JPH0120701B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は冷媒回路に関し、特に室外熱交換器に
よつて吸熱するヒートポンプサイクルと、バーナ
ー等による強制的な冷媒加熱サイクルと、による
暖房サイクル運転が可能な冷媒回路に関する。

従来、冷暖房装置として圧縮機、室外熱交換
器、冷媒膨張要素としてのキヤピラリーチユーブ
及び室内熱交換器からなる冷房サイクルに暖房運
転時の冷媒への熱供給源となるバーナー等の冷媒
加熱器を組み込んだものが多く用いられている。

しかしながら、このような従来の冷暖房装置を
構成する冷媒回路は、次のような大きな２つの欠
点がある。

即ち、第１に、冷媒を加熱すると高圧、高温の
ガスになり、低温、低圧の冷媒回路部分へ移動す
る現象を生じる。このため、暖房時室外熱交換器
へ冷媒が流入し、室内へ搬送されるべき熱が室外
放出される結果となる。従つて、このような対策
として、室外熱交換器の入口に冷媒流入を防止す
るための電磁弁や逆止弁を設ける必要があり、構
造が複雑化する。

又、前記電磁弁や逆止弁を設けても、完全なシ
ール構造とすることは困難であり、室外熱交換器
への溜り込み量が規定値を超えた場合には再度の
追い出しを行つてこれを暖房回路へ戻すべきシー
ケンスを必要とし、機器構成が複雑となり、コス
トアツプのみならず信頼性を低下させるという欠
点がある。

第２に、ヒートポンプサイクルの運転で室外熱
交換器により熱を汲み上げることができる冷媒回
路機構を有しながら、この機構によるヒートポン
プサイクル暖房運転と冷媒加熱器による冷媒加熱
サイクル暖房運転とを並用しないのは機器として
無駄が生じるという欠点がある。

そこで、本発明は以上のような従来の実情に鑑
み、室外熱交換器によつて吸熱するヒートポンプ
サイクルと、冷媒加熱要素による強制的な冷媒加
熱サイクルと、を同時運転する暖房サイクルを構
成することにより、冷媒加熱運転時における熱の
室外放出防止対策を図れると共に、冷房サイクル
を有する冷媒回路にあつては、ヒートポンプサイ
クルの暖房サイクルへの有効利用を図れる冷媒回
路を提供するものである。

以下、本発明の一実施例を図面に基づいて説明
する。

図は本発明に係る冷媒回路を備えた冷暖房装置
の冷媒系統図であり、図中、１は第１の圧縮機、
２は第２の圧縮機、３は四方弁、４は室外熱交換
器、５は冷媒膨張要素としてのキヤピラリーチユ
ーブ、６は室内熱交換器、７は冷媒加熱要素とし
ての冷媒加熱器で、熱源として７ａのバーナーを
具備している。８及び９は夫々電磁弁、１０及び
１１は連絡管である。

ここで、第１及び第２の圧縮機１，２は四方弁
３に対して並列して配設され、第２の圧縮機２は
その吸入側の管路に電磁弁９を介装して備えてい
る。

この第２の圧縮機２と電磁弁９との間の管路と
室内熱交換器６とキヤピラリーチユーブ５との間
の管路は冷媒加熱器７と電磁弁８の直列な回路が
介装連結されている。

そして、２つの圧縮機１、２、四方弁３、室外
熱交換器４、キヤピラリーチユーブ５、室内熱交
換器６の順に冷媒が巡る回路によつて冷房サイク
ルが構成される一方、第１の圧縮機１、四方弁
３、室内熱交換器６、キヤピラリーチユーブ５、
室外熱交換器４の順に冷媒が巡る回路によつて暖
房サイクルとしてのヒートポンプサイクルが構成
され、第２の圧縮機２、室内熱交換器６、冷媒加
熱器７の順に冷媒が巡る回路によつて冷媒加熱サ
イクルが構成され、これらヒートポンプサイクル
及び冷媒加熱サイクルとによつて暖房サイクルが
構成される。

尚、前記冷房サイクルと暖房サイクルとは四方
弁３による冷媒回路切換え動作によつて切り換え
られる。

以上の構成の冷暖房装置の動作について説明す
る。

まず、冷房サイクルは、電磁弁９は開となり、
圧縮機１，２は完全な並列運転となる。一方、電
磁弁８は閉となり、冷媒加熱器７へは冷媒は流れ
ない。圧縮機１，２で圧縮された高温、高圧ガス
冷媒は四方弁３を介して室外熱交換器４へ送ら
れ、ここで熱放出され、高圧の液冷媒となる。更
に、高圧の液冷媒はキヤピラリーチユーブ５によ
つて低圧、低温の液ガス混合冷媒となり、室内熱
交換器６にて吸熱し蒸発してガス化し、四方弁３
を介して圧縮機１，２に吸入され冷房運転が継続
される。尚、この冷房サイクルにおいて冷媒は図
中実線矢印に示す流れとなる。次に、暖房サイク
ルは、電磁弁９が閉となり、圧縮機１，２は吸入
条件の異なる運転となる。一方、電磁弁８は開と
なり、第２の圧縮機２の運転により冷媒加熱器７
を冷媒が流れる回路構成となつて、室内熱交換器
６からみて２つの冷媒回路が運転されることにな
り、図中破線矢印の如く冷媒が流れる。

即ち、２つの冷媒回路のうち１つは、第１の圧
縮機１にて圧縮された高圧、高温ガスが四方弁３
の切り換えにより室内熱交換器６へ流れ、室内へ
熱を放出し、高圧の液冷媒となる。そして、キヤ
ピラリーチユーブ５にて低温、低圧の液ガス混合
冷媒となり、室外熱交換器４により熱を得て蒸発
し、ガス冷媒となり、圧縮機１に吸入されるとい
うヒートポンプサイクルとなる。もう１つは、冷
媒加熱回路の運転サイクルであり、第２の圧縮機
２に吸入された高温、高圧のガス冷媒は、前記サ
イクルと同様四方弁３を経て室内熱交換器６へ送
られ、室内へ熱放出し、高圧液冷媒となり、電磁
弁８を通つて冷媒加熱器７にて加熱されガス冷媒
となり、圧縮機２に吸入されるという冷媒加熱サ
イクルとなる。

尚、この場合、第２の圧縮機２はポンプとして
の作用をする。

かかる暖房サイクルにおいて、前記ヒートポン
プサイクルと、冷媒加熱回路の運転サイクルとを
選択的に使用することもできる。

この場合は、電磁弁８を開くと共に電磁弁９を
閉じた状態において、圧縮機１及び２を夫々選択
的に運転させれば良い。

かかる構成によれば、暖房時に電磁弁８，９操
作による２つの圧縮機１，２の分離運転により、
冷媒加熱器７を介装させた冷媒加熱サイクルと室
外熱交換器４を介在させたヒートポンプサイクル
とが１つの冷媒回路内で同時運転させることによ
り、外気より熱をとることができる場合はヒート
ポンプサイクルが暖房負荷を多く受け持ち、外気
温が低下して熱がとれにくくなると冷媒加熱サイ
クルにウエイトが大きく掛けられるという暖房運
転を行え、ヒートポンプサイクルを有効利用でき
るので外気温に左右されにくい強力暖房が可能と
なる。

又、前記熱をとりにくい外気条件になると室外
熱交換器４はヒートポンプサイクルの働きによつ
て低温度、低圧力に維持されると共に冷媒加熱器
７にて加熱された高温、高圧の冷媒は室外熱交換
器４には侵入してこない構成であるから、従来の
ように室外熱交換器４において熱が放出されるこ
とがなく、従つて従来のように冷媒加熱器使用時
の高温、高圧ガスの室外熱交換器への侵入防止構
造を何ら付加する必要がなく構造が複雑になら
ず、信頼性を低下させるというようなこともな
い。

又、かかる構成では、暖房サイクル運転時にお
いて、外気より熱をとることが充分にできる場合
は、前記ヒートポンプサイクルのみを運転し、外
気温が低下して熱がとれにくくなつた場合は、冷
媒加熱回路の運転サイクルのみを運転することも
できるので、使用性に優れている。しかも、第
１・第２圧縮機１，２が暖房時、冷房時に共に使
用され、特に、冷房時は両圧縮機１，２が並列運
転されるので、両圧縮機１，２の能力を合わせた
効果を発揮できる。

以上説明したように本発明は２つの圧縮機の分
離運転により室外熱交換器によるヒートポンプサ
イクルと冷媒加熱器による冷媒加熱サイクルとを
同時運転するようにした構成により、外気温に左
右されにくい強力暖房が可能で、室外熱交換器で
の放熱対策を施す必要がないためコスト高となる
のを防止でき、しかも信頼性の高い装置とするこ
とができ、更に、冷房サイクルを有する冷媒回路
にあつてはヒートポンプサイクルを有効利用でき
るものである。又、暖房サイクルにおいて、外気
温等に応じて、前記ヒートポンプサイクルと冷媒
加熱回路の運転サイクルとを選択的に使用するこ
ともでき、使用性に優れている。特に、第１及び
第２の圧縮機を設け、これらを暖房時、冷房時に
共に使用すると共に、冷房時には両圧縮機を並列
運転させるので、圧縮能力を高めることができ
る。

【図面の簡単な説明】

図は本発明に係る冷媒回路を適用した冷暖房装
置の冷媒系統図である。 １……第１の圧縮機、２……第２の圧縮機、３
……四方弁、４……室外熱交換器、５……キヤピ
ラリーチユーブ、６……室内熱交換器、７……冷
媒加熱器、８，９……電磁弁、１０，１１……連
絡管。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １ 第１の圧縮機と、室内熱交換器と、冷媒膨張
   要素と、室外熱交換器と、を介装連結してなるヒ
   ートポンプサイクル構成回路と、第２の圧縮機
   と、前記室内熱交換器と、冷媒加熱要素と、を介
   装連結してなる冷媒加熱サイクル構成回路と、を
   備え、前記第１及び第２の圧縮機を四方弁に対し
   て並列して配設し、該第２の圧縮機の吸入側管路
   に電磁弁を介装すると共に、該圧縮機と該電磁弁
   との間の管路と室内熱交換器と冷媒膨張要素との
   間の管路とに前記冷媒加熱要素と前記電磁弁と異
   なる電磁弁の直列回路を介装連結して構成したこ
   とを特徴とする冷媒回路。