JPS6029561A - 空気調和機の除霜装置 - 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】 産業上の利用分野 本発明は、空調機等に使用される冷凍サイクルの除霜装
置に関するものである。

従来例の構成とその問題点 従来の空気調和機は、例えば第１図に示すとおり、圧縮
機（１）、四方弁（２）、室内熱交換器（３）、減圧器
（４）および室外熱交換器（５）を順次冷媒配管で連結
し、再び四方弁（２）からアキュームレータ（６）を介
して圧縮機（１）に戻る流路により冷凍サイクルを構成
するものである。このような冷凍サイクルにおける除霜
方式としては、第１図に示すように四方弁（２）を、前
記冷凍サイクルによる暖房モードから冷房モードに切換
え、暖房時に低圧で蒸発器となり着霜した室外熱交換器
（５）を凝縮器に変えて除霜を行なう方法が一般的にと
られていた。しかし、このような従来の除霜方式では゛
除霜運転時に室内熱交換器（３）が蒸発器となるので、
このままではコールドドラフトを生ずる。そこで、この
ようなコールドドラフトを防止するため、通常は室内熱
交換器（３）用送風機（７）を停止させるか、あるいは
、補助ヒータＱ１）を設け、この熱で送風機（７）から
の風の温度を補償するものである。さらに、室内熱交換
器（３）に流れる冷媒循環量そのものを抑えてその吸熱
現象を阻止するため、室内熱交換器（３）には（減圧器
（４）を介して）バイパス回路（１９）を設け、このバ
イパス回路０９）中の電磁弁００）を開状態とするよう
な制御が行なわれていた。ところが、前者の場合には、
室内熱交換器（３）用送風機（７）が停止するため、除
霜運転時における室内温度の降下が大きくなり、居住者
の快適性に欠けるものであり、また、後者の場合、室内
温度の降下は小さいが補助ヒータの設置とその消費電力
が必要である等の欠点があった。

発明の目的 本発明は、前記従来例の欠点に鑵みてなされたもので、
除霜運転時における吹出空気温度の降下を小さくシ、快
適性の向上を図ることを目的とするものである。

発明の構成 上記目的を達成するため、本発明は、圧縮機、四方弁、
室内熱交換器、流量制御弁および室外熱交換器を順次冷
媒配管で連結し、さらに前記四方弁を介して前記圧縮器
に帰還接続し、前記四方弁を第１の状態として冷凍サイ
クルを構成するようにし、前記流量制御弁と前記室外熱
交換器との間から分岐して前記圧縮機の吸入側に接続さ
れたバイパス回路を有する空気調和機において、前記バ
イパス回路中に第１の開閉弁を、また前記四方弁と前記
室内熱交換器とを連結する管路中に第２の開閉弁を設け
るとともに、前記室外熱交換器の着霜時に前記四方弁を
第２の状態として前記圧縮器の吐出口を室外熱交換器に
導き、かつ前記流量制御弁と前記第２の開閉弁とを閉止
するとともに前記第１の開閉弁を開放して、前記室外熱
交換器のための除霜モードとするための制御回路を設け
たものであり、好ましい実施態様では、前記着霜時にお
ける除霜モードが所定周期において繰返えされるように
したものである。

実施例の構成 以下、図面により本発明の実施例を詳細に説明する。

第２図は本発明の一実施例の冷凍サイクル、第３図はそ
の電気回路図、および第４図はその室内熱交換器温度変
化と制御方法を示す図である。

第２図において、（１）は圧縮機、（２）は四方弁、０
３）は第２の電磁弁、（３）は室内熱交換器、（１２）
は電動膨張弁、（５）は室外熱交換器、（６）はアキュ
ームレータであり、これらは順次冷媒配管０８）で連結
され、四方弁（２）を第１の状態とすることにより、前
記の順に冷媒を通ずる冷凍サイクルを構成する。また、
電動膨張弁（１２）の出口側とアキュームレータ（６）
の入口との間には、第１の電磁弁（］０）と減圧器（９
）を挿入したバイパス回路（］９）が連結される。なお
、に）は室内熱交換器（３）のための温度検知器、（１
１）は室外熱交換器（５）のための着霜検知器、（７）
および（８）はそれぞれ室内熱交換器（３）および室外
熱交換器（５）用の送風機であり、電動膨張弁（１２）
は絞り作用と、管路を閉路とする機能を兼ねそなえたも
のである。

第３図において、０→は電源であり、これには運転スイ
ッチ（１５）と、圧縮機（１）のための運転・停止用ス
イッチ（ハ）を介して圧縮機（１）のモータ（１ａ）が
直列に接続されている。電源０→にはさらに、スイッチ
（１５）のみを介して室内熱交換器用ファンモータ（７
＝）が接続される。０６）は温度検知器に）および着霜
検知器（１１）からの信号により圧縮機（１）の運転・
停止および除霜を行なわせる制御回路であり、スイッチ
０５）を介して電源（１４）に接続されたスイッチ０７
）により暖房モードと除霜モードとを切換えるものであ
る。スイッチ０′７）の接点（ｉ７ａ）と他方の電源ラ
イン０４との間には、四方弁（２）を切換え駆動するた
めの電磁コイル（２ａ）、電動膨張弁（１２）を駆動す
るための電磁コイル（１２ａ）、第２の電磁弁（１３）
を駆動するための電磁コイル（１３ａ）および室外熱交
換器用送風機（８）のモータ（８ａ）が接続され、第２
接点（４７ｂ）と電源ラインψ◆との間には、第１の電
磁弁α０）を駆動するための電磁コイル（１０ａ）が接
続されている。制御回路θ６）は−暖房モードにおいて
着霜検知器（１１）からの霜検知信号を受けとって後、
なるべくなら所定の設定サイクルでスイッチα７）の動
作子を接点（１７ａ）と（ｔ７ｂ）との間で交互に切換
えるためのタイマＨを有する。なお、圧縮機用スイッチ
Ｈも制御回路（１６）中に含まれている。

次に、第４図を参照して室内熱交換器（３）の温度変化
と除霜サイクル、および各々の弁制御との関係に注目し
つつ、本実施例の動作を説明する。

まず、暖房時、被空調室の温度が所望の設定温度よりも
低い時に運転スイッチ０５）を閉じると、温度検知器に
）からの“低温度“信号により、制御装置０６）はスイ
ッチψ場を閉接動作させ、同時に、スイッチ（１７）の
動作子を接点（ｔ７ａ）と閉接させる。

その結果、圧縮器用モータ（１ａ）と、室内外の熱交換
器用ファンモータ（７ａ）および（８ａ）と電磁コイル
（２ａ）　、　（１２ａ）および（ｔａ　ａ）が通電す
る。これにより、四方弁（２）が第２図に実線で示す位
置の暖房モードに切換わり、電動膨張弁（１２１および
第（２）の電磁弁０３）が開状態となり、さらに圧縮機
（１）、室内熱交換器用送風機（７）および室外熱交換
器用送風機（８）がそれぞれ起動する。一方、スイッチ
接点（４ｙｂ）に接続されたバルブ００）のための電磁
コイル（１Ｏａ）には通電されないため、バイパス回路
（１９）はしゃ断されている。このことにより、圧縮機
（１）で高温高圧に圧縮されたガス冷媒は、四方弁（２
）を通って室内熱交換器（３）で凝縮し、高温高圧の液
冷媒となり、さらに電動膨張弁（Ｉ２）で減圧されて低
温低圧のガスと液の二相状態の冷媒となる。この冷媒は
室外熱交換器（５）に流入蒸発し、四方弁（２）、アキ
ュームレータ（６）を通って再び圧縮機（１）へと戻っ
てくる。この時、室内熱交換器において周囲室内空気と
熱交換が行なわれ、室内熱交換器（３）用送風機（７）
により温風が被空調室の方へ吹き出されてくる。すなわ
ち、第４図において、時間０で運転スイッチ０５）を閉
じると暖房モードの運転が開始され、時間の経過ととも
に室内熱交換器（３）の温度が上昇してくる。

その後、ある一定時間は定常状態であるが、特に低外気
温条件においては室外熱交換器（５）で結露した水分が
霜を形成し、吸熱能力が減少してくるため霜を除去して
やる必要がある。

そこで、形成された霜が一定レベルに達すると着霜検知
器（１１）によりそれを検知し、制御装置（１６）に信
号を送って、除霜開始の命令を実行させる。すなわち、
第４図において時間Ｔ１で制御装置θ６）が除霜開始状
態に入ると、スイッチ（１７）の動作子は接点（１７ｂ
）と閉接する。その結果、モータ（８ａ）と電磁コイル
（２ａ）、　（ｕａ）および（ｔ３ａ　）が非通電とな
るために、西方弁（２）は第２図において破線で示す除
霜モードに切換わり、室内熱交換器（３）に接続された
電動膨張弁（ロ）および第２の電磁弁（１３）は閉状態
となり、さらに室外熱交換器（５）用送風機（８）は停
止する。一方、電磁コイル（１Ｏａ）が通電するため第
１の電磁弁（１０）は開状態となり、バイパス回路（１
９）を開通させる。これにより、圧縮機（１）から吐出
された高温高圧のガス冷媒は室外熱交換器（５）で凝縮
して高温高圧の液冷媒となり、その過程における放熱効
果によって、室外熱交換器（５）に形成された霜を融解
する。

室外熱交換器（５）から流出した冷媒は、開通したバイ
パス回路０９）における減圧器（９）を通過してアキュ
ームレータ（６）から圧縮機（１）へと戻ってくる。

この場合、いずれも閉じられた電動膨張弁０２）と第２
の電磁弁０３）とによって、室内熱交換器（３）内には
暖房運転時に高温高圧であった液冷媒が封じ込められて
おり、また、室内熱交換器用送風機（７）はそのまま作
動している。四方弁（２）が冷房サイクルに切換わった
後でも、ある一定の時間は送風機（７）が室内熱交換器
（３）の蓄熱量を取出すため、居住者がコールドドラフ
トを感じるような変化を防止することができる。

本発明によれば、タイマＨを用いることにより、室内熱
交換器（３）の温度があまり降下しないうちに、四方弁
（２）を除霜モードから暖房モードに切換え、これによ
って室内熱交換器（３）の温度がある程度上昇した時に
、また再び四方弁（２）を冷房サイクルに切換えて上記
の動作を行なわせる。このように、ある一定時間々隔に
おいて、四方弁（２）の切換えと、それに同期した他の
弁の制御を行ない、除霜と暖房を交互に繰り返し、行な
うことにより室内熱交換器（３）の温度降下および変動
中を小さくすることができる。要するに、第４図におい
て、時間Ｔ１からある一定時間経過後（時間Ｔ２）再び
、制御装置によりスイッチ（ロ）の動作子が接点（１７
ａ）と閉接し、これによって四方弁（２）が暖房モード
に切換わり、それに同期して他の弁も動作する。さらに
一定時間経過後（時間Ｔ３）再びスイッチ０７）の動作
子が接点（１７ｂ）と閉接し除霜運転が行なわれる。こ
のように、制御装置（１６）により除霜終了の信号が送
られるまで、上記動作が繰り返して行なわれる。

このように、本発明においては、除霜開始の信号が送ら
れると、四方弁（２）の切換えと、それに同期した他の
弁の制御とを、一定時間々隔で繰り返し行なうことによ
り、四方弁（２）が除霜モードに切換わった時に室外熱
交換器（５）に形成された霜を融解すると同時に、流量
制御弁（ロ）と第２の電磁弁θ３）とを閉じて室内熱交
換器（３）内を暖房定常時に近い状態を保持し、その蓄
熱効果を有効に利用するものである。このようにして、
補助ヒータを設置することなく、除霜運転中における室
内熱交換器（３）の温度降下と熱的変動を抑えることが
でき、居住者に対する快適性の向上を図ることができる
。

なお、本実施例では絞り作用と閉路作用を兼ねそなえた
電動膨張弁（ロ）を用いて除霜運転時に主回路を閉路と
したが、この電動膨張弁（ロ）の代わりに、例えばキャ
ピラリーチューブと電磁弁との組み合わせを用いても前
記電動膨張弁０２）と同等の機能を発揮させることがで
きる。また、バイパス回路の減圧器は、主回路の減圧器
と共用できるものであれば、特に必要はない。

発明の詳細 な説明したように、本発明は、除霜運転時に四方弁を切
換えて圧縮ガス冷媒を室外熱交換器に導くと同時に、室
内熱交換器内の冷媒を保持し、かつこの除霜モードが一
定時間ごとに暖房モードに切換えられるようにしたこと
により、室内熱交換器の温度降下および変動を小さくし
、居住者に対する快適性の向上を図るものである。

【図面の簡単な説明】

第１図は従来例を示す冷凍サイクル構成図、第２図は本
発明の一実施例を示す冷凍サイクル構成図、第３図は本
発明の一実施例における電気回路図、第４図は室内熱交
換器の温度変化と各々の弁制御を示すグラフである。 （す・・・・・・・・・・・・・・・圧縮機（２）・・
・・・・・・・・・・・・・四方弁（３）・・・・・・
・・・・・・・・・室内熱交換器（５）　・・・・・・
・・・・・・・・・室外熱交換器（１０）　・−・−・
・・・・・・・・・・第１の開閉弁（１２）・・・・・
・・・・・・・・・・流量制御弁０３）・・・・・・・
・・・・・・・・第２の開閉弁（１６）−・・・・・・
・・・・・・・・制御回路特許出願人　松下電器産業株
式会社 代　理　人　新　実　健　部 （外１名） 第１図 第２図

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. （１）圧縮機、四方弁、室内熱交換器、流量制御弁およ
   び室外熱交換器を順次冷媒配管で連結し、さらに前記四
   方弁を介して前記圧縮器に帰還接続し、前記四方弁を第
   １の状態として開通した冷凍サイクルを構成するように
   し、前記流量制御弁と前記室外熱交換器との間から分岐
   して前記圧縮機の吸入側に接続されたバイパス回路を有
   し、前記バイパス回路中に第１の開閉弁を、また前記四
   方弁と前記室内熱交換器とを連結する管路中に第２の開
   閉弁を設けるとともに、前記室外熱交換器の着霜時に前
   記四方弁を第２の状態として前記圧縮器の吐出口を室外
   熱交換器に導き、かつ前記流量制御弁と前記第２の開閉
   弁とを閉止するとともに前記第１の開閉弁を開放して、
   前記室外熱交換器のための除霜モードとするための制御
   回路を設けた空気調和機の除霜装置。
2. （２）前記制御回路が前記室外熱交換器の着霜時におけ
   る除霜モードを、所定の時間周期において前記暖房モー
   ドに切換え、再び除霜モードに復帰させることからなる
   モード切換え動作を繰返えし行う特許請求の範囲第（１
   ）項記載の装置。