JPS602857A - 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々と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
減圧されて熱交換器３に入り、蒸発しＣ低圧の冷媒蒸気
と々る。すなわち熱交換器３は蒸発器前して機能し、周
囲から熱を吸収する。

四方弁５を９００回転すｔ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１０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に次第に霜が付き、外気からの熱が取り込
めなくなる。

そこで四方弁を９０°回転して冷房サイクルにすると、
熱交換器３が凝縮器となシ発熱するために、霜は取れる
。しかし、この時、熱交換器２は蒸発器となるので暖房
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で冷媒が蒸発し寿いようにすると、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ｊ−）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があた＼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、暖房運転の立上シ
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シ、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シ出力が低下し、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
必要な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、蓄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 本発明は蓄熱器に縦に長いタンクを用い、この中に液状
の蓄熱材を充填すると共に、このタンクの２分の１以上
の部分に、前記液状の蓄熱材と熱交換しうる熱交換器を
設け、加熱（蓄熱）に際しては、蓄熱材の対流をおさえ
、蓄えられた熱を取出す際には、蓄熱材の対流が起るよ
うに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、液
状の蓄熱材６を充した蓄熱器８内の上端に近い部分に熱
交換器１０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２は凝縮器として働き、熱交換器
１ｏでも放熱があり。

蓄熱材６があたＸめられるが、熱交換器１０が高い位置
にあるため、その周囲の蓄熱材がちだ＼まるとそれ以後
は、蓄熱槽の器壁などを通して極めてゆっくりと下部の
蓄熱材がちたＳめられる。

一方、破線の矢印に従って冷媒が流れる時、特に熱交換
器２の７７ン８を廻さない場合は、冷媒液は未蒸発のま
＼熱交換器１０に流入し、蓄熱材からの熱を受けて蒸発
するが、この際、冷された蓄熱材は、図中蓄熱器内の破
線の矢印１１のごとき対流を生じ、冷された蓄熱材は熱
交換器１０から離れて下降し、新にまだ暖い蓄熱材が熱
交換器１０の周辺に送られてくることにより、蓄熱槽全
体の熱が容易に放出される。

実施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、熱交換器１０によって蓄熱材６が暖められる
速度はきわめてゆっくりであり、除霜時間間隔の間に全
体が熱源温度（凝縮圧力からきまる凝縮温度）まであた
＼められ＼ばよい。すなわち、はｙ１時間位かけて蓄熱
材６があた＼まるので、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しさ
せる程のものではない。又、起動時でも熱交換器１０の
周辺の蓄熱材６の温度は全体の中で一番高い部分である
から、この場合でも大部分の出力は、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じない。

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１０によって蓄熱材６中に蓄えられた熱が取出
されるが、この場合は先にものべたごとく、蓄熱材は熱
交換器１０によって冷却されるため、対流を生じ、常に
暖かい蓄熱材が熱交換器１ｏの周辺にあるため、蓄熱時
に比べ格段に速い速度で蓄熱器の熱が取出される。従っ
て除霜時間は十分に短かくすることができる。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 このように本発明は、蓄熱器内の熱交換器は１つである
が蓄熱材の対流を利用して、蓄熱時と放熱時の性能を大
きく変えることができるため、暖房運転中は極く少量づ
メその出力の一部が蓄熱器内に蓄えられ、除霜に際して
は短時間に蓄熱された熱量が取出せるため、除霜時間も
充分短かくでき、又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大きくする必要
がなく熱損失も小となる利点がある。このように本発明
によれば簡単な構造で従来の蓄熱除霜方式の欠点を解決
することができる。

【図面の簡単な説明】

第１図はヒートポンプの原理図、第２図は従来の蓄熱器
を有するヒートポンプ装置の冷媒回路図、第３図は本発
明の一実施例にかかるヒートポンプ装置の要部の冷媒回
路図である。 １・・・・・加圧部、２，３・・・・・・熱交換器、４
・・・・・・膨張弁、５・・・・・・四方弁、６・・・
・・・蓄熱材、８・・・・・蓄熱器、１０・・・・・熱
交換器。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 低圧冷媒蒸気を高圧冷媒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、冷媒の流れの一ヒ流側の熱交換器を凝
   縮器として放熱源に、下流側を滅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、冷媒回路と熱交
   換しうる蓄熱器を設け、前記蓄熱器は縦長の形状とし、
   内部に充填された蓄熱材と熱交換しうる熱交換器を前記
   蓄熱器の高さの２分の１以上の部分に設け、かつ前記蓄
   熱材は使用温度範囲において液状のものを用いてなるヒ
   ートポンプ装置。