JPS602538Y2 - 冷凍サイクルの過負荷制御装置 - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】 本考案は、冷暖兼用形空気調和機を構成する冷凍サイク
ルの過負荷制御装置の改良に関するものである。

従来の冷暖兼用形空気調和機においては、同じ室内で使
用する場合冷房能力が暖房能力と比較して大きすぎるた
め、暖房時にヒータを追加して冷暖房能力のバランスを
とったり、また冷房時は大きすぎる能力を温度調節器で
圧縮機の運転時間を制御して調節していたため、安全上
または冷房感覚上不充分であったり、さらに暖房運転時
熱源側の温度が高くなると、圧縮機の負荷が過大になる
ことから熱源側熱交換器用のファンを止める操作を必要
とする等の欠点があった。

そこで本考案は、上記従来の制御にみられる欠点を解消
し、冷房時の能力を三段階に制御し、暖房時能力を二段
階に制御して常に最適な空気調和効果が得られるように
するものである。

以下、本考案をその一実施例を示す添付図面を参考に説
明する。

図において、１は回転式圧縮機で、密閉容器２の内部に
電動機３ど圧縮機構部４とが配設されている。

前記圧縮機構部４は、気筒５と気筒５の両端面を閉止す
るとともに、回転軸６を支承する軸受端板（図示せず）
と回転軸６の回転に伴って気筒５内を偏心転動するピス
トン８と気筒５に設けた仕切溝９に摺動自在に嵌入しか
つ一端が常にピストン８に接するようにバネ１０により
付勢された仕切板１１とから構成され、また前記気筒５
には仕切溝９から回転軸６の回転方向に向って順に吸入
孔１２、中間吐出孔１３、吐出孔１４がそれぞれ設けら
れている。

さらに前記吸入孔１２は、密閉容器２の外へ連通し、ま
た中間吐出孔１３は中間吐出弁１５、中間吐出路１６を
介して密閉容器２の外へ連通し、さらに吐出孔１４は吐
出弁１７を介して密閉容器２内に連通している。

１８は密閉容器２の内部と外部を連通ずる吐出管である
。

１９は冷暖房時の冷媒通路を切換える四方切換弁、２０
は熱源側熱交換器、２１は冷凍サイクルの絞り装置、２
２は利用側熱交換器、２３は利用側熱交換器２２と四方
切換弁１９とを連結する冷媒管である。

２４は流量制限装置で、冷媒管２３と中間吐出路１６を
連通ずるバイパス路２５に設けられ、ここを流れる冷媒
流量を制限するもので細管あるいは減圧装置等によりな
る。

２６はバイパス路２５を開閉する第１開閉弁、２７は細
管等の流量制限装置２４と中間吐出路１６との中間から
第２開閉弁２８を介して四方切換弁１９と圧縮機１の吸
入側を接続する吸入路２９へ連結した吸入バイパス路で
ある。

３０はアキュムレータである。

次に、上記構成からなる冷凍サイクルの過負荷制御動作
について説明する。

圧縮機１は回転軸６の回転に伴って吸入孔１２より気体
冷媒を吸入し、ピストン８と気筒５の内壁と軸受端板と
仕切板１１で囲まれた圧縮空間で気体冷媒を圧縮し、通
常吐出孔１４より吐出弁１７を介して密閉容器２を通し
て吐出管１８より高圧の冷媒気体を吐出する。

この通常運転状態において、中間吐出路１６に吸入圧力
をかけると圧縮された気体冷媒の一部は中間吐出孔１３
から中間吐出弁１５を介して圧縮機１の吸入側であるア
キュムレータ３０へ流れる。

次に中間吐出路１６に吐出圧力をかけると気体冷媒は吐
出孔１４より吐出弁１７を介して密閉容器２から吐出す
る。

したがって、冷房運転時において両開閉弁２６．２Ｂを
ともに閉じた場合には、圧縮機１より吐出された高温高
圧の気体冷媒は実線矢印で示す如く四方切換弁１９を介
して熱源側熱交換器２０で冷却され、凝縮して高圧の液
冷媒となり、絞り装置２１で減圧されて利用側熱交換器
２２により周囲の熱を吸熱し低圧の気体冷媒となる。

そして四方切換弁１９を介して圧縮機１へ戻る。

この冷房作動状態において、第１開閉弁２６だけを開け
ると中間吐出路１６は細管等からなる流量制限装置２４
を介して低圧側冷媒管２３と連通し、気筒５内で圧縮さ
れた気体冷媒の一部が中間吐出孔１３より中間吐出弁１
５を介して流量制限装置２４により流量を制限されて前
記利用側熱交換器２２より流れてきた冷媒とともに圧縮
機１の吸入側へバイパスされる。

したがって、冷媒循環量が減少すことから冷房能力が若
干減少する。

一方、通常の冷房運転時において、第２開閉弁２８だけ
を開けると、中間吐出路１６は吸入路２９と連通し、気
筒５内で圧縮された気体冷媒の一部が中間吐出孔１３よ
り中間吐出弁１５を介して圧縮機１の吸入側へ直接バイ
パスされ、冷房能力が大巾に減少する。

そして第２開閉弁２８を開いている状態では第１開閉弁
２６を開いても冷媒循環量は変しないため、能力は変化
しない。

次に、暖房運転時において、開閉弁２６．２８をともに
閉じた場合には、圧縮機１より吐出された高温高圧の気
体冷媒は破線矢印で示す如く四方切換弁１９を介して利
用側熱交換器２２で放熱凝縮し、絞り装置２１で減圧さ
れて熱源側熱交換器２０で吸熱し低圧気体冷媒となって
四方切換弁１９を通り圧縮機１へ戻る。

この暖房作動状態において、第２開閉弁２８だけを開け
ると中間吐出路１６は吸入路２９と連通し、気筒５内で
圧縮された気体冷媒の一部が中間吐出孔１３より中間吐
出弁１５を介して圧縮機１の吸入側へバイパスされる。

したがって、冷媒循環量が大巾に減少し、暖房時の能力
が大巾に低下する。

さらに両開閉弁２６．２８を同時に開けると、圧縮機１
より吐出された高圧のガスの一部が流量制限装置２４を
具備したバイパス路２５より圧縮機１の吸入側へ流れる
ため第２開閉弁２８だけを開けた場合よりさらに暖房時
の能力が減少する。

暖房運転時には第１開閉弁２６だけを開けても圧縮機１
の吸入側が連通していないため、冷媒がバイパス路２５
を流れず暖房能力は変化しない。

したがって、例えば暖房時ヒータを使用しない空気調和
機の場合、冷房運転時には第１開閉弁２６を開けること
により冷房時の入力が過大になることが防止できる。

また従来、冷暖房時において空気調和機能力が冷暖房負
荷より大きすぎる場合には、温度調節器等により圧縮機
をひんばんにＯＮ、ＯＦＦして空気調和機の能力を制限
していたが、この制御によれば利用側熱交換器２２の温
度変動が大きく、不快感を増加するが、第２開閉弁２８
を開ける制御であれば大巾に冷暖房能力が減少するから
圧縮機をひんばんにＯＮ、ＯＦＦすることがなく、シた
がって利用側熱交換器２２の温度変動がなくなり、不快
感を感じさせることが少ない。

さらに暖房運転時負荷が重く圧縮機１に過大な負荷がか
かる場合には、従来は熱源側熱交換器２０のファン（図
示せず）を停止する等して熱源側熱交換器２０の熱交換
量を制限していたが、本実施例によれば開閉弁２８を開
けるだけで圧縮機１にかかる負荷が軽減できる。

すなわち、冷房運転時、暖房運転時等において室内温度
、室外温度、冷凍サイクル中の圧力等（必要に応じてい
ずれか）を適宜検出装置（図示せず）によって検出して
、まず温度あるいは圧力が第１の設定値に達すると、冷
房時は第１開閉弁２６が開いて能力制御を行い、この状
態で温度あるいは圧力がもとに復帰すれば第１開閉弁２
６が閉じ、さらに第１開閉弁２６が開いた状態でさらに
温度あるいは圧力が第２の設定値に達すると第２開閉弁
２８が開くように各開閉弁２６，２８の開閉制御を行え
ばよいものである（この場合、第１開閉弁２６は閉じて
いるほうが好ましい）。

また、暖房時は、同様に上記適宜検出装置によって室内
温度、室外温度、冷凍サイクル中の圧力等（必要に応じ
ていずれか）を検出して、温度あるいは圧力が第１の設
定値に達すると、第２開閉弁２８が開いて冷媒循環量を
減少して能力制御を行い、この状態で温度あるいは圧力
がもとに復帰すれば第２開閉弁２８が閉じる。

さらに第２開閉弁２８が開いた状態でさらに温度あるい
は圧力が第２の設定値に達すると第１開閉弁２６も開き
、能力をより低下させる。

したがって、冷房時、暖房時の回転式圧縮機１が運転さ
れている状態において、冷媒の循環量（冷媒吐出量）が
多段にわたって制御されるため、きめ細かな能力制御が
行え、また回転式圧縮機１をひんばんに断続運転するこ
とがないため、急激な温度変化を感じることもなく、良
好な冷暖房効果が得られるとともに、冷房時の入力も低
減できる。

なお、第３図に示す如くベーンｌｌａをヒストン８に設
けた構成の回転式圧縮機においても同様に実施できるも
のである。

上記実施例より明らかなように、本考案における冷凍サ
イクルの過負荷制御装置は、回転式圧縮機と、四方切換
弁と、利用側熱交換器と、熱源側熱交換器と、減圧装置
により冷凍サイクルを構成し、前記回転式圧縮機を、気
筒とピストンを具備しこの気筒の圧縮空間に圧縮行程の
途中まで開口する中間吐出孔を設けこの中間吐出口から
中間吐出弁を介して回転式圧縮機外に連通ずる中間吐出
路を設けた構成とし、さらに前記冷凍サイクルに、一端
が前記利用側熱交換器と前記四方切換弁の間に接続され
、他端が前記中間吐出路に接続されたバイパス路を設け
、このバイパス路に第１開閉弁を設け、さらに前記第１
開閉弁と前記中間吐出弁の間から第２開閉弁を介して前
記圧縮機の吸入路側へ連結された吸入バイパス路を設け
たもので、第１開閉弁だけを開くことにより、冷房時の
能力を少し減少させることができ、また第２開閉弁だけ
を開くことによって、冷暖房時の能力を大巾に減少させ
ることができ、さらに暖房時は、第１、第２開閉弁を開
くことにより、いっそう暖房能力が減少できるとともに
、上述のことから冷房時の入力の低減をはかることがで
き、従来の如く圧縮機の断続運転による特に冷房時にお
ける空調温度の制御に比べてその温度の変化が少なく、
冷房感の向上がはかれ、さらに暖房負荷が重い場合に熱
源側熱交換器の熱交換能力を減少させる必要がなくなる
等の種々の利点を有する。

【図面の簡単な説明】

第１図は本考案の一実施例における過負荷制御装置を具
備した冷凍サイクル図、第２図は同冷凍サイクルを構成
する回転式圧縮機の断面図、第３図は本考案の他の実施
例における回転式圧縮機の断面図である。 １・・・・・・回転式圧縮機、５・・・・・・気筒、訃
・・・・ゼストン、１３・・・・・・中間吐出孔、１５
・・・・・・中間吐出弁、１６・・・・・・中間吐出路
、１９・・・・・・四方切換弁、２０・・・・・・熱源
側熱交換器、２１・・・・・・絞り装置、２２・・・・
・・利用側熱交換器、２４・・・・・・流量制限装置、
２５・・・・・・バイパス路、２６・・・・・・第１開
閉弁、２７・・・・・・吸入バイパス路、２８・・・・
・・第２開閉弁。

Claims (1)

【実用新案登録請求の範囲】
1. 回転式圧縮機と四方切換弁と、利用側熱交換器と、熱源
   側熱交換器と、減圧装置により冷凍サイクルを構成し、
   前記回転式圧縮機を、気筒とピストンを具備しこの気筒
   の圧縮空間に圧縮行程の途中まで開口する中間吐出孔を
   設けこの中間吐出口から中間吐出弁を介して回転式圧縮
   機外に連通ずる中間吐出路を設けた構成とし、さらに前
   記冷凍サイクルに、一端が前記利用側熱交換器と前記四
   方切換弁の間に接続され、他端が前記中間吐出路に接続
   されたバイパス路を設け、このバイパス路に第１開閉弁
   を設け、さらに前記第１開閉弁と前記中間吐出弁の間か
   ら第２開閉弁を介して前記圧縮機の吸入路側へ連結され
   た吸入バイパス路を設けた冷凍サイクルの過負荷制御装
   置。