JPS6322464Y2 - - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】 この考案は、ヒートポンプ式の空気調和装置の
暖房運転時の冷媒循環量の制御に関するものであ
る。

通常、冷凍サイクルでは蒸発温度によつて適正
冷媒流量が異なり、蒸発温度が高くなるとともに
大きな冷媒流量が必要であるが、冷凍サイクルの
減圧装置としてキヤピラリチユーブを用いたもの
では、その冷媒流量の調整巾が小さく、蒸発温度
が高いときには、冷媒流量が不足し、蒸発器出口
冷媒の過熱度が大きくなりすぎて圧縮機の温度が
上昇したり、蒸発温度が低いときには冷媒流量が
過大になつて圧縮機に液もどりを生じたりするこ
とがある。したがつて、これらの問題を解決する
ために、第１図に示すような冷凍サイクルが考え
られている。すなわち第１図において、１は圧縮
機、２は四方切換弁、３は外気と熱交換する非利
用側熱交換器、４は水と熱交換する利用側熱交換
器、５は非利用側熱交換器３と利用側熱交換器４
の間に設けられた減圧装置で、第２図に示すよう
に外管５１内の軸心部に冷媒流通路５２及び外周
に小径のスパイラル状溝５３を有する内管５４を
密着挿入する。そしてスパイラル状溝５３及び冷
媒流通路５２を互いに並列になるように入口管５
５，５６及び出口管５７を介して後述する各逆止
弁に接続し、入口管５６には、外気温及び利用側
熱交換器４の出口側水温などの検出信号に基づき
弁開度が制御される電気式膨脹弁などの流量調整
弁５８を設けている。６，７はそれぞれ非利用側
及び利用側熱交換器３，４から減圧装置５の入口
管５５へのみ流通を許容する第１および第２の逆
止弁、８，９は減圧装置５の出口管５７から利用
側および非利用側熱交換器４，３へのみ流通を許
容する第３及び第４の逆止弁、１０は減圧装置５
の入口管５５と冷房時に利用側熱交換器４の入口
とに接続されることにより減圧装置５とは並列関
係のキヤピラリチユーブである。また図中実線矢
印は暖房サイクル、点線矢印は冷房サイクル時の
冷媒の流通方向を示す。

まず、暖房サイクル時においては、利用側熱交
換器４が凝縮器として作用し水を加熱すると共に
冷媒は凝縮液化する。そして液冷媒は、第２の逆
止弁７を経て減圧装置５のスパイラル溝５３を流
通し減圧され第４の逆止弁９を経て非利用側熱交
換器３に至り、ここで蒸発して圧縮機１に戻る。
一方利用側熱交換器４からの液冷媒の一部は流量
調整弁５８で減圧され、冷媒流通路５２内で蒸発
してスパイラル状溝５３内を流通する冷媒を冷却
し、その流体抵抗を減少させることによりスパイ
ラル状溝５３を流れる冷媒流量を適切に制御す
る。このとき、流量調整弁５８には、外気温度お
よび利用側熱交換器４の出口側水温の検出信号に
基づき演算された電圧を印加し弁開度を決定す
る。これは外気温度および水温によつて冷暖房能
力が決められることによるものである。また、冷
房サイクル時においては暖房サイクルとは逆サイ
クルになるため非利用側熱交換器３からの液冷媒
は、第１の逆止弁６を経て暖房時同様減圧装置５
を流通し第３の逆止弁８を経て利用側熱交換器４
に至り水を冷却するが、減圧装置５は暖房サイク
ルにあわせて流路抵抗を設計しているため冷媒流
量が不足するのでキヤピラリチユーブ１０を通し
て不足分を利用側熱交換器４に供給し十分冷房能
力を発輝させている。

ところで、暖房サイクルの立ち上がり運転時
（暖房スタート時）には、利用側熱交換器４を流
れる水温が低く、このため凝縮能力が低下して高
低圧圧力差が小さくなり、十分な冷媒流量が得ら
れなく、したがつて暖房能力が小さく暖房の立ち
上がりが遅くなる（水温の上昇が遅い）という欠
点があつた。

この考案は、上記のような従来のものの欠点を
除去するためになされたもので、暖房開始時に流
量調整弁５を強制的に開としておくことにより、
暖房立ち上がりを早くできる冷暖房装置を提供す
ることを目的としている。

以下、第３図に示すこの考案の一実施例につい
て説明する。第３図において第１図と異なるとこ
ろは暖房運転時において高圧側圧力PHが、ある設
定圧力P₀以下の場合は、流量調整弁５８を所定
量開く制御装置６０を設けた点である。

まず、暖房運転時においては、利用側熱交換器
４が凝縮器として作用し、ここを流れる水を加熱
するとともに冷媒は凝縮液化する。このとき、暖
房スタートの場合は、水温がまだ十分昇温してい
なく低いため凝縮圧力（高圧側圧力PH）も低く維
持され設定圧力P₀以下となることが多い。この
凝縮した液冷媒は、第２の逆止弁７を経て、減圧
装置５のスパイラル溝５３を流通し減圧され、第
４の逆止弁９を経て非利用側熱交換器３に至り、
ここで蒸発して圧縮機１に戻る。一方利用側熱交
換器４からの液冷媒の一部は流量調整弁５８に行
くが、高圧側圧力PHが設定圧力P₀以下ときは制
御装置６０により流量調整弁５８は通常の運転時
に検出信号として用いる外気温度や水温の如何に
かかわらず全開となつているため、十分な冷媒が
流通し減圧され冷媒流通路５２内で蒸発してスパ
イラル状溝５３内を流通する冷媒を十分冷却し、
小さい高低圧圧力差においても十分な冷媒流量が
得られるように流路抵抗を減少させる。

上記の運転が継続されることにより、利用側熱
交換器４を流れる水温が上昇し、これとともに高
圧側圧力PHも上昇する。この高圧側圧力PHが設定
圧力P₀を越えると、流量調整弁５８の弁開度の
制御は外気温および水温などを検出する制御に変
わることにより、従来と同様な冷媒流量の制御と
なる。また、冷暖房運転時は、従来装置と同じサ
イクルとなる。

なお、上記実施例において、高圧側圧力PHの検
出部は流量調整弁５８入口の液部でも良く、また
利用側熱交換器入口あるいは出口でも良く、特に
その場所は限定しない。

流量調整弁５８の弁開度を全開とする信号は、
高圧側圧力PHに限定されることはなく、例えば利
用側熱交換器出口または入口の水温としても良
く、例えば水温がある設定温度T₀以下である暖
房運転の高負荷時に弁開度を全開としても良い。

利用側熱交換器４を流れる熱媒体の例として水
を選んだが、水に限定されることなく空気でも良
く、また、第１図に示す冷媒回路においてアキユ
ムレータ、受液器などが付属していても良いこと
は言うまでもない。

さらに上記実施例では、暖房運転のスタート時
に例を取り述べたが、スタート時に限ることな
く、急に暖房負荷が増大し高圧側圧力PHが設定圧
力P₀以下となつたときにも適用できる。

また流量調整弁５８の弁開度は、高圧側圧力PH
が設定圧力P₀以下のときに全開とする例につい
て述べたが、この開度は弁の容量と装置の容量か
ら決まつてくるものであり常に全開できなくて
も、例えば4/5開、2/3開などでも良い。

以上のように、この考案によれば、高圧側圧力
が低下したときに、流量調整弁の弁開度を強制的
に開とする信号を付加したことにより、暖房運転
の高負荷時に冷媒流量を確保でき、暖房性能の良
い装置が得られるという効果がある。

【図面の簡単な説明】

第１図は従来の空気調和装置の構成図、第２図
は第１図に示される減圧装置の一例を示す構成
図、第３図はこの考案の一実施例を示す構成図で
ある。 図において、１は圧縮機、２は四方切換弁、３
は非利用側熱交換器、４は利用側熱交換器、５は
減圧装置、５８は流量調整弁、６〜９は第１〜第
４の逆止弁、６０は弁制御装置である。なお図
中、同一符号は同一、又は相当部分を示す。

Claims (1)

【実用新案登録請求の範囲】
1. 圧縮機、四方切換弁、利用側熱交換器、非利用
   側熱交換器、減圧装置などを順次接続する冷媒回
   路による冷凍サイクルを備え、前記減圧装置を、
   減圧機能付きの流量調整弁を上流側に有する冷媒
   流通路と、この冷媒流通路に前記流量調整弁をバ
   イパスして並列接続される減圧部とからなり、か
   つ該流量調整弁の弁開度を外気温と利用側熱交換
   器の出口側熱媒体温度に応じて制御することによ
   り冷媒流通路を流通する液冷媒を利用して前記減
   圧部を流通する冷媒の冷却量を調整し該減圧部を
   流通する冷媒流量を制御するように構成してなる
   空気調和装置において、暖房運転時であつて冷媒
   回路の高圧側圧力あるいは利用側熱交換器の入、
   出口側の熱媒体温度が設定値以下となる高負荷時
   に、前記流量調整弁を強制的に所定量開く弁制御
   装置を設けたことを特徴とする空気調和装置。