JPS62200145A - ヒ−トポンプ式空気調和機 - 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、ヒートポンプ式空気調和機に関する。

従来の技術 近年、ヒートポンプ式空気調和機は１台で冷暖房運転が
行なえるといった長所があるところから広く普及してい
るが、暖房時においては外気条件により室外側熱交換器
に霜が付着し暖房能力が低下するため、室外側熱交換器
の温度を検知し除霜運転を行っていた。

以下図面を参照しながら、上述した従来のヒートポンプ
式空気調和機の一例について説明する。

第３図は従来のヒートポンプ式空気調和機の冷凍サイク
ルの模式図を示すものである。第３図において、１は冷
媒を吸入圧縮して吐出する圧縮機で、この圧縮機１の吐
出側には四方切換弁２．フィンチューブ型の室外側熱交
換器３．減圧装置としての毛細管４．および室内側熱交
換器５が順次連通されている。さらに、室内側熱交換器
６は前記四方切換弁２を直列に介して圧縮機１の吸込側
に連通されていてヒートポンプ式の冷凍サイクル６を構
成している。

１だ上記室外側熱交換器３に対応して室外側送風機７が
、前記室内側熱交換器６に対応して室内側送風機８がそ
れぞれ配設されている。さらに、前記室外側熱交換器３
の一部に検知部９を設着した温度検知器１Ｑが配設され
ている。また、この温度検知器１０は前記室内側送風機
７、および室外側送風機７．四方切換弁２と連通して暖
房運転除霜時の制御を行う除霜制御装置（詳図しない）
１１を構成している。

また、前記した室外側熱交換器３は、第４図に示すよう
にフィンチューブ型で、多数のフィン１３を固着した複
数冷媒管１２を、空気の流れ方向（図中矢印Ａ）に垂直
方向に配設したものである。

以上のように構成されたヒートポンプ式空気調和機につ
いて、以下その動作について説明する。

まず、暖房運転時には圧縮機１から吐出された高温高圧
のガス冷媒を室内側熱交換器５側に導通するよう、すな
わち実線矢印で示す方向に循環する。そして、室内側熱
交換器６での冷媒の顕熱および凝縮潜熱により、室内側
送風機８によって循環される室内空気を暖めることにな
る。一方、このとき室外側熱交換器３では室外側送風機
７によって循環される外気と熱交換して蒸発作用がなさ
れるため、室外側熱交換器３は液冷媒の蒸発潜熱によっ
て冷却され、表面に外気す中の湿気が凍結して堆積する
いわゆる霜付現象が生じる。このとき室外側熱交換器３
は、第５図に示すように、室外側送風機７の送風方向（
図中矢印Ａ）に対して風上側すなわちフィン前縁部１３
ａの表面に霜１４が生成される。着席量すなわち外気か
ら室外側熱交換器１３表面への水分移動量は、フィン１
３の表面の局所熱流束に比例するので、霜１４は局所熱
流束が最大となるフィン１３の前縁１３ａに多量に成長
する。

つぎに第６図に示すようにこの着霜量１６が経時的に増
大すると共に、室外側熱交換器３の実質的通風面積は減
少して通風抵抗１６が増大して風量１７の減少をきたし
、これに対応して熱交換量は減少すると共に蒸発温度１
８が低下してゆく。

さらに着霜が進み蒸発温度が設定温度Ｃ（約−５℃）に
達すると温度検知器１０がこれを検知し、この検知動作
に連動して室内側送風機８および室外側送風機７が停止
し、同時に四方切換弁２が切換わり、第３図の破線矢印
で示す方向に冷媒が循環し冷媒の顕熱および凝縮潜熱に
よって除霜される。

発明が解決しようとする問題点 しかしながら、上記のような構成では、室外側熱交換器
７への着席は、空気の流れ矢印への風上側のフィン前縁
部１３ａに集中するため、室外側熱交換器７のフィン前
縁部１３ａのフィン間部を埋めるだけの小量の着霜量で
も通風抵抗の増大により風量が大幅に低下し熱交換能力
・蒸発温度が急激に低下するため暖房時間を長く保てな
いという問題点があった。

本発明は上記問題点に鑑み、室外側熱交換器への着霜に
よる急激な室外側風量の低下および熱交換能力の低下を
緩和し暖房時間の延長を図るヒートポンプ式空気調和機
を提供するものである。

問題点を解決するための手段 上記問題点を解決するために本発明のヒートポンプ式空
気調和機は、室外側熱交換器に対応して送風方向可逆の
室外側送風機を配し、上記室外側熱交換器の一部に温度
検知部を設置した温度検知器を具備し、前記温度検知器
が第１の設定値を検出すると前記室外側送風機の送風方
向を逆転し、さらに前記着露検知器が第２の設定値を検
出すると除霜運転を行う制御装置を備えるという構成の
ものである。

作　　用 本発明は、上記した構成によって室外側熱交換器一端の
フィン前縁部に一定量の謂が着霜した段階で室外側送風
機の送風方向を逆転し、室外側熱交換器の他端側のフィ
ン前縁部に着窟部を転換させることにより、着霜による
通風抵抗の増大を減少させ、風量の低下による熱交換能
力の低下をおさえ、暖房時間を延長することとなる。

実施例 以下本発明の一′１凛−例について図面を参照しながら
説明する。尚、従来例と同一部分については同一符号を
付し説明を省略する。

第１図は、本発明の実施例におけるヒートポンプ式空気
調和機の冷凍サイクルの模式図である。

第１図において１９は室外側熱交換器３に対応して設置
した送風方向可逆の送風機であり、２０は温度検知器が
第１の設定値（約−３℃）を検出すると前記室外側送風
機の送風方向を逆転しさらに第２の設定値（約−５℃）
を検出すると除霜運転を行う制御装置（詳図せず）であ
る。

上記のように構成されたヒートポンプ式空気調和機につ
いて、以下その動作を説明する。

尚、暖房運転の冷媒の流れおよび基本動作は従来例と同
様であり説明を省略する。

まず、暖房運転初期においては、前述した従来例と同様
に室外側熱交換器３は室外側送風機１９の送風方向（図
中矢印Ａ）に対して風上側すなわちフィン前縁部１３ａ
の表面に霜が生成される。

次に、第２図に示すように着霜量２１が経時的に増大す
ると共に室外側熱交換器３の実質的通風面積は減少して
通風抵抗２２が増大して風量２３の減少をきたし、これ
に対応して熱交換量は減少すると共に蒸発温度２４が低
下してゆく。さらに着霜が進み蒸発温度が第１の設定温
度ｅ（約−３℃）に達すると温度検知器１ｏがこれを検
知し、制御装置２Ｑが動作して室外側送風機１９の送風
方向を逆転（図中矢印Ｂ）させる。ここで、送風方向が
逆転したため、室外側熱交換器３に対して風上側すなわ
ちフィン前縁部１３ｂの表面に霜が生成される。さらに
時間が経過し、温度検知器が第２の設定温度Ｃを検出す
ると、制御装置２０の動作により除霜運転を開始する。

この際、外気からフィン１３の表面への水分移動計は、
フィン１３の表面の局所熱流速に比例するので、局所熱
流速が最大となる風上側フィン前縁部１３ｂでは着霜量
は増加するが風下側フィン前線部１３ａでは殆んど増加
しない。従って、室外側熱交換器３への着媚量２１は送
風方向が逆転した後も暖房時間に略比例して増加するが
、通風抵抗２２は送風方向が逆転した後は、フィン前縁
部１３ｂ側の開口率によって決定されるので通風抵抗の
増加率は大幅に低下する。これに伴って、風量２３．蒸
発温度２４の低下も減少し、蒸発温度が第２の設定値Ｃ
に達する時間が延長され、暖房時間も延長される。

以上のように、室外側熱交換器に対応して送風方向可逆
の室外側送風機を配し、上記室外側熱交換器の一部に温
度検知部を設置した温度検知器が第１の設定値を検出す
ると室外側送風機の送風方向を逆転し、さらに第２の設
定値を検出すると除霜運転を開始する制御装置を設ける
ことにより、室外側熱交換器のフィンの両面に着霜させ
ることができ、着霜量の増加に対する通風抵抗の増加を
減少させ、風量の低下を減少させることになり、蒸発温
度が所定の温度にまで低下する時間を延長することにな
り暖房時間を延長することができる。

発明の効果 以上のように本発明は、室外側熱交換器に対応して送風
方向可逆の室外側送風機を配し、上記室外側熱交換器の
一部に温度検知部を設置した温度検知器を具備し、前記
温度検知器が第１の設定値を検出すると前記室外側送風
機の送風方向を逆転し、さらに前記着霜検知器が第２の
設定値を検出すると除霜運転を行う制御装置を設けるこ
とにより、暖房運転条件における暖房時間を長くするこ
とができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例によるヒートポンプ式空気調
和機の冷凍サイクルを示す配管図、第２図は第１図に示
すヒートポンプ式空気調和機の暖房条件における着霜量
、熱交換器通風抵抗、風量。 蒸発温度の時間変化を示す特性図、第３図は従来のヒー
トポンプ式空気調和機の冷凍サイクルを示す配管図、第
４図は第３図における室外側熱交換器の詳細を示す部分
斜視図、第５図は第４図のｄ−ｄ矢視の断面図、第６図
は第３図に示すヒートポンプ式空気調和機の暖房条件に
おける着霜量。 熱交換器通風抵抗、風量、蒸発温度の時間変化を示す特
性図である。 １・・・・・・圧縮機、２・・・・・・四方切換弁、３
・・・・・・室外側熱交換器、４・・・・・・減圧装置
（毛細管）、５・・・・・・室内側熱交換器、８・・・
・・・室内側送風機、９・・・・・・温度検知部、１０
・・・・・・温度検知器、１９・・・・・・室外側送風
機、−〇・・・・・・制御装置。 代理人の氏名　弁理士　中　尾　敏　男　ほか１名第２
因 第３図 第４図 第５図 ／３ｂ 第６図

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 圧縮機、四方切換弁と、フィンチューブ型の室外側熱交
   換器、減圧装置、および室内側熱交換器等を順次連通し
   、上記室外側熱交換器に対応して配設された送風方向可
   逆の室外側送風機、および上記室内側熱交換器に対応し
   て配設された室内側送風機と、上記室外側熱交換器の一
   部に検知部を設置した温度検知器を具備し、前記温度検
   知器が第１の設定値を検出すると前記室外側送風機の送
   風方向を逆転し、さらに前記温度検知器が第２の設定値
   を検出すると除霜運転を行う制御装置を有するヒートポ
   ンプ式空気調和機。