JPH07117322B2 - 空気調和装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、冷凍サイクル回路を用いて冷暖房運転を行な
う空気調和装置の改良に関する。

〔従来の技術〕

従来この種の空気調和装置は、概略第３図に示すような
構成とされていた。これを簡単に説明すると、図中符号
１は圧縮機、２は四方切換弁、３は室外側熱交換器、4,
5は冷房運転時、暖房運転時にそれぞれ膨張機構として
機能する第１および第２の絞り装置、６は室内側熱交換
器、７はアキユムレータで、これらを順次冷媒配管で連
結接続することで冷凍サイクル回路が構成されている。
なお、8,9は室内側、室外側熱交換器6,3にそれぞれ送風
する室内側および室外側送風機で、また4a,4bは第１の
絞り装置４を構成する第１の減圧装置（キヤピラリチユ
ーブ）およびこれをバイパスする回路中に設けられた第
１の逆止弁、5a,5bは第２の絞り装置５を構成する第２
の減圧装置（キヤピラリチユーブ）およびこれをバイパ
スする回路中に設けられた第２の逆止弁である。

このような構成による空気調和装置において、冷房運転
時（冷媒の流れを図中太い実線による矢印で示す）に
は、圧縮機１から吐出された高温高圧のガス冷媒は、四
方切換弁２を通り、室外側熱交換器３で室外側送風機９
によつて送風される室外空気と熱交換し、ガス冷媒が凝
縮液化される。そして、第１の絞り装置４側でのバイパ
ス回路中の第１の逆止弁4bを通り、第２の絞り装置５を
構成する第２の減圧装置5a側に導入されて減圧され、低
温低圧の液冷媒となる。その後、その液冷媒は室内側熱
交換器６に入り、室内側送風機８によつて送風される室
内空気と熱交換し、室内空気を冷却するとともに、これ
により液冷媒が蒸発ガス化され、四方切換弁２、アキム
レータ７を通り圧縮機１に戻るという冷房時の冷凍サイ
クルが構成され、以後冷媒は上述した冷凍サイクル経路
内を順次液化、気化を繰り返しながら循環される。

一方、暖房運転時（冷媒の流れを図中細い実線による矢
印で示す）には、圧縮機１から吐出された高温高圧のガ
ス冷媒は、暖房側に切換えられた四方切換弁２を通り、
室内側熱交換器６に入り、室内側送風機８によつて送風
される室内空気と熱交換して室内空気を加熱するととも
に、これによりガス冷媒が凝縮液化される。そして、こ
の液冷媒は、第２の絞り装置５をバイパスする回路中の
第２の逆止弁5bを通り、第１の絞り装置４を構成する第
１の減圧装置4aに導かれて減圧され、低温低圧の液冷媒
となる。その後、液冷媒は室外側熱交換器３に入り、室
外側送風機９によつて送風される室外空気と熱交換し室
外空気から採熱して室外空気を冷却するとともに、これ
により液冷媒が蒸発ガス化し、四方切換弁２、アキユム
レータ７を通り圧縮機１に戻り、これにより暖房時の冷
凍サイクルが構成される。

また、このような暖房運転を継続して行なつていると、
たとえば室外空気温度が低い場合、室外側熱交換器３に
着霜が生じてくる。このような着霜が多くなると熱交換
効率が悪くなり、室外空気からの採熱量が減少するた
め、空気調和装置の暖房能力が著しく低下する。したが
つて、このような場合には、デフロスト（除霜）を行な
うことが必要とされる。

このようなデフロスト運転時（冷媒の流れを図中破線に
よる矢印で示す）には、圧縮機１から吐出された高温高
圧のガス冷媒は、暖房側から冷房側へと切換えられた四
方切換弁２を通り、室外側熱交換器３に入る。ここで、
室外側送風機９は停止している。そして、この室外側熱
交換器３の表面に着霜していた霜を高温ガス冷媒で溶解
し、この冷媒が凝縮液化して第１の絞り装置４をバイパ
スする第１の逆止弁4bを通り、第２の絞り装置５を構成
する第２の減圧装置5aによつて減圧されて低温低圧の液
冷媒となり、室内側熱交換器６に入り、次で四方切換弁
２およびアキユムレータ７を通つて圧縮機１に戻るとい
う冷凍サイクル運転を行なうものであつた。

〔発明が解決しようとする課題〕

ところで、上述した暖房運転中のデフロスト運転時にお
いて、低温低圧の液冷媒が室内側熱交換器６に導入され
た場合に若干の問題を生じている。すなわち、この室内
側熱交換器６に対向して配置される室内側送風機８は、
このデフロスト運転時に通常は微風運転を行なつている
か、あるいは停止されている。そして、たとえば微風運
転を行なつている場合には、低温低圧の液冷媒と室内空
気とが熱交換され、室内空気を冷却するとともに液冷媒
が蒸発ガス化し、四方切換弁２およびアキユムレータ７
を通り圧縮機１に戻る。したがつて、このような場合に
は、室内側に冷風が吹出されることとなり、空気調和効
果を著しく低下させてしまうという問題を生じている。

また、室内側送風機８を停止させた場合には、低温低圧
の液冷媒は採熱できず、冷媒は液のままアキユムレータ
７に入り圧縮機１に戻るため、圧縮機１が液圧縮し、圧
縮機トラブルを生じることがあつた。

さらに、上述した従来装置によれば、特にデフロスト時
における高圧圧力が低いため、低圧圧力も低下し、圧縮
機１の能力が充分に発揮できず、デフロスト時間も長く
かかる等といつた欠点があつた。また、暖房運転時に四
方切換弁２を冷房側に切換え、デフロスト運転を行なう
ため、切換え時に熱のロスが生じるという問題もあつ
た。

本発明は上述した事情に鑑みてなされたもので、暖房運
転中のデフロスト運転時において冷風の室内への吹出し
を防止するとともに、四方切換弁を暖房側としたままで
のデフロスト運転を行ない、低圧圧力を上げて圧縮機能
力を高め、しかも圧縮機からの高温、高圧ガス冷媒と吸
入側配管とを熱交換させるように構成することで、圧縮
機への液戻りをも防止し得る空気調和装置を得ることを
目的としている。

〔課題を解決するための手段〕

本発明に係る空気調和装置は、圧縮機と、この圧縮機よ
り吐出される高温高圧の冷媒の流れを切換える四方切換
弁と、室外側送風機を備えた室外側熱交換器と、暖房時
に冷媒を減圧する第２の絞り装置と、室内送風機を備え
た室内側熱交換器とを備え、これらを順次冷媒配管で接
続して冷媒回路を構成してなる空気調和装置において、
上記圧縮機の冷媒吐出配管と四方切換弁間に接続された
三方切換弁を介して上記室外側熱交換器と第２の絞り装
置を接続する配管の間にバイパスして接続する第４のバ
イパス回路を設け、上記第４のバイパス回路は、上記冷
媒吐出配管の内径より細い内径を備えた配管部とこの配
管部をバイパスし、吐出圧力調整弁を備えた第６のバイ
パス回路を有し、上記三方切換弁は暖房運転時に上記冷
媒吐出配管を四方切換弁に、デフロスト運転時に上記第
４のバイパス回路に切換え、デフロスト運転は上記四方
切換弁を暖房運転にしたまま行うようにしたものであ
る。

また、冷媒回路に冷房時に冷媒を減圧する第１の絞り装
置を備え、上記第１の絞り装置及び第２の絞り装置は、
それぞれの減圧装置をバイパスする第２及び第３のバイ
パス回路を有するとともに、上記第２及び第３のバイパ
ス回路には、それぞれ室外側及び室内側熱交換器へのみ
冷媒の流れを許容する逆止弁を備え、上記圧縮機の冷媒
吐出配管と直接、上記第１及び第２の絞り装置を接続す
る配管の間にバイパスして接続する第１のバイパス回路
を設け、上記第１のバイパス回路は、上記管路途中に、
上記圧縮機の冷媒吸入配管と熱交換するサクション熱交
換部と、冷媒を減圧する減圧装置を備えたものである。

〔作用〕

本発明によれば、暖房運転中のデフロスト運転時に、四
方切換弁を暖房運転の状態としたままで、三方切換弁を
切換え、第４のバイパス回路を開路してデフロスト運転
を行うので、従来のような四方切換弁の切換え時におけ
る熱ロスを防止し、室内側への冷風の吹出しを防止し、
第４のバイパス回路の一部を構成する内径の細い配管に
より、圧縮機の高圧圧力が上昇し、入力が増加するので
圧縮機の能力が増大し、デフロスト時間を短縮でき、さ
らに、高圧側圧力を上昇させている為にデフロスト終了
直前の急激な高圧側圧力の上昇により、室外熱交換器の
出口側温度が終了温度に達する前に高圧カットによる異
常停止する場合があるが、この時第４のバイパス回路途
中の吐出側配管径よりも細い配管をバイパスする第６の
バイパス回路の吐出出力調整弁が開き、高圧側圧力を一
定に維持する事により高圧カットによる異常停止を防止
できる。

また、圧縮機の冷媒吐出配管から第１のバイパス回路を
設け、上記第１のバイパス回路は、管路途中にサクショ
ン熱交換部を有するため、圧縮機からの高温高圧ガス冷
媒の一部を、サクション熱交換部を介して吸入側配管と
熱交換するので、冷房運転時、暖房運転時およびデフロ
スト運転時に、圧縮機への液戻り現象を防止できる。

〔実施例〕

第１図は本発明に係る空気調和装置の一実施例を示すも
のであり、同図において前述した第３図と同一または相
当する部分には同一番号を付してその説明は省略する。

さて、本発明によれば、圧縮機１、四方切換弁２、室外
側熱交換器３、第１の絞り装置４、第２の絞り装置５、
室内側熱交換器６およびアキユムレータ７を冷媒配管で
順次接続してなる冷媒回路を備えてなる空気調和装置に
おいて、圧縮機１の吐出側配管から分岐されアキユムレ
ータ７と圧縮機１との間を接続する吸入側配管1aと熱交
換可能に構成されたサクシヨン熱交換器11を通りかつ補
助キヤピラリチユーブ12を通つて第１および第２の絞り
装置4,5間の配管側にバイパスして接続された第１のバ
イパス配管10を備え、かつ第１の減圧装置4aをバイパス
する逆止弁4bを設けた第２のバイパス回路4cの第２の減
圧装置5aをバイパスする逆止弁5bを設けた第３のバイパ
ス回路5cとを設けるとともに、圧縮機１の吐出側配管1b
から三方切換弁13を介して前記第１および第２の絞り装
置4,5間の配管側にバイパスして接続され、吐出側配管1
bの内径よりも細い内径を有する配管15とこの配管15を
バイパスする吐出圧力調整弁16を備えた第６のバイパス
回路20とを有する第４のバイパス回路14を設けてなる構
成としている。

そして、このような構成において、デフロスト運転時に
四方切換弁２を暖房運転状態としたままで室内側および
室外側熱交換器6,3に送風する送風機8,9を停止させると
ともに、三方切換弁13を切換えて第４のバイパス回路14
を開路してデフロスト運転を行なえるようにしている。

以上の構成による空気調和装置において、冷房運転時
（冷媒の流れは図中太い実線による矢印方向）には、圧
縮機１から吐出された高温高圧のガス冷媒は、四方切換
弁２を通り室外側熱交換器３で室外側送風機９によつて
送風される室外空気と熱交換するとともに、これにより
ガス冷媒が凝縮液化する。そして、第１の絞り装置４に
おける第１の減圧装置4aによつて減圧され、低温低圧の
液冷媒となる。一方、圧縮機１から吐出された高温高圧
のガス冷媒の一部は、第１のバイパス回路10を通りサク
シヨン熱交換器11で圧縮機１へ吸入される低圧冷媒と熱
交換し、吸入冷媒を加熱して完全に気化させ、自らは凝
縮液化し、補助キヤピラリチユーブ12によつて減圧され
て低温低圧の液冷媒となり、第１および第２の絞り装置
4,5間の配管に合流し、第２の絞り装置５における第３
のバイパス回路5cを通り、室内側熱交換器６に入り室内
側送風機から送風される室内空気と熱交換して室内空気
を冷却するとともに、これにより液冷媒は蒸気ガス化
し、四方切換弁２およびアキユムレータ７を通り圧縮機
１に戻るという冷凍サイクル回路が構成される。

また、暖房運転時（冷媒の流れは図中細い実線による矢
印方向）には、圧縮機１から吐出された高温高圧のガス
冷媒は、暖房側に切換えられた四方切換弁２を通つて室
内側熱交換器６に入り、室内側送風機８から送風される
室内空気と熱交換して室内空気を加熱するとともに、こ
れによりガス冷媒は凝縮液化する。そして、第２の絞り
装置５における第２の減圧装置5aによつて減圧され、低
温低圧の液冷媒となる。一方、圧縮機１から吐出された
高温高圧のガス冷媒の一部は、第１のバイパス回路10を
通り、サクシヨン熱交換器11で圧縮機１に吸入される低
圧冷媒と熱交換し吸入冷媒を加熱して完全に気化させ、
自らは凝縮液化し補助キヤピラリチユーブ12によつて減
圧され、低温低圧の液冷媒となつて前記配管側に合流
し、第１の絞り装置４における第２のバイパス回路4cを
通り、室外側熱交換器３に入り室外側送風機９から送風
される室外空気と熱交換し、室外空気から採熱して室外
空気を冷却するとともに、これにより液冷媒は蒸発ガス
化し、四方切換弁２、アキユムレータ７を通り、圧縮機
１に戻るという冷凍サイクル回路が構成される。

また、このような暖房運転時において、たとえば室外空
気温度が低く、室外側熱交換器３に着霜が生じた場合に
必要とされるデフロスト運転時（冷媒の流れは図中破線
による矢印方向）には、圧縮機１から吐出された高温高
圧のガス冷媒は、デフロスト側に切換えられている状態
の三方切換弁13を通り第１および第２の絞り装置4,5間
の配管側に接続されている第４のバイパス回路14の配管
15を通つて該配管側に流入される。

一方、ここで圧縮機１から吐出された高温高圧のガス冷
媒の一部は、第１のバイパス回路10を通り、サクシヨン
熱交換器11で圧縮機１に吸入される低圧冷媒と熱交換さ
れ、吸入冷媒を加熱して完全に気化させるとともに、自
らは凝縮液化し補助キヤピラリチユーブ12によつて減圧
されて低温低圧の液冷媒となり、前記第４のバイパス回
路14の配管15の通つた高温高圧のガス冷媒と混合され
る。そして、これら合流されたガス冷媒は、第１の絞り
装置４における第２のバイパス回路4cを通り室外側熱交
換器３に入る。このとき、室外側送風機９は停止されて
いる。そして、高温ガス冷媒は、室外側熱交換器３の表
面に着霜した霜を高温ガス冷媒で融解し、この冷媒が凝
縮液化して四方切換弁２を通りアキユムレータ７に入り
圧縮機１に戻されることになる。

したがつて、このようなデフロスト時においては、四方
切換弁２を暖房側から冷房側に切換えることなく、デフ
ロスト運転に入ることができ、これにより切換えのため
の熱ロスがない。また、低温液冷媒が室内側熱交換器６
内を通過しないために、従来のような室内側に冷風が吹
出されるといつた問題も解消される。

さらに第４のバイパス回路14の一部を構成する配管15の
内径を吐出側配管16より細くするようにしたもので圧力
損失が生じ、圧縮機１の高圧側圧力が上昇し、入力が増
加するので圧縮機１の能力が増大し、デフロスト時間を
短くする事が可能となる。

また、デフロスト終了信号はデフロスト中の室外熱交換
器３の出口側温度をサーミスタ等の検出装置で検出して
いるが、高圧側圧力を上昇させている為にデフロスト終
了直前の急激な高圧側圧力の上昇により、室外熱交換器
３の出口側温度が終了温度に達する前に高圧カツトによ
る異常停止する場合がある。この時第４のバイパス回路
14途中の吐出側配管径よりも細い配管15をバイパスする
第６のバイパス回路の吐出圧力調整弁16が開き、高圧側
圧力を一定に維持する事により高圧カツトによる異常停
止を防止できる。

また、サクシヨン熱交換器11によつて圧縮機１に対する
吸入側配管1aを、圧縮機１から吐出された高温高圧のガ
ス冷媒で熱交換するように構成したので、圧縮機１への
液戻り現象を防止でき、圧縮機トラブルを防止すること
が可能となる。

なお、図中20で示したように室内側熱交換器６に対面し
て電熱器を設置するようにすると、デフロスト運転中に
おいて冷媒がこの室内側熱交換器６を通らないため、室
内側送風機８を運転することができ、デフロスト運転中
も暖房運転を継続できるといつた利点を奏する。

第２図は本発明に係る空気調和装置の他の実施例を示す
ものであつて、この実施例では、前述した実施例におい
て圧縮機１の吐出側配管1bから第１および第２の絞り装
置4,5間の配管にバイパス接続して設けられ、配管15と
吐出圧力調整弁16を備えた第６のバイパス回路とを有す
る第４のバイパス回路14に第３の逆止弁19を設けるとと
もに、その上流側からアキユムレータ７の入口配管側に
バイパスして接続される補助減圧手段としての補助キヤ
ピラリチユーブ18を有する第５のバイパス回路17を設け
てなる構成としている。

そして、このような構成によれば、冷房運転時や暖房運
転時には前述した実施例と同様の作動状態となるが、デ
フロスト運転時には次のような作動状態となる。すなわ
ち、このデフロスト運転時には、圧縮機１から吐出され
た高温高圧のガス冷媒は、三方切換弁13を介して第４の
バイパス回路14により前記第３の逆止弁19を通つた後、
配管15を介して第１および第２の絞り装置4,5間の配管
側に流入される。さらに、圧縮機１から吐出された高温
高圧ガス冷媒の一部は、第１のバイパス回路10により前
述した通り、圧縮機１吸入側の低圧冷媒を加熱して気化
させるとともに自らは凝縮液化しさらに減圧されて低温
低圧の液冷媒となつて前記第４のバイパス回路14側から
の高温高圧ガス冷媒と混合され、第２のバイパス回路4c
を通り室外側熱交換器３側に送られ、その表面に着霜し
ている霜を融解し、これにより凝縮液化された冷媒が四
方切換弁２、アキユムレータ７を介して圧縮機１側に吸
入される。また、この圧縮機１の吸入側配管1a内の冷媒
は、サクシヨン熱交換器11により第１のバイパス回路10
を通つて流れる高温高圧のガス冷媒により気化されるの
で、圧縮機１への液戻り現象を防止し得るものである。

そして、本実施例によれば、このようなデフロスト運転
時において、第４のバイパス回路14を通る高温高圧のガ
ス冷媒の一部が、第５のバイパス回路17へと分岐され、
補助キヤピラリチユーブ18で流量を制御されながらアキ
ユムレータ７の入口配管側に流入するので、低圧圧力が
上昇し、圧縮機１の能力が増大し、デフロスト時間をよ
り一層短縮できるという利点がある。

〔発明の効果〕

以上説明したように本願発明の請求項１の空気調和装置
によれば、暖房運転が可能であると共に、暖房運転中に
室外熱交換器に着霜した場合、四方切換弁を暖房運転の
ままで、従来のような四方切換弁の切換による熱ロスを
防止でき、また、従来のような室内側への冷風の吹き出
しを防止できる。しかもデフロスト運転時に、四方切換
弁を介して冷媒が室内熱交換器に寝込むことがないので
第４バイパス回路へ流れるデフロスト用冷媒が不足する
ことなく、迅速なデフロストが可能となる。

また、デフロスト時に、圧縮機の高圧側圧力を第４のバ
イパス回路の内径の細い配管部により、直接的に上昇さ
せることができ、迅速に圧縮機の能力を増大させること
ができ、デフロスト時間を短縮できる。更に、高圧側圧
力を上昇させることによりデフロスト終了直前の急激な
高圧側圧力の上昇または、デフロスト中の一時的な圧力
上昇時には、上記内径の細い配管部をバイパスする第６
のバイパス回路に備えた吐出圧力調整弁を回路して、高
圧カットを防止し、圧縮機の停止を防止すると共に、圧
縮機の高圧側圧力の過度の低下を防ぎ、デフロストを迅
速かつ確実に行うことが可能となる。

また、請求項２の空気調和装置によれば、請求項１の効
果に加えて、冷媒運転が可能であると共に、圧縮機の冷
媒吐出配管から第１のバイパス回路を設け、上記第１の
バイパス回路は、サクション熱交換部を有するため、冷
房運転時、暖房運転時及びデフロスト運転時に、圧縮機
への液戻り現象を防止できるという利点もある。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明に係る空気調和装置の一実施例を示す冷
凍サイクル回路の概略構成図、第２図は本発明の他の実
施例を示す冷凍サイクル回路の概略構成図、第３図は従
来例を示す概略構成図である。 １……圧縮機、1a……吸入側配管、1b……吐出側配管、
２……四方切換弁、３……室外側熱交換器、4,5……第
１および第２の絞り装置、4a,5a……第１および第２の
減圧装置（キヤピラリチユーブ）、4b,5b……逆止弁、4
c,5c……第１および第２のバイパス回路、６……室内側
熱交換器、７……アキユムレータ、8,9……室内側およ
び室外側送風機、10……第１のバイパス回路、11……サ
クシヨン熱交換器、12……補助キヤピラリチユーブ、13
……三方切換弁、14……第４のバイパス回路、15……配
管、16……吐出圧力調整弁、17……第５のバイパス回
路、18……補助キヤピラリーチユーブ（補助減圧手
段）。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 笠野 勝美 和歌山県和歌山市手平６丁目５番66号 三 菱電機株式会社和歌山製作所内 (72)発明者 木戸 斉 和歌山県和歌山市手平６丁目５番66号 三 菱電機株式会社和歌山製作所内 (56)参考文献 特開 昭61−250463（ＪＰ，Ａ) 特開 昭57−95555（ＪＰ，Ａ) 特開 昭62−158958（ＪＰ，Ａ) 実開 昭56−40360（ＪＰ，Ｕ) 実開 昭54−180345（ＪＰ，Ｕ)

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】圧縮機と、この圧縮機より吐出される高温
   高圧の冷媒の流れを切換える四方切換弁と、室外側送風
   機を備えた室外側熱交換器と、暖房時に冷媒を減圧する
   第２の絞り装置と、室内送風機を備えた室内側熱交換器
   とを備え、これらを順次冷媒配管で接続して冷媒回路を
   構成してなる空気調和装置において、上記圧縮機の冷媒
   吐出配管と四方切換弁間に接続された三方切換弁を介し
   て上記室外側熱交換器と第２の絞り装置を接続する配管
   の間にバイパスして接続する第４のバイパス回路を設
   け、上記第４のバイパス回路は、上記冷媒吐出配管の内
   径より細い内径を備えた配管部とこの配管部をバイパス
   し、吐出圧力調整弁を備えた第６のバイパス回路を有
   し、上記三方切換弁は暖房運転時に上記冷媒吐出配管を
   四方切換弁に、デフロスト運転時に上記第４のバイパス
   回路に切換え、デフロスト運転は上記四方切換弁を暖房
   運転にしたまま行うようにしたことを特徴とする空気調
   和装置。
2. 【請求項２】冷媒回路に冷房時に冷媒を減圧する第１の
   絞り装置を備え、上記第１の絞り装置及び第２の絞り装
   置は、それぞれの減圧装置をバイパスする第２及び第３
   のバイパス回路を有するとともに、上記第２及び第３の
   バイパス回路には、それぞれ室外側及び室内側熱交換器
   へのみ冷媒の流れを許容する逆止弁を備え、上記圧縮機
   の冷媒吐出配管と直接、上記第１及び第２の絞り装置を
   接続する配管の間にバイパスして接続する第１のバイパ
   ス回路を設け、上記第１のバイパス回路は、上記管路途
   中に、上記圧縮機の冷媒吸入配管と熱交換するサクショ
   ン熱交換部と、冷媒を減圧する減圧装置を備えたことを
   特徴とする請求項第１項記載の空気調和装置。