JPH0127350B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は、冷媒加熱器を有するヒートポンプ式
空気調和機の改良に関するもので、冷媒回路の簡
素化をはかり冷媒加熱時における室外熱交換器へ
の冷媒溜りを防止してより安定した暖房能力を得
ることを目的とするものである。

従来のこの種空気調和機を添付図面の第３図、
第４図を参考に説明する。

同図において、１は圧縮機、２は四方切換弁、
３は室外熱交換器、４は室外送風機、５は減圧
器、６は室内熱交換器、７は室内送風機で、これ
らにより基本の空調冷凍サイクルを構成してい
る。８は前記室外熱交換器３と前記減圧器５の間
に設けられた第１の開閉弁、９は前記室外熱交換
器３と前記四方切換弁８の間に設けた第３の開閉
弁、１０は前記減圧器５、前記第１の開閉弁８、
前記室外熱交換器３、前記第３の開閉弁９、前記
四方切換弁２からなる直列回路と並列にバイパス
させた冷媒加熱器、１１は前記冷媒加熱器１０の
入口に設けた第２の開閉弁、１２は前記冷媒加熱
器１０の出口と前記圧縮機１の吸入側を接続する
接続管、１３は前記四方切換弁２の戻り回路の出
口と前記接続管１２を接続する接続管、１４は前
記冷媒加熱器１０内に注入した水等の熱媒体、１
５は前記熱媒体１４を加熱する電気ヒータ、１６
は外気温度を検出するサーモスタツトである。こ
こで、前記第１、第２、第３の各開閉弁８，１
１，９および電気ヒータ１５、サーモスタツト１
６はそれぞれ第４図に示される如く接続されてい
る。

上記構成において、冷房運転時は、圧縮機１か
ら吐出された冷媒は、四方切換弁２、第３の開閉
弁９、室外熱交換器３、第１の開閉弁８、減圧器
５、室内熱交換器６、四方切換弁２を通り圧縮機
１へ戻る冷凍サイクルを構成する。

また暖房運転において室外空気熱源を吸熱して
暖房する通常運転では、圧縮機１から吐出された
冷房は、四方切換弁２、室内熱交換器６、減圧器
５、第１の開閉弁８、室外熱交換器３、第３の開
閉弁９、四方切換弁２を通り圧縮機１へ戻る冷凍
サイクルを構成する。

次に暖房運転中に低外気温になると、前記サー
モスタツト１６が作動し、冷媒加熱器１０の熱媒
体１４を加熱するヒータ１５が通電され、同時に
第１の開閉弁８、第３の開閉弁９を閉じた回路が
形成されるとともに第２の開閉弁１１が開放さ
れ、室外熱交換器３への冷媒の溜り込みを防ぐ。
したがつて、第１の開閉弁８、第３の開閉弁９を
閉じ、圧縮機１から吐出された冷媒が、四方切換
弁２、室内熱交換器６、第２の開閉弁１１、加熱
器１０を通り圧縮機１へ戻る冷凍サイクルを構成
する。

ここで、上記第３の開閉弁９を冷房運転時、通
電時開型の電磁弁コイルを使用した開閉弁を採用
すると、高温冷媒が流れるので、コイル温度が異
常に上昇し、開閉動作に支障を生じるおそれがあ
る。またそれを考慮すれば高価となる。さらに一
般の開閉弁では流通抵抗が大きいので、暖房運転
時の第３の開閉弁９を通過する冷媒は低圧として
流れてしまい、ここを通過する時に損失抵抗が加
算されてしまい、低圧が降下して、暖房能力が低
下するという問題が有る。このように従来の冷媒
回路では何らかの対策が必要であつた。

本発明は、上記従来の冷媒加熱器を具備した空
気調和機にみられる欠点を解消するものである。

以下、本発明をその一実施例を示す添付図面の
第１図、第２図を参考に説明する。

同図において、１ａは圧縮機、２ａは四方切換
弁、３ａは室外熱交換器、４ａは室外送風機、５
ａは減圧器、６ａは室内熱交換器、７ａは室内送
風機で、これらにより周知の基本となる冷凍サイ
クルを構成している。８ａは前記室外熱交換器３
ａと前記減圧器５ａの間に設けた第１の開閉弁、
９ａは前記減圧器５ａ、前記第１の開閉弁８ａ、
前記室外熱交換器３ａ、四方切換弁２ａからなる
直列回路と並列にバイパスさせた冷媒加熱器、１
０ａは前記冷媒加熱器９ａの入口に設けた第２の
開閉弁、１１ａは前記冷媒加熱器９ａの出口と前
記圧縮機１ａの吸込側を接続する接続管、１２ａ
は前記四方切換弁２ａの戻り回路の出口と前記接
続管１１ａを接続する接続管、１３ａは前記接続
管１２ａの間に設けた逆止弁、１４ａは前記冷媒
加熱器９ａ内に注入した熱媒体、１５ａは前記熱
媒体１４ａを加熱するヒータである。１６ａは室
外温度を検出して接点の切換えを行うサーモスタ
ツトで、前記第１の開閉弁８ａ、第２の開閉弁１
０ａ、ヒータ１５ａはそれぞれ第２図に示す如く
サーモスタツト１６ａに接続されている。

上記構成において、冷房運転時は、圧縮機１ａ
から吐出された冷媒は、四方切換弁２ａ、室外熱
交換器３ａ、第１の開閉弁８ａ、減圧器５ａ、室
内熱交換器６ａ、四方切換弁２ａおよび逆止弁１
３ａを通り圧縮機１ａへ戻る冷凍サイクルを構成
する。

また、暖房運転時において室外空気熱源を吸熱
して運転する通常運転では、圧縮機１ａから吐出
された冷媒は、四方切換弁２ａ、室内熱交換器６
ａ、減圧器５ａ、第１の開閉弁８ａ、室外熱交換
器３ａ、四方切換弁２ａ、逆止弁１３ａを通り圧
縮機１ａに戻る冷凍サイクルを構成する。

次に暖房運転で冷媒加熱器９ａを運転する冷媒
加熱運転では、サーモスタツト１６ａが「高」か
ら「低」側へ切換わり第１の開閉弁８ａを閉じ、
第２の開閉弁１０ａを開き、圧縮機１ａから吐出
された冷媒は四方切換弁２ａ、室内熱交換器６
ａ、第２の開閉弁１０ａ、冷媒加熱器９ａを通り
圧縮機１ａへ戻る冷凍サイクルを構成する。

このように、従来の第３の開閉弁３を省略して
四方切換弁２ａの戻り回路の出口と前記接続管１
１ａを接続する接続管１２ａの間に、逆止弁１３
ａを設けることにより、冷房運転時、高温冷媒が
流れるところに開閉弁がないので、開閉弁の動作
をさせる電磁コイルの異常温度上昇がなく、さら
に逆止弁１３ａは開閉弁と比べ、流通抵抗が少な
いので低圧側に使用しても、冷房および暖房能力
が低下しない。さらに冷媒加熱運転時、接続管１
１ａと逆止弁１３ａの入口側の圧力は、冷媒加熱
器９ａが運転されるため、常に接続管１１ａの方
が高く、室外熱交換器３ａに冷媒が流れず、よつ
て冷媒が溜らない。

なお、本実施例のサーモスタツト１６ａを、冷
凍サイクル中の圧力を検出する圧力スイツチある
いは、冷凍サイクル中の温度を検出するサーモス
タツトに代えてもよい。

さらに前記サーモスタツト１６ａを、外気温の
通常状態と低温状態に応じて手動操作する手動切
換スイツチと並列に組込むことにより同様に手
動、自動にて実施することができる。またもどり
冷媒に限らず高圧冷媒を加熱するようにしてもよ
い。

さらに前記ヒータ１５ａを、ガス、灯油等の加
熱源としてもよく、また温水を流して冷媒を加熱
してもよい。さらにまた第１の開閉弁８ａは減圧
機構５ａと第２の開閉弁１０ａの接続点の間に設
けてもよい。また暖房運転を室外空気熱源を吸熱
して運転する通常運転をせずに、冷媒加熱器９ａ
を使用する冷媒加熱運転だけで行なう場合は、第
１の開閉弁８ａを、室外熱交換器３ａから減圧器
５ａに冷媒が流れるようにした逆止弁に代えても
よい。

上記実施例より明らかなように、本発明の冷媒
加熱装置を具備した空気調和機の冷媒回路は、圧
縮機、四方切換弁、室外熱交換器、減圧機構、室
内熱交換器をそれぞれ連結してヒートポンプ式冷
凍サイクルを構成し、この冷凍サイクルに、一端
が前記室内熱交換器と減圧機構との間に連結され
他端が前記圧縮機の吸入側に連結されたバイパス
回路を設け、このバイパス回路に、第２の電磁開
閉弁を設け、さらに暖房サイクルにおける四方切
換弁出口と圧縮機の吸入側との間に圧縮機の吸入
側への冷媒の流れを許容する逆止弁を設け、さら
に前記冷凍サイクルにおける室外熱交換器と減圧
機構の間に、電磁開閉弁もしくは室外熱交換器か
ら減圧機構に冷媒が流れるようにした逆止弁を設
け、さらに前記バイパス回路の接続点と室内熱交
換器との間またはバイパス回路中に前記圧縮機へ
の吸入冷媒を加熱する冷熱加熱器を設け冷媒加熱
時における室外熱交換器への冷媒流入を阻止する
構造として、圧縮機の吸入側に逆止弁を設けた構
成としているため、冷媒加熱運転時および冷媒加
熱運転停止状態において、室外熱交換器に冷媒を
溜めることなく冷媒の加熱が行え、安定した冷媒
加熱による暖房サイクル運転が得られると同時
に、運転開始時から多量の冷媒循環が可能とな
り、立上り特性のよい暖房が行える。また室温制
御等の関係から圧縮機が停止した場合において
も、逆止弁により四方弁を介して室外熱交換器へ
冷媒が流れることがない。その結果、再起動時に
おいても十分な冷媒循環量が確保でき、安定した
再暖房運転が可能となり、快適性が損われること
もない。さらに冷媒加熱運転時において、冷媒は
減圧機構を通過することもないため、圧縮機の消
費電力も軽減できる。また逆止弁は、電磁式の開
閉弁よりも構造が簡単で部品点数が少ないため、
故障が少なく安価に作成でき、また電気回路の簡
素化がはかれ、さらには冷媒流通抵抗が小さく、
圧力低下を来たして冷凍能力の低下をおこすこと
がない。また電磁コイルがないため電気入力を必
要としない等、種々の利点を有するものである。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例における冷媒加熱装
置を具備した空気調和機の冷凍サイクル図、第２
図は同空気調和機における開閉弁、ヒータの電気
制御回路図、第３図は従来例を示す空気調和機の
冷凍サイクル図、第４図は同空気調和機における
開閉弁、ヒータの電気制御回路図である。 １ａ……圧縮機、２ａ……四方切換弁、３ａ…
…室外熱交換器、５ａ……減圧器、６ａ……室内
熱交換器、８ａ……第１の開閉弁、９ａ……冷媒
加熱器、１０ａ……第２の開閉弁、１３ａ……逆
止弁。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １ 圧縮機、四方切換弁、室外熱交換器、減圧機
   構室内熱交換器をそれぞれ連結してヒートポンプ
   式冷凍サイクルを構成し、この冷凍サイクルに、
   一端が前記室内熱交換器と前記減圧機構との間に
   連結され他端が前記圧縮機の吸入側配管に連結さ
   れたバイパス回路を設け、このバイパス回路に、
   冷媒加熱運転時に開とする第２の開閉弁を設け、
   前記四方切換弁の戻り回路の出口から前記バイパ
   ス回路の他端連結部までの間の配管に、前記バイ
   パス回路側から前記四方切換弁側への冷媒の流れ
   を阻止する逆止弁を設け、前記室外熱交換器と前
   記減圧機構の間に、冷媒加熱運転時に前記室外熱
   交換器への冷媒の流れを阻止する第１の開閉弁、
   または前記室外熱交換器から前記減圧機構に冷媒
   が流れるようにした第１の逆止弁を設け、前記バ
   イパス回路の一端側の接続点と前記室内熱交換器
   との間、またはバイパス回路中に前記圧縮機への
   吸入冷媒を加熱する冷媒加熱器を設けた空気調和
   機。