JPS5930364Y2 - 空気調和機 - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】 本考案は、圧縮冷凍サイクルによって冷房を行う空気調
和機に係り、外気温度が比較的低い場合の冷房運転の際
に、潤滑性能の低下によって圧縮機が故障するのを未然
に防止し得る如くした空気調和機である。

空冷ヒートポンプ冷暖房機は、単一の冷凍系で年間を通
じて空気調和が行える利点があるものの暖房時の能力不
足、ランニングコスト増の問題があるところから、灯油
、ガス、太陽熱などの熱源を利用した暖房専用機と圧縮
冷凍サイクルによる冷房専用機との組合わせた冷暖房機
が最近に至って利用される傾向にある。

ところがこの種の冷暖房機では、暖房運転中など外気低
温時に圧縮機を長時間停止している場合に、外気温度が
例えば２２℃以下のように比較的低いと、多量の冷媒が
圧縮機内に液として溜まるために、冷房シーズン前の試
運転等の冷房の必要から圧縮機を運転した場合には、該
圧縮機内で冷凍機油が冷媒液によって薄められていると
ころから、潤滑性能が低下する結果となって、圧縮機の
回転部が油不足によって焼付現象を起す虞れがある。

なお、外気温が高いときの冷房時期における冷房運転で
は圧縮機のケーシング内が室内コイル周辺部の空気温度
以上に温められているので、このような問題は生じない
。

本考案は、上述する如き潤滑性能の低下を防いで圧縮機
の故障を惹起させることのない信頼性に富み得る空気調
和機を提供しようとするものであって、特に、圧縮機の
クランクケースにクランクケースヒータを設けて、外気
温度が低いときにはクランクケース内を所定温度まで加
熱した後に圧縮機を付勢せしめる如くした構成を特徴と
する。

以下、本考案を添付図面に示す例によって詳細に説明す
る。

第１図は分離堰冷暖房機であって、室外ユニット１と室
内ユニット２とからなり、室外ユニット１には圧縮機３
、室外ファン９を備えた空冷形の凝縮器４、減圧器５お
よびガスバーナなどの加熱装置γとの熱交換可能に設け
た冷媒加熱コイル６を備える一方、室内ユニット２には
室内コイル８と室内ファン１０とを備えている。

室外ユニット１は外気温度の影響を受は易い戸外に据置
かれる一方、室内ユニット２は室内の壁面上部に取り付
けられて、室内ユニット２を室外ユニット１よりも高所
に配設し、両ユニット１゜２の冷媒回路相互を連絡配管
１７，１８により接続する。

室外ユニット１において、冷媒加熱コイル６は冷媒出口
６ｂを冷媒人口６ａに比し高位置に設けた構造、例えば
、縦形の熱交換コイルであって、コイル内の冷媒は灯油
、ガス、電気、太陽熱などを熱源とする加熱装置γによ
って下方から加熱されるようになっており、空気を介し
あるいは温水を介して冷媒温度を所定値に保持し得るよ
う形威している。

一方、圧縮機３、凝縮器４、減圧器５は直列に接続され
て直列回路を形威し、この直列回路と前記冷媒加熱コイ
ル６を並列接続して、室外ユニット１の主要冷媒回路を
構成している。

室内ユニット２における室内コイル８は、コイル両管端
の間にレベル差が存するごとき配置となした構造であっ
て、高位置側管端８ａおよび低位置側管端８ｂに夫々接
続した連絡配管１７．１８を、好ましくは一部分たりと
も上り勾配が存しないようにして室外ユニット１に連絡
せしめる。

なお、室外、内ユニット１，２相互を連絡配管１７．１
８によって接続するに際しては、冷媒加熱コイル６の冷
媒出口６ｂおよび冷媒人口６ａを室内コイル８の高位置
側管端８ａおよび低位置側管端８ｂに夫々連絡し得る如
き接続を行う必要がある。

上述の構成になる冷暖房機は、さらに冷媒切換手段を室
外ユニット１の前記冷媒回路に設けているが、この冷媒
切換手段は、圧縮機３の圧縮運転中は冷媒加熱コイル６
への冷媒流通を抑制し、かつ冷媒加熱コイル６の加熱運
転中は前記直列回路への冷媒流通を抑制する如き機能を
有するものであって、第１図々示の例は、圧縮機３の吸
入管中に介設し、圧縮機３の運転に連通して開放する電
磁弁１１と、冷媒加熱コイル６の冷媒人口６ａに接続し
た管途中に介設し、加熱装置１の加熱運転に連動して開
放する電磁弁１２と、凝縮器４、減圧器５間の連絡配管
中に介設し凝縮器４側への冷媒逆流を阻止する逆止弁１
３とから前記冷媒切換手段を構成している。

次に、上記装置について作動態様を説明すると、先ず冷
房運転の場合は、圧縮機３、室外ファン９、室内ファン
１０を運転し、電磁弁１１を開放する一方、加熱装置７
の運転は停止させ、電磁弁１２を閉止すると、圧縮機３
の運転により、冷媒は実線矢示のように流通して、凝縮
器４では高圧冷媒ガスが外気に凝縮熱を放出し、室内コ
イル８では低圧冷媒液が室内空気から蒸発熱を奪取する
ので、強制循環式冷房サイクルにより冷房運転が行われ
ろ。

なお、圧縮機３と室外ファン９の発停は室内ユニット２
側に設けた温度調節器（図示せず）によって自動的に行
わせろものである。

この冷房運転において、冷媒加熱コイル６は冷媒人口６
ａが電磁弁１２の閉屯によって高圧側とは断路しており
、冷媒出口６ｂが低圧側に連通しているので、冷媒加熱
コイル６に冷媒が流通しなく、従って冷凍能力には何等
悪影響を及ぼすことがｋい。

また、圧縮機３の吸入ラインは連絡配管１１を介して室
内コイル８の高位置側管端に連絡しているので、圧縮機
３の再起動時に室内コイル８に溜っている冷媒液を吸込
むことは々く、圧縮機３への液戻りは防止される。

一方、暖房運転の場合は、室内ファン１０および加熱装
置７を運転し、電磁弁１２を開放するとともに、圧縮機
３および室外ファン９は停止し、電磁弁１１を閉止する
と、冷媒加熱コイル６で加熱により蒸発気化した高温冷
媒ガスは冷媒出口６ｂ、連絡配管１７を経て室内コイル
８の高位置側管端８ａに至り、室内コイル８を流通する
間に室内空気に凝縮熱を放出して凝縮液化し室内を暖房
する。

この液化冷媒は低位置側管端８ｂから連絡配管１８を自
重により流下し、さらに電磁弁１２を通過して冷媒加熱
コイル６の冷媒人口６ａに至って再び加熱される。

このときの冷媒流通方向は破線矢示の如くなり、冷媒は
気・液相変化を伴って、しかも比重差による自然循環流
通を繰り返すので、動力を一切便用しない自然循環式暖
房サイクルによる暖房運転が行われることとなる。

以上の運転態様は、室内ユニット２が１基である場合に
ついて説明したが、室内ユニットを二点鎖示のようにさ
らに１基あるいは２基以上並列接続することも、勿論可
能であり、かかる多接続形態の場合は、室外ユニット１
において前記直列回路と冷媒加熱コイル６との並列にな
る冷媒回路に対し、該回路の両端から夫々分岐したガス
側分岐管と源側分岐管とのうち源側分岐管に電磁弁１５
−１？、１５−２を夫々介設せしめて、各室内ユニット
の発停は当該ユニットの温度調節器によって対応する電
磁弁１５−１，１５−２を開閉させろようにすればよい
。

なお、暖房運転の場合には、加熱装置７を冷媒加熱コイ
ル６の冷媒出口６ｂにおける冷媒温度がセット値以下と
なった場合に運転するように自動制御すればよく、また
冷房運転の場合には圧縮機３を室内ユニットが１基でも
運転している限り運転させるよう制御すればよい。

しかして上記装置において圧縮機３を停止して行う暖房
運転中には、圧縮機３と凝縮器４の直列回路が電磁弁１
１と逆止弁１３とによって自然循環回路から断路されて
はいるが両弁１１．１３の弁部での僅かな洩れによって
冷媒が圧縮機３、凝縮器４に少量づつ流れ込み、外気に
よって冷やされろことから、暖房時期の終り頃には圧縮
機３のクランクケース内に冷媒液となって多量溜るよう
になる。

その結果、冷房運転を開始した時点ではクランクケース
内の冷媒液によって冷凍機油が薄められているので、前
述する如き潤滑不良の問題が生じる。

なお、このような問題は冷房専用機と温水ボイラによる
暖房機との併用になる機種についても同様のことが（・
える。

そこで、本考案においては、前述せる潤滑不良の事態を
起させないようにしたものであって、これを第２図にも
とづき説明する。

３Ｍは圧縮機モータ、１９は圧縮機３におけるクランク
ケース内の油溜り部を加熱するためのクランクケースヒ
ータ、２０は外気温が設定温度例れば２２〜２３℃前後
に比し高ければ閉成する接点２０ａと、低ければ閉成す
る接点２０ｂとを有する外気温サーモ、２１は前記クラ
ンクケース内が所定温度例えば５０〜６０℃前後に比し
高ければ閉成する接点２１ａと低ければ閉成する接点２
１ｂとを有するクランクケースサーモであり、それ等は
室外ユニット１側に設けられている。

一方、２２は冷房運転指令器例えば運転スイッチチであ
り、室内ユニット２側に設けられている。

圧縮機モータ３Ｍはその固定子コイルを運転スイッチ２
２および高温側閉成接点２０ａを直列に介して電源に接
続し、一方、クランクケースヒータ１９は運転スイッチ
２２、低温側閉成接ｎＯｂおよび低温側閉成接点２１ｂ
を直列に介して前記電源に接続している。

さらに、低温側閉成接点２０ｂと高温側閉成接点２１ａ
とからなる直列回路を高温側閉成接点２０ａに対し並列
に接続している。

上述の接続形態をさらせた電気回路は次の如く作動する
。

冷房用運転スイッチ２２を投入して冷房運転指令を発す
ると、゛−外気温度が設定温度よりも高いと換言するな
らば冷媒の飽和温度よりも高いと外気温サーモ２０の高
温側閉成接点２０ａによって圧縮機モータ３Ｍは通電さ
れ、冷房運転に入る。

このときはクランクケース内には冷媒ガスのみが存在し
ていて、冷凍機油は薄められることがないので、直ちに
圧縮機３を付勢しても循環は正常に行われ、何等問題は
ない。

一方、外気温度が冷媒飽和温度と比して低いときに運転
スイッチ２２を投入すると、外気温サーモ２０ｂの低温
側閉成接点２０ｂとクランクケースサーモ２１の低温側
閉成接点２１ｂとによってクランクケースヒータ１９に
通電されるが、圧縮；機モータ３Ｍは外気温サーモ２０
の高温側閉成接点２０ａが開放しているので通電されな
い。

そしてクランクケースヒータ１９の加熱作動によってク
ランクケース内は温度が上昇しはじめ、所定温度に達し
た時点で前記接点２１ｂの開放によりクランクケースヒ
ータ１９への通電は断たれると同時に前記接点２１ａの
閉成に伴って、圧縮機モータ３Ｍに通電される。

この状態ではクランクケース内の冷媒液は加熱により殆
んど蒸発気化しているので、冷凍機油は稀釈されておら
なく、従って油の潤滑は正常に行われる。

このようにして、冷凍機油が、冷媒液によって稀釈され
ている間は圧縮機３を強制的に停止して稀釈状態が解か
れた時点で圧縮機３を運転させることができるので油不
足による回転部分の焼付現象は未然に防止される。

上述せる焼付防止機能は冷房機と温水ボイラ利用による
暖房機との併用になる冷暖房機の場合にも同様に発揮さ
れる。

本考案は以上詳記したように、外気温度が低くて冷凍機
油が冷媒液により稀釈される如き状態では圧縮機３を運
転させず、圧縮機３のクランクケース内が所定温度以上
になり、冷媒による冷凍機油の稀釈状態が解かれた後、
圧縮機３を運転させるようにしているので、潤滑油稀釈
化に伴う圧縮機３の故障発生を未然に防止することがで
きる。

しかも本考案は外気温度が設定温度よりも高ければクラ
ンクケースヒータ１．９を作動させずに圧縮機３を冷房
運転指令により直ちに付勢し得るようにしたので冷房シ
ーズンには通常の冷房運転制御が安定的に行われ、冷媒
の過熱、室内温度の大巾な高低変動などの不都合は全く
生じない。

【図面の簡単な説明】

第１図は本考案の１実施例に係る冷暖房機の装置回路図
、第２図は同じく電気回路要部展開図である。 １・・・・・−室外ユニット、２・・・・・・室内ユニ
ット、３・・・・・・圧縮機、１９・・・・・・クラン
クケースヒータ、２０・・・・・・外気温サーモ、２１
・・・・・・クランクケースサーモ、２２・・・・・・
冷房運転指令スイッチ。

Claims (1)

【実用新案登録請求の範囲】
1. 外気温度の影響を受ける個所に圧縮機３が配設される冷
   房可能な空気調和機であって、前記圧縮機３におけるク
   ランクケース内の油溜り部を加熱するクランクケースヒ
   ータ１９と、前記クランクケース内が所定温度よりも高
   いか低いかを検出するクランクケースサーモ２１と、外
   気温が設定温度よりも高いか低いかを検出する外気温サ
   ーモ２０と、該外気温サーモ２０が外気の低温を検出し
   、かつ、クランクケースサーモ２１がクランクケース内
   の高温を検出しているとき、あるいは外気温サーモ２０
   が外気の高温を検出しているときに、圧縮機３を冷房運
   転指令によって付勢する回路と、外気温サーモ２０が外
   気の低温を検出し、かつクランクケースサーモ２１がク
   ランクケース内の低温を検出しているときに、前記クラ
   ンクケースヒータ１９を冷房運転指令によって加熱作動
   する回路とを備えていることを特徴とする空気調牙噛。