JP3684708B2 - 暖冷房機 - Google Patents
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は冷房時は圧縮機を使用し、暖房時は圧縮機を使用しないで他の冷媒搬送手段と冷媒加熱器を使用する暖冷房機に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来のこの種の暖冷房機は、特開平５−２１５３４９号公報に示すようなものが一般的であった。以下その構成について図６を参照にしながら説明する。図６に示すように圧縮機１、四方弁２、室外熱交換器３、室外熱交換器用絞り機構４、冷房用絞り機構５、室内熱交換器６、アキュムレータ７で順次接続された冷媒回路構成を有し、圧縮機１と四方弁２の間に吐出逆止弁８を配設し、室外熱交換器用絞り機構４と冷房用絞り機構５との間に冷媒加熱器９、気液分離器１０、冷媒搬送手段１１を有する冷媒回路ブロック１２を配設し、冷媒回路ブロック１２は一方は室外熱交換器用電磁弁１３を介して室外熱交換器用絞り機構４と接続し、他方は冷房用電磁弁１４を介して冷房用絞り機構５と接続される。バーナ２４で加熱される冷媒加熱器９の上方に設けられた気液分離器１０は冷媒加熱器９と加熱器往き管２２と加熱器出口管２３とでループ状に接続され、冷媒搬送手段１１は受液器１５、電磁弁１６、落とし込み逆止弁１７、戻り逆止弁１８で構成され、電磁弁１６は気液分離器１０と受液器１５の上部を接続する均圧管１９に配設され落とし込み逆止弁は受液器１５の底部と気液分離器１０との間に配設され戻り逆止弁１８は冷房運転時冷房用絞り機構５の下流側から分岐し受液器１５の上部に接続する。気液分離器１０の出口ガス管２０は気液分離器出口逆止弁２１を介して吐出逆止弁８と四方弁２の間に接続される。室外熱交換器用電磁弁１３は均圧管１９と加熱器９とを接続する配管に接続し、冷房用電磁弁１４は加熱器往き管２２に接続してある。
【０００３】
以上の構成で、冷房運転時は四方弁２を圧縮機１の吐出ガスが室外熱交換器３へ流れるごとく切替え、室外熱交換器用電磁弁１３と冷房用電磁弁１４を通電開放し、圧縮機１を運転する。圧縮機１で圧縮された高温高圧冷媒ガスは室外熱交換器３で凝縮し、２つの絞り機構で減圧膨張し室内熱交換器６で蒸発した冷媒ガスはアキュムレータ７を通って圧縮機１に戻り冷房運転サイクルを形成する。
【０００４】
一方、暖房運転は四方弁２を圧縮機１の吐出ガスが室内熱交換器６へ流れるごとく切替え室外熱交換器用電磁弁１３、冷房用電磁弁１４は非通電閉成した状態でバーナ２４で冷媒加熱器９を加熱する。加熱された冷媒は２相状態で加熱器出口管２３を通って気液分離器１０内へ流入する。そこで液成分は再び加熱器往き管２２を通って冷媒加熱器９に流入し、ガス成分は気液分離器出口逆止弁２１、四方弁２を通り、室内熱交換器６で放熱し暖房を行い冷媒は過冷却状態まで冷却される。この時電磁弁１６が閉の時、落とし込み逆止弁１７も閉状態となり暖房回路は一瞬先づまり状態となる。過冷却液冷媒の圧力が受液器１５内の圧力よりも若干高くなると、過冷却液冷媒は戻り逆止弁１８を経て受液器１５内に入る。受液器１５に入った液冷媒は受液器１５内のガス状態の冷媒を凝縮させるので受液器１５内の圧力は急速に減圧される。そうすると室内熱交換器６の液冷媒が圧力の下がった受液器１５内に吸引され、受液器１５内は液冷媒で満たされる。ここで電磁弁１６を開にすると気液分離器１０と受液器１５の圧力は等しくなり、さらに戻り逆止弁１８の逆止作用も加わり、受液器１５に溜まった液冷媒は受液器１５と気液分離器１０との落差で落とし込み逆止弁１７を経て気液分離器１０に戻される。以上のごとく、受液器１５と電磁弁１６の開閉動作の繰返しと戻り逆止弁１８の逆止作用とで冷媒を圧縮機１の運転なしで搬送することができる。
【０００５】
なお、この種の暖冷房機は暖房運転前に室外熱交換器３の冷媒を圧縮機１のポンプダウン運転で暖房回路側に汲み上げるのが一般的であり、さらに冷媒加熱器９へ燃焼開始時液冷媒を確保するため室外熱交換器用電磁弁１３を開成し圧縮機１の運転で室内熱交換器６から液冷媒を冷媒加熱器９へ引き込む冷媒ガスパージ運転を行う。また圧縮機１の吐出と吸入の圧力バランスを確実にとり圧縮機１の起動を確実なものにするため特開平４ー１３０６２号公報に示すような圧縮機の吐出と吸入管を圧縮機バイパス電磁弁でバイパスするような冷媒回路構成（図示せず）も知られている。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら上記従来の構成では次のような課題があった。
【０００７】
（１）気液分離器１０の上部に落とし込み逆止弁１７が配設してあり、落とし込み逆止弁１７は両端を受液器１５と気液分離器１０とに接合するので、気液分離器１０の底部から電磁弁１６の先端までの高さが大きくコンパクト性に欠け、さらに部品点数、接合加工箇所が多くコスト高となるという課題があった。
【０００８】
（２）冷媒加熱器９へ室内熱交換器６から液冷媒を引き込む冷媒ガスパージ運転時圧縮機１運転中に開成する室外熱交換器用電磁弁１３、冷房用電磁弁１４、電磁弁１６、圧縮機バイパス電磁弁（図示せず）の４個もの電磁弁を使用しており、接合箇所が多く冷媒回路が複雑でコスト高となる課題があった。
【０００９】
（３）暖房運転時、電磁弁１６の開閉動作周期はバーナ２４の燃焼量と加熱器出口管２３の温度とで制御する方法が知られているが、バーナ２４燃焼量のばらつきによっては当初設定していた開閉動作周期では気液分離器１０から室内熱交換器６へ流出する冷媒量と間欠的に受液器１５を介して気液分離器１０へ戻ってくる冷媒量とのバランスがくずれ冷媒加熱器９の冷媒量が不安定となり、それに伴い加熱器温度が不安定になる課題があった。
【００１０】
（４）暖房回路中の冷媒が時間経過で圧縮機１、室外熱交換器３へのリークで減少すると室内熱交換器６を出た液冷媒の過冷却度が小さくなり受液器１５での減圧量が低下し、受液器１５への液冷媒流入時間が長くなり所定閉時間内に流入完了とならず流入不足が発生し冷媒加熱器９への液冷媒供給がバーナ２４の燃焼量に対して不足するようになり、それに伴い加熱器温度が不安定になる課題があった。
【００１１】
（５）暖房時、室内温度が上昇し設定値に達したことによる燃焼停止時（以下サーモオフと呼ぶ）は冷媒圧力が急減少するため室内熱交換器６を出た液冷媒の過冷却度が急減し受液器１５内への液冷媒の流入が不確実となり、冷媒加熱器９ではバーナ２４の残熱で液冷媒が蒸発し燃焼再開時冷媒加熱器９内の液冷媒不足で暖房起動が円滑に行われない課題があった。
【００１２】
本発明は上記課題を解決するもので、気液分離器とその上方に配設してある受液器、電磁弁、落とし込み逆止弁からなる熱搬送手段の大巾なシンプル化、小形化、低コスト化を図り、電磁弁の個数を削減し、冷媒配管構成を簡素化するとともに、暖房運転の起動を確実なものとし、さらに暖房運転中の冷媒加熱器温度の安定化を図ることにより、暖房運転時の機器の信頼性向上を目的とするものである。
【００１３】
【課題を解決するための手段】
本発明は上記課題を解決するために、圧縮機、四方弁、室外熱交換器、室外熱交換器逆止弁、冷房用絞り機構、ファン付き室内熱交換器、アキュームレータを順次連結し、圧縮機と四方弁との間に吐出逆止弁、四方弁とアキュームレータとの間に吸入逆止弁を配し、室外熱交換器逆止弁と冷房用絞り機構との間には仕切板により気液分離室と受液室とに分離する容器をバーナ付き冷媒加熱器の上方に設け、前記気液分離室とバーナ付き冷媒加熱器とは冷媒加熱器往き管と冷媒加熱器出口管とでループ状に接続し、前記仕切板に穿設された開口部には弁駆動手段で開閉する弁体を有し、前記気液分離室、四方弁、室内熱交換器、戻り逆止弁、前記受液室とを順次連結すると共に、気液分離室内に立ち上がり気液分離室の下方に小孔を有する液管と室外熱交換器逆止弁との間に室外熱交換器絞り機構を有し、室外熱交換器逆止弁と室外熱交換器絞り機構との間から吸入逆止弁とアキュームレータとの間をバイパス電磁弁を介して接続し、前記冷房用絞り機構は冷房用電磁弁を介して前記冷媒加熱器往き管と接続し、前記戻り逆止弁は冷房用減圧機構と室内熱交換器との間から前記受液室へ接続し、前記バーナ付き冷媒加熱器の壁温検知器と、前記壁温検知器の検知温度が第一設定値に達すると前記弁駆動手段の弁体閉時間を短くするように補正し、前記第一設定値より高く設定した第二設定値に達するとバーナの上限燃焼量を低下させ、前記第二設定値より高く設定した第三設定値に達するとバーナの燃焼を停止させる制御装置とを設けた構成としてある。
【００１４】
本発明は上記構成によって、従来の気液分離器と受液器を１つの容器内に仕切板を介し気液分離室と受液室として設け、落とし込み逆止弁、電磁弁、均圧管を廃止し、仕切板に穿設された開口部に弁駆動手段で開閉する弁体を容器内に設けてあるため、部品点数、接合加工箇所を削減でき信頼性の向上、低コスト化、小形コンパクト化が図れる。
【００１５】
【発明の実施の形態】
本発明は、圧縮機、四方弁、室外熱交換器、室外熱交換器逆止弁、冷房用絞り機構、ファン付き室内熱交換器、アキュームレータを順次連結し、圧縮機と四方弁との間に吐出逆止弁、四方弁とアキュームレータとの間に吸入逆止弁を配し、室外熱交換器逆止弁と冷房用絞り機構との間には仕切板により気液分離室と受液室とに分離する容器をバーナ付き冷媒加熱器の上方に設け、前記気液分離室とバーナ付き冷媒加熱器とは冷媒加熱器往き管と冷媒加熱器出口管とでループ状に接続し、前記仕切板に穿設された開口部には弁駆動手段で開閉する弁体を有し、前記気液分離室、四方弁、室内熱交換器、戻り逆止弁、前記受液室とを順次連結すると共に、気液分離室内に立ち上がり気液分離室の下方に小孔を有する液管と室外熱交換器逆止弁との間に室外熱交換器絞り機構を有し、室外熱交換器逆止弁と室外熱交換器絞り機構との間から吸入逆止弁とアキュームレータとの間をバイパス電磁弁を介して接続し、前記冷房用絞り機構は冷房用電磁弁を介して前記冷媒加熱器往き管と接続し、前記戻り逆止弁は冷房用減圧機構と室内熱交換器との間から前記受液室へ接続し、前記バーナ付き冷媒加熱器の壁温検知器と、前記壁温検知器の検知温度が第一設定値に達すると前記弁駆動手段の弁体閉時間を短くするように補正し、前記第一設定値より高く設定した第二設定値に達するとバーナの上限燃焼量を低下させ、前記第二設定値より高く設定した第三設定値に達するとバーナの燃焼を停止させる制御装置とを設けたものである。
【００１６】
そして従来の気液分離器と受液器を１つの容器内に仕切板を介し気液分離室と受液室として設け、落とし込み逆止弁、電磁弁、均圧管を廃止し、仕切板に穿設された開口部に弁駆動手段で開閉する弁体を容器内に設けてある為、部品点数、接合加工箇所を削減でき信頼性の向上、低コスト化、小形コンパクト化が図れ、従来の圧縮機バイパス電磁弁と室外熱交換器用電磁弁とが各々有していた圧縮機圧力バランス機能と冷媒ガスパージ機能とをバイパス電磁弁のみで行える配管構成としたので電磁弁の個数を従来よりも減らすことができ、また冷媒ガスパージの配管を気液分離室の下部より導出された液管のみで構成したことにより、冷媒回路も簡素化、低コスト化でき、さらに冷媒加熱器の壁温検知器と制御装置により弁駆動手段の弁体閉時間の補正とバーナの上限燃焼量の低下を行わせ、気液分離室から室内熱交換器へ流出する冷媒量と室内熱交換器から間欠的に受液室を介して気液分離室へ戻ってくる冷媒量のバランス化を図り、最終的に壁温検知器の温度上昇でバーナ燃焼を強制的に停止させる為、暖房運転中の冷媒加熱器温度の安定化が図れるとともに暖房運転時の機器の信頼性向上が図れる。
【００１７】
また燃焼中にバーナ付き冷媒加熱器の壁温検知器の検知温度が第三設定値に達すると即燃焼停止し弁駆動手段で弁体を複数回開閉動作実行後、バイパス弁の開成と圧縮機運転によるパージ運転後バイパス弁を閉成し圧縮機運転によるポンプダウンを実行し、第二設定値に達すると燃焼停止時に弁駆動手段で弁体を複数回開閉動作実行後バイパス弁を開成し圧縮機運転によるパージ運転後バイパス弁を閉成し圧縮機運転によるポンプダウンを実行する制御装置を有するものである。
【００１８】
そして暖房運転停止後、弁駆動手段で弁体を複数回開閉動作実行し暖房冷媒回路の圧力を低下させ圧縮機の消費電力を抑えて、冷媒パージ運転で冷媒加熱器温度低下とポンプダウン運転で機器の信頼性向上と再運転時の冷媒加熱器温度の安定化が図れる。
【００１９】
さらに燃焼中にバーナ付き冷媒加熱器の壁温検知器の検知温度が第二設定値に達せずファン付き室内熱交換器に設けた室温検知器が所定値に達した場合の燃焼停止時は弁駆動手段の弁体開閉繰返し動作の弁体閉時間を順次長く設定し、複数回の開閉動作のあと閉状態のまま保持するとともに、燃焼開始時はバーナに設けた燃料供給装置の燃料供給開始とともに弁体を開成するように弁駆動手段を動作させる制御装置を有し、さらに燃焼開始時にバーナ付き冷媒加熱器の壁温検知器の検知温度が第三設定値に達するようなサーモオンが複数回発生すると以降のサーモオン時はバイパス弁の開成と圧縮機運転を燃焼開始時に実行する制御装置を有するものである。
【００２０】
そしてサーモオンによる燃焼再開時に冷媒加熱器内に液冷媒が確保でき、冷媒加熱器の異常温度上昇が防止でき安定した暖房起動が実現できる。
【００２１】
以下、本発明の実施例について図面を用いて説明する。
（実施例１）
図１は本発明の実施例１の暖冷房機のシステムブロック図であり、仕切板と弁体で受液室３６と気液分離室３５に区分される容器３０は断面図で示している。なお図１において、従来例の図６と同一のものには同一の符号を付している。
【００２２】
図１において、１は圧縮機、２は四方弁、３は室外ファン２５を有する室外熱交換器、２６は室外熱交換器逆止弁、５は冷房用絞り機構、６は室内ファン２７を有する室内熱交換器、７はアキュムレータで圧縮機１と四方弁２の間には吐出逆止弁８、四方弁２とアキュムレータ７の間には吸入逆止弁２８を設けている。室外熱交換器逆止弁２６と冷房用絞り機構５との間には冷媒及び弁体２９を収納する容器３０をバーナ３１と壁温検知器４５を有する冷媒加熱器９の上方に冷媒加熱器往き管３２と冷媒加熱器出口管３３でループ状に接続してある。容器３０は上下２つのボール状部材を仕切板３４を挟んで重なり合う部分全周を溶接接合して構成され、仕切板３４の下方部は気液分離室３５であり暖房運転時は冷媒３８を溜めている。仕切板３４の上部は多孔板３７を内蔵した受液室３６で、仕切板３４の下方部との連通は容器３０に接合してある弁駆動手段３９で動作する弁体２９によって開閉される。前記弁駆動手段３９のシャフト４９は弁体２９の凹部５０よりも小径にして挿入しシャフト４９を弁体２９に当接させて弁体２９を開閉動作する構成を有している。
【００２３】
弁駆動手段３９は、図２に示すようにコイル５１に通電するとプランジャ５２が吸引されシャフト４９が押し出され、コイル５１への通電を止めるとプランジャ５２がバネ５３によって持ち上がりシャフト４９も持ち上げられる構成になっている。したがって弁駆動手段３９が非通電の時は、弁体２９もバネ５４により上方に持ち上げられており、弁体２９は気液置換孔５６を有する弁ガイド５５に構成してある弁座に当接している。
【００２４】
気液分離室３５からは気液分離室出口逆止弁４０を介して四方弁２と吐出逆止弁８の間に配管接続し、室内熱交換器６と冷房用絞り機構５の間からは戻り逆止弁１８を介して受液室３６の上方に配管接続してある。さらに気液分離室３５内の上方部に開口部を有し、下方部に小孔４１を有する液管４２と室外熱交換器逆止弁２６との間に室外熱交換器用絞り機構４を設け、室外熱交換器逆止弁２６と室外熱交換器用絞り機構４との間から吸入逆止弁２８とアキュムレータ７との間にバイパス電磁弁４３を介して配管接続し、冷房用絞り機構５は冷房用電磁弁１４を介して冷媒加熱器往き管３２と配管接続している。
【００２５】
４４はバーナ３１への燃料の供給を可変する燃料供給装置、４７は制御装置で圧縮機１、室内ファン２７、弁駆動手段３９、バイパス電磁弁４３、燃料供給装置４４、壁温検知器４５、加熱器出口温度検知器４６、室温検知器４８と電気的に接続され、圧縮機１、室内ファン２７、弁駆動手段３９、バイパス電磁弁４３、燃料供給装置４４の運転動作を制御する。
【００２６】
次に動作、作用について説明する。暖房運転中は冷房用電磁弁１４とバイパス電磁弁４３は閉状態であり、冷媒加熱器９でバーナ３１の燃焼熱によって加熱された冷媒は気液２相状態で冷媒加熱器出口管３３を通って気液分離室３５に流入し、液冷媒は気液分離室３５の下部に冷媒３８として溜まり、冷媒加熱器往き管３２より再び冷媒加熱器へ流入する。一方、気液分離されたガス冷媒は気液分離室出口逆止弁４０、四方弁２を通って室内熱交換器６に流入し、室内ファン２７の運転で室内側に放熱した冷媒は凝縮液化してさらに過冷却液となる。弁駆動手段３９が非通電の時は、弁体２９は弁ガイド５５に構成してある弁座に当接してある為、過冷却液冷媒の圧力が受液室３６の圧力よりも若干高くなると過冷却液冷媒が戻り逆止弁１８を通って受液室３６に入る。受液室３６に入った液冷媒は多孔板３７で拡散し、受液室３６内の蒸気状態の冷媒を凝縮させるので、受液室３６内の圧力が急速に減圧される。そうすると、室内熱交換器６の液冷媒が圧力の下がった受液室３６内に吸引され、受液室３６内は液冷媒で満たされる。
【００２７】
次に弁駆動手段３９を燃料供給装置４４と加熱器出口温度検知器４６の信号によって制御装置４７で予め設定した時間通電するとシャフト４９が弁体２９に当接し押し出されたシャフト５２で弁体２９が開き、図３に示すように受液室３６内は気液置換孔５６で気液置換を行い、受液室３２内の液冷媒は重力作用により、気液置換孔５６を通り気液分離室３５へ流入し、液冷媒３８として溜まる。次に燃料供給装置４４と加熱器出口温度検知器４６の信号で予め設定した時間を制御装置４７で非通電にするとシャフト４９はバネ５３で持ち上げられ弁体２９はバネ５７により閉状態となり再び受液室３６内へ室内熱交換器６から過冷却液冷媒が流入し受液室３６を液冷媒で満たしその後弁駆動手段３９を通電するという動作を繰り返す。ここで弁駆動手段３９を燃料供給装置４４と加熱器出口温度検知器４６の信号で予め設定した通電、非通電時間で制御するのは、燃焼量が大きくなると弁駆動装置３９の通電、非通電サイクルを多くし冷媒循環量を多くし、逆に燃焼量が小さくなると上記サイクルを少なくし冷媒循環量を少なくし燃焼量と冷媒循環量のバランスをとり、さらに２相状態の冷媒温度で冷媒の潜熱を間接的に検出し室内温度や室内ファン電圧等で冷媒圧力が変動しても冷媒循環量を最適に制御し安定した暖房運転を行うためである。
【００２８】
以上のことから１つの容器３０内に弁体２９を設けてある為、容器３０の底部から弁駆動手段３９の先端までの寸法を小さくすることができると共に、部品点数、接合加工箇所を削減でき、信頼性の向上、低コスト化が図れる。
【００２９】
次に暖房運転時に冷媒加熱器９の壁温検知器４５の温度が上昇した場合の弁駆動手段３９と燃料供給装置４４の動作を図４に示す。Ｔ１〜Ｔ３は壁温検知器４５の温度で、制御装置４７によってＴ１に到達すると弁駆動手段３９の弁体２９の閉時間を補正し、Ｔ２に到達するとバーナの上限燃焼量を低下させ、Ｔ３に到達するとバーナの燃焼を停止させるものである。時間ｔ１で燃焼開始し燃焼量上限値Ｑ１に到達し燃焼を継続すると、燃料供給装置４４の燃料供給量のばらつきによっては燃焼量と冷媒循環量のアンバランスが生じたり、冷媒の暖房回路以外の室外熱交換器３等へのリーク、あるいは機器外へのスローリークによる暖房回路中の冷媒量減少などで時間経過とともに冷媒加熱器への冷媒供給量不足が顕在化し壁温検知器４５の温度が上昇し時間ｔ２でＴ１になると制御装置４７は弁駆動手段３９の非通電時間を短くするように補正を行い、さらに時間ｔ３でＴ２に温度上昇すると制御装置４７で燃料供給装置４４にバーナ３１の燃焼量上限値をＱ２に低下させるように制御する。燃焼量の上限値がＱ２でも冷媒循環量に対しバーナ３１の燃焼量が大きい場合は時間ｔ４で壁温検知器４５の温度がＴ３に上昇し制御装置４７で燃焼停止となる。
【００３０】
以上のように冷媒加熱器９の壁温上昇を検知して弁駆動手段３９の非通電時間を補正したり、燃焼量を低下させるので冷媒加熱器９の温度の安定化が図れ、冷媒加熱器９の異常過熱を未然に防止し、冷媒加熱器の熱劣化の発生を防ぎ、機器の信頼性向上が図れ、異常過熱による機器停止回数が減少し暖房能力の低下はあるが暖房運転は継続できるため暖房機としての基本機能を満たし利便性も向上する。
【００３１】
また図４には時間ｔ４で燃焼停止後の機器の動作も示している。制御装置４７で時間ｔ５まで弁駆動手段３９で弁体２９の開閉動作を実行し、その後バイパス弁４３の開成と圧縮機１の運転によるパージ運転後バイパス弁４３を閉成しポンプダウンを実行する。
【００３２】
そして暖房運転停止後、弁駆動手段で弁体を複数回開閉動作実行し暖房冷媒回路の圧力を低下させ圧縮機の消費電力を抑えて、冷媒パージ運転で冷媒加熱器温度をすばやく低下させ、ポンプダウン運転で次回着火時に備えて冷媒加熱器９に液冷媒を確保できる為、機器の信頼性向上と再運転時の冷媒加熱器温度の安定化が図れる。
【００３３】
なお燃焼中に冷媒加熱器９の壁温検知器４５の温度がＴ２に到達しその後リモコンあるいはルームサーモオフで燃焼停止になると（図示せず）そのタイミングを利用して上記と同様に制御装置４７で弁駆動手段３９で弁体２９の開閉動作を複数回実行し、その後バイパス弁４３の開成と圧縮機１の運転によるパージ運転後バイパス弁４３を閉成しポンプダウンを実行し上記と同様な効果が得られる。
【００３４】
次にサーモオフ、サーモオン時の機器の動作について図５で説明する。時間ｔ６で室温検知器４８が設定値に達したことを検知してサーモオフでバーナ３１の燃焼が停止しすると弁駆動手段３９の弁体２９の閉成時間は制御装置４７で順次長く（ＴOF1＜ＴOF2＜ＴOF3＜・・・）して複数回動作させた後、弁駆動手段３９は非通電状態で保持（弁体は閉成状態）する。また時間ｔ７で室温検知器４８が設定値を下回るとサーモオンとなり制御装置４７で燃料供給装置４４の燃料供給開始とともに弁駆動手段３９を通電させ弁体２９を開成する。
【００３５】
以上のように燃焼停止時においても受液室３６への液冷媒の流入時間を順次長く確保することにより燃焼停止後の圧力低下で室内熱交換器６の出口液冷媒の過冷却度が低下しても冷媒加熱器９への液冷媒の供給を継続させることにより燃焼停止後の残熱による冷媒加熱器９の温度上昇を防止することができる。さらに複数回の弁体２９の開閉動作後弁体２９を閉状態のままに保持することにより受液室３６内へ液冷媒を流入させ、次の燃焼開始時まで液冷媒を保持し続け、時間ｔ７のサーモオンで燃焼開始すると受液室３６内に保持していた液冷媒を冷媒加熱器９に供給し冷媒加熱器９の温度上昇が防止でき安定した暖房運転ができ機器の信頼性の向上が図れる。
【００３６】
さらにサーモオン時複数回の冷媒加熱器９の異常温度上昇が発生した場合は、すなわち図５においてｔ８、ｔ９のサーモオンによる燃焼開始時、壁温検知器４５の温度が燃焼停止温度設定値を越えると以降ｔ１０からのサーモオン時は制御装置４７でバイパス弁の開成と圧縮機運転を燃焼開始時に実行するように動作する。ここで複数回としているのは室外熱交換器３や圧縮機１への冷媒リークであればポンプダウン運転で暖房回路の冷媒量は再び確保されるためサーモオン時毎回圧縮機１の運転は不要となるからである。そして冷媒が機器外へスローリークした場合あるいは室内側と室外側の設置条件などに拘らずサーモオンによる燃焼再開時に冷媒加熱器内に液冷媒が確保でき、冷媒加熱器の異常温度上昇の繰り返しが防止でき安定した暖房起動が実現できる。
【００３７】
なお、冷房運転はバイパス弁４３は閉成し冷房用電磁弁１４を開成し四方弁２を圧縮機１の吐出ガスが室外熱交換器３へ流入するように切り替え、圧縮機１と室内ファン２７及び室外ファン２５の運転により従来の圧縮機駆動の冷房を行う。
【００３８】
【発明の効果】
以上のように本発明によれば弁体を気液分離室と受液室を有する１つの容器内に設けてある為、容器底部から弁駆動装置の先端までの寸法が小さくすることができ構成の大巾なシンプル化、小型化、低コスト化が可能となり、バイパス弁を設けることで冷媒回路構成もシンプル化、低コスト化も図れ、さらに暖房運転起動時あるいは運転中の冷媒加熱器温度の安定化が図れ、安定した暖房運転と機器の信頼性向上が得られる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施例１の暖冷房機のシステムブロック図
【図２】同実施例１の弁駆動手段の断面図
【図３】同実施例１の弁体の開状態図
【図４】同実施例１の壁温温度による制御動作図
【図５】同実施例１のサーモオン／オフ時の制御動作図
【図６】従来の暖冷房機のシステムブロック図
【符号の説明】
１ 圧縮機
２ 四方弁
３ 室外熱交換器
４ 室外熱交換器用絞り機構
５ 冷房用絞り機構
６ 室内熱交換器
９ 冷媒加熱器
２６ 室外熱交換器逆止弁
２９ 弁体
３０ 容器
３４ 仕切板
３５ 気液分離室
３６ 受液室
３９ 弁駆動手段
４５ 壁温検知器
４７ 制御装置
【発明の属する技術分野】
本発明は冷房時は圧縮機を使用し、暖房時は圧縮機を使用しないで他の冷媒搬送手段と冷媒加熱器を使用する暖冷房機に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来のこの種の暖冷房機は、特開平５−２１５３４９号公報に示すようなものが一般的であった。以下その構成について図６を参照にしながら説明する。図６に示すように圧縮機１、四方弁２、室外熱交換器３、室外熱交換器用絞り機構４、冷房用絞り機構５、室内熱交換器６、アキュムレータ７で順次接続された冷媒回路構成を有し、圧縮機１と四方弁２の間に吐出逆止弁８を配設し、室外熱交換器用絞り機構４と冷房用絞り機構５との間に冷媒加熱器９、気液分離器１０、冷媒搬送手段１１を有する冷媒回路ブロック１２を配設し、冷媒回路ブロック１２は一方は室外熱交換器用電磁弁１３を介して室外熱交換器用絞り機構４と接続し、他方は冷房用電磁弁１４を介して冷房用絞り機構５と接続される。バーナ２４で加熱される冷媒加熱器９の上方に設けられた気液分離器１０は冷媒加熱器９と加熱器往き管２２と加熱器出口管２３とでループ状に接続され、冷媒搬送手段１１は受液器１５、電磁弁１６、落とし込み逆止弁１７、戻り逆止弁１８で構成され、電磁弁１６は気液分離器１０と受液器１５の上部を接続する均圧管１９に配設され落とし込み逆止弁は受液器１５の底部と気液分離器１０との間に配設され戻り逆止弁１８は冷房運転時冷房用絞り機構５の下流側から分岐し受液器１５の上部に接続する。気液分離器１０の出口ガス管２０は気液分離器出口逆止弁２１を介して吐出逆止弁８と四方弁２の間に接続される。室外熱交換器用電磁弁１３は均圧管１９と加熱器９とを接続する配管に接続し、冷房用電磁弁１４は加熱器往き管２２に接続してある。
【０００３】
以上の構成で、冷房運転時は四方弁２を圧縮機１の吐出ガスが室外熱交換器３へ流れるごとく切替え、室外熱交換器用電磁弁１３と冷房用電磁弁１４を通電開放し、圧縮機１を運転する。圧縮機１で圧縮された高温高圧冷媒ガスは室外熱交換器３で凝縮し、２つの絞り機構で減圧膨張し室内熱交換器６で蒸発した冷媒ガスはアキュムレータ７を通って圧縮機１に戻り冷房運転サイクルを形成する。
【０００４】
一方、暖房運転は四方弁２を圧縮機１の吐出ガスが室内熱交換器６へ流れるごとく切替え室外熱交換器用電磁弁１３、冷房用電磁弁１４は非通電閉成した状態でバーナ２４で冷媒加熱器９を加熱する。加熱された冷媒は２相状態で加熱器出口管２３を通って気液分離器１０内へ流入する。そこで液成分は再び加熱器往き管２２を通って冷媒加熱器９に流入し、ガス成分は気液分離器出口逆止弁２１、四方弁２を通り、室内熱交換器６で放熱し暖房を行い冷媒は過冷却状態まで冷却される。この時電磁弁１６が閉の時、落とし込み逆止弁１７も閉状態となり暖房回路は一瞬先づまり状態となる。過冷却液冷媒の圧力が受液器１５内の圧力よりも若干高くなると、過冷却液冷媒は戻り逆止弁１８を経て受液器１５内に入る。受液器１５に入った液冷媒は受液器１５内のガス状態の冷媒を凝縮させるので受液器１５内の圧力は急速に減圧される。そうすると室内熱交換器６の液冷媒が圧力の下がった受液器１５内に吸引され、受液器１５内は液冷媒で満たされる。ここで電磁弁１６を開にすると気液分離器１０と受液器１５の圧力は等しくなり、さらに戻り逆止弁１８の逆止作用も加わり、受液器１５に溜まった液冷媒は受液器１５と気液分離器１０との落差で落とし込み逆止弁１７を経て気液分離器１０に戻される。以上のごとく、受液器１５と電磁弁１６の開閉動作の繰返しと戻り逆止弁１８の逆止作用とで冷媒を圧縮機１の運転なしで搬送することができる。
【０００５】
なお、この種の暖冷房機は暖房運転前に室外熱交換器３の冷媒を圧縮機１のポンプダウン運転で暖房回路側に汲み上げるのが一般的であり、さらに冷媒加熱器９へ燃焼開始時液冷媒を確保するため室外熱交換器用電磁弁１３を開成し圧縮機１の運転で室内熱交換器６から液冷媒を冷媒加熱器９へ引き込む冷媒ガスパージ運転を行う。また圧縮機１の吐出と吸入の圧力バランスを確実にとり圧縮機１の起動を確実なものにするため特開平４ー１３０６２号公報に示すような圧縮機の吐出と吸入管を圧縮機バイパス電磁弁でバイパスするような冷媒回路構成（図示せず）も知られている。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら上記従来の構成では次のような課題があった。
【０００７】
（１）気液分離器１０の上部に落とし込み逆止弁１７が配設してあり、落とし込み逆止弁１７は両端を受液器１５と気液分離器１０とに接合するので、気液分離器１０の底部から電磁弁１６の先端までの高さが大きくコンパクト性に欠け、さらに部品点数、接合加工箇所が多くコスト高となるという課題があった。
【０００８】
（２）冷媒加熱器９へ室内熱交換器６から液冷媒を引き込む冷媒ガスパージ運転時圧縮機１運転中に開成する室外熱交換器用電磁弁１３、冷房用電磁弁１４、電磁弁１６、圧縮機バイパス電磁弁（図示せず）の４個もの電磁弁を使用しており、接合箇所が多く冷媒回路が複雑でコスト高となる課題があった。
【０００９】
（３）暖房運転時、電磁弁１６の開閉動作周期はバーナ２４の燃焼量と加熱器出口管２３の温度とで制御する方法が知られているが、バーナ２４燃焼量のばらつきによっては当初設定していた開閉動作周期では気液分離器１０から室内熱交換器６へ流出する冷媒量と間欠的に受液器１５を介して気液分離器１０へ戻ってくる冷媒量とのバランスがくずれ冷媒加熱器９の冷媒量が不安定となり、それに伴い加熱器温度が不安定になる課題があった。
【００１０】
（４）暖房回路中の冷媒が時間経過で圧縮機１、室外熱交換器３へのリークで減少すると室内熱交換器６を出た液冷媒の過冷却度が小さくなり受液器１５での減圧量が低下し、受液器１５への液冷媒流入時間が長くなり所定閉時間内に流入完了とならず流入不足が発生し冷媒加熱器９への液冷媒供給がバーナ２４の燃焼量に対して不足するようになり、それに伴い加熱器温度が不安定になる課題があった。
【００１１】
（５）暖房時、室内温度が上昇し設定値に達したことによる燃焼停止時（以下サーモオフと呼ぶ）は冷媒圧力が急減少するため室内熱交換器６を出た液冷媒の過冷却度が急減し受液器１５内への液冷媒の流入が不確実となり、冷媒加熱器９ではバーナ２４の残熱で液冷媒が蒸発し燃焼再開時冷媒加熱器９内の液冷媒不足で暖房起動が円滑に行われない課題があった。
【００１２】
本発明は上記課題を解決するもので、気液分離器とその上方に配設してある受液器、電磁弁、落とし込み逆止弁からなる熱搬送手段の大巾なシンプル化、小形化、低コスト化を図り、電磁弁の個数を削減し、冷媒配管構成を簡素化するとともに、暖房運転の起動を確実なものとし、さらに暖房運転中の冷媒加熱器温度の安定化を図ることにより、暖房運転時の機器の信頼性向上を目的とするものである。
【００１３】
【課題を解決するための手段】
本発明は上記課題を解決するために、圧縮機、四方弁、室外熱交換器、室外熱交換器逆止弁、冷房用絞り機構、ファン付き室内熱交換器、アキュームレータを順次連結し、圧縮機と四方弁との間に吐出逆止弁、四方弁とアキュームレータとの間に吸入逆止弁を配し、室外熱交換器逆止弁と冷房用絞り機構との間には仕切板により気液分離室と受液室とに分離する容器をバーナ付き冷媒加熱器の上方に設け、前記気液分離室とバーナ付き冷媒加熱器とは冷媒加熱器往き管と冷媒加熱器出口管とでループ状に接続し、前記仕切板に穿設された開口部には弁駆動手段で開閉する弁体を有し、前記気液分離室、四方弁、室内熱交換器、戻り逆止弁、前記受液室とを順次連結すると共に、気液分離室内に立ち上がり気液分離室の下方に小孔を有する液管と室外熱交換器逆止弁との間に室外熱交換器絞り機構を有し、室外熱交換器逆止弁と室外熱交換器絞り機構との間から吸入逆止弁とアキュームレータとの間をバイパス電磁弁を介して接続し、前記冷房用絞り機構は冷房用電磁弁を介して前記冷媒加熱器往き管と接続し、前記戻り逆止弁は冷房用減圧機構と室内熱交換器との間から前記受液室へ接続し、前記バーナ付き冷媒加熱器の壁温検知器と、前記壁温検知器の検知温度が第一設定値に達すると前記弁駆動手段の弁体閉時間を短くするように補正し、前記第一設定値より高く設定した第二設定値に達するとバーナの上限燃焼量を低下させ、前記第二設定値より高く設定した第三設定値に達するとバーナの燃焼を停止させる制御装置とを設けた構成としてある。
【００１４】
本発明は上記構成によって、従来の気液分離器と受液器を１つの容器内に仕切板を介し気液分離室と受液室として設け、落とし込み逆止弁、電磁弁、均圧管を廃止し、仕切板に穿設された開口部に弁駆動手段で開閉する弁体を容器内に設けてあるため、部品点数、接合加工箇所を削減でき信頼性の向上、低コスト化、小形コンパクト化が図れる。
【００１５】
【発明の実施の形態】
本発明は、圧縮機、四方弁、室外熱交換器、室外熱交換器逆止弁、冷房用絞り機構、ファン付き室内熱交換器、アキュームレータを順次連結し、圧縮機と四方弁との間に吐出逆止弁、四方弁とアキュームレータとの間に吸入逆止弁を配し、室外熱交換器逆止弁と冷房用絞り機構との間には仕切板により気液分離室と受液室とに分離する容器をバーナ付き冷媒加熱器の上方に設け、前記気液分離室とバーナ付き冷媒加熱器とは冷媒加熱器往き管と冷媒加熱器出口管とでループ状に接続し、前記仕切板に穿設された開口部には弁駆動手段で開閉する弁体を有し、前記気液分離室、四方弁、室内熱交換器、戻り逆止弁、前記受液室とを順次連結すると共に、気液分離室内に立ち上がり気液分離室の下方に小孔を有する液管と室外熱交換器逆止弁との間に室外熱交換器絞り機構を有し、室外熱交換器逆止弁と室外熱交換器絞り機構との間から吸入逆止弁とアキュームレータとの間をバイパス電磁弁を介して接続し、前記冷房用絞り機構は冷房用電磁弁を介して前記冷媒加熱器往き管と接続し、前記戻り逆止弁は冷房用減圧機構と室内熱交換器との間から前記受液室へ接続し、前記バーナ付き冷媒加熱器の壁温検知器と、前記壁温検知器の検知温度が第一設定値に達すると前記弁駆動手段の弁体閉時間を短くするように補正し、前記第一設定値より高く設定した第二設定値に達するとバーナの上限燃焼量を低下させ、前記第二設定値より高く設定した第三設定値に達するとバーナの燃焼を停止させる制御装置とを設けたものである。
【００１６】
そして従来の気液分離器と受液器を１つの容器内に仕切板を介し気液分離室と受液室として設け、落とし込み逆止弁、電磁弁、均圧管を廃止し、仕切板に穿設された開口部に弁駆動手段で開閉する弁体を容器内に設けてある為、部品点数、接合加工箇所を削減でき信頼性の向上、低コスト化、小形コンパクト化が図れ、従来の圧縮機バイパス電磁弁と室外熱交換器用電磁弁とが各々有していた圧縮機圧力バランス機能と冷媒ガスパージ機能とをバイパス電磁弁のみで行える配管構成としたので電磁弁の個数を従来よりも減らすことができ、また冷媒ガスパージの配管を気液分離室の下部より導出された液管のみで構成したことにより、冷媒回路も簡素化、低コスト化でき、さらに冷媒加熱器の壁温検知器と制御装置により弁駆動手段の弁体閉時間の補正とバーナの上限燃焼量の低下を行わせ、気液分離室から室内熱交換器へ流出する冷媒量と室内熱交換器から間欠的に受液室を介して気液分離室へ戻ってくる冷媒量のバランス化を図り、最終的に壁温検知器の温度上昇でバーナ燃焼を強制的に停止させる為、暖房運転中の冷媒加熱器温度の安定化が図れるとともに暖房運転時の機器の信頼性向上が図れる。
【００１７】
また燃焼中にバーナ付き冷媒加熱器の壁温検知器の検知温度が第三設定値に達すると即燃焼停止し弁駆動手段で弁体を複数回開閉動作実行後、バイパス弁の開成と圧縮機運転によるパージ運転後バイパス弁を閉成し圧縮機運転によるポンプダウンを実行し、第二設定値に達すると燃焼停止時に弁駆動手段で弁体を複数回開閉動作実行後バイパス弁を開成し圧縮機運転によるパージ運転後バイパス弁を閉成し圧縮機運転によるポンプダウンを実行する制御装置を有するものである。
【００１８】
そして暖房運転停止後、弁駆動手段で弁体を複数回開閉動作実行し暖房冷媒回路の圧力を低下させ圧縮機の消費電力を抑えて、冷媒パージ運転で冷媒加熱器温度低下とポンプダウン運転で機器の信頼性向上と再運転時の冷媒加熱器温度の安定化が図れる。
【００１９】
さらに燃焼中にバーナ付き冷媒加熱器の壁温検知器の検知温度が第二設定値に達せずファン付き室内熱交換器に設けた室温検知器が所定値に達した場合の燃焼停止時は弁駆動手段の弁体開閉繰返し動作の弁体閉時間を順次長く設定し、複数回の開閉動作のあと閉状態のまま保持するとともに、燃焼開始時はバーナに設けた燃料供給装置の燃料供給開始とともに弁体を開成するように弁駆動手段を動作させる制御装置を有し、さらに燃焼開始時にバーナ付き冷媒加熱器の壁温検知器の検知温度が第三設定値に達するようなサーモオンが複数回発生すると以降のサーモオン時はバイパス弁の開成と圧縮機運転を燃焼開始時に実行する制御装置を有するものである。
【００２０】
そしてサーモオンによる燃焼再開時に冷媒加熱器内に液冷媒が確保でき、冷媒加熱器の異常温度上昇が防止でき安定した暖房起動が実現できる。
【００２１】
以下、本発明の実施例について図面を用いて説明する。
（実施例１）
図１は本発明の実施例１の暖冷房機のシステムブロック図であり、仕切板と弁体で受液室３６と気液分離室３５に区分される容器３０は断面図で示している。なお図１において、従来例の図６と同一のものには同一の符号を付している。
【００２２】
図１において、１は圧縮機、２は四方弁、３は室外ファン２５を有する室外熱交換器、２６は室外熱交換器逆止弁、５は冷房用絞り機構、６は室内ファン２７を有する室内熱交換器、７はアキュムレータで圧縮機１と四方弁２の間には吐出逆止弁８、四方弁２とアキュムレータ７の間には吸入逆止弁２８を設けている。室外熱交換器逆止弁２６と冷房用絞り機構５との間には冷媒及び弁体２９を収納する容器３０をバーナ３１と壁温検知器４５を有する冷媒加熱器９の上方に冷媒加熱器往き管３２と冷媒加熱器出口管３３でループ状に接続してある。容器３０は上下２つのボール状部材を仕切板３４を挟んで重なり合う部分全周を溶接接合して構成され、仕切板３４の下方部は気液分離室３５であり暖房運転時は冷媒３８を溜めている。仕切板３４の上部は多孔板３７を内蔵した受液室３６で、仕切板３４の下方部との連通は容器３０に接合してある弁駆動手段３９で動作する弁体２９によって開閉される。前記弁駆動手段３９のシャフト４９は弁体２９の凹部５０よりも小径にして挿入しシャフト４９を弁体２９に当接させて弁体２９を開閉動作する構成を有している。
【００２３】
弁駆動手段３９は、図２に示すようにコイル５１に通電するとプランジャ５２が吸引されシャフト４９が押し出され、コイル５１への通電を止めるとプランジャ５２がバネ５３によって持ち上がりシャフト４９も持ち上げられる構成になっている。したがって弁駆動手段３９が非通電の時は、弁体２９もバネ５４により上方に持ち上げられており、弁体２９は気液置換孔５６を有する弁ガイド５５に構成してある弁座に当接している。
【００２４】
気液分離室３５からは気液分離室出口逆止弁４０を介して四方弁２と吐出逆止弁８の間に配管接続し、室内熱交換器６と冷房用絞り機構５の間からは戻り逆止弁１８を介して受液室３６の上方に配管接続してある。さらに気液分離室３５内の上方部に開口部を有し、下方部に小孔４１を有する液管４２と室外熱交換器逆止弁２６との間に室外熱交換器用絞り機構４を設け、室外熱交換器逆止弁２６と室外熱交換器用絞り機構４との間から吸入逆止弁２８とアキュムレータ７との間にバイパス電磁弁４３を介して配管接続し、冷房用絞り機構５は冷房用電磁弁１４を介して冷媒加熱器往き管３２と配管接続している。
【００２５】
４４はバーナ３１への燃料の供給を可変する燃料供給装置、４７は制御装置で圧縮機１、室内ファン２７、弁駆動手段３９、バイパス電磁弁４３、燃料供給装置４４、壁温検知器４５、加熱器出口温度検知器４６、室温検知器４８と電気的に接続され、圧縮機１、室内ファン２７、弁駆動手段３９、バイパス電磁弁４３、燃料供給装置４４の運転動作を制御する。
【００２６】
次に動作、作用について説明する。暖房運転中は冷房用電磁弁１４とバイパス電磁弁４３は閉状態であり、冷媒加熱器９でバーナ３１の燃焼熱によって加熱された冷媒は気液２相状態で冷媒加熱器出口管３３を通って気液分離室３５に流入し、液冷媒は気液分離室３５の下部に冷媒３８として溜まり、冷媒加熱器往き管３２より再び冷媒加熱器へ流入する。一方、気液分離されたガス冷媒は気液分離室出口逆止弁４０、四方弁２を通って室内熱交換器６に流入し、室内ファン２７の運転で室内側に放熱した冷媒は凝縮液化してさらに過冷却液となる。弁駆動手段３９が非通電の時は、弁体２９は弁ガイド５５に構成してある弁座に当接してある為、過冷却液冷媒の圧力が受液室３６の圧力よりも若干高くなると過冷却液冷媒が戻り逆止弁１８を通って受液室３６に入る。受液室３６に入った液冷媒は多孔板３７で拡散し、受液室３６内の蒸気状態の冷媒を凝縮させるので、受液室３６内の圧力が急速に減圧される。そうすると、室内熱交換器６の液冷媒が圧力の下がった受液室３６内に吸引され、受液室３６内は液冷媒で満たされる。
【００２７】
次に弁駆動手段３９を燃料供給装置４４と加熱器出口温度検知器４６の信号によって制御装置４７で予め設定した時間通電するとシャフト４９が弁体２９に当接し押し出されたシャフト５２で弁体２９が開き、図３に示すように受液室３６内は気液置換孔５６で気液置換を行い、受液室３２内の液冷媒は重力作用により、気液置換孔５６を通り気液分離室３５へ流入し、液冷媒３８として溜まる。次に燃料供給装置４４と加熱器出口温度検知器４６の信号で予め設定した時間を制御装置４７で非通電にするとシャフト４９はバネ５３で持ち上げられ弁体２９はバネ５７により閉状態となり再び受液室３６内へ室内熱交換器６から過冷却液冷媒が流入し受液室３６を液冷媒で満たしその後弁駆動手段３９を通電するという動作を繰り返す。ここで弁駆動手段３９を燃料供給装置４４と加熱器出口温度検知器４６の信号で予め設定した通電、非通電時間で制御するのは、燃焼量が大きくなると弁駆動装置３９の通電、非通電サイクルを多くし冷媒循環量を多くし、逆に燃焼量が小さくなると上記サイクルを少なくし冷媒循環量を少なくし燃焼量と冷媒循環量のバランスをとり、さらに２相状態の冷媒温度で冷媒の潜熱を間接的に検出し室内温度や室内ファン電圧等で冷媒圧力が変動しても冷媒循環量を最適に制御し安定した暖房運転を行うためである。
【００２８】
以上のことから１つの容器３０内に弁体２９を設けてある為、容器３０の底部から弁駆動手段３９の先端までの寸法を小さくすることができると共に、部品点数、接合加工箇所を削減でき、信頼性の向上、低コスト化が図れる。
【００２９】
次に暖房運転時に冷媒加熱器９の壁温検知器４５の温度が上昇した場合の弁駆動手段３９と燃料供給装置４４の動作を図４に示す。Ｔ１〜Ｔ３は壁温検知器４５の温度で、制御装置４７によってＴ１に到達すると弁駆動手段３９の弁体２９の閉時間を補正し、Ｔ２に到達するとバーナの上限燃焼量を低下させ、Ｔ３に到達するとバーナの燃焼を停止させるものである。時間ｔ１で燃焼開始し燃焼量上限値Ｑ１に到達し燃焼を継続すると、燃料供給装置４４の燃料供給量のばらつきによっては燃焼量と冷媒循環量のアンバランスが生じたり、冷媒の暖房回路以外の室外熱交換器３等へのリーク、あるいは機器外へのスローリークによる暖房回路中の冷媒量減少などで時間経過とともに冷媒加熱器への冷媒供給量不足が顕在化し壁温検知器４５の温度が上昇し時間ｔ２でＴ１になると制御装置４７は弁駆動手段３９の非通電時間を短くするように補正を行い、さらに時間ｔ３でＴ２に温度上昇すると制御装置４７で燃料供給装置４４にバーナ３１の燃焼量上限値をＱ２に低下させるように制御する。燃焼量の上限値がＱ２でも冷媒循環量に対しバーナ３１の燃焼量が大きい場合は時間ｔ４で壁温検知器４５の温度がＴ３に上昇し制御装置４７で燃焼停止となる。
【００３０】
以上のように冷媒加熱器９の壁温上昇を検知して弁駆動手段３９の非通電時間を補正したり、燃焼量を低下させるので冷媒加熱器９の温度の安定化が図れ、冷媒加熱器９の異常過熱を未然に防止し、冷媒加熱器の熱劣化の発生を防ぎ、機器の信頼性向上が図れ、異常過熱による機器停止回数が減少し暖房能力の低下はあるが暖房運転は継続できるため暖房機としての基本機能を満たし利便性も向上する。
【００３１】
また図４には時間ｔ４で燃焼停止後の機器の動作も示している。制御装置４７で時間ｔ５まで弁駆動手段３９で弁体２９の開閉動作を実行し、その後バイパス弁４３の開成と圧縮機１の運転によるパージ運転後バイパス弁４３を閉成しポンプダウンを実行する。
【００３２】
そして暖房運転停止後、弁駆動手段で弁体を複数回開閉動作実行し暖房冷媒回路の圧力を低下させ圧縮機の消費電力を抑えて、冷媒パージ運転で冷媒加熱器温度をすばやく低下させ、ポンプダウン運転で次回着火時に備えて冷媒加熱器９に液冷媒を確保できる為、機器の信頼性向上と再運転時の冷媒加熱器温度の安定化が図れる。
【００３３】
なお燃焼中に冷媒加熱器９の壁温検知器４５の温度がＴ２に到達しその後リモコンあるいはルームサーモオフで燃焼停止になると（図示せず）そのタイミングを利用して上記と同様に制御装置４７で弁駆動手段３９で弁体２９の開閉動作を複数回実行し、その後バイパス弁４３の開成と圧縮機１の運転によるパージ運転後バイパス弁４３を閉成しポンプダウンを実行し上記と同様な効果が得られる。
【００３４】
次にサーモオフ、サーモオン時の機器の動作について図５で説明する。時間ｔ６で室温検知器４８が設定値に達したことを検知してサーモオフでバーナ３１の燃焼が停止しすると弁駆動手段３９の弁体２９の閉成時間は制御装置４７で順次長く（ＴOF1＜ＴOF2＜ＴOF3＜・・・）して複数回動作させた後、弁駆動手段３９は非通電状態で保持（弁体は閉成状態）する。また時間ｔ７で室温検知器４８が設定値を下回るとサーモオンとなり制御装置４７で燃料供給装置４４の燃料供給開始とともに弁駆動手段３９を通電させ弁体２９を開成する。
【００３５】
以上のように燃焼停止時においても受液室３６への液冷媒の流入時間を順次長く確保することにより燃焼停止後の圧力低下で室内熱交換器６の出口液冷媒の過冷却度が低下しても冷媒加熱器９への液冷媒の供給を継続させることにより燃焼停止後の残熱による冷媒加熱器９の温度上昇を防止することができる。さらに複数回の弁体２９の開閉動作後弁体２９を閉状態のままに保持することにより受液室３６内へ液冷媒を流入させ、次の燃焼開始時まで液冷媒を保持し続け、時間ｔ７のサーモオンで燃焼開始すると受液室３６内に保持していた液冷媒を冷媒加熱器９に供給し冷媒加熱器９の温度上昇が防止でき安定した暖房運転ができ機器の信頼性の向上が図れる。
【００３６】
さらにサーモオン時複数回の冷媒加熱器９の異常温度上昇が発生した場合は、すなわち図５においてｔ８、ｔ９のサーモオンによる燃焼開始時、壁温検知器４５の温度が燃焼停止温度設定値を越えると以降ｔ１０からのサーモオン時は制御装置４７でバイパス弁の開成と圧縮機運転を燃焼開始時に実行するように動作する。ここで複数回としているのは室外熱交換器３や圧縮機１への冷媒リークであればポンプダウン運転で暖房回路の冷媒量は再び確保されるためサーモオン時毎回圧縮機１の運転は不要となるからである。そして冷媒が機器外へスローリークした場合あるいは室内側と室外側の設置条件などに拘らずサーモオンによる燃焼再開時に冷媒加熱器内に液冷媒が確保でき、冷媒加熱器の異常温度上昇の繰り返しが防止でき安定した暖房起動が実現できる。
【００３７】
なお、冷房運転はバイパス弁４３は閉成し冷房用電磁弁１４を開成し四方弁２を圧縮機１の吐出ガスが室外熱交換器３へ流入するように切り替え、圧縮機１と室内ファン２７及び室外ファン２５の運転により従来の圧縮機駆動の冷房を行う。
【００３８】
【発明の効果】
以上のように本発明によれば弁体を気液分離室と受液室を有する１つの容器内に設けてある為、容器底部から弁駆動装置の先端までの寸法が小さくすることができ構成の大巾なシンプル化、小型化、低コスト化が可能となり、バイパス弁を設けることで冷媒回路構成もシンプル化、低コスト化も図れ、さらに暖房運転起動時あるいは運転中の冷媒加熱器温度の安定化が図れ、安定した暖房運転と機器の信頼性向上が得られる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施例１の暖冷房機のシステムブロック図
【図２】同実施例１の弁駆動手段の断面図
【図３】同実施例１の弁体の開状態図
【図４】同実施例１の壁温温度による制御動作図
【図５】同実施例１のサーモオン／オフ時の制御動作図
【図６】従来の暖冷房機のシステムブロック図
【符号の説明】
１ 圧縮機
２ 四方弁
３ 室外熱交換器
４ 室外熱交換器用絞り機構
５ 冷房用絞り機構
６ 室内熱交換器
９ 冷媒加熱器
２６ 室外熱交換器逆止弁
２９ 弁体
３０ 容器
３４ 仕切板
３５ 気液分離室
３６ 受液室
３９ 弁駆動手段
４５ 壁温検知器
４７ 制御装置
Claims (4)
- 圧縮機、四方弁、室外熱交換器、室外熱交換器逆止弁、冷房用絞り機構、ファン付き室内熱交換器、アキュームレータを順次連結し、圧縮機と四方弁との間に吐出逆止弁、四方弁とアキュームレータとの間に吸入逆止弁を配し、室外熱交換器逆止弁と冷房用絞り機構との間には仕切板により気液分離室と受液室とに分離する容器をバーナ付き冷媒加熱器の上方に設け、前記気液分離室とバーナ付き冷媒加熱器とは冷媒加熱器往き管と冷媒加熱器出口管とでループ状に接続し、前記仕切板に穿設された開口部には弁駆動手段で開閉する弁体を有し、前記気液分離室、四方弁、室内熱交換器、戻り逆止弁、前記受液室とを順次連結すると共に、気液分離室内に立ち上がり気液分離室の下方に小孔を有する液管と室外熱交換器逆止弁との間に室外熱交換器絞り機構を有し、室外熱交換器逆止弁と室外熱交換器絞り機構との間から吸入逆止弁とアキュームレータとの間をバイパス電磁弁を介して接続し、前記冷房用絞り機構は冷房用電磁弁を介して前記冷媒加熱器往き管と接続し、前記戻り逆止弁は冷房用減圧機構と室内熱交換器との間から前記受液室へ接続し、前記バーナ付き冷媒加熱器の壁温検知器と、前記壁温検知器の検知温度が第一設定値に達すると前記弁駆動手段の弁体閉時間を短くするように補正し、前記第一設定値より高く設定した第二設定値に達するとバーナの上限燃焼量を低下させ、前記第二設定値より高く設定した第三設定値に達するとバーナの燃焼を停止させる制御装置とを設けた暖冷房機。
- 燃焼中にバーナ付き冷媒加熱器の壁温検知器の検知温度が第三設定値に達すると即燃焼停止し弁駆動手段で弁体を複数回開閉動作実行後、バイパス弁の開成と圧縮機運転によるパージ運転後バイパス弁を閉成し圧縮機運転によるポンプダウンを実行し、第二設定値に達すると燃焼停止時に弁駆動手段で弁体を複数回開閉動作実行後バイパス弁の開成と圧縮機運転によるパージ運転後バイパス弁を閉成し圧縮機運転によるポンプダウンを実行する制御装置を有する請求項１に記載の暖冷房機。
- 燃焼中にバーナ付き冷媒加熱器の壁温検知器の検知温度が第二設定値に達せずファン付き室内熱交換器に設けた室温検知器が所定値に達した場合の燃焼停止時は弁駆動手段の弁体開閉繰り返し動作の弁体閉時間を順次長く設定し、複数回の開閉動作のあと閉状態のまま保持するとともに、燃焼開始時はバーナに設けた燃料供給装置の燃料供給開始とともに弁体を開成するように弁駆動手段を動作させる制御装置を有する請求項１に記載の暖冷房機。
- 燃焼開始時にバーナ付き冷媒加熱器の壁温検知器の検知温度が第三設定値に達するようなサーモオンが複数回発生すると以降のサーモオン時はバイパス弁の開成と圧縮機運転を燃焼開始前に実行する制御装置を有する請求項１に記載の暖冷房機。
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|---|---|---|---|
| JP26266996A JP3684708B2 (ja) | 1996-10-03 | 1996-10-03 | 暖冷房機 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP26266996A JP3684708B2 (ja) | 1996-10-03 | 1996-10-03 | 暖冷房機 |
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| JPH10111035A JPH10111035A (ja) | 1998-04-28 |
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Family Applications (1)
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-
1996
- 1996-10-03 JP JP26266996A patent/JP3684708B2/ja not_active Expired - Fee Related
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| JPH10111035A (ja) | 1998-04-28 |
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