JPH0221731Y2 - - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】 本考案は、ヒートポンプ式空気調和機に関す
る。

一般にヒートポンプ式空気調和機の冷媒回路は
暖房運転時と冷房運転時とで冷媒循環量が変化す
るのであつて、前記暖房運転時は冷房運転時に比
して低圧が低下するため、最適冷媒循環量が冷房
運転時に比して著しく減少するのである。その結
果、冷房運転時に合わせて冷媒回路に冷媒を充填
すると、暖房運転時には前記冷媒回路の高圧側に
溜る液分媒量が冷房時に比して著しく増大するの
である。

そこで、従来実開昭57−50663号公報に記載さ
れ、第３図に示すように、暖房運転への切換えに
より冷媒回路に余剰となる液冷媒を吸収して、貯
溜するために、暖房運転時作用する液管５１の高
圧側に冷媒量調整器５２を介装し、そ冷媒量調整
器５２の作用によつて、冷・暖房運転のいづれか
の時にも最適の冷媒循環量が得られるようにして
いるのである。

更に具体的には、第３図に示す如く、暖房用の
キヤピラリーチユーブ５３と前記冷媒量調整器５
２との直列管路と、第３図点線矢印方向への流れ
のみ許す、冷房運転時作用する逆止弁５４との並
列回路５５を形成する一方、冷房用のキヤピラリ
ーチユーブ５６と第３図実線矢印方向への流れの
みを許す、暖房運転時作用する逆止弁５７との並
列回路５８を形成している。そして、それら並列
回路５５，５８を利用側熱交換器５９と熱源側熱
交換器６０とを結ぶ前記液管５１にそれぞれ介装
しているのである。

尚、６１は圧縮機、６２はアキユムレータ、６
３は四路切換弁である。

而して、暖房運転時には冷媒が利用側熱交換器
５９→逆止弁５７→冷媒量調整器５２→キヤピラ
リーチユーブ５３→熱源側熱交換器６０へと流れ
ることにより、高圧側の余剰の液冷媒を前記冷媒
量調整器５２に貯溜できるのである。

一方、冷房運転には冷媒が、熱源側熱交換器６
０→逆止弁５４→キヤピラリーチユーブ５６→利
用側熱交換器５９と流れ、しかも前記冷媒量調整
器５２内を冷房運転時高温の冷媒ガスの流れるガ
ス管６４を挿通させているので、前記冷媒量調整
器５２には冷媒が貯溜されないようになつている
のある。

従つて、前記冷媒量調整器５２により、冷・暖
房運転時の高圧側に溜る液冷媒の変動量を吸収で
きるのであつて、その結果、冷媒回路に冷房運転
時に必要な冷媒量を充填していても、暖房運転時
に冷媒回路の冷媒充填量が多すぎ、そのために冷
媒循環量も過多となつて液バツクを生じるような
こともないのである。

しかしながら、上記従来の装置の暖房運転時の
作用についてより詳しく検討すると、前記従来の
ものは熱源側熱交換器６０の周囲温度、即ち外気
温が著しく低下した場合に、それに応じて冷媒循
環量が更に減少するように、前記冷媒量調整器５
２を作用させることができないので、外気温が著
しく低下した場合には液バツクを生じる問題があ
るのである。

具体的には、前記従来の装置は暖房用のキヤピ
ラリーチユーブ５３の高圧側の液管５１側に冷媒
量調整器５２を単に直列に接続しているから、外
気温の変化によつて前記冷媒量調整器５２に貯溜
する冷媒量を増減することができず、従つて冷媒
循環量も変化させることができないのである。

従つて、暖房運転時に外気温が著しく低下し
て、熱源側熱交換器６０での吸熱量が減少した場
合に、それに伴なつて冷媒循環量を減少させるこ
とができないのであつて、そのために容易に液バ
ツクを生じる問題があるのである。

換言すれば、従来の此種装置は暖房運転の可能
領域が外気温によつて大きく制約される問題があ
つたのである。

本考案は上記従来の問題点に鑑みたもので、目
的とするところは、暖房運転時で外気温低下時に
冷媒量調整器に冷媒回路に余剰となつた冷媒を強
制的に貯溜させてやることにより、暖房運転時の
外気温による運転可能領域を拡大できながら、冷
媒循環量を速やかに減少して安定した暖房運転が
可能となるようにする点にある。

更に詳しくは、冷媒量調整器とキヤピラリーチ
ユーブと開閉弁との直列管路を暖房用のキヤピラ
リーチユーブをバイパスするように液管に接続す
ると共に、前記冷媒量調整器を暖房運転時利用側
熱交換器から流出するガス冷媒と熱交換可能にし
て、暖房運転時の外気温低下時に、前記開閉弁を
閉にすることにより、前記冷媒量調整器に冷媒を
強制的にかつ速やかに貯溜させ、そのことによつ
て冷媒循環量を速やかに減少させ、従つて液バツ
クを防止できるようにすると共に、安定した暖房
運転を可能にする点にある。換言すると、暖房運
転時の外気温に対する運転可能領域を大きく拡大
できながら、安定した暖房運転を可能にする点に
あるのである。

そして、本考案の構成は、暖房運転時凝縮器と
なる利用側熱交換器と暖房運転時蒸発器となる熱
源側熱交換器とを備え、これら熱交換器を結ぶ液
管に、暖房用のキヤピラリーチユーブを接続する
と共に、前記暖房用のキヤピラリーチユーブを側
路するバイパス路を設けて、このバイパス路に暖
房運転時前記熱源側熱交換器から流出するガス冷
媒と熱交換可能な冷媒量調整器と、暖房時におけ
る外気温度の低下で閉動作する開閉弁及び該開閉
弁の開動作時作用するキヤピラリーチユーブを介
装したことを特徴とするものである。

以下、本考案の実施例を図面に基づいて説明す
る。

本実施例のヒートポンプ式空気調和機の冷媒回
路を第１図に基づいて説明すると、圧縮機１の吐
出管２を冷・暖房運転で冷媒回路を逆サイクルに
切換える四路切換弁３の一つの接続ポートに接続
すると共に、前記圧縮機１の吸入管４をアキユー
ムレータ５を介して前記四路切換弁３の他の接続
ポートに接続している。又、前記四路切換弁３の
一方の切換ポートを暖房運転時凝縮器となり冷房
運転時蒸発器となる利用側熱交換器６に第１ガス
管７を介して接続し、側方の切換ポートを暖房運
転時蒸発器となり冷房運転時凝縮器となる熱源側
熱交換器８に第２ガス管９を介して接続してい
る。そして、前記利用側熱交換器６と前記熱源側
熱交換器８とを液管１０で接続している。前記利
用側熱交換器６は温水又は冷水を生成する水用熱
交換器であり、前記熱源側熱交換器８は外気と熱
交換する空気熱交換器である。又、前記液管１０
には、冷房用のキヤピラリーチユーブ１１と暖房
時作用し、第１図点線矢印方にのみ流れを許す逆
止弁１２との第１並列回路１３を介装し、更に、
前記第１並列回路１３と前記熱源側熱交換器８と
の間の前記液管１０に暖房用のキヤピラリーチユ
ーブ１４と冷房時作用し、第１図実線矢印方向の
みに流れを許す逆止弁１５との第２並列回路１６
を介装するのである。

斯く構成することにより、冷房運転時に冷房用
のキヤピラリーチユーブ１１を、又、暖房運転時
には暖房用のキヤピラリーチユーブ１４をそれぞ
れ機能させられるようにしているのである。

斯く構成する冷媒回路において、冷媒量調整器
１７を介装するバイパス路１８を前記第１，２並
列回路１３，１６をバイパスする如く前記液管１
０に接続するのである。即ち、前記バイパス路１
８の一端を前記利用側熱交換器６と第１並列回路
１３との間の液管部分１０ａに接続する一方、他
端を前記熱源側熱交換器８と第２並列回路１６と
の間の液管部分１０ｂに接続するのである。

換言すると、前記バイパス路１８を暖房用の前
記キヤピラリーチユーブ１４を側路する如く設け
るのである。

更に、前記バイパス路１８における前記冷媒量
調整器１７により前記液管部分１０ｂ側に、暖房
運転時において、外気温が設定値以下に低下する
と閉動作する電磁弁などの開閉弁１９及び、該開
閉弁１９の開動作時に作用するキヤピラリーチユ
ーブ２０を介装するのである。

斯くすることにより、暖房運転時で外気温低下
時に前記開閉弁１９を閉動作することによつて、
前記冷媒量調整器１７に液冷媒を貯溜できるよう
に成しているのである。

尚、前記バイパス路１８と冷媒量調整器１７と
の具体的接続態様は、下記の通りとするのが望ま
しい。すなわち、暖房運転時を基準に説明すれ
ば、暖房運転時冷媒量調整器１７へ液冷媒を流入
させるバイパス路１８は前記冷媒量調整器１７の
上端部に接続し、冷媒量調整器１７から液冷媒を
流出させるバイパス路１８は冷媒量調整器１７の
下端部に接続するのである。

また、前記暖房用のキヤピラリーチユーブ１４
と前記バイパス路１８のキヤピラリーチユーブ２
０との各抵抗値は、通常の暖房運転時で前記開閉
弁１９の開動作時に、前記冷媒量調整器１７に液
冷媒がたまらないように設定する必要があり、一
方、外気温低下時の前記開閉弁１９の閉動作時に
は前記暖房用キヤピラリーチユーブ１４のみを流
通する液冷媒量が適正な量となるように設定する
必要がある。

又、前記冷媒量調整器１７は第２ガス管９に熱
交換可能に設けるのである。そのことによつて、
暖房運転時前記第２ガス管９には低温のガス冷媒
が流れるから、前記冷媒量調整器１７は冷却され
て、該冷媒量調整器１７に液ガス混合冷媒が流入
しても、ガス冷媒は液化されるのであつて、前記
調整器１７に、液冷媒を速やかに溜めることがで
きるし、又、冷房運転時およびデフロスト運転時
に前記冷媒量調整器１７を前記第２ガス管９を流
れる高温のガス冷媒によつて加熱できるので、前
記冷媒量調整器１７内に液冷媒が溜るのを防止で
きるのである。

又、前記アキユームレータ５の容量は冷・暖房
運転の切換えによつて、冷房運転時に比して暖房
運転時に余剰となる液冷媒をほぼ貯溜できるよう
に設定している。

尚、２１は外気温検知器で、前記開閉弁１７を
開閉するためのものであり、２２はフアンであ
る。

以上の如く冷媒回路を構成する本実施例のヒー
トポンプ式空気調和機の作用を冷・暖房運転時に
分けてそれぞれ説明する。

第１に暖房運転時であつて、外気温が前記設定
値よりも高い（例えば−３℃より高い）場合を説
明するこの場合は勿論前記開閉弁１９は開動作し
ている。

従従つて、その時には、圧縮機１から吐出され
る高圧のガス冷媒は先ず回路切換弁３を介して利
用側熱交換器６に送られ、凝縮液化するのであ
る。次に、その液冷媒の一部が逆止弁１２を通つ
て暖房用のキヤピラリーチユーブ１４で減圧さ
れ、液管部分１０ｂに流入する一方、他の液冷媒
は前記冷媒量調整器１７、開閉弁１９を通り、キ
ヤピラリーチユーブ２０で減圧され、前記液管部
分１０ｂに合流するのである。それら液冷媒は更
に熱源側熱交換器８で蒸発気化され、四路切換弁
３、アキユムレータ５を介して圧縮機１に返送さ
れのである。

而して、この場合、前記開閉弁１９が開となつ
ているので、前記冷媒量調整器１７に流入する液
冷媒はそのまま該調整器１７から前記キヤピラリ
ーチユーブ２０、開閉弁１９を介し液管部分１０
ｂ側へ流出してしまい、前記冷媒量調整器１７に
は、液冷媒が貯溜されることはないのである。

次に、暖房運転時で外気温が設定値よりも低く
なつた場合を説明すると、今度は前記開閉弁１９
が閉動作するのである。

従つて、その時には、冷媒は圧縮機１→四路切
換弁３→利用側熱交換器６→逆止弁１２→暖房用
のキヤピラリーチユーブ１４→熱源側熱交換器８
→四路切換弁３→アキユムレータ５→圧縮機１と
流れるのである。従つて、前記冷媒量調整器１７
が液管１０の高圧側部分、即ち液管部分１０ａに
連通しているので、前記開閉弁１９が閉鎖される
と前記冷媒調整器１７に、該調整器１７が一杯に
なるまで液冷媒が流入するのである。

又、この時前記冷媒量調整器１７は前記第２ガ
ス管９を通る低温のガス冷媒により冷却されてい
るので、前記冷媒量調整器１７内にガス冷媒が発
生することはなく、むしろガス冷媒が混入しても
凝縮するから、液冷媒を速やかに貯溜できる。

以上の如く、前記冷媒量調整器１７に液冷媒が
貯溜され、その分だけ冷媒回路中を流通する冷媒
量が減少するので、外気温が低下して前記熱源側
熱交換器８での冷媒の吸熱量が著しく減少して
も、前記熱源側熱交換器８で冷媒を十分気化させ
ることができるのであつて、従つて液バツクを防
止できるし、また前記冷媒量調整器１７が前記第
２ガス管９を流れる低温のガス冷媒により冷却さ
れるから、液冷媒が速やかに前記冷媒量調整器１
７に貯溜し、冷媒循環量を速やかに減少できるの
である。

同時に、前記開閉弁１９が閉となることによつ
て、暖房運転時に作用するキヤピラリーチユーブ
が前記暖房用のキヤピラリーチユーブ１４のみと
なるので、前記熱源側熱交換器８での蒸発圧力が
低下し、そのことによつて前記冷媒循環量が減少
して、液バツクはより確実に防止できるのであ
る。

以上の如く、本実施例によれば、外気温の低下
時に前記開閉弁１９を閉動作させることによつて
冷媒循環量を減少させて、前記外気温低下時の液
バツクを防止できるのであつて、換言すれば、前
記空気調和機の暖房運転時における外気温の低下
による運転可能領域の制約を大幅に緩和でき、前
記運転可能領域を大きく拡大できるのであり、し
かも、前記冷媒量調整器１７が前記第２ガス管９
を流れる低温のガス冷媒により冷却されるから、
液冷媒が速やかに前記冷媒量調整器１７に貯溜で
き、よつて冷媒循環量を速やかに減少でき安定し
た暖房運転が可能となるのである。

次に、冷房運転時の作用（デフロスト運転も同
様）を説明する。この場合は前記開閉弁１９を常
時閉としておくのである。

従つて、この時冷媒回路は第１図実線矢印の如
く構成されるのであつて、冷媒は圧縮機１→四路
切換弁３→熱源側熱交換器８→逆止弁１５→冷房
用のキヤピラリーチユーブ１１→利用側熱交換器
６→四路切換弁３→アキユムレータ５→圧縮機１
と流れるのである。

この時、前記冷媒量調整器１７は液管１０の低
圧部分、即ち液管部分１０ａに連通しており、し
かも前記第２ガス管９を通る高温ガス冷媒によつ
て加熱されているので、前記冷媒量調整器１７に
は液冷媒が溜ることはないののである。

尚、上記実施例においては、前記バイパス路１
８に介装する前記開閉弁１９を、暖房運転時に外
気温により開閉動作させる如くしたが、冷媒回路
の低圧圧力、もしくは高圧圧力により開閉動作す
るように成してもよい。

以上説明した実施例においては、冷房専用のキ
ヤピラリーチユーブ１１、暖房専用のキヤピラリ
ーチユーブ１４および２個の逆止弁１２，１５を
設けたが、これにかえて第２図に概略的に示す冷
媒回路図のように、冷暖兼用のキヤピラリーチユ
ーブ２３と暖房専用のキヤピラリーチユーブ２４
と１個の逆止弁２５とを組合わせたものであつて
もよい。なお、第２図の図面の符号のうち、第１
図の符号と同じものは同一部材を示すので説明は
省略する。

また、第１図および第２図に示した例は、冷暖
房可能なヒートポンプ式空気調和機であるが、こ
れにかえて暖房のみ可能なヒートポンプ式空気調
和機であつてもよい。

以上の如く、本考案は暖房運転時凝縮器となる
利用側熱交換器６と暖房運転時蒸発器となる熱源
側熱交換器８とを備え、これら熱交換器６，８を
結ぶ液管に、暖房用のキヤピラリーチユーブ１４
を接続すると共に、前記暖房用のキヤピラリーチ
ユーブ１４を側路するバイパス路１８を設けて、
このバイパス路１８に暖房運転時前記熱源側熱交
換器から流出するガス冷媒と熱交換可能な冷媒量
調整器１７と、暖房時における外気温度の低下で
閉動作する開閉弁１９及び該開閉弁１９の開動作
時作用するキヤピラリーチユーブ２０を介装した
から、暖房時における外気温度の低下で開閉弁１
９を閉動作させることにより冷媒を強制的に前記
冷媒量調整器１７に貯溜し、冷媒循環量を減少さ
せ、よつて外気温低下時の液バツクを防止でき、
前記空気調和機の暖房運転時における外気温の低
下による運転可能領域の制約を大幅に緩和でき、
前記運転可能領域を大きく拡大できる。しかも、
冷媒量調整器１７を暖房運転時前記熱源側熱交換
器８から流出するガス冷媒で冷却できるのである
から、前記冷媒量調整器１７に流入する液冷媒に
ガス冷媒が混入していても、ガス冷媒は凝縮させ
られるから液冷媒を前記冷媒量調整器１７に速や
かに貯溜でき、よつて冷媒循環量を速やかに減少
でき安定した暖房運転が可能にできる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本考案の実施例の冷媒回路図、第２図
は本考案の他の実施例の冷媒回路図、第３図は従
来例を示す冷媒回路図である。 ６……利用側熱交換器、８……熱源側熱交換
器、１４，２０……キヤピラリーチユーブ、１７
……冷媒量調整器、１８……バイパス路、１９…
…開閉弁。

Claims (1)

【実用新案登録請求の範囲】
1. 暖房運転時凝縮器となる利用側熱交換器６と暖
   房運転時蒸発器となる熱源側熱交換器８とを備
   え、これら熱交換器６，８を結ぶ液管に、暖房用
   のキヤピラリーチユーブ１４を接続すると共に、
   前記暖房用のキヤピラリーチユーブ１４を側路す
   るバイパス路１８を設けて、このバイパス路１８
   に暖房運転時前記熱源側熱交換器８から流出する
   ガス冷媒と熱交換可能な冷媒量調整器１７と、暖
   房時における外気温度の低下で閉動作する開閉弁
   １９及び該開閉弁１９の開動作時作用するキヤピ
   ラリーチユーブ２０を介装したことを特徴とする
   ヒートポンプ式空気調和機。