JPS602852A - ヒ−トポンプ装置 - 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、圧縮式、吸収式などの冷媒の凝縮。

蒸発の原理による冷却、加熱を応用したヒートポンプ装
置に関するものである。

従来例の構成とその問題点 第１図はヒートポンプ装置の原理を示す図である。図に
おいて、１は加圧部で、圧縮式の場合は圧縮機、吸収式
においては発生器および吸収器などより成り立っている
。２は熱交換器で、図の実線の矢印に従って冷媒が循環
する場合は、冷媒蒸気は冷却されて液体となる。すなわ
ち凝縮器として機能する。液化した冷媒は膨張弁４を通
って減圧きれて熱交換器３に入り、蒸発して低圧の冷媒
蒸気となる。す々わち熱交換器３は蒸発器として機能し
、周囲から熱を吸収する。

四方弁５を９ｏＯ回転すれば、冷媒は破線の矢印に従っ
て循環し、熱交換器３は凝縮器として、熱交換器２は蒸
発器として機能する。

第２図は第１図の基本サイクルに、蓄熱材６と熱交換す
る熱交換器７を、熱交換器２と加圧部１の間に設けたも
ので、実線矢印のサイクルの時には、凝縮器２で放出さ
れる凝縮熱の一部が、蓄熱器８内の蓄熱材６に蓄えられ
る。これが有用なのは主として暖房サイクルで、熱交換
器２は室内にあって室を暖め、熱交換器３は室外にあっ
て、外気から熱を取り込む。この時、外気温度が低いと
、熱交換器３に次第に霜か付き、外気からの熱が取り込
めなくなる。

そこで四方弁５を９００回転して冷房サイクルにすると
、熱交換器３が凝縮器となり発熱するだめに、霜は取れ
る。しかし、この時、熱交換器２は蒸発器となるのて暖
房されるべき空間が冷房されるので極めて不都合である
。そのため、例えば熱交換器２のファン９を停めて、こ
の熱交換器２で冷媒が蒸発しないようにすると、図１の
基本構成の場合は未蒸発の液冷媒が加圧部１に流入し、
圧縮機をこわすなどの不都合を生じる。しかし、図の蓄
熱器８を有する場合は未蒸発冷媒は蓄熱材６に蓄えられ
た熱により熱交換器７がちたＸめられ、未蒸発冷媒は蒸
発するため、加圧部１に悪い影響を与えない。これがい
わゆる除霜サイクルである。

この方法は原理的には良いのであるが、実際に除霜する
時間は短かくなければならないため、それだけの伝熱特
性を熱交換器７に持たせると、暖房運転の立上り時に熱
出力がほとんど熱交換器７から蓄熱材６に移されるため
、熱交換器２に出力が出てこないという問題があった。

その一つの解決策としては蓄熱容量を大きくし、蓄熱平
均温度を高くし、使用温度幅を狭くすることにより、蓄
熱時には小さい温度差、放熱時には大きい温度差とする
使い方があるが、大きな容量の蓄熱器が必要であり、平
均温度が上るまでに必要な熱量も多いという欠点がある
ため、運転をある程度停止した場合、例えば就寝時に停
止して翌日動かすまでの間に前記蓄熱槽の温度は、よほ
ど断熱をよくしないかぎり外気温に近い温度捷で下るた
め、起動時は蓄熱材温度と凝縮温度との差が大きく、熱
交換器２に出力が出ないか或いはかなり出力が低下し、
″この段階で蓄熱器に蓄えられるべき総熱量は一回の除
霜に必要々熱量の数倍が必要になるため、かなりの時間
にわたって出力が低下することになる。

発明の目的 本発明は、蒸熱器を有するヒートポンプ装置の暖房立上
り特性および除霜特性の改善を図ることを目的とするも
のである。

発明の構成 本発明は、蓄熱器の中に設ける熱交換器を２組用意し、
暖房運転時には、逆止弁などを用いて、前記熱交換器の
一部にのみ冷媒が流れるようにし、除霜運転時には熱交
換器全部、もしくは、暖房時に使用しなかった部分を使
用し、暖房時と除霜時で、蓄熱材に対する伝熱特性が異
るごとく構成するものである。

実施例の説明 本発明の一実施例を第３図に示す。第３図において、蓄
熱材６を充した蓄熱槽８内に熱交換器１０、および１１
を設け、それぞれの一端に逆止弁、１２および１３を設
けたもので、実線の矢印に従って冷媒が流れる時は熱交
換器１０を冷媒が流れ、破線の矢印に従って流れる時は
熱交換器１１を流れる。

第４図は他の実施例であり、蓄熱槽８内に熱交換器１０
．−１１を設けてあり、破線の矢印に従って冷媒が流れ
る時は１１および１ｏの熱交換器は直列に結ばれている
ので、この２つの熱交換器１０．１１を順次冷媒が流れ
るが、実線の矢印の方向に流れる場合は、逆止弁１６が
熱交換器１１０両端を短絡するごとく設りであるので、
熱交換器１ｏのみを流れることになる。

第３図の例についてその効果を説明する。この図におい
て実線の矢印は先にのべた暖房サイクルの状態であるが
、この時、蓄熱材６と熱交換する熱交換器１ｏの伝熱面
積は、蓄熱材６を除霜時間間隔の間に熱源温度（凝縮圧
力からきまる凝縮温度）捷であた＼めるに足るものであ
ればよい、すなわち、１時間位かけて蓄熱材６をあだ＼
めるよう伝熱面積を選んでいるので、暖房出力から蓄熱
に廻される単位時間あたりの熱量は小さく、暖房能力の
低下を感じさせる程のものではない。又起動時でも、は
とんど大部分の出力は、熱交換器２によって取出され、
起動時の能力不足の問題が生しない。

次に除霜運転の時は、破線の矢印に従って冷媒が流れ、
熱交換器１１によって蓄熱材６中に蓄えられた熱が取出
されるが、除霜時間は短かい程よく、分単位であるから
、それだけの熱量がその時間の中に蓄熱材６から取出せ
るような伝熱特性を熱交換器１１に持たせである。なお
蓄熱容量は除霜に必要な熱量になるごとく大きさをきめ
ればよい。

発明の効果 以上のように本発明は、熱交換器１０と１１の能力を大
きく違えてあり、上記の性能を満足するものであれば暖
房運転中は極〈少量づ＼その出力の一部が蓄熱器内に蓄
えられ、除霜に際しては一挙に蓄熱された熱量が取出せ
るため、除霜時間が充分短かくなり、蓄熱および放熱の
温度差を大きくとることができるため、蓄熱容量も不必
要に犬きくする必要が々く、熱損失も小となる利点があ
る０

【図面の簡単な説明】

第１図はヒートポンプの原理図、第２図（ｄ蓄熱器を有
する従来のヒート月ぐンブ装置の冷媒回路図、第３図は
本発明の一実施例であるヒート７Ｉｆンブ装置の要部の
冷媒回路図、第４図は本発明の他の実施例にかかる冷媒
回路図である。 １・・・・・加圧部、２，３・・・・熱交換２汁、４・
・・・・膨張弁、６・・・・・四方弁、６・・・・・・
蓄階に材、１０．１１・・・・・・熱交換器、１２，１
３．１６・・・・・逆止弁。 代理人の氏名　弁理士　中　尾　敏　男　（１力・１名
第１図 第３図 第４図

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 低圧冷媒蒸気を高圧冷奴蒸気にする加圧部と、２つの熱
   交換器を、中間に膨張弁を介して直列接続した熱交換部
   により冷媒循環路を形成し、前記加圧部と熱交換器部の
   間に、前記熱交換部を流れる冷媒の流れ方向を逆転させ
   る弁機構を設け、冷媒の流れの上流側の熱交換器を凝縮
   器として放熱源に、下流側を蒸発器として吸熱源として
   使用する際の前記熱交換器の一端に、共通の蓄熱材と熱
   交換する２組の熱交換器を設け、弁を用いて、少くとも
   一方の冷媒流れ方向に対し、前記２組の熱交換器の一部
   に冷媒が流れないようにすることにより、前記蓄熱材と
   冷媒間の熱交換性能を、冷媒流れ方向に対し異るごとく
   したヒートポンプ装置。