JPH0155390B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

（技術分野） 本発明は冷凍装置、詳しくは、圧縮機と、凝縮
器となる第１熱交換器及び蒸発器となる第２熱交
換器とを備えた冷凍装置に関する。 （従来技術） この種冷凍装置において、熱交換器を所望の能
力で作用させるために、凝縮液冷媒の過冷却度と
吸入ガスの過熱度とのうち、一方のみを制御する
如く成したものは、実公昭46−26914号公報や実
開昭53−123661号公報に記載されているように、
すでに知られている。 しかしながら、前記冷凍装置において、凝縮液
冷媒の過冷却度と吸入ガス冷媒の過熱度との両方
を同時に制御して、冷凍装置全体を効率よく運転
する如く成したものは、全く提案されていなかつ
た。 （発明の目的） 本発明は、吸入ガス冷媒の過熱度と凝縮液冷媒
の過冷却度とを同時に調整して、冷媒の、蒸発器
として作用する熱交換器の出入口におけるエンタ
ルピ差および循環冷媒量を相互に適正化すること
により、消費動力に対する能力（EER）が向上
できる点に着目して発明したもので、目的は、過
冷却度調整用の膨張弁と、吸入ガスの過熱度調整
用の膨張弁とを設けると共に、これら膨張弁を同
時に作用させられるように成して、効率の良い運
転ができるようにする点にある。 （発明の構成） 本発明の構成は、圧縮機と、蒸発器となる第１
熱交換器及び凝縮器となる第２熱交換器とを備え
た冷凍装置であつて、前記第１及び第２熱交換器
を連結する冷媒液管における前記第２熱交換器側
に、凝縮液冷媒の過冷却度を調整する第１膨張弁
を設け、かつ、前記第１熱交換器側に吸入ガス冷
媒の過熱度を調整する第２膨張弁を設けて、これ
ら膨張弁を同時に作用させる如く成すと共に、前
記第１膨張弁と前記第２膨張弁との間に、受液器
を設ける一方、この受液器のガス域を、前記第２
膨張弁の出口側に減圧機構をもつガス抜通路を介
して連通させて、前記受液器に前記各膨張弁を通
過する冷媒量のアンバランスを吸収させる如く成
したのである。 （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図に示したものは、圧縮機１および蒸発器
として作用する第１熱交換器２を備える室外ユニ
ツトＡに、凝縮器として作用する第２熱交換器３
を備える室内ユニツトＢを接続して成る、暖房専
用の分離形冷凍装置である。 前記室内ユニツトＡに設ける前記機器は、それ
ぞれ冷凍配管で接続しているのであつて、第１図
において４は吐出ガス管、５は吸入ガス管、６は
冷媒液管であり、該液管６に詳しくは後記する過
冷却度および過熱度調整用の一対の電気式の第
１、２膨張弁７，８を介装している。 そして、前記室内ユニツトＢの前記第２熱交換
器３を、一体の連絡管９を介して前記室外ユニツ
トＡの吸入ガス管４、冷媒液管６にそれぞれ接続
することにより、冷媒回路を形成している。 而して、以上の如く構成する冷凍装置におい
て、 第１に、前記液管６に、凝縮液冷媒の過冷却度
を調整する電気式の前記第１膨張弁７と吸入ガス
冷媒の過熱度を制御する電気式の前記第２膨張弁
８とを、第１膨張弁７を第２熱交換器３側にし
て、換言すると、第２膨張弁８を第１熱交換器２
側にして順次介装するのである。尚、前記第１、
第２膨張弁７，８はそれぞれステツパー電動機を
備え、後記する各温度検出器からの出力により開
度制御する如く成している。そして、 第２に、回路中の余剰冷媒を貯溜すると同時
に、前記第１、第２膨張弁７，８を通過する冷媒
量のアンバランスを吸収すべく、前記液管６にお
ける、前記第１、第２膨張弁７，８の間に受液器
１０を介装し、更に、この受液器１０のガス域を
前記第２膨張弁８の出口側の前記液管６に、減圧
機構としてのキヤピラリーチユーブ１１を介装す
るガス抜通路１２を介して接続するのである。 更に、本実施例においては、室外ユニツトＡ内
において、凝縮液冷媒の過冷却度と吸入ガス冷媒
の過熱度との両方を検出できるように下記の如く
構成している。即ち、 第１に、前記吸出ガス管４と吸入ガス管５と
を、凝縮器として作用する検出用熱交換器１３と
キヤピラリーチユーブ１４とを順次介装する検出
回路１５により接続して、該回路１５における前
記熱交換器１３で吐出ガス冷媒が吐出ガス圧力と
同圧で凝縮し、更に、この凝縮した液冷媒が前記
キヤピラリーチユーブ１４の出口側で今度は吸入
ガス圧力と同圧で蒸発する如く成す一方、 第２に、前記検出用熱交換器１３の出口側に、
吐出ガス冷媒の圧力相当飽和温度を検出する第１
温度検出器１６を設けると同時に、前記液管６に
おける前記第１膨張弁７の第２熱交換器３側に、
凝縮液冷媒の温度を検出する第２温度検出器１７
を設け、これら温度検出器１６，１７の検知温度
により、凝縮液冷媒の過冷却度が検出できるよう
に成し、又、 第３に、前記キヤピラリーチユーブ１４の出口
側に、吸入ガス冷媒の圧力相当飽和温度を検出す
る第３温度検出器１８を設けると共に、前記吸入
ガス管５に吸入ガス温度を検出する第４温度検出
器１９を設け、これら温度検出器１８，１９の検
知温度から吸入ガス冷媒の過熱度を検出できるよ
うに成している。 そして、前記第１、第２温度検出器１６，１７
と前記第１膨張弁７とを、また、前記第３、第４
温度検出器１８，１９と、前記第２膨張弁８とを
それぞれ制御器Ｋを介して信号送信用の配線で接
続し、前記各膨張弁７，８を前記第１、第２、ま
たは第３、第４温度検出器１６，１７または１
８，１９の出力により制御するように成してい
る。尚、前記制御器は、前記各温度検出器１６，
１７または１８，１９からの出力を入力して、各
温度差を算出することにより、過冷却度、過熱度
を検出して出力する如く成している。 次に、以上の如く構成する冷凍装置の運転に伴
なう作用を説明する。 圧縮機１を駆動させると、冷媒は、圧縮機１→
第２熱交換器３→第１膨張弁７→受液器１０→第
２膨張弁８→第１熱交換器２→アキユムレータ２
０→圧縮機１と循環して、前記第２熱交換器３に
おいて吐出ガスが凝縮することにより、暖房作用
を生じるのであり、また、この凝縮した液冷媒は
前記第１膨張弁７で中間圧に減圧され、前記受液
器１０を通つて更に、第２膨張弁８で減圧されて
低圧となり、前記第１熱交換器３で蒸発するので
ある。 これと同時に、圧縮機１から吐出される吐出ガ
ス冷媒の一部が前記検出回路１５に流入し、前記
検出用熱交換器１３において吐出ガス圧力と同圧
圧力で凝縮して高圧液冷媒となり、更に、前記キ
ヤピラリーチユーブ１４で減圧されて、今度は吸
入ガス圧力と同圧圧力となつて蒸発し、前記吸入
ガス管５に還流するのである。 そして、前記第１、第２温度検出器１６，１７
がそれぞれ吐出ガス冷媒の圧力相当飽和温度、第
２熱交換器３の出口側の凝縮液冷媒の温度を検知
し、これら検知温度を基に前記第１膨張弁７の開
度制御が成され、前記凝縮液冷媒の過冷却度が設
定過冷却度に制御されるのである。 また、同様にして第３、第４温度検出器１８，
１９がそれぞれ吸入ガス冷媒の圧力相当飽和温
度、吸入ガス温度を検知し、これら検知温度を基
に、前記第２膨張弁８の開度制御が成され、前記
吸入ガス冷媒の過熱度が設定過熱度に保持される
のである。 而して、以上の如く、２個の第１、第２膨張弁
７，８を同時に作用させるためには、前記第１、
第２膨張弁７，８間に、該各膨張弁７，８を通過
する冷媒量のアンバランスを吸収可能に成す必要
があるが、この機能を前記受液器１０とガス抜通
路１２とが果しているのである。 即ち、前記した如く、前記受液器１０内は中間
圧となつており、しかも前記ガス抜通路１２を介
してガス域を低圧配管に連通しているから、前記
第１、第２膨張弁７，８を通過する冷媒量にアン
バランスが生じた場合、例えば、 第１膨張弁７を通過する冷媒量が第２膨張弁
８を通過する冷媒量よりも多くなつた場合に
は、これら通過冷媒量の差分は前記受液器１０
により吸収されるのであり、また、 逆に、第１膨張弁７に対し、第２膨張弁８の
通過冷媒量の方が多くなつた場合には、これら
通過冷媒量の差分は前記受液器１０内の液冷媒
により補填されるのであつて、 斯くして、前記通過冷媒量のアンバランスは常
に前記受液器１０により吸入できるのである。従
つて、前記第１、第２膨張弁７，８の開度をそれ
ぞれ独立に調節することにより、各別に通過冷媒
量を制御でき、この結果、凝縮液冷媒の過冷却度
と吸入ガス冷媒の過熱度とを同時に所望の設定値
に制御できるのである。 尚、本実施例においては、前記した如く、室外
ユニツトＡに前記検出回路１５を設け、吐出ガス
冷媒の圧力相当飽和温度（凝縮温度）を検出でき
るようにしたから、換言すると吐出ガス冷媒の凝
縮温度を検出するために、前記第２熱交換器２の
入口側、即ち、室内ユニツトＢに温度検出器を設
けなくてよいから、前記第１〜第４温度検出器１
６〜１９をすべて室外ユニツトＡ内に設けること
ができるのであり、従つて、前記第１、第２膨張
弁７，８と前記第１、第２および第３、第４温度
検出器１６，１７および１８，１９とを接続する
配線を、室外・室内ユニツトＡ，Ｂ間のわたり配
線とすることなく、すべて室外ユニツトＡ内に配
設でき、この結果、配線作業も容易に行なえるの
である。 また、前記ガス抜通路１２の設け方は前記した
ものに限ることなく、第１図点線イで示すよう
に、一端を前記受液器１０のガス域に接続すると
共に、他端を前記吸入ガス管５に接続してもよ
い。 次に、本発明の第２実施例を第２図に基づいて
説明する。 第２図に示したものは、１台の室外ユニツトＡ
に、３台の室内ユニツトＢ，Ｃ，Ｄを並列に接続
すると共に、給湯ユニツトＥを接続し、冷房・暖
房運転以外に冷房・給湯運転を行なえるようにし
た分離形の冷凍装置である。 そして、前記暖房運転時に、凝縮液冷媒の過冷
却度と吸入ガス冷媒の過熱度とを同時に制御でき
るようにしている。 以下、各運転を行なうための主回路を説明した
後に、前記検出回路の構成を説明する。 室外ユニツトＡにおいて、１は圧縮機、２は第
１熱交換器、８は暖房運転時、給湯運転時に作用
する吸入ガス冷媒の過熱度調整用の電気式の第２
膨張弁、７は各室内ユニツトＢ，Ｃ，Ｄに対応し
て設ける第１膨張弁で、暖房運転時に過冷却度調
整用の弁として作用し、冷房および冷房・給湯運
転時には過熱度調整弁として機能するものであ
る。また、１０は余剰冷媒を貯溜する受液器で、
第１実施例と同様に暖房運転時には前記第１、第
２膨張弁７，８の各通過冷媒量のアンバランスを
吸収できるように、該受液器１０のガス域を暖房
時の低圧配管に、キヤピラリーチユーブ１をもつ
ガス抜通路１２を介して接続している。尚、３２
は逆止弁である。 また、SV₁，SV₂はそれぞれ前記各運転を行な
うために冷媒回路を切換えるための四路切換弁、
２１は冷房運転時にのみ冷媒の流れを許す逆止
弁、２２は同じく給湯および給湯・冷房運転時の
み流れを許す逆止弁、２３はデフロスト運転時の
み開放する開閉弁、３１も開閉弁である。 一方、４は室内ユニツトＢ，Ｃ，Ｄに設ける各
第２熱交換器、３０は前記給湯ユニツトＥに設け
る給湯用熱交換器である。尚、その他第２図に示
した符号で、第１実施例第１図に示したものと同
符号のものは、それぞれ第１実施例と同一の構成
を示すものである。 而して、第１表に示す如く、前記四路切換弁
SV₁，SV₂を切換操作し、また各開閉弁２３を開
閉操作し、更に、前記各第１膨張弁７および第２
膨張弁８を過熱度制御（以下、SHと表示する）
弁として作用させるか、過冷却制御（以下、SC
と表示する）弁として作用させるかによつて、前
記４通りの運転が行なえる。

【表】 尚、四路切換弁SV₁，SV₂は通電（ON）によ
り第２図点線側配管を連通し、非通電（OFF）
により第２図実線側配管を連通するものである。 又、各開閉弁２３は通電（ON）開形のもので
ある。 又、第２図において、実線矢印ハは冷房運転時
の冷媒回路を、点線矢印ニは冷房・給湯運転、一
点鎖線矢印ホは給湯運転を、二点鎖線矢印ヘは暖
房運転時の冷媒回路を示すものである。 次に、第１、第２膨張弁７，８の制御手段につ
いて説明する。 第１に、前記実施例と同様に、一端を吐出ガス
管４に、また、他端を吸入ガス管５に接続し、か
つ、検出用熱交換器１３、キヤピラリーチユーブ
１４を順次介装する検出回路１５を設け、 第２に、暖房運転時に、第２熱交換器３の出口
側の凝縮液冷媒の過冷却度を検出すべく、前記検
出用熱交換器１３の出口側と、前記各第１膨張弁
７の室内ユニツトＢ，Ｃ，Ｄ側とにそれぞれ吐出
ガス冷媒の圧力相当飽和温度、凝縮液冷媒温度を
検知する第１、第２温度検出器１６，１７を設
け、また、 第３に、暖房および給湯運転時、吸入ガスの過
熱度を検出すべく、前記キヤピラリーチユーブ１
４の出口側と吸入ガス管５とにそれぞれ吸入ガス
冷媒の圧力相当飽和温度、吸入ガス冷媒温度を検
知する第３、第４温度検出器１８，１９を設け、
更に、 第４に、冷房および冷房給湯運転時に各室内ユ
ニツトＢ，Ｃ，Ｄ毎に吸入ガス冷媒の過熱度を検
出すべく、前記第３温度検出器１８を利用する他
に、冷房、冷房給湯運転時、吸入ガス通路となる
各ガス側支管２４に吸入ガス冷媒温度を検知する
各第５温度検出器２５を設け、そして、 第５に、第１膨張弁７に、第１、第２および第
３、第５温度検出器１６，１７および１８，２５
を選択的に作用可能に制御器（図示せず）を介し
て接続し、また、第２膨張弁８に、第３、第４温
度検出器１８，１９を制御器（図示せず）を介し
て接続するのである。 斯くして、暖房運転時、第１膨張弁７を第１、
第２温度検出器１６，１７の出力を基に、また、
第２膨張弁８を第３、第４温度検出器１８，１９
の出力を基に作用させることにより、凝縮液冷媒
の過冷却度制御と吸入ガス冷媒の過熱度制御とが
同時に行なえるのである。又、この時、前記第
１、第２膨張弁７，８を通過する冷媒量のアンバ
ランスは前記受液器１０により吸収できるのであ
る。 また、冷房、冷房・給湯運転時には、前記第
３、第５温度検出器１８，２５の出力を基に前記
第１膨張弁７が、各室内ユニツトＢ，Ｃ，Ｄ毎に
吸入ガス冷媒の過熱度を所望の値に制御する如く
作用する。 更に、給湯運転時には、前記第３、第４温度検
出器１８，１９の出力を基に、前記第２膨張弁８
が吸入ガス冷媒の過熱度を制御する如く作用す
る。 尚、本実施例においては、前記検出回路１５の
入口側と吸入ガス管５とを接続し、かつ、電気式
の制御弁２６を介装するホツトガスバイパス管２
７を設けており、前記制御弁２６に、前記第１、
第３温度検出器１６，１８を接続し、暖房・給湯
運転時、前記第１温度検出器１６の出力を基に、
前記制御弁２６の開度制御を行なうことにより、
高圧制御を、また、冷房、冷房・給湯運転時に、
前記第３温度検出器１８の出力を基に開度制御を
行なうことにより、低圧制御が行なえるようにし
ている。 また、上記実施例においては、前記各膨張弁
７，８および制御弁２６はステツパ−電動機を備
えるものを用いたが、これ以外に、特公昭（55−
143362）号公報に記載されている様な熱電形の電
気式膨張弁や、特開昭53−1352号公報に記載され
ているソレノイドを用いた電気式膨張弁（流量調
整弁）を用いてもよい。 （発明の効果） 以上の如く、本発明は、前記第１及び第２熱交
換器２，３を連結する冷媒液管６における前記第
２熱交換器３側に、凝縮液冷媒の過冷却度を調整
する第１膨張弁７を設け、かつ、前記第１熱交換
器２側に、吸入ガス冷媒の過熱度を調整する第２
膨張弁８を設けると共に、前記第１膨張弁７と前
記第２膨張弁８との間に、受液器１０を設ける一
方、この受液器１０のガス域を、前記第２膨張弁
８の出口側に減圧機構１１をもつガス抜通路１２
を介して連通させたから、凝縮液冷媒の過冷却度
制御と吸入ガス冷媒の過熱度とを同時に制御で
き、この結果、装置全体を、効率良く運転できる
のである。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の第１実施例を示す冷媒回路
図、第２図は同じく第２実施例を示す冷媒回路図
である。 １……圧縮機、２……第１熱交換器、３……第
２熱交換器、６……冷媒液管、７……第１膨張
弁、８……第２膨張弁、１０……受液器、１１…
…キヤピラリーチユーブ（減圧機構）、１２……
ガス抜通路。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １ 圧縮機１と、蒸発器となる第１熱交換器２及
   び凝縮器となる第２熱交換器３とを備えた冷凍装
   置であつて、前記第１及び第２熱交換器２，３を
   連結する冷媒液管６における前記第２熱交換器３
   側に、凝縮液冷媒の過冷却度を調整する第１膨張
   弁７を設け、かつ、前記第１熱交換器２側に、吸
   入ガス冷媒の過熱度を調整する第２膨張弁８を設
   けると共に、前記第１膨張弁７と前記第２膨張弁
   ８との間に、受液器１０を設ける一方、この受液
   器１０のガス域を、前記第２膨張弁８の出口側に
   減圧機構１１をもつガス抜通路１２を介して連通
   させたことを特徴とする冷凍装置。