JPS6018758Y2 - ヒ−トポンプ式空気調和機 - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】 本考案はヒートポンプ式空気調和機、詳しくは、圧縮機
と、第１ポート、第２ポート、第３ポート、第４ポート
の４つのポートを有しかつ暖房時には第１ポートと第２
ポーとを及び第３ポートと第４ポートとをそれぞれ連通
させ、冷房時には第１ポートと第３ポートとを及び第２
ポートと第４ポートとをそれぞれ連通させる切換動作を
なす四路切換弁と、暖房時蒸発器となり冷房時凝縮器と
なる室外側熱交換器と、暖房用膨張機構とを備えるとと
もに、前記四路切換弁の第１ポートと前記圧縮機の吐出
側とを吐出管で接続し、第２ポートに暖房時高圧ガスが
流れ冷房時低圧ガスが流れるガス側主管の一端を接続し
、第３ポートと前記室外側熱交換器の暖房時出口側とを
第１配管で接続し、前記室外側熱交換器の暖房時入口側
と前記暖房用膨張機構の出口側とを第２配管で接続し、
前記暖房用膨張機構の入口側に常時高圧液が流れる源側
主管の一端を接続、第４ポートと前記圧縮機の吸入側の
吸入側とを吸入管で接続してなる１台の室外ユニットに
、暖房時凝縮器となり、冷房時蒸発器となる室内側熱交
換器と冷房用膨張機構とを備えた室内ユニットを複数台
接続し、これら室内ユニットを個別又は同時に冷暖房運
転可能としたヒートポンプ式空気調和機に関する。

一般に、此種空気調和機は、暖房時各室内ユニットが任
意に個別に発停されることにより、暖房負荷が圧縮機容
量に見合う設定値よりも減少して、高圧圧力が設定値よ
りも上昇し、かつ吐出ガス温度も上昇する事態が頻繁に
生ずることになり、そのため圧縮機モータコイルの焼損
などの事故が生起する危険性が高いのである。

しかして、従来圧縮機の吐出管と吸入管との間に連通管
を設け、この連通管に高圧制御弁を介装するごとく威し
て、暖房運転時暖房負荷の減少により高圧が上昇した時
、負荷の減少の度合に応じて高圧制御弁を開き吐出ガス
の一部を該制御弁で減圧した後吸入管に導入し高圧上昇
を防止するごとくしたものが知られている。

所が高圧制御弁で減圧した冷媒は吸入ガスの設定過熱度
（ａＢ５°Ｃ）より大なる過熱度（ｂ） （４０℃）を
有しているため、負荷の減少の度合が大きい場合、高圧
制御弁からこの大なる過熱度（ｂ）のガス冷媒が大量に
流出して吸入ガスに合流するので、吸入ガスの過熱度が
増大してしまい高圧上昇を十分に防止することができな
い問題があった。

本考案は以上の問題に鑑み考案したもので、目的とする
所は、暖房運転時、蒸発器となる室外側熱交換器が排出
する冷熱を利用して ■ 暖房時各室内ユニットが個別に発停されて、暖房負
荷が圧縮機容量に見合う設定値よりも減少する事態（部
分運転）が生じた場合、その都度暖房負荷の減少Ｃ度合
いが如何に大きくとも、余剰となる吐出ガスを吸熱液化
させ、かつ吸入ガスの過熱度の上昇を適度に抑制可能に
減少させて、圧縮機に対する悪影響がないように確実に
高圧上昇を防止でき、 ■ しかも、前記部分運転による高圧上昇の問題が生じ
ない冷房運転時には、前記吐出ガスが吸入側に漏洩する
不具合を確実に阻止できるヒートポンプ式空気調和機を
提供する点にある。

本考案の構成は前記吐出管と第１配管との間に連通管を
設け、該連通管に、入口および出口を有しかつ入口側の
高圧圧力が設定値より上昇したとき開く高圧制御弁と該
高圧制御弁の出口側に位置せしめた熱交換器と該熱交換
器の出口側に位置せしめた減圧機構とを介設し、前記熱
交換器を前記室外側熱交換器の風下側に配設したのであ
る。

すなわち、本考案は暖房運転時暖房負荷が前記圧縮機の
容量に見合う設定値より如何に減少しようとも、この減
少の度合に応じて前記高圧制御弁を開き常に必要量の吐
出ガスを前記熱交換器に流入させて、該熱交換器におい
て確実に凝縮させ、更に前記減圧機構において所定の低
圧状態と威した後圧縮機の吸入側にバイパスさせるごと
く威し、吸入ガスの過熱度が過大になるなどの圧縮機に
対する悪影響なく確実に高圧上昇を防止でき、しかも、
前記熱交換器を通る吐出ガスを前記室外側熱交換器の排
出する冷熱を利用して冷却するようにしたから、冷却熱
量が多くとも、迅速に冷却できるのであり、その上、高
圧制御を必要としない冷房運転時には、前記連通管の入
口、出口を共に高圧側に連通して該連通管のバイパス機
能を失わせる如く威し、冷房運転時に該連通管を介して
吐出ガスが無駄に吸入側にバイパスするのを確実に防止
できるように威したのである。

以下、本考案空気調和機の実施例を図面に基づいて説明
する。

図面において、Ａは室外ユニット、Ｂ１．Ｂ２、・・・
、Ｂ５は室内ユニットで、これら室内ユニッ）Ｂｌ、
Ｂ２．・・・、Ｂ５は連絡配管Ｃ・・・を介して室外ユ
ニットＡに接続している。

前記室外ユニットＡは圧縮機１、第１〜４ポート２ ａ
ｗ ２ ｂ、２ ｃｔ ２ ｄをもち、暖房時には第
１ボート２ａと第２ポート２ｂとを、および第３ポート
２ｃと第４ポート２ｄとをそれぞれ連通させ、冷房運転
時には、第１ポート２ａと第３ポー）２ｃとを、および
第２ポート２ｂと第４ポート２ｄとをそれぞれ連通させ
る切換動作をなす回路切換弁、冷房凝縮器となり暖房時
蒸発器となる室外側熱交換器３、感温式自動膨張弁など
の暖房用膨張機構４、該膨張機構４を側路するバイパス
管５に介装した逆止弁６、受液器７、アキュムレータ８
を装備しており、それら各機器を冷媒配管９により連結
している。

詳しくは、前記冷媒配管９は、前記四路切換弁２の第１
ポート２ａと前記圧縮機１の吐出側とを接続する吐出管
９ａ、前記第４ポー）２ｄと前記圧縮機１の吸入側とを
接続する吸入管９ｂ、前記第３ポート２ｃと前記室外側
熱交換器３の暖房時出口側とを接続する第１配管９ｃ、
前記室外側熱交換器３の暖房時入口側と前記暖房用膨張
機構の出口側４とを接続する第２配管９ｄおよび、暖房
時高圧ガスが流れ、冷房時低圧ガスが流れるガス側主管
１１．前記暖房用膨張機構４の入口側に接続され常時高
圧液が流れる源側主管１０から成るものであって、更に
源側主管１０及びガス側主管１１にはヘッダーを介して
それぞれ５本の波器支管１０ａ、１０ｂ、・・・、１０
ｅ及びガス側支管１１ａ、 １１ｂｔ ””９ １１
ｅを設け、これら各支管１０ａｔ １ Ｇｂｙ ”
ｔ １０ｅ及びｌｌａ、ｆｌｂ、・・・、１１ｅにそ
れぞれ電磁弁５Ｖ１ａ、 ５Ｖｌｂ、−、５Ｖｌｅ及び
ＳＶｇａ、 ＳＶｇｂ。

・・・、 ＳＶｇｅを介装している。

また、前記冷媒配管９の内、符号９ａは暖房時高圧ガス
が流れる第１配管で、圧縮機１と四路切換弁２との間の
吐出管と前記ガス側主管１１とを指すのであり、また、
符号９ｂは暖房時低圧ガスが流れる第２配管で、前記室
外側熱交換器３と四路切換弁２との間の配管と、四路切
換弁２とアキュムレータ８との間の配管と、アキュムレ
ータ８と圧縮機１との間の配管とを指すのである。

また符号９ｃは、暖房時低圧液が流れる第３配管、また
符号９ｄは暖房時高圧液が流れる第４配管で、前記源側
主管１０と、受液器７と暖房用膨張機構４との間の配管
とを指すのである。

尚、１２は前記室外側熱交換器３用のファン、１３は該
ファン１２のモータである。

この室外ユニットＡは第２図のごとく、本体ケーシング
１４内の下部に前記圧縮機１、四路切換弁２、アキュム
レータ８などを設け、又本体ケーシング１４の上部全周
に外気の吸入口１４ａを設けると共に、該吸入口１４ａ
の内側に熱交換チューブに針状のフィンを付設してなる
ワインドフィンチューブで形成した前記室外側熱交換器
３を設けて、これら各機器を冷媒配管、９により連結し
、そして前記室外側熱交換器３の上部に前記室外側ファ
ン１２を取付けるごとくしているのである。

又前記圧縮機１は極致変換により容量を３）Ｐと１．５
ｗとに切換えるごとくしたものを使用しているのである
。

前記各電磁弁５Ｖｌａ、 ５Ｖｌｂ、−、５Ｖｌｅ及び
ＳＶｇａ、 ＳＶｇｂ、 −−−、ＳＶｇｅはいずれも
冷媒を一方向にのみ流通又は遮断するごとく制御できる
安価な所謂一方向式のものを用い、冷媒の逆方向の流れ
に対しては並列に接続した逆止弁１５を介して常時流通
しつるごとくしている。

又前記各室内ユニットＢＬＢ２ｔ・・・Ｂ５は、室内ユ
ニットＢｌ、Ｂ２．Ｂ３が１ｗの容量で、又室内ユニッ
トＢ４．Ｂ５が３）Ｐの容量であり、それぞれ冷房時蒸
発器となり暖房時凝縮器となる室内側熱交換器１６、冷
房用膨張機構１７、これら膨張機構１７を側路するバイ
パス管１８に介装した逆止弁１９を装備しており、これ
ら機器を冷媒配管２０により連結しているのである。

そして前記四路切換弁２を点線のごとく切換えて、冷媒
を点線矢印の方向に流通させるごとくし、圧縮機１を暖
房負荷に応じて極数変換による容量制御を行なって暖房
運転を行なうのであり、また前記四路切換弁２を実線の
ごとく切換えて、冷媒を実線矢印の方向に流通させ前記
圧縮機１と冷房負荷に応じて容量制御するごとくして冷
房運転を行なうのである。

尚りは暖房運転時室内ユニットＢｌ、Ｂ２゜・・・、Ｂ
５の内、停止中のものに液冷媒が溜まることを防止する
ための液溜り防止回路で、波器支管１０ａ、１０ｂ、
・・・、１０ｅにおける電磁弁５Ｖｌａ、 ５ＶＩｂ、
−−−、５Ｖｌｅの暖房時の入口側から分岐管２１を
設け、該分岐管２１に逆止弁２２とキャピラリーチュー
ブ２３を設けて、該分岐管２１を前記室外側熱交換器３
の暖房時における入口に接続したものである。

しかして第１図及び第２図に示したものは、以上のごと
く構成するヒートポンプ式空気調和機において、前記圧
縮機１の吐出管９ａと前記第１配管９ｃとを連通ずる連
通管２４を設け、該連通管２４に、暖房運転時暖房負荷
の減少により高圧が設定値より上昇した時開く高圧制御
弁２５を設けると共に、該高圧制御弁２５の出口側に熱
交換チューブに針状のフィンを付設してなるワインドフ
ィンチューブで形成した熱交換器２６及びキャピラリー
チューブなどの減圧機構２７をこの順に設け、前記熱交
換器２６を暖房時蒸発作用を威す前記室外側熱交換器３
の風下側に配設するごとく威し、暖房運転中高圧上昇時
吐出ガスを前記連通管２４に流通させ、高圧を制御すべ
く威したのである。

前記高圧制御弁２５は所謂ＩＪ ＩＪ−フ弁を用いるの
であり、暖房運転時室内ユニットＢＬ Ｂ２゜・・・、
Ｂ５の運転台数が減少するなどの暖房負荷が減少して吐
出ガスの高圧圧力が設定値を越えて上昇すると開動作す
るのであり、この開動作により高圧の上昇に応じて吐出
ガスを連通管２４に分流させ、運転中の室内ユニットへ
の供給冷媒量を減量させて高圧圧力を低下させるごとく
作動すると共に、斯く分流した吐出ガスを減圧すべく作
動するのである。

又前記熱交換器２６は、暖房時蒸発作用を威す前記室外
側熱交換器３の風下側に配置しているので、この室外側
熱交換器３から流出する十分低温の冷風により熱交換器
２６内を流れる冷媒を、前記冷房負荷の減少の度合が大
きくて前記高圧制御弁２５からの流出量が如何に大きく
ともその全量を確実に凝縮すべく作動し、もって斯く凝
縮した冷媒を前記減圧機構２７により容易に設定の吸入
ガス圧力迄減圧でき、かつ室外側熱交換器３から返戻す
る低圧ガス冷媒の温度より低い状態にできて吸入冷媒を
適度な圧力、過熱度に戊しうるごとくするのである。

尚前記高圧制御弁２５は、冷房運転時においては連通管
２４の減圧機構２７側端部も高圧となるので開動作せず
、連通管２４には冷媒は流通しないのである。

しかして以上の構成において、四路切換弁２を点線のご
とく切換えて圧縮機１及び室外ファン１２を駆動するこ
とにより暖房運転を行なう時、運転する室内ユニットが
、圧縮機１の低容量１．５ｗより小さいＩＩ−Ｐの容量
を有する例えば室内ユニットＢ１の１台だけを運転する
ような場合、凝縮能力が低下するため吐出ガスの高圧圧
力が設定値を越えて上昇することが生ずる。

斯かる状態になると、前記高圧制御弁２５が上昇する高
圧圧力に応じて開動作し、この開動作により吐出ガスが
連通管２４に流れ運転中の室内ユニットＢ１には該室内
ユニットＢ１の凝縮能力に見合うだけの冷媒が供給され
ることとなって、高圧圧力は上昇が抑制され、確実に適
正圧力にできるのである。

そして連通管２４に分流した高圧ガス冷媒は、高圧制御
弁２５によって減圧された後前記熱交換器２６を通る時
分流量の大小如何を問わず前記室外側熱交換器３から吹
出す冷風に十分放熱して確実に凝縮液化し、そして前記
減圧機構２７により確実に減圧されてその圧力が吸入ガ
スの設定低圧値で、かつその温度が室外側熱交換器３か
ら返戻する低圧ガス冷媒より低い温度値にされて該低圧
ガス冷媒に合流することとなるのであり、斯く合流した
冷媒は過熱度が過大となるこなく確実に適度な過熱度の
低圧ガス状態となって圧縮機１に吸入できるのである。

尚前記減圧機構２７の出口における冷媒は、液又は液ガ
ス混合状態となるが、この液冷媒のバイパス量を前記減
圧機構２７の圧縮機への液バツクがおこらない程度にあ
らかじめ設定しておくので低圧ガスと合流したのぢ圧縮
機１への液バツクはない。

又以上の説明では室内ユニットＢ１を１台のみ運転した
場合について説明したが、暖房運転時圧縮機１の容量に
くらべて暖房負荷が小となっている高圧圧力が設定値よ
り過大になるようなあらゆる過負荷の場合でも、高圧制
御弁２５の開動作により、吸入ガスの過熱度が過大にな
るなどの圧縮機１に対する悪影響が全く生ずることなく
確実に高圧圧力を適正値に制御できるのである。

又以上の説明は、１台の室外ユニットに対して５台の室
内ユニットを接続するごとくした場合であるが、室内ユ
ニットは２台以上何台でもよくかつ分離形に限らず一体
形でもよく、又前記室外側熱交換器３及び室内側熱交換
器１６・・・はそれぞれあらゆる種類の熱源側熱交換器
及び利用側熱交換器の場合に適用できることは云う迄も
ない。

以上のごとく本考案によれば、暖房時、前記室内ユニッ
トＢ□・・・Ｂ５が任意に各別に発停されることにより
、暖房負荷が圧縮機容量に見合う設定値より減少して、
高圧圧力が、前記連通管２４に介装した高圧制御弁２５
の設定値よりも上昇することが頻繁に生ずることになる
けれども、その都度、この高圧制御弁２５が作動して、
吐出ガスの余剰部分を前記連通管２４に分流させるので
、室内ユニット側に供給される冷媒量を、暖房負荷に見
合う量にできるのであり、しかも、前記高圧制副弁２５
により、前記連通管２４に分流させられた冷媒は、前記
熱交換器２６において、分流量の如何を問わず、前記室
外側熱交換器３から吹出す冷風と熱交換して、十分に放
熱凝縮され、かつ前記減圧機構２７において、設定の吸
入ガス圧力迄減圧できると共に、室外側熱交換器３から
返戻する過熱度大なる低圧ガス冷媒の温度より低い状態
にできて、吸入冷媒を適度な圧力、過熱度に調整できる
のである。

そのため、高圧値及び吐出ガス温度値は、適正値に抑制
され、圧縮機１に対する悪影響は全く生じないのである
。

しかも、室内ユニットの運転台数の減少により高圧が上
昇するような問題の生じない冷房運転時には、前記連通
管２４、従って、高圧制御弁２５の出口、入口側が共に
高圧となるので、この冷房運転時に前記高圧制御弁２５
が不用意に開動作した時や、該弁２５の閉鎖時の冷媒漏
れ等によって、この連絡管２４を介して吐出ガスが吸入
側に無駄にバイパスするようなこともないのである。

【図面の簡単な説明】

第１図は本考案の実施例を示す冷媒配管系統図、第２図
は第１図における室外ユニットの斜視図である。 １・・・・・・圧縮機、２・・・・・・四路切換弁、２
ａ、２ｂｙ ２ｃｔ ２ｄ・・・・・・第１〜第４ポー
ト、３・・一室外側熱交換器、９ａ・・・・・・吐出管
、９ｂ・・・・・・吸入管、９ｃ・・・・・・第１配管
、９ｄ・曲・第２配管、１゜・・・・・・波器主管、１
１・・・・・・ガス側主管、２４・・一連通管、２５・
・・・・・高圧制御弁、２６・・・・・・熱交換器、２
７・・・・・・減圧機構。

Claims (1)

【実用新案登録請求の範囲】
1. 圧縮機１と、第１ボード２ａ、第２ポート２ｂ、第３ポ
   ート２Ｃ，第４ポート２ｄの４つのポートを有しかつ、
   暖房時には第１ポー）２ａと第２ポート２ｂとを、およ
   び第３ポート２ｃと第４ポート２ｄとをそれぞれ連通さ
   せ、冷房時には第１ポート２ａと第３ポート２Ｃとを、
   および第２ポート２ｂと第４ポート２ｄとをそれぞれ連
   通させる切換動作をなす四路切換弁２と、暖房時蒸発器
   となり冷房時凝縮器となる室外側熱交換器３と、暖房用
   膨張機構４とを備えるとともに、前記四路切換弁２の第
   １ポート２ａと前記圧縮機１の吐出側とを吐出管９ａで
   接続し、第２ポート２ｂに暖房時高圧ガスが流れ冷房時
   低圧ガスが流れるガス側主管１１の一端を接続し、第３
   ポート２Ｃと前記室外側熱交換器３の暖房時出口側とを
   第１配管９ｃで接続し、前記室外側熱交換器３の暖房時
   入口側と前記暖房用膨張機構４の出口側とを第２配管９
   ｄで接続し、前記暖房用膨張機構４の入口側に常時高圧
   液が流れる源側主管１０の一端を接続し、第４ポート２
   ｄと前記圧縮機１の吸入側とを吸入管９ｂで接続してな
   る１台の室外ユニットＡに、暖房時凝縮器となり、冷房
   時蒸発器となる室内側熱交換器１６と冷房用膨張機構１
   ７とを備えた室内ユニットＢ□・・・Ｂ３を複数台接続
   し、これら室内ユニットＢ１・・・Ｂ３を個別又は同時
   に冷暖房運転可能としたヒートポンプ式空気調和機にお
   いて、前記吐出管９ａと第１配管９ｃとの間に連通管２
   ４を設け、該連通管２４に、入口および出口を有しかつ
   入口側の高圧圧力が設定値より上昇したとき開く高圧制
   御弁２５と該高圧制御弁２５の出口側に位置せしめた熱
   交換器２６と該熱交換器２６の出口側に位置せしめた減
   圧機構２７とを介設し、前記熱交換器２６を前記室外側
   熱交換器３の風下側に配置したことを特徴とするヒート
   ポンプ式空気調和機。