JPS6218934Y2 - - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】 本考案は、ヒートポンプ式の冷凍サイクルを備
え、特に暖房サイクルを改良した空気調和機に関
する。

冷暖房運転の切換えが可能なヒートポンプ式の
冷凍サイクルを備えた空気調和機が多用される。
しかるにこの種空気調和機では特に暖房運転時に
外気温度が低下すると暖房能力が低下するという
欠点がある。

そこでこの欠点を防ぐため循環冷媒を直接加熱
して暖房能力を維持する手段が用いられるように
なつた。たとえば第１図もしくは第２図に示すよ
うな冷凍サイクルを構成する。図中１は圧縮機、
２は四方弁、３は室内側熱交換器、４は毛細管、
５はリキツドタンク、６は膨張弁、７は逆止弁、
８は室外側熱交換器、９は冷媒加熱器、１０ａ，
１０ｂは三方弁である。第１図の場合は冷媒加熱
器９は室外側熱交換器８と並列に接続され、第２
図の場合は冷媒加熱器９は室外側熱交換器８と直
列に接続されることになる。いずれの場合におい
ても外気温が低下すれば冷媒加熱器９は発熱して
冷媒を加熱し、圧縮器１の吸込冷媒圧力を上昇さ
せてこの圧縮ガス量の増大化を得、室内側熱交換
器３の凝縮圧力を上げて放出熱量の増大、すなわ
ち暖房能力の向上を得る。

しかしながら、第１図の場合においては室外側
熱交換器９とを三方弁１０ａ，１０ｂで切換えて
運転しているので、一方の運転中は他方ののもの
に冷媒が溜つていわゆる冷媒寝込み現象が大き
く、特に立上がり特性が悪くて温風を得るまで時
間がかかる。第２図の場合においては実公昭46−
11796号公報および実開昭53−57361号公報で示さ
れる手段と同様である。すなわち、室外側熱交換
器が膨張弁やキヤピラリチユーブなどの減圧装置
の下流側に位置し、室外側熱交換器を出た冷媒に
熱を補助的に与える点で同様である。したがつて
冷媒加熱器９は室外側熱交換器８の補助熱源とし
て利用されるのみであり十分な熱量補給ができな
い欠点がある。

本考案は上記事情に着目してなされたものであ
り、その目的とするところは、比較的簡単な構造
でありながら、低外気温度条件下における暖房サ
イクル特性の向上化を図れる空気調和機を提供し
ようとするものである。

以下本考案の一実施例を第３図にもとづいて説
明する。図中１１は圧縮機、１２は四方弁、１３
は室内側熱交換器、１４は毛細管、１５はリキツ
ドタンク、１６は膨張弁、１７は室外側熱交換器
であり、これらは上記番号順に冷媒管Ｐを介して
連通してヒートポンプ式の冷凍サイクルを構成す
る。なお上記毛細管１４と膨張弁１６と減圧装置
１８を構成する。この減圧装置１８の膨張弁１６
と並行に、第１の開閉弁１９を有するバイパス管
２０が連通する。また室外側熱交換器１７と四方
弁１２との間に補助減圧装置であるところの補助
膨張弁２１と第２の開閉弁２２との並行回路２
３、ヒータ２４を収容する冷媒加熱器２５が順次
直列に接続される。

しかして、通常の冷房運転を行うには冷媒を図
中破線矢印に示す方向に導く。すなわち圧縮機１
１−四方弁１２−冷媒加熱器２５−第２の開閉弁
２２−室外側熱交換器１７−の開閉弁１９−リキ
ツドタンク１５−毛細管１４−室内側熱交換器１
３−四方弁１２−圧縮機１１の順である。冷媒加
熱器２５のヒータ２４は発熱せずとも良い。冷媒
は室内側熱交換器１３で蒸発し、被空調室から蒸
発潜熱を奪つてこの冷房作用を得る。

暖房運転を行うには四方弁１２を切換えて冷媒
を図中実線矢印に示すように導く。すなわち圧縮
機１１−四方弁１２−室内側熱交換器１３−毛細
管１４−リキツドタンク１５−膨張弁１６−室外
熱交換器１７−第２の開閉弁２２−冷媒加熱器２
５−圧縮機１１の順である。特に外気温が低下し
ない条件下では、ヒータ２４は発熱せずとも良
い。冷媒は室内側熱交換器１３で凝縮熱を放出
し、被空調室の暖房作用を得る。

つぎに外気温が極端に低下して上記暖房サイク
ルでは充分な暖房効果が得られない場合について
説明する。この場合第１の開閉弁１６は開放し第
２の開閉弁２２は閉成するとともに冷媒加熱器２
５のヒータ２４を加熱する。冷媒は圧縮機１１−
四方弁１２−室内側熱交換器１３−毛細管１４−
リキツドタンク１５−第１の開閉弁１９−室外側
熱交換器１７−補助膨張弁２１−冷媒加熱器２５
−四方弁１２−圧縮機１１の順で導かれることに
なる。すなわちリキツドタンク１５から冷媒加熱
器２５まで冷媒は図中一点鎖線矢印に沿つて導か
れる。第１の開閉弁１９を通過した冷媒は室外側
熱交換器１７を介して補助膨張弁２１によつては
じめて断熱膨張させられる。そして冷媒加熱器２
５で蒸発するが、このとき充分な熱量がヒータ２
４から与えられることとなる。上記室外側熱交換
器１７は補助膨張弁２１の上流側にあつて、ここ
を導通する冷媒は高圧液冷媒となつているから、
管内流は液相であり、圧力損失が少なくてすむ。
これに対して従来のものは、室外側熱交換器が膨
張弁の下流側に位置するため、室外側熱交換器の
管内流はガス相主体の気液二相となり圧力損失が
大きい。したがい上記実施例で冷媒加熱器２５に
おける冷媒圧力は従来より大幅に高くなり、この
ため圧縮機１１の運転効率が向上し室内側熱交換
器１３においては外気温の影響を受けずに高熱量
の凝縮熱を放出することとなる。

第４図にモリエル線図を示すが、図中細線で示
すａ線が従来の冷媒加熱器無しのヒートポンプ式
冷凍サイクルであり、破線で示すｂ線が従来の冷
媒加熱器有りのヒートポンプ式冷凍サイクルであ
る。すなわち、冷媒加熱によつてエンタルピが増
加し、暖房効率が向上する。（なお、エンタルピ
の増加を明瞭にするためいずれの高圧、低圧も一
致するよう規制した。条件を同じくすればｂ線は
ａ線の斜め右上にずれる。）しかしながら、実線
で示すｃ線の本考案の冷凍サイクルが最も運転特
性が向上することとなる。なお上記毛細管１４は
絞り量がごくゆるいため、線図の変化となつて現
れない。暖房立上がり時（始動時）においても上
述の運転を行えば、速やかに暖房効果が得られる
こととなる。

以上説明したように本考案によれば、ヒートポ
ンプ式の冷凍サイクルを構成する減圧装置と並行
に第１の開閉弁を設け、室外側熱交換器と四方弁
との間に冷媒加熱器を設け、この冷媒加熱器と室
外側熱交換器との間に補助減圧装置と第２の開閉
弁との並列回路を設けたものである。そして外気
温が極端に低下したときなどは第１、第２の開閉
弁が開閉操作によつて冷媒を補助減圧装置で断熱
膨張させ冷媒加熱器で加熱しながら蒸発させるよ
うにしたから、圧縮器の吸込圧力の上昇を図り一
定の暖房能力を発揮できる。さらに暖房立上がり
特性の向上が得られ快適な空気調和を図れるとと
もに室外側熱交換器および冷媒加熱器に冷媒が導
通して、これらでの冷媒のいわゆる寝込み現象を
防止できるなど種々の効果を奏する。

【図面の簡単な説明】

第１図および第２図は本考案の従来例を示すそ
れぞれ異なる冷凍サイクル構成図、第３図は本考
案の一実施例を示す冷凍サイクル構成図、第４図
はモリエル線図である。 １８……減圧装置，１９……第１の開閉弁、１
７……室外側熱交換器、１２……四方弁、２５…
…冷媒加熱器、２３……並列回路、２１……補助
減圧装置（補助膨張弁）、２２……第２の開閉
弁。

Claims (1)

【実用新案登録請求の範囲】
1. ヒートポンプ式の冷凍サイクルと、この冷凍サ
   イクルを構成する減圧装置と並行に設けられ暖房
   運転時における低外気温度条件下に開放する第１
   の開閉弁と、冷凍サイクルを構成する室外側熱交
   換器と四方弁との間に設けられ暖房運転時におけ
   る低外気温度条件下に冷媒を加熱する冷媒加熱器
   と、この冷媒加熱器と上記室外側熱交換器との間
   に設けられ通常の冷暖房運転時に開放し、かつ暖
   房運転時の低外気温度条件下に閉成する第２の開
   閉弁およびこの第２の開閉弁の閉成にともない冷
   媒を導通して減圧作用をなす補助減圧装置の並列
   回路とを具備したことを特徴とする空気調和機。