JPS6018755Y2 - ヒ−トポンプ冷暖房機 - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】 本考案は電磁式自動膨張弁を減圧機構に用いて冷房サイ
クルと暖房サイクルとに共用可能とすることにより、冷
媒回路の単純化をはかって装置コストを大巾に低減し得
る如きヒートポンプ冷暖房機に関する。

従来のヒートポンプ冷暖房機例えば空気熱源式ヒートポ
ンプチラーは、第２図に示す如く冷媒量制御および減圧
の機能を持たせる制御器として温度式自動膨張弁を使用
するのが一般的であり、この自動膨張弁が単体について
の容量制御範囲が狭いために、アンロード時の能力減少
運転を勘案して冷房用のもの５ａ’、 ５ｂ’を２個
、暖房用のもの５ａ“、 ５ｂ″を２個、併せて４個の
膨張弁を使用していた。

さらに冷房時・暖房時を問わず、圧縮機１が５０％以下
に出力低下した際には作動中の２個の自動膨張弁５ａ’
、 ５ｂ’あるいは５ａ“、 ５ｂ“のうち１個の均
圧回路に三方制御弁１６ａあるいは１６ｂの切換え操作
で高圧を加えて、当該膨張弁を全閉にさせ、冷、煤量調
節能力を制御するようにしていた。

かかる形態の装置では、冷媒回路が複雑となり、さらに
制御系についても面倒な操作が必要となるなどの点から
装置コストが高くなるばかりでなく、品質、信頼性の面
で種々の問題があった。

なお、ヒートポンプ冷暖房機の対空気形無源側熱交換器
はファンと共用として熱交換器をその両側に挟みつける
ように並設してなる構造のものが多く、これはコンパク
トな形態で熱交換能力の大きい熱交換器が得られるとこ
ろから威されたものであるが、このように複数パスの冷
媒系を有する熱源側熱交換器は室外に設置する際に風向
きや設置場所の影響で共用ファンの送風量が冷媒系によ
って平均化せず偏ることがあるので、暖房運転を例にと
った場合に、一方の熱交換器では出口冷媒が適切な過熱
度がとれているのに他方では過熱がとれずに湿り状態と
なることがある。

このような場合に共用の自動膨張弁で一括して過熱度制
御を行ったとすると、弁が絞られて熱源側熱交換器の能
力が低下する如き不都合が生じるため、普通は各冷媒系
に対応させて自動膨張弁を設けるようにしているのであ
る。

このように従来のヒートポンプ冷暖房機が種々の欠点を
有していた事実に鑑みて、本考案はかかる問題を解消し
得る装置を提供すべく案出されたものであって、負荷に
応じた出力に増減可能な圧縮機１、四路切換弁２、単一
冷媒系からなる利用側熱交換器３、複数冷媒系からなる
対空気形無源側熱交換器４、この熱交換器４の冷媒系に
対応させた同数の電磁式自動膨張弁５ａ、５ｂを備え、
前記各対空気形無源側熱交換器４ａ、４ｂ及び前記利用
側熱交換器３のそれぞれの波器出入口を流側ヘッダー９
に対して、この液側ヘッダー９側にのみ流路を許す逆止
弁１４ａ＝ １４ｂ、ＩＴを持つ各配管によりそれぞ
れ接続する一方、前閾複数の電磁式自動膨張弁５ａ、５
ｂを並列に接続し、その入口側の配管どうし、出口側の
配管どうしをそれぞれ合流可能に接続して入口側合流部
及び出口側合流部を形成し、この出口側合流部を、前記
利用側熱交換器３の波器出入口と流側ヘッダー９とを結
ぶ配管における逆止弁１１人口側に、前記出口側合流部
側から利用側熱交換器３の波器出入口と流側ヘッダー９
とを結ぶ配管側にのみ流通を許す逆止弁１２をもつ配管
により接続するとともに、前記複数の電磁式自動膨張弁
５ａ、５ｂの出口側の各配管を、前記各対空気形無源側
熱交換器４ａｔ４ｂの波器出入口と流側ヘッダー９とを
結ぶ各配管における各逆止弁１４ａ、１４ｂ入ロ側に、
前記複数の電磁式自動膨張弁５ａ、５ｂの出口側の各配
管側から前記各対空気形態源側熱交換；器４ａ、４ｂの
波器出入口と流側ヘッダー９とを結ぶ各配管側へのみ流
通を許す逆止弁１３ａ、１３ｂを持つ配管によりそれぞ
れ接続し、さらに前記入口側合流部を前記流側ヘッダー
９に対して、受液器６、ドライヤ８を直列に介設した配
管で接ｒ続し、各自動膨張弁５ａ、５ｂの弁開度を前記
熱源側熱交換器４の対応する冷媒系の出入口温度差およ
び利用側熱交換器３の出入口冷媒温度差によって制御す
る如く構成することによって、自動膨張弁の所要個数を
従来装置に比して半減し得る如くしたことを特徴とする
。

以下、本考案の具体的内容を図面の実施例にもとづいて
詳述する。

第１図は本考案冷暖房機の例の装置回路図であって、こ
の冷暖房機は負荷に応じて出力を増減し′得る例えばア
ンロード機構を備えた圧縮機１、四路切換弁２、単一冷
媒系からなる利用側熱交換器３例えば対水熱交換器、複
数の冷媒系を持つ各対空気形無源側熱交換器（以下各冷
媒系と称す）４ａ、４ｂからなる対空気形無源側熱交換
器４、この熱交換器４の冷媒系４ａ、４ｂに対応させた
同数の電磁式自動膨張弁５ａ、５ｂを主要機器とし、そ
れ等に受液器６、アキュムレータ７およびドライヤ８を
加えててヒートポンプ冷暖房機を構成している。

前記電磁式自動膨張弁（膨張弁と略称する）５ａ、５ｂ
は励磁電流の大小に応じて可動鉄心の吸引ストロークが
変動し得るソレノイドを弁駆動部に有する電気式膨張弁
で形成されていて、各膨張弁５ａ、５ｂ相互に並列接続
した上で、入口側合流部３をドライヤ８、受液器６を経
て流側ヘッダー９に連絡するとともに、出口側合流部を
冷媒の逆流入を阻止する逆止弁１２を介して利用側熱交
換器３の液管接続側に連絡している。

上記利用側熱交換器３はその冷媒系の液側出入口を冷媒
の逆流穴を阻止する逆止弁１１を直列に介して前記源側
ヘッダー９に連絡せしめている。

以上述べた配管接続形態と威したことによって、並列接
続した膨張弁５ａ、５ｂは、各入口側を冷媒の逆流出を
阻止し得る逆止弁１１を介し、各出口側を冷媒の逆流穴
を阻止し得る逆止弁１２を介して、利用側熱交換器３の
液管接続側に夫々連絡されている。

一方、熱源側熱交換器４の各冷媒系４ａ、４ｂはガス管
接続側をガス側ヘッダー１０に一括接続するとともに、
暖房サイクル時冷媒の逆流穴を阻止する逆止弁１４ａ、
１４ｂを各々直列に介して源側ヘッダー９に夫々連絡し
、冷房サイクル時冷媒の逆流出を阻止する逆止弁１３ａ
、１３ｂを各々直列に介して各膨張弁５ａ、５ｂの出口
側合流部に夫々連絡している。

かかる配管接続形態となしたことによって、各冷媒系４
ａ、４ｂは逆止弁１４ａ、１４ｂを各々直列に介して各
膨張弁５ａ、５ｂの入口側に、逆止弁１３ａ、１３ｂを
各々直列に介して各膨張弁５ａ、５ｂの出口側に夫々連
絡されている。

１５ａｔ〜１５ ａ４９ １５ｂ１〜１５Ｅ）４は夫々
測温体であって、測温体１５ａ１ｔ １５ａ２は対を
なして利用側熱交換器３の出入口冷媒温度差を検出し、
測温体１５ｂ、、１５ｂ２も同じく対をなして利用側熱
交換器３の出入口冷媒温度差を検出する一方、測温体１
５８３？ １５ａ４は熱源側熱交換器４における冷媒
系４ａの出入口冷媒温度差を検出し、測温体１５１１）
ａ、１５ｂ４もまた熱源側熱交換器４における冷媒系４
ｂの出入口冷媒温度差を検出するように設けている。

そして測温体１５ａ１〜１５ａ、は図示しない制御器を
介して膨張弁５ａの駆動部に関連させる一方、測温体１
５ｂ１〜１５ｂ４は同じく制御器を介して膨張弁５ｂの
駆動部に関連させており、かくして各膨張弁５ａ、５ｂ
は対応する冷媒系４ａ、４ｂの出入口冷媒温度差と利用
側熱交換器３の出入口冷媒温度差によって弁開度が調節
されることとなるのである。

成上の構造になる冷暖房機は冷房サイクル、暖房サイク
ルを通じて、膨張弁５ａ、５ｂは流れる冷媒の流通方向
が一定となるので、膨張弁５ａ。

５ｂを冷暖共用とすることが可能であり、さらに電流比
例形の電磁式自動膨張弁であるので、全閉から全開の間
での微細な弁開度調節が行えて容量制御範囲が広汎であ
るところから、熱源側熱交換器４の冷媒系に対応した同
数の膨張弁を使用して安定した流量制御、減圧制御が可
能である。

圧縮機１が１００％能力で運転していると、各膨張弁５
ａ、５ｂは弁開度の大きい領域で負荷（冷房あるいは暖
房）に適応した流量制御が威されることは言う迄もなく
、一方、圧縮機１アンロード装置の作動によって５０％
能力で運転していると、各膨張弁５ａ、５ｂは弁開度の
小さい領域で負荷に適応した流量制御が威されて熱源側
熱交換器４の各冷媒系４ａ、４ｂに対して冷媒流通が一
方に偏する如き不都合な事態を生ぜしめずに効率の良い
冷凍運転を安定維持することが可能である。

本考案は以上の説明によって明らかにした如く減圧膨張
を行わせる制御系として、対空気形勢源側熱交換器４の
冷媒系統数に対応させた数の電磁式自動膨張弁５ａ、５
ｂと、その倍数の逆止弁１３ａ、１３ｂ、１４ａ、１４
ｂと、２個の逆止弁１１．１２との組合わせにより形成
したものであって、膨張弁の数を従来機の半数に減らす
ことが可能であり、加えて三方弁、ドライヤ等の関連部
品も減少できるところから冷媒回路の単純化がはかれる
。

その結果配管接続個数の削減によりロウ付個所が少くな
って工数の減少ならびに装置の品質、信頼性の向上は見
るべきものがあり、しかも装置コストの低減効果を奏す
ることと相俟って本考案は実用価値の頗る大なるヒート
ポンプ冷暖房機である。

【図面の簡単な説明】

第１図は本考案冷暖房機の１例の装置回路図、第２図は
従来の冷暖房機の装置回路図である。 １・・・・・・圧縮機、２・・・・・・四路切換弁、３
・・・・・・利用側熱交換器、４・・・・・・熱源側熱
交換器、４ａ、４ａ・・・・・・熱源側熱交換器の各冷
媒系、５ａ、５ｂ・・・・・・電磁式自動膨張弁、６・
・・・・・受液器、８・・・・・・ドライヤ、９・・・
・・・源側ヘッダー １１． １２． １３ ａ。 １３ ｂ、 １４ ａ、 １４ ｂ＝逆止弁、１５
ａ１〜１５ａ４，１５ｂ□〜１５ｂ４・・・・・・測温
体。

Claims (1)

1. 【実用新案登録請求の範囲】 負荷に応じた出力に増減可能な圧縮機１、四路切換弁２
   、単−冷媒系からなる利用側熱交換器３、複数冷媒系か
   らなる対空気形態源側熱交換器４、この熱交換器４の冷
   媒系に対応させた同数の電磁式自動膨張弁５ａ、５ｂを
   備え、前記各対空気形態源側熱交換器４ａ、４ｂ及び前
   記利用側熱交換器３のそれぞれの源側出入口を波器ヘッ
   グーに対して、この液側ヘッダー９側にのみ流路を許す
   逆止弁１４ａ、１４ｂ、１１を持つ各配管によりそれぞ
   れ接続する一方、前記複数の電磁式自動膨張弁５ａ、５
   ｂを並列に接続し、その入口側の配管どうし、出口側の
   配管どうしをそれぞれ合流可能に接続して、入口側合流
   部及び出口側合流部を形威し、この出口側合流部を、前
   記利用側熱交換器３の源側出入口と波器ヘッダー９とを
   結ぶ配管における逆止弁１１人口側に、前記出口側合流
   部側から前記利用側熱交換器３の源側出入口と波器ヘッ
   ダー９とを結ぶ配管側にのみ流通を許す逆止弁１２をも
   つ配管により接続するとともに、前記複数の電磁式自動
   膨張弁５ａ、５ｂの出口側の各配管を、前記各対空気形
   熱鯨側熱交換器４ａ。 ４ｂの源側出入口と波器ヘッダー９とを結ぶ各配管にお
   ける各逆止弁１４ａ、１４ｂ入ロ側に、前記複数の電磁
   式自動膨張弁５ａ、５ｂρ出口側の各配管側から前記各
   対空気形態源側熱交換器４ａ、４ｂの源側出入口と波器
   ヘッダー９とを結ぶ各配管側へのみ流通を許す逆止弁１
   ３ａ、１３ｂを持つ配管によりそれぞれ接続し、さらに
   前記入口側合流部を前記波器ヘッダー９に対して、受液
   器６、ドライヤ８を直列に介設した配管で接続し、各自
   動膨張弁５ａ、５ｂの弁開度を前記熱源側熱交換器４の
   対応する冷媒系の出入口温度差および利用側熱交換器３
   の出入口冷媒温度差によって制御する如くしたことを特
   徴とするヒートポンプ冷暖房機。