JPS58184472A - ヒ−トポンプ式冷暖房給湯装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は１台の室外ユニットに２台以上の室内ユ２ベー
″ ニットと１台の給湯用熱交換器をそれぞれ接続し、屋内
の冷暖房およびヒートポンプ給湯運転を行うヒートポン
プ式冷暖房給湯装置の冷媒流量制御装置に関するもので
ある。

従来、前述のヒートポンプ式冷暖房装置の構成は第１図
に示すようなものであった０１は圧縮機、２は四方弁、
３は熱源側熱交換器、４は暖房および給湯運転用膨張弁
、６および６は冷房運転用膨張弁、７および８は冷房運
転時に通電開となる電磁弁、９は室内ユニット、１０は
室内ユニット、１１および１２は暖房運転時に通電開と
なる電磁弁、１３は給湯運転時に通電開となる電磁弁、
１４はヒートポンプ給湯用熱交換器、１５は貯湯槽であ
る。冷房運転時に圧縮機１を出た冷媒は実線矢印に示す
ように四方弁２、熱源側熱交換器３、逆止弁１６を経て
冷房運転用膨張弁６，６に達する。

冷房運転用膨張弁５，６は温度式膨張弁であり、感温筒
１７．１８が検出する室内ユニット９および室内ユニッ
ト１ｏの出口冷媒の過熱度を一定にするように冷媒流量
を制御する。

３″パ 暖房運転時は点線矢印に示すように、圧縮機１から四方
弁２を経て電磁弁１１．１２を通り室内ユニット９，１
０で凝縮し、逆止弁１９．２０を通り暖房および給湯用
膨張弁４に達する。膨張弁４は感温筒２１が検出する熱
源側熱交換器３の出口冷媒過熱度を一定にするよう冷媒
流量を制御する。給湯運転時は電磁弁１３が通電され、
圧縮機１を出た冷媒は一点鎖線矢印に示すように給湯用
熱交換器１４に流れ、貯湯槽１５内の給湯水を加熱し、
逆止弁２２を経て膨張弁４に達する。給湯運転時は暖房
運転時と同様に熱源側熱交換器３の出口冷媒の過熱度が
一定になるように膨張弁４で冷媒流量が制御される。以
上のように、従来のヒートポンプ式冷暖房給湯装置では
温度式膨張弁が３個も必要と々す、部品点数が増大する
欠点を有していた。また冷房運転時には室内ユニット９
゜１ｏにそれぞれ専用膨張弁６，６が対応しているため
、それぞれの部屋の冷房負荷が違っても負荷に応じた冷
媒流量制御が行える。しかし、暖房運転時は一個の膨張
弁でのみ冷媒流量制御を行うため、各部屋の暖房負荷に
応じた運転ができない欠点があった。

本発明は前記従来の欠点を除去するため電気入力により
双方向に流量制御可能で流量制御範囲が異なる２種類の
膨張弁を用い、冷房時は室内ユニットの出口冷媒の過熱
度により流量制御を行い、暖房時は室内ユニットの出口
冷媒の過冷却度により流量制御を行い、給湯時は給湯用
熱交換器の出口冷媒の過冷却度により流量制御範囲の広
い方の膨張弁の開度を調節して流量制御を行うものであ
る０ 以下第２図に沿って本発明の一実施例を説明する。室外
ユニット２３内には圧縮機２４、四方弁２５、熱源側熱
交換器２６が配置されている。前記熱源側熱交換器２６
の冷房時の出口配管には並列に２個の膨張弁２７．２８
が接続されている。

それぞれの膨張弁２、、、、．７・２８は室内−一・ト
２９・３０と、電磁弁３１．３２を介して連絡配管され
ている。３３．３４は電磁弁３１．３２に並列に設けた
逆止弁である。電磁弁３１．３２は冷房運転時に通電量
となり冷房する部屋を選択する。四方弁２５の暖房運転
時の高圧側には電磁弁３５゜３６．３７の接続され、前
記電磁弁３５．３６は室内ユニッ）２９．３０と連絡配
管され暖房する部屋を選択する。電磁弁３７は給湯運転
を行うときに通電され、貯湯槽３８内のヒートポンプ給
湯用熱交換器３９人口と接続されている。前記ヒートポ
ンプ給湯用熱交換器３９の出口は前記膨張弁２７と電磁
弁３１との間の配管４０と逆止弁４１を介して接続され
ている。つぎに膨張弁２７．２８の構造について説明す
る。膨張弁２７．２８は入カケープル４２．４３から供
給される電気入力を変換して得られる機械的な力で弁体
を駆動するものである。例えば、バイメタルに電熱ヒー
タを巻き付け、電熱ヒータの発熱量を加減することによ
りバイメタルの変形量を制御し弁の開度を調節する熱雷
式膨張弁等はその一例である。他に電動モータで弁体を
駆動するもの等いろいろあるが、要は電気入力を機械的
力に変換するものであればどのような方式でもかまわな
い。ｉ！た、膨張弁２７゜６ベーミ゛ ２８は双方向に流量制御可能であり、従来の温度式膨張
弁のように流れ方向が規定されない。したがって、冷房
運転時と暖房運転時で冷媒の流れ方向が逆転しても流言
制御を行なうことができる。

さらに、膨張弁２７の流量制御範囲は膨張弁２８のそれ
より広く設定されている。すなわち、給湯運転時に圧縮
機２４を出た冷媒はヒートポンプ給湯用熱交換器３９内
で凝縮し逆止弁４１を経て膨張弁２７に達する。膨張弁
２８は室内ユニ７ツ）３０の冷暖房時にのみ使用される
ため、圧縮機２４の発揮する冷暖房能力の半分程度（本
実施例は２部屋冷暖房のため）をまかなう冷媒流量を通
すことができればよい。これに対し、膨張弁２７では給
湯運転時に圧縮機２４の発揮する凝縮加熱能力を全て１
かなうだけの冷媒流量を通すことが必要となり、膨張弁
２８のそれより大きくする必要があるからである。

４４は膨張弁２５．２８の入カケープル４２゜４３に制
御電力を供給する膨張弁制御装置であり、運転モードに
応じて７本の温度センサ４５，４６゜７ベ゛′ ４７．４８．４９．５０．５１からの温度信号の内、所
定の一対の温度センサ相互の温度差に応じて一個の膨張
弁の入力制御を行なう。温度センサ４６は室内ユニット
２９内の利用側熱交換器５２の温度を検出する。温度セ
ンサ４６は室内ユニット２９の利用側熱交換器５３の温
度を検出する。

温度センサ４７．４８は冷房時の室内ユニット２９．３
０の出口冷媒温度をそれぞれ検出する。

したがって温度センサ４６と４７の温度差および温度セ
ンサ４６と４８の温度差は室内ユニット２９．３０それ
ぞれの出口冷媒の過熱度を表わすことに々る。温度セン
サ４９，５０は暖房運転時の室内ユニッ）２９．３０の
出口冷媒温度を検出するように、膨張弁２７．２８の暖
房時入口側に設けられている。したがって温度センサ４
６と菊の温度差および温度センサ４６と６０の温度差は
室内ユニソ）２９．３０それぞれや出口冷媒の過冷却度
を表わすことに々る。温度センサ４９は前記ヒートポン
プ給湯用熱交換器３９の出口配管５２と前記配管４０と
の合流点６３と膨張弁２７との間に設けられているだめ
、ヒートポンプ給湯用熱交換器３９の温度を検出するだ
めの温度センサ５１と温度センサ４９との温度差はヒー
トポンプ給湯用熱交換器１４の出口冷媒の過冷却度を表
わすことになる。以上のように、前記膨張弁制御装置４
４は運転モードによって所定の温度センサ間の温度差を
一定に保つように膨張弁２７．２８の電気入力を制御す
るものである。

つぎに運転時の動作について説明する。冷房運転時、膨
張弁２７は温度センサ４６と４７との温度差を一定に保
つように、そして膨張弁２８は温度センサ４６と４８と
の温度差を一定に保つように膨張弁制御装置４４により
制御される。したがって実線矢印のように流れ、熱源側
熱交換器２６で凝縮液化した冷媒は膨張弁２７．２８に
よりそれぞれの室内ユニットの冷房負荷に応じた冷媒が
流される。　　　　　′：、： 暖房運転時、圧縮機２４を出だ冷媒は点線矢印のように
室内ユニッ）　２９．３０に流れ液化する。

膨張弁２７は温度センサ４６と４９との温度差を９′３ 一定に保つように、そして膨張弁２８は温度センサ４６
と５０との温度差を一定に保つように膨張弁制御装置４
４により制御される。

したがって、膨張弁２７．２８によって室内ユニッ）２
９．３０の出口冷媒過冷却度を一定に保つことで、各部
屋の暖房負荷に応じた冷媒流量制御を行うことができる
。

給湯運転時、冷媒は一点鎖線に示すように流れヒートポ
ンプ給湯用熱交換器３９内で凝縮液化し、膨張弁２７に
達する。このとき膨張弁２７は温度センサ５１と４９と
の温度差すなわち過冷却度を一定に保つように冷媒流量
を制御する。給湯運転時は貯湯槽内の水温が犬きく変動
するため冷媒流量は大きく変化するが、膨張弁２７の流
量制御範囲は前記のように広く設定されており、広い流
量範囲でヒートポンプ給湯用熱交換器３９の出口冷却度
を一定に保つことができる。

本発明は以上のように、電気入力により双方向に冷媒流
量制御可能な膨張弁を複数の室内ユニットと同数個設け
、前記膨張弁の内１個は他の膨張１ｏべ一゛ 弁より冷媒流量制御範囲を広くするとともに、冷房運転
時は室内ユニットの出口冷媒過熱度が一定になるように
前記複数個の膨張弁の流量を制御し、暖房運転時は室内
ユニットの出口冷媒過冷却度が一定になるように前記複
数個の膨張弁の流量を制御し、給湯運転時はヒートポン
プ給湯用熱交換器の出口冷媒過冷却度が一定になるよう
に前述の流量制御範囲の広い方の膨張弁で流量を制御す
る構成であるため、従来は３個必要であった膨張弁を３
個にすることができ、部品点数の削減と冷媒回路の簡素
化の効果を有する。また、暖房運転時は各部屋の暖房負
荷に応じた冷媒流量制御が行え、暖房運転時の室内ユニ
ット内の熱交換器を効率の高い状態で使用することがで
きる。また給湯運転時も広い水温変化によって引き起こ
される負荷変動にも最適な冷媒流量制御を行い、ヒート
ポンプ給湯用熱交換器を効率の高い状態で使用できる優
れた効果を奏するものである。

【図面の簡単な説明】

第１図は従来のヒートポンプ式冷暖房給湯装置１１、ミ
　　゛ の冷媒回路図、第２図は本発明の一実施例を示すヒート
ポンプ式冷暖房給湯装置の冷媒回路図である０ ２４・・・・・・圧縮機、２５・・・・・・四方弁、２
６・・・・・・熱源側熱交換器、２９．３０・・・・・
・室内ユニット、３９・・・・・・ヒートポンプ給湯用
熱交換器、２７．２８・・・・・・膨張弁、４４・・・
・・・膨張弁制御装置、４５，４６゜４７．４８．４９
．５０．５１・・・・・・温度センサ。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 圧縮機、四方弁および熱源側熱交換器からなる冷媒回路
   に複数台の室内ユニットおよびヒートポンプ給湯用熱交
   換器を接続し、電気入力により双方向に流量制御可能な
   膨張弁を前゛配室内ユニットと同数個設け、前記膨張弁
   の内１個は他の膨張弁より冷媒流量制御範囲を広くする
   とともに冷房運転時は前記室内ユニットの出口冷媒過熱
   度を一定に保つように前記膨張弁の流量を制御し、暖房
   運転時は室内ユニットの出口冷媒過冷却度を一定に保つ
   ように前記膨張弁の流量を制御し、給湯運転時はヒート
   ポンプ給湯用熱交換器の出口冷媒過冷却度を一定に保つ
   ように前記冷媒流量側範囲が広い方の膨張弁で流量を制
   御する膨張弁制御装置を設けたヒートポンプ式冷暖房給
   湯装置。