JPS6144125Y2 - - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】 この考案は凝縮器から出た冷媒を減圧器で減圧
した後蒸発器で蒸発させることにより、室内を冷
房する冷房装置において、その起動特性を改良す
るとともに冷房負荷に応じて冷房能力を調節する
ものである。

従来の減圧器を用いた冷房装置は第１図に示す
ように圧縮機１により高温・高圧に圧縮された冷
媒ガスは凝縮器２に流入し、凝縮されて高温・高
圧の液となり、減圧器である毛細管３で低温・低
圧の液にされ蒸発器４で蒸発してガスとなり、再
び圧縮機１に戻る冷媒回路を形成し蒸発器で冷媒
が蒸発することにより囲りの空気から蒸発熱を奪
つて室内を冷房する。また上記蒸発器４の空気吸
入側に設けられた室内温度を検出する温度検出器
５の出力信号を入力する制御器６により設定値を
中心に所定温度巾（通常は３℃）で上記圧縮機１
をオン−オフ制御して室内温度を設定値に制御す
る。なおこの図で７は上記凝縮器２用のフアン、
８は上記蒸発器４用のフアンである。

このような従来の冷房装置にあつて、圧縮機１
の停止時、凝縮器２により凝縮した高温・高圧の
液冷媒が低圧となつている蒸発器４に流れて蒸発
器４中に溜り込み、蒸発器４の中に溜つている低
温冷媒と混合し熱損失を生じる。また蒸発器４中
に溜り込んだ冷媒液が圧縮機１の起動と同時に圧
縮機１に戻る液バツクを生じ、これにより圧縮機
１の故障や、液圧縮による入力の増加、さらに凝
縮した液が冷却に有効に利用されないため電力の
無駄使いになるなどの欠点があつた。

しかもその上に冷房能力の調節ができないので
外気温度が高く冷房負荷が大きい場合は仲々希望
温度まで低下せず快適性が損なわれ、逆に外気温
度が低く冷房負荷が小さい場合は短時間で所定温
度まで下がり、温度変化が激しく身体に悪影響を
与えるものであつた。なおまた、圧縮機は起動時
大きなトルクを必要とするので頻繁にオン．オフ
することはエネルギー節約の面からも好ましいも
のではない。

この考案は上記の点に鑑みてなされたものであ
り、減圧器と蒸発器の間に液冷媒を一時貯溜する
液溜容器を設けるとともに、この液溜容器を冷媒
回路の高圧側冷媒をバイパスさせて加熱し、この
加熱量を室内温度を検出する温度検出器の出力信
号で制御することにより蒸発器に流れる冷媒量を
制御し冷房能力を調節し、かつ圧縮機起動時の特
性改善を図るものである。

以下図示実施例によりこの考案の詳細について
説明する。第２図はその一実施例のシステム構成
図であり、図中、１は圧縮機、２は凝縮器、３は
減圧器である毛細管、４は蒸発器、５は温度検出
器、７は上記凝縮器２用のフアン、８は上記蒸発
器４用のフアンであり、これらは第１図に示す従
来の装置と同様なものである。９は上記凝縮器２
の冷媒流出側と上記毛細管３の冷媒流入側間の管
路に設けられた電磁弁、１０は上記蒸発器４の冷
媒流入側と上記毛細管３の冷媒流出側間の管路に
設けられた液溜容器でその構造は第３図に示すよ
うに上記毛細管３からの液冷媒は上方から流入
し、上記蒸発器４へ移送する液冷媒は下部から上
方へ吸上げるようになつており、さらに上記圧縮
機１の冷媒吐出側と上記凝縮器２の冷媒流入側間
の管路に設けられたバイパス路１１が貫通されて
いる。１２は上記バイパス路１１の入口部近傍に
設けられた開口度が調節可能な電動弁、１３は同
じく上記バイパス路１１の出口部近傍に設けられ
た逆止弁である。６は上記温度検出器５からの出
力信号により、上記圧縮機１のオン−オフ、上記
電磁弁９の開・閉ならびに上記電動弁１２の開・
閉およびその開口度を制御する制御器でありり、
上記温度検出器５の出力信号を入力し、予めこの
制御器６により設定された所望の室内温度値を中
心に所定の温度巾で上記圧縮機１をオン−オフす
るとともに上記電磁弁９を上記圧縮機１がオフす
ると同時に閉・オンすると同時に開とし、さらに
上記温度検出器５からの出力信号により単位時間
当たりの温度変化率を演算し、この温度変化率に
応じて上記電動弁１２の開・閉およびその開口度
を制御するものである。

以上のように構成された装置にあつて、室内温
度が設定値より高く圧縮機１の運転中は電磁弁９
が開ししているので、圧縮機１により高温高圧に
圧縮された冷媒ガスは凝縮器２で凝縮されて高温
高圧の液となり、電磁弁９を介して毛細管３で低
温低圧の液になる。この低温低圧の液冷媒が液溜
容器１０を通り蒸発器４に流入して蒸発し、蒸発
した冷媒ガスは再び圧縮機１に戻る冷媒回路を構
成し、蒸発器５で冷媒ガスが蒸発するとき回りの
空気から蒸発熱を奪うことにより室内空気を冷却
し、室内温度が設定値より低くなると制御器６に
より圧縮機１をオフして室内温度を所望の設定温
度に維持する。

ところで冷媒の蒸発熱を利用する冷房装置にあ
つてその冷房能力は冷媒回路を循環する冷媒のチ
ヤージ量によつて第４図の如く変つてくる。なお
冷房能力は同じ冷媒チヤージ量であつても蒸発器
の熱負荷（冷房負荷）の大小によつて変化し、熱
負荷が大きいと第４図に示す如く特性Ａから特性
Ｂへ移行するが何れにしても最大の能力を発揮す
る冷媒の適正チヤージαは冷房負荷によつて異
る。この適正チヤージ量αと冷房負荷との関係を
示すのが第５図である。

このように冷房装置を効率よく運転するには冷
房負荷に合つたチヤージ量にしてやる必要があ
り、またそうすることにより冷房負荷に合致した
冷房能力にすることができる。

この考案では制御器６により室内温度の単位時
間当たりの変化率を演算し、この温度変化率から
冷房負荷と冷房能力との比較をし、冷房能力が小
さいときは冷房負荷に見合うようにバイパス路１
１に設けられた電動弁１２の開口度を調節する。
するとこの電動弁１２の開口度により調節された
量の高温高圧の冷媒ガスがバイパス路１１に流
れ、このバイパス路１１が液溜容器１０を貫通し
ているので、この液溜容器１０を温め、それによ
り液溜容器１０から蒸発器４へ流入する冷媒量を
増加させ、適正な冷媒チヤージ量にする。このよ
うにして冷房能力を冷房負荷に合致したものにす
る。

一方圧縮機１の停止時は、制御器６によりこの
圧縮機１の停止と同時に電磁弁９が閉じるので、
凝縮器２で凝縮された高温高圧の液冷媒が毛細管
３を通つて蒸発器４に流れることがない。また蒸
発器の冷媒流入側に液溜容器１０を設けているの
で毛細管３の冷媒流出側から液溜容器１０の間に
ある低温低圧の液冷媒は液溜容器１０に溜り、圧
縮機１で吸引されないので蒸発器４の中に流れる
ことはない。従つて液冷媒が蒸発器４中に溜り込
むことなく、凝縮した高温液冷媒が蒸発器４中の
冷媒と混合することによる熱損失が生じるという
従来装置の欠点がない。さらに圧縮機１の停止時
は電磁弁９が閉じているので冷媒回路の低圧側は
低圧が保たれ、圧縮機１の起動と同時に電磁弁９
が開路するので、圧縮機１の駆動による引き込み
で液溜容器１０内に溜つていた液冷媒が蒸発器４
に流入し、蒸発器４で蒸発、熱交換する。この蒸
発した冷媒ガスは圧縮機１に吸入される。そのた
め液バツクを生じることがなく液圧縮による入力
の増加もなく、しかもすぐに定常の冷房がされる
ことになる。

なお上記実施例ではバイパス路１１は圧縮機１
の吐出側と凝縮器２の冷媒流入側間の管路に設け
たが凝縮器２の冷媒流出側と電磁弁９の間の管路
あるいは電磁弁９と毛細管３の冷媒流入側の間の
管路に設けても全く同様の効果を発揮する。要す
れば冷媒回路の高圧側に設ければよいものであ
り、さらに逆止弁１３は設けなくてもよい。

また電動弁１２は温度変化率により開口度を調
節するものでなく間歇的に開・閉するものでもよ
く、弁も電動弁に限られるものではない。

なおまた上記実施例では電磁弁９が凝縮器２の
冷媒流出側と毛細管３の冷媒流入側間の管路に設
けられたものについて述べたが、毛細管３の冷媒
流出側と液溜容器１０間の管路に設けてもよく、
この電磁弁９の開閉も圧縮機１のモータ回路にリ
レーを設け、モータの駆動・停止に同期して動作
してもよく、かつ電磁弁でなく電動弁であつても
よいものである。

さらにまた上記実施例では圧縮機１の起動時に
同期して電磁弁９が開路したものについて述べた
が圧縮機１の起動から少しの時間遅れをもたせて
開路しても同様な効果が得られる。しかも減圧器
３は毛細管でなく膨張弁であつてもよいことは論
を俟たない。

以上述べたようにこの考案は減圧器と蒸発器の
間に液冷媒を一時貯溜する液溜容器を設け、この
液溜容器を冷媒回路の高圧側に設けられたバイパ
ス路で加熱可能にし、かつこのバイパス路を流れ
る冷媒を室内温度を検出する温度検出器の出力信
号で制御し、上記液溜容器への加熱量を制御して
いるので、冷房負荷に見合つた冷房能力に制御す
ることができ、しかも圧縮機の停止時に減圧器な
どにある液冷媒が上記液溜容器に溜り蒸発器中に
流入することがなく、凝縮された高温液冷媒が蒸
発器中の冷媒と混合することによる熱損失を生じ
ることがない。

また冷媒液が蒸発器中に残らないので液バツク
が生ぜず、液圧縮による入力の増加もなく、圧縮
機の起動と同時に液溜容器に溜つた液冷媒が蒸発
器に流入し、かつ圧縮機のオン−オフにより開閉
する弁により、圧縮機の停止時に冷媒回路の高圧
側と低圧側とを混合せず分離できるのですぐ定常
の冷房がされることになり、省エネルギー、快適
性が得られるなどの効果がある。

【図面の簡単な説明】

第１図は従来の冷房装置を示すシステム構成
図、第２図はこの考案の一実施例を示すシステム
構成図、第３図は液溜容器の拡大断面図、第４図
は冷房能力と冷媒チヤージ量の関係を示す特性
図、第５図は適正冷媒チヤージ量と冷房負荷の関
係を示す特性図である。 図中符号、１は圧縮機、２は凝縮器、３は減圧
器、４は蒸発器、５は温度検出器、６は制御器、
９は電磁弁、１０は液溜容器、１１はバイパス
路、１２は電動弁、１３は逆止弁である。なお各
図中同一符号は同一または相当部分を示すものと
する。

Claims (1)

【実用新案登録請求の範囲】
1. 冷媒が圧縮機、凝縮器、減圧器、蒸発器の順路
   を経て圧縮機に戻る冷媒回路を形成し、上記蒸発
   器で冷媒が蒸発することにより室内を冷房すると
   ともに上記蒸発器に流入する空気温度を検出する
   温度検出器により上記圧縮機をオン−オフし、室
   内を所定温度に制御する冷房装置において、上記
   冷媒回路の高圧側に設けられた高温冷媒バイパス
   路と、上記減圧器と上記蒸発器の間に設けられ、
   液冷媒を一時貯溜するとともに上記バイパス路を
   流れる高温冷媒により加熱可能にされた液溜容器
   と、上記温度検出器の出力信号により上記バイパ
   ス路を流れる冷媒量を制御する制御器と、上記凝
   縮器出口から上記液溜器の入口に至るまでの冷媒
   管路中に設けられ、上記圧縮機のオンにより開オ
   フにより閉する弁とを備えてなることを特徴とす
   る冷房装置。