JPH08320172A

JPH08320172A - 空気調和機

Info

Publication number: JPH08320172A
Application number: JP15085495A
Authority: JP
Inventors: Takaharu Miya; 隆治宮; Junichi Saito; 順一斉藤; Kazutoyo Kagami; 一豊鏡; Koji Nagae; 公二永江
Original assignee: Sanyo Electric Co Ltd
Current assignee: Sanyo Electric Co Ltd
Priority date: 1995-05-25
Filing date: 1995-05-25
Publication date: 1996-12-03

Abstract

(57)【要約】【目的】迅速かつ効果的な除霜を可能とする空気調和
機を提供する。【構成】ボイラ等の外部熱源を利用した加熱器５を前
記室外熱交換器に並列に配置したヒートポンプ式の空気
調和機において、圧縮機１の吐出側と室外熱交換器３を
接続して四方弁４をバイパスするバイパス配管１１を設
ける構成とし、暖房運転から除霜運転への切り換えの際
に、暖房運転時の四方弁４の位置を切り換えることな
く、圧縮機から吐出された冷媒を、バイパス配管１１を
通って直接室外熱交換器３に導入できるので、切換えに
よる騒音の発生がなく、また、圧縮機の一次的な停止も
必要ないので迅速に除霜を行なうことができる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、暖房時に外部熱源とし
てボイラ熱源などを利用できるヒートポンプ式の空気調
和機に関する。

【０００２】

【従来の技術】ヒートポンプ式の空気調和機の冷凍サイ
クルは、圧縮機、室内熱交換器、膨張弁、室外熱交換
器、四方弁から構成され、この四方弁を用いて暖房時に
は、室内熱交換器が凝縮器として作用し、冷房時には、
室内熱交換器が蒸発器として作用するように冷媒の流れ
を切り換えられるようになっている。

【０００３】この種のヒートポンプ式の空気調和機で
は、暖房時に蒸発器として作用する室外熱交換器に着霜
が生じることがあり、このような着霜が生じると暖房効
率が低下するので、適宜、除霜をする必要がある。そし
て、除霜する場合には、四方弁を切り換えることによっ
て運転モードを冷房運転に切り換え、室内空気を熱源と
して、室外熱交換器を凝縮器として作用させることによ
り、室外熱交換器の除霜を行っている。

【０００４】一方、特公平１ー２５９７５号公報に開示
されているように、ヒートポンプ式の空気調和機の中に
は、特に、寒冷地での暖房用に対応できるように、ボイ
ラ熱源などを利用した加熱器を設け、この加熱器により
冷媒を加熱するようにしたものも開発されている。この
ような加熱器を利用して除霜運転した場合には、迅速な
除霜が期待される。

【０００５】この場合においても、除霜運転をする際に
は、四方弁を切り換えるが、かかる除霜運転時には冷媒
の高圧側と低圧側とが逆転するため、暖房運転を除霜運
転に切り換える際には、一度圧縮機を停止して冷凍サイ
クルの高圧と低圧の圧力差を緩和した後に四方弁におけ
る切り換えをおこなっている。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】しかし、暖房運転時か
ら除霜運転に切り換えるために四方弁を切り換えると、
その切り換えによる機械音の他、急激な冷媒の管内圧力
差が生じるために騒音が発生するという不都合がある。

【０００７】また、暖房運転から除霜運転時に切り換え
る際は、圧縮機を一時停止する必要があるため、除霜に
時間がかかるという問題がある。

【０００８】そこで、本発明の目的は、前記従来技術の
問題点を解決し、迅速かつ効果的な除霜を可能とする空
気調和機を提供することにある。

【０００９】

【課題を解決するための手段】前記の目的を達成するた
めに、請求項１に記載の発明は、圧縮機、四方弁、室内
熱交換器、膨張弁、室外熱交換器により構成される冷凍
サイクルに、ボイラ等の外部熱源を利用した加熱器を前
記室外熱交換器に並列に配置したヒートポンプ式の空気
調和機において、前記圧縮機の吐出側と前記室外熱交換
器を接続して前記四方弁をバイパスするバイパス配管を
設けたことを特徴とするものである。

【００１０】また、請求項２に記載の発明は、圧縮機、
四方弁、室内熱交換器、膨張弁、室外熱交換器により構
成される冷凍サイクルに、ボイラ等の外部熱源を利用し
た加熱器を前記室外熱交換器に並列に配置したヒートポ
ンプ式の空気調和機において、前記圧縮機の吐出側と前
記室外熱交換器を接続して前記四方弁をバイパスするバ
イパス配管を設け、且つ前記室外熱交換器と前記加熱器
とを接続する配管には前記加熱器から室外熱交換器への
冷媒の流入を遮断する二方弁を設けたことを特徴とする
ものである。

【００１１】

【作用】請求項１に記載の発明によれば、暖房運転から
除霜運転に切り換える際には、直接、ボイラなどの外部
熱源を利用した加熱器で加熱された冷媒ガスを室外熱交
換器に導入して室外熱交換器の除霜をする。このよう
に、加熱された冷媒ガスを直接導入することによって、
短時間で効果的な除霜ができる。

【００１２】この除霜運転への切り換えの際には、暖房
運転時の四方弁の位置を切り換えることなく、圧縮機か
ら吐出された冷媒を、バイパス配管を通って直接室外熱
交換器に導入する。

【００１３】このように、冷媒ガスは四方弁を通らずに
バイパス配管を通るため、四方弁の切り換えが必要ない
ため切換えによる騒音の発生がなく、また、圧縮機の一
次的な停止も必要ないので迅速に除霜を行なうことがで
きる。

【００１４】請求項２に記載の発明によれば、上述した
請求項１に記載の発明に加えて、加熱器による暖房運転
中に、加熱器で加熱された冷媒ガスが、二方弁によって
室外熱交換器に流入するのを阻止する。従って、冷媒ガ
スが低圧状態にある室外熱交換器で凝縮することによっ
て冷凍サイクルでの冷媒循環量が減少するいわゆる寝込
み現象を確実に防止できるので、ボイラ熱を利用して熱
効率の良い暖房を行える。

【００１５】

【実施例】以下、本発明による空気調和機の一実施例に
ついて添付の図面を参照して説明する。図１は、本実施
例による空気調和機の冷凍サイクルを示したもので、矢
印で暖房運転時の冷媒の流れを示す。

【００１６】この図１に示すように、冷凍サイクルには
圧縮機１、室内熱交換器２、室外熱交換器３、四方弁４
が設けられている。圧縮機１の吐出側は、四方弁４を介
して室内熱交換器２の暖房時における入り口側に接続さ
れている。更に、室内熱交換器２の出口側は、膨張弁と
して用いられる第３開閉弁７、第２開閉弁９を介して室
外熱交換器３の暖房時における入り口側と接続されてい
る。この室外熱交換器３の出口側は、四方弁４に接続さ
れている。二方弁１０は、暖房時並びに冷房時に開放し
て、室外熱交換器３から四方弁４へもしくはその逆に冷
媒を流すが、除霜時には閉じる（後述する）逆止弁
（「両切弁」とも言う）が用いられている。さらに、四
方弁４は、圧縮機１の吸込み側と接続されて、室内熱交
換器２、室外熱交換器３、四方弁４、圧縮機１を冷媒が
循環する冷凍サイクルが形成されている。

【００１７】このような冷媒回路において、ボイラを外
部熱源とする加熱器５が室外熱交換器３と並列的に接続
されているが、加熱器５の入り口側には、使用時に冷媒
の導入を許可する第１開閉弁８が設けられ、その出口側
は、圧縮機１の吸込側に接続されている。

【００１８】本実施例では、圧縮機１の吐出側と室外熱
交換器３の暖房時における出口側とが四方弁４をバイパ
スするバイパス配管１１によって直接接続されており、
このバイパス配管１１の途中には、冷媒の流入を許可し
または阻止する仕切弁１２が設けられている。

【００１９】このバイパス配管１１は、ヒートポンプ利
用の暖房運運転から除霜運転へ切り換える際に、四方弁
４の位置を切り換えることなく、圧縮機１から吐出され
た冷媒を、バイパス配管１１を通って室外熱交換器３に
直接導入するものである。

【００２０】このように、除霜運転時に圧縮機１から吐
出された冷媒ガスの一部は四方弁４を通らずにバイパス
配管１１を通るため、暖房運運転から除霜運転へ四方弁
４の切り換えが必要ない。これによって、四方弁４の切
換えによる騒音の発生がなく、また、圧縮機の一次的な
停止も必要ないので迅速に除霜を行なうことができる。

【００２１】なお、第３開閉弁７、第１開閉弁８、第２
開閉弁９は、それぞれの弁につながる室内熱交換器２、
加熱器５、室外熱交換器３の使用時に開放され、不使用
時に閉じられる弁が用いられるが、室内熱交換器２の下
流に設けられる第３開閉弁７については、流量を絞り膨
張弁として機能する弁を用いることによって、全体の構
成を簡易にできる。

【００２２】次に、本実施例の作用について説明する。

【００２３】通常の空気熱源による暖房運転時には、図
１に示すように、第３開閉弁７、第２開閉弁９は開いた
状態で、第１開閉弁８が閉じられる。冷媒ガスの流れは
矢印で示すように、圧縮機１から吐出された冷媒ガス
は、四方弁４を通って凝縮器として作用する室内熱交換
器２で凝縮する際に熱を放出した後、第３開閉弁７で絞
られて減圧されてから、室外熱交換器３で蒸発して外気
との間で熱を取り込んだあと、二方弁１０、四方弁４を
流れて圧縮機１の吸込み側に戻る。かかる空気熱源によ
る暖房運転時には、室外熱交換器３で霜が付くことがあ
り、そのような着霜が生じると熱効率が低下し、所望の
暖房効果が得られなくなるので除霜する必要がある。

【００２４】除霜運転は、図２に示すように加熱された
冷媒ガスを室外熱交換器３に導入しておこなうが、本実
施例では、外部熱源を利用した加熱器５で加熱した冷媒
を導入することによって、迅速且つ効果的に除霜でき
る。

【００２５】この除霜運転をする場合には、第３開閉弁
７並びに二方弁１０が閉じられ、第１開閉弁８、第２開
閉弁９がそれぞれ開かれる。また、バイパス配管１１の
仕切弁１２も開かれる。そして、加熱器５でボイラ熱を
蒸発潜熱として取り込んだ冷媒ガスは、圧縮機１へ吸い
込まれる。その後、この冷媒ガスは圧縮機１から吐出さ
れて、バイパス配管１１を通る。ここで、二方弁１０が
閉じられているため、着霜した室外熱交換器３に直接送
られ、冷媒ガスの凝縮潜熱により室外熱交換器３に着霜
した霜が迅速に除去される。冷媒ガスは、第２開閉弁
９、第１開閉弁８を介して加熱器５に導入されて加熱さ
れる。

【００２６】一方、室内熱交換器２では、第３開閉弁７
が閉じられているため、圧縮機から吐出された冷媒ガス
の一部は四方弁４を介して流れ込むもののその状態が保
たれているため、除霜終了後に、暖房運転を再開したと
きの立ち上がりが良好となる。

【００２７】ボイラ熱源を利用した暖房運転をする場合
には、図３において、第２開閉弁９が閉じられ、第１開
閉弁８が開かれる。また、バイパス配管１１の仕切弁１
２は閉じられる。この状態では、冷媒加熱熱交換器５で
強制的にボイラ熱により加熱された冷媒ガスが圧縮機１
に供給されるので、室内熱交換器２では、より多量の熱
が放出されて十分な暖房を行うことができる。

【００２８】このボイラ熱源を利用した暖房運転時に
は、二方弁１０は、加熱器５で加熱された冷媒ガスが室
外熱交換器３に流入するのを阻止する。従って、冷媒ガ
スが低圧状態にある室外熱交換器３で凝縮することによ
って冷凍サイクルでの冷媒循環量が減少するいわゆる寝
込み現象を確実に防止できるので、ボイラ熱を利用して
熱効率の良い暖房を行うことができる。

【００２９】本発明は上述した実施例に限定されず、本
発明の要旨を逸脱しない範囲で種々変形可能である。

【００３０】例えば、上述の実施例では、室内熱交換器
２と第３開閉弁７とを複数個並列につないだマルチ型の
空気調和機とし、冷房、暖房運転時に必要に応じて（負
荷に応じて）開度を調節するようにしたが、これに限ら
ず、室内空気調和器２が一つのシングル型の空気調和機
であっても同様な効果を得ることができる。

【００３１】

【発明の効果】以上の説明から明らかなように、請求項
１の発明によれば、ボイラ等の外部熱源を利用した加熱
器を前記室外熱交換器に並列に配置したヒートポンプ式
の空気調和機において、四方弁をバイパスして圧縮機の
吐出側と室外熱交換器を接続したバイパス配管を設ける
構成であるから、暖房運転から除霜運転に切り換える際
には、直接、ボイラなどの外部熱源を利用した加熱器で
加熱された冷媒ガスにより室外熱交換器の除霜ができ、
短時間で効果的な除霜ができる。

【００３２】しかも、四方弁をバイパスするバイパス配
管を備えているので、暖房運転から除霜運転への切り換
えの際に、暖房運転時の四方弁の位置を切り換えること
なく、圧縮機から吐出された冷媒を、バイパス配管を通
って直接室外熱交換器に導入できるので、切換えによる
騒音の発生がなく、また、圧縮機の一次的な停止も必要
ないので迅速に除霜を行なうことができる。

【００３３】請求項２に記載の発明によれば、上述した
請求項１に記載の発明に加えて、加熱器で加熱された冷
媒ガスが、二方弁によって室外熱交換器に流入するのを
阻止する構成であるから、冷媒ガスが低圧状態にある室
外熱交換器で凝縮することによって冷凍サイクルでの冷
媒循環量が減少するいわゆる寝込み現象を確実に防止で
きるので、ボイラ熱を利用して熱効率の良い暖房を行う
ことができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施例による空気調和機の冷凍サイク
ルを示す回路図であり、空気熱源によるう暖房運転時の
冷媒ガスの流れを示す図である。

【図２】本発明の実施例による空気調和機の冷凍サイク
ルを示す回路図であり、除霜運転時の冷媒ガスの流れを
示す図である。

【図３】本発明による空気調和機の冷凍サイクルを示す
回路図であり、外部熱源による暖房運転時の冷媒ガスの
流れを示す図である。

【符号の説明】

１圧縮機２室内熱交換器３室外熱交換器４四方弁５加熱器１０二方弁１１バイパス配管

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者永江公二大阪府守口市京阪本通２丁目５番地５号三洋電機株式会社内

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】圧縮機、四方弁、室内熱交換器、膨張
弁、室外熱交換器により構成される冷凍サイクルに、ボ
イラ等の外部熱源を利用した加熱器を前記室外熱交換器
に並列に配置したヒートポンプ式の空気調和機におい
て、前記圧縮機の吐出側と前記室外熱交換器を接続して前記
四方弁をバイパスするバイパス配管を設けたことを特徴
とする空気調和機。
【請求項２】圧縮機、四方弁、室内熱交換器、膨張
弁、室外熱交換器により構成される冷凍サイクルに、ボ
イラ等の外部熱源を利用した加熱器を前記室外熱交換器
に並列に配置したヒートポンプ式の空気調和機におい
て、前記圧縮機の吐出側と前記室外熱交換器を接続して前記
四方弁をバイパスするバイパス配管を設け、且つ前記室
外熱交換器と前記加熱器とを接続する配管には前記加熱
器から室外熱交換器への冷媒の流入を遮断する二方弁を
設けたことを特徴とする空気調和機。