JPS6129659A - ヒ−トポンプ式ル−ムエアコン - Google Patents

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〕 本発明はヒートポンプ式ルームエアコンニ係り、特に、
暖房運転の冷起動時の立上がり時間の短縮と、液圧縮の
防止を志向したヒートポンプ式ルームエアコンに関する
ものである。

〔発明の背景〕

マス、従来ノヒートポンフ式ルームエアコンを説明する
。

第１図は、従来のヒートポンプ式ルームエアコンのサイ
クル構成図である。

この第１図において、１は圧縮機、２は冷媒の流れ方向
を制御する四方切換え弁、３は室内側熱交換器、４は暖
房用逆止弁、５は暖房用減圧器、６は室外側熱交換器、
７は冷房用逆止弁８は冷房用減圧器である。

このように構成したヒートポンプ式ルームエアコンにお
いて、暖房運転時には、圧縮機１で圧縮された高温高圧
冷媒は、四方切換え弁２により室内側熱交換器３へ送ら
れ、この室内側熱交換器６で放熱・擬縮し、高圧液冷媒
となる。

次にこの液冷媒は、暖房用逆止弁４を通り、さらに暖房
用減圧器５で減圧され、低温低圧冷媒となったのち、室
外側熱交換器６で吸熱、蒸発し、四方切換え弁２から圧
縮機１へ戻るサイクルを繰返す。

冷房運転時には、圧縮機１で圧縮された高温高圧冷媒は
、四方切換え弁２により、室外側熱交換器６へ送られ、
この室外側熱交換器６で放熱・擬縮し、高圧液冷媒とな
る。次にこの液冷媒は、冷房用逆止弁７を通り、さらに
冷房用減圧器８で減圧され、低温低圧冷媒となったのち
、室内側熱交換器うで吸熱・蒸発し、前記四方切換え弁
２から圧縮機１へ戻るサイクルを繰返す。

以上説明した従来技術によるヒートポンプ式ルームエア
コンの冷凍サイクルで特に問題となっていた点は、暖房
運転の冷起動時（その前の運転が終了したのち長時間経
過し、冷凍サイクルが冷え切った状態から運転を開始す
る時）に液圧縮が生ずるとともに、立上がり速度が遅く
室温を設定値（快適温度）に至らしめるのに長時間掛か
るという点にあった。

以下、このような問題点が発生する理由を説明する。

通常、暖房運転の行なわれる冬期には、室内温度よりも
室外温度の方が低く、また暖房運転中は室内側熱交換器
６よりも室外側熱交換器乙の温度が低い。このため運転
停止時に、冷凍サイクル内の圧力が内外部とも同一にな
ると、冷媒は飽和圧力の低い低温の室外側熱交換器６に
集まり、液冷媒として滞留する。このような状態から暖
房運転を開始すると、室外側熱交換器乙にあった液冷媒
は殆んど蒸発することなく圧縮機１へ戻って圧縮される
ため、吐出弁（図示せず）等の破損の恐れのある液圧縮
を生じる危険性があった。

壕だ、この未蒸発の液冷媒は圧縮機１の吐出側へ吐き出
されるが、圧縮機１の吐出側は該圧縮機の圧縮ポンプ部
、モータ部を収納する高圧容器（図示せず）になってお
り、この高圧容器内へ液冷媒が吐き出されることになる
。しかも、この圧ｍ機１も室外にあることから、運転開
始時には低温になつＣｋす、前記高圧容器内の液冷媒は
圧縮機１の温度が上がるまで圧縮機１内に滞留するため
、冷凍サイクル全体としても′冷媒不足の状態となる。

この状態では室外側熱交換器６Ｉこ十分冷媒が行き渡ら
ないことから大幅にスーパーヒートし、外気から有効に
吸熱できない。また、スーパービートのため圧縮機吸込
冷媒の比体積が大きくなり、圧縮機１の圧縮社事が小さ
くなることから、圧縮機１の消費電力が減り、その分圧
縮機自体の温度上昇が少なく、前記高圧容器内に滞留し
た液冷媒は長時間蒸発せず、冷媒不足の状態が長い間続
いて暖房運転の立上がりが遅く、暖房運転が定常状態に
なつて室温が設定値に至るまでに時間がかかった。

〔発明の目的〕

本発明は、上記した従来技術の欠点）を除去して、暖房
運転の冷起動時の立上がり速度を速くし、短時間で室温
を快適温度にすることができるとともに、冷起動時に液
圧縮を生じないヒートポンプ式ルームエアコンの提供を
、その目的とするものである。

〔発明の概要〕

本発明に係るヒートポンプ式ルームエアコンの構成は、
少なくとも、圧縮機、冷媒の流れ方向を制御する四方切
換え弁、室内側熱交換器。

減圧器、室外側熱交換器を順次接続し、暖房運転開始ス
イッチからの運転開始信号で四方弁用リレーによって前
記四方切換え弁を暖房運転側もしくは冷房運転側へ切換
えるようにしたヒートポンプ式ルームエアコンｔこおい
て、予め冷房運転時間を設定する冷房運転時間設定器と
、暖房運転開始スイッチからの運転開始信号ζこよって
四方弁用リレーへ四方切換え弁を冷房運転側へ切換える
信号を送り、また前記冷房運転時間設定器からの冷房運
転設定時間経過信号によって前記四方弁用リレーへ前記
四方切換え弁を暖房運転側へ切換える信号を送る指令部
とを有するマイクロコンピュータを具備せしめるように
したものである。

〔発明の実施例〕

実施例の説明に入るまえに、本発明に係る基本的事項を
説明すると、本発明のヒートポンプ式ルームエアコンは
、暖房起動時に、四方切換え弁を所定時間だけ冷房運転
側へ切捨えたのち、暖房運転側へ切換える制御を行なう
ようにしたものである。さらに詳しく説明すると、暖房
起動時に室外側熱交換器に滞留していた液冷媒は前記冷
房運転中に室内側熱交換器へ移り、その後、暖房運転に
切換われば該液冷媒は暖房用減圧器を通り、低圧になる
ため室外側熱交換器で外部から吸熱を行ない蒸発し、圧
縮機１へはガス冷媒として戻るため液圧縮は生じない。

また従来、液冷媒として戻っていた冷媒が、外部から吸
熱するとともに、圧縮機内部に滞留しないので暖房運転
の冷起動時の立上がり速度が速くなるものである。

以下、本発明を実施例によって説明する。

第２図は、本発明の一実施例に係るヒートポンプ式ルー
ムエアコンのサイクル構成図、第３図は、第２図に係る
ヒートポンプ式ルームエアコンの制御回路概略図である
。第２図に卦いて、第１図と同一番号を付したものは同
一部分である０ この実施例の概要を述べると、圧縮機１．冷媒の流れ方
向を制御する四方切換え弁２．室内側熱交換器３．減圧
器（詳細後述）、室外側熱交換器６を順次接続し、暖房
運転時には冷暖切換えスイヅチ１１ｂを暖房側にし、予
め冷房運転時間−を設定する冷房運転時間設定器１０ａ
と、起動スイッチ１．１ａからの運転開始信号によって
起動用リレ、−１０ｂへ四方切換え弁２を冷房運転側へ
切換える信号を送り、冷房運転時間設定器１０ａからの
冷房運転設定器１０ａからの冷房運転設定時間経過信号
によって起動用リレー１０ｂへ四方切換え弁２を暖房運
転側へ切換える信号を送る制御回路を具備したものであ
る′。

前記減圧器は、喝房用減圧器５．冷房用逆止弁７を並列
にしたものと、冷房用減圧器８．暖房用逆止弁４．暖房
起動用二方弁１５を具備したバイパス路１４を並列にし
たものとを直列に接続したものである。

次に第３図を使用して、このヒートポンプ式ルームエア
コンの暖房起動用の制御機器を説明する。この第６図に
おいて、１０ａｉｌ″ｔ１−暖房起動時一定時間冷房運
転を行なわせる冷房運転時間設定器、１０ｂは、四方切
換え弁２を冷房側、暖房側に切換える四方弁用コイル９
と暖房起動用二方弁１５を開閉するための二方弁用コイ
ル１５への電流を切換える起動用リレー、１１ａはヒー
トポンプ式ルームエアコンの起動スイツチ，１１ｂは、
冷房運転、暖房運転を切換える冷暖切換えスイツチ，１
２は圧縮機１を起動させるための圧縮機用リレーである
。

このように構成したヒートポンプ式ルームエアコンの動
作を説明する。

まず、暖房運転の定常運転時（すなわち、暖房起動待以
外）は、四方弁用コイル９に通電されており、四方切換
え弁２は暖房運転側にあり、また暖房起動用三方弁１５
は閉状態にあり、圧縮機１によって圧縮された高温、高
圧のガス冷媒は、四方切換え弁２を通り室内側熱交換器
６で放熱し液冷媒となり、暖房用逆止弁４を通り暖房用
減圧器５へ送られ名。ここで減圧された冷媒は室外側熱
交換器６で吸熱し、ガス冷媒となり圧縮機１へ戻る、従
来技術と同様のサイクルを行なう。

一方、冷房運転時は、四方切ズえ弁２は常に冷房運転側
にあり、圧縮機１を出た高温、高圧のガス冷媒は四方切
換え弁２を通り室外側熱交換器６で放′熱、擬ｉｆ〜だ
のち、冷房用逆止弁７を通り冷房用減圧器８で減圧され
る。低圧になった冷媒は、室内側熱交換器６で吸熱、蒸
発したのち、ガス冷媒となり圧縮機１へ戻るサイクルを
行なう。

また、暖房起動時（これが従来技術と異なるところであ
る）は、予め冷房運転時間を冷房運転時間設定器１０ａ
に設定し、冷暖切換スイッチ１１ｂを暖房運転側にし、
起動スイッチ１１ａをＯＮにすると、圧縮機用リレー１
２．冷房運転時間設定器１０ａに電流が流れ、圧縮機１
が起動し、二方弁用コイル９に通電され、暖房起動用三
方弁１５が開になる。このとき、四方弁コイル１６には
通電されないため、四方切換え弁は冷房運転側にある。

そして、圧縮機１は、室内側熱交換器３から冷媒を吸込
み、これを圧縮し、室外側熱交換器６へ吐出する。この
吐出ガスによって、運転停″１″”Ｉ外側熱交換６１′
滞ｗｔ、”ｒ、ｚ＊液冷媒が冷房用逆止弁７．暖房起動
用二方弁１５を通って室内側熱交換器６へ追い出される
。そして、設定した冷房運転時間が経過して液冷媒の移
動がほぼ終了すると、冷房運転時間設定器１０ａから起
動用リレー１０ｂへ信号が送られ、二方弁用コイル９へ
の通電が遮断され、暖房起動用二方弁が閉になると同時
に、四方弁用コイル１３）こ通電され、四方切換え弁２
は暖房運転側に切換る。したがって、前記室内側熱交換
器３へ移った液冷媒は、暖房用逆止弁４を通って暖房用
減圧器５へ送られ、室外側熱交換器６で吸熱し、蒸発し
てガス冷媒となり圧縮機１へ吸込壕れて循環し、前記し
た暖房運転時の定常運転へ移行する。

以上説明した実施例によれば、暖房起動時の液圧縮をな
くすことができるとともに、外部からの吸熱量を多くし
、さらに圧縮機１内の滞留液冷媒をなくすことにより、
暖房運転の冷起動時の立上がり速度を速くし、短時間で
室温を快適源にすることができるという効果がある。

なお、本実施例においては、暖房用逆止弁４冷房用減圧
器８と並列に、途中に暖房起動用二方弁１５を具備した
バイパス路１４を設け、暖房起動時、四方切換え弁２が
冷房運転側にあるとき、暖房起動用二方弁１５を開にす
ることにより、室外側熱交換器６内に滞留していた液冷
媒を抵抗の小さい冷房用逆止弁７．バイパス路１４．暖
房起動用二方弁１５を通して室内側熱交換器３−＼移動
させるようにしたが、前記バイパス路１４は設けなくて
もよい。しかし、バイパス路１４を設けた方が液冷媒の
移動終了までの時間を短縮することができ１、したがっ
て、この短縮時間だけ暖房運転の冷起動時の立上がり時
間をさらに短縮することができるものである。

第４図は、本発明の他の実施例ｔこ係るヒートポンプ式
ルームエアコンのザイクル構成図、第５図は第４図に係
るヒートポンプ式ルームエアコンの制御回路概略図であ
る。

第４図、第５図において、第２図、第６図と同一番号を
付したものは同一部品である。この実施例は、室内側熱
交換器ろと室外側熱交換器６との間に、減圧器に係る可
逆膨張弁１６を設けたものであり、この可逆膨張弁１６
の絞りは、膨張弁制御回路１９によって、冷房、暖房両
方向の流れに対して任意の大きさに制御できるようにな
っている。

このように構成したヒートポンプ式ルームエアコンにお
いて、暖房運転の冷起動時、冷房運転時間設定器１０ａ
から四方切換え弁２を冷房運転側に切換える信号を起動
用リレー１０ｂに送る。

これと同時に、膨張弁制御回路１６は、冷房運転時間設
定器１０ａからの信号を受けて、可逆膨張弁１６を全開
にする。そして、設定した冷房運転時間が経過すると、
冷房運転時間設定器１０ａから起動用リレー１０ｂと膨
張弁制御回路１９に信号が送られ、四方弁切換え弁２は
暖房運転側になり、膨張弁制御回路は、蒸発器出口温度
検出器１７と蒸発器入口温度検出器１８で検出した温度
が設定値になるように可逆膨張弁１６の絞りを制御する
。

以上説明しｆｃ第４図、第５図に係る実施例によれば、
前記した第２図に係る実施例と同様に、暖房起動時の液
圧縮をなくすことができるとともに、立上り速度を速く
し、短時間で室温を快適源にすることができるという効
果がある。

〔発明の効果〕

以上詳細に説明したように本発明によれば、暖房運転の
冷起動時の立上がり速度を速くし、短時間で室温を快適
温度にすることができるとともに、冷起動時に液圧縮を
生じないヒートポンプ式ルームエアコンを提供すること
ができる。

し

【図面の簡単な説明】

第１図は、従来のヒートポンプ式ルームエアコンのサイ
クル構成図、第２図は、本発明の一実施例に係るヒート
ポンプ式ルームエアコンノサイクル構成図、第３図は、
第２図に係るヒートポンプ式ルームエアコンの制御回路
概略図、第４図は、本発明の他の実施例に係るヒートポ
ンプ式ルームエアコンのサイクル構成図、第５図は、第
４図に係るヒートポンプ式ルーツ・エアコンの制御回路
概略図である。。 １・・・圧縮機　　　　　２・・・四方切換え弁ろ・・
・室内側熱交換器　４・・・暖房用逆止弁５・・・暖房
用減圧器　　６・・・室外側熱交換器７・・・冷房用逆
止弁　　８・・・冷房用減圧器９・・・三方弁用リレー １０・・マイクロコンピュータ １０ａ・・冷房運転時間設定器 １０ｂ・・起動用リレー　１１ａ・・・起動スイッチ１
１ｂ・・冷暖切換えスイッチ １４・・バイパス路　　　１５山暖房起動用三方弁１６
・・可−逆膨張弁　　　１９・膨張弁制御回路１　１　
　呪 尤Ｚ　図 嶌　３　（ト） １フ

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. １．少なくとも、圧縮機，冷媒の流れ方向を制御する四
   方切換え弁，室内側熱交換器，減圧器，室外側熱交換器
   を順次接続し、起動スイツチで前記圧縮機を起動し冷暖
   切換えスイツチによつて前記四方切換え弁を暖房運転側
   もしくは冷房運転側へ切換えるようにしたヒートポンプ
   式ルームエアコンにおいて、予め冷房運転時間を設定す
   る冷房運転時間設定器と、起動スイツチ，冷暖切換えス
   イツチの暖房運転開始信号によつて四方切換え弁を冷房
   運転側に切り換える信号を送り、また前記冷房運転時間
   設定器からの冷房運転設定時間経過信号によつて前記四
   方切換え弁を暖房運転側へ切換える信号を送る制御回路
   を具備せしめるようにしたことを特徴とするヒートポン
   プ式ルームエアコン。
2. ２．減圧器を、冷房用逆止弁と並列にした暖房用減圧器
   と、暖房用逆止弁と並列にした冷房用減圧器とを直列に
   接続したものにしたものである特許請求の範囲第１項記
   載のヒートポンプ式ルームエアコン。
3. ３．冷房用減圧器と並列に、暖房起動用二方弁を具備し
   たバイパス路を設け、起動スイツチと冷暖切換えスイツ
   チからの暖房運転開始信号と冷房運転時間設定器の冷房
   運転時間信号により、前記暖房起動用二方弁を開にする
   信号を送り、また前記冷房運転時間設定器からの冷房運
   転設定時間経過信号によつて前記暖房起動用二方弁を閉
   にする信号を送ることができるように構成したものであ
   る特許請求の範囲第２項記載のヒートポンプ式ルームエ
   アコン。
4. ４．減圧器を、制御回路によつて絞りを制御される可逆
   膨張弁にし、起動スイツチと冷暖切換えスイツチからの
   暖房運転開始信号により前記可逆膨張弁の絞りを全開に
   し、また冷房運転時間設定器からの冷房運転設定時間経
   過信号によつて前記可逆膨張弁の絞りを暖房運転に適正
   な絞りにすることができるように構成したものである特
   許請求の範囲第１項記載のヒートポンプ式ルームエアコ
   ン。