JPH0620039Y2 - 空気調和機 - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 この考案は、ヒートポンプ式空気調和機の除霜運転に関
するものである。

〔従来の技術〕

第９図、第１０図は例えば実公昭57-49093号公報に示さ
れた従来のヒートポンプ式空気調和機の冷媒回路図およ
び要部の電気回路図である。

暖房時には、圧縮機４１から吐出した高温高圧ガスは四
方弁４２を通り、室内側熱交換器４３で室内ファン４４
の強制通風によって冷却され、凝縮液となって減圧装置
５１で断熱膨張し低圧冷媒となり、室外側熱交換器４６
で室外ファン４７の強制通風により加熱されて蒸発し、
低圧ガスとなって四方弁４２を通り、圧縮機４１に吸入
される。

外気温が下がるに従い、室外側熱交換器４６からサイク
ル内への汲み上げ熱量が減少し、蒸発温度が下がってき
て露点温度以下になると、室外側熱交換器４６に着霜が
始まるが、これにより熱を汲み上げる能力がさらに減少
するので、室外側熱交換器４６の入口配管に感温部を接
触させてある除霜検知器５２は、設定温度以下になった
時に、冷凍サイクルを切り換えるための除霜信号を出力
する。即ち、除霜検知器５２が働くと、四方弁４２の励
磁が解け（切換わる）、冷媒回路は冷房運転となる。同
時に居住者へのコールドドラフトを防止するため、リレ
ー５３が励磁され、リレー接点５４が開となって、室内
ファン４４の送風が停止する。暖房用スイッチ５５は入
っており、送風速度スイッチ５６はいずれかが入ってい
る。

上記のごとく四方弁４２の励磁が解けて切換わり冷房運
転になることにより、圧縮機４１から吐出した高圧高温
冷媒ガスは切換わった四方弁４２を通過したのち室外側
熱交換器４６に入り、冷媒の有する熱で室外側熱交換器
４６に付着した霜を溶かす。除霜終了に伴って除霜検知
器５２の感温部の温度が上昇すると、四方弁４２が再び
励磁され切換わって暖房運転に戻るように構成されてい
る。

〔考案が解決しようとする問題点〕

従来の空気調和機では、除霜運転の間および暖房運転復
帰後の若干時間は暖房が行われず、室内温度が低下し、
居住者に不快感を与えていた。また、除霜運転の前後に
て発生する四方弁４２の切換わりに伴なう騒音が問題で
あった。

この考案は、上記の問題点を解消するためになされたも
ので、室内側熱交換器の温度を低下させることなく、バ
イパス回路により四方弁を切換えずに除霜運転を行うこ
とにより、除霜運転中も温風を提供し、居住者にコール
ドドラフトを与えない空気調和機を得ることを目的とす
る。

〔問題点を解決するための手段〕

この考案に係る空気調和機は、室外側配管路の温度を検
知する温度検出器と、この温度検出器の出力に応じて室
内ファンの回転数を制御する室内ファン回転数制御手段
と、温度検出器の出力に応じて第１のバイパス路の電磁
弁の開閉を接触する電磁弁制御手段とを設けたものであ
る。

〔作用〕

この考案においては、温度検出器の出力に応じて、室内
ファン回転数制御手段が室内ファンの回転数を制御する
とともに、電磁弁制御手段が第１のバイパス路の電磁弁
を開くと同時に除霜がスタートし、室内側熱交換器には
高温高圧の冷媒が暖房運転時のまま維持される。さら
に、除霜終了後は電磁弁を閉じることにより即時、暖房
運転が実行され、短時間で暖房が行われる。

〔実施例〕

以下、この考案の一実施例を図面に基づいて説明する。

第１図はこの考案の一実施例を示すヒートポンプ式の空
気調和機の構成図であって、１は圧縮器、１１は第１の
逆止弁、２は四方弁、３は室内側熱交換器、４は室内フ
ァン、５は減圧ないし全閉装置としての機械式膨張弁
（以下、単に「膨張弁」という。）、６は室外側熱交換
器、７は室外ファン、８は電磁弁、９は第２の逆止弁、
１０は毛細管、１２は温度検出器である。

膨張弁５は、常時は圧縮機１の吸入部の加熱温度が一定
になるように絞りを変化させ、圧縮機１の停止時には全
閉となる。

圧縮機１の出口と第１の逆止弁１１との中間には、第１
のバイパス路の入口が接続されている。第１のバイパス
路には、電磁弁８が配設されている。

第２の逆止弁９は、第２のバイパス路に配設されてい
る。第２のバイパス路は、入口が第１のバイパス路の出
口に接続され、出口が膨張弁５と室外側熱交換器６との
間に接続されている。

毛細管１０は、第３のバイパス路に配設されている。第
３のバイパス路は、入口が第１のバイパス路の出口に接
続され、出口が四方弁２と圧縮機１の入口との間に接続
されている。

第１の逆止弁１１は、暖房運転時においては、圧縮機１
の停止時に前記膨張弁５と協働して、第１の逆止弁１１
と前記膨張弁５との間の冷媒を、高温高圧の状態に保持
させる。

温度検出器１２が室外側熱交換器６の配管上に固定さ
れ、配管内の冷媒の温度を検出する。この温度検出器１
２の検出信号を入力するマイコン制御装置１３内に、室
内ファン４の回転数を制御する室内ファン回転数制御手
段１４および電磁弁８の開閉を制御する電磁弁制御手段
１５が設けられている。

第２図は第１図の要部の電気回路図であり、第１図と同
一のものには同じ符号を付している。

この図において、１６は入力回路で、温度検出器１２か
らの検出信号が入力される。１７はＣＰＵで、メモリ１
８に記憶される除霜プログラムに応じて各ユニットを制
御する。１９は出力回路で、電磁弁８の通電を開閉する
リレー接点２０に対応するリレーコイル２１に起動信号
を送出するとともに、室内ファン４への通電率を変化さ
せ、回転数を変化させるための半導体リレー２２に起動
信号を送出する。２３は電源回路で、商用電源２４の電
圧を所要電位に変圧する。

次に第３図を参照しながら第１図および第２図の動作に
ついて説明する。

第３図はこの考案の空気調和機の除霜制御動作を説明す
るフローチャートである。なお、(1)〜(9)は各ステップ
を示す。

まず、室内ファン４を暖房回転数にセットし(1)、電磁
弁８を閉状態に設定して(2)、暖房運転を行う(3)。この
とき、圧縮機１から吐出された冷媒は、電磁弁８が閉状
態のため、逆止弁１１を通過して、四方弁２を介して室
内側熱交換器３に至り、放熱し凝縮する。さらに、膨張
弁５を通り、減圧され室外側熱交換器６に至り、蒸発す
る。さらに、四方弁２を通過して圧縮機１に吸入され
る。以上のように、通常の暖房運転が行われる。暖房運
転中、外気温が低く室外側熱交換器６が着霜してくる
と、膨張弁５を出た後の低圧冷媒の圧力が低下し、温度
検出器１２の検出温度が低下する。着霜が進行して、性
能低下をきたす霜取開始設定温度に検出温度が到達する
まで、ステップ(4)で温度判定を行う。検出温度が除霜
開始設定温度に到達すると、時間ｔ_０のカウントをスタ
ートさせるとともに(5)、半導体リレー２２の通電率の
低下の指令を出力して、室内ファン４の回転数を低下さ
せる(6)。次いで、室内ファン４の回転数低下により冷
媒回路高圧部、即ち室内側熱交換器３の圧力が上昇して
温度が高くなるとともに、エネルギーが室内側熱交換器
３に蓄熱されていく。次いで、カウント数が時間ｔ_０に
到達するのを待機して(7)、室内ファン４の回転数を低
下させた運転時間が一定時間経過し、室内側熱交換器３
に充分な蓄熱が実行されるのを待つ。

充分な蓄熱が得られたら、電磁弁８を開状態に設定し
(8)、除霜運転を開始する。電磁弁８を開とすると圧縮
機１から吐出された高温高圧の冷媒ガスは電磁弁８、第
２の逆止弁９を通過し、室外側熱交換器６に送り込ま
れ、その加熱により除霜を行う。室外側熱交換器６内で
放熱し、凝縮した冷媒液は、更に進んで四方弁２を通過
した後、電磁弁８と毛細管１０とを通過してきた高温高
圧の冷媒ガスと混合されることによって、飽和ガスとし
て液圧縮にならないようにして圧縮機１へとバイパスさ
れる。バイパス時は、バイパスされる冷媒の温度が低く
なるため、膨張弁５は全閉に近づく。これにより、膨張
弁５と第１の逆止弁１１とにより、高温高圧の室内側熱
交換器３は暖房運転時の高温高圧の状態を保持すること
が可能となり、蓄熱したエネルギーも確保されるため、
保持されたエネルギー分を温風として室内に供給するこ
とが可能となる。このように、室外側熱交換器６の除霜
運転中においても室内側へは温風が吹き出されていく。

室外側熱交換器６の除霜が終了すると、温度検出器１２
の温度が上昇するため、検出温度が除霜終了設定温度ま
で到達するのを待機し(9)、到達後、除霜運転を終了さ
せ、ステップ(1)に戻り、再び通常の暖房運転へ戻る。

第４図はこの考案の他の実施例を示す空気調和機の構成
図であり、第１図は同一のものには同じ符号を付してい
る。

第４図において、２５は電磁式膨張弁で、温度検出機１
２の検出信号出力に応じてマイコン制御装置１３に設け
た膨張弁制御手段２６により制御される。電磁式膨張弁
２５は電磁コイルの通電率の制御により吸引力が変化せ
しめられ、弁の開度が調整され、絞り度が設定されるも
のである。

第５図は第４図の要部の電気回路図であり、第２図と同
一のものには同じ符号を付している。

第５図において、２７は半導体リレーで、電磁式膨張弁
２５の通電率を変化させる。

次に第６図を参照しながら除霜制御動作について説明す
る。

第６図は第４図、第５図に示す実施例の除霜動作を説明
するフローチャートである。

なお、(1)〜(10)は各ステップを示す。また、ステップ
(1)〜(9)までは第３図に示すフローに準ずるのでその説
明の一部を省略する。

暖房運転中(3)、検出温度が除霜開始設定温度に到達す
るまで温度監視を行い(4)、除霜開始設定温度に到達し
たら、時間ｔ_０のカウントをスタートする(5)。次い
で、半導体リレー２７を介して、電磁式膨張弁２５の通
電率を下げ、吸引力を低下させ、弁開度を小さくし、絞
り度を増す(10)。このような状態になると、室内側熱交
換器３の圧力が上昇し、温度が高くなるとともに、エネ
ルギーが室内側熱交換器３内に蓄積されていく。この状
態を室内側熱交換器３に充分に蓄熱されるだけの時間継
続される。次いで、カウント数が時間ｔ_０に到達するの
を待機して(7)、到達したら電磁弁８を開状態にさせ
(8)、除霜運転を行う。

温度検出器１２の検出温度が除霜終了設定温度まで到達
するのを待機し(9)、到達したらステップ(1)に戻り通常
運転に戻る。

ステップ(5)〜(7)により、室内側熱交換器３にエネルギ
ーが蓄熱されるため、室外側熱交換器６の除霜運転中に
おいても室内側は温風を吹き出すことが可能となる。さ
らに、膨張弁２５の絞り度を増す(10)ことにより、室内
側熱交換器３にさらに多くの蓄熱量が確保されるため、
より高い吹出温度の温風を確保できる。

第７図はこの考案のさらに他の実施例を示す空気調和機
の構成図であり、第１図と同一のものには同じ符号を付
している。

第７図において、２８は補助ヒータで、室内側熱交換器
３の室内ファン４の風路内に設けられ、マイコン制御装
置１３内のヒータ制御手段２９により通電が制御され
る。

第８図は第７図の要部の電気回路図であり、第２図と同
一のものには同じ符号を付している。

第８図において、３０は前記補助ヒータ２８に直列に接
続されるリレー接点で、補助ヒータ用リレーコイル３１
により作動する。リレーコイル３１は出力回路１９に接
続され、ヒータ制御手段２９により起動信号が送出され
る。

次に動作について説明する。

除霜中の温風の吹出温度を高めるだけでなく、除霜運転
中も室内側に温風を確保することは上述と同様である。

その上、除霜運転時間が長時間に及び、室内側熱交換器
３中に蓄熱された熱量を使い果した場合でも、補助ヒー
タ２８の通電により継続的に温風を確保することができ
る。即ち、除霜運転中、補助ヒータ用のリレーコイル３
１を介して、補助ヒータ用のリレー接点３０を閉状態と
し、補助ヒータ２８の通電を行うものである。

〔考案の効果〕

以上説明したように、この考案は室外側配管路の温度を
検知する温度検出器と、この温度検出器の出力に応じて
室内ファンの回転数を制御する室内ファン回転数制御手
段と、温度検出器の出力に応じて第１のバイパス路の電
磁弁の開閉を制御する電磁弁制御手段とを設けたので、
室外側熱交換器の除霜運転が開始されても、膨張弁と第
１の逆止弁とによって室内側熱交換器を高温高圧の状態
に保持でき、蓄熱されたエネルギーも確保でき、保持さ
れたエネルギー分を温風として室内に供給することが可
能になり、室温を下げずに霜取時間を短縮し、霜取りの
回数を減らすことができ、安定した暖房を行うことがで
きる。

また、暖房運転中において、圧縮機が停止しても膨張弁
が全閉するので室内側熱交換器側の圧力を高く保持で
き、室内側熱交換器と室外側熱交換器との間の圧力差を
平常運転時の圧力差と同程度に保つので、再起動の際に
高圧、低圧を形成する動作が不要であるため、圧縮機の
駆動に要するエネルギーも低減することができる。

さらに、除霜運転中に四方弁の切換えを行う必要がない
ので、切換えに伴う騒音を防止できる等の幾多の利点を
有する。

【図面の簡単な説明】

第１図はこの考案の一実施例を示すヒートポンプ式の空
気調和機の構成図、第２図は第１図の要部の電気回路
図、第３図はこの考案の空気調和機の除霜制御動作を説
明するフローチャート、第４図はこの考案の他の実施例
を示す空気調和機の構成図、第５図は第４図の要部の電
気回路図、第６図はこの考案の他の実施例を示す空気調
和機の除霜動作を説明するフローチャート、第７図はこ
の考案のさらに他の実施例を示す空気調和機の構成図、
第８図は第７図の要部の電気回路図、第９図、第１０図
は従来のヒートポンプ式空気調和機の冷媒回路図および
要部の電気回路図である。 図中、１は圧縮機、２は四方弁、３は室内側熱交換器、
４は室内ファン、５は機械式膨張弁、６は室外側熱交換
器、７は室外ファン、８は電磁弁、１１は第１の逆止
弁、９は第２の逆止弁、１０は毛細管、１２は温度検出
器、１３はマイコン制御装置、１４は室内ファン回転数
制御手段、１５は電磁弁制御手段、１６は入力回路、１
７はＣＰＵ、１８はメモリ、１９は出力回路、２０、３
０はリレー接点、２１、３１はリレーコイル、２３は電
源回路、２４は商用電源、２５は電磁式膨張弁、２６は
膨張弁制御手段、２７は半導体リレー、２８は補助ヒー
タ、２９はヒータ制御手段である。 なお、図中の同一符号は同一または相当部分を示す。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)考案者 磯野 一明 静岡県静岡市小鹿３丁目18番１号 三菱電 機株式会社静岡製作所内 (72)考案者 梅村 博之 静岡県静岡市小鹿３丁目18番１号 三菱電 機株式会社静岡製作所内 (72)考案者 飯島 等 兵庫県尼崎市塚口本町８丁目１番１号 三 菱電機株式会社中央研究所内 (72)考案者 松岡 文雄 神奈川県鎌倉市大船２丁目14番40号 三菱 電機株式会社商品研究所内 (56)参考文献 特開 昭61−250463（ＪＰ，Ａ) 特開 昭55−17304（ＪＰ，Ａ) 特開 昭52−45071（ＪＰ，Ａ) 特開 昭59−97462（ＪＰ，Ａ) 特開 昭57−49093（ＪＰ，Ａ) 実開 昭60−30969（ＪＰ，Ｕ)

Claims (5)

【実用新案登録請求の範囲】
1. 【請求項１】圧縮機(1)と、第１の逆止弁(11)と、四方
   弁(2)と、室内側熱交換器(3)と、室内ファン(4)と、膨
   張弁と、室外側熱交換器(6)と、電磁弁(8)と、第２の逆
   止弁(9)と、毛細管(10)とが設けられ、 前記圧縮機(1)の出口と前記四方弁(2)との間には前記第
   １の逆止弁(11)が接続され、 前記四方弁(2)には前記室内側熱交換器(3)と前記室外側
   熱交換器(6)とが接続され、 前記室内側熱交換器(3)と室外側熱交換器(6)とは前記膨
   張弁を介して接続され、 前記圧縮機(1)の吐出口と前記第１の逆止弁(11)との中
   間には第１のバイパス路の入口が接続され、前記第１の
   バイパス路には電磁弁(8)が配設され、 前記第１のバイパス路の出口には第２のバイパス路と第
   ３のバイパス路とが分岐接続され、 前記第２のバイパス路には第２の逆止弁(9)が配設さ
   れ、前記第２のバイパス路の出口は前記膨張弁と前記室
   外側熱交換器(6)との間に接続され、 前記第３のバイパス路には毛細管(10)が接続され、前記
   第３のバイパス路の出口は前記四方弁(2)と前記圧縮機
   (1)の吸込口との間に接続され、 さらに、室外側配管路の温度を検知する温度検出器(12)
   と、この温度検出器(12)の出力に応じて前記室内ファン
   (4)の回転数を制御する室内ファン回転数制御手段(14)
   と、前記温度検出器(12)の出力に応じて前記第１のバイ
   パス路の電磁弁(8)の開閉を制御する電磁弁制御手段(1
   5)とが設けられ、 温度検出器(12)が除霜開始設定温度を検出した時、前記
   室内ファン(4)の回転数が室内ファン回転数制御手段(1
   4)によって減少せしめられ、前記膨張弁(5)が絞られて
   いる状態で、室内側熱交換器(3)への蓄熱運転が所定時
   間実行され、然る後前記電磁弁(8)が前記電磁弁制御手
   段(15)によって開とされ、前記膨張弁(5)が全閉鎖又は
   それに近い状態とされた状態で、除霜運転が実行される ことを特徴とする空気調和機。
2. 【請求項２】室内ファン回転数制御手段(14)は、温度検
   出器(12)の出力に応じて室内ファン(4)の回転数を減少
   させることを特徴とする実用新案登録請求の範囲第１項
   記載の空気調和機。
3. 【請求項３】電磁弁制御手段(15)は、室内ファン(4)の
   回転数減少後、第１のバイパス路の電磁弁(8)を開閉さ
   せることを特徴とする実用新案登録請求の範囲第１項記
   載の空気調和機。
4. 【請求項４】膨張弁として、温度検出器(12)の信号によ
   り絞り度を変化する電磁式膨張弁(25)を用いたことを特
   徴とする実用新案登録請求の範囲第１項記載の空気調和
   機。
5. 【請求項５】室内側熱交換機(3)は、補助ヒータ(28)を
   具備したことを特徴とする実用新案登録請求の範囲第１
   項記載の空気調和機。