JPH08166175A - 冷媒加熱式暖冷房機 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 本発明の目的はリキッドタンク内に溜まった
圧縮機油を良好に回収して圧縮機の信頼性を向上させる
ことができる新規な冷媒加熱式暖冷房機を提供するもの
である。 【構成】 本発明は圧縮機１、四方弁２、室外空気熱交
換器３、減圧装置７、室内空気熱交換器６を順次接続し
た冷凍サイクルに、暖房運転時、室内空気熱交換器６か
らの凝縮液を、冷媒加熱器５を介して圧縮機１に戻す冷
媒加熱回路１３を接続した冷媒加熱式暖冷房機におい
て、上記冷媒加熱器５の上流側に、リキッドタンク４と
冷媒回収用二方弁８を接続すると共に、この冷媒回収用
二方弁８とリキッドタンク４とを接続する冷媒配管４ｂ
の最下端部と、上記圧縮機１とを暖房液バイパス管１４
で接続したことを特徴としている。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は冷媒を加熱手段によって
加熱することによって暖房効率を向上させた冷媒加熱式
暖冷房機に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】図３は従来の冷媒加熱式暖冷房機の暖冷
房サイクルを示したものである。図示するように、この
暖冷房サイクルは、圧縮機１、四方弁２、室外空気熱交
換器３、リキッドタンク４、冷媒加熱器５、室内空気熱
交換器６、冷房用キャピラリーチューブ７、冷媒回収用
二方弁８、アキュムレータ９を図示するように冷媒配管
で接続したものであり、冷媒の流れ方向を制御して室内
の冷暖房を行うと共に、特に冷媒加熱器５を備えること
によって暖房運転時の暖房性能を向上させるようにした
ものである。

【０００３】すなわち、冷房運転時において、圧縮機１
から吐出された高温高圧のガス冷媒は、四方弁２によっ
て図中破線矢印に示すように、室外空気熱交換器３側へ
流れ、ここで凝縮して液状となった後、冷房用キャピラ
リーチューブ７を通過する際に減圧されて室内空気熱交
換器６側に流れ、ここで室内の熱を吸収しながら蒸発し
た後、四方弁２によってアキュムレータ９に流れて気液
分離された後、吸込管１０から圧縮機１内に吸い込まれ
て再び圧縮されて循環されることになる。

【０００４】一方、暖房運転時には四方弁２を切り替え
ることにより、圧縮機１から吐出された高温高圧のガス
冷媒は、図中実線矢印に示すように、室内空気熱交換器
６側へ流れ、ここで放熱して凝縮し、液状となった後、
冷房用キャピラリーチューブ７をバイパスして回収用二
方弁８を通過して、リキッドタンク４内に一時貯留され
る。そして、このリキッドタンク４内の凝縮冷媒は冷媒
加熱器５側へ吸い込まれ、ここで化石燃料の燃焼熱等に
よって加熱され、蒸発してガス化した後、アキュムレー
タ９を通過して吸込管１０から、圧縮機１内に吸い込ま
れて再び圧縮されて循環されることになる。尚、この暖
房運転時にはこの冷媒は室外空気熱交換器３及び四方弁
２の近傍に設けられたチェック弁１１によって室外空気
熱交換器３側には流れないようになっている。また、図
３及び図４に示すように、リキッドタンク４の下流側
と、吸込管１０との間には暖房液バイパス管１２が接続
されており、リキッドタンク４から出た冷媒の一部を直
接圧縮機１側にバイパスするようになっている。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】ところで、圧縮機１内
に収容されている圧縮機油は、冷媒と混和しやすい性質
を有しているため、圧縮時に冷媒に混入して、冷凍サイ
クル内を循環するようになっている。

【０００６】上記冷凍サイクルにおいては、暖房運転
中、冷媒が一旦リキッドタンク４内に溜められてから取
り出されて冷媒加熱器５に送られるとともに、その冷媒
の一部が暖房液バイパス管１２より圧縮機１に戻され、
液冷媒による圧縮機１の冷却が行われるようになってい
る。この暖房運転中においては、冷凍サイクル内を循環
する冷媒に混入している圧縮機油は、循環する液冷媒と
共に、圧縮機１に戻るため、圧縮機１の油不足を生じる
ことはない。

【０００７】しかしながら、暖房運転が停止されると、
リキッドタンク４内に溜まっている液冷媒中の圧縮機油
が、そのまま底部に貯溜されるため、圧縮機１へ戻され
る圧縮機油の量が不足することになり、再起動時には、
圧縮機油が若干不足状態で運転を開始することになって
いた。また、暖房運転後、冷房運転を行うサイクルに切
り換えた場合にも、リキッドタンク４内に溜まっている
液冷媒中に混入した圧縮機油が、リキッドタンク４底部
に回収されずに残るため、冷房運転中、液冷媒は、リキ
ッドタンク４上部の配管より、暖房液バイパス管１２を
介して徐々に戻されても、リキッドタンク４底部に貯溜
された圧縮機油は回収されず、圧縮機油が不足した状態
で、冷房運転を行うことになっていた。

【０００８】このため、長い間の使用においては、圧縮
機油の不足から、圧縮機の摩耗が生じ、耐久性を低下さ
せる原因となっていた。

【０００９】そこで、本発明は上記課題を解決するため
に案出されたものであり、その目的はリキッドタンク内
に溜まった圧縮機油を良好に回収して圧縮機の信頼性と
耐久性を向上させることができる新規な冷媒加熱式暖冷
房機を提供することにある。

【００１０】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、第一の発明は、圧縮機、四方弁、室外空気熱交換
器、減圧装置、室内空気熱交換器を順次接続した冷凍サ
イクルに、暖房運転時、室内空気熱交換器からの凝縮液
を、冷媒加熱器を介して圧縮機に戻す冷媒加熱回路を接
続した冷媒加熱式暖冷房機において、上記冷媒加熱器の
上流側に、リキッドタンクと冷媒回収用二方弁を接続す
ると共に、この冷媒回収用二方弁とリキッドタンクとを
接続する冷媒配管の最下端部と、上記圧縮機の吸込管と
を暖房液バイパス管で接続したものであり、第二の発明
は、上記冷媒回収用二方弁を、上記リキッドタンクの底
部より高い位置に設けたものである。また、第三の発明
は上記冷媒回収用二方弁とリキッドタンクとの接続は、
リキッドタンクの底面より行い、かつ上記暖房液バイパ
ス管の接続部を、リキッドタンク底面より重力方向下方
に位置させたものであり、第四の発明はケーシング内底
部に上記圧縮機と、この圧縮機に冷凍サイクル内を循環
してきた冷媒を戻すアキュムレータを配置し、その重力
方向上方に、上記リキッドタンクを配置したものであ
る。

【００１１】

【作用】本発明は上述した如く構成したことにより、圧
縮機から排出された圧縮機油が冷媒と共に冷凍サイクル
内を流れる際にリキッドタンク内において、冷媒中から
相分離してリキッドタンク底部に溜まることになる。こ
のような状態で、圧縮機の運転を停止すると、リキッド
タンクの底部に溜まった圧縮機油が重力によって冷媒回
収用二方弁側に逆流するが、この冷媒回収用二方弁はリ
キッドタンクの底部より高い位置にあるため、冷媒回収
用二方弁へは流れず、この間に設けられた暖房液バイパ
ス管の接続部から暖房液バイパス管側へ流れ込む。ま
た、この圧縮機及びアキュムレータは、この冷媒回収用
二方弁及びリキッドタンクより重力方向下方に設置され
ているため、この暖房液バイパス管側へ流れ込んだ圧縮
機油はさらに圧縮機あるいはアキュムレータ側に流れ込
む。そして、このような状態で圧縮機を再起動すると、
負圧によってこの圧縮機油が冷媒と共に良好に圧縮機内
に吸い込まれ、回収されることになる。

【００１２】

【実施例】以下、本発明の一実施例を添付図面に基づい
て詳述する。

【００１３】図１は本発明に係る冷媒加熱式暖冷房機の
構成を示したものであり、冷媒を高温高圧に圧縮する圧
縮機１と、冷媒の流れ方向を制御する四方弁２と、冷媒
を凝縮或いは蒸発させる室外空気熱交換器３及び室内空
気熱交換器６と、減圧装置であるキャピラリチューブ７
とを冷媒配管で順次接続した冷凍サイクルに、暖房運転
時、室内空気熱交換器６からの凝縮液を、冷媒加熱器５
を介して圧縮機１に戻す冷媒加熱回路１３を接続してな
るものである。

【００１４】また、この冷媒加熱回路１３はその上流側
に、室内空気熱交換器６を出た凝縮液を一時的に貯留す
るリキッドタンク４と、冷媒回収用二方弁８が設けられ
ており、さらに、この冷媒加熱器５と圧縮機１との間に
は冷媒を気液分離するアキュムレータ９と吸込管１０が
設けられている。また、この冷媒加熱器５の上流側のリ
キッドタンク４の上部には冷媒加熱器５側に接続する冷
媒出口配管４ａが接続されていると共に、その底部には
冷媒回収用二方弁８側に接続する冷媒入口配管４ｂがそ
れぞれ接続されており、冷媒回収用二方弁８側から流れ
る冷媒をその底部から導入して上部から排出するように
なっている。

【００１５】また、この冷媒加熱回路１２の冷媒入口配
管４ｂ、すなわち、冷媒回収用二方弁８とリキッドタン
ク４を接続する冷媒入口配管４ｂと、圧縮機１の吸込管
１０との間には暖房液バイパス管１４が接続されてお
り、冷媒入口配管４ｂを流れる冷媒の一部、及びリキッ
ドタンク４内底部に溜まった圧縮機油を抜き出して圧縮
機１側にバイパスするようになっている。

【００１６】そして、図２に示すように、これら構成部
品の全て或いはその一部は、これらを収容するケーシン
グ１５内において、このリキッドタンク４と冷媒回収用
二方弁８が、圧縮機１とアキュムレータ９より重力方向
上方に位置するように設けられ、しかもこの冷媒回収用
二方弁８はリキッドタンク４の底部よりさらに高い位置
に設けられ、また、さらに暖房液バイパス管１４の一端
部がリキッドタンク４の底部よりもさらに低い位置の冷
媒配管４ｂに接続されるようになっている。尚、図中、
１１は冷媒の流れ方向を規制するチェック弁である。

【００１７】次に、本実施例の作用を説明するが、冷房
運転時の冷媒の流れは上述した従来と同様であるため、
省略する。

【００１８】先ず、暖房運転時、圧縮機１で高温高圧に
圧縮された冷媒は、図中実線矢印に示すように、四方弁
２を介して室内空気圧縮機６側へ流れ、ここで、室内に
放熱して凝縮液となった後、キャピラリーチューブ７を
パイパスするようにチェック弁１１を通過してから冷媒
加熱回路１３側へ流れる。この時、室外空気熱交換器３
側の配管にも冷媒の流れ方向を制御するチェック弁１１
が設けられていることから、この凝縮液は室外空気熱交
換器３側に流れることなく、全て冷媒加熱回路１３側へ
流れることになる。次に、この冷媒加熱回路１３側へ流
れ込んだ凝縮冷媒は冷媒回収用二方弁８を通過した後、
分岐してその一部が暖房液バイパス管１４側に流れ込む
ことになるが、この暖房液バイパス管１４には冷媒の流
れ抵抗となるバイパス管用キャピラリチューブ１４ａが
設けられていることから、その量は極僅かであり、殆ど
の冷媒は、冷媒加熱回路１３の冷媒入口配管４ｂからリ
キッドタンク４内に流れ込むことになる。そして、この
リキッドタンク４内に流れ込んだ液冷媒は、その上方に
接続された冷媒出口配管４ａから冷媒加熱器側５へ抜き
出され、この冷媒加熱器５によって加熱されて蒸発した
後、さらにアキュムレータ９で気液分離され、気化した
冷媒のみが吸込管１０から圧縮機１に吸い込まれ、再び
高温高圧に圧縮されて循環されることになる。

【００１９】このような冷媒の流れによって、暖房運転
が行われ、また、圧縮機１内の圧縮機油も冷媒と共に冷
凍サイクル内を循環して再び圧縮機１内に戻されること
になるが、実際には、リキッドタンク４内において、こ
の冷凍サイクル内を循環する圧縮機油が液冷媒から相分
離してリキッドタンク４内底部に溜まったままの状態と
なり、冷媒のみが冷媒加熱器５を通過して圧縮機１側に
流れることになる。

【００２０】しかしながら、上述したように本実施例で
は、リキッドタンク４の底部側に接続される冷媒入口配
管４ｂの最下部に、暖房液バイパス管１４の一端部が接
続され、しかも、この暖房液バイパス管１４の他端部が
接続される圧縮機１がこのリキッドタンク４の設置位置
より重力方向下方に設置されているため、運転を停止し
た際、すなわち、冷媒の流れが停止した際に、リキッド
タンク４の底部に溜まった圧縮機油が重力によって冷媒
入口配管４ｂから暖房液バイパス管１４側へ流れ、これ
を通過して、アキュムレータ９或いは吸込管１０内に充
填されることになる。そして、このような状態で運転を
再開し、圧縮機１を駆動させると、負圧によってアキュ
ムレータ９或いは吸込管１０内の圧縮機油が冷媒と共に
圧縮機１内に吸い込まれ、回収されて本来の機能を発揮
することになる。

【００２１】このように、本発明は、圧縮の上方にリキ
ッドタンクを設けると共にその上方に冷媒回収用二方弁
を設け、このリキッドタンクと冷媒回収用二方弁を結ぶ
配管に凝縮液バイパス配管の取出口を接続することによ
り、簡単な構造で冷媒の回収を容易に行なうことができ
る。

【００２２】

【発明の効果】以上要するに本発明によれば、冷媒と共
に冷凍サイクル内に排出された圧縮機油を良好に、かつ
確実に圧縮機に戻すことができるため、圧縮機の信頼性
が大幅に向上する等といった優れた効果を発揮する。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施例を示す暖冷サイクル図であ
る。

【図２】本発明の一実施例を示す概略構造図である。

【図３】従来の冷媒加熱式暖冷房機の暖冷房サイクル図
である。

【図４】従来の冷媒加熱式暖冷房機を示す概略構造図で
ある。

【符号の説明】

１ 圧縮機 ２ 四方弁 ３ 室外空気熱交換器 ４ リキッドタンク ４ｂ 冷媒配管 ５ 冷媒加熱器 ６ 室内空気熱交換器 ７ 減圧装置 ８ 冷媒回収用二方弁 ９ アキュムレータ １３ 冷媒加熱回路 １４ 暖房液バイパス管

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 圧縮機、四方弁、室外空気熱交換器、減
   圧装置、室内空気熱交換器を順次接続した冷凍サイクル
   に、暖房運転時、室内空気熱交換器からの凝縮液を、冷
   媒加熱器を介して圧縮機に戻す冷媒加熱回路を接続した
   冷媒加熱式暖冷房機において、上記冷媒加熱器の上流側
   に、リキッドタンクと冷媒回収用二方弁を接続すると共
   に、この冷媒回収用二方弁とリキッドタンクとを接続す
   る冷媒配管の最下端部と、上記圧縮機の吸込側とを暖房
   液バイパス管で接続したことを特徴とする冷媒加熱式暖
   冷房機。
2. 【請求項２】 上記冷媒回収用二方弁を、上記リキッド
   タンクの底部より高い位置に設けたことを特徴とする請
   求項１記載の冷媒加熱式暖冷房機。
3. 【請求項３】 上記冷媒回収用二方弁とリキッドタンク
   との接続は、リキッドタンクの底面より行い、かつ上記
   暖房液バイパス管の接続部を、リキッドタンク底面より
   重力方向下方に位置させたことを特徴とする請求項１記
   載の冷媒加熱式暖冷房機。
4. 【請求項４】 ケーシング内底部に上記圧縮機と、この
   圧縮機に冷凍サイクル内を循環してきた冷媒を戻すアキ
   ュムレータを配置し、その重力方向上方に、上記リキッ
   ドタンクを配置したことを特徴とする請求項１記載の冷
   媒加熱式暖冷房機。