JPS6291759A - ヒートポンプ用冷凍サイクルの除霜方法 - 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〕 この発明は空気熱源ヒートポンプの冷凍サイクルに関し
、特にそのデフロスト回路の構成と制御に関するもので
ある。

〔従来の技術〕

第６図、第１図はたとえば、実開昭５１−４９０３９３
号公報の従来ｆ＋１として示された従来のヒートポンプ
式空気調和機の冷媒回路図と、除霜時の電気制御回路図
である。

この両図のうち、−１ず、第６図において、（１）は圧
縮機、（２）は四方弁、（３）は室内側熱交換器、（４
）は減圧装置、（５）は室内側熱交換器である。これら
の圧縮機０）、四方弁（２）、室内側熱交換器（３）、
減圧装置（４）、室外側熱交換器（５）を冷媒配管（６
１により環状に連結して、冷媒を通し、て冷媒回路（７
）を構成している。

また、室内側熱交換器（３）に対向して、室内ファン（
８）が配設されており、室外側熱交換器（５）にも案外
ファン（９）が配設されている。

室外仰１熱交換器（５）の入口配管に感温部が接触して
いる除霜条件検出器ａ１が配設されている。除霜条件検
出器α１が検出信号を出力すると、第７図に示す切換開
閉接点αＢの接点（１１ａ）、（１１ｂ）が切り換えら
れるようになってｂる。

この切換開閉接点αＢの接点（１１ａ）は常時は閉成さ
れ、除霜条件検出器α〔が検出信号を出力すると。

接点（１１ｔ））を閉じるようになっている。

接点（１１ａ’ｌは四方弁（２）の駆動コイル（２ａ）
と暖房スイッチαＪの一方の接点を介して制御電源端子
αＳの一方に接続されている。

同様にして、接点（１１ｂ）は、リレーａ２およびスイ
ッチαＪの他方の接点を介して制御電源端子α９の一方
に接続されている。切換開閉接点ａｌｌの可動接点は制
御電源端子αりの他方に接続されている。

制御電源端子α９には、リレーα２の常閉接点（１２ａ
）、　　室内ファン（８）、送風速度スイッチ０着の直
列回路が接続されてｂる。

次に動作について説明する。暖房時には、暖房スイッチ
αＪを閉成し、四方弁の駆動コイル（２ａ）を励磁して
、四方弁（２）を暖房サイクル運転する。これにより圧
縮機ｆｉｌから吐出された高温高圧ガスは矢印のように
、四方弁（２）を通り、室内側熱交換器（３）で室内フ
ァン（８）の強制通風によって冷却され。

凝縮液となって減圧装置（４）で断熱膨張して、低圧冷
媒となり、室外側熱交換器（５）で室外ファン（９）の
強制通風により８口熱されて蒸発し、低圧ガスとなって
四方弁（２）を通り、圧縮機（りに吸入される。

外気温が下がるにしたがす、室外側熱交換器（５）から
冷媒回路（７）内への吸い上げ熱量が減少し、蒸発温度
が下がってきて、零点温度以下になるさ。

室外側熱交換器（５）に着霜が始まるが、これにより熱
を吸い上げる能力が減少し、室外側熱交換器（５）の入
力配管温度はさらに低下し、設定温度以下となる。

この温度を除霜条件検出器帥が検出して、切換開閉接点
α１）の接点（１１ａ）の開放により、四方弁の駆動コ
イル（２ａ）の励磁が解け、四方弁（２）は切り換わり
、冷媒回路＋７１は冷房運転となる。

また、同時に、接点（１１ｂ）の開成により、リレーａ
Ｚが励磁ばれ、その常閉接点（１２ａ）が開放されて、
室内ファン（８）の送風が停止し、居住者へのコールド
ドラフトが防止される。このとき、送風速度スイッチへ
６はいずれかが入って因る。

このように、四方弁（２）が切り換わり、冷房運転にな
ることにより、圧縮機ｆｉ＋から吐出した高温高圧冷媒
ガスは、切り換わった四方弁（２）を通過した後、室外
側熱交換器（５）に入り、冷媒の有する熱でそれに付着
した１Ｎを解かす。

除絹終了にともなめ、除霜条件検出器ＱＧの感温部の温
度が上昇すると、切換開閉接点＋Ｉｌｌの接点（１１ａ
）が閉じ、接点（１１ｂ）が開き、四方弁（２）のコイ
ル（２ａ）は再び励磁され、四方弁（２）が切り換わり
。

暖房運転に戻るようになる。

〔発明が解決りようとする問題点〕 上記のように構成されたヒートポンプ甲冷凍サイクルの
デフロスサイクルでは■暖房サイクル。

デフロストサイクルの切り換え毎に、四方弁を切り換え
る必要があり、それに伴う騒音が問題となる。■デフロ
ストサイクル中室内熱交換器は蒸発器として作ｍｌてｂ
るため、デフロスト運転中及び暖房運転復帰後しばらく
の間は暖房が行なわれず、室内温度が低下し、居住者に
対して快適性が損われる。■室外熱交換器と室内熱交換
の冷媒を暖房サイクル、デフロストサイクル毎に入れ換
えが行なわれ、それだけにデフロストに安する時間が長
くかめ・す、暖房連転時間が減り快適性が損なわれるな
どの問題点があった。

この発明は、上記のような問題点を解決するためになさ
れたもので、四方弁の切り換えをなくシ。

暖房サイクルからデフロストサイクルに切シ換る際の急
激な圧力変化に伴う騒音、撮動を緩和し。

短時間で除霜を行い、しかも室内熱交換器には冷たい冷
媒を送らないように構成したものである。

〔問題点を解決するだめの手段〕

本発明に係るヒートポンプ用冷凍サイクルの除霜方式は
、圧縮機、四方弁、室内熱交換器、膨張弁及び室外熱交
換器から成るヒートポンプ用冷凍サイクルにおいて、圧
縮機の吐出口と四方弁との間に逆止弁を設け、圧縮機の
吐出口と逆止弁との間から第１のバイパス路を設け、こ
の第１のバイパス路の途中に電磁弁を介して、第２のバ
イパス路と第３のバイパス路に分流させ、第２のバイパ
ス路は逆止弁を介して膨張弁と室外熱交換器の間に開口
せしめ、第３のバイパス路は毛細管を介して四方弁と圧
縮機の吸入口との間に開せしめる構成したものである。

〔作用〕

この発明におけるヒートポンプ用冷凍サイクルの除霜方
式は、デフロストサイクルに入ると、上記圧縮機は連続
運転のままｃ四方弁全開り換えずに、）上記電磁弁をあ
る一定の時間、ある一定の周期で開閉を繰り返しながら
開口し、上記圧縮機からのホットガスを上記第１のバイ
パス路、第２のバイパス路を経由して直接上記室外熱交
換器に送り除霜を行う。

〔実施例〕

以下、この発明の一実施例を第１図と第２図に基づき説
明する。第１図は本発明を適用したヒートポンプ用冷凍
サイクルの暖房運転サイクルを示し、第２図はデフロス
トサイクルを示している。

ｉｌｌは圧縮機、（２）は四方弁、（３１は室内熱交換
器、（５）は室外熱交換器、（６）は冷媒配管、（８）
は室内ファン。

（９）け室外ファン、αｅは除霜条件検出器で１以上は
従来例で示した冷媒回路と同一の構成になっている。α
０は室内熱交換器（３）と室外熱交換器（５）とのＩ’
＝１に設けた機械式膨張弁で、αηは圧縮機（１１の吐
出口と四方弁（２）の間に設けた逆止弁１で、錦は′ｔ
ＩＬｍ弁で、　（ＩＩは逆止弁２で、■は毛細管である
。Ｃ２））は圧縮機（１）の吐出口と逆止弁１ａηとの
間から設けた第１のバイパス路で、＠け電磁弁αｇと機
械式張弁翰と室内熱交換器（５）との間を逆止弁２（１
１を介して結ぶ第２のバイパス路で、＠は電磁弁錦と四
方弁（２）と圧縮機（１）の吸入口との中間地点を毛細
１ｇ翰を介して結ぶ第３のバイパス路である。

次に動作につｂて第１図、第２図及び第４図に従って説
明する。まず第１図に示す暖房サイクル時において圧縮
機（１）で圧縮された高温高圧のガス冷媒は、逆止弁１
　ａｌｌを通って四方弁（２）で切り換えられて、室内
熱交換器（３）に送られ凝縮し、室内を暖房し２機械式
膨張弁鰻（以下膨張弁α９と略す）に至る。膨張弁αＧ
で減圧された冷媒は室外熱交換器（５）で蒸発し、四方
弁（２）で切換えられて再び圧縮機（１１に戻るサイク
ルを構成している。また第２のバイパス路のには逆止弁
２（１１が設けられているため、第２のバイパス路＠及
び第３のバイパス路（至）を経由して、圧縮機＋１１に
冷媒が流れこむことはない。そして外気温が下がるに従
い、室外熱交換器（５）での蒸発温度が下がって露点温
度以下になると室外熱交換器（５）に着霜が始まる。こ
れにより、室外熱交換器（５）の温度が低下し、ある設
定温度以下になると、除霜条件検出α０が着霜を検出し
、除霜運転に入る。即ち、暖房サイクルからデフロスト
サイクルに第４図のタイムチャートに示す動作によって
切り侠わる。次に第２図のデフロストサイクルでは、圧
縮機（１）は連続運転のまま、室外ファン（９）を停止
させ、室内ファン（８）の回転数を下げ。

電磁弁口Ｓ全ある一定の時間、ある一定の周期で開閉を
繰り返し、その後開口する。この動作によって暖房サイ
クルからデフロストサイクルに切り換る際の急激な圧力
変化を緩和しながら圧縮機（１）で圧縮された高温高圧
のガス冷媒を第１のバイパス路ＱＢを経由して、第２の
バイパス路のと第３のバイパス路に送り出す。第２のバ
イパス路のに入った冷媒ガスは、逆止弁（１’ｌを介し
て直接室外熱交換器（５）に至り、Ｊ’４ｆ溶かし、冷
媒自身Ｆｉ凝縮して四方弁（２）を経由したのち１毛細
管■を介して第３のバイパス路＠を経由してきた高温高
圧のガス冷媒と混合して飽和ガスになったのち再び圧縮
機（１）に吸入される。この時膨張弁α９は閉じてし甘
うため。

逆止弁αηから室内熱交換器（３）を経由して、膨張弁
（Ｉυに至るまでの冷媒回路上では、暖房サイクル時の
高圧が維持されるため、室内熱交換器（３）に蓄積され
、室内ファン（８）によって微ｊ虱を送ることによリゾ
フロストサイクル巾におりでもｍ）虱を室内に送ること
が出来る。

なお、上記実施例では、第１のバイパス路Ｑυと第２，
３のバイパス路＠、＠とを’ａｍ弁αｇを介して結んだ
が、第３図に示すように第１のバイパス路Ｑυと第２，
３のバイパス路とを流量制御弁−を介して結んだ構成に
おいて、第５図のタイムチャートの示すように暖房サイ
クルからデフロストサイクルに切り換える際、流量制御
弁Ｇ４１の弁開度を徐々に上げながら、圧縮機（１）で
圧縮された高温高圧のガス冷媒を第１のバイパス路Ｑｌ
ｌを経由して。

第２のバイパス路■と第３のバイパス路に送り出すよう
にしても、上記実施例と同様の効果を奏する。

〔発明の効果〕

以上のように、この発明によれば、圧縮機の吐出口と四
方弁との間に逆止弁を設け、圧縮機の吐出口と逆止弁と
の間から第１のバイパス路を設け。

この第１のバイパス路の途中に電磁弁を介して。

第２のバイパス路と第３のバイパス路に分流させ。

第２のバイパス路は逆止弁を介して膨張弁と室外熱交換
器の間に開口せしめ、第３のバイパス路は毛細管を介し
て四方弁と圧縮機の吸入口との間に開口せしめる構成に
した冷媒回路で、圧縮機を連続運転で、四方弁を切り換
えずに、電磁弁をある一定の時間、ある一定の周期で開
閉を繰り返しながら開口し、暖房サイクルからデフロス
トサイクルに切り換え、圧縮機からのホットガスを第１
のバイパス路、第２のバイパス路を経由して直接上記室
外熱交罠器に送り除霜を行うので、暖房サイクルからデ
フロストサイクルに切り換る際の急激な圧力変化も緩和
されそれに共なう騒音、振動も軽減され、短時間で除霜
が行え、しかも室内熱交換器に冷たい冷媒を送り込まな
いため、室内への負荷となることもなく、除霜運転終了
後の暖房運転の復帰が速く、室内の快適性を損うことな
く除霜運転が実行できるとｂう効果がある。

例によるデフロストサイクル時の動作を示すタイムチャ
ート図、第５図は他の実施例によるデフロストサイクル
時の動作を示すタイムチャート図。

第６図は従来のヒートポンプ式空気調和機の冷媒回路図
、第１図はそれの電気回路図である。

図において（ｌｊは圧縮機、（２）は西方弁、（３）は
室外熱交換器、（４）は減圧装置、（５）は室外熱交換
器、（６）は冷媒配管、（８）は室内ファン、（９）は
室外ファン。

０１は除霜条件検出器、αυは切換え開閉接点、　（１
１ａ）は接点、　　（ｌｌｂ）は接点、ａｚはりＬ／　
＋、　　（１２ａ’）は常閉接点、αりＶｉ暖房ヌイツ
チ、αをは送風速度スイッチ。

αりは制御電源端子、α０は機械式膨張弁、αηは逆止
弁１．ｆｉｌｅは’ａｍ弁、　ａｌは逆止弁、■は毛細
管、　Ｃ２）１は第１のバイパス路、＠は第２のバイパ
ス路、（ハ）は第３のバイパス路、　１２４）け流量制
御弁である。

なお１図中同一符号は同−又は相当部分を示す。

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. （１）圧縮機と四方弁と室内熱交換器と膨張弁と室外熱
   交換器とから構成されるヒートポンプ用冷凍サイクルに
   おいて、上記圧縮機の吐出口と四方弁との間に逆止弁を
   設け、さらに、上記圧縮機の吐出口と上記逆止弁の中間
   から第１のバイパス路を設け、上記第１のバイパス路に
   電磁弁を介して、第２のバイパス路と第３のバイパス路
   に分流させ、第２のバイパス路は逆止弁を介して、上記
   膨張弁と上記室外熱交換器との間に開口せしめ、第３の
   バイパス路は毛細管を介して上記四方弁と上記圧縮機の
   吸入口との間に開口せしめる構成とした冷媒回路で、上
   記圧縮機を連続運転で上記四方弁を切り換えずに上記電
   磁弁をある一定の時間、ある一定の周期で開閉を繰り返
   しながら開口し、暖房サイクルからデフロストサイクル
   に切り換え、上記圧縮機からのホットガスを上記第１の
   バイパス路、第２のバイパス路を経由して直接上記室外
   熱交換器に送り除霜を行うことを特徴とするヒートポン
   プ用冷凍サイクルの除霜方式。
2. （２）上記第１のバイパス路に流量制御弁を介して、上
   記第２のバイパス路と第３のバイパス路に分流させる構
   成した冷媒回路で、圧縮機を連続運転で、四方弁を切り
   換えずに、上記流量制御弁（の開度）を徐々に上げ、暖
   房サイクルからデフロストサイクルに切り換えることを
   特徴とする特許請求の範囲第１項記載のヒートポンプ 用冷凍サイクルの除霜方式。