(57)【要約】【課題】圧縮機と膨張機とが連結されたヒートポンプ装置において、圧縮機の吸入冷媒と膨張機の吸入冷媒とにおける密度比を略一定に保ちつつ、冷媒の膨張エネルギーの回収効率を向上させる。【解決手段】ヒートポンプ装置１は、圧縮機１２と、給湯用熱交換器１６と室内熱交換器１７とが並列に配置された並列回路１５と、圧縮機１２に回転軸１３を介して連結された膨張機１４と、室外熱交換器１９とを順次環状に接続してなる主冷媒回路１０を備えている。ヒートポンプ装置１は、室内熱交換器１７の下流側の冷媒の一部を圧縮機１２のインジェクションポート１２ａに供給する分流回路３０と、分流回路３０の流量制御弁３１の下流側の冷媒と並列回路１５における室内熱交換器１７の下流側の冷媒とを熱交換させる内部熱交換器１８と、を備えている。【選択図】図１
2008020152.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
圧縮機と、第１放熱熱交換器と第２放熱熱交換器とが並列に配置された並列回路と、前記圧縮機に回転軸を介して連結された膨張機と、蒸発器とを順次環状に接続してなる主冷媒回路と、
前記並列回路内の冷媒であって前記第２放熱熱交換器から流出した冷媒の一部を、前記主冷媒回路における前記膨張機の吐出側と前記圧縮機の吐出側との間の部分に供給する分流回路と、
前記分流回路に設けられ、冷媒を膨張させる絞り装置と、
前記分流回路における前記絞り装置の下流側の冷媒と前記並列回路の前記第２放熱熱交換器の下流側の冷媒とを熱交換させる内部熱交換器と、
を備えたヒートポンプ装置。
【請求項２】
圧縮機と、第１放熱熱交換器と第２放熱熱交換器とが並列に配置された並列回路と、前記圧縮機に回転軸を介して連結された膨張機と、蒸発器とを順次環状に接続してなる主冷媒回路と、
前記並列回路内の冷媒であって前記第２放熱熱交換器から流出した冷媒の一部を、前記主冷媒回路における前記膨張機の吐出側と前記圧縮機の吐出側との間の部分に供給する分流回路と、
前記分流回路に設けられ、冷媒を膨張させる絞り装置と、
前記分流回路における前記絞り装置の下流側の冷媒と、前記主冷媒回路における前記並列回路と前記膨張機の吸入側との間の冷媒とを熱交換させる内部熱交換器と、
を備えたヒートポンプ装置。
【請求項３】
前記圧縮機は、インジェクション通路を備え、
前記分流回路は、前記並列回路における前記第２放熱熱交換器から流出した冷媒の一部を前記インジェクション通路に供給する、請求項１または２に記載のヒートポンプ装置。
【請求項４】
前記絞り装置は開度調整自在な弁である、請求項１または２に記載のヒートポンプ装置。
【請求項５】
前記冷媒は二酸化炭素であり、
前記第１放熱熱交換器は給湯用熱交換器であり、
前記第２放熱熱交換器は室内熱交換器である、請求項１または２に記載のヒートポンプ装置。
【請求項６】
前記圧縮機と前記膨張機とは、単一のケーシング内に収容されている、請求項１または２に記載のヒートポンプ装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ヒートポンプ装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来から、圧縮機と膨張機とを備えたヒートポンプ装置において、これら圧縮機と膨張機とを直結し、膨張機における冷媒の膨張エネルギーを回収して、圧縮機の駆動エネルギーの一部として有効利用するものが知られている（例えば、特許文献１参照）。
【０００３】
この種のヒートポンプ装置では、圧縮機の回転数と膨張機の回転数とが常に同じになるため、圧縮機の吸入冷媒と膨張機の吸入冷媒とにおける密度比が常に一定となる。逆に言うと、圧縮機の吸入冷媒と膨張機の吸入冷媒とにおける密度比が一定になるように、ヒートポンプ装置の運転を行う必要がある。
【０００４】
特許文献１に開示されたヒートポンプ装置では、冷媒回路に膨張機をバイパスさせるバイパス回路を設けている。そして、膨張機に吸入される前の冷媒の一部をバイパスさせることによって、膨張機の吸入冷媒の体積流量を制御し、上記密度比を一定に保つこととしている。
【特許文献１】特開２００４−３６９２号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、上記ヒートポンプ装置では、冷媒の一部は膨張機をバイパスするので、膨張機で膨張する冷媒の量は、バイパスする冷媒の分だけ減少する。そのため、膨張機で回収できる膨張エネルギーは、バイパスする冷媒の分だけ低減することとなった。したがって、上記ヒートポンプ装置は、膨張エネルギーの回収効率の点で十分に満足のいくものとは言い難かった。
【０００６】
本発明は、かかる点に鑑みてなされたものであり、その目的とするところは、圧縮機と膨張機とが連結されたヒートポンプ装置において、圧縮機の吸入冷媒と膨張機の吸入冷媒とにおける密度比を略一定に保ちつつ、冷媒の膨張エネルギーの回収効率を向上させることにある。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明に係るヒートポンプ装置は、圧縮機と、第１放熱熱交換器と第２放熱熱交換器とが並列に配置された並列回路と、前記圧縮機に回転軸を介して連結された膨張機と、蒸発器とを順次環状に接続してなる主冷媒回路と、前記並列回路内の冷媒であって前記第２放熱熱交換器から流出した冷媒の一部を、前記主冷媒回路における前記膨張機の吐出側と前記圧縮機の吐出側との間の部分に供給する分流回路と、前記分流回路に設けられ、冷媒を膨張させる絞り装置と、前記分流回路における前記絞り装置の下流側の冷媒と前記並列回路の前記第２放熱熱交換器の下流側の冷媒とを熱交換させる内部熱交換器と、を備えたものである。
【０００８】
本発明に係る他のヒートポンプ装置は、圧縮機と、第１放熱熱交換器と第２放熱熱交換器とが並列に配置された並列回路と、前記圧縮機に回転軸を介して連結された膨張機と、蒸発器とを順次環状に接続してなる主冷媒回路と、前記並列回路内の冷媒であって前記第２放熱熱交換器から流出した冷媒の一部を、前記主冷媒回路における前記膨張機の吐出側と前記圧縮機の吐出側との間の部分に供給する分流回路と、前記分流回路に設けられ、冷
媒を膨張させる絞り装置と、前記分流回路における前記絞り装置の下流側の冷媒と、前記主冷媒回路における前記並列回路と前記膨張機の吸入側との間の冷媒とを熱交換させる内部熱交換器と、を備えたものである。
【０００９】
上記各ヒートポンプ装置によれば、膨張機に吸入される前の冷媒の一部または全部が、内部熱交換器において冷却される。そのため、膨張機に吸入される冷媒の密度が、内部熱交換器における熱交換量によって調整される。その結果、分流回路を流れる冷媒のバイパス量を抑制しつつ、圧縮機の吸入冷媒と膨張機の吸入冷媒とにおける密度比を略一定に保つことができる。したがって、上記密度比を略一定に保ちつつ、冷媒の膨張エネルギーの回収効率を向上させることができる。
【００１０】
前記圧縮機は、インジェクション通路を備え、前記分流回路は、前記並列回路における前記第２放熱熱交換器から流出した冷媒の一部を前記インジェクション通路に供給するものであってもよい。
【００１１】
このことにより、圧縮機の入力を減らすことができ、ＣＯＰの更なる向上を図ることができる。
【００１２】
前記絞り装置は開度調整自在な弁であってもよい。
【００１３】
このことにより、弁の開度を調整することによって、冷媒のバイパス量を制御することができるとともに、内部熱交換器における熱交換量を制御することが可能となる。
【００１４】
前記冷媒は二酸化炭素であり、前記第１放熱熱交換器は給湯用熱交換器であり、前記第２放熱熱交換器は室内熱交換器であってもよい。
【００１５】
このことにより、給湯と空調とを行う多機能ヒートポンプにおいて、上述の効果を得ることができる。
【００１６】
前記圧縮機と前記膨張機とは、単一のケーシング内に収容されていてもよい。
【００１７】
このことにより、前記圧縮機および前記膨張機がいわゆる膨張機一体型圧縮機として構成され、圧縮機および膨張機の小型化等が図られる。
【発明の効果】
【００１８】
本発明によれば、圧縮機と膨張機とが連結されたヒートポンプ装置において、圧縮機の吸入冷媒と膨張機の吸入冷媒とにおける密度比を略一定に保ちつつ、冷媒の膨張エネルギーの回収効率を向上させることが可能となる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１９】
以下、本発明の実施形態を図面に基づいて詳細に説明する。
【００２０】
（第１実施形態）
図１に示すように、第１実施形態に係るヒートポンプ装置は、暖房機能と給湯機能とを有する多機能ヒートポンプ装置１である。ヒートポンプ装置１は、主冷媒回路１０と、分流回路３０と、給湯回路４０と、給湯利用回路５０とを備えている。なお、主冷媒回路１０と分流回路３０とは接続されており、これら主冷媒回路１０および分流回路３０には冷媒として二酸化炭素が充填されている。給湯回路４０および給湯利用回路５０は、水が流れる水回路である。
【００２１】
主冷媒回路１０は、圧縮機１２と、給湯用熱交換器１６と室内熱交換器１７とが並列に配置された並列回路１５と、膨張機１４と、室外熱交換器１９とを順次環状に接続することによって構成されている。
【００２２】
膨張機１４は圧縮機１２の回転軸１３に直結されており、圧縮機１２と膨張機１４とは同一の回転数で回転する。なお、本実施形態では、圧縮機１２と膨張機１４とは同一のケーシング１１内に配置されており、いわゆる膨張機一体型圧縮機を構成している。圧縮機１２および膨張機１４の具体的構成は何ら限定されず、例えば、ロータリ式流体機構、スクロール式流体機構等を好適に用いることができる。圧縮機１２には、インジェクションポート１２ａが設けられている。インジェクションポート１２ａは、中間圧（圧縮前の冷媒圧力（低圧）と圧縮後の冷媒圧力（高圧）との間の圧力）の冷媒を吸入するポートである。インジェクションポート１２ａから吸入された冷媒は、圧縮機１２の圧縮室（図示せず）に導入される。
【００２３】
並列回路１５は、互いに並列な第１冷媒流路１５ａと第２冷媒流路１５ｂとを備えている。給湯用熱交換器１６は第１冷媒流路１５ａに設けられ、室内熱交換器１７は第２冷媒流路１５ｂに設けられている。給湯用熱交換器１６は、冷媒と水とを熱交換させる熱交換器である。給湯用熱交換器１６の具体的構成は何ら限定されず、例えば、二重管式の熱交換器やプレート式熱交換器等を好適に用いることができる。室内熱交換器１７は、冷媒と空気とを熱交換させる熱交換器である。室内熱交換器１７の具体的構成も何ら限定されず、例えば、フィンアンドチューブ式の熱交換器を好適に用いることができる。室内熱交換器１７に対しては、空気を供給する室内送風機２１が配置されている。また、第２冷媒流路１５ｂの室内熱交換器１７の下流側には、内部熱交換器１８が設けられている。
【００２４】
分流回路３０は、室内熱交換器１７を流出した冷媒の一部を、圧縮機１２に供給する回路である。分流回路３０の上流端３０ａは、第２冷媒流路１５ｂにおける室内熱交換器１７と内部熱交換器１８との間に接続され、分流回路３０の下流端は圧縮機１２のインジェクションポート１２ａに接続されている。この分流回路３０には、流量制御弁３１が設けられている。この流量制御弁３１は、分流回路３０の冷媒流量を制御するとともに、冷媒を膨張させる絞り装置としても機能する。なお、流量制御弁３１の具体的構成は何ら限定されず、手動式の弁であってもよく、自動制御される弁であってもよい。本実施形態では、流量制御弁３１は、開度調整自在な電動弁によって構成されている。
【００２５】
分流回路３０における流量制御弁３１の下流側には、内部熱交換器１８が配置されている。内部熱交換器１８は、分流回路３０の冷媒と第２冷媒流路１５ｂの冷媒とを熱交換させる熱交換器であり、分流回路３０の冷媒によって第２冷媒流路１５ｂの冷媒を冷却する。内部熱交換器１８の具体的構成は何ら限定されず、例えば、二重管式の熱交換器やプレート式熱交換器等を好適に用いることができる。なお、本実施形態では、内部熱交換器１８は、分流回路３０の冷媒と第２冷媒流路１５ｂの冷媒とが対向して流れるように形成されている。
【００２６】
室外熱交換器１９は、冷媒と空気とを熱交換させる熱交換器である。室外熱交換器１９の具体的構成も何ら限定されず、例えば、フィンアンドチューブ式の熱交換器を好適に用いることができる。室外熱交換器１９に対しては、空気を供給する室外送風機２２が配置されている。
【００２７】
給湯回路４０は、貯湯タンク４１と、給湯用熱交換器１６と、循環ポンプ４２とを備えている。循環ポンプ４２が駆動すると、貯湯タンク４１内の水が給湯用熱交換器１６に供給され、当該水は主冷媒回路１０の冷媒によって加熱される。加熱された水は、貯湯タンク４１に供給され、温水として貯湯タンク４１に貯留される。
【００２８】
給湯利用回路５０には、貯湯タンク４１と、温水が供給される排水機器（例えば、蛇口など）５２とが接続されている。給湯利用回路５０は、温度調整バルブ５１を有する温度調整回路５３を備えている。貯湯タンク４１内の温水を利用する際には、給湯利用回路５０を通じて排水機器５２に温水が供給される。この給湯利用回路５０では、温度調整バルブ５１で混合水道水の量を調整することができる。これにより、利用機器５４（例えば、浴槽など）に供給される温水の温度を調整することができる。
【００２９】
なお、ヒートポンプ装置１は、コントローラ２０を備えている。このコントローラ２０は、流量制御弁３１の制御の他、圧縮機１２の回転数制御等を行う。
【００３０】
次に、図１の回路図および図２のモリエル線図を参照しながら、ヒートポンプ装置１における冷媒回路の動作について説明する。
【００３１】
圧縮機１２に吸入された冷媒は、圧縮機１２によって圧縮され、臨界圧力ＰＣよりも高い圧力の高圧冷媒（図２（ａ）の点Ａ参照）となる。圧縮機１２から吐出された高圧冷媒は、並列回路１５において分流し、一部の冷媒は第１冷媒流路１５ａに流入し、他の冷媒は第２冷媒流路１５ｂに流入する。
【００３２】
第１冷媒流路１５ａに流入した高圧冷媒は、給湯用熱交換器１６において、給湯回路４０の水と熱交換を行う。その結果、当該高圧冷媒は給湯回路４０の水によって冷却される。
【００３３】
第２冷媒流路１５ｂに流入した高圧冷媒は、室内熱交換器１７において、室内空気と熱交換を行う。その結果、当該高圧冷媒のエンタルピが減少し、図２（ａ）の点Ａの状態から点Ｅの状態に移行する。室内熱交換器１７を流出した高圧冷媒は分流回路３０の上流端３０ａで分流し、一部の高圧冷媒はそのまま第２冷媒流路１５ｂを通過して内部熱交換器１８に流入し、他の高圧冷媒は分流回路３０に流入する。分流回路３０に流れ込んだ高圧冷媒は、流量制御弁３１によって減圧され、中間圧の冷媒となる。この際、当該冷媒の状態は、図２（ａ）の点Ｅの状態から点Ｇの状態に移行する。
【００３４】
そして、室内熱交換器１７を流出した第２冷媒流路１５ｂの高圧冷媒と、分流回路３０の中間圧冷媒とは、内部熱交換器１８において熱交換する。その結果、第２冷媒流路１５ｂの高圧冷媒は冷却され、例えば、図２（ａ）の点Ｅの状態から点Ｆの状態に移行する。一方、分流回路３０の中間圧冷媒は加熱された後、圧縮機１２のインジェクションポート１２ａに吸い込まれ、圧縮機１２の内部において、圧縮途中の冷媒と合流する。この際、分流回路３０の中間圧冷媒は、点Ｇの状態から点Ｈの状態に移行する。
【００３５】
第１冷媒流路１５ａの高圧冷媒と第２冷媒流路１５ｂの高圧冷媒とは、並列回路１５の出口側で合流する。その結果、膨張機１４の上流側の冷媒は、例えば、図２（ａ）の点Ｂの状態となる。なお、ここでは、第２冷媒流路１５ｂの高圧冷媒の状態点Ｆが合流後の高圧冷媒の状態点Ｂよりも右側に位置する場合を説明しているが、状態点Ｆと状態点Ｂとが一致する場合や、状態点Ｆが状態点Ｂよりも左側に位置する場合もあり得る。
【００３６】
合流後の高圧冷媒は、膨張機１４で膨張し、低圧の冷媒となる。この際、冷媒は点Ｂの状態から点Ｃの状態に移行し、エンタルピ差Δｈに相当する膨張エネルギーを放出する。本実施形態では、圧縮機１２と膨張機１４とが回転軸１３を介して連結されているので、上記膨張エネルギーは回収され、圧縮機１２の駆動エネルギーの一部として利用される。
【００３７】
膨張機１４から吐出された低圧の冷媒は、室外熱交換器１９で蒸発する。この際、冷媒
の状態は、状態点Ｃから状態点Ｄへ移行する。その後は、低圧冷媒が圧縮機１２に吸入され、再び上述の循環動作が繰り返される。
【００３８】
流量制御弁３１を制御すると、内部熱交換器１８における熱交換量が変更される。図２（ａ）において、内部熱交換器１８における熱交換量に対応するエンタルピ差は、点Ｅのエンタルピｈｅと、点Ｆのエンタルピｈｆとの差ｈｅ−ｈｆで表される。そのため、内部熱交換器１８における熱交換量が変化すると、点Ｆの位置が左右にずれることになる。具体的には、図２（ｂ）に示すように、内部熱交換器１８における熱交換量が大きくなると、点Ｆは左側にずれ（点Ｆ１参照）、熱交換量が小さくなると、点Ｆは右側にずれる（点Ｆ２参照）ことになる。その結果、合流後の冷媒の状態点も、内部熱交換器１８における熱交換量が大きいと点Ｂから点Ｂ１にずれ、熱交換量が小さいと点Ｂから点Ｂ２にずれることになる。
【００３９】
ここで、点Ｂ、Ｂ１、Ｂ２における冷媒の比容積をｖｂ、ｖｂ１、ｖｂ２とすると、ｖｂ１＜ｖｂ＜ｖｂ２となる。また、点Ｂ、Ｂ１、Ｂ２の密度をρｂ、ρｂ１、ρｂ２とすると、ρｂ１＞ρｂ＞ρｂ２となる。そのため、内部熱交換器１８における熱交換量を調整することによって、膨張機１４の吸入冷媒の密度を変化させることができる。
【００４０】
したがって、本実施形態に係るヒートポンプ装置１によれば、給湯用熱交換器１６または室内熱交換器１７の負荷が変動した場合には、内部熱交換器１８における熱交換量を制御することによって、膨張機１４の吸入冷媒の密度を調整することができる。その結果、圧縮機１２の吸入冷媒と膨張機１４の吸入冷媒とにおける密度比を略一定に保つことができる。
【００４１】
また、本ヒートポンプ装置１によれば、分流回路３０にバイパスする冷媒の分だけ膨張エネルギーの回収量は減るが、内部熱交換器１８によって、膨張機１４をバイパスする冷媒（分流回路３０を流れる冷媒）からエネルギーの一部を回収することができる。そして、回収したエネルギーは、膨張機１４における冷媒の膨張に利用され、ひいては、圧縮機１２の駆動用エネルギーの一部として有効利用される。したがって、膨張機の上流側の冷媒の一部を単にバイパスさせる従来のヒートポンプ装置に比べて、冷媒の膨張エネルギーの回収効率を向上させることができる。そのため、ヒートポンプ装置１のＣＯＰを向上させることができる。
【００４２】
なお、分流回路３０を通じてバイパスさせた冷媒の供給先は、主冷媒回路１０における膨張機１４の吐出側と圧縮機１２の吐出側との間の部分であればよい。ただし、本実施形態のように、バイパスした冷媒を圧縮機１２のインジェクションポート１２ａに供給することとすれば、圧縮機１２の入力を低減させることができ、ＣＯＰを更に向上させることが可能となる。
【００４３】
本実施形態では、圧縮機１２および膨張機１４は、単一のケーシング１１内に収容されており、膨張機一体型圧縮機を構成している。そのため、圧縮機１２および膨張機１４の全体を小型化することができる。
【００４４】
なお、上記ヒートポンプ装置１は、内部熱交換器１８が第２冷媒流路１５ｂに配置されたものであった。すなわち、内部熱交換器１８は、分流回路３０における流量制御弁３１の下流側の冷媒と、第２冷媒流路１５ｂにおける室内熱交換器１７の下流側（分流回路３０の上流端３０ａよりも下流側）の冷媒とを熱交換させていた。しかし、図３に示すように、内部熱交換器１８は、分流回路３０における流量制御弁３１の下流側の冷媒と、主冷媒回路１０における並列回路１５と膨張機１４の吸入側との間の冷媒とを熱交換させるように配置されていてもよい。このような場合であっても、上述の作用効果を奏することが
できる。
【００４５】
（第２実施形態）
図４に示すように、第２実施形態に係るヒートポンプ装置は、給湯に加え、冷房および暖房を選択的に実行可能な多機能ヒートポンプ装置２である。以下の説明では、第１実施形態と同様の部分には同様の符号を付し、それらの説明は省略する。なお、図示は省略するが、本実施形態においても、圧縮機１２と膨張機１４とは回転軸を介して連結されており、膨張機一体型圧縮機を構成している。
【００４６】
本ヒートポンプ装置２では、第２冷媒流路１５ｂに、流路切換弁として、四方弁６１および四方弁６２が設けられている。
【００４７】
四方弁６１は、第２冷媒流路１５ｂにおける上流側分岐部１５ｃの下流側に配置されている。四方弁６１の第１ポートａは配管を介して上流側分岐部１５ｃに接続され、第２ポートｂは配管を介して室内熱交換器１７に接続され、第３ポートｃは配管を介して圧縮機１２の吸入側に接続され、第４ポートｄは配管を介して室外熱交換器１９に接続されている。四方弁６１は、第１ポートａと第２ポートｂとが連通し、かつ、第３ポートｃと第４ポートｄとが連通する状態（第１状態）と、第１ポートａと第４ポートｄとが連通し、かつ、第２ポートｂと第３ポートｃとが連通する状態（第２状態）との間で切換自在である。
【００４８】
四方弁６２は、膨張機１４の下流側に配置されている。四方弁６２の第１ポートａは配管を介して膨張機１４の吐出側に接続され、第２ポートｂは配管を介して室内熱交換器１７に接続され、第３ポートｃは配管を介して分流回路３０の上流端３０ａに接続され、第４ポートｄは配管を介して室外熱交換器１９に接続されている。四方弁６２も、第１ポートａと第２ポートｂとが連通し、かつ、第３ポートｃと第４ポートｄとが連通する状態（第１状態）と、第１ポートａと第４ポートｄとが連通し、かつ、第２ポートｂと第３ポートｃとが連通する状態（第２状態）との間で切換自在である。
【００４９】
暖房および給湯を同時に行う暖房給湯運転時には、四方弁６１は第１状態に設定され、四方弁６２は第２状態に設定され、冷媒が以下のように循環する。
【００５０】
すなわち、図４に実線矢印で示すように、圧縮機１２から吐出された冷媒は、上流側分岐部１５ｃにおいて分流し、一部の冷媒は第１冷媒流路１５ａを流れ、他の冷媒は第２冷媒流路１５ｂを流れる。第１冷媒流路１５ａに流れ込んだ冷媒は、給湯用熱交換器１６において放熱し、給湯回路４０の水を加熱する。一方、第２冷媒流路１５ｂに流れ込んだ冷媒は、四方弁６１を通過した後、室内熱交換器１７で放熱し、室内空気を加熱する。
【００５１】
室内熱交換器１７を流出した冷媒は、四方弁６２を通過した後、その一部が分流して分流回路３０に流入する。分流回路３０に流入した冷媒は、流量制御弁３１にて減圧されると共に流量が調整される。そして、減圧後の冷媒は、内部熱交換器１８で吸熱した後、圧縮機１２に吸入される。四方弁６２から内部熱交換器１８に流れ込んだ冷媒は、分流回路３０の冷媒と熱交換を行って冷却され、膨張機１４に吸入される。
【００５２】
膨張機１４に吸入された冷媒は膨張し、膨張機１４から吐出される。膨張機１４から吐出された冷媒は、四方弁６２を通過した後、室外熱交換器１９で蒸発する。室外熱交換器１９を流出した冷媒は、四方弁６１を通過し、分流回路３０からの冷媒と合流した後、圧縮機１２に吸入される。そして、圧縮機１２に吸入された冷媒は、再び圧縮機１２から吐出され、上述の循環動作を繰り返す。
【００５３】
給湯回路４０においては、貯湯タンク４１内の水が循環ポンプ４２によって送り出され、給湯用熱交換器１６において加熱される。そして、加熱された高温の水が貯湯タンク４１に回収される。
【００５４】
なお、給湯利用回路５０の動作は第１実施形態と同様であるので、説明を省略する。給湯利用回路５０は、必要に応じて運転される。
【００５５】
冷房および給湯を同時に行う冷房給湯運転時には、四方弁６１は第２状態に設定され、四方弁６２は第１状態に設定され、冷媒が以下のように循環する。
【００５６】
すなわち、図５に実線矢印で示すように、圧縮機１２から吐出された冷媒は、上流側分岐部１５ｃにおいて分流し、一部の冷媒は第１冷媒流路１５ａを流れ、他の冷媒は四方弁６１を流れる。第１冷媒流路１５ａに流れ込んだ冷媒は、給湯用熱交換器１６において放熱し、給湯回路４０の水を加熱する。一方、四方弁６１に流れ込んだ冷媒は、四方弁６１を通過した後、室外熱交換器１９において放熱する。
【００５７】
室外熱交換器１９を流出した冷媒は、四方弁６２を通過した後、その一部が分流して分流回路３０に流入する。分流回路３０に流入した冷媒は、流量制御弁３１にて減圧されると共に流量が調整される。そして、減圧後の冷媒は、内部熱交換器１８で吸熱した後、圧縮機１２に吸入される。四方弁６２から内部熱交換器１８に流れ込んだ冷媒は、分流回路３０の冷媒と熱交換を行って冷却され、第１冷媒流路１５ａの冷媒と合流した後、膨張機１４に吸入される。
【００５８】
膨張機１４に吸入された冷媒は膨張し、膨張機１４から吐出される。膨張機１４から吐出された冷媒は、四方弁６２を通過した後、室内熱交換器１７で蒸発し、室内空気を冷却する。室内熱交換器１７を流出した冷媒は、四方弁６１を通過し、分流回路３０からの冷媒と合流した後、圧縮機１２に吸入される。そして、圧縮機１２に吸入された冷媒は、再び圧縮機１２から吐出され、上述の循環動作を繰り返す。
【００５９】
なお、給湯回路４０の動作は、前述の暖房給湯運転の時と同様である。給湯利用回路５０は、必要に応じて運転される。
【００６０】
以上のように、本実施形態に係るヒートポンプ装置２によれば、暖房給湯運転だけでなく、冷房給湯運転も可能である。そして、暖房給湯運転および冷房給湯運転のいずれにおいても、第１実施形態と同様に、冷媒の膨張エネルギーの回収効率を向上させることができ、ＣＯＰの向上を図ることができる。
【産業上の利用可能性】
【００６１】
以上説明したように、本発明は、ヒートポンプ装置について有用である。
【図面の簡単な説明】
【００６２】
【図１】第１実施形態に係るヒートポンプ装置の回路構成図
【図２】（ａ）はモリエル線図、（ｂ）は（ａ）のIIｂ部分の拡大図
【図３】第１実施形態の変形例に係るヒートポンプ装置の回路構成図
【図４】第２実施形態に係るヒートポンプ装置の回路構成図
【図５】第２実施形態に係るヒートポンプ装置の回路構成図
【符号の説明】
【００６３】
１０    主冷媒回路
１２    圧縮機
１３    回転軸
１４    膨張機
１５    並列回路
１６    給湯用熱交換器（第１放熱熱交換器）
１７    室内熱交換器（第２放熱熱交換器）
１８    内部熱交換器
１９    室外熱交換器（蒸発器）
３０    分流回路
３１    流量制御弁（絞り装置）
【図１】
2008020152.tif 000003
【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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