JPH07103621A - 空気調和装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 凍結した部分のみを除霜制御し、凍結してい
ない部分は暖房運転の継続を可能とし、快適性を損なわ
ない空気調和装置を提供する。 【構成】 直列に連結された第１および第２の室外熱交
換器５１，５２を設け、該第１および第２の室外熱交換
器の間に連結された第２の絞り／開閉手段４１および第
１の絞り／開閉手段４０、および第１および第２の室外
熱交換器毎にそれぞれ対応して設けられた第１および第
２のファン７１，７２を制御することにより、入口側の
室外熱交換器５１が凍結した場合に、該入口側の室外熱
交換器を除霜制御しながら、他方の室外熱交換器５２に
より暖房運転を継続することができる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、非共沸混合冷媒を使用
した空気調和装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】この種の非共沸混合冷媒を使用した空気
調和装置としては、図５に示すような冷凍サイクルを有
するものがある。図５において、室外機１は、圧縮機
２、四方弁３、膨張弁４、室外熱交換器５、および室外
熱交換器温度センサ６等の主要部品で構成され、室内機
１０は室内熱交換器１１等の主要部品で構成されてい
る。

【０００３】このように構成される従来の空気調和装置
において、暖房運転では、圧縮機２で圧縮された高温高
圧の冷媒ガスは、四方弁３を通過した後、室内機１０に
導かれ、室内熱交換器１１を流れる間に図示省略の室内
送風機により室内空気と熱交換することで室内に熱を放
出して凝縮する。そして、液化した冷媒は室外機１に戻
り、膨張弁４で減圧された後、室外熱交換器５で図示省
略の室外送風機により室外空気と熱交換し、蒸発過程を
完了する。加熱された冷媒ガスは再び圧縮機２に入り、
高温高圧の冷媒ガスとなって吐出され、暖房時の１サイ
クルが終了する。低外気温時、室外熱交換器５が着霜し
た場合に、膨脹弁４は絞りを緩めることにより、室外熱
交換器５の霜を取り除くものである。

【０００４】上述した空気調和装置においては、非共沸
混合冷媒を一定圧力で蒸発させていくと、単一冷媒と異
なり、蒸発に従って冷媒の組成が変化し、これに従い、
蒸発温度が上昇していく。そのため、蒸発器である室外
熱交換器５の内部の圧力が一定であっても、膨張弁４に
近い入口部５ａの温度が四方弁３に近い出口部５ｂの温
度よりも低くなる現象が発生する。この結果、暖房運転
時には、室外熱交換器５の入口部５ａから凍結していっ
て、霜が付着し、時間の経過とともに蒸発器として使用
できる熱交換器の有効面積が減少し、図６に示すように
能力の低下を引き起こすことになる。そして、付着した
霜を除去するために、除霜運転が行われる。そして、暖
房運転時に除霜運転に入ると、吹き出し温度、室内温度
の低下を引き起こす。

【０００５】このような現象を低減する従来の装置とし
ては、例えば特開昭６０−９３２６５号公報には、蒸発
器を二分割し、両者の連結配管途中に絞りおよび開閉機
構を設けることが開示されているが、この従来の装置は
自然対流式蒸発器である。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】上述したように、非共
沸混合冷媒を使用した空気調和装置では、蒸発器である
室外熱交換器の入口部の温度が出口部の温度よりも低く
なって、霜が付着し、このために除霜運転をしばしば行
うことになり、暖房能力を低下させる原因となってい
た。そして、このような現象を低減するために蒸発器を
二分割する方法が従来提案されているが、この従来の方
法は自然対流式であり、効果が非常に薄いという問題が
ある。

【０００７】本発明は、上記に鑑みてなされたもので、
その目的とするところは、凍結した部分のみを除霜制御
し、凍結していない部分は暖房運転の継続を可能とし、
快適性を損なわない空気調和装置を提供することにあ
る。

【０００８】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するた
め、本発明の空気調和装置は、圧縮機、四方弁、第１の
絞り／開閉手段および室外熱交換器を有する室外機と室
内熱交換器を有する室内機とを具備し、冷媒として非共
沸混合冷媒を使用した空気調和装置であって、前記室外
熱交換器は、直列に連結された第１および第２の室外熱
交換器を有し、該第１および第２の室外熱交換器の間に
絞り機構および開閉機能を有する第２の絞り／開閉手段
を連結するとともに、前記第１および第２の室外熱交換
器の各々に対する風量を制御する風量制御手段を有し、
前記第１および第２の絞り／開閉手段および前記風量制
御手段を制御することにより、直列に連結された前記第
１および第２の室外熱交換器のうち入口側の室外熱交換
器が凍結した場合に、該入口側の室外熱交換器を除霜制
御しながら、他方の室外熱交換器により暖房運転を継続
することができることを要旨とする。

【０００９】また、本発明の空気調和装置は、圧縮機、
四方弁、第１の絞り／開閉手段および室外熱交換器を有
する室外機と室内熱交換器を有する室内機とを具備し、
冷媒として非共沸混合冷媒を使用した空気調和装置であ
って、前記室外熱交換器は、直列に連結された第１およ
び第２の室外熱交換器を有し、該第１および第２の室外
熱交換器の間に絞り機構および開閉機能を有する第２の
絞り／開閉手段を連結するとともに、前記第１および第
２の室外熱交換器の各々に対する風量を制御し得るよう
に該第１および第２の室外熱交換器毎にそれぞれ対応し
て設けられた第１および第２の送風ファンを有し、前記
第１および第２の絞り／開閉手段および前記第１および
第２の送風ファンを制御することにより、直列に連結さ
れた前記第１および第２の室外熱交換器のうち入口側の
室外熱交換器が凍結した場合に、該入口側の室外熱交換
器を除霜制御しながら、他方の室外熱交換器により暖房
運転を継続することができることを要旨とする。

【００１０】更に、本発明の空気調和装置は、圧縮機、
四方弁、第１の絞り／開閉手段および室外熱交換器を有
する室外機と室内熱交換器を有する室内機とを具備し、
冷媒として非共沸混合冷媒を使用した空気調和装置であ
って、前記室外熱交換器は、直列に連結された第１およ
び第２の室外熱交換器を有し、該第１および第２の室外
熱交換器の間に絞り機構および開閉機能を有する第２の
絞り／開閉手段を連結するとともに、前記第１および第
２の室外熱交換器に対する送風を制御する送風手段およ
び前記第１および第２の室外熱交換器のうち入口側の室
外熱交換器に対する前記送風手段からの送風を可変制御
するルーバ手段を有し、前記第１および第２の絞り／開
閉手段、前記送風手段、および前記ルーバ手段を制御す
ることにより、直列に連結された前記第１および第２の
室外熱交換器のうち入口側の室外熱交換器が凍結した場
合に、該入口側の室外熱交換器を除霜制御しながら、他
方の室外熱交換器により暖房運転を継続することができ
ることを要旨とする。

【００１１】

【作用】本発明の空気調和装置では、直列に連結された
第１および第２の室外熱交換器を設け、該第１および第
２の室外熱交換器の間に連結された第２の絞り／開閉手
段、第１の絞り／開閉手段、風量制御手段を制御するこ
とにより、入口側の室外熱交換器が凍結した場合に、該
入口側の室外熱交換器を除霜制御しながら、他方の室外
熱交換器により暖房運転を継続することができる。

【００１２】また、本発明の空気調和装置では、直列に
連結された第１および第２の室外熱交換器を設け、該第
１および第２の室外熱交換器の間に連結された第２の絞
り／開閉手段、第１の絞り／開閉手段、第１および第２
の送風ファンを制御することにより、入口側の室外熱交
換器が凍結した場合に、該入口側の室外熱交換器を除霜
制御しながら、他方の室外熱交換器により暖房運転を継
続することができる。

【００１３】更に、本発明の空気調和装置では、直列に
連結された第１および第２の室外熱交換器を設け、該第
１および第２の室外熱交換器の間に連結された第２の絞
り／開閉手段、第１の絞り／開閉手段、送風手段、入口
側の室外熱交換器に対する送風を可変制御するルーバ手
段を制御することにより、入口側の室外熱交換器が凍結
した場合に、該入口側の室外熱交換器を除霜制御しなが
ら、他方の室外熱交換器により暖房運転を継続すること
ができる。

【００１４】

【実施例】以下、図面を用いて本発明の実施例を説明す
る。

【００１５】図１は、本発明の一実施例に係わる空気調
和装置の冷凍サイクルの構成を示す図である。図１に示
す空気調和装置は、冷媒として非共沸混合冷媒を使用す
るものであるが、室内機１０および室外機１００で構成
され、室内機１０は室内熱交換器１１等の主要部品で構
成され、室外機１００は圧縮機２、四方弁３、第１の絞
り／開閉手段４０、第１の室外熱交換器５１、第２の室
外熱交換器５２、該第１および第２の室外熱交換器５
１，５２の間に連結された第２の絞り／開閉手段４１、
第１および第２の室外熱交換器５１，５２に対応して設
けられている第１および第２のファン７１，７２、第１
の室外熱交換器５１の入口側に設けられた第１の温度セ
ンサ６１、および第２の室外熱交換器５２中間部から出
口部のどこか一点に設けられた第２の温度センサ６２等
の主要部品で構成されている。

【００１６】このように構成される本実施例の空気調和
装置は、上述した図５に示す従来の空気調和装置におい
て室外熱交換器５を二分割して、第１および第２の室外
熱交換器５１，５２を設け、該両室外熱交換器５１，５
２の間に第２の絞り／開閉手段４１を設けるとともに、
各室外熱交換器５１，５２に対してそれぞれ第１および
第２のファン７１，７２を設けた点が大きく異なるもの
である。

【００１７】前記第１および第２の絞り／開閉手段４
０，４１は、共に絞り機構と開閉機能を有するものであ
り、例えば温度式膨張弁と二方弁、キャピラリと二方
弁、電動式膨張弁等で構成される。

【００１８】図２は、第１および第２の温度センサ６
１，６２による着霜状態判定図を示すものであり、横軸
に第１の室外熱交換器５１の入口側から第２の室外熱交
換器５２の出口側までの位置を示し、これらの各位置に
おける温度を縦軸に示している。また、横軸には第１の
室外熱交換器５１の入口側に位置する第１の温度センサ
６１の位置および第２の室外熱交換器５２の出口側に位
置する第２の温度センサ６２の位置が示され、これらの
位置で検知した温度センサ６１，６２による温度が示さ
れている。

【００１９】このように第１および第２の温度センサ６
１，６２は、それぞれ第１の室外熱交換器５１の入口部
および第２の室外熱交換器５２の出口部の温度を検知す
ることにより、第１および第２の室外熱交換器５１，５
２の着霜状態を判定するために使用されるものである。

【００２０】図２からわかるように、第１の温度センサ
６１で検知される第１の室外熱交換器５１の入口部の温
度の方が第２の温度センサ６２で検知される第２の室外
熱交換器５２の出口部の温度よりも低いことは従来の技
術において説明したとおりである。図２において、
（１）で示す線は第１および第２の室外熱交換器５１，
５２が凍結していない通常運転時の特性を示し、（２）
で示す線は第１の室外熱交換器５１が凍結し、第２の室
外熱交換器５２が凍結していない入口部分凍結時の特性
を示し、（３）で示す線は第１および第２の室外熱交換
器５１，５２共に凍結している時の特性を示している。

【００２１】次に、作用を説明する。

【００２２】まず、図２の特性（１）で示す通常暖房運
転時には、第１の絞り／開閉手段４０は冷凍サイクルの
絞り、第２の絞り／開閉手段４１は全開、第１および第
２のファン７１，７２はオンに設定されて使用される。
このように設定された状態において、圧縮機２で圧縮さ
れた高温高圧の冷媒ガスは、四方弁３を通過した後、室
内機１０に導かれ、室内熱交換器１１を流れる間に図示
省略の室内送風機により室内空気と熱交換することで室
内に熱を放出して凝縮する。そして、液化した冷媒は室
外機１００に戻り、第１の絞り／開閉手段４０で減圧さ
れた後、第１および第２の室外熱交換器５１，５２を流
れる間に第１および第２のファン７１，７２により室外
空気と熱交換し、蒸発過程を完了する。加熱された冷媒
ガスは再び圧縮機２に入り、高温高圧の冷媒ガスとなっ
て吐出される。

【００２３】次に、図２の特性（２）で示す入口部分除
霜時の作用について説明する。この場合には、第１の室
外熱交換器５１に着霜しているため、第１の室外熱交換
器５１に対してのみ除霜運転を行い、第２の室外熱交換
器５２は着霜していないので、暖房運転を継続するよう
に制御する。

【００２４】すなわち、この場合には、第１の絞り／開
閉手段４０の絞りを緩め、第１のファン７１を停止し、
これにより第１の室外熱交換器５１および室内熱交換器
１１を凝縮器として用い、除霜を行う。また、第２の絞
り／開閉手段４１は冷凍サイクルの絞りとして用い、こ
れにより第２の室外熱交換器５２を蒸発器として使用
し、暖房運転を継続して行う。このように制御すること
により、暖房運転を行いながら、凍結した部分のみ除霜
することができる。

【００２５】次に、図２の特性（３）で示すように第１
および第２の室外熱交換器５１，５２の両方とも凍結
し、全面に霜が付着している場合には、第１および第２
の絞り／開閉手段４０，４１の両方の絞りを緩め、これ
により第１および第２の室外熱交換器５１，５２全体に
対して通常の除霜制御を行う。

【００２６】図３は、本発明の他の実施例に係わる空気
調和装置の冷凍サイクルの構成を示す図である。同図に
示す空気調和装置は、図１に示した実施例における第１
および第２のファン７１，７２の２個のファンを１台の
大きな共通ファン７０にまとめるとともに、該共通ファ
ン７０からの風が第１の室外熱交換器５１に当たった
り、当たらないように制御するルーバ８０を共通ファン
７０と第２の室外熱交換器５２との間に設けた点が異な
るものであり、その他の構成は図１の実施例と同じであ
る。

【００２７】このように構成されるものにおいて、通常
暖房運転時には、第１の絞り／開閉手段４０は冷凍サイ
クルの絞り、第２の絞り／開閉手段４１は全開、共通フ
ァン７０はオン、そしてルーバ８０は第１の室外熱交換
器５１に対しても送風を行うために図４（ａ）に示すよ
うに開いた状態に設定され、図１の場合と同様に暖房運
転が行われる。

【００２８】また、図２の特性（２）で示す入口部分除
霜時には、第１の室外熱交換器５１に着霜しているた
め、第１の室外熱交換器５１に対してのみ除霜運転を行
い、第２の室外熱交換器５２は着霜していないので、暖
房運転を継続するように制御するために、第１の絞り／
開閉手段４０の絞りを緩め、ルーバ８０を図４（ｂ）に
示すように閉じて、第１の室外熱交換器５１への送風を
禁止し、これにより第１の室外熱交換器５１および室内
熱交換器１１を凝縮器として用い、除霜を行う。また、
第２の絞り／開閉手段４１は冷凍サイクルの絞りとして
用い、これにより第２の室外熱交換器５２を蒸発器とし
て使用し、暖房運転を継続して行う。このように制御す
ることにより、暖房運転を行いながら、凍結した部分の
み除霜することができる。

【００２９】更に、第１および第２の室外熱交換器５
１，５２の両方とも凍結し、全面に霜が付着している場
合には、第１および第２の絞り／開閉手段４０，４１の
両方の絞りを緩め、これにより第１および第２の室外熱
交換器５１，５２全体に対して通常の除霜制御を行う。

【００３０】

【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
直列に連結された第１および第２の室外熱交換器を設
け、該第１および第２の室外熱交換器の間に連結された
第２の絞り／開閉手段、第１の絞り／開閉手段、風量制
御手段を制御することにより、入口側の室外熱交換器が
凍結した場合に、該入口側の室外熱交換器を除霜制御し
ながら、他方の室外熱交換器により暖房運転を継続する
ことができるので、快適性を損なうことがないととも
に、また凍結した部分のみ除霜し、凍結していない部分
は除霜しないため、省エネルギ化、経済化を図ることが
できる。

【００３１】また、本発明の空気調和装置では、直列に
連結された第１および第２の室外熱交換器を設け、該第
１および第２の室外熱交換器の間に連結された第２の絞
り／開閉手段、第１の絞り／開閉手段、第１および第２
の送風ファンを制御することにより、入口側の室外熱交
換器が凍結した場合に、該入口側の室外熱交換器を除霜
制御しながら、他方の室外熱交換器により暖房運転を継
続することができるので、快適性を損なうことがないと
ともに、また凍結した部分のみ除霜し、凍結していない
部分は除霜しないため、省エネルギ化、経済化を図るこ
とができる。

【００３２】更に、本発明の空気調和装置では、直列に
連結された第１および第２の室外熱交換器を設け、該第
１および第２の室外熱交換器の間に連結された第２の絞
り／開閉手段、第１の絞り／開閉手段、送風手段、入口
側の室外熱交換器に対する送風を可変制御するルーバ手
段を制御することにより、入口側の室外熱交換器が凍結
した場合に、該入口側の室外熱交換器を除霜制御しなが
ら、他方の室外熱交換器により暖房運転を継続すること
ができるので、快適性を損なうことがないとともに、ま
た凍結した部分のみ除霜し、凍結していない部分は除霜
しないため、省エネルギ化、経済化を図ることができ
る。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施例に係わる空気調和装置の冷凍
サイクルの構成を示す図である。

【図２】図１に示す空気調和装置に使用されている第１
および第２の温度センサによる着霜状態判定図である。

【図３】本発明の他の実施例に係わる空気調和装置の冷
凍サイクルの構成を示す図である。

【図４】図３の空気調和装置に使用されているルーバの
作動状態を示す図である。

【図５】従来の空気調和装置の冷凍サイクルの構成を示
す図である。

【図６】従来の空気調和装置における時間の変化に対す
る能力の変化を示す図である。

【符号の説明】

２ 圧縮機 ３ 四方弁 １０ 室内機 １１ 室内熱交換器 ４０，４１ 第１、第２の絞り／開閉手段 ５１，５２ 第１および第２の室外熱交換器 ６１，６２ 第１および第２の温度センサ ７１，７２ 第１および第２のファン １００ 室外機

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 圧縮機、四方弁、第１の絞り／開閉手段
   および室外熱交換器を有する室外機と室内熱交換器を有
   する室内機とを具備し、冷媒として非共沸混合冷媒を使
   用した空気調和装置であって、前記室外熱交換器は、直
   列に連結された第１および第２の室外熱交換器を有し、
   該第１および第２の室外熱交換器の間に絞り機構および
   開閉機能を有する第２の絞り／開閉手段を連結するとと
   もに、前記第１および第２の室外熱交換器の各々に対す
   る風量を制御する風量制御手段を有し、前記第１および
   第２の絞り／開閉手段および前記風量制御手段を制御す
   ることにより、直列に連結された前記第１および第２の
   室外熱交換器のうち入口側の室外熱交換器が凍結した場
   合に、該入口側の室外熱交換器を除霜制御しながら、他
   方の室外熱交換器により暖房運転を継続することができ
   ることを特徴とする空気調和装置。
2. 【請求項２】 圧縮機、四方弁、第１の絞り／開閉手段
   および室外熱交換器を有する室外機と室内熱交換器を有
   する室内機とを具備し、冷媒として非共沸混合冷媒を使
   用した空気調和装置であって、前記室外熱交換器は、直
   列に連結された第１および第２の室外熱交換器を有し、
   該第１および第２の室外熱交換器の間に絞り機構および
   開閉機能を有する第２の絞り／開閉手段を連結するとと
   もに、前記第１および第２の室外熱交換器の各々に対す
   る風量を制御し得るように該第１および第２の室外熱交
   換器毎にそれぞれ対応して設けられた第１および第２の
   送風ファンを有し、前記第１および第２の絞り／開閉手
   段および前記第１および第２の送風ファンを制御するこ
   とにより、直列に連結された前記第１および第２の室外
   熱交換器のうち入口側の室外熱交換器が凍結した場合
   に、該入口側の室外熱交換器を除霜制御しながら、他方
   の室外熱交換器により暖房運転を継続することができる
   ことを特徴とする空気調和装置。
3. 【請求項３】 圧縮機、四方弁、第１の絞り／開閉手段
   および室外熱交換器を有する室外機と室内熱交換器を有
   する室内機とを具備し、冷媒として非共沸混合冷媒を使
   用した空気調和装置であって、前記室外熱交換器は、直
   列に連結された第１および第２の室外熱交換器を有し、
   該第１および第２の室外熱交換器の間に絞り機構および
   開閉機能を有する第２の絞り／開閉手段を連結するとと
   もに、前記第１および第２の室外熱交換器に対する送風
   を制御する送風手段および前記第１および第２の室外熱
   交換器のうち入口側の室外熱交換器に対する前記送風手
   段からの送風を可変制御するルーバ手段を有し、前記第
   １および第２の絞り／開閉手段、前記送風手段、および
   前記ルーバ手段を制御することにより、直列に連結され
   た前記第１および第２の室外熱交換器のうち入口側の室
   外熱交換器が凍結した場合に、該入口側の室外熱交換器
   を除霜制御しながら、他方の室外熱交換器により暖房運
   転を継続することができることを特徴とする空気調和装
   置。