JPH0820095B2 - 空気調和機 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 産業上の利用分野 本発明は室内外のユニットを冷媒配管で接続して暖冷
房を行う装置において、特にバーナ等で冷媒を加熱し室
内ユニットへ熱搬送して暖房を行う空気調和機に関する
ものである。

従来の技術 室内外のユニットを冷媒配管で接続して暖冷房を行う
装置としては、一般的に実用化されているヒートポンプ
エアコンが主流である。しかし、ヒートポンプエアコン
の場合には、暖房を最も必要とする低外気温時に能力が
低下すると共に、室外熱交換器の着霜を除去するために
一時的に暖房を中止して除霜運転を必要とする等の問題
があり、暖房運転上で課題を残している。以上の様なヒ
ートポンプエアコンの暖房の課題を解決するためにガ
ス，石油のバーナで冷媒を加熱して圧縮機で室内ユニッ
トに熱を搬送して暖房する方式が提案されている。しか
し、この場合には、ガス又は石油と共に圧縮機の運転に
伴う電力消費があり、運転維持費の点から一般的に普及
するまでには致っていない。

このような問題を解決するものとして出願人は特願昭
61−245729号によって第３図に示すようなシステムを提
案した。すなわち第３図において、暖房運転時には、先
ず暖房開始時に第１電磁弁1,第２電磁弁2,及び開閉弁３
を閉成し、第３電磁弁4,第４電磁弁５を開成して圧縮機
６を運転する。第１電磁弁１と第２逆止弁７作用により
冷媒系路は封止された状態となるので、室外冷媒凝縮器
８、アキュムレータ９およびこれを接続した各種冷媒配
管に分布していた冷媒は圧縮機６の運転で吸入ポンプダ
ウンされることになり、全ての冷媒は第１逆止弁10を経
て冷媒加熱器11に汲上げられてしまう。このポンプダウ
ン運転後に圧縮機６を停止し、第４電磁弁５を閉成する
と共にバーナ（図示せず）に点火して暖房運転を開始す
る。冷媒加熱器11に汲上げられた冷媒はバーナにより加
熱されて蒸発することによる蒸発圧力の上昇で、蒸発し
た高温高圧の冷媒ガスは冷媒加熱器11から気液分離器11
aを介して第３電磁弁4,冷媒配管12から室内熱交換器13
に圧送される。この時室内ファン14を運転すると高温高
圧の冷媒ガスは放熱して暖房を行なうことにより凝縮し
て液化する。冷媒液は冷媒配管15から第３逆止弁16を経
て受液器17に流入し受液されることになる。受液の液面
が一定レベルになると開閉弁３を開成して、蒸発圧力が
受液器17に加わることになり、冷媒加熱器11と同一静圧
となるために、受液器17の液面水頭差圧により、受液器
17内の冷媒液は冷媒加熱器11に流入する。受液器17の液
面が低下した後開閉弁３は閉成して初期の状態になる。

以上の様に暖房運展示には冷媒加熱による蒸気圧の上
昇を利用した冷媒ガスの圧送と液面水頭差圧を利用した
冷媒液の落し込みにより暖房サイクルが構成されること
になり、従来の様な電気を用いた圧縮機又はポンプの運
転を必要とすることなく暖房運転を行うものである。

発明が解決しようとする課題 しかしながら前記の様な構成では、バーナにおいて燃
焼不良等の故障を生じたり、ガスや石油の燃料切れを生
じた場合には、暖房運転が行なえないという問題を有し
ていた。

本発明はこのような問題を解決したもので、使い勝手
の良い、信頼性の高い空気調和機を提供しようとするも
のである。

課題を解決するための手段 上記課題を解決するために本発明の空気調和機は、バ
ーナ部にバーナの燃焼状態を検出するセンサーを設け、
このセンサーにより正常燃焼しているか否かを検出し、
燃焼不良や失火した場合には、バーナの運転を停止し、
従来のヒートポンプ運転を行なう構成としてある。

また第２の空気調和機は、燃料供給部にガスや石油の
燃料切れを検出するセンサーを設け、このセンサーによ
り燃料切れを検出した場合にはバーナの運転を停止し、
従来のヒートポンプ運転を行なう構成としてある。

また第３の空気調和機は、バーナにおいて燃焼不良等
の故障が生じたり、ガスや石油の燃料切れを生じたため
にヒートポンプによる暖房運転に切り替わったことを使
用者に知らせる表示部を設けた構成としてある。

作用 本発明は、上記構成によって、バーナにおける燃焼異
常時や燃料切れの場合にも自動的にヒートポンプ運転に
切り替わるので連続して暖房を行なうことができるとと
もに、使用者は、バーナにおける異常や、燃料切れを直
ちに認識できるようになり、安全で使い勝手の良い空気
調和機の制御を得ることができる。

実施例 以下本発明の実施例における空気調和機を第１図，第
２図に基づいて説明する。

第１図は本発明による空気調和機の全体構成を示すも
ので、21は室外ユニット、22は室内ユニット、23,24は
室外ユニット21と室内ユニット22を接続する冷媒配管で
ある。25は圧縮機、26は第１逆止弁、27は四方弁、28は
室外熱交換器、29は室外ファン、30は第１電磁弁、31は
キャピラリー、32は室内熱交換器、33はアキュムレータ
であり冷凍サイクルを構成している。

34は第２電磁弁、35は受液器、36は第２逆止弁、37は
前記受液器35より低い位置に配設してある冷媒加熱器、
38は気液分離器、39は第３逆止弁、40は前記受液器35と
前記冷媒加熱器37の間に設けられた開閉弁であり、冷媒
加熱による暖房回路を構成している。

41は前記冷媒加熱器に設けられたバーナ、42は前記バ
ーナ41の燃焼状態を検出するセンサー（以下燃焼センサ
ー）、43は燃料の供給状態を検出するセンサー（燃料セ
ンサー）、44は燃焼及び冷暖房サイクルの運転制御部で
あり、45は前記室内ユニット22に設けられた表示部であ
る。

以上のように構成された空気調和機について、冷房運
転時は、四方弁27は冷房回路側側（図中破線で示す）に
切替わり、第１電磁弁30は開、第２電磁弁34は閉状態で
あり、圧縮機25で高温高圧になった冷媒は、四方弁27を
経て室外熱交換器28で凝縮液化し、第１電磁弁30を経て
キャピラリー31で減圧膨張し室内熱交換器32で蒸発ガス
化し、四方弁27,アキュムレータ33を経て圧縮器25に戻
る。

一方、暖房運転時は四方弁27は暖房回路側（図中実線
で示す）に切替わり、第１電磁弁30は閉、第２電磁弁34
は開状態となり、開閉弁40は運転制御装置44により、開
閉動作を繰返す。暖房運転時、冷媒加熱器37で燃焼熱に
より加熱された冷媒は気液分離器38を経てガス冷媒の
み、第３逆止弁39,四方弁27を通り室内熱交換器32へ圧
送され凝縮液化する。この時開閉弁40が閉状態となって
おれば、凝縮液化した冷媒は冷媒加熱器37より高い位置
に配設してある受液器35へ流入し、受液器35に液冷媒の
溜り込みが完了すると開閉弁40は開となり受液器35内の
液冷媒は自重で冷媒加熱器37へ流入する。以上のような
動作を暖房運転時は繰返し、冷媒加熱器37へは間欠的に
受液器35から液冷媒が供給され室内熱交換器32へガス冷
媒が圧送されるものである。なおこの暖房運転時は圧縮
機25は停止しており、第１逆止弁26,四方弁27と第１電
磁弁30により、圧縮機25及び室外熱交換器28は暖房回路
とは分離されている。

次に燃焼センサー42や燃料センサー43からバーナ41の
燃焼不良や燃料供給不可の信号が運転制御部44に入力さ
れた場合の暖房運転状態を第２図のフローチャートを用
いて説明する。

まず使用者が暖房運転スイッチをONすると、冷媒回路
は前述の暖房運転回路となり、圧縮機25を運転し室外熱
交換器28やアキュムレータ33にある冷媒はポンプダウン
されてすべて暖房回路に汲上げるポンプダウン運転を行
う。次に圧縮機25を停止し、バーナ41の燃焼を開始させ
る。燃料センサー43や燃焼センサー42からの異常信号が
入力されない場合はバーナ41での燃焼は継続され前述の
暖房運転を行なう。ここで燃料センサー43から燃料切れ
の信号や燃焼センサー42からバーナ41での失火や燃焼不
良の信号が運転制御部44に所定時間入力された場合に
は、バーナ41での燃焼を停止し、四方弁27を冷房回路側
に切替え、圧縮機25を運転して冷媒加熱機37などの暖房
回路にある冷媒をポンプダウンし、室外熱交換器28へ汲
上げる。こののち第２電磁弁34を閉にし、さらに次に四
方弁27を暖房回路側に切替え、第１電磁弁を開状態とす
る。圧縮機25で高温高圧になった冷媒は四方弁27を経て
室内熱交換器32で凝縮液化し、キャピラリー31で減圧膨
張し、第１電磁弁30を経て室外熱交換器28で室外ファン
29により大気の熱にて蒸発ガス化し、四方弁27,アキュ
ムレータ33を経て圧縮器25に戻るヒートポンプ運転を行
なう。

また室内ユニット22に設けられた表示部45に運転制御
装置44からヒートポンプ運転信号が送られ、使用者にバ
ーナ41における燃焼不良や燃料切れを知らせる。

発明の効果 以上のように本発明は、バーナで冷媒を加熱し、室内
ユニットへ熱搬送して暖房を行なう空気調和機におい
て、上記バーナにおける燃焼不良や燃料切れを検出でき
る燃焼センサーや燃料センサーを取り付け、このような
異常状態の場合でもバーナを停止してヒートポンプ運転
にて暖房を行なうことができるもので、バーナにトラブ
ルが発生しても常に安全に暖房を行なうことができる。
また本発明は、バーナにトラブルが生じたり、燃料切れ
の場合にはすぐ燃焼を停止し、暖房はヒートポンプ運転
にて継続しながら、その異常を使用者に室内ユニットに
設けた表示部にて示すので使い勝手の良い空気調和機を
提供することができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例による空気調和機の冷媒回路
構成図、第２図は同フローチャート、第３図は従来の空
気調和機の冷媒回路構成図である。 25……圧縮機、27……四方弁、28……室外熱交換器、30
……第１電磁弁、31……キャピラリー、32……室内熱交
換器、34……第２電磁弁、37……冷媒加熱器、41……バ
ーナ、42……燃焼センサー、43……燃料センサー、44…
…運転制御部、45……表示部。

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】圧縮機、四方弁、室内熱交換器、キャピラ
   リー、第１電磁弁、室外熱交換器をループ状に順次連結
   してヒートポンプサイクルを形成し、かつ、圧縮機の吐
   出管と四方弁との間に第１逆止弁を配し、室内熱交換器
   とキャピラリーの間と第１逆止弁と四方弁との間をつな
   ぐように室外熱交換器と並列に第２電磁弁とバーナで冷
   媒を加熱する冷媒加熱器と第２逆止弁を設けるととも
   に、このバーナにバーナの燃焼状態を検出する燃焼セン
   サーを設け、前記燃焼センサーからバーナの燃焼信号が
   入力された場合には、前記冷媒加熱器により加熱された
   冷媒が室内熱交換器に送られるようにするとともに、前
   記燃焼センサーからバーナの失火信号が入力された場合
   には、前記バーナの運転を停止し、前記室外熱交換器に
   おいて大気より加熱された冷媒を室内熱交換器に送るよ
   うにする運転制御部とからなり、かつさらにバーナに供
   給される燃料の供給状態を検出する燃料センサーを備
   え、運転制御部は暖房運転設定時に前記燃料センサーか
   ら燃料供給可能信号が入力された場合には、前記冷媒加
   熱器により加熱された冷媒が室内熱交換器に送られるよ
   うにするとともに、前記燃料センサーから燃料供給不可
   信号が入力された場合には、前記バーナでの運転を停止
   し、前記室外熱交換器において大気より加熱された冷媒
   を室内熱交換器に送るように構成した空気調和機。
2. 【請求項２】前記運転制御部に、冷媒加熱機により加熱
   された冷媒を循環させての暖房運転か、室外熱交換器に
   おいて大気により加熱された冷媒を循環させての暖房運
   転かを表示する表示部を設けた請求項１記載の空気調和
   機。