JPS5993156A - ヒ−トポンプ式冷凍サイクル - 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】 本発明はヒートポンプ式冷凍ザイクルに関するものであ
る。

従来のヒートポンプ式冷凍ザイクルにおいては、第１図
に示すごとく圧縮機■、四方切換弁３、室外側熱交換器
４、膨張装置５および室内側熱交換器６を順次環状に接
続し、冷房運転時にＶ」実線矢印で示すごとく圧縮機１
からの高温高圧の冷媒ガスを室外側熱交換器４に送り、
ここで凝縮した後膨張装置５を介して室内側熱交換器６
で蒸発させ、暖房運転時にＶよ破線矢印で示すごとく圧
縮機１からの高温高圧の冷媒ガスを逆循環させて暖房を
行うものである。

一般にこの錘の冷凍サイクルにおいて、圧縮機１が停止
すると、サイクル内の冷媒は高圧側から低圧側へと流れ
、次第に圧力バランスするようになるが、通常とのバラ
ンスにｆｄ２−３分の時間が必要である。また、圧縮機
１の再始動に関しては吐出側と吸入側の圧力差が大きけ
れば始動しに〈〈過電流が流れてしまうという欠点があ
る。従って従来では安全のために始動を３分間升延させ
る３分遅延方式を採用している。

しかし、このような冷凍サイクルにおいて３分遅延に入
れば負荷状態等により室温がザーモスタット（図示せず
）の設定限度からはずれた場合でも３分以内であれば再
始動せず、このため３分の遅延時間内に室温が設定温度
よシ大きくはずれてしまうという欠点があった。

また、この踵の冷凍サイクルにおいて、暖房運転時除霜
を行う場合、四方切換弁３を切換えることにより高温高
圧の冷媒ガスを室外ｆｆ１ｌｌ熱交換器４に流１−１当
菖交換器に旧著Ｌ２だ鞘と熱交換させ、鞘を融解除去す
るようになっているが、当四方切換弁３を切換える際、
室内側熱交換器Ｇ中にあった高圧の液冷媒が圧縮機■に
逆流し、液圧縮防止用のアキュムレーター２中に滞留し
てし甘い、当冷凍ザイクル中を循環する冷媒用が不足す
るプヒめ十分な除霜が行なえず、またこのために、除霜
に多大の時間を必要と１７、その間暖房運転ができない
ことになり、室温の低下をまねき、快適性をそとなうと
いう欠点があった。

本発明は上記欠点を除去するこ々を目的としてなしたも
のであり、圧縮機停止時における圧力バランス時間の短
縮化、および圧；ｆｔ２ｉ　ＩＱの運転時の＼ン゛上り
時間の短縮化ならびに、除霜時の圧縮機への液戻りを防
止し、効果的な除霜を行ない除霜時間の短縮を図ったヒ
ートポン１式冷凍ザイクルを提供するものである。

以下、本発明の一実施例を図面に基いて説明り−る。

第２図は本発明に係るヒートポンプ式冷凍−リーイルの
冷媒回路図、第３図？：、Ｉ：同冷凍ザイクルにおける
圧縮機、四方切換弁、電動膨張弁、三方切換弁の動作説
明図である。

なお、実線矢印は冷房運転時の冷媒の流れを示し、寸だ
破線矢印は暖房運転時の冷媒の流れを示す。第２図にお
いて、１１は冷媒ガスを圧縮する圧縮機、ｌ　２　？−
ｊ：液戻り防止用のアキュムレーター、１３は冷房運転
と暖房運転を切換える四方切換弁、１４は冷房運転時に
は凝縮器、暖房運転時には蒸発器として作用する室外側
熱交換器、１５Ｉ″！、、電気信号により絞り度を可変
できる電動膨張弁、１Ｇは冷房運転時には蒸発器、暖房
運転時には凝縮器として作用する室内側熱交換器、１７
は圧縮機１１の吐出側と四方切換弁１３の間の流路に設
けた逆止弁、１８は圧縮機１１の吐出側と前記逆止弁１
７の間の流路と圧縮機１１の吸入側とを短絡するバイパ
ス流路、１９け圧縮機１１の吸入側と四方切換弁１３の
間の流路と前記バイパス流路１８の交点に設けた三方切
換弁である。第３図、第４図および第５図は、それぞれ
冷房運転時、暖房運転時および除霜運転時の圧縮機１１
四万切換弁１３電動膨張弁１５および三方切換弁１９の
動作を示１〜たものであり、各運転時、圧縮機１１およ
び各弁１３、ｊ５．１９は第３図ないし第５図に示した
如く動作する。すなわち、冷房運転時、四方切換弁１３
は常時冷房側に、また通常の暖房運転時には常時暖房側
に切り換っている。圧縮４ａ１１が運転時、電動膨張弁
１５Ｉ′ｉあらかじめ設定された絞り届あるいけ、蒸発
器用ロ温度′４−？ｌ−感知して適当な絞り月になるよ
う制御される。三方切換弁１９は圧縮機１１の吸入側と
四方切換弁１３との間が連通し圧縮機１１の吸入側とバ
イパス流路１８との間が連通しないよう切換えられる。

また圧縮機１１が停止中は電動膨張ｆＰＬ５が全開とな
るよう制御され、三方切換弁１９も圧縮機１１の吸入（
ｆｌｌｌとバイパス流路１８との間が連通１２、圧縮機
１１の吸入側と四方切換弁１３との間が連通しないよう
に切換えられる。

暖房運転時、除霜を行うためサイクルを切換える場合は
１、先ず電動膨張弁１５を全開（−三方切換弁）ｅが圧
縮機１１の吸入側とバイパス流路１８との間が連通Ｌ７
、圧縮機１１の吸入」りで四方切換弁１３との間が連通
し７ないように切換えられる。

次に少し遅延して四方切換弁１３を切換えると共に電動
膨張弁１５を適当な絞り弼になるよう制御し、＝：方切
換弁１９を圧縮機１１の吸入側とバイパス流路１８との
間が連通ｉ１、圧縮機１１の吸入側と四方切換弁１３と
の間が連通Ｌ２ないようにすＪ換える（＋　また除用；
吏転から暖房運りＩ々に街帰する鳩舎も同様である。な
お、三方切換弁Ｊ９を圧縮機１１の吸入Ｉ！１１とバイ
パス流路１８との間が連通１−。

圧縮機１１の吸入１１１１と四方切換弁１３との間が連
５山１−．ないように切用負えている間、月］宿（ｆ優
１　口Ｊ’、ｙ重転を続けても良いし、まだ図面に示す
ように停止させても良い。

次に上記冷凍−リイクルの動作について説明する０本冷
凍ザイクルにおいて通常運転時には、電動膨張弁１５け
あらかじめ設定した絞り用、あるいは蒸発器出口温度り
？を感知して適当な絞り用に々るよう制御さｈ、また、
三方切換弁１９は圧縮機１１の吸入側１と四方切換弁１
３との間が連通ｌ１、圧縮機１１の吸入側とバイパス流
路１８との間が連通しないように切換えられ、第１図に
示ｊまた従来ザイクルの運転状態と全く同じ動作を行な
う。

冷房運転の場合、室内υ１１１度が所定の温度に達する
とサーモスタット（図示せず）が動作（２て圧縮機１１
の運転を停止すると共に電動膨張弁１５が全閉となり、
三方切換弁１９が圧縮機１１の吸入側とバイパス流路と
の間が連通１１、圧縮機１１の吸入側と四方切換弁１３
との間が連通しないよう切換えらｉする。これにより、
高温・高圧の冷婬液ｄ逆市弁１７−四方切換弁１３−室
外側だ（交換器１４−電動膨張弁１５の間の冷媒流路中
に通常状態に近い状態で保持さり、るとともに、圧縮１
％］］の吐出ｆＩ１１の高圧ガスＱＪ、・・イパス流路
１８を通って均圧さｉｔ１圧縮機１１　Ｉ：Ｉ：いつで
も再始動可能な状ｐ目となる。まプこ三方切換弁１９が
圧縮機１１の吸入ｆｉｌｌと四方切換弁Ｊ３との間が連
通しないようになっているのでこの均圧ｊ７た冷媒ガス
により室内（１′ｌｌｌ熱り換器１６の圧力も低い寸ま
保持される。

しかる後、室温が＋Ｈ１、ξ）１をツーミスタが検知・
計ると圧縮機１１が再始動すると共に電動膨張弁１５が
あらかじめ設定した絞り開、あるいは蒸発器出口温度等
を検知して適当な絞り月になるよう制御される。また三
方切換弁１９が圧縮機１１の吸入＄１１１と四方切換弁
１３とが連通１〜、圧縮機１１の吸入側とバイパス流路
１８との間が連通しないように切換える。

こうすることによりただちに冷凍ザイクルは定常状態に
近い冷房運転に入ることが可能となる。

次に暖房運１１Ｉ／：について説明する。

通常運転時は、四方切換弁１３を暖房運転ｆ１１１に切
換えて行うが、サーモスタットによる圧縮機１１の運転
、停止時の電動膨張弁１５および三方リノ換弁１９の動
作は冷房運転と同様である。今、タイマーディアイザー
あるいは鞘付検出装置等（図示せず）の信号により除霜
を開始するため、冷凍ザイクルを切換える場合、先ず、
電動膨張弁１５を全開し、これと同時もしくは少し遅延
ｉ〜で三方切換弁Ｊ９を圧縮機１１の吸入側とバイパス
流路１８との間が連通し、圧縮機１１の吸入側と四方切
換弁ツ１３との間が連通しないよう切換える。こうする
ことにより、室内側熱交換器１６中にあった高温高圧の
液冷媒は電動膨張弁１５を介して室外側熱交換器１４中
に流ｉｔこむ。この流れこんだ高温菌Ｌ「の液冷媒のも
つ熱により室外（ＩＩＩ熱交換器１４の電動膨張弁１５
に近い側にイ」着１〜だ鰯は、融解除去される。寸だ、
この時、三方１）換弁１９の圧縮機１１の吸入（ｆｉｌ
ｌと四方切換弁１３との間１ｒ′１連通していないので
、室外側熱交換ＰｉＳ１４から液冷媒が圧縮機１１に吸
入される恐ｆｕＪない。この間圧縮機１１１−１ｉ１１
ｉ転を続けても良い１〜、運転を停止（−でも良い。

しかる後、室内」り熱交換器■６中の液冷媒が全て室外
側熱交換器１４に流れこんだ時、四方切換弁１３を冷房
運転側に９月ｔ？えると共に電動膨張弁１５を適当な絞
り用になるよう制御し、三方切換弁１９を圧縮機１１の
吸入側と四方切換弁１３との間が連通し、圧縮機１１の
吸入ｆｌｌ１１とバイパス流路１８との間が連通しない
ように切換える。こうするへ、とにより圧縮機１１より
吐出した高温高圧のガスが室外側熱交換器１４ＶＣＨ着
ｊまた鞘を融解除去する。。

との四方切換弁１３を冷房側に切換える時期は各熱交換
器の圧力まだは温度等により検知しても良いし、あるい
は１！初の７’ｌ　１ＩｒＩＩ膨張弁１５の全開時から
時間的にｆｆ７制御しても良ｂ０ 次に除霜が終ｒ１．て再び暖房運転に復帰するだめ、冷
凍サイクルを切換える場合同様に、先ず電動膨張弁１５
を全開１〜、これと同時もしくは少し遅延１〜で三方切
換弁１９を圧縮機１１の吸入側とバイパス流路１８との
間が連通１７、圧縮機１１の吸入側と四方切換弁１３と
の間が連通シ、、たいようけ月で１える。こうすること
により、室り（側〃りぞ換器１４中にあった高温高圧の
液冷媒は電：「ＩＩ膨張弁１５を介１，７て室内側熱交
換器ＪＧ中に１ｌｉｆｉＬこむ。しかる後、室外（１’
！ＩＩ熱交換器１４中の液冷〃１（が全で室内側熱交換
器１６中に流］１．こんだ時、四方ψ月算弁１３を暖房
ノ軍転ｆｆ１１１に切換えると共に電動膨張弁１５を適
当な絞り口になるよう制御し、三方切１色弁１９を圧縮
機１１の吸入側と四方切換弁１３との間が連通し２、圧
縮機１１の吸入側とバイパス流路１８との間が連通［７
ないように切換える。）こうすることにより、冷凍サイ
クルは完全に暖房運転に切換ったことになりただちに定
常状態に近い暖房運転を行うことができる。

このようにすると除霜のために冷凍サイクルを切換える
際に、液冷媒が圧縮機１Ｊの吸入側へ戻シアキュムレー
ター１２中に滞留Ｌ、冷凍サイクル中を流れる冷媒が不
足し、効率が低下するということがふぜげるため冷凍サ
イクル切換え直後から効率の良い運転が可能となる。

尚、第６図に本発明の曲の実施例を示Ｌ７たが、これは
、三方切換弁１９にかえて電磁弁１．９　ａ、１、９　
ｂを用いたものであるが、との電磁弁１９ａ１１９ｂを
前述した三方切換弁１９の動作と同様に制御すれば、前
記実施例と四Ｆ−の作用効果を獅することができる。

このように本発明によれｉＪ：、圧縮機再始動時、冷凍
サイクルの定常状態に達するまでの時間が短く、効率の
よい運転が可能となると共に、何時でも画始動可能なた
ｄ）、きめ細かい制御ができ、快適な空調をするととが
できる。また暖房運転時除霜を行う場合も効率の良い除
霜が行えるため、除霜時間も短くてすＩＪ・ので除霜時
の室温降下も小さく、また暖房運転復帰後も冷凍サイク
ルの定常状態（Ｃ・すする寸での時間が短いので快適性
が向上し、また常に熱交換器を霜のつかない状態で使用
できるので効率のよい暖房ができる。更に、圧縮機への
液冷媒の戻りを防止できるので圧縮機の（Ｒ順性を１°
ｌ’Ｆｒ　Ｗ１ルｉｃ　（！：　モ可ｒｉｌ：　Ｉ！：
　’ｊｌ　ルＣ１

【図面の簡単な説明】

第１図は従来のヒートポンプ式冷凍サイクルの冷媒回路
図、第２図は本発明に係るヒートポンプ式冷凍サイクル
の冷媒回路図、第３図ないし第５図は、同冷凍ザ・ｒク
ルにおける冷房運転時、暖房連転時および除霜運転時の
ＩＩ縮機、四方！７Ｊ換弁。 電動膨張弁および三方切換弁の動作説明図、第６図ｔ」
一本発明に係る他の実施例の冷媒回路図である１、Ｊｌ
；圧縮機、Ｊ２ニアキュムレ−ター、１３；四方切換弁
、１４；室外（ｆｌｌｌ熱交換器、Ｊ５；電動膨張弁、
１６；室内側熱交換器、１７；逆止弁。 １８；バイパス流路、　Ｉｌ、　９　；　、Ｆ、方間換
弁をそＩｔそれ示す。 代理人　弁理士　福　士　愛　を（他２名）筆３１ｎ 第４１′η 第　５し１

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 圧縮機、四方切換弁、室外側熱交換器、電動膨張弁、室
   内側熱交換器を順次環状に接続し、前配圧縮機の吐出側
   と四方切換弁との間の流路に逆止弁を設は圧縮機吐出側
   と前記逆止弁との間の流路と圧縮、機吸入側とを短絡す
   るノ（イ・ζス流路を設け、前記バイパス流路と、圧縮
   機吸入側と四方切換弁との間の流路との交点に三方切換
   弁を設けると共に、冷房運転あるいは暖房運転を行う際
   に、圧縮機運転時、電動膨張弁を適切な絞り値に設定１
   −２、三方切換弁を圧縮機吸入側と四方切換弁との間が
   連通し、圧縮機吸入側と・くイノシス流路との間が連通
   １２々いよう制量し、圧縮機停止時、電動膨張弁を全閉
   し、三方切換弁を圧縮機吸入側と）くイノシス流路との
   間が連通し７、圧縮機吸入側と四方切換弁との間が連通
   しないよう制御すると共に除用運転を行う際に、冷凍ザ
   イクルの切換えに先立ち、電動膨張弁を全開し、三方切
   換弁を圧縮機吸入側と四方切換弁との間を連通し７、圧
   縮機吸入側とバイパス流路との間が連通しないよう制向
   シ２、その後に少し遅延して四方切換弁を切換え、電動
   膨張弁を適切な絞シ値に設定し、三方切換弁を、圧縮機
   吸入側と四方切換弁との間が連通（−１圧縮機吸入側と
   バイパス流路との間が連通しないよう制御することを特
   徴とするヒートポンプ式冷凍ザイクル。