JPS5852946A - 冷暖房装置 - 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】 才、発明は圧縮機、四路切換弁、室内１１１１熱交換器
、１彰脹機構および室外側熱交換器等から成る冷暖房装
置の改良に関するものである。

従来のこの種の空気熱源ヒートポン１式冷暖房装置にお
いては、暖房４転開始時の立ち上がりが悪く、速暖効丑
が得られないと共に、外気温度が低ドした際には暖房能
力が低下して十分な暖房効果がｒｓられないうえ、デフ
ロスト時間が長い等の諸種の欠点があった。

本発明はこのような事情に鑑みてなされたものであり、
高圧液冷媒を加熱した後に、気液分離せしめたガス冷媒
を圧縮機吐出側の高圧冷媒ガス回路に合流させることに
より、暖房能力を向上させて、暖労運転開始時の立ち上
がりを早くシ、以って速暖効果を得ることができると共
に、外気温低下時においても十分な暖房効果を得ること
ができ、そのうえ、デフロスト時間の短縮をも図ること
かできる冷暖房装置を提供することを、その目的とする
ものである０ そこで、本発明は、 圧縮機、四路切換弁、室内側熱交換器、膨張機構および
室外ｉｐ、＋１　熱交換器等からなる冷暖房装置におい
て、前記室内側熱交換器と前記室外側熱交換器との間に
、高圧冷媒液を加熱する冷媒加熱器と、該冷媒加熱器で
９口熱された冷媒を液冷媒とガス冷媒とに分離する気液
分離器とを一体または別個に設け、該気液分離器で分離
したガス冷媒を高圧冷媒ガス回路に導く如く成すことに
よって、上述した所間の目的を達成しようとするもので
ある。

以下、本発明の実施例を図面に基づいて詳述する。

、π１図は本発明に係る冷暖房装置の系統図で、同図中
、（１）は圧縮機、（２）は四路切換弁、（３）は室内
ＩＩ熱交換５、ｆ４）は室外側熱交換器、（５）は暖房
時専用の膨張弁、（６）は冷房時専用の膨張弁、（７）
はアキュムレータで、これら各要素（１）〜（７）を循
環状に配設して冷暖史回路囚を形成している。

前記室内、１ｌｌＩ執交換器（３）と前記冷房時専用の
１影脹弁（６）との間における冷媒配管（８１（つまり
暖房運転時において高圧液冷媒域となる冷媒配管）には
第１高圧液冷媒導出管（９）を接続し、この導出管（９
）に逆上弁（１０）を介設している。

また、前記室外側熱交換器（４）と前記暖房時専用の膨
張弁（５）との間における冷媒配管＋ＩＩＮつまりデフ
ロスト運転時において高圧液冷媒域となる冷媒配管）に
は第２高圧液冷媒導出管（１２１を接続し、この導出管
（１２１に逆止弁（１３）を介設している。

而して前記第１および第２の各高圧液冷媒域け１ｆ　ｔ
９）　（１２）の他端を点Ｐ）において互に接続し、こ
の点（Ｐ）に第３高圧液冷媒導出管（１４）を接続して
いる〇該第３高圧液冷媒導出管（１４）の他端には、高
圧冷媒液を０口熱する冷媒加熱器（国を設け、該冷媒加
熱１５１５）の後位に気液分離器（Ｉｅを配設している
。

この気液分離ａｉ１６１は、前記冷媒９口熱器（１５）
で加熱された冷媒を液冷媒とガス冷媒とに分離するため
のものであって、第１図の実施例においては該気液分離
器（１６１と冷媒７ＪＩ］熱５＋１５１とをそれぞれ別
個に成したが、第２１図に示す如く前記冷媒加熱器と気
液分離器とを一体化した冷媒加熱兼気液分離５　［７１
’ｉｒ用いてもよいことは勿論である。

前記気液分離器（１６）の底部における液冷媒域には液
冷媒配管（１８Ｉを接続し、この液冷媒配管（１８１の
他端は前記各膨張弁ｔ５）　（６）相互間の配管時に接
続している。

また、前記気液分離器（１６）の上部におけるガス冷媒
域にはガス冷媒配管（飛を接続し、このガス冷媒配管（
２（支）に冷媒ガスポンプ（２１）と逆＋）Ｚ弁ｄ３と
を介設すると共に、該ガス冷媒配管（譲の他端は圧縮機
（１）と四路切換弁（２）との間の高圧冷媒ガス１１路
Ｃ：噛に接続し、前記気液分離器（１０で分離したガス
冷媒を前記冷媒ガスポンプ１２１）で前記冷媒ガス回路
（２３１Ｃ導くように構成している。

ｔｔｉｌ記冷媒加熱ｎ（１５１内には７］ｔ１熱コイル
（’２＋ｌ　ｆｚｒ：配設し、該加熱コイルＣ２４）の
両端を加熱源（２５）に接続している。

但し、前記加熱コイル（２４）の一端には電磁弁＋２６
１　ｋ介設し、この電磁弁ｔ２ｆｉ）を高圧または凝縮
温度が設定値以下になった時に開くように成している。

ここ−で、前記加熱ｆｆｉ？、　（２５＋としては電気
ヒータ加熱装置、温水ＪＪＩＩ熱装、置および燃焼排ガ
ス等を利用したり０熱装置等を用いることができる。

ところで、前記圧縮機（１１として（′ｉ蕗３図に示す
如く、例えば回転式圧縮機が用いられていて、この圧縮
機（１）と前記冷媒ガスポンプＬ２１）とを、潤滑油溜
め（２７）を有する密封構造のケーシング１泗内に収納
して、学−の車動源たとえば′電動機（２９）の回転軸
Ｌ５ｔｌ＋に共に連結することにより、前記圧縮機（１
）および冷媒ガスポンプ（２１）が一体にｌｃ！１転し
得る如く成している。

前記ケーシング１２８（け既述した如く、その内１戊部
を潤滑油溜め罰に形成していて、圧縮機＋１１の・・ウ
ジングをその下部が該油溜め罰の油相内に浸漬し得るよ
うに固定することにより、圧縮機（１）内の圧力とケー
シング１．４８１内の圧力との圧力差を利用して、該圧
縮機（ｍｌＯ軸受都およびフェイスに潤滑油を給油可能
となすと共に、前記回転軸（ト）（つまり共通軸ンに設
けた油通路（図示せずンを介して冷媒ガスポンプ（２１
）の各軸受部と各フェイスとにも給油し得るように、前
記駆動源（２９）の回転軸（至））下端に給油機構り川
を付設している。

この給油機構ｃ３１）は密閉形圧縮機に採用されてなる
簡易形給油装置である。

しかして、前記ケーシング（２８１は、その内部空間を
圧縮機（１）の吐出口（１ａ）と、冷媒ガスポンプＣυ
の吐出口（２１ａ）とに連通し、かつ四路切換弁（２）
の高圧ポー）（２ａ）にも連通し得る高圧ドームに形成
せしめている。

つぎに、上記の如く構成した冷暖房装置の作用について
説明する。

まず最辺に、暖房運転について述べる。

斯る暖房運転時には、前記四路切換弁（２）は実線図示
の弁操作とする。

いま、圧縮機ｆｉｌ　ｋ運転すると、該圧縮機（１）で
圧縮され高温高圧になったガス冷媒は、第１図に太線矢
印で示す如く高圧冷媒ガス回路（ハ）および四路切換弁
（２）を通って凝縮器としての作用をする室内１１１１
熱交換器（３）に入り、ここで放熱して室内空気と熱交
換して室内を暖房し、液化した高圧液冷媒は第１高圧液
冷媒導出管１９＋　、点０および第３高圧液冷媒導出管
（１４）をこの順に介して冷媒加熱器（：５１に至る。

ここで、高圧または凝縮温度が設定値以下の時には電磁
弁（２６）が開いているので、前記冷媒加熱器（＋５）
に至った高圧液冷媒は同加熱器（１５）内において加熱
源（ハ）のカロ熱コイルＱ・１）により加熱され次段の
気液分離器（１６）に至る。

該気液分離器（＋６）では、前記冷媒加熱器ｔ１５）−
で既に加熱された冷媒が、液冷媒とガス冷媒とに分離さ
れるのである。

前記気液分離］＋６１で分離された冷媒のうちのガス冷
媒は、同気液分離器（１６）の上域からガス冷媒配管（
２０）に流通し、同配管（側中に介設した冷媒ガスポン
プ（２１）によって前記高圧冷媒ガス回路（２：りに導
びかれて、圧篇機吐出ガスと合流する。

一方、前記気液分離器（Ｉｌｌｉ）で分離された冷媒の
うちの液冷媒は、該分離器０６）の下域から液冷媒配管
（１８１および配管（１９１を通って暖房時専用の膨張
弁（５）に全り、ここで膨張して低圧となる。低圧とな
った液冷媒は蒸発器として作用する室外側熱交換器（４
）に入り、熱交換されて気化し、気化したガス冷媒は四
路切換弁（２）およびアキュムレータ（７）を介して再
び前記圧縮機（１１に吸入されるのである。

このように、前記高圧液冷媒を冷媒加熱器＋１５１で加
熱すると共に、加熱後の冷媒を気液分離器０ｅで液冷媒
とガス冷媒とに分離し、分離したガス冷媒を圧縮機吐出
側の高圧冷媒ガス回路（２３）に導びいて圧縮機吐出ガ
スと合流させるので、暖房能力を向上させて、暖房運転
開始時の立ち上がりを早くすることができ、以って速暖
効釆を得ることができると共に、外気温度低ド時におい
ても十分な暖房効果を得ることができるのである。

つまり、暖房運転スタート時において高圧が設定値以上
になるまでの間は、加熱コイル（２４）により高圧冷媒
が加熱され、暖房ウオーミングアツプ時間が大幅に短縮
でき、既述した如く速暖効果が得られるので、従来装置
にみられるようなコールドドラフトを防止することがで
きるのである。

つぎに、デフロスト運転時の作用について述べる。

いま、通常の暖房運転を行なっている際に、蒸発器とし
て作用する室外側熱交換器（４）のコイル面に霜が付着
すると、この霜によって熱伝達が阻害されるので、デフ
ロスト運転に切り換えて除霜する必要がある。

斯るデフロスト運転時には、前記四路切換弁（２）を実
線図示の弁操作から点綴１凶示の弁操作に切り換えると
共に、デフロスト開始指令信号により前記電磁弁（２６
）を開くのである。

このようにして、暖房運転からデフロスト運転に切り換
えられると、圧縮機（１）から吐出された高７品高圧の
ガス冷媒は第１図に点線矢印で示す如く、高圧冷媒ガス
回線（２３１および点線図示の四路切換弁（２）を経て
室外側熱交換器（４）に至り、ここで該熱交換器（４）
のコイルに付着している４にとかした後に、液化した高
圧液冷媒は第２高圧液冷媒導出管（１２１゜点Ｐ）およ
び第３高圧液冷媒導出管（１１くの順に介して冷媒加熱
器（１５）に至る。

ここで、前ｄ己電磁弁（２６ｊはデフロスト開始と同時
に開いているので、前記冷媒ＪＪＯ熱器（１９に至った
高圧液冷媒は同加熱器（国内において加熱源のの加熱コ
イルＣ２４）により加熱され次段の気液分離器（１６）
に至る。

該気液分離器（１６１では、前記冷媒加熱器（１５）で
既に加熱された冷媒が、液冷媒とガス冷媒とに分離され
るのである。

前記気液分離器（１６）で分離された冷媒のうちのガス
冷媒は、同気液分離器（１６）の上域からガス冷媒配管
（２（すに流通し、同配管（２ｔｊ中に介設した冷媒ガ
スポンプ（２■）によって前記高圧冷媒ガス回路Ｃ３１
に導びかれて、圧縮機吐出ガスと合流する。

このようにして、循環冷媒を前記冷媒カロ熱器ｔ＋５１
で加熱するので、デフロスト時間を大幅に短縮すること
ができるのである。

なお、前記気液分離］＋６１で分離された冷媒のうちの
液冷媒は、第１図に点線矢印で示す如く、該分離器（１
６）の上域から各要素ｆ１８＋　＋６）　に（ｌ　＋２
）　（７１をこの順に介して再び圧縮機（１）に吸入さ
れ、デフロスト終了と同時に前記電磁弁（２６）は閉成
されるのである。

なお、第１図に示す実施例においては気液分離器（１６
）と冷媒加熱器（１５１とをそれぞれ別個に設けたが、
これら両者＋１５１１６１　′ｆニ一体化した冷媒加熱
兼気液分離器（１η（第２図参照）を用いてもよいこと
は云うまでもない。

また、気液分離器ｆ＋６１で分離したガス冷媒を高圧冷
媒ガス回路１２３＋に合流させる位置は、第１図に示す
如く圧縮機（１）と四路切換片（２）との間以外に、四
路切換弁（２）と室内側熱交換器（３）との間でもよい
〇ただし、分離ガス冷媒を各要素（２）（３）間に合流
させる際は、デフロスト時に使用不可能となる。

さらに、前記冷媒ガスポンプ（２１）の代わりに、高圧
冷媒ガス回路１２３）にエゼクタを設け、前記気液分離
器（１６）で分離されたガス冷媒を同エゼクタのエゼク
タ効果によって高圧冷媒ガス回路Ｃ３）に吸引すべく構
成してもよいことは勿論である。

さらにまた、上記実施例においては室内ｉｔ！Ｉｆ熱交
換４（３）が一台の場合を例にあげて説明したが、該室
内側熱交換器（３）の台数はこの実施例に限定されるも
のではなく、同然交換４（３）は二台以上であってもよ
いことは当然である。

本発明は以上詳述したように、 圧縮機（１）、四路切換片（２）、室内側熱交換器（３
）、膨張機構（５１（６１および室外側熱交換器（４）
等から成る冷暖房装置において、前記室内側熱交換器（
３）と前記室外側熱交換器（４）との間に、高圧冷媒液
を加熱する冷媒加熱３　（Ｉ５１と、該冷媒カロ熱器（
国でカロ熱された冷媒を液冷媒とガス冷媒とに分離する
気液分離器１１６）とを一体または別個に設け、該気液
分離器（ｆｌｉｔで分離したガス冷媒を高圧冷媒ガス回
路（２：（＋に導く如く成したものであるから、循環冷
媒を必要に応じて前記冷媒ｌＪｎ熱器（１０１で加熱す
ることができ、この結果、暖房の立ち上がり時間を大幅
に短縮して速暖効果を得ることができ、コールド・ドラ
フトを防ＩＦすることができると共に、外気温度が低い
鳴合においても室内を十分に暖房することができ、その
うえ、デフロスト時間の大幅な知縮を行なうこともでき
る効果がある。

また、前記冷媒加熱１５１１５１の作動は、高圧または
凝縮温度で制御するものであるから、前記速暖および強
１χ］１１！転を必要に応じて簡単な装置によって自動
的に行なうことができるものである。

さらに、 前記圧縮機ｔｌ）とガス冷媒を高圧冷媒ガス同格ｆ２：
（ｌに導く装置としての冷媒ガスポンプ（２１）とを、
潤滑油溜め（２７１を有するケーシング（２８１内に共
に収納し、かつ前記圧縮機（１）および冷媒ガスポンプ
ｔ２１１　’に単一の、・駆動源Ｃ１］）に連結する一
方、前記ケー／ング（１，！８）内を、圧縮機ｆｉｌの
吐出口（１ａＬ冷媒ガスポンプ（２１）の吐出Ｄ（２１
ａＪおよび四路切換弁（２）の高圧ボート（２ａ）にそ
れぞれ連通する制圧ドームと成し、さらに前記潤滑油溜
め（２７）の潤滑油を前記圧縮機（１１および冷媒ガス
ポンプＩ２１）に給油する給油機構す１）を＋４ｉ前記
ホ動源＋２９１の回転軸（列に付設するμ施悪様による
と、次の如き効果がある。

つまり、駆動源−〇）ヲ圧縮機（１１と冷媒ガスポンプ
（２１）とに共用し得る１基だけにしたことにより、冷
１暖房装置を構成する機器が簡嚇な構造となり、コスト
の低減を図ることができる。

また、圧縮機ｔｌｌと冷媒ガスポンプ＃２１）とを収納
するケーシング（２８１を高圧ドームに形成して、圧縮
機（１）および冷媒ガスポンプ（２１）からそれぞれ吐
出される冷媒ガスを前記ケーシングＣ２８）内で混合す
るようにしているので、冷媒回路中における吐出管が１
本で済み、たとえばケーシング賠）を低圧ドームに形成
したものでは吐出管を別々に２本必要とし、かつ、冷媒
ガスポンプが高圧ガスを吸込ませるものであるから吸込
管も同様に２本必要となる構造をとらざるを得ないのに
対して装置の簡略化を図ることができる。

さらに、前記冷媒加熱器（１５）の作＃Ｊを停止させ、
前記ガス冷媒配管（２ｏ＋に介設する開閉弁（図示せず
）を閉＋ｈ　した場合に考えられることであるが、冷媒
ガスポンプ（２１１の圧送運転が実質的に停止して吸入
ガスが、喰〈なり、ガスと共にケーシング（２８１内に
返戻される潤滑油か減ってくる現象が生ずる。この場合
、前記ケーシングＩ２８）が仮りに低圧ドーム方式であ
ると、冷媒ガスポンプ（２１）の高低玉量均圧作用によ
って吸入ｕ４１１の圧力が高くなって潤滑油が入らなく
なるのに対し、冷媒ガスポンプ（２１）は空回わり運転
を継続しているため、潤滑不良を招く恐れがあるけれど
も、本発明の実施、西様では、高圧ドーム方式としてい
るので、前記冷媒ガスポンプ（２１）の吸入側圧力がも
ともとケーシング（２８）内の圧力よりも低いうえに、
前記ガス冷媒配管＋Ｌ’（Ｉ＋に介設する開閉弁（図示
せずンの閉＋Ｆ、によって更に吸入側圧力が下がるので
、圧力差が大となり、この結東、ケーシング１３８＋内
の筒用ガスによって圧縮ｔ（Ｈｌｌ、冷媒ガスポンプ（
２１）の摺動部に浸透してくる油量が増えて、潤滑性能
は安定し、ポングンリンダ内摺動部の・暁付きを生じる
如き不都合がなくなるものである０

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明に係る冷暖房装置の系統図、第２図は第
１図の要部の他の）！、施例を示す系統図、第５図は本
発明の実ＭＭ態様と示す圧縮機部分の系統図である。 （１）・・・圧縮機　　（１ａ）・・・吐出口１２１・
・・四路切換弁　　（２ａ）・・・高圧ボート（３１・
・・室内側熱交換器　　（４）・・・室外側熱交換４ｔ
５）　ｔ６１・・・・影脹機構　　（Ｉ５１・・・冷媒
０口熱Ｘ＝ｔｌｆｉｌ・・・気液分離器　　（２１）・
・・冷媒ガスポンプ（２１ａＪ・・・吐出口　　Ｃ（・
・・高圧冷媒ガス回路的・・・ａ″１”１滑油溜め　　
ｉ；ｒ８＋・・・ケーシング凶・・・駆動源　　■・・
・回転軸 ｔ３１１・・・給油機構 出願人　　　　ダイキン工業株式会社 １、パ′１ 代理人　　　　藤　　原　　忠　　冶ｉ′　□゛＠／図 第２図

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 、の圧縮機（１）、四路切換弁（２）、室内側熱交換器
   （３）、膨張１１！構＜５１　（６）および室外側熱交
   換器（４）％から成る冷暖房装置において、前記室内側
   熱交換器（３）と前記室外側熱交換４（４）との間に、
   高圧冷媒液を加熱する冷媒加熱器（丙と、該冷媒加熱：
   ４’ｉ　ｆ１５１で加熱された冷媒を液冷媒とガス冷媒
   とに分離する気液分離器ＩＥとを一体または別個に設け
   、該気液分離器（１６）で分離したガス冷媒を高圧冷媒
   ガス回路Ｑ；ヤに導く如く成したことを特徴とする冷暖
   房装置。 ■前記圧縮機（１）とガス冷媒を高圧冷媒ガス回路（２
   ３１に導く装置としての冷媒ガスポンプ（２１）とを、
   潤滑油溜め（２７）を有するケーシング（！Ｑ内に共に
   収納し、かつ前記圧縮機＋１）および冷媒ガスポンプｃ
   ！１１を畦−の駆動源艷に連結する一方、前記ケーシン
   グ３内を、圧縮機（１）の吐出口（１ａ）、冷媒ガ〆ス
   ポンプ（２１１の吐出口（２１ａ）および四路切換弁（
   ２）の高圧ボー）　（２ａ）にそれぞれ連通する高圧ド
   ームと成し、さらに前記潤滑油溜め（２７）の潤滑油を
   前記圧縮機（１）および冷媒ガスポンプｄｉ）に給油す
   る給油機構１３１１を前記駆＠源１！ｍの回転軸（３０
   ）に付設したことを特徴とする！Ｉ￥−，！′ｆ；ｉｉ
   ’を求の範囲第１項記載の冷暖房装置。