JPS6057164A - 冷凍サイクルの除霜装置 - 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】 く技術分野〉 本発明は減圧量を可変する減圧装置を用いた冷凍サイク
ルの除霜装置に関するものである。

〈従来技術〉 空気調和機の暖房運転を例にとれば公知の除霜方式のひ
とつに逆サイクルによるホットガス除霜方式がある。

第１図はその構成を示したもので、１を圧縮機、２は室
内側熱交換器、３は減圧装置、４は室外側熱交換器、５
は四方弁、６はアキュムレータ（気液分離器）、２Ａ、
４Ａは各々の熱交換器と雰囲気の熱交換を促進するだめ
の強制通風用ファンである。

通常運転では冷媒は実線矢印の方向に流れ、室内側熱交
換器２は冷凍サイクルの凝縮器となっており、圧縮機１
から吐出された高温高圧冷媒はこの室内側熱交換器２と
強制通風ファン２Ａによって室内空気に熱を与え、自身
は冷却され凝縮した後、減圧装置３によって減圧され低
温低圧の気液混合状態となって室外側熱交換器４に送ら
れる。

同熱交換器４は冷凍サイクルの蒸発器として働き、冷媒
は強制通風ファン４Ａにより雰囲気から熱を奪い、自身
は加熱されて気化しアキュムレータ６を通過して圧縮機
１に吸入され再び圧縮されて高温高圧の状態となる。

このようなサイクルで室外から熱を奪い室内に熱を放出
して暖房を行なっている。

したがって、室外雰囲気が低温で、蒸発器４が０℃以下
となる時には、室外雰囲気に含まれる水分は除湿冷却さ
れて、霜あるいは氷となって蒸発器に付着する。これら
の霜等は蒸発器での熱交換を阻害し、冷凍サイクルの本
来の目的を損うものであるから除去する必要がある。

従来の除霜方式のうち逆サイクルによるものは、四方弁
５を切り替えて冷媒の流れを第１図破線矢印のような流
れとし室外側熱交換器４を凝縮器とし圧縮機１から吐出
される高温高圧冷媒を同熱交換器４へ送り、これにより
室外側熱交換器４に付着した霜等を融解除去するもので
あった。

この時、除霜を効果的にするため室外側熱交換器４の強
制通風ファン４Ａを停止することは勿論の事、室内側雰
囲気から熱を奪わないよう強制通風ファン２Ａも停止し
ていた。したがって、除霜時蒸発器として働くべき室内
側熱交換器２はその熱交換能力が極端に低下し、自身の
温度が大きく低下するのみならず冷媒も気化することが
できず、気液混合もしくは液のま壕アキュムレーター６
に送られる。アキュムレータ６は、このような冷媒のう
ち気体分のみを圧縮機Ｉに送るものであるが自ずと限度
があり、これを超えて多量の液冷媒が流入すれば十分に
気液分離することができず圧縮機への液戻りが起る恐れ
もあった。

壕だ、このような冷媒のエネルギー低下は、即ち圧縮機
１から吐出される冷媒の温度、圧力の低下、丑だ流量の
減少をもたらし結果的に効率的な除霜を妨げるものとな
る。

このような除霜運転中、空気調和機は室内に熱を放出す
ることはできないから暖房機能は皆無となり、除霜終了
時室内側熱交換器２は極めて低温に室外側熱交換器４は
比較的高温となっており、暖房運転再開時にこれらの熱
交換器を各々加熱、冷却し々ければならず、この間も暖
房機能を発揮できず、寸だ通常運転から除霜運転へある
いは除霜運転から通常運転へ四方弁５を切換えることに
より、冷媒の急激な移動が起り騒音あるいは圧縮機１へ
の液戻りなどが発生し、空気調和機の信頼性の上で問題
があった。

〈目的〉 本発明は上記の問題を改善するだめになされたもので逆
サイクルへの切替えを行なうことなく除霜を行々い、除
霜運転中も若干の暖房運転機能を維持させることを目的
とするものである。

〈実施例〉 以下、空気調和機の暖房運転を例として実施例を説明す
る。

第２図は本発明による冷凍サイクルの構成を示すもので
、１１は圧縮機、１２は室内側熱交換器、１３は減圧量
を可変することができる減圧装置、１４は室外側熱交換
器、１５はアキュムレータ、１２Ａ、１４Ａは各々の熱
交換器の熱交換促進のだめの強制通風ファンである。減
圧量可変の減圧装置としては電動ステッピングモータや
、電磁ソレノイド、あるいはヒーターとバイメタルを組
み合わせた弁駆動装置付減圧装置を用いることができる
。第３図は電動ステッピングモータを用いた減圧装置の
一例を示すもので、１６はステッピングモータ、１７は
モータ１６の回転運動を往復運動にかえる駆動ネジ、１
８は弁、１９は弁座であり、弁１８の上下動により弁１
８と弁座１９の間隔を調節し減圧量を調節するもので、
弁１８の弁開度は駆動信号により段階的に変化させるこ
とができる。

次に、本発明による除霜動作を説明する。

まず、減圧装置１３の弁開度を最大もしくはそれに近い
状態にして減圧量を最小とし、かつファン１２Ａ、１４
Ａを停止して側熱交換器］　２　、１４と雰囲気との間
の熱交換を最小とした場合について説明する。

第４図はこのような運転状態での冷媒の状態変化をモリ
エル線図上に表わしたものであり、同図によって説明す
ると、圧縮機１１から吐出された高温高圧冷媒（ａ点）
は、室内側熱交換器１２を通過する間にわずかに冷却さ
れｂ点で表わされる飽和蒸気となって減圧装置１３に達
する。減圧装置１３の弁開度は最大となっているから比
較的小さな減圧量で冷媒は減圧装置１３を通過し、６点
で表わされる過熱蒸気として室外側熱交換器１４に入る
。この時の冷媒温度ｔｃは０℃よりもはるかに高い。蒸
発器１４は着霜により０℃以下の温度となっているから
冷媒は熱交換器１４及び霜に熱を奪われ、同時に霜が融
解し熱交換器１４出日での冷媒はｄ点の状態となる。こ
の冷媒は、アキュムレータ１５に入り、アキ、ムレータ
１５であるいは圧縮機１１の吸入管で加熱されて０点の
状態となって冷媒温度［ｅとなり、再び圧縮機１１で圧
縮され高温高圧のガスとなり送出される。

このようにして熱交換器１４の表面の霜は融解除去され
てゆくことになる。

そして、室内側熱交換器１２の通風ファン１２Ａを断続
運転（例えば５秒間運転、１５秒間停止）させると、室
内に若干の熱エネルギーを放出させようとするので、エ
リエル線図上での冷媒の状態変化はａ′〜ｅ′のように
変化することになり、除霜運転中の字音の低下が軽減さ
れることになる。

尚、圧縮機１１として容量可変型圧縮機を用い最大容量
運転すれば、この効果を更に高めることができる。

第５図は、熱交換器１４の表面の霜が完全に除去された
後の冷凍サイクルの変化をモリエル線図上で示したもの
である。

第５図について説明すると、圧縮機１１から吐出された
高温高圧冷媒は、前述の通り１（点から１゜ｍ点と変化
していくが熱交換器１４に霜がなく々れば、ここで冷媒
が夫々う熱量（１ｍ１１　）は第４図の場合と比べはる
かに少なくなるから室内側熱交換器１２で失なう熱量（
ｉｋ　ｉｎ）はアキュムレータ１５及び圧縮機１１で加
熱圧縮されて得る熱量（ＩｐＨ）　より小さくなり結果
としてこの時の冷媒の状態は１（点〜Ｕ点のように急激
にらせん状に矢印の方向に進む。

この状況は圧縮機１１のモータに流れる電流の増大、あ
るいは室外側熱交換器１４の入口、出口部分温度、室内
側熱交換器１２０入口、出口温度の上昇として顕著に現
われるから除霜終了の検知を容易なものとすることがで
きる。

また、このような除霜方式によれば、除霜中の室内、室
外熱交換器１２．１４の各々の冷媒の状態は従来方式の
逆サイクルホードガス除霜に比べはるかに通常の運転状
態に近く、四方弁による切替がないため冷媒の急激な移
動もなく、圧縮機への液戻りなどの恐れもないなど効率
的で、信頼度の高い除霜を実現することができる。

〈効果〉 以上の説明から明らかなように本発明によれば、簡単な
制御で確実々除霜が可能となり、しかも除霜から通常運
転へ復帰した時の機能の回復が極めて早く、丑だ四方弁
の切替えがないだめ、犬き々騒音や液冷媒の圧縮機への
戻りもないなど多くの利点をもたらすことができるとと
もに、除霜中の室温の低下を軽減することができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は従来の冷凍サイクルの構成図、第２図は本発明
の実施例を示す冷凍サイクルの構成図、第３図は本発明
に使用される減圧装置の一例を示す要部断面図、第４図
は本発明の除霜運転時にお′”：′＼゛１ けるモ’％）、’、Ｆル線図、第５図は除霜運転終了後
の暖房運転におけるモリエル線図である。 １１は圧縮機、１２は室内側熱交換器、１３は減圧装置
、１４は室外側熱交換器、１２Ａ、Ｉ４Ａは強制通風フ
ァン、をそれぞれ示す。 代理人　弁理士　福　士　愛　彦（他２名）第１図 Ｉ２ エニタルヒ＃ｉ 第　４　図 ｖ、２図　第３図 Ｊ：ユタＩレピｉ 第５図

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １、冷媒凝縮器と冷媒蒸発器の間に減圧量を可変し得る
   減圧装置を配設し、た冷凍サイクルにおいて除霜時に前
   記減圧装置の弁開度を全開もしくはほぼ全開とし、かつ
   前記凝縮器、蒸発器の強制通風ファンを断続運転して、
   圧縮機を運転することにより除霜を行なうことを特徴と
   する冷凍サイクルの除霜装置。