JPH033903Y2 - - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】 （産業上の利用分野） 本考案はホツトガスバイパス方式によつてデフ
ロストを行わせるヒートポンプ式空気調和機に関
する。

（従来の技術） 従来のヒートポンプ式空気調和機で、ホツトガ
スバイパス方式によりデフロストを行わせるもの
のうち、暖房サイクルを切換えたりせずそのまゝ
にしてホツトガスバイパスを行わせデフロストさ
せるものがあり、第５図に示す如き構成を有して
いる。

この空気調和機は、圧縮機１、利用側コイル
５、減圧器例えば感温膨脹弁４′、外気と熱交換
させる熱源側コイル３によつて暖房サイクルを形
成すると共に、圧縮機１の吐出口と利用側コイル
５の暖房時入口とを接続する吐出ガス主管７から
分岐して、利用側コイル５と感温膨脹弁４′とを
バイパスし、熱源側コイル３の暖房時入口に接続
するせしめたホツトガスバイパス管８を設け、さ
らに前記ホツトガスバイパス管８にデフロスト運
転の際に開かせる電磁弁９を介設せしめてなる、
所謂、単純ホツトガス方式に構成したものであ
る。

ところで、上記単純ホツトガス方式でデフロス
トを行う場合、該デフロスト運転中に図中、２点
鎖線枠で囲んだデフロストサイクルの部分の循環
冷媒量が不足しデフロスト効率が低下する現象が
屡々起る問題があつた。

この原因としては次の点が拳げられるものであ
り、一つはホツトガスの導入により蒸発器である
熱源側コイル３の入口部圧力が高くなり、膨脹弁
４′を通じての液冷媒の供給ができなくなるから、
あるいは逆に膨脹弁４′からホツトガスが液がラ
インへ逆流することであり、他の一つは吐出ガス
主管７を通じて利用側コイル５を有する室内機構
に吐出ガスが流出して液に転じ溜められる結果、
時間の経過とともに、デフロストサイクルの部分
の冷媒量が減少してくることである。

このような問題点を解決することが可能な装置
として、本出願人はさきに改良された冷凍装置を
提案するに至り、これは特開昭59−197765号公報
によつて公知とされているが、この装置の基本的
な構造を概略示したものが第６図である。

この蒸発器３′をデフロストするものであり、
前記電磁弁９に替えてホツトガスバイパス管８の
分岐部に三方電動弁９′を設けてはいるが単純ホ
ツトガス方式については同じであり、このホツト
ガスバイパス管８を加えて、膨脹弁４′の入口側
に開閉弁１９を直列に介設すると共に、該開閉弁
１９を側路し液ライン側を圧縮機１の吸入側に連
通する連通路２０を設け、この連通路２０に定量
流出弁２１とキヤピラリーチユーブからなる減圧
機構２２とを設けた構造を有している。

上記装置の運転態様は次に述べる如きであつ
て、デフロスト運転の開始指令によつて開いてい
た開閉弁１９が閉じてポンプダウン運転が始まり
液冷媒を凝縮器５′、受液器２３などに閉じ込め
た状態となつたところで圧縮機１が停止し、ポン
プダウン運転が終了する。

そして三方電動弁９′が圧縮機１吐出側とホツ
トガスバイパス管８とを連通する方に切り換えら
れると共に、閉じていた定量流出弁２１が開い
て、これに応じて圧縮機１が駆動することによ
り、一定量の冷媒が圧縮機１→三方電動弁９′→
ホツトガスバイパス管８→蒸発器３′→アキユム
レータ６のデフロストサイクルに流れて過不足の
無い冷媒量によるデフロストが成されるのであ
る。

しかしながらこの装置はポンプダウン運転が必
要であり、かつ定量流出弁２１と減圧機構２２と
を有する連通路２０が不可欠であること、さらに
開閉弁１９を必要とするので装置及び制御が少か
らず複雑となり、汎用装置としては経済性の点で
問題を有している。

（考案が解決しようとする問題点） このように従来の装置が一長一短を有してい
て、汎用化に適する単純ホツトガス方式の装置と
しては問題点があるのに鑑みて本考案は成された
ものであつて、特に第５図に示す如き簡易形単純
ホツトガス方式をベースとして、改良を加え、か
つ、減圧器と電磁弁との間の順序作動制御を行わ
せるだけで、デフロストサイクル系における冷媒
量を十分確保してデフロスト効率の向上を果させ
ようとする点を特徴とするものである。

（問題点を解決するための手段） しかして本考案は前述の如く簡易形単純ホツト
ガス方式になるヒートポンプ式空気調和機におい
て、減圧器４としての電動膨脹弁を用いる一方、
熱源側コイル３の着霜状態を検知して除霜指令を
発する着霜検知手段１０と、前記着霜検知手段１
０が発する除霜脂令によつて前記減圧器４の弁開
度を所定時間増大せしめて全閉にさせる減圧器制
御手段１１と、前記減圧器制御手段１１が作動終
了した後に前記電磁弁９を開かせて、融霜により
閉じさてる電磁弁制御手段１２とを設けたもので
ある。

（作用） 本考案はデフロスト運転に入る前に所定時間だ
け減圧器４としての電動膨脹弁４を強制的に全開
など開度増大せしめることにより、高圧液ライン
における液冷媒を熱源側コイル３が存するデフロ
ストサイクル側に導いて冷媒量を十分確保するこ
とが可能であり、その後に電磁弁９を開かせると
十分な量の冷媒が熱源側コイル３に循環するので
効率の高いデフロスト運転が行われる。

（実施例） 以下、本考案の各実施例を添付図面にもとづい
て説明する。

第１図は本考案の第１実施例に係るヒートポン
プ式空気調和機の装置回路図であつて、図におい
て１は圧縮機、２は四路切換弁、３は室外に設置
された対空気形熱源側コイル、４は減圧器として
の電動膨脹弁、５は室内に設置した利用側コイル
６はアキユムレータであつて、それ等各機器を冷
媒配管によつてサイクリツクに連結して、公知の
可逆冷凍サイクルを形成している。

なお、電動膨脹弁４は冷媒の出入りに方向性を
有しない可逆流通構造のものであつて、電気入力
のレベルに応じて弁開度が無段階的に増減制御可
能となつている。

上記空気調和機は、四路切換弁２を図示の実線
示弁作動にセツトすることによつて、利用側コイ
ル５が凝縮器に、熱源側コイル３が蒸発器に夫々
作用する暖房サイクルを形成し、一方、四路切換
弁２を破線示弁作動にセツトすることによつて、
熱源側コイル３が凝縮器に、利用側コイル５が蒸
発器に夫々作用する冷房サイクルを形成するので
ある。

なお、１７は熱源側コイル３用の室外フアン、
１８は利用側コイル５用の室内フアンを夫々示し
ている。

しかして、以上の如く構成してなる冷凍サイク
ルにおいて、圧縮機１の吐出口と四路切換弁２の
高圧ポートとを接続する吐出ガス主管７から分岐
して、暖房サイクル時に四路切換弁２、利用側コ
イル５及び電動膨脹弁４をバイパスし熱源側コイ
ル３の暖房時入口に接続せしめて、ホツトガス
を、熱源側コイル３に導くホツトガスバイパス管
８を設けると共に、このホツトガスバイパス管８
の途中にデフロスト運転時に開放させる電磁弁９
を介設せしめている。

なお、図示の装置は、前記吐出ガス主管７の途
中でホツトガスバイパス管８の分岐接続点以降の
四路切換弁２に至る間の適宜個所に、デフロスト
運転の間閉止させる電磁弁１３を介設している。

叙上の構成になる空気調和機は、暖房運転の際
には、圧縮機１吐出口→電磁弁１３→四路切換弁
２→高圧ポート→同じく第１切換ポート→利用側
コイル５→電動膨脹弁４→熱源側コイル３→四路
切換弁２第２切換ポート→同じく低圧ポート→ア
キユムレータ６→圧縮機１吸入口の順に冷媒が流
通するものであり、暖房運転中を通じて電磁弁９
は閉止させておくものである。

ところで暖房運転を行つていると、当然、熱源
側コイル３に霜が付着してくるので、除霜をしな
ければならないが、この除霜を制御する制御装置
は第１図々示の如く、着霜検知手段１０と、減圧
器制御手段１１と電磁弁制御手段１２とから構成
される。

着霜検知手段１０は、例えば熱源側コイル３の
クロスフインに添着した温度センサを要素とする
着霜検知部と、この着霜検知部からの入力信号に
よつて除霜を必要とする程着霜量が増大した際に
除霜指令を発する出力部とからなつている。

一方、減圧器制御手段１１は、タイマ回路と出
力回路とからなつていて、前記着霜検知手段１０
の除霜指令信号を入力部に受けると、出力回路を
作動させて、電動膨脹弁４の電気駆動部に弁開度
を全開などに大きく開かせる出力を前記出力回路
から出させると同時に、前記タイマ回路を時計作
動させる一方、タイマ回路が30秒程度の所定時間
経過した際に発信するタイムアツプ信号によつ
て、前記出力回路の作動を解除せしめるようにな
つている。

なお、前記タイマ回路のリセツトは自身のタイ
ムアツプ信号もしくは霜が融けたことを検知する
図示しない融霜検知器からの融霜信号によつてな
されるものである。

次に前記電磁弁制御手段１２は、減圧器制御手
段１１が作動から解除に切換るのに対応して作動
するスイツチング回路を有しており、このスイツ
チング回路の閉成作動によつて前記電磁弁９に対
し全開させるための所定電圧を印加する一方、前
記融霜検知器が発信する融霜信号によつて前記ス
イツチング回路が不作動に転じ開放するようにな
つている。

一方、上記空気調和機は電動膨脹弁４、電磁弁
９を制御する制御装置に加えて暖房運転時に開弁
させ、デフロスト運転時に閉弁させる前記電磁弁
１３を制御する制御装置を備えているが、この制
御装置はスイツチング回路からなつていて、電磁
弁制御手段１２が作動している間、スイツチング
回路を閉成側に保持させ、それ以外は開放側に保
持せしめるように形成している。

次に第１実施例の空気調和機の作動を第１図及
び第２図によつて説明すると、暖房運転中に着霜
してきて除霜を要する状態となつてくると、着霜
検知手段１０が熱源側コイル３の温度変化を検知
して除霜指令信号を発信するステツプロ，ハので
減圧器制御手段１１が作動して電動膨脹弁４を全
開等により大きく開かせる（ステツプニ）。

かくして熱源側コイル３からアキユレータ６間
の低圧ラインに溜るようになる。

30秒経過して減圧器制御手段１１の作動解除に
より電動膨脹弁４を閉じさせる（ステツプホ，
ヘ）ととももに、電磁弁制御手段１２が作動する
ことにより、電磁弁９が開弁し、電磁弁１３が閉
弁する。

その結果、圧縮機１吐出口→電磁弁９を有する
ホツトガスバイパス管８→熱源側コイル３→四路
切換弁２第２切換ポート→同じく低圧ポート→ア
キユムレータ６→圧縮機１吸入口のデフロストサ
イクルが形成されて除霜運転が始まり（ステツプ
チ）圧縮機１を出た高温ガス冷媒によつて熱源側
コイル３の霜は融けはじめる。

このときの冷媒循環量は相当に多量であるので
効率の高いデフロスト運転が成されることは言う
までもなく、短時間にデフロストが完了する。

このデフロスト完了により電磁弁制御手段１２
は作動が解かれるので、電磁弁９は閉弁し、電磁
弁１３は開弁すると共に、電動膨脹弁４は通常の
過熱度制御に戻される結果、空気調和機はデフロ
スト運転前の暖房運転の状態になる（ステツプ
リ，ヌ）。

以上の運転状態から明らかなように、デフロス
ト運転中は電動膨脹弁４及び電磁弁１３を閉弁さ
せているので、ホツトガスが高圧ラインに流出す
るのを防止し得る。

また、デフロスト運転直前に電動膨脹弁４を全
開にすることにより、デフロストサイクル中の冷
媒保有量を増加させデフロスト能力の向上が果さ
れる。

次に第３図及び第４図は第２実施例及び第３実
施例に係る装置回路図であつて、各図において第
１図々示例中の各部材と同じ部材には同一符号を
付しているので、それ等部材の説明は省略し、異
なる部分について以下説明を加えると、まず第２
実施例はデフロスト運転時に閉弁させる前記電磁
弁１３を無くして、その代りに、デフロスト運転
中開弁させる電磁弁１５を介設してなる液冷媒バ
イパス管１４を、高圧液ラインを低圧ガスライン
のアキユムレータ６よりも上流側とに亘らせて側
路して設けた構造を特徴とする。

この第２実施例は電磁弁制御手段１２が作動中
のときに、電磁弁１５を開かせることによつて、
デフロスト運転中に高圧液ラインから液冷媒をア
キユムレータ６に戻させてデフロスト用冷媒の増
量確保をはからせている。

一方、第３実施例は熱源側コイル３の暖房運転
時出口となるコイル端に接続した冷媒配管に電気
ヒータ１６を添設して、該冷媒配管内の冷媒を加
熱させるようにした構造を特徴とするものであつ
て、デフロスト運転中に電気ヒータ１６を加熱運
転することにより、デフロストサイクル内の冷媒
量を増加させた際に圧縮機１の吸入口に戻る冷媒
ガスが湿り状態となり易いのを、熱源側コイル３
の出口部で加熱して乾き状態に保持して圧縮機１
の保護をはかりながら、デフロスト熱源の増加を
も果すことができる。

なお、この電気ヒータ１６は第１実施例、第２
実施例のいずれにも併用することによつて、さら
にデフロスト運転の安定性を高め、かつ、高効率
運転を期すことができる。

また、各実施例において、減圧器制御手段１１
の作動解除と電磁弁制御手段１２の作動との間に
短時間のインターバルを取らせるようにすること
も好ましい手段であつて、例えば30秒程度のイン
ターバルをとることにより、その間に熱源側コイ
ル３内の冷媒がアキユムレータ６に移動する結
果、ホツトガスを熱源側コイル３の各部に均散し
て有効に作用させデフロストを迅速ならしめる利
点がある。

なお、このインターバルの作動状態は第２図に
ステツプトで示す通りである。

（考案の効果） 本考案は以上の説明によつて明らかな如く、減
圧器４として電気的に弁開度制御が可能な電動膨
脹弁を用いて、デフロスト運転に入る直前に、こ
の電動膨脹弁を大きく開かせて熱源側コイル３を
含むデフロストサイクル系の側に冷媒を多量溜め
るようにしたからデフロスト用の冷媒の量を十分
確保することが可能である。

さらにデフロスト運転に入ると電動膨脹弁４を
閉弁させるようにしているので、膨脹弁からのホ
ツトガスの流出を防いで冷媒不足を解消でき、か
くして前述する冷媒量の確保と相俟つてより効果
の高いデフロスト運転が可能である。

【図面の簡単な説明】

第１図及び第２図は本考案の１実施例に係る装
置回路図及びデフロスト運転態様を示すフロー線
図、第３図及び第４図は本考案の各実施例に係る
装置回路図、第５図及び第６図は従来の空気調和
機の各例の装置回路図である。 １……圧縮機、３……熱源側コイル、４……減
圧器、５……利用側コイル、７……吐出ガス主
管、８……ホツトガスバイパス管、９……電磁
弁、１０……着霜検知手段、１１……減圧器制御
手段、１２……電磁弁制御手段。

Claims (1)

【実用新案登録請求の範囲】
1. 圧縮機１、利用側コイル５、減圧器４、外気と
   熱交換させる熱源側コイル３により暖房サイクル
   を形成すると共に、圧縮機１の吐出口と利用側コ
   イル５の暖房時入口とを接続する吐出ガス主管７
   から分岐して、利用側コイル５及び減圧器４をバ
   イパスし熱源側コイル３の暖房時入口に接続せし
   めたホツトガスバイパス管８を設け、さらに前記
   ホツトガスバイパス管８に、デフロスト運転の際
   開かせる電磁弁９を介設せしめたヒートポンプ式
   空気調和機において、前記減圧器４として電動膨
   脹弁を用いる一方、前記熱源側コイル３の着霜状
   態を検知して除霜指令を発する着霜検知手段１０
   と、前記着霜検知手段１０が発する除霜指令によ
   つて作動し、前記減圧器４の弁開度を所定時間増
   大せしめて全閉にさせる減圧器制御手段１１と、
   前記減圧器制御手段１１が作動終了した後に前記
   電磁弁９を開かせ、融霜により閉じさせる電磁弁
   制御手段１２とを設けたことを特徴とするヒート
   ポンプ式空気調和機。