JPS5926221B2 - 熱回収式空気調和装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は熱回収式空気調和装置、詳しくは水加熱用凝縮
器、水冷却用蒸発器及び凝縮器又は蒸発器として働らく
空気側熱交換器を備え、冷暖房を同時に行なえるように
した熱回収式空気調和装置に関する。

一般に化種空気調和装置は、圧縮機の吐出側に、水加熱
用凝縮器と空気側熱交換器とに高圧ガス冷媒を所定比率
で流す高圧側三方弁を設けると共に、圧縮機の吸入側に
水冷却用蒸発器と蒸発器として作用する空気側熱交換器
とで蒸発した低田ガス伶媒を所定比率で流す低圧側三方
弁を設け、これら二つの三方弁により冷暖房を同時に行
なう熱回収運転の他、冷房負荷が暖房負荷より大きいと
きには、前記空気側熱交換器を補助凝縮器として運転す
る冷房優先の熱回収運転及び暖房負荷が冷房負荷より大
きいときには、前記空気側熱交換器を補助蒸発器として
運転する暖房優先の熱回収運転を行なうようにしている
３、 しかして前記三方弁は、冷暖房負荷に対応してその開度
を調整するごとく成すものであるから、切換弁に比較し
、非常にコスト高となる問題があったし、また前記各三
方弁は、何れも空気側熱交換器に連通させて、これら各
三方弁の制（財）により前記空気側熱交換器を凝縮器又
は蒸発器に切換えるようにしているため、これら各三方
弁の動作として一方の三方弁と空気側熱交換器とが連通
しているとき、他方の三方弁を動作させて、前記空気側
熱交換器に連通させれば、高圧側と低下とが短絡するこ
とになるので、必らず一方の三方弁の空気側熱交換器へ
の連通を遮断して、他方の三方弁の開度制菌を行なうよ
うにする必要があり、その結果前記三方弁の開度制御の
他、二つの三方弁間に関連した動作別（財）も行なわな
ければならず、制ｉｌ１機構が複雑となり、かつ故障の
ない安定した別画は困難であり、しかも高価な三方弁を
２個使用することと相俟って全体としてコスト高も避け
られなかった。

そこで本発明は以上の如き問題に鑑み発明したもので、
高価な三方弁を１個のみ使用して、前記した熱回収運転
の他、冷房優先及び暖房優先の熱回収運転並びに冷房専
用及び暖房専用運転も行なえるようにしたのである。

即ち本発明は、１つの三方弁に安価な四路切換弁を組合
せ、この四路切換弁の切換えにより、前記三方弁が高圧
ガス冷媒の流れを制（財）する高王側別画弁及び低下ガ
ス冷媒の流れを制（財）する低王側別画弁になるごとく
したことを特徴とするもので、特許請求の範囲第１項記
載の第１番目の発明は、高圧側ポート、低圧側ポートサ
、二つの第１及び第２切換ポートとの四つのポートをも
った四路切換弁及び一つの固定ポートと二つの第１及び
第２制（財）ポートとの三つのポートをもち、前記制（
財）ポートの開度を調整可能とした三方弁を形成して、
前記四路切換弁の高圧側及び低下側ポートを、圧縮機の
吐出側と吸入側とに接続し、前記第１切換ポートを、三
方弁の固定ポートに、また第２切換ポートを前記凝縮器
と蒸発器との何れか一方を選択的にそれぞれ接続すると
共に、前記三方弁の第１制（財）ポートを前記蒸発器と
凝縮器との何れか一方と選択的に、また第２制（財）ポ
ートを前記熱交換器にそれぞれ接続し、前記四路切換弁
の切換えにより前記三方弁が、高圧ガス冷媒を前記凝縮
器と空気側熱交換器とに所定比率で流す高田側制却弁及
び前記蒸発器と空気側熱交換器きで蒸発した低下ガス冷
媒を所定比率で通過させる低王側制師弁になるごとくし
たことを特徴とするものであり、また特許請求の範囲第
４項記載の第２番目の発明は、前記した第１番目の発明
にＳいて、更らに高圧側ポート、低圧側ポート及び二つ
の第１及び第２切換ポート々の四つのポートをもった四
路切換弁及び一つの固定ポートと二つの第１及び第２制
（財）ポートとの三つのポートをもち、前記制（財）ポ
ートの開度を調整可能とした三方弁を形成して、前記四
路切換弁の高圧側及び低圧側ポートを圧縮機の吐出側と
吸入側とに接続し、前記第１切換ポートを三方弁の固定
ポートに、第２切換ポートを前記凝縮器と蒸発器との何
れか一方を選択的に接続すると共に、前記三方弁の第１
制（財）ポートを前記蒸発器と凝縮器との何れか一方と
選択的に、また第２制脚ポートを前記熱交換器にそれぞ
れ接続し、前記四路切換弁の切換えにより前記三方弁が
、高圧ガス冷媒を前記凝縮器と空気側熱交換器とに所定
比率で流す高田側制（財）弁及び前記蒸発器と空気側熱
交換器とで蒸発した低圧ガス冷媒を所定比率で通過させ
る低圧側ポートになるごとく構成して、前記三方弁を高
圧側ポートとする冷房優先運転の冷凍サイクルと、低王
側制（財）弁とする暖房優先運転の冷凍サイクルとを選
択的に形成する一方、前記圧縮機を能力側（財）可能と
して、前記冷房優先運転に２いては冷房負荷に、暖房優
先運転に２いては暖房負荷にそれぞれ対応して前記圧縮
機の能力制画を行う能力制御機構を設けると共に、前記
三方弁の制（財）ポートの関度を冷房優先運転において
は暖房負荷に、暖房優先運転に２いては冷房負荷にそれ
ぞれ対応して調整する関度調整機構を設け、更に前記三
方弁の第２制闘ポートが全閉し第１制（財）ポートが全
開し、かつ前記圧縮機の能力が所定能力以下に制画され
たときに前記四路切換弁を切換える切換制耐機構を設け
たことを特徴とするものである。

以下本発明装置の実施例を図面に基づいて説明する。

１は圧縮機、２は水加熱用凝縮器、３は水冷却用蒸発器
、４は空気側熱交換器、５は受液器、６はアキュムレー
タであって、これら機器は冷媒配管Ｔによって各連絡さ
れている。

前記圧縮機１は、アンローダ機構をもっており、前記凝
縮器２に？ける温水入口温度を検出する温水人口サーモ
Ｔｈ２と、前記蒸発器３の冷水入口温度を検出する冷水
人口サーモＴｈ１とにより例えば７５％、５０％、２５
％能力の３段階にその圧縮機能力が制画されるようにな
っている。

また８は四路切換弁、９は三方弁であって、これら四路
切換弁８及び三方弁９により、前記圧縮機１から吐出す
る冷媒の流れを制画し、前記空気側熱交換器４を凝縮器
としたり、蒸発器としたり或いは冷媒を流さなかったり
するのであり、冷房専用運転、冷房優先運転、暖房専用
運転、暖房優先運転、冷暖房平衡及びデフロスト運転が
行なえるようにするのである。

前記四路切換弁８は、高圧側ポート８１、低圧側ポート
８２と、二つの第１及び第２切換ポート８３．８４との
四つのポートをもった既存の四路切換弁を用いるのであ
り、また前記三方弁９は、一つの固定ポート９１と、二
つの第１及び第２制（財）ポー）９２，９３とをもち、
これら制（財）ポート９２．９３の開度を調整可能に構
成するのであって、前記四路切換弁８の前記高圧側ポー
ト８１を、前記圧縮機１の吐出口に、低圧側ポート８２
を、前記アキュムレータ６にそれぞれ接続すると共に、
前記第１切換ポート８３を、前記三方弁９の固定ポート
９１に、第２切換ポート８４を前記凝縮器２と蒸発器３
との何れか一方と選択的に接続するのであり、また前記
三方弁９の第１制町ポート９２を、前記蒸発器３と凝縮
器２との何れか一方と選択的に接続し、第２制（財）ポ
ート９３を前記空気側熱交換器４に接続するのである。

前記三方弁９は、コントロールモーフＭにより前記制御
ポート９２，９３の開度を０−１００％制（財）するも
ので、前記四路切換弁８の切換えにより高圧ガス冷媒を
前記凝縮器２と空気側熱交換器４とに所定比率で流す高
圧側制御弁となったり、前記蒸発器３と空気側熱交換器
４とで蒸発した低圧ガス冷媒を所定比率で流す低田側制
（財）弁となったりするものである。

しかして高圧側制御弁として働らく場合、前記凝縮器２
への開度即ち第１制闘ポート９２の開度が１００％〜０
％のとき、空気側熱交換器４への開度即ち第２制（財）
ポート９３の開度はＯ〜１００係となり、第１制（財）
ポート９２の開度か１００％で高圧ガス冷媒の全量が凝
縮器２に流れるとき、空気側熱交換器４には流れない。

また逆の場合、凝縮器２には流れない。

又低王側制（財）弁として働らく場合も同様で蒸発器３
に通ずる第１制御□□ポート９２の開度が１００〜０％
のときには、空気側熱交換器４に通ずる第２制画ポート
９３の開度は０−１００％となり、第１制候ポート９２
の開度が１００％で、低圧ガス冷媒が全量蒸発器３から
流れるとき、第２制（財）ポート９３は閉じ、空気側熱
交換器４に液冷媒が流れることはない。

又以上の構成に２いて、四路切換弁８の第２切換ポート
８４を、前記凝縮器２と蒸発器３との何れか一方に選択
的に接続すると共に、三方弁の第１制画ポート９２を、
前記凝縮器２と蒸発器３との何れか一方に選択的に接続
し、しかも前記第２切換ポート８４と第１制師ポート９
２とは、前記凝縮器２と蒸発器３とに可逆的に接続する
のであって、この接続方法は、四つの逆止弁１０ａ〜１
０ｄを組合せた四方チャッチ弁や、第１４図に示した四
路切換弁のごとき四ポート弁１０を用いるのである。

同図に２いて１１は、前記受液器５と前記蒸発器３との
間を結ぶ液管１１の途中に介装する感温膨張弁、１２は
同じく前記受液器５と空気側熱交換器４との間を結ぶ液
管７２の途中に介装する感温膨張弁であって、これら膨
張弁１１．１２には、低圧ガス管１３及び低圧ガス管と
なる三方弁９と空気側熱交換器４との連絡管γ４に連通
する均圧回路１３，１４をもってＳす、この均圧回路１
３゜１４にはこれら均圧回路１３，１４を連結する前記
膨張弁１１，１２内の均圧チャンバー（図示せず）に高
子液冷媒を供給し、前記膨張弁１１゜１２を強制的に閉
じる三方電磁弁１５．１６を介装している。

又１γは、前記杓子回路１４と、前記液管１２で、空気
側熱交換器４が凝縮器となるときの高圧液管部分との間
に介装するバイパス管であり、このバイパス管１γには
前記高圧液管部分への流れのみを許す逆止弁１８と高圧
調整弁１９とを介装し、前記空気側熱交換器４を凝縮器
として運転する場合、高圧子方が前記調整弁１９の設定
値より低い場合、前記バイパス管１γを開いて未凝縮ガ
スを受液器５に送ると共に、空気側熱交換器４内に凝縮
液を溜めてこの熱交換器１４の凝縮子方を上昇させるの
である。

尚図面に示した前記高圧調整弁１９は、ヘッドマスター
と称される三方弁を用い、前記高王液部分を分断して、
二つのポート１９ａ 、１９ｂに連結し、残り一つのポ
ート１９ｃに前記バイパス管１７を接続してＳす、更ら
に分断した前記高王液部分を短絡管２０で連絡している
。

従ってこの構成によると、前記凝縮子方の上昇を緩にで
きるし、前記短絡管２０の径の選定により上昇度合の調
整も行なえるのである。

又２０，２２は逆止弁、２３は前記逆止弁２１を側路し
、前記受液器５と前記凝縮器２とを連結するバイパス管
で、途中にはデフロスト時開き膨張弁として作用する電
磁弁２４を介装している。

又２５は、前記四ポート弁１０を側路するバイパス管で
、途中にはデフロスト時開く電磁弁２６を介装している
。

又２７，２Ｂは一端が前記凝縮器２及び空気側熱交換器
４に連通し、他端が前記蒸発器３と、前記膨張弁１１と
の間の低圧液管７５に連通ずる冷媒回収用バイパス管で
、途中には前記凝縮器２を用いない場合及び凝縮器とし
て作用していた空気側熱交換器４を用いない場合に開く
膨張弁として作用する電磁弁２９，３０を介装している
。

次に以上の如く構成する装置に３ける冷凍サイクルの自
動運転側（財）回路の主要部を、第２，３図により説明
する。

第２図に示した回路は、自動運転を行なうための操作回
路を概略して示したもので、圧縮機１の能力制画を行な
うアンローダ回路Ａ及び四路切換弁８を切換えて、冷房
優先運転と暖房優先運転とに切換える判断回路Ｂから成
っており、第３図に示したものは、前記操作回路に８け
るアンローダ回路Ａを開−する制御回路Ｃと、三方弁９
を制（財）する側脚回路りとから成る制菌回路を示して
いる。

しかして、前記アンローダ回路Ａと制御回路Ｃとにより
、前記圧縮機１の能力を、前記冷房優先運転にＳいては
冷房負荷に、暖房優先運転に２いては暖房負荷にそれぞ
れ対応して制菌する能力制御機構を構成するのであり、
又、前記判断回路Ｂにより、前記三方弁９の第２制（財
）ポート９３が全閉し、第１制師ポート９２が全開し、
かつ前記圧縮機１の能力が所定能力以下に制（財）され
たときに前記回路切換弁８を切換える切換制御機構を構
成するのであり、更に、前記側（財）回路りにより前記
三方弁９０制（財）ポー１−９２，９３の開度を冷房優
先運転に２いては暖房負荷に、暖房優先運転に８いては
冷房負荷にそれぞれ対応して調整する開度調整機構を構
成するのである。

次に、前記圧縮機１の能力を制御する前記能力側（財）
機構を詳述する。

前記アンローダ回路Ａは、前記冷水人口サーモＴｈ、の
動作により負荷に対応して段階的に閉じる４つの接点Ｔ
ｈ１−１〜Ｔｈ１〜４を、後記するリレーＲ１の常閉接
点Ｒ１−１介して並列に接続すると共に、前記温水人口
サーモＴｈ２の作動により負荷に対応して段階的に閉じ
る４つの接点Ｔ Ｒ２−１−Ｔｈ２−４を、前記リレー
Ｒ１の常開接点Ｒ１−２を介して並列に接続し、前記冷
水人口サーモＴｈ１と温水人口サーモＴｈ２との各接点
のうち、冷水及び温水に２ける負荷の高低に対応した接
点をそれぞれ対として並列に接続し、この並列回路に前
記圧縮機１のアンロードを行なう電磁弁Ｓ■□〜Ｓ■４
を直列に接続している。

即ち前記冷水人口サーモＴｈ１の接点Ｔｈ、−１〜Ｔｈ
１−４を例えば冷水温度が６℃、７℃、８°Ｃ２９℃以
下で閉じるごとく設定し、前記温水人口サーモＴｈ、の
接点Ｔｈ２−１〜Ｔｈ２−４を例えば温水温度が４６℃
、４５°Ｃ２４４°Ｇ、４３℃以上で閉じるごとく設定
した場合、冷水及び温水負荷が最低で閉じる接点Ｔｈ、
−１とＴｈ２−１とを対にし、以下順次組合せて、前記
電磁弁ＳＶ１〜ＳＶ４と直列に接続するのである。

又前記電磁弁Ｓ■１〜Ｓ■４のうち、前記負荷の最低で
閉じる接点Ｔｈ１−１ 、Ｔｈ２−１と直列に接続する
電磁弁Ｓ■１は、該電磁弁Ｓ■、が開くことにより例え
ばアンロードｌｏｏ％となるごとくし、また順次高い負
荷で閉じる接点と直列に接続する電磁弁Ｓｖ２〜Ｓ■４
は、例えＩｒｆ−Ｔンロ−ト７５％、５０％、２５％と
なるごとくするのでちって、圧縮機１は前記電磁弁Ｓｖ
□〜Ｓ■４が開くことによりロードｏ％、２５％、５ｏ
％及び７５％で運転することになる。

尚電磁弁Ｓ■１が開いてロード０％になるのは、圧縮機
１の運転が停止することであり、また前記電磁弁Ｓ■１
〜Ｓ■４が何れも開かない場合圧縮機１はロード１００
％で運転することである。

この圧縮機１の能力側（財）と冷水及び温水との関係は
第３，４図に示した。

以上の如く、前記能力制菌機構は、冷房優先運転におい
ては水冷却用蒸発器３の冷水入口温度に、暖房優先運転
においては水加熱用凝縮器２の温水入口温度にそれぞれ
対応して圧縮機１の能力を制菌する如く成しているので
ある。

又第２図にＳいてＲ７５は、前記電磁弁ＳＶ４と並列に
接続するリレーで、圧縮機１が前記したロード７５％で
運転されるとき励磁されるようになっている。

尚、前記リレーＲ７５は、下記する切換側脚機構を動作
させるべく作用するものである。

次に前記切換制耐機構を詳述する。

前記判断回路ＢにＳいて、Ｒ３は、前記三方弁９にセッ
トしたリミットスイッチＬＳの働らきで励磁されるリレ
ーで、前記リミットスイッチＬＳは、前記三方弁９の第
１制（財）ポート９２の開度が１００％のときに閉じる
ごとくセットするのである。

又Ｒ４は、前記リレーＲγ５とＲ３との各常開接点Ｒγ
５−１ 、Ｒ３−１と直列に接続するリレーであり、又
Ｒ５はリレーであって、該リレーＲ５の自己保持用常開
接点Ｒ５−１と、後記するタイマーＴの接点Ｔ−１との
並列回路と前記リレーＲ４の常開接点Ｒ４−１とに直列
に接続するのである。

また前記リレーＲ１は、前記リレーＲ５の常閉接点Ｒ５
−２及び前記リレーＲ３，、Ｒ７５の常開接点Ｒ３−２
，Ｒγ５−２と直列に接続し、前記常開接点Ｒ３−２，
Ｒγ５−２の直列回路に、前記リレーＲ１の常開接点Ｒ
１−３をもった自己保持回路を並列に接続し、この回路
にタイマーＴと四路切換弁８のコイルとを接続するので
ある。

前記タイマーＴは、前記リレーＲ１の自己保持回路に通
電されたとき動作を開始し、例えば５分後に前記接点Ｔ
−１を閉じ非通電に３いて直ちにオフするごとく働らく
もので、このタイマーＴの働らきで、四路切換弁８が切
換えられた後一定時間再切換不能になるのである。

次に、前記開度調整機構について詳記する。

第３図に２いてＴｈ３は蒸発器３に３ける冷水出口温度
を検出する冷水出口サーモであり、Ｔｈ４は前記凝縮器
２の温水出口温度を検出する温水出口サーモであって、
何れも冷水又は温水の出口温度に対応して比例的に制（
財）されるスイッチＴｈ３−１、Ｔｈ４−１をもってお
り、前記冷水出口サーモＴｈ３のスイッチＴｈ３−１の
固定側接点は、前記リレーＲ１の常開接点Ｒ１−４と、
また前記温水出口サーモＴｈ４のスイッチＴｈ４−１の
固定側接点は、前記リレーＲ１の常閉接点Ｒ１−５とそ
れぞれ接続し、前記各スイッチＴ Ｒ３７１、Ｔ Ｒ４
，−１の制（財）側接点は、前記三方弁９を制却するコ
ントロールモーフＭに接続している。

前記三方弁９にＳける第１制（財）ポート９２の開度と
冷水及び温水出口温度との関係は第６，１図に示した通
りで、冷水及び温水の出口温度に対して前記開度を１０
０％〜０％まで無段階に比例制画できるようになってい
る。

尚第６，７図に２いて開度１００％のときは、前記第２
制薗ポート９３の開度は０チとなり、０係のときは１０
０％となっている。

又以上の制画回路にＳいて、四路切換弁８は、前記コイ
ルに通電されないと、第１図に示した実線位置に位置し
て冷凍サイクル冷房優先運転とし、通電されると第１図
に示した点線位置に切換えて冷凍サイクルを暖房優先運
転とするのであり、また起動待冷水温度か設定温度（第
４，６図に２いては１０℃）より高く、温水温度も設定
温度（第５．１図に３いては４２°Ｃ）より低い場合に
は、前記リレーＲ１は励磁されず、従って四路切換弁８
は第１図実線の位置に位置し、必らず冷房優先運転とな
るようにするのである。

又前記三方弁９の開度制菌は、冷房優先運転に８いては
、前記温水出口サーモＴｈ４を用い、温水出口温度によ
り行なうと共に暖房優先運転に２いては、伶水出ロサー
モＴｈ３を用い、冷水出口温度により行なうのである。

そして前記圧縮機１の能力側（財）は、冷房優先運転に
２いては、冷水入口サーモＴｈ１を用い冷水入口温度に
より行ない、暖房優先運転に８いては温水人口サーモＴ
ｈ、を用い温水入口温度により行なうのである。

次に本発明装置の作用を説明する。

本発明による運転は、負荷状態に対応して冷房及び暖房
専用運転と、冷暖房同時の熱回収運転とがあり、またこ
の熱回収運転の場合でも冷房負荷が暖房負荷より大きい
場合の冷房優先運転と、逆の場合の暖房優先運転及び冷
房負荷が等゛しい場合の冷暖房平衡運転とがある。

起動に際し、冷水温度が第４，６図に２いて１０℃より
高く、温水温度が第５，１図に８いて４２℃より低い場
合に起動すると、圧縮機１はロード１００％で起動する
のでリレーＲ１は励磁されず、また四路切換弁８のコイ
ルにも通電されない。

従って、四路切換弁８は、第１図実線のごとく位置し、
三方弁９に圧縮機１からの高圧ガス冷媒が導かれ、前記
三方弁９が高圧制御弁となる。

このとき冷房負荷（圧縮機入力を含む）と暖房負荷とが
等しくバランスしている場合、前記三方弁９の第１制闘
ポート９２の開度はｔｏｏ％となって、第８図太線で示
したごとく前記高圧ガス冷媒の全量が、前記凝縮器２に
流れて凝縮し、温水を加熱すると共に、凝縮した液冷媒
の全量が、受液器５、膨張弁１１を経て蒸発器３に入り
冷水を冷却し、四路切換弁８を介して圧縮機１に戻る冷
凍サイクルを形成するのであって、冷房優先運転体制で
の冷暖房平衡運転が行なわれる。

この状態から暖房負荷が小さくなるか又は冷房負荷が増
大して温水出口温度が上昇すると、温水出口サーモＴ１
１４の働らきで、前記三方弁９の第１制画ポート９２の
開度が１００％から減少し、第２制画ポート９３が減少
分だけ開くことになり、第１図太線で示したごとく冷房
優先運転が行なわれる。

即ち三方弁９に導かれる高圧ガス冷媒は、前記三方弁９
の開度に応じ、前記凝縮器２と前記空気側熱交換器４と
に流れ、これら凝縮器２と空気側熱交換器４とで凝縮す
るのである。

そして以上の如く凝縮しだ液冷媒は、受液器５で合流し
、前記した経路を経て圧縮機１に戻るのであって、冷水
入口温度が設定温度１０℃以上の場合、前記軍縮機１は
ロード１００％で運転される。

また以上の状態が継続し、暖房負荷がなくなれば、前記
三方弁９の第１制脚ポート９２の開度け０％となって閉
じ、第２制（財）ポート９３が１００係開度となって第
９図太線で示したごとく高圧ガス冷媒の全量が空気側熱
交換器４に流れ、凝縮器２での温水加熱はなくなって、
冷房専用運転が行なわれる。

又第８図に示した冷房優先運転体制での冷暖房平衡運転
の状態から前記とは逆に温水出口温度は設定温度４２℃
より低いのに冷房負荷が小さくなって、冷水入口温度が
設定温度ｌＯ℃より低くなると、三方弁９の第１制（財
）ポート９２の弁開度は１００係開度を維持したま＼圧
縮機１の能力が制菌される。

即ち前記運転体制に２ける圧縮機１の能力は、冷水入口
温度により割面されるので、冷水入口温度が低く例えば
９℃となり前記冷水人口サーモＴｈ１の働らきて接点Ｔ
ｈ１−４が閉じ、電磁弁Ｓ■４が開いてローヒフ５％制
（財）される。

従って前記接点Ｔｈ１−４の閉動作により、リレーＲγ
５が励磁されて、その常開接点Ｒγ５−１゜Ｒ７５−２
を閉じる。

またこのとき、前記三方弁９の第１制（財）ポート９２
が１００係開度になっているから、リミットスイッチＬ
Ｓの働らきてリレーＲ３も励磁され、その常開接点Ｒ３
−１，Ｒ３−２を閉じるので、前記リレーＲ４とリレー
Ｒ１とが励磁され、同時に四路切換弁８のコイルには通
電され該四路切換弁８を第１図点線位置に切換えるので
ある。

この四路切換弁８の切換えにより、第１０図太線に示し
たごとく高圧ガス冷媒の全量が四ポート弁１０を介して
凝縮器２に流れて凝縮し、温水を加熱すると共に、凝縮
した液冷媒は受液器５からその１部は膨張弁１１を経て
蒸発器３に入って蒸発し、他の１部は膨張弁１２を経て
空気側熱交換器４に入って蒸発し、蒸発した低下ガス冷
媒は、所定比率で前記三方弁９から四路切換弁８を経て
圧縮機１に戻る冷凍サイクルに切換えられ、暖房優先運
転となるのである。

この暖房優先運転に切換えられると、前記三方弁９は、
低圧側割（財）弁となり、冷水出口温度を検出する冷水
出口サーモＴｈ３により開度制画が行なわれると共に、
圧縮機１は温水人口サーモＴｈ２により能力制菌が行な
われることになる。

しかして前記切換えは、冷水入口温度が設定温度１０℃
より低い例えば９℃で圧縮機１をロード７５飴の能力で
運転していた状態で行なわれるため、切換時に２ける冷
水出口温度は前記した９℃よりも低い例えば６℃になっ
ている。

その結果前記三方弁９に５ける第１制薗ポート９２の開
度は１００％以下となり、リミットスイッチＬＳが切れ
て前記切換えと同時に前記リレーＲ３が消磁される。

また前記切換時における温水出口温度は、設定温度４２
℃より低いのであるから、入口温度も当然出口温度より
更らに低い例えば３９°Ｃになっている。

この結果圧縮機１は、ロード１００％の能力で運転する
ことになり前記リレーＲ７５も消磁される。

このため前記リレーＲ３，Ｒ７５の常開接点Ｒ３−１、
Ｒ７５−１と直列に接続するリレーＲ４は消磁され、リ
レーＲ５は消磁されたま〜となり、自己保持回路により
リレーＲ１は励磁された状態が維持されるのである。

又以上の暖房優先運転から冷房優先運転に切換わるのは
、以上の状態で冷水出口温度が設定温度１０℃以上にな
って、三方弁９の第１制画ポート９２の開度がｘｏｏ％
となり、また温水入口温度が設定温度４２℃よりまた温
水入口温度が設定温度４２℃より高くなって圧縮機１の
能力がロード７５％に制（財）されたとき、リレーＲ４
が励磁され、その常開接点Ｒ４−１が閉じリレーＲ５が
励磁され、該リレーＲ５の常閉接点Ｒ５−２が開くこと
により行なわれる。

しかして、前記暖房優先運転に切換わる際、リレーＲ１
の励磁とともにタイマーＴにも通電され、導電後５分間
は、その接点Ｔ−１を閉じないようにしているので、前
記切換後５分以内にリレーＲ３，Ｒγ５が消磁され、リ
レーＲ４が消磁された後再び前記リレーＲ３、Ｒγ５が
励磁されても、前記リレーＲ５は励磁されないのであり
、従ってリレーＲ１は消磁されず四路切換弁８の切換は
維持されることになり、切換のハンチングは生じないし
、また、空気側熱交換器４が必要以上に凝縮器から蒸発
器に切換わって圧縮機１に液バツクを生じることもない
のである。

次に以上の状態にＳいて、冷房負荷が減少し冷水出口温
度が前記した６℃より更らに低下すれば、三方弁９の第
１制（財）ポート９２の開度は小さくなって０％に近づ
くのであり、前記開度０係で暖房専用運転となる。

即ち前記第１制（財）ポート９２の開度Ｏ％で閉じると
、第２制師ポート９３の開度は１００％となり、凝縮器
２で凝縮した液冷媒は、第１１図太線で示したごとく受
液器５から全量が空気側熱交換器４に導かれ、蒸発した
後低圧ガス冷媒の全量が前記三方弁９を経て四路切換弁
８から圧縮機１に戻る冷凍サイクルを形成するのである
。

更らに前記した暖房優先運転に？いて圧縮機入力を含む
冷房負荷と暖房負荷とが等しくバランスする場合は、前
記三方弁９の第１制師ポート９２の開度け１００％とな
って、第１２図太線で示したごとく、高圧ガス冷媒は、
四路切換弁８から全量が凝縮器２に流れて温水を加熱す
ると共に、凝縮しだ液冷媒は、受液器５、膨張弁１１を
経て全量が蒸発器３に流れて冷水を冷却し、蒸発した低
下ガス冷媒は全量が三方弁９を経て四路切換弁８から圧
縮機１に戻るのであって、暖房優先運転体制での冷暖房
平衡運転が行なわれるのである。

又暖房負荷が冷房負荷より大きい場合の前記した暖房優
先運転と暖房専用運転に旧いて、蒸発器として働らく空
気側熱交換器４がフロストした場合、そのデフロスト運
転も行なえるのであって、このデフロスト運転は第１３
図のととく四路切換弁８を切換え、高圧ポート８１を第
１切換ポート８３に連通して第１３図太線で示したごと
く高圧ガス冷媒を三方弁９に流し、該三方弁９から前記
高圧ガス冷媒の全量を空気側熱交換器４に流して凝縮さ
せ、この凝縮潜熱でデフロストを行なう。

そしてこのデフロスト時、前記電磁弁２４及び２６を開
き、前記熱交換器４で凝縮しだ液冷媒を受液器５から前
記バイパス管２３を介して水加熱用凝縮器２に流して蒸
発させ、低圧ガス冷媒を前記バイパス管２５から四路切
換弁８を経て圧縮機１に戻すのである。

このデフロストサイクルにおいて、前記電磁弁２４は、
その「開」により膨張弁として作用するのであって、こ
の電磁弁２４の開口量を調整することにより、デフロス
ト運転時の低圧を上げられ、従って短時間でのデフロス
トを終了できる。

以上説明した実施例は、空気側熱交換器４を１基のみ用
いたものであるが、第１４図のごとく２基の空気側熱交
換器４，４ａを用いてもよい。

この場合前記三方弁９の第２制師ポート９３に接続する
連絡管７４に、前記空気側熱交換器４゜４ａを、■ポー
トを閉鎖した四路切換弁３１゜３２を介して並列に接続
するのであり、前記空気側熱交換器４，４ａを、感温膨
張弁１２．１２ａを介して前記受液器５の源側に、また
逆止弁２２２２ａを介してガス側にそれぞれ接続するの
である。

又１ポー十を閉鎖した前記四路切換弁３１゜３２の一つ
の切換ポートにはそれぞれ低圧ガス管に接続する回収用
バイパス管３３，３４を接続して２す、これらバイパス
管３３．３４を介して前記空気側熱交換器４，４ａを、
低圧ガス管１３に連通し、前記熱交換器４，４ａに滞溜
する冷媒を熱交換器４，４ａを用いないとき回収が行な
えるようになっている。

又抛１４図に示した四ポート弁１０は、四路切換弁を用
いて２す、前例に２けるデフロスト時開く電磁弁２６及
びバイパス管２５を省略している。

尚第１４図に３いて第１図に示した符号と同符号のもの
は同じ部材を示してＳす、ａを付加したものも同一構造
のものである。

尚、以上説明した実施例は、圧縮機１としてレシプロ式
を使用し、冷水又は温水入口温度により段階的に圧縮器
１の能力制御をしたが、スクリュ一式又はターボ式圧縮
機を使用することができることはもちろんである。

この場合冷水人口サーモＴｈ１又は温水人口サーモＴｈ
２により、たとえばスクリュー田縮機の容量側画用スラ
イド弁又はターボ圧縮機の吸入ベーンを制菌して無段階
に能力制薗を行なうのであり、四路切換弁８の切換条件
のうちの１つである圧縮機の能力制御が行なわれている
ことは前記実施例同様サーモＴｈ１又はＴｈ２により信
号を出すか、スライド弁又は吸入ベーンの所定開度のと
き作動するリミットスイッチにより検出するのである。

以上の如く第１番目の発明は、１つの三方弁に安価な四
路切換弁を組合せ、この四路切換弁の切換えにより前記
三方弁を、高圧ガス冷媒の流れを制御する高圧側制岬弁
としたり、低圧ガス冷媒の流れを制御する低千側割菌弁
として、冷房優先及び暖房優先の熱回収運転と冷房専用
及び暖房専用運転とを行なえるようにしたもので、高価
な三方弁を１個使用するだけでよく、大幅なコストダウ
ンが行なえるのである。

しかも四路切換弁の切換えにより冷房優先運転と暖房優
先運転及び冷暖房専用運転を制菌できるので、その制師
機構を簡単にできると共に、その運転切換えを負荷に対
応して確実に行なえるのである。

その上制御機構を簡単に構成できることと三方弁が一つ
でよいことから故障も少なくそれ丈保守点検も容易にで
きるのである。

前記第１発明の構成に加え、前記圧縮機の能力を制菌す
る前記能力制御機構、前記三方弁の開度を調整する開度
調整機及び前記四路切換弁を切換える切換制菌機構を設
けて、前記能力制薗機構による能力制菌条件と、前記開
度調整機構による前記三方弁の第１制脚ポートの開度条
件とを組合わせて前記圧縮機の能力が所定能力以下で、
かつ前記三方弁の第１制脚ポートが全開となっている条
件下で前記切換側（財）機構を動作させ、前記四路切換
弁を切換える如く成したから、前記第１発明の効果に加
え、冷房優先運転と暖房優先運転との間の相互の切換え
の判断が正確かつ確実に行なえるのである。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明装置の一実施例を示す冷媒配管系統図、
第２，３図はその運転制菌を行なう電気回路図、第４，
５図は冷水及び温水の入口温度に対する軍縮機ロードの
制（財）特性図、第６，１図は冷水及び温水の出口温度
に対する三方弁の開度側（財）特性図、第８図乃至第１
３図は第１図に示した実施例の作用を説明する冷媒配管
系統図、第１４図は別の実施例を示す冷媒配管系統図で
ある。 １・・・・・・軍縮機、２・・・・・・水加熱用凝縮器
、３・・・・・・水冷却用蒸発器、４・・・・・・空気
側熱交換器、５・・・・・・受液器、８・・・・・・四
路切換弁、９・・・・・・三方弁、８１・・・・・・高
子側ポート、８２・・・・・・低圧側ポート、８３・・
・・・・第１切換ポート、８４・・・・・・第２切換ポ
ート、９１・・・・・・固定ポート、９２・・・・・・
第１制附ポート、９３・・・・・・第２制師ポート、１
０・・・・・・四ポート弁。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 圧縮機、水加熱用凝縮器、水冷却用蒸発器、空気側
   熱交換器及び受液器を備えた熱回収式空気調和装置であ
   って、高圧側ポート、低圧側ポートと、二つの第１及び
   第２切換ポートとの四つのポートをもった四路切換弁及
   び一つＤ固定ポートと二つの第１及び第２制呻ポートと
   の三つのポートをもち、前記制（財）ポートの開度を調
   整可能とした三方弁を形成して、前記四路切換弁の高圧
   側及び低圧側ポートを、圧縮機の吐出側と吸入側とに接
   続し、前記第１切換ポートを、三方弁の固定ポートに、
   また第２切換ポートを前記凝縮器と蒸発器との何れか一
   方と選択的にそれぞれ接続すると共に、前記三方弁の第
   １制（財）ポートを前記蒸発器と凝縮器との何れか一方
   と選択的に、また第２制（財）ポートを前記熱交換器に
   それぞれ接続し、前記四路切換弁の切換えにより前記三
   方弁が高圧ガス冷媒を前記凝縮器と空気側熱交換器とに
   所定比率で流す高圧側割（財）弁及び前記蒸発器と空気
   側熱交換器とで蒸発した低圧ガス冷媒を所定比率で通過
   させる低田制岬弁になるごとくしたことを特徴とする熱
   回収式空気調和装置。 ２ 四路切換弁の第２切換ポートと三方弁の第１制（財
   ）ポート及び水加熱用凝縮器と水冷却用蒸発器との間に
   四ポート弁を設けて、前記第２切換ポートと第１制（財
   ）ポートとを、前記凝縮器と蒸発器とに可逆的に接続す
   るごとくしたことを特徴とする特許請求の範囲第１項記
   載の熱回収式空気調和装置。 ３ 四ポート弁を四つの逆止弁を組合わせた四方チャツ
   キ弁としたことを特徴とする特許請求の範囲第２項記載
   の熱回収式空気調和装置。 ４ 圧縮器、水加熱用凝縮器、水冷却用蒸発器、空気側
   熱交換器及ｉ受液器を備えた熱回収式空気調和装置であ
   って高圧側ポート、低圧側ポート及び二つの第１及び第
   ２切換ポートとの四つのポートをもった四路切換弁及び
   一つの固定ポートと二つの第１及び第２制脚ポートとの
   三つのポートをもち、前記制（財）ポートの開度を調整
   可能とした三方弁を形成して、前記四路切換弁の高圧側
   及び低圧側ポートを、圧縮器の吐出側と吸入側とに接続
   し、前記第１切換ボートを、三方弁の固定ポートに、第
   ２切換ポートを前記凝縮器と蒸発器との何れか一方と選
   択的に接続すると共に、前記三方弁の第１制（財）ポー
   トを前記蒸発器と凝縮器との何れか一方と選択的に、ま
   た第２制師ポートを、前記熱交換器にそれぞれ接続し、
   前記四路切換弁の切換えにより、前記三方弁が高圧ガス
   冷媒を前記凝縮器と空気側熱交換器とに所定比率で流す
   高圧側割（財）弁及び前記蒸発器と空気側熱交換器とで
   蒸発した低圧ガス冷媒を所定比率で通過させる低圧側割
   （財）弁になるごとく構成して、前記三方弁を高圧側制
   御弁とする冷房優先運転の冷凍サイクルと、低圧側脚弁
   とする暖房優先運転の冷凍サイクルとを選択的に形成す
   る一方、前記王縮器を能力制御可能として、前記冷房優
   先運転に２いては冷房負荷に、暖房優先運転に３いては
   暖房負荷にそれぞれ対応して前記圧縮機の能力制御を行
   う能力側脚機構を設けると共に、前記三方弁の制（財）
   ポートの開度を冷房優先運転においては暖房負荷に、暖
   房優先運転に３いては冷房負荷にそれぞれ対応して調整
   する開度調整機構を設け、更に前記三方弁の第２制（財
   ）ポートか全閉じ第１制（財）ポートが全開し、かつ前
   記圧縮機の能力が所定能力以下に制（財）されたときに
   前記四路切換弁を切換える切換側（財）機構を設けたこ
   とを特徴とする熱回収式空気調和装置。 ５ 能力側脚機構を、冷房優先運転に２いては水冷却用
   蒸発器の冷水入口温度に、暖房優先運転に２いては水加
   熱用凝縮器の温水入口温度にそれぞれ対応して圧縮機の
   能力制（財）を行うものとすると共に、開度調整機構や
   、三方弁の側脚ポートの開度を冷房優先運転に２いてけ
   水加熱用凝縮器の温水出口温度に、暖房優先運転におい
   ては水冷却用蒸発器の冷水出口温度にそれぞれ対応して
   調整するものとしたことを特徴とする特許請求の範囲第
   ４項記載の熱回収式空気調和装置。