JPH0439585B2 - - 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は塞閉され
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
変装置および室内温度検出センサーを設け、室内
温度と室内設定温度との差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、室内
温度を検出する温度検出手段と、前記温度検出手
段による検出温度と室内設定温度にある値を加え
た設定温度との大、小を比較する比較手段と、前
記比較手段により設定温度より小の場合、前記電
磁開閉弁を開く第１の出力モードに、また設定温
度より大の場合、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
示す室内温度センサー２７は第２図に示す室内温
度検知手段に相当し、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図から第４図を参考に説明する。

暖房運転時室内温度を室内温度センサー２７で
検出しそれをマイクロコンピユータ２６に記憶さ
れた設定温度と比較し設定温度より低い場合、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、室内温度が上昇して設定温度より高くな
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室内温度センサ
ー２７を設け室内温度と設定温度との比較により
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嵌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、室内温度を検出する温度検
出手段と、前記温度検出手段による検出温度と室
内設定温度にある値を加えた設定温度との大小を
比較する比較手段と、前記比較手段により設定温
度より小の場合前記電磁開閉弁を開く第１の出力
モードに、また設定温度より大の場合前記電磁開
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
ンピユータ、２７……室内温度センサー。

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、
   室内温度を検出する温度検出手段と、前記温度検
   出手段による検出温度と室内設定温度にある値を
   加えた設定温度との大、小を比較する比較手段
   と、前記比較手段により設定温度より小の場合、
   前記電磁開閉弁を開く第１の出力モードに、また
   設定温度より大の場合、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。