実施の形態1.
 図1は本発明の実施の形態1に係る冷凍サイ� �ル装置の構成を示す図である。図1において� ��冷凍サイクル装置は、圧縮機21、凝縮器22、 凝縮器用ファン31、膨張手段23、蒸発器24、蒸 発器用ファン32及び圧力検出手段41を有して� �る。そして、圧縮機21、凝縮器22、膨張手段2 3及び蒸発器24を配管で接続することにより冷 媒回路を構成している。ここで本実施の形態 では、冷媒回路内において熱を搬送する媒体 となる冷媒として、原子間の結合において二 重結合を有する物質を含む冷媒を少なくとも 1種類混合した混合冷媒を封入する。冷媒に� �いては後述する。

 圧縮機21は、冷媒回路を循環させるため� �冷媒を吸入し、圧縮して昇圧する。ここで� �圧縮機21には、レシプロ、ロータリー、スク ロール、スクリューなどの各種タイプのいず れを用いてもよい。また、例えば圧縮機周波 数が固定の圧縮機であっても、圧縮機周波数 を任意に変化させることにより容量(単位時� �あたりの冷媒を送り出す量)を変化させるこ� ��ができるインバータ回路を備えた圧縮機で� ��ってもよい。凝縮器22は、圧縮機21が吐出し たガス(気体)状の冷媒(以下、ガス冷媒という )と熱交換対象(本実施の形態では空気とする) との間で熱交換を行わせ、冷媒が有する熱量 を放出させて空気を加熱する。凝縮器用ファ ン31は、凝縮器22に空気を送り込み、冷媒と� �熱交換を効率よく行わせる。膨張手段23は、 例えば電子式膨張弁、温度式膨張弁、キャピ ラリチューブなどで構成され、通過する冷媒 の流量を調整し、冷媒の圧力を低くする(減� �する)。

 蒸発器24は、膨張手段23により圧力が低く なった気液二相冷媒(ガス冷媒と液状の冷媒(� ��下、液冷媒という)とが混在した状態の冷媒 )と熱交換対象(ここでも空気であるものとす� ��)との間で熱交換を行わせ、冷媒に熱量を吸 収させて蒸発させてガス化させる。空気は冷 却される。蒸発器用ファン32についても、空� ��と冷媒との熱交換を蒸発器24において効率� �く行わせるために設けている。ここでは、� �縮器用ファン31及び蒸発器用ファン32を用い� ��、空気との熱交換を行うようにしているが� ��凝縮器用ファン23の代わりにポンプ及び水� �使う水冷機器、蒸発器用ファン26の代わりに ポンプ及び水又はブラインを用いるチラーな どの機器を用いて水との熱交換を行うことも できる。

 また、圧力センサである圧力検出手段41� �、本実施の形態では、冷媒回路において最� �圧力が高い部分となる、圧縮機21の冷媒出口 (吐出)側に設けられており、検出に係る圧力� ��基づく信号を、後述するように制御手段等� ��送信する。ここで、冷媒回路における圧力� ��高低については、基準となる圧力との関係� ��より定まるものではなく、圧縮機21の圧縮� �膨張手段23等の冷媒流量制御などによりでき る相対的な圧力として表すものとする。また 、温度の高低についても同様であるものとす る。

 図1においては、凝縮器22が1台、蒸発器24� ��1台の場合を例に説明しているが、冷媒回路 における凝縮器22、蒸発器24の接続数を1台に� ��定するものではなく、例えば複数台を並列� ��接続することができる。また、圧縮機21に� �いても、1台である場合を例に説明している� ��、例えば複数台の圧縮機21を直列又は並列� �接続するようにしてもよい。

 図2は図1の冷凍サイクル装置により構成� �る冷媒回路に係るP-h線図である。図2に示すa 点、b点、c点、d点における圧力及びエンタル ピは、図1の冷凍サイクル装置において対応� �る箇所における圧力及びエンタルピを表し� �いる。

 次に、本実施の形態に係る冷凍サイクル� ��置の動作を冷媒の流れに基づいて説明する� ��圧縮機21により圧縮されて出口(吐出)側にお いて圧力Paとなった高温の冷媒は、配管を通� ��して凝縮器22に送り込まれる。凝縮器22を通 過した冷媒は、凝縮器用ファン31により送り� ��まれた空気との間で熱交換することにより� ��凝縮され、液化される。このとき冷媒は放� ��し、これにより熱交換対象を加熱する。こ� ��過程で生じる圧力損失により、冷媒の圧力� ��Paよりも少し低下してPbになる。

 液化された冷媒は膨張手段23に送り込ま� �る。液冷媒は膨張手段23を通過することによ り減圧され、気液二相冷媒となって蒸発器24� ��送り込まれる。蒸発器24を通過した気液二� �冷媒は、蒸発器用ファン32により送り込まれ た空気との間で熱交換することにより、蒸発 され、ガス化される。ガス化された冷媒は、 再び、圧縮機21に吸入される。

 この際、冷媒回路において、圧縮機21か� �膨張手段23に至る冷媒の流路は高圧側流路と なり、冷媒回路中で相対的に圧力が高い流路 となる。一般的に、圧縮機21の出口側におけ� ��冷媒の圧力Paが冷媒回路内で最も圧力が高� �、膨張手段23の入口側における冷媒の圧力Pb� ��、凝縮器22及び接続配管での圧力損失によ� �、Paよりも少し低い圧力となる。本実施の形 態を含めた各実施の形態においては、冷凍サ イクル装置の構成手段により、冷媒回路にお ける冷媒の圧力を低く抑えるための制御を行 うが、ここでいう冷媒の圧力は、基本的には 圧縮機21の出口側における冷媒の圧力Paであ� �ものとする。

 図2に示すP-h線図において、飽和液線と飽 和ガス線とが合わさる点を臨界点と呼び、臨 界点における圧力(以下、臨界圧力という。� �2では圧力Pcrとなる)よりも冷媒の圧力が高い 状態では、冷媒は液でもガスでもない超臨界 状態になる。冷媒が超臨界状態になると、ガ ス状態又は液状態にある場合とは異なる性質 を示す。超臨界状態では、通常の利用では安 定な物質でも、分解する性質、様々な物質を よく溶解させる性質などを有するようになる 。この高い溶解性や反応性のため、圧縮機21� ��における容器やシールの材質にも配慮が必� ��となる。

 ここで、複数の冷媒の混合物として構成� ��れている混合冷媒について考える。通常、� ��く使用される混合冷媒としては、HFC-32とHFC- 125の混合物であるR-410A、HFC-32とHFC-125とHFC-134a の混合物であるR-407Cなどがある。

 それぞれの冷媒を構成する物質を化学式で� ��すと、HFC-32はCH ₂ F ₂ 、HFC-125はCF ₃ CHF ₂ 、HFC-134aはCF ₃ CH ₂ Fとなる。これらの冷媒は、化学的に安定し� �おり、長期間、地球温暖化ガスとして残存� �るため、地球温暖化に寄与する割合を示す� �球温暖化係数が比較的大きい値となる。

 一方、物質を構成する原子間の結合におい� ��、二重結合を有する物質からなる冷媒と他� ��冷媒とが混合している場合もある。二重結� ��を有する物質からなる冷媒については、例� ��ばCF ₃ CF=CH ₂ (テトラフルオロプロペン:2,3,3,3-Tetrafluoropropen e、HFO-1234yfに代表されるハイドロフルオロオ� ��フィン(HFO)冷媒)、CF ₃ CH=CH ₂ 、CF ₃ CF=CF ₂ などの物質(=は二重結合を表す)を含む冷媒が ある。地球環境面からは、地球温暖化係数が 小さい、二重結合を有する物質からなる冷媒 を複数混合した混合冷媒とすることが望まし いが、HFC-32、HFC-125、HFC-134aなどの一重結合(� �結合)で結合した物質からなる冷媒やその他� ��冷媒と混合することもできる。

 ここで、二重結合を有する物質は化学的� ��不安定な性質を有しており、このような物� ��からなる冷媒は、例えば大気中においては� ��光やオゾンなどの影響により、分解されや� ��い性質がある。そのため、地球温暖化ガス� ��して長期間存在することがないため、温暖� ��への影響も小さく、これらは地球温暖化係� ��が比較的小さい値となる。また、大気中だ� ��でなく、二重結合を有する物質からなる冷� ��の単一冷媒又は二重結合を有する物質から� ��る冷媒を含む混合冷媒(二重結合を有する冷 媒)を冷媒回路内を循環させる冷媒(作動流体) として用いるために封入した場合でも、冷媒 回路内で二重結合が分解され、冷媒として機 能しなくなる危険性を含んでいる。

 図3はCF ₃ CF=CH ₂ の分解等の例を表す図である。ここで、二重 結合の分解について、CF ₃ CF=CH ₂ の分解を例に説明する。例えばCF ₃ CF=CH ₂ は図3に示すような化学変化を起こす。CF ₃ CF=CH ₂ の分子同士が重合して分子量の大きいCF ₃ CFCH ₂ (CF ₃ CFCH ₂ )nHという形の高分子化合物となることがある 。この高分子化合物は、冷媒回路内において スラッジとなって冷媒と共に循環し、例えば 流路が狭くなる膨張手段等において弁詰まり などの原因となる。また、冷媒回路中に水が 存在すると、CF ₃ CFCOHCH ₃ の形の酸性を示すアルコールとなり、スラッ ジとなる場合もある。冷媒回路中の水分につ いては、通常、例えばドライヤ(図示せず)等� ��吸着させて除去する。さらに、CH ₃ CFHC=OOH の形の酸となって性質が変わってし� �い、冷媒としての機能を果たさなくなるこ� �もある。

 そのため、二重結合を有する冷媒を冷媒� ��路内を循環させる冷媒(作動流体)として用� �る場合は、空気や光やその他、冷媒の分解� �促進させる原因を極力排除した状態で使用� �なければならないことになる。

 ここで、混合冷媒について説明する。混� ��冷媒は、構成している冷媒毎に熱に関する� ��質が異なっており、それぞれ異なる冷凍サ� ��クル(P-h線図)となり、それぞれ臨界点も異� �る。冷媒回路を循環する冷媒(作動流体)とし て混合冷媒を使用する冷凍サイクル装置にお いては、それぞれの冷媒が凝縮、蒸発を繰り 返して冷媒回路内を循環している。ここでは 、混合冷媒を構成する各冷媒のうち、臨界点 の最も低い冷媒の臨界圧力を最低臨界圧と称 するものとする。

 冷媒の臨界圧力は、例えば、HFC-32が5.78MPa、 HFC-125が3.616MPa、HFC-134aが4.048MPa、CF ₃ CF=CH ₂ が約3.3MPaとなる。したがって、HFC-32、HFC-125� �びCF ₃ CF=CH ₂ の各冷媒を混合させた場合は、CF ₃ CF=CH ₂ の臨界圧力が最も小さく、CF ₃ CF=CH ₂ 自身が最初に超臨界状態となる。

 ここで、混合冷媒を循環させる冷媒回路� ��おいて、冷媒の圧力(特に高圧側の圧力)が� �低臨界圧よりも常に低ければ、それぞれの� �媒が分解等されることなく、長期間、冷媒� �路内を循環し、凝縮、蒸発等を繰り返し行� �ことができる。しかし、例えば、冷媒の圧� �が最低臨界圧よりも高くなると、臨界圧力� �低い冷媒が超臨界状態となり、超臨界状態� �その他の冷媒と冷媒回路内を循環する。

 冷媒が超臨界状態になると、先に述べた� ��うに、通常は安定な物質でも、他の物質を� ��解する性質等を有するようになる。そのた� ��、混合冷媒において、臨界圧力を超えた超� ��界状態の冷媒が存在すると、その他の冷媒� ��攻撃し、分解しようとする。

 例えば、R-410AやR-407Cなどの化学的に安定� ��冷媒のみで構成された混合冷媒においては� ��高圧側における冷媒の圧力が最低臨界圧よ� ��も高くなり、一部の冷媒が超臨界状態にな� ��たとしても、混合冷媒全体が分解されるこ� ��はなく、安定的に使用できる。

 CF ₃ CF=CH ₂ などの二重結合を有する物質からなる冷媒を 混合冷媒に含む場合、例えば、二重結合を有 する物質からなる冷媒以外の冷媒が超臨界状 態となると、超臨界状態の冷媒が、化学的に 不安定な二重結合を有する物質からなる冷媒 を攻撃するため、冷媒が分解され、安定的な 性能を維持できなくなる。また、すべての冷 媒が分解等されてしまうと、混合冷媒は冷媒 として全く機能しなくなる。

 そこで、二重結合を有する物質からなる� ��媒を含む混合冷媒においては、冷媒回路の� ��べての位置における冷媒の圧力を、常に最� ��臨界圧以下にし、どの冷媒も超臨界状態に� ��らないようにして混合冷媒を循環させるよ� ��に制御することが必須となる。

 また、超臨界状態にある冷媒は自分自身� ��対しても攻撃する。そのため、以上のこと� ��、他の冷媒の臨界圧力が、二重結合を有す� ��物質からなる冷媒よりも高い場合、あるい� ��二重結合を有する物質からなる冷媒のみを� ��媒として使用する場合でも同様であり、装� ��を動作させる際には、超臨界状態にならな� ��ようにしながら冷媒を循環させるように制� ��する必要がある。

 前述した通り、冷媒回路における高圧側� ��なる流路は、圧縮機21から膨張手段23に至る 流路である。この流路の中でも、圧縮機21に� ��いて、冷媒を圧縮、昇圧するため、一般的� ��冷凍サイクル装置において、圧縮機21の出� �(吐出)側の圧力が冷媒回路内で最も圧力が高 い。

 そこで、本実施の形態では、圧縮機21の� �口側に圧力検出手段41を設置し、圧力検出手 段41からの信号に基づく圧力が最低臨界圧を� ��えないように、制御する冷凍サイクル装置� ��得る。

 図4は本実施の形態の制御に係るシステム を含む冷凍サイクル装置の構成を表す図であ る。図4において、制御手段53は、冷凍サイク ル装置の各手段の動作を制御するための処理 を行う。特に本実施の形態では、圧力検出手 段41からの信号に基づいて、冷媒回路内にお� ��て最も高圧となる部分の冷媒の圧力の値(以 下、高圧圧力値という)を判断して、演算等� �処理を行い、各手段を制御する高圧制御手� �として機能する。圧力記憶手段51は、一定間 隔毎の複数の高圧圧力値のデータを、過去の 所定期間分記憶する。また、臨界圧記憶手段 52は、混合冷媒における前述した最低臨界圧� ��基づいて設定した圧力の値を記憶する手段� ��ある。ここでは、第1圧力値及び第2圧力値� �2つの値を記憶しているものとする。

 図5は制御手段53が行う圧力制御のフロー� ��ャートを示す図である。図4及び図5に基づ� �て、制御手段53が行う処理を中心に本実施の 形態における冷凍サイクル装置の動作につい て説明する。圧縮機21の出口側に設置した圧� ��検出手段41から送信される信号に基づいて� �制御手段53は高圧圧力値を判断し(ST1)、圧力� ��憶手段51に記憶させる。

 また、制御手段53は、高圧圧力値と臨界� �記憶手段52に記憶してある第1圧力値とを比� �する(ST2)。ここで、本実施の形態において、 第1圧力値については、高圧圧力値に含まれ� �圧力の検出誤差、圧縮機21内部での冷媒の圧 力等を考慮して、例えば二重結合を有する臨 界圧力未満となるように、最低臨界圧の値か らマージンとなる所定値αを引いた値を第1圧 力値とする。第1圧力値は最低臨界圧よりも� �い値となる。所定値αの値は任意に定めるこ とができるが、ここでは例えば0.2(Mpa)とする� ��

 比較の結果、高圧圧力値が第1圧力値より も大きいと判断すると、制御手段53は、圧縮� ��21を制御して冷媒回路の高圧側における冷� �の圧力を急激に低下させて(ST3)、冷媒が分解 されないようにする。圧縮機21の制御として� ��、例えば、圧縮機21がインバータ回路を有� �る圧縮機の場合には圧縮機周波数を急激に� �下させるようにする。また、圧縮機21が圧縮 機周波数が固定の圧縮機である場合には一時 的に動作を停止させる。

 一方、比較の結果、高圧圧力値が第1圧力 値以下であると判断すると、次に、圧力記憶 手段51が記憶する過去一定時間分の複数の高� ��圧力値のデータに基づいて、一定時間後の� ��力の予測値を算出する(ST4)。予測値の算出� �ついては、例えば3点予測法等のような方法� ��用いて、複数の高圧圧力値から経時変化(ト レンド)を導き出し、一定時間後における圧� �値を予測値として算出する。ここで、予測� �について、制御手段53は、3点予測法だけで� �く、他の方法に基づいて算出するようにし� �もよい。

 制御手段53は、算出した予測値と臨界圧� �憶手段52に記憶してある第2圧力値とを比較� �る(ST5)。ここで、第2圧力値についても、高� �圧力値に含まれる圧力の検出誤差等を考慮� �て、最低臨界圧の値からマージンとなる所� �値βを引いた値を第2圧力値とする。第2圧力� ��についても、最低臨界圧よりも低い値とな� ��。所定値βの値は任意に定めることができ� �が、ここでは例えば0.5(Mpa)とする。ここでは 、第1圧力値と第2圧力値とを異ならせている� ��、同じ値であってもよい。また、場合によ� ��ては高圧圧力値と第1圧力値との比較、予測 値と第2圧力値との比較の一方だけを行うこ� �も可能である。

 比較の結果、高圧圧力値が第2圧力値より も大きいと判断すると、制御手段53は、冷凍� ��イクル装置の圧縮機21、凝縮器用ファン31、 蒸発器用ファン32、膨張手段23のうち、1又は� ��数の手段の動作を制御する(ST5)。この制御� �より、冷媒回路の高圧側における冷媒の圧� �を低下させるようにして、圧力が最低臨界� �を越えないようにし、冷媒が分解されない� �うにする。ここで、制御手段53が行う冷媒の 圧力を低下させる制御については、例えば、 圧縮機21がインバータ回路を有する圧縮機の� ��合には、圧縮機周波数を一定数(例えば10Hz)� ��下させるようにする。また、凝縮器用ファ� ��31については、ファンの回転数を増加させ� �凝縮器22における冷媒の熱量を放出させるよ うにする。また、膨張手段23については開度� ��大きくし、高圧側の圧力を下げるようにす� ��。そして、蒸発器用ファン32については、� �ァンの回転数を減少させ、蒸発器24における 冷媒による熱量の吸収を抑えるようにする。 制御手段53は、以上の処理を繰り返し行い、� ��媒回路を循環する混合冷媒を構成する冷媒� ��1種類でも分解等されないように、冷凍サイ クル装置の各手段を制御する。

 ここで、本実施の形態では、圧縮機21の� �口部分に圧力検出手段41を設置した場合を例 に説明を行ったが、設置位置は出口部分に限 定するものではない。例えば、圧縮機21の出� ��から凝縮器22又は膨張手段23までの圧力損失 は配管径と配管長と冷媒の流量などから計算 できる。例えば凝縮器22の入口側あるいは膨� ��手段23の入口側などに圧力検出手段41を設置 し、その位置での検出に係る冷媒の圧力値か ら圧縮機21の出口における圧力を推測演算す� ��ことは容易にできる。そのため、圧力検出� ��段41は圧縮機出口から膨張手段の入口まで� �いずれかの位置に設置してあれば、圧縮機� �口側圧力が最低臨界圧を越えないように制� �することができる。

 また、圧力検出手段41は、半導体式やひ� �みゲージ式のような検出した圧力に応じた� �号送信を行う圧力センサを用いる場合が一� �的である。ただ、圧力検出手段41をこのよう な圧力センサのみに限定するものでなく、例 えば、所定の圧力になるとON信号を出力する� ��力スイッチを用いてもよい。この場合、制� ��手段53は高圧圧力値を判断する必要はない� �

 また、圧力スイッチを用いる場合は、例� ��ば、最低臨界圧よりも少し低めの値を所定� ��圧力として圧力スイッチに設定しておき、� ��定の圧力になって圧力スイッチが出力したO N信号により、圧縮機21の圧縮動作が停止する ように、配線をしておくこともできる。この 場合、圧力記憶手段51、臨界圧記憶手段52及� �本実施の形態における高圧制御手段として� �制御手段53が不要になるため、安価な制御シ ステムを構成することができる。ただ、基本 的には、最低臨界圧の近くで圧縮機21が発停� ��繰り返すことになる。そのため、冷房能力� ��は暖房能力を十分に発揮することができな� ��なる可能性があるので、圧力センサを用い� ��方が望ましい。

 また、例えば、圧力検出手段41の代わり� �凝縮器22の中央付近に温度センサ等の温度検 出手段を設置して凝縮温度を検出するように し、凝縮温度に基づいて、高圧側における冷 媒の圧力を算出するようにしてもよい。ここ で、凝縮温度を検出するには、基本的には、 温度検出手段を設置した位置において冷媒が 気液二相状態になっている必要があるため、 複数箇所に設置するようにすると、凝縮温度 の検知精度を向上させることができ、これに より圧力の検出精度についても高めることが できる。

 以上のように、実施の形態1の冷凍サイクル 装置によれば、例えばCF ₃ CF=CH ₂ 、CF ₃ CH=CH ₂ 、CF ₃ CF=CF ₂ 等の二重結合を有する物質を含む冷媒を循環 させる冷媒回路を構成する場合に、制御手段 53が、冷媒回路中、最も高い圧力部分となる� ��縮機21の出口側の圧力が、冷媒を構成する� �質において最も低い最低臨界圧に基づいて� �定した第1圧力値よりも大きいと判断すると� ��例えば、圧縮機21の圧縮機周波数を急激に� �下又は圧縮機21を停止させるように制御して 、最低臨界圧を越えないようにするので、化 学的に不安定な二重結合を有する物質を含む 冷媒が、二重結合を有する物質自身の分解又 は混合冷媒において他の冷媒の物質の分解に より攻撃されて分解されて冷媒として機能し なくなるのを防ぐことができる。そのため、 冷凍サイクル装置の性能を長期間維持するこ とができ、さらに信頼性も確保することがで きる。ここで、他の手段により圧力の低下を 図ることができるが、圧縮機21の出口側にお� ��る圧力を低下させるためには、圧縮機21の� �縮機周波数を急激に低下又は圧縮機21を停止 させることは最も効果的である。また、冷媒 の劣化を防ぎ、圧縮機21に負担をかけること� ��く、冷媒の役割である熱量搬送を維持させ� ��ことができるため、省エネルギを図ること� ��できる。そして、このときに冷媒として用� ��るテトラフルオロプロピレン等のHFO冷媒は� ��例えば自然冷媒である二酸化炭素と地球温� ��化係数が同等であるため、環境の点からも� ��適である。

 また、圧力検出手段41の検出に係る過去� �定時間分の高圧圧力値のデータに基づいて� �例えば3点予測法等により、一定時間後の圧� ��機21の出口側における冷媒の圧力の予測値� �算出し、第2圧力値より大きいと判断すると� ��御により冷媒の圧力を下げるようにしたの� ��、冷媒の圧力の傾向を判断し、判断に応じ� ��対応を行って圧力が最低臨界圧を越えない� ��うにし、冷媒が分解されないようにするこ� ��ができる。また、凝縮器用ファン31、蒸発� �用ファン32等を、1又は複数組み合わせて制� �することで、圧縮機21の出口側における冷媒 の圧力を効果的に下げることができる。

実施の形態2.
 図6は本発明の実施の形態2に係る空気調和� �置の構成を表す図である。本実施の形態で� �、実施の形態1における冷凍サイクル装置の� ��表例としてビル用マルチエアコン等の空気� ��和装置について説明する。図6において、図 1と同じ符号を付している手段等は、上述し� �説明の動作と基本的には同じ動作を行う手� �である。ここで、本実施の形態における制� �手段53は、室内機61a及び61bの運転状態に基づ いて冷凍サイクル装置の各手段(特に室外機60 側の手段)の動作を制御するための処理を行� �。

 図6の空気調和装置は、1台の室外機60と2� �の室内機61a及び61bとを有している。室外機60 は、圧縮機21、室外熱交換器25、四方弁27、ア キュムレータ28、室外熱交換器用ファン33、� �力検出手段41を有している。また、室内機61a 、61bは、それぞれ膨張手段23a、23b、室内熱交 換器26a、26b、室内熱交換器用ファン34a、34bを 有している。特に区別しない場合には、室内 機61a、61b及びその構成手段については、添え 字を省略して説明する(以下、同じ)。

 室外熱交換器25は、四方弁27の切り換えに より、圧縮機21が吐出した冷媒が流入する冷� ��運転時においては実施の形態1における凝縮 器22として機能し、暖房運転時においては蒸� ��器24として機能し、空気と冷媒との熱交換� �行う。また、室内熱交換器26a、26bは、室外� �交換器25とは逆に、冷房運転時においては蒸 発器24として機能し、暖房運転時においては� ��縮器22として機能して、空調対象空間の室� �空気と冷媒との熱交換を行う。

 また、アキュムレータ28は余剰冷媒を貯� �する手段である。ここでは、圧縮機21の吸入 側にアキュムレータを付けた場合を示したが 、例えば凝縮器22となる熱交換器の出口側に� ��シーバを付けて液冷媒を貯留するようにし� ��もよい。室外熱交換器用ファン33、室内熱� �換器用ファン34a、34bは、空気と冷媒との熱� �換を効率よく行わせるために設けている。� �して、本実施の形態の空気調和装置におい� �も、実施の形態1と同様の冷媒を用いて冷媒� ��路内を循環させるものとする。

 次に、本実施の形態に係る暖房運転時に� ��ける空気調和装置の動作を冷媒の流れに基� ��いて説明する。図6に示す冷媒回路に沿った 矢印は、暖房運転時における冷媒の流れを表 している。圧縮機21の圧縮により加圧され、� ��出された高温、高圧のガス冷媒は四方弁27� �配管を通過して室内機61に流入する。室内機 61において、室内熱交換器26を通過した冷媒� �凝縮され、液化される。このとき、冷媒は� �室内熱交換器用ファン34により送り込まれた 室内空気に対して放熱し、これにより熱交換 対象となる室内空気を加熱する。加熱された 室内空気は温風として室内に供給される。液 化された冷媒は、膨張手段23を通過すること� ��より減圧される。そして、減圧された冷媒� ��、室外熱交換器25を通過することにより蒸� �され、ガス化される。ガス化された冷媒は� �再び、圧縮機21に吸入される。

 ここで、室内機61の膨張手段23は、室内熱 交換器26を通過する冷媒の流量を制御してい� ��。例えば、室内機61が設置されている空調� �象空間の温度が目標温度に到達した場合、� �内機61はサーモオフの状態となり、室内熱交 換器用ファン34が停止し、膨張手段23は全閉� �なる。ここで、全閉とは本実施の形態にお� �ては、冷媒が流れない程度の最小開度を意� �するものとする。そのため、サーモオフの� �態では室内熱交換器26を冷媒が通過しない。

 空気調和装置が暖房運転を行っている場� ��、室内熱交換器26は凝縮器として機能する� �、室内機61a、61bのどちらか1台がサーモオフ� ��状態になると、その室内機61の膨張手段23は 全閉し、室内熱交換器26に冷媒が通過しなく� ��る。そのため、凝縮器(高圧側における熱交 換器)の数が急激に減少し、高圧側の冷媒の� �力が上昇する。

 従来では、室内機61がサーモオフの状態� �なり、上昇した高圧側の冷媒の圧力を目標� �力に近づけるようにフィードバック制御を� �う。しかし、二重結合を有する冷媒を循環� �せている場合、冷媒の分解を防ぐために、� �媒の圧力のオーバーシュートは防がなけれ� �ならない。

 そこで、制御手段53は、例えば室内機61に 設けた温度検出手段(図示せず)により検出し� ��空調対象空間の温度が目標温度に到達した� ��のと判断すると、例えば膨張手段23を全閉� �せて室内熱交換器26への冷媒流入停止、室内 熱交換器用ファン34の停止などにより、室内� ��交換器26(凝縮器)への熱量の供給を停止を行 う前又は熱量の供給を停止とほぼ同時に、冷 凍サイクル装置を構成する手段の動作を制御 し、冷媒回路の高圧側における冷媒の圧力を 低下させるようにする。これにより、冷媒の 圧力が最低臨界圧を越えないようにし、冷媒 が分解されないようにする。

 ここで、制御手段53が行う冷媒の圧力を� �下させる制御については、例えば、動作を� �ける室内機61側の手段(膨張手段23、室内熱交 換器用ファン34)による制御を行うことは現実 的に難しい。そこで、例えば圧縮機21がイン� ��ータ回路を有する圧縮機の場合には圧縮機� ��波数を一定数低下させる、室外熱交換器用� ��ァン33のファン回転数を減少させるように� �御することが考えられる。基本的には圧縮� �21の動作を制御するのが最も即効性があり、 圧力低下に有効であるが、圧縮機21と室外熱� ��換器用ファン33とを組み合わせて制御する� �うにしてもよい。

 以上のように実施の形態2のように、複数 台の室内機61を並列に接続し、例えば暖房運� ��のように室内機61が有する室内熱交換器26が 凝縮器として機能する空気調和装置のような 冷凍サイクル装置において、少なくとも1台� �膨張手段23の全閉により、対応する室内熱交 換器26における冷媒通過を突然停止する、室� ��熱交換器用ファン34が停止して冷媒の熱量� �放出できないなどが生じることによって、� �圧側の冷媒の圧力が急激に上昇して最低臨� �圧を越えないようにするため、膨張手段23が 全閉等する前又はほぼ同時に、制御手段53が� ��例えば圧縮機21の動作を制御して圧縮機21の 出口側の冷媒の圧力を低下させて最低臨界圧 を越えないようにするので、化学的に不安定 な二重結合を有する物質を含む冷媒が、二重 結合を有する物質自身の分解又は混合冷媒に おいて他の冷媒の物質の分解により攻撃され て分解されて冷媒として機能しなくなるのを 防ぐことができる。そのため、冷凍サイクル 装置の性能を長期間維持することができ、さ らに信頼性も確保することができる。

実施の形態3.
 図7は本発明の実施の形態3に係る空気調和� �置の構成を表す図である。本実施の形態に� �いて空気調和装置について説明する。図7に� ��いて、図1、図6と同じ符号を付している手� �等は、上述した説明の動作と基本的には同� �動作を行う手段である。図7では、室内機61a� ��び61bにおいて、膨張手段23a、23bを中心とし� ��室内熱交換器26a、26bと反対側(液冷媒又は気 液二相冷媒が流れる側、冷房運転時の上流側 )となる位置に、それぞれ流路開閉手段29a、29 bを設置している。流路開閉手段29a、29bは、� �張手段23a、23bと同じように、冷媒の流量を� �整(制御)するための手段である。ただ、膨張 手段23a、23bのように細かな流量制御を行うこ とができず、開けば冷媒を通過させ閉じれば 通過させないようにするものである。また、 膨張手段23a、23bと流路開閉手段29a、29bとの間 に圧力検出手段42a、42bを設置する。本実施の 形態における制御についても制御手段53が行� ��ものとする。

 例えば、空気調和装置が冷房運転を行っ� ��いる場合においても、室内機61の膨張手段23 は、室内熱交換器26に流入し、通過させる冷� ��の流量を制御している。例えば、室内機61� �設置されている空調対象空間の温度が目標� �度に近づいた場合、例えば、膨張手段23を徐 々に開口面積を小さくする方向に絞っていく ように制御する。そして、空調対象空間の温 度が目標温度に到達した場合、流路開閉手段 29を閉状態とし、室内熱交換器26に冷媒が流� �ないようにする。

 ここで、膨張手段23を冷媒流量がゼロと� �るまで絞っていったとすると、膨張手段23は 全閉となっていることが考えられる。この場 合、流路開閉手段29と膨張手段23の間の配管� �液冷媒が封じ込められることになる。封じ� �められた液冷媒は周囲から加熱されるとガ� �化し、体積が一気に増加する。冷媒がガス� �(気化)することにより冷媒の圧力が一気に上 昇する。このように、冷媒(特に液冷媒)を密� ��している部分において圧力が上昇すること� ��最低臨界圧を越え、冷媒が分解されてしま� ��可能性がある。

 そこで、本実施の形態の空気調和装置で� ��、流路開閉手段29と膨張手段23との間に圧力 検出手段42を設置し、圧力検出手段42の検出� �係る冷媒の圧力が最低臨界圧を越える前に� �膨張手段23の開口面積を大きくして、密閉し た状態の中に冷媒がおかれてしまうのを防ぎ 、圧力上昇による冷媒の分解を防止する。

 また、流路開閉手段29と膨張手段23との間 が密閉されても、ここに外部から熱が加わり 、この密閉区間の液体が蒸発しガス化しない 限りは問題は起きず、冷媒が蒸発するための 潜熱量は大きいため、流路開閉手段29と膨張� ��段23との間が密閉されても即座に冷媒の圧� �は上昇しない。そこで、流路開閉手段29と膨 張手段23との間に圧力検出手段42を設けなく� �も、制御手段53により、膨張手段23と流路開� ��手段29との間の配管が密閉されているもの� �判断した一定時間経過後に、流路開閉手段29 または膨張手段23を開状態にするような制御� ��行えば、圧力の上昇を防ぐことができ、同� ��の効果を得ることができる。

 また、上述した膨張手段23と流路開閉手� �29との間だけでなく、冷媒回路において冷媒 を密閉し得る構造を有しているような場合(� �えば複数の膨張手段が直列に配管接続され� �いるような場合など)においても同様のこと� ��いえる。その場合でも、例えば膨張手段23� �全閉にしないようにするなど、冷媒を密閉� �せないようにすることにより、冷媒の圧力� �上昇を防ぎ、冷媒の分解を防ぐことができ� �。

 以上のように、実施の形態3によれば、例 えば膨張手段23と流路開閉手段29との間など� �ように、複数の手段で冷媒流量を制御する� �とにより、冷媒が密閉されたものと判断す� �と、制御手段53は、少なくとも一方(ここで� �膨張手段23)を開口させるように制御するよ� �にしたので、密閉状態での冷媒の圧力の急� �な上昇を防ぎ、最低臨界圧を越えないよう� �することができる。そのため、化学的に不� �定な二重結合を有する物質を含む冷媒が、� �重結合を有する物質自身の分解又は混合冷� �において他の冷媒の物質の分解により攻撃� �れて分解されて冷媒として機能しなくなる� �を防ぐことができる。そのため、冷凍サイ� �ル装置の性能を長期間維持することができ� �さらに信頼性も確保することができる。

 このとき、密閉状態となり得る箇所に圧� ��検出手段42を設置するようにしたので、制� �手段53は、冷媒の密閉に関して、より詳細な 判断等を行うことができる。また、制御手段 53は、例えば膨張手段23、流路開閉手段29の制 御における状態を判断し、膨張手段23と流路� ��閉手段29との間が密閉状態であると判断す� �ば、例えば一定時間後に少なくとも一方を� �いて密閉状態を解くように制御するように� �たので、圧力検出手段42を設ける必要がなく 、コスト削減に寄与することができる。

実施の形態4.
 上述の実施の形態においては、混合冷媒に� ��いて述べたが、例えば二重結合を有する物� ��からなる冷媒の単一冷媒である場合にも適� ��することができる。この場合の最低臨界圧� ��、二重結合を有する物質からなる単一冷媒� ��おける臨界圧力となる。また、二重結合を� ��する物質に限らず、化学的に不安定な物質� ��らなる冷媒を含む場合についても適用する� ��とができる。