【発明の詳細な説明】（産業上の利用分野）本発明は逆サイクルによる除霜（デフロスト）を行わせ
る機構を有する空冷ヒートポンプ冷凍機において液戻り
を防止して安全性に冨む除霜装置の構成に関する。
（従来の技術）アンローダ機構を有する圧縮機を運転し、かつ除霜サイ
クルに切換えて熱源側コイルに付着した霜を融かす空冷
ヒートポンプ式冷凍機において、特に差圧式の四路切換
弁を使用する場合に切換えが速やかに行われるため、高
圧側と低圧側の圧力変動が激しくて圧縮機への液戻りが
起るおそれがある。
か−る液戻り現象を排除し得る除霜運転が行える装置と
しては、特公昭５９−６３４５号公報等によって公知の
ものが従来からあるが、これは、除霜開始信号の発生時
から１定時間アンローダ機構を作動させて圧縮機を低能
力運転させた後、高能力運転に切換えるよう構成したも
のである。
（発明が解決しようとする問題点）上述の従来装置は低能力運転の時間を長くするとヒート
ポンプ式冷凍機の積算暖房能力の大巾な低下をもたらし
て好ましくなく、逆に時間を短くして急激に負荷率をあ
げると液戻りが完全に避け６れないおそれがあることが
ら、低能力運転を行わせる時間を適正値に設定すること
は可成り難かしかった。また、急激に負荷率をあげる切
換え直後にどうしても液戻りが生じ易いために、低能力
運転の時間を可成り長くせざるを得なくて積算暖房能力
の高率維持が難しいのも問題であった。
本発明はか＼る従来の装置が有する欠陥を排除しようと
して成されたものであって、除霜開始時の圧縮機能力を
低能力から段階的に漸増させることによって、液戻りの
排除と積算暖房能力の高率維持とを併せて果させようと
する点を目的とする。
（問題点を解決するための手段）しかして本発明は複数段のアンローダ機構（１０）を有
する圧縮機（１）を運転し、かつ除霜サイクルに切換え
る除霜運転を除霜指令６園の除霜指令により行わせ、除
霜完了指令器α２の除霜完了指令により停止せしめる空
冷ヒートポンプ式冷凍機の除霜装置として、第１能力制
御手段ａ３及び第２能力制御手段１４）の両手段により
構成したものである。
前記第１能力制御手段０３１は、除霜指令器ωの前記除
霜指令によって作動し圧縮機（１）が最小能力になるよ
う前記アンローダ機Ｉｌｌ ｎｏ＋を制御せしめると共
に、これを例えば３０秒程度の所定短時間保持するよう
形成している。
１万、前記第２能力制御手段Ｑ４１は、上記の第１能力
制御手段Ｑ３１に続いて切り換り作動し圧縮機（１）が
中間能力となるように前記アンローダ機構＋ＩＯ＋ 全
制御せしめると共に、これを所定短時間保持し、その後
アンローダ機構（ＩＯ）を不作動にするよう形成してい
る。
（作用）本発明は除霜開始時は液戻り防止のために圧縮機ｆｉ＋
を最小能力で運転し、つづいて短時間のうちに中間能力
まで増大させる除霜運転を行わせることにより、圧縮機
（１）への液戻りを防止しながら可及的に短時間で最大
能力に至らせて効率の良い除霜運転が可能となる。
（実施例）以下、本発明の１実施例を添付図面にもとづいて説明す
る。
第１図は空冷ヒートポンプ式冷凍機であって、ＩＩ＋は
アンローダ機ｔｌｌ＋＋αを有する圧縮機、（２１は四
路切換弁、１３１は熱源側対空気熱交換器（以下熱源側
コイルと、称す） 、ｆｕは冷媒調節器、（５１は冷房
用膨張弁、（６１は利用側対水熱交換器（以下利用側コ
イルと称す） 、Ｈ−＋は暖房用膨張弁、（８Ａ）〜（
８Ｄ）は整流用各逆止弁、（９１はアキュムレータであ
って、相互を図示した配管接続を行うことによって密閉
回路となし、公知の可逆冷凍サイクルを形成せしめ、冷
房サイクルは冷媒が実線矢示の流通となって、熱源側フ
ィル１３１が凝縮器、利用側コイル（６１が蒸発器とな
って、利用側コイル（６１において冷房用の冷水が得ら
れる。
また、暖房サイクルは冷媒が破線矢示の流通となって、
熱源側コイル１３＋が蒸発器、利用側フィル１６１が凝
縮器となって、利用側コイル１６１において暖房用の温
水が得られる。
圧縮機（１）におけるアンローダ機構１１０１は、３個
のアンローダ制御弁（ＩＩＡ）〜（１１０）を有［、て
いて、それ等を全て非作動の閉弁状態とした場合には圧
縮４！１ （１）が１００％能力となり、第１アンロー
ダ制御弁（ＩＩＡ）を開弁作動させた場合には、７０％
能力となり、また第２アンローダ制御弁ＣＩＩＢ）を開
弁作動させた場合には、４０％能力となり、また、第３
アンローダ制御弁（１１０）を開弁作動させた場合には
、１２％能力となるように設けられている。
なお、このとき一つのアンロード弁が開のとき、他の２
つのアンロード弁は閉制御される。
この場合の１２％能力とは、通常の低負荷時において用
いる小能力に比しさらに低い値であって、スクリュー形
圧縮機を例にあげると、気体圧縮を殆ど行わなくて単な
るポンプ作用をなす如き極小能力に相当するものである
。
なお、アンローダ機構（１０１としては、この他に圧縮
機［１）を駆動するモータの回転速度を無段階あるいは
段階的に制御することにより圧縮能力の制御を行い得る
ものであってもよく、また、能力低減率を前記例とは異
ならしめたものでもよく、各種の能力制御機構を総称し
てアンローダ機構と呼んでいる。
上記冷凍機は暖房運転の際に、前記熱源側フィル＋３１
の伝熱部分に着霜が生じるので、その場合には冷凍サイ
クルを冷房サイクルに切換えて自身の冷媒が保有する熱
によって除霜を行わせるが、熱源側コイル］３１には図
示しないが着霜を検出して除霜指令を発する除霜指令器
、例えばコイル温度検知器が設けられ、一方、四路切換
弁（２１と熱源側コイル１３１とを接続するガス管の途
中には第１高圧々力開閉器α２を介設せしめて、この開
閉器α力を除霜が完了したことを圧力の上昇によって検
知し除霜完了指令を発する除霜完了指令器ｌＩ２）を利
用している。
なお・除霜完了指令器としては、この他に熱源側フィル
Ｉｌｌの冷房サイクル時出口における冷媒温度を検知す
る温度検知器、除霜指令器の除霜指令によって計時開始
し、除霜完了までに要する時間として予め設定しておい
た所定時間経過すると、指令を発するタイマなど各種の
制御器が利用可能である。
しかして上記冷凍機には、前記アンローダ機構１０１に
関連して、除霜運転時の圧縮機能力を制御する除霜出力
制御系を付設せしめており、該制御系は第１能力制御手
段ｕ３、第２能力制御手段圓、融霜検知手段（ｌω及び
第３能力制御手段［＋６１から形成している。
上記除霜出力制御系は、冷凍機の運転全般を集中制御す
るマイクロ・コンピュータ中に機能の一部として組込ま
せ、あるいは有接点方式による回路で形成することも可
能であるが、融霜検知手段α５）については、例えば四
路切換弁（２）と熱源側コイル１３）とを接続するガス
管中に前記高圧々カ開閉器１１２Ｉと協調的な関係を存
して介設した第２高圧々力開閉器が利用されるものであ
って、前記除霜完了指令器としての第１高圧々力開閉器
０２１が完全除霜によって高圧々力の上昇（１８鴇以上
）に伴い常開接点を閉成するのに対して、それよりも圧
力が低く、例えば１５鴇以上になると常開接点を閉成し
て・霜の大部分が溶けて若干量着霜した状態になってい
ることを圧力の変化で検知し指令信号を発することがで
きるように構成している。
次に第１能力制御手段ｆ１３１は、前記除霜指令器の除
霜指令を受けて作動し、第３アンローダ制御弁（１１０
）に開弁出力を発してアンローダ機構ｕＯ）を制御せし
め、圧縮機（１）を１２％能力の最小能力に低下させる
と共に、これを所定短時間例えば３０秒程度保持するよ
う構成している。
また、第２能力制御手段［１４１は、前記第１能力制御
手段ａ３に絖いて切り換り作動し、第３アンロード制御
弁（１１０）を閉とし、第２アンロード制御弁（ＩＩＥ
）を開とし、所定短時間例えば約３０秒を経過した徒、
第２アンローダ制御弁ＣＩＩＢ）を閉とし、かつ第１ア
ンローダ制御弁（ＩＩＡ）の閉状態を持続してアンロー
ダ機構１１０）を最大能力まで段階的に逓増するよう段
階的に制御せしめて最終段の１００能力では当然アンロ
ーダ機構を不作動にするよう構成している。
さらに第３能力制御手段ａＳは、前記融霜検知手段α５
）としての第２高圧々力開閉器α５）が１５鴇の高圧々
力を検知して指令信号を発すると、これを受けて第２ア
ンローダ制御弁（ＩＩＢ）に開出力を発し、圧縮機（１
）を４０％能力に低下させるためにアンローダ機構（１
０）を制御せしめるよう構成している。
叙上の各機能を有する除霜出力制御系において各能力制
御手段α３．αもαＧは第２図に示すシーケンスコント
ローラαη内に設けられていて、このシーケンスコント
ローラαηは入力端子部αａに対して、後記する除霜指
令器２６１のりレールの接点（２５ａ）、第１・２高圧
々力開閉器１１２１．［１５１、運転用リレー、水循環
ポンプ１２４１用リレー、停止用リレー、冷暖切換リレ
ー、冷温水温度調節器等の各種指令器が入力指令を与え
る機器として夫々接続され一一万、出力端子Ｆ！ｖ、Ｑ
９１に対しては、圧ａ機（１）用電磁開閉器ノ電磁コイ
ル（至）、四路切換弁１２１の電磁ソレノイド（２Ｓ）
、熱源側コイル１３１のファンムモータ用電磁開閉器の
電磁コイル！２Ｂ、利用側コイル１６）の水循環ポンプ
例月電磁Ｍ閉器の電磁コイルの、前記第１乃至第３アン
ローダ制御弁（ＩＩＡ）〜（１１０）の電磁ソレノイド
（ＩＩＡＳ） 〜 （ｌｌｏｓ）、タイマサーモ方式
の除霜指令器−及びそのリレー（２５１が駆動出力を与
える機器として夫々接続されている。
しかしてシーケンスコントローラαηは周知のマイクロ
コンピュータからなっていて、前記入・出力端子部ｔ１
８１．α創、電源回路、入力回路、タイマ回路、出力回
路、演算制御回路、プログラムカウンタ、Ｐ−ＲＯＭ、
演算結果メモリを備えていて、冷温水設定温度、過電流
、異常高圧々力、熱源側フィル温度、圧力、外気温度、
などの各基本制御値や、リレーシーケンスの制御内容を
Ｐ−ＲＯＭに記憶させておいて、冷房、暖房各運転の際
における圧縮ｍ ｍの発停、能力制御、暖房とデフロス
トとの間の運転切換え、ポンプダウン運転などをＰ−Ｒ
ＯＭに書込まれたプログラム内容の指示に基いて随時行
わせるよう出力信号を発するものである０以上説明した電気制御回路ならびに第３図のフローチャ
ートによって、暖房運転中の除霜運転との切換え制御に
ついて説明する。
暖房運転開始の指令を押釦スイッチの操作等によって発
せしめると、シーケンスコントローラαηは利用側フィ
ル（６１の水温と設定温度とを比較して暖房運転の必要
があると判断すれば、前記各電磁コイルω、 ２１＋、
＋２２１に励磁のための出力を発する。
カくシて圧縮＄１１１１、熱源側フィル１３１のファン
ツ、利用側フィル［６１の水循環用ポンプ蜘は夫々付勢
して第１図において冷媒が破線矢示方向に流、れる冷凍
サイクルが形成され暖房運転が開始される。
なお、圧縮機！１１の起動の際に前記各アンローダ制御
弁（ＩＩＡ）〜（１１０）の順序励磁を行わせて、小能
力運転から順次能力を増大せしめるアンローダ運転を適
宜行わせる。
この暖房運転中に熱源側コイル１３１に着霜が進行して
くる除霜指令器−が作動して除霜指令を発する＋（）の
で、電磁ソレノイド（２Ｓ）を励磁させて四路切換弁＋
２）を冷房側に切換えると共に、電磁コイルＱ９］を消
磁させて熱源側フィル１３１のファンのを停止せしめる
と同時に、第１能力制御手段Ｑ３を作動せしめるようシ
ーケンスコントローラａωは指令を発する（口］。
かくして冷凍機は除霜運転に切換って高圧冷媒が熱源側
コイルＩ３１内に流れ込むことにより除霜が開始される
が、この場合、第１能力制御手段ａ３の作動によって電
磁ソレノイド（１１０８） を励磁させてアンローダ
制御弁（１１０）を開弁状態に保持させるＧ／）。
従って圧縮機ｉｌ＋は１２％の最小能力の下で運転され
ることとなり、液戻りを起させない除霜への切換えが成
される。
この最小能力による除霜運転が３０秒経過したかどうか
のチェック（に）を行って３０秒経過すると第１能力制
御手段０３）を非作動に転じさせると共に、第２能力制
御手段Ｑ４Ｉを作動せしめる［４゜第２能力制御手段α
４は作動と同時に電磁ソレノイド（１１ＢＳ）全励磁さ
せ、かつ、電磁ソレノイド（１１ｏｓ）を非励磁にさせ
る出力を発するので、アンローダ機構ｆｌｏＩは第３ア
ンローダ制御弁（１１０）及び第１アンローダ制御弁（
ＩＩＡ）を閉弁に、第２アンローダ制御弁（ＩＩＢ）を
開弁に夫々作動させる（−４こととなって圧縮機（口は
４０％能力に段階的に増加する。
この４０％能力運転が例えば３０秒経過したかどうかの
チェック（ト］を行って３０秒が経過したとき、第２能
力制御手段■は励磁中の第２電磁ソレノイドＣＩＩＢＳ
） を非励磁に転じさせる出力を発するので、アンロ
ーダ機構＋１０１は全てのアンローダ制御弁（ＩＩＡ）
、 ＣＩＩＢ）、 （１１０）を閉弁に夫々作動させる
【力こととなって作動が解除される結果、圧縮機（１１
は１００％能力に段階的に増加する。
以上のように除霜開始から１分を経過した時点で第２能
力制御手段側は作動完了し、以後は圧縮機（１）が全能
力で除霜のための圧縮運転を行い、その運転態様は第４
図に示す通りである。
しかして除霜運転の開始と同時に第２高圧々力開閉器α
６）が圧力検出を行っているが、除霜が進行して霜の大
部分が融けた状態となって高圧々力が１５鶏となるのを
検知し前記開閉器αωが作動したコトヲチェック（す）
すると、第３能力制御手段αｅを作１１Ｊ状態に保持せ
しめ（７）で、電磁ソレノイド（１１Ｂ８）を励磁させ
て第２アンローダ制御弁ＣＩＩＢ）を開弁状態に保持さ
せ（’７）る口かぐして１００％能力で運転していた圧縮Ｉｌｌ １１
１はアンローダｍ ｔＲＩＩＯ＋の作動によって４０％
能力に低下し除霜運転を持続するために、除霜完了前の
高圧々力の上昇は第５図に示す如く緩やかになり、除霜
が完了する時点になると高圧々力が１８獅に上昇するの
で第１高圧々力開閉器α２が作動する。
従って、シーケンスコントローラαηは第１高圧々力開
閉器α２の作動をチェック（至）して電磁ソレノイド（
２Ｓ）の励磁を解いて四路切換弁（２）を暖房側に切換
えると共に、電磁フィルｆ２１）を励磁させて熱源側コ
イルＬ３１のファンのを付勢せしめル（司。
つづいて除霜完了指令器としての第１高圧々力開閉器１
Ｉ２１及び第２高圧々力開閉器α６１が最初の状態に復
することによって第３能力制御手段［＋６１はサーモ自
動制御によるはじめの暖房運転に切換えられるＯなお、デフロスト終了時の切換えによる暖房運転の開始
は冷凍サイクルの切換えが成されるので圧縮機（１）へ
の液戻りを防止するために除霜運転開始時と同じく、第
１能力制御手段（１３と第２能力制御手段１４）を利用
して圧縮機能力を小能力から段階的に漸増するようにす
ることは好ましい態様であり、この状態は第４図に示す
通りである。
以上述べた実施例は除霜運転の開始時に圧縮機（１）を
最小能力から全能力まで段階的に漸増させるよう制御し
ているので液戻りを確実に防止できる。
また、除霜運転の際に霜の大部分が融けるまでは圧縮機
ｆｌ＋を１００％高能力で運転して除霜能力を高く保持
し、その後の除霜完了までは低能力で運転して熱源側コ
イルＣ３１における圧力の上昇を緩やかに制御するよう
にしているので除霜完了の誤検出を起生させないで残留
フロストラ排除シ、確実な除霜を行わすことができる。
なお、以上の実施例では除霜開始時から圧縮機Ｈ１の能
力１２％→４ｏ％→１００％と制御したが、これは％１
２％→４０％→７０％→１００（第４図破線参照）と制
御してもよくこの場合いずれの能力制御運転も例えば３
０秒間ずつ行うようにすればよい。
（発明の効果）本発明は以上詳述した如く、除霜運転開始時にアンロー
ダ機構＋１０）を作動させて圧縮機…を最小能力から最
大能力まで短時間中に段階的に漸増するよう能力制御を
行わせているので、圧縮機ｉｌ＋の吸入力が小さくなり
液戻り量を極端に少くでき、圧縮機での液圧縮を確実に
防止し得る。
しかも最初の圧縮機（１）能力をアンローダ機構＋ＩＯ
Ｉで可能な最小能力に設定しているので、液戻りを抑え
ながら短時間中に速やかに１００％能力まで移行できる
ことから、デフロスト所要時間を短く保持し得て積算暖
房能力を高めることが可能であり、特にスクロール、ス
クリューなどの回転圧縮機を持つ冷凍機に使用して顕著
な効果が奏される０
【図面の簡単な説明】第１図は本発明の１実施例に係るヒートポンプ冷凍機の
装置回路図、第２図は同じくシーケンスコントローラの
概要図、第３図は本発明の１実施例に係る除霜運転態様
を説明するフロー標図１第４図及び第５図は同じく除霜
運転特性線図である。（１）・・・圧縮機＋ １１０１・・・アンローダ機
構。＋１２１・・・除霜完了指令器。ａ３・・・第１能力制御手段。■・・・第２能力制御手段。園・・・除霜指令器。