JPS5848988Y2

JPS5848988Y2 - ヒ−トポンプ式空調機の除霜装置

Info

Publication number: JPS5848988Y2
Application number: JP11543478U
Authority: JP
Inventors: 達士田中
Original assignee: 株式会社東芝
Priority date: 1978-08-23
Filing date: 1978-08-23
Publication date: 1983-11-09
Also published as: JPS5532933U

Description

【考案の詳細な説明】この考案はヒートポンプ式空調機の除霜装置に係り、特
に除霜運転中に保護装置が作動しないようにしたヒート
ポンプ式空調機の除霜装置に関する。

冬期などにヒートポンプ穴空調和機を暖房運転すると、
蒸発器として作用している室外側熱交換器に着霜する。

着霜による暖房能力の低下を防ぐため、しばしば除霜を
行う必要がある。

従来、この除霜を行うため圧縮機と室内側熱交換器およ
び室外側熱交換器間に設けられ、暖房時に付勢され圧縮
機から吐出するガス冷媒を室内側熱交換器（凝縮器とし
て作用させる）に流入させる冷媒切換弁、例えば四方弁
の電磁コイルと直列に１個の除霜サーモスタットを接続
し、さらにこの除霜サーモスタットと並列に所定時限で
除霜側接点、暖房側接点に切換えられるように設けられ
たタイマースイッチを接続して除霜サーモスタットが開
放した後、次の除霜周期がきてタイマースイッチが除霜
側接点に切換わった場合にのみ、前記電磁コイルを消勢
して所定時限の間ガス冷媒を前記とは逆に圧縮機から室
外側熱交換器に流入させ、この室外側熱交換器を凝縮器
として作用させることによって除霜を行うようにしてお
り、この除霜の間室外側熱交換器用ファンモータを停止
させるようにしていた。

しかしながら、室外側熱交換器の外気吸込面が２面以上
に亙り、かつ各面毎に熱交換器を分割して配置し冷媒を
各熱交換器に並流させるようにしたものでは、設置場所
により各熱交換器が日なた、日陰または降雪の方向に面
し、各熱交換器の負荷が異なる。

このような場合着霜の少ない面を基準に除霜サーモスタ
ットの作動温度を設定すると他の面では着霜残りが生じ
る。

また、これとは逆に着霜の多い面を基準に設定すると他
の面では除霜過多となる。

この場合室外側熱交換器用ファンモータは停止している
ので吐出圧力を上昇し保護装置（高圧スイッチ）が作動
して除霜毎に冷凍サイクルが運転停止になるという不都
合な事態が生じる。

この考案は上記事情にもとづきなされたもので、その目
的とするところは、冷媒切換弁の電磁コイルと直列に接
続された除霜時付勢されるように設けられたリレーのｂ
接点を室外側熱交換器用ファンモータと直列に接続し、
このｂ接点と並列にこのリレーのａ接点と除霜時室外側
熱交換器の冷媒流出側となる管路の圧力を感知して作動
する圧力スイッチを直列に接続し、この点の圧力が所定
値になったとき、この圧力スイッチを閉成させてファン
モータを回転し圧力を下げるようにすることにより、上
記不都合を解消したヒートポンプ式空調機の除霜装置を
提供しようとするものである。

以下、この考案の一実施例をヒートポンプ式チラーに実
施した場合につき、第１図乃至第３図を参照して説明す
る。

第１図はこのチラーの冷凍サイクルを示すもので、図に
おいて１は圧縮機、２は冷媒切換弁としての四方弁、３
ａ、３ｂは空気熱交換器でこの空気熱交換器３
ａ、３ｂは第２図に示すようにチラ一本体Ａの両側
に分割配置されており、中央にはファン４が設けられて
いる。

５は水熱交換器で、この水熱交換器５には図示しないが
室内に設けた例えばファンコイルと連通する水管が設け
られており、四方弁２を切換え、このチラーを冷房また
は暖房運転させることにより水熱交換器５の水管内の水
を冷却または暖め、この水をファンコイルに循環させる
ことにより室内の冷房または暖房を行うものである。

なお、６は冷房用膨張弁、７は暖房用膨張弁、８は第１
の逆止弁、９は第２の逆止弁である。

次に、第３図に示す除霜制御回路について説明する。

１１．１２は図示しない制御電源に接続された母線で、
この母線１１．１２間には停止用押釦スイッチ１３、後
述する第１のリレーのａ接点１７ａを並列に接続した運
転用押釦スイッチ１４、冷暖切換スイッチ１５、第１の
切換リレースイッチ１６、前述したａ接点１７ａを有
する第１のリレー１７および圧縮機１の吐出側管路Ｂ接
点の圧力を感知するように設けられ通常は閉成され所定
圧力、例えば２５ｋｇ／ｃｍ２で開放され、手動で閉成
する保護用高圧スイッチ１８が直列に接続されている。

前記冷暖切換スイッチ１５および第１の切換リレースイ
ッチ１６にはそれぞれ共通に接続された冷房側固定接点
１５ａ、１６ａおよび暖房側固定接点１５ｂ、１
６ｂが設けられており、一方の冷暖切換スイッチ１５に
は手動で切換えられる切換接点１５Ｃに接続された切換
接片１５ｄが設けられている。

また他方の第１の切換リレースイッチ１６には通常は冷
房側固定接点１６ａ側にあり、後述する第３のリレー
が付勢されることにより暖房側固定接点１６ｂに切換わ
る切換接点１６Ｃに接続された切換接片１６ｄが設け
られている。

１９はファンモータ（空気熱交換器用）用電磁接触器の
コイルで、このコイル１９の一端は前記運転用押釦スイ
ッチ１４と冷暖切換スイッチ１５の切換接点１５Ｃとの
接続点から延出した第１のライン２０に接続され、この
コイル１９の他端は後述する第４のリレーのｂ接点３１
ｂを介して前記高圧スイッチ１８と第１のリレー１７
との接続点から延出した第２のライン２１に接続されて
いる。

また前記す接点３１ｂにはこれと並列に後述する第４
のリレーのａ接点３１ａと除霜時空気熱交換器の冷媒
流出側となる管路Ｃ点の圧力を感知するように設けられ
通常は開放（例えば１７ｋｇ／ｃｍ２）され所定圧力
（前記高圧スイッチ１８の動作圧力により低い例えば２
２ｋｇ／ｃｍ２）で閉成する圧力スイッチ２２が直列
に接続されている。

また、前記第１および第２のライン２０．２１間には第
２の切換リレースイッチ２３、冷暖用サーモスタット２
４および圧縮機用電磁接触器のコイル２５が直列に接続
されている。

この第２の切換リレースイッチ２３、冷暖用サーモスタ
ット２４はそれぞれ共通に接続された冷房側固定接点２
３ａ、２４ａ、暖房側固定接点２３ｂ、２４
ｂを有し、一方の第２の切換リレースイッチ２３には
通常は冷房側固定接点２３ａ側にあり、後述する第３
のリレーが付勢されることにより暖房側固定接点２３
ｂに切換わる切換接点２３Ｃに接続された切換接片２
３ｄが設けられている。

また他方の冷暖用サーモスタット２４には水熱交換器５
の水温が高いときには図示の如く冷房側固定接点２４
ａ側に、また低いときには暖房側固定接点２４ｂ側に
自動的に切換わる切換接点２４Ｃに接続された切換接
片２４ｄが設けられている。

２６は前記第１の切換リレースイッチ１６の暖房側固定
接点１６ｂ側から延出された第３のラインであり、この
第３のライン２６および前記第２のライン２１間に第２
のリレー２７が並列にまたこの第２のリレー２７のａ接
点２７ａおよび第３のリレー２８が直列にそれぞれ接
続されている。

２９は第３のリレー２８と第２のリレー２７のａ接点２
７ａとの接続点から延出された第４のラインであり、
この第４のライン２９と前記第３のライン２６間に冷凍
サイクルの四方弁２の電磁コイル３０と、並列に接続さ
れた後述する第５のリレーのａ接点３５ａ、第４のリレ
ー３１．除霜時空気熱交換器の冷媒流出側となる管路り
部に感温部を設けた除霜用サーモスタット３２とが直列
に接続されている。

３３はタイマースイッチであり、このタイマースイッチ
３３のタイマー３４は第３および第４のライン２６．２
９間に接続され、スイッチ部分は次のように構成されて
いる。

即ち、除霜側固定接点３３ａ、暖房側固定接点３３ｂ、
切換接点３３Ｃおよび切換接片３３ｄからなり、切
換接点３３ｄ、暖房側固定接点３２ｂは図の如く除霜
用サーモスタット３２の接点に並列に接続され、除霜側
固定接点３３ａは前述したａ接点３５ａを有する第
５のリレー３５を介して第３のライン２６に接続されて
いる。

しかして、このタイマースイッチ３３はタイマー３４に
よりその切換接片３３ｄが設定時間毎（例えば暖房・
・・・・・５０分、除霜・・・・・・１０分）に繰返し
除霜側固定接点３３ａ＋＋暖房側固定接点３３ｂへと
切換わるようになっている。

次に、この考案の作用を説明する。

図示の状態、即ち、冷暖用サーモスタット２４の切換接
片２３ｄが暖房側固定接点２４ａに切換わっている
夏期に冷暖切換スイッチ１５を冷房側に切換えた状態で
運転用押釦スイッチ１４を押圧する。

斯くしてファンモータ用電磁接触器のコイル１９が付勢
されファンモータは回転する。

同時に圧縮機用電磁接触器のコイル２５が付勢されて圧
縮機１が運転され、冷凍サイクルは水熱交換器５の水を
冷却する冷房サイクルとなり、この冷却された水を適宜
手段により室内に循環させることにより室内の冷房が行
なわれる。

また、同時に第１のリレー１７が付勢されてこの第１の
リレー１７のａ接点１７ａが閉成、自己保持されるので
以後運転用押釦スイッチ１４の押圧を解除する。

次に、冬期などに暖房運転を行うには、冷暖切換スイッ
チ１５を暖房側に切換える（切換接片１５ｄは暖房側固
定接点１５ｂに切換わる）ついで運転用押釦スイッチ１
４を押圧する。

同時に第２のリレー２７が付勢されてこの第２のリレー
２７のａ接点２７ａが閉成される。

この結果、第３のリレー２８が付勢されて第１の切換リ
レースイッチ１６の切換接片１６ｄは暖房側固定接点１
６ｂに切換わり第１のリレー１７が付勢され、この第１
のリレー１７のａ接点１７ａは閉成、自己保持される
ので以後運転用押釦スイッチ１４の押圧を解除する。

また同時に第２の切換リレースイッチ２３の切換接片２
３ｄが暖房側固定接点２３ｂに切換わり（冷暖用サー
モスタット２４は水熱交換器５の水温が低いのでその切
換接片２４ｄは暖房側固定接点２４ｂに切換わって
いる）圧縮機用電磁接触器のコイル２５が付勢されて圧
縮機１が運転される。

一方電磁コイル３０が付勢されて四方弁２が切換わり、
冷凍サイクルは水熱交換器５の水を暖める暖房サイクル
となり、この暖められた水を適宜手段により室内に循環
させることにより室内の暖房が行なわれる。

なお、タイマースイッチ３３はタイマー３４により設定
時間毎に繰返し切換接片３３ｄが除霜側固定接点３３
ａ、暖房側固定接点３３ｂへと切換わるが、除霜用サ
ーモスタット３２が閉成されている限り四方弁２の電磁
コイル３０には所定電圧が引続き印加されているので、
暖房運転はそのまま継続される。

暖房運転を続け、空気熱交換器に着霜すると除霜用サー
モスタット３２が開放される。

そして次の除霜周期が到来しタイマースイッチ３３の切
換接片３３ｄが除霜側固定接点３３ａに切換わると
第３および第４のライン２６．２９間にかかる電圧は四
方弁２の電磁コイル３０と第４のリレー３１コイルで分
圧され第４のリレー３１が付勢（電磁コイル３０のイン
ピーダンスに比し第４のリレー３１のインピーダンスが
はるかに高いため）される。

この結果、第４のリレー３１のｂ接点３１ｂは開放さ
れファンモータ用電磁接触器のコイル１９は消勢されて
ファンモータは停止する。

また、同時に第４のリレー３１のａ接点３１ａか゛閉
成される。

一方、電磁コイル３０は消勢されて四方弁２は切換わり
、冷凍サイクルは暖房サイクルから除霜サイクル（逆サ
イクル）になり、タイマー３４によって設定された時間
除霜が行なわれる。

なお、切換接片３３ｄが除霜側固定接点３３ａに切
換わってから除霜用サーモスタット３２が開放された場
合には第５のリレー３５によりａ接点３５ａが自己保持
され電磁コイル３０は付勢されているので除霜には入ら
ない。

また、設定された除霜時間内に除霜用サーモスタット３
２が復帰した場合には、直ちに暖房運転に入り、この場
合も前記同様ａ接点３５ａは自己保持され復帰直後に
おける除霜用サーモスタット３２のバタツキの影響をな
くしている。

このように除霜が進み一方の日陰側に面した例えば熱交
換器３ａの除霜は未了であっても、他の日なた側に面し
た熱交換器３ｂの除霜が終了すると、冷媒流出側管路の
圧力が上昇して、その圧力が２２ｋｇ／ｃｍ２になる
と圧力スイ゛どチ２２が閉成されファンモータは回転す
る。

この結果熱交換器は冷却され冷媒流出側管路の圧力は低
下する。

そしてこの圧力が１７ｋｇ／Ｃｍ２になれは゛圧力ス
イッチ２２は開放されてファンモータは停止する。

なお、前記圧力スイッチ２２のＯＮ圧力は高圧スイッチ
１８のＯＦＦ圧力より低く設定しであるので、除霜中高
圧スイッチ１８が作動することはない。

斯くして日陰側に面した熱交換器３ａの除霜も終り除霜
用サーモスタット３２が閉成されると、また暖房運転に
入る。

なお、この実施例ではヒートポンプ式チラーについて説
明したが、この水熱交換器を空気熱交換器とし、この空
気熱交換器を室内に設ける形式の空気調和機にも容易に
実施できるものである。

この考案は上記したように、冷媒切換弁の電磁コイルと
直列に接続された除霜時付勢されるように設けられたリ
レーのｂ接点を室外側熱交換器用ファンモータと直列に
接続し、このｂ接点と並列に、このリレーのａ接点と除
霜時室外側熱交換器の冷媒流出側管路の圧力を感知して
作動する圧力スイッチを直列に接続するようにしたので
、冷媒流出側の圧力が高くなったときにはファンモータ
を回転させて圧力を低下させ、圧力が低下したときには
ファンモータを停止させるようにできるので、除霜中高
圧スイッチが作動して冷凍サイクルが運転停止になるよ
うなことはない。

従って除霜用サーモスタットの作動温度を着霜量の多い
面を基準に設定できるので、熱交換器全体の除霜が完全
に行なわれる。

また除霜用サーモスタットは従来どおり１個でよいなど
、実用上すぐれた効果を奏することができる。

【図面の簡単な説明】

図面は本考案の一実施例を示すもので、第１図はヒート
ポンプ式チラーの冷凍サイクル図、第２図は同じく熱交
換器の配置状態を示す平面図、第３図は同じく除霜制御
回路図である。Ａ・・・・・・チラ一本体、３ａ、３ｂ・・・・・・熱
交換器、１５・・・・・・冷暖切換スイッチ、１８・・
・・・・高圧スイッチ、１９・・・・・・ファンモータ
用電磁接触器のコイル、２２・・・・・・圧力スイッチ
、２４・・・・・・冷暖用サーモスタット、２５・・・
・・・圧縮機用電磁接触器のコイル、３０・・・・・・
四方弁の電磁コイル、３２・・・・・・除霜用サーモス
タット、３３・・・・・・タイマースイッチ。

Claims

【実用新案登録請求の範囲】

暖房時、冷媒切換弁を切換えることにより冷凍サイクル
を逃サイクルとして室外側熱交換器の除霜を行うように
したし一トポンプ式空調機の除霜装置において、前記冷
媒切換弁の電磁コイルと直列に除霜時付勢されるように
設けられたリレーを接続し、このリレーのｂ接点を室外
側熱交換器用ファンモータと直列に接続すると共に、こ
のｂ接点と並列にこのリレーのａ接点と除霜時室外側熱
交換器の冷媒流出側となる管路の圧力を感知して作動す
る圧力スイッチを直列に接続したことを特徴とするヒー
トポンプ式空調機の除霜装置。