JPH0567865B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 この発明は冷暖房装置、さらに詳しくは、冷媒
回路に、その冷媒サイクルを冷房及び暖房に切換
えるための組合せ四方弁を備えた冷暖房装置に関
し、特に組合せ四方弁の確実な動作制御を可能に
するものである。

〔従来の技術〕

冷暖房装置における冷媒サイクルを冷房及び暖
房に切換える弁手段には、一般にパイロツト式四
方弁が使用され、そして、冷暖房装置の能力によ
り、40USトンまでは一連形のパイロツト式四方
弁が、それを超える能力の装置には、二連形、三
連形のパイロツト式四方弁が使用されるようにな
つている。

第３図は冷媒サイクルの切換弁手段にパイロツ
ト式二連形四方弁を用いた従来の冷暖房装置の冷
媒系統図を示すもので、同図において、１は冷媒
圧縮機、２は冷媒圧縮機１の吐出側に接続した、
冷媒サイクルを切換えるためのパイロツト式二連
形四方弁、３は冷房時は凝縮器に、暖房時は蒸発
器となる空気側熱交換器、４はその送風機、５は
冷媒液回路を切換えるための四方切換弁、６は冷
媒流量を調整し絞り膨張させるための膨張弁、７
はストレーナ、８は冷房時は蒸発器に、暖房時は
凝縮器となる水側熱交換器、９は冷媒圧縮機１の
吸入側に接続したアキユームレータであり、これ
らは冷媒配管によつて連結されている。また、１
０はパイロツト式二連形四方弁２を切換え操作す
るパイロツト部である。

上記のように構成された冷暖房装置において、
冷房運転時の冷媒の流れは、第３図の実線矢印に
示すようになる。即ち、冷媒圧縮機１によつて圧
縮された冷媒ガスは、パイロツト式二連形四方弁
２を通つて空気側熱交換器３に送り込まれること
により、該熱交換器３にて凝縮される。この凝縮
された冷媒は四方切換弁５及びストレーナ７を経
て膨張弁６により減圧され、さらに水側熱交換器
８にて蒸発し、この蒸発冷媒ガスはパイロツト式
二連形四方弁２及びアキユームレータ９を通して
冷媒圧縮機１に吸込まれ、再び圧縮されるサイク
ルを繰返す。

また、暖房運転時は、パイロツト式電磁機構１
０の作動によりパイロツト式二連形四方弁２が切
換えられ、これにより冷媒の流れは第３図の破線
矢印の方向となる。即ち、冷媒圧縮機１によつて
圧縮された冷媒ガスは、パイロツト式二連形四方
弁２を通して水側熱交換器８に至り、ここで凝縮
された後、その凝縮冷媒は四方切換弁５及びスト
レーナ７を経て膨張弁６によつて減圧され、さら
に空気側熱交換器３において空気と熱交換するこ
とにより蒸発し、これによる冷媒ガスは、パイロ
ツト式二連形四方弁２及びアキユームレータ９を
通して冷媒圧縮機１に吸込まれ、再び圧縮される
サイクルを繰返す。

この従来の冷暖房装置は大型タイプに適するも
のであり、大流量の冷媒を循環させるために、パ
イロツト式四方弁を並列接続してなる二連形四方
弁２を使用している。この二連形四方弁２を構成
する２つの四方弁のそれぞれの切換動作は、ピス
トン式に移動される主弁が冷媒の圧力（高圧ガ
ス）で変位されることによつて行われる。これら
の２つの四方弁は、並列に接続されているので、
これらの切換時には、これらの主弁が正確に同時
に変位される必要がある。

〔発明が解決しようとする問題点〕

上記のように従来の冷暖房装置では、パイロツ
ト式二連形四方弁２を構成する２つの四方弁の切
換動作は同時になされることが必要である。しか
し、これら２つの四方弁間には製品のばらつき、
２つの四方弁とその操作用パイロツト部１０との
連結及び組付誤差等があるため、両四方弁間に動
作のずれが生じる。このずれの大きい四方弁同志
を組合せた場合、一方が先に動作すると、他方の
四方弁が遅れて動作するまでの間に高圧ガスが他
方の四方弁を通して低圧側へバイパスしてしま
う。その結果、他方の四方弁のピストンに位置ず
れが生じ、四方弁として使用できなくなると共
に、冷媒ガスの切換えも不能になつてしまう問題
があつた。

この発明は、上記のような問題点を解決するた
めになされたもので、冷媒ガス切換弁機構の動作
制御を確実にし、信頼性の高い冷暖房装置を提供
することを目的とする。

〔問題点を解決するための手段〕

この発明に係る冷暖房装置は、冷房運転及び暖
房運転時の冷媒サイクル切換弁手段を、パイロツ
ト式一連形四方弁と、冷房及び暖房運転時にパイ
ロツト式一連形四方弁の低圧側となる冷媒戻り通
路をそれぞれバイパスする冷房用及び暖房用の電
磁弁とにより構成し、かつ上記パイロツト式一連
形四方弁及び各電磁弁を冷房運転及び暖房運転に
合わせて制御する時限制御手段を設けてなるもの
である。

〔作用〕

この発明においては、冷媒圧縮機の起動後に時
限制御手段により所定時間延長させてパイロツト
式一連形四方弁を動作させ、その後、時限制御手
段により所定時間遅延して、冷房時は冷房用電磁
弁を開動作させ、また、暖房時は暖房用電磁弁を
開動作させることにより、四方弁の確実な切換動
作制御を可能にする。

〔実施例〕

以下、この発明の実施例を第１図及び第２図に
ついて説明する。

第１図はこの発明に係る冷暖房装置の冷媒系統
図を示すもので、第３図と同一の部分には同一符
号を付して、その構成説明を省略し、異なる部分
を重点に述べる。

即ち、この実施例においては、冷、暖房運転時
の冷媒サイクルの切換弁手段を、パイロツト式一
連形四方弁１１と、冷房用及び暖房用電磁弁とに
より構成したところが第３図と異なる。

上記パイロツト式一連形四方弁１１は、冷媒圧
縮機１、空気側熱交換器３、四方切換弁５、膨張
弁６、ストレーナ７及び水側熱交換器８等からな
る冷媒回路の冷媒サイクルを冷、暖房運転に応じ
て切換えるもので、操作用のパイロツト部１４を
備えている。また、、上記パイロツト式一連形四
方弁１１の流入ポート１１ａは冷媒圧縮機１の冷
媒吐出側に接続され、かつ第１の流出入ポート１
１ｂは配管１５を介して空気側熱交換器３に、第
２の流出入ポート１１ｃは配管１６を介して水側
熱交換器８にそれぞれ接続され、さらに吐出ポー
ト１１ｄは配管１７を介して冷媒圧縮機１の吸入
側に接続されたアキユームレータ９に接続されて
いる。

上記一方の暖房用電磁弁１２は、パイロツト式
一連形四方弁１１の第１の流出入ポート１１ｂと
吐出ポート１１ｄを短絡するようにして配管１５
と１７間に接続され、他方の冷房用電磁弁１３
は、パイロツト式一連形四方弁１１の第２の流出
入ポート１１ｃと吐出ポート１１ｄを短絡するよ
うにして配管１６と１７間に接続されており、そ
して、冷房運転時に冷房用電磁弁１３を開いて低
圧側となるポート１１ｃと１１ｄ間を短絡し、戻
り冷媒の一部が冷媒圧縮機１の吸入側へバイパス
するようにし、また、暖房運転時には暖房用電磁
弁１２を開いて低圧側となるポート１１ｂと１１
ｄ間を短絡し、戻り冷媒の一部が冷媒圧縮機１の
吸入側へバイパスするようになつている。

第２図は上記パイロツト式一連形四方弁１１及
び電磁弁１２，１３の制御回路図を示すもので、
Ｘ，Ｙは交流電源、２１は常時は閉、除霜時に開
となる除霜信号接点、、２２は冷房時に開、暖房
時に閉となる暖房信号接点、２３は冷房時に閉、
暖房時に開となる冷房信号接点、２４はタイマ
ー、２４ａはタイマー２４の接点、２４ｂはタイ
マー２４の限時接点、２５は冷媒圧縮機用デルタ
運転接点、２６はタイマー２４より時限を遅延さ
せるためのタイマー、２６ａはタイマー２６の限
時接点である。

次に上記のように構成された本実施例の動作に
ついて説明する。

冷房時においては、第１図の実線矢印で示す方
向に冷媒サイクルが形成され、これにより冷媒圧
縮機１で圧縮された冷媒ガスは、パイロツト式一
連形四方弁１１−空気側熱交換器３−四方切換弁
５−ストレーナー７ー膨張弁６−四方切換弁５−
水側熱交換器８−パイロツト式一連形四方弁１１
−アキユームレータ９−冷媒圧縮機１の経路で循
環される。この時、組合せ四方弁を構成している
パイロツト式一連形四方弁１１は、暖房信号接点
２２が開になり無通電状態であるため、水側熱交
換器８とアキユームレータ９とを連結する通路
が、低圧側となる。一方、冷媒圧縮機用デルタ運
転接点２５が閉になることにより、タイマー２４
及びタイマー２６が励磁され、これに伴いタイマ
ー２６の限時接点２６ａが閉成し、かつ冷房信号
接点２３が閉であることにより、冷房用電磁弁１
３に通電され、前記パイロツト式一連形四方弁１
１の低圧側通路をバイパスする通路ができあが
る。従つて、水側熱交換器８にて蒸発した冷媒ガ
スは、パイロツト式一連形四方弁１１の低圧側通
路及び冷房用電磁弁１３の開動作によりできるバ
イパス通路を通つてアキユームレータ９から冷媒
圧縮機１へと戻される。

また、暖房定常運転時においては、第１図の破
線矢印の方向に冷媒サイクルが形成され、これに
より冷媒圧縮機１で圧縮された冷媒ガスは、パイ
ロツト式一連形四方弁１１−水側熱交換器８−四
方切換弁５−ストレーナ７−膨張弁６−四方切換
弁５−空気側熱交換器３−パイロツト式一連形四
方弁１１−アキユームレータ９−圧縮機１の経路
で循環される。

ここで、組合せ四方弁を構成しているパイロツ
ト式一連形四方弁１１は、電磁コイルを備えたパ
イロツト部１４を備えており、従つて該四方弁の
切換時は、まず、パイロツト部１４を電気的に切
換え、その作用を持つて主弁を切換えたい方向
に、主弁に付属しているピストンに差圧を生じさ
せ、主弁の切換動作を行なわしめるようになつて
いる。この時の差圧とは、冷媒圧縮機１を運転せ
しめて生じる高圧と低圧の圧力差をいう。即ち、
パイロツト式一連形四方弁１１の切換動作におい
ては、必ず差圧を要し、その差圧の最小値は３
Kg／cm²となつている。なお、本実施例において
は、パイロツト部１４の電磁コイルに通電した時
に暖房通路を、また無通電時に冷房通路を形成す
る如く使用している。

従つて、冷媒圧縮機用デルタ運転接点２５が閉
成すると、タイマー２４，２６が励磁され、これ
によりタイマー２４の限時接点２４ｂが所定時間
後、例えば10秒後に閉成し、かつ暖房信号接点２
２が閉になると、パイロツト式一連形四方弁１１
のパイロツト部１４が動作して、該四方弁１１を
暖房時の冷媒サイクルに切換える。この時、冷媒
圧縮機１はデルタ運転後更に経過しており、動作
のための差圧は十分に確保されている。その後、
更に遅延されたタイマー２６の限時接点２６ａ
が、例えば20秒後に閉成し、かつ暖房信号接点２
２が閉になると暖房用電磁弁１２に通電される。
この一連の動作によりパイロツト式一連形四方弁
１１空気側熱交換器３とアキユームレータ９とを
連結する通路が低圧側となると共に、暖房用電磁
弁１２によりパイロツト式一連形四方弁１１の低
圧側通路をバイパスする通路ができあがる。この
時、冷房用電磁弁１３は冷房信号接点２３の開に
より無通電状態で、その通路はしや断されてい
る。

以上の動作制御により空気側熱交換器３にて蒸
発した冷媒ガスは、パイロツト式一連形四方弁１
１の低圧側通路及び暖房用電磁弁１２の開動作に
よりできるバイパス通路を通つてアキユームレー
タ９から冷媒圧縮機１へと戻される。

次に、暖房時の除霜運転における動作について
説明する。一般に、この種冷暖房装置において
は、ホツトガスリバース方式が採用されているた
め、除霜運転時の冷媒サイクルは、冷房運転サイ
クルと同様に実線矢印の方向に形成される。この
時、除霜信号接点２１が開放することにより、タ
イマー２４，２６及びパイロツト式一連形四方弁
１１が無通電となり、それに伴い冷房用電磁弁１
３、暖房用電磁弁１２も無通電となる。この一連
の動作により冷媒サイクルは、除霜サイクルとな
ると共に、パイロツト式一連形四方弁１１のみの
通路が形成されることになる。除霜終了後の運転
はまず除霜信号接点２１が閉となることにより再
開され、冷媒圧縮機用デルタ運転接点２５が閉成
することによりタイマー２４，２６が励磁され、
そしてタイマー２４の限時接点２４ｂが閉成する
ことによりパイロツト式一連形四方弁１１が動作
し暖房サイクルが形成され、更に遅延されたタイ
マー２６の限時接点２６ａが閉となることによ
り、暖房用電磁弁１２が動作することにより、完
全な暖房時の冷媒通路が形成される。

なお、冷房及び暖房運転中の停止時において
は、タイマー接点２４ａにてタイマー２４，２６
の自己保持回路を形成し、電源を切らない限り組
合せ四方弁の通電状態を保持するようにし、組合
せ四方弁の切換動作回数を少なくして切換動作回
数に起因する寿命低下を防止している。

なお、パイロツト式一連形四方弁１１及び電磁
弁１２，１３を制御する時限回路手段は、上記第
２図に示す回路方式のものに限定されない。

〔発明の効果〕

以上のように、この発明によれば、冷、暖房運
転時の冷媒サイクルを切換える切換手段を、パイ
ロツト式一連形四方弁と、一連形四方弁を使用し
たことによる冷媒の流路不足を補償するために、
一連形四方弁の冷、暖房運転時に低圧側となる冷
媒戻り通路をバイパスする冷房用及び暖房用電磁
弁とにより構成し、そして一連形四方弁の主弁を
変位させる差圧を充分に得るため、時限制御手段
により、冷媒圧縮機の運転開始後に所定時間遅延
させてパイロツト式一連形四方弁のみ動作させ、
その後、更に所定時間遅延させてから冷房用電磁
弁または暖房用電磁弁を動作させるようにしたの
で、高圧、低圧の差圧の小さい条件下、例えば低
外気温度における暖房始動時等においても、パイ
ロツト式一連形四方弁を動作させるための差圧を
確保でき、途中で主弁が引つ掛る等の位置ずれが
防止でき組合せ四方弁としての動作の確実性が補
償されると共に、バイパス通路の形成により組合
せ四方弁としての低圧側通路が所要の冷媒循環量
に対し充分に確保される。

【図面の簡単な説明】

第１図はこの発明にかかる冷暖房装置の一例を
示す冷媒系統図、第２図はこの発明における冷媒
サイクル切換弁手段の制御回路図、第３図は従来
における冷暖房装置の冷媒系統図である。 １……冷媒圧縮機、３……空気側熱交換器、４
……送風機、５……四方切換弁、６……膨張弁、
７……ストレーナ、８……水側熱交換器、１１…
…パイロツト式一連形四方弁、１２……暖房用電
磁弁、１３……冷房用電磁弁、２４，２６……タ
イマー、２４ｂ……タイマー２４用限時接点、２
６ａ……タイマー２６用限時接点、２２……暖房
信号接点、２３……冷房信号接点。なお、図中同
一符号は同一または相当部分を示す。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １ 冷媒圧縮機、冷媒サイクル切換弁手段、空気
   側熱交換器、四方切換弁、膨張弁、水側熱交換
   器、及びアキユームレータを連結して冷媒サイク
   ルを形成する冷暖房装置において、上記冷媒サイ
   クル切換弁手段をパイロツト式一連形四方弁と、
   冷房時低圧側となる上記パイロツト式一連形の戻
   り冷媒通路をバイパスする冷房用電磁弁と、暖房
   時低圧側となる上記パイロツト式一連形の戻り冷
   媒通路をバイパスする暖房用電磁弁とで構成し、
   上記冷媒圧縮機を起動させた所定時間後に上記パ
   イロツト式一連形四方弁を動作させると共に、さ
   らにその所定時間後に上記冷房用電磁弁、又は暖
   房用電磁弁を冷、暖房運転時に応じて動作させる
   時限手段を設けたことを特徴とする冷暖房装置。