JPH03255864A - ヒートポンプ式空気調和機 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 この発明は、ヒートポンプ式空気調和機、特に、除霜を
効率よく短時間に行うことができるヒートポンプ式空気
調和機に関するものである。

〔従来の技術〕

従来この種のと一トボンブ式空気調和機の除霜運転につ
いては、実公昭５７−４９０９３号公報に開示されたよ
うに、四方弁を暖房運転状態から反転させて、圧縮機の
高温高圧ガスを室外熱交換器に送る方式が一般に知られ
ている。

しかしながら、このような方式ては、四方弁の反転によ
り急激な冷媒の圧力変化を生ずるために、切り替えに伴
う冷媒音か発生する。また、除霜運転時暖房運転か中断
され、室内熱交換器が蒸発器になるために、室内側送風
機を停止させないと、室内に冷風か吹出されるいわゆる
コールドトラフトを生していた。

これを解決するために最近では、例えば特開昭６１−２
６２５６１号公報に開示された例に示されるようなヒー
トポンプ式空気調和機が提案されている。

第６図は、そのビートサイクルを示すヒートポンプ式空
気調和機の冷媒回路図である。図において１は圧縮機、
２は四方弁、３は室内熱交換器、４は温度式膨張弁、５
は室外側熱交換器、６は冷媒配管、７は室内ファン、８
は室外ファン、９は温度センサ、１０は電磁弁、１１は
第１の逆止弁、１２は第２の逆止弁、１３は第１のバイ
パス回路、１４は第２のバイパス回路である。

以上のような構成において動作について説明する。暖房
時には、四方弁２を暖房サイクル回路に切り替える。こ
れにより圧縮機１から吐出された高温高圧の冷媒ガスは
矢印のように、四方弁２を通り、室内熱交換器３て室内
ファン７の強制通風によって冷却され、凝縮冷媒液とな
って温度式膨張弁４で断熱膨張して、低圧冷媒となり、
室外側熱交換器５て室外ファン８の強制通風により加熱
されて蒸発し、低圧冷媒ガスとなって四方弁２を通り、
圧縮機１に吸入される。

外気温が下がるにしたがい、室外熱交換器５から冷媒回
路６内の冷媒への吸い上げ熱量が減少し、蒸発温度が下
がってきて、氷点温度以下になると、室外熱交換器５に
着霜が始まるか、これにより熱を吸い上げる能力か減少
し、室外熱交換器５の入口配管温度はさらに低下し、設
定温度以下となる。

この温度を温度センサ９からの信号により図示していな
い制御器が検出すると、同しく図示していない制御器の
信号により電磁弁１０を開く。この時、室内ファン７お
よび室外ファン８は停止される。これによって、圧縮機
１からの高温高圧の冷媒ガスは第１のバイパス回路１３
に流れ、また部は四方弁２を経由して室内熱交換器３に
継続して流れる。第１のバイパス回路１３に分流した冷
媒ガスは電磁弁１０を経由して、その半分の冷媒カスが
第１のバイパス回路１０から第１の逆止弁１１を通り室
外熱交換器５にいたる。そして、この高温高圧冷媒カス
で室外熱交換器５の除霜を行い、冷媒は凝縮して四方弁
２を経由した後、第２のバイパス回路１４から第２の逆
止弁１２を経由した高温高圧の冷媒ガスと混合して飽和
ガスになり、再び圧縮機１に吸入される。そして除霜が
完了すると図示していない制御器からの信号出力により
電磁弁１０は閉しられて、通常の暖房運転に復帰する。

〔発明が解決しようとする課題〕

従来のヒートポンプ式空気調和機は以上のように構成さ
れているのて、除霜運転時に四方弁２を切り替える方式
の場合には、四方弁２の切り替えに伴う急激な冷媒圧力
の変化により騒音を発するとともに、除霜サイクル中に
室内熱交換器３か蒸発器として作用するために低温とな
り、室内の暖房を阻害するのみならず除霜終了後再び暖
房運転に切り替えられてもしばらくは室内熱交換器３の
温度か上らす暖房への復帰に時間か掛り快適性を損なう
という問題があった。

また、除霜運転時に四方弁２を切り替えず、バイパス回
路より高温高圧の冷媒カスを分流する方式の場合は、高
温高圧の冷媒か除霜時においても常に室内熱交換器３に
流わ込んてしまうために、その分室外熱交換器５の除霜
に時間か掛り、この間室内の暖房か不十分になるという
問題かあった。

この発明は、以上のような問題点を解決するためになさ
れたもので、除霜サイクル時に室内熱交換器への高温高
圧の冷媒ガスの流入を完全に停止し、この高温高圧の冷
媒ガスの全てを除霜に用いて最短時間で除霜を行うこと
かてきるヒートポンプ式空気調和機を提供することを目
的としている。

〔課題を解決するための手段〕

以上のような構成としたこの発明に係るヒートポンプ式
空気調和機は、圧縮機、四方弁、室内熱交換器、減圧装
置、室外熱交換器により構成されたヒートポンプ式空気
調和機において、前記圧縮機の高温高圧冷媒カスを前記
室外熱交換器の人口と出口にバイパスさせるバイパス回
路を設けると共に、前記圧縮機と前記バイパス回路およ
び前記四方弁の間に三方弁を介在させ、除霜時前記五方
弁を前記四方弁から前記バイパス回路へ切り替えるか、
または前記ヒートポンプ式空気調和機において、前記四
方弁に新たな弁機構を設けて三方弁とし、この三方弁の
新たな弁機構の出口を前記バイパス回路に接続し、除霜
時前記五方弁を前記バイパス回路に切り替えて、前記バ
イパス回路と前記圧縮機との間の回路を連通させ、前記
室内熱交換器と前記圧縮機との間の回路を閉鎖すること
により、前記圧縮機の高温高圧冷媒ガスを全て前記バイ
パス回路へ送ることにより、前記の目的を達成しようと
するものである。

〔作用〕

以上のような構成としたこの発明に係ると−トボンブ式
空気調和機は、除霜サイクルに入ると、三方弁を四方弁
からバイパス回路に切り替えるか、または三方弁を切り
替えることにより、圧縮機からの高温高圧の冷媒カスの
全てがバイパス回路から直接室外熱交換器に送られて、
短時間に効率よく室外熱交換器に凝看した霜を溶かし、
これによフて凝縮液化した冷媒は、室外熱交換器の出口
に、バイパスされたバイパス回路から流入する部の高温
高圧の冷媒ガスと混合され、飽和ガスになり、液圧縮に
ならないようにして圧縮機に吸入される。この時、室内
熱交換器にある高温高圧の冷媒は、減圧装置を経由して
、室外熱交換器に流れ込むため、除霜に有効に用いられ
る。従って、除霜は最短時間に行われるので、室内の暖
房への影響は殆んどなく、除霜完了後は三方弁または三
方弁の切り替えによりバイパス回路は閉鎖され、通常の
暖房運転に即時復帰できる。

〔実施例〕

以下に、この発明の一実施例を図に基づいて説明する。

（構成） 第１図はこの発明の一実施例を示すヒートポンプ式空気
調和機の除霜サイクル時の冷媒回路図、第２図、は同じ
く暖房サイクル時の冷媒回路図である。なお図中従来例
と同一または相当部分は同符号で表わす。

第１図において、４は減圧装置である毛細管（以下第１
の毛細管という。）、９は除霜条件検出器、１里は逆止
弁、１３は三方弁１５の一方の出口と室外熱交換器５の
人口とを逆止弁１１を介して接続するバイパス回路（以
下第１のバイパス回路という。）である。また、１４は
第１のバイパス回路の三方弁１５と逆止弁１１との間か
ら分岐して、減圧装Ｍ１６（以下第２の毛細管という。

）を介して四方弁２と圧縮機１の吸入口を結ぶ配管に接
続された室外熱交換器５の出口とのバイパス回路（以下
第２のバイパス回路という。）てあり、三方弁１５の入
口は圧縮機の吐出配管と、そして三方弁１５の他方の出
口は四方弁２の人口と接続することによって、三方弁１
５が圧縮機１と四方弁２と第１のバイパス回路１３の間
に介在する構成となっている。

（動作） 以上の構成に基づいて動作を説明する。

暖房サイクル時、第２図に示すように圧縮機ｌて圧縮さ
れた高温高圧の冷媒ガスは、三方弁１５を経由して四方
弁２へ送られ、四方弁２内で流路が切り替えられ、室内
熱交換器３へ送られ、凝縮して室内空気を加熱する。凝
縮された冷媒液は、第１の毛細管４を通ることにより減
圧され、室外熱交換器５で蒸発し、四方弁２を経由して
再び圧縮機１に戻るサイクルを構成している。この時、
第１のバイパス回路には逆止弁１１が設けられているた
め、第１のバイパス回路１３から第２のバイパス回路１
４を経由して圧縮機１に冷媒が流れこむことはない。

暖房サイクル時、外気温が下がるに従い室外熱交換器５
での蒸発温度が下がって氷結温度以下になると着霜が始
まる。着霜が進み、ある設定条件まて達すると、除霜条
件検出器９がこわを検知し、除霜運転に入る。即ち、暖
房サイクルから除霜サイクルに切り替えらねる。すなわ
ち、第１図に示すように除霜サイクルでは、図示してい
ない制御器により室外ファン８を停止させ、室内ファン
７の風量を低下させるとともに三方弁１５内の流路を切
り替え、圧縮機１で圧縮された高温高圧の冷媒ガスを第
１のバイパス回路１３を経由して直接室外熱交換器５に
送り、室外熱交換器５を加熱して室外熱交換器５に凝着
した霜を溶かす。そこで冷媒ガスは凝縮して四方弁２を
経由したのち、第１のバイバイ回路１３．第２のバイパ
ス回路１４を経由してきた高温高圧の冷媒ガスと混合し
て、飽和カスになった後再び圧縮機１に吸入される。ま
た暖房サイクルから除霜サイクルに切り替わった際、暖
房サイクル時室内熱交換器３内にあった高温高圧の冷媒
は、第１の毛細管４を経由して室外熱交換器５に流れ込
むため、除霜に有効に用いられて除霜を促進する。

次に、他の実施例を図に基づいて説明する。

第３図は他の実施例の＃、霜プサイクル時冷媒回路図、
第４図は同じく冷房サイクル時の冷媒回路図、第５図は
同じく暖房サイクル時の冷媒回路図である。なお前記実
施例と同一または相当部分は同一符号で表わす。

第３図において、１７は三方弁である。この三方弁１７
の入口は圧縮機１の吐出口に配管され、三方弁１７の第
１の出口は室内熱交換器に配管され、三方弁１７の第２
の出口は圧縮機１の吸入口に配管され、三方弁１７の第
３の出口は室外熱交換器に配管され、三方弁１７の第４
の出口は第１のバイパス回路１３に接続されている。

以上のような構成において動作を説明する。

第３図において、除霜時、三方弁１７内の流路は三方弁
１７の第２の出口と第３の出口は結ばれており、第１の
出口が閉鎖さね、第４の出口が開かれて、圧縮機１で圧
縮された高温高圧の冷媒カスは、室内熱交換器３への流
入が停止され、その全量か第１のバイパス回路１３を経
由して直接室外熱交換器５に送られて除霜を行う。その
詳細は前記実施例と同様であるので説明は省略する。

冷房サイクルは、第４図に示すように三方弁１７内の流
路は三方弁１７の入口と第３の出口が結ばれ、第１の出
口と第２の出口が結ばわた状態になり、第４の出口は閉
鎖されているので、冷房の冷媒回路が構成され、圧縮機
１で圧縮された高温高圧冷媒ガスは三方弁１７から室外
熱交換器５へ送られて、通常の冷房サイクルを行う。ま
た、暖房サイクル時には第５図に示すように三方弁１７
内の流路は、三方弁１７の入口と第１の出口が結ばれ、
第２の出口と第３の出口が結ばわた状態に切り替わり、
第４の出口は閉鎖された状態になっているので、暖房の
冷媒回路が構成され、冷房サイクル時とは逆に、圧縮機
１で圧縮された高温高圧冷媒カスは三方弁１７から室内
熱交換器３に送られ、通常の暖房サイクルを行う。かく
して、三方弁１７の切り替えによって、冷媒、暖房、除
霜の夫々の冷媒回路が構成され、前記実施例と同様の動
作と効果を得ることができる。

〔発明の効果〕

以上説明したように、この発明によれば圧縮機の高温高
圧冷媒カスを室外熱交換器の入口と出口とにバイパスさ
せるバイパス回路を設けると共に、圧縮機と四方弁およ
びバイパス回路の間に三方弁を介在させ、除霜時この三
方弁により四方弁からバイパス回路に冷媒回路を切り替
えるか、または前記四方弁に弁機構を附設して三方弁と
し、この三方弁の附加した弁機構の出口を前記バイパス
回路に接続し、除霜時前記五方弁により冷媒回路を切り
替えて、圧縮機からの高温高圧冷媒ガスを全てバイパス
回路より直接室外熱交換器に送り除霜を行うとともに、
暖房サイクル時に室内熱交換器内にあった高温高圧の冷
媒も室外熱交換器に送り込まれて有効に除霜に活用され
るのて、従来のような除霜時の四方弁の切り替えによる
騒音の発生や室内熱交換器への高温高圧冷媒ガスの流入
もなく、最短時間で除霜を行うことができる。これに加
えて、室内熱交換器には高温の冷媒ガスか残留している
ので、室内の温度を下げることがなく、従って除霜サイ
クル時に室内の快適性を損なうことがない。更に、除霜
運転完了後の暖房運転切り替え時における暖房への復帰
も非常に速やかに行われ、効率の良い暖房を行うことか
てきる。

【図面の簡単な説明】

第１図はこの発明の一実施例を示すヒートポンプ式空気
調和機の除霜サイクル時の冷媒回路図、第２図は同じく
暖房サイクル時の冷媒回路図、第３図は他の実施例を示
す除霜サイクル時の冷媒回路図、第４図は同しく他の実
施例の冷房サイクル時の冷媒回路図、第５図は同しく他
の実施例の暖房サイクル時の冷媒回路図であり、第６図
は従来のヒートポンプ式空気調和機の冷媒回路図である
。 １は圧縮機、２は四方弁、３は室内熱交換器、４は減圧
装置、５は室外熱交換器、１３は第１のバイパス回路、
１４は第２のバイパス回路、１５は三方弁、１７は三方
弁である。

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. （１）圧縮機、四方弁、室内熱交換器、減圧装置、室外
   熱交換器により構成されたヒートポンプ式空気調和機に
   おいて、前記圧縮機の高温高圧冷媒ガスを前記室外熱交
   換器の入口と出口にバイパスさせるバイパス回路を設け
   ると共に、前記圧縮機と前記バイパス回路および前記四
   方弁の間に三方弁を介在させ、除霜時前記三方弁を前記
   四方弁から前記バイパス回路へ切り替え、前記圧縮機の
   高温高圧冷媒ガスを全て前記バイパス回路へ送ることを
   特徴とするヒートポンプ式空気調和機。
2. （２）圧縮機、四方弁、室内熱交換器、減圧装置、室外
   熱交換器により構成されたヒートポンプ式空気調和機に
   おいて、前記圧縮機の高温高圧冷媒ガスを前記室外熱交
   換器の入口と出口にバイパスさせるバイパス回路を設け
   ると共に、前記四方弁に弁機構を附設して五方弁とし、
   この五方弁の附加した弁機構の出口を前記バイパス回路
   に接続し、除霜時前記五方弁を切り替えて、前記バイパ
   ス回路と前記圧縮機との間の回路を連通させ、前記室内
   熱交換器と前記圧縮機との間の回路を閉鎖し、前記圧縮
   機の高温高圧冷媒ガスを全て前記バイパス回路へ送るこ
   とを特徴とするヒートポンプ式空気調和機。