JPH0350337Y2 - - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】 （産業上の利用分野） 本考案は、ヒートポンプ式空気調和装置に関す
るものである。

（従来の技術） 一般に、圧縮機、四路切換弁、室外熱交換器、
膨張機構および室内熱交換器を順次接続して冷媒
を可逆的に循環させる如く構成したヒートポンプ
式空気調和装置においては、外気温度の低下等に
起因して、室外熱交換器に着霜が生じるため、該
着霜を融霜除去するために圧縮機の吐出ガスを室
外熱交換器へ供給するデフロスト運転が行なわれ
てきた（例えば、実公昭51−5074号公報参照）。

（考案が解決しようとする問題点） 上記デフロスト運転中においては、暖房運転が
停止されるか、あるいは暖房能力が極端に低下す
るところから、デフロスト運転時間の短縮（換言
すれば、暖房運転継続時間の延長）が暖房能力の
向上を図る上で重要な課題となつていた。この暖
房運転継続時間を延長させるには、暖房運転中に
おける室外熱交換器への着霜による室外熱交換器
の能力低下を遅らせることが必要である。

この室外熱交換器の能力低下は、熱交換器への
着霜による通風抵抗および熱抵抗の増大に起因す
るところから、これら通風抵抗および熱抵抗の低
減を図ることが肝要となる。

本考案は、上記の点に鑑みてなされたもので、
暖房運転継続中に室外熱交換器に生ずる霜を氷状
に変質させることによつて、通風抵抗および熱抵
抗の増大の抑制を図ることを目的とするものであ
る。

（問題点を解決するための手段） 本考案では、上記問題点を解決するための手段
として、図面に示すように、圧縮機１、四路切換
弁２、室外フアン７を付設した室外熱交換器３、
膨張機構４および室内熱交換器５を順次接続して
冷媒を可逆的に循環させる如く構成され且つ暖房
能力に対応する状態量を検出する検出手段１３を
備え、該検出手段１３により検出された状態量に
見合う暖房能力が所定値以下になつた時に圧縮機
１の吐出ガスを室外熱交換器３に供給して正規の
デフロスト運転を行い得るようになしたヒートポ
ンプ式空気調和装置において、前記検出手段１３
により検出された状態量に見合う暖房能力が正規
のデフロスト運転を開始させる前記所定値より大
きく、室外熱交換器３への着霜開始状態より小さ
くなつた時点で、正規のデフロスト運転が行なわ
れる前の暖房運転継続中に１回だけデフロスト運
転開始指令を出力するデフロスト運転開始手段
と、該デフロスト運転開始手段からの指令に基づ
いて所定時間ｔだけデフロスト運転を行うべく作
用するデフロスト運転制御手段とを備えた制御装
置１２を付設している。

（作用） 本考案では、上記手段によつて次のような作用
が得られる。

即ち、暖房運転継続中において、暖房能力に対
応する状態量を検出し、正規のデフロスト運転開
始指令を発する所定値より大きく、室外熱交換器
３への着霜開始状態より小さい状態量に見合う暖
房能力を検知した時点で、１回だけしかも所定時
間ｔ（例えば、約35秒間）だけデフロスト運転が
行なわれ、その間圧縮機１の吐出ガス（高温高圧
のホツトガス）が室外熱交換器３へ供給されるこ
ととなり、室外熱交換器３のフイン面等に付着し
た霜が氷状に変質せしめられて、通風抵抗および
熱抵抗の増大を遅らせることができることとな
る。従つて、暖房運転継続時間を延長させること
ができることとなるのである。

（実施例） 以下、添付の図面を参照して、本考案の好適な
実施例を説明する。

第１図には、本考案の実施例にかかるヒートポ
ンプ式空気調和装置の冷媒系統図が示されてい
る。

このヒートポンプ式空気調和装置は、圧縮機
１、四路切換弁２、室外フアン７を付設した室外
熱交換器３、膨張機構として作用するキヤピラリ
チユーブ４、室内フアン８を付設した室内熱交換
器５およびアキユムレータ６を順次接続してなる
冷媒回路Ａを有し、前記四路切換弁２の切換動作
によつて冷媒を可逆的に循環せしめ得るように構
成されている。符号１３は暖房運転時に室外熱交
換器３の入口側となる位置に付設されたデフロス
ト開始用の熱交温度センサー、１４は暖房運転時
に室外熱交換器３の出口側となる位置に付設され
た正規のデフロスト終了用の熱交温度センサーで
ある。ここで、熱交温度センサー１３は、暖房能
力に対応する状態量を検出する検出手段として作
用するものである。

そして、前記冷媒回路Ａにおいて、圧縮機１の
吐出側（即ち、吐出管１１）と暖房運転時におい
て室外熱交換器３の入口側となる位置との間に
は、開閉弁１０を備えたバイパス回路９が介設さ
れている。本実施例の場合、該バイパス回路９
は、開閉弁１０の開作動時に圧縮機１の吐出ガス
（高温高圧のホツトガス）の一部を室外熱交換器
３に供給するホツトガスバイパスデフロスト用に
供される。

このヒートポンプ式空気調和装置においては、
暖房運転時には実線矢印で示す方向に冷媒が流通
し、室外熱交換器３で空気中より吸熱した熱を室
内熱交換器５で室内に放熱する。そして、室外熱
交換器３に外気温度低下等により着霜が生ずる
と、これをデフロスト開始用の熱交温度センサー
１３が検知して前記開閉弁１０を開作動させてバ
イパス回路９を介して圧縮機１の吐出ガス（高温
高圧のホツトガス）の一部を室外熱交換器３に供
給し、ホツトガスバイパス方式によるデフロスト
運転が行なわれる。この時、室外フアン７は停止
される一方、室内フアン８は微速運転とされる。
そして、室外熱交換器３に付着した霜が融霜除去
されてデフロストが完了すると、その時の室外熱
交換器３の出口側温度をデフロスト終了用の熱交
温度センサー１４が検知してデフロスト運転が終
了せしめられる。

また、冷房運転時においては、冷媒は前記冷媒
回路Ａを点線矢印で示す方向に流通する。

而して、本実施例のヒートポンプ式空気調和装
置には、暖房運転継続中において前記開閉弁１０
を開閉制御（換言すれば、デフロスト運転を制
御）するための制御装置１２が付設されている。

該制御装置１２は、マイクロコンピユータによ
つて構成されており、第２図図示の機能対応図に
示すように、熱交温度センサー１３により検出さ
れる状態量に見合う暖房能力が、正規のデフロス
ト運転開始指令を発すべき所定値より大きく、室
外熱交換器３への着霜開始状態より小さい状態量
に見合う暖房能力となつた時、正規のデフロスト
運転を開始させる前の暖房運転継続中に１回だけ
デフロスト運転開始指令を出力するデフロスト運
転開始手段と、該デフロスト運転開始手段からの
指令に基づいて所定時間ｔだけデフロスト運転を
行うべく作用するデフロスト運転制御手段とを有
している。

前記制御装置１２は、室外熱交換器３の入口側
の温度Te₁を検出するためのデフロスト開始用の
熱交温度センサー１３、室外熱交換器３の出口側
の温度Te₂を検出するためのデフロスト終了用の
熱交温度センサー１４、温度設定器１５およびタ
イマー１６，１７からの入力情報により開閉弁１
０を開閉制御し得るように構成されている。つま
り、この制御装置１２は、正規のデフロスト運転
を開始する前の暖房運転継続中において、前記熱
交温度センサー１３からの入力温度情報として得
られる室外熱交換器３の入口側温度Te₁が温度設
定器１５により設定された着霜開始温度T₁（本実
施例では−３℃）以下となつた後、タイマー１６
のカウントアツプ（本実施例では、約５分間経
過）後に、１回だけ前記開閉弁１０をタイマー１
７により設定された時間ｔ（本実施例では、約35
秒間）だけ開成状態とするホツトガスバイパスを
行う如く作用するとともに、前記熱交温度センサ
ー１３からの入力温度情報として得られる室外熱
交換器３の入口側温度e₁が温度設定器１５により
設定されたデフロスト開始温度T₂（本実施例で
は、−10℃）以下となつた後、タイマー１６のカ
ウントアツプ（即ち、約５分間経過）後に、前記
開閉弁１０を開作動させ、熱交温度センサー１４
からの入力温度情報として得られる室外熱交換器
３の出口側温度Te₂が温度設定器１５により設定
されるデフロスト終了温度T₃（本実施例では、５
℃）以上となると前記開閉弁１０を閉作動させる
正規のデフロスト運転を行う如く作用するのであ
る。

ついで、図示の実施例にかかるヒートポンプ式
空気調和装置の作用を第２図イ，ロ図示のフロー
チヤートを参照して説明する。

第２図イ図示のフローチヤートに示すように、
暖房運転開始後（ステツプS₁）、圧縮機１が積算
で10分間運転された後（ステツプS₂）、圧縮機１
が積算で35分間運転されたと判断されると（ステ
ツプS₃）、ホツトガスバイパス（換言すれば、短
時間の１回デフロスト運転）後におけるデフロス
ト禁止時間および正規のデフロスト運転後におけ
るデフロスト禁止時間の経過が完了したと判定し
てフラツグＣが立てられる（ステツプS₄）。そし
て、ステツプS₃におけるデフロスト禁止時間の経
過のいかんにかかわらず熱交温度センサー１３か
らの温度情報Te₁が入力され（ステツプS₅）、前
記フラツグＣが立つていない（換言すれば、デフ
ロスト禁止時間経過前である）か、フラツグＣが
立つていて（換言すれば、デフロスト禁止時間経
過後で）しかも熱交温度センサー１３からの温度
情報Te₁がデフロスト開始温度T₂（即ち、−10℃）
以下となつていない場合には（ステツプS₆，S₇）、
前回までに開閉弁１０の開作動によるホツトガス
バイパス（後述する）が行なわれたかどうかをフ
ラツグＢの存否で判断し（ステツプS₈）、ホツト
ガスバイパスが行なわれていれば（換言すれば、
フラツグＢが立つていれば）、ステツプS₃にリタ
ーンし、ホツトガスバイパスが行なわれていなけ
れば（換言すれば、フラツグＢが立つていなけれ
ば）、次述べる開閉弁制御が行なわれる。

該開閉弁制御は、第３図ロ図示のフローチヤー
トに従つて行なわれる。

即ち、熱交温度センサー１３からの温度情報
Te₁が温度設定器１５により設定された着霜開始
温度T₁（即ち、−３℃）より低くなり（ステツプ
S₉）、その後５分間経過（タイマー１６がカウン
トアツプ）すると（ステツプS₁₀）、開閉弁１がタ
イマー１７による設定時間ｔ（即ち、約35秒間）
だけ開成状態とされてバイパス回路９を介して室
外熱交換器３へ圧縮機１の吐出ガス（高温高圧の
ホツトガス）の一部が供給されるホツトガスバイ
パス（換言すれば、１回デフロスト）が行なわれ
る（ステツプS₁₁）。該ホツトガスバイパスによつ
て、室外熱交換器３のフイン面等に付着している
霜が氷状に変質せしめられ、通風抵抗および熱抵
抗の増大が抑えられることとなり、暖房運転継続
時間が延長される。このホツトガスバイパスが一
度行なわれるとフラツグＢが立てられ（ステツプ
S₁₂）た後、フラツグＣの存否によつてステツプ
S₅あるいはステツプS₃にリターンされる。その後
においては、ステツプS₈においてフラツグＢが立
つこととなり、今回の暖房運転継続中には再度ホ
ツトガスバイパスが行なわれることはない。ま
た、ステツプS₁₀においてタイマー１６による設
定時間経過前と判定された場合、フラツグＣの存
否（ステツプS₁₄）によつてステツプS₅あるいは
ステツプS₃にリターンされる。

前記ステツプS₇においてTe₁≧T₂と判定された
後、５分経過（ステツプS₁₅）する前であつて、
フラツグＢが立つていない場合（即ち、ホツトガ
スバイパスがまだ行なわれていない場合）には
（ステツプS₁₆）、前記と同様な開閉弁御によるホ
ツトガスバイパスがおこなわれる。なお、ステツ
プS₁₆において、フラツグＢが立つている場合
（即ち、ホツトガスバイパスが既に行なわれてい
る場合）には、ステツプS₅にリターンされる。

そして、ステツプS₁₅において５分間経過と判
定されると、正規のデフロスト開指令が出力さ
れ、開閉弁１０を開作動せしめて正規のデフロス
ト運転が開始される（ステツプS₁₇）。その後、熱
交温度センサー１４からの温度情報Te₂が入力さ
れ（ステツプS₁₈）、該温度Te₂が温度設定器１５
により設定されたデフロスト終了温度T₃（即ち、
５℃）以上となると（ステツプS₁₉）、デフロスト
運転終了指令が出力され、正規のデフロスト運転
が終了せしめられる（ステツプS₂₀）。この正規の
デフロスト運転終了によつてフラツグＢ，Ｃがリ
セツトされることになり（ステツプS₂₁）、今回の
暖房運転継続中における制御が完了し、次回の暖
房運転継続中の制御に備えられるのである。

つまり、本実施例においては、正規のデフロス
ト運転を開始する前の暖房運転継続中に、室外熱
交換器３の入口側温度Te₁が着霜開始温度T₁（即
ち、約−３℃）となつて着霜が開始された後、所
定時間（即ち、約５分間）経過して室外熱交換器
３の能力低下が始まつた時点で、バイパス回路９
の開閉弁１０が設定時間ｔ（即ち、約35秒間）だ
け開成状態とされ、その間圧縮機１の吐出ガス
（高温高圧のホツトガス）が室外熱交換器３へ供
給されることとなり、室外熱交換器３のフイン面
等に付着した霜が氷状に変質せしめられて、通風
抵抗および熱抵抗の増大を遅らせることができる
こととなつているのである。従って、第３図図示
の暖房能力特性図に示すように、暖房運転継続時
間が大巾に延長せしめられることとなり、ホツト
ガスバイパスによる暖房能力低下分を差し引いて
も積分暖房能力が向上せしめられることとなるの
である。

本実施例では、ホツトガスバイパス開始時期
を、室外熱交換器３の入口側温度Te₁が着霜開始
温度T₁より下がつた後所定時間経過後としてい
るが、これに代えてタイマーのカウントアツプに
よるようにしてもよいことは勿論である。その場
合、室外熱交換器３の入口側温度Te₁が着霜開始
温度T₁より下がるに要する時間を予じめ実験等
によつて測定しておけばよい。例えば、正規のデ
フロスト運転終了後において、暖房運転復帰後15
分間暖房運転を継続した後、35秒間ホツトガスバ
イパスによるデフロストを行うようにしてもよ
い。

また、本実施例では、暖房能力に対応する状態
量を検出するための検出手段として、室外熱交換
器３の入口側温度Te₁を検出する熱交温度センサ
ー１３を用いているが、これに代えて、例えば、
暖房運転時凝縮器となる室内熱交換器５の風量
と、室内熱交換器における吸込空気温度と吹出空
気温度との差温とを検知して、暖房運転時の最大
暖房能力に対して、暖房能力が70％になつた時正
規のデフロスト運転を行い、85％になつた時１回
デフロスト運転（換言すれば、ホツトガスバイパ
ス）を行うようにしてもよい。

さらに、本実施例では、デフロスト運転を、ホ
ツトガスバイパス方式にて行うようにしている
が、四路切換弁の切換作動による逆サイクル方式
にて行うようにしてよい。

さらにまた、本実施例では、制御装置としてマ
イクロコンピユータを採用しているが、これに代
えて、リレー、比較器等の電気回路を用いてもよ
い。

（考案の効果） 叙上の如く、本考案によれば、圧縮機１、四路
切換弁２、室外フアン７を付設した室外熱交換器
３、膨張機構４および室内熱交換器５を順次接続
して冷媒を可逆的に循環させる如く構成され且つ
暖房能力に対応する状態量を検出する検出手段１
３を備え、該検出手段１３により検出された状態
量に見合う暖房能力が所定値以下になつた時に圧
縮機１の吐出ガスを室外熱交換器３に供給して正
規のデフロスト運転を行い得るようになしたヒー
トポンプ式空気調和装置において、正規のデフロ
スト運転を開始する前の暖房運転継続中におい
て、暖房能力に対応する状態量を検出し、正規の
デフロスト運転開始指令を発する所定値より大き
く、室外熱交換器３への着霜開始状態より小さい
状態量に見合う暖房能力を検知した時点で、１回
だけしかも設定時間ｔ（例えば、約35秒間）だけ
デフロスト運転をうようにしたので、その間、圧
縮機１の吐出ガス（高温高圧のホツトガス）が室
外熱交換器３へ供給され、室外熱交換器３のフイ
ン面等に付着した霜が氷状に変質せしめられて、
通風抵抗および熱抵抗の増大が抑制せしめられる
こととなり、暖房運転継続時間が大巾に延長さ
れ、積分暖房能力の向上に大いに寄与するという
実用的な効果がある。

【図面の簡単な説明】

第１図は、本考案の実施例にかかるヒートポン
プ式空気調和装置の冷媒系統図、第２図は、第１
図図示のヒートポンプ式空気調和装置における制
御装置の機能対応図、第３図イ，ロは、第１図の
ヒートポンプ式空気調和装置の作用を説明するた
めのフローチヤート、第４図は、本実施例のヒー
トポンプ式空気調和装置における暖房能力特性図
である。 １……圧縮機、２……四路切換弁、３……室外
熱交換器、４……膨張機構、５……室内熱交換
器、７……室外フアン、１２……制御装置、ｔ…
…設定時間。

Claims (1)

【実用新案登録請求の範囲】
1. 圧縮機１、四路切換弁２、室外フアン７を付設
   した室外熱交換器３、膨張機構４および室内熱交
   換器５を順次接続して冷媒を可逆的に循環させる
   如く構成され且つ暖房能力に対応する状態量を検
   出する検出手段１３を備え、該検出手段１３によ
   り検出された状態量に見合う暖房能力が所定値以
   下になつた時に圧縮機１の吐出ガスを室外熱交換
   器３に供給して正規のデフロスト運転を行い得る
   ようになしたヒートポンプ式空気調和装置におい
   て、前記検出手段１３により検出された状態量に
   見合う暖房能力が正規のデフロスト運転を開始さ
   せる前記所定値より大きく、室外熱交換器３への
   着霜開始状態より小さくなつた時点で、正規のデ
   フロスト運転が行なわれる前の暖房運転継続中に
   １回だけデフロスト運転開始指令を出力するデフ
   ロスト運転開始手段と、該デフロスト運転開始手
   段からの指令に基づいて所定時間ｔだけデフロス
   ト運転を行うべく作用するデフロスト運転制御手
   段とを備えた制御装置１２を付設したことを特徴
   とするヒートポンプ式空気調和装置。