WO2010146809A1 - 冷凍装置 - Google Patents

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WO2010146809A1
WO2010146809A1 PCT/JP2010/003849 JP2010003849W WO2010146809A1 WO 2010146809 A1 WO2010146809 A1 WO 2010146809A1 JP 2010003849 W JP2010003849 W JP 2010003849W WO 2010146809 A1 WO2010146809 A1 WO 2010146809A1
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WO
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electromagnetic induction
refrigerant
induction coils
pipe
heating unit
Prior art date
Application number
PCT/JP2010/003849
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
若嶋真博
Original Assignee
ダイキン工業株式会社
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
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Publication date
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Publication of WO2010146809A1 publication Critical patent/WO2010146809A1/ja

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    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F25REFRIGERATION OR COOLING; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS; MANUFACTURE OR STORAGE OF ICE; LIQUEFACTION SOLIDIFICATION OF GASES
    • F25BREFRIGERATION MACHINES, PLANTS OR SYSTEMS; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS
    • F25B13/00Compression machines, plants or systems, with reversible cycle
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F25REFRIGERATION OR COOLING; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS; MANUFACTURE OR STORAGE OF ICE; LIQUEFACTION SOLIDIFICATION OF GASES
    • F25BREFRIGERATION MACHINES, PLANTS OR SYSTEMS; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS
    • F25B2400/00General features or devices for refrigeration machines, plants or systems, combined heating and refrigeration systems or heat-pump systems, i.e. not limited to a particular subgroup of F25B
    • F25B2400/01Heaters

Definitions

  • the present invention relates to a refrigeration apparatus that transfers heat by circulating a refrigerant, and particularly relates to a refrigeration apparatus that heats a circulating refrigerant by electromagnetic induction heating.
  • the refrigeration apparatus includes a radiator that releases heat of the refrigerant in the refrigeration cycle, a heater that gives heat to the refrigerant, and the like.
  • a refrigerant obtains heat by exchanging heat with indoor air in a heater provided indoors for cooling, and is provided outdoors for heating. In the heater, heat is exchanged with outdoor air to obtain heat.
  • Patent Document 1 Japanese Patent Application Laid-Open No. 11-2111195
  • the refrigerant obtains heat by a petroleum refrigerant heater provided separately from a heater of a vapor compression refrigeration cycle that obtains heat from indoor or outdoor air. A system has been proposed.
  • this petroleum refrigerant heater oil is burned and the refrigerant flowing in the petroleum refrigerant heater is heated.
  • a heating unit such as a petroleum refrigerant heater or a gas burner that receives energy supply other than the thermal energy of air in the atmosphere
  • restrictions such as indoor and outdoor temperature can be imposed when the refrigerant requires heat. It is possible to heat the refrigerant without receiving it.
  • an electromagnetic induction heating system that receives supply of electrical energy, converts the electrical energy into heat energy, and heats the refrigerant can be employed.
  • rapid heating is facilitated by increasing the amount of energy input.
  • Patent Document 2 Japanese Patent Laid-Open No. 8-326997
  • the member heated by the electromagnetic induction heating must be heated in contact with the refrigerant to be heated as described in the above.
  • the refrigerant it is usually the inner surface of the refrigerant pipe that is in direct thermal contact with the refrigerant, so the refrigerant pipe is heated. Therefore, as described in the cited document 2, the electromagnetic induction coil of the electromagnetic induction heating unit is spirally wound around the refrigerant pipe.
  • the brazed refrigerant pipe It becomes necessary to remove the wax and disassemble the refrigerant piping. If such work is required during maintenance, the cost for maintaining the refrigeration apparatus will also increase.
  • An object of the present invention is to make it easy to remove an electromagnetic induction coil in a refrigeration apparatus including an electromagnetic induction heating unit.
  • a refrigeration apparatus includes a member that makes thermal contact with a refrigerant that flows through a predetermined refrigerant flow path, and an electromagnetic induction heating unit that heats the member.
  • the electromagnetic induction heating unit has at least two electromagnetic induction coils arranged to face each other with a member interposed therebetween. According to the present invention, the electromagnetic induction coil facing the member in thermal contact with the refrigerant passes through the member that makes thermal contact, and considers a straight line that connects the electromagnetic induction coil and the electromagnetic induction coil.
  • the electromagnetic induction coil does not hinder the object moving in the plane crossing this straight line between the induction coils, if the predetermined refrigerant flow path is moved in this plane, the electromagnetic induction coil can be easily
  • the predetermined refrigerant flow path can be separated. Thereby, it is possible to omit the work conventionally required for removing or attaching the electromagnetic induction coil from the continuous predetermined refrigerant flow path, that is, the work of disassembling the refrigerant pipes constituting the predetermined refrigerant flow path, Assembly of the electromagnetic induction heating unit at the time of manufacture and attachment / detachment of the electromagnetic induction coil at the time of maintenance become easy.
  • the refrigeration apparatus according to the second invention is the refrigeration apparatus according to the first invention, wherein the member is a member to be heated provided separately from the refrigerant pipe and / or the refrigerant pipe.
  • the refrigerant pipe itself is the member to be heated, it is not necessary to provide the member to be heated separately from the refrigerant pipe, so that the refrigeration apparatus can be easily designed in a compact manner.
  • the refrigerant pipe itself is a member to be heated, the loss of heat transfer is reduced and the heating efficiency is improved.
  • a heated member provided separately from the refrigerant pipe is heated by electromagnetic induction, the specifications such as the corrosion resistance necessary for the refrigerant pipe are relaxed. Therefore, it is easy to improve performance related to electromagnetic induction heating such as heating efficiency.
  • a refrigeration apparatus is the refrigeration apparatus of the first aspect or the second aspect, wherein the predetermined refrigerant flow path crosses a region sandwiched between at least two electromagnetic induction coils a plurality of times. The member then transfers heat multiple times to the refrigerant that crosses the region.
  • the refrigerant can be heated a plurality of times by one set of electromagnetic induction coils, and heat is transmitted and diffused inside the refrigerant from one heating to the next heating, so that the limited heating location Therefore, it is possible to prevent the refrigerant from being heated and only a part of the refrigerant from being heated, and to efficiently heat the refrigerant.
  • a refrigeration apparatus is the refrigeration apparatus according to the third aspect of the present invention, wherein the predetermined refrigerant flow path includes a U-shaped portion and makes a U-turn at the U-shaped portion and crosses the region a plurality of times.
  • U-turning of one predetermined refrigerant channel at the U-shaped portion can be realized with a simple configuration such as using a U-shaped pipe.
  • the effect that the refrigerant is stirred when making a U-turn is added, the gas refrigerant and the liquid refrigerant are mixed, the gas layer (gas refrigerant) flows along the member, and the liquid layer (liquid refrigerant) flows away from the member. Since heating is not performed in the state, a decrease in heat transfer efficiency can be prevented.
  • a refrigeration apparatus is the refrigeration apparatus according to the fourth aspect of the present invention, wherein the member includes a magnetic body that is detachably attached to the predetermined refrigerant flow path.
  • the heat generated by the hysteresis of the magnetic material is transmitted from the member that makes thermal contact to the refrigerant, so that the refrigerant can be heated without waste.
  • the maintainability is also improved.
  • a refrigeration apparatus is the refrigeration apparatus according to any one of the first to fifth aspects, wherein at least two electromagnetic induction coils are formed in a spiral shape in mutually opposing surfaces, and are in the same direction as each other. It arrange
  • a refrigeration apparatus is the refrigeration apparatus according to any one of the first to sixth aspects, wherein the at least two electromagnetic induction coils are a plurality of sets of electromagnetic inductions formed in regions facing each other with members interposed therebetween. It is a coil.
  • a plurality of one set of electromagnetic induction coils can be arranged in the longitudinal direction of a member, and electromagnetic induction heating can be performed efficiently over a long section in the longitudinal direction while suppressing leakage of a magnetic field.
  • a plurality of sets are provided in the areas facing each other with the member interposed therebetween, and the plurality of sets of electromagnetic induction coils are arranged in the plurality of sets in the facing areas.
  • a plurality of sets are provided as opposing regions, at least four regions are provided, and the periphery of the magnetic material can be divided by these four or more regions so that electromagnetic induction can be performed. Uneven heating of the body is reduced.
  • the electromagnetic induction coil is separated from the predetermined refrigerant flow path for maintenance and can be easily attached after the maintenance, so that maintainability is improved, so that the maintenance cost is reduced and the maintenance cost is reduced. Can be suppressed.
  • the design of a high-performance refrigeration apparatus is facilitated.
  • the refrigeration apparatus according to the third aspect of the invention since heating can be performed a plurality of times with one set of electromagnetic induction coils, the same effects as when a plurality of sets of electromagnetic induction coils are provided can be obtained, and the heating apparatus can be easily downsized.
  • the refrigerant flowing in the one set of electromagnetic induction coils is U-turned at the U-shaped portion, so that a miniaturized heating apparatus can be easily configured.
  • improvement in heating performance and maintainability can be achieved at the same time.
  • the space for storing the electromagnetic induction coil is reduced, so that the apparatus can be easily downsized.
  • electromagnetic induction heating can be performed efficiently over a long section, and it is easy to apply to a refrigerant flow path for circulating the refrigerant through a long pipe.
  • the heating unevenness of the magnetic material is reduced by heating in a plurality of groups, and the refrigerant is easily heated.
  • FIG. 1 Schematic which shows the refrigerant circuit which comprises the freezing apparatus of 1st Embodiment.
  • the block diagram which shows the structure of the control part of a refrigerant circuit.
  • the conceptual diagram which shows the periphery of the electromagnetic induction heating unit which concerns on one modification of 2nd Embodiment. A) The figure for demonstrating the end surface shape of the magnetic body of the modification of 2nd Embodiment.
  • A The conceptual diagram which shows the electromagnetic induction heating unit periphery of the freezing apparatus of 3rd Embodiment.
  • C The figure for demonstrating the other example of the end surface shape of a magnetic body.
  • the conceptual diagram which shows the electromagnetic induction heating unit periphery of the modification of 3rd Embodiment The conceptual diagram for demonstrating the modification of 1st Embodiment thru
  • FIG. 1 is a refrigerant circuit diagram showing a refrigerant circuit 10 of the air conditioner 1.
  • the air conditioner 1 includes an outdoor unit 2 and an indoor unit 4 connected by a refrigerant pipe to form a refrigerant circuit 10, and uses heat energy supplied from the outdoor unit 2 of the heat source side device to use the side device.
  • the air conditioning of the space in which the indoor unit 4 is arranged is performed.
  • the air conditioner 1 includes a compressor 21, a four-way switching valve 22, an outdoor heat exchanger 23, an outdoor electric expansion valve 24, an accumulator 25, an outdoor fan 26, a hot gas bypass valve 27, which are accommodated in the outdoor unit 2.
  • Various devices such as the capillary tube 28 and the electromagnetic induction heating unit 6, the indoor heat exchanger 41 and the indoor fan 42 housed in the indoor unit 4 are provided.
  • the compressor 21 is rotationally driven by a compressor motor (not shown). Electric power is supplied to the compressor motor from a commercial power supply via an inverter. In that case, it converts into alternating current of a desired frequency from a commercial power source with an inverter. And the rotation speed of a compressor motor is changed by changing the frequency of the alternating current supplied, and the discharge amount of the compressor 21 is changed by this.
  • the refrigerant circuit 10 has the pipe 3G and the hot gas bypass circuit 3H.
  • the indoor side gas pipe 3B and the outdoor side gas pipe 3E pass a large amount of gas refrigerant in the gas state, but the refrigerant passing therethrough is not limited to the gas refrigerant. Further, the indoor liquid pipe 3C and the outdoor liquid pipe 3D pass a lot of liquid refrigerant in the liquid state, but the refrigerant passing therethrough is not limited to the liquid refrigerant.
  • the discharge pipe 3 ⁇ / b> A connects the discharge port of the compressor 21 and the first port of the four-way switching valve 22.
  • the indoor side gas pipe 3 ⁇ / b> B connects the second port of the four-way switching valve 22 and one end of the indoor heat exchanger 41.
  • the indoor side liquid pipe 3 ⁇ / b> C connects the other end of the indoor heat exchanger 41 and one end of the outdoor electric expansion valve 24.
  • the outdoor liquid pipe 3D connects the other end of the outdoor electric expansion valve 24 and one end of the outdoor heat exchanger 23.
  • the outdoor gas pipe 3E connects the other end of the outdoor heat exchanger 23 and the third port of the four-way switching valve 22.
  • the return pipe 3F connects the fourth port of the four-way switching valve 22 and the inlet of the accumulator 25.
  • the suction pipe 3G connects the outlet of the accumulator 25 and the suction port of the compressor 21.
  • the hot gas bypass circuit 3H connects a branch point A1 provided in the middle of the discharge pipe 3A and a branch point D1 provided in the middle of the outdoor liquid pipe 3D. In the middle of the hot gas bypass circuit 3H, a hot gas bypass valve 27 capable of switching between a state in which the refrigerant is allowed to pass and a state in which the refrigerant is not allowed is disposed.
  • An electromagnetic induction heating unit 6 is attached to the return pipe 3F.
  • a return pipe temperature sensor 39 is attached to the return pipe 3F on the downstream side of the electromagnetic induction heating unit 6.
  • the air conditioner 1 can switch between a cooling operation cycle and a heating operation cycle by the four-way switching valve 22.
  • the connection state when performing the heating operation is indicated by a solid line
  • the connection state when performing the cooling operation is indicated by a dotted line. That is, during the heating operation, the refrigerant passes between the second port and the second port of the four-way switching valve 22 and between the third port and the fourth port, and the indoor heat exchanger 41 serves as a refrigerant cooler (condenser).
  • the outdoor heat exchanger 23 functions as a refrigerant heater (evaporator).
  • the outdoor heat exchanger 23 is a refrigerant cooler (condenser).
  • the indoor heat exchanger 41 functions as a refrigerant heater (evaporator).
  • the air conditioner 1 includes a control unit 11 for performing the control.
  • the control unit 11 includes an outdoor control unit 12 and an indoor control unit 13 connected by a communication line 11a.
  • the outdoor control unit 12 controls devices disposed in the outdoor unit 2, and the indoor control unit 13 Controls the equipment arranged in the machine 4. A control system including the control unit 11 will be described later.
  • FIG. 2 shows an arrangement relationship among the electromagnetic induction coils 681 and 682 of the electromagnetic induction heating unit 6, the bobbin main body 65, and the return pipe 3F (refrigerant pipe).
  • the bobbin 65 around which the electromagnetic induction coils 681, 682 are wound is disposed in the straight pipe portion of the return pipe 3F.
  • the return pipe 3F where the electromagnetic induction coils 681 and 682 are arranged has a copper pipe 3Fa constituting a straight pipe portion of the return pipe 3F that continues continuously, and an outer periphery of the copper pipe 3Fa.
  • the SUS tube 3Fb has a double pipe structure composed of a SUS (Stainless Used Steel) pipe 3Fb.
  • the SUS tube 3Fb is attached by expanding the copper tube 3Fa so that it cannot be easily removed by the weight of the electromagnetic induction heating unit 6 or the like.
  • the SUS tube 3Fb is formed of a ferromagnetic material such as ferritic stainless steel or martensitic stainless steel, for example.
  • the copper pipe 3Fa can be removed, and the refrigerant pipe can be configured with only the SUS pipe 3Fb.
  • the portion of the cylindrical end of the bobbin main body 65 that contacts the copper tube 3Fa is scraped along the cylindrical side surface of the copper tube 3Fa, and is in close contact with the side surface shape of the copper tube 3Fa.
  • the two bobbin bodies 65 are arranged so that axes passing through the center of the cylinder coincide.
  • the axis passing through the center of the bobbin main body 65 arranged in this way intersects the center axis of the copper tube 3Fa perpendicularly.
  • the copper wires are wound in the same direction, for example, by the same number of turns.
  • the electromagnetic induction coils 681 and 682 include a coil winding portion 68a, a coil first portion 68b, and a coil second portion 68c.
  • the coil first portion 68b and the coil second portion 68c have, for example, a frequency of several tens.
  • a high frequency power source So having an output of about kHz and an output of about several kW is connected.
  • the electromagnetic currents in the same direction flow through the two electromagnetic induction coils 681 and 682 at an arbitrary moment, and electromagnetic fields are generated in the same direction so as to strengthen each other.
  • An induction heating unit 6 can be configured.
  • the generated magnetic flux flows from one electromagnetic induction coil 681 to the other electromagnetic induction coil 682 through the SUS tube 3Fb.
  • the magnetic flux passes through the shortest distance between the electromagnetic induction coils 681 and 682, a large amount of heat is generated in the vicinity of the two electromagnetic induction coils 681 and 682 and the portion of the SUS tube 3Fb between them.
  • the first bobbin lid 63 and the second bobbin lid that penetrate the copper tube 3Fa and the SUS tube 3Fb. 64 is arranged in a state of fitting into the bobbin main body 65.
  • the first bobbin lid 63 and the second bobbin lid 64 include rectangular plate portions 63a and 64a, cylindrical portions 63b and 64b, and fitting portions 63c and 64c.
  • the cylindrical portions 63b and 64b are portions through which the copper tube 3Fa and the SUS tube 3Fb penetrate, and are provided in the central portions of the plate portions 63a and 64a.
  • the fitting parts 63a and 64a are provided on two opposing sides of the plate parts 63a and 64a, and are formed perpendicular to the plate parts 63a and 64a.
  • the bobbin main body 65 is provided with a reduced diameter portion 65a having a reduced diameter.
  • Concave portions 63d and 64d that fit into the reduced diameter portions 65a of the bobbin main body 65 are formed at the ends of the fitting portions 63c and 64c opposite to the plate portions 63a and 64a.
  • the bobbin main body 65, the first bobbin lid 63, and the second bobbin lid 64 can be formed of, for example, heat resistant plastic or fiber reinforced plastic.
  • the first bobbin lid 63 and the second bobbin lid 64 are sandwiched and fixed by a first ferrite case 71 and a second ferrite case 72.
  • the first ferrite case 71 and the second ferrite case 72 are provided apart from the SUS tube 3Fb, and are arranged so that the magnetic flux leaking from the SUS tube 3Fb to the first ferrite case 71 and the second ferrite case 72 is reduced.
  • the magnetic flux emanating from the side opposite to the side where the SUS tube 3Fb is present in one electromagnetic induction coil 681 passes through the first ferrite case 71 and the second ferrite case 72 and converges to the other electromagnetic induction coil 682. .
  • a shielding cover made of a soft magnetic material such as soft ferrite is provided on the outer periphery of the first ferrite case 71 and the second ferrite case 72.
  • the shielding cover is disposed so as to cover the entire outer periphery of the two electromagnetic induction coils 681 and 682.
  • the SUS tube 3Fb In the SUS tube 3Fb, magnetic flux concentrates in the inside of the SUS tube 3Fb, so an eddy current is generated so as to wrap the magnetic flux passing through the SUS tube 3Fb, and the SUS tube 3Fb generates heat. Since there is no member through which current flows outside the SUS tube 3Fb, the SUS tube 3Fb becomes a member to be heated.
  • the member to be heated refers to a member that is directly heated by a current flowing by electromagnetic induction.
  • the heating amount P of the SUS tube 3Fb can be controlled with high response characteristics by controlling the power supplied from the high frequency power source So to the electromagnetic induction coils 681, 682 by the outdoor control unit 12 of the control unit 11. .
  • a thermistor and a fuse can be inserted into the electromagnetic induction heating unit 6.
  • the thermistor is attached so as to be in direct contact with the outer surface of the SUS tube 3Fb, and exhibits a resistance value corresponding to the temperature of the outer surface of the SUS tube 3Fb.
  • the fuse is attached so as to be in direct contact with the outer surface of the SUS tube 3Fb.
  • the first ferrite case 71 and the second ferrite case 72, the first bobbin lid 63 and the second bobbin lid 64, and the bobbin main body are arranged in the order shown in FIGS. It is decomposed in the order of 65. Since the two bobbin bodies 65 are only in contact with the SUS pipe 3Fb, they can be removed in the pipe diameter direction without disassembling the pipes.
  • FIG. 5 is a block diagram showing an outline of the configuration of the control system.
  • the outdoor control unit 12 and the indoor control unit 13 of the control unit 11 connected by the communication line 11a exchange data with each other via the communication line 11a.
  • the outdoor control unit 12 and the indoor control unit 13 receive the detection results of various sensors, and the devices that configure the outdoor unit 2 and the indoor unit 4 according to the state of the air conditioner 1 and the surrounding conditions and setting conditions.
  • a microcomputer not shown
  • a memory not shown
  • the outdoor control unit 12 of the control unit 11 includes a suction side pressure sensor 31, a discharge side pressure sensor 32, a suction side temperature sensor 33, a discharge side temperature sensor 34, a heat exchange temperature sensor 35, a liquid side temperature sensor 36, and an outdoor temperature sensor.
  • Various sensors such as 37 and the return pipe temperature sensor 39 are connected, and the detection result of each sensor is input.
  • the suction side pressure sensor 31 detects the pressure of the refrigerant on the suction side of the compressor 21.
  • the discharge side pressure sensor 32 detects the pressure of the refrigerant on the discharge side of the compressor 21.
  • the suction side temperature sensor 33 detects the temperature of the refrigerant on the suction side of the compressor 21.
  • the discharge side temperature sensor 34 detects the temperature of the refrigerant on the discharge side of the compressor 21.
  • the heat exchanger temperature sensor 35 detects the temperature of the refrigerant flowing in the outdoor heat exchanger 23.
  • the liquid side temperature sensor 36 is located between the outdoor heat exchanger 23 and the outdoor electric expansion valve 24 and detects the temperature of the refrigerant on the liquid side of the outdoor heat exchanger 23.
  • the outdoor temperature sensor 37 is provided on the inlet side of the unit of the outdoor unit 2 and detects the temperature of the outside air that has flowed into the unit.
  • the return pipe temperature sensor 39 is provided on the downstream side of the electromagnetic induction heating unit 6 and detects the temperature of the refrigerant in the return pipe 3F.
  • the outdoor control unit 12 is connected to two control printed circuit boards 18, a compressor 21, a four-way switching valve 22, an outdoor electric expansion valve 24, an outdoor fan 26, and other devices or control terminals for the devices. Two kinds of devices operate under the control of the outdoor control unit 12.
  • a signal for instructing the output of the electromagnetic induction heating unit 6A is given from the outdoor control unit 12 to the control printed circuit board 18, and from the control printed circuit board 18 to the electromagnetic induction coils 681 and 682 in accordance with an instruction from the outdoor control unit 12.
  • the supplied high frequency current increases or decreases. Thereby, the eddy current generated in the magnetic bodies Co1 and Co2 is increased and decreased, and the heating amount of the refrigerant flowing through the straight pipe portions 3F1 and 3F3 is controlled.
  • the outdoor control unit 12 is provided with an inverter circuit (not shown), and the rotational speeds of the compressor 21 and the outdoor fan 26 are controlled by the output frequency of the inverter circuit.
  • the four-way switching valve 22 has a driving unit, and the outdoor control unit 12 switches the connection of the four-way switching valve 22 for switching between heating operation and cooling operation. Outputs a switching command. Further, the outdoor control unit 12 outputs a control signal instructing the opening degree in order to adjust the opening degree of the outdoor electric expansion valve 24.
  • a liquid side temperature sensor 43, a gas side temperature sensor 44, and a room temperature sensor 45 are connected to the indoor control unit 13, and the detection results of each sensor are input.
  • the liquid side temperature sensor 43 is provided on the other end side of the indoor heat exchanger 41 and detects the temperature of the refrigerant on the liquid side of the indoor heat exchanger 41.
  • the gas side temperature sensor 44 is provided on one end side of the indoor heat exchanger 41 and detects the temperature of the refrigerant on the gas side of the indoor heat exchanger 41.
  • the indoor temperature sensor 45 is provided on the inlet side of the unit of the indoor unit 4 and detects the temperature of the indoor air flowing into the unit.
  • the indoor control unit 13 is connected with an indoor fan 42, a wind direction adjusting mechanism 46, a display unit 47, and the like, and various devices of the indoor unit 4 operate under the control of the indoor control unit 13.
  • the indoor control unit 13 is provided with an inverter circuit (not shown), and the rotation speed of the indoor fan 42 is controlled by the frequency of the output of the inverter circuit. Since the air direction adjusting mechanism 46 adjusts the direction of the wind blown into the room by changing the angle of a louver (not shown) provided in the indoor unit 4, the indoor control unit 13 controls the angle and operation of the louver. Output a signal.
  • the indoor control unit 13 outputs a signal instructing display to the display unit 47 to perform various displays. For example, the state of the electromagnetic induction heating unit 6 can be displayed on the display unit 47.
  • the four-way switching valve 22 is in the state indicated by the solid line in FIG. That is, the refrigerant discharged from the discharge side of the compressor 21 sequentially passes through the four-way switching valve 22, the indoor heat exchanger 41, the outdoor electric expansion valve 24, the outdoor heat exchanger 23, the four-way switching valve 22, and the accumulator 25. Around, it is sucked from the suction side of the compressor 21. At this time, the refrigerant passing through the return pipe 3F is heated by the electromagnetic induction heating unit 6 in the straight pipe portions 3F1 and 3F3.
  • the refrigerant circulating through the refrigerant circuit 10 is, for example, carbon dioxide, HFC, HCFC, or the like.
  • the high-temperature and high-pressure gas refrigerant compressed by the compressor 21 is sent to the indoor heat exchanger 41 via the four-way switching valve 22.
  • the pressure of the refrigerant sucked by the suction side pressure sensor 31 is detected on the suction side of the compressor 21, and the pressure of the refrigerant discharged by the discharge side pressure sensor 32 is detected on the discharge side.
  • the temperature of the refrigerant sucked by the suction side temperature sensor 33 is detected on the suction side of the compressor 21, and the temperature of the refrigerant discharged by the discharge side temperature sensor 34 is detected on the discharge side.
  • the rotation speed of the compressor 21 is obtained, for example, by calculating the difference between the set temperature by the remote controller and the room temperature as a heating load, or the temperature of the refrigerant discharged from the compressor 21 and the room heat exchange.
  • the heating load is obtained by using the temperature of the refrigerant in the vessel 41 and the like, and is controlled according to the heating load.
  • the pressure of the refrigerant sucked into the compressor 21 is higher than a predetermined low pressure, and the compressor The pressure of the refrigerant discharged from 21 is controlled to fall within a range lower than a predetermined high pressure.
  • the rotation speed of the compressor 21 is decreased and the discharge pressure of the compressor 21 is decreased.
  • the temperature of the refrigerant discharged from the compressor 21 is monitored by the discharge side temperature sensor 34 so as not to be higher than a predetermined high temperature. Since the temperature and pressure must be sufficiently managed as described above, it is efficient that the above-described pressure and temperature can be easily controlled by heating with high accuracy and stability by the electromagnetic induction heating unit 6. This has a positive effect on the prevention of heating and failure of the air conditioner 1.
  • the electromagnetic induction heating unit 6 is used which has a fast response speed, is stable, and can control the heating amount with high accuracy. And is advantageous.
  • the gas side temperature sensor 44 detects the inlet temperature of the high-temperature and high-pressure gas refrigerant discharged from the compressor 21. And the heat exchange between a refrigerant
  • the refrigerant is HFC or the like
  • the state changes from a gas refrigerant to a gas-liquid two-phase state or a liquid refrigerant.
  • the indoor heat exchanger 41 functions as a condenser, and the state of heat exchange of the refrigerant in the indoor heat exchanger 41 is changed by controlling the rotation speed of the indoor fan 42.
  • the temperature of the refrigerant leaving the indoor heat exchanger 41 is detected by the liquid side temperature sensor 43.
  • the refrigerant leaving the indoor heat exchanger 41 is decompressed by the outdoor electric expansion valve 24.
  • the opening degree of the outdoor electric expansion valve 24 is adjusted according to the heating load, and the opening degree of the outdoor electric expansion valve 24 is adjusted so that the decompressed refrigerant has a predetermined degree of superheat.
  • the degree of superheat of the refrigerant is, for example, a difference between the temperature of the refrigerant in the outdoor heat exchanger 23 detected by the heat exchange temperature sensor 35 and the temperature of the refrigerant sucked into the compressor 21 detected by the suction side temperature sensor 33. Based on.
  • the refrigerant that has been decompressed by the outdoor electric expansion valve 24 and is in a gas-liquid two-phase state is sent to the outdoor heat exchanger 23.
  • the refrigerant is heated by heat exchange with the outdoor air to become a gas refrigerant.
  • the outdoor heat exchanger 23 functions as an evaporator, and an outdoor air flow is generated by the outdoor fan 26 to promote heat exchange between the outdoor air and the refrigerant.
  • frost formation may occur when the evaporation temperature of the refrigerant becomes 0 ° C. or less.
  • the inflow refrigerant temperature of the outdoor heat exchanger 23 detected by the liquid side temperature sensor 36 and the outdoor temperature sensor 37 The presence or absence of frost formation is determined based on the outside temperature. If there is frost, the efficiency of heat exchange is reduced, leading to an increase in power consumption and a decrease in comfort. Therefore, when there is frost, a defrosting operation is performed.
  • the gas refrigerant evaporated in the outdoor heat exchanger 23 is sent to the accumulator 25 via the four-way switching valve 22.
  • the temperature of the refrigerant after being heated by the electromagnetic induction heating unit 6 is detected by a return pipe temperature sensor 39.
  • the control of the heating amount in the electromagnetic induction heating unit 6 is feedback controlled by the output of the electromagnetic induction heating unit 6 so that the temperature detected by the return pipe temperature sensor 39 becomes the target temperature.
  • the control unit 11 stores in advance the optimum combination of heating amounts of the electromagnetic induction heating unit 6 for the refrigerant circulation amount, the detection temperature of the return pipe temperature sensor 39 and the target temperature, thereby reducing the energy consumption. Heating can be performed.
  • the refrigerant flowing through the return pipe 3F and flowing into the accumulator 25 is gas-liquid separated in the accumulator 25, so that the liquid refrigerant does not return to the compressor 21. Thereby, liquid compression occurs in the compressor 21 and the compressor 21 is prevented from malfunctioning.
  • the four-way switching valve 22 is in the state indicated by the dotted line in FIG. That is, the refrigerant discharged from the discharge side of the compressor 21 sequentially passes through the four-way switching valve 22, the outdoor heat exchanger 23, the outdoor electric expansion valve 24, the indoor heat exchanger 41, the four-way switching valve 22, and the accumulator 25. Around, it is sucked from the suction side of the compressor 21.
  • the outdoor heat exchanger 23 functions as a condenser
  • the indoor heat exchanger 41 functions as an evaporator.
  • the functions of the outdoor heat exchanger 23 and the indoor heat exchanger 41 are switched with respect to the heating operation.
  • the high-temperature and high-pressure gas refrigerant compressed by the compressor 21 is sent to the outdoor heat exchanger 23 via the four-way switching valve 22.
  • the pressure of the refrigerant sucked by the suction side pressure sensor 31 is detected on the suction side of the compressor 21, and the pressure of the refrigerant discharged by the discharge side pressure sensor 32 is detected on the discharge side.
  • the temperature of the refrigerant sucked by the suction side temperature sensor 33 is detected on the suction side of the compressor 21, and the temperature of the refrigerant discharged by the discharge side temperature sensor 34 is detected on the discharge side.
  • the difference between the set temperature by the remote controller or the like and the room temperature is obtained as the cooling load, or the cooling load is obtained by using the temperature of the refrigerant discharged from the compressor 21 and the temperature of the refrigerant in the outdoor heat exchanger 23.
  • the rotational speed of the compressor 21 is controlled according to the cooling load.
  • the pressure and temperature of the refrigerant discharged from the compressor 21 are limited as in the heating operation.
  • heat exchange between the refrigerant and the outdoor air is performed to cool the refrigerant.
  • the refrigerant is HFC
  • the state changes from a gas refrigerant to a gas-liquid two-phase state or a liquid refrigerant.
  • the temperature of the refrigerant flowing inside the outdoor heat exchanger 23 is detected by the heat exchange temperature sensor 35.
  • the state of heat exchange of the refrigerant in the outdoor heat exchanger 23 changes.
  • the temperature of the refrigerant sent from the outdoor heat exchanger 23 to the outdoor electric expansion valve 24 is detected by the liquid side temperature sensor 36.
  • the refrigerant sent from the outdoor heat exchanger 23 is decompressed by the outdoor electric expansion valve 24.
  • the opening degree of the outdoor electric expansion valve 24 is adjusted according to the cooling load, and the opening degree of the outdoor electric expansion valve 24 is adjusted so that the decompressed refrigerant has a predetermined degree of superheat.
  • the degree of superheat of the refrigerant is, for example, a difference between the temperature of the refrigerant in the outdoor heat exchanger 23 detected by the heat exchange temperature sensor 35 and the temperature of the refrigerant sucked into the compressor 21 detected by the suction side temperature sensor 33. Based on.
  • the refrigerant that has been decompressed by the outdoor electric expansion valve 24 and is in a gas-liquid two-phase state is sent to the indoor heat exchanger 41.
  • the indoor heat exchanger 41 the refrigerant is heated by heat exchange with room air to become a gas refrigerant.
  • Indoor air flow is generated by the indoor fan 42 to promote heat exchange between the indoor air and the refrigerant.
  • the gas refrigerant evaporated in the indoor heat exchanger 41 is sent to the accumulator 25 via the four-way switching valve 22.
  • the electromagnetic induction heating unit 6 heats the same as in the heating operation.
  • the refrigerant flowing through the return pipe 3F and flowing into the accumulator 25 is gas-liquid separated in the accumulator 25, so that the liquid refrigerant does not return to the compressor 21. Thereby, liquid compression occurs in the compressor 21 and the compressor 21 is prevented from malfunctioning.
  • cooling since operation is performed to release heat to the outside, it is not necessary to supply heat for air conditioning from the electromagnetic induction heating unit 6.
  • accurate and stable heating is required in order to prevent liquid back and ensure the amount of refrigerant circulation for the purpose of preventing failure of the air conditioner 1.
  • the outdoor heat exchanger 23 functions as a condenser, and high-temperature and high-pressure gas refrigerant is supplied from the compressor 21 to the outdoor heat exchanger 23 to heat the outdoor heat exchanger 23.
  • the four-way switching valve 22 is switched so that the outdoor heat exchanger 23 functions as a condenser, and the electromagnetic induction heating unit 6 is used as an auxiliary in the indoor heat exchanger 41.
  • the outdoor heat exchanger 23 that is a condenser can be heated while suppressing the heat exchange capability between the air and the refrigerant.
  • the refrigerant When defrosting is performed using the electromagnetic induction heating unit 6 as an auxiliary, the refrigerant is supplied by the dotted line connection of the four-way switching valve 22 as in the cooling operation.
  • the high-temperature and high-pressure gas refrigerant discharged from the compressor 21 enters the outdoor heat exchanger 23 and is cooled by exchanging heat with frost attached to the outdoor heat exchanger 23.
  • the refrigerant depressurized by the outdoor electric expansion valve 24 enters the indoor heat exchanger 41.
  • the opening degree of the outdoor electric expansion valve 24 and the rotational speed of the compressor 21 are adjusted, and the rotational speed of the indoor fan 42 is also lowered.
  • the amount of heat in the electromagnetic induction heating unit 6 is increased by the amount that the amount of heat exchange in the indoor heat exchanger 41 is lower than that in the cooling operation so as to have a predetermined degree of superheat on the suction side of the compressor 21.
  • the outdoor heat exchanger 23 can be defrosted while performing the heating operation.
  • the four-way switching valve 22 is switched to the solid line.
  • the hot gas bypass valve 27 is opened to open the hot gas bypass circuit 3H, and the outdoor electric expansion valve 24 is throttled so that the refrigerant returned from the indoor heat exchanger 41 and the high-temperature and high-pressure discharged from the compressor 21 A mixed refrigerant with a gas refrigerant is supplied to the outdoor heat exchanger 23. Thereby, the frost attached to the outdoor heat exchanger 23 can be melted.
  • the indoor unit 4 is heated by the high-temperature and high-pressure gas refrigerant branched at the branch point A1 and flowing into the indoor heat exchanger 41, as in the normal heating operation.
  • the outdoor heat exchanger 23 does not function as an evaporator, the amount of heat consumed by the outdoor heat exchanger 23 and the indoor heat exchanger 41 is supplied from the electromagnetic induction heating unit 6. Also at this time, the heating amount of the electromagnetic induction heating unit 6 is adjusted so that the return pipe temperature sensor 39 has a predetermined temperature.
  • the air conditioner according to the second embodiment of the present invention also has substantially the same configuration as that of the air conditioner 1 of the first embodiment shown in FIG.
  • the difference between the air conditioner of the second embodiment and the air conditioner of the first embodiment is the configuration around the electromagnetic induction heating unit.
  • 6 and 7 are conceptual diagrams for explaining the configuration of the electromagnetic induction heating unit 6A of the second embodiment and its surroundings. 6 and 7 includes a straight pipe portion 3F1, a U-shaped curved pipe portion 3F2 following the straight pipe portion 3F1, and a straight pipe portion 3F3 following the curved pipe portion 3F2.
  • An electromagnetic induction heating unit 6A is attached to the straight pipe portions 3F1 and 3F3.
  • a return pipe temperature sensor 39 is attached to the straight pipe portion 3F3 on the downstream side of the electromagnetic induction heating unit 6.
  • one SUS pipe 3Fb is provided in the return pipe 3F.
  • one set of magnetic bodies Co1 is provided for the two straight pipe portions 3F1 and 3F3.
  • the electromagnetic induction coil 68A of the electromagnetic induction heating unit 6A applies the arrow Dir1 and the arrow Dir2 to the entire portion composed of the two straight pipe portions 3F1, 3F3 and the U-shaped curved pipe portion 3F2 in the return pipe 3F. It is mounted so that it can be inserted and removed in the in-plane direction.
  • the direction may be limited, and for example, it may be mounted so as to be removable only in the direction of the arrow Dir1.
  • the electromagnetic induction heating unit 6A includes magnetic bodies Co1 and Co2 that can be divided into directions Dir3 and Dir4 perpendicular to the plane including the arrows Dir1 and Dir2.
  • the magnetic bodies Co1 and So2 can be made of the same material as that of the SUS tube of the first embodiment, for example.
  • the straight pipe portions 3F1 and 3F3 are supported by the air conditioner by the support member 69, and the position in the air conditioner does not change even if the magnetic bodies Co1 and Co2 are removed.
  • the point of receiving power supply from the high-frequency power source So and the effect thereof are the same as those of the electromagnetic induction heating unit 6 described in the first embodiment.
  • the magnetic bodies Co1 and Co2 are heated, the magnetic bodies Co1 and Co2 are in thermal contact with the two straight pipe portions 3F1 and 3F3 of the return pipe 3F. Is provided.
  • the contact area between the magnetic bodies Co1 and Co2 and the straight pipe portions 3F1 and 3F3 is large. Therefore, the magnetic bodies Co1 and Co2 cover the straight pipe portions 3F1 and 3F3. Formed and attached. Therefore, as shown in FIG.
  • the magnetic bodies Co1 and Co2 have a larger width in plan view than the distance between the straight pipe portions 3F1 and 3F3 arranged in parallel to the diameter of the straight pipe portions 3F1 and 3F3.
  • the magnetic bodies Co1 and Co2 extend not only between the straight pipe portions 3F1 and 3F3 where the magnetic flux density becomes high, but also to the surface far from the adjacent portions of the magnetic bodies Co1 and Co2 in a cross-sectional view. ing.
  • This is a structure suitable for transferring heat to the entire surfaces of the straight pipe portions 3F1 and 3F3 through the magnetic bodies Co1 and Co2. This is because if the heat generation amount is the same, heat transfer to the refrigerant becomes easier when the entire pipe is set to the same temperature than when the local portions of the straight pipe portions 3F1 and 3F3 are heated.
  • the electromagnetic induction coils 68A1 and 68A2 are magnetically arranged so that the entire upper and lower surfaces of the magnetic bodies Co1 and Co2 generate heat as uniformly as possible. It is formed in a spiral shape in a plane parallel to the upper surface of the body Co1 and the lower surface of the magnetic body Co1.
  • the winding directions of the electromagnetic induction coil 68A1 and the electromagnetic induction coil 68A2 are formed to be the same when viewed from the same direction.
  • the outer sides of the electromagnetic induction coils 68A1 and 68A2 are surrounded by a shielding cover 63A in order to eliminate the leakage magnetic flux and efficiently guide the magnetic flux to the magnetic bodies Co1 and Co2.
  • the direction of the current supplied from the high-frequency power source So to the electromagnetic induction coil 68A1 and the electromagnetic induction coil 68A2 is the same at the same moment, and generates a magnetic field in the same direction.
  • the output of the high frequency power source So is controlled by the control unit 11. The control is performed in the same manner as in the first embodiment.
  • the refrigerant flowing through the return pipe 3F flows from the left and flows through the straight pipe portion 3F1 downward from the inlet of the straight pipe portion 3F1 as indicated by an arrow Fl.
  • the bending tube portion 3F2 is provided below, and is formed so as to flow downward in the straight tube portion 3F1, U-turn in the bending tube portion 3F2, and flow upward in the straight tube portion 3F3.
  • the electromagnetic induction heating unit 6A provided in the return pipe 3F is described.
  • the configuration of the straight tube portion and the curved tube portion is not limited to the shape of the second embodiment.
  • the straight tube portions 3F4 and 3F6 are provided horizontally, and the curved tube portion 3F5 connecting them is provided. It can also be configured to guide the refrigerant from bottom to top.
  • the refrigerant flowing through the return pipe 3F flows from the top to the bottom toward the inlet of the straight pipe portion 3F4, and changes the flow direction in the horizontal direction at the straight pipe portion 3F4. Then, the refrigerant flows upward from the straight tube portion 3F4 toward the curved tube portion 3F5. At this time, in the straight pipe portion 3F4, a liquid layer (liquid refrigerant) is formed below, and a heated gas layer (gas refrigerant) flows upward.
  • the refrigerant gasified by being brought into thermal contact with the inner surface of the straight pipe portion 3F4 and being heated is agitated with the liquid refrigerant in the curved pipe portion 3F5, so that it is thermally applied to the inner surface of the straight pipe portion 3F6. It is possible to prevent a large amount of gas refrigerant from being unevenly distributed in the portion in contact with the pipe, and to prevent the heating efficiency in the straight pipe portion 3F6 from being significantly reduced as compared to the straight pipe portion 3F4.
  • ⁇ Modification 2> In the second embodiment, the case where the bending tube portion 3F2 is simply bent has been described. However, like the straight tube portions 3F7a, 3F7b, 3F9a, 3F9b and the bending tube portions 3F8a, 3F8b of the electromagnetic induction heating unit 6B in FIG. It can also be bent into multiple branches. By branching into a plurality of pipes, it becomes easier to bend the pipe, and it becomes difficult for cracks or the like to enter the pipe during manufacturing.
  • the cross-sectional area of one straight pipe portion 3F1 of the second embodiment and the two straight pipe portions 3F7a and 3F7b of this modification example It is preferable to make the sum of the cross-sectional areas the same.
  • the cross-sectional areas are made the same in this way, the sum of the areas of the inner peripheral surfaces of the straight pipe portions 3F7a and 3F7b becomes larger than the area of the inner peripheral surface of the straight pipe portion 3F1, and heat is applied to the refrigerant. It turns out that branching is more advantageous for transmission. Note that the electromagnetic induction coil 68B2 paired with the electromagnetic induction coil 68B1 shown in FIG.
  • the magnetic bodies Co ⁇ b> 1 and Co ⁇ b> 2 have a rectangular cross section except for the straight pipe portions 3 ⁇ / b> F ⁇ b> 1 and 3 ⁇ / b> F ⁇ b> 3 has been described.
  • the shape of the magnetic material is not limited to that shown in FIG. 7.
  • the magnetic bodies Co4 and Co5 may be provided only in the portion where the straight pipe portions 3F1 and 3F3 are close to each other, instead of covering the entire circumference of the straight pipe portions 3F1 and 3F3.
  • Magnetic bodies Co4 and Co5 shown in FIG. 10A can be divided in the directions of arrows Dir5 and Dir6. Moreover, it can be set as the structure which can be divided
  • the air conditioner according to the third embodiment of the present invention also has the same configuration as that of the air conditioner 1 of the first embodiment shown in FIG. 1 except for the periphery of the electromagnetic induction heating unit. And as for the electromagnetic induction heating unit of 3rd Embodiment, the electromagnetic induction coil is formed in the spiral in the plane which opposes similarly to the electromagnetic induction heating unit 6A of 2nd Embodiment. Further, the difference between the third embodiment and the first embodiment is the shape of the return pipe 3F.
  • FIG. 11 is a conceptual diagram showing an electromagnetic induction heating unit 6C of the third embodiment and its peripheral structure. As shown in FIG.
  • the return pipe 3F includes three straight pipe portions 3F10, 3F12, and 3F14 and two U-shaped curved pipe portions 3F11 and 3F13 that connect them. Therefore, as shown in FIG. 11B, the magnetic bodies Co8 and Co9 have a width over three parallel straight pipe portions 3F10, 3F12, and 3F14. As shown in FIG. 11 (b), the magnetic bodies Co8 and Co9 are attached in the direction of arrows Dir9 and Dir10 with a splitting ability.
  • a shielding cover is attached to the outer periphery of electromagnetic induction coil 68B1, 68B2 similarly to 2nd Embodiment.
  • the magnetic bodies Co8 and Co9 are heated at three locations of the straight pipe portions 3F10, 3F12, and 3F14, they are easily heated to a predetermined temperature. Moreover, since it stirs with the two curved pipe parts 3F11 and 3F13, it stirs twice, and compared with the case where it stirs in one place, the heating nonuniformity of a refrigerant
  • coolant decreases. Further, the return pipe 3F can be arranged so that the straight pipe portion is horizontal as in the first modification of the second embodiment.
  • the magnetic bodies Co8 and Co9 are not limited to the case where the cross-sectional shape is a square, but may be other shapes as shown in FIG. 10 (a) or FIG. 10 (b).
  • the number of divisions is not limited to two, and can be divided into three or more.
  • the magnetic material Co10 is divided into a plurality of layers Co10a, Co10b, Co10c, Co10d, and Other members such as members H1, H2, H3, and H4 having high thermal conductivity can be sandwiched between them.
  • a member having both high insulation and thermal conductivity such as aluminum nitride can be used.
  • ⁇ Modification 4> In the third embodiment, the case where a plurality of heating points are provided by bending the refrigerant pipe in a U shape has been described. However, as shown in FIG. 12, a plurality of narrow diameters are provided between the straight pipe portions 3F15 and 3F17.
  • the plurality of straight pipes 3F16 may be heated by the electromagnetic induction heating unit 6D by being connected by the straight pipes 3F16.
  • the straight pipe portions 3F15, 3F17 and a plurality of thin straight pipes 3F16 are connected by brazing.
  • the plurality of straight pipes 3F16 may not be cylindrical but may be a square pipe.
  • the cross-sectional area of the straight pipe portion 3F15 is preferably equal to each other.
  • ⁇ Modification 5> In the first to third embodiments, the case where the induction pipe 6F is provided with the electromagnetic induction heating units 6, 6A, 6B, 6C, and 6D and the refrigerant is heated in the return pipe 3F by electromagnetic induction has been described.
  • the place to be heated by electromagnetic induction is not limited to the place where the return pipe 3F of the refrigeration circuit is located, and may be another place. In the case where heating is performed by electromagnetic induction at another location, a curved tube portion or a straight tube portion for attaching the electromagnetic induction heating unit is provided at that location.
  • the curved pipe part 3F2, 3F5, 3F8a, 3F8b, 3F11, 3F13 demonstrated the case where it was U-shaped.
  • the U-tube is preferable because it is easy to manufacture and has a high stirring effect, but the shape of the curved tube portion is not limited to the U-shape. For example, it may be L-shaped or may be combined with the L-shape to form a U-shape.
  • the curved pipe portions 3F2, 3F5, 3F8a, 3F8b, 3F11, and the straight pipe portions 3F1, 3F4, 3F7, 3F10 and the straight pipe portions 3F3, 3F6, 3F9, 3F12, 3F14 are arranged at the twisted positions.
  • 3F13 may be curved.
  • the magnetic body Co11 of the electromagnetic induction heating unit 6E includes a plate-like portion Co11a along the inner peripheral surface of the copper tube 3Fa close to the electromagnetic induction coil 68E1, and a plate-like portion along the inner peripheral surface of the copper tube 3Fa close to the electromagnetic induction coil 68E2.
  • the case where magnetic fields having the same direction are generated and the magnetic fields are mutually strengthened has been described.
  • the case where the magnetic fields are strengthened by the electromagnetic induction coils 68A1 and 68A2 has been described.
  • a magnetic field in the opposite direction is generated at a certain opposite moment, for example, a current that causes the magnetic field loop generated by the electromagnetic induction coil 68A1 to return to the electromagnetic induction coil 68A1 again without passing through the electromagnetic induction coil 68A2.
  • the method of heating the magnetic bodies Co1 and Co2 can be changed depending on how the two magnetic fields are generated, so that the phase of the current to be supplied according to the situation such as the flow rate of refrigerant and the required heating amount, etc. Can also be changed.
  • the air conditioning apparatus according to the fourth embodiment of the present invention also has the same configuration as that of the air conditioning apparatus 1 of the first embodiment shown in FIG. 1 except for the periphery of the electromagnetic induction heating unit. And as for the electromagnetic induction heating unit of 4th Embodiment, the electromagnetic induction coil is formed in the spiral on the plane which opposes similarly to 6 A of electromagnetic induction heating units of 2nd Embodiment. However, the electromagnetic induction heating unit of the fourth embodiment is different from the electromagnetic induction heating unit 6A of the second embodiment in the number and arrangement of electromagnetic induction coils.
  • FIG. 14 is a conceptual diagram showing an electromagnetic induction heating unit and its peripheral structure according to the fourth embodiment. As shown in FIG.
  • the return pipe 3F passing through the electromagnetic induction heating unit 6F is composed of one straight pipe portion 3F18.
  • a magnetic body Co12 surrounds the straight pipe portion 3F18 in a cylindrical shape.
  • the two regions Ar1 and Ar2 face each other across the straight pipe portion 3F18.
  • a large number of electromagnetic induction coils are arranged in these two regions.
  • FIG. 14 shows three sets of electromagnetic induction coils 68F1 to 68F6. In FIG. 14, two electromagnetic induction coils 68F1 and 68F2 form a set, and similarly, two electromagnetic induction coils 68F3 and 68F4 and two electromagnetic induction coils 68F5 and 68F6 form a set.
  • the set of electromagnetic induction coils 68F1 and 68F2 is arranged such that a line L1 connecting the centers thereof intersects the central axis CA1 of the cylindrical straight pipe portion 3F18 perpendicularly.
  • This arrangement relationship is the same for the set of electromagnetic induction coils 68F3 and 68F4 and the set of electromagnetic induction coils 68F5 and 68F6. Therefore, similarly to the electromagnetic induction coils 68A1 and 68A2 of the second embodiment described above, the three sets of electromagnetic induction coils 68F1 to 68F6 can be removed without removing the return pipe 3F.
  • the set of electromagnetic induction coils 68F1 and 68F2, the set of electromagnetic induction coils 68F3 and 68F4, and the set of electromagnetic induction coils 68F5 and 68F6 can be configured to be removable for each set.
  • the electromagnetic induction coils 68F1, 68F3, 68F5 in the same region Ar1 can be fixed to the same member, and the electromagnetic induction coils 68F1, 68F3, 68F5 can be removed at the same time.
  • the electromagnetic induction coils 68F2, 68F4 and 68F6 in the area Ar2 can be similarly configured.
  • the direction of generating the magnetic field in the plurality of sets of electromagnetic induction coils 68F1 to 68F6 varies depending on the direction of the applied current. Therefore, the electromagnetic induction coils 68F1 to 68F6 have different magnitudes and directions of magnetic fields generated at the same time if the phases are different even if the frequency and magnitude of the current applied to the electromagnetic induction coils 68F1 to 68F6 are the same. Therefore, various heating modes can be set according to the current applied to the electromagnetic induction coils 68F1 to 68F6.
  • the first current supply a case where the same current is supplied to all the electromagnetic induction coils 68F1 to 68F6 can be considered.
  • a magnetic field from the electromagnetic induction coil 68F1 toward the electromagnetic induction coil 68F2 is generated at a certain time. Most of the magnetic field emitted from the electromagnetic induction coil 68F1 reaches the electromagnetic induction coil 68F2 through the magnetic body Co12. At the same time, a similar state occurs in the set of electromagnetic induction coils 68F3 and 68F4 and the set of electromagnetic induction coils 68F5 and 68F6.
  • the alternating magnetic field passing through the region Ar1 and the region Ar2 is generated in this way, the current flows in a direction perpendicular to the alternating magnetic field (a direction parallel to the central axis CA1 of the straight pipe portion 3F18). Thereby, the magnetic body Co12 is warmed almost entirely.
  • the second current supply currents that are different in phase only by 180 degrees can flow through adjacent electromagnetic induction coils, for example, the electromagnetic induction coil 68F1 and the electromagnetic induction coil 68F3. Then, when a magnetic field from the electromagnetic induction coil 68F1 toward the magnetic body Co12 is generated, a magnetic field from the magnetic body Co12 toward the electromagnetic induction coil 68F3 is generated. Although depending on other factors such as the diameter of the straight pipe portion 3F18, in the second current supply example, many magnetic fields are concentrated between adjacent electromagnetic induction coils.
  • the heating method differs between the second current supply example and the first current supply example depending on the location of the straight pipe portion 3F18.
  • the third current supply it is also conceivable to energize only the electromagnetic induction coil in either the region Ar1 or the region Ar2.
  • the refrigerant flows in various ways depending on the arrangement of the straight pipe portion 3F18. For example, consider a case where the straight pipe portion 3F18 is arranged horizontally and the region Ar2 is arranged below the straight pipe portion 3F18.
  • the electromagnetic induction coils 68F1 to 68F6 in both the area Ar1 and the area Ar2 are energized.
  • the amount of refrigerant circulation is small, a large amount of liquid refrigerant flows downward. Only the electromagnetic induction coils 68F2, 68F4 and 68F6 are energized.
  • coolant can be heated efficiently with little power consumption.
  • the magnetic field generated by each electromagnetic induction coil is made different to form a magnetic field that passes through the magnetic body Co12.
  • the temperature distribution of the heating location by electromagnetic induction heating can be set as appropriate.
  • a line L1 connecting the centers of the two electromagnetic induction coils of each set of the plurality of sets of electromagnetic induction coils 68F1 to 68F6 intersects the central axis CA1 of the cylindrical straight pipe portion 3F18 perpendicularly.
  • the case of arranging is shown as an example. However, in the arrangement of the plurality of sets of electromagnetic induction coils 68F1 to 68F6 shown in FIG. 15, for example, a straight line L2 that intersects perpendicularly with the central axis CA1 and passes through the center of the electromagnetic induction coil 68F4 passes between the electromagnetic induction coils 68F1 and 68F3. .
  • the arrangement of the electromagnetic induction coils 68F1, 68F3, 68F5 and the electromagnetic induction coils 68F2, 68F4, 68F6 in the two regions Ar1, Ar2 facing each other across the return pipe 3F can be shifted.
  • the electromagnetic induction heating is performed with the arrangement as shown in FIG. 15, a temperature distribution different from the electromagnetic induction heating in the arrangement as shown in FIG. 14 is shown. Since the temperature distribution also depends on the arrangement of the electromagnetic induction coils 68F1 to 68F6, the arrangement of the electromagnetic induction coils 68F1 to 68F6 is appropriately selected according to conditions such as the way of heating the piping and the refrigerant.
  • the electromagnetic induction coils 68F1, 68F3, 68F5 and the electromagnetic induction coils 68F2, 68F4, 68F6 are arranged in a straight line in each of the areas Ar1, Ar2, but may be arranged in a staggered manner in each of the areas Ar1, Ar2, for example.
  • the electromagnetic induction coil is composed of a plurality of sets, it is easy to arrange a plurality of electromagnetic induction coils so as to draw a curve in accordance with the curved tube portion. It becomes easy to form the structure which can be heated efficiently by electromagnetic induction heating.
  • the air conditioner according to the fifth embodiment of the present invention also has the same configuration as that of the air conditioner 1 of the first embodiment shown in FIG. 1 except for the periphery of the electromagnetic induction heating unit.
  • the electromagnetic induction heating unit of the fifth embodiment like the electromagnetic induction heating unit 6F of the fourth embodiment, a plurality of electromagnetic induction coils are spirally formed on opposing planes.
  • FIG. 16 is a conceptual diagram showing an electromagnetic induction heating unit and its peripheral structure according to the fifth embodiment. As shown in FIG. 16, the return pipe 3F passing through the electromagnetic induction heating unit 6G is composed of one straight pipe portion 3F19. A magnetic body Co13 surrounds the straight pipe portion 3F19 in a cylindrical shape.
  • the outer periphery of the magnetic body Co13 has a square cross-sectional shape.
  • Four electromagnetic induction coils 68G1 to 68G4 are arranged along each side of the outer peripheral section.
  • FIG. 16 shows only the cross-sectional direction perpendicular to the central axis of the straight pipe portion 3F19. Therefore, the arrangement of the electromagnetic induction coils in the longitudinal direction along the central axis of the straight pipe portion 3F19 is not understood from FIG. It is conceivable that the electromagnetic induction coils are the four electromagnetic induction coils 68G1 to 68G4 shown in FIG. 16, and the case where more electromagnetic induction coils are arranged around the magnetic body Co13. First, the case where the electromagnetic induction coils around the magnetic body Co13 are four electromagnetic induction coils 68G1 to 68G4 will be described.
  • the regions Ar3, Ar4, Ar5, and Ar6 that face the straight pipe portion 3F19 and the magnetic body Co13 are two sets of regions Ar3 and Ar4 and regions Ar5 and Ar6.
  • the electromagnetic induction coils 68G1 to 68G4 are arranged in two sets of areas Ar3 and Ar4 and areas Ar5 and Ar6, and the electromagnetic induction coils 68G1 and 68G2 are arranged in a set of opposed areas Ar3 and Ar4.
  • Electromagnetic induction coils 68G3 and 68G4 are arranged in a set of opposing regions Ar5 and Ar6. In the portion where the magnetic body Co13 is attached, the two regions Ar3 and Ar4 face each other and the two regions Ar5 and Ar6 face each other across the straight pipe portion 3F19. Even in this case, removal of the set of electromagnetic induction coils 68G1 and 68G2 of the regions Ar3 and Ar4 is easy as in the above-described embodiments. The same applies to the regions Ar5 and Ar6.
  • the straight pipe portion 3F19 is straighter than the above-described embodiments arranged in two azimuths. Heating can be performed while suppressing unevenness of the temperature distribution in the radial direction of the tube portion 3F19.
  • the number of electromagnetic induction coils around the magnetic body Co13 is four or more
  • a plurality of sets of electromagnetic induction coils are arranged along the longitudinal direction of the straight pipe portion 3F19.
  • a plurality of electromagnetic induction coils are arranged in the longitudinal direction in this way, the arrangements of the areas Ar3 to Ar6 are the same as those of the areas Ar1 and Ar2 described in the fourth embodiment.
  • FIG. 16 when there are four electromagnetic induction coils 68G1 to 68G4, more current supply variations than the two cases can be considered.
  • a plurality of electromagnetic induction coils are arranged in each of the regions Ar3 to Ar6, variations in the arrangement of electromagnetic induction coils and variations in current supply increase as in the fourth embodiment. If selection from these variations can be performed, it becomes easier to respond more accurately according to the situation where the straight pipe portion 3F19 is placed.
  • the return pipe 3F includes a copper pipe 3Fa, a straight pipe portion 3F1, 3F3, 3F4, 3F6, 3F7a, 3F7b, 3F9a, 3F9b, 3F10, 3F12, 3F14, 3F18, 3F19 or a curved pipe.
  • Part 3F5 or magnetic body Co11 (a member that makes thermal contact with the refrigerant) is provided.
  • Copper pipe 3Fa, straight pipe part 3F1, 3F3, 3F4, 3F6, 3F7a, 3F7b, 3F9a, 3F9b, 3F10, 3F12, 3F14, 3F18, 3F19 or curved pipe part 3F5 are electromagnetic induction heating units 6, 6A, 6B, 6C. , 6D, 6E, 6F, 6G are heated directly or via the SUS tube 3Fb or the magnetic materials Co1 to Co13.
  • the member is a concept including magnetic bodies Co1 to Co13.
  • the electromagnetic induction heating units 6, 6A, 6B, 6C, 6D, 6E, 6F, and 6G have two sets of electromagnetic induction coils 681, 682, 68A1, 68A2, 68B1, 68B2, and 68C1, for these electromagnetic induction heating.
  • 68C2, 68E1, 68E2, 68F1 to 68F6, 68G1 to 68G4 are provided.
  • the copper pipe 3Fa, the straight pipe parts 3F1, 3F3, 3F4, 3F6, 3F7a, 3F7b, 3F9a, 3F9b, 3F10, 3F12, 3F14, 3F18, 3F19, the curved pipe part 3F5 (predetermined refrigerant flow path) ) can be easily separated.
  • the electromagnetic induction coil and the predetermined refrigerant flow path are easily separated, the maintenance is simplified. Further, since the magnetic bodies Co1 to Co10 and Co1B can be divided and separated, the workability during maintenance is further improved.
  • the specifications related to electromagnetic induction heating such as heating efficiency can be selected because the specifications such as the corrosion resistance necessary for the refrigerant piping etc. are relaxed and the material can be selected specifically for the electromagnetic induction heating. It becomes easy to improve.
  • the magnetic body Co11 is provided separately from the refrigerant pipe and is a member to be heated that is heated by the electromagnetic induction coils 6A1 and 6A2, but also directly contacts the refrigerant.
  • the member to be heated that is electromagnetically heated without directly passing through the medium for transferring heat is in direct contact with the refrigerant, the heat that escapes to other parts is reduced and the heating can be performed efficiently.
  • the member to be heated is in direct contact with the refrigerant, heat is immediately transferred to the refrigerant, and the response is accelerated.
  • the refrigerant pipe itself is a member to be heated, the loss of heat transfer is reduced and the heating efficiency is improved.
  • the refrigerant pipe itself is a member to be heated. This not only reduces transmission loss and improves heating efficiency, but also eliminates the need to provide a member to be heated separately from the refrigerant piping, thereby facilitating a compact design of the refrigeration apparatus.
  • the magnetic body Co3 may be configured to be in thermal contact with the curved tube portion 3F5.
  • the magnetic material is in thermal contact with the refrigerant through the refrigerant pipe. In this case, the section in which the thermal contact is made becomes long, which is advantageous in heating the refrigerant.
  • the curved pipe portion 3F2 is stirred once, thereby preventing a gas layer (gas refrigerant layer) from forming along the inner peripheral surface of the refrigerant pipe. To prevent a reduction in heating efficiency.
  • the electromagnetic induction coils 68A1, 68A2, 68B1, 68B2, 68C1, 68C2, 68E1, 68E2, 68F1 to 68F6, 68G1 to 68G4 are in a plane. Since it is formed of a spirally wound copper wire, the storage space can be kept small.
  • a plurality of electromagnetic induction coils 68F1 to 68F6 and 68G1 to 68G4 can be arranged in the longitudinal direction of the straight pipe portions 3F18 and 3F19.
  • the electromagnetic induction can be performed by dividing the periphery of the magnetic body Co13 into four directions by the two sets of electromagnetic induction 68G1 to 68G4, so that the heating unevenness of the magnetic body Co13 can be reduced.
  • Electromagnetic induction heating unit 10 Refrigerant circuit 11
  • Control unit 21 Compressor 3F Return pipe 3F1, 3F3, 3F4, 3F6, 3F7a, 3F7b, 3F9a , 3F9b, 3F10, 3F12, 3F14, 68F1 to 68F6, 68G1 to 68G4 Straight pipe part 3F2, 3F5, 3F8a, 3F8b, 3F11, 3F13 , 68E2, 68F1 to 68F6, 68G1 to 68G4 Electromagnetic induction coil

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Abstract

電磁誘導加熱ユニットを備える冷凍装置において、電磁誘導コイルの取り外し作業を簡単に行えるようにする。戻り配管の直管部(3F3)を流れる冷媒と熱的に接触をする部材として、磁性体(Co2)がある。磁性体(Co2)を加熱するために電磁誘導加熱ユニット(6A)がある。そして、電磁誘導加熱ユニット(6A)は、磁性体(Co2)を挟んで対向して配置された2つの電磁誘導コイル(68A1,68A2)を有する。

Description

冷凍装置
 本発明は、冷媒を循環させることにより熱の授受を行わせる冷凍装置に関し、特に循環する冷媒を電磁誘導加熱により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、冷媒は、例えば冷房のために室内に設けられた加熱器において室内空気との間で熱交換を行って熱を得ており、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、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は、電気的なエネルギーの供給を受け、電気的なエネルギーを熱エネルギーに変換して冷媒を加熱する電磁誘導加熱方式を採用することもできる。このように、冷媒を加熱するためのエネルギーとして、大気の熱エネルギー以外のエネルギーを用い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。
 上述のような電磁誘導加熱方式により加熱する加熱ユニットを冷凍装置に付加すると、パイプ(冷媒配管)内を流れる冷媒を加熱しなければならず、例えば特許文献2(特開平8‐326997号公報)に記載されているように電磁誘導加熱により加熱された部材を加熱対象である冷媒に熱的に接触させて加熱しなければならない。冷媒を加熱する際、通常は、熱的に冷媒に直接接触するのは冷媒配管の内面であるから、冷媒配管が加熱される。そのため、引用文献2にも記載されているように、冷媒配管の周囲に、電磁誘導加熱ユニットの電磁誘導コイルが螺旋状に巻きつけられる。
 冷媒配管の周囲に電磁誘導コイルが螺旋状に巻きつけられている場合、メンテナンスなどの目的で電磁誘導加熱ユニットの電磁誘導コイルを冷媒配管から取外そうとすると、ロウ付けされている冷媒配管のロウを取り除いて冷媒配管を分解する必要が出てくる。メンテナンス時にこのような作業が必要になると、冷凍装置の維持のためのコストが増加することにもなる。
 本発明の課題は、電磁誘導加熱ユニットを備える冷凍装置において、電磁誘導コイルの取り外し作業を簡単に行えるようにすることにある。
 第1発明に係る冷凍装置は、所定冷媒流路を流れる冷媒と熱的接触をする部材と、部材を加熱するための電磁誘導加熱ユニットとを備える。そして、電磁誘導加熱ユニットは、部材を挟んで対向して配置された、少なくとも2つの電磁誘導コイルを有する。
 本発明によれば、冷媒と熱的接触をする部材を挟んで対向する電磁誘導コイルは、熱的接触をする部材を通り電磁誘導コイルと電磁誘導コイルとを結ぶ直線を考えると、2つの電磁誘導コイルの間においてこの直線を横切る平面内を移動する物に対しては電磁誘導コイルが妨げとなることはないので、所定冷媒流路をこの平面内で移動すれば、簡単に電磁誘導コイルと所定冷媒流路の分離ができる。それにより、電磁誘導コイルを連続的な所定冷媒流路から取外したり取り付けたりするために従来必要であった作業、つまり所定冷媒流路を構成する冷媒配管などを分解する作業を省くことができ、製造時における電磁誘導加熱ユニットの組み付けやメンテナンス時の電磁誘導コイルの着脱が容易になる。
 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、部材は、冷媒配管および/または冷媒配管とは別に設けられた被加熱部材である。
 本発明によれば、冷媒配管自身が被加熱部材となる場合には、冷媒配管とは別に被加熱部材を設ける必要がなくなることから冷凍装置をコンパクトに設計し易くなる。また、冷媒配管自身が被加熱部材であるから、熱伝達のロスが減り加熱効率が向上する。一方、冷媒配管とは別に設けられた被加熱部材が電磁誘導により加熱される場合には、例えば冷媒配管などに必要な耐食性などの仕様が緩和されることから電磁誘導加熱に適する特性に着目して選択することができるため、加熱効率などの電磁誘導加熱に係る性能を向上させ易くなる。
 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、所定冷媒流路は、少なくとも2つの電磁誘導コイルに挟まれた領域を複数回横切る。そして、部材は、領域を横切る冷媒に熱を複数回伝達する。
 本発明によれば、1組の電磁誘導コイルで複数回冷媒を加熱でき、一度加熱してから次に加熱するまでに冷媒内部で熱が伝達されて熱が拡散するので、限られた加熱箇所で冷媒が加熱されて冷媒の一部だけが熱せられるのを防止することができ、効率よく加熱できる。
 第4発明に係る冷凍装置は、第3発明の冷凍装置であって、所定冷媒流路は、U字部を含み、U字部でUターンして領域を複数回横切る。
 本発明によれば、1本の所定冷媒流路をU字部でUターンさせることは、例えばU字状配管を用いるなどの簡単な構成で実現できる。また、冷媒がUターンするときに攪拌されるという効果も加わり、ガス冷媒と液冷媒が混合され、気体層(ガス冷媒)が部材に沿って流れ液体層(液冷媒)が部材から離れて流れる状態で加熱することがなくなるため、熱伝達効率の低下を防ぐことができる。
 第5発明に係る冷凍装置は、第4発明の冷凍装置であって、部材は、所定冷媒流路から分離可能に取り付けられている磁性体を含む。
 本発明によれば、磁性体のヒステリシスにより生じる熱が、熱的接触をする部材から冷媒に伝達されるので無駄なく冷媒を加熱することができる。また、磁性体を取外せることからメンテナンス性も向上する。
 第6発明に係る冷凍装置は、第1発明から第5発明のいずれかの冷凍装置であって、少なくとも2つの電磁誘導コイルは、互いに対向する面内に渦巻状に形成され、互いに同一方向の磁界を発生させて磁界を強め合うように配置されている。
 本発明によれば、2つの電磁誘導コイルが磁界を強め合うように配置されていることから、電磁誘導コイルの巻き数を少なくしても所望の磁界強度を得られ、また2つの電磁誘導コイルが面内に形成されるので、電磁誘導コイルの収納スペースを省くことができる。
 第7発明に係る冷凍装置は、第1発明から第6発明のいずれかの冷凍装置であって、少なくとも2つの電磁誘導コイルは、部材を挟んで対向する領域に形成された複数組の電磁誘導コイルである。
 本発明によれば、例えば部材の長手方向に各組の電磁誘導コイルの一方を複数配置でき、磁界の漏れを抑えながら長手方向に長い区間に渡って効率よく電磁誘導加熱を行うことができる。
 第8発明に係る冷凍装置は、部材を挟んで対向する領域は、複数の組が設けられ、複数組の電磁誘導コイルは、対向する領域の複数の組に配置されたものである。
 本発明によれば、対向する領域として複数の組が設けられるので領域は少なくとも4つ以上設けられることになり、この4つ以上の領域によって磁性体の周囲を分割して電磁誘導を行えるので磁性体の加熱ムラが少なくなる。
 第1発明に係る冷凍装置では、電磁誘導コイルを所定冷媒流路からメンテナンスのために分離し、メンテナンス後に取り付けるのが容易であるから、メンテナンス性が向上するので、メンテナンスのコストが下がって維持コストを抑えることができる。
 第2発明に係る冷凍装置では、性能の高い冷凍装置の設計が容易になる。
 第3発明に係る冷凍装置では、1組の電磁誘導コイルで複数回加熱できるから、複数組の電磁誘導コイルを設けた場合と同じ効果が得られ、加熱装置の小型化が容易になる。
 第4発明に係る冷凍装置では、1組の電磁誘導コイルで流れる冷媒を、U字部でUターンさせることにより、小型化された加熱装置を構成し易くなる。
 第5発明に係る冷凍装置では、加熱性能とメンテナンス性の向上を同時に達成できる。
 第6発明に係る冷凍装置では、電磁誘導コイルを収納するスペースが小さくなることから、装置の小型化を行い易くなる。
 第7発明に係る冷凍装置では、長い区間に渡って効率よく電磁誘導加熱を行うことができ、長尺の配管で冷媒を循環させる冷媒流路に適用し易くなる。
 第8発明に係る冷凍装置では、複数の組に分割して加熱することで磁性体の加熱ムラが小さくなり、冷媒を加熱し易くなる。
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電磁誘導コイルと冷媒配管の配置関係を説明するための図。 電磁誘導加熱ユニットのボビン蓋の配置例を示す図。 電磁誘導加熱ユニットのフェライトケースの配置例を示す図。 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。 図6の磁性体の端面形状を説明するための図。 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2実施形態の一変形例に係る電磁誘導加熱ユニットの周辺を示す概念図。 (a)第2実施形態の一変形例の磁性体の端面形状を説明するための図。(b)第2実施形態の他の変形例の磁性体の端面形状を説明するための図。 (a)第3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。(b)図11(a)の磁性体の端面形状を説明するための図。(c)磁性体の端面形状の他の例を説明するための図。 第3実施形態の一変形例の電磁誘導加熱ユニット周辺を示す概念図。 第1実施形態乃至第3実施形態の変形例を説明するための概念図。 第4実施形態の電磁誘導加熱ユニット周辺を示す概念図。 第4実施形態の一変形例の電磁誘導加熱ユニット周辺を示す概念図。 第5実施形態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て冷媒回路10が構成されており、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および電磁誘導加熱ユニット6などや、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、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、上述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およ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および室外側ガス管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および室外側液管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可能なホットガスバイパス弁27が配置されている。戻り配管3Fには電磁誘導加熱ユニット6が取り付けられている。また、戻り配管3Fには、電磁誘導加熱ユニット6の下流側に戻り配管温度センサ39が取り付けられている。
 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ポートの間および第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ポートの間および第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、図3および図4は電磁誘導加熱ユニットの構成を説明するための図である。図2には、電磁誘導加熱ユニット6の電磁誘導コイル681,682とボビン本体65と戻り配管3F(冷媒配管)の配置関係が示されている。電磁誘導コイル681,682が巻回されたボビン65は、戻り配管3Fの直管部に配置されている。
 図2に示すように、電磁誘導コイル681,682が配置されている部分の戻り配管3Fは、連続的に続く戻り配管3Fの直管部を構成する銅管3Faと、銅管3Faの外周に嵌め込まれたSUS(Stainless  Used  Steel)管3Fbとからなる2重管構造になっている。例えば、SUS管3Fbは、銅管3Faを拡管して取り付けられ、電磁誘導加熱ユニット6の重みなどでは簡単に抜けないようになっている。SUS管3Fb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の強磁性体で形成される。なお、2重管構造とする代わりに、銅管3Faを取り除いて、SUS管3Fbだけで冷媒配管を構成することもできる。
 略円筒状のボビン本体65の筒両端のうちの銅管3Faに当接する部分は、銅管3Faの円筒状の側面に沿って削り取られており、銅管3Faの側面形状にそって密着する。2つのボビン本体65は、円筒の中心を通る軸が一致するように配置されている。このように配置されたボビン本体65の中心を通る軸は銅管3Faの中心軸と垂直に交差する。この2つのボビン本体65にそれぞれ絶縁被覆された銅線を巻回して構成された電磁誘導コイル681,682において、銅線は、例えば互いに同じ向きに同じ巻数だけ巻かれている。この電磁誘導コイル681,682は、コイル巻き付け部分68aとコイル第1部分68bとコイル第2部分68cとを備えており、コイル第1部分68bとコイル第2部分68cとに、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Soが接続される。高周波電源Soから電力が供給されたときに、任意の瞬間において、2つの電磁誘導コイル681,682には同じ向きの電流が流れ、互いに強め合うように同じ方向の磁界を発生するように、電磁誘導加熱ユニット6を構成することができる。
 発生した磁束の大部分は、SUS管3Fbを通って一方の電磁誘導コイル681から他方の電磁誘導コイル682に流れる。このとき、磁束は電磁誘導コイル681,682間の最短距離を通るため、2つの電磁誘導コイル681,682の近傍とそれらの間にあるSUS管3Fbの部分で多く発熱する。
 このような電磁誘導コイル681,682が巻かれたボビン本体65を固定するため、図3に示すように、銅管3FaおよびSUS管3Fbを貫通させている第1ボビン蓋63および第2ボビン蓋64が、ボビン本体65に勘合した状態で配置される。
 第1ボビン蓋63および第2ボビン蓋64は、方形状の板部63a、64aと、円筒部63b,64bと、勘合部63c,64cとを備えている。
 円筒部63b,64bは、銅管3FaおよびSUS管3Fbが貫通する部分であって、板部63a,64aの中央部分に設けられている。嵌合部63a、64aは、板部63a,64aの対向する二辺に設けられ、板部63a,64aに対して垂直に形成されている。ボビン本体65には直径が小さくなっている縮径部分65aが設けられている。板部63a,64aの側とは反対側の勘合部63c,64cの端部には、ボビン本体65の縮径部分65aに嵌る凹部63d、64dが形成されている。これらボビン本体65、第1ボビン蓋63および第2ボビン蓋64は、例えば耐熱性のプラスチックや繊維強化プラスチックなどで形成できる。
 さらに、図4に示すように、第1ボビン蓋63および第2ボビン蓋64は、第1フェライトケース71および第2フェライトケース72によって挟みこまれて固定されている。第1フェライトケース71および第2フェライトケース72は、SUS管3Fbからは離れて設けられており、SUS管3Fbから第1フェライトケース71および第2フェライトケース72に漏れる磁束が少なくなるように配置されている。しかし、一方の電磁誘導コイル681においてSUS管3Fbがある側とは反対側から発散する磁束は、第1フェライトケース71および第2フェライトケース72の中を通って他方の電磁誘導コイル682に収束する。そのため、電磁誘導加熱時に発生する強力な電磁場によって周囲が受ける影響が緩和される。また、図示を省略するが、さらに第1フェライトケース71および第2フェライトケース72のさらに外周に、例えばソフトフェライトなどの軟磁性体からなる遮蔽カバーが設けられる。この遮蔽カバーは、2つの電磁誘導コイル681,682の外周全部を覆うように配置される。それにより、第1フェライトケース71および第2フェライトケース72から漏れて外部に発散する電磁界を遮蔽カバーで遮断することができるので、電磁波による障害の発生を防止することができる。
 SUS管3Fbは、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3Fbを通過する磁束を包むように渦電流が発生してSUS管3Fbが発熱する。SUS管3Fbの外側には電流の流れる部材がないため、SUS管3Fb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3Fb自体の抵抗値R(Ω)により、P=RI2で与えられる。そのため高周波電源Soから電磁誘導コイル681,682に供給される電力を、制御部11の室外制御部12によって制御することで高い応答特性を持ってSUS管3Fbの加熱量Pを制御することができる。
 図示を省略しているが電磁誘導加熱ユニット6には、サーミスタおよ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3Fb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3Fbの外表面の温度に応じた抵抗値を示す。ヒューズは、SUS管3Fb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3Fb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。
 メンテナンス時には、図4、図3および図2のような順、すなわち外側の遮断カバーから、第1フェライトケース71および第2フェライトケース72、第1ボビン蓋63および第2ボビン蓋64、そしてボビン本体65の順で分解される。2つのボビン本体65はSUS管3Fbに当接しているだけであるから、配管を分解することなく、そのまま管径方向に取外すことができる。
 〔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。通信線11aで接続されている制御部11の室外制御部12と室内制御部13とは、通信線11aを介して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および戻り配管温度センサ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。戻り配管温度センサ39は、電磁誘導加熱ユニット6よりも下流側に設けられ、戻り配管3Fの冷媒の温度を検出する。
 また、室外制御部12には、2つの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6A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681,682に供給される高周波電流が増減する。それにより、磁性体Co1,Co2で発生する渦電流が増減して直管部3F1,3F3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のために四路切換弁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および室内温度センサ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および表示部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、直管部3F1,3F3において、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て冷媒は冷却される。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。この電磁誘導加熱ユニット6で加熱された後の冷媒の温度は、戻り配管温度センサ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、戻り配管温度センサ39により検出される温度が目標温度になるように、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、冷媒循環量と戻り配管温度センサ39の検出温度と目標温度について、電磁誘導加熱ユニット6の最適な加熱量の組み合わせを制御部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て冷媒が冷却される。例えば冷媒がHFCの場合には、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、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、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。
 また、電磁誘導加熱ユニット6A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、戻り配管温度センサ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。
〔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いる。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周辺の構成である。
 図6および図7は、第2実施形態の電磁誘導加熱ユニット6Aおよびその周辺の構成を説明するための概念図である。図6および図7に示す戻り配管3Fは、直管部3F1と、直管部3F1に続くU字状の湾曲管部3F2と、湾曲管部3F2に続く直管部3F3とからなる。直管部3F1,3F3には電磁誘導加熱ユニット6Aが取り付けられている。また、直管部3F3には、電磁誘導加熱ユニット6の下流側に戻り配管温度センサ39が取り付けられている。第1実施形態では戻り配管3Fに1本のSUS管3Fbを設けたのに対し、第2実施形態では、2本の直管部3F1,3F3に対して1組の磁性体Co1が設けられる。
 戻り配管3Fの中の2つの直管部3F1,3F3とU字状の湾曲管部3F2とからなる部分の全体に対して、電磁誘導加熱ユニット6Aの電磁誘導コイル68Aが矢印Dir1および矢印Dir2を含む面内方向に抜差し可能に装着される。この場合方向を限って、例えば矢印Dir1の向きにのみ抜差し可能に装着してもよい。電磁誘導コイル68A1,68A2を引き抜いた後に、矢印Dir1,Dir2を含む面に対して垂直な方向Dir3,Dir4に分割可能な磁性体Co1,Co2を電磁誘導加熱ユニット6Aが備えている。磁性体Co1,So2は、例えば第1実施形態のSUS管と同じ材質で構成できる。直管部3F1,3F3は支持部材69で空気調和装置に支持されており、磁性体Co1,Co2を取り外しても空気調和装置における位置は変わらない。高周波電源Soから電力の供給を受ける点およびそれによる効果も第1実施形態で説明した電磁誘導加熱ユニット6と同じである。
 図6および図7の電磁誘導加熱ユニット6Aにおいて、磁性体Co1,Co2が加熱されることから磁性体Co1,Co2が戻り配管3Fの2本の直管部3F1,3F3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Co1,Co2と直管部3F1,3F3の接触面積が大きい方が好ましいため、磁性体Co1,Co2は、直管部3F1,3F3を覆い接するように形成されて取り付けられている。そのため、磁性体Co1,Co2は、図6に示すように、平面視において、平行に配置されている直管部3F1,3F3の間隔に直管部3F1,3F3の直径を加えたよりも大きな幅を有している。また、磁性体Co1,Co2は、図7に示すように、断面視において、磁束密度が高くなる直管部3F1,3F3の間だけでなく、磁性体Co1,Co2の近接部から遠い表面まで延びている。これは、磁性体Co1,Co2を伝わって直管部3F1,3F3の表面全体に熱を伝えるのに適した構造である。発熱量が同じであれば、直管部3F1,3F3の局部を高熱にするよりも、配管全体を同じ温度にする方が冷媒への熱伝達が行い易くなるからである。
 第1実施形態の電磁誘導コイル681,682と異なり、磁性体Co1,Co2の上面および下面の全体ができる限り均一に発熱するように、電磁誘導コイル68A1,68A2は、それぞれが配置される、磁性体Co1の上面および磁性体Co1の下面に平行な面内において渦巻き状に形成されている。電磁誘導コイル68A1と電磁誘導コイル68A2の巻き方向は同一方向から見たときに同じになるように形成されている。また、漏れ磁束をなくして効率よく磁性体Co1,Co2に磁束を導くために電磁誘導コイル68A1,68A2の外側を遮蔽カバー63Aで囲んでいる。
 電磁誘導コイル68A1と電磁誘導コイル68A2に高周波電源Soから供給される電流の向きは、同じ瞬間には同じになり、同じ向きの磁界を発生する。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、戻り配管温度センサ39による検知結果が、目標温度範囲よりも低くまたは目標温度範囲よりも高くなった場合に高周波電源Soの出力を制御部11により制御するのは、第1実施形態と同様である。この戻り配管3Fを流れる冷媒は、矢印Flに示すように、左から流れてきて直管部3F1の入口から下に向かって直管部3F1を流れる。そして、湾曲管部3F2で急激にUターンして上に向かって流れる。この湾曲管部3F2で流れの向きが変わるときに、ガス冷媒と液冷媒の密度差により冷媒の攪拌が起こる。それにより、直管部3F3の管内面に接触する液冷媒の割合が減少するのを抑制して、直管部3F3において直管部3F1よりも熱伝達の効率が低下するのを防止できる。
 <変形例1>
 上記第2実施形態では、湾曲管部3F2が下方に設けられ、直管部3F1で下に向かって流れて湾曲管部3F2でUターンして直管部3F3で上に向かって流れるように形成されている戻り配管3Fに設けられた電磁誘導加熱ユニット6Aについて説明した。しかし、直管部と湾曲管部の構成は、第2実施形態の形状に限られず、例えば図8に示すように、直管部3F4,3F6を水平に設け、それらを繋ぐ湾曲管部3F5が下から上に冷媒を導くように構成することもできる。
 この戻り配管3Fを流れる冷媒は、矢印Flに示すように、上から下に直管部3F4の入口に向かって流れ、直管部3F4で水平方向へ流れの向きを変える。そして、直管部3F4から湾曲管部3F5に向かって上向きに冷媒が流れる。このとき、直管部3F4では液体層(液冷媒)が下に形成され、加熱された気体層(ガス冷媒)が上に流れるような流れを構成する。そして、直管部3F4の管内面に熱的に接触して加熱されることによりガス化した冷媒は、湾曲管部3F5で液冷媒と攪拌されるため、直管部3F6の管内面に熱的に接触する部分にガス冷媒が多く偏在するのを防げ、直管部3F6における加熱効率が直管部3F4に比べ大幅に低下するのを防止できる。
 また、図8に示すように、分割可能な磁性体Co3が湾曲管部3F5に熱的に接触するように構成することもできる。直管部3F4,3F6だけに磁性体Co1.Co2を熱的に接触されて場合に比べて限られたスペースにおいて加熱区間を長く取り易くなり、冷媒の加温が行い易くなる。
 <変形例2>
 上記第2実施形態では、湾曲管部3F2を単に曲げた場合について説明したが、図9の電磁誘導加熱ユニット6Bの直管部3F7a,3F7b,3F9a,3F9bと湾曲管部3F8a,3F8bのように、複数に分岐して曲げることもできる。複数に分岐させることにより、管を曲げ易くなり、製造時において管に亀裂などが入り難くなる。このように分岐させる場合、圧力損失の発生などを防止するために、例えば第2実施形態の1本の直管部3F1の断面積と、この変形例の2本の直管部3F7a,3F7bの断面積の和とを同じにすることが好ましい。このように断面積が同じになるようにしたときには、直管部3F1の内周面の面積よりも直管部3F7a,3F7bの内周面の面積の和の方が大きくなり、冷媒に熱を伝達するには分岐する方が有利であることが分かる。なお、図9に示す電磁誘導コイル68B1と対をなす電磁誘導コイル68B2は、Co1Bを挟んで反対側に配置されている。電磁誘導コイル68B1,68B2と1組の磁性体Co1B(Co1Bと対をなす磁性体は図示省略)と支持部材69と高周波電源Soなどの他の構成は、第2実施形態の電磁誘導コイル68A1,68A2と1組の磁性体Co1,Co2と支持部材69と高周波電源Soと同様である。
 <変形例3>
 上記第2実施形態では、図7に示すように、直管部3F1,3F3の部分を除き、磁性体Co1,Co2が長方形の断面を持つ場合について説明した。しかし、磁性体の形状は図7に示すものに限られず、例えば磁性体Co1,Co2に代えて、図10(a)や図10(b)に示すような断面形状を有するものを用いることができる。図10(a)に示すように、直管部3F1,3F3の全周を覆うのではなく、直管部3F1,3F3が近接する部分にだけ磁性体Co4,Co5を設けることもできる。図10(a)に示す磁性体Co4,Co5は矢印Dir5,Dir6の方向に分割することができる。また、図10(b)に示す磁性体Co6,Co7のように、矢印Dir7,Dir8の方向に分割することができる構造にすることができる。こられ磁性体Co6,Co7は、それぞれ個別に直管部3F1,3F3に設けられており、直管部3F1,3F3の全周を覆う断面構造を取っている。
〔第3実施形態〕
 本発明の第3実施形態に係る空気調和装置も、電磁誘導加熱ユニットの周辺を除いて、図1に示す第1実施形態の空気調和装置1の構成と同じ構成を有している。そして、第3実施形態の電磁誘導加熱ユニットは、第2実施形態の電磁誘導加熱ユニット6Aと同様に電磁誘導コイルが、対向する平面に渦巻状に形成されている。また、第3実施形態と第1実施形態の相違点には戻り配管3Fの形状がある。
 図11は、第3実施形態の電磁誘導加熱ユニット6Cとその周辺構造を示す概念図である。図11(a)に示すように、戻り配管3Fは、3つの直管部3F10,3F12,3F14と、それらを繋ぐ2つのU字状の湾曲管部3F11,3F13からなっている。そのため、磁性体Co8、Co9は、図11(b)に示すように、平行な3本の直管部3F10,3F12,3F14にわたる幅を有している。図11(b)に示すように、磁性体Co8,Co9は矢印Dir9,Dir10の方向に分割化能に取り付けられる。なお、図11では図示を省略しているが、第2実施形態と同様に、遮蔽カバーが電磁誘導コイル68B1,68B2の外周に取り付けられる。
 この磁性体Co8、Co9は、直管部3F10,3F12,3F14の3箇所で加熱するため、所定温度までの加熱し易くなっている。また、2つの湾曲管部3F11,3F13で攪拌されるため、2回攪拌されることとなり、1箇所で攪拌する場合に比べて、冷媒の加熱ムラが少なくなる。また、戻り配管3Fを第2実施形態の変形例1ように直管部が水平になるように配置することができる。
 また、磁性体Co8,Co9の断面形状が方形となる場合に限られず、図10(a)や図10(b)に示すような他の形状などであってもよい。分割する個数も2つに限られず、3つ以上に分割することもでき、図11(c)に示すように、磁性体Co10を複数層Co10a,Co10b,Co10c,Co10dに分割して、各層の間に他の部材例えば熱伝導率の高い部材H1,H2,H3,H4を挟むこともできる。このような部材としては、例えば窒化アルミニウムなどの絶縁性と熱伝導性の両方が高いものを用いることができる。絶縁材料を用いた場合には、磁性体の各層Co10a,Co10b,Co10c,Co10dで発熱が起こり、磁性他の各層Co10a,Co10b,Co10c,Co10dだけでなく、熱伝導率の高い層H1,H2,H3,H4を伝って熱が直管部3F10,3F12,3F14に導かれる。
 <変形例4>
 上記第3実施形態において、U字状に冷媒配管を曲げることにより複数の加熱箇所を設ける場合について説明したが、図12に示すように、直管部3F15,3F17の間を径の細い複数の直管3F16で繋いで、複数の直管3F16を電磁誘導加熱ユニット6Dにより加熱するようにしてもよい。図12のような戻り配管3Fを製造するには、例えば、直管部3F15,3F17と細い複数の直管3F16とをロウ付けすることにより接続する。複数の直管3F16は円筒形でなくてもよく、角管のようなものであってもよい。ただし、直管部3F15から直管部3F16に冷媒が流入するときや直管部3F16から直管部3F17に冷媒が流出するときに発生する圧損を抑えるために、直管部3F15の断面積と、直管部3F17の断面積と、複数の直管3F16の断面積の和とは互いに等しいことが好ましい。
 <変形例5>
 上記第1実施形態乃至第3実施形態においては、戻り配管3Fに電磁誘導加熱ユニット6,6A,6B,6C,6Dが設けられ、戻り配管3Fにおいて冷媒を電磁誘導により加熱する場合について説明したが、電磁誘導により加熱する箇所は、冷凍回路の戻り配管3Fのある場所に限られるものではなく、他の箇所であってもよい。他の箇所で電磁誘導により加熱する場合には、その箇所に電磁誘導加熱ユニットを取り付けるための湾曲管部や直管部が設けられる。
 <変形例6>
 上記第1実施形態乃至第3実施形態においては、湾曲管部3F2,3F5,3F8a,3F8b,3F11,3F13がU字状の場合について説明した。製造も容易であって攪拌効果も高いのでU字管が好ましいが、湾曲管部の形状はU字状に限られるものではない。例えばL字状でもよく、L字状を組み合わせてコ字状にしてもよい。また、例えば直管部3F1,3F4,3F7,3F10と、直管部3F3,3F6,3F9,3F12,3F14がねじれの位置に配置されるように湾曲管部3F2,3F5,3F8a,3F8b,3F11,3F13が湾曲していてもよい。
 <変形例7>
 上記第1実施形態乃至第3実施形態においては、SUS管3F1bや磁性体Co1~Co10が冷媒配管の外側に形成される場合について説明した。しかし、磁性体の配置位置は冷媒配管の内側であってもよく、例えば図13に示すように磁性体を配置することもできる。電磁誘導加熱ユニット6Eの磁性体Co11は、電磁誘導コイル68E1に近い銅管3Faの内周面に沿う板状部Co11aと、電磁誘導コイル68E2に近い銅管3Faの内周面に沿う板状部Co11cと、板状部Co11a,Co11cの間を繋ぐ複数の板状部Co11bからなっている。電磁誘導コイル68E1,68E2により交流磁界が発生すると、板状部Co11bで発熱が起こるので、冷媒との接触面積が大きく、加熱効率を上げ易くなる。このような磁性体Co11を所定の位置に配置するには、例えば、磁性体Co11の両端に近い部分の銅管3Faを図11の直管部3F12と湾曲管部3F11,3F13の関係のように曲げれば、冷媒の流れによって磁性体Co11に力が加わっても磁性体Co11の位置を保たせることができる。
 <変形例8>
 上記各実施形態では、一組の電磁誘導コイル68A1,68A2、一組の電磁誘導コイル68B1,68B2、一組の電磁誘導コイル68C1,68C2或いは一組の電磁誘導コイル68E1,68E2が、ある瞬間に同じ向きの磁界を発生し、互いに磁界を強め合う場合について説明した。例えば電磁誘導コイル68A1から出た磁束の多くが電磁誘導コイル68A2に入る場合、電磁誘導コイル68A1,68A2で互いに磁界を強め合う場合について説明した。しかし、それとは全く逆にある瞬間に逆向きの磁界を発生し、例えば電磁誘導コイル68A1で発生した磁界のループが電磁誘導コイル68A2の通らずに再び電磁誘導コイル68A1に戻るような電流をそれぞれに供給することもできる。前述の2つの磁界の発生のさせ方によって、磁性体Co1,Co2の加熱のさせ方を変えることができるので、冷媒の流量や要求される加熱量などの状況に応じて供給する電流の位相などを変えることもできる。
〔第4実施形態〕
 本発明の第4実施形態に係る空気調和装置も、電磁誘導加熱ユニットの周辺を除いて、図1に示す第1実施形態の空気調和装置1の構成と同じ構成を有している。そして、第4実施形態の電磁誘導加熱ユニットは、第2実施形態の電磁誘導加熱ユニット6Aと同様に電磁誘導コイルが、対向する平面に渦巻状に形成されている。ただし、第4実施形態の電磁誘導加熱ユニットは、電磁誘導コイルの数や配置が第2実施形態の電磁誘導加熱ユニット6Aとは異なっている。
 図14は、第4実施形態の電磁誘導加熱ユニットとその周辺構造を示す概念図である。図14に示すように、電磁誘導加熱ユニット6Fを通る戻り配管3Fは、1つの直管部3F18からなっている。そして、直管部3F18の周囲を磁性体Co12が筒状に取り巻いている。この磁性体Co12の取りつけられている部分においては、直管部3F18を挟んで2つの領域Ar1,Ar2が対向している。
 この2つの領域には多数の電磁誘導コイルが配置されているが、図14には、3組の電磁誘導コイル68F1~68F6が示されている。図14においては、2つの電磁誘導コイル68F1,68F2が一組になっており、同様に2つの電磁誘導コイル68F3,68F4と2つの電磁誘導コイル68F5,68F6がそれぞれ組になっている。
 例えば、一組の電磁誘導コイル68F1,68F2は、その中心を結ぶ線L1が円筒状の直管部3F18の中心軸CA1と垂直に交わるように配置されている。このような配置関係は、電磁誘導コイル68F3,68F4の組や電磁誘導コイル68F5,68F6の組も同様である。そのため、上述の第2実施形態の電磁誘導コイル68A1,68A2などと同様に、戻り配管3Fを取り外さなくても、3組の電磁誘導コイル68F1~68F6を取り外すことができる。例えば、電磁誘導コイル68F1,68F2の組と電磁誘導コイル68F3,68F4の組と電磁誘導コイル68F5,68F6の組とを、それぞれ組毎に取り外せるように構成することができる。また、同一領域Ar1にある電磁誘導コイル68F1,68F3,68F5を同一部材に固定しておいて、電磁誘導コイル68F1,68F3,68F5を同時に取り外せるように構成することもできる。領域Ar2にある電磁誘導コイル68F2,68F4,68F6についても同様に構成することができる。以上のように構成することで、電磁誘導加熱ユニット6Fに高いメンテナンス性を持たせつつ、戻り配管3Fを比較的長い区間に渡って電磁誘導加熱を行わせることができる。
 このように複数組の電磁誘導コイル68F1~68F6は、与えられる電流の向きによって磁界を発生する向きが変化する。そのため、電磁誘導コイル68F1~68F6は、それぞれに与えられる電流の周波数や大きさが同じであっても位相が異なると、同時刻に発生する磁界の大きさや向きが異なることになる。そのため、電磁誘導コイル68F1~68F6に与える電流によって、様々な加熱の形態を設定することが可能になる。
 第1の電流供給の例としては、全ての電磁誘導コイル68F1~68F6に同じ電流を流す場合が考えられる。第1の電流供給の例では、ある時刻に、電磁誘導コイル68F1から電磁誘導コイル68F2に向かう磁界が発生される。電磁誘導コイル68F1から出た磁界の多くは、磁性体Co12を通って電磁誘導コイル68F2に達する。同時刻に、同じような状態が、電磁誘導コイル68F3,68F4の組や電磁誘導コイル68F5,68F6の組においても発生する。このように領域Ar1と領域Ar2とを通過する交番磁界が発生すると、電流はその交番磁界に垂直な方向(直管部3F18の中心軸CA1に平行な方向)に流れる。それにより、磁性体Co12がほぼ全体に渡って温められる。
 第2の電流供給の例としては、隣接する電磁誘導コイル、例えば電磁誘導コイル68F1と電磁誘導コイル68F3とに位相のみが180度異なる電流を流すことができる。そうすると、電磁誘導コイル68F1から磁性体Co12に向かう磁界が発生しているときには、逆に磁性体Co12から電磁誘導コイル68F3に向かう磁界が発生する。直管部3F18の直径などの他の要因にも左右されるが、第2の電流供給の例では、隣接する電磁誘導コイル間に多くの磁界が集中する。そのため、第2の電流供給の例では、電磁誘導コイル68F1~68F6の近傍に多くの電流が流れ、電磁誘導コイル68F1~68F6の近傍が加熱される。そのため、第2の電流供給の例と第1の電流供給の例では、直管部3F18の場所によって加熱のされ方が異なる。
 また、第3の電流供給の例として、領域Ar1または領域Ar2のいずれかの電磁誘導コイルにのみ通電することも考えられる。直管部3F18の配置によって冷媒の流れ方が様々であるが、例えば直管部3F18が水平に配置され、領域Ar2が直管部3F18の下に配置される場合を考える。このような場合に、例えば冷媒が多く流れるときは領域Ar1と領域Ar2の両方の電磁誘導コイル68F1~68F6に通電し、冷媒の循環量が少ないときには下方に多くの液冷媒が流れるため、領域Ar2の電磁誘導コイル68F2,68F4,68F6のみに通電する。このようにすることで、少ない消費電力で効率よく冷媒を加熱することができる。
 このように、複数の電磁誘導コイル68F1~68F6に流れる電流を各電磁誘導コイル間で異ならせることで、各電磁誘導コイルが発生する磁界を異ならせて磁性体Co12を通過する磁界の形成のされ方を変え、電磁誘導加熱による加熱箇所の温度分布を適宜設定することができる。
 <変形例9>
 第4実施形態では、複数組の電磁誘導コイル68F1~68F6の各組の2つの電磁誘導コイルについて、その中心を結ぶ線L1が円筒状の直管部3F18の中心軸CA1と垂直に交わるように配置する場合を例に示した。しかし、図15に示す複数組の電磁誘導コイル68F1~68F6の配置では、例えば、中心軸CA1と垂直に交わりかつ電磁誘導コイル68F4の中心を通る直線L2が電磁誘導コイル68F1,68F3の間を通る。このように、戻り配管3Fを挟んで対向する2つの領域Ar1,Ar2の電磁誘導コイル68F1,68F3,68F5と電磁誘導コイ68F2,68F4,68F6との配置をずらすこともできる。
 図15のように配置して電磁誘導加熱を行うと、図14のように配置した場合の電磁誘導加熱とは異なる温度分布を示す。温度分布が電磁誘導コイル68F1~68F6の配置にも依存するものであるから、電磁誘導コイル68F1~68F6の配置は、配管や冷媒の加熱の仕方などの条件に合わせて適宜選択される。例えば、各領域Ar1,Ar2において電磁誘導コイル68F1,68F3,68F5や電磁誘導コイル68F2,68F4,68F6を直線状に並べたが、例えば各領域Ar1,Ar2内において千鳥に並べることもできる。また、直管部3F18に代えて湾曲管部に磁性体と電磁誘導コイルとを配置することもできる。電磁誘導コイルが複数の組からなるため、湾曲管部に合わせて曲線を描くように複数の電磁誘導コイルを配置することが容易であり、湾曲管部の場合であっても比較的長い区間を電磁誘導加熱によって効率良く温めることができる構成を形成し易くなる。
〔第5実施形態〕
 本発明の第5実施形態に係る空気調和装置も、電磁誘導加熱ユニットの周辺を除いて、図1に示す第1実施形態の空気調和装置1の構成と同じ構成を有している。そして、第5実施形態の電磁誘導加熱ユニットは、第4実施形態の電磁誘導加熱ユニット6Fと同様に複数の電磁誘導コイルが、対向する平面に渦巻状に形成されている。
 図16は、第5実施形態の電磁誘導加熱ユニットとその周辺構造を示す概念図である。図16に示すように、電磁誘導加熱ユニット6Gを通る戻り配管3Fは、1つの直管部3F19からなっている。そして、直管部3F19の周囲を磁性体Co13が筒状に取り巻いている。しかし、磁性体Co13の外周は、断面四角形の形状を呈する。そして、その外周断面の各辺に沿って4つの電磁誘導コイル68G1~68G4が配置されている。図16には、直管部3F19の中心軸に垂直な断面方向のみを記載している。そのため、直管部3F19の中心軸に沿った長手方向の電磁誘導コイルの配置が図16からは分からない。電磁誘導コイルが図16に示されている4つの電磁誘導コイル68G1~68G4の場合と、それ以上の電磁誘導コイルが磁性体Co13の周囲に配置されている場合とが考えられる。そこで、まずは、磁性体Co13の周りの電磁誘導コイルが4つの電磁誘導コイル68G1~68G4の場合について説明する。
 直管部3F19と磁性体Co13を挟んで対向する領域Ar3,Ar4,Ar5,Ar6は、領域Ar3,Ar4の組と領域Ar5,Ar6の2つの組になっている。電磁誘導コイル68G1~68G4は、領域Ar3,Ar4の組と領域Ar5,Ar6の2つの組に配置されたものであり、対向する領域Ar3,Ar4の組に電磁誘導コイル68G1,68G2が配置され、対向する領域Ar5,Ar6の組に電磁誘導コイル68G3,68G4が配置されたものである。
 この磁性体Co13の取りつけられている部分においては、直管部3F19を挟んで2つの領域Ar3,Ar4が対向し、2つの領域Ar5、Ar6が対向している。この場合でも、領域Ar3,Ar4の一組の電磁誘導コイル68G1,68G2の取り外しが容易であるのは上述の各実施形態と同様である。また、領域Ar5,Ar6についても同様のことがいえる。
 図16に示すように、直管部3F19の直径方向の4つの方位に4つの電磁誘導コイル68G1~68G4を配置することにより、2つの方位に配置していた上述の各実施形態に比べて直管部3F19の径方向において温度分布のムラを抑えながら加熱することができる。
 磁性体Co13の周りの電磁誘導コイルが4つ以上の場合には、第5実施形態では、直管部3F19の長手方向に沿って複数組の電磁誘導コイルが配置される。このように長手方向に複数の電磁誘導コイルが配置されれば、各領域Ar3~Ar6を見ると、第4実施形態で説明した領域Ar1,Ar2の各々と同様の配置になる。
 図16に示すように電磁誘導コイル68G1~68G4が4つあると、2つの場合よりも多くの電流供給のバリエーションが考えられる。また、領域Ar3~Ar6の各々に複数ずつ電磁誘導コイルが配置されると、第4実施形態と同様に電磁誘導コイルの配置のバリエーションや電流供給のバリエーションが増える。これらのバリエーションからの選択を行なえるようにすると、直管部3F19が置かれる状況に応じてより的確に対応し易くなる。
<特徴>
 (a)
 空気調和装置1(冷凍装置)には、戻り配管3Fに銅管3Fa、直管部3F1,3F3,3F4,3F6,3F7a,3F7b,3F9a,3F9b,3F10,3F12,3F14,3F18,3F19若しくは湾曲管部3F5または磁性体Co11(冷媒と熱的接触をする部材)が設けられている。銅管3Fa、直管部3F1,3F3,3F4,3F6,3F7a,3F7b,3F9a,3F9b,3F10,3F12,3F14,3F18,3F19若しくは湾曲管部3F5は、電磁誘導加熱ユニット6,6A,6B,6C,6D,6E,6F,6Gにより、直接またはSUS管3Fb若しくは磁性体Co1~Co13を介して加熱される。ここで、部材は、磁性体Co1~Co13を含む概念である。電磁誘導加熱ユニット6,6A,6B,6C,6D,6E,6F,6Gは、これらの電磁誘導加熱のため2つ一組の電磁誘導コイル681,682,68A1,68A2,68B1,68B2,68C1,68C2,68E1,68E2,68F1~68F6,68G1~68G4を備えている。
 一組の電磁誘導コイル681,682,68A1,68A2,68B1,68B2,68C1,68C2,68E1,68E2,68F1~68F6,68G1~68G4を結ぶ直線を考えると、この直線を垂直に横切る平面内に、銅管3Fa、直管部3F1,3F3,3F4,3F6,3F7a,3F7b,3F9a,3F9b,3F10、3F12,3F14,3F18,3F19、湾曲管部3F5あるいは磁性体Co11(冷媒と熱的接触をする部材)が設けられている。そのため、こられの部材をこの平面に平行に移動しても電磁誘導コイル681,682,68A1,68A2,68B1,68B2,68C1,68C2,68E1,68E2,68F1~68F6,68G1~68G4には衝突しない。そのため、メンテナンス時などには、銅管3Fa、直管部3F1,3F3,3F4,3F6,3F7a,3F7b,3F9a,3F9b,3F10、3F12,3F14,3F18,3F19、湾曲管部3F5(所定冷媒流路)から簡単に分離することができる。このように、電磁誘導コイルと所定冷媒流路の分離が容易であるため、メンテナンスが簡単になる。また、磁性体Co1~Co10、Co1Bが分割して分離ができるように構成されているため、さらにメンテナンス時の作業性が向上する。
 銅管3Fa、直管部3F1,3F3,3F4,3F6,3F7a,3F7b,3F9a,3F9b,3F10、3F12,3F14,3F18,3F19、および湾曲管部3F5の冷媒配管を介して冷媒に間接的に熱的接触して冷媒に熱を伝える。この場合には、例えば冷媒配管などに必要な耐食性などの仕様が緩和されるため電磁誘導加熱に適した材料に特化して選択することができるため、加熱効率などの電磁誘導加熱に係る性能を向上させ易くなる。
 磁性体Co11は、冷媒配管とは別に設けられ、電磁誘導コイル6A1,6A2により加熱される被加熱部材であるが、直接冷媒にも接触する。この場合には、間に熱を伝達するための媒体を介さずに電磁誘導加熱される被加熱部材が直接冷媒に接しているので、他に逃げる熱が少なくなり効率よく加熱できる。また、被加熱部材が直接冷媒に接しているので、直ぐに熱が冷媒に伝わり、応答が早くなる。
 変形例7においては、磁性体Co11だけでなく、直管部3F1も発熱するので、冷媒配管自身が被加熱部材であるから、熱伝達のロスが減り加熱効率が向上する。また、第1実施形態において、2重管構造とする代わりに、銅管3Faを取り除いて、SUS管3Fbだけで冷媒配管を構成した場合には、冷媒配管自身が被加熱部材であることによって熱伝達のロスが減り加熱効率が向上するだけでなく、冷媒配管とは別に被加熱部材を設ける必要がなくなることから冷凍装置をコンパクトに設計し易くなる。
 変形例1に示したように、磁性体Co3が湾曲管部3F5に熱的に接触するように構成することもでき、湾曲管部3F5でも冷媒配管を介して磁性体が冷媒と熱的接触をする場合には熱的接触をする区間が長くなるため、冷媒の加熱において有利である。
 (b)
 電磁誘導加熱ユニット6A,6B,6C,6Dでは、電磁誘導コイル68A1,68A2,68B1,68B2,68C1,68C2で挟まれた領域を複数回横切っている。その横切るときに、磁性体Co1~Co10、Co1Bによって、少なくとも2つ乃至は3つの直管部3F1,3F3,3F4,3F6,3F7a,3F7b,3F9a,3F9b,3F10、3F12,3F14が加熱される。例えば、冷媒は電磁誘導加熱ユニット6Aを通過する際には、直管部3F1,3F3を通過するときに2回にわたって加熱される。しかも、1回加熱されてから2回目に加熱される間に、湾曲管部3F2で一度攪拌され、それにより、冷媒配管内周面に沿って気体層(ガス冷媒の層)ができるのを防止して加熱効率の低下を防ぐ。
 (c)
 電磁誘導加熱ユニット6A,6B,6C,6D,6E,6F,6Gでは、電磁誘導コイル68A1,68A2,68B1,68B2,68C1,68C2,68E1,68E2,68F1~68F6,68G1~68G4は、平面内に渦巻状巻かれた銅線によって形成されているため、収納スペースを小さく抑えることができる。
 (d)
 直管部3F18,3F19の長手方向に複数の電磁誘導コイル68F1~68F6,68G1~68G4を配置できる。そのため、直管部3F18,3F19の大きさに合わせて小さな電磁誘導コイル68F1~68F6,68G1~68G4を多数配置できるので磁界の漏れを抑えることができる。また、電磁誘導コイル68F1~68F6,68G1~68G4の隣接する電磁誘導コイル間の間隔を適切に調整できるから、長手方向に長い区間に渡って効率よく電磁誘導加熱を行うことができる電磁誘導コイル68F1~68F6,68G1~68G4の配置が行ない易くなる。
 (e)
 電磁誘導68G1~68G4の2つの組によって磁性体Co13の周囲を4つの方位に分割して電磁誘導を行えるので磁性体Co13の加熱ムラを少なくすることができる。
2 室外機
4 室内機
6,6A,6B,6C,6D,6E,6F,6G 電磁誘導加熱ユニット
10 冷媒回路
11 制御部
21 圧縮機
3F 戻り配管
3F1,3F3,3F4,3F6,3F7a,3F7b,3F9a,3F9b,3F10,3F12,3F14,68F1~68F6,68G1~68G4 直管部
3F2,3F5,3F8a,3F8b,3F11,3F13 湾曲管部
681,682,68A1,68A2,68B1,68B2,68C1,68C2,68E1,68E2,68F1~68F6,68G1~68G4 電磁誘導コイル
特開平11‐211195号公報 特開平8‐326997号公報

Claims (8)

  1.  所定冷媒流路を流れる冷媒と熱的接触をする部材(3Fa,3F1,3F3,3F4,3F5,3F6,3F7a,3F7b,3F9a,3F9b,3F10,3F12,3F14,3F18,3F19,Co11)と、
     前記部材を加熱するための電磁誘導加熱ユニット(6,6A,6B,6C,6D,6E,6F,6G)とを備え、
     前記電磁誘導加熱ユニットは、前記部材を挟んで対向して配置された、少なくとも2つの電磁誘導コイル(681,682,68A1,68A2,68B1,68B2,68C1,68C2,68E1,68E2,68F1~68F4,68G1~68G4)を有する、冷凍装置。
  2.  前記部材は、冷媒配管(3F1,3F3,3F4,3F5,3F6,3F7a,3F7b,3F9a,3F9b,3F10,3F12,3F14,3F18,3F19)および/または前記冷媒配管とは別に設けられた被加熱部材(Co11)である、請求項1に記載の冷凍装置。
  3.  前記所定冷媒流路は、前記少なくとも2つの電磁誘導コイルに挟まれた領域を複数回横切り、
     前記部材は、前記領域を横切る冷媒に熱を複数回伝達する、請求項1または請求項2に記載の冷凍装置。
  4.  前記所定冷媒流路は、U字部(3F2,3F5,3F8a,3F8b,3F11,3F13)を含み、前記U字部でUターンして前記領域を複数回横切る、請求項3に記載の冷凍装置。
  5.  前記部材は、前記所定冷媒流路から分離可能に取り付けられている磁性体(Co1~Co10、Co1B)を含む、請求項4に記載の冷凍装置。
  6.  前記少なくとも2つの電磁誘導コイル(68A1,68A2,68B1,68B2,68C1,68C2,68E1,68E2,68F1~68F6,68G1~68G4)は、互いに対向する面内に渦巻状に形成され、互いに同一方向の磁界を発生させて磁界を強め合うように配置されている、請求項1から5のいずれかに記載の冷凍装置。
  7.  前記少なくとも2つの電磁誘導コイル(68A1,68A2,68B1,68B2,68C1,68C2,68E1,68E2,68F1~68F6,68G1~68G4)は、前記部材を挟んで対向する領域に形成された複数組の電磁誘導コイルである、請求項1から6のいずれかに記載の冷凍装置。
  8.  前記部材を挟んで対向する領域(Ar1~Ar6)は、複数の組が設けられ、
     前記複数組の電磁誘導コイル(68F1~68F6,68G1~68G4)は、前記対向する領域の前記複数の組に配置されたものである、請求項7に記載の冷凍装置。
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