JPH0345860A

JPH0345860A - 冷暖房装置

Info

Publication number: JPH0345860A
Application number: JP1179571A
Authority: JP
Inventors: Toshimoto Kajitani; 俊元梶谷; Shigeru Iwanaga; 茂岩永; Takashi Sawada; 敬澤田
Original assignee: Matsushita Electric Industrial Co Ltd
Current assignee: Panasonic Holdings Corp
Priority date: 1989-07-11
Filing date: 1989-07-11
Publication date: 1991-02-27
Anticipated expiration: 2011-07-03
Also published as: JP2512161B2

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内外ユニットを冷媒配管接続して、冷暖房を
行なう装置において、特にバーナ等で冷媒を加熱して室
内ユニットへ熱搬送して暖房を行なう冷暖房装置に関す
るものである。

従来の技術従来この種の冷暖房装置は、第４図に示す様に、暖房運
転時、冷媒加熱器１により、加熱気化された冷媒は、気
液分離器２．開状態の第１を磁弁３を通して、室内熱交
換器４に圧送され、放熱により凝縮液化し、第１逆止弁
５を介して、受液器６へ流入する。この時、第２電磁弁
７．第３電磁弁８、第４電磁弁９は閉状態である。受液
器６へ液冷媒が溜ると開閉弁１０が開となり冷媒加熱器
１より上方に配設しである受液器６から、自重で液冷媒
が第２逆止弁１１を介して冷媒加熱器１へ流入する。こ
の時は冷媒加熱器１と受液器６の圧力は均圧化され、室
内熱交換器４から液冷媒は受液器６へ流入しない１次に
受液器６内の液冷媒が無くなると、開閉弁１０は閉状態
となり再び受液器６へ凝縮液冷媒が溜り込む、この時第
２逆止弁１１により受液器６へ流入する液冷媒は冷媒加
熱器へは流れない。

以上のように開閉弁１０の開閉の繰り返しにより、冷媒
加熱器１へは受液器６から間欠的に液冷媒が供給され、
冷媒加熱器１でバーナ１８により加熱され、蒸発ガス化
した冷媒が室内熱交換器４へ圧送されるサイクルを暖房
運転時繰り返す。

また、暖房運転時第２ｍｍｍ子弁第３電磁弁８第４電磁
弁９及び第３逆止弁１２．第４逆止弁１３は閉状態とな
っているものの長時間運転すると第２〜第４１１ｍ弁７
，８．９及び第３．第４逆止弁１２゜１３からの冷媒漏
れにより、徐々に圧縮機１４．アキュームレータ１５及
び室外冷媒凝縮器１６内に冷媒が溜り込み、暖房運転サ
イクル中の冷媒が減少し冷媒加熱器ｌ中の冷媒温度が上
昇し冷媒の熱安定性ひいては、システムの信頼性を低下
する。

このような問題を防ぐものとして冷媒加熱器１内のバー
ナ１８の燃焼を停止し、第４電磁弁９を開底せしめ、圧
縮機１４を一定時間運転（以下ポンプダウン運転という
）することにより、圧縮機１４゜アキュームレータ１５
及び室外冷媒凝縮器１６内に溜り込んだ冷媒を再び暖房
サイクル中に戻す。

次に、冷房運転時は、第２電磁弁７．第３を磁弁８は開
、開閉弁１０．第１電磁弁３．第４電磁弁９は閉状態で
、圧縮機１４より吐出された斉温高圧のガス冷媒は、第
４逆止弁１３から冷媒加熱器ｌ。

第２電磁弁７を介して、室外冷媒凝縮器１６内へ入り、
放熱凝縮した後、第３逆止弁１２．受液器６を介して、
減圧装置１７で減圧膨張し、室内熱交換器４に入る。室
内熱交換器４で蒸発ガス化した後、第３ｍｍ弁８．アキ
ュームレータＩＳを介して、圧縮機１４に戻る。このサ
イクルによって冷房を行なう。

発明が解決しようとする課題しかしながら前記の様な溝底では以下の３つの課題があ
る。

（１）暖房時冷媒加熱器１内のバーナ燃焼量が一定であ
るため室内熱交換器４での冷媒が放熱′ａ縮する量が減
ると、サイクルの異常な圧力、温度上昇を防止するため
、バーナ燃焼を停止する。この時、室内熱交換器吸入空
気温度が低いにもかかわらず、運転が停止することがあ
り、安定した暖房を確保することができない。

（２）暖房運転時、第２〜第４電磁弁７，８．９および
第３．第４逆止弁１２．１３からの冷媒洩れにより、圧
縮機１４．アキュームレータ１５および室外冷媒凝縮器
１６内へ冷媒が溜り込み、冷媒加熱器１内の冷媒温度が
上昇した場合、バーナ１８の燃焼を停止し、第４電磁弁
９を開とし、圧縮機１４を一定時間運転して、圧縮機１
４．アキュームレータ１５．室外冷媒凝縮器１６内へ溜
り込んだ冷媒を暖房サイクルへ戻しても、冷媒加熱器１
内の冷媒温度が上昇し、再度第４電磁弁９が開となり圧
縮機が動作する。この動作をくりかえすため、暖房運転
が十分行なえない、又冷媒が装置外へ洩れた場合、上記
の動作の頻度が多くなり、冷媒加熱器の信頼性をそこな
う結果となる。

（３）圧縮機１４が駆動する暖房ポンプダウン運転およ
び冷房運転時、圧縮機１４内のオイルが冷媒加熱Ｈ１，
室外冷媒凝縮器１６．受液器６．室内熱交換器４等に放
出されるため、圧縮機１４の運転回数が増加した場合、
暖房運転中において冷媒加熱器１内へオイルが溜り、冷
媒加熱器ｌ内の温度分布が不均一となり、局部的に冷媒
温度の上昇が起こり、冷媒の熱安定性が低下するとか、
圧縮機１４内のオイルが減少するため圧縮機１４駆動部
の潤滑性能が低下し、圧縮機１４の故障などシステムの
信頼性をそこねる。

本発明は以上の３つの課題を解決したもので、システム
の信頼性確保と確実な暖房運転保証を目的とするもので
ある。

課題を解決するための手段上記課題を解決するために本発明の冷暖房装置は、冷媒
加熱器表面と、冷媒加熱器出口それぞれに温度検知手段
を設け、この２つの温度検知手段の検知する温度レベル
によって動作する以下の３つの制御機構を設けたもので
ある。（１）バーナの燃焼量制御を行なう制御機構、（
２）バーナ燃焼停止および開閉弁、電磁弁開閉動作２圧
縮機オン、オフを行なう制御機構、（３）冷暖房装置全
体を停止する制御機構。

作用本発明は上記構成によれば、室内熱交換器での放熱凝縮
量減少時、２つの温度検知手段によって、冷媒加熱器出
口温度が下限設定値以上で、かつ冷媒加熱器表面温度が
設定値以下であれば、バーナでの燃焼量を減少させ、さ
らに冷媒加熱器出口温度が上限設定値以上で、かつ加熱
器表面温度が、設定値以下であれば、バーナでの燃焼を
停止する。

この結果、バーナを燃焼している時間が長くなり、安定
した暖房運転が得られる。

また、暖房運転時、暖房サイクル中の冷媒減少および圧
縮機内オイル放出による冷媒加熱器の局部的温度上昇に
対し、２つの温度検知手段によって、冷媒加熱器出口温
度が最下限設定値以上で、かつ冷媒加熱器表面温度が設
定値以上になれば、バーナでの燃焼を停止し、開閉弁、
１を磁弁を一定時間間とすると共に圧縮機を運転し、受
液器内の冷媒および加熱器内のオイルを含んだ冷媒を室
外熱交換器を介して圧縮機へ吸入させ、強制的に受液器
内および冷媒加熱器内へ新しい液冷媒を流入させる。

この結果、受液器内および加熱器内にはオイルの少ない
液冷媒が確保されるため、異常な冷媒温度上昇防止およ
び、圧縮機のオイル確保ができるから、システム全体の
信頼性および安定した暖房運転ができる。

さらに、暖房サイクル中の冷媒が多量に装置外へ洩れた
場合、２つの温度検知手段によって、冷媒加熱器出口温
度が最下限値以下で、かつ冷媒加熱器表面温度が設定値
以上になれば装置全体を停止する。

この結果、冷媒加熱器の異常な温度上昇を最小限におさ
え冷媒加熱器の信頼性も向上する。

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図は本発明による冷暖房装置の全体構成を示すもの
で、１９は室外ユニット、２０は室内ユニット、２１．
２２は室外ユニット１９と室内ユニット２０を接続する
冷媒配管である。２３は暖房時使用する熱搬送暖房ブロ
ックであり、上部より順に、開閉弁２４、受液器２５．
第１逆止弁２６．気液分離器２７を設け、最下部にバー
ナ２８およびバーナ制御器２９を有する冷媒加熱器３０
があり、冷媒加熱器３０表面には表面温度検知器３１が
ある。又、冷媒加熱器３０と気液分離器２７最下部を連
絡する吸入管３２、冷媒加熱器３０より気液分離器２７
上部を連絡する出口管３３、出口管３３には出口温度検
知器３４、気液分離器２７上部から開閉弁２４人口に設
けた均圧管３５、均圧管３５から分岐した冷媒抜き管３
６、冷媒抜き管３６から分岐して冷媒加熱器３０と連絡
したオイル抜き管３７、受液器２５上部から冷媒が流入
するように設けた戻り管３８と、戻り管３日中に設けた
第２逆止弁３９、第２逆止弁３９と並列に設けた冷房用
減圧機構４０を主部材として構成している。４１は圧縮
機で、４２は圧縮機４１、四方弁４３間に設けた第３逆
止弁で、４４は気液分離器２７上部から四方弁４３．第
３逆止弁４２間に至る暖房管路で、途中に第４逆止弁４
５を設けている。４６は冷媒抜き管３６から室外熱交換
器４７に至る間に設けた電磁弁であり、室外熱交換器４
７と四方弁４３は連通されている。

又、第２逆止弁３９と室内ユニット２０内の室内熱交換
器４８は冷媒配管２２で連通されている。一方、四方弁
４３と室内ユニット２０内の室内熱交換器４８は冷媒配
管２１で連通されている。４９は四方弁４３と圧縮１１
４１の吸入側間に設けたアキニームレータであリ、５０
は表面温度検知器３１と出口温度検知器３４の検知温度
によって、バーナ制御器２９．開閉弁２４゜を磁弁４６
．圧縮機４１を制御する制御機構であり、その制御フロ
ーは第２図、第３図に示すようになっている。

上記構成において、冷房運転時は四方弁４３がオン状態
（図中点線）となり、電磁弁４６．開閉弁２４は開状態
であり、圧縮機４１から吐出された高温高圧のガス冷媒
が第３逆止弁４２．四方弁４３を通り室外熱交換器４７
へ入る。

室外熱交換器４７で放熱凝縮した後、冷媒は電磁弁４６
を通り冷媒抜き管３６とオイル抜き管３７へ分流される
。オイル抜き管３７へ分流された冷媒は冷媒加熱器３０
．出口管３３．吸入管３２を通り気液分離器２７へ入り
、均圧管３５を通り、冷媒抜き管３６と合流する６合流
した後、開閉弁２４．受液器２５．戻り管３８を通り、
冷房用減圧機構４０へ入る。冷房用減圧機構４０で減圧
膨張した冷媒は、冷媒配管２２から室内熱交換器４８へ
入り、蒸発ガス化した後、冷媒配管２１．四方弁４３．
アキニームレータ４９を経て圧縮機４１へ戻る。このサ
イクルにより冷房を行なう。

一方、暖房運転時は、四方弁４３はオフ状Ｗ４（図中実
線）で、電磁弁４６は閉状態であり、開閉弁２４が開閉
動作を繰り返しバーナ２８の燃焼が開始される。

ここで受液器２５に溜った液冷媒は、第１逆止弁２６、
気液分離器２７を通り吸入管３２から冷媒加熱器３０に
供給される。冷媒加熱器３０でバーナ２８により加熱さ
れた冷媒は、出口管３３から気液分離器２７を経てガス
冷媒のみ暖房管路４４を通り、第４逆止弁４５、四方弁
４３を経て冷媒管路２１から室内熱交換器４８へ圧送さ
れ凝縮液化する。この時開閉弁２４が閉状態となってお
れば、凝縮液化した冷媒は、冷媒管路２２．戻り管３８
．第２逆止弁３９を経て受液器２５内へ流入し、受液器
２５内に液冷媒溜り込みが完了すると開閉弁２４が開と
なり、受液器２５内の冷媒は自重および、均圧管３５の
圧力によって、第１逆止弁２６から気液分離器２７へ流
入し、気液分離器２７から吸入管３２により冷媒加熱器
３０へ流入する。開閉弁２４が開状態の時は、受液器２
５へは凝縮液冷媒は流入しない。

以上のような動作を繰り返し、冷媒加熱器３０へは間欠
的に液冷媒が供給され、室内熱交換器４８へはガス冷媒
が圧送される。

次に、冷媒加熱器３０の表面温度検知器３１と、冷媒加
熱器３０の出口温度検知器３４の温度によって制御する
制御機構５０について、第１図、第２図、第３図で説明
する。

冷媒加熱器３０の表面温度検知器３１で検知する表面温
度をＴＨＡとし、加熱器３０の出口温度検知器３４で検
知する出口温度をＴＨＢとし、加熱器３０の表面温度の
制御設定値をＴａ、加熱器３０出口温度の制御最下限設
定値をＴｂ　Ｌ下限設定値をＴｂ３上限設定値をＴｂ４
とし、バーナ２８の燃焼オンする加熱器３０出口温度を
Ｔｂ２とする。

暖房運転中、室内熱交換器４８での放熱凝縮量が減少、
（例えば室温上昇、室内熱交換器吸込風ｔｆＩｉ少）し
た場合、サイクルの異常な圧力、温度上昇が発生するが
ＴＨＡが設定値Ｔａ以下でかつＴＨＢが下限設定値Ｔｂ
３を超えていれば、制御機構４９でバーナ制御器２９を
動作させバーナ２８燃焼量を最小にして、冷媒加熱量を
低下させる。さらにＴＨＢが上限設定値Ｔｂ４を超える
と燃焼をＯＦＦさせ、ＴＨＢがＴｂ２まで温度低下すれ
ば再度バーナ２８は着火し最大燃焼量で運転をスタート
する。このように熱源（バーナ２８）に最も近い冷媒加
熱器３０の温度ＴＨＡ、ＴＨＢで制御するため早く応答
し、かつバーナの燃焼時間も長くなり安定した暖房運転
ができる。

また、暖房サイクル中の室外熱交換器４７．アキニーム
レータ４９．圧縮機４１への冷媒洩れによる冷媒減少お
よび圧縮機４１内オイル放出による冷媒加熱器３０の局
部的温度上昇時は、冷媒加熱器３０表面温度がＴＨＡが
、冷媒加熱器３０出口温度ＴＨＢよりも上昇し、設定値
Ｔａに達し冷媒加熱器３０内には冷媒があるためＴＨＢ
は最下限設定値Ｔｂ１以上になっている。

この状態において、制御機構５０によりバーナ制御器２
９を動作させバーナ２８の燃焼を停止し、開閉弁２４．
電磁弁４６を開にし、圧縮機４１が駆動する。

圧縮機４１が駆動すると受液器２５内の冷媒および加熱
器３０内のオイルを含んだ冷媒が開閉弁２４．冷媒抜き
管３６．オイル抜き管３７から電磁弁４６．室外熱交換
器４７．四方弁４２．アキュームレータ４９を介して、
圧縮機４１に吸入される。圧縮機４１に吸入された冷媒
は、第３逆止弁４２．四方弁４３．冷媒配管２１を通り
室内熱交換器４８へ放出される。受液器２５内の冷媒お
よび加熱器３０内のオイルを含んだ冷媒を抜くと室内熱
交換器４８．冷媒配管２２．戻り管３８内の液冷媒が第
２逆止弁３９を通り受液器２５内へ流入する。又、圧’
６ｍ４１が運転したと同時にタイマーカウントされ、一
定時間を超えると、開閉弁２４゜電磁弁４６が閉止し、
室外熱交換８４１に溜った冷媒をくみ上げ、後にタイマ
ーが設定時間になると、圧１１ａ４１が停止し、開閉弁
２４が開閉動作を繰り返しバーナ制御量２９によりバー
ナ２８の燃焼が再スタートシ、最大燃焼で運転を始める
。ここで、受液器２５に入った液冷媒は、第１逆止弁２
６．気液分離器２７．吸入管３２から、冷媒加熱器３０
に流入し、冷媒加熱器３０を冷却する。冷媒加熱器３０
内の冷媒はオイルの少ない冷媒である。これにより暖房
再スタート時における冷媒加熱器３０の異常な冷媒温度
上昇防止、および圧縮機４１のオイル確保ができるから
、システム全体の信頼性確保、安定した暖房運転が実現
できる。

さらに、暖房起動時において暖房サイクル中の冷媒が多
量に装置外へ洩れた場合は、冷媒加熱器３０表面温度Ｔ
ＨＡが冷媒加熱器３０出口温度ＴＨＢより早く上昇し設
定値Ｔａに達する。この時冷媒加熱器３０内にはほとん
ど冷媒が無いためＴＨＢは最下限設定値Ｔｂｌ以下にな
っている。

この状態において、制御機構５０によりバーナ制８８２
９を動作させ、バーナ２８の燃焼を停止し、さらに装置
全体を停止する。この結果、冷媒加熱器３０の異常な温
度上昇を最小限にすることができ、冷媒加熱器３０の信
頼性も向上する。

以上の制御動作は第２図の制御フローおよび第３図の温
度動作状態図に示している。

発明の効果以上の様に本発明の冷暖房装置によれば、冷媒加熱器表
面と冷媒加熱器出口それぞれに温度検知手段を設け、こ
の２つの温度検知手段の検知温度レベルによって、バー
ナ燃焼量制御、バーナ燃焼停止および開閉弁、電磁弁開
閉動作、圧縮機オンオフを行なう制御、装置全体を停止
する制御の３動作の制御機構を設けたことによって以下
の３つの効果を有する。

（１１室内熱交換器の放熱凝縮量減少時、２つの温度検
知手段および制御機構によりバーナ燃焼量を制御し、冷
媒加熱量を低下させることによって、サイクル状態変化
に対して早く応答し、かつバーナ燃焼時間も長くなり、
安定した暖房運転ができる。

（２）暖房運転時、暖房サイクル中の冷媒減少、および
圧縮機内オイルの暖房サイクルへの多量放出による冷媒
加熱器の局部的温度上昇に対し、２つの温度検知手段お
よび制御機構により、バーナを停止して開閉弁、電磁弁
を開とし圧縮機を起動させ、受液器内および冷媒加熱器
内のオイルを含んだ冷媒を抜き圧縮機に吸入させること
により、強制的に受液器内へ新しい液冷媒を確保し、冷
媒加熱器を冷却すると共に、暖房サイクルへ放出された
オイルを、圧縮機へ回収する。これによって暖房再スタ
ート時における冷媒加熱器の異常な温度上昇防止および
圧縮機のオイル確保ができるから、システム全体の信頼
性確保、安定した暖房運転が得られる。

（３）暖房起動時において、暖房サイクル中の冷媒が多
量装置外へ洩れた場合、２つの温度検知手段および制御
機構により装置全体を停止する。これによって、冷媒加
熱器の異常な温度上昇を最小限におさえ、冷媒加熱器の
信頼性向上をはかることができ、かつ装置異常に対して
早急な対応が可能となりメンテナンス性も向上する。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例による冷暖房装置の冷媒回路
構成図、第２図は同装置の制御機構の制御フローチャー
ト、第３図は同装置の温度動作状態図、第４図は従来の
冷暖房装置の冷媒回路構成図である。２３・・・・・・熱搬送暖房ブロソク、２４・・・・・
・開閉弁、２５・・・・・・受液器、２６・・・・・・
第１逆止弁、２７・・・・・・気液分離器、２８・・・
・・・バーナ、３０・・・・・・冷媒加熱器、３１．３
４・・・・・・温度検知手段（冷媒加熱器表面温度検知
器、冷媒加熱器出口温度検知器）、３９・・・・・・第
２逆止弁、４０・・・・・・減圧機構、４１・・・・・
・圧縮機、４２・・・・・・第４逆止弁、４３・・・・
・・四方弁、４５・・・・・・第３逆止弁、４６・・・
・・・電磁弁、４７・・・・・・室外熱交換器、４８・
・・・・・室内熱交換器、４９・・・・・・アキューム
レータ、５０・・・・・・制御機ｆＪＩＩ。

Claims

【特許請求の範囲】

（１）開閉弁、受液器、第１逆止弁、気液分離器、バー
ナ、冷媒加熱器、第２逆止弁、および第２逆止弁と並列
に設けた減圧機構から成る熱搬送ブロックと、電磁弁、
室外熱交換器、四方弁、圧縮機、アキュームレータ、第
３逆止弁、室内熱交換器を順次冷媒管路で結合し、気液
分離器から第４逆止弁を介して、第３逆止弁と四方弁間
に暖房冷媒管路を設け、前記冷媒加熱器表面と冷媒加熱
器出口それぞれに温度検知手段を設けた冷暖房装置。
（２）温度検知手段により、冷媒加熱器出口温度が下限
設定値以上で、かつ冷媒加熱器表面温度が設定値以下で
あれば、バーナでの燃焼量を減少させ、さらに、冷媒加
熱器出口温度が上限設定値を超え、かつ表面温度が設定
値以下であればバーナでの燃焼を停止する制御機構を設
けた特許請求の範囲第（１）項記載の冷暖房装置。
（３）温度検知手段により、冷媒加熱器出口温度が最下
限設定値以上で、かつ冷媒加熱器表面温度が設定値以上
になれば、バーナでの燃焼を停止し、開閉弁、電磁弁を
一定時間開とすると共に、圧縮機を運転し、開閉弁、電
磁弁を閉止後遅延させて圧縮機を停止する制御機構を設
けた特許請求の範囲第（１）項記載の冷暖房装置。
（４）温度検知手段により、冷媒加熱器出口温度が最下
限設定値以下で、かつ冷媒加熱器表面温度が設定値以上
になれば装置を全停止する制御機構を設けた特許請求の
範囲第（１）項記載の冷暖房装置。