JPS5825233Y2 - 空気調和装置 - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】 本考案は室外熱交換器を備えた空気調和装置に関する。

此種空気調和装置において、前記空気側熱交換器を蒸発
器として用いる場合、外気温度の低下によりフロストす
るのである。

そしてこのフロストに対し前記空気側熱交換器を凝縮器
に切換えれば短時間でテ゛フロストできるのであるが、
負荷側の熱交換器が蒸発器となり暖房運転に支障を来た
すのである。

しかして従来前記空気側熱交換器を分割し、一方の分割
熱交換器を凝縮器に切換え、他方の分割熱交換器を蒸発
器として用い、テ゛フロストを行なうごとく威している
のである。

所が従来の前記熱交換器５０は第１図のごとく分割した
２つの熱交換器５１．５２を対向させ、その中間部−側
に１つのファン５３を附設しているため、テ゛フロスト
を行なう分割熱交換器にも第１図矢印で示した通り、外
気が流れるため、高圧が上昇しに＜＜、従って霜が効果
的に融解されずデフロスト時間が長くなる問題があり、
また融解した水の蒸発も鈍く、水切りが完全に行なえず
、テ゛フロスト後の分割熱交換器を再度蒸発器として運
転するとき再氷結することになる問題があった。

そこで本考案は以上の如き問題点に鑑み考案したもので
、圧縮機、屋外に設置し空気と冷媒とを熱交換する対空
気用熱源側熱交換器、利用側熱交換器などを備え、前記
熱源側熱交換器を冷房運転時に凝縮器、暖房運転時に蒸
発器として作用させて、冷房及び暖房運転を可能とした
空気調和装置において、前記熱源側熱交換器の冷媒系統
を２個以上に分割して各分割熱交換器のコイル両端を各
開閉弁を介して高圧側又は低圧側の冷媒配管に切換接続
する一方、前記各分割熱交換器を、側方部に空気吸込口
を、上方部に空気吹出口を形成したケーシング内に収納
し、これら分割熱交換器ごとにファンを付設すると共に
、これら各分割熱交換器を通る通風路を縦方向の仕切板
により縦方向に各区画し、前記熱源側熱交換器のテ゛フ
ロスト運転時に、これら分割熱交換器のすくなくとも一
つを凝縮器、残部を蒸発器となし、凝縮器となる分割熱
交換器のファンを停止し、暖房負荷を接続した前記利用
側熱交換器を蒸発器として作用させることなくデフロス
ト運転を可能となしたことにより前記した従来の問題を
解決すると共に通常運転即ち前記空気側熱交換器をとも
に凝縮器又はともに蒸発器として運転する場合、強風に
より一方の分割熱交換器を通過した空気が他方の分割熱
交換器を通って熱交換器全体が有効に働かない欠点も解
消したのである。

以下本考案の実施例を第２図に示す熱回収式空気調和装
置に基づいて説明する。

第２図において、１は圧縮機、２は水加熱用凝縮器、３
は水冷却用蒸発器、４は後記するごとく分割された２個
１対の分割熱交換器４１．４２から成る空気側熱交換器
、５は受液器、６はアキュウムレータ、７は油分離器で
あって、これら機器は冷媒配管によって各連絡されてい
る。

前記圧縮機１はアンローダ機構をもっており、前記凝縮
器２の温水入口温度を検出する温水人口サーモと、前記
蒸発器３の冷水入口温度を検出する冷水人口サーモとに
より例えば３段階にその圧縮機能力が制御される。

またこの圧縮機１の吐出側即ち前記油分離器７の出口側
には、高圧ガス冷媒を、前記凝縮器２と空気側熱交換器
４とに所定比率（０〜１００％）で流す第一調整弁８を
、また吸入側即ち前記アキュウムレータ６の入口側には
前記蒸発器３と空気側熱交換器４とで蒸発した低圧ガス
冷媒を所定比率（０〜１００％）で通過させる第二調整
弁９を設けるのである。

これら調整弁８，９は何れも三方弁から威すコントロー
ルモータにより制御される。

しかして前記空気側熱交換器４は、２個１対とする分割
熱交換器４１．４２から戊す、これら各熱交換器４１．
４２を、側方部に空気吸込口を、上方部に空気吹出口を
形成したケーシング内に収納し、これら分割熱交換器４
１．４２ごとにファン４３．４４を付設すると共に、こ
れら各熱交換器４１．４２を通る通風路を縦方向の仕切
板１０によりそれぞれ縦方向に各区画し、前記ファン４
３．４４の駆動により前記各熱交換器４１．４２は独立
的に外気に熱交換するのであり、前記第一調整弁８の働
らきで高圧ガス冷媒が流れるときは、凝縮器として働ら
くと共に、次に説明する電磁弁の働らきて前記受液器５
から液冷媒が流れるときは蒸発器として働らくのである
尚蒸発器として働らく場合、此処で蒸発した低圧ガス冷
媒は第二調整弁９を経て圧縮機１に戻る。

次にこの熱交換器４の配管系統について説明すると、前
記第一調整弁８の一ポートに接続した高圧ガス管１１の
一端を分岐してこの分岐管１２．１３を前記熱交換器４
のガス側出入口部に接続すると共に、液側出入口部には
分岐管１４．１５を接続し、この分岐管１４．１５を前
記受液器５に通ずる１本の液管１６に合流させるのであ
り、更らにガス側分岐管１２．１３には分岐管１７．１
８を介して前記第二調整弁９の一ポートに接続した低圧
ガス管１９を接続すると共に、液側分岐管１４．１５に
は分岐管２０．２１を介して前記受液器５に通ずる液管
２２を接続するのである。

そして前記各分岐管１２．１３，１７．１８及び１４，
１５゜２０．２１にそれぞれ電磁弁Ａ−Ｈを介装する。

これら電磁弁Ａ−Ｈの内電磁弁Ａ、Ｂは第一調整弁８の
閉側動作により開き、電磁弁Ｃ，Ｄは第二調整弁９の開
側動作により開くのであり、また電磁弁Ｅ、Ｆは前記第
一調整弁８の閉側動作により開き、電磁弁Ｇ、Ｈは前記
第二調整弁９の開側動作により開くようになっている。

また前記電磁弁Ａ、Ｂ、Ｃ，Ｄ、Ｇ、Ｈはそれぞれのデ
フロスト信号によっても開くようになっている。

尚以上説明において、開側、閉側とは前記第一調整弁８
において、凝縮器２側への開度１００％の場合を開と称
し、開度０％即ち空気側熱交換器４への開度１００％の
場合を閉と称するのであり、また第二調整弁９において
蒸発器３との開度１００％の場合を閉と称し、開度Ｏ％
即ち空気側熱交換器４との開度１００％の場合を開と称
する。

また前記水加熱用凝縮器２は温水入口管２３と温水出口
管２４を備え、冷媒入口には前記第一調整弁８の一ポー
トに接続した高圧ガス管２５が接続され、出口には受液
器５に通ずる高圧液管２６が接続されており、また前記
水冷却用蒸発器３は、冷水入口管２７と冷水出口管２８
とを備え、冷媒入口には前記受液器５から延びる液管２
９が、また出口には前記第二調整弁９の一ポートに通ず
る低圧ガス管３０が接続されている。

尚前記温水出入口管２３．２４の一方には温水ポンプ（
図示せず）が、また冷水出入口管２７．２８の一方には
冷水ポンプ（図示せず）が介装され、これらポンプの倒
動により負荷との間に温水及び冷水を循環させるごとく
威しており、これらポンプの運転停止により電気信号を
送り、一方のポンプのみの運転時にはその体制に合わせ
た冷凍サイクルを形成するのである。

又以上の如く構成する前記液管２９の途中及び前記分岐
管１４．１５に接続した液管１６の途中には過熱度制御
型感温膨張弁３１．３２を設けるのであり、更らに前記
圧縮機１の吐出管と前記液管２９の途中で前記膨張弁３
１により蒸発器３側位置との間に該蒸発器３にホットガ
スを流すホットガスバイパス管３３を設けて該バイパス
管３３に後記するホットガスバイパス弁３４を介装する
と共に、前記吐出管と前記液管１６の途中で、前記膨張
弁３２より前記熱交換器４側位置との間に、該熱交換器
４ホツトガスを流すホットガスバイパス管３５を設け、
このバイパス管３５の途中に、後記するホットガスバイ
パス弁３６を介装するのである。

しかして、前記膨張弁３１．３２は何れも前記第二調整
弁９の入口側における低圧ガス冷媒の温度を検知し、こ
の検知した信号により所定開度に開いたり閉じたりする
もので、その開閉制御は２０〜１００％の範囲で行なえ
るものを用いるのである。

更らに詳記すると、前記膨張弁３１の開度制御は前記蒸
発器３の出口側の低圧ガス冷媒温度を、また膨張弁３２
の開度制御は前記熱交換器４を蒸発器として働らく場合
、該熱交換器４の出口側の低圧ガス冷媒温度を検出して
行なうものであって、この開度制御により通過する液冷
媒に所定の抵抗を与えて減圧させ、第二調整弁９で合流
する低圧ガス冷媒を所定の過熱度となるごとく制御する
のである。

また前記バイパス弁３４ 、３６はコントロールモータ
により所定開度に開いたり閉じたりするもので、その開
閉制御は、バイパス弁３４においては蒸発器３の冷水出
口温度、蒸発温度、蒸発圧力のいずれか一つを検知して
行なうと共にバイパス弁３６においては凝縮器２の温水
出口温度、凝縮温度、凝縮圧力のいずれか一つを検知し
て行なうのである。

本実施例では冷水及び温水の出口温度を検知している。

また第２図において３７は、前記液管２２．２９間に介
装し、前記受液器５を側路するバイパス管で、その途中
にはポンプダウン運転時に開く電磁弁Ｘが介装されてお
り、前記液管２２の途中で前記バイパス管３７の接続位
置より受液器５側には、逆止弁３９が介装されている。

又前記液管２９の途中で前記バイパス管３７の接続位置
より受液器５側には、電磁弁Ｚが介装されている。

前記液管１６には、電磁弁Ｙが介装されている。

又３８は前記ガス管１９の途中に介装する吸入圧力調整
弁である。

しかして以上の如く構成する空気調和装置による運転は
、負荷状態に応じて冷暖房単独運転と冷暖房同時運転と
があり、またこの同時運転においても、冷房負荷と暖房
負荷とが等しい場合と一方の負荷が他方の負荷よりも大
きい場合の運転とがある。

即ち金離暖房負荷が米にあり、かつ冷房負荷と圧縮機入
力とのトータルが暖房負荷に等しくバランスしている場
合は、前記調整弁８を介して高圧ガス冷媒は全量水加熱
用凝縮器２に流れて温水を加熱し、受液器５、液管２９
、膨張弁３１を経て水冷却用蒸発器３に入り冷水を冷却
して蒸発し、低圧ガス冷媒は調整弁９、アキュウムレー
タ６を経て圧縮機１に所定の過熱度で戻る冷凍サイクル
を形成するのであって、このサイクルにより冷温水を同
時に取出すことができるのである。

次にこの状態から暖房負荷が冷房負荷と圧縮機入力との
トータルより小さくなれば、第一調整弁８の働らきで空
気側熱交換器４にも高圧ガス冷媒が流れ該熱交換器４が
凝縮器の働きをすることになる。

しかしてこの状態において圧縮機１から吐出された高圧
ガス冷媒は、その１部が前記熱交換器４へ流れて凝縮す
ると共に残りが凝縮器２へ流れて凝縮するのであり、熱
交換器４及び凝縮器２で凝縮した液冷媒は受液器５、液
管２９、膨張弁３１を経て蒸発器３に入り、第二調整弁
９、アキュウムレータ６を経て圧縮機１に戻る冷凍サイ
クルを形成するのである。

又この状態において前記暖房負荷が零となれば、即ち冷
房負荷のみとなれば、第一調整弁８の働らきで高圧ガス
管２５を閉じ、圧縮機１からの高圧ガス冷媒を全量、前
記空気側熱交換器４へ流すことになる。

之に対し暖房負荷が冷房負荷と圧縮機入力とのトータル
より大きくなれば、前記空気側熱交換器４は蒸発器の働
らきをするものであって、前記調整弁９により、前記熱
交換器４で蒸発した低圧ガス冷媒の通過を許すことにな
る。

即ち圧縮機１から吐出される高圧ガス冷媒は、第一調整
弁８から全量凝縮器２へ流れて凝縮し、凝縮した液冷媒
は受液器５からその１部が液管１６を経て膨張弁３２で
減圧され、電磁弁Ｇ、Ｈから前記熱交換器４に入り、蒸
発した後電磁弁Ｃ，Ｄを経てガス管１９、第二調整弁９
に至ると共に、残りの液冷媒は受液器５から液管２９を
経て膨張弁３１で減圧されて蒸発器３に入り、蒸発した
後第二調整弁９に至り前記ガス管１９の低圧ガス冷媒を
合流して圧縮機１に戻るサイクルを形成するのである。

次にこの状態において前記冷房負荷が零となれば、即ち
暖房負荷のみとなれば、第二調整弁９の働らきで凝縮器
２で凝縮した液冷媒は全量空気側熱交換器４に流れ、第
二調整弁９を経て圧縮機１へ戻る冷凍サイクルが形成さ
れる。

しかして以上の運転において空気側熱交換器４を蒸発器
として用いる場合、外気温度の低下によるフロストする
のであるが、この場合該フロストを検出するか又は以上
の運転の一定時間の経過によりタイマー制御でテ゛フロ
ストするのである。

このテ゛フロストは、前記電磁弁Ａ−Ｈを開閉制御し、
分割熱交換器４１．４２の内一方をン疑縮器として作用
させ、他方を蒸発器として作用させると共に、凝縮器と
して作用させている一方の分割熱交換器４１又は４２に
付設のファン４３又は４４を停止するのである。

即ち分割熱交換器４１をテ゛フロストする場合は、電磁
弁Ｂ、Ｄ、Ｆ、Ｈを閉じ、電磁弁Ａ、Ｃ，Ｅ、Ｇを開く
ことにより行なうのである。

尚このデフロスト時、電磁弁Ｘは閉じるのであって、前
記冷水ポンプを運転している場合には、前記膨張弁３１
が、また停止時には電磁弁Ｚを閉じて液管２９に液冷媒
が流れないようにして前記膨張弁３２が膨張作用を行な
うごとく威すのである。

従って以上の如く各弁が作動すると、高圧ガス冷媒は先
ず第一調整弁８、ガス管１１．電磁弁Ａを経て前記熱交
換器４１に入り、此処で凝縮してデフロストを行なう。

この場合冷房負荷が多くあればこのデフロストの熱源を
冷水からも汲み取るごとくするのであるが、冷房負荷が
少ない場合には前記熱交換器４２を利用し、外気のみか
ら熱を汲み上げてデフロストを行なうのであり、又冷房
負荷があって冷水ポンプが運転されておれば、第二調整
弁９の作動により受液器５から液冷媒が液管２９、膨張
弁３１を経て蒸発器３に入り、冷水から熱を汲み取る。

この場合も受液器５からの液冷媒は、前記熱交換器４２
で蒸発し、ガス管１９、第二調整弁９を経て前記蒸発器
３からの低圧ガス冷媒と合流して圧縮機１に戻る。

以上の如くして一方側熱交換器４１の霜が融解すれば、
該熱交換器４１での高圧が上昇するのであって、該圧力
があるセット値に達すれば図示していないが、圧力開閉
器を作動させ、そのデフロスト運転を完了する。

そしてこの完了により、前記電磁弁Ａ、Ｃ，Ｅ、Ｇを閉
じ、電磁弁Ｂ、Ｄ、Ｅ、Ｈを開き、前記分割熱交換器４
２に高圧ガス冷媒を流し、該熱交換器４２のデフロスト
を行なうのである。

以上の如く行なうデフロスト運転は、分割熱交換器４１
．４２を仕切板１０により区画して、デフロストする熱
交換器４１又は４２のファン４３又は４４を停止して行
なう故、デフロストする熱交換器４１又は４２の霜は効
果的に融解させられ、高圧も上昇させ易く、また融解し
た水の蒸発を旺盛にできるのである。

しかも、屋外において風が強く、該強風が蒸発作用をな
す分割熱交換器を通過した場合、斬く通過した空気は縦
向きの仕切板１０によりテ゛フロスト中の分割熱交換器
への流通は確実に阻止され、正常にデフロスト時 また、通常運転において、横向きに前記強風が１つの分
割熱交換器を流通しても、縦向きの仕切板１０により他
の分割熱交換器に直列に流通することは阻止され、直ち
に上方の吹出口から吹出されて、後段側分割熱交換器で
の熱交換性能が低下することを解消できるのである。

尚、以上説明した実施例は、空気側熱交換器４を２つに
分割したが第３図のごとく４つに分割してもよいのであ
って、その分割数は特に限定されない。

又第３図のごとく分割させた場合、各分割熱交換器４１
．４２，４５．４６にはそれぞれファン４３，４４，４
７゜４８を付設すると共に、第２図と同様これら熱交換
器を通る通風路をそれぞれ仕切板１０で区画するのであ
る。

また以上説明した実施例は本考案を熱回収式空気調和装
置に適用した場合であるが、本考案はヒートポンプ式空
気調和装置に適用できるのはもちろんである。

以上の如く本考案によれば、デフロスト運転は負荷側熱
交換器を蒸発器としなくとも行なえながら、デフロスト
を行なう熱交換器には風がない時は勿論、強風時でも他
の分割熱交換器を流通した外気を流通させないのである
からデフロストが効果的に短時間で行なえると共に高圧
も上昇し易くなり、従って融解した水の蒸発が活発とな
って水切りが完全に行なえ、デフロスト後の熱交換器を
再度蒸発器として使用しても、また他方の熱交換器をテ
゛フロストするときにも再氷結する恐れは全くないので
ある。

更らに各分割熱交換器の通風路は縦向きの仕切板により
区画されて独立しているので、通常運転において、強風
が作用しても、その風上側にある一つの分割熱交換器を
通過した空気が風下側の分割熱交換器を通り、熱交換器
全体が有効に働かない欠点も解消できるのである。

【図面の簡単な説明】

第１図は従来の空気調和装置における空気側熱交換器の
概略図、第２図は本考案空気調和装置の実施例を示す冷
媒配管系統図、第３図は別の実施例を示す空気側熱交換
器のみの概略平面図である。 ４・・・・・・空気側熱交換器、１０・・・・・・仕切
板、４１．４２，４５゜４６・・・・・・分割熱交換器
、４３．４４．４７．４８・・・・・・ファン。

Claims (1)

【実用新案登録請求の範囲】
1. 圧縮機１、屋外に設置し空気と冷媒とを熱交換する対空
   気用熱源側熱交換器４、利用側熱交換器２などを備え、
   前記熱源側熱交換器４を冷房運転時に凝縮器、暖房運転
   時に蒸発器として作用させて、冷房及び暖房運転を可能
   とした空気調和装置において、前記熱源側熱交換器４の
   冷媒系統を２個以上に分割して各分割熱交換器４１．４
   ２のコイル両端を開閉弁Ａ−Ｈを介して高圧側又は低圧
   側の冷媒配管に切換接続する一方、前記各分割熱交換器
   ４１．４２を、側方部に空気吸込口を、上方部に空気吹
   出口を形成したケーシング内に収納し、これら分割熱交
   換器４１．４２ごとにファン４３．４４を付設すると共
   に、これら各分割熱交換器４１．４２を通る通風路を縦
   方向の仕切板１０により縦方向に各区画し、前記熱源側
   熱交換器４のデフロスト運転時に、これら分割熱交換器
   ４１．４２のすくなくとも一つを凝縮器、残部を蒸発器
   となし、凝縮器となる分割熱交換器４１のファン４３を
   停止し、暖房負荷を接続した前記利用側熱交換器２を蒸
   発器として作用させることなくデフロスト運転を可能と
   なしたことを特徴とする空気調和装置。