JPH11108397A - 冷凍装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 熱源側回路と利用側回路とを備えた２次冷媒
システムに対し、各回路を制御するための指令信号を必
要とすることなしに四路切換弁の適切な切換動作を可能
とする。 【解決手段】 ２次冷媒システムの利用側冷媒回路(B)
を、ポンプ(11)、四路切換弁(12)、室内熱交換器(13)、
中間熱交換器(5)の利用側伝熱管(5B)を冷媒配管(14)に
より接続して構成する。四路切換弁(12)のピストン(17)
両側に形成した一対の作動室(16a,16b)のうち一方に利
用側伝熱管(5B)の液側を接続し、他方に室内熱交換器(1
3)の液側を接続する。室内熱交換器(13)及び利用側伝熱
管(5B)の一方で冷媒を蒸発させ、他方で冷媒を凝縮させ
る冷媒循環動作時、作動室(16a,16b)に作用する圧力に
よりピストン(17)を移動させて四路切換弁(12)を切り換
える。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、冷凍装置に係り、
特に、四路切換弁等の流路切換機構によって冷媒の循環
方向を切り換え可能とした冷媒回路において上記流路切
換機構を切り換えるための手段の改良に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来より、例えば特開平９−１７８２１
７号公報に開示されているように、熱源側回路と利用側
回路とを備え、この両者間で熱の授受が可能とされたい
わゆる２次冷媒システムが知られている。以下、この種
のシステムについて説明する。熱源側回路は、圧縮機、
四路切換弁、室外熱交換器、膨張弁、中間熱交換器の熱
源側伝熱部が冷媒配管によって熱源側冷媒の循環が可能
に接続されてなる。一方、利用側回路は、圧縮機、四路
切換弁、中間熱交換器の利用側伝熱部、膨張弁、室内熱
交換器が冷媒配管によって利用側冷媒の循環が可能に接
続されてなる。

【０００３】室内冷房時、熱源側回路では、圧縮機で圧
縮され室外熱交換器で凝縮した熱源側冷媒が、膨張弁で
減圧し、中間熱交換器の熱源側伝熱部において利用側伝
熱部を流れる利用側冷媒と熱交換して蒸発した後、圧縮
機に戻るといった循環動作を行う。一方、利用側回路で
は、圧縮機で圧縮され中間熱交換器の利用側伝熱部で熱
源側冷媒と熱交換して凝縮した利用側冷媒が、膨張弁で
減圧し、室内熱交換器において室内空気と熱交換して蒸
発した後、圧縮機に戻るといった循環動作を行う。これ
により、室内を冷房する。

【０００４】逆に、室内暖房時には、各回路での冷媒循
環方向が切換わり、熱源側回路では、熱源側冷媒が、中
間熱交換器の熱源側伝熱部において凝縮し、室外熱交換
器で蒸発する。利用側回路では、利用側冷媒が、室内熱
交換器において室内空気と熱交換して凝縮し、中間熱交
換器の利用側伝熱部において蒸発する。

【０００５】このような冷媒循環動作の切り換えは、リ
モコン等からの運転指令信号によって各回路の四路切換
弁が切り換えられることにより行われる。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】このように、従来の回
路では、リモコンからの運転指令信号等といった外部指
令によって四路切換弁が切り換えられていた。つまり、
熱源側回路及び利用側回路の運転制御を行う集中コント
ローラ等の手段からの指令信号に基づいて四路切換弁の
切換動作が行われていた。このため、この四路切換弁を
切り換えるための外部指令を発する手段を必要としてい
た。

【０００７】また、各回路内での冷媒循環状態に拘わり
なく指令信号によって強制的に四路切換弁が切り換えら
れていたため、回路内圧力の急激な変化によって冷媒循
環動作に挙動を招くことがあり、安定した冷媒循環動作
が行えなくなる虞れもあった。

【０００８】本発明は、かかる点に鑑みてなされたもの
であり、その目的とするところは、冷媒回路を制御する
ための指令信号を必要とすることなしに四路切換弁の適
切な切換動作を可能とすることである。

【０００９】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、本発明は、冷媒循環方向の切換えが可能な流路切換
機構部を備えた冷媒回路に対し、冷媒回路内の複数箇所
の内部圧力に応じて冷媒循環方向を切り換えるようにし
た。

【００１０】具体的に請求項１記載の発明は、搬送手段
(11)、流路切換機構部(12)、熱源側熱交換器(5B)、利用
側熱交換器(13)が冷媒配管(14)によって接続され、流路
切換機構部(12)の切り換え動作によって冷媒の循環方向
が可逆に構成された冷媒回路(B)を備えた冷凍装置を前
提としている。そして、利用側熱交換器(13)で冷媒が蒸
発し且つ熱源側熱交換器(5B)で冷媒が凝縮する第１の動
作時に高圧側となり、熱源側熱交換器(5B)で冷媒が蒸発
し且つ利用側熱交換器(13)で冷媒が凝縮する第２の動作
時に低圧側となる冷媒回路(B)内の第１の位置と、上記
第１の動作時に低圧側となり、第２の動作時に高圧側と
なる冷媒回路(B)内の第２の位置との各冷媒圧力に応じ
て、所定の冷媒循環動作が行われるように流路切換機構
部(12)を切り換える切換手段(23)を設けた構成としてい
る。

【００１１】請求項２記載の発明は、図１に示すよう
に、熱源側流体が循環する熱源側回路(A)と利用側流体
が循環する利用側回路(B)とを備え、各回路(A,B)を循環
する流体の中間熱交換器(5)における熱交換によって回
路(A,B)間で熱の授受を行うように構成されると共に、
上記利用側回路(B)が、搬送手段(11)、流路切換機構部
(12)、上記中間熱交換器(5)の利用側熱交換部(5B)、利
用側熱交換器(13)が冷媒配管(14)によって接続され、流
路切換機構部(12)の切り換え動作によって冷媒の循環方
向が可逆に構成された冷凍装置を前提とする。そして、
利用側熱交換器(13)で冷媒が蒸発し且つ利用側熱交換部
(5B)で冷媒が凝縮する第１の動作時に高圧側となり、利
用側熱交換部(5B)で冷媒が蒸発し且つ利用側熱交換器(1
3)で冷媒が凝縮する第２の動作時に低圧側となる冷媒回
路(B)内の第１の位置と、上記第１の動作時に低圧側と
なり、第２の動作時に高圧側となる冷媒回路(B)内の第
２の位置との各冷媒圧力に応じて、所定の冷媒循環動作
が行われるように流路切換機構部(12)を切り換える切換
手段(23)を設けた構成としている。

【００１２】請求項３記載の発明は、上記請求項２記載
の冷凍装置において、切換手段(23)が、中間熱交換器
(5)の利用側熱交換部(5B)の液側冷媒圧力と、利用側熱
交換器(13)の液側冷媒圧力とに応じて流路切換機構部(1
2)の切換えを行う構成としている。

【００１３】これら特定事項により、切換手段(23)が、
冷媒回路(B)内の第１の位置の冷媒圧力と第２の位置の
冷媒圧力とに応じて流路切換機構部(12)を切り換える。
つまり、従来のような外部入力による強制的な切換動作
は行わない。このため、外部指令を発する手段を必要と
せず、装置としての構成の簡素化が図れる。また、回路
(B)内の冷媒圧力に基づいて流路切換機構部(12)が切り
換わるため、この切り換え時に回路内圧力が急激に変化
することはなく冷媒循環動作に挙動を招くことが回避で
きる。

【００１４】請求項４記載の発明は、上記請求項３記載
の冷凍装置において、流路切換機構部(12)を、中空の弁
本体(16)内部にピストン(17)が往復移動自在に収容され
てなる四路切換弁で成す。上記ピストン(17)の移動方向
の両外側に、該ピストン(17)と弁本体(16)とによって作
動室(16a,16b)を形成して、この各作動室(16a,16b)に作
用する圧力の差によってピストン(17)を移動させ、該ピ
ストン(17)が一方向に移動した際と他方向に移動した際
とで冷媒の循環方向が逆向きとなるようにする。また、
切換手段(23)に、中間熱交換器(5)の利用側熱交換部(5
B)の液側と一方の作動室(16a)とを連通する第１連通管
(20)と、利用側熱交換器(13)の液側と他方の作動室(16
b)とを連通する第２連通管(21)とを備えさせた構成とし
ている。

【００１５】この特定事項により、第１の動作時と第２
の動作時とでは、第１連通管(20)及び第２連通管(21)に
導入する圧力が異なっており、この異なる圧力が、ピス
トン(17)の移動方向の両外側に形成された作動室(16a,1
6b)に作用する。これにより、ピストン(17)が弁本体(1
6)内部を移動して四路切換弁(12)が切り換えられる。こ
のように、回路内の圧力を四路切換弁(12)の切換え駆動
源として使用しているので、個別の駆動源を必要としな
い。

【００１６】請求項５記載の発明は、上記請求項３記載
の冷凍装置において、切換手段(23)に、利用側熱交換器
(13)の液側冷媒圧力を検出する第１検出手段(PS1)と、
中間熱交換器(5)の利用側熱交換部(5B)の液側冷媒圧力
を検出する第２検出手段(PS2)と、各検出手段(PS1,PS2)
の出力を受ける受信手段(36)と、該受信手段(36)が受け
た圧力信号を比較する比較手段(37)と、該比較手段(37)
の比較結果に応じて流路切換機構部(12)の切換えを行う
制御手段(38)とを備えさせた構成としている。

【００１７】この特定事項により、利用側熱交換器(13)
の液側冷媒圧力と利用側熱交換部(5B)の液側冷媒圧力と
を比較した結果により、制御手段(38)が流路切換機構部
(12)の切換えを行って利用側回路(B)での冷媒循環方向
を切り換える。このため、正確な切換動作が行われる。

【００１８】請求項６記載の発明は、上記請求項５記載
の冷凍装置において、流路切換機構部(12)に、搬送手段
(11)の吐出側の利用側熱交換器(13)に対する連通状態を
切り換える第１弁(27)と、該吐出側の利用側熱交換部(5
B)に対する連通状態を切り換える第２弁(28)とを備える
と共に、搬送手段(11)の吸入側の利用側熱交換器(13)に
対する連通状態を切り換える第３弁(32)と、該吸入側の
利用側熱交換部(5B)に対する連通状態を切り換える第４
弁(33)とを備えさせる。また、制御手段(38)が、第１弁
(27)及び第４弁(33)を開放し且つ第２弁(28)及び第３弁
(32)を閉鎖する状態と、第２弁(28)及び第３弁(32)を開
放し且つ第１弁(27)及び第４弁(33)を閉鎖する状態とで
冷媒の循環方向を逆向きに切り換える構成としている。

【００１９】この特定事項により、４個の弁の切換え動
作により、冷媒循環方向が切り換えられることになる。
この構成では、一般的な四路切換弁を使用した場合に比
べて故障が少なく装置が長寿命化できる。

【００２０】

【発明の実施の形態１】以下、本発明の実施形態１を図
面に基づいて説明する。本形態では、熱源側冷媒回路
(A)と利用側冷媒回路(B)とを備えたいわゆる２次冷媒シ
ステムで成る空気調和装置の利用側冷媒回路(B)に本発
明を適用した場合について説明する。

【００２１】−回路構成の説明− 図１に示すように、本形態に係る２次冷媒システムは、
熱源側冷媒回路(A)と利用側冷媒回路(B)とを備え、両回
路(A,B)を循環する冷媒同士の熱交換により室内の冷房
または暖房を行うものである。

【００２２】先ず、熱源側冷媒回路(A)について説明す
る。この回路(A)は、圧縮機(1)、四路切換弁(2)、室外
熱交換器(3)、電動膨張弁(4)、中間熱交換器(5)の熱源
側伝熱管(5A)が冷媒配管(6)によって熱源側冷媒の循環
が可能に接続されて成る。室外熱交換器(3)は外気との
間で熱交換を行う空冷式のものであって図示しない室外
ファンが近接して配置されている。中間熱交換器(5)の
熱源側伝熱管(5A)は利用側冷媒回路(B)の冷媒に冷熱ま
たは温熱を与えるものである。

【００２３】四路切換弁(2)は、図中実線側の切り換え
状態では圧縮機(1)の吐出側を室外熱交換器(3)に、吸入
側を中間熱交換器(5)の熱源側伝熱管(5A)にそれぞれ接
続する一方、図中破線側の切り換え状態では圧縮機(1)
の吐出側を中間熱交換器(5)の熱源側伝熱管(5A)に、吸
入側を室外熱交換器(3)にそれぞれ接続する。これによ
り、図中実線側の切り換え状態では、圧縮機(1)から吐
出した熱源側冷媒が、室外熱交換器(3)において凝縮
し、電動膨張弁(4)で減圧した後、中間熱交換器(5)の熱
源側伝熱管(5A)で利用側冷媒回路(B)から吸熱して蒸発
する一方、図中破線側の切り換え状態では、圧縮機(1)
から吐出した熱源側冷媒が、中間熱交換器(5)の熱源側
伝熱管(5A)において利用側冷媒回路(B)に放熱して凝縮
し、電動膨張弁(4)で減圧した後、室外熱交換器(3)で蒸
発する構成となっている。尚、この四路切換弁(2)は周
知の構成で成りパイロット三方弁により切り換えられる
ものである。

【００２４】次に、利用側冷媒回路(B)について説明す
る。この回路(B)は、搬送手段としてのポンプ(11)、流
路切換機構部としての四路切換弁(12)、利用側熱交換器
としての室内熱交換器(13)、中間熱交換器(5)の利用側
熱交換部としての利用側伝熱管(5B)が冷媒配管(14)によ
って利用側冷媒の循環が可能に接続されて成る。室内熱
交換器(13)は室内空気との間で熱交換を行うものであ
る。中間熱交換器(5)の利用側伝熱管(5B)は熱源側回路
(A)の冷媒から冷熱または温熱を受けるものである。

【００２５】四路切換弁(12)は、筒状の弁本体(16)の内
部にピストン(17)が往復移動自在に収容されている。こ
のピストン(17)の往復動方向の両側には、該ピストン(1
7)と弁本体(16)とにより左右の作動室(16a,16b)が形成
されている。この各作動室(16a,16b)に作用する圧力差
によってピストン(17)が弁本体(16)内部を移動する構成
となっている。

【００２６】弁本体(16)には、図１における上部にポン
プ(11)の吐出側に繋がる高圧ポート(P1)が設けられてい
る。また、弁本体(16)の下部には、ポンプ(11)の吸入側
に繋がる低圧ポート(P2)と、該低圧ポート(P2)の図中右
側に位置して室内熱交換器(13)の液側に繋がる利用側ポ
ート(P3)と、低圧ポート(P2)の図中左側に位置して中間
熱交換器(5)の利用側伝熱管(5B)の液側に繋がる熱源側
ポート(P4)とを備えている。ピストン(17)には、各ポー
ト(P2〜P4)の連通状態を切り換える凹陥部(18a)を有す
る弁体(18)が設けられており、ピストン(17)の移動位置
によって低圧ポート(P2)に対する利用側ポート(P3)と熱
源側ポート(P4)との連通状態を切り換えるようになって
いる。これにより、図２に示すようにピストン(17)が図
中左側に移動している状態では、高圧ポート(P1)と利用
側ポート(P3)とを連通すると共に、低圧ポート(P2)と熱
源側ポート(P4)とを連通する。これにより、ポンプ(11)
の吐出側を室内熱交換器(13)に、吸入側を中間熱交換器
(5)の利用側伝熱管(5B)にそれぞれ接続する。一方、図
３に示すようにピストン(17)が図中右側に移動している
状態では、高圧ポート(P1)と熱源側ポート(P4)を連通す
ると共に、低圧ポート(P2)と利用側ポート(P3)を連通す
る。これにより、ポンプ(11)の吐出側を中間熱交換器
(5)の利用側伝熱管(5B)に、吸入側を室内熱交換器(13)
にそれぞれ接続する構成となっている。

【００２７】本形態の特徴として、上記左作動室(16a)
は熱源側ポート(P4)近傍（本発明でいう第２の位置）に
第１連通管としての熱源側圧力導入管(20)によって連通
している。また、右作動室(16b)は利用側ポート(P3)近
傍（本発明でいう第１の位置）に第２連通管としての利
用側圧力導入管(21)によって連通している。つまり、中
間熱交換器(5)の利用側伝熱管(5B)の液側の圧力が左作
動室(16a)に、室内熱交換器(13)の液側の圧力が右作動
室(16b)にそれぞれ導入される構成となっている。これ
により、本発明でいう切換手段(23)が構成されている。

【００２８】−冷媒循環動作の説明− （冷房運転時） 上述の如く構成された空気調和装置の冷房運転時（本発
明でいう第１の動作時）、熱源側冷媒回路(A)では、圧
縮機(1)が駆動し、四路切換弁(2)が図中実線側に切換わ
る。また、電動膨張弁(4)が所定開度に調整される。

【００２９】これにより、図１に実線の矢印で示すよう
に、圧縮機(1)から吐出した熱源側冷媒は、室外熱交換
器(3)において外気との間で熱交換を行って凝縮し、電
動膨張弁(4)で減圧した後、中間熱交換器(5)の熱源側伝
熱管(5A)で利用側冷媒回路(B)の利用側冷媒に冷熱を与
えて蒸発し、圧縮機(1)の吸入側に回収される。このよ
うな冷媒循環動作が熱源側冷媒回路(A)において行われ
る。

【００３０】利用側冷媒回路(B)では、ポンプ(11)が駆
動して利用側冷媒の循環が行われる。この際、中間熱交
換器(5)の利用側伝熱管(5B)では利用側冷媒が熱源側冷
媒によって冷却されガス冷媒が凝縮して液冷媒となる。
つまり、この利用側伝熱管(5B)では低圧が発生する。一
方、室内熱交換器(13)では利用側伝熱管(5B)で凝縮した
液冷媒が室内空気との間で熱交換を行って蒸発する。つ
まり、この室内熱交換器(13)では高圧が発生する。

【００３１】このような圧力発生状態であるため、利用
側伝熱管(5B)で発生した低圧は熱源側圧力導入管(20)に
より四路切換弁(12)の左側作動室(16a)に作用する。一
方、室内熱交換器(13)で発生した高圧は利用側圧力導入
管(21)により四路切換弁(12)の右側作動室(16b)に作用
する。この各作動室(16a,16b)に作用する圧力差によ
り、四路切換弁(12)のピストン(17)は図２に示すよう
に、右側作動室(16b)が拡大する方向（図中左方向）に
移動する。このため、弁体(18)が、高圧ポート(P1)と利
用側ポート(P3)とを連通させると共に、低圧ポート(P2)
と熱源側ポート(P4)とを連通させる。これにより、図２
に矢印で示すように、ポンプ(11)から吐出した液冷媒
は、四路切換弁(12)を経て室内熱交換器(13)に達し、こ
こで室内空気と熱交換を行って蒸発する。これにより室
内空気を冷却し室内を冷房する。その後、この冷媒は、
中間熱交換器(5)の利用側伝熱管(5B)において熱源側冷
媒から冷熱を受けて凝縮し、四路切換弁(12)を経てポン
プ(11)の吸入側に回収される。このような冷媒循環動作
が利用側冷媒回路(B)において行われる。

【００３２】（暖房運転時）次に、暖房運転時について
説明する。この運転時（本発明でいう第２の動作時）に
は、熱源側冷媒回路(A)では、圧縮機(1)が駆動し、四路
切換弁(2)が図１中破線側に切換わる。また、電動膨張
弁(4)が所定開度に調整される。

【００３３】これにより、図１に破線の矢印で示すよう
に、圧縮機(1)から吐出した熱源側冷媒は、中間熱交換
器(5)の熱源側伝熱管(5A)において利用側冷媒回路(B)の
利用側冷媒に温熱を与えて凝縮し、電動膨張弁(4)で減
圧した後、室外熱交換器(3)において外気との間で熱交
換を行って蒸発する。その後、この冷媒は圧縮機(1)の
吸入側に回収される。このような冷媒循環動作が熱源側
冷媒回路(A)において行われる。

【００３４】利用側冷媒回路(B)では、ポンプ(11)が駆
動して利用側冷媒の循環が行われる。この際、中間熱交
換器(5)の利用側伝熱管(5B)では利用側冷媒が熱源側冷
媒によって加熱され液冷媒が蒸発してガス冷媒となる。
つまり、この利用側伝熱管(5B)では高圧が発生する。一
方、室内熱交換器(13)では利用側伝熱管(5B)で蒸発した
ガス冷媒が室内空気との間で熱交換を行って凝縮する。
つまり、この室内熱交換器(13)では低圧が発生する。

【００３５】このような圧力発生状態であるため、利用
側伝熱管(5B)で発生した高圧は熱源側圧力導入管(20)に
より四路切換弁(12)の左側作動室(16a)に作用する。一
方、室内熱交換器(13)で発生した低圧は利用側圧力導入
管(21)により四路切換弁(12)の右側作動室(16b)に作用
する。この各作動室(16a,16b)に作用する圧力差によ
り、四路切換弁(12)のピストン(17)は図３に示すよう
に、左側作動室(16a)が拡大する方向（図中右方向）に
移動する。このため、弁体(18)が、高圧ポート(P1)と熱
源側ポート(P4)とを連通させると共に、低圧ポート(P2)
と利用側ポート(P3)とを連通させる。これにより、図３
に矢印で示すように、ポンプ(11)から吐出した液冷媒
は、四路切換弁(12)を経て中間熱交換器(5)の利用側伝
熱管(5B)において熱源側冷媒から温熱を受けて蒸発した
後、室内熱交換器(13)に達し、ここで室内空気と熱交換
を行って凝縮する。これにより室内空気を加熱し室内を
暖房する。その後、この冷媒は、四路切換弁(12)を経て
ポンプ(11)の吸入側に回収される。このような冷媒循環
動作が利用側冷媒回路(B)において行われる。

【００３６】このように、本形態によれば、利用側伝熱
管(5B)の液側冷媒圧力と、室内熱交換器(13)の液側冷媒
圧力とによって四路切換弁(12)の切換動作を行うように
しているので、従来のように、リモコンからの運転指令
信号等といった外部指令によって四路切換弁を切り換え
るもののように外部指令を発する手段を必要とすること
がない。つまり、利用側冷媒回路(B)のみで四路切換弁
(12)を切り換えるための機構が完結している。このた
め、装置としての構成の簡素化が図れる。また、回路
(B)内の冷媒圧力に基づいて四路切換弁(12)が切り換え
られるため、この切り換え時に回路内圧力が急激に変化
することはなく冷媒循環動作に挙動を招くことが回避で
きて安定した冷媒循環動作を行うことができる。

【００３７】

【発明の実施の形態２】以下、本発明の実施形態２を図
面に基づいて説明する。本形態では、利用側冷媒回路
(B)での利用側冷媒の循環方向を切り換えるための構成
の変形例である。従って、ここでは、この切り換えのた
めの手段についてのみ説明する。

【００３８】−回路構成の説明− 本形態の２次冷媒システムの利用側冷媒回路(B)のみを
示す図４のように、本形態に係る利用側冷媒回路(B)
は、上述した四路切換弁に代えて４個の電磁弁(27,28,3
2,33)の開閉制御によって利用側冷媒の循環方向を切り
換えるようになっている。

【００３９】ポンプ(11)の吐出側は第１及び第２の吐出
管(25,26)に分岐され、第１吐出管(25)が室内熱交換器
(13)の液側に、第２吐出管(26)が利用側伝熱管(5B)の液
側にそれぞれ接続している。第１吐出管(25)には第１電
磁弁(27)が、第２吐出管(26)には第２電磁弁(28)がそれ
ぞれ設けられている。

【００４０】同様に、ポンプ(11)の吸入側は第１及び第
２の吸入管(30,31)に分岐され、第１吸入管(30)が上記
第１吐出管(25)に接続することで室内熱交換器(13)の液
側に、第２吸入管(31)が上記第２吐出管(26)に接続する
ことで利用側伝熱管(5B)の液側にそれぞれ接続してい
る。第１吸入管(30)には第３電磁弁(32)が、第２吸入管
(31)には第４電磁弁(33)がそれぞれ設けられている。こ
れにより、本発明でいう流路切換機構部(12)が構成され
ている。

【００４１】室内熱交換器(13)の液側の配管(14A)及び
利用側伝熱管(5B)の液側の配管(14B)には、圧力センサ
(PS1,PS2)がそれぞれ接続されている。また、この利用
側冷媒回路(B)は電磁弁開閉制御用のコントローラ(35)
を備えている。このコントローラ(35)には、上記各圧力
センサ(PS1,PS2)が検知した配管(14A,14B)内部の圧力信
号を受信する受信手段(36)と、該受信手段(36)が受信し
た圧力信号を比較する比較手段(37)と、その比較した結
果に応じて各電磁弁(27,28,32,33)の開閉制御を行う制
御手段(38)とを備えている。つまり、各配管(14A,14B)
内部圧力に応じて各電磁弁(27,28,32,33)の開閉制御が
行われる構成となっている。これにより、本発明でいう
切換手段(23)が構成されている。

【００４２】−冷媒循環動作の説明− （冷房運転時）上述の如く構成された空気調和装置の冷
房運転時、熱源側冷媒回路(A)では上述した第１実施形
態の冷房運転時と同様の冷媒循環動作が行われる。一
方、利用側冷媒回路(B)では、上記と同様にして利用側
伝熱管(5B)では低圧が発生し、室内熱交換器(13)では高
圧が発生する。つまり、利用側伝熱管(5B)の液側の配管
(14B)に設けられた第２検出手段としての圧力センサ(PS
2)により検知される圧力よりも室内熱交換器(13)の液側
の配管(14A)に設けられた第１検出手段としての圧力セ
ンサ(PS1)により検知される圧力の方が高くなる。これ
を上記比較手段(37)が比較して認識し、制御手段(38)に
よる各電磁弁(27,28,32,33)の開閉制御が行われる。こ
の開閉制御としては、第１電磁弁(27)及び第４電磁弁(3
3)を開放すると共に第２電磁弁(28)及び第３電磁弁(32)
を閉鎖する。これにより、上述した第１実施形態の冷房
運転時と同様の利用側冷媒の循環動作が行われて室内が
冷房される（図４に実線で示す矢印参照）。

【００４３】（暖房運転時）暖房運転時には、熱源側冷
媒回路(A)では上述した第１実施形態の暖房運転時と同
様の冷媒循環動作が行われる。一方、利用側冷媒回路
(B)では、上記と同様にして利用側伝熱管(5B)では高圧
が発生し、室内熱交換器(13)では低圧が発生する。つま
り、室内熱交換器(13)の液側の配管(14A)に設けられた
圧力センサ(PS1)により検知される圧力よりも利用側伝
熱管(5B)の液側の配管(14B)に設けられた圧力センサ(PS
2)により検知される圧力の方が高くなる。これを上記比
較手段(37)が比較して認識し、制御手段(38)による各電
磁弁(27,28,32,33)の開閉制御が行われる。この開閉制
御としては、第２電磁弁(28)及び第３電磁弁(32)を開放
すると共に第１電磁弁(27)及び第４電磁弁(33)を閉鎖す
る。これにより、上述した第１実施形態の暖房運転時と
同様の利用側冷媒の循環動作が行われて室内が暖房され
る（図４に破線で示す矢印参照）。

【００４４】このように本形態によれば、利用側伝熱管
(5B)の液側冷媒圧力と、室内熱交換器(13)の液側冷媒圧
力とを各圧力センサ(PS1,PS2)により検知し、これに基
づいて四路切換弁(12)の切換動作を行うようにしている
ので、上述した実施形態１の効果に加えて、四路切換弁
(12)を正確に切り換えることができ、切換動作の信頼性
の向上を図ることができる。

【００４５】

【発明の実施の形態３】次に、本発明の実施形態３を図
面に基づいて説明する。本形態では、利用側冷媒回路
(B)での利用側冷媒の循環方向を切り換える手段として
上述した実施形態１と同様の四路切換弁(12)を採用し、
この四路切換弁(12)を利用側冷媒回路(B)の冷媒配管(1
4)中の圧力に応じて切り換えるものである。従って、本
形態においても、この切り換えのための手段についての
み説明する。

【００４６】−回路構成の説明− 本形態の２次冷媒システムの利用側冷媒回路(B)のみを
示す図５のように、本形態では、四路切換弁(12)のパイ
ロット三方弁(40)の切換動作によって四路切換弁(12)を
作動させて利用側冷媒の循環方向を変更可能としてい
る。つまり、室内熱交換器(13)の液側の配管(14A)及び
利用側伝熱管(5B)の液側の配管(14B)に圧力導入管(41,4
2)を接続し、この各圧力導入管(41,42)を圧力比較器(4
3)に接続する。この圧力比較器(43)からの出力はパイロ
ット三方弁(40)に送信され、この信号によってパイロッ
ト三方弁(40)の電磁コイル(40a)励磁または非励磁が切
り換えられて四路切換弁(12)が、図中実線側と破線側と
の間で切換動作される構成となっている。詳しくは、図
６に示すように、パイロット三方弁(40)の１つのポート
(40A)は四路切換弁(12)の低圧ポート(P2)に他の２つの
ポート(40B,40C)は四路切換弁(12)の各作動室(16a,16b)
にそれぞれ個別に接続している。その他の構成は、上述
した実施形態１と同様である。

【００４７】本形態における冷房運転時には、各圧力導
入管(41,42)から圧力比較器(43)に導入される圧力に基
づき、パイロット三方弁(40)が図６中実線側に切換わ
る。これにより、四路切換弁(12)のピストン(17)が図中
左側に移動して上述した実施形態１の冷房運転と同様の
冷媒循環動作が行われる。一方、暖房運転時には、各圧
力導入管(41,42)から圧力比較器(43)に導入される圧力
に基づき、パイロット三方弁(40)が図６中破線側に切換
わる。これにより、四路切換弁(12)のピストン(17)が図
中右側に移動して上述した実施形態１の暖房運転と同様
の冷媒循環動作が行われる。

【００４８】このように、本形態においても、利用側伝
熱管(5B)の液側冷媒圧力と、室内熱交換器(13)の液側冷
媒圧力とを比較して四路切換弁(12)の切換動作を行うよ
うにしているので、切換動作の信頼性の向上を図ること
ができる。

【００４９】尚、上述した各実施形態は、本発明を、２
次冷媒システムで成る空気調和装置の利用側冷媒回路
(B)に適用した場合について説明したが、本発明はこれ
に限らず、ペルチェ素子やヒータ等の個別の熱源を採用
することで、通常の冷媒回路に適用したり、２次冷媒シ
ステムの熱源側冷媒回路に適用することも可能である。

【００５０】

【発明の効果】以上のように、本発明によれば、以下の
ような効果が発揮される。請求項１記載の発明では、冷
媒循環方向の切換えが可能な流路切換機構部(12)を備え
た冷媒回路(B)に対し、冷媒回路(B)内の複数箇所の内部
圧力に応じて冷媒循環方向を切り換えるようにした。ま
た、請求項２記載の発明では、２次冷媒システムの利用
側回路(B)に本発明を適用している。更に請求項３記載
の発明では、冷媒回路(B)の中間熱交換器(5)の利用側熱
交換部(5B)の液側冷媒圧力と、利用側熱交換器(13)の液
側冷媒圧力とに応じて流路切換機構部(12)の切換えを行
う構成としている。これにより、従来のような外部入力
による強制的な切換動作を行うことなしに流路切換機構
部(12)の切換えが行われる。つまり、外部指令を発する
手段を必要とせず、冷媒回路(B)のみで流路切換機構部
(12)を切り換えるための機構が完結しているため装置と
しての構成の簡素化を図ることができる。また、回路
(B)内の冷媒圧力に基づいて流路切換機構部(12)が切り
換わるため、この切り換え時に回路内圧力が急激に変化
することはなく冷媒循環動作に挙動を招くことが回避で
きて、安定した冷媒循環動作を行うことができる。

【００５１】請求項４記載の発明は、流路切換機構部(1
2)を四路切換弁で成し、中間熱交換器(5)の利用側熱交
換部(5B)の液側の圧力と、利用側熱交換器(13)の液側の
圧力とを利用して四路切換弁(12)を切り換えるようにし
ている。このため、回路内の圧力を四路切換弁(12)の切
換え駆動源として使用しているので、個別の駆動源を必
要とせず、これによっても装置の構成の簡素化が図れ
る。

【００５２】請求項５記載の発明は、利用側熱交換器(1
3)の液側冷媒圧力及び中間熱交換器(5)の利用側熱交換
部(5B)の液側冷媒圧力を検出し、これらを比較すること
で流路切換機構部(12)の切換えを行うようにしている。
このため、正確な切換動作を行うことができ、装置の信
頼性の向上を図ることができる。

【００５３】請求項６記載の発明は、４個の弁(27,28,3
2,33)の切り換え動作によって回路(B)内での冷媒の循環
方向を切り換える構成としている。この構成では、一般
的な四路切換弁を使用した場合に比べて故障が少なく装
置の長寿命化を図ることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】実施形態１における冷媒配管系統図である。

【図２】冷房運転時の利用側冷媒の循環動作を説明する
ための図である。

【図３】暖房運転時の利用側冷媒の循環動作を説明する
ための図である。

【図４】実施形態２における冷媒配管系統図である。

【図５】実施形態３における冷媒配管系統図である。

【図６】四路切換弁の切換機構を示す図である。

【符号の説明】

(5) 中間熱交換器 (5B) 利用側伝熱管（熱源側熱交換器、利用側
熱交換部） (11) ポンプ（搬送手段） (12) 四路切換弁（流路切換機構部） (13) 室内熱交換器（利用側熱交換器） (14) 冷媒配管 (16) 弁本体 (16a,16b) 作動室 (17) ピストン (20) 熱源側圧力導入管（第１連通管） (21) 利用側圧力導入管（第２連通管） (23) 切換手段 (27) 第１電磁弁 (28) 第２電磁弁 (32) 第３電磁弁 (33) 第４電磁弁 (37) 比較手段 (38) 制御手段 (A) 熱源側冷媒回路 (B) 利用側冷媒回路

Claims (6)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 搬送手段(11)、流路切換機構部(12)、熱
   源側熱交換器(5B)、利用側熱交換器(13)が冷媒配管(14)
   によって接続され、流路切換機構部(12)の切り換え動作
   によって冷媒の循環方向が可逆に構成された冷媒回路
   (B)を備えた冷凍装置において、 利用側熱交換器(13)で冷媒が蒸発し且つ熱源側熱交換器
   (5B)で冷媒が凝縮する第１の動作時に高圧側となり、熱
   源側熱交換器(5B)で冷媒が蒸発し且つ利用側熱交換器(1
   3)で冷媒が凝縮する第２の動作時に低圧側となる冷媒回
   路(B)内の第１の位置と、上記第１の動作時に低圧側と
   なり、第２の動作時に高圧側となる冷媒回路(B)内の第
   ２の位置との各冷媒圧力に応じて、所定の冷媒循環動作
   が行われるように流路切換機構部(12)を切り換える切換
   手段(23)が設けられていることを特徴とする冷凍装置。
2. 【請求項２】 熱源側流体が循環する熱源側回路(A)と
   利用側流体が循環する利用側回路(B)とを備え、各回路
   (A,B)を循環する流体の中間熱交換器(5)における熱交換
   によって回路(A,B)間で熱の授受を行うように構成され
   ると共に、上記利用側回路(B)が、搬送手段(11)、流路
   切換機構部(12)、上記中間熱交換器(5)の利用側熱交換
   部(5B)、利用側熱交換器(13)が冷媒配管(14)によって接
   続され、流路切換機構部(12)の切り換え動作によって冷
   媒の循環方向が可逆に構成された冷凍装置において、 利用側熱交換器(13)で冷媒が蒸発し且つ利用側熱交換部
   (5B)で冷媒が凝縮する第１の動作時に高圧側となり、利
   用側熱交換部(5B)で冷媒が蒸発し且つ利用側熱交換器(1
   3)で冷媒が凝縮する第２の動作時に低圧側となる冷媒回
   路(B)内の第１の位置と、上記第１の動作時に低圧側と
   なり、第２の動作時に高圧側となる冷媒回路(B)内の第
   ２の位置との各冷媒圧力に応じて、所定の冷媒循環動作
   が行われるように流路切換機構部(12)を切り換える切換
   手段(23)が設けられていることを特徴とする冷凍装置。
3. 【請求項３】 請求項２記載の冷凍装置において、 切換手段(23)は、中間熱交換器(5)の利用側熱交換部(5
   B)の液側冷媒圧力と、利用側熱交換器(13)の液側冷媒圧
   力とに応じて流路切換機構部(12)の切換えを行うもので
   あることを特徴とする冷凍装置。
4. 【請求項４】 請求項３記載の冷凍装置において、 流路切換機構部(12)は、中空の弁本体(16)内部にピスト
   ン(17)が往復移動自在に収容されてなる四路切換弁で成
   り、 上記ピストン(17)の移動方向の両外側には、該ピストン
   (17)と弁本体(16)とによって作動室(16a,16b)が形成さ
   れていて、この各作動室(16a,16b)に作用する圧力の差
   によってピストン(17)が移動し、該ピストン(17)が一方
   向に移動した際と他方向に移動した際とで冷媒の循環方
   向が逆向きとなるようになっており、 切換手段(23)は、中間熱交換器(5)の利用側熱交換部(5
   B)の液側と一方の作動室(16a)とを連通する第１連通管
   (20)と、利用側熱交換器(13)の液側と他方の作動室(16
   b)とを連通する第２連通管(21)とを備えていることを特
   徴とする冷凍装置。
5. 【請求項５】 請求項３記載の冷凍装置において、 切換手段(23)は、利用側熱交換器(13)の液側冷媒圧力を
   検出する第１検出手段(PS1)と、 中間熱交換器(5)の利用側熱交換部(5B)の液側冷媒圧力
   を検出する第２検出手段(PS2)と、 各検出手段(PS1,PS2)の出力を受ける受信手段(36)と、 該受信手段(36)が受けた圧力信号を比較する比較手段(3
   7)と、 該比較手段(37)の比較結果に応じて流路切換機構部(12)
   の切換えを行う制御手段(38)とを備えていることを特徴
   とする冷凍装置。
6. 【請求項６】 請求項５記載の冷凍装置において、 流路切換機構部(12)は、搬送手段(11)の吐出側の利用側
   熱交換器(13)に対する連通状態を切り換える第１弁(27)
   と、該吐出側の利用側熱交換部(5B)に対する連通状態を
   切り換える第２弁(28)とを備えると共に、搬送手段(11)
   の吸入側の利用側熱交換器(13)に対する連通状態を切り
   換える第３弁(32)と、該吸入側の利用側熱交換部(5B)に
   対する連通状態を切り換える第４弁(33)とを備えてお
   り、 制御手段(38)は、第１弁(27)及び第４弁(33)を開放し且
   つ第２弁(28)及び第３弁(32)を閉鎖する状態と、第２弁
   (28)及び第３弁(32)を開放し且つ第１弁(27)及び第４弁
   (33)を閉鎖する状態とで冷媒の循環方向を逆向きに切り
   換えることを特徴とする冷凍装置。