JPH07508091A - 廃熱利用受動霜取りシステム - 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】 廃熱利用受動霜取りシステム 発明の背景 蒸発器、凝縮器、膨張弁または細管、及び圧縮器を採用した多種多様な暖冷房空 調システムが知られている。このようなシステムでは、低圧冷媒が圧縮器によっ て圧縮され、ある圧力に上昇すると蒸気として圧縮器を出て、凝縮器中で凝縮し 、その結果、凝縮器周辺環境への熱伝達が生ずる。それから高圧液は膨張弁を通 過し、膨張弁中で液状冷媒の一部が急激に気化する。

残りの液体は低圧蒸発器で気化して、周辺環境から気化冷媒への熱伝達が生ずる 。次いで冷媒蒸気は圧縮器中に引き込まれ、再びサイクルが開始する。

ある適用例では、冷媒が、蒸発器の外表面に氷が形成される温度にまで蒸発器中 で冷却されることがある。例えば、熱ポンプの凝縮器は一般にはシステムの屋内 コイルを形成し、蒸発器は室内空気から熱を引き出す屋外コイルを形成する。暖 房サイクルでは、外部コイル内の冷媒の温度が実質的に水の凝固点以下であるの で、水がコイル上に凝集するとコイル上に水が形成される。蓄積された氷は断熱 剤の作用をなし、蒸発器内の冷媒と外部環境との間の伝熱を阻止する熱障壁をも たらし、その結果、熱ポンプの効率が著しく低下する。

この効率低下を回避し、あるいは少なくとも抑制するために、熱ポンプの屋外コ イルを規則的な間隔で霜取りする手順が提案されている。一般的に霜取りは２つ の手段のどちらかによって実施されるが、どちらも大量のエネルギーに費用がか がる。

第１の手順では、抵抗加熱エレメントを蒸発器に接続し、必要に応じて起動と停 止を行い、霜取り操作を行う。このような外部熱源は蒸発器を効果的に霜取りす るが、製造、設置、制御が複雑である。さらに、これらは非常にエネルギー集約 的な傾向があり、したがって熱ポンプの効率が低下する。

熱ポンプの蒸発器を霜取りするための通常の第２の手段は、流れる冷媒が反転す るように躬ポンプ・サイクルを反転させることを含んでおり、その結果、蒸発器 はシステムの凝縮器となり、これによって屋外コイルの外表面上の氷を融解させ る。この方法によると、熱ポンプによって供給される構造物内の熱が実際に外側 ヘボンブで送られ、したがって実際に構造物を冷却する。したがって、電気抵抗 加熱器などのバックアップ熱源を採用して、霜取り中に構造物内の温度を維持し なければならない。このため、この手順も第１の霜取り手順と同様に、霜取り操 作に起因する望ましくない冷却を補償するために追加エネルギーの費用を必要と する。

少なくとも従来の霜取り手順の欠点の一部を解消するための試みがなされた。そ の１つは、１９８３年１２月２０日にローレンス・Ｇ、クロウソンに交付された 米国特許第４４２０９４３号で論じられている。この手段は、凝縮器に平行に位 置して圧縮器から圧縮冷媒を受け取る集熱体を採用している。圧縮冷媒は、次に 続く霜取り操作のために熱を貯蔵する集熱体に熱を移送する。霜取り操作中は圧 縮器は停止し、ソレノイド弁が開いて集熱体を圧縮器のバイパスにある蒸発器の 出口側に流体的に接続する。このバイパス弁によって、蒸発器と凝集器の圧力が 中間圧力に等しくなる。集熱体と接触する冷媒が低圧で沸騰し、これによって集 熱体から熱を引き出す。こうして気化した冷媒はバイパス弁を経て蒸発器に流れ て比較的低温の環境下で凝縮し、これによって蒸発器に向がって熱を放出し、蒸 発器はその外側の氷を融解する。

この霜取り手順は、他の従来技術の手順よりもエネルギー効率がよい。すなわち 、霜取り操作を実施するために圧縮器も外部加熱エレメントも必要としない。さ らに、この霜取りシステムの熱の大部分は集熱体によって供給されるので、この システムには、霜取り中に屋内空間から除去される熱を回復するための補助加熱 装置を加える必要がない。

しかし、この受動霜取りシステムにはいくつかの欠点がある。

まず第１に、集熱体は圧縮器を離れる熱ガスから熱を引き出すが、この熱は空間 暖房機能には使用できない。第２に、屋内凝縮器と屋外蒸発器との間の圧力を急 速に等しくするため、周辺から凝縮器へのいくらかの望ましくない熱移動をもた らす。さらに、集熱体は凝縮器と平行に位置するので、圧縮器が運転している間 に起こる正常な熱力学的サイクル中にシステムを循環する液体冷媒の冷却がいず れにしても容易にはならず、したがって、正常運転中の装置の全体的効率が向上 しない。さらに、様々な条件で蒸発器の霜取りに必要な熱量が変化するので、集 熱体中に存在する液体冷媒の量を決定するのは困難である。−例を挙げると、１ ボンドの冷媒Ｒ−２２は、集熱体から蒸発し蒸発器で凝縮するとき、約７０ｎＴ Ｕの熱量しか出さないが、この熱量は釣上ボンドの氷を融解するのに十分なだけ である。

一般的な住宅用熱ポンプの蒸発器の上には数ポンドの氷が形成されるので、集熱 体中に存在すべき冷媒の量が非実用的なほど多くなり、したがって熱ポンプ・シ ステムに関して冷媒装入のバランスの問題を生じる可能性がある。

発明の要約 したがって本発明の目的は、熱伝達システムの蒸発器を受動的に霜取りするため のシステムであって、システムのあらゆる部分の周りの環境から熱を除去するこ とがなく、これ山、霜取り操作を行うためにまたは霜取り操作によって除去され た熱を回復するために外部エネルギーを必要としない、前記システムを提供する ことである。

本発明の他の目的は、蒸発前に凝縮冷媒の温度を低下させることによって正常運 転中の全システムの効率を上昇させる受動霜取りシステムを有する、暖房システ ムまたは冷房システムを提供することである。

本発明のさらに他の目的は、比較的コンバクｉ・であり、かつ容易に既存の冷房 または暖房システムに組み込むことのできる受動霜取りシステムを提供すること である。

本発明の一態様によれば、これらの目的及び他の目的は、入口ボートと出口ボー トを有する蒸発器と、相変化物質などの集熱体を含むキャニスタ中に囲まれた熱 交換循環路を含む熱交換／貯蔵霜取りモジュールとをシステムを提供することに よって達成される。霜取りモジュールは、冷房システムの液体ライン上の凝縮器 の出口と膨張装置との間に位置するので、液体冷媒は熱を相変化物質に伝達する 。配管とバルブが準備され、これらは、霜取りモジュールから蒸発器の入口と出 口への冷媒の流れを作り、受動霜取り操作中は蒸発器と霜取りモジュールとの間 に冷媒の流れを作る。

起動されると凝縮器から冷媒を霜取りモジュールと蒸発器を介して汲み出す圧縮 器を備えることが好ましい。接続配管は、モジュールと蒸発器の入口・出口との 間に位置する２つの圧力感応バルブを含むことが好ましい。これらのバルブは、 圧縮器が起動すると圧縮器が発生する圧力によって閉じ、圧縮器が停止すると開 いて、冷媒が霜取りモジュール・バルブと蒸発器を通って流れるようにして、受 動霜取り操作を果たす。

効果的な熱伝達をもたらすために、熱貯蔵媒体は、冷媒と熱交換する相変化物質 を含んでもよい。

本発明の他の好ましい態様によれば、霜取りモジュールと屋外コイルは自然循環 暖房管を形成する。

本発明の他の目的は、加熱システムまたは冷蔵システムの受動霜取りを含む方法 を提供することである。

本発明のこの態様によれば、この目的は、第１熱父換器の中で冷媒を凝縮し、次 いで第１熱交換器と第２熱交換器の第１ボートとの間に直列に位置する熱貯蔵モ ジュールの中で冷媒を冷却する、ステップを含む方法を提供することによって達 成され、このモジュールはその中に熱貯蔵媒体を有し、これは冷媒と熱交換して 冷媒から除去された熱を貯蔵し、それから冷媒を第２熱交換器へ膨張装置を介し て第１ボートから第２ボートへ送ることによって、第２熱交換器の中で冷媒を蒸 発させる。また、冷媒が第２熱交換器を通じて第２ボートから第１ボートへ流れ 、モジュールを通過し、そして第２熱交換器の第２ボートへ重力またはポンプ使 用によって戻るようにすることによって、第２熱交換器を受動的に霜取りするス テップも提供される。

本発明のその他の目的、特性、及び利点は、下記の詳細記述によって当業者には 明らかになろう。しかし、詳細記述と特定の例示は本発明の好ましい実施例を示 すものであるが、説明のためであって限定するものではないことを理解されたい 。本発明の範囲内での多くの変更や改訂が、本発明の意図を逸脱することなく可 能であり、本発明はこのような変更改訂をすべて含むものである。

図面の簡単な説明 本発明の上記の目的及びその他の目的は、添付の図面を参照して下記の詳細説明 から、より明確に理解すれば、さらに容易に明白になろう。添付の図面では全体 を通じて同じ参照番号は類似の部品を示し、図面は下記の通りである。

第１図は、通常の暖房モードで作動する熱ポンプを有する本発明の好ましい実施 例によって製造された熱ポンプの概略図である。

第２図は、霜取りモードで動作している第１図の熱ポンプの図である。

好ましい実施例の詳細説明 本発明によれば、圧縮器の停止に応じて自動的に動作する受動霜取りシステムを 有する熱交換システムが提供される。熱交換システムの正常運転中は、システム の効率は、蒸発器コイル内の冷媒の蒸発の前に凝縮冷媒から熱を除去し、熱交換 ／貯蔵モジュールに除去された熱を貯蔵することによって、増加する。

霜取りモード中は、モジュールに貯蔵された熱が冷却コイルの霜取りを行う。

第１図と第２図で、熱ポンプ１ｏは、その主要な構成要素として圧縮器２０、正 常暖房動作中に凝縮器として作動する屋内コイル３０、熱交換／貯蔵霜取りモジ ュール４０．及び熱ポンプの正常運転中に蒸発器として作動する屋外コイル５ｏ を有する。また膨張弁６ｏと、四方弁８ｏの形状で準備された逆流弁が設けられ 、これらの各々の構造と動作は当技術分野では周知であり、さらに詳しくは説明 しない。また２つの圧力応答弁７０．１００も設けられ、受動霜取り動作中は屋 外コイル５゜を介して冷媒を流すことによって、受動霜取り動作を起動する。

屋内コイル３０及び屋外コイル５ｏの各々は、熱交換器内側を流れる「フレオン ｊなどの冷媒と熱交換器外側の周辺大気との間に準備された熱交換に適合する、 どのような従来型の熱交換装置を含んでもよい。熱ポンプの正常運転中は、屋内 コイルは凝縮器として機能して、構造物の内部環境に熱を供給し、また屋外コイ ルは蒸発器として作動し、蒸発器の中で液状冷媒は周辺大気からの熱によって蒸 発する。

ここで、熱ポンプ１ｏの正常運転を、第１図を参照してより詳しく説明する。正 常な暖房運転を行うために、圧縮器２ｏが運転されて、出口２２から管２４、四 方弁８０、管２５を介して、屋内コイル３０の入口ボート３６に高圧蒸気冷媒を 送る。

コイル３０における冷媒の凝縮は熱を、適当な供給ベント３８からブロワ３９に よってコイル３０を介して引き出される空気に伝達し、ブロワ３９はこの熱せら れた空気を暖房しようとする構造物の内部に戻す。それから凝縮冷媒は、出口ボ ート３２を介し、管とモジュール４０を通じて凝縮器３０の外へ送り出される。

図に見られるように、モジュール４０は屋内コイル３０．！：屋外コイル５０と の間に直列に位置する。もちろん直列連結は、これらの要素の間に他の要素を準 備できないことを必要とはしないが、正常運転中には冷媒がこれらの装置の各々 を通って運ばれることを意味するのみである。

モジュール４０では、熱は冷媒から除去され、モジュールに準備された熱貯蔵媒 体４５に貯蔵される。この目的のために多種多様な熱貯蔵媒体のいずれをも使用 することができるが、熱の伝達と蓄積は、パラフィン族からの物質または多くの 周知の共晶塩の１つなどの、融点の低い相変化物質を介して実施されることが好 ましい。比較的小さな空間に大量の熱を蓄積する能力があるので、相変化物質は 好ましい。

この運転中、暖かい液体冷媒は相変化物質を融解し、システム容量の５〜８％に 等しい低い熱量を放出する。こうして、３６．０００ＢＴＵｈて運転される一般 的な３トン熱ポンプは、モジュール４　Ｑ　（Ｆ）中に約２，２００ＢＴＵｈ　 （６３０’７ツト時の熱に相当）を貯蔵することができる。この熱は、使用され る相変化物質に応じて３２〜１００Ｆ間の温度で利用可能である。

したがって、この熱は構造物を暖めるために十分な高温にはならないかもしれな いが、３２Ｆで屋外コイル５ｏの霜取りを行うには非常に適している。霜取り用 熱の貯蔵の他に、モジュール４０は、蒸発の前に冷媒の温度を下げることによっ て熱ポンプ１０の効率を顕著に向上させる。

モジュール４０を出ると、冷却された液体冷媒は管４６と膨張弁６０を通って運 ばれた後、屋外コイル５ｏの第１ボート５２に入る。はとんどの熱ポンプに一般 的なように、コイル５０内での蒸発は、空気をコイルに強制通過させるファン５ ６を設けることによって強化され、これによってコイルの熱伝達効率を向上する 。圧縮器２ｏの運転中だけファン５６が回るようにファンが制御されることが好 ましい。この目的のために、ファン５６を圧縮器用制御回路に配線することがで き、圧縮器とともに運転・停止される。

蒸発器５０の第２ボート５４を離れた後、蒸発した冷媒は管５８と四方弁８０と 管２６を経て、圧縮器２０の入口２８に行き、ここで冷媒は圧縮され、サイクル が新たに始まる。この運転中に、弁７０．１００は、圧縮器２０によって発生す る圧力の下で図１に示す閉位置に維持され、こうして管１０２を通る冷媒の流れ を阻止する。

弁７０．１００は、二方ソレノイド作動弁またはポペット形圧力応答弁などの、 何らかの適当な弁を含むことができる。しかし、弁７０．１００の各々は高圧ボ ートを有する圧力応答弁と、低圧ボートを有する管と、管を囲むばねと、密封デ ィスクまたは密封ブロックを有することが好ましい。ばねは通常は密封ディスク をその開位置に偏位させ、流体が弁を自由に通過できるようにする。しかし、加 圧された流体が高圧ボートを通って弁に入ると、密封ディスクはばねを圧縮し、 低圧ボートに通じる管を密封し、これによって弁を通る加圧された流体の流れを 阻止する。この形式の弁は、１９８９年５月９日にカン・ディンに与えられた米 国特許第４８２７７３３号に開示されておリ、その主題はここで参照することに より本明細書に組み込まれるものである。

こうして、熱ポンプにおいて弁７０と弁１００は図１に示す位置を呈し、冷媒と して「フレオン」が使用されており、この熱ポンプの運転中は、例えば１１３Ｂ ＴＵ、Ｉｂ、という比較的エンタルピｈの高い高圧の蒸発した「フレオン」が凝 縮器３０の入口３６にポンプ移送され、凝縮器３０を構成する屋内コイルの中で 凝縮され、これによってコイルを通過する空気を加熱する。こうして、例えば１ ００Ｆの温度と例えば３９ＢＴＵ、ｌｂ、のエンタルピを有する液体「フレオン 」は、モジュール４０を通って流れ、そこで冷媒の廃熱の一部は除去され、これ によって、冷媒の温度とエンタルピを例えばそれぞれ８０Ｆと３３ＢＴＵ、Ｉｂ 、に下げることによって、システム全体の効率を向上させる。それから液体冷媒 は管４６と膨張弁６゜を通り、次いで蒸発器５０を通り、ここでファン５６によ って蒸発器に強制通風される空気が熱を冷媒に伝達して、冷媒を蒸発させる。蒸 発した「フレオン」冷媒は例えば２０Ｆの温度と例えば１０９ＢＴＵ、Ｉｂ、の エンタルピを有し、屋外コイル５０の第２ボート５４に運び出され、圧縮器に戻 されて、ここでサイクルが新たに開始される。

上記のようなサイクルが例えば３２Ｆという比較的低温で行われると、屋外コイ ル５０中の比較的低温の冷媒は水を凍らせ、コイルの上に凝縮し、これによって コイル上に氷が形成される。

この氷は、下記のように行われる受動霜取り操作で熱ポンプが暖房のために使用 されていないときは、融解され除去される。

圧縮器２０が停止すると、ファン５６も停止する。さらに、弁７０．１００の各 々は、高圧入口ボートに液圧がないために開位置の形態を呈する。したがって、 熱ポンプ１ｏは図２に示す運転状態を呈する。これらの条件の下で、屋外コイル ５ｏとモジュール４０は、重力ヒート・パイプの凝集端及び蒸発端として作動す ることが好ましい。重力ヒート・パイプは本質的に周知であり、例えば米国特許 第４８２７７３３号に開示されている。このヒート・パイプでは、モジュール４ ｏ中の冷媒がモジュール内に貯蔵された相変化物質から熱を受けとり、沸騰して 蒸発した冷媒を形成する。この蒸発した冷媒は一般的に４０〜５０Ｆ間の温度と 約１０８　ＢＴＵのエンタルピを有する。蒸発した冷媒は管１０２と弁１００を 上昇して屋外コイル５ｏに行く。このコイルの中で冷媒は凝縮し、これによって コイル外側に形成された氷に熱を伝達し、氷を溶かす。ここで液体冷媒は、例え ば２１ＢＴＵ、ｌｂと４０Ｆの低くなったエンタルピと温度を有し、屋外コイル ５０から出て弁７０と管４６を通過し、モジュール４０へ行く。それからこの液 体冷媒は相変化物質から追加の熱を受けとり、沸騰し、サイクルが新たに始まる 。

圧縮器２０が起動されて正常暖房サイクルを再開すると、弁７０．１００はその 閉位置にある形態を呈し、ファン５６が起動されるので、システム１０の構成要 素はすべて第１図に示す形態を呈する。

霜取りサイクル中は、屋内コイル３０の出口ボー１−３２への冷媒流は、コイル ３０の中に管１０２の中よりも高い圧力を作るコイル３０の高温によって、及び ／またはソレノイド弁または、このような発生を回避するために管３４に設けら れた他の何らかの装置によって阻止される。さらに、屋外コイル５０の第２ポー ト５４は、圧縮器２０に連結された四方弁８０より低い抵抗をもたらし、この圧 縮器は一般に冷媒の逆流の防止するために内部一方弁またはその他の逆止弁を有 するので、冷媒は屋内コイル３０にも四方弁８０にも逆流しない。こうして屋内 構成要素と圧縮器は、圧縮器の停止と受動霜取り操作の開始に応じて、屋外構成 要素から自動的に隔離され、霜取り操作によって影響を受けない。

もちろん、受動霜取り装置の構成要素４０．５０．１００は、図面に示す位置を 取る必要はない。例えば、コイル５０とモジュール４０の両方は、屋内コイル３ ０が傾いているのと類似の様式で水平に対して傾斜させることができる。しかし 、システムが重力ヒート・パイプとして設計されている場合には、蒸発器コイル ５０がモジュール４０より高く位置していることが、重力ヒート・パイプの固有 の動作にとって重要である。ヒート・パイプ機構内の液体の戻りが重力によらな い場合には、細管ウィックまたは小型の液体冷媒ポンプなどの他の装置を使用す ることができる。さらに、冷媒は霜取り中は第２図に示す方向に流れる必要はな いが、管４６と弁７０を通って蒸発器コイル５０の中に流れることはできる。

上記の受動霜取りシステムは低温を使用し、かつ全く受動的であるので、システ ムのエネルギ節減は比較的短期間でシステムを返済できる。例えば一般的な住宅 用３トン熱ポンプ・システムでは、モジュール４０、弁７０．１００の製造と据 付に約１００ドルかかると仮定する。この費用は１０ｋＷのバックアフプ・ヒー タと付属の制御部を供蛤する費用と同じである。

圧縮器の逆転を必要とする一般的な藁取りシステムは、圧縮器を運転するための ５ｋＷのエネルギと、霜取りサイクル中に構造物から除去される熱を返還するた めに必要なバックアップ・ヒータを操作するための１０ｋＷのエネルギを必要と する。

この運転は結果的に、霜取り操作中に１５ｋＷの電気を使用するシステムとなる 。この一般的なシステムが本発明の受動霜取りシステムを備え、−冬に２０００ 時間運転され、この時間の５％だけ霜取りシステムが運転されるとすれば、この システムは１５ｋＷの能動的な霜取り器を備えた能動的運転時間の１００時間を 、つまり年間１５００　ｋＷを節減することになる。

したがって、０．０８ドル／　ｋ　Ｗ　ｈの電力費では、受動霜取りシステムは 運転の初年に約１２０ドルを節減し、−年内にシステム自体を返済する。ある受 動霜取りシステムを既存のシステムに改装して非常に高い費用がかかるとしても 、システムはなお３年以内にそれ自体を返済する。

もちろん、これらのエネルギ節減は、熱ポンプの正常運転中に生ずるエネルギ節 約を考慮したものではない。ここで、モジュールを通過する冷媒は屋内コイル中 で蒸発する前に、この熱ポンプの中で冷却される。実際に、湿潤な気候における 冬季暖房運転のすべてに関する全エネルギ節減は、置き換えられる霜取り手順に よって異なるが、２０％と３０％の間と思われる。

完全に受動的であり、したがってエネルギを必要としないことの他に、この受動 霜取りシステムは完全に自動的であり、比較的コンパクトで保守を必要としない 。このことは、製造、保守、運転が比較的高価な現在使用されている多くの霜取 りシステムとは非常に対照的である。

受動霜取りシステムを熱ポンプと共にのみ説明したが、このシステムを、スーパ ーマーケットの陳列ケースやフリーザ、製氷器、大型の冷凍庫やクーラー、吸収 式空調システム、その池水の氷点以下で作動する住宅用冷凍システムなどの、商 業的適用にも供することができる。実際、本発明の受動霜取りシステムを実質的 に、霜取りが必要となるいかなる既存の住宅用、商用、または産業用の冷凍また は熱ポンプ・システムにも使用することができ、いかなる既存の冷凍または熱ポ ンプ・システムにも僅かな費用で加えることができる。さらに、その簡潔性とコ ンパクトな寸法のために、本発明による受動霜取りシステムの製造と据付は実際 に、多くの既存の霜取りシステムのそれより容易であり、かつ低置である。

ＦＩＧ、１ 補正書の写しく翻訳文）提出書（特許法第１８４条の８）１．特許出願の表示　 ＰＣＴ／ＵＳ　９３１０３６８４２、発明の名称　廃熱利用受動霜取りシステム ３、特許出願人 住　所　アメリカ合衆国、フロリダ・３２６Ｇ？　、ゲインズビル、サウスウエ スト・７６・テラス・１６１８氏　名　ディン、カーノ ４、代　理　人　東京都新宿区新宿１丁目１番１４号　山田ビル（郵便番号１６ ０）電話（０３）　３３５４−８６２３　、　、、、Ｊ：５、補正書の提出年月 日　１９９４年４月８日６、添附書類の目録 （１）補正書の翻訳文　１通 請求の範囲 １　（Ａ）入口ポートと出口ボートを有する屋内コイルと、（Ｂ）前記屋内コイ ルの前記出口ポートに接続された入口ポートと、第２ボートを有する屋外コイル と、（Ｃ）前記屋内コイルの前記出口ボートと前記屋外コイルの前記第１ボート との間に直列に位置し、そこに位置する熱交換媒体を有し、この媒体は前記霜取 りモジュールを通過する冷媒と熱交換する、熱交換／貯蔵霜取りモジュールと、 （Ｄ）起動されると、冷媒を前記屋内コイルの前記出口ボートから前記霜取りモ ジュールを介し、前記屋外コイルを介して汲み出す圧縮器と、 （Ｅ）前記の圧縮器が起動されると、この圧縮器によって発生する圧力で閉じ、 また前記圧縮器が停止されると開いて、前記屋外コイルと前記霜取りモジュール との間に冷媒を流すことによって前記の受動霜取り操作を行う、前記霜取りモジ ュールと前記屋外コイルとの間に位置する圧力応答弁とを含む熱ポンプ。

２、前記屋外コイルが前記霜取りモジュールの上に位置し、前記霜取りモジュー ルと前記前記屋外コイルが重力ヒート・パイプを特徴する請求の範囲第１項に記 載のシステム。

３、前記屋外コイル及び前記霜取りモジュールが、前記屋外コイルと前記霜取り モジュールとの間に冷媒を循環させる小型ポンプを有する熱交換ループを特徴す る請求の範囲第１項に記載のシステム。

４、（Ａ）出口ボートを有する凝縮器と、（Ｂ）前記凝縮器の前記出口ボートに 接続された入口ボートと、第２出ロボートを有する蒸発器と、 （Ｃ）前記凝縮器の前記出口ボートに直列であり、そこに位置する熱貯蔵媒体を 有し、この熱貯蔵媒体は霜取りモジュールを通じて流れる冷媒と熱交換する、熱 交換／貯蔵霜取りモジュールと、 （Ｄ）受動霜取り操作中に前記霜取りモジュールと前記蒸発器との間に、前記蒸 発器の霜取りが受動的に行われるように冷媒の流れを作る装置と、 （Ｅ）圧縮器と、 （Ｆ）前記熱交換／貯蔵霜取りモジュールと前記蒸発器を前記圧縮器と前記凝縮 器から隔離するための手段とを含むシステムであって、 前記圧縮器が起動されると、前記圧縮器、前記凝縮器、前記蒸発器、及び前記熱 交換／貯蔵霜取りモジュールは冷凍回路を形成し、前記圧縮器が停止されると、 前記の隔離手段は前記蒸発器と前記熱交換器を前記圧縮器と前記凝縮器から隔離 し、これによって、前記蒸発器と前記蒸発器を受動的に霜取りする前記熱交換／ 貯蔵霜取りモジュールを含む霜取り回路を作る、前記のシステム。

５、前記の隔離手段が四方弁を含む、請求の範囲第４項に記載のシステム。

６、前記圧縮器が停止されると、前記の隔離手段が、前記蒸発器と前記熱交換器 を前記圧縮器と前記凝縮器から自動的に隔離する、請求の範囲第４項に記載のシ ステム。

７、（Ａ）圧縮器、蒸発器回路、凝縮器回路、及び熱交換／貯蔵霜取りモジュー ルを含み、前記凝縮器回路は凝縮器を含み、前記蒸発器回路は蒸発器を含む、冷 凍回路を提供するステップと、 （Ｂ）前記凝縮器から前記熱交換／貯蔵霜取りモジュールへ、次いで前記熱交換 ／貯蔵霜取りモジュールから前記蒸発器へ、液体冷媒を通すステップと、 （Ｃ）前記熱交換／貯蔵霜取りモジュールを使用して、前記凝縮器から前記熱交 換／貯蔵霜取りモジュールへ供給される前記液体冷媒から熱を除去するステップ と、（Ｄ）除去された熱を前記熱交換／貯蔵霜取りモジュールに貯蔵するステッ プと、 （Ｅ）前記蒸発器と前記熱交換／貯蔵霜取りモジュールが前記凝縮器回路から隔 離された霜取り回路を形成するように、前記圧縮器の運転を停止させ、そして同 時にかつ自動的に前記蒸発器を前記凝縮器回路から隔離するステップと、ＣＦ） 前記熱交換／貯蔵霜取りモジュール内に貯蔵された熱が、前記霜取り回路におけ る液体冷媒に伝達されるようにするステップと、 （Ｇ）前記霜取り回路を使用する前記蒸発器を受動的に霜取りするステップと を含む方法。

８、（Ａ）出口ボートを有する凝縮器と、（Ｂ）前記凝縮器の前記出口ボートに 接続された入口ボートを有し、かつ第２出ロボートを有する蒸発器と、（Ｃ）前 記凝縮器の前記出口ボートに直列に位置し、そこに位置する熱交換媒体を有し、 この媒体は前記霜取りモジュールを通過する冷媒と熱交換する、熱交換／貯蔵霜 取りモジュールと、（Ｄ）このような受動霜取り操作中に、前記熱交換／貯蔵霜 取りモジュールと前記蒸発器との間に冷媒の流れを作る装置と、（Ｅ）起動され ると、冷媒を前記凝縮器から前記熱交換／貯蔵霜取りモジュールと前記蒸発器を 介して汲み出す圧縮器を含むシステムであって、 前記の装置は、前記霜取りモジュールと前記蒸発器との間に位置する圧力応答弁 を含み、この圧力応答弁は、前記の圧縮器が起動されると、この圧縮器によって 発生する圧力で閉じ、また前記圧縮器が停止されると開いて、前記蒸発器と前記 霜取りモジュールとの間に冷媒を嵐すことによって前記の受動霜取り操作を行う システム。

９、（Ａ）出口ボートを有する凝縮器と、（Ｂ）前記凝縮器の前記出口ボートに 接続された入口ポートを有し、かつ第２出ロボートを有する蒸発器と、（Ｃ）前 記凝縮器の前記出口ポートに直列に位置し、そこに位置する熱交換媒体を有し、 この媒体は前記霜取りモジュールを通過する冷媒と熱交換する、熱交換／貯蔵霜 取りモジュールと、ＣＤ）受動霜取り操作中に、前記熱交換／貯蔵霜取りモジュ ールと前記蒸発器との間に冷媒の流れを作る装置と、（Ｅ）起動すると、冷媒を 前記凝縮器から前記霜取りモジュールと前記蒸発器を介して汲み出す圧縮器と、 （Ｆ）起動すると前記蒸発器に強制空気を通すファンであって、前記圧縮器が起 動すると起動し、前記圧縮器が停止すると停止するファンと を含むシステム。

Claims (20)

【特許請求の範囲】
1. １．（Ａ）出口ポートを有する凝縮器と、（Ｂ）前記凝縮器の前記出口ポートに 接続された入口ポートと第２出口ポートとを有する蒸発器と、 （Ｃ）前記凝縮器の前記出口ポートに直列であり、そこに位置する熱貯蔵媒体を 有し、この熱貯蔵媒体が霜取りモジュールを通じて流れる冷媒と熱交換する、熱 交換／貯蔵霜取りモジュールと、 （Ｄ）受動霜取り操作中に前記霜取りモジュールと前記蒸発器との間に、前記蒸 発器の霜取りが受動的に行われるように冷媒の流れを作る装置と から成るシステム。
2. ２．前記の熱貯蔵媒体が前記の冷媒と熱交換を行う熱交換／貯蔵媒体を含む、請 求の範囲第１項に記載のシステム。
3. ３．前記の熱交換／貯蔵媒体が少なくとも１つの相変化物質を含む、請求の範囲 第２項に記載のシステム。
4. ４．前記の凝縮器と蒸発器が熱ポンプの屋内コイルと屋外コイルである、請求の 範囲第１項に記載のシステム。
5. ５．前記の凝縮器と蒸発器が冷凍システムの構成要素である、請求の範囲第１項 に記載のシステム。
6. ６．前記の凝縮器と蒸発器が製氷システムの構成要素である、請求の範囲第１項 に記載のシステム。
7. ７．前記の蒸発器が前記霜取りモジュールの上に位置し、前記霜取りモジュール と前記蒸発器が重力ヒート・パイプを形成する、請求の範囲第１項に記載のシス テム。
8. ８．（Ａ）入口ポートと出口ポートを有する屋内コイルと、（Ｂ）前記屋内コイ ルの前記出口ポートに接続された入口ポートと、第２ポートを有する、屋外コイ ルと、（Ｃ）前記屋内コイルの前記出口ポートと前記屋外コイルの前記第１ポー トとの間に直列に位置し、そこに位置する熱交換媒体を有し、この媒体は前記霜 取りモジュールを通過する冷媒と熱交換する、熱交換／貯蔵霜取りモジュールと 、（Ｄ）起動されると、冷媒を前記屋内コイルの前記出口ポートから前記霜取り モジュールを介して、前記屋外コイルを介して汲み出す、圧縮器と、 （Ｅ）前記の圧縮器が起動されると、この圧縮器によって発生する圧力で閉じ、 また前記圧縮器が停止されると開いて、前記屋外コイルと前記霜取りモジュール との間に冷媒を流すことによって前記の受動霜取り操作を行う、前記霜取りモジ ュールと前記屋外コイルとの間に位置する圧力応答弁とを含む熱ポンプ。
9. ９．前記屋外コイルが前記霜取りモジュールの上に位置し、前記霜取りモジュー ルと前記前記屋外コイルが重力ヒート・パイプを形成する、請求の範囲第８項に 記載のシステム。
10. １０．前記屋外コイル及び前記霜取りモジュールが、前記屋外コイルと前記霜取 りモジュールとの間に冷媒を循環させる小型ポンプを有する熱交換ループを形成 する、請求の範囲第８項に記載のシステム。
11. １１．（Ａ）凝縮器の中で冷媒を凝縮するステップと、（Ｂ）次いで、前記凝縮 器と蒸発器との間に直列に位置する熱交換／貯蔵霜取りモジュール中で前記の凝 縮された冷媒を冷却するステップであって、前記霜取りモジュールがその中に位 置する熱交換媒体を有し、この媒体が前記凝縮冷媒と熱交換して前記凝縮冷媒か ら除去される熱を貯蔵する、前記のステップと、（Ｃ）次いで、前記凝縮冷媒を 膨張弁を通じて送ることにより、前記蒸発器の中で前記凝縮冷媒を蒸発させるス テップと、（Ｄ）前記蒸発器と前記霜取りモジュールの間に前記冷媒が流れるよ うにすることによって、前記蒸発器を受動的に霜取りするステップと を含む方法。
12. １２．吸収式空調システムの受動的霜取りを含む、請求の範囲第１１項に記載の システム。
13. １３．前記熱交換／貯蔵霜取りモジュールが前記凝縮器の前記出口ポートと前記 蒸発器の前記入口ポートとの問に直接接続された、請求の範囲第１項に記載のシ ステム。
14. １４．前記冷媒が液体冷媒である請求の範囲第１項に記載のシステム。
15. １５．圧縮器と、前記熱交換／貯蔵霜取りモジュールと前記蒸発器を前記圧縮器 と前記凝縮器から隔離するための手段をさらに含み、前記圧縮器が起動されると 、前記圧縮器、前記凝縮器、前記蒸発器、及び前記熱交換／貯蔵霜取りモジュー ルは冷凍回路を形成し、前記圧縮器が停止されると、前記の隔離手段は前記蒸発 器と前記熱交換器を前記圧縮器と前記凝縮器から隔離し、これによって、前記蒸 発器と前記蒸発器を受動的に霜取りする前記熱交換／貯蔵霜取りモジュールを含 む霜取り回路を作る、請求の範囲第１項に記載のシステム。
16. １６．前記の隔離手段が四方弁を含む、請求の範囲第１５項に記載のシステム。
17. １７．前記圧縮器が停止されると、前記の隔離手段が、前記蒸発器と前記熱交換 器を前記圧縮器と前記凝縮器から自動的に隔離する、請求の範囲第１５項に記載 のシステム。
18. １８．（Ａ）圧縮器、蒸発器回路、凝縮器回路、及び熱交換／貯蔵霜取りモジュ ールを含み、前記凝縮器回路は凝縮器を含み、前記蒸発器回路は蒸発器を含む、 冷凍回路を提供するステップと、 （Ｂ）前記凝縮器から前記熱交換／貯蔵霜取りモジュールヘ、次いで前記熱交換 ／貯蔵霜取りモジュールから前記蒸発器ヘ、液体冷媒を通すステップと、 （Ｃ）前記熱交換／貯蔵霜取りモジュールを使用して、前記凝縮器から前記熱交 換／貯蔵霜取りモジュールヘ供給される前記液体冷媒から熱を除去するステップ と、（Ｄ）除去された熱を前記熱交換／貯蔵霜取りモジュールに貯蔵するステッ プと、 （Ｅ）前記蒸発器と前記熱交換／貯蔵霜取りモジュールが前記凝縮器回路から隔 離された霜取り回路を形成するように、前記圧縮器の運転を停止させ、そして同 時にかつ自動的に前記蒸発器を前記凝縮器回路から隔離するステップと、（Ｆ） 前記熱交換／貯蔵霜取りモジュール内に貯蔵された熱が、前記霜取り回路におけ る液体冷媒に伝達されるようにするステップと、 （Ｇ）前記霜取り回路を使用する前記蒸発器を受動的に霜取りするステップと を含む方法。
19. １９．（Ａ）出口ポートを有する凝縮器と、（Ｂ）前記凝縮器の前記出口ポート に接続された入口ポートを有し、かつ第２出口ポートを有する蒸発器と、（Ｃ） 前記凝縮器の前記出口ポートに直列に位置し、そこに位置する熱交換媒体を有し 、この媒体は前記霜取りモジュールを通過する冷媒と熱交換する、熱交換／貯蔵 霜取りモジュールと、（Ｄ）このような受動霜取り操作中に、前記熱交換／貯蔵 霜取りモジュールと前記蒸発器との間に冷媒の流れを作る装置と、（Ｅ）起動さ れると、冷媒を前記凝縮器から前記熱交換／貯蔵霜取りモジュールと前記蒸発器 を介して汲み出す圧縮器を含みシステムであって、 前記の装置は、前記霜取りモジュールと前記蒸発器との間に位置する圧力応答弁 を含み、この圧力応答弁は、前記の圧縮器が起動されると、この圧縮器によって 発生する圧力で閉じ、また前記圧縮器が停止されると開いて、前記蒸発器と前記 霜取りモジュールとの間に冷媒を流すことによって前記の受動霜取り操作を行う システム。
20. ２０．（Ａ）出口ポートを有する凝縮器と、（Ｂ）前記凝縮器の前記出口ポート に接続された入口ポートを有し、かつ第２出口ポートを有する蒸発器と、（Ｃ） 前記凝縮器の前記出口ポートに直列に位置し、そこに位置する熱交換媒体を有し 、この媒体は前記霜取りモジュールを通過する冷媒と熱交換する、熱交換／貯蔵 霜取りモジュールと、（Ｄ）受動霜取り操作中に、前記熱交換／貯蔵霜取りモジ ュールと前記蒸発器との間に冷媒の流れを作る装置と、（Ｅ）起動すると、冷媒 を前記凝縮器から前記霜取りモジュールと前記蒸発器を介して汲み出す圧縮器と 、（Ｆ）起動すると前記蒸発器に強制空気を通すファンであって、前記圧縮器が 起動すると起動し、前記圧縮器が停止すると停止するファンと を含むシステム。