JP2797641B2 - 暖冷房機 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 産業上の利用分野 本発明は冷房時は圧縮機を利用し、暖房時は圧縮機以
外の冷媒搬送手段と冷媒加熱器を利用する制御装置を有
する暖冷房機に関するものである。

従来の技術 従来この種の暖冷房機は、例えば特開昭57−101263号
公報に示されているように、第４図のような構成になっ
ている。

すなわち、圧縮機加熱ヒータ２を具備した圧縮機１、
四方弁３、室外熱交換器４、室外熱交換器用ファン５、
第１電磁弁６、キャピラリチューブ７、室内熱交換器
８、室内熱交換器用ファン９、第２電磁弁10、逆止弁1
1、アキュムレータ12、第３電磁弁13、冷媒ポンプ14、
冷媒加熱器15、バーナ16の構成において、冷房は室外熱
交換器４を凝縮器とし、室内熱交換器８を蒸発器として
圧縮機１の運転による冷房サイクルを構成し、暖房運転
は冷媒加熱器15をバーナ16で加熱することにより蒸発器
とし、室内熱交換器８を凝縮器として、冷媒ポンプを冷
媒搬送手段として暖房サイクルを構成し、圧縮機１への
冷媒滞留を防ぐと共にポンプダウン運転を短縮するため
に圧縮機加熱ヒータ２で圧縮機１を加熱し一定の温度を
保持している。

以上の構成で、暖房運転開始時には第１電磁弁６を閉
成し、四方弁３を圧縮機１の吐出冷媒ガスが室内熱交換
器８へ流れるように切換え、さらに、室内熱交換器用フ
ァン９が停止した状態で圧縮機１によるポンプダウン運
転を行なった後冷媒ポンプ14,冷媒加熱器15および室内
熱交換器用ファン９の運転開始と共に、圧縮機１を停止
させる構成となっている。

発明が解決しようとする課題 しかし、上記のような構成では、暖房運転開始時には
冷媒加熱器15,冷媒ポンプ14の場所に冷媒液が十分に存
在していることを前提にしているが、例えば、加熱器15
部分に異常過熱が生じて異常高温となった場合は冷媒は
蒸発されて液状では存在していない。特に室内熱交換器
８が冷媒加熱器15,冷媒ポンプ14よりも低い位置に設置
されている時は、サイクル中の液冷媒のほとんどが室内
熱交換器８側へ存在し、室外熱交換器４の冷媒を圧縮機
１でポンプダウンしても、室内熱交換器８の方へ移動す
るだけで、冷媒加熱器15に液が存在しない状態となり、
この様な状態で冷媒加熱器15を加熱してもすぐに過熱状
態となり、暖房運転ができないといった課題を有してい
た。

本発明はかかる従来の課題を解決するもので、暖房運
転開始時に冷媒加熱器へ確実に液冷媒を確保することで
安定した暖房運転を可能とすることを目的とする。

課題を解決するための手段 上記課題を解決するために、本発明の暖冷房機の制御
装置は、暖房時は圧縮機以外の冷媒搬送手段、加熱手段
を有する冷媒加熱器、室内熱交換器とにより冷媒回路を
構成し、前記加熱器の温度を検知する温度検知手段、圧
縮機を駆動することで室外熱交換器の冷媒を前記室内熱
交換器に回収する冷媒回収手段、冷媒加熱器内の冷媒を
パージする冷媒パージ手段と、前記加熱手段運転の停止
後、前記冷媒回収手段と、前記冷媒パージ手段を駆動
し、第１の設定時間後冷媒パージ手段の駆動を停止し、
冷媒パージ手段の駆動停止後第２の設定時間後に前記冷
媒加熱の温度が所定温度以上であれば前記冷媒パージ手
段駆動を繰返えし、所定温度以下であれば冷媒回収手段
の駆動を停止し、加熱手段の駆動を開始する制御装置を
有する構成としたものである。

作用 本発明は上記した構成によって、暖房運転開始時に冷
媒加熱器の温度を十分に低下させるまで、冷媒回収運転
と冷媒パージ運転を繰り返えすことで、冷媒加熱器へ液
冷媒を確実に導入することができ、安定した暖房運転が
可能となる。

実施例 以下本発明の一実施例について添付図面にもとづいて
説明する。第１図は本発明の一実施例のシステム図を示
す。第１図において、１は圧縮機、２は圧縮機１の下部
に設けられた圧縮機加熱用ヒータ、３は圧縮機１の吐出
管中に設けられた第１逆止弁、４は四方弁、５は室外熱
交換器、６は室外熱交換器用送風機、７は室内熱交換
器、８は室内熱交換器用送風機、９はアキュムレータ、
10は冷媒加熱器、11は冷媒加熱器10を加熱するための燃
焼バーナ等の加熱手段、12は気液セパレータ、13は受液
器、14は第１の電磁弁で気液セパレータ12の上部と受液
器13の上部を結ぶ配管15中に位置せしめる、16は第２の
逆止弁で受液器13の下部と気液セパレータ12の下部とを
結ぶ配管17中に位置せしめる、18は第３の逆止弁で室内
熱交換器７と受液器13の上部を結ぶ配管19中に位置せし
める、20は第４の逆止弁で気液セパレータ12の上部と、
第１の逆止弁３と四方弁４とを結ぶ配管21とを結ぶ配管
22中に位置せしめる、23は第１のキャピラリチューブ、
24は第２の電磁弁で、この第１のキャピラリチューブ23
と第２の電磁弁24は室外熱交換器５と冷媒加熱器10とを
結ぶ配管24中に直列に位置せしめる、26は第３の電磁
弁、27は第２のキャピラリチューブ、この第３の電磁弁
26と第２のキャピラリチューブ27は気液セパレータ12の
下部と冷媒加熱器の下部を結ぶ配管28と配管19を結ぶ配
管29中に直列に位置せしめる。冷媒加熱器10の上部と気
液セパレータ12の上部とは配管30で結ばれる、第１電磁
弁14と第２電磁弁24は配管31で結ばれる。

上記冷媒回路構成において、冷房運転は四方弁４を圧
縮機１の吐出ガスが室外熱交換器５へ流れるごとく切替
え、第２電磁弁24と第３電磁弁26を開とすることで第１
キャピラリチューブ23と第２キャピラリチューブ27を絞
り装置とし、室内熱交換器７を蒸発器として作用させる
冷媒回路を構成する。暖房運転は四方弁４を冷房運転時
とは逆の方向に切換え、燃焼バーナ等の加熱手段11で冷
媒加熱器10を加熱することで冷媒加熱器10の中の冷媒が
加熱され、気液セパレータ12で高温となった気相状態の
冷媒が配管22,逆止弁20,四方弁４を経て室内熱交換器７
へ押し出され、室内熱交換器７で放熱して室内の暖房を
行ない液化した冷媒液は配管19,逆止弁18を経て受液器1
3中に移動する。受液器13に溜った冷媒液は第１の電磁
弁14を開にすることで、気液セパレータ12の圧力を導く
ことで受液器13と気液セパレータ12の落差で第２の逆止
弁16を経て気液セパレータ12へ戻される。以上のごと
く、受液器13と第１の電磁弁14の開閉動作と第３の逆止
弁18の逆止作用とで熱搬送媒体である冷媒を圧縮機１の
運転なしで行なうことができる。即ち、受液器13と第１
の電磁弁14と第３の逆止弁18が冷媒搬送手段32となる。

上記暖房運転を行なう前に、暖房回路としていない室
外熱交換器５、アキュムレータ９、圧縮機１中の冷媒を
暖房回路側へ回収する回収運転を行なう。四方弁４を暖
房運転時と同じ方向にし、室外熱交換器５がアキュムレ
ータ９と連結する状態で、圧縮機１を運転して室外熱交
換器５とアキュムレータ９と圧縮機１の冷媒を室内熱交
換器７へ回収する。この時室内熱交換器用送風機８は運
転して室内熱交換器７の冷媒を十分液化し、配管19から
受液器13へと液冷媒を戻しやすくなる。即ち圧縮機1,第
１の逆止弁3,四方弁４で冷媒回収手段33となる。前記冷
媒回収手段33を運転している時には、室外熱交換器５は
圧力は低くなり、暖房回路側である、室内熱交換器7,受
液器13,セパレータ12,冷媒加熱器10はほぼ同じ高い圧力
なっており、第２の電磁弁24を開にすると冷媒加熱器10
の冷媒が室外熱交換器５へパージされ冷媒加熱器10内の
圧力は室内熱交換器７の圧力より低下することで、室内
熱交換器７内の液冷媒を第３の逆止弁18,受液器13,第２
の逆止弁16を経て冷媒加熱器10へ導く作用を行なう。即
ち、第２の電磁弁24が冷媒パージ手段である。34は冷媒
加熱器10の温度を検知する温度検知手段、35は前記冷媒
回収手段33、冷媒パージ手段24（第２の電磁弁）の駆動
を制御する制御装置、36は冷媒回収手段を駆動する回収
制御部、37は冷媒パージ手段24を駆動する冷媒パージ制
御部、38は第１のタイマ、39は第２のタイマ、40は冷媒
加熱器10の温度検知手段34の検知温度を所定の設定温度
と比較する比較部で、暖房運転ON又はルームサーモON等
の暖房運転開始の信号を受け冷媒回収手段33,冷媒パー
ジ弁24が運転開始するごとく、回収制御部36と冷媒パー
ジ制御部37が作動すると同時に、第１のタイマ38が所定
時間のカウントを開始する。第１のタイマ38が所定時間
カウント終了すると、冷媒パージ制御部37の動作により
冷媒パージ弁（第２の電磁弁）24を閉止し、同時に第２
のタイマ39のカウントを開始する。第２のタイマ39が所
定時間カウント終了すると比較部41で冷媒加熱器10の温
度が所定温度以上の場合は冷媒パージ制御部37の駆動、
第１のタイマ38の駆動を繰り返えす、上記冷媒加熱器10
の温度が所定温度以下の場合は冷媒回収手段33を停止
し、加熱手段11の駆動を開始する。上記所定温度は冷媒
加熱器10内の冷媒が確実に液冷で営ある温度に設定する
ものである。上記のごとく、冷媒加熱器10内に液冷媒が
確保される所定温度以下に達するまで、所定時間ずつの
冷媒パージを繰り返えすことで、加熱手段の駆動開始に
よる暖房立上げ時に冷媒液が確実に存在するため、冷媒
加熱器10での温度の異常な上昇を起すことなく安定した
暖房運転が得られるものであり、また、１回の冷媒パー
ジ時間を比較的短かく設定することで、必要以上の冷媒
パージの防止ができ、また、冷媒回収運転も必要以上に
長くなることが防止できるため圧縮機１の消費電力低減
にもなる。

以上の処理の流れをマイクロコンピュータで実験した
場合のフローチャートを第２図に示す。第２図において
機能を有する部品の番号を横に記す。

発明の効果 以上のように本発明の暖冷房機によれば次の効果が得
られる。

（１） 暖房運転ON又はルームサーモON等の暖房運転開
始時の冷媒回収運転を行なっている時に冷媒パージを所
定時間運転し、冷媒パージが所定時間経過後に冷媒加熱
器の温度を検知比較することで、冷媒加熱器内に冷媒液
が確保されているかいないかの判定が確実に行なえる。

（２） 冷媒加熱器の温度検知により、液冷媒が確保さ
れていない場合は、繰返えし、冷媒パージ、温度比較判
定を行ない確実に冷媒液を冷媒加熱器内へ確保するため
に、次の暖房立上げ時に冷媒加熱器の異常な温度上昇を
防止することが可能となり、安定した暖房運動が得られ
る。

（３） １回の冷媒パージ時間を比較的短く設定するこ
とで、必要以上の冷媒パージが防止でき、また、冷媒回
収運転も必要以上に長くなることが防止できるため圧縮
機の消費電力低減の効果がある。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例における暖冷房機の制御装置
のブロック図、第２図は同装置のマイクロコンピュータ
の処理の流れを示すフローチャート、第３図は従来例の
ブロック図である。 １……圧縮機、５……室外熱交換器、７……室内熱交換
器、10……冷媒加熱器、11……加熱手段、23……第１キ
ャピラリチューブ、24……冷媒パージ手段、27……第２
キャピラリチューブ、32……冷媒搬送手段、33……冷媒
回収手段、34……温度検知手段、35……制御装置、36…
…回収制御部、37……冷媒パージ制御部、38……第１の
タイマ、39……第２のタイマ、40……比較部。

Claims (1)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】冷房時は圧縮機，室内熱交換器，室外熱交
   換器，絞り装置により冷媒回路を構成し、暖房時は圧縮
   機以外の冷媒搬送手段、加熱手段を有する冷媒加熱器、
   室内熱交換器とにより冷媒回路を構成し、 前記加熱器の温度を検知する温度検知手段、圧縮機を駆
   動することで室外熱交換器の冷媒を前記室内熱交換器に
   回収する冷媒回収手段、冷媒加熱器内の冷媒をパージす
   る冷媒パージ手段と、暖房運転開始時、前記冷媒回収手
   段と前記冷媒パージ手段を駆動し、第１の設定時間後冷
   媒パージ手段の駆動を停止し、冷媒パージ手段の駆動停
   止後第２の設定時間後に前記冷媒加熱器の温度が所定温
   度以上であれば前記冷媒パージ手段駆動を繰り返えし、
   所定温度以下であれば第２の設定時間経過後冷媒回収手
   段駆動を停止し、加熱手段の駆動を開始する制御装置を
   設けた暖冷房機。