JP5653451B2 - ヒートポンプ式給湯装置 - Google Patents

Description

本発明は、冷媒を循環させるヒートポンプを利用したヒートポンプ式給湯装置に関し、特に低外気温（たとえば、０°以下）であっても蒸発器として機能する熱交換器に付着した霜を除去する除霜運転を実行するヒートポンプ式給湯装置に関するものである。

従来から、冷媒を循環させるヒートポンプを利用し、蒸発器に付着した霜を除去する除霜運転を実行可能にしたヒートポンプ式給湯装置が存在している。そのようなものとして、「水を加熱して湯を生成する水熱交換器を組み込んだ冷凍サイクルを備えるヒートポンプ給湯装置の制御方法において、外気温度が予め定めた温度以下の場合に、水熱交換器で生成される湯の設定上限温度を規制するヒートポンプ給湯装置の制御方法」が提案されている（たとえば、特許文献１参照）。

特許文献１に記載の技術では、圧縮機からの吐出冷媒（ホットガス）を熱源側熱交換器に導くことで熱源側熱交換器に付着した霜を溶解するようにした除霜運転が行われるようになっている。通常の除霜運転実行中において、水温が低下、または、水熱交換器温度が低下となったら水熱交換器が凍結するおそれがあると判断し、バイパス回路を開放することで、水熱交換器に冷媒を流さない、あるいは、水熱交換器とは並列にバイパス回路に冷媒を流し、水熱交換器への冷媒の循環量を低減することで水熱交換器の凍結を防止するようにしていた。そして、外気温度が予め定めた所定温度（たとえば、−５℃）以下となった場合に、希望する湯の上限温度を下げていた（たとえば、６５℃→５８℃）。

特開２００９−４１８６０号公報（たとえば、第７頁、第１図等）

特許文献１に記載の技術は、圧縮機の負担を軽減する目的で、外気温度が予め定めた所定温度以下となった場合に、水熱交換器で生成される湯の設定上限温度を規制するようになっていた。このようにすると、貯湯槽内の湯温が６０℃を下回ることになり、レジネオラ症予防で必要な貯湯槽内の湯温６０℃を保てなくなる可能性があった。レジオネラ菌等の繁殖を抑えるための貯湯槽内に蓄えられる湯の推奨温度は６０℃以上である。

本発明は、上記のよう課題を解決するためになされたもので、低外気時（たとえば、外気温度が０℃以下となるような時）であっても必要とされる湯温（たとえば、６５℃）を保てるようにし、かつ、蒸発器の除霜運転を効率的に実施できるヒートポンプ式給湯装置を提供することを目的とするものである。

本発明に係るヒートポンプ給湯装置は、圧縮機、流路切替装置、水熱交換器、絞り装置、及び、蒸発器を配管接続した主回路を有し、前記流路切替装置により冷媒の流れを切り替えて前記圧縮機からの吐出冷媒を前記蒸発器に流入させてリバース除霜運転を実行するヒートポンプ給湯装置であって、前記圧縮機のシェル温度を検出するシェル温度センサーと、前記圧縮機に吸入される冷媒の低圧圧力を検出する低圧センサーと、を備え、前記蒸発器の下部に位置するパス以外のパスに前記圧縮機からの吐出冷媒を導通させて前記リバース除霜運転を実行し、前記リバース除霜運転の終了後、前記圧縮機と前記流路切替装置との間で分岐して前記水熱交換器と並列になるように前記蒸発器の下部に位置するパスに前記吐出冷媒を導通させるホットガス除霜運転を実行し、前記ホットガス除霜運転の実行後、所定時間が経過せず且つ前記圧縮機のシェル温度から前記低圧圧力に対応する低圧圧力飽和温度を減じた温度が所定値以下であるとき、前記ホットガス除霜運転を終了するものである。

本発明に係るヒートポンプ給湯装置は、リバース除霜運転の終了後、外気温度が所定温度以下であり、かつ、所定時間の経過又は圧縮機のシェル温度と低圧圧力飽和温度との差が所定値以下であるとき、圧縮機からの吐出冷媒を、圧縮機と流路切替装置との間で分岐し、水熱交換器と並列になるように蒸発器の下部に位置するパスに所定時間が経過するまで導通させるので、低外気時であっても必要とされる湯温（たとえば、６５℃）を保てることができ、給湯運転時において、蒸発器の下部に位置するパスに冷媒を溜めないようにでき、除霜運転時に冷媒量不足により、霜取の加熱能力が低下せず、効率的に除霜運転を実行することができる。

本発明の実施の形態に係るヒートポンプ給湯装置の冷媒回路構成の一例を示す冷媒回路図である。 本発明の実施の形態に係るヒートポンプ給湯装置の蒸発器のパスパターンの一例を概略的示す模式図である。 本発明の実施の形態に係るヒートポンプ装置の除霜運転時における制御動作の流れを示すフローチャートである。 本発明の実施の形態に係るヒートポンプ給湯装置の冷媒回路構成の他の一例を示す冷媒回路図である。

以下、本発明の実施の形態を図面に基づいて説明する。
図１は、本発明の実施の形態に係るヒートポンプ給湯装置１００の冷媒回路構成の一例を示す冷媒回路図である。図１に基づいて、ヒートポンプ給湯装置１００の回路構成の一例について説明する。このヒートポンプ給湯装置１００は、冷媒を循環させる冷凍サイクル（ヒートポンプサイクル）を利用して、給湯運転を行なうものである。なお、図１を含め、以下の図面では各構成部材の大きさの関係が実際のものとは異なる場合がある。

図１に示すように、ヒートポンプ給湯装置１００は、圧縮機１、流路切替弁としての四方弁２、水熱交換器３（たとえば、冷媒回路を循環する冷媒と水回路を循環する水等の熱媒体とで熱交換する負荷側熱交換器）、受液器６、二重管熱交換器７、絞り装置１１及び蒸発器１３を冷媒配管２０で配管接続した冷媒回路を主回路として備えている。つまり、主回路を冷媒が循環することによって、ヒートポンプ給湯装置１００は給湯運転することができるようになっているのである。

また、ヒートポンプ給湯装置１００は、受液器６の出口側の液配管を分岐して、二重管熱交換器７の二次側を介して圧縮機１に導くインジェクション管２１を備えている。これにより、寒冷地においても加熱能力の低下を抑制することができるようになっている。インジェクション管２１の分岐点と二重管熱交換器７との間にはインジェクション用電子膨張弁８が設けられている。二重管熱交換器７と圧縮機１との間のインジェクション管２１にはインジェクション用電磁弁９が設けられている。さらに、ヒートポンプ給湯装置１００は、水熱交換器３の出口側の冷媒配管２０を分岐して、二重管熱交換器７の出口側に接続する第１バイパス管２３を備えている。この第１バイパス管２３には、第１逆止弁１０が設けられている。

また、ヒートポンプ給湯装置１００は、絞り装置１１を迂回させる第２バイパス管２４を備えている。この第２バイパス管２４には、第２逆止弁１２が設けられている。さらに、ヒートポンプ給湯装置１００は、圧縮機１からの吐出冷媒（ホットガス）を蒸発器１３に導くためのホットガス導通管２２を備えている。このホットガス導通管２２には、ホットガス用電磁弁１４が設けられている。なお、圧縮機１の吐出部には高圧センサー１５が、圧縮機１の吸入部には低圧センサー１６が、圧縮機１の下部にはシェル温度センサー１７が、蒸発器１３の近傍には外気温度センサー１８が、それぞれ設けられている。

圧縮機１は、吸入部、インジェクション管２１、ホットガス導通管２２から吸入される冷媒を圧縮して高温・高圧の状態にするものである。圧縮機１は、たとえばインバーターにより回転数が制御可能な容量制御タイプで構成するとよい。圧縮機１は、インジェクション管２１を流れる冷媒を圧縮機１内の圧縮室内にインジェクション（注入）することができる構造となっている。また、圧縮機１は、ホットガス導通管２２を流れる冷媒を圧縮機１内の圧縮室内に流入することができる構造となっている。

四方弁２は、リバース除霜運転時と給湯運転時とで冷媒の流れを切り替えるものである。水熱交換器３は、冷媒に蓄えられた温熱を水回路側に受け渡すものである。この水熱交換器３に接続する水回路の入口を水回路入口４と、水回路の出口を水回路出口５と、それぞれ称するものとする。水回路入口４及び水回路出口５は、図示省略の貯湯槽に接続され、水回路を構成している。なお、貯湯槽には、水熱交換器３で沸きあげられた湯が蓄えられるようになっている。

受液器６は、水熱交換器３の出口側に設けられ、余剰な冷媒を蓄えるものである。二重管熱交換器７、受液器６から流出し、インジェクション管２１を流れる冷媒と冷媒配管２０を流れる冷媒とで熱交換を行なうものである。この二重管熱交換器７は、受液器６から流出した液冷媒が流れる液配管（液配管２０ａと称する）と、液配管２０ａの配管径よりも大きい配管径を有し、液配管２０ａを覆うように配置されているインジェクション管２１と、インジェクション管２１の配管径よりも配管径が大きく閉空間を形成する配管部（図示省略）と、で構成されている。なお、二重管熱交換器７の液配管２０ａ側を一次側、インジェクション管２１側を二次側と称して説明するものとする。

絞り装置１１は、減圧弁や膨張弁としての機能を有し、冷媒を減圧して膨張させるものである。この絞り装置１１は、たとえば開度が可変に制御可能な電子式膨張弁等で構成するとよい。蒸発器１３は、図示省略のファン等から供給される空気（外気）と冷媒との間で熱交換を行なって冷媒を蒸発ガス化するものである。冷媒配管２０は、各要素機器を連結するものである。なお、液配管２０ａ、インジェクション管２１、ホットガス導通管２２、第１バイパス管２３、及び、第２バイパス管２４は、それぞれが冷媒配管２０の一部を構成している。

インジェクション用電子膨張弁８は、インジェクション管２１を流れる冷媒を減圧して膨張させるものである。このインジェクション用電子膨張弁８は、たとえば開度が可変に制御可能な電子式膨張弁等で構成するとよい。インジェクション用電磁弁９は、開閉が制御され、インジェクション管２１への冷媒の流入を調整するものである。第１逆止弁１０は、冷媒の流れを一方向（絞り装置１１から水熱交換器３側に向けて）に許容するものである。第２逆止弁１２は、冷媒の流れを一方向（蒸発器１３から第１バイパス管２３の入口側に向けて）に許容するものである。ホットガス用電磁弁１４は、開閉が制御され、ホットガス導通管２２への冷媒の流入を調整するものである。

高圧センサー１５は、圧縮機１から吐出された冷媒の圧力を検出するものである。低圧センサー１６は、圧縮機１に吸入される冷媒の圧力を検出するものである。シェル温度センサー１７は、圧縮機１のシェル温度を検出するものである。外気温度センサー１８は、蒸発器１３と熱交換する外気の温度を検出するものである。これらのセンサーで検出された情報（圧力情報、温度情報）は、制御装置５０に送られ、圧縮機１の駆動周波数や、四方弁２の切り替え、絞り装置１１の開度、インジェクション用電子膨張弁８の開度、インジェクション用電磁弁９の開閉、ホットガス用電磁弁１４の開閉等に利用されるようになっている。

図２は、ヒートポンプ給湯装置１００の蒸発器１３のパスパターンの一例を概略的示す模式図である。図２に基づいて、蒸発器１３について更に詳しく説明する。図２に示すように、蒸発器１３は、入口側に設けられている入口ヘッダー３１で冷媒が複数パスに分岐され流入し、複数パスから流出した冷媒が出口側に設けられている出口ヘッダー３２で合流するようになっている。図２では、蒸発器１３のパスがパス３０ａ〜パス３０ｈつまり８分岐されている状態を図示している。

ただし、蒸発器１３の最下段のパス３３は、他のパス（パス３１ａ〜パス３１ｈ）とは連通されていない。つまり、パス３３は、入口ヘッダー３１及び出口ヘッダー３２に連通していないのである。このパス３３は、別配管（ホットガス導通管２２）を介して入口側がホットガス用電磁弁１４と出口側が圧縮機１の吸入部と連通されている。したがって、給湯運転時（加熱運転時）には、ホットガス用電磁弁１４が閉制御されるため、冷媒が流れない状態になっている。なお、蒸発器１３の下方には、ユニットベース３４が設けられている。つまり、蒸発器１３は、ユニットベース３４上に配置されている。また、図２では、好適な例として、最下段に位置しているパス３３の１つが他のパス（パス３１ａ〜３１ｈ）と連通していない状態を例に示しているが、蒸発器１３の下部（蒸発器１３の高さ方向中心から下側）にある複数段のパスをパス３３と同様に機能させてもよい。

ヒートポンプ給湯装置１００を構成している冷媒回路を循環する冷媒としては、たとえばＲ−２２、Ｒ−１３４ａ、Ｒ−３２等の単一冷媒、Ｒ−４１０Ａ、Ｒ−４０４Ａ等の擬似共沸混合冷媒、Ｒ−４０７Ｃ等の非共沸混合冷媒、化学式内に二重結合を含み化学式がＣ₃Ｈ₂Ｆ₄ で表され地球温暖化係数が比較的小さい値とされている冷媒であるテトラフルオロプロペン（ＨＦＯ−１２３４ｙｆやＨＦＯ−１２３４ｚｅ）やその混合物、あるいはＣＯ₂ やプロパン等の自然冷媒を用いることができる。なお、地球環境面を考慮すると、温暖化係数が小さいＲ−３２やＲ−３２とテトラフルオロプロペン（ＨＦＯ−１２３４ｙｆやＨＦＯ−１２３４ｚｅ）を含む混合冷媒等を使用することが望ましい。また、高温出湯（たとえば、６５℃を貯湯槽に蓄える）の要求に応えるためには、Ｒ４０７Ｃ、Ｒ１３４ａ、ＨＦＯ−１２３４ｙｆ、ＨＦＯ−１２３４ｚｅ等の冷媒が特に望ましい。

ここで、ヒートポンプ給湯装置１００の動作について説明する。
［給湯運転］
給湯運転時は、圧縮機１から吐出された冷媒が四方弁２を経由し、水熱交換器３に導かれる。水熱交換器３に流入した冷媒は、水回路入口４から流入した水等の熱媒体と熱交換し、その水を加熱する。そして、加熱された熱媒体（ここでは湯）が水回路出口５から貯湯槽に導かれ、蓄えられる。なお、貯湯槽からの配管が水回路入口４に連通しているため、水熱交換器３と貯湯槽との間を熱媒体が循環していることになる。

熱媒体を加熱した冷媒は、水熱交換器３から流出し、受液器６を経由した後、分岐され、一部が液配管２０ａに、残りがインジェクション管２１に、流入する。二重管熱交換器７では、液配管２０ａを流れる一次側の冷媒と、インジェクション管２１を流れ、インジェクション用電子膨張弁８で絞られた二次側の冷媒と、の間で熱交換が行なわれる。すなわち、二重管熱交換器７では、閉空間に導かれた液配管２０ａを流れる冷媒とインジェクション管２１を流れる冷媒との間で熱交換を行なうようなっている。そして、二次側の冷媒によって過冷却された液冷媒が絞り装置１１に導かれた後、蒸発器１３に流入する。

このとき蒸発器１３では、最下段のパス３３を除いたパス３０ａ〜パス３０ｈを冷媒が通過し、冷媒と外気との熱交換を行なう。外気と熱交換をした冷媒は、出口ヘッダー３２で合流され、四方弁２を介して圧縮機１に再度吸入される。また、給湯運転時においては、ホットガス用電磁弁１４が閉制御されており、蒸発器１３の最下段に位置するパス３３には冷媒が流れないようになっている。

インジェクション管２１に流入した冷媒は、インジェクション用電子膨張弁８を通過した後、二重管熱交換器７で一次側の液冷媒と熱交換する。この冷媒は、二重管熱交換器７を流出した後、インジェクションが必要なときに開制御されるインジェクション用電磁弁９を通過し、圧縮機１内の圧縮室の中間部（インジェクションポート）に導かれ、圧縮機１の吐出ガスを冷却する。

なお、寒冷地等で給湯運転を継続して実行していると、蒸発器１３に霜が付着することになる。蒸発器１３に付着した霜をそのままにしておくと、蒸発器１３の熱交換能力が低下することになる。そうなると、給湯運転において所望の能力が発揮できないことになってしまう。そこで、ヒートポンプ給湯装置１００においては、蒸発器１３に付着した霜を除去する除霜運転を適宜実行するようになっている。ヒートポンプ給湯装置１００が実行する除霜運転には、冷媒の流れを反転させて蒸発器１３に圧縮機１からの吐出冷媒を流入させるリバース除霜運転と、圧縮機１からの吐出冷媒（ホットガス）の一部を分岐して蒸発器１３に流入させるホットガス除霜運転と、の２種類がある。以下、除霜運転について詳細に説明する。

［除霜運転（リバース除霜運転＋ホットガス除霜運転）］
次に除霜運転時の冷媒回路について説明する。
リバース除霜運転時は、四方弁２を切り替えることにより、圧縮機１から吐出された冷媒が蒸発器１３に導かれる。このとき、蒸発器１３では、パス３３を除いた、パス３０ａ〜パス３０ｈを冷媒が通過し、蒸発器１３に付着した霜を溶解する。蒸発器１３に付着した霜と熱交換をした冷媒は、出口ヘッダー３２で合流され、第２バイパス管２４、第１バイパス管２３を流れ、絞り装置１１、二重管熱交換器７及び受液器６をバイパスし、水熱交換器３を通過し、四方弁２を介して圧縮機１に再度吸入される。リバース除霜運転時、水熱交換器３では熱媒体を循環させて、熱媒体が凍結しないようにしている。

また、リバース除霜運転が終了した後、ホットガス用電磁弁１４を開制御することでホットガス除霜運転が実行できる。こうすることで、給湯運転の冷媒回路と並列となるようにホットガス導通管２２に冷媒を流入させることが可能になる。つまり、ホットガス用電磁弁１４を開とすることで、圧縮機１から吐出された冷媒の一部が、圧縮機１と四方弁２との間から分岐し、ホットガス用電磁弁１４を経由し、蒸発器１３の最下段に位置するパス３３に流入し、圧縮機１から吐出された冷媒の一部が、四方弁２を介して水熱交換器３に流入する。パス３３に流入した冷媒は、蒸発器１３の最下段に付着した霜と熱交換を行なった後、蒸発器１３から流入し、圧縮機１の吸入側に導かれる。

図３は、除霜運転時（リバース除霜運転、ホットガス除霜運転）における制御動作の流れを示すフローチャートである。図３に基づいて、除霜運転時における制御動作について説明する。制御装置５０は、所定の条件（たとえば、圧縮機１の運転積算時間、外気温度の低下等）が満たされたと判断したとき、除霜運転を開始する（ステップＳ１０１）。制御装置５０は、まず四方弁２を切り替えて蒸発器１３のパス３０ａ〜パス３０ｈにホットガスを流すことでリバース除霜運転を実行する（ステップＳ１０２）。

制御装置５０は、所定の条件（たとえば、所定時間経過等）が満たされたと判断したとき、リバース除霜運転を終了する（ステップＳ１０３）。その後、制御装置は、外気温度が所定温度以下（たとえば０℃以下）であるかどうかを判断する（ステップＳ１０４）。外気温度が所定温度以下でない場合（ステップＳ１０４；ＮＯ）、制御装置５０は、四方弁２を切り替え、給湯運転を実行する（ステップＳ１１０）。

一方、外気温度が所定温度以下である場合（ステップＳ１０４；ＹＥＳ）、制御装置５０は、リバース除霜運転が終了してから所定時間（たとえば１０秒）が経過するまで待機する（ステップＳ１０５）。リバース除霜運転が終了してから所定時間が経過したとき（ステップＳ１０５；ＹＥＳ）、制御装置５０は、ホットガス用電磁弁１４を開制御して、ホットガス除霜運転を開始する（ステップＳ１０６）。このとき、所定時間待機するのは、リバース除霜運転が終了してから四方弁２を切り替えるが、四方弁２の前後における差圧等で確実に四方弁２が切り替わってから、ホットガス除霜運転に移行できるようにするためである。

制御装置５０は、ホットガス除霜運転を開始してから所定時間（たとえば５分程度）が経過したかどうかを判断する（ステップＳ１０７）。ホットガス除霜運転を開始してから所定時間が経過していると判断した場合（ステップＳ１０７；ＹＥＳ）、制御装置５０は、ホットガス除霜運転を終了し（ステップＳ１０８）、ホットガス用電磁弁１４を閉制御し、給湯運転に切り替える（ステップＳ１１０）。

一方、ホットガス除霜運転を開始してから所定時間が経過していないと判断した場合（ステップＳ１０７；ＮＯ）、制御装置５０は、液冷媒が圧縮機１に戻ってしまう可能性もあることから、シェル温度センサー１７で検出された圧縮機１のシェル温度と、低圧センサー１６により検出された低圧圧力を低圧圧力飽和ガス温度に換算し、（圧縮機シェル温度−低圧圧力飽和ガス温度）が所定値以下であるかどうかを判断する（ステップＳ１０９）。

（圧縮機シェル温度−低圧圧力飽和ガス温度）が所定値以下ではないと判断した場合（ステップＳ１０９；ＮＯ）、制御装置５０は、ホットガス除霜運転を開始してから所定時間が経過したかどうかの判断に戻る（ステップＳ１０７）。一方、（圧縮機シェル温度−低圧圧力飽和ガス温度）が所定値以下であると判断した場合（ステップＳ１０９；ＹＥＳ）、制御装置５０は、液バックの可能性があると判断し、ホットガス除霜運転を開始してから所定時間が経過していなくても、圧縮機１の保護のためホットガス除霜運転を終了する（ステップＳ１０８）。そして、ホットガス用電磁弁１４を閉制御し、給湯運転に切り替える（ステップＳ１１０）

低外気時、降雪時などにより、蒸発器１３に霜付が多い場合や蒸発器１３の下部を降雪が覆っているような場合は、冷媒が蒸発器１３の最下段に位置するパス３３に溜まり込むことがある。このような場合、除霜運転時にその冷媒が利用できずに冷媒量不足になり、加熱能力の低下になってしまうことがある。また、蒸発器１３の最下段に位置するパス３３は、ユニットベース３４の近傍に設けられているので、ユニットベース３４に溜まった降雪や冷えているユニットベース３４によって、除霜運転時において霜取に要する熱を奪われていた。

そこで、ヒートポンプ給湯装置１００においては、蒸発器１３をユニットベース３４の近傍の最下段に位置するパス３３と、その他のパス３０ａ〜パス３０ｈとを分離するようにしている。したがって、給湯運転時において、蒸発器１３の最下段に位置するパス３３に冷媒を溜めないようにしているため、除霜運転時に冷媒量不足により、霜取の加熱能力が低下しないことが可能となった。また、低外気時であっても、給湯能力の低下を抑制することができ、給湯温度を高いまま（たとえば６５℃）に維持することができる。したがって、貯湯槽内におけるレジオネラ菌等の繁殖を抑えることができる。

さらに、ヒートポンプ給湯装置１００は、蒸発器１３のパス３０ａ〜パス３０ｈを介してリバース除霜運転を実行してから、蒸発器１３の最下段に位置するパス３３にホットガスを流すようになっている。したがって、蒸発器１３の最下段に位置するパス３３以外の霜取時には、リバース除霜運転で溶解し、パス３３に滴下した水を余分に加熱することなく、かつ滴下した水に加熱力を奪われることなくホットガス除霜運転が実行できるようになった。このため、残氷の起点となる、蒸発器１３の下部とユニットベース３４との近傍をホットガス除霜運転で確実に霜取することが可能になる。

図４は、本発明の実施の形態に係るヒートポンプ給湯装置１００の冷媒回路構成の他の一例を示す冷媒回路図である。図４に基づいて、ヒートポンプ給湯装置１００の回路構成の他の一例について説明する。

ホットガス除霜運転を実行する場合、蒸発器１３の最下段の霜取中、圧縮機１に吸入される冷媒の低圧、及び、圧縮機１から吐出される冷媒の高圧が上昇する。そこで、図４では、蒸発器１３の設計圧力を低い値で維持するため、圧縮機１とホットガス用電磁弁１４との間に第１ホットガス絞り装置２５と、蒸発器１３のパス３３と圧縮機１の吸入との間に第２ホットガス絞り装置２６を設けるようにしている。

第１ホットガス絞り装置２５及び第２ホットガス絞り装置２６を設けることで、ホットガス除霜運転中であっても、圧縮機１に吸入される冷媒の低圧、及び、圧縮機１から吐出される冷媒の高圧が異常に上昇することがない。そのため、蒸発器１３の設計圧力を低い値で維持できるようになり、信頼性の更なる向上に寄与することができる。なお、図４では、第１ホットガス絞り装置２５及び第２ホットガス絞り装置２６がキャピラリーで構成されている状態を例に示しているが、これに限定するものでなく、膨張弁等のような絞り装置で構成するようにしてもよい。

なお、ヒートポンプ給湯装置１００の適用される目的・用途に応じて使用する冷媒や、水熱交換器３の台数、温度センサー及び圧力センサーの個数を決定するとよい。また、制御装置５０は、ヒートポンプ給湯装置１００を統括制御できるようなマイクロコンピュータ等で構成するとよい。

１ 圧縮機、２ 四方弁、３ 水熱交換器、４ 水回路入口、５ 水回路出口、６ 受液器、７ 二重管熱交換器、８ インジェクション用電子膨張弁、９ インジェクション用電磁弁、１０ 第１逆止弁、１１ 絞り装置、１２ 第２逆止弁、１３ 蒸発器、１４ ホットガス用電磁弁、１５ 高圧センサー、１６ 低圧センサー、１７ シェル温度センサー、１８ 外気温度センサー、２０ 冷媒配管、２０ａ 液配管、２１ インジェクション管、２２ ホットガス導通管、２３ 第１バイパス管、２４ 第２バイパス管、
２５ 第１ホットガス絞り装置、２６ 第２ホットガス絞り装置、３０ａ パス、３０ｂ パス、３０ｃ パス、３０ｄ パス、３０ｅ パス、３０ｆ パス、３０ｇ パス、３１ 入口ヘッダー、３２ 出口ヘッダー、３３ パス、３４ ユニットベース、５０ 制御装置、１００ ヒートポンプ給湯装置。

Claims (5)

1. 圧縮機、流路切替装置、水熱交換器、絞り装置、及び、蒸発器を配管接続した主回路を有し、前記流路切替装置により冷媒の流れを切り替えて前記圧縮機からの吐出冷媒を前記蒸発器に流入させてリバース除霜運転を実行するヒートポンプ給湯装置であって、
   前記圧縮機のシェル温度を検出するシェル温度センサーと、
   前記圧縮機に吸入される冷媒の低圧圧力を検出する低圧センサーと、を備え、
   前記蒸発器の下部に位置するパス以外のパスに前記圧縮機からの吐出冷媒を導通させて前記リバース除霜運転を実行し、
   前記リバース除霜運転の終了後、前記圧縮機と前記流路切替装置との間で分岐して前記水熱交換器と並列になるように前記蒸発器の下部に位置するパスに前記吐出冷媒を導通させるホットガス除霜運転を実行し、
   前記ホットガス除霜運転の実行後、所定時間が経過せず且つ前記圧縮機のシェル温度から前記低圧圧力に対応する低圧圧力飽和温度を減じた温度が所定値以下であるとき、前記ホットガス除霜運転を終了する
   ヒートポンプ給湯装置。
2. 前記圧縮機と前記流路切替装置との間における配管を分岐し、前記蒸発器の下部に位置するパスを経由してから前記圧縮機の吸入側に接続するホットガス導通管と、
   前記ホットガス導通管に設置されたホットガス用電磁弁と、を設け、
   前記ホットガス用電磁弁の開閉によって、前記ホットガス導通管を介して前記蒸発器の下部に位置するパスに前記圧縮機からの吐出冷媒を導通させる
   請求項１に記載のヒートポンプ給湯装置。
3. 前記水熱交換器と前記絞り装置との間に設置した受液器と、
   前記絞り装置と前記受液器との間に設置した二重管熱交換器と、
   前記二重管熱交換器と前記受液器との間で冷媒配管を分岐させ、前記二重管熱交換器を介して前記圧縮機のインジェクションポートに接続したインジェクション管と、
   前記インジェクション管の前記二重管熱交換器の上流側に設置したインジェクション用電子膨張弁と、
   前記インジェクション管の前記二重管熱交換器と前記圧縮機との間に設置したインジェクション用電磁弁と、を備えた
   請求項１又は２に記載のヒートポンプ給湯装置。
4. 前記二重管熱交換器、前記受液器をバイパスする第１バイパス管と、
   前記絞り装置をバイパスする第２バイパス管と、
   前記第１バイパス管に設置した第１逆止弁と、
   前記第２バイパス管に設置した第２逆止弁と、を設け、
   前記リバース除霜運転時において、前記蒸発器から流出した冷媒が前記第２バイパス管及び前記第１バイパス管を介して前記圧縮機に吸入される
   請求項３に記載のヒートポンプ給湯装置。
5. 前記ホットガス導通管の前記圧縮機と前記ホットガス用電磁弁との間に設置した第１ホットガス絞り装置と、
   前記ホットガス導通管の前記蒸発器と前記圧縮機との間に設置した第２ホットガス絞り装置と、を設けた
   請求項２、請求項２に従属する請求項３、又は請求項２に従属する請求項４に記載のヒートポンプ給湯装置。

Images