(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
少なくとも、圧縮機と、第２の熱交換器と、膨張弁またはキャピラリーチューブからなる第１の絞り機構と、第１の熱交換器とを備え、これらがこの順番で接続されて冷媒が循環するようになっている冷凍サイクルであって、
前記圧縮機の上流側には冷媒の気液を分離するアキュムレータが、下流側には冷媒の流れの方向を切り換える方向切換機構がそれぞれ設けられ、
前記第２の熱交換器と前記第１の絞り機構の間には、冷媒を貯蔵するようになっている冷媒バッファが設けられると共に前記第２の熱交換器と前記冷媒バッファの間には第２の開閉弁が介装され、前記冷媒バッファからは、デフロスト用冷媒管開閉弁が介装されたデフロスト用冷媒管が前記アキュムレータに接続され、
そして、前記第１の絞り機構には、逆止弁が介装された第１のバイパス管が並列に接続されており、
前記方向切換機構を操作し、そして前記第２の開閉弁を閉じると共に前記デフロスト用冷媒管開閉弁を開くと、冷媒は、前記圧縮機、前記第１の熱交換器、前記第１のバイパス管、前記冷媒バッファ、前記デフロスト用冷媒管、前記アキュムレータの順に循環し、このとき前記第２の熱交換器における熱交換はしないようになっていることを特徴とする冷凍サイクル。
【請求項２】
請求項１に記載の冷凍サイクルにおいて、前記第１の熱交換器は外部の空気との間で熱交換する空気熱交換器になっており、
前記第２の熱交換器は冷暖房用として使用される冷温水との間で熱交換する冷温水熱交換器になっており、
前記第２の熱交換器と前記冷媒バッファの間には、膨張弁またはキャピラリーチューブからなる第２の絞り機構と、逆止弁が介装された第２のバイパス管が並列に設けられ、
前記冷凍サイクルには、給湯用熱交換器である第３の熱交換器も設けられ、該第３の熱交換器は前記方向切換機構から分岐した管路に接続されていると共に前記冷媒バッファに接続されており、
前記方向切換機構を操作して暖房運転位置を選択すると、冷媒は、圧縮機、前記第２の熱交換器、前記第２のバイパス管、前記冷媒バッファ、前記第１の絞り機構、前記第１の熱交換器の順に循環し、
冷房運転位置を選択すると、冷媒は、圧縮機、前記第１の熱交換器、前記第１のバイパス管、前記冷媒バッファ、前記第２の絞り機構、前記第２の熱交換器の順に循環し、
給湯運転位置を選択すると、冷媒は、圧縮機、前記第３の熱交換器、前記冷媒バッファ、前記第１の絞り機構、前記第１の熱交換器の順に循環し、
冷房給湯運転位置を選択すると、冷媒は、圧縮機、前記第３の熱交換器、前記冷媒バッファ、前記第２の絞り機構、前記第２の熱交換器の順に循環するようになっていることを特徴とする冷凍サイクル。
【請求項３】
請求項１または２に記載の冷凍サイクルにおいて、前記冷媒バッファは、レシーバからなることを特徴とする冷凍サイクル。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ヒートポンプ、冷凍機、空調機等の冷凍サイクルに関するものであり、より詳しくは、熱交換器に付着する霜を取るデフロスト運転用の冷媒管を備えた冷凍サイクルに関するものである。
【背景技術】
【０００２】
ヒートポンプ等の冷凍サイクルは、従来周知のように、圧縮機、第１、２の熱交換器、膨張弁等から構成され、これらは互いに冷媒管によって接続されている。そして圧縮機を起動して冷媒を第１の熱交換器、膨張弁、第２の熱交換器等の間を循環させると、冷媒が液体、気体と状態変化する。このとき第１の熱交換器は凝縮器、第２の熱交換器は蒸発器としてそれぞれ作用し、第１の熱交換器において熱が外部に放出され、第２の熱交換器において外部から熱が吸収される。従って、第１の熱交換器を加熱源、第２の熱交換器を冷却源として、冷暖房装置、給湯装置、冷凍機等として利用することができる。
【０００３】
冷凍サイクルの運転を継続していると、冷却源となる第２の熱交換器には霜が付着して、熱交換の効率が低下してしまう。従って第２の熱交換器の霜を取る、いわゆるデフロスト運転を定期的に実施する必要がある。デフロスト運転の方法も周知であり、冷媒を流す方向を変えて、蒸発器として作用していた第２の熱交換器を凝縮器として作用させ、凝縮器として作用していた第１の熱交換器を蒸発器として作用させる。具体的には、四方弁等によって冷媒管路を切り替えて、圧縮機で圧縮された冷媒を第２の熱交換器、膨張弁、第１の熱交換器の順に送る。そうすると、高温高圧にされた冷媒は第２の熱交換器において凝縮し、膨張弁において低圧にされ、第１の熱交換器において気化して圧縮機に戻る。従って、第２の熱交換器において熱を放出するので、付着した霜を融かすことができる。一方第１の熱交換器は外部から必要な熱を吸収する。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００８−２２４０８８号公報
【０００５】
特許文献１には、所定のバイパス路を備え、デフロスト運転時に冷媒の一部を熱交換器を通さずにバイパスさせて圧縮機に戻すことができる給湯器が記載されている。特許文献１に記載の給湯器は、圧縮機、空気熱交換器、膨張弁、水熱交換器、バイパス管等から構成されている。通常の運転においては圧縮機から送られた冷媒は、水熱交換器、膨張弁、空気熱交換器を循環する。従って、空気熱交換器において外部の空気から熱を吸収し、水熱交換器において水を加熱して給湯することができる。空気熱交換器には前記したように霜が付着する。この霜を取るデフロスト運転時には、圧縮機から送られる冷媒は、空気熱交換器、膨張弁、水熱交換器の順に送られるが、冷媒の一部は、膨張弁の上流側の管路から圧縮機の吸入側に接続されているバイパス管によってバイパスされる。これによって冷媒の一部は、水熱交換器を通らないで直接圧縮機に戻り、水熱交換器を通って戻される他の冷媒と合流することになる。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
従来周知のデフロスト運転によっても、熱交換器に付着した霜を取ることはできる。しかしながら解決すべき問題が認められる。具体的には、霜が付着してしまった一方の熱交換器をデフロストするとき、デフロストに要する熱量を他方の熱交換器において外部から吸収しなければならない点に問題が認められる。つまり他方の熱交換器は、通常運転時には加熱源として運転しているところ、デフロスト運転時には冷却源として運転しなければならないので、いわゆるマイナス運転になってしまう。従って、せっかく給湯用に加熱した湯や、暖房した空気を熱源として熱量を奪ってしまい、一時的に湯の温度が低下したり暖房の温度が低下して装置の性能が低下してしまう。またエネルギー効率も悪い。さらには、デフロストに要する熱量を他方の熱交換器において吸収しなければならないので、十分な熱量を得るのに長時間を要してしまうという問題もあるし、熱源の温度が低い場合には十分にデフロスト出来ないという問題もある。
【０００７】
特許文献１に記載の給湯器においては、デフロスト運転時に冷媒の一部は水熱交換器を通らないでバイパスされるので、水熱交換器で吸収される熱量を抑制することができ、ある程度マイナス運転を抑制することはできる。しかしながら、せっかく加熱した湯から熱量を奪ってしまうので、湯の温度が低下することは避けられない。また冷媒の一部がバイパスされてしまうので、デフロストに必要な熱量を得るには時間も要してしまう。さらには、冷媒が液体として圧縮機に送られてしまう、いわゆる液バック運転の危険もある。つまり、バイパスされる冷媒は水熱交換器を通らないので液体として戻されることになるが、水熱交換器を通って戻される冷媒の量が少ない場合には、合流後の冷媒の一部は液体になる可能性が高い。そうすると液バック運転によって圧縮機が故障する危険がある。
【０００８】
本発明は、上記したような問題点を解決した冷凍サイクルを提供することを目的としており、具体的には、冷凍サイクルにおいてデフロスト運転するとき、通常運転時に加熱した湯、空気等の加熱対象から熱量を奪うことがなく、従ってこれらの温度が低下することはなく、必要なエネルギーは最小で済むと共にデフロストに要する時間も短くて済み、液バック運転を確実に防止して安全に運転できる、冷凍サイクルを提供することを目的としている。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
本発明は、上記目的を達成するために、冷凍サイクルを、圧縮機、凝縮器である第２の熱交換器、膨張弁、蒸発器である第１の熱交換器等から構成し、この順番で冷媒が循環するようにする。圧縮機の上流側にはアキュムレータを、下流側には冷媒の流れの方向を切り換える切換弁を設ける。そして、凝縮器と膨張弁の間にレシーバを介装する。このレシーバから、開閉弁が介装されたデフロスト用冷媒管によってアキュムレータに接続する。また、膨張弁には逆止弁が介装されたバイパス管を並列に接続する。切換弁を操作して開閉弁を開くと、冷媒は圧縮機、第１の熱交換器、バイパス管、レシーバ、デフロスト用冷媒管、アキュムレータの順に循環して、第１の熱交換器はデフロストされる。このとき第２の熱交換における熱交換はしないようにする。
【００１０】
かくして、請求項１記載の発明は、上記目的を達成するために、少なくとも、圧縮機と、第２の熱交換器と、膨張弁またはキャピラリーチューブからなる第１の絞り機構と、第１の熱交換器とを備え、これらがこの順番で接続されて冷媒が循環するようになっている冷凍サイクルであって、前記圧縮機の上流側には冷媒の気液を分離するアキュムレータが、下流側には冷媒の流れの方向を切り換える方向切換機構がそれぞれ設けられ、前記第２の熱交換器と前記第１の絞り機構の間には、冷媒を貯蔵するようになっている冷媒バッファが設けられると共に前記第２の熱交換器と前記冷媒バッファの間には第２の開閉弁が介装され、前記冷媒バッファからは、デフロスト用冷媒管開閉弁が介装されたデフロスト用冷媒管が前記アキュムレータに接続され、そして、前記第１の絞り機構には、逆止弁が介装された第１のバイパス管が並列に接続されており、前記方向切換機構を操作し、そして前記第２の開閉弁を閉じると共に前記デフロスト用冷媒管開閉弁を開くと、冷媒は、前記圧縮機、前記第１の熱交換器、前記第１のバイパス管、前記冷媒バッファ、前記デフロスト用冷媒管、前記アキュムレータの順に循環し、このとき前記第２の熱交換器における熱交換はしないように構成されている。
請求項２に記載の発明は、請求項１に記載の冷凍サイクルにおいて、前記第１の熱交換器は外部の空気との間で熱交換する空気熱交換器になっており、前記第２の熱交換器は冷暖房用として使用される冷温水との間で熱交換する冷温水熱交換器になっており、前記第２の熱交換器と前記冷媒バッファの間には、膨張弁またはキャピラリーチューブからなる第２の絞り機構と、逆止弁が介装された第２のバイパス管が並列に設けられ、前記冷凍サイクルには、給湯用熱交換器である第３の熱交換器も設けられ、該第３の熱交換器は前記方向切換機構から分岐した管路に接続されていると共に前記冷媒バッファに接続されており、前記方向切換機構を操作して暖房運転位置を選択すると、冷媒は、圧縮機、前記第２の熱交換器、前記第２のバイパス管、前記冷媒バッファ、前記第１の絞り機構、前記第１の熱交換器の順に循環し、冷房運転位置を選択すると、冷媒は、圧縮機、前記第１の熱交換器、前記第１のバイパス管、前記冷媒バッファ、前記第２の絞り機構、前記第２の熱交換器の順に循環し、給湯運転位置を選択すると、冷媒は、圧縮機、前記第３の熱交換器、前記冷媒バッファ、前記第１の絞り機構、前記第１の熱交換器の順に循環し、冷房給湯運転位置を選択すると、冷媒は、圧縮機、前記第３の熱交換器、前記冷媒バッファ、前記第２の絞り機構、前記第２の熱交換器の順に循環するように構成される。
請求項３に記載の発明は、請求項１または２に記載の冷凍サイクルにおいて、前記冷媒バッファは、レシーバからなるように構成される。
【発明の効果】
【００１１】
以上のように本発明によると、少なくとも、圧縮機と、第２の熱交換器と、膨張弁またはキャピラリーチューブからなる第１の絞り機構と、第１の熱交換器とを備え、これらがこの順番で接続されて冷媒が循環するようになっている冷凍サイクルを対象として構成されているので、本発明は実質的にほとんどの冷凍サイクルに適用することができる。本発明によると、第２の熱交換器と第１の絞り機構の間には、冷媒を貯蔵するようになっている冷媒バッファが設けられている。従って、通常の運転においては、冷媒は第２の熱交換器で凝縮した後に冷媒バッファに送られることになり、冷媒は比較的高温の状態で冷媒バッファに貯められることになる。すなわち冷媒バッファには十分な熱エネルギーが常時確保されることになり、デフロスト運転時にこの熱エネルギーを利用することができる。本発明によると、第２の熱交換器と前記冷媒バッファの間には第２の開閉弁が介装されている。そして圧縮機の上流側には冷媒の気液を分離するアキュムレータが、下流側には冷媒の流れの方向を切り換える方向切換機構がそれぞれ設けられ、そして、冷媒バッファからは、デフロスト用冷媒管開閉弁が介装されたデフロスト用冷媒管がアキュムレータに接続されている。また、第１の絞り機構には、逆止弁が介装された第１のバイパス管が並列に接続されている。このような冷凍サイクルにおいて、方向切換機構を操作し、そして第２の開閉弁を閉じると共にデフロスト用冷媒管開閉弁を開くと、冷媒は、圧縮機、第１の熱交換器、第１のバイパス管、冷媒バッファ、デフロスト用冷媒管、アキュムレータの順に循環し、このとき第２の熱交換器における熱交換はしないように構成されている。従って、デフロスト運転を効率よく実施することができる。すなわち、このような運転をするとき、第１の熱交換器で凝縮して熱を放出した冷媒は比較的低温になって冷媒バッファに送られることになるが、冷媒バッファには前記したように比較的高温の冷媒が貯蔵されている。この高温の冷媒がデフロスト用冷媒管を介してアキュムレータに送られるので、冷媒はアキュムレータ内で容易に気化する。この冷媒を圧縮機で再び第１の熱交換器に送ってデフロストすることができる。つまり効率的にデフロストすることができる。そして、この循環においては冷媒を気化させるために、格別に他の熱交換器において外部から熱を吸収させる必要がない。そうすると、湯、空気等の本来の加熱対象から熱量を奪う必要がなく、これらの温度が低下することがない。すなわちデフロスト運転時にも冷凍サイクルの性能は低下しない。本発明においては、このように実質的に冷媒バッファに蓄積された熱エネルギーを利用しているので、短時間でデフロストできるという効果も得られる。さらには、圧縮機の上流側に設けられているアキュムレータによって、冷媒は確実に気液分離されるので、いわゆる液バック運転をしてしまう危険も防止されている。ところで本発明において、デフロスト運転を実施すると、冷凍バッファ内の冷媒の温度は若干低下することになる。そうすると通常運転に戻したときに、冷媒の過冷却をさらに大きく採ることができる、という効果も得られる。
【図面の簡単な説明】
【００１２】
【図１】本発明の第１の実施の形態に係る冷凍サイクルを模式的に示す冷媒配管フロー図である。
【図２】本発明の第２の実施の形態に係る冷凍サイクルを模式的に示す冷媒配管フロー図である。
【発明を実施するための形態】
【００１３】
本発明は、デフロスト運転用の冷媒管を備えた冷凍サイクルに関するものであって、この冷媒管に特徴がある。以下、本発明の第１の実施の形態について説明する。
第１の形態に係る冷凍サイクル１は、後で詳しく説明するように本発明に特有の構成を備えているが、概略的には冷暖房および給湯を適宜切り換えて運転することができるヒートポンプであり、冷媒配管のフローが図１に示されている。すなわち冷凍サイクル１は、従来周知のように冷媒を圧縮する圧縮機２、凝縮器あるいは蒸発器の作用を奏する第１〜３の熱交換器４、５、６等から構成され、複数本の冷媒管によって互いに接続され、密閉サイクルが構成されている。簡略的に説明すると、第１の熱交換器４は屋外に設けられ、蒸発器あるいは凝縮器として作用して外部の空気と熱交換するように、第２の熱交換器５は、同様に蒸発器あるいは凝縮器として作用して冷暖房用の冷温水を冷却したり加熱するように、第３の熱交換器は凝縮器として作用して給湯用の湯を加熱するように、それぞれ構成されている。以下、第１〜３の熱交換器４、５、６は、適宜、それぞれ空気熱交換器４、冷温水熱交換器５、給湯熱交換器６として呼称する。
【００１４】
以下詳しく説明する。
圧縮機２からは冷媒吐出管Ｒ１が出ており、冷媒吐出管Ｒ１には、従来周知の形態をした三方弁８が接続されている。三方弁８からの一方の分岐、すなわち給湯熱交換器用管Ｒ２は、給湯熱交換器６の冷媒ポートに接続されている。そして他方の分岐である分岐冷媒管Ｒ３は、従来周知の四方弁９の１個のポートに接続されている。そしてこの四方弁９の他の３個のポートには、空気熱交換器用管Ｒ４、冷温水熱交換器用管Ｒ５、冷媒戻管Ｒ６が接続され、それぞれ空気熱交換器４、冷温水熱交換器６、アキュムレータ１１に接続されている。アキュムレータ１１は、周知のように冷媒の気液を分離する装置であり、その出口ポートが冷媒吸入管Ｒ７によって圧縮機２に接続され、圧縮機２に液体の冷媒が吸入されないように保護している。三方弁８および四方弁９を切換操作すると、圧縮機２から吐出される冷媒は空気熱交換器４、冷温水熱交換器５、給湯熱交換器６のそれぞれに選択的に送り出すことができる。従って、三方弁８と四方弁９とは、冷媒の流れの方向を切り換える方向切換機構ということができる。
【００１５】
空気熱交換器４は、屋外に設置されていると共にファン１３が設けられ、外気と効率よく熱交換して、暖房運転をするときや給湯運転をするときには蒸発器として、冷房運転をするときには凝縮器として作用する。空気熱交換器４からは後で説明するレシーバ１４に、第１のレシーバ側冷媒管Ｒ８によって接続されている。第１のレシーバ側冷媒管Ｒ８には、第１の膨張弁１５が介装され、第１の膨張弁１５と並列に、第１の逆止弁１６が介装された第１のバイパス管Ｒ９が接続されている。従って冷媒は、空気熱交換器４からレシーバ１４の方向に流れるときには第１の逆止弁１６、第１のバイパス管Ｒ９を流れ、逆方向に流れるときには第１の膨張弁１５を流れることになる。第１のレシーバ側冷媒管Ｒ８は、レシーバ１４側において二股に分岐しており、一方の分岐は第１のレシーバ側逆止弁１８を介してレシーバ１４に接続されている。第１のレシーバ側逆止弁１８は、空気熱交換器４からレシーバ１４側には冷媒を流すが、逆方向には流さないようになっている。第１のレシーバ側冷媒管Ｒ８の他方の分岐は、第１の開閉弁１９を介してレシーバ１４に接続され、弁を開くと冷媒がレシーバ１４から空気熱交換器４に送られるようになっている。
【００１６】
冷温水熱交換器５は、冷暖房用に室内を循環させている冷温水と、冷媒とが熱交換する熱交換器であり、従来周知のプレート型熱交換器から構成されている。冷温水熱交換器５を凝縮器として作用させると冷温水を加熱して室内を暖房することができ、蒸発器として作用させると冷温水を冷却して室内を冷房することができる。冷温水交換器５も、第２のレシーバ側冷媒管Ｒ１０によってレシーバ１４に接続されている。そして第２のレシーバ側冷媒管Ｒ１０にも、第１のレシーバ側冷媒管Ｒ８と同様に、第２の膨張弁２１が介装され、第２の膨張弁２１と並列に、第２の逆止弁２２が介装された第２のバイパス管Ｒ１１が接続されている。従って冷媒は、冷温水熱交換器５からレシーバ１４の方向に流れるときには第２の逆止弁２２、第２のバイパス管Ｒ１１を流れ、逆方向に流れるときには第２の膨張弁２１を流れることになる。第２のレシーバ側冷媒管Ｒ１０も、レシーバ１４側において二股に分岐しており、一方の分岐は第２のレシーバ側逆止弁２３を介してレシーバ１４に接続されている。第２のレシーバ側逆止弁２３も、冷温水熱交換器５からレシーバ１４側には冷媒を流すが逆方向には流さない。第２のレシーバ側冷媒管Ｒ１０の他方の分岐は、第２の開閉弁２４を介してレシーバ１４に接続され、弁を開くと冷媒がレシーバ１４から冷温水熱交換器５に送られるようになっている。
【００１７】
給湯熱交換器６は、凝縮器として作用するプレート型熱交換器であり、水道水を加熱して比較的高温に加熱し給湯することができる。給湯熱交換器６も、第３のレシーバ側冷媒管Ｒ１２によってレシーバ１４に接続されている。第３のレシーバ側冷媒管Ｒ１２には、第３のレシーバ側逆止弁２５が介装されており、レシーバ１４から冷媒が逆流しないようになっている。本実施の形態においては、第３のレシーバ側冷媒管Ｒ１２には、キャピラリーチューブ２７と、バイパス用開閉弁２８が並列に接続されている。給湯熱交換器６で凝縮された冷媒はバイパス用開閉弁２８を通してレシーバ１４に送ることもできるし、弁を閉めればキャピラリーチューブ２７で減圧してレシーバ１４に送ることもできる。キャピラリーチューブ２７で冷媒の圧力を低下させることによって圧縮機２に負荷をかけずに冷媒の過冷却を大きく採ることができ、高温の温水を得ることができるようになっている。
【００１８】
レシーバ１４は、所定の容量の容器からなり冷媒を貯蔵する冷媒のバッファであり、例えば冷媒は液体として約３．５リットルが貯蔵されている。冷暖房の運転時、あるいは給湯運転時には、レシーバ１４に貯蔵されている冷媒は、例えば５０〜５５℃のように比較的高温になっている。本発明においては、このように比較的高温かつ十分な量で貯蔵されている冷媒の熱エネルギーを利用してデフロストするように構成されている。
【００１９】
冷凍サイクル１には、本発明に特有の冷媒管、すなわちデフロスト用冷媒管Ｒ１３が設けられている。デフロスト用冷媒管Ｒ１３は、デフロスト運転時に冷媒を流す管であり、レシーバ１４とアキュムレータ１１とを接続している。デフロスト用冷媒管Ｒ１３には、デフロスト用冷媒管開閉弁２９が介装されている。
【００２０】
本実施の形態に係る冷凍サイクル１の作用を説明する。冷凍サイクル１にも、図１には示されていないが、コントローラが設けられており、コントローラからの指令によって自動的に各種弁や装置が駆動されるようになっている。しかしながら以下の説明においては手動的に操作するように説明する。本実施の形態に係る冷凍サイクル１においては、後で説明するデフロスト運転に特徴があるが、最初に通常の運転について説明する。
【００２１】
（Ａ）暖房運転
三方弁８と四方弁９とを切り換えて、圧縮機２の冷媒吐出管Ｒ１と、分岐冷媒管Ｒ３と、冷温水熱交換器用管Ｒ５とを連通させる。このように四方弁９を切り換えると、空気熱交換器用管Ｒ４と冷媒戻管Ｒ６とが連通する。第１の開閉弁１９を開き、第２の開閉弁２４とデフロスト用冷媒管開閉弁２９とを閉じる。圧縮機２を駆動すると、圧縮機２から吐出される冷媒は、冷温水熱交換器５、第２のバイパス管Ｒ１１、レシーバ１４、第１のレシーバ側冷媒管Ｒ８、第１の膨張弁１５、空気熱交換器４、アキュムレータ１１の順に流れ、圧縮機２に循環する。従って冷媒は、冷温水熱交換器５において凝縮して熱を放出して冷温水を加熱し、空気熱交換器４において蒸発して外気から熱を吸収する。加熱された冷温水によって暖房することができる。
【００２２】
（Ｂ）冷房運転
三方弁８と四方弁９とを切り換えて、圧縮機２の冷媒吐出管Ｒ１と、分岐冷媒管Ｒ３と、空気熱交換器用管Ｒ４とを連通させる。このように四方弁９を切り換えると、図１に示されているように冷温水熱交換器用管Ｒ５と冷媒戻管Ｒ６とが連通する。第２の開閉弁２４を開き、第１の開閉弁１９とデフロスト用冷媒管開閉弁２９とを閉じる。圧縮機２を駆動すると、圧縮機２から吐出される冷媒は、空気熱交換器４、第１のバイパス管Ｒ９、レシーバ１４、第２のレシーバ側冷媒管Ｒ１０、第２の膨張弁２１、冷温水熱交換器５、アキュムレータ１１の順に流れ、圧縮機２に循環する。従って冷媒は、空気熱交換器４において凝縮して外気に熱を放出し、冷温水熱交換器５において蒸発して冷温水を冷却する。冷却された冷温水によって冷房することができる。
【００２３】
（Ｃ）給湯運転
三方弁８を切り換えて、圧縮機２の冷媒吐出管Ｒ１と給湯熱交換器用管Ｒ２とを連通させる。また四方弁９を切り換えて、空気熱交換器用管Ｒ４と冷媒戻管Ｒ６とを連通させる。第１の開閉弁１９を開き、第２の開閉弁２４とデフロスト用冷媒管開閉弁２９とを閉じる。圧縮機２を駆動すると、圧縮機２から吐出される冷媒は、給湯熱交換器６、第３のレシーバ側冷媒管Ｒ１２、レシーバ１４、第１のレシーバ側冷媒管Ｒ８、第１の膨張弁１５、空気熱交換器４、アキュムレータ１１の順に流れ、圧縮機２に循環する。従って冷媒は、給湯熱交換器６において凝縮して熱を放出して水道水を加熱し、空気熱交換器４において蒸発して外気から熱を吸収する。従って給湯することとができる。
【００２４】
（Ｄ）冷房給湯運転
三方弁８を切り換えて、圧縮機２の冷媒吐出管Ｒ１と給湯熱交換器用管Ｒ２とを連通させる。また四方弁９を切り換えて、冷温水熱交換器用管Ｒ５と冷媒戻管Ｒ６とを連通させる。第２の開閉弁２４を開き、第１の開閉弁１９とデフロスト用冷媒管開閉弁２９とを閉じる。圧縮機２を駆動すると、圧縮機２から吐出される冷媒は、給湯熱交換器６、第３のレシーバ側冷媒管Ｒ１２、レシーバ１４、第２のレシーバ側冷媒管Ｒ１０、第２の膨張弁２１、冷温水熱交換器５、アキュムレータ１１の順に流れ、圧縮機２に循環する。従って冷媒は、給湯熱交換器６において凝縮して熱を放出して水道水を加熱し、冷温水熱交換器５において蒸発して冷温水を冷却する。給湯できると共に、冷却された冷温水によって冷房することができる。
【００２５】
（Ｅ）デフロスト運転
暖房運転、給湯運転を所定の時間継続すると、空気熱交換器４には霜が付着して熱交換の効率が低下してしまう。従って定期的に空気熱交換器４に付着した霜を取る、いわゆるデフロストを実施する必要がある。次のようにデフロスト運転をする。三方弁８と四方弁９とを切り換えて、圧縮機２の冷媒吐出管Ｒ１と、分岐冷媒管Ｒ３と、空気熱交換器用管Ｒ４とを連通させる。第１の開閉弁１９と第２の開閉弁２４とを閉じる。デフロスト用冷媒管開閉弁２９を開く。圧縮機２を駆動すると圧縮機２から吐出される冷媒は、空気熱交換器４、第１のバイパス管Ｒ９、レシーバ１４、デフロスト用冷媒管Ｒ１３、アキュムレータ１１の順に流れ、圧縮機２に循環する。この循環において冷媒は次のように変化する。まず空気熱交換器４において凝縮して付着した霜を融かす。液化した冷媒は低温になってレシーバ１４に遅られる。レシーバ１４には比較的高温の冷媒が十分な量だけ貯蔵されているので、高温の冷媒がデフロスト用冷媒管Ｒ１３を経由してアキュムレータ１１に流れる。冷媒は高温なのでアキュムレータにて容易に気化する。気化した冷媒は圧縮機２で再び吐出される。以下同様にして空気熱交換器４がデフロストされる。本実施の形態においては、デフロスト運転時に冷媒を蒸発させるのに格別に熱交換器を使用する必要がない。従って他の熱交換器、例えば第２、３の熱交換器５、６において外部から熱を吸収する必要がなく、冷凍サイクル１の効率を低下させることがない。また、液体の冷媒がアキュムレータ１１に戻されるが、アキュムレータ１１において冷媒は確実に気液分離されるので圧縮機２に液体の冷媒が戻る危険もない。
【００２６】
図２には第２の実施の形態に係る冷凍サイクル１’の冷媒フローが示されている。前実施の形態と同様の装置、冷媒管、等については同じ参照番号を付して詳しくは説明しない。第２の実施の形態に係る冷凍サイクル１’は、熱交換器が第１、２の熱交換器４、５、すなわち空気熱交換器４と冷温水熱交換器５の２個からなる一般的なヒートポンプとして構成されている。当業者であれば容易に理解されるように、冷凍サイクル１’によって暖房運転と冷房運転を切換運転することができる。第２の実施の形態に係る冷凍サイクル１’においても、デフロスト運転時には、冷媒を圧縮機２、空気熱交換器４、第１のバイパス管Ｒ９、レシーバ１４、デフロスト用冷媒管Ｒ１３、アキュムレータ１１、圧縮機２の順に循環させる。そうすると前実施の形態と同様に、格別に冷温水熱交換器５において熱を吸収する必要がなく、効率的にデフロストすることができる。
【００２７】
本実施の形態については色々な変形が可能である。例えばレシーバ１４は冷媒を所定量だけ貯蔵できればいいので、単なる容器として構成しても良いし、冷媒管の一部を太くして所定の容量の冷媒が滞留するようにしても良い。また、冷媒の圧力を低下させる絞り機構として、本実施の形態においては膨張弁が設けられているが、これらはキャピラリーチューブに換えることも可能である。本発明は冷暖房、給湯に使用されるヒートポンプに適用できるだけでなく、冷凍機、あるいは他の冷凍サイクルにも適用することができる。
【符号の説明】
【００２８】
１    冷凍サイクル                  ２    圧縮機
４    第１の熱交換器    空気熱交換器
５    第２の熱交換器    冷温水熱交換器
６    第３の熱交換器    給湯熱交換器
９    四方弁                      １１    アキュムレータ
１４    レシーバ                    １５    第１の膨張弁
１６    第１の逆止弁                １８    第１のレシーバ側逆止弁
１９    第１の開閉弁                ２１    第２の膨張弁
２２    第２の逆止弁                ２３    第２のレシーバ側逆止弁
２４    第２の開閉弁                ２５    第３のレシーバ側逆止弁
２７    キャピラリーチューブ        ２８    バイパス用開閉弁
２９    デフロスト用冷媒管開閉弁
Ｒ１    冷媒吐出管                  Ｒ２    給湯熱交換器用管
Ｒ３    分岐冷媒管                  Ｒ４    空気熱交換器用管
Ｒ５    冷温水熱交換器用管          Ｒ６    冷媒戻管
Ｒ７    冷媒吸入管                  Ｒ８    第１のレシーバ側冷媒管
Ｒ９    第１のバイパス管            Ｒ１０    第２のレシーバ側冷媒管
Ｒ１１    第２のバイパス管          Ｒ１２    第３のレシーバ側冷媒管
Ｒ１３    デフロスト用冷媒管
【図１】
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【図２】
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