JPH04161760A - 可逆形膨張弁を有する空冷ヒートポンプ式冷凍サイクル - 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、可逆形膨張弁を有する空冷ヒートポンプ式冷
凍サイクルに係るものであって、より詳しくは液インジ
ェクション用バイパス回路を備えたものに関する。

［従来の技術］ 従来例として第２図は、一方向形膨張弁を有する空冷ヒ
ートポンプ式の冷凍サイクルの水側熱交換器６を介して
冷却または加熱された水を空調対象室内のファンコイル
へ流して教室の冷房または暖房を行うタイプの空調装置
における屋外機を示すもので、図中、１は圧縮機、２は
冷却・加熱切換用四方弁、３は空気側熱交換器、４は液
阻止弁、５′は一方向形膨張弁、６は水側熱交換器、７
はアキュムレータである。実線矢印は冷却運転時の、ま
た、破線矢印は加熱運転時の冷媒の流れを示す。

冷却運転時、加熱運転時のいずれにおいても、−方向形
膨張弁５′の入口側が必ず高圧液域となる−　　ように
逆止弁１２□、１２□、１２．．１２．を設置して冷凍
サイクル主回路を形成する。水側熱交換器６にて冷媒と
の熱交換により冷却または加熱された水は空調対象室の
ファンコイル（不図示）に循環せしめられて教室を冷房
または暖房する。圧縮機１への液インジェクション用バ
イパス回路として、膨張弁５′の入口側より電磁弁９お
よびキャピラリ管８を介して圧縮機１に至るバイパス回
路を形成しである。圧縮機１の吐出ガス温度が所定値を
超えたときは、電磁弁９を開き、上記バイパス回路によ
り圧縮機１へ液インジェクションを行う。

この種の従来技術に関するものとして特開昭５８−６４
４６７号が挙げられる。

一方、可逆形膨張弁を有する空冷ヒートポンプ式冷凍サ
イクルに圧縮機への液インジェクション用バイパス回路
を設けたものとしては、第３図に示す様なものが、前記
第２図に示した従来技術から容易に推考できる。第３図
も第２図と同じく水を媒介として冷房または暖房を行う
ための空冷ヒートポンプ式冷凍サイクルであり、第２図
と同じ符号、矢印は同じ意味で用いである。第３図に示
すように、可逆形膨張弁５の両側に、夫々、電磁弁９ａ
、９ｂ、キャピラリ管８ａ、８ｂを接続し。

その相互接続点から圧縮機１に至るバイパス回路を液イ
ンジェクション用に設ける。Ｒ，Ｓは電源線、ｌｌａ、
ｌｌｂは夫々電磁弁９ａ、９ｂ用のコイルであり、スイ
ッチ１３は冷却運転時または加熱運転時にそれに対応し
て選択投入しておく。

温度センサ１０で検出される圧縮機吐出ガス温度が所定
値を超えると接点２６ＴＦが閉じ、冷却運ｉ時には電磁
弁９ａが開いてキャピラリ８ａを介して、また、加熱運
転時には電磁弁９ｂが開いてキャピラリ８ｂを介して、
圧縮機１へ液インジェクションが行われる。

なお、液バイパス回路を備えた従来技術として特開昭６
２−２９３０６３があるが、これはバイパス回路終端が
アキュムレータの上流側であり、その目的も四方弁切換
時の昇温防止にあり、本発明とは異なる。本発明におい
ては、液バイパス回路終端は、圧縮機の圧縮過程部又は
吸入部に位置しているのであり、目的も、低圧側冷却能
力を低下させることなく、吐出ガス温度に応じ液バイパ
スを行なわせて吐出ガス温度制御を行なうことであるか
ら、この従来技術とは全く異なるものである。［発明が
解決しようとする課題］ 第２図に示した従来例は多数の逆止弁を使用しているた
め冷凍サイクル主回路の複雑化を招き、一方、第３図に
示した構成は電磁弁を複数個使用するので液バイパス回
路および制御回路が複雑化し、価格的にも高くなるとい
う開運１がある。

また、第２図、第３図における液阻止弁４は、常時は開
路されており、屋外機の部品交換時などには液冷媒の空
気中への逸出を阻止し冷媒回収を行うために該液阻止弁
４は閉止されるものであるが、この液阻止弁４の閉止状
態において膨張弁５又は５′が完全に閉止し且つ電磁弁
９．９ａ。

９ｂが閉止している状態のときには、液阻止弁４と膨張
弁５又は５′との間の導管（第２図では液阻止弁４と逆
止弁１２ｊ、１２４との間の導管も）ては液冷媒が充満
して逃げ場のない液封状態が発生する。このため夏のよ
うな高温時にはその部分で異常高圧が生じて該導管が破
裂することがある。

本発明の目的は、冷凍サイクルの主回路及び圧、ｉｓへ
の液インジェクション用バイパス回路を簡素化して低価
格で吐出ガス温度の制御を可能にすること、しかも、液
阻止弁の閉止時に液封状態の発生防止を可能にすること
にある。

［課題を解決するための手段］ 上記目的を達成するために、可逆形膨張弁を有する空冷
ヒートポンプ式冷凍サイクルにおいて、前記可逆形膨張
弁の前後導管から夫々キャピラリ管を分岐させ、これら
キャピラリ管の他端を相互接続し、その相互接続部から
電磁弁を介して圧縮機の吸込部又は圧縮過程部に至るバ
イパス管を配設することにより、圧縮機に対する液イン
ジェクション用バイパス回路を構成する。このように本
発明のバイパス回路は、キャピラリ管２本と電磁弁１個
およびバイパス管で構成される。

［作　用コ 圧縮機の吐出ガス温度が所定値より高くなると前記電磁
弁が開き、高圧液冷媒の一部は一方のキャピラリ管を通
って減圧され、気−液二相状態の冷媒が上記電磁弁を経
て圧縮機の吸込部又は圧縮過程部に噴射され、圧縮機吐
出ガス温度を所定値を超えない様に制御する二とが可能
である。ここで、膨張弁後の導管と他方のバイパスキャ
ピラリ管との接続点の圧力が、膨張弁前から上記一方の
バイパスキャピラリ管を通った後のキャピラリ管相互接
続点の圧力とほぼ等しいか若しくはそれよりやや大であ
る様に両キャピラリ管を設計しておけば、冷凍サイクル
主回路を流れる冷媒が両キャピラリ管を直列に通って膨
張弁をバイパスして主回路低圧側に流れ込むことはない
。

また、液阻止弁の閉止状態下で液阻止弁と可逆形膨張弁
との間の導管に液封状態が生し、そこに異常な高圧が発
生した場合には、その液封状態の冷媒が両キャピラリ管
を直列に通って低圧側に流れるので、異常高圧は解除さ
れる。

本冷凍サイクルでは、冷凍サイクル主回路の冷媒流れが
正方向流れ（例えば冷却時）、逆方向流れ（例えば加熱
時）のいずれの場合においても、同様な作用・効果をも
たらす。

［実施例］ 以下、本発明の一実施例を第１図により説明する。第１
図は、可逆形膨張弁を有する空冷ヒートポシプ式冷凍サ
イクルを用い、その水側熱交換器６で冷媒との熱交換に
より冷却または加熱された水をファンコイル（不図示）
に循環させて空調対象室の冷房または暖房を行うタイプ
の空調装置の屋外機を示す。第３図と対応する部分は同
し符号で表わす。実線矢印は冷却運転時、破線矢印は加
熱運転時の冷媒の流れを示す。

冷却運転時には、圧縮機１より吐出せる高温・高圧ガス
冷媒は、四方弁２を通り、空気側熱交換器３て液化され
、常時開である液阻止弁４を通り、可逆形膨張弁５にて
減圧されて低圧二相冷媒となり、水側熱交換器６に導か
れ、水と熱交換してガス化する。水側熱交換器６を出た
低圧ガス冷媒は、四方弁２、アキュムレータ７を通り、
圧縮機１に吸入され、再び同様なサイクルを繰り返す。

加熱運転時には、四方弁２の切換えにより、高・低圧部
が冷却運転時に対し入れ替り、逆サイクルを形成する。

圧縮機１への液インジェクション用バイパス回路として
、前記冷凍サイクルの冷却運転時及び加熱運転時のそれ
ぞれの高圧液管部、すなわち可逆形膨張弁５の前後の冷
媒主回路導管部、から分岐したキャピラリ管８ａ、８ｂ
の他端を相互に接続し、この相互接続部１４から１個の
電磁弁９を介して圧縮機１の吸込部又は圧縮過程中間部
に至るバイパス管１５を設けである。電磁弁９の作動コ
イル１１の通電は、圧縮機吐出ガス温度検出センサ１０
によって開閉される接点２６ＴＦで制御される。圧縮機
吐出ガス温度がある所定値以上に高くなったときには、
接点２６ＴＦが閉じ、電磁弁９のコイル１１に通電され
て電磁弁９は開く。これにより、高圧液冷媒の一部はキ
ャピラリ管８ａ。

８ｂの一方（冷却運転時では８ａ、加熱運転時では８ｂ
）を通って減圧されて気−液二相冷媒となり、電磁弁９
を通って圧縮機１の圧縮過程部または吸入部に噴射され
、圧縮機吐出ガス温度を所定温度範囲内に制御する。

なお、例えば冷却運転時で電磁弁９が閉止しているとき
、可逆形膨張弁５後の圧力（図中の点１６の圧力）がキ
ャピラリ管８ａ、８ｂの相互接続部１４の圧力と同等程
度もしくはそれより若干大きくなる様にキャピラリ８ａ
、８ｂを設計しであるから、可逆形膨張弁５をバイパス
して両キャピラリ８ａと８ｂとを直列に通って主回路の
冷媒が低圧側に流れ込むことはない。同様に、加熱運転
時にも、膨張弁５を主回路冷媒がバイパスすることはな
い。

一方、停止中、液阻止弁４を閉止した状態では、液阻止
弁４と可逆形膨張弁５との間て液封状態となりうるが、
本発明では、そこでの異常な高圧発生時にキャピラリ管
８ａ、８ｂを直列に経由して低圧側に冷媒が流れるので
、液封状態を解除することが可能である。

なお、圧縮機吐出ガス温度は外気温度と関係があるから
、前記実施例において、吐出ガス温度検出センサ１０の
代りに外気温度検品センサを設け、その検出温度に応じ
て電磁弁９を開いて同様に液インジェクションを行うこ
とも可能である６以上の実施例では、冷凍サイクルから
水を媒介として空調を行うタイプの空調装置について説
明したが、本発明の空冷ヒートポンプ式冷凍サイクルは
、かかる空調装置に限定されるものではない。

［発明の効果］ 本発明によ九ば、可逆形膨張弁を有する空冷ヒートポン
プ式の冷凍サイクルにおいて、キャピラリ管２本と電磁
弁１個で、従来より大幅に簡素化した圧縮機吐出ガス温
度制御用液インジェクションのためのバイパス回路が低
価格で実現でき、かつ液封防止効果も得られる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明による可逆形膨張弁を有する空冷ヒート
ポンプ式冷凍サイクルの実施例を示す図、第２回は従来
の一方向形膨張弁を有する空冷ヒートポンプ式冷凍サイ
クルの図、第３図は第２図の従来技術より容易に類推で
きる可逆形膨張弁を有する空冷ヒートポンプ式冷凍サイ
クルとそのバイパス電磁弁の制御回路を示す図である。 １、圧縮機、　　　　　２・・四方弁 ３・・・空気側熱交換器　　４　液阻止弁５　・可逆形
膨張弁　　　５′　・・一方向形膨張弁Ｃ水側熱交換器
　　　７・・・アキュムレータ８．８ａ、８ｂ・・・キ
ャピラリ管 ９．９ａ、９ｂ・・電磁弁 １０・・吐出ガス温度検出センサ １１、ｌｌａ、ｌｌｂ・・・電磁弁のコイル１２□、１
２□、　１２Ｊ、　１２．・・逆止弁第１図 第２図

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、冷媒主回路中の可逆形膨張弁の前後の冷媒主回路導
   管に夫々１端が接続され且つ他端が相互に接続された２
   本のキャピラリ管と、該２本のキャピラリ管の相互接続
   部から電磁弁を介して圧縮機の吸込部または圧縮過程部
   に至るバイパス管とからなる圧縮機液インジェクション
   用バイパス回路を備えたことを特徴とする、可逆形膨張
   弁を有する空冷ヒートポンプ式冷凍サイクル。 ２、圧縮機吐出ガス温度または外気温度の検出手段と、
   該検出手段の検出温度に応じて前記電磁弁を開閉する手
   段とを備えたことを特徴とする請求項１記載の、可逆形
   膨張弁を有する空冷ヒートポンプ式冷凍サイクル。 ３、冷媒を回路中に常時は開路される液阻止弁を前記可
   逆形膨張弁の上流側に備え、前記２本のキャピラリ管の
   うちの１本のキャピラリ管の１端は該液阻止弁と可逆形
   膨張弁との間の冷媒主回路導管に接続されていることを
   特徴とする請求項１又は２記載の、可逆形膨張弁を有す
   る空冷ヒートポンプ式冷凍サイクル。