JPS60248971A - ヒ−トポンプ式冷暖房装置 - Google Patents

ヒ−トポンプ式冷暖房装置

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JPS60248971A
JPS60248971A JP59106736A JP10673684A JPS60248971A JP S60248971 A JPS60248971 A JP S60248971A JP 59106736 A JP59106736 A JP 59106736A JP 10673684 A JP10673684 A JP 10673684A JP S60248971 A JPS60248971 A JP S60248971A
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JP
Japan
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refrigerant
heat exchanger
control device
side heat
main
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浜 宏明
正美 今西
直樹 田中
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Mitsubishi Electric Corp
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Mitsubishi Electric Corp
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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】 〔発明の技術分野〕 この発明は、冷凍サイクルの冷媒循環量を適正に制御す
る冷媒流量制御装置を備えた空気調和装置に関するもの
である。
〔従来技術〕
通常、冷凍サイクルでは蒸発温度によって適正冷媒流量
が異なり、蒸発温度が高くなるに伴ない、大きな冷媒流
量が必要であるが、冷凍サイクルの減圧装置としてキャ
ピラリチューブを用いたものでは、その冷媒流量の調整
中が小さく、蒸発温度が高いときには、冷媒流量が不足
し、蒸発器出口冷媒の過熱度が大きくなりすぎて、圧縮
機の温度が上昇したり、蒸発温度が低いときには、冷媒
流量が過大になって圧縮機に液もどりを生じたりするこ
とがある。従って、これらの問題点を解決するために第
1図に示すような冷凍サイクルが考えられる。すなわち
、第1図において、(100)は圧縮機、(101)は
四方切換弁、(102)は外気と熱交換する非利用側熱
交換器、(103)は水と熱交換する利用側熱交換器、
(104)は非利用側′及び利用側熱交換器(102)
 (103)の間に設けられた主絞り装置、13)は減
圧装置で第2図に示すように、外管(31)内に例えば
キャピラリーチューブを用いた主絞り部■を嵌挿し、巻
回している。そして、主絞り部(2)及び、外管C11
)と主絞り部面との間の冷媒流通路□□□を互いに、並
列となるように入口管(至)■及び出口管(支)を設け
、この入口管(ト)(至)は、ドライ°ヤ(110)の
出口に、また出口管面は後述する第3及び第4の逆止弁
の入口に接続し、入口管面に電気式膨張弁缶を設けるこ
とにより構成したものである。(10Φ(106)はそ
れぞれ非利用側及び利用側熱交換器(102) (10
3)からドライヤ(110)へのみ流通を許容する第1
及び第2の逆止弁、(107) (108)は主絞り装
置i (104)の出口管(9)から利用側及び非利用
側熱交換器(103) 、 (102)へのみ流通を許
容する第3及び第4の逆止弁である。
次に作用について説明する。まず、冷房運転時の冷媒流
−れ方向を実線矢印にて示す。圧縮機(100)より吐
出された高温高圧の冷媒′ガスは四方弁(101)を通
り、非利用側熱交換器(102)にて、凝縮液化し、第
1の逆止弁00ω、ドライヤ(110)を通り主絞り装
置(104)に至る。そして、減圧装置13)において
は、非利用側熱交換器(102)から供給された液冷媒
はドライヤ(110)を通り入口管□□□より主絞り部
面を流通して、減圧され第3の逆止弁(107)を通り
利用側熱交換器(103)で蒸発して冷却作用をなす。
また、非利用側熱交換器(102)から供給された液冷
媒の一部はドライヤ(110)を通り電気式膨張弁(財
)で減圧され、冷媒流通烙印)内で蒸発して、主絞り部
(至)内を流通する冷媒を冷却するので、主絞り部(至
)内の冷媒流量は増大する。すなわち、主絞り部(2)
内で発生している冷媒の2相流中のガス含有量が冷却量
が多くなるにしたがって少なくなり、流体抵抗が減少す
るためである。従って、電気式膨張弁■の開度を調整す
れば冷却量を変えることが出来るので、例えば利用側熱
交換器(103)の出入口の温度を検出し、利用側熱交
換器(103)の出口温度がその入口温度よりも常に少
し高くなるように、電気式膨張弁■を制御すると、利用
側熱交換器(103)出口で冷媒が完全にガス化して、
わずかに過熱度がつき、常に適正な冷媒流量が冷凍サイ
クル内を循環させることができる。ところで、第3図に
示すように。冷凍負荷によって、最適冷媒循環量は変化
する。第3図において、曲線ABは、冷凍負荷に対する
最適冷媒循環量を示す曲線ABバによって梱まれだ範囲
工は電気式膨張弁(至)によって確保される循環量及び
ABBAによって梱まれだ範囲■は主絞り部(2)によ
って確保される循環量を示す。しかしながら、上述した
冷凍サイクルでは主絞り部(2)には常に非利用側熱交
換器(103)からの液冷媒が流通しているので、たと
え電気式膨張弁■を全閉したとしてもAAで示される冷
媒循環量が流通している。従って、第3図におけるA点
からB点における範囲で最適冷媒循環量に制御されるが
、さらに、冷凍負荷の小さし)A点から0点における範
囲では、最適冷媒循環量には制御できない問題点がある
また、逆に冷凍負荷の大きいB点からD点における範囲
では、電気式膨張弁08)の制御範囲を越える為、最適
冷媒循環量には制御できない問題点もある。
次に暖房運転時の冷媒流れ方向を第1図中の破線矢印に
て示す。圧縮機(100)より吐出された高温高圧の冷
媒ガスは四方弁(101)を通り、利用側熱交換器(1
03)にて凝縮液化し、第2の逆止弁(106)、ドラ
イヤ010)を通り、主絞り装置(104)に至る主絞
り装置(104)の作用は上述の通りであり、減圧され
た冷媒は第4の逆止弁(108)の通り、非利用側熱交
換器(102)で蒸発し、四方弁(101)を通り圧縮
機(100)に戻る。暖房運転時においても冷房運転時
同様、最適冷媒循環量には制御出来ない範囲が生じる。
〔発明の概要〕
この発明は、上記実情に鑑がみなされたもので、冷凍サ
イクルの冷凍負荷の変動幅が大きい空気調和装置におい
ても常に最適冷媒循環量を得ることを目的とするもので
ある。
〔発明の実施例〕
以下、この発明の一実施例を第4図及び第5図に基づき
説明する。第4図において、(100)は圧縮機、(1
01)は西方弁、(102)は外気と熱交換する非利用
側熱交換器、(103)は水と熱交換する利用側熱交換
器(10優は非利用側及び利用側熱交換器(102) 
、 (103)の間に設けられた主絞り装置で、第2図
に示した減圧装置(3)とこの減圧装置の入口管(至)
)に設けられた電磁弁(ト)とから構成されている。
電気式膨張弁(至)は外気温及び利用側熱交換器(10
3)の出口水温を検出して演算し、この演算値に応じて
出力される信号により印加電圧を決定する制御器(図示
せず)により制御される。すなわち、2電気式膨張弁(
2)は印加電圧により、その弁開度が決定されるもので
ある。また、電磁弁□□□は冷房時は利用側熱交換器(
103)の出口側水温が、暖房時は外気温がそれぞれ所
定値以下のとき閉路し、所定値以上のときは開路される
。(10■(106)はそれぞれ非利用側及び利用側熱
交換器(102) (103)からドライヤー(110
)へのみ流通を許容する第1および第2の逆止弁、(1
07) (108)は主絞り装置(104)の出口管(
2)から利用側及び非利用側熱交換器(103)(10
2)へのみ流通を許容する第3及び第4の逆止弁、(1
09)はドライヤー(110)の出口と冷房時に利用側
熱交換器(103)の入口とに接続され、主絞り装置(
104)とは並列関係の冷房用補助キャピラリーチュー
ブである。(111)はドライヤー(110)の出口と
暖房時に非利用側熱交換器(102)の入口とに接続さ
れ、主絞り装置(104)とは並列関係の暖房用補助キ
ャピラリーチューブである。
次に、作用について説明する。冷房時の冷媒流れ方向を
実線矢印にて示す。まず、冷房時の通常負荷の場合につ
いて述べると、圧縮機(100)より吐出された高温高
圧の冷媒ガスは非利用側熱交換器(102)にて凝縮液
化し、そしてこの液化冷媒は第1の逆止弁(10の及び
ドライヤ010)を通り、各々並列に配設された主絞り
装置(104)の主絞り部cll)、電気式膨張弁1第
3の逆止弁(107)及び冷房用補助キャピラリーチュ
ーブ(109) lこて減圧され、利用側熱交換器(1
03) lこて蒸発し、四方弁(101)を通り圧縮機
(100)に戻る。この場合の主絞り装置(104)及
び冷房用補助ギヤピラ1ノーチユーブ(109)の作動
について、第5図をもとに説明する。第5図は最適冷媒
循環量と冷凍負荷の関係を示す図であり、冷房運転時に
椙)て最も負荷の小さい0点で最適冷媒循環量(C−C
’)力5流れるように冷房用キャピラリーチューブ(I
 Q9)力5選定されており、この場合、電気式膨張弁
(至)は全閉で、力)つ電磁弁■が閉の状態である。そ
して冷凍負荷力5徐々に増加するに従い、最適冷媒循環
量も増加するため、電気式膨張弁(至)は、冷凍負荷の
増加に対し、徐々に開度が大きくなる。この場合の電気
式膨張弁(至)の開度は、利用側熱交換器(103)の
出口水温及び外気温により決定される。そして、電気式
膨張弁■の開度が最大の点、すなわち図中、A点で今度
は電気式膨張弁08)の開度を全閉とし、かつ、電磁弁
田を開路する。従って、この時点では、冷房用補助キャ
ピラリーチューブ(109)と主絞り装置(10→の主
絞り部(支)にて冷媒制御を行なう為、主絞り部(至)
のキャピラリーチューブ+、1冷媒循環量がA−Aとな
るように選定されても)る。更【こ冷凍負荷が増大する
に伴ない、電気式膨張弁(至)の開度G、を全閉より、
徐々に開路するので電気式膨張弁C1811こて減圧さ
れた液冷媒は、冷媒流通路(至)を通り、主絞り部□□
□内の冷媒と熱交換し蒸発する。また、主絞り部(支)
内の冷媒は冷却されるので、主絞り部(2)内:: :
” ::、7 :’: :二;ニニニニ二−::7冷却
量が増加するに従って少なくなり、流体抵抗が減少する
ためである。従って電気式膨張弁(至)の開度を大きく
するに従い、冷却量も更1こ増大する。
このように最大負荷(6)に対する最大最適冷媒循環量
(D−6>まで、従来方式の最大最適冷媒循環量(B点
)を越え、制御可能である。
次に、暖房運転時について説明する。すなわち冷媒流れ
方向は破線矢印にて示すとおりであり、圧縮機(100
)より吐出された高温高圧の冷媒ガスは利用側熱交換器
(103)にて凝縮液化し、第2の逆止弁(106)及
びドライヤ(110)を通り、各々並列に配設された主
絞り装置(104)の主絞り部■、電気式膨張弁■、第
4の逆止弁(108)及び暖房用補助キャピラリーチュ
ーブ(111)にて減圧され、非利用側熱交換器(10
2)にて蒸発し、四方弁(101)を通り圧縮機(10
0)に戻る。この場合、主絞り装置(104)及び暖房
用補助キャピラリーチューブ(111)の作動は冷房運
転時と同様、暖房負荷の増大に伴ない、最適冷媒循環量
が確保出来るように、暖房用補助キャピラリーチューブ
(111)が選定され、電気式膨張弁(支)が弁開度を
決定し、かつ電磁弁■の開閉機能が付加される。
すなわち、第5図において、冷凍負荷が比較的小さいe
=Aの範囲においては、AC!ニーで梱まれる工部は電
気式膨張弁■にて冷媒循環量を確保する範囲であり、p
、cC!p:で梱まれる、′部:よ補助キャピラリー(
109) (111)にて冷媒循環量を確保する範囲で
ある。また、冷凍負荷の大きいA−Bの範囲においては
DADで梱まれる■部は電気式膨張弁(至)にて冷媒循
環量を確保しDAADで梱まれる■部は主絞り部(2)
にて冷媒循環量を確保し、r5phABで梱まれるi部
は補助キャピラリー(109) (111)にて冷媒循
環量を確保する範囲である。
次にデフロスト運転時について説明する。この場合、冷
房運転時と同じ冷媒流れ(流れ方向を破線矢印にて示す
)となるが、特にデフロスト運転時は高低圧力差が小さ
い為、最適冷媒循環量が確保されない。従って、デフロ
スト信号検知後は電気式膨張弁Ωを全開とし、電磁弁面
を開路の状態で運転し、デフロスト時間の短縮を計るよ
うに制御される。
〔発明の効果〕
以上のように構成されているので、冷凍負荷の小さい運
転状態から冷凍負荷の大きい運転状態まで電磁弁の開閉
、及び電気式膨張弁の開度調整により全範囲で最適冷媒
循環量を確保することが出来、比較的簡単な制御で、巾
広い運転範囲を、最適制御出来る。従って空気調和装置
の性能向上及び信頼性向上を計ることが出来る。
【図面の簡単な説明】
第1図は従来例を示す冷凍サイクル図、第2図は減圧装
置の構成を示す構成図、第3図は従来例を示す、−冷凍
負荷と最適冷媒循環量との関係図、第4図は本発明の一
実施例を示す冷凍サイクル図、第5図は本発明の一実施
例を示す冷凍負荷と最適冷媒循環量との関係図である。  ゛ 図中、(3)は主絞り部、(至)は電気式膨張弁、(支
)は電磁弁、(100)は圧縮機、(101)は四方弁
、(102)は非利用側熱交換器、(103)は利用側
熱交換器、(104)は主絞り装置、−(10ω(10
6) (107) (108)は第1、第2.第3.第
4の逆止弁、(109)は冷房用補助キャピラリーチュ
ーブ、(111)は暖房用補助キャピラリーチューブで
ある。 なお、図中、同一符号は同一または相当部分を示す。 代理人 大岩増雄 第1図 第3図 〉<≧ン東i;πq (Kctd!//7)第4図 第5図

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 非利用側あるいは利用側熱交換器からの液冷媒を減圧す
    る主絞り部とこの主絞り装置と並列に設けられ、上記非
    利用側あるいは利用側熱交換器からの冷媒の一部により
    上記主絞り部を冷却すると共に上記主絞り部を流通する
    冷媒と合流するように配設されたバイパス路とヒートポ
    ンプサイクルの運転状態により上記バイパス路の冷媒流
    量を加減に上記主絞り部の冷却量をかえる膨張弁とから
    なる冷媒流量制御装置、この冷媒流量制御装置の入口側
    および出口側に設けられ冷房時は非利用側熱交換器から
    の冷媒を上記冷媒流量制御装置を介して上記利用側熱交
    換器へ流通させる第1および第2の逆止弁、上記冷媒流
    量制御装置の入口側および出口側に設けられ、暖房時は
    上記利用側熱交換器からの冷媒を上記冷媒流量制御装置
    を介して上記非利用側熱交換器へ流通させる第3および
    第4の逆止弁、上記電磁弁の入口側と第2の逆止弁の出
    口側とに連湧する冷房用補助絞り部、上記電磁弁の入口
    側と第4の逆止弁の出口側とに連通ずる暖房用補助絞り
    部を備えたヒートポンプ式冷暖房装置。
JP59106736A 1984-05-23 1984-05-23 ヒ−トポンプ式冷暖房装置 Granted JPS60248971A (ja)

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KR1019850001720A KR900001896B1 (ko) 1984-05-23 1985-03-16 히트펌프식 냉난방장치
US06/736,357 US4563879A (en) 1984-05-23 1985-05-21 Heat pump with capillary tube-type expansion device
EP85303661A EP0162720B1 (en) 1984-05-23 1985-05-23 Heat pump with capillary tube-type expansion device
DE8585303661T DE3567534D1 (en) 1984-05-23 1985-05-23 Heat pump with capillary tube-type expansion device

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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2020152873A1 (ja) * 2019-01-25 2020-07-30 株式会社オガワクリーンシステム 冷媒液化素子、それを用いた冷媒液化器、熱交換器および冷凍サイクル

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2020152873A1 (ja) * 2019-01-25 2020-07-30 株式会社オガワクリーンシステム 冷媒液化素子、それを用いた冷媒液化器、熱交換器および冷凍サイクル
JPWO2020152873A1 (ja) * 2019-01-25 2021-04-08 株式会社 オガワクリーンシステム 熱交換器および冷凍サイクル

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