JP2848686B2

JP2848686B2 - 暖冷房機

Info

Publication number: JP2848686B2
Application number: JP2277449A
Authority: JP
Inventors: 敏今林; 達規桜武; 博久今井
Original assignee: Matsushita Electric Industrial Co Ltd
Current assignee: Panasonic Holdings Corp
Priority date: 1990-10-16
Filing date: 1990-10-16
Publication date: 1999-01-20
Anticipated expiration: 2014-01-20
Also published as: JPH04151465A

Description

【発明の詳細な説明】産業上の利用分野本発明は、冷房運転時は圧縮機を利用し、暖房運転時
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、たとえば第５図のような構
成になっている。

すなわち、暖冷房機は、圧縮機加熱ヒータ52を具備し
た圧縮機51と、四方弁53と、室外熱交換器54と、室外熱
交換器用送風機55と、第１電磁弁56と、キャピラリチュ
ーブ57と、室内熱交換器58と、室内熱交換器用送風機59
と、第２電磁弁60と、逆止弁61と、アキュムレータ62
と、第３電磁弁63と、冷媒ポンプ64と、冷媒加熱器65
と、バーナ66とを備えた構成であり、冷房運転時は室外
熱交換器54を凝縮器とし、室内熱交換器58を蒸発器とし
て圧縮機51の運転による冷房サイクルを構成し、暖房運
転時は冷媒加熱器65をバーナ66で加熱することにより蒸
発器とし、室内熱交換器58を凝縮器として、冷媒ポンプ
64を冷媒搬送手段として暖房サイクルを構成し、圧縮機
51への冷媒滞溜を防ぐととも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52で圧縮機51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56を閉
成し、圧縮機51の吐出冷媒ガスが室内熱交換器58へ流れ
るように四方弁53を切換え、さらに、室内熱交換器用送
風機59が停止した状態で圧縮機51によるポンプダウン運
転を行なった後、冷媒ポンプ64、冷媒加熱器65および室
内熱交換器用送風機59の運転開始とともに、圧縮機51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、
圧縮機加熱ヒータ52によって圧縮機51が十分の昇温して
いることを前提としているが、たとえば、ユニットを設
置直後または、長期間電源がOFFされて圧縮機51が冷た
く、さらに、室外熱交換器44への冷媒の漏れ込みも多い
状態においては、設定された所定のポンプダウン時間内
に暖房回路側へ十分に冷媒回収ができずに、暖房運転中
に冷媒加熱器の温度が異常に上昇するなどの現象が生じ
て、正常な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
運転開始時に暖房回路側へ十分に冷媒回収を行い暖房運
転を安定して行える暖冷房機を提供することを目的とし
ている。

課題を解決するための手段上記課題を解決するために、本発明の暖冷房機は、冷
房運転時は、圧縮機、室内熱交換器、室外熱交換器およ
び絞り装置により冷媒回路を構成し、暖房運転時は、圧
縮機以外の冷媒搬送手段、熱量可変の冷媒加熱器および
室内熱交換器により冷媒回路を構成する暖冷房機であっ
て、前記圧縮機の温度を検知する温度検知手段と、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と、冷媒加熱器内の冷凍機
油を回収する油回収手段と、これら冷媒回収手段、油回
収手段および冷媒加熱器を接続し、暖房運転開始時に前
記圧縮機の温度検知手段の検知温度が所定温度より高い
ときには短かい時間の冷媒回収運転後、前記冷媒加熱器
を高熱量で駆動させ、前記検知温度が所定温度より低い
ときには長い時間の冷媒回収運転後、再度前記圧縮機の
温度検知手段の検知温度を所定温度と比較して、所定温
度より高いときには冷媒加熱器を高い熱量で駆動させ、
前記検知温度が所定値より低い場合は所定時間冷媒加熱
器を低熱量で駆動した後に、前記油回収手段により所定
時間の油回収運転を行わせる制御装置とを備えたもので
ある。

作用上記構成によって、暖房運転開始時の冷媒回収運転時
間を圧縮機の温度が高いときには短かく、低いときには
長くすることで、暖房運転に必要な冷媒回収を確実に行
えるとともに、圧縮機の温度が低いときには、多量に持
ち出される冷凍機油を早く確実に回収することで安定し
た暖房運転が可能となる。

実施例以下、本発明の一実施例を図面に基づいて説明する。

第１図は、本発明の一実施例に係る暖冷房機のシステ
ムブロック図を示す。第１図に示すように、本発明の暖
冷房機は、従来と同様の機能を有する圧縮機１と、圧縮
機１の下部に設けられた圧縮機加熱用ヒータ２と、圧縮
機１の吐出管中に設けられた第１の逆止弁３と、四方弁
４と、室外熱交換器５と、室外熱交換器用送風機６と、
室内熱交換器７と、室内熱交換器用送風機８と、アキュ
ムレータ９と、冷媒加熱器10と、この冷媒加熱器10を加
熱する燃焼バーナ11とを備えており、燃焼バーナ11は従
来と異なって燃焼量可変式とされている。さらに、この
暖冷房機は、上記構成に加えて、気液セパレータ12と、
受液器13と、気液セパレータ12の上部を受液器13の上部
とを結ぶ配管15中に配置された第１の電磁弁14と、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
に配置された第２の逆止弁16と、室内熱交換器７と受液
器13の上部を結ぶ配管19中に配置された第３の逆止弁18
と、第１の逆止弁３および四方弁４間の配管21と気液セ
パレータ12の上部とを結ぶ配管22中に配置された第４の
逆止弁20と、室外熱交換器５とは冷媒加熱器10の下部を
結ぶ配管24中に直列に配置された第１のキャピラリチュ
ーブ23および第２の電磁弁24と、気液セパレータ12の下
部および冷媒加熱器10の下部間の配管28と配管19とを結
ぶ配管29中に直列に配置された第３の電磁弁26および第
２のキャピラリーチューブ27と、冷媒加熱器10の上部と
気液セパレータ12の上部とを結ぶ配管30と、第１電磁弁
14と第２電磁弁24とを結ぶ配管31と、圧縮機１の温度を
測定する温度検知手段34と、この温度検知手段34が接続
された制御装置35とが備えられている。

上記冷媒回路構成において、冷房運転時は、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。また、暖房運転時は、四方
弁４を冷房運転時とは逆の方向（第１図において示す方
向）に切替え、燃焼量可変の燃焼バーナ11で冷媒加熱器
10を加熱することで、冷媒加熱器10の中の冷媒を加熱
し、気液セパレータ12で高温となった気相状態の冷媒を
配管22、逆止弁20、四方弁４を経て室内熱交換器７へ押
し出し、室内熱交換器７で放熱させて室内の暖房を行
い、液化した冷媒液は配管19、逆止弁18を経て受液器13
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を開いて気液セパレータ12の圧力を導くことで、受
液器13と気液セパレータ12との間の落差によって第２の
逆止弁16を経て気液セパレータ12へ戻す。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
運転なしで行うことができる。すなわち、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。

ところで、上記暖房運転を行う前に、暖房回路として
作動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
う。つまり、四方弁４を暖房運転時と同じ方向にして室
外熱交換器５がアキュムレータ９と連結した状態で、圧
縮機１を運転して室外熱交換器５、アキュムレータ９お
よび圧縮機１の冷媒を室内熱交換器７へ回収する。この
とき、室内熱交換器用送風機８を運転させて室内熱交換
器７の冷媒を十分液化させ、配管19から受液器13へと液
冷媒を戻しやすくする。このように、圧縮機１、第１の
逆止弁３および四方弁４で冷媒回収手段33が構成され
る。

暖房運転中に暖房回路側へ持出された冷凍機油が冷媒
加熱器10へ凝縮されてくると、冷媒加熱機10内の冷媒の
流れが悪くなり、熱交換が悪くなることで異常加熱を生
じる危険性があるため、早めに油回収を行う必要があ
る。第２の電磁弁24を開けると、加熱器10内の下部に凝
縮した冷凍機油は室外熱交換器５へ流出する。この流出
した油は圧縮機１を運転することによって圧縮機１へ回
収することができる。すなわち、第２の電磁弁24が油回
収手段である。

制御装置35は、冷媒回収手段33、油回収手段（第２の
電磁弁）24の駆動制御および燃焼バーナ11の燃焼量の制
御を行う。この制御装置35は、冷媒回収手段33を駆動す
る回収制御部36と、燃焼バーナ11の強燃焼制御部37と、
燃焼バーナ11の弱燃焼制御部38と、油回収手段24を駆動
する油回収制御部39と、第１〜第４のタイマ40,41,44,4
5（なお、第２のタイマ41は第１のタイマ40より長い設
定時間を持つ）と、第１のタイマ40と第２のタイマ41を
切替える切替部42と、温度検知手段34の検知温度Tcを所
定の温度Tsと比較する比較部43により構成されている。

この制御装置35による作用を第４図に基づいて説明す
る。

まず、暖房運転が開始されると、比較部43において、
温度検知手段34で検知された圧縮機１の温度Tcと所定の
温度Tsとを比較し（ステップS₁）、検知温度Tcが所定温
度Tsよりも高いときには、切替部42を介して、設定時間
の短かい第１のタイマ40をスタートさせ（ステップ
S₂）、検知温度Tcが所定温度Tsより低いときには設定時
間の長い第２のタイマ41をスタートさせる（ステップ
S₃）。いずれの場合も、そのタイマ40,41が設定時間を
経過するまで回収制御部36を作動させて冷媒回収手段33
を駆動させ（ステップS₄,S₅）、タイマ40,41が設定時間
を経過すると冷媒回収手段33を停止させる（ステップ
S₆,S₇）。第１のタイマ40が作動され、その設定時間が
経過した時点で強燃焼制御部37を作動させて燃焼バーナ
11を強燃焼で駆動させる（ステップS₈）。第２のタイマ
41が作動され、その設定時間が経過した時点で、再度、
比較部43で圧縮機１の温度検知手段34の検知温度Tcが所
定温度Tsと比較され（ステップS₉）、検知温度Tcが所定
温度Tsより高いときには強燃焼制御部37により燃焼バー
ナ11が強燃焼され（ステップS₁₀）、検知温度Tcが所定
温度Tsより低い場合は第３のタイマ44をスタートさせる
（ステップS₁₁）。そして、第３のタイマ44が設定時間
を経過するまで弱燃焼制御部38を作動させて燃焼バーナ
11を弱燃焼で駆動する（ステップS₁₂）、第３のタイマ4
4の設定時間経過時点で弱燃焼を停止させる（ステップS
₁₃）とともに第４のタイマ45をスタートさせる（ステッ
プS₁₄）。さらに、第４のタイマ45が設定時間を経過す
るまで油回収制御部39を作動させて油回収手段である第
２の電磁弁24を駆動し（ステップS₁₅）、第４のタイマ4
5の設定時間経過時点で油回収運転を停止させる（ステ
ップS₁₆）とともに第１のタイマ40をスタートさせる
（ステップS₂）。

圧縮機１の温度によって冷媒の回収時間は第２図に示
すごとく、温度が高いときには短く、温度が低いときに
は長くなるため、比較部43の所定温度Tsは、圧縮機加熱
用ヒータ２の制御設定温度より若干低めに設定してお
き、その設定温度Tsのときに必要な冷媒回収所要時間t₁
を第１のタイマ40の設定時間とし、暖房運転期間中の最
低外気温度に近い温度T_Lに相当する時間t₂を第２のタイ
マ41の設定時間とすることで、圧縮機１の温度に応じて
十分に冷媒回収が行われて、暖房運転ができる。これに
より、圧縮機１の温度が十分に高いときには短かい冷媒
回収運転で済み、冷媒回収中の消費電力を軽減すること
ができる。圧縮機１の温度が低いときには、第３図に示
すごとく冷凍機油が多量に持ち出されるが、冷媒回収運
転後一定時間燃焼バーナ11を弱燃焼で運転するため、冷
媒加熱器10での温度上昇が低く押えられて連続運転が可
能となり、この暖房運転中に暖房回路側へ持ち出された
冷凍機油を冷媒加熱器10へ凝縮させてから油回収手段で
ある第２の電磁弁24を駆動することで確実な油回収を行
え、次の暖房運転を安定したものにできる。

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）暖房運転の開始時の冷媒回収運転時間を、圧縮機
の温度を検知して、所定の温度よりも高いときには第１
のタイマにより時間を短かくし、温度が低いときには第
２のタイマにより時間を長くすることによって、暖房回
路に必要な冷媒回収を確実に行え、安定した暖房運転が
得られる。

（２）暖房運転開始時の圧縮機温度が低いときでも第２
の長いタイマによる冷媒回収運転後に圧縮機温度が所定
値より高いときには圧縮機の初期温度が比較的高いた
め、冷凍機油の持出しも少なく、また冷媒回収も十分に
行えているために、以後の不要な動作をなくして、比較
的早く安定した暖房運転に移行できる。

（３）暖房運転開始時に圧縮機の温度が高くて回収運転
時間が短かくても良いときには、冷媒回収運転を短かく
するために暖房立上りが早く、また消費電力を軽減でき
る。

（４）圧縮機温度が低いときの冷媒回収運転時に多量の
冷凍機油を持ち出すが、一定時間弱燃焼で暖房運転を行
い早期に確実な油回収を行うことで、早期の暖房運転立
上げと、安定化が可能となる。

【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システム
ブロック図、第２図は同暖冷房機の圧縮機温度と冷媒回
収所要時間の特性図、第３図は同暖冷房機の圧縮機温度
と冷凍機油持出し量の特性図、第４図は同暖冷房機の処
理の流れを示すフローチャート、第５図は従来の暖冷房
機のシステムブロック図である。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……燃焼可変の燃焼バーナ、
23……第１キャピラリチューブ、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……冷媒回収
制御部、37……強燃焼制御部、38……弱燃焼制御部、39
……油回収制御部、40……第１のタイマ、41……第２の
タイマ、42……切替部、43……比較部、44……第３のタ
イマ、45……第４タイマ。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献特開平３−195867（ＪＰ，Ａ) 特開平３−95361（ＪＰ，Ａ) (58)調査した分野(Int.Cl.⁶，ＤＢ名) F25B 1/00 399 F25B 13/00 341 F24F 11/02 102

Claims

(57)【特許請求の範囲】

【請求項１】冷房運転時は、圧縮機、室内熱交換器、室
外熱交換器および絞り装置により冷媒回路を構成し、暖
房運転時は、圧縮機以外の冷媒搬送手段、熱量可変の冷
媒加熱器および室内熱交換器により冷媒回路を構成する
暖冷房機であって、前記圧縮機の温度を検知する温度検
知手段と、圧縮機を駆動して室外熱交換器の冷媒を室内
熱交換器に回収する冷媒回収手段と、冷媒加熱器内の冷
凍機油を回収する油回収手段と、これら冷媒回収手段、
油回収手段および冷媒加熱器を接続し、暖房運転開始時
に前記圧縮機の温度検知手段の検知温度が所定温度より
高いときには短かい時間の冷媒回収運転後、前記冷媒加
熱器を高熱量で駆動させ、前記検知温度が所定温度より
低いときには長い時間の冷媒回収運転後、再度前記圧縮
機の温度検知手段の検知温度を所定温度と比較して、所
定温度より高いときには冷媒加熱器を高熱量で駆動さ
せ、前記検知温度が所定値より低い場合は所定時間冷媒
加熱器を低熱量で駆動した後に、前記油回収手段により
所定時間の油回収運転を行わせる制御装置とを備えた暖
冷房機。