JPH0618112A - 空気調和機 - Google Patents

空気調和機

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Publication number
JPH0618112A
JPH0618112A JP17440992A JP17440992A JPH0618112A JP H0618112 A JPH0618112 A JP H0618112A JP 17440992 A JP17440992 A JP 17440992A JP 17440992 A JP17440992 A JP 17440992A JP H0618112 A JPH0618112 A JP H0618112A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
heat exchanger
outdoor heat
cycle
refrigeration cycle
condenser
Prior art date
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Pending
Application number
JP17440992A
Other languages
English (en)
Inventor
Shigeto Sumitani
茂人 隅谷
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Toshiba Corp
Original Assignee
Toshiba Corp
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Filing date
Publication date
Application filed by Toshiba Corp filed Critical Toshiba Corp
Priority to JP17440992A priority Critical patent/JPH0618112A/ja
Publication of JPH0618112A publication Critical patent/JPH0618112A/ja
Pending legal-status Critical Current

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  • Compression-Type Refrigeration Machines With Reversible Cycles (AREA)

Abstract

(57)【要約】 【目的】小型化と暖房性能の向上とを共に図る。 【構成】冷凍サイクル2の室外側熱交換器部7aと、動
力サイクル3のコンデンサ部7bとを一体に構成して一
体型熱交換器7を構成する。室外ファン18を可逆回転
自在の軸流ファンに構成して、暖房運転中に外気温が低
下したときに、コンデンサ部7bから室外側熱交換器部
7aへ送風させる。冷凍サイクル2における暖房運転時
の絞り装置の下流側に第2の室外側熱交換器である補助
熱交換器6を介在させる。動力サイクル3の作動流体と
して冷凍サイクル2の冷媒を使用して、コンプレッサ4
とこれを駆動するタービン11とを密閉容器17内に封
入する。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、冷凍サイクルのコンプ
レッサをタービンにより駆動する空気調和機に係り、特
に、暖房性能の向上と小型化とを図った空気調和機に関
する。
【0002】
【従来の技術】従来、この種の空気調和機は、コンプレ
ッサ、四方弁、室外ファンを備えた室外側熱交換器、絞
り装置、室内側熱交換器等をこの順に順次配管により接
続して冷媒を循環させる閉ループを構成する冷凍サイク
ルと、前記コンプレッサを駆動するタービン、コンデン
サ、ポンプ、蒸気発生器を配管により接続して作動流体
を循環させる閉ループを構成する動力サイクルとを有す
る。冷凍サイクルは四方弁の切換操作により冷媒を可逆
的に循環させて冷房運転と暖房運転とを適宜切り換える
ようになっている。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、このよ
うな従来の空気調和機では、冷凍サイクルの室外側熱交
換器とは別に、熱交換作用を行なうコンデンサを動力サ
イクルに設けているので、大型化とコスト高とを招いて
いる。
【0004】そこで本発明はこのような事情を考慮して
なされたもので、その目的は装置全体としての小型化と
暖房性能の向上とを共に図ることができる空気調和機を
提供することにある。
【0005】
【課題を解決するための手段】本発明は前記課題を解決
するために次のように構成される。
【0006】本願の請求項1に記載の発明(以下、第1
の発明という)は、少なくともコンプレッサ、四方弁、
室外ファンを備えた室外側熱交換器、絞り装置、室内側
熱交換器を配管により接続して冷媒を循環させる閉ルー
プを構成する冷凍サイクルと、少なくとも前記コンプレ
ッサを駆動するタービン、コンデンサ、ポンプ、蒸気発
生器を配管により接続して作動流体を循環させる閉ルー
プを構成する動力サイクルとを有する空気調和機におい
て、前記コンデンサと前記室外側熱交換器とを一体に構
成して前記作動流体と前記冷媒の流路をそれぞれ形成す
ると共に、前記室外ファンは、暖房運転中に外気温が低
下したときに、送風方向上流側のコンデンサから下流側
の室外側熱交換器へ向けて送風する構成であることを特
徴とする。
【0007】また、本願の請求項2に記載の発明(以
下、第2の発明という)は、冷凍サイクルは、その暖房
運転時の絞り装置の下流側にて、第2の室外側熱交換器
を介在させる一方、この第2の室外側熱交換器に、暖房
運転時に動力サイクルの作動流体を通す流路を設けたこ
とを特徴とする。
【0008】
【作用】
〈第1の発明〉冷凍サイクルの室外側熱交換器と動力サ
イクルのコンデンサとを一体に構成したので、空気調和
機全体としての小型化とコスト低減とを共に図ることが
できる。
【0009】また、冷凍サイクルの暖房運転時には冷凍
サイクルの室外側熱交換器を動力サイクルのコンデンサ
の放熱により加熱するので、冷凍サイクルのサイクル温
度を高めて暖房能力を高めることができる。
【0010】さらに、暖房運転時に外気温が低下する
と、室外ファンの送風が上流側のコンデンサから下流側
の室外側熱交換器へ通風される。このために、動力サイ
クルのコンデンサの放熱により下流の室外側熱交換器を
加熱して、冷凍サイクルのサイクル温度を高めて暖房能
力を高めることができる上に、室外側熱交換器への着霜
を防止することができる。
【0011】〈第2の発明〉冷凍サイクルの暖房運転時
には、第2の室外側熱交換器内を通る冷媒が動力サイク
ルの作動流体により加熱されるので、冷凍サイクルのサ
イクル温度が高くなって暖房能力が向上する。
【0012】
【実施例】以下、本発明の実施例を図面に基づいて説明
する。
【0013】図1は本願第1、2の発明を含む一実施例
のサイクル図であり、図において、空気調和機1は冷凍
サイクル2と動力サイクル3とを有する。
【0014】冷凍サイクル2はコンプレッサ4、四方弁
5、第2の室外側熱交換器である補助熱交換器6の冷媒
流路6a、一体型熱交換器7の室外側熱交換器部7a、
絞り装置である膨張弁8、室内側熱交換器9を冷媒配管
10によりこの順に順次接続して、冷媒を循環させる閉
じたループを構成している。
【0015】また、冷凍サイクル2は四方弁5の切換操
作により冷媒を、図中実線矢印方向に循環させることに
より冷房運転され、図中破線矢印方向に循環させること
により暖房運転されるようになっている。
【0016】一方、動力サイクル3はコンプレッサ4に
図示しないクラッチを介して、あるいは直結されたター
ビン11、一体型熱交換器7のコンデンサ部7b、気液
分離器12、ポンプ13、燃焼装置14を付設した蒸気
発生器15を配管16により、この順に順次かつループ
状に接続して作動流体を循環させる閉じたループを構成
している。
【0017】タービン11はコンプレッサ4と共に密閉
容器17内に封入され、作動流体は冷凍サイクル2の冷
媒と同一組成の流体、例えばフロンR22より成る。
【0018】一体型熱交換器7は図2(A)に示すよう
に、室外側熱交換器部7aとコンデンサ部7bの背面同
士を一体に結合したものであり、室外ファン18をコン
デンサ部7bの前方に配設している。
【0019】室外ファン17は軸流ファンより成り、通
常の暖房運転時には図2(A)中白矢印に示すように、
室外側熱交換器部7aからコンデンサ部7b側に向けて
送風するが、外気温が低下したときには、その回転方向
を逆転させて図中黒矢印に示すようにコンデンサ部7b
の上流側から室外側熱交換器部7aの下流側へ向けて送
風するようになっている。
【0020】動力サイクル3は一体型熱交換器7のコン
デンサ部7bの前後に連通するバイパス管19を設け、
このバイパス管19にはその上流側から絞り用チューブ
20、二方弁21、補助熱交換器6の作動流体流路をそ
れぞれ介在させている。
【0021】そして、室内側熱交換器9と室内ファン9
a等を室内ユニット22内に内蔵し、これ以外の冷凍サ
イクル構成機器と動力サイクル構成機器とを室外ユニッ
ト23内に内蔵している。
【0022】次に本実施例の作用を説明する。
【0023】空気調和機の暖房運転開始時には、ポンプ
13が起動して二方弁21が開放される。このために、
例えばフロンR22より成る液状の作動流体が蒸気発生
器15内に流入し、ここで燃焼器14により加熱されて
蒸発する。ここで、蒸発した高温高圧のガス状作動流体
はさらにタービン11内に流入して膨張し、タービン羽
根を駆動してタービン11を回転させ、コンプレッサ4
を駆動する。
【0024】タービン11で仕事をしたガスは絞り用チ
ューブ20、開弁中の二方弁21をそれぞれ経て補助熱
交換器6の作動流体流路内に流入し、放熱する一方で凝
縮して液化し、さらに、この液状の作動流体が気液分離
器12内に流入して気液分離され、この後、再び液成分
がポンプ13へ戻り、ここで昇圧されて蒸気発生器15
へ圧送され、以下これを繰り返す。
【0025】一方、タービン11により駆動されたコン
プレッサ4はガス状冷媒を圧縮して高温高圧のガス状冷
媒を吐出し、図1中破線矢印に示すように、四方弁5を
経て室内側熱交換器9内に流入し、ここで放熱して暖房
する一方で凝縮して液化する。この液冷媒はさらに膨張
弁8で減圧されて一体型熱交換器7の室外側熱交換器部
7aと補助熱交換器6の冷媒流路をそれぞれ通って、こ
こで蒸発してガス化し、その一方で外気から吸熱する。
【0026】このとき、補助熱交換器6はその作動流体
流路を通る動力サイクル3の作動流体により常時加熱さ
れているので、冷凍サイクル2のサイクル温度が上昇
し、暖房能力が向上する。この後、補助熱交換器6で蒸
発したガス状冷媒は再び四方弁5を経てコンプレッサ4
の吸込側に戻り、以下これを繰り返して室内を暖房す
る。
【0027】そして、この暖房運転時に外気温が所定値
以下に低下すると、動力サイクル3の二方弁1が閉じら
れる。このために、タービン11から排気される高温ガ
ス状の作動流体が一体型熱交換器7のコンデンサ部7b
へ流入し、ここで放熱する一方で凝縮液化する。しか
も、このとき、室外ファン18の送風方向は、図2
(A)中黒矢印に示すように、通常暖房時の場合の送風
方向と逆転して、コンデンサ部7bから室外側熱交換器
部7aへ送風される。
【0028】したがって、コンデンサ部7bの放熱が室
外ファン18の送風により室外側熱交換器部7aへ運ば
れて加熱するので、冷凍サイクル2のサイクル温度を高
めて暖房能力を高めることができると共に、室外側熱交
換器部7aへの着霜を防止することができる。
【0029】また、一体型熱交換器7は室外側熱交換器
部7aとコンデンサ部7bとを一体に構成しているの
で、小型化を図ることができる。
【0030】さらに、動力サイクル3の作動流体と冷凍
サイクル2の冷媒とを熱交換させる補助熱交換器6を設
けたので、通常暖房運転時の暖房能力を高めることがで
きる。
【0031】さらにまた、冷凍サイクル2の冷媒と動力
サイクル3の作動流体は共に同一組成の流体、例えばフ
ロンR22を使用しているので、コンプレッサ2とター
ビン11とを共に密閉容器11内に封入することができ
る。その結果、これらの軸封部からフロンR22が徐々
にリークするスローリークを低減して寿命を延ばすこと
ができる。
【0032】また、前記実施例では図2(A)に示すよ
うに室外側熱交換器部7aと、コンデンサ部7bの背面
同士を結合して一体型熱交換器7を構成する場合につい
て説明したが、本発明はこれに限定されるものではな
く、例えば一体型熱交換器7を図2(B),(C)に示
すように構成してもよい。
【0033】つまり、図2(B)に示すように、流路の
側面形状がほぼU字状をなすように構成した室外側熱交
換器7a1 とコンデンサ部7b1 とを上下2段に重ねて
結合してもよい。
【0034】また、図2(C)に示すように、図2
(A)で示す室外側熱交換器部7aとコンデンサ部7b
とを上下2段に重ねて結合してもよい。
【0035】
【発明の効果】以上説明したように本願第1の発明は、
冷凍サイクルの室外側熱交換器と動力サイクルのコンデ
ンサとを一体に構成しているので、装置全体としての小
型化を図ることができる。
【0036】また、冷凍サイクルの暖房運転時には動力
サイクルのコンデンサにより冷凍サイクルの室外側熱交
換器の冷媒を加熱するので、冷凍サイクルのサイクル温
度を高めて暖房能力を高めることができる。
【0037】さらに、暖房運転時に外気温が低下する
と、室外ファンの送風が上流側のコンデンサから下流側
の室外側熱交換器へ送風されるので、コンデンサの放熱
により下流側の室外側熱交換器内の冷媒を加熱して、冷
凍サイクルのサイクル温度を高め、暖房能力を向上させ
ることができる上に、室外側熱交換器への着霜を防止す
ることができる。
【0038】本願第2の発明は、冷凍サイクルの暖房運
転時に、第2の室外側熱交換器の冷媒流路を通る冷媒
を、その作動流体流路を通る作動流体により加熱するの
で、冷凍サイクルのサイクル温度を高めて暖房能力を高
めることができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本願第1、第2の発明を含む一実施例のサイク
ル図。
【図2】図1で示す一体型熱交換器を示しており、
(A)はその一実施例の側面図、(B)はその他の実施
例の側面図、(C)はそのさらに他の実施例の側面図。
【符号の説明】
1 空気調和機 2 冷凍サイクル 3 動力サイクル 4 コンプレッサ 5 四方弁 6 補助熱交換器 7 一体型熱交換器 7a 室外側熱交換器部 7b コンデンサ部 8 膨張弁 9 室内側熱交換器 10 冷媒配管 11 タービン 12 気液分離器 13 ポンプ 15 蒸気発生器 16 配管 17 密閉容器 18 室外ファン 19 バイパス管 21 二方弁 22 室内ユニット 23 室外ユニット

Claims (2)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 少なくともコンプレッサ、四方弁、室外
    ファンを備えた室外側熱交換器、絞り装置、室内側熱交
    換器を配管により接続して冷媒を循環させる閉ループを
    構成する冷凍サイクルと、少なくとも前記コンプレッサ
    を駆動するタービン、コンデンサ、ポンプ、蒸気発生器
    を配管により接続して作動流体を循環させる閉ループを
    構成する動力サイクルとを有する空気調和機において、
    前記コンデンサと前記室外側熱交換器とを一体に構成し
    て前記作動流体と前記冷媒の流路をそれぞれ形成すると
    共に、前記室外ファンは、暖房運転中に外気温が低下し
    たときに、送風方向上流側のコンデンサから下流側の室
    外側熱交換器へ向けて送風する構成であることを特徴と
    する空気調和機。
  2. 【請求項2】 冷凍サイクルは、その暖房運転時の絞り
    装置の下流側にて、第2の室外側熱交換器を介在させる
    一方、この第2の室外側熱交換器に、暖房運転時に動力
    サイクルの作動流体を通す流路を設けたことを特徴とす
    る請求項1記載の空気調和機。
JP17440992A 1992-07-01 1992-07-01 空気調和機 Pending JPH0618112A (ja)

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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR100712585B1 (ko) * 2003-02-04 2007-05-02 신닛뽄세이테쯔 카부시키카이샤 이산화탄소의 분리 회수 방법 및 장치
CN110373844A (zh) * 2019-06-28 2019-10-25 南京航空航天大学 印染厂蒸化机余能回收系统及控制方法

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