JPH05141817A

JPH05141817A - 切換弁装置

Info

Publication number: JPH05141817A
Application number: JP3302180A
Authority: JP
Inventors: Takeshi Watanabe; 剛渡辺
Original assignee: HAMATETSUKU KK
Current assignee: HAMATETSUKU KK
Priority date: 1991-11-18
Filing date: 1991-11-18
Publication date: 1993-06-08

Abstract

(57)【要約】【目的】ヒートポンプによる暖房運転時に、室内機へ
送る高温冷媒の一部を室外機の室外空気熱交換器に送り
入れ、付着している霜を除去できるようにする。【構成】低温部３０、高温部４０と室外機５０、室内
機６０との間で低温冷媒、高温冷媒を循環させる流路中
に、冷房時、暖房時、除霜時、ボイラー暖房時夫々で低
温冷媒、高温冷媒夫々の流路を切換える同構造の一対の
第１、第２の弁体１０，２０を介装する。除霜時では、
弁体１０，２０夫々における切換弁１２，２２の回動操
作で、低温部３０と室外機５０との間で循環される低温
冷媒中に、高温部４０と室内機６０との間で循環される
高温冷媒の一部を混合させて室外機５０に送り入れ、温
度上昇させて霜を除去する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】この発明は、主として、室内機及
び室外機の空気熱交換器への夫々の熱搬送に水を基本と
した不凍液を使用する間接空冷式のヒートポンプに使用
するもので、その冷房と暖房とを切換える切換弁装置に
関する。

【０００２】

【従来の技術】一般に、ビル等の大型建築物の空調に
は、ヒートポンプが多く用いられている。このヒートポ
ンプの原理は吸収冷凍サイクルにあり、吸収冷凍機を低
温の熱源から熱を回収して高温の熱源とする場合には、
ヒートポンプとして作用するものである。

【０００３】この冷凍サイクルとして、アンモニアを冷
媒とし、水を吸収剤としたものにあっては、アンモニア
の蒸発温度が低いために、暖房時では外気を熱源とした
ヒートポンプ運転が可能になる。そして、このような冷
凍サイクルにあっては、空気を熱源とすると共に空気が
直接に冷媒を蒸発させるヒートポンプが実用化されてい
る。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】この従来のヒートポン
プにあっては、一般的に除霜するには、電動式も含めて
一旦は冷房運転にして室外機の空気熱交換器を加熱して
行なっていたものである。そのために、この除霜時に
は、暖房が一時的に中断されることになり、これが、ヒ
ートポンプ暖房の不快な要因ともなっていた。

【０００５】また、ヒートポンプ運転中で、外気温が次
第に低くなると室外機の室外空気熱交換器に霜が付着し
やすくなり、除霜回数も増加するために、ヒートポンプ
による暖房能力が低下し、その効率が著しく悪化するも
のである。これを回避するため、一般の吸収式ヒートポ
ンプでは、ボイラー運転も可能になっているので、外気
温が特に低い場合には、ボイラー運転によって暖房を行
なうように切り換えるものである。

【０００６】このボイラー運転による暖房切換に際し、
通常は、ヒートポンプ暖房と同じ回路構成で室外機の室
外空気熱交換器に熱媒体を送っている室外機用ポンプを
停止して室外機の室外空気熱交換器からの放熱を防止す
る。ここで、アンモニア−水系吸収式ヒートポンプのよ
うな場合、当然に溶液ポンプが必要になり、また、室内
機の室内空気熱交換器に熱媒体を送っている室内機用ポ
ンプは常時運転されているのである。したがって、溶液
ポンプと室内機用ポンプをベルト等で一つのモータで駆
動すれば、夫々に一つずつのモータを設置することより
も大型のモータを使用設置でき、効率もよくなるもので
ある。更にまた、室外機用ポンプをも一つの大型のモー
タで駆動することも考えられるが、熱媒体を室外機の室
外空気熱交換器に送り入れると放熱ロスとなるために、
ヒートポンプ暖房と同一回路で構成する場合には、クラ
ッチ等で室外機用ポンプを停止させるか、弁を設けて締
め切る必要があった。

【０００７】そこで、この発明は、叙上のような従来存
した諸事情に鑑み案出されたもので、ヒートポンプによ
る暖房運転時に、室内機へ送る高温冷媒である温水の一
部を室外機の室外空気熱交換器に送り入れることで、そ
の室外空気熱交換器に付着している霜を除去でき、ま
た、ヒートポンプ側の運転は、その熱冷媒の流通系路が
常時同じサイクルとすることで高温部と低温部とは変更
する必要がなく、そのため、高温部と低温部との変更が
容易でない吸収式ヒートポンプに特に実施して大きなメ
リットがあるようにし、更には、溶液ポンプ、室外機用
ポンプ、室内機用ポンプを一つのモータで駆動運転でき
て効率の向上、コストダウンを図ることができるように
した切換弁装置を提供することを目的とする。

【０００８】

【課題を解決するための手段】上述した目的を達成する
ため、この発明にあっては、ヒートポンプにおいての低
温部、高温部と室外機、室内機との間で低温冷媒、高温
冷媒を循環させ、冷房時では低温部と室内機との間で低
温冷媒を、また、高温部と室外機との間で高温冷媒を夫
々循環させ、暖房時では低温部と室外機との間で低温冷
媒を、また、高温部と室内機との間で高温冷媒を夫々循
環させるよう、冷媒の循環系路を切換える切換弁装置で
あって、低温部、高温部と室外機、室内機との間の流路
中に介装されて、冷房時、暖房時、除霜時、ボイラー暖
房時夫々で低温冷媒、高温冷媒夫々の流路を切換える同
構造の一対の第１、第２の弁体から成り、除霜時では、
低温部と室外機との間で循環される低温冷媒中に、高温
部と室内機との間で循環される高温冷媒の一部を混合さ
せて室外機に送り入れるようにしたことを特徴とする。

【０００９】弁体夫々は、周囲に４つの開口を有する弁
箱と、この弁箱内で、冷房時、暖房時、除霜時、ボイラ
ー暖房時夫々では所定角度で回動されて規制停止され、
低温側連通路、高温側連通路を有する切換弁とから成
り、第１の弁体の弁箱は、低温部の低温高圧冷媒熱交換
器に接続される第１の入開口、室内機の室内空気熱交換
器に接続される第１の出開口、高温部の高温高圧冷媒熱
交換器に接続される第２の入開口、室外機の室外空気熱
交換器に接続される第２の出開口を備え、切換弁は、隣
接する入開口、出開口夫々を連通させる低温側連通路、
高温側連通路を形成する二股状の一対の区画壁部分を有
し、除霜時では、この区画壁部分の一方が第２の出開口
を開口させたままでその中間に位置し、また、ボイラー
暖房時では、区画壁部分の他方は、第１の入開口自体の
開口に位置して閉塞するようになっており、第２の弁体
の弁箱は、低温部の低温高圧冷媒熱交換器に接続される
第１の出開口、室内機の室内空気熱交換器に接続される
第１の入開口、高温部の高温高圧冷媒熱交換器に接続さ
れる第２の出開口、室外機の室外空気熱交換器に接続さ
れる第２の入開口を備え、切換弁は、隣接する入開口、
出開口夫々を連通させる低温側連通路、高温側連通路を
形成する二股状の一対の区画壁部分を有し、除霜時で
は、この区画壁部分の一方が第２の入開口を開口させた
ままでその中間に位置し、また、ボイラー暖房時では、
区画壁部分の他方は、第１の出開口自体の開口に位置し
て閉塞するようになっているものである。

【００１０】また、冷房時では、第１の弁体の第１の入
開口と第１の出開口とを低温側連通路によって、また、
第２の入開口と第２の出開口とを高温側連通路によって
夫々連通させ、第２の弁体の第１の出開口と入開口とを
低温側連通路によって、また、第２の出開口と第２の入
開口とを高温側連通路によって夫々連通させることで、
低温冷媒を低温部と室内機との間で、高温冷媒を高温部
と室外機との間で夫々循環させるものとし、暖房時で
は、第１の弁体の第２の入開口と第１の出開口とを低温
側連通路によって、また、第１の入開口と第２の出開口
とを高温側連通路によって夫々連通させ、第２の弁体の
第１の入開口と第２の出開口とを高温側連通路によっ
て、また、第１の出開口と第２の入開口とを低温側連通
路によって夫々連通させることで、低温冷媒を低温部と
室外機との間で、高温冷媒を高温部と室内機との間で夫
々循環させるものとし、除霜時では、第１の弁体の第１
の入開口と第２の出開口とを低温側連通路によって、ま
た、第２の入開口と第１の出開口、第２の出開口とを夫
々連通させ、第２の弁体の第１の出開口と第２の入開口
とを低温側連通路によって、第２の出開口と第１の入開
口、第２の入開口とを夫々連通させることで低温部と室
内機との間で循環される低温冷媒中に、高温部と室内機
との間で循環される高温冷媒の一部を混合させて室外機
に送り入れるようにし、ボイラー暖房時では、第１の弁
体の第１の出開口と第２の入開口とのみを連通させ、第
２の弁体の第１の入開口と第２の出開口とのみを連通さ
せることで高温部と室内機との間で高温冷媒を循環させ
るものとする。

【００１１】

【作用】この発明に係る切換弁装置にあって、冷房時で
は、第１の弁体における切換弁は、第１の入開口と第１
の出開口とを低温側連通路によって、第２の入開口と第
２の出開口とを高温側連通路によって、また、第２の弁
体における切換弁は、第１の入開口と第１の出開口とを
低温側連通路によって、第２の入開口と第２の出開口と
を高温側連通路によって、夫々連通させる位置で回動停
止される。

【００１２】すると、低温冷媒は、低温部において熱交
換された後、低温高圧冷媒熱交換器から第１の弁体の第
１の入開口、低温側連通路、第１の出開口によって切換
えられて室内機に至り、冷房を行ない、第２の弁体の第
１の入開口、低温側連通路、第１の出開口によって切換
えられて再び低温部に戻る。一方、高温冷媒は、高温部
において熱交換された後、高温高圧冷媒熱交換器から第
１の弁体の第２の入開口、高温側連通路、第２の出開口
によって切換えられて室外機に至り、外気に放熱を行な
った後、第２の弁体の第２の入開口、高温側連通路、第
２の出開口Ｃによって切換えられて再び高温部に戻る。

【００１３】暖房時では、第１の弁体における切換弁
は、第１の入開口と第２の出開口とを低温側連通路によ
って、第２の入開口と第１の出開口とを高温側連通路に
よって、また、第２の弁体における切換弁は、第２の入
開口と第１の出開口とを低温側連通路によって、第１の
入開口と第２の出開口とを高温側連通路によって、夫々
連通させる位置で回動停止される。

【００１４】すると、高温冷媒は、高温部において熱交
換された後、高温高圧冷媒熱交換器から第１の弁体の第
２の入開口、高温側連通路、第１の出開口によって切換
えられて室内機に至り、暖房を行なった後、第２の弁体
の第１の入開口、高温側連通路、第２の出開口によって
切換えられて再び高温部に戻る。一方、低温冷媒は、低
温部において熱交換された後、低温高圧冷媒熱交換器か
ら第１の弁体の入開口、低温側連通路、第２の出開口に
よって切換えられて室外機に至り、外気に放熱を行なっ
た後、、第２の弁体の第２の入開口、低温側連通路、第
１の出開口によって切換えられて再び低温部に戻る。

【００１５】除霜時では、第１の弁体における切換弁
は、その一方の区画壁部分を第２の出開口自体の中間に
位置して規制停止され、第１の入開口と第２の出開口と
を低温側連通路によって、第２の入開口と第１の出開
口、第２の出開口とを高温側連通路によって夫々連通さ
せる位置で回動停止される。また、第２の弁体における
切換弁は、同じく、その一方の区画壁部分を第２の入開
口自体の中間に位置するように規制停止され、第２の入
開口と第１の出開口とを低温側連通路によって、第２の
入開口と第２の出開口とを、第１の入開口と第２の出開
口とを高温側連通路によって夫々連通させる位置で回動
停止される。

【００１６】すると、この除霜時では、暖房時における
低温冷媒中に高温冷媒を混合させるもので、第１の弁体
において、その低温側連通路、第２の出開口から流出さ
れる低温冷媒中に、高温部から流路を経て送られて第１
の弁体に至る高温冷媒の一部が高温側連通路、第２の出
開口から流出されるときに混合させられ、混合された冷
媒は混合の度合いによってその分で温度が上昇してい
て、室外機に送られると、室外機部分を温度上昇させて
これに付着した霜を除去する。除去した後の混合冷媒
は、第２の弁体に至り、第２の入開口から流入し、低温
側連通路、高温側連通路によって分離されて、分離後の
高温冷媒は、室内機から第２の弁体の第１の入開口に流
入される高温冷媒と共に高温側連通路、第２の出開口に
よって高温部に戻る一方、分離後の低温冷媒は、低温側
連通路、第１の出開口から流路を経て低温部に戻る。

【００１７】ボイラー暖房時では、第１の弁体における
切換弁は、その他方の区画壁部分を第１の入開口自体の
開口に位置して、第１の入開口自体、低温側連通路夫々
を閉塞するように規制停止され、第２の入開口と第１の
出開口とのみを高温側連通路によって連通させる位置で
回動停止され、また、第２の弁体における切換弁は、そ
の他方の区画壁部分を第１の出開口自体の開口に位置し
て、第１の出開口自体、低温側連通路夫々を閉塞するよ
うに規制停止され、第１の入開口と第２の出開口とのみ
を高温側連通路によって連通させる位置で回動停止され
る。

【００１８】すると、高温冷媒は、高温部において熱交
換された後、高温高圧冷媒熱交換器から第１の弁体の第
２の入開口、高温側連通路、第１の出開口によって切換
えられて室内機に至り、暖房を行なった後、第２の弁体
の第１の入開口、高温側連通路、第２の出開口によって
切換えられて再び高温部に戻る。

【００１９】

【実施例】以下、図面を参照してこの発明の一実施例を
説明するに、図において示される符号１は空冷ヒートポ
ンプにおける高圧冷媒ループであり、室内機及び室外機
の空気熱交換器への各々の熱搬送には、水にエチレング
リコール等を添加した一般的な不凍液を使用してある。
そして、低温部３０で吸収した熱を高温部４０にて放出
し、室外機５０によっての熱交換作用で、室内機６０を
介して冷房あるいは暖房を行なうもので、冷房あるいは
暖房への切換は、この発明に係る切換弁装置によって冷
媒流路を変更することで得られるようになっている。

【００２０】すなわち、この発明に係る切換弁装置は、
全く同構造で、その冷媒の出入口が逆のものとした一対
の四方弁構造の第１、第２の弁体１０，２０を備えてい
て、これらの第１、第２の弁体１０，２０を、低温部３
０、高温部４０と、室外機５０、室内機６０との間に介
装し、冷房時には室内機６０において冷気を得るものと
し、暖房時には室内機６０において暖気を得るものと
し、また、除霜時には室外機５０に冷水と混合して温水
の一部を送ることで温度上昇させながら霜を除去するも
のとし、ボイラー暖房時には高温冷媒のみを室内機６０
に送るものとし、これらの切換を弁体１０，２０による
切換操作によって行なえるようにしたものである。

【００２１】低温部３０は、蒸発器３１、低温高圧冷媒
熱交換器３２を備えており、低温高圧冷媒熱交換器３２
の一端は、流路３３によって第１の弁体１０の第１の入
開口１０Ａに接続し、他端は、流路３４によって第２の
弁体２０の第１の出開口２０Ａに接続しており、第２の
弁体２０から冷媒が送り入れられ、第１の弁体１０に送
り出すようになっている。

【００２２】高温部４０は、凝縮部４１、高温高圧冷媒
熱交換器４２を備えており、高温高圧冷媒熱交換器４２
の一端は、流路４３によって第２の弁体２０の第２の出
開口２０Ｃに接続し、他端は、流路４４によって第１の
弁体１０の第２の入開口１０Ｃに接続しており、第２の
弁体２０から冷媒が送り入れられ、第１の弁体１０に送
り出すようになっている。

【００２３】室外機５０は、室外機ファン５１、室外空
気熱交換器５２を備えており、室外空気熱交換器５２の
一端は、室外機用気液分離タンク５３、室外機ポンプ５
４を有する流路５５によって第２の弁体２０の第２の入
開口２０Ｄに接続し、他端は、流路５６によって第１の
弁体１０の第２の出開口１０Ｄに接続しており、第１の
弁体１０から冷媒が送り入れられ、第２の弁体２０に送
り出すようになっている。

【００２４】室内機６０は、室内機ファン６１、室内空
気熱交換器６２を備えており、室内空気熱交換器６２の
一端は、室内機用気液分離タンク６３、室内機ポンプ６
４を有する流路６５によって第２の弁体２０の第１の入
開口２０Ｂに接続し、他端は、流路６６によって第１の
弁体１０の第１の出開口１０Ｂに接続し、第１の弁体１
０から冷媒が送り入れられ、第２の弁体２０に送り出す
ようになっている。

【００２５】また、室外機用気液分離タンク５３、室内
機用気液分離タンク６３夫々は、膨脹タンク７０に連通
している。しかして、弁体１０，２０夫々は、全く同一
の構造のものとしてあるも、それらの間では、冷媒の入
口、出口が全く逆になっているのであり、図示のよう
に、周囲に計４個の入口用、出口用の開口１０，１０
Ｂ，１０Ｃ，１０Ｄ、２０Ａ，２０Ｂ，２０Ｃ，２０Ｄ
を有する弁箱１１，２１内に、切換弁１２，２２を回転
自在に収納配置してある。すなわち、第１の弁体１０に
おいては、第１の入開口１０Ａ、第１の出開口１０Ｂ、
第２の入開口１０Ｃ、第２の出開口１０Ｄを有し、第２
の弁体２０においては、第１の出開口２０Ａ、第１の入
開口２０Ｂ、第２の出開口２０Ｃ、第２の入開口２０Ｄ
を有しているのである。そして、弁体１０，２０内に、
所定角度で規制停止される弁体１０，２０夫々における
切換弁１２，２２の所定角度での回転操作によって、各
流路３３，３４，４３，４４，５５，５６，６５，６６
における冷媒の送り方向を変更させることなく、冷房時
では、低温部３０と室内機６０との間で低温冷媒を、高
温部４０と室外機５０との間で高温冷媒を夫々循環さ
せ、暖房時では、低温部３０と室外機５０との間で低温
冷媒を、高温部４０と室内機６０との間で高温冷媒を夫
々循環させ、除霜時では、暖房時における冷媒の循環路
を維持しながら、低温部３０と室外機５０との間で循環
される低温冷媒中に、高温部４０と室内機６０との間で
循環される高温冷媒を混合させ、また、ボイラー暖房時
では、高温部４０と室内機６０との間でのみ高温冷媒を
循環させるとするものである。

【００２６】すなわち、弁体１０，２０において、図８
に示すように、その弁箱１１，２１には、隣接させて入
口用、出口用の開口１０Ａ，１０Ｂ，１０Ｃ，１０Ｄ、
２０Ａ，２０Ｂ，２０Ｃ，２０Ｄを交互に配設し、切換
弁１２，２２には、隣接させた開口１０Ａ，１０Ｂ，１
０Ｃ，１０Ｄ、２０Ａ，２０Ｂ，２０Ｃ，２０Ｄ同志夫
々を連通させる低温側連通路１３，２３、高温側連通路
１４，２４を開設し、この夫々の連通路１３，２３、１
４，２４は、冷房時、暖房時夫々では隣接する開口１０
Ａ，１０Ｂ，１０Ｃ，１０Ｄ、２０Ａ，２０Ｂ，２０
Ｃ，２０Ｄ同志のみを連通させ、除霜時では一つの開口
１０Ｄ，２０Ｄのほぼ中立位置に停止して、これに隣接
する他の開口１０Ａ，１０Ｂ，１０Ｃ、２０Ａ，２０
Ｂ，２０Ｃから流入あるいは流出する高温冷媒、低温冷
媒を混合させて流出あるいは流入させ、ボイラー暖房時
では連通路の一方である高温側連通路１４，２４を開放
するも、他方である低温側連通路１３，２３を閉塞する
ようにしたものである。

【００２７】そのため、切換弁１２，２２自体は、図に
示すように、低温側連通路１３，２３に比し高温側連通
路１４，２４がやや大きく拡開されるように、区画壁部
分が二股のＶ字状にして、更にはいずれか一方の区画壁
部分は開口１０Ｄ，２０Ｄにおける開口幅に比し狭い幅
員に、他方の区画壁部分は開口１０Ａ，２０Ａにおける
開口幅に比し広い幅員に形成されている。そして、その
区画壁部分が、切換弁１２，２２自体の回動によって、
一つ置いた隣接する開口１０Ａ，１０Ｂ，１０Ｃ，１０
Ｄ、２０Ａ，２０Ｂ，２０Ｃ，２０Ｄ夫々を区画し、あ
るいは、前述の一つの開口１０Ｄ，２０Ｄを二分するほ
ぼ中立の位置に停止され、あるいはまた、一つの開口１
０Ａ，２０Ａを閉塞する位置で停止されるようになって
いる。

【００２８】また、これらの第１の弁体１０及び第２の
弁体２０は、図７に示すように、弁箱１１，２１を共通
させる一つのケーシング内に同軸上に配設して区画形成
されており、例えば、図示を省略したモータの駆動によ
って切換弁１２，２２軸を所定角度で同時に回動させる
ようにしてある。すなわち、これは、弁体１０，２０夫
々が全く同一構造のものであり、ただ、冷媒の入口、出
口が両者１０，２０間においては逆になっているからで
あり、流路構成に際する接続形態が異なるにすぎないも
のであり、両者１０，２０を同軸上に構成することで、
その流路切換を確実に同時に行なえるのである。

【００２９】ここで、冷房時、暖房時、除霜時、ボイラ
ー暖房時夫々における低温冷媒、高温冷媒の循環系路
を、弁体１０，２０における流路切り換え操作形態と共
に説明する。冷房時では、図２（１）に示すように、第
１の弁体１０における切換弁１２は、第１の入開口１０
Ａと第１の出開口１０Ｂとを低温側連通路１３によっ
て、第２の入開口１０Ｃと第２の出開口１０Ｄとを高温
側連通路１４によって夫々連通させる位置で回動停止さ
せ、また、第２の弁体２０における切換弁２２は、第１
の入開口２０Ｂと第１の出開口２０Ａとを低温側連通路
２３によって、第２の入開口２０Ｄと第２の出開口２０
Ｃとを高温側連通路２４によって夫々連通させる位置で
回動停止させておく。

【００３０】すると、図３に示すように、低温冷媒（図
３において実線矢印で示す）は、低温部３０において熱
交換された後、低温高圧冷媒熱交換器３２から流路３３
を経て、第１の弁体１０の第１の入開口１０Ａ、低温側
連通路１３、第１の出開口１０Ｂによって切換えられて
流路６６を経て室内機６０に至り、冷房を行なう。その
後、室内機用気液分離タンク６３、室内機ポンプ６４を
備えた流路６５を経て、第２の弁体２０の第１の入開口
２０Ｂ、低温側連通路２３、第１の出開口２０Ａによっ
て切換えられて流路３４を経て再び低温部３０に戻る。

【００３１】一方、高温冷媒（図３において鎖線矢印で
示す）は、高温部４０において熱交換された後、高温高
圧冷媒熱交換器４２から流路４３を経て、第１の弁体１
０の第２の入開口１０Ｃ、高温側連通路１４、第２の出
開口１０Ｄによって切換えられて流路５６を経て室外機
５０に至り、外気に放熱を行なう。その後、室外機用気
液分離タンク５３、室外機ポンプ５４を備えた流路５５
を経て、第２の弁体２０の第２の入開口２０Ｄ、高温側
連通路２４、第２の出開口２０Ｃによって切換えられて
流路４４を経て再び高温部４０に戻る。

【００３２】暖房時では、図２（２）に示すように、第
１の弁体１０における切換弁１２は、第１の入開口１０
Ａと第２の出開口１０Ｄとを低温側連通路１３によっ
て、第２の入開口１０Ｃと第１の出開口１０Ｂとを高温
側連通路１４によって夫々連通させる位置で回動停止さ
せ、また、第２の弁体２０における切換弁２２は、第２
の入開口２０Ｄと第１の出開口２０Ａとを低温側連通路
２３によって、第１の入開口２０Ｂと第２の出開口２０
Ｃとを高温側連通路２４によって夫々連通させる位置で
回動停止させておく。

【００３３】すると、図４に示すように、高温冷媒（図
４において鎖線矢印で示す）は、高温部４０において熱
交換された後、高温高圧冷媒熱交換器４２から流路４３
を経て、第１の弁体１０の第２の入開口１０Ｃ、高温側
連通路１４、第１の出開口１０Ｂによって切換えられて
流路６６を経て室内機６０に至り、暖房を行なう。その
後、室内機用気液分離タンク６３、室内機ポンプ６４を
備えた流路６５を経て、第２の弁体２０の第１の入開口
２０Ｂ、高温側連通路２４、第２の出開口２０Ｃによっ
て切換えられて流路４４を経て再び高温部４０に戻る。

【００３４】一方、低温冷媒（図４において実線矢印で
示す）は、低温部３０において熱交換された後、低温高
圧冷媒熱交換器３２から流路３３を経て、第１の弁体１
０の入開口２０Ａ、低温側連通路１３、第２の出開口１
０Ｄによって切換えられて流路５６を経て室外機５０に
至り、外気に放熱を行なう。その後、室外機用気液分離
タンク５３、室外機ポンプ５４を備えた流路５５を経
て、第２の弁体２０の第２の入開口２０Ｄ、低温側連通
路２３、第１の出開口２０Ａによって切換えられて流路
３４を経て再び低温部３０に戻る。

【００３５】除霜時では、図２（３）に示すように、第
１の弁体１０における切換弁１２は、その一方の区画壁
部分を第２の出開口１０Ｄ自体の中間に位置するように
規制停止させるのであり、第１の入開口１０Ａと第２の
出開口１０Ｄとを低温側連通路１３によって、第２の入
開口１０Ｃと第１の出開口１０Ｂ、第２の出開口１０Ｄ
とを高温側連通路１４によって夫々連通させる位置で回
動停止させておいて、第２の出開口１０Ｄからは、低温
冷媒中に高温冷媒が混合されるようにして流出させるよ
うにする。また、第２の弁体２０における切換弁２２
は、同じく、その一方の区画壁部分を第２の入開口２０
Ｄ自体の中間に位置するように規制停止させるのであ
り、第２の入開口２０Ｄと第１の出開口２０Ａとを低温
側連通路２３によって、第２の入開口２０Ｄと第２の出
開口２０Ｃとを、第１の入開口２０Ｂと第２の出開口２
０Ｃとを高温側連通路２４によって夫々連通させる位置
で回動停止させておいて、高温冷媒、低温冷媒が混合さ
れたものが第２の入開口２０Ｄから流入され、望ましく
は、低温側、高温側に分離されて流出されるようにす
る。

【００３６】この除霜時では、図５に示すように、暖房
時における低温冷媒（図５において実線矢印で示す）中
に高温冷媒（図５において鎖線矢印で示す）を混合させ
るものであり、それは、すなわち、第１の弁体１０にお
いて、その低温側連通路１３、第２の出開口１０Ｄから
流出される低温冷媒中に、高温部４０から流路４３を経
て送られて第１の弁体１０に至る高温冷媒の一部が高温
側連通路１４、第２の出開口１０Ｄから流出されるとき
に混合させるのであり、混合された冷媒は混合の度合い
によってその分で温度が上昇していて、流路５６を経て
室外機５０に送られる。室外機５０に送られた混合冷媒
は、室外機５０部分を温度上昇させることでこれに付着
した霜を除去する。

【００３７】除去した後の混合冷媒は、室外機用気液分
離タンク５３、室外機ポンプ５４を備えた流路５５を経
て第２の弁体２０に至り、第２の入開口２０Ｄから流入
し、低温側連通路２３、高温側連通路２４によって分離
されて、分離後の高温冷媒は、室内機６０から流路６５
を経て第２の弁体２０の第１の入開口２０Ｂに流入され
る高温冷媒と共に高温側連通路２４、第２の出開口２０
Ｃによって流路４４を経て高温部４０に戻る一方、分離
後の低温冷媒は、低温側連通路２３、第１の出開口２０
Ａから流路３４を経て低温部３０に戻る。

【００３８】また、ボイラー暖房時では、図２（４）に
示すように、第１の弁体１０における切換弁１２は、そ
の他方の区画壁部分を第１の入開口１０Ａ自体の開口に
位置して、第１の入開口１０Ａ自体、低温側連通路１３
夫々を閉塞するように規制停止させるのであり、第２の
入開口１０Ｃと第１の出開口１０Ｂとのみを高温側連通
路１４によって連通させる位置で回動停止させておく。
また、第２の弁体２０における切換弁２２は、同じく、
その他方の区画壁部分を第１の出開口２０Ａ自体の開口
に位置して、第１の出開口２０Ａ自体、低温側連通路２
３夫々を閉塞するように規制停止させるのであり、第１
の入開口２０Ｂと第２の出開口２０Ｃとのみを高温側連
通路２４によって連通させる位置で回動停止させてお
く。

【００３９】すると、図６に示すように、高温冷媒（図
６において鎖線矢印で示す）は、高温部４０において熱
交換された後、高温高圧冷媒熱交換器４２から流路４３
を経て、第１の弁体１０の第２の入開口１０Ｃ、高温側
連通路１４、第１の出開口１０Ｂによって切換えられて
流路６６を経て室内機６０に至り、暖房を行なう。その
後、室内機用気液分離タンク６３、室内機ポンプ６４を
備えた流路６５を経て、第２の弁体２０の第１の入開口
２０Ｂ、高温側連通路２４、第２の出開口２０Ｃによっ
て切換えられて流路４４を経て再び高温部４０に戻る。
このとき、低温部３０にあっての低温冷媒は、弁体１
０，２０夫々においての低温側連通路１３，２３が閉塞
されていることでいずれの流路３４，５６，５５にも循
環せず、室外機５０、室内機６０のいずれにも送られな
いのであり、暖房運転のみとなるのである。

【００４０】なお、上述の実施例において、弁体１０，
２０は、図７に示すように、同軸上に配することで、モ
ータ軸によって回動されるように構成したが、図示を省
略したが、これをスライド式にして、その開度を規制停
止させるようにすることも可能である。

【００４１】

【発明の効果】この発明は以上のように構成されてお
り、これがため、低温冷媒流路、高温冷媒流路夫々に配
した四方弁構造の弁体における流路の切換えによって、
冷房時には室内機で冷気が得られ、暖房時には室内機で
暖気が得られるものであり、しかも、暖房時における室
外機に付着する霜を、この室外機に循環する低温冷媒中
に高温冷媒の一部を混合することで、その分の温度上昇
を得て、霜を除去できるのであり、また、ボイラー暖房
時では高温冷媒のみを循環させて室内機で暖気を得るこ
とができるのである。しかも、これらの切換えは、同構
造で、入口、出口が逆構成なっている四方弁の一対の弁
体夫々における切換弁の所定の回動規制停止位置の制御
によって簡単、確実に行なわれるのである。

【００４２】すなわち、これは、冷房時、暖房時、除霜
時、ボイラー暖房時夫々で低温冷媒、高温冷媒夫々の流
路を切換える同構造の一対の第１、第２の弁体から成
り、除霜時では、低温部と室外機との間で循環される低
温冷媒中に、高温部と室内機との間で循環される高温冷
媒の一部を混合させて室外機に送り入れるようにしたか
らである。

【００４３】このとき、室内機に高温冷媒を送りなが
ら、その一部を室外機の室外空気熱交換器に送り入れ、
混合でき、除霜に必要な分だけ温度上昇させ、除霜でき
るのである。したがって、若干の暖房能力のが低下があ
っても、暖房運転を継続しながら除霜が可能になり、ま
た、除霜に使用された熱は再びヒートポンプの低温熱源
として回収されるのでロスも少ないのであり、更には、
この循環系統構成は、冷房と暖房とを切り換えるために
必要な四方弁を組み込むことを容易にし、コストダウン
をも可能にする。

【００４４】特に、弁体夫々は、周囲に４つの開口を有
する弁箱と、この弁箱内で、冷房時、暖房時、除霜時、
ボイラー暖房時夫々では所定角度で回動されて規制停止
され、低温側連通路、高温側連通路を有する切換弁とか
ら成り、第１の弁体の弁箱は、低温部の低温高圧冷媒熱
交換器に接続される第１の入開口、室内機の室内空気熱
交換器に接続される第１の出開口、高温部の高温高圧冷
媒熱交換器に接続される第２の入開口、室外機の室外空
気熱交換器に接続される第２の出開口を備え、切換弁
は、隣接する入開口、出開口夫々を連通させる低温側連
通路、高温側連通路を形成する二股状に形成され、ま
た、第２の弁体の弁箱は、低温部の低温高圧冷媒熱交換
器に接続される第１の出開口、室内機の室内空気熱交換
器に接続される第１の入開口、高温部の高温高圧冷媒熱
交換器に接続される第２の出開口、室外機の室外空気熱
交換器に接続される第２の入開口を備え、切換弁は、隣
接する入開口、出開口夫々を連通させる低温側連通路、
高温側連通路を形成する二股状に形成されているからで
ある。

【００４５】そして、従来の通常の四方弁であれば、冷
房時、暖房時における隣接する開口同志の間でしか流路
の切換えができないのに比し、この発明に係る切換弁装
置にあっては、除霜時における低温冷媒中への高温冷媒
の混合を可能にさせ、更には、ボイラー暖房時における
低温冷媒の循環を停止させながら、高温冷媒のみの循環
を可能にさせるのであり、幅広い運転形態の切換えを簡
単、確実に行なうことができる。

【００４６】また、ボイラー暖房時にあるような切換え
は、室外機ポンプの流路は締め切られるため、この室外
機ポンプは常時運転されていることでも構わなくなるの
であり、したがって、溶液ポンプ、室外機ポンプ、室内
機ポンプの３台を一つの駆動源で駆動することができ、
効率の向上、コストダウンをも図れる利点もある。更に
は、この発明における切換弁装置は、除霜時における冷
媒の循環系路の関係から、吸収式のヒートポンプに適用
することで、一層の効果があるが、この吸収式のものに
限定されないことは勿論である。

【図面の簡単な説明】

【図１】この発明切換弁装置が使用されているヒートポ
ンプにおける冷媒の循環系統図である。

【図２】弁体における流路の切換え形態を示し、その
（１）は冷房時、（２）は暖房時、（３）は除霜時、
（４）はボイラー暖房時夫々の概略断面図である。

【図３】冷房時の冷媒の循環系統図である。

【図４】暖房時の冷媒の循環系統図である。

【図５】除霜時の冷媒の循環系統図である。

【図６】ボイラー暖房時の冷媒の循環系統図である。

【図７】弁体の縦断面図である。

【図８】弁体の横断面図である。

【符号の説明】

１高圧冷媒ループ１０第１の弁体１０Ａ第１の
入開口１０Ｂ第１の出開口１０Ｃ第２の
入開口１０Ｄ第２の出開口１１弁箱１２切換弁１３低温側連
通路１４高温側連通路２０第２の弁体２０Ａ第１の
入開口２０Ｂ第１の入開口２０Ｃ第２の
出開口２０Ｄ第２の入開口２１弁箱２２切換弁２３低温側連
通路２４高温側連通路３０低温部３１蒸発器３２低温高圧冷媒熱交換器３３流路３４流路４０高温部４１凝縮部４２高温高圧冷媒熱交換器４３流路４４流路５０室外機５１室外機フ
ァン５２室外空気熱交換器５３室外機用
気液分離タンク５４室外機ポンプ５５流路５６流路６０室内機６１室内機フ
ァン６２室内空気熱交換器６３室内機用
気液分離タンク６４室内機ポンプ６５流路６６流路７０膨脹タンク

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】ヒートポンプにおいての低温部、高温部
と室外機、室内機との間で低温冷媒、高温冷媒を循環さ
せ、冷房時では低温部と室内機との間で低温冷媒を、ま
た、高温部と室外機との間で高温冷媒を夫々循環させ、
暖房時では低温部と室外機との間で低温冷媒を、また、
高温部と室内機との間で高温冷媒を夫々循環させるよ
う、冷媒の循環系路を切換える切換弁装置であって、低
温部、高温部と室外機、室内機との間の流路中に介装さ
れて、冷房時、暖房時、除霜時、ボイラー暖房時夫々で
低温冷媒、高温冷媒夫々の流路を切換える同構造の一対
の第１、第２の弁体から成り、除霜時では、低温部と室
内機との間で循環される低温冷媒中に、高温部と室内機
との間で循環される高温冷媒の一部を混合させて室外機
に送り入れるようにしたことを特徴とする切換弁装置。
【請求項２】弁体夫々は、周囲に４つの開口を有する
弁箱と、この弁箱内で、冷房時、暖房時、除霜時、ボイ
ラー暖房時夫々では所定角度で回動されて規制停止さ
れ、低温側連通路、高温側連通路を有する切換弁とから
成り、第１の弁体の弁箱は、低温部の低温高圧冷媒熱交
換器に接続される第１の入開口、室内機の室内空気熱交
換器に接続される第１の出開口、高温部の高温高圧冷媒
熱交換器に接続される第２の入開口、室外機の室外空気
熱交換器に接続される第２の出開口を備え、切換弁は、
隣接する入開口、出開口夫々を連通させる低温側連通
路、高温側連通路を形成する二股状の一対の区画壁部分
を有し、除霜時では、この区画壁部分の一方が第２の出
開口を開口させたままでその中間に位置し、また、ボイ
ラー暖房時では、区画壁部分の他方は、第１の入開口自
体の開口に位置して閉塞するようになっており、第２の
弁体の弁箱は、低温部の低温高圧冷媒熱交換器に接続さ
れる第１の出開口、室内機の室内空気熱交換器に接続さ
れる第１の入開口、高温部の高温高圧冷媒熱交換器に接
続される第２の出開口、室外機の室外空気熱交換器に接
続される第２の入開口を備え、切換弁は、隣接する入開
口、出開口夫々を連通させる低温側連通路、高温側連通
路を形成する二股状の一対の区画壁部分を有し、除霜時
では、この区画壁部分の一方が第２の入開口を開口させ
たままでその中間に位置し、また、ボイラー暖房時で
は、区画壁部分の他方は、第１の出開口自体の開口に位
置して閉塞するようになっている請求項１記載の切換弁
装置。
【請求項３】冷房時では、第１の弁体の第１の入開口
と第１の出開口とを低温側連通路によって、また、第２
の入開口と第２の出開口とを高温側連通路によって夫々
連通させ、第２の弁体の第１の出開口と入開口とを低温
側連通路によって、また、第２の出開口と第２の入開口
とを高温側連通路によって夫々連通させることで、低温
冷媒を低温部と室内機との間で、高温冷媒を高温部と室
外機との間で夫々循環させるものとし、暖房時では、第
１の弁体の第２の入開口と第１の出開口とを低温側連通
路によって、また、第１の入開口と第２の出開口とを高
温側連通路によって夫々連通させ、第２の弁体の第１の
入開口と第２の出開口とを高温側連通路によって、ま
た、第１の出開口と第２の入開口とを低温側連通路によ
って夫々連通させることで、低温冷媒を低温部と室外機
との間で、高温冷媒を高温部と室内機との間で夫々循環
させるものとし、除霜時では、第１の弁体の第１の入開
口と第２の出開口とを低温側連通路によって、また、第
２の入開口と第１の出開口、第２の出開口とを夫々連通
させ、第２の弁体の第１の出開口と第２の入開口とを低
温側連通路によって、第２の出開口と第１の入開口、第
２の入開口とを夫々連通させることで低温部と室内機と
の間で循環される低温冷媒中に、高温部と室内機との間
で循環される高温冷媒の一部を混合させて室外機に送り
入れるようにし、ボイラー暖房時では、第１の弁体の第
１の出開口と第２の入開口とのみを連通させ、第２の弁
体の第１の入開口と第２の出開口とのみを連通させるこ
とで高温部と室内機との間で高温冷媒を循環させるもの
とする請求項１または２記載の切換弁装置。