JP2522011B2

JP2522011B2 - 空気調和装置

Info

Publication number: JP2522011B2
Application number: JP63104720A
Authority: JP
Inventors: 節中村; 孝治石川; 好信五十嵐
Original assignee: Mitsubishi Electric Corp
Current assignee: Mitsubishi Electric Corp
Priority date: 1988-04-26
Filing date: 1988-04-26
Publication date: 1996-08-07
Anticipated expiration: 2011-08-07
Also published as: JPH01273956A

Description

【発明の詳細な説明】〔産業上の利用分野〕この発明は空気調和装置の冷凍サイクル及び制御装置
に関するものである。

〔従来の技術〕

従来この種の装置として、第３図に示すものがある。

冷房運転時、圧縮機（１）より吐出された高温、高圧
の冷媒と冷凍機油は切換弁（２）を経て非利用側熱交換
器（３）に到り、熱交換して高温、高圧の液となり、デ
イストリビユーター（４）を経て、膨張弁（５）で減圧
されて、接続配管（６）を経て利用側熱交換器（７）で
蒸発し、接続配管（８）を経て切換え弁（２）、アキユ
ムレータ（９）を経て再び圧縮機（１）に吸入される循
環サイクルを形成している。

〔発明が解決しようとする課題〕

この発明に係る空気調和装置では、特に圧縮機（１）
の起動時に、冷凍機油中に寝込んでいた冷媒がフオーミ
ングを起こし、大量の冷凍機油が吐出され、又連続運転
時もたえず小量の冷凍機油は吐出され、吐出された冷凍
機油は上記循環サイクルによつて、圧縮機（１）の吸入
側に戻つて来るが、接続配管（６），（８）が特に長く
なつた場合、吐出された冷凍機油が循環して戻つて来る
までに時間がかかり、圧縮機（１）内の冷凍機油が少な
くなり、圧縮機の潤滑不良を起こし摺動部の焼付不良を
起こすことになる。又、容量制御を行なつたり低負荷運
転時冷媒循環量が低下し、配管内を流れる冷媒スピード
が低下する為、冷凍機油の戻りが悪くなり同様に圧縮機
（１）の潤滑不良を起こすという欠点を有していた。

又、アキユムレータ内に余剰冷媒が溜まつている場
合、冷媒回路内より戻つてきた冷凍機油が冷媒内に溶け
込み、圧縮機への冷凍機油の戻りが悪くなり、同様に圧
縮機（１）の潤滑不良を起こすという欠点を有してい
た。

これは暖房時も同様である。

またデフロスト時は、圧縮機（１）より吐出された高
温、高圧の冷媒は、切換え弁（２）を経て非利用側熱交
換器（３）に到り、デフロストを行い熱交換をして高
温、高圧の液となり、デイストリビユーター（４）を経
て膨張弁（５）で減圧され接続配管（６）を経て、利用
側熱交換器（７）、接続配管（８）、切換え弁（２）、
アキユムレータ（９）を経て、再び圧縮機（１）に吸入
される循環サイクルを形成する。このデフロスト時にお
いては利用側熱交換器（７）用のフアン（図示せず）
は、運転すると冷風が吹出すために停止する様にしてい
る。従つて、膨張弁（５）で減圧された低温、低圧の冷
媒は、利用側熱交換器（７）で熱交換されないため低圧
ガスの圧力が下がり、かつ、そのままアキユムレータ
（９）に入り、液冷媒が溜りこんでしまうために冷媒循
環量が減少して、デフロスト時間が長くなるという欠点
をしていた。

この発明は上記の如き従来装置における欠点を除去す
る為になされたものであり、利用側熱交換器と非利用側
熱交換器との設置距離をきわめて長くすることが出来、
又、容量可変圧縮機などによる冷媒吐出量が大巾に低下
しても容易に冷凍機油が圧縮機に戻ることができる装置
を得ることを目的とする。

〔課題を解決するための手段〕

この発明に係る空気調和装置は、圧縮機から吐出され
た冷媒の流れの向きを切換えることにより、冷房運転と
暖房運転とデフロスト運転とを切換える切換弁を経由
し、上記圧縮機から供給される冷媒を流通して被熱交換
空気との熱交換を行う非利用側熱交換器、この非利用側
熱交換器を流通し上記切換弁を経由して圧縮機に流通す
る冷媒を流通して非熱交換流体との熱交換を行う利用側
熱交換器、上記切換弁と上記圧縮機の吐出側とを接続す
る吐出側冷媒配管途中に設けられ、上記圧縮機から吐出
される冷媒と冷凍機油とを分離する油分離器、上記切換
弁と上記圧縮機の吸入側とを接続する吸入側冷媒配管途
中に直列に接続された第1,第２のアキュムレータ、上記
油分離器と上記第２のアキュムレータ，または上記油分
離器と第1,第２のアキュムレータを接続する接続配管と
を電磁弁を介して接続し油分離器から冷凍機油を電磁弁
の開放に応じて第２のアキュムレータを介して圧縮機に
戻す第１のバイパス路、及び上記油分離器と上記圧縮機
の吸入側とを流量調節装置を介して接続する第２のバイ
パス路を設けたものである。

そして、圧縮機起動後の所定時間、電磁弁を開路させ
る制御手段を設けたものである。

また、上記圧縮機起動後の所定時間、上記電磁弁を開
路させる制御手段を設ける。

また、デフロスト運転中、上記電磁弁を常時開路させ
る制御手段を設ける。

〔作用〕

この発明においては、圧縮機の吐出側と切換え弁との
間に油分離器を設けると共に、その油分離器より電磁弁
を介して、それぞれ直列に接続された第1,第２のアキユ
ムレータ間を接続する接続配管または第２のアキユムレ
ータに到る第１のバイパス路と、上記油分離器より毛細
管等の流量調節装置を介して、上記冷媒圧縮機の吸入側
或は上記アキユムレータと上記圧縮機の吸入側とを接続
する吸入側冷媒配管に接続された第２のバイパス路とを
設け、上記電磁弁を介しては比較的多量の冷凍機油を、
第1,第２のアキユムレータ間を接続する接続配管を経由
して、或は直接第２のアキユムレータに戻し、毛細管を
介しては比較的少量の冷凍機油を吸入側冷媒配管、或は
圧縮機に戻すことにより冷凍機油不足による圧縮機の故
障を防ぐことができる空気調和装置をを提供するもので
ある。

また、圧縮機の起動時に所定時間電磁弁が開路するこ
とにより、多量の冷凍機油が吐出された場合でも第１の
バイパス路を介して、油分離器内に貯溜した冷凍機油が
第２のアキュムレータに流入し、短時間で圧縮機に戻
る。また、デフロスト運転開始直後には、圧縮機より多
量の冷凍機油を流出するが、電磁弁を介して第２のアキ
ュムレータに返油し、油不足状態を防止する。さらに冷
凍機油と共に高温、高圧のガス冷媒を第２のアキュムレ
ータに供給するため低圧圧力が上昇し、圧縮機の仕事量
が増加してデフロスト性能を向上させる。

〔実施例〕

以下、この発明の一実施例を第1,第２図を参照して説
明する。（１）〜（８）は第３図に示す従来装置と全く
同一または相当部分を示す。第１図において（９）は第
１のアキユムレータ、（10）は油分離器、（11）は第１
のバイパス路、（12）は電磁弁、（13）は第２のアキユ
ムレータ、（14）は第２のバイパス路、（15）は流量調
整装置であり、この実施例では、毛細管を使用してい
る。（16）は第1,第２のアキユムレータ（９），（13）
を接続する配管、（17）は上記第２のアキユムレータ
（13）と上記圧縮機（１）の吸入側とを接続する吸入側
冷媒配管である。

即ち第１図に図示するように圧縮機（１）の吐出側と
切換え弁（２）との間に油分離器（10）を設け、該油分
離器（10）より電磁弁（12）を介して第1,第２のアキユ
ムレータ（９）（13）間を接続する接続配管（16）に到
る第１のバイパス路（11）を、また毛細管（15）等の流
量調節装置を介し、上記第１のバイパス路（11）に並列
に上記油分離器（10）と上記第２のアキユムレータ（1
3）と上記圧縮機（１）の吸入側とを接続する吸入側冷
媒配管（17）の途中に接続された第２のバイパス路（1
4）を設ける。（19）は制御手段であり、上記電磁弁（1
2）をON,OFF制御するものである。

上記の構成において、この発明の動作を説明する。

第１図において実線の矢印は冷房、デフロスト運転時
の冷媒の流れであり、破線の矢印は暖房運転時における
冷媒の流れを示し、又一点鎖線はバイパス路中の冷媒、
冷凍機油の流れを表わすものである。

冷房運転時、圧縮機（１）より吐出された高温、高圧
の冷媒と冷凍機油は油分離器（10）の上部より入り冷凍
機油は分離され、油分離器（10）の底部には貯溜され
る。冷凍機油と分離したガス状冷媒は油分離器（10）の
上部より出て切換え弁（２）非利用側熱交換器（３）に
到り熱交換して高温、高圧の液となり、デイストリビユ
ーター（４）を経て膨張弁（５）で減圧され接続配管
（６）を経て、利用側交換器（７）で蒸発し、接続配管
（８）を経て切換え弁（２）、第１のアキユムレータ
（９）、第２のアキユムレーター（13）を経て再び圧縮
機（１）に帰る。

なおこの運転中、第２のバイパス路（14）の途中にあ
る毛細管（15）等の流量調節装置より、絶えず圧縮機
（１）より吐出される冷凍機油の吐出量に見合う冷凍機
油が流れ、第２のバイパス路（14）を経由して絶えず吸
入側冷媒配管（17）から圧縮機（１）に返される。ま
た、デフロスト運転時も同様である。

なお、暖房運転時には、切換え弁（２）の切換えによ
り、圧縮機（１）より吐出された高温、高圧の冷媒と冷
凍機油は、油分離器（10）で冷凍機油が分離され、ガス
冷媒は切換え弁（２）、接続配管（８）、利用側熱交換
器（７）に到り高温高圧の液冷媒となり、接続配管
（６）を経て、膨張弁（５）で減圧され、デイストリビ
ユータ（４）を経て非利用側熱交換器（３）に流入し蒸
発して低圧のガス冷媒となる。更に、切換え弁（２）、
第１のアキユムレータ（９）、第２のアキユムレータ
（13）を経て、低圧のガス冷媒は圧縮機（１）に帰る。
また、第２のバイパス路（14）の途中にある流量調整装
置（15）より、圧縮機（１）から吐出される冷媒機油
は、絶えず吸入側冷媒配管（17）を経て圧縮機（１）に
返る。

次に、第２図に示す電気回路、得にその制御手段（1
9）に基づき、第１のバイパス路（11）に設けられた電
磁弁（12）の動作につき説明する。第２図において、交
流電源Ｅの電源ラインL₁,L₂間には、圧縮機（１）の運
転を制御する圧縮機運転出力接点（20）および圧縮機
（１）の電磁接触器（23）が接続されている。（26）は
電磁接触器（23）に並列に接続された遅延タイマーであ
り、遅延常閉接点（26b）を有する。（21）は暖房時に
閉路し、冷房時に開路する冷暖切換接点、（22）は通常
暖房運転時に接点（22）との直列回路を構成して、切換
弁コイル（24）に電源供給し、デフロスト運転時に接点
（22）との直列回路を構成して電磁弁コイル（25）に電
源供給するデフロスト出力接点である。上記構成におい
て、冷房運転時には、冷暖切換接点（21）は開路した状
態より、圧縮機運転出力接点（20）が閉路すると、電磁
接触器（23）は励磁し圧縮機（１）が起動すると共に、
遅延タイマー（26）に通電されて設定時間、例えば１分
間のカウントを開始する。遅延タイマー（26）のタイム
カウント中、電磁弁コイル（25）は圧縮機運転出力接点
（20）、遅延常閉接点（26b）を介して通電されるので
電磁弁（12）は開路する。次いで、遅延タイマー（26）
が所定時間のタイムカウントを終了すると遅延常閉接点
（26b）が開路するので、電磁弁コイル（25）の通電が
解除され、電磁弁（12）が閉路して、以後閉路状態で圧
縮機（１）の運転は継続される。

また、暖房運転時には、冷暖切換接点（21）が閉路し
ており圧縮機運転出力接点（20）が閉路すると、接点
（20）（21）（22）を介して切換え弁コイル（24）が通
電されるので切換え弁（２）が切換わり暖房運転サイク
ルとなる。また、電磁弁コイル（25）は冷房運転時同様
に、圧縮機（１）の電磁接触器（23）励磁後、遅延タイ
マー（２）の設定時間だけ、通電されるので、電磁弁
（12）は起動時の設定時間開路する。尚、前記運転状態
より、非利用側熱交換器（３）への着霜が進行した場合
には、デフロスト出力接点（22）が切換り、切換え弁コ
イル（24）は通電が解除されるので、冷房運転サイクル
となる一方、電磁弁コイル（25）が接点（20）（21）
（22）を介して通電されるので、電磁弁（12）は開路す
る。このデフロスト運転が終了した場合には、デフロス
ト出力接点（22）が切換るので、切換え弁コイル（24）
は励磁、電磁弁コイル（25）は消磁し、再度通常の暖房
運転サイクルに房る。

従つて、圧縮機（１）の起動時に所定時間電磁弁（1
2）が開路するので停止中に冷凍機油に寝込んでいた冷
媒のフオーミング作用により、多量の冷凍機油が吐出さ
れた場合でも、第１のバイパス路（11）を介して、油分
離器（10）内部に貯溜した冷凍機油が第２のアキユムレ
ータ（13）に流入し、短時間で圧縮機（１）に戻る。ま
た、上記油分離器（10）内部に冷凍機油と共に溜つた液
冷媒も、第１のバイパス路（11）を介して、第２のアキ
ユムレータ（13）に流入するので直接圧縮機（１）に戻
ることなく、徐々に戻るため、液ハンマー等に起因する
圧縮機（１）の故障を防止できる。

また、定常運転中においては、第２のバイパス路（1
4）を介して、圧縮機（１）より吐出された冷凍機油を
吸入側冷媒配管（17）に戻すようにしているので、接続
配管（６）（８）が長い時でも、圧縮機（１）の冷凍機
油不足を起こすことがない。また、冷媒回路中の余剰液
冷媒は、第１のアキユムレータ（９）に流入し、徐々に
第２のアキユムレータ（13）に移動するため、第２のア
キユムレータ（13）内の停滞液量は、第１のアキユムレ
ータ（９）内の停滞液量に比べて少量となる。そこで、
油分離器（10）から第１のバイパス路（11）を介して、
第２のアキユムレータ（13）に流入した多量の冷凍機油
は、液冷媒により希釈されることなく、圧縮機（１）に
返油されるので、冷凍機油不足に起因する軸受部等の焼
付を防止することができる。

更に、暖房運転時にデフロスト運転になると、切換え
弁（２）の切換わりにより、利用側熱交換器（７）内の
高圧冷媒が急激に第１のアキユムレータ（９）に流入
し、運転状態によつては、液冷媒が第１のアキユムレー
タ（９）に直接流入した場合でも、第２のアキユムレー
タ（13）で液冷媒を回収し圧縮機（１）へ、液冷媒を戻
すことがなく圧縮機（１）の不良事故を防止できる。ま
た、デフロスト運転開始直後には、圧縮機（１）内部圧
力が急激に低下するので、冷凍機油中に溶け込んだ冷媒
がフオーミングを起こし、多量の冷凍機油を油分離器
（10）に流出するが、電磁弁（12）を開路しているの
で、大部分は第１のバイパス路（11）を介して第２のア
キユムレータ（13）に返油し、油不足状態が防止でき
る。尚、デフロスト運転中に、電磁弁（12）を介して、
冷凍機油と共に高温、高圧のガス冷媒を、第２のアキユ
ムレータ（13）に供給するため、、低圧圧力が上昇し、
圧縮機（１）への吸入ガス冷媒の比容積が小さくなり、
圧縮機（１）の仕事量が増加し、結果的に短時間でデフ
ロスト運転を終了することがわかる。

なお、上記実施例では、第１のバイパス路（11）を上
記油分離器（10）と上記第1,第２のアキユムレータ間を
接続する接続配管（16）に連通するものを示したが、第
１のバイパス路（11）を油分離器（10）と第２のアキユ
ムレータ間に連通させても同様な効果を得ることができ
る。また、上記実施例では圧縮機（１）が室外側にある
スプリツト型について説明したが、圧縮機（１）が室内
側にあるリモート型においてもよく、また絞り装置とし
て、膨張弁を用いたが、毛細管でも電気式膨張弁でも、
オリフイスでもよく、取り付位置も、室内側熱交換器と
室外側熱交換器のどの位置に取りつけてもよい。

〔発明の効果〕

この発明は以上説明したとおり、圧縮機から吐出され
た冷媒の流れの向きを切換えることにより、冷房運転と
暖房運転とデフロスト運転とを切換える切換弁を経由
し、上記圧縮機から供給される冷媒を流通して被熱交換
空気との熱交換を行う非利用側熱交換器、この非利用側
熱交換器を流通し上記切換弁を経由して圧縮機に流通す
る冷媒を流通して被熱交換流体との熱交換を行う利用側
熱交換器、上記切換弁と上記圧縮機の吐出側とを接続す
る吐出側冷媒配管途中に設けられ、上記圧縮機から吐出
される冷媒と冷凍機油とを分離する油分離器、上記切換
弁と上記圧縮機の吸入側とを接続する吸入側冷媒配管途
中に直列に接続された第1,第２のアキュムレータ、上記
油分離器と上記第２のアキュムレータ，または上記油分
離器と第1,第２のアキュムレータを接続する接続配管と
を電磁弁を介して接続し油分離器から冷凍機油を電磁弁
の開放に応じて第２のアキュムレータを介して圧縮機に
戻す第１のバイパス路、及び上記油分離器と上記圧縮機
の吸入側とを流量調節装置を介して接続する第２のバイ
パス路を設けることにより利用側熱交換器と非利用側熱
交換器との距離を長くすることが簡単にでき、容量可変
圧縮機などによる冷媒吐出量が大巾に低下しても、容易
に冷凍機油を圧縮機に戻すことができる。また、それぞ
れ直列に第1,第２のアキユムレータを設けているので、
運転条件により発生する余剰冷媒液は、上流の第１のア
キユムレータに溜められるため、下流の第２のアキユム
レータ内には、余剰冷媒液がほとんどなく、第１のバイ
パス路を介して、第２のアキユムレータに流入した冷凍
機油は、液冷媒に薄められることなく速やかに圧縮機に
戻るため、圧縮機内の油不足に伴う圧縮機事故を防止す
ることができる。

また、電磁弁をON,OFF制御する制御手段を設け圧縮機
起動時、所定時間第１のバイパス路の電磁弁を開路する
ようにしたので、起動時に発生する冷媒のフオーミング
に伴う冷凍機油の多量の流出に対しても、速やかに油回
収ができると共に、回収冷凍機油、液冷媒を一旦第２の
アキユムレータに供給するので、圧縮機へ急激に冷凍機
油、液冷媒を戻すことはなく、オイルハンマー・液ハン
マーに伴う圧縮機事故が防止でき、信頼性の高い空気調
和機が得られるという効果がある。

更に、第１のバイパス路の電磁弁をデフロスト運転中
に開路するようにしたので、デフロスト運転中の急激な
低圧圧力の低下を緩和しデフロスト能力を向上して、デ
フロスト時間を短縮して省エネルギーを達成すると共
に、圧縮機内部の圧力低下に起因する急激な流出冷凍機
油を効率よく回収し冷凍油不足状態を防止することがで
きる。また、急激な液バツク現象に伴う第１のアキユム
レータのオーバーフローが発生した場合でも、第２のア
キユムレータにより液冷媒を回収して、圧縮機へ直接液
冷媒を戻すこともない。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例を示す空気調和装置の冷媒回
路図、第２図は同じく要部電気回路図、第３図は従来の
空気調和装置の冷媒回路図である。これらの図におい
て、（１）は圧縮機、（２）は切換え弁、（３）は非利
用側熱交換器、（７）は利用側熱交換器、（９）は第１
のアキユムレータ、（10）は油分離器、（11）は第１の
バイパス路、（12）は電磁弁、（13）は第２のアキユム
レータ、（14）は第２のバイパス路、（15）は流路調節
装置、（16）は接続配管、（17）は吸入側冷媒配管、
（19）は制御手段、（25）は電磁弁コイル、（26）は遅
延タイマーである。なお、図中同一符号は同一又は相当部分を示す。

フロントページの続き (56)参考文献特開昭62−147265（ＪＰ，Ａ) 特開昭60−245966（ＪＰ，Ａ) 特開昭61−128075（ＪＰ，Ａ) 実開昭61−27074（ＪＰ，Ｕ) 実開昭63−29070（ＪＰ，Ｕ)

Claims

(57)【特許請求の範囲】

【請求項１】圧縮機から吐出された冷媒の流れの向きを
切換えることにより、冷房運転と暖房運転とデフロスト
運転とを切換える切換弁を経由し、上記圧縮機から供給
される冷媒を流通して被熱交換空気との熱交換を行う非
利用側熱交換器、この非利用側熱交換器を流通し上記切
換弁を経由して圧縮機に流通する冷媒を流通して被熱交
換流体との熱交換を行う利用側熱交換器、上記切換弁と
上記圧縮機の吐出側とを接続する吐出側冷媒配管途中に
設けられ、上記圧縮機から吐出される冷媒と冷凍機油と
を分離する油分離器、上記切換弁と上記圧縮機の吸入側
とを接続する吸入側冷媒配管途中に直列に接続された第
1,第２のアキュムレータ、上記油分離器と上記第２のア
キュムレータ，または上記油分離器と第1,第２のアキュ
ムレータを接続する接続配管とを電磁弁を介して接続し
油分離器から冷凍機油を電磁弁の開放に応じて第２のア
キュムレータを介して圧縮機に戻す第１のバイパス路、
及び上記油分離器と上記圧縮機の吸入側とを流量調節装
置を介して接続する第２のバイパス路を備えたことを特
徴とする空気調和装置。
【請求項２】圧縮機起動後の所定時間、電磁弁を開路さ
せる制御手段を備えたことを特徴とする請求項第１項記
載の空気調和装置。
【請求項３】第１のバイパス路の電磁弁を、デフロスト
運転中常時開路させる制御手段を備えたことを特徴とす
る請求項第１項記載の空気調和装置。