JPS6039939B2 - ヒ−トポンプ装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明はヒートポンプ装置に関する。

液体冷媒は加熱サイクル中アキュムレータ内で油と混合
されるが、冷却サイクル中はそうでない。

そこでアキュムレータから圧縮機に油と共に戻る冷煤液
体による圧縮機への害を除去するために蒸発されるべき
であるから、熱力学的損失なしで吸入管に加えられる熱
はこの袷煤を蒸発する。冷却動作中、アキュムレータか
らは液体冷媒は戻されず、そこで吸入ガスに加えられる
熱は好ましくない。可逆サイクルヒート・ポンプは、加
熱サイクル中に、潤滑剤が圧縮機吸入口に流れるとき潤
滑剤によって運ばれる過剰の液体冷煤を再蒸発させるよ
うに作用する吸入導管熱交換器を備えている。

米国特許第３０７７０８６において、逆サイクル・ヒー
トポンプに油蒸留装置が設けられている。冷媒と油の混
合物は下側冷媒ポンプの排出側から逃がされ、前記混合
物は、圧縮機排出ガスによって加熱される油蒸留器を通
してくみ上げられる。高圧冷媒液体よりもむしろ排出ガ
スが蒸留用の熱を与えるために使用されかつ熱交換器が
加熱サイクルおよび冷却サイクルの両方に使用されるの
で、本発明は上記米国特許から容易に区別される。米国
特許第３２４６４８２号において、熱交換器は液体袷媒
管と吸入管との間に置かれるが、この熱交換器は動作の
加熱サイクル中と冷却サイクル中の両方で作動する。多
くの同じような特許が、動作の両加熱および冷却サイク
ル中にアキュムレータ内で液体レベルを保つのに十分な
冷媒がわざと充填される設計に、関係している。その結
果、これらはアキュムレータから吸入管に戻る液体を蒸
発するために動作の両サイクルに対して熱交換器を必要
とする。本発明は全般的に逆（可逆）サイクルヒートポ
ンプに関し、かつ更に詳細には、凝縮器として作用する
コイル内にある渡し、液体から、蒸発器として作用する
コイル内にある吸入ガスに、熱伝達を行なう熱交換装置
が設けられているヒートポンプに関する。

この熱伝達は実質的に熱力学的損失なしで起り得て、か
つ冷媒管は装置が加熱動作から冷却動作に変換されると
き、熱交換器が自動的に迂回されるようになっている。
毛管型逆サイクルヒートポンプにおいて、従釆技術では
、加熱サイクル中充分に多量の冷煤が吸入管アキュムレ
ータ内に保たれるように装置を過充填するのが一般的で
あり、これは、冷却動作用に要求される充填が加熱に要
求されるそれよりも大きいので、事実である。油が圧縮
機に戻るようにさせるために、アキュムレータ吸入導管
に排出穴を設けることが−般的である。しかしながら、
油と混合された液体冷煤は圧縮器に戻される冷媒と油と
の両方になる。 ′液体冷煤が蒸発されなければ、液
体冷煤は圧縮機油溜めに流れ、そこにおいて、冷蝶は油
を希釈して潤滑を劣化しかつ圧縮機の寿命を減少する。
また従来技術のように冷却サイクル中に熱交換器を作用
させると圧縮機に入る冷媒が加熱させて圧縮機がオーバ
ヒートする。本発明の目的は加熱サイクル中にのみ熱交
換器を作用させることにより前述の従来技術の問題を解
決することである。

本発明は、圧縮機１０と、前記圧縮機に接続された流体
逆転弁１２と、それぞれの導管を介して前記流体逆転弁
に接続された屋内コイル２０および屋外コイル１４と、
前記屋内コイルを前記屋外コイルと接続しかつ第１の膨
張装贋１８，５６又は７０および冷煤が前記屋内コイル
から前記屋外コイルに流れるのを阻止する逆止弁１６又
は５０を有する第１の回路と、前記流体逆転弁を前記圧
縮機と接続して袷嬢が前記流体逆転弁から前記圧縮機に
流れるのを許容する第２の回路とを備え、前記流体逆転
弁が選択的に二つの位置を取ることが可能で、その一方
の位置において前記流体逆転弁が前記圧縮機を前記屋外
コイルと運通しかつ前記屋内コイルを前記第２の回路と
蓮通し、他方の位置において前記流体逆転弁が前記圧縮
機を前記屋内コイルと蓬通しかつ前記屋外コイルを前記
第２の回路と蓮適する型式のヒートポンプ装置において
、前記第２の回路に熱交換器２４が設けられ、かつ前記
屋内コイル２０と屋外コイル１４との間には前記熱交換
器２４と達通された第２の膨張装置６２，５６又は７６
を有する熱交換器バイパス回路が設けられ、前記熱交換
器バイパス回路は前記屋内コイル２０から流れる高圧液
体冷煤が前記熱交換器を介して前記第２の膨張装置に流
れるのを許容するように構成されている。

上記構成において、ヒートポンプを加熱サイクルで運転
するとき圧縮機からの冷煤は屋内コイル、熱交換器およ
び第２の膨張装置を含む熱交換器バイパス回路、屋外コ
イル、熱交換器を含む第２の回路の順に流れて圧縮機に
入る。

また冷却サイクルで運転するとき圧縮機から送り出され
た冷煤は屋外コイル、第１の膨張装置を含む第１の回路
、屋内コイル、流体逆転弁、第２の回路の順で流れ、そ
の熱交換器から圧縮機内に入るため、屋外コイルを通過
した袷媒と圧縮機に入る直前の冷煤との間では熱交換さ
れない。以下図面を参照して本発明の実施例について説
明する。

第１図において第１の実施例の装置が示されている。こ
の装鷹は圧縮機１０、逆転弁１２、屋外コィル１４、逆
止弁１６、毛細管１８、屋内コイル２０、吸入導管アキ
ュムレータ２２および熱交換器２４を備えている。第１
図の実線の矢印は冷却動作に対する冷蝶の流れの方向を
示し、その冷嬢動作は更に次のように記載され得る。す
なわち、圧縮機１０で圧縮された冷嬢は温ガス用の導管
２６を通して４方向逆転弁１２に流れ、その４方向逆転
弁は実線位置で冷煤を導管２６から屋外コイル１４に接
続された導管２８に流す。冷蝶はコイル１４内で凝縮し
、溢液用導管３０、逆止弁１６および毛細管１８を通し
て低圧液体用導管３２に流れる。袷煤は、今蒸発器して
作用する室内コイル２０を通して流れ、それから袷ガス
用導管３４、逆転弁１２内の他の通路（実線）、導管３
６、吸入導管アキュムレータ２２および導管４０を通し
て熱交換器２４に流れ、更にそこから導管４４を介して
圧縮機１川こ戻る。例えば、チューブすなわち管が他の
チューブに溶接されたシェルおよびチューブの従来の形
式であり得る熱交換器２４は、冷却サイクル中冷煤がそ
の熱交換器を通りかつ導管４４を介して圧縮機の吸入側
に流れるので、屋外コイルを出た袷煤は熱交換器に通さ
れず、それらの冷媒の間のあらゆる熱交換は阻止される
。

加熱サイクル中、弁１２は破線位置に動かされかつ冷煤
の流れは破線の矢印で示される。

冷煤は、圧縮機１０から導管２６を通しかつ弁１２およ
び導管３４を通して、凝縮機として作用する屋内コイル
２０内に流れる。冷媒は導管３２および４６を通して熱
交換器まで流れ、そこにおいて、導管４０および４４を
通して圧縮機に戻る冷却ガス（および液体冷煤／潤滑油
）と熱交換される。熱交換器からの亜冷却液体冷蝶は、
逆止弁５０および毛細管５２を含む導管４８を通して導
管３０に流れる。冷嫌はそれから蒸発器として作用する
屋外コイル１４に送られ、かつ導管２８、弁１２、導管
３６、吸入導管アキュムレータ２２および導管４０を通
して、熱交換器２４の他の側に流れる。流れに含まれた
液体冷煤は温液流（亜冷却されている）からの熱により
蒸発されかつ冷媒ガスと潤滑油の混合物は導管４４を通
して圧縮機１０の吸入側に送られる。上記装置において
、導管３０、逆止弁１６、毛細管１８および導管３２は
屋外コイル１４と屋内コイル２０とを接続する第１の回
路を形成し、導管３６、アキュムレータ２２、熱交換器
２４および導管は逆転弁１２と圧縮機１０とを接続する
第２の回路を形成する。

更に導管４６、熱交換器２４、逆止弁５０、毛細管５２
は熱交換器バイパス回路を形成している。上述の装置は
、全ての要素が独立ユニットになっているパッケージユ
ニットとして最もよく利用される。

それらの設備の典型的なものはウィンド型ユニット又は
壁貫き型ユニットである。圧縮機および屋外コイルが一
つのパッケージ内にあり、蒸発器が他のパッケージ内に
あるように装置が分割されていると、第１図の装置は多
少改良しなければならない。主な相違は屋内コイルへの
（からの）フィールド取り付け液体導管およびガス導管
にある。第２図において本発明の他の実施例の装置が示
されている。

この実施例の装置において、要素は同じでありかつ第１
図のパッケージユニットに対応し、同じ参照番号が用い
られている。この装置は、導管３４がフィールド接続部
３４ａを有しかつ導管３２がフィールド接続部分３２ａ
を有すること、第１の回路において毛細管５７と逆止弁
５４とが並列に配置されていること、および熱交換器バ
イパス回路の逆止弁５０が省略されていることを除いて
は、第１図のパッケージユニット装置と全く同じである
。

冷却動作に対して、冷煤は圧縮機１０から逆転弁１２お
よび導管２８を逸して流れる。凝縮された冷媒は、コイ
ル１４から逆止弁５０、フィールド接続部分３２ａを含
む導管３２および毛細管５７を通して、屋内コイル２０
に流れる。冷煤の蒸気は、それから、フィールド接続部
分３２ａを含む導管３２を通して逆転弁１２、導管３６
、吸入アキュムレータ２２、熱交換器４２および圧縮機
に戻る導管４に流れる。加熱サイクル中、圧縮機１０か
らの袷煤は、温ガス導管２６および逆転弁１２を通し（
破線位置で示される通路を通して）、かつそれから導管
３４，３４ａを介して屋内コイル２０に供給される。

袷煤は、屋内コイル２０から導管３２、逆止弁５４（毛
細管より流れ抵抗が小さい）、フィールド取付け部分３
２ａを通しかつそれから導管４６を通して熱交換器２４
に流れる。亜冷却された冷媒は、熱交換器から導管４８
を通し、毛細管５６および導管３０を通して屋外コイル
１４に流れる。冷煤蒸気は、それから導管２８、逆転弁
１２、導管３６を通して吸入導管アキュムレータ２２に
流れる。吸入ガスは導管４０、熱交換器２４および導管
４４を通して圧縮機１０‘こ戻る。第３図において、本
発明の第３の実施例の装置が示されている。この装置は
冷却サイクルおよび加熱サイクルのいずれに対しても冷
嬢がフィルタードラィャ要素を通るようにした点で第２
図の実施例と相違する。したがって第１図と共通の要素
には同じ参照番号が付けられている。この装置において
、冷却サイクルに対して、圧縮機１０からの冷煤は導管
２６、逆転弁１２および導管２８を通過し屋外コイル１
４に流れる。

凝縮された袷煤はそれから導管３０、逆止弁１６、およ
び導管６０を通りかつその中に配置されたフィルタード
ラィャ要素６２を通して流れる。袷煤はそこから毛細管
７０、導管７２を通り、導管３２により屋内コイル２川
こ流れる。圧縮機吸入側への戻りは、前述の実施例と同
じで、導管３４、逆転弁１２、吸入導管アキュムレ−夕
２２、導管４０、熱交換器２４および導管４４を通して
流れる。加熱動作中、圧縮機１０からの温ガスは温ガス
導管２６および逆転弁１２を通り（破線位置で示される
通路を通り）、かつ導管３４を通して屋内コイル２川こ
流れる。

凝縮された玲媒は、屋内コイルから導管３２、逆止弁７
４、導管６０（フィルタードラィャ６２を含む）、導管
４６を通して熱交換器２４に，流れる。亜冷却された液
体は熱交換器から毛細管７６、導管３０を通して屋外コ
イル１４に流れる。蒸気は、導管２８、逆転弁Ｉ２、吸
入導管アキュムレータ２２、導管４０、熱交換器２４お
よび吸入ガス導管４４を通して圧縮機吸入側に流れる。
本発明においては加熱サイクル中にのみ熱交換器を介し
て圧縮機から送り出された（屋内コイルを出た）冷煤と
圧縮機に入る直前の袷煤との間で熱交換を行ない、冷却
サイクル中には圧縮機から送り出された（屋外コイルを
出た）冷煤と圧縮機に入る直前の冷煤との間で熱交換を
行なわないので、冷却サイクル中において圧縮機に入る
直前の袷煤が加熱されることを防止でき、圧縮機のオー
バーヒートを防止できる。

【図面の簡単な説明】 第１図は本発明の原理に基づいてつくられたヒートポン
プ装置の概略図、第２図は第１図に示されるヒートポン
プ装置の変形例の回路図、第３図は第１図に示されるヒ
ートポンプ装置の他の変形例の回路図である。 １０・・・・・・圧縮機、１２・・・・・・逆転弁、１
４・・・・・・屋外コイル、１６・…・・逆止弁、１８
・・・・・・毛細管、２０…・・・屋内コイル、２２…
・・・吸入導管アキュムレータ、２４・・・・・・熱交
換器。 ＦＩＧ．ｌ ＦＩＧ．２ ＦＩＧ．３

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １ 圧縮機１０と、前記圧縮機に接続された流体逆転弁
   １２と、それぞれの導管を介して前記流体逆転弁に接続
   された屋内コイ２０および屋外コイル１４と、前記屋内
   コイルを前記屋外コイルと接続しかつ第１の膨張装置１
   ８，５７又は７０および冷媒が前記屋内コイルから前記
   屋外コイルに流れるのを阻止する逆止弁１６又は５０を
   有する第１の回路と、前記流体逆転弁を前記圧縮機と接
   続して冷媒が前記流体逆転弁から前記圧縮機に流れるの
   を許容する第２の回路とを備え、前記流体逆転弁が選択
   的に二つの位置を取ることが可能で、その一方の位置に
   おいて前記流体逆転弁が前記圧縮機を前記屋外コイルと
   連通しかつ前記屋内コイルを前記第２の回路と連通し、
   他方の位置において前記流体逆転弁が前記圧縮機を前記
   屋内コイルと連通しかつ前記屋外コイルを前記第２の回
   路と連通する型式のヒートポンプ装置において、前記第
   ２の回路に熱交換器２４が設けられ、かつ前記屋内コイ
   ル２０と屋外コイル１４との間には前記熱交換器２４と
   連通された第２の膨張装置５２，５６又は７６を有する
   熱交換器バイパス回路が設けられ、前記熱交換器バイパ
   ス回路は前記屋内コイル２０から流れる高圧液体冷媒が
   前記熱交換器を介して前記第２の膨張装置に流れるのを
   許容することを特徴とするヒートポンプ装置。