JP2536168B2

JP2536168B2 - 空気調和機

Info

Publication number: JP2536168B2
Application number: JP1194737A
Authority: JP
Inventors: 龍三郎矢嶋
Original assignee: Daikin Industries Ltd
Current assignee: Daikin Industries Ltd
Priority date: 1989-07-26
Filing date: 1989-07-26
Publication date: 1996-09-18
Anticipated expiration: 2011-09-18
Also published as: JPH0359357A

Description

【発明の詳細な説明】（産業上の利用分野）本発明は、冷媒加熱器を備えた空気調和機に関するも
のである。

（従来の技術及び発明が解決しようとする課題）暖房時
の熱源として冷媒加熱器を使用するようにした空気調和
機は、実開昭62−204250号公報にも開示されているよう
に従来から良く知られている。

上記公知例にも見られるように、この種の空気調和機
においては、暖房時における圧縮機の入力低減を図る上
から、暖房用圧縮機の容量を冷房用圧縮機より小さく抑
えることが行なわれている。このような構成の空気調和
機の場合、暖房立上り時には、暖房用圧縮機のみが運転
され、冷媒加熱器で蒸発せしめられたガス冷媒は、小さ
な容量の暖房用圧縮機のポンプ作用によって室内側熱交
換器へ圧送されることとなっているため、２台の圧縮機
を備えているにもかかわらず、大きな冷媒循環量が得ら
れないこととなっている。しかるに、冷媒加熱器の能力
は、バーナ着火と同時に最大となるのが通例であるた
め、暖房立上り時における如く冷媒循環量が少ないと、
冷媒加熱器の出口におけるガス冷媒が異常過熱を起こ
し、冷媒の分解等の不具合発生につながるおそれがあ
る。この対策としては、冷媒加熱器におけるバーナ発熱
量を暖房立上り時に低減させるという方法が考えられて
いるが、バーナ発熱量を低く抑えると、暖房能力の立上
りが遅くなるという不具合が生じる。また、暖房立上り
時における冷媒循環量が少ないと、サイクル中の冷媒量
分布、高低圧差等が定常化するまでの時間も長くなり、
この点からも暖房能力の立上りが遅くなる。

本発明は、上記の点に鑑みてなされたもので、暖房立
上り時においては、冷媒加熱器で蒸発せしめられたガス
冷媒を冷房用および暖房用の２台の圧縮機を用いて室内
側熱交換器へ圧送し得るようにし、以って暖房能力の立
上りを速めることを目的とするものである。

（課題を解決するための手段）請求項１の発明では、上記課題を解決するための手段
として、図面に示すように、冷房用圧縮機１、室外側熱
交換器２、減圧機構３および室内側熱交換器４を順次接
続してなる冷房サイクルＡと、前記冷房用圧縮機１の吸
入側に入口側が接続された冷媒加熱器５および暖房用圧
縮機６の直列回路７を、前記室内側熱交換器４に対して
並列接続してなる暖房サイクルＢとを備えた空気調和機
において、前記冷媒加熱器５の出口と冷房用圧縮機１の
吸入側とを連結するとともに、暖房立上り時には前記冷
媒加熱器５の出口と前記冷房用圧縮機１および暖房用圧
縮機６の吸入側とを導通させ、暖房時には前記冷媒加熱
器５の出口と前記暖房用圧縮機６の吸入側とを導通さ
せ、冷房時には前記冷媒加熱器５の入口と前記冷房用圧
縮機１の吸入側とを導通させるべく作用する通路切換手
段16を付設している。

請求項２の発明では、上記課題を解決するための手段
として、図面に示すように、前記請求項１記載の空気調
和機において、暖房用圧縮機６の容量を冷房用圧縮機１
より小さくなしている。

請求項３の発明では、上記課題を解決するための手段
として、図面に示すように、前記請求項１あるいは２記
載の空気調和機において、室内側熱交換器４と並列に、
該室内側熱交換器４を流れる冷媒を可逆流通させるべく
切換作動せしめられる四路切換弁17を設けている。

請求項４の発明では、上記課題を解決するための手段
として、図面に示すように、前記請求項１、２あるいは
３記載の空気調和機において、前記冷房用圧縮機１の吐
出側から前記室外側熱交換器２を側路し、暖房立上り時
にのみ導通せしめられるバイパス回路18を付設してい
る。

（作用）請求項１および２の発明では、上記手段によって次の
ような作用が得られる。

即ち、暖房立上り時において、暖房用圧縮機６に加え
て冷房用圧縮機１も運転すれば、冷媒加熱器５で蒸発せ
しめられたガス冷媒は、２台の圧縮機1,6により室内側
熱交換器４へ圧送されることとなり、暖房起動当初から
大きな冷媒循環量が確保される。

請求項３の発明では、上記手段によって、請求項１の
発明における作用に加えて、次のような作用が得られ
る。

即ち、室内側熱交換器４を流通する冷媒の方向が冷房
時と暖房時とで逆となり、室内外の連絡配管の一方には
常にガス冷媒が流れ、他方には常に液冷媒が流れること
となる。

請求項４の発明では、上記手段によって、請求項１、
２および３の発明における作用に加えて、次のような作
用が得られる。

即ち、暖房立上り時においては、冷房用圧縮機１から
吐出されたガス冷媒は、室外側熱交換器２を側路して室
内側熱交換器４へ圧送されることとなり、室外側熱交換
器２での熱損失が防止される。

（発明の効果）請求項１の発明によれば、冷媒加熱器５を備えた空気
調和機において、前記冷媒加熱器５の出口と冷房用圧縮
機１の吸入側とを連結するとともに、暖房立上り時には
前記冷媒加熱器５の出口と前記冷房用圧縮機１および暖
房用圧縮機６の吸入側とを導通させ、暖房時には前記冷
媒加熱器５の出口と前記暖房用圧縮機６の吸入側とを導
通させ、冷房時には前記冷媒加熱器５の入口と前記冷房
用圧縮機１の吸入側とを導通させるべく作用する通路切
換手段16を付設したので、暖房立上り時において、暖房
用圧縮機６に加えて冷房用圧縮機１も運転すれば、冷媒
加熱器５で蒸発せしめられたガス冷媒は、２台の圧縮機
1,6により室内側熱交換器４へ圧送され、暖房起動当初
から大きな冷媒循環量が確保できることとなり、暖房立
上り時に冷媒加熱器５を最大発熱量で運転したとして
も、冷媒加熱器５出口のガス冷媒が異常過熱されるおそ
れはなく、しかも高低圧のバランスも早いところから、
暖房能力の立上りが大幅に速くなるという優れた効果が
ある。

請求項２の発明によれば、請求項１記載の空気調和機
において、暖房用圧縮機６の容量を冷房用圧縮機１より
小さくなしたので、暖房時には小さな容量の暖房用圧縮
機６のみを運転するだけでよく、省エネルギーとなり、
暖房立上り時には暖房用および冷房用圧縮機1,6を運転
することにより、十分な冷媒循環量が確保できるという
効果がある。

請求項３の発明によれば、請求項１あるいは２記載の
空気調和機において、室内側熱交換器４と並列に、該室
内側熱交換器４を流れる冷媒を可逆流通させるべく切換
作動せしめられる四路切換弁17を設けたので、室内側熱
交換器４を流通する冷媒の方向が冷房時と暖房時とで逆
となり、室内外の連絡配管の一方には常にガス冷媒が流
れ、他方には常に液冷媒が流れることとなり、室内側熱
交換器４として複数パスのものを使用した場合に有利と
なるという効果がある。

請求項４の発明によれば、請求項１、２あるいは３記
載の空気調和機において、冷房用圧縮機１と吐出側から
室外側熱交換器２を側路し、暖房立上り時にのみ導通せ
しめられるバイパス回路18を付設したので、暖房立上り
時においては、冷房用圧縮機１から吐出されたガス冷媒
は、室外側熱交換器２を側路して室内側熱交換器４へ圧
送され、室外側熱交換器２での熱損失が防止されること
となり、暖房能力の立上りがより一層速められるという
効果がある。

（実施例）以下、添付の図面を参照して、本発明の幾つかの好適
な実施例を説明する。

実施例１第１図には、本発明の実施例１にかかる空気調和機の
冷媒回路図が示されている。本実施例は、請求項１およ
び２の発明に対応するものである。

本実施例の空気調和機は、冷房用圧縮機１、室外側熱
交換器２、減圧機構３および室内側熱交換器４を順次接
続してなる冷房サイクルＡと、前記冷房用圧縮機１の吸
入側に入口側が接続された冷媒加熱器５および前記冷房
用圧縮機１より容量の小さな暖房用圧縮機６の直列回路
７を、前記室内側熱交換器４に対して並列接続してなる
暖房サイクルＢとを備えている。符号８はバーナ、9,10
は逆止弁である。

前記減圧機構３は、キャピラリチューブ3aと該キャピ
ラリチューブ3aに対して並列接続された開閉弁3bとから
なる全開可能タイプとされているが、全開から全閉まで
の開度調整ができる電子膨張弁を使用する場合もある。

そして、前記直列回路７における冷媒加熱器５の出口
と冷房用圧縮機１の吸入側とは連結路11を介して連結さ
れている。

また、前記連結路11および冷凍サイクルＡにおける直
列回路７の起点12と前記連結路11の終点13との間には、
それぞれ第１および第２開閉弁14,15が介設されてい
る。前記第１開閉弁14は暖房立上り時にのみ開弁作動せ
しめられる一方、前記第２開閉弁15は冷房時にのみ開弁
作動せしめられるようになっている。つまり、これらの
第１および第２開閉弁14,15は、暖房立上り時には前記
冷媒加熱器５の出口と前記冷房用圧縮機１および暖房用
圧縮機６の吸入側とを導通させ、暖房時には前記冷媒加
熱器５の出口と前記暖房用圧縮機６の吸入側とを導通さ
せ、冷房時には前記冷媒加熱器５の入口と前記冷房用圧
縮機１の吸入側とを導通させるべく作用する通路切換手
段16を構成することとなっているのである。

上記構成の空気調和機は次のように作用する。

上記冷媒回路においては、暖房時には実線矢印で示す
方向に、暖房立上り時には鎖線矢印で示す方向に、冷房
時には点線矢印で示す方向に冷媒は流通せしめられる。

そして、冷房時には、第２開閉弁15が開作動されると
ともに第１開作動14が閉作動されており、冷房用圧縮機
１は運転される一方、暖房用圧縮機６は運転停止され
る。従って、冷房用圧縮機１から吐出された冷媒は、室
外側熱交換器２にて凝縮せしめられた後、減圧機構３で
減圧されて室内側熱交換器４へ送られ、該室内側熱交換
器４にて冷媒の蒸発潜熱により室内空気を冷却する。

一方、暖房時には、第１および第２開閉弁14,15が閉
作動されており、冷房用圧縮機１は運転停止される一
方、暖房用圧縮機６は運転される。従って、冷媒加熱器
５にて蒸発せしめられたガス冷媒は、暖房用圧縮機６の
ポンプ作用によって室内側熱交換器４へ圧送され、該室
内側熱交換器４にて冷媒の凝縮潜熱により室内空気を加
熱する。

さて、暖房立上り時においては、暖房用圧縮機６のみ
の運転による場合、冷媒循環量が多く得られないため、
冷媒加熱器５の出口冷媒が過熱状態となるが、本実施例
の場合、第１開閉弁14を開作動させるとともに第２開閉
弁15を閉作動させ、冷房用圧縮機１を運転せしめるよう
にしているので、次の如き作用が得られる。なお、この
時、減圧機構３を構成する開閉弁3bも開動作せしめられ
ている。

即ち、冷媒加熱器５で蒸発せしめられたガス冷媒は、
冷房用および暖房用の２台の圧縮機1,6により室内側熱
交換器４へ圧送されることとなっているため、暖房起動
当初から多くの冷媒循環量を確保することができ、冷媒
加熱器５の発熱量を最初から最大とすることが可能とな
るとともに、高低圧のバランスも早く得られるところか
ら、暖房能力の立上りが大幅に速められる。

実施例２第２図には、本発明の実施例２にかかる空気調和機の
冷媒回路図が示されている。本実施例は、請求項３の発
明に対応するものである。

本実施例の空気調和機においては、前記室内側熱交換
器４と並列に、該室内側熱交換器４を流れる冷媒を可逆
流通させるべく切換作動せしめられる四路切換弁17を設
けている。このように構成したことにより、室内側熱交
換器４を流通する冷媒の方向が冷房時と暖房時とで逆と
なり、室内外の連絡配管の一方には常にガス冷媒が流
れ、他方には常に液冷媒が流れることとなる。従って、
室内側熱交換器４として、複数パスのものを使用した場
合に有利となる。その他の構成および作用効果は前記実
施例１のものと同様なので、重複を避けて説明を省略す
る。

実施例３第３図には、本発明の実施例３にかかる空気調和機の
冷媒回路図が示されている。本実施例は、請求項４の発
明に対応するものである。

本実施例の空気調和機では、実施例１の冷媒回路にお
いて、前記冷房用圧縮機１の吐出側から前記室外側熱交
換器および減圧機構３を側路するバイパス回路18が付設
されている。そして、該バイパス回路18には、暖房立上
り時にのみ開作動する第３開閉弁19が介設されている。
なお、本実施例の場合、減圧機構３における開閉弁3bは
省略される。このように構成したことにより、暖房立上
り時においては、冷房用圧縮機１から吐出されたガス冷
媒は、室外側熱交換器２を側路して室内側熱交換器４へ
圧送されることとなり、室外側熱交換器２での熱損失が
防止される。その他の構成および作用効果は前記実施例
１のものと同様なので、重複を避けて説明する省略す
る。

実施例４第４図には、本発明の実施例４にかかる空気調和機の
冷媒回路図が示されている。本実施例は、請求項４の発
明に対応するものである。

本実施例の空気調和機では、実施例２の冷媒回路にお
いて、前記冷房用圧縮機１の吐出側から前記室外側熱交
換器および減圧機構３を側路するバイパス回路18が付設
されている。そして、該バイパス回路18には、暖房立上
り時にのみ開作動する第３開閉弁19が介設されている。
なお、本実施例の場合にも、減圧機構３における開閉弁
3bは省略される。このように構成したことにより、暖房
立上り時においては、冷房用圧縮機１から吐出されたガ
ス冷媒は、室外側熱交換器２を側路して室内側熱交換器
４へ圧送されることとなり、室外側熱交換器２での熱損
失が防止される。その他の構成および作用効果は前記実
施例２のものと同様なので、重複を避けて説明を省略す
る。

なお、上記実施例3,4では、バイパス回路18は室外側
熱交換器２および減圧機構３を側路するように構成して
いるが、バイパス回路18が室外側熱交換器２のみを側路
にするように構成してもよい。

また、本発明は、上記各実施例の構成に限定されるも
のではなく、発明の要旨を逸脱しない範囲において適宜
設計変更可能なことは勿論である。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の実施例１（請求項１および２の発明に
対応する実施例）にかかる空気調和機の冷媒回路図、第
２図は本発明の実施例２（請求項３の発明に対応する実
施例）にかかる空気調和機の冷媒回路図、第３図は本発
明の実施例３（請求項４の発明に対応する実施例）にか
かる空気調和機の冷媒回路図、第４図は本発明の実施例
４（請求項４の発明に対応する実施例）にかかる空気調
和機の冷媒回路図である。１……冷房用圧縮機２……室外側熱交換器３……減圧機構４……室内側熱交換器５……冷媒加熱器６……暖房用圧縮機７……直列回路 11……連通路 16……通路切換手段 17……四路切換弁 18……バイパス回路 19……第３開閉弁Ａ……冷凍サイクルＢ……暖房サイクル

Claims

(57)【特許請求の範囲】

【請求項１】冷房用圧縮機（１）、室外側熱交換器
（２）、減圧機構（３）および室内側熱交換器（４）を
順次接続してなる冷房サイクル（Ａ）と、前記冷房用圧
縮機（１）の吸入側に入口側が接続された冷媒加熱器
（５）および暖房用圧縮機（６）の直列回路（７）を、
前記室内側熱交換器（４）に対して並列接続してなる暖
房サイクル（Ｂ）とを備えた空気調和機において、前記
冷媒加熱器（５）の出口と冷房用圧縮機（１）の吸入側
とを連結するとともに、暖房立上り時には前記冷媒加熱
器（５）の出口と前記冷房用圧縮機（１）および暖房用
圧縮機（６）の吸入側とを導通させ、暖房時には前記冷
媒加熱器（５）と出口と前記暖房用圧縮機（６）の吸入
側とを導通させ、冷房時には前記冷媒加熱器（５）の入
口と前記冷房用圧縮機（１）の吸入側とを導通させるべ
く作用する通路切換手段（16）を付設したことを特徴と
する空気調和機。
【請求項２】前記暖房用圧縮機（６）の容量を冷房用圧
縮機（１）より小さくしたことを特徴とする前記請求項
１記載の空気調和機。
【請求項３】前記室内側熱交換器（４）と並列に、該室
内側熱交換器（４）を流れる冷媒を可逆流通させるべく
切換作動せしめられる四路切換弁（17）を設けたことを
特徴とする前記請求項１あるいは２記載の空気調和機。
【請求項４】前記冷房用圧縮機（１）の吐出側から前記
室外側熱交換器（２）を側路し、暖房立上り時にのみ導
通せしめられるバイパス回路（18）を付設したことを特
徴とする前記請求項１、２あるいは３記載の空気調和
機。