JPH08159621A - 空気調和機 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 暖房運転中に室内側に冷風が吹き出されるこ
とに起因する暖房効果の減少を解消でき、除霜時に高圧
圧力を上げることによって圧縮機入力を増大させること
ができ、かつ圧縮機への液戻りを防止し得る空気調和機
を提供すること。 【構成】 圧縮機１，四方弁２，室外熱交換器３，第１
の絞り装置４，第２の絞り装置である電子膨張弁６，室
内熱交換器１０およびアキュムレータ８を冷媒配管で順
次接続して冷媒回路を構成し、第１の絞り装置４にはこ
れをバイパスする逆止弁５を設けた空気調和機におい
て、前記圧縮機１の吐出配管と第１，第２の絞り装置を
結んでいる冷媒配管間に、除霜用バイパス配管１５と、
この除霜用バイパス配管１５に取り付けられた電磁弁１
１および圧力調整弁１２とを有するバイパス回路を設
け、除霜運転を行うとき第２の絞り装置である電子膨張
弁６を閉路し、電磁弁１１によりバイパス回路を開路す
るように構成した。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、空気調和機に係り、特
に暖房運転中の除霜時において、暖房効果を阻害するこ
となく除霜運転するために好適な空気調和機に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来のこの種空気調和機における除霜方
式を図４を用いて概略説明すると、圧縮機１，四方弁
２，室外熱交換器３，冷房用絞り装置であるキャピラリ
チューブ４，冷暖房用絞り装置である電子膨張弁６，室
内熱交換器７およびアキュムレータ８を順次冷媒配管で
接続された構成となっている。前記室外熱交換器３には
室外送風機９が付設され、室内熱交換器７には室内送風
機１０が付設されている。また、暖房運転時、冷房用絞
り装置４をバイパスするための逆止弁５を有している。

【０００３】このような構成による空気調和機におい
て、冷房運転時には圧縮機１から吐出された高温高圧の
ガス冷媒は、四方弁２を通り、室外熱交換器３で室外送
風機９によって送風される室外空気と熱交換し、凝縮液
化される。そして、冷房用絞り装置４により減圧され、
中温・中間圧の二相流となる。その後、冷暖房用絞り装
置６により再度減圧され、低温低圧となり、室内熱交換
器７に入り、室内送風機１０によって送風される室内空
気と熱交換し、室内空気を冷却するとともに、冷媒は蒸
発ガス化され、四方弁２，アキュムレータ８を通り、圧
縮機１に戻る。

【０００４】一方、暖房運転時には、圧縮機１から吐出
された高温高圧のガス冷媒は、暖房側に切り換えられた
四方弁２を通り、室内熱交換器７に入り、室内送風機１
０によって送風される室内空気と熱交換して室内空気を
加熱するとともに、ガス冷媒は凝縮液化される。そし
て、この液冷媒は冷暖房用絞り装置６により減圧され、
低温低圧の液冷媒となる。その後、冷房用絞り装置４を
バイパスする逆止弁５を通り、室外熱交換器３に入り、
室外送風機９によって送風される室外空気と熱交換し、
室外空気から採熱して室外空気を冷却するとともに、こ
れにより冷媒は蒸発ガス化し、四方弁２，アキュムレー
タ８を通り、圧縮機１に戻る。

【０００５】また、このような暖房運転を継続して行っ
ていると、例えば室外空気が低い場合、室外熱交換器３
に着霜が生じてくる。このようにして着霜し、その着霜
が多くなると、熱交換効率が悪くなり、室外空気からの
採熱量が減少するため、空気調和機の暖房能力が著しく
低下する。したがって、このような場合には、除霜を行
う必要がある。

【０００６】このような除霜運転時には、圧縮機１から
吐出された高温高圧のガス冷媒は、暖房側から冷房側に
切り換えられた四方弁２を通り、室外熱交換器３に入
る。ここで、室外送風機９は停止している。そして、こ
の室外熱交換器３の表面に着霜していた霜を高温ガス冷
媒で溶解し、この冷媒が凝縮液化して、冷房用絞り装置
４および冷暖房用絞り装置６により減圧され、低温低圧
の液冷媒となる。そこで、室内熱交換器７に入り、室内
送風機１０により送風される室内空気より採熱し、四方
弁２，アキュムレータ８を通り、圧縮機１に戻るサイク
ル運転を行う。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】ところで、前述した暖
房運転中の除霜運転時において、低温低圧の液冷媒が室
内熱交換器７にて採熱する際、通常室内送風機１０を微
風（弱風）運転とし、室内空気を冷却している。これに
より、室内側に冷風が吹き出されることとなり、暖房効
果を著しく阻害してしまうという問題が生じている。

【０００８】また、前述した従来技術の中で、除霜時の
室内送風機１０を停止させた場合には、低温低圧の液冷
媒は採熱できず、冷媒は液のままアキュムレータ８に入
り、圧縮機１に戻るため、圧縮機１の故障要因となる。
これは、冷媒を多量に保有しているチャージレス（室内
〜室外間長距離時においても現地冷媒封入を不要とする
機能）機においては顕著となる。しかも、除霜時におい
て高圧圧力が低下するため、低圧圧力も低下し、除霜す
るための唯一の熱量となる圧縮機１の入力も低下し、充
分な除霜能力を発揮できず、除霜時間の長時間化，除霜
不良を引き起こしやすい問題もあった。また、暖房運転
時に四方弁２を冷房側に切り換えるため、暖房時に低温
低圧ガス冷媒を搬送している接続配管を再熱するため熱
ロスを生じる問題もあった。

【０００９】本発明の目的は、前記従来技術の問題を解
決し、暖房運転中に室内側に冷風が吹き出されることに
起因する暖房効果の減少を解消でき、除霜時に高圧圧力
を上げることによって圧縮機入力を増大させることがで
き、なおかつ圧縮機への液戻りをも防止し得る空気調和
機を提供することにある。

【００１０】本発明の他の目的は、除霜運転時に室内空
気温度の低下を防止でき、かつ室内熱交換器への冷媒溜
まり込み現象をも防止し得る空気調和機を提供すること
にある。

【００１１】さらに、本発明の他の目的は除霜終了直前
の急激な圧力上昇を抑制し、圧力異常上昇による保護装
置の作動を回避し得る空気調和機を提供することにあ
る。

【００１２】

【課題を解決するための手段】前記目的は、圧縮機，四
方弁，室外熱交換器，第１の絞り装置，第２の絞り装置
である電子膨張弁，室内熱交換器およびアキュムレータ
を冷媒配管で順次接続して冷媒回路を構成し、前記第１
の絞り装置にはこれをバイパスする逆止弁を設けた空気
調和機において、前記圧縮機の吐出配管と第１，第２の
絞り装置を結んでいる冷媒配管間に、除霜用バイパス配
管と、この除霜用バイパス配管に取り付けられた電磁弁
および圧力調整弁とを有するバイパス回路を設け、除霜
運転を行うとき前記第２の絞り装置である電子膨張弁を
閉路し、電磁弁により前記バイパス回路を開路するよう
に構成したことにより、達成される。

【００１３】また、前記目的は除霜運転中に室内側空気
温度があらかじめ設定された設定温度以下となった場合
は、電子膨張弁を一定開度または一定時間開路として暖
房運転を行うように制御可能に構成したことにより、達
成される。

【００１４】さらに、前記目的は除霜運転中に高圧圧力
があらかじめ設定された設定圧力以上となった場合は、
電子膨張弁を閉とし、高圧圧力の異常上昇による保護装
置の作動を回避するように制御可能に構成したことによ
って、達成される。

【００１５】

【作用】本発明では、暖房運転中の除霜運転時に四方弁
を暖房運転の状態としたままで、室内および室外送風機
を停止させる。これにより、暖房運転中の除霜時に低温
の冷媒が室内熱交換器内を通過しないため、室内側に冷
風が吹き出されることがない。このとき、電磁弁を開と
し、暖房用絞り装置である電子膨張弁を全閉とすること
により、圧縮機から吐出される高温高圧ガス冷媒がバイ
パス回路を介して、冷房用絞り装置と冷暖房用絞り装置
である電子膨張弁間へバイパスされる。また、このバイ
パス回路途中には圧力調整弁を設けているので、常時高
圧圧力を維持することができる。さらに、前記高圧ガス
冷媒は、バイパス回路および接続配管中の圧力損失によ
り減圧されながら、室外熱交換器に入り、除霜により採
熱されても液化しない。また、電子膨張弁を全閉とする
ことにより、室内熱交換器にて凝縮し液化した冷媒が除
霜サイクルに流入せず、圧縮機への液戻り現象も防止で
きる。

【００１６】また、本発明では除霜運転中に室内側空気
温度があらかじめ設定された設定温度以下となった場合
は、その温度を検出し、電子膨張弁を一定開度または一
定時間開路とし、暖房運転をすることにより、室内空気
温度の低下を防止することができ、かつ室内熱交換器内
への冷媒溜まり込み現象をも防止することができる。

【００１７】さらに、本発明では除霜運転中に高圧圧力
があらかじめ設定された設定圧力以上となった場合は、
その圧力を検出し、電子膨張弁を一定開度または一定時
間開路とすることにより、高圧圧力の上昇を抑制し、圧
力の異常上昇による保護装置の作動を防止することがで
きる。

【００１８】

【実施例】以下、本発明の実施例を図面により説明す
る。

【００１９】図１は本発明の第１の実施例を示す系統図
である。

【００２０】この図１に示す第１の実施例において、前
記図４に示す従来技術と同じ部材には同じ符号を付けて
示し、これ以上の説明を省略する。

【００２１】この図１に示す第１の実施例では、圧縮機
１，四方弁２，室外熱交換器３，冷房用絞り装置である
第１の絞り装置４，冷暖房用絞り装置であって第２の絞
り装置である電子膨張弁６，室内熱交換器７およびアキ
ュムレータ８を冷媒配管で順次接続してなる冷媒回路を
備える空気調和機において、圧縮機１の吐出配管と、前
記第１の絞り装置４と第２の絞り装置である電子膨張弁
６とを結んでいる冷媒配管としての室内−室外接続液配
管１３間に、バイパス回路が設けられている。

【００２２】前記バイパス回路は、前記圧縮機１の吐出
配管と、室内−室外接続液配管１３間に結ばれた除霜用
バイパス配管１５と、この除霜用バイパス配管１５に設
けられた電磁弁１１および圧力調整弁１２とを有して構
成されている。

【００２３】前記電磁弁１１は、バイパス回路を開閉す
るために設けられている。前記圧力調整弁１２は、高圧
側の圧力を高圧圧力に維持するために設けられている。

【００２４】そして、この第１の実施例では除霜運転時
に四方弁２を暖房運転状態としたままで、室内熱交換器
７に送風する室内送風機１０および室外熱交換器３に送
風する室外送風機９を停止させるとともに、前記バイパ
ス回路中の電磁弁１１を開路とし、かつ電子膨張弁６を
全閉とすることにより除霜運転を行い得るようにしてい
る。

【００２５】以上の構成による第１の実施例の空気調和
機において、暖房運転時、例えば室外空気温度が低く、
室外熱交換器３に着霜が生じた場合に必要とされる除霜
運転時には、圧縮機１から吐出された高温高圧のガス冷
媒は、電磁弁１１により開路されているバイパス回路を
通り、冷房用絞り装置４と冷暖房用絞り装置である電子
膨張弁６との間の配管側に流入する。一方、冷暖房用絞
り装置である電子膨張弁６は、このとき全閉状態とな
り、流路を塞ぐことから、暖房にて凝縮液化した冷媒は
室内−室外接続液配管１３に流入せず、圧縮機１への液
戻り現象を防止する。また、この除霜運転中の四方弁２
は暖房運転のままとなっているため、低温の冷媒が室内
熱交換器７内を通過しないため従来技術のごとく室内側
に冷風が吹き出されるというような問題も解消される。

【００２６】さらに、除霜に供せられる高温高圧のガス
冷媒は室内−室外接続ガス配管１４よりも細く、熱ロス
の少ない室内−室外接続液配管１３を通ることから、従
来技術のごとき四方弁２を冷房側に切り換えるときの熱
ロスが発生しない。

【００２７】さらにまた、このバイパス回路中の圧力調
整弁１２により高圧側圧力が低下することなく、高圧圧
力を確保できることから、除霜に供せられる唯一の熱源
である圧縮機１の入力を確保し、除霜時間の長時間化，
除霜不良を防止することが可能となる。

【００２８】次に、図２は本発明の第２の実施例を示す
系統図である。

【００２９】この図に示す第２の実施例では、室内送風
機１０の近傍に、室内側空気温度を検出する温度センサ
１６が設置されている。この温度センサ１６は、温度検
出値をマイクロコンピュータ１７に送り込むようになっ
ている。

【００３０】前記マイクロコンピュータ１７は、あらか
じめ設定された設定温度と現実の温度検出値とを比較
し、除霜運転中に室内側空気温度が設定温度以下になっ
たとき、冷暖房用絞り装置である電子膨張弁６に制御信
号を送り込むように構成されている。

【００３１】そして、この第２の実施例では除霜運転中
に、室内側空気温度があらかじめ設定された設定温度以
下となった場合には、その温度を検出し、冷暖房用絞り
装置である電子膨張弁６を再び一定量開きまたは一定時
間開くことにより、暖房運転を可能とし、室内空気温度
の低下を防止することができるし、さらには室内熱交換
器７内への冷媒溜まり込み現象をも防止することができ
る。

【００３２】なお、この第２の実施例の他の構成，作用
については、前記第１の実施例と同様である。

【００３３】ついで、図３は本発明の第３の実施例を示
す系統図である。

【００３４】この図３に示す第３の実施例では、圧縮機
１の吐出配管に圧力センサ１８が挿入されている。この
圧力センサ１８は、圧縮機１で圧縮された冷媒ガスの圧
力を検出し、その圧力検出値をマイクロコンピュータ１
９に送り込むようになっている。

【００３５】前記マイクロコンピュータ１９は、あらか
じめ設定された設定圧力と現実の圧力検出値とを比較
し、現実の圧力検出値が設定圧力以下のとき、冷暖房用
絞り装置である電子膨張弁６に制御信号を送り込むよう
に構成されている。

【００３６】ところで、図３に示すごとき空気調和機で
は除霜運転中に、例えば室外熱交換器３の着霜量が少な
い場合や、除霜終了直前に高圧圧力の急激な上昇が見ら
れる。

【００３７】そこで、この第３の実施例では、その圧力
を検出し、圧力検出値があらかじめ設定された設定圧力
以上の場合には、冷暖房用絞り装置である電子膨張弁６
を、再び一定量開きまたは一定時間開くことにより、こ
の圧力上昇を抑制し、圧力異常上昇による保護装置の作
動を回避することができる。

【００３８】この第３の実施例の他の構成および作用
は、前記第１の実施例と同様である。

【００３９】

【発明の効果】以上説明した本発明の請求項１記載の発
明によれば、圧縮機，四方弁，室外熱交換器，第１の絞
り装置，第２の絞り装置である電子膨張弁，室内熱交換
器およびアキュムレータを冷媒配管で順次接続して冷媒
回路を構成し、前記第１の絞り装置にはこれをバイパス
する逆止弁を設けた空気調和機において、前記圧縮機の
吐出配管と第１，第２の絞り装置を結んでいる冷媒配管
間に、除霜用バイパス配管と、この除霜用バイパス配管
に取り付けられた電磁弁および圧力調整弁とを有するバ
イパス回路を設け、除霜運転を行うとき前記第２の絞り
装置である電子膨張弁を閉路し、電磁弁により前記バイ
パス回路を開路するように構成しており、（１） 暖房
運転中における除霜運転時に、四方弁は暖房運転のまま
となっていて、低温の冷媒が室内熱交換器内を通過しな
いため、室内側に冷風が吹き出されることがなく、した
がって室内側への冷風の吹き出しにより暖房効果が阻害
される問題を解消することができ、（２） 前述のごと
く除霜運転時に四方弁を暖房のままとしているので、四
方弁を冷房に切り換えることによる熱ロスを解消するこ
とができ、（３） バイパス回路中の圧力調整弁により
高圧側圧力を高圧圧力に維持し、除霜に供せられる熱源
である圧縮機への入力を確保できるので、除霜時間の長
時間化，除霜不良の問題を解消でき、（４） 除霜運転
時には冷暖房用絞り装置である電子膨張弁を全閉状態と
しているので、暖房運転中に凝縮液化した冷媒の圧縮機
への液戻り現象を防ぎ、圧縮機へ液冷媒が流入すること
に起因する圧縮機の故障を防止することができる、とい
う優れた効果がある。

【００４０】また、本発明の請求項２記載の発明によれ
ば、除霜運転中に室内側空気温度があらかじめ設定され
た設定温度以下となった場合は、電子膨張弁を一定開度
または一定時間開路として暖房運転を行うように制御可
能に構成しているので、室内空気温度の低下を防止で
き、かつ室内熱交換器への冷媒溜まり込み現象をも防止
し得る効果がある。

【００４１】さらに、本発明の請求項３記載の発明によ
れば、除霜運転中に高圧圧力があらかじめ設定された設
定圧力以上となった場合は、電子膨張弁を閉とし、高圧
圧力の異常上昇による保護装置の作動を回避するように
制御可能に構成しているので、除霜終了直前の急激な圧
力上昇を抑制し、圧力異常上昇による保護装置の作動を
回避し得る効果がある。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の第１の実施例を示す系統図である。

【図２】本発明の第２の実施例を示す系統図である。

【図３】本発明の第３の実施例を示す系統図である。

【図４】従来の空気調和機を示す系統図である。

【符号の説明】

１…圧縮機、２…四方弁、３…室外熱交換器、４…冷房
用絞り装置である第１の絞り装置、５…逆止弁、６…冷
暖房用絞り装置であって第２の絞り装置である電子膨張
弁、７…室内熱交換器、８…アキュムレータ、９…室外
送風機、１０…室内送風機、１１…電磁弁、１２…圧力
調整弁、１３…室内−室外接続液配管、１４…室内−室
外接続ガス配管、１５…除霜用バイパス配管、１６…温
度センサ、１７…マイクロコンピュータ、１８…圧力セ
ンサ、１９…マイクロコンピュータ。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 宮下 雄明 静岡県清水市村松390番地 日立清水エン ジニアリング 株式会社内 (72)発明者 多賀 明義 静岡県清水市村松390番地 株式会社日立 製作所空調システム事業部内 (72)発明者 谷下 豊 静岡県清水市村松390番地 株式会社日立 製作所空調システム事業部内

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 圧縮機，四方弁，室外熱交換器，第１の
   絞り装置，第２の絞り装置である電子膨張弁，室内熱交
   換器およびアキュムレータを冷媒配管で順次接続して冷
   媒回路を構成し、前記第１の絞り装置にはこれをバイパ
   スする逆止弁を設けた空気調和機において、前記圧縮機
   の吐出配管と第１，第２の絞り装置を結んでいる冷媒配
   管間に、除霜用バイパス配管と、この除霜用バイパス配
   管に取り付けられた電磁弁および圧力調整弁とを有する
   バイパス回路を設け、除霜運転を行うとき前記第２の絞
   り装置である電子膨張弁を閉路し、電磁弁により前記バ
   イパス回路を開路するように構成したことを特徴とする
   空気調和機。
2. 【請求項２】 除霜運転中に室内側空気温度があらかじ
   め設定された設定温度以下となった場合は、電子膨張弁
   を一定開度または一定時間開路として暖房運転を行うよ
   うに制御可能に構成したことを特徴とする請求項１記載
   の空気調和機。
3. 【請求項３】 除霜運転中に高圧圧力があらかじめ設定
   された設定圧力以上となった場合は、電子膨張弁を閉と
   し、高圧圧力の異常上昇による保護装置の作動を回避す
   るように制御可能に構成したことを特徴とする請求項１
   記載の空気調和機。