JPS6115345B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は、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、冷房優先運転及び暖房優先運転が行な
えるようにした熱回収式空気調和装置に関する。

従来此種空気調和装置は、冷房負荷と暖房負荷
との大きさが同じの場合、空気側熱交換器を用い
ずに前記凝縮器と蒸発器とでバランス運転を行な
つたり、冷房負荷が暖房負荷より大きいときに
は、前記空気側熱交換器を補助凝縮器として運転
する冷房優先運転と、前記凝縮器を用いずに空気
側熱交換器を凝縮器として運転する冷房専用運転
とを行ない、また暖房負荷が冷房負荷より大きい
ときには、前記空気側熱交換器を補助蒸発器とし
て運転する暖房優先運転と、前記蒸発器を用いず
に空気側熱交換器を蒸発器として運転する暖房専
用運転とを行なうようにしている。

又以上の如き運転において、前記空気側熱交換
器を蒸発器として用いる暖房優先又は暖房専用運
転の場合、前記空気側熱交換器がフロストするの
であつて、フロスト時には、前記した運転の外、
デフロスト運転も行なえるようにしている。

しかして以上の各運転において、空気側熱交換
器は、使用しなかつたり、又使用する場合でも凝
縮器としたり蒸発器としたりしているのである
が、従来前記空気側熱交換器の前記切換えは、電
磁開閉弁、多くはパイロツ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つた。

従つて、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
とと相俟つてコスト高となる問題があつたし、特
にパイロツト式電磁開閉弁を用いる場合、冷暖房
負荷により制御する冷媒流れが少ない場合作動不
良となつたり、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
問題があつた。そこで本発明は以上の如き問題点
に鑑み発明したもので、一つの固定ポートと、二
つの切換ポートとの少なくとも三つのポートをも
つたパイロツト式電磁弁を設けて、この電磁弁の
作動により空気側熱交換器の切換えを行えるよう
にすると共に、冷暖房負荷に対応して開度を制御
する三方弁の出入口側に漏れ通路を設けて、前記
電磁弁のパイロツトポートに連通させ、該パイロ
ツトポートに常時、高圧及び低圧を作用させるよ
うにしたのである。

以下本発明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
はアキユムレータであつて、これら機器は冷媒配
管７によつて各連絡されている。

前記圧縮機１は、アンローダ機構をもつてお
り、前記凝縮器２における温水入口温度を検出す
る温水入口サーモと、前記蒸発器３の冷水入口温
度を検出する冷水入口サーモとにより例えば75
％、50％、25％能力の３段階にその圧縮機能力が
制御されるようになつている。

またこの圧縮機１の吐出管７１には、高圧ガス
冷媒を、前記凝縮器２と空気側熱交換器４とに所
定比率（０〜100％）で流す第１調整弁８を、ま
た吸入側即ち前記アキユウムレータ６の入口側の
吸入管７２には前記蒸発器３と空気側熱交換器４
とで蒸発した低圧ガス冷媒を所定比率（０〜100
％）で通過させる第二調整弁９を設けるものであ
る。

これら調整弁８，９は何れも三方弁から成り一
つの固定ポート８ａ，９ａと、二つの第１及び第
２制御ポート８ｂ，８ｃ，９ｂ，９ｃとをもち、
前記固定ポート８ａ，９ａを前記吐出管７１、吸
入管７２にそれぞれ接続し、前記調整弁８の第１
制御ポート８ｂを前記凝縮器２に、また第２制御
ポート８ｃを前記熱交換器４に接続すると共に、
前記調整弁９の第１制御ポート９ｂを前記蒸発器
３に、また第２制御ポート９ｃを前記熱交換器４
にそれぞれ接続するのである。

しかして前記調整弁８，９は、何れもコントロ
ールモータにより制御されるもので、例えば第一
調整弁８において前記第１制御ポート８ｂの開度
が100％〜０％の場合は第２制御ポート８ｃの開
度は０％〜100％となり、第１制御ポート８ｂの
開度100％で高圧ガス冷媒は凝縮器２のみに流れ
る。

また第二調整弁９においても同様で、前記第１
制御ポート９ｂの開度が100％〜０％の場合は第
２制御ポート９ｃの開度は０％〜100％となり、
第１制御ポート９ｂの開度100％で該蒸発器３で
蒸発した低圧ガス冷媒のみが通過する。

そしてこれらの調整弁８，９の出入口間には、
漏れ通路８１，９１を設けるのであつて、前記各
第１制御ポート８ｂ，９ｂを全開し、第２制御ポ
ート８ｃ，９ｃを全閉した場合でも高圧ガス冷媒
及び低圧ガス冷媒が空気側熱交換器４に流れるよ
うにするのである。

この漏れ通路８１，９１は、細管を用い、前記
調整弁８，９を側路するごとく、前記固定ポート
８ａ，９ａと、第２制御ポート８ｃ，９ｃとの間
を連結してもよいが、その他、前記第２制御ポー
ト８ｃ，９ｃの全閉時における開度を０％とする
ことなく、僅かに（例えば10％）開くようにして
もよい。

又これら調整弁８，９の開度制御は、第一調整
弁８においては、前記凝縮器２の温水出口温度に
より第二調整弁９においては前記蒸発器３の温水
出口温度により行なうのである。

しかして前記空気側熱交換器４は、２個１対と
する空冷コイル４１，４２から成り、これらコイ
ルにはフアン（図示せず）を付設して、該フアン
の駆動により室外空気と熱交換するものであり、
前記第一調整弁８の働らきで高圧ガス冷媒が流れ
るときは、凝縮器として働らくと共に、次に説明
する２つのパイロツト式電磁弁１０，１０の働ら
きで前記受液器５から液冷媒が流れるときは蒸発
器として働らくのである。

前記パイロツト式電磁弁１０，１０は、第２図
に示したごとく、電磁石１１により動作するパイ
ロツト弁１２と、このパイロツト弁１２により動
作する主弁１３とから成り、パイロツト弁１２に
は、高圧側パイロツトポート１２ａ、低圧側パイ
ロツトポート１２ｂ及び二つの切換ポート１２
ｃ，１２ｄをもち、これらの切換ポート１２ｃ，
１２ｄを、連通路１４，１５を介して、前記主弁
１３の両側室に連通するのである。

また前記主弁１３は、１つの固定ポート１３ａ
と、２つの第１及び第２切換ポート１３ａ，１３
ｃとの３ポートをもち、前記固定ポート１３ａ
を、前記コイル４１，４２に接続し、前記第１切
換ポート１３ｂを、前記第一調整弁８の第２制御
ポート８ｃに、また第２切換ポート１３ｃを、前
記第二調整弁９の第２制御ポート９ｃにそれぞれ
接続するのである。

また前記パイロツト弁１２における高圧側及び
低圧側パイロツトポート１２ａ，１２ｂは、前記
調整弁８，９の漏れ通路８１，９１に常時連通さ
せるのである。

この連通は、前記漏れ通路８１，９１を細管と
した場合直接連通路１６，１７を介して連通して
もよいが、前記高圧側パイロツトポート１２ａを
前記第１調整弁８の第２制御ポート８ｃと、前記
主弁１３の第１切換ポート１３ｂとを連結する高
圧ガス管７１ｂに、連通路１６を介して連通し、
また低圧側パイロツトポート１２ｂを前記第２調
整弁の第２制御ポート９ｃと前記主弁１３の第２
切換ポート１３ｃとを連結する低圧ガス管７２ｂ
に、前記連通路１７を介して連通してもよい。

また前記水加熱用凝縮器２は温水入口管２ａと
温水出口管２ｂを備え、冷媒入口には前記第一調
整弁の第１制御ポート８ｂに接続した高圧ガス管
７１ａが接続され、出口には受液器５に通ずる逆
止弁７３ａをもつた高圧液管７３が接続されてお
り、また前記水冷却用蒸発器３は、冷水入口管３
ａと冷水出口管３ｂとを備え、冷媒入口には前記
受液器５から延びる膨脹弁１８をもつた液管７４
が、また出口には前記第二調整弁９の第１制御ポ
ート９ｂに通ずる低圧ガス管７２ａが接続されて
いる。

又前記空気側熱交換器４の各コイル４１，４２
は、逆止弁１９，２０をもつた第１液管７５を介
して前記液管７３の前記逆止弁７３ａの出口側
に、また膨脹弁２１，２２をもつた第２液管７６
を介して前記受液器５の液域にそれぞれ接続して
いる。

前記膨脹弁１８，２１，２２は、何れも外部均
圧管１８ａ，２１ａ，２２ａをもつた感温膨脹弁
を用い、前記各均圧管には、前記液管７４，７６
に連通し、前記膨脹弁を閉鎖可能にする三方電磁
弁２３，２４，２５を介装している。

尚第１図において２６は、前記凝縮器２を使用
しない場合に開き、該凝縮器２内の冷媒を回収す
るためのバイパス管で、途中には電磁弁２７を介
装している。

又２８，２９は高圧制御弁である。

次に本発明装置の作用を説明する。

本発明装置による運転は、負荷状態に応じて冷
暖房専用運転と冷暖房同時運転とがあり、この同
時運転の場合でも、冷房負荷と暖房負荷とが等し
い場合と一方の負荷が他方の負荷に比し大きい場
合とがある。

今冷暖房負荷が共にあり、かつ冷房負荷と圧縮
機入力とのトータルが暖房負荷と等しくバランス
している場合高圧ガス冷媒は、全量前記凝縮器２
に流れて、該凝縮器２で凝縮し、温水で加熱した
液冷媒は受液器５液管７４、膨脹弁１８を経て水
冷却用蒸発器３に入り冷水を冷却して蒸発し、低
圧ガス冷媒は第２調整弁９、アキユウムレータ６
を経て圧縮機１に戻る冷凍サイクルを形成するの
であつて、このサイクルにより冷温水を同時に取
出すことができるのである。

次にこの状態から暖房負荷が冷房負荷と圧縮機
入力とのトータルより小さくなれば、温水出口温
度が上昇し、設定温度（例えば48℃）以上になる
と第一調整弁８の第１制御ポート８ｂの開度が
100％から減少し、第２制御ポート８ｃが減少分
だけ開くことにより、空気側熱交換器４にも高圧
ガス冷媒が流れることになる。

即ち圧縮機１から吐出された高圧ガス冷媒は、
その１部が前記熱交換器４へ、また残りが凝縮器
２へ流れるのであり、熱交換器４及び凝縮器２で
凝縮した液冷媒は受液器５、液管７４、膨脹弁１
８を経て蒸発器３に入り、第二調整弁９、アキユ
ウムレータ６を経て圧縮機１に戻る冷凍サイクル
を形成するのである。

次にこの状態において前記暖房負荷が零となれ
ば、即ち冷房負荷のみとなれば、第一調整弁８の
第１制御ポート８ｂは開度０％となつて閉じ、第
２制御ポート８ｃの開度が100％となつた高圧ガ
ス冷媒の全量が空気側熱交換器４に流れ、凝縮器
２での温水加熱はなくなり、冷房専用運転が行な
われる。

以上の運転において、第二調整弁９は、第１制
御ポート９ｂが開度100％となつて、第２制御ポ
ート９ｃは全閉しているが、前記パイロツト式電
磁弁１０における低圧側パイロツトポート１２ｂ
には、漏れ通路９１を介して低圧圧力が導かれて
いる。

次に前記した冷暖房負荷が等しくバランス運転
をしている状態から暖房負荷が冷房負荷と圧縮機
入力とのトータルより大きくなれば、冷水出口温
度が低下し、第二調整弁９の動作温度（例えば５
℃）以下になれば、該弁９が動作して第１制御ポ
ート９ｂの開度が100％から減少し、第２制御ポ
ート９ｃがその減少分だけ開くことになり、前記
電磁弁１０，１０の動作で空気側熱交換器４が蒸
発器に切換わると共に、この熱交換器４で蒸発し
た低圧ガス冷媒の通過を許るすことになる。

しかして高圧ガス冷媒は、第一調整弁８から全
量凝縮器２へ流れて凝縮し、凝縮した液冷媒は受
液器５からその１部が液管７６を経て膨脹弁２
１，２２で減圧され、前記熱交換器４の各コイル
４１，４２に入り、蒸発した後前記電磁弁１０，
１０を経てガス管７２ｂ、第二調整弁９に至ると
共に、残りの液冷媒は受液器５から液管７４を経
て膨脹弁１８で減圧されて蒸発器３に入り、蒸発
した後第二調整弁９に至り前記ガス管７２ｂの低
圧ガス冷媒と合流して圧縮機１に戻るサイクルを
形成するのである。

次にこの状態において前記冷房負荷が零となれ
ば、即ち暖房負荷のみとなれば、第二調整弁９の
第１制御ポート９ｂは全閉し、第２制御ポート９
ｃが全開して凝縮器２で凝縮した液冷媒は全量空
気側熱交換器４に流れ、第二調整弁９を経て圧縮
機１へ戻る冷凍サイクルが形成され暖房専用運転
が行なわれる。

又以上の運転において、前記空気側熱交換器４
は、前記電磁弁１０，１０の動作で、凝縮器から
蒸発器若しくは逆に切換わるが、前記電磁弁１
０，１０のパイロツトポート１２ａ，１２ｂには
常時高圧、低圧が作用しているので、円滑かつ確
実に動作させられるのである。

また第１図に示したものは、以上の運転の他デ
フロスト運転も行なえる。

このデフロスト運転は、空気側熱交換器４を蒸
発器として用いた場合、外気温度の低下によりフ
ロストするのを解消するために行なうのであり、
前記第１調整弁８の、第１制御ポート８ｂを全閉
し、第２制御ポート８ｃを全開して行なうのであ
つて、冷房負荷が多くあるときには前記空気側熱
交換器４の各コイル４１，４２を同時に行ない、
冷房負荷が少ないときには、各コイル４１，４２
の一方を蒸発器として、利用し、外気から熱を汲
み上げて行なうのである。以上の制御は、前記電
磁弁１０，１０の操作により行なう。

以上説明した実施例のパイロツト式電磁弁は、
三つポートを形成した三ポート弁としたが、既存
のパイロツト式四路切換弁を利用し、その１ポー
トを閉鎖して用いることもできる。この場合には
市販の四路切換弁を利用できるからコストを一層
低くできるのである。

以上の如く本発明は空気側熱交換器を凝縮器と
蒸発器とに切換える切換弁として、少なくとも三
つのポートをもつたパイロツト式電磁弁を用いる
と共に、運転制御を行なう第１及び第２調整弁の
出入口間に漏れ通路を設けて、前記電磁弁のパイ
ロツトポートに連通して、常時高圧及び低圧を作
用させるようにしたので、一つ空気側熱交換器に
１つの前記電磁弁を用いるだけでよく、従来のご
とく多数の電磁開閉弁を用いる必要はないのであ
る。従つて前記電磁弁の制御を行なう電気回路は
簡単にでき、使用個数と相俟つて低コストにでき
るのである。

しかも前記漏れ通路により、運転如何に拘わら
ず、即ち冷媒流量が少なくとも、常に円滑かつ確
実に動作させられるし、また空気側熱交換器を使
用しない場合でも、前記電磁弁の動作制御が行な
え、さらに不使用の空気側熱交換器内の冷媒回収
を行なえるのである。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の実施例を示す冷媒配管系統
図、第２図はパイロツト式電磁弁の一例を示す概
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……第１調整弁、９……第２調整弁、
１０……パイロツト式電磁弁、１２ａ，１２ｂ…
…パイロツトポート、１３ａ……固定ポート、１
３ｂ，１３ｃ……切換ポート、８１，９１……漏
れ通路。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １ 圧縮機、水加熱用凝縮器、水冷却用蒸発器、
   空気側熱交換器及び受液器を備え、圧縮機の吐出
   側には高圧ガス冷媒を、前記水加熱用凝縮器と空
   気側熱交換器との所定比率で流す第１調整弁を、
   また圧縮機の吸入側には、前記水冷却用蒸発器と
   空気側熱交換器とで蒸発した低圧ガス冷媒を所定
   比率で流す第２調整弁をそれぞれ設けると共に、
   前記二つの三方弁と空気側熱交換器との間に、前
   記空気側熱交換器に接続する一つの固定ポート
   と、前記三方弁に接続する二つの切換ポートとの
   少なくとも三つのポートをもつたパイロツト式電
   磁弁を設けて、該電磁弁の作動により前記空気側
   熱交換器を、前記三方弁の一方と連通させる一
   方、前記第１及び第２調整弁の出入口間に漏れ通
   路を設けて前記電磁弁のパイロツトポートに連通
   させ、該パイロツトポートに常時高圧及び低圧を
   作用させるごとくしたことを特徴とする熱回収式
   空気調和装置。