JPS6159164A - 冷媒加熱式空気調和機の冷媒循環量制御装置 - 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】 産業上の利用分野 本発明は、室内の冷房や暖房を行なう冷媒加熱式空気調
和機の冷凍サイクルの冷媒循環量制御装置に関するもの
である。

従来例の構成とその問題点 従来の冷媒加熱式空気調和機の冷凍サイクルを第６図に
示す。

冷凍サイクルは、圧縮機１０１、四方弁１０２、室内熱
交換器１０３、減圧機構１０４、室外熱交換器１０５お
よび逆止弁１０６，１０７を順次接続し、かつ、室外熱
交換器１０５と並列に、燃料燃焼器１０Ｂと熱交換器１
０９からなる冷媒加熱部１０８ａと二方弁１１０を接続
した回路と、二゛方弁１１１を介して、前記圧縮機１０
１の吸入側配管と吐出側配管を結ぶバイパス回路１１１
ａによって構成されている。

冷房運転時は、二方弁１１０．１１１は閉まっており、
実線矢印の方向へ冷媒は流れる。

次に暖房運転の場合、起動時は、四方弁１０２を切り替
え、二方弁１１０，１１１を閉じた状態で室外熱交換器
１０５内の冷媒を圧縮機１０１によって抜く制御、いわ
ゆる冷媒抜き制御が行なわれた後に、二方弁１１０を開
く。逆止弁１０６゜１０７の作用により、冷媒は室外熱
交換器には流れない。さらに、暖房運転時は、冷房運転
時と比べて冷媒循環量を減少させ、圧縮機１０１の入力
を低減させるため、二方弁１１１を開きバイパス回路１
１１ａに冷媒を流す。したがって、冷媒は破線矢印の方
向へ流れる。

ところがこの構成では、圧縮機１０１および冷媒加熱部
１０８ａが室内熱交換器１０３より高い位置にあり、室
内気温が低い場合、室内熱交換器１０３内に液冷媒が滞
留し、冷凍サイクルを循環する冷媒量が徐々に減少し、
閉塞状態となる。そして、バイパス回路１１１ａを循環
する冷媒量は増加してゆく。　　　・ その結果、冷媒加熱部１０８ａでの熱交換量が減少し、
暖房能力が低下する。さらに、冷媒加熱部１０８＆の燃
焼による発熱量は一定に保たれているだめ、圧縮機１０
１、冷媒加熱部１０８ａの過熱および排気ガス温度が上
昇するという問題があった。

発明の目的 本発明は、上記従来の問題点を解決するもので冷媒加熱
式空気調和機において、冷凍サイクルの冷媒循環量制御
を段階的あるいは無段階的に行なうことにより、暖房能
力の低下防止および圧縮機の過熱防止を目的としたもの
である。

発明の構成 この目的を達成するために本発明は、圧縮機の吸入側配
管と吐出側配管との間に、冷媒流量制御弁を持つバイパ
ス回路を設け、また、前記圧縮機の吐出側配管温度を検
出し電気信号に変換する温一度検出手段といくつかの温
度設定値の電気信号と前記温度検出手段から出力された
電気信号を比較判定して制御信号を出力する比較手段、
前記冷媒流量制御弁の弁開度を制御するいくつかの出カ
モ↓ 一ドを記憶した記憶手段前記比較手段から出力された制
御信号により、前記記憶手段に順次信号を伝送する移行
手段、前記記憶手段の出力モードに従い冷媒流量制御弁
の開度を変える出力手段により構成した空気調和機の冷
媒循環量制御装置を設けたものである。

この構成により、温度に応じてバイパス回路の冷媒流量
制御弁の開度を段階的あるいは無段階的に変え、空気調
和機の冷凍サイクルの冷媒循環量を制御して、暖房能力
の低下を防ぎ、冷暖加熱部および圧縮機の過熱防止を行
うものである。

実施例の説明 以下、本発明の一実施例について、第１図〜第５図を参
考に説明する。

まず第１図により冷媒加熱式空気調和機の冷凍サイクル
について説明する。

同図において、１は圧縮機、２は四方弁、３は室内熱交
換器、４は減圧機構、５は室外熱交換器、６と７は逆止
弁である。また、室外熱交換ａｈ並列に、燃料燃焼器８
と熱交換器９からなる冷媒加熱部８ａおよび二方弁１０
が接続されている。さらに、冷媒流量制御弁１１を介し
て、前記圧縮機１の吸入側配管と吐出側配管を結ぶバイ
パス回路１１ａを接続している。

次に第２図において制御回路は、空気調和機全体を制御
するマイクロコンピュータ（以下ＬＳＩと称す）１２と
、前記圧縮機吐出側配管温度を検出するサーミスタ１３
と、温度検出回路１４、設定温度’ｒ１　、　Ｔ２　、
　’ｒ３　　を出力する抵抗回路１５、前記冷媒流量制
御弁１１の弁開度を制御するステップモータ１６により
構成されている。

ここで第３図に示すブロック図と第２図に示す制御回路
について説明すると、第２図に示す設定温度Ｔｊ　、Ｔ
２．Ｔ３　を出力する抵抗回路１５が第３図に示す温度
設定値に相当し、第２図のサーミスタ１３．温度検出回
路１４は、第３図の温度検出手段に相当する。また、第
２図のＬＳ１１２は、第３図の温度設定値の電気信号と
、温度検出手段から出力された電気信号を比較判定して
制御信号を出力する比較手段と、前記冷媒流量制御弁１
１の弁開度を制御する第１〜第３の出力モードを記憶し
た記憶手段と、前記比較手段から出力された制御信号に
より、前記記憶手段に順次信号を伝送する移行手段に相
当する。さらに、第２図のステップモータ１６は、第３
図の出力手段に相当している。

上記構成において、冷房運転、暖房の通常の運転は、従
来例のバイパス回路１１１ａの二方弁１１１が冷媒流量
制御弁１１に変わり、二方弁１１１の開、閉は、冷媒流
量制御弁１１の全開。

全開に相当し、その他の動作は同じであるので省略する
。そして、暖房運転時圧縮機１および冷媒加熱部８ａが
室内熱交換器３より高い位置にある時に起こることがあ
る室内熱交換器３に液冷媒が滞留し、冷凍サイクルを循
環する冷媒量が減少し、その一方で、バイパス回路１１
ａを循環する冷媒量が増加する場合について、制御回路
の構成と動作を第４図および第５図を参考に説明する。

暖房運転開始後、サーミスタ１３により、圧縮機の吐出
側配管温度ＴＶを検出する。吐出圧力Ｐｖが設定圧力Ｐ
１　に達するまで、第３の出力モードで、弁開度３（全
閉）の状態に制御されている。

吐出圧力ｐｖが設定圧力Ｐ１　に達すると、制御信号Ｉ
ＮＩＴ：１　が出力され、圧縮機吐出側配管温度Ｔｖに
よって冷媒流量制御弁１１の弁開度は制御される。定常
な暖房運転の場合は、圧縮機の吐出側配管温度Ｔｖが設
定温度Ｔ２より低いため、ＬＳ１１２内蔵の演算回路に
より記憶回路の第１の出力モードで弁開度１（全開）と
なるように、ステップモータ１６へ制御信号が出力され
る。

次に、室内熱交換器３に液冷媒が滞留し、冷凍サイクル
を循環する冷媒量が減少した場合、冷媒加熱部８ａの燃
焼による発熱量は一定に保たれているため、冷媒加熱部
での熱交換量が減少し、圧縮機１、冷媒加熱部８ａおよ
び排気ガスの温度は上昇する。そして、圧縮機吐出側配
管温度Ｔｖも上昇し、ＬＳ１１２の比較手段により、温
度Ｔ１〜Ｔ３を設定している抵抗回路１５から与えられ
る電気信号と比較され、制御信号が出力される。

圧縮機の吐出側配管温度Ｔｖが設定温度Ｔ２を超えると
、ＬＳ１１２内蔵の演算回路により、記憶回路の第２の
出力モードで弁開度２（半開）となるように、ステップ
モータ１６へ制御信号が出方される。

したがって、冷媒流量制御弁１１は半開の状態となり、
バイパス回路１１ａを流れる冷媒量は減少し、冷凍サイ
クルを循環する冷媒量は増加する。

そして、室内熱交換器ａに滞留していた液冷媒を冷媒加
熱部８ａに押し出し、冷媒加熱部８＆における熱交換量
は増加し、温度Ｔｖは低下してゆく。

そして、ＴＶが設定温度Ｔ１より低くなると、ＬＳ　Ｉ
　１２より、記憶回路の第１の弁開度（全開）となるよ
うにステップモータ１６へ制御信号が出力され、冷媒流
量制御弁１１は全開となり、バイパス回路１１ａを流れ
る冷媒量は増加し、初期の状態へもどる。

もし、吐出側配管温度Ｔｖが設定温度Ｔ２を超え、冷媒
流量制御弁を半開としても吐出側配管温度Ｔｖが上昇し
設定温度Ｔ３を超えると、ＬＳ１１２より、記憶回路の
第３の出力モードで弁開度３（全閉）Ｋなるように、ス
テップモータ１６へ制御信号が出力される。そして、冷
媒流量制御弁１１は、さらに絞られ全閉となる。したが
って、バスパス回路１１へは冷媒は流れず、冷凍サイク
ルを循環する冷媒量はさらに増加し、冷媒加熱部８ａに
おける熱交換量を増加させる。そして、吐出側配管温度
ＴＶが設定温度Ｔ１より下がるまで、冷媒流量制御弁１
１は全閉となっている。吐出側配管温度’ｒｖが設定温
度Ｔ１　より低くなると、ＬＳ１１２より、記憶回路の
第１の弁開度（全開）となるようにステップモータ１６
へ制御信号が出力され、冷媒流量制御弁１１は全開とな
り、初期の状態へもどる。

その結果、暖房能力の低下を防ぎ、圧縮機１の過熱防止
が行なえるという効果がある。

なお、本実施例においては、ステップモータ１６によっ
て、冷媒流量制御弁１１の弁開度を制御したが熱電型膨
張弁を用いて、そのヒータ電圧を制御し弁開度を制御し
ても同様に実施できる。

また、弁開度をより多段階Ｋ、あるいは無段階に制御し
ても同等の効果が得られる。

発明の効果 以上のように本発明は、圧縮機の吐出側配管温度により
バイパス回路の冷媒流量制御弁の弁開度を段階的あるい
は無段階に制御し冷凍サイクルを循環する冷媒量を制御
して暖房能力の低下を防ぎ、さらに、圧縮機の過熱防止
を行なうなどの効果を奏する。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例における冷媒加熱式空気調和
機の冷凍サイクル図、第２図は同空気調和機における冷
媒流量制御装置を具体化した制御回路図、第３図は同冷
媒流量制御装置を機能実現手段で表現したブロック図、
第４図は同制御装置のフローチャート図、第５図は同制
御装置により圧縮機の吐出側配管温度変化に対する冷媒
流量制御弁の弁開度を示す特性図、第６図は従来例を示
っｌ　　　　　　　す冷媒加熱式空気調和機の冷凍サイ
クルである。 １・・・・・・圧縮機、２・・・・・・四方弁、３・・
・・・室内熱交換器、４・・・・・減圧機構、５・・・
・・・室外熱交換器、８・・・・・・燃料燃焼器、９・
・・・・・熱交換器、８ａ・・・・・冷媒加熱部、１１
・・・・・冷媒流量制御弁、１１ａ・・・バイパス回路
、１２・・・・・ＬＳＩ、１３・・・・・・サーミスタ
、１４・・・・・・温度検出回路、１５・・・・・・抵
抗回路、１６・・・・・・ステップモータ。 代理人の氏名　弁理士　中　尾　敏　男　ほか１名第１
図 第２図 窮３図 第４図

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 　圧縮機、四方弁、室内熱交換器、減圧機構、室外熱交
   換器等を順次接続し、かつ、室外熱交換器と並列に、燃
   料燃焼器と熱交換器からなる冷媒加熱部を接続した冷凍
   サイクルと、冷媒流量制御弁を介して、前記圧縮機の吸
   入側配管と吐出側配管を結ぶバイパス回路とによって冷
   暖房兼用の空気調和機を構成し、さらに前記圧縮機吐出
   側配管の温度を検出し電気信号に変換する温度検出手段
   と、いくつかの温度設定値の電気信号と前記温度検出手
   段から出力された電気信号を比較判定して制御信号を出
   力する比較手段と、前記冷媒流量制御弁の開度を制御す
   るいくつかの出力モードを記憶した記憶手段と、前記比
   較手段から出力された制御信号により、前記記憶手段に
   順次信号を伝送する移行手段と、前記記憶手段の出力モ
   ードに従い冷媒流量制御弁の開度を変える出力手段を具
   備した冷媒加熱式空気調和機の冷媒循環量制御装置。