JP2001263882A - ヒートポンプ装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 インジェクション回路を備えたヒートポンプ
装置において、効率よくデフロストを行うことができる
ようにし、またデフロスト運転時に起こる暖房能力の低
下を防止する。 【解決手段】 このヒートポンプ装置の冷媒回路に、デ
フロスト運転時に冷媒を加熱するヒータ（５，１６）を
設けるようにした。

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
に関し、特にインジェクション機構及びヒータを備えて
デフロスト運転が可能であるヒートポンプ装置に関する
技術分野に属する。

【０００２】

【従来の技術】従来より、例えば特開平５−２２３１９
４号公報に示されるように、冷媒を加熱するヒータを圧
縮機の吐出側の配管に設けたヒートポンプ装置が知られ
ている。このヒートポンプ装置では、冷媒の流れ方向を
逆サイクルにして行うデフロスト運転時に、冷媒を直接
加熱して室外側熱交換器の着霜部に送るようにしてお
り、それにより、デフロスト時間の短縮を図っている。

【０００３】また、冷媒の流れ方向は変えずに正サイク
ルにして行うデフロスト運転時に、圧縮機から吐出され
る高温ガスの一部を室外側熱交換器に送ることにより、
着霜部の冷媒の温度を上げて、除霜するという方法も公
知である。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】しかし、上記前者の従
来例のように逆サイクルのデフロスト運転を行った場合
には、室内側熱交換器に暖房運転時よりも冷たい冷媒が
流れ込むことによって、この室内側熱交換器が冷やされ
てしまう。そのために暖房能力が通常時よりも低下する
という問題があった。また、上記のように室内側熱交換
器が冷やされているので、デフロスト運転終了後に暖房
運転へ復帰したときには、その立上がり性能が低下する
という問題もあった。

【０００５】一方、上記後者の従来例のように正サイク
ルのデフロスト運転を行った場合には、圧縮機から室外
側熱交換器へ送られる高温の冷媒ガスに加えて、室内側
熱交換器からも低温の冷媒が室外側熱交換器へ送られて
くるために、室外側熱交換器での冷媒の温度が低下し、
デフロスト時間が長くなって室温が低下してしまうとい
う問題があった。

【０００６】本発明は斯かる諸点に鑑みてなされたもの
であり、その主たる目的とするところは、ヒータを旨く
利用することで効率よくデフロストを行い、デフロスト
運転時に起こる暖房能力の低下を防止することにある。

【０００７】

【課題を解決するための手段】上記の目的を達成するた
めに、この発明では、インジェクション回路を備えたヒ
ートポンプ装置において、デフロスト運転時に冷媒を加
熱するヒータを設けるようにした。

【０００８】具体的には、請求項１の発明では、圧縮機
（１）、利用側熱交換器（３）、膨張手段（４，７）、
ガス冷媒生成手段（６）及び熱源側熱交換器（８）を閉
回路で接続してなる冷媒回路と、上記ガス冷媒生成手段
（６）で生成されたガス冷媒を上記圧縮機（１）にイン
ジェクションするインジェクション回路（１１）とを備
えたヒートポンプ装置において、上記熱源側熱交換器
（８）を除霜するデフロスト運転時に圧縮機（１）から
出て圧縮機（１）に戻る冷媒を加熱するヒータ（５，１
６）が設けられているようにした。

【０００９】上記の構成により、冷媒はヒータ（５，１
６）によって加熱されてその温度が高くなるので、短時
間でデフロストすることができるインジェクション回路
を備えたヒートポンプ装置とすることができる。

【００１０】請求項２の発明では、請求項１のヒートポ
ンプ装置において、デフロスト運転時に冷媒が熱源側熱
交換器（８）へ圧縮機（１）から送られるように構成さ
れ、ヒータ（５，１６）は、上記熱源側熱交換器（８）
から出て圧縮機（１）に戻る冷媒を加熱するものとされ
ていることを特徴とする。

【００１１】上記の構成により、熱源側熱交換器（８）
でのデフロストに必要な熱量をヒータ（５，１６）で補
うために、圧縮機（１）から高温冷媒を熱源側熱交換器
（８）へ送って効率よくデフロストができるものとな
る。

【００１２】請求項３の発明では、請求項１のヒートポ
ンプ装置において、デフロスト運転時に冷媒が利用側及
び熱源側熱交換器（８）の双方へ圧縮機（１）から送ら
れるように構成され、ヒータ（５，１６）は、上記利用
側熱交換器（３）から出て圧縮機（１）に戻る冷媒を加
熱するものとされていることを特徴とする。

【００１３】上記の構成により、利用側熱交換器（３）
を通過して温度が低下した冷媒に対してヒータ（５，１
６）で加熱することにより、冷媒の温度を高く維持しつ
つ熱源側熱交換器（８）へ送ることができるので、デフ
ロストの効率を向上させることができる。

【００１４】請求項４の発明では、請求項２のヒートポ
ンプ装置において、デフロスト運転時に利用側熱交換器
（３）へ冷媒が流れるのを禁止するようにした。

【００１５】上記の構成により、暖房運転時よりも冷た
い冷媒が利用側熱交換器（３）へ流れてこないので、利
用側での温度低下を防止することができる。また、デフ
ロスト運転から暖房運転へ復帰したときの立上がり性能
を向上させることができる。

【００１６】請求項５の発明では、請求項４のヒートポ
ンプ装置において、膨張手段（４，７）は、利用側熱交
換器（３）とガス冷媒生成手段（６）との間に設けられ
た第１膨張手段（４）と、ガス冷媒生成手段（６）と熱
源側熱交換器（８）との間に設けられた第２膨張手段
（７）とからなり、上記第１膨張手段（４）と熱源側熱
交換器（８）との間の冷媒回路に分岐接続され、冷媒を
圧縮機（１）へ送るための第１連通路（１２）と、上記
第１連通路（１２）に設けられ、デフロスト運転時にの
み開かれる第１開閉弁（１３）とを備え、ヒータ（５，
１６）は、上記第１連通路（１２）への分岐部と熱源側
熱交換器（８）との間の冷媒回路に設けられており、上
記第１及び第２膨張手段（４，７）のうち、第１連通路
（１２）への分岐部と利用側熱交換器（３）側との間に
位置する膨張手段がデフロスト運転時にのみ閉鎖される
ように構成するようにした。

【００１７】上記の構成により、本発明に係るヒートポ
ンプ装置の冷媒回路を具体化することができる。

【００１８】請求項６の発明では、請求項５のヒートポ
ンプ装置において、ガス冷媒生成手段は気液分離器
（６）であり、ヒータ（１６）は、気液分離器（６）に
設けられていることを特徴とする。

【００１９】上記の構成により、ヒータの配置とガス冷
媒生成手段（６）とを具体化することができる。

【００２０】請求項７の発明では、請求項５のヒートポ
ンプ装置において、第１連通路（１２）は、インジェク
ション回路（１１）であるようにした。

【００２１】上記の構成により、デフロスト運転時に熱
源側熱交換器（８）から圧縮機（１）へ冷媒を送るため
の専用の配管を設ける必要がないため、ヒートポンプ装
置の構造を簡単にすることができる。

【００２２】請求項８の発明では、請求項５のヒートポ
ンプ装置において、第１連通路（１２）は、インジェク
ション回路（１１）とは異なる通路であり、インジェク
ション回路（１１）にはデフロスト運転時にのみ閉鎖さ
れる第２開閉弁（１５）が設けられていることを特徴と
する。

【００２３】上記の構成により、本発明に係るヒートポ
ンプ装置の冷媒回路を具体化することができる。

【００２４】請求項９の発明では、請求項３のヒートポ
ンプ装置において、膨張手段（４，７）は、利用側熱交
換器（３）とガス冷媒生成手段（６）との間に設けられ
た第１膨張手段（４）と、ガス冷媒生成手段（６）と熱
源側熱交換器（８）との間に設けられた第２膨張手段
（７）とからなり、上記第２膨張手段（７）と熱源側熱
交換器（８）との間の冷媒回路に分岐接続され、圧縮機
（１）に連通する第２連通路（２０）と、上記第２連通
路（２０）に設けられ、デフロスト運転時にのみ開かれ
る第３開閉弁（２１）とを備え、ヒータ（５，１６）
は、上記第２膨張手段（７）と利用側熱交換器（３）と
の間の冷媒回路に設けられており、デフロスト運転時に
第１膨張手段（４）が開かれて、第２膨張手段（７）が
閉鎖されるように構成するようにした。

【００２５】上記の構成により、熱源側熱交換器（８）
へ圧縮機（１）からの高温ガスを送って除霜する冷媒回
路と、利用側熱交換器（３）へ圧縮機（１）からの高温
ガスを送って暖房運転する冷媒回路との２つの閉回路を
組むことができる。そのため、熱源側でのデフロスト運
転と、利用側での暖房運転とを同時に行うことができる
ので、デフロスト運転中の利用側の温度低下を防止する
ことができる。

【００２６】請求項１０の発明では、請求項１〜９のい
ずれか１つのヒートポンプ装置において、ヒータ（５，
１６）は、電磁誘導加熱方式のヒータであるようにし
た。

【００２７】上記の構成により、冷媒を素早く加熱する
ことができ、またヒータ（５，１６）の制御性を高める
ことができる。

【００２８】

【発明の実施の形態】（実施形態１）図１は、本発明の
実施形態１に係るヒートポンプ装置を示し、デフロスト
運転時の冷媒の流れと各開閉弁の状態を示している（図
中「閉」は、デフロスト運転時に各開閉弁の閉状態を、
またそれ以外は、開状態を示している。）。このヒート
ポンプ装置の冷媒回路は、図示するように、圧縮機
（１）、四路切換弁（２）、室内熱交換器（３）、第１
電子膨張弁（４）、気液分離器（６）、第２電子膨張弁
（７）、室外熱交換器（８）、及びアキュムレータ
（９）が、冷媒配管（１０）により順に接続されて閉回
路となる冷媒回路に構成されている。また、気液分離器
（６）のガス出口（６ａ）が、インジェクション回路
（１１）により圧縮機（１）のインジェクションポート
（１ａ）に接続されている。

【００２９】すなわち、第１電子膨張弁（４）は、室内
熱交換器（３）と気液分離器（６）との間に設けられ、
第２電子膨張弁（７）は、気液分離器（６）と室外熱交
換器（８）との間に設けられている。

【００３０】また、第１電子膨張弁（４）は、暖房運転
時、高圧冷媒を所定の中間圧まで減圧するように開度が
設定され、第２電子膨張弁（７）は、中間圧冷媒を所定
の低圧まで減圧するように設定されている。

【００３１】なお、上記四路切換弁（２）は、４つのポ
ートの接続を切り換えることによって、暖房運転と冷房
運転とを選択的に設定できるように構成されている。

【００３２】そして、本実施形態１において、インジェ
クション回路（１１）とは異なる通路である第１連通路
（１２）が第１電子膨張弁（４）と気液分離器（６）と
の間の冷媒回路に分岐接続されており、冷媒をアキュム
レータ（９）を介して圧縮機（１）へ送るようになされ
ている。そして、この第１連通路（１２）に室外熱交換
器（８）を除霜するデフロスト運転時にのみ開かれる第
１開閉弁（１３）が設けられ、インジェクション回路
（１１）には同じくデフロスト運転時にのみ閉鎖される
第２開閉弁（１５）が設けられている。

【００３３】（５）はヒータであり、第１連通路（１
２）への分岐部（１２ａ）と気液分離器（６）との間の
冷媒回路に設けられて、デフロスト運転時に室外熱交換
器（８）から出て圧縮機（１）に戻る冷媒を加熱するよ
うになされている。

【００３４】上記ヒータ（５）には、電磁誘導加熱方式
の電気ヒータが用いられている。このヒータ（５）は、
図２に示すように、支持部材（５ａ）によって配管（１
０）の内部に固定された鉄心（５ｂ）と、鉄心（５ｂ）
の周囲に位置するように配管（１０）の外周面に巻かれ
たコイル（５ｃ）とを備えている。鉄心（５ｂ）は、磁
性金属の棒状部材で構成され、コイル（５ｃ）は高周波
電源（５ｄ）に接続されている。この構成において、コ
イル（５ｃ）に高周波電流を流すと、その回りに高周波
磁界（Ｆ）が発生して、鉄心（５ｂ）に渦電流（Ｃ）が
発生する。このため、鉄心（５ｂ）が瞬時に高温に加熱
され、その熱が配管（１０）内を流れる冷媒に伝達され
る。なお、コイル（５ｃ）は、断熱材（５ｅ）によって
全体が覆われている。

【００３５】次に、このように構成されたヒートポンプ
装置における冷媒の循環動作を説明する。暖房運転時に
は、まず、第１及び第２電子膨張弁（７）は所定の開度
で開かれており、インジェクション回路（１１）の第２
開閉弁（１５）は開かれ、第１連通路（１２）の第１開
閉弁（１３）閉じられている。そして、四路切換弁
（２）は圧縮機（１）から室内熱交換器（３）へ冷媒を
流して、さらに室外熱交換器（８）から圧縮機（１）へ
冷媒を流すような状態に切り換えられる。

【００３６】このようにして、冷媒は、圧縮機（１）か
ら室内熱交換器（３）及び第１電子膨張弁（４）を介し
て気液分離器（６）へ送られる。そして、この気液分離
器（６）において冷媒は、液冷媒とガス冷媒とに分離さ
れ、ガス冷媒はインジェクション回路（１１）を介して
圧縮機（１）へと送られる。一方液冷媒は、第２電子膨
張弁（７）、室外熱交換器（８）及びアキュムレータ
（９）を介して圧縮機（１）へと送られる。このように
して、冷媒回路に冷媒を循環させて暖房運転を行うよう
になされている。

【００３７】そして、室外熱交換器（８）の冷媒配管を
除霜するデフロスト運転時には、第１及び第２電子膨張
弁（４，７）のうち、第１連通路（１２）への分岐部
（１２ａ）と室内熱交換器（３）側との間に位置する膨
張弁である第１電子膨張弁（４）を閉じる。そして、イ
ンジェクション回路（１１）の第２開閉弁（１５）は閉
じられ、第１開閉弁（１３）は開かれる。また、四路切
換弁（２）は圧縮機（１）から室外熱交換器（８）へ冷
媒を流すような状態に切り換えられ、ヒータ（５）に通
電して冷媒を加熱するようにする。

【００３８】このようにして、冷媒は、圧縮機（１）か
ら室外熱交換器（８）、第２電子膨張弁（７）及び気液
分離器（６）を介してヒータ（５）の配設されていると
ころまで送られる。ここで、冷媒はヒータ（５）の加熱
によって蒸発され、またその温度が上げられて圧縮機
（１）へと送られる。そして、高温の冷媒を室外熱交換
器（８）へ送るようにして短時間で除霜するようになさ
れている。

【００３９】また、このとき室内熱交換器（３）へ冷媒
が流れるのを禁止するように第１電子膨張弁（４）は閉
じられているので、室内熱交換器（３）の内部の冷媒の
温度低下を防止する。

【００４０】そのとき、室外熱交換器（８）でのデフロ
ストに必要な熱量をヒータ（５）で補うために、圧縮機
（１）から高温冷媒を室外熱交換器（８）へ送って短時
間で効率よくデフロストができるものとなる。

【００４１】また、デフロスト運転時において第１電子
膨張弁（４）が閉じられることにより、暖房運転時より
も冷たい冷媒が室内熱交換器（３）へ流れてこないの
で、室内側での温度低下を防止することができる。ま
た、デフロスト運転から暖房運転へ復帰したときの立上
がり性能を向上させることができる。

【００４２】そして、ヒータ（５）を電磁誘導加熱方式
のものとすることにより、冷媒を素早く加熱することが
でき、またヒータの制御性を高めることができる。

【００４３】以上の構成により、冷媒はヒータ（５）に
よって加熱されてその温度が高くなるので、短時間でデ
フロストすることができるインジェクション回路を備え
たヒートポンプ装置とすることができる。

【００４４】−変形例１− 図３は、実施形態１の変形例１を示し（尚、以下の各変
形例では、図１と同じ部分については同じ符号を付して
その詳細な説明は省略する）、実施形態１の冷媒回路に
おいて、第１連通路（１２）をインジェクション回路
（１１）に連通させたものである。

【００４５】すなわち、実施形態１では、第１連通路
（１２）は、冷媒を第１電子膨張弁（４）と気液分離器
（６）との間の分岐部（１２ａ）からアキュムレータ
（９）を介して圧縮機（１）へ送るようになされている
のに対し、分岐部（１２ａ）からインジェクション回路
（１１）の第２開閉弁（１５）の配設されている位置よ
りも圧縮機（１）側部分へ送るようになされている。

【００４６】また、この変形例１におけるヒートポンプ
装置の作動は上記実施形態１と同様であり、室内熱交換
器（３）へ冷媒が流れないようにしてデフロスト運転が
行われる。

【００４７】−変形例２− 図４は、実施形態１の変形例２を示し、実施形態１の冷
媒回路において、第１連通路（１２）がインジェクショ
ン回路（１１）であるようにしたものである。

【００４８】すなわち、気液分離器（６）のガス出口
（６ａ）と、圧縮機（１）のインジェクションポート
（１ａ）とを接続するインジェクション回路（１１）
が、実施形態１における第１連通路（１２）を兼ねてお
り、またインジェクション回路（１１）に設けられてい
る第２開閉弁（１５）が実施形態１における第１開閉弁
（１３）を兼ねている。

【００４９】そして、この変形例２のヒートポンプ装置
では、暖房時には、第１電子膨張弁（４）及び第２開閉
弁（１５）が開かれて、圧縮機（１）から室内熱交換器
（３）、第１電子膨張弁（４）、気液分離器（６）、第
２電子膨張弁（７）及び室外熱交換器（８）を経て再び
圧縮機（１）へと冷媒を循環させて暖房運転を行う。一
方デフロスト運転時には、四路切換弁（２）を切り換え
て、第１電子膨張弁（４）を閉じて、さらにヒータ
（５）による冷媒の加熱を行うことにより高温冷媒を室
外熱交換器（８）へ循環させて除霜を行う。

【００５０】そのとき、デフロスト運転時に室外熱交換
器（８）から圧縮機（１）へ冷媒を送るための専用の配
管を設ける必要がないため、ヒートポンプ装置の冷媒回
路を簡単にすることができる。

【００５１】−変形例３− 図５は、実施形態１の変形例３を示し、実施形態１の冷
媒回路において、第１連通路（１２）の接続位置及びヒ
ータ（５）の位置を変更したものである。

【００５２】すなわち、第１連通路（１２）が第２電子
膨張弁（７）と室外熱交換器（８）との間の冷媒回路に
分岐接続されており、冷媒をアキュムレータ（９）を介
して圧縮機（１）へ送るようになされている。そして、
ヒータ（５）は、第１連通路（１２）への分岐部（１２
ａ）と室外熱交換器（８）との間の冷媒回路に設けられ
ている。

【００５３】このようにして、圧縮機（１）からの高温
冷媒を室外熱交換器（８）へ送り、その後ヒータ（５）
によって冷媒を加熱して圧縮機（１）へ循環させて、デ
フロスト運転するようにする。

【００５４】−変形例４− 図６は、実施形態１の変形例４を示し、実施形態１の冷
媒回路において、第１連通路（１２）の接続位置及びヒ
ータの位置を変更したものである。

【００５５】すなわち、第１連通路（１２）が第１電子
膨張弁（４）と気液分離器（６）との間の冷媒回路に分
岐接続されており、冷媒をアキュムレータ（９）を介し
て圧縮機（１）へ送るようになされている。そして、ヒ
ータ（１６）を気液分離器（６）に設けている。

【００５６】この構成においても、ヒータ（１６）には
電磁誘導加熱方式の電気ヒータが用いられている。この
ヒータ（１６）は、図７に示すように、気液分離器
（６）の容器（６ｂ）内に固定された発熱体（１６ａ）
と、該容器（６ｂ）の下面側に配置されたコイル（１６
ｂ）とから構成されている。発熱体（１６ａ）は、磁性
金属の板状部材により構成され、コイル（１６ｂ）は高
周波電源（図示せず）に接続されている。したがって、
コイル（１６ｂ）に高周波電流を流すと、発熱体（１６
ａ）に渦電流が発生して該発熱体（１６ａ）が加熱さ
れ、その熱が気液分離器（６）内の冷媒に伝達される。

【００５７】そして、デフロスト運転時には、第１電子
膨張弁（４）及び第２開閉弁（１５）が閉じられて、圧
縮機（１）からの高温冷媒を室外熱交換器（８）へ送
り、その後気液分離器（６）においてヒータ（１６）に
よって冷媒を加熱し、圧縮機（１）へ循環させるように
する。

【００５８】−変形例５− 図８は、実施形態１の変形例５を示し、実施形態１の冷
媒回路において、第１連通路（１２）がインジェクショ
ン回路（１１）であるようにし、かつヒータの位置を変
更したものである。

【００５９】すなわち、変形例４と同様にヒータ（１
６）は、気液分離器（６）に設けられており、インジェ
クション回路（１１）が、実施形態１における第１連通
路（１２）を兼ねており、またインジェクション回路
（１１）に設けられている第２開閉弁（１５）が実施形
態１における第１開閉弁（１３）を兼ねている。

【００６０】このようにして、デフロスト運転時には、
第１電子膨張弁（４）が閉じられて、室外熱交換器
（８）からの冷媒が気液分離器（６）でヒータ（１６）
によって加熱され、圧縮機（１）へ送られて循環するよ
うになる。

【００６１】尚、上記実施形態１において、室内熱交換
器（３）と四路切換弁（２）との間に、暖房運転時には
開かれてデフロスト運転時には閉じられる補助開閉弁
（１７）を設けるようにしてもよい。この実施形態１及
び各変形例１〜５の各々に補助開閉弁（１７）を配設し
たものをそれぞれ図９〜１４に示す。

【００６２】このようにすることにより、デフロスト運
転時において室内熱交換器（３）への冷媒の流出及び流
入を確実に防止することができる。

【００６３】（実施形態２）図１５は、実施形態２を示
し（尚、図１と同じ部分については同じ符号を付してそ
の詳細な説明は省略する）、デフロスト運転時の冷媒の
流れと各開閉弁の状態を示している。このヒートポンプ
装置の冷媒回路は、デフロスト運転時に冷媒が室内及び
室外熱交換器（３，８）へ圧縮機（１）から送られるよ
うに構成され、ヒータ（５）は、室内熱交換器（３）か
ら出て圧縮機（１）に戻る冷媒を加熱するようにしたも
のである。

【００６４】すなわち、インジェクション回路（１１）
とは異なる通路である第２連通路（２０）が第２電子膨
張弁（７）と室外熱交換器（８）との間の冷媒回路に分
岐接続されており、その他端が圧縮機（１）と四路切換
弁（２）との間の冷媒回路に接続されている。また、ヒ
ータ（５）は、第１電子膨張弁（４）と気液分離器
（６）との間の冷媒回路に配設されている。

【００６５】そして、この第２連通路（２０）に室外熱
交換器（８）を除霜するデフロスト運転時にのみ開かれ
る第３開閉弁（２１）が設けられ、インジェクション回
路（１１）には同じくデフロスト運転時にのみ閉鎖され
る第２開閉弁（１５）が設けられている。

【００６６】次に、このように構成されたヒートポンプ
装置における冷媒の循環動作を説明する。暖房運転時に
は、まず、第１及び第２電子膨張弁（４，７）はそれぞ
れ所定の開度で開かれており、インジェクション回路
（１１）の第２開閉弁（１５）は開かれ、第２連通路
（２０）の第３開閉弁（２１）は閉じられている。そし
て、四路切換弁（２）は圧縮機（１）から室内熱交換器
（３）へ冷媒を流し、さらに室外熱交換器（８）から圧
縮機（１）へ冷媒を流すような状態に切り換えられる。

【００６７】このようにして、冷媒は、圧縮機（１）か
ら室内熱交換器（３）及び第１電子膨張弁（４）を介し
て気液分離器（６）へ送られる。そして、この気液分離
器（６）において冷媒は、液冷媒とガス冷媒とに分離さ
れ、ガス冷媒はインジェクション回路（１１）を介して
圧縮機（１）へと送られる。一方液冷媒は、第２電子膨
張弁（７）、室外熱交換器（８）及びアキュムレータ
（９）を介して圧縮機（１）へと送られる。このように
して、冷媒回路に冷媒を循環させて暖房運転を行うよう
になされている。

【００６８】そして、デフロスト運転時には、第２電子
膨張弁（７）を閉じる。そして第３開閉弁（２１）は開
かれる。また、ヒータ（５）によって冷媒を加熱するよ
うにする。

【００６９】このようにして、冷媒は、圧縮機（１）か
ら室外熱交換器（８）へ送られて、この室外熱交換器
（８）で除霜を行う。そして、この除霜と同時に、冷媒
は圧縮機（１）から室内熱交換器（３）へ送られて暖房
運転を行う。そして、室内熱交換器（３）からヒータ
（５）の配設されているところまで送られる。ここで、
冷媒はヒータ（５）の加熱によって蒸発され、またその
温度が上げられて圧縮機（１）へと送られる。そして、
高温の冷媒を室外熱交換器（８）へ送るようにして短時
間で除霜するようになされている。

【００７０】そのとき、室内熱交換器（３）を通過して
温度が低下した冷媒に対してヒータ（５）で加熱するこ
とにより、冷媒の温度を高く維持しつつ室外熱交換器
（８）へ送ることができるので、図２３（ａ）にも示す
ように、短時間で効率よくデフロストを行うことがで
き、またデフロスト運転からの立上がり時間を短縮する
ことができる。

【００７１】そして、同図（ｂ）に示すように、本発明
の実施形態２に係るヒートポンプ装置の成績係数（ＣＯ
Ｐ）は、従来の逆サイクルのデフロスト運転を行うもの
よりも向上する。

【００７２】また、室外熱交換器（８）へ圧縮機（１）
からの高温ガスを送って除霜する冷媒回路と、室内熱交
換器（３）へ圧縮機（１）からの高温ガスを送って暖房
運転する冷媒回路との２つの閉回路を組むことができ
る。そのため、本発明の実施形態２に係るヒートポンプ
装置は、室外側でのデフロスト運転と、室内側での暖房
運転とを同時に行うことができるので、同図（ｃ）にも
示すように、従来の逆サイクルのデフロスト運転を行う
ものよりも、デフロスト運転中の室内側の温度低下を防
止することができる。

【００７３】−変形例１− 図１６は、実施形態２の変形例１を示し（尚、以下の各
変形例では、図１５と同じ部分については同じ符号を付
してその詳細な説明は省略する）、実施形態２の冷媒回
路において、第２連通路（２０）の分岐部（２０ａ）と
室外熱交換器（８）との間に四路切換弁（２２）を配設
したものである。

【００７４】このように、この四路切換弁（２２）を設
けることにより、室外熱交換器（８）に流れる冷媒の方
向を変えることができる。そして、冷媒の流れ方向を切
り換えることにより、短時間で除霜を行うことができ
る。

【００７５】−変形例２− 図１７は、実施形態２の変形例２を示し、実施形態２の
冷媒回路において、第２連通路（２０）の分岐部（２０
ａ）と室外熱交換器（８）との間に四路切換弁（２２）
及び逆止弁ブリッジ（２３）を配設したものである。

【００７６】そして、同図におけるデフロスト運転時の
室外熱交換器（８）を通る冷媒の流れは次のようにな
る。すなわち、圧縮機（１）から吐出された冷媒は、第
２連通路（２０）を介して逆止弁ブリッジ（２３）へ送
られ、その後四路切換弁（２２）を介して室外熱交換器
（８）へ送られる。そして、この室外熱交換器（８）で
除霜した冷媒は四路切換弁（２２）を介して再び逆止弁
ブリッジ（２３）へと送られる。この逆止弁ブリッジ
（２３）で冷媒は、圧縮機へ戻る方向と再び室外熱交換
器（８）へ向かう方向とに分かれて流れるようになる。

【００７７】−変形例３− 図１８は、実施形態２の変形例３を示し、変形例２の冷
媒回路において、四路切換弁（２２）及び逆止弁ブリッ
ジ（２３）の代わりに、第２連通路（２０）の分岐部
（２０ａ）と室外熱交換器（８）との間に双方向電磁弁
ブリッジ（２４）を配設したものである。

【００７８】−変形例４− 図１９は、実施形態２の変形例４を示し、実施形態２の
冷媒回路において、第２連通路（２０）の分岐部（２０
ａ）の位置を変更し、さらに第３連通路（２５）を設け
たものである。

【００７９】すなわち、第２連通路（２０）は、四路切
換弁（２）と室外熱交換器（８）との間の冷媒回路に分
岐接続されており、その他端が圧縮機（１）と四路切換
弁（２）との間の冷媒回路に接続されている。そして、
この分岐部（２０ａ）と四路切換弁（２）との間にデフ
ロスト運転時にのみ閉じられる第４開閉弁（２７）が設
けられている。

【００８０】さらに、第３連通路（２５）が、第２電子
膨張弁（７）と室外熱交換器（８）との間の冷媒回路に
分岐接続されており、その他端がアキュムレータ（９）
と四路切換弁（２）との間の冷媒回路に接続されてい
る。そして、この第３連通路（２５）にデフロスト運転
時にのみ開かれる第５開閉弁（２６）が設けられてい
る。

【００８１】−変形例５− 図２０は、実施形態２の変形例５を示し、実施形態２の
冷媒回路において、第２連通路（２０）の代わりに第４
連通路（２８）を接続して、さらに変形例４と同様に第
３連通路（２５）を設けたものである。

【００８２】すなわち、第４連通路（２８）は、四路切
換弁（２）と室内熱交換器（３）との間の冷媒回路に分
岐接続されており、その他端が圧縮機（１）と四路切換
弁（２）との間の冷媒回路に接続されている。そして、
この第４連通路（２８）にデフロスト運転時にのみ開か
れる第６開閉弁（２９）が設けられている。また、この
分岐部（２８ａ）と四路切換弁（２）との間にデフロス
ト運転時にのみ閉じられる第７開閉弁（３０）が設けら
れている。

【００８３】さらに、変形例４と同様に第３連通路（２
５）が、第２電子膨張弁（７）と室外熱交換器（８）と
の間の冷媒回路に分岐接続されており、その他端がアキ
ュムレータ（９）と四路切換弁（２）との間の冷媒回路
に接続されている。そして、この第３連通路（２５）に
デフロスト運転時にのみ開かれる第５開閉弁（２６）が
設けられている。

【００８４】−変形例６− 図２１は、実施形態２の変形例６を示し、実施形態２の
冷媒回路において、ヒータ（５）の配設位置を変更した
ものである。

【００８５】すなわち、実施形態２ではヒータ（５）
は、第１電子膨張弁（４）と気液分離器（６）との間の
冷媒回路に配設されていたが、その代わりに本変形例６
では、室内熱交換器（３）と第１電子膨張弁（４）との
間の冷媒回路に配設されている。

【００８６】−変形例７− 図２２は、実施形態２の変形例７を示し、実施形態２の
冷媒回路において、ヒータ（５）の配設位置を変更した
ものである。

【００８７】すなわち、実施形態２ではヒータ（５）
は、第１電子膨張弁（４）と気液分離器（６）との間の
冷媒回路に配設されていたが、その代わりに本変形例７
では、気液分離器（６）にヒータ（１６）が配設された
ものである。尚、本実施例７におけるヒータ（１６）
は、実施形態１の変形例４及び５におけるヒータ（１
６）と同じ構成をもつものである。

【００８８】尚、上記本実施形態１及び２において、冷
媒回路にガス冷媒生成手段として気液分離器（６）を設
けるようにしたが、例えば２重管熱交換器等を設けて、
この２重管熱交換器と膨張弁とを組み合わせて、この２
重管熱交換器から圧縮機（１）へインジェクションする
ように構成した冷媒回路に本発明の構成を適用してもよ
い。

【００８９】また、上記本実施形態のヒートポンプ装置
におけるヒータは、電磁誘導式のヒータに限らず、他の
例えば電気抵抗の発熱によるヒータ等であってもよい。

【００９０】

【発明の効果】以上説明したように、請求項１の発明に
よると、圧縮機、利用側熱交換器、膨張手段、ガス冷媒
生成手段及び熱源側熱交換器を閉回路で接続してなる冷
媒回路と、ガス冷媒生成手段で生成されたガス冷媒を圧
縮機にインジェクションするインジェクション回路とを
備えたヒートポンプ装置において、熱源側熱交換器を除
霜するデフロスト運転時に圧縮機から出て圧縮機に戻る
冷媒を加熱するヒータを設けるようにしたことにより、
短時間でデフロストすることができるインジェクション
回路を備えたヒートポンプ装置とすることができる。

【００９１】請求項２の発明では、デフロスト運転時に
冷媒が熱源側熱交換器へ圧縮機から送られるように構成
され、ヒータは、熱源側熱交換器から出て圧縮機に戻る
冷媒を加熱するものとしたことにより、圧縮機から高温
冷媒を熱源側熱交換器へ送って効率よくデフロストがで
きるものとなる。

【００９２】請求項３の発明では、デフロスト運転時に
冷媒が利用側及び熱源側熱交換器の双方へ圧縮機から送
られるように構成され、ヒータは、利用側熱交換器から
出て圧縮機に戻る冷媒を加熱するものとしたことによ
り、冷媒の温度を高く維持しつつ熱源側熱交換器へ送る
ことができるので、デフロストの効率を向上させること
ができる。

【００９３】請求項４の発明では、デフロスト運転時に
利用側熱交換器へ冷媒が流れるのを禁止するようにした
ことにより、利用側での温度低下を防止することができ
る。また、デフロスト運転から暖房運転へ復帰したとき
の立上がり性能を向上させることができる。

【００９４】請求項５の発明では、膨張手段は、利用側
熱交換器とガス冷媒生成手段との間に設けられた第１膨
張手段と、ガス冷媒生成手段と熱源側熱交換器との間に
設けられた第２膨張手段とからなり、第１膨張手段と熱
源側熱交換器との間の冷媒回路に分岐接続され、冷媒を
圧縮機へ送るための第１連通路と、第１連通路に設けら
れ、デフロスト運転時にのみ開かれる第１開閉弁とを備
え、ヒータは、第１連通路への分岐部と熱源側熱交換器
との間の冷媒回路に設けられており、第１及び第２膨張
手段のうち、第１連通路への分岐部と利用側熱交換器側
との間に位置する膨張手段がデフロスト運転時にのみ閉
鎖されるように構成するようにしたことにより、本発明
に係るヒートポンプ装置の冷媒回路を具体化することが
できる。

【００９５】請求項６の発明では、ガス冷媒生成手段は
気液分離器であり、ヒータは、気液分離器に設けられる
ようにしたことにより、ヒータの配置とガス冷媒生成手
段とを具体化することができる。

【００９６】請求項７の発明では、請求項５のヒートポ
ンプ装置において、第１連通路は、インジェクション回
路であるようにしたことにより、デフロスト運転時に熱
源側熱交換器から圧縮機へ冷媒を送るための専用の配管
を設ける必要がないため、ヒートポンプ装置の構造を簡
単にすることができる。

【００９７】請求項８の発明では、請求項５のヒートポ
ンプ装置において、第１連通路は、インジェクション回
路とは異なる通路であり、インジェクション回路にはデ
フロスト運転時にのみ閉鎖される第２開閉弁が設けられ
ているようにすることにより、本発明に係るヒートポン
プ装置の冷媒回路を具体化することができる。

【００９８】請求項９の発明では、膨張手段は、利用側
熱交換器とガス冷媒生成手段との間に設けられた第１膨
張手段と、ガス冷媒生成手段と熱源側熱交換器との間に
設けられた第２膨張手段とからなり、第２膨張手段と熱
源側熱交換器との間の冷媒回路に分岐接続され、圧縮機
に連通する第２連通路と、第２連通路に設けられ、デフ
ロスト運転時にのみ開かれる第３開閉弁とを備え、ヒー
タは、第２膨張手段と利用側熱交換器との間の冷媒回路
に設けられており、デフロスト運転時に第１膨張手段が
開かれて、第２膨張手段が閉鎖されるように構成するよ
うにしたことにより、熱源側でのデフロスト運転と、利
用側での暖房運転とを同時に行うことができ、またデフ
ロスト運転中の利用側の温度低下を防止することができ
る。

【００９９】請求項１０の発明では、ヒータは、電磁誘
導加熱方式のヒータであるようにしたことにより、冷媒
を素早く加熱することができ、またヒータの制御性を高
めることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施形態１に係るヒートポンプ装置の
冷媒回路図である。

【図２】図１のヒートポンプ装置に用いているヒータの
概略構造を示す断面図である。

【図３】実施形態１の変形例１に係るヒートポンプ装置
の図１相当図である。

【図４】実施形態１の変形例２に係るヒートポンプ装置
の図１相当図である。

【図５】実施形態１の変形例３に係るヒートポンプ装置
の図１相当図である。

【図６】実施形態１の変形例４に係るヒートポンプ装置
の図１相当図である。

【図７】図６のヒートポンプ装置に用いているヒータの
概略構造を示す断面図である。

【図８】実施形態１の変形例５に係るヒートポンプ装置
の図１相当図である。

【図９】実施形態１の変形例１に係るヒートポンプ装置
のその他の例を示す図１相当図である。

【図１０】実施形態１の変形例１に係るヒートポンプ装
置のその他の例を示す図１相当図である。

【図１１】実施形態１の変形例２に係るヒートポンプ装
置のその他の例を示す図１相当図である。

【図１２】実施形態１の変形例３に係るヒートポンプ装
置のその他の例を示す図１相当図である。

【図１３】実施形態１の変形例４に係るヒートポンプ装
置のその他の例を示す図１相当図である。

【図１４】実施形態１の変形例５に係るヒートポンプ装
置のその他の例を示す図１相当図である。

【図１５】本発明の実施形態２に係るヒートポンプ装置
の冷媒回路図である。

【図１６】実施形態２の変形例１に係るヒートポンプ装
置の図１５相当図である。

【図１７】実施形態２の変形例２に係るヒートポンプ装
置の図１５相当図である。

【図１８】実施形態２の変形例３に係るヒートポンプ装
置の図１５相当図である。

【図１９】実施形態２の変形例４に係るヒートポンプ装
置の図１５相当図である。

【図２０】実施形態２の変形例５に係るヒートポンプ装
置の図１５相当図である。

【図２１】実施形態２の変形例６に係るヒートポンプ装
置の図１５相当図である。

【図２２】実施形態２の変形例７に係るヒートポンプ装
置の図１５相当図である。

【図２３】本発明の実施形態２に係るヒートポンプ装置
と従来のヒートポンプ装置とを比較して示すグラフ図で
ある。

【符号の説明】

１ 圧縮機 ３ 室内熱交換器（利用側熱交換器） ４ 第１電子膨張弁（第１膨張手段） ５ ヒータ ６ 気液分離器（ガス冷媒生成手段） ７ 第２電子膨張弁（第２膨張手段） ８ 室外熱交換器（熱源側熱交換器） １１ インジェクション回路 １２ 第１連通路 １３ 第１開閉弁 １５ 第２開閉弁 １６ ヒータ ２０ 第２連通路 ２１ 第３開閉弁

Claims (10)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 圧縮機（１）、利用側熱交換器（３）、
   膨張手段（４，７）、ガス冷媒生成手段（６）及び熱源
   側熱交換器（８）を閉回路で接続してなる冷媒回路と、 上記ガス冷媒生成手段（６）で生成されたガス冷媒を上
   記圧縮機（１）にインジェクションするインジェクショ
   ン回路（１１）とを備えたヒートポンプ装置において、 上記熱源側熱交換器（８）を除霜するデフロスト運転時
   に圧縮機（１）から出て圧縮機（１）に戻る冷媒を加熱
   するヒータ（５，１６）が設けられていることを特徴と
   するヒートポンプ装置。
2. 【請求項２】 請求項１のヒートポンプ装置において、 デフロスト運転時に冷媒が熱源側熱交換器（８）へ圧縮
   機（１）から送られるように構成され、 ヒータ（５，１６）は、上記熱源側熱交換器（８）から
   出て圧縮機（１）に戻る冷媒を加熱するものとされてい
   ることを特徴とするヒートポンプ装置。
3. 【請求項３】 請求項１のヒートポンプ装置において、 デフロスト運転時に冷媒が利用側及び熱源側熱交換器
   （３，８）の双方へ圧縮機（１）から送られるように構
   成され、 ヒータ（５，１６）は、上記利用側熱交換器（３）から
   出て圧縮機（１）に戻る冷媒を加熱するものとされてい
   ることを特徴とするヒートポンプ装置。
4. 【請求項４】 請求項２のヒートポンプ装置において、 デフロスト運転時に利用側熱交換器（３）へ冷媒が流れ
   るのを禁止するようにしたことを特徴とするヒートポン
   プ装置。
5. 【請求項５】 請求項４のヒートポンプ装置において、 膨張手段（４，７）は、利用側熱交換器（３）とガス冷
   媒生成手段（６）との間に設けられた第１膨張手段
   （４）と、ガス冷媒生成手段（６）と熱源側熱交換器
   （８）との間に設けられた第２膨張手段（７）とからな
   り、 上記第１膨張手段（４）と熱源側熱交換器（８）との間
   の冷媒回路に分岐接続され、冷媒を圧縮機（１）へ送る
   ための第１連通路（１２）と、 上記第１連通路（１２）に設けられ、デフロスト運転時
   にのみ開かれる第１開閉弁（１３）とを備え、 ヒータ（５，１６）は、上記第１連通路（１２）への分
   岐部と熱源側熱交換器（８）との間の冷媒回路に設けら
   れており、 上記第１及び第２膨張手段（４，７）のうち、第１連通
   路（１２）への分岐部と利用側熱交換器（３）側との間
   に位置する膨張手段がデフロスト運転時にのみ閉鎖され
   るように構成されていることを特徴とするヒートポンプ
   装置。
6. 【請求項６】 請求項５のヒートポンプ装置において、 ガス冷媒生成手段は気液分離器（６）であり、 ヒータ（１６）は、気液分離器（６）に設けられている
   ことを特徴とするヒートポンプ装置。
7. 【請求項７】 請求項５のヒートポンプ装置において、 第１連通路（１２）は、インジェクション回路（１１）
   であることを特徴とするヒートポンプ装置。
8. 【請求項８】 請求項５のヒートポンプ装置において、 第１連通路（１２）は、インジェクション回路（１１）
   とは異なる通路であり、 インジェクション回路（１１）にはデフロスト運転時に
   のみ閉鎖される第２開閉弁（１５）が設けられているこ
   とを特徴とするヒートポンプ装置。
9. 【請求項９】 請求項３のヒートポンプ装置において、 膨張手段（４，７）は、利用側熱交換器（３）とガス冷
   媒生成手段（６）との間に設けられた第１膨張手段
   （４）と、ガス冷媒生成手段（６）と熱源側熱交換器
   （８）との間に設けられた第２膨張手段（７）とからな
   り、 上記第２膨張手段（７）と熱源側熱交換器（８）との間
   の冷媒回路に分岐接続され、圧縮機（１）に連通する第
   ２連通路（２０）と、 上記第２連通路（２０）に設けられ、デフロスト運転時
   にのみ開かれる第３開閉弁（２１）とを備え、 ヒータ（５，１６）は、上記第２膨張手段（７）と利用
   側熱交換器（３）との間の冷媒回路に設けられており、 デフロスト運転時に第１膨張手段（４）が開かれて、第
   ２膨張手段（７）が閉鎖されるように構成されているこ
   とを特徴とするヒートポンプ装置。
10. 【請求項１０】 請求項１〜９のいずれか１つのヒート
    ポンプ装置において、 ヒータ（５，１６）は、電磁誘導加熱方式のヒータであ
    ることを特徴とするヒートポンプ装置。