JPS6143196Y2 - - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】 本考案は圧縮冷凍サイクルによつて冷房を行う
冷房装置と、燃焼形加熱装置を熱源とする暖房装
置とを併設してなる冷暖房機に係り、特に外気温
度が比較的低いときの冷房運転の際に潤滑性能の
低下によつて圧縮機が故障するのを未然に防止し
得る如くした冷暖房機に関する。

空冷ヒートポンプ冷暖房機は、単一の冷凍系で
年間を通じて空気調和が行える利点があるものの
暖房時の能力不足、ランニングコスト増の問題が
あるところから、灯油、ガス、太陽熱などの熱源
を利用した暖房専用機と圧縮冷凍サイクルによる
冷房専用機との組合わせた冷暖房機が最近に至つ
て利用される傾向にある。

ところがこの種の冷暖房機では、暖房運転中な
ど圧縮機を停止しているときに、外気温度が例え
ば22℃以下のように比較的低いと、多量の冷媒が
圧縮機内に液として溜まるために、冷房の必要か
ら圧縮機を運転した場合には、該圧縮機内で冷凍
機油が冷媒液によつて薄められているところから
潤滑性能が低下する結果となつて、圧縮機の回転
部が油不足によつて焼付現象を起す虞れがある。

なお、外気温が高いときの冷房時期における冷
房運転では圧縮機のケーシング内が冷媒ガスの飽
和温度以上に温められているので、このような問
題は生じない。

本考案は、上述する如き潤滑性能の低下を防い
で圧縮機の故障を惹起させることのない信頼性に
富み得る冷暖房機を提供しようとするものであつ
て、特に圧縮機を運転して冷房運転を行う冷房装
置と、燃焼形加熱装置を燃焼運転して暖房運転を
行う暖房装置を併設してなり、前記圧縮機と前記
燃焼形加熱装置とを外気温度の影響を受ける室外
ユニツトに設けると共に、前記燃焼形加熱装置の
排ガスを前記圧縮機のクランクケース部に熱交換
的に導く排気路を設けて、暖房運転時に前記クラ
ンクケース部を加熱することにより該クランクケ
ース部に冷媒液が溜らないようにした冷暖房機の
構成を特徴とする。

以下、本考案の１実施例を添付図面によつて詳
細に説明する。

第１図は分離形冷暖房機であつて、室外ユニツ
ト１と室内ユニツト２とからなり、室外ユニツト
１には圧縮機３、室外フアン９を備えた空冷形の
凝縮器４、減圧器５およびガスバーナなどの燃焼
形加熱装置７（以下加熱装置７という）との熱交
換可能に設けた冷媒加熱コイル６を備える一方、
室内ユニツト２には室内コイル８と室内フアン１
０とを備えている。

室外ユニツト１は外気温度の影響を受け易い戸
外に据置かれる一方、室内ユニツト２は室内の壁
面上部に取り付けられて、室内ユニツト２を室外
ユニツト１よりも高所に配設し、両ユニツト１，
２の冷媒回路相互を連絡配管１７，１８により接
続する。

室外ユニツト１において、冷媒加熱コイル６は
冷媒出口６ｂを冷媒入口６ａに比し高位置に設け
た構造、例えば、縦形の熱交換コイルであつて、
コイル内の冷媒は灯油、ガスなどの燃料を熱源と
する加熱装置７によつて下方から加熱されるよう
になつており、空気を介しあるいは温水を介して
冷媒温度を所定値に保持し得るよう形成してい
る。

一方、圧縮機３、凝縮器４、減圧器５は直列に
接続されて直列回路を形成し、この直列回路と前
記冷媒加熱コイル６を並列接続して、室外ユニツ
ト１の主要冷媒回路を構成している。

室内ユニツト２における室内コイル８は、コイ
ル両管端の間にレベル差が存するごとき配置とな
した構造であつて、高位置側管端８ａおよび低位
置側管端８ｂに夫々接続した連絡配管１７，１８
を、好ましくは一部分たりとも上り勾配が存しな
いようにして室外ユニツト１に連絡せしめる。

なお、室外・内ユニツト１，２相互を連絡配管
１７，１８によつて接続するに際しては、冷媒加
熱コイル６の冷媒出口６ｂおよび冷媒入口６ａを
室内コイル８の高位置側管端８ａおよび低位置側
管端８ｂに夫々連絡し得る如き接続を行う必要が
ある。

上述の構成になる冷暖房機は、さらに冷媒切換
手段を室外ユニツト１の前記冷媒回路に設けてい
るが、この冷媒切換手段は、圧縮機３の圧縮運転
中は冷媒加熱コイル６への冷媒流通を抑制し、か
つ冷媒加熱コイル６の加熱運転中は前記直列回路
への冷媒流通を抑制する如き機能を有するもので
あつて、第１図々示の例は、圧縮機３の吸入管中
に介設し、圧縮機３の運転に連動して開放する電
磁弁１１と、冷媒加熱コイル６の冷媒入口６ａに
接続した管途中に介設し、加熱装置７の加熱運転
に連動して開放する電磁弁１２と、凝縮器４、減
圧器５間の連絡配管中に介設し凝縮器４側への冷
媒逆流を阻止する逆止弁１３とから前記冷媒切換
手段を構成している。

次に、上記装置について作動態様を説明する
と、先ず冷房運転の場合は、圧縮機３、室外フア
ン９、室内フアン１０を運転し、電磁弁１１を開
放する一方、加熱装置７の運転は停止させ、電磁
弁１２を閉止すると、圧縮機３の運転により、冷
媒は実線矢示のように流通して、凝縮器４では高
圧冷媒ガスが外気に凝縮熱を放出し、室内コイル
８では低圧冷媒液が室内空気から蒸発熱を奪取す
るので、強制循環式冷房サイクルにより冷房運転
が行われる。

なお、圧縮機３と室外フアン９の発停は室内ユ
ニツト２側に設けた温度調節器（図示せず）によ
つて自動的に行わせるものである。

この冷房運転において、冷媒加熱コイル６は冷
媒入口６ａが電磁弁１２の閉止によつて高圧側と
断路しており、冷媒出口６ｂが低圧側に連通して
いるので、冷媒加熱コイル６に冷媒が流通しな
く、従つて冷凍能力には何等悪影響を及ぼすこと
がない。また、圧縮機３の吸入ラインは連絡配管
１７を介して室内コイル８の高位置側管端に連絡
しているので、圧縮機３の再起動時に室内コイル
８に溜つている冷媒液を吸込むことはなく、圧縮
機３への液戻りは防止される。

一方、暖房運転の場合は、室内フアン１０およ
び加熱装置７を運転し、電磁弁１２を開放すると
ともに、圧縮機３および室外フアン９は停止し、
電磁弁１１を閉止すると、冷媒加熱コイル６で加
熱により蒸発気化した高温冷媒ガスは冷媒出口６
ｂ、連絡配管１７を経て室内コイル８の高位置側
管端８ａに至り、室内コイル８を流通する間に室
内空気に凝縮熱を放出して凝縮液化し室内を暖房
する。

この液化冷媒は低位置側管端８ｂから連絡配管
１８を自重により流下し、さらに電磁弁１２を通
過して冷媒加熱コイル６の冷媒入口６ａに至つて
再び加熱される。

このときの冷媒流通方向は破線矢示の如くな
り、冷媒は気・液相変化を伴つて、しかも比重差
による自然循環流通を繰り返すので、動力を一切
使用しない自然循環式暖房サイクルによる暖房運
転が行われることとなる。

以上の運転態様は、室内ユニツト２が１基であ
る場合について説明したが、室内ユニツトを二点
鎖示のようにさらに１基あるいは２基以上並列接
続することも、勿論可能であり、かゝる多接続形
態の場合は、室外ユニツト１において前記直列回
路と冷媒加熱コイル６との並列になる冷媒回路に
対し、該回路の両端から夫々分岐したガス側分岐
管と液側分岐管とのうち液側分岐管に電磁弁１５
_-1，１５_-2を夫々介設せしめて、各室内ユニツト
の発停は当該ユニツトの温度調節器によつて対応
する電磁弁１５_-1，１５_-2を開閉させるようにす
ればよい。

なお、暖房運転の場合には、加熱装置７を冷媒
加熱コイル６の冷媒出口６ｂにおける冷媒温度が
セツト値以下となつた場合に運転するように自動
制御すればよく、また冷房運転の場合には圧縮機
３を室内ユニツトが１基でも運転している限り運
転させるよう制御すればよい。

しかして上記装置において、圧縮機３は停止し
て行う暖房運転中には、圧縮機３と凝縮器４の直
列回路が電磁弁１１と逆止弁１３とによつて自然
循環回路から断路されてはいるが、両弁１１，１
３の弁部での僅かな洩れによつて、冷媒が圧縮機
３、凝縮器４に少量づつ流れ込み、外気によつて
冷されることから、暖房時期の終り頃には圧縮機
３のクランクケース内に冷媒液となつて多量溜る
ようになる。

その結果、冷房運転を開始した時点ではクラン
クケース内の冷媒液によつて冷凍機油が薄められ
ているので、前述する如き潤滑不良の問題が生じ
る。

なお、このような問題は冷房専用機と温水ボイ
ラによる暖房機との併用になる機種についても同
様のことがいえる。

なお、上述の機種の場合、冷房専用機と温水ボ
イラによる暖房機とは夫々独立系統として併設さ
れるものであつて、室外ユニツト１には、圧縮機
３等冷房用の室外機器を、また、燃焼形加熱装置
７を含む温水ボイラを設ける一方、室内側には、
蒸発器として作用する冷却器と、温水が流通され
る加熱器とが併設されるのが一般的であり、かか
る形態の冷暖房機も当然本考案に包含される。

このように、冷媒液が圧縮機３のクランクケー
ス内に溜ることのないようにするため、本考案は
第２図以降に示す構造を備えしめた点をも亦特徴
としている。

第２図乃至第４図において１４は排気路であつ
て、該排気路１４は加熱装置７で燃焼過程に生じ
た高温排ガスを大気中に放出するためのものであ
るが、その一部を圧縮機３のクランクケース部に
対し熱交換的に配設せしめて、排ガスによりクラ
ンクケース内の油溜り部を温め得るようにしてい
る。

第２図々示のものは排気路１４の一部を圧縮機
３の底部に近接させて配管したものであり、第３
図および第４図に図示したものは圧縮機底部のク
ランクケース部周囲にジヤケツト１９を形成し
て、排気路１４の途中に該ジヤケツト１９を介置
し排気路の一部に利用してなるものである。

それ等各例は、何れも加熱装置７で生じた排ガ
スを圧縮機３のクランクケース部に熱交換的に導
かせて、暖房運転時に前記クランクケース部を加
熱し、冷媒が液として溜ることがないように適温
に保持することができる。

従つて、前述せる如き冷凍機油の冷媒による稀
釈は解消され、圧縮機３の各回転部には適正な冷
凍機油が送られ、円滑な潤滑が安定的に行われ
る。

以上述べた実施例の装置では、冷房運転は圧縮
機の運転による強制循環式冷房サイクルによつて
行い、一方暖房運転は冷媒加熱コイル６と室内コ
イル８の間での自然循環式暖房サイクルによつて
行わせているので、室内ユニツト２側においては
室内コイル８１基だけで蒸発器（冷房時）と凝縮
器（暖房時）とに共用することが可能となり、従
つて従来の蒸発器と温水コイルとを要していたも
のに比べて室内ユニツトを小形、コンパクトに形
成し得る。

しかも温水循環ポンプ、温水配管が全く不要と
なり、システムが単純化されるし、工事も容易で
あり、分離形構造の場合に室内・外両ユニツト間
の連絡配管が２本で済む利点もある。

また、水配管が不要なので、水洩れ、凍結のお
それがないし、取扱いが簡単となる利点がある。

更に本例の装置は分離形構造とすることによ
り、室内コイル８と冷媒加熱コイル６とのヘツド
差を十分とることが可能となり、自然循環方式に
よる暖房能力を負荷に見合わせて大きくすること
ができ、余力のある暖房が行える。

本考案は以上述べたように、圧縮機３を有する
冷房装置と燃焼形加熱装置７を有する暖房装置と
を併設して冷暖房機を構成し、圧縮機３と燃焼形
加熱装置７とを外気温度の影響を受ける室外ユニ
ツト１に設けると共に燃焼形加熱装置７の排ガス
を圧縮機３のクランクケース部に熱交換的に導く
排気路１４を設けたから、暖房運転時には前記ク
ランクケース部が加熱されることによつて、該ケ
ース部内に冷媒が液として溜ることがなく、冷凍
機油の稀釈により潤滑不良となる問題は解決され
る。

しかも本考案は排熱利用方式であるから運転コ
ストに何等影響をもたらさなく経済的であり、さ
らに高温排ガスが拡散するのを防止する上にも役
立つ利点がある。

なお、本考案は実施例の如き冷媒共用形の冷暖
房機の場合、殊に暖房能力の向上がはかれて一石
二鳥の効果が奏される。

【図面の簡単な説明】

第１図は本考案冷暖房機の例に係る装置回路
図、第２図乃至第４図は本考案冷暖房機の各例に
係る圧縮機部の略示構造図である。 １……室外ユニツト、２……室内ユニツト、３
……圧縮機、４……凝縮器、５……減圧器、６…
…冷媒加熱コイル、６ａ……冷媒入口、６ｂ……
冷媒出口、７……加熱装置、８……室内コイル、
８ａ……高位置側管端、８ｂ……低位置側管端、
９……室外フアン、１０……室内フアン、１１，
１２……電磁弁、１３……逆止弁、１４……排気
路、１５_-1，１５_-2……分岐電磁弁、１７，１８
……連絡配管。

Claims (1)

【実用新案登録請求の範囲】
1. 冷房の際に圧縮機３を運転して冷房運転を行う
   冷房装置と、暖房の際に燃焼形加熱装置７を燃焼
   運転して暖房運転を行う暖房装置とを併設してな
   る冷房機において、前記圧縮機３と前記燃焼形加
   熱装置７とを外気温度の影響を受ける室外ユニツ
   ト１に設けると共に、前記燃焼形加熱装置７の排
   ガスを前記圧縮機３のクランクケース部に熱交換
   的に導く排気路１４を設けて、暖房運転時に前記
   クランクケース部を加熱することにより該クラン
   クケース部に冷媒液が溜らないようにしたことを
   特徴とする冷暖房機。