JPS6321461A - 除霜機能をもつヒ−トポンプシステム - 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】 ［産業上の利用分野］ この発明は、暖房運転時に室外側にある熱源側熱交換器
に付着した霜を除去するのに好適な除霜機能をもつヒー
トポンプシステムに関する。

［従来の技術］ 暖房装置などとして用いられているヒートポンプ冷媒回
路は一般に、圧縮機、利用側熱交換器。

熱源側熱交換器、絞り機構から構成されている。

かかるヒートポンプ冷媒回路における暖房運転は、圧縮
機で圧縮された高温の冷媒が室内側にある利用側熱交換
器に流れ、ここで放熱して凝縮し、絞り機構によって減
圧され、減圧された冷媒が室外側にある熱源側熱交換器
で吸熱蒸発し、再び圧ｌｉｉ機に戻るように流れること
により行なわれる。このような暖房運転時において熱源
側熱交換器は低温の外気中に首かれているのでその表面
に霜が付着してしまう場合があり、熱源側熱交換器に霜
が付着すると、熱交換率が低下し、暖房能力が著しく低
下してしまう、そのため、熱源側熱交換器に付着した霜
を除霜する手段が種々構じられているが、その１つとし
て、ヒートポンプ冷媒回路に冷媒切替装置を設け、圧縮
機から吐出された高温の冷媒を冷媒切替装置から熱源側
熱交換基に流し、その熱で霜を解すようにした方法があ
る。

このような方法によれば、その間、暖房運転が行なえず
、また除霜が終了し暖房運転に復帰してもその立ち上り
が遅くなるといった欠点があった。

そこで、かかる欠点を解消し、暖房運転を行いながら除
霜を行う方法が考えられた。この方法は利用側熱交換器
と熱源側熱交換器の間の配管に、該配管上に設けられた
絞り機構をバイパスするバイパス管を設け、除霜を行う
場合にのみ、利用側熱交換器を通った冷媒をバイパス管
を通して熱源側熱交換器に流すようにしている。この方
法によれば利用側熱交換器を通り凝縮されるもいまだ十
分な温度を有している冷媒が熱源側熱交換器に流れるこ
とになり、この熱により熱源側熱交換器に付着した霜は
除霜される。

［発明が解決しようとする問題点］ 上記方法によれば、暖房運転を行いながら熱源側熱交換
器に付着した霜を除霜することはできるものの、冷媒が
熱源側熱交換器で再び凝縮し、ここで凝縮された冷媒が
圧縮機に戻るので、除霜運転時にはどうしても暖房効率
の低下は余儀無くされるといった問題がある。

この発明は上記点に鑑み、暖房運転を行いながら除霜を
行い、除霜運転時にあっても暖房効率を損なわないよう
にすることを目的とした除霜機走をもつヒートポンプシ
ステムを提供するものである。

［問題点を解決するための手段］ この発明は上記目的達成するために、圧縮機。

利用側熱交換器、絞り機構、熱源側熱交！！！！塁等か
らなるヒートポンプ冷媒回路で構成されたヒートポンプ
システムであって、前記の利用側熱交換器と絞り機構と
の間の配管上に蓄熱材を充填した蓄熱槽と熱的に接触さ
せた蓄熱用熱交換器を配設し、また前記熱源側熱交換器
と圧縮機との間の配管上には絞り機構と前記蓄熱槽と熱
的に接触させた熱源用熱交換器を配設し、暖房単独運転
時には前記圧１ｉｉａｌＩ、利用側熱交換器、蓄熱用熱
交換器。

絞り機構、熱源側熱交換器、圧縮機と順に冷媒を流し、
暖房除霜運転時には圧縮機、利用側熱交換器、熱源側熱
交換器、絞り機構、熱源用熱交換器、圧縮機と順に冷媒
を流すバイパス配管と制御手段を設けた。

［作　用］ この発明によれば、暖房単独運転時には、冷媒が圧縮機
、利用側熱交換器、蓄熱用熱交換器、絞り機構、熱源側
熱交換器、圧縮機と波れ、圧縮器から吐出された高温の
冷媒が利用側熱交換器で放熱凝縮し、ここで放熱凝縮す
るも未だ十分な残熱を有する冷媒が蓄熱用熱交換器で蓄
熱槽の蓄熱材と熱交換して蓄熱槽に蓄熱し、次に絞り機
構で減圧されて熱源側熱交換器に送られ、ここで吸熱蒸
発して圧縮機に戻る。

また、暖房除霜運転時には、冷媒が圧縮機、利用側熱交
換器、熱源側熱交換器、絞り機構、熱源用熱交換器、圧
縮機と泣れ、圧縮機から吐出された高温の冷媒が利用側
熱交換器で放熱凝縮し、ここで放熱凝縮するも未だ十分
な残熱を有する冷媒が熱源側熱交換器に送られ、ここで
再び放熱凝縮し、その放熱により熱源側熱交換器に付着
した霜を解してこれを除去し、次に冷媒が絞り機構を通
り減圧され、減圧された冷媒が熱源用熱交換器を通りこ
こで蓄熱槽の蓄熱材と熱交換し吸熱蒸発して圧縮機に戻
る。

［実施例］ 以下、この発明を図面に示す実施例に基づき詳細に説明
する。

第１図に示す実施例は暖房Ｊａ　ｆ＠だけでなく冷媒の
切替により冷房機能をも具えたヒートポンプシステムの
冷媒回路を示しており、１は圧縮機、２は冷媒切替装置
、３は利用側熱交換器、４は熱源側熱交換器、５は絞り
機構であり、これらは冷媒配管６により直列に接続され
ている。そして、前記利用側熱交換器３と絞り機構５と
の間の配管６ａ上には蓄熱材を充填した蓄熱槽７と熱的
に接触させた蓄熱用熱交換器８が配設されており、同配
管６ａ上には上記蓄熱用熱交換器８をバイパスするバイ
パス管９が設けられている。また配管６上には絞り機構
５をバイパスするバイパス管１０が設けられている。ま
た、前記熱源側熱交換器４と冷媒切替装２１２との間の
配管６ｂ−ヒには、絞り槻構工１と前記蓄熱槽７と熱的
に接触させた熱源用熱交換器１２が配設されており、同
配管６ｂ上には上記絞り機構１１と熱源用熱交換ｉ１２
をバイパスするバイパス管１３が設けられている。

１４は利用側ファン、１５は熱源側ファン、１６．１７
．１８，１９．２０は冷媒の流れを切替る電磁弁であり
、この各電磁弁１６　、．１７　、１８．１９．２０の
切替を制御することにより、暖房単独正転、暖房除霜正
転、冷ｍＭ転に応じた冷媒の流れを得るようになってい
る。

上記、実施例の暖房単独運転時、暖房除霜運転時、冷房
運転時の冷媒の流れを制御手段との関連で整理すると次
の様になる。

Ａ　暖房単独運転時 一冷媒の流れ 圧縮機ｌ→利用側熱交換器３→Ｍ熱用熱交換器８→絞り
機構５→熟源側熱交換器４→圧腟ｎ、ｌ ・制御手段 冷媒切替装置２・・・暖房サイクル　電磁弁１６・・・
ＯＮ　　電磁弁１７・・・ＯＦＦ　　電磁弁１８・・・
ＯＮ　電磁弁１９・・・ＯＦＦ　　電磁弁２０・・・Ｏ
Ｎ　利用側ファン１４・・・ＯＮ　熱源側ファン１５・
・・ＯＮ Ｂ　暖房線ｒｒ１運転時 番冷媒の流れ 圧縮Ｊａ１→利用側熱交換器３→（蓄熱用熱交換器８）
→熱源側熱交換器４→絞り機構１１→熱源用熱交換器１
２→圧縮ｆｉｔ−制御手段 冷媒切替装２１２・・・暖房サイクル　電磁弁１６・・
・ＯＦＦ　（ＯＮ）　　電磁弁１７・・・ＯＮ電磁弁１
８・・・ＯＦＦ　　電磁弁１９・・・ＯＮ電磁弁２０・
・・ＯＦＦ　　利用側ファン１４・・・ＯＮ　熱源側フ
ァン１５・・・０ＦＦ Ｃ冷房運転時 ・冷媒の流れ 圧縮機ｌ→熱源側熱交換器４→絞り機４１５呻利用側熱
交換器３→圧縮機１ ・制御手段 冷媒切替装置２・・・冷房サイクル　電磁弁１６・・・
ＯＦＦ　　電磁弁１７・・・ＯＮ　電磁弁１８・・・Ｏ
Ｎ　電磁弁１９・・・ＯＦＦ　　電磁弁２０・・・ＯＮ
　利用側ファン１４・・・ＯＮ　　８源側フアン１５・
・・ＯＮ 第２図は他の実施例を示し、この実施例はｆｔ５１図に
示す実施例と同様に、暖房機ｔＭだけでなく冷媒の切替
により冷房機能をも具えたヒートポンプシステムの冷媒
回路を示しており、ｌは圧縮機、２は冷媒切替装置、３
は利用側熱交換器、４は熱源側熱交換器、５は絞り機構
であり、これらは冷媒配管６により直列にｔａ！されて
いる。そして、前記利用側熱交換器３と絞り機構５との
１１１１の配管６ａ上には蓄熱材を充填した蓄熱槽７と
熱的に接触させた蓄熱用熱交換器８が配設されており、
動配管６ａ上には上記蓄熱用熱交換器８をバイパスする
バイパス管９が設けられている。また、配管６上には絞
り機構５をバイパスするバイパス管１０が設けられてい
る。また、熱源側熱交換器４と冷媒切替装置２との間の
配管６ｂ上には、前記絞り機構５と接続するバイパス管
２１とバイパス管２２とが接続されており、バイパス管
２２上には前記蓄熱槽７と熱的に接触させた熱源用熱交
換器１２が配設されている。１４は利用側ファン、１５
は熱源側ファン、１６，１７，１８，１９，２３．２４
，２５．２６は冷媒の流れを切替る電磁弁であり、この
各電磁弁１６，１７，１８，１９．２３，２４，２５．
２６の切替を制御することにより、暖房単独運転、暖房
除′Ａ運転、冷房運転に応じた冷媒の流れを得るように
なっている。

上記、実施例の暖房単独運転時、暖房除霜運転時、冷房
運転時の冷媒の流れを制御手段との関連で整理すると次
の様になる。

Ａ　暖房単独運転時 ・冷奴の流れ 圧縮Ｊａｌ→利用側熱交換器３→蓄熱用熱交換器８→絞
り機構５→熟源側熱交換器４→圧縮機ｌ ・制御手段 冷奴切替装２ｉ２・・・暖房サイクル　電磁弁１６・・
・ＯＮ　電磁弁１７・・・ＯＦＦ　　電磁弁１８・・・
ＯＮ　電磁弁１９・・・ＯＦＦ　　電磁弁２３・・・Ｏ
ＦＦ　　電磁弁２４・・・ＯＦＦ　　電磁弁２５・・・
ＯＦＦ　　電磁弁２６・・・ＯＮＢ　暖房除霜運転時 ・冷媒の流れ 圧縮ａ１→利用側熱交換器３→（蓄熱用熱交換器８）→
熱源側熱交換器４→絞り機構１１→熱源用熱交換器１２
→圧縮ｍｌ ・制御手段 冷媒切替装δ２・・・暖房サイクル　電磁弁１６・・・
０ＦＦ（ＯＮ）　　電磁弁１７・・・ＯＮ電磁弁１８・
・・ＯＦＦ　　電磁弁１９・・・ＯＮ電磁弁２３・・・
ＯＮ　電磁弁２４・・・ＯＦＦ電磁弁２５・・・ＯＮ　
電磁弁２６・・・０ＦＦＣ冷房運転時 ・冷奴の魔れ 圧縮機１−）熱源側熱交換器４−絞り機構５→利用側熱
交換器３→圧ｍａｌ ・制御手段 冷媒切替装置２・・・冷房サイクル　電磁弁１６・・・
ＯＦＦ　　電磁弁１７・・・ＯＮ　電磁弁１８・・・０
ＮＴｆ、磁弁１９・・・ＯＦＦ　　電磁弁２３・・・Ｏ
ＦＦ　　電磁弁２４・・・ＯＮ　ＴＬ磁弁２５・・・Ｏ
ＦＦ　　電磁弁２６・・・ＯＮ上記の如く、暖房単独運
転時には、冷媒が圧縮機ｌ、利用側熱交換器３．蓄熱用
熱交換器８、絞り機構５．熱源側熱交換器４．圧ＦＡ機
１と流れ、圧縮器１から吐出された高温の冷媒が利用側
熱交換器３で放熱凝縮し、ここで放熱凝縮するも未だ十
分な残熱を有する冷媒が′Ｍ＃！用熟交換器８で蓄熱槽
７の蓄熱材と熱交換して蓄熱槽７に蓄熱し、次に絞り機
構５で減圧されて熱源側熱交換器４に送られ、ここで吸
熱蒸発して圧縮機１に戻る。

また、暖房除霜運転時には、冷媒が圧縮機１゜利用側熱
交換器３．熱源側熱交換器４、絞り機構１１（５）、熱
源用熱交換器１２．圧縮機１と流れ、圧縮機ｌから吐出
された高温の冷媒が利用側熱交換器３で放熱凝縮し、こ
こで放熱凝縮するも未だ十分な残熱を有する冷媒が熱源
側熱交換器４に送られ、ここで再び放８凝縮し、その放
熱により熱源側熱交換器４に付着した霜を解してこれを
除去し、次に冷媒が絞り機構１１（５）を通り減圧され
、減圧された冷媒が熱源用熱交換器１２を通り、ここで
蓄熱槽７の蓄熱材と熱交換し吸熱蒸発して圧１Ｍ機１に
戻る。しかして１田房運転を行い同時に除霜を行うこと
ができ、しかも除霜のために熱源側熱交換器４で再度凝
縮した冷媒は絞り機構１１（５）で減圧され、そして熱
源用熱交換器１２にて、前記暖房単独運転時に蓄熱用熱
交換器８により蓄熱された蓄熱槽７の熱と熱交換して蒸
発して圧ｍａｌへ魔れるので、圧縮機１から吐出される
冷奴は暖ｍ単独運転時とほとんど変らない高温が得られ
、従って除霜運転を行っても暖房効率を損なわない。

［発明の効果］ 以上のようにこの発明によれば、圧縮機、利用側熱交換
器、絞り機構、熱源側熱交換器等からなるヒートポンプ
冷媒回路で構成されたヒートポンプシステムであって、
前記の利用側熱交換器と絞り機構との間の配管上に蓄熱
材を充填した蓄熱槽と熱的に接触させた蓄熱用熱交換器
を配設し、また前記熱源側熱交換器と圧ｊ９機との間の
配管上には絞り機構と前記蓄熱槽と熱的に接触させた熱
源用熱交換器を配設し、暖房単独運転時には前記圧縮機
、利用側熱交換器、蓄熱用熱交換器、絞り機構、熱源側
熱交換器、圧縮機と順に冷媒を流し、暖房除霜運転時に
は圧縮機、利用側熱交換器、熱源側熱交換器、絞り機構
、熱源用熱交換器、圧縮機と順に冷媒を流すバイパス配
管と制御手段を設けたから、暖房単独運転時に、利用側
熱交換器で放熱凝縮するもまだ十分な残熱を有する冷媒
の残熱を利用してこれを蓄熱槽に苓熱し、そして除霜を
行う場合には、上記残熱を有する冷媒を絞り機構をバイ
パスして熱源側熱交！ｅ！器に送ることによリ、この冷
媒の残熱により熱源側熱交換器に付着した霜は除去され
、そして熱源側熱交換器で再び凝縮した冷媒は絞り機構
により減圧された後、前記蓄熱槽に蓄熱された熱を熱源
として熱源用熱交換器にて蒸発し、そして圧縮機へと送
られるので、除霜時にあっても圧縮機から高温の冷媒を
吐出できるといったことから、暖房運転を行いながら除
霜が行え、しかも除霜時であっても項房効率が損なわれ
ないといった効果がある。

【図面の簡単な説明】

第１図はこの発明の一実施例を示すヒートポンプシステ
ムの冷媒回路図、第２図はこの発明の他の実施例を示す
ヒートポンプシステムの冷媒回路図である。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 　圧縮機、利用側熱交換器、絞り機構、熱源側熱交換器
   等からなるヒートポンプ冷媒回路で構成されたヒートポ
   ンプシステムであって、前記の利用側熱交換器と絞り機
   構との間の配管上に蓄熱材を充填した蓄熱槽と熱的に接
   触させた蓄熱用熱交換器を配設し、また前記熱源側熱交
   換器と圧縮機との間の配管上には絞り機構と前記蓄熱槽
   と熱的に接触させた熱源用熱交換器を配設し、暖房単独
   運転時には前記圧縮機、利用側熱交換器、蓄熱用熱交換
   器、絞り機構、熱源側熱交換器、圧縮機と順に冷媒を流
   し、暖房除霜運転時には圧縮機、利用側熱交換器、熱源
   側熱交換器、絞り機構、熱源用熱交換器、圧縮機と順に
   冷媒を流すバイパス配管と制御手段を設けてなる除霜機
   能をもつヒートポンプシステム。