JPH01131863A - ヒートポンプ装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 ［産業上の利用分野］ この発明はヒートポンプ装置に関するものでおり、特に
、蒸発器に付着した霜を除去する除霜運転と通常の暖房
運転との切替時の運転効率を改善したヒートポンプ装置
に関するものでおる。

［従来の技術］ 第９図は、例えば、本出願人による特願昭６１−１８８
０３号に示した先願のヒートポンプ装置の冷媒配管を示
す配管図である。

図において、（１）は冷媒ガス圧縮用の圧縮機、（２）
は暖房器として作用する凝縮器、（３ａ）及び（３ｂ）
は膨張弁または毛細管からなるキャピラリチューブ等の
第１減圧装置及び同様な第２減圧装置、（４）は空冷式
の蒸発器でおる。凝縮器（２）及び蒸発器（４）は配管
用の接続口として、凝縮器（２）は第１接続口（２ａ）
及び第２接続口（２ｂ）　、蒸発器（４）は第１接続口
（４ａ）及び第２接続口（４ｂ）を各々有している。

（５）は蓄熱及び吸熱用の熱交換器であり、（６）の蓄
熱槽内に相変化温度がＯ′Ｃから３０’Ｃ間にある蓄熱
材（７）とともに内蔵されている。（８）は第１開閉弁
、（９）は第２開閉弁、（１０）は第３開閉弁、（１１
）は第４開閉弁である。（１２）は第１冷媒回路であり
、凝縮器（２）の一方の接続口である第１接続口（２ａ
）と蒸発器（４）の一方の接続口でおる第１接続口（４
ａ、＞との間に、第１同閉弁（８）と熱交換器（５）と
第１減圧装置（３ａ）とを配し、凝縮器（２）、第１開
閉弁（８）、熱交換器（５）、第１減圧装置（３ａ）、
蒸発器（４）の順に配管しておる。（１３）は第２冷媒
回路であり、凝縮器（２）の第１接続口（２ａ）と蒸発
器（４）の他方の接続口である第２接続口（４ｂ）との
間に、第１冷媒回路（１２）と並列に第２開閉弁（９）
及び第２減圧装置（３ｂ）を配し、凝縮器（２）、第２
開閉弁（９）、第２減圧装置（３ｂ）、１発器（４）の
順に配管しである。（１４）は第３冷媒回路で必り、蒸
発器（４）の第２接続口（４ｂ）と凝縮器（２）の他方
の接続口である第２接続口（２ｂ）との間に、第３開閉
弁（１０）及び圧縮機（１）を配し、蒸発器（４）、第
３開閉弁（１０）、圧縮機（１）、凝縮器（２）の順に
配管しておる。（１５）は第４冷媒回路であり、第１開
閉弁（８）と熱交換器（５）との間と、第３開閉弁（１
０）と圧縮機（１）との間とを連通し、中間部に第４開
閉弁（１１）を配している。

従来のヒートポンプ装置の冷媒配管は上記のように構成
されており、通常、凝縮器（２）は学内に設置し、蒸発
器（４）は苗鉢に設置していた。

次に、上記従来のヒートポンプ装置の運転動作について
、以下に説明する。

この種のヒートポンプ装置の暖房運転について述べる。

暖房運転の場合には、第１開閉弁（８）及び第３開閉弁
（１０）は解放状態におり、第２開閉弁（９）及び第４
開閉弁（１１）は閉鎖状態におる。

したがって、冷媒は図中の実線矢印で示すような循環を
行なう。即ち、圧縮機（１）→凝縮器（２）→第１開閉
弁（８）→熱交換器（５）→第１減圧装置（３ａ）→蒸
発器（４）→第３開閉弁（１０）→圧縮機（１）という
暖房サイクルを構成する。この状態で暖房運転が行なわ
れる。

このとき、圧縮機（１）で冷媒ガスは高温高圧となり凝
縮器（２）内に送られる。この凝縮器（２）で暖房のた
め放熱し、冷媒は凝縮し液化する。凝縮器（２）を出た
４０°Ｃ前後の冷媒液は第１冷媒回路（１２）を通り、
第１開閉弁（８）を経て蓄熱槽（６）内の熱交換器（５
）に送られる。

ここで、相変化温度が０℃から３０′Ｃ間にある蓄熱材
（７）を加熱し、この熱は蓄熱される。熱交換器（５）
を出た冷媒液は第１減圧装置（３ａ　）−を通り、減圧
され、低温低圧となり、蒸発器（４）に送られる。蒸発
器（４）で冷媒は蒸発し、気化して冷媒ガスとなる。そ
して、この冷媒ガスは第３開閉弁（１０）を経て圧縮機
（１）内に戻る。

以上のサイクルを連続することによって、暖房運転が行
なわれる。

ところが、この暖房運転中に、外気温が低下し、冷媒の
蒸発温度が０℃以下の場合には、蒸発器（４）の冷却フ
ィンである伝熱面に霜が付着し、熱交換効率を低下させ
る。

そこで、この種のヒートポンプ装置では、この蒸発器（
４）に付着した霜を除去するために除霜運転を行なって
いる。

次に、除霜運転について説明する。

第１０図は第９図のヒートポンプ装置の除霜動作を示す
「除霜運転ルーチン」のフローチャートで必り、ヒート
ポンプ装置の温度制御メインプログラムの実行中にコー
ルされるプログラムである。

まず、ステップＳ１で公知の除霜判定部（図示せず）に
より除霜運転が必要か否かを判断する。

除霜運転が必要でない場合には、通常の暖房運転を続行
する。除霜運転が必要な場合には、ステップＳ２で第１
開閉弁（８）及び第３開閉弁（１ｏ）を閉鎖し、第２開
閉弁（９）及び第４開閉弁（１１）を開放する。この状
態では、冷媒は第９図の点線矢印で示すような循環を行
なう。即ち、圧縮機（１）→凝縮器（２）→第２開閉弁
（９）→第２減圧装置（３ｂ）→蒸発器（４）→第１減
圧装置（３ａ）→熱交換器（５）→第４開閉弁（１１）
→圧縮機（１）というサイクルを構成する。この状態で
除霜運転が行なわれる。この後、ステップＳ３で除霜が
完了したか否かを判断する。未だ、除霜途中の場合には
除霜運転を続行する。一方、除霜が完了した場合には、
ステップＳ４で第１開閉弁（８）及び第３開閉弁（１０
）を閤放し、第２開閉弁（９）及び第４開閉弁（１１）
を閉鎖する。そして、通常の暖房運転を行う。

ここで、ステップＳ２の除霜運転時の冷媒の循環につい
て、更に詳述する。

まず、圧縮機（１）から出た高温高圧の冷媒ガスは凝縮
器（２）に送られ、ここで放熱して暖房を行なう。この
とき、凝縮器（２）では１００％の放熱を行なわない。

即ち、冷媒ガスはここで完全に液化されずに、一部に冷
媒ガスを残した気液混合状態で、第２冷媒回路（１３）
を通り、第２開閉弁（９）を経て第２減圧装置（３ｂ）
に送られる。第２減圧装置（３ｂ）では、気液二相の冷
媒ガスは中間圧力まで減圧され（例えば、凝縮温度が１
０℃から２０℃程度の状態）、蒸発器（４）に送られる
。この蒸発器（４）は暖房運転時と逆方向の第２接続口
（４ｂ）に接続されているので、蒸発器（４）は凝縮器
として作用する。したがって、蒸発器（４）で放熱して
、冷媒ガスは凝縮し、液化して全体が冷媒液となる。こ
の放熱により蒸発器（４）に付着した霜は溶かされ、除
霜を行なう。蒸発器（４）を出た冷媒液は、第１冷媒回
路（１２）を通常の暖房運転時とは逆方向に流れ、第１
減圧装置（３ａ）を通り低温低圧となり、蓄熱槽（６）
内の熱交換器（５）に送られる。ここで、冷媒液は蓄熱
材（７）から熱を吸収し蒸発して冷媒ガスとなる。そし
て、第４冷媒回路（１５）を通り第４同閉弁（１１）を
経て圧縮機（１）内に戻る。以上のサイクルは除霜が完
了するまで連続して行なわれる。

以上のように、この種のヒートポンプ装置では暖房運転
と除霜運転の双方の運転を複数の開閉弁を適宜切替えて
行なっていた。

［発明が解決しようとする問題点］ 上記のような従来のヒートポンプ装置では、通常の暖房
運転か、或いは除霜運転の何れか一方の状態で運転が行
われていた。しかも、この運転切替えは第１開閉弁（８
）、第２開閉弁（９）、第３開閉弁（１０）、第４開閉
弁（１１）の開閉切替えで行ない、瞬時に暖房運転と除
霜運転の相互の切替えを行なっている。

この種の従来のヒートポンプ装置では、除霜運転時に蓄
熱槽（６）内の熱交換器（５）は蒸発器として作用し、
冷媒液は蓄熱材（７）から吸熱するために、蓄熱材（７
）は低温となる。したがって、除霜運転から通常の暖房
運転に切替わった直後では、低温の蓄熱材（７）に多く
の熱を奪われるために、凝縮器（２）の吹出し温度がな
かなか上昇せず、除霜運転から暖房運転への切替え直後
の暖房立上りに問題点がめった。

更に、従来のヒートポンプ装置では除霜運転の場合に、
熱交換器（５）は圧縮機（１）への冷媒ガスの吸入回路
となっている。しかし、暖房運転時に、この蓄熱槽（６
）内の熱交換器（５）の内部は高圧の冷媒液で満されて
いた。このため、通常の暖房運転から除霜運転に切り換
わった瞬間では、圧縮機（１）に高圧の液状の冷媒が一
度に急激に戻るため、液圧縮状態となり、過負荷状態と
なることがあった。そして、これが圧縮機（１）の故障
原因となるという問題点があった。

以上のように、従来のこの種のピー１〜ポンプ装置は、
除霜運転前接の暖房運転との切替え時に問題を有してい
た。

そこで、この発明はかかる問題点を解消するためになさ
れたものであり、除霜運転から暖房運転への切替え直後
の暖房立上り効率を向上させ、暖房運転から除霜運転へ
の切替え直後の圧縮機への負担を軽減し、効率的な除霜
運転から暖房運転への移行が可能なヒートポンプ装置を
１ｑることを課題とする。

［問題点を解決するための手段］ この発明にかかるヒートポンプ装置は、通常の暖房運転
を行なう圧縮機（１）、凝縮器（２）、熱交換器（５）
、第１減圧装置（３ａ）、蒸発器（４）を順次環状に配
管して暖房サイクルを構成し、更に、前記蒸発器（４）
に付着した霜を除去する除霜運転との相互切替えのため
に、前記凝縮器（２）と熱交換器（５）との間に接続し
た第１開閉弁（８）と、前記蒸発器（４）と圧縮機（１
）との間に接続した第３開閉弁（１０）と、前記第１開
閉弁（８）と熱交換器（５）の間と圧縮機（１）との間
に接続した第４開閉弁（１１）と、前記凝縮器（２）と
蒸発器（４）の間に接続した第２減圧装置（３ｂ）及び
第５開閉弁（１６）と、前記第２減圧装置（３ｂ）と第
５開閉弁（１６）との間と蒸発器（４）と第３開閉弁（
１０）との間に接続した第２開閉弁（９）とを配設した
ものである。

［作用コ この発明のヒートポンプ装置においては、；疑縮器（２
）と熱交換器（５）との間に接続した第１開閉弁（８）
、蒸発器（４）と圧縮機（１）との間に接続した第３開
閉弁（１０）を解放とし、また、第１開閉弁（８）と熱
交換器（５）の間と圧縮機（１）との間に接続した第４
閤閉弁（１１）、前記凝縮器（２）と蒸発器（４）の間
に接続した第２減圧装置（３ｂ）及び第５開閉弁（１６
）、前記第２減圧装＠（３ｂ＞と第５開閉弁（１６）と
の間と蒸発器（４）と第３開閉弁（１０）との間に接続
した第２開閉弁（９）を閉鎖して、圧縮機（１）、凝縮
器（２）、熱交換器（５）、第１減圧装置（３ａ）、蒸
発器（４）を順次環状に配管して暖房サイクルを構成す
る。

また、前記第１開閉弁（８）、第３開閉弁（１０）、第
５開閉弁（１６）を閉鎖し、第２開閉弁（９）、第４開
閉弁（１１）を開放することにより、圧縮機（１）、凝
縮器（２）、蒸発器（４）、第１減圧装置（３ａ）、熱
交換器（５）で除霜サイクルを構成する。

更に、除霜運転から暖房運転に移行する場合、暖房運転
から除霜運転に移行する場合、前記第１開閉弁（８）、
第２開閉弁（９）、第３開閉弁（１０）、第４開閉弁（
１１）、第５開閉弁（１６）の切替えにより、冷媒経路
を切替えることができ、除霜運転から暖房運転への切替
え直後の暖房立上り効率を向上させることができ、しか
も、効率的な除霜運転から暖房運転への移行ができる。

また、暖房運転から除霜運転への切替え直接の圧縮機へ
の負担を軽減できる。

［実施例］ 第１図はこの発明の一実施例であるヒートポンプ装置の
冷媒配管を示す配管図である。なあ、図中、（１）から
（１５）は上記従来例の各構成部分と同一または相当す
る構成部分でおる。

図において、（１６）は第５開閉弁、（１７）は第１減
圧装置（３ａ）と蒸発器（４）の間と、第２減圧装置（
３ｂ）と第２開閉弁（９）との間を連通する第５冷媒回
路であり、中間部には第５開閉弁（１６）を配する。（
１８）は凝縮器（２）の温度（または圧力）を検出する
検出器、（１９）は第１開閉弁（８）の開閉動作を制御
する制御装置でおる。また、このピー１−ポンプ装置で
は凝縮器（２）の第１接続口（２ａ）と蒸発器（４）の
他方の接続口である第２接続口（４ｂ）との間を連通ず
る第２冷媒回路（１３）の第２減圧装置（３ｂ）と第２
開閉弁（９）との配置順序が、第９図の従来例とは変換
しておる。

この実施例のヒー１へポンプ装置は上記のように構成さ
れている。このヒートポンプ装置の各運転動作について
第１図及び＠２図を用いて以下に説明する。第２図は第
１図のヒートポンプ装置の除霜運転及び除霜運転から暖
房運転への切替動作を示す「除霜運転ルーチン」のフロ
ーチャートであり、ヒートポンプ装置の温度制御メイン
プログラムの実行中にコールされるプログラムである。

なお、この実施例の通常の暖房運転及び通常の除霜運転
の各運転は従来例と同一であるので、ここではその説明
を省略する。したがって、除霜運転から暖房運転への移
行動作を中心に説明する。

まず、ステップ８１１で公知の除霜判定部（図示せず）
により除霜運転が必要か否かを判断する。

除霜運転が必要でない場合には、従来同様、このルーチ
ンを脱して、通常の暖房運転を続行する。

除霜運転が必要な場合には、ステップ３１２で第１開閉
弁（８）及び第３開閉弁（１０）及び第５開閉弁（１６
）を閉鎖し、第２開閉弁（９）及び第４開閉弁（１１）
を開放する。この状態で除霜運転が行なわれる。この除
霜運転時の冷媒の循環も従来例と同一なのでここではそ
の説明を省略する。この後、ステップ８１３で除霜が完
了したか否かを判断する。除霜途中の場合には、ステッ
プ８１２へ戻り除霜運転を続行する。一方、除霜が完了
した場合には、ステップＳ１４で第３開閉弁（１０）及
び第５開閉弁（１６）を開放し、第１開閉弁（８）及び
第２開閉弁（９）及び第４開閉弁（１１）を閉鎖する。

この状態では、冷媒は第１図の実線矢印で示すような循
環を行なう。即ち、圧縮機（１）→凝縮器（２）→第２
減圧装置（３ｂ）→第５開閉弁（１６）→蒸発器（４）
→第３開閉弁（１０）→圧縮機（１）というサイクルを
構成する。この状態で、第１の暫定的な暖房運転を開始
する。

これは、除霜運転から暖房運転への切替え直後の暖房立
上り時は、室内暖房の負荷が大きく、また、除霜運転に
より凝縮器（２）の温度も低下しているので、室内の必
要な暖房能力を得るために、除霜運転で低温化した蓄熱
槽（６）内を通さずに凝縮器（２）のみで放熱するよう
にしたものでおる。これにより、凝縮器（２）の温度及
び圧力を速やかに上昇させ、室内に吹き出される空気温
度を極めて短時間に高めることができる。

この第１の暫定的な暖房運転を行なっていると、室内温
度は次第に上昇し、暖房負荷も室内温度に応じて減少す
る。そして、凝縮器（２）の温度及び圧力も上昇する。

そこで、この凝縮器（２）の温度（または圧力）を検出
器（１８）で検出し、ステップ３１５でこの温度（また
は圧力）を所定の設定値と比較する。

凝縮器（２）の温度（または圧力）が所定の設定値未満
の場合には、第１開閉弁（８）を閉鎖したまま、上記ス
テップ３１４の第１の暫定的な暖房運転を続行する。一
方、凝縮器（２）の温度が所定の設定値以上の場合には
、ステップ３１６で第１開閉弁（８）を開放して、通常
の暖房運転を行なう。この第１開閉弁（８）の開放によ
り、蓄熱槽（６）の熱交換器（５）には高温の冷媒が流
れ、蓄熱材（７）を徐々に加温し、そして、次の除霜運
転等に備え蓄熱される。

なお、上記実施例の凝縮器（２）の温度（または圧力）
が所定の設定値未満となった場合には、再度、第５開閉
弁（１６）を閉じるように制御してもよい。この場合に
は、熱交換器（５）に流れる高温の冷媒により蓄熱材（
７）の温度上背が前者よりも急激となる。

また、上記実施例では、凝縮器（２）の温度（または圧
力）は所定の一つの設定値と比較したが、第１設定値及
び第２設定値の二つの設定値を設けて、これらの設定値
と凝縮器（２）の温度（または圧力）とを比較して暖房
運転を制御してもよい。

ここで、第１設定値及び第２設定値の二つの設定値によ
る暖房運転の制御例について図を用いて説明する。第３
図は第１図のヒートポンプ装置の除霜運転及び除霜運転
から暖房運転への移行する制御の他の実施例を示す「除
霜運転ルーチン」のフローチャートでおり、ピー１〜ポ
ンプ装置の温度制御メインプログラムの実行中にコール
されるプログラムである。なお、この図では説明を容易
にするために、第１設定値を第２図の所定の設定値と同
一として扱う。したがって、図中、ステップ３１１から
ステップ３１６は上記第２図の実施例と同一なので、こ
こではその説明を省略する。そこで、ステップＳ２１以
降について説明する。

ステップ３１６で第１開閉弁（８）を開放して、第２の
暫定的な暖房運転を行なうことにより、蓄熱槽（６）の
熱交換器（５）に高温の冷媒が流れ、蓄熱材（７）を加
温し、蓄熱される。この第２の暫定的な暖房運転を行な
っているとき、更に室内温度は上昇し、暖房負荷も減少
する。そして、凝縮器（２）の温度及び圧力も上昇する
。

そこで、この凝縮器（２）の温度（または圧力）を、再
度、検出器（１８）で検出し、ステップＳ２１でこの温
度（または圧力）を第２設定値と比較する。凝縮器（２
）の温度（または圧力）が第２設定値未満の場合には、
ステップ５１６の第２の暫定的な暖房運転を継続する。

または、第３図の破線で示すように、再度、ステップ３
１４の第１の暫定的な暖房運転を繰り返し行なう。一方
、凝縮器（２）の温度が第２設定値以上の場合には、ス
テップ３２２で第２開閉弁（９）及び第４開閉弁（１１
）及び第５開閉弁（１６）を閉鎖し、第１開閉弁（８）
及び第３開閉弁（１０）を開放して通常の暖房運転に入
り、このルーチンを脱する。

この第５開閉弁（１６）の閉鎖により、上記の第２の暫
定的な暖房運転は終了し、通常の暖房運転に移行する。

そして、凝縮器（２）から出た高温の冷媒は全て蓄熱槽
（６）を通過するので、次の除霜運転に備えて充分な蓄
熱が行なわれる。

ところで、上記の第３図の実施例では第２の暫定的な暖
房運転を停止し、通常の暖房運転に移行するための手段
として、第１設定値より高い第２設定値を設けて、この
第２設定値と凝縮器（２）の温度（または圧力）とを比
較して行なった。しかし、本発明を実施する場合には必
ずしもこの方法に限定されるものではない。

例えば、第２設定値を設ける代わりに、第１設定値（第
２図の所定の設定値）を越え、第１開閉弁（８）が開放
後、ある所定の時間第１設定値（第２図の所定の設定値
）以上の温度（または圧力）が持続した場合には、第５
開閉弁（１６）を閉じ通常の暖房運転に移行するように
してもよい。

即ち、この場合には、蓄熱槽（６）の蓄熱材（７）が充
分に蓄熱されており、通常の暖房運転を行なっても差し
支えないからである。これを図で示すと第４図のように
なる。第４図は第１図のヒートポンプ装置の除霜運転及
び除霜運転から暖房運転への移行動作についての更に他
の実施例を示す「除霜運転ルーチン」のフローチャート
であり、ヒートポンプ装置の温度制御メインプログラム
の実行中にコールされるプログラムである。

この実施例の場合には、第３図のステップＳ２１に代え
て、ステップ３３１で第１開閉弁（８）の解放後、を時
間所定の値以上であるかを判断するように置換したもの
でおる。なお、他の各動作は第３図の実施例と同一なの
でその説明は省略する。

以上のように、この実施例では除霜運転から暖房運転へ
の切替え時に、凝縮器（２）の温度（または圧力）が所
定の設定値に達するまでは、冷媒を蓄熱槽（６）に流さ
ずに第１の暫定的な暖房運転を行なう。また、設定値以
上になった場合にのみ、冷媒を蓄熱槽（６）にも流し、
蓄熱槽（６）の蓄熱材（７）への蓄熱を行なう。そして
、蓄熱材（７）に充分蓄熱された侵に、本格的に通常の
暖房運転を行なう。

したがって、除霜運転から通常の暖房運転に切り換わっ
た直後の、凝縮器（２）の吹出し温度がなかなか上昇し
ないという問題点は解消され、除霜運転から暖房運転へ
の切替え直後の暖房立上り効率が向上する。

また、第１及び第２の暫定的な暖房運転により、蓄熱槽
（６）の蓄熱材（７）が充分に蓄熱された場合には、速
やかに、通常の暖房運転に移行するので、除霜運転と通
常の暖房運転との移行動作が円滑になり、効率的で且つ
経済的な除霜運転及び暖房運転が可能となる。

次に、この発明の他の実施例について説明する。

第５図はこの発明の他の実施例でおるヒートポンプ装置
の冷媒配管を示す配管図でおる。なお、図中、（１）か
ら（１７）は下記実施例の構成部分と同一または相当す
る構成部分でおる。

この実施例のヒートポンプ装置の運転動作状態について
、第５図及び第６図を用いて以下に説明する。第６図は
第５図のヒートポンプ装置の除霜運転及び除霜運転から
暖房運転への移行動作についての一実施例を示す「除霜
運転ルーチン」のフローチャー１・であり、ヒートポン
プ装置の温度制御メインプログラムの実行中にコールさ
れるプログラムである。

なお、この実施例においても、通常の暖房運転及び通常
の除霜運転の各運転は従来例と同一なので、ここではそ
の説明を省略する。したがって、暖房運転から除霜運転
への移行動作を中心に説明する。

まず、ステップ３４１で公知の除霜判定部（図示せず）
により除霜運転が必要か否かを判断する。

除霜運転が必要でない場合には、従来同様、通常の暖房
運転を続行する。除霜運転が必要な場合には、ステップ
３４２で第３開閉弁（１０）及び第５開閉弁（１６）を
開放し、第１開閉弁（８）及び第２開閉弁（９）及び第
４開閉弁（１１）を閉鎖する。これにより、熱交換器（
５）への冷媒の流入は停止し、蓄熱動作は中断される。

この状態では、冷媒は第５図の実線矢印で示すような循
環を行なう。即ち、圧縮機（１〉→凝縮器（２）→第２
減圧装置（３ｂ）→第５開閉弁（１６）→蒸発器（４）
→第３開閉弁（１０）→圧縮機（１）というサイクルを
構成する。この運転状態は、上記実施例で示した第１の
暫定的な暖房運転と同一の運転である。この第１の暫定
的な暖房運転は除霜運転開始前に所定時間だけ行なう。

そして、ステップＳ４３で所定時間経過したか否かを判
断す　　　−る。所定時間経過した場合には、ステップ
３４４で第２囲閉弁（９）及び第４開閉弁（１１）を開
放し、第１開閉弁（８）及び第３開閉弁（１ｏ）及び第
５開閉弁（１６）を閉鎖する。この状態で通常の除霜運
転が行なわれる。この除霜運転時の冷媒の循環も従来例
と同一なので、ここでは説明を省略する。この俊、ステ
ップ３４５で除霜が完了したか否かを判断する。未だ、
除霜途中の場合にはステップ３４４で除霜運転を続行す
る。一方、除霜が完了した場合には、ステップ３４６で
第１開閉弁（８）及び第３開閉弁（１０）を開放し、第
２開閉弁（９）及び第４開閉弁（１１）及び第５開閉弁
（１６）を閉鎖する。そして、通常の暖房運転に移行す
る。

この実施例では、通常の暖房運転から除霜運転への切替
え時に、冷媒を蓄熱槽（６）に流さない第１の暫定的な
暖房運転を所定時間待なう。この運転状態では、通常の
暖房運転時に高圧ＰＨに保たれている熱交換器（５）の
下流側（蒸発器（４）側）と低圧ＰＥの蒸発器（４）と
は第１減圧装置（３ａ）の適当な絞りを介して連通した
状態となっている。したがって、この所定時間の間に、
通常の暖房運転時に熱交換器（５〉内に貯溜していた冷
媒液は同一の圧力状態（ｐＨ＝ＰＥ　）となるまで、圧
力差に応じて蒸発器（４）に徐々に放出される。この放
出された冷媒は蒸発器（４）で蒸発して圧縮機（１）へ
戻る。そして、圧力外が均一化した後に、通常の除霜運
転を再開する。

なお、この第１の暫定的な暖房運転が行なわれる所定時
間は、蓄熱材（７）から熱交換器（５）への放熱時間、
即ち、蓄熱Ｍ等を考慮して決定される。

以上のように、この実施例では除霜運転開始前に、第１
の暫定的な暖房運転を所定時間待なうことにより、通常
の暖房運転中に熱交換器（５）内に貯溜された高圧の冷
媒液を蒸発器（４ンに放出できる。したがって、従来問
題となっていた圧縮機（１）に高圧の冷媒液が一度に急
激に戻ることがなくなり、圧縮機（１）が破損すること
もなくなるので、除霜運転開始直後の圧縮機（１）への
負担が軽減し、信頼性の高い除霜運転を行なうことがで
きる。

また、除霜運転への移行前に主回路内に冷媒が熱交換器
（５）から補充されるので、除霜運転開始直後に除霜に
必要な循環冷１ｆｆｉが不足することもない。

故に、通常の暖房運転から除霜運転への移行が円滑に行
なわれ、効率的で且つ経済的な除霜運転及び暖房運転が
可能となる。

ここで、この発明の更に他の実施例について説明する。

第７図はこの発明の更に他の実施例で必るピー１〜ポン
プ装置を示す冷媒配管図である。なお、図中、（１）か
ら（１７）は上記実施例の構成部分と同一または相当す
る構成部分である。

図において、（２０）は蒸発器（４〉の温度を検出する
温度検出器、（２１）は蓄熱材（７）の温度を検出する
温度検出器、（２２）は第４開閉弁（１１）の開閉動作
を制御する制御装置でおる。

上記のように溝底されたこの実施例のヒートポンプ装置
の運転動作について、第７図及び第８図を用いて以下に
説明する。第８図は第７図のヒートポンプ装置の除霜運
転及び除霜運転から暖房運転への移行動作についての一
実施例を示す「除霜運転ルーチン」のフローチャートで
おり、ピー１〜ポンプ装置の温度制御メインプログラム
の実行中にコールされるプログラムである。

なお、この実施例においても、通常の暖房運転及び通常
の除霜運転の各運転は従来例と同一なので、ここではそ
の説明を省略する。したがって、除霜運転から暖房運転
への移行動作を中心に説明する。

第８図において、ステップ３１１からステップ３１４は
上記第２図及び第３図に示す実施例と基本的に同一なの
で、ここでは説明を省略し、ステップ３１４及びステッ
プ３５１以降について説明する。

この実施例の場合にも、ステップＳ１４で第１の暫定的
な暖房運転が行なわれる。この状態では、冷媒は第７図
の実線矢印で示すような循環を行なう。

この第１の暫定的な暖房運転の開始前は、蒸発器（４）
は除霜運転により霜が溶されている。そして、第１の暫
定的な暖房運転に入ると同時に、蒸発器（４）は第２減
圧装置（３ｂ）で減圧された圧力でもって、蒸発を開始
する。したがって、蒸発器（４）の温度は急激に低下す
る。この場合、除霜運転が比較的短時間で完了すると、
蒸発器（４）の温度は蓄熱槽（６）内の蓄熱材（７）の
温度よりも低くなることが必る。

かかる場合に蓄熱槽（６）を蒸発器として利用すること
により、蒸発器（４）側の能力を増大できる。そして、
凝縮器（２）の温度をより速やかに高めることができる
。

そこで、この蓄熱槽（６）の余熱を利用するために、ス
テップＳ５１で蒸発器（４）と蓄熱材（７）の各温度を
温度検出器（２０）及び温度検出器（２１）で検出し、
制御装置（２２）でそれらを比較する。蓄熱材（７）の
温度が蒸発器（４）の温度よりも高い場合には、ステッ
プ３５２で第４開閉弁（１１）を開放する。そして、第
７図の点線矢印で示したように、第１減圧装置（３ａ）
→熱交換器（５〉→第４開閉弁（１１〉→圧縮機（１）
に至る回路にも冷媒が流れるようにし、この状態で第３
の暫定的な暖房運転を行なう。なお、この場合、第１減
圧装置（３ａ）が電動式の場合は減圧弁の弁開度を全開
とする。一方、ステップ８５１で蓄熱材（７）の温度が
蒸発器（４）の温度よりも低い場合は、ステップ３１４
に戻り第１の暫定的な暖房運転を行なう。

この第１または第３の暫定的な暖房運転を行なった後は
、前記第１図から第４図の実施例に示したような凝縮器
（２）の温度（または圧力）を利用して、ステップ３５
３及びステップ３５４を経て通常の暖房運転に移行する
。

以上のように、この実施例では、除霜運転から通常の暖
房運転に移行する際に、蒸発器（４）の温度と蓄熱槽（
６）内の蓄熱材（７）の温度とを比較し、蓄熱材（７）
の温度が蒸発器（４）の温度よりも高い場合には、蓄熱
１（６）を蒸発器として利用することができるので、蒸
発器（４）側の能力を増大できる。そして、凝縮器（２
）の温度をより速やかに高めることができる。したがっ
て、除霜運転から暖房運転への切替え直後の暖房立上り
効率が向上する。

また、第１または第３の暫定的な暖房運転を介して除霜
運転から通常の暖房運転に移行するので、除霜運転と通
常の暖房運転との移行動作が円滑になり、効率的で且つ
経済的な除霜運転及び暖房運転が可能となる。

なお、上記各実施例では、除霜運転と通常の暖房運転と
の切替え時に、切替前後の冷媒の圧力及び温度状態に応
じて第１開閉弁（８）、第２開閉弁（９）、第３囲閉弁
（１０）、第４開閉弁（１１）及び第５開閉弁（１６）
の開開動作を行ない、暫時適切な冷媒回路を各々独立し
て形成する場合について説明した。しかし、ヒートポン
プ装置の容量及び使用目的に応じて、上記の各制御方法
を適宜組合わせれば、より効率的な除霜運転と暖房運転
との移行動作を行なうことができる。

ところで、上記各実施例では暖房サイクルのみを行なう
ヒートポンプ装置について説明したが、四方弁を備え冷
暖房の変換が可能なヒートポンプ装置で必っても利用す
ることができる。

［発明の効果］ 以上説明したとおり、この発明のヒートポンプ装置は、
圧縮機、凝縮器、熱交換器、減圧装置、蒸発器を順次環
状に配管して暖房サイクルを構成し、更に、前記蒸発器
に付着した霜を除去する除霜運転との相互切替えのため
に、前記凝縮器と熱交換器との間に接続した第１開閉弁
と、前記蒸発器と圧縮機との間に接続した第３開閉弁と
、前記第１開閉弁と熱交換器の間と圧縮機との間に接続
した第４開閉弁と、前記凝縮器と蒸発器の間に接続した
減圧装置及び第５開閉弁と、前記減圧装置と第５開閉弁
との間と蒸発器と第３開閉弁との間に接続した第２開閉
弁とを配設したものである。

したがって、除霜運転と通常の暖房運転との切替え時に
、切替前接の冷媒の圧力及び温度状態等に応じて第１開
閉弁から第５開閉弁の開閉動作を適宜開閉１．制御し、
適切な冷媒回路を形成して、除霜運転と暖房運転との移
行動作を制御するものでおるから、除霜運転から暖房運
転への切替え直後の暖房立上り効率を向上でき、暖房運
転から除霜運　　。

転への切替え直後の圧縮機の負担を軽減でき、除霜運転
と通常の暖房運転との移行動作が円滑になるので、効率
的で且つ経済的な除霜運転及び暖房運転が可能となる。

【図面の簡単な説明】

第１図はこの発明の一実施例であるヒートポンプ装置の
冷媒配管を示す配管図、第２図は第１図のピー１〜ポン
プ装置の除霜運転及び除霜運転から暖房運転への移行動
作についての一実施例を示すフローチャー１−１第３図
は第１図のヒートポンプ装置の除霜運転及び除霜運転か
ら暖房運転への移行動作についての他の実施例を示すフ
ローチャート、第４図は第１図のヒートポンプ装置の除
霜運転及び除霜運転から暖房運転への移行動作について
の更に他の実施例を示すフローチャート、第５図はこの
発明の他の実施例であるヒートポンプ装置の冷媒配管を
示す配管図、第６図は第５図のヒートポンプ装置の除霜
運転及び除霜運転から暖房運転への移行動作についての
一実施例を示すフローチャート、第７図はこの発明の更
に他の実施例であるヒートポンプ装置を示す冷媒配管を
示す配管図、第８図は第７図のヒートポンプ装置の除霜
運転及び除霜運転から暖房運転への移行動作についての
一実施例を示すフローチャー１−１第９図は従来のヒー
トポンプ装置の冷媒配管を示す配管図、第１０図は第９
図のヒートポンプ装置の除霜動作を示すフローチャート
でおる。 図において、 １：圧縮機、　　　　　　２：凝縮器、３ａ：第１減圧
装置、　３ｂ：第２減圧装置、４：蒸発器、　　　　　
　５：熱交換器、８：第１開閉弁、　　　　９：第２開
閉弁、１０：第３開閉弁、　　１１：第４開閉弁、１６
：第５開閉弁、　　２２：制御装置、でおる。 なお、図中、同−符号及び同一記号は、同一または相当
部分を示す。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 　圧縮機、凝縮器、熱交換器、減圧装置、蒸発器を順次
   環状に配管して暖房サイクルを構成する通常の暖房運転
   と、前記蒸発器に付着した霜を除去する除霜運転との相
   互切替えが可能なヒートポンプ装置において、 上記凝縮器と熱交換器との間に接続した第１開閉弁と、 上記蒸発器と圧縮機との間に接続した第３開閉弁と、 上記第１開閉弁と熱交換器の間と、圧縮機との間に接続
   した第４開閉弁と、 上記凝縮器と蒸発器の間に接続した減圧装置及び第５開
   閉弁と、 上記減圧装置と第５開閉弁との間と蒸発器と第３開閉弁
   との間に接続した第２開閉弁と、 を具備することを特徴とするヒートポンプ装置。