JPS6339827B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 ＜技術分野＞ 本発明はヒートポンプ式冷凍サイクルの制御方
法に関するもので、特に圧縮機停止時のサイクル
の制御方法に係る。

＜従来技術＞ 従来のヒートポンプ式冷凍サイクルに於ては、
第１図に示す如く圧縮機１、四方弁２、室外側熱
交換器３、膨張装置４及び室内側熱交換器５を順
次環状に接続し、冷房運転時には実線矢印で示す
如く圧縮機１からの高温高圧の冷媒ガスを室外側
熱交換器３に送り、ここで凝縮した後膨張装置４
を介して室内側熱交換器５で蒸発させ、暖房運転
時には破線矢印で示す如く圧縮機１からの高温高
圧の冷媒ガスを逆循環させて暖房を行うものであ
る。

一般にこの種の冷凍サイクルに於いて、圧縮機
１が停止するとサイクル内の冷媒は高圧側から低
圧側へと流れ、次第に圧力バランスするようにな
るが、通常このバランスには２〜３分の時間が必
要である。また、圧縮機１の再始動に関しては吐
出側と吸入側の圧力差が大きければ始動しにくく
過電流が流れてしまうという特性がある。従つて
従来では安全のために３分遅延方式を採用してい
る。

しかし、このような冷凍サイクルに於いて３分
遅延に入れば負荷状態等により室温がサーモスタ
ツトの下限より低下した場合でも３分以内であれ
ば再始動せず、このため３分の遅延時間内に室温
が設定温度より大きくはずれてしまうという欠点
が有つた。

また、他の問題点として圧縮機１が停止し圧力
バランスした状態から再始動する時、定常の圧力
状態に復帰するまで一定の時間を要し、この間充
分な能力が得られず効率が低下するという欠点が
あつた。

このような圧力バランス時の問題を解決するた
めに、電磁弁、三方弁の作用によりヒートポンプ
サイクル中の高圧側と低圧側とを２分して圧縮機
の停止を行うようにしたものが特開昭57−6269号
公報にて提案されているが、このものは高圧側と
低圧側が四方切換弁内で接しているため、高圧冷
媒が四方弁内で低圧側に徐々に流入し高低圧がバ
ランスしてしまい、結局従来と同じようになつて
しまうものであつた。

＜本発明が解決する課題＞ 圧縮機の停止時に、高圧側を確実に保持させな
がら圧縮機を中心とした高低圧バランスさせて、
再始動を短時間で可能にし、起動後直ちに効率の
良い運転が行えるようにすることである。

＜問題点を解決するための手段＞ 圧縮機１１、室外側熱交換器１３、減圧装置１
５、室内側熱交換器１６を順次接続し、上記圧縮
機１１の吐出側と室外側熱交換器１３との間に第
１の電磁弁１０１を介装すると共に室内側熱交換
器１６と圧縮機１１の吸込側との間に第２の電磁
弁２０１を介装し、上記第１の電磁弁１０１の入
口側と第２の電磁弁２０１の入口側とを連通する
第１のバイパス流路１８を設けると共にこの第１
のバイパス流路１８に第３の電磁弁１０２を介装
し、上記第１の電磁弁１０１の出口側と第２の電
磁弁２０１の出口側とを連通する第２のバイパス
流路１９を設けると共にこの第２のバイパス流路
１９に第４の電磁弁２０２を介装してヒートポン
プサイクルを形成し、冷房時には、第１の電磁弁
１０１及び第２の電磁弁２０１を開成すると共に
第３の電磁弁１０２及び第４の電磁弁２０２を閉
成し、暖房時には、第１の電磁弁１０１及び第２
の電磁弁２０１を閉成すると共に第３の電磁弁１
０２及び第４の電磁弁２０２を開成するものにお
いて、減圧装置１５を介装した上記室外熱交換器
１３と室内側熱交換器１６との間に、冷、暖房時
開成する第５の電磁弁１４を設け、冷房時の圧縮
機１１停止時には、第５電磁弁１４を閉成し第１
電磁弁１０１を開成してから、圧縮機１１を停止
すると共に第３電磁弁１０２を開成し、暖房時の
圧縮機１１停止時には、第５電磁弁１４を閉成し
第３電磁弁１０２を閉成してから、圧縮機１１を
停止すると共に第１電磁弁１０１を開成するよう
に制御する。

＜作用＞ 冷房運転時、圧縮機１１から吐出された冷媒
は、第１電磁弁１０１から室外熱交換器１３、第
５電磁弁１４を通つて減圧装置１５で減圧され、
更に室内側熱交換器１６を通つて圧縮機に帰還す
る。

このような冷房運転時に圧縮機１１を停止する
場合は、第５電磁弁１４を閉成して第１電磁弁１
０１を閉成することにより高圧冷媒が室外熱交換
器１３を含んで第１、５電磁弁１０１，１４間に
保持される。このように高圧冷媒の保持が行われ
てから圧縮機１１を停止すると共に第３電磁弁１
０２を開成することによつて、第１バイパス流路
１８を通して圧縮機１１の高圧冷媒を低圧の圧縮
機１１吸込側に流入させて高低圧をバランスさせ
ることができる。

一方、暖房時に圧縮機から吐出される冷媒は、
第３電磁弁１０２から第１バイパス流路１８を通
つて室内側熱交換器１６に流入し、更に減圧装置
１５、第５電磁弁１４を通つて室外側熱交換器１
３に流入し、第２のバイパス流路１９から第４電
磁弁２０２を通つて圧縮機１１の吸込側に帰環す
る。

このような暖房運転中圧縮機１１を停止する場
合は、第５電磁弁１４を閉成して第３電磁弁１０
３を閉成することによつて、室内側熱交換器１６
を含む第３、第５電磁弁１０２，１４間に高圧冷
媒が保持される。

このように高圧冷媒の保持が行われてから、圧
縮機１１を停止すると共に第１電磁弁１０１を開
成することによつて、第２バイパス流路１９を通
して圧縮機１１の高圧冷媒を低圧の圧縮機１１吸
込側に流入させて高低圧をバランスさせることが
できる。

＜実施例＞ 以下、本発明の一実施例を図面に基いて説明す
る。

第２図は本発明に係るヒートポンプ式冷凍サイ
クルの冷媒回路図、第３図は同冷凍サイクルにお
ける圧縮機、及び第１乃至第５電磁弁の冷房時の
動作説明図、第４図は同暖房時の動作説明図であ
る。

なお、実線矢印は冷房運転時の冷媒の流れを示
し、太線は圧縮機運転時、細線は圧縮機停止時を
示す。また、破線矢印は暖房運転時の冷媒の流れ
を示し、太線は圧縮機運転時、細線は圧縮機停止
時を示す。

第２図において、１１は冷媒ガスを圧縮するた
めの圧縮機で、その一端開口部には第１の電磁弁
１０１を介して室外側熱交換器１３の一端を接続
し、該室外側熱交換器１３の他端には圧縮機１１
の運転停止時に閉成する第５の電磁弁１４及び膨
張装置１５を介して室内側熱交換器１６の一端を
接続し、又該室内側熱交換器１６の他端には第２
の電磁弁２０１を介して圧縮機１１の他端開口部
を接続している。

そして、前記圧縮機１１と第１の電磁弁１０１
間の流路と前記室内側熱交換器１６と第２の電磁
弁２０１間の流路との間を連通する第１のバイパ
ス流路１８を設けると共に、この第１のバイパス
流路１８に第３の電磁弁１０２を介在させ、また
前記第１の電磁弁１０１と室外側熱交換器１３間
の流路と前記第２の電磁弁２０１と圧縮機１１間
の流路間とを連通する第２のバイパス流路１９を
設けると共にこの第２のバイパス流路１９には第
４の電磁弁２０２を介在させている。

第３図及び第４図は上記ヒートポンプ式冷凍サ
イクルにおける前記圧縮機１１、第１の電磁弁１
０１、第２の電磁弁２０１、第３の電磁弁１０
２、第４の電磁弁２０２、及び第５の電磁弁１４
の冷房運転及び暖房運転時の動作状態を示したも
のである。

この第３図を用いて、先ず冷房運転について説
明する。

先ず、最初冷房運転に際し、電磁弁１０１，１
４，２０１を開成して圧縮機１１を駆動すると該
圧縮機１１で圧縮された高温・高圧の冷媒ガスは
第１の電磁弁１０１を介して室外側熱交換器１３
に流れここで凝縮された後、電磁弁１４及び膨張
装置１５を介して室内側熱交換器１６内に送られ
る。而して該室内側熱交換器１６に送られた液状
の冷媒は室内側熱交換器１６内で蒸発しこの時周
囲より気化熱を奪う。然る後室内側熱交換器１６
で気化した冷媒ガスは第２の電磁弁２０１を通し
て圧縮機１１に帰還される。この動作の繰返しに
より室内は上記室内側熱交換器１６により所定の
温度に冷却される。

而して室内温度が所定の温度に達するとサーモ
スタツト（図示せず）が動作して先ず第５の電磁
弁１４を閉成する。これにより両弁１４，１０１
間が完全に封鎖され、高圧冷媒が保持される。そ
の後遅延して第１の電磁弁１０１が閉成、更に遅
延して圧縮機１１の運転を停止すると共に第３の
電磁弁１０２が開成される。このため圧縮機１１
の高圧側の冷媒は第１のバイパス流路１８を通し
て圧縮機１１の低圧側に瞬時に流れ圧縮機１１の
吐出側と吸入側の圧力はバランスする。即ち何時
でも圧縮機１１の再始動可能な状態となり従来の
ような３分遅延再始動の必要はなくなる。従つて
室温の細かいコントロールが直ちに可能となる。

又圧縮機１１の停止前に電磁弁１４及び第１の
電磁弁１０１を閉成することによつて高圧冷媒を
通常運転時に近い状態で第１の電磁弁１０１との
間で保持されるので、後述の再会時立ち上がりが
良くなる。

然る後室温が上昇し、サーモスタツトが検知す
ると圧縮機１１は再始動し、第３の電磁弁１０２
が切替わり、少し遅延して第１の電磁弁１０１が
開成し、さらに遅延して第５の電磁弁１４が開成
する。なお、この時第３の電磁弁１０２は圧縮機
１１が所定圧力になつた後切替わる。そして上記
室外側熱交換器１３で凝縮された液状冷媒膨張装
置１５を通して室内側熱交換器１６に流れ、直ち
に冷却作用が行なわれる。

次に暖房運転について第４図を用いて説明す
る。暖房運転に際しては第３の電磁弁１０２及び
第４の電磁弁２０２を開成し、第１、第３の電磁
弁１０１，２０１は閉成して圧縮機１１を駆動す
れば良く、このようにすることにより圧縮機１１
からの冷媒ガスは第３の電磁弁１０２、第１のバ
イパス流路１８を通つて室内側熱交換器１６に流
れここで凝縮された後膨張装置１５及び第５の電
磁弁１４を通して室外側熱交換器１３に給送され
る。即ち室内側熱交換器１６は凝縮器として作用
する。そして室外側熱交換器１３は蒸発器として
作用する。そして室外側熱交換器１３で蒸発した
冷媒ガスは第２のバイパス流路１９及び第４の電
磁弁２０２を通して圧縮機１１に帰還される。

然る後室内温度が室内側熱交換器１６の作用に
よつて所定温度に達するとサーモスタツトが動作
して先ず第５の電磁弁１４が閉成しその後遅延し
て第３の電磁弁１０２が閉成する。これより更に
遅延して圧縮機１１の運転が停止する。この時、
第１の電磁弁１０１が開成するように切替わり上
述冷房運転の時と同様にして圧縮機１１の高圧冷
媒ガスは第１の電磁弁１０１及び第２バイパス流
路１９を介して低圧側に流れ圧力バランスすると
共に室内側熱交換器１６の高圧冷媒は運転状態に
近い状態そのままで弁１０２，１４間に保持され
る。即ち圧縮機１１の吐出、吸入圧力は第１の電
磁弁１０１の動作により瞬時にバランスするため
何時でも再始動可能な状態となつている。

再始動時には冷房時と同様の動作にて先ず圧縮
機１１が始動し、第１の電磁弁１０１が同時（或
は若干遅延しても良い）に切替わる。その後第３
の電磁弁１０２が切替わり最後に第５の電磁弁１
４が切替わり、すばやく通常の暖房運転に入る。

なお、この時室内フアンは停止あるいは微風状
態にして室内温度との熱交換による高圧圧力の低
下を抑制するものとする。このようにしても室内
温度は従来の如く急激に下ることはない。

上記のようにして暖房運転時においても効率の
よい運転ができる。

一般に暖房運転の場合には暖房負荷が大きくこ
のため圧縮機１１が停止してから遅延時間である
３分間の間に室内温度が大きく低下してしまい室
温の変動範囲が広くなり不快感を感じるが本発明
のように構成することにより確実にサーモスタツ
トのコントロール範囲内で室温を調節することが
でき、快適性を損うことはない。

尚、第５の電磁弁１４は膨張装置１５と室内側
熱交換器１６の間に挿入しても同様の効果が得ら
れる。

＜効果＞ 以上本発明によれば、圧縮機の停止前に高圧冷
媒を電磁弁の動作により保持した上で、圧縮機の
高低圧をバランスするようにしているので、圧縮
機の停止後直ちに運転を再開することができ、再
開時には保持されていた高圧冷媒の作用により立
ち上がり時間を短かくすることができ、圧縮機の
停止による室温の変化を最小にし、室温の変化に
対して機敏に対応することができる。

特に本発明の場合、高圧冷媒の保持される通路
中に、四方弁や三方弁など高低圧が接すると漏れ
によりバランスしてしまうような部分が皆無であ
るので、確実に高圧冷媒を保持することができ、
確実に運転再開時の立ち上がりを良くすることが
できる。

【図面の簡単な説明】

第１図は従来のヒートポンプ式冷凍サイクルの
冷媒回路図、第２図は本発明に係るヒートポンプ
式冷凍サイクルの冷媒回路図、第３図は同冷凍サ
イクルにおける圧縮機及び第１乃至第５電磁弁の
冷房時の動作説明図、第４図は同暖房時の動作説
明図である。 １１：圧縮機、１３：室外側熱交換器、１４：
第５の電磁弁、１５：膨張装置、１６：室内側熱
交換器、１８：第１のバイパス流路、１９：第２
のバイパス流路、１０１：第１の電磁弁、１０
２：第３の電磁弁、２０１：第２の電磁弁、２０
２：第４の電磁弁。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 圧縮機１１、室外側熱交換器１３、減圧装置
   １５、室内側熱交換器１６を順次接続し、上記圧
   縮機１１の吐出側と室外側熱交換器１３との間に
   第１の電磁弁１０１を介装すると共に室内側熱交
   換器１６と圧縮機１１の吸込側との間に第２の電
   磁弁２０１を介装し、上記第１の電磁弁１０１の
   入口側と第２の電磁弁２０１の入口側とを連通す
   る第１のバイパス流路１８を設けると共にこの第
   １のバイパス流路１８に第３の電磁弁１０２を介
   装し、上記第１の電磁弁１０１の出口側と第２の
   電磁弁２０１の出口側を連通する第２のバイパス
   流路１９を設けると共にこの第２のバイパス流路
   １９に第４の電磁弁２０２を介装してヒートポン
   プサイクルを形成し、 冷房時には、第１の電磁弁１０１及び第２の電
   磁弁２０１を開成すると共に第３の電磁弁１０２
   及び第４の電磁弁２０２を閉成し、 暖房時には、第１の電磁弁１０１及び第２の電
   磁弁２０１を閉成すると共に第３の電磁弁１０２
   及び第４の電磁弁２０２を開成するものにおい
   て、 減圧装置１５を介装した上記室外熱交換器１３
   と室内側熱交換器１６との間に、冷、暖房時開成
   する第５の電磁弁１４を設け、 冷房時の圧縮機１１停止時には、第５電磁弁１
   ４を閉成し第１電磁弁１０１を開成してから、圧
   縮機１１を停止すると共に第３電磁弁１０２を開
   成し、 暖房時の圧縮機１１停止時には、第５電磁弁１
   ４を閉成し第３電磁弁１０２を閉成してから、圧
   縮機１１を停止すると共に第１電磁弁１０１を開
   成するように制御するヒートポンプ式冷凍サイク
   ルの制御方法。