JPH04132369U - 空気調和機の冷媒回路 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 冷凍効果の低下を防止すると共にデフロスト
時間を短縮する空気調和機の冷媒回路を提供する。 【構成】 圧縮機１，四方弁２，室外熱交換器７，絞り
機構６，室内熱交換器３及びアキュムレーター８をこの
順序に接続してなるヒートポンプ式空気調和機におい
て、前記四方弁２と室外側熱交換器７との間に第２の四
方弁１０を介装し、同四方弁１０の第１，第２のポート
ａ，ｂに前記四方弁２と室外熱交換器７との間を接続す
る配管を接続し、第３のポートｃに圧縮機１の吐出管か
らの分岐管１５を接続し、第４のポートｄに室外熱交換
器７の第２四方弁１０の出口とは反対側の出口からの第
２分岐管１６を接続し、同第２分岐管１６に逆止弁１１
を挿入すると共に、圧縮機１の吐出管との間で熱交換し
て蓄熱する蓄熱熱交換器１２を設けたことを特徴とする
空気調和機の冷媒回路。

Description

【考案の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】

本考案は空気調和機の冷媒回路に関する。

【０００２】

【従来の技術】

空気調和機は、従来、図３に示すように、圧縮機１，四方弁２，室内熱交換器 ３，毛細管４，逆止弁５，毛細管６，室外熱交換器７，アキュムレーター８、ア キュムレーター８のＵ字管８ａ，油戻し孔８ｂ，開閉弁１１よりなる。ここで、 暖房運転時は圧縮機１から吐出された高温高圧の冷媒ガスは、実線矢印に示すよ うに、四方弁２を経て室内熱交換器３に入り、凝縮して高温の液冷媒となり、毛 細管４で減圧され毛細管６でさらに減圧されて、低圧の冷媒となったのち室外熱 交換器７で蒸発し、四方弁２を経て、アキュムレーター８に入る。ここで、液状 の未蒸発冷媒は下部に溜まり分離された気体冷媒が圧縮機１に吸込まれ圧縮され る。圧縮機１の潤滑に必要な冷凍機油は液冷媒に溶けて循環しており、アキュム レーター８の油戻し孔８ｂから冷凍機油を含んだ液冷媒として圧縮機１に戻され る。 デフロスト時は開閉弁１６を開として圧縮機１から吐出される高温高圧のガス 冷媒の一部を、点線矢印に示すように、着霜している室外熱交換器７に入れて霜 を溶かし、冷媒は凝縮して四方弁２を経てアキュムレーター８を通り圧縮機１に 戻るので、デフロスト中でも室内熱交換器３は放熱し凝縮器として使われるから 暖房運転が継続できる。 一方、冷媒運転時は、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 を経て室外熱交換器７に入り、放熱凝縮して高圧の液冷媒となり、逆止弁５を通 り、毛細管４で減圧され、低圧の冷媒となって室内熱交換器３に入り、吸熱蒸発 して四方弁２を通り、アキュムレーター８を経て圧縮機１へと流れる。

【０００３】

【考案が解決しようとする課題】

しかしながら、このような空調機では、下記のような問題点がある。 (1) 圧縮機１への潤滑油を戻すために、アキュムレーター８内の液冷媒に溶け た油を液冷媒と共に油戻し孔８ｂを通じて圧縮機１に吸込ませるのであるがその 際、圧縮機１に湿り冷媒が戻る故、冷媒の冷凍効果が減少して冷凍能力が低下す る。 (2) 暖房運転で室外熱交換器７が着霜してくると、室外熱交換器７（蒸発器） での未蒸発冷媒が多くなるため、アキュムレーター８内の液冷媒が増加する。こ れによりアキュムレーター８の油戻し孔８ｂからの液もどり量も増加し圧縮機１ の吐出ガス温度は低下してくる。デフロスト時はこの吐出ガスで霜を溶かすため 、吐出ガス温度の低下によりデフロスト時間が長くなる。 (3) デフロスト時に、着霜している室外熱交換器７に圧縮機１からの吐出ガス を流入させデフロストする関係上、デフロスト時の蒸発器は無くなり、吸熱源は 圧縮機本体とアキュムレーター８だけとなり、このためデフロスト時間が長くな る。 (4) 室外熱交換器７では図４に示すように一般にそのパイプ１３は冷房時、凝 縮した液冷媒の排出を良くするため、上方から下方へ流すように設計されている のであるが、この場合、暖房時は流れが逆になり、下方から上方に冷媒が移動す ることになる。この場合、冷媒は蒸発したガス冷媒であるため、特に問題にはな らないが、暖房のデフロスト運転では、同図のＡ点に圧縮機１からのガス冷媒が 入り凝縮して液冷媒となって上方へ移動するので、液冷媒の排出が悪く、熱交換 を終えた液冷媒の排出が遅れ、これによりデフロスト時間が長くなり、また、デ フロスト時に室外熱交換器７で放熱凝縮した液冷媒は未蒸発冷媒としてアキュム レーターに戻る故、アキュムレーターの容量を大きくしなければならない。

【０００４】 本考案はこのような事情に鑑みて提案されたもので、冷凍効果の低下を防止 すると共に、デフロスト時間を短縮する空気調和機の冷媒回路を提供することを 目的とする。

【０００５】

【課題を解決するための手段】

そのために本考案は、圧縮機１，四方弁２，室外熱交換器７，絞り機構６，室 内熱交換器３及びアキュムレーター８をこの順序に接続してなるヒートポンプ式 空気調和機において、前記四方弁２と室外側熱交換器７との間に第２の四方弁１ ０を介装し、同四方弁１０の第１，第２のポートａ，ｂに前記四方弁２と室外熱 交換器７との間を接続する配管を接続し、第３のポートＣに圧縮機１の吐出管か らの第１の分岐管１５を接続し、第４のポートｄに室外熱交換器７の第２の四方 弁１０の出口とは反対側の出口からの第２分岐管１６を接続し、同第２分岐管１ ６に逆止弁１１を挿入すると共に、圧縮機１の吐出管との間で熱交換して蓄熱す る蓄熱熱交換器１２を設けたことを特徴とする。

【０００６】

【作用】

このような構成によれば、下記の作用が行われる。 (1) 通常暖房運転時は圧縮機１より吐出された高温のガス冷媒は蓄熱熱交換器 ９に流入し、蓄熱材９ａに熱を与えて蓄熱する。デフロスト時は圧縮機１より吐 出された高温のガス冷媒の一部は四方弁１０を経て着霜している室外熱交換器７ に流れ、放熱凝縮したのち低温の液冷媒となって逆止弁１１を通り蓄熱熱交換器 ９に入り、蓄熱材９ａで吸熱蒸発して四方弁１０及び四方弁２を通りアキュムレ ーター８を経て圧縮機１に吸入される。その際、蓄熱熱交換器９を吸熱源とする ことがてきる。 (2) 膨張機構に入る高温の液冷媒が、圧縮機の吸入管を通る低温の未蒸発液冷 媒と熱交換し、これにより膨張機構に入る液冷媒の温度が下がり、エンタルピが 下がると共に、圧縮機吸入管内の未蒸発液冷媒が過熱され、ガス状冷媒に変わり 、圧縮機に吸込まれる冷媒のエンタルピが上昇する。その結果蒸発器での冷凍効 果つまりエンタルピ差が増大し、冷凍能力が増す。また、圧縮機の吸入ガス温度 が上昇するため、デフロスト時に圧縮機の吐出ガス温度を高くすることができる 。

【０００７】

【実施例】

本考案の一実施例を図面について説明すると、図１はその第１実施例を示す冷 媒回路図、図２はその第２実施例を示す冷媒回路図である。 上図において、図３と同一の符号はそれぞれ同図と同一の機器，部材を示し、 本考案構造が図３のそれと大きく異なるところは、圧縮機からの吐出冷媒の一部 を第１の分岐管１５及び第２の四方弁１０，室外熱交換器７，第１の四方弁２を 経てアキュムレーター８に導入する冷媒回路を設けたことと、この冷媒回路と、 圧縮機１からの冷媒を第１の四方弁２に導く回路とを蓄熱熱交換器９で熱交換す るようにしたところにある。 冷媒の流れは、通常暖房運転の場合、圧縮機１から吐出された高温高圧のガス 冷媒は蓄熱熱交換器９で蓄熱材９ａに熱を与え、四方弁２を経て、室内熱交換器 ３に入る。ここで、放熱し暖房が行われ、放熱凝縮した高温の液冷媒は毛細管４ で減圧され、液ガス熱交換器１２に入り、ここで、圧縮機１の吸入配管１４を通 る低温の未蒸発冷媒と熱交換し、液冷媒の温度が下がりエンタルピが下がる。そ して、液冷媒は毛細管６に入り、減圧し膨張して室外熱交換器７に入り、ここで 吸熱蒸発して低圧の冷媒となり、四方弁１０，四方弁２を経てアキュムレーター ８に入り、ここで、未蒸発冷媒を下方に分離する。 アキュムレーター８内に溜った冷凍機油を含んだ液冷媒はアキュムレーター８ のＵ字管８ａの油戻し孔８ｂからＵ字管８ａに入り、ガス冷媒と合流して、吸入 管１４を通り、液ガス熱交換器１２に入り、ここで毛細管４を出た高温の液冷媒 と熱交換し、未蒸発冷媒が加熱され、ガス状冷媒となって圧縮機１に吸込まれる 。その際過熱されたガス冷媒が圧縮機１に吸込まれるので吐出ガス温度が低下す ることなく、高く維持される。 一方、デフロスト時には四方弁１０を切換えるので、圧縮機１より吐出した高 温のガス冷媒は分岐管１５，四方弁１０を経て点線矢印に示すように、着霜して いる室外熱交換器７に入る。ここで、放熱して霜を溶かし凝縮して低温となった 液冷媒は逆止弁１１を通り、蓄熱熱交換器９に入る。ここで、蓄熱材９ａから吸 熱して蒸発し、四方弁１０、四方弁２を通り、アキュムレーター８に入る。未蒸 発冷媒を分離して、アキュムレーター８に溜まった冷凍機油を含んだ液冷媒はア キュムレーター８のＵ字管８ａの油戻し孔８ｂから、Ｕ字管８ａ内に入りガス冷 媒と合流して、吸入管１４を通り、液ガス熱交換器１２に入る。ここで、毛細管 ４を出た高温の液冷媒と熱交換し、未蒸発冷媒が加熱され、ガス冷媒に変わり、 圧縮機１に吸込まれる。

【０００８】 このような構造によれば、通常暖房時に圧縮機１の吐出ガスで蓄熱した熱量を デフロスト時に吸熱源として使用することでデフロスト時間を早めることができ る。また、デフロスト時の室外熱交換器７内の冷媒の流れは冷房時同様、凝縮し た液冷媒が下方へ流され液排出が向上するため、デフロスト時間を早めることが できる。 冷房時は圧縮機１から吐出された高温高圧のガス冷媒は蓄熱熱交換器９で蓄熱 材９ａに熱を与え，四方弁２，四方弁１０を経て室外熱交換器７に入る。ここで 、放熱凝縮した液冷媒は逆止弁５を通り、液ガス熱交換器１２に入り、圧縮機１ の吸入配管１４内を通る低温の未蒸発冷媒と熱交換し、液冷媒の温度が下がり、 エンタルピが下がる。そして、液冷媒は毛細管４に入り、減圧し膨張して室内熱 交換器３に入る。ここで、吸熱蒸発して低圧の冷媒となり、四方弁２を介してア キュムレーター８に入る。ここで未蒸発冷媒を下方に分離する。アキュムレータ ー８内に溜まった冷凍機油を含んだ液冷媒はアキュムレーター８のＵ字管８ａの 油戻し孔８ｂから、Ｕ字管８ａ内に入り、ガス冷媒と合流して、吸入管１４を通 り、液ガス熱交換器１２に入る。ここで、室外熱交換器７、逆止弁５を出た高温 の液冷媒と熱交換し、未蒸発冷媒が加熱され、ガス状冷媒に変わり、エンタルピ が上昇したガス冷媒として圧縮機１に吸込まれる。

【０００９】 このような構造によれば、下記の効果が奏せられる。 (1) 液ガス熱交換器１２により、膨張機構に入る高温の液冷媒が圧縮機の吸入 管１４を通る低温の未蒸発冷媒と熱交換し、これにより 膨張機構に入る液冷媒の温度が下がり、エンタルピが下がる。 圧縮機吸入管内の未蒸発冷媒が加熱され、ガス状冷媒となって圧縮機に吸 込まれる冷媒のエンタルピが上昇する。上記，の効果により蒸発器で の冷凍効果（エンタルピ差）が増大し、冷凍能力が増大する。 また、圧縮機の吸入ガス温度が上昇するため、デフロスト時に吐出ガス 温度を高く維持でき、デフロスト時間を早めることが可能である。 (2) 通常、暖房時に圧縮機の吐出ガスで蓄熱した蓄熱熱交換器９の熱量を四方 弁１０の切換えにより、デフロスト時に吸熱源として使用することでデフロ スト時間を早めることができる。 (3) デフロスト時は四方弁１０の切換えにより、室外熱交換器７内の冷媒の流 れは凝縮した液冷媒が上方から下方へ流されるようになるので、液排出が向 上し、デフロスト時間が早くなる。 (4) デフロスト時、室外熱交換器７で放熱凝縮した液冷媒は蓄熱熱交換器９ で加熱され蒸発するので、未蒸発冷媒としてアキュムレーター８に戻る量が 大巾に減り、これによりアキュムレーター容量を小さくできる。

【００１０】 なお、デフロスト時間の短縮化のためには、図２に示すように、四方弁１０に より、室外熱交換器７の暖房時出口側と四方弁２が接続されているときは、圧縮 機１の吐出口からの分岐管１５と室外熱交換器７の暖房時入口側からの逆止弁１ １、蓄熱熱交換器９を接続する。また室外熱交換器７の暖房時出口側と圧縮機１ の吐出側からの分岐管１５を接続するときは、四方弁２と室外熱交換器７の暖房 時入口側からの逆止弁１１、蓄熱熱交換器９を接続するように構成してもよい。

【００１１】 このような第２実施例の構造によれば、通常暖房運転時は圧縮機１より吐出さ れた高温のガス冷媒を蓄熱熱交換器９に流入し、蓄熱材９ａに熱を与え蓄熱し、 デフロスト時は、四方弁１０を切換え、圧縮機１より吐出された高温のガス冷媒 の一部は分岐管１５、四方弁１０を経て、点線矢印に示すように、着霜している 室外熱交換器７に流し、放熱凝縮したのち、低温の液冷媒として逆止弁１１を経 て蓄熱熱交換器９に入る。ここで低温液冷媒は蓄熱材９ａから吸熱蒸発して、点 線矢印に示すように四方弁１０を経て四方弁２を通り、アキュムレーター８、圧 縮機１に吸入される。その際つまりデフロスト時、蓄熱熱交換器９は通常暖房時 に蓄熱した熱量をデフロスト時に吸熱源として使用することで、デフロスト時間 を短縮することができる。

【００１２】 冷房時、圧縮機１から吐出された高温高圧のガス冷媒は蓄熱熱交換器９で蓄熱 材９ａに熱を与え、四方弁２、四方弁１０を経て室外熱交換器７に入り、ここで 、放熱凝縮した液冷媒は逆止弁５を通り、毛細管４に入り減圧膨張して、室内熱 交換器３に入り、ここで吸熱蒸発して低圧の冷媒となり、四方弁２を経て、アキ ュムレーター８に入る。ここで、未蒸発冷媒は下方に分離し、アキュムレーター ８内に溜まった冷凍機油を含んだ液冷媒はアキュムレーター８のＵ字管８ａの油 戻し孔８ｂからＵ字管８ａを経てガス冷媒と合流して、圧縮機１に戻る。

【００１３】

【考案の効果】

要するに本考案によれば、圧縮機１，四方弁２，室外熱交換器７，絞り機構６ ，室内熱交換器３及びアキュムレーター８をこの順序に接続してなるヒートポン プ式空気調和機において、前記四方弁２と室外側熱交換器７との間に第２の四方 弁１０を介装し、同四方弁１０の第１，第２のポートａ，ｂに前記四方弁２と室 外熱交換器７との間を接続する配管を接続し、第３のポートＣに圧縮機１の吐出 管からの第１の分岐管１５を接続し、第４のポートｄに室外熱交換器７の第２の 四方弁１０の出口とは反対側の出口からの第２分岐管１６を接続し、同第２分岐 管１６に逆止弁１１を挿入すると共に、圧縮機１の吐出管との間で熱交換して蓄 熱する蓄熱熱交換器１２を設けたことにより、冷凍効果の低下を防止すると共に 、デフロスト時間を短縮する空気調和機の冷媒回路を得るから、本考案は産業上 極めて有益なものである。

【図面の簡単な説明】

【図１】本考案の第１実施例を示す冷媒回路図である。

【図２】本考案の第２実施例を示す冷媒回路図である。

【図３】公知のヒートポンプ式空気調和機を示す冷媒回
路図である。

【図４】図３の室外熱交換器を示す斜視図である。

【符号の説明】

１ 圧縮機 ２ 第１の四方弁 ３ 室内熱交換器 ４ 毛細管 ５ 逆止弁 ６ 毛細管 ７ 室外熱交換器 ８ アキュムレーター ８ａ Ｕ字管 ８ｂ 油戻し孔 ９ 蓄熱熱交換器 ９ａ 蓄熱材 １０ 第２の四方弁 １１ 逆止弁 １２ 液ガス熱交換器 １４ 吸入管 １５ 第１の分岐管 １６ 第２の分岐管 ａ 第１のポート ｂ 第２のポート ｃ 第３のポート ｄ 第４のポート

Claims (1)

【実用新案登録請求の範囲】
1. 【請求項１】 圧縮機１，四方弁２，室外熱交換器７，
   絞り機構６，室内熱交換器３及びアキュムレーター８を
   この順序に接続してなるヒートポンプ式空気調和機にお
   いて、前記四方弁２と室外側熱交換器７との間に第２の
   四方弁１０を介装し、同四方弁１０の第１，第２のポー
   トａ，ｂに前記四方弁２と室外熱交換器７との間を接続
   する配管を接続し、第３のポートＣに圧縮機１の吐出管
   からの第１の分岐管１５を接続し、第４のポートｄに室
   外熱交換器７の第２の四方弁１０の出口とは反対側の出
   口からの第２分岐管１６を接続し、同第２分岐管１６に
   逆止弁１１を挿入すると共に、圧縮機１の吐出管との間
   で熱交換して蓄熱する蓄熱熱交換器１２を設けたことを
   特徴とする空気調和機の冷媒回路。