JP2712589B2 - 冷暖房装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 産業上の利用分野 本発明は室内外ユニットを冷媒配管接続して、冷暖房
を行なう装置において、特にバーナ等で冷媒を加熱して
室内ユニットへ熱搬送して暖房を行なう冷暖房装置に関
するものである。

従来の技術 従来この種の冷暖房装置は、第３図に示すように、バ
ーナ１で冷媒加熱器２を加熱し、加熱気化された冷媒は
均圧管３を通り、気液分離器４から第４逆止弁5,四方弁
６を介して、室内熱交換器７に圧送され、放熱凝縮し液
冷媒となり、第２逆止弁８を介して受液器９へ流入す
る。受液器９へ液冷媒が溜ると開閉弁10が開となり、冷
媒加熱器２より上方に配設してある受液器９から、自重
で液冷媒で、第１逆止弁11,気液分離器４を介して冷媒
加熱器２へ流入する。この時、冷媒加熱器２と受液器９
の圧力は均圧管３により均圧化され、第２逆止弁８によ
って室内熱交換器７から液冷媒は受液器９へ流入しな
い。次に受液器９内の液冷媒が無くなると、開閉弁10は
閉状態となり再び受液器９へ凝縮液冷媒が溜り込む。こ
の時第１逆止弁11により受液器９へ流入する液冷媒は気
液分離器4,冷媒加熱器２へ流れない。又、第１〜第３電
磁弁、12,13,14は閉状態である。

以上のように開閉弁10の開閉の繰り返しにより、冷媒
加熱器２へは受液器９から気液分離器４を介して液冷媒
が間欠的に供給され、冷媒加熱器２で蒸発ガス化した冷
媒が室内熱交換器７へ圧送されるサイクルを暖房運転時
繰り返す。

又、暖房起動時、ほとんどの冷媒（主として液冷媒）
が室内熱交換器７にある時、（例えば、室内熱交換器７
が他の構成要素よりも低い位置にある。又は暖房時室内
熱交換器７の温度が他の構成要素の温度よりも低い。）
受液器9,気液分離器4,冷媒加熱器２に冷媒が無いとか、
室内熱交換器７と第２逆止弁８間にガス冷媒が存在して
いると、液冷媒が受液器９へ戻るまで、時間を要し、冷
媒加熱器２へ冷媒が補給されないことが発生し、冷媒加
熱器２中の冷媒温度が異常に上昇し、冷媒の熱安定性ひ
いてはシステムの信頼性が低下するとか暖房起動が遅く
なる。

このような問題を防ぐものとして、出願人は、暖房起
動時、バーナ１で冷媒を加熱する前に、第1,第２電磁弁
12,13を開とし、一定時間圧縮機15を駆動させ、受液器
９内の冷媒を室外熱交換器16を介して圧縮機15へ吸入さ
せることにより、室内熱交換器７へ溜った液冷媒を受液
器９内へ吸引し、かつ室内熱交換器７と第２逆止弁８間
のガス冷媒を抜き、短時間に受液器９へ液冷媒を確保し
て暖房起動を行なうサイクルを特願昭63−133282号によ
って提案した。

発明が解決しようとする課題 しかしながら前記の様な構成では、頻繁な暖房オンオ
フ時（例えば、室内ルームサーモによるオンオフ時）に
室内熱交換器７へ液冷媒が溜っていないとか室内熱交換
器７と第２逆止弁８間にガス冷媒が溜っていない時にも
暖房起動時に圧縮機15を駆動させるため、運動コストの
上昇および圧縮機15の信頼性の低下などの課題があっ
た。

本発明はこのような課題を解決したもので、装置の安
価な運転コストと、圧縮機の信頼性の向上を目的とした
ものである。

課題を解決するための手段 前記課題を解決するため本発明の冷暖房装置は、上部
より順に設けた開閉弁、受液器、第１逆止弁、気液分離
器、バーナを具備した冷媒加熱器と、冷媒加熱器と気液
分離器最下部を連通する吸入管と、冷媒加熱器より気液
分離器上部を連通する出口管と、気液分離器上部と開閉
弁入口を連通する均圧管と、均圧管から分岐した冷媒抜
き管と、冷媒抜き管から分岐して冷媒加熱器下部と連通
した抜き管と、受液器上部に戻り管と、この戻り管に設
けた第２逆止弁と、第２逆止弁と並列に設けた減圧機構
とから成る熱搬送暖房ブロックと、前記熱搬送暖房ブロ
ック内の冷媒抜き管と、電磁弁と、室外熱交換器と、四
方弁と、アキュームレータと、圧縮機とを接続するとと
もに、前記圧縮機と、第３逆止弁と、四方弁と、室内熱
交換器と、第２逆止弁および減圧機構を介して戻り管と
を接続し、さらに前記気液分離器から第４逆止弁を介し
て、四方弁と第３逆止弁間に接続する暖房管路を設け、
冷房時において、冷媒は圧縮機、第３逆止弁、四方弁、
室外熱交換器、電磁弁の順で流れ、電磁弁から冷媒抜き
管と抜き管へ分流し、冷媒抜き管から開閉弁へ入る回路
と、抜き管から冷媒加熱器、出口管、吸入管、気液分離
器、均圧管から冷媒抜き管へ合流して開閉弁に入る回路
の２回路を流れ、開閉弁から、受液器、減圧機構、室内
熱交換器、四方弁、アキュームレータ、圧縮機へと循環
するように構成するとともに、暖房時において、冷媒は
冷媒加熱器、気液分離器、暖房管路、四方弁、室内熱交
換器、受液器、第１逆止弁、気液分離器、冷媒加熱器へ
と循環するように構成し、かつ暖房停止から、暖房再起
動までの時間が所定時間以上であれば、開閉弁、電磁弁
を開とし、受液器内の冷媒を、開閉弁、冷媒抜き管を介
して電磁弁に流入させ、かつ冷媒加熱器内の冷媒を抜き
管を介して電磁弁へ流入させて、流入した冷媒を電磁弁
から、室外熱交換器、四方弁、アキュームレータを介し
て、室内熱交換器へ押し出すように圧縮機を一定時間運
転する制御機構を設けた構成としてある。すなわち、暖
房停止後、室内熱交換器に冷媒が溜るまで時間を要する
ことに着目し、前の暖房停止から暖房再起動まで時間を
カウントし、所定時間以内であれば圧縮機を動作させず
に、バーナに着火し、暖房再起動し所定時間以上であれ
ば暖房再起動時、バーナで冷媒を加熱する前に一定時間
圧縮機を駆動させ受液器，冷媒加熱器内の冷媒を開閉
弁，電磁弁，室外熱交換器，四方弁，アキュームレータ
を介して、室内熱交換器へ押し出す制御機構をもつ構成
としたものである。

作用 本発明は前記構成によって、前の暖房停止から暖房再
起動までの時間が、所定時間以上であれば、暖房再起動
時、バーナで冷媒を加熱する前に開閉弁，電磁弁を開と
し、一定時間圧縮機を駆動させ、受液器，加熱器内へ新
しい液冷媒を確保してからバーナで冷媒を加熱し、所定
時間以内であれば即、バーナで冷媒を加熱する。これに
よって、暖房オンオフ時の確実な暖房起動保証と圧縮機
の駆動時間，オンオフ回数を少なくして、運転コストの
低減，および圧縮機の信頼性を確保できるものである。

実施例 以下、本発明の一実施例を添付図面にもとづいて説明
する。

第１図は本発明による冷暖房装置の全体構成を示すも
ので、17は室外ユニット、18は室内ユニット、19,20は
室外ユニット17と室内ユニット18を接続する冷媒配管で
ある。21は暖房時使用する熱搬送暖房ブロックであり、
上部より順に、開閉弁22,受液器23,第１逆止弁24,気液
分離器25を設け、最下部にバーナ26を有する冷媒加熱器
27がある。又、冷媒加熱器27と気液分離器25最下部を連
絡する吸入管28、冷媒加熱器27より気液分離器25上部を
連絡する出口管29、気液分離器25上部から開閉弁22入口
に設けた均圧管30、均圧管30から分岐した冷媒抜き管3
1、冷媒抜き管31から分岐して冷媒加熱器27と連絡した
抜き管32、受液器23上部から冷媒が流入するように設け
た戻り管33と、戻り管33中に設けた第２逆止弁34、第２
逆止弁34と並列に設けた減圧機構35を主部材として構成
している。36は圧縮機で、37は圧縮機36、四方弁38間に
設けた第３逆止弁で、39は気液分離器25上部から四方弁
38,第３逆止弁37間に至る暖房管路で、途中に第４逆止
弁40を設けている。41は冷媒抜き管31から室外熱交換器
42に至る間に設けた電磁弁であり、室外熱交換器42と四
方弁38は連通されている。

又、第２逆止弁34と室内ユニット18内の室内熱交換器
43は冷媒配管20で連通されている。一方、四方弁38と室
内ユニット18内の室内熱交換器43は冷媒配管19で連通さ
れている。44は四方弁38と圧縮機36の吸入側間に設けた
アキュームレータであり、45は室内ルームサーモ46のオ
ンオフ（暖房オンオフ）によって開閉弁22,電磁弁41,バ
ーナ26,圧縮機36を制御する制御機構であり、その制御
フローは第２図に示すようになっている。

上記構成において、冷房運転時は四方弁38がオン状態
（図中点線）となり、電磁弁41,開閉弁22は開状態であ
り、圧縮機36から吐出された高温高圧のガス冷媒が第３
逆止弁37,四方弁38を通り室外熱交換器42へ入る。

室外熱交換器42で放熱凝縮した後、冷媒は電磁弁41を
通り冷媒抜き管31と抜き管32へ分流される。抜き管32へ
分流された冷媒は冷媒加熱器27,出口管29,吸入管28を通
り気液分離器25へ入り、均圧管30を通り、冷媒抜き管31
と合流する。合流した後、開閉弁22,受液器23,戻り管33
を通り、減圧機構35へ入る。冷房用減圧機構35で減圧膨
張した冷媒は、冷媒配管20から室内熱交換器43へ入り、
蒸発ガス化した後、冷媒配管19,四方弁38,アキュームレ
ータ44を経て圧縮機36へ戻る。このサイクルにより冷房
を行なう。

一方、暖房運転時は、四方弁38はオフ状態（図中実
線）で、電磁弁41は閉状態であり、開閉弁22が開閉動作
を繰り返しバーナ26の燃焼が開始される。

ここで受液器23に溜った液冷媒は、第１逆止弁24,気
液分離器25を通り吸入管28から冷媒加熱器27に供給され
る。冷媒加熱器27でバーナ26により加熱された冷媒は、
出口管29から気液分離器25を経てガス冷媒のみ暖房管路
39を通り、第４逆止弁40,四方弁38を経て冷媒管路19か
ら室内熱交換器43へ圧送され凝縮液化する。この時開閉
弁22が閉状態となっておれば、凝縮液化した冷媒は、冷
媒管路20,戻り管33,第２逆止弁34を経て受液器23内へ流
入し、受液器23内に液冷媒溜り込みが完了すると開閉弁
22が開となり、受液器23内の冷媒は自重および、均圧管
30の圧力によって、第１逆止弁24から気液分離器25へ流
入し、気液分離器25から吸入管28により冷媒加熱器27へ
流入する。開閉弁22が開状態の時は、受液器23へは凝縮
液冷媒は流入しない。

以上のような動作を繰り返し、冷媒加熱器27へは間欠
的に液冷媒が供給され、室内熱交換器43へはガス冷媒が
圧送される。

一方、暖房運転中および室内ルームサーモ46オンオフ
時は、第２図の制御フローに示すごとく、制御機構45に
より室内ルームサーモ46の温度がOFF設定温度に達した
か判断し、達していればバーナ26の燃焼がオフし、タイ
マーカウントがスタートする。タイマーカウントがスタ
ートした後、ルームサーモ46の温度がON設定温度に達し
たか判断し、達していればその時点でタイマーが所定時
間に達しているか判断する。タイマーが所定時間に達し
ていなければ、開閉弁22が開閉動作を行ないバーナ26に
着火し、冷媒加熱器27で冷媒を加熱し、通常の暖房運転
に入る。一方タイマーが所定時間に達していれば、まず
開閉弁22,電磁弁41が開となり、圧縮機36が駆動し、受
液器23内の冷媒を、開閉弁22、冷媒抜き管31を介して電
磁弁41に流入させ、かつ冷媒加熱器27内の冷媒を抜き管
32を介して電磁弁41へ流入させて、流入した冷媒を電磁
弁41から、室外熱交換器42、四方弁38、アキュームレー
タ44を介して圧縮機36に吸入させる。圧縮機36に吸入さ
れた冷媒は第３逆止弁37,四方弁38を通り、室内熱交換
器43に放出される。受液器23の冷媒を抜くと室内熱交換
器43に溜り込んだ液冷媒が、冷媒配管20,戻り管33,第２
逆止弁34を通り、受液器23へ流入し、冷媒加熱器27内へ
も入る。又、冷媒配管20,戻り管33にガス冷媒があれば
同時に受液器23,冷媒加熱器27から圧縮機36へ吸入され
る。圧縮機36が駆動すると同時にタイマーカウントされ
て、タイマーが一定時間を超えると、まず開閉弁22,電
磁弁41が閉止し、室外熱交換器42に溜った冷媒をくみ上
げ、後にタイマーが設定時間になると圧縮機36が停止す
る。圧縮機36停止後、開閉弁22が開閉動作を行ない、バ
ーナ26に着火し、冷媒加熱器27で冷媒を加熱し通常の暖
房運転に入る。このように前の暖房停止から暖房再起動
までの時間によって、開閉弁22,電磁弁41,圧縮機36の動
作有無を判定する。これによって室内ルームサーモ46の
オンオフ等の頻繁な暖房オンオフ時の確実な暖房起動保
証と、圧縮機36の駆動時間、オンオフ回数を少なくし
て、運転コストの低減および圧縮機36の信頼性を確保で
きる。

発明の効果 以上のように本発明の冷暖房装置によれば、暖房再起
動時、前の暖房停止から、暖房再起動までの時間をカウ
ントし、所定時間以内であれば圧縮機を動作させずにバ
ーナに着火し冷媒を加熱し暖房再起動し、所定時間以上
であれば、バーナで冷媒を加熱する前に一定時間圧縮機
を駆動し、受液器，冷媒加熱器内の冷媒を、開閉弁，電
磁弁，室外熱交換器，四方弁，アキュームレータを介し
て、室内熱交換器へ押し出した後、バーナ着火暖房再起
動に入る制御機構を設けることによって、頻繁な暖房オ
ンオフに対し、確実な暖房起動保証と、圧縮機の起動時
間、オンオフ回数を最小限にし、運転コストの低減およ
び圧縮機の信頼性を確保できる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例による冷暖房装置の冷媒回路
構成図、第２図は本発明の制御機構の制御フローチャー
ト、第３図は従来の冷暖房装置の冷媒回路構成図であ
る。 21……熱搬送暖房ブロック、22……開閉弁、23……受液
器、24……第１逆止弁、25……気液分離器、26……バー
ナ、27……冷媒加熱器、34……第２逆止弁、35……減圧
機構、36……圧縮機、37……第３逆止弁、38……四方
弁、41……電磁弁、42……室外熱交換器、43……室内熱
交換器、44……アキュームレータ、45……制御機構。

Claims (1)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】上部より順に設けた開閉弁、受液器、第１
   逆止弁、気液分離器、バーナを具備した冷媒加熱器と、
   冷媒加熱器と気液分離器最下部を連通する吸入管と、冷
   媒加熱器より気液分離器上部を連通する出口管と、気液
   分離器上部と開閉弁入口を連通する均圧管と、均圧管か
   ら分岐した冷媒抜き管と、冷媒抜き管から分岐して冷媒
   加熱器下部と連通した抜き管と、受液器上部に戻り管
   と、この戻り管中に設けた第２逆止弁と、第２逆止弁と
   並列に設けた減圧機構とから成る熱搬送暖房ブロック
   と、前記熱搬送暖房ブロック内の冷媒抜き管と、電磁弁
   と、室外熱交換器と、四方弁と、アキュームレータと、
   圧縮機とを接続するとともに、前記圧縮機と、第３逆止
   弁と、四方弁と、室内熱交換器と、第２逆止弁および減
   圧機構を介して戻り管とを接続し、さらに前記気液分離
   器から第４逆止弁を介して、四方弁と第３逆止弁間に接
   続する暖房管路を設け、冷房時において冷媒は圧縮機、
   第３逆止弁、四方弁、室外熱交換器、電磁弁の順で流
   れ、電磁弁から冷媒抜き管と抜き管へ分流し、冷媒抜き
   管から開閉弁へ入る回路と、抜き管から冷媒加熱器、出
   口管、吸入管、気液分離器、均圧管から冷媒抜き管へ合
   流して開閉弁に入る回路の２回路を流れ、開閉弁から、
   受液器、減圧機構、室内熱交換器、四方弁、アキューム
   レータ、圧縮機へと循環するように構成するとともに、
   暖房時において冷媒は冷媒加熱器、気液分離器、暖房管
   路、四方弁、室内熱交換器、受液器、第１逆止弁、気液
   分離器、冷媒加熱器へと循環するように構成し、かつ暖
   房停止から、暖房再起動までの時間が所定時間以上であ
   れば、開閉弁、電磁弁を開とし、受液器内の冷媒を、開
   閉弁、冷媒抜き管を介して電磁弁に流入させ、かつ冷媒
   加熱器内の冷媒を抜き管を介して電磁弁へ流入させて、
   流入した冷媒を電磁弁から、室外熱交換器、四方弁、ア
   キュームレータを介して、室内熱交換器へ押し出すよう
   に圧縮機を一定時間運転する制御機構を設けた冷暖房装
   置。