JPS62106265A - ヒ−トポンプ式空気調和機 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 （イ）産業上の利用分野 本発明は室外ユニットと室内ユニットとを分離したスプ
リット型冷暖房機に適したヒートポンプ式空気調和機に
関する。

（ロ）従来の技術 一般に膨張弁は冷房時に蒸発器となる室内熱交換器と暖
房時に蒸発器となる室外熱交換器の夫々の冷媒流入側と
流出側とに冷媒温度を検出する２組のセンサを設け、冷
房時と暖房時とで２組のセンサかも個別に温度差を検出
して弁開度を制御するようにしているが、室内熱交換器
を圧縮機、室外熱交換器及び膨張弁が収納される室外ユ
ニットと分離させたスプリット型冷暖房機では室内熱交
換器に設けた２個のセンサから信号線を室外ユニットに
導かなければならない、不具合さかあった。

このため、膨張弁に流入する冷媒の一部を圧縮機の吸入
側に導くバイパス管路を室外ユニット内番、設け、この
バイパス管路と、四方弁から圧縮機に至る冷媒吸入管路
と、膨張弁から室外熱交換器に至る冷媒管路に夫々セン
サを設けてこれらセンサの検出温度で膨張弁の弁開度を
制御するようにした装置が特開昭５９−７７２６８号公
報で提示されている。

（ハ）発明が解決しようとする問題点 四方弁から圧縮機に至る冷媒吸入管路は四方弁内部にお
いて高低圧室間での冷媒漏れや熱伝達の影響により冷媒
温度が変動するため、この管路に上記公報で提示の装置
のように冷暖房時にグ圧縮機の吸込冷媒温度を検出する
センサを設けたのでは検出温度も変動してこの温度と他
のセンサからの検出温度との差で制御される膨張弁の弁
開度が不安定となり、蒸発器として作用する室内熱交換
器や室外熱交換器で充分冷媒過熱度がとれず、熱交換器
が有効に働かない問題点を有していた。

本発明はかかる問題点を解決すると共に、圧縮機が異常
温度に上昇するのを防止したヒートポンプ式空気調和機
を提供するものである。

（ニ）問題点を解決するための手段 本発明は圧縮機として能力可変型圧縮機を用いると共に
、膨張弁に流入する冷媒の一部をこの能力可変型圧縮機
の吸入側に導くバイパス管路を設け、このバイパス管路
に冷媒温度を検出する第１センサを、四方弁と室外熱交
換器との間の管路に冷媒温度を検出する第２センザを、
四方弁と室内熱交換器との間の管路に冷媒温度を検出す
る第３センサを夫々設けると共に、冷房サイクル時には
第２センサで検出した吐出冷媒温度が設定値以下の時に
第１センサと第３センサの検出温度の差で、暖房サイク
ル時には第３センサで検出した吐出冷媒温度が設定値以
下の時に第１センサと第２センサの検出温度の差で夫々
膨張弁の弁開度を制御し、且つ吐出冷媒温度が設定値以
上に上昇した時に能力可変型圧縮機の能力を下げる制御
器を備えるようにしたものである。

（ホ）作用 冷房サイクル時には、第２センサで検出した吐出冷媒温
度が設定値以下の時に第１センサと第３センサの検出温
度の差で膨張弁の弁開度を制御して室内熱交換器で充分
に冷媒過熱度がとれるように運転され、高負荷状態にな
って圧縮機の吐出冷媒温度が設定病以上に上昇した時は
第２センサで検出して圧縮機の能力を下げ、吐出温度が
設定値以下に下がるように制御される。

暖房サイクル時には、第３センサで検出した吐出冷媒温
度が設定値以下の時に第１センサと第２センサの検出温
度の差で膨張弁の弁開度を制御して室外熱交換器で充分
に冷媒過熱度がとれるように運転され、高負荷状態とな
って圧縮機の吐出冷媒温度が設定値以上に上昇した時は
第３センサで検出して圧縮機の能力を下げ、吐出温度が
設定値以下に下がるように制御される。

（へ）実施例 図面に基づいて説明すると、第１図において、（１）は
制御器（２）内の周波数変換装置（インバータ装置）で
運転周波数が変えられる能力可変型圧縮機（３）と、冷
暖流路切換用の四方弁（４）と、室外熱交換器（５）と
、４個の逆止弁（６）（７）（８）（９）と、レシーバ
（１０）と、小型型動機で冷媒の減圧を調整する電動式
膨張弁（１１）と、アキュームレータ＜１２）を収納し
た室外ユニットで、一端を電動式膨張弁（１１）の冷媒
流入側に且つ他端をアキュームレータ（１２）の上部に
連通させて電動式膨張弁（１１）に流入する冷媒の一部
を能力可変型圧縮機（３）の吸入側に導くバイパス管路
（１３）には、冷媒流量を調整するためのキャピラリー
チューブ（１４）が設けられている。

（１５）はバイパス管路（１３）に設けられこの管路内
を流れる高圧液冷媒の温度を検出する第１センサ、（１
６）は四方弁（４）と室外熱交換器（５）との間の管路
に設けられこの管路内を流れる冷媒の温度を検出する第
２センサ、（１７）は四方弁（４）と室内熱交換器（１
８）との間の管路に設けられこの管路内を流れる冷媒の
温度を検出する第３センサで、制御器（２）がこれらセ
ンサ（１５）（１６）（１７）からの信号を入力して、
冷房サイクル時には第２センサ（１６〉で検出した吐出
冷媒温度が設定値以下の時に第１センサ（１５）と第３
センサ（１７）の検出温度の差で電動式膨張弁（１１）
の弁開度を制御することにより室内熱交換器＜１８）で
充分に冷媒過熱度がとれるように運転され、暖房サイク
ル時には第３センサ（１７）で検出した吐出冷媒温度が
設定値以下の時に第１セン？　（１５）と第２センザ（
１６）の検出温度の差で電動式膨張弁（１１）の弁開度
を制御することにより室外熱交換器（５）で充分に冷媒
過熱度がとれるように運転される。

併せて、制御器（２）は高負荷運転時において能力可変
型圧縮機＜３）の吐出冷媒温度が設定値以上に上昇する
とこの温度を冷房サイクル時には第２センサ（１６〉で
暖房サイクル時には第３センサ（１７）で夫々検出して
電動式膨張弁（１１）の弁開度を強制的に大きくして冷
媒過熱度を減少させることにより吐出冷媒温度を下げる
ようにし、それでもこの冷媒温度が低下しなければ能力
可変型圧縮機（３）の能力をＦげ℃吐出冷媒温度が設定
値以下に下がるようにな−っている。

＜１９）は室内熱交換器（１８）を収納した室内１−ッ
ト、（２０Ｘ２１）は室夕）、ｊユッ１（１）と室内Ｊ
−−・ト（１９）を接続するユニット間配管である。

次に回路動作を説明する。冷房サイクル時には四方弁（
４）を実線状態に設定すると、能力可変型圧縮機（３）
から吐出された高圧冷媒ガスは四方弁（４）−室外熱交
換器（５）−逆止弁（６）−レシーバ（１０）−電動式
膨張弁（１１）−逆止弁（７〉−ユニット間配管（２０
）−室内熱交換器（１８）−ユニット間配管（２１）−
四方弁（４）−’アキュームレータ（１２）を順次流れ
て能力可変型圧縮機（３）に戻ると共に、電動式膨張弁
（１１）に流入する高圧液冷媒の一部がバイパス管路（
１３）を経てアキュームレータ（１２）に流れる。かか
る運転中、第２図に示すようにこのバイパス管路（１３
）を流れる高圧液冷媒の温度（１，）を第１センサ（１
５）で、室内熱交換器（１８）で気化した低圧ガス冷媒
の温度（ｔｓ）を第３センサ（１７）で、能力可変型圧
縮機（３）から吐出された高圧ガス冷媒の温度（ｔ、）
を第２セ〉・す（１６）で大々検出して５、−の吐出冷
媒温度（１，）が設定値（Ｔ、）以下にある時は第１１
・〕す（１５）と第３セン−サ（１７）の検出温度・パ
・苓〈、へｔ　）で工動伏膨張弁（ｔｔ）・７）弁１度
を制＃　Ｌ−１いる。高負荷運転になって吐出冷媒温度
（１−２）が設定値（Ｔ、）以北に上昇すると制御器り
２）は第１センザ＜１５）及び第３センサ（１７）から
の信号よりも優先１２て第２センサ（１６）からの信号
を入力してこの第２１！ンサ（１６）の検出温度（ｔ２
）で電動式膨張弁（１１）の弁開度を犬さくすることに
より冷媒過熱度を減少させて吐出冷媒温度を下げ、電動
式膨張弁（１１）が全開になっても吐出冷媒温度が下が
らなければ能力可変型圧縮機（３）の運転周波数を下げ
て能力を落とし、吐出冷媒温度が設定値（Ｔ、）以下に
下がるように制御する。

又、暖房運転時には四方弁（４）を破線状態に切換える
と、能力可変型圧縮機（３）から吐出された高圧冷媒ガ
スは四方弁（４）−ユニット間配管（２１）−室内熱交
換器（１８）−ユニット間配管（２０）−逆止弁（８〉
−レシーバ＜１０）−・電動式膨張弁＜１１＞−逆ＩＥ
弁（９）−・室外熱交換器（５）−四方弁（４）−ｙヤ
ユームし・−タ（１２）を順次流れて能力可変型ｉＥ縮
機（３〉に戻ると共に、電動式１膨張弁（１１）に流入
側る高下液冷媒の一部がバイパス管路（１３）を経てア
キュームレータ（１２）に流れる。かかる運転中、第３
図に示すようにこのバイパス管路＜１３）を流れる高圧
液冷媒の温度（ｔｌ）を第１センサ（１５）で、室外熱
交換器（５）で気化した低圧ガス冷媒の温度（ｔ２）を
第２センサ（１６）で、能力可変型圧縮機＜３）から吐
出された高圧ガス冷媒の温度（ｔ、）を第３センサ（１
７）で夫々検出してこの吐出冷媒温度（ｔ、）が設定値
（Ｔ２）以下にある時は第１センサク１５）と第２セン
ザ（１６）の検出温度の差（△ｔ２＞で電動式膨張弁（
１１）の弁開度を制御している。高負荷運転になって吐
出冷媒温度（１，）が設定値（Ｔ２）以上に上昇すると
制御器（２）は第１センサ（１５）及び第２センサ（１
６）からの信号よりも優先して第３七ンサ（１７〉から
の信号を入力してこの第３センサ（１７）の検出温度（
ｔ、）で電動式膨張弁（１１）の弁開度を大きくするこ
とにより冷媒過熱度を減少させて吐出冷媒温度を“ドげ
、電動式膨張弁（１１肪（全開にな・）でも吐出冷媒温
、四′）・下からなけれは能力可変型Ｉ−Ｆ縮機（３）
の運転ｙコ１波数をＦげて能力を落とし７、吐出冷媒温
度が設定値（Ｔ、）以下に下がｂようｔ：０：制御する
。

尚、上記実施例では膨張弁（１１）として電動式膨張弁
を用いたが、ダイヤフラム内蔵の二温度式膨張弁や電気
ヒータの発熱量で冷媒の減圧を調整する熱１式膨張弁を
用いても良い。

（ト）発明の効果 本発明によれば、膨張弁に流入する冷媒の一部を能力可
変型圧縮機の吸入側に導くバイパス管路を設け、このバ
イパス管路に設けた第１センサの検出温度と比較する温
度検出用の第２センサ（暖房時）を四方弁と室外熱交換
器との間の管路に、且つ第１センサの検出温度と比較す
る温度検出用の第３センサ（冷房時）を四方弁と室内熱
交換器との間の管路に夫々設けたので、四方弁内部にお
いて高低圧室間での冷媒漏れや熱伝達があってもこの影
響を上記両管路で受けることはなく、暖房時には第１と
第２のセンサの検出温度の差で、且つ冷房時には第１と
第３のセンサの検出温度の差で膨張弁の弁開度を的確に
制御することができる。

しかも、暖房時には第３センサで、且つ冷房時には第２
センサで能力可変型圧縮機の吐出冷媒湿度を検出し、こ
の吐出温度が設定値以下にある時は上述の如く検出温度
差で膨張弁が制御され、高負荷状態になって吐出冷媒温
度が設定値以上に上昇した時は圧縮機の能力を下げるこ
とにより吐出温度を設定値以下に抑えるので、能力可変
型圧縮機が異常温度に上昇してモータ巻線が焼損するの
を防止することができる。

【図面の簡単な説明】

フローチャート、第３図は暖房運転時のフローチャート
である。 （２）・・・制御器、　（３）・・・能力可変型圧縮機
、（４）・・・四方弁、　（５）・・・室外熱交換器、
　（１１）・・・膨’Ｊ　、４　、（１３）・・・バイ
パス’ｌｆＬ　　（１５）・・・第１センサ、　（１６
）・・・第２センサ、　（１７）・・・第３センザ、（
１８）・・・室内熱交換器。 第１図 第２図

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. （１）四方弁を介して能力可変型圧縮機を室外熱交換器
   、膨張弁、室内熱交換器と順次環状に連結すると共に、
   膨張弁に流入する冷媒の一部を能力可変型圧縮機の吸入
   側に導くバイパス管路を設けてなるヒートポンプ式冷媒
   回路において、バイパス管路に冷媒温度を検出する第１
   センサを、四方弁と室外熱交換器との間の管路に冷媒温
   度を検出する第２センサを、四方弁と室内熱交換器との
   間の管路に冷媒温度を検出する第３センサを夫々設け、
   冷房サイクル時には第２センサで検出した吐出冷媒温度
   が設定値以下の時に第１センサと第３センサの検出温度
   の差で、暖房サイクル時には第３センサで検出した吐出
   冷媒温度が設定値以下の時に第１センサと第２センサの
   検出温度の差で夫々膨張弁の弁開度を制御し、且つ吐出
   冷媒温度か設定値以上に上昇した時に能力可変型圧縮機
   の能力を下げる制御器を備えたことを特徴とするヒート
   ポンプ式空気調和機。