JP2007278536A - 空気調和機 - Google Patents

Abstract

【課題】極低温条件でも暖房性能を維持できかつ運転停止時に違和感なく除霜処理できる空気調和機を提供すること。
【解決手段】少なくとも圧縮機１、四方弁２、室内熱交換器３、減圧器４、室外熱交換器５を冷媒回路で連結したヒートポンプ式冷凍サイクルに、冷媒加熱器８を有するバイパス回路を設け、暖房運転終了時には冷媒加熱器８にて過熱された冷媒を室外熱交換器５に流すことで四方弁２を切換えることなく室外熱交換器５の除霜を行ったあと、停止する空気調和機であって、通常除霜時と停止時除霜時と圧縮機１の運転周波数を別にすることにより、冷媒音や四方弁２の切換音による違和感・不快感を使用者に与えることなく、また、室内温度の低下に伴う冷風感を使用者に感じさせずに、室外熱交換器５の除霜を十分行うことができる。
【選択図】図１

Description

本発明は室外熱交換器に付着した霜を除霜する除霜運転を行う空気調和機に関するものである。

従来、この種の空気調和機は暖房運転停止時には四方弁を切換え、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室外熱交換器に付着した霜を融解する除霜方式で、除霜運転を行った後、空気調和機の運転を停止するようにしている。これによって、特に夜間の暖房運転停止時にも除霜を十分行ってから停止できるので、翌朝の暖房運転開始時に着霜による能力不足を防止することができる（例えば、特許文献１参照）。

一方、この種の除霜方式では、除霜時は室内側の熱交換器が蒸発器となるため、室内の部屋の温度が低下して冷風感を感じるという基本的課題があり、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２参照）。

図９は、特許文献２に記載された従来の空気調和機の冷凍サイクルの構成図を示すものである。図９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。

以上の従来の発明から、暖房運転後に、室内温度の低下に伴う冷風感を感じさせずに、室外熱交換器の除霜を十分行ってから停止できるので、翌朝の暖房運転開始時に着霜による能力不足を防止することができる。また、四方弁を切換えることなく除霜運転することで、切換音による違和感・不快感を与えることがない。
特開昭６１−１７８７０号公報 特開平１１−１８２９９４号公報

しかしながら、前記従来の構成では、暖房運転停止中にも関わらず、圧縮機を稼働して除霜していることから、冷媒音が発生し、使用者に違和感や不快感を与えることがあ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、使用者に違和感や不快感を与えることなく、また、室内温度の低下に伴う冷風感を感じさせずに、室外熱交換器の除霜を十分行う空気調和機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、本発明の空気調和機は、少なくとも圧縮機、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、冷媒加熱器を有するバイパス回路を設け、暖房運転終了時には前記冷媒加熱器にて過熱された冷媒を前記室外熱交換器に流すことで前記四方弁を切換えることなく前記室外熱交換器の除霜を行ったあと、停止する空気調和機であって、通常除霜時と停止時除霜時と圧縮機運転周波数を別にしたものである。

これによって、暖房運転終了時には冷媒加熱器にて過熱された冷媒を室外熱交換器に流すことで四方弁を切換えることなく除霜を行え、また通常除霜時と停止時除霜時と圧縮機運転周波数を別にすることで、冷媒音や四方弁の切換音による違和感・不快感を使用者に与えることなく、また、室内温度の低下に伴う冷風感を感じさせずに、室外熱交換器の除霜を十分行うことができる。

また、本発明の空気調和機は、冷凍サイクルに連結された室内熱交換器と減圧器の間と四方弁と室外熱交換器の間を連結する第１のバイパス回路に二方弁及び冷媒加熱器を設け、さらに冷凍サイクルに連結された四方弁と室内熱交換器の間と、減圧器と室外熱交換器の間、または冷凍サイクルに連結された圧縮機と四方弁の間と、減圧器と室外熱交換器の間を連結する第２のバイパス回路に二方弁を設け、室外熱交換器の除霜を行う際、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圧縮機の吸入側に流す第１のバイパス運転と、第２のバイパス回路の二方弁を開放して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構成としたものである。

これによって、圧縮機の吐出冷媒が圧縮機吸入側に流れたり、暖房運転から除霜運転に切換える際に室外熱交換器の冷媒の流れが逆転したりしない構成なので、高価な二方弁を必要とせず、簡単なバイパス回路で構成でき、冷媒加熱器に流入する冷媒循環量が多くならないので大型化する必要もなく、冷媒音、圧力バランスの問題も発生せず、室内温度の低下に伴う冷気を感じさせない、安定した除霜運転を実施できる。

本発明の空気調和機は、使用者に違和感や不快感を与えることなく、また、室内温度の低下に伴う冷風感を感じさせずに、安定した除霜運転を実施でき、次回運転開始より十分な暖房運転を行うことができるので、使用者に快適な空調環境をより安価に安定して提供することができる。

第１の発明は少なくとも圧縮機、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、冷媒加熱器を有するバイパス回路を設け、暖房運転終了時には冷媒加熱器にて過熱された冷媒を室外熱交換器に流すことで四方弁を切換えることなく室外熱交換器の除霜を行ったあと、停止する空気調和機であって、通常除霜時と停止時除霜時と圧縮機運転周波数を別にすることにより、冷媒音や四方弁の切換音による違和感・不快感を使用者に与えることなく、また、室内温度の低下に伴う冷風感を感じさせずに、室外熱交換器の除霜を十分行うことができる。

第２の発明は、特に、第１の発明のバイパス回路を、冷凍サイクルに連結された室内熱交換器と減圧器の間と四方弁と室外熱交換器の間を連結する第１のバイパス回路に二方弁及び冷媒加熱器を設け、さらに冷凍サイクルに連結された四方弁と室内熱交換器の間と、減圧器と室外熱交換器の間、または冷凍サイクルに連結された圧縮機と四方弁の間と、減圧器と室外熱交換器の間を連結する第２のバイパス回路に二方弁を設けた構成とし、室外
熱交換器の除霜を行う際、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圧縮機の吸入側に流す第１のバイパス運転と、第２のバイパス回路の二方弁を開放して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、圧縮機の吐出冷媒が圧縮機吸入側に流れたり、暖房運転から除霜運転に切換える際に室外熱交換器の冷媒の流れが逆転したりしない構成なので、高価な二方弁を必要とせず、簡単なバイパス回路で構成でき、冷媒加熱器に流入する冷媒循環量が多くならないので大型化する必要もなく、冷媒音、圧力バランスの問題も発生せず、室内温度の低下に伴う冷気を感じさせない、安定した除霜運転を実施できる。

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器で構成できる。

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、冷媒加熱器は常に雰囲気の露点温度以上に保たれるため、冷媒加熱器に結露が発生することもない。

第３の発明は、特に、第１または第２の発明の冷凍サイクルの室内熱交換器への冷媒回路を、暖房運転終了時に除霜する場合、遮断することにより、圧縮機からの高圧吐出冷媒と冷媒加熱器双方によるエネルギーを全て室外機除霜に使用することができて除霜運転の短縮ができる。

第４の発明は、特に、第３の発明の第２のバイパス回路の二方弁をも閉塞することにより、第２のバイパス回路へ冷媒が流れないのでその分熱量が浪費されず、より効率よく室外機除霜をすることができる。

第５の発明は、特に、第３の発明の第１のバイパス回路の二方弁をも閉塞することにより、第１のバイパス回路へ冷媒が流れないのでその分熱量が浪費されず、また、冷媒加熱器を使わず、圧縮機からの高圧吐出冷媒による熱エネルギーだけで除霜するので、より省エネルギーで室外機除霜をすることができる。

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機の代表構成図を示すものである。

図１において、室外機２０は、圧縮機１、四方弁２、減圧器４、室外熱交換器５、室外送風機１９から構成されている。ここでの減圧器４は、電磁膨張弁でもよい。

また、室内機１８は、室内熱交換器３、室内送風機１７から構成されている。

更に室外機２０には第１のバイパス回路６及び第２のバイパス回路９が具備されている。第１のバイパス回路６は、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の間を連結しており、冷媒加熱用二方弁７、冷媒加熱用減圧器１２、冷媒加熱ヒータ１３と冷媒通過管部１４と蓄熱部１５とからなる冷媒加熱器８を有している。

第２のバイパス回路９は、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の間を連結しており、除霜用二方弁１０、除霜用減圧器１１を有している。第２のバイパス回路９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の間を連結してもよい。

通常の暖房運転において、冷媒加熱用二方弁７及び除霜用二方弁１０は閉じており、第１のバイパス回路６及び第２のバイパス回路９を冷媒は流れず、圧縮機１で圧縮された冷媒は四方弁２を通って、室内熱交換器３で凝縮されて室内空気に放熱する。更に減圧器４で減圧されて室外熱交換器５で蒸発して、室外空気から熱量を取り込み、再び圧縮機１に戻り、圧縮されるという冷凍サイクルを繰り返し、室内を暖房するものである。

しかし、室外気温が零下など非常に低い場合、室外熱交換器５に霜が付着し、室外空気との熱交換効率が低下し、暖房能力が落ちてしまうため、除霜する必要がある。

特に、冬季の夜間暖房運転停止時に、除霜が十分できていない状態であった場合、翌朝の暖房運転開始に際しては、前夜の除霜が十分でないために或いは暖房運転開始直後に除霜運転が開始されるために、暖房能力が不十分で更に立上り速度が遅くなることで、特に暖房能力と立上り速度が必要とされる冬季早朝の暖房開始時に使用者の要望に応えられないこととなるので、室外熱交換器の除霜が必要となる。

図２は、本発明の第１の実施の形態における制御ブロック図、図３は、本発明の第１の実施の形態における制御のタイムチャートを示すものである。

図２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、四方弁切換え手段５６、加熱器ヒータ運転停止手段５７が各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からの除霜開始信号を室内機１８の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３に示すように、暖房運転終了時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除霜運転に移行する。本実施の形態では、暖房運転終了毎に除霜を行うようにしているが、室外熱交換器の温度等に応じて除霜開始の判断条件を設定してもよい。

ステップ２ではまず、冷媒加熱用二方弁７をＯＮして開方向に制御し、また冷媒加熱ヒータ１３をＯＮして第１のバイパス回路６を導通させ、冷媒加熱運転を行う。このとき減圧器４である膨張弁は閉塞運転かまたは閉塞に近い運転を行う。

従って、室内熱交換器３で凝縮された冷媒は、大半が第１のバイパス回路６に流れ、冷媒加熱用二方弁７、冷媒加熱用減圧器１２を通って冷媒加熱器８内の冷媒通過管部１４を通り、冷媒加熱ヒータ１３によって加熱される。

また、第１のバイパス回路６を通らずに室外熱交換器５に流れた僅かな冷媒は、四方弁２の手前で再び第１のバイパス回路６で加熱された冷媒と合流する。四方弁２は、暖房回路のままで除霜中も切換えしないので、冷媒は、四方弁２を通り、圧縮機１で圧縮される。

圧縮機１の運転周波数はステップ１でのＨｚｂ１からステップ２ではＨｚｂ２へ変更する。Ｈｚｂ１とＨｚｂ２は同じ周波数でも構わない。

また、室内送風機１７は停止する。これにより、室内熱交換器３での熱交換量は減少し、より多くの熱量を室外熱交換器５の除霜に利用することができ、また暖房運転停止であることから使用者に不要な違和感を抱かせず、除霜運転を行うことができる。

尚、室内送風機１７は停止中であることに違和感をもたせないような微少回転で運転継続してもよい。これにより、室内熱交換器３温度の上昇を和らげ熱膨張によるきしみ音の発生を防止するとともに、圧縮機１の吸入圧力を下げる効果があり、そのことにより高周波数高吸入圧力運転を避け圧縮機信頼性向上を図ることができる。

次にステップ３で、室外熱交換器５の除霜を行うために除霜用二方弁１０をＯＮして開方向に制御し、第２のバイパス回路９を導通させる。また圧縮機１は、除霜用の運転周波数Ｈｚｂ３で運転する。また室外送風機１９はＯＦＦ（停止）させる。

これにより、圧縮機１で室外熱交換器５の除霜に十分な状態に圧縮された冷媒は、一部が第２のバイパス回路９に流れ込み、除霜用二方弁１０、除霜用減圧器１１を通り、室外熱交換器５に入る。冷媒は室外熱交換器５の除霜に十分な状態に圧縮されており、更に室外送風機１９は停止しているので、冷媒は室外空気とほとんど熱交換されず、従って、室外熱交換器５の除霜のためにその熱量が使用される。

以上のステップによって、室内温度の低下に伴う冷風感を感じさせずに安定した除霜運転を実施し、室外熱交換器５の除霜終了に続いてステップ４では室外熱交換器除霜中に蓄熱した熱を放熱して、室外送風機１９周辺の氷霜の溶解運転を行う。

ステップ４は、冷媒加熱用二方弁７ＯＮの開放運転、冷媒加熱ヒータ１３ＯＮの冷媒加熱運転かつ減圧器４である膨張弁は閉塞運転かまたは閉塞に近い運転、即ち第１のバイパス回路６を導通したままで、除霜用二方弁１０はＯＦＦの閉制御で第２のバイパス回路９を遮断、圧縮機１を運転周波数Ｈｚｂ４に変更して室外送風機１９を運転させる、ステップ２と同様の制御とする。圧縮機１のを運転周波数Ｈｚｂ４は除霜前の運転周波数Ｈｚｂ２と同じでもよく、その場合はステップ２と全く同じ制御となる。

従って、室内熱交換器３で凝縮された冷媒は、大半が第１のバイパス回路６に流れ、冷媒加熱用二方弁７、冷媒加熱用減圧器１２を通って冷媒加熱器８内の冷媒通過管部１４を通り、冷媒加熱ヒータ１３によって加熱される。

また、第１のバイパス回路６を通らずに室外熱交換器５に流れた僅かな冷媒は、まだ十分な熱量を持っており、更に除霜の際に室外熱交換器５に蓄熱された熱量が十分残っているので、それらの熱量が室外送風機１９に熱伝達され、室外送風機１９周辺の氷霜が溶解される。

その後、室外熱交換器５を通った冷媒は、四方弁２の手前で再び第１のバイパス回路６で加熱された冷媒と合流し、四方弁２を通り、圧縮機１で圧縮される。

尚、本実施の形態では、室内送風機１７は停止のままであるが、停止中であることに違和感をもたせないような微少回転で運転してもよい。これにより、室内熱交換器３温度の上昇を和らげ熱膨張によるきしみ音の発生を防止するとともに、圧縮機１の吸入圧力を下げる効果により高周波数高吸入圧力運転を避け圧縮機信頼性向上を図ることができる。

以上のステップ２〜４により、室外熱交換器５の除霜、室外送風機１９周辺の氷霜の溶解が完了し、次にステップ５で一旦、通常のヒートポンプ暖房運転に戻して圧縮機１の運転周波数をＨｚｂ５に変更して圧縮機１の停止準備に入り、ステップ６で圧縮機１、室外送風機１９、室内送風機１７の運転を停止する（圧縮機の運転周波数Ｈｚｂ６を０とする）。尚、この通常のヒートポンプ暖房運転に一旦復帰するステップ５は省略してもよい。

図４は、本発明の第１の実施の形態における通常除霜時と停止時除霜時の各ステップでの圧縮機運転周波数の対比図である。

図４に示すように、通常除霜時の圧縮機運転周波数Ｈｚａと停止時除霜時の圧縮機運転周波数Ｈｚｂを区別することで、停止時除霜中の冷媒音を低減することができる。

尚、通常除霜時と停止時除霜時とを圧縮機運転周波数以外の条件、たとえば除霜時間や除霜終了条件を変更しても同様の効果が得られる。

また、特許文献２に記載された従来の空気調和機の冷凍サイクルの構成を利用する場合、制御等は特許文献２に記載されているので省略するが、それぞれのステップにおける圧縮機周波数を、通常除霜時と停止時除霜時とで異なるものとすればよい。

以上のように、本実施の形態においてはヒートポンプ式冷凍サイクルに、冷媒加熱器を有するバイパス回路を設け、暖房運転終了時には前記冷媒加熱器にて過熱された冷媒を前記室外熱交換器に流すことで前記四方弁を切換えることなく前記室外熱交換器の除霜を行ったあと、停止する空気調和機であって、通常除霜時と停止時除霜時と圧縮機運転周波数を別にすることにより、使用者に違和感や不快感を与えることなく、また、室内温度の低下に伴う冷風感を感じさせずに、室外熱交換器の除霜を十分行うことができる。

また、特に、バイパス回路を、冷凍サイクルに連結された室内熱交換器と減圧器の間と四方弁と室外熱交換器の間を連結する第１のバイパス回路に二方弁及び冷媒加熱器を設け、さらに冷凍サイクルに連結された四方弁と室内熱交換器の間と、減圧器と室外熱交換器の間、または冷凍サイクルに連結された圧縮機と四方弁の間と、減圧器と室外熱交換器の間を連結する第２のバイパス回路に二方弁を設けた構成とし、室外熱交換器の除霜を行う際、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圧縮機の吸入側に流す第１のバイパス運転と、第２のバイパス回路の二方弁を開放して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、圧縮機の吐出冷媒が圧縮機吸入側に流れたり、暖房運転から除霜運転に切換える際に室外熱交換器の冷媒の流れが逆転したりしない構成なので、高価な二方弁を必要とせず、簡単なバイパス回路で構成でき、冷媒加熱器に流入する冷媒循環量が多くならないので大型化する必要もなく、冷媒音、圧力バランスの問題も発生せず、室内温度の低下に伴う冷気を感じさせない、安定した除霜運転を実施できる。

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器で構成できる。

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、冷媒加熱器は常に雰囲気の露点温度以上に保たれるため、冷媒加熱器に結露が発生することもない。

（実施の形態２）
図５、図６、図７、図８は、本発明の第２の実施の形態の空気調和機の代表構成図である。

図５は図９と、図６、図７、図８は図１と同じ構成であり、前述したとおりであるが、実線で表した回路で矢印の方向に冷媒が流通するものである。

図５において、暖房運転終了時に除霜する場合、二方弁２１、２２を閉じて室内熱交換器１１０への冷媒回路を遮断することで、冷媒加熱器１０４によって加熱された冷媒は圧縮機１０１を通った後、全て除霜用回路を介して室外熱交換器１０３を通り、除霜を行った後、再び冷媒加熱器１０４によって加熱されるので、圧縮機１０１からの高圧吐出冷媒と冷媒加熱器１０４双方によるエネルギーを全て室外機除霜に使用することができて除霜運転の短縮ができる。

同様に図６において、暖房運転終了時に除霜する場合、二方弁２１、２２を閉じて室内熱交換器３への冷媒回路を遮断することで、圧縮機１で圧縮された冷媒は、全て第２のバイパス回路９に流れ込み、除霜用二方弁１０、除霜用減圧器１１を通り、第１のバイパス回路６を通る流れと室外熱交換器５を通る流れとに分岐され、室外熱交換器５で除霜を行った後、四方弁２の手前で再び第１のバイパス回路６で加熱された冷媒と合流し、四方弁２を通り、圧縮機１で圧縮される。即ち、圧縮機１からの高圧吐出冷媒と冷媒加熱器８双方によるエネルギーを全て室外機除霜に使用することができて除霜運転の短縮ができる。

また、圧縮機１で室外熱交換器５の除霜に十分な状態に冷媒を圧縮している時には、冷媒加熱器８の冷媒加熱ヒータ１３はＯＦＦとして、省エネ運転を行ってもよい。

更に、図７において、暖房運転終了時に除霜する場合、二方弁２１、２２、第２のバイパス回路９の除霜用二方弁１０を閉じて室内熱交換器３への冷媒回路、第２のバイパス回路９を遮断することで、圧縮機１を停止し、第１のバイパス回路６で加熱された冷媒は全て室外熱交換器５に流れ込み、室外熱交換器５で除霜を行った後、再び第１のバイパス回路６で加熱される。従って、第２のバイパス回路９へ冷媒が流れないので、その分熱量が浪費されず、より効率よく室外機除霜をすることができる。

また、図８において、暖房運転終了時に除霜する場合、二方弁２１、２２、第１のバイパス回路６の冷媒加熱用二方弁７を閉じて室内熱交換器３への冷媒回路、第１のバイパス回路６を遮断することで、冷媒加熱器８の冷媒加熱ヒータ１３はＯＦＦとし、圧縮機１で室外熱交換器５の除霜に十分な状態に圧縮された冷媒は、全て第２のバイパス回路９の除霜用二方弁１０、除霜用減圧器１１を通って、室外熱交換器５に流れ込み、室外熱交換器５で除霜を行った後、再び、圧縮機１で圧縮される。従って、圧縮機１からの高圧吐出冷媒だけで室外機除霜でき、第１のバイパス回路６での熱量浪費がないので、省エネ運転となる。

以上のように、本実施の形態においては暖房運転終了時に除霜する場合、冷凍サイクルの室内熱交換器への冷媒回路を遮断することにより、圧縮機からの高圧吐出冷媒と冷媒加熱器双方によるエネルギーを全て室外機除霜に使用することができて除霜運転の短縮ができる。

また、第２のバイパス回路の二方弁をも閉塞することにより、第２のバイパス回路へ冷媒が流れないのでその分熱量が浪費されず、より効率よく室外機除霜をすることができる。

また、第１のバイパス回路の二方弁をも閉塞することにより、第１のバイパス回路へ冷媒が流れないのでその分熱量が浪費されず、また、冷媒加熱器を使わず、圧縮機からの高圧吐出冷媒による熱エネルギーだけで除霜するので、より省エネルギーで室外機除霜をすることができる。

尚、冷凍サイクルの室内熱交換器への冷媒回路の遮断と第２のバイパス回路の遮断若しくは第１のバイパス回路の遮断は同時に行ってもよいし、室外機除霜の状態に応じて、順次行ってもよい。

例えば、暖房運転停止直後は、冷凍サイクルの室内熱交換器への冷媒回路の遮断のみ行って、圧縮機１からの高圧吐出冷媒と冷媒加熱器８双方によるエネルギーを全て室外機除霜に使用し、素早く除霜を行い、霜がある程度除去されたら、第２のバイパス回路若しくは第１のバイパス回路を遮断して、省エネ運転に切換えてもよい。更に、実施の形態１で示した回路の遮断を行わない除霜運転と組み合わせてもよい。

以上のように、本発明にかかる空気調和機は、使用者に違和感や不快感を与えることなく、また、室内温度の低下に伴う冷風感を感じさせずに、安定した除霜運転の実施が可能となるので、ヒートポンプ給湯機等の用途にも適用できる。

本発明の実施の形態１における空気調和機の代表構成図 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における制御のタイムチャート 本発明の実施の形態１における通常除霜時と停止時除霜時の各ステップでの圧縮機運転周波数の対比図 本発明の実施の形態２における空気調和機の代表構成図 本発明の実施の形態２における空気調和機の代表構成図 本発明の実施の形態２における空気調和機の代表構成図 本発明の実施の形態２における空気調和機の代表構成図 従来の空気調和機の冷凍サイクルの構成図

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
２１、２２ 二方弁

Claims (5)

1. 少なくとも圧縮機、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、冷媒加熱器を有するバイパス回路を設け、暖房運転終了時には前記冷媒加熱器にて過熱された冷媒を前記室外熱交換器に流すことで前記四方弁を切換えることなく前記室外熱交換器の除霜を行ったあと、停止する空気調和機であって、通常除霜時と停止時除霜時と圧縮機運転周波数を別にすることを特徴とする空気調和機。
2. バイパス回路は、冷凍サイクルに連結された室内熱交換器と減圧器の間と四方弁と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及び冷媒加熱器を設け、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た構成で、前記第２のバイパス回路に二方弁を設け、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する請求項１に記載の空気調和機。
3. 暖房運転終了時に除霜する場合、冷凍サイクルの室内熱交換器への冷媒回路を遮断することを特徴とする請求項１または２に記載の空気調和機。
4. 暖房運転終了時に除霜する場合、第２のバイパス回路の二方弁を閉塞することを特徴とする請求項３に記載の空気調和機。
5. 暖房運転終了時に除霜する場合、第１のバイパス回路の二方弁を閉塞することを特徴とする請求項３に記載の空気調和機。

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