JPH0434371Y2 - - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】 ［産業上の利用分野］ 本考案は、ヒートポンプ式の空気調和機に係
り、特に室外熱交換器の上下の熱交換パイプ内を
流れる冷媒の分流特性を改善した空気調和機に関
する。

［従来の技術］ 一般に、この種の空気調和機は、コンプレツ
サ、四方弁、室内熱交換器、減圧機構及び室外熱
交換器を冷媒配管で順次接続して冷凍サイクルを
構成し、四方弁を切換えることによつて室内を冷
暖房することができる。

このような空気調和機で暖房運転を続けると、
室外熱交換器に着霜が生じ、この霜が成長すると
熱交換性能が損なわれてしまうため、四方弁を冷
房運転側に切換える反転除霜等の除霜運転を定期
的に行い、室外熱交換器に付着した霜を除去する
ようにしている。

ところで、第５図に示すような室外熱交換器１
は、冷媒流路が上下２パスにセパレートされてお
り、除霜運転時、コンプレツサから吐出された高
温・高圧のガス冷媒（ホツトガス）は四方弁２を
経て、室外熱交換器１の側方中央部に配置されて
いるジヨイント３で分岐され、上下のガス側パス
パイプ４ａ，４ｂに流入し、上下２パスの熱交換
パイプ５ａ，５ｂにそれぞれ案内される。

そして、冷媒は熱交換パイプ５ａ，５ｂを通過
する間に周囲を加熱し、付着した霜を除去し、そ
の後液側パスパイプ６ａ，６ｂを通つてジヨイン
ト７で合流され、冷凍サイクルの下流側に案内さ
れる。

この除霜運転によつて、室外熱交換器１の霜は
溶けてシヤーベツト状のドレンになり、熱交換フ
イン８を伝つて上から下へ流れ落ちるため、上方
熱交換パイプ５ａは下方熱交換パイプ５ｂよりも
早く除霜が終了してしまい、上下の熱交換パイプ
５ａ，５ｂの熱交換量に差が生じてしまう。

すると、上方の熱交換パイプ５ａではホツトガ
スの凝縮が行われない状態でも、下方熱交換パイ
プ５ｂではドレンとの熱交換によつてホツトガス
が凝縮して液状態になり、下方熱交換パイプ５ｂ
の管内抵抗が上方熱交換パイプ５ａに比べて大き
くなり、下方熱交換パイプ５ｂにはホツトガスが
ほとんど流通しなくなる。

このような、ホツトガスの流れの不均一によつ
て、第６図に示すように、室外熱交換器１の入口
部、中間部及び出口部において、除霜時間の経過
にともなつて上下の熱交換パイプ５ａ，５ｂでの
冷媒の温度変化に差が生じるようになる。

第６図において実線ａ１，ｂ１及びｃ１は上方
熱交換パイプ５ａの入口、中間及び出口部におけ
る温度変化を、破線ａ２，ｂ２及びｃ２は下方熱
交換パイプ５ｂの入口、中間及び出口部における
温度変化をそれぞれ表す曲線である。

［考案が解決しようとする課題］ このような室外熱交換器１において、室外熱交
換器１の合流部以降に除霜センサを設置した場合
には、下方熱交換パイプ５ｂに付着した霜が完全
に除去されないままで除霜運転が終了してしま
い、残つた霜によつて熱交換機能が損なわれると
ともに、除霜運転の間隔が短くなつてしまうとい
う問題がある。

又、下方熱交換パイプ５ｂの出口側（液側）に
除霜センサを設置した場合には、除霜は完全に行
われるが、除霜時間が長くなり、除霜による室温
低下によつて快適性に欠けるという問題が生じ
る。

このような問題点を解決するために上側パスパ
イプに絞り部を設けることによつて、２パスの室
外熱交換器において、除霜時の管内抵抗を均一に
調整することも提案されているが（実開昭59−
189066号公報参照）、この構成では冷凍サイクル
のガス側に絞り部が設けられているため、除霜・
冷房サイクルだけでなく、暖房サイクル（室外熱
交換器に液側から冷媒が流入する場合）におい
て、このガス側の絞り部が抵抗となつてしまい、
逆に暖房運転時の管内抵抗が不均一となり、暖房
運転時の運転効率が低下してしまう。

この考案は上述した事情を考慮してなされたも
ので、通常の暖房運転時にほとんど影響させるこ
となく、除霜時に室外熱交換器の上下２パスの熱
交換パイプにガス側から案内される冷媒の分流特
性だけを改善して、除霜性能を向上させた空気調
和機を提供することを目的とする。

［課題を解決するための手段及び作用］ 上述した目的を達成するために、この考案は、
コンプレツサ、四方弁、室内熱交換器、減圧機
構、室外熱交換器を冷媒配管で順次接続して冷凍
サイクルを構成し、上記四方弁を切換えることに
よつて冷暖房運転が可能な空気調和機において、
上記四方弁からの冷媒配管がジヨイントにて上側
および下側のパスパイプに分岐され、この各パス
パイプを室外熱交換器に収容された上下２パスの
熱交換パイプにそれぞれ接続すると共に、上記ジ
ヨイントを上側パスパイプのパイプ長が下側パス
パイプのパイプ長より長くなるよう室外熱交換器
の側方下部の位置に配置したことを特徴とする。

［実施例］ 以下、この考案に係る空気調和機の一実施例に
ついて添付図面を参照して説明する。

第２図において、符号１０は冷暖房可能はヒー
トポンプ式空気調和機の冷凍サイクルを示し、コ
ンプレツサ１１、四方弁１２、室内熱交換器１
３、減圧機構としてのキヤピラリーチユーブ１４
及び室外熱交換器１５を冷媒配管１６で順次接続
して構成される。なお、符号１８はパツクドバル
ブあるいはパツクレスバルブである。

室外熱交換器１５は第１図に示すように上下２
パスの熱交換パイプ２０ａ，２０ｂを備えてお
り、上方熱交換パイプ２０ａには上側パスパイプ
２１ａが、下方熱交換パイプ２０ｂには下側パス
パイプ２１ｂがそれぞれ接続されている。

このパスパイプ２１ａ，２１ｂはジヨイント２
２を介して、ガス側冷媒配管１６に接続され、冷
房運転や除霜運転時にコンプレツサ１１からのホ
ツトガスが案内されるようになつている。

このジヨイント２２は室外熱交換器１５の側方
の下部、好ましくは上側パスパイプ２１ａのパイ
プ長と下側パスパイプ２１ｂのパイプ長との比
が、例えば３：１となるような全高Ｈの1/4以下
の位置に設置さる。

一方、室外熱交換器１５の各熱交換パイプ２０
ａ，２０ｂの液側は液側パスパイプ２３ａ，２３
ｂを介して側方中央部に位置されたジヨイント２
４によつて合流されて液側冷媒配管２６に接続さ
れる。

次にこの構成における冷暖房作用について説明
する。

暖房運転時、四方弁１２を暖房側に切換えてコ
ンプレツサ１１を起動させると、コンプレツサ１
１から吐出された高温・高圧のガス冷媒（ホツト
ガス）は四方弁１２を経て室内熱交換器１３に案
内され、室内を暖房して凝縮される。

この凝縮された冷媒は減圧機構１４で減圧され
た後、室外熱交換器１５に送られて室外空気と熱
交換して蒸発し、再び四方弁１２を経てコンプレ
ツサ１１に還流する。

又、冷房運転時は四方弁１２を冷房側に切換え
て、暖房運転とは逆に冷媒を流通させる。

そして、暖房運転が継続されると、室外熱交換
器１５に霜が付着し、この付着した霜が成長する
と熱交換機能が損なわれるので、四方弁１２を冷
房側に切換えると共に室内熱交換器１３の送風フ
アンを停止させる除霜運転が定期的に行われる。

しかして、除霜運転の開始によりコンプレツサ
１１からのホツトガスはジヨイント２２から上側
及び下側パスパイプ２１ａ，２１ｂを経て上下の
熱交換パイプ２０ａ，２０ｂに案内される。

この時、上側パスパイプ２１ａのパイプ長が下
側パスパイプ２１ｂのパイプ長より長くなる室外
熱交換器１５の側方下部の位置にジヨイント２２
が配置されているため、パイプ長による摩擦抵抗
によつて上側パスパイプ２１ａは下側パスパイプ
２１ｂに比べ流路抵抗が大きくなる。

さらに、ジヨイント２２が室外熱交換器１５の
側方下部に配置されているため、上側パスパイプ
２１ａを流れる冷媒は重力に逆らつて上方に流れ
るため、下方に向かう下側パスパイプ２１ｂに比
べ、流路抵抗はさらに大きくなる。

すなわち、上側パスパイプ２１ａはパイプ長に
よる摩擦抵抗力と重力によつて流路抵抗が大きく
なるため、下側パスパイプ２１ｂに比べ比較的少
量のホツトガス（冷媒）が流れることになる。

従つて、上側パスパイプ２１ａと下側パスパイ
プ２１ｂとのパイプ長の比を適宜調整することに
より、室外熱交換器１５の上方熱交換パイプ２０
ａおよび下方の熱交換パイプ２０ｂに着霜した霜
を、第３図に示すように、ほぼ同時に除去するこ
とができる。

第３図において実線Ａ１，Ｂ１及びＣ１は上方
熱交換パイプ２０ａの入口、中間及び出口部にお
ける温度変化を、破線Ａ２，Ｂ２及びＣ２は下方
熱交換パイプ２０ｂの入口、中間及び出口部にお
ける温度変化をそれぞれ表す曲線であり、室外熱
交換器１５の入口、中間及び出口部における温度
変化が除霜運転中、上下の熱交換パイプ２０ａ，
２０ｂの間で、常時ほぼ等しくなつており、付着
した霜をほぼ同時にかつ短時間で除去できたこと
が分かる。

この時の除霜時間は、例えば従来５分要したも
のが４分30秒、あるいはそれ以下になり、しかも
除霜センサ２８の設置位置は限定されず、除霜セ
ンサ２８を室外熱交換器１５の液側合流部（ジヨ
イント２４）以降に設置しても、下方熱交換パイ
プ２０ｂに霜（シヤーベツト状ドレン）が残るこ
となく、完全に除霜を行うことができる。

又、暖房運転においては上下の熱交換パイプ２
０ａ，２０ｂを出たガス冷媒は上側及び下側パス
パイプ２１ａ，２１ｂに流入するが、上側パスパ
イプ２１ａを流れる冷媒は上から下に向かつて流
れるため、パイプ長による摩擦抵抗と同等の加速
度がつくため上側パスパイプ２１ａの流路抵抗は
下側パスパイプ２１ｂと変わらない程度のものと
なる。

すなわち、暖房運転時では上側パスパイプ２１
ａと下側パスパイプ２１ｂの流路抵抗に変わりは
なく、暖房運転時にほとんど影響させることな
く、除霜時に室外熱交換器１５の上下２パスの熱
交換パイプにガス側から案内される冷媒の分流特
性だけが改善されたことになる。

第４図はこの考案の他の実施例を示すもので、
室外熱交換器１５Ａはジヨイント２２ａを立設し
たものである点が、第１図に示したものと異なる
だけで、他の構成は同一であるので説明は省略す
るが、この場合においても第３図に示す除霜時の
冷媒の温度変化を得ることができる。

なお、この考案の実施例においては、上側及び
下側パスパイプのパイプ長を変化させた場合につ
いて説明したが、パイプ長を変化させることに加
えて、下側パスパイプが上側パスパイプより大き
なパイプ径を有するようにパイプ径をそれぞれ異
ならせてもよい。

［考案の効果］ 以上に述べたように、この考案に係る空気調和
機は、四方弁からの冷媒配管がジヨイントにて上
側および下側のパスパイプに分岐され、この各パ
スパイプを室外熱交換器に収容された上下２パス
の熱交換パイプにそれぞれ接続すると共に、ジヨ
イントを上側パスパイプのパイプ長が下側パスパ
イプのパイプ長より長くなるよう室外熱交換器の
側方下部の位置に配置したことにより、暖房運転
に影響させることなく、除霜時に室外熱交換器の
上下２パスの熱交換パイプにガス側から案内され
るガス冷媒のパスパイプにおける分流特性だけを
改善でき、両熱交換パイプに付着した霜をほぼ同
時に除去することができる。

すなわち、暖房時の分流特性に影響することな
く、除霜性能を向上させて除霜運転を効果的に短
時間で行うことができ、暖房運転時の室内の温度
降下を有効的に防止して快適性を保証することが
できる。

【図面の簡単な説明】

第１図はこの考案に係る空気調和機の一実施例
を示す要部拡大図、第２図はこの考案に係る空気
調和機を示す冷凍サイクル図、第３図は除霜運転
時における室外熱交換器の冷媒の温度変化を示す
グラフ、第４図はこの考案の他の実施例を示す
図、第５図は従来の空気調和機の室外熱交換器の
出入口部を示す斜視図、第６図は従来の空気調和
機における除霜運転時の室外熱交換器の冷媒の温
度変化を示すグラフである。 １０……冷凍サイクル、１１……コンプレツ
サ、１２……四方弁、１３……室内熱交換器、１
５，１５Ａ……室外熱交換器、２０ａ，２０ｂ…
…熱交換パイプ、２１ａ，２１ｂ……ガス側パス
パイプ、２２，２２ａ……ジヨイント、２３ａ，
２３ｂ……液側パスパイプ、２４……液側ジヨイ
ント。

Claims (1)

1. 【実用新案登録請求の範囲】 １ コンプレツサ、四方弁、室内熱交換器、減圧
   機構、室外熱交換器を冷媒配管で順次接続して
   冷凍サイクルを構成し、上記四方弁を切換える
   ことによつて冷暖房運転が可能な空気調和機に
   おいて、上記四方弁からの冷媒配管がジヨイン
   トにて上側および下側のパスパイプに分岐さ
   れ、この各パスパイプを室外熱交換器に収容さ
   れた上下２パスの熱交換パイプにそれぞれ接続
   すると共に、上記ジヨイントを上側パスパイプ
   のパイプ長が下側パスパイプのパイプ長より長
   くなるよう室外熱交換器の側方下部の位置に配
   置したことを特徴とする空気調和機。 ２ ジヨイントは室外熱交換器全高の1/4以下に
   設置し、上側パスパイプを下側パスパイプのほ
   ぼ３倍のパイプ長とした実用新案登録請求の範
   囲第１項に記載の空気調和機。 ３ 上側パスパイプのパイプ径が下側パスパイプ
   径より細径に形成された実用新案登録請求の範
   囲第１項に記載の空気調和機。