JP2001099528A - ヒートポンプ装置の除霜運転方法、及び、その方法を用いるヒートポンプ装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 除霜を完全にしながら除霜に原因する能力低
下を効果的に抑止する。 【解決手段】 負荷対応モードでの対空気熱交換器２の
着霜時に、対負荷熱交換器４と採熱用熱交換器３とのい
ずれか一方に対する冷媒供給を断った状態で他方を蒸発
器として機能させながら、又は、対負荷熱交換器４と採
熱用熱交換器３との両方を蒸発器として機能させなが
ら、対空気熱交換器２を凝縮器として機能させる主除霜
モードを実施し、この主除霜モードに続いて、採熱用熱
交換器３を蒸発器として機能させながら、対負荷熱交換
器４及び対空気熱交換器２を対負荷熱交換器４が下流側
となる直列接続状態で凝縮器として機能させる復帰過渡
モードを実施し、この復帰過渡モードを経て主除霜モー
ドから負荷対応モードへ復帰する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、ヒートポンプ装置
の除霜運転方法、詳しくは、負荷対応モードでは、空気
を熱交換対象とする対空気熱交換器を蒸発器として機能
させて空気から採熱しながら、対負荷熱交換器を凝縮器
として機能させて温熱発生させ、対空気熱交換器の着霜
時には、対空気熱交換器を凝縮器として機能させる状態
に冷媒経路を切り換えて対空気熱交換器の除霜を行なう
ヒートポンプ装置の除霜運転方法、及び、この除霜運転
方法を用いるヒートポンプ装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来、上記の如き負荷対応モードで対負
荷熱交換器に温熱発生させるヒートポンプ装置では、そ
の負荷対応モードにおいて空気から採熱する対空気熱交
換器に着霜が生じた際、負荷対応モードとは逆に対負荷
熱交換器を蒸発器として機能させ、かつ、対空気熱交換
器を凝縮器として機能させる除霜モードを実施して、負
荷側から採熱する形態で対空気熱交換器に温熱発生させ
ることにより除霜を行ない、そして、除霜が完了する
と、その除霜モードから対空気熱交換器を蒸発器として
機能させる負荷対応モードへ直接に復帰していた。

【０００３】また、除霜モードから負荷対応モードへの
復帰後、しばらくの間は、除霜モードで凝縮器としての
対空気熱交換器に溜まった大量の液冷媒（霜との熱交換
で大量凝縮した冷媒）が蒸発器に切り換えられた対空気
熱交換器から液状態のままで圧縮機に吸入されてしまう
ことを防止する為、さらにまた、対空気熱交換器での大
量の液冷媒溜まりが原因でレシーバにおける液冷媒貯留
量が大幅に減少した状況のもとで極力安定的な運転を維
持する為、圧縮機出力を敢えて低下させたアンロード状
態で負荷対応モードを実施していた。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】しかし、この従来の除
霜運転方法では、対空気熱交換器の除霜に要する熱量の
全量を負荷側からの採熱により得る為、また、対空気熱
交換器の除霜を完全にするにはかなりの長時間を要して
負荷側からの採熱量が大きくなる為、さらには、除霜モ
ードから負荷対応モードへの復帰後に実施する前述の如
きアンロード状態での運転で対負荷熱交換器での温熱発
生量が低く制限される為、負荷側の温熱需要に対する実
質的な対応能力が低下する問題があった。

【０００５】なお、負荷側からの採熱量を低減するため
に除霜モードの実施時間を短くした場合には、対空気熱
交換器の除霜が不充分になって対空気熱交換器の一部に
着霜部分が残り、これが霜の積層化を促進する原因とな
って除霜処理の必要頻度が高くなることで、やはり負荷
側の温熱需要に対する実質的な対応能力が大きく低下し
てしまう。

【０００６】この実情に鑑み、本発明の主たる課題は、
合理的な除霜形態を採ることにより、上記の如き問題を
効果的に解消する点にある。

【０００７】

【課題を解決するための手段】〔１〕請求項１に係る発
明では次の除霜運転方法を採る。 負荷対応モードでは、空気を熱交換対象とする対空気熱
交換器を蒸発器として機能させて空気から採熱しなが
ら、対負荷熱交換器を凝縮器として機能させて温熱発生
させ、前記対空気熱交換器の着霜時には、対空気熱交換
器を凝縮器として機能させる状態に冷媒経路を切り換え
て対空気熱交換器の除霜を行なうヒートポンプ装置の除
霜運転方法において、前記対空気熱交換器及び前記対負
荷熱交換器とは別の採熱用熱交換器を設けておき、前記
対空気熱交換器の着霜時に、対負荷熱交換器と採熱用熱
交換器とのいずれか一方に対する冷媒供給を断った状態
で他方を蒸発器として機能させながら、又は、対負荷熱
交換器と採熱用熱交換器との両方を蒸発器として機能さ
せながら、対空気熱交換器を凝縮器として機能させる主
除霜モードを実施し、その後、この主除霜モードに続い
て、採熱用熱交換器を蒸発器として機能させながら、対
負荷熱交換器及び対空気熱交換器を対負荷熱交換器が下
流側となる直列接続状態で凝縮器として機能させる復帰
過渡モードを実施し、この復帰過渡モードを経て前記主
除霜モードから前記負荷対応モードへ復帰する。

【０００８】つまり、この方法であれば、上記の主除霜
モードにおいて凝縮器としての対空気熱交換器に大量の
液冷媒（霜との熱交換により大量凝縮した冷媒）が溜ま
ることに対し、この主除霜モードに続く上記復帰過渡モ
ードの実施により、その大量の溜まり液冷媒を対空気熱
交換器の下流側に位置する同じく凝縮器としての対負荷
熱交換器を通じて圧縮機に戻す（具体的には、凝縮器と
しての対負荷熱交換器―レシーバ−膨張弁―蒸発器とし
ての採熱用熱交換器を通じて圧縮機に戻す）ようにし
て、その大量の溜まり液冷媒が負荷対応モードへの復帰
時に蒸発器に切り換えられる対空気熱交換器から圧縮機
に吸入されてしまうといったことや、その大量の液冷媒
溜まりが原因でレシーバにおける液冷媒貯留量が大幅に
減少した状況のまま負荷対応モードへ復帰するといった
ことを防止でき、これにより、先述の従来方法で実施し
ていた負荷対応モードへの復帰後におけるアンロード状
態での運転を不要にする、ないし、実施するにしてもそ
の実施時間を効果的に短縮することができる。

【０００９】また、上記復帰過渡モードにおいて対空気
熱交換器を主除霜モードに続き凝縮器として機能させて
対空気熱交換器の除霜を完全なものにしながらも、この
復帰過渡モードでは、採熱用熱交換器を蒸発器として機
能させて負荷側以外の採熱源から採熱するから、さらに
また、除霜が完了に近づいて対空気熱交換器での冷媒凝
縮量が減少するに伴い自ずと下流側における対負荷熱交
換器での冷媒凝縮量が増加して対負荷熱交換器での温熱
発生量が増大するといった形態で、採熱用熱交換器から
の採熱量のうちの余剰分が対負荷熱交換器での温熱発生
に有効利用されるから、主除霜モードで対負荷熱交換器
を蒸発器として機能させて負荷側から採熱するにして
も、先述の従来方法に比べ負荷側からの採熱量を効果的
に低減できる。

【００１０】これらのことから、請求項１に係る発明に
よれば、従来の除霜運転方法に比べ、対空気熱交換器の
除霜に原因する実質的能力低下を抑止して、負荷側の温
熱需要に対する対応能力を効果的に高めることができ
る。

【００１１】なお、主除霜モードにおいて、対負荷熱交
換器と採熱用熱交換器との両方を蒸発器として機能させ
ながら対空気熱交換器を凝縮器として機能させる形態
や、対負荷熱交換器に対する冷媒供給を断った状態で採
熱用熱交換器を蒸発器として機能させながら対空気熱交
換器を凝縮器として機能させる形態を採れば、負荷側か
らの採熱量を一層低減できて、対空気熱交換器の除霜に
原因する実質的能力低下を一層効果的に抑止できる。

【００１２】〔２〕請求項２に係る発明では、請求項１
に係る発明の除霜運転方法を用いるヒートポンプ装置に
つき、切換弁による冷媒経路の切り換えにより次の第１
〜第７モード、つまり、冷媒を圧縮機―対負荷熱交換器
―膨張弁―対空気熱交換器―圧縮機の順に循環させる第
１モードと、冷媒を圧縮機―対負荷熱交換器―膨張弁―
対空気熱交換器―採熱用熱交換器―圧縮機の順に循環さ
せる第２モードと、冷媒を圧縮機―対負荷熱交換器―膨
張弁―採熱用熱交換器―圧縮機の順に循環させる第３モ
ードと、冷媒を圧縮機―対空気熱交換器―膨張弁―対負
荷熱交換器―圧縮機の順に循環させる第４モードと、冷
媒を圧縮機―対空気熱交換器―膨張弁―対負荷熱交換器
―採熱用熱交換器―圧縮機の順に循環させる第５モード
と、冷媒を圧縮機―対空気熱交換器―対負荷熱交換器―
膨張弁―採熱用熱交換器―圧縮機の順に循環させる第６
モードと、冷媒を圧縮機―対空気熱交換器―膨張弁―採
熱用熱交換器―圧縮機の順に循環させる第７モードと
を、選択的に実施する構成にする。

【００１３】つまり、この構成によれば、上記第１〜第
７モードの選択実施をもって次の如き運転を選択的に行
なうことができる。

【００１４】第１モードでは、採熱用熱交換器への冷媒
供給が断たれた状態で、対負荷熱交換器が凝縮器として
機能するとともに対空気熱交換器が蒸発器として機能
し、これにより、空気からのみ採熱して対負荷熱交換器
に温熱発生させる運転が可能になる。

【００１５】第２モードでは、対負荷熱交換器が凝縮器
として機能するとともに、対空気熱交換器及び採熱用熱
交換器がその順の直列接続状態で蒸発器として機能し、
これにより、空気と採熱用熱交換器の熱交換対象（すな
わち、負荷側とは異なる採熱源）との両方から採熱して
対負荷熱交換器に温熱発生させる運転が可能になる。

【００１６】第３モードでは、対空気熱交換器への冷媒
供給が断たれた状態で、対負荷熱交換器が凝縮器として
機能するとともに採熱用熱交換器が蒸発器として機能
し、これにより、採熱用熱交換器の熱交換対象からのみ
採熱して対負荷熱交換器に温熱発生させる運転が可能に
なる。

【００１７】第４モードでは、採熱用熱交換器への冷媒
供給が断たれた状態で、対空気熱交換器が凝縮器として
機能するとともに対負荷熱交換器が蒸発器として機能
し、これにより、負荷側からのみ採熱して対空気熱交換
器に温熱発生させる形態での対空気熱交換器の除霜運転
が可能になる。

【００１８】第５モードでは、対空気熱交換器が凝縮器
として機能するとともに、対負荷熱交換器及び採熱用熱
交換器がその順の直列接続状態で蒸発器として機能し、
これにより、負荷側と採熱用熱交換器の熱交換対象との
両方から採熱して対空気熱交換器に温熱発生させる形態
での対空気熱交換器の除霜運転が可能になる。

【００１９】第６モードでは、対空気熱交換器及び対負
荷熱交換器がその順の直列接続状態で凝縮器として機能
するとともに、採熱用熱交換器が蒸発器として機能し、
これにより、採熱用熱交換器の熱交換対象からのみ採熱
して対空気熱交換器に温熱発生させる形態での対空気熱
交換器の除霜運転と、採熱用熱交換器の熱交換対象から
のみ採熱して対負荷熱交換器に温熱発生させる運転との
並列的進行が可能になる。

【００２０】第７モードでは、対負荷熱交換器に対する
冷媒供給が断たれた状態で、対空気熱交換器が凝縮器と
して機能するとともに採熱用熱交換器が蒸発器として機
能し、これにより、採熱用熱交換器の熱交換対象からの
み採熱して対空気熱交換器に温熱発生させる形態での対
空気熱交換器の除霜運転が可能になる。

【００２１】すなわち、これら第１〜第７モードを選択
的に実施できることにより、空気から採熱する前記負荷
対応モードとして第１又は第２モードのいずれかを選択
実施するのに対し、対空気熱交換器の着霜時には、第
４，第５，第７モードのうちのいずれかを前記主除霜モ
ードとして選択実施し、そして、この主除霜モードに続
き第６モードを前記復帰過渡モードとして実施する形態
で、請求項１に係る発明の除霜運転方法を実施できる。

【００２２】そしてまた、対負荷熱交換器に温熱発生さ
せる負荷対応モードとして、空気及び採熱用熱交換器の
熱交換対象夫々の採熱源としての状態に応じ、第１，第
２，第３モードのうちのいずれか（第３モードは空気に
代え採熱用熱交換器の熱交換対象から採熱する負荷対応
モード）を選択的に実施できることにより、さらにま
た、対空気熱交換器の除霜を行なう前記主除霜モードと
して、採熱用熱交換器の熱交換対象及び負荷側夫々の除
霜用採熱源としての状態に応じ、第４，第５，第７モー
ドのうちのいずれかを選択的に実施できることにより、
採熱源側及び除霜用採熱源の状況変化に対する対応性に
優れたヒートポンプ装置となる。

【００２３】〔３〕請求項３に係る発明では、請求項２
に係る発明のヒートポンプ装置を実施するのに、前記対
空気熱交換器をレシーバに短絡接続するバイパス路を設
けるとともに、前記切換弁のうちの１つとして、このバ
イパス路を開閉する開閉弁を設け、前記第６モードの冷
媒経路において、この開閉弁により前記バイパス路を開
くことで前記第７モードの冷媒経路を形成する構成にす
る。

【００２４】つまり、前記第１〜第７モードの選択実施
において第７モードの冷媒経路を形成するには、切換弁
による冷媒経路の切り換えで、対負荷熱交換器に通じる
冷媒路を遮断するとともに、対空気熱交換器とレシーバ
とをその順に結ぶ冷媒路を開くといった形態が考えられ
るが、この場合、対空気熱交換器とレシーバとを結ぶ冷
媒路の開き操作に加え、対負荷熱交換器に通じる冷媒路
の遮断操作を要するため、他の第１〜第６モードの切り
換えを可能にすることも含めると、切換弁の必要数が多
くなって、また、四方弁や三方弁を用いることで切換弁
の必要数を単純に減らすにしても四方弁や三方弁といっ
た複雑な切換弁の必要数が多くなって、装置コストが高
く付く問題が生じる。

【００２５】この点、上記構成であれば、第６モードの
冷媒経路において上記バイパス路を開閉弁により開くこ
とだけで第７モードの冷媒経路を形成するから、すなわ
ち、対負荷熱交換器に通じる冷媒路は遮断せず上記バイ
パス路を開くことだけで、冷媒路抵抗差により対空気熱
交換器からの送出液冷媒を低抵抗のバイパス路を通じレ
シーバに導くようにして第７モードの冷媒経路を形成す
るから、第１〜第６モードの選択実施を可能にしたヒー
トポンプ回路に対し上記バイパス路と開閉弁を付加する
だけで、第１〜第７モードの選択実施を可能にすること
ができ、これにより、装置コストを安価にすることがで
きる。

【００２６】また、対空気熱交換器をレシーバに短絡接
続する専用のバイパス路を通じて対空気熱交換器からの
送出液冷媒をレシーバに導くことにより、対空気熱交換
器からの送出液冷媒を他モードでも使用する兼用の冷媒
路（すなわち、兼用化の為に複数の切換弁等が介在した
り路長が長くなる等した冷媒路）を通じてレシーバに導
くに比べ、対空気熱交換器からの液冷媒排出を円滑し
て、主除霜モードとして用いる第７モードにおいて凝縮
器としての対空気熱交換器に大量の液冷媒（霜との熱交
換により大量凝縮する冷媒）が溜まるのを防止でき、こ
れにより、主除霜モードとして第７モードを適宜選択実
施することで、請求項１に係る発明の除霜運転方法と相
俟って、対空気熱交換器を蒸発器として機能させる負荷
対応モード（第１又は第２モード）への復帰時における
圧縮機の液冷媒吸入を一層確実に防止でき、さらにま
た、対空気熱交換器での大量の液冷媒溜まりが原因でレ
シーバにおける液冷媒貯留量が大幅に減少して運転が不
安定になるといったことも一層確実に防止できる。

【００２７】

【発明の実施の形態】図１は融雪や暖房などの負荷側の
温熱需要に対し、外気Ａ（大気空気）及び液熱媒Ｌを採
熱源として負荷側への供給温熱を発生するヒートポンプ
装置を示し、１は圧縮機、２はファン２ａによる通風外
気Ａを熱交換対象とする対空気熱交換器、３は液熱媒Ｌ
を熱交換対象とする採熱用熱交換器、４は発生温熱を負
荷側へ送る循環熱媒Ｎを熱交換対象とする対負荷熱交換
器、５はレシーバ、６は４個の逆止弁６ａ〜６ｄをブリ
ッジ回路状に組み合わせた冷媒案内回路、７は膨張弁、
８は圧縮機１の冷媒吐出路に設けた逆止弁である。

【００２８】Ｖ１〜Ｖ３は冷媒経路を切り換える切換弁
としての第１〜第３四方弁、ＳＶは同じく冷媒経路を切
り換える切換弁としての電磁式開閉弁であり、このヒー
トポンプ装置では、これら弁Ｖ１〜Ｖ３，ＳＶによる冷
媒経路の切り換えにより次の第１〜第７モードの選択実
施を可能にしてある。

【００２９】（第１モード）：同図１に示す如く、第
１，第３四方弁Ｖ１，Ｖ３を正側にかつ第２四方弁Ｖ２
を負側に切り換えるとともに開閉弁ＳＶを閉じて、冷媒
を圧縮機１―対負荷熱交換器４―冷媒案内回路６−レシ
ーバ５―膨張弁７―冷媒案内回路６―対空気熱交換器２
―圧縮機１の順に循環させる。

【００３０】つまり、この第１モードでは、採熱用熱交
換器３への冷媒供給を断った状態で、対負荷熱交換器４
を凝縮器Ｃとして機能させるとともに対空気熱交換器２
を蒸発器Ｅとして機能させ、これにより、外気Ａからの
み採熱して対負荷熱交換器４に温熱発生させる。

【００３１】（第２モード）：図２に示す如く、第１四
方弁Ｖ１を正側にかつ第２，第３四方弁Ｖ２，Ｖ３を負
側に切り換えるとともに開閉弁ＳＶを閉じて、冷媒を圧
縮機１―対負荷熱交換器４―冷媒案内回路６−レシーバ
５―膨張弁７―冷媒案内回路６―対空気熱交換器２―採
熱用熱交換器３―圧縮機１の順に循環させる。

【００３２】つまり、この第２モードでは、対負荷熱交
換器４を凝縮器Ｃとして機能させるとともに、対空気熱
交換器２及び採熱用熱交換器３をその順の直列接続状態
で蒸発器Ｅとして機能させ、これにより、外気Ａと液熱
媒Ｌとの両方から採熱して対負荷熱交換器４に温熱発生
させる。

【００３３】（第３モード）：図３に示す如く、第１，
第２四方弁Ｖ１，Ｖ２を正側にかつ第３四方弁Ｖ３を負
側に切り換えるとともに開閉弁ＳＶを閉じて、冷媒を圧
縮機１―対負荷熱交換器４―冷媒案内回路６−レシーバ
５―膨張弁７―冷媒案内回路６―採熱用熱交換器３―圧
縮機１の順に循環させる。

【００３４】つまり、この第３モードでは、対空気熱交
換器２への冷媒供給を断った状態で、対負荷熱交換器４
を凝縮器Ｃとして機能させるとともに採熱用熱交換器３
を蒸発器Ｅとして機能させ、これにより、液熱媒Ｌから
のみ採熱して対負荷熱交換器４に温熱発生させる。

【００３５】（第４モード）：図４に示す如く、第３四
方弁Ｖ３を正側にかつ第１，第２四方弁Ｖ１，Ｖ２を負
側に切り換えるとともに開閉弁ＳＶを閉じて、冷媒を圧
縮機１―対空気熱交換器２―冷媒案内回路６−レシーバ
５―膨張弁７―冷媒案内回路６―対負荷熱交換器４―圧
縮機１の順に循環させる。

【００３６】つまり、この第４モードでは、採熱用熱交
換器３への冷媒供給を断った状態で、対空気熱交換器２
を凝縮器Ｃとして機能させるとともに対負荷熱交換器４
を蒸発器Ｅとして機能させ、これにより、負荷側からの
み採熱して対空気熱交換器２に温熱発生させる形態で対
空気熱交換器２の除霜を行なう。

【００３７】（第５モード）：図５に示す如く、第１，
第２，第３四方弁Ｖ１，Ｖ２，Ｖ３を負側に切り換える
とともに開閉弁ＳＶを閉じて、冷媒を圧縮機１―対空気
熱交換器２―冷媒案内回路６−レシーバ５―膨張弁７―
冷媒案内回路６―対負荷熱交換器４―採熱用熱交換器３
―圧縮機１の順に循環させる。

【００３８】つまり、この第５モードでは、対空気熱交
換器２を凝縮器Ｃとして機能させるとともに、対負荷熱
交換器４及び採熱用熱交換器３をその順の直列接続状態
で蒸発器Ｅとして機能させ、これにより、負荷側と液冷
媒Ｌとの両方から採熱して対空気熱交換器２に温熱発生
させる形態で対空気熱交換器２の除霜を行なう。

【００３９】（第６モード）：図６に示す如く、第２四
方弁Ｖ２を正側にかつ第１，第３四方弁Ｖ１，Ｖ３を負
側に切り換えるとともに開閉弁ＳＶを閉じて、冷媒を圧
縮機１―対空気熱交換器２―対負荷熱交換器４―冷媒案
内回路６−レシーバ５―膨張弁７―冷媒案内回路６―採
熱用熱交換器３―圧縮機１の順に循環させる。

【００４０】つまり、この第６モードでは、対空気熱交
換器２及び対負荷熱交換器４をその順の直列接続状態で
凝縮器Ｃとして機能させるとともに、採熱用熱交換器３
を蒸発器Ｅとして機能させ、これにより、液熱媒Ｌから
のみ採熱して対空気熱交換器３に温熱発生させる形態で
の対空気熱交換器２の除霜運転と、液熱媒Ｌからのみ採
熱して対負荷熱交換器４に温熱発生させる運転とを並列
的に進行させる。

【００４１】（第７モード）：図７に示す如く、第２四
方弁Ｖ２を正側にかつ第１，第３四方弁Ｖ１，Ｖ３を負
側に切り換えるとともに開閉弁ＳＶを開いて、冷媒を圧
縮機１―対空気熱交換器２―レシーバ５−膨張弁７―冷
媒案内回路６−採熱用熱交換器３―圧縮機１の順に循環
させる。

【００４２】つまり、この第７モードでは、対負荷熱交
換器４に対する冷媒供給を断った状態で、対空気熱交換
器２を凝縮器Ｃとして機能させるとともに採熱用熱交換
器３を蒸発器Ｅとして機能させ、これにより、液熱媒Ｌ
からのみ採熱して対空気熱交換器２に温熱発生させる形
態で対空気熱交換器２の除霜を行なう。

【００４３】なお、９は対空気熱交換器２の凝縮冷媒出
口側をレシーバ５に短絡接続するバイパス路であり、上
記冷媒回路では、第６モードの冷媒経路（すなわち、第
２四方弁Ｖ２を正側にかつ第１，第３四方弁Ｖ１，Ｖ３
を負側に切り換えた状態の冷媒経路）において、このバ
イパス路９を前記開閉弁ＳＶにより開くことで、冷媒路
抵抗差により対空気熱交換器２からの送出液冷媒（凝縮
冷媒）を低抵抗のバイパス路９を通じレシーバ５に導く
ようにして第７モードの冷媒経路を形成するようにして
ある。

【００４４】上記第１〜第７モードの選択実施につい
て、このヒートポンプ装置では、第１，第２，第３モー
ドのうちのいずれか１つ又は複数を順次に、負荷側に温
熱供給する負荷対応モードとして、外気Ａ及び液熱媒Ｌ
夫々の採熱源としての状態（例えば、各々の温度や液熱
媒Ｌの流量等）に応じ自動的に選択実施するようにして
あり、また、外気Ａから採熱する第１又は第２モードを
負荷対応モードとして実施している状況で、蒸発器Ｅと
しての対空気熱交換器２に着霜が生じてその着霜がある
程度まで進行すると、第４，第５，第７モードのうちの
いずれか１つ又は複数を順次に、主除霜モードとして、
液熱媒Ｌ及び負荷側夫々の除霜用採熱源としての状態
（各々の温度や液熱媒Ｌの流量等）に応じ自動的に選択
実施するようにしてある。

【００４５】そしてまた、主除霜モードとしての第４，
第５，第７モードいずれかの選択実施で、対空気熱交換
器２の除霜がある程度まで進むと、それに続き、第６モ
ードを復帰過渡モードとして所要期間だけ自動的に実施
し、この第６モードの実施を経て負荷対応モードとして
の元の第１又は第２モードへ自動的に復帰するようにし
てある。

【００４６】つまり、上記主除霜モードの実施で凝縮器
Ｃとしての対空気熱交換器２に液冷媒が溜まることに対
し、上記の如く負荷対応モードへの復帰に先立ち第６モ
ードを復帰過渡モードとして実施することで、その溜ま
り液冷媒を対空気熱交換器２の下流側に位置する同じく
凝縮器Ｃとしての対負荷熱交換器４を通じて圧縮機１に
戻す（具体的には、凝縮器Ｃとしての対負荷熱交換器４
―冷媒案内回路６−レシーバ５−膨張弁７―冷媒案内回
路６−蒸発器としての採熱用熱交換器３を通じて圧縮機
１に戻す）ようにし、これにより、その溜まり液冷媒が
負荷対応モードとしての第１又は第２モードへの復帰時
に蒸発器Ｅに切り換えられる対空気熱交換器２から圧縮
機１に吸入されてしまうといったことや、その液冷媒溜
まりが原因でレシーバ５における液冷媒貯留量が大幅に
減少した不安定状態のままで負荷対応モードへ復帰する
といったことを防止するようにしてある。

【００４７】また、復帰過渡モードとしての第６モード
において対空気熱交換器２を主除霜モードに続き凝縮器
Ｃとして機能させて対空気熱交換器２の除霜を完全なも
のにしながらも、復帰過渡モードとしての第６モードで
は、採熱用熱交換器３を蒸発器Ｅとして機能させて負荷
側とは異なる液熱媒Ｌから採熱することにより、さらに
また、除霜が完了に近づいて対空気熱交換器２での冷媒
凝縮量が減少するに伴い自ずと下流側における対負荷熱
交換器４での冷媒凝縮量が増加して対負荷熱交換器４で
の温熱発生量が増大するといった形態で、採熱用熱交換
器３からの採熱量のうちの余剰分が対負荷熱交換器４で
の温熱発生に有効利用されるようにして、負荷側からの
採熱量を極力低減するようにしてある。

【００４８】なお、主除霜モードとしての第４，第５，
第７モードの実施、及び、それに続く復帰過渡モードと
しての第６モードの実施にあたっては、これら主除霜モ
ード及び復帰過渡モードの実施期間中、対空気熱交換器
２のファン２ａを停止することで、霜融解水の再結氷を
防止するとともに、除霜の為に対空気熱交換器２で発生
させる温熱の無駄な放散を防止し、これに対し、復帰過
渡モードとしての第６モードの終了前に、水切り運転と
してファン２ａを運転することで、霜の融解により生じ
た対空気熱交換器２の付着水を対空気熱交換器２から完
全に離脱させて、負荷対応モードとしての第１又は第２
モードへの復帰後における付着水の再結氷を防止するよ
うにしてある。

【００４９】ちなみに、この水切り運転では対空気熱交
換器２に液冷媒が溜まる傾向になるが、この水切り運転
時の液冷媒溜まり傾向に対しても復帰過渡モードとして
の第６モードの実施は、負荷対応モードとしての第１又
は第２モードへの復帰時における圧縮機１への液冷媒吸
入を防止する上で、また、レシーバ５における液冷媒貯
留量の減少による運転の不安定化を防止する上で有効で
ある。

【００５０】〔別実施形態〕次に別実施形態を列記す
る。採熱用熱交換器３の熱交換対象Ｌは、地中熱を採熱
する地中熱交換器との間で循環させる水やブライン、あ
るいは、地下水や湧水が好適であるが、これに限定され
るものではなく、海水や河川水、あるいは、他設備から
の廃熱を保有する水やブラインであってもよい。

【００５１】対負荷熱交換器４での発生温熱の用途は、
融雪や暖房に限定されるものではなく、種々の温熱需要
に対して使用できる。

【００５２】請求項１に係る発明の実施において、ヒー
トポンプ装置の冷媒回路は、前述の実施形態で示した回
路に限定されるものではなく、対空気熱交換器２を蒸発
器として機能させて空気Ａから採熱しながら、対負荷熱
交換器４を凝縮器として機能させて温熱発生させる負荷
対応モードと、対負荷熱交換器４と採熱用熱交換器３と
のいずれか一方に対する冷媒供給を断った状態で他方を
蒸発器として機能させながら、又は、対負荷熱交換器４
と採熱用熱交換器３との両方を蒸発器として機能させな
がら、対空気熱交換器２を凝縮器として機能させる主除
霜モードと、採熱用熱交換器３を蒸発器として機能させ
ながら、対負荷熱交換器４及び対空気熱交換器２を対負
荷熱交換器４が下流側となる直列接続状態で凝縮器とし
て機能させる復帰過渡モードとの選択実施が可能であれ
ば、種々の構造の冷媒回路を採用できる。

【００５３】請求項２に係る発明の実施において、冷媒
を圧縮機１―対負荷熱交換器４―膨張弁７―対空気熱交
換器２―圧縮機１の順に循環させる第１モードと、冷媒
を圧縮機１―対負荷熱交換器４―膨張弁７―対空気熱交
換器２―採熱用熱交換器３―圧縮機１の順に循環させる
第２モードと、冷媒を圧縮機１―対負荷熱交換器４―膨
張弁７―採熱用熱交換器３―圧縮機１の順に循環させる
第３モードと、冷媒を圧縮機１―対空気熱交換器２―膨
張弁７―対負荷熱交換器４―圧縮機１の順に循環させる
第４モードと、冷媒を圧縮機１―対空気熱交換器２―膨
張弁７―対負荷熱交換器４―採熱用熱交換器３―圧縮機
１の順に循環させる第５モードと、冷媒を圧縮機１―対
空気熱交換器２―対負荷熱交換器４―膨張弁７―採熱用
熱交換器３―圧縮機１の順に循環させる第６モードと、
冷媒を圧縮機１―対空気熱交換器２―膨張弁７―採熱用
熱交換器３―圧縮機１の順に循環させる第７モードとの
選択実施を可能にする冷媒回路の具体的構造は、前述の
実施形態で示した構造に限定されるものではなく、例え
ば、四方弁等の切換弁の使用数を変更した構造や、前述
のバイパス路９や開閉弁ＳＶを用いない構造など、種々
の構成変更が可能である。

【図面の簡単な説明】

【図１】ヒートポンプ装置の冷媒回路及び第１モードで
の冷媒流れを示す図

【図２】第２モードでの冷媒流れを示す図

【図３】第３モードでの冷媒流れを示す図

【図４】第４モードでの冷媒流れを示す図

【図５】第５モードでの冷媒流れを示す図

【図６】第６モードでの冷媒流れを示す図

【図７】第７モードでの冷媒流れを示す図

【符号の説明】

１ 圧縮機 ２ 対空気熱交換器 ３ 採熱用熱交換器 ４ 対負荷熱交換器 ５ レシーバ ７ 膨張弁 ９ バイパス路 Ａ 空気 Ｃ 凝縮器 Ｅ 蒸発器 ＳＶ 切換弁，開閉弁 Ｖ１〜Ｖ３ 切換弁

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 負荷対応モードでは、空気を熱交換対象
   とする対空気熱交換器を蒸発器として機能させて空気か
   ら採熱しながら、対負荷熱交換器を凝縮器として機能さ
   せて温熱発生させ、 前記対空気熱交換器の着霜時には、対空気熱交換器を凝
   縮器として機能させる状態に冷媒経路を切り換えて対空
   気熱交換器の除霜を行なうヒートポンプ装置の除霜運転
   方法であって、 前記対空気熱交換器及び前記対負荷熱交換器とは別の採
   熱用熱交換器を設けておき、 前記対空気熱交換器の着霜時に、対負荷熱交換器と採熱
   用熱交換器とのいずれか一方に対する冷媒供給を断った
   状態で他方を蒸発器として機能させながら、又は、対負
   荷熱交換器と採熱用熱交換器との両方を蒸発器として機
   能させながら、対空気熱交換器を凝縮器として機能させ
   る主除霜モードを実施し、 その後、この主除霜モードに続いて、採熱用熱交換器を
   蒸発器として機能させながら、対負荷熱交換器及び対空
   気熱交換器を対負荷熱交換器が下流側となる直列接続状
   態で凝縮器として機能させる復帰過渡モードを実施し、 この復帰過渡モードを経て前記主除霜モードから前記負
   荷対応モードへ復帰するヒートポンプ装置の除霜運転方
   法。
2. 【請求項２】 請求項１に記載の除霜運転方法を用いる
   ヒートポンプ装置であって、 切換弁による冷媒経路の切り換えにより次の第１〜第７
   モード、つまり、 冷媒を圧縮機―対負荷熱交換器―膨張弁―対空気熱交換
   器―圧縮機の順に循環させる第１モードと、 冷媒を圧縮機―対負荷熱交換器―膨張弁―対空気熱交換
   器―採熱用熱交換器―圧縮機の順に循環させる第２モー
   ドと、 冷媒を圧縮機―対負荷熱交換器―膨張弁―採熱用熱交換
   器―圧縮機の順に循環させる第３モードと、 冷媒を圧縮機―対空気熱交換器―膨張弁―対負荷熱交換
   器―圧縮機の順に循環させる第４モードと、 冷媒を圧縮機―対空気熱交換器―膨張弁―対負荷熱交換
   器―採熱用熱交換器―圧縮機の順に循環させる第５モー
   ドと、 冷媒を圧縮機―対空気熱交換器―対負荷熱交換器―膨張
   弁―採熱用熱交換器―圧縮機の順に循環させる第６モー
   ドと、 冷媒を圧縮機―対空気熱交換器―膨張弁―採熱用熱交換
   器―圧縮機の順に循環させる第７モードとを、選択的に
   実施する構成にしてあるヒートポンプ装置。
3. 【請求項３】 前記対空気熱交換器をレシーバに短絡接
   続するバイパス路を設けるとともに、前記切換弁のうち
   の１つとして、このバイパス路を開閉する開閉弁を設
   け、 前記第６モードの冷媒経路において、この開閉弁により
   前記バイパス路を開くことで前記第７モードの冷媒経路
   を形成する構成にしてある請求項２記載のヒートポンプ
   装置。