JPS6025697B2 - ヒ−トポンプ式多室冷暖房装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は多室型のヒートポンプ式冷暖房装置において、
暖房起動時のコールドドラフトを防止する、いわゆるホ
ットスタート方式を採用する事により起動時の快適性を
確保し乍ら、圧縮機を円滑に起動することを目的とする
ものである。

従釆、ホットスタート方式としては高圧圧力検知方式配
管の温度検知方式・タイマ方式等各種方式が提案されて
いる。

このホットスタート方式は室内外ユニットが一対一に対
応する通常のヒートポンプシステムに於ては特に大きな
問題は無いが、多数の室内ユニットが各々独立に発停す
る多室型の空気調和装置においては個有の問題点を生ず
る。即ち、少数室のみの暖房運転起動時においては圧縮
機容量に対して室内ユニット容量が減少する為に暖房運
転高圧々力が上昇傾向となり、室内ユニットの数が減少
しただけ相対的にシステム全体の絞り低抗が増大し、冷
蝶が循環し難くなることや室内ユニット数の減少に伴な
い、圧縮機吐出側の気室容量が相対的に減少し、圧力が
上昇し易い条件となる欠点を有していた。さらに上記欠
点は何れも暖房運転起動時に於て高圧々力が過上昇する
要因として作用しているが、この条件下で更にホットス
タート方式として室内送風機の送風を遅延させた作用し
て場合、高圧々力が過上昇し、高圧保護スイッチが作動
して起動不能となる欠点を有していた。

しかも汎用型の室内ユニットを組合せて多室冷暖房装置
として構成する場合にはホットスタート方式は各々単独
に設計されている為更に状態は悪化するものであつた。
このヒートポンプ式多室冷暖房装置の個有の欠点に対し
ての対策は未だ成されていない。

本発明は上記個有の欠点を解消したものである。以下図
面に沿って詳細に説明する。

第１図は本発明を実施する多室用ヒートポンプサイクル
の冷煤サイクル図である。１は室外ユニットで、例えば
極数切襖式の３馬力の圧縮機２、アキュムレ−夕３、四
方弁４、室外側熱交換器５、室外側熱交換器５に送風す
る室外側送風機Ｆ。

、室外熱交換器用キャピラリチューブ６、暖房用キャピ
ラリチューブ７，７をバイパスする逆止弁８、室内ユニ
ットＡ・Ｂ・Ｃに各々冷煤の流れを開閉する液側電磁弁
ＳＶＬ＾・ＳＶしＢ・ＳＶしｃ及び同じくガス側電磁弁
ＳＶｃ＾・ＳＶｃＢ・ＳＶｃｃを各々図示の如く結合し
て構成されている。Ａ・Ｂ・Ｃは各々室内ユニットで例
えばＡ・Ｂは各々１馬力の室内ユニットで、室内側熱交
換器９，１０及び室内ファンＦ＾・ＦＢ及びキャピラリ
チューブ１１，１２により各々構成される。室内ユニッ
トＣは例えば３馬力の室内ユニットで基本的には他の室
内ユニットと同様で室内側熱交換器１３、室内側送風機
Ｆｃ、室内側キャピラリチューブ１４より構成される。
第１図においては最低限必要な機能部品のみを記してあ
り他は省略している。第１図において基本的な冷凍サイ
クルは通常のヒートポンプサイクルと何ら変るところは
無いが、図示の四方弁４の実線で示した如き暖房サイク
ルにおいては圧縮機２を吐出した袷蝶はガス管１５へ導
かれ、分岐点より各室内ユニットに対応した数に分岐さ
れ例えば室内ユニットＡ・Ｂが運転して居る場合にはガ
ス側電磁弁ＳＶＧ＾・ＳＶＧＢ及び液側電磁弁ＳＶＭ・
ＳＶＬＢが各々開動作し、室内側熱交換器９，１０‘こ
高圧冷煤ガスが導かれ室内側送風機Ｆ＾・ＦＢの送風に
より凝縮液化して室内側キャピラリチューブ１ １，１
２より波側電磁弁ＳＶＬ＾・ＳＶＬ８および液管１６を
経て暖房用キャピラリチューブ７、室外側キャピラリチ
ューブ６により室外側熱交換器５、室外側送風機Ｆ。に
より蒸発気化して四方弁４よりアキュムレータ３を経て
再び圧縮機２へ吸入される。即ち、運転中の室内ユニッ
トに対応した液側・ガス側電磁弁のみが開作動して冷凍
サイクルを構成する。

従って停止側室内ユニットは前後の電磁弁が閉作動して
いる為密閉回路となる。実際はサイクルの運転中に停止
密閉回路内に液冷媒が滞溜するとシフテム内の冷線量に
不均衡が生じ好ましくない為、密閉回路内の液を循環サ
イクル中に戻すべく圧縮機の低圧吸入ラインと運通した
バイパス回路が必要であるが、第１図の液抜バイパス１
７がそれに当る。液抜バイパス１７は室内ユニットの数
に対応して分岐しそれぞれＡ・Ｂ・Ｃに各々対応した逆
止弁１８，１９，２０及びキャピラリチュープ２１，２
２，２３により構成される。第２図にサーマルタイマ方
式によるホットスタート方式の室内ユニットを用いた多
室冷暖房ヒートポンプシステムにおける本発明のヒート
ポンプ式多室冷暖房装置の電気回路図を示す。

第２図において第１図と同符号にて表わしたものは第１
図にて説明した機能部品と同一のものである。

第２図においては本発明に直接関係のない要素部品及び
回路は省略している。即ち、室内ユニットＡを暖房運転
する場合、冷暖切襖スイッチＨＣ＾を暖房側に設定し、
メインスイッチＳＷ＾をＯＮする事によりシステムが作
動を開始し、先ずホットスタート回路用のサーマルタイ
マＴＴ＾及びリレーＲｓ＾に通電される。

リレーＲＳ＾は通気励磁される事により常開接点Ｒｓ＾
′が閉じる事により四方弁４を通電状態としてシステム
の暖房運転を指令する。サーマルタイマＴＴＡは通気後
、システムが起動し室内ユニットが充分暖かい温風を吹
出せる迄の適正な時間、例えば９硯砂程度、室内側送風
機Ｆ＾の起動を遅延させ得る様に常開接点を介して室内
側送風機Ｆ＾を図示の如く接続制御する。

また、暖房起動時においては通常サーモスタットＴ＾が
低温Ｌ側に接続している為、メインスイッチＳＷ＾の没
入と同時にリレーＲｃ＾が動作するとともに並列に接続
された液側電磁弁ＳＶＬ＾及びリレーＲｃ＾の常開接点
Ｒｃ＾′が開作動する事によりガス側電磁弁ＳＶｃ＾が
各々通電されシステムの冷媒回路が関略される。又リレ
ーＲｃ＾の常開接点Ｒｃ＾″・Ｒｃ＾…も各々同時に閉
路され、常開接点Ｒｃ＾″の閉路により圧縮機２及び室
外側送風機Ｆｏが起動され冷媒サイクルが起動され、又
常開接点Ｒｃ＾′′′の閉路により図示の如く暖房運転
時（ＲｓＡ′・ＲｓＢ′・Ｒｓｃ′の何れかが閉じてい
る場合）のみ第２のサーマルタイマＴＴＨが作動し、通
電作動後の適時間、例えば本実施例の場合ホットスター
トの遅延時間９の抄より若干長い１０５秒程度の時間リ
レーＲＨを第２のサーマルタイマＴＴＨの常閉接点によ
り通電する。リレーＲＨの作動により図示の如く結線さ
れた常開接点ＲＨ′・ＲＨ″・ＲＨ…が各々閉作動し、
暖房起動直後の１０５秒間停止ユニットＢ・Ｃの各ガス
側開閉弁ＳＶＧＢ・ＳＶｃｃを開作動させる。停止側ユ
ニットの各ガス側開閉弁が開作動する事により圧縮機起
動直後の吐出側気室容量を増大させる事により円滑な起
動特性を得る事が出来る。この起動特性をより具体的に
説明すると、例えば前記の如く１馬力の室内ユニットＡ
・Ｂと３馬力の室内ユニットＣと３馬力の室外ユニット
により構成される多室型冷暖房装置において、３馬力の
室内ユニットＣを含んだ起動の場合には問題ないか、例
えば１馬力のユニットのみで腰霧起動する場合に圧縮機
容量に対して室内側容量が相対的に低下することにより
高圧々力が上昇額向となる上にホットスタート方式によ
り起動時の高圧々力が過上昇する。

第３図に具体的な実験データを示す。

これは３馬力の極数切換式圧縮機を用いて多室冷暖房装
置を構成し、４極運転起動時に１馬力の室内ユニットを
２基接続し、９の砂のホットスタート方式を採用した場
合の特性を示すものである。３馬力の極数切換式圧縮機
の４極運転に対して１馬力の室内ユニット２基を用いて
ホットスタート方式でＪｉｓ過負荷条件下で暖房起動し
た場合の高圧々力特性曲線がａ、低圧々力持性曲線がｂ
で示されている。

図示の如く起動後７の抄、弱で高圧々力２７ｋｇ／仇に
達し高圧保護スイッチ（第１図，第２図とも図示せず）
が作動し起動不能となっている。これに対し、対策とし
て本発明の如く停止室内ユニットである３馬力室内ユニ
ットのガス側開閉弁を１０９秒間開作動させる事により
図示の対策後高圧々力持性曲線ａ′に示す如く改善され
良好な起動特性を得る事ができる。対策としての停止側
ガス側弁開放時間は必ずしもホットスタートの室内ファ
ン遅延起動時間よりも長く設定する必要は無く、第３図
の特性曲線ａ′の如く一旦圧力が飽和し降下し始める頃
の適宜時間に設定すれば良い。

また、第３図において室内ユニット１馬力２台と３馬力
の極数切襖式圧縮機４極運転時の特性図を示したが、圧
縮機の２極運転起動時には更に対策の必要性と効果が現
われる。

また、第２図，第３図の説明においてはホットスタート
方式はサーマルタイマ方式として説明してきたが、圧力
感知方式・温度感知方式等の方式であっても本発明が有
効に作用することも明らかである。

また、第２図の説明においても停止中の全ユニットのガ
ス側開閉弁を開作動する如く説明したが、例えば接続す
る室内ユニットの容量に大小関係がある場合には大容量
室内ユニットのガス側電磁弁を優先的に開作動する如く
設計すれば更にシステム全体の制御を簡素化し高信頼を
得る事ができる。

とくにこの場合、前記に説明の如く室外ユニット容量と
大容量室内ユニット容量とが等しいような場合（本説明
では３馬力）には更に有効である。また、低外気樋時等
で起動時における圧縮機の負荷が小さい場合で、起動時
の圧力上昇が比較的ゆるやかとなる場合においては特に
起動時の圧力上昇対策を必要としない場合も起り得る。

例えば外気温検知サーモ等の負荷検出機構を備え、外気
温が低く圧縮機の起動時の負荷が小さい場合にはサーマ
ルタイマＴＴＨの供給電源回路を閥略する（図示せず）
等して起動時の停止ユニットガス側電磁弁の開放を行わ
ないようにすれば、速やか圧力上昇が行われ、快適な吹
出温度を確保することが可能となる利点を得る。また、
第２図に示す本実施例においては圧縮機の停止時から何
れかの室内ユニットのサーモが起動した場合には常にサ
ーマルタイマＴＴＨとりレーＲＨが作動するようになっ
ているが、ＴＴＨ・ＲＨの作動は最初に何れかのメイン
スイッチＳＷ＾・ＳＷＢ・ＳＷｃを投入した場合のみに
限定する回路とすれば更にサーモ投入時の圧力上昇・吹
出温度上昇を促進する効果がある。

本発明によれば以上のような優れた効果を奏するもので
ある。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例におけるヒートポンプ式多室
冷暖房装置の冷煤サイクル図、第２図は同電気回路図、
第３図は圧縮機の起動特性図である。 １・・・・・・室外ユニット、２・・・・・・圧縮機、
５・・・・・・室外側熱交換器、Ｆｏ・・・・・・室外
側送風機、９，１０，１１・・・・・・室内側熱交換器
、Ｆ＾，ＦＢ，Ｆｃ・・・・・・室内側送風機、Ａ，Ｂ
，Ｃ・…・・室内ユニット、ＳＶＧ＾，ＳＶｃｃ・・・
・・・ガス側電磁弁。 第一３ 図第１図 第２図

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 圧縮機、室外側熱交換器、室外側送風機等から成る
   一台の室外ユニツトと、室内側熱交換器、室内側送風機
   、暖房運転を検出する手段等より成り、暖房運転起動時
   に前記室内側送風機を遅延起動させる複数台の室内ユニ
   ツトとを相互に冷媒配管にて結合し、前記複数台の室内
   ユニツトへの冷媒の流通を開閉するガス側電磁弁をそれ
   ぞれ設け、前記暖房運転を検出する手段による暖房運転
   検出時に所定時間動作するタイマ手段を設け、このタイ
   マ手段により暖房運転起動時に停止側の室内ユニツトの
   ガス側電磁弁を一定時間開作動させ、その後閉作動させ
   る制御手段を設けてなるヒートポンプ式多室冷暖房装置
   。 ２ 室内ユニツトにに大容量の室内ユニツトと小容量の
   室内ユニツトとが同一の室外ユニツトに接続されている
   場合には、暖房運転起動時に大容量の停止室内ユニツト
   のガス側電磁弁を優先的に開作動させる事を特徴とする
   特許請求の範囲第１項記載のヒートポンプ式多室冷暖房
   装置。 ３ 暖房運転起動時には負荷検出機構の信号によつて負
   荷が大なる場合にのみガス側電磁弁を開作動させた事を
   特徴とする特許請求の範囲第１項記載のヒートポンプ式
   多室冷暖房装置。