JPH01196462A - ヒートポンプ装置 - 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】

「産業上の利用分野」 本発明はヒートポンプ装置に係わり、特に２つの蒸発器
を持ち蒸発器への流体温度によって使用する蒸発器を切
り換えるヒートポンプ装置に関するものである。 「従来の技術」 ２系統の蒸発器回路を備えたヒートポンプ装置は、蒸発
器への熱源流体温度の高い方を熱源として用いることに
より、ヒートポンプの能力と効率を高めることができる
。 第３図は従来のこの種のヒートポンプ装置の冷媒回路を
示すもので、冷媒を圧縮する圧縮機１の後段に凝縮器２
が設けられ、この凝縮器２と圧縮機ｌとの間に２系統の
蒸発器回路Ａ、Ｂが並列に接続され、これら各構成部材
間に冷媒が循環させられるようになっている。前記蒸発
器回路Ａ、Ｂはそれぞれ電磁弁３ａ、３ｂと、絞り装置
４ａ、４ｂと、蒸発器５　ａ、　５　ｂとが直列に接続
され、蒸発器５　ａ、　５　ｂのうち熱源流体温度の高
い方が利用されるようになっている。 そして、前記構成のヒートポンプ装置を駆動する場合に
は、たとえば蒸発器回路Ａを利用し、蒸発器回路Ｂを休
止する場合であると、休止側の回路Ｂの液態電磁弁３ｂ
を閉じた状態として、利用側の回路Ａの液態電磁弁３ａ
を開き、圧縮機Ｉを作動させる。この圧縮機１で圧縮さ
れ、高温、高圧となったガス状の冷媒は凝縮器２で熱を
放出しながら凝縮する（この熱を加熱や給湯として利用
）。凝縮した冷媒は、蒸発器回路Ａの液態電磁弁３ａを
経由して絞り装置４ａで減圧され、蒸発器５ａで熱源流
体から熱を吸収しながら蒸発し、ガス状の冷媒となって
、再び圧縮機Ｉに吸入される。 「発明が解決しようとする課題」 本発明は前述した従来の技術における次のような問題点
を解決せんとするものである。 すなわち、前述した技術であると、圧縮機Ｉが停止中は
蒸発器回路Ａ、Ｂの液態電磁弁３ａ　、３ｂが共に閉じ
ているが、電磁弁３　ａ、　３　ｂの漏れと吸入管６か
らの冷媒の移動により蒸発器５　ａ、　５　ｂの内部に
冷媒と冷凍機油が溜まってくる。 このような状態でヒートポンプ装置を始動させると、従
来の方法では利用する側の回路の液態電磁弁３ａを開き
、利用しない側の回路の液態電磁弁３ｂは閉じたままと
するため、運転中の蒸発器５ａと休止中の蒸発器５ｂと
の温度関係によって次のような問題点が生じる。 ■　運転中の蒸発器５ａの温度（蒸発温度）が休止中の
蒸発器５ｂの温度より低い場合、蒸発器回路Ｂの蒸発器
５ｂの中に溜まっていた冷媒はヒートポンプ装置の始動
と同時に蒸発して圧縮機ｌに吸入されるが、冷凍機油は
蒸発器５ｂの中に残る。 また運転中も液態電磁弁３ｂからの漏れにより蒸発ｍ５
ｂへ冷媒と冷凍機油の混合物が供給され、冷媒のみが蒸
発して圧縮機Ｉへ吸入され冷凍機油が溜まって行き最終
的に回路Ｂの蒸発器５ｂの中は冷凍機油で満たされ、圧
縮機Ｉの冷凍機曲面が低下し、潤滑不良、焼付を起こす
ことになる。 ■　運転中の蒸発器５ａの温度（蒸発温度）が休止中の
蒸発器５ｂの温度より高い場合、ヒートポンプ装置を起
動しても回路Ｂの蒸発器５ｂの中の冷媒は蒸発せず溜ま
ったままである。また、ヒートポンプ装置運転中は液態
電磁弁３ｂからの漏れにより冷媒と冷凍機油が蒸発器５
ｂに流入し、同時に冷媒回路を循環している冷媒も分岐
吸入管６を経由して回路Ｂの蒸発器５ｂの中で凝縮し最
終的に休止中の回路Ｂの蒸発器５ｂは液冷媒と冷凍機油
で満たされ、冷媒回路を循環する冷媒量が少なくなり、
能力の低下、圧縮機ｌの故障を引き起こすとともに圧縮
機Ｉの冷凍機曲面が低下し潤滑不良、焼付を起こすこと
になる。 「課題を解決するための手段」 本発明は、前述した従来の問題点を有効に解消し得るヒ
ートポンプ装置を提供することを目的とし、この目的を
達成するために、本発明は、圧縮機の後段に凝縮器が設
けられ、該凝縮器の後段に２系統の蒸発器回路が並列に
接続され、前記蒸発器への熱源流体温度によって使用す
る蒸発器回路を切り換えるようにしたヒートポンプ装置
であって、前記蒸発器回路の前段および後段にそれぞれ
設けられこれら回路を開閉する電磁弁と、これら電磁弁
を操作して利用しない側の蒸発器回路のポンプダウンを
行う制御回路とを備えてなる構成としたものである。 「作用」 前記の構成により、ヒートポンプ装置停止中は蒸発器回
路の前段および後段の各電磁弁が閉じられ、回路前段お
よび後段からの冷媒の移動が防止される。 また、制御回路からの信号の出力によって電磁弁が操作
され、利用しない側の蒸発器回路のポンプダウンが行な
われる。すなわち、ヒートポンプ装置を始動する場合に
、圧縮機の起動と同時に制御回路からの信号が出力され
ると、休止側の電磁弁が開かれ、一定時間運転後、蒸発
器前段の電磁弁が閉じられて蒸発器の中の冷媒が追い出
されるまで（吸入管内の冷媒圧力で検知する）運転され
る。その後、蒸発器後段の電磁弁が閉じられると同時に
利用する側の２つの電磁弁が開かれる。 通常運転中は利用する側の蒸発器回路の全電磁弁が開き
、休止側の電磁弁が閉じられているが、一定時間（数時
間の単位）ごとに制御回路からの信号か出力されると、
利用側の電磁弁が閉じられると同時に休止側の電磁弁が
開かれる。そして、一定時間（数分の単位）運転後、休
止回路の前段の電磁弁が閉じられて蒸発器の中の冷媒が
追い出されるまで運転された後、後段の電磁弁が閉じら
れると同時に利用する側の電磁弁が開かれる。運転中は
このサイクルが繰り返される。 Ｕ実施例」 以下、本発明の一実施例を添付の図面を参照して説明す
る。 第１図は冷媒回路、第２図はこの冷媒回路を動作させる
ための制御回路図である。 まず、第１図により冷媒回路を説明すると、この冷媒回
路も基本的には従来のものと同様に、冷媒を圧縮する圧
縮機１０の後段に凝縮器１１が設けられ、この凝縮器１
１と圧縮機１０との間に２系統の蒸発器回路Ｃ，Ｄが並
列に接続されており、これら各構成部材間に冷媒が循環
させられるようになっている。そして、前記各蒸発器回
路Ｃ，Ｄはそれぞれ絞り装置１２ｃ、１２ｄと蒸発器１
３ｃ。 １３ｄとが直列に接続され、蒸発器１３ｃ、１３ｄのう
ち熱源流体温度の高い方が利用されるようになっている
。 しかし、本発明にがかるヒートポンプ装置では、蒸発器
回路Ｃ，Ｄの前段および後段にそれぞれ設けられ該回路
Ｃ，Ｄを開閉する電磁弁１４ｃ、１４ｄ、１５ｃ、１５
ｄと、これら各電磁弁１４ｃ、１４ｄ。 １５ｃ、１５ｄを操作して利用しない側の蒸発器回路の
ポンプダウン（冷媒と冷凍機油の回収運転）を行う制御
回路とが備えられていることを最大の特徴としている。 なお、図中符号２０は吸入配管２１内の圧力を検知する
圧力スイッチである。 次に、第２図を参照して制御回路の一例について説明す
る。図において、Ｃ８はこのヒートポンプ装置の運転ス
イッチで、該運転スイッチＣｓが閉じているとヒートポ
ンプ装置が運転し、開いていると停止状態となる。また
、３０．３１はそれぞれ蒸発器回路Ｃの電磁弁１４ｃ、
１５ｃに対応する電磁弁コイル、３２．３３はそれぞれ
蒸発器回路りの電磁弁１４ｄ、１５ｄに対応する電磁弁
コイル、５２Ｃは圧縮機ｌＯのモータへの電源を開閉す
るための電磁接触器コイルで、該電磁接触器コイル５２
Ｃが励磁されたときに圧縮機１０が運転するようになっ
ている。 また、Ｒａは第１限時継電器コイルで、Ｒａ、は第１限
時継電器の接点、Ｒｂは第２限時継電器コイルで、Ｒｈ
、は第２限時継電器の接点、Ｒｃは第３限時継電器コイ
ルで、Ｒｃｌ、Ｒｃｔは第３限時継電器の接点、Ｒｄは
第４限時継電器コイルで、Ｒｄｌは第４限時継電器の接
点である。また、Ｒｅは補助継電器コイルで、Ｒｃｌ、
Ｒｅｔ、Ｒｅ３．Ｒｃｔ、Ｒｅｓはそれぞれこの補助Ｕ
電器の接点である。なお、前記限時継電器コイルＲａは
運転スイッチＣｓを閉じたときに補助継電器コイルＲｅ
に通電して自己保持回路を形成するためのものである。 また、４０．４１はそれぞれ蒸発器回路Ｃ，Ｄのうち利
用する側を選択するための接点で、接点４０が閉じて接
点４１が開いている場合は蒸発器回路Ｃの蒸発器１３ｃ
を利用し、蒸発器回路りの蒸発器１３ｄを休止する運転
となり、逆に接点４０が開いて、接点４１が閉じている
場合は蒸発器回路Ｃの蒸発器１３ｃを休止し、蒸発器回
路りの蒸発器１３ｄを利用する運転となる。 なお、６３Ｌは圧力スイッチ２０の接点である。 次に第１図および第２図で作用を説明する。

【ヒートポンプ装置停止中】

ヒートポンプ装置停止中は、運転スイッチＣｓが開いて
おり、電磁弁コイル３０，３１，３２．３３が無励磁と
なっており、電磁弁１４ｃ、１４ｄ、１５ｃ、１５ｄが
全て閉じている。従来のものとの違いは蒸発器１３ｃ、
１３ｄの後段に電磁弁１５ｃ、１５ｄを設けてヒートポ
ンプ装置が停止している間これらの電磁弁１５ｃ、１５
ｄを閉じることにある。 これにより停止中に吸入管２１から蒸発器１３Ｃ９１３
ｄへの冷媒の移動（溜まり　）ｍを減らすことができる
。

【ヒートポンプ装置始動時】

回路Ｃの蒸発器１３ｃを利用し回路りの蒸発器１３ｄを
休止させる場合、すなわち第２図において接点４０が閉
、接点４１が開の場合で説明する。 なお、限時継電器の設定時間と圧力スイッチ６３Ｌの設
定圧力は説明をわかりやすくするための一例であり、必
ずしもこの設定にする必要はない。 運転スイッチＣｓを閉じると同時に電磁接触器コイル５
２Ｃが励磁されて圧縮機ＩＯが起動する。 補助継電器コイルＲｅと限時継電器コイルＲｂ。 Ｒｃも同時に励磁されて接点Ｒｅｔ、Ｒｅ４が開き、接
点Ｒｅ、、Ｒｅ、が閉じる。このため電磁弁コイル３０
．３１は無励磁のままの状態を継続し電磁弁コイル３２
．３３が励磁される。第１図の冷媒回路図上では、利用
側の蒸発器１３ｃの回路Ｃの電磁弁１４ｃ、１５ｃは閉
じたままで電磁弁１４ｄ、１５ｄが開いて利用しない側
の蒸発器１３ｄへ冷媒が流れる。 この状態で５分経過すると、限時継電器Ｒｃの接点ｎ　
ｃ　Ｉ、　Ｒｃ　ｔが開き電磁弁コイル３２が無励磁、
液態電磁弁１４ｄが閉じる。蒸発器１３ｄへは冷媒が供
給されないので、内部の冷媒が蒸発して圧縮機１０へ吸
入されるにつれて蒸発器１３ｄおよび吸入管２１の中の
圧力が低下してくる。この圧力が１　、５　ｋｇ／ｃｍ
”になったところ（すなわち蒸発器１３ｄの中の液状の
冷媒がなくなったところ）で圧力スイッチ２０の接点６
３Ｌが開き、補助継電器コイルＲｅと限時継電器コイル
Ｒｅが無励磁となり、接点Ｒｃ＋、Ｒｃ２．Ｒｅｔ、Ｒ
ｅ＊が閉じ接点Ｒｅ３．　Ｒｅ５が開き、電磁弁コイル
３３が無励磁、電磁弁コイル３０．３１が励磁される。 第１図の冷媒回路図上ではガス側電磁弁１５ｄが閉じ、
蒸発器回路Ｃの液態電磁弁１４ｃとガス側電磁弁１５ｃ
が開き、蒸発器１３ｄが休止し回路Ｃの蒸発器１３ｃを
利用する最終の運転状態となる。 このように始動時に停止中に休止側の蒸発器１３ｄに溜
まっていた冷媒と冷凍機油を回収（追い出す）すること
ができる。

【ヒートポンプ装置運転中】

萌記圧カスイッチ２０の接点６３Ｌが開くと、限時Ｕ電
器コイルＲｂも無励磁となり接点Ｒｂ、が閉じ、限時継
電器コイルＲｄが励磁される。 そして、５時間経過すると、接点Ｒｄ、が閉じて補助継
電器コイルＲｅと限時継電器コイルＲｂ、ＲＣが励磁さ
れ、運転中５時間ごとに前記

【ヒートポンプ装置始動時
】と同じように休止側蒸発器１３ｄから冷媒と冷凍機油
の回収を行う。 なお、本実施例では圧力スイッチ２０で電磁弁の切換時
期を決めているが吸入管２１の温度を検知するサーモス
タットに置き代えても良い。また限時継電器Ｒｄで定期
的（５時間ごと　）に回収運転を行っているが、吐出ガ
ス温度や圧縮機内の油面を検出して回収運転を行っても
良い。 「発明の効果」 以上説明したように本発明にがかるヒートポンプ装置は
、２系統の蒸発器回路を設けたヒートポンプ装置であっ
て、蒸発器回路の前段および後段にそれぞれ設けられこ
れら回路を開閉する電磁弁と、これら電磁弁を操作して
利用しない側の蒸発器回路のポンプダウンを行う制御回
路とを備えてなる構成としたから、次のような優れた効
果を奏することができる。 ■　停止中に蒸発器に溜まっていた冷媒と冷凍機油を追
い出すことができる。 ■　運転中に電磁弁の漏れによる蒸発器への冷媒と冷凍
機油の溜まりを防止できる。 ■　停止中に吸入管から蒸発器への冷媒の移動（溜まり
　）量を減らすことができる。 ■　運転中（利用側回路の蒸発器の温度が休止側回路の
蒸発器の温度より低い場合）吸入管から蒸発器への冷媒
の移動（溜まり　）を防止できる。 ■　以上により運転中の冷凍機油の曲面の低下と循環冷
媒量の不足を解消でき、圧縮機の故障とヒートポンプ装
置の性能低下を防止することができる。

【図面の簡単な説明】

第１図および第２図は本発明のヒートポンプ装置の一実
施例を示すもので、第１図は冷媒回路図、第２図はその
冷媒回路を動作させる制御回路図、第３図は従来のヒー
トポンプ装置の一例を示す冷媒回路図である。 １０・・・・・・圧縮機、１１・・・・・・凝縮器、１
２ｃ、１２ｄ・・・・・・絞り装置、１３ｃ、１３ｄ・
・・・・・蒸発器、 １４ｃ、１４ｄ、１５ｃ、１５ｄ・−＝電磁弁、２０・
・・・・・圧力スイッチ、 Ｃ，Ｄ・・・・・・蒸発器回路、

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 圧縮機の後段に凝縮器が設けられ、該凝縮器の後段に２
   系統の蒸発器回路が並列に接続され、蒸発器への熱源流
   体温度によって、使用する蒸発器回路を切り換えるよう
   にしたヒートポンプ装置であって、前記蒸発器回路の前
   段および後段にそれぞれ設けられこれら回路を開閉する
   電磁弁と、これら電磁弁を操作して利用しない側の蒸発
   器回路のポンプダウンを行う制御回路とを備えているこ
   とを特徴とするヒートポンプ装置。