JP2685307B2 - 冷暖房装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 産業上の利用分野 本発明は、熱源側冷媒サイクルと利用側冷媒サイクル
に分離した冷暖房装置に関するものである。

従来の技術 従来の熱源側冷媒サイクルと利用側冷媒サイクルに分
離した冷暖房装置の冷媒サイクルは、特開昭62−23891
号公報に示されており、第２図のように構成されてい
た。

第２図において、１は圧縮機、２は熱源側四方弁、３
は熱源側熱交換器、４は冷房用減圧装置、５は暖房用減
圧装置、６は暖房時冷房用減圧装置４を閉成する逆止
弁、７は冷房時暖房用減圧装置５を閉成する逆止弁、８
は第１補助熱交換器であり、これらを環状に連接し、熱
源側冷媒サイクルを形成している。

９は第２補助熱交換器で、第１補助熱交換器８と熱交
換するように一体に形成されている。10は冷媒量調整タ
ンクで、冷房時と暖房時の冷媒量を調整している。11は
冷媒搬送装置で、冷房時と暖房時とで冷媒の流出方向が
反対となる可逆特性をもっている。これら第２補助熱交
換器9,冷媒量調整タンク10,冷媒搬送装置11と、上述し
た熱源側冷媒サイクルの構成部品は熱源側ユニットａに
収納されている。

12は利用側熱交換器で利用側ユニットｂに収納され、
接続配管c,c′で熱源側ユニットａと接続されている。
そして、第２補助熱交換器9,冷媒量調整タンク10,冷媒
搬送装置11,利用側熱交換器12および接続配管c,c′を環
状に連接して利用側冷媒サイクルを形成している。

以上のように構成された冷暖房装置についてその動作
を説明する。

冷房運転時は図中実線矢印の冷媒サイクルとなり、熱
源側冷媒サイクルでは、圧縮機１からの高温高圧ガス冷
媒は、熱源側四方弁２を通り熱源側熱交換器３で放熱し
て凝縮液化し、逆止弁６を通って冷房用膨張弁４で減圧
され、第１補助熱交換器８で蒸発して、熱源側四方弁２
を通って圧縮機１へ循環する。

この時、利用側冷媒サイクルの第２補助熱交換器９と
第１補助熱交換器８が熱交換し、利用側冷媒サイクル内
のガス冷媒が冷却されて液化し、冷媒量調整タンク10を
通って冷媒搬送装置11に送られ、この冷媒搬送装置11に
よって接続配管ｃを通って利用側熱交換器12へ送られて
冷房し吸熱蒸発しガス化して、接続配管ｃ′を通って第
２補助熱交換器９に循環する。

一方、暖房運転時においては、図中破線矢印の冷媒サ
イクルとなり、熱源側冷媒サイクルでは、圧縮機１から
高温高圧ガス冷媒は、熱源側四方弁２を通り第１補助熱
交換器８で放熱して凝縮液化し、逆止弁７を通って暖房
用減圧装置５で減圧され、熱源側熱交換器３で吸熱蒸発
して、熱源側四方弁２を通って圧縮機１へ循環する。

この時、利用側冷媒サイクルの第２補助熱交換器９と
第１補助熱交換器８が熱交換し、利用側冷媒サイクル内
の液冷媒が加熱されてガス化し、接続配管ｃ′を通って
利用側熱交換器12へ送られて暖房し放熱凝縮し液化し
て、接続配管ｃを通って冷媒搬送装置11へ送られ、冷媒
量調整タンク10から第２補助熱交換器９へ循環する。

発明が解決しようとする課題 しかしながら、上記のような構成では、暖房運転の起
動時に熱源側冷媒サイクルの圧縮機と同時に冷媒搬送装
置を運転した場合、冷媒搬送装置入口側の冷媒の液化が
不十分であるため利用側冷媒サイクルのガス冷媒の一部
が冷媒搬送装置に流入し、冷媒搬送能力が十分に出な
い。従って、第２補助熱交換器での熱交換能力が低下し
て第１補助熱交換器での熱交換能力つまり熱源側冷媒サ
イクルの放熱凝縮能力が低下し、高圧圧力が上昇して圧
縮機の運転が停止する恐れがあった。

この問題点を解決するために圧縮機の能力を制御する
方法も考えられるが、複雑な構成となるとともにコスト
的にも高くなる欠点があった。

本発明は上記問題点に鑑み、簡単な構成で暖房運転の
起動時に冷媒搬送装置の搬送能力が小さくても、圧縮機
の運転が停止する恐れのない冷暖房装置を提供するもの
である。

課題を解決するための手段 上記問題点を解決するために、本発明は、圧縮機，四
方弁，熱源側熱交換器，冷房用減圧装置，暖房用減圧装
置および第１補助熱交換器を環状に連接してなる熱源側
冷媒サイクルと、この第１補助熱交換器と一体に形成
し、熱交換する第２補助熱交換器と液化した冷媒を搬送
する冷媒搬送装置および利用側熱交換器を環状に連接し
た利用側冷媒サイクルとを有する冷暖房装置において、
前記暖房用減圧装置と並列に設けた電磁弁と、熱源側冷
媒サイクルの高圧圧力と利用側冷媒サイクルの冷媒搬送
装置出口圧力との差圧を検出する差圧検出装置と、暖房
運転の起動時に前記差圧検出装置で検出した差圧により
前記電磁弁を開成する制御装置とを備えたものである。

作用 圧縮機，四方弁，熱源側熱交換器，冷房用減圧装置，
暖房用減圧装置および第１補助熱交換器を環状に連接し
てなる熱源側冷媒サイクルと、この第１補助熱交換器と
一体に形成し、熱交換する第２補助熱交換器と液化した
冷媒を搬送する冷媒搬送装置および利用側熱交換器を環
状に連接した利用側冷媒サイクルとを有する冷暖房装置
では、暖房運転の起動時に熱源側冷媒サイクルの圧縮機
と同時に冷媒搬送装置を運転した場合、冷媒搬送装置入
口側の冷媒の液化が不十分であるため利用側冷媒サイク
ルのガス冷媒の一部が冷媒搬送装置に流入し、冷媒搬送
能力が十分に出ない。そのため、第２補助熱交換器での
熱交換量が低下して第１補助熱交換器での熱交換能力つ
まり熱源側冷媒サイクルの放熱凝縮能力が低下し、高圧
圧力が上昇していく。このとき、利用側冷媒サイクルで
は、熱源側冷媒サイクルの高圧圧力の上昇により第２補
助熱交換器を通る冷媒が第１補助熱交換器の放熱で過熱
され、必要以上に高温となったガス冷媒が利用側熱交換
器に送られることになるため利用側熱交換器で液化しに
くく、そのため、冷媒搬送装置入口側の液冷媒の増加量
は少なく、時間の経過とともに、利用側冷媒サイクルの
冷媒搬送装置出口圧力は徐々に上昇して行くが、利用側
冷媒サイクルの冷媒搬送能力が思うように高まらないこ
とにより熱源側冷媒サイクルの高圧圧力はさらに上昇し
ていき、相互に影響し合って熱源側冷媒サイクルの高圧
圧力と利用側冷媒サイクルの冷媒搬送装置出口圧力との
差圧がますます大きくなっていくのである。

そこで、本発明の冷暖房装置では、暖房運転の起動時
に、熱源側冷媒サイクルの能力に対して利用側冷媒サイ
クルの冷媒搬送装置の冷媒搬送能力が小さすぎて、熱源
側冷媒サイクルの高圧圧力の異常上昇により圧縮機の運
転停止の恐れがあることを、熱源側冷媒サイクルの高圧
圧力と利用側冷媒サイクルの冷媒搬送装置出口圧力との
差圧が所定値より大きくなったことで検知して、熱源側
冷媒サイクルの高圧圧力と利用側冷媒サイクルの冷媒搬
送装置出口圧力との差圧が小さくなるまで暖房用減圧装
置と並列に設けた電磁弁を開けるようにしたのである。

この電磁弁を開けると、熱源側冷媒サイクルの減圧量
が低下して熱源側熱交換器の熱交換熱量（吸熱量）が低
下し、熱源側冷媒サイクルの能力が低下し、第１補助熱
交換器での熱交換量（放熱量）が少なくなり、熱源側冷
媒サイクルの高圧圧力が低下する。これにより、第２補
助熱交換器から利用側熱交換器に送られる冷媒は必要以
上に加熱されないため利用側熱交換器で液化しやすくな
り冷媒搬送装置入口側の液冷媒は急激に増加し、利用側
冷媒サイクルの冷媒搬送装置出口圧力は急に上昇し始め
る。そして、利用側冷媒サイクルで冷媒搬送能力が高く
なり冷媒の循環量が増えてくると、第２補助熱交換器９
での熱交換量が増加して第１補助熱交換器での熱交換能
力つまり熱源側冷媒サイクルの放熱凝縮能力が高くな
り、高圧圧力がさらに低下し、熱源側冷媒サイクルの高
圧圧力と利用側冷媒サイクルの冷媒搬送装置出口圧力と
の差圧が小さくなっていく。

これにより、暖房運転の起動時に熱源側冷媒サイクル
の高圧圧力の異常上昇による圧縮機の運転停止の恐れが
なくなるのである。

実 施 例 以下、本発明の一実施例の冷暖房装置について、図面
を参照しながら説明する。第１図は本発明の一実施例に
おける冷暖房装置の冷媒サイクルを示すものである。

第１図において、13は暖房用減圧装置５と並列に設け
られた電磁弁、14は熱源側冷媒サイクルの高圧圧力と利
用側冷媒サイクルの冷媒搬送装置11出口圧力との差圧を
検出する差圧検出装置、15は暖房運転の起動時に差圧検
出装置14で検出した差圧により電磁弁13を開成する制御
装置である。その他の構成は従来例と同じであり、ここ
では、同一符号を用いて示し説明を省略する。

以上のように構成された冷暖房装置について、暖房運
転の起動時の動作について説明する。

暖房運転の起動時に熱源側冷媒サイクルの圧縮機１と
同時に冷媒搬送装置11を運転した場合、冷媒搬送装置11
入口側の冷媒の液化が不十分であるため利用側冷媒サイ
クルのガス冷媒の一部が冷媒搬送装置11に流入し、冷媒
搬送能力が十分に出ない。そのため、第２補助熱交換器
９での熱交換量が低下して第１補助熱交換器８での熱交
換能力つまり熱源側冷媒サイクルの放熱凝縮能力が低下
し、高圧圧力が上昇していく。このとき、利用側冷媒サ
イクルでは、熱源側冷媒サイクルの高圧圧力の上昇によ
り第２補助熱交換器９を通る冷媒が第１補助熱交換器８
の放熱で過熱され、必要以上に高温となったガス冷媒が
利用側熱交換器12に送られることになるため利用側熱交
換器12で液化しにくく、そのため、冷媒搬送装置11入口
側の液冷媒の増加量は少なく、時間の経過とともに、利
用側冷媒サイクルの冷媒搬送装置11出口圧力は徐々に上
昇して行くが、利用側冷媒サイクルの冷媒搬送能力が思
うように高まらないことにより熱源側冷媒サイクルの高
圧圧力はさらに上昇していき、相互に影響し合って熱源
側冷媒サイクルの高圧圧力と利用側冷媒サイクルの冷媒
搬送装置出口圧力との差圧がますます大きくなってい
く。

ここで、熱源側冷媒サイクルの高圧圧力と利用側冷媒
サイクルの冷媒搬送装置11出口圧力との差圧が大きいと
いうことは、熱源側冷媒サイクルの能力と利用側冷媒サ
イクルの能力とがうまくバランスしないことを示してい
る。

そして、差圧検出装置14で検出した熱源側冷媒サイク
ルの高圧圧力と利用側冷媒サイクルの冷媒搬送装置11出
口圧力との差圧が所定値（例えば5Kg/cm²）より大きく
なると、制御装置15が暖房用減圧装置５と並列に設けた
電磁弁13を開成する。電磁弁13が開成すると、熱源側冷
媒サイクルの減圧量が低下して熱源側熱交換器３の熱交
換熱量（吸熱量）が低下し、熱源側冷媒サイクルの能力
が低下し、第１補助熱交換器８での熱交換量（放熱量）
が少なくなり、熱源側冷媒サイクルの高圧圧力が低下す
る。これにより、第２補助熱交換器９から利用側熱交換
器12に送られる冷媒は必要以上に過熱されないため利用
側熱交換器12で液化しやすくなり冷媒搬送装置11入口側
の液冷媒は急激に増加し、利用側冷媒サイクルの冷媒搬
送装置11出口圧力は急に上昇し始める。そして、利用側
冷媒サイクルで冷媒搬送能力が高くなり冷媒の循環量が
増えてくると、第２補助熱交換器９での熱交換量が増加
して第１補助熱交換器８での熱交換能力つまり熱源側冷
媒サイクルの放熱凝縮能力が高くなり、高圧圧力がさら
に低下し、熱源側冷媒サイクルの高圧圧力と利用側冷媒
サイクルの冷媒搬送装置出口圧力との差圧が小さくなっ
ていく。

そして、差圧検出装置14で検出した熱源側冷媒サイク
ルの高圧圧力と利用側冷媒サイクルの冷媒搬送装置11出
口圧力との差圧が小さくなると、制御装置15が暖房用減
圧装置５と並列に設けた電磁弁13を閉成する。

このようにして、熱源側冷媒サイクルの高圧圧力と利
用側冷媒サイクルの冷媒搬送装置11出口圧力との差圧に
より電磁弁13の開閉を制御し、電磁弁13を閉じることに
より利用側冷媒サイクルで冷媒搬送能力を高めて、利用
側冷媒サイクルの冷媒搬送装置11出口圧力を熱源側冷媒
サイクルの高圧圧力に近づけていき、電磁弁13が閉じて
いるときの熱源側冷媒サイクルの能力とのバランスがと
れるよう利用側冷媒サイクルの能力を十分に高めるよう
にするため、暖房運転の起動時に、熱源側冷媒サイクル
の能力に利用側冷媒サイクルの能力が追いつかないこと
による熱源側冷媒サイクルの高圧圧力の異常上昇、およ
び熱源側冷媒サイクルの高圧圧力の異常上昇による圧縮
機１の運転停止の恐れがなくなるとともに、暖房運転の
立ち上がり特性も良くなる。

以上のように本実施例によれば、圧縮機1,熱源側四方
弁2,熱源側熱交換器3,冷房用減圧装置4,暖房用減圧装置
５および第１補助熱交換器８を環状に連接してなる熱源
側冷媒サイクルと、この第１補助熱交換器８と一体に形
成し、熱交換する第２補助熱交換器９と液化した冷媒を
搬送する冷媒搬送装置11および利用側熱交換器12を環状
に連接した利用側冷媒サイクルとを有する冷暖房装置に
おいて、暖房用減圧装置５と並列に設けた電磁弁13と、
熱源側冷媒サイクルの高圧圧力と利用側冷媒サイクルの
冷媒搬送装置11出口圧力との差圧を検出する差圧検出装
置14と、暖房運転の起動時に差圧検出装置14で検出した
差圧により電磁弁13を開成する制御装置15とを備え、暖
房運転の起動時に、熱源側冷媒サイクルの能力に対して
利用側冷媒サイクルの冷媒搬送装置11の冷媒搬送能力が
小さすぎて、熱源側冷媒サイクルの高圧圧力の異常上昇
により圧縮機１の運転停止の恐れがあることを、熱源側
冷媒サイクルの高圧圧力と利用側冷媒サイクルの冷媒搬
送装置11出口圧力との差圧が所定値より大きくなったこ
とで検知して、熱源側冷媒サイクルの高圧圧力と利用側
冷媒サイクルの冷媒搬送装置11出口圧力との差圧が小さ
くなるまで暖房用減圧装置５と並列に設けた電磁弁13を
開けるようにしたので、簡単な構成で暖房運転の起動時
に熱源側冷媒サイクルの高圧圧力の異常上昇による圧縮
機の運転停止の恐れがなくなるとともに、暖房運転の立
ち上がり特性も良くなり安定した運転ができる。

発明の効果 以上のように本発明は、圧縮機，四方弁，熱源側熱交
換器，冷房用減圧装置，暖房用減圧装置および第１補助
熱交換器を環状に連接してなる熱源側冷媒サイクルと、
この第１補助熱交換器と一体に形成し、熱交換する第２
補助熱交換器と液化した冷媒を搬送する冷媒搬送装置お
よび利用側熱交換器を環状に連接した利用側冷媒サイク
ルとを有する冷暖房装置において、前記暖房用減圧装置
と並列に設けた電磁弁と、熱源側冷媒サイクルの高圧圧
力と利用側冷媒サイクルの冷媒搬送装置出口圧力との差
圧を検出する差圧検出装置と、暖房運転の起動時に前記
差圧検出装置で検出した差圧により前記電磁弁を開成す
る制御装置とを備え、暖房運転の起動時に、熱源側冷媒
サイクルの能力に対して利用側冷媒サイクルの冷媒搬送
装置の冷媒搬送能力が小さすぎて、熱源側冷媒サイクル
の高圧圧力の異常上昇により圧縮機の運転停止の恐れが
あることを、熱源側冷媒サイクルの高圧圧力と利用側冷
媒サイクルの冷媒搬送装置出口圧力との差圧が所定値よ
り大きくなったことで検知して、熱源側冷媒サイクルの
高圧圧力と利用側冷媒サイクルの冷媒搬送装置出口圧力
との差圧が小さくなるまで暖房用減圧装置と並列に設け
た電磁弁を開けるようにしたので、簡単な構成で暖房運
転の起動時に熱源側冷媒サイクルの高圧圧力の異常上昇
による圧縮機の運転停止の恐れがなくなるとともに、暖
房運転の立ち上がり特性も良くなり安定した運転ができ
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冷暖房装置の冷媒サ
イクル図、第２図は従来の冷暖房装置の冷媒サイクル図
である。 ３……熱源側熱交換器、８……第１補助熱交換器、９…
…第２補助熱交換器、11……冷媒搬送装置、12……利用
側熱交換器、13……電磁弁、14……差圧検出装置、15…
…制御装置。

Claims (1)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】圧縮機，四方弁，熱源側熱交換器，冷房用
   減圧装置，暖房用減圧装置および第１補助熱交換器を環
   状に連接してなる熱源側冷媒サイクルと、この第１補助
   熱交換器と一体に形成し、熱交換する第２補助熱交換器
   と液化した冷媒を搬送する冷媒搬送装置および利用側熱
   交換器を環状に連接した利用側冷媒サイクルと、前記暖
   房用減圧装置と並列に設けた電磁弁と、熱源側冷媒サイ
   クルの高圧圧力と利用側冷媒サイクルの冷媒搬送装置出
   口圧力との差圧を検出する差圧検出装置と、暖房運転の
   起動時に前記差圧検出装置で検出した差圧により前記電
   磁弁を開成する制御装置とを備えた冷暖房装置。