(57)【要約】【課題】除霜モードにおいて、凝縮用熱交換器における凝縮作用を行いつつ、空気熱交換器の霜を除霜させるのに有利な冷凍サイクル装置を提供する。【解決手段】冷凍サイクル装置は、圧縮機１と、凝縮用熱交換器２と、膨張弁３と、蒸発用熱交換器４とをもつ。蒸発用熱交換器４は、空気熱交換器４１と熱源熱交換器４２とをもつ。圧縮機１の吐出ポート１ｏと空気熱交換器４１とを繋ぐバイパス通路７１とバイパス弁７２とが設けられている。除霜モードを実施するにあたり、制御部６は、冷媒を熱源熱交換器４２に流しつつ、冷媒を空気熱交換器４１に供給する流量を無しまたは低減させ、バイパス弁７２を開放させて圧縮機１からの高温高圧の冷媒をバイパス通路７１およびバイパス弁７２を介して空気熱交換器４１に供給する。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
冷媒を圧縮させる圧縮工程を行う圧縮機と、前記圧縮機を経た冷媒を凝縮させる凝縮工程を行う凝縮用熱交換器と、前記凝縮工程を経た冷媒を膨張させる膨張弁と、前記膨張弁を経た冷媒を蒸発させる蒸発工程を行う蒸発用熱交換器と、除霜モードを実行する制御部とを具備しており、
前記蒸発工程を行う蒸発用熱交換器は、空気と熱交換する空気熱交換器と、熱源からの熱と熱交換する熱源熱交換器とを備える冷凍サイクル装置において、
前記凝縮用熱交換器を迂回して前記圧縮機の吐出ポートと前記空気熱交換器とを繋ぐバイパス通路と、前記バイパス通路から前記空気熱交換器に流れる冷媒の流量を調整するバイパス弁とを具備しており、
前記除霜モードを実施するにあたり、前記制御部は、前記凝縮用熱交換器および前記膨張弁を経た冷媒を前記熱源熱交換器に流して蒸発工程を実施しつつ、前記凝縮用熱交換器および前記膨張弁を経た冷媒を前記空気熱交換器に供給する流量を無しまたは低減させる操作と、前記バイパス弁を開放させることにより、前記圧縮機の前記吐出ポートから吐出された高温高圧の冷媒を前記バイパス通路および前記バイパス弁を介して前記空気熱交換器に供給して前記空気熱交換器を除霜する操作とを実施することを特徴とする冷凍サイクル装置。
【請求項２】
請求項１において、空気温度を検知する空気温度センサが設けられており、
前記制御部は、
（ｉ）空気温度が相対的に高いときには、空気温度が相対的に低いときよりも前記除霜モードを実施する単位時間あたりの実施頻度を低め、
（ｉｉ）空気温度が相対的に低いときには、空気温度が相対的に高いときよりも前記除霜モードを実施する単位時間あたりの実施頻度を高めることを特徴とする冷凍サイクル装置。
【請求項３】
請求項１または２において、（ｉ）前記膨張弁は、前記凝縮用熱交換器と前記空気熱交換器との間に設けられた第１膨張弁と、前記凝縮用熱交換器と前記熱源熱交換器との間に設けられた第２膨張弁とを備えており、
（ｉｉ）前記除霜モードを実施するにあたり、前記制御部は、前記第１膨張弁の開度を０にするか、前記第１膨張弁の開度を通常運転モードの場合よりも減少させると共に、前記第２膨張弁の開度を通常運転モードの場合よりも増加させることを特徴とする冷凍サイクル装置。
【請求項４】
請求項３において、前記除霜モードを実施するにあたり、前記制御部は、
（ｉ）前記除霜モードの初期では、前記除霜モードの終期の場合よりも前記第２膨張弁の開度を減少させることにより、前記熱源熱交換器から吐出される冷媒の温度を前記除霜モードの終期の場合よりも高め、
（ｉｉ）前記除霜モードの終期では、前記除霜モードの初期の場合よりも前記第２膨張弁の開度を増加させることにより、前記熱源熱交換器から吐出される冷媒の温度を前記除霜モードの初期の場合よりも低下させ、
（ｉｉｉ）前記圧縮機の吸込ポートに吸い込まれる冷媒の温度の変動を抑制することを特徴とする冷凍サイクル装置。
【請求項５】
請求項３において、前記空気用熱交換器の温度を検知する熱交温度センサが設けられており、
前記除霜モードを実施するにあたり、前記制御部は、
（ｉ）前記熱交温度センサの検知温度が相対的に低いときには、前記熱交温度センサの検知温度が相対的に高いときよりも、前記第２膨張弁の開度を減少させることにより、前記熱源熱交換器から吐出される冷媒の温度を、前記熱交温度センサの検知温度が相対的に高いときよりも高め、
（ｉｉ）前記熱交温度センサの検知温度が相対的に高いときには、前記熱交温度センサの検知温度が相対的に低いときよりも、前記第２膨張弁の開度を増加させることにより、前記熱源熱交換器から吐出される冷媒の温度を、前記熱交温度センサの検知温度が相対的に高いときよりも低下させ、
（ｉｉｉ）前記圧縮機の吸込ポートに吸い込まれる冷媒の温度の変動を抑制することを特徴とする冷凍サイクル装置。
【請求項６】
請求項１〜３のうちの一項において、前記空気用熱交換器の蒸発温度を検知する熱交温度センサが設けられており、
前記除霜モードを実施するにあたり、前記制御部は、
（ｉ）前記熱交換温度センサの検知温度が相対的に高いときには、前記熱交換温度センサの検知温度が相対的に低いときよりも前記バイパス弁の開度を減少させ、
（ｉｉ）前記熱交換温度センサの検知温度が相対的に低いときには、前記熱交換温度センサの検知温度が相対的に高いときよりも、前記バイパス弁の開度を増加させることを特徴とする冷凍サイクル装置。
【請求項７】
請求項１〜３のうちの一項において、前記除霜モードを実施するにあたり、前記制御部は、
（ｉ）前記冷凍サイクル装置の冷媒循環量が多いときには、冷媒循環量が少ないときよりも前記バイパス弁の開度を増加させ、
（ｉｉ）冷媒循環量が少ないときには、冷媒循環量が多いときよりも前記バイパス弁の開度を減少させることを特徴とする冷凍サイクル装置。
【請求項８】
請求項１〜３のうちの一項において、前記除霜モードを実施するにあたり、前記制御部は、前記圧縮機の吐出ポート側の冷媒高圧と前記圧縮機の吸込ポート側の冷媒低圧との間の圧力差を求め、
（ｉ）圧力差が高いときには、圧力差が低いときよりも前記バイパス弁の開度を減少させ、
（ｉｉ）圧力差が低いときには、圧力差が高いときよりも前記バイパス弁の開度を増加させることを特徴とする冷凍サイクル装置。
【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する。冷凍サイクル装置は、冷媒の圧縮工程、凝縮工程、膨張工程、蒸発工程を行う装置を意味する。
【背景技術】
【０００２】
冷凍サイクル装置として、冷媒を圧縮させる圧縮工程を行う圧縮機と、圧縮機を経た冷媒を凝縮させる凝縮工程を行う熱交換器と、凝縮工程を経た冷媒を膨張させる膨張弁と、膨張弁を経た冷媒を蒸発させる蒸発工程を行う空気熱交換器（室外熱交換器）とをもつものが知られている。このような冷凍サイクル装置としては特許文献１〜３が挙げられる。
【０００３】
このものによれば、圧縮機を経た高温高圧の冷媒は凝縮用熱交換器において凝縮工程を行い、凝縮熱を放出させ、暖房等を行う。凝縮工程を経た冷媒は膨張弁で膨張されて低圧化する。膨張弁により低圧化された冷媒は、蒸発器としての空気熱交換器に至り、蒸発工程を行い、冷媒の気体化が進行する。その後、冷媒は圧縮機に戻り、再び圧縮される。ここで、上記した運転が継続していくと、空気熱交換器付近の空気が空気熱交換器により冷却され、条件によっては、空気の湿分が空気熱交換器の表面に霜を生成することがある。上記したように空気熱交換器の表面における霜が成長すると、空気熱交換器の熱交換能力が低下するため、冷凍サイクル装置の運転に影響を与えるため、除霜を行うことが好ましい。
【０００４】
そこで、特許文献１、特許文献２は、圧縮機の吐出ポートと空気熱交換器とを繋ぐバイパス通路をメイン通路の他に設け、バイパス通路にバイパス弁を設けている。そして除霜条件が成立したときには、バイパス弁を開放し、圧縮機の吐出ポートから吐出された高温高圧の気体状の冷媒をバイパス通路を介して空気熱交換器に流すことにより、空気熱交換器の霜を除霜することにしている。
【０００５】
また、特許文献３は、２個の蒸発器を並列に設け、除霜時には、指令に基づいて吐出ガス冷媒を２個の蒸発器の双方に導入し、２個の蒸発器の霜を除霜することにしている。
【特許文献１】特開昭５９−２１９６６８号公報
【特許文献２】特開２００１−２７４５２号公報
【特許文献３】特許３２７１２９６号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら上記した各特許文献によれば、除霜は必ずしも効率的ではない。更に特許文献３に係る技術によれば、蒸発工程を行う複数の蒸発器が設けられているが、除霜時には、圧縮機の吐出ポートから吐出された高温高圧の気体状の冷媒を逆流させ、バルブを介して２個の蒸発器にそれぞれ供給する。このため除霜時には、２個の蒸発器による蒸発工程が実行されない。ひいては凝縮用熱交換器における凝縮量が制約され、除霜時に冷凍サイクル装置の能力（暖房能力）が大きく低下するおそれがある。
【０００７】
本発明は上記した実情に鑑みてなされたものであり、蒸発工程を行う蒸発用熱交換器が、空気と熱交換する空気熱交換器と、熱源からの熱と熱交換する熱源熱交換器とを備える場合において、着霜状態の空気熱交換器に対して除霜しつつも、熱源熱交換器において蒸発工程を実施し、この結果、凝縮用熱交換器における凝縮作用を行いつつ空気熱交換器の霜を除霜させるのに有利な冷凍サイクル装置を提供することを課題とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
（１）様相１に係る冷凍サイクル装置は、冷媒を圧縮させる圧縮工程を行う圧縮機と、圧縮機を経た冷媒を凝縮させる凝縮工程を行う凝縮用熱交換器と、凝縮工程を経た冷媒を膨張させる膨張弁と、膨張弁を経た冷媒を蒸発させる蒸発工程を行う蒸発用熱交換器と、除霜モードを実行する制御部とを具備しており、
蒸発工程を行う蒸発用熱交換器は、空気と熱交換する空気熱交換器と、熱源からの熱と熱交換する熱源熱交換器とを備える冷凍サイクル装置において、
凝縮用熱交換器を迂回して圧縮機の吐出ポートと空気熱交換器とを繋ぐバイパス通路と、バイパス通路から空気熱交換器に流れる冷媒の流量を調整するバイパス弁とを具備しており、
除霜モードを実施するにあたり、制御部は、凝縮用熱交換器および膨張弁を経た冷媒を前記熱源熱交換器に流して蒸発工程を実施しつつ、凝縮用熱交換器および膨張弁を経た冷媒を空気熱交換器に供給する流量を無しまたは低減させる操作と、バイパス弁を開放させることにより、圧縮機の吐出ポートから吐出された高温高圧の冷媒をバイパス通路およびバイパス弁を介して空気熱交換器に供給して空気熱交換器を除霜する操作とを実施することを特徴とする。
【０００９】
除霜モードにおいては、凝縮用熱交換器および膨張弁を経た冷媒を空気熱交換器に供給する流量を無しまたは低減させる操作を実施する。従って、空気熱交換器における蒸発は制限される。更に、バイパス弁を開放させることにより、圧縮機の吐出ポートから吐出された高温高圧の冷媒（圧縮機で圧縮された冷媒）をバイパス通路およびバイパス弁を介して空気熱交換器に供給する操作を実施する。これにより高温高圧の冷媒が空気熱交換器に供給されるため、空気熱交換器の霜が低減または除去される。
【００１０】
この場合、凝縮用熱交換器および膨張弁を経た冷媒を熱源熱交換器に流すため、熱源熱交換器において蒸発が良好に行われ、冷凍サイクル装置の運転が良好に維持される。凝縮用熱交換器および膨張弁を経た冷媒を空気熱交換器に供給する流量を無しとする場合には、凝縮用熱交換器および膨張弁を経た冷媒（一般的には気液混合状態）と、圧縮機からの高温高圧の冷媒とが空気熱交換器において実質的に混合しない。このため、高温高圧の冷媒が空気熱交換器に集中して流れ、空気熱交換器の霜を効率よく除去できる。
【００１１】
（２）様相２に係る冷凍サイクル装置によれば、上記した様相において、空気温度を検知する空気温度センサが設けられており、制御部は、（ｉ）空気温度が相対的に高いときには、空気温度が相対的に低いときよりも除霜モードを実施する単位時間あたりの実施頻度を低め、（ｉｉ）空気温度が相対的に低いときには、空気温度が相対的に高いときよりも除霜モードを実施する単位時間あたりの実施頻度を高めることを特徴とする。空気温度が低いほど空気熱交換器に着霜し易く、空気温度が高いほど空気熱交換器に着霜しにくいためである。
【００１２】
（３）様相３に係る冷凍サイクル装置によれば、上記した様相において、（ｉ）膨張弁は、凝縮用熱交換器と空気熱交換器との間に設けられた第１膨張弁と、凝縮用熱交換器と熱源熱交換器との間に設けられた第２膨張弁とを備えており、（ｉｉ）除霜モードを実施するにあたり、制御部は、第１膨張弁の開度を０にするか、第１膨張弁の開度を通常運転モードの場合よりも減少させると共に、第２膨張弁の開度を通常運転モードの場合よりも増加させることを特徴とする。第１膨張弁の開度を０にするか、第１膨張弁の開度を通常運転モードの場合よりも減少させる。このため、高温高圧の冷媒が空気熱交換器に集中して流れ、空気熱交換器の霜を効率よく除去できる。第２膨張弁の開度を通常運転モードの場合よりも増加させるため、熱源熱交換器に供給される冷媒量が確保され、熱源熱交換器における蒸発工程が良好に実施されるため、冷凍サイクル装置の能力が低下することが抑制されている。
【００１３】
（４）様相４に係る冷凍サイクル装置によれば、上記した様相において、除霜モードを実施するにあたり、制御部は、（ｉ）除霜モードの初期では、除霜モードの終期の場合よりも第２膨張弁の開度を減少させることにより、熱源熱交換器から吐出される冷媒の温度を除霜モードの終期の場合よりも高め、（ｉｉ）除霜モードの終期では、除霜モードの初期の場合よりも第２膨張弁の開度を増加させることにより、熱源熱交換器から吐出される冷媒の温度を除霜モードの初期の場合よりも低下させ、（ｉｉｉ）圧縮機の吸込ポートに吸い込まれる冷媒の温度の変動を抑制することを特徴とする。除霜モードの初期では、着霜状態の空気熱交換器の霜を融解させるため、空気熱交換器から吐出される冷媒の温度が相対的に低い。このため第２膨張弁の開度を相対的に減少させ、熱源熱交換器から吐出される冷媒の温度を相対的に高める。この結果、空気熱交換器から吐出された冷媒と熱源熱交換器から吐出された冷媒とが均温化される。
【００１４】
また除霜モードの終期では、空気熱交換器の霜の融解がかなり進行しているため、空気熱交換器から吐出される冷媒の温度が相対的に高い。このため第２膨張弁の開度を相対的に増加させ、熱源熱交換器に供給される冷媒量を増加させる。よって熱源熱交換器から吐出される冷媒の温度を相対的に低下させる。この結果、空気熱交換器から吐出された冷媒と熱源熱交換器から吐出された冷媒が均温化される。この結果、除霜モードの初期と終期において、圧縮機の吸込ポートに吸い込まれる冷媒の温度の変動を抑制することができる。故に圧縮機の部品の耐久性および寿命を向上させることができる。
【００１５】
（５）様相５に係る冷凍サイクル装置によれば、上記した様相において、空気用熱交換器の温度を検知する熱交温度センサが設けられており、除霜モードを実施するにあたり、制御部は、（ｉ）熱交温度センサの検知温度が相対的に低いときには、熱交温度センサの検知温度が相対的に高いときよりも、第２膨張弁の開度を減少させることにより、熱源熱交換器から吐出される冷媒の温度を、熱交温度センサの検知温度が相対的に高いときよりも高め、（ｉｉ）熱交温度センサの検知温度が相対的に高いときには、熱交温度センサの検知温度が相対的に低いときよりも、第２膨張弁の開度を増加させることにより、熱源熱交換器から吐出される冷媒の温度を、熱交温度センサの検知温度が相対的に低いときよりも低下させ、（ｉｉｉ）圧縮機の吸込ポートに吸い込まれる冷媒の温度の変動を抑制することを特徴とする。熱交温度センサの検知温度が相対的に低いとき（例えば、除霜モードの初期）では、空気熱交換器の霜を積極的に融解させるため、空気熱交換器から吐出される冷媒の温度が相対的に低い。このため第２膨張弁の開度を相対的に減少させ、熱源熱交換器に供給される冷媒量を減少させ、熱源熱交換器から吐出される冷媒の温度を相対的に高める。この結果、空気熱交換器から吐出された冷媒と熱源熱交換器から吐出された冷媒が均温化される。
【００１６】
また熱交温度センサの検知温度が相対的に高いとき（例えば、除霜モードの終期）では、空気熱交換器の霜の融解がかなり進行しているため、空気熱交換器から吐出される冷媒の温度が相対的に高い。このため第２膨張弁の開度を相対的に増加させ、熱源熱交換器に供給される冷媒量を増加させ、熱源熱交換器から吐出される冷媒の温度を相対的に低める。この結果、空気熱交換器から吐出された冷媒と熱源熱交換器から吐出された冷媒とが均温化される。この結果、除霜モードにおいて、圧縮機の吸込ポートに吸い込まれる冷媒の温度の変動を抑制することができる。このように熱交換温度センサの検知温度の高低に応じて第２膨張弁の開度を調整すれば、熱交換温度センサの検知温度の変動の影響をできるだけ避けつつ、除霜できる。
【００１７】
（６）様相６に係る冷凍サイクル装置によれば、上記した様相において、空気用熱交換器の温度を検知する熱交温度センサが設けられており、除霜モードを実施するにあたり、制御部は、（ｉ）熱交換温度センサの検知温度が相対的に高いときには、熱交換温度センサの検知温度が相対的に低いときよりもバイパス弁の開度を減少させ、（ｉｉ）熱交換温度センサの検知温度が相対的に低いときには、熱交換温度センサの検知温度が相対的に高いときよりも、バイパス弁の開度を増加させることを特徴とする。熱交換温度センサの検知温度が相対的に高いときには、空気熱交換器の霜の融解がかなり進行している。このためバイパス弁の開度を減少させ、バイパス通路から空気熱交換器に流れる高温高圧の冷媒の流量を相対的に低減させる。これに対して熱交換温度センサの検知温度が相対的に低いときには、空気熱交換器の霜の融解があまり進行していない。このためバイパス弁の開度を増加させ、バイパス通路から空気熱交換器に流れる高温高圧の冷媒の流量を相対的に増加させる。これにより着霜状態の空気熱交換器の霜を効果的に除去できる。このように熱交換温度センサの検知温度の高低に応じてバイパス弁の開度を調整すれば、熱交換温度センサの検知温度の変動の影響をできるだけ避けつつ、除霜できる。
【００１８】
（７）様相７に係る冷凍サイクル装置によれば、上記した様相において、除霜モードを実施するにあたり、制御部は、（ｉ）冷凍サイクル装置の冷媒循環量が多いときには、冷媒循環量が少ないときよりもバイパス弁の開度を増加させ、（ｉｉ）冷媒循環量が少ないときには、冷媒循環量が多いときよりもバイパス弁の開度を減少させることを特徴とする。冷凍サイクル装置の冷媒循環量が多いときには、空気熱交換器に相対的に着霜し易いため、バイパス通路から空気熱交換器に流れる高温高圧の冷媒の流量を相対的に増加させる。これに対して、冷凍サイクル装置の冷媒循環量が少ないときには、空気熱交換器に相対的に着霜し難いため、バイパス通路から空気熱交換器に流れる高温高圧の冷媒の流量を相対的に減少させる。このように当該冷媒循環量に応じてバイパス弁の開度を調整すれば、当該冷媒循環量の変動の影響をできるだけ避けつつ、除霜できる。
【００１９】
（８）様相８に係る冷凍サイクル装置によれば、上記した様相において、除霜モードを実施するにあたり、制御部は、圧縮機の吐出ポート側の冷媒高圧と圧縮機の吸込ポート側の冷媒低圧との間の圧力差を求め、（ｉ）圧力差が高いときには、圧力差が少ないときよりもバイパス弁の開度を減少させ、（ｉｉ）圧力差が低いときには、圧力差が高いときよりもバイパス弁の開度を増加させることを特徴とする。当該圧力差が高いときには、圧力差が少ないときよりも、高温高圧の冷媒がバイパス弁から急激に吐出されるため、バイパス弁の開度を相対的に減少させる。これに対して、当該圧力差が低いときには、圧力差が高いときよりも、高温高圧の冷媒がバイパス弁から急激に吐出されにくいため、バイパス弁の開度を相対的に増加させる。このように当該圧力差に応じてバイパス弁の開度を調整すれば、当該圧力差の変動の影響をできるだけ避けつつ、除霜できる。
【発明の効果】
【００２０】
本発明によれば、除霜モードにおいて、凝縮用熱交換器および膨張弁を経た冷媒を空気熱交換器に供給する流量を無しまたは低減させる操作を、制御部は実施する。更に、バイパス弁を開放させることにより、圧縮機の吐出ポートから吐出された高温高圧の冷媒をバイパス通路およびバイパス弁を介して空気熱交換器に供給する操作を、制御部は実施する。これにより高温高圧の冷媒が空気熱交換器に供給されるため、空気熱交換器の霜が効率よく低減または除去される。
【００２１】
上記した除霜モードを実施しているときには、凝縮用熱交換器および膨張弁を経た冷媒を熱源熱交換器に流し続けるため、熱源熱交換器において蒸発工程が良好に実施され、冷媒蒸発量が確保される。故に、凝縮用熱交換器の凝縮作用（例えば暖房作用）が良好に得られ、冷凍サイクル装置の運転が良好に維持される。
【００２２】
本発明によれば、蒸発工程を行う蒸発用熱交換器が、空気と熱交換する空気熱交換器と、熱源（例えば加熱水、電気ヒータ、太陽エネルギ、コージェネ）からの熱と熱交換する熱源熱交換器とを備える場合において、空気熱交換器に対して除霜しつつも、熱源熱交換器において蒸発工程を実施する。この結果、凝縮用熱交換器における凝縮作用を行いつつ、空気熱交換器の霜を除霜させるのに有利となる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２３】
冷凍サイクル装置は、冷媒の圧縮工程、冷媒の凝縮工程、冷媒の膨張工程、冷媒の蒸発工程の冷凍サイクルを実施する装置であり、加熱機能または冷却機能をもつ。加熱機能としては暖房機能が例示される。冷凍サイクル装置としては、暖房機能をもつ空気調和装置、冷凍装置が例示される。冷凍サイクルの蒸発温度は凍結点以下を意味するものではなく、水の凍結点よりも高温となる形態も含む。冷凍サイクル装置は、通常運転モードを実施しつつ、設定時間（例えば３０分間）経過すると、定期的に除霜モードを実施しても良い。また、通常運転モードの開始から設定時間経過すると、除霜モードを実施しても良い。また、着霜判定モードを実施し、着霜有りと判定されるときには、除霜モードを実施しても良い。
【００２４】
蒸発工程を行う蒸発用熱交換器は、空気（外気）と熱交換する室外熱交換器（空気熱交換器）と、熱源からの熱と熱交換する熱源熱交換器とを備える形態が例示される。熱源としては、加熱水、ヒータ、太陽エネルギ、ガスエンジンコージェネ（発電と熱利用）等が例示される。加熱水としては、エンジン冷却水、燃料電池システムにおける温水、貯湯槽の温水が例示される。
【実施例１】
【００２５】
以下、本発明の実施例１について図１を参照して説明する。図１は冷凍サイクル装置（冷却サイクル装置）のシステム図を示す。図１に示すように、冷凍サイクル装置は、気体状の冷媒を圧縮させて高温高圧とする圧縮工程を行う圧縮機１と、圧縮機１を経た高温高圧の冷媒を凝縮させる凝縮工程を行う凝縮用熱交換器２と、凝縮工程を経た冷媒を膨張させて低圧化させる膨張弁３と、膨張弁３を経た冷媒を蒸発させる蒸発工程を行う蒸発用熱交換器４と、膨張弁３の開度を制御する制御部６とを備えている。制御部６はメモリ６０とタイマ機能を有するＣＰＵ６１とをもつ。
【００２６】
図１に示すように、凝縮用熱交換器２は室内に配置されており、室内熱交換器として機能する。凝縮用熱交換器２はファン２ｆをもち、室内の空気（媒体）との熱交換性を高めている。蒸発工程を行う蒸発用熱交換器４は、空気と熱交換する空気熱交換器４１と、熱源からの熱と熱交換する熱源熱交換器４２とを備えている。空気熱交換器４１は室外に配置されているため、第１室外熱交換器として機能する。熱源熱交換器４２は室外に配置されているため、第２室外熱交換器として機能する。空気熱交換器４１はファン４１ｆをもち、室内の空気（媒体）との熱交換性を高めている。
【００２７】
熱源熱交換器４２は、温水状態の加熱水（加熱液）が流れると共に熱発生源４５に繋がる加熱水通路４３（加熱液通路）をもつ。熱発生源４５はガスエンジン等のエンジンでも良いし、電気ヒータでも良いし、燃料電池システム、ガスエンジンコージェネ（発電と熱利用）でも良い。加熱水は、熱発生源４５から受熱して温水状態とされているため、熱源熱交換器４２において冷媒の蒸発を促進させる熱源として機能する。加熱水通路４３には供給弁４４ｖ（加熱液供給要素）およびポンプ４４ｐ（加熱液搬送源）設けられている。供給弁４４ｖの開度およびポンプ４４ｐの駆動力は、熱源熱交換器４２に伝達される伝熱量、熱源熱交換器４２における冷媒蒸発量に影響を与える。従って、供給弁４４ｖおよびポンプ４４ｐは、熱源熱交換器４２に伝達される伝熱量を調整する熱量調整手段として機能する。
【００２８】
更に図１に示すように、空気熱交換器４１が配置されている空気（外気）の温度Ｔ１を検知する空気温度センサ５１が設けられている。空気熱交換器４１の温度Ｔ２を検知することにより、空気熱交換器４１の蒸発温度を検知する熱交温度センサ５２が設けられている。熱交温度センサ５２は、空気熱交換器４１における冷媒の蒸発を考慮し、空気熱交換器４１の出口４１ｏ側に設けられている。但しこれに限らず、空気熱交換器４１における熱交換通路長さが１００として相対表示されるときには、空気熱交換器４１の出口４１ｏから入口４１ｉに向けて７０以内または５０以内の位置に、熱交温度センサ５２のセンサ部を配置することもできる。空気温度センサ５１および熱交温度センサ５２の温度信号は制御部６に入力される。制御部６は第１膨張弁３１、第２膨張弁３２、圧縮機１、供給弁４４ｖ、ポンプ４４ｐを制御する。
【００２９】
図１に示すように、空気熱交換器４１および熱源熱交換器４２は、互いに並列とされているものの、凝縮用熱交換器２に対しては直列とされている。凝縮用熱交換器２と空気熱交換器４１との間には第１膨張弁３１（電子膨張弁）が設けられている。凝縮用熱交換器２と熱源熱交換器４２との間には第２膨張弁３２（電子膨張弁）が設けられている。圧縮機１の吐出ポート１ｏと空気熱交換器４１とを繋ぐバイパス通路７１が凝縮用熱交換器２を迂回するように設けられている。バイパス通路７１を流れる冷媒は、凝縮用熱交換器２を流れずに凝縮用熱交換器２を迂回して空気熱交換器４１の入口４１ｉに至る。図１に示すように、バイパス通路７１の上流７１ｕは、凝縮用熱交換器２と圧縮機１の吐出ポート１ｏとの間に繋がれている。バイパス通路７１の下流７１ｄは、第１膨張弁３１と熱源熱交換器４１の入口４１ｉとの間に繋がれている。バイパス通路７１から空気熱交換器４１の入口４１ｉに流れる冷媒の流量を調整するバイパス弁７２がバイパス通路７１に設けられている。第１膨張弁３１、第２膨張弁３２、バイパス弁７２は、開度が連続的にまたは多段階的に可変な可変弁とすることができる。但し、場合によっては、開度が１００％および０％に切り替えられるオンオフ弁でも良い。
【００３０】
通常運転モードによれば、圧縮機１が駆動して高温高圧の気体状の冷媒を生成する。圧縮機１で圧縮された気体状の高温高圧の冷媒は、圧縮機１の吐出ポート１ｏから吐出され、凝縮用熱交換器２において凝縮工程を行い、凝縮熱を放出させる。このように暖房運転が実施される。ファン２ｆの回転により凝縮熱の放出が確保される。凝縮工程を経た冷媒は、分岐点９ａで分岐される。分岐点９ａは第１膨張弁３１および第２膨張弁３２の上流に位置する。分岐された冷媒は、第１膨張弁３１で膨張されて低圧化された後（一般的には気液混合状態）に空気熱交換器４１に流されて空気熱交換器４１において熱交換を行ない、蒸発する。また、分岐された冷媒は、第２膨張弁３２で膨張されて低圧化された後（一般的には気液混合状態）に熱源熱交換器４２に流され熱源熱交換器４２において熱交換を行い、蒸発する。
【００３１】
これにより冷媒の蒸発工程が空気熱交換器４１および熱源熱交換器４２の双方において実施される。即ち、第１膨張弁３１により低圧化された冷媒は、蒸発器としての空気熱交換器４１に至り蒸発工程を行い、冷媒の気体化が進行する。第２膨張弁３２により低圧化された冷媒は、蒸発器としての熱源熱交換器４２に至り蒸発工程を行い、冷媒の気体化が進行する。その後、蒸発が進行した冷媒は圧縮機１の吸込ポート１ｓに戻り、再び圧縮され、吐出ポート１ｏから凝縮用熱交換器２に向けて吐出される。このように通常運転モードの暖房運転が行われる。
【００３２】
ここで、上記した通常運転モードの暖房運転が継続していくと、空気熱交換器４１付近の空気が空気熱交換器４１により冷却される。運転条件によっては、空気の湿分が空気熱交換器４１の表面に霜を生成することがある。そこで、着霜が認められたときには、制御部６は除霜モードを実施する。あるいは、設定時間が経過すると、制御部６は除霜モードを実施する。
【００３３】
上記した除霜モードにおいては、制御部６は次のａ操作、ｂ操作、ｃ操作を実施する。ａ操作、ｂ操作、ｃ操作の順に行うことが好ましいが、必ずしもこれに限定されず、同時に行っても良い。
【００３４】
（ａ操作）第１膨張弁３１を閉鎖して第１膨張弁３１の開度を０とする。これにより凝縮用熱交換器２および第１膨張弁３１を経た冷媒（一般的には気液混合状態）を、入口４１ｉから空気熱交換器４１に供給する流量を無しとする。このため除霜モードでは、空気熱交換器４１の蒸発工程は実施されない。
【００３５】
（ｂ操作）第２膨張弁３２を開放状態に維持する。これにより凝縮用熱交換器２および第２膨張弁３２を経て低圧化された冷媒（気液混合状態）を、入口４２ｉから熱源熱交換器４２に流す。このため熱源熱交換器４２に流れた冷媒は、加熱水通路４３の加熱水を熱源として加熱され、熱源熱交換器４２において冷媒の蒸発が進行し、蒸発工程が実施される。このため除霜モードでは、空気熱交換器４１の蒸発工程は実施されないものの、熱源熱交換器４２の蒸発工程は実施される。これにより冷凍サイクル装置における蒸発工程が良好に実施され、凝縮用熱交換器２における凝縮作用が得られ、暖房運転の能力が良好に維持される。なお、第２膨張弁３２の開度は、通常運転モードの場合と同一でも良いし、通常運転モードの場合よりも増加させても良い。
【００３６】
（ｃ操作）バイパス通路７１のバイパス弁７２を開放させる。これにより圧縮機１の吐出ポート１ｏから吐出された高温高圧の気体状の冷媒（例えば６０〜９０℃）を、バイパス通路７１およびバイパス弁７２を介して空気熱交換器４１の入口４１ｉに供給する。これにより空気熱交換器４１の表面に生成していた霜が融解される。この場合、気体状の冷媒は空気熱交換器４１において凝縮熱を放出して液化する。
【００３７】
上記した本実施例によれば、除霜モードを実施するときには、圧縮機１の吐出ポート１ｏから吐出された高温高圧の気体状の冷媒が、着霜状態の空気熱交換器４１の入口４１ｉから空気熱交換器４１の内部に流れ、空気熱交換器４１の霜を効率よく融解できる。
【００３８】
更に本実施例によれば、除霜モードを実施するときには、第１膨張弁３１を閉鎖して第１膨張弁３１の開度を０とする。これにより凝縮用熱交換器２および第１膨張弁３１を経た冷媒（一般的には気液混合状態）を、入口４１ｉから空気熱交換器４１に供給する流量を無しとする。このためバイパス通路７１およびバイパス弁７２を介して空気熱交換器４１に供給する単位時間あたりのバイパス冷媒（以下、単にバイパス冷媒という）の流量を小さくしたとしても、空気熱交換器４１を効果的に暖めて除霜できる。このように除霜モード時においてバイパス冷媒の単位時間当たりの流量を小さくできるため、暖房機能を発揮する凝縮用熱交換器２に供給される冷媒流量、凝縮冷媒量が多く確保され、除霜モード時における暖房能力が良好に維持される。更に、除霜モード時においてバイパス冷媒の単位時間当たりの流量を小さくできるため、凝縮用熱交換器２および第１膨張弁３１を経た冷媒（一般的には気液混合状態）に合流するバイパス冷媒の流量が少量とされる。このため、合流する際に発生する気流音が抑制される。
【００３９】
上記したように暖房運転能力をあまり低下させずに空気熱交換器４１を除霜できるため、除霜モードを定期的に高頻度で行うことが可能となる。更に、空気熱交換器４１に僅かの霜が生成された状態（うっすらと着霜した状態）でも、あるいは、着霜が検知されない段階であっても、除霜モードを実施することができ、霜の成長を抑えるのに有利となる。
【００４０】
第１膨張弁３１を閉じると、空気熱交換器４１側において冷媒が滞留するおそれがある。いわゆる冷媒の寝込みである。この場合、冷凍サイクル装置における冷媒量が不足するおそれがあり、運転能力が低下するおそれがある。この点本実施例によれば、第１膨張弁３１を閉じつつも、バイパス通路７１のバイパス弁７２を開放させることにより、圧縮機１の吐出ポート１ｏから吐出された高温高圧の冷媒を、バイパス通路７１およびバイパス弁７２を介して空気熱交換器４１の入口４１ｉに流入させることにしている。このため上記した冷媒の寝込み（滞留）は抑制される。
【００４１】
なお、上記したａ操作において、除霜モードを実施するときには、第１膨張弁３１を全閉して第１膨張弁３１の開度を０としているが、これに限らず、第１膨張弁３１の開度を微小量（例えば、通常運転モード時の開度を基準として５％以下）とし、凝縮用熱交換器２および第１膨張弁３１を経た冷媒を空気熱交換器４１に供給する流量を微小量としても良い。
【実施例２】
【００４２】
実施例２は図１を準用する。本実施例は実施例１と基本的には同様の構成および作用効果をもつ。以下、異なる部分を中心として説明する。着霜判定モードを実施し、着霜有りと判定されるときには、除霜モードを実施する。以下、着霜判定モードについて説明する。空気熱交換器４１の表面に着霜が発生すると、空気熱交換器４１の熱交換効率が低下するため、暖房運転能力が低下する。故に、空気熱交換器４１における冷媒の蒸発工程が損なわれ、冷媒の蒸発量が抑制され、空気熱交換器４１における冷媒の圧力が次第に低下する。この場合、空気熱交換器４１における蒸発温度（熱交温度センサ５２の検知温度）が次第に低下する。従って空気温度Ｔ１と熱交温度センサ５２の検知温度Ｔ２との間の温度差ΔＴが増加する。このため、着霜判定モードにおいては、空気熱交換器４１において着霜が発生していことがΔＴに基づいて制御部６により検知される。
【００４３】
本実施例によれば、図１に示すように、熱源（加熱水）の熱と冷媒の熱とを熱交換する熱源熱交換器４２が設けられている。この場合、冷媒の蒸発工程は、空気と熱交換する空気熱交換器４１と、熱源からの熱と熱交換する熱源熱交換器４２との双方において行われる。この場合、運転が継続すると、熱源熱交換器４２の熱源（温水状態の加熱水）からの熱の伝達により空気熱交換器４１の冷媒圧力が増加し、空気熱交換器４１の冷媒の温度が上昇してしまうことがある。この場合、空気熱交換器４１の表面において着霜が発生していたにもかかわらず、空気温度Ｔ１と空気熱交換器４１における蒸発温度Ｔ２との温度差ΔＴ（ΔＴ＝Ｔ１−Ｔ２）が減少する。このため、空気熱交換器４１において着霜が発生しているにもかかわらず、当該着霜が良好に検知されないおそれがある。
【００４４】
そこで、本実施例によれば、制御部６は暖房運転を実施しつつも、着霜判定モードを定期的または不定期的に行う。この場合、暖房運転中において、制御部６は、第１膨張弁３１を経た冷媒を空気熱交換器４１に流して空気熱交換器４１において熱交換を行ない蒸発させると共に、第２膨張弁３２を閉鎖して熱源熱交換器４２に冷媒を流さない。あるいは、第２膨張弁３２の開度を通常運転モードの暖房運転の場合よりもかなり小さくして、熱源熱交換器４２に流れる冷媒量を減少させる。この場合、熱源熱交換器４２の熱源（加熱水）の熱が空気熱交換器４１に積極的に伝播されない。このため、熱源熱交換器４２から空気熱交換器４１への単位時間あたりの伝熱量は、通常運転モードの暖房運転の場合よりもかなり減少させることができる。この場合、蒸発工程における熱源は、基本的には空気熱交換器４１に依存することになる。ここで、仮に、空気熱交換器４１の表面に着霜が発生した場合には、空気熱交換器４１における熱交換効率が低下する。故に、空気熱交換器４１における冷媒の蒸発工程が損なわれ、冷媒蒸発量が低下し、空気熱交換器４１における冷媒の圧力が次第に低下する。この場合、空気熱交換器４１における蒸発温度、つまり熱交温度センサ５２で検知される温度Ｔ２が次第に低下する。ここで、空気温度Ｔ１は基本的に変動しないと推定されるため、空気温度Ｔ１と熱交温度センサ５２の温度Ｔ２（空気熱交換器４１における蒸発温度）との温度差ΔＴが増加する。
【００４５】
このように着霜判定モードにおいて第２膨張弁３２の閉弁方向へ動作させれば、上記した温度差ΔＴが増加する。このため、空気熱交換器４１の表面において着霜が発生していることが、ΔＴに基づいて、制御部６により良好に検知される。ここで、ΔＴの大きさが所定値以上であれば、空気熱交換器４１の表面において着霜していると判定される。ΔＴの大きさが所定値未満であれば、空気熱交換器４１の表面において着霜していないと判定される。
【００４６】
図２および図３は実機で行った試験例のデータを示す。図２の横軸は時間（相対表示）を示し、縦軸は温度（相対表示）を示す。空気温度Ｔ１の変化は特性線Ｔ１０として示される。空気熱交換器４１の蒸発温度Ｔ２は特性線Ｔ２０として示される。時刻ｔ０〜時刻ｔ１では第１膨張弁３１および第２膨張弁３２が開放され、凝縮用熱交換器２で凝縮熱を放出する通常運転モードの暖房運転が実施されている。この場合には、熱源熱交換器４２を流れる加熱水通路４３の温水状態の加熱水の熱の変動の影響を受けるため、時刻ｔ０〜時刻ｔ１においては空気熱交換器４１の温度Ｔ２が相対的に高温となる。時刻ｔ１〜時刻ｔ２において着霜判定モードＡが実施されている。着霜判定モードＡでは、時刻ｔ１において第１膨張弁３１が開放されるものの、第２膨張弁３２が開放状態から閉鎖状態に切り替えられる。着霜判定モードＡでは、第２膨張弁３２が閉鎖されているため、基本的には熱源熱交換器４２に冷媒が流れなくなる。このため、熱源熱交換器４２を流れる加熱水（熱源）の熱の変動の影響を、空気熱交換器４１の冷媒は受けにくい。故に、時刻ｔ１〜時刻ｔ２間において空気熱交換器４１の温度Ｔ２が相対的に低温化する。しかしまだ空気熱交換器４１の表面に着霜されていないため、図２に示す温度差ΔＴａ（ΔＴａ＝Ｔ１−Ｔ２）は小さいといえる。
【００４７】
時刻ｔ２〜時刻ｔ３では着霜判定モードＡが終了しており、通常運転モードの暖房運転が実施されている。従って第１膨張弁３１および第２膨張弁３２が開放され、凝縮用熱交換器２で凝縮熱を放出する暖房運転が実施されている。時刻ｔ２〜時刻ｔ３の間に、空気熱交換器４１の表面に着霜させた。
【００４８】
時刻ｔ３では第１膨張弁３１が開放されているものの、第２膨張弁３２が閉鎖される。即ち、時刻ｔ３〜時刻ｔ４において着霜判定モードＢが実施されている。着霜判定モードＢでは、前記したように第２膨張弁３２が閉鎖され、基本的には熱源熱交換器４２に冷媒が流れなくなる。このため、熱源熱交換器４２を流れる加熱水（熱源）の熱の変動の影響を、空気熱交換器４１は受けにくい。このため、時刻ｔ３〜時刻ｔ４間において特性線Ｔ２０として示すように、空気熱交換器４１の温度Ｔ２が相対的に低温化される。この場合、着霜判定モードＢにおけるΔＴｂは、着霜判定モードＡにおけるΔＴａよりも増加する（ΔＴｂ＞ΔＴａ）。このように本試験例によれば、空気熱交換器４１の表面に着霜されていない場合には、温度差ΔＴ（ΔＴ＝Ｔ１−Ｔ２）は小さいものとして制御部６に検知される。これに対して空気熱交換器４１の表面に着霜されている場合には、ΔＴｂ、即ち、温度差ΔＴ（ΔＴ＝Ｔ１−Ｔ２）は大きいものとして制御部６に検知される。このように空気熱交換器４１の着霜が成長していると、温度差ΔＴが大きくなるため、温度差ΔＴが大きくなると、バイパス弁７２の開度を制御部６は増加させることが好ましい。ΔＴが小さいと、バイパス弁７２の開度を制御部６は減少させることが好ましい。
【００４９】
図３の横軸は時間（相対表示）を示し、縦軸は温度（相対表示）および冷媒の圧力（相対表示）を示す。図３において、特性線Ｐ１は圧縮機１の吐出ポート１ｏ側の高圧冷媒の圧力を示す。特性線Ｐ２は圧縮機１の吸込ポート１ｓ側の低圧冷媒の圧力を示す。特性線Ｔ４０は凝縮用熱交換器２からの空気の温度（吹出温度）Ｔ４を示す。図３から理解できるように、通常運転モードの暖房運転中において着霜判定モードＡ，Ｂを実施したとしても、凝縮用熱交換器２からの空気の温度は特性線Ｔ４０として示されているように、あまり変化がない。つまり通常運転モードの暖房運転中において着霜判定モードＡ，Ｂを実施したとしても、暖房運転能力の低下を抑制させることができることを意味する。
【００５０】
本実施例では次の形態を採用しても良い。
【００５１】
（ｉ）上記した温度差の判定は、着霜判定モードを開始してから設定時間経過後に行う。設定時間としては例えば３分、５分、７分が例示される。設定時間としては１〜１０分が望ましく、より望ましくは２〜７分、３〜５分が良い。設定時間が短すぎると、温度差が小さすぎて判定精度が落ちるので好ましくない。設定時間が長すぎると、通常運転モードの停止時間が長くなり、暖房運転上好ましくない。
【００５２】
（ｉｉ）上記した温度差の測定は、空気熱交換器４１の蒸発温度が安定したときに行うこともできる。蒸発温度が安定したときとは、例えば、設定時間（例えば１０秒間）ごとに温度変化量を計測し、１分間あたりの温度変化量がプラスマイナス１℃以内となったときをいう。なお、両温度の計測時間間隔は設定時間よりもはるかに短い時間（例えば０．１秒）で行う。
【００５３】
（ｉｉｉ）空気温度と空気熱交換器４１の蒸発温度との温度差で判定する代わりに、着霜判定モード開始の空気熱交換器４１の蒸発温度と、着霜判定モード開始から設定時間経過後における空気熱交換器４１の蒸発温度との温度差で判定しても良い。この場合も上記した（ｉ）（ｉｉ）は同様に当てはまる。
【００５４】
（ｉｖ）空気温度と空気熱交換器４１の蒸発温度との温度差で判定する代わりに、着霜判定モード開始時における空気温度と空気熱交換器４１の蒸発温度との温度差ΔＴoを求める。更に着霜判定モード開始から設定時間経過後における空気温度と空気熱交換器の蒸発温度との温度差ΔＴを求める。そして両者の比（ΔＴ／ΔＴo）が設定値よりも大きいか否かで判定しても良い。例えば、当該比が２より大きいと、制御部６は着霜していると判定する。この場合も上記した（ｉ）（ｉｉ）は同様に当てはまる。
【００５５】
（ｖ）空気温度と空気熱交換器４１の蒸発温度との温度差で判定する代わりに、着霜判定モード開始時における空気熱交換器４１の蒸発温度の変化率で判定しても良い。例えば変化率が２℃／分よりも大きいと、着霜していると判定する。この変化率は、着霜判定モード開始してから設定時間経過後までの変化率とすることができる。設定時間としては温度差による判定の時よりも短い時間（例えば１分間）で行うことができる。
【実施例３】
【００５６】
実施例３は図１を準用する。本実施例は実施例１と基本的には同様の構成および作用効果をもつ。以下、異なる部分を中心として説明する。図４は制御部６のＣＰＵ６１が実行する制御形態Ａのフローチャートを示す。ＹはＹＥＳに相当する。ＮはＮＯに相当する。図４に示すように、先ず、制御部６は電源投入と共に通常運転モードの暖房運転を実施する（ステップＳ２）。制御部６は、暖房運転の開始から設定時間β１（例えば３０分）以上経過したか否か、または、除霜モードの終了から設定時間β１経過したか否か、または、着霜判定モード（着霜無し）の終了から設定時間β１（例えば３０分）以上経過したか否か、判定する（ステップＳ４）。設定時間β１経過していれば（ステップＳ４のＹＥＳ）、制御部６は着霜判定モードを実施する（ステップＳ６）。着霜判定モードでは、制御部６は、第１膨張弁３１を開放させつつ、第２膨張弁３２を閉鎖するか第２膨張弁３２の開度を暖房通常モードにおける開度よりもかなり小さくする、更に、空気温度センサ５１で検知された空気温度Ｔ１と、熱交温度センサ５２により検知された温度Ｔ２とを読み込む。Ｔ１−Ｔ２の温度差ΔＴを求める。
【００５７】
次に、ΔＴがしきい値温度α１（例えば７℃）よりも大きいか否か判定する（ステップＳ８）。温度差ΔＴがしきい値温度α１（例えば７℃）よりも大きくなければ（ステップＳ８のＮＯ）、第２膨張弁３２を開放させ（ステップＳ９）、ステップＳ２に戻る。これに対して温度差ΔＴがしきい値温度α１（例えば７℃）よりも大きいとき（ステップＳ８のＹＥＳ）、制御部６は、空気熱交換器４１の表面に着霜されていると推定し、除霜モードを実行する（ステップＳ１０）。除霜モードにおいては、ａ操作を実施すべく、第１膨張弁３１を閉鎖して第１膨張弁３１の開度を０とする。更にｂ操作を実施すべく、第２膨張弁３２を開度を増加させる。更にｃ操作を実施すべく、バイパス通路７１のバイパス弁７２を開放させる。これにより圧縮機１の吐出ポート１ｏから吐出された高温高圧の冷媒（例えば６０〜９０℃）を空気熱交換器４１に供給し、空気熱交換器４１の霜を融解させる。温度差ΔＴ（ΔＴ＝Ｔ１−Ｔ２）がしきい値温度α２（例えば２℃）以下となれば、温度Ｔ２が昇温しており、空気熱交換器４１の除霜が完了したと推定し、制御部６は除霜モードを終了し（ステップＳ１２のＹＥＳ）し、ステップＳ２に戻る。
【００５８】
図５は制御部６のＣＰＵ６１が実行する制御形態Ｂのフローチャートを示す。図５に示すように、先ず、制御部６は電源投入と共に通常運転モードの暖房運転を実施する（ステップＳＢ２）。制御部６は、暖房運転の開始から設定時間β１（例えば３０分）以上経過したか否か、または、除霜モードの終了から設定時間β１経過したか否か、または、着霜判定モード（着霜無し）の終了から設定時間β１（例えば３０分）以上経過したか否か、判定する（ステップＳＢ４）。設定時間β１経過していれば、制御部６は着霜判定モードを実施する（ステップＳＢ６）。着霜判定モードでは、制御部６は、第１膨張弁３１を開放させつつ、第２膨張弁３２を閉鎖するか、あるいは、第２膨張弁３２の開度を暖房通常モードの暖房運転における開度よりもかなり小さくする。更に温度差ΔＴを検知する。
【００５９】
着霜判定モードの連続実行回数がしきい値回数η１（例えば５回）未満であれば（ステップＳＢ８のＮＯ）、空気熱交換器４１の表面において着霜していないと推定されるため、制御部６は除霜モードを実行せず、第２膨張弁３２を開放し（ステップＳＢ９）、ステップＳＢ２に戻る。しかし着霜判定モードが連続実行回数がしきい値回数η１以上であれば（ステップＳＢ８のＹＥＳ）、空気熱交換器４１の表面において着霜している可能性が高いと推定されるため、制御部６は除霜モードを実行する（ステップＳＢ１０）。除霜モードでは、第１膨張弁３１を閉鎖する。更に第２膨張弁３２を開度を通常モードよりも増加させる。更にバイパス通路７１のバイパス弁７２を開放させる。空気熱交換器４１の出口４１ｏ側の温度Ｔ２がしきい値温度α３（例えば０℃）を越えていれば、空気熱交換器４１の除霜が完了したと判定し、制御部６はステップＳＢ２に戻る。上記した制御形態Ｂでは、着霜判定モードの連続実行回数はカウントされている。除霜モードが実行されると、着霜判定モードの連続実行回数のカウントはリセットされる。着霜判定モードにより着霜判定されて除霜モードを実行しても、上記カウントはリセットされる。この制御を行う理由は、着霜判定モードで万一着霜が見逃されても（例えば、冷媒不足などの場合に着霜判定ミスが生じるおそれがある）、除霜を確実に行うためである。
【実施例４】
【００６０】
実施例４は図１を準用する。本実施例は実施例１と基本的には同様の構成および作用効果をもつ。以下、異なる部分を中心として説明する。上記したように除霜モードにおいて、第１膨張弁３１を閉鎖させるため、空気熱交換器４１における蒸発量が期待できない。そこで、外部熱源熱交換器４２における冷媒蒸発量を確保する必要がある。このため制御部６は熱発生源４５の熱発生量を増加させ、加熱水通路４３における加熱水の温度を上昇させる。これにより熱源熱交換器４２の熱交換効率を増加させ、熱源熱交換器４２の冷媒蒸発量を増加させる。
【００６１】
あるいは、熱発生源４５の発熱量が基本的には変化しないときには、加熱水通路４３における供給弁４４ｖの開度を通常運転モードの場合よりも増加させる操作と、ポンプ４４ｐの単位時間あたりの回転数を通常運転モードの場合よりも増加させる操作とのうち一方または双方を実施しても良い。これにより加熱水通路４３の加熱水から熱源熱交換器４２に供給される熱量が増加し、熱源熱交換器４２の熱交換効率、冷媒凝縮量が増加される。この結果、蒸発工程における冷媒蒸発量の不足が補われる。
【００６２】
更に除霜モードの開始時には、着霜量が多いため、バイパス弁７２の開度を増加させて高温高圧の冷媒を空気熱交換器４１に多めに供給する。これに対して除霜モードの時間が経過すると、着霜量が減少していくため、バイパス弁７２の開度を次第に減少させて高温高圧の冷媒を空気熱交換器４１に少なめに供給する。  図６はメモリ６０の所定のエリアに格納されている除霜用マップを示す。この除霜用マップには、除霜モードの開始時刻からの経過時間ｔａ（除霜モード中）と、バイパス弁７２の開度Ｂとの関係が格納されている。除霜モードの開始時刻からの経過からの経過時間ｔａが短い（除霜モード中）ときには、霜の解凍があまり進行していないので、バイパス弁７２の開度Ｂを大きくする。除霜モードの経過時間ｔａが長くなると、霜の解凍がかなり進行してくるので、バイパス弁７２の開度Ｂを小さくさせる。この除霜マップの結果が実質的に得られるような演算式により、経過時間ｔａに基づいてバイパス弁７２の開度Ｂを求めても良い。本実施例では、他の条件は基本的にはあまり変化しないように維持されている状態で、経過時間ｔａとバイパス弁７２の開度Ｂとの関係を設定している。
【実施例５】
【００６３】
実施例５は図１を準用する。本実施例は実施例１と基本的には同様の構成および作用効果をもつ。以下、異なる部分を中心として説明する。空気の温度を空気温度センサ５１で検知する。そして除霜モードにおいて、空気温度が相対的に高いときには、空気温度が相対的に低いときよりも、制御部６は、単位時間において除霜モードを実施する実施頻度を減少させる。これに対して、空気温度センサ５１で検知した空気温度が相対的に低いときには、空気温度が相対的に高いときよりも、制御部６は、単位時間において除霜モードを実施する実施頻度を増加させる。その理由としては、空気温度が高いほど空気熱交換器に着霜しにくいものの、空気温度が低いほど空気熱交換器４１に着霜し易いためである。図７はメモリ６０の所定のエリアに格納されている除霜用マップを示す。この除霜用マップには、空気温度Ｔ１と、除霜モード間の間隔設定時間ｔとの関係が格納されている。空気温度Ｔ１が低温となるつれて、間隔設定時間ｔが短くなり、空気温度Ｔ１が高温となるつれて、間隔設定時間ｔが長くなるように設定されている。この除霜マップの結果が実質的に得られるような演算式により、空気温度Ｔ１に基づいて間隔設定時間ｔを求めても良い。本実施例では、他の条件は基本的にはあまり変化しないように維持されている状態で、空気温度Ｔ１と除霜モード間の間隔設定時間ｔとの関係を設定している。
【実施例６】
【００６４】
実施例６は図１を準用する。本実施例は実施例１と基本的には同様の構成および作用効果をもつ。以下、異なる部分を中心として説明する。空気熱交換器４１の出口４１ｏから吐出される冷媒の温度は、熱交温度センサ５２で検知される。除霜モードの初期では、空気熱交換器４１に生成されている霜をかなり融解させるため、除霜モードの終期よりも、空気熱交換器４１の出口４１ｏから吐出される冷媒の温度が相対的に低い。このため除霜モードの初期では、除霜モードの終期よりも、第２膨張弁３２の開度を相対的に減少させる。これにより熱源熱交換器４２を流れる単位時間あたりの冷媒の流量を相対的に減少させ、熱源熱交換器４２の出口４２ｏから吐出される冷媒の温度を相対的に高める。この結果、空気熱交換器４１の出口４１ｏから吐出された冷媒と、熱源熱交換器４２の出口４２ｏから吐出された冷媒とが均温化される。
【００６５】
これに対して除霜モードの終期では、除霜モードの初期よりも、空気熱交換器４１の霜の融解がかなり進行しているため、空気熱交換器４１の出口４１ｏから吐出される冷媒の温度が相対的に高くなる。このため除霜モードの終期では、除霜モードの初期よりも、第２膨張弁３２の開度を相対的に増加させ、熱源熱交換器４２を流れる単位時間あたりの冷媒の流量を相対的に増加させ、熱源熱交換器４２の出口４２ｏから吐出される冷媒の温度を相対的に低める。この結果、空気熱交換器４１の出口４１ｏから吐出された冷媒と、熱源熱交換器４２の出口４２ｏから吐出された冷媒とが合流点９ｃで合流すると、冷媒の温度ができるだけ均温化される。この結果、除霜モードの初期と終期とにおいて、圧縮機１の吸込ポート１ｓに吸い込まれる冷媒の温度の変動を抑制することができ、良好な冷凍サイクルが得られる。なお圧縮機１の吸込ポート１ｓに吸い込まれる冷媒の温度が過剰に上昇すると、圧縮機１のシールリング等の耐久性に影響を与えるおそれがあり、また、通常運転モードの能力を低下させるおそれがある。
【００６６】
図８はメモリ６０の所定のエリアに格納されている除霜用マップを示す。この除霜用マップには、除霜モードの開始時刻からの経過時間ｔａと第２膨張弁３２の開度Ｍとの関係が格納されている。除霜モードの開始時刻からの経過時間ｔａが長くなるにつれて、第２膨張弁３２の開度Ｍが増加して大きくなるように設定されている経過時間ｔａが短くなるにつれて、第２膨張弁３２の開度Ｍが減少して小さくなるように設定されている。この除霜マップの結果が実質的に得られるような演算式により、経過時間ｔａに基づいて第２膨張弁３２の開度Ｍを求めても良い。本実施例では、他の条件は基本的にはあまり変化しないように維持されている状態で、経過時間ｔａと第２膨張弁３２の開度Ｍとの関係を設定している。
【実施例７】
【００６７】
実施例７は図１を準用する。本実施例は実施例１と基本的には同様の構成および作用効果をもつ。以下、異なる部分を中心として説明する。前述したように熱交温度センサ５２は空気用熱交換器４１の蒸発温度を検知することができる。除霜モードを実施するにあたり、熱交温度センサ５２の検知温度Ｔ２が相対的に低いとき（例えば、除霜モードの初期）には、空気熱交換器４１の霜を融解させるため、空気熱交換器４１の出口４１ｏから吐出される冷媒の温度が相対的に低い。このため第２膨張弁３２の開度を相対的に減少させ、熱源熱交換器４２の出口４２ｏから吐出される冷媒の流量を減少させ、熱源熱交換器４２の出口４２ｏから吐出される冷媒の温度を相対的に高める。この結果、空気熱交換器４１の出口４１ｏから吐出された冷媒と、熱源熱交換器４２の出口４２ｏから吐出された冷媒とが、合流点９ｃで合流すると、冷媒の温度は均温化される。
【００６８】
これに対して、熱交温度センサ５２の検知温度Ｔ２が相対的に高いとき（例えば、除霜モードの霜の終期）には、空気熱交換器４１の霜の融解がかなり進行しているため、空気熱交換器４１の出口４１ｏから吐出される冷媒の温度が相対的に高い。このため第２膨張弁３２の開度を相対的に増加させ、熱源熱交換器４２から吐出される冷媒の流量を増加させ、熱源熱交換器４２から吐出される冷媒の温度を相対的に低める。この結果、空気熱交換器４１の出口４１ｏから吐出された冷媒と、熱源熱交換器４２の出口４２ｏから吐出された冷媒とが合流点９ｃで合流するときには、冷媒の温度が均温化される。この結果、除霜モードにおいて、圧縮機１の吸込ポート１ｓに吸い込まれる冷媒の温度の変動を抑制することができる。このように熱交換温度センサ５２の検知温度Ｔ２の高低に応じて第２膨張弁３２の開度を調整して熱源熱交換器４２を流れる冷媒の流量を調整すれば、熱交換温度センサ５２の検知温度Ｔ２の変動の影響をできるだけ避けつつ、除霜を実施できる。
【００６９】
図９はメモリ６０の所定のエリアに格納されている除霜用マップを示す。この除霜用マップには、熱交換温度センサ５２の検知温度Ｔ２と第２膨張弁３２の開度Ｍとの関係が格納されている。熱交換温度センサ５２の検知温度Ｔ２が高くなるにつれて、第２膨張弁３２の開度Ｍが増加するように設定されている。この除霜マップの結果が実質的に得られるような演算式により、検知温度Ｔ２に基づいて第２膨張弁３２の開度Ｍを求めても良い。本実施例では、他の条件は基本的にはあまり変化しないように維持されている状態で、検知温度Ｔ２と第２膨張弁３２の開度Ｍとの関係を設定している。
【実施例８】
【００７０】
実施例８は図１を準用する。本実施例は実施例１と基本的には同様の構成および作用効果をもつ。以下、異なる部分を中心として説明する。前述したように熱交温度センサ５２は、空気熱交換器４１の蒸発温度を検知する。除霜モードを実施しているときには、熱交換温度センサ５２の検知温度Ｔ２が相対的に高いときには、熱交換温度センサ５２の検知温度Ｔ２が相対的に低いときよりも、空気熱交換器４１の霜の融解がかなり進行しており、このため制御部６はバイパス弁７２の開度を相対的に減少させる。これによりバイパス通路７１から空気熱交換器４１に流れる高温高圧の冷媒の単位時間あたりの流量を相対的に減少させる。
【００７１】
これに対して、熱交換温度センサ５２の検知温度Ｔ２が相対的に低いときには、熱交換温度センサ５２の検知温度Ｔ２が相対的に高いときよりも、空気熱交換器４１の霜の融解があまり進行していない。このため制御部６はバイパス弁７２の開度を相対的に増加させる。これによりバイパス通路７１から空気熱交換器４１に流れる高温高圧の冷媒の単位時間あたりの流量を相対的に増加させ、空気熱交換器４１の霜を効果的に除去できる。このように熱交換温度センサ５２の検知温度Ｔ２の高低に応じてバイパス弁７２の開度を調整すれば、熱交換温度センサ５２の検知温度Ｔ２の変動の影響をできるだけ避けつつ、除霜を実施できる。
【００７２】
図１０（Ａ）はメモリ６０の所定のエリアに格納されている除霜用マップを示す。この除霜用マップには、熱交換温度センサ５２の検知温度Ｔ２とバイパス弁７２の開度Ｂとの関係が格納されている。熱交換温度センサ５２の検知温度Ｔ２が低くなるにつれて、空気熱交換器４１における霜量が多いと推定されるため、バイパス弁７２の開度Ｂが増加して大きくなるように設定されている。この除霜マップの結果が実質的に得られるような演算式に基づいて、検知温度Ｔ２からバイパス弁７２の開度Ｂを求めても良い。この場合、他の条件は基本的にはあまり変化しないように維持されている状態で、検知温度Ｔ２とバイパス弁７２の開度Ｂとの関係を設定している。
【００７３】
また図２および図３に示す試験結果によれば、着霜判定モードＢにおける温度差ΔＴｂは、着霜判定モードＡにおける温度差ΔＴａよりも増加している（ΔＴｂ＞ΔＴａ）。このためΔＴが大きいほうが霜が成長しており、ΔＴが小さいほうが霜が成長していないと判定される。そこで、ΔＴが相対的に小さいときには、着霜があまり成長していないため、制御部６はバイパス弁７２の開度を相対的に減少させることにしても良い。これに対して、ΔＴが相対的に大きいときには、着霜が成長しているため、制御部６はバイパス弁７２の開度を相対的に増加させることにしても良い。これによりバイパス通路７１から空気熱交換器４１に流れる高温高圧の冷媒の単位時間あたりの流量を相対的に増加させ、空気熱交換器４１の霜を効果的に除去できる。
【００７４】
図１０（Ｂ）はメモリ６０の所定のエリアに格納されている除霜用マップを示す。この除霜用マップには、ΔＴ（ΔＴ＝Ｔ１−Ｔ２）とバイパス弁７２の開度Ｂとの関係が格納されている。ΔＴ（ΔＴ＝Ｔ１−Ｔ２）が大きくなるにつれて、バイパス弁７２の開度Ｂが増加して大きくなるように設定されている。この除霜マップの結果が実質的に得られるような演算式に基づいて、ΔＴからバイパス弁７２の開度Ｂを求めても良い。この場合、他の条件は基本的にはあまり変化しないように維持されている状態で、ΔＴとバイパス弁７２の開度Ｂとの関係を設定している。
【実施例９】
【００７５】
実施例９は図１を準用する。本実施例は実施例１と基本的には同様の構成および作用効果をもつ。以下、異なる部分を中心として説明する。冷凍サイクル装置の冷媒循環量が多いときには、冷媒循環量が少ないときよりも、空気熱交換器４１に相対的に着霜し易い傾向がある。このため、バイパス通路７１から空気熱交換器４１に流れる高温高圧の冷媒の単位時間あたりの流量を相対的に増加させる。
【００７６】
これに対して冷凍サイクル装置の冷媒循環量が少ないときには、冷媒循環量が多いときよりも、空気熱交換器４１における蒸発量が相対的に少なく、空気熱交換器４１に相対的に着霜し難い。このため、バイパス通路７１から空気熱交換器４１に流れる高温高圧の冷媒の単位時間あたりの流量を相対的に減少させる。このように当該冷媒循環量に応じてバイパス弁７２の開度を調整すれば、当該冷媒循環量の変動の影響をできるだけ避けつつ、除霜できる。冷媒循環量は、圧縮機１の単位時間あたりの回転数と冷媒圧力とに基づいて求められる。
【００７７】
図１１はメモリ６０の所定のエリアに格納されている除霜用マップを示す。この除霜用マップには、冷媒循環量Ｖとバイパス弁７２の開度Ｂとの関係が格納されている。冷媒循環量Ｖが増加するにつれて、空気熱交換器４１に霜が生成され易いため、バイパス弁７２の開度Ｂが増加するように設定されている。この除霜マップの結果が実質的に得られるような演算式により、冷媒循環量に基づいてバイパス弁７２の開度Ｂを求めても良い。本実施例では、他の条件は基本的にはあまり変化しないように維持されている状態で、冷媒循環量Ｖとバイパス弁７２の開度Ｂとの関係を設定している。
【実施例１０】
【００７８】
図１２は実施例１０を示す。本実施例１は実施例と基本的には同様の構成および作用効果をもつため、図１を準用する。以下、異なる部分を中心として説明する。図１に示すように、圧縮機１の吐出ポート１ｏ側の冷媒高圧を検知する第１圧力センサ１１が設けられている。圧縮機１の吸込ポート１ｓ側の冷媒低圧を検知する第２圧力センサ１２が設けられている。制御部６は冷媒高圧と冷媒低圧との間の圧力差ΔＰを求める。当該圧力差ΔＰが高いときには、当該圧力差ΔＰが少ないときよりも、高温高圧の気体状の冷媒がバイパス弁７２から急激に噴出されるため、バイパス弁７２の開度を相対的に減少させる。
【００７９】
これに対して、当該圧力差ΔＰが低いときには、圧力差ΔＰが高いときよりも、高温高圧の冷媒がバイパス弁７２から急激に噴出されにくいため、バイパス弁７２の開度を相対的に増加させる。このように当該圧力差ΔＰに応じてバイパス弁７２の開度を調整すれば、当該圧力差ΔＰの変動の影響をできるだけ避けつつ、高温高圧の冷媒を空気熱交換器４１に供給できる。
【００８０】
図１２はメモリ６０の所定のエリアに格納されている除霜用マップを示す。この除霜用マップには、当該圧力差ΔＰとバイパス弁７２の開度Ｂとの関係が格納されている。当該圧力差ΔＰが増加するにつれて、バイパス弁７２の開度Ｂが減少するように設定されている。この除霜マップの結果が実質的に得られるような演算式により、圧力差ΔＰに基づいてバイパス弁７２の開度Ｂを求めても良い。本実施例では、他の条件は基本的にはあまり変化しないように維持されている状態で、圧力差ΔＰとバイパス弁７２の開度Ｂとの関係を設定している。
【実施例１１】
【００８１】
図１３は実施例１１を示す。本実施例は実施例１と基本的には同様の構成および作用効果をもつ。以下、異なる部分を中心として説明する。熱源熱交換器４２は、燃料電池システム４６の貯湯槽で貯蔵されている加熱水が流れる加熱水流路４６ａをもつ。加熱水流路４６ａを流れる加熱水の熱は、熱源熱交換器４２において冷媒の蒸発を促進させる熱源として機能する。加熱水流路４６ａには加熱水供給弁４７ｖおよびポンプ４７ｐが設けられている。通常運転モードの暖房運転によれば、加熱水供給弁４７ｖを開放させると共にポンプ４７ｐを駆動させ、熱源熱交換器４２に加熱水を供給し、熱源熱交換器４２における冷媒の気化を促進させる。着霜判定モードによれば、加熱水供給弁４７ｖを閉鎖させると共にポンプ４７ｐをオフとする。あるいは、加熱水供給弁４７ｖの開度およびポンプ４７ｐの単位時間あたりの回転数を、通常運転モードの暖房運転の場合よりも低減させる。これにより着霜判定モードにおいて熱源熱交換器４２から空気熱交換器４１への伝熱が抑制される。前述したように空気熱交換器４１への伝熱が抑制されると、ΔＴが増加し、着霜の検知精度が高まる。
【００８２】
除霜モードにおいては、ａ操作を実施すべく、第１膨張弁３１を閉鎖して第１膨張弁３１の開度を０とする。更にｂ操作を実施すべく、第２膨張弁３２を開度を通常運転モードよりも増加させる。更にｃ操作を実施すべく、バイパス通路７１のバイパス弁７２を開放させる。これにより圧縮機１の吐出ポート１ｏから吐出された高温高圧の冷媒（例えば６０〜９０℃）を空気熱交換器４１に供給し、空気熱交換器４１の霜を融解させる。
【実施例１２】
【００８３】
図１４は実施例１２を示す。本実施例は実施例１と基本的には同様の構成および作用効果をもつ。以下、異なる部分を中心として説明する。膨張弁３１Ｂは、空気熱交換器４１および熱源熱交換器４２に供給する冷媒流量を分配する。通常運転時には、空気熱交換器４１および熱源熱交換器４２に供給する冷媒流量を均等化させる。着霜判定モードのときには、空気熱交換器４１に流す冷媒流量を高め、熱源熱交換器４２に流す冷媒流量を低下させる。除霜モード時には、空気熱交換器４１に流す冷媒流量を無しまたは微量とし、熱源熱交換器４２に流す冷媒流量を増加させ、バイパイ弁７２を開放させる。
【００８４】
熱源熱交換器４２はヒータ４８をもつ。ヒータ４８の熱は、熱源熱交換器４２において冷媒の蒸発を促進させる熱源として機能する。通常運転モードの暖房運転によれば、ヒータ４８を発熱させて、熱源熱交換器４２における冷媒の気化を促進させる。着霜判定モードによれば、ヒータ４８をオフとするか、あるいは、ヒータ４８の発熱量を通常運転モードの暖房運転の場合よりも低減させる。これにより着霜判定モードにおいて熱源熱交換器４２から空気熱交換器４１への伝熱が抑制される。防霜モードでは、ヒータ４８の発熱量を高めて熱源熱交換器４２における冷媒蒸発量を増加できるので、暖房能力の低下が抑制される。
【実施例１３】
【００８５】
図１５は実施例１３を示す。本実施例は実施例１と基本的には同様の構成および作用効果をもつ。以下、異なる部分を中心として説明する。空気熱交換器４１および熱源熱交換器４２は直列に配置されている。空気熱交換器４１に対して並列通路４１ｘが空気熱交換器４１および第１膨張弁３１を迂回するようにバイパス路として設けられている。並列通路４１ｘには第３膨張弁３６が設けられている。通常運転モードのときには、圧縮機１の吐出ポート１ｏから吐出された高温高圧の冷媒は、凝縮用熱交換器２で凝縮熱を放出し、第１膨張弁３１、空気熱交換器４１を通過し、第２膨張弁３２、熱源熱交換器４２を通過し、圧縮機１の吸込ポート１ｓに戻る。凝縮用熱交換器２で凝縮熱が放出され、暖房運転が行われる。この場合、バイパス弁７２および第３膨張弁３６は閉鎖している。
【００８６】
これに対して除霜モード時には、第１膨張弁３１を閉鎖し、第３膨張弁３６を開放させ、バイパス弁７２を開放させる。圧縮機１の吐出ポート１ｏから吐出された高温高圧の気体状の冷媒は、凝縮用熱交換器２、並列通路４１ｘ、第２膨張弁３６を経て熱源熱交換器４２に至り、熱源熱交換器４２において蒸発工程が実施される。また、圧縮機１の吐出ポート１ｏから吐出された高温高圧の気体状の冷媒は、バイパイ通路７１およびバイパス弁７２を経て空気熱交換器４１に供給され、空気熱交換器４１の霜を融解させ、空気熱交換器４１の出口４１ｏから第２膨張弁３２、熱源熱交換器４２に供給される。
【実施例１４】
【００８７】
図１６は実施例１４を示す。本実施例は実施例１と基本的には同様の構成および作用効果をもつ。図１６は、冷凍サイクル装置の代表例を示す空気調和装置（ガスエンジンヒートポンプ）の配管図を示す。空気調和装置は、室内の空調を行う複数の室内機８０と、室内で空調を行う冷媒を調整する室外機８１とを備えている。図１６に示すように、室内機８０は室内に配置されており、空調のために冷媒と室内の空気との熱交換を行う凝縮用熱交換器として機能する室内熱交換器２Ｘと、冷媒を膨張させる室内膨張弁１１６とを基本要素として有する。なお、室内機８０の数は何台でも良い。
【００８８】
室外機８１は室外に配置されている。室外機８１は、気体燃料を燃料として駆動されるエンジン１００（駆動源）と、気体状の冷媒と液状の冷媒とを分離した状態で冷媒を収容するアキュームレータ１０１と、エンジン１００で駆動され駆動に伴いアキュムレータ１０１の気体状の冷媒を吸入して圧縮する複数の圧縮機１と、空調のために冷媒の熱交換を行う室外熱交換器として機能する空気熱交換器４１と、熱源熱交換器４２とを基本要素として有する。圧縮機１は、エンジン１００によりタイミングベルト等の動力伝達部材１０２を介して連動される。故に、エンジン１００は圧縮機１の駆動源として機能する。圧縮機１は、アキュムレータ１０１から気体状の冷媒を圧縮室に吸い込む吸込ポート１ｓと、圧縮室で圧縮された高圧の気体状の冷媒を吐出させる吐出ポート１ｏとを有する。
【００８９】
後述するように暖房運転時において室内機８０から室外機８１に冷媒が帰還する帰還方向（矢印Ｋ１方向）において、空気熱交換器４１の上流には、電子調整弁としての第１膨張弁３１および逆止弁１０３が並列に配置されている。逆止弁１０３は、室外機８１の空気熱交換器４１から室内機８０への冷媒の流れを許容するものの、室内機８０から室外機８１の空気熱交換器４１への冷媒の流れを遮断する。第１膨張弁３１は電気的制御により開度が連続的または多段階に調整可能である。なお、空気熱交換器４１に向けて送風するファン４１ｆ、室内熱交換器２Ｘに向けて送風するファン２ｆが設けられている。本実施例においても、図１６に示すように、圧縮機１の吐出ポート１ｏ側のオイルセパレータ１０５と空気熱交換器４１とを繋ぐバイパス通路７１が設けられている。バイパス通路７１にはバイパス弁７２が設けられている。バイパス弁７２が開放すると、オイルセパレータ１０５から空気熱交換器４１に冷媒が流れる。
【００９０】
（暖房運転時）
先ず、室内を暖房するときについて説明する。気体燃料を燃料としてエンジン１００が駆動すると、圧縮機１が駆動し、アキュムレータ１０１の気体状の冷媒がアキュムレータ１０１の吸入ポート１０１ｓ、圧縮機１の吸入ポート１ｓから流路９ｅを経て吸入され、圧縮機１の圧縮室で圧縮される。圧縮されて高温高圧となった気体状の冷媒は、圧縮機１の吐出ポート１ｏから吐出され、流路９ｆ、オイルセパレータ１０５に至る。前述したようにオイルセパレータ１０５において冷媒からオイルが分離される。そしてオイルが分離された気体状の高温高圧の冷媒は、四方弁１１１の第３ポート１１１ｔを通り、流路９ｈ、バルブ１１５ｂ、流路９ｉを経て、凝縮用熱交換器として機能する室内熱交換器２Ｘに至り、室内熱交換器２Ｘで室内の空気と熱交換されて凝縮（液化）する。凝縮熱は室内に放出されるため、室内が加熱される。このように暖房運転される。暖房運転時には、室内熱交換器２Ｘを経て液化が進行した冷媒は、液相状態または気液二相状態となり、室内膨張弁１１６に至り、室内機８０の室内膨張弁１１６で膨張されて低圧となる。さらに、低圧となった冷媒は、流路９ｋ、バルブ１１５ａ、流路９ｍを経て矢印Ｋ１方向（暖房運転時に、室内機８０から室外機８１に帰還する方向）に流れ、第１膨張弁３１に至り、第１膨張弁３１で膨張されて低圧化し、空気熱交換器４１に至る。冷媒は空気熱交換器４１で蒸発して空気と熱交換する。従って空気熱交換器４１は室内機８０の暖房運転時には蒸発器として機能する。更に冷媒は、流路９ｎ、四方弁１１１の第１ポート１１１ｆ、第２ポート１１１ｓ、流路９ｗを経て、アキュムレータ１０１の帰還ポート１０１ｒに帰還する。帰還した冷媒は、アキュムレータ１０１で液状の冷媒と気体状の冷媒とに分離された状態で収容される。
【００９１】
図１６に示すように、空気熱交換器４１に対して熱源熱交換器４２が並列に配置されている。ここで、第２膨張弁３２が開放されると、冷媒が流路９ｐを介して熱源熱交換器４２に流れる。第２膨張弁３２が閉鎖されると、冷媒が流路９ｐを介して熱源熱交換器４２に流れない。図１６に示すように、熱源熱交換器４２に繋がる加熱水通路４３には、搬送源として機能するポンプ４４ｐ、エンジン１００、第１弁３００、第２弁４００が設けられている。エンジン１００を冷却させた加熱水通路４３のエンジン加熱水の温度が低いときには、第１弁３００のポート３０１およびポート３０２を連通させるものの、ポート３０３を閉鎖する。この場合、熱源熱交換器４２およびラジエータ１５０には加熱水が流れない。加熱水通路４３の加熱水の温度が上昇してくると、第１弁３００のポート３０１およびポート３０２を連通させるものの、第１弁３００のポート３０１およびポート３０３を連通させる。しかし第２弁４００のポート４０１およびポート４０２を連通させるものの、第２弁４００のポート４０１およびポート４０３を非連通とさせる。これにより暖かい加熱水が熱源熱交換器４２の流路４２ｗに流れるが、放熱量が大きなラジエータ１５０には流れない。熱源熱交換器４２の流路４２ｗは、熱源熱交換器４２における冷媒を加熱する熱源として機能する。加熱水通路４３の加熱水の温度が更に上昇してくると、第２弁４００のポート４０１およびポート４０２を連通させるとともに、ポート４０１およびポート４０３を連通させる。これにより暖かい加熱水が熱源熱交換器４２の流路４２ｗに流れると共に、流路４３ｒを介してラジエータ１５０にも流れ、流路４３ｔを介してポンプ４４ｐ側に帰還する。なお、単位時間あたりの熱交換量については、ラジエータ１５０は熱源熱交換器４２よりも大きくされている。従ってラジエータ１５０の放熱量は熱源熱交換器４２よりも大きくされている。なお、加熱水通路４３の加熱水の温度が過剰に上昇すると、ラジエータ１５０側のプレッシャキャップ１５１が開放し、リザーバ１５２に貯留される。再び加熱水の温度が冷えると、ラジエータ１５０側のプレッシャキャップ１５１が開放し、リザーバ１５２に貯留されていた加熱水がラジエータ１５０側に戻る。
【００９２】
上記した除霜モードを実施するにあたり、実施例１と同様に、制御部６は次のａ操作、ｂ操作、ｃ操作を実施する。
（ａ操作）第１膨張弁３１を閉鎖して第１膨張弁３１の開度を０とする。このため除霜モードでは、空気熱交換器４１の蒸発工程は実施されない。
（ｂ操作）第２膨張弁３２を開放状態に維持する。これにより凝縮用熱交換器２および第２膨張弁３２を経て低圧化された冷媒（気液混合状態）を熱源熱交換器４２に流す。このため熱源熱交換器４２に流れた冷媒は、加熱水通路４３の加熱水を熱源として加熱されるため、熱源熱交換器４２において冷媒の蒸発が進行する。このため除霜モードでは、空気熱交換器４１の蒸発工程は実施されないものの、熱源熱交換器４２の蒸発工程は実施される。これにより凝縮用熱交換器としての室内熱交換器２Ｘにおける凝縮作用が得られ、冷凍サイクル装置における蒸発工程が良好に実施され、暖房運転の能力が維持される。
（ｃ操作）バイパス通路７１のバイパス弁７２を開放させる。これにより圧縮機１の吐出ポート１ｏから吐出された高温高圧の冷媒（例えば６０〜９０℃）を、バイパス通路７１およびバイパス弁７２を介して空気熱交換器４１に供給する。これにより空気熱交換器４１の表面に生成していた霜が融解される。
【００９３】
上記した除霜モードを実施するときには、圧縮機１から吐出された高温高圧の気体状の冷媒が、着霜状態の空気熱交換器４１から空気熱交換器４１の内部に流れ、空気熱交換器４１の霜を効率よく融解できる。なお、暖房運転の通常運転モードでは、第２膨張弁３２は設定開度に開いている。
【００９４】
（室内機８０の冷房運転時）
次に、室内機８０で室内を冷房運転するときについて説明する。燃料気体を燃料としてエンジン１００が駆動すると、圧縮機１が駆動し、アキュムレータ１０１の気体状の冷媒がアキュムレータ１０１の吸入ポート１０１ｓ、圧縮機１の吸入ポート１ｓから吸入され、圧縮機１の圧縮室で圧縮される。圧縮されて高温高圧となった気体状の冷媒は、圧縮機１の吐出ポート１ｏから吐出され、流路９ｆ、オイルセパレータ１０５に至る。オイルセパレータ１０５において冷媒からオイルが分離される。そしてオイルが分離された高温高圧の冷媒は、流路９ｕ、流路切替弁としての四方弁１１１の第１ポート１１１ｆ、流路９ｎを通り、空気熱交換器４１に至る。そして高温高圧の冷媒は、空気熱交換器４１で空気と熱交換されて冷却され、液化する。液化が進行した冷媒（液相状態または気液二相状態）は、逆止弁１０３、流路９ｍ、更に、バルブ１１５ａ、流路９ｋを経て室内膨張弁１１６に至り、室内膨張弁１１６において膨張されて低温となる。
【００９５】
更に、室内熱交換器２Ｘに至り、室内熱交換器２Ｘにおいて室内の空気と熱交換されて室内を冷却する。更に冷媒は、流路９ｉ、バルブ１１５ｂ、流路９ｈ、四方弁１１１の第３ポート１１１ｔ、四方弁１１１の第２ポート１１１ｓ、流路９ｗを経て、アキュムレータ１０１の帰還ポート１０１ｒに帰還する。アキュムレータ１０１に帰還した冷媒は、アキュムレータ１０１で液状の冷媒と気体状の冷媒とに分離された状態で収容される。なお、冷房運転では、第２膨張弁３２は全閉状態である。
【００９６】
（その他）
本発明は上記し且つ図面に示した実施例のみに限定されるものではなく、要旨を逸脱しない範囲内で適宜変更して実施できる。空気熱交換器４１は１個搭載されているが、複数個でも良い。熱源熱交換器４２は１個搭載されているが、複数個でも良い。冷凍サイクル装置は空気調和機に限定されるものではなく、冷凍装置に適用しても良い。空気調和機は少なくとも暖房運転するものであればよい。圧縮機１はエンジンで駆動されるもの、モータで駆動されるものでも良い。
【産業上の利用可能性】
【００９７】
本発明は空気調和装置等の冷凍サイクル装置に利用できる。
【図面の簡単な説明】
【００９８】
【図１】実施例１に係り、冷凍サイクル装置の概念を示す構成図である。
【図２】実施例２に係り、試験データを示すグラフである。
【図３】実施例２に係り、試験データを示すグラフである。
【図４】実施例３に係り、制御部が実行する制御形態Ａに係るフローチャートである。
【図５】実施例３に係り、制御部が実行する制御形態Ｂに係るフローチャートである。
【図６】実施例４に係り、除霜マップを示す図である。
【図７】実施例５に係り、除霜マップを示す図である。
【図８】実施例６に係り、除霜マップを示す図である。
【図９】実施例７に係り、除霜マップを示す図である。
【図１０】実施例８に係り、除霜マップを示す図である。
【図１１】実施例９に係り、除霜マップを示す図である。
【図１２】（Ａ）（Ｂ）は実施例１０に係り、除霜マップを示す図である。
【図１３】実施例１１に係り、冷凍サイクル装置の概念を示す構成図である。
【図１４】実施例１２に係り、冷凍サイクル装置の概念を示す構成図である。
【図１５】実施例１３に係り、冷凍サイクル装置の概念を示す構成図である。
【図１６】実施例１４に係り、空気調和装置の概念を示す構成図である。
【符号の説明】
【００９９】
１は圧縮機、２は凝縮用熱交換器、３は膨張弁、３１は第１膨張弁、３２は第２膨張弁、４は蒸発用熱交換器、４１は空気熱交換器、４２は熱源熱交換器、５１は空気温度センサ、５２は熱交換温度センサ、６は制御部、７１はバイパス通路、７２はバイパス弁を示す。
【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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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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