JP2012167824A

JP2012167824A - 冷凍装置

Info

Publication number: JP2012167824A
Application number: JP2009146829A
Authority: JP
Inventors: Masahiro Wakashima; 真博若嶋
Original assignee: Daikin Industries Ltd
Current assignee: Daikin Industries Ltd
Priority date: 2009-06-19
Filing date: 2009-06-19
Publication date: 2012-09-06
Also published as: WO2010146807A1

Abstract

【課題】加熱ユニットを備える冷凍装置において加熱量の制御性を向上させる。
【解決手段】冷媒回路１０は、主冷媒配管３Ｆａと主冷媒配管３Ｆａから分岐して再び主冷媒配管３Ｆａに戻るバイパス冷媒配管３Ｆｂとを有する。電磁誘導加熱ユニット６は、バイパス冷媒配管３Ｆｂを通過する冷媒を加熱する。バイパス冷媒配管３Ｆｂには、バイパス冷媒配管３Ｆｂを通過する冷媒の流量調整を行う電動弁２９が設けられている。
【選択図】図１

Description

本発明は、冷媒を循環させる冷凍装置に関し、特に空気が持つ熱エネルギー以外のエネルギーの供給を受けて、循環する冷媒を加熱する冷凍装置に関する。

冷凍装置には、冷凍サイクルにおいて冷媒の熱を放出させる放熱器や、冷媒に対して熱を与える加熱器などが備えられている。一般的な蒸気圧縮冷凍サイクルでは、例えば暖房のために屋外に設けられた加熱器においては屋外の空気との間で熱交換を行って冷媒が熱を得ており、冷房のために室内に設けられた加熱器においては室内空気との間で熱交換を行って冷媒が熱を得ている。

ところで、特許文献１（特開平１１‐２１１１９５号公報）には、室内や屋外の空気から熱を得る蒸気圧縮冷凍サイクルの加熱器とは別に設けられた石油冷媒加熱機によって、冷媒が熱を得るシステムが提案されている。この石油冷媒加熱機では、石油を燃焼して、石油冷媒加熱機内に流れる冷媒を加熱する。このような大気中の空気が持つ熱エネルギー以外のエネルギーの供給を受ける石油冷媒加熱機やガスバーナーなどの加熱ユニットを採用すると、冷媒が熱を必要とする場合にはいつでも、室内や屋外の気温等の制約を受けることなく、冷媒を加熱することが可能になる。また、加熱ユニットとして、電気的なエネルギーの供給を受ける電磁誘導加熱方式を冷媒の加熱に採用することもできる。このように、大気の熱エネルギー以外のエネルギー供給を受ける加熱ユニットでは、エネルギーの投入量を増やせば急速な加熱も容易になる。

しかし、上述のような空気が持つ熱エネルギー以外のエネルギーの供給を受けて加熱する加熱ユニットを採用すると、加熱ユニットの加熱に対する冷媒温度の応答特性によって加熱量の制御特性が決まってしまう。そのため、加熱ユニットによる急速な加熱に重点を置いた場合には、加熱ユニットによる精度のよい加熱量の制御が難しくなる。

本発明の課題は、加熱ユニットを備える冷凍装置において加熱量の制御性を向上させることにある。

第１発明に係る冷凍装置は、主冷媒配管と主冷媒配管から分岐して再び主冷媒配管に戻るバイパス冷媒配管とを有する冷媒回路と、バイパス冷媒配管を通過する冷媒を加熱するための加熱ユニットと、バイパス冷媒配管に設けられてバイパス冷媒配管を通過する冷媒の流量調整を行う流量調整弁とを備える。

本発明によれば、バイパス冷媒配管の流量調整を行うことでバイパス冷媒配管において加熱ユニットにより加熱される冷媒の量を調整して、冷媒に与える熱量を調整することができる。そのため、バイパス冷媒配管で加熱された冷媒が再び主冷媒配管に戻ったときに、元々主冷媒配管を流れていた冷媒とバイパス冷媒配管で加熱された冷媒が合流することで、主冷媒配管内の冷媒の温度調節ができる。

第２発明に係る冷凍装置は、第１発明の冷凍装置であって、加熱ユニットは、加熱量が制御可能であり、加熱ユニットの加熱量及び流量調整弁の流量調整を同時に制御可能な制御部をさらに備える。

本発明によれば、バイパス冷媒配管に流れる流量を一定にしても加熱ユニットの加熱量の制御によってバイパス冷媒配管の加熱量を変えてバイパス冷媒配管から冷媒が単位時間に受け取る熱量を変化させることができる。さらに、流量調整弁により冷媒の流量調整を行うことで、加熱ユニットから所定の加熱量を受け取る冷媒の単位時間当たりの量が変化するため、バイパス冷媒配管から冷媒に熱が伝達される際の熱伝達効率を変化させることができる。そのため、加熱ユニットの加熱量と流量調整弁による流量調整を組み合わせることにより、一定量の冷媒が単位時間当たりに受け取る熱量をきめ細かく変化させることができる。

第３発明に係る冷凍装置は、第１発明または第２発明の冷凍装置であって、主冷媒配管にバイパス冷媒配管が戻る位置よりも下流に設けられ、主冷媒配管に流れる冷媒の状態を検出する状態センサをさらに備え、制御部は、状態センサの検出結果に応じて流量調整弁及び加熱ユニットのうちの少なくとも一方を制御する。

本発明によれば、状態センサが主冷媒配管の状態を検出するので、加熱ユニットおよび流量調整弁の調節によって主冷媒配管の冷媒の状態を所望の状態になるように制御し易くなる。

第４発明に係る冷凍装置は、第３発明の冷凍装置において、状態センサは、主冷媒配管の冷媒の温度を測定する温度センサ及び主冷媒配管の冷媒の圧力を測定する圧力センサのうちの少なくとも一方を含む。

本発明によれば、温度センサまたは圧力センサにより、加熱量と相関の高い冷媒の温度または圧力で冷媒の状態を把握して加熱量のフィードバック制御が行い易くなる。

第５発明に係る冷凍装置は、第１発明から第４発明のいずれかの冷凍装置において、バイパス冷媒配管に設けられ、バイパス冷媒配管に流れる冷媒の逆流を防止する逆止弁をさらに備える。

本発明によれば、加熱された冷媒が逆流するのを逆止弁が止めるため、加熱ユニットで同じ冷媒が繰り返し加熱されるのを防止することができる。

第６発明に係る冷凍装置は、加熱ユニットは、バイパス冷媒配管に設けられ、バイパス冷媒配管内を流れる冷媒を電磁誘導加熱により加熱する電磁誘導加熱ユニットを含む。

本発明によれば、電磁誘導加熱により冷媒が加熱されるので、電気エネルギーの量を変えることで加熱量の制御ができ、冷媒の加熱量の制御が容易になる。

第１発明に係る冷凍装置では、バイパス冷媒配管の流量調整が主冷媒配管の温度調整に寄与するため、主冷媒配管を流れる冷媒の加熱量の制御が行い易くなる。

第２発明に係る冷凍装置では、加熱ユニットの加熱量及び流量調整弁の流量調整を同時に制御することで制御のパラメータが増えて柔軟な加熱制御が可能になる。

第３発明に係る冷凍装置では、主冷媒配管の状態に応じた加熱量の制御が可能になり、主冷媒配管の冷媒とバイパス冷媒配管の冷媒を混合した後の冷媒を所望の状態で安定させることができる。

第４発明に係る冷凍装置では、温度センサまたは圧力センサにより温度制御の確度を向上させることができる。

第５発明に係る冷凍装置では、加熱される冷媒の逆流の防止により安定した加熱量の制御が可能になる。

第６発明に係る冷凍装置では、冷媒の流量の制御と合わせて電気的に加熱量の制御ができるので、より一層加熱量の制御性が向上する。

第１実施形態の冷凍装置を構成する冷媒回路を示す概略図。電磁誘導加熱ユニットの一例の外観を示す斜視図。図２の電磁誘導加熱ユニットの断面図。電磁誘導加熱ユニットへの電力供給を示す概念図。冷媒回路の制御部の構成を示すブロック図。第２実施形態の冷凍装置の電磁誘導加熱ユニット周辺を示す概念図。

〔第１実施形態〕
〔空気調和装置の概要〕
本発明の第１実施形態に係る空気調和装置の構成の概要について図１を用いて説明する。図１は、空気調和装置１の冷媒回路１０を示す冷媒回路図である。空気調和装置１は、室外機２と室内機４とが冷媒配管によって接続された冷媒回路１０を備えており、熱源側装置の室外機２から供給される熱エネルギーを使って、利用側装置の室内機４が配置された空間の空気調和を行うものである。

空気調和装置１は、室外機２内に収容されている圧縮機２１、四路切換弁２２、室外熱交換器２３、室外電動膨張弁２４、アキュムレータ２５、室外ファン２６、ホットガスバイパス弁２７、キャピラリーチューブ２８及び電磁誘導加熱ユニット６などの各種の機器を備えており、また、室内機４内に収容されている室内熱交換器４１および室内ファン４２などの各種の機器を備えている。

圧縮機２１は、圧縮機モータ（図示省略）により回転駆動される。圧縮機モータには、インバータを介して商用電源から電力が供給されている。その際、商用電源からインバータによって所望の周波数の交流に変換される。そして、圧縮機２１は、供給する交流の周波数を変更することによって圧縮機モータの回転数が変更され、これによって圧縮機２１の吐出量が変更されるよう構成されている。

図１の空気調和装置１においては、上述の各種の機器を接続するため、吐出管３Ａ、室内側ガス管３Ｂ、室内側液管３Ｃ、室外側液管３Ｄ，室外側ガス管３Ｅ、戻り配管３Ｆ，吸入管３Ｇ及びホットガスバイパス回路３Ｈを冷媒回路１０が有している。冷媒を通過させるこれら配管のうち、室内側ガス管３Ｂ及び室外側ガス管３Ｅは、ガス状態のガス冷媒が多く通過するものであるが、通過する冷媒をガス冷媒に限っているものではない。また、室内側液管３Ｃ及び室外側液管３Ｄは、液状態の液冷媒が多く通過するものではあるが、通過する冷媒を液冷媒に限っているものではない。

上述の配管による冷媒回路１０の各機器の接続について説明する。吐出管３Ａは、圧縮機２１の吐出口と四路切換弁２２の第１ポートを接続する。室内側ガス管３Ｂは、四路切換弁２２の第２ポートと室内熱交換器４１の一端とを接続する。室内側液管３Ｃは、室内熱交換器４１の他端と室外電動膨張弁２４の一端とを接続する。室外側液管３Ｄは、室外電動膨張弁２４の他端と室外熱交換器２３の一端とを接続する。室外側ガス管３Ｅは、室外熱交換器２３の他端と四路切換弁２２の第３ポートを接続する。戻り配管３Ｆは、四路切換弁２２の第４ポートとアキュムレータ２５の流入口とを接続する。吸入管３Ｇは、アキュムレータ２５の流出口と圧縮機２１の吸入口とを接続する。ホットガスバイパス回路３Ｈは、吐出管３Ａの途中に設けられた分岐点Ａ１と室外側液管３Ｄの途中に設けられた分岐点Ｄ１とを接続する。ホットガスバイパス回路３Ｈには、その途中に、冷媒の通過を許容する状態と許容しない状態とを切り換えるためのホットガスバイパス弁２７が配置されている。

戻り配管３Ｆは、主冷媒配管３Ｆａと、主冷媒配管３Ｆａを分岐して再び主冷媒配管３Ｆａに戻るバイパス冷媒配管３Ｆｂとからなる。このバイパス冷媒配管３Ｆｂには、電動弁２９と逆止弁３０と電磁誘導加熱ユニット６が取り付けられている。電動弁２９はバイパス冷媒配管３Ｆｂに流れる冷媒の流量を調節し、逆止弁３０はアキュムレータ２５に向かう方向に流れるように、バイパス冷媒配管３Ｆｂの冷媒の逆流を防止する。

空気調和装置１は、四路切換弁２２により、冷房運転サイクルと暖房運転サイクルとを切り換えることができる。図１では、暖房運転を行う際の接続状態を実線で示し、冷房運転を行う際の接続状態を点線で示している。即ち、暖房運転時には、四路切換弁２２の第ポートと第２ポートの間及び第３ポートと第４ポートの間に冷媒が通り、室内熱交換器４１が冷媒の冷却器（凝縮器）として機能し、室外熱交換器２３が冷媒の加熱器（蒸発器）として機能する。一方、冷房運転時には、四路切換弁２２の第１ポートと第３ポートの間及び第２ポートと第４ポートの間に冷媒が通り、室外熱交換器２３が冷媒の冷却器（凝縮器）として機能し、室内熱交換器４１が冷媒の加熱器（蒸発器）として機能する。

空気調和装置１には、その制御を行うための制御部１１が備わっている。制御部１１は、通信線１１ａによって接続された室外制御部１２と室内制御部１３とで構成され、室外制御部１２が室外機２内に配置される機器を制御し、室内制御部１３が室内機４内に配置される機器を制御する。制御部１１を含む制御系統については後述する。

〔電磁誘導加熱ユニットの構成〕
図２は電磁誘導加熱ユニットの外観を示す斜視図であり、図３は電磁誘導加熱ユニットの構成を示す断面図である。電磁誘導加熱ユニット６が取り付けられているところのバイパス冷媒配管３Ｆｂは、内側の銅管３Ｆｂ１と外側の磁性体からなるＳＵＳ（Stainless Used Steel）管３Ｆｂ２とを有する二重管構造となっている。電磁誘導加熱ユニット６の電磁誘導コイル６８は、バイパス冷媒配管３Ｆｂの周囲に巻回され、ＳＵＳ管３Ｆｂ２の部分を径方向外側から覆うように配置されている。ＳＵＳ管３Ｆｂ２は、磁性体であり、電磁誘導加熱の際に磁束がその内部に集中するので、ＳＵＳ管３Ｆｂ２を通過する磁束を包むように渦電流が発生してＳＵＳ管３Ｆｂ２が発熱する。ＳＵＳ管３Ｆｂ２の外側には電流の流れる部材がないため、ＳＵＳ管３Ｆｂ２が被加熱部材になる。ここで、被加熱部材とは、電磁誘導によって流れる電流で直接加熱される部材をいう。このとき、加熱量Ｐ（Ｗ）は、渦電流Ｉ（Ａ）とＳＵＳ管３Ｆｂ２自体の抵抗値Ｒ（Ω）により、Ｐ＝ＲＩ²で与えられる。磁性を有するＳＵＳ管３Ｆｂ２は、例えばフェライト系ステンレス鋼やマルテンサイト系ステンレス鋼などで形成される。

電磁誘導加熱ユニット６は、第１六角ナット６１、第２六角ナット６６、第１ボビン蓋６３、第２ボビン蓋６４、ボビン本体６５、第１フェライトケース７１、第２フェライトケース７２、第３フェライトケース７３、第４フェライトケース７４、第１フェライト９８、第２フェライト９９、電磁誘導コイル６８、遮蔽カバー７５、サーミスタ（図示省略）およびヒューズ（図示省略）を備えている。第１六角ナット６１は、樹脂製であって、電磁誘導加熱ユニット６をバイパス冷媒配管３Ｆｂに対して電磁誘導加熱ユニット６の上端近傍で固定する。第２六角ナット６６は、樹脂製であって、電磁誘導加熱ユニット６をバイパス冷媒配管３Ｆｂに対して電磁誘導加熱ユニット６の下端近傍で固定する。

第１ボビン蓋６３は、樹脂製であって、電磁誘導加熱ユニット６においてバイパス冷媒配管３Ｆｂと電磁誘導コイル６８との相対位置を決める部材の１つであり、電磁誘導加熱ユニット６の上方でＳＵＳ管３Ｆｂ２を周囲から覆う。第２ボビン蓋６４は、樹脂製であって、第１ボビン蓋６３と同一形状であって、電磁誘導加熱ユニット６の下方でＳＵＳ管３Ｆｂ２を周囲から覆う。

第１ボビン蓋６３は、バイパス冷媒配管３Ｆｂを貫通させつつ、第１六角ナット６１と協同してバイパス冷媒配管３Ｆｂと電磁誘導加熱ユニット６とを固定させるための配管用筒状部６３ｃを有している。第１ボビン蓋６３は、コイル第１部分６８ｂおよびコイル第２部分６８ｃを通過させつつ保持するために、外周部分から内側に向けて形成された略Ｔ字形状のフック形状部６３ａを有している。第１ボビン蓋６３は、ボビン本体６５とＳＵＳ管３Ｆｂ２との間に滞留している熱を外部に放出させるために上下方向に貫通した放熱開口６３ｂを複数有している。

第１ボビン蓋６３には、第１〜第４フェライトケース７１〜７４がネジ６９で螺着されている。第１ボビン蓋６３からは、サーミスタ及びヒューズが差し込めるようになっている。サーミスタは、ＳＵＳ管３Ｆｂ２の外表面に対して直接接触するように取り付けられ、ＳＵＳ管３Ｆｂ２の外表面の温度に応じた抵抗値を示す。ヒューズは、ＳＵＳ管３Ｆｂ２の外表面に対して直接接触するように取り付けられ、ＳＵＳ管３Ｆｂ２の表面温度が所定値を超えると電磁誘導加熱を停止させるため導通を遮断する。

第１ボビン蓋６３の下面側には、ボビン本体６５の上端円筒部の内側に位置することでボビン本体６５と嵌り合うボビン用筒上部６３ｇが下方に延びている。このボビン用筒上部６３ｇは、上述した放熱開口６３ｂなど必要な開口の貫通状態を閉ざすことないように、各開口の外縁に沿った部分から貫通方向に延びて形成されている。

なお、第１ボビン蓋６３が有している開口や形状は、第２ボビン蓋６４についても同様であり、第１ボビン蓋６３における６３番台の各部材番号は第２ボビン蓋６４における６４番台の部材番号にそれぞれ対応させて示し、説明は省略する。

ボビン本体６５は、図３に示すように、電磁誘導コイル６８が巻き付けられる円筒状の円筒部６５ａを有している。また、ボビン本体６５は、上端からわずかに下がった部分で径方向に突出して形成される第１巻き止め部６５ｓと、下端からわずかに上がった部分で径方向に突出して形成される第２巻き止め部６５ｔとを有している。第１巻き止め部６５ｓは、コイル第１部分６８ｂを挟み込むために径方向内側に窪んで形成されたコイル保持溝（図示省略）と、コイル第２部分６８ｃを挟み込むために径方向内側に窪んで形成されたコイル保持溝（図示省略）とを有している。ボビン本体６５の内側には、ＳＵＳ管３Ｆｂ２との間に空間が形成されている。

電磁誘導コイル６８が有しているコイル巻き付け部分６８ａ（図４参照）には、ボビン本体６５の外側においてバイパス冷媒配管３Ｆｂの延びる方向を軸方向として螺旋状に巻き付けられている。コイル第１部分６８ｂは、コイル巻き付け部分６８ａに対して電磁誘導コイル６８の一端側に延び、コイル第２部分６８ｃは電磁誘導コイル６８の一端側とは反対側である他端側に延びている。

コイル第１部分６８ｂおよびコイル第２部分６８ｃは、図４に示すように、制御用プリント基板１８と接続されている。電磁誘導コイル６８は、この制御用プリント基板１８から高周波電流の供給を受ける。この制御用プリント基板１８は、例えば周波数が数十ｋＨｚ程度、出力が数ｋＷ程度の高周波電源から供給を受ける。そして、制御用プリント基板１８は、制御部１１によって制御されている。

第１フェライトケース７１、第２フェライトケース７２、第３フェライトケース７３及び第４フェライトケース７４は、平面視において外側４方向から覆う位置に配置されかつＳＵＳ管３Ｆｂ２の延びている方向に沿って延びるように配置され、ＳＵＳ管３Ｆｂ２の延びる方向で第１ボビン蓋６３と第２ボビン蓋６４とを挟み込む。第１フェライトケース７１は、第１フェライト９８および第２フェライト９９を収容する部分を有している。第２フェライトケース７２、第３フェライトケース７３、第４フェライトケース７４についても、第１フェライトケース７１と同様である。

この電磁誘導コイル６８は、第１〜第４フェライトケース７１〜７４の内側に位置している。これら第１〜第４フェライトケース７１〜７４の第１フェライト９８は、透磁率の高い素材であるフェライトによって磁束の通り道を形成しており、電磁誘導コイル６８に電流を流した際に、ＳＵＳ管３Ｆｂ２及び電磁誘導コイル６８の外側を通る磁束が集中する。この第１フェライト９８は、特に、電磁誘導加熱ユニット６の上端近傍および下端近傍の第１〜第４フェライトケース７１〜７４の収容部に収容される。第２フェライト９９についても、配置位置および形状以外は上記第１フェライト９８と同様であり、第１〜第４フェライトケース７１〜７４の収容部のうちボビン本体６５の外側近傍の位置に配置される。電磁誘導加熱ユニット６では、電磁誘導コイル６８の外側に第１フェライト９８および第２フェライト９９が設けられているために、電磁誘導コイル６８の外側を回る磁束の多くが流れので、漏れ磁束を低減させることができている。

電磁誘導コイル６８が制御用プリント基板１８から高周波電流の供給を受けると、コイル巻き付け部分６８ａが磁束を生じる。具体的には、コイル巻き付け部分６８ａの内側においては、磁束の大部分が強磁性体であるＳＵＳ管３Ｆｂ２の中を通り、コイル巻き付け部分６８ａの外側においては、磁束の大部分が第１フェライト９８、第２フェライト９９および遮蔽カバー７５の中を通る。そして、ＳＵＳ管３Ｆｂ２から出て第１フェライト９８、第２フェライト９９および遮蔽カバー７５を通り再びＳＵＳ管３Ｆｂ２に戻る磁束は、ＳＵＳ管３Ｆｂ２と第１フェライト９８及び遮蔽カバー７５が近接している空気中を通る。例えば、図３に示すような第１フェライトケース７１及び第３フェライトケース７３を含む断面で見ると、ＳＵＳ管３Ｆｂ２から出て左右に広がった磁束は、空気中を横切って先ず第１ボビン蓋６３側の第１フェライト９８に入り、第１フェライト９８から第２フェライト９９を通って第２ボビン蓋６４側の第１フェライト９８から空気中に出る。第２ボビン蓋６４側の第１フェライト９８から空気中に出た磁束の大部分は再びＳＵＳ管３Ｆｂ２の中を通って第１ボビン蓋６３の方に向かう。図３の平面において略楕円形状となるように閉じた磁束が生じる。このようにして生じた磁束によって、ＳＵＳ管３Ｆｂ２には、電磁誘導によって電流（渦電流）が生じ、ＳＵＳ管３Ｆｂ２の表面近くで多く発熱が生じ、熱伝導性の高いＳＵＳ管３Ｆｂ２及び銅管３Ｆｂ１内を流れる冷媒に熱が伝達される。

遮蔽カバー７５は、電磁誘導加熱ユニット６の最外周部分に配置されており、第１フェライト９８および第２フェライト９９だけでは呼び込みきれない磁束を集める。図２に示すように、遮蔽カバー７５は、第１フェライトケース７１に対して、ネジ７０ａ、７０ｂ、７０ｃ、７０ｄを介して螺着されることで固定されている。これにより、電磁誘導加熱ユニット６においては、この遮蔽カバー７５の外側にはほとんど漏れ磁束が生じず、周囲への磁気の影響を防止することができる。

〔制御系統〕
図５は制御系統の構成の概略を示すブロック図である。制御部１１の室外制御部１２と室内制御部１３は、通信線１１ａで接続されており（図１参照）、互いにデータの送受信を行っている。これら室外制御部１２や室内制御部１３は、各種センサの検出結果を受けて空気調和装置１の状態や周囲の状況や設定条件に応じて室外機２や室内機４を構成する機器に対して種々の指令を出力するために、マイクロコンピュータ（図示省略）やメモリ（図示省略）を内蔵している。

制御部１１の室外制御部１２には、吸入側圧力センサ３１、吐出側圧力センサ３２、吸入側温度センサ３３、吐出側温度センサ３４、熱交温度センサ３５、液側温度センサ３６、室外温度センサ３７、流量センサ３８及び主冷媒配管温度センサ３９など各種のセンサが接続され、各センサにおける検出結果が入力される。

吸入側圧力センサ３１は、圧縮機２１の吸入側の冷媒の圧力を検出する。吐出側圧力センサ３２は、圧縮機２１の吐出側の冷媒の圧力を検出する。吸入側温度センサ３３は、圧縮機２１の吸入側の冷媒の温度を検出する。吐出側温度センサ３４は、圧縮機２１の吐出側の冷媒の温度を検出する。熱交温度センサ３５は、室外熱交換器２３内を流れる冷媒の温度を検出する。液側温度センサ３６は、室外熱交換器２３と室外電動膨張弁２４との間にあって、室外熱交換器２３の液側において冷媒の温度を検出する。室外温度センサ３７は、室外機２のユニットの吸入口側に設けられ、ユニット内に流入した外気の温度を検出する。流量センサ３８は、バイパス冷媒配管３Ｆｂに流れる冷媒の流量を検出する。主冷媒配管温度センサ３９は、バイパス冷媒配管３Ｆｂが主冷媒配管３Ｆａに合流するポイントよりも下流側に設けられ、バイパス冷媒配管３Ｆｂの冷媒が主冷媒配管３Ｆａの冷媒と混合された後の冷媒の温度を検出する。

また、室外制御部１２には、制御用プリント基板１８、圧縮機２１、四路切換弁２２、室外電動膨張弁２４、室外ファン２６、電動弁２９（流量調整弁）などの機器あるいは機器の制御端末が接続され、室外機２の各種の機器が室外制御部１２の制御の下で動作する。

室外制御部１２から制御用プリント基板１８には、電磁誘導加熱ユニット６の出力を指示する信号が与えられ、室外制御部１２の指示に応じて制御用プリント基板１８から電磁誘導コイル６８に供給される高周波電流が増減する。それにより、ＳＵＳ管３Ｆｂ２で発生する渦電流が増減してバイパス冷媒配管３Ｆｂに流れる冷媒の加熱量が制御される。

室外制御部１２にはインバータ回路（図示省略）が設けられており、インバータ回路の出力の周波数によって圧縮機２１や室外ファン２６の回転数が制御される。四路切換弁２２は駆動部を有しており、室外制御部１２は、暖房運転と冷房運転との切り換えにおいて四路切換弁２２の接続を切り換えるときに四路切換弁２２の駆動部に対して切換の指令を出力する。また、室外制御部１２は、室外電動膨張弁２４や電動弁２９（流量調整弁）の弁の開度を調整するため、開度を指示する制御信号を出力する。

室内制御部１３には、液側温度センサ４３、ガス側温度センサ４４及び室内温度センサ４５が接続され、各センサにおける検出結果が入力される。液側温度センサ４３は、室内熱交換器４１の他端側に設けられ、室内熱交換器４１の液側において冷媒の温度を検出する。ガス側温度センサ４４は、室内熱交換器４１の一端側に設けられ、室内熱交換器４１のガス側において冷媒の温度を検出する。室内温度センサ４５は、室内機４のユニットの吸入口側に設けられ、ユニット内に流入した室内空気の温度を検出する。

また、室内制御部１３には、室内ファン４２、風向調節機構４６及び表示部４７などが接続され、室内機４の各種の機器が室内制御部１３の制御の下で動作する。室内制御部１３にはインバータ回路（図示省略）が設けられており、インバータ回路の出力の周波数によって室内ファン４２の回転数が制御される。風向調節機構４６が室内機４に設けられたルーバー（図示省略）などの角度を変更することにより室内に吹き出す風の向きを調節することから、室内制御部１３はルーバーの角度や動作などの制御信号を出力する。室内制御部１３は、各種の表示を行うため表示部４７に対して表示を指示する信号を出力する。例えば、表示部４７に電磁誘導加熱ユニット６の状態を表示させることもできる。

〔冷媒回路の動作の概要〕
（暖房運転）
暖房運転時は、四路切換弁２２が図１の実線で示される状態になる。即ち、圧縮機２１の吐出側から吐出された冷媒は、順次、四路切換弁２２、室内熱交換器４１、室外電動膨張弁２４、室外熱交換器２３、四路切換弁２２、アキュムレータ２５を廻り、圧縮機２１の吸入側から吸入される。このとき、戻り配管３Ｆを通る冷媒は、その一部がバイパス冷媒配管３Ｆｂに導かれ、電磁誘導加熱ユニット６による加熱を受ける。冷媒回路１０を循環する冷媒は、例えば二酸化炭素やＨＦＣやＨＣＦＣなどである。

まず、圧縮機２１で圧縮された高温高圧のガス冷媒は、四路切換弁２２を経由して、室内熱交換器４１に送られる。このとき、圧縮機２１の吸入側では、吸入側圧力センサ３１により吸入される冷媒の圧力が検知され、吐出側では、吐出側圧力センサ３２により吐出される冷媒の圧力が検知される。このとき同時に、圧縮機２１の吸入側では、吸入側温度センサ３３により吸入される冷媒の温度が検知され、吐出側では、吐出側温度センサ３４により吐出される冷媒の温度が検知される。

効率の良い暖房を行うため、圧縮機２１の回転数は、例えばリモートコントローラなどによる設定温度と室内温度との差を暖房負荷として求め、あるいは圧縮機２１から吐出される冷媒の温度と室内熱交換器４１の冷媒の温度とを用いるなどして暖房負荷を求め、暖房負荷に応じて制御される。また、空気調和装置１の故障などを防ぐために、吸入側圧力センサ３１および吐出側圧力センサ３２の検知結果に基づき、圧縮機２１に吸入される冷媒の圧力は所定低圧圧力よりも高く、圧縮機２１から吐出される冷媒の圧力は所定高圧圧力よりも低い範囲に入るように制御される。所定高圧圧力を超えた場合には、圧縮機２１の回転数を落として圧縮機２１の吐出圧力を低下させる。同様の理由から、圧縮機２１から吐出される冷媒の温度が所定高温より高くらないよう吐出側温度センサ３４によりモニターされている。このように温度や圧力が十分に管理されなければならないことから、電磁誘導加熱ユニット６により精度よく安定して加熱を行うことによって前述の圧力や温度の制御が行い易くなることは、効率の良い暖房や空気調和装置１の故障の防止に良い影響を与える。特に、運転開始時には、電磁誘導加熱ユニット６の加熱量による温度上昇が主体的になるため、応答速度が速く、安定的で、精度の高い加熱量の制御が可能な電磁誘導加熱ユニット６を用いると有利である。

室内熱交換器４１に入る前に、ガス側温度センサ４４により圧縮機２１から吐出された高温高圧のガス冷媒の入口温度が検出される。そして、室内熱交換器４１で冷媒と室内空気との間の熱交換が行われ、冷媒は冷却される。例えば、冷媒がＨＦＣなどの場合、ガス冷媒から気液二相の状態または液冷媒に変化する。このとき室内熱交換器４１は凝縮器として機能しており、室内ファン４２の回転数を制御することで、室内熱交換器４１における冷媒の熱交換の状況が変わる。室内熱交換器４１を出る冷媒の温度は、液側温度センサ４３で検出されている。

室内熱交換器４１を出た冷媒は、室外電動膨張弁２４で減圧される。暖房負荷に応じて室外電動膨張弁２４の開度が調整され、また減圧された冷媒が所定の過熱度を有するように、室外電動膨張弁２４の開度が調整される。冷媒の過熱度は、例えば熱交温度センサ３５により検出される室外熱交換器２３の冷媒の温度と、吸入側温度センサ３３により検出される圧縮機２１に吸入される冷媒の温度との差に基づいて求められる。

室外電動膨張弁２４で減圧されて気液二相状態になった冷媒は、室外熱交換器２３に送られる。室外熱交換器２３では、室外空気との間の熱交換により冷媒が加熱されてガス冷媒となる。このとき室外熱交換器２３が蒸発器として機能しており、室外ファン２６により室外空気の気流を発生して室外空気と冷媒との間の熱交換が促進されるが、室外ファン２６の回転数はＣＯＰが高くなるような熱交換が行えるように制御される。

室外熱交換器２３では、冷媒の蒸発温度が０℃以下になると着霜を生じる可能性があるので、液側温度センサ３６と室外温度センサ３７で検出した室外熱交換器２３の流入冷媒温度と外気温に基づいて着霜の有無を判断する。着霜があると熱交換の効率が低下して消費電力の増加や快適性の低下を招くので、着霜があるときには除霜運転を行う。

室外熱交換器２３で蒸発したガス冷媒は、四路切換弁２２を経由してアキュムレータ２５に送られる。そして、アキュムレータ２５の入る前の戻り配管３Ｆにおいて、主冷媒配管３Ｆａを流れる冷媒から分離されて、バイパス冷媒配管３Ｆｂを流れる冷媒が電磁誘導加熱ユニット６により加熱される。このときバイパス冷媒配管３Ｆｂを流れる冷媒の流量は電動弁２９により増減され、流量センサ３８により検出される。電磁誘導加熱ユニット６で加熱された冷媒は、バイパス冷媒配管３Ｆｂが主冷媒配管３Ｆａに再び接続されるポイントで主冷媒配管３Ｆａを流れる冷媒と合流して混合される。この混合された冷媒の温度は、主冷媒配管３Ｆａに設けられた主冷媒配管温度センサ３９により検出される。電磁誘導加熱ユニット６における加熱量の制御は、主冷媒配管温度センサ３９により検出される温度が目標温度になるように、バイパス冷媒配管３Ｆｂの流量と電磁誘導加熱ユニット６の出力によってフィードバック制御される。例えば、冷媒循環量と主冷媒配管温度センサ３９の検出温度と目標温度について、バイパス冷媒配管３Ｆｂの流量と電磁誘導加熱ユニット６の出力の最適な組合せを制御部１１に予め記憶させておくことによって、エネルギー消費を抑えた効率的な加熱が行える。

戻り配管３Ｆを通過してアキュムレータ２５に流入した冷媒は、アキュムレータ２５において気液分離されて、圧縮機２１に液冷媒が戻らないようになっている。それにより、圧縮機２１で液圧縮が起こって圧縮機２１が故障するのを防いでいる。

（冷房運転）
冷房運転時は、四路切換弁２２が図１の点線で示される状態になる。即ち、圧縮機２１の吐出側から吐出された冷媒は、順次、四路切換弁２２、室外熱交換器２３、室外電動膨張弁２４、室内熱交換器４１、四路切換弁２２、アキュムレータ２５を廻り、圧縮機２１の吸入側から吸入される。

冷房運転の場合には、室外熱交換器２３が凝縮器として機能し、室内熱交換器４１が蒸発器として機能する。このように冷房運転の場合は、暖房運転に対して室外熱交換器２３と室内熱交換器４１の機能が入れ替わった状態になる。

まず、圧縮機２１で圧縮された高温高圧のガス冷媒は、四路切換弁２２を経由して、室外熱交換器２３に送られる。このとき、圧縮機２１の吸入側では、吸入側圧力センサ３１により吸入される冷媒の圧力が検知され、吐出側では、吐出側圧力センサ３２により吐出される冷媒の圧力が検知される。このとき同時に、圧縮機２１の吸入側では、吸入側温度センサ３３により吸入される冷媒の温度が検知され、吐出側では、吐出側温度センサ３４により吐出される冷媒の温度が検知される。

例えばリモートコントローラなどによる設定温度と室内温度との差を冷房負荷として求め、あるいは圧縮機２１から吐出される冷媒の温度と室外熱交換器２３の冷媒の温度とを用いるなどして冷房負荷を求め、冷房負荷に応じて圧縮機２１の回転数が制御される。また、空気調和装置１の故障を防止するため、圧縮機２１から吐出される冷媒の圧力や温度が制限されるのは暖房運転の場合と同様である。

室外熱交換器２３において、冷媒と室外空気との間の熱交換が行われ、冷媒はガス冷媒から気液二相の状態または液冷媒に変化する。このとき、熱交温度センサ３５により室外熱交換器２３の内部を流れる冷媒の温度が検出される。また、室外ファン２６の回転数を制御することで、室外熱交換器２３における冷媒の熱交換の状況が変わる。そして、室外熱交換器２３から室外電動膨張弁２４に送られる冷媒の温度が液側温度センサ３６により検出される。

室外熱交換器２３から送られてきた冷媒は、室外電動膨張弁２４で減圧される。このとき、冷房負荷に応じて室外電動膨張弁２４の開度が調整され、また減圧された冷媒が所定の過熱度を有するように、室外電動膨張弁２４の開度が調整される。冷媒の過熱度は、例えば熱交温度センサ３５により検出される室外熱交換器２３の冷媒の温度と、吸入側温度センサ３３により検出される圧縮機２１に吸入される冷媒の温度との差に基づいて求められる。

室外電動膨張弁２４で減圧されて気液二相状態になった冷媒は、室内熱交換器４１に送られる。室内熱交換器４１では、室内空気との間の熱交換により冷媒が加熱されてガス冷媒となる。室内ファン４２により室内空気の気流を発生して室内空気と冷媒との間の熱交換が促進される。

室内熱交換器４１で蒸発したガス冷媒は、四路切換弁２２を経由してアキュムレータ２５に送られる。そして、アキュムレータ２５の入る前の戻り配管３Ｆにおいて、主冷媒配管３Ｆａを流れる冷媒から分離されて、バイパス冷媒配管３Ｆｂを流れる冷媒が電磁誘導加熱ユニット６により加熱されるのは暖房運転の場合と同様である。戻り配管３Ｆを通過してアキュムレータ２５に流入した冷媒は、アキュムレータ２５において気液分離されて、圧縮機２１に液冷媒が戻らないようになっている。それにより、圧縮機２１で液圧縮が起こって圧縮機２１が故障するのを防いでいる。

冷房においては、熱を室外に放出するような運転を行うため、電磁誘導加熱ユニット６から空気調和のための熱を供給する必要はない。しかし、電磁誘導加熱ユニット６には、空気調和装置１の故障を防止するなど目的で液バックの防止や冷媒循環量の確保を行うため、正確で安定した加熱が要求される場面がある。

（除霜運転）
暖房運転時において、外気温度が低下すると室外熱交換器２３に着霜を生じる場合が出てくる。室外熱交換器２３に着霜すると、室外熱交換器２３における熱交換の効率が低下するため除霜運転が必要になる。そこで、暖房運転時において、例えば、室外熱交換器２３の温度を熱交温度センサ３５により検出し、検出された温度が所定温度以下になって着霜を生じていると判断されたときには、通常の暖房運転から除霜運転に切り換える。

加熱ユニットを持たない冷凍装置では、例えば室外熱交換器２３を凝縮器として機能させ、圧縮機２１から高温高圧のガス冷媒を室外熱交換器２３に供給することにより、室外熱交換器２３を加熱して除霜を行う。加熱ユニットを持つ場合にも、同様に、室外熱交換器２３を凝縮器として機能させるように四路切換弁２２を切り換え、電磁誘導加熱ユニット６を補助的に用いて室内熱交換器４１において室内空気と冷媒との間の熱交換能力を抑えつつ、凝縮器である室外熱交換器２３を加熱することもできる。

電磁誘導加熱ユニット６を補助的に用いて除霜を行う場合には、冷房運転時と同様に、四路切換弁２２の点線の接続で冷媒が供給される。圧縮機２１から吐出された高温高圧のガス冷媒は、室外熱交換器２３に入り、室外熱交換器２３に付着した霜との間で熱交換を行って冷却される。室外電動膨張弁２４で減圧された冷媒が室内熱交換器４１に入るが、暖房運転時に行う除霜運転では、室内を冷却しない方が好ましいため、室内熱交換器４１での熱交換量が小さくなるように、室外電動膨張弁２４の開度と圧縮機２１の回転数が調整され、室内ファン４２の回転数も下げられる。圧縮機２１の吸入側で所定の過熱度を持つように、冷房運転時に比べて室内熱交換器４１における熱交換量が低下した分だけ電磁誘導加熱ユニット６における加熱量を上げる。このとき、電磁誘導加熱ユニット６がバイパス冷媒配管３Ｆｂに分流された冷媒を加熱するため、加熱量の制御性と応答性が高く、室外熱交換器２３を凝縮器として機能させる暖房運転時の除霜運転に十分に対応することができる。

また、電磁誘導加熱ユニット６の加熱能力が十分に大きい場合には、暖房運転を行いながら室外熱交換器２３の除霜を行うこともできる。暖房を行いながらの除霜運転の場合には、四路切換弁２２が実線の経路に切り換えられる。また、ホットガスバイパス弁２７を開いてホットガスバイパス回路３Ｈが開通されると共に室外電動膨張弁２４が絞られて、室内熱交換器４１から戻った冷媒と圧縮機２１から吐出された高温高圧のガス冷媒との混合冷媒が室外熱交換器２３に供給される。それにより、室外熱交換器２３についた霜を溶かすことができる。一方、分岐点Ａ１で分岐して室内熱交換器４１に流れた高温高圧のガス冷媒によって、通常の暖房運転と同様に室内機４では暖房が行われる。

このとき、室外熱交換器２３は蒸発器としては機能しないため、室外熱交換器２３および室内熱交換器４１で消費される熱量は電磁誘導加熱ユニット６から供給される。このときも、主冷媒配管温度センサ３９が所定温度になるように、電磁誘導加熱ユニット６の加熱量が調整される。このような場合には、電動弁２９を全開にして戻り配管３Ｆで戻る冷媒の大部分をバイパス冷媒配管３Ｆｂに流すようにする。そのために、ここでは設けていないが、主冷媒配管３Ｆａに開閉弁を設けて除霜運転時に閉じるように構成することもできる。

〔第２実施形態〕
本発明の第２実施形態に係る空気調和装置も、図１に示す第１実施形態の空気調和装置１の構成と概略同じ構成を有しており、第２実施形態の空気調和装置が第１実施形態の空気調和装置と異なる点は、電磁誘導加熱ユニットの周辺の構成である。

図６は、第２実施形態の電磁誘導加熱ユニット６Ａの周辺を示す概念図である。図６に示す主冷媒配管３Ｆａは、図１に示す配管がなされている。そして、第２実施形態でも第１実施形態と同様に、主冷媒配管３Ｆａに主冷媒配管圧力センサ３９Ａが設けられ、バイパス冷媒配管３Ｆｃに電動弁２９および逆止弁３０が設けられる。

しかし、第１実施形態のバイパス冷媒配管３Ｆｂが主冷媒配管３Ｆａに平行に配置されていたのに対し、第２実施形態のバイパス冷媒配管３Ｆｃは、主冷媒配管３Ｆａから垂直に延びている直管部３Ｆｃ１と、直管部３Ｆｃ１の先でＵ曲げされた湾曲管部３Ｆｃ２と、さらに湾曲管部３Ｆｃ２から主冷媒配管３Ｆａに向かって延びる直管部３Ｆｃ３とからなっている。なお、主冷媒配管３Ｆａおよびバイパス冷媒配管３Ｆｂにおいて冷媒が流れる方向は矢印Ｆｌで示されている。

このバイパス冷媒配管３Ｆｃに、電磁誘導加熱ユニット６Ａが矢印Ｄｉｒの方向に抜差し可能に装着されている。そのため、電磁誘導加熱ユニット６Ａは、平面視で略楕円状の開口部ＣＡを備える磁性体Ｃｏと、磁性体Ｃｏの周囲に巻回された電磁誘導コイル６８Ａとを備えている。この電磁誘導加熱ユニット６Ａは高周波電源Ｓｏから電力の供給を受ける。このように、電磁誘導加熱ユニット６Ａの電磁誘導コイル６８Ａがバイパス冷媒配管３Ｆｃに対して抜差し可能に装着できるため、メンテナンスが容易に行える。また、磁性体Ｃｏも電磁誘導コイル６８Ａと一緒に抜差しできるため一層メンテナンスし易くなっている。

図６の電磁誘導加熱ユニット６Ａにおいて、磁性体Ｃｏが加熱されることから磁性体Ｃｏがバイパス冷媒配管３Ｆｃの２本の直管部３Ｆｃ１，３Ｆｃ３に熱的に接するように設けられている。熱伝導の効果を上げるためには、磁性体Ｃｏと直管部３Ｆｃ１，３Ｆｃ３の接触面積が大きい方が好ましいため、開口部ＣＡは直管部３Ｆｃ１，３Ｆｃ３の外周部に沿って外接するように形成されて配置されている。

電磁誘導加熱ユニット６Ａで加熱された冷媒の温度について、主冷媒配管圧力センサ３９Ａによる検知結果から算出される温度が、目標温度範囲に対し、目標温度範囲以下または目標温度範囲以上となった場合には電動弁２９の開度を制御する。すなわち、目標温度範囲以下となった場合には開度を拡大し、目標温度範囲以上となった場合には開度を縮小する。それにより、電磁誘導加熱ユニット６Ａを経由する冷媒の流量を調整することで、主冷媒配管圧力センサ３９Ａが設けられている部位の冷媒の圧力を目標に対し適切な範囲で安定的に制御することが可能となる。

＜変形例＞
（ａ）
上記第１実施形態および第２実施形態では、加熱ユニットとして、電磁誘導加熱ユニット６を用いる場合について説明したが、加熱ユニットは電磁誘導加熱ユニットに限られない。しかし、従来に比べて加熱制御の精度が向上した上記実施形態の冷凍装置には、加熱量を精度よくコントロールできる電磁誘導加熱ユニットが好ましい。

（ｂ）
上記第１実施形態および第２実施形態では、主冷媒配管３Ｆａにバイパス冷媒配管３Ｆｂが戻る位置よりも下流に設けられた状態センサとして、主冷媒配管温度センサ３９で混合後の冷媒の温度を測定する場合および主冷媒配管圧力センサ３９Ａを用いる場合について説明した。しかし、状態センサは、主冷媒配管温度センサ３９および主冷媒配管圧力センサ３９Ａに限られず、冷媒の密度や流量など冷媒の他の状態を測定するものであってもよい。必要な点は、測定された結果に基づいて、電磁誘導加熱ユニット６や電動弁２９を制御部１１により制御することである。そのためには、状態センサにおける検知結果と電磁誘導加熱ユニット６や電動弁２９における制御との関係を記述したデータが制御部１１に格納されていればよい。

（ｃ）
上記第１実施形態および第２実施形態では、主冷媒配管３Ｆａおよびバイパス冷媒配管３Ｆｂをアキュムレータ２５（圧縮機２１の吸入側）の上流に位置させたが、主冷媒配管３Ｆａおよびバイパス冷媒配管３Ｆｂの配置位置はアキュムレータ２５の上流だけに限られない。冷媒の加熱が必要なところであれば、冷媒回路のどこに設けてもよい。

（ｄ）
上記第１実施形態および第２実施形態では、電磁誘導加熱ユニット６が二重管構造である場合について説明したが、二重管構造は必須の構造ではない。例えば、バイパス冷媒配管３Ｆｂを磁性体のＳＵＳ管のみで構成することにより、直接バイパス冷媒配管３Ｆｂを電磁誘導加熱することもできる。バイパス冷媒配管３Ｆｂを設けることで、主冷媒配管３Ｆａとは異なる電磁誘導加熱に適して構造を持たせることが容易になる。

また、磁性体はバイパス冷媒配管３Ｆｂの内側に形成してもよく、あるいはバイパス冷媒配管３Ｆｂの中の流路内に設けることもできる。電磁誘導加熱の場合は、電磁波が内部に通過すればよいため、電熱器やガスバーナーなどと異なり、比較的容易にバイパス冷媒配管３Ｆｂ内の冷媒流の中に電磁波によって加熱される被加熱部材を設けることができる。

（ｅ）
上記第１実施形態および第２実施形態では、ＳＵＳ管３Ｆｂ２が銅管３Ｆｂ１の外側にあって、バイパス冷媒配管３Ｆｂとは別体のＳＵＳ管３Ｆｂ２が被加熱部材になる場合について説明したが、上述の（ｄ）でも説明したように、バイパス冷媒配管３ＦｂをＳＵＳ管のみで構成することもできて、この場合には、バイパス冷媒配管３Ｆｂが被加熱部材になる。また、ＳＵＳ管３Ｆｂ２を銅管３Ｆｂ１の内側に形成した場合には、周波数にもよるが、電磁誘導によってＳＵＳ管３Ｆｂ２および銅管３Ｆｂ１の両方を加熱することもできる。また、電磁誘導により配線などを設けずにバイパス冷媒配管３Ｆｂ，３Ｆｃの中に配置した部材において渦電流を発生させることもできるので、バイパス冷媒配管３Ｆｂの中に被加熱部材を入れることもできる。

＜特徴＞
（１）空気調和装置１（冷凍装置）の冷媒回路１０には、主冷媒配管３Ｆａと主冷媒配管３Ｆａから分岐して再び主冷媒配管３Ｆａに戻るバイパス冷媒配管３Ｆｂ，３Ｆｃとがある。主冷媒配管３Ｆａにおいて、バイパス冷媒配管３Ｆｂ，３Ｆｃの入口と出口にあたる２つの接続ポイントの間には、主冷媒配管３Ｆａの管路以外には熱交換器や膨張弁などの冷媒の状態に変化を与える機器が接続されていない。そのため、電動弁２９（流量調整弁）でバイパス冷媒配管３Ｆｂ，３Ｆｃを通過する冷媒の流量調整を行いながら、電磁誘導加熱ユニット６（加熱ユニット）でバイパス冷媒配管３Ｆｂ，３Ｆｃを通過する冷媒を加熱することにより、冷媒加熱量の制御を容易に行うことができる。

バイパス冷媒配管３Ｆｂ，３Ｆｃに流れる流量を一定とすると、電磁誘導加熱ユニット６の加熱量の制御によってバイパス冷媒配管３Ｆｂ，３Ｆｃの加熱量を変えてバイパス冷媒配管３Ｆｂ，３Ｆｃから冷媒が単位時間に受け取る熱量を変化させることができる。一方、電動弁２９（流量調整弁）により冷媒の流量調整を行うことで、バイパス冷媒配管３Ｆｂ，３Ｆｃにおける冷媒の流速が変化するため、バイパス冷媒配管３Ｆｂ，３Ｆｃから冷媒に熱が伝達される際の熱伝達効率を変化させることができる。バイパス冷媒配管３Ｆｂ，３Ｆｃの流量調整が主冷媒配管３Ｆａの温度調整に寄与するため、主冷媒配管３Ｆａを流れる冷媒の加熱量制御が行い易くなる。

以上のことから、制御部１１により、電磁誘導加熱ユニット６の加熱量と電動弁２９による流量調整を組み合わせて制御することにより、一定量の冷媒が単位時間当たりに受け取る熱量をきめ細かく変化させることができることが分かる。加熱量及び流量調整弁の流量調整を同時に制御することで制御の精度が向上し、柔軟な加熱制御が可能になる。

制御部１１による制御のため主冷媒配管３Ｆａにバイパス冷媒配管３Ｆｂ，３Ｆｃが戻る位置よりも下流に設けられた主冷媒配管温度センサ３９（状態センサ）によって混合後の主冷媒配管３Ｆａの冷媒の状態を検知し、流量調節および加熱量の制御を主冷媒配管温度センサ３９の検知結果に応じて行うため、混合された後の冷媒の状態の調節を精密に行うことができる。

特に、主冷媒配管温度センサ３９を用いたことによって、加熱量と相関の高い冷媒の温度による加熱制御ができるため、フィードバック制御が行い易くなって主冷媒配管３Ｆａの冷媒の温度に応じた加熱量の制御が可能になり、混合後の冷媒の状態を所望の温度で安定させ易くなる。また、温度の代わりに、温度に換算できる圧力を主冷媒配管圧力センサ３９Ａにより測定する場合でも同様の安定性の向上が見込める。

例えば、図１に示すように、主冷媒配管３Ｆａの下流に圧縮機２１がある場合に、戻り配管３Ｆに冷媒が十分に冷却されずに高い温度状態で入ると、電磁誘導加熱ユニット６でさらに加熱されることで高温になりすぎてしまい、圧縮機２１に負担をかける恐れがある。そのため、主冷媒配管３Ｆａから下流に送られる冷媒の温度を温度センサ３９で検知して、検知された温度に応じて電磁誘導加熱ユニット６による加熱を受けるためバイパス冷媒配管３Ｆｂ，３Ｆｃに流れる冷媒の量を制限する。それにより、電磁誘導加熱ユニット６の出力を制限するよりも速く対応することができる。

また、電磁誘導加熱ユニット６への供給電力が変化した場合でも加熱能力の変化を抑制するような制御ができる。例えば通常運転時には、電磁誘導加熱ユニット６の出力をフル出力時と同じ１００％とし、バイパス冷媒配管３Ｆｂ，３Ｆｃに流れる冷媒の量を全開時の５０％とする。一方、エネルギー消費を抑制する運転時（以下省エネ運転時という）には、電磁誘導加熱ユニット６の出力をフル出力時の５０％とし、バイパス冷媒配管３Ｆｂ，３Ｆｃに流れる冷媒の量を全開時と同じ１００％とする。それにより、省エネ運転時には、冷媒の温度の変化に対する応答性能は低下するものの、電磁誘導加熱ユニット６の出力を抑制することができる。

主冷媒配管３Ｆａにおいて、バイパス冷媒配管３Ｆｂ，３Ｆｃの入口と出口にあたる２つの接続ポイントの間には、主冷媒配管３Ｆａの管路以外には熱交換器や膨張弁などの冷媒の状態に変化を与える機器が接続されていないが、流れをコントロールするための機器は接続することができる。例えば、バイパス冷媒配管３Ｆｂ，３Ｆｃにおいて、電磁誘導加熱ユニット６により冷媒が加熱されてガス化すると体積が急増するため流れに変化が生じる。このとき、冷媒の逆流を許すと冷媒の加熱の均一性が崩れて安定した加熱が難しくなる。そこで、逆止弁により加熱された冷媒の逆流を防止すると、安定した加熱を行うことができ、安定した加熱量の制御が可能になる。

バイパス冷媒配管３Ｆｂ，３Ｆｃに設けられ、バイパス冷媒配管３ＦＢ内を流れる冷媒を電磁誘導加熱により加熱する電磁誘導加熱ユニット６により冷媒が加熱されるので、電気エネルギーの量を変えることで加熱量の制御ができ、冷媒の流量の制御と合わせて電気的に加熱量の制御ができるので、より一層加熱量の制御性が向上する。

１空気調和装置
２室外機
３Ｆ戻り配管
３Ｆａ主冷媒配管
３Ｆｂバイパス冷媒配管
４室内機
６，６Ａ電磁誘導加熱ユニット
１０冷媒回路
１１制御部
２１圧縮機
２９電動弁

特開平１１‐２１１１９５号公報

Claims

主冷媒配管（３Ｆａ）と前記主冷媒配管から分岐して再び前記主冷媒配管に戻るバイパス冷媒配管（３Ｆｂ）とを有する冷媒回路（１０）と、
前記バイパス冷媒配管を通過する冷媒を加熱するための加熱ユニット（６，６Ａ）と、
前記バイパス冷媒配管に設けられて前記バイパス冷媒配管を通過する冷媒の流量調整を行う流量調整弁（２９）と
を備える冷凍装置。
前記加熱ユニットは、加熱量が制御可能であり、
前記加熱ユニットの加熱量及び前記流量調整弁の流量調整を同時に制御可能な制御部（１１）をさらに備える、請求項１に記載の冷凍装置。
前記主冷媒配管に前記バイパス冷媒配管が戻る位置よりも下流に設けられ、前記主冷媒配管に流れる冷媒の状態を検出する状態センサ（２９）をさらに備え、
前記制御部は、前記状態センサの検出結果に応じて前記流量調整弁及び前記加熱ユニットのうちの少なくとも一方を制御する、請求項１または請求項２に記載の冷凍装置。
前記状態センサは、前記主冷媒配管の冷媒の温度を測定する温度センサ（２９）及び前記主冷媒配管の冷媒の圧力を測定する圧力センサ（３９Ａ）のうちの少なくとも一方を含む、請求項３に記載の冷凍装置。
前記バイパス冷媒配管に設けられ、前記バイパス冷媒配管に流れる冷媒の逆流を防止する逆止弁（３０）をさらに備える、請求項１から４のいずれかに記載の冷凍装置。
前記加熱ユニットは、前記バイパス冷媒配管に設けられ、前記バイパス冷媒配管内を流れる冷媒を電磁誘導加熱により加熱する電磁誘導加熱ユニット（６，６Ａ）を含む、請求項１から５のいずれかに記載の冷凍装置。