JPS63247573A

JPS63247573A - 空気調和機

Info

Publication number: JPS63247573A
Application number: JP8125887A
Authority: JP
Inventors: 永治桑原
Original assignee: Toshiba Corp
Current assignee: Toshiba Corp
Priority date: 1987-04-03
Filing date: 1987-04-03
Publication date: 1988-10-14

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】〔発明の目的〕（産業上の利用分野）本発明は、ヒートポンプ式の冷凍サイクル回路を備え冷
房運転と暖房運転との切換が可能な空気調和機に係り、
特に、暖房運転における室外側熱交換器に対する除霜構
造の改良に関する。

（従来の技術）従来より、スイッチ１つで冷房運転と暖房運転との切換
えが可能なヒートポンプ式の冷凍サイクルを備えた空気
調和機が多用される。この種空気調和機によると、暖房
運転時には外気から熱を汲み上げて被空調室に導くため
、外気温が低いときに室外側熱交換器に霜が付着し易い
。このまま放置すると、霜の厚みが徐々に増して熱交換
効率を低下せしめ、暖房効果を保持できなくなるととも
に無駄なエネルギを消費することになる。よって、適宜
霜を融解して、原状に復する必要がある。

室外側熱交換器に付着する霜を溶解（以下、除霜と称す
る）するには、従来、冷凍サイクルを逆方向に向けるこ
とにより行っている。すなわち、それまで室外側熱交換
器では冷媒を蒸発させているが、冷凍サイクルを切換え
ることにより、今度は圧縮機で圧縮された冷媒であるホ
ットガスを導いて凝縮させ、冷媒自体の熱および凝縮に
ともなって放出され゛る凝縮熱をもって除霜する。ある
程度の時間はかかるが、現在のところ最も簡単な構成で
、かつ容易な除霜手段である。

しかしながら、暖房運転から除霜運転に冷凍サイクルを
切換えると、室内側熱交換器においてはそれまで冷媒の
凝縮熱を放出して被空調室の空気を加熱しているが、今
度は冷媒の蒸発作用をなす冷房運転に変ってしまう。こ
のため除霜時には、室内送１［を停止して６用の吹出が
ないようにする。結局、除霜中は暖房運転が中断される
ことになり、被空調室の温度は確実に低下して暖房快適
性が損われる。

（発明が解決しようとする問題点）本発明は、上述したような除霜時における暖房作用の中
断という不具合を除去し、除霜時であってもそのまま暖
房運転を継続できるようにして、暖房快適性の向上を図
れる空気調和様を提供することを目的とする。

〔発明の構成〕

（問題点を解決するための手段）すなわち本発明は、ヒートポンプ式の冷凍サイクル回路
に１つの駆動源に対して２つのシリンダを連結し同時圧
縮および並列吐出をなす圧縮機を備え、この冷凍サイク
ル回路の室内側熱交換器と減圧装置との間から分岐して
上記圧縮機の第１シリンダ吸込側に連通ずる補助暖房回
路に開閉弁および補助熱交換器を島え、この補助暖房回
路の上記補助熱交換器を必要に応じて加熱する加熱手段
を備え、上記圧縮機の第２シリンダ吐出側と室外側熱交
換器とを直接連通するホットガスバイパス除霜回路に開
閉弁を備えたことを特徴とする空気調和機である。

（作用）このようにして構成することにより、暖房運転中に室外
側熱交換器に霜が付着したら、補助暖房回路に冷媒を導
くとともに上記補助熱交換器を加熱手段で加熱し、よっ
て暖房運転を継続せしめ、圧縮機の第２シリンダで圧縮
されたホットガスを上記ホットガスバイパス除霜回路を
介して室外側熱交換器に導き、よってこの除霜ができる
。

（実施例）以下、本発明の一実施例を図面にもとづいて説明する。

第１図に示すように、１は第１シリンダ１ａと第２シリ
ンダ１ｂとを図示しない駆動源であるモータに連結し、
同時に圧縮作用をなすとともに圧縮した冷媒ガスを同時
に各シリンダ１ａ。

１ｂから吐出側冷媒管Ｐにそれぞれ吐出する並列型の圧
縮機である。この圧縮８１１の吐出側には、後述する蓄
熱槽３の加熱用熱交換器４．四方切換弁５．苗内側熱交
換器６．減圧装置である電磁膨張弁７．室外側熱交換器
８が順次冷媒管Ｐを介してヒートポンプ式の冷凍サイク
ルを構成するよう連通する。なお上記電磁膨張弁７の感
温筒７ａは四方切換弁５と圧縮機１吸込側を連通ずる冷
媒管Ｐに取付られる。圧縮機１の第２シリンダ１ｂの吐
出側冷媒管Ｐには第１の逆止弁９が設けられる。

第１シリンダ１ａの吸込側冷媒管Ｐには第２の逆止弁１
０が設けられる。上記蓄熱槽３は、密閉容器１１内にパ
ラフィンなどからなる蓄熱材１２を充填するとともに、
上記加熱用熱交換器４および補助熱交換器を構成する吸
熱用熱交換器１３とを収容してなるものである。上記吸
熱用熱交換器１３は補助暖房回路１４の中途部に接続さ
れる。

すなわちこの補助暖房回路１４は、一端部が上記室内側
熱交換器６と電磁膨張弁７との間に接続され、他端部が
圧縮ｔｓ１の第１シリンダ１ａの吸込側冷媒管Ｐに接続
されるバイパス管１５と、このバイパス管１５の中途部
に設けられる第１の開閉弁１６と、補助電磁膨張弁１７
および上記吸熱用熱交換器１３とからなる。後述するよ
うに、吸熱用熱交換器１３とともに蓄熱槽３の密閉容器
１１内に収容される加熱用熱交換器４および蓄熱材１２
は、吸熱用熱交換器１３に対する加熱手段１８を構成す
る。上記補助電磁膨張弁１７の感温筒１７ａは、吸熱用
熱交換器１３と第１のシリンダ１ａ接続部との間のバイ
パス管１５に取付られる。一方、圧縮機１の吐出側冷媒
管Ｐ、特に第２シリンダ１ｂ側の吐出側冷媒管Ｐと、上
記［ｉ膨張弁７と室外側熱交換器８との間の冷媒管Ｐと
をホットガスバイパス管１つが連通ずるとともに、この
中途部に第２の開閉弁２０を備えてなる、ホットガスバ
イパス除霜回路２１が構成される。

しかして、このようにして冷凍サイクルが構成される空
気調和磯において、暖房運転をなすには、第２図に示す
ように冷媒を導く。すなわち、第１゜第２の開閉弁１６
．２０を閉成する。圧縮機１の第１．第２シリンダ１ａ
、１ｂで圧縮され高温高圧となった冷媒ガスは、それぞ
れ吐出側冷媒管Ｐに導出され合流する。そして蓄熱槽３
の加熱用熱交換器４を導通して放熱する。蓄熱槽３に充
填される蓄熱材１２は、この熱交換器４から放出される
熱および先の運転中に放熱された熱を蓄熱する。

冷媒ガスは蓄熱槽３から四方切換弁５を介して室内側熱
交換器６に導かれ、ここで凝縮熱を被空調室に放出して
暖房作用をなす。液冷媒となった冷媒は電磁膨張弁７で
減圧され、室外側熱交換器８で蒸発し、四方切換弁５を
介して圧縮Ｒ１の第１゜第２シリンダ１ａ、１ｂに同時
に吸込まれて再び圧縮され、上述のサイクルを繰返えす
。このような暖房運転を継続することにより、蓄熱槽３
における蓄熱材１２は圧縮機１から吐出される冷媒ガス
温度と略同等温度にまで温度上昇することになる。上記
室外側熱交換器８では外気に含まれる水分が霜となって
付着し、徐々に厚くなる。

暖房運転を定期的に除霜運転に切換えて、室外側熱交換
器８に付着した霜を除霜するには、第３図に示すように
冷媒を導く。すなわち、第１．第２の開閉弁１６．２０
を開放する。圧縮機１の第１シリンダ１ａで圧縮される
冷媒ガスはそれまでと同様、蓄熱槽３の加熱用熱交換器
４を導通し放熱してから四方切換弁５を介して室内側熱
交換器６に導かれる。ここではこれまでと同様、凝縮熱
を被空調室に放出して暖房作用を継続する。液冷媒とな
った冷媒は、補助暖房回路１４に導かれる。

具体的に述べれば、第１の開閉弁１６を介して補助電磁
膨張弁１７に導かれ、ここで減圧されて吸熱用熱交換器
１３で蒸発する。外気温が低いにも拘らず、この熱交換
器１３は加熱用熱交換器４と蓄熱材１２とからなる加熱
手段１８から熱を汲み上げるので、後述する除霜に必要
な時間は被空調室の温度をそれまでと略同様に保持した
暖房運転を継続できる。蒸発した冷媒は、ここから四方
切換弁５を介して圧縮機１の第１シリンダ１ａに吸込ま
れ、再び圧縮され上述のサイクルを繰返えす。

一方、圧縮機１の第２シリンダ１ｂで圧縮され吐出され
る冷媒ガスは、ホットガスバイパス除霜回路２１に導か
れる。そして、そのまま室外側熱交換器８に導入して冷
媒ガス自体の熱を放出するとともに凝縮熱を放出する。

よって、ここに付着する霜は極めて短時間で除霜される
こととなる。

冷媒は四方切換弁５を介して再び圧縮機１の第２シリン
ダ１ｂに吸込まれ、上述のサイクルを繰返えす。なお、
このとき液バツクサイクルとなるため、感温筒７ａはこ
れを検知し電磁膨張弁７を閉成する。

このようにして、圧縮機１の一方のシリンダ１ａを暖房
用とし、他方のシリンダ１ｂを除霜用となし、＠房すイ
クル側で加熱手段１８の熱を加熱源とすることにより、
暖房運転を継続しながら除霜運転をなすことが可能であ
る。

なお上記実施例においては、加熱手段１８を構成するた
めに、蓄熱槽３を備えたが、これに限定されるものでは
なく、たとえば第４図に示すようにしてもよい。すなわ
ち、補助暖房回路１４に備えた補助熱交換器１３に離間
対向して、加熱手段１８Ａを構成する電気ヒータあるい
は燃焼器を配置してもよく、もしくは上記圧縮１１１の
駆動源をたとえばエンジンに変え、その排熱を利用して
もよい。図中実線矢印に示すように冷媒を導通すること
により、暖房運転を継続しながら除霜運転が可能である
。

さらにまた、第５図に示すような構成にしてもよい。す
なわち、補助暖房回路１４に備えた補助熱交換器１３を
、上記室外側熱交換器８と狭少の間隙を存して配置する
。図示しない室外送風機の風上側に室外側熱交換器８を
、かつ風下側に補助熱交換器１３を配置するとよい。上
記第２の逆止弁１０の導入側には、冷房運転時にのみ開
放する第３の開閉弁２２を設ける。

しかして暖房運転時には、冷媒を第６図に実線矢印で示
すようにして導く。このとき室外側熱交換器８とともに
補助熱交換器１３にも凝縮した冷媒が導かれ、暖房効率
がより向上する。除霜時には、第７図に実線矢印で示す
ように冷媒が導かれる。室外側熱交換器８には第２シリ
ンダ１ｂからのホットガスが導かれて、円滑な除霜をな
すこと上記実施例と同様である。また、補助暖房回路１
４にも冷媒が導かれ、補助熱交換器１３は除霜中の室外
側熱交換器８からの排熱および大気熱を熱源として、こ
れらの熱をくみあげる。よって、暖房運転を支障なく継
続できる。

あるいはまた、第８図に示すようにしてもよい。

すなわち、第１の四方切換弁５ａと第２の四方切換弁５
ｂとの２この四方切換弁を備え、圧縮機１の第１シリン
ダ１ａの吐出側と吸込側とに第１の四方切換弁５ａを、
かつ第２シリンダ１ｂの吐出側と吸込側とに第２の四方
切換弁５ｂをそれぞれ連通する。作用的には上記実施例
と全く同様である。

以上、第４図ないし第８図に示した実施例につき、第１
図ないし第３図で示した実施例と同１１ｆｌ成部品は、
同番号を付して説明を省略する。

この他、本発明の要旨を変えない範囲内で種々変形実施
可能なこと勿論である。

〔発明の効果〕

以上説明したように本発明によれば、室外側熱交換器に
付着した霜を除去するために除霜運転を行っても、従来
のように暖房運転を中断することなくそのまま継続でき
、暖房快適性の向上を図れるという効果を奏する。

【図面の簡単な説明】

第１図ないし第３図は本発明の一実施例を示し、第１図
は空気調和機の冷凍サイクル構成図、第２図はその暖房
運転時の冷媒の流れ方向を示す冷凍サイクル図、第３図
はその除霜運転時の冷媒の流れ方向を示す冷凍サイクル
図、第４図は本発明の他の実施例を示す空気調和機の冷
凍サイクル構成図、第５図はさらに他の実施例を示す空
気調和機の冷凍サイクル構成図、第６図はその暖房運転
時の冷媒の流れ方向を示す冷凍サイクル図、第７図はそ
の除霜運転時の冷媒の流れ方向を示す冷凍サイクル図、
第８図はさらに本発明の他の実施例を示す空気調和機の
冷凍サイクル構成図である。１・・・圧縮機、１ａ・・・第１シリンダ、１ｂ・・・
第２シリンダ、６・・・室内側熱交換器、７・・・減圧
装置（電磁膨張弁）、１６・・・第１の開閉弁、１３・
・・補助熱交換器（吸熱用熱交換器）、１４・・・補助
＠房回路、１８・・・加熱手段、２０・・・第２の開閉
弁、８・・・室外側熱交換器、２１・・・ホットガスバ
イパス除霜回路。出願人代理人　　弁理士　鈴江武彦ヵ３１　″′２１第４図第６図第８図　２１

Claims

【特許請求の範囲】

１つの駆動源に２つのシリンダを連結し同時圧縮および
並列吐出をなす圧縮機を用いて構成されるヒートポンプ
式の冷凍サイクル回路と、この冷凍サイクル回路の室内
側熱交換器と減圧装置との間から分岐して上記圧縮機の
第１シリンダ吸込側に連通され開閉弁および補助熱交換
器を備えた補助暖房回路と、この補助暖房回路の上記補
助熱交換器を必要に応じて加熱し暖房運転を継続する加
熱手段と、上記圧縮機の第２シリンダ吐出側と室外側熱
交換器とを直接連通するとともに開閉弁を備え必要に応
じてホットガスを室外側熱交換器に導いてこの除霜をな
すホットガスバイパス除霜回路とをからなることを特徴
とする空気調和機。