JPH0359352B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 （産業上の利用分野） 本発明は、冷凍装置に係り、特に除霜運転から
暖房運転等に切換わつたとき熱源側空気熱交換器
の保有する熱を有効利用できるようにした冷凍装
置に関するものである。

（従来の技術） 本発明の属する技術分野における従来技術とし
ては、実開昭56−8264号公報に記載された冷凍装
置がある。この公知例のヒートポンプ式冷凍装置
においては、第４図図示の電気回路で明らかな如
く、除霜用リレー５０，５１の常閉接点５０Ｂ，
５１Ｂに対して熱源側空気熱交換器用のフアンモ
ータ５２，５３がそれぞれ直列接続されており、
除霜運転終了時、即ち除霜用リレー５０，５１の
消磁と同時に、フアンモータ５２，５３が再起動
されるようになつている。なお、第４図において
符号５０Ａ，５１Ａは除霜用リレー５０，５１の
常開接点、５４，５５は四路切換弁用リレー、５
６は圧縮機用リレー、５７，５８はデイアイサー
をそれぞれ示している。

（発明が解決しようとする課題） 上記従来例の如く、除霜運転終了と同時に熱源
側空気熱交換器用のフアンモータを再起動させる
構成のものにあつては、次のような不具合が発生
する。

除霜運転終了直後には、熱源側空気熱交換器内
部に50〜80℃の高温液冷媒（除霜用に供された圧
縮機吐出ガスが凝縮液化したもの）が残留してい
るとともに、熱源側空気熱交換器の構成部材（例
えば、フイン、伝熱管等）も温められているにも
かかわらず、フアンモータの再起動（即ち、フア
ンの再起動）のために、前記高温液冷媒および熱
源側空気熱交換器構成部材の残留熱量が外気中に
無駄に放出されることとなり、熱効率上損失とな
る問題がある。

本発明は、上記の点に鑑みてなされたもので、
除霜運転終了時に熱源側空気熱交換器に残留する
熱量を冷媒系統内（即ち、利用側熱交換器側）へ
回収するようにして、熱の有効利用を図ることを
目的とするものである。

（課題を解決するための手段） 本発明では、上記課題を解決するための手段と
して、圧縮機、フアンを付設した熱源側空気熱交
換器、膨張機構及び利用側熱交換器を順次接続し
て冷媒を循環させる如く構成した冷凍装置におい
て、前記熱源側空気熱交換器へ前記圧縮機の吐出
ガスを供給してその着霜を除去せしめる除霜運転
の終了後、前記熱源側空気熱交換器の暖房運転時
に入口側となる位置に設けられたサーモスタツト
により検知された熱交換器入口側温度が所定値以
下になるまで前記フアンの再起動を遅らせる如く
作用する遅延手段を付設している。

（作用） 本発明では、上記手段によつて次のような作用
が得られる。

即ち、除霜運転終了後、熱源側空気熱交換器の
暖房運転時に入口側となる位置に設けられたサー
モスタツトにより検知された熱交換器入口側温度
が所定値以下になるまで、遅延手段の作用により
熱源側空気熱交換器用フアンの再起動を遅延せし
めるようにしたことにより、除霜運転終了時に熱
源側空気熱交換器側に残留する熱量が利用側熱交
換器へ回収されることとなる。

（実施例） 以下、第１図ないし第３図を参照して、本発明
の好適な実施例を説明する。

第１図には、本発明の実施例にかかる冷凍装置
をヒートポンプ式温水機として用いた場合の冷媒
系統図が示されている。

この冷凍装置は、圧縮機１、四路切換弁２、フ
アン３を付設した熱源側空気熱交換器４、膨張機
構（温水生成用および除霜用）５，６、冷媒タン
ク７、温水用の利用側熱交換器８およびアキユム
レータ９を順次接続して、前記四路切換弁２の切
換動作によつて冷媒を可逆的に循環せしめ得るよ
うに構成されている。また、この冷凍装置におい
ては、前記冷媒タンク７の出口側とアキユムレー
タ９の入口側との間に、高圧制御弁１０、冷媒タ
ンク１１およびキヤピラリチユーブ１２が直列に
接続している。なお、第１図中、符号１３は除霜
運転時にのみ冷媒流通を許容する逆止弁、１５は
熱源側空気熱交換器４の暖房運転時入口側となる
位置に設けらたサーモスタツト、１６は圧力スイ
ツチである。

この冷凍装置においては、温水生成運転時には
実線矢印で示す方向に冷媒が流通し、熱源側空気
熱交換器４で空気中より吸熱した熱を利用側熱交
換器８で温水Ｗに放熱する。この温水は給湯用と
して利用される。この温水生成運転時において、
温水Ｗの温度が高くなると、高圧も上昇するので
高圧制御弁１０が開成されて、冷媒が冷媒タンク
１１にためられる。かくすることによつて、高圧
が下がつて、温水生成運転が継続して行えること
となつている。この時、冷媒タンク１１からキヤ
ピラリチユーブ１２を通つてアキユムレータ９の
入口側へ若干の液冷媒が常に流れるが、これによ
り、吐出ガス温度低下のためのリキツドインジエ
クシヨンを兼ねている。

一方、熱源側空気熱交換器４に外気温低下等に
より着霜が生ずると、四路切換弁２を切換えて、
冷媒を点線矢印で示す方向に流通させ、除霜運転
を行う。この時、フアン３は停止される。この除
霜運転では、熱源側空気熱交換器４には、圧縮機
１の高温吐出ガスが供給されることとなり、該吐
出ガスによつて熱源側空気熱交換器４の着霜が融
霜除去される。除霜運転終了時においては、吐出
ガスは凝縮液化されて高温液冷媒（温度＝50〜80
℃）となり、熱源側空気熱交換器４内に残留す
る。また、この状態では、熱源側空気熱交換器４
を構成する部材、例えばフイン４ａ、伝熱管４ｂ
等も液冷媒によつて温められている。そして、除
霜運転が終了すると、再び四路切換弁２を切換え
て、前記温水生成運転に復帰せしめられるが、本
実施例では、後述するように、除霜運転終了信号
が発せられても、遅延手段の作動によりフアン３
を再起動させることなく、熱源側空気熱交換器４
の温度が所定値以下になるまで停止状態を継続さ
せるようにしている。このようにすることによ
り、熱源側空気熱交換器４に残留している熱量
は、外気中に放出されることなく、冷媒系統内に
還元され、利用側熱交換器８側へ回収されること
となる。なお、この除霜運転中には、冷媒タンク
７の液冷媒は、冷媒系統内を循環することとなつ
ており、除霜効果向上のために使用される。

一般に、冷凍装置における着霜および除霜を含
む温水生成能力を図示すると、第３図図示の如く
になる。

ここで、SR：１サイクル当たりの温水生成能
力 SF：１サイクル当たりの着霜による損失能力 SD：１サイクル当たりの除霜による損失能力 これによれば、呼称能力は、［（SR＋SF）／
（単位時間）］となるが、実際の能力は、［（SR−
SD）／（単位時間）］となり、その比は普通70〜
85％となる。これに対し、本発明の場合、除霜運
転終了時に熱源側空気熱交換器４側に残留する熱
量を利用側熱交換器８へ回収した分に相当する温
水生成能力SAだけ能力向上する。実際には２〜
３％の能力向上が得られた。

次に、上記構成の冷凍装置におけるフアン３の
制御機構を第２図に示す電気回路図を参照して詳
述する。

第２図において、符号１５はサーモスタツト、
１８は運転スイツチ、１９は圧縮機用リレー、２
０は熱源側空気熱交換器空冷用のフアン３のフア
ンモータ、２１は四路切換弁用リレー、２２は除
霜運転を制御するデイアイサー、２３は除霜用リ
レー、２４はサーモスタツト１５と連動するリレ
ー、Thは温水用サーモをそれぞれ示している。

そして、前記除霜用リレー２３の常開接点２３
Ａは、前記四路切換弁用リレー２１およびリレー
２４とそれぞれ直列に接続され、前記サーモスタ
ツト１５は、前記リレー２４と直列であつて前記
除霜用リレー２３の常開接点２３Ａと並列に接続
されている。なお、前記リレー２４は、その常開
接点２４Ａをサーモスタツト１５と直列に接続す
ることによつて自己保持されるようになつてい
る。また、前記リレー２４の常閉接点２４Ｂはフ
アンモータ２０と直列に接続されている。

前記サーモスタツト１５は、熱源側空気熱交換
器４の暖房運転時に入口側となる位置に設けられ
ており、熱源側空気熱交換器４の入口側温度を検
知して動作する。即ち、このサーモスタツト１５
は、熱源側空気熱交換器４の入口側温度が所定値
（本実施例の場合、０℃）以下でOFFする如く構
成されている。なお、サーモスタツト１５のON
状態への復帰は、ハンチング防止のため前記所定
値より５℃高い温度により行なわれる。

上記構成において本実施例の冷凍装置における
制御機構は次のように作用する。

即ち、デイアイサー２２が作動されると、除霜
用リレー２３が励磁され、その常開接点２３Ａが
閉成されて四路切換弁用リレー２１およびリレー
２４が励磁され、四路切換弁２が除霜運転側へ切
換えられると同時に、前記リレー２４の常閉接点
２４Ｂの開成に伴つてフアンモータ２０が運転停
止される（即ち、フアン３は停止される）。この
時、熱源側空気熱交換器４は、除霜運転時に供給
された高温吐出ガスが凝縮液化した高温液冷媒
（50〜80℃）よつて温められているため、サーモ
スタツト１５はON状態にあり、前記リレー２４
の常開接点２４Ａの閉成によりリレー２４は自己
保持される。そして、除霜運転終了後において
は、四路切換弁用リレー２３が消磁されて、四路
切換弁２が温水生成運転側へ切換えられるが、熱
源側空気熱交換器４の入口側温度が所定値（本実
施例の場合、０℃）以下になるまではサーモスタ
ツト１５はON状態を保持されている。しかし
て、熱源側空気熱交換器４の入口側温度が所定値
以下となると、サーモスタツト１５がOFFされ、
リレー２４が消磁される。従つて、リレー２４の
常閉接点２４Ｂが閉成されることとなり、フアン
モータ２０が再起動（即ち、フアン３が再起動）
される。つまり、本実施例の場合、除霜運転終了
後、熱源側空気熱交換器４の入口側温度が所定値
以下になるまでは、フアン３の再起動が遅延せし
められることとなつているのである。上記した如
く、サーモスタツト１５により熱源側空気熱交換
器４の入口側温度を検知し、該検知温度に基づい
てフアン３の発停を制御するようにした場合、タ
イマーによりフアン３の発停を制御するものに比
べて的確な熱回収を行うことができる。また、熱
源側空気熱交換器４の入口側にサーモスタツト１
５を設けるようにしているため、サーモスタツト
１５の感温部がケーシングの内側に位置すること
となつて外気と直接接触することがなくなるとと
もに、熱源側熱交換器４の各パスの冷媒偏流およ
び過熱度等に影響されることがなくなり、正確な
温度検知を行うことができる。

以上説明した例は、ヒートポンプ式温水機であ
り、生成した温水を給湯用として利用するもので
あつたが、この温水は室内の熱交換器に供給すれ
ば暖房用として利用できる。従つて、ヒートポン
プ式暖房装置として利用することもできる。ま
た、ヒートポンプ式チラー等のヒートポンプ式冷
暖房装置としても利用できる。

また、前記例において、利用側熱交換器は水用
のものとしたが、これは空気用のものであつても
よい。

さらに、前記例において、四路切換弁は、以下
の回路で置き換えることができる。即ち、圧縮機
の吐出ガス管から、膨張機構の出口で熱源側空気
熱交換器の入口の配管へ、電磁弁を介設したバイ
パス管を設け、この電磁弁を除霜運転時に開放す
るようにした回路を設ければよい。

（発明の効果） 叙上の如く、本発明によれば、除霜運転終了
後、熱源側空気熱交換器４の暖房運転時に入口側
となる位置に設けられたサーモスタツト１５によ
り検知された熱交換器入口側温度が所定値以下に
なるまで、遅延手段の作用により熱源側空気熱交
換器用フアン３の再起動を遅延せしめるようにし
て、除霜運転終了時に熱源側空気熱交換器４側に
残留する熱量を外気中に放出することなく、冷媒
系統中に還元し、利用側熱交換器８に回収し得る
ようにしたので、冷凍装置の能力（暖房あるいは
給湯など）を向上せしめることができ、運転効率
の向上を図り得るという優れた効果がある。

また、熱源側空気熱交換器４の入口側にサーモ
スタツト１５を設け、該サーモスタツト１５によ
り検知された熱交換器入口側温度に基づいて、除
霜運転終了後におけるフアン３の発停制御を行う
ようにしているので、サーモスタツト１５の感温
部がケーシングの内側に位置することとなつて外
気と直接接触することがなくなるとともに、熱源
側熱交換器４の各パスの冷媒偏流および過熱度等
に影響されることがなくなるところから、正確な
温度検知が行え、該検知温度に基づくフアン３の
発停制御により、タイマーを用いたフアン３の発
停を制御するものに比べて的確な熱回収を行うこ
とができるという効果もある。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の冷凍装置の具体例であるヒー
トポンプ式温水機の冷媒系統図、第２図は第１図
図示の温水機におけるフアン制御の実施例を示す
電気回路図、第３図は冷凍装置を温水生成用に供
した場合における運転時間と能力との関係を示す
特性図、第４図は従来公知の冷凍装置の電気回路
図である。 １……圧縮機、３……フアン、４……熱源側空
気熱交換器、５，６……膨張機構、８……利用側
熱交換器、１５……サーモスタツト、１６……圧
力スイツチ、１９……圧縮機用リレー、２０……
フアンモータ、２２……デイアイサー、２３……
除霜用リレー、２４……リレー。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １ 圧縮機１、フアン３を付設した熱源側空気熱
   交換器４、膨張機構５及び利用側熱交換器８を順
   次接続して冷媒を循環させる如く構成した冷凍装
   置において、前記熱源側空気熱交換器４へ前記圧
   縮機１の吐出ガスを供給してその着霜を除去せし
   める除霜運転の終了後、前記熱源側空気熱交換器
   ４の暖房運転時に入口側となる位置に設けられた
   サーモスタツト１５により検知された熱交換器入
   口側温度が所定値以下になるまで前記フアン３の
   再起動を遅らせる如く作用する遅延手段を付設し
   たことを特徴とする冷凍装置。