JP2000074515A - 空調装置 - Google Patents
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Classifications
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- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F25—REFRIGERATION OR COOLING; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS; MANUFACTURE OR STORAGE OF ICE; LIQUEFACTION SOLIDIFICATION OF GASES
- F25B—REFRIGERATION MACHINES, PLANTS OR SYSTEMS; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS
- F25B2400/00—General features or devices for refrigeration machines, plants or systems, combined heating and refrigeration systems or heat-pump systems, i.e. not limited to a particular subgroup of F25B
- F25B2400/04—Refrigeration circuit bypassing means
- F25B2400/0401—Refrigeration circuit bypassing means for the compressor
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- Compression-Type Refrigeration Machines With Reversible Cycles (AREA)
Abstract
転及び圧縮機暖房運転を1つの冷媒回路で行うことを目
的とするものである。 【解決手段】 圧縮機暖房運転時に第1の熱交換器4か
ら第2の熱交換器5に送られる冷媒に冷房用毛細管10
及び第1のバイパス配管31をバイパスさせる第2のバ
イパス配管32を第1の主配管21に接続し、第2のバ
イパス配管32に暖房用毛細管14を設け、暖房時に第
2の熱交換器5から圧縮機7に送られる冷媒を流す暖房
用配管23を第2の主配管22に接続し、かつ暖房時に
圧縮機7から第1の熱交換器4に送られる冷媒を第3の
バイパス配管33に流すようにした。
Description
転、自然循環冷房運転及び圧縮機暖房運転を行うことが
できる空調装置に関するものである。
−75662号)を示す構成図である。図において、冷
房装置は、室内ユニット50、室外ユニット54、これ
らを接続するガス配管56及び液配管58により構成さ
れている。室内ユニット50は、室外ユニット54より
も低い位置に設置されている。
弁60、膨張弁60をバイパスするバイパス配管62、
及びこれら膨張弁60とバイパス配管62との間で冷媒
流路を切り換える切換弁64,66が内蔵されている。
器82、サクションアキュムレータ84、圧縮機80を
バイパスするバイパス配管86、及びこれら圧縮機80
とバイパス配管86との間で冷媒流路を切り換える切換
弁88,90が内蔵されている。また、凝縮器82は、
空冷式のものであり、冷媒容器92と、この冷媒容器9
2に送風するファン94とを有している。
イクル及び自然循環ループの2通りの運転モードで運転
されるが、まず前者について説明する。圧縮機80が外
部駆動源により駆動されることにより、冷媒ガスは断続
的に圧縮され過熱状態にされる。また、凝縮器82で
は、冷媒ガスから大気への放熱が行われ、冷媒ガスが冷
媒液に液化される。この冷媒液は、液配管58を通って
室内ユニット50に下降する。
60は、高圧の冷媒液を絞り膨張により減圧して、気液
混合状態の低温低圧の湿り蒸気とするものであり、例え
ば温度自動膨張弁が使用される。また、膨張弁60の代
わりにキャピラリチューブが使用されることもある。蒸
発気52に導かれた湿り蒸気は、被冷却物から気化熱を
吸収して冷媒ガスとなり、これにより被冷却物は冷却さ
れる。
56を介して圧縮機80へ送られる。圧縮機80の入口
直前に配置されたサクションアキュムレータ84では、
冷媒ガスが一時的に蓄積され、運転の過渡的現象や冷媒
封入量過多などの場合の緩衝が行われる。
て説明する。自然循環ループの場合、サクションアキュ
ムレータ84と圧縮機80とがバイパス配管86により
バイパスされ、膨張弁60がバイパス配管62によりバ
イパスされる。他の動作は、蒸気圧縮冷凍サイクルとほ
ぼ同様である。
よる冷媒循環の駆動力が存在せず、凝縮器80で生じた
冷媒液は、重力を駆動力として液配管58を下降し、蒸
発器52に送られて気化し冷媒ガスとなる。この冷媒ガ
スは、ガス配管56を介して凝縮器82へ送られる。こ
こで、ガス配管56の蒸発器52側は冷媒ガスの発生
源、凝縮器82側は冷媒ガスの吸収源であるため、ガス
配管56には圧力勾配が生じる。即ち、凝縮器82側の
ガス圧が蒸発器52側のガス圧よりも低いため、冷媒液
に比べて比重の小さい冷媒ガスは、ガス配管56を上昇
して凝縮器82に流れる。
密閉する室内の冷房のために使用され、夏期など、電子
機器からの熱負荷に加えて外部から伝導する熱負荷が存
在し、高い冷房能力が必要とされる時期には、蒸気圧縮
冷凍サイクルの運転モードで運転される。一方、冬期な
ど、電子機器からの熱負荷が主となり、冷房能力がさほ
ど必要とされない時期には、冷房装置は自然循環ループ
の運転モードで運転される。自然循環ループの運転モー
ドでは、圧縮機80を休止させることができるため、消
費電力を低減できるとともに、圧縮機80の耐用年数を
長くすることができる。
た従来の冷房装置においては、冷房運転しか行うことが
できず、暖房運転が必要な場合には、電気ヒータ等を別
に取り付ける必要があった。
ることを課題としてなされたものであり、圧縮機冷房運
転、自然循環冷房運転及び圧縮機暖房運転を1つの冷媒
回路で行うことができる空調装置を得ることを目的とす
る。
調装置は、室内側に設置される第1の熱交換器、室外側
で第1の熱交換器よりも高い位置に設けられる第2の熱
交換器、これら第1及び第2の熱交換器の間に接続され
ている第1及び第2の主配管、第2の主配管の途中に接
続され、冷媒を圧縮する圧縮機、第1の主配管の途中に
接続され、圧縮機冷房運転時に第2の熱交換器から第1
の熱交換器に送られる冷媒を絞り膨張により減圧する冷
房用減圧手段、第1の主配管に接続され、自然循環冷房
運転時に第2の熱交換器から第1の熱交換器に送られる
冷媒に冷房用減圧手段をバイパスさせる第1のバイパス
配管、第1の主配管に接続され、圧縮機暖房運転時に第
1の熱交換器から第2の熱交換器に送られる冷媒に冷房
用減圧手段及び第1のバイパス配管をバイパスさせる第
2のバイパス配管、この第2のバイパス配管の途中に接
続され、圧縮機暖房運転時に第1の熱交換器から第2の
熱交換器に送られる冷媒を絞り膨張により減圧する暖房
用減圧手段、第2の主配管に接続され、自然循環冷房運
転時に第1の熱交換器から第2の熱交換器に送られる冷
媒に圧縮機をバイパスさせるとともに、圧縮機暖房運転
時に圧縮機から第1の熱交換器に送られる冷媒を流す第
3のバイパス配管、及び第2の主配管に接続され、圧縮
機暖房運転時に第2の熱交換器から圧縮機に送られる冷
媒を流す暖房用配管を備えたものである。
について説明する。図1はこの発明の実施の形態の一例
による空調装置を示す回路図である。図において、空調
装置は、室内ユニット1、この室内ユニットよりも高い
位置に設置される室外ユニット2、及びこれら室内ユニ
ット1と室外ユニット2との間に設けられているバルブ
ボックス3とを有している。
室外ユニット2には第2の熱交換器5がそれぞれ設けら
れている。第1の熱交換器4と第2の熱交換器5とは、
第1及び第2の主配管21,22により互いに接続され
ている。第2の主配管22の途中には、冷媒を一時的に
蓄積するアキュームレータ6と、このアキュームレータ
6の下流に配置された圧縮機7とが直列に接続されてい
る。
ジュレータ(冷媒タンク)8、第1の電磁弁9、冷房用
減圧手段である冷房用毛細管10及び第1のサイトグラ
ス11が互いに直列に接続されている。第1の主配管2
1には、第1の電磁弁9及び冷房用毛細管10をバイパ
スする第1のバイパス配管31が接続されている。第1
のバイパス配管31の途中には、第1の電動ボール弁1
2が接続されている。
ジュレータ8、第1の電磁弁9、冷房用毛細管10及び
第1の電動ボール弁12をバイパスする第2のバイパス
配管32が接続されている。第2のバイパス配管32の
途中には、逆止弁13及び暖房用減圧手段である暖房用
毛細管14が互いに直列に接続されている。毛細管1
0,14は、いずれも冷媒の圧力を下げて蒸発を促進す
るためのものであり、減圧手段しては膨張弁を使用する
こともできる。
キュームレータ6との間には、第2のサイトグラス15
及び第2の電磁弁16が直列に接続されている。第2の
主配管22の圧縮機7と第2の熱交換器5との間には、
第2の電動ボール弁17が接続されている。
アキュームレータ6、圧縮機7及び第2の電動ボールて
弁17に対して並列に接続されている。暖房用配管23
の途中には、第3の電磁弁18が接続されている。
弁16、アキュームレータ6及び圧縮機7をバイパスす
る第3のバイパス配管33が接続されている。第3のバ
イパス配管33の途中には、第3の電動ボール弁19が
接続されている。第3のバイパス配管33には、第3の
電動ボール弁19をバイパスする第4のバイパス配管3
4が接続されている。第4のバイパス配管34の途中に
は、第4の電磁弁20が接続されている。
ける空調装置は、圧縮機冷房運転、自然循環冷房運転及
び圧縮機暖房運転の3つの運転モードを選択的に切り換
えて運転される。図2は図1の装置の各運転モードでの
冷媒の流れを示す回路図、図3は図1の装置の自然循環
冷房運転での冷媒の流れを示す回路図、図4は図1の装
置の圧縮機冷房運転での冷媒の流れを示す回路図、図5
は図1の装置の圧縮機暖房運転での冷媒の流れを示す回
路図である。
し第4の電磁弁9,16,18,20が閉じられ、第1
ないし第3の電動ボール弁12,17,19が開かれ
て、図3に示すような冷媒回路が形成される。この冷媒
回路では、第1の熱交換器4で吸熱した冷媒が第3のバ
イパス配管33を通り、アキュームレータ6及び圧縮機
7をバイパスして第2の熱交換器5に流れる。そして、
第2の熱交換器5で冷却された冷媒は、重力により第1
の熱交換器4に流れる。このとき、冷媒は、第1のバイ
パス配管31を通り、冷房用毛細管10をバイパスす
る。
4の電磁弁18,20と第1及び第3の電動ボール弁1
2,19が閉じられ、第1及び第2の電磁弁9,19と
第2の電動ボール弁17とが開かれて、図4に示すよう
な冷媒回路が形成される。この冷媒回路では、第1の熱
交換器4で吸熱した冷媒が、アキュームレータ6及び圧
縮機7を通り、第2の熱交換器5に送られる。そして、
第2の熱交換器5で冷却された冷媒は、冷房用毛細管1
0を介して第1の熱交換器4に送られる。
第2の電磁弁9,16と第1ないし第3の電動ボール弁
12,17,19とが閉じられ、第3及び第4の電磁弁
18,20が開かれて、図5に示すような冷媒回路が形
成される。この冷媒回路では、第2の熱交換器5で吸熱
した冷媒が、アキュームレータ6及び圧縮機7を通り、
第2の熱交換器5に送られる。このとき、アキュームレ
ータ6及び圧縮機7に対する冷媒の流れの向きは、冷房
時と同様である。
のバイパス配管33,34を通り、第1の熱交換器4に
送られる。そして、第1の熱交換器4で室内に放熱した
冷媒は、逆止弁13及び暖房用毛細管14を経て第2の
熱交換器5へ送られる。
ば、圧縮機冷房運転、自然循環冷房運転及び圧縮機暖房
運転を1つの冷媒回路で行うことができ、その切換も容
易である。また、通常のヒートポンプ式の空調装置で
は、圧縮機を稼働させた状態で、冷媒の差圧を利用して
動作する四方弁によって冷暖房を切り換えるが、この例
の空調装置では四方弁を必要としない。しかも、圧縮機
7を用いた冷暖房運転だけでなく、自然循環冷房運転を
も行うことができる。従って、圧縮機7を休止させて、
消費電力を低減できるとともに、圧縮機7の耐用年数を
長くすることができる。
設けられている弁が配管抵抗の小さい電動ボール弁1
2,17,19であるため、冷媒をスムーズに自然循環
させることができる。さらに、電動ボール弁の代わりに
リニア膨張弁(LEV)を用いることもできる。
のいずれに設置してもよい。また、バルブボックス3を
設けずに、バルブボックス3内の機器を室内ユニット1
及び室外ユニット2のいずれかに振り分けて収容するこ
とも可能である。
空調装置は、圧縮機暖房運転時に第1の熱交換器から第
2の熱交換器に送られる冷媒に冷房用減圧手段及び第1
のバイパス配管をバイパスさせる第2のバイパス配管を
第1の主配管に接続し、また暖第2のバイパス配管の途
中に房用減圧手段を接続し、さらに圧縮機暖房運転時に
第2の熱交換器から圧縮機に送られる冷媒を流す暖房用
配管を第2の主配管に接続し、かつ圧縮機暖房運転時に
圧縮機から第1の熱交換器に送られる冷媒を第3のバイ
パス配管に流すようにしたので、圧縮機冷房運転、自然
循環冷房運転及び圧縮機暖房運転を1つの冷媒回路で行
うことができる。
を示す回路図である。
示す回路図である。
れを示す回路図である。
を示す回路図である。
を示す回路図である。
機、10 冷房用毛細管、14 暖房用毛細管、21
第1の主配管、22 第2の主配管、23 暖房用配
管、31 第1のバイパス配管、32 第2のバイパス
配管、33 第3のバイパス配管。
Claims (1)
- 【請求項1】 室内側に設置される第1の熱交換器、 室外側で上記第1の熱交換器よりも高い位置に設けられ
る第2の熱交換器、 これら第1及び第2の熱交換器の間に接続されている第
1及び第2の主配管、 上記第2の主配管の途中に接続され、冷媒を圧縮する圧
縮機、 上記第1の主配管の途中に接続され、圧縮機冷房運転時
に上記第2の熱交換器から上記第1の熱交換器に送られ
る冷媒を絞り膨張により減圧する冷房用減圧手段、 上記第1の主配管に接続され、自然循環冷房運転時に上
記第2の熱交換器から上記第1の熱交換器に送られる冷
媒に上記冷房用減圧手段をバイパスさせる第1のバイパ
ス配管、 上記第1の主配管に接続され、圧縮機暖房運転時に上記
第1の熱交換器から上記第2の熱交換器に送られる冷媒
に上記冷房用減圧手段及び上記第1のバイパス配管をバ
イパスさせる第2のバイパス配管、 この第2のバイパス配管の途中に接続され、上記圧縮機
暖房運転時に上記第1の熱交換器から上記第2の熱交換
器に送られる冷媒を絞り膨張により減圧する暖房用減圧
手段、 上記第2の主配管に接続され、上記自然循環冷房運転時
に上記第1の熱交換器から上記第2の熱交換器に送られ
る冷媒に上記圧縮機をバイパスさせるとともに、上記圧
縮機暖房運転時に上記圧縮機から上記第1の熱交換器に
送られる冷媒を流す第3のバイパス配管、及び上記第2
の主配管に接続され、上記圧縮機暖房運転時に上記第2
の熱交換器から上記圧縮機に送られる冷媒を流す暖房用
配管を備えていることを特徴とする空調装置。
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-
1998
- 1998-08-31 JP JP24552998A patent/JP3666264B2/ja not_active Expired - Fee Related
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