(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
圧縮機の吸入側及び吐出側と切替機構とが配管により接続され、前記切替機構と第１熱交換器とが配管により接続され、前記第１熱交換器と第１減圧機構とが配管により接続され、前記第１減圧機構と複数の第２熱交換器の各第２熱交換器とが配管により接続され、前記各第２熱交換器と前記切替機構とが配管により接続された冷媒回路と、
放熱運転時には、前記第１熱交換器へ前記圧縮機から吐出された冷媒が流れるように前記切替機構を制御して、前記第１熱交換器を放熱器として動作させ、前記複数の第２熱交換器の少なくともいずれかの第２熱交換器を前記第１熱交換器から流出した冷媒を蒸発させる蒸発器として動作させるとともに、
前記複数の第２熱交換器のいずれかの第２熱交換器に付着した霜を除去する除霜運転時には、前記第１熱交換器と霜が除去される第２熱交換器である除霜熱交換機とへ前記圧縮機から吐出された冷媒が流れるように前記切替機構を制御して、前記第１熱交換器と前記除霜熱交換機とを放熱器とし、前記除霜熱交換機を除く他の第２熱交換器の少なくともいずれかの第２熱交換器を前記第１熱交換器と前記除霜熱交換機とから流出した冷媒を蒸発させる蒸発器として動作させる制御部と
を備え、
前記切替機構は、
前記圧縮機の吸入側に接続された配管と前記各第２熱交換器に接続された配管とを接続する複数の第１流路であって、途中に第１開閉機構が設けられた複数の第１流路と、
前記圧縮機の吐出側に接続された配管と前記各第２熱交換器に接続された配管とを接続する複数の第２流路であって、途中に第２開閉機構が設けられた複数の第２流路と
を備え、
前記制御部は、
前記放熱運転時には、前記複数の第１流路の少なくともいずれかの第１流路に設けられた第１開閉機構を開とするとともに、残りの開閉機構を閉とし、
前記除霜運転時には、前記圧縮機の吐出側に接続された配管と前記除霜熱交換機に接続された配管とを接続する第２流路に設けられた第２開閉機構と、前記圧縮機の吸入側に接続された配管と前記除霜熱交換機に接続された配管とを接続する第１流路を除く他の第１流路の少なくともいずれかの第１流路に設けられた第１開閉機構とを開とするとともに、残りの開閉機構を閉とする
ことを特徴とするヒートポンプ装置。
【請求項２】
前記第１減圧機構と前記各第２熱交換器とは、前記第１減圧機構に接続された配管が分岐点で分岐されて前記各第２熱交換器と接続され、
前記冷媒回路は、前記分岐点と各第２熱交換器との間における配管の途中に、第２減圧機構が設けられた
ことを特徴とする請求項１に記載のヒートポンプ装置。
【請求項３】
前記ヒートポンプ装置は、
少なくとも前記圧縮機が収納された第１筐体と、
１台の前記第２熱交換器が収納された前記第２熱交換器と同数の第２筐体と
を備えることを特徴とする請求項１に記載のヒートポンプ装置。
【請求項４】
前記各第２熱交換器は、冷媒と気体とを熱交換させる熱交換器であり、
各第２筐体は、前記気体を前記第２熱交換器へ送る送風機
を備えることを特徴とする請求項３に記載のヒートポンプ装置。
【請求項５】
前記制御部は、前記第１熱交換器において前記冷媒回路を流れる冷媒と熱交換される流
体の温度を所定の温度にするのに必要な熱量である必要負荷が、所定の負荷よりも低い低負荷時には、複数の第２筐体のうち少なくとも１つの第２筐体が備える前記送風機の運転を停止させる
ことを特徴とする請求項４に記載のヒートポンプ装置。
【請求項６】
前記第１熱交換器は、冷媒と水とを熱交換させる熱交換器である
ことを特徴とする請求項１に記載のヒートポンプ装置。
【請求項７】
圧縮機の吸入側及び吐出側と切替機構とが配管により接続され、前記切替機構と第１熱交換器とが配管により接続され、前記第１熱交換器と第１減圧機構とが配管により接続され、前記第１減圧機構と複数の第２熱交換器の各第２熱交換器とが配管により接続され、前記各第２熱交換器と前記切替機構とが配管により接続された冷媒回路を備え、前記切替機構が、前記圧縮機の吸入側に接続された配管と前記各第２熱交換器に接続された配管とを接続する複数の第１流路であって、途中に第１開閉機構が設けられた複数の第１流路と、前記圧縮機の吐出側に接続された配管と前記各第２熱交換器に接続された配管とを接続する複数の第２流路であって、途中に第２開閉機構が設けられた複数の第２流路とを備えるヒートポンプ装置の運転制御方法であり、
放熱運転時には、前記第１熱交換器へ前記圧縮機から吐出された冷媒が流れるように、前記複数の第１流路の少なくともいずれかの第１流路に設けられた第１開閉機構を開とするとともに、残りの開閉機構を閉として、前記第１熱交換器を放熱器として動作させ、前記複数の第２熱交換器の少なくともいずれかの第２熱交換器を蒸発器として動作させ、
前記複数の第２熱交換器のいずれかの第２熱交換器に付着した霜を除去する除霜運転時には、前記第１熱交換器と霜が除去される第２熱交換器である除霜熱交換機とへ前記圧縮機から吐出された冷媒が流れるように、前記圧縮機の吐出側に接続された配管と前記除霜熱交換機に接続された配管とを接続する第２流路に設けられた第２開閉機構と、前記圧縮機の吸入側に接続された配管と前記除霜熱交換機に接続された配管とを接続する第１流路を除く他の第１流路の少なくともいずれかの第１流路に設けられた第１開閉機構とを開とするとともに、残りの開閉機構を閉として、前記第１熱交換器と前記除霜熱交換機とを放熱器とし、前記除霜熱交換機を除く他の第２熱交換器の少なくともいずれかの第２熱交換器を蒸発器として動作させる
ことを特徴とするヒートポンプ装置の運転制御方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、複数の熱源側熱交換器を備えるヒートポンプ装置と、前記ヒートポンプ装置の運転制御方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
ヒートポンプ装置における暖房運転では、蒸発器となる熱源側熱交換器に流れる冷媒温度が非常に低くなる。そのため、熱源側熱交換器に霜が付着する。霜が付着すると、熱交換のための風路が塞がれてしまい熱源側熱交換器の熱交換能力が低下する。その結果、ヒートポンプ装置の暖房能力が低下する。
この暖房能力の低下を防止するため、熱源側熱交換器に付着した霜を取り除く除霜運転が行われる。除霜運転では、ヒートポンプ装置が備える冷媒回路における冷媒の流れる向きを一時的に逆転させる。つまり、除霜運転では、一時的に冷房運転と同じ向きに冷媒を流す。これにより、霜が付着している熱源側熱交換器を一時的に凝縮器として動作させることで、熱源側熱交換器に付着した霜を溶かす。
【０００３】
除霜運転では、暖房運転時に蒸発器として動作していた熱源側熱交換器が凝縮器として動作するだけでなく、暖房運転時に凝縮器として動作していた負荷側熱交換器が蒸発器として動作する。特に、除霜運転では、熱源側熱交換器に付着した霜を溶かすことにより温度が低下した冷媒が、負荷側熱交換器へ流入することになる。
ここで、負荷側熱交換器が、ヒートポンプ装置が備える冷媒回路を流れる冷媒と、水回路を流れる水とを熱交換させる熱交換器であった場合、水回路を流れる水が０℃以下まで冷却され、負荷側熱交換器内で凍結してしまう場合がある。負荷側熱交換器内で水が凍結すると、水回路が閉塞されることや、水が氷になることによる体積膨張で負荷側熱交換器が破損することがある。
また、負荷側熱交換器が、空気調和機における室内熱交換器であった場合、暖房運転中に除霜運転が行われると、暖房運転をしていたにも関わらず室内機から冷風が吹き出すため、使用者の快適性を損ねることになる。
【０００４】
特許文献１には、除霜運転時に低温の冷媒が負荷側熱交換器へ流入しないように、冷媒回路にバイパス回路を設けることについての記載がある。
【０００５】
特許文献２には、除霜運転時に低温の冷媒が室内機へ流れることを防止するために、除霜運転時に室内機側への冷媒回路を遮断することについての記載がある。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】実公平０５−０１９７２４号公報
【特許文献２】特開昭５８−１０２０６７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
しかし、特許文献１と特許文献２とのいずれに記載された方法も、除霜運転時には、負荷側熱交換器へ冷媒を循環させない。そのため、除霜運転時には、熱源側熱交換器が凝縮器として動作するが、蒸発器として動作する熱交換器がない状態になる。したがって、冷媒を完全に蒸発させることができず、二相又は液状の冷媒が圧縮機に吸入される。その結果、圧縮機への負担が大きくなってしまう。
また、特許文献１と特許文献２とのいずれに記載された方法も、除霜運転時には暖房運転がされない。そのため、暖房運転と除霜運転とが繰り返されることにより、暖房効果が得られるまでに時間がかかり、電力を浪費してしまう。
この発明は、除霜運転時に負荷側熱交換器へ温度の低い冷媒が送られることを防止するとともに、除霜運転時にも暖房運転を継続実施することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
この発明に係るヒートポンプ装置は、
圧縮機の吸入側及び吐出側と切替機構とが配管により接続され、前記切替機構と第１熱交換器とが配管により接続され、前記第１熱交換器と第１減圧機構とが配管により接続され、前記第１減圧機構と複数の第２熱交換器の各第２熱交換器とが配管により接続され、前記各第２熱交換器と前記切替機構とが配管により接続された冷媒回路と、
放熱運転時には、前記第１熱交換器へ前記圧縮機から吐出された冷媒が流れるように前記切替機構を制御して、前記第１熱交換器を放熱器として動作させ、前記複数の第２熱交換器の少なくともいずれかの第２熱交換器を前記第１熱交換器から流出した冷媒を蒸発させる蒸発器として動作させるとともに、
前記複数の第２熱交換器のいずれかの第２熱交換器に付着した霜を除去する除霜運転時には、前記第１熱交換器と霜が除去される第２熱交換器である除霜熱交換機とへ前記圧縮機から吐出された冷媒が流れるように前記切替機構を制御して、前記第１熱交換器と前記除霜熱交換機とを放熱器とし、前記除霜熱交換機を除く他の第２熱交換器の少なくともいずれかの第２熱交換器を前記第１熱交換器と前記除霜熱交換機とから流出した冷媒を蒸発させる蒸発器として動作させる制御部と
を備えることを特徴とする。
【発明の効果】
【０００９】
この発明に係るヒートポンプ装置は、除霜運転時に、複数の熱源側熱交換器（第２熱交換器）のうち霜が取り除かれる除霜熱交換器を凝縮器として動作させるとともに、負荷側熱交換器（第１熱交換器）も凝縮器として動作させる。そして、このヒートポンプ装置は、除霜熱交換器を除く他の熱源側熱交換器を蒸発器として動作させる。これにより、除霜運転時においても、負荷側熱交換器を凝縮器として動作させ暖房効果を得ることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
【図１】ヒートポンプ装置１００の構成図。
【図２】切替装置２の構成図。
【図３】暖房運転時の冷媒の流れを示す図。
【図４】熱交換器５ａに付着した霜を取り除く除霜運転Ａ時の冷媒の流れを示す図。
【図５】熱交換器５ｂに付着した霜を取り除く除霜運転Ｂ時の冷媒の流れを示す図。
【図６】冷房運転時の冷媒の流れを示す図。
【図７】各運転状態における切替装置２の制御状態を示す図。
【発明を実施するための形態】
【００１１】
実施の形態１．
図１は、ヒートポンプ装置１００の構成図である。
ヒートポンプ装置１００では、圧縮機１の吸入側１ａ及び吐出側１ｂと切替装置２とが配管で接続される。また、切替装置２と熱交換器３（第１熱交換器）とが配管で接続される。また、熱交換器３と減圧機構４（第１減圧機構）とが配管で接続される。また、減圧機構４と２つの熱交換器５ａ，５ｂ（第２熱交換器）のそれぞれとが配管で接続される。また、熱交換器５ａ，５ｂのそれぞれと切替装置２とが配管で接続される。これにより、冷媒回路９が構成される。
なお、圧縮機１の吸入側１ａと切替装置２とを繋ぐ配管の途中には、液溜め装置６が設けられている。
また、減圧機構４に接続された配管は、分岐点１２で分岐され、熱交換器５ａ，５ｂのそれぞれに接続される。そして、分岐点１２と熱交換器５ａ，５ｂのそれぞれとの間に、減圧機構７ａ，７ｂ（第２減圧機構）が設けられている。
【００１２】
上述した冷媒回路９に接続された機器のうち、熱交換器５ａ，５ｂを除いた残りの機器は、機械室１０（第１筐体）に収納される。また、熱交換器５ａ，５ｂはそれぞれ、室外機送風室２０ａ，２０ｂ（第２筐体）に収納される。つまり、圧縮機１等を含む機器と、各熱交換器５ａ，５ｂとは、異なる筐体に収納される。
機械室１０と室外機送風室２０ａ，２０ｂとは、接続バルブ８ａ，８ｂ，８ｃ，８ｄ，８ｅ，８ｆ，８ｇ，８ｈを介して接続される。
【００１３】
また、ヒートポンプ装置１００は、筐体毎に制御装置１１，２２ａ，２２ｂ（制御部）を備える。制御装置１１は、機械室１０に収納された圧縮機１や切替装置２等の動作を制御する。制御装置２２ａ，２２ｂは、室外機送風室２０ａ、２０ｂに収納された送風機２１ａ、２１ｂ等の動作を制御する。
なお、ここでは、筐体毎に制御装置を備えるとしたが、１つの制御装置が全ての筐体に収納された機器を制御してもよい。また、制御装置とは、例えば、マイクロコンピュータ等のコンピュータである。
【００１４】
また、熱交換器５ａ，５ｂには、温度検知センサ２３ａ，２３ｂ，２４ａ，２４ｂが設置されている。温度検知センサ２３ａ，２３ｂは、熱交換器５ａ，５ｂにおける二相状態の冷媒の温度を検知する。温度検知センサ２４ａ，２４ｂは、熱交換器５ａ，５ｂにおける液状態の冷媒の温度を検知する。
【００１５】
熱交換器３は、例えばプレート式熱交換器であり、冷媒回路９を循環する冷媒と、水回路１３を循環する水等の液体とを熱交換する。
一方、熱交換器５ａ，５ｂは、例えばフィンアンドチューブ型の熱交換器であり、冷媒回路９を循環する冷媒と、送風機２１ａ，２１ｂから送られる外気等の気体とを熱交換する。
なお、熱交換器３は、冷媒回路９を循環する冷媒と、空気等の気体とを熱交換する熱交換器であってもよい。
【００１６】
図２は、切替装置２の構成図である。
切替装置２は、流路３１，３２，３３，３４，３５，３６を備える。流路３１は、圧縮機１の吐出側１ｂに接続された配管と、熱交換器３に接続された配管とを接続する。流路３２は、圧縮機１の吸入側１ａに接続された配管と、熱交換器３に接続された配管とを接続する。流路３３（第２流路）は、圧縮機１の吐出側１ｂに接続された配管と、熱交換器５ａに接続された配管とを接続する。流路３４（第１流路）は、圧縮機１の吸入側１ａに接続された配管と、熱交換器５ａに接続された配管とを接続する。流路３５（第２流路）は、圧縮機１の吐出側１ｂに接続された配管と、熱交換器５ｂに接続された配管とを接続する。流路３６（第１流路）は、圧縮機１の吸入側１ａに接続された配管と、熱交換器５ｂに接続された配管とを接続する。
流路３１は途中に電磁弁等である開閉機構４１を備える。同様に、流路３２は途中に電磁弁等である開閉機構４２を備える。同様に、流路３３は途中に電磁弁等である開閉機構４３（第２開閉機構）を備える。同様に、流路３４は途中に電磁弁等である開閉機構４４（第１開閉機構）を備える。同様に、流路３５は途中に電磁弁等である開閉機構４５（第２開閉機構）を備える。同様に、流路３６は途中に電磁弁等である開閉機構４６（第１開閉機構）を備える。
【００１７】
ヒートポンプ装置１００の動作について説明する。
制御装置１１は、切替装置２が備える開閉機構４１，４２，４３，４４，４５，４６を開閉制御することにより、暖房運転、除霜運転、冷房運転を切り替える。
【００１８】
初めに、暖房運転時の動作について説明する。ここで、暖房運転とは、熱交換器３で水回路１３を流れる水を加熱する運転のことであり、暖房運転には室内の空気を温める暖房だけでなく、温水を供給する給湯運転も含む。
図３は、暖房運転時の冷媒の流れを示す図である。図３において、矢印は冷媒の流れを示す。また、図３において、切替装置２が備える開閉機構のうち、白抜きとなっている開閉機構が開、黒塗りとなっている開閉機構が閉である。つまり、暖房運転の場合、制御装置１１は、開閉機構４１，４４，４６を開、開閉機構４２，４３，４５を閉に設定する。
【００１９】
低温低圧のガス冷媒は、圧縮機１により高温高圧のガス冷媒になるまで圧縮され吐出される。圧縮機１から吐出された高温高圧のガス冷媒は、切替装置２へ流入する。高温高圧のガス冷媒は、切替装置２において熱交換器３へ導かれる。
熱交換器３において、高温高圧のガス冷媒と水回路１３を循環する水とが熱交換され、ガス冷媒は凝縮して液冷媒となり、水は加熱され温水になる。つまり、熱交換器３は凝縮器として動作する。なお、熱交換器３で冷媒と熱交換されることにより生成された温水は、図示されていないラジエータ等の放熱器や、給湯機へ供給され、暖房や給湯がされる。
熱交換器３から流出した高圧の液冷媒は、減圧機構４により低温低圧の気液二相冷媒になる。低温低圧の気液二相冷媒は、分岐点１２で分岐して、熱交換器５ａと熱交換器５ｂとへ流入する。なお、この際、減圧機構７ａ，７ｂにより、冷媒をさらに減圧してもよい。熱交換器５ａと熱交換器５ｂとにおいて、低温低圧の気液二相冷媒と外気とが熱交換され、冷媒は蒸発して低圧のガス冷媒となる。つまり、熱交換器５ａと熱交換器５ｂとは蒸発器として動作する。
低圧のガス冷媒は、熱交換器５ａと熱交換器５ｂとから切替装置２へ流入する。低圧のガス冷媒は、切替装置２において液溜め装置６側へ導かれる。そして、低圧のガス冷媒は、液溜め装置６を経て圧縮機１へ吸入され、高温高圧のガス冷媒になるまで圧縮される。
【００２０】
なお、熱交換器５ａと熱交換器５ｂとにおいて、低温低圧の気液二相冷媒と外気とが熱交換された際、冷媒の温度が低い場合には空気中の水蒸気が結露し、凍結することで熱交換器５ａと熱交換器５ｂとに霜が付着する。
【００２１】
次に、除霜運転時の動作について説明する。除霜運転とは、熱交換器５ａと熱交換器５ｂとの少なくともいずれかに付着した霜を取り除く運転である。
まず、熱交換器５ａに付着した霜を取り除く場合について説明する。
図４は、熱交換器５ａに付着した霜を取り除く除霜運転Ａ時の冷媒の流れを示す図である。図４において、矢印は冷媒の流れを示す。また、図４において、切替装置２が備える開閉機構のうち、白抜きとなっている開閉機構が開、黒塗りとなっている開閉機構が閉である。つまり、熱交換器５ａに付着した霜を取り除く場合、制御装置１１は、開閉機構４１，４３，４６を開、開閉機構４２，４４，４５を閉に設定する。
【００２２】
低温低圧のガス冷媒は、圧縮機１により高温高圧のガス冷媒になるまで圧縮され吐出される。圧縮機１から吐出された高温高圧のガス冷媒は、切替装置２へ流入する。高温高圧のガス冷媒は、切替装置２において熱交換器３と熱交換器５ａへ導かれる。
熱交換器３へ流入した冷媒は、熱交換器３において、高温高圧のガス冷媒と水回路１３を循環する水とが熱交換され、ガス冷媒は凝縮して液冷媒となり、水は加熱され温水になる。つまり、熱交換器３は凝縮器として動作する。なお、暖房運転時と同様に、熱交換器３で冷媒と熱交換されることにより生成された温水は、図示されていないラジエータ等の放熱器や、給湯機へ供給され、暖房や給湯がされる。つまり、除霜運転Ａ時であっても、暖房や給湯が継続して実施される。そして、熱交換器３から流出した高圧の液冷媒は、減圧機構４により低温低圧の気液二相冷媒になる。低温低圧の気液二相冷媒は、分岐点１２を通過して熱交換器５ｂへ流入する。なお、この際、減圧機構７ｂにより、冷媒をさらに減圧してもよい。
一方、熱交換器５ａへ流入した冷媒は、熱交換器５ａにおいて、高温高圧のガス冷媒が凝縮して液冷媒になる。この際、凝縮熱が外気へ放出され、放出された凝縮熱により熱交換器５ａに付着した霜が溶ける。つまり、熱交換器５ａも凝縮器として動作する。そして、熱交換器５ａから流出した高圧の液冷媒は、減圧機構７ａにより低温低圧の気液二相冷媒になる。低温低圧の気液二相冷媒は、分岐点１２を通過して熱交換器５ｂとへ流入する。なお、この際、減圧機構７ｂにより、冷媒をさらに減圧してもよい。
熱交換器５ｂにおいて、低温低圧の気液二相冷媒と外気とが熱交換され、冷媒は蒸発して低圧のガス冷媒となる。つまり、熱交換器５ｂとは蒸発器として動作する。
低圧のガス冷媒は、熱交換器５ｂから切替装置２へ流入する。低圧のガス冷媒は、切替装置２において液溜め装置６側へ導かれる。そして、低圧のガス冷媒は、液溜め装置６を経て圧縮機１へ吸入され、高温高圧のガス冷媒になるまで圧縮される。
【００２３】
次に、熱交換器５ｂに付着した霜を取り除く場合について説明する。
図５は、熱交換器５ｂに付着した霜を取り除く除霜運転Ｂ時の冷媒の流れを示す図である。図５において、矢印は冷媒の流れを示す。また、図５において、切替装置２が備える開閉機構のうち、白抜きとなっている開閉機構が開、黒塗りとなっている開閉機構が閉である。つまり、熱交換器５ｂに付着した霜を取り除く場合、制御装置１１は、開閉機構４１，４４，４５を開、開閉機構４２，４３，４６を閉に設定する。
【００２４】
低温低圧のガス冷媒は、圧縮機１により高温高圧のガス冷媒になるまで圧縮され吐出される。圧縮機１から吐出された高温高圧のガス冷媒は、切替装置２へ流入する。高温高圧のガス冷媒は、切替装置２において熱交換器３と熱交換器５ｂへ導かれる。
熱交換器３へ流入した冷媒は、熱交換器３において、高温高圧のガス冷媒と水回路１３を循環する水とが熱交換され、ガス冷媒は凝縮して液冷媒となり、水は加熱され温水になる。つまり、熱交換器３は凝縮器として動作する。なお、暖房運転時と同様に、熱交換器３で冷媒と熱交換されることにより生成された温水は、図示されていないラジエータ等の放熱器や、給湯機へ供給され、暖房や給湯がされる。つまり、除霜運転Ｂ時であっても、暖房や給湯が継続して実施される。そして、熱交換器３から流出した高圧の液冷媒は、減圧機構４により低温低圧の気液二相冷媒になる。低温低圧の気液二相冷媒は、分岐点１２を通過して熱交換器５ａへ流入する。なお、この際、減圧機構７ａにより、冷媒をさらに減圧してもよい。
一方、熱交換器５ｂへ流入した冷媒は、熱交換器５ｂにおいて、高温高圧のガス冷媒が凝縮して液冷媒になる。この際、凝縮熱が外気へ放出され、放出された凝縮熱により熱交換器５ｂに付着した霜が溶ける。つまり、熱交換器５ｂも凝縮器として動作する。そして、熱交換器５ｂから流出した高圧の液冷媒は、減圧機構７ｂにより低温低圧の気液二相冷媒になる。低温低圧の気液二相冷媒は、分岐点１２を通過して熱交換器５ａとへ流入する。なお、この際、減圧機構７ａにより、冷媒をさらに減圧してもよい。
熱交換器５ａにおいて、低温低圧の気液二相冷媒と外気とが熱交換され、冷媒は蒸発して低圧のガス冷媒となる。つまり、熱交換器５ａとは蒸発器として動作する。
低圧のガス冷媒は、熱交換器５ａから切替装置２へ流入する。低圧のガス冷媒は、切替装置２において液溜め装置６側へ導かれる。そして、低圧のガス冷媒は、液溜め装置６を経て圧縮機１へ吸入され、高温高圧のガス冷媒になるまで圧縮される。
【００２５】
次に、冷房運転時の動作について説明する。ここで、冷房運転とは、熱交換器３で水回路１３を流れる水を冷却する運転のことであり、冷房運転には室内の空気を冷やす冷房だけでなく、冷たい水を供給する冷水供給運転も含む。
図６は、冷房運転時の冷媒の流れを示す図である。図６において、矢印は冷媒の流れを示す。また、図６において、切替装置２が備える開閉機構のうち、白抜きとなっている開閉機構が開、黒塗りとなっている開閉機構が閉である。つまり、暖房運転の場合、制御装置１１は、開閉機構４２，４３，４５を開、開閉機構４１，４４，４６を閉に設定する。
【００２６】
低温低圧のガス冷媒は、圧縮機１により高温高圧のガス冷媒になるまで圧縮され吐出される。圧縮機１から吐出された高温高圧のガス冷媒は、切替装置２へ流入する。高温高圧のガス冷媒は、切替装置２において熱交換器５ａと熱交換器５ｂとへ導かれる。
熱交換器５ａと熱交換器５ｂとにおいて、高温高圧のガス冷媒と外気とが熱交換され、ガス冷媒は凝縮して液冷媒となる。つまり、熱交換器５ａと熱交換器５ｂとは凝縮器として動作する。
熱交換器５ａと熱交換器５ｂとから流出した高圧の液冷媒は、減圧機構７ａ，７ｂにより低温低圧の気液二相冷媒になる。低温低圧の気液二相冷媒は、熱交換器３へ流入する。なお、この際、減圧機構４により、冷媒をさらに減圧してもよい。熱交換器３において、低温低圧の気液二相冷媒と水回路１３を循環する水とが熱交換され、冷媒は蒸発して低圧のガス冷媒となり、水は冷却されて冷水となる。つまり、熱交換器３は蒸発器として動作する。なお、熱交換器３で冷媒と熱交換されることにより生成された冷水は、図示されていない吸熱機や、冷水供給機へ供給され、冷房や冷水の供給がされる。
低圧のガス冷媒は、熱交換器３から切替装置２へ流入する。低圧のガス冷媒は、切替装置２において液溜め装置６側へ導かれる。そして、低圧のガス冷媒は、液溜め装置６を経て圧縮機１へ吸入され、高温高圧のガス冷媒になるまで圧縮される。
【００２７】
図７は、各運転状態における切替装置２の制御状態を示す図である。上述したように、各運転状態に応じて、切替装置２が備える開閉機構４１，４２，４３，４４，４５，４６は開閉制御される。開閉制御の詳細については、上述した通りであるため、説明は省略する。
【００２８】
次に、除霜運転の開始条件について説明する。
ヒートポンプ装置１００では、暖房運転を継続して実施することで、蒸発器として使用している熱交換器５ａ，５ｂに徐々に霜が付着し、暖房能力が低下する。
そこで、制御装置２２ａ，２２ｂは、温度検知センサ２３ａ，２３ｂ，２４ａ，２４ｂによって検知される冷媒の温度を取得し、制御装置１１へ転送する。制御装置１１は、転送された冷媒の温度によって熱交換器５ａ，５ｂに付着している霜の状態を判定する。例えば、制御装置１１は、温度検知センサ２４ａ，２４ｂが検知した冷媒の温度が−７℃以下の状態が５分間継続した場合、所定量以上の霜が付着したと判定し、除霜運転を開始する。
【００２９】
また、制御装置１１は、熱交換器５ａ，５ｂそれぞれ個別に除霜運転を開始するか否かを判定する。
つまり、熱交換器５ａだけが除霜運転の開始条件を満たした場合、制御装置１１は熱交換器５ａに付着した霜を取り除く除霜運転Ａを開始する。逆に、熱交換器５ｂだけが除霜運転の開始条件を満たした場合、制御装置１１は熱交換器５ｂに付着した霜を取り除く除霜運転Ｂを開始する。
熱交換器５ａ，５ｂのどちらも同時に除霜運転の開始条件を満たした場合は、所定の順に、除霜運転Ａと除霜運転Ｂとを実施する。制御の順序は、任意に決めればよい。
【００３０】
次に、減圧機構４，７ａ，７ｂの制御方法について説明する。
室外機送風室２０ａと室外機送風室２０ｂとは別の筐体であり、機械室１０からの距離が異なる位置に配置される可能性がある。この場合、機械室１０から室外機送風室２０ａ，２０ｂまでの距離に応じて、室外機送風室２０ａ，２０ｂへ送る冷媒の圧力を調整することが望ましい。そこで、機械室１０から室外機送風室２０ａ，２０ｂまでの距離に応じて、減圧機構４，７ａ，７ｂの開度を調整してもよい。
例えば、暖房運転の場合、熱交換器３から流出した冷媒を減圧機構４，７ａ，７ｂで減圧する。この際、機械室１０から室外機送風室２０ａ，２０ｂまでの距離に応じて、減圧機構７ａ，７ｂの開度を調整することにより、熱交換器５ａ，５ｂのいずれへ流入する冷媒の圧力も適切な圧力にすることができる。
【００３１】
また、機械室１０から室外機送風室２０ａ，２０ｂまでの距離だけでなく、熱交換器５ａ，５ｂにおける過冷却度や過熱度に基づき、減圧機構４，７ａ，７ｂの開度を調整してもよい。
冷房運転の場合、熱交換器５ａに設置された温度検知センサ２３ａ，２４ａが検知した温度から、熱交換器５ａにおける過冷却度を計算することができる。同様に、熱交換器５ｂに設置された温度検知センサ２３ｂ，２４ｂが検知した温度から、熱交換器５ｂにおける過冷却度を計算することができる。過冷却度は、冷媒流量で調整可能である。また、過冷却度が一定になるように運転することで、ヒートポンプ装置１００は安定した性能を得ることができる。そこで、過冷却度が一定（例えば、７℃）になるように、減圧機構４，７ａ，７ｂの開度を制御してもよい。
同様に、暖房運転の場合、温度検知センサ２３ａ，２３ｂ，２４ａ，２４ｂが検知した温度から熱交換器５ａ，５ｂにおける過熱度を計算することができる。過熱度は、冷媒流量で調整可能である。また、過冷却度が一定になるように運転することで、ヒートポンプ装置１００は安定した性能を得ることができる。そこで、過熱度が一定（例えば、５℃）になるように、減圧機構４，７ａ，７ｂの開度を制御してもよい。
【００３２】
以上のように、ヒートポンプ装置１００は、除霜運転時においても負荷側熱交換器である熱交換器３を凝縮器として動作させる。そのため、除霜運転時に、負荷側熱交換器である熱交換器３の内部で、水が凍結することがない。また、除霜運転時においても暖房、給湯を継続して実施することができる。そのため、使用者の快適性を損ねることがなく、無駄な電力消費を抑えることができる。
【００３３】
また、ヒートポンプ装置１００は、圧縮機１等が収納された機械室１０と、熱交換器５ａ，５ｂが収納された室外機送風室２０ａ，２０ｂとを別の筐体としている。そのため、機械室１０、室外機送風室２０ａ，２０ｂをそれぞれ別の場所に設置することができる。
ここで、圧縮機１や、室外機送風室２０ａ，２０ｂに収納された送風機２１ａ，２１ｂは、運転音を発生する。一般に、同一の音圧をもつ音源が２個あった場合、およそ３ｄＢ音圧が上昇する。したがって、圧縮機１や送風機２１ａ，２１ｂが近傍に設置された場合、音圧が上昇してしまう。しかし、機械室１０、室外機送風室２０ａ，２０ｂをそれぞれ別の場所に設置することで、音圧の上昇を抑えられ、全体として騒音を低下させることができる。
また、全ての機器を１つの筐体に収納すると筐体が大きくなってしまうが、機器を複数の筐体に分けて収納することで、各筐体を小さくすることができる。そのため、設置場所の選択の幅が広い。
また、機械室１０を屋外に置く必要がないため、機械室１０が経年劣化しづらくない、耐久性を向上させることができる。
なお、全ての機器を１つの筐体に収納してもよい。
【００３４】
また、熱交換器３において水の温度を所定の温度にするのに必要な熱量である必要負荷が小さい低負荷時には、室外機送風室２０ａ，２０ｂのいずれかの送風機２１ａ，２１ｂを停止させてもよい。また、送風機を停止させた方の室外機送風室２０ａ，２０ｂへ冷媒が流入しないように、制御装置１１は切替装置２や減圧機構７ａ，７ｂを制御してもよい。これにより、消費電力を抑えることができる。
【００３５】
また、上記説明では、熱交換器３は、冷媒回路９を循環する冷媒と、水回路１３を循環する水等の液体とを熱交換するとした。しかし、熱交換器３は、冷媒回路９を循環する冷媒と、空気等の気体とを熱交換する熱交換器であってもよい。
【００３６】
また、上記説明では、熱源側熱交換器は、熱交換器５ａ，５ｂの２台であった。しかし、ヒートポンプ装置１００は、熱源側熱交換器を３台以上備えていてもよい。
【符号の説明】
【００３７】
１  圧縮機、２  切替装置、３  熱交換器、４  減圧機構、５ａ，５ｂ  熱交換器、６  液溜め装置、７ａ，７ｂ  減圧機構、８ａ，８ｂ，８ｃ，８ｄ，８ｅ，８ｆ，８ｇ，８ｈ  接続バルブ、９  冷媒回路、１０  機械室、１１  制御装置、１２  分岐点、１３  水回路、２０ａ，２０ｂ  室外機送風室、２１ａ，２１ｂ  送風機、２２ａ，２２ｂ  制御装置、２３ａ，２３ｂ，２４ａ，２４ｂ  温度検知センサ、３１，３２，３３，３４，３５，３６  流路、４１，４２，４３，４４，４５，４６  開閉機構、１００  ヒートポンプ装置。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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