JP3324420B2 - 冷凍装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、中間圧の冷媒を圧
縮機にインジェクションする冷凍装置に関し、特に、冷
凍装置の熱交換器の除霜（デフロスト）に関するもので
ある。

【０００２】

【従来の技術】従来より、凝縮器での能力向上などを目
的として、中間圧のガス冷媒を圧縮機にインジェクショ
ンする冷凍装置が知られている。

【０００３】例えば、特開平４−１７７０６２号公報に
は、図７に示すような冷凍装置が開示されている。この
装置では、暖房時は矢印で示す方向に冷媒が循環する。
圧縮機(a)から吐出された冷媒は、室内熱交換器(c)で凝
縮し、減圧器(g1)及び(g3)で高圧から中間圧に減圧され
た後、気液分離器(d)でガス冷媒と液冷媒とに分離され
る。液冷媒は逆止弁(i2)を通過し、減圧器(g2)で中間圧
から低圧に減圧される。そして、低圧の冷媒は室外熱交
換器(e)で蒸発した後、圧縮機(a)に吸入される。一方、
気液分離器(d)内のガス冷媒は導出管(h)を通じて圧縮機
(a)に吸入される。その結果、室内熱交換器(c)を流れる
ガス冷媒の循環量が増加し、暖房能力の向上が図られ
る。

【０００４】ところで、近年、オゾン層破壊などの地球
環境問題に鑑み、Ｒ２２等の従来の冷媒から代替冷媒へ
の移行が図られている。現在、代替冷媒として特に注目
されているものとして、Ｒ４１０Ａと呼ばれる冷媒があ
る。Ｒ４１０Ａは、Ｒ２２と比べて、温度変化による潜
熱の変化量が大きいという特性を有している。そのた
め、凝縮温度が高くなると、凝縮器において、必要なエ
ンタルピ差を確保することが困難になる。その場合は、
凝縮器を流れる冷媒循環量を増加する必要が生じる。そ
こで、上記のようなインジェクション冷凍装置を用いる
ことによって、必要な暖房能力を確保することができる
と考えられる。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】上記の冷凍装置では、
冷媒の蒸発温度が氷点下の条件で使用した場合、室外熱
交換器(c)に着霜が起こる。しかし、上記の冷凍装置に
は、室外熱交換器(c)に付着した霜を融解する手段（デ
フロスト手段）が備えられていない。そのため、インジ
ェクション冷凍装置以外の通常の冷凍装置で使用されて
いるようなデフロスト手段を別途設けてデフロスト運転
を行うか、あるいは冷媒の循環方向を逆方向にし、いわ
ゆる逆サイクルデフロスト運転を行う必要が生じる。

【０００６】逆サイクルデフロスト運転は、余分な機器
を設けなくても行うことができるという利点を有する
が、室内熱交換器(c)に低温の冷媒を流すため、暖房し
ている部屋の空気を冷却することになる。また、デフロ
スト運転時に室内熱交換器(c)で音が発生する。そのた
め、室内の快適性を損なうという課題がある。

【０００７】本発明は、かかる点に鑑みてなされたもの
であり、その目的とするところは、インジェクション冷
凍装置において、利用側熱交換器に冷媒を流通させるこ
となく、インジェクション通路を有効に活用したデフロ
スト手段を提供することにある。

【０００８】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、本発明は、デフロスト運転時に、圧縮機(1)から吐
出された高温冷媒を熱源側熱交換器(7)に流通させて霜
を融解し、霜を融解した高温冷媒をインジェクション通
路(11)を通じて圧縮機(1)に吸入させることとした。

【０００９】具体的に、請求項１に記載の発明が講じた
手段は、圧縮機(1)と、利用側熱交換器(3)と、第１減圧
機構(4)と、第２減圧機構(5)と、熱源側熱交換器(7)と
を順に接続した冷媒回路(25)を備え、第１減圧機構(4)
と第２減圧機構(5)との間の中間圧冷媒を圧縮機(1)に供
給するインジェクション通路(11)を有する冷凍装置であ
って、上記インジェクション通路(11)には、圧縮機(1)
の低圧冷媒の吸入側に連通するバイパス通路(30)が接続
され、上記熱源側熱交換器(7)の第１デフロスト運転時
に、上記圧縮機(1)から吐出された高温冷媒を熱源側熱
交換器(7)に供給し、該熱源側熱交換器(7)を通過した冷
媒を上記インジェクション通路(11)及び上記バイパス通
路(30)を通じて圧縮機(1)に戻すデフロスト制御手段(4
0)が設けられている構成としたものである。

【００１０】上記発明特定事項により、利用側熱交換器
(3)に冷媒を流通させずにインジェクション通路(11)を
有効に活用したデフロスト運転が可能なインジェクショ
ン冷凍装置を実現することができる。

【００１１】請求項２に記載の発明が講じた手段は、請
求項１に記載の冷凍装置において、冷媒回路(25)には、
インジェクション通路(11)と接続された気液分離器(6)
が第１減圧機構(4)と第２減圧機構(5)との間に設けられ
ると共に、上記気液分離器(6)と利用側熱交換器(3)との
間を開閉する開閉手段(4)が設けられる一方、インジェ
クション通路(11)には、該インジェクション通路(11)を
開閉する開閉手段(SV-2)が備えられ、デフロスト制御手
段(40)は、第１デフロスト運転時に、冷媒がバイパス通
路(30)を通じて圧縮機(1)に戻るようにインジェクショ
ン通路(11)の開閉手段(SV-2)及び冷媒回路(25)の開閉手
段(4)を全閉に制御する構成としたものである。

【００１２】上記発明特定事項により、デフロスト運転
時に、バイパス通路(30)を通じて冷媒を圧縮機(1)の低
圧冷媒の吸入口(1b)のみから吸入させ、冷媒の循環量を
増加することができる。

【００１３】請求項３に記載の発明が講じた手段は、請
求項１に記載の冷凍装置において、デフロスト制御手段
(40)は、第２デフロスト運転時に、冷媒の一部をバイパ
ス通路(30)を通じて圧縮機(1)に戻すと共に、他の冷媒
をインジェクション通路(11)を通じて該圧縮機(1)に戻
す構成としたものである。

【００１４】上記発明特定事項により、冷媒の循環量を
更に増加することができる。

【００１５】請求項４に記載の発明が講じた手段は、請
求項１に記載の冷凍装置において、冷媒回路(25)には、
第１減圧機構(4)と第２減圧機構(5)との間に気液分離器
(6)が設けられ、上記気液分離器(6)と圧縮機(1)とは、
断熱性を有する防音材(35)で一体的に包まれている構成
としたものである。

【００１６】上記発明特定事項により、デフロスト運転
時に、気液分離器(6)の高温ガス冷媒は加熱された後、
圧縮機(1)に吸入される。そのため、圧縮機(1)から吐出
される高温冷媒ガスの温度も上昇する。その結果、より
高温の高温冷媒ガスによって熱源側熱交換器(7)の霜が
融解されるので、デフロスト時間が短縮する。

【００１７】請求項５に記載の発明が講じた手段は、請
求項１に記載の冷凍装置において、減圧されて熱源側熱
交換器(7)に流入する中間圧液冷媒を、デフロスト運転
時に生じたドレン(W)と熱交換することによって冷却す
る冷却手段(37)を備えている構成としたものである。

【００１８】上記発明特定事項により、暖房運転時にお
いて熱源側熱交換器(7)に流入する冷媒のエンタルピが
減少する。そのため、熱源側熱交換器(7)における冷媒
のエンタルピ変化量が増大する。従って、熱源側熱交換
器(7)を流れる冷媒の循環量を低減することができ、冷
媒の圧力損失を減少することができる。

【００１９】

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態を図面
に基づいて説明する。

【００２０】−空気調和装置(22)の構成− 図１に示すように、参考例１に係る冷凍装置は、ヒート
ポンプ式空気調和装置(22)であって、主に室外ユニット
(20)と室内ユニット(21)とから構成されている。室外ユ
ニット(20)は、圧縮機(1)、四路切換弁(2)、開度調整自
在な第１膨張弁である第１電動弁(4)、開度調整自在な
第２膨張弁である第２電動弁(5)、気液分離器(6)、熱源
側熱交換器である室外熱交換器(7)、アキュムレータ
(8)、第２電磁弁(SV-2)が設けられたインジェクション
通路(11)、及び第１電磁弁(SV-1)が設けられたバイパス
通路(10)を備えている。一方、室内ユニット(21)は、利
用側熱交換器である室内熱交換器(3)を備えている。こ
のような室外ユニット(20)と室内ユニット(21)とが冷媒
配管によって接続されることにより、下記の冷媒回路(2
5)を備えた空気調和装置(22)が構成されている。

【００２１】空気調和装置(22)は、主冷媒回路にインジ
ェクション通路(11)及びバイパス通路(10)が設けられて
構成されている。

【００２２】主冷媒回路は、圧縮機(1)と四路切換弁(2)
と室内熱交換器(3)と第１電動弁(4)と気液分離器(6)と
第２電動弁(5)と室外熱交換器(7)とが順に接続されて構
成されている。四路切換弁(2)と圧縮機(1)との間に配設
された吸入配管(15)には、アキュムレータ(8)が設けら
れている。吸入配管(15)の一方の端部は、圧縮機(1)の
低圧冷媒の吸入口(1b)に接続されている。

【００２３】インジェクション通路(11)は、気液分離器
(6)と圧縮機(1)との間に配設され、開閉弁である第２電
磁弁(SV-2)が設けられている。インジェクション通路(1
1)は、圧縮機(1)のインジェクションポート(1c)に接続
され、気液分離器(6)内の冷媒をインジェクションポー
ト(1c)から圧縮機(1)に吸入させ得るよう構成されてい
る。

【００２４】バイパス通路(10)は、室内熱交換器(3)と
第１電動弁(4)との間の配管(16)と、気液分離器(6)と第
２電動弁(5)との間の配管(17)とに接続されている。バ
イパス通路(10)には、開閉弁である第１電磁弁(SV-1)が
設けられている。

【００２５】なお、冷媒回路(25)内には、温度変化に対
する潜熱の変化量が大きい特性を有する冷媒であるＲ４
１０Ａが封入されている。

【００２６】上記の各電動弁(4),(5)、及び電磁弁(SV-
1),(SV-2)は、コントローラ(40)に接続されている。コ
ントローラ(40)は、各電動弁(4),(5)の開度を制御する
と共に、電磁弁(SV-1),(SV-2)を開閉制御する。コント
ローラ(40)は、デフロスト運転時に、第１電動弁(4)及
び第１電磁弁(SV-1)を全閉に制御し、第２電動弁(5)及
び第２電磁弁(SV-2)を全開にして、ホットガスを圧縮機
(1)から室外熱交換器(7)に供給するデフロスト制御手段
を構成している。

【００２７】−空気調和装置(22)の動作− 空気調和装置(22)では、非インジェクション暖房運転、
インジェクション暖房運転、非インジェクション冷房運
転、及びインジェクション冷房運転の４種類の通常運転
が可能であり、更に、デフロスト運転も可能である。以
下、それぞれの運転について説明する。

【００２８】−非インジェクション暖房運転− 非インジェクション暖房運転時においては、第１電磁弁
(SV-1)は開状態に、第２電磁弁(SV-2)は閉状態に、第１
電動弁(4)は全閉状態に設定される。第２電動弁(5)の開
度は、高圧冷媒を低圧冷媒にするように、やや絞り気味
に設定される。四路切換弁(2)は、図１に示す破線側に
切り替えられる。

【００２９】破線矢印で示すように、圧縮機(1)から吐
出された高圧冷媒は、四路切換弁(2)を経た後、室内熱
交換器(3)に流入する。高圧冷媒は、室内熱交換器(3)で
凝縮し、室内空気を加熱する。凝縮した液冷媒は、室内
熱交換器(3)から流出した後、バイパス通路(10)を流れ
る。この際、第１電動弁(4)は閉鎖されているので、冷
媒は第１電動弁(4)を流れない。そして、バイパス通路
(10)を通過した冷媒は、第２電動弁(5)で高圧から低圧
に減圧され、低圧の二相冷媒となる。低圧の二相冷媒は
室外熱交換器(7)で蒸発する。この低圧の冷媒は四路切
換弁(2)を経た後、アキュムレータ(8)に流入する。そし
て、アキュムレータ(8)内の冷媒は、吸入口(1b)を通じ
て圧縮機(1)に吸入される。以上のようにして、冷媒は
冷媒回路(25)を循環し、室内の暖房が行われる。

【００３０】−インジェクション暖房運転− インジェクション暖房運転時においては、第１電磁弁(S
V-1)は閉状態に、第２電磁弁(SV-2)は開状態に設定され
る。第１電動弁(4)の開度は、高圧冷媒を所定の中間圧
に減圧するようにやや開き気味に設定され、第２電動弁
(5)の開度は、中間圧冷媒を低圧にするようにやや開き
気味に設定される。四路切換弁(2)は、図１に示す破線
側に設定される。

【００３１】破線矢印で示すように、圧縮機(1)から吐
出された高圧冷媒は、四路切換弁(2)を経た後、室内熱
交換器(3)に流入する。高圧冷媒は、室内熱交換器(3)で
凝縮し、室内空気を加熱する。凝縮した液冷媒は、室内
熱交換器(3)を流出した後、バイパス通路(10)を通過す
ることなく、第１電動弁(4)を通過する。この際、第１
電動弁(4)によって高圧から所定の中間圧に減圧され、
中間圧の二相冷媒になる。中間圧の二相冷媒は気液分離
器(6)に流入し、中間圧のガス冷媒と液冷媒とに分離さ
れる。

【００３２】中間圧の液冷媒は、第２電動弁(5)を通過
することによって、中間圧から低圧に減圧され、低圧の
二相冷媒になる。そして、低圧の二相冷媒は室外熱交換
器(7)で蒸発する。室外熱交換器(7)から流出した低圧の
冷媒は、四路切換弁(2)を経た後、アキュムレータ(8)を
通過し、吸入口(1b)から圧縮機(1)に吸入される。

【００３３】一方、気液分離器(6)内の中間圧のガス冷
媒は、インジェクション通路(11)を通過し、インジェク
ションポート(1c)から圧縮機(1)に吸入される。

【００３４】圧縮機(1)に吸入された中間圧のガス冷媒
は、低圧のガス冷媒と混合圧縮され、高圧ガス冷媒とな
って圧縮機(1)の吐出口(1a)から吐出される。

【００３５】以上のようにして、冷媒は冷媒回路(25)を
循環し、室内の暖房が行われる。インジェクション暖房
運転では、中間圧のガス冷媒を圧縮機(1)にインジェク
ションすることによって、凝縮器における冷媒循環量を
増加させ、凝縮能力の向上が図られる。

【００３６】−非インジェクション冷房運転− 次に、冷房運転について説明する。冷房運転は、四路切
換弁(2)を切り替えて冷媒の循環方向を逆向きにするこ
とによって行われる。まず、非インジェクション冷房運
転について説明する。

【００３７】非インジェクション冷房運転時において
は、第１電磁弁(SV-1)は開状態に、第２電磁弁(SV-2)は
閉状態に、第１電動弁(4)は全閉状態に設定される。第
２電動弁(5)の開度は、高圧冷媒を低圧冷媒にするよう
に、やや絞り気味に設定される。四路切換弁(2)は、図
１に示す実線側に切り替えられる。

【００３８】図１の実線矢印で示すように、圧縮機(1)
から吐出された高圧冷媒は、四路切換弁(2)を経た後、
室外熱交換器(7)に流入する。高圧冷媒は、室外熱交換
器(7)で凝縮する。凝縮した高圧の液冷媒は、室外熱交
換器(7)から流出した後、第２電動弁(5)において、高圧
から低圧に減圧され、低圧の二相冷媒になる。そして、
低圧の二相冷媒は気液分離器(6)を通過することなくバ
イパス通路(10)を通過し、室内熱交換器(3)で蒸発し、
室内空気を冷却する。室内熱交換器(3)から流出した低
圧の冷媒は四路切換弁(2)を経た後、アキュムレータ(8)
に流入する。そして、アキュムレータ(8)内の冷媒は吸
入口(1b)を通じて圧縮機(1)に吸入される。以上のよう
にして、冷媒は冷媒回路(25)を循環し、室内の冷房が行
われる。

【００３９】−インジェクション冷房運転− インジェクション冷房運転時においては、第１電磁弁(S
V-1)は閉状態に、第２電磁弁(SV-2)は開状態に設定され
る。第２電動弁(5)の開度は、高圧冷媒を所定の中間圧
に減圧するようにやや開き気味に設定され、第１電動弁
(4)の開度も、中間圧冷媒を低圧にするようにやや開き
気味に設定される。四路切換弁(2)は、図１に示す実線
側に設定される。

【００４０】圧縮機(1)から吐出された高圧冷媒は、四
路切換弁(2)を経た後、室外熱交換器(7)で凝縮する。凝
縮した高圧の液冷媒は、室外熱交換器(7)を流出した
後、第２電動弁(5)によって高圧から所定の中間圧に減
圧され、中間圧の二相冷媒になる。中間圧の二相冷媒は
バイパス通路(10)を通過することなく気液分離器(6)に
流入し、中間圧のガス冷媒と液冷媒とに分離される。

【００４１】気液分離器(6)内の中間圧の液冷媒は、第
１電動弁(4)を通過する際、中間圧から低圧に減圧さ
れ、低圧の二相冷媒になる。そして、低圧の二相冷媒は
室内熱交換器(3)に流入する。低圧の二相冷媒は、室内
熱交換器(3)で蒸発し、室内の空気を冷却する。そし
て、室内熱交換器(3)から流出した低圧の冷媒は、四路
切換弁(2)を経た後、アキュムレータ(8)を通過し、吸入
口(1b)から圧縮機(1)に吸入される。

【００４２】一方、気液分離器(6)内の中間圧のガス冷
媒は、インジェクション通路(11)を通過し、インジェク
ションポート(1c)から圧縮機(1)に吸入される。

【００４３】以上のようにして、冷媒は冷媒回路(25)を
循環し、室内の冷房が行われる。インジェクション冷房
運転では、中間圧のガス冷媒を圧縮機(1)にインジェク
ションすることによって、熱源側熱交換器である室外熱
交換器(7)における冷媒循環量を増加させ、熱源側の吸
熱量不足を解消している。また、室内熱交換器(3)を流
れる冷媒の循環量が減少するので、室内熱交換器(3)で
の冷媒の圧力損失が減少している。

【００４４】上記の非インジェクション暖房運転又はイ
ンジェクション暖房運転においては、室外熱交換器(7)
は蒸発器として使用される。そのため、蒸発温度が０℃
以下の場合には、室外熱交換器(7)に着霜が生じること
がある。そのため、室外熱交換器(7)における熱交換量
が低下し、空気調和装置(22)の性能が低下することがあ
る。そこで、空気調和装置(22)の性能が所定量低下した
場合に、以下に説明するような室外熱交換器(7)の霜を
融解するデフロスト運転が行われる。

【００４５】−デフロスト運転− デフロスト運転時においては、第１電磁弁(SV-1)は閉状
態に、第２電磁弁(SV-2)は開状態に設定される。第２電
動弁(5)の開度は、高温のガス冷媒をガス冷媒のまま通
過させるように全開状態に設定される。第１電動弁(4)
は、このガス冷媒を室内熱交換器(3)に流入させないよ
うに、全閉状態に設定される。四路切換弁(2)は、図１
に示す実線側に設定される。

【００４６】圧縮機(1)から吐出された高温のガス冷媒
は、四路切換弁(2)を通過した後、着霜した室外熱交換
器(7)に流入する。この高温のガス冷媒は、室外熱交換
器(7)の霜を融解した後、第２電動弁(5)を通過し、ガス
冷媒のまま気液分離器(6)に流入する。気液分離器(6)内
のガス冷媒は、インジェクション通路(11)を通過し、イ
ンジェクションポート(1c)から圧縮機(1)に吸入され
る。圧縮機(1)に吸入されたガス冷媒は再び圧縮され、
吐出ガスとして吐出口(1a)から吐出される。

【００４７】−空気調和装置(22)の効果− このように、空気調和装置(22)では、通常運転におい
て、暖房運転又は冷房運転のいずれかを任意に選択して
行うことができるだけでなく、暖房運転及び冷房運転の
それぞれについて、インジェクション運転又は非インジ
ェクション運転のいずれかを任意に行うことができる。
更に、以下の効果を奏するデフロスト運転も可能であ
る。

【００４８】空気調和装置(22)では、インジェクション
通路(11)をそのまま利用することにより、デフロストの
ための余分な機器を設けることなく、デフロスト運転が
可能である。

【００４９】しかも、四路切換弁(2)を切り替えて行う
いわゆる逆サイクルデフロスト運転と異なり、室内熱交
換器(3)に冷媒が流れないので、室内の快適性を損なう
ことがない。また、室内においてデフロスト運転時に発
生していた音も発生しない。

【００５０】逆サイクルデフロストと異なり、デフロス
ト運転時に室内熱交換器(3)を冷却しないので、デフロ
スト運転終了後の暖房運転において、運転が安定するま
での時間が短い。

【００５１】−空気調和装置(22b)の構成− 図２に示すように、実施形態１の冷凍装置は、参考例１
の空気調和装置(22)に、ホットガスバイパス通路(30)が
付加された空気調和装置(22b)である。

【００５２】ホットガスバイパス通路(30)は、一端が四
路切換弁(2)と室内熱交換器(3)との間の配管に接続さ
れ、他端が気液分離器(6)と第２電磁弁(SV-2)との間の
インジェクション通路(11)に接続されている。このホッ
トガスバイパス通路(30)には、第３電磁弁(SV-3)が備え
られている。第３電磁弁(SV-3)はコントローラ(40)に接
続されている。

【００５３】−空気調和装置(22b)の動作− 実施形態１に係る空気調和装置(22b)では、参考例１で
説明した通常運転に加え、以下に説明するデフロスト運
転が可能である。

【００５４】本空気調和装置(22b)のデフロスト運転
は、圧縮機(1)から吐出された高温の冷媒ガス、つま
り、言わゆるホットガスが、インジェクション通路(11)
を通じてインジェクションポート(1c)から圧縮機(1)に
流入するのではなく、ホットガスバイパス通路(30)を通
過して吸入口(1b)から圧縮機(1)に流入する運転であ
る。

【００５５】本デフロスト運転では、第１電磁弁(SV-1)
は閉状態に、第２電磁弁(SV-2)も閉状態に設定される。
第３電磁弁(SV-3)は開状態に設定される。第２電動弁
(5)は、ホットガスをそのまま通過させるように全開状
態に設定される。第１電動弁(4)は、ホットガスを室内
熱交換器(3)に流入させないように、全閉状態に設定さ
れる。四路切換弁(2)は、図２に示す実線側に設定され
る。

【００５６】圧縮機(1)から吐出されたホットガスは、
四路切換弁(2)を通過した後、着霜した室外熱交換器(7)
に流入する。このホットガスは、室外熱交換器(7)の霜
を融解した後、第２電動弁(5)を通過し、ガス冷媒のま
ま気液分離器(6)に流入する。気液分離器(6)内のホット
ガスは、ホットガスバイパス通路(30)を通過し、吸入口
(1b)から圧縮機(1)に吸入される。圧縮機(1)に吸入され
たガス冷媒は再び圧縮され、ホットガスとして圧縮機
(1)から吐出される。

【００５７】−空気調和装置(22b)の効果− 本空気調和装置(22b)のデフロスト運転では、ホットガ
スを圧縮機(1)の低圧冷媒の吸入口(1b)に吸入している
ので、参考例１の空気調和装置(22)に比べ、圧縮機(1)
の容積効率が向上する。そのため、ホットガスの循環量
を大きくすることができる。その結果、デフロスト時間
が短縮する。

【００５８】また、室内熱交換器(3)に冷媒が流れない
ので、室内の快適性を損なうことはない。

【００５９】−他の実施形態− 実施形態１の空気調和装置(22b)では、上記のデフロス
ト運転（以下、第１デフロスト運転と称する）の他に、
以下のデフロスト運転（以下、第２デフロスト運転と称
する）が可能である。第２デフロスト運転は、主に、急
速なデフロストが必要な場合に行われる。

【００６０】第２デフロスト運転は、ホットガスがイン
ジェクション通路(11)において分流し、その一部はイン
ジェクション通路(11)から圧縮機(1)のインジェクショ
ンポート(1c)に流入すると共に、他の一部はホットガス
バイパス通路(30)を通過して吸入口(1b)に流入する運転
である。

【００６１】第２デフロスト運転では、第１電磁弁(SV-
1)は閉状態に設定され、第２電磁弁(SV-2)及び第３電磁
弁(SV-3)は開状態に設定される。第１電動弁(4)及び第
２電動弁(5)の開度と四路切換弁(2)の設定は、第１デフ
ロスト運転時と同様である。

【００６２】圧縮機(1)から吐出されたホットガスは、
第１デフロスト運転と同様に、室外熱交換器(7)の霜を
融解した後、気液分離器(6)に流入する。気液分離器(6)
内のガス冷媒は、図２に破線矢印で示すように、インジ
ェクション通路(11)で分流する。つまり、ガス冷媒の一
部は、インジェクション通路(11)を通過してインジェク
ションポート(1c)から圧縮機(1)に流入する。ガス冷媒
の他の部分は、ホットガスバイパス通路(30)を通過す
る。ホットガスバイパス通路(30)を通過したガス冷媒
は、四路切換弁(2)及びアキュムレータ(8)を経た後、吸
入口(1b)から圧縮機(1)に吸入される。低圧冷媒の吸入
口(1b)及びインジェクションポート(1c)から吸入された
ガス冷媒は混合されて圧縮され、ホットガスとして圧縮
機(1)の吐出口(1a)から吐出される。

【００６３】−第２デフロスト運転の効果− 第２デフロスト運転では、ホットガスを圧縮機(1)の吸
入口(1b)及びインジェクションポート(1c)の双方に吸入
させているので、圧縮機(1)に吸入されるホットガスの
量が増加する。そのため、ホットガスの循環量をより大
きくすることができ、デフロスト時間を一層短縮するこ
とができる。

【００６４】また、第２デフロスト運転においても、室
内熱交換器(3)に冷媒が流れないので、室内の快適性を
損なうことはない。

【００６５】図３に示すように、実施形態２の冷凍装置
は、実施形態１に係る空気調和装置(22b)のホットガス
バイパス通路(30)の位置を変更したものである。

【００６６】−空気調和装置(22c)の構成− 実施形態２に係る空気調和装置(22c)においては、ホッ
トガスバイパス通路(30)は、一端が四路切換弁(2)とア
キュムレータ(8)との間の吸入配管(15)に接続され、他
端が気液分離器(6)と第２電磁弁(SV-2)との間のインジ
ェクション通路(11)に接続されている。実施形態１と同
様、ホットガスバイパス通路(30)には第３電磁弁(SV-3)
が備えられている。

【００６７】−空気調和装置(22c)の動作− 実施形態２の冷凍装置においても、実施形態１の冷凍装
置と同じように、第１デフロスト運転又は第２デフロス
ト運転が行われる。各種の電動弁(4),(5)、電磁弁(SV-
1),(SV-2),(SV-3)、及び四路切換弁(2)の設定や冷媒の
循環経路など、デフロスト運転の運転方法は実施形態１
と同様なので、その説明を省略する。

【００６８】−空気調和装置(22c)の効果− 空気調和装置(22c)では、実施形態１に係る空気調和装
置(22b)と異なり、ホットガスバイパス通路(30)の一端
は四路切換弁(2)とアキュムレータ(8)との間に接続され
ている。そのため、気液分離器(6)を流出したホットガ
スは、四路切換弁(2)を通過せずに、直接アキュムレー
タ(8)に流入する。その結果、ホットガスの圧力損失が
低減し、循環量が増大する。従って、実施形態１で説明
した効果と相俟って、デフロスト時間が短縮する。

【００６９】実施形態３の冷凍装置は、実施形態１〜２
の空気調和装置(22),(22b),(22c)において、圧縮機(1)
と気液分離器(6)とを圧縮機(1)の防音材(35)で一体的に
包んだものである。

【００７０】具体的には、図４に示すように、気液分離
器(6)は圧縮機(1)及びアキュムレータ(8)の近傍に並置
されている。気液分離器(6)と圧縮機(1)とアキュムレー
タ(8)とは、断熱性を有する防音材(35)によって、全体
が一体的に包まれている。なお、圧縮機(1)に通常使用
されている防音材(35)は断熱性を有しているので、圧縮
機(1)の防音材(35)をそのまま利用することができる。

【００７１】そのため、圧縮機(1)で発生した熱は、防
音材(35)で囲まれた空間の外部に放出されにくいため、
熱ロスとして無駄に捨てられることがない。従って、気
液分離器(6)は、圧縮機(1)で発生した熱によって効率的
に加熱される。

【００７２】その結果、実施形態３の冷凍装置は、デフ
ロスト運転時において、以下のような効果を奏する。

【００７３】室外熱交換器(7)の霜を融解した冷媒ガス
は、気液分離器(6)において加熱され、そのエンタルピ
が上昇する。そのため、圧縮機(1)に吸入された冷媒ガ
スのエンタルピが高いので、圧縮後のホットガスもその
分だけエンタルピが高くなる。従って、圧縮機(1)の入
力を増加させなくてもホットガスの温度を上昇させるこ
とができる。その結果、より高温のホットガスを室外熱
交換器(7)に供給することができるので、デフロスト時
間を短縮することが可能となる。

【００７４】つまり、実施形態３の冷凍装置では、従来
は熱ロスとして無駄に放出されていた圧縮機(1)の熱を
回収し、デフロストの熱源の一部として有効活用してい
る。その結果、圧縮機(1)の入力を増やすことなく、デ
フロスト時間を短縮している。

【００７５】参考例２の冷凍装置は、参考例１の空気調
和装置(22)において、デフロスト運転で生じたドレン
(W)を通常運転時に有効活用した空気調和装置(22d)であ
る。

【００７６】−空気調和装置(22d)の構成− 図５に示すように、空気調和装置(22d)は、空気調和装
置(22)に、室外熱交換器(7)の下部に配置されたドレン
パン(36)と、ドレンパン(36)に設置された冷却手段であ
る熱交換部(37)とを付加したものである。熱交換部(37)
は、気液分離器(6)で分離された中間圧の飽和液冷媒と
ドレン(W)とを熱交換させ、飽和液冷媒を冷却する部分
である。熱交換部(37)は、第２電動弁(5)と気液分離器
(6)との間に設けられた伝熱管(38)がドレン(W)と接触す
るように配置されて構成される。本空気調和装置(22d)
では、図５に示すように、ドレンパン(36)に貯留された
ドレン(W)に伝熱管(38)が浸漬されるように構成されて
いる。

【００７７】−空気調和装置(22d)の動作− 空気調和装置(22d)では、空気調和装置(22)と同様にし
てデフロスト運転が行われる。本空気調和装置(22d)で
は、デフロスト運転時に室外熱交換器(7)に付着した霜
を融解してできたドレン(W)は、ドレンパン(36)に貯留
される。

【００７８】その後、デフロスト運転を所定時間行った
後、空気調和装置(22d)は再び通常の暖房運転を開始す
る。以下に、デフロスト運転後のインジェクション暖房
運転について説明する。

【００７９】デフロスト運転後のインジェクション暖房
運転では、第１電磁弁(SV-1)は閉状態に、第２電磁弁(S
V-2)は開状態に設定される。第１電動弁(4)の開度は、
高圧冷媒を所定の中間圧に減圧するようにやや開き気味
に設定され、第２電動弁(5)の開度は、中間圧冷媒を低
圧にするようにやや開き気味に設定される。四路切換弁
(2)は、図５に示す破線側に設定される。

【００８０】次に、図５及び図６を参照しながら、冷媒
の循環経路及び状態について説明する。破線矢印で示す
ように、圧縮機(1)から吐出された高圧冷媒(E)は、四路
切換弁(2)を経た後、室内熱交換器(3)に流入する。高圧
冷媒は、室内熱交換器(3)で凝縮し、室内空気を加熱す
る。凝縮した液冷媒(F)は、室内熱交換器(3)を流出した
後、バイパス通路(10)を通過することなく、第１電動弁
(4)を通過する。この際、第１電動弁(4)によって高圧か
ら所定の中間圧に減圧され、中間圧の二相冷媒(G)にな
る。中間圧の二相冷媒(G)は気液分離器(6)に流入し、中
間圧の飽和ガス冷媒(C)と飽和液冷媒(H)とに分離され
る。ここまでは参考例１のインジェクション暖房運転と
同様である。

【００８１】気液分離器(6)から流出した中間圧の飽和
液冷媒(H)は、熱交換部(37)の伝熱管(38)に流入する。
伝熱管(38)内を流れる中間圧の飽和液冷媒(H)は、伝熱
管(38)外のドレン(W)と熱交換し、冷却される。そのた
め、中間圧の飽和液冷媒(H)は、中間圧の過冷却液冷媒
(I)となり、そのエンタルピがＩｈからＩｉに減少す
る。中間圧の過冷却液冷媒(I)は、第２電動弁(5)によっ
て、中間圧から低圧に減圧され、低圧の二相冷媒(J)に
なる。そして、低圧の二相冷媒(J)は室外熱交換器(7)に
流入する。この際、図６に示すように、低圧の二相冷媒
(J)は、参考例１のインジェクション暖房運転時に比
べ、エンタルピがΔＩだけ小さい状態で室外熱交換器
(7)に流入する。低圧の二相冷媒(J)は室外熱交換器(7)
で蒸発し、低圧のガス冷媒(A)となる。この際、冷媒の
エンタルピの変化量は、参考例１のインジェクション暖
房運転時に比べ、ΔＩだけ大きくなっている。室外熱交
換器(7)から流出した低圧のガス冷媒(A)は、四路切換弁
(2)を経た後、アキュムレータ(8)を通過し、圧縮機(1)
に吸入される。

【００８２】一方、気液分離器(6)内の中間圧の飽和ガ
ス冷媒(C)は、インジェクション通路(11)を通じて、イ
ンジェクションポート(1c)から圧縮機(1)に吸入され
る。

【００８３】圧縮機(1)に吸入された中間圧のガス冷媒
は、低圧のガス冷媒と混合圧縮され、高圧ガス冷媒(E)
となって圧縮機(1)から吐出される。

【００８４】−空気調和装置(22d)の効果− このように、空気調和装置(22d)では、デフロスト運転
後のインジェクション暖房運転において、蒸発器、つま
り室外熱交換器(7)での冷媒のエンタルピ変化量を大き
くすることができる。そのため、同一の蒸発能力を得る
ために必要とされる冷媒循環量が低減する。従って、室
外熱交換器(7)における冷媒の圧力損失が減少する。そ
の結果、圧縮機(1)の負荷が低減し、空気調和装置(22d)
の能力は向上する。

【００８５】

【発明の効果】以上のように、本発明によれば、以下の
ような効果が発揮される。

【００８６】請求項１に記載の発明によれば、利用側熱
交換器に冷媒を流通させずにインジェクション通路を有
効に活用したデフロスト運転が可能な冷凍装置を実現す
ることができる。

【００８７】請求項２に記載の発明によれば、高温冷媒
を圧縮機の低圧冷媒の吸入口から吸入させることによっ
て、高温冷媒の循環量を増加することができる。その結
果、デフロスト時間が短縮する。

【００８８】請求項３に記載の発明によれば、インジェ
クション通路及びホットガスバイパス通路の双方を通じ
て高温冷媒を圧縮機に吸入するので、高温冷媒の循環量
を更に増加することができる。その結果、デフロスト時
間が一層短縮する。

【００８９】請求項４に記載の発明によれば、デフロス
ト運転時に、気液分離器内の冷媒ガスが加熱されるの
で、圧縮機に吸入される冷媒ガスの温度は上昇する。そ
のため、ホットガスの温度も上昇する。従って、熱源側
熱交換器の霜をより高温のホットガスで融解することが
できるので、デフロスト時間が短縮する。

【００９０】請求項５に記載の発明によれば、デフロス
ト運転後のインジェクション暖房運転時において、熱源
側熱交換器に流入する冷媒のエンタルピが減少する。そ
のため、熱源側熱交換器における冷媒のエンタルピ変化
量が増大し、冷媒の循環量を低減することができる。従
って、冷媒の圧力損失が減少する。

【図面の簡単な説明】

【図１】参考例１に係る空気調和装置の冷媒回路図であ
る。

【図２】実施形態１に係る空気調和装置の冷媒回路図で
ある。

【図３】実施形態２に係る空気調和装置の冷媒回路図で
ある。

【図４】圧縮機と気液分離器との配置を示す平面図であ
る。

【図５】参考例２に係る空気調和装置の冷媒回路図であ
る。

【図６】モリエル線図である。

【図７】従来の冷凍装置の冷媒回路図である。

【符号の説明】

(1) 圧縮機 (1a) 吐出口 (1b) 吸入口 (1c) インジェクションポート (2) 四路切換弁 (3) 室内熱交換器 (6) 気液分離器 (7) 室外熱交換器 (11) インジェクション通路 (30) ホットガスバイパス通路 (35) 防音材 (36) ドレンパン (37) 熱交換部 (40) コントローラ

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 昭60−261（ＪＰ，Ａ) 特開 昭59−196992（ＪＰ，Ａ) 特開 昭59−52160（ＪＰ，Ａ) 特開 平５−126440（ＪＰ，Ａ) 実開 昭59−142673（ＪＰ，Ｕ) 実開 平３−57363（ＪＰ，Ｕ) 実開 平２−38061（ＪＰ，Ｕ) (58)調査した分野(Int.Cl.⁷，ＤＢ名) F25B 47/02 550

Claims (5)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 圧縮機(1)と、利用側熱交換器(3)と、第
   １減圧機構(4)と、第２減圧機構(5)と、熱源側熱交換器
   (7)とを順に接続した冷媒回路(25)を備え、第１減圧機
   構(4)と第２減圧機構(5)との間の中間圧冷媒を圧縮機
   (1)に供給するインジェクション通路(11)を有する冷凍
   装置であって、 上記インジェクション通路(11)には、圧縮機(1)の低圧
   冷媒の吸入側に連通するバイパス通路(30)が接続され、 上記熱源側熱交換器(7)の第１デフロスト運転時に、上
   記圧縮機(1)から吐出された高温冷媒を熱源側熱交換器
   (7)に供給し、該熱源側熱交換器(7)を通過した冷媒を上
   記インジェクション通路(11)及び上記バイパス通路(30)
   を通じて圧縮機(1)に戻すデフロスト制御手段(40)が設
   けられていることを特徴とする冷凍装置。
2. 【請求項２】 請求項１に記載の冷凍装置において、 冷媒回路(25)には、インジェクション通路(11)と接続さ
   れた気液分離器(6)が第１減圧機構(4)と第２減圧機構
   (5)との間に設けられると共に、上記気液分離器(6)と利
   用側熱交換器(3)との間を開閉する開閉手段(4)が設けら
   れる一方、 インジェクション通路(11)には、該インジェクション通
   路(11)を開閉する開閉手段(SV-2)が備えられ、 デフロスト制御手段(40)は、第１デフロスト運転時に、
   冷媒がバイパス通路(30)を通じて圧縮機(1)に戻るよう
   にインジェクション通路(11)の開閉手段(SV-2)及び冷媒
   回路(25)の開閉手段(4)を全閉に制御することを特徴と
   する冷凍装置。
3. 【請求項３】 請求項１に記載の冷凍装置において、 デフロスト制御手段(40)は、第２デフロスト運転時に、
   冷媒の一部をバイパス通路(30)を通じて圧縮機(1)に戻
   すと共に、他の冷媒をインジェクション通路(11)を通じ
   て該圧縮機(1)に戻すことを特徴とする冷凍装置。
4. 【請求項４】 請求項１に記載の冷凍装置において、 冷媒回路(25)には、第１減圧機構(4)と第２減圧機構(5)
   との間に気液分離器(6)が設けられ、 上記気液分離器(6)と圧縮機(1)とは、断熱性を有する防
   音材(35)で一体的に包まれていることを特徴とする冷凍
   装置。
5. 【請求項５】 請求項１に記載の冷凍装置において、 減圧されて熱源側熱交換器(7)に流入する中間圧液冷媒
   を、デフロスト運転時に生じたドレン(W)と熱交換する
   ことによって冷却する冷却手段(37)を備えていることを
   特徴とする冷凍装置。