JP2002318039A - 空気調和機 - Google Patents
空気調和機Info
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- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F25—REFRIGERATION OR COOLING; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS; MANUFACTURE OR STORAGE OF ICE; LIQUEFACTION SOLIDIFICATION OF GASES
- F25B—REFRIGERATION MACHINES, PLANTS OR SYSTEMS; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS
- F25B2400/00—General features or devices for refrigeration machines, plants or systems, combined heating and refrigeration systems or heat-pump systems, i.e. not limited to a particular subgroup of F25B
- F25B2400/13—Economisers
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F25—REFRIGERATION OR COOLING; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS; MANUFACTURE OR STORAGE OF ICE; LIQUEFACTION SOLIDIFICATION OF GASES
- F25B—REFRIGERATION MACHINES, PLANTS OR SYSTEMS; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS
- F25B2400/00—General features or devices for refrigeration machines, plants or systems, combined heating and refrigeration systems or heat-pump systems, i.e. not limited to a particular subgroup of F25B
- F25B2400/23—Separators
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- Compression-Type Refrigeration Machines With Reversible Cycles (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【課題】暖房運転時に四方弁を切り替えて冷媒循環方向
を逆にすることによる除霜（リバース除霜）を行うガス
インジェクション機能を備える空気調和機において、リ
バース除霜時間を短縮させることにより室内環境の悪化
を少なくする。 【解決手段】暖房運転時において、リバース除霜を行う
前に室外熱交換器温度が所定温度以下および暖房運転時
間が所定時間経過した場合、膨張弁の開度を調整するこ
とにより圧縮途中の高温ガスを気液分離器へ逆流させ
て、室外熱交換器の温度を上昇させる。
を逆にすることによる除霜（リバース除霜）を行うガス
インジェクション機能を備える空気調和機において、リ
バース除霜時間を短縮させることにより室内環境の悪化
を少なくする。 【解決手段】暖房運転時において、リバース除霜を行う
前に室外熱交換器温度が所定温度以下および暖房運転時
間が所定時間経過した場合、膨張弁の開度を調整するこ
とにより圧縮途中の高温ガスを気液分離器へ逆流させ
て、室外熱交換器の温度を上昇させる。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】この発明は、暖房運転時に四
方弁を切り替えて冷媒循環方向を逆にすることによる除
霜（リバース除霜）を行うガスインジェクション機能を
備える空気調和機の除霜技術に係わるものである。
方弁を切り替えて冷媒循環方向を逆にすることによる除
霜（リバース除霜）を行うガスインジェクション機能を
備える空気調和機の除霜技術に係わるものである。
【０００２】
【従来の技術】従来より、ヒートポンプ式空気調和機等
の効率向上を図るものとして、図１に示すように、凝縮
器と蒸発器の間に２個の膨張弁とその間に気液分離器を
設け、気液分離器内のガス冷媒を圧縮機の圧縮室にイン
ジェクションする機能を備える空気調和機が知られてい
る。
の効率向上を図るものとして、図１に示すように、凝縮
器と蒸発器の間に２個の膨張弁とその間に気液分離器を
設け、気液分離器内のガス冷媒を圧縮機の圧縮室にイン
ジェクションする機能を備える空気調和機が知られてい
る。
【０００３】圧縮機にインジェクションされるガス冷媒
流量（即ち、インジェクションガス流量）は、インジェ
クション通路の長さおよび径、インジェクション通路と
圧縮室をつなぐインジェクションポートの径および位置
などの圧縮機形状、気液分離器内の圧力（即ち、インジ
ェクション圧力）、吸込圧力などの運転条件によって決
定される。圧縮室にインジェクションされるインジェク
ションガス流量とインジェクション圧力の関係は、図２
に示すように、インジェクション圧力が高いほどインジ
ェクションガス流量は増加する。
流量（即ち、インジェクションガス流量）は、インジェ
クション通路の長さおよび径、インジェクション通路と
圧縮室をつなぐインジェクションポートの径および位置
などの圧縮機形状、気液分離器内の圧力（即ち、インジ
ェクション圧力）、吸込圧力などの運転条件によって決
定される。圧縮室にインジェクションされるインジェク
ションガス流量とインジェクション圧力の関係は、図２
に示すように、インジェクション圧力が高いほどインジ
ェクションガス流量は増加する。
【０００４】このように２個の膨張弁を用いる場合、イ
ンジェクション圧力は膨張弁の開度を調整することによ
り、なるべくインジェクションガス流量を大きくするよ
うに設定する。すなわち、インジェクション圧力が、気
液分離器内のガス冷媒をすべてインジェクションする圧
力Ｃ１になるように、膨張弁の開度を調整する。なお、
インジェクション圧力がＣ０より低い場合には、圧縮機
の圧縮室から気液分離器側へ圧縮途中のガス冷媒が逆流
する。
ンジェクション圧力は膨張弁の開度を調整することによ
り、なるべくインジェクションガス流量を大きくするよ
うに設定する。すなわち、インジェクション圧力が、気
液分離器内のガス冷媒をすべてインジェクションする圧
力Ｃ１になるように、膨張弁の開度を調整する。なお、
インジェクション圧力がＣ０より低い場合には、圧縮機
の圧縮室から気液分離器側へ圧縮途中のガス冷媒が逆流
する。
【０００５】逆流することによって、圧縮途中の高温ガ
ス冷媒が蒸発器入口へ流入するので、蒸発器間でのエン
タルピー差を減少させてしまい、結果としてインジェク
ションしない場合よりも能力および効率は低下する。し
たがって、逆流を避けるために、インジェクション通路
または圧縮機のインジェクションポート部付近に逆止弁
を設けることを行う場合がある。また、逆止弁がなくて
も逆流が発生するような条件において確実に能力および
性能低下を防止するために、特開平１０−１７６８６６
号公報に示すように、インジェクション通路に開閉弁を
設け、冷暖房の能力に応じてインジェクション通路を開
閉することによって、広い能力範囲で高効率な運転を可
能とさせることができる。
ス冷媒が蒸発器入口へ流入するので、蒸発器間でのエン
タルピー差を減少させてしまい、結果としてインジェク
ションしない場合よりも能力および効率は低下する。し
たがって、逆流を避けるために、インジェクション通路
または圧縮機のインジェクションポート部付近に逆止弁
を設けることを行う場合がある。また、逆止弁がなくて
も逆流が発生するような条件において確実に能力および
性能低下を防止するために、特開平１０−１７６８６６
号公報に示すように、インジェクション通路に開閉弁を
設け、冷暖房の能力に応じてインジェクション通路を開
閉することによって、広い能力範囲で高効率な運転を可
能とさせることができる。
【０００６】しかし、これらのような高効率なヒートポ
ンプ式空気調和機においても、特定条件下での暖房運転
時に室外熱交換器が着霜して暖房能力および性能が低下
することから、その着霜を除去する制御を行う必要があ
る。除霜方式としては、四方弁を切り替えて冷媒循環方
向を逆にすることによる除霜方式（以下、リバース除霜
方式）あるいはホットガスバイパス除霜方式があり、こ
の何れかを採用しているものが多い。
ンプ式空気調和機においても、特定条件下での暖房運転
時に室外熱交換器が着霜して暖房能力および性能が低下
することから、その着霜を除去する制御を行う必要があ
る。除霜方式としては、四方弁を切り替えて冷媒循環方
向を逆にすることによる除霜方式（以下、リバース除霜
方式）あるいはホットガスバイパス除霜方式があり、こ
の何れかを採用しているものが多い。
【０００７】リバース除霜方式の場合、室外熱交換器の
温度が低下して着霜状態と判断すると、四方弁を切り替
えて冷媒の流れを逆とし、凝縮熱により室外熱交器の除
霜を行うものである。つまり、暖房運転を中断するの
で、この除霜時間が長いほど室内環境を悪化させてしま
う。
温度が低下して着霜状態と判断すると、四方弁を切り替
えて冷媒の流れを逆とし、凝縮熱により室外熱交器の除
霜を行うものである。つまり、暖房運転を中断するの
で、この除霜時間が長いほど室内環境を悪化させてしま
う。
【０００８】また、ホットガスバイパス除霜方式の場
合、図３に示すように、室外熱交換器の温度が低下して
着霜状態と判断すると、圧縮機から吐出される高温のガ
ス冷媒の一部をバイパス配管を介して室外熱交換器に供
給することにより除霜を行うものである。この場合、冷
凍サイクルの冷媒循環経路が暖房時のままであり、つま
り暖房運転を継続しながら室外熱交換器の除霜ができる
が、リバース除霜方式と比べると室内熱交換器の除霜に
長い時間がかかるために、着霜が多い場合には有効でな
い。
合、図３に示すように、室外熱交換器の温度が低下して
着霜状態と判断すると、圧縮機から吐出される高温のガ
ス冷媒の一部をバイパス配管を介して室外熱交換器に供
給することにより除霜を行うものである。この場合、冷
凍サイクルの冷媒循環経路が暖房時のままであり、つま
り暖房運転を継続しながら室外熱交換器の除霜ができる
が、リバース除霜方式と比べると室内熱交換器の除霜に
長い時間がかかるために、着霜が多い場合には有効でな
い。
【０００９】そこで、更に効率的な除霜方式として、図
４に示すように、リバース除霜方式とホットガスバイパ
ス除霜方式を組み合わせることにより、より室内環境の
悪化を少なくできるものがある（特開平１１−２５７７
１９号公報参照）。
４に示すように、リバース除霜方式とホットガスバイパ
ス除霜方式を組み合わせることにより、より室内環境の
悪化を少なくできるものがある（特開平１１−２５７７
１９号公報参照）。
【００１０】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、ガスイ
ンジェクション機能を有するヒートポンプ式空気調和機
において、ホットガスバイパス除霜方式とリバース除霜
方式を組み合わせようとすると、インジェクション通路
以外にホットガスバイパス通路を設けることが必要であ
り、装置が複雑化してしまう。この場合、ホットガスバ
イパス通路に開閉弁が付加されるなど部品が多くなるの
で信頼性も低下してしまう。ガスインジェクション機能
を備えるヒートポンプ式空気調和機の除霜効率向上技術
として、特開平５−６０４１１号公報に示すように、冷
媒加熱器を付加するのがあるが、これも装置を複雑化さ
せてしまう。
ンジェクション機能を有するヒートポンプ式空気調和機
において、ホットガスバイパス除霜方式とリバース除霜
方式を組み合わせようとすると、インジェクション通路
以外にホットガスバイパス通路を設けることが必要であ
り、装置が複雑化してしまう。この場合、ホットガスバ
イパス通路に開閉弁が付加されるなど部品が多くなるの
で信頼性も低下してしまう。ガスインジェクション機能
を備えるヒートポンプ式空気調和機の除霜効率向上技術
として、特開平５−６０４１１号公報に示すように、冷
媒加熱器を付加するのがあるが、これも装置を複雑化さ
せてしまう。
【００１１】この発明は、前記課題に鑑みなされたもの
であり、その目的は、ガスインジェクション機能を備え
るヒートポンプ式空気調和機において、ホットガスバイ
パス通路や冷媒加熱装置などの除霜促進装置を付加せず
に除霜の時間を短くすることができることにより、室内
環境の悪化をより少なくするとができるようにした空気
調和機を提供することである。
であり、その目的は、ガスインジェクション機能を備え
るヒートポンプ式空気調和機において、ホットガスバイ
パス通路や冷媒加熱装置などの除霜促進装置を付加せず
に除霜の時間を短くすることができることにより、室内
環境の悪化をより少なくするとができるようにした空気
調和機を提供することである。
【００１２】
【課題を解決するための手段】請求項１の発明では、上
記課題を解決するための手段として、暖房運転時に四方
弁を切り替えて冷媒循環方向を逆にすることによる除霜
（リバース除霜）を行うガスインジェクション機能を備
える空気調和機において、前記リバース除霜を行う前
に、膨張弁の開度を調整することにより、圧縮途中の高
温ガスを気液分離器へ逆流させる膨張弁開度調整手段を
備えたことを特徴とする。
記課題を解決するための手段として、暖房運転時に四方
弁を切り替えて冷媒循環方向を逆にすることによる除霜
（リバース除霜）を行うガスインジェクション機能を備
える空気調和機において、前記リバース除霜を行う前
に、膨張弁の開度を調整することにより、圧縮途中の高
温ガスを気液分離器へ逆流させる膨張弁開度調整手段を
備えたことを特徴とする。
【００１３】請求項２の発明では、上記課題を解決する
ための手段として、暖房運転時に四方弁を切り替えて冷
媒循環方向を逆にすることによる除霜（リバース除霜）
を行うガスインジェクション機能を備える空気調和機に
おいて、室外熱交換器温度センサーとタイマーを備え、
室外熱交換器温度が所定温度以下および暖房運転時間が
所定時間経過した場合、リバース除霜を行う前に膨張弁
の開度を調整することにより、圧縮途中の高温ガスを気
液分離器へ逆流させる膨張弁開度調整手段を備えたこと
を特徴とする。
ための手段として、暖房運転時に四方弁を切り替えて冷
媒循環方向を逆にすることによる除霜（リバース除霜）
を行うガスインジェクション機能を備える空気調和機に
おいて、室外熱交換器温度センサーとタイマーを備え、
室外熱交換器温度が所定温度以下および暖房運転時間が
所定時間経過した場合、リバース除霜を行う前に膨張弁
の開度を調整することにより、圧縮途中の高温ガスを気
液分離器へ逆流させる膨張弁開度調整手段を備えたこと
を特徴とする。
【００１４】請求項３の発明では、上記課題を解決する
ための手段として、請求項１または２記載の空気調和機
において、膨張弁を電動膨張弁とすることを特徴とす
る。
ための手段として、請求項１または２記載の空気調和機
において、膨張弁を電動膨張弁とすることを特徴とす
る。
【００１５】請求項１の発明では、上記手段によって次
のような作用が得られる。即ち、気液分離器に流入した
高温ガス冷媒は、室外熱交換器（蒸発器）に流入して室
外熱交換器の温度を上昇させる。その結果、リバース除
霜において除霜に必要な熱量を少なくすることができる
ので、リバース除霜時間を短縮できる。なお、ガスイン
ジェクション通路からの逆流による除霜方式とリバース
除霜方式およびホットガスバイパス除霜方式の関係は、
図５に示される関係にある。
のような作用が得られる。即ち、気液分離器に流入した
高温ガス冷媒は、室外熱交換器（蒸発器）に流入して室
外熱交換器の温度を上昇させる。その結果、リバース除
霜において除霜に必要な熱量を少なくすることができる
ので、リバース除霜時間を短縮できる。なお、ガスイン
ジェクション通路からの逆流による除霜方式とリバース
除霜方式およびホットガスバイパス除霜方式の関係は、
図５に示される関係にある。
【００１６】請求項２の発明では、上記手段によって次
のような作用が得られる。
のような作用が得られる。
【００１７】即ち、請求項１の発明における作用に加え
て、インジェクション通路からの逆流を適正に行うこと
ができるので、さほど着霜していない場合など、不必要
に逆流を行わないようにできる。その結果、室内環境の
悪化をより少なくすることができる。
て、インジェクション通路からの逆流を適正に行うこと
ができるので、さほど着霜していない場合など、不必要
に逆流を行わないようにできる。その結果、室内環境の
悪化をより少なくすることができる。
【００１８】請求項３の発明では、上記手段によって次
のような作用が得られる。
のような作用が得られる。
【００１９】即ち、請求項１または２の発明における作
用に加えて、２つの膨張弁を電動膨張弁にすることによ
って膨張弁の開度を精度良く調整できるので、インジェ
クション圧力すなわち逆流量を細かく設定できる。
用に加えて、２つの膨張弁を電動膨張弁にすることによ
って膨張弁の開度を精度良く調整できるので、インジェ
クション圧力すなわち逆流量を細かく設定できる。
【００２０】
【発明の実施の形態】以下、本発明の空気調和機の具体
的な実施例について図面に従って詳細に説明する。
的な実施例について図面に従って詳細に説明する。
【００２１】図１は、本発明による空気調和機の構成を
示す実施であり、動作を冷媒循環路に沿って説明する。
配管１ｂから吸入される低圧のガス冷媒は圧縮機１によ
り圧縮されて、高圧のガス冷媒となって配管１ａへ吐出
される。その後、高圧のガス冷媒は、四方弁２を通り、
暖房運転ならば配管３へ、冷房運転ならば配管１５へ流
出する。
示す実施であり、動作を冷媒循環路に沿って説明する。
配管１ｂから吸入される低圧のガス冷媒は圧縮機１によ
り圧縮されて、高圧のガス冷媒となって配管１ａへ吐出
される。その後、高圧のガス冷媒は、四方弁２を通り、
暖房運転ならば配管３へ、冷房運転ならば配管１５へ流
出する。
【００２２】以降、暖房運転時を例として説明する。配
管３を通った高圧のガス冷媒は、室内熱交換器４を通過
する途中で、室内ファン５による送風によって冷却され
て凝縮し、高圧の液冷媒となる。その後、高圧の液冷媒
は配管６を通り、膨張弁７を通過することによって等エ
ンタルピー的にインジェクション圧力まで減圧され、ガ
ス冷媒と液冷媒の２相となる。その後、インジェクショ
ン圧力の２相冷媒は配管８を通り、気液分離器９へ流入
する。気液分離器９では、２相冷媒はガス冷媒と液冷媒
に分離され、ガス冷媒はインジェクション通路９ａへ流
れ、液冷媒は配管１０へ流出する。ただし、インジェク
ション圧力によっては、気液分離器内のガス冷媒が配管
へ流出したり、また、圧縮機１の圧縮室の高温ガス冷媒
がインジェクションポート１ｃを通じて気液分離器９へ
逆流する場合がある。
管３を通った高圧のガス冷媒は、室内熱交換器４を通過
する途中で、室内ファン５による送風によって冷却され
て凝縮し、高圧の液冷媒となる。その後、高圧の液冷媒
は配管６を通り、膨張弁７を通過することによって等エ
ンタルピー的にインジェクション圧力まで減圧され、ガ
ス冷媒と液冷媒の２相となる。その後、インジェクショ
ン圧力の２相冷媒は配管８を通り、気液分離器９へ流入
する。気液分離器９では、２相冷媒はガス冷媒と液冷媒
に分離され、ガス冷媒はインジェクション通路９ａへ流
れ、液冷媒は配管１０へ流出する。ただし、インジェク
ション圧力によっては、気液分離器内のガス冷媒が配管
へ流出したり、また、圧縮機１の圧縮室の高温ガス冷媒
がインジェクションポート１ｃを通じて気液分離器９へ
逆流する場合がある。
【００２３】なお、インジェクション通路９ａには開閉
弁９ｂが備え付けられていて、条件により逆流してしま
う場合（逆流が好ましくない場合）や、後述するリバー
ス除霜時は閉となるようにしてある。
弁９ｂが備え付けられていて、条件により逆流してしま
う場合（逆流が好ましくない場合）や、後述するリバー
ス除霜時は閉となるようにしてある。
【００２４】インジェクション通路９ａへ流れたガス冷
媒は圧縮機１の圧縮室へインジェクションポート１ｃ通
ってインジェクションされ、圧縮室の圧縮途中のガス冷
媒と混合する。一方、配管１０へ流れた液冷媒または２
相冷媒は、膨張弁１１を通過することによって再び等エ
ンタルピー的に減圧されて、低圧の２相冷媒となって、
配管１２へ流出する。その後、低圧の２相冷媒は、室外
熱交換器１３へ流入し、室外ファン１４により送風され
る空気流から吸熱し、低圧のガス冷媒となって配管１５
へ流出する。その後、低圧のガス冷媒は、四方弁２と配
管１ｂを通り、再び圧縮機１に返流する。
媒は圧縮機１の圧縮室へインジェクションポート１ｃ通
ってインジェクションされ、圧縮室の圧縮途中のガス冷
媒と混合する。一方、配管１０へ流れた液冷媒または２
相冷媒は、膨張弁１１を通過することによって再び等エ
ンタルピー的に減圧されて、低圧の２相冷媒となって、
配管１２へ流出する。その後、低圧の２相冷媒は、室外
熱交換器１３へ流入し、室外ファン１４により送風され
る空気流から吸熱し、低圧のガス冷媒となって配管１５
へ流出する。その後、低圧のガス冷媒は、四方弁２と配
管１ｂを通り、再び圧縮機１に返流する。
【００２５】以上、図１の空気調和機について述べた
が、上記のような空気調和機のサイクルをガスインジェ
クションサイクルという。
が、上記のような空気調和機のサイクルをガスインジェ
クションサイクルという。
【００２６】次に、上記の調和機の従来の除霜方法（リ
バース除霜）を説明する。
バース除霜）を説明する。
【００２７】外気温度が０℃付近での暖房運転時には、
室外熱交換器に着霜が発生し、そのまま運転を続ける
と、次第に着霜の程度が大きくなる。着霜は、熱交換器
の空気側熱伝達率を低下させ、その結果、能力および効
率を低下させる。リバース除霜の場合、室外熱交換器１
３の温度が所定温度、かつ、暖房運転時間が所定時間以
上経過した場合に四方弁２を切り替えて冷房時サイクル
（逆サイクル）にして除霜を行う。そして、室外熱交換
器１３の温度が所定温度以上になり、除霜が完了したと
判断すると、四方弁２を再び元に戻して暖房運転を再開
する。なお、逆サイクル時は、インジェクション通路９
ａに備えられた開閉弁９ｂを閉および膨張弁７、１１を
全開としている場合が多い。これは、圧縮機1から吐出
される高温ガス冷媒をなるべく多く室外熱交換器１３へ
流入させるためである。
室外熱交換器に着霜が発生し、そのまま運転を続ける
と、次第に着霜の程度が大きくなる。着霜は、熱交換器
の空気側熱伝達率を低下させ、その結果、能力および効
率を低下させる。リバース除霜の場合、室外熱交換器１
３の温度が所定温度、かつ、暖房運転時間が所定時間以
上経過した場合に四方弁２を切り替えて冷房時サイクル
（逆サイクル）にして除霜を行う。そして、室外熱交換
器１３の温度が所定温度以上になり、除霜が完了したと
判断すると、四方弁２を再び元に戻して暖房運転を再開
する。なお、逆サイクル時は、インジェクション通路９
ａに備えられた開閉弁９ｂを閉および膨張弁７、１１を
全開としている場合が多い。これは、圧縮機1から吐出
される高温ガス冷媒をなるべく多く室外熱交換器１３へ
流入させるためである。
【００２８】リバース除霜方式の場合、暖房運転を中断
するので、この除霜時間が長いほど室内環境を悪化させ
てしまう。したがって、如何にして除霜時間を短くする
かが重要である。除霜時間を短くするには、ホットガス
バイパス除霜方式または冷媒加熱方式を組み合わせるこ
とが実施例としてあるが、これらは装置を複雑化してし
まう。
するので、この除霜時間が長いほど室内環境を悪化させ
てしまう。したがって、如何にして除霜時間を短くする
かが重要である。除霜時間を短くするには、ホットガス
バイパス除霜方式または冷媒加熱方式を組み合わせるこ
とが実施例としてあるが、これらは装置を複雑化してし
まう。
【００２９】そこで、本実施形態では、暖房運転時にリ
バース除霜方式を行うガスインジェクション機能を備え
る空気調和機において、リバース除霜を行う前に膨張弁
の開度を調整することにより圧縮途中の高温ガスを気液
分離器へ逆流させる膨張弁開度調整手段を２０を備えて
いる。この手段２０による膨張弁７、１１の開度調整手
段の基本原理を以下に説明する。
バース除霜方式を行うガスインジェクション機能を備え
る空気調和機において、リバース除霜を行う前に膨張弁
の開度を調整することにより圧縮途中の高温ガスを気液
分離器へ逆流させる膨張弁開度調整手段を２０を備えて
いる。この手段２０による膨張弁７、１１の開度調整手
段の基本原理を以下に説明する。
【００３０】ガスインジェクションサイクルでの暖房運
転時において、インジェクション圧力が図２に示すよう
にインジェクションガス流量が最大となるインジェクシ
ョン圧力Ｃ１となるように２つの膨張弁７、１１の開度
が設定される。なお、本実施形態では、膨張弁の開度は
大きく変化させることができるようになっている。すな
わちインジェクション圧力を大きく変化させることがで
きるようになっている。外気温度が０℃付近において暖
房運転をそのまま続けると、室外熱交換器１３に次第に
着霜し始め、その着霜の度合いが増すとともに空気側熱
伝達が悪化するので、暖房能力および性能が低下する。
このような場合、能力を回復させるために圧縮機１の回
転数を増加させるなどして冷媒循環量を増大させると、
一時的に能力は向上するが、蒸発温度が更に低下して着
霜の度合いが更に悪化してしまうため、さほど能力は向
上しない。また、着霜が増える分、リバース除霜時間が
多くなるので結果として室内環境を悪化させてしまう可
能性がある。 したがって、暖房能力の低下を極力抑え
ながらリバース除霜時間を短くすることが、室内環境の
悪化を少なくすることの重要な手段である。
転時において、インジェクション圧力が図２に示すよう
にインジェクションガス流量が最大となるインジェクシ
ョン圧力Ｃ１となるように２つの膨張弁７、１１の開度
が設定される。なお、本実施形態では、膨張弁の開度は
大きく変化させることができるようになっている。すな
わちインジェクション圧力を大きく変化させることがで
きるようになっている。外気温度が０℃付近において暖
房運転をそのまま続けると、室外熱交換器１３に次第に
着霜し始め、その着霜の度合いが増すとともに空気側熱
伝達が悪化するので、暖房能力および性能が低下する。
このような場合、能力を回復させるために圧縮機１の回
転数を増加させるなどして冷媒循環量を増大させると、
一時的に能力は向上するが、蒸発温度が更に低下して着
霜の度合いが更に悪化してしまうため、さほど能力は向
上しない。また、着霜が増える分、リバース除霜時間が
多くなるので結果として室内環境を悪化させてしまう可
能性がある。 したがって、暖房能力の低下を極力抑え
ながらリバース除霜時間を短くすることが、室内環境の
悪化を少なくすることの重要な手段である。
【００３１】そのため、リバース除霜を行う前に膨張弁
７、１１の開度を調整することにより圧縮途中の高温ガ
スを気液分離器９へ逆流させて室外熱交換器１３の温度
を上昇させておくことによって、図６に示すように、リ
バース除霜時間を短くすることができる。
７、１１の開度を調整することにより圧縮途中の高温ガ
スを気液分離器９へ逆流させて室外熱交換器１３の温度
を上昇させておくことによって、図６に示すように、リ
バース除霜時間を短くすることができる。
【００３２】次に、図７に示すフローチャートで、更に
図１の実施例を説明すると、膨張弁開度調整手段２０
は、室外熱交換器１３に付設された室外熱交換器温度セ
ンサ２１により検出される室外熱交換器温度Ｔｅと、室
外制御部１９に設置された内部タイマー２１により計測
される暖房運転時間ＴＴに基づいて行われる。通常の暖
房運転から、インジェクションポートから逆流を起こさ
せる運転に移行するのは、室外熱交換器温度Ｔｅが基準
温度以下Ｔｅ０以下になったとき、かつ、暖房運転時間
ＴＴが基準時間ＴＴ０以上になったときとしている。
図１の実施例を説明すると、膨張弁開度調整手段２０
は、室外熱交換器１３に付設された室外熱交換器温度セ
ンサ２１により検出される室外熱交換器温度Ｔｅと、室
外制御部１９に設置された内部タイマー２１により計測
される暖房運転時間ＴＴに基づいて行われる。通常の暖
房運転から、インジェクションポートから逆流を起こさ
せる運転に移行するのは、室外熱交換器温度Ｔｅが基準
温度以下Ｔｅ０以下になったとき、かつ、暖房運転時間
ＴＴが基準時間ＴＴ０以上になったときとしている。
【００３３】まず、ステップＳ１において、室外熱交換
器が着霜状態か判断し、着霜状態とするとステップＳ２
に進む。着霜状態か否かの判断は、室外熱交換器温度Ｔ
ｅが所定基準温度以下となった場合としてもよいし、そ
の他の着霜検知手段を用いてもよい。ステップＳ２では
室外熱交換器温度Ｔｅと基準温度Ｔｅ０が比較され、室
外熱交換器温度Ｔｅが基準温度Ｔｅ０より低い場合、ス
テップＳ３に進む。次にステップＳ３では、暖房運転時
間ＴＴと、基準時間ＴＴ０が比較され、暖房運転時間Ｔ
Ｔが基準時間ＴＴ０より大きければ、ステップＳ４へ移
行して、膨張弁開度調整手段２０によってインジェクシ
ョンポートからの逆流を行う。次に、ステップＳ５で
は、暖房運転時間ＴＴと基準時間ＴＴ１が比較され、暖
房運転時間ＴＴが基準時間ＴＴ１より大きければ、ステ
ップＳ６に進み、従来のリバース除霜運転を行う。ステ
ップＳ７では、室外熱交換器の除霜が完了したかどうか
を判断し、除霜が完了したと判断すると、リバース除霜
運転を終了し、通常の暖房運転を再開する。なお、除霜
完了の判断は、室外熱交換器温度Ｔｅが所定温度以上と
なった場合でもよいし、その他の除霜終了検知手段を用
いてもよい。
器が着霜状態か判断し、着霜状態とするとステップＳ２
に進む。着霜状態か否かの判断は、室外熱交換器温度Ｔ
ｅが所定基準温度以下となった場合としてもよいし、そ
の他の着霜検知手段を用いてもよい。ステップＳ２では
室外熱交換器温度Ｔｅと基準温度Ｔｅ０が比較され、室
外熱交換器温度Ｔｅが基準温度Ｔｅ０より低い場合、ス
テップＳ３に進む。次にステップＳ３では、暖房運転時
間ＴＴと、基準時間ＴＴ０が比較され、暖房運転時間Ｔ
Ｔが基準時間ＴＴ０より大きければ、ステップＳ４へ移
行して、膨張弁開度調整手段２０によってインジェクシ
ョンポートからの逆流を行う。次に、ステップＳ５で
は、暖房運転時間ＴＴと基準時間ＴＴ１が比較され、暖
房運転時間ＴＴが基準時間ＴＴ１より大きければ、ステ
ップＳ６に進み、従来のリバース除霜運転を行う。ステ
ップＳ７では、室外熱交換器の除霜が完了したかどうか
を判断し、除霜が完了したと判断すると、リバース除霜
運転を終了し、通常の暖房運転を再開する。なお、除霜
完了の判断は、室外熱交換器温度Ｔｅが所定温度以上と
なった場合でもよいし、その他の除霜終了検知手段を用
いてもよい。
【００３４】
【発明の効果】以上の説明のように、この発明の請求項
１の空気調和機においては、ホットガスバイパスの機能
や冷媒加熱機能を付加しなくても、２つの膨張弁の開度
を調整することにより、圧縮途中の高温ガスを気液分離
器へ逆流させ、室外熱交換器の温度を上昇させることが
できる。それによって、リバース除霜時間を短縮できる
ので、室内環境の悪化を少なくすることができる。
１の空気調和機においては、ホットガスバイパスの機能
や冷媒加熱機能を付加しなくても、２つの膨張弁の開度
を調整することにより、圧縮途中の高温ガスを気液分離
器へ逆流させ、室外熱交換器の温度を上昇させることが
できる。それによって、リバース除霜時間を短縮できる
ので、室内環境の悪化を少なくすることができる。
【００３５】請求項２の空気調和機においては、室外熱
交換器温度が所定温度以下、かつ、暖房運転時間が所定
時間以上経過した場合に、圧縮途中の高温ガスを気液分
離器へ逆流させ、室外熱交換器の温度を上昇させること
ができるので、さほど着霜していない場合など、不必要
に逆流を行わないようにできる。
交換器温度が所定温度以下、かつ、暖房運転時間が所定
時間以上経過した場合に、圧縮途中の高温ガスを気液分
離器へ逆流させ、室外熱交換器の温度を上昇させること
ができるので、さほど着霜していない場合など、不必要
に逆流を行わないようにできる。
【００３６】請求項３の空気調和機においては、２つの
膨張弁を電動膨張弁にすることによって膨張弁の開度を
精度良く調整できるので、インジェクション圧力すなわ
ち逆流量を細かく設定できる。
膨張弁を電動膨張弁にすることによって膨張弁の開度を
精度良く調整できるので、インジェクション圧力すなわ
ち逆流量を細かく設定できる。
【図１】本発明の実施形態を示す空気調和機のサイクル
構成を示す図である。
構成を示す図である。
【図２】インジェクション圧力に対するインジェクショ
ンガス流量と気液分離器内乾き度の特性図である。
ンガス流量と気液分離器内乾き度の特性図である。
【図３】ホットガスバイパス除霜を行うことができる空
気調和機の従来例を示す図である。
気調和機の従来例を示す図である。
【図４】ガスインジェクションサイクルでホットガスバ
イパス除霜を行うことができる空気調和機の従来例を示
す図である。
イパス除霜を行うことができる空気調和機の従来例を示
す図である。
【図５】各除霜方式の大まかな除霜時間の比較を示した
図である。
図である。
【図６】リバース除霜方式と、前記除霜方式に加え、イ
ンジェクションポートからの逆流による除霜方式を組み
合わせた除霜方式の大まかな除霜時間の比較を示した図
である。
ンジェクションポートからの逆流による除霜方式を組み
合わせた除霜方式の大まかな除霜時間の比較を示した図
である。
【図７】本発明による膨張弁開度調整手段の作動手順の
一例を示す図である。
一例を示す図である。
１…圧縮機、１ｃ…インジェクションポート、２…四方
弁、４…室内熱交換器、７…第１膨張弁、９…気液分離
器、９ａ…インジェクション通路、９ｂ…開閉弁、９ｃ
…ホットガスバイパス通路、１１…第２膨張弁、１３…
室外熱交換器、１８…室外熱交換器温度センサ、１９…
室外制御部、２０…膨張弁開度調整手段、２１…タイマ
ー。
弁、４…室内熱交換器、７…第１膨張弁、９…気液分離
器、９ａ…インジェクション通路、９ｂ…開閉弁、９ｃ
…ホットガスバイパス通路、１１…第２膨張弁、１３…
室外熱交換器、１８…室外熱交換器温度センサ、１９…
室外制御部、２０…膨張弁開度調整手段、２１…タイマ
ー。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.7 識別記号 ＦＩ テーマコート゛(参考） Ｆ２５Ｂ 13/00 ３１１ Ｆ２５Ｂ 13/00 ３１１
Claims (3)
- 【請求項１】 暖房運転時に四方弁を切り替えて冷媒循
環方向を逆にすることによる除霜（リバース除霜）を行
うガスインジェクション機能を備える空気調和機におい
て、リバース除霜を行う前に膨張弁の開度を調整するこ
とにより圧縮途中の高温ガスを気液分離器へ逆流させる
膨張弁開度調整手段を備えたことを特徴とする空気調和
機。 - 【請求項２】 暖房運転時に四方弁を切り替えて冷媒循
環方向を逆にすることによる除霜（リバース除霜）を行
うガスインジェクション機能を備える空気調和機におい
て、室外熱交換器温度センサーとタイマーを備え、室外
熱交換器温度が所定温度以下および暖房運転時間が所定
時間経過した場合、リバース除霜を行う前に膨張弁の開
度を調整することにより圧縮途中の高温ガスを気液分離
器へ逆流させる膨張弁開度調整手段を備えたことを特徴
とする空気調和機。 - 【請求項３】 請求項１または２記載の空気調和機にお
いて、膨張弁を電動膨張弁としたことを特徴とする空気
調和機。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2001121987A JP2002318039A (ja) | 2001-04-20 | 2001-04-20 | 空気調和機 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2001121987A JP2002318039A (ja) | 2001-04-20 | 2001-04-20 | 空気調和機 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2002318039A true JP2002318039A (ja) | 2002-10-31 |
| JP2002318039A5 JP2002318039A5 (ja) | 2005-02-17 |
Family
ID=18971766
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2001121987A Pending JP2002318039A (ja) | 2001-04-20 | 2001-04-20 | 空気調和機 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2002318039A (ja) |
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-
2001
- 2001-04-20 JP JP2001121987A patent/JP2002318039A/ja active Pending
Cited By (33)
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