CN102753909B - 蓄热装置和具有该蓄热装置的空气调节机 - Google Patents

Abstract

一种以包围压缩机的方式配置、用于蓄积由压缩机产生的热量的蓄热装置，其包括：蓄热槽（32），其收纳对由压缩机产生的热量进行蓄积的蓄热材料；和收纳于蓄热槽（32）的蓄热热交换器（34），蓄热热交换器（34）的高度方向的重心位置设定得比蓄热槽（32）的高度方向的中心位置更靠上方。

Description

蓄热装置和具有该蓄热装置的空气调节机

技术领域

本发明涉及以包围压缩机的方式配置、收纳对由压缩机产生的热进行蓄积的蓄热材料的蓄热装置和具有该蓄热装置的空气调节机。

背景技术

在现有技术中，热泵式空气调节机的供暖运转时，在室外热交换器结霜的情况下，将四通阀从供暖循环向供冷循环切换以进行除霜。在该除霜方式中，虽然室内风扇停止，但是存在由于从室内机逐渐放出冷气而失去供暖感的缺点。

于是，已经提出有在设置于室外机的压缩机中设置有蓄热装置，利用在供暖运转中储存于蓄热槽的压缩机废热进行除霜的技术（例如，参照专利文献1）。

图9和图10是表示现有的蓄热装置的一个例子的截面图。在图9和图10中，蓄热装置100包括：以包围作为发热体的压缩机102的方式设置，填充有蓄热材料104的大致中空圆筒状的蓄热用密封封装106；和收纳在蓄热用密封封装106内的用于蓄热和散热的热交换器108等。

如作为图9的沿X-X的截面图的图10所示，蓄热用密封封装106具有由上端部密封例如铝薄板制的外板110而形成大致中空圆筒状，在外板110的内部填充有蓄热材料104的结构。此外，热交换器108例如在制冷剂通路用管112上固接同样铝制的散热片114而形成。

上述结构的蓄热装置100中，在压缩机102的运转中，从压缩机102产生的热经由硅油116传递至蓄热用密封封装106，蓄积于蓄热用密封封装106内的蓄热材料104。

先行技术文献

专利文献

专利文献1：（日本）实开平2-128065号公报

发明内容

发明要解决的课题

在专利文献1记载的蓄热装置100中，如图10所示，制冷剂通路用管112在从蓄热装置100的上端附近到下端附近的广范围中配置在蓄热装置100的内部。但是，蓄热材料104的温度分布并不均匀，有高温部分也有低温部分，所以上述结构的蓄热装置100存在不能够高效地进行热交换的问题。

本发明是鉴于现有技术具有的这种问题而提出的，其目的在于提供一种能够使对由压缩机产生的热量进行蓄积的蓄热材料高效地进行热交换的蓄热装置和使用该蓄热装置的空气调节机。

用于解决课题的方法

为了达成上述目的，本发明提供一种以包围压缩机的方式配置、蓄积由压缩机产生的热量的蓄热装置，其包括：蓄热槽，其收纳对由压缩机产生的热进行蓄积的蓄热材料；和收纳于蓄热槽的蓄热热交换器，蓄热热交换器的高度方向的重心位置或蓄热热交换器的全管长的中心位置设定得比蓄热槽的高度方向的中心位置更靠上方。

发明效果

在上述结构的蓄热装置中，来自压缩机的热蓄积于蓄热材料，蓄热槽的上方的蓄热材料比下方的蓄热材料温度高。本发明中，蓄热热交换器的重心位置设定得比蓄热槽的高度方向的中心位置更靠上方，所以蓄热热交换器能够与相对高温的蓄热材料高效地进行热交换。

附图说明

图1是表示具有本发明的蓄热装置的空气调节机的结构的图。

图2是表示图1的空气调节机的通常供暖时的动作和制冷剂的流动的示意图。

图3是表示图1的空气调节机的除霜·供暖时的动作和制冷剂的流动的示意图。

图4是安装有压缩机和蓄存器（Accumulator）的状态的本发明的蓄热装置的立体图。

图5是图4的蓄热装置的分解立体图。

图6为图4的蓄热装置的立体图。

图7为图6的沿VII-VII的截面图。

图8为图6的沿VIII-VIII的截面图。

图9为现有的蓄热装置的横截面图。

图10是图9的沿X－X的截面图。

具体实施方式

本发明提供一种蓄热装置，其以包围压缩机的方式配置，用于蓄积由压缩机产生的热量，该蓄热装置包括：蓄热槽，其收纳对由压缩机产生的热量进行蓄积的蓄热材料；和收纳于蓄热槽的蓄热热交换器，蓄热热交换器的高度方向的重心位置或该蓄热热交换器的全管长的中心位置设定得比蓄热槽的高度方向的中心位置更靠上方。

根据该结构，即使收纳于蓄热槽的蓄热材料的温度分布不均匀，蓄热热交换器也能够与高温的蓄热材料高效地进行热交换。

此外，优选的是，蓄热热交换器具有弯曲部和从弯曲部直线状延伸的直线部，弯曲部的下端设定为比蓄热槽的高度方向的中心位置更靠下方，并且位于中心位置的附近。由此，能够使蓄热热交换器的全部尽可能地与高温的蓄热材料接触。

此外，具体地说，设定蓄热热交换器的弯曲部的上端的位置，使得即使蓄热槽倾斜，蓄热热交换器的弯曲部也总是浸于蓄热材料中。由此，蓄热热交换器的弯曲部总是与蓄热材料接触，能够进行高效的热交换。

此外，本发明的另一实施方式是一种空气调节机，其包括：压缩机；和以包围压缩机的方式配置的上述结构的蓄热装置。

以下，参照附图对本发明的实施方式进行说明。

图1表示具有本发明实施方式的蓄热装置的空气调节机的结构，空气调节机包括以制冷剂配管相互连接的室外机2和室内机4。

如图1所示，在室外机2的内部设置有压缩机6、四通阀8、过滤器10、膨胀阀12、室外热交换器14，在室内机4的内部设置有室内热交换器16，它们经由制冷剂配管相互连接，由此构成制冷循环。

进一步进行详细叙述，压缩机6和室内热交换器16经由设置有四通阀8的第一配管18连接，室内热交换器16和膨胀阀12经由设置有过滤器10的第二配管20连接。另外，膨胀阀12和室外热交换器14经由第三配管22连接，室外热交换器14和压缩机6经由第四配管24连接。

在第四配管24的中间部配置有四通阀8，在压缩机6的制冷剂吸入侧的第四配管24，设置有用于分离液相制冷剂和气相制冷剂的蓄存器26。另外，压缩机6和第三配管22经由第五配管28连接，在第五配管28设置有第一电磁阀30。

进一步，在压缩机6的周围设置有蓄热槽32，在蓄热槽32的内部设置有蓄热热交换器34，并且填充有用于与蓄热热交换器34进行热交换的蓄热材料（例如，乙二醇水溶液）36，由蓄热槽32、蓄热热交换器34和蓄热材料36构成蓄热装置。

另外，第二配管20和蓄热热交换器34经由第六配管38连接，蓄热热交换器34和第四配管24经由第七配管40连接，在第六配管38设置有第二电磁阀42。

在室内机4的内部，除了设置有室内热交换器16以外，还设置有送风风扇（未图示）、上下叶片（未图示）、左右叶片（未图示），室内热交换器16进行利用送风风扇被吸入室内机4的内部的室内空气与流经室内热交换器16的内部的制冷剂的热交换，在供暖时将通过热交换被加热的空气向室内吹出，另一方面，在供冷时将通过热交换被冷却的空气向室内吹出。上下叶片根据需要上下变更从室内机4吹出的空气的方向，左右叶片根据需要左右变更从室内机4吹出的空气的方向。

另外，压缩机6、送风风扇、上下叶片、左右叶片、四通阀8、膨胀阀12、电磁阀30、42等与控制装置（未图示，例如微型计算机）电连接，由控制装置进行控制。

在上述结构的本发明的制冷循环装置中，以供暖运转时为例对各部件的相互连接关系和功能进行说明，一并说明制冷剂的流动。

从压缩机6的排出口排出的制冷剂，通过第一配管18从四通阀8到达室内热交换器16。在室内热交换器16中与室内空气进行热交换而冷凝的制冷剂，从室内热交换器16出来，通过第二配管20，再通过防止异物向膨胀阀12侵入的过滤器10，到达膨胀阀12。在膨胀阀12减压后的制冷剂通过第三配管22到达室外热交换器14，在室外热交换器14中与室外空气进行热交换而蒸发的制冷剂，通过第四配管24、四通阀8和蓄存器26返回压缩机6的吸入口。

另外，从第一配管18的压缩机6排出口与四通阀8之间分支的第五配管28，经由第一电磁阀30合流到第三配管22的膨胀阀12与室外热交换器14之间。

进一步，在内部收纳有蓄热材料36和蓄热热交换器34的蓄热槽32配置成与压缩机6接触并包围压缩机6，将在压缩机6产生的热蓄积于蓄热材料36，从第二配管20在室内热交换器16与过滤器10之间分支的第六配管38，经由第二电磁阀42到达蓄热热交换器34的入口，从蓄热热交换器34的出口出来的第七配管40，合流到第四配管24中的四通阀8与蓄存器26之间。

接着，参照示意性地表示图1所示的空气调节机的通常供暖时的动作和制冷剂的流动的图2，对通常供暖时的动作进行说明。

通常供暖运转时，控制第一电磁阀30和第二电磁阀42使其关闭，如上所述，从压缩机6的排出口排出的制冷剂，通过第一配管18从四通阀8到达室内热交换器16。在室内热交换器16中与室内空气进行热交换而冷凝的制冷剂，从室内热交换器16出来并通过第二配管20到达膨胀阀12，在膨胀阀12中减压后的制冷剂通过第三配管22到达室外热交换器14。在室外热交换器14中与室外空气进行热交换而蒸发的制冷剂，通过第四配管24从四通阀8返回到压缩机6的吸入口。

另外，在压缩机6中产生的热量，从压缩机6的外壁经由蓄热槽32的外壁蓄积在收纳于蓄热槽32的内部的蓄热材料36。

接着，参照示意性地表示图1所示的空气调节机的除霜·供暖时的动作和制冷剂的流动的图3，对除霜·供暖时的动作进行说明。图中，实线箭头表示用于供暖的制冷剂的流动，虚线箭头表示用于除霜的制冷剂的流动。

在上述的通常供暖运转中，如果在室外热交换器14上结霜，且结成的霜增长，则室外热交换器14的通风阻力增加而风量减少，室外热交换器14内的蒸发温度降低。如图3所示，在本发明的空气调节机中设置有检测室外热交换器14的配管温度的温度传感器44，温度传感器44如果检测到蒸发温度比未结霜时低，则从控制装置输出从通常供暖运转变为除霜供暖运转的指示。

当从通常供暖运转转变成除霜·供暖运转时，控制第一电磁阀30和第二电磁阀42使其打开，除了上述的通常供暖运转时的制冷剂的流动之外，从压缩机6的排出口排出的气相制冷剂的一部分通过第五配管28和第一电磁阀30，与通过第三配管22的制冷剂合流，加热室外热交换器14，冷凝而液相化之后，通过第四配管24经由四通阀8和蓄存器26返回到压缩机6的吸入口。

另外，在第二配管20中的室内热交换器16与过滤器10之间分流的液相制冷剂的一部分，经过第六配管38和第二电磁阀42，在蓄热热交换器34中从蓄热材料36吸热而蒸发、气相化后，通过第七配管40与通过第四配管24的制冷剂合流，从蓄存器26返回到压缩机6的吸入口。

在返回蓄存器26的制冷剂中，含有从室外热交换器14返回的液相制冷剂，但通过在其中混合从蓄热热交换器34返回的高温的气相制冷剂，促使液相制冷剂蒸发，液相制冷剂不会通过蓄存器26返回压缩机6，能够实现压缩机6的可靠性的提高。

在除霜·供暖开始时由于霜的附着而成为冰点以下的室外热交换器14的温度，由从压缩机6的排出口排出的气相制冷剂加热，霜在零度附近融解，当霜的融解结束时，室外热交换器14的温度再次开始上升。当由温度传感器44检测到该室外热交换器14的温度上升时，判断为除霜已结束，从控制装置输出从除霜·供暖运转变为通常供暖运转的指示。

图4和图5表示蓄热装置，如上所述，蓄热装置包括蓄热槽32、蓄热热交换器34和蓄热材料36。另外，图4表示将压缩机6和组装于压缩机6的蓄存器26安装于蓄热装置的状态。此外，图5是蓄热装置的分解立体图。

如图5所示，蓄热槽32包括：具有侧壁46a和底壁（未图示）、上方开口的树脂制的蓄热槽主体46；封闭该蓄热槽主体46的上方开口部的树脂制的盖体48；插入安装于蓄热槽主体46与盖体48之间的硅橡胶等制作的衬垫50，盖体48与蓄热槽主体46螺纹接合。此外，蓄热槽主体46的侧壁46a的一部分（即在侧壁46a与压缩机6相对的部分）开口，在该开口部46b的周缘接合有与压缩机6的外周面密接的密接部件52。

密接部件52包括框体54和片部件56，整体呈现将规定直径的圆筒的一部分切口的形状。另外，在密接部件52的内侧收纳有压缩机6，所以考虑到安装公差等，密接部件52的内径设定得比压缩机6的外径稍大。

此外，在框体54，从上下方向的中间部到下部形成有开口部54a，以封闭该开口部54a的方式，片部件56与框体54接合。

蓄热热交换器34例如是将铜管等弯曲成蛇行状而成的，所以收纳在蓄热槽主体46的内部，蓄热热交换器34的两端从盖体48向上方延伸，一端与第六配管38（参照图1）连接，另一端与第七配管40（参照图1）连接。此外，在收纳蓄热热交换器34、被侧壁46a、底壁、密接部件52围绕的蓄热槽主体46的内部空间中填充有蓄热材料36。

此处，在蓄热装置中没有设置用于对填充于内部的蓄热材料36进行搅拌的搅拌单元，蓄热材料36的温度分布并不均匀，所以本发明中考虑到高效的热交换，将以蛇行的方式弯曲的蓄热热交换器34配置在蓄热槽32的上部。

即，通过蓄热热交换器34的内部的制冷剂和与制冷剂进行热交换的蓄热材料36的温度差越大则热交换量越大，除霜时间也越短，但是高温的蓄热材料36聚集在蓄热槽32内的上方，低温的蓄热材料36聚集在蓄热槽32内的下方，所以如图6到图8所示，具有弯曲部34a和从弯曲部34a的两端向上方直线状延伸的直线部34b的蓄热热交换器34，以弯曲部34a的整体在蓄热槽32的上部的规定范围中沿着蓄热槽主体46的内壁面的方式弯曲配置。

参照图7进一步详细叙述，令自蓄热槽32的底面起的高度为H1，令自蓄热槽32的底面起的高度方向的中心位置为H2（H2＝H1/2），令自蓄热槽32的底面起的蓄热热交换器34的弯曲部34a的下端的高度为H3，令从蓄热槽32的上表面到蓄热热交换器34的弯曲部34a的上端的距离为H4，在本发明中H3和H4设定为规定的高度或距离。

蓄热热交换器34的高度方向的重心位置CoB设定得比蓄热槽32的高度方向的中心位置H2更靠上方。另外，蓄热热交换器34的高度方向的重心位置CoB为蓄热热交换器34的弯曲部34a和直线部34b加在一起的部分的重心位置。此处，在蓄热装置中，来自压缩机6的热量被蓄热材料36蓄积，蓄热槽32的上方的蓄热材料36比下方的蓄热材料36温度高。在本蓄热装置中，蓄热热交换器34的重心位置设定在比蓄热槽32的高度方向的中心位置更靠上方，所以蓄热热交换器34主要与蓄热材料36中相对高温的部分进行热交换。换言之，本蓄热热交换器34能够与蓄热材料36高效地进行热交换。

此外，在本实施方式中，蓄热热交换器34设定为其下端的高度H3比蓄热槽32的高度方向的中心位置H2更靠下方，且位于中心位置H2的附近。结果，蓄热热交换器34的全部尽可能地与高温的蓄热材料36接触。由此蓄热热交换器34能够与蓄热材料36进行高效的热交换。

另一方面，从蓄热槽32的上表面到蓄热热交换器34的弯曲部34a的上端的距离H4在考虑蓄热槽32的倾斜的基础上决定。即，压缩机6、蓄热槽32通常收纳在室外机2，室外机2以倾斜的状态设置于室外。假设这样的倾斜，在以盖体48不浸入蓄热材料36的液面的程度，将蓄热材料36置入蓄热槽32的情况下，以蓄热热交换器34的弯曲部34a的上端位于与蓄热槽32的上表面相距规定的距离H4的下方的方式，蓄热热交换器34设置在蓄热槽32的内部，使得即使蓄热槽32倾斜规定的角度（例如相对于设置面倾斜7°），蓄热热交换器34的弯曲部34a也总是浸于蓄热材料36中。

此外，在本实施方式中，采用蓄热装置相对于压缩机6装卸自如的结构，但是也可以使压缩机6的外壳和蓄热槽主体46为金属制，将两者通过焊接等固接。在这样的固接类型的蓄热槽中，蓄热热交换器34的安装位置能够以上述尺寸设定。

进一步，在本实施方式中，说明了蓄热热交换器34收纳在蓄热槽32的内部的情况，但在将蓄热热交换器直接卷绕在压缩机6的外周面上的结构中，也能够以与本实施方式相同的尺寸进行设定。

此外，在本实施方式中，将蓄热热交换器34的重心位置配置为比H2更靠上方，但并不限定于此，也可以是将蓄热热交换器34的全管长的中心位置配置在H2的上方的结构。

产业上的利用可能性

本发明的蓄热装置基于进行高效的热交换的出发点适当设定蓄热槽内部的蓄热热交换器的设置位置，所以对于空气调节机、冷藏库、热水器、热泵式洗衣机等是有用的。

附图标记

2室外机；4室内机；6压缩机；8四通阀；10过滤器；12膨胀阀；14室外热交换器；16室内热交换器；18第一配管；20第二配管；22第三配管；24第四配管；26蓄存器；28第五配管；30第一电磁阀；32蓄热槽；34蓄热热交换器；34a弯曲部；34b直线部；36蓄热材料；38第六配管；40第七配管；42第二电磁阀；44温度传感器；46蓄热槽主体；46a侧壁；46b侧壁开口部；48盖体；50衬垫；52密接部件；54框体；54a开口部；56片部件。

Claims (4)

1.一种蓄热装置，其以包围压缩机的方式配置，用于蓄积由该压缩机产生的热，所述蓄热装置的特征在于，包括：

形成为液体、对由所述压缩机产生的热进行蓄积的蓄热材料；收纳该蓄热材料的蓄热槽；和收纳于该蓄热槽的蓄热热交换器，

所述蓄热槽具有比所述压缩机更向上方延伸的延伸部，并且所述蓄热热交换器具有在左右端多次弯折的弯曲部，所述蓄热热交换器的高度方向的重心位置或该蓄热热交换器的全管长的中心位置设定为比所述蓄热槽的高度方向的中心位置更靠上方，且所述弯曲部的上端存在于所述延伸部内。

2.如权利要求1所述的蓄热装置，其特征在于：

所述蓄热热交换器中，所述弯曲部的下端设定为比所述蓄热槽的高度方向的中心位置更靠下方，且位于中心位置的附近。

3.如权利要求2所述的蓄热装置，其特征在于：

设定所述蓄热热交换器的所述弯曲部的上端的位置，使得即使所述蓄热槽倾斜，所述蓄热热交换器的所述弯曲部也浸于所述蓄热材料中。

4.一种空气调节机，其特征在于，包括：

压缩机；和以包围该压缩机的方式配置的权利要求1所述的蓄热装置。