JPS6255597B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は、空気調和装置、詳しくは、圧縮機、
四路切換弁、熱源側熱交換器及び利用側熱交換器
を備え、これら機器を系統的に配管した２系統以
上の独立した冷媒回路を有し、前記熱源側熱交換
器を対空気式として、前記四路切換弁の切換によ
り冷暖房可能とした空気調和装置に関する。

一般に、以上の如く熱源側熱交換器を対空気式
とし、室外空気と熱交換させるごとく成した場
合、暖房運転時において、前記熱源側熱交換器が
フロストするのである。

しかして、従来、前記熱交換器がフロストした
場合のデフロストは、前記四路切換弁を切換えて
冷房サイクルとし、室内の暖気が利用側熱交換器
に蓄熱された熱を熱源として行なつたり、また、
前記熱交換器に電気ヒータを付設して、フロスト
時に、前記ヒータに通電して行なつたりしてい
る。

所が、前者のごとく、冷媒回路を冷房サイクル
にしてデフロストを行なう場合、室内の暖気が利
用側熱交換器に蓄熱された熱を熱源とするため、
折角暖めた室内が利用側熱交換器の温水が冷えた
り、また、室内に配置する利用側熱交換器を対空
気式とした場合、コールドドラフトが生ずる問題
があるし、また、後者のごとく電気ヒータを用い
てデフロストする場合には、電気ヒータが付属部
品として余計に要るし、また、デフロスト時に
は、電力を消費して、不経済となる問題がある。

そこで、本発明は、２系統以上の独立した冷媒
回路には、それぞれ熱源側熱交換器が用いられて
いることに着目し、前記熱源側熱交換器に補助熱
交換器を付設して、系統の異なる他系統の熱源側
熱交換器に付設した補助熱交換器を利用し、室外
空気からデフロスト熱源を取り入れて、前記熱源
側熱交換器のデフロストが行なえるようにすると
共に、更に、前記補助熱交換器を冷房運転時の凝
縮器として利用できるようにし、冷房時における
能力及び成績係数も向上できるようしたのであ
る。

しかして、本発明の目的は、第１に、対空気式
とした熱源側熱交換器のデフロスト時、冷媒回路
のサイクルを冷房サイクルとして経済的なデフロ
ストが行なえながら、デフロスト熱源を、室内の
暖気や利用側熱交換器に蓄熱した熱から取り入れ
ることなく、室外空気から取り入れられるように
し、居住者に不快感を与えることなくデフロスト
が行なえ、それでいて、第２に、暖房時は勿論、
冷房時にも能力及び成績係数を向上できる空気調
和装置を提供しようとするものであつて、前記熱
源側熱交換器に、補助熱交換器を付設し、各系統
の冷媒回路における高圧液管と低圧ガス管との間
に、開閉弁をもつたバイパス管を設けて、これら
各バイパス管の途中に、それぞれ異なる他系統の
前記熱源側熱交換器に付設した前記補助熱交換器
を接続すると共に、前記各バイパス管における前
記補助熱交換器の高圧液管接続側に、膨脹機構と
高圧液管への流れのみを許す逆止弁とを並列に介
装し、また、低圧ガス管接続側に、三方弁を介装
して少なくとも冷房時高圧ガスが流れるガス管に
切換可能に接続する一方、前記高圧液管の前記バ
イパス管接続位置と、利用側熱交換器との間に、
デフロスト時閉じる開閉弁を介装したことを特徴
とするものである。

以下、本発明装置の実施例を図面に基づいて説
明する。

第１図乃至第３図において１，２は、系統の異
なる独立した冷媒回路であつて、これら２つの第
１及び第２系統の冷媒回路１，２は、それぞれ圧
縮機１０，２０、四路切換弁１１，２１、熱源側
熱交換器１２，２２、受液器１３，２３、利用側
熱交換器１４，２４、及びアキユムレータ１５，
２５を備え、これら機器を、冷媒管１６，２６に
より系統的に配管したもので、前記四路切換弁１
１，２１の操作により、第１図太線に示した冷房
サイクルと、第２図太線に示した暖房サイクルと
をそれぞれ独立的に形成するのである。

尚、１７，２７は、前記受液器１３，２３と、
前記利用側熱交換器１４，２４との間を連結する
冷媒液管１６ａ，２６ａに介装する、逆止弁１７
ａ，２７ａを並列に接続した冷房用膨脹弁であ
り、１８，２８は、前記受液器１３，２３と、前
記熱源側熱交換器１２，２２との間を連結する冷
媒液管１６ｂ，２６ｂに介装する、逆止弁１８
ａ，２８ａを並列に接続した暖房用膨脹弁であ
る。

また、前記熱源側熱交換器１２，２２は、対空
気式として、室外フアンF₁，F₂を付設するので
ある。又、前記利用側熱交換器１４，２４は、対
水式としても対空気式としてもよいが、対空気式
とする場合には、室内フアンF₃，F₄を付設する
のである。

図面に示したものは、以上の如く構成する空気
調和装置において、前記熱源側熱交換器１２，２
２に、それぞれ補助熱交換器３，４を付設し、前
記した第１及び第２系統の冷媒回路１，２におけ
る前記受液器１３，２３と、前記アキユムレータ
１５，２５に至る低圧ガス管１６ｃ，２６ｃとの
間に、バイパス管５，６を設けて、これらバイパ
ス管５，６の途中に、それぞれ異なる他系統の前
記熱源側熱交換器２２，２１に付設した前記補助
熱交換器４，３を接続するのであり、換言する
と、第１系統の冷媒回路１に設ける前記バイパス
管５には、第２系統の冷媒回路２の前記熱源側熱
交換器２２に付設する前記補助熱交換器４を、ま
た、第２系統の冷媒回路２に設ける前記バイパス
管６には、第１系統の熱源側熱交換器１２に付設
する前記補助熱交換器３を、それぞれ接続するの
であり、更に、前記各バイパス管５，６の、前記
補助熱交換器４，３と前記受液器１３，２３との
間には、それぞれ電磁開閉弁５１，６１及び前記
受液器１３，２３への流れのみを許す逆止弁５
３，６３を並列に接続した膨脹弁５２，６２を介
装すると共に、前記各バイパス管５，６の低圧ガ
ス管１６ｃ，２６ｃへの接続側には、三方弁５
４，６４を介装して、これら三方弁５４，６４の
第１切換ポート５４ａ，６４ａを、前記低圧ガス
管１６ｃ，２６ｃに、また、第２切換ポート５４
ｂ，６４ｂを、冷房時高圧ガスが流れるガス管１
６ｄ，２６ｄにそれぞれ切換可能に接続する一
方、前記各系統の冷媒回路１，２における前記冷
媒液管１６ａ，２６ａ、即ち、前記受液器１３，
２３と冷房用膨脹弁１７，２７とを結ぶ冷媒液管
１６ａ，２６ａに、それぞれ各系統の熱源側熱交
換器１２，２２のデフロスト時閉じる電磁開閉弁
７，８を介装したのである。

以上の構成において、前記補助熱交換器３，４
は、前記熱源側熱交換器１２，２２と別に形成し
て、近接又はフインが接触するごとく付設しても
よいが、好ましくは、第４図のごとく、フイン１
００を共通とし、前記熱源側熱交換器１２，２２
のチユーブａの列間に、前記補助熱交換器３，４
のチユーブｂを配列したり、或いは、図示してい
ないが、前記各チユーブａ，ｂを交互に配列した
りするのである。

又、前記バイパス管５，６は、その一端を前記
受液器１３，２３に接続したが、前記電磁開閉弁
７，８と、暖房用膨脹弁１８，２８との間の高圧
液管に直接接続してもよい。また、前記バイパス
管５，６の他端、即ち、前記三方弁５４，６４の
第１切換ポート５４ａ，６４ａは、前記低圧ガス
管１６ｃ，２６ｃに接続したが、アキユムレータ
１５，２５でもよいし、又、前記三方弁５４，６
４の第２切換ポート５４ｂ，６４ｂは、冷房時高
圧ガスが流れ、暖房時低圧ガスが流れるガス管１
６ｄ，２６ｄに接続したが、冷房時及び暖房時と
もに高圧ガスが流れる高圧ガス管１６ｅ，２６ｅ
に接続してもよい。又、前記三方弁５４，６４
は、それぞれ二つの電磁開閉弁であつてもよい。

しかして、以上の構成において、前記四路切換
弁１１，２１を、第１図のごとく位置させ、前記
各系統の圧縮機１０，２０を駆動することによ
り、第１図矢印のごとく冷房サイクルが形成さ
れ、前記各系統の冷媒回路１，２における前記利
用側熱交換器１４，２４により、それぞれ冷房が
行なえるのである。

しかも、この冷房時、前記バイパス管５，６の
電磁開閉弁５１，６１を開き、前記三方弁５４，
６４の第２切換ポート５４ｂ，６４ｂを、前記ガ
ス管１６ｄ，２６ｄに連通するごとく切換えるこ
とにより、前記圧縮機１０，２０から吐出した高
圧ガス冷媒は、前記熱源側熱交換器１２，２２
と、補助熱交換器４，３とに分流させられるの
で、これら補助熱交換器３，４を凝縮器として利
用できるのである。

従つて、冷房時、以上の如く、前記補助熱交換
器３，４を凝縮器として利用することにより、高
圧を低く運転でき、冷房能力を増大させられると
共に成績係数を向上できるのであつて、エネルギ
ー効率の高い冷房運転が可能となるのである。

また、前記四路切換弁１１，２１を、第２図の
ごとく位置させ、前記各系統の圧縮機１０，２０
を駆動することにより、第２図実線矢印のごとく
暖房サイクルが形成され、前記各利用側熱交換器
１４，２４により、それぞれ暖房が行なえるので
ある。

しかも、この暖房時においても、前記バイパス
管５，６の電磁開閉弁５１，６１を開き、前記三
方弁５４，６４の第１切換ポート５４ａ，６４ａ
を、前記低圧ガス管１６ｃ，２６ｃに連通するご
とく切換えることにより、前記利用側熱交換器１
４，２４で凝縮した液冷媒を、前記バイパス管
５，６から、補助熱交換器４，３で、それぞれ蒸
発させられるのであつて、暖房時における前記熱
源側熱交換器１２，２２の有効面積を増大でき、
暖房能力の増大及び成績係数の向上を図ることが
できるのである。なお、暖房時の場合、三方弁５
４，６４は第２図の如く切換えても、第１図の如
くでもよいが、第２図の如く切換えることによ
り、四路切換弁１１，２１の流通抵抗を減少でき
る。

更に、以上の如く暖房を行なう場合、前記熱源
側熱交換器１２，２２及び補助熱交換器３，４
が、それぞれフロストすることになる。このフロ
スト時デフロストするには、各系統ごとに行なう
のであつて、例えば第１系統の冷媒回路１に設け
る前記熱交換器１２及びこれに付設した熱交換器
３をデフロストする場合には、第３図のごとく、
前記第１系統の四路切換弁１１を、第１図と同様
冷房側に位置させ、また前記第２系統の四路切換
弁２１を、第２図と同様暖房側に位置させると共
に、前記第１系統の電磁開閉弁７と、第２系統の
前記バイパス管６における電磁開閉弁６１を閉
じ、かつフアンF₁，F₃を停止することにより行
なうのである。

尚、前記第１系統の前記バイパス管５における
電磁開閉弁５１及び、第２系統の電磁開閉弁８は
開いたまゝとし、また、三方弁５４，６４は、第
２図に示した暖房時と同様、第１切換ポート５４
ａ，６４ａを低圧ガス管１６ｃ，２６ｃに連通さ
せるのである。

しかして、前記第１系統の冷媒回路１は冷房サ
イクルとなつて、圧縮機１０から吐出される高温
高圧のガス冷媒が、前記熱源側熱交換器１２に流
れ、その凝縮潜熱でデフロストできるのである。
このとき、前記熱源側熱交換器１２に付設の前記
補助熱交換器３は、冷媒の流れがなく、凝縮器と
なる前記熱源側熱交換器１２からの熱伝導でデフ
ロストできるのである。

そして、前記熱源側熱交換器１２で凝縮された
液冷媒は、前記電磁開閉弁７の閉鎖により、第１
系統の利用側熱交換器１４に流れることなく、全
長が、前記バイパス管５を経て、第２系統の熱源
側熱交換器２２に付設した補助熱交換器４に流れ
て蒸発し、第１系統の圧縮機１０に戻るのであ
る。

以上の如くデフロスト時、第１系統の利用側熱
交換器１４により、室内の暖気を熱源とするので
はなく、室外空気と熱交換する第２系統の熱源側
熱交換器２２に付設した補助熱交換器４を利用
し、室外空気からデフロスト熱源を取入れるので
あるから、室内が冷やされたり、コールドドラフ
トが生ずることはないのである。しかも、冷房サ
イクルに切換え、室外空気を熱源とするから、電
気ヒータを用いる必要もないのであり、経済的に
デフロストが行なえるのである。

又以上の如く第１系統のデフロストが終了した
後には、以上の操作を逆にすることにより、第２
系統の前記熱源側熱交換器２２及び補助熱交換器
４のデフロストが行なえる。

尚、図面に示した実施例は、２点鎖線で示した
ごとく、室内ユニツトと室外ユニツトとを分離し
たものであるが、１体形でもよいし、また分離形
とする場合、前記室内ユニツトは、各系統におい
て１台のみならず、複数台接続してもよい。

以上の如く本発明は、２系統以上の独立した冷
媒回路に設ける対空気式熱源側熱交換器に、それ
ぞれ補助熱交換器を付設して、各系統ごとに設け
るバイパス管を、系統の異なる他系統の熱源側熱
交換器に付設した前記補助熱交換器に接続し、前
記熱源側熱交換器がフロストしてデフロストする
とき、他系統の熱源側熱交換器に付設した補助熱
交換器を利用し、室外空気からデフロスト熱源を
取入れるようにしたから、前記冷媒回路を冷房サ
イクルとして経済的にデフロストが行なえなが
ら、デフロスト時、室内の暖気や利用側熱交換器
に蓄熱した熱が奪われることはなく、従つて、室
内が冷やされたり、コールドドラフトが生ずるこ
とはないのである。

しかも、前記各バイパス管における、前記補助
熱交換器の高圧液管接続側に、膨脹機構と、高圧
液管への流れのみを許す逆止弁とを並列に介装
し、また、低圧ガス管接続側に、三方弁を介装
し、冷房時高圧ガスが流れるガス管に切換可能に
接続したから、冷房時、前記三方弁により、前記
バイパス管を、高圧ガスが流れるガス管に連通さ
せると、前記デフロスト時蒸発器として、室外空
気からデフロフト熱源を取り入れる前記各補助熱
交換器を、遊休させることなく、凝縮器として利
用することができ、従つて、能力を向上し、成績
係数を向上したエネルギー効率の高い冷房運転が
可能となるのであり、また、暖房時、前記三方弁
により、前記バイパス管を低圧ガス管に連通させ
ると、前記補助熱交換器を蒸発器として利用する
こともでき、暖房能力及び成績係数の向上も行な
えるのである。

【図面の簡単な説明】

第１図乃至第３図は、本発明装置の一実施例を
示すもので、第１図は、冷房サイクルを、第２図
は暖房サイクルを、第３図は、第２系統冷媒回路
で暖房を、第１系統の冷媒回路でデフロストを行
なうサイクルをそれぞれ太線で示した冷媒配管系
統図であり、第４図は、熱源側熱交換器と補助熱
交換器との関係を示す断面図である。 １，２……冷媒回路、３，４……補助熱交換
器、５，６……バイパス管、７，８……開閉弁、
１０，２０……圧縮機、１１，２１……四路切換
弁、１２，２２……熱源側熱交換器、１４，２４
……利用側熱交換器、５１，６１……開閉弁、５
２，６２……膨脹弁。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １ 圧縮機、四路切換弁、熱源側熱交換器及び利
   用側熱交換器を備え、これら機器を系統的に配管
   した２系統以上の独立した第１及び第２冷媒回路
   を有し、前記熱源側熱交換器を対空気式として、
   前記四路切換弁により冷暖房可能とした空気調和
   装置であつて、前記熱源側熱交換器に、補助熱交
   換器を付設し、各系統の冷媒回路における高圧液
   管と低圧ガス管との間に、開閉弁をもつたバイパ
   ス管を設けて、これら各バイパス管の途中に、そ
   れぞれ異なる他系統の前記熱源側熱交換器に付設
   した前記補助熱交換器を接続すると共に、前記各
   バイパス管における前記補助熱交換器の高圧液管
   接続側に、膨脹機構と高圧液管への流れのみを許
   す逆止弁とを並列に介装し、また、低圧ガス管接
   続側に、三方弁を介装して少なくとも冷房時高圧
   ガスが流れるガス管に切換可能に接続する一方、
   前記高圧液管の前記バイパス管接続位置と、利用
   側熱交換器との間に、デフロスト時閉じる開閉弁
   を介装したことを特徴とする空気調和装置。