JPS6343658B2 - - Google Patents

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JPS6343658B2
JPS6343658B2 JP56086682A JP8668281A JPS6343658B2 JP S6343658 B2 JPS6343658 B2 JP S6343658B2 JP 56086682 A JP56086682 A JP 56086682A JP 8668281 A JP8668281 A JP 8668281A JP S6343658 B2 JPS6343658 B2 JP S6343658B2
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refrigerant
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heating
endothermic
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    • F24F5/001—Compression cycle type
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
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Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、大気以外の熱源により冷媒を加熱す
るヒートポンプ式冷暖房装置に関するものであ
る。
〔従来技術〕
従来、ヒートポンプサイクルによる暖房装置が
提案されているが、大気をヒートポンプの熱源と
しているため、冬期寒冷地において外気温が低下
すると充分な熱量が得られず、暖房能力が低下す
ると共に暖房負荷の温度の立ち上りが悪いと言う
特性を持つている。
また、特開昭57−142461号公報に開示された従
来例においては、冷媒加熱装置４と四方弁２との
間に冷房運転時冷媒を流す逆止弁１７を設けた構
成となつていた。
〔発明が解決しようとする問題点〕
以上のように従来のヒートポンプサイクルにお
いては、熱源側熱交換器に流入する冷媒の温度を
下げて大気より吸熱量を増加する場合、上記熱交
換器に着霜が起こり、熱交換能力が減少すると言
う問題点があり、また前記ヒートポンプサイクル
の能力不足を補う手段として暖房時凝縮器として
働く熱交換器の近傍に電気ヒータを補助熱源とし
て用いる方法があるが、このような冷暖房装置で
は、 (a) ヒータ容量が暖房負荷に対して小さいため、
暖房の補助加熱として不足する場合があり、使
用範囲が制限される。
(b) 他の熱源に比較して、運転費用がかかり、か
つ電源設備の上で制約が多い。
などの問題点を有していた。
〔問題点を解決するための手段〕
暖房運転モード時に蒸発器となる熱交換器６を
燃焼ガス等の加熱源１１で加熱し、前記熱交換器
６内を流れる圧縮前の冷媒を加熱するように構成
された冷暖房装置であつて、冷媒加熱時に圧縮機
１より吐出される冷媒の一部を前記圧縮機１の吸
入側１ｂに戻すように設けたバイパス路１９、前
記バイパス路を冷房運転モード時閉とする電磁弁
１０、更に冷房運転モード時凝縮器として働く室
外熱交換器８と暖房運転モード時蒸発器として働
く吸熱熱交換器６とを分割して設けると共に、冷
房運転モード時と暖房運転モード時のそれぞれに
前記室外熱交換器８と前記吸熱熱交換器６とを選
択的に使用できるようにそれぞれ流れ方向を逆向
にして、前記室外熱交換器８及び吸熱熱交換器６
に各直列に第１逆止弁９及び第２逆止弁７を設け
たものにおいて、前記吸熱熱交換器６と減圧機構
１８との間に冷房運転モード時過多となる冷媒を
溜める液溜め５を設け、前記圧縮機１と前記室外
熱交換器８とを接続する配管の途中に、前記第２
逆止弁７の前記吸熱熱交換器６側と異なる側を接
続して、前記吸熱熱交換器６で過熱蒸気となつて
冷媒の一部を前記室外熱交換器８内へ積極的に溜
めると共に、燃焼ガス等の前記加熱源１１を入り
切りさせる温度検知器１３を前記吸熱熱交換器６
の冷媒出口管路部に設け、更に室内熱交換器３の
吹出側に空気流の風量を空気流の温度によつて変
化させるための空気温度検知器１７を設けたこと
を特徴とする冷暖房装置。
〔作 用〕
この発明においては、熱源側熱交換器の伝熱面
積を減少してユニツトの小形化を計り、併せて燃
焼熱供給時の圧縮機の所要動力を低化させてシス
テムのエネルギ効率の低化を防止するようにした
冷暖房装置を提供することを目的とするものであ
る。
〔実施例〕
以下本発明の一実施例を図について説明する。
図において、１は圧縮機、２は四方弁で、圧縮機
１の吐出側１ａ並びに吸入側１ｂに接続され、冷
暖房運転モードに於て冷媒の流れを逆転させるも
のである。３は冷房運転モード時は蒸発器とし
て、暖房運転モード時は凝縮器として作用する室
内熱交換器、４は逆止弁で、暖房運転モードに冷
房用減圧機構１８をバイパスするよう並列に接続
されている。５は冷房運転モード時の冷媒の液
溜、６は暖房運転モード時燃焼熱源から吸熱し冷
媒を蒸発させる吸熱々交換器、７は冷房運転モー
ド時、前記吸熱々交換器６へ冷媒が流れて循環す
るのを停止する逆止弁で、上記四方弁２と室外熱
交換器８との冷媒配管途中に設けた分岐管接続部
７ａと吸熱熱交換器６との間に設けてある。８は
冷房運転モード時凝縮器として働く室外熱交換
器、９は暖房運転モード時、前記室外熱交換器８
への冷媒流入を停止する逆止弁で、上記室外熱交
換器８の出口管側に吸熱熱交換器６と並列に設け
てある。１９は暖房運転モード時、冷媒循環量過
多となる圧縮機１より吐出する冷媒の一部を圧縮
機１、吸入側１ｂにもどすバイパス路で、電磁弁
１０によつて開閉制御される。１１は冷媒を加熱
する石油バーナー等の加熱源、１２は前記加熱源
１１のON、OFFを行う電磁弁等の開閉器、１３
は冷媒加熱温度の検知器、１４は制御器で、前記
検知器１３の検知温度によつて変化する抵抗値変
化等の情報によつて前記電磁弁等の開閉器１２を
動作させる。１５は送風機で、熱交換器３に強制
通風して室内に調和空気を送風する。１６は前記
送風機１５の駆動モータ、１７は室内熱交換器３
の吹出側に設置される空気温度検知器で、前記送
風機１５の風量を前記室内熱交換器３の吹出温度
に応じて変化させる。２０はアキユームレータで
ある。
次に上記のように構成されたこの発明の動作に
ついて説明する。
暖房運転モード時、圧縮機１の動作にともなう
冷媒は四方弁２、凝縮側熱交換器３、逆止弁４、
液溜め５を通つて冷媒加熱用の熱交換器６に入
る。この時、冷媒の断熱膨張は四方弁２から液溜
め５までの僅かな抵抗によつて行なわれ、湿り度
の大きい冷媒が前記熱交換器６に流入する。ここ
で加熱源からの熱と熱交換し蒸発する。そして熱
交換器６の出口では冷媒はすでに過熱蒸気となつ
ている。この過熱度の大きい過熱蒸気は四方弁２
を通して、圧縮機１に吸入され、断熱圧縮の仕事
を得て吸入冷媒温度よりさらに高い冷媒蒸気とな
つて、室内熱交換器３に圧送される。
ここで本発明による冷媒回路では、室内熱交換
器３と吸熱熱交換器６との間では減圧機構１８を
バイパスさせて減圧させないことにより、断熱膨
張の効果が小さいため、圧縮比は小さく、圧縮機
１の出口の冷媒温度は従来ヒートポンプ方式の圧
縮機への吸入冷媒温度と同等もしくはそれ以下と
なる。すなわち、温度上昇値は小さくてすむの
で、過熱度を大きくとることが出来る。更に蒸発
圧力は加熱源１１からの熱供給があるため、大き
くとることが可能で凝縮圧力との差は僅かで、従
つて圧縮比が小さい。従つて圧縮仕事は従来のヒ
ートポンプに比べて小さくてすむ。
しかしながら、圧縮比が小さいことおよび蒸発
圧力が高いことによつて圧縮機１の吸上げる冷媒
量が増加し循環量が増す。暖房能力一定として、
圧縮機１の吐出量を見ると、 Ｒ＝μv−ｑ／ｖＶ＝Ｋ・Ｖ／ｖ Ｒ：暖房能力 μv：圧縮機の体積効率 ｑ：暖房効果（エンタルピー差） ｖ：比容積 Ｖ：圧縮機吐出量 上式においてμv、ｑを係数として考えると蒸
発圧力の上昇と共にｖは小さくなるから、Ｒ一定
の場合、Ｖを比例的に小さくする必要がある。
本発明は吐出量の増加と必要循環量とのバラン
スを圧縮機１の吐出側から吸入側に対してバイパ
ス路１９を設け吐出冷媒の一部を吐出側から吸入
側に戻している。上記バイパス路１９は冷房運転
モード時不要となるので、電磁弁１０を設け冷房
運転時は閉止している。
吸熱々交換器で過熱蒸気となつた冷媒は逆止弁
７を経て四方弁２へ送られる際一部は室外熱交換
器８にも送られる。ここで室外熱交換器８に風、
雨が当たると過熱冷媒は再び凝縮する。凝縮した
冷媒は、外気と熱交換し放熱され凝縮して液冷媒
となる。そして、室外熱交換器内に満液状態とな
り、満液状態になるまでは一度熱ロスを発生させ
るが、一度満液になれば、その後は熱ロスは発生
しなくなるものであつて、冷媒量は、冷媒加熱暖
房時室外熱交換器への満液状態時に冷媒循環量が
最適となるよう充填されている。全て液相の冷媒
で満たすようにすることによつて風雨による循環
冷媒量の変動、即ち暖房能力変動をなくしてい
る。
室外熱交換器８内の冷媒は当然のことながら、
過熱蒸気から過冷却までの冷媒が流れることゝな
り、前記の液相冷媒は液溜５に溜める必要があ
る。液溜５は、室外熱交換器８の出口に設け冷房
時液相になるようにしてある。更に逆止弁７が吸
熱々交換器６の出口側に設けてあるため冷媒時、
吸熱々交換器６も液溜めとして働く。
本発明において、暖房運転モード時外気温が低
い場合、暖房起動時に加熱源１１の作動による熱
供給量に対して、それを吸上げる吸熱々交換器６
内を流れる冷媒循環量が小さいため、前記吸熱熱
交換器６の出口冷媒温度は、冷媒および冷凍機油
の熱的劣化温度を越える。従つて温度検知器１３
を前記吸熱熱交換器６の出口に設けて検知し過上
昇の際、公知の増巾器、比較器からなる制御装置
１４を介して加熱源１１の熱供給を停止させるよ
うにしている。更に暖房起動時に、過熱蒸気とな
り圧縮機１より吐出された冷媒は室内熱交換器３
で凝縮液化するのであるが、送風機１５より送ら
れる風量が多く熱交換効率が高いと、凝縮過多と
なり、吸熱々交換器６への流入冷媒量が減少して
前記熱交換器６の出口冷媒温度が過上昇し加熱源
のON、OFF回数が増加し暖房時の立上りが遅く
なる。従つて室内熱交換器３を通過する空気温度
によつて、モータ１６の回転数を制御して送風機
１５の風量を低温時は少なく、高温時は多くなる
ように検知器１７によつて制御している。
〔発明の効果〕
以上本発明においては、暖房運転モード時、冷
媒加熱により、蒸発圧力を上げることによつて
高、低圧の圧力差が小となり、圧縮機の所要動力
が減少する。加熱源より熱を吸上げるため、暖房
効率は外気温度（ヒートポンプにおける空気熱源
温度）に左右されず一定である。
さらに暖房時、室外熱交換器に積極的に冷媒を
溜め、全て液相を満たしているから、風雨による
循環冷媒量の変動、熱ロスを防止する効果を有
し、かつ除霜運転もいらない効果を有しているも
のである。
【図面の簡単な説明】
図は本発明の冷暖房装置を示す冷媒回路図であ
る。 １：圧縮機、２：四方弁、３：室内熱交換器、
５：液溜、６：吸熱々交換器、７，９：逆止弁、
８：室外熱交換器、１０：バイパス路電磁弁、１
１：加熱源、１２：開閉器、１３：温度検知器、
１５：送風機、１７：温度検知器、１９：バイパ
ス路。

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. １ 暖房運転モード時に蒸発器となる熱交換器６
    を燃焼ガス等の加熱源１１で加熱し、前記熱交換
    器６内を流れる圧縮前の冷媒を加熱するように構
    成された冷暖房装置であつて、冷媒加熱時に圧縮
    機１より吐出される冷媒の一部を前記圧縮機１の
    吸入側１ｂに戻すように設けたバイパス路１９、
    前記バイパス路を冷房運転モード時閉とする電磁
    弁１０、更に冷房運転モード時凝縮器として働く
    室外熱交換器８と暖房運転モード時蒸発器として
    働く吸熱熱交換器６とを分割して設けると共に、
    冷房運転モード時と暖房運転モード時のそれぞれ
    に前記室外熱交換器８と前記吸熱熱交換器６とを
    選択的に使用できるようにそれぞれ流れ方向を逆
    向にして、前記室外熱交換器８及び吸熱熱交換器
    ６に各直列に第１逆止弁９及び第２逆止弁７を設
    けたものにおいて、前記吸熱熱交換器６と減圧機
    構１８との間に冷房運転モード時過多となる冷媒
    を溜める液溜め５を設け、前記圧縮機１と前記室
    外熱交換器８とを接続する配管の途中に、前記第
    ２逆止弁７の前記吸熱熱交換器６側と異なる側を
    接続して、前記吸熱熱交換器６で過熱蒸気となつ
    た冷媒の一部を前記室外熱交換器８内へ積極的に
    溜めると共に、燃焼ガス等の前記加熱源１１を入
    り切りさせる温度検知器１３を前記吸熱熱交換器
    ６の冷媒出口管路部に設け、更に室内熱交換器３
    の吹出側に空気流の風量を空気流の温度によつて
    変化させるための空気温度検知器１７を設けたこ
    とを特徴とする冷暖房装置。
JP56086682A 1981-06-05 1981-06-05 Air conditioner Granted JPS57202462A (en)

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