(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
圧縮機、流路切替弁、熱源側熱交換器、メイン膨張弁及び利用側熱交換器が冷媒配管によって接続されて構成された冷媒回路を有し、ホットガスリバース方式により除霜運転を行う冷凍サイクル装置において、
前記冷媒回路内の高圧側の圧力を測定する圧力センサと、
前記圧縮機、前記流路切替弁及び前記メイン膨張弁をそれぞれ制御する制御装置と、を備え、
余剰冷媒を溜めるための冷媒タンク、前記冷媒タンクに対し前記熱源側熱交換器側に配置され開度を調整することができるサブ膨張弁、及び前記冷媒タンクに対し前記利用側熱交換器側に配置された電磁弁を直列に接続した直列回路が、前記熱源側熱交換器と前記利用側熱交換器との間に接続された前記メイン膨張弁に並列に接続され、
前記制御装置は、
前記圧力センサの測定する圧力に基づき、前記サブ膨張弁の開度及び前記電磁弁の開閉を制御し、
除霜運転開始後から前記圧力が規定値に達するまでの間は、前記サブ膨張弁を全開状態にし、かつ前記電磁弁を閉じ、
前記圧力が規定値以上に高い時には、前記サブ膨張弁を全閉の状態にし、かつ前記電磁弁を開け、前記圧力が規定値よりも低い時には、前記サブ膨張弁を開け、かつ前記電磁弁を閉じる、冷凍サイクル装置。
【請求項２】
圧縮機、流路切替弁、熱源側熱交換器、メイン膨張弁及び利用側熱交換器が冷媒配管によって接続されて構成された冷媒回路を有し、ホットガスリバース方式により除霜運転を行う冷凍サイクル装置において、
前記冷媒回路内の高圧側の圧力を測定する圧力センサと、
前記圧縮機、前記流路切替弁及び前記メイン膨張弁をそれぞれ制御する制御装置と、を備え、
余剰冷媒を溜めるための冷媒タンク、前記冷媒タンクに対し前記熱源側熱交換器側に配置され開度を調整することができるサブ膨張弁、及び前記冷媒タンクに対し前記利用側熱交換器側に配置された電磁弁を直列に接続した直列回路が、前記熱源側熱交換器と前記利用側熱交換器との間に接続された前記メイン膨張弁に並列に接続され、
前記制御装置は、
前記圧力センサの測定する圧力に基づき、前記サブ膨張弁の開度及び前記電磁弁の開閉を制御し、
前記圧力が規定値以上に高い時には、前記サブ膨張弁を全閉の状態にし、かつ前記電磁弁を開け、前記圧力が規定値よりも低い時には、前記サブ膨張弁の開度を絞り、かつ前記電磁弁を閉じる、冷凍サイクル装置。
【請求項３】
圧縮機、流路切替弁、熱源側熱交換器、メイン膨張弁及び利用側熱交換器が冷媒配管によって接続されて構成された冷媒回路を有し、ホットガスリバース方式により除霜運転を行う冷凍サイクル装置において、
前記冷媒回路内の高圧側の圧力を測定する圧力センサと、
前記圧縮機、前記流路切替弁及び前記メイン膨張弁をそれぞれ制御する制御装置と、を備え、
余剰冷媒を溜めるための冷媒タンク、前記冷媒タンクに対し前記熱源側熱交換器側に配置され開度を調整することができるサブ膨張弁、及び前記冷媒タンクに対し前記利用側熱交換器側に配置された電磁弁を直列に接続した直列回路が、前記熱源側熱交換器と前記利用側熱交換器との間に接続された前記メイン膨張弁に並列に接続され、
前記制御装置は、
前記圧力センサの測定する圧力に基づき、前記サブ膨張弁の開度及び前記電磁弁の開閉を制御し、
除霜運転開始後から前記圧力が規定値に達するまでの間は、前記サブ膨張弁を全開状態にし、かつ前記電磁弁を閉じる、冷凍サイクル装置。
【請求項４】
圧縮機、流路切替弁、熱源側熱交換器、メイン膨張弁及び利用側熱交換器が冷媒配管によって接続されて構成された冷媒回路を有し、ホットガスリバース方式により除霜運転を行う冷凍サイクル装置において、
前記冷媒回路内の高圧側の圧力を測定する圧力センサと、
前記圧縮機、前記流路切替弁及び前記メイン膨張弁をそれぞれ制御する制御装置と、を備え、
余剰冷媒を溜めるための冷媒タンク、前記冷媒タンクに対し前記熱源側熱交換器側に配置され開度を調整することができるサブ膨張弁、及び前記冷媒タンクに対し前記利用側熱交換器側に配置された電磁弁を直列に接続した直列回路が、前記熱源側熱交換器と前記利用側熱交換器との間に接続された前記メイン膨張弁に並列に接続され、
前記制御装置は、
前記圧力センサの測定する圧力に基づき、前記サブ膨張弁の開度及び前記電磁弁の開閉を制御し、
除霜運転終了前の所定時間は、前記サブ膨張弁を全開状態にし、かつ前記電磁弁を閉じる、冷凍サイクル装置。
【請求項５】
除霜運転開始後から前記圧力が規定値に達するまでの間は、前記サブ膨張弁を全開状態にし、かつ前記電磁弁を閉じる、請求項２に記載の冷凍サイクル装置。
【請求項６】
除霜運転終了前の所定時間は、前記サブ膨張弁を全開状態にし、かつ前記電磁弁を閉じる、請求項２又は３に記載の冷凍サイクル装置。
【請求項７】
前記制御装置は、
時間経過に対する前記圧力センサの測定する圧力の増加の割合が規定よりも大きい場合に、前記圧力が規定値以上に高いと判断し、圧力の増加の割合が規定よりも小さい場合に前記圧力が規定値よりも低いと判断する、請求項１〜６の何れか１項に記載の冷凍サイクル装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、冷凍サイクル装置に関し、特に除霜運転時の液バック抑制に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
冷凍サイクル装置を用いて水を冷却又は加熱し、これにより得られた冷水又は温水を冷暖房に使用する空調装置等が知られている。これらの冷凍サイクル装置には、例えば空冷式ヒートポンプチラー等が該当する。
低温外気中で冷凍サイクル装置を暖房運転させた時、つまり、外気と冷媒との間で熱交換を行う空気熱交換器（室外側熱交換器）を蒸発器として用い、水熱交換器（室内側熱交換器）を凝縮器として用いる時（例えば暖房に使用する温水を製造する時）に、空気熱交換器に着霜する場合がある。この空気熱交換器に着いた霜は、外気と冷媒の熱交換を阻害し、水熱交換器側での水を加熱する能力を低下させる。そのため、空気熱交換器に着いた霜は、速やかに取り除く必要がある（除霜）。除霜の方式としては、例えば、空気熱交換器を凝縮器として運転するホットガスリバース方式、冷凍サイクル装置を停止させるオフサイクルデフロスト方式、熱交換器の近くに設置したヒータにより加熱するヒータデフロスト方式等がある。特に空冷式ヒートポンプチラーでは、ホットガスリバース方式で除霜運転を行っている。【０００３】
空冷式ヒートポンプチラーでは、冷媒回路は、例えば、圧縮機、空気熱交換器、膨張弁、水熱交換器、冷媒タンク、四方弁を冷媒配管により接続して構成される。空気熱交換器と水熱交換器との間にある膨張弁は回路に直列に接続されている。冷媒タンクは膨張弁と水熱交換器との間に設置されており、膨張弁と水交換器とを接続する冷媒配管に並列に接続されている。四方弁は、圧縮機の吸入口側及び吐出口側のそれぞれの接続先を、一方の接続先が空気熱交換器である場合には他方の接続先が水熱交換器であるように接続され、またその逆にも接続先を切り替えられるように接続されている。この冷媒回路において、暖房運転時は、圧縮機、水熱交換器、膨張弁、空気熱交換器の順に冷媒が循環するように四方弁が切り替えられ、水熱交換器では温水が作られる。冷房運転時は、圧縮機、空気熱交換器、膨張弁、水熱交換器の順に冷媒が循環するように四方弁が切り替えられ、水熱交換器では冷水が作られる。【０００４】
このような冷媒回路において、暖房運転時に蒸発器となる空気熱交換器に霜が着く場合があるため、ホットガスリバース方式の除霜運転が行われる。ホットガスリバース方式の除霜運転は、圧縮機から吐出する高温の冷媒ガス（ホットガス）を、着霜した空気熱交換器に送り、その熱で霜を融解させる除霜方式である。除霜開始時において、膨張弁と水熱交換器との間に設置されている冷媒タンクに溜まっている液冷媒は、水熱交換器を通って圧縮機に流れ、圧縮機の吸入口へ入る。つまり、圧縮機への液バックが生ずる。同様に除霜運転が終了し暖房運転が開始された時において、空気熱交換器に溜まった液冷媒は、圧縮機の吸入口へ入る。つまり、圧縮機への液バックが生ずる。そのため、従来技術では、液バックを抑制するためにアキュムレータを設置し、圧縮機への液バックが無いように保護していた。しかし、アキュムレータは容量が大きく、機械室内に大きなスペースが必要となる。よって、小さいスペースで液バック対策をするため、冷媒タンクを設けて流量調整装置により冷媒回路に流れる冷媒量を調整する方法が検討されている。【０００５】
特許文献１においては、圧縮機、凝縮器、絞り装置及び蒸発器が冷媒配管により接続されている冷媒回路が構成され、流量調整装置と冷媒回路内の過剰な冷媒を溜めるレシーバとを直列に接続した回路が、絞り装置と並列に設けられている冷媒回路が開示されている。【０００６】
特許文献２においては、圧縮機吐出部と電磁弁後の低圧をホットガスバイパスにより繋ぎ、冷媒回路を低圧部と高圧部とに分けて除霜運転を行い、圧縮機の吸入側にはアキュムレータが接続されている冷凍サイクル装置が開示されている。【０００７】
特許文献３においては、圧縮機吸込み部と電磁弁後を繋ぎ、間に冷媒タンクを挟むことで運転中の冷媒回路の高圧側の圧力が上昇した際に、冷媒タンクへ冷媒を流すことによって冷媒回路内の高圧側の圧力を低下させる技術が開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００８】
【特許文献１】特開２０１４−１１９１５３号公報
【特許文献２】特公平７−５２０５２号公報
【特許文献３】特開平５−２８８４２７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
特許文献１に開示されている技術は、必要冷媒量に応じて冷媒流量を調整する冷媒回路を構成し、停電時には流量調整装置を開けてレシーバー内に溜まった冷媒を冷媒回路へ戻す制御を行うものであるが、除霜運転時の制御を目的とするものではなかった。【００１０】
特許文献２に開示されている技術は、圧縮機吐出側に電磁弁を接続し、電磁弁から蒸発器へ繋ぐホットガスバイパスを設けてあり、除霜運転時は、凝縮器の下流側に設置された弁を閉じ、圧縮機の高圧側と蒸発器を接続した回路により除霜を行うものである。この構成は、蒸発器と圧縮機の吸入口との間に設けたアキュムレータにより圧縮機への液バックを防ぐものであり、アキュムレータを設置するスペースが必要となる。また、除霜のために、ホットガスバイパスを設けている。よって、冷凍サイクル装置の機械室内のスペースを大きくとらなければならないという課題があった。【００１１】
特許文献３では、圧縮機の吸入口と膨張弁とを繋ぎ、間に冷媒タンクを挟む冷媒回路であり、冷媒循環量が過大となって高圧圧力が上昇したときに冷媒タンクに冷媒をためる構成となっている。この構成においては、冷媒回路の高圧側の圧力が規定よりも高い場合に電磁弁を開き冷媒タンクに冷媒をためる制御を行っているが、除霜を目的とするものではなく、除霜運転時の圧縮機への液バックを防ぐための構成にはなっていなかった。【００１２】
本発明は、上記のような課題を解決するためになされたもので、冷媒タンク（高圧レシーバ）を備えた冷媒回路において、冷媒回路の除霜運転時の液バック抑制を可能とすることを目的とするものである。
【課題を解決するための手段】
【００１３】
本発明に係る冷凍サイクル装置は、圧縮機、流路切替弁、熱源側熱交換器、メイン膨張弁及び利用側熱交換器が冷媒配管によって接続されて構成された冷媒回路を有し、ホットガスリバース方式により除霜運転を行う冷凍サイクル装置において、前記冷媒回路内の高圧側の圧力を測定する圧力センサと、前記圧縮機、前記流路切替弁及び前記メイン膨張弁をそれぞれ制御する制御装置と、を備え、余剰冷媒を溜めるための冷媒タンク、前記冷媒タンクに対し前記熱源側熱交換器側に配置され開度を調整することができるサブ膨張弁、及び前記冷媒タンクに対し前記利用側熱交換器側に配置された電磁弁を直列に接続した直列回路が、前記熱源側熱交換器と前記利用側熱交換器との間に接続された前記メイン膨張弁に並列に接続され、前記制御装置は、前記圧力センサの測定する圧力に基づき、前記サブ膨張弁の開度及び前記電磁弁の開閉を制御し、除霜運転開始後から前記圧力が規定値に達するまでの間は、前記サブ膨張弁を全開状態にし、かつ前記電磁弁を閉じ、前記圧力が規定値以上に高い時には、前記サブ膨張弁を全閉の状態にし、かつ前記電磁弁を開け、前記圧力が規定値よりも低い時には、前記サブ膨張弁を開け、かつ前記電磁弁を閉じるものである。
【発明の効果】
【００１４】
本発明によれば、除霜運転開始時に、サブ膨張弁と電磁弁とを制御することで、冷媒タンク内の冷媒量を調整し、除霜運転に必要な冷媒量を冷媒回路に出すことで、除霜運転時に発生していた圧縮機への液バックを抑制することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１５】
【図１】実施の形態１における冷凍サイクル装置の冷媒回路の略図である。
【図２】従来技術（比較例）の冷凍サイクル装置の冷媒回路の略図である。
【図３】実施の形態１における冷凍サイクル装置の制御フローの図である。
【図４】冷媒回路の除霜運転時の時間経過に対する高圧側圧力と、それに伴う電磁弁の動きの関係を示した説明図である。
【図５】実施の形態２における冷凍サイクル装置の制御フローの図である。
【発明を実施するための形態】
【００１６】
実施の形態１．
以下に、図を用いて本実施の形態に係る冷凍サイクル装置１について説明をする。
図１は、本実施の形態における冷凍サイクル装置１の冷媒回路２の略図である。本実施の形態に係る冷凍サイクル装置１は、例えば、水を冷却又は加熱することにより得た冷水又は温水を冷暖房に使用する空調装置である。冷凍サイクル装置１には、例えば空冷式ヒートポンプチラー等が該当する。
【００１７】
冷凍サイクル装置１の冷媒回路２は、圧縮機２１、空気熱交換器２２（本願発明の熱源側熱交換器に相当する）、メイン膨張弁２４、水熱交換器２５（本願発明の利用側熱交換器に相当する）、サブ膨張弁２６、冷媒タンク２７、電磁弁２８、四方弁２９（本願発明の流路切替弁に相当する）を冷媒配管により接続して構成される。サブ膨張弁２６及び冷媒タンク２７、電磁弁２８は、冷媒回路内で直列に接続されている。接続されたサブ膨張弁２６及び冷媒タンク２７、電磁弁２８は、空気熱交換器２２と水熱交換器２５との間にあるメイン膨張弁２４に対し並列に接続されている。
【００１８】
四方弁２９は、圧縮機２１の吸入口側及び吐出口側のそれぞれの接続先を、一方の接続先が空気熱交換器２２である場合には他方の接続先が水熱交換器２５であり、その逆にも切り替えられるように接続されている。なお、接続先の切り替えは、四方弁２９に限らず、圧縮機２１の吸入口側及び吐出口側のそれぞれの接続先を切り替えて、冷媒回路２の冷媒の循環方向を逆転できればその他の流路切替弁を用いても良い。メイン膨張弁２４は、冷媒回路２内で減圧装置として働く。サブ膨張弁２６は、全開、全閉、絞りの状態に開度を変えることができ、全開時には冷媒を減圧させずに、または少ない減圧で通すことができ、全閉時には冷媒の流れを遮断することができる。サブ膨張弁２６が絞り状態の時にはメイン膨張弁２４と同じように冷媒回路２内で減圧装置として働く。電磁弁２８は、開閉制御ができる。開時は冷媒を減圧させずに、または少ない減圧で通すことができ、閉時には冷媒の流れを遮断することができる。
【００１９】
冷凍サイクル装置１には、圧力センサ３が備えられており、冷媒回路２の高圧側の圧力を測定する。また、冷凍サイクル装置１には制御装置４が備えられている。制御装置４は、圧縮機２１、四方弁２９、及びメイン膨張弁２４の動作を制御するとともに、圧力センサ３の測定値に基づき、サブ膨張弁２６及び電磁弁２８の開閉制御を行う。この制御装置４は、たとえばマイコンなどで構成されるものである。冷媒回路２の高圧側の圧力とサブ膨張弁２６の開度制御及び電磁弁２８の開閉制御との関係については後述する。
【００２０】
空気熱交換器２２にはファン２３が併設されており、ファン２３は、冷凍サイクル装置１の外の空気（外気）を空気熱交換器２２へ送り込み、冷媒と外気との間で熱交換させるものである。暖房運転時に空気熱交換器２２に着霜が生じると、ファン２３が空気熱交換器２２へ送り込む空気が通過しにくくなり、熱交換の効率が下がる。
【００２１】
（暖房運転時の冷凍サイクル装置１の動き）
暖房運転時（水熱交換器２５で温水を製造する場合）における、冷凍サイクル装置１の冷媒回路２内の冷媒の流れ及び冷媒回路内の各要素の働きについて説明する。
冷媒回路２の配管内に流れる冷媒は、圧縮機２１にて圧縮され、高温高圧にされ、四方弁２９に入る。暖房運転時には、四方弁２９は、図１の点線で示されるように切り替えられており、圧縮機２１の吐出口から出た高温高圧の冷媒は、水熱交換器２５に流れ込む。水熱交換器２５は、暖房運転時には凝縮器となり、水と冷媒の間で熱交換が行われる。高温高圧冷媒は、水熱交換器２５にて水に放熱し、凝縮し液冷媒となる。
水熱交換器２５から流出した液冷媒は、メイン膨張弁２４を経て減圧され、低温低圧の気液２相の冷媒にされる。なお、暖房運転時において通常は電磁弁２８は、開かれており、水熱交換器２５を出た冷媒は、冷媒タンク２７へも流れる。冷媒タンクには暖房運転時の余剰冷媒を溜める働きがある。また、冷媒タンク２７に接続されているサブ膨張弁２６は、絞りの状態になっており、冷媒の減圧装置として働く。
【００２２】
メイン膨張弁２４及びサブ膨張弁２６にて気液２相とされた冷媒は、空気熱交換器２２へ流入する。空気熱交換器２２は、暖房運転時には蒸発器となり、外気と冷媒との間で熱交換が行われる。低温低圧の気液２相冷媒は、空気熱交換器２２にて、外気からの熱を受け入れ過熱気体となる。過熱気体となった冷媒は、四方弁２９を経て、圧縮機２１の吸入口に流入する。その後は再度同じ経路を循環する。
【００２３】
（除霜運転時の冷凍サイクル装置１の動き）
除霜運転時の冷凍サイクル装置１の冷媒回路２内の冷媒の流れ及び冷媒回路内の各要素の働きについて説明する。
低温外気中で冷凍サイクル装置１を暖房運転させた時、つまり、外気と冷媒との間で熱交換を行う空気熱交換器２２を蒸発器として用い、水熱交換器２５を凝縮器として用いる時（例えば暖房に使用する温水を製造する時）に、空気熱交換器２２に着霜する場合がある。空気熱交換器２２に着霜した場合、空気熱交換器２２での外気と冷媒の熱交換が阻害され、水熱交換器２５側での水を加熱する能力を低下させることになるため、除霜運転により、空気熱交換器２２に着いた霜を除去する。
【００２４】
本実施の形態の冷凍サイクル装置１においては、ホットガスリバース方式で除霜を行っている。除霜運転が開始されると、四方弁２９は、図１の実線で示されるように切り替えられる。圧縮機２１の吐出口から出た高温高圧の気体冷媒は、着霜している空気熱交換器２２に流れ込む。これにより、空気熱交換器２２に着いた霜は融解し、除霜される。
【００２５】
（比較例における冷凍サイクル装置）
図２は、従来技術（比較例）の冷凍サイクル装置１０１の冷媒回路１０２の略図である。冷凍サイクル装置１０１の冷媒回路１０２は、圧縮機１１、空気熱交換器１２、メイン膨張弁１４、水熱交換器１５、冷媒タンク１７、四方弁１９を冷媒配管により接続して構成される。冷媒タンク１７は、空気熱交換器１２と水熱交換器１５との間にあるメイン膨張弁１４に対し並列に接続されている。四方弁１９は、圧縮機１１の吸入口側及び吐出口側のそれぞれの接続先を、一方の接続先が空気熱交換器１２である場合には他方の接続先が水熱交換器１５であり、その逆にも切り替えられるように接続されている。空気熱交換器１２にはファン１３が併設されており、ファン１３は、冷凍サイクル装置１０１の外の空気（外気）を空気熱交換器１２へ送り込み、冷媒と外気との間で熱交換させるものである。
【００２６】
一般的に冷凍サイクル装置１０１のような冷媒回路１０２においては水熱交換器に比べて空気熱交換器の内容積の方が大きい。暖房運転時は、内容積の比較的小さい空気熱交換器１２が凝縮器となるため、冷房運転時にくらべ必要冷媒量が少なく、余剰冷媒が生じる。よって、暖房運転時には、冷媒タンク１７に冷媒が溜まる状態となる。これは、本実施の形態の冷凍サイクル装置１でも同様である。
除霜運転時には、圧縮機１１の吐出側を空気熱交換器１２、吸入側を水熱交換器１５に接続させ、冷媒の循環を暖房運転時に対し逆転させるため、冷媒タンク１７に溜まっていた冷媒はメイン冷媒回路上に全て流出する。しかし、余剰冷媒を全て冷媒タンク１７から流出させると、除霜運転時に必要な冷媒量に対して冷媒が多く、冷媒タンク１７に溜まっていた液冷媒が水熱交換器１５を経て圧縮機１１の吸入側へ流入し、液バックが生じてしまう。よって、比較例の冷凍サイクル装置１０１では何らかの液バック対策が必要となる。
【００２７】
（実施の形態１における冷凍サイクル装置１の制御）
図３は、本実施の形態における冷凍サイクル装置１の制御フローの図である。
比較例の冷凍サイクル装置１０１では、液バック対策が必要となるため、本実施の形態においては、冷凍サイクル装置１のような冷媒回路２を構成し、下記に説明する制御で液バックを防止している。
【００２８】
除霜運転が開始されると、冷凍サイクル装置１に設置された制御装置４は、冷媒回路２内の高圧側の圧力（例えば、圧縮機２１の吐出口から四方弁２９までの間の冷媒配管の圧力）を測定している圧力センサ３からの値を受けて、冷媒回路２の高圧側の圧力の時間に対する変化を検知し、判定高圧（本願発明の規定値に相当）以上か、判定高圧より低いかを判定する（制御ステップＳ１）。高圧側圧力が判定高圧より低い場合、制御装置４は、電磁弁２８を閉め（制御ステップＳ２）、サブ膨張弁２６を全開にし（制御ステップＳ３）、冷媒タンク２７内にある冷媒をメイン回路５内に出す。なお、メイン回路５とは、圧縮機２１、四方弁２９、空気熱交換器２２、メイン膨張弁２４、水熱交換器２５を冷媒配管で接続し、冷媒が循環する回路の部分をいう。冷媒タンク２７内の冷媒をメイン回路５に出すことにより、メイン回路５の冷媒量の不足が解消され、圧縮機２１の過熱運転といった不具合を回避できるという効果が得られる。
【００２９】
高圧側圧力が判定高圧以上の場合、制御装置４は、電磁弁２８を開け（制御ステップＳ４）、サブ膨張弁２６を全閉にし（制御ステップＳ５）、メイン回路５内にある冷媒を電磁弁２８側から冷媒タンク２７に入れる。これにより除霜に必要な冷媒量をメイン回路５に出すことができ、メイン回路５内に過剰な冷媒があることにより生ずる圧縮機２１への液バックといった不具合を回避できるという効果が得られる。
【００３０】
制御ステップＳ２−Ｓ３、又は制御ステップＳ４−Ｓ５が行われた後、制御装置４は、除霜運転終了条件が満たされているかを判定する（制御ステップＳ６）。除霜運転終了条件が満たされない場合は、再び制御ステップＳ１へ戻る。除霜運転終了条件が満たされている場合は、除霜運転時の制御は終了する。除霜運転終了条件は、例えば、空気熱交換器２２の温度が規定値以上になった場合、若しくは除霜運転開始からの経過時間が規定値以上になった場合、又はその両方を満たした場合等の条件により判定される。
【００３１】
図４は、冷媒回路２の除霜運転時の時間経過に対する高圧側圧力と、それに伴う電磁弁２８の動きの関係を示した説明図である。
図４の圧力は、冷媒回路２内の高圧側の圧力である。具体的には、圧縮機２１の吐出側であり、圧縮機２１から四方弁２９までの間の冷媒の圧力を測定する。冷凍サイクル装置１が除霜運転に切り替わると、時間とともに冷媒回路２内の圧力が増加する。時間の経過に対する冷媒回路２内の圧力の増加の割合が規定よりも大きい（つまり、図４の直線の傾きが規定より大きい）場合は、制御装置４は、高圧であると判定する。時間の経過に対する冷媒回路２内の圧力の増加の割合が規定よりも小さい（つまり、図４の直線の傾きが規定より小さい）場合は、制御装置４は、低圧であると判定する。制御装置４は、この判定に従い、上記のようサブ膨張弁２６及び電磁弁２８の開閉の制御を行う。
【００３２】
高圧側圧力が判定高圧より低い場合、制御装置４は、電磁弁２８を閉め、サブ膨張弁２６を絞り状態に制御することもできる。サブ膨張弁２６が全開にする制御の場合、メイン回路５内の圧力がすぐに高くなる場合があり、高圧側圧力が判定高圧以上になると、再度サブ膨張弁２６を全閉にし、電磁弁２８を開けるという制御をすることになる。すると、サブ膨張弁２６及び電磁弁２８の開閉制御を頻繁に行う必要があり、運転が安定しない。しかし、サブ膨張弁２６の開度を絞ることにより、冷媒タンク２７からメイン回路５への流出量を制御することができ、メイン回路５の圧力の変動を緩やかにすることができる。これにより、サブ膨張弁２６及び電磁弁２８の開閉の頻度を少なくすることができ、冷凍サイクル装置１の除霜運転を安定的に行うことができるという効果がある。
【００３３】
実施の形態２.
本実施の形態では、実施の形態１における冷媒回路２とその制御に対し、さらに除霜運転開始後及び除霜運転終了前にサブ膨張弁２６及び電磁弁２８の制御ステップを追加したものである。ここでは実施の形態１に対し変更となる点を中心に説明する。
図５は、本実施の形態における冷凍サイクル装置１の制御フローの図である。
本実施の形態に係る冷凍サイクル装置１は、サブ膨張弁２６を絞り、電磁弁２８を開けた状態で暖房運転をしている。除霜運転を開始時に、冷凍サイクル装置１は、四方弁２９を切り替え、冷媒の循環方向を変える。その後、制御装置４は、サブ膨張弁２６を全開にし、電磁弁２８を閉じる（制御ステップＳ０）。その後、制御ステップＳ１に移行し、制御装置４は、冷媒回路２の高圧側の圧力の時間に対する変化を検知し、判定高圧（本願発明の規定値に相当）以上か、判定高圧より低いかを判定する。すなわち、実施の形態１と同じ制御ステップＳ１−Ｓ６が行われる。
【００３４】
除霜運転開始直後、つまり制御ステップＳ０において、冷媒回路２の高圧側の圧力が低いため、冷媒タンク２７に貯まっていた冷媒は、サブ膨張弁２６を経てメイン回路５へ流出する。メイン回路５に十分な冷媒量が流出すると、冷媒回路２の高圧側の圧力は上昇する。圧力の上昇により時間の経過に対する冷媒回路２内の圧力の増加の割合が規定よりも大きくなった（つまり、図４の直線の傾きが規定より大きくなった）場合は、制御装置４は、電磁弁２８を開け、サブ膨張弁２６は閉じる制御を行う。つまり、制御ステップＳ１を経て制御ステップＳ４−Ｓ５の制御が行われる。この場合、冷媒回路２内の冷媒は電磁弁２８を経て冷媒タンク２７へと流入する。これにより、高圧となった冷媒回路２内の冷媒の量が減り、冷媒回路２内の圧力が低下する。
メイン回路５に冷媒が流出しても冷媒回路２の高圧側の圧力が規定よりも低い場合は、制御装置４は、サブ膨張弁２６を開け、電磁弁２８を閉じる。
【００３５】
実施の形態１と同様な制御により制御ステップＳ６に至ると、制御装置４は、除霜運転終了条件が満たされたか否かを判断する。除霜運転終了条件を満たしていない場合は、再度制御ステップＳ１へ戻る。除霜運転終了条件を満たしている場合、制御装置４は、サブ膨張弁２６を全開にし、電磁弁２８を閉じる制御をする（制御ステップＳ７）。その後、四方弁２９が切り替えられ、暖房運転が再開される。暖房運転時には冷媒回路２の空気熱交換器２２側は低圧側となるが、暖房運転開始直後においては、除霜運転により空気熱交換器２２には液冷媒が存在する。しかし、サブ膨張弁２６を全開にし、電磁弁２８を閉じることにより、メイン回路５内の冷媒が冷媒タンク２７に流入するため、空気熱交換器２２に存在した液冷媒が圧縮機２１へ行くことが無くなる。
なお、制御ステップＳ７に移行するタイミングは、例えば、冷凍サイクル装置１の仕様に応じて、除霜運転終了前（暖房運転再開前）所定の時間を設定すればよい。この場合は、制御ステップＳ７は、所定の時間が経過したら終了し、除霜制御が終了する。その後、暖房運転が再開される。また、例えば、冷媒回路２内の圧力変化を検知し、圧力が所定の条件を満たした時に制御ステップＳ７に移行するようにし、圧力が規定値まで下がった時に制御ステップＳ７を終了させ、除霜制御が終了する。
【００３６】
上記の制御を行うことにより、メイン回路５の冷媒量が適正に保たれ、圧力も適正値に保たれる。これにより、暖房運転から除霜運転に切り替わる時及び除霜運転から暖房運転に切り替わる時に、圧縮機２１への液バックが生じるのを抑えることができる。
【符号の説明】
【００３７】
１  冷凍サイクル装置、２  冷媒回路、３  圧力センサ、４  制御装置、５  メイン回路、１１  圧縮機、１２  空気熱交換器、１３  ファン、１４  メイン膨張弁、１５  水熱交換器、１７  冷媒タンク、１８  電磁弁、１９  四方弁、２１  圧縮機、２２  空気熱交換器、２３  ファン、２４  メイン膨張弁、２５  水熱交換器、２６  サブ膨張弁、２７  冷媒タンク、２８  電磁弁、２９  四方弁、１０１  冷凍サイクル装置、１０２  冷媒回路。
【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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