JPS62233657A - ヒ−トポンプ式空調機 - Google Patents

ヒ−トポンプ式空調機

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JPS62233657A
JPS62233657A JP61074762A JP7476286A JPS62233657A JP S62233657 A JPS62233657 A JP S62233657A JP 61074762 A JP61074762 A JP 61074762A JP 7476286 A JP7476286 A JP 7476286A JP S62233657 A JPS62233657 A JP S62233657A
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JP
Japan
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oil
compressor
refrigerant
variable
heat exchanger
Prior art date
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Pending
Application number
JP61074762A
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English (en)
Inventor
寿夫 若林
宏治 室園
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Panasonic Holdings Corp
Original Assignee
Matsushita Electric Industrial Co Ltd
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Publication date
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Publication of JPS62233657A publication Critical patent/JPS62233657A/ja
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  • Compression-Type Refrigeration Machines With Reversible Cycles (AREA)

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、空気を熱源とすると一トポンプ式空調機に関
するもので、詳しくは低外気時に室外熱交換器に付着し
た霜を融解する除霜方式に関するものである。
従来の技術 空気熱源ヒートポンプ式空調機の除霜方式は、四方弁を
切換えて行なう逆サイクル除霜方式が一般的であったが
、除霜運転時における室内の快適性向上の追求によって
、最近では除霜時にも室内を継続して暖房できる除霜方
式が普及してきている。
以下図面を参照しながら上述した従来のヒートポンプ式
空調機の一例について説明する。
第3図は従来のヒートポンプ式空調機の冷媒回路図を示
すものである。同図において1は回転数可変圧縮機、2
は四方弁、3は室内熱交換器、4は弁開度を可変できる
電動膨張弁、5は室外熱交換器、6は高低圧バイパス回
路、7は二方弁である。高低圧バイパス回路6は、回転
数可変圧縮機1の吐出側配管の一部と吸入側配管の一部
とを連−結し、その途中に二方弁7を備えて構成されて
いる。通常の暖房運転時には二方弁7は閉の状態で暖房
サイクルを形成するが、低外気時になって室外熱交換器
5に着霜が生じ、暖房能力が低下して除71丁運転が必
要になると、図示しない制御装置により四方弁2はその
ままの状虫を保ち、二方弁7を開き、電動膨張弁4を全
開とし、さらに回転数可変圧縮機1を高回転数運転とす
る。これにより回転数可変圧縮機1から吐出された高温
の吐出冷媒は冷媒流量Grの状懲から点aで分岐して一
部(冷媒流量Gr1)はそのまま四方弁2、室内熱交換
器3と流れて若干の暖房を継続して行なって電動膨張弁
4に到る。ここでは冷媒はまだ凝縮能力を持っており、
室外熱交換器5でさらに凝縮、っまり除霜を行なって、
四方弁2を経て回転数可変圧縮機1の吸入側の点すに到
る。−力点dで分岐した残りの高温高圧の過熱冷媒(冷
媒流量Gr2)は、高低圧バイパス回路6を経て吸入側
の点すに到る。点しにて、冷媒回路を循環してきた凝縮
冷媒と過熱冷媒とが合流した後、回転数可変圧縮機1に
吸入されて除霜サイクルが完結する。
発明が解決しようとする問題点 しかしながら上記構成では以下のような問題点があった
第4図は@3図に示す従来のヒートポンプ式空調機の冷
媒回路の各部圧力、冷媒流量、圧縮機オイルレベルの時
同変化の一例を示したものである。
回転数可変圧縮機1には潤滑等の目的で油(図示せず)
が封入されている。圧縮機オイルレベルは油封入時の規
定レベルを100%として百分率で示したものである。
同図によれば、暖房運転の時間経過とともに室外熱交換
器5への着霜が進行し、吐出圧Pd、吸入圧Ps、及び
冷媒流量Grがいずれも落ちてくる。そして除霜運転に
入ると、二方弁7が開き、電動膨張弁4が全開となるの
で、吸入圧Psは上がり、吐出圧Pdは下がる。この為
回転数可変圧縮機1から吐出される冷媒流量Grは急増
する(図中実線で示す)。第4図の例では除霜運転時の
圧縮機回転数は暖房運転時のままで変わっていないが、
それでも吸入圧P8及び吐出圧Pdの変化だけで冷媒流
量Grは約30%も増加している。そして重要なことは
、この時圧縮機オイルレベルが大巾に低下することであ
る。
ここでは回転数可変圧縮機1の内部を図示していないが
、一般に吐出冷媒流量が増加すれば、それに伴って回転
数可変圧縮機1に封入されている油の吐出量も増加する
ことになり、圧縮機オイルレベルが低下するものである
。第4図では除霜運転時の圧縮機回転数は暖房運転時と
同じ場合を示したが、除霜時間を短縮する等の目的でさ
らに高回転数で運転すれば当然冷媒流量Grが増加し、
したがって圧縮機オイルレベルはさらに低下することに
なる。このように圧縮機オイルレベルが大巾に低下する
と、回転数可変圧縮機1の内部にある図示しない各摺動
部の潤滑が不十分となり、圧縮機信頼性に問題があった
また、このような圧縮機からの油吐出量を減らす為に圧
縮機の吐出側に油分m器を設けることは公知である。第
5図はこれを示したもので、従来の別のヒートポンプ式
空調機の冷媒回路図を示す。
同図t/′i第3図と基本的に同じ構成となっており、
1〜7までは同じ機器を指す。異なる点は回転数可変圧
縮機1の吐出側に油分離器8を設け、さらにこの油分離
器8と回転数可変圧縮機1の吸入側との同にキャピラリ
10を備えた油戻し回路9を設けた点である。この場合
も除霜運転時にI/i!3図で説明したのと同じ動作を
行なうが、油分離器8で冷媒と油とを分離し、分離され
た油だけを回転数可変圧縮機1の吸入側に戻すので、回
転数可変圧縮機1からの油吐出量が増加しても冷媒回路
には出ていかず、圧縮機オイルレベルが大巾に低下する
ことはない。しかしながらこの目的の為に油戻し回路1
0が必要になり、装置のコストグクン及び小型化に反す
るものである。
そこで本発明は、暖房を継続しながら室外熱交換器を除
霜する目的で付加したバイパス回路の一端を、圧縮機の
吐出側に設けた油分離器内の油溜め部とすることで、油
吐出量が最大となる除霜運転時に、油分離器で分離した
油をバイパス回路に積極的に流し、極力油を冷媒回路内
に流出しないようにして、圧縮機オイルレベルを確保し
ようとするものである。
問題点を解決するだめの手段 上記問題点を解決するために本発明のヒートポンプ式空
調機は、容量可変圧縮機、四方弁、室内熱交換器、可変
絞り装置、室外熱交換器を順次環状に配管で連結して冷
媒回路を構成し、さらに前記容量可変圧縮機の高圧側配
管の途中に油分離器を備え、この油分離器の油溜め部と
、暖房運転時に低圧側となる配管の一部とを開閉弁を介
して連結するバイパス回路を設けて、除霜運転時には四
方弁は暖房サイクルの状態を保持し、前記容量可変圧縮
機は高容量運転とし、かつ前記可変絞り装置の絞りを拡
げ、さらに前記開閉弁を開とする制御装置を設けたもの
である。
作  用 本発明は上記構成により室外熱交換器の除霜運転時にも
室外熱交換器はもちろん室内熱交換器も凝縮器として作
用させることができ、若干ながら室内の暖房を継続する
ことができるとともに、この時容量可変圧縮機から多量
の油が吐出されても、新たに専用の油戻し回路を設けず
にこのバイパス回路を利用して、吐出された油を冷媒回
路へ流出させないで、分岐した冷媒と一諸に圧縮機吸入
側に戻すことができ、その結果安価なコストで圧縮機内
のオイルレベルを常に安定して確保でき、信頼性を維持
できるものである。
実施例 以下、本発明の一実施例であると一トボンブ式空調機に
ついて図面を参照しながら説明する。
第1図は実施例のヒートポンプ式空調機の冷媒回路を示
す図である。同図において11は回転数可変圧縮機、1
2は四方弁、1:llj室内熱交換器、14は電磁力で
弁開度を可変できる電動膨張弁、15は室外熱交換器、
18I−i油分離器、leaは油分離器16内に設けら
れ、冷媒と一諸に吐出された油を分離する為のメツシュ
、16bH16aで分離した油を溜めておく油溜め部、
17はバイパス回路、18は開閉弁、19は室外熱交換
器15の温度を検出する室外熱交換器温度センナ、20
は回転数可変圧縮機11を駆動する回転数可変装置、2
1は制御装置である。
回転数可変圧縮機11、四方弁12、室内熱交換器13
、電動膨張弁14、室外熱交換器15を順次環状に配管
で連結し、さらに回転数可変圧縮機11の吐出側配管の
途中に油分離器16を設け、この油分離器16内の油溜
め部16bと回転数可変圧縮機11の吸入側配管の一部
とを連結するバイパス回路17を設け、このバイパス回
路17の途中に開閉弁18を備えるとともに、室外熱交
換器温度センサ19の信号を入力とし、回転数可変装置
21、四方弁12、電動膨張弁14や開閉弁18等を制
御する制御装置を設けたものである。
次に、以上のように構成されたと一トポンプ式空調機に
ついてその動作を説明する。ここでは冷房運転について
は省略する。図中の実線矢印は暖房運転時の、破線矢印
は除霜運転時の冷媒の流れ方向を示している。通常の暖
房運転時には回転数可変圧縮機11は回転数可変装置2
0により回転数N1rpmで1駆動されており、これよ
り吐出された冷媒はすべて油分離器16を通過して四方
弁12、れて回転数可変圧縮機11の吸入側へ戻り、暖
房サイクルを形成する。低外気時になると、外気から吸
熱する室外熱交換器15にI/i着霜が生じ、成長する
につれて吸熱能力が低下し、室外熱交換器温度も低下す
る。室外熱交換器温度がある設定値にまで下がれば、つ
まり室外熱交換器温度センテ19の出力がある設定値に
なれば、制御装置21はこれを受けて除霜が必質である
と判断し、除霜開始指令を発する。そうすると四方弁1
2は引き続き暖房サイクルの状態を保持し、回転数可変
装置20はN2 (N2 > N1 ) rpmの回転
数信号を出力し、電動膨張弁14は全開となり、開閉弁
18が開となるように制御される。したがって回転数可
変圧縮機11は暖房運転時に比べると速度が上がってN
2rpmで運転され、しかも暖房運転時に比べて吸入圧
は上がり、吐出圧は下がる(冷媒がR22の場合では吸
入圧は霜の融解温度である0℃の飽和圧力となり約4 
kg / ci G、吐出圧は約12〜15kqlcr
dG程度になる。)。このような状態になると冷媒流量
が非常に多くなり、その為に潤滑用としである圧縮機内
の油の吐出量が急増する。つまり回転数可変圧縮機11
がら吐出された冷媒には多量の油が混じっており、これ
らはすべて−置部分離器16内の下部にある油溜め部1
6bに流入する。ここで暖房を継続する為に四方弁12
を通って室内熱交換器13へ流れる冷媒と、除霜を行な
うとともに吸入冷媒の乾き度を大きくする為にバイパス
回路17を通って吸入側へ戻る冷媒とに分岐する。油分
離器16内のメツシュ16&にて冷媒から油を分離し、
分離された油は下部の油溜め部16bに溜まるので、四
方弁12企通って室内熱交換器13へ流れる冷媒には卸
はそれほど含まれない。一方、バイパス回路17はその
一端を油溜め部16bに開口しているので、バイパス回
路17を流れる冷媒は油分#器16で分離された多量の
油を含むことになる。すなわち回転数可変圧縮機11が
ら多量の油が吐出されても、冷媒回路には出さずに油分
離器16がらすぐに多量の油を吸入側に戻すことができ
る。
このようにして油分離器16で油を除去された冷媒は、
四方弁12を通って室内熱交換器13へ流れ、ここで凝
縮して若干の暖房を行なった後、途中の配管や全開状態
の電動膨張弁14で圧力損失を受ける。しかし冷媒はま
だ凝縮能力を持っているので、室外熱交換器15で凝縮
・放熱して除霜を行なった後、四方弁12を経て吸入側
に戻り、ここでバイパス回路17を流れてきた油を多く
含む冷媒と合流して回転数可変圧縮機11に吸入され、
暖房を継続しながらの除霜サイクルを完結する。
したがって除霜運転時に高い回転数で運転される回転数
可変圧縮機11から冷媒とともに多量の油が吐出されて
も、この油は冷媒回路には流出していかないように油分
離器16で冷媒から分離し、バイパス回路17を経てす
ぐに圧縮4i5!吸入側に戻る。
第2図は本実施例における圧縮機オイルレベルの時間変
化を示したもので、図中実線は本実施例を、破線は従来
例を示す。同図から明らかなように、吐出された油を吸
入側に積極的に戻すことによって、本実施例における除
霜運転中の圧縮機オイルレベルの低下はほとんど見られ
なくなり、高回転数で運転される回転数可変圧縮機11
の信頼性を維持することができる。
本実施例ではバイパス回路の低圧側となる一端を圧縮機
吸入側配管の一部として説明したが、これに限定される
ものではなく、要は暖房運転時に冷媒回路上で低圧側と
なる配管の一部であればよいのであって、室外熱交換器
の入口側でも出口側でも同等の効果を有するのはもちろ
んである。
また本実施例では容量可変圧縮機を回転数可変圧縮機と
して説明したが、圧縮機容量を可変できるものであれば
よいのであって、極数変換型圧縮機やシリングバイパス
型圧縮機でも同等の効果を有する。
さらにまた本実施例では可変絞り装置として電磁力で弁
開度を可変できる電動膨張弁として説明したが、これに
限定されるものではなく、キャピラリと二方弁との並列
回路で構成し、除霜運転時にこの二方弁を開くようにす
れば、安価なコストで同等の効果を有するのは言うまで
もない。
発明の詳細 な説明してきたように、本発明によるヒートポンプ式空
調機は、容量可変圧縮機、四方弁、室内熱交換器、可変
絞り装置、室外熱交換器を順次環状に配管で連結して冷
媒回路を構成し、さらに前記容量可変圧縮機の高圧側配
管の途中に油分離器を備え、この油分M器の油溜め部と
、暖房運転時に低圧側となる配管の一部とを開閉弁を介
して連結するバイパス回路を設けて、除霜運転時には四
方弁は暖房サイクルの状態を保持し、前記容量可変圧5
1機は高容量運転とし、かつ前記可変絞り装置の絞りを
拡げ、さらに前記開閉弁を開とする制御装置を設けたの
で、室外熱交換器の除霜運転時にも室外熱交換器はもち
ろん室内熱交換器も凝縮器として作用させることができ
、若干ながら室内の暖房を継続することができるととも
に、この時容量可変圧縮機から多量の油が吐出されても
、新たに専用の油戻し回路を設けずにこのバイパス、回
路を利用して、吐出された油を冷媒回路へ流出させない
で、分岐した冷媒と一諸に圧縮機吸入側に戻すことがで
き、その結果安価なコストで圧縮機内のオイルレベルを
常に安定して確保でき、信顆性を維持できる効果の高い
ものである。
【図面の簡単な説明】
第1図は本発明の一実施例のヒートポンプ式空調機の冷
媒回路を示す図、第2図は同空調機の圧縮機オイルレベ
ルの時間変化を示す図、第3図は従来のヒートポンプ式
空調機の冷媒回路図、第4図は同冷媒回路の各部圧力、
冷媒流量及び圧縮機オイルレベルの時間変化の一例を示
す図、第5図は従来の別のヒートポンプ式空調機の冷媒
回路図である。 11・・・・・・回転数可変圧縮機(容量可変圧縮機)
、12・・・・・・四方弁、13・・・・・・室内熱交
換器、14・・・・・・電動膨張弁(可変絞り装置)、
15・・・・・・室外熱交換器、16・・・・・・油分
離器、tab・・・・・・油溜め部、17・・・・・・
バイパス回路、1B・・・・・・開閉弁、21・・・・
・・制御装量。 代理人の氏名 弁理士 中 尾 赦 男 ほか1名II
−回転数可変圧堵截 tS −室外熱交換器(容を町麦
圧#1機)I6−  泊分酌ヱ12− ffl方弁  
  16b−濱溜め部tS −一 室内熱交1kXI7
−  バイパス回路/4−を勧膨張介  lθ−開閉弁 (ぢ−糺狡り4Lfl)21−m= 制御兼量第1図 第2図 第3図 第4図

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 容量可変圧縮機、四方弁、室内熱交換器、可変絞り装置
    、室外熱交換器を順次環状に配管で連結して冷媒回路を
    構成し、さらに前記容量可変圧縮機の高圧側配管の途中
    に油分離器を備え、この油分離器の油溜め部と、暖房運
    転時に低圧側となる配管の一部とを開閉弁を介して連結
    するバイパス回路を設けて、除霜運転時には四方弁は暖
    房サイクルの状態を保持し、前記容量可変圧縮機は高容
    量運転とし、かつ前記可変絞り装置の絞りを拡げ、さら
    に前記開閉弁を開とする制御装置を設けたヒートポンプ
    式空調機。
JP61074762A 1986-04-01 1986-04-01 ヒ−トポンプ式空調機 Pending JPS62233657A (ja)

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ID=13556614

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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH01134182A (ja) * 1987-11-18 1989-05-26 Matsushita Electric Ind Co Ltd 膨張弁の制御方法

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JPS60245971A (ja) * 1984-05-18 1985-12-05 三菱電機株式会社 空気調和機の冷凍サイクル
JPS60245966A (ja) * 1984-05-18 1985-12-05 三菱電機株式会社 空気調和装置
JPS6144258A (ja) * 1984-08-08 1986-03-03 株式会社 鷺宮製作所 ヒ−トポンプ暖房運転時における室外熱交換器の除霜システム

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