JP4304832B2 - 空気調和装置 - Google Patents
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、空気調和装置に関し、特に、デフロスト性能の向上対策に係るものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来より、空気調和装置には、特開平５−６０４１１号公報に開示されているように、室外熱交換器と室内熱交換器とが液側及びガス側の冷媒配管により接続された冷媒回路を備えると共に、液側の冷媒配管に冷媒加熱器を備えたものが知られている。一般に暖房運転中に室外熱交換器に着霜が発生したときには、冷媒循環方向を逆転させることにより、逆サイクルデフロスト運転を行い除霜するようにしている。上記空気調和装置を寒冷地にて使用する場合には、除霜に長時間を要することがある。その間、室内ファンの運転が停止しているため、室内空調ができず、室内の快適性を保つことができない。そして、停止時間が長くなると、室内熱交換器の温度が下がってしまうため、暖房運転の開始後に、室内熱交換器が停止前の温度に戻るのに時間がかかってしまう。
【０００３】
そこで、上記空気調和装置は、液側の冷媒配管に冷媒加熱器を備え、液冷媒を加熱することにより、除霜能力を向上させ、デフロスト時間の短縮化を図り、室内の快適性を維持するようにしている。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、従来の冷媒加熱器は、冷媒回路に一体に設けられ、１つの専用品に構成されていないので、空気調和装置に後付けできるようなものではない。従って、現在使用中の空気調和装置が、冷媒加熱器を備えていない場合、既に設置された空気調和装置に後から冷媒加熱器を取り付けることができない。この結果、室内の快適性を向上させるため又は暖房能力を向上させるために冷媒加熱器が必要なときには、空気調和装置を新しく買い換えなければならず、経済的でないという問題がある。
【０００５】
本発明は、かかる点に鑑みてなされたものであり、現在使用中の既設の冷媒回路に取り付け可能な冷媒加熱装置を提供し、空気調和装置の性能を向上させることを目的としている。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
本発明は、冷媒加熱装置を１つのユニットに構成し、該冷媒加熱装置を空気調和装置の設置後に取り付けるようにしたものである。
【０００７】
具体的に、第１の解決手段は、圧縮機（45）と熱源側熱交換器（47）と膨張機構（48）と利用側熱交換器（49）とが順に接続されて成る冷媒循環の可逆な冷媒回路（50）と、所定長さに形成されると共に液冷媒が流通するように構成された液管（12）と、所定長さに形成されると共にガス冷媒が流通するように構成されたガス管（13）と、上記液管（12）を流れる液冷媒を加熱するヒータ（19）と、上記液管（12）とガス管（13）とに接続されたバイパス管（14）と、該バイパス管（14）に設けられた開閉機構（22）とを備え、上記液管（12）とガス管（13）とヒータ（19）とバイパス管（14）とがケーシング（11）に収納されて１つのユニットに構成される一方、上記液管（12）及びガス管（13）の両端部（12a,12b,13a,13b）が上記冷媒回路（50）の液配管（43）及びガス配管（44）の途中に接続可能に構成された冷媒加熱装置（10）とを備え、上記冷媒回路（50）の液配管（43）における膨張機構（48）と利用側熱交換器（49）との間に上記冷媒加熱装置（10）の液管（12）が接続されると共に、冷媒回路（50）のガス配管（44）における利用側熱交換器（49）と圧縮機（45）との間に上記冷媒加熱装置（10）のガス管（13）が接続される一方、逆サイクルデフロスト運転時に冷媒加熱装置（10）のヒータ（19）を駆動して冷媒を加熱する逆サイクル加熱制御手段（33）と、逆サイクルデフロスト運転時に開閉機構（22）を開く開閉制御手段（32）とが設けられている。
【０００８】
また、第２の解決手段は、圧縮機（45）と熱源側熱交換器（47）と膨張機構（48）と利用側熱交換器（49）とが順に接続されて成る冷媒循環の可逆な冷媒回路（50）と、所定長さに形成されると共に液冷媒が流通するように構成された液管（12）と、所定長さに形成されると共にガス冷媒が流通するように構成されたガス管（13）と、上記液管（12）を流れる液冷媒を加熱するヒータ（19）と、上記液管（12）とガス管（13）とに接続されたバイパス管（14）と、上記液管（12）におけるバイパス管（14）の接続側の端部と該バイパス管（14）の接続部との間に設けられた第１開閉機構（20）と、上記バイパス管（14）に設けられた第２開閉機構（22）とを備え、上記液管（12）とガス管（13）とヒータ（19）とバイパス管（14）と第１開閉機構（20）と第２開閉機構（22）とがケーシング（11）に収納されて１つのユニットに構成される一方、上記液管（12）及びガス管（13）の両端部（12a,12b,13a,13b）が上記冷媒回路（50）の液配管（43）及びガス配管（44）の途中に接続可能に構成された冷媒加熱装置（10）とを備え、上記冷媒回路（50）の液配管（43）における膨張機構（48）と利用側熱交換器（49）との間に上記冷媒加熱装置（10）の液管（12）が接続されると共に、冷媒回路（50）のガス配管（44）における利用側熱交換器（49）と圧縮機（45）との間に上記冷媒加熱装置（10）のガス管（13）が接続される一方、逆サイクルデフロスト運転時に冷媒加熱装置（10）のヒータ（19）を駆動して冷媒を加熱する逆サイクル加熱制御手段（33）と、逆サイクルデフロスト運転時に第１開閉機構（20）を閉じ、第２開閉機構（22）を開く開閉制御手段（32）が設けられている。
【０００９】
また、第３の解決手段は、上記第１又は第２の解決手段による空気調和装置を前提として、ヒータ（19）を電磁誘導式ヒータとしたものである。
【００１０】
すなわち、上記第１〜第３の解決手段では、液管（12）やヒータ（19）等が１つのユニットに構成されているので、ヒータ（19）を既設の冷媒回路（50）に取り付ける場合、既設冷媒回路（50）における液配管（43）及びガス配管（44）の途中を分離し、冷媒加熱装置（10）の液管（12）及びガス管（13）の両端部（12a,12b,13a,13b）を上記液配管（43）及びガス配管（44）に接続する。
【００１１】
その後、熱源側熱交換器（47）が着霜した場合、デフロスト運転が行われる。例えば、逆サイクルデフロスト運転の際には、逆サイクル加熱制御手段（33）がヒータ（19）を駆動し、冷媒回路（50）の冷媒を加熱する。
【００１２】
つまり、第１〜第３の解決手段では、例えば、冷媒回路（50）の冷媒が逆サイクルで循環し、圧縮機（45）から吐出した高温高圧の冷媒が熱源側熱交換器（47）に流入して該熱源側熱交換器（47）に付着した霜を融解する。この熱源側熱交換器（47）を流れた冷媒は、液配管（43）を流れることになるが、その途中で冷媒加熱装置（10）の液管（12）を流れ、ヒータ（19）によって加熱される。特に、第３の解決手段では、電磁誘導式ヒータ（19）によって冷媒が瞬時に加熱される。
【００１３】
その後、第１の解決手段では、ヒータ（19）により加熱された冷媒の一部は、バイパス管（14）を流れ、他の冷媒が利用側熱交換器（49）を流れ、それぞれ圧縮機（45）に戻る。
【００１４】
また、第２の解決手段では、ヒータ（19）により加熱された冷媒が全てバイパス管（14）を流れて圧縮機（45）に戻る。
【００１５】
上記の動作を繰り返してデフロストが行われる。
【００１６】
【発明の効果】
従って、上記第１〜第３の解決手段によれば、冷媒加熱装置（10）が１つのユニットに構成され、液管（12）及びガス管（13）の両端部（12a,12b,13a,13b）が冷媒回路（50）の液配管（43）及びガス配管（44）の途中に接続可能に構成されているため、既設の冷媒回路に簡単に取り付けることができる。この結果、室内の快適性を向上させる必要があるとき又は暖房能力を向上させる必要があるときでも、空気調和装置を新たに買い換える必要がなく、既設装置の有効利用を図ることができる。
【００１７】
また、上記第１〜第３の解決手段によれば、逆サイクルデフロスト運転時に冷媒が加熱されるので、熱源側熱交換器（47）の着霜を効率よく除霜することができ、室内ファンの運転が停止しているデフロスト時間を短縮することができる。従って、室内ファンの停止時間を短くすることができ、室温低下を抑制することができ、室内の快適を維持することができる。
【００１８】
また、上記第１の解決手段によれば、逆サイクルデフロスト運転時において、冷媒を加熱するので、除霜能力を向上させることができると同時に、利用側熱交換器（49）に流れる冷媒の冷媒量が減少するので、利用側熱交換器（49）の温度低下を抑制することができる。従って、暖房運転開始後、利用側熱交換器（49）が停止前の温度に戻るまでの時間を短くすることができ、室内を快適に保つことができる。
【００１９】
また、上記第２の解決手段によれば、逆サイクルデフロスト運転時において、冷媒を加熱するので、除霜能力を向上させることができると同時に、利用側熱交換器（49）に流れる冷媒が遮断されるので、上記第１の解決手段に比べ、更に利用側熱交換器（49）の温度低下を抑制することができる。従って、暖房運転開始後、利用側熱交換器（49）が停止前の温度に戻るまでの時間をより短くすることができ、室内を更に快適に保つことができる。
【００２０】
また、上記第３の解決手段によれば、電磁誘導式のヒータ（19）を用いるので、ヒータ（19）を小型化でき、冷媒加熱装置（10）をコンパクトにすることができる。電磁誘導式ヒータ（19）は加熱効率が高いため、冷媒を瞬時に加熱することができる。
【００２１】
【発明の実施の形態】
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。
【００２２】
＜発明の実施の形態１＞
図１及び図２に示すように、実施形態１の冷媒加熱装置（10）は、既設の冷媒回路（50）に後付け可能なものであって、略直方体形のケーシング（11）を備え、該ケーシング（11）に液管（12）、ガス管（13）、液管（12）とガス管（13）とを接続するバイパス管（14）及び除霜コントローラ（30）が収納されて１つのユニットに構成されている。
【００２３】
上記液管（12）は、ケーシング（11）の中央部付近に略水平に配置され、ケーシング（11）の対向する第１側面（15）及び第２側面（16）の中央部付近を貫通している。
【００２４】
つまり、上記液管（12）の一端部（12a）は、ケーシング（11）の第１側面（15）から図の右に向かってケーシング（11）の外側に突き出し、他端部（12b）は、ケーシング（11）の第２側面（16）から図の左に向かってケーシング（11）の外側に突き出している。上記両端部（12a,12b）は、図２に示すように、片ユニオン管継手（17）がろう付され、該片ユニオン管継手（17）には、冷媒回路（50）の液配管（43）に嵌め込まれているフレアナット（53）をねじ込むことにより上記液配管（43）が接続される。
【００２５】
上記液管（12）は、第１側面（15）側から順に液管（12）を流れる冷媒を加熱するヒータ（19）と第１開閉機構である第１電磁弁（20）とを備えている。
【００２６】
上記ヒータ（19）は、コイル（21）と図示しない鉄心とを備えて構成されている。上記ヒータ（19）は、コイル（21）に高周波電流を流すことにより、鉄心に誘導電流を発生させ、鉄心を加熱させる電磁誘導式ヒータに構成されている。
【００２７】
上記ガス管（13）は、ケーシング（11）の下部に略水平に配置され、ケーシング（11）の対向する第１側面（15）及び第２側面（16）の下部付近を貫通している。上記ガス管（13）の一端部（13a）がケーシング（11）の第１側面（15）から図の右に向かってケーシング（11）の外側に突き出し、他端部（13b）がケーシング（11）の第２側面（16）から図の左に向かってケーシング（11）の外側に突き出している。上記両端部（13a,13b）は、図２に示すように、片ユニオン管継手（18）がろう付され、該片ユニオン管継手（18）には、冷媒回路（50）のガス配管（44）に嵌め込まれているフレアナット（54）をねじ込むことにより上記ガス配管（44）が接続される。
【００２８】
上記バイパス管（14）は、液管（12）の下側に接続する第１鉛直部（14a）と、ガス管（13）の上側に接続する第２鉛直部（14b）と、第１鉛直部（14a）と第２鉛直部（14b）とを接続する水平部（14c）とにより構成されている。バイパス管（14）の第１鉛直部（14a）の一端は、液管（12）におけるヒータ（19）と第１電磁弁（20）との間に接続されている。バイパス管（14）の第２鉛直部（14b）の一端は、ケーシング（11）内におけるガス管（13）の第１側面（15）付近に接続されている。上記バイパス管（14）の水平部（14c）には、第２開閉機構である第２電磁弁（22）が設置されている。
【００２９】
上記除霜コントローラ（30）は、逆サイクル加熱制御部（33）、正サイクル加熱制御部（34）、能力制御部（35）及び開閉制御部（32）を備え、ケーシング（11）内の上部に配置されている。上記除霜コントローラ（30）は、冷媒回路の空調コントローラから制御信号を受けることにより、ヒータ（19）の駆動と、第１電磁弁（20）の開閉操作及び第２電磁弁（22）の開閉操作とを行うように構成されている。
【００３０】
上記逆サイクル加熱制御部（33）は、逆サイクル加熱制御手段を構成している。つまり、逆サイクル加熱制御部（33）は、逆サイクルデフロスト運転に切り換えられたときに出力される制御信号を受けたときにヒータ（19）を駆動させるように構成されている。
【００３１】
上記正サイクル加熱制御部（34）は、正サイクル加熱制御手段を構成している。つまり、正サイクル加熱制御部（34）は、正サイクルデフロスト運転に切り換えられたときに出力される制御信号を受けたときにヒータ（19）を駆動させるように構成されている。
【００３２】
上記能力制御部（35）は、能力制御手段を構成している。つまり、能力制御部（35）は、暖房運転時に暖房負荷に対し暖房能力が不足していると判断したときに出力される制御信号を受けたときにヒータ（19）を駆動させるように構成されている。
【００３３】
上記開閉制御部（32）は、開閉制御手段を構成している。つまり、開閉制御部（32）は、逆サイクルデフロスト運転に切り換えられたときに出力される制御信号を受けたときに、液管（12）に設置される第１電磁弁（20）を閉鎖し、バイパス管（14）に設置される第２電磁弁（22）を開放するように構成されている。
【００３４】
続いて、図２に示すように、上記冷媒加熱装置（10）がオプションユニットとして接続された空気調和装置（40）について説明する。
【００３５】
上記空気調和装置（40）は、１台の室外ユニット（41）と、１台の室内ユニット（42）とを備えて構成されている。上記室外ユニット（41）と室内ユニット（42）とは、液配管（43）及びガス配管（44）により接続されている。そして、上記冷媒加熱装置（10）が、液配管（43）及びガス配管（44）の途中に接続されている。
【００３６】
上記室外ユニット（41）は、圧縮機（45）と、四路切換弁（46）と、熱源側熱交換器である室外熱交換器（47）と、膨張機構である膨張弁（48）とを備えている。
【００３７】
上記室内ユニット（42）は、利用側熱交換器である室内熱交換器（49）とを備えている。
【００３８】
上記圧縮機（45）、四路切換弁（46）、室外熱交換器（47）、膨張弁（48）及び室内熱交換器（49）は、液配管（43）及びガス配管（44）により接続され、冷媒循環が可逆な冷媒回路（50）が形成されている。
【００３９】
上記液配管（43）は、室外熱交換器（47）に接続する第１液配管（51）と室内熱交換器（49）に接続する第２液配管（52）とにより構成されている。第１液配管（51）と第２液配管（52）とが冷媒加熱装置（10）の液管（12）を介して接続されている。
【００４０】
具体的には、液管（12）のヒータ（19）寄りの端部（12a）が、室外熱交換器（47）に接続される第１液配管（51）の一端に接続されている。この接続は、第１液配管（51）に嵌め込まれているフレアナット（53）を液管（12）の端部（12a）にろう付されている片ユニオン管継手（17）に嵌め込むことにより行っている。液管（12）の第１電磁弁（20）寄りの端部（12b）が、室内熱交換器（49）に接続される第２液配管（52）の一端に接続されている。この接続は、第２液配管（52）に嵌め込まれているフレアナット（53）を液管（12）の端部（12b）にろう付されている片ユニオン管継手（17）に嵌め込むことにより行っている。
【００４１】
暖房及び正サイクルデフロスト運転時には、冷媒が第１電磁弁（20）寄りの端部（12b）からヒータ（19）寄りの端部（12a）に向かって液管（12）を流れ、逆サイクルデフロスト運転時には、冷媒がヒータ（19）寄りの端部（12a）から第１電磁弁（20）寄りの端部（12b）に向かって流れるように構成されている。
【００４２】
上記ガス配管（44）は、室外熱交換器（47）に接続する第１ガス配管（55）と室内熱交換器（49）に接続する第２ガス配管（56）とにより構成されている。第１ガス配管（55）は、四路切換弁（46）と圧縮機（45）が設置され、一端が室外熱交換器（47）に接続されている。第１ガス配管（55）と第２ガス配管（56）とが冷媒加熱装置（10）のガス管（13）を介して接続されている。
【００４３】
具体的には、ガス管（13）の一端部（13a）が、室外熱交換器（47）に接続する第１ガス配管（55）の一端に接続されている。この接続は、第１ガス配管（55）に嵌め込まれているフレアナット（54）をガス管（13）の端部（13a）にろう付されている片ユニオン管継手（18）に嵌め込むことにより行っている。ガス管（13）の他端部（13b）が、室内熱交換器（49）に接続する第２ガス配管（56）の一端に接続されている。この接続は、第２ガス配管（56）に嵌め込まれているフレアナット（54）をガス管（13）の端部（13b）にろう付されている片ユニオン管継手（18）に嵌め込むことにより行っている。
【００４４】
上記四路切換弁（46）は、切り換えにより冷媒の循環方向を反転させ、ヒートポンプサイクル動作と冷凍サイクル動作とを切り換える。
【００４５】
上記室外熱交換器（47）は、室外空気と冷媒とを熱交換させるもので、室外ファン（57）を備えている。
【００４６】
上記膨張弁（48）は、流量調整自在な電動膨張弁により構成されている。
【００４７】
上記室内熱交換器（49）は、冷媒と室内空気とを熱交換させるもので、室内ファン（58）を備えている。
【００４８】
尚、上記冷媒加熱装置（10）のヒータ（19）は、空気調和装置（40）の電源とは異なる外部電源（23）に接続されている。例えば、この冷媒加熱装置（10）を北海道で使用する場合には、電気代の安い融雪電源を使用する。
【００４９】
上記室外熱交換器（47）には、室外温度を検出して制御信号を出力する外気温センサ（T1）が設置されている。室外熱交換器（47）の伝熱管には、冷媒温度を検出して、制御信号を出力する熱交温度センサ（T2）が設置されている。
【００５０】
上記室内熱交換器（49）には、室内温度を検出して制御信号を出力する室内温度センサ（T3）が設置されている。
【００５１】
上記各センサ（T1,T2,T3）から出力される制御信号は、空調コントローラ（60）に送られる。該空調コントローラ（60）は、上記各センサ（T1,T2,T3）からの信号を受け取り、暖房運転とデフロスト運転との切り換えを行うと共に、冷媒加熱装置（10）に設けられる除霜コントローラ（30）に制御信号を送る。上記空調コントローラ（60）は、逆サイクルデフロスト制御部（61）と、正サイクルデフロスト制御部（62）と、暖房制御部（63）とを備えている。
【００５２】
上記逆サイクルデフロスト制御部（61）は、外気温センサ（T1）が検出する室外温度が０℃未満の場合の暖房運転時において、熱交温度センサ（T2）が検出する冷媒温度から着霜と判断されたときに、暖房運転を逆サイクルデフロスト運転に切り換えると共に、除霜コントローラ（30）に制御信号である逆サイクルデフロスト信号を出力するように構成されている。
【００５３】
上記正サイクルデフロスト制御部（62）は、外気温センサ（T1）が検出する室外温度が０℃以上の場合の暖房運転時において、熱交温度センサ（T2）が検出する冷媒温度から着霜と判断されたときに、暖房運転を正サイクルデフロスト運転に切り換えると共に、除霜コントローラ（30）に制御信号である正サイクルデフロスト信号を出力するように構成されている。
【００５４】
上記暖房制御部（63）は、暖房運転時において、外気温センサ（T1）が検出する室外温度及び室内温度センサ（T3）が検出する室内温度により室内熱交換器（49）の能力が不足していると判断されたときに、除霜コントローラ（30）に制御信号であるハイパワー要求信号を出力するように構成されている。
【００５５】
−運転動作−
上記冷媒加熱装置（10）が接続された空気調和装置（40）の運転動作について説明する。
【００５６】
暖房運転時には、四路切換弁（46）が図２中に示す破線側に切り換わる。圧縮機（45）から吐出されたガス冷媒は、四路切換弁（46）を通過した後、冷媒加熱装置（10）のガス管（13）を流れ、室内熱交換器（49）に流れる。室内熱交換器（49）に流入したガス冷媒は、室内空気と熱交換し、室内を暖房すると共に凝縮する。室内熱交換器（49）から流出した液冷媒は、冷媒加熱装置（10）の液管（12）を通過した後、膨張弁（48）により減圧されると共に低温の液冷媒となる。この低温の液冷媒は、室外熱交換器（47）に流入し、室外空気と熱交換する。室外熱交換器（47）では、液冷媒が蒸発し、この室外熱交換器（47）を流出したガス冷媒は、四路切換弁（46）を通過し、圧縮機（45）に戻り、この循環が繰り返される。
【００５７】
上記暖房運転時において、外気温センサ（T1）、熱交温度センサ（T2）、室内温度センサ（T3）から出力された制御信号が空調コントローラ（60）に送られている。
【００５８】
外気温センサ（T1）が検出する室外温度が０℃未満の場合において、熱交温度センサ（T2）によって検出される冷媒温度により着霜と判断されると、逆サイクルデフロスト制御部（61）は、冷媒回路（50）を逆サイクルデフロスト運転に切り換えると共に、冷媒加熱装置（10）に設置される除霜コントローラ（30）に逆サイクルデフロスト信号を出力する。
【００５９】
この逆サイクルデフロスト運転では、圧縮機（45）の能力を大きくし、四路切換弁（46）を図中の実線側に切り換え、膨張弁（48）を全開し、室外ファン（57）及び室内ファン（58）を停止する。除霜コントローラ（30）が逆サイクルデフロスト信号を受けると、逆サイクル加熱制御部（33）がヒータ（19）を駆動させると共に、開閉制御部（32）が第１電磁弁（20）を閉鎖し、第２電磁弁（22）を開く。
【００６０】
従って、第１電磁弁（20）が閉鎖すると共に冷媒の循環方向が反転するため、圧縮機（45）から吐出したガス冷媒は、四路切換弁（46）、室外熱交換器（47）、膨張弁（48）、冷媒加熱装置（10）の液管（12）、バイパス管（14）、ガス管（13）及び四路切換弁（46）の順に通過し、圧縮機（45）に戻る。
【００６１】
つまり、圧縮機（45）から吐出した高温のガス冷媒は、室外熱交換器（47）に流れる。そして、該室外熱交換器（47）に付着した霜が高温のガス冷媒によって融解する。
【００６２】
上記室外熱交換器（47）を流れた冷媒は、冷媒回路（50）の液配管（43）を流れることになるが、この液配管（43）を流れる途中において、冷媒加熱装置（10）の液管（12）を流れる。この液管（12）を流れる際、冷媒はヒータ（19）によって加熱される。この加熱された冷媒は、室内熱交換器（49）を流れることなくバイパス管（14）を流れ、圧縮機（45）に戻る。この循環動作を繰り返して室外熱交換器（47）の逆サイクルデフロストが行われる。
【００６３】
外気温センサ（T1）が検出する室外温度が０℃以上の場合において、熱交温度センサ（T2）により検出される冷媒温度によって着霜と判断されると、正サイクルデフロスト制御部（62）は、正サイクルデフロスト運転に切り換えると共に、冷媒加熱装置（10）に設置される除霜コントローラ（30）に正サイクルデフロスト信号を出力する。
【００６４】
正サイクルデフロスト運転では、圧縮機（45）の能力を小さくし、膨張弁（48）を全開し、室内ファン（58）を低回転に制御する。室外ファン（57）は、暖房運転時と同様に運転されている。除霜コントローラ（30）が正サイクルデフロスト信号を受けると正サイクル加熱制御部（34）がヒータ（19）を駆動させる。
【００６５】
この場合、冷媒循環方向が反転することなく、冷媒が循環する。暖房運転時に比べ低圧の状態で圧縮機（45）から吐出したガス冷媒は室内熱交換器（49）において、室内空気と熱交換して、室内を暖房すると共に凝縮する。液冷媒が冷媒加熱装置（10）のヒータ（19）により加熱された後、室外熱交換器（47）に流れる。上記冷媒は、室外熱交換器（47）の伝熱管に付着した霜を除霜して圧縮機（45）に戻る。つまり、暖房運転を継続しながら、除霜が行われる。
【００６６】
低外気温時での使用の場合や運転開始時の場合に、室内温度センサ（T3）が検出する室内温度が所定温度以下の低温状態が所定時間以上継続するときには、室内熱交換器（49）の能力が不足していると判断され、暖房制御部（63）が除霜コントローラ（30）にハイパワー要求信号を出力する。除霜コントローラ（30）がハイパワー要求信号を受けると、能力制御部（35）がヒータ（19）を駆動させ、室内熱交換器（49）から流出した冷媒を加熱する。
【００６７】
このため、室外熱交換器（47）における冷媒の熱交換量を低減させることができる。従って、室外熱交換器（47）において、冷媒温度と外気温度との温度差が小さくなっても、冷媒の蒸発に必要な熱交換量を確保することができるので、室外熱交換器（47）の冷媒温度を上昇させることができる。この結果、圧縮機（45）に吸入される冷媒の温度が上昇すると共に、吐出温度が上昇し、室内熱交換器（49）に流入する冷媒のエンタルピが上昇する。
【００６８】
一方、室外熱交換器（47）に流入する前に液冷媒が加熱されるので、該室外熱交換器（47）に流入する冷媒のエンタルピが低下することなく、室内熱交換器（49）における冷媒の過冷却度を大きくすることができる。従って、室内熱交換器（49）から流出する冷媒のエンタルピを小さくすることができる。
【００６９】
よって、上記室内熱交換器（49）に流入する冷媒のエンタルピが大きくなると共に、室内熱交換器（49）から流出する冷媒のエンタルピが小さくなるので、室内熱交換器（49）における冷媒凝縮量が増大し、室内熱交換器（49）の能力が増大する。
【００７０】
冷房運転時には、四路切換弁（46）が図中の実線側に切り換わる。圧縮機（45）から吐出したガス冷媒は、四路切換弁（46）を通過し、室外熱交換器（47）に流れ、室外空気と熱交換をして凝縮する。凝縮した液冷媒は、膨張弁（48）により減圧され、液管（12）を通過して室内熱交換器（49）に流入する。室内熱交換器（49）において、液冷媒は、室内空気と熱交換し、該室内空気を冷却すると共に、蒸発する。蒸発したガス冷媒は、ガス管（13）を通過し、四路切換弁（46）を通過して、圧縮機（45）に戻り、この循環が繰り返される。
【００７１】
−実施形態１の効果−
本実施形態１によれば、以下のような効果が発揮される。
【００７２】
冷媒加熱装置（10）が１つのユニットに構成され、液管（12）及びガス管（13）の両端部（12a,12b,13a,13b）が冷媒回路（50）の液配管（43）及びガス配管（44）の途中に接続可能に構成されているため、既設の冷媒回路（50）に簡単に取り付けることができる。この結果、室内の快適性を向上させる必要があるとき又は暖房能力を向上させる必要があるときでも、空気調和装置を新たに買い換える必要がなく、既設装置の有効利用を図ることができる。
【００７３】
また、電磁誘導式のヒータ（19）を用いるので、ヒータ（19）を小型化でき、冷媒加熱装置（10）をコンパクトにすることができる。電磁誘導式ヒータ（19）は加熱効率が高いため、冷媒を瞬時に加熱することができる。
【００７４】
また、逆サイクルデフロスト運転時において、冷媒を加熱するので、除霜能力を向上させることができると同時に、室内熱交換器（49）に流れる冷媒が遮断されるので、室内熱交換器（49）の温度低下を抑制することができる。従って、暖房運転開始後、室内熱交換器（49）が停止前の温度に戻るまでの時間をより短くすることができ、室内を更に快適に保つことができる。
【００７５】
また、室外熱交換器（47）の能力を増大することなく、室内熱交換器（49）の能力を向上させることができ、暖房能力の不足を解消することができる。
【００７６】
また、ヒータ（19）により加熱された冷媒が室外熱交換器（47）に流れるので、正サイクルデフロスト運転時における除霜能力を向上させることができる。
【００７７】
また、ヒータ（19）の電源を空気調和装置（40）の電源とは別の電源（23）を使用するので、例えば、北海道での使用の場合には、電気代の安い融雪電源を使用する事ができ、ランニングコストを低減することができる。
【００７８】
＜発明の実施の形態２＞
図３に示すように、実施形態２の冷媒加熱装置（10）は、実施形態１における液管（12）の第１電磁弁（20）を省略したものである。
【００７９】
つまり、上記冷媒加熱装置（10）は、ケーシング（11）に液管（12）、ガス管（13）、液管（12）とガス管（13）とを接続するバイパス管（14）及び除霜コントローラ（30）が収納されて１つのユニットに構成されている。
【００８０】
そして、上記バイパス管（14）の第１鉛直部（14a）には、開閉機構である電磁弁（22）が設置されている。
【００８１】
一方、上記除霜コントローラ（30）は、逆サイクル加熱制御部（33）、正サイクル加熱制御部（34）、能力制御部（35）及び開閉制御部（32）とを備えている。
【００８２】
該開閉制御部（32）は、開閉制御手段を構成し、逆サイクルデフロスト運転に切り換えられたときに出力される制御信号を受けたときに、電磁弁（22）を開放する。
【００８３】
また、図４に示すように、上記冷媒加熱装置（10）がオプションユニットとして空気調和装置（40）に取り付けられている。
【００８４】
従って、逆サイクルデフロスト運転では、圧縮機（45）の能力が上げられ、四路切換弁（46）が図中の実線側に切り換わり、膨張弁（48）が全開され、室外ファン（57）及び室内ファン（58）が停止する。除霜コントローラ（30）が逆サイクルデフロスト信号を受けると、逆サイクル加熱制御部（33）がヒータ（19）を駆動させると共に、開閉制御部（32）が電磁弁（22）を開く。
【００８５】
冷媒の循環方向が反転するため、圧縮機（45）から吐出されたガス冷媒は、四路切換弁（46）、室外熱交換器（47）、膨張弁（48）、冷媒加熱装置（10）の液管（12）、室内熱交換器（49）、ガス管（13）及び四路切換弁（46）の順に通過し、圧縮機（45）に戻る。また、ガス冷媒の一部は、液管（12）において、バイパス管（14）に分流され、室内熱交換器（49）を流れることなく圧縮機（45）に戻る。室内熱交換器（49）に流れる冷媒量が減るため、室内熱交換器（49）の温度低下が少ない。
【００８６】
−実施形態２の効果−
本実施形態２によれば、実施形態１の冷媒加熱装置（10）に比べ、部品点数が少ないため、コストを削減することができる。
【００８７】
また、逆サイクルデフロスト運転時において、冷媒を加熱するので、除霜能力を向上させることができると同時に、室内熱交換器（49）に流入する冷媒の冷媒量が減少するので、室内熱交換器（49）の温度低下を抑制することができる。従って、暖房運転開始後、室内熱交換器（49）が停止前の温度に戻るまでの時間を短くすることができ、室内を快適に保つことができる。
【００８８】
その他の構成、作用及び効果は実施形態１と同様である。
【００８９】
＜発明のその他の実施の形態＞
本発明は、上記各実施形態と異なり、冷媒加熱装置（10）の電源を空気調和装置（40）の電源と共通にしてもよい。
【００９０】
また、本発明の空気調和装置は、１台の室外ユニット（41）に複数台の室内ユニット（42）とにより構成されるいわゆるマルチ型空気調和装置（40）に構成してもよい。
【図面の簡単な説明】
【図１】実施形態１に係る冷媒加熱装置の構成を示す概略構成図である。
【図２】実施形態１に係る空気調和装置の冷媒回路の概略図である。
【図３】実施形態２に係る冷媒加熱装置の構成を示す概略構成図である。
【図４】実施形態２に係る空気調和装置の冷媒回路の概略図である。
【符号の説明】
（10） 冷媒加熱装置
（11） ケーシング
（12） 液管
（12a） 端部
（12b） 端部
（13） ガス管
（13a） 端部
（13b） 端部
（14） バイパス管
（19） ヒータ
（20） 第２電磁弁
（22） 第１電磁弁（電磁弁）
（32） 開閉制御部
（33） 逆サイクル加熱制御部
（34） 正サイクル加熱制御部
（35） 能力制御部
（43） 液配管
（44） ガス配管
（45） 圧縮機
（47） 室外熱交換器
（48） 膨張弁
（49） 室内熱交換器
（50） 冷媒回路
【発明の属する技術分野】
本発明は、空気調和装置に関し、特に、デフロスト性能の向上対策に係るものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来より、空気調和装置には、特開平５−６０４１１号公報に開示されているように、室外熱交換器と室内熱交換器とが液側及びガス側の冷媒配管により接続された冷媒回路を備えると共に、液側の冷媒配管に冷媒加熱器を備えたものが知られている。一般に暖房運転中に室外熱交換器に着霜が発生したときには、冷媒循環方向を逆転させることにより、逆サイクルデフロスト運転を行い除霜するようにしている。上記空気調和装置を寒冷地にて使用する場合には、除霜に長時間を要することがある。その間、室内ファンの運転が停止しているため、室内空調ができず、室内の快適性を保つことができない。そして、停止時間が長くなると、室内熱交換器の温度が下がってしまうため、暖房運転の開始後に、室内熱交換器が停止前の温度に戻るのに時間がかかってしまう。
【０００３】
そこで、上記空気調和装置は、液側の冷媒配管に冷媒加熱器を備え、液冷媒を加熱することにより、除霜能力を向上させ、デフロスト時間の短縮化を図り、室内の快適性を維持するようにしている。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、従来の冷媒加熱器は、冷媒回路に一体に設けられ、１つの専用品に構成されていないので、空気調和装置に後付けできるようなものではない。従って、現在使用中の空気調和装置が、冷媒加熱器を備えていない場合、既に設置された空気調和装置に後から冷媒加熱器を取り付けることができない。この結果、室内の快適性を向上させるため又は暖房能力を向上させるために冷媒加熱器が必要なときには、空気調和装置を新しく買い換えなければならず、経済的でないという問題がある。
【０００５】
本発明は、かかる点に鑑みてなされたものであり、現在使用中の既設の冷媒回路に取り付け可能な冷媒加熱装置を提供し、空気調和装置の性能を向上させることを目的としている。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
本発明は、冷媒加熱装置を１つのユニットに構成し、該冷媒加熱装置を空気調和装置の設置後に取り付けるようにしたものである。
【０００７】
具体的に、第１の解決手段は、圧縮機（45）と熱源側熱交換器（47）と膨張機構（48）と利用側熱交換器（49）とが順に接続されて成る冷媒循環の可逆な冷媒回路（50）と、所定長さに形成されると共に液冷媒が流通するように構成された液管（12）と、所定長さに形成されると共にガス冷媒が流通するように構成されたガス管（13）と、上記液管（12）を流れる液冷媒を加熱するヒータ（19）と、上記液管（12）とガス管（13）とに接続されたバイパス管（14）と、該バイパス管（14）に設けられた開閉機構（22）とを備え、上記液管（12）とガス管（13）とヒータ（19）とバイパス管（14）とがケーシング（11）に収納されて１つのユニットに構成される一方、上記液管（12）及びガス管（13）の両端部（12a,12b,13a,13b）が上記冷媒回路（50）の液配管（43）及びガス配管（44）の途中に接続可能に構成された冷媒加熱装置（10）とを備え、上記冷媒回路（50）の液配管（43）における膨張機構（48）と利用側熱交換器（49）との間に上記冷媒加熱装置（10）の液管（12）が接続されると共に、冷媒回路（50）のガス配管（44）における利用側熱交換器（49）と圧縮機（45）との間に上記冷媒加熱装置（10）のガス管（13）が接続される一方、逆サイクルデフロスト運転時に冷媒加熱装置（10）のヒータ（19）を駆動して冷媒を加熱する逆サイクル加熱制御手段（33）と、逆サイクルデフロスト運転時に開閉機構（22）を開く開閉制御手段（32）とが設けられている。
【０００８】
また、第２の解決手段は、圧縮機（45）と熱源側熱交換器（47）と膨張機構（48）と利用側熱交換器（49）とが順に接続されて成る冷媒循環の可逆な冷媒回路（50）と、所定長さに形成されると共に液冷媒が流通するように構成された液管（12）と、所定長さに形成されると共にガス冷媒が流通するように構成されたガス管（13）と、上記液管（12）を流れる液冷媒を加熱するヒータ（19）と、上記液管（12）とガス管（13）とに接続されたバイパス管（14）と、上記液管（12）におけるバイパス管（14）の接続側の端部と該バイパス管（14）の接続部との間に設けられた第１開閉機構（20）と、上記バイパス管（14）に設けられた第２開閉機構（22）とを備え、上記液管（12）とガス管（13）とヒータ（19）とバイパス管（14）と第１開閉機構（20）と第２開閉機構（22）とがケーシング（11）に収納されて１つのユニットに構成される一方、上記液管（12）及びガス管（13）の両端部（12a,12b,13a,13b）が上記冷媒回路（50）の液配管（43）及びガス配管（44）の途中に接続可能に構成された冷媒加熱装置（10）とを備え、上記冷媒回路（50）の液配管（43）における膨張機構（48）と利用側熱交換器（49）との間に上記冷媒加熱装置（10）の液管（12）が接続されると共に、冷媒回路（50）のガス配管（44）における利用側熱交換器（49）と圧縮機（45）との間に上記冷媒加熱装置（10）のガス管（13）が接続される一方、逆サイクルデフロスト運転時に冷媒加熱装置（10）のヒータ（19）を駆動して冷媒を加熱する逆サイクル加熱制御手段（33）と、逆サイクルデフロスト運転時に第１開閉機構（20）を閉じ、第２開閉機構（22）を開く開閉制御手段（32）が設けられている。
【０００９】
また、第３の解決手段は、上記第１又は第２の解決手段による空気調和装置を前提として、ヒータ（19）を電磁誘導式ヒータとしたものである。
【００１０】
すなわち、上記第１〜第３の解決手段では、液管（12）やヒータ（19）等が１つのユニットに構成されているので、ヒータ（19）を既設の冷媒回路（50）に取り付ける場合、既設冷媒回路（50）における液配管（43）及びガス配管（44）の途中を分離し、冷媒加熱装置（10）の液管（12）及びガス管（13）の両端部（12a,12b,13a,13b）を上記液配管（43）及びガス配管（44）に接続する。
【００１１】
その後、熱源側熱交換器（47）が着霜した場合、デフロスト運転が行われる。例えば、逆サイクルデフロスト運転の際には、逆サイクル加熱制御手段（33）がヒータ（19）を駆動し、冷媒回路（50）の冷媒を加熱する。
【００１２】
つまり、第１〜第３の解決手段では、例えば、冷媒回路（50）の冷媒が逆サイクルで循環し、圧縮機（45）から吐出した高温高圧の冷媒が熱源側熱交換器（47）に流入して該熱源側熱交換器（47）に付着した霜を融解する。この熱源側熱交換器（47）を流れた冷媒は、液配管（43）を流れることになるが、その途中で冷媒加熱装置（10）の液管（12）を流れ、ヒータ（19）によって加熱される。特に、第３の解決手段では、電磁誘導式ヒータ（19）によって冷媒が瞬時に加熱される。
【００１３】
その後、第１の解決手段では、ヒータ（19）により加熱された冷媒の一部は、バイパス管（14）を流れ、他の冷媒が利用側熱交換器（49）を流れ、それぞれ圧縮機（45）に戻る。
【００１４】
また、第２の解決手段では、ヒータ（19）により加熱された冷媒が全てバイパス管（14）を流れて圧縮機（45）に戻る。
【００１５】
上記の動作を繰り返してデフロストが行われる。
【００１６】
【発明の効果】
従って、上記第１〜第３の解決手段によれば、冷媒加熱装置（10）が１つのユニットに構成され、液管（12）及びガス管（13）の両端部（12a,12b,13a,13b）が冷媒回路（50）の液配管（43）及びガス配管（44）の途中に接続可能に構成されているため、既設の冷媒回路に簡単に取り付けることができる。この結果、室内の快適性を向上させる必要があるとき又は暖房能力を向上させる必要があるときでも、空気調和装置を新たに買い換える必要がなく、既設装置の有効利用を図ることができる。
【００１７】
また、上記第１〜第３の解決手段によれば、逆サイクルデフロスト運転時に冷媒が加熱されるので、熱源側熱交換器（47）の着霜を効率よく除霜することができ、室内ファンの運転が停止しているデフロスト時間を短縮することができる。従って、室内ファンの停止時間を短くすることができ、室温低下を抑制することができ、室内の快適を維持することができる。
【００１８】
また、上記第１の解決手段によれば、逆サイクルデフロスト運転時において、冷媒を加熱するので、除霜能力を向上させることができると同時に、利用側熱交換器（49）に流れる冷媒の冷媒量が減少するので、利用側熱交換器（49）の温度低下を抑制することができる。従って、暖房運転開始後、利用側熱交換器（49）が停止前の温度に戻るまでの時間を短くすることができ、室内を快適に保つことができる。
【００１９】
また、上記第２の解決手段によれば、逆サイクルデフロスト運転時において、冷媒を加熱するので、除霜能力を向上させることができると同時に、利用側熱交換器（49）に流れる冷媒が遮断されるので、上記第１の解決手段に比べ、更に利用側熱交換器（49）の温度低下を抑制することができる。従って、暖房運転開始後、利用側熱交換器（49）が停止前の温度に戻るまでの時間をより短くすることができ、室内を更に快適に保つことができる。
【００２０】
また、上記第３の解決手段によれば、電磁誘導式のヒータ（19）を用いるので、ヒータ（19）を小型化でき、冷媒加熱装置（10）をコンパクトにすることができる。電磁誘導式ヒータ（19）は加熱効率が高いため、冷媒を瞬時に加熱することができる。
【００２１】
【発明の実施の形態】
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。
【００２２】
＜発明の実施の形態１＞
図１及び図２に示すように、実施形態１の冷媒加熱装置（10）は、既設の冷媒回路（50）に後付け可能なものであって、略直方体形のケーシング（11）を備え、該ケーシング（11）に液管（12）、ガス管（13）、液管（12）とガス管（13）とを接続するバイパス管（14）及び除霜コントローラ（30）が収納されて１つのユニットに構成されている。
【００２３】
上記液管（12）は、ケーシング（11）の中央部付近に略水平に配置され、ケーシング（11）の対向する第１側面（15）及び第２側面（16）の中央部付近を貫通している。
【００２４】
つまり、上記液管（12）の一端部（12a）は、ケーシング（11）の第１側面（15）から図の右に向かってケーシング（11）の外側に突き出し、他端部（12b）は、ケーシング（11）の第２側面（16）から図の左に向かってケーシング（11）の外側に突き出している。上記両端部（12a,12b）は、図２に示すように、片ユニオン管継手（17）がろう付され、該片ユニオン管継手（17）には、冷媒回路（50）の液配管（43）に嵌め込まれているフレアナット（53）をねじ込むことにより上記液配管（43）が接続される。
【００２５】
上記液管（12）は、第１側面（15）側から順に液管（12）を流れる冷媒を加熱するヒータ（19）と第１開閉機構である第１電磁弁（20）とを備えている。
【００２６】
上記ヒータ（19）は、コイル（21）と図示しない鉄心とを備えて構成されている。上記ヒータ（19）は、コイル（21）に高周波電流を流すことにより、鉄心に誘導電流を発生させ、鉄心を加熱させる電磁誘導式ヒータに構成されている。
【００２７】
上記ガス管（13）は、ケーシング（11）の下部に略水平に配置され、ケーシング（11）の対向する第１側面（15）及び第２側面（16）の下部付近を貫通している。上記ガス管（13）の一端部（13a）がケーシング（11）の第１側面（15）から図の右に向かってケーシング（11）の外側に突き出し、他端部（13b）がケーシング（11）の第２側面（16）から図の左に向かってケーシング（11）の外側に突き出している。上記両端部（13a,13b）は、図２に示すように、片ユニオン管継手（18）がろう付され、該片ユニオン管継手（18）には、冷媒回路（50）のガス配管（44）に嵌め込まれているフレアナット（54）をねじ込むことにより上記ガス配管（44）が接続される。
【００２８】
上記バイパス管（14）は、液管（12）の下側に接続する第１鉛直部（14a）と、ガス管（13）の上側に接続する第２鉛直部（14b）と、第１鉛直部（14a）と第２鉛直部（14b）とを接続する水平部（14c）とにより構成されている。バイパス管（14）の第１鉛直部（14a）の一端は、液管（12）におけるヒータ（19）と第１電磁弁（20）との間に接続されている。バイパス管（14）の第２鉛直部（14b）の一端は、ケーシング（11）内におけるガス管（13）の第１側面（15）付近に接続されている。上記バイパス管（14）の水平部（14c）には、第２開閉機構である第２電磁弁（22）が設置されている。
【００２９】
上記除霜コントローラ（30）は、逆サイクル加熱制御部（33）、正サイクル加熱制御部（34）、能力制御部（35）及び開閉制御部（32）を備え、ケーシング（11）内の上部に配置されている。上記除霜コントローラ（30）は、冷媒回路の空調コントローラから制御信号を受けることにより、ヒータ（19）の駆動と、第１電磁弁（20）の開閉操作及び第２電磁弁（22）の開閉操作とを行うように構成されている。
【００３０】
上記逆サイクル加熱制御部（33）は、逆サイクル加熱制御手段を構成している。つまり、逆サイクル加熱制御部（33）は、逆サイクルデフロスト運転に切り換えられたときに出力される制御信号を受けたときにヒータ（19）を駆動させるように構成されている。
【００３１】
上記正サイクル加熱制御部（34）は、正サイクル加熱制御手段を構成している。つまり、正サイクル加熱制御部（34）は、正サイクルデフロスト運転に切り換えられたときに出力される制御信号を受けたときにヒータ（19）を駆動させるように構成されている。
【００３２】
上記能力制御部（35）は、能力制御手段を構成している。つまり、能力制御部（35）は、暖房運転時に暖房負荷に対し暖房能力が不足していると判断したときに出力される制御信号を受けたときにヒータ（19）を駆動させるように構成されている。
【００３３】
上記開閉制御部（32）は、開閉制御手段を構成している。つまり、開閉制御部（32）は、逆サイクルデフロスト運転に切り換えられたときに出力される制御信号を受けたときに、液管（12）に設置される第１電磁弁（20）を閉鎖し、バイパス管（14）に設置される第２電磁弁（22）を開放するように構成されている。
【００３４】
続いて、図２に示すように、上記冷媒加熱装置（10）がオプションユニットとして接続された空気調和装置（40）について説明する。
【００３５】
上記空気調和装置（40）は、１台の室外ユニット（41）と、１台の室内ユニット（42）とを備えて構成されている。上記室外ユニット（41）と室内ユニット（42）とは、液配管（43）及びガス配管（44）により接続されている。そして、上記冷媒加熱装置（10）が、液配管（43）及びガス配管（44）の途中に接続されている。
【００３６】
上記室外ユニット（41）は、圧縮機（45）と、四路切換弁（46）と、熱源側熱交換器である室外熱交換器（47）と、膨張機構である膨張弁（48）とを備えている。
【００３７】
上記室内ユニット（42）は、利用側熱交換器である室内熱交換器（49）とを備えている。
【００３８】
上記圧縮機（45）、四路切換弁（46）、室外熱交換器（47）、膨張弁（48）及び室内熱交換器（49）は、液配管（43）及びガス配管（44）により接続され、冷媒循環が可逆な冷媒回路（50）が形成されている。
【００３９】
上記液配管（43）は、室外熱交換器（47）に接続する第１液配管（51）と室内熱交換器（49）に接続する第２液配管（52）とにより構成されている。第１液配管（51）と第２液配管（52）とが冷媒加熱装置（10）の液管（12）を介して接続されている。
【００４０】
具体的には、液管（12）のヒータ（19）寄りの端部（12a）が、室外熱交換器（47）に接続される第１液配管（51）の一端に接続されている。この接続は、第１液配管（51）に嵌め込まれているフレアナット（53）を液管（12）の端部（12a）にろう付されている片ユニオン管継手（17）に嵌め込むことにより行っている。液管（12）の第１電磁弁（20）寄りの端部（12b）が、室内熱交換器（49）に接続される第２液配管（52）の一端に接続されている。この接続は、第２液配管（52）に嵌め込まれているフレアナット（53）を液管（12）の端部（12b）にろう付されている片ユニオン管継手（17）に嵌め込むことにより行っている。
【００４１】
暖房及び正サイクルデフロスト運転時には、冷媒が第１電磁弁（20）寄りの端部（12b）からヒータ（19）寄りの端部（12a）に向かって液管（12）を流れ、逆サイクルデフロスト運転時には、冷媒がヒータ（19）寄りの端部（12a）から第１電磁弁（20）寄りの端部（12b）に向かって流れるように構成されている。
【００４２】
上記ガス配管（44）は、室外熱交換器（47）に接続する第１ガス配管（55）と室内熱交換器（49）に接続する第２ガス配管（56）とにより構成されている。第１ガス配管（55）は、四路切換弁（46）と圧縮機（45）が設置され、一端が室外熱交換器（47）に接続されている。第１ガス配管（55）と第２ガス配管（56）とが冷媒加熱装置（10）のガス管（13）を介して接続されている。
【００４３】
具体的には、ガス管（13）の一端部（13a）が、室外熱交換器（47）に接続する第１ガス配管（55）の一端に接続されている。この接続は、第１ガス配管（55）に嵌め込まれているフレアナット（54）をガス管（13）の端部（13a）にろう付されている片ユニオン管継手（18）に嵌め込むことにより行っている。ガス管（13）の他端部（13b）が、室内熱交換器（49）に接続する第２ガス配管（56）の一端に接続されている。この接続は、第２ガス配管（56）に嵌め込まれているフレアナット（54）をガス管（13）の端部（13b）にろう付されている片ユニオン管継手（18）に嵌め込むことにより行っている。
【００４４】
上記四路切換弁（46）は、切り換えにより冷媒の循環方向を反転させ、ヒートポンプサイクル動作と冷凍サイクル動作とを切り換える。
【００４５】
上記室外熱交換器（47）は、室外空気と冷媒とを熱交換させるもので、室外ファン（57）を備えている。
【００４６】
上記膨張弁（48）は、流量調整自在な電動膨張弁により構成されている。
【００４７】
上記室内熱交換器（49）は、冷媒と室内空気とを熱交換させるもので、室内ファン（58）を備えている。
【００４８】
尚、上記冷媒加熱装置（10）のヒータ（19）は、空気調和装置（40）の電源とは異なる外部電源（23）に接続されている。例えば、この冷媒加熱装置（10）を北海道で使用する場合には、電気代の安い融雪電源を使用する。
【００４９】
上記室外熱交換器（47）には、室外温度を検出して制御信号を出力する外気温センサ（T1）が設置されている。室外熱交換器（47）の伝熱管には、冷媒温度を検出して、制御信号を出力する熱交温度センサ（T2）が設置されている。
【００５０】
上記室内熱交換器（49）には、室内温度を検出して制御信号を出力する室内温度センサ（T3）が設置されている。
【００５１】
上記各センサ（T1,T2,T3）から出力される制御信号は、空調コントローラ（60）に送られる。該空調コントローラ（60）は、上記各センサ（T1,T2,T3）からの信号を受け取り、暖房運転とデフロスト運転との切り換えを行うと共に、冷媒加熱装置（10）に設けられる除霜コントローラ（30）に制御信号を送る。上記空調コントローラ（60）は、逆サイクルデフロスト制御部（61）と、正サイクルデフロスト制御部（62）と、暖房制御部（63）とを備えている。
【００５２】
上記逆サイクルデフロスト制御部（61）は、外気温センサ（T1）が検出する室外温度が０℃未満の場合の暖房運転時において、熱交温度センサ（T2）が検出する冷媒温度から着霜と判断されたときに、暖房運転を逆サイクルデフロスト運転に切り換えると共に、除霜コントローラ（30）に制御信号である逆サイクルデフロスト信号を出力するように構成されている。
【００５３】
上記正サイクルデフロスト制御部（62）は、外気温センサ（T1）が検出する室外温度が０℃以上の場合の暖房運転時において、熱交温度センサ（T2）が検出する冷媒温度から着霜と判断されたときに、暖房運転を正サイクルデフロスト運転に切り換えると共に、除霜コントローラ（30）に制御信号である正サイクルデフロスト信号を出力するように構成されている。
【００５４】
上記暖房制御部（63）は、暖房運転時において、外気温センサ（T1）が検出する室外温度及び室内温度センサ（T3）が検出する室内温度により室内熱交換器（49）の能力が不足していると判断されたときに、除霜コントローラ（30）に制御信号であるハイパワー要求信号を出力するように構成されている。
【００５５】
−運転動作−
上記冷媒加熱装置（10）が接続された空気調和装置（40）の運転動作について説明する。
【００５６】
暖房運転時には、四路切換弁（46）が図２中に示す破線側に切り換わる。圧縮機（45）から吐出されたガス冷媒は、四路切換弁（46）を通過した後、冷媒加熱装置（10）のガス管（13）を流れ、室内熱交換器（49）に流れる。室内熱交換器（49）に流入したガス冷媒は、室内空気と熱交換し、室内を暖房すると共に凝縮する。室内熱交換器（49）から流出した液冷媒は、冷媒加熱装置（10）の液管（12）を通過した後、膨張弁（48）により減圧されると共に低温の液冷媒となる。この低温の液冷媒は、室外熱交換器（47）に流入し、室外空気と熱交換する。室外熱交換器（47）では、液冷媒が蒸発し、この室外熱交換器（47）を流出したガス冷媒は、四路切換弁（46）を通過し、圧縮機（45）に戻り、この循環が繰り返される。
【００５７】
上記暖房運転時において、外気温センサ（T1）、熱交温度センサ（T2）、室内温度センサ（T3）から出力された制御信号が空調コントローラ（60）に送られている。
【００５８】
外気温センサ（T1）が検出する室外温度が０℃未満の場合において、熱交温度センサ（T2）によって検出される冷媒温度により着霜と判断されると、逆サイクルデフロスト制御部（61）は、冷媒回路（50）を逆サイクルデフロスト運転に切り換えると共に、冷媒加熱装置（10）に設置される除霜コントローラ（30）に逆サイクルデフロスト信号を出力する。
【００５９】
この逆サイクルデフロスト運転では、圧縮機（45）の能力を大きくし、四路切換弁（46）を図中の実線側に切り換え、膨張弁（48）を全開し、室外ファン（57）及び室内ファン（58）を停止する。除霜コントローラ（30）が逆サイクルデフロスト信号を受けると、逆サイクル加熱制御部（33）がヒータ（19）を駆動させると共に、開閉制御部（32）が第１電磁弁（20）を閉鎖し、第２電磁弁（22）を開く。
【００６０】
従って、第１電磁弁（20）が閉鎖すると共に冷媒の循環方向が反転するため、圧縮機（45）から吐出したガス冷媒は、四路切換弁（46）、室外熱交換器（47）、膨張弁（48）、冷媒加熱装置（10）の液管（12）、バイパス管（14）、ガス管（13）及び四路切換弁（46）の順に通過し、圧縮機（45）に戻る。
【００６１】
つまり、圧縮機（45）から吐出した高温のガス冷媒は、室外熱交換器（47）に流れる。そして、該室外熱交換器（47）に付着した霜が高温のガス冷媒によって融解する。
【００６２】
上記室外熱交換器（47）を流れた冷媒は、冷媒回路（50）の液配管（43）を流れることになるが、この液配管（43）を流れる途中において、冷媒加熱装置（10）の液管（12）を流れる。この液管（12）を流れる際、冷媒はヒータ（19）によって加熱される。この加熱された冷媒は、室内熱交換器（49）を流れることなくバイパス管（14）を流れ、圧縮機（45）に戻る。この循環動作を繰り返して室外熱交換器（47）の逆サイクルデフロストが行われる。
【００６３】
外気温センサ（T1）が検出する室外温度が０℃以上の場合において、熱交温度センサ（T2）により検出される冷媒温度によって着霜と判断されると、正サイクルデフロスト制御部（62）は、正サイクルデフロスト運転に切り換えると共に、冷媒加熱装置（10）に設置される除霜コントローラ（30）に正サイクルデフロスト信号を出力する。
【００６４】
正サイクルデフロスト運転では、圧縮機（45）の能力を小さくし、膨張弁（48）を全開し、室内ファン（58）を低回転に制御する。室外ファン（57）は、暖房運転時と同様に運転されている。除霜コントローラ（30）が正サイクルデフロスト信号を受けると正サイクル加熱制御部（34）がヒータ（19）を駆動させる。
【００６５】
この場合、冷媒循環方向が反転することなく、冷媒が循環する。暖房運転時に比べ低圧の状態で圧縮機（45）から吐出したガス冷媒は室内熱交換器（49）において、室内空気と熱交換して、室内を暖房すると共に凝縮する。液冷媒が冷媒加熱装置（10）のヒータ（19）により加熱された後、室外熱交換器（47）に流れる。上記冷媒は、室外熱交換器（47）の伝熱管に付着した霜を除霜して圧縮機（45）に戻る。つまり、暖房運転を継続しながら、除霜が行われる。
【００６６】
低外気温時での使用の場合や運転開始時の場合に、室内温度センサ（T3）が検出する室内温度が所定温度以下の低温状態が所定時間以上継続するときには、室内熱交換器（49）の能力が不足していると判断され、暖房制御部（63）が除霜コントローラ（30）にハイパワー要求信号を出力する。除霜コントローラ（30）がハイパワー要求信号を受けると、能力制御部（35）がヒータ（19）を駆動させ、室内熱交換器（49）から流出した冷媒を加熱する。
【００６７】
このため、室外熱交換器（47）における冷媒の熱交換量を低減させることができる。従って、室外熱交換器（47）において、冷媒温度と外気温度との温度差が小さくなっても、冷媒の蒸発に必要な熱交換量を確保することができるので、室外熱交換器（47）の冷媒温度を上昇させることができる。この結果、圧縮機（45）に吸入される冷媒の温度が上昇すると共に、吐出温度が上昇し、室内熱交換器（49）に流入する冷媒のエンタルピが上昇する。
【００６８】
一方、室外熱交換器（47）に流入する前に液冷媒が加熱されるので、該室外熱交換器（47）に流入する冷媒のエンタルピが低下することなく、室内熱交換器（49）における冷媒の過冷却度を大きくすることができる。従って、室内熱交換器（49）から流出する冷媒のエンタルピを小さくすることができる。
【００６９】
よって、上記室内熱交換器（49）に流入する冷媒のエンタルピが大きくなると共に、室内熱交換器（49）から流出する冷媒のエンタルピが小さくなるので、室内熱交換器（49）における冷媒凝縮量が増大し、室内熱交換器（49）の能力が増大する。
【００７０】
冷房運転時には、四路切換弁（46）が図中の実線側に切り換わる。圧縮機（45）から吐出したガス冷媒は、四路切換弁（46）を通過し、室外熱交換器（47）に流れ、室外空気と熱交換をして凝縮する。凝縮した液冷媒は、膨張弁（48）により減圧され、液管（12）を通過して室内熱交換器（49）に流入する。室内熱交換器（49）において、液冷媒は、室内空気と熱交換し、該室内空気を冷却すると共に、蒸発する。蒸発したガス冷媒は、ガス管（13）を通過し、四路切換弁（46）を通過して、圧縮機（45）に戻り、この循環が繰り返される。
【００７１】
−実施形態１の効果−
本実施形態１によれば、以下のような効果が発揮される。
【００７２】
冷媒加熱装置（10）が１つのユニットに構成され、液管（12）及びガス管（13）の両端部（12a,12b,13a,13b）が冷媒回路（50）の液配管（43）及びガス配管（44）の途中に接続可能に構成されているため、既設の冷媒回路（50）に簡単に取り付けることができる。この結果、室内の快適性を向上させる必要があるとき又は暖房能力を向上させる必要があるときでも、空気調和装置を新たに買い換える必要がなく、既設装置の有効利用を図ることができる。
【００７３】
また、電磁誘導式のヒータ（19）を用いるので、ヒータ（19）を小型化でき、冷媒加熱装置（10）をコンパクトにすることができる。電磁誘導式ヒータ（19）は加熱効率が高いため、冷媒を瞬時に加熱することができる。
【００７４】
また、逆サイクルデフロスト運転時において、冷媒を加熱するので、除霜能力を向上させることができると同時に、室内熱交換器（49）に流れる冷媒が遮断されるので、室内熱交換器（49）の温度低下を抑制することができる。従って、暖房運転開始後、室内熱交換器（49）が停止前の温度に戻るまでの時間をより短くすることができ、室内を更に快適に保つことができる。
【００７５】
また、室外熱交換器（47）の能力を増大することなく、室内熱交換器（49）の能力を向上させることができ、暖房能力の不足を解消することができる。
【００７６】
また、ヒータ（19）により加熱された冷媒が室外熱交換器（47）に流れるので、正サイクルデフロスト運転時における除霜能力を向上させることができる。
【００７７】
また、ヒータ（19）の電源を空気調和装置（40）の電源とは別の電源（23）を使用するので、例えば、北海道での使用の場合には、電気代の安い融雪電源を使用する事ができ、ランニングコストを低減することができる。
【００７８】
＜発明の実施の形態２＞
図３に示すように、実施形態２の冷媒加熱装置（10）は、実施形態１における液管（12）の第１電磁弁（20）を省略したものである。
【００７９】
つまり、上記冷媒加熱装置（10）は、ケーシング（11）に液管（12）、ガス管（13）、液管（12）とガス管（13）とを接続するバイパス管（14）及び除霜コントローラ（30）が収納されて１つのユニットに構成されている。
【００８０】
そして、上記バイパス管（14）の第１鉛直部（14a）には、開閉機構である電磁弁（22）が設置されている。
【００８１】
一方、上記除霜コントローラ（30）は、逆サイクル加熱制御部（33）、正サイクル加熱制御部（34）、能力制御部（35）及び開閉制御部（32）とを備えている。
【００８２】
該開閉制御部（32）は、開閉制御手段を構成し、逆サイクルデフロスト運転に切り換えられたときに出力される制御信号を受けたときに、電磁弁（22）を開放する。
【００８３】
また、図４に示すように、上記冷媒加熱装置（10）がオプションユニットとして空気調和装置（40）に取り付けられている。
【００８４】
従って、逆サイクルデフロスト運転では、圧縮機（45）の能力が上げられ、四路切換弁（46）が図中の実線側に切り換わり、膨張弁（48）が全開され、室外ファン（57）及び室内ファン（58）が停止する。除霜コントローラ（30）が逆サイクルデフロスト信号を受けると、逆サイクル加熱制御部（33）がヒータ（19）を駆動させると共に、開閉制御部（32）が電磁弁（22）を開く。
【００８５】
冷媒の循環方向が反転するため、圧縮機（45）から吐出されたガス冷媒は、四路切換弁（46）、室外熱交換器（47）、膨張弁（48）、冷媒加熱装置（10）の液管（12）、室内熱交換器（49）、ガス管（13）及び四路切換弁（46）の順に通過し、圧縮機（45）に戻る。また、ガス冷媒の一部は、液管（12）において、バイパス管（14）に分流され、室内熱交換器（49）を流れることなく圧縮機（45）に戻る。室内熱交換器（49）に流れる冷媒量が減るため、室内熱交換器（49）の温度低下が少ない。
【００８６】
−実施形態２の効果−
本実施形態２によれば、実施形態１の冷媒加熱装置（10）に比べ、部品点数が少ないため、コストを削減することができる。
【００８７】
また、逆サイクルデフロスト運転時において、冷媒を加熱するので、除霜能力を向上させることができると同時に、室内熱交換器（49）に流入する冷媒の冷媒量が減少するので、室内熱交換器（49）の温度低下を抑制することができる。従って、暖房運転開始後、室内熱交換器（49）が停止前の温度に戻るまでの時間を短くすることができ、室内を快適に保つことができる。
【００８８】
その他の構成、作用及び効果は実施形態１と同様である。
【００８９】
＜発明のその他の実施の形態＞
本発明は、上記各実施形態と異なり、冷媒加熱装置（10）の電源を空気調和装置（40）の電源と共通にしてもよい。
【００９０】
また、本発明の空気調和装置は、１台の室外ユニット（41）に複数台の室内ユニット（42）とにより構成されるいわゆるマルチ型空気調和装置（40）に構成してもよい。
【図面の簡単な説明】
【図１】実施形態１に係る冷媒加熱装置の構成を示す概略構成図である。
【図２】実施形態１に係る空気調和装置の冷媒回路の概略図である。
【図３】実施形態２に係る冷媒加熱装置の構成を示す概略構成図である。
【図４】実施形態２に係る空気調和装置の冷媒回路の概略図である。
【符号の説明】
（10） 冷媒加熱装置
（11） ケーシング
（12） 液管
（12a） 端部
（12b） 端部
（13） ガス管
（13a） 端部
（13b） 端部
（14） バイパス管
（19） ヒータ
（20） 第２電磁弁
（22） 第１電磁弁（電磁弁）
（32） 開閉制御部
（33） 逆サイクル加熱制御部
（34） 正サイクル加熱制御部
（35） 能力制御部
（43） 液配管
（44） ガス配管
（45） 圧縮機
（47） 室外熱交換器
（48） 膨張弁
（49） 室内熱交換器
（50） 冷媒回路
Claims (3)
- 圧縮機（45）と熱源側熱交換器（47）と膨張機構（48）と利用側熱交換器（49）とが順に接続されて成る冷媒循環の可逆な冷媒回路（50）と、
所定長さに形成されると共に液冷媒が流通するように構成された液管（12）と、所定長さに形成されると共にガス冷媒が流通するように構成されたガス管（13）と、上記液管（12）を流れる液冷媒を加熱するヒータ（19）と、上記液管（12）とガス管（13）とに接続されたバイパス管（14）と、該バイパス管（14）に設けられた開閉機構（22）とを備え、上記液管（12）とガス管（13）とヒータ（19）とバイパス管（14）とがケーシング（11）に収納されて１つのユニットに構成される一方、上記液管（12）及びガス管（13）の両端部（12a,12b,13a,13b）が上記冷媒回路（50）の液配管（43）及びガス配管（44）の途中に接続可能に構成された冷媒加熱装置（10）とを備え、
上記冷媒回路（50）の液配管（43）における膨張機構（48）と利用側熱交換器（49）との間に上記冷媒加熱装置（10）の液管（12）が接続されると共に、冷媒回路（50）のガス配管（44）における利用側熱交換器（49）と圧縮機（45）との間に上記冷媒加熱装置（10）のガス管（13）が接続される一方、
逆サイクルデフロスト運転時に冷媒加熱装置（10）のヒータ（19）を駆動して冷媒を加熱する逆サイクル加熱制御手段（33）と、
逆サイクルデフロスト運転時に開閉機構（22）を開く開閉制御手段（32）とが設けられている
ことを特徴とする空気調和装置。 - 圧縮機（45）と熱源側熱交換器（47）と膨張機構（48）と利用側熱交換器（49）とが順に接続されて成る冷媒循環の可逆な冷媒回路（50）と、
所定長さに形成されると共に液冷媒が流通するように構成された液管（12）と、所定長さに形成されると共にガス冷媒が流通するように構成されたガス管（13）と、上記液管（12）を流れる液冷媒を加熱するヒータ（19）と、上記液管（12）とガス管（13）とに接続されたバイパス管（14）と、上記液管（12）におけるバイパス管（14）の接続側の端部と該バイパス管（14）の接続部との間に設けられた第１開閉機構（20）と、上記バイパス管（14）に設けられた第２開閉機構（22）とを備え、上記液管（12）とガス管（13）とヒータ（19）とバイパス管（14）と第１開閉機構（20）と第２開閉機構（22）とがケーシング（11）に収納されて１つのユニットに構成される一方、上記液管（12）及びガス管（13）の両端部（12a,12b,13a,13b）が上記冷媒回路（50）の液配管（43）及びガス配管（44）の途中に接続可能に構成された冷媒加熱装置（10）とを備え、
上記冷媒回路（50）の液配管（43）における膨張機構（48）と利用側熱交換器（49）との間に上記冷媒加熱装置（10）の液管（12）が接続されると共に、冷媒回路（50）のガス配管（44）における利用側熱交換器（49）と圧縮機（45）との間に上記冷媒加熱装置（10）のガス管（13）が接続される一方、
逆サイクルデフロスト運転時に冷媒加熱装置（10）のヒータ（19）を駆動して冷媒を加熱する逆サイクル加熱制御手段（33）と、
逆サイクルデフロスト運転時に第１開閉機構（20）を閉じ、第２開閉機構（22）を開く開閉制御手段（32）が設けられている
ことを特徴とする空気調和装置。 - 請求項１又は請求項２において、
ヒータ（19）は、電磁誘導式ヒータである
ことを特徴とする空気調和装置。
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