JPS6212218Y2 - - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】 本考案は、冷房運転、暖房運転及び冷房サイク
ルによるデフロスト運転を行うようにしたヒート
ポンプ式空気調和機に係り、特に暖房運転とデフ
ロスト運転との相互切換時の液バツク防止とデフ
ロスト運転時間の短縮をはかるものに関する。

従来のヒートポンプ式空気調和機は、第１図に
示す如く圧縮機１、四路切換弁２、室内側熱交換
器３、逆止弁６を並列に接続した冷房用膨張弁
８、受液器１１、逆止弁５を並列に接続した暖房
用膨張弁７、室外側熱交換器４、四路切換弁２及
びアキユムレータ１２をこれらの順に接続して可
逆式環状冷媒回路Ｒを構成しており、暖房用膨張
弁７及び冷房用膨張弁８は室外側熱交換器４の暖
房運転時出口となる配管に設けられた感温筒９及
び室内側熱交換器３の冷房運転時出口となる配管
に設けられた感温筒１０にそれぞれ接続され、暖
房運転時及び冷房運転時とデフロスト運転時とに
冷媒流量を調節するようになされている。

暖房運転時には、圧縮機１から吐出された冷媒
は、実線矢印で示す如く循環する。このとき、冷
媒は室内側熱交換器３で凝縮して放熱し、さらに
暖房用膨張弁７で膨張した後、室外側熱交換器４
で蒸発して吸熱して暖房が行なわれる。

そして、室外側熱交換器４が所定の着霜状態に
なると、室外側熱交換器４に付設したデフロスト
サーモ２１により四路切換弁２が切換わつてデフ
ロスト運転に移行するが、このときは、圧縮機１
から吐出された冷媒は、破線矢印の如く循環す
る。このとき、冷媒は室外側熱交換器４で凝縮放
熱して霜を溶融除去する。

第１図の冷媒回路では、暖房運転時には冷房用
膨張弁８の感温筒１０が圧縮機１から吐出される
高温冷媒ガスにより高温状態となつているが、そ
のような状態で暖房運転からデフロスト運転へ切
換を行うと、冷房用膨張弁８の下流側は低圧とな
り、冷房用膨張弁８は瞬間的に全開となり、受液
器１１及び室内側熱交換器３内の液冷媒が圧縮機
１に流れ込む。

その後、冷房用膨張弁８は感温筒１０が冷却さ
れるにつれて通常の働きに戻るが、デフロスト運
転中は高圧が極端に低下するので、冷房用膨張弁
８の所定の開度（過熱度５℃の制御）に対して冷
媒の流通量が減少するところから、冷媒循環量は
減少するためデフロスト運転時間が長くなり、且
つ室外側熱交換器４内に多量の液冷媒が貯溜した
状態でデフロスト運転終了、暖房運転再開を迎え
なければならなくなる。

又、その時は暖房用膨張弁７の感温筒９はデフ
ロスト運転時の圧縮機１よりの吐出ガスにより高
温になつており、暖房運転再開により暖房用膨張
弁７の下流側は低圧となり、瞬間的に暖房用膨張
弁７は全開となり、受液器１１及び室外側熱交換
器４の多量の液冷媒が圧縮機１に流入し、かくし
て暖房運転とデフロスト運転との相互切換時に液
バツクが起るとともに、デフロスト運転時間が長
くなるという問題がある。

本考案は、上記の問題を改善すべくなされたも
ので、暖房、デフロスト両運転の相互切換時にお
ける液バツクを防止し、又、デフロスト運転時間
を短かくするヒートポンプ式空気調和機を提供す
ることを目的とするものである。

即ち、本考案は、圧縮機１、四路切換弁２、室
内側熱交換器３、冷房運転時とデフロスト運転時
とに冷媒流量を調節する冷房用膨張弁、暖房運転
時に冷媒流量を調節する暖房用膨張弁及び室外側
熱交換器４からなる可逆式環状冷媒回路Ｒを有
し、前記四路切換弁２の切換作動により冷房運
転、暖房運転及び冷房サイクルによるデフロスト
運転を行うようにしたヒートポンプ式空気調和機
において、前記冷房用膨張弁及び暖房用膨張弁と
して膨張弁制御回路２０からの電気信号によつて
制御される電気式比例制御弁を用い、前記膨張弁
制御回路２０には、デフロスト運転から暖房運転
への切換直後のあらかじめ設定された所定時間に
おいては前記暖房用膨張弁に、暖房運転からデフ
ロスト運転への切換直後のあらかじめ設定された
所定時間においては前記冷房用膨張弁にそれぞれ
全閉の電気信号を出力する全閉手段と、前記所定
時間経過後の暖房運転時においては前記暖房用膨
張弁に負荷に対応する開度の電気信号を出力する
調節手段と、前記所定時間経過後のデフロスト運
転時においては前記冷房用膨張弁に全開の電気信
号を出力する全開手段とを具備したことを特徴と
するものである。

以下、第２図及び第３図に示す第１実施例及び
第４図及び第５図に示す第２実施例に基づいて、
本考案のヒートポンプ式空気調和機を説明する。

まず、第１実施例について説明する。圧縮機
１、四路切換弁２、室内側熱交換器３、逆止弁６
を並列に接続した冷房用膨張弁８、逆止弁５を並
列に接続した暖房用膨張弁７、室外側熱交換器
４、四路切換弁２及びアキユムレータ１２をこれ
らの順に接続して可逆式環状冷媒回路Ｒを形成
し、前記暖房用膨張弁７及び冷房用膨張弁８は別
に設ける膨張弁制御回路２０からの電気信号によ
つて制御される電気式比例制御弁を用い、暖房用
膨張弁７は暖房運転時に冷媒流量を調節し、冷房
用膨張弁８は冷房運転時とデフロスト運転時とに
冷媒流量を調節するようになされている。

又、符号２１は室外側熱交換器４に対する着霜
状態を検知し、それを電気信号として膨張弁制御
回路２０に伝達するためのデフロストサーモを示
している。デフロストサーモ２１の端子ａ，ａ、
暖房用膨張弁７及び冷房用膨張弁８の端子ｂ，
ｂ，ｃ，ｃ、ならびに四路切換弁２の端子ｄ，ｄ
及び室内側熱交換器３近傍に設けた暖房用サーモ
１８の端子ｅ，ｅはそれぞれ膨張弁制御回路２０
の端子ａ，ａ，ｂ，ｂ，ｃ，ｃ，ｄ，ｄ及びｅ，
ｅに接続されている。

そして、四路切換弁２の切換作動により冷房運
転、暖房運転及び冷房運転と同様に冷媒が循環す
る冷房サイクルによるデフロスト運転を行うよう
になされており、膨張弁制御回路２０は暖房運転
時とデフロスト運転時に暖房用膨張弁７と冷房用
膨張弁８とを第３図ａ，ｂに示す折線Ｘ，Ｙのよ
うに制御する手段を具備している。

即ち、膨張弁制御回路２０には、デフロスト運
転から暖房運転への切換直後のあらかじめ設定さ
れた所定時間においては暖房用膨張弁７に、暖房
運転からデフロスト運転への切換直後のあらかじ
め設定された所定時間においては冷房用膨張弁８
にそれぞれ全閉の電気信号を出力する全閉手段
と、前記所定時間経過後の暖房運転時においては
暖房用膨張弁７に負荷に対応する開度の電気信号
を出力する調節手段と、前記所定時間経過後のデ
フロスト運転時においては冷房用膨張弁８に全開
の電気信号を出力する全開手段とを具備してお
り、そして、第３図ａ，ｂ，ｄにおいて、デフロ
スト運転から暖房運転への切換直後のあらかじめ
設定された所定時間経過後の暖房運転中の任意の
時刻T₀においては冷房用膨張弁８はこの実施例
では前記全閉手段により全閉となり、暖房用膨張
弁７はたとえば暖房用サーモ１８の検出する暖房
負荷に対応するように前記調節手段により適宜の
開度で開弁している。暖房運転中、デフロストサ
ーモ２１によりデフロスト運転に移行すべきこと
が指令されると、（時刻T₁）、四路切換弁２がデ
フロスト運転側に切換作動し、それと同時に暖房
用膨張弁７はこの実施例では前記全閉手段により
全閉となる。そして、あらかじめ設定された所定
時間t₁においては冷房用膨張弁８は前記全閉手段
により全閉が継続し、前記所定時間t₁が経過した
とき（時刻T₂）に冷房用膨張弁８は前記全開手段
により全開となる。その後、時刻T₃に至つてデ
フロストサーモ２１からデフロスト運転終了が指
示されると、四路切換弁２が暖房運転側に切換作
動し、それと同時に冷房用膨張弁８はこの実施例
では前記全閉手段により全閉となる。

暖房運転に切換えられてもあらかじめ設定され
た所定時間t₂においては暖房用膨張弁７は前記全
閉手段により全閉が継続し、前記所定時間t₂が経
過したとき（時刻T₄）に暖房用膨張弁７は前記調
節手段により適宜の開度に制御される。

しかして、上記実施例では、前記全閉手段によ
り暖房運転時に冷房用膨張弁８を、デフロスト運
転時に暖房用膨張弁７をそれぞれ全閉とするよう
にしたが、暖房運転時には逆止弁６を、冷房運転
時には逆止弁５を冷媒がそれぞれ流通するのであ
るから、暖房運転時の冷房用膨張弁８及びデフロ
スト運転時の暖房用膨張弁７は冷媒の調節には何
ら寄与しないので、全閉でなくても全開でも任意
の開度でもよい。

そこで、冷媒の調節に寄与しない暖房運転時の
冷房用膨張弁８及びデフロスト運転時の暖房用膨
張弁７の説明を省略するとともに、冷媒の調節に
寄与する暖房運転時の暖房用膨張弁７及びデフロ
スト運転時の冷房用膨張弁８を総称して膨張機構
Ｅとして表現すると、膨張機構Ｅの作動は第３図
ｃの折線Ｗの如くなる。

即ち、デフロスト運転から暖房運転への切換直
後のあらかじめ設定された所定時間経過後の暖房
運転中の任意の時刻T₀においては暖房用膨張弁
として作用する膨張機構Ｅは暖房用サーモ１８の
検出する暖房負荷に対応するように前記調節手段
により適宜の開度で開弁している。時刻T₁に至
つてデフロスト運転に移行すべき状態になると四
路切換弁２がデフロスト運転側に切換作動し、そ
れと同時に冷房用膨張弁として作用する膨張機構
Ｅは前記全閉手段により一旦全閉とされる。その
後あらかじめ設定された所定時間t₁だけ経過した
とき（時刻T₂）に冷房用膨張弁として作用する膨
張機構Ｅは前記全開手段により全開となり、デフ
ロスト運転終了（時刻T₃）までそのまま全開状態
に維持される。時刻T₃に至つてデフロスト運転
が終了すると、四路切換弁２が暖房運転側に切換
作動されると同時に暖房用膨張弁として作用する
膨張機構Ｅは全閉手段により全閉となる。そして
暖房用膨張弁として作用する膨張機構Ｅは時間t₂
が経過すると（時刻T₄）前記調節手段により暖房
負荷に対応した適宜の開度に制御される。

次に、第４図及び第５図に示す第２実施例につ
いて説明する。第２実施例が第１実施例と相違す
る点は、第１実施例の暖房用膨張弁７と冷房用膨
張弁８とを、１つの冷暖房兼用膨張弁１７で兼用
させて冷房サイクル時順方向となる逆止弁１３，
１６及び暖房運転時順方向となる逆止弁１４，１
５を四辺としその中間に冷暖房兼用膨張弁１７を
いわゆるブリツジ回路に配設したことと、冷暖房
兼用膨張弁１７の端子ｂ，ｂを膨張弁制御回路２
０の端子ｂ，ｂに接続した点のみである。そし
て、冷暖房兼用膨張弁１７は、冷房運転時とデフ
ロスト運転時とに冷媒流量を調節する冷房用膨張
弁として作用し、暖房運転時に冷媒流量を調節す
る暖房用膨張弁として作用するものであり、この
冷暖房兼用膨張弁１７と四路切換弁２の作動は、
第５図ａ，ｂの如くであつて第３図ｃ，ｄの作動
と同様であるので説明は省略する。

上記両実施例の説明からも明らかなように、本
考案は、デフロスト運転から暖房運転への切換直
後のあらかじめ設定された所定時間においては、
暖房用膨張弁を暖房運転からデフロスト運転への
切換直後のあらかじめ設定された所定時間におい
ては、冷房用膨張弁をそれぞれ全閉とするように
しているので、四路切換弁の切換直後の前記所定
時間においては圧縮機への液バツクが未然に防止
できる。又、圧縮機への液冷媒の還流量の増大が
避けられることによつてアキユムレータも従来よ
り小容量のものとすることができる。

さらに、本考案によれば、暖房運転からデフロ
スト運転への切換直後のあらかじめ設定された所
定時間経過後のデフロスト運転時においては、冷
房用膨張弁を全開とするため、冷媒循環量を十分
に確保してデフロスト運転に要する時間の短縮化
をはかることができる。又、膨張弁として電気式
比例制御弁を用いているので、膨張弁制御回路か
らの出力に基づいて開閉が正確にできるとともに
通常の暖房運転時は負荷に対応した適宜の開度に
調節できるので安定した暖房運転ができる等、多
くの実用的効果を有するものである。

【図面の簡単な説明】

第１図は従来のヒートポンプ式空気調和機にお
ける冷媒回路図、第２図は本考案の実施例にかか
るヒートポンプ式空気調和機における冷媒回路
図、第３図ａ，ｂ，ｃ，ｄは第２図の冷媒回路の
作動説明図、第４図は本考案の他の実施例にかか
るヒートポンプ式空気調和機における冷媒回路
図、第５図ａ，ｂは第４図の冷媒回路の作動説明
図である。 １……圧縮機、２……四路切換弁、３……室内
側熱交換器、４……室外側熱交換器、７……暖房
用膨張弁、８……冷房用膨張弁、１７……冷暖房
兼用膨張弁、２０……膨張弁制御回路、Ｒ……可
逆式環状冷媒回路。

Claims (1)

【実用新案登録請求の範囲】
1. 圧縮機１、四路切換弁２、室内側熱交換器３、
   冷房運転時とデフロスト運転時とに冷媒流量を調
   節する冷房用膨張弁、暖房運転時に冷媒流量を調
   節する暖房用膨張弁及び室外側熱交換器４からな
   る可逆式環状冷媒回路Ｒを有し、前記四路切換弁
   ２の切換作動により冷房運転、暖房運転及び冷房
   サイクルによるデフロスト運転を行うようにした
   ヒートポンプ式空気調和機において、前記冷房用
   膨張弁及び暖房用膨張弁として膨張弁制御回路２
   ０からの電気信号によつて制御される電気式比例
   制御弁を用い、前記膨張弁制御回路２０には、デ
   フロスト運転から暖房運転への切換直後のあらか
   じめ設定された所定時間においては前記暖房用膨
   張弁に、暖房運転からデフロスト運転への切換直
   後のあらかじめ設定された所定時間においては前
   記冷房用膨張弁にそれぞれ全閉の電気信号を出力
   する全閉手段と、前記所定時間経過後の暖房運転
   時においては前記暖房用膨張弁に負荷に対応する
   開度の電気信号を出力する調節手段と、前記所定
   時間経過後のデフロスト運転時においては前記冷
   房用膨張弁に全開の電気信号を出力する全開手段
   とを具備したことを特徴とするヒートポンプ式空
   気調和機。