JPH07117323B2 - 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２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
（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），（4
b）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、こ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）、アキユムレ
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、高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、
前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前記室外側熱交換器と第２の絞り装
置を接続する配管にバイパスして接続する第１のバイパ
ス回路と前記第１のバイパス回路から圧縮機の吸入側配
管にバイパスして接続され、かつ吐出圧力調整弁と補助
減圧手段を有する第２のバイパス回路とを設け、暖房運
転時は前記三方切換弁を前記四方切換弁側に開き暖房運
転を行い、デフロスト運転時は前記四方切換弁を暖房運
転にしたまま前記三方切換弁を前記第１のバイパス回路
側に開きデフロスト運転を行うとともに圧縮機の高圧側
圧力が所定の高圧値に達した時前記第２のバイパス回路
の吐出圧力調整弁を開くようにしたものである。

また、第１のバイパス回路が圧縮機の吐出側配管の内径
より細い内径を有する配管を有する様にしたものでる。

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、前記第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バイパス回路を有す
るとともに、前記それぞれ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、前記圧縮機の冷媒吐出配管と直接、前
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
スして接続するバイパス回路を設け、このバイパス回路
は、管路途中に、前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、かつ三方切換弁
を切換え、第１のバイパス回路あるいは第１、第２のバ
イパス回路を共に開路してデフロスト運転することで、
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
止できる。

また、第１のバイパス回路が圧縮機の吐出側配管の内径
より細い内径を有する配管を有するようにしており、圧
力損失が生じ、圧縮機の高圧側圧力が上昇し、１入力が
増加し、圧縮機の能力が増大し、デフロスト時間が短く
なる。

また、サクション熱交換部で圧縮機に吸入される冷媒を
加熱し、完全に気化する。

〔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２図と同一または相
当する部分には同一符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（1b）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）
を設けたバイパス回路（4c）と、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（1b）の内径よりも細い内径を
有する配管（15）を有する第１のバイパス回路（14）を
設け、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吐出圧力調整弁（16）と補
助減圧手段としての補助キヤラリチユーブ（18）を有す
る第２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１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、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（８）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、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１
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、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（1
2）によつて減圧されて低温低圧の液冷媒となり、前記
第１のバイパス回路（14）の配管（15）を通つた高温高
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１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（1b）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１のバイ
パス回路（14）途中より分岐された第２のバイパス回路
（17）中の吐出圧力調整弁（16）が開き、補助キヤピラ
リチユーブ（18）で流量を制御しながらアキユムレータ
（７）の入口配管へ圧力を逃がし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。

〔発明の効果〕

以上説明したように本発明に係る空気調和装置によれ
ば、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前記室外側熱交換器と第２の絞り装
置を接続する配管にバイパスして接続する第１のバイパ
ス回路と前記第１のバイパス回路から圧縮機の吸入側配
管にバイパスして接続され、かつ吐出圧力調整弁と補助
減圧手段を有する第２のバイパス回路とを設け、暖房運
転時は前記三方切換弁を前記四方切換弁側に開き暖房運
転を行い、デフロスト運転時は前記四方切換弁を暖房運
転にしたまま前記三方切換弁を前記第１のバイパス回路
側に開きデフロスト運転を行うとともに圧縮機の高圧側
圧力が所定の高圧値に達した時前記第２のバイパス回路
の吐出圧力調整弁を開くようにしたので、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、三方切換弁を第
１のバイパス回路に切換え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１
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
がなく、迅速なデフロストが可能となる。また、デフロ
スト中に高圧圧力が上昇し過ぎた場合は、吐出圧力調整
弁を開き、かつ、補助減圧手段により冷媒流量を制限し
て流れ過ぎないようして、高圧圧力を一定に維持し、高
圧カットによる異常停止を防止するとともに、デフロス
ト時間を延長することなく、完全に行うことができる。

また、第１のバイパス回路が圧縮機の吐出側配管の内径
より細い内径を有する配管を有するようにしており、圧
力損失が生じ、圧縮機の高圧側圧力が上昇し、入力が増
加し、圧縮機の能力が増大し、デフロスト時間を短くで
きる。

また、サクション熱交換部で圧縮機に吸入される冷媒を
加熱し、完全に気化できるので圧縮機の液圧縮が防止で
きる。

【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図は従来例を示す冷
凍サイクル回路の概略構成図である。 これらの図において、（１）は圧縮機、（1a）は吸入側
配管、（1b）は吐出側配管、（２）は四方切換弁、
（３）は室外側熱交換器、（４），（５）は第１および
第２の絞り装置、（4a），（5a）は第１および第２の減
圧装置、（4b），（5b）は逆止弁、（６）は室内側熱交
換器、（７）はアキユムレータ、（13）は三方切換弁、
（14）は第１のバイパス回路、（15）は細配管、（16）
は吐出圧力調整弁、（17）は第２のバイパス回路、（1
8）は補助減圧手段である。 なお、各図中同一符号は同一または相当部分を示す。

───────────────────────────────────────────────────── 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 (72)発明者 中川 祥道 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62−138660（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 (3)

【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、前記圧縮機の冷媒
   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
   て前記室外側熱交換器と第２の絞り装置を接続する配管
   にバイパスして接続する第１のバイパス回路と前記第１
   のバイパス回路から圧縮機の吸入側配管にバイパスして
   接続され、かつ吐出圧力調整弁と補助減圧手段を有する
   第２のバイパス回路とを設け、暖房運転時は前記三方切
   換弁を前記四方切換弁側に開き暖房運転を行い、デフロ
   スト運転時は前記四方切換弁を暖房運転にしたまま前記
   三方切換弁を前記第１のバイパス回路側に開きデフロス
   ト運転を行うとともに圧縮機の高圧側圧力が所定の高圧
   値に達した時前記第２のバイパス回路の吐出圧力調整弁
   を開くようにしたことを特徴とする空気調和装置。
2. 【請求項２】第１のバイパス回路が圧縮機の吐出側配管
   の内径より細い内径を有する配管を有することを特徴と
   する特許請求の範囲第１項記載の空気調和装置。
3. 【請求項３】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、前記第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バイパス回路
   を有するとともに、前記それぞれ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、前記圧縮機の冷媒吐出配管と直
   接、前記第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バイパス回路を設け、このバイパ
   ス回路は、管路途中に、前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項または第２項
   記載の空気調和装置。