JPS6023647Y2 - 冷暖房装置 - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】 この考案は、空気以外の熱源により冷媒を加熱するヒー
トポンプ式の冷暖房装置に関するものである。

従来、この種の装置として第１回に示す冷凍サイクルを
有する装置が知られている。

この第１図において圧縮機１より吐出された冷媒は四方
弁６と経て凝縮器２で熱交換の後、毛細管３で圧力を減
じて蒸発器４で加熱熱源５によって強制的に蒸発させら
れ、四方弁６、アキュムレータ７を経て再び圧縮機１に
戻るサイクルを繰返している。

この種の装置にあっては、強制加熱により蒸発圧力、蒸
発温度を上昇させて暖房効果を得ている。

一方、凝縮圧力、凝縮温度は暖房時の凝縮器の周囲条件
に依存し、加熱による影響は少ない。

凝縮器圧力、温度は冷暖房兼用の装置にあっては冷房能
力により限定されて一定範囲となる。

このため高圧、低圧それぞれの圧力差は、空気を熱源と
するヒートポンプ式に比較して小さくなる。

暖房能力は次式で示される。

Ｒ＝ルバｑ ・・・・・・・・・・・・・・・・
・・（１）■ 式中、Ｒ：暖房能力、η、７：圧縮機の体積効率、■＝
吐出量、Ｖ：圧縮機へ吸入する冷媒の比容積、ｑ：暖房
効果をそれぞれ示す。

上記１式において比容積Ｖは蒸発圧力に強く依存し、比
容積Ｖは小さくなる。

このため、質量流量は増大し、暖房能力Ｒは増加する。

この暖房能力Ｒは凝縮器の能力で定まるためＶに比例し
て■を小さくする必要がある。

さらに蒸発圧力を高めるため、毛細管３の抵抗を小さく
する必要があり、このため冷媒の循環量が大きいと、蒸
発器４で充分気化できす液圧縮となり圧縮機１の所要動
力が増加する。

従来のこの種のヒートポンプは循環量が大きいため、凝
縮圧力が高くなり圧力差が縮まらない。

このため圧縮機の所要動力が増加した。

凝縮圧力を減するため、毛細管３の抵抗を減すると、上
記のように液圧縮になるなどの欠点を有していた。

さらには、強制加熱により蒸発圧力、温度を高めるには
、循環量を小さくした方がよいが、循環量を小さくする
と、蒸発器４の出口での過熱度が増加し圧縮機潤滑油の
劣下、圧縮機１の温度上昇を招く。

この点に関しても従来のこの種の装置において何ら考慮
されていなかった。

この考案は、上記従来の欠点を除去するためになされた
もので、循環量を蒸発器の冷媒の状態に応じて変化させ
ることのできる冷暖房装置を提供することを目的とする
ものである。

以下、この考案の冷暖房装置の一実施例について説明す
る。

第２図はその一実施例を示すものであり、加熱熱源によ
る冷暖房装置の冷媒および電気回路図を示すものである
。

この第２図において暖房時、冷媒は圧縮機１、四方弁６
、凝縮器２、逆止弁８、毛細管３、加熱器５による加熱
により強制的に吸熱する蒸発器４、四方弁６およびアキ
ュムレータ７を経て圧縮機１に再び吸入されるサイクル
を繰返すようになっている。

さらには、前記蒸発器４に近接して、たとえば石油バー
ナなどの加熱器５が設けられている。

そして、前記蒸発器４の出口部分には圧力センサ９、温
度センサ１０が設けられている。

圧力センサ９、温度センサ１０は蒸発器４の出口での冷
媒の状態を検知するものである。

圧力センサ９はたとえば、半導体ゲージなどが使用され
、温度センサ１０は、たとえば、サーミスタなどが使用
されている。

前記圧力センサ９と温度センサ１０からの信号はそれぞ
れ増幅器１１．１２を経て差動増幅器１３に加えられる
ようになっている。

差動増幅器１３の出力はＶ／ｆコンバータ１４（電圧／
周波数コンバータ）でＦＭ変調した信号としてインバー
タ１５に帰還されるようになっている。

ＦＭ変調した信号に同期してインバータ１５の周波数を
変えることによって圧縮機１からの吐出冷媒量を変化さ
せることができるように構成されている。

また、冷房時における冷媒回路を形成するために、蒸発
器４、毛細管３、逆止弁８の回路に並列に、凝縮器１６
、逆止弁１７、毛細管１８の回路が設けられている。

次に、以上のように構成されたこの考案の冷暖房装置の
動作について説明する。

暖房時には、圧縮機１から吐出された冷媒は四方弁６−
凝縮器２−逆止弁８−毛細管３−蒸発器４−四方弁６−
アキュムレータ７を経て圧縮機１に再び吸入されるサイ
クルを繰り返す。

蒸発器４に加熱器５が近接されているので、このとき、
蒸発器４は加熱器５により強制的に吸熱される。

そして、蒸発器４の出力部分における圧力センサ９によ
り冷媒圧力が検出されるとともに、温度センサ１０によ
り冷媒の温度が検出される。

この検出された冷媒の圧力信号および温度信号は増幅器
１１．１２で増加された後、差動増幅器１３に送られる
。

差動増幅器１３は圧力信号と温度信号との偏差をとって
、その偏差をＶ／ｆコンバータ１４に送出する。

このＶ／ｆコンバータでは偏差信号（電圧）をＦＭ変調
した信号として、インバータ１５に送出する。

インバータ１５ではこのＦＭ変調されたＶ／ｆインバー
タ１４からの出力の周波数に応じて圧縮機１の回転周期
を制御する。

前記蒸発器４の出口での低圧側冷媒圧力Ｐ１温度ｔおよ
び暖房能力Ｑの関係を第３図に示す。

この第３図において加熱熱量を一定のもとにおいて循環
量Ｇによって圧力はわずかに変動する。

温度は循環量に強く依存する。

また、暖房能力の最大点は循環量の一定範囲に存在する
。

暖房能力の最大点は凝縮器２、蒸発器４の周囲の条件で
変動し、一定能力を維持するためには蒸発圧力、温度を
検知腰前記制御手段によって循環量を変化させることに
よって行える。

なお、この考案の冷凍サイクルにおいて、冷房時の冷媒
の流れは圧縮機１−アキュムレータ７−四方弁６−＠縮
型１６−逆止弁７−毛細管１Ｂ−蒸発器２（暖房時の凝
縮器）−四方弁６−圧縮機１に戻るサイクルとなること
は云うまでもない。

以上のようにこの考案の冷暖房装置によれば、蒸発器に
おける吐出温度、圧力の状態に応じて圧縮機の冷媒吐出
量を変化させてサイクル中の冷媒循環量を制御するよう
に構成したので、安定した暖房能力が維持できるととも
に、圧縮機の所要動力の小さくてよい冷暖房装置ができ
る。

【図面の簡単な説明】

第１図は従来の加熱熱源による冷暖房装置の冷媒回路図
、第２図はこの考案の冷暖房装置の一実施例の冷媒およ
び電気回路図、第３図はこの考案の冷暖房装置の骨子と
なる冷媒状態および熱量の説明図である。 １・・・・・・圧縮機、２・・・・・・凝縮器、３，１
８・・・・・・毛細管、４・・・・・・蒸発器、５・・
・・・・加熱器、６・・・・・・四方弁、７・・・・・
・アキュムレータ、８．１７・・・・・・逆止弁、９・
・・・・・圧力センサ、１０・・・・・・温度センサ、
１３・・・・・・差動増幅器、１４・・・・・・Ｖ／ｆ
コンバータ、１５・・・・・・インバータ。 なお、図中同一符号は同一または相当部分を示す。

Claims (1)

【実用新案登録請求の範囲】
1. 空気以外の加熱熱源により冷媒を加熱するヒートポンプ
   式冷暖房装置において、上記加熱熱源から熱を吸収する
   蒸発器の冷媒吐出部に冷媒の温度を検出する温度センサ
   およびこの冷媒の圧力を検出する圧力センサで、上記圧
   力センサで検出された圧力信号と温度センサで検出され
   た温度信号との偏差電圧を電圧／周波数コンバータで周
   波数に変換してＦＭ変調信号を発生させ、このＦＭ変調
   信号をインバータに加えて圧縮機の回転周期を制御する
   ことを特徴とする冷暖房装置。