JPH0827091B2

JPH0827091B2 - 空気調和機

Info

Publication number: JPH0827091B2
Application number: JP61124466A
Authority: JP
Inventors: 敏夫高嶋
Original assignee: Sanyo Denki Co Ltd
Current assignee: Sanyo Denki Co Ltd
Priority date: 1986-05-29
Filing date: 1986-05-29
Publication date: 1996-03-21
Anticipated expiration: 2011-03-21
Also published as: JPS62294857A

Description

【発明の詳細な説明】（イ）産業上の利用分野本発明は四方弁の切換操作で冷凍サイクルを可逆とし
た空気調和機に関する。

（ロ）従来の技術従来、この種の空気調和機としては特開昭61-14487号
公報に示されたようなものが開示されている。

この内容は、暖房運転開始前に圧縮機内の電動機の巻
線に微弱電流を流して、この巻線を加熱して暖房運転開
始時の暖房立上り特性を改善させるものである。

（ハ）発明が解決しようとする問題点このような空気調和機においては、電動機の巻線の加
熱であるため、熱エネルギーとしての効率が悪く、又、
圧縮機をとりまく空気の温度が低い場合には巻線の熱が
圧縮機外部に放出されやすく、圧縮機の巻線を十分に加
熱させておいて、暖房運転開始後、直ちに室内へ温風を
供給することはむずかしかった。

本発明は暖房運転開始後、直ちに室内へ温風を供給し
て暖房の立上り特性を改善させることを目的としたもの
である。

（ニ）問題点を解決するための手段この目的を達成するために、本発明は圧縮機と四方弁
と室内熱交換器と主減圧装置と室外熱交換器とを冷媒配
管で接続してヒートポンプ冷凍サイクルを構成した空気
調和機において、前記室内熱交換器から主減圧装置に至
る冷媒配管に補助減圧装置と蓄熱装置とを順次直列に設
け、室内熱交換器と補助減圧装置とをバイパスするバイ
パス管を備えると共にこのバイパス管に開閉弁を設け、
暖房シーズン中で外気温度が一定値以下である運転スイ
ッチがオフのときには圧縮機を運転させると共に、前記
開閉弁を開、補助減圧装置を閉、主減圧装置を冷媒制御
の状態にして、冷媒を四方弁、バイパス管、蓄熱装置、
主減圧装置の順に流してこの蓄熱装置に冷媒の凝縮熱を
蓄熱させるように制御し、前記運転スイッチがオンされ
た暖房立上がりのときは圧縮機を運転させると共に、前
記開閉弁を閉、補助減圧装置を冷媒制御の状態、主減圧
装置を開にして、冷媒を四方弁、室内熱交換器、補助減
圧装置、蓄熱装置、主減圧装置の順に流してこの蓄熱装
置を冷媒の加熱器として作用させる制御装置を備えたも
のである。

（ホ）作用暖房シーズン中は外気温度が一定値以下の時に電源ス
イッチが入っておれば運転スイッチのオン・オフにかか
わらず圧縮機を運転させ蓄熱装置に熱を貯えておき、運
転スイッチのオンによって、この蓄熱装置の熱で冷媒を
加熱するようにしている。

（ヘ）実施例第１図は本発明の空気調和機の一実施例の冷媒回路図
で、１は圧縮機、２は四方弁で、暖房並びに除霜運転時
は実線状態に設定され、冷房運転時は破線状態に設定さ
れる。３は室内熱交換器、４は補助電動弁（補助減圧装
置）で、暖房の定常運転時並びに冷房運転時に弁の開度
を全開とし、暖房の予熱運転時に弁の開度を全閉とし、
除霜運転時並びに暖房の立上り運転時に弁の開度を調整
するようにしている。５は室内熱交換器３と補助電動弁
４とを側路するバイパス管で、電磁弁（開閉弁）６が設
けられており、この電磁弁６は暖房の予熱運転時のみ開
放される。７は蓄熱槽で、この槽内には補助電動弁４と
主電動弁（後述する）とをつなぐ冷媒配管が配設されて
いる。又、この蓄熱槽７には下表に示すパラフィンワッ
クスが蓄熱材８として収められている。

表名称：低融点・高ノルマル含量パラフィンワックス “SP−0110" 日本精蝋（株）融点;43.7℃、油分;0.4WH％粘度;2.7cst/％、平均炭素数;22.5 炭素数分布;18〜19 融解熱;40〜48kcal/kg ９は主電動弁（主減圧装置）で暖房の立上り運転時並び
に除霜運転時に弁の開度を全開とし、暖房の予熱運転
時、暖房の通常運転時、並びに冷房時に空調負荷に応じ
て弁の開度を調整している。10は室外熱交換器、19は室
外送風機、18は室内送風機である。11は補助電動弁４と
蓄熱槽７とをつなぐ配管12に取り付けられた第１温度セ
ンサで、暖房運転時にこの配管12内を流れる冷媒を検知
している。そしてこの冷媒の温度が43.7℃（蓄熱材の融
点）以下となった時には室外熱交換器10に霜が付着して
この室外熱交換器10から十分に熱が汲み上げられないと
判断して、除霜運転にはいる。すなわち制御装置13から
の信号で四方弁２を実線状態に保持すると共に主電動弁
９の弁の開度を全開とし、補助電動弁４の弁の開度を調
整するようになっている。14は室外熱交換器10に取り付
けられた第２温度センサで、この室外熱交換器10の温度
を検知している。そして、前述の配管12内を流れる冷媒
の温度が43.7℃以上でも、この室外熱交換器の温度が−
15℃以下の時には除霜運転にはいるようになっている。

前述の制御装置13には運転スイッチ15と予熱スイッチ
16とが備えられており、運転スイッチ15はこの空気調和
機の冷房並びに暖房運転のON−OFFを行なわせるもの
で、予熱スイッチ16は暖房運転開始時に室内を早く暖め
たい場合に入れるものである。すなわち、暖房シーズン
中、この予熱スイッチ16をONにしておくと、第３温度セ
ンサ17で外気を検出して、外気温度が一定温度（５℃）
以下となった時には制御装置13からの信号で圧縮機１を
運転させて蓄熱槽８に熱を貯えるようにする（予熱運
転）。この予熱運転については後述する。前述した圧縮
機１、四方弁２、電磁弁６、主電動弁９、補助電動弁
４、室内送風機18、室外送風機19は運転モードによって
下表のように制御される。

このような構成を備えた空気調和機において、暖房シ
ーズン中電源スイッチ（図示せず）並びに予熱スイッチ
16をONにしておいた状態で、更に運転スイッチがOFFの
場合には、第３温度センサ17で外気温度を検出して、外
気温度が５℃以下になった場合には予熱運転を行なう。
すなわち四方弁２を暖房位置（実線状態）に設定し、電
磁弁６を開放し、補助電動弁４を閉じ、主電動弁９を作
用させ、室内送風機18の運転を止めて、室外送風機19並
びに圧縮機１を運転させる。そして、圧縮機から吐出さ
れた冷媒を四方弁２→電磁弁６→蓄熱槽７→主電動弁９
→室外熱交換器10→四方弁２→圧縮機１と流し、蓄熱槽
７内の冷媒管20で凝縮液化した際に冷媒が放出した凝縮
熱で蓄熱槽７内の蓄熱材８を加熱してこれを融解する。
従って蓄熱材８は40〜48kcal/kgの融解潜熱を保有して
蓄熱されている。尚、蓄熱材８の温度を第４温度センサ
21で検知して蓄熱材８の融解温度（43.7℃）より５℃〜
８℃高くなったら圧縮機１の運転を停止する。このよう
にして電源スイッチ並びに予熱スイッチ16をONにしてお
くと、暖房シーズン中は蓄熱槽７に熱が貯えられてい
る。

そして、運転スイッチをONにすると、まず暖房の立上
り運転を行なう。すなわち、四方弁２を暖房位置に設定
し、電磁弁６を閉じ、補助電動弁４の弁の開度を暖房負
荷に応じて変えられるようにし、主電動弁９の弁の開度
を全開とし、室内・外両送風機18、19を回転させ、圧縮
機１を運転させる。そして圧縮機１から吐出された冷媒
を四方弁２→室内熱交換器３→補助電動弁４→蓄熱槽７
→主電動弁９→室外熱交換器10→四方弁２→圧縮機１と
流す。すなわち室内熱交換器３を凝縮器として作用させ
て室内を暖房すると共に、室内熱交換器３から流出され
た冷媒は補助電動弁４で減圧膨張し、蓄熱槽７で蒸発さ
れる。この時蓄熱材８は凝固を開始し、放熱する。そし
て蓄熱槽７から流れ出た冷媒は弁の開度が全開状態の主
電動弁９を通って室外熱交換器10に送り込まれる。この
ように暖房運転の立上り時には蓄熱槽７の熱で冷媒を加
熱して、運転開始後直ちに室内へ温風を供給させるよう
にしている。

上述の立上り運転中に蓄熱材の温度を第４温度センサ
21で検知して、この温度が蓄熱材８の融解温度（43.7
℃）より５℃〜20℃低くなった時には、この蓄熱材８の
熱では冷媒を加熱できなくなったと判断して暖房の定常
運転に切り換える。すなわち補助電動弁４の弁の開度を
全開とし、主電動弁９の弁の開度を暖房負荷に応じて変
えられるようにしておく。そして、圧縮機１から吐出さ
れた冷媒を上述の立上り運転と同様に流し室内熱交換器
３を凝縮器として作用させ室内を暖房する。この時、蓄
熱槽７内の冷媒管20内で凝縮液化した際に冷媒が放出し
た凝縮熱は蓄熱槽７内の蓄熱材８を加熱してこれを融解
する。このように暖房運転時は、室内熱交換器３で室内
を暖房すると同時に、蓄熱槽７に蓄熱を行なう。

この暖房運転開始から一定時間（約20分）経過後に、
第１温度センサ11で室内熱交換器３から流れ出た冷媒の
温度を検知して、この温度が43.7℃以下となった時に
は、外気温の低下によって室外熱交換器10に霜が付着し
てこの室外熱交換器10での熱の汲み上げ量が減少したも
のと判断して、除霜運転を行なう。

この除霜運転時は、制御装置13からの信号で四方弁２
を暖房状態に保持すると共に、主電動弁９の弁の開度を
全開とし、補助電動弁４の弁の開度を調整する。そして
圧縮機１を運転させ冷媒を暖房の立上り運転時と同様に
流し、室外熱交換器に送り込まれる冷媒の熱で霜が溶か
される。第２図は上述の暖房の定常運転と除霜運転の時
の冷媒の状態を示すモリエル線図で、実線は暖房の定常
運転中の冷媒の状態を示し、Ａ〜Ｂは圧縮機１での圧縮
過程、Ｂ〜Ｃは室内熱交換器３並びに蓄熱槽７での凝縮
過程、Ｃ〜Ｄは主電動弁９での減圧過程、Ｄ〜Ａは室外
熱交換器10での蒸発過程である。又破線は除霜運転中の
冷媒の状態を示しＥ〜Ｆは圧縮機１での圧縮過程、Ｆ〜
Ｇは室内熱交換器３での凝縮過程、Ｇ〜Ｈは補助電動弁
４での減圧過程、Ｈ〜Ｉは蓄熱槽７での蒸発過程、Ｉ〜
Ｅは室外熱交換器10での放熱過程である。このＩ〜Ｅの
放熱過程によって室外熱交換器10に付着している霜を溶
かす。この除霜運転開始から一定時間（約12分）経過
後、又は室外熱交換器10内を流れる冷媒の温度を第２温
度センサ14で検知してこの温度が10℃以上になった時、
前述の暖房運転に戻る。

尚、冷房運転時の冷媒の流れは暖房の定常運転時の冷
媒の流れと逆である。

尚、上述した暖房の予熱運転時に、補助電動弁を閉じ
たことにより室内熱交換器に冷媒が貯まり冷凍サイクル
中の冷媒循環量が少なくなるおそれがあるが、この場合
は補助電動弁４を少し開放して室内熱交換器３に冷媒が
貯まらないようにすれば良い。

又、暖房の立上り運転時に、主電動弁９でも冷媒制御
を行なわせるようにして、２つの電動弁９、４で減圧抵
抗を調整するようにしても良い。このようにした時の冷
凍サイクルのモリエル線図の一部を第２図の破線で示
し、Ｃ〜Ｊが補助電動弁４での減圧過程、Ｊ〜Ｋが蓄熱
槽７での蒸発過程、Ｋ〜Ｌが主電動弁９での減圧過程、
Ｌ〜Ａが室外熱交換器10での蒸発過程である。

（ト）発明の効果以上述べたように本発明は暖房シーズン中で外気温度
が一定値以下であり運転スイッチがオフのときには、圧
縮機からの冷媒を蓄熱装置に流してこの蓄熱装置に冷媒
の凝縮熱を蓄熱させておき、前記運転スイッチがオンさ
れた暖房立上がりのときに、冷媒を蓄熱装置に流した後
補助減圧装置で減圧して蓄熱装置に流し蓄熱装置を冷媒
の加熱器として作用させるようにしたので、運転開始後
直ちに室内に温風を供給して暖房立上がり特性を改善さ
せることができる。

しかも、補助減圧装置と蓄熱装置とをこの順で室内熱
交換器からの冷媒配管に設けると共に、バイパス管を備
えているので、前記蓄熱装置は直列に接続されて比較的
簡単な構成のものを使用でき、放熱用熱交換器及び吸熱
用熱交換器を備えた蓄熱装置を用いたものや複数の切換
弁を使用して冷媒の流路を切換えるようにしたものに比
べて、空気調和機の構成や組立て、並びに制御を簡単に
することができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の空気調和機の一実施例を示す冷媒回路
図、第２図は第１図に示した空気調和機の冷凍サイクル
のモリエル線図である。１……圧縮機、２……四方弁、３……室内熱交換器、５
……バイパス管、７……蓄熱槽、10……室外熱交換器、
15……運転スイッチ。

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】圧縮機と四方弁と室内熱交換器と主減圧装
置と室外熱交換器とを冷媒配管で接続してヒートポンプ
冷凍サイクルを構成した空気調和機において、前記室内
熱交換器から主減圧装置に至る冷媒配管に補助減圧装置
と蓄熱装置とを順次直列に設け、室内熱交換器と補助減
圧装置とをバイパスするバイパス管を備えると共にこの
バイパス管に開閉弁を設け、暖房シーズン中で外気温度
が一定値以下であり運転スイッチがオフのときには圧縮
機を運転させると共に、前記開閉弁を開、補助減圧装置
を閉、主減圧装置を冷媒制御の状態にして、冷媒を四方
弁、バイパス管、蓄熱装置、主減圧装置の順に流してこ
の蓄熱装置に冷媒の凝縮熱を蓄熱させるように制御し、
前記運転スイッチがオンされた暖房立上がりのときは圧
縮機を運転させると共に、前記開閉弁を閉、補助減圧装
置を冷媒制御の状態、主減圧装置を開にして、冷媒を四
方弁、室内熱交換器、補助減圧装置、蓄熱装置、主減圧
装置の順に流してこの蓄熱装置を冷媒の加熱器として作
用させる制御装置を備えたことを特徴とする空気調和
機。