JP2007051838A - 空気調和装置 - Google Patents

Abstract

【課題】暖房運転を継続して除霜運転を行う空気調和装置を提供する。
【解決手段】ヒートポンプ式冷凍サイクルの室内熱交換器３と減圧器４の間と圧縮機１の吸い込み側を連結する第１のバイパス回路６を設け、第１のバイパス回路６に、冷媒加熱用二方弁７、冷媒加熱器８、第１のバイパス回路の逆止弁３０を設け、この第１のバイパス回路の逆止弁を、二方弁と冷媒加熱器の間にもうける。さらに冷凍サイクルに連結された四方弁２と室内熱交換器３の間と減圧器４と室外熱交換器５の間を連結する第２のバイパス回路９を設け、第２のバイパス回路９に除霜用二方弁１０、第２のバイパス回路の逆止弁３１を設け、この第２のバイパス回路の逆止弁３１を除霜用二方弁と減圧器と室外熱交換器の交差する手前に設け、室外熱交換器５の除霜を行う際、第１のバイパス回路６の冷媒加熱用二方弁７と第２のバイパス回路９の除霜用二方弁１０を開放し暖房および除霜運転を行う。
【選択図】図３

Description

本発明は、ヒートポンプ運転による暖房運転時において、暖房を継続しながら室外熱交換器に付着した霜を除霜する除霜運転を行うことができる空気調和装置に関するものである。

従来、この種の空気調和装置は四方弁を切り換え、冷凍サイクルの冷媒を暖房時と逆方向に流す、即ち、冷房時と同じ冷媒の流動方向とし、室外熱交換器に高温高圧の冷媒を流して、熱交換器に付着した霜を融解する除霜方式を使用している。この除霜方式では、除霜時は室内側の熱交換器が蒸発器となるため、暖房が停止して温度が低下し冷風感を感じるという基本的課題があった。

一方この基本的課題への対策として、暖房継続しながら除霜運転する除霜方式として、冷凍サイクルに冷媒加熱器を有する冷媒加熱回路と除霜用回路を設け、冷媒加熱器によって加熱された冷媒を圧縮機を通った後、室内熱交換器を通る流れと除霜用回路を介して室外熱交換器に暖房時とは逆に流れ込む流れとに分岐し、室内熱交換器による室内暖房と室外熱交換器の除霜を同時に行うものがある（例えば、特許文献１参照）。

図６は、特許文献１に記載された従来の空気調和装置の冷凍サイクルの構成図を示すもので（ａ）は除霜運転状態、（ｂ）はその他の暖房及び冷房運転状態を示すものである。図６（ａ）（ｂ）に示すように、圧縮機１０１、四方弁１０２、室内熱交換器１１０、膨張機構１０５および室外熱交換器１０３を冷媒回路で連結してなるヒートポンプ式冷凍サイクルで、膨張機構１０５と室外熱交換器１０３の間と、圧縮機１０１の吸入側の間とを連結して冷媒加熱器１０４を有する冷媒加熱回路と、圧縮機１０１の吐出側と、室外熱交換器１０３と四方弁１０２の間とを連結する除霜用回路とを備え、室外熱交換器１０３の除霜を行う際、冷媒加熱器１０４によって加熱された冷媒が、圧縮機１０１を通った後、室内熱交換器１１０を通る流れと除霜用回路を介して室外熱交換器１０３を通る流れとに分岐され、これらの分岐した冷媒の流れが冷媒加熱回路の入口で合流し、再び冷媒加熱器１０４によって加熱されるように構成されている。

しかし、この冷凍サイクルの構成は、除霜運転を行う際に、除霜用回路内の二方弁１０９ａを開放にして、室外熱交換器１０３と四方弁１０２との間に圧縮機１０１の吐出冷媒が流れることになるため、圧縮機１０１吸入側に除霜するホットガス冷媒が流れないように二方弁１０６が必要となるが、二方弁１０６は圧縮機１０１の吸入側に連結され、冷房および暖房運転の圧損を低減するためには口径の大きな二方弁が必要となり、非常に高価な二方弁となってしまう。

また暖房運転から除霜運転に切り換える際には室外熱交換器１０３の冷媒の流れが逆転するため、除霜運転を行う前に室外熱交換器１０３に流れ込む冷媒を止めるため、この室外熱交換器１０３の入口に二方弁１０７が必要となる。

したがって、この冷凍サイクルでは４個もの二方弁が必要となり、複雑で高価な方式となる。

また除霜に供された後の冷媒と室内熱交換器１１０で放熱した後の冷媒が合流するため、合流箇所における冷媒圧力が除霜に供された後の冷媒の圧力よりも高ければ、室外熱交換器１０３に冷媒が逆流し、低ければ室内熱交換器１１０側に冷媒が流れることになり、
暖房しながら除霜運転を行うことが出来ない場合が発生する。

また、除霜に供された後の冷媒と室内熱交換器１１０で放熱した後の冷媒が合流するため、冷媒音が発生しやすく、冷媒合流部の圧力バランスの課題と冷媒音課題を解決するために冷媒合流器を必要とする場合が考えられる。

また、冷媒合流部では冷媒循環量が多くなり圧力損失が増加するため、その対策として配管の管径を大きくすることが必要となり、冷媒加熱器１０４が大型になってしまうという構造的課題もある。

さらに、冷房回路で運転すると冷媒加熱器１０４の配管内部は、低圧冷媒で安定して冷媒加熱器１０４の温度が低下することから冷媒加熱器１０４に結露する場合や二方弁１０８が故障で冷媒漏れを発生した場合でも冷媒加熱器に結露が発生して冷媒加熱器の信頼性、安全性に大きな問題がある。
この課題を解決する一対策案として、冷凍サイクルに冷媒加熱器を有する第１のバイパス回路と第２のバイパス回路を設け、冷媒加熱器によって加熱された冷媒を圧縮機を通った後、室内熱交換器を通る流れと第２のバイパス回路を介して直接に室外熱交換器を通る流れとに分岐し、室内熱交換器による室内暖房と室外熱交換器の除霜を同時に行うものがある。係る先行技術は、特願２００４−３１８９８５に記載されたもので未だ未公開であり、文献公知発明に係るものではない。

この対策案の空気調和装置は、図7に示すように圧縮機１、四方弁２、室内熱交換器３、減圧器４、室外熱交換器５を冷媒回路で連結されたヒートポンプ式冷凍サイクルで、室内熱交換器３と減圧器４の間と四方弁２と室外熱交換器５の間を連結する第１のバイパス回路を設け、第１のバイパス回路に二方弁７及び冷媒加熱器８を設け、さらに四方弁２と室内熱交換器３の間と、減圧器４と室外熱交換器５の間、または圧縮機１と四方弁２の間と、減圧器４と室外熱交換器５の間を連結する第２のバイパス回路を設け、第２のバイパス回路に二方弁１０を設け、室外熱交換器５の除霜を行う際、第１のバイパス回路の二方弁７を開放して冷媒加熱器８で加熱された冷媒を圧縮機１の吸入側に流す第１のバイパス運転と、第２のバイパス回路の二方弁１０を開放して室外熱交換器５に冷媒を通過させる第２のバイパス運転を行うことを特徴とするもので、暖房運転を継続しながら除霜運転ができる。
特開平１１−１８２９９４号公報

しかしながら、前記従来の構成では、暖房運転時には第１のバイパス回路には冷媒が二方弁から前記冷媒加熱器の方向に流れ、また第２のバイパス回路には冷媒が四方弁と前記室内熱交換器の間から前記減圧器と前記室外熱交換器の間への方向に流れるが、冷房時には高低圧が逆になるため第１のバイパス回路及び第２のバイパス回路を冷媒が逆に流れる可能性があり、逆圧に対し冷媒が漏れることや、冷媒圧力バランスに対する二方弁のビビリ動作が発生することから耐久性、信頼性の確保が要求されるという課題を有していた。

本発明は、前記従来の課題を解決するもので、冷凍サイクルが簡単なバイパス回路で構成でき、逆圧に対する冷媒漏れをすることなく冷媒音、圧力バランスの問題も発生しないという暖房運転を継続しながら除霜運転ができる空気調和装置を提供することを目的とする。

前記従来の課題を解決するために本発明の空気調和装置は、第１のバイパス回路の二方
弁と冷媒加熱器との間に逆止弁を設けたことを特徴としたものである。これにより、第１のバイパス回路に設けた逆止弁は、冷房運転時の二方弁のビビリ音をなくすことができる。また二方弁の漏れや低圧冷媒が冷媒加熱器に溜まることでの冷媒加熱器の結露発生をなくすことができるという問題を解決することなどを、簡単なバイパス回路で構成し、暖房運転を継続しながら除霜運転ができる空気調和装置を提供できる。

本発明の空気調和装置は、暖房運転を継続しながら、除霜を実施することができ、冷凍サイクルの信頼性と圧力バランスに対する二方弁の耐久性、信頼性を向上させ、外気温が低下しても室内の部屋の温度を低下させることなく冷風感を感じさせない暖房ができる空気調和装置を提供することができる。

第１の発明は、圧縮機、四方弁、室内熱交換器、減圧器、室外熱交換器を冷媒回路で連結したヒートポンプ式冷凍サイクルに連結する第１のバイパス回路を設け、前記第１のバイパス回路に冷媒加熱用二方弁と冷媒加熱器並びに冷媒加熱用逆止弁を設け前記逆止弁は前記冷媒加熱用二方弁から前記冷媒加熱器の方向に流れるように配設するとともに、前記冷凍サイクルに連結された前記圧縮機と前記四方弁の間と、前記減圧器と前記室外熱交換器の間を連結する第２のバイパス回路を設け、前記第２のバイパス回路に除霜用二方弁を配設した構成とし、前記室外熱交換器の除霜を行う際、前記第１のバイパス回路の冷媒加熱用二方弁を開放して冷媒加熱器で加熱された冷媒を前記圧縮機の吸入側に流す第１のバイパス運転と、前記第２のバイパス回路の除霜用二方弁を開放して前記室外熱交換器に冷媒を通過させる第２のバイパス運転を行うことにより暖房運転を継続しながら除霜を実施することができ、二方弁に常時逆圧がかからない様にするとともに冷房運転の圧力変動や逆圧における二方弁の冷媒漏れやビビリ音防止と耐久性、信頼性を向上させることができる。

第２の発明は、第１の発明の逆止弁の配置は、第１のバイパス回路の冷媒加熱用二方弁と冷媒加熱器の間に逆止弁を設け前記逆止弁は前記二方弁から前記冷媒加熱器の方向に流れるように配設することにより、冷房運転時に常時逆圧がかからない様にすることができる。

第３の発明は、冷凍サイクルに連結された前記四方弁と前記室内熱交換器の間と、前記減圧器と前記室外熱交換器の間、または前記冷凍サイクルに連結された前記圧縮機と前記四方弁の間と、前記減圧器と前記室外熱交換器の間を連結する第２のバイパス回路を設け、前記第２のバイパス回路に除霜用二方弁及び逆止弁を設けた構成とし、第２のバイパス回路に除霜用二方弁及び逆止弁を設け前記逆止弁は四方弁と室内熱交換器の間から減圧器と室外熱交換器の間への方向、または圧縮機と前記四方弁の間から減圧器と前記室外熱交換器の間への方向に流れるように配設した構成とし、前記室外熱交換器の除霜を行う際、前記第１のバイパス回路の冷媒加熱用二方弁を開放して冷媒加熱器で加熱された冷媒を前記圧縮機の吸入側に流す第１のバイパス運転と、前記第２のバイパス回路の除霜用二方弁を開放して前記室外熱交換器に冷媒を通過させる第２のバイパス運転を行うことにより暖房運転を継続しながら除霜を実施することができ、二方弁に常時逆圧がかからない様にするとともに冷房運転の圧力変動や逆圧における二方弁の冷媒漏れやビビリ音防止と耐久性、信頼性を向上させることができる。

第４の発明は、第３の発明の逆止弁の配置は、第２のバイパス回路の除霜用二方弁から減圧器と室外熱交換器に連結される間に配置して、減圧器と前記室外熱交換器の連結された方向へ冷媒が流れるように配設した構成とすることにより、冷房運転時に常時逆圧がかからない様にすることができる。

第５の発明は、圧縮機、四方弁、室内熱交換器、減圧器、室外熱交換器を冷媒回路で連結したヒートポンプ式冷凍サイクルと、この冷凍サイクルに連結された前記室内熱交換器と前記減圧器の間と前記四方弁と前記室外熱交換器の間を連結する第１のバイパス回路を設け、前記第１のバイパス回路に冷媒加熱用二方弁及び冷媒加熱器ならびに逆止弁を設けるとともに、第１のバイパス回路に設けた逆止弁を、前記第１のバイパス回路の冷媒加熱用二方弁と冷媒加熱器との間に、前記冷媒加熱用二方弁から前記冷媒加熱器の方向に流れるように設け、さらに前記冷凍サイクルに連結された前記四方弁と前記室内熱交換器の間と、前記減圧器と前記室外熱交換器の間、または前記冷凍サイクルに連結された前記圧縮機と前記四方弁の間と、前記減圧器と前記室外熱交換器の間を連結する第２のバイパス回路を設け、第２のバイパス回路に除霜用二方弁及び逆止弁を設けるとともに、前記逆止弁は第２のバイパス回路の除霜用二方弁から減圧器と室外熱交換器に連結される間に、四方弁と室内熱交換器の間から減圧器と室外熱交換器の間への方向、または圧縮機と前記四方弁の間から減圧器と前記室外熱交換器の間への方向に流れるように配設した構成とし、前記室外熱交換器の除霜を行う際、前記第１のバイパス回路の冷媒加熱用二方弁を開放して冷媒加熱器で加熱された冷媒を前記圧縮機の吸入側に流す第１のバイパス運転と、前記第２のバイパス回路の除霜用二方弁を開放して前記室外熱交換器に冷媒を通過させる第２のバイパス運転を行うことにより暖房運転を継続しながら除霜を実施することができ、二方弁に常時逆圧がかからない様にするとともに冷房運転の圧力変動や逆圧における二方弁の冷媒漏れやビビリ音防止と耐久性、信頼性を向上させることができる。

以下、本発明の実施の形態について、図面を参照しながら説明する。なお、この実施の形態によって本発明が限定されるものではない。
（実施の形態１）
図１は、本発明の第１の実施の形態における空気調和装置の構成図である。図１において、室外機２０には、圧縮機１、四方弁２、減圧器４、室外熱交換器５、第１のバイパス回路６、冷媒加熱用二方弁７、冷媒加熱器８、第１のバイパス回路の逆止弁３０、第２のバイパス回路９、除霜用二方弁１０、第２のバイパス回路の減圧器１１、第１のバイパス回路の減圧器１２、冷媒加熱ヒータ１３、冷媒通過管部１４、蓄熱部１５、室外送風機１９で配設されている。室内機１８には、室内熱交換器３、室内送風機１７が配設されている。ここでの減圧器４は、電磁膨張弁でもよい。

次に図４は、本願発明にかかる実施の形態１を示す制御ブロック図であり、図５は同制御が動作したときの挙動を示すタイムチャートである。図４では室外機側で除霜開始判断が除霜開始判断手段５０でなされ、除霜開始と判断された時に圧縮機運転手段５１、冷媒加熱用二方弁開閉手段５２、除霜用二方弁開閉手段５３、膨張弁開度可変手段５４、室外送風機運転手段５５、四方弁切り換え手段５６、加熱器ヒータ運転停止手段５７が図５に示す動作をすることにより除霜運転が行われる。

このとき室外機２０から除霜開始信号を室内機１８で除霜開始信号受信手段５８で受信して、除霜運転の判断より室内送風機運転手段５９で室内送風機１７を制御する。

図５に示すように、除霜開始の判断をすると、ステップ１のヒートポンプによる暖房運転からステップ２の冷媒加熱運転による暖房運転に移行する。このときに冷媒加熱用二方弁をＯＮして開方向に制御する。また加熱器ヒータをＯＮして冷媒加熱運転を行う。このとき膨張弁は閉塞運転かまたは閉塞に近い運転を行う。 また室外送風機は除霜中停止する。四方弁は、暖房を継続するため、暖房回路のままで除霜中も切り替えしない。また室内送風機は暖房を継続するので、停止することはない。次にステップ３で、除霜を行うために除霜用二方弁をＯＮして開方向に制御する。また圧縮機は、除霜用の運転周波数で運転する。

次にステップ４で除霜終了と共に除霜する前の動作に戻る。次にステップ５以降で通常のヒートポンプ暖房運転に復帰する。実施の形態１では圧縮機の運転周波数を変化させているが、一定速の圧縮機でも暖房を継続して除霜運転を行うことができる。

圧縮機、四方弁、室内熱交換器、減圧器、室外熱交換器を冷媒回路で連結したヒートポンプ式冷凍サイクルと、この冷凍サイクルに連結された前記室内熱交換器と前記減圧器の間と前記四方弁と前記室外熱交換器の間を連結する第１のバイパス回路を設け、前記第１のバイパス回路に冷媒加熱用二方弁と冷媒加熱器並びに逆止弁を設け、さらに前記冷凍サイクルに連結された前記四方弁と前記室内熱交換器の間と、前記減圧器と前記室外熱交換器の間、または前記冷凍サイクルに連結された前記圧縮機と前記四方弁の間と、前記減圧器と前記室外熱交換器の間を連結する第２のバイパス回路を設け、前記第２のバイパス回路に除霜用二方弁を配設した構成とし、前記室外熱交換器の除霜を行う際、前記第１のバイパス回路の冷媒加熱用二方弁を開放して冷媒加熱器で加熱された冷媒を前記圧縮機の吸入側に流す第１のバイパス運転と、前記第２のバイパス回路の除霜用二方弁を開放して前記室外熱交換器に冷媒を通過させる第２のバイパス運転を行うことを特徴とした構成をとる。

これによって、暖房を継続しながら,除霜運転を行うため、四方弁を切り換える時の冷媒音は発生しない。また除霜時に四方弁を切り換えないため、圧力変動が小さく、圧縮機のオイル変動も小さいことから圧縮機の信頼性の高い運転ができる。また、接続配管長が長くなる場合でも除霜回路が室外で行うため、配管長による除霜運転での圧縮機オイルレベルが下がることはなく長配管商品でも圧縮機の信頼性の高い運転ができる。また全体冷媒の一部を除霜用に利用するため、冷媒加熱部に極端に多くの冷媒が流れないことからコンパクトな冷媒加熱機で構成できる。また、冷房運転を行った場合でも、冷媒加熱器に高温高圧の冷媒ガスが滞留して、冷媒加熱機が結露を発生させることもない。

また、逆止弁の位置は冷媒加熱器と冷媒加熱用二方弁の間に配置されている。第１のバイパス回路に設けた逆止弁は、暖房運転時の圧力バランス変動による起動時の吸入脈動を減少させ冷媒加熱用二方弁のおどり音をなくし、また四方弁を切り替えて除霜運転をするとき冷媒加熱用二方弁が漏れていれば冷媒加熱器が冷えて結露の原因となることや冷媒加熱用二方弁の漏れや低圧冷媒が冷媒加熱器に溜まることでの冷媒加熱器の結露発生をなくすことができるという問題を解決することなど、冷凍サイクルが簡単なバイパス回路で構成でき、冷媒音、圧力バランスの問題も発生しない暖房運転を継続しながら除霜運転できる空気調和装置を提供できる。
また、本実施の形態では、第１のバイパス回路の一端を、四方弁と室外熱交換器の間に連結するものとしたが四方弁と圧縮機の吸入側の間に連結するものとしてもよい
（実施の形態２）
次に実施の形態２について図２を用いて説明する。図２は、本発明の第２の実施の形態における空気調和装置の構成図である。同図において、室外機２０には、圧縮機１、四方弁２、減圧器４、室外熱交換器５、第１のバイパス回路６、冷媒加熱用二方弁７、冷媒加熱器８、第２のバイパス回路９、除霜用二方弁１０、第２のバイパス回路の減圧機１１、第２のバイパス回路の逆止弁３１、第１のバイパス回路の減圧機１２、冷媒加熱ヒータ１３、冷媒通過管部１４、蓄熱部１５、逆止弁１６、室外送風機１９で配設されている。室内機１８には、室内熱交換器３、室内送風機１７が配設されている。ここでの減圧器４は、電磁膨張弁でもよい。圧縮機、四方弁、室内熱交換器、減圧器、室外熱交換器を冷媒回路で連結したヒートポンプ式冷凍サイクルと、この冷凍サイクルに連結された前記室内熱交換器と前記減圧器の間と前記四方弁と前記室外熱交換器の間を連結する第１のバイパス回路を設け、前記第１のバイパス回路に二方弁と冷媒加熱器並びに逆止弁を設け、さらに前記冷凍サイクルに連結された前記四方弁と前記室内熱交換器の間と、前記減圧器と前記
室外熱交換器の間、または前記冷凍サイクルに連結された前記圧縮機と前記四方弁の間と、前記減圧器と前記室外熱交換器の間を連結する第２のバイパス回路を設け、前記第２のバイパス回路に二方弁及び逆止弁を設け室外熱交換器の除霜を行う際、前記第１のバイパス回路の二方弁を開放して冷媒加熱器で加熱された冷媒を前記圧縮機の吸入側に流す第１のバイパス運転と、前記第２のバイパス回路の二方弁を開放して前記室外熱交換器に冷媒を通過させる第２のバイパス運転を行うことを特徴とした構成をとる。

これによって、暖房を継続しながら,除霜運転を行うため、四方弁を切り換える時の冷媒音は発生しない。また除霜時に四方弁を切り換えないため、圧力変動が小さく、圧縮機のオイル変動も小さいことから圧縮機の信頼性の高い運転ができる。また、接続配管長が長くなる場合でも除霜回路が室外で行うため、配管長による除霜運転での圧縮機オイルレベルが下がることはなく長配管商品でも圧縮機の信頼性の高い運転ができる。また全体冷媒の一部を除霜用に利用するため、冷媒加熱部に極端に多くの冷媒が流れないことからコンパクトな冷媒加熱機で構成できる。また、冷房運転を行った場合でも、冷媒加熱器に高温高圧の冷媒ガスが滞留して、冷媒加熱機が結露を発生させることもない。

また、逆止弁の位置は、第２のバイパス回路の二方弁から減圧器と室外熱交換器に連結される間に配置されている。また第２のバイパス回路に設けた逆止弁は、減圧器と前記室外熱交換器の連結された方向へ冷媒が流れるように配設した構成とし、暖房運転時の圧力バランス変動による起動時の吐出脈動を減少させ二方弁の踊り音をなくし、冷房運転時の圧力バランス変動による吸入脈動を減少させ二方弁の踊り音をなくすにことを特徴とした構成をとり、冷媒圧力バランスに対する耐久性、信頼性の確保が要求されるという二方弁保護の為常時二方弁に逆圧がかからない逆止弁の位置を決定し、冷媒音、圧力バランスの問題も発生しない安定した空気調和装置を提供することができることを特徴とした構成をとる。

また、本実施の形態では、第１のバイパス回路の一端を、四方弁と室外熱交換器の間に連結するものとしたが四方弁と圧縮機の吸入側の間に連結するものとしてもよい
（実施の形態３）
次に実施の形態３について図３を用いて説明する。図３において、室外機２０には、圧縮機１、四方弁２、減圧器４、室外熱交換器５、第１のバイパス回路６、冷媒加熱用二方弁７、冷媒加熱器８、第１のバイパス回路の逆止弁３０、第２のバイパス回路９、除霜用二方弁１０、第２のバイパス回路の減圧器１１、第２のバイパス回路の逆止弁３１、第１のバイパス回路の減圧器１２、冷媒加熱ヒータ１３、冷媒通過管部１４、蓄熱部１５、室外送風機１９で配設されている。室内機１８には、室内熱交換器３、室内送風機１７が配設されている。ここでの減圧器４は、電磁膨張弁でもよい。

図１において、室外機２０には、圧縮機１、四方弁２、減圧器４、室外熱交換器５、第１のバイパス回路６、冷媒加熱
圧縮機、四方弁、室内熱交換器、減圧器、室外熱交換器を冷媒回路で連結したヒートポンプ式冷凍サイクルと、この冷凍サイクルに連結された前記室内熱交換器と前記減圧器の間と前記四方弁と前記室外熱交換器の間を連結する第１のバイパス回路を設け、前記第１のバイパス回路に二方弁と冷媒加熱器並びに逆止弁を設け、さらに前記冷凍サイクルに連結された前記四方弁と前記室内熱交換器の間と、前記減圧器と前記室外熱交換器の間、または前記冷凍サイクルに連結された前記圧縮機と前記四方弁の間と、前記減圧器と前記室外熱交換器の間を連結する第２のバイパス回路を設け、前記第２のバイパス回路に二方弁及び逆止弁を設け室外熱交換器の除霜を行う際、前記第１のバイパス回路の二方弁を開放して冷媒加熱器で加熱された冷媒を前記圧縮機の吸入側に流す第１のバイパス運転と、前記第２のバイパス回路の二方弁を開放して前記室外熱交換器に冷媒を通過させる第２のバイパス運転を行うことを特徴とした構成をとる。

これによって、暖房を継続しながら,除霜運転を行うため、四方弁を切り換える時の冷媒音は発生しない。また除霜時に四方弁を切り換えないため、圧力変動が小さく、圧縮機のオイル変動も小さいことから圧縮機の信頼性の高い運転ができる。また、接続配管長が長くなる場合でも除霜回路が室外で行うため、配管長による除霜運転での圧縮機オイルレベルが下がることはなく長配管商品でも圧縮機の信頼性の高い運転ができる。また全体冷媒の一部を除霜用に利用するため、冷媒加熱部に極端に多くの冷媒が流れないことからコンパクトな冷媒加熱機で構成できる。また、冷房運転を行った場合でも、冷媒加熱器に高温高圧の冷媒ガスが滞留して、冷媒加熱機が結露を発生させることもない。

また、逆止弁の位置は、第１のバイパス回路の冷媒加熱器と冷媒加熱用二方弁の間及び第２のバイパス回路の除霜用二方弁から減圧器と室外熱交換器に連結される間に配置されている。

第１のバイパス回路に設けた逆止弁は、暖房運転時の圧力バランス変動による起動時の吸入脈動を減少させ冷媒加熱用二方弁のおどり音をなくし、また四方弁を切り替えて除霜運転をするとき冷媒加熱用二方弁が漏れていれば冷媒加熱器が冷えて結露の原因となることや冷媒加熱用二方弁の漏れや低圧冷媒が冷媒加熱器に溜まることでの冷媒加熱器の結露発生をなくすことができるという問題を解決することなど、冷凍サイクルが簡単なバイパス回路で構成でき、冷媒音、圧力バランスの問題も発生しない暖房運転を継続しながら除霜運転できる空気調和装置を提供できる。

また第２のバイパス回路に設けた逆止弁は、減圧器と前記室外熱交換器の連結された方向へ冷媒が流れるように配設した構成とし、暖房運転時の圧力バランス変動による起動時の吐出脈動を減少させ二方弁の踊り音をなくし、冷房運転時の圧力バランス変動による吸入脈動を減少させ二方弁の踊り音をなくすにことを特徴とした構成をとり、冷媒圧力バランスに対する耐久性、信頼性の確保が要求されるという二方弁保護の為常時二方弁に逆圧がかからない逆止弁の位置を決定し、冷媒音、圧力バランスの問題も発生しない安定した空気調和装置を提供することができることを特徴とした構成をとる。

また、本実施の形態では、第１のバイパス回路の一端を、四方弁と室外熱交換器の間に連結するものとしたが四方弁と圧縮機の吸入側の間に連結するものとしてもよい

以上のように本発明の空気調和装置は暖房運転しながら、除霜運転を実施できるので、室外温度が非常に低温の寒冷地での空気調和装置にも適用できる。

本発明の実施の形態１における空気調和装置の構成図 本発明の実施の形態２における空気調和装置の構成図 本発明の実施の形態３における空気調和装置の構成図 本発明の実施の形態１における制御ブロック図 本発明の実施の形態１における制御タイムチャート 従来の空気調和装置の構成図 従来の空気調和装置の構成図

符号の説明

１ 圧縮機
２ 四方弁
３ 室内熱交換器
４ 減圧器
５ 室外熱交換器
６ 第１のバイパス回路
７ 冷媒加熱用二方弁
８ 加熱器
９ 第２のバイパス回路
１０ 除霜用二方弁
１１ 除霜用減圧器
１２ 冷媒加熱用減圧器
１３ 加熱器ヒータ
１４ 冷媒通過管部
１５ 蓄熱部
１７ 室内送風機
１８ 室内機
１９ 室外送風機
２０ 室外機
３０ 第１のバイパス回路の逆止弁
３１ 第２のバイパス回路の逆止弁

Claims (5)

1. 圧縮機、四方弁、室内熱交換器、減圧器、室外熱交換器を冷媒回路で連結したヒートポンプ式冷凍サイクルと、この冷凍サイクルに連結された前記室内熱交換器と前記減圧器の間と前記四方弁と前記室外熱交換器の間を連結する第１のバイパス回路を設け、前記第１のバイパス回路に冷媒加熱用二方弁と冷媒加熱器並びに逆止弁を設け前記逆止弁は前記二方弁から前記冷媒加熱器の方向に流れるように配設するとともに、さらに前記冷凍サイクルに連結された前記四方弁と前記室内熱交換器の間と、前記減圧器と前記室外熱交換器の間、または前記冷凍サイクルに連結された前記圧縮機と前記四方弁の間と、前記減圧器と前記室外熱交換器の間を連結する第２のバイパス回路を設け、前記第２のバイパス回路に除霜用二方弁を配設した構成とし、前記室外熱交換器の除霜を行う際、前記第１のバイパス回路の冷媒加熱用二方弁を開放して冷媒加熱器で加熱された冷媒を前記圧縮機の吸入側に流す第１のバイパス運転と、前記第２のバイパス回路の除霜用二方弁を開放して前記室外熱交換器に冷媒を通過させる第２のバイパス運転を行うことを特徴とした空気調和装置。
2. 第１のバイパス回路に設けた逆止弁は、前記第１のバイパス回路の冷媒加熱用二方弁と冷媒加熱器との間に設けることを特徴とした請求項１に記載の空気調和装置。
3. 圧縮機、四方弁、室内熱交換器、減圧器、室外熱交換器を冷媒回路で連結したヒートポンプ式冷凍サイクルと、この冷凍サイクルに連結された前記室内熱交換器と前記減圧器の間と前記四方弁と前記室外熱交換器の間を連結する第１のバイパス回路を設け、前記第１のバイパス回路に冷媒加熱用二方弁及び冷媒加熱器を設けるとともに、さらに前記冷凍サイクルに連結された前記四方弁と前記室内熱交換器の間と、前記減圧器と前記室外熱交換器の間、または前記冷凍サイクルに連結された前記圧縮機と前記四方弁の間と、前記減圧器と前記室外熱交換器の間を連結する第２のバイパス回路を設け、前記第２のバイパス回路に除霜用二方弁及び逆止弁を設け前記逆止弁は前記四方弁と前記室内熱交換器の間から前記減圧器と前記室外熱交換器の間への方向、または前記圧縮機と前記四方弁の間から前記減圧器と前記室外熱交換器の間への方向に流れるように配設した構成とし、前記室外熱交換器の除霜を行う際、前記第１のバイパス回路の冷媒加熱用二方弁を開放して冷媒加熱器で加熱された冷媒を前記圧縮機の吸入側に流す第１のバイパス運転と、前記第２のバイパス回路の除霜用二方弁を開放して前記室外熱交換器に冷媒を通過させる第２のバイパス運転を行うことを特徴とした空気調和装置。
4. 第２のバイパス回路に設けた逆止弁は、第２のバイパス回路の除霜用二方弁から減圧器と室外熱交換器に連結される間に配置することを特徴とした請求項３に記載の空気調和装置。
5. 第２のバイパス回路の除霜用二方弁から減圧器と室外熱交換器に連結される間に、四方弁と前記室内熱交換器の間から前記減圧器と前記室外熱交換器の間への方向、または前記圧縮機と前記四方弁の間から前記減圧器と前記室外熱交換器の間への方向に流れるように除霜用二方弁を配置することを特徴とした請求項２に記載の空気調和装置。

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