JPS5840457A - ヒ−トポンプサイクル - Google Patents

ヒ−トポンプサイクル

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JPS5840457A
JPS5840457A JP13774981A JP13774981A JPS5840457A JP S5840457 A JPS5840457 A JP S5840457A JP 13774981 A JP13774981 A JP 13774981A JP 13774981 A JP13774981 A JP 13774981A JP S5840457 A JPS5840457 A JP S5840457A
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JP
Japan
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heat exchanger
compressor
connecting pipe
refrigerant
way valve
Prior art date
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Pending
Application number
JP13774981A
Other languages
English (en)
Inventor
啓夫 中村
坂爪 秋郎
昌寛 竹林
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Hitachi Ltd
Original Assignee
Hitachi Ltd
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Publication date
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Publication of JPS5840457A publication Critical patent/JPS5840457A/ja
Pending legal-status Critical Current

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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】 本発明はヒートポンプサイクルに係り、特に、暖房能力
の向上を志向したヒートポンプサイクルに関するもので
ある。
まず、従来のヒートポンプサイクルについて説明する。
第1図は、従来のヒートポンプサイクルのサイクル構成
図、第2図は、第1図における四方弁の詳細を示す拡大
断面図である。− 第1図において、1は圧縮機、2は、冷房と暖房とを切
換える冷房・暖房切換弁に係る四方弁、3は室外熱交換
器、4は絞シ、5は室内熱交換器、6は、圧縮機1への
液戻シを防ぐアキュムレータであ)、前記各サイクル構
成機器は接続配管1゜J ’e ’e ”@ ’* g
によシ結ばれている。
以上のサイクル構成において、四方弁2の切換えによシ
、冷媒は、冷房時には、実線矢印のように、圧縮機1→
四方弁2→室外熱交換器(凝縮器]3→絞#)4→室内
熱交換器(蒸発器)5→四方弁2→アキ工ムレータ6→
圧縮機1の順に循環し、暖房時には、破線矢印のように
、圧縮機1→四方弁2→室・内熱交換器(凝縮器)5→
絞り4→室外熱交換器(蒸発器)3→四方弁2→アキユ
ムレ一タ6→圧縮機1の順に循環する。
tた、前記四方弁2は、第2図にその詳細を示すように
、シリンダ7と、この中に収納されシリンダ壁面にそっ
てしゆう動するスライダ8とから構成され、さらにシリ
ンダ壁面に接続配管1.b。
f、@が接続されている。ここで、前記冷媒循環流路に
おける四方弁2内での冷媒流れを考えると、冷房時には
スライダ8が実線の位置にあり、圧縮機lを出た高温ガ
ス冷媒が接続配管1を通ってシリンダ7内に入り、さら
に接続配管すを通って室外熱交換器3へ流れ、また室内
熱交換器5を出た低温ガス冷媒が接続配管eからシリン
ダ7内に入り、シリンダ7の壁面とスライダ8により形
成される空間を通って接続配管fからアキエムレータ6
へ流れる。一方、暖房時にはスライダ8が破線の位置に
移動し、圧縮機1を出几高温ガス冷媒が接続配管層を通
ってシリンダ7内に入シ、さらに接続配管eを通って室
内熱交換器5へ流れ、また室外熱交換器3を出九低温ガ
ス冷媒が接続配管すからシリンダ7内に入り、シリンダ
7の壁面とスライダ8によって形成される空間を通って
接続配’If>hbアキエムレータ6へ流れる。
以上述べ九ように冷媒が流れるので、冷房、−房とも四
方弁2内では、スライダ8を介して高温ガス冷媒と低減
ガス冷媒とが熱交換し、このときの熱量は室外熱交換器
3および室内熱交換器5を通過しない九め、冷・暖房能
力には寄与せず、圧縮機1のみを循環し、最終的には外
気に放熱されるものである。この結果、四方弁を用いた
ヒートポンプサイクルにおいては、前記四方弁での熱交
換量が暖房時における熱損失につながるという欠点が6
つ次、前記熱交換量は、実測によると暖房能力の約3%
にもなってい友。
本発明は、上記した従来技術の欠点を除去し、従来の四
方弁で生じていた熱損失、すなわち暖房時における熱損
失をなくし、暖房能力を向上したヒートポンプサイクル
の提供を、その目的とするものである。
本発明の特徴は、少なくとも、圧縮機、冷房・暖房切換
弁、室外熱交換器、絞り、室内熱交換器を具備したヒー
トポンプサイクルにおいて、冷房・暖房切換弁を、圧縮
機の吐出側、室外熱交換器。
および室内熱交換器の、それぞれの接続配管に接続し次
高圧側三方弁と、前記圧縮機の吸込側、前記室外熱交換
器、および前記室内熱交換器の、それぞれの接続配管に
接続し九低圧側三方弁とから構成し九ヒートポンプサイ
クルにある。
さらに詳しくは、冷房と暖房とを切換えるために、従来
の四方弁の代わりに、三方弁を二個用い、その一方の三
方弁には高温ガス冷媒が流れ、他方の三方弁には低温ガ
ス冷媒が流れるようにして、高温ガス冷媒と低温ガス冷
媒とが同−弁の中で熱交換しないようにしたヒートポン
プサイクルの構成にしたものである。
以下本発明を実施例によって説明する。
第3図は、本発明の一実施例に係るヒートポンプサイク
ルのサイクル構成図、第4図は、第3図における低圧側
三方弁の詳細を示す拡大断面図である。
第3図において、第1図と同一番号を付したものは同一
部分である。そして、9Fi、圧縮!!a1の吐出側の
接続配管a、室外熱交換器3の接続配管b1.室内熱交
換器5の接続配管etに、それぞれ接続された高圧側三
方弁(詳細後述)、10は、圧縮機1の吸込側の接続配
管f、室外熱交換器3の接続配管bMe室内熱交換器5
の接続配管e。
に、それぞれ接続された低圧側三方弁(詳細後述)であ
シ、これら高圧側三方弁9と低圧側三方弁10とによっ
て冷房・暖房切換弁を構成している。
Aは、接続配管Cから、接続配管C8とelに分岐する
分岐点、Bは、接続配管すから、接続配管す、とす、に
分岐する分岐点である。
前記高圧側三方弁9Fi、入口(接続配管層)が一つで
、出口を二方向(接続配’e! b s とe、lのど
ちらかに切換える流れ方向特性をもつものであり、この
切換えを電磁石によって行なう方式のものが一般に市販
されているので、それを使用する。
しかし、低圧側三方弁10は、出口(接続配管f)が一
つで、入口を二方向(接続配管e、とbl)のどちらか
に切換えると同時に、高圧側入口を閉じて低圧側入口か
ら低圧側出口(接続配管f)へ流す流れ方向特性をもつ
三方弁は、一般には市販されておらず、もし低圧側三方
弁10の流路切換えを電磁石等によって切換えるような
構造にすると、第1図の四方弁2に比べて、三方弁2個
(高圧側三方弁9と低圧側三方弁10)の値段が非常に
高くなってしまう、そこで、低圧側三方弁10は、前述
のように、入口流路を高圧側閉で低圧側間になるように
切換える方式で、電磁石等の駆動部が不要で低コストな
簡易構造にする必要がある。
本実施例に係る低圧側三方弁10の基本構成は、冷房時
には、室外熱交換器3の接続配管す、から導入した高圧
と、室′内熱交換器5の接続配管りから導入した低圧と
の圧力差により、室外熱交換器3から圧縮機1の吸込側
への冷媒の流れを遮断しくすなわち高圧側閉)、室内熱
交換器5がら圧縮機lの吸込側の接続配管fへ冷媒を流
しくすなわち、低圧側間)、暖房時には、室内熱交換器
5の接続配管C8から導入した高圧と、室外熱交換器3
の接続配管btから導入した低圧との圧力差によp1室
内熱交換器5から圧縮機1の吸込側への冷媒の流れを遮
断しくすなわち、高圧側閉)、室外熱交換器3から圧縮
機1の吸込側の接続配管fへ冷媒を流す(すなわち低圧
側間)ように構成したものである。
低圧側三方弁10の具体的な一構成を#!4図によって
説明すると、11は、その両端にそれぞれ室外熱交換器
3の接続配管す、と室内熱交換器5の接続配管e、を取
付けたシリンダ、12は、シリンダcl l内に固設さ
れ、前記両接続配管bl ret側を連通ずることがで
きる貫通穴121を穿設し、且つその中間部にシリンダ
11の側壁を貫通して圧縮機の吸込側の接続配管fを取
付けてなるストッパ% 14は、貫通穴12a内に挿入
され、その両端にピストン131,13bが取付けられ
次、前記貫通穴121の径よシ細く且つ長い連結棒(実
線は冷房時、破mは暖房時の位置)である。
この連結棒14の長さは、ピスト/13畠と13bの間
の最小間隔が所定値以上になるように定めである。すな
わち、第4図の実線および破線で示すピスト/位置のよ
うに、一方のピストン端面がストッパ12端に密着した
場合には、他方のピストン端面はストッパ12端よシ十
分離れて、この間隔を冷媒が流れる時の流通抵抗がほと
んど問題ない程度にしである。
このように構成し九本実施例のヒートポンプサイクルの
作用を、低圧側三方弁lOの動作と関係させて説明する
まず冷房時には、高圧側三方弁9の切換えにより、接続
配管す、が高圧側、接続配管e、が低圧側となり(第4
図)、接続配管す、から導入され次高圧がピストン13
bの背面に負荷され、ピストン1311,13bおよび
連結棒14が実線の位置に移動する。そしてピストン1
3bの端面とこれに対向するストッパ12の端面とが密
着し、接続配管btから接続配管fへの冷媒流を遮断す
るとともに、ピストン13峠ム連結棒14によシ、ピス
トン13m、ストッパ120貫通穴12a。
連結棒14の間に通路を形成するように位置し、この通
路を通って接続配管C3から接続配管fへ冷媒が流れる
し九がって、冷房時において、冷媒は、実線矢印のよう
に(第3図)、圧縮機1→高圧側三方弁9→室外熱交換
器(凝縮器)3→絞シ4→室内熱交換器(蒸発器)5→
分岐点A→低圧饅三方弁10→アキュムレータ6→圧縮
1機1の順に循環する。このとき、高圧側三方弁9と分
岐点大とを結ぶ接続配管+51は低圧側となるが、冷媒
が流れない九め、温度が高温となる高圧側三方弁9から
低温となる分岐点Atで徐々に低下する。tた、低圧側
三方弁10と分岐点Bとを結ぶ!1!続配管す。
は高圧側となるが、冷媒が流れないため、温度が低温と
なる低圧側三方弁16から高温となる分岐aBtで徐々
に上昇する。
次に、暖房時には、高圧側三方弁9の切換えにより、接
続配管C2が高圧側、接続配管す、が低圧側となり、接
続配管C8から導入された高圧がピストン13aの背面
に負荷され、ピストン138゜13bお、よび連結$1
4が破線の位置まで移動し、接続配管C!からの冷媒流
を遮断し、接続配管blから接続配管fへ冷媒が流れる
したがって、暖房時において冷媒は、破線矢印のように
(i3図]、圧縮機1→高圧側三方弁9→室内熱交換器
(凝縮器)5→絞り4→室外熱゛父換器(蒸発器)3→
分岐点B→低圧側三方弁10→アキエムレータ6→圧縮
機1の順に循環する。
このとき、高圧側三方弁9と分岐点Bを結ぶ接続配管す
、H低圧側となるが、冷媒が流れないため、温度が高温
となる高圧側三方弁9から低温となる分岐点Btで徐々
に低下する。また、低圧側三方弁10と分岐点Aとを結
ぶ接続配管の、は高圧側となるが、冷媒が流れないため
、温度が低温となる低圧側三方弁lOから高温となる分
岐点大まで徐々に上昇する。
以上述べたように、冷房・暖房時とも、高圧側三方弁9
および低圧側三方弁10内において高温冷媒流と低温冷
媒流とが熱交換することがないため、第1図に係る従来
技術において述べた四方弁2内での高温冷媒流と低温冷
媒流との熱交換による暖房能力の減少を回収することが
できる。
以上の実施例で詳細に説明したように、ヒートL: ポンプサイクルにおいて、従来使用されてぃみ四方弁2
を、三方弁2個(高圧側三方弁9と低圧側三方弁10]
におきかえると同時に、この三方弁の一方の低圧側三方
弁10を、簡単な構造でヒートポンプサイクル内の圧力
差により自動的に冷房・暖房の冷媒流路状態に切換えら
れる構造にし九ことによシ、従来の四方弁2を用いた場
合に生じてい九四方弁2内での高温冷媒流と冷温冷媒流
との間の熱交換による暖房能力の減少を回収して、従来
と値段をほぼ同一にして、暖房能力の向上、さらには省
電力の図れるヒートポンプサイクルを提供することがで
きる。
以上詳細に説明したように本発明によれば、少なくとも
、圧縮機、冷房・暖房切換弁、室外熱交換器−・・絞り
室内熱交換器を具備し九ヒートヂン。
プサイクルにおいて、冷房−暖房切換弁を1.5ES機
の吐出側、室外熱交換!I、および室外熱交換器の、そ
れぞれの接続配管に接続し念馬圧鯛ミ麦弁と、前記圧a
mの吸込側、前記室外熱交換器、および前記室内熱交換
器の、それぞれの接続配管に接続し友低圧側三方弁とか
ら構成するようにしたので、従来の四方弁で生じていた
熱損失、すなわち暖房時における熱損失をなくし、暖房
能力を向上しなヒートポンプサイクルを提供することが
できる。
【図面の簡単な説明】
第1図は、従来のヒートポンプサイクルのサイクル構成
図、第2図は、第1図における四方弁の詳細を示す拡大
断面図、第3図は、本発明の一実施例に係るヒートポン
プ、サイクルのサイクル構成図、第4図は、第3図にお
ける低圧側三方弁の詳細を示す拡大断ITU図である。 1・・・圧縮機、3・・・室外熱交−器、5・・・室内
熱交換器、9・・・高圧側三方弁、10・・・低圧側三
方弁、11・・・シリンダ、12・・・ストッパ、12
”・・・貫通$ 1 目 ) $2 固

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 1、少なくとも、圧縮機、冷房・暖房切換弁、室外熱交
    換器、絞シ、室内熱交換器を具備したヒートポンプサイ
    クルにシいて、冷房・暖房切換弁を、圧縮機の吐出側、
    室外熱交換器、および室内熱交換器の、それぞれの接続
    配管に接続した高圧側三方弁と、前記圧縮機の吸込側、
    前記室外熱交換器。 および前記室内熱交換器の、それぞれの接続配管に接続
    し九低圧側三方弁とから一構成したことを特徴とするヒ
    ートポンプサイクル。 2、低圧側三方弁を、冷房時には、室外熱交換器の接続
    配管から導入した高圧と、室内熱交換器の接続配管から
    導入した低圧との圧力差により、前記室外熱交換器から
    圧縮機の吸込側への冷媒の流れを遮断し、前記室内熱交
    換器から前記圧縮機の吸込側へ冷媒を流し、暖房時には
    、前記室内熱交換器の接続配管から導入し九高圧と、前
    記室外熱交換器の接続配管から導入した低圧との圧力差
    によシ、前記室内熱交換器から前記圧縮機の吸込側への
    冷媒の流れを遮断し、前記室外熱交換器から前記圧縮機
    の吸込側へ冷媒を流すように構成し友ものでbる特許請
    求の範囲第1項記載のヒートポンプサイクル。 3、低圧側三方弁を、その両端にそれぞれ室外熱交換器
    の接続配管と室内熱交換器の接続配管を取付けたシリン
    ダ内に、前記両接続配管側を連通ずることができる貫通
    穴を穿設し、且つその中間部に前記シリンダの側壁を貫
    通して圧縮機の吸込側の接続配管を取付けてなるストッ
    パを固設し、前記貫通穴内に、その両端にピストンを取
    付けた、前記貫通穴径より細く且つ長い連結棒を挿入し
    、前記接続配管の一方から導入し九高圧を当蚊側の前記
    ピストンの背面に負荷し、そのピストンの端面とこれに
    対向する前記ストッパの端面とを密着させ、前記接続配
    管から圧縮機の吸込側の接続配管への冷媒の流れを遮断
    し、他方の接続配管から、他方のピストン、前記ストッ
    パの貫通穴、前記連結欅の間を通して、前記圧縮機の吸
    込側の接続配管へ冷媒を流すようにしたものである特許
    請求の範囲第2項記載のヒートポンプサイクル。
JP13774981A 1981-09-03 1981-09-03 ヒ−トポンプサイクル Pending JPS5840457A (ja)

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Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2006161713A (ja) * 2004-12-08 2006-06-22 Fuji Koki Corp 切換弁及び切換弁付き圧縮機
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