JPH0320571A - 空気調和機 - Google Patents

空気調和機

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JPH0320571A
JPH0320571A JP15491389A JP15491389A JPH0320571A JP H0320571 A JPH0320571 A JP H0320571A JP 15491389 A JP15491389 A JP 15491389A JP 15491389 A JP15491389 A JP 15491389A JP H0320571 A JPH0320571 A JP H0320571A
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Koji Ishikawa
石川 孝治
Shuichi Tani
秀一 谷
Yoshinobu Igarashi
五十嵐 好信
Setsu Nakamura
中村 節
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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〕 この発明は空気調和機の冷凍サイク〃及び制御装置に関
するものであb1特に圧縮容量Mll可能な圧縮機を用
いた空気調和機の運転範囲の拡大に関するものである。
〔従来の技術〕
従来この種の装置として、第5図に示すも゛のがある。
図にかいて、(1)は圧縮機、(2)は油分離器、(3
)は四方弁、(4)は室外熱交換器、(5)は減圧装置
、(6)は室内熱交換器、(7)はアキュムレータ、(
11)は流量調整装置(8)(以下毛細管という)を介
して前記油分離器の〉底部よう前記圧縮機(1)の吸入
配管に接続された第1のバイパス路、(12)は電磁弁
A(9)を介して前記油分離器(2)底部よD前記アキ
ュムレータ(7)の流入配管に接続された第2のバイバ
ヌ路である。図中、実線矢印は冷房運転時の冷媒流れ方
向を、また破線矢印は暖房運転時の冷媒流れ方向を示し
ている。
次に、冷房運転時の動作について説明する。圧縮機(1
)でガス冷媒を圧縮し、吐出された高温高圧のガス冷媒
と冷凍機油は、油分離器(2)に流入して冷凍機油が分
離され、高温高圧のガス冷媒は四方弁(3)を介して室
外熱交換器(4)に流入し、室外空気に放熱する一方、
冷媒ぱIa縮して高圧の液冷媒となう,減圧装置(5)
で減圧され、低圧の気液混合冷媒となって室内熱交換器
(6)に供給される。室内熱交換器(6)では、室内空
気より採熱して冷房する一方、冷媒は蒸発して低圧のガ
ス冷媒となり、四方弁を介してアキュムレータ(7)に
流入する。アキュムレータ(7)では、室内熱交換器(
6)で蒸発し切れなかった液冷媒とガス冷媒を分離して
圧縮機(1)に吸入させる。
次に、暖房運転時の動作について説明する。圧縮機(1
)でガス冷媒を圧縮し、吐出された高温高圧のガス冷媒
は、油分離器(2)カよび四方弁(3)を介して室内熱
交換器(6)に供給され、室内空気に放熱して暖房する
一方、冷媒は凝縮して高圧の液冷媒となる。この液冷媒
は、減圧装置(5)で減圧され低圧の気液混合冷謀とな
り室外熱交換器(4)に供給され、室外空気より採熱し
て、低圧のガス冷媒となって、四方弁(3)シよびアキ
ュムレータ(7)を介して圧縮機(1)に吸入される。
また、油分離器(2)で分離された冷凍機油は毛細管(
8)を介して圧縮機(1)の吸入配管に常時返油され圧
縮機(1)内の油量を適正に確保される。また、第2の
バイパス路(12)に設けられた電磁弁A(9)は、室
内外空気温度の変化に伴う高圧圧力の上昇などがあった
場合に開路して、圧力上昇を抑制して、圧縮機(1)の
運転継続を可能とするものである。更に、圧縮s(1)
の起動時とか、暖房運転時に冷房サイクルに切換えて室
外熱交換器(4)に付着した霜を溶かすデ7ロヌト運転
時には,圧縮機(1)から多量の冷凍機油が流出するの
で、1磁弁A(9}を開路して素早くアキュムV一タ(
7)に冷凍機油を回収するように制御されている。
〔発明が解決しようとする課題] 以上のように、従来の空気調和機では、第2のバイパス
路(12)が油分離器(2)の底部よりアキュムレータ
(7)の流入配管に接続されているので、高圧圧力の上
昇に伴い電磁弁A(9)が開路した場合には、油分虐器
(2)で分離された冷凍機油はアキュムレータ(7)に
流入するので、アキュムレータ(7)内の余剰冷媒液で
希釈され、結果的に圧縮機(1)への返油が遅れるとい
う問題がある。
尚、空気調和機に使用する圧縮機(1)を容量可変形と
し、室内熱交換!(6)を複数とする多室形空気調和機
の場合には、電磁弁A(9)の開閉制御による圧縮機(
1)の運転継続を図る必要性が高く、容量制御範囲を拡
大しようとすればする程、電磁弁A(9)の開閉回数が
多くなり、信頼性の低下という問題がある。
この発明は、かかる問題点を解決するためになされたも
ので、高圧上昇時とか容量減少時にかいてもト分な返油
量を確保すると共に、信頼性が高く、容量制御範囲の広
い空気調和機を得ることを目的としている。
〔課題を解決するための手段〕
この発明は、圧縮機、油分離器、四方弁、室外熱交換器
、減圧装置、室内熱交換器、アキュムレー夕が配管接続
された冷媒回路を有する空気調和機にかいて、油分離器
の底部よう流量調整装置を介して圧縮機の吸入配管に接
続された第1のバイパス路、上記油分離器の底部より電
磁弁を介して上記アキュムレータの流入配管または上記
アキュムレータに接続された第2のバイパス路,上記油
分M器の頂部または上記油分離器と上記西方弁を接続す
る配管途中よDtlil弁を介して上記アキュムレータ
の流入配管または上記アキュムレータに接続された第3
のバイパス路、上記減圧装置と上記室外熱交換器を接続
する配管途中に設けられた配管温度検出手段、暖房運転
時に高圧圧力を検出すると共に、冷房運転時に低圧圧力
を検出する圧力検出手段、上記圧力検出手段により検出
された検出圧力あるいは空調負荷に基づき上記圧縮機の
運転容量を制御する運転容量制御手段、暖房運耘時に上
記配管温度検出手段により検出された検出温度に基づき
上記四方弁を切換えて室外熱交換器に付着した鞘を溶か
すデフロスト制御手段及び暖房運転時に上記運転容量制
御手段によ妙上記圧縮機の運転容量が最小となった後に
上記圧力検出手段による検出圧力が第1の制御圧力値以
上の場合に第3のバイパス路に設けられた[磁弁を開路
すると共に、上記第3のバイパス路の[磁弁開路後上記
圧力検出手段による検出圧力が上記第1の制御圧力値よ
υ高い第2の制御圧力値以上の場合に第2のバイパス路
に設けられた電磁弁を開路レ、冷房運転時には上記圧縮
機の運転容量が最小となった後に上記圧力検出手段によ
る検出圧力が第3の制御圧力値以下の場合に第3のバイ
パス路に設けられた電磁弁を開路すると共に、上記第3
のバイパス路の電磁弁を開路後、更に上記圧力検出手段
による検出圧力が上記第3の制御圧力値よう低い第4の
制御圧力値以下の場合に上記第2のバイパス路の電磁弁
を開路し、かつデフロスト運転時には、上記第2のパイ
バヌ路に設けられた電磁弁を開路すると共に、上記圧力
検出手段による検出圧力が第5の制御圧力値以下の場合
に上記第3のバイパス路に設けられた電磁弁を開路する
iElia弁制御手段を設けたものである。
筐た、デフロスト運転中には、第2のバイパス路並びに
第3のバイパス路に設けられたtla弁を常時開路する
ようにしたものである。
〔作用〕
この発明では、圧縮機運転容量が最小となった後に、圧
縮機の運転許容範囲を超える圧力状態になった場合に第
3のバイパス路に設けられた電磁弁を開路するようにし
たので、油分離器で分離された冷凍機油がアキュムレー
タに流入することがなく圧縮機への返油が十分に確保で
きる。更に、第3のバイパス絡の電磁弁開路後に、圧縮
機の運転許容範囲を超える圧力状態となった場合には、
第2のバイパス路に設けられた電磁弁を開路することに
より運転継続が可能となり運転容量範囲を拡大すること
ができる。筐た、デフ口スト運転中に第2のバイパス路
に設けられた電磁弁を開路するようにしたので、デフロ
スト運転中に圧縮機から流出する冷凍機油を素早く圧縮
機に返油することができる。さらに第2のバイパス路に
設けられた電磁弁を開路後、圧力検出手段による検出圧
力が第5の検出圧力以下の場合に、第3のバイパス路に
設けられた[磁弁を開路して圧縮機の冷媒循環量を増加
させ、デフロスト能力を向上させる。
筐た、デフロスト運転時、第8<イバヌ路及び第3のバ
イパス路に設けられた[磁弁を常時開路することによっ
ても、デフロスト中の冷媒循環量を増加させ、デフロス
ト能力を向上させることができる。
〔実施例〕
第1図は、この発明の一実施例による空気調和機の全体
構或図である。図において、(1)〜(9)シよび(1
1) (12)は第5図に示す従来の空気調和機と同様
のものであり、(13)は油分離器(2)と四方弁(3
)を接続する配管途中よりKm弁B (10)を介して
アキュムレータ〈7〉の流入配管に接続された第3のバ
イバヌ路、(14)は四方弁(3〉と室内熱交換器(6
)の接続配管に設けられた冷媒ガスの圧力を検出する圧
力検出手段、(15)は室外熱交換器(4)と減圧装置
(5)とを接続する配管途中に設けられた冷媒ガスの温
度を検出する配IW温度検出手段、(16)は前記圧力
検出手段(l4)による検出圧力に基づき、圧縮機(1
)の運転容量を制御する運転容量制御手段、(17)は
第2、第3のバイパス路(12) (13)に設けられ
たt磁;q A (9) hよびW磁弁B (10)の
開閉制御を行う電磁弁制御手段、(18)は暖房運転時
に配管温度検出手段(15)による検出温度に基づきデ
フロスト運転を制御するデフロスト制御手段である・尚
、図中寮線矢印は冷房運転時シよびデフロスト運転時の
冷媒流れ方向を示し、破線矢印は暖房運転時の冷媒流れ
方向を示す。また、圧縮機(1)は、インバータ(図示
せず)によう運転周波数を変えることにより圧縮容量が
可変となっている。
冷房運転時並びに暖房運転時の冷媒側の動作については
第4図に示す従来の空気調和機と全く同様なので説明を
省略し、圧縮al (1)の運転容量制御釦よび[Fi
!i弁A・B (9) (10)の動作について説明す
る0 第2図は、暖房運転時の運転容量制御手段(16)およ
び電磁弁制御手段(l7)の制御状態を示すフローチャ
ートである。ステツ7″(2l)で暖房運転が開始する
と、圧力検出手段(l4)による検出圧力P。が、目標
圧力P。に対して一定の範囲にあるか否かをステン7”
 (22)で判定し、安定範囲内にある場合には圧縮機
(1)の運転周波数を維持する。ステップ(22)で検
出圧力P。が安定圧力上限の(P0+1)より高い場合
には、ステップ(23)に進み、現在の圧縮機(1)の
運転周波数が最小となっているか否かを判定し、最小局
波数でない場合にはステップ(32)に進んで周波数を
減少する。また、ステップ(23)で周波数が最小値と
なっている場合には、ステップ(24)に進んで、検出
圧力P。が第1の制御圧力P1より高いか否かを判定し
、低い場合には、ステップ(26) (27)と進み[
iia弁B (10)は閉路状otanしステップ(2
8)に進む。ステップ(28)では、検出圧力P。が上
記第1の制御圧力よシ高い第2の制御圧力P2より高い
か否かを判定する。尚、制御圧力設定値P, , P2
の関係はp.<p2となっているため、ステップ(28
)よりヌテツデ(30) (31)と進む。また、ステ
ツデ(24)で検出圧力P0が第1の制御圧力P,より
高い場合には、ステッグ(25)に進んで電磁弁B(1
0)を開路し、電磁弁B (10)開路後ステップ(2
6)で検出圧力P。が低下しているか否かを判定し、低
下している場合には、ステップ(27)で電磁弁B(1
0)は閉路し、低下していない場合には、ステップ(2
8)に進んで、検出圧力PCが第2の制御出力P2より
高いか否かを判定し、高い場合にはステップ(29)で
電磁弁A(9)を開路し、ステップ(30)に進む。
なか、ステップ(22)で検出圧力P。が、安定圧力下
限の(p0−1)より低い場合には、ステップ(33)
に進んで電磁弁A (9) &よび電磁弁B (10)
を閉路して、ステップ(34)に進み、圧縮機(1)の
運転周波数が最大局波数か否かを判定し、最大周波数で
ない場合には、ステップ(35)に進んで運転周波数を
増加するように制御している。
なか、冷房運転時には、圧力検出手段(14)の検出圧
力P。は低圧圧力となり、低圧圧力が一定となるように
運転容量制御手段(16)で運転周波数が制御される。
具体的には、第3図に示すフローチャートの如く制御さ
れる。基本的な動作は第2図に示す暖房運転時の場合と
同様であるので詳細な説明は省略する。冷房運転中には
、ステップ(52)で低圧圧力P0が周波数制御圧力P
。(暖房運転時のものと値は異なる)に対して一定の範
囲内にあるか否かを判定し、一定範囲以上の圧力の場合
にはステップ(63) (64) (65)と進んで運
転周波数を増加する。筐た、検出圧力P。が安定範囲以
下の場合にはステップ(53) (62)と進んで運転
周波数を減少すると共に、運転周波数が最小となった場
合には、ステップ(54)〜(6l)と進んで、電磁弁
B (10)並びに竃磁弁A(9)の開路制御が行われ
る。つtb、冷房運転時の電磁弁制御圧力は第3の制御
圧力P3と第4の制御圧力が設定されてかυtP3とP
4の関係は(P3>P4)となっているため、圧縮機(
1)の運転周波数が最小となった後に、検出圧力P。が
第3の制御圧力P3よb低くなった場合には、ステップ
(55)でIE磁弁B (10)が開路する。′fII
Fili弁B (10)開路後、更に検出圧力P0が低
下し、第4の制御圧力P4より低くなった場合には、ス
テップ(59)で電磁弁A(9)が開路する 次に、デフロスト制御手段(18)及びtm弁制御手段
(17)による制御状態を第4図に基づき説明する。ス
テップ(40)で運転モードを判定し、暖房運転の場合
には、ステッグ(4l)に進んでデフロスト運転中であ
るか否かを判定し、デフロスト運転中でない場合にはス
テッグ(42)に進む。ヌテッグ(42)では、デフロ
スト禁止時間11が経過しているか否かを判定し、デフ
ロスト禁止時間tlが経過していれば、ステップ(43
)に進み、配管温度検出手段(15)による検出温度T
0がデフロスト開始温度TIより低いか否かを判定し、
Toがf分に低下している場合にはステップ(44)に
進んでデフロストを開始し、四方弁(3)を冷房サイク
ル側に切換えて、圧縮機(1)から吐出される高温のガ
ス冷媒を室外熱交換器(4)に導き、室外熱交換器(4
)の表面に付着した霜を溶かす。デフロスト運転を開始
すると、ステップ(4l)からヌテッグ(45)に進ん
で′fI!.磁弁A(9)を開路し、デフロスト中に発
生する過渡的液バツクにより圧縮機(1)から流出され
る冷凍機油を素早く返油できるようにしている。更に、
ステップ(46)に進んで、圧力検出手段(14)の検
出圧力P。(デフロスト運転中は低圧圧力となっている
)が第5の所定iiPsよう低いか否かを判定し、Po
が低下している場合にはステップ(47)に進んで1I
l磁弁B (10)を開路して低圧圧力を高く維持し、
圧縮機(1)の冷媒流量を大きくすることができる.渣
た、ステッグ(4g) (49)では、検出温度Tcが
デフロスト終了温度T2以上になるか、あるいはデフロ
スト強制終了時閲t2が経過した場合にはステッグ(5
0)に進んで、デフロストを終了し、四方弁(2)を暖
房サイクル側に切換えると共に、its弁A − B(
9) (10)を閉路しタイマーt】・t2をリセット
して再び暖房運転を開路する。
尚、デフロスト運転中には、室内側への冷風吹出を防止
するため室内熱交換器(6)に装着された送風機(図示
していない)を停止させるため、冷媒の蒸発能力が低下
して極端に低圧圧力が低くなる。
また、圧a機(1)の発揮する冷媒流量は低圧圧力に依
存し、低圧圧力が所定値以下となると極端に冷媒流量が
低下する場合がある。前述の如き低圧圧力の低下は、室
外空9C温度条件、室内側熱交換器(6)の熱容量並び
に冷媒回路を構或する冷媒配管等の熱容量などにより左
右される。従って、低圧圧力が低い状態でデフロスト運
転をした場合には、圧縮機(1)の冷媒流量が小さくな
り室外熱交換器(4)に十分な冷媒が到達しないため、
十分なデフロスト能力が得られない場合がある。しかし
ながら、この発明では、デフロスト運転中の低圧圧力を
検出して、低圧圧力が低下した場合には、第3のバイパ
ス路(l3)に設けられた電磁弁B (10)を開路し
て、低圧圧力を上昇させて圧縮機(1)の冷媒流量を大
きくしている。この電磁弁B (10)を制御する第5
の制御圧力P.は、圧a機(1)の特性に応じて、低圧
圧力の低下により極端に冷媒流量が減少するポイント、
つま沙電磁弁B (10)を開路し低圧を上昇したこと
による冷媒流量の増加魚が、電磁弁B(10)のバイパ
ス量よシも大きくなるように設定している。
尚、本実施例では、デフロスト運転中に圧力検出手段(
14)O検出圧力P0に応じて、tilia弁B (1
0)を開路するようにしているが、デフロスト運転中に
は常時、電磁弁A − B (9) (10)の双方を
開路した場合には、きめ細かなデフロスト能力の制御は
達或できないものの、デフロスト能力の向上が図れる。
また、圧力検出手段(l4)を四方弁(3)と室内熱交
換器(6)とを接続する配管に設けて、運転容量制御手
段(16)、電磁弁制御手段(17)並びにデフロスト
制御手段(l8)に利用しているが、圧力検出手段を2
個設けて、暖房時の高圧側圧力、冷房時の低圧側圧力を
検出するようにしてもよい。また、運転容量制御手段(
16)を圧力検出手段(14)の検出圧力に基づき制御
させているが、室内側熱交換器(6)の冷媒温度あるい
は吸込空気温度により制御してもよい。
〔発明の効果〕
この発明は以上説明したように構或されているので、以
下に記載されるような効果を奏する。圧縮機運転容量が
最小となった後に、圧縮機の運転許容圧力範囲を超える
圧力状態となった場合、第3のバイパス路に設けられた
[磁弁を最初に開路するので、油分離器で分離した冷凍
機油がアキュムレータに流入することがなく圧縮機への
返油が遅れることがなく、圧縮機を良好な状態で運転継
続できる。また、第3のバイパス路の電磁弁開路状態で
更に圧縮機の運転許容範囲を超える圧力状態となった場
合、第2のバイパス路に設けられた[磁弁を開路するの
で、空9C調和機の運転範囲を拡大することが可能とな
る。1た、デフロスト運転時には、第2のバイパス路に
設けられた電磁弁を開路するのでデフロスト運転中に発
生する一時的な液バックに伴う冷凍機油の流出に対し、
効率よく圧縮機に返油することができる。
更に、デフロスト運転中の低圧圧力が第5の制御圧力値
以下の場合第3のバイパス路に設けられたwLlia弁
を開路するようにしたので,am弁を介したバイパス流
量と室外熱交換器に流入する冷媒流量を低圧圧力によっ
て制御することが可能となり、圧縮機の発揮し得るデフ
ロスト能力を効率よく取り出すことができる。つまりデ
フロスト運転中のバイパス流量を過大とした場合には、
低圧圧力が高くなう圧縮機流量も増加するが、室外熱交
換器に流入する冷媒流量が減少して、デフロスト能力が
低下してし1うケースもある。従って、圧縮機の冷謀流
量が極端に低下してし1う低圧レベルまで低圧が低下し
た時に限って、バイパス量を増加して、圧縮機の冷媒流
量を増加する方が効率的になるわけである。
また、圧縮機運転容量が最小となった後に、圧縮機の運
転許容範囲以上の圧力となった場合に、2つの電磁弁で
圧力制御するようにしたので、電磁弁1個当りの圧力変
化幅を小さく抑えることができ([磁弁の通過流量を小
さくできるため)″f/t滋弁の開閉回数が減少でき、
信頼性を向上することができる。
また、デフロスト運転中に第2かよび第3のバイパス路
に設けられた電磁弁を開路させることにより、テ゜フロ
スト運転中の低圧圧力を高く維持しデフロスト能力を大
きくすることができる。
【図面の簡単な説明】
第1図は、この発明の一実施例を示す空気調和機の全体
構成図、第2図釦よび第3図は同じく圧縮機の運転容量
制御手段及び電磁弁制御手段による暖房運転時かよび冷
房運転時のフローチャート、第4図は同じくデフロスト
運転時の制御状0を示すフローチャート、第5図は従来
の空気調和機の全体構或図である。 図中、(1)は圧縮機、(2)は油分離器、(3)は四
方弁、(4)は室外熱交換器、(5)は減圧装置、(6
)は室内熱交換器,(7)pアキュムレータ、(8)は
流量調整装置、(9)シよび(10)は電磁弁、(11
)は第1のバイパス路、(12)は第2のバイパス路、
(13)は第3のバイパス路、(l4)は圧力検出手段
、(l5)は配管温度検出手段、(16)は運転容量制
御手段、(17)は電磁弁制御手段、(18)はデフロ
スト制御手段である。 な訃、各図中同一符号は、同一筐たぱ相当部分を示す。 代 地 人  大  岩   増  雄第1図 −367− δ 弔5の滑1究力’)fan

Claims (2)

    【特許請求の範囲】
  1. (1)圧縮機容量調整可能な圧縮機、油分離器、四方弁
    、室外熱交換器、減圧装置、室内熱交換器及びアキュム
    レータが配管接続された冷媒回路、上記油分離器の底部
    より流量調整装置を介して上記圧縮機の吸入配管に接続
    された第1のバイパス路、上記油分離器の底部より電磁
    弁を介して上記アキュムレータの流入配管または上記ア
    キュムレータに接続された第2のバイパス路、上記油分
    離器の頂部または上記油分離器と上記四方弁を接続する
    配管途中より電磁弁を介して上記アキユレータの流入配
    管または上記アキユムレータに接続された第3のバイパ
    ス路、上記減圧装置と上記室外熱交換器を接続する配管
    途中に設けられた配管温度検出手段、暖房運転時に高圧
    圧力を検出すると共に、冷房運転時に低圧圧力を検出す
    る圧力検出手段、上記圧力検出手段により検出された検
    出圧力あるいは空調負荷に基づき上記圧縮機の運転容量
    を制御する運転容量制御手段、暖房運転時に、上記配管
    温度検出手段により検出された検出温度に基づき上記四
    方弁を切換えて室外熱交換器に付着した霜を溶かすデフ
    ロスト制御手段、及び暖房運転時に上記運転容量制御手
    段により上記圧縮機の運転容量が最小となつた後に上記
    圧力検出手段による検出圧力が第1の制御圧力値以上の
    場合に第3のバイパス路に設けられた電磁弁を開路する
    と共に、上記第3のバイパス路の電磁弁開路後上記圧力
    検出手段による検出圧力が上記第1の制御圧力値より高
    い第2の制御圧力値以上の場合に第2のバイパス路に設
    けられた電磁弁を開路し、冷房運転時には上記圧縮機の
    運転容量が最小となつた後に上記圧力検出手段による検
    出圧力が第3の制御圧力値以下の場合に第3のバイパス
    路に設けられた電磁弁を開路すると共に、上記第3のバ
    イパス路の電磁弁を開路後、さらに上記圧力検出手段に
    よる検出圧力が上記第3の制御圧力値より低い第4の制
    御圧力値以下の場合に上記第2のバイパス路の電磁弁を
    開路し、かつデフロスト運転時には、上記第2のバイパ
    ス路に設けられた電磁弁を開路すると共に、上記圧力検
    出手段による検出圧力が第5の制御圧力値以下の場合に
    上記第3のバイパス路に設けられた電磁弁を開路する電
    磁弁制御手段を備えたことを特徴とする空気調和機。
  2. (2)デフロスト運転中は、第2のバイパス路および第
    3のバイパス路に設けられた電磁弁を常時開路するよう
    にしたことを特徴とする請求項1記載の空気調和機。
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