JPH0726766B2 - ヒ−トポンプ式空気調和機の暖房運転方法 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 （産業上の利用分野） 本発明はヒートポンプ式空気調和機の暖房運転方法に関
する。

（従来の技術） 従来のヒートポンプ式空気調和機の冷媒回路図が第３図
に示され、暖房運転時には圧縮機01から吐出された高温
・高圧の冷媒ガスは実線矢印で示すように四方弁02を経
て室内熱交換器03に入り、ここで室内空気に放熱するこ
とにより凝縮液化して低温・高圧の冷媒液となる。この
冷媒液は膨張弁等の絞り装置04に入り、ここで絞られる
ことにより断熱膨張して低温・低圧の気液二相流とな
る。次いで、この冷媒は室外熱交換器05に入って外気よ
り吸熱することにより蒸発気化して低温・低圧の冷媒ガ
スとなり、四方弁02を経て圧縮機01に戻る。冷媒運転時
には破線矢印で示すように冷媒は圧縮機01、四方弁02、
室外熱交換器05、絞り装置04、室内熱交換器03、四方弁
02をこの順に経て圧縮機01に戻る。

（発明が解決しようとする問題点） 上記従来のヒートポンプ式空気調和機において、その暖
房運転停止中外気温が低い場合には圧縮機01内の冷凍機
油中に冷媒が溶け込む。従って、この状態で暖房運転を
開始すると、その暖房立上がり運転時における冷媒の循
環量が少ないため圧縮機01に吸入される冷媒ガスの圧力
が零又は負圧となってその比体積が大きくなり、この結
果、圧縮機01の吐出量が少なくなり、吐出圧力がなかな
か上昇しない。かくして、室内熱交換器03における放熱
量が少なくなるので、室内の温度がなかなか緩まらない
という不具合があった。

（問題点を解決するための手段） 本発明は上記問題点に対処するために発明されたもので
あって、第１の発明の要旨とするところは、圧縮機、暖
房位置又は冷房位置に切換えうる四方弁、室内熱交換
器、開度制御可能な絞り装置及び室外熱交換器によりヒ
ートポンプ冷媒回路が構成され、前記絞り装置と前記室
外熱交換器との間の冷媒配管と前記圧縮機の吸入配管と
の間に開閉弁を有するバイパス配管を接続してなるヒー
トポンプ式空気調和機を暖房運転するにあたり、その立
上り時、前記四方弁を暖房位置、前記開閉弁を開、前記
絞り装置の開度を大として所定時間立上り運転を行った
後、前記開閉弁を閉、前記絞り装置を運転状況に応じた
開度に制御されるよう切換えて通常の暖房運転に移行す
るようにしたことを特徴とするヒートポンプ式空気調和
機の暖房運転方法にある。

第２の発明の要旨とするところは、圧縮機、暖房位置又
は冷房位置に切換えうる四方弁、室内熱交換器、開度制
御可能な絞り装置及び室外熱交換器によりヒートポンプ
冷媒回路が構成され、前記絞り装置と前記室外熱交換器
との間の冷媒配管と前記圧縮機の吸入配管との間に開閉
弁を有するバイパス配管を接続してなるヒートポンプ式
空気調和機を暖房運転するにあたり、その立上り時、前
記四方弁を冷房位置、前記開閉弁を開、前記絞り装置を
閉として所定時間立上り運転を行った後、前記四方弁を
暖房位置、前記開閉弁を閉、前記絞り装置を運転状況に
応じた開度に制御されるよう切換えて通常の暖房運転に
移行するようにしたことを特徴とするヒートポンプ式空
気調和機の暖房運転方法にある。

（作用） 第１の発明においては、暖房運転の立上り時、先ず、四
方弁を暖房位置、開閉弁を開、絞り装置の開度を大とし
て所定時間立上り運転することにより、圧縮機から吐出
された冷媒ガスは四方弁、室内熱交換器を経て、絞り装
置を殆ど絞られることなく流過して分岐し、その大部分
はバイパス管の開閉弁を経て圧縮機の吸入配管に流入
し、残部は室外熱交換器、四方弁を経て圧縮機の吸入配
管に流入し、さきに分岐した冷媒と合流して圧縮機に吸
入される。しかして、冷媒は絞り装置を殆ど絞られるこ
となく経過するので冷媒の循環量が増大するとともに大
部分の冷媒がバイパス配管の開閉弁を経て圧縮機に直接
流入するため、圧縮機に吸入される冷媒ガスの比体積が
小さくなって圧縮機の吐出量及び吐出圧力が増大する。
この結果、圧縮機の温度が急速に上昇して冷凍機油中に
溶け込んでいた冷媒がガス化して分離される。この時点
で、開閉弁を閉、絞り装置の開度を運転状況に応じて制
御されるように切換えて通常の暖房運転に移行する。

第２の発明においては、暖房運転の立上り時、先ず、四
方弁を冷房位置、開閉弁を開、絞り装置を閉として所定
時間立上り運転をすることにより、圧縮機から吐出され
た高温・高圧の冷媒ガスを四方弁、室外熱交換器、バイ
パス管の開閉弁を経て圧縮機１に直接流入させる。この
結果、圧縮機の温度が急速に上昇し、冷凍機油中に溶け
込んでいた冷媒ガスが分離される。この時点で、四方弁
を暖房位置、開閉弁を閉、絞り装置を運転状態に応じた
開度に制御されるように切換えて通常の暖房運転に移行
する。

（実施例） 本発明の１実施例が第１図及び第２図に示されている。
第１図において、１は圧縮機、２は暖房位置又は冷房位
置に切換えうる四方弁、３は室内熱交換器、４は開度制
御可能な膨張弁等の絞り装置、５は室外熱交換器、６は
バイパス配管で、その一端は絞り装置４と室外熱交換器
５との間の冷媒配管７に接続され、他端は圧縮機１の吸
入配管８に接続されている。９はバイパス配管６に介装
された開閉弁、10は圧縮機１の温度を検知するセンサ、
11は圧縮機１に吸入される冷媒ガスの温度を検知するセ
ンサである。

通常の暖房運転時には四方弁２は暖房位置、開閉弁９は
閉、絞り装置４は運転状況に応じた開度に制御されるよ
うに切換えられる。かくして、圧縮機１から吐出された
冷媒は、実線矢印で示すように、四方弁２、室内熱交換
器３、絞り装置４、冷媒配管７、室外熱交換器５、四方
弁２、吸入配管９を経て圧縮機１に戻る。

通常の冷媒運転時には四方弁２は冷房位置、開閉弁９は
閉、絞り装置４は運転状況に応じた開度が制御されるよ
うに切換えられる。かくして、圧縮機１から吐出された
冷媒は、破線矢印で示すように、四方弁２、室外熱交換
器５、冷媒配管７、絞り装置４、室内熱交換器３、四方
弁２、吸入配管８をこの順に経て圧縮機１に戻る。

外気温度が−５℃程度の場合において、暖房運転を開始
すると、センサ10又は図示しない外気温センサからの指
令により先ず、四方弁２を暖房運転位置、開閉弁９を
開、絞り装置４の開度を大として立上り運転が行なわれ
る。圧縮機１から吐出された冷媒は、白抜矢印で示すよ
うに、四方弁２、室内熱交換器３、絞り装置４、冷媒配
管７を経て分岐し、その大部分はバイパス管６、開閉弁
９を経て吸入管８に流入するが、残る小部分は室外熱交
換器５、四方弁２を経て吸入管８に流入してさきに分岐
した冷媒と合流して圧縮機１に戻る。この際、絞り装置
４の開度が大とされているので、冷媒は殆ど絞られない
ため冷媒の循環量が増大し、また、開閉弁９が開とされ
ているので、冷媒の大部分が流過抵抗の小さいバイパス
管６を通って圧縮機１に流入する。この結果、圧縮機１
に吸入される冷媒ガスの比体積が小さくなって圧縮機１
の吐出量及び吐出圧力が上昇し圧縮機１の温度が急激に
上昇する。室外熱交換器５に流入した冷媒は室外熱交換
器５が外気温に曝されて冷えているため、この室外熱交
換器５を流過する過程で冷却されて凝縮液化するが、こ
の液冷媒は吸入配管８でバイパス管６を経て流入するガ
ス冷媒と混合され、圧縮機１の温度が極度に高くなるの
を防止する。圧縮機１に吸入される冷媒の温度が異常に
高くなればセンサ11がこれを検知して、これからの信号
により絞り装置４の開度を調節して冷媒の循環量を低下
させることにより吸入冷媒の温度を低下させる。

この立上り運転の結果、圧縮機１の温度が上昇すると、
圧縮機１の冷凍機油中に溶け込んでいた冷媒ガスがガス
化して分離され循環回路内に放出され冷媒循環量が増大
する。圧縮機１の温度が予め定められた温度に到達する
と、センサ10がこれを検知し、これからの信号により開
閉弁９を閉とし、かつ、絞り装置４を運転状況に応じた
開度に制御されるように切換えることによって通常の暖
房運転に移行する。

外気温度が−10℃程度の場合において暖房運転を開始す
るとセンサ10又は図示しない外気温センサからの指令に
より先ず、四方弁２を冷房位置、開閉弁９を開、絞り装
置４を全閉として立上り運転が行われる。圧縮機１から
吐出された冷媒は一点鎖線矢印で示すように四方弁２、
室外熱交換器５、バイパス配管６、開閉弁９、吸入配管
８をこの順に経てガス冷媒のまま圧縮機１に戻る。かく
して、圧縮機１から吐出される冷媒の温度及び圧力が急
速に上昇し、圧縮機１の冷凍機油中に溶け込んでいた冷
媒がガス化して分離されるので冷媒の循環量が増大す
る。そして、圧縮機１の温度が上昇して予め定められた
温度に到達するとセンサ10がこれを検知して、これから
の信号により四方弁２を暖房位置、開閉弁９を閉、絞り
装置４を運転状況に応じた開度に制御されるように切換
えることにより通常の暖房運転に移行する。

（発明の効果） 第１の発明においては、立上り時、四方弁を暖房位置、
開閉弁を開、絞り装置の開度を大として所定時間立上り
運転を行った後、前記開閉弁を閉、前記絞り装置を運転
状況に応じた開度に制御されるよう切換えて通常の暖房
運転に移行するようにしたため、第２図に示すように圧
縮機の吐出圧力はIa、吸入圧力はIbに示すように変化す
る。即ち、吸入圧力Ibは立上り運転の初期若干低下する
が、直ちに上昇し始める。かくして、圧縮機の温度を早
急に上昇させて圧縮機の冷凍機油中に溶け込んでいた冷
媒をガス化して分離せしめて冷媒の循環量を増大させ、
圧縮機の吐出圧力を急速に上昇させる。

第２の発明においては、立上り時、四方弁を冷房位置、
開閉弁を開、絞り装置を閉として所定時間立上り運転を
行った後、前記四方弁を暖房位置、前記開閉弁を閉、前
記絞り装置を運転状況に応じた開度に制御されるよう切
換えて通常の暖房運転に移行するようにしたため、第２
図に示すように圧縮機の吐出圧力はIIa、吸入圧力はIIb
に示すように変化する。即ち、立上り運転の直後吸入圧
力の下降が少なく吐出圧力の上昇速度も早いので、圧縮
機の温度上昇も早くなる。そして、通常運転に移行した
とき、室外熱交換器内の冷媒が圧縮機に戻るので、吐出
圧力の上昇速度は更に上昇する。

なお、第２図において、IIIa、IIIbは第３図に示す従来
のものの暖房運転の立上り時における圧縮機の吐出圧
力、吸入圧力を示し、これと対比すれば明らかなよう
に、暖房運転の立上りに要する時間、即ち、圧縮機の起
動後所期の暖房能力を発揮するまでに要する時間は第１
の発明は従来の約1/2となり、第２の発明においては従
来のものの約1/4となり、室内の温度を早急に暖めるこ
とが可能となる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明方法の実施に用いられるヒートポンプ式
空気調和機の冷媒回路図、第２図は本発明の及び従来の
ものにおける圧縮機の吐出圧力と吸入圧力の時間的変化
を示す線図、第３図は従来のヒートポンプ式空気調和機
の冷媒回路図である。 圧縮機……１、四方弁……２、室内熱交換器……３、絞
り装置……４、室外熱交換器……５、絞り装置と室外熱
交換器との間の冷媒配管……７、圧縮機の吸入配管……
８、バイパス配管……６、開閉弁……９

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】圧縮機、暖房位置又は冷房位置に切換えう
   る四方弁、室内熱交換器、開度制御可能な絞り装置及び
   室外熱交換器によりヒートポンプ冷媒回路が構成され、
   前記絞り装置と前記室外熱交換器との間の冷媒配管と前
   記圧縮機の吸入配管との間に開閉弁を有するバイパス配
   管を接続してなるヒートポンプ式空気調和機を暖房運転
   するにあたり、その立上り時、前記四方弁を暖房位置、
   前記開閉弁を開、前記絞り装置の開度を大として所定時
   間立上り運転を行った後、前記開閉弁を閉、前記絞り装
   置を運転状況に応じた開度に制御されるよう切換えて通
   常の暖房運転に移行するようにしたことを特徴とするヒ
   ートポンプ式空気調和機の暖房運転方法。
2. 【請求項２】圧縮機、暖房位置又は冷房位置に切換えう
   る四方弁、室内熱交換器、開度制御可能な絞り装置及び
   室外熱交換器によりヒートポンプ冷媒回路が構成され、
   前記絞り装置と前記室外熱交換器との間の冷媒配管と前
   記圧縮機の吸入配管との間に開閉弁を有するバイパス配
   管を接続してなるヒートポンプ式空気調和機を暖房運転
   するにあたり、その立上り時、前記四方弁を冷房位置、
   前記開閉弁を開、前記絞り装置を閉として所定時間立上
   り運転を行った後、前記四方弁を暖房位置、前記開閉弁
   を閉、前記絞り装置を運転状況に応じた開度に制御され
   るよう切換えて通常の暖房運転に移行するようにしたこ
   とを特徴とするヒートポンプ式空気調和機の暖房運転方
   法。