JPH0120709B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 ＜技術分野＞ 本発明は、ヒートポンプ式冷凍サイクルの除霜
制御方法に関するものである。特に暖房サイクル
から冷房サイクルに切り換えることによつて除霜
を行うものに係る。

＜従来の技術＞ 従来のヒートポンプ式冷凍サイクルにおいては
第１図に示すごとく圧縮機１、四方切換弁３、室
外側熱交換器４、膨張装置５および室内側熱交換
器６を順次環状に接続し、冷房運転時には実線矢
印で示すごとく圧縮機１からの高温高圧の冷媒ガ
スを室外側熱交換器４に送り、ここで凝縮した後
膨張装置５を介して室内側熱交換器６で蒸発させ
暖房運転時には破線矢印で示すごとく圧縮機１か
らの高温高圧の冷媒ガスを逆循環させて暖房を行
うものである。

一般にこの種の冷凍サイクルにおいて、暖房運
転時、除霜を行う場合、四方切換弁３を切換える
等して暖房サイクルを冷房サイクルに切り換える
ことにより高温高圧の冷媒ガスを室外側熱交換器
４に流し、該熱交換器４に付着した霜と熱交換さ
せ、霜を融解除去するようになつているが、該四
方切換弁３を切換える際、室内側熱交換器６中に
あつた高圧の液冷媒が圧縮機１に逆流し、液圧縮
防止用のアキユムレーター２中に滞留してしまい
当冷凍サイクル中に循環する冷媒量が不足するた
め十分な除霜が行なえず、またこのために、除霜
に多大の時間を必要とし、その間暖房運転ができ
ないことより、室温の低下をまねき、快適性をそ
こなうという欠点があつた。

＜発明が解決すべき課題＞ 暖房運転から除霜運転に切り換える時に高圧側
の液冷媒が圧縮機に逆流しないようにすることで
ある。

＜課題を解決する手段＞ 圧縮機１１、室外側熱交換器１３、減圧装置１
５、室内側熱交換器１６を順次接続し、上記圧縮
機１１の吐出側と室外側熱交換器１３との間に第
１の電磁弁１２を介装すると共に上記室内側熱交
換器１６と圧縮機１１の吸込側との間に第２の電
磁弁１７を介装し、上記圧縮機１１吐出側と第２
電磁弁１７入口側とを連通する第１のバイパス流
路２０を設けると共に上記第１電磁弁１２の出口
側と圧縮機１１吸込側とを連通する第２のバイパ
ス流通路２１を設け、上記第１のバイパス流路２
０に第３の電磁弁１９を介装すると共に第２のバ
イパス流路２１に第４の電磁弁２２を介装してヒ
ートポンプ式冷凍サイクルを構成する。

このようなサイクルにおいて、暖房時には、圧
縮機１１の吐出冷媒を、第１の電磁弁１２を閉成
すると共に第３の電磁弁１９を開成することによ
つて、第１のバイパス流路２０を通して、室内側
熱交換器１６に流通させる。そしてこの室内側熱
交換器１６を通過して減圧装置、室外側熱交換器
１３を流通した冷媒を、第４の電磁弁２２を開成
することによつて、第２のバイパス流路２１を通
して、圧縮機１１の吸込側に帰環させる。

一方、除霜時には、第４の電磁弁２２を閉成し
第１の電磁弁１２を開成することによつて高圧冷
媒を低圧側に流入させ、その後に第３の電磁弁１
９を閉成し第２の電磁弁１７を開成することによ
つて、圧縮機１１の吐出冷媒を、室外熱交換器１
３、減圧装置、室内側熱交換器に順次流通させ
る。

＜作用＞ 暖房運転から除霜運転に切り換える際に、第４
の電磁弁２２を閉成し第１の電磁弁１２を開成す
ることによつて、高圧冷媒は、圧縮機１１を通ら
ずに第１バイパス流路２０を通つて低圧側である
室外側熱交換器に流入する。これにより、高圧冷
媒が圧縮機１１やアキユムレータに滞留すること
がなく、しかも高圧冷媒が室外側熱交換器に流入
することによつて、除霜が一部行われる。このよ
うにして圧縮機１１を中心とした高低圧をある程
度バランスしてから第３の電磁弁１９を閉成し第
２の電磁弁１７を開成することで完全な逆サイク
ル（冷房サイクル）として除霜を行う。

＜実施例＞ 以下、本発明の一実施例を図面に基いて説明す
る。

なお、実線矢印は、冷房運転時の冷媒の流れを
示し、破線矢印は、暖房運転時の冷媒の流れを示
し、また細線矢印は、冷凍サイクル切換時の冷媒
の流れを示す。

第２図において、１１は冷媒ガスを圧縮するた
めの圧縮機で、その吐出側には第１の電磁弁１２
を介して室外側熱交換器１３の一端を接続し、該
室外側熱交換器１３の他端には圧縮機１１の運転
停止時に閉成する第５の電磁弁１４及び膨張装置
１５を介して室内側熱交換器１６の一端を接続し
又、該室内側熱交換器１６の他端には第２の電磁
弁１７、アキユムレーター１８を介して圧縮機１
１の吸込側を接続している。

前記圧縮機１１と第１の電磁弁１２間の流路と
前記室内側熱交換器１６と第２の電磁弁１７間の
流路との間を連通する第１のバイパス流路２０を
設けると共に、この第１のバイパス流路２０に第
３の電磁弁１９を介在させ、また前記第１の電磁
弁１２と室外側熱交換器１３間の流路と前記第２
の電磁弁１７と圧縮機１１間の流路間とを連通す
る第２のバイパス流路２１を設けると共にこの第
２のバイパス流路２１には第４の電磁弁２２を介
在させている。

第３図及び第４図は、本発明のヒートポンプ式
冷凍サイクルにおける前記圧縮機１１、第１の電
磁弁１２、第２の電磁弁１７、第３の電磁弁１
９、第４の電磁弁２２及び第５の電磁弁１４の冷
房運転及び暖房運転時の動作状態を示したもので
あり、圧縮機１１の運転、停止に際して各電磁弁
はこの第３図及び第４図の如く動作する。

先ず最初冷房運転に際し、第１の電磁弁１２第
２の電磁弁１７、および第５の電磁弁１４を開成
して圧縮機１１を運転すると該圧縮機１１で圧縮
された高温、高圧の冷媒ガスは第１の電磁弁１２
を介して室外側熱交換器１３に流れ、ここで凝縮
された後、第５の電磁弁１４および膨張装置１５
を介して室内側熱交換器１６内に送られる。而し
て該室内側熱交換器１６に送られた液状の冷媒は
室内側熱交換器１６内で蒸発し、この時周囲より
気化熱を奪う。然る後室内側熱交換器１６で気化
した冷媒ガスは第２の電磁弁１７を通して圧縮機
１１に帰還される。この動作の繰返しにより室内
は上記室内側熱交換器１６により所定の温度に冷
却される。

而して室内温度が所定の温度に達するとサーモ
スタツト（図示せず）が動作して圧縮機１１の運
転を停止すると共に第１の電磁弁１２および第５
の電磁弁１４が閉成し、また第３の電磁弁１９が
開成する。このため圧縮機１１の高圧側の冷媒は
第１のバイパス流路２０を通じて圧縮機１１の低
圧側に流れ、圧縮機１１の吐出側と吸入側の圧力
はバランスする。またこのとき、第１の電磁弁１
２と第５の電磁弁１４の間の室外側熱交換器１３
内の高圧冷媒は、通常運転時に近い状態に保持さ
れる。

然る後、室温が上昇し、これをサーモスタツト
が検知すると圧縮機１１が再始動すると共に第１
の電磁弁１２および第５の電磁弁１４が開成し、
また第３の電磁弁１９が閉成する。このようにし
てただちに通常運転に入るものである。

次に暖房運転について説明する。暖房運転に際
しては第３の電磁弁１９及び第４の電磁弁２２を
開成し、第１の電磁弁１２及び第２の電磁弁１７
を閉成して圧縮機１１を運転すれば良く、このよ
うにすることにより圧縮機１１からの冷媒ガスは
第３の電磁弁１９、第１のバイパス流路２０を通
つて室内側熱交換器１６に流れ、ここで凝縮され
た後膨張装置１５および第５の電磁弁１４を通し
て室外側熱交換器１３に給送される。即ち室内側
熱交換器１６は凝縮器として作用し、室外側熱交
換器１３は蒸発器として作用する。そして室外側
熱交換器１３で蒸発した冷媒ガスは第２のバイパ
ス流路２１および第４の電磁弁２２を通して圧縮
機１１に帰還される。

然る後室内温度が室内側熱交換器１６の作用に
よつて所定温度に達するとサーモスタツトが動作
して圧縮機１１の運転を停止すると共に第３の電
磁弁１９および第５の電磁弁１４が閉成しまた第
１の電磁弁１２が開成する。このようにして、上
述冷房運転の時と同様にして圧縮機１１の高圧冷
媒ガスは第１の電磁弁１２及び第２のバイパス流
路２１を介して低圧側に流れ圧力バランスすると
共に室内側熱交換器１６の高圧冷媒はそのまま保
持される。

再始動時には冷房時と同様の動作にて圧縮機１
１が始動すると共に第３の電磁弁１９および第５
の電磁弁１４が開成し、また第１の電磁弁１２が
閉成する。このようにして、通常の暖房運転に入
る。

次に除霜運転について説明する。第５図は上記
ヒートポンプ式冷凍サイクルにおける上記圧縮機
１１、第１の電磁弁１２、第２の電磁弁１７、第
３の電磁弁１９、第４の電磁弁２２、及び第５の
電磁弁１４の冷凍サイクル切換時の動作状態を示
したものであり、除霜時冷凍サイクル切換に際し
て各電磁弁は第５図の如く動作する。即ち、暖房
運転時、室外側熱交換器１３に付着した霜を取り
除くために除霜運転を行なう場合、冷凍サイクル
を暖房運転から冷房運転に切換えて行うが、その
場合、まず第４の電磁弁２２を閉成した後、第１
の電磁弁１２を開成する。

こうすることによつて、室内側熱交換器１６中
に滞溜している高温、高圧の冷媒は第１のバイパ
ス流路２０、第３の電磁弁１９および第１の電磁
弁１２を通じて、低温、低圧の室外側熱交換器１
３中に流れ込む。このとき第４の電磁弁２２は閉
成しているので第２のバイパス流路２１を通して
高温、高圧の冷媒液が圧縮機１１の吸入側へ帰る
ことはない。この時、室内側熱交換器１３中に流
れ込んだ高温、高圧の冷媒と室外側熱交換器１３
に付着した霜とが熱交換を行い霜が融けはじめ
る。次に室内側熱交換器１６と室外側熱交換器１
３とが圧力バランスし室内側熱交換器１６から室
外側熱交換器１３へ冷媒が流れて行かなくなつた
時、第３の電磁弁１９を閉成し、次いで第２の電
磁弁１７を開成する。

これにより、冷凍サイクルは完全に冷房運転に
切換つたことになり、第２の電磁弁１７を通して
室内側熱交換器１６側から圧縮機１１に吸入され
た冷媒ガスは第１の電磁弁１２を通じて室外側熱
交換器１３に吐出され、この高温、高圧の冷媒ガ
スにより室外側熱交換器１３に付着した霜が取り
除かれる。このように各電磁弁を制御することに
より、圧縮機１１の吸入側へ冷媒液が逆流するこ
となく、冷凍サイクルを切換えることができ、ア
キユムレーター１２に冷媒液が滞溜して、サイク
ル中の冷媒量が不足するということが防げるため
効率の良い除霜が行える。

次に除霜が完了した除霜運転（冷房運転）から
暖房運転に冷凍サイクルを切換える場合、まず第
２の電磁弁１７を閉成し、次いで第３の電磁弁１
９を開成する。これにより、室外側熱交換器１３
中にある高圧の冷媒液は第１の電磁弁１２、第１
のバイパス流路２０、第３の電磁弁１９を通して
室内側熱交換器１６中に流れ込む。室外側熱交換
器１３と室内側熱交換器１６が圧力バランスして
室外側熱交換器１３から冷媒が流れていかなくな
つた時第１の電磁弁１２を閉成し、次いで第４の
電磁弁２２を開成する。

これにより冷凍サイクルは完全に暖房運転に切
換つたことになり、この間圧縮機１１の吸入側へ
冷媒液が逆流することがないので、ただちに通常
状態に近い状態で暖房運転を再開することができ
る。

＜効果＞ 以上本発明によれば、暖房サイクルら除霜サイ
クルに切り換える際に、高圧側の冷媒を第１バイ
パス流路を通すことで圧縮機を通さずに低圧の室
外側熱交換器へ流し高低圧をバランスさせてから
完全に除霜（冷房）サイクルに切り換えるように
したので、切り換え時に高圧冷媒が圧縮機に流入
することがなく圧縮機、アキユムレータに冷媒が
滞溜しない。

従つて、完全に除霜サイクルに切り換える前に
高温高圧冷媒が室外熱交換器に流入して除霜を一
部行うと共に除霜サイクルに完全に切り換えてか
らは十分冷媒がサイクル中を循環するので、効率
良く素早く短時間で除霜を行うことができ、除霜
の間の室内温度の降下を小さく抑えて快適性を保
つことができる。又、サイクルの切り換えは高低
圧を一旦バランスさせてから完全に切り換えるよ
うにしているので、除霜運転、暖房運転の立ち上
がりが早く、特に暖房運転再開時に室温の回復を
早めることができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は従来のヒートポンプ式冷凍サイクルの
冷媒回路図、第２図は本発明に係るヒートポンプ
式冷凍サイクルの冷媒回路図、第３図は本発明の
冷凍サイクルにおける圧縮機および第１ないし第
５電磁弁の冷房時の動作説明図、第４図は同暖房
時の動作説明図、第５図は同除霜時の動作説明図
である。 １１は圧縮機、１２は第１の電磁弁、１４は第
５の電磁弁、１７は第２の電磁弁、２０は第１の
バイパス流路、１９は第３の電磁弁、２１は第２
のバイパス流路、２２は第４の電磁弁をそれぞれ
示す。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 圧縮機１１、室外側熱交換器１３、減圧装置
   １５、室内側熱交換器１６を順次接続し、上記圧
   縮機１１の吐出側と室外側熱交換器１３との間に
   第１の電磁弁１２を介装すると共に上記室内側熱
   交換器１６と圧縮機１１の吸込側との間に第２の
   電磁弁１７を介装し、上記圧縮機１１吐出側と第
   ２電磁弁１７入口側とを連通する第１のバイパス
   流路２０を設けると共に上記第１電磁弁１２の出
   口側と圧縮機１１吸込側とを連通する第２のバイ
   パス流通路２１を設け、上記第１のバイパス流路
   ２０に第３の電磁弁１９を介装すると共に第２の
   バイパス流路２１に第４の電磁弁２２を介装して
   ヒートポンプ式冷凍サイクルを構成したものにお
   いて、 暖房時には、圧縮機１１の吐出冷媒を、第１の
   電磁弁１２を閉成すると共に第３の電磁弁１９を
   開成することによつて、第１のバイパス流路２０
   を通して、室内側熱交換器１６に流通させ、この
   室内側熱交換器１６を通過して減圧装置、室外側
   熱交換器１３を流通した冷媒を、第４の電磁弁２
   ２を開成することによつて、第２のバイパス流路
   ２１を通して、圧縮機１１の吸込側に帰環させ、 除霜時には、第４の電磁弁２２を閉成し第１の
   電磁弁１２を開成することによつて高圧冷媒を低
   圧側に流入させ、その後に第３の電磁弁１９を閉
   成し第２の電磁弁１７を開成することによつて、
   圧縮機１１の吐出冷媒を、室外熱交換器１３、減
   圧装置、室内側熱交換器に順次流通させたことを
   特徴とするヒートポンプ式冷凍サイクルの除霜制
   御方法。