JPS633232B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は、室外熱交換側に室外加熱器を設けた
室外加熱器付きヒートポンプ式ルームエアコンデ
イシヨナに関するものである。

従来のヒートポンプ式ルームエアコンデイシヨ
ナは、低外気温時に暖房負荷が増大するのに反し
て暖房能力が減少し、真に暖房の必要な真冬等で
は十分な暖房能力を確保するのが困難であつた。

そこで、これを解決するために、室外側に室外
加熱器を組み込んだサイクル構成とし、冷房運
転、空気熱源暖房運転および室外加熱暖房運転が
できるようにし、低外気温時には室外加熱暖房運
転により、十分な暖房能力が得られる室外加熱器
付きヒートポンプ式ルームエアコンデイシヨナが
開発されている。

ところで、九州から仙台地方まで、前記の各運
転が可能な暖冷比（暖房能力／冷房能力）をもつ
ルームエアコンデイシヨナとする場合、室外加熱
暖房運転時では、室外加熱器が高温熱源であるた
め吐出圧力に対して吸込圧力をほとんど下げる必
要がなく、圧縮機特性からして容量が小さくても
十分多くの冷媒を流すことができるため、この時
の最適圧縮機容量は冷房運転時の約半分となる。

しかし、従来のように、冷房運転時に合わせて
容量の大きい圧縮機を選定すると、室外加熱暖房
運転時には冷媒循環量が多くなりすぎて、圧縮機
への液戻りが生じたり、吸込冷媒の過熱度が適正
でないなどで、サイクル状態を十分安定にできな
くなつたり、さらに圧縮機入力が増大してランニ
ングコストが増大するという欠点があつた。ま
た、室外加熱暖房運転時に合わせて容量の小さい
圧縮機を選定すると、十分な冷房能力が得られな
いと同時に、室内熱交換器での蒸発温度が上昇
し、凝縮水がとれず湿度を十分には下げられない
等の欠点があつた。

本発明は、上記した従来技術の欠点をなくし、
低外気温度での室外加熱暖房運転時においてもサ
イクルの信頼性を高く保ち、さらに室内負荷に応
じて安定したサイクル状態で十分な冷・暖房能力
を供給できる室外加熱器付きヒートポンプ式ルー
ムエアコンデイシヨナの提供を、その目的とする
ものである。

本発明に係る室外加熱器付きヒートポンプ式ル
ームエアコンデイシヨナの構成は、少なくとも圧
縮機、冷房時と暖房時とで冷媒流路を切り換える
四方弁、室内熱交換器、冷房用減圧器、暖房用減
圧器、室外熱交換器、室外加熱器、前記室外熱交
換器もしくは室外加熱器への冷媒流路を切り換え
る三方弁を備え、冷房運転、空気熱源暖房運転お
よび室外加熱暖房運転ができる室外加熱器付きヒ
ートポンプ式ルームエアコンデイシヨナにおい
て、圧縮機を可変速圧縮機にするとともに、冷房
用減圧器にバイパス回路を設け、室外加熱暖房運
転時には、前記可変速圧縮機を低速回転にし、冷
媒を、前記可変速圧縮機から室内熱交換器、前記
バイパス回路、室外加熱器を経て前記可変速圧縮
機へ循環させることができるサイクル構成にした
ものである。

以下本発明を一実施例に従つて詳細に説明す
る。

第１図は本発明の一実施例に係る室外加熱器付
きヒートポンプ式ルームエアコンデイシヨナのサ
イクル構成図である。

この第１図において、１は、可変速圧縮機に係
る、２極と４極の極数変換可能な圧縮機、２は、
冷房時と暖房時とで冷媒流路を切り変える四方
弁、３は室外熱交換器、４は暖房用逆止弁、５は
暖房用減圧器、６は冷房用逆止弁、７は冷房用減
圧器、８は室内熱交換器、９は、圧縮機１への冷
媒の液戻りを防ぐアキユムレータ、１０は、外気
温度が下がつた場合の暖房用熱源として使用する
室外加熱器、１１は、室外熱交換器３又は室外加
熱器１０への冷媒流路を切り変える切換え弁とし
ての三方弁である。なお、上記暖房用、冷房用減
圧器５，７としては、キヤピラリーチユーブや膨
張弁等が、また、室外加熱器１０の熱源としては
バーナ、ボイラ、電気ヒータ等が考えられる。

このようなサイクル構成において、冷房運転時
には、圧縮機１の極数を２極高速回転に切り換え
ることにより、冷媒は第１図の実線矢印のよう
に、圧縮機１→四方弁２→室外熱交換器３→暖房
用逆止弁４→冷房用減圧器７→室内熱交換器８→
四方弁２→アキユムレータ９→圧縮機１の順に流
れて、第２図の実線Ａのようなモリエル線図を描
く。

また、空気熱源暖房運転時には、四方弁２を暖
房側に切り換え、圧縮機１の極数を２極高速回転
にすることにより、冷媒は第１図の破線矢印のよ
うに、圧縮機１→四方弁２→室内熱交換器８→冷
房用逆止弁６→暖房用減圧器５→室外熱交換器３
→四方弁２→アキユムレータ９→圧縮機１の順に
流れて、第２図の破線Ｂのようなモリエル線図を
描き、室外熱交換器３で外気から熱をくみ上げて
部屋を暖房する。

他方、夜や真冬等の低外気温時には、十分な暖
房能力を得るために三方弁１１を切り換えて、冷
媒を第１図の一点鎖線矢印のように、冷房用減圧
器７、暖房用減圧器５を通すことなく、圧縮機１
→四方弁２→室内熱交換器８→冷房用逆止弁６→
室外加熱器１０→四方弁２→アキユムレータ９→
圧縮機１の順に流し、室外加熱器１０の発生熱で
部屋を暖房することにより、外気温度に関係なく
ほぼ一定の暖房能力を得ることができる。

また、このときのサイクルでは室外加熱器１０
が高温熱源のために低圧側の蒸発温度、すなわち
蒸発圧力をあまり下げる必要がなく、第２図の一
点鎖線Ｃのようなモリエル線図でよく、標準的な
モリエル線図の場合に比べて圧縮機入力を非常に
小さくできると同時に、冷房用逆止弁６を介して
減圧作用の大きい冷房用減圧器７をバイパスする
ことにより、圧縮機１へ吸込まれる冷媒は比較的
高圧で比容積が小さいため、容量の小さい圧縮機
でも必要十分な冷媒量を流すことができる。実測
から、仙台地方まで冷・暖房可能なルームエアコ
ンデイシヨナとするには、室外加熱暖房運転時の
最適圧縮機容量は冷房運転時の約半分であること
がわかつた。したがつて、室外加熱暖房運転時に
は圧縮機１を４極低速回転で運転することによ
り、圧縮機１の吸込冷媒における過熱しすぎや液
戻りなどを生ずることがなく、信頼性の高い適正
サイクル状態を実現することができる。

以上説明した実施例によれば、次の効果があ
る。

○イ 冷房運転時、空気熱源暖房運転時、室外加熱
暖房運転時とも、冷・暖房負荷に合わせて圧縮
機容量を最適にでき、且つ適正なサイクル状態
で運転をすることができる。

○ロ 外気温度の低いときでも、室外加熱器１０を
使用した室外加熱暖房運転により充分な暖房能
力が得られるとともに、室外加熱器１０の前に
冷房用減圧器７、暖房用減圧器５がなく、冷媒
循環路に大きな減圧効果を生じることがないの
で、低消費電力で運転をすることができる。

なお、本実施例においては、２極と４極の極数
変換可能な圧縮機を使用したものについて説明し
たが、それ以外の極数変換可能な圧縮機を使用
し、負荷が大きいときは少極に、負荷が小さいと
きは多極に切換えるように構成してもよい。

以上は極数変換可能な圧縮機１を用いた場合に
ついて述べたが、回転数制御可能な圧縮機を用い
て、冷房運転および空気熱源暖房運転では冷・暖
房負荷に合わせて回転数を制御し、室外加熱暖房
運転では低速回転にすることにより、前記した極
数変換可能な圧縮機を使用したと同様の圧縮機運
転状態を実現できると同時に、極数変換可能な圧
縮機を用いた場合よりさらにきめ細かい容量制御
運転を行なうことができる。

上記実施例で説明したように、本発明の実施に
より、十分な暖房用熱源をもち、圧縮機容量を可
変にできることから、１台の室外ユニツトに複数
台の室内ユニツトを接続したマルチタイプに、本
発明を適用しても、室内負荷に応じた効率のよい
冷・暖房運転が可能である。

以上詳細に説明したように本発明によれば、次
の効果がある。

単に、低外気温時に十分な暖房能力を確保す
るのみならず、冷房運転、空気熱源暖房運転お
よび室外加熱暖房運転での圧縮機容量を最適に
することができる。

冷房運転、空気熱源暖房運転、室外加熱暖房
運転とも、吸込冷媒の過熱しすぎや液戻りなど
のない、適正サイクル状態で運転することがで
きる。

室外加熱暖房運転時には、冷媒を冷房用減圧
器、暖房用減圧器へ通すことなく、減圧作用の
ほとんどない状態で循環させるものであるか
ら、圧縮機入力を小さくすることができ、した
がつて消費電力が低減する。

減圧作用のほとんどない室外加熱暖房運転時
には、圧縮機を低速回転するものであるから、
冷媒循環量が過多にならず、サイクル状態が適
正な状態に維持されて安定し、圧縮機の信頼性
が向上する。

室内温度のハンチングを少なくし、快適性を
向上させることができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は、本発明の一実施例に係る室外加熱器
付きヒートポンプ式ルームエアコンデイシヨナの
サイクル構成図、第２図は、冷房運転、空気熱源
暖房運転および室外加熱暖房運転時の代表的なモ
リエル線図である。 １……圧縮機、２……四方弁、３……室外熱交
換器、８……室内熱交換器、１０……室外加熱
器、１１……三方弁。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 少なくとも圧縮機、冷房時と暖房時とで冷媒
   流路を切り換える四方弁、室内熱交換器、冷房用
   減圧器、暖房用減圧器、室外熱交換器、室外加熱
   器、前記室外熱交換器もしくは室外加熱器への冷
   媒流路を切り換える三方弁を備え、冷房運転、空
   気熱源暖房運転および室外加熱暖房運転ができる
   室外加熱器付きヒートポンプ式ルームエアコンデ
   イシヨナにおいて、圧縮機を可変速圧縮機にする
   とともに、冷房用減圧器にバイパス回路を設け、
   室外加熱暖房運転時には、前記可変速圧縮機を低
   速回転にし、冷媒を、前記可変速圧縮機から室内
   熱交換器、前記バイパス回路、室外加熱器を経て
   前記可変速圧縮機へ循環させることができサイク
   ル構成にしたことを特徴とする室外加熱器付きヒ
   ートポンプ式ルームエアコンデイシヨナ。 ２ 可変速圧縮機を、極数変換可能な可変速圧縮
   機にし、室外加熱暖房運転時には、該圧縮機の極
   数を多極に切り換えて低速回転にすることができ
   るようにしたものである特許請求の範囲第１項記
   載の室外加熱器付きヒートポンプ式ルームエアコ
   ンデイシヨナ。 ３ 可変速圧縮機を、回転数制御可能な可変速圧
   縮機にし、室外加熱暖房運転時には、該圧縮機の
   回転数を低回転数に設定して低速回転にすること
   ができるようにしたものである特許請求の範囲第
   １項記載の室外加熱器付きヒートポンプ式ルーム
   エアコンデイシヨナ。