JPH09152196A - 冷凍サイクル装置及びその操作方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 圧縮機に吸い込まれる冷媒液量を調節するた
め、一気に圧縮機に戻すことなく、少しずつ圧縮機に吸
い込ませることにより圧縮機の破損を防止する。 【解決手段】 四方弁５と圧縮機１吸入側との間に電動
二方弁１５ａを設け、圧縮機１始動と同時又は一定時間
経過後に少しずつ電動二方弁１５ａを開とすることによ
り、多量の冷媒液を一気に圧縮機１に戻すことなく、少
しずつ圧縮機１に吸い込ませ、圧縮機１の破損を防止す
る。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】この発明は、冷凍サイクルの
冷媒制御に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】図８は特開平４−３４００６４に示され
た従来の冷媒液噴射式の圧縮機を搭載したリモート形ヒ
ートポンプチラーの冷媒回路図である。図において、１
は冷媒液噴射式の圧縮機、２は冷房運転時は冷水あるい
は冷風、暖房運転時は温水あるいは温風が取出し可能な
利用側熱交換器、３は熱源側熱交換器、４は熱交換器用
の送風機、５はこの冷暖房の回路を切替える四方弁、６
は膨張機構、７は受液器、８ａ〜８ｄは冷暖房切替用逆
止弁、９は冷媒液噴射用配管の電磁弁、１０ａ，１０ｂ
は冷媒液噴射用配管、１１ａは室内機１２内の冷媒配
管、１１ｂは室外機１３内の冷媒配管、１１ｃは室内機
１２と室外機１３を接続するガス側冷媒配管、１１ｄは
室内機１２と室外機１３を接続する液側冷媒配管、１４
はミストセパレータである。

【０００３】次に動作について説明する。冷房運転時は
圧縮機１で圧縮された高圧の冷媒ガスがミストセパレー
タ１４から四方弁５、ガス側冷媒配管１１ｃを通り、熱
源側熱交換器３で空気と熱交換して凝縮し高圧の冷媒液
になる。凝縮した高圧の冷媒液は液側冷媒配管１１ｄか
ら冷暖房切替用逆止弁８ａ、受液器７を通り膨張機構６
で減圧され、冷暖房切替用逆止弁８ｄを通り利用側熱交
換器２で水と熱交換して蒸発し、低圧の冷媒ガスにな
る。蒸発した低圧の冷媒ガスは、四方弁５、冷媒配管１
１ａを通り圧縮機１に吸い込まれる。

【０００４】暖房運転時は圧縮機１で圧縮された高圧の
冷媒ガスがミストセパレータ１４から四方弁５を通り、
利用側熱交換器２で水と熱交換して凝縮し高圧の冷媒液
になる。凝縮した高圧の冷媒液は冷暖房切替用逆止弁８
ｂ、受液器７を通り膨張機構６で減圧され、冷暖房切替
用逆止弁８ｃ、液側冷媒配管１１ｄを通り熱源側熱交換
器３で空気と熱交換して蒸発し、低圧の冷媒ガスにな
る。蒸発した低圧の冷媒ガスは、ガス側冷媒配管１１
ｃ、四方弁５、冷媒配管１１ａを通り圧縮機１に吸い込
まれる。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】従来の冷凍サイクルは
以上のように構成されているので、冷房運転時には室外
機１３が凝縮器となり、凝縮した冷媒液が室外機１３と
液側冷媒配管１１ｄに溜っている。リモート形のように
室内機１２と室外機１３を接続するガス側冷媒配管１１
ｃと液側冷媒配管１１ｄとが長く、配管径が大きい場合
には、配管内部に溜る冷媒液量が多くなる。この状態で
冷房運転から暖房運転に切替えると、室外機１３と液側
冷媒配管１１ｄに溜った多量の冷媒液が一気に圧縮機１
に戻り（液バック）、冷媒液を圧縮することにより圧縮
機を破損するという問題点があった。これを解決するた
めには圧縮機吸込部の上流に大きな気液分離器（アキュ
ムレータ）を設け、室外機１３と液側冷媒配管１１ｄか
ら多量の冷媒液戻りを防止する必要があったが、大容量
の気液分離器を必要とするためコスト高となるという問
題点があった。

【０００６】この発明は上記のような問題点を解消する
ためになされたもので、圧縮機に吸い込まれる冷媒液量
を調節することにより、液バックによる圧縮機の破損防
止を目的としている。

【０００７】

【課題を解決するための手段】この発明の請求項１に係
る冷凍サイクル装置は、圧縮機吸入側と四方弁との間に
電動二方弁を設けたものである。

【０００８】この発明の請求項２，３に係る冷凍サイク
ル装置の操作方法は、圧縮機始動と同時又は一定時間
（２５秒〜３５秒）経過後に少し（２°〜５°）ずつ電
動二方弁を開としたものである。

【０００９】この発明の請求項４，５に係る冷凍サイク
ル装置の操作方法は、圧縮機始動と同時又は一定時間
（２５秒〜３５秒）経過後に圧縮機容量制御を最小（２
０％位置）に保持し、低圧圧力の低下により少し（２°
〜５°）ずつ電動二方弁を開としたものである。

【００１０】この発明の請求項６，７に係る冷凍サイク
ル装置の操作方法は、圧縮機始動と同時又は一定時間
（２５秒〜３５秒）経過後に圧縮機容量制御を最小（２
０％位置）に保持し、低圧圧力の低下により少し（２°
〜５°）ずつ電動二方弁を開とする。その間、低圧圧力
の低下割合が小さい時には圧縮機容量制御を５％〜１５
％ずつ上げるものである。

【００１１】この発明の請求項８に係る冷凍サイクル装
置は、１台の室内機に複数台の室外機を設け、四方弁と
圧縮機吸入側との間と各室外機ガス側冷媒配管に電動二
方弁を設けたものである。

【００１２】この発明の請求項９，１０に係る冷凍サイ
クル装置の操作方法は、圧縮機始動と同時又は一定時間
（２５秒〜３５秒）経過後に圧縮機側の電動二方弁を少
し（１０°〜１５°）開とし、各室外機の電動二方弁を
低圧圧力の低下により１個開として全部の室外機の電動
二方弁が全開となった後、圧縮機側の電動二方弁を少し
（２°〜５°）ずつ開としたものである。

【００１３】この発明の請求項１１，１２に係る冷凍サ
イクル装置の操作方法は、圧縮機始動と同時又は一定時
間（２５秒〜３５秒）経過後に圧縮機側の電動二方弁を
少し（１０°〜１５°）開とし、各室外機の電動二方弁
を低圧圧力の低下により１個ずつ開として、全部の室外
機の電動二方弁が全開となった後、圧縮機側の電動二方
弁を少し（２°〜５°）ずつ開とする。その間、低圧圧
力の低下割合が小さい時には圧縮機容量制御を５％〜１
５％ずつ上げるものである。

【００１４】

【発明の実施の形態】

実施の形態１．以下、この発明の一実施形態を図におい
て説明する。図１はその冷媒回路図であり、図におい
て、１は冷媒液噴射式の圧縮機、２は冷房運転時は冷水
あるいは冷風、暖房運転時は温水あるいは温風が取出し
可能な利用側熱交換器、３は熱源側熱交換器、４は熱交
換器用の送風機、５はこの冷暖房の回路を切替える四方
弁、６は膨張機構、７は受液器、８ａ〜８ｄは冷暖房切
替用逆止弁、９は冷媒液噴射用配管の電磁弁、１０ａ，
１０ｂは冷媒液噴射用配管、１１ａは室内機１２内の冷
媒配管、１１ｂは室外機１３内の冷媒配管、１１ｃは室
内機１２と室外機１３を接続するガス側冷媒配管、１１
ｄは室内機１２と室外機１３を接続する液側冷媒配管、
１４はミストセパレータ、１５ａは電動二方弁である。
尚圧縮機１は２０〜１００％の連続容量制御機構付の場
合を示す。

【００１５】次に動作について説明する。冷房運転時は
圧縮機１で圧縮された高圧の冷媒ガスがミストセパレー
タ１４から四方弁５、ガス側冷媒配管１１ｃを通り、熱
源側熱交換器３で空気と熱交換して凝縮し高圧の冷媒液
になる。凝縮した高圧の冷媒液は液側冷媒配管１１ｄか
ら冷暖房切替用逆止弁８ａ、受液器７を通り膨張機構６
で減圧され、冷暖房切替用逆止弁８ｄを通り利用側熱交
換器２で水と熱交換して蒸発し、低圧の冷媒ガスにな
る。蒸発した低圧の冷媒ガスは、四方弁５、冷媒配管１
１ａを通り圧縮機１に吸い込まれる。

【００１６】暖房運転時は圧縮機１で圧縮された高圧の
冷媒ガスがミストセパレータ１４から四方弁５を通り、
利用側熱交換器２で水と熱交換して凝縮し高圧の冷媒液
になる。凝縮した高圧の冷媒液は冷暖房切替用逆止弁８
ｂ、受液器７を通り膨張機構６で減圧され、冷暖房切替
用逆止弁８ｃ、液側冷媒配管１１ｄを通り熱源側熱交換
器３で空気と熱交換して蒸発し、低圧の冷媒ガスにな
る。蒸発した低圧の冷媒ガスは、ガス側冷媒配管１１
ｃ、四方弁５、冷媒配管１１ａを通り圧縮機１に吸い込
まれる。

【００１７】ここにおいて、冷房運転時に熱源側熱交換
器３は凝縮器として使われる為、熱源側熱交換器３と液
側冷媒配管１１ｂ，ガス側冷媒配管１１ｃには冷媒液が
溜っている。冷房運転から暖房運転に切替時は熱源側熱
交換器３が蒸発器となり、蒸発した冷媒ガスと一部蒸発
しきれなかった冷媒液は、室内機１２と室外機１３を接
続するガス側冷媒配管１１ｃに溜っている冷媒液と一緒
に圧縮機１側の電動二方弁１５ａまで流れる。圧縮機１
始動と同時又は一定時間（２５秒〜３５秒）経過後に少
し（２°〜５°）ずつ電動二方弁１５ａを開とすること
により、電動二方弁１５ａまで流れてきた多量の冷媒液
を一気に圧縮機１に戻すことなく、少しずつ圧縮機１に
吸い込ませ圧縮機１の破損を防止する。図２にフローチ
ャート図を示す。

【００１８】実施の形態２．構造自体は図１で示された
ものと同様である。実施の形態１と同様に冷房運転から
暖房運転に切替時は熱源側熱交換器３が蒸発器となり、
蒸発した冷媒ガスと一部蒸発しきれなかった冷媒液は、
室内機１２と室外機１３を接続するガス側冷媒配管１１
ｃに溜っている冷媒液と一緒に圧縮機１側の電動二方弁
１５ａまで流れる。圧縮機１始動と同時又は一定時間
（２５秒〜３５秒）経過後に圧縮機１容量制御を最小
（２０％位置）に保持した状態で、低圧圧力の低下によ
り少し（２°〜５°）ずつ電動二方弁１５ａを開とす
る。低圧圧力の低下により、電動二方弁１５ａまで流れ
てきて溜っている多量の冷媒液が減少したと判断する。
これにより、電動二方弁１５ａまで流れてきた多量の冷
媒液を一気に圧縮機１に戻すことなく、少しずつ圧縮機
１に吸い込ませることにより圧縮機１の破損を防止す
る。図３にフローチャート図を示す。

【００１９】実施の形態３．構造自体は図１で示された
ものと同様である。実施の形態１と同様に冷房運転から
暖房運転に切替時は熱源側熱交換器３が蒸発器となり、
蒸発した冷媒ガスと一部蒸発しきれなかった冷媒液は、
室内機１２と室外機１３を接続するガス側冷媒配管１１
ｃに溜っている冷媒液と一緒に圧縮機１側の電動二方弁
１５ａまで流れる。圧縮機１始動と同時又は一定時間
（２５秒〜３５秒）経過後に圧縮機１容量制御を最小
（２０％位置）に保持した状態で、低圧圧力の低下によ
り少し（２°〜５°）ずつ電動二方弁１５ａを開とし、
低圧圧力の低下割合が小さい時には圧縮機１容量制御を
５％〜１５％ずつ上げる。低圧圧力の低下により、電動
二方弁１５ａまで流れてきて溜っている多量の冷媒液が
減少したと判断し、また低圧圧力の低下割合が小さくな
ったことにより、もう少し圧縮機１にガスを吸い込ませ
てもよいと判断する。これにより、電動二方弁１５ａま
で流れてきた多量の冷媒液を一気に圧縮機１に戻すこと
なく、少しずつ圧縮機１に吸い込ませることにより圧縮
機１の破損を防止し、且つ短時間に冷媒液を回収でき
る。図４にフローチャート図を示す。

【００２０】実施の形態４．図５に実施の形態４による
冷媒回路図を示す。図５は１台の室内機に複数台の室外
機がある場合で、１５ｂは各室外機１３に取り付けられ
た電動二方弁である。１台の室内機１２に複数台の室外
機１３がある場合も、実施の形態１と同様に冷房運転か
ら暖房運転に切替時は熱源側熱交換器３が蒸発器とな
る。しかし、室外機１３が複数台となるため室外機１３
に溜っている冷媒液量も多くなり、各室外機１３に電動
二方弁１５ｂを取り付け、始動後に１台ずつ室外機１３
から冷媒液を回収することにより圧縮機１に戻る冷媒液
量を調整する。動作として、圧縮機１始動と同時又は一
定時間（２５秒〜３５秒）経過後に圧縮機１側の電動二
方弁１５ａを少し（１０°〜１５°）開とし、各室外機
１３の電動二方弁１５ｂを低圧圧力の低下により１個ず
つ全開として全部の室外機１３の電動二方弁１５ｂが全
開となった後、圧縮機１側の電動二方弁１５ａを少し
（２°〜５°）ずつ開とする。低圧圧力の低下により各
室外機１３と冷媒配管内に溜っている多量の冷媒液が減
少したと判断する。これにより、多量の冷媒液を一気に
圧縮機１に戻すことなく、少しずつ圧縮機１に吸い込ま
せることにより圧縮機１の破損を防止する。図６にフロ
ーチャート図を示す。

【００２１】実施の形態５．構造自体は図５で示された
ものと同様である。実施の形態４と同様に各室外機１３
に電動二方弁１５ｂを取り付け、始動後に１台ずつ室外
機１３から冷媒液を回収することにより圧縮機１に戻る
冷媒液量を調整する。動作としては、圧縮機１始動と同
時又は一定時間（２５秒〜３５秒）経過後に圧縮機１側
の電動二方弁１５ａを少し（１０°〜１５°）開とし、
各室外機１３の電動二方弁１５ｂを低圧圧力の低下によ
り１個ずつ全開として全部の室外機１３の電動二方弁１
５ｂが全開となった後、圧縮機１側の電動二方弁１５ａ
を少し（２°〜５°）ずつ開とする。低圧圧力の低下割
合が小さい時には圧縮機１容量制御を５％〜１５％ずつ
上げる。低圧圧力の低下により、各室外機１３と冷媒配
管内に溜っている多量の冷媒液が減少したと判断し、ま
た低圧圧力の低下割合が小さくなったことにより、もう
少し圧縮機１にガスを吸い込ませてもよいと判断する。
これにより、多量の冷媒液を一気に圧縮機１に戻すこと
なく、少しずつ圧縮機１に吸い込ませることにより圧縮
機１の破損を防止する。図７にフローチャート図を示
す。

【００２２】

【発明の効果】以上のようにこの発明の請求項１によれ
ば、圧縮機吸入側と四方弁との間に電動二方弁を設けた
ので、吸込配管流路面積を少しずつ大きくし、配管内部
に溜った冷媒液を少しずつ圧縮機に吸い込ませることが
できる。

【００２３】この発明の請求項２，３によれば、圧縮機
始動と同時又は一定時間（２５秒〜３５秒）経過後に少
し（２°〜５°）ずつ電動二方弁を開とすることによ
り、多量の冷媒液を一気に圧縮機１に戻すことなく少し
ずつ圧縮機に吸い込ませ圧縮機の破損が防止できる。

【００２４】この発明の請求項４，５によれば、圧縮機
始動と同時又は一定時間（２５秒〜３５秒）経過後に圧
縮機容量制御を最小（２０％位置）に保持し、低圧圧力
の低下により少し（２°〜５°）ずつ電動二方弁を開と
することにより、吸込配管流路面積を低圧圧力の低下に
より調節し、多量の冷媒液を一気に圧縮機に戻すことな
く、請求項２，３に比べても、より確実に圧縮機の破損
が防止できる。

【００２５】この発明の請求項６，７によれば、圧縮機
始動と同時又は一定時間（２５秒〜３５秒）経過後に圧
縮機容量制御を最小（２０％位置）に保持し、低圧圧力
の低下により少し（２°〜５°）ずつ電動二方弁を開と
し、低圧圧力の低下割合が小さい時には圧縮機容量制御
を上げることにより、多量の冷媒液を一気に圧縮機に戻
すことなく、請求項４，５に比べても、より確実に圧縮
機の破損が防止できる。

【００２６】この発明の請求項８によれば、１台の室内
機に複数台の室外機を設け、四方弁と圧縮機吸入側との
間と各室外機ガス側冷媒配管に電動二方弁を設けたの
で、吸込配管流路面積を少しずつ大きくし、配管内部に
溜った冷媒液を少しずつ圧縮機に吸い込ませることがで
きる。

【００２７】この発明の請求項９，１０によれば、圧縮
機始動と同時又は一定時間（２５秒〜３５秒）経過後に
圧縮機側の電動二方弁を少し（１０°〜１５°）開と
し、各室外機の電動二方弁を低圧圧力の低下により１個
ずつ開として全部の室外機の電動二方弁が全開となった
後、圧縮機側の電動二方弁を少し（２°〜５°）ずつ開
とすることにより、圧縮機側と各室外機の電動二方弁に
より流路面積を段階的に大きくし、配管内部に溜った冷
媒液を少しずつ圧縮機に吸い込ませることができ、多量
の冷媒液を一気に圧縮機に戻すことなく、より確実に圧
縮機の破損が防止できる。

【００２８】この発明の請求項１１，１２によれば、圧
縮機始動と同時又は一定時間（２５秒〜３５秒）経過後
に圧縮機側の電動二方弁を少し（１０°〜１５°）開と
し、各室外機の電動二方弁を低圧圧力の低下により１個
ずつ開として全部の室外機の電動二方弁が全開となった
後、圧縮機側の電動二方弁を少し（２°〜５°）ずつ開
とする。その間、低圧圧力の低下割合が小さい時には圧
縮機容量制御を５％〜１５％ずつ上げることにより、多
量の冷媒液を一気に圧縮機に戻すことなく、請求項９，
１０に比べても、より確実に圧縮機の破損が防止でき
る。

【図面の簡単な説明】

【図１】 この発明の実施の形態１による冷媒回路図で
ある。

【図２】 この発明の実施の形態１による冷凍サイクル
のフローチャート図である。

【図３】 この発明の実施の形態２による冷凍サイクル
のフローチャート図である。

【図４】 この発明の実施の形態３による冷凍サイクル
のフローチャート図である。

【図５】 この発明の実施の形態４による冷媒回路図で
ある。

【図６】 この発明の実施の形態４による冷凍サイクル
のフローチャート図である。

【図７】 この発明の実施の形態５による冷凍サイクル
のフローチャート図である。

【図８】 従来のリモート形ヒートポンプチラーの冷媒
回路図である。

【符号の説明】

１ 圧縮機、２ 利用側熱交換器、３ 熱源側熱交換
器、５ 四方弁、１１ａ〜１１ｄ 冷媒配管、１５ａ，
１５ｂ 電動二方弁。

Claims (12)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 冷媒液噴射を行なう圧縮機と、冷房運転
   時は冷水あるいは冷風、暖房運転時は温水あるいは温風
   が取出し可能な利用側熱交換器と、冷暖房の回路を切替
   える四方弁と、遠方に設置された熱源側熱交換器と、上
   記圧縮機、上記利用側熱交換器、上記四方弁、及び上記
   熱源側熱交換器間を接続する冷媒配管とを備える冷凍サ
   イクル装置において、上記圧縮機吸入側と上記四方弁と
   の間に電動二方弁を設けたことを特徴とする冷凍サイク
   ル装置。
2. 【請求項２】 圧縮機始動と同時に２°〜５°ずつ電動
   二方弁を開とすることを特徴とする請求項１記載の冷凍
   サイクル装置の操作方法。
3. 【請求項３】 圧縮機始動後２５秒〜３５秒経過した後
   ２°〜５°ずつ電動二方弁を開とすることを特徴とする
   請求項１記載の冷凍サイクル装置の操作方法。
4. 【請求項４】 圧縮機始動と同時に圧縮機容量制御を最
   小の２０％位置に保持した状態で、電動二方弁を２°〜
   ５°ずつ開とすることを特徴とする請求項１記載の冷凍
   サイクル装置の操作方法。
5. 【請求項５】 圧縮機始動後２５秒〜３５秒経過した後
   に圧縮機容量制御を最小の２０％位置に保持した状態
   で、電動二方弁を２°〜５°ずつ開とすることを特徴と
   する請求項１記載の冷凍サイクル装置の操作方法。
6. 【請求項６】 圧縮機容量制御を最小の２０％位置に保
   持した状態で、圧縮機始動と同時に、低圧圧力の低下割
   合が小さい時は圧縮機容量制御を５％〜１５％ずつ上
   げ、電動二方弁を２°〜５°ずつ開とすることを特徴と
   する請求項１記載の冷凍サイクル装置の操作方法。
7. 【請求項７】 圧縮機容量制御を最小の２０％位置に保
   持した状態で、圧縮機始動後２５秒〜３５秒経過した後
   に、低圧圧力の低下割合が小さい時は圧縮機容量制御を
   ５％〜１５％ずつ上げ、電動二方弁を２°〜５°ずつ開
   とすることを特徴とする請求項１記載の冷凍サイクル装
   置の操作方法。
8. 【請求項８】 熱源側熱交換器を複数設けると共に、上
   記各熱源側熱交換器と四方弁との間に電動二方弁を設け
   たことを特徴とする請求項１記載の冷凍サイクル装置。
9. 【請求項９】 圧縮機始動と同時に圧縮機側の電動二方
   弁を１０°〜１５°開とし、その後各熱源側熱交換器側
   の電動二方弁を１個ずつ全開として全部の上記各熱源側
   熱交換器側の電動二方弁が全開となった後、上記圧縮機
   側の電動二方弁を２°〜５°ずつ開とすることを特徴と
   する請求項８記載の冷凍サイクル装置の操作方法。
10. 【請求項１０】 圧縮機始動後２５秒〜３５秒経過した
    後に、圧縮機側の電動二方弁を１０°〜１５°開とし、
    その後各熱源側熱交換器側の電動二方弁を１個ずつ全開
    として全部の上記各熱源側熱交換器側の電動二方弁が全
    開となった後、上記圧縮機側の電動二方弁を２°〜５°
    ずつ開とすることを特徴とする請求項８記載の冷凍サイ
    クル装置の操作方法。
11. 【請求項１１】 圧縮機始動と同時に圧縮機側の電動二
    方弁を１０°〜１５°開とし、低圧圧力の低下割合が小
    さい時は圧縮機容量制御を５％〜１５％ずつ上げ、各熱
    源側熱交換器側の電動二方弁を１個ずつ全開として全部
    の各熱源側熱交換器側の電動二方弁が全開となった後、
    上記圧縮機側の電動二方弁を２°〜５°ずつ開とするこ
    とを特徴とする請求項８記載の冷凍サイクル装置の操作
    方法。
12. 【請求項１２】 圧縮機始動後２５秒〜３５秒経過した
    後に、圧縮機側の電動二方弁を１０°〜１５°開とし、
    低圧圧力の低下割合が小さい時は圧縮機容量制御を５％
    〜１５％ずつ上げ、各熱源側熱交換器側の電動二方弁を
    １個ずつ全開として全部の各熱源側熱交換器側の電動二
    方弁が全開となった後、上記圧縮機側の電動二方弁を２
    °〜５°ずつ開とすることを特徴とする請求項８記載の
    冷凍サイクル装置の操作方法。