JPH0332706B2 - - Google Patents
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- Publication number
- JPH0332706B2 JPH0332706B2 JP60102616A JP10261685A JPH0332706B2 JP H0332706 B2 JPH0332706 B2 JP H0332706B2 JP 60102616 A JP60102616 A JP 60102616A JP 10261685 A JP10261685 A JP 10261685A JP H0332706 B2 JPH0332706 B2 JP H0332706B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- heat exchanger
- accumulator
- refrigerant
- valve
- temperature
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Expired - Lifetime
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- Compression-Type Refrigeration Machines With Reversible Cycles (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】
〔産業上の利用分野〕
本発明は空気熱源式のヒートポンプ装置に関す
るものである。
るものである。
ビルの暖冷房などには、屋上に外気側熱交換器
を備え、地下に圧縮機を配備し、その間を長い冷
媒配管で接続して形成したヒートポンプ装置が用
いられる。
を備え、地下に圧縮機を配備し、その間を長い冷
媒配管で接続して形成したヒートポンプ装置が用
いられる。
例えば第２図に示すヒートポンプ装置において
は、ビルの屋上に外気側熱交換器ユニツトＡが設
けられ、地下に圧縮機ユニツトＢが設けられ、そ
の間の大きなヘツド差を冷媒経路としての管路１
７，１８で接続している。
は、ビルの屋上に外気側熱交換器ユニツトＡが設
けられ、地下に圧縮機ユニツトＢが設けられ、そ
の間の大きなヘツド差を冷媒経路としての管路１
７，１８で接続している。
圧縮機ユニツトＢは、圧縮機１、負荷側熱交換
器２、レシーバ４、四方弁５、アキユムレータ６
を備え、それらの機器を冷媒経路で接続してい
る。負荷側熱交換器２とレシーバ４との間には、
電磁弁７′と膨張弁８′とが逆止弁９′と並列に配
備されている。
器２、レシーバ４、四方弁５、アキユムレータ６
を備え、それらの機器を冷媒経路で接続してい
る。負荷側熱交換器２とレシーバ４との間には、
電磁弁７′と膨張弁８′とが逆止弁９′と並列に配
備されている。
外気側熱交換器ユニツトＡは、外気側熱交換器
３が備えられ、その入口側に膨張弁８と電磁弁７
とが、逆止弁９と並列に配備されている。膨張弁
８は温度式自動膨張弁であり、外気側熱交換器３
の出口側の管路と外部均圧管１１により連通し、
かつ同管路に設けられた感温筒１０と連絡管１５
により連通している。
３が備えられ、その入口側に膨張弁８と電磁弁７
とが、逆止弁９と並列に配備されている。膨張弁
８は温度式自動膨張弁であり、外気側熱交換器３
の出口側の管路と外部均圧管１１により連通し、
かつ同管路に設けられた感温筒１０と連絡管１５
により連通している。
この温度式自動膨張弁である膨張弁８の詳細を
第３図に示す。膨張弁８には、弁１４が備えら
れ、ダイアフラム１２により操作されるようにな
つている。
第３図に示す。膨張弁８には、弁１４が備えら
れ、ダイアフラム１２により操作されるようにな
つている。
ダイアフラム１２の上側の室は連絡管１５によ
り、外気側熱交換器３の出口の管路に接して設け
られた感温筒１０と連通している。感温筒１０の
中には、ヒートポンプサイクルに用いるのと同じ
冷媒が封入されており、設置されている管路の内
部の温度T1（冷媒の過熱蒸気の温度）の冷媒によ
り熱せられてほぼ同じ温度T1の二相平衡の飽和
状態となり、その飽和圧力p1が連絡管１５により
ダイアフラム１２の上側の室に導かれる。
り、外気側熱交換器３の出口の管路に接して設け
られた感温筒１０と連通している。感温筒１０の
中には、ヒートポンプサイクルに用いるのと同じ
冷媒が封入されており、設置されている管路の内
部の温度T1（冷媒の過熱蒸気の温度）の冷媒によ
り熱せられてほぼ同じ温度T1の二相平衡の飽和
状態となり、その飽和圧力p1が連絡管１５により
ダイアフラム１２の上側の室に導かれる。
ダイアフラム１２の下側の室にはバネ１６が設
けられているほか、外部均圧管１１により、外気
側熱交換器３の出口の管路に連通し、その管路内
の圧力p2（即ち蒸気圧力）がダイアフラム１２の
下側の室に導かれる。
けられているほか、外部均圧管１１により、外気
側熱交換器３の出口の管路に連通し、その管路内
の圧力p2（即ち蒸気圧力）がダイアフラム１２の
下側の室に導かれる。
従つてダイアフラム１２は過熱蒸気の温度T1
における飽和圧力p1に基づく力P1により下向きに
押され、バネ１６の力P3及び蒸発圧力p1に基づく
力P2により上向きに押され、弁１４は、 P1−P2＞P3 のときに開き、 P1−P2＜P3 のときに閉じるようになつている。
における飽和圧力p1に基づく力P1により下向きに
押され、バネ１６の力P3及び蒸発圧力p1に基づく
力P2により上向きに押され、弁１４は、 P1−P2＞P3 のときに開き、 P1−P2＜P3 のときに閉じるようになつている。
ここにP1−P2は過熱度T1−T2（T2は飽和温度）
に対応する値であり、上式により、過熱度が大と
なると弁１４を開いて冷媒液を供給し、過熱度が
小となると弁１４を閉じて冷媒液を遮断し、その
作動により過熱度をほぼ一定の値に保つ作用を有
する。この一定の値は、バネ１６の特性及び初期
条件により定まるので、過熱度調節ネジ１３によ
り例えばバネ１６の一部を固定してバネ定数を変
える、などの操作により過熱度を調節することが
できる。そしてこの過熱度を所定の値に保つこと
により、通常運転時に液バツクを生ずるのを防い
でいる。
に対応する値であり、上式により、過熱度が大と
なると弁１４を開いて冷媒液を供給し、過熱度が
小となると弁１４を閉じて冷媒液を遮断し、その
作動により過熱度をほぼ一定の値に保つ作用を有
する。この一定の値は、バネ１６の特性及び初期
条件により定まるので、過熱度調節ネジ１３によ
り例えばバネ１６の一部を固定してバネ定数を変
える、などの操作により過熱度を調節することが
できる。そしてこの過熱度を所定の値に保つこと
により、通常運転時に液バツクを生ずるのを防い
でいる。
この圧力と過熱度との関係を第４図に示す。
冷媒の飽和蒸気圧線は高温領域では立つており
（傾斜が急）、低温領域では寝ている（傾斜が緩や
か）であるため、第４図の冷媒の飽和状態におけ
る圧力と温度の特性曲線に示す如く、同じ圧力差
P3に対して温度差（過熱度SH）は圧力が高い程
小さくなる。即ち、ヒートポンプサイクル起動時
のように蒸発圧力が下がつておらず、まだ比較的
高い値P2′を示しているときには、同じ圧力差P3
（バネ１６の力一定）に対しての過熱度SH′は、
蒸発圧力が下がつてP1になつたときの過熱度SH
に比べて小さい。過熱度が小さい、ということは
液相の状態の冷媒が外気側熱交換器３の出口にま
で接近している、ということを示している。
（傾斜が急）、低温領域では寝ている（傾斜が緩や
か）であるため、第４図の冷媒の飽和状態におけ
る圧力と温度の特性曲線に示す如く、同じ圧力差
P3に対して温度差（過熱度SH）は圧力が高い程
小さくなる。即ち、ヒートポンプサイクル起動時
のように蒸発圧力が下がつておらず、まだ比較的
高い値P2′を示しているときには、同じ圧力差P3
（バネ１６の力一定）に対しての過熱度SH′は、
蒸発圧力が下がつてP1になつたときの過熱度SH
に比べて小さい。過熱度が小さい、ということは
液相の状態の冷媒が外気側熱交換器３の出口にま
で接近している、ということを示している。
また、外気側熱交換器３の出口の管路におい
て、内部の冷媒の温度と圧力が変化したときに、
圧力p2は外部均圧管１１により直ちに伝達される
が、温度は感温筒１０の応答性が悪いので、温度
変化に対応する飽和圧力p1の変化は遅れて伝達さ
れる。従つて起動後に冷媒の圧力、温度が下がつ
たときに圧力p2の減少により、ダイアフラム１２
を上向きに押す力P3は直ちに減少するが、温度
T1が減少しても感温筒１０内の冷媒の温度は急
には下降せず、飽和圧力p1は遅れて減少し、従つ
てダイアフラム１２を下向きに押す力P1は起動
後直ちには減少せずに遅れて減少する。
て、内部の冷媒の温度と圧力が変化したときに、
圧力p2は外部均圧管１１により直ちに伝達される
が、温度は感温筒１０の応答性が悪いので、温度
変化に対応する飽和圧力p1の変化は遅れて伝達さ
れる。従つて起動後に冷媒の圧力、温度が下がつ
たときに圧力p2の減少により、ダイアフラム１２
を上向きに押す力P3は直ちに減少するが、温度
T1が減少しても感温筒１０内の冷媒の温度は急
には下降せず、飽和圧力p1は遅れて減少し、従つ
てダイアフラム１２を下向きに押す力P1は起動
後直ちには減少せずに遅れて減少する。
従つて起動直後は弁１４は閉じるべき時期より
遅れて閉じるので、全開動作が必要以上に長くな
る。
遅れて閉じるので、全開動作が必要以上に長くな
る。
起動時には圧縮機１を起動し、電磁弁７を開い
て冷媒を供給するが、起動時等の如く冷媒の圧力
が高い場合には、液冷媒が外気側熱交換器３の出
口にまで近付いていること、及び温度式自動膨張
弁の特性から、冷媒量制御が問に合わず、冷媒液
の供給過大を招き、液状の冷媒が外気側熱交換器
３より出て管路１８に入りアキユムレータ６を経
て圧縮機１に流入する液バツクが大量に起こるこ
とがあり、これを防ぐためにアキユムレータ６は
過大な容量のものを必要とした。
て冷媒を供給するが、起動時等の如く冷媒の圧力
が高い場合には、液冷媒が外気側熱交換器３の出
口にまで近付いていること、及び温度式自動膨張
弁の特性から、冷媒量制御が問に合わず、冷媒液
の供給過大を招き、液状の冷媒が外気側熱交換器
３より出て管路１８に入りアキユムレータ６を経
て圧縮機１に流入する液バツクが大量に起こるこ
とがあり、これを防ぐためにアキユムレータ６は
過大な容量のものを必要とした。
特に圧縮機ユニツトＢと外気側熱交換器ユニツ
トＡとが地下と屋上に配備されているセパレート
型のヒートポンプにおいては、管路１７，１８が
長く、また、特に管路１７は、夏季の冷凍サイク
ル運転時に冷媒液を自然流下せしめるために太い
サイズの管が用いられているので管路１７に収容
されている冷媒液の量は多量となる。冬期は、起
動時前に膨張弁８の入口までの管路１７に収容さ
れているこの多量の冷媒液が起動時に供給される
ので、冷媒量制御遅れによる過大供給量は極めて
大となり液バツクの問題が一層大きい。
トＡとが地下と屋上に配備されているセパレート
型のヒートポンプにおいては、管路１７，１８が
長く、また、特に管路１７は、夏季の冷凍サイク
ル運転時に冷媒液を自然流下せしめるために太い
サイズの管が用いられているので管路１７に収容
されている冷媒液の量は多量となる。冬期は、起
動時前に膨張弁８の入口までの管路１７に収容さ
れているこの多量の冷媒液が起動時に供給される
ので、冷媒量制御遅れによる過大供給量は極めて
大となり液バツクの問題が一層大きい。
本発明は、従来のものの上記の問題点を解決
し、ヒートポンプにおける起動時などの液バツク
を防止し、アキユムレータの容量の増大を抑制す
ることができるヒートポンプ装置を提供すること
を目的とする。
し、ヒートポンプにおける起動時などの液バツク
を防止し、アキユムレータの容量の増大を抑制す
ることができるヒートポンプ装置を提供すること
を目的とする。
本発明は、圧縮機、アキユムレータ、負荷測熱
交換器及び外気側熱交換器を備え、該外気側熱交
換器は複数の単位熱交換器が並列に配備されて形
成され、該単位熱交換器にはそれぞれに、膨張弁
と開閉弁とを逆止弁と並列に配備した回路を備え
たヒートポンプ装置において、前記アキユムレー
タの液面を検出する液面検出器を設け、起動時
に、前記複数の単位熱交換器の前記開閉弁を所定
の時間間隔を以て順次開く制御装置を設け、該制
御装置において前記所定の時間間隔を前記アキユ
ムレータの液面高さに対応して設定する手段を備
えたことを特徴とするヒートポンプ装置である。
交換器及び外気側熱交換器を備え、該外気側熱交
換器は複数の単位熱交換器が並列に配備されて形
成され、該単位熱交換器にはそれぞれに、膨張弁
と開閉弁とを逆止弁と並列に配備した回路を備え
たヒートポンプ装置において、前記アキユムレー
タの液面を検出する液面検出器を設け、起動時
に、前記複数の単位熱交換器の前記開閉弁を所定
の時間間隔を以て順次開く制御装置を設け、該制
御装置において前記所定の時間間隔を前記アキユ
ムレータの液面高さに対応して設定する手段を備
えたことを特徴とするヒートポンプ装置である。
本発明の実施例を図面を用いて説明する。
第１図において、圧縮機１、負荷側熱交換器
２、レシーバ４、四方弁５、アキユムレータ６、
電磁弁７′、膨張弁８′、逆止弁９′は第２図にお
けるものと同様な構造作用を有する。
２、レシーバ４、四方弁５、アキユムレータ６、
電磁弁７′、膨張弁８′、逆止弁９′は第２図にお
けるものと同様な構造作用を有する。
外気側熱交換器３は三つの単位熱交換器３Ａ，
３Ｂ，３Ｃが並列に配備されて形成されている。
各単位熱交換器３Ａ，３Ｂ，３Ｃには、暖房サイ
クル時の入口側に、それぞれ、温度式自動膨張弁
である膨張弁８Ａ，８Ｂ，８Ｃと開閉弁である電
磁弁７Ａ，７Ｂ，７Ｃとを、逆止弁９Ａ，９Ｂ，
９Ｃと並列に配備した回路を備えており、出口側
には、それぞれ、感温筒１０Ａ，１０Ｂ，１０Ｃ
が備えられている。膨張弁８Ａ，８Ｂ，８Ｃは、
それぞれ、連絡管１５Ａ，１５Ｂ，１５Ｃを介し
て感温筒１０Ａ，１０Ｂ，１０Ｃと連通し、ま
た、単位熱交換器３Ａ，３Ｂ，３Ｃの出口側の管
路と外部均圧管１１Ａ，１１Ｂ，１１Ｃを介して
連通している。
３Ｂ，３Ｃが並列に配備されて形成されている。
各単位熱交換器３Ａ，３Ｂ，３Ｃには、暖房サイ
クル時の入口側に、それぞれ、温度式自動膨張弁
である膨張弁８Ａ，８Ｂ，８Ｃと開閉弁である電
磁弁７Ａ，７Ｂ，７Ｃとを、逆止弁９Ａ，９Ｂ，
９Ｃと並列に配備した回路を備えており、出口側
には、それぞれ、感温筒１０Ａ，１０Ｂ，１０Ｃ
が備えられている。膨張弁８Ａ，８Ｂ，８Ｃは、
それぞれ、連絡管１５Ａ，１５Ｂ，１５Ｃを介し
て感温筒１０Ａ，１０Ｂ，１０Ｃと連通し、ま
た、単位熱交換器３Ａ，３Ｂ，３Ｃの出口側の管
路と外部均圧管１１Ａ，１１Ｂ，１１Ｃを介して
連通している。
１９はアキユムレータ６内の液面高さを検出す
る液面検出器であり、検出信号を制御装置２０に
送る。制御装置２０は検出信号を受けて各電磁弁
７Ａ，７Ｂ，７Ｃに開閉の操作信号を送り開閉動
作を行わしめる。
る液面検出器であり、検出信号を制御装置２０に
送る。制御装置２０は検出信号を受けて各電磁弁
７Ａ，７Ｂ，７Ｃに開閉の操作信号を送り開閉動
作を行わしめる。
制御装置２０においては、ヒートポンプ装置の
起動時に電磁弁７Ａ，７Ｂ，７Ｃが所定の順序
で、所定の時間間隔Ｔごとに順次開くように操作
信号を出力する。
起動時に電磁弁７Ａ，７Ｂ，７Ｃが所定の順序
で、所定の時間間隔Ｔごとに順次開くように操作
信号を出力する。
このように外気側熱交換器３を、複数の単位熱
交換器３Ａ，３Ｂ，３Ｃに分けて順次冷媒液を導
くことにより、起動時の液バツク量はきわめて僅
かな量となり、アキユムレータ６の容量を小さく
することができる。
交換器３Ａ，３Ｂ，３Ｃに分けて順次冷媒液を導
くことにより、起動時の液バツク量はきわめて僅
かな量となり、アキユムレータ６の容量を小さく
することができる。
単位熱交換器の分割数は、多ければ多い程液バ
ツク量は少なくなりアキユムレータ６の容量は少
なくなるが、構造は複雑になるので、諸条件に応
じて適宜選ばれる。時間間隔Ｔは、電磁弁８Ａ，
８Ｂ…を順次開くごとに発生する少量の液バツク
が互いに重ならないようにして、アキユムレータ
６に一時に多量の液冷媒が到達しないような値に
選ばれ、タイマーなどにより設定される。
ツク量は少なくなりアキユムレータ６の容量は少
なくなるが、構造は複雑になるので、諸条件に応
じて適宜選ばれる。時間間隔Ｔは、電磁弁８Ａ，
８Ｂ…を順次開くごとに発生する少量の液バツク
が互いに重ならないようにして、アキユムレータ
６に一時に多量の液冷媒が到達しないような値に
選ばれ、タイマーなどにより設定される。
この時間間隔Ｔは、起動時の温度条件が最悪の
場合に対して選ばれるので、通常の場合に対して
は長過ぎる。これを防ぐために、時間間隔Ｔを、
液面検出器１９からの信号による液面の高さに対
応して制御装置２０において設定するようにすれ
ば最短時間とすることができる。
場合に対して選ばれるので、通常の場合に対して
は長過ぎる。これを防ぐために、時間間隔Ｔを、
液面検出器１９からの信号による液面の高さに対
応して制御装置２０において設定するようにすれ
ば最短時間とすることができる。
以上は温度式自動膨張弁を用いた場合について
述べたが、他の方式を用いる場合においても液バ
ツクを起こし易い状態のときに適用すれば、液バ
ツクの抑制をはかることができる。
述べたが、他の方式を用いる場合においても液バ
ツクを起こし易い状態のときに適用すれば、液バ
ツクの抑制をはかることができる。
本発明は、アキユムレータの液面を検出する液
面検出器を設け、起動時に、前記複数の単位熱交
換器の前記開閉弁を所定の時間間隔を以て順次開
く制御装置を設け、該制御装置において前記所定
の時間間隔を前記アキユムレータの液面高さに対
応して設定する手段を備えたことにより、アキユ
ムレータを経て圧縮機に流入する液バツクが起ら
ず安定したヒートポンプ運転が可能であり、従来
必要とされていたアキユムレータの容量の増大を
抑制することが容易にでき、制御時間をも著しく
短縮化でき取扱い簡便で経済的な装置とすること
ができるなど実用上極めて大なる効果がある。
面検出器を設け、起動時に、前記複数の単位熱交
換器の前記開閉弁を所定の時間間隔を以て順次開
く制御装置を設け、該制御装置において前記所定
の時間間隔を前記アキユムレータの液面高さに対
応して設定する手段を備えたことにより、アキユ
ムレータを経て圧縮機に流入する液バツクが起ら
ず安定したヒートポンプ運転が可能であり、従来
必要とされていたアキユムレータの容量の増大を
抑制することが容易にでき、制御時間をも著しく
短縮化でき取扱い簡便で経済的な装置とすること
ができるなど実用上極めて大なる効果がある。
第１図は本発明の実施例のフロー図、第２図は
従来例のフロー図、第３図は温度式自動膨張弁の
例のフロー図、第４図は冷媒の飽和状態における
圧力と温度の関係を示すグラフである。 １…圧縮機、２…負荷側熱交換器、３…外気側
熱交換器、３Ａ，３Ｂ，３Ｃ…単位熱交換器、４
…レシーバ、５…四方弁、６…アキユムレータ、
７，７Ａ，７Ｂ，７Ｃ，７′…電磁弁、８，８Ａ，
８Ｂ，８Ｃ，８′…膨張弁、９，９Ａ，９Ｂ，９
Ｃ，９′…逆止弁、１０，１０Ａ，１０Ｂ，１０
Ｃ…感温筒、１１，１１Ａ，１１Ｂ，１１Ｃ…外
部均圧管、１２…ダイアフラム、１３…過熱度調
節ネジ、１４…弁、１５，１５Ａ，１５Ｂ，１５
Ｃ…連絡管、１６…バネ、１７，１８…管路、１
９…液面検出器、２０…制御装置。
従来例のフロー図、第３図は温度式自動膨張弁の
例のフロー図、第４図は冷媒の飽和状態における
圧力と温度の関係を示すグラフである。 １…圧縮機、２…負荷側熱交換器、３…外気側
熱交換器、３Ａ，３Ｂ，３Ｃ…単位熱交換器、４
…レシーバ、５…四方弁、６…アキユムレータ、
７，７Ａ，７Ｂ，７Ｃ，７′…電磁弁、８，８Ａ，
８Ｂ，８Ｃ，８′…膨張弁、９，９Ａ，９Ｂ，９
Ｃ，９′…逆止弁、１０，１０Ａ，１０Ｂ，１０
Ｃ…感温筒、１１，１１Ａ，１１Ｂ，１１Ｃ…外
部均圧管、１２…ダイアフラム、１３…過熱度調
節ネジ、１４…弁、１５，１５Ａ，１５Ｂ，１５
Ｃ…連絡管、１６…バネ、１７，１８…管路、１
９…液面検出器、２０…制御装置。
Claims (1)
- １ 圧縮機、アキユムレータ、負荷測熱交換器及
び外気側熱交換器を備え、該外気側熱交換器は複
数の単位熱交換器が並列に配備されて形成され、
該単位熱交換器にはそれぞれに、膨張弁と開閉弁
とを逆止弁と並列に配備した回路を備えたヒート
ポンプ装置において、前記アキユムレータの液面
を検出する液面検出器を設け、起動時に、前記複
数の単位熱交換器の前記開閉弁を所定の時間間隔
を以て順次開く制御装置を設け、該制御装置にお
いて前記所定の時間間隔を前記アキユムレータの
液面高さに対応して設定する手段を備えたことを
特徴とするヒートポンプ装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP10261685A JPS61262556A (ja) | 1985-05-16 | 1985-05-16 | ヒ−トポンプ装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP10261685A JPS61262556A (ja) | 1985-05-16 | 1985-05-16 | ヒ−トポンプ装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS61262556A JPS61262556A (ja) | 1986-11-20 |
| JPH0332706B2 true JPH0332706B2 (ja) | 1991-05-14 |
Family
ID=14332177
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP10261685A Granted JPS61262556A (ja) | 1985-05-16 | 1985-05-16 | ヒ−トポンプ装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS61262556A (ja) |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH01174867A (ja) * | 1987-12-28 | 1989-07-11 | Ebara Corp | ヒートポンプの起動方法 |
Family Cites Families (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS4840547Y2 (ja) * | 1971-06-07 | 1973-11-28 |
-
1985
- 1985-05-16 JP JP10261685A patent/JPS61262556A/ja active Granted
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS61262556A (ja) | 1986-11-20 |
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