JPS59180252A - 冷凍サイクル - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〔発明の技術分野〕 この発明は冷暖房用空気調和機などに組み込まれる冷凍
サイクルに係り、特に暖房運転を行ないながら除霜運転
を行なうことができる除霜サイクルを備えた冷凍サイク
ルの改良に関する。

〔発明の技術的背はとその問題点〕

一般に、空気調和機は圧ｍ磯、冷暖房切換用西方弁、室
内側熱交換器、キャピラリチューブ、室外側熱交換器等
を順次接続して冷媒を循環させる冷凍サイクルを酵成し
、四方弁を切り換えることにより室内を冷暖房するよう
になっている。

暖房運転時には、圧縮機からの高温、高圧冷媒が室内側
熱交換器に吐出されて、室内空気を加熱する。室内′９
．気を暖めたガス冷媒は凝縮、液化され、キャピラリチ
ューブ等を経て室外側熱交換器に送られる。液冷媒はこ
こで周囲から熱を奪って（吸熱、して）蒸発し、圧縮機
に還流される。

ところで、室外側熱交換器が蒸発作用を受ける際に、熱
交換器コイルにｆ、＋ｆが付着することがある。

イｉが刺着したままで暖房運転を継続すると、付着した
２′Ｉｌ；が成長して熱交換機能を損ね、暖房能力が低
下する。

この暖房能力の低下を防止するため、ｌＩカ房運転時に
定期的に除霜するようになっている３、この除Ａ−運転
は、従来においては、四方弁を切換えることにより行な
われているが、四方弁の明快えによる反転除荘では、除
ね時に暖房運転を行なうことができず、暖房運転を停止
させるだけでなく、室内側熱交換器の吸熱作用が避けら
れず、室温の低下が著しい。

また、この除霜時に多数の開閉弁を開閉操作し、圧縮機
からの高温、高圧ガス冷媒を、室内１１１ｉ１熱交換器
等のホントガスラインをバイパスして室外側熱交換器に
案内し、その放熱作用にょう除↓ｄして室外側熱交換器
をガス冷媒の凝縮器として作用させたものがある。しか
しながら、このホントガスあった。

〔発明の目的〕

との発明は、上述した点を考慮し、暖房運転を行ないな
がら除霜運転を行なうことができるとともにｌ夜バンク
の恐れのない冷凍サイクルを提供することを目的にする
。

〔発明の概要〕

」ニジＲした目的を達成するため、この発明に係る冷凍
サイクルは、圧縮機、冷暖房除霜用四方弁、室内側熱交
換器および室外側熱交換器等を順次接続して構成される
ものにおいて、チェック弁を外側辺にそれぞれ配置した
ブリッジ回路を上記冷凍サイクルに設け、上記ブリッジ
回路の一方を前記冷暖房切換用四方弁に、その他方を室
外側熱交換器に接続するとともに、前記ブリッジ回路の
中間接続点を結ぶ中間接続ラインに、閉じた室外側熱交
換回路に組み込まれる冷暖房除霜用四方弁を介装し、上
記室外側熱交換回路に設置される室外側熱交換器は第１
および第２室外側熱交換器に分割され、上記第１および
第２室外側熱交侠器は、互いに並列接続された二方弁と
キャピラリチューブ丼たけ膨張弁とを中間に介してシリ
ーズに接続され、前記冷暖房除霜用四方弁および二方弁
の弁操作により、暖房運転を行ないながら除霜運転を行
ない得るようにしたものである。

〔発明の実施例〕

以下、この発明に係る冷凍サイクルの好ましい実施例に
ついて説明する。

第１図は、冷暖房用空気調和機に組み込寸れる冷凍サイ
クルを示す。この冷凍ザイクルＬ圧ρへ機１０、冷暖房
切換用四方弁１１、室内側熱交換器１２および室外側熱
交換器１３等を順次接続して閉回路を構成しており、冷
暖房切換用四方弁１１を適宜明快えて冷凍サイクル内に
冷媒を循環させることにより、室内を冷暖房するように
なっている。

一方、冷【味サイクルにはブリッジ回路１５が組み込ま
れ、ブリッジ回路１５の一方は冷１援労り淡用四方弁１
１に、その他方は室外側熱交換器１２１Ｃ，それぞれ接
続される。ブリッジ回路１５の外・側辺にはそれぞれチ
ェック弁１６．１７．１８、Ｉ９が配設され、その中間
接続点０．Ｐは、中間接続ライン加で、互いに接続され
る。しかして、一方は中間後、読点Ｏに向って冷媒が集
められるように、また、他ノ５は接続点Ｐから冷媒が流
出するように、各チェック弁１６〜１９の向きが決定さ
れる。

前記中間接続ライン加には閉じた室外側熱交換回路２１
の冷暖層線４１用四方弁城下、除霜用四方弁という。）
２２が介装される。この室外１ｔｉｌｌ熱交侠回路２１
には前述した室外１！１］熱交換器１３およびモータん
動により弁開１］度が調節幅１１ヒな膨張弁澗が組み込
まれる。上記室外側熱交換器１３は、ｊｇｌおよび第２
室外側熱交換器１３ａ、＋３ｂに分割され５分割された
・基１および第２室外側熱交換器１３α、１３ｈは中間
に互いに並列接続された二方弁部およびキャピラリチュ
ーブ（または膨張弁）２６を介してンリーズに接続され
る。

次に、この発明の冷凍サイクルの作用について説明する
。

始めに、冷房運転時には、第１図に実線矢印Ａで示すよ
うに、冷暖房切換用四方弁１１が冷房側（以下、ＯＦＦ
側という。）Ｋ、冷暖房除霜用四方弁ｎも作動しないＯ
ＦＦ側にセットされ、二方弁５はＯＮ作動され、全開状
態に保たれる。

しかして、圧縮機［０の起動により、この圧縮機１０か
ら吐出された高温１．！、’、ｉｉ圧のガス冷媒は、冷
暖房切換用四方弁１１を、鴎でブリッジ回路１５１’こ
送ら扛。

逆止弁［７，除オ゛ｄ用四方丑；ど２から第１室外１１
Ｉｌｊ熱・ゾ決器ｔ３ａ、第２室外画熱交換器＋３ｈで
条内さ）ｔｌ　ここで放熱され、（凝縮される。このと
き、二方弁部はＯＮ作動して、曲状、聾に保持されてい
る。

凝縮されだ液冷奴は続いて膨張弁２４および除霜用四方
弁２２を経て逆Ｉト弁［８から室内倶」熱交換器１２に
送られ、ここで吸熱作用を受け、室内空気を冷、Ｍｊす
る。冷却された室内空気は室内に送風されて室内を冷房
するようになっている。また、室内空気を冷却すること
により、自ら蒸発した冷媒は冷暖房切換用四方弁１１を
経て圧縮機１０に憧流され、１つの冷房サイクルが終了
する。

暖房時には、冷）暖房切換用四方弁１１および除霜用四
方弁２２を暖房側切り凍えて、それぞれＯＮ状態とし、
圧縮機１０からの吐出冷媒を破線矢印Ｂで示すように流
す。すなわち、圧縮機１０からの吐出冷媒を冷暖房切換
用四方弁１１を、に６で省内側熱交換器１２に案内し、
ここで放熱させる。この熱交換器１２でのノＪヒ４＋Ａ
作用により室内電気は加熱されて温Ｊ虱となり、この温
（虱が送１虱されて室内は暖房される。

室内を暖房することにより％凝陥された冷媒は、ブリッ
ジ回路１５に案内され、その逆止弁１６から除霜用四方
弁ｎを経て１彫脹ｔｆ−２４に送られ、ここで膨張作用
を受けた後、第２室外仙鳩各交４美器１３ｈ、続いて第
１室外側熱交換器１３αに導かれ、ここで吸熱作用を受
けて蒸発する。蒸発した冷媒は、除霜用四方弁２２から
ｊ広と弁［９を経て冷（暖房切換用四方弁ＩＩに送られ
、ここから圧縮機１０に還流されて１つの暖房サイクル
が終了する。

この冷暖用運転時には、分割された５ｇ１および第２室
外側熱交換５１３ａ、［３ｈは全開の二方弁５を介して
シリーズに接続されているので、従来の冷凍サイクルに
組み込壕れる１つの室外側熱交換器と同様に取扱うこと
ができ、暖房運転時における暖Ｊ）１能力を通常の冷凍
サイクル壕で向上させることができる。

ところで５暖房運転時には、室外（ｉｌｌ熱交換器１３
ａ、１３１！ｌは周囲から熱を奪って冷媒を蒸発させる
が、この吸熱作用を受ける際に、熱交換器コイルに着霜
が生じることがある。熱交換器コイルに肯が付き、この
局が成長すると、室外側熱交換器１：ｌｚ、＋３Ａの熱
交換機能が損われる恐几がある。

この熱交換機能の低下を防止するため、線画運転が行な
われる。

この除霜運転は、第１室外側熱交換器１３αおよび第２
室外側熱交換器１．３　ｂを交互に除１＝’ｆｉするこ
とによシ行なわれる。第１室外「（１ｊ熱交侠器１３α
を除霜する場合には、第３図の除油Ａに示すように、谷
四方弁１１．２２をセントし、二方弁′、！５を閉じる
とともに膨張弁Ｍを全開する。

これＫより、圧縮機［Ｏからの高温高圧冷媒は、第２図
に１点鎖線の矢印Ｃで示すように流れ、冷暖房切換用四
方弁１１を経て室内側熱交換器１２に送られ、ここで放
熱して、室内を暖房する。この暖房時には、室内側送風
ファン（図示せず）の送１虱を弱にセットし、この室内
側熱交換１５１２を経た冷媒のエンタルピーを高めてお
く。′室外側熱交換器を除霜するためである。

室内側ｐＡ交換器１２を経た冷媒は続いてブリッジ回路
１５に４内さ几、その逆止弁１６、四方弁２２を順次類
て第１室外側熱交換器１．３　ｄに送られてここで放熱
され、熱交洟器コイルに着いた＋６を除去する。

すなわち１．Ａ１室外１ｆｌｌｉ熱父懐器１３αは凝縮
器として作用し、ここで４４％縮された冷媒はキャピラ
リチューブ（−！たは膨張弁）２６を経て第２室外判熱
交洟器＋３／ｌに送られ、ここで同曲から熱を捲って蒸
発される。第２室外側熱交換ｓ＋３ｈで蒸発した冷媒ｌ
よ、全開状態の＃脹弁２４を素面９し、除霜用四方弁２
２から逆止弁１９全経て冷暖房切換用四方弁１１に案内
され、圧縮機１０に還流される。その除、第２室外側熱
交換器＋３ｂは蒸発器として機能し、液冷媒を確実に蒸
発させ、蒸発されたガス冷媒が圧縮機１０に戻されるの
で、液バツク現象を未然に防止することができる。

捷だ、第２室外側熱交換器１３１５を除霜する場合には
、四方弁１１．２２および二方弁５を、第３図の除Ｖ％
Ｂで示すようにそれぞれセントし、膨張弁Ｍを全開にす
る。これにより、室内側熱交換器１２を経たエンタルピ
ーの高い冷媒が二点鎖線の矢印りで示すように案内され
、逆止弁１６、四方弁２２および膨帳弁冴を素通ジして
第２室外側熱交換器１３ｂに送られ、ここで放熱される
。この放熱作用により第２室外側熱交（−ｉＡ器Ｉ３４
の熱交粱コイルレこ付着した箱は除霜される。除霜によ
りａＤ　ａｄされた冷媒はキャピラリチューブあを１経
て第１室外側熱交換器［３αに案内さｔし、ここで蒸発
作用を受けて液冷媒は蒸発し、蒸発したガス冷媒が各四
方弁２２．１１を経て圧縮機［０に還流される。したが
って、液ツクツク現象を防止することかでさる。

なお、この発明の一実施例の説明においては、１つの室
外側熱交換器を２分割して第１および第２電外側熱交換
器とした例について説明したが、第１および第２室外側
熱交換器を互いに独立した２台の熱交換器からなるよう
にしてもよい。

〔発明の効果〕

以上に述べたようにこの発明に係る冷凍サイクルにおい
ては、従来から使用されている四方弁および二方弁を操
作することにより暖房運転を行ないながら室外側熱交換
器の除霜運転を行なうことができ、除霜時に暖房運転を
停屯させる必要がない。したがって、除１４時に幸曽範
室温が者しく低下するのを確実に防止することができる
。

また、室外側熱交換器は第１および第２の室外側熱交換
器に分割され、第１および第２の室外側熱交換器は互い
に並設された二方弁およびギヤピラリチューブ（′＃脹
弁）を介してシリーズに接続されるので、二方弁を全開
させることによｐｌつの熱交換器として作用する。この
ため、暖房運転時には、蒸発器としての機能を有効的に
発揮させることができ、暖房能力を通常の冷凍サイクル
と同様高めることができる。

！だ、第１および第２室外側熱交侠器の一方は除霜時に
凝縮器として、その他方は蒸発器としてそれぞれ機能し
、凝縮きれた冷媒を蒸発させた後、圧縮機に還流させて
いるので、液冷媒が圧縮機に戻される、いわゆる液バン
ク現象を未然にかつ確実に防止できる等の効果を奏する
。

４、図ｉ１＋１の１′バ゛ｊ単な説明 第１図はこの発明に係る冷凍サイクルの一友０１４例を
示すサイクル図、第２図は」−１己冷凍サイクルで除霜
運転を行なう場合を示す図、第３図は上記冷凍サイクル
に組み込まれる四方ブｐ＞よび二方弁の操作関係を示す
図である。

［０・・・圧縮機、１１・・・冷暖房切換用四方弁、Ｉ
２・・・室内側熱交換器、１３・・・室外側熱交換””
ｊ’　＋　１３　ａ・・第１室外側熱交換器、１３ｂ・
・・第２室外側熱交換器、［５・・・ブリッジ回路、１
６〜１９・・・チェンク升、２０・・・中間接続ライン
、２１・・・至外側熱交快回路、２２・・・冷暖房除霜
四方弁、Ｍ・・・膨ｉＬＱ弁、５・・二方弁、２Ｇ・・
キャピラリチューブ（膨張弁）。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、圧縮機、冷暖房切換用四方弁、室内側熱交換器およ
   び室外側熱交換器等を順次接続して構成される冷凍サイ
   クルにおいて、チェック弁に外側辺にそれぞれ配置した
   ブリッジ回路を上記冷凍サイクルに設け、上記ブリッジ
   回路の一方を前記冷暖房除霜用四方弁に、その四方を室
   外側熱交換器に接続するとともに、前記ブリッジ回路の
   中間接続点を結ぶ中間接続ラインに、閉じた室外側熱交
   換回路に組み込まれる冷暖房除霜用四方弁を介装し、Ｌ
   配室外側熱交換回路に設置される室外側熱交換器？′ｉ
   第１および第２室外側熱交換器に分割さ几、上記第１お
   よび第２室外側熱交換器は、互いに並列接続された二方
   弁とギヤピラリチューブまたは膨張弁とを中間に介して
   シリーズに接続され、前記冷暖房除霜用四方弁および二
   方弁の弁操作によシ、暖房連転を行ないながら除ネ■運
   転を行ない得るように性成したことを特徴とする冷凍サ
   イクル。 ２、ブリッジ回路は、外側辺を］Ｉ！ｉ！ｌ）一方の中
   間接続点に向って冷媒が流入するよつに、また四方の中
   間接続点から冷媒が流出するよりに、各外側辺にチェッ
   ク弁が設けられた特許請求の範囲第１項に記載の冷凍サ
   イクル。 ３、室外側熱交換回路は、第１室外側熱交換器と。 互いに並列接続された二方弁およびキャピラリチューブ
   と、第２呈外側熱交換器と、膨張弁と冷暖房除霜用四方
   弁とが順次接続して構成される特許請求の範囲＄　１　
   ：１．Ｉｌｔに記載の冷凍サイクル。 ４、冷暖房除霜用四方弁および二方弁は′祇、直伸から
   なる特許請求の範囲第１項に記載の４沫サイクル。