JPH08233397A

JPH08233397A - 空気調和装置

Info

Publication number: JPH08233397A
Application number: JP7040899A
Authority: JP
Inventors: Masatsugu Arimura; 正嗣有村; Seiji Inoue; 清治井上
Original assignee: Yamaha Motor Co Ltd
Current assignee: Yamaha Motor Co Ltd
Priority date: 1995-02-28
Filing date: 1995-02-28
Publication date: 1996-09-13

Abstract

(57)【要約】【目的】冷房運転又は暖房運転において蒸発器の吸熱
量に対して凝縮器の放熱量が過大となる場合であって
も、圧縮機をそのまま駆動してその駆動源のエネルギー
の有効利用を図ることができる空気調和装置を提供する
こと。【構成】圧縮機側冷媒回路３Ａと、室内機側冷媒回路
Ｂと、室外機側冷媒回路３Ｃと、四方弁（切換部）５及
び膨張弁８を含んで構成される空気調和装置において、
外部から冷媒に熱を供給可能な二重管熱交換器（熱供給
部）１０，１１を前記室内機側冷媒回路３Ａ、室外機側
冷媒回路３Ｂにそれぞれ設け、暖房状態において二重管
熱交換器１１から冷媒に熱を供給可能とし又は／及び冷
房状態において二重管熱交換器１０から冷媒に熱を供給
可能とする。本発明によれば、冷房運転及び暖房運転の
何れにおいても、蒸発器として機能する室内機７又は室
外機９での吸熱量の不足分は二重管熱交換器１０又は１
１において外部（冷却水）から冷媒に与えられる熱量に
よって補われるため、液相冷媒の圧縮機２への吸引が防
がれ、前記目的が達成される。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、外部から冷媒に熱を供
給可能な熱供給部を備える空気調和装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】空気調和装置は、冷媒を循環させる冷媒
回路に少なくとも圧縮機、四方弁等の切換部、室内熱交
換器（以下、室内機と称す）、膨張弁及び室外熱交換器
（以下、室外機と称す）を設けて構成されるが、暖房運
転時には、冷媒は圧縮機から切換部、凝縮器として機能
する室内機、膨張弁及び蒸発器として機能する室外機の
順に冷媒回路を循環する。又、冷房運転時においては、
冷媒は圧縮機から切換部、凝縮器として機能する室外
機、膨張弁及び蒸発器として機能する室内機の順に冷媒
回路を循環する。

【０００３】ところで、暖房運転時に室内機における放
熱量が十分でないために暖房能力が不足する場合、外気
温度が低いために室外機で吸熱が殆どできない場合に
は、冷媒が気化しないまま圧縮機に吸い込まれることと
なり、圧縮機の故障の原因となる。このため、圧縮機の
駆動を停止すると冷媒の循環による暖房が不可能とな
る。斯かる場合、その不足分を補助ヒータの発熱量で補
う方法（即ち、冷媒を介することなく補助ヒータで直接
室内を暖める方法）が提案されている（特開平５−２５
６４９６号公報参照）。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記方
法によれば、たとえ補助ヒータによって暖房が可能とな
っても、圧縮機を駆動する動力源の利用が不可能とな
り、エネルギーの有効利用の視点からは有利であるとは
言えない。

【０００５】尚、冷房運転時においても、室外機での放
熱量が過大であり、そのために室内機での吸熱量が十分
でない場合には、同様に圧縮機の駆動源の有効利用が不
可能となる。

【０００６】本発明は上記問題に鑑みてなされたもの
で、その目的とする処は、冷房運転又は暖房運転におい
て蒸発器の吸熱量に比して凝縮器の放熱量が過大となる
場合であっても、圧縮機をそのまま駆動してその駆動源
のエネルギーの有効利用を図ることができる空気調和装
置を提供することにある。

【０００７】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するた
め、請求項１記載の発明は、吸込ラインから圧縮機を経
て吐出ラインに至る圧縮機側冷媒回路と、吸込ライン端
部と吐出ライン端部に連結された切換部と、切換部から
室内機を経て膨張弁に至る室内機側冷媒回路と、切換部
から室外機を経て膨張弁に至る室外機側冷媒回路を含ん
で構成され、前記切換部によって暖房状態においては吐
出ラインと室内機側冷媒回路とを連結するとともに吸込
ラインと室外機側冷媒回路とを連結し、冷房状態におい
ては吐出ラインと室外機側冷媒回路とを連結するととも
に吸込ラインと室内機側冷媒回路とを連結する空気調和
装置において、外部から冷媒に熱を供給可能な室内機側
熱供給部、室外機側熱供給部を前記室内機側冷媒回路、
室外機側冷媒回路にそれぞれ設け、暖房状態において室
外機側熱供給部から冷媒に熱を供給可能とし又は／及び
冷房状態において室内機側熱供給部から冷媒に熱を供給
可能としたことを特徴とする。

【０００８】請求項２記載の発明は、請求項１記載の発
明において、前記室内機側熱供給部と室外機側熱供給部
から冷媒に熱を供給可能とするとともに、暖房状態にお
いて室外機側熱供給部から冷媒への熱供給量を室内機側
熱供給部から冷媒への熱供給量よりも大きくしたことを
特徴とする。

【０００９】請求項３記載の発明は、請求項１又は２記
載の発明において、前記室内機側熱供給部と室外機側熱
供給部から冷媒に熱を供給可能とするとともに、冷房状
態において室内機側熱供給部から冷媒への熱供給量を室
外機側熱供給部から冷媒への熱供給量よりも大きくした
ことを特徴とする。

【００１０】請求項４記載の発明は、請求項１，２又は
３記載の発明において、前記室内機側熱供給部を室内機
内又は室内機と切換部との間に配置したことを特徴とす
る。

【００１１】請求項５記載の発明は、請求項１〜３又は
４記載の発明において、前記室外機側熱供給部を室外機
内又は室外機と切換部との間に配置したことを特徴とす
る。

【００１２】

【作用】請求項１記載の発明によれば、冷房運転及び暖
房運転の何れにおいても、蒸発器として機能する室内機
又は室外機での吸熱量の不足分は熱供給部において外部
から与えられる熱によって補われるため、冷媒は圧縮機
に吸引される以前にその全てが完全に蒸発して気化し、
従って、液相冷媒が圧縮機に吸引されることがなく、圧
縮機を駆動したまま冷房又は暖房運転が可能となり、圧
縮機の駆動源のエネルギーを有効に利用することができ
る。

【００１３】請求項２記載の発明によれば、暖房状態に
おいて室外機側熱供給部から冷媒への熱供給量を室内機
側熱供給部から冷媒への熱供給量よりも大きくしたた
め、外気温度が低く、そのために室外機における冷媒の
吸熱量が十分でない場合であっても、冷媒は圧縮機に吸
引される以前にその全てが完全に蒸発して気化し、液相
冷媒の圧縮機への吸引が確実に防がれる。

【００１４】請求項３記載の発明によれば、冷房状態に
おいて室内機側熱供給部から冷媒への熱供給量を室外機
側熱供給部から冷媒への熱供給量よりも大きくしたた
め、室外機での放熱量が過大であり、そのために室内機
での吸熱量が十分でない場合であっても、その不足分の
熱量は室内機側熱供給部において冷媒に付与されるた
め、冷媒は圧縮機に吸引される以前にその全てが完全に
蒸発して気化し、液相冷媒の圧縮機への吸引が確実に防
がれる。

【００１５】請求項４記載の発明によれば、室内機側熱
供給部は膨張弁の下流側に設けられるため、膨張弁を通
過して低温低圧となった冷媒に室内機側熱供給部から熱
が与えられることとなり、冷媒への熱の供給効率が高め
られる。

【００１６】請求項５記載の発明によれば、室外機側熱
供給部は膨張弁の下流側に設けられるため、膨張弁を通
過して低温低圧となった冷媒に室外機側熱供給部から熱
が与えられることとなり、冷媒への熱の供給効率が高め
られる。

【００１７】

【実施例】以下に本発明の実施例を添付図面に基づいて
説明する。

【００１８】＜第１実施例＞図１は本発明の第１実施例
に係るエンジン駆動式空気調和装置の基本構成を示す回
路図、図２は冷却水回路に設けられるリニア三方弁の特
性図、図３は冷媒の状態変化を示すモリエル線図であ
る。

【００１９】図１において、１は水冷エンジン、２はエ
ンジン１によって駆動される圧縮機であって、本空気調
和装置は圧縮機２を含んで閉ループを構成する冷媒回路
３とエンジン１を冷却する冷却水を循環させる冷媒水回
路４を含んで構成されている。

【００２０】上記冷媒回路３は圧縮機２によってフロン
等の冷媒を循環させる回路であって、これは、圧縮機２
の吐出側から四方弁５に至る吐出ライン３ａと四方弁５
からアキュームレータ６を経て圧縮機２に至る吸込ライ
ン３ｂとで構成される圧縮機側冷媒回路３Ａと、四方弁
５から室内機７を経て膨張弁８に至る室内機側冷媒回路
３Ｂと、四方弁５から室外機９を経て前記膨張弁８に至
る室外機側冷媒回路３Ｃを含んで構成されている。

【００２１】而して、本実施例においては、前記室内機
側冷媒回路３Ｂの四方弁５と室内機７の間には室内機側
熱供給部を構成する二重管熱交換器１０が設けられ、
又、前記室外機側冷媒回路３Ｃの四方弁５と室外機９と
の間には室外機側熱供給部を構成する二重管熱交換器１
１が設けられている。尚、図１に示すように、室内には
室温センサ１２と２つの冷媒温度センサ１３，１４が設
けられ、室外には外気温センサ１５が設けられている。

【００２２】一方、前記冷却水回路４はエンジン１を冷
却する冷却水を冷却水ポンプ１６によって循環させる回
路であって、これは、冷却水ポンプ１６の吐出側から排
気ガス熱交換器１７を通ってエンジン１の冷却水入口に
至る冷却水ライン４ａと、エンジン１の冷却水ジャケッ
ト１ａを通って前記二重管熱交換器１０に至る冷却水ラ
イン４ｂ及び二重管熱交換器１０から前記冷却水ポンプ
１６に至る冷却水ライン４ｃを含んで構成されている。
そして、冷却水ライン４ｂの途中には図２に示す特性を
有するリニア三方弁１８が設けられており、該リニア三
方弁１８から分岐して前記冷却水ライン４ｃに接続され
る冷却水ライン４ｄの途中にはラジエータ１９が設けら
れている。又、前記冷却水ライン４ｂの前記リニア三方
弁１８の下流側には三方弁Ａが設けられており、該三方
弁Ａに接続された冷却水ライン４ｅは前記二重管熱交換
器１１に接続されており、該二重管熱交換器１１から導
出する冷却水ライン４ｆは冷却水ライン４ｃに接続され
ている。

【００２３】尚、エンジン１にはサーモスタット１００
及び冷却水ポンプ１０１があり、エンジン１が始動直後
の冷機状態にあるとき、サーモスタット１００は冷却水
温が低いことを検知し、冷却水ジャケット１ａと冷却水
ライン４ｂとの連通状態から冷却水ジャケット１ａと冷
却水ライン４ｇとの連通状態に切り換える。これにより
冷却水ジャケット１ａと排気ガス熱交換器１７の間のみ
で冷却水を循環させ、エンジン１の暖機運転を可能とし
ている。このとき、冷却水ポンプ１６は停止させる。
又、冷却水ポンプ１６及び１０１の吐出方向を共に逆に
しても良い。この場合のサーモスタット１００はシリン
ダ壁温を感知して冷却水ライン４ｂと４ａの連通状態
と、冷却水ライン４ｂと４ｇとの間の連通状態とを相互
に切り換える。

【００２４】次に、本実施例に係る空気調和装置の暖房
運転時の作用を図３に示すモリエル線図を参照しながら
説明する。

【００２５】エンジン１によって圧縮機２が駆動される
と、図３のａで示される状態（圧力Ｐ₁ 、エンタルピｉ
₁ ）の気相冷媒は吸込ライン３ｂから圧縮機２に吸引さ
れて圧縮され、図３のｂで示される状態（圧力Ｐ₂ 、エ
ンタルピｉ₂ ）の高温高圧冷媒となる。尚、このときの
圧縮機２の所要動力（エンジン１の出力）ＡＬは（ｉ₂
−ｉ₁ ）で表される。

【００２６】而して、上記高温高圧の気相冷媒は吐出ラ
イン３ａを通って四方弁５に至るが、暖房運転時におい
ては、図１に破線にて示すように四方弁５のポートａと
ｂ及びポートｃとｄがそれぞれ連通しており、従って、
高温高圧の気相冷媒は室内機側冷媒回路３Ｂへと流れ、
凝縮器として機能する室内機７に導かれる。

【００２７】上述のように室内機７に導かれた高温高圧
の気相冷媒は室内の空気に凝縮熱Ｑ₂ を放出して液化
し、過冷却（サブクール）されて図３に示すｃの状態
（圧力Ｐ₂ 、エンタルピｉ₃ ）の液相冷媒となり、この
ときの放熱量Ｑ₂ （＝ｉ₂ −ｉ₃）によって室内の暖房
が行われる。

【００２８】而して、室内機７において液化した高圧の
液相冷媒は前記膨張弁８によって減圧されて図３にｄに
て示す状態（圧力Ｐ₁ 、エンタルピｉ₃ ）となってその
一部が気化し、蒸発器として機能する室外機９に導かれ
る。

【００２９】ここで、本実施例においては、外気温度が
低いために室外機９においては冷媒は外気からＱ₁ の蒸
発熱を奪ってその一部が気化するのみであり、冷媒は図
５にｅにて示す状態（圧力Ｐ₁ 、エンタルピｉ₄ ）とな
り、二重管熱交換器１１に導かれる。尚、このときの蒸
発熱量Ｑ₁ は（ｉ₄ −ｉ₃ ）で表される。

【００３０】一方、冷却水ポンプ１６の駆動によって冷
却水回路４内を循環する冷却水は、冷却水ポンプ１６か
ら吐出されて冷却水ライン４ａを流れ、その途中で排気
ガス熱交換器１７においてエンジン１から排出される排
気ガスの熱を回収して加熱された後、エンジン１の冷却
水ジャケット１ａを通って該エンジン１を冷却する。そ
して、エンジン１の冷却に供された冷却水は冷却水ライ
ン４ｂを流れて三方弁１８に至るが、三方弁１８は前記
二重管熱交換器１０又は１１の後述する熱負荷に対して
図２に示す特性を示し、三方弁１８の上流の冷却水量ｑ
は二重管熱交換器１０又は１１の熱負荷に応じてｑ₁
（二重管熱交換器１０又は１１へ流れる冷却水量）とｑ
₂ （ラジエータ１９に流れる冷却水量）に分配され、二
重管熱交換器１０又は１１を流れる流量ｑ₁ の冷却水は
そこを流れる冷媒を加熱する一方冷媒により冷却され、
ラジエータ１９を流れる流量ｑ₂ の冷却水は大気中に放
熱して冷却水ポンプ１６に戻り、以後、同様に冷却水回
路４を循環する。

【００３１】ここで、前記三方弁Ａは冷却水の流れ方向
を図１に示す，の方向に切り換えるものであって、
冷房運転時と暖房運転時において冷却水の流れ方向，
を表１に示すようにそれぞれ切り換える。

【００３２】

【表１】而して、表１に示すように暖房運転時においては三方弁
Ａは冷却水の方向の流れを許容するため、流量ｑ₁ の
冷却水は冷却水ライン４ｅを通って二重管熱交換器１１
に送られ、そこを流れる冷媒に熱量ΔＱ₁ を与える。す
ると、冷媒は熱量ΔＱ₁ によって加熱されてその全てが
蒸発して気化し、更に過熱（スーパーヒート）されて図
３のａにて示す状態（圧力Ｐ₁ 、エンタルピｉ₁ ）に復
帰する。尚、このとき、二重管熱交換器１０において冷
却水から冷媒に与えられる熱量ΔＱ₁ は（ｉ₁ −ｉ₄ ）
にて表される（図３参照）。

【００３３】その後、冷媒は二重管熱交換器１１から四
方弁５に至るが、前述のように暖房運転時には四方弁５
のポートｃとｄとが連通しているため、冷媒は四方弁５
を通って吸込ライン３ｂ側へ流れ、アキュームレータ６
に導かれる。そして、アキュームレータ６においては、
冷媒の気液が分離され、気相冷媒は圧縮機２に吸引さ
れ、以後、以上説明したと同様の作用を繰り返して室内
の暖房に供せられる。

【００３４】以上の暖房運転において、外気温度が低い
ために室外機９における冷媒の外気からの吸熱量Ｑ₁ が
小さいため、この吸熱量Ｑ₁ のみでは室外機９において
冷媒の全てが気化しない場合であっても、冷媒は二重管
熱交換器１１において熱量ΔＱ₁ を付与されるためにそ
の全てが蒸発して気化する。このとき、二重管熱交換器
１１においては、膨張弁８を通過して低温低圧となった
冷媒に冷却水から熱量ΔＱ₁ が付与されるため、該熱量
ΔＱ₁ の冷媒への供給効率が高められる。

【００３５】従って、本実施例においては、外気温度が
低く、そのために室外機９における冷媒の吸熱量Ｑ₁ が
十分でない場合であっても、液相冷媒の圧縮機２への吸
引が防がれるため、圧縮機２をそのまま駆動して暖房運
転を行うことができ、エンジン１のエネルギーを有効に
利用することができ、室内を直接暖める補助ヒータ等は
不要となる。

【００３６】次に、本空気調和装置の冷房運転時の作用
を図３に示すモリエル線図を参照しながら説明する。

【００３７】エンジン１によって圧縮機２が駆動される
と、図３にａにて示す状態（圧力Ｐ₁ 、エンタルピｉ
₁ ）の気相冷媒は圧縮機２によって圧縮されて図３にｂ
にて示す状態（圧力Ｐ₂ 、エンタルピｉ₂ ）の高温高圧
冷媒となり、吐出ライン３ａを通って四方弁５に至る。
冷房運転においては、図１に実線にて示すように四方弁
５のポートａとｃ、ポートｂとｄがそれぞれ連通してお
り、従って、高温高圧の気相冷媒は室外機側冷媒回路３
Ｃへと流れる。ここで、冷房運転においては、表１に示
すように三方弁Ａは冷却水の方向の流れのみを許容す
るため、二重管熱交換器１１には冷却水は供給されず、
従って、四方弁５を通過した冷媒はそのまま凝縮器とし
て機能する室外機９に導かれる。

【００３８】室外機９に導かれた高温高圧の気相冷媒は
外気に凝縮熱Ｑ₂ を放出して液化し、過冷却されて図３
に示すｃの状態（圧力Ｐ₂ 、エンタルピｉ₃ ）の液相冷
媒となる。尚、このときの凝縮熱Ｑ₂ は（ｉ₂ −ｉ₃ ）
で表される。

【００３９】そして、室外機９において液化した高圧の
液相冷媒は膨張弁８を通過することによって減圧され、
図３にｄにて示す状態（圧力Ｐ₁ 、エンタルピｉ₃ ）と
なってその一部が気化した後、蒸発器として機能する室
内機７に至り、ここで室内の空気から蒸発熱Ｑ₁ を奪っ
てその一部が気化し、図３にｅにて示す状態（圧力Ｐ
₁ 、エンタルピｉ₄ ）となる。

【００４０】ところで、冷房運転時においては、表１に
示すように三方弁Ａは冷却水の方向の流れを許容する
ため、室内機７を通過した冷媒は二重管熱交換器１０に
至り、そこを流れる冷却水から熱量ΔＱ₁ （＝ｉ₁ −ｉ
₄ ）を付与されてその全てが蒸発して気化し、更に過熱
されて図３に示すａの状態（圧力Ｐ₁ 、エンタルピｉ
₁ ）に復帰する。このとき、二重管熱交換器１０におい
ては、膨張弁８を通過して低温低圧となった冷媒に冷却
水から熱量ΔＱ₁ が付与されるため、該熱量ΔＱ₁ の冷
媒への供給効率が高められる。

【００４１】そして、二重管熱交換器１０を通過した冷
媒は四方弁５に至るが、前述のように冷房運転時には四
方弁５のポートｂとｄとが連通しているため、冷媒は四
方弁５を通って吸込ライン３ｂ側へ流れ、アキュームレ
ータ６に導かれる。そして、アキュームレータ６におい
ては、冷媒の気液が分離され、気相冷媒は圧縮機２に吸
引され、以後、以上説明したと同様の作用を繰り返して
室内の冷房に供される。

【００４２】而して、冷房運転時において室外機９での
放熱量Ｑ₂ が過大であり、そのために室内機７での吸熱
量Ｑ₁ が十分でない場合、その不足分の熱量ΔＱ₁ は二
重管熱交換器１０において冷却水によって付与されて冷
媒は完全に気化するため、液相冷媒の圧縮機２への吸引
が防がれる。従って、冷房運転においても圧縮機２をそ
のまま駆動することができ、エンジン１のエネルギーの
有効利用を図ることができる。

【００４３】尚、本実施例では、暖房運転時には二重管
熱交換器１０への冷却水の供給量を０とし、冷房運転時
には二重管熱交換器１１への冷却水の供給量を０とした
が、三方弁Ａの代わりにリニア三方弁を設置し、暖房運
転時には二重管熱交換器１０への冷却水の供給量を制限
して他方の二重管熱交換器１１での冷媒への熱供給量を
二重管熱交換器１０でのそれに比して大きくし、冷房運
転時には二重管熱交換器１１への冷却水の供給量を制限
して他方の二重管熱交換器１０での冷媒への熱供給量を
二重管熱交換器１１でのそれに比して大きくするように
しても良い。

【００４４】又、本実施例では二重管熱交換器１０，１
１を室内機側冷媒回路３Ｂの四方弁５と室内機７との
間、室外機側冷媒回路３Ｃの四方弁５と室外機９との間
にそれぞれ設けたが、これらを室内機７、室外機９内に
それぞれ設けても良い。

【００４５】以上の冷房運転において、室外機９での放
熱量が過大であり、そのために室内機７での吸熱量が十
分である場合、その不足分の熱量（膨張弁８を通過した
冷媒が完全に気化するに必要な熱量）ΔＱ₁ は二重管熱
交換器１０において冷却水によって付与されるため、液
相冷媒の圧縮機２への吸引が防がれる。従って、冷房運
転においても圧縮機２をそのまま駆動することができ、
エンジン１のエネルギーの有効利用を図ることができ
る。

【００４６】又、この場合、膨張弁８の上流側である高
圧側の圧力が過度に低下するため、膨張弁８を通過する
冷媒量が過度に減少し、低圧側である室内機７による吸
熱が不能となる問題も発生する可能性もあるが、二重管
熱交換器１０により冷媒に熱を与えることができるた
め、圧縮機２の吸込口でのエンタルピが増加し、結果的
に高圧側での圧力低下を防ぐことができ、冷媒の循環量
の低下を防ぐことができる。

【００４７】尚、図３における凝縮熱Ｑ₂ は暖房状態に
おける室内機７或は冷房状態における室外機９において
のみ冷媒から放出されるもののみでなく、圧縮機２の吐
出口から膨張弁８に至る高圧側冷媒管路において放出さ
れる全ての熱量を含むものである。同様に、蒸発熱Ｑ₁
は暖房状態における室外機９或は冷房状態における室内
機７においてのみ冷媒に吸収されるもののみでなく、膨
張弁８から圧縮機２の吸込口に至る低圧側冷媒回路おい
て冷媒に吸収される熱量を含むものである。但し、二重
管熱交換器１０，１１や、該２つの機器の配置される位
置に代わって配置され、アキュームレータ内に貯留され
る液相冷媒中においてエンジン冷却水を配管するように
してエンジン冷却水を利用して冷媒加熱するもの、或は
電気ヒータ等の補助冷媒加熱ヒータにより冷媒に吸収さ
れる熱量には含まれない。そして、上記熱負荷はΔＱ₁
として与えられ、ΔＱ₁ ＝Ｑ₂ −Ｑ₁ −ＡＬとなる。

【００４８】即ち、蒸発熱Ｑ₁ に対して凝縮熱Ｑ₂ が
過大になるか、凝縮熱Ｑ₂ に対して蒸発熱Ｑ₁ が過小
となる場合に、熱負荷が大きくなり、補助冷媒加熱ヒー
タによる冷媒の加熱が必要になる。

【００４９】例えば、の場合として、室外機９の数よ
り多数の室内機７を配置している場合の冷房状態におい
て、運転する室内機７の数を絞るときがある。この場合
には、室外機９の放熱能力が室内機７の吸熱能力より可
成り大きくなってしまう。このため、図９に示すように
冷暖切換スイッチ１０２からの冷房情報に基づき、三方
弁Ａ駆動アクチュエータ１０９に表１に基づく駆動命令
を制御装置２００から出力させるとともに、室内機運転
スイッチ１０３から室内機７の運転台数に基づき、運転
台数が所定値以下、且つ、運転台数が少ない程、熱負荷
が大きいとしてリニア三方弁１８駆動アクチュエータ１
０８を駆動し、二重管熱交換器１０への温水循環量を増
加させるようにする。

【００５０】又、の場合として冷房中外気温センサー
１５からの外気温情報に基づき、外気温度が所定温度以
下の場合、所定温度より低ければ低い程凝縮熱Ｑ₂ が大
きくなるため、熱負荷が大きくなるとして、同様に二重
管熱交換器１０への温水循環量を増加させるようにして
も良い。

【００５１】又、の場合として、暖房中室内温設定ス
イッチ１０４の設定温度と室内温センサ１２によって検
出された室内温度の差が大きい程、室内機７のファン１
１２の回転数を増加させるとともに、熱負荷が大きいと
して、同様に二重管熱交換器１１への温水循環量を増加
させるようにしても良い。

【００５２】又、の場合として、冷房中外気温センサ
１５からの外気温情報に基づき、外気温度が所定温度以
下の場合、所定温度より低ければ低い程凝縮熱Ｑ₂ が小
さくなり、場合によってはＱ₂ が負となってしまうた
め、室外機９のファン１１３を停止する一方、同様に二
重管熱交換器１１への温水循環量を増加させるようにし
ても良い。

【００５３】又、高圧側の配管が低圧側の配管に比べて
長い場合、冷房時にはＱ₂ が過大となるため、この場
合、空気調和装置の設置者が配管レイアウト補正スイッ
チ１０５を操作するようにし、制御装置２００はこのス
イッチ１０５の情報と冷房運転情報に基づき、これによ
る熱負荷の増大を二重管熱交換器１０への温水循環量を
増加させることにより補正できるようにしても良い。

【００５４】又、膨張弁８を境として上流側となる高圧
側圧力センサ１０６の高圧側圧力値のみ、或は該圧力値
と膨張弁８を境として低圧側となる低圧側圧力センサ１
０７の低圧側圧力値との差圧に基づき、高圧側圧力値が
低くなる程或は差圧が小さくなる程、膨張弁８の開度を
大きくするか、冷房時に二重管熱交換器１０への温水循
環量又は暖房時には二重管熱交換器１１への温水循環量
を増加させるか、或は膨張弁８の開度と循環量の双方を
増加させるようにしても良い。

【００５５】尚、四方弁５を境として圧縮機２側に両圧
力センサ１０６を配置している（図１参照）。但し、四
方弁５を境にして膨張弁８側に両圧力センサ１０６，１
０７を配置し、且つ、膨張弁８を境として室内機７側の
冷媒回路と室外機９の冷媒回路の双方にそれぞれ圧力セ
ンサ１０６，１０７を配置する場合には、冷暖切換スイ
ッチ１０２の情報に基づき、暖房中は室内機７の冷媒回
路に配置される圧力センサを高圧側且つ室外機９側の冷
媒回路に配置している圧力センサを低圧側になる、且つ
冷房中は逆となると制御装置２００により判断させる。

【００５６】＜第２実施例＞次に、本発明の第２実施例
を図４及び図５に基づいて説明する。尚、図４は第２実
施例に係るエンジン駆動式空気調和装置の基本構成を示
す回路図、図５は冷媒の状態変化を示すモリエル線図で
あり、図４においては図１に示したと同一要素には同一
符号を付しており、以下、それらについての説明は省略
する。

【００５７】本実施例においては、図４に示すように、
室内機側熱供給部である二重管熱交換器１０を室内機側
冷媒回路３Ｂの室内機７と膨張弁８の間に設け、室外機
側熱供給部である二重管熱交換器１１を室外機側冷媒回
路３Ｂの室外機９と膨張弁８の間に設けたている。

【００５８】而して、本実施例によれば、暖房運転時及
び冷房運転時において膨張弁８を通過した冷媒は、図５
に示すように、先ず、暖房運転時に二重管熱交換器１
１、冷房運転時に二重管熱交換器１０において冷却水か
ら熱量ΔＱ₁ （＝ｉ₄ −ｉ₃ ）を与えられてｅにて示す
状態（圧力Ｐ₁ 、エンタルピｉ₄ ）となり、その後、蒸
発器として機能する室外機９（暖房運転時）又は室内機
７（冷房運転時）において外気或は室内空気から熱量Ｑ
₁ （＝ｉ₁ −ｉ₄ ）を奪ってその全てが蒸発して気化
し、更に過熱されて図５にａにて示す状態（圧力Ｐ₁ 、
エンタルピｉ₁ ）に復帰する。

【００５９】＜第３実施例＞次に、本発明の第３実施例
を図６に基づいて説明する。尚、図６は第３実施例に係
るエンジン駆動式空気調和装置の基本構成を示す回路図
であり、本図においては図１に示したと同一要素には同
一符号を付しており、以下、それらについての説明は省
略する。

【００６０】本実施例においては、図６に示すように、
室内機側熱供給部である二重管熱交換器１０を室内機側
冷媒回路３Ｂの四方弁５と室内機７との間に設け、室外
機側熱供給部である二重管熱交換器１１を室外機側冷媒
回路３Ｂの室外機９と膨張弁８の間に設けたものであ
る。

【００６１】而して、本実施例によれば、膨張弁８を通
過した冷媒は、暖房運転時には図５に示すように先ず二
重管熱交換器１１において冷却水から熱量ΔＱ₁ （＝ｉ
₄ −ｉ₃ ）を与えられてｅにて示す状態（圧力Ｐ₁ 、エ
ンタルピｉ₄ ）となり、その後、蒸発器として機能する
室外機９において外気等から熱量Ｑ₁ （＝ｉ₁ −ｉ₄）
を奪ってその全てが蒸発して気化し、更に過熱されて図
５にａにて示す状態（圧力Ｐ₁ 、エンタルピｉ₁ ）に復
帰する。

【００６２】一方、冷房運転時には、膨張弁８を通過し
た冷媒は、図２に示すように先ず室内機７において熱量
Ｑ₁ （＝ｉ₄ −ｉ₃ ）を奪ってその一部が気化してｅに
て示す状態（圧力Ｐ₁ 、エンタルピｉ₄ ）となり、その
後、二重管熱交換器１０において冷却水から熱量ΔＱ₁
（＝ｉ₁ −ｉ₄ ）を与えられてその全てが蒸発して気化
し、更に過熱されて図５にａにて示す状態（圧力Ｐ₁ 、
エンタルピｉ₁ ）に復帰する。

【００６３】即ち、本実施例によれば、暖房運転時には
図５に示すサイクルが実施され、冷房運転時には図２に
示すサイクルが実施される。

【００６４】＜第４実施例＞次に、本発明の第４実施例
を図７に基づいて説明する。尚、図７は第４実施例に係
るエンジン駆動式空気調和装置の基本構成を示す回路図
であり、本図においては図１に示したと同一要素には同
一符号を付しており、以下、それらについての説明は省
略する。

【００６５】本実施例においては、図７に示すように、
室内機側熱供給部である二重管熱交換器１０を室内機側
冷媒回路３Ｂの室内機７と膨張弁８との間に設け、室外
機側熱供給部である二重管熱交換器１１を室外機側冷媒
回路３Ｂの四方弁５と室外機９との間に設けたものであ
る。

【００６６】而して、本実施例によれば、膨張弁８を通
過した冷媒は、暖房運転時には図２に示すように先ず室
外機９において熱量Ｑ₁ （＝ｉ₄ −ｉ₃ ）を奪ってその
一部が気化してｅにて示す状態（圧力Ｐ₁ 、エンタルピ
ｉ₄ ）となり、その後、二重管熱交換器１１において冷
却水から熱量ΔＱ₁ （＝ｉ₁ −ｉ₄ ）を与えられてその
全てが蒸発して気化し、更に過熱されて図５にａにて示
す状態（圧力Ｐ₁ 、エンタルピｉ₁ ）に復帰する。

【００６７】一方、冷房運転時には、膨張弁８を通過し
た冷媒は、図５に示すように先ず二重管熱交換器１０に
おいて冷却水から熱量ΔＱ₁ （＝ｉ₄ −ｉ₃ ）を与えら
れてその一部が気化してｅにて示す状態（圧力Ｐ₁ 、エ
ンタルピｉ₄ ）となり、その後、室内機７において熱量
Ｑ₁ （＝ｉ₁ −ｉ₄ ）を奪ってその全てが蒸発して気化
し、更に過熱されて図５にａにて示す状態（圧力Ｐ₁ 、
エンタルピｉ₁ ）に復帰する。

【００６８】即ち、本実施例によれば、第３実施例とは
逆に、暖房運転時には図２に示すサイクルが実施され、
冷房運転時には図５に示すサイクルが実施される。

【００６９】＜第５実施例＞次に、本発明の第５実施例
を図８に基づいて説明する。尚、図８は第５実施例に係
るエンジン駆動式空気調和装置の基本構成を示す回路図
であり、本図においては図１に示したと同一要素には同
一符号を付しており、以下、それらについての説明は省
略する。

【００７０】本実施例においては、図８に示すように、
室内機側熱供給部を構成するタンク２０を室内機側冷媒
回路３Ｂの四方弁５と室内機７との間に設け、室外機側
熱供給部を構成するタンク２１を室外機側冷媒回路３Ｃ
の四方弁５と室外機９との間に設けている。

【００７１】而して、本実施例においては、暖房運転時
には、三方弁Ａは表１に示すように冷却水の方向の流
れを許容するため、冷却水はタンク２１に供給され、従
って、タンク２１はアキュームレータとして機能し、そ
こに貯留される液相冷媒に熱量ΔＱ₁ を付与する。

【００７２】又、冷房運転時には、三方弁Ａは表１に示
すように冷却水の方向の流れを許容するため、冷却水
はタンク２０に供給され、従って、タンク２０はアキュ
ームレータとして機能して、そこに貯留される液相冷媒
に熱量ΔＱ₁ を付与する。

【００７３】従って、本実施例においては、暖房及び冷
房運転時において図２に示すサイクルが実施され、第１
実施例と同様の作用効果が得られる。

【００７４】図４、図６、図７及び図８に示す各実施例
においても、前述のようにセンサ群或はスイッチ群の情
報に基づき熱負荷の大小を制御装置２００が判断し、各
アクチュエータを駆動し、冷暖の別により三方弁Ａを切
り換え、熱負荷の大小に応じて二重管熱交換器１０又は
１１、或はタンク２０又は２１への温水の循環量を増減
する、或は電気ヒータ１１５（図９参照）への供給電力
量を増減する。

【００７５】尚、四方弁５の代わりに図１０に示すよう
に２つの三方弁Ｅ，Ｆを配置し、暖房時には三方弁Ｅ側
はの連通を開、の連通を閉とし、三方弁Ｆ側はの
連通を閉、の連通を開とし、冷房時には全く逆とする
ように制御しても良い。

【００７６】

【発明の効果】以上の説明で明らかなように、請求項１
記載の発明によれば、冷房運転及び暖房運転の何れにお
いても、蒸発器として機能する室内機又は室外機での吸
熱量の不足分は熱供給部において外部から与えられる熱
によって補われるため、冷媒は圧縮機に吸引される以前
にその全てが完全に蒸発して気化し、従って、液相冷媒
が圧縮機に吸引されることがなく、圧縮機を駆動したま
ま冷房又は暖房運転が可能となり、圧縮機の駆動源のエ
ネルギーを有効に利用することができるという効果が得
られる。

【００７７】請求項２記載の発明によれば、暖房状態に
おいて室外機側熱供給部から冷媒への熱供給量を室内機
側熱供給部から冷媒への熱供給量よりも大きくしたた
め、外気温度が低く、そのために室外機における冷媒の
吸熱量が十分でない場合であっても、冷媒は圧縮機に吸
引される以前にその全てが完全に蒸発して気化し、液相
冷媒の圧縮機への吸引が確実に防がれるという効果が得
られる。

【００７８】請求項３記載の発明によれば、冷房状態に
おいて室内機側熱供給部から冷媒への熱供給量を室外機
側熱供給部から冷媒への熱供給量よりも大きくしたた
め、室外機での放熱量が過大であり、そのために室内機
での吸熱量が十分でない場合であっても、その不足分の
熱量は室内機側熱供給部において冷媒に付与されるた
め、冷媒は圧縮機に吸引される以前にその全てが完全に
蒸発して気化し、液相冷媒の圧縮機への吸引が確実に防
がれるという効果が得られる。

【００７９】請求項４記載の発明によれば、室内機側熱
供給部は膨張弁の下流側に設けられるため、膨張弁を通
過して低温低圧となった冷媒に室内機側熱供給部から熱
が与えられることとなり、冷媒への熱の供給効率が高め
られるという効果が得られる。

【００８０】請求項５記載の発明によれば、室外機側熱
供給部は膨張弁の下流側に設けられるため、膨張弁を通
過して低温低圧となった冷媒に室外機側熱供給部から熱
が与えられることとなり、冷媒への熱の供給効率が高め
られるという効果が得られる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の第１実施例に係るエンジン駆動式空気
調和装置の基本構成を示す回路図である。

【図２】本発明の第１実施例に係るエンジン駆動式空気
調和装置の冷却水回路に設けられるリニア三方弁の特性
図である。

【図３】本発明の第１実施例に係るエンジン駆動式空気
調和装置における冷媒の状態変化を示すモリエル線図で
ある。

【図４】本発明の第２実施例に係るエンジン駆動式空気
調和装置の基本構成を示す回路図である。

【図５】本発明の第２実施例に係るエンジン駆動式空気
調和装置における冷媒の状態変化を示すモリエル線図で
ある。

【図６】本発明の第３実施例に係るエンジン駆動式空気
調和装置の基本構成を示す回路図である。

【図７】本発明の第４実施例に係るエンジン駆動式空気
調和装置の基本構成を示す回路図である。

【図８】本発明の第５実施例に係るエンジン駆動式空気
調和装置の基本構成を示す回路図である。

【図９】本発明に係る空気調和装置の制御系の構成を示
すブロック図である。

【図１０】四方弁に代わる構成例を示す部分回路図であ
る。

【符号の説明】

１エンジン（駆動源）２圧縮機３冷媒回路３Ａ圧縮機側冷媒回路３Ｂ室内機側冷媒回路３Ｃ室外機側冷媒回路３ａ吐出ライン３ｂ吸込ライン５四方弁（切換部）７室内機８膨張弁９室外機１０二重管熱交換器（室内機側熱供給部）１１二重管熱交換器（室外機側熱供給部）２０タンク（室内機側熱供給部）２１タンク（室外機側熱供給部）

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】吸込ラインから圧縮機を経て吐出ライン
に至る圧縮機側冷媒回路と、吸込ライン端部と吐出ライ
ン端部に連結された切換部と、切換部から室内機を経て
膨張弁に至る室内機側冷媒回路と、切換部から室外機を
経て膨張弁に至る室外機側冷媒回路を含んで構成され、
前記切換部によって暖房状態においては吐出ラインと室
内機側冷媒回路とを連結するとともに吸込ラインと室外
機側冷媒回路とを連結し、冷房状態においては吐出ライ
ンと室外機側冷媒回路とを連結するとともに吸込ライン
と室内機側冷媒回路とを連結する空気調和装置におい
て、外部から冷媒に熱を供給可能な室内機側熱供給部、
室外機側熱供給部を前記室内機側冷媒回路、室外機側冷
媒回路にそれぞれ設け、暖房状態において室外機側熱供
給部から冷媒に熱を供給可能とし又は／及び冷房状態に
おいて室内機側熱供給部から冷媒に熱を供給可能とした
ことを特徴とする空気調和装置。
【請求項２】前記室内機側熱供給部と室外機側熱供給
部から冷媒に熱を供給可能とするとともに、暖房状態に
おいて室外機側熱供給部から冷媒への熱供給量を室内機
側熱供給部から冷媒への熱供給量よりも大きくしたこと
を特徴とする請求項１記載の空気調和装置。
【請求項３】前記室内機側熱供給部と室外機側熱供給
部から冷媒に熱を供給可能とするとともに、冷房状態に
おいて室内機側熱供給部から冷媒への熱供給量を室外機
側熱供給部から冷媒への熱供給量よりも大きくしたこと
を特徴とする請求項１又は２記載の空気調和装置。
【請求項４】前記室内機側熱供給部を室内機内又は室
内機と切換部との間に配置したことを特徴とする請求項
１，２又は３記載の空気調和装置。
【請求項５】前記室外機側熱供給部を室外機内又は室
外機と切換部との間に配置したことを特徴とする請求項
１〜３又は４記載の空気調和装置。