JPS63169458A - ヒ−トポンプ装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 この発明は、空気熱源のヒートポンプ装置に係り、特に
室外熱交換器に付着した霧を効率的に融かし、デフロス
トを短時間で終了すると−トポンプ装置に関するもので
ある。

〔従来の技術〕

従来、この腫の装置として例えばインバータヒートポン
プ（東芝製、型名ＲＡＳ−２２５ＮＫＥ［ＶＲ，昭和６
０年製造）があり、その冷媒回路を第８図に示す。

同図において、３０は圧縮機、３１は四方弁。

３２は室内熱交換器、３３は電気式膨張弁、３４は室外
熱交換器、３５は圧縮機１の吐出管より分岐し、電気式
膨張弁３３と室外熱交換器３４とを接続する配管に接続
したガスバイパス管、３６はガスバイパスＷ３５の中途
に設けられた電磁弁である。

次に動作について説明する。暖房運転では圧縮機３０よ
り吐出された高温高圧の冷媒は、四方弁３１を経て室内
熱交換器３２に流入し冷却されて液体となる。そして電
気式膨張弁３３により低温低圧の気液二相の冷媒となっ
て室外熱交換器３４に流入し外気より吸熱して蒸発し気
体となり、再び四方弁３１を通り圧縮機３０に吸入され
る循環サイクルを形成、している。そして室外熱交換器
３４に霜が’ｔ１Ｍしてデフロスト運転に入ると、電磁
弁３６が開かれ、圧縮機３０から吐出される高温高圧の
冷媒は、ガスバイパス管３５から室外熱交換器３４に流
入し、室外熱交換器３４に蓄積された霜を、その入口側
より出口に向けて順に融かし、四方弁３１を経て再び圧
縮機３０に吸入される。

霜が全部融けると、ガスバイパス管３５の中途の電磁弁
３６を閉じ再び暖房を開始する。

［発明が解決しようとする問題点〕 従来の装置は以上のように構成されているので、室外熱
交！ｓ、器の霜が早く融けた部分からの外気への放熱が
大きく、このため効率良くデフロストが行われず、デフ
ロスト運転が長くなるという問題がある。また外風があ
る場合には、放熱量が太きくな抄すぎて、付着した霜を
融かしきれなくなるという問題があった。

この発明は、上記のような問題点を解消するなめになさ
れたもので、デフロスト時に室外熱交換器に冷媒を適正
に分配し、外気への放熱を抑えて霜を効率的に融かし、
デフロストを短時間で行える空気熱源ヒートポンプ装置
を得ることを目的とする。

〔問題点を解決するための手段〕

この発明に係るヒートポンプ装置は、デフロスト運転時
に、冷媒の流れを室外熱交換器の位置的に高い部分から
低い部分に流れるよう流路を構成するとともに、室外熱
交換器に流入する冷媒を入口側と中間部とに選択的に切
換える手段を設けたものである。

また、この発明の別の発明に係わるヒートポンプ装置は
、上記のものにおいて、デフロスト状態を検出して上記
切換手段に選択的に開閉指令を与える手段を設けたもの
である。

〔作用〕

この発明のと一トポンプ装置においては、デフロスト運
転時に冷媒が室外熱交換器の位置的に高い部分の伝熱管
から低い部分の伝熱管に流れることにより、更に室外熱
交換器へのデフロスト用ホットガスは、デフロスト状態
に応じて切換え手段により室外熱交換器の入口側又は中
間部より選択的に流入されるから、デフロスト時の放熱
が抑えられ、効率の良い短時間でのデフロストが可能に
なる。

〔発明の実施例〕

以下、この発明の一実施例を図について説明する。

第１図において、工は圧縮機、２は逆止弁、３、は四方
弁、４は室内熱交換器、５は温度式膨張弁。

６は室外熱交換器、７は温度式膨張弁５の感温筒である
。また、８は圧縮機吐出口部１ａと室外熱交換器６の入
口部伝熱管６ａ及び中間部伝熱管６ｂ（第２図参照）と
にそれぞれ接続し、中途に電磁弁９，１０を設けたホッ
トガスバイパス官、１１は室外熱交換器６の入口部と中
間部との同の伝熱管６ｂに設けられた第１の温度センサ
ー、１２は室外熱交換器６の出口部配管に設けた第２の
温度センサー、１３は第１および第２の温度センサー１
１，１２からの温度信号に基づいて電磁弁９゜１０を開
閉制御する制御器である。

第２図は室外熱交換器６のデフロスト時の冷媒の流れと
、ホットガスバイパス管８の接続位置と、第１．第２の
温度センサー１１．１２の設置位置関係を示したもので
、デフロスト時に冷媒は室外熱交換器６の最上部伝熱Ｉ
ｗ６ａ又は、中間部伝熱管６ｂより流入し最下部伝熱管
より流出する。また第１温度センサー１１は室外熱交換
器６の中間部より冷媒の流入する伝熱管の上流部に、第
２温度センサー１２は最下部伝熱管の冷媒流出部にそれ
ぞれ設けられている。

第３図は、制御Ｉ＃１３の構成を示すもので、１１．１
２はサーミスタよりなる上記の第１．第２の温度センサ
ー、１４，１６は第１．第２温度センサー１１．１２か
らの出力電圧に相当する配管温度Ｔｅ１．Ｔｅ２と、可
変抵抗＄１５，１７により設定された第１．第２の基準
温度ＴＢ１．Ｔ日２とをそれぞれ比較するコンパレータ
、１８はコンパレータ１５，１７の出力を入力端子１１
゜■２から取り込み、その出力信号を演算処理すること
により、出力端子０１から電磁弁９に、出力端子０２か
ら電磁弁１０にそれぞれ開閉信号を出力するマイクロコ
ンピュータである。上記のように構成されたヒートポン
プ装置において、暖房運転を行い室外熱交換器６に霜が
蓄積してデフロスト運転に切り換わると、制御器１３の
出力端子０１より電磁弁９にこれを開にする信号を出力
し、電磁弁９を開く。これに伴い圧縮機１から吐出され
た高温高圧冷媒はホットガスバイパス管８を経て室外熱
交換器６の入口側から流入し、入口部分から順次出口部
に向って霜を融かしてゆ（。そして室外熱交換器６のほ
ぼ中間部の伝熱管６ｂに設けた第１の温度センサー１１
により検出した伝熱管の温度Ｔａ１と可変抵抗器１５に
より設定された第１の基準温度Ｔ’ｓ１とをコンパレー
タ１５によって比較し、Ｔｅ１．）Ｔａ１となり室外熱
交換器６の上部から中間部まで霜が融けたことを検知す
ると、制御器１３のマイクロコンピュータ１８の出力端
子の０１からは電磁弁９に閉信号を、出力端子０２から
は電磁弁１０に開信号をそれぞれ出力する。これにより
室外熱交換＃６の霜の融けていないほぼ中間部伝熱管に
圧縮機１から吐出された高温冷媒を流入して、室外熱交
換器６の中間部から出口部にかけて霜を順に融かす。ま
た室外熱交換Ｍ６の出口部配管に設けた第２の温度セン
サー１２により検出した配管温度Ｔ６２と可変抵抗器１
６により設定された第２の基準温度Ｔｅ２とをコンパレ
ータ１７によって比較する。モしてＴｅ２）ＴＢｚとな
り霜の融けたことを検知すると、マイクロコンピュータ
１８の出力端子０１から電磁弁１０に閉信号を出力して
電磁弁１０を閉じ、再び暖房運転を行う。

このように霜の融けた部分には冷媒を流さず、霜のある
部分のみ冷媒を流すように構成しているため、熱交換器
からの放熱を小さくでき、霜を効率良く融かしてデフロ
ストを短時間で行えるという効果がある。またさらにデ
フロスト時に冷媒を室外熱交換器の位置的に最高部、ま
たは中間部より流入させ出口部を最下部としているため
、冷媒の流れを入口側から中間部に切換えても冷媒の溜
り込みがないという効果がある。

上記実施例では、室外熱交換Ｗｉ６の入口部と中間部伝
熱管のそれぞれに接続するホットガスバイパス管８に電
磁弁９，１０とを設けるものについて説明したが、ホッ
トガスバイパス管８に三方弁を設けて、一方を室外熱交
換器６の入口部伝熱管に、もう一方を中間部伝熱管に接
続しても同様の動作を期待できる。第４図〜第６図は三
方弁を設ける場合の実施例を示すものである。

第４図および第５図において、第１．第２図の電磁弁９
，１０の替わりに三方弁２０が設けられている点を除け
ばすべて第１図及び第２図と同一の構成になっている。

また第６図は、第３図のマイクロコンピュータ１８の出
力端子が０１，０２の２つから０１の１つに替わった点
を除けば第３図と同一の構成になっている。

次に、動作について説明する。デフロスト運転が開始さ
れると制御器１３のマイクロコンピュータ１８の出力端
子０１より三方弁２０に信号を出力し、圧縮機１の吐出
冷媒を室外熱交換器６の入口部伝熱管６ａより流入させ
る。そして室外熱交換器６の中間部に設けた第１の温度
センサー１１とコンパレータ１５とによって中間部まで
霜の融けたことを検知すると、再びマイクロコンピュー
タ１８の出力端子０１より三方弁２０に出力を発して圧
縮機１の高温冷媒を中間部伝熱管６ｂより流入させ、中
間部から出口部の霜を融かす。そして室外熱交換器６の
出口部に設けた第２の温度センサー１２によって出口部
まで霜の融けたことが検知されると、マイクロコンピュ
ータ１８の出力端子０１より三方弁２０に信号を出力し
、三方弁２０を閉じて暖房運転に入る。

従って上記の実施例では冷媒流入位置を室外熱交換器６
の入口部と中間部に切換える動作を三方弁２０によって
行っているものであり、全く同様の効果があり、この場
合切換弁が一つで良いという効果がある。

また、上記実施例では室外熱交換器６の中間部の伝熱管
に温度センサー１１を設けて、中間部まで霜の融けたこ
とを検知してホットガスバイパス管８からの冷媒を入口
部から中間部に切換え、これより流入させるよう制御し
ているが、温度センサー１１を設けずにマイクロコンピ
ュータ１８でデフロスト開始時からの時間をカウントし
て一定時間後に切換えても良く、センサーが一ついらな
くなるという効果がある。

上記実施例では、デフロストをホットガスバイパスで行
うものについて述べたが、四方弁を切換えて行うリバー
スサイクルでデフロストを行うことができる。

第７図は、この場合の実施例を示すもので、デフロスト
時に室外熱交換器６に流入する冷媒を電磁弁９，１０に
より切換え、デフロスト開始時は電磁弁９を開き室外熱
交換器６の入口部から中間部の霜を融かし、その後、電
磁弁９を閉じるとともに電磁弁１０を開き、冷媒を中間
部から流入させて、中間部から出口部の霜を融かすよう
にしたものである。なお２１は逆止弁であり、その他の
記号は第１図と全く同様のものである。

この実施例においても上記実施例と同様の効果が得られ
る。

〔発明の効果〕

以上のように、この発明によれば、デフロスト運転時に
霜の融は具合を検知する手段と、冷媒の流れを室外熱交
換器の入口側と中間とに選択的に切換える手段を設けた
ことによって霜のある部分のみに冷媒を流すようにした
ので、霜の融けた部分からの放熱が小さく効率良くデフ
ロストを行なうことができ、ひいてはデフロストを短時
間で終了できるという効果がある。

【図面の簡単な説明】

第１図はこの発明の一実施例によるヒートポンプ装置の
構成を示す図、第２図は第１図の室外熱交換器のデフロ
スト時の冷媒の流れ、配管の接続位置関係と温度センサ
ー設置位置関係を示す外観図、第３図は第１図の制御器
の内部構成を示す回路図である。 第４図は切換え手段が三方弁を用いた本発明の他の実施
例を示す構成図、第５図は第４図における室外熱交換器
の外観図、第６図は第４図の実施例における制御器の回
路図、また第７図はデフロストをリバース・サイクルで
行う本発明のさらに他の実施例を示す図である。第８図
は従来のホットガスバイパスによってデフロストを行う
ヒートポンプの構成を示す図である。図において、１は
圧縮機、２は逆止弁、３は四方弁、４は室内熱交換器、
５は温度式膨張弁、６は室外熱交換器、８はホットガス
バイパス管、９．１０は電磁弁、１１゜１２ば温度セン
サー、１３ばｆｆ１ｌｌ＃讐、１４，１６はコンパレー
タ、１５，１７は可変抵抗譬、１８はマイクロコンピュ
ータである。 なお、図中同一符号は同−又は相当部分を示す。

Claims (7)

【特許請求の範囲】
1. （１）圧縮機、四方弁、室内熱交換器、流量制御弁、室
   外熱交換器を接続してなるヒートポンプ装置において、
   デフロスト運転時に冷媒の流れを、室外熱交換器の入口
   側と中間部とに選択的に切換える手段を設けたことを特
   徴とするヒートポンプ装置。
2. （２）上記の室外熱交換器の入口側と中間部とに冷媒の
   流れを切換える手段が三方弁で構成されていることを特
   徴とする特許請求の範囲第１項記載のヒートポンプ装置
   。
3. （３）上記の室外熱交換器の入口側と中間部とに冷媒の
   流れを切替える手段が、室外熱交換器の冷媒上流側で分
   岐し、入口側と中間部とにそれぞれ設けた開閉弁で構成
   されていることを特徴とする特許請求の範囲第１項記載
   のヒートポンプ装置。
4. （４）デフロスト運転時の冷媒の流れが室外熱交換器の
   位置的に高い部分から低い部分に流れるようになってい
   ることを特徴とする特許請求の範囲第１項に記載のヒー
   トポンプ装置。
5. （５）圧縮機、四方弁、室内熱交換器、流量制御弁、室
   外熱交換器を接続してなるヒートポンプ装置において、
   デフロスト運転時に冷媒の流れを、室外熱交換器の入口
   側と中間部とに選択的に切替える手段と、デフロスト状
   態を検知する手段と、この検出手段からの信号に基づい
   て上記切換手段に開閉指令を与える制御手段を設けたこ
   とを特徴とするヒートポンプ装置。
6. （６）デフロスト状態を検知する手段が、室外熱交換器
   の入口側と中間部との間に設けた第１の温度センサーと
   、室外熱交換器の出口部に設けた第２の温度センサーと
   から構成されていることを特徴とする特許請求の範囲第
   ５項記載のヒートポンプ装置。
7. （７）デフロスト状態を検知する手段が、タイマーと、
   室外熱交換器の出口部に温度センサーとから構成されて
   いることを特徴とする特許請求の範囲第５項記載のヒー
   トポンプ装置。