JPH08291950A

JPH08291950A - 空気調和装置

Info

Publication number: JPH08291950A
Application number: JP34354095A
Authority: JP
Inventors: Hirobumi Yoshihara; 博文吉原; Hideyuki Ohashi; 秀幸大橋; Katsuyuki Nagura; 勝雪名倉
Original assignee: Yamaha Motor Co Ltd
Current assignee: Yamaha Motor Co Ltd
Priority date: 1994-12-28
Filing date: 1995-12-28
Publication date: 1996-11-05

Abstract

(57)【要約】【目的】除霜運転時における室内熱交換器からの冷風
の流出及び圧縮機への液バックを防ぐことができる空気
調和装置を提供すること。【構成】空気調和装置の冷媒回路４に設けられる膨張
弁として第１膨張弁８と第２膨張弁１１を配置し、第１
膨張弁８と室内熱交換器９を迂回する迂回路３ｇを設
け、該迂回路３ｇに前記第２膨張弁１１を配置するとと
もに、該第２膨張弁１１と圧縮機２との間に熱源装置７
を配置する。本発明によれば、除霜運転においてリバー
ス方式が採用されて冷房運転が一時的になされた場合に
おいても、凝縮器として機能する室外熱交換器６におい
て凝縮熱を放出して液化した冷媒は第２膨張弁１１を経
て減圧された後、室内熱交換器９側への流れが阻止又は
制限されるため、室内熱交換器９からの冷風の流出が防
がれる。そして、第２膨張弁を経て減圧された低温低圧
の液相冷媒は熱源装置７から与えられる熱によって完全
に蒸発して気相冷媒となるため、圧縮機２への液バック
が防がれ、圧縮機２の故障原因が取り除かれる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、除霜運転モードを
備える空気調和装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】空気調和装置は、冷媒を循環させる冷媒
回路に少なくとも圧縮機、四方弁、室内熱交換器、膨張
弁及び室外熱交換器を設けて構成されるが、暖房運転時
においては、冷媒は圧縮機から四方弁、凝縮器として機
能する室内熱交換器、膨張弁及び蒸発器として機能する
室外熱交換器の順に冷媒回路を循環する。又、冷房運転
時においては、冷媒は圧縮機から四方弁、凝縮器として
機能する室外熱交換器、膨張弁及び蒸発器として機能す
る室内熱交換器の順に冷媒回路を循環する。

【０００３】ここで、エンジン駆動式空気調和装置の暖
房運転時の基本サイクルを図９に示すモリエル線図（Ｐ
−ｉ線図）基づいて説明する。

【０００４】エンジンによって圧縮機が駆動されると、
図９ので示される状態（圧力Ｐ₁、エンタルピｉ₁ ）
の気相冷媒は圧縮機によって圧縮されて図９ので示さ
れる状態（圧力Ｐ₂ 、エンタルピｉ₂ ）の高温高圧冷媒
となる。尚、このときの圧縮機の所要動力（圧縮熱量）
ＡＬは（ｉ₂ −ｉ₁ ）で表される。

【０００５】上記高温高圧の気相冷媒は凝縮器として機
能する室内熱交換器に導かれ、ここで室内の空気に凝縮
熱Ｑ₂ を放出して液化する。室内熱交換器を通過した液
相冷媒の状態は図９の（圧力Ｐ₂ 、エンタルピｉ₃ ）
で示され、放熱量Ｑ₂ （＝ｉ₂ −ｉ₃ ）によって室内の
暖房が行われるが、このとき、冷媒は図示のΔｉ_c だけ
過冷却（サブクール）される。尚、サブクールは放熱面
積を大きく設定するか、或は放熱面を流れる風量を多く
するよう送風ファンの回転数等を設定することによりな
される。

【０００６】次に、上記状態の液相冷媒は膨張弁によ
って減圧されて図９ににて示す状態（圧力Ｐ₁ 、エン
タルピｉ₃ ）となってその一部が気化し、蒸発器として
機能する室外熱交換器に導かれ、室外熱交換器において
外気から与えられる熱を受け取って蒸発し、更に図示の
Δｉ_h だけ過熱（スーパーヒート）されて図９に示す
の状態（圧力Ｐ₁ 、エンタルピｉ₁ ）に復帰し、以後同
様の作用を繰り返す。尚、室内熱交換器において冷媒に
与えられる熱量Ｑ₁ は（ｉ₁ −ｉ₃ ）にて表される。
又、スーパーヒートは伝熱面積を大きく設定するか、或
は吸熱面を流れる風量を多くするよう送風ファンの回転
数等を設定することによりなされる。

【０００７】ところで、以上の暖房運転においては、膨
張弁を通過して温度の低下した冷媒が室外熱交換器にお
いて外気と熱交換して蒸発するときに外気中に含まれる
水蒸気が凍結し、室外熱交換器の吸熱フィンに霜として
付着することがある。このように室外熱交換器の吸熱フ
ィンに霜が付着すると、該室外熱交換器の蒸発器として
の性能が低下するため、一時的に冷房運転を行って室外
熱交換器を凝縮器として機能せしめ、室外熱交換器にお
いて冷媒から凝縮熱を放出してその熱で除霜する所謂リ
バース方式の除霜が実施されている。

【０００８】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記リ
バース方式の除霜においては、室内熱交換器が蒸発器と
して機能するため、本来は暖房する必要がある室内に室
内熱交換器から冷風が流出して不快感を与えるという問
題がある。

【０００９】そこで、除霜時においては室内熱交換器の
ファンを止めて室内熱交換器からの冷風の流出を防ぐこ
とが考えられるが、ファンを止めると、膨張弁を通過し
た低温の液相冷媒が蒸発しないでそのまま圧縮機に吸引
される所謂液バックが発生し、圧縮機が故障する原因と
なる。

【００１０】本発明は上記問題に鑑みてなされたもの
で、その目的とする処は、除霜運転時における室内熱交
換器からの冷風の流出及び圧縮機への液バックを防ぐこ
とができる空気調和装置を提供することにある。

【００１１】

【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記載の発明は、冷媒を循環させる冷媒回路
に少なくとも圧縮機、四方弁、室内熱交換器、膨張弁及
び室外熱交換器を設けて構成される空気調和装置におい
て、前記膨張弁として第１膨張弁と第２膨張弁を配置
し、第１膨張弁と前記室内熱交換器を迂回する迂回路を
設け、該迂回路に前記第２膨張弁を配置するとともに、
前記四方弁を切り換えて冷媒を圧縮機、四方弁、室外熱
交換器、迂回路及び第２膨張弁を経て圧縮機に戻す除霜
運転時に第２膨張弁から圧縮機の間を流れる冷媒を加熱
するための熱源装置を設けたことを特徴とする。

【００１２】請求項２記載の発明は、請求項１記載の発
明において、除霜運転時においては、前記四方弁を自動
的に切り換えて前記圧縮機の高圧側を前記室外熱交換器
に接続するとともに、前記第１膨張弁を絞るか又は全閉
する一方、前記第２膨張弁を開くことを特徴とする。

【００１３】請求項３記載の発明は、請求項１又は２記
載の発明において、前記第１膨張弁及び第２膨張弁を、
開閉弁式膨張弁或は開閉弁と膨張絞りで構成したことを
特徴とする。

【００１４】請求項４記載の発明は、冷媒を循環させる
冷媒回路に少なくとも圧縮機、四方弁、室内熱交換器、
膨張弁及び室外熱交換器を設けて構成される空気調和装
置において、前記室内熱交換器を迂回する迂回路と、冷
媒を室内熱交換器又は迂回路を選択的に通過させる切換
手段を設けるとともに、前記四方弁を切り換えて冷媒を
圧縮機、四方弁、室外熱交換器、膨張弁及び迂回路を経
て圧縮機に戻す除霜運転時に膨張弁から圧縮機の間を流
れる冷媒を加熱するための熱源装置を設けたことを特徴
とする。

【００１５】請求項５記載の発明は、請求項１，２，３
又は４記載の発明において、前記圧縮機をエンジンによ
って駆動し、前記熱源装置をエンジン冷却水と冷媒との
間で熱交換を行わせるアキュームレータ又は二重管熱交
換器で構成したことを特徴とする。

【００１６】請求項６記載の発明において、請求項１，
２，３又は４記載の発明において、前記圧縮機を電動モ
ータによって駆動し、前記熱源装置を電気ヒータで構成
したことを特徴とする。

【００１７】従って、本発明によれば、除霜運転におい
てリバース方式が採用されて冷房運転が一時的になされ
た場合においても、凝縮器として機能する室外熱交換器
において凝縮熱を放出して液化した冷媒は膨張弁を経て
減圧された後、室内熱交換器側への流れを阻止或は制限
されるため、室内熱交換器からの冷風の流出が防がれ、
不快感を与えることがない。

【００１８】そして、膨張弁を経て減圧された低温低圧
の液相冷媒は熱源装置から与えられる熱によって完全に
蒸発して気相冷媒となるため、圧縮機への液バックが防
がれ、圧縮機の故障原因が取り除かれる。

【００１９】

【発明の実施の形態】以下に本発明の実施の形態を添付
図面に基づいて説明する。

【００２０】＜実施の形態１＞図１は本発明の実施の形
態１に係るエンジン駆動式空気調和装置の基本構成を示
す回路図である。

【００２１】図１において、１は水冷エンジン、２はエ
ンジン１によって駆動される圧縮機であって、本空気調
和装置には、圧縮機２を含んで閉ループを構成する冷媒
回路３とエンジン１を冷却する冷却水を循環させる冷却
水回路４が設けられている。

【００２２】上記冷媒回路３は圧縮機２によってフロン
等の冷媒を循環させる回路であって、これは、圧縮機２
の吐出側から四方弁５に至る冷媒ライン３ａと、四方弁
５から室外熱交換器６に至る冷媒ライン３ｂと、室外熱
交換器６から第１膨張弁を構成する開閉式膨張弁８を経
て室内熱交換器９に至る冷媒ライン３ｃと、室内熱交換
器９から熱源装置７を経て前記四方弁５に至る冷媒ライ
ン３ｄと、四方弁５からアキュームレータ１０に至る冷
媒ライン３ｅ及びアキュームレータ１０から前記圧縮機
２の吸入側に至る冷媒ライン３ｆを含んで構成されてい
る。尚、アキュームレータ１０は液相冷媒を貯留し、液
相冷媒が圧縮機２へ流出するのを防ぐものである。

【００２３】ところで、本実施の形態における冷媒回路
３には、前記開閉式膨張弁８及び室内熱交換器９を迂回
する迂回路３ｇが設けられており、該迂回路３ｇには第
２膨張弁を構成する開閉式膨張弁１１が設けられるとと
もに、該開閉式膨張弁１１と四方弁５との間に前記熱源
装置７が設けられている。

【００２４】一方、前記冷却水回路４はエンジン１を冷
却する冷却水を水ポンプ１２によって循環させる回路で
あって、これは、水ポンプ１２の吐出側から排気ガス熱
交換器１３を通ってエンジン１の冷却水入口に至る冷却
水ライン４ａと、エンジン１の冷却水出口から前記熱源
装置７に至る冷却水ライン４ｂ及び熱源装置７から前記
水ポンプ１２の吸入側に至る冷却水ライン４ｃを含んで
構成されている。尚、本実施の形態では、熱源装置７は
エンジン冷却水と冷媒との間で熱交換を行わせる二重管
熱交換器で構成されているが、これを同様のアキューム
レータで構成しても良い。

【００２５】次に、本実施の形態に係る空気調和装置の
暖房運転時の作用を図９に示すモリエル線図を参照しな
がら説明する。

【００２６】エンジン１によって圧縮機２が駆動される
と、図９ので示される状態（圧力Ｐ₁ 、エンタルピｉ
₁ ）の気相冷媒は冷媒ライン３ｆから圧縮機２に吸引さ
れて圧縮され、図９ので示される状態（圧力Ｐ₂ 、エ
ンタルピｉ₂ ）の高温高圧冷媒となる。尚、このときの
圧縮機２の所要動力（圧縮熱量）ＡＬは（ｉ₂ −ｉ₁）
で表される。

【００２７】上記高温高圧の気相冷媒は冷媒ライン３ａ
を通って四方弁５に至るが、暖房運転時においては四方
弁５のポートａとポートｂ及びポートｃとポートｄがそ
れぞれ連通しており、又、迂回路３ｇに設けられた前記
開閉式膨張弁１１は全閉される一方、前記開閉式膨張弁
８は開けられて適当な開度に設定されており、高温高圧
の気相冷媒は四方弁５及び熱源装置７を通って冷媒ライ
ン３ｄへ流れ、凝縮器として機能する室内熱交換器９に
導かれる。

【００２８】一方、水ポンプ１２の駆動によって冷却水
回路４内を循環する冷却水は、水ポンプ１２から吐出さ
れて冷却水ライン４ａを流れ、その途中で、排気ガス熱
交換器１３においてエンジン１から排出される排気ガス
の熱を回収して加熱された後、エンジン１の冷却水ジャ
ケット１ａを通って該エンジン１を冷却する。そして、
エンジン１の冷却に供された冷却水は、冷却水ライン４
ｂを流れて三方弁５３からラジエータ２５に流れて冷却
された後、水ポンプ１２に吸引される。

【００２９】而して、室内熱交換器９に導かれた高温高
圧の気相冷媒は室内の空気に凝縮熱Ｑ₂ を放出して液化
し、過冷却（サブクール）されて図９に示すの状態
（圧力Ｐ₂ 、エンタルピｉ₃ ）の液相冷媒となり、この
ときの放熱量Ｑ₂ によって室内の暖房が行われる。

【００３０】次に、室内熱交換器９において液化した高
圧の液相冷媒は前記開閉式膨張弁８によって減圧されて
図９においてにて示す状態（圧力Ｐ₁ 、エンタルピｉ
₃ ）となってその一部が気化し、冷媒ライン３ｃを室外
熱交換器６に向かって流れる。そして、冷媒ライン３ｃ
を流れる低温冷媒は、蒸発器として機能する室外熱交換
器６に至り、ここで外気から蒸発熱を奪って気化する。
そして、冷媒は室外熱交換器６から冷媒ライン３ｂを通
って四方弁５に至るが、前述のように暖房運転時には四
方弁５のポートｃとポートｄとが連通しているため、冷
媒は四方弁５を通って冷媒ライン３ｅ側へ流れ、アキュ
ームレータ１０内に導かれる。尚、熱源装置７において
冷媒との間で熱交換を行った冷却水は、冷却水ライン４
ｃを通って水ポンプ１２に戻され、以後、同様の作用を
繰り返して冷却水回路４内を循環する。

【００３１】上記アキュームレータ１０においては、冷
媒の気液が分離され、気相冷媒は冷媒ライン３ｆを通っ
て圧縮機２に吸引されるが、圧縮機２に吸引される気相
冷媒の状態は図９に示すの状態（圧力Ｐ₁ 、エンタル
ピｉ₁ ）に復帰しており、この気相冷媒は圧縮機２によ
って再度圧縮されて以上説明したと同様の作用を繰り返
す。

【００３２】従って、開閉式膨張弁８によって減圧され
た冷媒が圧縮機２に吸引されるまでの間、冷媒には室外
熱交換器６において外気から熱が与えられ、結局、冷媒
は熱量Ｑ₁ （＝ｉ₁ −ｉ₃ ）を受け取って蒸発し、更に
過熱（スーパーヒート）される。

【００３３】ところで、以上の暖房運転においては、開
閉式膨張弁８を通過した冷媒が室外熱交換器６において
外気と熱交換して蒸発するときに外気中に含まれる水蒸
気が凍結し、室外熱交換器６の吸熱フィンに霜として付
着することがある。

【００３４】斯かる場合には、リバース方式の除霜運転
が行われるが、この除霜運転においては、一時的に冷房
運転が行われて室外熱交換器６が凝縮器として機能せし
められ、該室外熱交換器６において冷媒から放出される
凝縮熱によって除霜が行われる。

【００３５】即ち、除霜運転においては、四方弁５が切
り換えられて図１に示すようにポートａとポートｃ、ポ
ートｂとポートｄがそれぞれ連通されるとともに、一方
の開閉式膨張弁１１が開けられ、他方の開閉式膨張弁８
が全閉或は絞られる。

【００３６】従って、圧縮機２から吐出されて冷媒ライ
ン３ａを流れる高温高圧の気相冷媒は、四方弁５を通っ
て冷媒ライン３ｂ側へ流れて凝縮器として機能する室外
熱交換器６に導かれる。そして、室外熱交換器６に導か
れた高温高圧の気相冷媒は凝縮熱を放出して吸熱フィン
に付着した霜を溶かしてこれを取り除く。

【００３７】而して、室外熱交換器６において除霜に供
されて液化した高圧の液相冷媒は、その全て或は大部分
が迂回路３ｇを流れ、開閉式膨張弁１１によって減圧さ
れてその一部が気化し、冷媒ライン３ｄを熱源装置７に
向かって流れる。そして、熱源装置７においては冷媒ラ
イン３ｄを流れる低温冷媒にエンジン１の廃熱が与えら
れ、冷媒はエンジン１の廃熱を受けて完全に蒸発した
後、過熱（スーパーヒート）されて四方弁５を通って冷
媒ライン３ｅ側に流れ、アキュームレータ１０内に導か
れる。尚、このとき、三方弁５３が切り換えられてお
り、エンジン１からの温水はラジエータ２５ではなく熱
源装置７へ循環するようにされる。

【００３８】上記アキュームレータ１０においては、冷
媒の気液が分離され、気相冷媒は冷媒ライン３ｆを通っ
て圧縮機２に吸引されるが、この気相冷媒は圧縮機２に
よって再度圧縮されて以上説明したと同様の作用を繰り
返す。

【００３９】以上の除霜運転においては、凝縮器として
機能する室外熱交換器６において凝縮熱を放出して液化
した冷媒は室内熱交換器９側への流れを阻止或は制限さ
れるため、室内熱交換器９からの冷風の流出が防がれ、
ユーザーが不快感を受けることがない。

【００４０】そして、開閉式膨張弁１１を経て減圧され
た低温低圧の液相冷媒は熱源装置７から与えられる熱に
よって完全に蒸発して気相冷媒となるため、圧縮機２へ
の液バックが防がれ、圧縮機２の故障原因が取り除かれ
る。

【００４１】ここで、本発明が適用されたエンジン駆動
式空気調和装置の具体例を図２に示す回路図に基づいて
説明する。

【００４２】図２に示すエンジン駆動式空気調和装置
は、室外空調ユニット２０と室内空調ユニット３０とで
構成されており、室内空調ユニット３０は室内熱交換器
９と第１膨張弁８を含んで構成されている。

【００４３】又、前記室外空調ユニット２０は、エンジ
ン１、圧縮機２等が配設された機関室２１と、メインア
キュームレータ１０、サブアキュームレータ２２、電装
ボックス２３及び各機器同士を接続する管路が配設され
た配管室２４と、室外熱交換器６、温水熱交換器として
のラジエータ２５等が配設された室外熱交換器室２６と
を備えている。

【００４４】ところで、前記エンジン１は水冷式ガスエ
ンジンであって、その吸気ポートには吸気管２７を介し
てガスミキサ２８及びエアクリーナ２９が接続されてお
り、吸気管２７は機関室２１の天壁及び室外熱交換器室
２６の天壁を貫通して外部に開口している。

【００４５】上記ガスミキサ２８は燃料管３１を介して
不図示のガス燃料源に接続され、燃料管３１にはガスミ
キサ２８に一体化された流量制御弁３２、ゼロガバナ
（減圧弁）３３及び２個の電磁弁３４が設けられてい
る。又、エンジン１の排気ポートには、排気管３５を介
して排気ガス熱交換器１３、排気サイレンサ３６及びミ
ストセパレータ３７が接続されており、排気管３５は前
記室外熱交換器室２６の上方に開口している。

【００４６】又、エンジン１には潤滑油タンク３８が備
えられ、潤滑油量が減少すると電磁弁３９が開き、潤滑
油が重力によってエンジン１に補給されるようになって
いる。

【００４７】更に、エンジン１の出力軸には、クラッチ
４０を介して前記圧縮機２が接続されており、圧縮機２
の吐出口は冷媒ライン３ａ、四方弁５及び冷媒ライン３
ｂを介して前記室外熱交換器６に接続されている。そし
て、室外熱交換器６は冷媒ライン３ｅ、ジョイント及び
前記メインアキュームレータ１０内の熱交換部及び冷媒
ライン３ｄを介して前記室内熱交換器９に接続されてお
り、該室内熱交換器９から冷媒ライン３ｃ、ジョイン
ト、冷媒ライン３ｆ、四方弁５、更に冷媒ライン３ｈ及
び該冷媒ライン３ｈ上のメインアキュームレータ１０及
びサブアキュームレータ２２を介して圧縮機２の吸入口
に接続されている。

【００４８】尚、図２において、４１は冷媒ライン３ｅ
の途中に設けられるドライヤ、４２はドライヤ４１を迂
回するフィルタである。又、４３は毛細管であり、４４
は各々温度検知器と毛細管を組み合わせたものであり、
これらは冷媒温度を検知することによりメインアキュー
ムレータ１０内のレベルを検知するためのものである。
更に、４５は開閉弁、４６はオイル排出路、４７は潤滑
油戻し用の絞りであり、メインアキュームレータ１０の
下部に溜る潤滑油量が多くなると手動又は自動で開閉弁
４５を開け、潤滑油をメインアキュームレータ１０から
サブアキュームレータ２２の方へ流すようにしている。

【００４９】又、前記冷媒ライン３ａの途中には、冷媒
に含まれる潤滑油を分離するオイルセパレータ４８が設
けられ、このオイルセパレータ４８で分離された潤滑油
は毛細管４３を通って常時冷媒ライン３ｈ側に戻される
とともに、潤滑油の量が所定値以上になると、潤滑油は
オイルストレーナ４９及び電磁弁５０を経てメインアキ
ュームレータ１０、サブアキュームレータ２２に戻され
る。尚、冷媒ライン３ａはオイルストレーナ４９及び冷
媒ライン３ａの冷媒圧力が所定値以上のとき開く電磁弁
５０を介してメインアキュームレータ１０に接続されて
おり、これによって冷媒回路内の異常圧力上昇を防いで
いる。

【００５０】他方、室外空調ユニット２０には冷却水循
環システムＳが備えられている。この冷却水循環システ
ムＳは、冷却水温度が所定値以下のエンジン冷機状態時
に、エンジン１の冷却水ジャケット１ａ、サーモスタッ
ト５１、第１の冷却水ポンプ５２を循環する第１循環路
と、エンジン冷機時、排気ガス熱交換器１３、リニア三
方弁５３、一方はラジエータ２５、他方はメインアキュ
ームレータ１０内の熱交換部、第２の冷却水ポンプ５４
を循環する第２循環路から成るとともに、冷却水温度が
所定値を超えた場合のエンジン暖機完了時に、排気ガス
熱交換器１３、第１の冷却水ポンプ５２、冷却水ジャケ
ット１ａ、サーモスタット５１、リニア三方弁５３、一
方はラジエータ２５、他方はメインアキュームレータ１
０内の熱交換部、第２の冷却水ポンプ５４の順で循環す
る第３循環路を有している。

【００５１】又、ラジエータ２５には、冷却水用リザー
バタンク５５が注入口５６を介して接続されており、注
入口５６にはサーモスタット５１の１つのポートも接続
されている。サーモスタット５１のポートはエンジン１
の冷却水ジャケット１ａに常時連通しており、エンジン
冷機時の第１循環路内のエアー抜きが可能となる。

【００５２】又、エンジン冷却水はリニア三方弁５３が
切り換えられると、冷却水ライン４ｄによってメインア
キュームレータ１０内の熱交換部に供給され、これによ
り冷媒に熱が与えられる。

【００５３】而して、本実施の形態に係る空気調和装置
においても、第１膨張弁８と室内熱交換器９を迂回する
迂回路３ｇが設けられており、該迂回路３ｇには第２膨
張弁１１が設けられている。尚、本実施の形態において
は、メインアキュームレータ１０が熱源装置を構成して
いる。

【００５４】従って、この空気調和装置においても、除
霜運転においては、一時的に冷房運転が行われて室外熱
交換器６が凝縮器として機能せしめられ、該室外熱交換
器６において冷媒から放出される凝縮熱によって除霜が
行われる。

【００５５】即ち、除霜運転においては、四方弁５が切
り換えられるとともに、第２膨張弁１１が開けられ、他
方の第１膨張弁８が全閉或は絞られる。

【００５６】従って、圧縮機２から吐出されて冷媒ライ
ン３ａを流れる高温高圧の気相冷媒は、四方弁５を通っ
て冷媒ライン３ｂ側へ流れて凝縮器として機能する室外
熱交換器６に導かれる。そして、室外熱交換器６に導か
れた高温高圧の気相冷媒は凝縮熱を放出して吸熱フィン
に付着した霜を溶かしてこれを取り除く。

【００５７】而して、室外熱交換器６において除霜に供
されて液化した高圧の液相冷媒は、その全て或は大部分
が迂回路３ｇを流れ、第２膨張弁１１によって減圧され
てその一部が気化し、熱源装置であるメインアキューム
レータ１０に向かって流れる。そして、メインアキュー
ムレータ１０においては低温冷媒にエンジン１の廃熱が
与えられ、冷媒はエンジン１の廃熱を受けて完全に蒸発
した後、過熱（スーパーヒート）されてサブアキューム
レータ２２内に導かれる。サブアキュームレータ２２に
おいては冷媒の気液が分離され、気相冷媒は圧縮機２に
吸引される。

【００５８】以上の除霜運転においては、凝縮器として
機能する室外熱交換器６において凝縮熱を放出して液化
した冷媒は室内熱交換器９側への流れを阻止或は制限さ
れるため、室内熱交換器９からの冷風の流出が防がれ、
ユーザーが不快感を受けることがない。

【００５９】そして、開閉式膨張弁１１を経て減圧され
た低温低圧の液相冷媒はメインアキュームレータ１０に
おいて与えられるエンジン廃熱によって完全に蒸発して
気相冷媒となるため、圧縮機２への液バックが防がれ、
圧縮機２の故障原因が取り除かれる。

【００６０】＜実施の形態２＞次に、本発明の実施の形
態２を図３に基づいて説明する。尚、図３は本発明の実
施の形態２に係るモータ駆動式空気調和装置の基本構成
を示す回路図であり、本図においては図１において示し
たと同一要素には同一符号を付している。

【００６１】本実施の形態では、圧縮機２の駆動源とし
て電動モータ１４を用い、第１膨張弁を開閉弁１５と膨
張絞り１６で構成し、迂回路３ｇに設けられた第２膨張
弁を開閉弁１７と膨張絞り１８で構成するとともに、熱
源装置７を電気ヒータ１９で構成してこれを迂回路３ｇ
に設けた点が前記実施の形態１と異なり、その他の構成
は実施の形態１のそれと同様である。

【００６２】而して、本実施の形態に係る空気調和装置
の除霜運転においては、四方弁５が切り換えられて図３
に示すようにポートａとポートｃ、ポートｂとポートｄ
がそれぞれ連通されるとともに、一方の開閉弁１７が開
けられ、他方の開閉弁１５が全閉或は絞られる。

【００６３】従って、圧縮機２から吐出されて冷媒ライ
ン３ａを流れる高温高圧の気相冷媒は、四方弁５を通っ
て冷媒ライン３ｂ側へ流れて凝縮器として機能する室外
熱交換器６に導かれる。そして、室外熱交換器６に導か
れた高温高圧の気相冷媒は凝縮熱を放出して吸熱フィン
に付着した霜を溶かしてこれを取り除く。

【００６４】而して、室外熱交換器６において除霜に供
されて液化した高圧の液相冷媒は、その全て或は大部分
が迂回路３ｇを流れ、開閉弁１７及び膨張絞り１８によ
って減圧されてその一部が気化し、冷媒ライン３ｄを熱
源装置７に向かって流れる。そして、熱源装置７におい
ては、冷媒ライン３ｄを流れる低温冷媒は電気ヒータ１
９によって加熱されて蒸発した後、過熱（スーパーヒー
ト）されて四方弁５を通って冷媒ライン３ｅ側に流れ、
アキュームレータ１０内に導かれ、該アキュームレータ
１０において気液が分離され、気相冷媒が冷媒ライン３
ｆを通って圧縮機２に吸引される。そして、この気相冷
媒は圧縮機２によって再度圧縮されて以上説明したと同
様の作用を繰り返す。

【００６５】以上の除霜運転においては、前記実施の形
態１と同様に凝縮器として機能する室外熱交換器６にお
いて凝縮熱を放出して液化した冷媒は室内熱交換器９側
への流れを阻止或は制限されるため、室内熱交換器９か
らの冷風の流出が防がれ、ユーザーが不快感を受けるこ
とがない。

【００６６】又、開閉弁１７及び膨張絞り１８を経て減
圧された低温低圧の液相冷媒は熱源装置７から与えられ
る熱によって完全に蒸発して気相冷媒となるため、圧縮
機２への液バックが防がれ、圧縮機２の故障原因が取り
除かれる。

【００６７】尚、除霜運転を自動化し、除霜運転モード
が選択されると、四方弁を自動的に切り換えて圧縮機の
高圧側を室外熱交換器に接続するとともに、第１膨張弁
を絞るか又は全閉する一方、第２膨張弁を開くようにし
ても良い。

【００６８】＜実施の形態３＞次に、本発明の実施の形
態３を図４に基づいて説明する。尚、図４は本発明の実
施の形態３に係るモータ駆動式空気調和装置の基本構成
を示す回路図であり、本図においては図３において示し
たと同一要素には同一符号を付している。

【００６９】本実施の形態では、冷媒ライン３ｃに膨張
弁８と開閉弁１５を設けるとともに、迂回路３ｇに開閉
弁を設けた点が前記実施の形態２と異なり、その他の構
成は実施の形態２のそれと同様である。

【００７０】而して、本実施の形態に係る空気調和装置
の通常の冷房又は暖房運転時においては、一方の開閉弁
１５が開、他方の開閉弁１７が閉とされ、例えば冷房運
転時に室外熱交換器６を通過した高圧の液相冷媒は膨張
弁８によって減圧されてその一部が気化し、その全ては
室内熱交換器９を通過して凝縮するが、除霜運転時に
は、逆に一方の開閉弁１５が閉、他方の開閉弁１７が開
とされ、膨張弁８によって減圧された冷媒の全ては迂回
路３ｇを通って熱源装置７に導かれる。尚、ユーザーが
不快感を受けない程度に室内熱交換器９からの冷風の流
れを許容する場合には、膨張弁８により減圧された冷媒
の一部を少し開とした開閉弁１５を通して室内熱交換器
９に送る。これにより、電気ヒータ１９の容量を下げる
ことができる。

【００７１】上記熱源装置７においては、冷媒ライン３
ｄを流れる低温冷媒は電気ヒータ１９によって加熱され
て蒸発した後、過熱（スーパーヒート）されて四方弁５
を通って冷媒ライン３ｅ側に流れ、アキュームレータ１
０内に導かれ、該アキュームレータ１０において気液が
分離され、気相冷媒が冷媒ライン３ｆを通って圧縮機２
に吸引される。

【００７２】従って、除霜運転においては、前記実施の
形態２と同様に、凝縮器として機能する室外熱交換器６
において凝縮熱を放出して液化した冷媒は室内熱交換器
９側への流れを阻止或は制限されるため、室内熱交換器
９からの冷風の流出が防がれ、ユーザーが不快感を受け
ることがない。

【００７３】又、膨張８を経て減圧された低温低圧の液
相冷媒の全ては熱源装置７から与えられる熱によって完
全に蒸発して気相冷媒となるため、圧縮機２への液バッ
クが防がれ、圧縮機２の故障原因が取り除かれる。

【００７４】尚、開閉弁１５，１７をそれぞれ図４の３
ｄ１点、３ｇ１点に設置しても良い。又、熱源装置７を
迂回路３ｇではなく、迂回路３ｇと冷媒ライン３ｄとの
合流点３ｑから四方弁５及びアキュームレータ１０を経
て圧縮機２に至る低圧側冷媒ライン中に配置しても良
い。

【００７５】＜実施の形態４＞次に、本発明の実施の形
態４を図５及び図６に基づいて説明する。尚、図５及び
図６は本発明の実施の形態４に係るモータ駆動式空気調
和装置の基本構成を示す回路図であり、これらの図にお
いては図４において示したと同一要素には同一符号を付
している。

【００７６】本実施の形態では、冷媒ライン３ｃから迂
回路３ｇが分岐する分岐点３ｐに三方弁１００を設けた
点が前記実施の形態３と異なり、その他の構成は実施の
形態３のそれと同様である。

【００７７】而して、本実施の形態に係る空気調和装置
の通常の冷房又は暖房運転時においては、図６に示すよ
うに三方弁１００が切り換えられ、冷媒の全ては室内熱
交換器９を通過して凝縮又は蒸発するが、除霜運転時に
は、三方弁１００は図５に示すように切り換えられ、実
施の形態３と同様に、膨張弁８によって減圧された冷媒
の全ては迂回路３ｇを通って熱源装置７に導かれ、該熱
源装置７において電気ヒータ１９によって加熱されて蒸
発する。尚、三方弁１００をリニア三方弁とすれば、除
霜運転時に室内熱交換器９の一部の冷媒を循環するよう
にできる。

【００７８】従って、本実施の形態においても、前記実
施の形態１〜３と同様の効果が得られる。

【００７９】尚、三方弁１００を迂回路３ｇの冷媒ライ
ン３ｄへの合流点３ｑに設置しても良い。又、実施の形
態３と同様に、熱源装置７を迂回路３ｇではなく、迂回
路３ｇと冷媒ライン３ｄとの合流点３ｑから四方弁５及
びアキュームレータ１０を経て圧縮機２に至る低圧側冷
媒ライン中に配置しても良い。

【００８０】＜実施の形態５＞次に、本発明の実施の形
態５を図７及び図８に基づいて説明する。尚、図７及び
図８は本発明の実施の形態５に係るモータ駆動式空気調
和装置の基本構成を示す回路図であり、これらの図にお
いては図５及び図６において示したと同一要素には同一
符号を付している。

【００８１】本実施の形態では、室内熱交換器９と四方
弁５を迂回する迂回路３ｇを三方弁１００と冷媒ライン
３ｅの間に設けた点が前記実施の形態４と異なり、その
他の構成は実施の形態４のそれと同様である。

【００８２】而して、本実施の形態に係る空気調和装置
の通常の冷房又は暖房運転時においては、図８に示すよ
うに三方弁１００が切り換えられ、冷媒の全ては室内熱
交換器９を通過して熱源装置７には流れないが、除霜運
転時には、三方弁１００は図７に示すように切り換えら
れ、膨張弁８によって減圧された冷媒の全ては迂回路３
ｇを通って熱源装置７に導かれ、該熱源装置７において
電気ヒータ１９によって加熱されて蒸発する。尚、三方
弁１００をリニア三方弁とすることは、実施の形態４と
同様に可能である。

【００８３】従って、本実施の形態においても、前記実
施の形態１〜４と同様の効果が得られる。

【００８４】尚、三方弁１００を迂回路３ｇの冷媒ライ
ン３ｅへの合流点３ｒに設置しても良い。又、加熱装置
７を迂回路３ｇではなく、合流点３ｒからアキュームレ
ータ１０を経て圧縮機２に至る低圧側冷媒ライン中に配
置しても良い。

【００８５】

【発明の効果】以上の説明で明らかなように、本発明に
よれば、除霜運転においてリバース方式が採用されて冷
房運転が一時的になされた場合においても、凝縮器とし
て機能する室外熱交換器において凝縮熱を放出して液化
した冷媒は膨張弁を経て減圧された後、室内熱交換器側
への流れを阻止或は制限されるため、室内熱交換器から
の冷風の流出が防がれ、不快感を与えることがない。

【００８６】そして、膨張弁を経て減圧された低温低圧
の液相冷媒は熱源装置から与えられる熱によって完全に
蒸発して気相冷媒となるため、圧縮機への液バックが防
がれ、圧縮機の故障原因が取り除かれる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の第１実施例に係るエンジン駆動式空気
調和装置の基本構成を示す回路図である。

【図２】本発明の第１実施例に係るエンジン駆動式空気
調和装置（実機）の具体構成を示す回路図である。

【図３】本発明の第２実施例に係るモータ駆動式空気調
和装置の基本構成を示す回路図である。

【図４】本発明の第３実施例に係るモータ駆動式空気調
和装置の基本構成を示す回路図である。

【図５】本発明の第４実施例に係るモータ駆動式空気調
和装置の基本構成（除霜運転時）を示す回路図である。

【図６】本発明の第４実施例に係るモータ駆動式空気調
和装置の基本構成（冷房又は暖房運転時）を示す回路図
である。

【図７】本発明の第５実施例に係るモータ駆動式空気調
和装置の基本構成（除霜運転時）を示す回路図である。

【図８】本発明の第５実施例に係るモータ駆動式空気調
和装置の基本構成（冷房又は暖房運転時）を示す回路図
である。

【図９】冷媒の状態変化を示すモリエル線図である。

【符号の説明】

１エンジン２圧縮機３冷媒回路３ｇ迂回路５四方弁６室外熱交換器７熱源装置８開閉式膨張弁（第１膨張弁）９室内熱交換器１１開閉式膨張弁（第２膨張弁）１４電動モータ１５，１７開閉弁（切換手段）１６，１８膨張絞り１９電気ヒータ１００三方弁（切換手段）

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】冷媒を循環させる冷媒回路に少なくとも
圧縮機、四方弁、室内熱交換器、膨張弁及び室外熱交換
器を設けて構成される空気調和装置において、前記膨張弁として第１膨張弁と第２膨張弁を配置し、第
１膨張弁と前記室内熱交換器を迂回する迂回路を設け、
該迂回路に前記第２膨張弁を配置するとともに、前記四
方弁を切り換えて冷媒を圧縮機、四方弁、室外熱交換
器、迂回路及び第２膨張弁を経て圧縮機に戻す除霜運転
時に第２膨張弁から圧縮機の間を流れる冷媒を加熱する
ための熱源装置を設けたことを特徴とする空気調和装
置。
【請求項２】除霜運転時においては、前記四方弁を自
動的に切り換えて前記圧縮機の高圧側を前記室外熱交換
器に接続するとともに、前記第１膨張弁を絞るか又は全
閉する一方、前記第２膨張弁を開くことを特徴とする請
求項１記載の空気調和装置。
【請求項３】前記第１膨張弁及び第２膨張弁は、開閉
弁式膨張弁或は開閉弁と膨張絞りで構成されることを特
徴とする請求項１又は２記載の空気調和装置。
【請求項４】冷媒を循環させる冷媒回路に少なくとも
圧縮機、四方弁、室内熱交換器、膨張弁及び室外熱交換
器を設けて構成される空気調和装置において、前記室内熱交換器を迂回する迂回路と、冷媒を室内熱交
換器又は迂回路を選択的に通過させる切換手段を設ける
とともに、前記四方弁を切り換えて冷媒を圧縮機、四方
弁、室外熱交換器、膨張弁及び迂回路を経て圧縮機に戻
す除霜運転時に膨張弁から圧縮機の間を流れる冷媒を加
熱するための熱源装置を設けたことを特徴とする空気調
和装置。
【請求項５】前記圧縮機はエンジンによって駆動さ
れ、前記熱源装置はエンジン冷却水と冷媒との間で熱交
換を行わせるアキュームレータ又は二重管熱交換器で構
成されることを特徴とする請求項１，２，３又は４記載
の空気調和装置。
【請求項６】前記圧縮機は電動モータによって駆動さ
れ、前記熱源装置は電気ヒータで構成されることを特徴
とする請求項１，２，３又は４記載の空気調和装置。