JPH02166339A - 冷媒加熱型暖冷房機 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 産業上の利用分野 本発明は暖冷房空調分野において、電動圧縮機で冷房を
行い、燃焼熱によって暖房を行なう冷媒加熱型暖冷房機
に関するものである。

従来の技術 従来のこの種の冷媒加熱型暖冷房機は、第２図に示す様
に、圧縮機１の吸入管２と吐出管３を接続する四方弁４
の他の２つの接続口に室外熱交換器５と逆止弁６と絞り
部７と室内熱交換器８とを順次ループ状に接続する回路
において、絞り部７と室内熱交換器８との接続管から分
岐して開閉弁９を介して、燃料ガス供給装置１０に接続
したバーナー１１により冷媒を加熱する加熱器１２に接
続するとともに、加熱器１２の出口管を圧縮機１の吸入
管２に分岐接続する様に構成されており、冷房運転は開
閉弁９を閉塞した状態で圧縮機１を運転し、室外熱交換
器５で、液化し絞り部７で膨張させ、室内熱交換器８で
蒸発吸熱し暖房を行ない冷媒蒸気は四方弁４を介して圧
縮機ｌの吸入側に戻り再び高圧蒸気となって圧縮機１よ
り圧送されていた。

一方、暖房運転は開閉弁９を開放した状態でバーナー１
１を燃焼させ加熱器１２で蒸発した冷媒蒸気を圧縮機１
により四方弁４を介して室内熱交換器８に圧送し凝縮放
熱させ暖房を行ない、凝縮した冷媒液を開閉弁９を通し
て再び加熱器１２に送りこみ蒸発させていた。

発明が解決しようとする課題 しかしながら上記のような構成では、暖房運転において
電力消費が多い圧縮機を運転しなければならず、ランニ
ングコストが高くなるばかりではなく、−船釣に圧縮機
の熱容量は大きいため、暖房運転開始時には冷媒の温度
が上昇しにくくなると同時に、暖房運転時には、室外熱
交換器と加熱器が四方弁を介して圧縮機の吸入側で連通
しているため、暖房始動時には室外熱交換器に溜った低
温の冷媒液を蒸発させる事となり、加熱器出口の蒸気の
温度を低下させてしまい、室内機の吹き出し温度を低下
させるとともに所定の吹き出し温度に到達する迄、長い
時間がかかるという課題を有していた。一方、長時間運
転しないで放置していた場合、冷媒が室外熱交換器に溜
り込み、加熱器側に冷媒がなくなる様な冷媒の分布状態
が生じ、この時に燃焼させると、加熱器の４度が異常に
上昇し、安全装置により運転を停止しなければならない
か、最悪の場合には加熱器が損傷するという事態に達す
るという課題も有していた。

本発明はかかる従来の課題を解消するもので、暖房運転
のランニングコストが安く、室内機の吹き出し温度を速
く立ち上らせることのできる冷媒加熱型暖冷房機を得る
事を第１の目的としている。

第２の目的は長時間運転をしないで放置された状態にお
いても、確実に運転ができる冷媒加熱型暖冷房機を得る
ことにある。

課題を解決するための手段 上記第１の課題を解決するために本発明は、燃料ガス供
給装置に接続したバーナーにより冷媒を加熱する加熱器
と、加熱器上方に設けられ出口管と入口管とによってル
ープ状に接続された気液セパレータと、気液セパレータ
の上方に設けられ出口管より分岐して第１開閉弁を介し
て蒸気導入管で上部に接続するとともに底部より第１逆
止弁を介して気液セパレータ上部に接続された受液器と
、気液セパレータの蒸気管より第２逆止弁と四方弁を介
して蒸気入口部に接続するとともに液出口部より第３逆
止弁を介して受液器上部に液管を接続した室内熱交換器
と、第２逆止弁と四方弁との接続管に第４逆止弁を介し
て吐出管を接続するとともに四方弁の一端に吸入管を接
続した圧縮機と、第４逆止弁と圧縮機との接続管より分
岐し第２開閉弁を介して蒸気入口部に接続するとともに
液出口部より第５逆止弁と絞り弁を介して第３逆止弁と
室内熱交換器との接続管に分岐接続した室外熱交換器と
、第２開閉弁と室外熱交換器との接続管より分岐し第６
逆止弁を介して四方弁の一端に接続した第１バイパス管
と、室外熱交換器と第５逆止弁との接続管より分岐し第
３開閉弁を介して受波器へ接続する第２バイパス管と、
第２バイパス管の分岐部と第５逆止弁との間の接続管よ
り分岐し第４開閉弁を介して加熱器に接続する第３バイ
パス管とからなり、暖房運転停止信号を受信後、バーナ
ーの燃焼を停止し、第２開閉弁と第３開閉弁と第４開閉
弁とを閉塞した状態で一定時間第１開閉弁を開閉し閉塞
した後、さらに一定時間前記第４開閉弁を開放し閉塞し
た後、圧縮機を一定時間運転するものである。

さらに第２の目的を達成するために、本発明は暖房運転
開始信号を受信した後、バーナーの燃焼を開始する以前
に、前回の暖房運転停止信号を受信した時から暖房運転
開始信号を受信した時迄の経過時間が一定時間以上経過
した場合にのみ、第１から第４迄の全ての開閉弁を閉じ
た状態で前記圧縮機を一定時間運転するようにしたもの
である。

作用 本発明は上記した構成によって、加熱器で蒸発した高温
高圧の冷媒蒸気が気液セパレータから四方弁を通って室
内機へ導かれ、凝縮し、液となって受液器に蒸気圧差に
よって吸入され、第１開閉弁の開放時に気液セパレータ
に重力作用によって落とし込まれ、さらに加熱器へと流
れ込むという冷媒の自然循環作用により、圧縮機を運転
する事なく暖房を行う事ができる。また、暖房停止直後
には第１開閉弁を一定時間開閉した後、第４開閉弁を一
定時間開放し閉塞した後、圧縮機を運転することにより
、室外熱交換器に溜り込んだ冷媒を第１バイパス管より
四方弁を通して暖房回路側に汲み上げる事により、次の
暖房運転時に加熱器内に冷媒が存在する事を保証し、確
実に素早く暖房運転を立ち上げる事ができる。

また、運転停止後長期にわたって放置された時、加熱器
、気液セパレータ、室内機等から少しずつ室外熱交換器
へ冷媒が漏れ込み、暖房回路側の冷媒が不足する事があ
るので、運転開始時に、前回の運転停止信号を受信して
からの経過時間がある一定時間を超えた時にのみ、全て
の開閉弁を閉じた状態で一定時間圧縮機を運転する事に
より、室外熱交換器内の冷媒を第１バイパス管から四方
弁を介して圧縮機吸入側に吸い込み暖房回路側に汲み上
げる。従って、冷媒汲み上げによって加熱器内に冷媒を
保証し長期間放置後も、安全に確実に暖房運転を開始す
ることができるものである。

実施例 以下、本発明の一実施例について添付図面にもとづいて
説明する。

第１図において、１３は燃料ガス供給装置ｌＯに接続し
たバーナー１１によって加熱される加熱器１２の上方に
設けられ、加熱器１２と出口管１４と入口管１５によっ
てループ状に接続された気液セパレータであり、１６は
気液セパレータ１３の上方に設けられ、出口管１４より
分岐して第１開閉弁１７を介して蒸気導入管１８を上部
に接続するとともに底部より第１逆止弁１９を介して気
液セパレータ１３の上部に配管接続された受液器１６で
あり、気液セパレータ１３からは第２逆止弁２０と四方
弁４を介して室内機８へ蒸気管２１が接続され、室内機
８からは第３逆止弁２２を介して受液器１６上部へ液管
２３が接続され暖房回路を構成している。一方、圧縮機
１の吸入管２は四方弁４の一端に接続されるとともに吐
出管３は第４逆止弁２４を介して第２逆止弁２０と四方
弁４の間に分岐接続されるとともに、第４逆止弁２４と
圧縮機１の間の吐出管３から分岐して第２開閉弁２５を
介して室外熱交換器５へ接続され、室外熱交換器５から
は第５逆止弁２６と絞り部７とを介して第３逆止弁２２
と室内熱交換器８とを接続する液管２３に分岐接続され
冷房回路を構成している。また２７は第２逆止弁２５と
室外熱交換器５との接続管より分岐して四方弁４へつな
がる第１バイパス管２８に設けられた第６逆止弁であり
、２８は室外熱交換器５と第５逆止弁２６との接続管よ
り分岐し受液器１６へ接続される第２バイパス管２９に
設けられた第３開閉弁であり、３０は第２バイパス管２
９の分岐部と第５逆止弁２６との間から分岐し加熱器１
２に接続される第３バイパス管３１に設けられた第４開
閉弁である。

上記構成において、冷房運転時は、第２開閉弁２５第３
開閉弁２８、第４開閉弁３０を開放し、圧縮機１を運転
させる。圧縮機１で圧縮された高温高圧蒸気は第２開閉
弁２５を通って室外熱交換器５で凝縮し液化した冷媒液
は第２バイパス管２９を通って受液器１６、第１逆止弁
１９、気液セパレータ１３、加熱器１２、第４開閉弁３
０を通って、第５逆止弁２６を介して絞り部７で膨張し
、室内機８に導かれ蒸発する事により冷房を行う、蒸発
した冷媒蒸気は蒸気管２１、四方弁４を通って圧縮機１
の吸入側に導かれ再び圧縮機１によって圧縮される冷房
サイクルを形成する。

一方、暖房運転時は、第２開閉弁２５、第３開閉弁２８
、第４開閉弁３０を閉塞した状態で第１開閉弁１７を周
期的に開閉させる。この時、加熱器１２内の冷媒液は燃
料ガス供給装置ｌＯに接続するバーナー１１の燃焼熱に
より加熱され、蒸発し、出口管工４から、気液セパレー
タ１３に入り、第２逆止弁、四方弁を通って室内機８に
送り込まれ凝縮し放熱する。

凝縮した冷媒液は第１開閉弁１７が閉塞している時、第
３逆止弁２２を介して液管２３を通って受液器１６に流
入する一方、第１開閉弁１７が開放状態になった時、受
液器１６内に溜った冷媒液は重力作用によって、第１逆
止弁１９を介して気液セパレータ１３に落とし込まれる
。さらに入口管１５を通って気液セパレータ１３内の冷
媒液を加熱器１２に再び流入し加熱され蒸発する。従っ
て、第１開閉弁１７を開閉させる事によって、冷媒の蒸
気圧の差と重力作用により、冷媒を自然循環させる事が
でき、熱搬送の為に多くの電力を消費することなく低ラ
ンニングコストの暖房運転が可能となる。

暖房運転終了時、すなわち暖房運転停止信号を受信した
時は、燃料ガス供給装置１０で供給を停止することによ
ってバーナーの燃焼を停止し、一定時間第１開閉弁１７
を開閉し、加熱器内の圧力を所定の温度にした後に第４
開閉弁３０を、一定時間開放し、加熱器１２内の液冷媒
を室外熱交換器５へ導き、室外熱交換器５内の圧力と温
度を上げた状態にし、再び第４開閉弁３０を閉塞し、圧
縮機１を運転する。この時、室外熱交換器５内に溜った
冷媒は第１バイパス管２８を通って四方弁４を介し、圧
縮機１の吸入側に導かれ、室内機８を通って暖房回路側
に汲み上げられる。従って、再度暖房運転を開始する時
は暖房回路側の加熱器１２、気液セパレータ１３内の冷
媒が充分保たれているためにすぐにバーナー１１の燃焼
を開始する事ができ室内機８から短時間の内に高温風を
吹き出す事ができる。

一方、長期間運転しないで停止してお（場合は、第５逆
止弁２６、第６逆止弁２７、第２開閉弁２５、第３開閉
弁２８、第４開閉弁３０かられずかずつ冷媒が室外熱交
換器５へ漏れ込む事もあるので、最悪の場合、バーナー
１１を燃焼させた時、加熱器１２が重焼状態になり破損
するという事態もあり得る。従って、運転開始時すなわ
ち、暖房運転開始の信号を受信した時に、前回の暖房停
止信号を受信した時からの経過時間を測る事により、経
過時間がある一定の時間を超えた場合にのみ、第１開閉
弁１７、第２開閉弁２５、第３開閉弁２８、第４開閉弁
３０を全て閉塞した状態で圧縮機１を運転させ室外熱交
換器５内に溜った冷媒を室内機８を通して暖房回路側に
汲み上げる。上記の冷媒汲み上げ運転によって、長期間
停止状態で放置した後でも加熱器を重焼させる事な（安
全に確実に暖房運転を開始させる事ができる。

発明の効果 以上のように本発明の冷媒加熱型暖冷房機によれば次の
効果が得られる。

（１）　　燃料ガスの燃焼熱によって冷媒を加熱する際
に発生する冷媒の蒸気圧の差と重力作用を利用して冷媒
を自然循環させ暖房を行っているため、圧縮機等のよう
に多（の電力を消費する事なく、ランニングコストの安
い暖房運転を実現できるという効果がある。

（２）暖房開始時は熱容量の大きな圧縮機を運転する必
要がないので、室内機の吹き出し温風温度を短時間に立
上げることができる。

（３）暖房運転終了直後室外熱交換器に溜った冷媒を圧
縮機によって暖房回路側に汲み上げておくために、暖房
運転開始時には、冷媒をすぐに加熱する事ができ、室内
機の吹き出し温風温度を素早く立ち上げることができる
。

（４）　　暖房運転開始時には暖房運転停止信号を受信
してから暖房運転開始信号を受信する迄の経過時間を計
測し、その値が、ある値よりも大きい場合にのみ、バー
ナーを燃焼させる前に圧縮機を運転し、室外熱交換器に
溜った冷媒を暖房回路側に汲み上げているため、長期間
停止状態の後でも加熱器内に冷媒があるため、重焼する
事なく安全に確実に暖房運転を再開する事ができる。

【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型暖冷房機
のシステム構成図、第２図は従来の冷媒加熱型暖冷房機
のシステム構成図である。 １・・・・・・圧縮機、４・・・・・・四方弁、５・・
・・・・室外熱交換器、７・・・・・・絞り部、１０・
・・・・・燃料ガス供給装置、１１・・・・・・バーナ
ー、１２・・・・・・加熱器、１３・・・・・・気液セ
パレータ、１６・・・・・・受液器、１７．２５．２８
．３０・・・・・・開閉弁、１９．２０．２２．２４．
２６．２７・・・・・・逆止弁。

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. （１）燃料ガス供給装置に接続したバーナーにより冷媒
   を加熱する加熱器と、前記加熱器上方に設けられ出口管
   と入口管とによってループ状に接続された気液セパレー
   タと、前記気液セパレータの上方に設けられ前記出口管
   より分岐して第１開閉弁を介して蒸気導入管で上部に接
   続するとともに底部より第１逆止弁を介して前記気液セ
   パレータ上部に接続された受液器と、前記気液セパレー
   タの蒸気管より第２逆止弁と四方弁を介して蒸気入口部
   に接続するとともに液出口部より第３逆止弁を介して前
   記受液器上部に液管を接続した室内熱交換器と、前記第
   ２逆止弁と前記四方弁との接続管に第４逆止弁を介して
   吐出管を接続するとともに前記四方弁の一端に吸入管を
   接続した圧縮機と、前記第４逆止弁と圧縮機との接続管
   より分岐し第２開閉弁を介して蒸気入口部に接続すると
   ともに液出口部より第５逆止弁と絞り部を介して前記第
   ３逆止弁と前記室内熱交換器との接続管に分岐接続した
   室外熱交換器と、前記第２開閉弁と前記室外熱交換器と
   の接続管より分岐し第６逆止弁を介して前記四方弁の一
   端に接続した第１バイパス管と、前記室外熱交換器と前
   記第５逆止弁との接続管より分岐し第３開閉弁を介して
   前記受液器へ接続する第２バイパス管と、前記第２バイ
   パス管の分岐部と前記第５逆止弁との間の接続管より分
   岐し第４開閉弁を介して加熱器に接続する第３バイパス
   管とからなり、暖房運転停止信号を受信後、前記バーナ
   ーの燃焼を停止し、前記第２開閉弁と第３開閉弁と第４
   開閉弁とを閉塞した状態で一定時間前記第１開閉弁を開
   閉し閉塞した後、さらに一定時間前記第４開閉弁を開放
   し閉塞した後、前記圧縮機を一定時間運転する冷媒加熱
   型暖冷房機。
2. （２）暖房運転開始信号を受信した後、バーナーの燃焼
   を開始する以前に、前回の暖房運転停止信号を受信した
   時から前記暖房運転開始信号を受信した時迄の経過時間
   が一定時間以上経過した場合にのみ前記第１、第２、第
   ３、第４の開閉弁を閉じた状態で前記圧縮機を一定時間
   運転する特許請求の範囲第（１）項記載の冷媒加熱型暖
   冷房機。