JPS6132302Y2 - - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】 本考案は暖房サイクル時の高圧異常上昇を未然
に抑制して運転範囲を拡げ得る如き安定性の高い
冷凍運転を可能とし、また、デフロスト運転時間
の短縮がはかれるヒートポンプ式冷凍装置に関す
る。

ヒートポンプ冷凍サイクルによる暖房運転が可
能な冷凍装置では、暖房運転中に外気温度が上昇
したり、あるいは室内温度が上昇したりした場合
に、冷凍回路の高圧々力が安全限界を超えて上昇
するため、圧縮機モータコイルの焼損事故が屡々
起る。

また、圧縮機の自動発停を行わせている場合
に、圧縮機の停止直後、まだ高低圧がバランスし
ていないうちに圧縮機を再起動すると、吐出圧力
が急激に上昇するため圧縮機モータコイルの焼損
事故が起る。また吐出圧力が上昇するため安全装
置としての高圧々力スイツチが作動し運転停止す
ることがあり、運転限界範囲がせまいという欠点
がある。

さらに、暖房サイクルを冷房サイクルに切換え
てデフロスト運転を行なわせる形態のヒートポン
プ式冷凍装置では、高圧側の圧力が下がるのに伴
つて低圧側の圧力も下がり、その結果、吸入ガス
冷媒の比体積が大きくなつて冷媒循環量が少なく
なることから、必要なデフロスト熱源が確保でき
なくて大容量の補助電気ヒータを付設するなどの
熱源増強手段を採らねばならなく、装置コスト、
ランニングコストの増大を招来する問題もあつ
た。

本考案はかかる従来の欠陥を解消するべく暖房
運転範囲の拡大化と、冷凍装置自体の冷媒を利用
したときのデフロスト熱源の確保とをはかること
を目的として成されたものであつて、特に圧縮機
と、四路切換弁と、室外側撚交換器と、室内側熱
交換器と、冷暖房兼用キヤピラリーチユーブと、
暖房専用キヤピラリーチユーブとから冷媒回路を
構成し、前記四路切換弁の切換えによる冷房サイ
クルでデフロスト運転可能としたヒートポンプ式
冷凍装置において前記冷暖房兼用キヤピラリーチ
ユーブにバイパス管を並列接続させて設け、該バ
イパス管の暖房運転中の高圧上昇時開くとともに
デフロスト運転中開状態に保持される電磁弁を介
設した構成を特徴とする。

以下に、本考案の１実施例について、添付図面
を参照しながら以下詳細に説明する。

第１図は本考案装置例の分離形空気調和機を示
したものであり、室内ユニツトイと室外ユニツト
ロとの各冷媒配管１９ａ、ガス管１９ｂで接続し
て冷媒回路を構成している。

室内ユニツトイには、圧縮機１、四路切換弁
２、複数のパスを有する室内側熱交換器４、冷暖
房兼用の複数本の分流用キヤピラリーチユーブ１
４…、冷媒ヒータ１０、アキユムレータ１８、冷
暖房兼用キヤピラリーチユーブ５、該キヤピラリ
ーチユーブ５をバイパスするバイパス管８、該バ
イパス管８に介設する電磁弁７を冷媒回路に有す
る一方、フアン１２を室内側熱交換器４に付設し
て有し、かつ、圧力開閉器９，１５，１７を制御
指令器として有している。

室外ユニツトロには、対空気用の室外側熱交換
器３、冷暖房兼用の複数本の分流用キヤピラリー
チユーブ１６…、逆止弁１１を並列に介した暖房
専用のキヤピラリーチユーブ６およびフイルタを
冷媒回路に有する一方、フアン１３を室外側熱交
換器３に付設している。

上記構成になる空気調和機は、冷房サイクル時
においては、冷媒の流れが実線矢示の方向となつ
て、室外側熱交換器３が外気に凝縮熱を放出し、
かつ室内側熱交換器４が室内空気から蒸発熱を奪
取することにより、室内空気の冷却を行なう一
方、暖房サイクル時においては、冷媒の流れが破
線矢示の方向となつて室内側熱交換器４が室内空
気に凝縮熱を放出し、かつ室外側熱交換器３が外
気から蒸発熱を奪取することにより外気熱源ヒー
トポンプ方式の暖房を行なうのである。

しかして冷房サイクルでは、室外ユニツトロに
設けた複数本の分流用キヤピラリーチユーブ１６
…、室内ユニツトイに設けたキヤピラリーチユー
ブ５および複数本の分流用キヤピラリーチユーブ
１４…が減圧作用をなし、一方、暖房サイクルで
は両ユニツトイ、ロに夫々設けた分流用キヤピラ
リーチユーブ１４…，１６…と、キヤピラリーチ
ユーブ５，６が共に直列関係で減圧作用をなし、
従つて、冷房時に作動する減圧器と暖房時に作動
する減圧器との間には、後者が前者に比し抵抗が
大となる関係を有して、冷房と暖房とで循環冷媒
量に差をつける働きをなしている。

但し、正常下での暖房運転時には、前記電磁弁
７を閉弁させておく。

次に、上記空気調和機に係る電気回路を第２図
によつて説明する。

同図においてRSは運転スイツチで停止から送
風、冷房を経て停止に、また送風、暖房を経て停
止に切換方向が規制されるロータリー形をなして
いる。

電気回路には、四路切換弁２のソレノイド２
Ｓ、電磁弁７の励磁時開弁し得るソレノイド７Ｓ
を制御対象負荷として有し、また、室内フアン１
２用モータを付勢させるための電磁開閉器２１、
圧縮機１を付勢させるための電磁開閉器２２、室
外フアン１３用モータを付勢させるための電磁開
閉器２３および冷媒ヒータ１０を加熱運転させる
ための電磁開閉器２４を制御器として有し、さら
に補助リレーとして運転リレーX₁、前記電磁弁
７作動用のリレーX₂およびデフロストリレーX₃
を有している。

また、上記電気回路には、電磁弁７用の圧力開
閉器９（21.0Kg／cm²でON，17.7Kg／cm²でOFF）
と冷媒ヒータ１０用の圧力開閉器１５（15.0Kg／
cm²でON，19.0Kg／cm²でOFF）と、安全装置用高
圧々力開閉器１７（23.0Kg／cm²でON，28.0Kg／
cm²でOFF）と、温度調節器２５と、除霜指令器
としてのデアイサ２６とを制御指令器として有し
ている。

そして上記の各機器を第２図々示の如く結線し
て制御回路を構成しているが、この回路の作動状
態様は後述の空気調和運転について説明により明
らかにされる。

かく構成した空気調和機の運転作動について以
下説明する。

運転スイツチRSを停止位置から送風に切換え
ると、運転リレーX₁が作動し、かつ自己保持さ
れることにより電磁開閉器２１が付勢し、室内フ
アン１２が駆動する。

しかる後、運転スイツチRSを冷房又は暖房に
切換える。

先ず、冷房運転の場合においては、ソレノイド
２Ｓが励磁されるので四路切換弁２は冷房側に切
り換り、同時に室温が高いと温度調節器２５の接
点閉成によつて電磁開閉器２２，２３が付勢し、
圧縮機１、室外フアン１３が駆動するので冷房サ
イクルでの冷房運転が行われ、温度調節器２５に
よる室温自動調節が成される。

この状態では、圧力開閉器９は低圧ラインにあ
つて全く作動しなく、従つてバイパス用電磁弁７
は閉弁したまゝであるため、減圧器５が冷房用と
して作用し、冷媒回路に適正量の冷媒を循環させ
るよう働く。

一方、暖房運転の場合においてはソレノイド２
Ｓが消磁されるので四路切換弁２は暖房側とな
り、同時に室温が低いと温度調節器２５の接点閉
成によつて電磁開閉器２２，２３が付勢し、圧縮
機１、室外フアン１３が駆動するので、暖房サイ
クルでの冷房運転が行われ、温度調節器２５によ
る室温自動調節が成される。

この状態で高圧ラインの圧力が正常値である
と、圧力開閉器９は開放しているので電磁弁７は
閉弁したまゝであり、従つて減圧器５，６が直列
関係で減圧作用をなし、冷房時に比して少ない適
正量の冷媒を循環させるように働いて能力のある
暖房運転が行われる。

この暖房運転を通じて、圧力開閉器１５の設定
圧力範囲内では、電磁開閉器２４が付勢するた
め、冷媒ヒータ１０が加熱運転し、室内側熱交換
器４のコイル中間部を流れるフラツシユ冷媒に再
熱付与して暖房能力をさらに増大するよう機能す
る。

自動発停運転中に、室内温度が上昇して、温度
調節器２５がOFFとなつて圧縮機１停止後直ぐ
再起動したり、または運転中に外気温度が上昇し
て高圧々力が異常に上昇すると、圧力開閉器９が
閉成するので、ソレノイド７Ｓの励磁によつて電
磁弁７は開放する。

その結果、キヤピラリーチユーブ５はバイパス
管８に介設した上記電磁弁７の開放により両端が
短絡されるので、冷凍回路は通常運転とは異り、
減圧器６のみによる減圧作用で冷媒循環が行れる
こととなり、高低圧の圧力差が減少して系統の圧
力は安全範囲内に低下し、従つて高圧々力の異常
上昇に起因する圧縮機モータコイルの焼損など
種々の事故発生を未然に防止することが可能であ
る。

高圧ラインの圧力が正常値に復すると圧力開閉
器９の復帰により、冷凍回路は正常時の運転態様
に戻る。

このようにして吐出圧力の異常上昇を防ぎ、安
全装置としての高圧圧力開閉器１７が作動する如
き異常事態は回避される。

上述するような運転を行つているときに、外気
温度が極端に低下してきて、室外側熱交換器３に
着霜し、この霜が前記熱交換器３の能力低下を来
す如き許容限度に達すると、デアイサ２６の出力
接点が閉成するので、リレーX₃の励磁により、
四路切換弁２はソレノイド２Ｓが励磁することに
より、電磁開閉器２１が消勢し、かつソレノイド
７Ｓが励磁して、室内フアン１２は停止、電磁弁
７は開放する。

従つて冷凍回路は冷房サイクルに切り換ると共
にキヤピラリーチユーブ５は両端が短絡するの
で、キヤピラリーチユーブ５，６を備えた液管の
低抗は減少し、このサイクル時は分流用キヤピラ
リーチユーブ１４…および１６…のみが作用する
だけなので、冷媒循環量が増大する。

従つて室外側熱交換器３には高温域の冷媒が多
量に流れて、デフロスト機能が増大しデフロスト
時間の短縮がはかれる。

こゝで、電磁弁７を有しない従来装置の場合に
は、暖房サイクルからデフロストサイクル〓に切
換つた際の回路中の圧力状態は前述したように
高・低圧いずれも圧力が低下する結果、吸入ガス
の比体積が増大することとなり、そのために冷媒
循環量が減少してデフロスト時間が長くならざる
を得なかつたし、また、デフロスト熱源を得るた
めに運転中の冷媒ヒータ１０は流れ込む冷媒量が
少ないために空焼きによる過熱の問題があつた。

これに対して上記例の装置は、前述する如く冷
媒循環量が増大するので、デフロスト時間が短縮
すると共に、冷媒ヒータ１０の過熱の問題も解消
される。

デフロスト運転が終了すると、デアイサ２６の
復帰によつて冷凍回路は暖房サイクルの自動的に
切り換り、高圧々力が異常上昇しない限りキヤピ
ラリーチユーブ５，６が共に機能して、冷媒循環
量が適正量となり、かつ流通冷媒は高温となつ
て、能力の大なる暖房運転が行われる。

なお、本実施例においては、高圧圧力を検知す
る圧力開閉器９により電磁弁７を開閉させるよう
にしているが、これに代えて吐出ガス温度、凝縮
温度、蒸発圧力、蒸発温度、外気温度などの１つ
を検知して、前記電磁弁を開閉させるようにして
もよいものである。

本考案は以上説明したところから明らかなよう
に、電磁弁７を有するバイパス管８を冷暖房兼用
キヤピラリーチユーブ５に並設して、暖房運転中
の高圧上昇時及びデフロスト運転中は前記電磁弁
７を開かせるようにしたものであるから、暖房運
転の場合の再起動の際や過負荷の際にじる高圧圧
力の異常上昇は、前記暖房キヤピラリーチユーブ
の抵抗減少制御により、自動的に抑制されること
となり、しかも１部バイパスさせることにより、
暖房能力を極端に低下させることがなくなり、そ
の結果暖房運転範囲が拡大されて安全性の高い冷
凍装置を提供することが可能となる。

さらに本考案は暖房運転時に安全装置が作動す
る如き圧力の過大上昇を未然に防止し得るので、
異常による全停止などの問題はなく、かつ安全装
置も省略し得るとともに、冷媒配管系統も簡単で
コストを低減し得るなどの実用的にすぐれた効果
も奏する。

本考案はまた、冷房サイクルによるデフロスト
を行なう場合に減圧器としてのキヤピラリーチユ
ーブの抵抗を減少させて冷媒循環量を増大せしめ
るようにしたのでデフロスト熱源を十分確保し得
てデフロストに要する時間の短縮が可能であり、
冷媒ヒータを併用した場合にはヒータ容量を小さ
くし得ると共に空焼きを防止し得る効果を奏す
る。

【図面の簡単な説明】

第１図および第２図は本考案冷凍装置の１実施
例に係る配管系統図および電気回路展開図であ
る。 １……圧縮機、３……室外側熱交換器、４……
室内側熱交換器、５……冷暖房兼用キヤピラリー
チユーブ、６……暖房専用キヤピラリーチユー
ブ、７……電磁弁、８……バイパス管。

Claims (1)

【実用新案登録請求の範囲】
1. 圧縮機１と、四路切換弁２と、室外側熱交換器
   ３と、室内側熱交換器４と、冷暖房兼用キヤピラ
   リーチユーブ５と、暖房専用キヤピラリーチユー
   ブ６とから冷媒回路を構成し、前記四路切換弁２
   の切換えによる冷房サイクルによつてデフロスト
   運転可能としたヒートポンプ式冷凍装置におい
   て、前記冷暖房兼用キヤピラリーチユーブ５にバ
   イパス管８を並設し、該バイパス管８に暖房運転
   中の高圧上昇時開くとともにデフロスト運転中開
   状態に保持される電磁弁７を介設したことを特徴
   とするヒートポンプ式冷凍装置。