JPH0331662A - 冷暖房装置 - 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、冷凍サイクルと冷媒を加熱する冷媒加熱器を
有する暖房サイクルとにより冷暖房を行う冷暖房装置に
関する。

（従来の技術） 従来、このような冷暖房装置としては、例えば特開昭５
６−１０５２７８号公報、特公昭６１−５７９８６号公
報がある。この両従来技術は、公知の冷暖房装置の暖房
時に冷媒加熱器を使用する場合に、非作動状態となる室
外熱交換器に冷媒が閉じ込められてしまい、暖房サイク
ル内の冷媒が不足して能力が低下してしまうという不具
合を解消するために、室外熱交換器に閉じ込められた寝
込み冷媒を冷媒加熱器の運転開始初期に暖房サイクル内
へ回収するようにしたものである。

（発明が解決しようとする課司） しかしながら、上記両従来技術では、冷媒加熱器の運転
開始初期にのみ前記積込み冷媒を暖房サイクル内へ回収
するようにしたもので、この回収をなし得たとしても、
その後に冷媒加熱器を連続運転する場合には、室外熱交
換器へ冷媒が流入するのを阻止している開閉ブを又は？
ｌ電磁弁は弁洩れ（所謂スローリーク）があるので、暖
房途中において暖房サイクルの管路内に冷媒不足が生じ
る。

即ち、暖房時において非作動状態にある室外熱交換器を
含む管路は屋外にあり、該管路内の冷媒は圧ツバ温度共
にその雰囲気温度に近い飽和状態にある。一方、作動中
である暖房サイクルの管路内の冷媒は冷媒加熱器で加熱
されて５０℃程度の飽和圧であり、冷媒加熱器の出口か
ら室内熱交換器までの間は過熱ガスとなっているのが腎
通である。そのために、０；１記開閉弁又は電磁弁で洩
れる暖房サイクル内の過熱ガスは、圧ツバ温度の低い非
作動状態にある室外熱交換器内に徐々に凝縮されていき
、暖房サイクルの管路内の冷媒量が徐々に減少していき
、遂には暖房サイクルの管路内に冷媒不足が生じてしま
う。その結果、冷媒加熱器では冷媒の過熱度（冷媒加熱
器の入口側と出１］側の温度差）が大きくなり、熱交換
量が減少してしまうと共に、室内熱交ｉ、ａ器では疑縮
温度、圧力が低下してしまうので、室内への吹出しｉ！
！度が第８図で示すように低下していき、暖房能力が低
ドしてしまうという問題点がある。

本発明は、このような従来の問題点に着目して為された
もので、暖房サイクルの形成時に、非作動状態にある室
外熱交換器を含む管路内に洩れた冷媒を、作動中である
暖房サイクルの管路内に随時戻すことにより、室内への
吹出し温度が低下して暖房能力が低下するのを防止した
冷暖房装置を提供することを目的としている。

（課題を解決するだめの手段） かかる目的を達成するために、本発明に係る冷暖房装置
は、圧縮機の吐出側を室外熱交換器に連通させて冷凍サ
イクルを形成する冷房位置と、該吐出側を室内熱交換器
に連通させて暖房サイクルを形成する暖房位置との間で
切換可能な切換弁を有し、該暖房サイクル中には、゛室
内熱交換器からの冷媒を加熱し、ガス化して圧縮機に送
る冷媒加熱器が設けられている冷暖房装置において、前
記暖房サイクルの形成時に前記室外熱交１１！器の切換
弁側を前記切換弁及び逆止弁を介して前記冷媒加熱器の
出口側に連通させる第１の管路と、前記圧縮機の吐出側
を前記室外熱交換器の反り換弁側に連通させる第２の管
路とが設けられ、該第２の管路中に、前記冷媒加熱器の
入口側と出口側の温度差が所定値以上となった時に開く
開閉弁が設けられているものである。

また、前記暖房サイクルの形成時で前記開閉弁が開であ
るときに、前記圧縮機の吐出側から圧送されて前記第１
及び第２の管路内を通る冷媒の流量を、前記冷媒加熱１
（Ｊの入口側と出口側の温度差が一定となるように比例
制御する流歌制御ブｒが前記第１又は第２の管路中に設
けられていることがり了ましい。

また、前記暖房サイクルの形成時で前記開閉弁が開であ
るときに、ｎ；ｉ配圧縮機の吐出側から圧送されてｎｊ
記第１及び第２の管路内を通る冷媒の流量を制限する絞
りが、前記第１又は第２の管路中に設けられていること
が好ましい。

（作用） 上記冷暖房装置では、暖房サイクルが形成された暖房運
転時に、該暖房サイクル内の冷媒が減少していき、冷媒
加熱器の入口側と出［１側の温度差が所定値以上となる
と、開閉弁が開く。これによって、圧縮機の吐出側が第
２の管路及び開閉弁を介して非作動状態にある室外熱交
換器に連通ずる。

従って、室外熱交換器を含む管路内に洩れた冷媒が、圧
縮機から吐出される冷媒の圧力により作動中である暖房
サイクルの管路内に戻される。

また、前記流低制闘弁が第１又は第２の管路中に設けら
れている場合には、暖房運転時に開閉弁が開くと、流量
制御弁は、第１及び第２の管路内を通る冷媒の流風を冷
媒加熱器の入口側と１１冒１側の温度差が一定となるよ
うに比例制御するので、この比例制御された適量の冷媒
が非作動状ｒ島にある室外熱交換器を含む管路内から作
動中である暖房サイクルの管路内に戻される。

また、前記絞りが第１又は第２の管路中に設けられてい
る場合には、暖房運転時に開閉弁が開くと、絞りで絞ら
れた一定量の冷媒が非作動状態にある室外熱交換器を含
む管路内から作動中である暖房サイクルの管路内に戻さ
れる。

（実施例） 以下、図面に基いて木発ＩＪの各実施例を説明する。な
お、各実施例の説明において同様の部位には同一の符号
を付して重複した説明を省略する。

第１図及び第２図は、本発明の第１実施例に係る冷暖房
装置を示す概略構成図で、第１図は暖房サイクルが形成
された暖房運転状態を、第２図は冷凍サイクルが形成さ
れた冷房運転状態を夫々示している。

第１図及び第２図に示すように、冷暖房装置ｌには、圧
縮Ｉ！２の吐出側２ａを室外熱交換器３に連通させて冷
凍サイクルを形成する冷房位置（第２図の位置）と、該
吐出＠ＩＩ２　ａを室内熱交換器４に連通させて暖房サ
イクルを形成する暖房位置（第１図の位置）との間で切
換可能な四方弁（切換弁）５が設けられている。

該四方弁５は４つのボート■〜■を有し、四方弁５を冷
房位置に切換えると、ボート■と■、ボート■と■が第
２図に示すように夫々連通して冷凍サイクルが形成され
る。一方、四方弁５を暖房位置に切換えると、ボート■
と■、ボート■と■が第１図に示すように夫々連通して
暖房サイクルが形成される。

冷凍サイクルは、圧縮機２と、該圧縮機２の吐出側２ａ
に管路２０、四方弁５のボート■、■及び管路２！を介
して接続される室外熱交換器３と、該室外熱交換器３に
管路２２、絞り６、逆止弁７及び管路２３を介して接続
される室内熱交換器１４と、該室内熱交換器４に管路２
４、四方弁５のボー　１−■、■、管路２５、逆止弁８
及び管路２６を介して接続されるアキュームレータ９と
から成り、該アキュームレータ９の出口側は圧縮１幾２
の吸入ｏｔｌＪ２　ｂに管路２７を介して接続されてい
る。

前記暖房サイクルは、圧縮機２と、該圧縮機２の吐出側
２ａに管路２０、四方弁５のボート■。

■、管路２４を介して接続される室内熱交換器４と、該
室内熱交換器４に管路２３及び電磁弁１０を介して接続
され、室内熱交換器４からの冷媒を加熱し、ガス化する
冷媒加熱器１１と、該冷媒加熱器ｌ目こ管路２６を介し
て接続されるアキュームレータ９とから成る。電磁弁Ｉ
Ｏは、四方弁５を第２図の冷房位置に切換えたときには
閉じ、四方弁５を第１図の暖房位置に切換えたときには
開くように、該四方弁５に連動して開閉する。また、冷
媒加熱器１１は、不図示の熱ａ器から供給される温水と
の熱交換により冷媒を加熱するものである。

また、冷暖房装置１には、０１１記暖房サイクルの形成
時に、室外熱交換器３の切換弁側３ａを四方弁５及び逆
止弁８を介して冷媒加熱器１１の出口側１１ａに連通さ
せる第１の管路（管路２１及び２５）と、圧縮機２の吐
出側２ａを室外熱交換器３の皮切換弁１１１１３ｂに連
通させる第２の管路２８とが設けられている。この第２
の管路２８中には、冷媒加熱器１１の入口側１１ｂと出
口側１１ａの温度差（Ｔｏ−Ｔ＋）が所定値以−Ｌとな
った時に開く電磁弁（開閉弁）１２が設けられている。

なお、この電磁弁１２は、管路２１又は２５中に設けら
れていてもよい。

以下、上記第１実施例の作用を説明する。

四方弁５を第２図に示す冷房位置に切換えて前記冷凍サ
イクルが形成されると、冷媒は、第２図の実線矢印で示
す経路で流れる。即ち、圧縮機２から吐出される高温高
圧の冷媒ガスは室外熱交換器３により冷却されて液体と
なり、この液状冷媒は絞り６で断熱膨張して圧力が低く
なり、さらに室内熱交換器４を通過する間に室内から蒸
発熱を吸収することにより蒸発して気体となる。このと
き、室内熱交換器４から室内に冷風が吹き出て室内が冷
房される。そして、室内熱交換器４がら出る冷媒ガスは
、アキュームレータ９を通って圧縮機２の吸入側に吸入
される。

四方弁５を第１図に示す暖房位置に切換えて前記暖房サ
イクルが形成されると、冷媒は、第１図の実線矢印で示
す経路で流れる。即ち、冷媒加熱器１１により加熱され
てガス化した冷媒は、アキュームレータ９を通り、圧縮
機２により高温高圧のガスに圧縮されて室内熱交換器４
に送られ、該室内熱交換器４において高温高圧の冷媒ガ
スは室内との熱交換により凝縮して液化する。このとき
、室内熱交換器４からは温風が室内に吹き出る。室内熱
交換器４かもの液状冷媒は、冷媒加熱器ＩＩにより加熱
されてガス化する。

このようにして冷暖房装置を暖房運転している問におい
て、圧縮渇２の吐出側２ａとの連通が断たれて非作動状
態にある室外熱交換器３を含む管路２１及び２５内には
、圧縮機２から吐出される高温高圧の冷媒ガスが四方弁
５での弁洩れ（スローリーク）により徐々に洩れて凝縮
されていき、室外熱交換器３を含む管路２Ｉ及び２５内
に冷媒が溜っていく。これによって、作動中である暖房
サイクルの管路内の冷媒が不足ぎみとなり、室内熱交換
器４から室内に吹き出る温風の温度が低下していく。し
かし、暖房サイクルの管路内の冷媒が減っていき、冷媒
加熱器１１の入口側１１ｂと出Ｉ：１側１１ａの温度差
（’Ｉ’ｏ−Ｔ＋）が所定値以上となると、電磁弁ｔ２
が開き、圧縮機２の吐出側２ａが管路２０．第２の管路
２８及び電磁弁１２を介して室外熱交換器３の反切換弁
側３ｂに連通するので、室外熱交換器３を含む管路２１
及び２５内に溜った冷媒が、圧縮機２から吐出される冷
媒ガスの圧力により暖房サイクルの管路内、即ち冷媒加
熱器１１の出口側１１ａに接続された管路２６内に第１
図の破線矢印で示す経路で戻される。これによって、暖
房サイクルの管路内の冷媒が増えていき、この冷媒の増
加に伴い吹出し温風の温度が上昇していく。暖房サイク
ルの管路的の冷媒が１・分増えて前記温度差（Ｔｏ−Ｔ
ｌ）が所定値より一定値だけ小さくなると、電磁弁１２
が再び閉じ、室外熱交換器３を含む管路２１及び２５内
に冷媒が再び溜っていく。

このように、上記第１実施例によれば、暖房サイクルの
形成時に、暖房サイクルの管路内の冷媒がある程度まで
減ったときに、非作動状態にある室外熱交換器３を含む
管路内に洩れた冷媒を作動中である暖房サイクルの管路
内に随時戻すようにしであるので、室内に吹き出る温風
の温度がある程度低下したところで再び上昇させること
ができ（第６図のグラフを参照）、暖房能力が低下する
のを防止できる。

次に、第３図及び第４図に基いて本発明の第２実施例を
説明する。

この第２実施例の冷暖房装置は、上記第１実施例の冷暖
房装置では前記電磁弁１２の開閉にょって暖房サイクル
内の冷媒の圧ツバ温度がわりあい大きく振幅するために
、室内に吹き出る温風の温度がわりあい大きく振幅して
しまう（第６図のグラフを参照）という点を改善するも
のである。そのために、この第２実施例の冷暖房装置で
は、前記暖房サイクルの形成時に、圧縮機２の吐出側２
ａかも圧送されて第２の管路２８、室外熱交換器３、及
び管路２１，２５内を通る冷媒の流量を、冷媒加熱ｌｉ
ｔの入Ｌ１側１　ｌ　ｂと出ｔｉ０１ｚａとの温度差が
一定となるように比例制御する外部均圧式の温度式自動
膨張弁（流量制御弁）３０が第２の管路２８中に設けら
れている。

この温度式自動膨張弁３０は、公知の如く、管路２６に
取り付けられた感温［３１で検出される冷媒加熱器１１
の出口側＋１ａの温度をキャピラリーチューブ３２を介
して検出すると共に、該出ｒＪ（ｌｌＪｌａの圧力を外
部均圧’ｆｆ３３を介して検出し、外部均圧管３３で検
出する圧力に相当する飽和温度に対し感温筒３１の取付
部の温度を規制過熱度（例えば５度）内に制御する流量
制御弁である。なお、この温度式自動膨張弁３０は、管
路２１又は２５中に設けられていてもよい。

上記第２実施例の冷暖房装置１では、暖房サイクルが形
成された暖房運転状態において、暖房サイクルの管路内
の冷媒が減っていき、冷媒加熱器１１の入口側１１ｂと
出口側１１ａの温度差（Ｔｏ−Ｔ＋）が所定値以上とな
って電磁弁１２が開くと、室外熱交換器３を含む管路２
１及び２５内に溜った冷媒が、圧縮機２から吐出される
冷媒ガスの圧力により暖房サイクルの管路内、即ち冷媒
加熱器１１の出口側１１ａに接続された管路２６内に第
３図の破線矢印で示す経路で戻される。

このとき、温度式自動膨張弁３０は、感温１）１ｉ３１
の取付部の温度が外部均圧管３３で検出する圧力に相当
する飽和温度に対し前記規制過熱度内になるように冷媒
流量を比例制御する。従って、冷媒加熱器１１の出口側
１１ａの温度が（前記飽和温度十規制過熱度）になるよ
うに、室外熱交換器３を含む管路２１及び２５内に溜っ
た冷媒が圧縮機２から吐出される冷媒ガスの圧力により
暖房サイクルの管路内（管路２６内）に第３図の破線矢
印で示す経路で戻される。

このように、上記第２実施例によれば、温度式自動膨張
弁３０は前記規制過熱度の範囲内で流路を開閉する比例
制御を行って冷媒流量を適量に比例制御し、この比例制
御された適量の冷媒が非作動状態にある室外熱交換器３
を含む管路２１゜２５内から作動中である暖房サイクル
の管路内に戻されるので、作動中の暖房サイクル内の冷
媒の圧力、温度の振幅が」―記載１実施例よりはるかに
小さくなる。従って、第７図のグラフで示されるように
、室内に吹き出る温風の温度が一定しており、非常に安
定した暖房運転が行われる。

次に、第５図に基いて本発明の第３実施例を説明する。

この第３実施例の冷暖房装置は、上記第２実施例より低
コストで該実施例に近い安定した暖房運転が行われるよ
うにしたものである。そのために、この第３実施例の冷
暖房装置では、前記管路２１内に四方弁５のボート■か
ら室外熱交換器３の切換弁側３ａへの流れを許す逆止弁
５０が設けられていると共に、冷媒の流量を制限するキ
ャピラリーチューブ（絞り）５１が逆止ブｌ’５０に並
列に管路２１に接続されている。

」１記第３実施例の冷暖房装置ｌでは、暖房サイクルが
形成された暖房運転状態において、暖房サイクルの管路
内の冷媒が減っていき、冷媒加熱器１１の入口側１１ｂ
と出口側１１ａの温度差（Ｔｏ−Ｔ＋）が所定値以−Ｌ
となって電磁弁１２が開くと、室外熱交換器３を含む管
路２１及び２５内に溜った冷媒が、圧縮機２かも吐出さ
れる冷媒ガスの圧力により暖房サイクルの管路２６内に
第５図の破線矢印で示す経路で戻される。このとき、キ
ャピラリーチューブ５１を通過する冷媒は一定量に絞ら
れるので、該キャピラリーチューブ５１で絞られた一定
量の冷媒が室外熱交換器３を含む管路２１及び２５内か
ら暖房サイクルの管路２６内に戻される。

このように、」１記第３実施例によれば、キャピラリー
チューブ５１で絞られた一定量の冷媒が非作動状態にあ
る室外熱交換器３を含む管路２１゜２５内から作動中で
ある暖房サイクルの管路内に戻されるので、作動中の暖
房サイクル内の冷媒の圧ツバ温度の振幅が上記第１実施
例より小さくなる。従って、室内に吹き出る温風の温度
が略一定しており、上記第２実施例に近い安定した暖房
運転が行われる。また、この第３実施例によれば、逆止
弁５０及びキャピラリーチューブ５１を設けるだけでよ
いので、外部均圧式の温度式自動膨張弁３０が必要な」
二記第２実施例に較べて製造コストを低減できるという
利点が得られる。

なお、上記第３実施例では、逆止弁５０及びキャピラリ
ーチューブ５１を管路２１内に設けたが、これらを管路
２８又は２５内に設けてもよい。

（発明の効果） 以上詳述したように、本発明に係る冷暖房装置によれば
、圧縮機の吐出側を室外熱交換器に連通させて冷凍サイ
クルを形成する冷房位置と、該吐出側を室内熱交換器に
連通させて暖房サイクルを形成する暖房位置との間で切
換可能な切換弁を有し、該暖房サイクル中には、室内熱
交換器からの冷媒を加熱し、ガス化して圧縮機に送る冷
媒加熱器が設けられている冷暖房装置においで、前記暖
房サイクルの形成時に前記室外熱交換器の切換弁側を前
記切換弁及び逆止弁を介して前記冷媒加熱器の出口側に
連通させる第１の管路と、前記圧縮機の吐出側を前記室
外熱交換器の反切換弁側に連通させる第２の管路とが設
けられ、該第２の管路中に、前記冷媒加熱器の入口側と
出口側の温度差が所定値以」二となった時に開く開閉弁
が設けられている構成により、暖房サイクルが形成され
た暖房運転時に、該暖房サイクル内の冷媒が減少してい
き、冷媒加熱器の入口側と出口側の温度差が所定値以上
となると、開閉弁が開き、これによって、圧縮機の吐出
側が第２の管路及び開閉弁を介して非作動状態にある室
外熱交換器に連通し、室外熱交換器を含む管路内に洩れ
た冷媒が、圧縮機から吐出される冷媒の圧力により作動
中である暖房サイクルの管路内に戻される。従って、室
内への吹出し温度が低下して暖房能力が低下するのを防
止することができる。

また、前記暖房サイクルの形成時で前記開閉弁が開であ
るときに、前記圧縮機の吐出側から圧送されて前記第１
及び第２の管路内を通る冷媒の流量を、前記冷媒加熱器
の入口側と出口側の温度差が一定となるように比例制御
する流量制御弁が前記第１又は第２の管路中に設けられ
ている構成により、暖房運転時に開閉弁が開くと、流量
制御弁で比例制御された適量の冷媒が非作動状態にある
室外熱交換器を含む管路内から作動中である暖房サイク
ルの管路内に戻される。従って、作動中の暖房サイクル
内の冷媒の圧ツバ温度の振幅がきわめて小さく、室内に
吹き出る温風の温度が一定し、非常に安定した暖房運転
を行うことができる。

また、前記暖房サイクルの形成時で前記開閉弁が開であ
るときに、ｆｌｉＪ記圧縮機の吐出側から圧送されて前
記第１及び第２の管路内を通る冷媒の流量を制限する絞
りが、前記第１又は第２の管路中に設けられている構成
により、暖房運転時に開閉弁が開くと、絞りで絞られた
一定量の冷媒が非作動状態にある室外熱交換器を含む管
路内から作動中である暖房サイクルの管路内に戻される
。従って、作動中の暖房サイクル内の冷媒の圧ツバ温度
の振幅が小さく、室内に吹き出る温風の温度が略一定し
、安定した暖房運転を行うことができる。

【図面の簡単な説明】

第１図及び第２図は本発明の第１実施例に係る冷暖房装
置を示す概略構成図で、第１図は暖房サイクルが形成さ
れた暖房運転状態を、第２図は冷凍サイクルが形成され
た冷房運転状態を夫々示す図、第３図及び第４図は本発
明の第２実施例に係る冷暖房装置を示す概略構成図で、
第３図は暖房サイクルが形成された暖房運転状態を、第
４図は冷凍サイクルが形成された冷房運転状態を夫々示
す図、第５図は本発明の第３実施例に係る冷暖房装置を
示す概略構成図で、暖房サイクルが形成された暖房運転
状態を示ず図、第６図は第１実施例に係る冷暖房装置の
暖房運転状態における性能を示すグラフ、第７図は第２
実施例に係る冷暖房装置の暖房運転状態における性能を
示すグラフ、第８図は従来の冷暖房装置の暖房運転状態
における性能を示すグラフである。 ｌ・・・冷暖房装置、２・・・圧縮機、２ａ・・・吐出
側、３・・・室外熱交換器、４・・・室内熱交換器、５
・・・四方弁（切換弁）、１１・・・冷媒加熱器、１２
・・・電磁弁（開閉弁）、２１．２５・・・第１の管路
、２８・・第２の管路、３０・・・温度式自動膨張弁（
流量制御弁）、５１・・・キャピラリーチューブ（絞り
）。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、圧縮機の吐出側を室外熱交換器に連通させて冷凍サ
   イクルを形成する冷房位置と、該吐出側を室内熱交換器
   に連通させて暖房サイクルを形成する暖房位置との間で
   切換可能な切換弁を有し、該暖房サイクル中には、室内
   熱交換器からの冷媒を加熱し、ガス化して圧縮機に送る
   冷媒加熱器が設けられている冷暖房装置において、前記
   暖房サイクルの形成時に前記室外熱交換器の切換弁側を
   前記切換弁及び逆止弁を介して前記冷媒加熱器の出口側
   に連通させる第１の管路と、前記圧縮機の吐出側を前記
   室外熱交換器の反切換弁側に連通させる第２の管路とが
   設けられ、該第２の管路中に、前記冷媒加熱器の入口側
   と出口側の温度差が所定値以上となった時に開く開閉弁
   が設けられていることを特徴とする冷暖房装置。 ２、前記暖房サイクルの形成時で前記開閉弁が開である
   ときに、前記圧縮機の吐出側から圧送されて前記第１及
   び第２の管路内を通る冷媒の流量を、前記冷媒加熱器の
   入口側と出口側の温度差が一定となるように比例制御す
   る流量制御弁が前記第１又は第２の管路中に設けられて
   いることを特徴とする請求項１記載の冷暖房装置。 ３、前記暖房サイクルの形成時で前記開閉弁が開である
   ときに、前記圧縮機の吐出側から圧送されて前記第１及
   び第２の管路内を通る冷媒の流量を制限する絞りが、前
   記第１又は第２の管路中に設けられていることを特徴と
   する請求項１記載の冷暖房装置。