JPH062996A - 空気調和装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 空気調和装置の逆サイクル除霜運転終了後に
おける圧縮機の異常振動や異常音の発生を防止する。 【構成】 四路切換弁２の切換えにより、空気調和装置
の冷凍サイクルを正逆切換え可能に構成する。バイパス
路２０により、冷媒回路１０の室外熱交換器−膨張機構
５間の一部位Ｐから吸入ラインまで冷媒をバイパス可能
に接続する。バイパス路２０に、上流側から順に、開閉
弁２１、冷媒貯溜器２２及び減圧機構２３を介設する。
逆サイクル除霜運転中には、開閉弁２１を開いて冷媒回
路１０から液冷媒をバイパス路２０にバイパスさせ、冷
媒貯溜器２２に貯溜する。これにより、冷媒回路１０に
循環する冷媒量を低減し、アキュムレータ７の液面を低
レベルに保持して、除霜終了後の圧縮機１の油面レベル
の上昇に起因する異常振動や異常音の発生を防止する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は逆サイクル除霜運転を行
うようにした空気調和装置に係り、特に、除霜終了後の
液バックの防止対策に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来より、例えば特開昭６３−１９４１
４６号公報に開示されるごとく、圧縮機、室外熱交換
器、膨張機構及び室外熱交換器を順次接続し、かつ吸入
側にアキュムレータを配設してなる冷媒回路と、冷媒回
路の冷凍サイクルを切換えるサイクル切換機構とを備え
た空気調和装置において、暖房運転中に室外熱交換器の
着霜があり、除霜指令を受けたとき、上記サイクル切換
機構を逆サイクルつまり冷房サイクルに切換えて、室外
熱交換器の着霜が融解するまで逆サイクル除霜運転を行
うとともに、除霜運転の終了後には、サイクル切換機構
を正サイクルに切換えて通常暖房運転に復帰するように
制御するものは公知の技術である。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】ところで、上記従来の
逆サイクル除霜運転において、除霜運転中に凝縮器とな
っている室外熱交換器には液冷媒が相当量貯溜されてい
る。そして、除霜運転が終了して暖房サイクルに切換え
られると、蒸発器に切換わった室外熱交換器から多くの
液冷媒が圧縮機に吸入されるが、吸入管に配設されたア
キュムレータでこの液冷媒を吸収することにより、圧縮
機への液バックを防止し、その後徐々にアキュムレータ
から冷媒を圧縮機に戻すようになされている。

【０００４】しかしながら、図３の実線部分に示すよう
に、除霜運転中（同図の時刻ｔ１〜ｔ２の間）には冷媒
回路の低圧が低下するに加えて、冷媒循環量は少ないこ
とから、除霜運転は充填された冷媒が最大に余剰となる
条件となっており、この余剰冷媒はアキュムレータに貯
溜され、アキュムレータの液面は上昇し、圧縮機の油面
も少しずつ上昇している。したがって、このような状態
で除霜運転の終了（図中の時刻ｔ２）と共に多量の液冷
媒がアキュムレータに流入すると、すべての液冷媒を吸
収しきれず、圧縮機に液冷媒が戻ることがある。そし
て、この液冷媒のために油面が上昇して圧縮機のロータ
部に接触すると、異常振動や異常音が発生し（同図のＡ
部参照）、空調感や信頼性が悪化するという問題があっ
た。

【０００５】その場合、アキュムレータの容量を大きく
することにより、除霜終了後の多量の液冷媒を吸収する
ことが考えられるが、アキュムレータの容量を大きくす
ると、その分油の滞溜量（いわゆる死油量）も多くな
り、その結果、油量を増大させる必要があるので、通常
条件下における圧縮機の油面が上昇し、通常条件下でも
ロータ部に液冷媒が接触する虞れが生じる。したがっ
て、アキュムレータの容量の増大には所定の限界があ
る。

【０００６】本発明は斯かる点に鑑みてなされたもので
あり、その目的は、冷媒回路に別途液冷媒を貯溜する冷
媒貯溜器を設け、逆サイクル除霜運転中には冷媒貯溜器
に液冷媒を貯溜する一方、除霜運転が終了した後に、冷
媒貯溜器から徐々に冷媒回路に液冷媒を戻すことによ
り、除霜終了直後における圧縮機への液バックを防止
し、もって、空調感や信頼性の低下を防止することにあ
る。

【０００７】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するた
め、請求項１の発明の講じた手段は、図１に示すよう
に、圧縮機（１）、室外熱交換器（３）、膨張機構
（５）及び室内熱交換器（６）を順次接続し、かつ吸入
側にアキュムレータ（７）を配設してなる冷媒回路（１
０）と、該冷媒回路（１０）の冷凍サイクルを正逆切換
えるサイクル切換機構（２）とを備えた空気調和装置を
対象とする。

【０００８】そして、暖房運転中に除霜指令を受けたと
き、上記サイクル切換機構（２）を切換えて逆サイクル
除霜運転を行った後、正サイクルに切換えるよう制御す
る除霜運転制御手段（５０）と、上記冷媒回路（１０）
の室外熱交換器（３）−膨張機構（５）間の一部位
（Ｐ）から吸入ラインの一部位（Ｑ）まで冷媒をバイパ
ス可能に接続するバイパス路（２０）と、該バイパス路
（２０）に介設され、液冷媒を貯溜するための冷媒貯溜
器（２２）と、上記バイパス路（２０）の冷媒貯溜器
（２２）上流側に介設され、通路を開閉する開閉弁（２
１）と、上記バイパス路（２０）の冷媒貯溜器（２２）
下流側に介設され、冷媒を減圧する減圧機構（２３）
と、空気調和装置の逆サイクル除霜運転中には、上記バ
イパス路（２０）の開閉弁（２１）を開くよう制御する
開閉制御手段とを設ける構成としたものである。

【０００９】

【作用】請求項１の発明では、除霜運転制御手段（５
０）による逆サイクル除霜運転中、開閉制御手段によ
り、バイパス路（２０）の開閉弁（２１）が開かれ、冷
媒回路（１０）の液ラインから液冷媒がバイパス路（２
０）の冷媒貯溜器（２２）に流入して貯溜される。この
ため、冷媒回路（１０）に循環する冷媒量が低減し、ア
キュムレータ（７）の液面が低レベルに保持される。し
たがって、逆サイクル除霜運転が終了して、四路切換弁
（２）が切換えられ、蒸発器となった室外熱交換器
（２）側から液冷媒が流入しても、アキュムレータ
（７）の液面が過上昇することなく定常レベルに戻り、
それに応じて圧縮機（１）の油面が低レベルに保持され
るので、液とロータ部との接触に起因する異常振動や異
常音が未然に防止されることになる。

【００１０】

【実施例】以下、本発明の実施例について、図面に基づ
き説明する。

【００１１】図１は実施例に係る空気調和装置の冷媒配
管系統を示し、（１）はスクロール形圧縮機、（２）は
冷房運転時には図中実線のごとく、暖房運転時には図中
破線のごとく切換わる四路切換弁、（３）は冷房運転時
には凝縮器となり、暖房運転時には蒸発器となる室外熱
交換器、（４）は暖房運転時に膨張機構となる室外キャ
ピラリチュ―ブ、（５）は冷房運転時に膨張機構となる
室内キャピラリチュ―ブ、（６）は冷房運転時には蒸発
器となり、暖房運転時には凝縮器となる室内熱交換器で
あって、上記各機器（１）〜（６）は冷媒配管（１１）
により順次接続され、閉回路の主冷媒回路（１０）が構
成されている。

【００１２】また、（７）は吸入管に配設され、吸入冷
媒中の液冷媒を除去するためのアキュムレータ、（８）
は上記室外キャピラリチュ―ブ（４）とは並列に配置さ
れ、冷房サイクルで液冷媒の通過を許容する室外逆止
弁、（９）は上記室内キャピラリチュ―ブ（５）と並列
に配置され、暖房運転時に冷媒の通過を許容する室内逆
止弁である。

【００１３】さらに、本発明の特徴として、上記主冷媒
回路（１０）の室外キャピラリチュ―ブ（４）−室内キ
ャピラリチュ―ブ（５）間の一部位（Ｐ）と吸入ライン
の一部値（Ｑ）とを接続するバイパス路（２０）が設け
られており、該バイパス路（２０）には、液ライン側か
ら順に、通路を開閉する開閉弁（２１）と、液冷媒を貯
溜する冷媒貯溜器（２２）と、減圧機構としてのバイパ
スキャピラリチュ―ブ（２３）とが介設されている。す
なわち、必要に応じて開閉弁（２１）を開くことによ
り、主冷媒回路（１０）の液冷媒を冷媒貯溜器（２２）
に流入させて、液冷媒を貯溜するようになされている。

【００１４】そして、上記各機器は、除霜運転制御手段
としてのコントローラ（５０）により、各運転モードの
作動が制御されるようになされている。

【００１５】上記空気調和装置において、冷房運転時に
は、上記四路切換弁（２）が図中実線側に切換わり、圧
縮機（１）からの吐出ガス冷媒を室外熱交換器（３）で
凝縮した後、室外逆止弁（８）を経て室内側に流入し、
室内キャピラリチュ―ブ（５）で減圧して室内熱交換器
（６）で蒸発し、アキュムレータ（７）を経て圧縮機
（１）に戻る循環となる（図中実線矢印参照）一方、暖
房運転時には上記四路切換弁（２）が図中破線側に切換
わり、圧縮機（１）からの吐出ガス冷媒が室内側に流
れ、室内熱交換器（６）で凝縮された後、室内逆止弁
（９）を通過して室外側に流入し、室外キャピラリチュ
―ブ（４）で減圧されて、室外熱交換器（３）で蒸発
し、アキュムレータ（７）を経て圧縮機（１）に戻る循
環となる（図中破線矢印参照）。

【００１６】ここで、暖房運転中に上記コントローラ
（５０）により行われる除霜運転制御の内容について、
図２のタイムチャートに基づき説明する。

【００１７】空気調和装置の暖房運転中に、室外熱交換
器（３）が着霜してディアイサ（図示せず）の信号等に
より除霜指令が出力されると、四路切換弁（２）が図１
の実線側に切換えられる（図中の時刻ｔ１）と同時にバ
イパス路（２０）の開閉弁（２１）も開かれる。そし
て、この逆サイクル除霜運転によって、室外熱交換器
（３）に吐出ガス冷媒が導入され、室外熱交換器（３）
の着霜が融解されるが、その間、液冷媒がバイパス路
（２０）の冷媒貯溜器（２２）にバイパスされて貯溜さ
れる。この貯溜された液冷媒はバイパスキャピラリチュ
―ブ（２３）で減圧されて吸入ラインにある程度吸入さ
れるが、このときには吸入される量よりも冷媒貯溜器
（２２）に貯溜される量の方が多い状態となっている。

【００１８】次に、逆サイクル除霜運転が終了すると
（除霜運転時間は、通常、９〜１０分間程度）、四路切
換弁（２）が暖房サイクル側に切換えられ（図２の時刻
ｔ２）、それと同時にバイパス路（２０）の開閉弁（２
１）も閉じられる。その後、貯溜器（２２）の液冷媒は
バイパスキャピラリチュ―ブ（２３）を介して吸入ライ
ンに吸入され、冷媒貯溜器（２２）から自然に排出され
る。上記開閉弁（２１）の開閉制御により、本発明にい
う開閉制御手段が構成されている。

【００１９】なお、冷媒貯溜器（２２）への液冷媒貯溜
量は運転条件によって異なるが、例えば冷媒充填量が
９．７kg、８HPの空気調和装置で、３００cc程度の液冷
媒が貯溜されると、その貯溜によるアキュムレータ
（７）の液面低下が２cm程度となり、この液面低下によ
り圧縮機（１）の油面を正常に保持することができる。

【００２０】したがって、上記実施例では、除霜指令を
受けるとコントローラ（５０）により、四路切換弁
（２）を逆サイクルに切換えて逆サイクル除霜運転を行
った後、除霜運転が終了すると、四路切換弁（２）を正
サイクルつまり暖房サイクルに切換えるよう制御され
る。そして、この空気調和装置の逆サイクル除霜運転
中、開閉制御手段により、バイパス路（２０）の開閉弁
（２１）が開かれ、主冷媒回路（１０）の液ラインから
液冷媒がバイパス路（２０）の冷媒貯溜器（２２）に流
入して貯溜される。

【００２１】このとき、図３の破線部分に示すように、
アキュムレータ（７）の液面はむしろ除霜突入前よりも
低下し、圧縮機（１）の油面もほとんど除霜突入前と変
らない（同図の時刻ｔ１〜ｔ２）。そして、この状態で
逆サイクル除霜運転が終了して、四路切換弁（２）が切
換えられ、蒸発器となった室外熱交換器（３）側から液
冷媒が流入するので、アキュムレータ（７）の液面はや
や上昇するが、通常運転中以上のレベルになることはな
く、その後の冷媒貯溜器（２２）からの冷媒の吸入によ
って、定常状態のレベルに戻る（同図の時刻ｔ２以
降）。その結果、圧縮機（１）の油面も、湿り運転条件
となっていたことで通常運転中より少しは上昇するもの
の、振動発生下限に達することなく推移し、定常状態に
戻る。

【００２２】よって、圧縮機（１）の油面の上昇を抑制
し、液のロータとの接触に起因する異常振動や異常音を
防止することができるのである。

【００２３】なお、上記実施例では、室内外にキャピラ
リチュ―ブ（４及び５）を設けたが、本発明の膨張機構
は単一でもよく、その場合、バイパス路（２０）と主冷
媒回路（１０）との接続部（Ｐ）が膨張機構の上流側に
あればよい。そして、バイパス路（２０）の開閉弁（２
１）が開かれるのは冷房サイクルとなる逆サイクル除霜
運転時であることから、室外熱交換器（３）−膨張機構
間に接続部（Ｐ）があればよく、結局、膨張機構として
室内キャピラリチュ―ブ（５）があれば足りることにな
る。

【００２４】

【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
冷凍サイクルが正逆切換え可能に構成された空気調和装
置において、室外熱交換器−膨張機構間の一部位から吸
入ラインの一部位まで液冷媒をバイパス可能なバイパス
路を設け、このバイパス路に上流側から順に、開閉弁、
冷媒貯溜器、減圧機構を介設し、逆サイクル除霜運転中
にバイパス路の開閉弁を開くようにしたので、逆サイク
ル除霜運転中におけるアキュムレータの液面を低レベル
に保持して、逆サイクル除霜運転終了後における圧縮機
への液戻りに起因する異常振動や異常音の発生を防止す
ることができ、よって、信頼性や空調感の悪化を有効に
防止することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】実施例に係る空気調和装置の冷媒配管系統図で
ある。

【図２】逆サイクル除霜運転時の四路切換弁の切換え及
び開閉弁の開閉制御を示すタイムチャートである。

【図３】逆サイクル除霜運転時における低圧，アキュム
レータの液面及び圧縮機の油面の変化を示す説明図であ
る。

【符号の説明】

１ 圧縮機 ２ 四路切換弁（サイクル切換機構） ３ 室外熱交換器 ５ 室内キャピラリチュ―ブ（膨張機構） ６ 室内熱交換器 １０ 主冷媒回路 ２０ バイパス路 ２１ 開閉弁 ２２ 冷媒貯溜器 ２３ バイパスキャピラリチュ―ブ（減圧機構） ５０ コントローラ（除霜運転制御手段）

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 圧縮機（１）、室外熱交換器（３）、膨
   張機構（５）及び室内熱交換器（６）を順次接続し、か
   つ吸入側にアキュムレータ（７）を配設してなる冷媒回
   路（１０）と、該冷媒回路（１０）の冷凍サイクルを正
   逆切換えるサイクル切換機構（２）とを備えた空気調和
   装置において、 暖房運転中に除霜指令を受けたとき、上記サイクル切換
   機構（２）を切換えて逆サイクル除霜運転を行った後、
   正サイクルに切換えるよう制御する除霜運転制御手段
   （５０）と、 上記冷媒回路（１０）の室外熱交換器（３）−膨張機構
   （５）間の一部位（Ｐ）から吸入ラインの一部位（Ｑ）
   まで冷媒をバイパス可能に接続するバイパス路（２０）
   と、 該バイパス路（２０）に介設され、液冷媒を貯溜するた
   めの冷媒貯溜器（２２）と、 上記バイパス路（２０）の冷媒貯溜器（２２）上流側に
   介設され、通路を開閉する開閉弁（２１）と、 上記バイパス路（２０）の冷媒貯溜器（２２）下流側に
   介設され、冷媒を減圧する減圧機構（２３）と、 空気調和装置の逆サイクル除霜運転中には、上記バイパ
   ス路（２０）の開閉弁（２１）を開くよう制御する開閉
   制御手段とを備えたことを特徴とする空気調和装置。