JPH055407Y2 - - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】 （産業上の利用分野） 本考案は冷房サイクルの再熱、予熱の両運転、
暖房サイクルの再熱、後冷却の両運転が可能で、
年間を通じて15〜20℃の中間温度域での定温維持
を安定してはかり得る冷暖房装置に関する。

（従来の技術） 吹出空気温度制御及び能力制御をきめ細かに行
い得る冷暖房装置として実開昭59−175964号公報
に例示される如きものがあり、精密機械作業場や
高級皮革、毛皮等の保管用トランクルーム等にあ
つて定温定湿をはからせるために用いられてきて
いる。

例えば食品の加工場等において品物の高品質、
高鮮度を保たせる要求が強くなつてきているため
に、最近では年間を通じて15〜20℃での定温定湿
に作業、保管環境を保持するケースが増えつつあ
る。

このような15〜20℃の中間温度領域の定温定湿
維持をはかるものとして、前掲の公知例は適当な
装置であり、これは四路切換弁の操作により冷暖
房が可能なものにおいて、対空気形の利用側コイ
ルを通る空気流路中に補助コイルを並設してその
一方の接続端は減圧機構を介して、前記利用側コ
イルの冷房時に低圧入力側、暖房時に高圧出口側
となる端部に連絡してなる液管に分岐接続すると
共に、他方の接続端は前記四路切換弁と熱源側コ
イルとを接続するガス管に分岐接続し、さらに前
記減圧機構と補助コイルとの直列回路に、冷媒の
流通を行わせあるいはしや断させる開閉弁を設け
た構成としたものである。

（考案が解決しようとする問題点） 上記構成を有する装置は冷房サイクルによる運
転中は補助コイルを再熱器として使用し、暖房サ
イクルによる運転中は補助コイルを後冷却器（ア
フタークール）として使用する運転が可能である
が、利用側コイルと補助コイルとの能力が決まつ
ているので、冷房時、暖房時ともに利用側コイル
のみの単独運転と補助コイルを用いる併用運転と
の２段階の能力制御であるためにきめ細かい制御
が可能といつても自づと限界がある。

さらに冷房運転中においては室内温度が15℃か
らと低いために長時間の運転では利用側コイルに
霜付きが生じ易く、この場合、冷房運転からデフ
ロスト運転に取り換える必要があつて、室温を一
定の恒温に保たせるのが容易でない。

また、冷房再熱運転中に外気温度が低下してく
ると冷凍回路の高圧が低下し再熱能力が確保でき
ない場合がある。

このように実際の運転に当たつて不具合な点が
幾つかあるところから本考案はその解消をはかる
べく成されたものであつて、特に冷房時は予熱
（プレヒート）運転を、暖房時は後冷却（アフタ
ークール）運転を夫々追加することが可能で、合
計６種の運転モードを行い得る構成とすることに
よつて、よりきめ細かい温度制御、能力制御を可
能ならしめ、簡易構造でありながら多目的に利用
できる高性能の恒温恒湿装置を提供しようとする
ものである。

（問題点を解決するための手段） しかして本考案は添付図面の実施例によつて明
らかな如く、圧縮機１、熱源側コイル２、減圧器
３、利用側コイル４及び四路切換弁５からなり冷
媒流通方向の切換えが可能な冷媒回路を有する冷
暖房装置において、対空気形の前記利用側コイル
４を通る空気流路中の風下側に補助コイル７を並
設して、減圧器３と利用側コイル４とを接続する
第２液管１２の途中に減圧及び流量の制御が可能
な可逆流形の第１電動弁８を介設する一方、補助
コイル７の一方のコイル端部を、減圧及び流量の
制御が可能な可逆流形の第２電動弁９を介して、
前記第２液管１２における減圧器３と第１電動弁
８との間の部分に分岐接続すると共に、他方のコ
イル端部を第３液管１３によつて熱源側コイル２
と減圧器３とを接続する第１液管１１に分岐接続
し、さらに利用側コイル４と四路切換弁５とを接
続するガス管１４と前記第３液管１３との途中に
切換弁装置１０を介設せしめて、該切換弁装置１
０の切換え操作によつて、利用側コイル４と補助
コイル７とを、四路切換弁５と前記第１液管１１
とに対し交互に切換え接続可能となしたことを特
徴とする。

（作用） 本考案は四路切換弁５を冷房サイクルに切換え
操作して、切換弁装置１０を利用側コイル４が四
路切換弁５の低圧流入側となる切換ポートに接続
し、補助コイル７が第１液管１１に分岐接続する
よう切換え操作することによつて、利用側コイル
４が冷却コイル、補助コイル７が再熱コイルに
夫々機能して、高冷房負荷に対応した能力による
冷房再熱運転が成される（第１図参照）。

一方、切換弁装置１０を切換え操作して、利用
側コイル４が第１液管１１に分岐接続し、補助コ
イル７が四路切換弁５の前記切換ポートに接続す
るようになすことによつて利用側コイル４が予熱
コイル、補助コイル７が冷却コイルに夫々機能し
て低冷房負荷に対応した能力による冷房予熱運転
が、または冷房除霜運転が可能である（第２図参
照）。

次に四路切換弁５を暖房サイクルに切換え操作
して、切換弁装置１０を利用側コイル４が四路切
換弁５の高圧流出側となる前記切換ポートに接続
し、補助コイル７が第１液管１１に分岐接続する
よう切換え操作することによつて、利用側コイル
４が加熱コイル、補助コイル７が後冷却（アフタ
ークール）コイルに夫々機能して、低暖房負荷に
対応した能力による暖房後冷却運転が、また、利
用側コイル４を除霜しながら冷却運転が可能であ
る（第３図参照）。

さらに、切換弁装置１０を切換え操作して利用
側コイル４が第１液管１１に分岐接続し、補助コ
イル７が四路切換弁５の前記切換ポートに接続す
るようになすことによつて、利用側コイル４が冷
却コイル、補助コイル７が再熱コイルに夫々機能
して、低外気温時でも再熱能力を確保し得る再熱
運転が可能である（第４図参照）。

このように４種の運転モードが四路切換弁５と
切換弁装置１０との切換え操作によつて可能であ
つて、冷房、暖房いずれの運転モードでも冷却コ
イル、加熱コイルの選択ができ、きめ細かい吹出
空気温度制御、能力制御が容易に行える。

（実施例） 本考案の実施例につき以下添付図面を参照しつ
つ説明する。

第１図乃至第４図は本考案装置例を運転モード
別に示した装置回路図であつて、圧縮機１、熱源
側コイル２、減圧器３例えばキヤピラリーチユー
ブ、対空気形の利用側コイル４、四路切換弁５及
びアキユムレータ６によつて、公知の可逆ヒート
ポンプ方式冷凍回路を構成し、冷房サイクルでは
熱源側コイル２が凝縮器、利用側コイル４が蒸発
器として作用し、暖房サイクルでは逆に蒸発器、
凝縮器として作用する。

上記冷凍回路に対して、補助コイル７、第１電
動弁８、第２電動弁９及び切換弁装置１０を付設
せしめているが、補助コイル７は利用側コイル４
に対し空気流路中の風下側に並設するとともに伝
熱面積を異ならしめて例えば利用側コイル４に比
し小さい伝熱面積のものを使用している。

第１電動弁８及び第２電動弁９は流体流通方向
の規制が無い可逆流形であつて、減圧及び流量の
制御が可能な弁が用いられ、第１電動弁８は減圧
器３と利用側コイル４とを接続する第２液管１２
の途中に介設せしめており、第２電動弁９は一方
の接続口を第２液管１２における減圧器３と第１
電動弁８との間の部分に分岐接続すると共に、補
助コイル７の一方のコイル端部に対し他方の接続
口を接続して冷凍回路中に設けている。

上記補助コイル７は他方のコイル端部を第３液
管１３によつて熱源側コイル２と減圧器３とを接
続する第１液管１１に分岐接続している。

切換弁装置１０は例えば四路切換弁が使用され
るものであつて、この切換弁１０を利用側コイル
４と四路切換弁５とを接続するガス管１４と前記
第３液管１３との途中に介設せしめている。

上記切換弁１０は４個のポートを有して２段切
換えが可能な弁であり、第１ポートイをガス管１
４の一部によつて利用側コイル４のコイル端部に
接続し、第２ポートロを第３液管１３の一部によ
つて補助コイル７のコイル端部に接続し、また、
第１ポートイ、第２ポートロに対し交互に切換つ
て連通する第３ポートハ、第４ポートニをガス管
１４の一部と第３液管１３の一部とによつて、四
路切換弁５の冷房サイクル時低圧側、暖房サイク
ル時高圧側となる切換ポートと第１液管１１とに
夫々接続せしめている。

冷凍回路の構造は以上説明した通りであるが、
各図中、１５_A，１５_Bは利用側コイル４の両コイ
ル端部に添設した温度センサで、該コイル４の過
熱度検出用のものであり、また、１６_A，１６_Bは
補助コイル７の両コイル端部に添設した過熱度検
出用の温度センサ、１７_A，１７_Bは熱源側コイル
２の両コイル端部に添設した過熱度検出用の温度
センサである。

一方、１８は室内側の補助コイル７を通過した
後の空気の湿度を測定する湿度センサを示してい
る。

それ等各センサ１５_A〜１８が検出した温度信
号、湿度信号によつて第１電動弁８及び第２電動
弁９の弁開度が制御されるものであつて以下説明
する通りである。

(A) 冷房再熱（冷房レヒート）運転（第１図参
照）、 四路切換弁５は冷房サイクル側に操作し、切
換弁１０は第１ポートイと第３ポートハが、第
２ポートロと第４ポートニが夫々連通するよう
に操作すると冷媒は矢示方向に循環流通して利
用側コイル４が低圧冷媒の流れる冷却コイル
に、補助コイル７が高圧冷媒の流れる再熱コイ
ルに夫々機能するので、室内空気は利用側コイ
ル４で冷却除湿された後、補助コイル７で再熱
されて例えば15℃に維持された空気を室内に送
出する。

この場合、温度サイセ１５_A，１５_Bで検出し
た利用側コイル４の過熱度（ΔSH）が、設定
過熱度５℃を基準として４℃乃至６℃の範囲内
におさまるよう、第１電動弁８の開度を制御
し、一方、湿度サイセ１８で検出した湿度の設
定湿度に対する湿度差（ΔRH）が±10％の範
囲内におさまるよう、第２電動弁９の開度を制
御するものであつて、この弁制御態様は第５図
及び第６図にフロー線図として示される通りで
ある。

なお、第１電動弁８は減圧及び流量制御を行
わせて利用側コイル４の過熱度が一定値におさ
まるようにするものであり、第２電動弁９は減
圧及び流量制御を行わせて減圧器３に流れる高
圧冷媒G_Aと補助コイル７に流れる高圧冷媒G_B
との流量比を調整して補助コイル７の再熱能力
を増減させるようにするものである。

かくして恒温恒湿の室内環境をつくり出すこ
とができる。

(B) 冷房予熱（冷房プレヒート）運転（第２図参
照）、 四路切換弁５は冷房サイクル側のままで、切
換弁１０は第１ポートイは第４ポートニが、第
２ポートロと第３ポートハが夫々連通するよう
に操作すると冷媒は矢示方向に循環流通して利
用側コイル４が、熱源側コイル２通過後の高圧
冷媒の流れる予熱（ピレヒート）コイルに、補
助コイル７が低圧冷媒の流れる冷却コイルに
夫々機能するので室内空気は利用側コイル４で
予熱された後、補助コイル７で冷却され、15℃
に維持された空気を室内に送出する。

この場合、温度セイサ１６_A，１６_Bで検出し
た補助コイル７の過熱度（ΔSH）が第５図の
要領によつて４℃乃至６℃の範囲内におさまる
よう第２電動弁９の開度を制御し、一方、湿度
サイセ１８で検出した湿度による前記湿度差
（ΔRH）が±10％の範囲内におさまるよう第１
電動弁８を第６図の要領によつて開度制御す
る。

すなわち、第１電動弁８が各冷媒G_A，G_Bの
流量比を調整して利用側コイル４の予熱能力を
増減させ、第２電動弁９が補助コイル７の過熱
度制御を行わせるよう作動する。

ところで本考案に係る冷暖房装置は、室内温
度が15℃からと通常の空気調和機の場合に比し
て低いため、長時間の運転では利用側コイル４
に霜が付着してしまう。

その場合、利用側コイル４の除霜運転が当然
必要になるが、冷房レヒート運転からこの冷房
プレヒート運転に転換せしめることによつて冷
却除霜運転が可能となる。

(C) 暖房後冷却（暖房アフタークール）運転（第
３図参照）、 四路切換弁５は暖房サイクル側に操作し、切
換弁１０は第１ポートイと第３ポートハが、第
２ポートロと第４ポートニが夫々連通するよう
に操作すると冷媒は矢示方向に流通して利用側
コイル４が高圧冷媒の流れる加熱コイルに、補
助コイル７が低圧冷媒の流れる冷却（アフター
クール）コイルに夫々機能するので室内空気は
利用側コイル４で加熱された後、補助コイル７
で後冷却され、15℃に維持された空気を室内に
送出する。

この場合、温度サイセ１７_A，１７_Bで検出し
た熱源側コイル２の過熱度（ΔSH）が第５図
図示要領によつて４℃乃至６℃の範囲内におさ
まるよう第１電動弁８の開度を制御し、一方、
湿度サイセ１８で検出した湿度による前記湿度
差（ΔRH）が±10％の範囲内におさまるよう
第２電動弁９を第６図図示要領によつて開度制
御する。

すなわち、第１電動弁８が熱源側コイル２の
過熱度制御を行わせ、第２電動弁９が各冷媒
G_A，G_Bの流量比を調整して補助コイル７の冷
却能力を増減させるように作動する。

この運転は冷房プレヒート運転と同様、利用
側コイル４の除霜を運転中に行わせるのち適し
た運転であり、同時に温度制御精度の向上をは
かり得る運転として好適なものである。

(D) 暖房再熱（暖房レヒート）運転（第４図参
照）、 四路切換弁５は暖房サイクルのままで、切換
弁１０は第１ポートイと第４ポートニが、第２
ポートロと第３ポートハが夫々連通するように
操作すると冷媒は矢示方向に循環流通して利用
側コイル４が低圧冷媒の流れる冷却コイルに、
補助コイル７が高圧冷媒の流れる再熱コイルに
夫々機能するので、室内空気は利用側コイル４
で冷却脱湿された後、補助コイル７で再熱さ
れ、15℃に維持された空気を室内に送出する。

この場合、温度セイサ１７_A，１７_Bで検出し
た熱源側コイル２の過熱度（ΔSH）が、４℃
乃至６℃の範囲内におさまるよう、第２電動弁
９の開度を制御し、一方、湿度サイセ１８で検
出した湿度の設定温度に対する湿度差（ΔRH）
が±10％の範囲内におさまるよう、第１電動弁
８の開度を制御するものであつて、この弁制御
態様は第５図及び第６図にフロー線図として示
される通りである。

なお、第１電動弁８は減圧、流量制御を行わ
せて減圧器３に流れる中間圧冷媒G_Aと、この
第１電動弁８を経、利用側コイル４に流れる中
間圧冷媒G_Bとの流量比を調整して該利用側コ
イル４の冷却能力を増減させるようにするもの
であり、第２電動弁９は減圧、流量制御を行わ
せて熱源側コイル２の過熱度を一定に保持され
るようにするものである。

この暖房再熱運転は冷房レヒート運転を行つ
ている際に、外気温度が低下してきて高圧圧力
が下がることにより補助コイル７の再熱能力が
確保できないような場合に切り換えて行わせる
ものであつて、冷却能力と再熱能力とのバラン
スがとれ、安定した恒温恒湿運転を維持でき
る。

以上、運転モード別に作動を説明したが、冷
房、暖房何れの運転モードでも利用側（室内
側）コイル４を冷却、加熱に使用することがで
き、さらに制御弁として２個の電動弁８，９を
用いているので再熱量、後冷却（アフタークー
ル）量を直接的に増減制御できて、広い調整範
囲でのきめ細かい制御が可能である。

（考案の効果） 本考案は冷房運転モードでの再熱に加えて予熱
（プレヒート）が可能であり、また、暖房運転モ
ードでのアフタークールに加えて再熱（レヒー
ト）が可能であり、従つて外気条件、負荷条件に
応じ４種の運転モードを任意に選択してよりきめ
細かい恒温恒湿運転が行える。

さらに冷房プレヒート運転モード又は暖房アフ
タークール運転モードで冷却運転を行いながら利
用側コイル４のデフロストを併行することがで
き、室温変動を極力小さくし得る利点を有する。

また、利用側コイル４と補助コイル７との間に
伝熱面積の大小差を持たせるようにすれば、４種
の運転モードとの組合わせによつて負荷条件に合
致した能力でのよりきめ細かい冷暖房運転が簡単
かつ容易に行える。

【図面の簡単な説明】

第１図乃至第４図は本考案装置の１例に係る運
転モード別に示す装置回路図、第５図及び第６図
は本考案装置例に係る電動弁制御の態様を説明す
るフロー線図である。 １……圧縮機、２……熱源側コイル、３……減
圧器、４……利用側コイル、５……四路切換弁、
７……補助コイル、８……第１電動弁、９……第
２電動弁、１０……切換弁装置、１１……第１液
管、１２……第２液管、１３……第３液管、１４
……ガス管。

Claims (1)

【実用新案登録請求の範囲】
1. 圧縮機１、熱源側コイル２、減圧器３、利用側
   コイル４及び四路切換弁５からなり冷媒流通方向
   の切換えが可能な冷媒回路を有する冷暖房装置に
   おいて、対空気形の前記利用側コイル４を通る空
   気流路中の風下側に補助コイル７を並設して、減
   圧器３と利用側コイル４とを接続する第２液管１
   ２の途中に減圧及び流量の制御が可能な可逆流形
   の第１電動弁８を介設する一方、補助コイル７の
   一方のコイル端部を、減圧及び流量の制御が可能
   な可逆流形の第２電動弁９を介して、前記第２液
   管１２における減圧器３と第１電動弁８との間の
   部分に分岐接続すると共に、他方のコイル端部を
   第３液管１３によつて熱源側コイル２と減圧器３
   とを接続する第１液管１１に分岐接続し、さらに
   利用側コイル４と四路切換弁５とを接続するガス
   管１４と前記第３液管１３との途中に切換弁装置
   １０を介設せしめて、該切換弁装置１０の切換え
   操作によつて、利用側コイル４と補助コイル７と
   を、四路切換弁５と前記第１液管１１とに対し交
   互に切換え接続可能となしたことを特徴とする冷
   暖房装置。