JPS60248972A - 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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JPS60248972A
JPS60248972A JP59106737A JP10673784A JPS60248972A JP S60248972 A JPS60248972 A JP S60248972A JP 59106737 A JP59106737 A JP 59106737A JP 10673784 A JP10673784 A JP 10673784A JP S60248972 A JPS60248972 A JP S60248972A
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refrigerant
heat exchanger
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solenoid valve
valve
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浜 宏明
正美 今西
直樹 田中
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Mitsubishi Electric Corp
Original Assignee
Mitsubishi Electric Corp
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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、冷凍サソ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Eこは、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(10
2) (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C11l内に
、例えばキャピラリーチューブを用いた主絞り部(2)
を嵌挿し、巻回している。そして、主絞り部@及び外管
(9)と主絞り部(2)との間の冷媒流通路(至)を互
いに、並列となるように入口管C151t3B)及び面
を設け、この入口管(至)国は、ドライヤ(110)の
出口に、また出口管−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(至)に電気式膨張弁(至)を
設けることにより構成したものである。
(10の(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(i i O
)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(10荀の出口管面から利
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α00)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) lζで、凝縮液化し、第
1の逆止弁(105)、ドライ$ (110)を通り主
絞り装置(104)に至る。そして減圧装置+31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(11■を通り入口管(351より主
絞り部面を流通して、減圧され、第3の逆止弁(10カ
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■で減圧され、冷媒流通路(至)内で蒸発して、
主絞り部@内を流通する冷媒を冷却するので、主絞り部
@内の冷媒流量は増大する。
すなわち、主絞り部(支)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(至)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(1
03)の出入口の温度を検出し、利用側熱交換器(10
3)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(至)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ABBによって梱まれた範囲工は電気
式膨張弁□□□によって確保される循環量及びABii
によって梱まれた範囲■は主絞り部(支)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
クルでは主絞り部面には、常に非利用側熱交換器(10
3)からの液冷媒が流通しているので、たとえ電気式膨
張弁(至)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
い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■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00■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(103
)にで凝縮液化し、第2の逆止弁(106)、ドライヤ
(110)を通り、主絞り装置α04)に至る主絞り装
置(104)の作用は上述の通りであリ、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001)を通り圧縮機(1
00)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)は四方弁、(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(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で、第2
図に示した減圧装置(3)とこの減圧装置の入口管(ト
)に設けられた電磁弁瀬とから構成されている。
電気式膨張弁(7)は外気温及び利用側熱交換器α03
)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、電気式膨張弁膜)に
印加電圧によりその弁開度が決定されるもの6である。
また、電磁弁[有]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。
(105) (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(11
0)へのみ流通を許容する第1および第2の逆止弁、(
107) (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) (
102)へのみ流通を許容する第3及び第4の逆止弁、
(109)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α04)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(105
)及びドライヤー(110)を通り、各々並列に配設さ
れた主絞り装R(104)の主絞り部(311、電気式
膨張弁(財)、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)にて減圧され、利用側
熱交換器(103)にて蒸発し、四方弁(101)を通
り圧縮機(100)に戻る。この場合の主絞り装置1 
(104)及び冷房用補助キャピラリーチューブ(i0
9)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
運転時において最も負荷の小さい0点で最適冷媒循環量
(C−C)が流れるように冷房用キャピラリーチューブ
(109)が選定されており、この場合電気式膨張弁(
至)は全閉で、かつ電磁弁[有]が閉の状態である。そ
して冷凍負荷が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■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
張弁弼の開度を全閉とし、かつ電磁弁(3g)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(104)の主絞り部(
321にて冷媒制御を行なう為、主絞り部器のキャピラ
リーチューブは冷媒循環量がA−iとなるように選定さ
れている。更に冷凍負荷が増大するに伴ない、電気式膨
張弁田の開度は全開より徐々に開路するので、電気式膨
張弁(至)にて螺圧された液冷媒は、冷媒流通路時を通
り、主絞り部@内の冷媒と熱交換し蒸発する。また、主
絞り部GZ内の冷媒は冷却されるので、主絞り部(至)
内の冷媒流量は増大する。すなわち、主絞り部の内で発
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■の開度を大きくすれに従い
、冷却量も更に増大する。
このように最大負荷(D)に対する最大最適冷媒循環量
中−D)まで、従来方式の最大最適冷媒循環量(BA)
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(10
0)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)
及びドライヤー(110)を通り、各々並列に配設され
た主絞り装置(10→の主絞り部(2)、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
(102)にて蒸発し、四方弁(101)を通り圧縮機
(100)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(至)が弁
開度を決定し、かつ電磁弁C191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ご
−xの範囲においては、ACA’で梱まれる工部は電気
式膨張弁(至)にて冷媒循環量を確保する範囲であり、
Kcc′Aで梱まれる工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。
また冷凍負荷の大きいA−Dの範囲においてはDADで
梱まれる■部は電気式膨張弁缶にて冷媒循環量を確保し
、6Ai6で梱まれる■′部は主絞り部器にて冷媒循環
量を確保し、D A A、Dで梱まれる工部は補助キャ
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(38)を全開とし、
電磁弁□□□)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。
また、デフロスト時には電気式膨張弁を全開し、電磁弁
を開路することによりデフロスト特性の向上を計ること
も可能である。
【図面の簡単な説明】
第1図は、従来例を示す冷媒サイクル図、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、(2
)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、(105) (1
06) (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 第4図

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 電磁弁とこの電磁弁を経て流通する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1絞り部と上記電
    磁弁および1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1
    絞り部を冷却すると共に上記1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
    1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通ず
    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、ならびに上
    記冷暖房およびデフロスト運転時に上記ヒートポンプサ
    イクルの冷媒流通方向を逆方向に切換える四方切換弁を
    備え、上記冷房および暖房時の上記利用側熱交換器の負
    荷が小さいとき、上記電磁弁を閉路し、上記非利用側熱
    交換器のデフロスト時に上記電磁弁を開路するようにし
    たことを特徴とするヒートポンプ式冷暖房装置。
JP59106737A 1984-05-23 1984-05-23 ヒ−トポンプ式冷暖房装置 Granted JPS60248972A (ja)

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EP85303661A EP0162720B1 (en) 1984-05-23 1985-05-23 Heat pump with capillary tube-type expansion device
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