JP2020056515A - ヒートポンプ装置 - Google Patents

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Abstract

【課題】圧縮機の信頼性および除霜性能を向上できるヒートポンプ装置を提案する。【解決手段】ヒートポンプ装置は、圧縮機(１１)、第１の室内熱交換器(２１)、電動膨張弁(１３)および熱源側熱交換器(１４)が環状に接続された冷媒回路と、圧縮機(１１)と電動膨張弁(１３)との間に配設され、正サイクルデフロスト運転中に冷媒を貯めるための第２の室内熱交換器(２２)と、第２の室内熱交換器(２２)と電動膨張弁(１３)との間に配設され、正サイクルデフロスト運転中に第２の室内熱交換器(２２)に貯める冷媒量を調整する電磁弁(２３)と、圧縮機(１１)と電動膨張弁(１３)とを制御する制御装置(１０,２０)とを備える。【選択図】図１

Description

本開示は、ヒートポンプ装置に関する。
従来、ヒートポンプ装置としては、圧縮機、室内熱交換器、膨張弁および室外熱交換器が環状に接続された冷媒回路を備えたものがある(例えば、特許第６１３８７１１号(特許文献１)参照)。
上記ヒートポンプ装置には、圧縮機の吐出側と四方弁を接続している配管から分岐して、室外熱交換器と室外膨張弁を接続している配管にバイパスさせる除霜バイパス回路が設けられ、この除霜バイパス回路に除霜用膨張弁が設けられている。
上記ヒートポンプ装置では、暖房運転中は除霜バイパス回路を閉止させるように除霜用膨張弁が動作し、除霜運転中は除霜用膨張弁が所定開度に開かれて圧縮機から吐出された高温高圧の冷媒を除霜バイパス回路に流すことにより室外熱交換器を除霜する。
特許第６１３８７１１号
ところが、上記ヒートポンプ装置では、暖房運転中に必要な冷媒量に比べて除霜運転中で必要となる冷媒量が少ないため、除霜運転中に余剰冷媒が発生する。このため、上記ヒートポンプ装置では、余剰冷媒により圧縮機の信頼性が低下したり、湿り運転となって除霜性能が低下したりするという問題がある。
本開示では、圧縮機の信頼性および除霜性能を向上できるヒートポンプ装置を提案する。
本開示のヒートポンプ装置は、
圧縮機、利用側熱交換器、膨張機構および熱源側熱交換器が環状に接続された冷媒回路と、
上記圧縮機と上記膨張機構との間に配設され、正サイクルデフロスト運転中に冷媒を貯めるための貯留部と、
上記貯留部と上記膨張機構との間に配設され、上記正サイクルデフロスト運転中に上記貯留部に貯める冷媒量を調整する流量調整部と、
上記圧縮機と上記流量調整部とを制御する制御装置と
を備えることを特徴とする。
本開示によれば、流量調整部は、制御装置により制御されて、正サイクルデフロスト運転中に上記貯留部に貯める冷媒量を調整する。これにより、正サイクルデフロスト運転に必要な量の冷媒を冷媒回路に循環させることができ、圧縮機の信頼性および除霜性能を向上できる。
また、本開示の１つの態様に係るヒートポンプ装置では、
上記貯留部は、上記利用側熱交換器に並列に接続された第２の利用側熱交換器であり、
上記制御装置は、上記正サイクルデフロスト運転中に上記第２の利用側熱交換器の上記膨張機構側のポートから流出する冷媒の流量を絞るように、上記流量調整部を制御することにより、上記第２の利用側熱交換器に冷媒を貯める。
上記本開示によれば、正サイクルデフロスト運転中に、第２の利用側熱交換器と膨張機構との間に配設された流量調整部を閉じるかまたは開度を絞ることよって、第２の利用側熱交換器に余剰冷媒を貯める。したがって、別に貯留部を設けることなく、利用側熱交換器を少なくとも二分割して一方を貯留部として用いるので、構成が簡略化でき、コストを低減できる。
また、本開示の１つの態様に係るヒートポンプ装置では、
上記貯留部は、上記利用側熱交換器と上記膨張機構との間の配管に並列に接続された冷媒容器であり、
上記流量調整部は、上記冷媒容器の上記膨張機構側のポートから流出する冷媒の流量を絞る第１の流量調整部である。
本開示によれば、正サイクルデフロスト運転中に、第１の流量調整部を閉じるかまたは開度を絞ることよって、利用側熱交換器と膨張機構との間の配管に並列に接続された冷媒容器に余剰冷媒を貯めることが可能になる。
また、本開示の１つの態様に係るヒートポンプ装置では、
上記冷媒容器の上記利用側熱交換器側のポートを開閉する第２の流量調整部を備え、
上記制御装置は、上記正サイクルデフロスト運転中、上記第１の流量調整部により上記冷媒容器の上記膨張機構側のポートから流出する冷媒の流量を絞った状態またはゼロにした状態で、上記第２の流量調整部を開く。
本開示によれば、正サイクルデフロスト運転中、第１の流量調整部により冷媒容器の膨張機構側のポートから流出する冷媒の流量を絞った状態またはゼロにした状態で、第２の流量調整部を開いて冷媒容器の利用側熱交換器側のポートを開くことによって、冷媒容器に余剰冷媒を貯めることができる。冷房運転や暖房運転では、第２の流量調整部を閉じることで、冷媒容器内に冷媒が貯まらないようにすることが可能になる。
また、本開示の１つの態様に係るヒートポンプ装置では、
上記利用側熱交換器と上記膨張機構との間の配管に、上記冷媒容器と並列に接続された第３の流量調整部を備え、
上記制御装置は、上記正サイクルデフロスト運転を開始する所定時間前から上記正サイクルデフロスト運転を開始するまでの期間は、上記第１,第２の流量調整部を開いた状態で上記第３の流量調整部を閉じ、上記正サイクルデフロスト運転中は、上記第１の流量調整部により上記冷媒容器の上記膨張機構側のポートから流出する冷媒の流量を絞った状態で上記第２,第３の流量調整部を開く。
本開示によれば、正サイクルデフロスト運転を開始する所定時間前から正サイクルデフロスト運転を開始するまでの期間、第１,第２の流量調整部を開いた状態で第３の流量調整部を閉じることにより、冷媒容器のみを介して冷媒を流し、正サイクルデフロスト運転の開始時に、第１の流量調整部により冷媒容器の膨張機構側のポートから流出する冷媒の流量を絞った状態で第２,第３の流量調整部を開く。これにより、冷媒容器内に余剰冷媒を確実に貯めることができる。
また、本開示の１つの態様に係るヒートポンプ装置では、
上記圧縮機の吐出ポート側と吸入ポート側とを接続するバイパス回路と、
上記バイパス回路に配設され、上記制御装置により制御されるバイパス回路用流量調整部と
を備える。
本開示によれば、圧縮機の吐出ポート側と吸入ポート側とを接続するバイパス回路に配設されたバイパス回路用流量調整部を制御装置により制御して、正サイクルデフロスト運転中にバイパス回路用流量調整部を開くことによって、圧縮機への液バックや高圧の低下などを抑制できる。
また、本開示の１つの態様に係るヒートポンプ装置では、
上記制御装置は、上記正サイクルデフロスト運転中に、上記圧縮機の吸入冷媒温度と上記熱源側熱交換器の温度との温度差が大きいほど上記流量調整部の開度が大きくなる一方、上記温度差が小さいほど上記流量調整部の開度が小さくなるように、上記流量調整部を制御する。
本開示によれば、熱源側熱交換器の除霜に必要な熱量を確保することができ、除霜性能をさらに向上できる。
また、本開示の１つの態様に係るヒートポンプ装置では、
上記制御装置は、上記正サイクルデフロスト運転中に、上記圧縮機の吐出冷媒温度が高いほど上記流量調整部の開度が大きくなる一方、上記圧縮機の吐出冷媒温度が低いほど上記流量調整部の開度が小さくなるように、上記流量調整部を制御する。
本開示によれば、熱源側熱交換器の除霜に必要な熱量を確保することができ、除霜性能をさらに向上できる。
本開示の第１実施形態のヒートポンプ装置の一例としての空気調和機の冷媒回路の回路図である。 上記空気調和機の暖房運転時のモリエル線図である。 上記空気調和機の正サイクルデフロスト運転時のモリエル線図である。 本開示の第２実施形態のヒートポンプ装置の一例としての空気調和機の冷媒回路の回路図である。 本開示の第３実施形態のヒートポンプ装置の一例としての空気調和機の冷媒回路の回路図である。 本開示の第４実施形態のヒートポンプ装置の一例としての空気調和機の冷媒回路の回路図である。 本開示の第５実施形態のヒートポンプ装置の一例としての空気調和機の冷媒回路の回路図である。
以下、実施形態を説明する。なお、図面において、同一の参照番号は、同一部分または相当部分を表わすものである。
〔第１実施形態〕
図１は、本開示の第１実施形態のヒートポンプ装置の一例としての空気調和機の冷媒回路を示している。
この第１実施形態の空気調和機は、図１に示すように、室外機１と、その室外機１に連絡配管Ｌ１,Ｌ２を介して接続された室内機２を備える。この空気調和機は、室外機１と室内機２とが一対一のペア型である。
室外機１は、室外制御部１０と、圧縮機１１と、四路切換弁１２と、電動膨張弁１３と、室外熱交換器１４と、アキュムレータ１５と、室外ファン１６とを有する。電動膨張弁１３は膨張機構の一例であり、室外熱交換器１４は熱源側熱交換器の一例である。また、室外ファン１６は、室外熱交換器１４に外気を供給する。
また、室外機１は、室外熱交換器１４の温度を検出する室外熱交換器温度センサＴ１１と、外気温度を検出する外気温度センサＴ１２と、圧縮機１１の吐出冷媒温度を検出する吐出冷媒温度センサＴ１３と、圧縮機１１の吸入冷媒温度を検出する吸入冷媒温度センサＴ１４とを備えている。
また、室内機２は、室内制御部２０と、第１の室内熱交換器２１と、第２の室内熱交換器２２と、電磁弁２３と、室内ファン２４と、室内温度を検出する室内温度センサＴ２１を有する。第１の室内熱交換器２１と第２の室内熱交換器２２とが並列に接続されている。また、第２の室内熱交換器２２の電動膨張弁１３側(連絡配管Ｌ１側)のポートに電磁弁２３が配設されている。室内ファン２４は、第１,第２の室内熱交換器２１,２２を介して室内空気を循環させる。電磁弁２３は流量調整部の一例である。また、第１の室内熱交換器２１は第１の利用側熱交換器の一例であり、第２の室内熱交換器２２は第２の利用側熱交換器の一例である。さらに、第２の室内熱交換器２２は貯留部の一例である。第２の室内熱交換器２２は、圧縮機１１の正サイクルデフロスト運転における冷媒流れの下流側、かつ、電動膨張弁１３の正サイクルデフロスト運転における冷媒流れの上流側に位置する。
上記圧縮機１１の吐出側が四路切換弁１２の第１ポート１２ａに接続されている。四路切換弁１２の第２ポート１２ｂが連絡配管Ｌ２を介して第１の室内熱交換器２１と第２の室内熱交換器２２のそれぞれの一端に接続されている。第１の室内熱交換器２１の他端が連絡配管Ｌ１を介して電動膨張弁１３の一端に接続され、第２の室内熱交換器２２の他端が電磁弁２３,連絡配管Ｌ１を介して電動膨張弁１３の一端に接続されている。電動膨張弁１３の他端が室外熱交換器１４の一端に接続され、室外熱交換器１４の他端が四路切換弁１２の第３ポート１２ｃに接続されている。そして、四路切換弁１２の第４ポート１２ｄがアキュムレータ１５を介して圧縮機１１の吸入側に接続されている。
上記圧縮機１１と四路切換弁１２と第１,第２の室内熱交換器２１,２２と室外熱交換器１４と電動膨張弁１３と室外熱交換器１４およびアキュムレータ１５を環状に接続することで冷媒回路を構成している。
上記室外制御部１０は、マイクロコンピュータおよび入出力回路などからなり、室外熱交換器温度センサＴ１１,外気温度センサＴ１２,吐出冷媒温度センサＴ１３,吸入冷媒温度センサＴ１４の検出信号などに基づいて、圧縮機１１,四路切換弁１２,電動膨張弁１３,室外ファン１６などを制御する。また、室内制御部２０は、マイクロコンピュータおよび入出力回路などからなり、室内温度センサＴ２１の検出信号などに基づいて、電磁弁２３と室内ファン２４などを制御する。室外制御部１０と室内制御部２０とは、通信線(図示せず)を介して互いに通信を行って協調動作することにより、空気調和機として動作する。室外制御部１０と室内制御部２０で制御装置を構成している。
次に、室外制御部１０と室内制御部２０によって行われる冷房運転,暖房運転および正サイクルデフロスト運転について説明する。なお、冷房運転および暖房運転では、室内機２の電磁弁２３を開く一方、正サイクルデフロスト運転では、室内機２の電磁弁２３を閉じる。
＜冷房運転＞
上記構成の空気調和機において、冷房運転時は、四路切換弁１２を点線の切換え位置に切り換えて、圧縮機１１を起動すると、圧縮機１１から吐出された高温高圧の冷媒が四路切換弁１２を介して室外熱交換器１４に流入する。そして、室外熱交換器１４で凝縮した冷媒は、電動膨張弁１３で減圧された後に第１,第２の室内熱交換器２１,２２に入る。第１,第２の室内熱交換器２１,２２で蒸発した冷媒が四路切換弁１２およびアキュムレータ１５を介して圧縮機１１の吸入側に戻る(冷房サイクル)。
こうして、圧縮機１１,室外熱交換器１４,電動膨張弁１３,第１,第２の室内熱交換器２１,２２およびアキュムレータ１５の順に冷媒が循環し、室内ファン２４により蒸発器として機能する第１,第２の室内熱交換器２１,２２を介して室内空気を循環させて室内を冷房する。
＜暖房運転＞
また、暖房運転時、四路切換弁１２を実線の切換え位置に切り換えて、圧縮機１１を起動すると、圧縮機１１から吐出された高温高圧の冷媒が四路切換弁１２を介して第１,第２の室内熱交換器２１,２２に流入する。そして、第１,第２の室内熱交換器２１,２２で凝縮した冷媒は、電動膨張弁１３で減圧された後に室外熱交換器１４に入る。室外熱交換器１４で蒸発した冷媒が四路切換弁１２およびアキュムレータ１５を介して圧縮機１１の吸入側に戻る(暖房サイクル)。
こうして、上記圧縮機１１と第１,第２の室内熱交換器２１,２２と電動膨張弁１３と室外熱交換器１４およびアキュムレータ１５で構成された冷媒回路を冷媒が循環し、凝縮器として機能する第１,第２の室内熱交換器２１,２２を介して室内ファン２４により室内空気を循環させて室内を暖房する。
＜正サイクルデフロスト運転＞
暖房運転時において、室外熱交換器１４の温度低下を検出する温度センサ(図示せず)等により室外熱交換器１４の着霜が検出されると、暖房運転を終了して、室外熱交換器１４に付着した霜を融解させる正サイクルデフロスト運転を開始する。なお、室外熱交換器１４に付着した霜が融解した後は、正サイクルデフロスト運転を終了して暖房運転に復帰する。なお、室外熱交換器１４に付着した霜が融解したか否かは、室外熱交換器１４の温度や圧縮機１１の吐出冷媒温度などにより判定する。
ここで、正サイクルデフロスト運転とは、暖房運転時と同様に、四路切換弁１２が図１の実線で示される暖房サイクルの状態で、圧縮機１１と第１,第２の室内熱交換器２１,２２と電動膨張弁１３と室外熱交換器１４の順に冷媒を循環させることにより、室外熱交換器１４を除霜する運転である。
この正サイクルデフロスト運転において、室内機２の電磁弁２３を閉じることにより、冷媒回路に充填された冷媒のうちの余剰冷媒が第２の室内熱交換器２２に溜まり、残りの冷媒が第１の室内熱交換器２１を通過して冷媒回路を循環する。室内機２の電磁弁２３は、制御装置(室外制御部１０,室内制御部２０)により制御されて、正サイクルデフロスト運転中に第２の室内熱交換器２２に貯める冷媒量を調整する。
図２は、上記空気調和機の暖房運転時のモリエル線図を示し、図３は、上記空気調和機の正サイクルデフロスト運転時のモリエル線図を示している。図２,図３において、縦軸は圧力[MPa]を表し、横軸はエンタルピー[kJ/kg]を表す。
図２,図３に示す曲線の内側が湿り蒸気であり、曲線(飽和液線)の左側が過冷却液であり、曲線(飽和蒸気線)の右側が過熱蒸気である。ここで、図２,図３に示すＡからＢが圧縮行程、ＢからＣが凝縮行程、ＣからＤが膨張行程、ＤからＡが蒸発行程である。なお、図２の凝縮行程のＢＣ間において、飽和蒸気線上の点Ｔ１は露点であり、曲線(飽和液線)上の点Ｔ２は沸点である。凝縮行程のＣでは、過冷却液(ＳＣ)になった状態である。
このように、暖房運転時と正サイクルデフロスト運転時のモリエル線図から分かるように、暖房運転では、冷媒量が例えば１３００ｇを必要とするのに対して、正サイクルデフロスト運転では、図２に示すように、必要とする冷媒量が例えば２００ｇと少なくなり、余剰冷媒が１１００ｇも生じる。
上記空気調和機では、正サイクルデフロスト運転において、室内機２の電磁弁２３を閉じて、余剰冷媒を第２の室内熱交換器２２を貯めることによって、正サイクルデフロスト運転中に湿り運転にならないため、吐出温度を高くすることができ、第１の室内熱交換器２１を通過するガス冷媒が二相域までならなので、室外熱交換器１４の入口温度を高くできる。
このようにして、上記空気調和機では、正サイクルデフロスト運転において、余剰冷媒による圧縮機１１の液圧縮などを防ぐと共に、余剰冷媒により湿り運転となって除霜性能が低下することがないようにできる。
したがって、上記構成の空気調和機(ヒートポンプ装置)では、圧縮機１１の信頼性および除霜性能を向上できる。
また、貯留部として、第１の室内熱交換器２１に並列に接続された第２の室内熱交換器２２(第２の利用側熱交換器)を用いることにより、別に貯留部を設けることなく、室内熱交換器(利用側熱交換器)を二分割して一方を貯留部として用いるので、構成が簡略化でき、コストを低減できる。
なお、上記第１実施形態では、流量調整部として電磁弁２３を用いたが、開度を調整可能な電動膨張弁などを流量調整部として用いてもよい。このようにする場合、上記電動膨張弁は、正サイクルデフロスト運転中に、閉じるかまたは開度を絞るように制御させるようにしてもよい。
また、上記第１実施形態では、室内熱交換器(利用側熱交換器)を二分割して一方を貯留部として用いたが、利用側熱交換器を３以上に分割して一部を貯留部として用いてもよい。
〔第２実施形態〕
図４は、本開示の第２実施形態のヒートポンプ装置の一例としての空気調和機の冷媒回路の回路図である。この第２実施形態の空気調和機は、電動膨張弁１２３を除いて第１実施形態の空気調和機と同一の構成をしている。
上記第２実施形態の空気調和機では、第２の室内熱交換器２２の電動膨張弁１３側(連絡配管Ｌ１側)のポートに電動膨張弁１２３が配設されている。電動膨張弁１２３は、流量調整部の一例である。第２の室内熱交換器２２は、貯留部の一例であり、圧縮機１１の正サイクルデフロスト運転における冷媒流れの下流側、かつ、電動膨張弁１３の正サイクルデフロスト運転における冷媒流れの上流側に位置する。電動膨張弁１２３は、制御装置(室外制御部１０,室内制御部２０)により制御されて、正サイクルデフロスト運転中に第２の室内熱交換器２２に貯める冷媒量を調整する。
上記空気調和機では、正サイクルデフロスト中に、吸入冷媒温度センサＴ１４により検出された圧縮機１１の吸入冷媒温度と室外熱交換器温度センサＴ１１により検出された室外熱交換器１４(熱源側熱交換器)の温度との温度差が大きいほど電動膨張弁１２３(流量調整部)の開度が大きくなる一方、上記温度差が小さいほど電動膨張弁１２３の開度が小さくなるように、制御装置(室外制御部１０,室内制御部２０)により電動膨張弁１２３を制御する。これにより、室外熱交換器１４の除霜に必要な熱量を確保することができ、除霜性能をさらに向上できる。
あるいは、正サイクルデフロスト運転中に、吐出冷媒温度センサＴ１３により検出された圧縮機１１の吐出冷媒温度が高いほど電動膨張弁１２３の開度が大きくなる一方、上記吐出冷媒温度が低いほど電動膨張弁１２３の開度が小さくなるように、制御装置(室外制御部１０,室内制御部２０)により電動膨張弁１２３を制御してもよい。これにより、室外熱交換器１４の除霜に必要な熱量を確保することができ、除霜性能をさらに向上できる。
上記第２実施形態の空気調和機は、第１実施形態の空気調和機と同様の効果を有する。
また、上記第２実施形態では、室内熱交換器(利用側熱交換器)を二分割して一方を貯留部として用いたが、利用側熱交換器を３以上に分割して一部を貯留部として用いてもよい。
〔第３実施形態〕
図５は、本開示の第３実施形態のヒートポンプ装置の一例としての空気調和機の冷媒回路の回路図である。この第３実施形態の空気調和機は、バイパス回路Ｌ３と電磁弁１７とを除いて第１実施形態の空気調和機と同一の構成をしている。
上記空気調和機は、圧縮機１１の吐出ポート側と吸入ポート側とを接続するバイパス回路Ｌ３と、バイパス回路Ｌ３に配設された電磁弁１７とを備える。電磁弁１７は、バイパス回路用流量調整部の一例である。また、電磁弁１７は、室外制御部１０により制御され、正サイクルデフロスト運転以外では閉じている。
上記第３実施形態の空気調和機によれば、圧縮機１１の吐出ポート側と吸入ポート側とを接続するバイパス回路Ｌ３に配設された電磁弁１７を室外制御部１０により制御して、正サイクルデフロスト運転中に電磁弁１７を開くことによって、圧縮機１１への液バックや高圧の低下などを抑制することができる。
また、上記第３実施形態の空気調和機は、第１実施形態の空気調和機と同様の効果を有する。
なお、上記第３実施形態では、流量調整部として電磁弁２３を用いたが、第２実施形態と同様に、開度を調整可能な電動膨張弁などを流量調整部として用いてもよい。
また、上記第３実施形態では、室内熱交換器(利用側熱交換器)を二分割して一方を貯留部として用いたが、利用側熱交換器を３以上に分割して一部を貯留部として用いてもよい。
〔第４実施形態〕
図６は、本開示の第４実施形態のヒートポンプ装置の一例としての空気調和機の冷媒回路の回路図である。この第４実施形態の空気調和機は、貯留部として冷媒容器１８を用いた点で第１実施形態の空気調和機と相違する。
この第４実施形態の空気調和機は、図６に示すように、室外機１０１と、その室外機１０１に連絡配管Ｌ１,Ｌ２を介して接続された室内機１０２を備える。
室外機１０１は、室外制御部１０と、圧縮機１１と、四路切換弁１２と、電動膨張弁１３と、室外熱交換器１４と、アキュムレータ１５と、室外ファン１６とを有する。また、室外ファン１６は、室外熱交換器１４に外気を供給する。
また、室外機１０１は、室外熱交換器１４の温度を検出する室外熱交換器温度センサＴ１１と、外気温度を検出する外気温度センサＴ１２と、圧縮機１１の吐出冷媒温度を検出する吐出冷媒温度センサＴ１３と、圧縮機１１の吸入冷媒温度を検出する吸入冷媒温度センサＴ１４とを備えている。
また、室内機１０２は、室内制御部２０と、室内熱交換器１２１と、電磁弁２３と、室内ファン２４と、室内温度を検出する室内温度センサＴ２１を有する。室内ファン２４は、室内熱交換器１２１を介して室内空気を循環させる。また、室内熱交換器１２１は利用側熱交換器の一例である。
上記圧縮機１１の吐出側が四路切換弁１２の第１ポート１２ａに接続されている。四路切換弁１２の第２ポート１２ｂが連絡配管Ｌ２を介して室内熱交換器１２１の一端に接続されている。室内熱交換器１２１の他端が連絡配管Ｌ１を介して電動膨張弁１３の一端に接続されている。電動膨張弁１３の他端が室外熱交換器１４の一端に接続され、室外熱交換器１４の他端が四路切換弁１２の第３ポート１２ｃに接続されている。そして、四路切換弁１２の第４ポート１２ｄがアキュムレータ１５を介して圧縮機１１の吸入側に接続されている。
上記圧縮機１１と四路切換弁１２と室内熱交換器１２１と室外熱交換器１４と電動膨張弁１３と室外熱交換器１４およびアキュムレータ１５を環状に接続することで冷媒回路を構成している。
さらに、上記空気調和機は、室内熱交換器１２１(利用側熱交換器)と電動膨張弁１３との間の配管に並列に接続された冷媒容器１８と、冷媒容器１８の電動膨張弁１３側のポートを開閉する電磁弁１９Ａ(第１の流量調整部)と、冷媒容器１８の室内熱交換器１２１側のポートを開閉する電磁弁１９Ｂ(第２の流量調整部)と、室内熱交換器１２１と電動膨張弁１３との間の配管に、冷媒容器１８と並列に接続された電磁弁１９Ｃ(第３の流量調整部)を備える。電磁弁１９Ａは、冷媒容器１８(貯留部)と電動膨張弁１３(膨張機構)との間に配設された流量調整部の一例である。冷媒容器１８は、貯留部の一例であり、圧縮機１１の正サイクルデフロスト運転における冷媒流れの下流側、かつ、電動膨張弁１３の正サイクルデフロスト運転における冷媒流れの上流側に位置する。また、電磁弁１９Ａ(第１の流量調整部)は、制御装置(室外制御部１０,室内制御部２０)により制御されて、正サイクルデフロスト運転中に冷媒容器１８に貯める冷媒量を調整する。
上記構成の空気調和機において、暖房運転中は、電磁弁１９Ａ,１９Ｂを閉じ、電磁弁１９Ｃを開いており、冷媒容器１８内に冷媒はほとんどない状態である。
次に、正サイクルデフロスト運転を開始する直前に、電磁弁１９Ａ,１９Ｂを開き、電磁弁１９Ｃを閉じることによって、冷媒容器１８を介して冷媒が流れる。
そして、正サイクルデフロスト運転中は、電磁弁１９Ｂ,１９Ｃを開き、電磁弁１９Ａを閉じる。これにより、余剰冷媒が冷媒容器１８に貯まる。
そして、正サイクルデフロスト運転の終了時には、電磁弁１９Ａ,１９Ｃを開き、電磁弁１９Ｂを閉じる。
上記空気調和機では、正サイクルデフロスト運転中、電磁弁１９Ａ(第１の流量調整部)を閉じて冷媒容器１８の電動膨張弁１３側のポートから流出する冷媒の流量をゼロにした状態で、電磁弁１９Ｂ(第２の流量調整部)を開いて冷媒容器１８の室内熱交換器１２１側のポートを開くことによって、冷媒容器１８に余剰冷媒を貯めることができる。また、冷房運転や暖房運転では、電磁弁１９Ｂを閉じることで、冷媒容器１８内に冷媒が貯まらないようにすることが可能になる。
また、正サイクルデフロスト運転を開始する所定時間前から正サイクルデフロスト運転を開始するまでの期間、電磁弁１９Ａ,１９Ｂを開いた状態で電磁弁１９Ｃ(第３の流量調整部)を閉じることにより、冷媒容器１８のみを介して冷媒を流し、正サイクルデフロスト運転の開始時に、電磁弁１９Ａを閉じて冷媒容器１８の電動膨張弁１３側のポートから流出する冷媒の流量をゼロにした状態で電磁弁１９Ａ,１９Ｂを開くことにより、冷媒容器１８内に余剰冷媒を確実に貯めることができる。
なお、上記第４実施形態では、第１〜第３の流量調整部としての電磁弁１９Ａ,１９Ｂ,１９Ｃを備えた空気調和機について説明したが、第１の流量調整部のみを備えた空気調和機においても、正サイクルデフロスト運転中に第１の流量調整部を閉じることよって、冷媒容器に余剰冷媒を貯めることが可能である。
また、第１,第２の流量調整部のみを備えた空気調和機においても、正サイクルデフロスト運転中に、第１の流量調整部を閉じ、第２の流量調整部を開くことよって、冷媒容器に余剰冷媒を貯めることが可能である。この場合、正サイクルデフロスト運転以外の運転において、第２の流量調整部を閉じることにより、冷媒容器に冷媒を貯めないようにできる。
上記第４実施形態の空気調和機は、第１実施形態の空気調和機と同様の効果を有する。
なお、上記第４実施形態では、流量調整部として電磁弁１９Ａを用いたが、開度を調整可能な電動膨張弁などを流量調整部として用いてもよい。
〔第５実施形態〕
図７は、本開示の第５実施形態のヒートポンプ装置の一例としての空気調和機の冷媒回路の回路図である。この第５実施形態の空気調和機は、電動膨張弁１１９Ａを除いて第４実施形態の空気調和機と同一の構成をしている。
上記第２実施形態の空気調和機では、第４実施形態の電磁弁１９Ａの代わりに冷媒容器１８の電動膨張弁１３側のポートに流れる冷媒の流量を調整する電動膨張弁１１９Ａを備える。電動膨張弁１１９Ａは、流量調整部の一例である。
上記空気調和機では、正サイクルデフロスト中に、吸入冷媒温度センサＴ１４により検出された圧縮機１１の吸入冷媒温度と室外熱交換器温度センサＴ１１により検出された室外熱交換器１４(熱源側熱交換器)の温度との温度差が大きいほど電動膨張弁１１９Ａ(流量調整部)の開度が大きくなる一方、上記温度差が小さいほど電動膨張弁１１９Ａの開度が小さくなるように、制御装置(室外制御部１０,室内制御部２０)により電動膨張弁１２３を制御する。これにより、室外熱交換器１４の除霜に必要な熱量を確保することができ、除霜性能をさらに向上できる。
あるいは、正サイクルデフロスト運転中に、吐出冷媒温度センサＴ１３により検出された圧縮機１１の吐出冷媒温度が高いほど電動膨張弁１１９Ａの開度が大きくなる一方、上記吐出冷媒温度が低いほど電動膨張弁１１９Ａの開度が小さくなるように、制御装置(室外制御部１０,室内制御部２０)により電動膨張弁１１９Ａを制御してもよい。これにより、室外熱交換器１４の除霜に必要な熱量を確保することができ、除霜性能をさらに向上できる。
上記第１〜第５実施形態では、ヒートポンプ装置として空気調和機を説明したが、ヒートポンプ装置はこれに限らず、給湯装置などの他の装置にこの発明を適用してもよい
本開示の具体的な実施の形態について説明したが、本開示は上記第１〜第５実施形態に限定されるものではなく、本開示の範囲内で種々変更して実施することができる。例えば、上記第１〜第５実施形態で記載した内容を適宜組み合わせたものを、本開示の一実施形態としてもよい。
１,１０１…室外機
２,１０２…室内機
１０…室外制御部
１１…圧縮機
１２…四路切換弁
１３…電動膨張弁
１４…室外熱交換器(熱源側熱交換器)
１５…アキュムレータ
１６…室外ファン
１７…電磁弁
１８…冷媒容器
１９Ａ…電磁弁(第１の流量調整部)
１９Ｂ…電磁弁(第２の流量調整部)
１９Ｃ…電磁弁(第３の流量調整部)
２０…室内制御部
２１…第１の室内熱交換器(利用側熱交換器)
２２…第２の室内熱交換器(第２の利用側熱交換器、貯留部)
２３…電磁弁(流量調整部)
２４…室内ファン
１２３,１１９Ａ…電動膨張弁(流量調整部)
１２１…室内熱交換器(利用側熱交換器)
Ｌ１,Ｌ２…連絡配管
Ｌ３…バイパス回路
Ｔ１１…室外熱交換器温度センサ
Ｔ１２…外気温度センサ
Ｔ１３…吐出冷媒温度センサ
Ｔ１４…吸入冷媒温度センサ
Ｔ２１…室内温度センサ

Claims (8)

  1. 圧縮機(１１)、利用側熱交換器(２１,１２１)、膨張機構(１３)および熱源側熱交換器(１４)が環状に接続された冷媒回路と、
    上記圧縮機(１１)と上記膨張機構(１３)との間に配設され、正サイクルデフロスト運転中に冷媒を貯めるための貯留部(２２,１８)と、
    上記貯留部(２２,１８)と上記膨張機構(１３)との間に配設され、上記正サイクルデフロスト運転中に上記貯留部(２２,１８)に貯める冷媒量を調整する流量調整部(２３,１２３，１９Ａ,１１９Ａ)と、
    上記圧縮機(１１)と上記流量調整部(２３,１２３，１９Ａ,１１９Ａ)とを制御する制御装置(１０,２０)と
    を備えることを特徴とするヒートポンプ装置。
  2. 請求項１に記載のヒートポンプ装置において、
    上記貯留部(２２)は、上記利用側熱交換器(２１)に並列に接続された第２の利用側熱交換器(２２)であり、
    上記制御装置(１０,２０)は、上記正サイクルデフロスト運転中に上記第２の利用側熱交換器(２２)の上記膨張機構(１３)側のポートから流出する冷媒の流量を絞るように、上記流量調整部(２３,１２３)を制御することにより、上記第２の利用側熱交換器(２２)に冷媒を貯めることを特徴とするヒートポンプ装置。
  3. 請求項１に記載のヒートポンプ装置において、
    上記貯留部(１８)は、上記利用側熱交換器(１２１)と上記膨張機構(１３)との間の配管に並列に接続された冷媒容器(１８)であり、
    上記流量調整部(１９Ａ)は、上記冷媒容器(１８)の上記膨張機構(１３)側のポートから流出する冷媒の流量を絞る第１の流量調整部(１９Ａ,１１９Ａ)であることを特徴とするヒートポンプ装置。
  4. 請求項３に記載のヒートポンプ装置において、
    上記冷媒容器(１８)の上記利用側熱交換器(１２１)側のポートを開閉する第２の流量調整部(１９Ｂ)を備え、
    上記制御装置(１０,２０)は、上記正サイクルデフロスト運転中、上記第１の流量調整部(１９Ａ,１１９Ａ)により上記冷媒容器(１８)の上記膨張機構(１３)側のポートから流出する冷媒の流量を絞った状態で、上記第２の流量調整部(１９Ｂ)を開くことを特徴とするヒートポンプ装置。
  5. 請求項４に記載のヒートポンプ装置において、
    上記利用側熱交換器(１２１)と上記膨張機構(１３)との間の配管に、上記冷媒容器(１８)と並列に接続された第３の流量調整部(１９Ｃ)を備え、
    上記制御装置(１０,２０)は、上記正サイクルデフロスト運転を開始する所定時間前から上記正サイクルデフロスト運転を開始するまでの期間は、上記第１,第２の流量調整部(１９Ａ,１１９Ａ,１９Ｂ)を開いた状態で上記第３の流量調整部(１９Ｃ)を閉じ、上記正サイクルデフロスト運転中は、上記第１の流量調整部(１９Ａ,１１９Ａ)により上記冷媒容器(１８)の上記膨張機構(１３)側のポートから流出する冷媒の流量を絞った状態で上記第２,第３の流量調整部(１９Ｂ,１９Ｃ)を開くことを特徴とするヒートポンプ装置。
  6. 請求項１から５までのいずれか１つに記載のヒートポンプ装置において、
    上記圧縮機(１１)の吐出ポート側と吸入ポート側とを接続するバイパス回路(Ｌ３)と、
    上記バイパス回路(Ｌ３)に配設され、上記制御装置(１０,２０)により制御されるバイパス回路用流量調整部(１７)と
    を備えることを特徴とするヒートポンプ装置。
  7. 請求項１から６までのいずれか１つに記載のヒートポンプ装置において、
    上記制御装置(１０,２０)は、上記正サイクルデフロスト運転中に、上記圧縮機(１１)の吸入冷媒温度と上記熱源側熱交換器(１４)の温度との温度差が大きいほど上記流量調整部(１２３,１１９Ａ)の開度が大きくなる一方、上記温度差が小さいほど上記流量調整部(１２３,１１９Ａ)の開度が小さくなるように、上記流量調整部(１２３,１１９Ａ)を制御することを特徴とするヒートポンプ装置。
  8. 請求項１から６までのいずれか１つに記載のヒートポンプ装置において、
    上記制御装置(１０,２０)は、上記正サイクルデフロスト運転中に、上記圧縮機(１１)の吐出冷媒温度が高いほど上記流量調整部(１２３,１１９Ａ)の開度が大きくなる一方、上記圧縮機(１１)の吐出冷媒温度が低いほど上記流量調整部(１２３,１１９Ａ)の開度が小さくなるように、上記流量調整部(１２３,１１９Ａ)を制御することを特徴とするヒートポンプ装置。
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