JPH0439583B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 産業上の利用分野 本発明は、非共沸混合冷媒を用いたヒートポン
プ式空気調和機に関するものである。

従来の技術 近年、ヒートポンプ式冷凍装置は非共沸混合冷
媒を用いて、能力変化できるものが開発されてい
る。

以下図面を参照しながら、上述した従来のヒー
トポンプ式冷凍装置の一例について説明する。

第５図は従来の非共沸混合冷媒を用いたヒート
ポンプ式冷凍装置の回路構成図を示すものであ
る。第５図において、１は圧縮機、２は四方弁、
３は室外側熱交換器、４，５は減圧装置、６は室
内側熱交換器である。また、４，５の減圧装置の
間に導管７が分岐しており、この導管７は第１の
冷媒容器８に接続されている。この第１の冷媒容
器８は減圧装置５と室内側熱交換器６とを接続す
る配管を包囲している。９は第２の冷媒容器であ
り、室外側熱交換器３と減圧装置４とを接続する
配管を包囲し、開閉調整弁１０を介して導管７に
接続されている。この冷凍サイクルには非共沸混
合冷媒を使用している。

以上のように構成されたヒートポンプ式冷凍装
置について、以下その動作について説明する。

まず、冷房運転時、冷媒は図示の実線矢印の方
向に流れる。ここで、開閉調整弁１０は閉塞され
ており、導管７によつて分流した冷媒は第１の冷
媒容器８に至るが、第１の冷媒容器８により包囲
された減圧装置５と室内側熱交換器６を結ぶ配管
は冷房運転時低温であるから、第１の冷媒容器８
は冷却され、容器内部には高沸点成分が液状で貯
留され、冷凍サイクルは低沸点成分が流れる。

一方、開閉調整弁１０が閉塞されている状態に
おける暖房運転時、冷媒は図示の破線矢印方向に
流れる。ここで、第１の冷媒容器８は室内側熱交
換器６で液化した高温冷媒により加熱されるた
め、第１の冷媒容器８内には冷媒は液化貯留する
ことなく冷凍サイクルを循環する。この場合冷凍
サイクル中の冷媒は混合冷媒が流れ、冷房時の冷
凍サイクルに比較すると暖房時の冷凍サイクル能
力は向上する。

また、暖房運転時、暖房能力に余力が生じてき
た時に開閉調整弁１０を動作させれば、高沸点成
分を第２の冷媒容器９に導いて貯留し、暖房能力
を低減できる（例えば特公昭57−31056号公報）。

発明が解決しようとする問題点 しかしながら上記のような構成では、高沸点成
分と低沸点成分の混合比を可変し能力可変を行な
うタイミング設定が具体的でないという問題点を
有していた。

本発明は、上記問題点に鑑み、冷媒混合比率可
変装置および電流検出センサーを設け、圧縮機運
転電流により負荷を的確に検知し冷房、暖房運転
において効率良い能力制御が可能なヒートポンプ
式空気調和機を提供するものである。

問題点を解決するための手段 上記問題点を解決するために本発明のヒートポ
ンプ式空気調和機は、非共沸混合冷媒を用い、周
波数可変装置を具備し、圧縮機、四方弁、室外熱
交換器、主回路用減圧器、室内熱交換器を順次連
結して冷凍サイクルの主回路を構成し、前記圧縮
機の吐出側と四方弁の途中に加熱器を設け、前記
圧縮機の吸入側と四方弁の途中に冷却器を設け、
前記室外熱交換器と前記主回路用減圧器の中間と
充填材を詰めた精留塔の底部とを前記加熱器を貫
通し逆止弁を介して接続するとともに前記加熱器
と逆止弁に並列に減圧器を設け、前記逆止弁と前
記精留塔底部との中間と冷媒貯溜器の底部とを電
磁開閉弁を介して接続し、また、前記室内側熱交
換器と前記主回路の減圧器の中間と前記精留塔の
底部とを前記加熱器を貫通し逆止弁を介して接続
するとともに前記加熱器と逆止弁に並列に減圧器
を設け、さらに前記精留塔の頂部と前記冷媒貯溜
器の頂部とを前記冷却器を貫通して接続し、前記
精留塔の頂部と前記冷媒貯溜器の底部とを接続し
て冷媒組成組成比率可変サイクルを構成し、前記
圧縮機の電流を検出する電流検出手段と、前記電
流検出手段による電流値と設定電流値の大、小を
比較する比較手段と、前記比較手段により設定電
流より大の場合、前記電磁開閉弁を開く第１の出
力モードに、また設定電流値より小の場合、前記
電磁開閉弁を閉じる第２の出力モードに移行する
移行手段と前記出力モードにより電磁開閉弁に電
気信号を出力する出力手段を具備したものであ
る。

作 用 本発明は上記した構成により、冷暖房とも負荷
を的確につかみ、必要負荷に応じて非共沸混合冷
媒の低沸点冷媒成分を分離し、冷媒混合比率を変
化させることにより、幅広い効率の良い能力制御
運転を可能にする。

実施例 以下本発明の一実施例のヒートポンプ式空気調
和機について、図面を参照しながら説明する。

第１図は本発明の冷凍サイクル図である。圧縮
機１１、四方弁１２、室外熱交換器１３、主回路
用減圧器１４、室内熱交換器１５が直列に接続さ
れている。また室外熱交換器１３と減圧器１４の
中間と精留塔１６の底部とも加熱器１７を貫通し
逆止弁１８を介し接続するとともに加熱器１７と
逆止弁１８に並列に第１の減圧器１９を設け、ま
た逆止弁１８と精留塔１６の底部との中間と冷媒
貯溜器２０の底部とを電磁開閉弁２１を介して接
続し、また室内熱交換器１５と主回路の減圧器１
４の中間と精留塔１６の底部とを加熱器１７を貫
通し逆止弁２２を介して接続するとともに加熱器
１７と逆止弁２２に並列に減圧器２３を設け、さ
らに精留塔１６の頂部と冷媒貯溜器２０の頂部と
を冷却器２４を貫通し、精留塔１６の頂部と冷媒
貯溜器２０の底部とを接続している。ここで本発
明における冷凍サイクルに使用する冷媒は沸点能
力の異なる複数の冷媒を混合した非共沸混合冷媒
である。

ここで第２図に示すブロツク回路と第３図に示
す制御回路の関係について説明すると、第３図に
示す電流検出装置２７は第２図に示す電流検知手
段に相当し、第３図に示すコンパレータ２５は、
第２図の比較手段に相当し、第３図のマイクロコ
ンピユータ２６は第２図の移行手段に相当し、第
３図の出力回路２８は第２図の出力手段に相当し
ている。

次に上記構成からなる制御回路の動作について
第１図および第４図を参考に説明する。

暖房運転時圧縮機電流を電流検出装置２７で検
出しそれをマイクロコンピユータ２６に記憶され
た設定電流値と比較し設定電流値より大きい場
合、冷媒は第２図中の実線の矢印の如く流れ、電
磁開閉弁２１が開いているため、冷媒貯溜器２０
の中の冷媒も主回路と同様に流れるため冷媒貯溜
器２０の中の冷媒の組成も主回路の組成と異なら
ず、高沸点成分と低沸点成分の混合した状態で高
能力が得られる。

一方、圧縮機電流値が低下して設定電流値より
小さくなると、電磁開閉弁２１が閉じて冷媒は点
線の矢印の如く流れる。室内熱交換器１５を出た
過冷却のとれた冷媒の一部は加熱器１７へ入り吐
出ガスにより加熱されガス成分を発生させ精留塔
１６に入る。精留塔１６に入つた冷媒のガス成分
は塔中を上昇していき冷却器２４に入り、ここで
吸入ガスにより冷却液化され冷媒貯溜器２０に導
びかれその一部は精留塔の頂部に還流され塔中を
上昇してくるガス成分と気液接触を行ない物質移
動および熱交換を行なう。このサイクルを繰り返
すことにより冷媒貯溜器２０の中の冷媒は低沸点
成分が多くなり主回路を流れる冷媒の組成は高沸
点成分が多い状態になり能力および消費電力とも
小さくなり効率の良い能力制御ができる。冷房運
転時においても同様である。

以上のように本実施例によれば電流検出装置２
７を設け圧縮機運転電流の大小により非共沸混合
冷媒の比率を可変することにより負荷が大きく高
能力を必要とする場合には、主回路の冷媒は高沸
点、低沸点成分の混合した状態で高能力を得るこ
とができ、また負荷が小さく低能力で十分な場合
には、低沸点成分の冷媒が分離貯溜され主回路の
冷媒は高沸点成分の多い状態になり低能力、低消
費電力を得ることができ効率の良い能力制御を容
易に行なうことができる。

発明の効果 以上のように本発明は、非共沸混合冷媒を用
い、圧縮機、四方弁、室外熱交換器、主回路用減
圧器、室内熱交換器を順次連結して冷凍サイクル
の主回路を構成し、前記圧縮機の吐出側と四方弁
の途中に加熱器を設け、前記圧縮機の吸入側と四
方弁の途中に冷却器を設け、前記室外熱交換器と
前記主回路用減圧器の中間と充填材を詰めた精留
塔の底部とを前記加熱器を貫通し逆止弁を介して
接続するとともに前記加熱器と逆止弁に並列に第
１の減圧器を設け、前記逆止弁と前記精留塔との
中間と冷媒貯溜器の底部とを電磁開閉弁を介して
接続し、また前記室内熱交換器と前記主回路の減
圧器の中間と前記精留塔の底部とを前記加熱器を
貫通し逆止弁を介して接続するとともに前記加熱
器と逆止弁に並列に減圧器を設け、さらに前記精
留塔の頂部と前記冷媒貯溜器の頂部とを前記冷却
器を貫通して接続し、前記精留塔の頂部と前記冷
媒貯溜器の底部とを接続して冷媒組成比率可変サ
イクルを構成し、前記圧縮機の電流を検出する電
流検出手段と前記電流検出手段による電流値と設
定電流値の大、小を比較する比較手段と、前記比
較手段により設定電流値より大の場合前記電磁開
閉弁を開く第１の出力モードに、また設定電流値
より小の場合前記電磁開閉弁を閉じる第２の出力
モードに移行する移行手段と前記出力モードによ
り電磁開閉弁に電気信号を出力する出力手段を具
備することにより冷房、暖房運転とも負荷を的確
につかみ、必要負荷に応じて非共沸混合冷媒の低
沸点成分の分離あるいは混合を行ない主回路の流
れる冷媒の混合比率を可変することにより幅広い
効率の良い能力制御運転を容易に行なうことがで
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ヒートポン
プ式空気調和機の冷凍サイクル図、第２図は同ブ
ロツク図、第３図は同制御回路図、第４図は同フ
ローチヤート図、第５図は従来のヒートポンプ式
空気調和機の冷凍サイクル図である。 １６……精留塔、１７……加熱器、１８，２２
……逆止弁、１９，２３……減圧器、２０……冷
媒貯溜器、２１……電磁開閉弁、２４……冷却
器、２５……コンパレータ、２６……マイクロコ
ンピユタ、２７……電流検出装置。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １ 非共沸混合冷媒を用い、圧縮機、四方弁、室
   外熱交換器、主回路用減圧器、室内熱交換器を順
   次連結して冷凍サイクルの主回路を構成し、前記
   圧縮機の吐出側と四方弁の途中に加熱器を設け、
   前記圧縮機の吸入側と四方弁の途中に冷却器を設
   け、前記室外熱交換器と前記主回路用減圧器の中
   間と充填材を詰めた精留塔の底部とを前記加熱器
   を貫通し逆止弁を介して接続するとともに前記加
   熱器と逆止弁に並列に第１の減圧器を設け、前記
   逆止弁と前記精留塔底部との中間と冷媒貯溜器の
   底部とを電磁開閉弁を介して接続し、また前記室
   内熱交換器と前記主回路の減圧器の中間と前記精
   留塔の底部とを前記加熱器を貫通し逆止弁を介し
   て接続するとともに前記加熱器と逆止弁に並列に
   減圧器を設け、さらに前記精留塔の頂部と前記冷
   媒貯溜器の頂部とを前記冷却器を貫通して接続
   し、前記精留塔の頂部と前記冷媒貯溜器の底部と
   を接続して冷媒組成比率可変サイクルを構成し、
   前記圧縮機の電流を検出する電流検出手段と、前
   記電流検出手段による電流値と設定電流値の大、
   小を比較する比較手段と、前記比較手段により設
   定電流値より大の場合、前記電磁開閉弁を開く第
   １の出力モードに、また設定電流値より小の場
   合、前記電磁開閉弁を閉じる第２の出力モードに
   移行する移行手段と前記出力モードにより電磁開
   閉弁に電気信号を出力する出力手段を具備したヒ
   ートポンプ式空気調和機。