JP2935276B2 - 冷暖房装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は熱源側冷媒サイクルと利
用者側冷媒サイクルに分離された冷暖房装置に関するも
のである。

【０００２】

【従来の技術】従来の熱源側冷媒サイクルと利用者側冷
媒サイクルに分離された冷暖房装置は例えば特開昭６２
−２７２０４０号公報に示されている。

【０００３】以下、図面を参照しながら従来のこの種の
冷暖房装置について説明する。図７において、１は圧縮
機、２はＯＦＦ時に冷房サイクルとなる熱源側冷媒サイ
クル四方弁、３は熱源側熱交換器、４は減圧装置であ
り、５は第１補助熱交換器で、これらを環状に連接して
熱源側冷媒サイクル６を形成している。

【０００４】７は第２補助熱交換器で、第１補助熱交換
器５と熱交換するように一体に形成されている。

【０００５】８は冷媒を送出する冷媒ポンプ、９はＯＦ
Ｆ時に冷房サイクルとなる利用者側冷媒サイクル四方弁
であり、これらは室外機１０に収納されている。１１は
利用者側熱交換器であり、室内機１２に収納されてい
る。

【０００６】ここで室外機１０と室内機１２の設置位置
関係は室外機１０が高所、室内機１２が低所にあるもの
とする。また、第２補助熱交換器７、冷媒ポンプ８、利
用者側冷媒サイクル四方弁９、利用者側熱交換器１１を
環状に連接して利用者側冷媒サイクル１３を形成してい
る。

【０００７】１４は冷房・暖房・室温等を設定するリモ
コンである。尚１５〜１８は室外機１０と室内機１２を
接続するための接続バルブである。

【０００８】また１９は圧縮機１及び冷媒ポンプ８の停
止ないし運転を検知する発停検知手段、２０は冷房ない
し暖房を検知する冷暖モード検知手段、２１はリモコン
１４で設定された設定温と現在の室温により室温サーモ
の入り切りを検知する室温サーモ検知手段、２２は圧縮
機１，熱源側冷媒サイクル四方弁２，冷媒ポンプ８，利
用者側冷媒サイクル四方弁９を駆動する機器駆動手段で
ある。

【０００９】以上のように構成された冷暖房装置につい
て、以下に動作を説明する。まず、冷房モードの場合を
考える。発停検知手段１９では運転モードを検知し、冷
暖モード検知手段２０では冷房モードを検知し、室温サ
ーモ検知手段２１では室温サーモの入りを検知し、熱源
側冷媒サイクル６では、圧縮機１からの高温高圧ガスは
ＯＦＦとなっている熱源側冷媒サイクル四方弁２を通り
熱源側熱交換器３で放熱して凝縮液化し、減圧装置４で
減圧され、第１補助熱交換器５で蒸発して熱源側冷媒サ
イクル四方弁２を通り圧縮機１へ循環する。

【００１０】この時、利用者側冷媒サイクル１３の第２
補助熱交換器７と前記第１補助熱交換器５が熱交換し、
利用者側冷媒サイクル１３内のガス冷媒が冷却されて液
化する。

【００１１】この液化した冷媒はＯＦＦとなっている利
用者側冷媒サイクル四方弁９、冷媒ポンプ８を通り、利
用者側熱交換器１１に送られて、冷房して吸熱蒸発しガ
ス化して、利用者側冷媒サイクル１３の第２補助熱交換
器７に循環することとなる。

【００１２】次に、暖房モードの場合を考える。 発停検知手段１９では運転モードを検知し、冷暖モード
検知手段２０では暖房モードを検知し、室温サーモ検知
手段２１では室温サーモの入りを検知し、熱源側冷媒サ
イクル６では、圧縮機１からの高温高圧ガスはＯＮとな
っている熱源側冷媒サイクル四方弁２を通り第１補助熱
交換器５で放熱して凝縮液化し、減圧装置４で減圧さ
れ、熱源側熱交換器３で蒸発して熱源側冷媒サイクル四
方弁２を通り圧縮機１へ循環する。

【００１３】この時、利用者側冷媒サイクル１３の第２
補助熱交換器７と前記第１補助熱交換器５が熱交換し、
利用者側冷媒サイクル１３内のガス冷媒が加熱されてガ
ス化する。

【００１４】このガス化した冷媒は利用者側熱交換器１
１に送られて、暖房して放熱凝縮し液化して、ＯＮとな
っている利用者側冷媒サイクル四方弁９、冷媒ポンプ８
を通り、利用者側冷媒サイクル１３の第２補助熱交換器
７に循環することとなる。

【００１５】

【発明が解決しようとする課題】しかし、従来の構成で
は、室外機が高所に位置しているため、吸温しガス化し
た冷媒が室外機内にある冷媒ポンプに吸入され、冷媒ポ
ンプ内の潤滑が悪くなり、ポンプ寿命が短くなるばかり
でなく、室外機の雰囲気温度（外気温）によりガス化す
る冷媒量が異なり外気温が高温時にはガス化する冷媒量
が多くなり更にポンプ寿命が短くなるという欠点を有し
ていた。

【００１６】本発明は上記課題に鑑み、外気温に影響さ
れずに、冷媒ポンプへのガス冷媒の流入を抑制する冷暖
房装置を提供することを目的とする。

【００１７】

【課題を解決するための手段】上記課題を解決するため
に、本発明の冷暖房装置は、冷暖モード検知手段で暖房
を検知し、室温サーモ検知手段で室温サーモの入りを検
知し、外気温補正所定時間検知手段にて決定された時
間、暖房モードで室温サーモの入りから、機器駆動手段
が圧縮機と冷媒ポンプを駆動し、熱源側冷媒サイクル四
方弁と利用者側冷媒サイクル四方弁を冷房サイクル駆動
する制御装置を備えたものである。

【００１８】また、発停検知手段にて停止を検知し、最
低温度検知手段にて最低温度を検知した時、所定時間検
知手段にて所定時間を決定しこの所定時間の間、機器駆
動手段が圧縮機と冷媒ポンプを駆動し、熱源側冷媒サイ
クル四方弁と利用者側冷媒サイクル四方弁を冷房サイク
ル駆動する制御装置を備えたものである。

【００１９】

【作用】本発明の冷暖房装置は、制御装置が、暖房起動
時に液冷媒タンク内に液冷媒を蓄えるために行なう冷房
サイクルでの機器駆動時間を、高外気温時には長く、低
外気温時には短くするため、外気温によらず、冷媒ポン
プへのガス冷媒の流入を抑制し、冷媒ポンプの寿命短縮
を防止することができる。

【００２０】また、制御装置が、空気調和機の停止時の
外気温が最低温度になった時に、液冷媒タンク内に液冷
媒を蓄えるように冷房サイクルで機器駆動するため、起
動直前に行う場合に比べて起動時の遅延もなく、また低
外気温のため液冷媒タンクに液冷媒を蓄える時間も短
く、省電力も図れる。

【００２１】

【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。

【００２２】まず最初に第１の実施例について説明を行
なう。図１は本発明の第１の実施例における冷暖房装置
の冷凍サイクル図である。

【００２３】図１において、従来と同じ構成のものは同
一符号を付し、その詳細な説明は省略する。

【００２４】２３は利用者側冷媒液を貯蔵する液冷媒タ
ンクである。２４は室外機１０の某所にあり雰囲気温度
を検知する外気温センサ、２５は外気温センサ２４で検
知した温度が高温な程時間を長く決定する外気温補正所
定時間検知手段である。

【００２５】２６は冷暖モード検知手段２０で暖房を検
知し、室温サーモ検知手段２１で室温サーモの入りを検
知し、外気温補正所定時間検知手段２５にて決定された
時間、暖房モードで室温サーモの入りから、機器駆動手
段２２が圧縮機１と冷媒ポンプ８を駆動し、熱源側冷媒
サイクル四方弁２と利用者側冷媒サイクル四方弁９を冷
房サイクル駆動する制御装置である。

【００２６】以上のように構成された本実施例の冷暖房
装置について、図２のグラフと図３のフローチャートを
用いて、本実施例の制御装置２６の動作、ここでは特に
問題となる暖房モードに限って説明する。

【００２７】図２は外気温センサ２４の値と利用者側冷
媒サイクル１３内の冷媒がガス化する量（ガス冷媒量）
及び、加熱されガス化した冷媒を回収して液冷媒タンク
２３内に液冷媒として貯蔵する量を一定とした時の貯蔵
時間（規定液冷媒量回収時間）の関係を示したグラフで
ある。

【００２８】外気温が高くなる程、ガス冷媒量は増加
し、このため規定液冷媒量回収時間も増加する。

【００２９】図３の、ＳＴＥＰ１は、冷房・暖房の判定
ルーチンであり、冷暖モード検知手段２０にて行なう。

【００３０】もし、冷房なら冷房ルーチンへ移行する。
暖房と検知すると次のＳＴＥＰ２へ移行する。ＳＴＥＰ
２は、室温サーモのＯＮ／ＯＦＦを判定するルーチンで
あり室温サーモ検知手段２１にて行なう。

【００３１】暖房起動時にはＳＴＥＰ２で室温サーモは
ＯＮであり、ＳＴＥＰ３に移行する。

【００３２】ＳＴＥＰ３は、暖房モードで室温サーモの
入り、すなわち、暖房起動から所定時間が経過したか否
かを判定するルーチンであり、暖房起動時においては高
所となる室外機１０内の冷媒はガス化されているため、
液冷媒タンク２２内の液冷媒量は殆どなく、所定の時間
も経過していないためＳＴＥＰ４に進む。

【００３３】ＳＴＥＰ４は外気温により冷媒の回収時間
の設定を行うルーチンであり、外気温補正所定時間検知
手段２５で行い、図２で示すように、外気温Ａ以下の時
回収時間をＣ時間に設定し、外気温がＡ以上Ｂ以下の時
回収時間をＤ時間に、外気温がＢ以上の時回収時間をＥ
時間に設定する。

【００３４】この後ＳＴＥＰ５に移行し、機器駆動手段
２２にて圧縮機１はＯＮ、熱源側冷媒サイクル四方弁２
はＯＦＦ、冷媒ポンプ８はＯＮ、利用者側冷媒サイクル
四方弁９はＯＦＦとし、熱源側冷媒サイクル６、利用者
側冷媒サイクル１３とも冷房サイクルを形成する。すな
わち、例えば外気温がＡ以上Ｂ以下の時、Ｄ時間のあい
だＳＴＥＰ５を行う。

【００３５】この結果、第１補助熱交換器５は冷却さ
れ、これと一体に形成されている第２補助熱交換器７も
冷却されるため、室外機１０内でガス化していた冷媒が
急速に液化し液冷媒タンク２３内に蓄積されるようにな
る。

【００３６】このようにして液冷媒タンク２３内に液冷
媒が蓄積され、ＳＴＥＰ３にて所定時間が経過したと判
定すると、液冷媒タンク２３には規定の液冷媒が蓄積さ
れているため、冷媒ポンプ８には液冷媒が吸入されるよ
うになり、ＳＴＥＰ６に移行し、機器駆動手段２２では
圧縮機１はＯＮ、熱源側冷媒サイクル四方弁２はＯＮ、
冷媒ポンプ８はＯＮ、利用者側冷媒サイクル四方弁９は
ＯＮとし熱源側冷媒サイクル６、利用者側冷媒サイクル
１３とも暖房サイクルを形成し、暖房を行なうものであ
る。

【００３７】尚ＳＴＥＰ２で室温サーモがＯＦＦの時
は、ＳＴＥＰ６に移行し機器駆動手段２１で圧縮機１は
ＯＦＦ、冷媒ポンプ８もＯＦＦとし空気調和機が停止す
る、すなわち停止ルーチンへ移行する、のは当然であ
る。

【００３８】次に第２の実施例について説明を行なう。 図４において、２７は外気温センサ２４にて検知する温
度が最低温度かどうかを検知する最低温度検知手段、２
８は所定時間が経過したかを検知する所定時間検知手
段、２９は発停検知手段１９にて停止を検知し、前記最
低温度検知手段２７にて最低温度を検知した時、前記所
定時間検知手段２８にて所定時間を決定しこの所定時間
の間、前記機器駆動手段２２が前記圧縮機１と前記冷媒
ポンプ８を駆動し、前記熱源側冷媒サイクル四方弁２と
前記利用者側冷媒サイクル四方弁９を冷房サイクル駆動
する制御装置である。

【００３９】以上のように構成された本実施例の冷暖房
装置について、図５のグラフと図６のフローチャートを
用いて、本実施例の制御装置２９の動作について説明す
る。

【００４０】図５は昼間使用されている空気調和機が停
止して翌日起動されるまでの外気温の変化を示したもの
である。

【００４１】停止後の夜間外気温は徐々に下がり、起動
前に再び上昇を始める。すなわち最低外気温は空気調和
機が停止している時にあることがわかる。

【００４２】また、液冷媒の回収時間は外気温が低い時
が最も短時間でできるため、最低外気温を検知して動作
させるのが効率的である。

【００４３】図６の、ＳＴＥＰ７は空気調和機が停止か
どうかを判断するルーチンであり、発停検知手段１９で
行い、停止でなければＳＴＥＰ６に進み、停止であれば
ＳＴＥＰ８に進む。

【００４４】ＳＴＥＰ８は、外気温が上昇しだしたかを
判断するルーチンであり、微小時間での温度変化が正の
値になったかどうかを判断している。これは最低温度検
知手段２７で行っている。温度変化が負の時は停止を続
け、正になればＳＴＥＰ９に移行する。

【００４５】ＳＴＥＰ９は、所定の時間が経過したかど
うかを判断するルーチンであり、所定時間検知手段２８
で行っている。当初、所定の時間が経過していないため
ＳＴＥＰ５に進み、機器駆動手段２２にて圧縮機１はＯ
Ｎ、熱源側冷媒サイクル四方弁２はＯＦＦ、冷媒ポンプ
８はＯＮ、利用者側冷媒サイクル四方弁９はＯＦＦと
し、熱源側冷媒サイクル６、利用者側冷媒サイクル１３
とも冷房サイクルを形成する。

【００４６】この結果、第１補助熱交換器５は冷却さ
れ、これと一体に形成されている第２補助熱交換器７も
冷却されるため、室外機１０内でガス化していた冷媒が
急速に液化し液冷媒タンク２３内に蓄積されるようにな
る。

【００４７】以上のように、本実施例によれば、外気温
センサ２４により外気温を検知しこの値から設定される
時間、熱源側冷媒サイクル６、利用者側冷媒サイクル１
３とも冷房サイクルを行なうため外気温によらず一定の
液冷媒が回収でき、冷媒ポンプ８に液冷媒が吸入される
時間も早くなり、冷媒ポンプ８内の潤滑不良が防止で
き、ポンプ寿命を長くなる。

【００４８】また、本実施例によれば、空気調和機が停
止時に外気温が最低になることを利用し、外気温センサ
２４によりこのポイントを検知し、熱源側冷媒サイクル
６、利用者側冷媒サイクル１３とも冷房サイクルを行な
うため、空気調和機が冷房または暖房で起動する時の遅
延がなく、外気温も低いため液冷媒回収時間も短く省電
力にもなるものである。

【００４９】

【発明の効果】以上、実施例からも明らかなように本発
明は、冷暖モード検知手段で暖房を検知し、室温サーモ
検知手段で室温サーモの入りを検知し、外気温補正所定
時間検知手段にて決定された時間、暖房モードで室温サ
ーモの入りから、機器駆動手段が圧縮機と冷媒ポンプを
駆動し、熱源側冷媒サイクル四方弁と利用者側冷媒サイ
クル四方弁を冷房サイクル駆動する制御装置を冷暖房装
置に備えたものである。

【００５０】そのため、制御装置が暖房起動時に液冷媒
タンク内に液冷媒を蓄えるために行う冷房サイクルでの
機器駆動時間を高外気温時には長く、低外気温時には短
くするため、外気温によらず、冷媒ポンプへのガス冷媒
の流入を抑制し、冷媒ポンプの寿命短縮を防止すること
ができるという効果がある。

【００５１】また、発停検知手段にて停止を検知し、最
低温度検知手段にて最低温度を検知した時、所定時間検
知手段にて所定時間を決定しこの所定時間の間、機器駆
動手段が圧縮機と冷媒ポンプを駆動し、熱源側冷媒サイ
クル四方弁と利用者側冷媒サイクル四方弁を冷房サイク
ル駆動する制御装置を冷暖房装置に備えたため、低外気
温のため液冷媒タンクに液冷媒を蓄える時間も短く、省
電力も図れるいう効果がある。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の第１の実施例における冷暖房装置の冷
凍サイクル図

【図２】同実施例における冷暖房装置の外気温とガス冷
媒量及び規定液冷媒量回収時間の相関を示すグラフ

【図３】同実施例における冷暖房装置の動作フローチャ
ート

【図４】本発明の第２の実施例における冷暖房装置の冷
凍サイクル図

【図５】同実施例における冷暖房装置の外気温の時間変
化グラフ

【図６】同実施例における冷暖房装置の動作フローチャ
ート

【図７】従来の冷暖房装置の冷凍サイクル図

【符号の説明】

１ 圧縮機 ２ 熱源側冷媒サイクル四方弁 ３ 熱源側熱交換器 ４ 減圧装置 ５ 第１補助熱交換器 ６ 熱源側冷媒サイクル ７ 第２補助熱交換器 ８ 冷媒ポンプ ９ 利用者側冷媒サイクル四方弁 １０ 室外機 １１ 利用者側熱交換器 １２ 室内機 １３ 利用者側冷媒サイクル ２０ 冷暖モード検知手段 ２１ 室温サーモ検知手段 ２２ 機器駆動手段 ２３ 液冷媒タンク ２４ 外気温センサ ２５ 外気温補正所定時間検知手段 ２６ 制御装置

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.⁶，ＤＢ名) F24F 11/02

Claims (2)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 圧縮機，熱源側冷媒サイクル四方弁，熱
   源側熱交換器，減圧装置及び第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、前記第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，利用
   者側熱交換器，利用者側冷媒サイクル四方弁，冷媒を送
   出する冷媒ポンプ，利用者側冷媒液を貯蔵する液冷媒タ
   ンクを環状に連接してなる利用者側冷媒サイクルと、前
   記熱源側冷媒サイクル，前記第２補助熱交換器，前記利
   用者側冷媒サイクル四方弁，前記冷媒ポンプ，前記液冷
   媒タンク，雰囲気温度を検知する外気温センサから構成
   され高所に配置された室外機と、前記利用者側熱交換器
   から構成され低所に配置された室内機と、冷房ないし暖
   房を検知する冷暖モード検知手段と、室温サーモの入り
   切りを検知する室温サーモ検知手段と、前記外気温セン
   サで検知した温度が高温な程時間を長く決定する外気温
   補正所定時間検知手段と、前記圧縮機，前記熱源側冷媒
   サイクル四方弁，前記冷媒ポンプ，前記利用者側冷媒サ
   イクル四方弁を駆動する機器駆動手段と、前記冷暖モー
   ド検知手段で暖房を検知し、前記室温サーモ検知手段で
   室温サーモの入りを検知し、前記外気温補正所定時間検
   知手段にて決定された時間、暖房モードで室温サーモの
   入りから、前記機器駆動手段が前記圧縮機と前記冷媒ポ
   ンプを駆動し、前記熱源側冷媒サイクル四方弁と前記利
   用者側冷媒サイクル四方弁を冷房サイクル駆動する制御
   装置により構成されたことを特徴とする冷暖房装置。
2. 【請求項２】 圧縮機，熱源側冷媒サイクル四方弁，熱
   源側熱交換器，減圧装置及び第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、前記第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，利用
   者側熱交換器，利用者側冷媒サイクル四方弁，冷媒を送
   出する冷媒ポンプ，利用者側冷媒液を貯蔵する液冷媒タ
   ンクを環状に連接してなる利用者側冷媒サイクルと、前
   記熱源側冷媒サイクル，前記第２補助熱交換器，前記利
   用者側冷媒サイクル四方弁，前記冷媒ポンプ，前記液冷
   媒タンク，雰囲気温度を検知する外気温センサから構成
   され高所に配置された室外機と、前記利用者側熱交換器
   から構成され低所に配置された室内機と、前記圧縮機及
   び冷媒ポンプの停止ないし運転を検知する発停検知手段
   と、前記外気温センサにて検知する温度が最低温度かど
   うかを検知する最低温度検知手段と、所定時間が経過し
   たかを検知する所定時間検知手段と、前記圧縮機，前記
   熱源側冷媒サイクル四方弁，前記冷媒ポンプ，前記利用
   者側冷媒サイクル四方弁を駆動する機器駆動手段と、前
   記発停検知手段にて停止を検知し、前記最低温度検知手
   段にて最低温度を検知した時、前記所定時間検知手段に
   て所定時間を決定しこの所定時間の間、前記機器駆動手
   段が前記圧縮機と前記冷媒ポンプを駆動し、前記熱源側
   冷媒サイクル四方弁と前記利用者側冷媒サイクル四方弁
   を冷房サイクル駆動する制御装置により構成されたこと
   を特徴とする冷暖房装置。