JPS6032533Y2 - 熱回収式空気調和装置 - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】 本考案は、熱回収式空気調和装置、詳しくは水加熱用凝
縮器、水冷却用蒸発器及び凝縮器又は蒸発器として働ら
く空気側熱交換器を備え、冷暖房専用運転と、冷暖房同
時運転とが行なえるようにした熱回収式空気調和装置に
関する。

一般に此種空気調和装置は圧縮機の吐出側に、水加熱用
凝縮器と空気側熱交換器とに高圧ガス冷媒を所定比率で
流す高圧側三方調整弁を設けると共に、圧縮機の吸入側
に、水冷却用蒸発器と蒸発器として作用する空気側熱交
換器とで蒸発した低圧ガス冷媒を所定比率で流す低圧側
三方調整弁を設け、これら二つの三方調整弁の開度制御
によリ、前記空気側熱交換器への冷媒流れを制御し、更
らに、電磁開閉弁の組合せにより前記空気側熱交換器の
使用、不使用を切換えたり、使用時において凝縮器とし
たり、蒸発器としたりしている。

所が前記三方調整弁は、冷暖房負荷に対応してその開度
を制御するものであるから、切換弁若しくは開閉弁に比
しコスト高となるし、三方調整弁の他に電磁開閉弁や切
換弁も組合せる必要があるため、回路が複雑化し、前記
三方調整弁のコストと共に、装置全体が高価なものにな
る問題があった。

又一方、前記三方調整弁を用いることなく、多数の電磁
開閉弁、多くはパイロット式電磁開閉弁を用いている。

所が此種電磁開閉弁を用いる場合、一つの空気側熱交換
器に対しては、高圧側と低圧側とに少なくとも各１個で
合計２個、また冷媒の通過抵抗を少なくするためには高
圧側低圧側とに各２個合計４個の電磁開閉弁を使用する
必要があり、空気側熱交換器を２基使用する場合には、
４個乃至８個の電磁開閉弁が必要であった。

従って、これら電磁開閉弁を開閉制御する電気回路が複
雑となり、多くの電磁開閉弁を用いることを相俟ってコ
スト高となる問題があったし、特にパイロット電磁開閉
弁を用いる場合、冷暖房負荷により冷媒流れが少ない場
合作動不良となったり、前記空気側熱交換器を使用しな
い場合には作動させられず、冷媒回収を行なえない問題
があった。

そこで本考案は以上の如き問題点に鑑み考案したもので
、高圧側ポートと、低圧側ポート及び二つの第１及び第
２の切換ポートとをもつ四路切換弁を設けて、圧縮機の
吐出管を前記四路切換弁の高圧側ポートに、また吸入管
を低圧側ポートに接続すると共に、前記第１切換ポート
を前記第１切換ポートを前記水加熱用凝縮器の吐出ガス
入口に、また第２切換ポートを前記空気側熱交換器が蒸
発器として作用するとき低圧ガス出口となり凝縮器とし
て作用するとき吐出ガス入口となる熱交換器の第１接続
口に接続する一方、前記水加熱用凝縮器の高圧液出口と
、前記空気側熱交換器が蒸発器として作用するとき低圧
液入口となり凝縮器として作用するとき高圧液出口とな
る空気側熱交換器の第２接続口とを前記受液器への流通
を許す逆止弁を介して受液器の高圧液出口にそれぞれ接
続すると共に、前記受液器の高圧液出口を前記蒸発器の
低圧液入口と、前記空気側熱交換器の第２接続口とにそ
れぞれ膨張弁を介して接続し、また前記水冷却用蒸発器
の低圧ガス出口を前記吸入管に接続したことにより、簡
単な構成で、冷暖房専用運転と冷暖房同時運転とが行な
え、低コストでしかも運転の切換えが確実に行なえる熱
回収式空気調和装置を提供することができるのである。

以下本考案装置の実施例を図面に基づいて説明する。

１は圧縮機、２は水加熱用凝縮器、３は水冷却用蒸発器
、４は空気側熱交換器、５は受液器、６はアキュムレー
タであって、これら機器は冷媒配管７により後記するご
とく各連絡するのである。

又８は四路切換弁であって、高圧側ポート８ａ１低圧側
ボート８ｂと、二つの第１及び第２切換ポート８ｃ、８
ｄとの四つのポートをもっており、前記圧縮機１の吐出
管７１を、前記四路切換弁８の高圧側ポー）８ａに、吸
入管７２を低圧側ポート８ｂに接続すると共に、前記第
１切換ポー）８ｃを、ガス管７３を介して前記凝縮器２
に、また第２切換ポート８ｄをガス管７４を介して前記
空気側熱交換器４にそれぞれ接続するのである。

又前記水冷却用蒸発器３と、前記空気側熱交換器４とは
、受液器５に対し、並列に接続した液管７５．７６を介
して並列に連結し、これら液管７５．７６に、外部均圧
管９，１０をもった感温式膨張弁１１．１２を介装する
と共に、前記蒸発器３の出口側は、低圧ガス管７７を介
して前記吸入管７２に連結し、また前記液管７６の途中
で、前記膨張弁１２と前記側熱交換器４との間は、逆止
弁１３をもった液管７８を介して、前記凝縮器２と受液
器５とを連結する液管７９に接続するのである。

又前記膨張弁１１．１２の外部均管９，１０は、前記低
圧ガス管７７及び低圧ガス管となる前記ガス管７４とに
接続するのであり、その途中には何れも、前記均圧管９
，１０を閉鎖し、高圧液冷媒を導入して、前記膨張弁１
１．１２を強制的に閉鎖する三方電磁弁１４．１５を介
装している。

第１図に示したものは、前記蒸発器３の出口に接続して
低圧ガス管７７を、前記吸入管７２に直接接続し、前記
蒸発器３を使用しないときは、前記三方電磁弁１４を動
作させ、膨張弁１１に高圧液冷媒を導いて強制的に閉鎖
するごとく威しているか、第２図のごとく、前記低圧ガ
ス管７７の途中に、前記四路切換弁８とは別に第２四路
切換弁１６を介装してもよい。

この場合前記蒸発器３の不使用時、冷媒流れの遮断を、
前記膨張弁１１の閉鎖とともにより確実に行なえるし、
また使用時吸入管７２に連通させる場合には、前記四路
切換弁１６の２回路を用いて連通させられるので、開閉
弁を用いる場合に比較して、冷媒通路抵抗を小さくでき
る。

その他第３図のごとく前記吸入管７２の途中に、一つの
固定ポート１７ａと二つの第１及び第２切換ポート１７
ｂ＊１７ｃとの少なくとも三つのポートをもった切換弁
１７を設けて、前記固定ポート１７ａを、前記吸入管７
２の圧縮機吸入側に、また第１切換ポー）１７ｂを前記
吸入管７２の四路切換弁側に接続すると共に、第２切換
ポート１７ｃに、前記蒸発器３の出口に接続した低圧ガ
ス管７７を接続してもよい。

この場合も前記蒸発器３を使用しない場合、及び前記空
気側熱交換器４を使用しない場合の冷媒流れの遮断を、
前記膨張弁１１及び１２の閉鎖とともにより確実に行な
える。

尚第１，２図の構成において、空気側熱交換器４又は前
記凝縮器２を用いない場合、前記熱交換器４又は凝縮器
２に溜っていたり漏れ入った冷媒は、前記ガス管７４．
又は７３、四路切換弁８、吸入管７２を介して回収でき
る。

また第３図の構成においては、前記液管７８゜７９の途
中から、前記蒸発器３の入口側で、前記膨張弁１１の出
口側の低圧液管７５ａに至る冷媒回収用バイパス管１８
．１９を設け、これらバイパス１ｒ１８．１９の途中に
それぞれ、前記空気側熱交換器４又は前記凝縮器２の不
使用時開く電磁弁２０，２１を設けると、第１，２図と
同様不使用時の冷媒回収が行なえる。

この第３図の冷媒回収は、液側に回収できるので、液バ
ツクの心配はないし、また溜った液冷媒が蒸発して、前
記凝縮器２内の温水を冷却したり凍結したり、或いは前
記熱交換器４が着霜したり、結露したりすることはない
。

又第１図乃至第３図において、２２は前記液管７９に介
装する逆止弁、２３はデフロイド回路で、途中には、デ
フロイド時開き、膨張弁として作用する電磁弁２４を介
装している。

又２５は前記液管７８の途中に、分岐管２６．２７を介
して接続したヘッドマスターを称される高圧調整弁で、
三方弁から戒り、一つのポートに、前記ガス管７４から
分岐した逆止弁２９をもつバイパス管２８を連結してお
り、前記空気側熱交換器４を凝縮器とする場合高圧圧力
が前記調整弁の設定値より低いとき、前記バイパス管２
８を前記液管７８側に開いて、未凝縮ガスを受液器５に
側路させ、前記熱交換器４内に凝縮液を溜めて凝縮圧力
を上昇させるのである。

又第１図乃至第３図における前記四路切換弁８は、一般
の市販品を用いることができるが、主として第４図に示
したパイロット弐四路切換弁を用いるのである。

第４図に示したものは、主弁８１とパイロット弁８２及
び電磁石８３から戒り、前記主弁δ１に前記ポート８ａ
〜８ｄを設け、主弁体８４の移動により、前記高圧側ポ
ート８ａと低圧側ポート８ｂとを、二つの第１及び第２
切換ポー）８ｃ＊８ｄに切換えるようにするのである。

また前記パイロット弁８２には、高圧側パイロットポー
ト８２ａ、低圧側パイロットポート８２ｂ及び二つの切
換ポート８２ｃ、８２ｄを設けて、パイロット弁体８５
により切換えるようにするのであって、前記高圧側パイ
ロットポート８２ａは、連絡管８６を介して、前記吐出
管７１に、また低圧側パイロットポート８２ｂは連絡管
８７を介して前記吸入管７２にそれぞれ連通させると共
に、前記切換ポート８２ｃ、８２ｄを、連絡管８８．８
９を介して、前記主弁８１の両側室と接続するのである
。

しかして、電磁石８３を励磁してパイロット弁体８５を
移動させることにより、高圧側パイロットポート８２ａ
を、前記切換ポート８２ｃ、８２ｄの一方と連通させ、
高圧ガス冷媒を、前記連絡管８８．８９の一方から主弁
８１の両側室の一方に導き、前記主弁体８４を移動させ
、前記ポート８ａ〜８ｄの切換えを行なうのであって、
パイロット式弁体８５の移動により主弁体８４を動作さ
せるものであるから、この動作は円滑かっ、確実に行な
えるものである。

又第２図に示した第２四路切換弁１６も第４図のごとく
構成できるし、第３図に示した切換弁１７も第４図の四
路切換弁を用いることができる。

この場合、１ポート例えば前記高圧側ポー）８ａを閉鎖
するのである。

次に以上の如く構成する装置の運転を第１図について説
明する。

全冷房負荷（圧縮機入力を含む）と暖房負荷との両方が
有る場合は、四路切換弁８を点線のごとく切換えると共
に、前記三方電磁弁１５を励磁して膨張弁１２を閉鎖す
るのである。

従って圧縮機１からの高圧ガス冷媒は四路切換弁８から
前記凝縮器２に流れて凝縮し、温水を加熱すると共に凝
縮して液冷媒は、液管７９、受液器５、液管７５から膨
張弁１１を経て前記蒸発器３に入って蒸発し、冷水を冷
却するのであり、蒸発したガス冷媒は、低圧ガス管７７
、吸入管７２、アキュムレータ６から圧縮機１に戻る冷
凍サイクルを形成し、冷暖房を同時に行なうのである。

この状態から暖房負荷がなくなれば前記四路切換弁８を
第１図実線のごとく位置させ、高圧ガス冷媒を空気側熱
交換器４に導き、該熱交換器４を凝縮器として作用させ
るのである。

そして、前記熱交換器４で凝縮した液冷媒は、液管７８
、逆止弁１３、液管７９から受液器５に入り、液管７５
、膨張弁１１を経て前記蒸発器３に入って蒸発し、前記
同様冷水を冷却するのであり、蒸発した低圧ガス冷媒は
、低圧ガス管７７から吸入管７２を経て圧縮機１に戻る
のであって、冷房専用運転が行なえるのである。

更らに、前記した熱回収運転において、冷房負荷がなく
なれば、前記四路切換弁８は第１図点線のごとく切換え
ると共に前記膨張弁１１を三方電磁弁１４により閉鎖す
るのである。

従って高圧ガス冷媒は前記凝縮器２に送られ、温水を加
熱して凝縮するのであり、この凝縮器２で凝縮した液冷
媒は、逆止弁２２、液管７９、受液器５、液管７６、膨
張弁１２を経て前記空気側熱交換器４に入り、外気から
吸熱して蒸発するのであり、蒸発した低圧ガスは、ガス
管７４、四路切換弁８、吸入管７２を経て圧縮機１に戻
るのであって、暖房専用運転が行なわれる。

又この暖房専用運転時、前記空気側熱交換器４がフロス
トすれば、前記四路切換弁８を、第１図実線位置に切換
え、高圧ガス冷媒を空気側熱交換器４に送って凝縮させ
、この凝縮潜熱でデフロストするのである。

このとき、前記電磁弁２４が開き、液冷媒は、管？８．
７９、受液器５から電磁弁２４を通り、この電磁弁２４
で減圧されて凝縮器２に入り、温水から熱を奪って蒸発
し、四路切換弁８から吸入管７２を経て圧縮機１に戻る
デフロスト回路が形成される。

前記電磁弁２４の開口量は、デフロスト時過熱度が５°
Ｃ近くなるように、前記膨張弁１１．１２より大きくす
るのであって、低圧を高く維持して蒸発させるのであっ
て、デフロスト能力を高めて短時間でデフロストを行な
うことができる。

以上説明した実施例は、空気側熱交換器４をｌ基のみ用
いたものであるが、２基又はそれ以上用いてもよい。

以上の如く本考案は、四路切換弁を用いてこの四路切換
弁の切換えにより冷暖房同時運転、冷暖房専用運転を可
能にしたものであるから、暖房負荷、冷房負荷の各負荷
状態にマツチした運転ができながら、三方調整弁や多数
の電磁開閉弁を用いた従来装置に比較して構造を極めて
簡単にできるのであり、運転の切換えを行なう電気回路
も簡単にできるのであって、全体としてコストを低くで
きるのである。

その上四路切換弁により運転の切換制度を行なうから動
作が確実に行なえるのである。

【図面の簡単な説明】

第１図は本考案装置の一実施例を示す冷媒配管系統図、
第２図及び第３図は別の実施例を示す冷媒配管系統図、
第４図は四路切換弁の概略断面図である。 １・・・圧縮機、２・・・水加熱用凝縮器 ３・・・水
冷却用蒸発器、４・・・空気側熱交換器、５・・・受液
器、８・・・四路切換弁、８ａ・・・高圧ポート、８ｂ
・・・低圧ポート、８ｃ、８ｄ・・・切換ポート、１１
．１２・・・膨張弁、７１・・・吐出管、７２・・・吸
入管、７５．７６・・・液管。

Claims (3)

【実用新案登録請求の範囲】
1. （１）圧縮機１、水加熱用凝縮器２、水冷却用蒸発器３
   、凝縮器又は蒸発器として作用する空気側熱交換器４及
   び受液器５を備え、前記水加熱用凝縮器２及び水冷却用
   蒸発器３で温水及び冷水を同時に製造できるようにした
   熱回収式空気調和装置において、高圧側ポー）８ａと、
   低圧側ポート８ｂ及び二つの第１及び第２の切換ポート
   ８ｃ、８ｄとをもつ四路切換弁８を設けて、前記圧縮機
   １の吐出管７１を前記四路切換弁８の高圧側ポート８ａ
   に、また吸入管７２を低圧側ポー）８ｂに接続すると共
   に、前記第１切換ポート８ｃを前記水加熱用凝縮器２の
   吐出ガス入口に、また第２切換ポート８ｄを、前記空気
   側熱交換器４が蒸発器として作用するとき低圧ガス出口
   となり凝縮器として作用するとき吐出ガス入口となる熱
   交換器４の第１接続口に接続する一方、前記水加熱用凝
   縮器２の高圧液出口と、前記空気側熱交換器４が蒸発器
   として作用するとき低圧液入口となり凝縮器として作用
   するとき高圧液出口となる空気側熱交換器４の第２接続
   口とを前記受液器５への流通を許す逆止弁２２．１３を
   介して受液器５の高圧液入口にそれぞれ接続すると共に
   、受液器５の高圧液出口を前記蒸発器３の低圧液入口と
   、熱交換器４の第２接続口とにそれぞれ膨張弁１１，１
   ２を介して接続し、また前記蒸発器３の低圧ガス出口を
   前記吸入管７２に接続したことを特徴とする熱回収式空
   気調和装置。
2. （２）水冷却用蒸発器３の出口側に、第２四路切換弁１
   ６を設けて、この第２四路切換弁１６を介して、前記水
   冷却用蒸発器３の出口側を、圧縮機１の吸入管７２に接
   続したことを特徴とする実用新案登録請求の範囲第１項
   記載の熱回収式％式％
3. （３）圧縮機１の吸入管７２に、一つの固定ポート１７
   ａと、二つの第１及び第２切換ポート１７ｂ、１７ｃと
   の少なくとも三つのポートをもった切換弁１７を設け、
   この切換弁１７の固定ポーＮ７ａを前記吸入管７２の圧
   縮機１側に、第１切換ポート１７ｂを、前記吸入管７２
   の四路切換弁８側に接続すると共に、第２切換ポート１
   ７ｃを、水冷却用蒸発器３の出口側に接続したことを特
   徴とする実用新案登録請求の範囲第１項記載の熱回収式
   空気調和装置。