JPH0387576A - 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】

この発明は空気調和機に関し、特に蓄熱器を備えたヒー
トポンプ方式による空気調和機に関するものである。

【従来技術】

第４図〜第５図は、例えば特開昭６１−１６５５６０号
公報に示された従来の空気調和機を示す冷媒回路、除霜
時の電気制御回路及び蓄熱形態交換器の断面図を示すも
のである。第４図において、ｌは冷媒を圧縮して排出す
る圧縮機、２は圧縮機１の吸入・吐出系を切り替える四
方弁、３は室内側熱交換器、４は減圧装置としての機械
式膨張弁、５は室外側熱交換器である。そして、これら
圧縮ｉｆ、四方弁２．室内側熱交換器３９機械式膨張弁
４．室外側熱交換器５は、冷媒配管６により環状に連結
されて冷媒が流されることにより冷媒回路７を構成して
いる。８は室内側熱交換器３に強制送風して熱交換を行
なわせる室内ファン、９は室外側熱交換器５に強制送風
することにより熱交換を行なわせる室外ファン、１０は
室外側熱交換器５の入口側部分に感温部分が装着された
除霜条件検出器、１１は圧縮機１の吸入部における冷媒
温度を検出する感温筒、１２は圧８１機ｌの吸入部にお
ける冷媒圧力を検出する均圧管である。そして、この感
温筒１１および均圧管１２は、機械式膨張弁４の絞りを
制御することにより、該部分における加熱度を一定に制
御している。また、この感温筒１１および均圧管１２は
、圧縮機ｌの停止時および吸入冷媒の液化時に、前記機
械式膨張弁４を全閉に制御する。１３は霜取時に必要と
する熱を蓄える蓄熱最熱交換器、１４は第１の電磁弁、
１５は第２の電磁弁、１６は圧縮機１の冷媒吐出口１ａ
から蓄熱最熱交換器１３及び第１の電磁弁１４を介して
、室外側熱交換器５の入口に連結された第１のバイパス
回路、１７はこの第１のバイパス回路１６における一部
の冷媒配管であって、この冷媒配管１７の周囲を取り巻
くようにに蓄熱最熱交換器１３が配置された構造となっ
ている。 つまり、蓄熱最熱交換器１３は第５図にその断面図を示
すように、冷媒配管１７の周囲に熱交換を良くするため
のフィン１８が固定されている。そして、このフィン１
８の外周を外殻１９が機密状態に覆って、その内部に蓄
熱材料２０が充填された構造となっている。２１は蓄熱
最熱交換器１３の出口側から第２の電磁弁１５を介して
室内側熱交換器３の出口側に至る第２のバイパス回路、
２２は第５図に示すように、蓄熱最熱交換器１３の外殻
部分に接触固定された蓄熱条件検出器であって、蓄熱最
熱交換器１３が設定温度以上に上昇すると開く接点を有
している。 次に、上記構成による空気調和機の動作を説明する。先
ず、暖房運転の開始に際しては、四方弁２を図示状態の
暖房サイク運転モードに切り換える。一方、暖房開始時
においては、除霜条件検出器１０及び蓄熱条件検出器２
２は共に検出信号を出力していないことから、図示しな
い制御回路は第２のｔ磁弁１５のみを開状態に設定する
。 次に、圧ｍ機ｌが運転されると、この圧縮機１の冷媒吐
出口１ａから吐き出される高温高圧の冷媒ガスは、第４
図に矢印で示すように四方弁２を介して室内側熱交換器
３に供給される。室内側熱交換器３においては、室内フ
ァン８から供給される強制通風によって冷却されること
から、前記高温高圧の冷媒ガスはこの室内側熱交換器３
内において熱交換されて冷却されることにより凝縮液と
なる。このようにして凝縮された冷媒液は・機械式膨張
弁４を通過する際に断熱膨張されて低圧冷媒となり、室
外側熱交換器５において室外ファン９による強制通風に
より加熱されて蒸発することにより低圧冷媒ガスとなる
。そして、この低圧冷媒ガスは四方弁２を介して圧縮機
１に吸入されることにより、再び圧縮されて高温高圧冷
媒として吐き出されることになる。 一方、蓄熱最熱交換器１３と第２の１１を磁弁１５とに
よって第２のバイパス回路２１を構成していることから
、圧縮機１から吐き出される高温高圧冷媒の一部が、こ
の第２のバイパス回路２１を構成する冷媒配管１７を介
して流れることになる。 冷媒配管１７に高温高圧冷媒が流れると、この高温高圧
冷媒が有する熱が、蓄熱最熱交換器１３を構成するフィ
ン１８を介して蓄熱材料２０に熱交換されることから、
蓄熱最熱交換器１３の内部に蓄熱されることになる。そ
して、この蓄熱最熱交換器１３において熱交換された冷
媒は、第２の電磁弁工５を介して室内側熱交換器３の出
口側に供給されることにより、主冷媒配管６に合流し、
その後は主冷媒回路７を介して圧縮機１に戻されること
になる。 ここで、蓄熱最熱交換器１３への蓄熱が進み、外殻１９
の温度が設定温度に達すると、蓄熱条件検出器２２はそ
の内部に設けられている接点を開くことにより、検出信
号を図示しない制御部に供給する。制御部は蓄熱条件検
出器２２から検出信号が供給されると、第２の電磁弁１
５を閉じることにより、第２のバイパス冷媒回路２１を
閉止させる。よって、蓄熱最熱交換器１３の蓄熱が完了
すると、主冷媒回路７のみに冷媒が流れて暖房運転が行
われることになる。 次に、外気温度が下がって、室外側熱交換器５に着氷が
始まると、外気から熱を吸収する能力が減少することか
ら、室外側熱交換器５の入力配管温度が低下する。これ
を除霜条件検出器１０が検出して、図示しない制御部に
供給する。制御部は除霜条件検出器１０から供給される
除霜条件検出信号の供給を受けると、除霜運転モードに
切り換える。この除霜運転モードにおいては、第１の電
磁弁１４が開かれることから、第１のバイパス冷媒回路
１６が形成される。すると、圧縮機１から吐き出された
高温高圧の冷媒ガスは、この第１のバイパス冷媒回路１
６を介して室外側熱交換器５に流れることにより、この
室外側熱交換器５に付着している霜を解かす。 ここで、係る除霜運転モードが進行すると、室外側熱交
換器５における熱交換量が極めて多いことから、圧縮機
１に吸入される冷媒ガスの温度が低くなる。吸入される
冷媒ガスの温度が低くなると、これに伴って圧縮機１か
ら吐き出されて第１のバイパス冷媒回路１６に流れ込む
冷媒ガスの温度も低くなる。しかし、蓄熱形態交換器１
３は暖房運転時に蓄熱した熱エネルギーを、係る蓄熱形
態交換器１３の内部を通過する冷媒ガスに熱交換により
与えることから、室外側熱交換器５には高温の冷媒ガス
が供給され続けられて、効果的な除霜が行われることに
なる。

【発明が解決しようとする課題】

従来の空気調和機は以上のように構成されているので、
第１．第２の冷媒バイパス回路が必要になることから、
冷媒回路が複雑で高価なものとなってしまう。また、上
記構成においては、熱交換によって蓄熱材に間接的に蓄
熱するものであることから、蓄熱効率が低いものとなっ
て除霜運転時間が長くなってしまう、更に、上記構成に
おいては、除霜運転時に冷媒ガスが室内側熱交換器３に
流れなくなることから、暖房が中断されて不快感を与え
る等の問題点があった。 この発明は、上記のような問題点を解消するためになさ
れたもので、冷媒回路の構成が簡単でありながら、除霜
運転時間を短くすることが出来ると共に、除霜運転時に
不快感を与えない空気調和機を提供することである。

【課題を解決するための手段】

この発明に係る空気調和機は、第１の電磁弁と、冷媒を
液状態で溜める蓄熱器と、第２の電磁弁とを直列に接続
することによりバイパス冷媒回路を構成し、このバイパ
ス冷媒回路を室内側熱交換器の出口側と室外側熱交換器
の入口側との間に配置し、第１の電磁弁を開、第２のｔ
磁弁を閉として蓄熱を行い、第１の電磁弁を閉、第２の
電磁弁を開として除霜を行うものである。

【作用】

この発明における空気調和機においては、蓄熱器に高温
高圧の液状態で溜められている冷媒を、室外熱交換器に
供給することにより、暖房運転状を中断すること無く除
霜が行えることになる。

【発明の実施例】

以下、この発明の一実施例を図について説明する。第１
図はこの発明による空気調和機の一実施例を示す冷媒回
路であって、１〜９は第４図と同一であるため、その詳
細説明を省略する。２３は第１の電磁弁、２４は高温高
圧の冷媒を液状で溜めることにより蓄熱を行う蓄熱器、
２５は第２の電磁弁であって、これられ直列に接続され
ることによりバイパス冷媒回路２６を構成して、室内側
熱交換器３の出口側と、室外＠熱交換器５０入口側との
間に接続されている。第２図は蓄熱器２４の断面図であ
って、外殻２４ａの内部には蓄熱剤２４ｂが収納されて
、冷媒との間において直接的に熱交換することが出来る
ようになっている。ここで、蓄熱剤２４ｂは冷媒と混じ
り合わないように樹脂等で被服されている。また、この
蓄熱器２４の内部には、第１の電磁弁２３に連結されて
底近くまで延在する吸入管２７と、第２の電磁弁２５に
連結されて天井部分で終端する吐出管２８が設けられて
いる。 次に、このように構成された空気［ｒ機の動作を説明す
る。第１図に示す冷媒回路において、暖房運転時に圧縮
機１から吐き出され、冷媒回路を介して再び圧縮機１に
吸入される冷媒の流れは、矢印で示すように従来の場合
と同じ流れとなる。 この時、バイパス冷媒回路２６における第１の電磁弁２
３を開、第２の電磁弁２５を閉に設定すると、室内側熱
交換器３を通過した冷媒が第１の電磁弁２３及び吸入管
２７を介して蓄熱器２４の内部に、室内側熱交換器３か
らの出力冷媒と同一条件のままで溜められることになる
。つまり、第３図に示すモリエル線図上のＡ点において
、液冷媒の状態で溜められることになる。 次に、除霜運転を行うには、第１の電磁弁２３を閉に、
また第２の電磁弁２５を開に設定する。 すると、蓄熱器２４内の圧力は、吐出管２８．第２の電
磁弁２５を介して、室外熱交換器５の出口と同一の圧力
となる。この結果、蓄熱器２４内に溜められている液状
の冷媒は、低圧となるので蒸発して冷媒ガスとなる。 ここで、蓄熱剤２４ｂの融点を第３図に示すように、モ
リエル線図上のＡ点に設定すると、除霜時に蓄熱器２４
内の液冷媒が冷媒ガスに変化する際に蓄熱剤２４ｂから
蒸発潜熱を奪うことから、液冷媒が冷媒ガスに変化して
も、温度変化が生じなくなる。これは、冷媒が液からガ
スに変化する時に必要となる蒸発潜熱を蓄熱剤２４ｂか
ら奪うからであり、蓄熱剤２４ｂは冷媒が液からガスに
変化する時、液体から固体に変化して保有する熱を冷媒
ガスへ移行させるためである。つまり、第３図に示すモ
リエル線図において、Ａ点にあった液冷媒は、−点鎖線
上における等温線上を移動してＢ点へ状態が変化する。 この時、冷媒回路中に冷媒ガスが放出され、暖房運転時
に実線で示す回路状態であったのが、除霜運転時には点
線で示す回路状態となって、低圧冷媒回路部分における
冷媒ガス圧が上昇する。この結果、０°Ｃ以下（２点鎖
線より下）にあった低圧（実線上）がＯ′Ｃ以上（２点
鎖線より上）となり、室外熱交換器５に付着している霜
が溶かされて除去されることになる。 一方、第１の電磁弁２３の閉によって、高圧冷媒回路部
分を流れる冷媒が、蓄熱器２４内に流れ込むのが防止さ
れることから、係る除霜動作中における高圧冷媒回路内
の冷媒圧力は何ら変化することはなく、これに伴って暖
房運転動作はそのまま継続されることになる。つまり、
暖房運転を続けながら、除霜が行えることになる。 なお、蓄熱剤２４ｂの融点（液体から固体に変化する点
）は、室内側熱交換器３の出口側における冷媒の温度よ
りも少し低めの温度に設定すれば良い。具体的には、融
点が２０〜５０°Ｃのものを選定すれば良いころになる
。

【発明の効果】

以上説明したように、この発明によれば、第１の電磁弁
と、冷媒を蓄熱剤と共に液状態で溜める蓄熱器と、第２
の電磁弁とを直列に接続することによりバイパス冷媒回
路を構成し、このバイパス冷媒回路を室内側熱交換器の
出口側と室外側熱交換器の入口側との間に配置し、第１
の電磁弁を開。 第２の、電磁弁を閉として蓄熱を行い、第１の電磁弁を
閉、第２の電磁弁を開として除霜を行うものであること
から、暖房運転を継続した状態のままで、除霜が行える
ことから、従来生じていた除霜時に暖房運転が中断され
る不快感を与えることが防止される。また、バイパス冷
媒回路を室内側熱交換器の出口側と室外側熱交換器の入
口側との間に設けるのみであることから、冷媒回路が従
来に比較して大幅に簡略化される等の種々効果を有する
。

【図面の簡単な説明】

第１図はこの発明の一実施例による空気調和機を示す冷
媒回路図、第２図は第１図に示す蓄熱器の断面図、第３
図はモリエル線図、第４図は従来の空気調和機を示す冷
媒回路図、第５図は第４図に示す蓄熱器の断面図である
。 ｌ・・・圧縮機、２・・・四方弁、３・・・室内側熱交
換器、４・・・減圧装置（機械式膨張弁）、５・・・室
外側熱交換器、７・・・冷媒回路、２３・・・第１の電
磁弁、２４・・・蓄熱器、２５・・・第１の１１ｔ磁弁
、２６・・・バイパス冷媒回路。 なお、図中、同一符号は同一、又は相当部分を示す。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 　圧縮機、四方弁、室内熱交換器、減圧装置、室外熱交
   換器を備えた空気調和機において、第１の電磁弁を有す
   る吸入管と、蓄熱剤を収納した蓄熱器と、第２の電磁弁
   を有する吐出管を直列に接続した蓄熱回路を、暖房運転
   時液冷媒貯留可能に前記減圧装置に並列に接続し、前記
   第１の電磁弁を開、前記第２の電磁弁を閉として暖房蓄
   熱運転を行い、前記第１の電磁弁を閉、前記第２の電磁
   弁を開として暖房運転を行いながら除霜運転を行うこと
   を特徴とする空気調和機。