JPS6045345B2 - 熱回収式空気調和装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は熱回収式空気調和装置、詳しくは圧縮機、水
加熱用凝縮器、水冷却用蒸発器及び凝縮器又は蒸発器と
して働らく空気側熱交換器を備え、冷暖房を同時に行な
えるようにした熱回収式空気調和装置に関する。

従来、此程空気調和装置において、一つの固定ポート
と二つの第１及び第２制御ポートとの三つのポートをも
つた三方弁を用い、該三方弁の第１制御ポートを前記蒸
発器に接続し、また前記第２制御ポートを前記熱交換器
に接続して、冷暖房を同時に行なう熱回収運転の他、冷
房負荷が暖房負荷より大きいときには、前記熱交換器を
補助凝縮器として運転する冷房優先の熱回収運転及び暖
房負荷が冷房負荷より大きいときには、前記熱交換器を
補助蒸発器として運転する暖房優先の熱回収運転を行な
えるようにしている。

所が以上の運転モードのうち、前記空気側熱交換器を
補助蒸発器として用いる暖房優先の熱回収運転を行なう
とき、冷房負荷がなくて前記空気側熱交換器に、１００
％冷媒が流れている場合には問題はないが、冷房負荷が
あつて、前記空気側熱交換器と水冷却用蒸発器とに分流
している場合、特に前記空気側熱交換器への冷媒流量が
少ないと、冷媒流速も遅くなり、その結果冷凍サイクル
系内に混入させ、冷媒とともに循環させている循滑油が
、運ばれなくなり、時間経過とともに前記熱交換器内に
蓄積されてしまい、油不足が生ずる問題があつた。

そこで本発明は以上の如き問題を解決すべく発明した
もので、特別な機構を設けることなく簡単・な構成で、
前記した暖房優先の熱回収運転時における油溜りを解消
すべく成したのである。

即ち本発明は、前記熱交換器に油溜りが生するのは、
冷媒流量が少なく、冷媒流速が遅くなることに原因があ
り、また前記油溜りは、時間経過と・ともに生ずること
に着目し、暖房優先の熱回収運転において、前記した三
方弁の第１及び第２制御ポートが、水冷却用蒸発器と空
気側熱交換器とにそれぜれ連通しているとき、いの時間
を測定して、一定時間経過後、即を油溜りが生じて、油
不足が生ずる時間（例えば１時間）の経過後、前記第１
制御ボートを閉じ、冷媒の全量を一定時間（例えば１紛
）、前記熱交換器に流し、該熱交換器に蓄積されている
油を回するごとくしたのである。

即ち、本発明は、前記三方弁９の第１及び第２制御ボー
ト９２，９３が前記蒸発器３と前記熱交換器４とにそれ
ぞれ連通している両制御ボート開状態を検出したとき作
動する検出具２０を設けると共に、該検出具２０の作動
により計時を開始し、一定時間後前記三方弁９に対して
前記第１制御ボート９２を閉成する指令を発し、かつ所
定時間該指令を維持する冷媒流通制御回路Ａを備えたこ
とを特徴とするものである。

以下本発明装置の実施例を図面に基づいて説明する。

１は圧縮機、２は水加熱用凝縮器、３は水冷却用蒸発器
、４は空気側熱交換器、５は受液器、６はアキュムレー
ターであつて、これら機器は冷媒配管７によて、各連絡
されている。

前記圧縮機１は、アンローダ機構をもつており、前記凝
縮器２における温水入口温度を検出する温水入口サーモ
Ｔｈ２と、前記蒸発器３の冷水入口温度を検出する冷水
入口サーモ′１１１１とにより例えば７５％、５０％、
２５％能力の３段階にその圧縮機能力が制御さるように
なつている。

また８は四路切換弁、９は三方弁であつて、これら四路
切換弁８及び三方弁９により、前記圧縮機１から吐出す
る冷媒の流れを制御し、前記空気．側熱交換器４を凝縮
器としたり、蒸発器としたり或いは冷媒を流さなかつた
りするのであり、冷房専用運転、冷房優先運転、暖房専
用運転、暖房優先運転、冷暖房同時運転及びデフロスト
運転が行なえるようにするのである。

前記四路切換弁８は、高圧側ボート８１、低圧側ボート
８２と、二つの第１及び第２切換ボート８３，８４との
四つのボートをもつた既存の四路切換弁を用いるのであ
り、また前記三方弁９は、一つの固定ボート９１と、二
つの第１及び第２制御御ボート９２，９３とをもち、こ
れら制御ボート９２，９３の開度を調整可能に構成する
のであつて、前記四路切換弁９の前記高圧側ボート８１
を、前記圧縮機１の吐出口に、低圧側ボート８２を、前
記アキュムレータ６にそれぞれ接続すると共に、前記第
１切換ボート８３を、前記三方弁９の固定ボート９１に
、第２切換ボート８４を前記凝縮器２と蒸発器３との何
れか一方と選択的に接続するのであり、また前記三方弁
９の第１制御ボート９２を、前記蒸発器３と凝縮器２と
の何れか一方と選択的に接続し、第２制御ボート９３を
前記空気側熱交換器４に接続するのである。

前記三方弁９は、コントロールモータにより前）記制御
ボート９２，９３の開度を０〜１００％制御するもので
、前記四路切換弁８の切換えにより高圧ガス冷媒を前記
凝縮器２と空気側熱交換器４とに所定比率で流す高圧側
制御弁となつたり、前記蒸発器３と空気側熱交換器４と
で蒸発した低圧ガ・ス冷媒を所定比率で流す低圧側制御
弁となつたりするものである。

しかして高圧側制御弁として働らく場合、前記凝縮器２
への開度即ち第１制御ボート９２の開度が１００％〜０
％のとき、空気側熱交換器４への開度即ち第２制御ボー
ト９３の開度は０〜１００％となり、第１制御ボート９
２の開度が１００％で高圧ガス冷媒の全量が凝縮器２に
流れるとき、空気側熱交換器４には流れない。

また逆の場合凝縮器２には流れない。又低圧側制御弁と
して働らく場合も同様で蒸発器３に通する第１制御ボー
ト９２の開度が１００〜０％のときには、空気側熱交換
器４に通する第２制御ボート９３の開度はＯ〜１００％
となり、第１制御ボート９２の開度が１００％で、低圧
ガス冷媒が全量蒸発器３から流れるとき、第２制御ボー
ト９３は閉じ、空気側熱交換器４に液冷媒が流れること
はない。

又以上の構成において、四路切換弁８の第２切換ボート
８４を、前記凝縮器２と蒸発器３との何れか一方に選択
的に接続すると共に、三方弁の第１制御ボート９２を、
前記凝縮器２と蒸発器３との何れか一方に選択的に接続
し、しかも前記第２切換ボート８４と第１制御ボート９
２とは、前記凝縮器２と蒸発器３とに可逆的に接続する
のであつて、この接続方法は、四つの逆止弁１０ａ〜１
０ｄを組合せた四方チヤツキ弁や、図示していないが四
路切換弁のごとき四ボート弁を用いるのである。

尚図において１１は、前記受液器５と前記蒸発器３との
間を結ぶ液管７１の途中に介装する感温膨張弁、１２は
、同じく前記受液器５と空気側熱交換器４との間を結ぶ
液管７２の途中に介装する感温膨張弁であり、また１３
，１４は逆止弁である。

又前記四路切換弁８は、そのコイルが通電されていない
と第１図実線位置に位置して冷凍サイクルを冷房優先運
転とし、通電さると第２照実線位置に切換えて、暖房優
先運転とするのであつて、起動時、冷水温度が設定温度
より高く温水温度も設定温度より低い場合には、前記冷
水入口サーモＴｌｌｌ及び温水入口サーモＴｈ２により
制御され、かつ前記コイルと接続するリレーＲ１励磁さ
れず、従つて前記四路切換弁８は、第１図実線位置に位
置し、冷房優先運転となるようになつている。

そして、この冷房優先運転において、温水出口温度が設
定温度より低いのに、冷水入口温度が設定温度より低く
なると、前記リレーＲ１が励磁され、前記四路切換弁８
は第２図実線位置に切換えられ、暖房優先運転となる。
又、前記三方弁９の開度制御は、冷房優先運転において
は、前記温水出口サーモ′１１１４を用い、温水出口温
度により行なうと共に暖房優先運転においては、冷水出
口サーモＴｈ３を用い、冷水出口温度により行なうので
ある。

そして、前記圧縮機１の能力制御は、冷房優先運転にお
いては、冷水入口サーモＴｈｌを用い冷水入口温度によ
り行ない、暖房優先運転においては温水入口サーモＴｈ
２を用い温水入口温度により行なうのである。しかして
以上の構成において、前記三方弁９の第１及び第２制御
ボート９２，９３が前記蒸発器３と前記熱交換器４とに
それぞれ連通している両制御ボート開状態を検出したと
き作動する検出具２０を設けると共に、該検出具２０の
作動により計時を開始し、一定時間前後前記三方弁９に
対して前記第１制御ボート９２を閉成する指令を発し、
かつ所定時間該指令を維持する冷媒流通制御回路Ａとを
設け、暖房優先運転において、前記三方弁９の第１及び
第２制御ボート９２，９３が、前記蒸発器３と前記熱交
換器４とにそれぞれ連通しているとき、前記検出具２０
を作動させ、前記制御回路Ａによソー定時間後、前記第
１制御ボート９２を閉じて、前記凝縮器２からの冷媒を
全量を所定時間前記熱交換器に流通させるようにしたの
である。

前記検出具２０は、第３図のごとく、二つのリミットス
イッチ２０Ａ，２０Ｗを用い、前記三方弁９の第１の制
御ボート９２が開度１００％で、第２制御ボート９３が
開度０％のときには、前記リミットスイッチ２０Ｗを開
動作させ、また第１制御ボート９２が開度０％で第２制
御ボート９３が開度１００％のときに前記リミットスイ
ッチ２０Ａを開動作させるようにし、前記第１及び第２
制御ボート９２，９３がともに開度０％以上のとき閉動
作させるようにしている。

尚前記検出具２０は１つのリミットスイッチを用い、第
２制御ボート９３の開度がある設定範囲に位置するとき
閉動作するごとくしてもよいし、また二つのリミットス
イッチ２０Ａ，２０Ｗを用いる場合も、第１及び第２制
御ボート９２，９３の開度範囲を設定し、この範囲内で
閉動作するごとくしてもよい。そして以上の如く設ける
リミットスイッチ２０Ａ，２０Ｗは、第３図のごとくそ
の接点を直列に接続し、この直列回路に、前記四路切換
弁８のコイルを通電制御するリレーＲ１の常開接点と、
前記冷媒流通制御回路Ａの一部を構成するタイマーリレ
ーＲ２とを直列に接続するのである。前記制御回路Ａは
、主として、前記三方弁９の各ボート９２，９３が、継
続して、前記蒸発器３、熱交換器４に共に連通している
時間を計測し動作するタイマーＴ１、該タイマーＴ１の
動作で前記三方弁９の第２制御ボート９３を全開にする
、換言すると、第１制御ボート９２を全閉するリレーＲ
３、このリレーＲ３を所定時間励磁するためのタイマー
Ｔ２からなるものであり、以下、この制御回路Ａについ
て詳述する。

前記タイマーＴ１は、前記空気側熱交換器４に油溜りが
生じて油不足が生ずる時間（例えば１時間）を設定する
もので、前記タイマーリレーＲ２弐常開接点と後記する
リレーＲ３の自己保持用常開接点との並列回路に、後記
するタイマーＴ２の常閉接点Ｔ２−１を介して直列に接
続する。

前記リレーＲ３は、前記タイマーＴ１のカウントｊ終了
により閉じる接点Ｔ１−１と直列に接続しており、前記
リミットスイッチ２０Ａ，２０Ｗが閉じ、タイーＲ２を
励磁して、タイマーＴ１を作動させた後、１時間経過後
前記リレーＲ，を励磁するもので、このリレーＲ，の励
磁により、前記三方弁９のコントロールモータを作動さ
せ、前記第１制御ボート９２を閉じ、第２制御ボート９
３の開度を１００％とするものである。また前記タイマ
ーＴ２は、前記リレーＲ，の励磁時間、換言すると、前
記第１制御ボート９２を閉じ、第２制御ボート９の開度
を１００％とする時間を制御するもので、前記リレーＲ
３を並列に接続している。

しかし前記リレーＲ１が励磁され四路切換弁８を、第１
図実線位置から第２図実線のごとく切換えて暖房優先運
転しているとき、冷房負荷が少なく、三方弁９の第１及
び第２制御ボート９２，９３がともに、第２図のごとく
前記蒸発器３及び前記熱交換器４に連通すると、前記リ
ミットスイッチ２０Ａ，２０Ｗが閉動作し、前記リレー
Ｒ１の励磁による常開接点の閉動作とにより、前記タイ
マーリレーＲＢが励磁され、タイマーＴ１が作動を開始
する。

そしてこのタイマーＴ１の作動開始後一定時間（１時間
）経過すると、前記接点Ｔ１−１が閉じ、リレーＲ３が
励磁され、前記三方弁９のコントロールモータを動作さ
せ第４図のごとく、前記第２制御ボート９３の開度を１
００％とするのである。

このとき、前記リミットスイッチ２０Ａは開動作するこ
とになるが前記リレーＲ３の励磁により常開接点が閉じ
、自己保持回路が形成されるので、前記三方弁９の動作
により、リミットスイッチ２０Ａが開動作しても前記レ
ーＲ３は励磁されたま）となる。そしてこのソーＲ３の
励磁と同時に前記タイマーＴ２が作動を開始し、この作
動開始後１定時間（例えば１扮）経過すると、前記接点
Ｔ２−１，Ｔ１一１が開き、前記自己保持回路を開路し
、前記リレーＲ３を消磁して、前記三方弁９を復帰動作
させるのである。

またこの復帰動作後、前記三方弁９の第１及び第２制御
ボート９２，９３がともに開いているとき、前記リミッ
トスイッチ２０Ａ，２０Ｗは、閉動作し、再びタイマー
リレーＲ２が励磁され、前記した動作を繰返すのである
。

以上の如く、三方弁９の第１及び第２制御ボート９２，
９３がともに開いていて、前記空気側熱交換器４に、冷
媒が流れているとき、この流量が少なく、前記熱交換器
４の潤滑油が蓄積さることがあつても、一定時間ごとに
、冷媒の全量を流通させるので、蓄積された油は、確実
に回収されるのである。

尚、この回収時、前記蒸発器３に冷媒は流れないが、そ
もそもこの場合冷房負荷が少なくて、冷媒の１部を前記
熱交換器４に迂回させているのであるから、前記回収時
間内に冷房運転が行なわれノなくとも、冷房に支障を与
えることは少ない。

しかも、潤滑油の回収運転中は、冷房能力発揮できない
ため、通常運転に復帰すると、冷水入口サーモＴｌｌ３
により自動的に第１制御ボート９２の開度が大きくなつ
て、蒸発器３の潤滑油の回収運転も・可能となるのであ
る。以上の如く本発明によると、冷房負荷が少なく暖房
優先運転としていて、三方弁の第１及び第２制御ボート
が水冷却用蒸発器と空気側熱交換器とに連通して前記蒸
発器と熱交換器から圧縮機に冷・媒を収入するごとく運
転しているとき、前記空気側熱交換器に流れる冷媒量が
少なく、前記熱交換器に冷媒中に混入する油が蓄積され
ることがあつても、前記運転を一定時間行なつた後、強
制的に、冷媒の全量を前記熱交換器に一定時間流通する
ので、前記熱交換器内に蓄積される油は確実に回収でき
るのであつて、油不足が生することを解消できるのであ
る。

しかも本発明によると、前記油の回収を行なうための特
別な機構は必要なく、簡単な構成で行なえるのである。
図面の簡単な説明第１図は本発明装置の一実施例を示す
冷房優先運転の冷媒配管系統図、第２図は同じく暖房優
先運転の冷媒配管系統図、第３図は要部の電気回路図、
第４図は第２図の状態から油回収に制御した状態の冷媒
配管系統図である。

１・・・・・・圧縮機、２・・・・・・水加熱用凝縮器
、３・・・水冷却用蒸発器、４・・・・・・空気側熱交
換器、９・・・三方弁、２０・・・・・・検出具、９１
・・・・・固定ボート、９２・・・・・・第１制御ボー
ト、９３・・・・・・第２制御ボート、Ｔｌ，Ｔ２・・
・・・タイマー、Ａ・・・・・・冷媒流通制御回路。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １ 圧縮機１、水加熱用凝縮器２、水冷却用蒸発器３、
   空気側熱交換器４、一つの固定ポート９１と二つの第１
   及び第２制御ポート９２、９３とをもつ三方弁９を備え
   、この三方弁９の第１制御ポート９２を前記蒸発器３に
   接続し、第２制御ポート９３を、前記熱交換器４に接続
   して成る熱回収式空気調和装置において、前記三方弁９
   の第１及び第２制御ポート９２、９３が前記蒸発器３と
   前記熱交換器４とにそれぞれ連通している両制御ポート
   開状態を検出したとき作動する検出具２０を設けると共
   に、該検出具２０の作動により計時を開始し、一定時間
   後後前記三方弁９に対して前記第１制御ポート９２を閉
   成する指令を発し、かつ所定時間該指令を維持する冷媒
   流通制御回路Ａを備えたことを特徴とする熱回収式空気
   調和装置。