JPH02282661A - 室外加熱式エアコンディショナおよびその起動制御方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 産業上の利用分野 本発明は、室外熱交換側に燃焼バーナを備えた冷媒加熱
器を設けた室外加熱式エアコンディジゴナおよび、その
制御方法に関するものである。

従来の技術 従来より提案されている室外加熱式エアコンディショナ
（例えば特開昭５７−２０７７６４号公報）を第４図に
示す。暖房時には、冷媒液ポンプ２１から吐出された冷
媒は、冷媒加熱器２２で加熱されガスとなった後、室内
熱交換器２３に送られて、ここで放熱して液化する。そ
して、液化した冷媒は電磁弁２４を経て再び冷媒液ポン
プ２１に戻る。

発明が解決しようとする課題 このような従来の室外加熱式エアコンディショすにおい
て、暖房時の冷媒搬送用に冷媒液ポンプ２１を使用して
いるのは、暖房時の冷媒搬送用に圧縮機（ガスポンプ）
２５を使用すると冷媒搬送用に消費する電力が大きいの
で、これを改善するために冷媒液ポンプ２１に変更した
ためである。しかしながら、室外加熱式エアコンディシ
ョナに冷媒液ポンプ２１を付加するとコストが高くなる
にもかかわらず、いまだ、暖房時の冷媒搬送用の消費電
力は無視できるほどに小さくはなっていない。したがっ
て、暖房時には燃焼バーナ２６で燃焼させる燃料代と冷
媒搬送用の電気代の両方が必要になるため、ランニング
コストが高く、北海道等の寒冷地においても十分な暖房
能力を発揮するにもかかわらず、余り普及していなかっ
た。

金手会井昨 そこで、本発明は、上記従来の欠点を無くし、暖房時の
冷媒搬送用には電力を消費しない室外加熱式エアコンデ
ィショナを提供することをその第１の目的とする。

また、本発明の第２の目的は、暖房時の冷媒搬送用には
電力を消費しない室外加熱式エアコンディショナを、暖
房時にすみやかに起動させる制御方法を提供することに
ある。

課題を解決するための手段 上記第１の目的を達成するための技術的な手段は、圧縮
機、四方弁、室外熱交換器、減圧器、室内熱交換器をこ
の順序で接続して冷房回路を構成し、また冷媒液ポンプ
、燃焼バーナを備えた冷媒加熱器、前記四方弁、膨張機
、前記室内熱交換器をこの順序で接続して暖房回路を構
成するとともに、前記の暖房回路に設けた冷媒液ポンプ
と膨張機を同一の密閉容器内に納め、暖房運転時に膨張
機から得られる動力で冷媒液ポンプを動作させるように
したことである。

上記第２の目的を達成するための第２の技術的な手段は
、前記の技術的手段に記載の室外加熱式エアコンディシ
ョナにおいて、暖房起動時に、まず圧縮機を動作させて
暖房回路に冷媒を循環させ、冷媒加熱器で気化した冷媒
を膨張機に送り込んで、膨張機と冷媒液ポンプを起動さ
せた後、冷媒液ポンプの人口で液冷媒の過冷却度が所定
の値を上回ることを検知して、圧縮機をバイパスする所
定の暖房回路に冷媒が流れるように前記四方弁を切り換
えるようにしたことである。

作用 この技術的手段による作用は次のようになる。

暖房回路の冷媒加熱器の下流側に設けた冷媒液ポンプと
冷媒加熱器の上流側に設けた膨張機を同一の密閉容器内
に納め、暖房運転時に膨張機から得られる動力で冷媒液
ポンプを動作させるようにしたのものであるから、暖房
時のエネルギー源としては燃焼バーナで燃焼させる燃料
のみが必要となり、冷媒の搬送用に電力を消費すること
がなくなる。

さらに、第２の技術的な手段によれば、暖房立上げ時に
、冷媒加熱器の上流側で、まず圧縮機を動作させて暖房
回路に冷媒を循環させ、冷媒加熱器で気化した冷媒を膨
張機に送り込んで、膨張機と前記冷媒液ポンプを同時に
起動させる。膨張機で仕事をした冷媒ガスは室内熱交換
器で凝縮し、順次冷媒液ポンプに流れ込み、冷媒液ポン
プ内は次第に冷媒液ばかりになってくる。そこで冷媒液
ポンプの入口で液冷媒の過冷却度を検知していて、その
過冷却度が所定の値を超えたら、圧縮機をバイパスする
所定の暖房回路に冷媒が流れるように四方弁を切り換え
るので、すみやかに暖房運転が立ち上がることになる。

実施例 以下、本発明の一実施例を添付図面にもとづいて説明す
る。第１図において、ｌは圧縮機、２は冷媒の流れの方
向を変える四方弁、３は室外熱交換器、４は室外熱交換
器３に風を送る送風機、５は送風機４の電動機である。

６は減圧器であるキャピラリーチューブ、７は逆上弁で
ある。８は室内熱交換器、９は室内熱交換器に風を送る
送風機、１０は送風機９の電動機である。１１は電磁弁
、１２は冷媒の圧力と温度を検知する検知部、１３は冷
媒液ポンプ、１４は冷媒加熱器、１５はガスまたは石油
等を燃焼させて冷媒加熱器１４を加熱する燃焼バーナ、
１６は高い圧力の冷媒ガスから動力を取り出す膨張機で
あって、この膨張機１６と冷媒液ポンプ１３を同一の密
閉容器内に納めて、両者をシャツ目７で連結している。

１８は、膨張Ｗ１１６をバイパスする回路に設けた電磁
弁である。そして、１９は、圧縮機１の直前に設けた電
磁弁である。

冷房回路は、圧縮機１、四方弁２、室外熱交換器３、減
圧器６、逆止弁７、室内熱交換器８、逆止弁１８、四方
弁２、電磁弁１９、圧縮機１の順序で冷媒が流れるよう
に各要素を連結して閉回路を作り、構成している。

一方、暖房回路は、冷媒液ポンプ１３、冷媒加熱器１４
、四方弁２、膨張機１６、室内熱交換器８、電磁弁１１
、検知部１２、冷媒液ポンプ１３の順序で冷媒が流れる
ように各要素を連結して閉回路を作り、構成している。

まず、冷房時における室外加熱式エアコンディショナの
働きについて説明する。冷房時には、電磁弁１１は通電
されも閉じており、電磁弁１９は通電されて、開いてい
る。冷房時の冷媒の流れを点線の矢印で示す。圧縮機ｌ
より吐出された高圧の冷媒ガスは、室外熱交換器３で冷
却されて凝縮液化する。この後、冷媒液はキ中ピラリ−
チューブ６で減圧されたのち室内熱交換器８に入る。室
内熱交換器８内で冷媒は蒸発してガスとなり、この時室
内には冷風が供給されて冷房に供せられる。蒸発した冷
媒ガスは逆止弁１８、四方弁２、電磁弁１９を経て、再
び圧縮機１に戻る。この作用は通常のエアコンディシリ
ナと全く同じである。

暖房定常運転時における室外加熱式エアコンディジツナ
の働きについて説明する。暖房時には、１を磁弁１１は
通電されて開いており、電磁弁１９は通電されず閉じて
いる。また、四方弁２は冷房時と同じ方向に冷媒が流れ
る状態にしである。暖房時の冷媒の流れを実線の矢印で
示す。また、各要素における冷媒の状態を第２図のモリ
エル線図上に示す、燃焼バーナ１５で加熱されて冷媒加
熱器１４で気化した高圧ｐ１の冷媒ガス（第２図ａ点）
は、四方弁２を通過し、膨張機１６に入る。この膨張機
１６内で冷媒ガスは圧力Ｐ１から圧力Ｐｇ　　（第２図
す点）まで断熱膨張する。このとき、膨張機１６は、冷
媒ガスのエンタルピーの減少Δｉに対応した動力Ｗを出
力する。圧力ｐ２まで圧力降下した冷媒ガスは、この後
室内熱交換器１０８に入って、凝縮液化する（第２図Ｃ
点）、このとき、室内には温風が供給されて暖房に供せ
られる。液化した冷媒は、この後、電磁弁１１を経て冷
媒液ポンプ１３に流入する。冷媒液ポンプ１３はシャフ
ト１７によって膨張機１６に連結されているので、冷媒
液ポンプ１３は膨張！１１１６とともに回転し、冷媒液
を２２まで昇圧して冷媒加熱器１４に送り込む。

このように、本発明による室外加熱式エアコンディショ
ナにおいては、膨張機１６と冷媒液ポンプ１３とを同一
の密閉容器内に納めて、両者をシャツ目７で連結してい
るため、暖房時に膨張機が出力する動力Ｗによって冷媒
液ポンプ１３を駆動するので、冷媒の搬送用に電力を消
費することがなくなる。すなわち、暖房時に必要なエネ
ルギー源が燃焼バーナで燃焼させる燃料のみとなって、
ランニよ ングコストの低減の効果も大きい。

次に、暖房起動時における室外加熱式エアコンディショ
ナの働きについて、第３図に基づいて説明する。暖房起
動時には、電磁弁１１は通電されて開いており、電磁弁
１９も通電されて開いている。

また、四方弁２には通電して、冷房時や暖房定常運転時
とは流れの方向が変えである。まず、圧縮機１が動作し
て暖房起動回路（圧縮８ｓ１１→四方弁２→膨張機１６
→室内熱交換器８→電磁弁１１→冷媒液ポンプ１３→冷
媒加熱器１４→電磁弁１９→圧縮機１）に冷媒を循環さ
せ始める。この時、室外熱交換器３内に溜っていた冷媒
液を四方弁２を経て、圧縮機１に汲み上げられる。圧縮
ｍ１の始動から所定の時間遅延して燃焼バーナ１６で燃
料を燃焼させ始めると、冷媒は冷媒加熱器１４で気化し
、圧縮機Ｉに吸い込まれ、そして膨張機１６へと押し込
まれて、膨張機１６が回転を開始する。そして、室内熱
交換器８に到達した冷媒ガスはそこで凝縮し、冷媒液ポ
ンプ１３へと流れ込む。始動からの時間の経過とともに
冷媒液ポンプ１３に入る冷媒は次第に液体の割合が多く
なる。そこで、検知部１２で冷媒の温度と圧力を測定し
て、過冷却度を検知し、その値が設定の値を超えた時、
四方弁２を切り変える。すると、冷媒は暖房回路（冷媒
加熱器１４→四方弁２→膨張機１６→室内熱交換器８→
電るｎ弁１１→冷媒液ポンプ１３→冷媒加熱器１４）に
循環する。この時の冷媒の流れは第３図の実線に示す通
りである。この後、圧縮１！！１を停止させて、定常運
転に入る。

この起動制御方法によれば、膨張機１６を起動させるた
めに別の電動機等を設置するが必要なく、また冷媒液ポ
ンプ１３内にガスが溜っていても゛、すみやかに暖房運
転を立ち上げることができる。

発明の効果 本発明によれば、暖房回路の冷媒加熱器の下流側に冷媒
液ポンプを設け、冷媒加熱器の上流側に膨張機を設けて
、それらを同一の密閉容器内に納め、暖房運転時に膨張
機から得られる動力で冷媒液ポンプを動作させるように
したものであるから、暖房時のエネルギー源としては燃
焼バーナで燃焼させる燃料のみが必要で、冷媒の搬送用
に電力を消費することがなくなり、ランニングコスト低
減の大きい効果が得られる。

さらに、暖房立上げ時に、冷媒加熱器の上流側で、まず
圧縮機を動作させて暖房回路に冷媒を循環させ、冷媒加
熱器で気化した冷媒ガスを膨張機に送り込んで、膨張機
と前記冷媒液ポンプを同時に起動させ、そして、冷媒液
ポンプの入口で液冷媒の過冷却度を検知していて、その
過冷却度が所定の値を超えたら、圧縮機をバイパスする
所定の■ 暖房１路に冷媒が流れるように四方弁を切り換えるので
、膨張機を別の電動機などで強制的に回転させなくても
、また冷媒液ポンプにガスが溜っていてもすみやかに暖
房運転を立ち上げることができる。

【図面の簡単な説明】

第１図、第３図はそれぞれ本発明の一実施例の室外加熱
式エアコンディジシナの冷媒回路構成図、第２図は同暖
房時の冷媒の状態を示すモリエル線図、第４図は従来の
室外加熱式エアコンディショナの冷媒回路構成図である
。 １・・・・・・圧縮機、２・・・・・・四方弁、３・・
・・・・室外熱交換器、６・・・・・・キャピラリーチ
ューブ、８・・・・・・室内熱交換器、１２・・・・・
・検知部、１３・・・・・・冷媒液ポンプ、１４・・・
・・・冷媒加熱器、１５・・・・・・燃焼バーナ、１６
・・・・・・膨張機、１７・・・・・・シャフト。 代理人の氏名　弁理士　粟野重孝　はか１名／−−１ｆ
用−（至） Ｚ−回才升 、３−ｍ−窒りｈＰｇ−交２々五 ６−−午ヤこ１ラリーチコ ３−室内靭丈袂器 ノｚ　−一一季ゆ（タフゴ部 ）３−一に媒康Ｒンブ ４−一檜Ｉ泉口蟇及 ７５−−一六麓／ぐ一六 ｔ６−一廖５邊 １７−　シャフト 第 図 ノー−２とＥ篇２師−一 ２−−ｖ士か １２−−一擲知部 １３−−一序媒液ざンプ ｌ４−−−ネ媒加＃返 ５−−−　ボｆｆｉ　ノ〈゛　−ブー １６−−−盾り張機 ツアー５・ヤプト ど

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. （１）圧縮機、冷媒の流れの方向を切り換える四方弁、
   室外熱交換器、減圧器、室内熱交換器をこの順序で接続
   して閉回路を構成した冷房回路と、冷媒液ポンプ、燃焼
   バーナを備えた冷媒加熱器、前記四方弁、膨張機、前記
   室内熱交換器をこの順序で接続して閉回路を構成した暖
   房回路を備えるとともに、前記暖房回路に設けた、前記
   冷媒液ポンプと前記膨張機を同一の密閉容器内に納め、
   暖房運転時に、前記膨張機から得られる動力で、前記冷
   媒液ポンプを動作させてなる室外加熱式エアコンディシ
   ョナ。
2. （２）暖房起動時に、まず圧縮機を動作させて暖房回路
   に冷媒を循環させ、冷媒加熱器で気化した冷媒を膨張機
   に送り込んで、前記膨張機と冷媒液ポンプを起動させた
   後、前記冷媒液ポンプの入口で液冷媒の過冷却度が所定
   の値を上回ることを検知して、前記圧縮機をバイパスす
   る所定の暖房回路に冷媒が流れるように、四方弁を切り
   換える請求項（１）記載の室外加熱式エアコンディショ
   ナの起動制御方法。