(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
圧縮機（１）と、凝縮器（３，６）と、主膨張機構（９）と、蒸発器（６，３）と、上記凝縮器（３，６）と主膨張機構（９）との間に設けた過冷却熱交換器（１５）を有する過冷却回路（８）と、上記過冷却熱交換器（１５）からのガス冷媒を圧縮機（１）の中間圧部分（１ａ）に注入するインジェクション回路（１０）を備える冷凍装置であって、
上記過冷却熱交換器（１５）の上流（Ｐ１）で主流から分岐して上記過冷却熱交換器（１５）に至る過冷却配管に設けた電動式膨張弁（１６）を備え、
インジェクション回路（１０）が実質的に作動停止しているときに、上記電動式膨張弁（１６）を全閉に近いわずかな開度に設定する第１開度制御部（Ｓ２，Ｓ３，Ｓ４）を備えたことを特徴とする冷凍装置。
【請求項２】
圧縮機（１）と、凝縮器（３，６）と、主膨張機構（９）と、蒸発器（６，３）と、上記凝縮器（３，６）と主膨張機構（９）との間に設けた過冷却熱交換器（１５）を有する過冷却回路（８）と、上記過冷却熱交換器（１５）からのガス冷媒を圧縮機（１）の中間圧部分（１ａ）に注入するインジェクション回路（１０）を備える冷凍装置であって、
上記過冷却熱交換器（１５）の上流（Ｐ１）で主流から分岐して上記過冷却熱交換器（１５）に至る過冷却配管に設けた電動式膨張弁（１６）を備え、
上記インジェクション回路（１０）の冷媒温度の高低に応じて、上記電動式膨張弁（１６）の開度を小大に制御する第２開度制御部（Ｓ６，Ｓ７，Ｓ８，Ｓ９）を備えたことを特徴とする冷凍装置。
【請求項３】
圧縮機（１）と、凝縮器（３，６）と、主膨張機構（９）と、蒸発器（６，３）と、上記凝縮器（３，６）と主膨張機構（９）との間に設けた過冷却回路（８）と、上記過冷却回路（８）からのガス冷媒を圧縮機（１）の中間圧部分（１ａ）に注入するインジェクション回路（１０）とを備える冷凍装置であって、
上記過冷却回路（８）の上流（Ｐ１）で主流から分岐して、上記過冷却回路（８）に至る過冷却配管に設けた電動式膨張弁（１６）を備え、
上記圧縮機（１）の出力をインバータで制御する冷凍装置であって、
上記圧縮機（１）の運転周波数が所定の運転周波数以上になったときに、上記電動式膨張弁（１６）を開けて、インジェクション回路（１０）によるインジェクション動作をオンにする制御手段（Ｓ２，Ｓ３，Ｓ５）を備えたことを特徴とする冷凍装置。
【発明の詳細な説明】
技術分野
この発明は、インジェクション回路を備えた冷凍装置に関する。
背景技術
従来、この種の冷凍装置としては、図８に示すものがある。この冷凍装置は、圧縮機５１と凝縮器５２と過冷却熱交換器５３と主膨張弁５４と蒸発器５５とアキュムレータ５６が順に接続された主回路５７を有する。
上記凝縮器５２と過冷却熱交換器５３との間で主回路５７から分岐した分岐管６０は、上記過冷却熱交換器５３の内管５３Ａに接続されている。
この内管５３Ａは、外管６１内を主流の下流から上流へ延びて、インジェクション配管６２に接続されている。上記分岐管６０は機械式膨張弁６３を有し、この機械式膨張弁６３は、上記インジェクション配管６２に取り付けた感温筒６５からの信号でもって開度が変わるようになっている。
上記インジェクション配管６２は、圧縮機５１の中間圧の部分５１Ａに接続されている。上記インジェクション配管６２は電磁弁６６を有している。この電磁弁６６の開閉によって、圧縮機５１へのガス冷媒のインジェクションがオンオフされる。
この冷凍装置は、上記過冷却熱交換器５３，分岐管６０，機械式膨張弁６３が構成する過冷却回路によって、凝縮器５２から主膨張弁５４に向かう冷媒を過冷却して、冷凍効率の向上を図る。さらに、上記過冷却熱交換器５３で吸熱した分岐管６０からの分岐冷媒をインジェクション配管６２から圧縮機５１の中間圧の部分５１Ａに注入することによって、冷凍効率の向上を図っている。
ところで、主流の冷媒を分岐管６０に分岐させずに、全部の冷媒を蒸発器５５に送った方が効率が良い場合もある。この場合には、電磁弁６６を閉じて、過冷却回路およびインジェクション回路を働かせないようにする。なお、上記機械式膨張弁６３は、その機構上、全閉にすることはできない。
ところが、上記従来の冷凍装置では、上記インジェクション回路をオンオフするために設けた電磁弁６６の開閉による騒音が発生し、特に、圧力変動時のチャタリングによって騒音が発生するという問題がある。
また、インジェクション回路のオンオフのためだけに電磁弁６６を設けたので、コスト上昇を招くという問題がある。
次に、図１０に、従来のもう１つの冷凍装置の冷媒回路を示す。この冷媒回路は、圧縮機２０１，四路切換弁２０２，室外熱交換器２０３，第１膨張弁２０５，気液分離器２０６，第２膨張弁２０７，室内熱交換器２０８が順に接続された主冷媒回路２１０を備える。また、この冷媒回路は、気液分離器２０６の天井と圧縮機２０１の中間圧の箇所２０１ａとを接続するバイパス回路２１１を備える。このバイパス回路２１１は、電磁弁２１２を有している。この従来例では、暖房時には、四路切換弁２０２は破線経路を連通させ、室内熱交換器２０８を凝縮器とする暖房運転が行われる。この暖房時に、電磁弁２１２を開くと、気液分離器２０６からのガス冷媒が、バイパス回路２１１を通って、圧縮機２０１の中間圧の箇所２０１ａに注入される。このように、第１膨張弁２０５と室外熱交換器２０３をバイパスして、バイパス回路２１１から圧縮機２０１にガス冷媒を還流させることによって、凝縮器として働く室内熱交換器２０８に流す冷媒量を増加させて、効率向上を図る場合がある。
図９に、上記暖房運転をモリエル線図で示す。このモリエル線図に示すように、凝縮器となる室内熱交換器２０８での流量Ｇｃは、蒸発器となる室外熱交換器２０３での流量Ｇｅとバイパス回路２１１を流れる流量Ｇｉとの和（Ｇｅ＋Ｇｉ）である。そして、気液分離器２０６から圧縮機２０１に、すべてのガスが注入されるとすると、ガスインジェクションの流量Ｇｉは、（Ｇｃ×Ｘ）になる。ここで、Ｘは、膨張弁２０７出口での冷媒の乾き度（例えば、０．２〜０．３）である。ゆえに、室内熱交換器２０８での流量Ｇｃ＝Ｇｅ/（１−Ｘ）になる。
そして、この暖房運転時に、室外熱交換器２０３で着霜すると、逆サイクルデフロスト運転が行われる。すなわち、四路切換弁２０２を切換えて、実線経路を連通させて、室外熱交換器２０３を凝縮器として働かせ、霜を融かす。そして、この逆サイクルデフロスト運転においても、上記電磁弁２１２を開くことによって、バイパス回路２１１から圧縮機２０１にガス冷媒を還流させ、圧縮機２０１から室外熱交換器２０３に循環する冷媒量を増加させ、室外熱交換器２０３の霜を速く融かすことができる。
しかし、この逆サイクルデフロスト運転中は、図１１に示すように、膨張弁２０５出口での乾き度が小さく（例えば、Ｘ＝０．１以下）、冷媒のガス成分が少ない。このため、デフロスト運転中にガスインジェクションを行っても、循環冷媒量の増大量が少なく、デフロスト時間を短縮させる効果が少なかった。
発明の開示
そこで、この発明の第１の目的は、低騒音かつ低コストでもって、過冷却回路とインジェクション回路を制御できる冷凍装置を提供することにある。
上記目的を達成するため、この発明の冷凍装置は、圧縮機と、凝縮器と、主膨張機構と、蒸発器と、上記凝縮器と主膨張機構との間に設けた過冷却熱交換器を有する過冷却回路と、上記過冷却熱交換器からのガス冷媒を圧縮機の中間圧部分に注入するインジェクション回路を備える冷凍装置であって、
上記過冷却熱交換器の上流で主流から分岐して上記過冷却熱交換器に至る過冷却配管に設けた電動式膨張弁を備え、
インジェクション回路が実質的に作動停止しているときに、上記電動式膨張弁を全閉に近いわずかな開度に設定する第１開度制御部を備えたことを特徴としている。
この冷凍装置では、上記電動式膨張弁を全閉にすることで、上記インジェクション回路のインジェクション動作をオフにできる。また、上記電動式膨張弁の開度を所望の開度に制御して、過冷却回路による過冷却度およびインジェクション回路による注入量を所望の値に設定できる。
すなわち、この冷凍装置によれば、上記電動式膨張弁が、従来例の電磁弁の役割と機械式膨張弁の役割とを果たすから、電磁弁が不要になって、電磁弁の開閉音、特にチャタリング音を無くすることができ、しかも、電磁弁が不要な分だけコストダウンを図れる。したがって、この発明によれば、低騒音かつ低コストでもって、過冷却回路とインジェクション回路をリニアに制御できる。
また、この発明では、インジェクション運転を行わないときにも、インジェクション用電動式膨張弁を僅かに開けておくことによって、クリアランスボリューム（デッドスペース）の発生を回避して、圧縮機の体積効率が低下することを回避できる。
また、他の実施例の冷凍装置では、冷房時にも暖房時にも凝縮器，過冷却熱交換器，主膨張機構の順に冷媒を流す整流回路を備えた。
この冷凍装置では、上記整流回路によって、冷房時にも暖房時にも、凝縮器，過冷却熱交換器，主膨張機構の順に冷媒を流せるから、冷房時と暖房時の両方で過冷却とガス冷媒インジェクションを実行して、効率を向上できる。
また、この発明の冷凍装置は、
圧縮機と、凝縮器と、主膨張機構と、蒸発器と、上記凝縮器と主膨張機構との間に設けた過冷却熱交換器を有する過冷却回路と、上記過冷却熱交換器からのガス冷媒を圧縮機の中間圧部分に注入するインジェクション回路を備える冷凍装置であって、
上記過冷却熱交換器の上流で主流から分岐して上記過冷却熱交換器に至る過冷却配管に設けた電動式膨張弁を備え、
上記インジェクション回路の冷媒温度の高低に応じて、上記電動式膨張弁の開度を小大に制御する第２開度制御部を備えた。
この冷凍装置では、インジェクション流量が少ないときには、インジェクション用電動式膨張弁の開度を大きくして、インジェクション流量を増やし、インジェクション流量が多いときには、インジェクション用電動式膨張弁の開度を小さくして、インジェクション流量を減少させて、インジェクション流量を常に所望値に保つことができる。
また、他の実施例の冷凍装置では、圧縮機と、４路切替弁と、室外熱交換器と、主膨張機構と、室内熱交換器とを備えて、逆サイクルデフロスト運転を行う冷凍装置において、逆サイクルデフロスト中に室外熱交換器からの液冷媒を、上記主膨張機構および室内熱交換器をバイパスして、圧縮機に注入する液インジェクション回路を備えた。
この冷凍装置では、上記液インジェクション回路によって、デフロスト中に液冷媒を圧縮機に注入するから、ガスインジェクションに比べて、圧縮機の循環量をより一層増加させることができる。したがって、短時間で霜を融かすことができ、デフロスト時間を短縮できる。
また、一実施例の冷凍装置では、圧縮機と、凝縮器と、主膨張機構と、蒸発器と、上記凝縮器と主膨張機構との間に設けた過冷却回路と、上記過冷却回路からのガス冷媒を圧縮機の中間圧部分に注入するインジェクション回路とを備える冷凍装置であって、
上記過冷却回路の上流で主流から分岐して、上記過冷却回路に至る過冷却配管に設けた電動式膨張弁を備えた。
この冷凍装置では、上記電動式膨張弁を全閉にすることで、上記インジェクション回路のインジェクション動作をオフにできる。また、上記電動式膨張弁の開度を所望の開度に制御して、過冷却回路による過冷却度およびインジェクション回路による注入量を所望の値に設定できる。すなわち、この冷凍装置によれば、上記電動式膨張弁が、従来例の電磁弁の役割と機械式膨張弁の役割とを果たすから、電磁弁が不要になって、電磁弁の開閉音、特にチャタリング音を無くすることができ、しかも、電磁弁が不要な分だけコストダウンを図れる。したがって、この発明によれば、低騒音かつ低コストでもって、過冷却回路とインジェクション回路をリニアに制御できる。
また、この発明の冷凍仕置は、圧縮機と、凝縮器と、主膨張機構と、蒸発器と、上記凝縮器と主膨張機構との間に設けた過冷却回路と、上記過冷却回路からのガス冷媒を圧縮機の中間圧部分に注入するインジェクション回路とを備える冷凍装置であって、
上記過冷却回路の上流で主流から分岐して、上記過冷却回路に至る過冷却配管に設けた電動式膨張弁を備え、
上記圧縮機の出力をインバータで制御する冷凍装置であって、上記圧縮機の運転周波数が所定の運転周波数以上になったときに、上記電動式膨張弁を開けて、インジェクション回路によるインジェクション動作をオンにする制御手段を備えた。
この冷凍装置では、圧縮機の運転周波数を所定の運転周波数以上にしたときにインジェクション動作をオンにするから、循環冷媒量を所定以上に増加させた状態で、効率の良いインジェクションを実行できる。
【図面の簡単な説明】
図１Ａは、この発明の冷凍装置の第１実施例としての空気調和機の冷媒回路図であり、図１Ｂは、第１実施例の整流回路の変形例である。
図２は、上記空気調和機の動作を説明するモリエル線図である。
図３は、上記空気調和機のインジェクション用電動式膨張弁の制御動作を説明するフローチャートである。
図４は、この発明の冷凍装置の第２実施例としての空気調和機の冷媒回路図である。
図５は、上記第２実施例で液インジェクションを行った場合のモリエル線図である。
図６は、上記第２実施例による逆サイクルデフロスト実行時のタイミングチャートである。
図７は、この発明の冷凍装置の参考例としての空気調和機の冷媒回路図である。
図８は、従来の冷凍装置の冷媒回路図である。
図９は、上記従来の冷凍装置によるガスインジェクションサイクルのモリエル線図である。
図１０は、ガスインジェクションを行う従来の今一つの冷凍装置の冷媒回路図である。
図１１は、上記従来の冷凍装置で、デフロスト中にガスインジェクションを行った場合のモリエル線図である。
発明を実施するための最良の形態
以下、この発明を図示の実施の形態により詳細に説明する。
〔第１実施例〕
図１（Ａ）に、この発明の冷凍装置の第１実施例としての空気調和機を示す。この第１実施例は、圧縮機１，四路切換弁２，室外熱交換器３，整流回路５，室内熱交換器６が順に接続された冷媒回路を有する。上記室内熱交換器６は、アキュムレータ７を経由して圧縮機１の吸入側に接続されている。
上記整流回路５は、第１，第２逆止弁１１，１２の直列接続回路と第３，第４逆止弁１３，１４の直列接続回路とが並列に接続された回路である。上記第１逆止弁１１と第２逆止弁１２は、それらの接続点Ｐ１に向かって順方向になるように接続されており、上記第３逆止弁１３と第４逆止弁１４は、それらの接続点Ｐ２に向かって逆方向になるように接続されている。
そして、上記整流回路５の接続点Ｐ１とＰ２の間に、過冷却回路８とメイン電動弁９およびインジェクション回路１０が接続されている。
過冷却回路８は、過冷却熱交換器１５とインジェクション用電動式膨張弁１６とで構成されている。上記過冷却熱交換器１５は、上記接続点Ｐ１とメイン電動弁９の間に接続されている。また、上記インジェクション用電動式膨張弁１６は、上記接続点Ｐ１から分岐して過冷却熱交換器１５内の内管２１の入口２１ａに接続されている。そして、この内管２１の出口２１ｂはインジェクション配管２２に接続されており、このインジェクション配管２２は、上記圧縮機１の中間圧の箇所１ａに接続されている。
次に、上記構成の空気調和機の基本動作を説明する。なお、図２には、図１の冷媒回路の各部Ｑ１〜Ｑ８でのモリエル線図上での状態を示している。まず、四路切換弁２が、図１に実線で示すように、冷房位置にあるときには、圧縮機１が吐出した冷媒は、室外熱交換器３で凝縮されて、整流回路５の第１逆止弁１１に流入し、接続点Ｐ１でインジェクション用電動式膨張弁１６へのサブ流と過冷却熱交換器１５へのメイン流とに分かれる。上記メイン流は、この過冷却熱交換器１５で過冷却されてから、メイン電動弁９で膨張して、接続点Ｐ２，第４逆止弁１４を通って、室内熱交換器６に至る。そして、室内熱交換器６で蒸発したメイン流は、四路切換弁２，アキュムレータ７を経て、圧縮機１の吸入側に戻る。
一方、上記サブ流は、上記インジェクション用電動膨張弁１６で膨張されてから、過冷却熱交換器１５の内管２１を通って、吸熱してから、インジェクション配管２２を通って、圧縮機１の中間圧の箇所１ａに注入される。
また、上記四路切換弁２が、図１に破線で示すように、暖房位置にあるときには、圧縮機１が吐出した冷媒は、室内熱交換器６で凝縮されて、整流回路５の第２逆止弁１２に流入し、接続点Ｐ１でインジェクション用電動式膨張弁１６へのサブ流と過冷却熱交換器１５へのメイン流とに分かれる。上記メイン流は、過冷却熱交換器１５で過冷却されてから、メイン電動弁９で膨張して、接続点Ｐ２，第３逆止弁１３を通って、室外熱交換器３に至る。そして、室外熱交換器３で蒸発したメイン流は、四路切換弁２，アキュムレータ７を経て、圧縮機１の吸入側に戻る。一方、上記サブ流は、上記インジェクション用電動膨張弁１６で膨張されてから、過冷却熱交換器１５の内管２１を通って、吸熱してから、インジェクション配管２２を通って、圧縮機１の中間圧の箇所１ａに注入される。
このように、この第１実施例によれば、上記整流回路５の働きによって、冷房時にも暖房時にも、過冷却および、圧縮機１の中間庄の箇所１ａへのガス冷媒の注入を行える。したがって、冷暖両方において、過冷却とガスインジェクションによる効率の向上を図ることができる。
また、この第１実施例によれば、上記インジェクション用電動式膨張弁１６を全閉にすることで、上記インジェクション回路１０のインジェクション動作をオフにできる。また、上記電動式膨張弁１６の開度を所望の開度に制御することによって、過冷却回路８による過冷却度およびインジェクション回路１０による注入量を所望の値に設定できる。
すなわち、この第１実施例によれば、上記電動式膨張弁１６が、従来例の電磁弁の役割と機械式膨張弁の役割とを果たすから、電磁弁が不要になって、電磁弁の開閉音、特にチャタリング音を無くすることができ、しかも、電磁弁が不要な分だけコストダウンを図れる。したがって、この実施形態によれば、低騒音かつ低コストでもって、過冷却回路８とインジェクション回路１０をリニアに制御できる。過冷却度とガスインジェクションの量をリニアに制御することで、効率の最大化を図れる。
次に、この第１実施例での上記インジェクション用電動式膨張弁１６の制御動作を、図３のフローチャートを参照しながら説明する。なお、この制御を行う装置としては、ここでは、マイクロコンピュータ（図示せず）を用いた。
まず、ステップＳ１では、圧縮機１が停止しているか否かを判断し、停止していると判断すれば、ステップＳ１０に進み、インジェクション用電動式膨張弁１６を全閉にする。このように、圧縮機１が停止しているときには、電動式膨張弁１６を全閉にすることで、圧縮機１の停止中に冷媒が圧縮機１に溜まって冷媒が冷凍機油に溶け込むこと（いわゆる冷媒寝込み）を防止して、再起動を容易にする。
一方、上記圧縮機１が動いていると判断すれば、ステップＳ２に進み、圧縮機１の運転周波数が所定の周波数よりも高いか否かを判断し、高いと判断すれば、ステップＳ５に進み、インジェクション用電動式膨張弁１６を開き、過冷却回路８およびインジェクション回路１０を動作させる。これにより、循環冷媒量を所定以上に増加させた状態で、効率の良いインジェクションを実行できる。
次に、ステップＳ６に進み、上記インジェクション用電動式膨張弁１６と上記内管２１の入口２１ａとの間の冷媒配管に取り付けたサーミスタ３１からの信号でもって、インジェクション配管２２に向かうサブ流の冷媒の中間温度を検出する。なお、この中間温度を、上記内管２１の出口２１ｂ付近のインジェクション配管２２に取り付けられたサーミスタ３２で検出してもよい。次に、ステップＳ７に進み、上記中間温度が所定温度よりも高いか否かを判断し、上記中間温度が上記所定温度よりも高いと判断すれば、ステップＳ８に進み、上記インジェクション用電動式膨張弁１６の開度を小さくして、スタートに戻る。一方、上記中間温度が上記所定温度よりも高くないと判断すれば、ステップＳ９に進んで、インジェクション用電動式膨張弁１６の開度を所定開度だけ大きくして、スタートに戻る。上記ステップＳ６，Ｓ７，Ｓ８，Ｓ９が第２開度制御部を構成している。
これにより、インジェクション流量が少ない（中間温度が低い）ときには、インジェクション用電動式膨張弁１６の開度を大きくして、インジェクション流量を増やし、インジェクション流量が多い（中間温度が高い）ときには、インジェクション用電動式膨張弁１６の開度を小さくして、インジェクション流量を減少させて、インジェクション流量を常に所望値に保つことができる。
一方、上記ステップＳ２で、圧縮機１の運転周波数が所定の周波数よりも高くないと判断すれば、ステップＳ３に進み、インジェクション用電動式膨張弁１６を閉じて、過冷却回路８とインジェクション回路１０の動作を止める。次に、ステップＳ４に進み、上記インジェクション用電動式膨張弁１６を所定の開度にして、スタートに戻る。上記ステップＳ２，Ｓ３，Ｓ４が第１開度制御部を構成している。このように、インジェクション運転を行わないときにも、インジェクション用電動式膨張弁１６を僅かに開けておくことによって、クリアランスボリューム（デッドスペース）の発生を回避して、圧縮機１の体積効率が低下しないようにしている。
尚、この第１実施例では、４つの逆止弁で整流回路５を構成したが、図１（Ｂ）に示す四路切換弁４０で整流回路を構成してもよい。この場合には、上記四路切換弁４０の第１端４０ａを上記室外熱交換器３に接続し、第２端４０ｂを上記接続点Ｐ１に接続し、第３端４０ｃを上記室内熱交換器６に接続し、第４端４０ｄを上記接続点Ｐ２に接続すればよい。そして、冷房時には、図１（Ｂ）の四路切換弁４０の実線経路４１，４３を連通させる一方、暖房時には、図１（Ｂ）の四路切換弁４０の破線経路４２，４４を連通させる。これにより、冷房時にも暖房時にも凝縮器からの冷媒を、過冷却熱交換器１５，メイン電動弁９の順に流すことができる。
尚、上記第１実施例では、過冷却回路８が過冷却熱交換器１５を備えたが、過冷却熱交換器１５に替えて、略平行に延びる２本の冷媒管を伝熱板で連結し、一方の冷媒管をメイン流回路に接続し、他方の冷媒管をサブ流回路に接続してもよい。
〔第２の実施例〕
次に、図４に、この発明の冷凍装置の第２の実施例の冷媒回路を示す。この第２実施例は、図１に示した第１実施例と同一の冷媒回路を有しており、圧縮機１の出力を制御するインバータ１０１およびこのインバータ１０１を制御する制御部１０２を備えている点が第１実施例と異なる。したがって、この第２実施例は、前述の第１実施例と同一部分には同一番号を付して、第１実施例と異なる点を重点的に説明する。
図４に示す冷媒回路と、図６に示すタイミングチャートとを参照して、この第２実施例において、室外熱交換器３に霜が付いたために暖房運転を中断して行う逆サイクルデフロスト動作を説明する。そして、この逆サイクルデフロスト運転中に、インジェクション用電動式膨張弁１６を開いてインジェクション配管２２から圧縮機１に液冷媒を注入する動作を説明する。
暖房運転では、四路切換弁２は破線経路を連通させている。この第２実施例では、四路切換弁２は、通電オフ時に破線経路を連通させる一方、通電オン時に実線経路を連通させるタイプのものとする。この暖房運転時には、室外熱交換器３側の外ファン１０３、および、室内熱交換器６側の内ファン１０５は運転している。また、このとき、メイン電動弁９は開度が小さくなっている。また、インジェクション用電動式膨張弁１６は閉じている。
そして、制御部１０２が、この暖房運転中に室外熱交換器３に霜が付いたことを外温度センサ１０６からの温度信号によって検知すると、まず、四路切換弁２を切換えて、実線経路を連通させ、冷房位置にする。その直後に、外ファン１０３，内ファン１０５を停止し、メイン電動弁９，インジェクション用電動式膨張弁１６の開度を大きくして、デフロスト用所定開度に設定する。また、同時に、制御部１０２は、インバータ１０１の周波数を上昇させて、圧縮機１の出力を増加させる。これにより、逆サイクルデフロスト動作に突入する。
この逆サイクルデフロスト動作では、圧縮機１が吐出した冷媒は、室外熱交換器３で凝縮され、室外熱交換器３の着霜を融かしてから、整流回路５の逆止弁１１を経由して、接続点Ｐ１から過冷却熱交換器１５に流入する。この過冷却熱交換器１５に流入したメイン流冷媒は、内管２１を流れるバイパス流冷媒と熱交換してメイン電動弁９に流入する。そして、このメイン膨張弁９で膨張してから、室内熱交換器６を通って、圧縮機１の吸入側に戻る。この逆サイクルデフロスト動作での主流冷媒の状態変化を、図５のモリエル線図において、線分Ｇ１，Ｇ２，Ｇ３，Ｇ４，Ｇ５で示す。
一方、バイパス流冷媒は、接続点Ｐ１から開度大のインジェクション用電動式膨張弁１６を通り、液冷媒を多く含んだ乾き度が小さな状態で、内管２１，インジェクション配管２２を通って、圧縮機１の中間圧の箇所１ａに注入される。この逆サイクルデフロスト動作でのバイパス流冷媒の状態変化を、図５のモリエル線図において、線分Ｈ１，Ｈ２で示す。上記したように、インジェクション用電動式膨張弁１６の開度を大きく設定することによって、線分Ｈ２の長さを短くでき、液冷媒を多く含んだ乾き度が小さな冷媒を圧縮機１に注入することができる。
このように、この第２実施例では、メイン電動弁９，室内熱交換器６をバイパスしたバイパス流冷媒を、液冷媒を多く含んだ状態で、インジェクション配管２２から圧縮機１に還流させる。したがって、逆サイクルデフロスト中に圧縮機１から室外熱交換器３に循環させる冷媒量を増加させることができ、デフロスト動作を短時間で終了させることができる。したがって、逆サイクルデフロスト運転によって、暖房が中断される時間を短縮でき、暖房の快適性を向上させることができる。
〔参考例〕
次に、図７に、この発明の冷凍装置の参考例の冷媒回路を示す。この参考例は、圧縮機８１，四路切換弁８２，室外熱交換器８３，主膨張弁８５，室内熱交換器８６が順に接続された冷媒回路を有する。この冷媒回路は、室外熱交換器８３を主膨張弁８５に接続する冷媒配管８８を、圧縮機８１の中間圧の箇所８１ａに接続するバイパス配管９０を有している。このバイパス配管９０には、電磁弁９１が設けられている。この電磁弁９１とバイパス配管９０とが液インジェクション回路９３を構成している。
この構成の参考例では、四路切換弁８２が破線経路を連通させて、暖房運転を行っているときに、室外熱交換器８３に霜が付くと、四路切換弁８２を切換、実線経路を連通させて、逆サイクルデフロスト運転を実行する。そして、この逆サイクルデフロスト運転時に、上記電磁弁９１を開けることで、室外熱交換器８３から主膨張弁８５に向かう液冷媒を、主膨張弁８５と室内熱交換器８６をバイパスしてバイパス配管９０から圧縮機８１の中間圧の箇所８１ａに注入できる。これにより、逆サイクルデフロスト運転中に圧縮機８１から室外熱交換器８３に循環させる冷媒量を増加させることができる。したがって、デフロスト動作を短時間で終了させることができる。したがって、逆サイクルデフロスト運転によって、暖房が中断される時間を短縮でき、暖房の快適性を向上させることができる。
産業上の利用可能性
以上のように、この発明の冷凍装置は、インジェクション回路を備えた冷凍装置に適用でき、とくに、インジェクション回路を低コストで静かにするのに有用である。
【図１Ａ】
0003858276.tif 000002
【図１Ｂ】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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