JPH0351673A - ヒートポンプ式冷暖房装置 - 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］ この発明は冷暖房装置に関するものであり、特に、冷媒
の循環量を制御できるヒートポンプ式の冷暖房装置に関
するものである。

［従来の技術］ 従来より、冷暖房装置の冷凍サイクルでは冷媒の循環量
を適正に制御する必要があった。しかし、減圧機構とし
てキャピラリチューブを用いると、その冷媒流量の調整
幅が小さいために、諸条件の変動に対して適正に制御が
できないことがあった。

そこで、この解決策として電磁弁を用いてキャピラリチ
ューブの絞り量を調整する冷暖房装置が提案されている
。

例えば、第２図は実開昭６１−１９５２６５号公報に示
された従来のヒートポンプ式冷暖房装置の冷媒配管を示
す系統図である。

図において、（１）は冷媒を圧縮する圧縮機、（２）は
冷媒の循環経路を切換える四方弁、（３）は室内に配設
した室外熱交換器、（４）は冷媒の圧力を減圧する減圧
機構、（５）は室外に各々配設した室外熱交換器、（６
）は気液分離器として機能するアキュムレータである。

このヒートポンプ式冷暖房装置では、減圧機構（４）を
室内熱交換器（３）と室外熱交換器（５）との間に配し
、圧縮機（１）、室内熱交換器（３）、減圧機構（４）
、及び室外熱交換器（５）を連接して冷凍サイクルを構
成している。

ここで、このヒートポンプ式冷暖房装置の減圧機構（４
）の構成について説明をする。（１１）は第１の主キャ
ピラリチューブ、（１２）は第２の主キャピラリチュー
ブであり、（１３）は第１の主キャピラリチューブ（１
１）に直列に接続した第１の逆止弁、（１４）は第２の
主キャピラリチューブに直列に接続した第２の逆止弁で
あり、これらによりブリッジを形成し減圧機構（４）の
基本配管を構成している。（１５）は第１の電磁弁、（
１６）は第１の補助キャピラリチューブ（１６）であり
、これらを直列に接続して前記の第１の主キャピラリチ
ューブ（１１）に並列の配置にしている。（１７）は第
２の電磁弁、（１８）は第２の補助キャピラリチューブ
であり、これらを直列に接続して前記の第２の主キャピ
ラリチューブ（１２）に並列の配置にしている。

なお、図中、実線の矢印は暖房サイクルのときの、そし
て、破線の矢印は冷房サイクルのときの冷媒の流れ方向
を各々示している。

上記のような構成のヒートポンプ式冷暖房装置は、次の
ように動作をする。

まず、暖房運転について説明をする。暖房サイクルの始
動時においては、圧縮機（１）で高圧に圧縮された冷媒
は四方弁（２）を経て室内熱交換器（３）に送られる。

この室内熱交換器（３）は凝縮器として作用し、ここで
冷媒は凝縮して液化する。このときに熱を室内に発散す
ることにより室内を暖房する。続いて、冷媒は減圧機構
（４）に流入する。減圧機構（４）では第２の逆止弁（
１４）は閉鎖状態となっているので、冷媒は第１の主キ
ャピラリチューブ（１１）及び第１の補助キャピラリチ
ューブ（１６）を流れ、第１の逆止弁（１３）を経て減
圧機構（４）を出る。この後、冷媒は蒸発器として作用
する室外熱交換器（５）で気化し、四方弁（２）を経て
アキュムレータ（６）に至り、再び圧縮機（１）に戻る
ことで、冷凍サイクルを閉じている。しかし、この暖房
運転時間がある程度経過すると室内の空気も暖まり、こ
れに伴って室内熱交換器（３）の温度も上昇するために
、冷媒の流量が過大となり、圧縮機（１）に液戻りが起
こる。そこで、第１の電磁弁（１５）を閉じて冷媒が第
１の補助キャピラリチューブ（１６）を流れなくして、
冷媒の流量を減少させている。

一方、冷房運転のときは、冷媒は上記と逆の配管経路を
流れる。すなわち、圧縮機（１）で圧縮された冷媒は、
四方弁（２）を経て室外熱交換器（５）に送られ、外気
により冷却されて凝縮する。

そして、減圧機構（４）を介して室内熱交換器（３）に
送られる。室内熱交換器（３）では液状の冷媒が蒸発し
、室内から気化熱を奪うことにより室内を冷却する。気
化した冷媒は四方弁（２）を経てアキュムレータ（５）
に至り、気体状の冷媒のみが再び圧縮機（１）で圧縮さ
れる。この冷房運転の際にも、運転開始時は上記と同様
に、第２の電磁弁（１７）は解放状態となっている。し
かし、運転時間が経過し室内空気が冷却され、室内熱交
換器（３）の温度が低下すると、冷媒の流量が過大とな
り、圧縮機（１）に液戻りが起こる。

そこで、第２の電磁弁（１７）を閉じて冷媒が第２の補
助キャピラリチューブ（１８）を流れなくして、冷媒の
流量を減少させている。

上記のように、従来のこの種のヒートポンプ式冷暖房装
置では、第１の電磁弁（１５）及び第２の電磁弁（１７
）を運転状態に応じて適宜開閉することにより、冷媒の
流量を調整している。そして、この流量制御により、冷
房または暖房運転時の室内の温度を適正に維持し、同時
に圧縮機（１）の保護を図っている。

なお、上記以外に冷媒の流量を調整するヒートポンプ式
冷暖房装置が特公昭６Ｂ−４３６６０号公報に示されて
いる。これは、暖房サイクル時と冷房サイクル時とで減
圧機構を流れる冷媒の流量を調整するものである。

また、この種の減圧機構（４）は圧縮機（１）の周波数
を変化させる容量制御型の冷凍サイクルにも利用ができ
る。圧縮機（１）の周波数を変化させる容量制御型の冷
凍サイクルは特公昭６３４３６６０号公報にも示されて
いる。

例えば、高い周波数で圧縮機（１）を運転する暖房時に
は、第１の電磁弁（１５）を解放して冷媒の流量を調整
する。しかし、この状態で周波数を低下して圧縮機（１
）を運転すると、減圧が不十分となり圧縮機（１）への
液戻りが起きる。そこで、周波数が低い時には第１の電
磁弁（１５）を閉鎖して減圧を大きくする。

このように、圧縮機（１）の運転周波数に応じて第１の
電磁弁（１５）及び第２の電磁弁（１７）を適宜開閉す
ることにより冷媒の流量を調整し、上記従来例と同様に
冷房または暖房運転時の室内の温度を適正に維持し、圧
縮機（１）の保護を図ることができる。

さらに、上記の他にヒートポンプ式冷暖房装置の冷媒制
御装置が特開昭６３−１４０２５８号公報に示されてい
る。

［発明が解決しようとする課題］ しかし、上記のような第２図に示した従来のヒートポン
プ式冷暖房装置では、運転状態に応じて冷媒を適正に減
圧するために減圧機構（４）を多数の構成部品により構
成していた。すなわち、キャピラリチューブを４本使用
し、逆止弁及び電磁弁を各々２個必要としていた。この
ため、配管構成が極めて複雑となり、価格も高価になっ
ていた。

しかも、減圧機構（４）のユニット容積が増大し大きな
収納スペースが必要となっていた。したがって、簡易な
構成の減圧機構（４）とすることが望まれていた。

なお、簡易な構成の減圧機構（４）を有する冷暖房装置
は、特開昭６３−２１３７６４号公報にも開示されてい
るものの、これは除霜に関するものであり、運転状態に
応じて冷媒の減圧を調整できる冷暖房装置ではなかった
。

そこで、この発明は減圧機構を部品点数が少ない簡易な
構成とし、しがも、運転状態に応じて冷媒を適正に減圧
できるヒートポンプ式冷暖房装置の提供を課題とするも
のである。

［課題を解決するための手段］ この発明にかかるヒートポンプ式冷暖房装置は、第１の
キャピラリチューブ（２１）と第２のキャピラリチュー
ブ（２２）とを直列に接続し、これと並列に第１の逆止
弁（１３）と第２の逆止弁（１４）とを直列かつ逆方向
に接続し、前記第１のキャピラリチューブ（２１）と第
２のキャピラリチューブ（２２）との間と第１の逆止弁
（１３）と第２の逆止弁（１４）との間を接続するバイ
パス配管に電磁弁（２３）を配した減圧機構（４）と、
前記減圧機構（４）を室内熱交換器（３）と室外熱交換
器（５）との間に配し、圧縮機（１）、室内熱交換器（
３）、減圧機構（４）、及び室外熱交換器（５）を連接
してなる冷凍サイクルとを具備するものである。

［作用］ この発明のヒートポンプ式冷暖房装置においては、室内
熱交換器（３）と室外熱交換器（５）との間に配した減
圧機構（４）を、第１のキャピラリチューブ（２１）と
第２のキャピラリチューブ（２２）とを直列に接続し、
これと並列に第１の逆止弁（１３）と第２の逆止弁（１
４）とを直列かつ逆方向に接続し、前記第１のキャピラ
リチューブ（２１）と第２のキャピラリチューブ（２２
）との間と第１の逆止弁（１３）と第２の逆止弁（１４
）との間を接続するバイパス配管に電磁弁（２３）を配
して構成したことにより、減圧機構（４）の配管構成が
簡易になり、減圧機構（４）のユニット容積が削減でき
る。しかも、この減圧機構（４）で運転状態に応じて冷
媒の減圧を調整できる。

［実施例］ 第１図はこの発明の一実施例であるヒートポンプ式冷暖
房装置の冷媒配管を示す系統図である。

図中、（１）から（６）は上記従来例の構成部分と同一
または相当する構成部分である。そして、図中、実線の
矢印は暖房サイクルのときの、そして、破線の矢印は冷
房サイクルのときの冷媒の流れ方向を各々示している。

図において、（２１）は第１のキャピラリチューブ、（
２２）は第２のキャピラリチューブであり、これらは直
列に接続されている。そして、これと並列に第１の逆止
弁（１３）と第２の逆止弁（１４）とが直列かつ逆方向
に接続されている。

（２３）は前記第１のキャピラリチューブ（２１）と第
２のキャピラリチューブ（２２）との間と第１の逆止弁
（１３）と第２の逆止弁（１４）との間を接続するバイ
パス配管に配した電磁弁である。

なお、この実施例のヒートポンプ式冷暖房装置では上記
従来例と同様に、圧縮機（１）、室内熱交換器（３）、
減圧機構（４）、及び室外熱交換器（５）を連接して冷
凍サイクルをなしている。

したがって、この構成のヒートポンプ式冷暖房装置の冷
房運転時及び暖房運転時の冷媒の基本的な循環動作は従
来例と路間−である。

ここで、上記のような構成のヒートポンプ式冷暖房装置
を圧縮機（１）の周波数を変化させる容量制御型の冷凍
サイクルに利用する場合について説明をする。まず、高
周波数で圧縮機（１）を運転する暖房時について述べる
。この場合には、電磁弁（２３）は解放状態となってい
る。そして、この運転状態のときには、圧縮機（１）か
ら吐出された高圧のガス状の冷媒は四方弁（２）を介し
て室内熱交換器（３）で液化されて、減圧機構（４）に
流入する。この減圧機構（４）では、冷媒は第１の逆止
弁（１３）から電磁弁（２３）を経て、第１のキャピラ
リチューブ（２１）で減圧される。この減圧機構（４）
で減圧された冷媒は室外熱交換器（５）でガス化されて
四方弁（２）を経て圧縮機（１）に戻る。なお、この高
周波数時に、冷媒の流量が最適となるように第１のキャ
ピラリチューブ（２１）は調整されている。しかし、こ
の冷凍サイクルのまま低い運転周波数に移行すると、冷
媒の流量が減少し、第１のキャピラリチューブ（２１）
での減圧が不十分となる。このため、蒸発器である室外
熱交換器（５）の温度が冷媒の流量に比べ高くなり、蒸
発しきれずに圧縮機（１）に液戻りが起きる。そこで、
低い運転周波数のときは、電磁弁（２３）を閉じて冷媒
を第２のキャピラリチューブ（２２）から第１のキャピ
ラリチューブ（２１）へと流し、充分な減圧を行なう。

つぎに、冷房運転について述べる。高い運転周波数の時
には上記と同様に電磁弁（２３）を解放し、室外熱交換
器（５）から流出した冷媒液を第２の逆止弁（１４）か
ら電磁弁（２３）を経て、第２のキャピラリチューブ（
２２）へと流す。しかし、低い運転周波数の時は電磁弁
（２３）を閉じて１、冷媒を第１のキャピラリチューブ
（２１）から第２のキャピラリチューブ（２２）へと流
し充分な減圧を行なう。

このようにして、この実施例のヒートポンプ式冷暖房装
置では圧縮機（１）への液戻りを排し、圧縮機（１）の
保護を図っている。また、圧縮機（１）の運転周波数に
応じて冷媒の減圧を調整し、冷房または暖房運転時の室
内の温度を適正に維持している。

また、この構成の減圧機構（４）では電磁弁（２３）を
流れる冷媒の流通方向は冷房時及び暖房時共に同一方向
である。したがって、電磁弁（２３）が閉鎖状態にある
ときの電磁弁（２３）の前後における冷媒の圧力関係が
略一定となり、電磁弁（２３）の開閉動作上回の支障も
来たさない。この結果、電磁弁（２３）は路間−の状態
で開閉動作を行なうので、冷房または暖房の運転状態の
相違により冷媒の流量調整に影響が出ることもない。

上記のように、この実施例のヒートポンプ式冷暖房装置
では、室内熱交換器（３）と室外熱交換器（５）との間
に配した減圧機構（４）を、第１のキャピラリチューブ
（２１）と第２のキャピラリチューブ（２２）とを直列
に接続し、これと並列に第１の逆止弁（１３）と第２の
逆止弁（１４）とを直列かつ逆方向に接続し、前記第１
のキャピラリチューブ（２１）と第２のキャピラリチュ
ーブ（２２）との間と第１の逆止弁（１３）と第２の逆
止弁（１４）との間を接続するバイパス配管に電磁弁（
２３）を配して構成している。

したがって、減圧機構（４）の構成部品点数が従来例に
比べて削減され、配管構成が極めて簡易になり、減圧機
構（４）のユニット容積が削減できるので、装置全体の
価格が安価になる。しかも、従来例と同様に冷媒の減圧
を適正に調整でき、圧縮機（１）の保護及び冷房または
暖房運転時の室内の温度を適正に維持できる。

ところで、上記の実施例ではヒートポンプ式冷暖房装置
を圧縮機（１）の周波数を変化させる容量制御型の冷凍
サイクルに利用する場合について説明をしたが、従来例
で述べたように冷房及び暖房運転時の始動時と安定運転
時とで冷媒の減圧量を調整する場合にも当然利用できる
。

以上説明したとおり、この発明のヒートポンプ式冷暖房
装置は、第１のキャピラリチューブ（２１）と第２のキ
ャピラリチューブ（２２）とを直列に接続し、これと並
列に第１の逆止弁（１３）と第２の逆止弁（１４）とを
直列かつ逆方向に接続し、前記第１のキャピラリチュー
ブ（２１）と第２のキャピラリチューブ（２２）との間
と第１の逆止弁（１３）と第２の逆止弁（１４）との間
を接続するバイパス配管に電磁弁（２３）を配してなる
減圧機構（４）を冷凍サイクル中の室内熱交換器（３）
と室外熱交換器（５）との間に配したことにより、減圧
機構（４）の配管構成が簡易になり、減圧機構（４）の
ユニット容積が削減できるので、装置全体の価格が安価
になる。しかも、この減圧機構（４）で運転状態に応じ
て冷媒を適正に減圧できるので、圧縮機（１）の保護及
び冷房または暖房運転時の室内の温度を適正に維持でき
る。

［発明の効果］

【図面の簡単な説明】

第１図はこの発明の一実施例であるヒートポンプ式冷暖
房装置の冷媒配管を示す系統図、第２図は従来のヒート
ポンプ式冷暖房装置の冷媒配管を示す系統図である。 図において、 １：圧縮機　　　　　３：室内熱交換器４：減圧機構　
　　　５二室外熱交換器１３：第１の逆止弁　１４：第
２の逆止弁２１：第１のキャピラリチューブ ２２：第２のキャピラリチューブ ２３：電磁弁 である。 なお、図中、同−符号及び同一記号は同一または相当部
分を示すものである。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 第１のキャピラリチューブと第２のキャピラリチューブ
   とを直列に接続し、これと並列に第１の逆止弁と第２の
   逆止弁とを直列かつ逆方向に接続し、前記第１のキャピ
   ラリチューブと第２のキャピラリチューブとの間と第１
   の逆止弁と第２の逆止弁との間を接続するバイパス配管
   に電磁弁を配した減圧機構と、 前記減圧機構を室内熱交換器と室外熱交換器との間に配
   し、圧縮機、室内熱交換器、減圧機構、及び室外熱交換
   器を連接してなる冷凍サイクルとを具備することを特徴
   とするヒートポンプ式冷暖房装置。