JPS6029562A - 空気調和機の除霜装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 産業上の利用分野 本発明は、空調機等に使用さ”れる冷凍サイクルの除霜
装置に関するものである。

従来例の構成とその問題点 従来の空気調和機は、例えば第１図に示すとおり、圧縮
機（１）、四方弁（２）、室内熱交換器（３）、減圧器
（４）および室外熱交換器（５）を順次冷媒配管で連結
し、再び四方弁（２）からアキュームレータ（６）を介
して圧縮機（１）に戻る流路によυ冷凍サイクルを構成
するものである。このような冷凍サイクルにおける除霜
方式としては、第１図に示すように四方弁（２）を、前
記冷凍サイクルによる暖房モードから冷房モードに切換
え、暖房時に低圧で蒸発器となり着霜した室外熱交換器
（５）を凝縮器に変えて除霜を行なう方法が一般にとら
れていた。しかし、このような従来の除霜方式では除霜
運転時に室内熱交換器（３）が蒸発器となるので、この
ままではコールドドラフトを生ずる。そこで、このよう
なコールドドラフトを防止するために、通常は室内熱交
換器（３）に近接して補助ヒータＱυを設け、かつ室内
熱交換器（３）に流れる冷媒を極力抑えるため、その交
換？Ｊ？１（３）に・、（減圧器（４）を介して）ｌ＜
イパス回路００を設け、そのバイパス回路０１中の電磁
弁００を開状態とするような制御が行なわれていた。ま
た、このような方式では除霜時に蒸発器として機能した
室内熱交換器（３）はシステムが暖房モードに復帰して
凝縮器に戻ったとしても、その履歴の故に圧力および温
度の立上りが遅くなシ、定常状態に達するまでの時間が
かかるため、快適性に欠けるという欠点を持っていた。

発明の目的 本発明は、前記従来例の欠点に鑑みてなされたもので、
除霜終了後、暖房サイクルに復帰した時の暖房能力の立
上シを早くして快適性の向上を図ることを目的とするも
のである。

発明の構成 上記目的を達成するために、本発明は、圧縮機、四方弁
、室内熱交換器、流量制御弁および室外熱交換器を順次
冷媒配管で連結し、さらに前記四方弁を介して前記圧縮
機に帰還接続し、前記四方弁を第１の状態として開通し
た冷凍サイク／Ｉ／を構成するようにし、前記流量制御
弁と前記室外熱交換器との間から分岐した前記室内熱交
換器のためのバイパス回路を設け、前記圧縮機の吸入側
を三方弁を介して前記バイパス回路の他端又は前記四方
弁に接続できるようにするとともに、前記室外熱交換器
の着霜時に前記四方弁を第２の状態にして前記圧縮機の
吐出口を室外熱交換器に導き、かつ前記流量制御弁を閉
状態にし、さらに前記三方弁を前記バイパス回路側に切
換えて前記室内熱交換器の四方弁側流路口をしゃ断する
ようにした制御回路を設けたものである。

この構成により、除霜運転時に流量制御弁と三方弁の作
用で室内熱交換器内に高温・高圧の液冷媒を封じ込め、
除霜終了後の暖房能力の立上シを早くするものである。

実施例の説明 以下、図面により本発明の実施例を詳細に説明する。

第２図は本発明の一実施例の冷凍サイクル、第８図はそ
の電気回路図、および第４図はその暖房能力変化と制御
方法を示す図である。

第２図において、（１）は圧縮機、（２）は四方弁、（
３）は室内熱交換器、θのは電動膨張弁、（５）は室外
熱交換器、（イ）は三方弁、（６）はアキュームレータ
であり、これらは順次冷媒配管０８）で連結され、四方
弁（２）を実線で示す第１の状態として前記の順に冷媒
を通ずる冷凍サイクルを構成する。また、電動膨張弁α
″４の出口側からは減圧器（９）及び三方弁（イ）を含
むバイパス回路ａ傷が接続され、アキュームレータ（６
）の入口は前記三方弁を介してバイパス回路Ｑ０又は四
方弁（２）に連結されている。

なお、翰は室内熱交換器り３）のだめの温度検知器、（
７）および（８）はそれぞれ室内熱交換器（３）、およ
び室外熱交換器（５）のだめの送風機、θ心は室外熱交
換器（５）のための着霜検知器であり、電動膨張弁θ功
は絞り作用と、管路を閉路とする機能を兼ねそなえたも
のである。

第３図において、０４）は電源であり、これには運転ス
イッチθ０と圧縮機（１）の運転・停止用スイッチ（イ
）を介して圧縮機（１）のモータ（１ａ）が直列に接続
されている。０Ｏは温度検知器（１）および着霜検知器
（１１）からのは号により圧縮機（１）の運転・停止お
よび除霜を行なわせる制御回路であり、スイッチ００を
介して電源α４）に接続されたスイッチαηにより暖房
モードと除霜モードを切換えるものである。スイッチＱ
７）の接点（１７ａ　）と他方の電源ライン（ハ）との
間には、四方弁（２）を駆動するだめの電磁コイル（２
ａ）、電動膨張弁Ｑ２を駆動するための電磁コイル（１
２ａ）　、室内熱交換器用送風機（７）のモータ（７ａ
）、および室外熱交換器用送風機（８）のモータ（８ａ
）とが接続され、スイッチＯｆ）の他方の接点（１７ｂ
）とライン（ハ）との間には三方弁駆動用の電磁コイル
（２２ａ）が接続されている。

なお三方弁（イ）は電磁コイ１ｖ（２２ａ）に通電時、
バイパス回路に連結する。このような回路構成において
スイッチ０７）を切換えることにより、接点（１７ａ　
）および（１７ｂ）のいずれかが選択的に運転スイッチ
（１■を介して電源０４）に接続されるものである。

次に、第４図を参照して暖房能力の時間的変化と除霜サ
イクル、および各々の弁制御との関係に注目しつつ、本
実施例の動作を説明する。

まず、暖房時被空調室の温度が所望の設定温度よシも低
い時に運転スイッチ００を閉じると、温度検知器翰から
の”低温度″信号により制御装置０ｅば、スイッチ（ハ
）を閉接動作させ、同時に、の スイッチ０１作子を接点（１７ａ）と閉接させる。

その結果、圧縮機用モータ（１ａ）と、室内外の熱交換
器用ファンモータ（７ａ）および（８ａ）と、電磁コイ
ル（２ａ）および（１２＆）が通電する。これにより、
四方弁（２）が第２図に実線で示す位置の暖房モードに
、また、電動膨張弁０２が開状態となり、圧縮機（１）
、室内熱交換器用送風機（７）および、室外熱交換器用
送風機（８）がそれぞれ起動する。この時、三方弁（イ
）は、四方弁（２）とアキュームレータ（６）とを連結
している。このことにより圧縮機（１）で高温高圧に圧
縮されたガス冷媒は、室内熱交換器（３）で凝縮し高温
高圧の液冷媒となり、さらに電動膨張弁０ので減圧され
て低温低圧のガスと液の二相冷媒となる。この冷媒は室
外熱交換器（５）に流入蒸発し、四方弁（２）、三方弁
（イ）およびアキュームレータ（６）を通って再び圧縮
機Ｑ）へと戻ってくる。この時、室内熱交換器（３）に
おいて周囲室内空気と熱交換が行なわれ、室内熱交換器
用送風機（７）により温風が被空調室の方へ吹き出され
てくる。すなわち、第４図において、時間０で運転スイ
ッチ（１０を閉じて暖房モードを開始することにより、
暖房能力は時間の経過とともに増大し被空調室の温度は
上昇してくる。その後、ある一定時間は定常状態である
が、特に低外気温条件においては、室外熱交換器（５）
で結露した水分が霜を形成し、吸熱能力が減少してくる
だめ霜を除去してやる必要がある。

そこで、形成された霜が一定レベルに達すると着霜検知
器０υによりその状態を検知し、制御装置Ｏｅに信号を
送ってこれを除霜モードに切換える。つまり、着霜検知
器（１］）からの信号により制御装置０６）は、スイッ
チθカの動作子を接点（１７ｂ）と閉接するように動作
させる。その結果、モータ（７ａ）および（８ａ）と、
電磁コイル（２ａ）、および（１２＆　）が非通電とな
るために、四方弁（２）は第２図に破線で示す除霜モー
ドに切換わり、さらに電動膨張弁０のが閉状態になると
ともに、室内熱交換器用送風機（７）および室外熱交換
器用送風機（８）が停止する。同時に、三方弁＠Ｏ電磁
コイル（２２＆）が通電するため、三方弁（イ）は、バ
イパス回路０りとアキュームレータ（６）を連結する。

このようにして、圧縮機（１）から吐出された高温高圧
のガス冷媒は室外熱交換器（５）に流入して凝縮し、高
温高圧の液冷媒となる過程における放熱効果によって、
室外熱交換器（５）に形成された霜を融解する。室外熱
交換器（５）から流出した冷媒は、バイパス回路０傍に
設けられた減圧器（９）および三方弁（イ）を通過して
アキュームレータ（６）から圧縮機（１）へと戻ってく
る。この場合、電動膨張弁（ｉと三方弁（ハ）とによっ
て、室内熱交換器（３）内に暖房運転時に高温高圧であ
った液冷媒が封じ込められている。そして、ある時間経
過後、除霜状態を認識した着霜検知器０１）により除霜
終了の信号が送られると、制御装置（ＩｎはスイッチＱ
７１の動作子を接点（１７ａ）と閉接するように動作さ
せる。

このようにして、四方弁（２）が暖房モードに切換わり
、三方弁（イ）はこれを第２状態に駆動する電磁コイル
（２２＆　）が非通電となるため、もとの状態に戻って
四方弁（２）とアキュームレータ（６）を連結し、さら
に電動膨張弁ａノが開状態となり、送風機（７）および
（８）が起動するため、再び暖房運転が開始される。

このように、本発明では従来に比べて室内熱交換器（３
）が除霜時において電動膨張弁０のと三方弁（財）とに
より流路口を閉じられるため、暖房定常時に近い冷媒状
態、つまりその器内を高温高圧に保たれていることと、
液冷媒を封じ込んでいることにより、除霜モードを解除
して暖房モードに戻った時、室内熱交換器（３）を高温
高圧にするまでの熱量が少なくてすむ。また、保持され
ていだ液冷媒は即座に電動膨張弁ａのを通過して、室外
熱交換器へ流入し、吸熱効果を発揮するため、暖房能力
の立上りが早くなる。

また、冷凍サイクル中に充てんされている全冷媒量のう
ち何割かが除霜運転時に２つの弁によって室内熱交換器
（３）内に閉じ込められているので、従来問題となって
いた圧縮機による液圧縮を防止することができる。これ
は、従来ならば除霜時に蒸発できなかっだ液冷媒がアキ
ュームレータ（６）に溜まり、オーバーフローして圧縮
機（１）に吸入される結果、液圧縮を引き起こしていた
ものであり、本発明では、前述のよう々制御方法により
このような問題も発生しないと考えられる。

なお、本実施例では絞り作用と閉路作用を兼ねそなえた
電動膨張弁０埠を用いて除霜運転時に主回路を閉路とし
たが、この電動膨張弁（１埠の代わりに、例えばキャピ
ラリーチューブと電磁弁との組み合わせを用いても、前
記電動膨張弁ｏツと同等の機能を発揮させることができ
る。また、バイパス回路の減圧器は、主回路の減圧器と
共用できるものであれば、特に必要はない。

また、本実施例では、四方弁（２）の切換えと他の弁の
制御を同期させているが、これらの制御はある程度の時
間差があってもよい。しかし、四方弁（２）の切換えと
同時か、あるいは少し以前に流量制御弁０のを閉じ、三
方弁（イ）を切換える方が、効果が犬である。

発明の詳細 な説明したように、本発明は、除霜運転の際に四方弁を
切換えて圧縮ガス冷媒を室外熱交換器に導くと同時に室
内熱交換器内に暖房定常時に近い冷媒状態を保持するこ
とによシ、除霜終了後における暖房能力の立上りを早く
し、快適性の向上を図るものである。まだ、液圧縮を防
止することができる等、優れた効果を発揮するものであ
る。

【図面の簡単な説明】

第１図は従来例を示す冷凍サイクル構成図、第２図は本
発明の一実施例を示す冷凍サイクル構成図、第３図は本
発明の一実施例における電気回路図、第４図は暖房能力
の経時変化と各々の弁制御を示すグラフである。 （１）・・・・・・・・・・・・・・・圧縮機（２）・
・・・・・・・・・・・・・・四方弁（３）・・・・・
・・・・・・・・・・室内熱交換器（５）・・・・・・
・・・・・・・・・室外熱交換器０の・・・・・・・・
・・・・・・・流量制御弁０ｅ・・・・・・・・・・・
・・・・制御回路０す・・・・・・・・・・・・・・バ
イパス回路（イ）・・・・・・・・・・・・・・・三方
弁特許出願人　松下電器産業株式会社 代理人　新実健部 （外１名） 第１図 第２図 第３図 第４図

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 圧縮機、四方弁、室内熱交換器、流量制御弁および室外
   熱交換器を順次冷媒配管で連結し、さらに前記四方弁を
   介して前記圧縮器に帰還接続し、前記四方弁を第１の状
   態として開通した冷凍サイクルを構成するようにし、前
   記流量制御弁と前記室外熱交換器との間から分岐した前
   記室内熱交換器のだめのバイパス回路を設け、前記圧縮
   機の吸入側を三方弁を介して前記バイパス回路の他端又
   は前記四方弁に接続できるようにするとともに、前記室
   外熱交換器の着霜時に前記四方弁を第２の状態として前
   記圧縮機の吐出口を室外熱交換器に導き、かつ前ｆｆｐ
   量制御弁を閉状態にし、さらに前記三方弁をバイパス回
   路側に切換えて前記室内熱交換器の四方弁側流路口をし
   ゃ断するようにした制御回路を設けた空気調和機の除霜
   装置。