流出的製冷劑在冷卻器71中冷卻液化，並漸漸地積存於積存器72。積存器72的製冷劑積存量漸漸增加並再度返回精鎦分離器70的頂部後沿精鎦分離器70下降。一旦連續發生這種狀態，在精鎦分離器70中上升的製冷劑氣體與下降的製冷劑液體就在精鎦分離器70內產生氣液接觸。該氣液接觸就產生精鎦作用，使低沸點多的製冷劑成分的製冷劑漸漸積存於積存器72中。從而，沿精鎦分離器70下降後通過副膨脹裝置73的製冷劑就漸漸成為高沸點多的製冷劑成分，並經過冷卻器71而被吸入壓縮機61。
如上所述，主迴路漸漸成為高沸點多的製冷劑成分，實施例6的熱泵裝置能夠降低能力。又由於積存器72中積存了低沸點製冷劑，故主迴路的製冷劑量減少，製冷劑量的減少能進一步降低製冷能力，可實現與製冷負荷相適應的低能力運轉。
在實施例6中，由於精鎦分離器70的壓力成為次高壓，而且冷卻器71的冷卻源利用低溫低壓的二相製冷劑，故可擴大精鎦分離器70頂部的溫度與冷卻器71的冷卻熱源之間的溫度差。因此，實施例6的熱泵裝置能在精鎦分離器70中得到足夠的分離範圍。
另外，在上述狀態下，實施例6的熱泵裝置可使冷凝過程中的二相製冷劑流向精鎦分離器70的底部，故能確保足夠的氣體發生量，還可縮短分離所需的時間。另外，實施例6的熱泵裝置可使飽和氣體流入，故與導入吐出氣體一類過熱氣體的場合相比，更容易使氣體液化，能進一步提高分離性能。
另外，即使在開閉閥67打開時，由於單向閥69的功能，製冷劑也不會從精鎦分離器70流向副膨脹裝置68。
在上述狀態下，對負荷進行判斷(步驟4)。當負荷增大時、即用室內溫度傳感器75檢測到的室內機74的吸入空氣溫度t與記憶裝置76存儲的設定空氣溫度to之差大於規定值Δt(｜t-to｜＞t)時，開閉閥67的關閉信號從運算控制裝置77送往開閉閥67。結果，開閉閥67再度關閉(步驟5)，積存在積存器72中的製冷劑通過副膨脹裝置73及冷卻器71漸漸被吸引到壓縮機61。從而，主迴路的製冷劑成分恢復到高能力的充填成分的狀態，而且主迴路的製冷劑量增加，可重新進行與負荷相適應的大能力運轉。
如上所述，在實施例6中，只要利用室內機74的吸入空氣溫度t與設定空氣溫度to之差檢測負荷的大小，並對開閉閥67進行開閉控制，就能將主迴路的製冷劑量和製冷劑成分控制在與製冷負荷相適應的狀態。通過這樣控制製冷劑成分，實施例6的熱泵裝置就可進行與負荷相適應的能力控制。
以下說明供暖運轉時的動作。
供暖運轉時只是製冷劑在主迴路中的流動方向相反，其他動作則均與前述製冷運轉時相同。
在要求壓縮機61起動後立即有供暖能力的場合等，開閉閥67關閉(步驟1)。在開閉閥67關閉的狀態下，從壓縮機61吐出的高溫製冷劑流入四通閥62和室內熱交換器65後冷凝液化。冷凝液化的製冷劑分流成流入主膨脹裝置64的迴路和流入副膨脹裝置68的迴路。
流入副膨脹裝置68的製冷劑略微減壓，成為比製冷循環主迴路的高壓略低的次高壓。從該副膨脹裝置68流出的製冷劑成為氣液混合的二相狀態。另外，單向閥69是只從副膨脹裝置68流向開閉閥67的結構，副膨脹裝置68經過開閉閥67而與精鎦分離器70的底部連接。從而，通過對開閉閥67的開閉操作，可以使製冷劑流入精鎦分離器70。不過，與單向閥69的出口連接的單向閥66為相反方向，故製冷劑不通過該單向閥66。
在上述狀態下判斷負荷(步驟2)。當存儲在記憶裝置76的室內機74的設定空氣溫度to與室內溫度傳感器75檢測到的室內機23的吸入空氣溫度t之差大於規定值Δt(｜t-to｜＞t)、即供暖負荷較大時，開閉閥67的關閉信號從運算控制裝置77向開閉閥67送出。結果，開閉閥67維持關閉狀態。從而，從室內熱交換器65流出的製冷劑全部通過主膨脹裝置64後減壓成低壓，並在室外熱交換器63內蒸發，然後通過四通閥62而再度被吸入壓縮機61。
由於開閉閥67關閉，且冷卻器71與壓縮機61的吸入配管連接，故精鎦分離器70、冷卻器71及積存器72的內部是低壓的氣體，而幾乎沒有製冷劑積存。
通過如上述那樣持續開閉閥67的關閉狀態，在主迴路中流動的製冷劑保持充填成分的混合狀態，且以製冷劑量較多的狀態運轉，成為與負荷相適應的大能力運轉。
在步驟2對負荷進行判斷，當記憶裝置76存儲的設定空氣溫度to與室內溫度傳感器75檢測到的室內機74的吸入空氣溫度t之差小於規定值Δt(｜t-to｜≤Δt)、即供暖負荷較小時，開閉閥67的打開信號從運算控制裝置77送往開閉閥67。結果，開閉閥67打開(步驟3)，從副膨脹裝置68流出的二相製冷劑通過開閉閥67後流入精鎦分離器70的底部。另外，流入精鎦分離器70的製冷劑的一部分通過副膨脹裝置73後減壓成為低溫的二相製冷劑，然後流入冷卻器71。在該冷卻器71中，低溫的二相製冷劑與精鎦分離器70頂部的氣相製冷劑間接地進行熱交換。
在實施例6中，由於是利用循環中焓最低的低溫低壓的二相製冷劑作為冷卻器71的冷卻源，故能有效地利用製冷劑的潛熱，不僅能使冷卻器71小型化，且能將精鎦分離器70頂部的氣體可靠地液化。
從精鎦分離器70的底部流出的製冷劑在冷卻器71中冷卻液化，並漸漸地積存在積存器72中。而且，積存器72的積存量漸漸增加，再度返回精鎦分離器70頂部的製冷劑沿精鎦分離器70下降。
一旦這一狀態連續發生，沿精鎦分離器70上升的氣體製冷劑和下降的液體製冷劑就在精鎦分離器70內通過氣液接觸而產生精鎦作用。結果，低沸點多的製冷劑成分的製冷劑漸漸積存在積存器72中。另外，沿精鎦分離器70下降且通過副膨脹裝置72的製冷劑漸漸成為高沸點多的製冷劑，並經過冷卻器71而被吸入壓縮機61。
這樣，主迴路漸漸成為高沸點多的製冷劑成分，故能降低能力。另外，由於低沸點的製冷劑積存於積存器72中，故主迴路的製冷劑量減少，製冷劑量的減少能進一步降低能力，實現與負荷相適應的低能力運轉。
在實施例6中，精鎦分離器70的壓力為次高壓，而且冷卻器71的冷卻源利用低溫低壓的二相製冷劑。因此，實施例6的熱泵裝置可以擴大精鎦分離器70頂部的溫度與冷卻器71的冷卻熱源間的溫度差，可使冷卻器71小型化。而且實施例6的熱泵裝置能將精鎦分離器70頂部的氣體可靠地液化。
在上述狀態下對負荷進行判斷(步驟4)，當負荷增大時、即當記憶裝置76存儲的設定空氣溫度to與用室內溫度傳感器75檢測到的室內機74的吸入空氣溫度t之差大於規定值Δt(｜t-to｜＞t)時，開閉閥67關閉信號從運算控制裝置77送往開閉閥67。結果，開閉閥67再度關閉(步驟5)。積存在積存器72中的製冷劑漸漸被吸引到壓縮機61。因此，主迴路中的製冷劑成分恢復到高能力的充填成分的狀態。另外，製冷劑量增加，可進行與負荷相適應的大能力運轉。
如上所述，只要用設定空氣溫度to與室內機74的吸入空氣溫度t之差檢測負荷大小並對開閉閥67進行開閉控制，即可將主迴路的製冷劑量和製冷劑成分控制成與負荷相適應的狀態，無論是製冷還是供暖，都能容易可靠地進行能力控制。
另外，本發明的熱泵裝置還包括在室外熱交換器63和單向閥66之間設置副膨脹裝置等並對在其中流動的製冷劑流量進行控制的結構。
《實施例7》以下結合圖13和圖14說明本發明實施例7的熱泵裝置。圖13是實施例7的熱泵裝置系統結構圖。圖14是實施例7的熱泵裝置的控制流程圖。在圖13和圖14中，凡與前述實施例6的熱泵裝置具有相同功能和結構的部分用相同符號表示並省略說明。
實施例7的熱泵裝置中封入非共沸混合製冷劑，壓縮機61、四通閥62、室外熱交換器63、主膨脹裝置64、及室內熱交換器65用配管連接成環狀，構成製冷循環的主迴路。
如圖13所示，實施例7的熱泵裝置從構成主迴路的室外熱交換器63上的配管中途設有從主迴路分支的配管。該分支的配管經過開閉閥80而與精鎦分離器70連接。
另外，在連接主膨脹裝置64和室內熱交換器65之間的主迴路的配管上分支出與精鎦分離器70連接的配管。在該分支的配管上，副膨脹裝置68和開閉閥81串聯連接。
精鎦分離器70為內部充填有充填材料(未圖示)的沿垂直方向延伸的直管。精鎦分離器70的頂部經過冷卻器71而與積存器72的頂部連通，積存器72的底部與精鎦分離器70的頂部連接。因此，精鎦分離器70的頂部、冷卻器71及積存器72連接成環狀而形成閉路。
積存器72的頂部位置高於精鎦分離器70的頂部。冷卻器71的位置高於積存器72的頂部。
連接精鎦分離器70頂部和冷卻器71的配管與精鎦分離器70頂部的頂面連接。連接積存器72的底部與精鎦分離器70的頂部的配管與精鎦分離器70頂部的側面連接。從精鎦分離器70的底部引出的配管經過副膨脹裝置73、冷卻器71及開閉閥82而與通往壓縮機61的吸入配管連接。通往壓縮機61的吸入配管是連接壓縮機61和四通閥62之間的配管。
在冷卻器71中，從精鎦分離器70的底部經副膨脹裝置73而流向壓縮機61的吸入配管的製冷劑與精鎦分離器70頂部的氣相製冷劑間接地進行熱交換。實施例7的冷卻器71可採用雙重管結構。
主迴路的室內機74由室內熱交換器65和室內溫度傳感器75等構成。室內溫度傳感器75檢測室內的空氣溫度(即室內機74的吸入空氣溫度)。表示室內溫度傳感器75檢測到的測量溫度的信號輸入運算控制裝置84，該運算控制裝置84將記憶裝置83存儲的設定空氣溫度與室內溫度傳感器75檢測到的空氣溫度進行比較，判斷空氣溫度與設定空氣溫度的差別大小，以對開閉閥80、81、82進行開閉控制。記憶裝置83將用戶預先設定在希望值的設定空氣溫度加以存儲。
以下結合圖14說明上述結構的實施例7的熱泵裝置的動作。
圖14是實施例7的熱泵裝置的控制流程圖。
首先說明製冷運轉時的動作。
在製冷運轉時，在要求壓縮機61起動後立即有較高製冷能力的場合，關閉開閉閥80、82，打開開閉閥81(步驟1)。在此狀態下，從壓縮機61吐出的高溫製冷劑就流入四通閥62和室外熱交換器63並冷凝液化。冷凝液化的製冷劑向大氣中散熱並流入主膨脹裝置64。在主膨脹裝置64中，被減壓成低壓後流入室內機74的室內熱交換器65。室內熱交換器65從其所設置的房間的空氣中吸收熱量而製冷，製冷劑自身蒸發氣化。然後，製冷劑再度通過四通閥62返回壓縮機61。
在上述狀態下，當用室內溫度傳感器75檢測到的室內機74的吸入空氣溫度t與記憶裝置83存儲的設定空氣溫度to之差大於規定值Δt(｜t-to｜＞Δt)、即製冷負荷較大時，開閉閥80和開閉閥82的關閉信號以及開閉閥81的打開信號從運算控制裝置84分別送往各開閉閥。結果，開閉閥80和82保持關閉狀態，開閉閥81保持打開狀態。
從而，在從室外熱交換器63的配管中途通過開閉閥80的迴路中，因開閉閥80處於關閉狀態，製冷劑不流向精鎦分離器70。另外，在從精鎦分離器70通過副膨脹裝置73、冷卻器71及開閉閥82通往壓縮機61的吸入配管的迴路中，由於開閉閥82關閉，故製冷劑不會從精鎦分離器70通過副膨脹裝置73及冷卻器71流向壓縮機61的吸入配管方向。
另一方面，由於開閉閥81打開，故精鎦分離器70、冷卻器71及積存器72內的製冷劑經過與製冷循環的低壓側連接的副膨脹裝置68而向製冷循環的主迴路流出。從而，精鎦分離器70、冷卻器71及積存器72內只有過熱的氣體積存，而幾乎沒有積存的製冷劑量。
由於如上述那樣將開閉閥80和82關閉，並將開閉閥81打開，主迴路中的製冷劑為保持充填成分的非共沸混合製冷劑，且主迴路以製冷劑量較多的狀態運轉。結果，實施例7的熱泵可進行與負荷相適應的大能力運轉。
在步驟2對負荷進行判斷，當室內溫度傳感器75檢測到的室內機74的吸入空氣溫度t與記憶裝置83存儲的設定空氣溫度to之差小於規定值Δt(｜t-to｜≤Δt)、即製冷負荷較小時，開閉閥80、82的打開信號從運算控制裝置84送出，開閉閥80、82打開。同時開閉閥81的關閉信號從運算控制裝置84送出，開閉閥81關閉(步驟3)。
在步驟3，在室外熱交換器63中冷凝液化過程中的二相製冷劑經開閉閥80而流入精鎦分離器70的底部。然後，流入精鎦分離器70的製冷劑的一部分通過副膨脹裝置73並被減壓成為低溫的二相製冷劑後流入冷卻器71。在冷卻器71中，低溫的二相製冷劑與精鎦分離器70頂部的氣相製冷劑間接地進行熱交換。
在實施例7中，由於精鎦分離器70內的壓力是次高壓，而且冷卻器71的冷卻源是利用低溫低壓的二相製冷劑，故能擴大精鎦分離器70頂部的溫度與冷卻器71的冷卻熱源之間的溫度差。因此實施例7的熱泵裝置不僅能使冷卻器71小型化，而且能將精鎦分離器70頂部的氣體可靠地液化。
另外，從精鎦分離器70的底部流出的製冷劑在冷卻器71中冷卻液化，並漸漸地積存於積存器72。結果，積存器72的製冷劑積存量漸漸增加，製冷劑再度返回精鎦分離器70的頂部後沿精鎦分離器70下降。一旦連續發生這種狀態，在精鎦分離器70中上升的製冷劑氣體與下降的製冷劑液體就在精鎦分離器70內產生氣液接觸，並產生精鎦作用，使低沸點多的製冷劑漸漸積存於積存器72中。而且，沿精鎦分離器70下降並通過副膨脹裝置73的製冷劑就漸漸成為高沸點多的製冷劑成分，並經過冷卻器71而被吸入壓縮機61。
結果，在主迴路中流動的製冷劑漸漸成為高沸點多的製冷劑成分，能根據負荷進行能力控制。又由於積存器72中積存了低沸點製冷劑，故主迴路的製冷劑量減少，能進一步降低能力，可實現與製冷負荷相適應的低能力運轉。
在上述狀態下，實施例7的熱泵裝置可使冷凝過程中的二相製冷劑流向精鎦分離器70的底部，故能確保足夠的氣體發生量，還可縮短分離所需的時間。另外，實施例7的熱泵裝置可使飽和氣體流入精鎦分離器70，故與導入吐出氣體一類過熱氣體的場合相比，更容易使氣體液化，能進一步提高分離性能。
另外，在上述狀態下，由於開閉閥81是關閉的，故通過了開閉閥80的製冷劑不會流向副膨脹裝置68方向。
在上述狀態下，對負荷進行判斷(步驟4)。當負荷增大時、即用室內溫度傳感器75檢測到的室內機74的吸入空氣溫度t與記憶裝置83存儲的設定空氣溫度to之差大於規定值Δt(｜t-to｜＞t)時，開閉閥80、82的關閉信號及開閉閥81的打開信號從運算控制裝置84送往各開閉閥。結果，開閉閥80、82再度關閉，而開閉閥81再度打開(步驟5)。從而，積存在積存器72中的製冷劑通過精鎦分離器70、開閉閥81及副膨脹裝置68後漸漸流向室內熱交換器65，主迴路的製冷劑成分恢復到高能力的充填成分的狀態。而且，主迴路的製冷劑量增加，重新進行與負荷相適應的大能力運轉。
在實施例7中，如上所述，由於可使積存在積存器72中的液體製冷劑流出到主迴路的室內機65中，故在室內機65中能有效地利用液體製冷劑所具有的潛熱，能針對負荷的增大立即切換成製冷劑能力大的運轉。
如上所述，在實施例7的熱泵裝置上，只要用室內機74的吸入空氣溫度與設定空氣溫度之差檢測負荷的大小，並對開閉閥80、81、82進行開閉控制，就能將主迴路的製冷劑量和製冷劑成分變換成與負荷相適應的狀態，由此對製冷能力進行控制。
以下說明供暖運轉時的動作。
供暖運轉時只是製冷劑在主迴路中的流動方向相反，其他動作則均與前述製冷運轉時相同。
在供暖運轉時，在要求壓縮機61起動後立即有較高供暖能力的場合等，開閉閥80、82關閉，而開閉閥81打開(步驟1)。在此狀態下，從壓縮機61吐出的高溫製冷劑流入四通閥62和室內熱交換器65後冷凝液化。冷凝液化的製冷劑向室內供暖。從室內熱交換器65流出的製冷劑分流成流入主膨脹裝置64的迴路和流入副膨脹裝置68的迴路。
流入副膨脹裝置68的製冷劑略微減壓，成為比製冷循環主迴路的高壓略低的次高壓。因此從副膨脹裝置68流出的製冷劑成為氣液混合的二相狀態。另外，由於副膨脹裝置68經過開閉閥81而與精鎦分離器70的底部連接，故可通過開閉閥81的開閉操作控制製冷劑向精鎦分離器70的流入。另外，與精鎦分離器70的底部連接的開閉閥80與室外熱交換器63上的配管連接，可通過開閉閥80的開閉操作使製冷劑流出。
在步驟2判斷負荷。當存儲在記憶裝置83的室內機74的設定空氣溫度to與室內溫度傳感器75檢測到的室內機74的吸入空氣溫度t之差大於規定值Δt(｜t-to｜＞t)、即供暖負荷較大時，開閉閥80、82的關閉信號及開閉閥81的打開信號從運算控制裝置84送往各開閉閥。結果，開閉閥80、82關閉，開閉閥82保持打開狀態。從而，從室內熱交換器65流出的製冷劑全部通過主膨脹裝置64後減壓成低壓，並在室外熱交換器63內蒸發，然後通過四通閥62而再度被吸入壓縮機61。
這時，由於開閉閥80、82關閉，而開閉閥81打開，故精鎦分離器70、冷卻器71及積存器與室外熱交換器63連接。從而，精鎦分離器70、冷卻器71及積存器72的內部是大致低壓的氣體，幾乎沒有製冷劑積存。
通過如上述那樣關閉開閉閥80、82，並打開開閉閥81，主迴路中的製冷劑保持充填成分的混合狀態，且以製冷劑量較多的狀態運轉。結果，實施例7的熱泵裝置能進行與負荷相適應的大能力運轉。
在步驟2對負荷進行判斷，當記憶裝置83存儲的設定空氣溫度to與室內溫度傳感器75檢測到的室內機74的吸入空氣溫度t之差小於規定值Δt(｜t-to｜≤Δt)、即供暖負荷較小時，開閉閥80、82的打開信號及開閉閥81的關閉信號從運算控制裝置84送出。結果，開閉閥80、82打開，開閉閥81關閉(步驟3)。因此，在副膨脹裝置68中略微減壓的二相製冷劑通過開閉閥81後流入精鎦分離器70的底部。另外，流入精鎦分離器70的製冷劑的一部分在副膨脹裝置73中減壓成為低溫的二相製冷劑，然後流入冷卻器71。在該冷卻器71中，低溫的二相製冷劑與精鎦分離器70頂部的製冷劑間接地進行熱交換。
在實施例7的熱泵裝置中，精鎦分離器70的壓力是次高壓，而且利用循環中焓最低的低溫低壓的二相製冷劑作為冷卻器71的冷卻源，故能擴大精鎦分離器70頂部的溫度與冷卻器71的冷卻熱源之間的溫度差。因此實施例7的熱泵裝置不僅能使冷卻器71小型化，且能將精鎦分離器70頂部的氣體可靠地液化。
如上所述，從精鎦分離器70的底部流入的製冷劑在冷卻器71中冷卻液化，並漸漸地積存在積存器72中。而且，積存器72的積存量漸漸增加，製冷劑再度返回精鎦分離器70頂部，並沿精鎦分離器70下降。一旦這一狀態連續發生，沿精鎦分離器70上升的氣體製冷劑和下降的液體製冷劑就在精鎦分離器70內進行氣液接觸。通過該氣液接觸而產生精鎦作用，低沸點多的製冷劑成分的製冷劑漸漸積存在積存器72中。另外，沿精鎦分離器70下降且通過副膨脹裝置73的製冷劑漸漸成為高沸點多的製冷劑，並經過冷卻器71和開閉閥82而被吸入壓縮機61。
這樣，主迴路漸漸成為高沸點多的製冷劑成分，故能降低能力。另外，由於低沸點的製冷劑積存於積存器72中，故主迴路的製冷劑量減少，由於製冷劑量減少，能進一步降低能力，實現與負荷相適應的低能力運轉。
實施例7的熱泵裝置可以使冷凝過程中的二相製冷劑流入精鎦分離器70的底部，故可確保有足夠的氣體發生時，可縮短分離所需的時間。另外，實施例7的熱泵裝置可使飽和氣體流入精鎦分離器70，故與導入吐出氣體一類過熱氣體的場合相比，更容易實現氣體的液化，可提高分離性能。另外，如上所述，在使飽和氣體流入精鎦分離器70的場合，開閉閥80是關閉的，故製冷劑不會流向室外熱交換器63的方向。
在上述狀態下對負荷進行判斷(步驟4)，當負荷增大時、即當記憶裝置83存儲的設定空氣溫度to與用室內溫度傳感器75檢測到的室內機74的吸入空氣溫度t之差大於規定值Δt(｜t-to｜＞t)時，開閉閥80、82的關閉信號及開閉閥81的打開信號從運算控制裝置84送往各開閉閥。結果，開閉閥80、82再度關閉，而開閉閥81再度打開(步驟5)。積存在積存器72中的製冷劑流入室外熱交換器63上的配管內，並通過四通閥62而被吸引到壓縮機61。結果，主迴路中的製冷劑成分恢復到高能力的充填成分的狀態，而且主迴路的製冷劑量增加，故實施例7的熱泵裝置可進行與負荷相適應的大能力運轉。
另外，實施例7的熱泵裝置能使積存在積存器72中的液體製冷劑流到室外熱交換器63中，故可利用液體製冷劑具有的潛熱在室外熱交換器63中充分地從大氣中吸熱，可針對增大的負荷立即切換成供暖能力大的運轉。
如上所述，只要用設定空氣溫度與室內機74的吸入空氣溫度之差檢測負荷大小並對開閉閥80、81、82進行開閉控制，即可將主迴路的製冷劑量和製冷劑成分變成與負荷相適應的狀態，故無論是製冷還是供暖，都能進行能力控制。
另外，實施例7的熱泵裝置還包括在室外熱交換器63和開閉閥80之間通過副膨脹裝置等流量控制裝置對在其中流動的製冷劑流量進行控制的結構。
在實施例7的熱泵裝置中，封入的非共沸混合製冷劑是R22的替代製冷劑，如果使用R32、R125、R134a三種單一製冷劑的混合物、即R407C，則可以擴大低沸點製冷劑R32、R125與高沸點製冷劑R134a之間的沸點差，使用這種製冷劑，不僅有利於精鎦分離性能，而且可增大能力降低的比率，能對於大幅度變化的負荷實行最佳的能力控制。
《實施例8》以下結合圖15和圖16說明本發明實施例8的熱泵裝置。圖15是實施例8的熱泵裝置系統結構圖。圖16是實施例8的熱泵裝置的控制流程圖。
實施例8的熱泵裝置中封入非共沸混合製冷劑，壓縮機111、四通閥112、室外熱交換器113、室外主膨脹裝置114、室內主膨脹裝置115及室內熱交換器116用配管連接成環狀，構成製冷循環的主迴路。
精鎦分離器117為內部充填有充填材料(未圖示)的沿垂直方向延伸的直管，精鎦分離器117的頂部經過冷卻器118而與積存器119的頂部連通，積存器119的底部與精鎦分離器117的頂部連接。因此，精鎦分離器117的頂部、冷卻器118及積存器119連接成環狀而形成閉路。另外，積存器119的底部經過開閉閥123而與連接室外主膨脹裝置114和室內主膨脹裝置115的主迴路液體配管連接。
積存器119的頂部位置高於精鎦分離器117的頂部。冷卻器118的位置高於積存器119的頂部。
連接精鎦分離器117頂部和冷卻器118的配管與精鎦分離器117頂部的頂面的開口連接。連接積存器119的底部與精鎦分離器117的頂部的配管與在精鎦分離器117頂部的側面形成的開口連接。從精鎦分離器117的底部引出的配管經過副膨脹裝置122和冷卻器118而與通往壓縮機111的吸入配管連接。通往壓縮機111的吸入配管是連接壓縮機111和四通閥112之間的配管。另外，精鎦分離器117的底部經過副膨脹裝置120和開閉閥121而與壓縮機111的吐出配管連接。壓縮機111的吐出配管是連接壓縮機111和四通閥112之間的配管。
在冷卻器118中，從精鎦分離器117的底部經副膨脹裝置122而流向壓縮機111的吸入配管的製冷劑與精鎦分離器117頂部的氣相製冷劑間接地進行熱交換。實施例8的冷卻器118可採用雙重管結構。
主迴路的室內機124具有室內熱交換器116、室內主膨脹裝置15及室內溫度傳感器125等。室內溫度傳感器125檢測室內的空氣溫度(即室內機124的吸入空氣溫度)。表示室內溫度傳感器125檢測到的測量溫度的信號輸入運算控制裝置127，該運算控制裝置127將記憶裝置126存儲的設定空氣溫度與室內溫度傳感器125檢測到的空氣溫度進行比較，判斷空氣溫度與設定空氣溫度的差別大小，以對開閉閥121、123進行開閉控制。記憶裝置126將用戶預先設定在希望值的設定空氣溫度加以存儲。
以下結合圖16說明上述結構的實施例8的熱泵裝置的動作。
圖16是實施例8的熱泵裝置的控制流程圖。
在製冷運轉時，在要求壓縮機111起動後立即有較高製冷能力的場合，關閉開閉閥121和123(步驟1)。在此狀態下，從壓縮機111吐出的高壓氣體製冷劑就通過四通閥112流入室外熱交換器113後冷凝，成為高壓液體製冷劑。從室外熱交換器113流出的高壓液體製冷劑在室外主膨脹裝置114中被減壓成吐出壓力與吸入壓力的中間壓力後，又在室內主膨脹裝置115中進一步減壓成吸入壓力附近的低壓二相製冷劑。然後，製冷劑在室內熱交換器116中蒸發氣化，並經過四通閥112而被吸入壓縮機111。
在上述的製冷循環動作中判斷負荷(步驟2)。當用室內溫度傳感器125檢測到的室內機124的吸入空氣溫度t與記憶裝置126存儲的設定空氣溫度to之差大於規定值Δt(｜t-to｜＞Δt)、即製冷負荷較大時，開閉閥121、123的關閉信號從運算控制裝置127送出。結果開閉閥121和123保持關閉狀態(步驟1)。即，從壓縮機11吐出的製冷劑只在主迴路中循環。
這時，由於開閉閥121和123關閉，精鎦分離器117經過副膨脹裝置122而與壓縮機111的吸入配管連接，從而，在精鎦分離器117、冷卻器118以及積存器119的內部為低壓氣體，幾乎沒有製冷劑積存。
由於如上述那樣關閉開閉閥121和123，主迴路的製冷劑為保持充填成分的非共沸混合製冷劑，且以製冷劑量較多的狀態運轉，故可進行與負荷相適應的大能力運轉。
在步驟2對負荷進行判斷，當室內溫度傳感器125檢測到的室內機124的吸入空氣溫度t與記憶裝置126存儲的設定空氣溫度to之差小於規定值Δt(｜t-to｜≤Δt)、即製冷負荷較小時，開閉閥121關閉且開閉閥123的打開信號從運算控制裝置127送出。結果，開閉閥121關閉，而開閉閥123打開(步驟3)。該狀態持續一定時間(T1)(步驟4)。通過這樣對開閉閥121和123進行開閉控制，實施例8的熱泵裝置能將密度大的液體或二相製冷劑直接積存於積存器119中，在主迴路中以製冷劑量較少的狀態下運轉，可在短時間內完成製冷能力的降低。
然後打開開閉閥121並關閉開閉閥123的信號從運算控制裝置127送出，開閉閥121打開而開閉閥123關閉(步驟5)。由此使從壓縮機111的吐出配管流出的高壓氣體製冷劑的一部分分流後通過開閉閥121並被副膨脹裝置120減壓。被副膨脹裝置120減壓的氣體製冷劑流入精鎦分離器117的底部後在精鎦分離器117內上升。
然後，在精鎦分離器117內上升的製冷劑流入冷卻器118，並在冷卻器118內冷凝液化。從冷卻器118流出的液體製冷劑積存於積存器119中，先前積存的液體製冷劑則從積存器119的底部返回精鎦分離器117的頂部。精鎦分離器117頂部的製冷劑沿精鎦分離器117內下降，並從精鎦分離器117的底部流入副膨脹裝置122。在副膨脹裝置122中減壓的二相製冷劑通過冷卻器118後流入壓縮機111和四通閥112之間的壓縮機111的吸入配管。這時，在冷卻器118中，被副膨脹裝置122減壓的低溫二相製冷劑與從精鎦分離器117頂部流入冷卻器118的氣體製冷劑間接地進行熱交換。
如上所述，在實施例8的熱泵裝置中，由於冷卻器118的冷卻源是利用在製冷循環中焓最低的低溫低壓二相製冷劑，故能有效地利用製冷劑的潛熱，不僅能使冷卻器118小型化，而且能將精鎦分離器117頂部的氣體可靠地液化。
另外，從精鎦分離器117的底部流入的氣體製冷劑在冷卻器118中冷卻液化，並積存於積存器119中。然後再度返回精鎦分離器117的頂部後沿精鎦分離器117下降。一旦連續發生這種狀態，在精鎦分離器117中上升的氣體製冷劑與下降的液體製冷劑就在精鎦分離器117內進行氣液接觸而產生精鎦作用低沸點多的製冷劑漸漸積存於積存器119中。另一方面，沿精鎦分離器117下降並通過副膨脹裝置122的製冷劑漸漸成為高沸點多的製冷劑成分，經過冷去器118而被吸入壓縮機111。
如上所述，主迴路漸漸成為高沸點多的製冷劑成分，能夠降低製冷能力。又由於積存器119中積存了低沸點製冷劑，故主迴路的製冷劑量減少，製冷劑量的減少能進一步降低能力，可實現與製冷負荷相適應的低能力運轉。
在上述狀態下，對負荷進行判斷(步驟6)。當負荷增大時、即用室內溫度傳感器125檢測到的室內機124的吸入空氣溫度t與記憶裝置126存儲的設定空氣溫度to之差大於規定值Δt(｜t-to｜＞t)時，開閉閥123的打開信號從運算控制裝置127送出。開閉閥123再度打開(步驟7)。開閉閥123的打開狀態持續一定時間(T2)(步驟8)。由此使積存在積存器119中的製冷劑流向主迴路。然後，開閉閥121和開閉閥123的關閉信號從運算控制裝置127送出，開閉閥121和123關閉(步驟1)。由於開閉閥121和123的關閉狀態，使主迴路的製冷劑量在短時間內增加，恢復到高能力的充填成分。結果，實施例8的熱泵裝置能再度進行與負荷相適應的大能力運轉。
如上所述，實施例8的熱泵裝置利用室內機124的吸入空氣溫度與設定空氣溫度之差檢測負荷的大小，並對開閉閥121和123進行開閉控制，就能將主迴路的製冷劑量和製冷劑成分變成與製冷負荷相適應的狀態，由此進行能力控制。
在圖16中，t是室溫(測量值)，to是用戶設定的設定溫度，Δt是預先設定的室溫與設定溫度之間的溫度差(規定值)，T是開閉閥操作的第2狀態(2)的開始時間，T1是設定時間1(預先設定的開閉閥操作第2狀態(2)的持續時間)，T2是設定時間2(預先設定的開閉閥操作第4狀態(4)的持續時間)。
所謂開閉閥操作的第1狀態(1)，是指開閉閥121關閉、開閉閥123關閉的狀態。所謂開閉閥操作的第2狀態(2)，是指開閉閥121關閉、開閉閥123打開的狀態。所謂開閉閥操作的第3狀態(3)，是指開閉閥121打開、開閉閥123關閉的狀態。所謂開閉閥操作的第4狀態(4)，是指開閉閥123打開的狀態。
以下說明供暖運轉時的動作。
供暖運轉時只是製冷劑在主迴路中的流動方向相反，其他動作則均與前述製冷運轉時相同。
在供暖運轉時，在要求壓縮機111起動後立即有較高供暖能力的場合等，開閉閥121和123關閉(步驟1)。在此狀態下，從壓縮機111吐出的高壓氣體製冷劑通過四通閥112流入室內熱交換器116後冷凝成為高壓液體製冷劑。從室內熱交換器116流出的製冷劑在主膨脹裝置115中減壓到吐出壓力與吸入壓力的中間壓力後被送到室內主膨脹裝置114。在室內主膨脹裝置114中，製冷劑進一步被減壓到壓縮機111中吸入壓力附近的壓力，成為低壓二相製冷劑。被減壓的低壓二相製冷劑在室外熱交換器113內蒸發氣化，並經過四通閥112而再度被吸入壓縮機111。
在上述製冷循環中判斷負荷(步驟2)。當室內溫度傳感器125檢測到的室內機124的吸入空氣溫度t與存儲在記憶裝置126的設定空氣溫度to之差大於規定值Δt(｜t-to｜＞t)、即供暖負荷較大時，開閉閥121和123的關閉信號從運算控制裝置127送出。結果，開閉閥121和123關閉，並且保持這一狀態(步驟1)。即，從壓縮機111吐出的製冷劑只在主迴路中循環。
在上述狀態下，由於開閉閥121和123關閉，且副膨脹裝置122與壓縮機111的吸入配管連接，故精鎦分離器117、冷卻器118及積存器119的內部是低壓的氣體，幾乎沒有製冷劑積存。
在實施例8中，由於進行上述的動作，故主迴路的製冷劑是保持充填成分的非共沸混合製冷劑，且以製冷劑量較多的狀態運轉。結果，實施例8的熱泵裝置能進行與負荷相適應的大能力運轉。
在上述狀態下對負荷進行判斷(步驟2)，當室內溫度傳感器125檢測到的室內機124的吸入空氣溫度t與記憶裝置126存儲的設定空氣溫度to之差小於規定值Δt(｜t-to｜≤Δt)、即供暖負荷較小時，開閉閥121關閉、開閉閥123打開的信號從運算控制裝置127送出。結果，開閉閥121關閉，開閉閥123打開(步驟3)。開閉閥121關閉，開閉閥123打開的狀態持續一定時間(T1)(步驟4)。通過這樣動作，在實施例8中，可以將大密度的液體製冷劑或二相製冷劑直接積存於積存器119。因此，實施例8的熱泵裝置能在主迴路中製冷劑量較少的狀態下運轉，能在短時間內降低供暖能力。
然後，運算控制裝置127將打開開閉閥121並關閉開閉閥123的信號送往各開閉閥。開閉閥121打開而開閉閥123關閉(步驟5)。由此使從壓縮機111的吐出配管流出的高壓氣體製冷劑的一部分分流並通過開閉閥121送往副膨脹裝置120。在副膨脹裝置120中減壓的氣體製冷劑流入精鎦分離器117的底部後在精鎦分離器117內上升。
然後，在精鎦分離器117內上升的製冷劑流入冷卻器118，並在冷卻器118內冷凝液化。該液體製冷劑積存於積存器119中，先前積存的液體製冷劑則從積存器119的底部返回精鎦分離器1 17的頂部。返回精鎦分離器117頂部的製冷劑沿精鎦分離器117內下降，並從精鎦分離器117的底部流入副膨脹裝置122。在副膨脹裝置122中減壓的二相製冷劑通過冷卻器118後流入壓縮機111和四通閥112之間的吸入配管。這時，在冷卻器118中，被副膨脹裝置122減壓的低溫二相製冷劑與從精鎦分離器117頂部流入冷卻器118的氣體製冷劑間接地進行熱交換。
在實施例8熱泵裝置中，由於是利用製冷循環中焓最低的低溫低壓的二相製冷劑作為冷卻器118的冷卻源，故能有效地利用製冷劑的潛熱，不僅能使冷卻器118小型化，且能將精鎦分離器117頂部的氣體可靠地液化。
如上所述，從精鎦分離器117的底部流入的製冷劑在冷卻器118中冷卻液化，並漸漸地積存在積存器119中。而且，積存器119的積存量漸漸增加，並再度返回到精鎦分離器117的頂部。返回精鎦分離器117頂部的製冷劑沿精鎦分離器117下降。一旦這一狀態連續發生，沿精鎦分離器117上升的氣體製冷劑和下降的液體製冷劑就在精鎦分離器117內進行氣液接觸。這種氣液接觸使精鎦作用產生，低沸點多的製冷劑成分的製冷劑漸漸積存在積存器119中。另外，沿精鎦分離器117下降且通過副膨脹裝置122的製冷劑漸漸成為高沸點多的製冷劑，並經過冷卻器118而被吸入壓縮機111。
這樣，主迴路漸漸成為高沸點多的製冷劑成分，故能降低能力。另外，由於低沸點的製冷劑積存於積存器119中，故主迴路的製冷劑量減少，製冷劑量的減少能進一步降低能力，實現與負荷相適應的低能力運轉。
在上述狀態下對負荷進行判斷(步驟6)，當負荷大增時、即當用室內溫度傳感器125檢測到的室內機124的吸入空氣溫度t與記憶裝置126存儲的設定空氣溫度to之差的絕對值大於規定值Δt(｜t-to｜＞t)時，開閉閥123的打開信號從運算控制裝置127送出。結果，開閉閥123再度打開(步驟7)，該狀態持續一定時間(T2)(步驟8)。使積存在積存器119中的製冷劑流向主迴路。然後，運算控制裝置127向各開閉閥送出開閉閥121和123的關閉信號。結果，開閉閥121和123關閉(步驟1)。由此在短時間內增加主迴路的製冷劑量，同時主迴路恢復到高能力的充填成分。結果，實施例8的熱泵裝置能再度進行與負荷相適應的大能力運轉。
如上所述，實施例8的熱泵裝置用室內機124的吸入空氣溫度與設定空氣溫度之差檢測負荷大小並對開閉閥121和123進行開閉控制，即可將主迴路的製冷劑量和製冷劑成分變成與負荷相適應的狀態。因此，實施例8的熱泵裝置能根據負荷狀態進行適當的能力控制。
《實施例9》以下結合圖17和圖18說明本發明實施例9的熱泵裝置。圖17是實施例9的熱泵裝置系統結構圖。圖18是實施例9的熱泵裝置的控制流程圖。在圖17中，凡與前述實施例8具有相同功能和結構的部分用相同符號表示並省略說明。
實施例9的熱泵裝置中封入非共沸混合製冷劑，壓縮機111、四通閥112、室外熱交換器113、室外主膨脹裝置128、室內主膨脹裝置129及室內熱交換器116用配管連接成環狀，構成製冷循環的主迴路。
精鎦分離器117為內部充填有充填材料(未圖示)的沿垂直方向延伸的直管，精鎦分離器117的頂部經過冷卻器118而與積存器119的頂部連通，積存器119的底部與精鎦分離器117的頂部連通。因此，精鎦分離器117的頂部、冷卻器118及積存器119連接成環狀而形成閉路。另外，積存器119的底部經過開閉閥123而與連接室外主膨脹裝置128和室內主膨脹裝置129的主迴路液體配管連接。
在實施例9的熱泵裝置中，室外主膨脹裝置128具有可完全關閉的結構，而且室內主膨脹裝置129也具有可完全關閉的結構。室外主膨脹裝置128和室內主膨脹裝置129受與記憶裝置130連接的運算控制裝置131的開閉控制。
記憶裝置130將用戶預先設定在期望值的設定空氣溫度值存儲。運算控制裝置131對壓縮機111的運轉狀態和室內外主膨脹裝置128、129的開度進行判斷。運算控制裝置131將記憶裝置130存儲的設定空氣溫度與室內溫度傳感器125檢測到的空氣溫度進行比較，根據其結果對開閉閥121、123進行開閉控制。這時，運算控制裝置131對室內外主膨脹裝置128、129的開度進行調節。
實施例9的熱泵裝置除了上述結構外，其他結構與前述實施例8的熱泵裝置相同。
以下結合圖18說明上述結構的實施例9的熱泵裝置的動作。
圖18是實施例9的熱泵裝置的控制流程圖。
在製冷運轉時，在要求壓縮機111起動後立即有較高製冷能力的場合，在開閉閥121和123關閉的狀態下，從壓縮機111吐出的高壓氣體製冷劑就通過四通閥112流入室外熱交換器113後冷凝成為高壓液體製冷劑。該高壓液體製冷劑在室外主膨脹裝置128中被減壓成吐出壓力與吸入壓力的中間壓力後，又在室內主膨脹裝置129中進一步減壓成吸入壓力附近的低壓二相製冷劑。減壓成低壓二相製冷劑後在室內熱交換器116中蒸發氣化的製冷劑經過四通閥112而再度被吸入壓縮機111。
在上述的製冷循環中判斷負荷(步驟2)。當用室內溫度傳感器125檢測到的室內機124的吸入空氣溫度t與記憶裝置130存儲的設定空氣溫度to之差大於規定值Δt(｜t-to｜＞Δt)、即製冷負荷較大時，開閉閥121、123的關閉信號從運算控制裝置131送出。結果開閉閥121和123保持關閉狀態(步驟1)。即，在上述製冷循環中，從壓縮機11吐出的製冷劑只在主迴路中循環。
在上述狀態下，由於開閉閥121和123關閉，精鎦分離器117經過副膨脹裝置122和冷卻器118而與壓縮機111的吸入配管連接，故精鎦分離器117、冷卻器118以及積存器119的內部成為低壓氣體，幾乎沒有製冷劑積存。
由於如上述那樣關閉開閉閥121和123，主迴路的製冷劑為保持充填成分的非共沸混合製冷劑，且以製冷劑量較多的狀態運轉。結果，實施例9的熱泵裝置可進行與負荷相適應的大能力運轉。
在步驟2對負荷進行判斷(步驟2)，當室內溫度傳感器125檢測到的室內機124的吸入空氣溫度t與記憶裝置130存儲的設定空氣溫度to之差的絕對值小於規定值Δt(｜t-to｜≤Δt)、即製冷負荷較小時，關閉開閉閥121且打開開閉閥123的信號從運算控制裝置131送出。結果，開閉閥121關閉，而開閉閥123打開(步驟3)。該狀態持續一定時間(T1) (步驟4)。通過這樣控制，能將密度大的液體或二相製冷劑直接積存於積存器119中，在主迴路中以製冷劑量較少的狀態下運轉。從而，實施例9的熱泵裝置可在短時間內完成製冷能力的降低。
然後，打開開閉閥121並關閉開閉閥123的信號從運算控制裝置131送出，開閉閥121打開而開閉閥123關閉(步驟5)。由此使從壓縮機111的吐出配管流出的高壓氣體製冷劑的一部分分流後流入開閉閥121。通過開閉閥121的製冷劑被副膨脹裝置120減壓並流入精鎦分離器117的底部後在精鎦分離器117內上升。
然後，在精鎦分離器117內上升的製冷劑流入冷卻器118。在冷卻器118內冷凝液化的液體製冷劑積存於積存器119中，先前積存的液體製冷劑則從積存器119的底部返回精鎦分離器117的頂部。返回精鎦分離器117頂部的製冷劑在精鎦分離器117內下降，並從精鎦分離器117的底部流入副膨脹裝置122。在副膨脹裝置122中減壓的二相製冷劑通過冷卻器118後流入壓縮機111和四通閥112之間的壓縮機111的吸入配管。
在開閉閥121打開、且開閉閥123關閉的狀態下，即，在精鎦分離作用過程中，運算控制裝置131檢測壓縮機111的停止狀態(步驟6)，當檢測到主膨脹裝置128和129不是完全關閉狀態時(步驟7)，將室外主膨脹裝置128和室內主膨脹裝置129完全關閉的信號就從運算控制裝置131送出。結果，成為室外主膨脹裝置128和室內主膨脹裝置129全被封閉的第1狀態(1)的主膨脹裝置操作(步驟8)。由此使主迴路分離成高壓側和低壓側。這時，高壓側的製冷劑從壓縮機111通過開閉閥121後送入副膨脹裝置120。在副膨脹裝置120中減壓的氣體製冷劑流入精鎦分離器111的底部後在精鎦分離器117內上升。然後，在精鎦分離器117內上升的製冷劑流入冷卻器118，並在冷卻器118內冷凝液化。該液體製冷劑積存於積存器119中，先前積存的液體製冷劑從積存器119的底部返回精鎦分離器117的頂部。返回精鎦分離器117的製冷劑在精鎦分離器117中下降，並從精鎦分離器117的底部流入副膨脹裝置122。在副膨脹裝置122減壓的二相製冷劑通過冷卻器118而流到壓縮機111和四通閥112之間的壓縮機111的吸入配管，一直到低壓側壓力與高壓側壓力均衡為止。這時，在冷卻器118中，被副膨脹裝置122減壓後的低溫二相製冷劑與從精鎦分離器117頂部流入冷卻器118的氣體製冷劑進行間接的熱交換。
這裡，由於是利用在製冷循環中焓最低的低溫低壓二相製冷劑作為冷卻器118的冷卻源，故能有效地利用製冷劑的潛熱，不僅能使冷卻器118小型化，而且能將精鎦分離器117頂部的氣體可靠地液化。
如上所述，從精鎦分離器117的底部流入的氣體製冷劑在冷卻器118中冷卻液化，並積存於積存器119中。並且，積存在積存器119中的製冷劑再度返回精鎦分離器117的頂部後沿精鎦分離器117下降。一旦連續發生這種狀態，在精鎦分離器117中上升的氣體製冷劑與下降的液體製冷劑就在精鎦分離器117內進行氣液接觸。由該氣液接觸而產生精鎦作用，低沸點多的製冷劑漸漸積存於積存器119中。另外，沿精鎦分離器117下降並通過副膨脹裝置122的製冷劑漸漸成為高沸點多的製冷劑成分，經過冷卻器118而被吸入壓縮機111。
如上所述，主迴路漸漸成為高沸點多的製冷劑成分，故能夠降低製冷能力。又由於積存器119中積存了低沸點製冷劑，故主迴路的製冷劑量減少，製冷劑量的減少能進一步降低能力，可實現與製冷負荷相適應的低能力運轉。另外，實施例9的熱泵裝置即使是在精鎦分離作用過程中壓縮機111停止的場合，也能繼續進行精鎦分離，直到製冷循環內的壓力均衡為止。
在上述狀態下，對負荷進行判斷(步驟9)。當負荷增大時、即用室內溫度傳感器125檢測到的室內機124的吸入空氣溫度t與記憶裝置130存儲的設定空氣溫度to之差的絕對值大於規定值Δt(｜t-to｜＞t)時，如果壓縮機111運轉(步驟10)，則開閉閥123的打開信號從運算控制裝置131送出。結果，開閉閥123再度打開(步驟12)。這時，運算控制裝置131進行負荷判斷(步驟9)，然後判斷壓縮機的運轉狀態(步驟10)。這時，在檢測到壓縮機111的停止狀態時，就設定主膨脹裝置128、129的開度(步驟11)，在步驟11中，主膨脹裝置操作成為第2狀態(2)，室外主膨脹裝置128為第1設定開度①，室內主膨脹裝置129為第2設定開度②。然後在步驟12中打開開閉閥123。
由於開閉閥123打開，積存在積存器119中的製冷劑流向主迴路。並且在經過規定時間後，從運算控制裝置131送出開閉閥121和開閉閥123的關閉信號，開閉閥121和123關閉。由此可在短時間內增加主迴路的製冷劑量，並且恢復到高能力的充填成分，能再度進行與負荷相適應的大能力運轉。
如上所述，實施例9的熱泵裝置利用室內機124的吸入空氣溫度與設定空氣溫度之差檢測負荷的大小，並對開閉閥121和123進行開閉控制。這樣，實施例9的熱泵裝置通過簡單操作就能將主迴路的製冷劑量和製冷劑成分變成與製冷負荷相適應的狀態，以進行能力控制。
在圖18中，t是室溫(測量值)，to是用戶設定的設定溫度，Δt是預先設定的室溫與設定溫度之間的溫度差(規定值)，T是開閉閥操作的第2狀態(2)的開始時間，T1是設定時間1(預先設定的開閉閥操作第2狀態(2)的持續時間)，T2是設定時間2(預先設定的開閉閥操作第4狀態(4)的持續時間)。
所謂開閉閥操作的第1狀態(1)，是指開閉閥121關閉、開閉閥123關閉的狀態。所謂開閉閥操作的第2狀態(2)，是指開閉閥121關閉、開閉閥123打開的狀態。所謂開閉閥操作的第3狀態(3)，是指開閉閥121打開、開閉閥123關閉的狀態。所謂開閉閥操作的第4狀態(4)，是指開閉閥123打開的狀態。所謂主膨脹裝置操作的第1狀態(1)，是指室外主膨脹裝置128為完全關閉狀態，室內主膨脹裝置129為完全關閉狀態。所謂主膨脹裝置操作的第2狀態(2)，是指室外主膨脹裝置128為第1設定開度①，室內主膨脹裝置129為第2設定開度②。
以下說明供暖運轉時的動作。
供暖運轉時只是製冷劑在主迴路中的流動方向相反，其他動作則均與前述製冷運轉時相同。
在供暖運轉時，在要求壓縮機111起動後立即有較高供暖能力的場合等，開閉閥121和123關閉。在此狀態下，從壓縮機111吐出的高壓氣體製冷劑通過四通閥112流入室內熱交換器116。在室內熱交換器116中冷凝成為高壓液體製冷劑，並被送到室內主膨脹裝置129。在室內主膨脹裝置129中被減壓到吐出壓力和吸入壓力的中間壓力的製冷劑在室外主膨脹裝置128中又被減壓成吸入壓力附近的低壓二相製冷劑。該低壓二相製冷劑在室外熱交換器113內蒸發氣化，並經過四通閥112而再度被吸入壓縮機111。
在上述製冷循環中判斷負荷(步驟2)。當室內溫度傳感器125檢測到的室內機124的吸入空氣溫度t與存儲在記憶裝置130的設定空氣溫度to之差大於規定值Δt(｜t-to｜＞t)、即供暖負荷較大時，開閉閥121和123的關閉信號從運算控制裝置131送出。並且持續開閉閥121和123的關閉狀態(步驟1)。因此，從壓縮機111吐出的製冷劑只在主迴路中循環。
這時，由於開閉閥121和123關閉，且精鎦分離器117經過副膨脹裝置122和冷卻器118而與壓縮機111的吸入配管連接，故精鎦分離器117、冷卻器118及積存器119的內部是低壓的氣體，幾乎沒有製冷劑積存。
通過如上述那樣將開閉閥121和123關閉，實施例9的熱泵裝置的主迴路的製冷劑是保持充填成分的非共沸混合製冷劑，且以製冷劑量較多的狀態運轉，能進行與負荷相適應的大能力運轉。
接著對負荷進行判斷(步驟2)，當室內溫度傳感器125檢測到的室內機124的吸入空氣溫度t與記憶裝置130存儲的設定空氣溫度to之差的絕對值小於規定值Δt(｜t-to｜≤Δt)、即供暖負荷較小時，關閉開閉閥121的信號和打開開閉閥123的信號從運算控制裝置131送出。結果，開閉閥121關閉，開閉閥123打開(步驟3)。這一狀態持續一定時間(T1) (步驟4)。在實施例9中，通過上述動作，可以將大密度的液體製冷劑或二相製冷劑直接積存於積存器119，能在主迴路中製冷劑量較少的狀態下運轉，能在短時間內降低能力。
然後，從運算控制裝置131送出打開開閉閥121的信號和關閉開閉閥123的信號。開閉閥121打開而開閉閥123關閉(步驟5)。由此使從壓縮機111的吐出配管流出的高壓氣體製冷劑的一部分分流並送往開閉閥121。通過開閉閥121的氣體製冷劑在副膨脹裝置120中減壓。在副膨脹裝置120中減壓的氣體製冷劑流入精鎦分離器117的底部後在精鎦分離器117內上升。
然後，流入冷卻器118，並在冷卻器118內冷凝液化。冷凝液化的液體製冷劑積存於積存器119中，先前積存的液體製冷劑則從積存器119的底部返回精鎦分離器117的頂部。返回精鎦分離器117的製冷劑沿精鎦分離器117內下降，並從精鎦分離器117的底部流入副膨脹裝置122。在副膨脹裝置122中減壓的二相製冷劑通過冷卻器118後流入壓縮機111和四通閥112之間的壓縮機111的吸入配管。
在開閉閥121打開、且開閉閥123關閉的狀態下，即，在精鎦分離作用過程中，運算控制裝置131檢測壓縮機111的停止狀態(步驟6)，當檢測到主膨脹裝置128和129不是完全關閉狀態時(步驟7)，將室外主膨脹裝置128和室內主膨脹裝置129完全關閉的信號就從運算控制裝置131送出。結果，室外主膨脹裝置128和室內主膨脹裝置129成為完全關閉狀態(步驟8)。
由此使主迴路分離成高壓側和低壓側。高壓側的製冷劑通過開閉閥121後在副膨脹裝置120中減壓。減壓後的氣體製冷劑流入精鎦分離器117的底部後在精鎦分離器117內上升。
然後，在精鎦分離器117內上升的製冷劑流入冷卻器118，並在冷卻器118內冷凝液化。冷凝液化後的液體製冷劑積存於積存器119中，先前積存的液體製冷劑從積存器119的底部返回精鎦分離器117的頂部。返回精鎦分離器117的製冷劑在精鎦分離器117中下降，並從精鎦分離器117的底部流入副膨脹裝置122。在副膨脹裝置122中減壓的二相製冷劑在低壓側壓力與高壓側壓力均衡之前通過冷卻器118而流到壓縮機111和四通閥112之間的壓縮機111的吸入配管。這時，在冷卻器118中，被副膨脹裝置122減壓後的低溫二相製冷劑與從精鎦分離器117頂部流入冷卻器118的氣體製冷劑進行間接的熱交換。
在上述的冷卻器118的熱交換中，由於是利用在製冷循環中焓最低的低溫低壓二相製冷劑作為冷卻器118的冷卻源，故能有效地利用製冷劑的潛熱，不僅能使冷卻器118小型化，而且能將精鎦分離器117頂部的氣體可靠地液化。
如上所述，從精鎦分離器117的底部流入的製冷劑在冷卻器118中冷卻液化，並積存於積存器119中。因此，積存器119中的積存量漸漸增加，積存器119中的製冷劑再度返回精鎦分離器117的頂部後沿精鎦分離器117下降。一旦連續發生這種狀態，在精鎦分離器117中上升的氣體製冷劑與下降的液體製冷劑就在精鎦分離器117內進行氣液接觸。由該氣液接觸而產生精鎦作用，低沸點多的製冷劑漸漸積存於積存器119中。另外，沿精鎦分離器117下降並通過副膨脹裝置122的製冷劑漸漸成為高沸點多的製冷劑成分，經過冷卻器118而被吸入壓縮機111。
如上所述，在實施例9的熱泵裝置上，主迴路漸漸成為高沸點多的製冷劑成分，能夠降低製冷能力。又由於積存器119中積存了低沸點製冷劑，故主迴路的製冷劑量減少，製冷劑量的減少能進一步降低能力，可實現與負荷相適應的低能力運轉。另外，實施例9的熱泵裝置即使是在精鎦分離作用過程中壓縮機111停止的場合，也能繼續進行精鎦分離，直到製冷循環的內壓力均衡為止。
在上述狀態下，對負荷進行判斷(步驟9)。當供暖負荷增大時、即用室內溫度傳感器125檢測到的室內機124的吸入空氣溫度t與記憶裝置130存儲的設定空氣溫度to之差的絕對值大於規定值Δt(｜t-to｜＞t)時，開閉閥123的打開信號從運算控制裝置131送出。結果，開閉閥123再度打開(步驟12)。這時，進行負荷判斷(步驟9)，然後判斷壓縮機的運轉狀態(步驟10)。在步驟10中，當檢測到壓縮機111的停止狀態時，就設定主膨脹裝置128、129的開度(步驟11)。然後在步驟12中打開開閉閥123。由於該開閉閥123打開，使積存在積存器119的製冷劑流向主迴路。而且在經過規定時間後，從運算控制裝置131送出開閉閥121和123的關閉信號，開閉閥121和123關閉。通過這樣對開閉閥121和123進行開閉控制，可在短時間內增加主迴路的製冷劑量，同時主迴路恢復到高能力的充填成分，能再度進行與負荷相適應的大能力運轉。
如上所述，實施例9的熱泵裝置利用室內機124的吸入空氣溫度與設定空氣溫度之差檢測負荷的大小，以對開閉閥121和123進行開閉控制，通過簡單操作就能將主迴路的製冷劑量和製冷劑成分變成與製冷負荷相適應的狀態。通過這樣變化主迴路的製冷劑量和製冷劑成分，實施例9的熱泵裝置能進行與負荷相適應的能力控制。
本發明的上述各實施例雖未詳細說明壓縮機，其實上述各實施例中不僅可使用恆速壓縮機，而且可使用極變壓縮機和具有氣缸旁路等能力控制裝置的壓縮機，或由變頻器組成的變速壓縮機。
另外，在本發明的上述各實施例中未詳細說明的開閉閥，可以是能將製冷劑流切斷的電子式膨脹閥或手動閥。
再有，在本發明上述各實施例中，作為封入的非共沸混合製冷劑，是R22的替代製冷劑，如果使用R32、R125、R134a三種單一製冷劑的混合物、即R407C，則可以擴大低沸點製冷劑R32、R125與高沸點製冷劑R134a之間的沸點差。通過使用上述製冷劑，不僅有利於精鎦分離性能，而且可增大能力降低的比率，能對於大幅度變化的負荷實行最佳的能力控制。
《實施例10》以下結合圖19和圖20說明本發明實施例10的熱泵裝置。圖19是實施例10的熱泵裝置系統結構圖。圖20是實施例10的熱泵裝置的控制流程圖。
實施例10的熱泵裝置中封入非共沸混合製冷劑，壓縮機211、四通閥212、室外熱交換器213、室外主膨脹裝置214、室內主膨脹裝置215及室內熱交換器216用配管連接成環狀，構成製冷循環的主迴路。
精鎦分離器217為內部充填有充填材料(未圖示)的沿垂直方向延伸的直管。精鎦分離器217的頂部經過冷卻器218而與積存器219的頂部連通，積存器219的底部與精鎦分離器217的頂部連接。因此，精鎦分離器217的頂部、冷卻器218及積存器219連接成環狀而形成閉路。另外，積存器219的底部經過開閉閥224而與連接室外主膨脹裝置214和室內主膨脹裝置215的主迴路的液體配管連接。
在實施例10中，冷卻器218的位置高於精鎦分離器217的頂部及積存器219的頂部。
連接精鎦分離器217的頂部和冷卻器218的配管與精鎦分離器217頂部的頂面連接。連接積存器219的底部與精鎦分離器217的頂部的配管與精鎦分離器217頂部的側面連接。
精鎦分離器217的底部經過副膨脹裝置220和開閉閥221而與壓縮機211的吐出配管連接。壓縮機211的吐出配管是連接壓縮機211的吐出部和四通閥212之間的配管。另外，精鎦分離器217的底部經過副膨脹裝置222、冷卻器218及開閉閥223而與壓縮機211的吸入配管連接。壓縮機211的吸入配管是連接壓縮機211的吸入部和四通閥212之間的配管。
在冷卻器218中，從精鎦分離器217的底部經副膨脹裝置222而流向開閉閥223的製冷劑與精鎦分離器217頂部的製冷劑間接地進行熱交換。冷卻器218可採用雙重管結構。
與主迴路連接的室內機225具有室內主膨脹裝置215、室內熱交換器216和室內溫度傳感器226等。室內溫度傳感器226檢測室內的空氣溫度(即室內機225的吸入空氣溫度)。另外，在室外熱交換器213的附近設有室外溫度傳感器227。該室外溫度傳感器227是檢測室外空氣溫度的溫度傳感器，設置在室外熱交換器213的空氣吸入部。
實施例10的熱泵裝置設有記憶裝置228及運算控制裝置229，記憶裝置228預先存儲用戶設定於期望值的設定空氣溫度值。運算控制裝置229判斷壓縮機211的運轉狀態。運算控制裝置229根據壓縮機211的運轉狀態、記憶裝置228的設定空氣溫度、室內溫度傳感器226檢測到的室內空氣溫度、室外溫度傳感器227檢測到的室外空氣溫度進行運算，並對三個開閉閥221、223、224進行開閉控制。
以下結合圖20說明上述結構的實施例10的熱泵裝置的動作。
圖20是實施例10的熱泵裝置的控制流程圖。
首先說明製冷運轉時的動作。
在製冷運轉起動後根據室外溫度傳感器227檢測到的室外溫度、室內溫度傳感器226檢測到的室內溫度及記憶裝置228中存儲的設定溫度預測空調負荷(步驟1)。這時，當判斷出預測的負荷Lo大於預先設定的負荷基準值Ls時(Lo≥Ls)，開閉閥221和開閉閥224關閉，開閉閥223打開(步驟2)。這時，如果積存器219中有液體製冷劑積存，則液體製冷劑流向主迴路，而只留下氣體製冷劑。
在開閉閥221和開閉閥224關閉、開閉閥223打開的開閉閥操作的第1狀態(1)下，從壓縮機211吐出的高壓氣體製冷劑就通過四通閥212流入室外熱交換器213後冷凝液化成為高壓液體製冷劑。然後，該高壓液體製冷劑在室外膨脹裝置214中被減壓成壓縮機211的吐出壓力和吸入壓力的中間壓力後，在室內主膨脹裝置215中進一步減壓成吸入壓力附近的低壓二相製冷劑。然後，在室內熱交換器216內蒸發氣化的製冷劑經過四通閥而再度被吸入壓縮機211。
在上述的製冷循環中判斷負荷(步驟3)，當用室內溫度傳感器226檢測到的室內機225的吸入空氣溫度t與記憶裝置228存儲的設定空氣溫度to之差的絕對值大於規定值Δt(｜t-to｜＞Δt)、即製冷負荷較大時，保持步驟2的狀態。即，從壓縮機211吐出的製冷劑只在主迴路中循環。這時，開閉閥221和開閉閥224關閉，開閉閥223打開，而且精鎦分離器217經過副膨脹裝置222和冷卻器218而與壓縮機211的吸入配管連接，故精鎦分離器217、冷卻器218及積存器219的內部為低壓氣體，幾乎沒有積存的製冷劑量。
通過形成上述的製冷循環，主迴路的製冷劑為保持充填成分的非共沸混合製冷劑，且主迴路以製冷劑量較多的狀態運轉。因此，實施例10的熱泵可進行與負荷相適應的大能力運轉。
然後在步驟3對負荷進行判斷。在步驟3中，當室內溫度傳感器226檢測到的室內機225的吸入空氣溫度t與記憶裝置228存儲的設定空氣溫度to之差的絕對值小於規定值Δt(｜t-to｜≤Δt)、即製冷負荷較小時，關閉開閉閥221和開閉閥223、打開開閉閥224的信號從運算控制裝置229送出。結果開閉閥221和開閉閥223關閉，開閉閥224打開(步驟4)。此狀態為開閉閥操作的第2狀態(2)。該狀態保持一定時間(T1)(步驟5)。通過這樣對開閉閥221、223、224進行開閉控制，可使密度大的液體或二相製冷劑直接積存於積存器219中，且以主迴路中製冷劑量較少的狀態運轉。結果，實施例10的熱泵裝置能在短時間內降低能力。
然後，在步驟6中，打開開閉閥221和開閉閥223、關閉開閉閥224的信號從運算控制裝置229送出，開閉閥221和開閉閥223打開，開閉閥224關閉。此狀態為開閉閥操作的第3狀態(3)。結果，高壓氣體的一部分從壓縮機211的吐出配管流出，並通過開閉閥221，在副膨脹裝置220中減壓。減壓後的氣體製冷劑流入精鎦分離器217的底部後在精鎦分離器217內上升。
然後，在精鎦分離器217內上升的製冷劑流入冷卻器218，在冷卻器218中冷凝液化的液體製冷劑積存於積存器219中，先前積存的製冷劑從積存器219的底部返回精鎦分離器217的頂部。返回精鎦分離器217的製冷劑在精鎦分離器217內下降並從精鎦分離器217底部流入副膨脹裝置222。在副膨脹裝置222中減壓的二相製冷劑通過冷卻器218和開閉閥223後流入連接壓縮機211和四通閥212之間的壓縮機211的吸入配管。
這時，在冷卻器218中，被副膨脹裝置222減壓的低溫二相製冷劑和從精鎦分離器217頂部流入冷卻器218的製冷劑間接地進行熱交換。
在上述冷卻器218的熱交換中，由於利用製冷循環中焓最低的低溫低壓的二相製冷劑作為冷卻器218的冷卻源，故能有效地利用潛熱，不僅能使冷卻器218小型化，而且能將精鎦分離器217頂部的氣體可靠地液化。
如上所述，從精鎦分離器217的底部流出的製冷劑在冷卻器218中冷卻液化，並積存於積存器219。然後積存器219的製冷劑再度返回精鎦分離器217的頂部後沿精鎦分離器217下降。一旦連續發生這種狀態，在精鎦分離器217中上升的製冷劑氣體與下降的製冷劑液體就在精鎦分離器217內產生氣液接觸。由於該氣液接觸而產生精鎦作用。低沸點多的製冷劑成分的製冷劑漸漸積存於積存器219中。結果，沿精鎦分離器217下降並通過副膨脹裝置220的製冷劑就漸漸成為高沸點多的製冷劑成分，並經過冷卻器218而被吸入壓縮機211。
這樣，主迴路漸漸成為高沸點多的製冷劑成分，能降低能力。又由於積存器219中積存了低沸點製冷劑，故主迴路的製冷劑量減少，製冷劑量的減少能進一步降低能力，可實現與製冷負荷相適應的低能力運轉。
在上述狀態下，進行壓縮機211的運轉判斷(步驟7)。在步驟7中判斷出壓縮機211正在運轉時，保持步驟6的狀態並進行負荷判斷(步驟8)，在步驟8中，當判斷為製冷負荷小時(｜t-to｜＜Δt)，保持步驟6的狀態。
另一方面，在步驟8中判斷為負荷大時(｜t-to｜≥Δt)，進入步驟9。當負荷增大時、即用室內溫度傳感器226檢測到的室內機225的吸入空氣溫度t與記憶裝置228存儲的設定空氣溫度to之差的絕對值大於規定值Δt(｜t-to｜≥Δt)時，開閉閥221和開閉閥224的打開信號從運算控制裝置229送出。結果，開閉221和開閉閥224再度打開(步驟9)。該狀態是開閉閥操作的第4狀態(4)。該狀態保持一定時間(T2)(步驟10)。
通過這樣打開開閉閥221、224，積存在積存器219中的製冷劑流入主迴路。然後，開閉閥221和開閉閥224的關閉信號從運算控制裝置229送出，開閉閥221和開閉閥224關閉(步驟2)。通過這樣開閉控制開閉閥221和224，可以在短時間內增加主迴路的製冷劑量，同時，主迴路返回到高能力的充填成分，實施例10的熱泵裝置可重新開始與負荷相適應的大能力運轉。
另一方面，在步驟7中，當判斷為壓縮機211停止時，開閉閥221、開閉閥223及開閉閥224的關閉信號從運算控制裝置229送出，開閉閥221、開閉閥223及開閉閥224關閉(步驟11)。該狀態是開閉閥操作的第5狀態(5)。然後，對壓縮機211的運轉進行判斷(步驟12)。在步驟12中，當判斷壓縮機211為停止運轉時，保持步驟111的狀態。而當判斷壓縮機211為正在運轉時，進行步驟6的開閉閥操作，並再度開始精鎦分離動作的運轉。
通過如上述那樣操作各開閉閥221、223、334，在精鎦分離的運轉中即使壓縮機211停止，積存在積存器219中的製冷劑也不會流入主迴路。因此，即使在上述狀態下，仍保持壓縮機即將停止之前的製冷劑成分比率，且從該製冷劑成分比率起再度開始分離運轉，故實施例10的熱泵裝置可以縮短到分離結束所需的時間。
另一方面，在剛起動後的負荷預測(步驟1)中，當判斷出預測的負荷Lo小於預先設定的負荷基準Ls(Lo＜Ls)時，對上次運轉停止時的負荷狀態進行判斷(步驟13)。在步驟13中，當判斷為在大負荷狀態下停止(Lh=1)時，進行前述的步驟2的操作，然後進行步驟3以下的分離運轉。
另一方面，在步驟13中，當判斷為上次運轉是在小負荷狀態下停止(Lh=0)時，開閉閥221、開閉閥223及開閉閥224的關閉信號從運算控制裝置229送出，結果，開閉閥221、開閉閥223及開閉閥224關閉(步驟14)。該狀態為開閉閥操作的第6狀態(6)。該狀態保持一定時間(T3)(步驟15)。
然後，進行負荷判斷(步驟16)，如果負荷還小於規定值(｜t-to｜≤Δt)，就保持步驟14的狀態運轉熱泵裝置。這樣，就在上次運轉中分離的低沸點製冷劑保持在積存器219中的狀態下運轉，可根據負荷重新開始小能力運轉。
另一方面，在步驟16中，當判斷為負荷大於規定值Δt(｜t-to｜＞Δt)時，就進入步驟2的開閉閥操作(第1狀態(1))，並將積存器219內的製冷劑放出到主迴路。因此，在主迴路中，瞬間流入充填成分狀態的混合非共沸混合製冷劑，並在製冷劑量多的狀態下運轉。結果，實施例10的熱泵裝置就能進行與負荷相適應的大能力運轉。
如上所述，實施例10的熱泵裝置只要檢測室內機225的吸入空氣溫度與設定空氣溫度之差，並對開閉閥221、開閉閥223、及開閉閥224進行開閉控制，就能將主迴路的製冷劑量和製冷劑成分變換成與製冷負荷相適應的狀態。從而，實施例10的熱泵裝置能進行與負荷狀態相適應的能力控制。
在圖20中，t是室溫(測量值)，to是用戶設定的設定溫度，Δt是預先設定的室溫與設定溫度之間的溫度差(規定值)，T是計量時間，T1是設定時間1(預先設定的開閉閥操作的第2狀態(2)的保持時間)，T2是設定時間2(預先設定的開閉閥操作的第4狀態(4)的保持時間)，T3是設定時間3(預先設定的開閉閥操作的第6狀態(6)的保持時間)，Lo是負荷預測基準值測量值，Ls是設定負荷基準值，Lh是負荷判斷值(負荷大=1，負荷小=0)。
另外，所謂開閉閥操作的第1狀態(1)，是指開閉閥221關閉、開閉閥223打開、開閉閥224關閉的狀態。所謂開閉閥操作的第2狀態(2)，是指開閉閥221關閉、開閉閥223關閉、開閉閥224打開的狀態。所謂開閉閥操作的第3狀態(3)，是指開閉閥221打開、開閉閥223打開、開閉閥224關閉的狀態。所謂開閉閥操作的第4狀態(4)，是指開閉閥221打開、開閉閥223關閉、開閉閥224打開的狀態。所謂開閉閥操作的第5狀態(5)，是指開閉閥221關閉、開閉閥223關閉、開閉閥224關閉的狀態。所謂開閉閥操作的第6狀態(6)，是指開閉閥221關閉、開閉閥223關閉、開閉閥224關閉的狀態。
以下說明供暖運轉時的動作。
供暖運轉時只是製冷劑在主迴路中的流動方向相反，其他動作則均與前述製冷運轉時相同。
在供暖運轉起動後根據室外溫度傳感器227檢測到的室外溫度、室內溫度傳感器226檢測到的室內溫度及記憶裝置228中存儲的設定溫度預測空調負荷(步驟1)。
在該步驟1中，當判斷預測的負荷Lo大於預先設定的負荷基準值Ls時(Lo≥Ls)，將開閉閥221和開閉閥224關閉，並將開閉閥223打開(步驟2)。
這時，如果積存器219中有製冷劑積存，則積存器219的液體製冷劑流向主迴路，積存器219中只留氣體製冷劑。在此狀態下，從壓縮機211吐出的高壓氣體製冷劑通過四通閥212流入室內熱交換器216後冷凝。冷凝成高壓液體的製冷劑被室內主膨脹裝置215減壓成為吐出壓力和吸入壓力中間的壓力。然後，中間壓力的製冷劑在室外主膨脹214中進一步減壓成吸入壓力附近的低壓。該被減壓為低壓二相製冷劑的製冷劑在室外熱交換器213中蒸發氣化，並經過四通閥212再度吸入壓縮機211。
在上述製冷循環中判斷負荷(步驟3)。在該步驟3中，當室內溫度傳感器226檢測到的室內機225的吸入空氣溫度t與存儲在記憶裝置228的室內機225的設定空氣溫度to之差的絕對值大於規定值Δt(｜t-to｜＞Δt)、即供暖負荷較大時，保持步驟2的狀態。即，從壓縮機211吐出的製冷劑只在主迴路中循環。
這時，開閉閥221和開閉閥224關閉，開閉閥223打開，且精鎦分離器217與壓縮機211的吸入配管連通，故精鎦分離器217、冷卻器218及積存器219的內部是低壓氣體，幾乎沒有製冷劑積存。
通過如上述那樣關閉開閉閥221、224，並打開開閉閥223，熱泵裝置主迴路的製冷劑是保持充填成分的混合狀態的非共沸混合製冷劑，且以製冷劑量較多的狀態運轉。因此，實施例10的熱泵裝置能進行與負荷相適應的大能力運轉。
然後，在步驟3對負荷進行判斷，當室內溫度傳感器226檢測到的室內機225的吸入空氣溫度t與記憶裝置228存儲的設定空氣溫度to之差的絕對值小於規定值Δt(｜t-to｜≤Δt)、即供暖負荷較小時，將開閉閥221和開閉閥223關閉、而將開閉閥224打開的信號從運算控制裝置229送出。結果，開閉閥221和開閉閥223關閉，開閉閥224打開(步驟4)。該狀態保持一定時間(T1)(步驟5)。
通過如上述那樣對開閉閥221、223、224進行開閉控制，可以將密度大的液體或二相製冷劑直接積存在積存器219中，以主迴路中製冷劑量較少的狀態運轉。結果，實施例10的熱泵裝置能在短時間內降低能力。
然後，將開閉閥221和開閉閥223打開的信號和將開閉閥224關閉的信號從運算控制裝置229送出。結果，開閉閥221和開閉閥223打開，開閉閥224關閉(步驟6)。
由此使高壓氣體製冷劑的一部分從壓縮機211的吐出配管流出，通過開閉閥221並被副膨脹裝置220減壓。被減壓的氣體製冷劑流入精鎦分離器217的底部後沿精鎦分離器217內上升。
然後，在精鎦分離器217內上升的製冷劑流入冷卻器218，並在冷卻器218中冷凝液化。冷凝液化後的液體製冷劑積存在積存器219中，先前積存的液體製冷劑則從積存器219的底部返回精鎦分離器217的頂部。返回精鎦分離器217的製冷劑在精鎦分離器217內下降，並從精鎦分離器217的底部流入副膨脹裝置222後被減壓。在副膨脹裝置222中減壓的二相製冷劑通過冷卻器218及開閉閥223後流入連接壓縮機211和四通閥212之間的壓縮機211的吸入配管。
這時，在該冷卻器218中，被副膨脹裝置222減壓的低溫的二相製冷劑與從精鎦分離器217頂部流入冷卻器218的氣相製冷劑間接地進行熱交換。
在冷卻器218中進行的熱交換中，由於是利用製冷循環中焓最低的低溫低壓的二相製冷劑作為冷卻218的冷卻源，故能有效地利用潛熱，不僅可使冷卻器218小型化，而且能可靠地將精鎦分離器217頂部的氣體液化。
這樣，從精鎦分離器217的底部流入的氣體製冷劑在冷卻器218中冷卻液化，並積存在積存器219中。而且，積存器219的製冷劑再度返回精鎦分離器217頂部，並沿精鎦分離器217下降。一旦這一狀態連續發生，沿精鎦分離器217上升的氣體製冷劑和下降的液體製冷劑就在精鎦分離器217內進行氣液接觸，並產生精鎦作用。結果，低沸點多的製冷劑成分的製冷劑漸漸積存在積存器219中。另外，沿精鎦分離器217下降且通過副膨脹裝置222的製冷劑漸漸成為高沸點多的製冷劑成分，並經過冷卻器218而被吸入壓縮機211。
這樣，主迴路漸漸成為高沸點多的製冷劑成分，故實施例10的熱泵裝置能降低能力。另外，由於低沸點的製冷劑積存於積存器219中，故主迴路的製冷劑量減少，由於製冷劑量減少，能進一步降低能力，實現與負荷相適應的低能力運轉。
在開閉閥221、223打開而開閉閥224關閉的第3狀態(3)下，判斷壓縮機211的運轉(步驟7)。在步驟7中，當判斷壓縮機211正在運轉時，保持步驟6的狀態並判斷負荷(步驟8)。當在步驟8中判斷供暖負荷小時(｜t-to｜＜Δt)，保持步驟6的第3狀態(3)。
另一方面，當在步驟8中判斷供暖負荷大時，進入步驟9。當供暖負荷大、即用室內溫度傳感器226檢測到的室內機225的吸入空氣溫度t與記憶裝置228存儲的設定空氣溫度to之差的絕對值大於規定值Δt(｜t-to｜≥Δt)時，開閉閥221和開閉閥224的打開信號從運算控制裝置229送出。結果，開閉閥221和開閉閥224再度打開(步驟9)。該狀態保持一定時間(步驟10)。
通過這樣打開開閉閥221和開閉閥224，使積存在積存器219中的製冷劑向主迴路流出。然後，開閉閥221和開閉閥224的關閉信號從運算控制裝置229送出，開閉閥221和開閉閥224關閉(步驟2)。通過這樣對開閉閥221和開閉閥224進行開閉控制，可使主迴路的製冷劑量在短時間內增加，主迴路返回到高能力的充填成分，故實施例10的熱泵裝置能重新開始與負荷相適應的大能力運轉。
另一方面，在步驟7中，當判斷為壓縮機211停止時，開閉閥221、開閉閥223及開閉閥224的關閉信號從運算控制裝置229送出。結果，開閉閥221、開閉閥223及開閉閥224關閉(步驟11)。然後，判斷壓縮機211的運轉(步驟12)。在步驟12中當判斷壓縮機211正在停止狀態時，保持步驟11的第5狀態(5)，當判斷壓縮機211為正在運轉時，進行步驟6的操作，並再度開始精鎦分離動作的運轉。
通過上述的開閉閥的開閉操作，在精鎦分離運轉中即使壓縮機211停止，積存在積存器219中的製冷劑也不會流入主迴路。因此，實施例10的熱泵裝置可以從壓縮機211即將停止之前的製冷劑成分比率重新開始分離運轉，可以縮短到分離結束所需的時間。
另一方面，在剛起動後的負荷預測(步驟1)中，當判斷出預測的負荷Lo小於預先設定的負荷基準Ls(Lo＜Ls)時，對上次運轉停止時的負荷狀態進行判斷(步驟13)。在步驟13中，當判斷為在大負荷狀態下停止時，進行步驟2的操作，然後進行步驟3以下的分離運轉。
另一方面，在步驟13中，當判斷為上次運轉是在小負荷狀態下停止時，開閉閥221、開閉閥223及開閉閥224的關閉信號從運算控制裝置229送出，開閉閥221、開閉閥223及開閉閥224關閉(步驟14)。該狀態保持一定時間(T3)(步驟15)。
然後，進行負荷判斷(步驟16)。在步驟16中，當判斷出負荷小於規定值Δt(｜t-to｜≤Δt)時，用保持步驟14狀態的第6狀態(6)進行運轉。這樣，就可將上次運轉中分離的低沸點製冷劑保持在積存器219中，可重新開始與負荷相適應的小能力運轉。
另外，在步驟16中，當判斷為負荷大於規定值Δt(｜t-to｜＞Δt)時，就進入步驟2的操作，將積存器219內的製冷劑放出到主迴路。由於這樣進行開閉閥操作，實施例10的熱泵裝置能在瞬間以保持充填成分的非共沸混合製冷劑且在製冷劑量多的狀態下運轉，能進行與負荷相適應的大能力運轉。
如上所述，實施例10的熱泵裝置只要檢測室內機225的吸入空氣溫度與設定空氣溫度之差，並對開閉閥221、開閉閥223、及開閉閥224進行開閉控制，就能將主迴路的製冷劑量和製冷劑成分變換成與製冷負荷相適應的狀態。從而，實施例10的熱泵裝置能進行與負荷狀態相適應的能力控制。
《實施例11》以下結合圖21和圖22說明本發明實施例11的熱泵裝置。圖21是實施例11的熱泵裝置系統結構圖。圖22是實施例11的熱泵裝置的控制流程圖。
實施例11的熱泵裝置中封入非共沸混合製冷劑，壓縮機211、四通閥212、室外熱交換器213、室外主膨脹裝置230、室內主膨脹裝置231及室內熱交換器216用配管連接成環狀，構成製冷循環的主迴路。
在實施例11中，與前述實施例10的熱泵裝置具有相同功能和結構的部分用相同符號表示並省略其說明。
實施例11的熱泵裝置與實施例10的熱泵裝置的最大區別在於用可完全封閉的室外主膨脹裝置230作為室外主膨脹裝置，並用可完全封閉的室內主膨脹裝置231作為室內主膨脹裝置。另外，在實施例11中，設有吸入壓力傳感器232和吐出壓力傳感器232。吸入壓力傳感器232設於壓縮機211的吸入配管，吐出壓力傳感器233設於壓縮機211的吐出配管。
在實施例11的熱泵裝置中，記憶裝置234存儲用戶預先設定於期望值的設定空氣溫度值及壓縮機211的吐出壓力與吸入壓力的設定壓差值。運算控制裝置235判斷壓縮機211的運轉狀態和主膨脹裝置230、231的開度。利用其判斷結果，運算控制裝置235對開閉閥221、223、224進行開閉操作。在運算控制裝置235的運算中，利用記憶裝置234的設定空氣溫度、室內溫度傳感器226檢測到的室內空氣溫度、室外溫度傳感器227檢測到的室外空氣溫度、吸入壓力傳感器232檢測到的吸入壓力以及吐出壓力傳感器233檢測到的吐出壓力。而且，運算控制裝置235根據其運算結果對開閉閥221、223、224進行開閉操作，並對室外主膨脹裝置230和室內主膨脹裝置231的開度進行調節。
實施例11的其他結構與前述實施例10相同，故省略其說明。
以下結合圖22說明上述結構的實施例11的熱泵裝置的製冷循環的動作。
圖22是實施例11的熱泵裝置的控制流程圖。
首先說明製冷運轉時的動作。
在製冷運轉起動後根據室外溫度傳感器227檢測到的室外溫度、室內溫度傳感器226檢測到的室內溫度及記憶裝置234中存儲的設定溫度來預測空調負荷(步驟1)。這時，當判斷預測的負荷Lo大於預先設定的負荷基準值Ls(Lo≥Ls)時，開閉閥221和開閉閥224關閉，開閉閥223打開(步驟2)。這時，如果積存器219中有製冷劑積存，則液體製冷劑通過開閉閥223流向主迴路，而只留氣體製冷劑。
在步驟2的開閉閥操作第1狀態(1)下，從壓縮機211吐出的高壓氣體製冷劑通過四通閥212流入室外熱交換器213後。要室外熱交換器214中冷凝液化的高壓液體製冷劑被室外膨脹裝置230減壓成吐出壓力和吸入壓力的中間壓力。然後，中間壓力的製冷劑在室內主膨脹裝置231中進一步減壓成吸入壓力附近的低壓。該低壓的二相製冷劑在室內熱交換器216內蒸發氣化並經過四通閥212而再度被吸入壓縮機211。
在上述的製冷循環中判斷負荷(步驟3)。在步驟3中，當用室內溫度傳感器226檢測到的室內機225的吸入空氣溫度t與記憶裝置234存儲的設定空氣溫度to之差的絕對值大於規定值Δt(｜t-to｜＞Δt)、即製冷負荷較大時，保持步驟2的第1狀態(1)。即，從壓縮機211吐出的製冷劑只在主迴路中循環。
這時，由於開閉閥221和開閉閥224關閉，開閉閥223打開，而且精鎦分離器217與壓縮機211的吸入配管連接，故精鎦分離器217、冷卻器218及積存器219的內部為低壓氣體，幾乎沒有製冷劑積存。
通過如上述那樣關閉開閉閥221和開閉閥224並打開開閉閥223，熱泵裝置的主迴路的製冷劑為保持充填成分的非共沸混合製冷劑，且主迴路以製冷劑量較多的狀態運轉。因此，實施例11的熱泵可進行與負荷相適應的大能力運轉然後對負荷進行判斷(步驟3)。在步驟3中，當室內溫度傳感器226檢測到的室內機225的吸入空氣溫度t與記憶裝置234存儲的設定空氣溫度to之差的絕對值小於規定值Δt(｜t-to｜≤Δt)、即製冷負荷較小時，關閉開閉閥221和開閉閥223並打開開閉閥224的信號從運算控制裝置235送出。結果開閉閥221和開閉閥223關閉，開閉閥224打開(步驟4)。此狀態為開閉閥操作的第2狀態(2)。該狀態保持一定時間(T1)(步驟5)。
由於開閉閥221和開閉閥223關閉而開閉閥224打開，實施例11的熱泵裝置可使密度大的液體或二相製冷劑直接積存於積存器219中，且主迴路以製冷劑量較少的狀態運轉。結果，實施例11的熱泵裝置能根據負荷而在短時間內降低能力。
然後，在步驟6中，打開開閉閥221和開閉閥223的信號及關閉開閉閥224的信號從運算控制裝置235送出，開閉閥221和開閉閥223打開，開閉閥224關閉(步驟6)。此狀態為開閉閥操作的第3狀態(3)。
結果，高壓氣體的一部分從壓縮機211的吐出配管流出，並通過開閉閥221而流入副膨脹裝置220。然後，在副膨脹裝置220中減壓的氣體製冷劑流入精鎦分離器217的底部後在精鎦分離器217內上升。
然後，在精鎦分離器217內上升的氣體製冷劑流入冷卻器218。在冷卻器218中冷凝液化的液體製冷劑積存於積存器219中，先前積存的製冷劑從積存器219的底部返回精鎦分離器217的頂部。返回精鎦分離器217的製冷劑在精鎦分離器217內下降並從精鎦分離器217底部流入副膨脹裝置222。在副膨脹裝置222中減壓的二相製冷劑通過冷卻器218和開閉閥223後流入連接壓縮機211和四通閥212之間的壓縮機211的吸入配管。這時，在冷卻器218中，被副膨脹裝置222減壓的低溫二相製冷劑和從精鎦分離器217頂部流入冷卻器218的氣體製冷劑間接地進行熱交換。
在上述冷卻器218的熱交換中，由於利用製冷循環中焓最低的低溫低壓的二相製冷劑作為冷卻器218的冷卻源，故能有效地利用製冷劑的潛熱，不僅能使冷卻器218小型化，而且能將精鎦分離器217頂部的氣體可靠地液化。
如上所述，從精鎦分離器217的底部流入的氣體製冷劑在冷卻器218中冷卻後液化，並積存於積存器219。然後積存器219的製冷劑再度返回精鎦分離器217的頂部後沿精鎦分離器217下降。一旦連續發生這種狀態，在精鎦分離器217中上升的製冷劑氣體與下降的製冷劑液體就在精鎦分離器217內產生氣液接觸。由於該氣液接觸而產生精鎦作用。低沸點多的製冷劑漸漸積存於積存器219中。另外，沿精鎦分離器217下降並通過副膨脹裝置222的製冷劑漸漸成為高沸點多的製冷劑成分，並經過冷卻器218和開閉閥223而被吸入壓縮機211。
這樣，在實施例11的熱泵裝置中，主迴路漸漸成為高沸點多的製冷劑成分，能降低能力。又由於積存器219中積存了低沸點製冷劑，故主迴路的製冷劑量減少，製冷劑量的減少能進一步降低能力。從而，實施例11的熱泵裝置可實現與製冷負荷相適應的低能力運轉。
然後，在開閉閥221和開閉閥223打開、開閉閥224關閉的步驟6的狀態下，進行壓縮機211的運轉判斷(步驟7)。在步驟7中，當判斷壓縮機211正在運轉時，保持步驟6的狀態並進行負荷判斷(步驟8)，在步驟8中，當判斷製冷負荷小於規定值Δt時(｜t-to｜＜Δt)，保持步驟6的狀態。
另一方面，在步驟8中判斷製冷負荷大於規定值Δt時(｜t-to｜≥Δt)，進入步驟9。當製冷負荷增大時、即用室內溫度傳感器226檢測到的室內機225的吸入空氣溫度t與記憶裝置234存儲的設定空氣溫度to之差的絕對值大於規定值Δt時，開閉閥221和開閉閥224的打開信號從運算控制裝置235送出，開閉221和開閉閥224再度打開(步驟9)。該狀態是開閉閥操作的第4狀態(4)。該第4狀態(4)狀態保持一定時間(T2)(步驟10)。
通過打開開閉閥221和開閉閥224，使積存在積存器219中的製冷劑返回主迴路。然後，開閉閥221和開閉閥224的關閉信號從運算控制裝置235送出，開閉閥221和開閉閥224關閉(步驟2)。由此在短時間內增加主迴路的製冷劑量，同時，主迴路返回到高能力的充填成分，熱泵裝置可重新開始與負荷相適應的大能力運轉。
另一方面，在步驟7中，當判斷為壓縮機211停止時，室外主膨脹裝置230和室內主膨脹裝置231的完全關閉信號從運算控制裝置235送出。結果，室外主膨脹裝置230和室內主膨脹裝置231完全關閉(步驟11)。該狀態是主膨脹裝置操作的第1狀態(1)。
然後，運算控制裝置235利用來自吸入壓力傳感器232和吐出壓力傳感器233的測量值算出吐出壓力與吸入壓力的壓力差ΔP，並與預先設定且存儲在記憶裝置234中的壓差值Ps進行比較(步驟12)。在步驟12中，當壓力差ΔP大於壓差值Ps時(ΔP≥Ps)，重複進行該壓差運算。另一方面，當壓力差ΔP小於壓差值Ps時(ΔP＜Ps)，開閉閥221、開閉閥223及開閉閥224的關閉信號從運算控制裝置235送出，開閉閥221、開閉閥223及開閉閥224關閉(步驟13)。
然後，對壓縮機211的運轉進行判斷(步驟14)，當判斷壓縮機211停止時，保持步驟13的開閉閥操作第5狀態(5)。當判斷壓縮機211為正在運轉時，將室外主膨脹裝置230和室內主膨脹裝置231打開到預定開度的信號從運算控制裝置235送出。結果，室外主膨脹裝置230和室內主膨脹裝置231打開到預定開度(步驟15)。在步驟15中，室外主膨脹裝置230為第1設定開度①，室內主膨脹裝置231為第2設定開度②。在此狀態之後進行步驟6的操作，並再度開始精鎦分離動作的運轉。
通過如上述的主膨脹裝置操作，即使分離運轉中壓縮機211為停止狀態，積存在積存器219中的製冷劑也不會流入主迴路。因此，可以從壓縮機211即將停止之前的製冷劑成分比率再度開始分離運轉，可以縮短到分離結束所需的時間。
另一方面，在剛起動後的負荷預測(步驟1)中，當判斷預測的負荷Lo小於預先設定的負荷基準Ls(Lo＜Ls)時，對上次運轉停止時的負荷狀態進行判斷(步驟16)。在步驟16中，當判斷為在大負荷狀態下停止時，進行步驟2的開閉閥操作(第1狀態(1))，然後進行步驟3以下的分離運轉。
另一方面，在步驟16中，當判斷為上次運轉是在小負荷狀態下停止時，開閉閥221、開閉閥223及開閉閥224的關閉信號從運算控制裝置235送出，結果，開閉閥221、開閉閥223及開閉閥224關閉(步驟17)。該狀態保持一定時間(T3)(步驟18)。然後，進行負荷判斷(步驟19)，如果負荷小於規定值Δt(｜t-to｜≤Δt)，就保持步驟17的狀態進行運轉。
通過將開閉閥221、223、224關閉，就將在上次運轉中分離的低沸點成分的製冷劑保持在積存器219中，熱泵裝置可重新開始與負荷相適應的小能力運轉。
另一方面，在步驟19中，當判斷為負荷大時，就進入步驟2的操作，積存器219內的製冷劑放出到主迴路。因此，主迴路中立即成為保持充填成分的非共沸混合製冷劑，並在製冷劑量多的狀態下運轉，熱泵裝置就能進行與負荷相適應的大能力運轉。
如上所述，只要根據室內機225的吸入空氣溫度與設定空氣溫度之差檢測負荷大小後對開閉閥221、開閉閥223、及開閉閥224進行開閉控制，就能將主迴路的製冷劑量和製冷劑成分變換成與製冷負荷相適應的狀態。從而，實施例11的熱泵裝置能在更短時間內進行與負荷狀態相適應的能力控制。
在圖22中，t是室溫(測量值)，to是用戶設定的設定溫度，Δt是預先設定的室溫與設定溫度之間的溫度差(規定值)，T是計量時間，T1是設定時間1(預先設定的開閉閥操作的第2狀態(2)的保持時間)，T2是設定時間2(預先設定的開閉閥操作的第4狀態(4)的保持時間)，T3是設定時間3(預先設定的開閉閥操作的第6狀態(6)的保持時間)，Lo是負荷預測基準值測量值，Ls是設定負荷基準值，Lh是負荷判斷值(負荷大=1，負荷小=0)，ΔP是測量的壓力差(測量值)，Ps是預先設定的壓力差。
另外，所謂開閉閥操作的第1狀態(1)，是指開閉閥221關閉、開閉閥223打開、開閉閥224關閉的狀態。所謂開閉閥操作的第2狀態(2)，是指開閉閥221關閉、開閉閥223關閉、開閉閥224打開的狀態。所謂開閉閥操作的第3狀態(3)，是指開閉閥221打開、開閉閥223打開、開閉閥224關閉的狀態。所謂開閉閥操作的第4狀態(4)，是指開閉閥221打開、開閉閥223關閉、開閉閥224打開的狀態。所謂開閉閥操作的第5狀態(5)，是指開閉閥221關閉、開閉閥223關閉、開閉閥224關閉的狀態。所謂開閉閥操作的第6狀態(6)，是指開閉閥221關閉、開閉閥223關閉、開閉閥224關閉的狀態。
以下說明供暖運轉時的動作。
供暖運轉時只是製冷劑在主迴路中的流動方向相反，其他動作則均與前述製冷運轉時相同。
在供暖運轉起動後根據室外溫度傳感器227檢測到的室外溫度、室內溫度傳感器226檢測到的室內溫度及記憶裝置234中存儲的設定溫度來預測空調負荷(步驟1)。在該步驟1中，當判斷預測的負荷Lo大於預先設定的負荷基準值Ls時(Lo≥Ls)，將開閉閥221和開閉閥224關閉，並將開閉閥223打開(步驟2)。
開閉閥221和開閉閥224關閉、開閉閥223打開的第1狀態(1)下，如果積存器219中有製冷劑積存，則該液體製冷劑通過開閉閥223而流向主迴路，積存器219中只留氣體製冷劑。在此第1狀態(1)下，從壓縮機211吐出的高壓氣體製冷劑通過四通閥212流入室內熱交換器216後冷凝。冷凝後的高壓液體製冷劑被室內主膨脹裝置231減壓成為吐出壓力和吸入壓力中間的壓力後，在室外主膨脹230中進一步減壓成吸入壓力附近的低壓。該被減壓的低壓二相製冷劑在室外熱交換器213中蒸發氣化，並經過四通閥212再度吸入壓縮機211。
在上述製冷循環中判斷負荷(步驟3)。在該步驟3中，當室內溫度傳感器226檢測到的室內機225的吸入空氣溫度t與存儲在記憶裝置234的設定空氣溫度to之差的絕對值大於規定值Δt(｜t-to｜＞t)、即製冷負荷較大時，保持步驟2的狀態。即，從壓縮機211吐出的製冷劑只在主迴路中循環。
由於開閉閥221和開閉閥224關閉，開閉閥223打開，且精鎦分離器217與壓縮機211的吸入配管連通，故精鎦分離器217、冷卻器218及積存器219的內部是低壓氣體，幾乎沒有製冷劑積存。
實施例11熱泵裝置通過上述動作，使主迴路的製冷劑成為保持充填成分的混合狀態的非共沸混合製冷劑，且主迴路以製冷劑量較多的狀態運轉。因此，熱泵裝置能進行與負荷相適應的大能力運轉。
然後，在步驟3對負荷進行判斷，當室內溫度傳感器226檢測到的室內機225的吸入空氣溫度(室溫)t與記憶裝置234存儲的設定空氣溫度to之差的絕對值小於規定值Δt(｜t-to｜≤Δt)、即製冷負荷較小時，將開閉閥221和開閉閥223關閉、而將開閉閥224打開的信號從運算控制裝置235送出。結果，開閉閥221和開閉閥223關閉，開閉閥224打開(步驟4)。該狀態保持一定時間(T1)(步驟5)。
通過如上述那樣對開閉閥進行開閉操作，可以將密度大的液體或二相製冷劑直接積存在積存器219中，主迴路以製冷劑量較少的狀態運轉。結果，實施例11的熱泵裝置能在短時間內降低能力。
然後，在步驟6中，將開閉閥221和開閉閥223打開且將開閉閥224關閉的信號從運算控制裝置235送出，開閉閥221和開閉閥223打開，開閉閥224關閉。
由於開閉閥221和開閉閥223打開、開閉閥224關閉，使高壓氣體製冷劑的一部分從壓縮機211的吐出配管流出，通過開閉閥211並在副膨脹裝置220中減壓。該減壓後的氣體製冷劑流入精鎦分離器217的底部後沿精鎦分離器217內上升。
然後，在精鎦分離器217內上升的製冷劑流入冷卻器218。在冷卻器218中冷凝液化後的液體製冷劑積存在積存器219中，先前積存的液體製冷劑則從積存器219的底部返回精鎦分離器217的頂部。返回精鎦分離器217的製冷劑在精鎦分離器217內下降，並從精鎦分離器217的底部流入副膨脹裝置222，被減壓的二相製冷劑通過冷卻器218及開閉閥223後流入連接壓縮機211和四通閥212之間的壓縮機211的吸入配管。
這時，在該冷卻器218中，被副膨脹裝置222減壓的低溫的二相製冷劑與從精鎦分離器217頂部流入冷卻器218的氣相製冷劑間接地進行熱交換。
在冷卻器218的熱交換中，由於是利用製冷循環中焓最低的低溫低壓的二相製冷劑作為冷卻器218的冷卻源，故能有效地利用製冷劑的潛熱，不僅可使冷卻器218小型化，而且能可靠地將精鎦分離器217頂部的氣體液化。
這樣，從精鎦分離器217的底部流入的氣體製冷劑在冷卻器218中冷卻後液化，並積存在積存器219中。而且，積存器219的製冷劑再度返回精鎦分離器217頂部後沿精鎦分離器217下降。
一旦這一狀態連續發生，沿精鎦分離器217上升的氣體製冷劑和下降的液體製冷劑就在精鎦分離器217內進行氣液接觸。由該氣液接觸而產生精鎦作用，低沸點多的製冷劑成分的製冷劑漸漸積存在積存器219中。另外，沿精鎦分離器217下降且通過副膨脹裝置222的製冷劑漸漸成為高沸點多的製冷劑，並經過冷卻器218而被吸入壓縮機211。
這樣，主迴路漸漸成為高沸點多的製冷劑成分，能降低能力。另外，由於低沸點的製冷劑積存於積存器219中，故主迴路的製冷劑量減少，由於主迴路製冷劑量減少，能進一步降低能力。從而，實施例11的熱泵裝置能實現與負荷相適應的低能力運轉。
在上述的開閉閥221和開閉閥223打開而開閉閥224關閉的狀態下，判斷壓縮機211的運轉(步驟7)。在步驟7中，當判斷壓縮機211正在運轉時，保持步驟6的狀態並判斷負荷(步驟8)。當在步驟8中判斷製冷負荷小時(｜t-to｜＜Δt)，保持步驟6的狀態。
另一方面，在步驟8中，當判斷製冷負荷大、即用室內溫度傳感器226檢測到的室內機225的吸入空氣溫度t與記憶裝置234存儲的設定空氣溫度to之差的絕對值大於規定值Δt(｜t-to｜≥Δt)時，開閉閥221和開閉閥224的打開信號從運算控制裝置235送出。結果，開閉閥221和開閉閥224再度打開(步驟9)。該狀態保持一定時間(T2)(步驟10)。
由此使積存在積存器219中的製冷劑向主迴路流出。然後，開閉閥221和開閉閥224的關閉信號從運算控制裝置235送出，開閉閥221和開閉閥224關閉(步驟2)。結果可使主迴路的製冷劑量在短時間內增加，且主迴路返回到高能力的充填成分，實施例11的熱泵裝置能重新開始與負荷相適應的大能力運轉。
另一方面，在步驟7中，當判斷為壓縮機211停止時，室外主膨脹裝置230和室內主膨脹裝置231的完全關閉信號從運算控制裝置235送出，室外主膨脹裝置230和室內主膨脹裝置231完全關閉(步驟11)。
然後，根據吸入壓力傳感器232和吐出壓力傳感器233的測量值，運算控制裝置235算出吐出壓力與吸入壓力的壓力差ΔP。運算控制裝置235將算出的壓力差ΔP與預先設定且存儲在記憶裝置234中的壓差值Ps進行比較(步驟12)。在步驟12中，當壓力差ΔP大於壓差值Ps時(ΔP≥Ps)，重複進行該壓差運算。另一方面，在步驟12中，當壓力差ΔP小於壓差值Ps時(ΔP＜Ps)，開閉閥221、開閉閥223及開閉閥224的關閉信號從運算控制裝置235送出。結果，開閉閥221、開閉閥223及開閉閥224關閉(步驟13)。
然後，對壓縮機211的運轉進行判斷(步驟14)，當判斷壓縮機211停止時，保持步驟13的狀態。另一方面，在步驟14中，當判斷壓縮機211為正在運轉時，運算控制裝置235送出將室外主膨脹裝置230和室內主膨脹裝置231打開到預定開度的信號。結果室外主膨脹裝置230和室內主膨脹裝置231打開到預定開度(步驟15)。然後進行步驟6的操作，並再度開始分離運轉。
通過上述的開閉閥操作，即使分離運轉中壓縮機211為停止狀態，積存在積存器219中的製冷劑也不會流入主迴路。因此，實施例11的熱泵裝置可以從壓縮機211即將停止之前的製冷劑成分比率起再度開始分離運轉，可以縮短到分離結束所需的時間。
另一方面，在剛起動後的負荷預測(步驟1)中，當判斷預測的負荷Lo小於預先設定的負荷基準Ls時，對上次運轉停止時的負荷狀態進行判斷(步驟16)。在步驟16中，當判斷為在大負荷狀態下停止時，進行步驟2的開閉閥操作(第1狀態(1))，然後進行步驟3以下的分離運轉。
另一方面，在步驟16中，當判斷為上次運轉是在小負荷狀態下停止時，開閉閥221、開閉閥223及開閉閥224的關閉信號從運算控制裝置235送出，結果，開閉閥221、開閉閥223及開閉閥224關閉(步驟17)。該狀態保持一定時間(T3)(步驟18)。然後，進行負荷判斷(步驟19)，如果負荷小，就保持步驟17的狀態進行運轉。
通過如上述那樣操作開閉閥，實施例11的熱泵裝置可將在上次運轉中分離的低沸點製冷劑保持在積存器219中，可重新開始與負荷相適應的小能力運轉。
另一方面，在步驟19中，當判斷為負荷大時，就進入步驟2的操作，將積存器219內的製冷劑放出到主迴路。因此，主迴路中立即成為保持充填成分的非共沸混合製冷劑，並在製冷劑量多的狀態下運轉，結果，實施例11的熱泵裝置就能進行與負荷相適應的大能力運轉。
如上所述，只要根據室內機225的吸入空氣溫度與設定空氣溫度之差檢測負荷大小後對開閉閥221、開閉閥223、及開閉閥224進行開閉，就能將主迴路的製冷劑量和製冷劑成分變換成與製冷負荷相適應的狀態。從而，實施例11的熱泵裝置能進行與負荷狀態相適應的能力控制。
再有，實施例11的熱泵裝置中封入的非共沸混合製冷劑是R22的替代製冷劑，如果使用R32、R125、R134a三種單一製冷劑的混合物、即R407C，則可以擴大低沸點製冷劑R32、R125與高沸點製冷劑R134a之間的沸點差，有利於精鎦分離性能。另外，通過用R407C作為非共沸混合製冷劑，實施例11的熱泵裝置可以增大能力降低的比率，能對於大幅度變化的負荷實行最佳的能力控制。
《實施例12》以下結合圖23及圖24說明本發明實施例12的熱泵裝置。圖23是實施例12的熱泵裝置的系統結構圖。圖24是實施例12的熱泵裝置的控制流程圖。
在實施例12的熱泵裝置中封入非共沸混合製冷劑，由壓縮機311、四通閥312、室外熱交換器313、室外主膨脹裝置314、室內主膨脹裝置315以及室內熱交換器316用配管連接成環狀，構成製冷循環的主迴路。
精鎦分離器317的內部充填有充填材料(未圖示)，是沿垂直方向延伸的直管。精鎦分離器317的頂部經過冷卻器318與積存器319的頂部連通。而且積存器319的底部與精鎦分離器317的頂部連通。從而，精鎦分離器317的頂部、冷卻器318、及積存器319環狀連接成閉路。
積存器319的頂部位置高於精鎦分離器317的頂部。冷卻器318的位置高於積存器319的頂部。
連接精鎦分離器317的頂部和冷卻器318的配管與精鎦分離器317頂部的頂面連接。連接積存器319底部和精鎦分離器317頂部的配管與精鎦分離器317頂部的側面連接。
從精鎦分離器317的底部引出的配管經過副膨脹裝置321和開閉閥320而與連接在室外主膨脹裝置314和室內主膨脹裝置315之間的配管連接。精鎦分離器317的底部經過副膨脹裝置322、冷卻器318及開閉閥323而與壓縮機311的吸入配管連接。該吸入配管是連接壓縮機311和四通閥312之間的配管。
在冷卻器318中，從精鎦分離器317的底部經過副膨脹裝置322而流向開閉閥323的製冷劑與精鎦分離器317頂部的製冷劑間接地進行熱交換。實施例12中的冷卻器318可採用雙重管結構。
積存器319的底部經過開閉閥324而與連接壓縮機311和四通閥312之間的壓縮機311的吸入配管連接。
主迴路的室內機325具有室內主膨脹裝置315、室內熱交換器316和室內溫度傳感器326等，室內溫度傳感器326檢測室內的空氣溫度(即室內機325的吸入空氣溫度)。記憶裝置327存儲用戶預先設定於期望值的設定空氣溫度值。運算控制裝置328將室內溫度傳感器326檢測到的吸入空氣溫度t與記憶裝置327所存儲的設定空氣溫度to之間的溫度差的絕對值與規定值進行比較，並根據比較結果對開閉閥320、323、324進行開閉控制。
以下結合圖24說明上述結構的實施例12的熱泵裝置的動作。
圖24是實施例12的熱泵裝置的控制流程圖。
在以下的說明中，是從壓縮機311剛起動後等需要高能力的場合開始。
首先，在製冷運轉剛起動後，開閉閥320關閉，開閉閥323、324打開(步驟1)。這時，從壓縮機311吐出的高溫高壓製冷劑經過四通閥312後流入室外熱交換器313，在室外熱交換器313中冷凝液化。該冷凝液化的製冷劑流入室外主膨脹裝置314中並減壓為中間壓力。
在上述狀態下判斷負荷(步驟2)。當用室內溫度傳感器326檢測到的室內機325的吸入空氣溫度t與記憶裝置327存儲的設定空氣溫度to之差的絕對值大於規定值Δt(｜t-to｜＞Δt)、即製冷負荷較大時，開閉閥320的關閉信號和開閉閥323、324的打開信號從運算控制裝置328送出。即開閉閥320保持關閉狀態，開閉閥323和324保持打開狀態。
從而，從室外主膨脹裝置314流出的中間壓力的製冷劑全部流入室內主膨脹裝置315並成為低壓。而且，流入室內熱交換器316的製冷劑蒸發並將設置室內機325的空間冷卻。然後，製冷劑通過四通閥312後再度被吸入壓縮機311。
在上述製冷循環中，由於開閉閥320關閉且開閉閥323和324打開，且精鎦分離器317經過開閉閥323和324而與壓縮機311的吸入配管連接，故精鎦分離器317、冷卻器318及積存器319的內部為低壓氣體，幾乎沒有製冷劑積存。
通過如上述那樣關閉開閉閥320並打開開閉閥323和324，主迴路的製冷劑為保持充填成分的非共沸混合製冷劑，且以製冷劑量較多的狀態運轉。因此，實施例12的熱泵可進行與負荷相適應的大能力運轉。
然後對負荷進行判斷(步驟2)，當室內溫度傳感器326檢測到的室內機325的吸入空氣溫度t與記憶裝置327存儲的設定空氣溫度to之差的絕對值小於規定值Δt(｜ t-to ｜≤Δt)、即製冷負荷較小時，開閉閥320和323的打開信號和開閉閥324的關閉信號從運算控制裝置328送出。結果開閉閥320和323打開，開閉閥324關閉(步驟3)。在此狀態下，從室外主膨脹裝置314流出的中間壓力的二相製冷劑的一部分通過開閉閥320及副膨脹裝置321後流入精鎦分離器317的底部。
在該狀態的初始階段，精鎦分離器317、冷卻器318及積存器319的內部幾乎沒有製冷劑，是空的。因此通過開閉閥320和副膨脹裝置321而流入精鎦分離器317底部的製冷劑的一部分通過精鎦分離器317後積存於積存器319中。另外，精鎦分離器317的一部分製冷劑通過副膨脹裝置322後被減壓，成為低溫的二相製冷劑後流入冷卻器318。在冷卻器318中，低溫的二相製冷劑與精鎦分離器317頂部的製冷劑間接地進行熱交換。
一旦積存器319的製冷劑漸漸增加，就會由於積存器319內液體製冷劑的落差而流入精鎦分離器317並沿精鎦分離器317下降。在此狀態下，幾乎沒有沿精鎦分離器317上升的液體製冷劑，而主要是氣體製冷劑開始從精鎦分離器317的底部沿精鎦分離器317上升。而且，冷卻器318中冷卻後液化的液體製冷劑一邊積存於積存器319，一邊再度返回精鎦分離器317頂部後沿精鎦分離器317下降。
一旦連續發生這種狀態，在精鎦分離器317中上升的製冷劑氣體與下降的製冷劑液體就在精鎦分離器317內產生氣液接觸。由於該氣液接觸而產生精鎦作用。低沸點多的製冷劑漸漸積存於積存器319中。另外，沿精鎦分離器317下降的製冷劑漸漸成為高沸點多的製冷劑成分。因此，沿精鎦分離器317下降的製冷劑與通過開閉閥320和副膨脹裝置321而流入精鎦分離器317底部的二相製冷劑合流後通過副膨脹裝置322、冷卻器318和打開的開閉閥323而被吸入壓縮機311。
這樣，主迴路漸漸成為高沸點多的製冷劑成分，在負荷小的場合，能降低到相適應的能力。又由於積存器319中積存了低沸點製冷劑，故主迴路的製冷劑量減少，製冷劑量的減少能進一步降低能力。從而，實施例12的熱泵裝置可實現與製冷負荷相適應的低能力運轉。
在冷卻器318的熱交換中，是利用製冷循環中焓最低的低溫低壓的二相製冷劑作為冷卻318的冷卻源。因此實施例12的熱泵裝置故能有效地利用潛熱，不僅可使冷卻器318小型化，而且能可靠地將精鎦分離器317頂部的氣體液化。
然後，在開閉閥320和323打開、開閉閥324關閉的狀態下進行負荷判斷(步驟4)，在步驟4中，當判斷製冷負荷大時、即用室內溫度傳感器326檢測到的室內機325的吸入空氣溫度t與記憶裝置327存儲的設定空氣溫度to之差的絕對值大於規定值Δt(｜t-to｜＞Δt)時，開閉閥320的關閉信號和開閉閥323、324的打開信號從運算控制裝置328送出，結果開閉320再度關閉，開閉閥323、324打開(步驟1)。
通過關閉開閉閥320和打開開閉閥323、324，使積存在積存器319中的製冷劑經過開閉閥323、324而被吸引到壓縮機311。結果，主迴路的製冷劑成分返回到高能力的充填成分，而且主迴路的製冷劑量增加。從而實施例12熱泵裝置可重新開始與負荷相適應的大能力運轉。
實施例12的熱泵裝置由於在積存器319和壓縮機311的吸入配管之間設置開閉閥324，故可使積存器319內的製冷劑在短時間內流出到主迴路，對於負荷有良好的適應性。
如上所述，只要根據室內機325的吸入空氣溫度與設定空氣溫度之差檢測負荷大小後對開閉閥320、323、324進行開閉控制，就能變換主迴路的製冷劑量和製冷劑成分。從而，實施例12的熱泵裝置能根據負荷進行能力控制。
以下說明供暖運轉時的動作。
供暖運轉時只是製冷劑在主迴路中的流動方向相反，其他動作則均與前述製冷運轉時相同。
在供暖運轉時，在壓縮機311剛起動、需要高供暖能力的場合，將開閉閥320關閉，並將開閉閥323、324打開(步驟1)。在此狀態下，從壓縮機311吐出的高溫高壓製冷劑通過四通閥312流入室內熱交換器316。在室內熱交換器316中，製冷劑供暖後冷凝液化，然後流入室內主膨脹裝置315。在室內主膨脹裝置315中，製冷劑減壓成中間壓力。
在上述製冷循環中判斷負荷(步驟2)。在步驟2中，當室內溫度傳感器326檢測到的室內機325的吸入空氣溫度t與存儲在記憶裝置327中的設定空氣溫度to之差大於規定值Δt(｜t-to｜＞t)、即供暖負荷較大時，開閉閥320的關閉信號及開閉閥323、324的打開信號從運算控制裝置328送出。結果，開閉閥320保持關閉狀態，開閉閥323、324保持打開狀態。
從而從室內主膨脹裝置315流出的中間壓力的製冷劑全部通過室外膨脹裝置314後成為低壓，並在室外熱交換器313中從外氣中吸取熱量後蒸發。然後，製冷劑通過四通閥312後再度被吸入壓縮機311。
如上所述，由於開閉閥320關閉，開閉閥323和324打開，且冷卻器318和積存器319經過開閉閥323和開閉閥324而與壓縮機311的吸入配管連通，故精鎦分離器317、冷卻器318及積存器319的內部是低壓氣體，幾乎沒有製冷劑積存。
通過如上述那樣對開閉閥進行操作，使主迴路的製冷劑成為保持充填成分的混合狀態的非共沸混合製冷劑，且主迴路以製冷劑量較多的狀態運轉。因此，實施例12的熱泵裝置能進行與負荷相適應的大能力運轉。
然後，對負荷進行判斷(步驟2)，當室內溫度傳感器326檢測到的室內機325的吸入空氣溫度t與記憶裝置327存儲的設定空氣溫度to之差小於規定值Δt(｜t-to｜≤Δt)、即供暖負荷較小時，開閉閥320、323的打開信號和開閉閥324的關閉信號從運算控制裝置328送出。結果，開閉閥320、323打開，開閉閥324關閉(步驟3)，因此，從室內主膨脹裝置315流出的中間壓力的二相製冷劑的一部分通過開閉閥320及副膨脹裝置321而流入精鎦分離器317的底部。
在上述初始狀態下，精鎦分離器317、冷卻器318及積存器319的內部幾乎沒有製冷劑，是空的。在此狀態下，製冷劑流入精鎦分離器317底部。流入精鎦分離器317底部的製冷劑通過精鎦分離器317及冷卻器318並積存於積存器319中。另外，一部分製冷劑通過副膨脹裝置322後被減壓，成為低溫的二相製冷劑後流入冷卻器318，並在此與精鎦分離器317頂部的製冷劑間接地進行熱交換。
積存器319的製冷劑漸漸增加，且由於積存器319內液體製冷劑的落差而沿精鎦分離器317下降。在此狀態下，幾乎沒有沿精鎦分離器317上升的液體製冷劑，主要的氣體製冷劑開始從精鎦分離器317的底部沿精鎦分離器317上升，並且在冷卻器318中冷卻液化並積存於積存器319中。而且製冷劑再度返回精鎦分離器317頂部後沿精鎦分離器317下降。
一旦連續發生這種狀態，沿精鎦分離器317上升的製冷劑氣體與下降的製冷劑液體就在精鎦分離器317內產生氣液接觸。由於該氣液接觸而產生精鎦作用。低沸點多的製冷劑成分的製冷劑漸漸積存於積存器319中。另外，沿精鎦分離器317下降的製冷劑漸漸成為高沸點多的製冷劑成分。該高沸點多的製冷劑與通過開閉閥320和副膨脹裝置321而流入精鎦分離器317底部的二相製冷劑合流後，通過副膨脹裝置322、冷卻器318和打開的開閉閥323而被吸入壓縮機311。
這樣，主迴路漸漸成為高沸點多的製冷劑成分，在負荷小的場合，能降低到與其負荷相適應的能力。又由於積存器319中積存了低沸點製冷劑，故主迴路的製冷劑量減少，製冷劑量的減少能進一步降低能力，可實現與製冷負荷相適應的低能力運轉。
在冷卻器318的熱交換中，是利用製冷循環中焓最低的低溫低壓的二相製冷劑作為冷卻318的冷卻源。故能有效地利用製冷劑的潛熱。從而，實施例12的熱泵裝置不僅可使冷卻器318小型化，而且能可靠地將精鎦分離器317頂部的氣體液化。
然後，在上述狀態下進行負荷判斷(步驟4)，在步驟4中，當判斷負荷大時、即用室內溫度傳感器326檢測到的室內機325的吸入空氣溫度t與記憶裝置327存儲的設定空氣溫度to之差大於規定值Δt(｜t-to｜＞Δt)時，開閉閥320的關閉信號和開閉閥323、324的打開信號從運算控制裝置328送出。結果，開閉320再度關閉，開閉閥323、324再度打開(步驟1)。由此使積存在積存器319中的製冷劑經過開閉閥323、324而被吸引到壓縮機311，主迴路的製冷劑成分返回到高能力的充填成分，而且主迴路的製冷劑量增加。從而，實施例12的熱泵裝置可重新開始與負荷相適應的大能力運轉。
在實施例12的熱泵裝置中，尤其由於在積存器319和壓縮機311的吸入配管之間直接連接開閉閥324，故可使積存器319內的製冷劑在短時間內流出到主迴路。結果，實施例12的熱泵裝置對於負荷有良好的適應性。
如上所述，只要根據室內機325的吸入空氣溫度與設定空氣溫度之差檢測負荷大小後對開閉閥320、323、324進行開閉控制，就能變換主迴路的製冷劑量和製冷劑成分。從而，實施例12的熱泵裝置能根據負荷進行能力控制。
另外，在實施例12的熱泵裝置中，無論是製冷還是供暖運轉時，當負荷大、即用室內溫度傳感器326檢測到的室內機325的吸入空氣溫度t與記憶裝置327存儲的設定空氣溫度to之差大於規定值Δt時，也可以只將開閉閥323或開閉閥324中的任一方打開，這樣也能得到與上述實施例12同樣的效果。
還有，當得知負荷小時，使積存器319積存低沸點的製冷劑並經過規定時間後，或者是得知主迴路或積存器319的製冷劑成分已成為規定的製冷劑成分時，也可將開閉閥320、323、324全部關閉後將由精鎦分離器317、冷卻器318以及積存器319構成的閉路與主迴路斷開。
《實施例13》以下結合圖25說明本發明實施例13的熱泵裝置。
實施例13的熱泵裝置具有與前述圖23所示的實施例12的熱泵裝置相同的結構，只是運算控制裝置328的控制動作有所不同。因此，在以下說明中，凡與實施例12的熱泵裝置具有相同功能和結構的均用相同符號表示並省略其說明。
以下結合圖25說明實施例13的熱泵裝置的動作。
圖25是實施例13的熱泵裝置的控制流程圖。在圖25中，是從壓縮機311剛起動後等需要高能力的場合開始。
首先說明製冷運轉時的動作。
在製冷運轉時，開閉閥320關閉，開閉閥323、324打開(步驟1)。這時，從壓縮機311吐出的高溫高壓製冷劑經過四通閥312後流入室外熱交換器313，在室外熱交換器313中冷凝液化。冷凝液化的液體製冷劑流入室外主膨脹裝置314中並減壓為中間壓力。
在上述狀態下判斷負荷(步驟2)。當用室內溫度傳感器326檢測到的室內機325的吸入空氣溫度t與記憶裝置327存儲的設定空氣溫度to之差大於第1規定值Δt1(｜t-to｜＞Δt1)、即製冷負荷較大時，開閉閥320的關閉信號和開閉閥323、324的打開信號從運算控制裝置328送出。結果，開閉閥320保持關閉狀態，開閉閥323和324保持打開狀態。
從而，從室外主膨脹裝置314流出的中間壓力的製冷劑全部流入室內主膨脹裝置315並成為低壓，並在室內熱交換器316中蒸發，將設置室內機325的空間冷卻。然後，製冷劑通過四通閥312後再度被吸入壓縮機311。
在上述狀態下，由於開閉閥320關閉且開閉閥323和324打開，且精鎦分離器317、冷卻器318及積存器319經過開閉閥323和開閉閥324而與壓縮機311的吸入配管連接，故精鎦分離器317、冷卻器318及積存器319的內部為低壓氣體，幾乎沒有製冷劑積存。
通過如上述那樣控制開閉閥320、323和324，主迴路的製冷劑為保持充填成分的非共沸混合製冷劑，且主迴路以製冷劑量較多的狀態運轉。結果，熱泵裝置可進行與負荷相適應的大能力運轉。
然後對負荷進行判斷(步驟2)，在步驟2中，當室內溫度傳感器326檢測到的室內機325的吸入空氣溫度t與記憶裝置327存儲的設定空氣溫度to之差的絕對值小於規定值Δt1(｜t-to｜≤Δt1)、即製冷負荷較小時，開閉閥320的打開信號和開閉閥323、324的關閉信號從運算控制裝置328送出。結果開閉閥320打開(步驟3)。
這時，從室外主膨脹裝置314流出的中間壓力的二相製冷劑的一部分通過開閉閥320及副膨脹裝置321後流入精鎦分離器317的底部。
在上述初始狀態下，精鎦分離器317、冷卻器318及積存器319的內部幾乎沒有製冷劑，實質上是空的。在此狀態下，製冷劑流入精鎦分離器317底部。流入精鎦分離器317底部的製冷劑通過精鎦分離器317及冷卻器並迅速積存於積存器319中。因此，主迴路的製冷劑減少，熱泵裝置迅速降低能力，能迅速對應製冷負荷的減少進行運轉。
然後，在步驟4中進行負荷判斷。當用室內溫度傳感器326檢測到的室內機325的吸入空氣溫度t與記憶裝置327存儲的設定空氣溫度to之差大於比第1規定值Δt1小的第2規定值Δt2(Δt1＞Δt2)時(｜1-to｜＞Δt2)，返回步驟2。
另一方面，在步驟4中，當用室內溫度傳感器326檢測到的室內機325的吸入空氣溫度t與記憶裝置327存儲的設定空氣溫度to之差小於第2規定值Δt2(｜t-to｜≤Δt2)時，即製冷負荷更小時，開閉閥320、323的打開信號和開閉閥324的關閉信號從運算控制裝置328送出。結果，開閉320、323打開(步驟5)。
這時，從室外主膨脹裝置314流出的中間壓力的二相製冷劑的一部分通過開閉閥320及副膨脹裝置321而流入精鎦分離器317的底部。而且，精鎦分離器317的製冷劑一部分通過副膨脹裝置322後被減壓，成為低溫的二相製冷劑後流入冷卻器318。在冷卻器318中，低溫的二相製冷劑與精鎦分離器317頂部的製冷劑間接地進行熱交換。
在上述狀態下，精鎦分離器317、冷卻器318及積存器319充滿製冷劑。因此主要是氣體製冷劑開始從精鎦分離器317的底部沿精鎦分離器317上升，並且在冷卻器318中冷卻液化。該液化後的製冷劑積存於積存器319，同時再度返回精鎦分離器317頂部後沿精鎦分離器317下降。
一旦連續發生這種狀態，沿精鎦分離器317上升的製冷劑氣體與下降的製冷劑液體就在精鎦分離器317內產生氣液接觸。由於該氣液接觸而產生精鎦作用。低沸點多的製冷劑成分的製冷劑漸漸積存於積存器319中。另外，沿精鎦分離器317下降的製冷劑漸漸成為高沸點多的製冷劑成分。高沸點多的製冷劑成分的製冷劑與通過開閉閥320和副膨脹裝置321而流入精鎦分離器317底部的二相製冷劑合流，再通過副膨脹裝置322、冷卻器318和打開的開閉閥323而被吸入壓縮機311。
這樣，實施例13的熱泵裝置的主迴路漸漸成為高沸點多的製冷劑成分，在負荷更小的場合，能降低到與其負荷相適應的能力。又由於積存器319中積存了低沸點製冷劑，故主迴路的製冷劑量減少，因此實施例13的熱泵裝置能進一步降低能力，可實現與製冷負荷相適應的低能力運轉。
在實施例13的熱泵裝置中，是利用製冷循環中焓最低的低溫低壓的二相製冷劑作為冷卻318的冷卻源，故能有效地利用製冷劑的潛熱，不僅可使冷卻器318小型化，而且能可靠地將精鎦分離器317頂部的氣體液化。
在上述狀態下，接著進行時間判斷(步驟6)。當經過預定的時間Ta後，關閉開閉閥320、323、324(步驟7)。通過關閉開閉閥320、323、324，使積存器319中保持積存低沸點製冷劑的狀態，主迴路可以以高沸點多的製冷劑成分的製冷劑運轉。因此，精鎦分離器317，冷卻器318及積存器319的閉路可以從主迴路斷開。結果，可將使二相製冷劑流到低壓側的迴路切斷，可消除精鎦分離所需的熱量的損耗。從而，實施例13熱泵裝置可實行與負荷相適應能力降低，同時可實現高效運轉。
然後，在步驟8中進行負荷判斷，當用室內溫度傳感器326檢測到的室內機325的吸入空氣溫度t與記憶裝置327存儲的設定空氣溫度to之差小於第2規定值Δt2(｜t-to｜≤Δt2)時，即製冷劑負荷小時，保持步驟7的狀態，使主迴路以高沸點多的製冷劑成分進行運轉。
另一方面，在步驟8中，當用室內溫度傳感器326檢測到的室內機325的吸入空氣溫度t與記憶裝置327存儲的設定空氣溫度to之差大於第2規定值Δt2(｜t-to｜＞Δt2)、即製冷負荷增大時，返回步驟1，開閉閥320的關閉信號和開閉閥323、324的打開信號從運算控制裝置328送出。結果，開閉閥320關閉，開閉閥323和324打開。由於形成上述狀態，使積存在積存器319中的製冷劑經過開閉閥323、324吸入壓縮機311，主迴路的製冷劑成分返回高能力的充填成分。另外，主迴路的製冷劑量增加，可重新開始與負荷相適應的大能力運轉。
如上所述，實施例13的熱泵裝置只要根據室內機325的吸入空氣溫度t與設定空氣溫度to之差檢測負荷大小後對開閉閥320、323、324進行開閉控制，就能進行能力控制。實施例13的熱泵裝置可在以下能力控制方法之間進行切換，即，在負荷略有減少時使主迴路的製冷劑量減少，而在負荷大量減少時則不僅減少主迴路的製冷劑量，而且將製冷劑成分變換成與負荷相適應的狀態。因此，實施例13的熱泵裝置對於負荷的適應性更佳。
另外，在精鎦分離運轉結束時，通過將精鎦分離器317、冷卻器318及積存器319的閉路從主迴路斷開，二相製冷劑不流向低壓側，可以避免精鎦分離所需熱量的損耗。通過採用上述結構，實施例13的熱泵裝置可在能力降低時實現高效運轉。
供暖運轉時只是製冷劑在主迴路中的流動方向相反，其他動作則均與前述製冷運轉時相同，故省略其說明。開閉閥320、323、324的開閉操作與圖25所示的控制流程圖相同。
不過，在上述實施例13中，是在步驟1中將開閉閥323和開閉閥324都打開，但如果只將開閉閥323或開閉閥324中的一方打開，也能獲得與上述實施例13相同的效果。
《實施例14》以下結合圖26及圖27說明本發明實施例14的熱泵裝置。圖26是實施例14的熱泵裝置的系統結構圖。圖27是實施例14的熱泵裝置的控制流程圖。
在實施例14的熱泵裝置中，凡與前述實施例12的熱泵裝置具有相同功能和結構的部分用相同符號表示並省略其說明。
在實施例14的熱泵裝置是在實施例12的熱泵裝置的室外主膨脹裝置314和室內主膨脹裝置315之間設置氣液分離器330。該氣液分離器330的上部與開閉閥320。氣液分離器330的下部則經過副膨脹裝置331與開閉閥320的入口連接。
以下結合圖27說明實施例14的熱泵裝置的控制動作。
圖27是實施例14的熱泵裝置的控制流程圖。
在以下的說明中，是從壓縮機311剛起動後等需要高能力的場合開始。
首先說明製冷運轉時的動作。在步驟1中，開閉閥320關閉，開閉閥323、324打開。這時，從壓縮機311吐出的高溫高壓製冷劑經過四通閥312後流入室外熱交換器313，在室外熱交換器313中冷凝液化的製冷劑流入室外主膨脹裝置314中並減壓為中間壓力。
在上述狀態下判斷負荷(步驟2)。當用室內溫度傳感器326檢測到的室內機325的吸入空氣溫度t與記憶裝置327存儲的設定空氣溫度to之差大於規定值Δt(｜t-to｜＞Δt)、即製冷負荷較大時，開閉閥320的關閉信號和開閉閥323、324的打開信號從運算控制裝置328送出。結果開閉閥320保持關閉狀態，開閉閥323和324保持打開狀態。
從而，從室外主膨脹裝置314流出的中間壓力的製冷劑通過氣液分離器330全部通過室內主膨脹裝置315後成為低壓並被送到室內熱交換器316。在室內熱交換器316中蒸發的製冷劑將設置室內機325的空間冷卻，然後通過四通閥312後再度被吸入壓縮機311。
由於開閉閥320關閉且開閉閥323和324打開，且冷卻器318和積存器319與壓縮機311的吸入配管連接，故精鎦分離器317、冷卻器318及積存器319的內部為低壓氣體，幾乎沒有製冷劑積存。
通過如上述那樣構成製冷循環，主迴路的製冷劑為保持充填成分的非共沸混合製冷劑，且主迴路以製冷劑量較多的狀態運轉。因此熱泵裝置可進行與負荷相適應的大能力運轉。
然後對負荷進行判斷(步驟2)，在步驟2中，當室內溫度傳感器326檢測到的室內機325的吸入空氣溫度t與記憶裝置327存儲的設定空氣溫度to之差小於規定值Δt(｜t-to｜≤Δt)、即製冷負荷較小時，開閉閥320和323的打開信號和開閉閥324的關閉信號從運算控制裝置328送出。結果，開閉閥320和323打開(步驟3)，因此從室外主膨脹裝置314流出的中間壓力的二相製冷劑流入氣液分離器330中進行氣液分離。
在氣液分離器330中，氣液分離器330的上部主要積存氣體成分，下部主要積存液體成分。在該氣液分離器330中，從與氣液分離器330的上部連接的配管主要是氣體成分流入開閉閥320，而從與氣液分離器330的下部連接的配管則主要是液體成分經過副膨脹裝置331後同樣流入開閉閥320。
在上述狀態下，通過適當調節副膨脹裝置331的流量阻力，可使從氣液分離器330的上部流入開閉閥320的氣體成分與從氣液分離器330的下部經過副膨脹裝置331流入的液體成分的重量流量大致一致。這些混合的二相製冷劑流入精鎦分離器317的底部。
在該狀態的初始階段，精鎦分離器317、冷卻器318及積存器319幾乎沒有製冷劑，實質上是空的。因此通過精鎦分離器317底部和冷卻器318，製冷劑積存於積存器319中。另外，流入精鎦分離器317底部的製冷劑的一部分通過副膨脹裝置322後被減壓，成為低溫的二相製冷劑後流入冷卻器318。在冷卻器318中，低溫的二相製冷劑與精鎦分離器317頂部的製冷劑間接地進行熱交換。
在上述狀態下，積存器319的製冷劑漸漸增加，且由於積存器319內液體製冷劑的落差而在精鎦分離器317內下降。在此狀態下，幾乎沒有沿精鎦分離器317上升的液體製冷劑，主要是氣體製冷劑開始從底部沿精鎦分離器317上升。在精鎦分離器317內上升的製冷劑在冷卻器318中冷卻後液化並積存於積存器319。並且，再度返回精鎦分離器317頂部的製冷劑在精鎦分離器317內下降。
一旦連續發生這種狀態，在精鎦分離器317中上升的製冷劑氣體與下降的製冷劑液體就在精鎦分離器317內產生氣液接觸。由於該氣液接觸而產生精鎦作用。低沸點多的製冷劑漸漸積存於積存器319中。另外，沿精鎦分離器317下降的製冷劑漸漸成為高沸點多的製冷劑成分，與通過開閉閥320和副膨脹裝置321而流入精鎦分離器317底部的二相製冷劑合流，並通過副膨脹裝置322、冷卻器318和打開的開閉閥323而被吸入壓縮機311。
這樣，主迴路漸漸成為高沸點多的製冷劑成分，在負荷小的場合，能降低到相適應的能力。又由於積存器319中積存了低沸點製冷劑，故主迴路的製冷劑量減少，從而，實施例14的熱泵裝置可通過製冷劑量的減少進一步降低能力，實現與製冷負荷相適應的低能力運轉。
在實施例14的熱泵裝置中，是利用製冷循環中焓最低的低溫低壓的二相製冷劑作為冷卻318的冷卻源，因此能有效地利用潛熱，不僅可使冷卻器318小型化，而且能可靠地將精鎦分離器317頂部的氣體液化。
另外，在實施例14的熱泵裝置中，為了將沿精鎦分離器317上升的氣體液化，是使具有必要潛熱的大致同量的液體製冷劑流入冷卻器318，而且使氣體液化所需的最小限度的液體製冷劑經過冷卻器318及開閉閥323流入壓縮機311的吸入側。因此實施例14的熱泵裝置可以降低精鎦分離運轉過程中的熱損耗，能抑制能力和效率的降低。
然後，在上述狀態下進行負荷判斷(步驟4)，在步驟4中，當判斷製冷負荷增大、即用室內溫度傳感器326檢測到的室內機325的吸入空氣溫度t與記憶裝置327存儲的設定空氣溫度to之差大於規定值Δt(｜t-to｜＞Δt)時，開閉閥320的關閉信號和開閉閥323、324的打開信號從運算控制裝置328送出。結果，開閉320再度關閉，開閉閥323、324打開(步驟1)。
通過關閉開閉閥320和打開開閉閥323、324，使積存在積存器319中的製冷劑經過開閉閥323、324而被吸引到壓縮機311，主迴路的製冷劑成分返回到高能力的充填成分，而且熱泵裝置主迴路的製冷劑量增加，可重新開始與負荷相適應的大能力運轉。
實施例14的熱泵裝置尤其由於開閉閥324與積存器319和壓縮機311的吸入配管直接連接，故可使積存器319內的製冷劑在短時間內流出到主迴路，對於負荷有良好的適應性。
如上所述，只要根據室內機325的吸入空氣溫度與設定空氣溫度之差檢測負荷大小，並對開閉閥320、323、324進行開閉，就能變換主迴路的製冷劑量和製冷劑成分。從而，可根據負荷調節主迴路的製冷劑量和製冷劑成分。結果，實施例14的熱泵裝置能根據負荷高精度地進行能力控制。
另外，在實施例14的熱泵裝置中，分離運轉時從氣液分離器330流入開閉閥321的製冷劑氣體成分與液體成分的比例大致相同，故不會有過多的無用液體製冷劑流入壓縮機311的吸入側，可減少精鎦分離運轉過程中的熱量損耗。因此，實施例14的熱泵裝置為能夠抑制能力和效率降低的節能裝置。
以下說明供暖運轉時的動作。
供暖運轉時只是製冷劑在主迴路中的流動方向相反，其他動作則均與前述製冷運轉時相同。
在供暖運轉時，在壓縮機311剛起動、需要高供暖能力的場合，將開閉閥320關閉，並將開閉閥323、324打開(步驟1)。在此狀態下，從壓縮機311吐出的高溫高壓製冷劑通過四通閥312流入室內熱交換器316。在室內熱交換器316中，供暖後冷凝液化的製冷劑流入室內主膨脹裝置315，在此減壓成中間壓力。
在上述狀態下判斷負荷(步驟2)。在步驟2中，當室內溫度傳感器326檢測到的室內機325的吸入空氣溫度t與存儲在記憶裝置327中的設定空氣溫度to之差大於規定值Δt、即供暖負荷較大時，開閉閥320的關閉信號及開閉閥323、324的打開信號從運算控制裝置328送出。結果，開閉閥320保持關閉狀態，開閉閥323、324保持打開狀態。
從而，從室內主膨脹裝置315流出的中間壓力的製冷劑通過氣液分離器330並全部送往室外膨脹裝置314。在室外膨脹裝置314中成為低壓的製冷劑在室外熱交換器313中從外氣中吸取熱量後蒸發，然後，通過四通閥312後再度被吸入壓縮機311。
在上述狀態下，由於開閉閥320關閉，冷卻器318和積存器319經過打開的開閉閥323和324而與壓縮機311的吸入配管連通，故精鎦分離器317、冷卻器318及積存器319的內部是低壓氣體，幾乎沒有製冷劑積存。
通過如上述那樣關閉開閉閥320並打開開閉閥323、324，使主迴路的製冷劑成為保持充填成分的混合狀態的非共沸混合製冷劑，且主迴路以製冷劑量較多的狀態運轉。因此，實施例14的熱泵裝置能進行與負荷相適應的大能力運轉。
然後，對負荷進行判斷(步驟2)，在步驟2中，當室內溫度傳感器326檢測到的室內機325的吸入空氣溫度t與記憶裝置327存儲的設定空氣溫度to之差小於規定值Δt(｜t-to｜≤Δt)、即供暖負荷較小時，開閉閥320、323的打開信號和開閉閥324的關閉信號從運算控制裝置328送出。結果，由於開閉閥320、323打開(步驟3)，從室內主膨脹裝置315流出的中間壓力的二相製冷劑流入氣液分離器330進行氣液分離。在氣液分離器330中，其上部主要積存氣體成分，下部主要積存液體成分。
從而，從與氣液分離器330的上部連接的配管主要是氣體成分流入開閉閥320，而從與氣液分離器330的下部連接的配管則主要是液體成分經過副膨脹裝置321後同樣流入開閉閥320。從而，通過適當調節副膨脹裝置331的流量阻力，可使從氣液分離器330流入開閉閥320的氣體成分與液體成分的重量流量大致一致。這樣，從氣液分離器330流出的混合的二相製冷劑經過副膨脹裝置331和開閉閥320而流入精鎦分離器317的底部。
在該狀態的初始階段，精鎦分離器317、冷卻器318及積存器319幾乎沒有製冷劑，實質上是空的，因此通過精鎦分離器317和冷卻器318的製冷劑積存於積存器319中。另外，流入精鎦分離器317底部的製冷劑的一部分通過副膨脹裝置322後被減壓，成為低溫的二相製冷劑後流入冷卻器318。在冷卻器318中，低溫的二相製冷劑與精鎦分離器317頂部的製冷劑間接地進行熱交換。
在上述狀態下，積存器319的製冷劑漸漸增加，且由於積存器319內液體製冷劑的落差而沿精鎦分離器317下降。在此狀態下，幾乎沒有沿精鎦分離器317上升的液體製冷劑，主要是氣體製冷劑開始從精鎦分離器的底部沿精鎦分離器317上升，並在冷卻器318中冷卻後液化，積存於積存器319。並且，製冷劑再度返回精鎦分離器317頂部後沿精鎦分離器317下降。
一旦連續發生這種狀態，在精鎦分離器317中上升的製冷劑氣體與下降的製冷劑液體就在精鎦分離器317內產生氣液接觸並產生精鎦作用。結果，低沸點多的製冷劑漸漸積存於積存器319中。另外，沿精鎦分離器317下降的製冷劑漸漸成為高沸點多的製冷劑成分，與通過開閉閥320和副膨脹裝置321而流入精鎦分離器317底部的二相製冷劑合流。如此合流的製冷劑通過副膨脹裝置322、冷卻器318和開閉閥323而被吸入壓縮機311。
這樣，在實施例14的熱泵裝置中，主迴路漸漸成為高沸點多的製冷劑成分，在負荷小的場合，能降低到相適應的能力。另外，實施例14的熱泵裝置由於積存器319中積存了低沸點製冷劑，故主迴路的製冷劑量減少，而製冷劑量的減少能進一步降低能力，實現與製冷負荷相適應的低能力運轉。
在實施例14的熱泵裝置中，是利用製冷循環中焓最低的低溫低壓的二相製冷劑作為冷卻318的冷卻源，因此能有效地利用製冷劑的潛熱，不僅可使冷卻器318小型化，而且能可靠地將精鎦分離器317頂部的氣體液化。
另外，在實施例14的熱泵裝置中，為了將沿精鎦分離器317上升的氣體液化，是使具有必要潛熱的大致同量的液體製冷劑流入冷卻器318，而不會使過多的液體製冷劑經過冷卻器318及開閉閥323流入壓縮機311的吸入側。因此實施例14的熱泵裝置可以降低精鎦分離運轉過程中的熱損耗，即，可減少能有效地用於製冷的液體製冷劑分流到壓縮機311中的流量，故能減少能力和效率的損耗。
然後，在上述狀態(步驟3)下進行負荷判斷(步驟4)，在步驟4中，當製冷負荷增大、即用室內溫度傳感器326檢測到的室內機325的吸入空氣溫度t與記憶裝置327存儲的設定空氣溫度to之差大於規定值Δt(｜t-to｜＞Δt)時，開閉閥320的關閉信號和開閉閥323、324的打開信號從運算控制裝置328送出。結果，開閉320再度關閉，開閉閥323、324打開(步驟1)。
由此使積存在積存器319中的製冷劑經過開閉閥323、324而被吸引到壓縮機311，主迴路的製冷劑成分返回到高能力的充填成分。而且主迴路的製冷劑量增加，可重新開始與負荷相適應的大能力運轉。
實施例14的熱泵裝置尤其由於開閉閥324與積存器319和壓縮機311的吸入配管直接連接，故積存器319內的製冷劑可在短時間內流出，對於負荷有良好的適應性。
如上所述，實施例14的熱泵裝置只要根據室內機325的吸入空氣溫度與設定空氣溫度之差檢測負荷大小，並對開閉閥320、323、324進行開閉，就能將主迴路的製冷劑量和製冷劑成分變換成與負荷相適應的狀態。因此，實施例14的熱泵裝置能根據負荷高精度地進行能力控制。
另外，在實施例14的熱泵裝置中，分離運轉時從氣液分離器330流入開閉閥321的製冷劑氣體成分與液體成分的比例大致相同，故可減少精鎦分離運轉過程中的熱量損耗。因此，實施例14的熱泵裝置為能夠抑制能力和效率降低的節能裝置。
不過，實施例14中，無論是製冷還是供暖運轉，當負荷增大、即用室內溫度傳感器326檢測到的室內機325的吸入空氣溫度t與記憶裝置327存儲的設定空氣溫度to之差大於規定值Δt時，也可以只將開閉閥323或開閉閥324中的一方打開。採用這種結構，也能得到與上述實施例相同的效果。
《實施例15》以下結合圖28及圖29說明本發明實施例15的熱泵裝置。圖28是實施例15的熱泵裝置的系統結構圖。圖29是實施例15的熱泵裝置的控制流程圖。
在實施例15的熱泵裝置中，凡與前述實施例12的熱泵裝置具有相同功能和結構的部分用相同符號表示並省略其說明。
實施例15的熱泵裝置設有對壓縮機311的吐出溫度進行檢測的吐出溫度傳感器341。另外，實施例15的熱泵裝置的記憶裝置342存儲預先設定的設定吐出溫度。實施例15的熱泵裝置的運算控制裝置343將記憶裝置342的設定吐出溫度與吐出溫度傳感器314檢測到的吐出溫度進行比較運算，並對開閉閥320、323、324進行開閉控制。
以下結合圖29說明實施例15的熱泵裝置的製冷循環動作。
圖29是實施例15的熱泵裝置的控制流程圖。
以下是從壓縮機311的製冷運轉剛起動後等需要高能力的場合開始。
在製冷運轉時，一旦壓縮機311起動，開閉閥320、323、324就關閉(步驟1)。在後面的步驟2中，將吐出溫度傳感器341檢測到的壓縮機311的吐出溫度Td與記憶裝置342存儲的第1設定吐出溫度T1進行比較。而且，當吐出溫度Td小於第1設定吐出溫度T1(Td≤T1)時，返回步驟1，開閉閥320、323、324的關閉信號從運算控制裝置343送出。結果，開閉閥320、323、324保持關閉狀態。這時，沒有通過開閉閥320、323、324的製冷劑，製冷劑只在主迴路中循環。
另一方面，在步驟2中，當用吐出溫度傳感器341檢測到的壓縮機311的吐出溫度Td大於記憶裝置342存儲的第1設定吐出溫度T1(Td＞T1)時，進入步驟3。在步驟3中，開閉閥320、324的打開信號和開閉閥323的關閉信號從運算控制裝置343送出。結果，開閉閥320、324打開，開閉閥323保持關閉狀態。
這時，從室外主膨脹裝置314流出的中間壓力製冷劑的一部分通過開閉閥320及副膨脹裝置321流入精鎦分離器317的底部。流入精鎦分離器317底部的製冷劑經過積存器319並通過打開的開閉閥324流入壓縮機311的吸入配管。在此流入的製冷劑與通過四通閥312流入的製冷劑製冷劑氣體混合，一邊使製冷劑氣體的溫度或乾燥度下降一邊吸入壓縮機311。由此將壓縮機311的吐出溫度降低到安全值。
然後，在步驟4中，當用吐出溫度傳感器341檢測到的壓縮機311的吐出溫度Td小於記憶裝置342存儲的第2設定吐出溫度T2(Td≤T2)時，返回步驟2。在此，第2設定吐出溫度T2大於第1設定吐出溫度T1(T2＞T1)。當這樣返回步驟2後，就在後面的步驟3將開閉閥320、324的打開信號和開閉閥323的關閉信號從運算控制裝置343送出，開閉閥320、324打開，開閉閥323保持關閉狀態。
另一方面，在步驟4中，當用吐出溫度傳感器341檢測到的壓縮機311的吐出溫度Td大於第2設定吐出溫度T2(Td＞T2)時，進入步驟5。在步驟5中，開閉閥320、323、324的打開信號從運算控制裝置343送出，開閉閥320、、323、324打開。
這時，從室外主膨脹裝置314流出的中間壓力製冷劑的一部分通過開閉閥320及副膨脹裝置321流入精鎦分離器317的底部。流入精鎦分離器317底部的製冷劑的一部分經過積存器319並通過打開的開閉閥324流入壓縮機311的吸入配管。
另一方面，流入精鎦分離器317底部的製冷劑的一部分經過副膨脹裝置322、冷卻器318及開閉閥323後流入壓縮機311的吸入配管。在此流入的製冷劑與通過四通閥312流入的製冷劑氣體混合，一邊使製冷劑氣體的溫度或乾燥度下降一邊吸入壓縮機311。
在實施例15的熱泵裝置中，通過如上述那樣對開閉閥進行開閉控制，可以使中間壓力的二相製冷劑更多地流入壓縮機311的吸入配管。從而，實施例15的熱泵裝置能迅速將壓縮機311的吐出溫度降低到更安全的值。
以下說明供暖運轉時的動作。
供暖運轉時只是製冷劑在主迴路中的流動方向相反，其他動作則均與前述製冷運轉時相同，故省略說明。
在實施例15中未詳細說明開閉閥的開閉控制與精鎦分離器運轉之間的關係，但不言而喻，關於本發明的吐出溫度控制方法，即使在前述實施例12所示的任何負荷狀態下都能運轉如上所述，實施例15設有對壓縮機311的吐出溫度進行檢測的吐出溫度傳感器341，只要與預先設定的設定吐出溫度值進行比較並對開閉閥320、323、324進行開閉，就能將壓縮機311的吐出溫度降低到安全值。另外，實施例15的熱泵裝置通過開閉閥的切換操作，能夠在吐出溫度更高時使較多的二相製冷劑流動，故能迅速地下降至安全的溫度，另外，由於是根據吐出溫度調節流量，故不會有過多的二相製冷劑流動而破壞壓縮機的可靠性。
《實施例16》以下結合圖30說明本發明實施例16的熱泵裝置。圖30是實施例16的熱泵裝置的系統結構圖。
在實施例16的熱泵裝置中封入非共沸混合製冷劑，由壓縮機421、四通閥422、室外熱交換器423、室外膨脹裝置424、室內膨脹裝置425以及室內熱交換器426用配管連接成環狀，構成製冷循環的主迴路。
實施例16的熱泵裝置中設有蓄熱熱交換器427。蓄熱熱交換器427的一端經過開閉閥428與連接四通閥422和室內熱交換器426之間的配管連接。該開閉閥428在蓄熱運轉時打開。另外，蓄熱熱交換器427的一端經過開閉閥430與壓縮機421的吸入配管連接。該開閉閥430在利用蓄熱時打開。蓄熱熱交換器427的另一端經過蓄熱膨脹裝置429而與連接室外膨脹裝置424和室內膨脹裝置425之間的配管連接。蓄熱熱交換器427設於蓄熱槽439內，在蓄熱槽439內充填有水等蓄熱材料440。
精鎦分離器431的內部充填有充填材料(未圖示)，是沿垂直方向延伸的直管。精鎦分離器431的頂部經過冷卻器432與積存器433的頂部連通。而且積存器433的底部與精鎦分離器431的頂部連通。從而，精鎦分離器431的頂部、冷卻器432、及積存器433環狀連接成閉路。
在實施例16的熱泵裝置中，積存器433的頂部位置高於精鎦分離器431的頂部。冷卻器432的位置高於積存器433的頂部。
連接精鎦分離器431的頂部和冷卻器432的配管與精鎦分離器431頂部的頂面的開口連接。連接積存器433底部和精鎦分離器431頂部的配管與在精鎦分離器431頂部的側面形成的開口連接。
室外膨脹裝置424和室內膨脹裝置425之間的配管經過開閉閥434及副膨脹裝置435而與精鎦分離器431的底部連接。另外，精鎦分離器431的底部經過副膨脹裝置436、冷卻器432及開閉閥437而與連接壓縮機421和四通閥422之間的壓縮機421的吸入配管連接。
在冷卻器432中，從精鎦分離器431的底部經過副膨脹裝置436而流向開閉閥437的製冷劑與精鎦分離器431頂部的製冷劑間接地進行熱交換。冷卻器432可採用雙重管結構。
積存器433的底部經過開閉閥438而與連接壓縮機421和四通閥422之間的壓縮機421的吸入配管連接。
以下說明上述結構的實施例16的熱泵裝置的製冷循環的動作。
在製冷運轉模式中，開閉閥428、430關閉，從壓縮機421吐出的高壓製冷劑氣體經過四通閥422，在室外熱交換器423中向大氣散熱後冷凝液化。冷凝液化的製冷劑通過室外膨脹裝置424及室內膨脹裝置425後減壓，並送往室內熱交換器426。送至室內熱交換器426的製冷劑從室內空間吸熱以製冷，且自身蒸發再度通過四通閥422返回壓縮機421。
在供暖運轉模式時，開閉閥428、430關閉，從壓縮機421吐出的高壓氣體製冷劑通過四通閥422在室內熱交換器426向室內空氣散熱以供暖，且自身冷凝液化後通過室內主膨脹裝置425、室外主膨脹裝置424後減壓。減壓後的製冷劑在室外熱交換器423中從大氣吸熱蒸發，並再度通過四通閥422返回壓縮機421。
以下說明在蓄熱槽439內的蓄熱材料440中蓄熱的蓄熱運轉模式。在蓄熱運轉模式中，開閉閥428打開，開閉閥430關閉。另外，室外膨脹裝置424為打開狀態，室內膨脹裝置425為關閉或微開狀態。
由於進行上述的開閉控制，從壓縮機421流出的高壓製冷劑氣體通過四通閥422，幾乎不流向室內熱交換器426，幾乎所有的製冷劑氣體都通過開閉閥428流入蓄熱熱交換器427。而且，流入蓄熱熱交換器427的製冷劑向蓄熱槽439內的蓄熱材料440散熱，其熱量蓄積於蓄熱材料440中。
從蓄熱熱交換器427流出的製冷劑液體通過蓄熱膨脹裝置429及室外膨脹裝置424後減壓並流入室外熱交換器423。在室外熱交換器423中從大氣中吸熱以製冷的製冷劑自身蒸發後再度通過四通閥422返回壓縮機421。
以下說明利用室外蓄熱槽439內的蓄熱材料440蓄積的熱量進行供暖的利用蓄熱運轉模式。
在利用蓄熱運轉模式中，開閉閥428關閉，開閉閥430打開。另外，室外膨脹裝置424是完全關閉狀態，室內膨脹裝置425是打開狀態。
由於進行上述的開閉控制，從壓縮機421流出的高壓製冷劑氣體通過四通閥422，所有的製冷劑都流向室內熱交換器426。在室內熱交換器426中向室內空間散熱以供暖的製冷劑自身冷凝後通過室內膨脹裝置425及蓄熱膨脹裝置429後減壓並流入蓄熱熱交換器427。
流入蓄熱熱交換器427的製冷劑從積蓄了熱量的高溫蓄熱材料440吸熱，在蓄熱熱交換器427中蒸發的製冷劑通過開閉閥430返回壓縮機421。通過進行上述的利用蓄熱運轉模式，可使製冷劑的蒸發溫度升高，壓力升高，主迴路的製冷劑循環量增加。結果能提高供暖能力。
不過，在上述利用蓄熱運轉模式中，可以只從蓄熱材料440吸熱，也可兼用室外熱交換器423作為蒸發器。通過這樣利用室外熱交換器423，如果調節室外膨脹裝置424的開度後進行運轉，在蓄熱材料440蓄積的熱量相對供暖負荷顯得較低時等較為有利。
在上述製冷循環中，是利用室外熱交換器423、室內熱交換器426及蓄熱熱交換器427這三臺熱交換器進行運轉，故在各運轉模式中，最佳的製冷劑量不是固定的，在有的運轉模式中會發生製冷劑量過剩。在這種場合，通過使開閉閥437、438保持關閉狀態而打開開閉閥434，使過剩的製冷劑通過副膨脹裝置435、精鎦分離器431後積存於積存器433中。通過進行上述的開閉控制，可在各運轉模式中調節成為最佳的製冷劑量，可提高運轉效率。
在實施例16中，只要切換開閉閥428、430，就能容易地向蓄熱材料440蓄熱或利用積蓄的熱量。
另一方面，在製冷運轉或供暖運轉時負荷小，需要降低能力時，或蓄熱運轉時蓄熱材料440的蓄熱溫度上升、壓力漸漸升高時，無論在何種運轉模式下，都是將開閉閥434、437打開而將開閉閥438關閉。通過這樣進行開閉控制，處於室內膨脹裝置425和蓄熱膨脹裝置429之間的中間壓力的二相製冷劑的一部分就通過副膨脹裝置435後流入精鎦分離器431的底部。通過了精鎦分離器431的製冷劑積存於積存器433中。另外，流入精鎦分離器431底部的製冷劑的一部分經過副膨脹裝置436後減壓成為低溫的二相製冷劑後流入冷卻器432。在冷卻器432中，低溫的二相製冷劑與精鎦分離器431頂部的製冷劑間接地進行熱交換。
積存器433內的製冷劑漸漸增加，並由於積存器433內液體製冷劑的落差而沿精鎦分離器431下降。在此狀態下，幾乎沒有沿精鎦分離器431上升的液體製冷劑，而主要是氣體製冷劑開始從精鎦分離器431的底部沿精鎦分離器431上升，並在冷卻器432中冷卻液化，並積存於積存器433。然後，製冷劑再度返回精鎦分離器431頂部後沿精鎦分離器431下降。
一旦連續發生這種狀態，沿精鎦分離器431上升的製冷劑氣體與下降的製冷劑液體就在精鎦分離器431內產生氣液接觸，由於該氣液接觸而產生精鎦作用。低沸點多的製冷劑漸漸積存於積存器433中。
另外，沿精鎦分離器431下降的製冷劑漸漸成為高沸點多的製冷劑成分，與通過開閉閥434和副膨脹裝置435而流入精鎦分離器431底部的二相製冷劑合流，並通過副膨脹裝置436、冷卻器432和打開的開閉閥437而被吸入壓縮機421。
這樣，主迴路漸漸成為高沸點多的製冷劑成分，在負荷小的場合，能降低到相適應的能力。又由於壓力降低，故即使在蓄熱運轉時蓄熱材料440的溫度上升後冷凝溫度上升時，仍能維持高壓狀態，能夠在保持壓縮機421的壓力上限範圍的狀態下生成較高的冷凝溫度，可提高蓄熱溫度以增加蓄熱量。
另外，在實施例16中，是利用製冷循環中焓最低的低溫低壓的二相製冷劑作為冷卻432的冷卻源。因此能有效地利用製冷劑的潛熱，不僅可使冷卻器432小型化，而且能可靠地將精鎦分離器431頂部的氣體液化。
另一方面，製冷運轉及供暖運轉時負荷增大的場合，或在蓄熱運轉初期、即蓄熱材料440的蓄熱溫度低且需要高能力的場合，關閉開閉閥434，打開開閉閥437、438。通過這樣進行開閉控制，積存在積存器433中的製冷劑就通過開閉閥437、438被吸引到壓縮機421，主迴路的製冷劑成分返回高能力的充填成分。結果，實施例16的熱泵裝置能重新開始與負荷相適應的大能力運轉。
實施例16的熱泵裝置由於開閉閥438直接與積存器433和壓縮機421的吸入配管直接連接，故可使積存器433內的製冷劑在短時間內流出，對於負荷有良好的適應性。
如上所述，實施例16的熱泵裝置只要對開閉閥428、430進行開閉控制，就能切換成蓄熱模式或利用蓄熱模式。另外，通過對開閉閥434的開閉操作，可以積存多餘的製冷劑，在各模式中調節成最佳製冷劑量，故實施例16的熱泵裝置能以高效率進行運轉。
另外，當蓄熱溫度漸漸上升時只要對開閉閥434、437、438進行開閉，就能在安全的壓力下實現高溫蓄熱。
又，實施例16的熱泵裝置只要開閉閥428、430進行開閉，就能在製冷運轉時及供暖運轉時改變主迴路的製冷劑成分。從而，實施例16的熱泵裝置能根據負荷實現高精度的能力控制。
還有，實施例16對壓縮機421無特別限定，可以使用變頻壓縮機等能力可變式壓縮機或多臺壓縮機等，可得到與上述實施例同樣的效果。
另外，引入精鎦分離器431底部的製冷劑氣體也將從壓縮機的吐出配管的製冷劑氣體等引入，另外，冷卻器432的冷卻源即使使用壓縮機421的吸入配管或其他冷卻源，也具有相同效果。
《實施例17》以下結合圖31及圖32說明本發明實施例17的熱泵裝置。圖31是實施例17的熱泵裝置的系統結構圖。圖32是實施例17的熱泵裝置的控制流程圖。
在實施例17的熱泵裝置中，凡與前述實施例16的熱泵裝置具有相同功能和結構的部分均用相同符號表示並省略說明。
實施例17的熱泵裝置在蓄熱槽439內設有對蓄熱材料440的溫度進行檢測的蓄熱溫度傳感器441。蓄熱溫度傳感器441設在典型的蓄熱材料440內部，對其溫度進行檢測。檢測到的溫度信息被送往運算控制裝置443進行運算處理。
記憶裝置442存儲預先設定的蓄熱材料440的溫度。運算控制裝置443對記憶裝置442存儲的蓄熱材料設定溫度to與蓄熱溫度傳感器441檢測到的蓄熱材料440的蓄熱溫度t進行比較運算，並對開閉閥434、437、438進行開閉控制。另外，運算控制裝置443能夠判斷開閉閥的動作持續時間。
實施例17的熱泵裝置的製冷循環的結構與前述圖30所示的實施例16的熱泵裝置的製冷循環相同，故省略其說明。
以下結合圖32說明上述結構的實施例17的熱泵裝置的製冷循環動作。
圖32是實施例17的熱泵裝置的控制流程圖。在以下說明中，是以蓄熱模式動作為中心，從蓄熱材料溫度較低的狀態下使壓縮機421起動的場合開始。
在上述場合，因蓄熱初期需要較高能力，故開閉閥434關閉，開閉閥437、438打開(步驟1)。通過這樣的開閉控制，從壓縮機421流出的高壓製冷劑氣體就通過四通閥422，且大部分製冷劑通過開閉閥428並流入蓄熱熱交換器427。該製冷劑向進入蓄熱槽439內的蓄熱材料440散熱，且該熱量蓄積於蓄熱材料440中。
在此狀態下，判斷蓄熱材料440的溫度(步驟2)。在步驟2中，當蓄熱溫度傳感器441檢測到的蓄熱材料440的溫度t小於記憶裝置442存儲的蓄熱材料設定溫度to(t≤to)時，即判斷為蓄熱材料440的溫度低、且繼續大蓄熱負荷時，開閉閥434的關閉信號及開閉閥437、438的打開信號從運算控制裝置443送出。結果，在開閉閥434關閉、開閉閥437、438打開的狀態下繼續運轉。
這時，由於開閉閥434關閉，冷卻器432和積存器433經過打開的開閉閥437、438而與壓縮機421的吸入配管連接，故精鎦分離器431、冷卻器432及積存器433的內部為低壓氣體，幾乎沒有製冷劑積存。
通過如上述那樣進行那樣開閉控制，主迴路的製冷劑為保持充填成分的非共沸混合製冷劑。因此，實施例17的熱泵裝置可進行與負荷相適應的大能力運轉。
另一方面，在步驟2中判斷蓄熱材料440的溫度t，當用蓄熱溫度傳感器441檢測到的蓄熱材料440溫度t大於記憶裝置442存儲的蓄熱材料設定溫度to(t＞to)時，即蓄熱材料440的溫度高且蓄熱負荷小時，開閉閥434、437的打開信號和開閉閥438的關閉信號從運算控制裝置443送出。結果，開閉閥434、437打開，開閉閥438關閉(步驟3)。
這時，由於蓄熱熱交換器437的冷凝溫度上升，壓縮機421的吐出壓力也漸漸上升，故接近壓縮機421的可運轉高壓上限。在此處，從蓄熱膨脹裝置429流出的中間壓力二相製冷劑的一部分通過開閉閥434及副膨脹裝置435流入精鎦分離器431的底部。此後製冷劑的動作與實施例16相同。結果，主迴路漸漸成為高沸點的製冷劑。
通過如上述那樣使主迴路成為高沸點的製冷劑，高沸點的製冷劑即使在相同溫度下其壓力也較低，故其壓力甚至比充填的非共沸混合製冷劑的壓力還低。因此，可一邊保持蓄熱熱交換器437的冷凝溫度一邊降低壓縮機421的吐出壓力，遠離可運轉的高壓上限，可繼續蓄熱運轉。
然後，壓縮機421的吐出壓力漸漸上升，同時冷凝溫度也上升。從而，蓄熱材料440的溫度t也大幅度上升，蓄熱材料440的蓄熱量增加。
然後，在步驟4中判斷時間，當得知步驟3的動作已持續了一定時間(Tset)時，進入步驟5。在步驟5中，開閉閥434、437、438均關閉。因開閉閥434處於關閉狀態，故從蓄熱膨脹裝置429流出的中間壓力的二相製冷劑不流入精鎦分離器431。從而，不會像精鎦分離運轉時那樣因中間壓力的二相製冷劑流向壓縮機421的吸入配管而形成熱量損耗。另外，在步驟3中，在低沸點的製冷劑積存於積存器433的狀態下，主迴路可以以高沸點的製冷劑成分進行循環。從而即使在裝置停止後重新起動，也不必再度進行精鎦分離，可提高運轉效率，繼續蓄熱運轉。
然後在步驟6中判斷蓄熱材料440的溫度t。當用蓄熱溫度傳感器441檢測到的蓄熱材料440的溫度t大於記憶裝置442存儲的蓄熱材料設定溫度to(t＞to)時，即蓄熱材料440的溫度t高時，判斷蓄熱材料440的溫度t是否大於規定值(步驟7)。在步驟7中，當蓄熱材料440的溫度t大於預先設定的蓄熱材料440的上限溫度t max時(t≥t max)結束蓄熱運轉。另一方面，在步驟7中，當蓄熱材料440的溫度t小於上限溫度t max時(t＜t max)，返回步驟5並繼續蓄熱運轉。
另一方面，在步驟6中，當用蓄熱溫度傳感器441檢測到的蓄熱材料440的溫度t小於記憶裝置442存儲的蓄熱材料設定溫度to(t≤to)時，即蓄熱材料440的溫度低、且蓄熱負荷大時，返回步驟1。而且，開閉閥434的關閉信號和開閉閥437、438的打開信號從運算控制裝置443送出，開閉閥434關閉，開閉閥437、438打開。
由此使積存在積存器433中的低沸點製冷劑經過開閉閥437、438而被吸引到壓縮機421，主迴路的製冷劑成分恢復高能力的充填成分。結果，實施例17的熱泵裝置能重新開始與負荷相適應的大能力運轉。
實施例17的熱泵裝置由於開閉閥438直接與積存器433和壓縮機421的吸入配管連接，故可使積存器433內的製冷劑在短時間內流出，對於負荷有良好的適應性。
如上所述，實施例17的熱泵裝置對蓄熱材料440的溫度進行檢測，在蓄熱材料溫度上升時對開閉閥435、437、438進行開閉以進行精鎦分離運轉，使主迴路為高沸點的製冷劑，故通過簡單操作就可既保持安全壓力又實現高溫的蓄熱。另外，採用實施例17時，當負荷增大時，可用封入的非共沸混合製冷劑進行高能力運轉，故可縮短蓄熱所需的時間。
另外，實施例17是在步驟4中進行時間判斷，當步驟3的動作持續一定時間後就進入步驟5，但若在步驟4中對在主迴路循環的製冷劑成分進行檢測，並在其製冷劑成分到達預先設定的成分時進入步驟5，也能得到同樣效果。
在實施例17中，作為檢測製冷劑成分的方法，也可以根據主迴路的壓力和溫度推算等。
實施例17是在步驟4中進行時間判斷，但也可以在步驟4中檢測積存器433的製冷劑成分，在該製冷劑成分到達預先設定的製冷劑成分時進入步驟5。這種控制不改變製冷劑的總量，從而可以從積存器433的製冷劑成分判斷在主迴路中循環的製冷劑成分是否達到設定的製冷劑成分，用這種方法也能得到與實施例17相同的效果。在這種方法中，檢測製冷劑成分的方法也可以是從積存器或精鎦塔的壓力、溫度推算。
還有，在實施例17中，是用蓄熱溫度傳感器441檢測蓄熱材料440的溫度，以切換主迴路的循環成分進行控制，但也可對蓄熱熱交換器427的配管溫度等進行檢測以實施控制。
另外，實施例17對壓縮機無特別限定，可以使用變頻壓縮機等能力可變式壓縮機或多臺壓縮機等，效果相同。
另外，引入精鎦分離器431底部的製冷劑氣體也可從壓縮機的吐出配管的製冷劑氣體引入，另外，冷卻器432的冷卻源即使使用壓縮機421的吸入配管或其他冷卻源，也具有相同效果。
《實施例18》以下結合圖33及圖34說明本發明實施例18的熱泵裝置。圖33是實施例18的熱泵裝置的系統結構圖。圖34是實施例18的熱泵裝置的控制流程圖。
在實施例18的熱泵裝置中，凡與前述實施例16的熱泵裝置具有相同功能和結構的部分均用相同符號表示並省略說明。
實施例18的熱泵裝置在壓縮機421的吐出管處設有對壓縮機421的吐出壓力進行檢測的吐出壓力傳感器444。另外，在實施例18的熱泵裝置中，記憶裝置445存儲預先設定的第1設定壓力P1和小於該第1設定壓力P1的第2設定壓力P2。運算控制裝置446對記憶裝置445存儲的第1設定壓力P1和第2設定壓力P2與吐出壓力傳感器444檢測到的吐出壓力Pd進行比較運算，並對開閉閥434、437、438進行開閉控制。另外，運算控制裝置446能夠判斷開閉閥的動作持續時間。
實施例18的熱泵裝置的製冷循環的結構與前述圖30所示的實施例16的熱泵裝置的製冷循環相同，故省略說明。
以下結合圖34說明上述結構的實施例18的熱泵裝置的製冷循環動作，圖34是實施例18的熱泵裝置的控制流程圖。在以下說明中，是以蓄熱模式動作為中心，從蓄熱材料440的溫度較低的狀態下使壓縮機421起動的場合開始。
在上述場合，因蓄熱初期需要較高能力，故開閉閥434關閉，開閉閥437、438打開(步驟1)。通過這樣的開閉控制，從壓縮機421流出的高壓製冷劑氣體就通過四通閥422，且大部分製冷劑通過開閉閥428。通過開閉閥428的製冷劑流入蓄熱熱交換器427並向蓄熱槽439內的蓄熱材料440散熱，該熱量蓄積於蓄熱材料440中。
在此狀態下，判斷壓縮機421的吐出壓力(步驟2)。當吐出壓力傳感器444檢測到的壓縮機421的吐出壓力Pd小於記憶裝置445存儲的第1設定壓力P1時(Pd≤P1)時，由於蓄熱材料440的溫度低、且蓄熱熱交換器427的冷凝溫度低，故判斷為蓄熱容量不足且蓄熱負荷大。通過這一判斷，使開閉閥434的關閉信號及開閉閥437、438的打開信號從運算控制裝置446送出，開閉閥434關閉，開閉閥437、438打開。
在此狀態下，由於開閉閥434關閉，冷卻器432和積存器433經過打開的開閉閥437、438而與壓縮機421的吸入配管連接，故精鎦分離器431、冷卻器432及積存器433的內部為低壓氣體，幾乎沒有製冷劑積存。
通過如上述那樣進行開閉控制，主迴路的製冷劑為保持充填成分的非共沸混合製冷劑。因此，熱泵裝置可用大能力驅動，可進行與負荷相適應的大能力運轉。
另一方面，在步驟2中判斷壓縮機421的吐出壓力，當用吐出壓力傳感器444檢測到的壓縮機421的吐出壓力Pd大於記憶裝置445存儲的第1設定壓力P1(Pd＞P1)時，蓄熱材料440的溫度高且蓄熱熱交換器427的冷凝溫度高。因此，判斷為蓄熱負荷小，開閉閥434、437的打開信號和開閉閥438的關閉信號從運算控制裝置443送出。結果，開閉閥434、437打開，開閉閥438關閉(步驟3)。
這時，由於蓄熱熱交換器437的冷凝溫度及壓縮機421的吐出壓力均上升，壓縮機421的吐出壓力接近可運轉的上限壓力。
在此狀態下，從蓄熱膨脹裝置429流出的中間壓力二相製冷劑的一部分通過開閉閥434及副膨脹裝置435流入精鎦分離器431的底部。此後製冷劑的動作與實施例16相同，主迴路漸漸成為高沸點的製冷劑。
通過如上述那樣進行開閉控制，高沸點的製冷劑即使在相同溫度下其壓力也較低，故其壓力甚至比充填的非共沸混合製冷劑還低。因此，可一邊保持蓄熱熱交換器427的冷凝溫度一邊降低壓縮機421的吐出壓力，使比可運轉的高壓上限低。故熱泵裝置可繼續進行蓄熱運轉。
然後，壓縮機421的吐出壓力漸漸上升，同時冷凝溫度也上升，使蓄熱材料440的溫度大幅度上升。結果，蓄熱材料440的蓄熱量增加。
然後，在步驟4中判斷時間，當得知步驟3的動作已持續了一定時間(TSET)時，進入步驟5。在步驟5中，開閉閥434、437、438均關閉，故從蓄熱膨脹裝置429流出的中間壓力的二相製冷劑的一部分因開閉閥434關閉而不流入精鎦分離器431。從而，不會像精鎦分離運轉時那樣因中間壓力的二相製冷劑流向壓縮機421的吸入配管而形成熱量損耗。另外，在步驟3中，在低沸點的製冷劑積存於積存器433的狀態下，主迴路可以以高沸點的製冷劑進行循環。從而實施例18的熱泵裝置即使在裝置停止後重新起動，也不必再度進行精鎦分離，可提高運轉效率，繼續蓄熱運轉。
然後在步驟6中判斷壓縮機421的吐出壓力。當用吐出壓力傳感器444檢測到的壓縮機421的吐出壓力Pd大於記憶裝置445存儲的第2設定壓力P2(Pd＞P2)時，即蓄熱材料440的溫度高、蓄熱負荷小時，進一步判斷吐出壓力(步驟7)。在步驟7中，當吐出壓力Pd大於記憶裝置445存儲的上限壓力P max時(Pd≥P max)結束蓄熱運轉。而當吐出壓力Pd小於上限壓力P max時(Pd＜P max)，返回步驟5。
另一方面，在步驟6中，當用吐出壓力傳感器444檢測到的壓縮機421的吐出壓力Pd小於記憶裝置445存儲的第2設定壓力P2(Pd≤P2)時，即蓄熱材料440的溫度低、且蓄熱負荷大時，返回步驟1。而且，開閉閥434的關閉信號和開閉閥437、438的打開信號從運算控制裝置443送出，開閉閥434關閉，開閉閥423、424打開。
由此使積存在積存器433中的製冷劑經過開閉閥437、438而被吸引到壓縮機421，主迴路的製冷劑成分恢復到高能力的充填成分。結果，能重新開始與負荷相適應的大能力運轉。
實施例18的熱泵裝置由於開閉閥438直接與積存器433和壓縮機421的吸入配管連接，故可使積存器433內的製冷劑在短時間內流出，對於負荷有良好的適應性。
如上所述，實施例18的熱泵裝置對壓縮機421的吐出壓力進行檢測，在吐出壓力上升時對開閉閥435、437、438進行開閉以進行精鎦分離運轉，使主迴路為高沸點的製冷劑。因此實施例18的熱泵裝置通過簡單的操作就可既保持安全壓力又實現高溫的蓄熱。另外，當負荷增大時，可用封入的非共沸混合製冷劑進行高能力運轉，故實施例18的熱泵裝置可縮短蓄熱所需的時間。
不過，關於第1設定壓力P1，最好在精鎦分離前的封入製冷劑成分中是大致相當於設定的冷凝溫度的平均飽和壓力，第2設定壓力P2最好在精鎦分離後的高沸點製冷劑的成分中是大致相當於同樣的冷凝溫度的平均飽和壓力。
還有，在實施例18的熱泵裝置中，是用吐出壓力傳感器444檢測吐出壓力，以切換在主迴路循環的製冷劑成分來進行控制，但也可對蓄熱熱交換器427的冷凝壓力等進行檢測以實施控制。
另外，引入精鎦分離器431底部的製冷劑氣體也可將壓縮機的吐出氣體等引入，另外，冷卻器432的冷卻源即使使用壓縮機421的吸入配管或其他冷卻源，也具有相同效果。
《實施例19》以下結合圖35及圖36說明本發明實施例19的熱泵裝置。圖35是實施例19的熱泵裝置的系統結構圖。圖36是實施例19的熱泵裝置的控制流程圖。
在實施例19的熱泵裝置中，凡與前述實施例16的熱泵裝置具有相同功能和結構的部分均用相同符號表示並省略說明。
實施例19的熱泵裝置使用變頻壓縮機447，並在變頻壓縮機447的吐出管處設有對其吐出壓力進行檢測的吐出壓力傳感器448。另外，在實施例19的熱泵裝置中，記憶裝置449存儲預先設定的第1設定壓力P1和小於該第1設定壓力P1的第2設定壓力P2。運算控制裝置450對記憶裝置449存儲的第1設定壓力P1和第2設定壓力P2與吐出壓力傳感器448檢測到的吐出壓力Pd進行比較運算，並對開閉閥434、437、438進行開閉控制。另外，運算控制裝置450能夠判斷開閉閥的動作持續時間。
在實施例19的熱泵裝置中，控制裝置451控制變頻壓縮機447的運轉頻率，控制向變頻壓縮機447輸入的信號頻率，以使吐出壓力接近第1設定壓力或第2設定壓力。
再有，實施例19的熱泵裝置設有對室內熱交換器426的製冷劑配管長度方向大致中央部的製冷劑配管溫度進行檢測的溫度傳感器452和對與該溫度傳感器452處於相同位置的製冷劑壓力進行檢測的壓力傳感器453。
運算控制裝置450能夠根據溫度傳感器452檢測的溫度值和壓力傳感器453檢測到的壓力值來檢測主迴路的製冷劑成分，並與預先設定的製冷劑成分進行，以使開閉閥434、437、438作開閉動作。
實施例19的熱泵裝置的製冷循環的結構與前述圖30所示的實施例16的熱泵裝置的製冷循環相同，故省略說明。
以下結合圖36說明上述結構的實施例19的熱泵裝置的製冷循環動作。
圖36是實施例19的熱泵裝置的控制流程圖。在以下說明中，是以蓄熱模式動作為中心，從蓄熱材料440的溫度較低的狀態下使變頻壓縮機447起動的場合開始。
在上述場合，因蓄熱初期需要較高能力，故開閉閥434關閉，開閉閥437、438打開(步驟1)。通過這樣的開閉控制，從變頻壓縮機447流出的高壓製冷劑氣體就通過四通閥422，且大部分製冷劑通過開閉閥428流入蓄熱熱交換器427。流入蓄熱熱交換器427的製冷劑向蓄熱槽439內的蓄熱材料440散熱，該熱量蓄積於蓄熱材料440中。
這時，當吐出壓力傳感器448檢測到的變頻壓縮機447的吐出壓力P1被送至控制裝置451。控制裝置451將吐出壓力Pd與在記憶裝置449預先設定的第1設定壓力P1進行比較(步驟2)。在蓄熱初期，由於蓄熱熱交換器427的冷凝溫度低因此變頻壓縮機447的吐出壓力Pd小於第1設定壓力(Pd≤P1)。這時，增加變頻壓縮機447的頻率的指令從頻率控制裝置451送出(步驟3-1)。結果，變頻壓縮機447的轉速增加，循環量增加，變頻壓縮機447的吐出壓力Pd漸漸升高。
然後再在步驟2中判斷吐出壓力Pd。當用吐出壓力傳感器448檢測到的變頻壓縮機447的吐出壓力Pd大於記憶裝置449存儲的第1設定壓力P1(Pd＞P1)時，表示蓄熱材料440的溫度升高。這時，減少變頻壓縮機447的頻率的指令從頻率控制裝置451送出(步驟3-2)。結果，變頻壓縮機447的轉速減少，循環量減少，變頻壓縮機447的吐出壓力Pd漸漸降低。
如上所述，通過在頻率控制裝置451中調節向變頻壓縮機447輸入的信號頻率，可使變頻壓縮機447的吐出壓力Pd基本保持第1設定壓力P1。結果，實施例19的熱泵裝置不會超過變頻壓縮機447的高壓上限，可安全地連續進行蓄熱運轉。
然後，在步驟4中判斷變頻壓縮機447的頻率F是否為最低頻率F min的運轉。當變頻壓縮機447的頻率F高於最低頻率F min時(F＞F min)，再度返回步驟2，並進行頻率控制。相反，當變頻壓縮機447的頻率F低於最低頻率F min時(F≤F min)，開閉閥434、437的打開信號和開閉閥438的關閉信號從運算控制裝置450送出，開閉閥434、437打開，開閉閥438關閉(步驟5)。
在步驟5中，從蓄熱膨脹裝置429流出的中間壓力的二相製冷劑的一部分通過開閉閥434及副膨脹裝置435後流入精鎦分離器431的底部。然後製冷劑作與前述實施例16相同的動作，主迴路漸漸成為高沸點的製冷劑。
通過上述的開閉動作，高沸點的製冷劑在同一溫度下壓力也低，故壓力漸漸下降到比充填的非共沸混合製冷劑還低。結果，實施例19的熱泵裝置在保持蓄熱熱交換器427的冷凝溫度的狀態下降低變頻壓縮機447的吐出壓力，越來越低於可運轉的上限壓力。因此，實施例19的熱泵裝置能繼續進行蓄熱運轉。
實施例19的熱泵裝置隨著蓄熱運轉的進行，變頻壓縮機447的吐出壓力Pd逐漸上升，同時冷凝溫度也上升。由此可使蓄熱材料440的溫度大幅度上升，蓄熱量增加。
然後在步驟6中，運算控制裝置450根據溫度傳感器452檢測到的溫度值和壓力傳感器453檢測到的壓力值對在主迴路中循環的製冷劑成分C進行檢測。當檢測到的製冷劑成分C小於預先設定的製冷劑成分Co(高沸點製冷劑多的製冷劑成分)(C≤Co)時，保持步驟5繼續進行精鎦分離運轉。相反，當檢測到的製冷劑成分C大於預先設定的製冷劑成分Co(高沸點製冷劑多的製冷劑成分)(C＞Co)時，進入步驟7。
以下結合圖37說明根據溫度傳感器452檢測到的溫度值和壓力傳感器453檢測到的壓力值對在主迴路中循環的製冷劑成分C進行檢測的原理。
圖37的橫軸表示溫度傳感器452的溫度檢測值，縱軸表示壓力傳感器453的壓力檢測值。在圖37中，當設製冷劑的乾燥度基本一定(此處約為0.5)時，設定的成分中溫度檢測值與壓力檢測值之間的關係可用曲線A表示。
在圖37中，當溫度傳感器452檢測到的溫度值和壓力傳感器453檢測到的壓力值的相關點處於B點上時，點B的壓力高於在同一溫度設定的製冷劑成分的線A上的壓力，即，可判斷此時主迴路的製冷劑成分尚未達到設定的高沸點多的製冷劑成分。
另一方面，當溫度傳感器452檢測的溫度檢測值和壓力傳感器檢測到的壓力值的相關點處於C點上時，點C的壓力低於同一溫度設定的製冷劑成分的線A上的壓力，即，可判斷製冷劑成分已達到設定的高沸點多的製冷劑成分。
在步驟7中，開閉閥434、437、438均處於關閉狀態。從而，由於開閉閥434關閉，從蓄熱膨脹裝置429流出的中間壓力的二相製冷劑的一部分不流入精鎦分離器431。從而，可避免中間壓力的二相製冷劑流向變頻壓縮機447的吸入配管而形成熱量損耗，同時，在步驟5中，在低沸點的製冷劑積存於積存器433的狀態下，主迴路可以保持高沸點的製冷劑成分進行循環。從而，實施例19的熱泵裝置即使在裝置停止後重新起動，也不必再度進行精鎦分離，可提高運轉效率，繼續蓄熱運轉。
然後在步驟8中判斷變頻壓縮機447的吐出壓力。當用吐出壓力傳感器448檢測到的吐出壓力Pd大於記憶裝置449存儲的第2設定壓力P2時，即蓄熱材料440的溫度高、蓄熱負荷小時(Pd＞P2)，進一步判斷吐出壓力Pd(步驟9)。在步驟9中，當吐出壓力Pd大於記憶裝置449存儲的上限壓力P max時(Pd≥P max)結束蓄熱運轉。相反，當吐出壓力Pd小於上限壓力P max時(Pd＜Pmax)，返回步驟7。
另一方面，在步驟8中，當用吐出壓力傳感器448檢測到的壓縮機447的吐出壓力Pd小於記憶裝置449存儲的第2設定吐出壓力P2(Pd≤P2)時，即蓄熱材料440的溫度低、且蓄熱負荷大時，返回步驟1。而且，開閉閥434的關閉信號和開閉閥437、438的打開信號從運算控制裝置450送出。結果開閉閥434保持關閉狀態，開閉閥423、424打開。
由此使積存在積存器433中的低沸點製冷劑經過開閉閥437、438而被吸引到變頻壓縮機447，主迴路的製冷劑成分恢復高能力的充填成分。結果，能重新開始與負荷相適應的大能力運轉。
實施例19的熱泵裝置由於開閉閥438與積存器433和壓縮機447的吸入配管連直接接，故可使積存器433內的製冷劑在短時間內流出，對於負荷有良好的適應性。
如上所述，實施例19的熱泵裝置對壓縮機447的吐出壓力進行檢測，並對壓縮機的頻率進行控制以使吐出壓力大致穩定，從而很容易避免越過變頻壓縮機447的上限壓力，可實現安全的蓄熱運轉。
另外，實施例19的熱泵裝置在吐出壓力超過預先設定的設定壓力且壓縮機容量最小時，由於設有使開閉閥作開閉動作的運算控制裝置，故能充分利用裝置的能力，能縮短蓄熱運轉所需的時間。另外，實施例19既能控制製冷循環的高壓，以避免超過壓縮機的許可壓力，又能實現安全的高溫蓄熱運轉，可大幅度地增加蓄熱量。
不過，在實施例19中，第1設定壓力P1最好在精鎦分離前的封入製冷劑成分中是大致相當於設定的冷凝溫度的平均飽和壓力。第2設定壓力P2最好在精鎦分離後的高沸點製冷劑的成分中是大致相當於同樣的冷凝溫度的平均飽和壓力。
還有，在實施例19的熱泵裝置中，是用吐出壓力傳感器448檢測吐出壓力，以切換在主迴路中循環的製冷劑成分來進行控制，但也可對蓄熱熱交換器427的冷凝壓力等進行檢測以實施控制，效果與實施例19相同。
另外，引入精鎦分離器431底部的製冷劑氣體也可從壓縮機的吐出氣體引入，而且冷卻器432的冷卻源即使使用壓縮機447的吸入配管或其他冷卻源，也具有與實施例19相同的效果。
再有，實施例19的熱泵裝置中，封入的非共沸混合製冷劑是R22的替代製冷劑，如果使用R32、R125、R134a三種單一製冷劑的混合物、即R407C，則可以擴大低沸點製冷劑R32、R125與高沸點製冷劑R134a之間的沸點差，不僅有利於精鎦分離性能，還能增大能力降低的比率，能對於大幅度變化的負荷實行最佳的能力控制。
《實施例20》以下結合圖38及圖39說明本發明實施例20的熱泵裝置。圖38是實施例20的熱泵裝置的系統結構圖。圖39是實施例20的熱泵裝置的控制流程圖。
在實施例20的熱泵裝置中，凡與前述實施例16的熱泵裝置具有相同功能和結構的部分均用相同符號表示並省略說明。
實施例20的熱泵裝置設有對積存器433的製冷劑溫度進行檢測的溫度傳感器455以及對積存器433的製冷劑的壓力進行檢測的壓力傳感器456。
實施例20的熱泵裝置中的運算控制裝置457對記憶裝置449存儲的第1設定壓力P1和第2設定壓力P2與吐出壓力傳感器448檢測到的吐出壓力Pd進行比較運算，並對開閉閥434、437、438進行開閉控制。另外，運算控制裝置457能夠判斷開閉閥的動作持續時間，並能從溫度傳感器455檢測到的積存器433的溫度檢測值和壓力傳感器456檢測到的積存器433的製冷劑的壓力檢測值檢測出積存於積存呂433的製冷劑的製冷劑成分。運算控制裝置457從檢測到的積存器433的製冷劑成分算出主迴路的製冷劑成分後與預先設定的製冷劑成分進行比較，並對開閉閥434、437、438進行開閉控制。
實施例20的熱泵裝置的動作只是在前述圖36所示的實施例19的熱泵裝置控制流程圖中步驟6中有所不同，故以下就該不同的步驟6進行說明。
在實施例20的步驟6中，用溫度傳感器455檢測到的積存器433的製冷劑溫度檢測值以及用壓力傳感器456檢測到的積存器433的製冷劑壓力檢測值被送到運算控制裝置457。
在運算控制裝置457中，以溫度傳感器455的溫度檢測值和壓力傳感器456的壓力檢測值為基礎，對在主迴路中循環的製冷劑成分進行檢測。
以下結合圖39說明該運算控制裝置457的動作原理。圖39中橫軸表示溫度傳感器455的溫度檢測值，縱軸表示壓力傳感器456的壓力檢測值。
熱泵裝置的製冷劑總量W、積存於積存器433中的製冷劑量Ws及主迴路的製冷劑量Wc三者之間的關係為W=Ws+Wc。另外，整個熱泵裝置中的高沸點製冷劑的製冷劑量Wh、積存於積存器433中的高沸點製冷劑的製冷劑量Whs及主迴路的高沸點製冷劑的製冷劑量Whc三者之間的關係為Wh=Whs+Whc。
在具有上述關係的狀態下，熱泵裝置的製冷劑總量W和其中高沸點製冷劑的製冷劑量Wh是已知的，積存於積存器433中的製冷劑量Ws取決於積存器433的容量，故也是已知的。因此，只要知道積存於積存器433中的高沸點製冷劑的製冷劑量Whs，就能算出主迴路中高沸點製冷劑量的比率(Whc/Wh)，即，算出主迴路的製冷劑成分。換言之，為了使主迴路達到設定的製冷劑成分，可計算出積存器的製冷劑成分應達到哪個值。
在圖39中，橫軸表示溫度傳感器455的溫度檢測值，縱軸表示壓力傳感器456的壓力檢測值。積存器433中基本為液體所佔，故可假定為飽和液體，為使主迴路達到設定的製冷劑成分所需的積存器433的製冷劑成分的溫度和壓力之間的關係用曲線D表示。
譬如，當用溫度傳感器455檢測到的溫度檢測值和用壓力傳感器456檢測到的壓力檢測值的所決定的點處於點E時，點E的壓力低於相同溫度下設定的製冷劑成分在線D上的壓力，即，判斷為積存器433的低沸點製冷劑成分少，在主迴路中循環的製冷劑成分未達到設定的高沸點製冷劑。因此，保持步驟5的狀態繼續進行精鎦分離運轉。
另外，當用溫度傳感器455檢測到的溫度檢測值和用壓力傳感器456檢測到的壓力檢測值的所決定的點處於點F時，點F的壓力高於相同溫度下設定的製冷劑成分在線D上的壓力，即，判斷為積存器433的低沸點製冷劑成分多，在主迴路中循環的製冷劑成分已達到設定的高沸點製冷劑。因此，進入步驟7。
如上所述，實施例20的熱泵裝置對變頻壓縮機447的吐出壓力進行檢測，並對壓縮機的頻率進行控制，以使吐出壓力大致穩定，因此，很容易在避免超過變頻壓縮機447上限壓力的狀態下運轉，可實現安全的蓄熱運轉。
另外，在實施例20的熱泵裝置中，當吐出壓力超過預先設定的設定壓力，且壓縮機容量最小時，由於設有使開閉閥作開閉動作的運算控制裝置，故能充分發揮裝置的能力，縮短蓄熱運轉所需的時間。另外，實施例20既可將製冷循環的高壓控制在壓縮機的許可壓力內，又可安全地實現高溫的蓄熱運轉，可大幅度地增加蓄熱量。
《實施例21》以下說明本發明實施例21的熱泵裝置中所用的精鎦分離器一實施例。圖40是表示實施例21的熱泵裝置中所用的精鎦分離器大致結構的剖視圖。
在圖40中，精鎦分離器的容器520是沿垂直方向延伸的圓筒狀直管。製冷劑從熱泵裝置的主迴路通過流入連接管521而流入精鎦分離器。流入連接管521設於容器520的底部，氣液二相製冷劑中主要是氣體製冷劑從主迴路通過該流入連接管521而流入容器520內並沿容器520內上升。
使製冷劑流出到熱泵裝置的主迴路的流出連接管522設於容器520的底部，沿容器520下降的液體製冷劑通過該流出連接管522後流向熱泵裝置的主迴路。
在圓筒狀的容器520內部插入充填物523，是用不鏽鋼或銅等金屬線材編織的有網眼的織物，置於流入連接管521及流出連接管522的開口部上方。
使容器520頂部的氣體製冷劑流出到冷卻器的氣體流出管524與容器520頂部的頂面連接，其開口端置於頂部的內部。
使液體製冷劑從積存器返回的液體返回管525從容器520的頂部側面大致水平地貫通到容器520的中央附近。該液體返回管525的開口端配置於容器520內的充填物523的上方且在氣體流出管524的下方。
圖41放大表示插入本發明實施例21中精鎦分離器的容器520內部的充填物523。如圖41所示，充填物523是具有網眼的織物526。
織物526用不鏽鋼或銅等金屬線材做成，將該織物526捲成圓柱狀後插入精鎦分離器的容器520內部。圖42是表示織物526捲成後狀態的立體圖。
織物526如圖41所示，通過編織在線材之間留有一定空間。而且，如圖42所示，在實施例21中是將多張織物526重疊後從織物526的一端開始捲曲，使端面呈螺旋狀，整體呈圓柱形。
充填物523捲曲後的截面直徑大於精鎦分離器的容器520的圓筒內徑。將該充填物523一邊向容器520的中心方向推壓一邊插入精鎦分離器的容器520內。這樣使充填物523的外周面與精鎦分離器的容器520的圓筒內面無間隙地接觸。
在實施例21中，構成充填物523的線材截面直徑約為0.2mm。在將充填物523插入精鎦分離器的容器520後，充填物523在精鎦分離器的容器520內的空間率約為90％。
充填物523是將金屬線材等如圖41那樣編織成織物526後構成，因此充填物523上形成有規則的網眼，線材之間的間隙相同。再有，如圖42所示，充填物523是從一端面捲曲成圓柱形後插入容器520內，故可確保適用於氣體製冷劑上升的均勻空間率。另外，由於充填物523採用上述結構，故與下降的液體製冷劑之間的氣液接觸面積增大，故可促進氣液接觸，提高分離性能。
另外，充填物523的截面直徑在剛做成時大於容器520的圓筒內徑，是一邊向容器520的大致中心方向推壓一邊插入容器520內。因此，充填物523可利用其織物自身的復原力使其外周面與容器520的圓筒內周面無間隙地接觸。因此，容器520的內周面與充填物523之間的磨擦力可將充填物523保持在插入位置上。從而，即使精鎦分離器內有製冷劑流動，充填物523也不會在容器520內移動，因此不必在充填物523的上下方設置固定裝置等。結果，實施例21的精鎦分離器結構簡單，可降低熱泵裝置的製作成本。
另外，充填物523隻要一次插入容器520內即可，而無需像過去封入許多小型充填物那樣要多次插入，可大幅度地縮短製造和裝配所需的時間。
作為評價充填物分離性能的實用方法，有一種是根據理論盤數(NTPNumbers of Theoretical Plate)。為了評價實施例21中充填物523的性能，用R407C作為非共沸混合製冷劑，將不鏽鋼線材的截面積不同、在容器520內的空間率不同的充填物523插入容器520內進行NTP評價。容器520的內徑為23mm左右，充填物的長度為200mm左右。
圖43的曲線圖表示對充填物的分離性能進行評價的試驗結果。在此評價試驗中，充填物的截面直徑有0.05mm、0.1mm、0.2mm、0.3mm、0.35mm五種，空間率為80％、85％、90％、95％、97.5％五種。如圖43所示，當金屬線材的截面直徑從0.1mm到0.3mm、空間率從85％到95％時NTP最佳，其中尤以截面直徑為0.2mm、空間率為90％時NTP最高。
關於截面直徑的大小給分離性能帶來的影響，在空間率相同時，線材的截面直徑越大，表面積越小，故氣液接觸面積越小，分離性能惡化。
而在空間率相同時，線材的截面直徑越小，表面積越大，可使氣液接觸面積增加，故一般認為可提高分離性能。然而在本評價試驗中，如果線材的截面直徑過小，NTP有降低趨勢。這是因為線材的截面直徑過小會導致線材間的間隙減小，由於下降的製冷劑液體的粘性，容易在線材之間搭橋。因此下降的液體不容易分散，而是連續地連接在一起使容易下降，導致與上升的氣體之間的氣液接觸程度不足。而這一點是通過本評價試驗方才得知。
沿精鎦分離器下降的製冷劑液體一般具有偏向容器520的壁面方向流動的性質，因此下降的製冷劑液體沿外側流動，而上升的製冷劑氣體則沿內側流動，不能進行充分的氣液接觸。在實施例21中，將做成圓柱形的充填物523的空間率沿外周方向減小。因此，充填物523外周一側的空間率小，製冷劑液體不易流動，可防止製冷劑液體向外周方向移動，使之成為截面一致的流體。同樣，上升的氣體也是沿下降的製冷劑液體的間隙上升，故氣液接觸也是截面均勻良好，可更加提高分離性能。
關於充填物523的製作方法，是對圖41所示的織物526進行壓力成形，使其隨著向外周方向延伸而減薄，然後將該織物526的成為內周的那一端部捲曲，使端面呈螺旋狀、整體呈圓柱形即可。通過這樣製作充填物523，使充填物523的空間率隨著向外周方向延伸而縮小。
不過，線材可用金屬或纖維、塑料等各種材料，無論用何種材料均可得到同樣的效果，故上述材料均包含在本發明之內。
關於線材織物的形狀，也不限於圖41所示，可以有各種編織方法，只要在線材之間留有適當間隙即可，故各種編織方法也包含在本發明之內。
工業上利用的可能性在本發明中，當負荷大時保持充填時的製冷劑成分，在製冷劑量多的狀態下運轉，當負荷小時，則將低沸點多的製冷劑積存於積存器中，主迴路以高沸點多的製冷劑在製冷劑量少的狀態下運轉，故可提供具有很大能力控制範圍、能根據負荷進行適當能力控制的小型熱泵裝置用於製冷裝置和供暖裝置。
權利要求
1．一種熱泵裝置，其特徵在於，包括具有實質上沿垂直方向延伸的直管形狀、其底部經過副膨脹裝置與壓縮機的吸入配管連接、對非共沸混合製冷劑進行精鎦分離的精鎦分離器；使從所述精鎦分離器的底部流出並從所述副膨脹裝置流向所述壓縮機的所述吸入配管的製冷劑與所述精鎦分離器頂部的製冷劑進行熱交換的冷卻器；將在所述冷卻器冷卻後液化的製冷劑積存的積存器；構成環狀閉路、以將所述精鎦分離器頂部的製冷劑送至所述冷卻器、並使從所述冷卻器送往所述積存器後積存在所述積存器的製冷劑返回所述精鎦分離器頂部的閉管路；將所述壓縮機、四通閥、室外熱交換器、膨脹裝置以及室內熱交換器依次用配管連接成環狀並封入所述非共沸混合製冷劑的製冷循環的主迴路；將所述閉路與所述主迴路之間可開閉地連接的開閉裝置；根據負荷狀態對所述開閉裝置進行開閉控制、使所述主迴路內的所述非共沸混合製冷劑流入所述閉路的控制裝置。
2．根據權利要求1所述的熱泵裝置，其特徵在於，在連接所述主迴路和所述閉路的配管上與所述開閉裝置串聯地設置副膨脹裝置。
3．根據權利要求1所述的熱泵裝置，其特徵在於，所述閉路經過所述開閉裝置而與所述主迴路中室外熱交換器和室內熱交換器之間的配管連接。
4．根據權利要求1所述的熱泵裝置，其特徵在於，在經過所述冷卻器而將所述精鎦分離器的底部與所述壓縮機的吸入配管連接的配管上，在所述冷卻器和所述壓縮機的吸入配管之間設置開閉裝置。
5．一種熱泵裝置，其特徵在於，包括具有實質上沿垂直方向延伸的直管形狀、其底部經過副膨脹裝置與壓縮機的吸入配管連接、對非共沸混合製冷劑進行精鎦分離的精鎦分離器；使從所述精鎦分離器的底部流出並從所述副膨脹裝置流向所述壓縮機的所述吸入配管的製冷劑與所述精鎦分離器頂部的製冷劑進行熱交換的冷卻器；將在所述冷卻器冷卻後液化的製冷劑積存的積存器；構成環狀閉路、以將所述精鎦分離器頂部的製冷劑送至所述冷卻器、並使從所述冷卻器送往所述積存器後積存在所述積存器的製冷劑返回所述精鎦分離器頂部的閉管路；將所述壓縮機、四通閥、室外熱交換器、膨脹裝置以及室內熱交換器依次用配管連接成環狀並封入所述非共沸混合製冷劑的製冷循環的主迴路；將所述主迴路與所述精鎦分離器的底部之間通過副膨脹裝置而可開閉地連接的開閉裝置；根據負荷狀態對所述開閉裝置進行開閉控制、使所述主迴路內的所述非共沸混合製冷劑流入所述閉路的控制裝置。
6．根據權利要求5所述的熱泵裝置，其特徵在於，所述精鎦分離器的底部經過所述副膨脹裝置及所述開閉裝置而與所述主迴路中所述室外熱交換器和所述室內熱交換器之間的配管連接。
7．根據權利要求5所述的熱泵裝置，其特徵在於，在經過所述冷卻器而將所述精鎦分離器的底部與所述壓縮機的吸入配管連接的配管上，在所述冷卻器和所述壓縮機的吸入配管之間設置開閉裝置。
8．一種熱泵裝置，其特徵在於，具備；將壓縮機、四通閥、室外熱交換器、主膨脹裝置以及室內熱交換器依次用配管連接成環狀的製冷循環的主迴路；在將所述主膨脹裝置分支的配管上串聯連接的第1副膨脹裝置及第2副膨脹裝置；將精鎦分離器的頂部、冷卻器及積存器連接成環狀的閉路；將所述第1副膨脹裝置和第2副膨脹裝置之間的配管與所述精鎦分離器的底部可開閉地連接的開閉裝置；在經過所述冷卻器而將所述精鎦分離器的底部與所述壓縮機的吸入配管連接的配管上、設於所述精鎦分離器的底部與所述冷卻器之間的第3副膨脹裝置，所述冷卻器將從所述精鎦分離器的底部經過所述第3副膨脹裝置而流向所述壓縮機的吸入配管的製冷劑與所述精鎦分離器頂部的製冷劑間接地進行熱交換，並在所述製冷循環中封入非共沸混合製冷劑。
9．根據權利要求8所述的熱泵裝置，其特徵在於，還設有對具有所述室內熱交換器的室內機的吸入空氣溫度進行檢測的室內溫度傳感器；當預先設定的設定空氣溫度與所述室內溫度傳感器檢測到的吸入空氣溫度之間的溫度差小於規定值時使所述開閉裝置打開、當所述溫度差大於所述規定值時使所述開閉裝置關閉的運算控制裝置。
10．一種熱泵裝置，其特徵在於，具備將壓縮機、四通閥、室外熱交換器、室外膨脹裝置、室內膨脹裝置以及室內熱交換器依次用配管連接成環狀，具有與所述室外膨脹裝置並聯且在製冷運轉時將所述室外膨脹裝置分支用的第1單向閥、以及與所述室內膨脹裝置並聯且在供暖運轉時將所述室內膨脹裝置分支用的第2單向閥的製冷循環的主迴路；將精鎦分離器的頂部、冷卻器及積存器連接成環狀的閉路；將所述室外膨脹裝置和所述室內膨脹裝置之間的配管經過第1副膨脹裝置而與所述精鎦分離器的底部可開閉地連接的開閉裝置；在經過所述冷卻器而將所述精鎦分離器的底部與所述壓縮機的吸入配管連接的配管上、設於所述精鎦分離器的底部與所述冷卻器之間的第2副膨脹裝置，所述冷卻器將從所述精鎦分離器的底部經過所述第3副膨脹裝置而流向所述壓縮機的吸入配管的製冷劑與所述精鎦分離器頂部的製冷劑間接地進行熱交換，並在所述製冷循環中封入非共沸混合製冷劑。
11．根據權利要求10所述的熱泵裝置，其特徵在於，還設有對具有所述室內熱交換器的室內機的吸入空氣溫度進行檢測的室內溫度傳感器；當預先設定的設定空氣溫度與所述室內溫度傳感器檢測到的吸入空氣溫度之間的溫度差小於規定值時使所述開閉裝置打開、當所述溫度差大於所述規定值時使述開閉裝置關閉的運算控制裝置。
12．一種熱泵裝置，其特徵在於，具備將壓縮機、四通閥、室外熱交換器、主膨脹裝置以及室內熱交換器依次用配管連接成環狀的製冷循環的主迴路；在將所述主膨脹裝置分支的配管上串聯連接的第1副膨脹裝置及第2副膨脹裝置；將精鎦分離器的頂部、冷卻器及積存器連接成環狀的閉路；將所述第1副膨脹裝置和第2副膨脹裝置之間的配管與所述精鎦分離器的底部可開閉地連接的第1開閉裝置；在經過所述冷卻器而將所述精鎦分離器的底部與所述壓縮機的吸入配管連接的配管上、設於所述精鎦分離器的底部與所述冷卻器之間的第3副膨脹裝置；經過第4副膨脹裝置而將所述精鎦分離器的底部與所述壓縮機的吐出配管連接的第2開閉裝置，所述冷卻器將從所述精鎦分離器的底部經過所述第3副膨脹裝置而流向所述壓縮機的吸入配管的製冷劑與所述精鎦分離器頂部的製冷劑間接地進行熱交換，並在所述製冷循環中封入非共沸混合製冷劑。
13．根據權利要求12所述的熱泵裝置，其特徵在於，還設有對具有所述室內熱交換器的室內機的吸入空氣溫度進行檢測的室內溫度傳感器；當預先設定的設定空氣溫度與所述室內溫度傳感器檢測到的吸入空氣溫度之間的溫度差小於規定值時使所述第1開閉裝置及第2開閉裝置打開、當所述溫度差大於所述規定值時使所述第1開閉裝置及所述第2開閉裝置關閉的運算控制裝置。
14．一種熱泵裝置，其特徵在於，具備將壓縮機、四通閥、室外熱交換器、室外膨脹裝置、室內膨脹裝置以及室內熱交換器依次用配管連接成環狀、具有與所述室外膨脹裝置並聯且在製冷運轉時將所述室外膨脹裝置分支用的第1單向閥、以及與所述室內膨脹裝置並聯且在供暖運轉時將所述室內膨脹裝置分支用的第2單向閥的製冷循環的主迴路；將精鎦分離器的頂部、冷卻器及積存器連接成環狀的閉路；將所述室外膨脹裝置和所述室內膨脹裝置之間的配管經過第1副膨脹裝置而與所述精鎦分離器的底部可開閉地連接的第1開閉裝置；在經過所述冷卻器而將所述精鎦分離器的底部與所述壓縮機的吸入配管連接的配管上、設於所述精鎦分離器的底部與所述冷卻器之間的第2副膨脹裝置，經過第3副膨脹裝置而將所述精鎦分離器的底部與所述壓縮機的吐出配管連接的第2開閉裝置；所述冷卻器將從所述精鎦分離器的底部經過所述第2副膨脹裝置而流向所述壓縮機的吸入配管的製冷劑與所述精鎦分離器頂部的製冷劑間接地進行熱交換，並在所述製冷循環中封入非共沸混合製冷劑。
15．根據權利要求14所述的熱泵裝置，其特徵在於，還設有對具有所述室內熱交換器的室內機的吸入空氣溫度進行檢測的室內溫度傳感器；當預先設定的設定空氣溫度與所述室內溫度傳感器檢測到的吸入空氣溫度之間的溫度差小於規定值時使所述第1開閉裝置及第2開閉裝置打開、當所述溫度差大於所述規定值時使所述第1開閉裝置及第2開閉裝置關閉的運算控制裝置。
16．根據權利要求14所述的熱泵裝置，其特徵在於，在將精鎦分離器的底部與壓縮機的吸入配管連接的配管上，在冷卻器和所述壓縮機的吸入配管之間設有開閉裝置。
17．一種熱泵裝置，其特徵在於，具備將壓縮機、四通閥、室外熱交換器、主膨脹裝置以及室內熱交換器依次用配管連接成環狀的製冷循環的主迴路；將精鎦分離器的頂部、冷卻器及積存器連接成環狀的閉路；與從所述精鎦分離器的底部引出的配管連接的開閉裝置；設於所述開閉裝置與所述室外熱交換器之間的配管上、只允許製冷劑從所述室外熱交換器流向所述精鎦分離器方向的第1單向閥；與第1副膨脹裝置串聯地設於將所述主膨脹裝置和所述室內熱交換器之間的配管與所述開閉裝置連接的配管上、只允許製冷劑從所述主膨脹裝置和所述室內熱交換器之間的配管流向所述精鎦分離器方向的第2單向閥；在經過所述冷卻器而將所述精鎦分離器的底部與所述壓縮機的吸入配管連接的配管上、設於所述精鎦分離器的底部與所述冷卻器之間的第2副膨脹裝置，所述冷卻器將從所述精鎦分離器的底部經過所述第2副膨脹裝置而流向所述壓縮機的吸入配管的製冷劑與所述精鎦分離器頂部的製冷劑間接地進行熱交換，並在所述製冷循環中封入非共沸混合製冷劑。
18．根據權利要求17所述的熱泵裝置，其特徵在於，還設有對具有所述室內熱交換器的室內機的吸入空氣溫度進行檢測的室內溫度傳感器；當預先設定的設定空氣溫度與所述室內溫度傳感器檢測到的吸入空氣溫度之間的溫度差小於規定值時使所述開閉裝置打開、當所述溫度差大於所述規定值時使所述開閉裝置關閉的運算控制裝置。
19．一種熱泵裝置，其特徵在於，具備將壓縮機、四通閥、室外熱交換器、主膨脹裝置以及室內熱交換器依次用配管連接成環狀的製冷循環的主迴路；將精鎦分離器的頂部、冷卻器及積存器連接成環狀的閉路；將所述精鎦分離器的底部與所述室外熱交換器的配管連接的第1開閉裝置；經過第1副膨脹裝置而將所述精鎦分離器的底部與所述主膨脹裝置和所述室內熱交換器之間的配管可開閉地連接的第2開閉裝置；經過第2副膨脹裝置而將所述精鎦分離器的底部與所述壓縮機的吸入配管可開閉地連接的第3開閉裝置，所述冷卻器將從所述精鎦分離器的底部經過所述第2副膨脹裝置而流向所述第3開閉裝置的製冷劑與所述精鎦分離器頂部的製冷劑間接地進行熱交換，並在所述製冷循環中封入非共沸混合製冷劑。
20．根據權利要求19所述的熱泵裝置，其特徵在於，還設有對具有所述室內熱交換器的室內機的吸入空氣溫度進行檢測的室內溫度傳感器；製冷運轉時，當預先設定的設定空氣溫度與所述室內溫度傳感器檢測到的吸入空氣溫度之間的溫度差小於規定值時使所述第1開閉裝置及所述第3開閉裝置打開且使所述第2開閉裝置關閉，當所述溫度差大於所述規定值時使述所述第1開閉裝置及第3開閉裝置關閉且使所述第2開閉裝置打開的運算控制裝置，所述運算控制裝置在供暖運轉時，當預先設定的設定空氣溫度與所述室內溫度傳感器檢測到的吸入空氣溫度之間的溫度差小於規定值時使所述第2開閉裝置及第3開閉裝置打開且使所述第1開閉裝置關閉，當所述溫度差大於規定值時使述所述第2開閉裝置及第3開閉裝置關閉且使所述第1開閉裝置打開。
21．一種熱泵裝置，其特徵在於，具備將壓縮機、四通閥、室外熱交換器、室外主膨脹裝置、室內主膨脹裝置以及室內熱交換器依次用配管連接成環狀的製冷循環的主迴路；將精鎦分離器的頂部、冷卻器及積存器連接成環狀的閉路；經過第1副膨脹裝置而將所述精鎦分離器的底部與所述壓縮機的吐出配管可開閉地連接的第1開閉裝置；將所述精鎦分離器的底部與所述壓縮機的吸入配管連接的第2副膨脹裝置；將所述積存器的底部與所述室外主膨脹裝置和所述室內主膨脹裝置之間的配管可開閉地連接的第2開閉裝置，所述冷卻器將從所述精鎦分離器的底部經過所述第2副膨脹裝置而流向所述壓縮機的吸入配管的製冷劑與所述精鎦分離器頂部的製冷劑間接地進行熱交換，並在所述製冷循環中封入非共沸混合製冷劑。
22．根據權利要求21所述的熱泵裝置，其特徵在於，還設有對具有所述室內熱交換器的室內機的吸入空氣溫度進行檢測的室內溫度傳感器；當預先設定的設定空氣溫度與所述室內溫度傳感器檢測到的吸入空氣溫度之間的溫度差小於規定值時在所述第1開閉裝置保持關閉的狀態下使第2開閉裝置打開一定時間後，使所述第1開閉裝置打開且使所述2開閉裝置關閉，當所述溫度差大於規定值時使述所述第1開閉裝置和所述第2開閉裝置打開的運算控制裝置。
23．一種熱泵裝置，其特徵在於，具備將壓縮機、四通閥、室外熱交換器、可完全關閉的室外主膨脹裝置、可完全關閉的室內主膨脹裝置以及室內熱交換器依次用配管連接成環狀的製冷循環的主迴路；將精鎦分離器的頂部、冷卻器及積存器連接成環狀的閉路；經過第1副膨脹裝置而將所述精鎦分離器的底部與所述壓縮機的吐出配管可開閉地連接的第1開閉裝置；將所述精鎦分離器的底部與所述壓縮機的吸入配管連接的第2副膨脹裝置；將所述積存器的底部與所述室外主膨脹裝置和所述室內主膨脹裝置之間的配管可開閉地連接的第2開閉裝置，所述冷卻器將從所述精鎦分離器的底部經過所述第2副膨脹裝置而流向所述壓縮機的吸入配管的製冷劑與所述精鎦分離器頂部的製冷劑間接地進行熱交換，並在所述製冷循環中封入非共沸混合製冷劑。
24．根據權利要求23所述的熱泵裝置，其特徵在於，還設有對具有所述室內熱交換器的室內機的吸入空氣溫度進行檢測的室內溫度傳感器；當預先設定的設定空氣溫度與所述室內溫度傳感器檢測到的吸入空氣溫度之間的溫度差小於規定值時在所述第1開閉裝置保持關閉的狀態下使第2開閉裝置打開一定時間後，使所述第1開閉裝置打開且使所述第2開閉裝置關閉，當所述溫度差大於所述規定值時使所述第1開閉裝置和所述第2開閉裝置打開，且在所述第1開閉裝置打開、所述第2開閉裝置關閉的狀態下所述壓縮機停止時，使所述室外主膨脹裝置及所述室內主膨脹裝置完全關閉的運算控制裝置。
25．一種熱泵裝置，其特徵在於，具備將壓縮機、四通閥、室外熱交換器、室外主膨脹裝置、室內主膨脹裝置以及室內熱交換器依次用配管連接成環狀的製冷循環的主迴路；將精鎦分離器的頂部、冷卻器及積存器連接成環狀的閉路；經過第1副膨脹裝置而將所述精鎦分離器的底部與所述壓縮機的吐出配管可開閉地連接的第1開閉裝置；經過第2副膨脹裝置而將所述精鎦分離器的底部與所述壓縮機的吸入配管可開閉地連接的第2開閉裝置；將所述積存器的底部與所述室外主膨脹裝置和所述室內主膨脹裝置之間的配管可開閉地連接的第3開閉裝置；所述冷卻器將從所述精鎦分離器的底部經過所述第2副膨脹裝置而流向所述第2開閉裝置的製冷劑與所述精鎦分離器頂部的製冷劑間接地進行熱交換，並在所述製冷循環中封入非共沸混合製冷劑。
26．根據權利要求25所述的熱泵裝置，其特徵在於，還設有對具有所述室內熱交換器的室內機的吸入空氣溫度進行檢測的室內溫度傳感器；當預先設定的設定空氣溫度與所述室內溫度傳感器檢測到的吸入空氣溫度之間的溫度差小於規定值時在第1開閉裝置和第2開閉裝置保持關閉的狀態下使第3開閉裝置打開一定時間後，使所述第1開閉裝置和所述第2開閉裝置打開且使所述第3開閉裝置關閉一定時間後，將所述第1開閉裝置、第2開閉裝置及第3開閉裝置關閉，當所述溫度差大於規定值時使所述第2開閉裝置關閉且使所述第1開閉裝置和所述第3開閉裝置打開一定時間後，在所述第1開閉裝置和所述第3開閉裝置關閉、所述第2開閉裝置打開且所述壓縮機停止時，使所述第1開閉裝置、第2開閉裝置及第3開閉裝置關閉的運算控制裝置。
27．一種熱泵裝置，其特徵在於，具備將壓縮機、四通閥、室外熱交換器、可完全關閉的室外主膨脹裝置、可完全關閉的室內主膨脹裝置以及室內熱交換器依次用配管連接成環狀的製冷循環的主迴路；將精鎦分離器的頂部、冷卻器及積存器連接成環狀的閉路；經過第1副膨脹裝置而將所述精鎦分離器的底部與所述壓縮機的吐出配管可開閉地連接的第1開閉裝置；經過第2副膨脹裝置而將所述精鎦分離器的底部與所述壓縮機的吸入配管可開閉地連接的第2開閉裝置；將所述積存器的底部與所述可完全關閉的室外主膨脹裝置和所述可完全關閉的室內主膨脹裝置之間的配管可開閉地連接的第3開閉裝置，所述冷卻器將從所述精鎦分離器的底部經過所述第2副膨脹裝置而流向所述第2開閉裝置的製冷劑與所述精鎦分離器頂部的製冷劑間接地進行熱交換，並在所述製冷循環中封入非共沸混合製冷劑。
28．根據權利要求27所述的熱泵裝置，其特徵在於，還設有設於所述壓縮機的吸入配管的第1壓力傳感器、設於所述壓縮機的吐出配管的第2壓力傳感器、對具有所述室內熱交換器的室內機的吸入空氣溫度進行檢測的室內溫度傳感器；當預先設定的設定空氣溫度與所述室內溫度傳感器檢測到的吸入空氣溫度之間的溫度差小於規定值時在第1開閉裝置和第2開閉裝置保持關閉的狀態下使第3開閉裝置打開一定時間後，使所述第1開閉裝置和所述第2開閉裝置打開且使所述第3開閉裝置關閉一定時間後，將所述第1開閉裝置、第2開閉裝置及第3開閉裝置關閉，當所述溫度差大於規定值時使所述第2開閉裝置關閉且使所述第1開閉裝置和所述第3開閉裝置打開一定時間後，使所述第1開閉裝置和所述第3開閉裝置關閉且使所述第2開閉裝置打開，在所述第1開閉裝置和所述第2開閉裝置打開後所述第3開閉裝置關閉的狀態下所述壓縮機停止時，使所述室外主膨脹裝置及所述室內主膨脹裝置完全關閉，且在所述第1壓力傳感器和所述第2壓力傳感器的測量值的差小於預先設定的規定值後，將所述第1開閉裝置、第2開閉裝置及第3開閉裝置關閉，當所述壓縮機和所述室內機的運轉停止時使所述第1開閉裝置、第2開閉裝置及第3開閉裝置關閉的運算控制裝置。
29．一種熱泵裝置，其特徵在於，具備將壓縮機、四通閥、室外熱交換器、室外主膨脹裝置、室內主膨脹裝置以及室內熱交換器依次用配管連接成環狀的製冷循環的主迴路；將精鎦分離器的頂部、冷卻器及積存器連接成環狀的閉路；經過第1副膨脹裝置而將所述精鎦分離器的底部與所述室外膨脹裝置和所述室內膨脹裝置之間的配管可開閉地連接的第1開閉裝置；經過第2副膨脹裝置而將所述精鎦分離器的底部與所述壓縮機的吸入配管可開閉地連接的第2開閉裝置；將所述積存器的底部與所述壓縮機的吸入配管可開閉地連接的第3開閉裝置，所述冷卻器將從所述精鎦分離器的底部經過所述第2副膨脹裝置而流向所述第2開閉裝置的製冷劑與所述精鎦分離器頂部的製冷劑間接地進行熱交換，並在所述製冷循環中封入非共沸混合製冷劑。
30．根據權利要求29所述的熱泵裝置，其特徵在於，還設有對具有所述室內熱交換器的室內機的吸入空氣溫度進行檢測的室內溫度傳感器；當預先設定的設定空氣溫度與所述室內溫度傳感器檢測到的吸入空氣溫度之間的溫度差小於規定值時使第1開閉裝置和第2開閉裝置打開且使第3開閉裝置關閉，當所述設定空氣溫度與所述吸入空氣溫度之間的溫度差大於規定值時使所述第1開閉裝置關閉且使所述第2開閉裝置和所述第3開閉裝置打開的運算控制裝置。
31．根據權利要求29所述的熱泵裝置，其特徵在於，還設有對所述壓縮機的吐出溫度進行檢測的吐出溫度傳感器；當預先設定的吐出溫度與所述吐出溫度傳感器檢測到的吐出溫度之間的溫度差大於規定值時使第1開閉裝置打開且使所述第2開閉裝置和第3開閉裝置中的一方或雙方打開的運算控制裝置。
32．一種熱泵裝置，其特徵在於，具備將壓縮機、四通閥、室外熱交換器、室外主膨脹裝置、氣液分離器、室內主膨脹裝置以及室內熱交換器依次用配管連接成環狀的製冷循環的主迴路；將精鎦分離器的頂部、冷卻器及積存器連接成環狀的閉路；經過第1副膨脹裝置而將所述精鎦分離器的底部與所述氣液分離器可開閉地連接的第1開閉裝置；經過第2副膨脹裝置而將所述精鎦分離器的底部與所述壓縮機的吸入配管可開閉地連接的第2開閉裝置；將所述積存器的底部與所述壓縮機的吸入配管可開閉地連接的第3開閉裝置，所述冷卻器將從所述精鎦分離器的底部經過所述第2副膨脹裝置而流向所述第2開閉裝置的製冷劑與所述精鎦分離器頂部的製冷劑間接地進行熱交換，並在所述製冷循環中封入非共沸混合製冷劑。
33．根據權利要求32所述的熱泵裝置，其特徵在於，還設有對具有所述室內熱交換器的室內機的吸入空氣溫度進行檢測的室內溫度傳感器；當預先設定的設定空氣溫度與所述室內溫度傳感器檢測到的吸入空氣溫度之間的溫度差小於規定值時使第1開閉裝置和第2開閉裝置打開且使第3開閉裝置關閉，當所述溫度差大於規定值時使所述第1開閉裝置關閉且使所述第2開閉裝置和所述第3開閉裝置打開的運算控制裝置。
34．一種熱泵裝置，其特徵在於，具備將壓縮機、四通閥、室外熱交換器、室外主膨脹裝置、氣液分離器、室內主膨脹裝置以及室內熱交換器依次用配管連接成環狀的製冷循環的主迴路；將精鎦分離器的頂部、冷卻器及積存器連接成環狀的閉路；經過第1副膨脹裝置而將所述精鎦分離器的底部與所述氣液分離器可開閉地連接的第1開閉裝置；將所述氣液分離器的底部與所述第1開閉裝置和所述氣液分離器的頂部之間的配管連接的第3副膨脹裝置；經過第2副膨脹裝置而將所述精鎦分離器的底部與所述壓縮機的吸入配管可開閉地連接的第2開閉裝置；將所述積存器的底部與所述壓縮機的吸入配管可開閉地連接的第3開閉裝置，所述冷卻器將從所述精鎦分離器的底部經過所述第2副膨脹裝置而流向所述第2開閉裝置的製冷劑與所述精鎦分離器頂部的製冷劑間接地進行熱交換，並在所述製冷循環中封入非共沸混合製冷劑。
35．根據權利要求34所述的熱泵裝置，其特徵在於，還設有對具有所述室內熱交換器的室內機的吸入空氣溫度進行檢測的室內溫度傳感器；當預先設定的設定空氣溫度與所述室內溫度傳感器檢測到的吸入空氣溫度之間的溫度差小於規定值時使第1開閉裝置和第2開閉裝置打開且使第3開閉裝置關閉，當所述溫度差大於規定值時使所述第1開閉裝置關閉且使所述第2開閉裝置和所述第3開閉裝置打開的運算控制裝置。
36．根據權利要求34所述的熱泵裝置，其特徵在於，還設有對具有所述室內熱交換器的室內機的吸入空氣溫度進行檢測的室內溫度傳感器；當預先設定的設定空氣溫度與所述室內溫度傳感器檢測到的吸入空氣溫度之間的溫度差小於第1規定值時，在第2開閉裝置和第3開閉裝置保持關閉的狀態下使第1開閉裝置打開，當所述溫度差小於比第1規定值還小的第2規定值時，在所述第3開閉裝置保持關閉的狀態下使所述第1開閉裝置及第2開閉裝置打開，再次經過規定時間後使所述第1開閉裝置及第2開閉裝置打開，再經過規定時間後使所述第1開閉裝置及第2開閉裝置關閉，當所述溫度差大於所述第2規定值時使所述第1開閉裝置關閉且使所述第2開閉裝置和所述第3開閉裝置打開的運算控制裝置。
37．一種熱泵裝置，其特徵在於，具備將壓縮機、四通閥、室外熱交換器、室外主膨脹裝置、室內主膨脹裝置以及室內熱交換器依次用配管連接成環狀的製冷循環的主迴路；一端與所述四通閥和室內熱交換器之間連接、另一端與所述室內主膨脹裝置和所述室外主膨脹裝置之間連接的分支路；與所述分支路連接、蓄熱運轉時打開的第1開閉裝置；與所述分支路連接、與蓄熱槽內部充填的蓄熱材料進行熱交換的蓄熱熱交換器；與所述分支路連接、依次與所述第1開閉裝置和所述蓄熱熱交換器串聯設置的蓄熱用膨脹裝置；將所述第1開閉裝置和所述蓄熱熱交換器之間與所述壓縮機的吸入配管連接、並在利用蓄熱運轉時打開的第2開閉裝置；將精鎦分離器的頂部、冷卻器及積存器連接成環狀的閉路；經過第1副膨脹裝置而將所述精鎦分離器的底部與連接所述室外主膨脹裝置、所述室內主膨脹裝置和所述蓄熱用膨脹裝置的配管可開閉地連接的第3開閉裝置；經過第2副膨脹裝置而將所述精鎦分離器的底部與所述壓縮機的吸入配管可開閉地連接的第4開閉裝置，所述冷卻器將從所述精鎦分離器的底部經過所述第2副膨脹裝置而流向所述第4開閉裝置的製冷劑與所述精鎦分離器頂部的製冷劑間接地進行熱交換，並在所述製冷循環中封入非共沸混合製冷劑。
38．根據權利要求37所述的熱泵裝置，其特徵在於，還設有對所述蓄熱槽內部充填的蓄熱材料的溫度進行檢測的溫度傳感器；當所述溫度傳感器檢測到的所述蓄熱材料的溫度高於預先設定的設定溫度時，使第3開閉裝置和第4開閉裝置打開，當所述溫度傳感器檢測到的所述蓄熱材料的溫度低於所述設定溫度時，使第3開閉裝置關閉且使第4開閉裝置打開的運算控制裝置。
39．根據權利要求37所述的熱泵裝置，其特徵在於，還設有對所述蓄熱槽內部充填的蓄熱材料的溫度進行檢測的溫度傳感器；當所述溫度傳感器檢測到的所述蓄熱材料的溫度高於預先設定的設定溫度時，使第3開閉裝置和第4開閉裝置打開規定時間後關閉，當所述溫度傳感器檢測到的所述蓄熱材料的溫度低於所述設定溫度時，使第3開閉裝置關閉且使第4開閉裝置打開的運算控制裝置。
40．根據權利要求37所述的熱泵裝置，其特徵在於，還設有對所述壓縮機的吐出壓力進行檢測的壓力傳感器；當所述壓力傳感器檢測到的吐出壓力高於預先設定的第1設定壓力時，使第3開閉裝置和第4開閉裝置打開，當所述壓力傳感器檢測到的吐出壓力低於預先設定的、比所述第1設定壓力更小的第2設定壓力時，使第3開閉裝置關閉且使第4開閉裝置打開的運算控制裝置。
41．根據權利要求37所述的熱泵裝置，其特徵在於，還設有對所述壓縮機的吐出壓力進行檢測的壓力傳感器；當所述壓力傳感器檢測到的吐出壓力高於預先設定的第1設定壓力時，使第3開閉裝置和第4開閉裝置打開規定時間後關閉，當所述壓力傳感器檢測到的吐出壓力低於預先設定的、比所述第1設定壓力更小的第2設定壓力時，使第3開閉裝置關閉且使第4開閉裝置打開的運算控制裝置。
42．根據權利要求37所述的熱泵裝置，其特徵在於，所述壓縮機是可進行容量控制的壓縮機，還設有對所述壓縮機的吐出壓力進行檢測的壓力傳感器；在蓄熱運轉時，對所述壓縮機的容量進行控制以使所述壓力傳感器檢測到的所述壓縮機的吐出壓力大致恆定，當用所述壓力傳感器檢測到的吐出壓力高於預先設定的第1設定壓力、且所述壓縮機的容量最小時，使第3開閉裝置和第4開閉裝置打開，當所述壓力傳感器檢測到的所述吐出壓力低於預先設定的、比所述第1設定壓力更小的第2設定壓力時，使第3開閉裝置關閉且使第4開閉裝置打開的運算控制裝置。
43．根據權利要求37所述的熱泵裝置，其特徵在於，所述壓縮機是可進行容量控制的壓縮機，還設有對所述壓縮機的吐出壓力進行檢測的壓力傳感器；在蓄熱運轉時，對所述壓縮機的容量進行控制以使所述壓力傳感器檢測到的所述壓縮機的吐出壓力大致恆定，當用所述壓力傳感器檢測到的吐出壓力高於預先設定的第1設定壓力、且所述壓縮機的容量最小時，使第3開閉裝置和第4開閉裝置打開規定時間後關閉，當所述壓力傳感器檢測到的所述吐出壓力低於預先設定的、比所述第1設定壓力更小的第2設定壓力時，使第3開閉裝置關閉且使第4開閉裝置打開的運算控制裝置。
44．根據權利要求37所述的熱泵裝置，其特徵在於，經過第5開閉裝置將所述積存器的底部與所述壓縮機的吸入配管連接。
全文摘要
本發明是使用非共沸混合製冷劑的熱泵裝置,經過開閉閥而連接的精餾分離器、冷卻器及積存器的閉路與製冷循環的主迴路連接,根據檢測到的負荷大小對開閉閥進行開閉控制,並根據負荷狀態適當調節主迴路的製冷劑成分,以對熱泵裝置的能力進行控制。
文檔編號F25B9/00GK1302365SQ00800748
公開日2001年7月4日 申請日期2000年3月27日 優先權日1999年4月2日
發明者中谷和生, 日下道美, 高谷隆幸 申請人:松下冷機株式會社