JPS5835Y2 - 空冷ヒ−トポンプ冷凍装置 - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】 本考案は空冷ヒートポンプ冷凍装置に係り、特に空気熱
源側熱交換器に着霜した霜を除去する場合に不必要なデ
フロスト運転の繰り返しを排除することができる冷凍装
置の構成に関する。

空気熱源側熱交換器を室外に備えた冷凍装置はヒートポ
ンプサイクルによる加熱運転を行う際に室外温度が極端
に低下すると、前記熱交換器に霜付きを生じて加熱能力
が著しく低下する問題があるので、普通は逆サイクル方
式等の手段によって暖房運転を除霜運転に自動切換える
ことがひろく行われている。

従来の除霜方式のうち汎用されているものとしては下記
の２種がある。

その一つはタイマーを使用して周期的にデフロストさせ
る形態のものであるが、外気温度に無関係な一定周期で
デフロスト運転するため、着霜していない場合でも無用
のデフロスト運転を行わせることとなり、冷凍能力の損
失が大きくなる欠点があった。

また、他の一つは前述せる欠点を解消するために威され
たタイマーとサーモスイッチの併用になる方式であって
、デアイサーと称され、所定デフロスト周期を有する短
時間帯に限って出力されるデフロスト周期信号と、着霜
検知サーモからのデフロスト信号とが同期して、始めて
デフロスト運転指令を発せしめ、デフロスト周期信号と
サーモからのデフロスト信号が一致しない限り次の周期
までデフロスト運転を見送らせるようになっている。

ところで一般に用ｌ；）られるデアイサー１０は第５図
に示す如き構造をなしていて、モータ（図示せず）によ
って回転させられるカム２１と、着霜検知器１１（以下
感温筒１１と称す）での温度変化に感応してベロー２２
を伸縮し接点を開閉させるサーモスタット部２３とを要
部としたものであり、カム２１はモータに通電されてい
る間一定速度で回転し、通常は一時間で１回転するよう
になっているが、該カム２１には、１個所に深溝と浅溝
が先後に連った切欠部２４があってサーモスタット部２
３から延びる作動板２５の先端レバ一部２６が入り込む
ようになっている。

この作動板２５は、作動軸２７を支点としてカム２１に
接離する方向に揺動可能であり、作動軸２７の側方で係
合される移動軸２８を第５図において上下方向に移動さ
せて移動軸２８端と係合する接点作動板２９を遊死点が
無いように急反転させ、接点作動板２９の先端に設けら
れた接点３０を切換える働きを威すものであり接点３０
と前記接点作動板２９とでスイッチ３１が形成されてい
る。

感温筒１１部の温度が設定温度より低くなると、即ち着
霜状態にあると、ベロー２２は収縮して作動板２５が揺
動し得る余裕ができるが、レバ一部２６がカム２１の切
欠部２４以外に当接するときはカム２１に動きを遮ぎら
れて移動軸２８を動かすことができず、従って接点３０
を切替えられない。

一方、カム２１の切欠部２４がレバ一部２６に達すると
、ベロー２２が収縮した分だけ作動板２５が動き、移動
軸２８、接点作動板２９を動かして接点３０を切替えデ
フロスト指令を発する。

デフロスト完了により、若しく（す着霜が生じておらな
くても感温筒１１の温度が設定温度より高くなったとき
若しくは高いときには、ベロー２２が第５図上で左方向
に膨張して作動板２５と接当するので、移動軸２８およ
び作動板２５を動かないように規制し、その結果、接点
３０は開放側に復し、かつ作動板２５のレバ一部２６は
カム２１の切欠部２４に入り込まず、従ってデフロスト
指令が解かれるか若しくはデフロスト指令を発せずして
見逸るようになる。

このデ゛アイサーは第４図に示す如く、１時間程度のデ
フロスト周期Ｔを有して約２分の短時間帯Ｔ１に限リゾ
フロスト周期信号Ｄ１を発する自動リセット機構を持た
ないタイマー機構Ｔ（第１図参照）と着霜検知サーモと
を組合わせて、前記デフロスト運転指令Ｄ１と着霜検知
サーモのデフロスト信号とが同期することによって短時
間帯Ｔ１に続く８分程度の所定設定時間帯Ｔ２を通算し
て継続したデフロスト運転指令Ｄ２を発するような動作
特性を有しており、そして第１図々示回路のように、こ
のデアイサー１０の出力接点１０ ａによってテ゛フロ
スト運転開始用リレー１５を作動或いは非作動とさせる
ようにしている。

しかし乍らこの装置においては、デアイサー１０の短時
間帯Ｔ１即ちテ゛ツドタイム内にデフロスト運転が終了
した場合に、外気温度が着霜検知器の設定温度よりも低
い状態にあると、直ちにデフロスト運転指令Ｄ２が再度
発せられ、従って不必要なテ゛フロスト運転を繰り返し
、冷凍能力の無駄ならびに四路切換弁、ファンモータ、
電磁リレーの発停頻度が増大して耐久性の面でも好まし
くないなど実用上の種々の不都合が生じる欠点があった
。

本考案は従来のこの種冷凍装置が有する種々の欠点を根
本的に排除することが可能な改良された冷凍装置を提供
しようとして戊されたものであり、特にタイマー、サー
モ両用ディアイサ方式を採用して、これに簡単なタイマ
ー回路を追加することで、短時間の不必要テ゛フロスト
運転の繰り返しを防止し、周期的なデフロスト運転を確
実に果し得る如くしたことを特徴とする。

以下本考案の態様につき添付図面の１例を参照しつつ詳
細に説明すれば、第２図は空冷ヒートポンプ冷暖房装置
の基本冷凍回路を示していて、圧縮機１、四路切換弁２
、空気熱源側熱交換器３、冷房用膨張弁４、暖房用膨張
弁５、対水利用側熱交換器６、アキュムレータ７、レシ
ーバ８などの所要機器を第２図図示の如く可逆循環サイ
クルに連絡してなる冷媒系統を備えており、空冷熱源側
熱交換器３は送風機で強制熱交換を行わせる戸外設置形
であり、一方対水利用側熱交換器６は水側経路を負荷側
の空調機に対し循環的に連絡することによって、四路切
換弁２の切換操作で暖房或は冷房を行わせるようになっ
ている。

この装置において、通常の冷凍運転に係る制御態様は説
明を省略し、除霜運転の制御系について以下説明すると
、先ず熱源側熱交換器３の着霜を検知する着霜検知器１
１例えば感温筒と、除霜が完了したことを圧力の変化で
検出する圧力開閉器１２と、除霜運転により利用側熱交
換器６で水が凍結するのを未然に防止するための凍結防
止器１３とが除霜運転を制御するための検出要素として
付設され、そして除霜は四路切換弁２の切換操作で暖房
サイクルを冷房サイクルに強制的に切換えることにより
行わせるようにしている。

前記冷媒系統には、着霜検知器１１を感温部とさせた前
述のデアイサー１０が付設されていて、第３図々示の電
気回路によって自動除霜運転が行なえるようになってい
る。

この電気回路はテ゛アイサー１０、圧力開閉器１２、凍
結防止器１３の他に、タイマー１４、除霜運転用リレー
１５、遅延リレー１６、融霜用リレー１７、除霜終了用
リレー１８を要素となし、さらに暖房時期に閉成する接
点２０、圧縮器１の運転と連動して閉成する接点２１を
備えている。

そしてデアイサー１０、タイマー１４、各リレー１５．
１６，１７．１８は接点２０と接点２１が閉成すること
によって操作電源との連絡が可能であり、デアイサー１
０は直ちに自動リセット機能を持たないタイマー機構Ｔ
が回転を開始して圧縮器１の運転時間が積算して例えば
１時間となる毎に約２分間のデフロスト周期信号Ｄ１を
発する。

次にタイマー１４は、テ゛アイサー１０が前記テ゛フロ
スト周期信号り工と着霜検知器１１からのテ゛フロスト
信号とが同期することによってデアイサー出力接点１０
ａを閉成させると付勢が威され、この付勢が所定時限
継続すると限時閉成接点１４ ａを開放から閉成に切り
換えるようになっている。

なお、前記タイマー１４は、消勢することによってそれ
迄の計時を清算して復帰する自動復帰構造の公知のタイ
マーであり、そして前記所定時限をデアイサー１０のデ
フロスト周期信号Ｄ１が有する短時間帯即ちデッドタイ
ム約２分よりも若干短い動作時限を持つよう予め設定し
ておくことが必要である。

次に遅延リレー１６は、デアイサー１０がデフロスト運
転指令Ｄ２を発していること、利用側熱交換器６で凍結
が生じておらなくて凍結防止器１３が第３図々示の不作
動状態にあること、タイマー１４が付勢していて該限時
作動接点１４ａを閉成させていること、除霜終了用リレ
ー１８が消勢していて該接点１８−２を閉成させている
ことの条件が全て満たされていて始めて付勢するように
なっている。

除霜運転用リレー１５は前記遅延リレー１６が付勢し、
そのオフ・ディレィ接点１６−０が閉成することによっ
て付勢する。

融霜用リレー１７はデアイサー１０がデフロスト運転指
令Ｄ２を発していること、凍結防止器１３が第３図々示
の不作動状態にあること、圧力開閉器１２が融霜を検知
して接点を閉成したことの条件が全て満たされてはじめ
て付勢し、この付勢状態を自らの接点１７−１の閉成に
より自己保持する。

除霜終了用リレー１８は利用側熱交換器６で凍結が生じ
て凍結防止器１３が作動状態に転じたこと、融霜用リレ
ー１７が付勢して該接点１７−１を閉成したことの何れ
か一方の条件が満たされ、かつデアイサー１０がデフロ
スト運転指令Ｄ２を発していることによって付勢し、こ
の付勢状態を自らの接点１８−１の閉成により自己保持
する。

こ・でデアイサー１０については、第４図を参照しつつ
説明した前述の動作特性から明らかなように、１時間の
周期Ｔで約２分のテ゛ツドタイムＴ１に限って発するデ
フロスト周期信号Ｄ１と着霜検知器１１のデフロスト信
号とが同期することによって、デッドタイムＴ１とこれ
に続く８分程度の所定設定時間帯Ｔ２を通算して継続し
たテ゛フロスト運転指令Ｄ２を発する構造であって、デ
ッドタイムＴ１の間は着霜検知器１１がチャタリングを
起せば同様にテ゛フロスト運転指令Ｄ２即ちデアイサ−
１０の出力接点１０ ａもチャタリングを起すが、テ゛
ツドタイムＴ１を過ぎた次の約８分間は着霜検知器１１
が着霜状態即ち低温状態を検知している間、出力接点１
０ ａを閉成し続け、かつ、着霜検知器１１が一旦融霜
状態即ち高温状態を検知すると出力接点１０ ａを閉成
から開放に切り換え、その後は次のデフロスト周期信号
Ｄ１が発せられるまで開放を持続させるような動作態様
をとるのである。

以上、電気回路の構成を各要素の作動態様に基づいて説
明したが、次に本考案装置の除霜運転の作用を述べると
、デアイサ−１０がデフロスト周期信号Ｄ１と着霜検知
器１１からのデフロスト信号とが同期することにより、
出力接点１０ ａを閉成しデフロスト運転指令Ｄ２を発
する。

この出力接点１０ ａの閉成によって、直ちにタイマー
１４が付勢し所定時限の計時を開始するが、タイマー接
点１４ａは２分よりも僅かに短い時間経過するまでは閉
成しないので、デフロスト運転用回路としての除霜運転
用リレー１５はその間付勢されなく、デッドタイムＴ１
の間デフロスト運転指令Ｄ２が持続することによって、
はじめて前記リレー１５が付勢し冷凍装置は冷房サイク
ルによるテ゛フロスト運転を開始して熱源側熱交換器３
にホットガスが流通し、その凝縮熱によりコイル表面の
霜を融かしはじめる。

次にデフロスト運転が終了すると融霜リレー１７が圧力
開閉器１２の閉成によって付勢するので、除霜終了用リ
レー１８の付勢に伴って除霜運転用リレー１５は付勢を
解かれる。

以上の動作説明から明らかなように、デアイサ−１０の
デッドタイムＴ１の間はタイマー１４によってデフロス
ト運転指令が継続して出されている場合にのみデフロス
ト運転を行わせるようにしているので゛、テ゛ツドタイ
ムＴ１の間のチャタリング現象を確実に防止することが
できるのである。

叙上の如く本考案は、自動リセット機能を持たないタイ
マー機構Ｔにより所定冷凍運転時間ごとに短時間帯に限
って出力されるデフロスト周期信号と、着霜検知器１１
からのデフロスト信号との同期によって出力接点１０
ａを閉成し、非同期によって逆に開放するとともに、前
記短時間帯に続く所定設定時間帯においては前記着霜検
知器１１からのデフロスト信号が前記短時間帯の経過時
から継続して出力しているときのみ前記出力接点１０
ａを閉成し続け、前記着霜検知器１１からのデフロスト
信号が出力されなくなったときあるいは前記所定設定時
間帯を経過したとき、前記出力接点１０ａを閉成から開
放に切換え、その後は次のデフロスト周期信号が出力さ
れるまで前記開放を持続するデアイサ−１０を有する空
冷ヒートポンプ冷凍装置において、前記出力接点１０ａ
の閉成により計時を開始し、前記短時間帯に比し僅かに
短い時限の経過時に閉成する限時閉成接点１４ ａを備
え、かっ消勢により計時を清算して復帰するタイマー１
４をデアイサー１０の出力接点１０ ａと直列に接続し
、このタイマー１４の前記限時閉成接点１４ａをデフロ
スト運転用回路と直列に接続せしめた構成としたから簡
単な構造の消勢自動復帰形タイマー１４の汎用のデアイ
サ−１０に追加するだけの手段によって、短時間での不
必要なデフロスト運転の繰り返しを確実に防止して所定
周期でのデフロスト運転を自動的に行わせることが可能
である。

その結果、冷凍能力の損失を軽減させて加熱効率の向上
がはかれるし、室外用ファン、四路切換弁ならびに各継
電器の発停頻度減少による耐久性の増大が果されるもの
であって、安定した冷凍運転を行わせ得る本考案は実用
的な価値に富むところ大なる空冷ヒートポンプ冷凍装置
である。

【図面の簡単な説明】

第１図は従来のヒートポンプ冷凍装置に係る電気制御回
路図、第２図は本考案冷凍装置の１例に係る冷凍回路図
、第３図は同じく電気制御回路の要部展開図、第４図お
よび第５図は本考案冷凍装置例に使用するデアイサーの
作動特性図および略示機構図である。 ３・・・・・・空気熱源側熱交換器、１０・・・・・・
デアイサー、１０ ａ・・・・・・デアイサーの出力接
点、１１・・・・・・着霜検知器、１４・・・・・・タ
イマー、１４ ａ・・・・・・タイマーの限時閉成接点
、Ｔ・・・・・・タイマー機構。

Claims (1)

【実用新案登録請求の範囲】
1. 自動リセット機能を持たないタイマー機構Ｔにより所定
   冷凍運転時間ごとに短時間帯に限って出力されるデフロ
   スト周期信号と、着霜検知器１１からのデフロスト信号
   との同期によって出力接点１０ ａを閉威し、非同期に
   よって逆に開放するとともに、前記短時間帯に続く所定
   設定時間帯においては前記着霜検知器１１からのテ゛フ
   ロスト信号が前記短時間帯の経過時から継続して出力し
   ているときのみ前記出力接点１０ ａを閉威し続け、前
   記着霜検知器１１からのデフロスト信号が出力されなく
   なったときあるいは前記所定設定時間帯を経過したとき
   、前記出力接点１０ａを閉成から開放に切換え、その後
   は次のデフロスト周期信号が出力されるまで前記開放を
   持続するデアイサ−１０を有する空冷ヒートポンプ冷凍
   装置において、前記出力接点１０ ａの閉成により計時
   を開始し、前記短時間帯に比し僅かに短い時限の経過時
   に閉成する限時閉成接点１４ ａを備え、かつ消勢によ
   り計時を清算して復帰するタイマー１４をテ゛アイサー
   １０の出力接点１０ ａと直列に接続し、このタイマー
   １４の前記限時閉成接点１４ａをデフロスト運転用回路
   と直列に接続せしめたことを特徴とする空冷ヒートポン
   プ冷凍装置。