JPS60243460A - 空気熱源ヒ−トポンプ式空調装置 - Google Patents

空気熱源ヒ−トポンプ式空調装置

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JPS60243460A
JPS60243460A JP9870184A JP9870184A JPS60243460A JP S60243460 A JPS60243460 A JP S60243460A JP 9870184 A JP9870184 A JP 9870184A JP 9870184 A JP9870184 A JP 9870184A JP S60243460 A JPS60243460 A JP S60243460A
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JP
Japan
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flow rate
refrigerant
refrigerant flow
degree
valve
Prior art date
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Pending
Application number
JP9870184A
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English (en)
Inventor
晃 渥美
研作 小国
文雄 原田
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Hitachi Ltd
Original Assignee
Hitachi Ltd
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Publication date
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  • Compression-Type Refrigeration Machines With Reversible Cycles (AREA)

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】 〔発明の利用分野〕 本発明は空気熱源ヒートポンプ式空調装置に係シ、特に
1台の室外ユニットに対して複数台の室内ユニットを接
続して構成される空気熱源ヒートポンプ式空調装置に関
する。
〔発明の背景j この種空気熱源ヒートポンプ式空調装置においては、冷
房用減圧器ケ各々室内ユニット側に、暖房用減土器全室
外ユニット側にそれぞれ設けることが多く、1.た室内
ユニットの運転切換えはそれぞれの室内ユニットが接続
される液配管に設けた開閉弁によシ行9のが一般的であ
る。
第1図は型内ユニットを2台接続した場合の従来の空気
熱源ヒートポンプ式空調装置の冷凍サイクル系統図を示
している。図において、1は圧縮機、2は四方弁、3は
室外熱交換器、4A、4Bは室内熱交換器、5A、5B
は冷房用減圧器(図示ではキャピラリーを示している)
、6は暖房用減圧器(図示ではキャピラリーを示してい
る)、7a〜7cは逆止弁、8a、8bは開閉弁、9a
、gbは液配管、10a、lObはガス配管全示してい
る。
次に前記ヒートポンプ式空調装置の作用と、その問題点
を以下に説明する。
冷房運転を行う場合には、四方弁2を実巌位置に切換え
て、圧縮機1より吐出される冷媒を四方弁2〜室外熱交
換器3〜逆止弁7Cの順に流した後、開閉弁8a、8b
の手前で分流させ、一方をAの順に流し、かつ他方を開
閉弁8b〜冷房用減圧器5b〜室内熱交換器4Bの順に
流し、両方の冷媒を四方弁2の手前で合流させた後、四
方弁2〜圧縮機1の顔に循環させる。また室内ユニット
ft1台だけ運転する場合には休止側冨内ユニットに接
続される開閉弁8aまたは8bを閉とルて、冷媒の流れ
を止める。
しかるに、2台の室内ユニット全運転した時に冷媒封入
量、減圧器5a、5bを最適に設定した場合、1台運転
時には休止側室内ユニットの冷媒がほとんど流出してし
まうため循環する冷媒量が過多状態となる。また並列に
接続されている冷房用減圧器が一つ減少するため抵抗が
過大となシ、運転効率が低下すると共に圧縮機の吐出温
度が著しく上昇してしまう。
次に暖房運転を行う場合には、四方弁2を破線の位置に
切換えて、圧縮機1よシ吐出される冷媒を四方弁2を流
過させた後分流させ、一方を室内熱交換器4A〜逆止弁
78〜開閉弁8aの順に流し、かつ他方を室内熱交換器
4B〜逆止弁7b〜開閉弁8bの順に流し、両方の冷媒
を暖房用減圧器6の手前で合流させた後、暖房用減圧器
6〜室外熱交換器3〜四方弁2〜圧縮機1の順に循環さ
せる。そして、室内ユニットを1台運転する時には休止
側室内ユニットに接続される開閉弁8aまたVi8bを
閉とする。
しかるに、2台運転時に最適に設定された冷媒封入量で
1台運転ケ行うと、休止側室内ユニットに冷媒が液とし
て無効に溜まるため、冷媒不足の運転状態となり、運転
効率の低下および圧縮機吐出温度の上昇を招く。
このように冷房、暖房運転ともに2台運転時と1台運転
時で冷媒封入量および減圧器抵抗を最適に設定できない
ため、2台運転時に最適に設定した場合には、1台運転
時では効率の悪い運転となる。また各室内ユニットの接
続配管(液配管9ar 9 b−、’ijス配管IUa
、10b)T7)長すカ異なる場合には、配管が減圧器
の一部として作用するため、2台運転時でも各室内ユニ
y)間の減圧器抵抗のバランスがとれず、特にill運
転時には能力のアンバランスを生ずる。そして室内ユニ
ットの台数が多い場合に、この傾向が一層顕著となQ、
空調機の運転範囲が狭くなったシ、信租性を低下させて
しまう。
一方、暖房で1台運転の場合に休止側室内ユニットに冷
媒が溜まる問題に対しては、バイパス回路を設ける方式
が特公昭!:+7−12950号公報で提案されている
が、この方式では抵抗の設定が難しく、室内ユニットの
台数が変化した場合、その都匿設定を変える必要がある
また、冷房運転時における減圧器抵抗を適切にするため
の減圧回路が特公昭52−18945号公報で提案され
ているが、これは幅広い運転範囲で冷媒流量を適切に制
御すると七は難しい。
〔発明の目的〕
本発明の目的は、従来技術の問題点を解消し、室内ユニ
ットの運転台数にか\わらず冷凍サイクル内の冷媒封入
量を最適に保てると共に運転中の各室内ユニットに流れ
る冷媒量を適切に制御できる空気熱源ヒートポンプ式空
調装置を提供することにある。
〔発明の概要〕
この目的を達成するために、本発明は、室外ユニットと
各々の室内ユニットとを接続する液配管中に減圧機能を
有する冷媒流量制御手段全それぞれ設け、かつ暖房運転
時の各室内ユニット出口部の冷媒過冷却度を検出する過
冷却度検出器を設けると共に、冷房運転時の各室内ユニ
ット出口部の冷媒過熱度を検出する過熱度検出器を設け
、暖房運転時は前d己過冷却度検出器からの信号により
前記冷媒流量制御手段を制御して冷媒流量を調節し、冷
房運転時は前記過熱度検出器からの信号により冷媒流量
制御手段を制御して冷媒流量を調節するように構成した
ことを特徴とする。
〔発明の実施例〕
以下、本発明の一実施例を第2図ないし第4図によ、!
lll説明する。第2図は2台の室内ユニットを備えた
本発明による空気熱源ヒートポンプ式空調装置の冷凍サ
イクル系統図、第3図は第2図における冷媒流量制御弁
の断面図を示している。第2図において、11は圧縮機
、12は四方弁、13は室外熱交換器、+4A、+4B
は室内熱交換器、15a、15bは液配管、+68.+
6bはガス配管、ia、+7bは減圧機能を有し、かつ
連続的な流量変化が可能な冷媒流量制御弁、18a、+
8bri冷媒過熱度を検出する過熱度検出器、19a、
19bは冷媒過冷却度を検出する過冷却に検出器である
。前記の冷媒流量制御弁+78.17bは液配管15a
、15bにそれぞれ設けられている。前記過熱度検出器
i8a、18bは冷房運転時の室内熱交換器+4A、1
4a出口付近のガス配管+68.+6bにそれぞれ設け
られて、当該ガス配管内の冷媒過熱度を検出するように
なっている。2前記過冷却度検出器+98.+9bは暖
房運転時の室内熱交換器+4A、14B出日付近の液配
管+58.15bにそれぞれ設けられて、当該液配管内
の冷媒冷却度を検出するようになっている。そして、冷
媒流量制御弁17aは、暖房運転時に過冷却度検出器+
98からの信号によシ弁開度が制御されて冷媒流量を調
節し、かつ冷房運転時に過熱度検出器18aからの信号
により弁開度が制御されて冷媒流量全調節するようにな
っている。また、冷媒流量制御弁+7bは、暖房運転時
に過冷却度検出器19bからの信号により弁開匿が制御
されて冷媒流量を調節し、かつ冷房運転時に過熱度検出
器18bからの信号により弁開腋が制御されて冷媒流量
を調節するようになっている。
前記冷媒流量制御弁としては、ステッピングモータ式、
熱電式あるいは電磁比例式のものを用いることが可能で
アシ、その−例としてステッピングモータ式冷媒流量制
御弁を第3図により説明する。この冷媒流量制御弁は、
第3図に示した如く、内部を膨張室105となし、かつ
2個の冷媒出入口106,107を有する弁本体101
と、その弁本体101内に収納されたニードル弁102
と、ニードル弁102を駆動するステッピングモータ1
03およびモータドライブ回路104とを備えた構成と
なっている。そして、例えIf冷媒出人口+06から弁
本体101内に流入する冷媒を膨張室105で減圧し、
かつステッピングモータ103に入力されるパルス数に
よシニードル弁102が移動して冷媒出入口107から
流出する冷媒流量を調節するようになっている。第4図
は前記冷媒流量制御弁のパルス数と冷媒流量との関係を
示す特性図で、ステッピングモータ103に与えるパル
ス数により冷媒流量を直線的にしかも連続的に変化させ
られる。従って、冷房時の室内熱交換器(蒸発器)出口
部の冷媒過熱度、暖房時の室内熱交換器(R縮型)出口
部の冷媒過冷却度を検出し、その検出信号に応じてステ
ッピングモータ103に与えるパルス数を変えることに
より、冷媒流量を適切に精度良く調節できる。
また、前記過熱度検出器188,18bおよび前記過冷
却度検出器19a、+9bとしては、サーミスタを用い
ている。
次に本発明の作用について説明する。
まず冷房運転を行う場合には、四方弁12が実線の位置
に切換えられ、圧縮機11より吐出される冷媒は四方弁
12〜室外熱交換613の順に流れた後発流し、一方は
冷媒流量制御弁178〜室内熱交換器14Aの順に流れ
、かつ他方は冷媒流量制御弁+7b〜室内熱交換器+4
Bの順に流れ、四方弁12の手前で合流した後、四方弁
12〜圧縮機11の順に循環する。このとき、冷媒流量
制御弁17a、17bけ室内熱交換器+4A、+4b出
口部の冷媒過熱度を検出する過熱度検出器18a、18
bからの信号によって弁開度が制御されて、冷媒流量を
調節する。従って、2台の室内ユニットの接続配管長さ
が大きく異なるような設置状態でも、それぞれの室内熱
交換器14A。
14Bの負荷に応じて冷媒流量が調節される。
次に、例えば室内熱交換器+4B側が停止された場合に
は、負荷がほとんどなくなるため、過熱度検出器18b
が液戻りを検出して冷媒流量制御弁+7bは閉じる方向
に制御される。しかし送風機を停止しても室内熱交換器
+4Bでは全く熱交換が行われるわけではなく、空気の
自然対流により極く少量の熱交換が行われるため、過熱
度検出すよう冷媒流量制御弁17bの弁開匿を制御する
暖房運転を行った場合には、四方弁12が破線の位置に
切換えられて、圧縮機11より吐出される冷媒は四方弁
を経た後分流して、一方は室内熱交換器14A〜冷媒流
量制御弁17aの順に流れ、他方は室内熱交換器+4B
〜冷媒流賃制御弁17bの順に流れ、室外熱交換器13
0手前で合流1−た後、室外熱交換器13〜四方弁12
〜圧縮機11の順に循環する。このとき、冷媒流量制御
弁+78.+7bは室内熱交換器+4A、+4b出口部
の冷媒過冷却度を検出する過冷却度検出器19a、+9
bからの信号によって弁開度が制御され、冷媒流量を調
節する。従って、2台の室内ユニットの設置高さが異な
る場合でも、それぞれの室内熱交換器i4A、14Bの
負荷に応じて冷媒流量が調節される。
次に室内熱交換器+4A側が停止された場合にば、ここ
での負荷がlまとんどなくなってしまうので、過冷却度
検出器19aがこれを検出して冷媒流量制御弁17aは
閉じる方向に制御され、ここを流れる冷媒量が僅かとな
るように調節する。従って、この場合でもサイクル内の
冷媒量の分布が2台運転時と同程度に調節される。
以上のように、本実施例によれば、冷房、暖房ともに室
内ユニットの運転台数にか\わらず、また室内ユニット
の設置条件に関係なく、常に効率良くしかも最大能力が
得られる運転が可能となる。尚、本実施例において、圧
縮機11は回転数が一定のものであるが、インバータ等
によシ回転数が可変の圧縮機や、インジェクション、リ
レースなどが可能な圧縮機を用いた場合には、さらに効
果が大きい。
第す図は冷媒流量制御手段の他の例を示したもので、過
熱度検出器18aおより過冷却度検出器19aからの信
号によシ開閉でれ、かつ並列に接続される2個の開閉弁
20a、20bと、開閉弁20aに直列に接続されるキ
ャピラリーチューブ21aおよび開閉弁20bに直列に
接続されるキャピラリーチューブ21bとで構成し、段
階的な冷媒流量調節を可能としたものである。尚、前記
キャビ2リーチユープ21aは比較的抵抗が大きく設置
され、また前記キャピラリーチューブ21bは抵抗が比
較的不妊く設置されている。
次に作用について述べると、冷房運転で負荷が大きい場
合には、過熱度検出器+88からの信号に応じて開閉弁
20a、20bは共に開とされる。次に負荷が減少した
場合には、過熱度検出器18aからの信号によシ最初に
開閉弁20aが閉とされ、さらに送に機が停止すると開
閉弁20aが開となって開閉弁20bが閉となシ、冷媒
流量が適宜調節される。従って、この実施例においても
前述したような効果を達成することができる。そして、
この実施例では、キャピラリーチューブの数を増す・こ
とによ量制御ff&が高くなシ効来がよシ一層向上する
尚、前述しfc実施例はいずれも冷媒過熱度および冷媒
過冷却度の検出を、サーミスタの温度と発熱量の特性を
利用した方式で行うようにした例を示したが、凝縮器で
の飽和源にと出口液温度とから過冷却度を検出し、かつ
蒸発器での飽オロ温度と出口蒸気温度とから過熱度を検
出する方式、冷媒の静電容量から過冷却間あるいは過熱
度を検出する方式、発光ダイオードとフォトトランジス
タを用いて光の透過量から検出する方式などを採用する
こともできる。
〔発明の効果〕
以上説明したように、本発明によれば、室内ユニットの
運転台数にか\わらず冷凍サイクル内の冷媒封入量を最
適に保てると共に、運転中の各室内ユニットに流れる冷
媒量全適切に制御できる。
【図面の簡単な説明】
第1図は従来の空気熱源ヒートポンプ式空調装置の冷凍
サイクル系統図、第2図および第3図は本発明の一実施
例を示し、第2図は本発明による空気熱源ヒートポンプ
式空調装置の冷凍サイクル系統図、第3図はステンビン
グモータ式冷媒流量制御弁の断面図、第4図はその冷媒
流量制御弁のパルス数表冷媒流量との関係を示す特性図
、第5図は冷媒流量制御手段の他の例を示す系統図であ
る。 + 4A、+ 4.B−・・室内熱交換器 +72.+
7b・・冷媒流量制御弁 188.+8b・・・過熱度
検出器 +92.+9b・・・過冷却度検出器。 代理人弁理士 簡 憫 関 大 竿テ目 第30 鼾」 olL

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 1.1台の案外ユニットに対して複数台の室内ユニット
    を接続して構成される空気熱源ヒートポツプ式空調装置
    Vこおいて、室外ユニットと各々の室内ユニットとを接
    続する液配管中に減圧機能を有する冷媒流量制御手段を
    それぞれ設け、かつ暖房運転時の各室内ユニット出口部
    の冷媒過冷却度を検出する過冷却度検出器を設けると共
    に、冷房運転時の各室内ユニット出口部の冷媒過熱度を
    検出する過熱度検出器を設け、暖房運転時は前記過冷却
    度検出器からの信号により前記冷媒流量制御手段を制御
    して冷媒流量を調節し、冷房運転時は前d己過熱度検出
    器からの信号により冷媒流量制御手段全制御して冷媒流
    量を調節するように構成したことを特徴とする空気熱源
    ヒートポンプ式空調装置。 2 前記冷媒流量制御手段力玉、冷露潴量を連続的に調
    節可能なステッピングモータ式流重制御弁から成ってい
    ることを特徴とする特許請求の範囲第1項記載の空気熱
    源ヒートポンプ式空調装置。 3、前記冷媒流量制御手段が、過冷却度検出器および過
    熱度検出器からの信号により開閉され、かつ並列に接続
    される2個の開閉弁と、一方の開閉弁に直列に接続され
    る少なくとも1個のキャピラリーチューブおよび他方の
    開閉弁に直列に接続される少なくとも1個のキャピラリ
    ーチューブとから成っていることを特徴とする特許請求
    の範囲第1項記載の空気熱源ヒートポンプ式窒調装置。
JP9870184A 1984-05-18 1984-05-18 空気熱源ヒ−トポンプ式空調装置 Pending JPS60243460A (ja)

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Cited By (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS62258968A (ja) * 1986-04-19 1987-11-11 ダイキン工業株式会社 ヒ−トポンプ式空気調和装置
JPH02282665A (ja) * 1989-04-24 1990-11-20 Daikin Ind Ltd 空気調和装置の運転制御装置
JPH0350455A (ja) * 1989-07-18 1991-03-05 Sanyo Electric Co Ltd 冷媒流量制御装置
JP2016018383A (ja) * 2014-07-08 2016-02-01 サンデンホールディングス株式会社 自動販売機
WO2016075897A1 (ja) * 2014-11-11 2016-05-19 株式会社デンソー 冷凍サイクル装置

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