JPH05272829A - 空気調和機 - Google Patents

空気調和機

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JPH05272829A
JPH05272829A JP4067137A JP6713792A JPH05272829A JP H05272829 A JPH05272829 A JP H05272829A JP 4067137 A JP4067137 A JP 4067137A JP 6713792 A JP6713792 A JP 6713792A JP H05272829 A JPH05272829 A JP H05272829A
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refrigerant
compressor
refrigerant heater
way valve
heater
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Shigeto Sumitani
茂人 隅谷
Takeshi Sato
武 佐藤
Miki Fujita
幹 藤田
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Toshiba Corp
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Abstract

(57)【要約】 【目的】 冷媒加熱器およびその周辺部での冷媒圧力の
異常上昇を押さえ、部品の破壊を未然に防ぐことができ
る安全性にすぐれた空気調和機を提供する。 【構成】 冷媒加熱器１１の下流側に二方弁１４があ
り、その二方弁１４が開かずに冷媒加熱器の運転（燃
焼）がなされると、冷媒加熱器１１やその周辺部の配管
に閉じ込められた冷媒の圧力が上昇する。この冷媒圧力
が圧縮機１の吐出冷媒圧力より高くなると、冷媒加熱器
１１やその周辺部の配管に閉じ込められている冷媒がバ
イパス２０を通って圧縮機１の吐出側に流れる。同時
に、本来は過熱度検出用である温度センサ３１の検知温
度が設定値以上となり、圧縮機および冷媒加熱器の運転
が停止する。

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【産業上の利用分野】この発明は、冷媒加熱器を備えた
空気調和機に関する。
【０００２】
【従来の技術】冷凍サイクルに冷媒加熱器を加えて設
け、その冷媒加熱器の燃焼熱を利用して室内の暖房を行
なう空気調和機がある。一例を図３に示す。
【０００３】１は能力可変圧縮機である。この圧縮機１
の吐出口に四方弁２を介して室外熱交換器３が接続さ
れ、その室外熱交換器３に逆止弁４、電動膨張弁５、お
よび接続用バルブ６を介して室内熱交換器７が接続され
る。そして、室内熱交換器７に接続用バルブ８、四方弁
２、逆止弁９、およびアキュームレータ１０を介して圧
縮機１の吸込口が接続される。接続用バルブ６，８は、
室外側と室内側の配管接続用であり、据付け完了後に作
業員によって開操作される。
【０００４】さらに、逆止弁４と電動膨張弁５との接続
部に冷媒加熱器１１が接続され、その冷媒加熱器１１に
二方弁１４およびアキュームレータ１０を介して圧縮機
１の吸込口が接続される。冷媒加熱器１１は、ガスバ−
ナ１２を付属して備えており、そのガスバ−ナ１２が比
例弁１３を介して燃料供給源（図示しない）に接続され
る。
【０００５】すなわち、冷房運転時は、圧縮機１から吐
出される冷媒が四方弁２を通って室外熱交換器３に流
れ、そこで凝縮する。室外熱交換器３を経た冷媒は逆止
弁４、減圧器である電動膨張弁５、および接続用バルブ
６を通って室内熱交換器７に流れ、そこで蒸発する。こ
の蒸発作用により室内が冷房される。そして、室内熱交
換器７を経た冷媒は接続用バルブ８、四方弁２、逆止弁
９、およびアキュームレータ１０を通り、圧縮機１に吸
込まれる。この冷房時、二方弁１４が閉じられ、冷媒が
冷媒加熱器１１を通してアキュームレータ１０側に流れ
込まないようにしている。
【０００６】暖房運転時は、四方弁２が切換わるととも
に、二方弁１４が開き、さらに冷媒加熱器１１が運転オ
ン（燃焼）する。したがって、圧縮機１から吐出される
冷媒は四方弁２および接続用バルブ８を通って室内熱交
換器７に流れ、そこで凝縮する。この凝縮作用により室
内が暖房される。室内熱交換器７を経た冷媒は接続用バ
ルブ６および電動膨張弁５を介して冷媒加熱器１１に流
れ、そこで燃焼熱を受けて蒸発する。そして、冷媒加熱
器１１を経た冷媒は二方弁１４およびアキュームレータ
１０を通り、圧縮機１に吸込まれる。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】暖房運転時、仮に何ら
かの原因で二方弁１４が開かない事態が起き、しかもそ
れに加えて電動膨張弁５が開かなかったとする。あるい
は、据付け完了後の最初の暖房運転時、二方弁１４が開
かず、それに加えて接続用バルブ６や接続用バルブ８の
開け忘れがあったとする。
【０００８】この場合、冷媒が閉じ込められた状態で冷
媒加熱器１１の運転（燃焼）がなされるため、閉じ込め
られた冷媒の圧力が大きく上昇し、部品の破壊を招くな
どの心配がある。
【０００９】この発明は上記の事情を考慮したもので、
その目的とするところは、冷媒加熱器およびその周辺部
における冷媒圧力の異常上昇を押さえ、部品の破壊を未
然に防ぐことができる安全性にすぐれた空気調和機を提
供することにある。
【００１０】
【課題を解決するための手段】この発明の空気調和機
は、圧縮機の吐出冷媒を四方弁、室外熱交換器、減圧
器、室内熱交換器に通して圧縮機に戻し冷房運転を実行
する手段と、圧縮機の吐出冷媒を室内熱交換器、減圧
器、冷媒加熱器に通して圧縮機に戻し暖房運転を実行す
る手段と、上記冷媒加熱器から圧縮機の吸込口への冷媒
流路に設けた二方弁と、この二方弁を冷房運転時に閉じ
暖房運転時に開く手段と、上記圧縮機の吐出口から冷媒
加熱器の入口側または出口側にかけてバイパスを接続し
このバイパスに絞り機構を設けた冷凍サイクルと、上記
冷媒加熱器の入口側または出口側に設けた温度センサ
と、この温度センサの検知温度が設定値以上になると上
記圧縮機および冷媒加熱器の運転を停止する保護手段と
を備える。
【００１１】
【作用】二方弁が開かずに冷媒加熱器の運転がなされる
と、冷媒加熱器やその周辺部の配管に閉じ込められた冷
媒の圧力が上昇する。この冷媒圧力が圧縮機の吐出冷媒
圧力より高くなると、冷媒加熱器やその周辺部の配管に
閉じ込められている冷媒がバイパスを通って圧縮機の吐
出側に流れる。同時に、温度センサの検知温度が設定値
以上となり、圧縮機および冷媒加熱器の運転が停止す
る。
【００１２】
【実施例】以下、この発明の第１実施例について図面を
参照して説明する。なお、図面において図３と同一部分
には同一符号を付し、その詳細な説明は省略する。
【００１３】図１に示すように、圧縮機１の吐出口にバ
イパス２０の一端を接続し、そのバイパス２０の他端を
逆止弁４と電動膨張弁５との間の配管において冷媒加熱
器１１の接続部位よりも上流側に接続する。つまり、バ
イパス２０の他端を冷媒加熱器１１の入口側に接続す
る。そして、バイパス２０に絞り機構であるところのキ
ャピラリチューブ２１を設けて冷凍サイクルを成す。
【００１４】冷媒加熱器１１の入口側の配管に温度セン
サ３１を取付けるとともに、冷媒加熱器１１の出口側の
配管に温度センサ３２を取付ける。 この温度センサ３
１，３２は、冷媒加熱器１１における冷媒の過熱度を検
出するためのもので、もともと設けられるのが普通とな
っている。なお、電動膨張弁５と並列に、暖房サイクル
用の膨張弁５１および逆止弁５２を接続してもよい。
【００１５】一方、４０は制御部で、マイクロコンピュ
ータおよびその周辺回路からなる。この制御部４０に、
圧縮機１、四方弁２、電動膨張弁５、比例弁１３、温度
センサ３１，３２、操作器４１、および室内温度センサ
４２を接続する。そして、制御部４０は次の機能手段を
備える。
【００１６】（１）圧縮機１の運転オン、四方弁２の非
切換、冷媒加熱器１１の運転オフを設定し、かつ二方弁
１４を閉じ、圧縮機１から吐出される冷媒を四方弁２、
室外熱交換器３、逆止弁４、電子膨張弁５、接続用バル
ブ６を通して室内熱交換器７に流し、その室内熱交換器
７を経た冷媒を接続用バルブ８、四方弁２、逆止弁９、
およびアキュームレータ１０を通して圧縮機１に戻し、
冷房運転を実行する手段。
【００１７】（２）圧縮機１の運転オン、四方弁２の切
換、冷媒加熱器９の運転オン（ガスバーナ１０の燃焼）
を設定し、かつ二方弁１４を開き、圧縮機１から吐出さ
れる冷媒を四方弁２、接続用バルブ８、室内熱交換器
７、接続用バルブ６、電動膨張弁５を通して冷媒加熱器
１１に流し、その冷媒加熱器１１を経た冷媒を二方弁１
４およびアキュームレータ１０を通して圧縮機１に戻
し、暖房運転を実行する手段。
【００１８】（３）冷房運転時、操作器４１の設定室内
温度と室内温度センサ４２の検知温度との差を空調負荷
として求め、その空調負荷に応じて圧縮機１の能力（運
転周波数）を制御する手段。
【００１９】（４）暖房運転時、操作器４１の設定室内
温度と室内温度センサ４２の検知温度との差を空調負荷
として求め、その空調負荷に応じて冷媒加熱器９の燃焼
量（比例弁１１の開度に相当）を制御する手段。
【００２０】（５）暖房運転時、温度センサ３２の検知
温度と温度センサ３１の検知温度との差を冷媒加熱器１
１における冷媒の過熱度として求め、その過熱度が一定
値となるよう電動膨張弁５の開度を制御する手段。 （６）暖房運転時、温度センサ３１の検知温度が設定値
以上になると圧縮機１および冷媒加熱器１１の運転を停
止する保護手段。 つぎに、上記の構成において作用を説明する。操作器４
１で冷房運転モードが設定され、かつ運転の開始操作が
なされたとする。すると、二方弁１４が閉じた状態で圧
縮機１が起動する。
【００２１】つまり、圧縮機１から冷媒が吐出される冷
媒が図１に実線矢印で示す方向に流れ、冷房サイクルが
形成される。これにより、室外熱交換器３が凝縮器、室
内熱交換器７が蒸発器として働き、室内に温風が吹出さ
れる。操作器４１で暖房運転モードが設定され、かつ運
転の開始操作がなされたとする。すると、四方弁２が切
換わり、冷媒加熱器１１が運転オン（燃焼）する。同時
に、二方弁１４が開き、圧縮機１が起動する。
【００２２】つまり、圧縮機１から冷媒が吐出される冷
媒が図１に破線矢印で示す方向に流れ、暖房サイクルが
形成される。これにより、室内熱交換器７が凝縮器、冷
媒加熱器１１が蒸発器として働き、室内に温風が吹出さ
れる。
【００２３】この暖房運転時、圧縮機１から吐出される
冷媒の一部がバイパス２０を通って冷媒加熱器１１側に
流れるが、その冷媒の量はキャピラリチューブ２１の抵
抗によってごく少量に押さえられ、運転に支障は来たさ
ない。ところで、この暖房運転時、二方弁１４が故障し
て開かなかったとする。しかもそれに加えて電動膨張弁
５が開かなかったとする。
【００２４】この場合、電動膨張弁５と二方弁１４との
間の冷媒加熱器１１やその付近の配管に冷媒が閉じ込め
られた状態で冷媒加熱器１１による過熱がなされるた
め、閉じ込められた冷媒の圧力が大きく上昇する。
【００２５】閉じ込められた冷媒の圧力が圧縮機１の吐
出冷媒の圧力よりも高くなると、その閉じ込められた冷
媒がバイパス２０を通り、圧縮機１の吐出側に流入す
る。この流入により、閉じ込められた冷媒の圧力上昇が
先ず抑制される。このとき、圧力上昇に伴う温度上昇を
温度センサ３１が捕らえており、その温度センサ３１の
検知温度が設定値以上となると、圧縮機１および冷媒加
熱器１１の運転が停止される。
【００２６】このように、圧力上昇する冷媒をバイパス
２０を通して逃がし、それと同時に温度検知を用いて圧
縮機１および冷媒加熱器１１の運転を停止することによ
り、冷媒圧力の異常上昇を確実に押さえることができ、
冷媒加熱器１１やその周辺の配管などの部品の破壊を未
然に防ぐことができる。
【００２７】とくに、高価な弁などを用いず、キャピラ
リチューブ２１を有する単純なバイパス２０を採用し、
しかも過熱度検出用に設けられている温度センサ３１を
利用する構成であるから、安価である。
【００２８】なお、冷媒加熱器１１には異常過熱を検知
するための温度検知手段を設け、その異常過熱の検知時
に冷媒加熱器１１の燃焼を止める保護手段を設けるのが
普通であるが、これはあくまでも冷媒加熱器１１のため
の過熱保護であり、これにバイパス２０および温度セン
サ３１を用いた上記の圧力保護が加わることにより、安
全対策は万全となる。
【００２９】一方、暖房運転が据付け完了後の最初の運
転であるとき、二方弁１４が開かず、それに加えて接続
用バルブ６の開け忘れがあったとする。この場合は、接
続用バルブ６と二方弁１４との間の冷媒加熱器１１やそ
の付近の配管に冷媒が閉じ込められることになり、上記
同様にバイパス２０および温度センサ３１の働きでいて
圧力上昇が押さえられる。
【００３０】また、暖房運転が据付け完了後の最初の運
転であるとき、二方弁１４が開かず、それに加えて接続
用バルブ８の開け忘れがあったとする。この場合には、
冷媒加熱器１１において圧力上昇する冷媒がバイパス２
０よりも室内熱交換器７側に逃げ、それに温度センサ３
１の温度検知が加わることにより、圧力上昇が押さえら
れる。この発明の第２実施例を図２に示す。ここでは、
冷媒加熱器１１の接続位置を逆止弁４と電動膨張弁５と
の間に移している。
【００３１】また、除湿運転機能を持たせるために室内
熱交換器７を２つの熱交換器７ａ，７ｂに分け、両熱交
換器７ａ，７ｂ間に電動膨張弁１５を設けている。この
電動膨張弁１５は、冷房および暖房運転時は全開する
が、除湿運転時はある開度まで絞られて熱交換器７ａを
蒸発器、熱交換器７ｂを凝縮器として働かせる作用をす
る。なお、このとき、電動膨張弁５は全開される。
【００３２】この実施例においても、二方弁１４が開か
ずに冷媒が閉じ込められた状態で冷媒加熱器１１の運転
がなされた場合、閉じ込められた冷媒の圧力が大きく上
昇するのに伴ない、その冷媒がバイパス２０を通って逃
げ、それと同時に温度センサ３１の温度検知が働いて圧
縮機１および冷媒加熱器１１の運転が停止する。したが
って、冷媒圧力の異常上昇を確実に押さえることがで
き、冷媒加熱器１１やその周辺の配管などの部品の破壊
を未然に防ぐことができる。
【００３３】なお、上記各実施例では、バイパス２０の
他端を冷媒加熱器１１の入口側に接続したが、冷媒加熱
器１１の出口側に接続してもよい。この場合、温度セン
サ３２の検知温度が設定値以上となったときに圧縮機１
および冷媒加熱器１１の運転を停止することになる。
【００３４】
【発明の効果】以上述べたようにこの発明によれば、圧
縮機の吐出口から冷媒加熱器の入口側または出口側にか
けてバイパスを接続し、このバイパスに絞り機構を設け
るとともに、冷媒加熱器の入口側または出口側の温度が
設定値以上になると圧縮機および冷媒加熱器の運転を停
止する保護手段を設けたので、冷媒加熱器およびその周
辺部における冷媒圧力の異常上昇を押さえ、部品の破壊
を未然に防ぐことができる安全性にすぐれた空気調和機
を提供できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】この発明の第１実施例の冷凍サイクルおよび制
御回路の構成図。
【図２】この発明の第２実施例の冷凍サイクルおよび制
御回路の構成図。
【図３】従来の空気調和機の冷凍サイクルの構成図。
【符号の説明】
１…圧縮機、２…四方弁、３…室外熱交換器、７…室内
熱交換器、１１…冷媒加熱器、１４…二方弁、２０…バ
イパス、２１…キャピラリチューブ（絞り機構）、３
１，３２…温度センサ、４０…制御部。

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 圧縮機の吐出冷媒を四方弁、室外熱交換
    器、減圧器、室内熱交換器に通して圧縮機に戻し冷房運
    転を実行する手段と、圧縮機の吐出冷媒を室内熱交換
    器、減圧器、冷媒加熱器に通して圧縮機に戻し暖房運転
    を実行する手段と、前記冷媒加熱器から圧縮機の吸込口
    への冷媒流路に設けた二方弁と、この二方弁を冷房運転
    時に閉じ暖房運転時に開く手段と、前記圧縮機の吐出口
    から冷媒加熱器の入口側または出口側にかけてバイパス
    を接続しこのバイパスに絞り機構を設けた冷凍サイクル
    と、前記冷媒加熱器の入口側または出口側に設けた温度
    センサと、この温度センサの検知温度が設定値以上にな
    ると前記圧縮機および冷媒加熱器の運転を停止する保護
    手段とを備えたことを特徴とする空気調和機。
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