JPH0350461A - ヒー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】 産業上の利用分野 本発明は、蓄熱を利用したヒートポンブ式空気調和機に
関するものである． 従来の技術 従来、空気熱源ヒートポンブ式空気調和機の室外熱交換
器の除霜方法は、大半が四方弁を切換えて冷房サイクル
とし、室外熱交換器を凝縮器、室内熱交換器を蒸発器と
する逆サイクル除霜方式で、この時コールドドラフト防
止のために室内ファンに停止していた．この方式では、
基本的に冷凍サイクル中の冷媒循環量が少なく圧縮機の
電気入力の増大がそれほど期待できないので、除霜時間
が長くなること、並びに除霜中の数分間は室内ファンが
停止するので暖房感が欠如し快適性が損なわれること、
さらには除霜運転終了後、四方弁を切換えて暖房運転に
復帰してからも室内熱交換器の温度が上昇するまでに時
間を要するなど使用者からすれば満足できるものではな
かった．近年、このような欠点を有する逆サイクル除霜
方式にかわって圧縮機周囲に蓄熱材を充填した蓄熱槽を
設け、暖房中に圧縮機廃熱をこの蓄熱槽に蓄え、除霜時
にこの熱を利用する除霜方式が提案されている（例えば
特開昭６３−１６９４５７号公報）。

以下、図面を参照しながら上記従来のヒートボンプ式空
気調和機について説明する。

第３図は従来のヒートボンプ式空気調和機における冷凍
サイクル図である。

同図において１は圧縮機、２は四方弁、３は室内熱交換
器、４はキャピラリチューブ、５は室外熱交換器である
。また、２５はキャビラリチューブ４をバイパスするバ
イパス回路であり、このバイパス回路２５には二方弁２
６、逆止弁２７、熱交換器９が備えられている。また、
１０は蓄熱槽で、この蓄熱槽１０は圧縮機ｌの周囲に熱
交換可能なように接触されて配設され内部に潜熱Ｍ熱材
（ＮａＣＩＩｚＣＯ０・３Ｈ．Ｏ）　１１が充填されて
おり、この蓄熱材１１と熱交換可能なように前記熱交換
器９が配設されている．そして、さらにその周囲を断熱
材２８で囲んでいる。

この冷凍サイクルにおいて、暖房運転時には二方弁２６
は閉の状態であり、圧！Ｉｌｌから吐出された冷媒は、
四方弁２、室内熱交換器３、キャピラリチューブ４、室
外熱交換器５、四方弁２と流れ、圧縮機ｌに吸入される
。この時、前述の構造により、従来は圧縮機ｌから外気
へ放熱されていた熱を蓄熱槽１０に蓄えることが可能で
ある。

次に、除霜運転時は二方弁２６を開とする。これにより
、圧縮機ｌから吐出された冷媒は、四方弁２、室内熱交
換器３へと凍れ、暖房に利用された後わずかの冷媒はキ
ャビラリチューブ４を通って室外熱交換器５へと流れ、
残りの大部分の冷媒はバイパス回路２５へ流入し、二方
弁２６を通って熱交換器９へと流れて蓄熱材１ｌより熱
を奪い、逆止弁２７を通った後キャピラリチューブ４を
通過した冷媒と合流して室外熱交換器５へと流れる。そ
して、ここで冷媒が持つ熱を利用して除霜を行い、さら
四方弁２を通過して圧縮機ｌに吸入される。

このように、従来圧縮機から外気へ放熱していた熱を回
収して除霜に利用することができるので工不ルギ効率を
高めることができ、また高い暖房能力を保ちながら除霜
を行うことができる．発明が解決しようとする課題 しかしながら、上記従来ヒートポンプ式空気調和機には
以下のような課題があった。

すなわち、除霜時に大部分の冷媒は室内熱交換器３より
バイパス回路２５へと流れ、蓄熱槽ｌｏ内の熱交１１８
９にて蓄熱材１ｌより熱を奪って高温の過熱ガスとなる
ので熱交換器９内での圧力ｔｌ失が大きくなる。また、
室内機と室外機とを分離して設置し、接続配管で接続す
るいわゆるセパレートタイプのヒートボンブ式空気調和
機の場合は、室内熱交換器３とキャビラリチューブ４と
を結ぶ接続配管での圧力損失も加わり、室外熱交換器５
の人口での冷媒圧力が低くなるため霜と冷媒の温度差が
小さくなり、除霜能力があまり大きくなかった．したが
って、高い暖房能力を保ちながら除霜を行うことはでき
るが、除霜時間を短縮するのは困難であった．特に、蓄
熱槽にあまり蓄熱されていない状態で除霜を行う場合や
着霜量が多くて除霜途中で蓄熱された熱を使いきってし
まった場合などは、完全に除霜することができないおそ
れがあった。

また除霜時には、冷媒は室外熱交換器５の人口で高温の
過熱ガスとなるので室外熱交換器５を通過する際の圧力
損失も大きく、これも除霜能力を低下させる原因となっ
ていた． 本発明は上記課題に鑑み、蓄熱を利用した簡単な構成の
冷凍サイクルで、極めて短時間に除霜を終えることで暖
房区間及び除霜区間を含めた積算の暖房能力（以下、積
算暖房能力と称す）を高めることを目的としている． また本発明は、蓄熱槽にあまり蓄熱されていない状態で
除霜を行う場合や、着霜量が多くて除霜途中で蓄熱され
た熱を使いきってしまった場合でも、完全に除霜するこ
とができることを目的としている． 課題を解決するための手段 上記課題を解決するために本発明のヒートボンプ式空気
調和機は、圧ｍａ、四方弁、室内熱交換器、冷媒主回路
の冷媒流路の開閉可能とする流路制御手段、第１の滅圧
器、室外熱交換器等を連結して冷媒主回路を構成し、内
部に蓄熱材を充填した蓄熱槽を前記圧縮機の周囲に前記
圧縮機と熱交換的に配設し、前記室内熱交換器から前記
第１の減圧器へ至る配管若しくは前記第１の減圧器から
前記室外熱交換器へ至る配管に一端を接続し、他端を前
記室内熱交換器から前記四方弁を介して前記圧Ｉｉｉｔ
機吸入側へ至る配管に接続したバイパス回路を設け、前
記バイパス回路の冷媒流路を開閉可能とする流路制御手
段と第２の減圧器を有し、前記バイパス回路と前記蓄熱
槽を熱交換的に接続したものである． 作用 本発明は、上記手段により次のような作用を有する。

すなわち、内部に蓄熱材を充填した蓄熱槽を圧縮機の周
囲に圧縮機と熱交換的に配設し、室内熱交換器から第１
の減圧器へ至る配管若しくは第１の減圧器から室外熱交
換器へ至る配管に一端を接続し、他端を室内熱交換器か
ら四方弁を介して圧縮機吸入側へ至る配管に接続した途
中に第２の減圧器を介してバイパス回路を設け、バイパ
ス回路と蓄熱槽を熱交換的に接続するとともに冷媒主回
路のｉＪ路制御手段を全閑にすることにより、除霜時に
室内の快適性を田なわずに蓄熱された熱を短時間に取り
出すことができるので、極めて短時間に除霜を終えるこ
とができる。

したがって、上記いずれの実施例の場合も暖房時に圧縮
機の廃熱を蓄熱しておき、除霜時にこの蓄熱した熱を利
用することで極めて短時間に除霜を終えて再び暖房を行
うため積算暖房能力の向上を図ることができる。

また、上記いずれの実施例の場合も、蓄熱槽にあまり蓄
熱されていない状態で除霜を行う場合や、着霜量が多く
て除霜途中で蓄熱された熱を使いきってしまった場合で
も、完全に除霜することができる． 実施例 以下、本発明の一実施例について第１図、第２図を参考
に説明する．なお本実施例を説明するに当たり、第３図
に示す従来のものと同一のａ能を有するものには同一の
番号を付して説明を省略す第１図は本発明の一実施例に
おける冷凍サイクル図、第２図は第１図における圧縮機
周囲の概略横断面図である，　１０は蓄熱槽で、この蓄
熱槽１ｏは圧縮機ｌの周囲に熱交換可能なように接触さ
れて配設され内部に潜熱蓄熱材（ＮａＣ｝Ｉ３ＣＯＯ　
・３ＨｘＯ）　１１が充填されており、このＮ熱材ｌ１
と熱交換可能なように前記熱交換器９が配設されている
．第１図において、２３はキャピラリチューブ４から室
外熱交換器５へ至る配管に一端を接続し、他端を室内熱
交換器３から四方弁２を介して圧縮機１の吸入側へ至る
配管に接続したバイパス回路であり、このバイパス回路
２３には二方弁２４とキャピラリチュープ２９及び熱交
換器９が備えられており、この熱交換器９は蓄熱材１１
と熱交換可能なように配設されている． この冷凍サイクルにおいて、除霜運転時は四方弁２を冷
房サイクルに切り換え、二方弁２４を開とする。これに
より、圧縮機ｌから吐出された冷媒は、四方弁２より室
外熱交換器５へと流れ、冷媒か持つ熱を利用して除霜を
行い、二方弁２２を閉とするため冷媒はバイパス回路２
３へ流入し、二方弁２４を通′って熱交換器９へと流れ
て蓄熱材１１より熱を奪い、圧縮機１の吸入側へ凍れる
。

この実施例においては、バイパス回路２３を設け、これ
に熱交換器９を配設し、かつ二方弁２２を閉とすること
により、冷媒は室内熱交換器３には流れないので除霜時
に室内の快適性を損なわずに蓄熱された熱を短時間に取
り出すことができ、極めて短時間に除霜を終えることが
できる。

なお、上記実施例に示した圧縮機ｌについては一定容量
のものでもよいが、例えばインバータを用いた周波数可
変型圧縮機のような可変容量型のものを用いてもよい．
この場合、除霜時に大＠鼠運転をすることで、さらに除
霜時間の短縮を図ることができる． また、上記実施例では圧ｍ機ｌの周囲に蓄熱槽ｌＯを取
り付けたが、蓄熱４ｆｉｌＯは内部に蓄熱材ｌ１を充填
し、熱交換器９及び圧縮ｉ１を収納した密閉容器として
もよい。あるいは圧縮機ｌの外周面の一部を蓄熱槽の一
部としてもよい。

また、上記実施例に示したキャビラリチューブ４のかわ
りに例えばステッピングモータ等で駆動される電動膨張
弁のような可変絞りを用いてもよい。

発明の効果 上記実施例より明らかなように本発明は、圧縮機、四方
弁、室内熱交換器、冷媒主回路の冷媒流路を開閉可能と
する冷媒制御手段、第１の減圧器、室外熱交Ｉａ器等を
連結して冷媒主回路を構威し、内部に蓄熱材を充填した
蓄熱槽を圧縮機の周囲に圧縮機と熱交換的に配設し、室
内熱交換器から減圧器へ至る配管若しくは減圧器から室
外熱交換器へ至る配管に一端を接続し、他端を室内熱交
換器から四方弁を介して圧縮機吸入側へ至る配管に接続
したバイパス回路を設け、バイパス回路と蓄熱槽を熱交
換的に接続することで、除霜時に室内の快適性を損なわ
ずに蓄熱された熱を短時間に取り出すことができるので
、極めて短時間に除霜を終えることができる． これらのことより明らかなように、本発明は暖房時に圧
縮機の廃熱を蓄熱しておき、除霜時にこの蓄熱した熱を
利用することで極めて短時間に除霜を終えて再び暖房を
行うため積算暖房能力の向上を図ることができる． また、蓄熱槽にあまり蓄熱されていない状態で除霜を行
う場合や、着霜量が多くて除霜途中で蓄熱された熱を使
いきってしまった場合でも、完全に除霜することができ
る． したがって、特に低外気温時に暖房を行う場合の快適性
を大幅に向上させることが可能である。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の第１の実施例を示すヒートポンプ式空
気調和機の冷凍サイクル図、第２図は同ヒートポンブ式
空気調和機の圧縮機周囲の概略横断面図、第３図は従来
のヒートポンプ式空気調和機の冷凍サイクル図である． １・・・・・・圧縮機、２・・・・・・四方弁、３・・
・・・・室内熱交換機、４．２９・・・・・・キャビラ
リチューブ（減圧機）、５・・・・・・室外熱交換機、
９・・・・・・熱交換器、１０・・・・・・蓄熱槽、ｌ
１・・・・・・蓄熱材、２２・・・・・・二方弁（流路
制御手段）、２３・・・・・・バイパス回路、２４・・
・・・・二方弁（流路制御手段）．

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 圧縮機、四方弁、室内熱交換器、冷媒主回路の冷媒流路
   を開閉可能とする冷媒制御手段、第１の減圧器、室外熱
   交換器等を連結して冷媒主回路を構成し、内部に蓄熱材
   を充填した蓄熱槽を前記圧縮機の周囲に前記圧縮機と熱
   交換的に配設し、前記室内熱交換器から前記第１の減圧
   器へ至る配管若しくは前記第１の減圧器から前記室外熱
   交換器へ至る配管に一端を接続し、他端を前記室内熱交
   換器から前記四方弁を介して前記圧縮機吸入側へ至る配
   管に接続したバイパス回路を設け、前記バイパス回路の
   冷媒流路を開閉可能とする流路制御手段と第２の減圧器
   を有し、前記バイパス回路と前記蓄熱槽を熱交換的に接
   続したヒートポンプ式空気調和機。