JPS62280554A - ヒ−トポンプ式空気調和機 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 ３、発明の詳細な説明 産業上の利用分野 本発明は、非共沸混合冷媒を用いたヒートポンプ式空気
調和機に関するものである。

従来の技術 近年、ヒートポンプ式冷凍装置は非共沸混合冷媒を用い
て、能力変化できるものが開発されている。

以下図面を参照しながら、上述した従来のヒートポンプ
式冷凍装置の一例について説明する。

第５図は従来の非共沸混合冷媒を用いたヒートポンプ式
冷凍装置の回路構成図を示すものである。

第５図において、１は圧縮機、２は四方弁、３は室外側
熱交換器、４，５は減圧装置、６は室内側熱交換器であ
る。また、４，５の減圧装置の間に導管７が分岐してお
り、この導管７は第１の冷媒容器８に接続されている。

この第１の冷媒容器８は減圧装置５と室内側熱交換器６
とを接続する配管を包囲している。９は４ｆＪ２の冷媒
容器であり、室外側熱交換器３と減圧装置４とを接続す
る配管を包囲し、開閉調整弁１０を介して導管７に接続
されている。この冷凍サイクルには非共沸混合冷媒を使
用している。

以上のように構成されたヒートポンプ式冷凍装置につい
て、以下その動作について説明する。

まず、冷房運転時、冷媒は図示の実線矢印の方向に流れ
る。ここで、開閉調整弁１０は閉塞されており、導管７
によって分流した冷媒は第１の冷媒容器８に至るが、第
１の冷媒容器８（（より包囲された減圧装置５と室内側
熱交換器６を結ぶ配管は冷房運転時低温であるから、第
１の冷媒容器８は冷却され、容器内部には高沸点成分が
液状で貯留され、冷凍サイクルは低沸点成分が流れる。

一方、開閉調整弁１０が閉塞されている状態における暖
房運転時、冷媒は図示の破線矢印方向に流れる。ここで
、第１の冷媒容器８は室内側熱交換器６で液化した高温
冷媒により加熱されるため、第１の冷媒容器８内には冷
媒は液化貯留することなく冷凍サイクルを循環する。こ
の場合冷凍サイクル中の冷媒は混合冷媒が流れ、冷房時
の冷凍サイクルに比較すると暖房時の冷凍サイクル能力
は向上する。

また、暖房運転時、暖房能力に余力が生じてきた時に開
閉調整弁１０を動作させれば、高沸点成分を第２の冷媒
容器９て導いて貯留し、暖房能力を低減できる（例えば
特公昭５７−３１０５６号公報）。

発明が解決しようとする問題点 しかしながら上記のような構成では、高沸点成分と低沸
点成分の混合比を可変し能力可変を行なうタイミング設
定が具体的でないという問題点を有していた。

本発明は、上記問題点に鑑み、冷媒混合比率可変装置お
よび電流検出センサーを設け、圧縮機運転電流により負
荷を的確に検知し冷房、暖房運転において効率良い能力
制御が可能なヒートポンプ式空気調和機を提供するもの
である。

問題点を解決するための手段 上記問題点を解決するために本発明のヒートポンプ式空
気調和機は、非共沸混合冷媒を用い、周波数可変装置を
具備し、圧縮機、四方弁、室外熱交換器、主回路用減圧
器、室内熱交換器を順次連結して冷凍サイクルの主回路
を構成し、前記圧縮機の吐出側と四方弁の途中に加熱器
を設け、前記圧縮機の吸入側と四方弁の途中に冷却器を
設け、前記室外熱交換器と前記主回路用減圧器の中間と
充填材を詰めた精留塔の底部とを前記加熱器を貫通し逆
止弁を介して接続するとともに前記加熱器と逆止弁に並
列に減圧器を設け、前記逆止弁と前記精留塔底部との中
間と冷媒貯溜器の底部とを電磁開閉弁を介して接続し、
また、前記室内側熱交換器と前記主回路の減圧器の中間
と前記精留塔の底部とを前記加熱器を貫通し逆止弁を介
して接続するとともに前記加熱器と逆止弁に並列に減圧
器を設け、さらに前記精留塔の頂部と前記冷媒貯溜器の
頂部とを前記冷却器を貫通して接続し、前記精留塔の頂
部と前記冷媒貯溜器の底部とを接続して冷媒組成組成比
率可変サイクルを構成し、前記圧縮機の電流を検出する
電流検出手段と、前記電流検出手段による電流値と設定
電流値の大、小を比較する比較手段と、前記比較手段に
より設定電流より大の場合、前記電磁開閉弁を開く第１
の出力モードに、また設定電流値より小の場合、前記電
磁開閉弁を閉じる第２の出力モードに移行する移行手段
々前記出力モードにより電磁開閉弁に電気信号を出力す
る出力手段を具備したものである。

作　　用 本発明は上記した構成により、冷暖房とも負荷を的確に
つかみ、必要負荷に応じて非共沸混合冷媒の低沸点冷媒
成分を分離し、冷媒混合比率を変化させることにより、
幅広い効率の良い能力制御運転を可能にする。

実施例 以下本発明の一実施例のヒートポンプ式空気調和機につ
いて、図面を参照しながら説明する。

第１図は本発明の冷凍サイクル図である。圧縮機１１、
四方弁１２、室外熱交換器１３、主回路用減圧器１４、
室内熱交換器１５が直列に接続されている。また室外熱
交換器１３と減圧器１４の中間と精留塔１６の底部とも
加熱器１７を貫通し逆止弁１８を介し接続するとともに
加熱器１７と逆止弁１８に並列に第１の減圧器１９を設
け、また逆止弁１８と精留塔１６の底部との中間と冷媒
貯溜器２０の底部とを電磁開閉弁２１を介して接続し、
また室内熱交換器１５と主回路の減圧器１４の中間と精
留塔１６の底部とを加熱器１７を貫通し逆止弁２２を介
して接続するとともに加熱器１７と逆止弁２２に並列に
減圧器２３を設け、さらに精留塔１６の頂部と冷媒貯溜
器２０の頂部とを冷却器２４を貫通し、精留塔１６の頂
部と冷媒貯溜器２ｏの底部とを接続している。ここで本
発明における冷凍サイクルに使用する冷媒は沸点能力の
異なる複数の冷媒を混合した非共沸混合冷媒である。

ここで第２図に示すブロック回路と第３図に示す制御回
路の関係について説明すると、第３図に示す電流検出装
置２７は第２図に示す電流検知手段に相当し、第３図に
示すコンパレータ２５は、第２図の比較手段に相当し、
第３図のマイクロコンピュータ２６は第２図の移行手段
に相当し、第３図の出力回路２８は第２図の出力手段に
相当している。

次に上記構成からなる制御回路の動作について第１図お
よび第４図を参考に説明する。

暖房運転時圧縮機電流を電流検出装置２７で検出しそれ
をマイクロコンピュータ２６に記憶された設定電流値と
比較し設定電流値より大きい場合、冷媒は第２図中の実
線の矢印の如く流れ、電磁開閉弁２１が開いているため
、冷媒貯溜器２０の中の冷媒も主回路と同様に流れるた
め冷媒貯溜器２ｏの中の冷媒の組成も主回路の組成と異
ならず、高沸点成分と低沸点成分の混合した状態で高能
力が得られる。

一方、圧縮機電流値が低下して設定電流値より小さくな
ると、電磁開閉弁２１が閉じて冷媒は点線の矢印の如く
流れる。室内熱交換器１５を出た過冷却のとれた冷媒の
一部は加熱器１７へ入り吐出ガスにより加熱されガス成
分を発生させ精留塔１６に入る。精留塔１６に入った冷
媒のガス成分は塔中を上昇していき冷却器２４に入り、
ここで吸入ガスにより冷却液化され冷媒貯溜器２０に導
びかれその一部は精留塔の頂部に還流され塔中を上昇し
てくるガス成分と気液接触を行ない物質移動および熱交
換を行なう。このサイクルを繰り返すことにより冷媒貯
溜器２０の中の冷媒は低沸点成分が多くなり主回路を流
れる冷媒の組成は高沸点成分が多い状態になり能力およ
び消費電力とも小さくなり効率の良い能力制御ができる
。冷房運転時においても同様である。

以上のように本実施例によれば電流検出装置２７を設は
圧縮機運転電流の大小により非共沸混合冷媒の比率を可
変することにより負荷が犬きく高能力を必要とする場合
には、主回路の冷媒は高沸点、低沸点成分の混合した状
態で高能力を得ることができ、また負荷が小さく低能力
で十分な場合には、低沸点成分の冷媒が分離貯溜され主
回路の冷媒は高沸点成分の多い状態になり低能力、低消
費電力を得ることができ効率の良い能力制御を容易に行
なうことができる。

発明の効果 以上のように本発明は、非共沸混合冷媒を用い、圧縮機
、四方弁、室外熱交換器、主回路用減圧器、室内熱交換
器を順次連結して冷凍サイクルの主回路を構成し、前記
圧縮機の吐出側と四方弁の途中に加熱器を設け、前記圧
縮機の吸入側と四方弁の途中に冷却器を設け、前記室外
熱交換器と前記主回路用減圧器の中間と充填材を詰めた
精留塔の底部とを前記加熱器を貫通し逆止弁を介して接
続するとともに前記加熱器さ逆止弁に並列に第１の減圧
器を設け、前記逆止弁と前記精留塔との中間と冷媒貯溜
器の底部とを電磁開閉弁を介して接続し、また前記室内
熱交換器と前記主回路の減圧器の中間と前記精留塔の底
部とを前記加熱器を貫通し逆止弁を介して接続するとと
もに前記加熱器と逆止弁に並列に減圧器を設け、さらに
前記精留塔の頂部と前記冷媒貯溜器の頂部とを前記冷却
器を貫通して接続し、前記精留塔の頂部と前記冷媒貯溜
器の底部とを接続して冷媒組成比率可変サイクルを構成
し、前記圧縮機の電流を検出する電流検出手段と前記電
流検出手段による電流値と設定電流値の大、小を比較す
る比較手段と、前記比較手段により設定電流値より大の
場合前記電磁開閉弁を開く第１の出力モードに、また設
定電流値より小の場合前記電磁開閉弁を閉じる第２の出
力モードに移行する移行手段と前記出力モードにより電
磁開閉弁に電気信号を出力する出力手段を具備すること
により冷房、暖房運転とも負荷を的確につかみ、必要負
荷に応じて非共沸混合冷媒の低沸点成分の分離あるいは
混合を行ない主回路の流れる冷媒の混合比率を可変する
ことにより幅広い効率の良い能力制御運転を容易に行な
うことができる。

【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空気
調和機の冷凍サイクル図、第２図は同ブロック図、第３
図は同制御回路図、第４図は同フローチで一ト図、第５
図は従来のヒートポンプ式空気調和機の冷凍サイクル図
である。 １６・・・・・精留塔、１７・・・・加熱器、１８．２
２・・・・・逆止弁、１９．２３−・・・・・減圧器、
２０・・・・・冷媒貯溜器、２１・・・・・電磁開閉弁
、２４・・・・冷却器、２５・・・・・コンパレータ、
２６・・・・マイクロコンピュタ、２７・・・・・電流
検出装置。 代理人の氏名　弁理士　中　尾　敏　男　ほか１名７／
−ｍ−圧ａ　徴。 第　２　図 ２５−−−コンバータ ２６−−−マイク゛ロコンピエブ ２７−−−覚チＡ灸出、者ｄ【 第４図 第５図

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 非共沸混合冷媒を用い、圧縮機、四方弁、室外熱交換器
   、主回路用減圧器、室内熱交換器を順次連結して冷凍サ
   イクルの主回路を構成し、前記圧縮機の吐出側と四方弁
   の途中に加熱器を設け、前記圧縮機の吸入側と四方弁の
   途中に冷却器を設け、前記室外熱交換器と前記主回路用
   減圧器の中間と充填材を詰めた精留塔の底部とを前記加
   熱器を貫通し逆止弁を介して接続するとともに前記加熱
   器と逆止弁に並列に第１の減圧器を設け、前記逆止弁と
   前記精留塔底部との中間と冷媒貯溜器の底部とを電磁開
   閉弁を介して接続し、また前記室内熱交換器と前記主回
   路の減圧器の中間と前記精留塔の底部とを前記加熱器を
   貫通し逆止弁を介して接続するとともに前記加熱器と逆
   止弁に並列に減圧器を設け、さらに前記精留塔の頂部と
   前記冷媒貯溜器の頂部とを前記冷却器を貫通して接続し
   、前記精留塔の頂部と前記冷媒貯溜器の底部とを接続し
   て冷媒組成比率可変サイクルを構成し、前記圧縮機の電
   流を検出する電流検出手段と、前記電流検出手段による
   電流値と設定電流値の大、小を比較する比較手段と、前
   記比較手段により設定電流値より大の場合、前記電磁開
   閉弁を開く第１の出力モードに、また設定電流値より小
   の場合、前記電磁開閉弁を閉じる第２の出力モードに移
   行する移行手段と前記出力モードにより電磁開閉弁に電
   気信号を出力する出力手段を具備したヒートポンプ式空
   気調和機。