CN103124889B - 蓄热装置和具备该蓄热装置的空气调节机 - Google Patents

Abstract

一种大气开放型的蓄热装置包括蓄热槽（32）和收纳于蓄热槽（32）的蓄热用热交换器（34）和蓄热材料（36），在蓄热槽（32）的上部沿蓄热槽（32）外周遍及大致整周地配置有槽（52）或毛细管，槽（52）或毛细管的一端在所述槽（32）的内部开口，另一端在大气中开口。

Description

蓄热装置和具备该蓄热装置的空气调节机

技术领域

本发明涉及一种利用空气调节机的供暖运转时蓄积的热来抑制除霜运转时的室温降低和改善供暖开始特性的蓄热装置、以及具备该蓄热装置的空气调节机。

背景技术

现有技术中，热泵式空气调节机的供暖运转时，在室外热交换器附着霜的情况下，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。另外，存在在冬季的供暖运转开始时到达规定的供暖温度需要耗费时间的课题。

因此，在空气调节机的制冷循环中组装利用电加热器或压缩机的热等进行蓄热的蓄热装置，使用该蓄热能量来改善供暖运转特性。这种蓄热装置的蓄热材料使用石蜡（Paraffin）等，但它们的蓄热容量小所以为了确保所需的蓄热容量需要安装大型的蓄热装置，存在蓄热装置收纳到空气调节机的收纳性变得困难等成本变高的问题。

于是，提案安装有蓄热容器的大气开放型的蓄热装置，该蓄热容器具有以蓄热容量大成本低的水为主成分的蓄热材料（例如，参照专利文献1）。

图10是表示现有的蓄热装置的一个例子的图。图10中，蓄热装置150包括蓄热槽154和盖体151，在蓄热槽154收纳有以水为主成分的蓄热材料155、散热用热交换器115和吸热用热交换器118。而且，为了防止蓄热材料155的蒸发，并且为了使由于蒸发蒸气引起的蓄热槽内部的压力散逸，设置有毛细管152。

现有技术文献

专利文献

专利文献1：日本特开平10-288359号公报

发明内容

发明要解决的课题

但是，在上述现有结构中，存在装载有蓄热装置的空气调节机的室外机在搬运时和放置时等倾斜时蓄热材料泄露的课题。因此，提案有将毛细管的前端开口部配置成朝向与室外机的重心方向相反的方向，但是与一个方向的倾斜对应，例如室外机在与室外机的重心位置相反的方向倾斜的情况下存在蓄热材料泄露的课题。另外，为了应对这种情况提案有设置浮标（float）的方案，但结构变得复杂成本也提高。

本发明鉴于现有技术具有的这种问题点，目的在于以低成本提供一种大气开放型的蓄热装置，其能够实现蓄热材料的蒸发抑制和内部压力的降低，并且不论蓄热装置往前后左右哪个方向倾斜都能够防止蓄热材料的泄露。

用于解决课题的方法

为了达成上述目的，本发明为一种大气开放型的蓄热装置，其具备蓄热槽和收纳于蓄热槽的蓄热用热交换器和蓄热材料，在蓄热槽的上部沿蓄热槽的外周遍及大致整周地配置有槽或毛细管，槽或毛细管的一端在蓄热槽的内部开口，另一端在大气中开口。由此，能够降低由于在蓄热槽内部产生的蓄热材料的蒸气而引起的压力上升，并且将槽或毛细管的开口面积设定得小，由此使得蒸气不过度排出到大气。而且，由于在蓄热槽的上部且沿槽的外周遍及大致整周地配置槽或毛细管，所以即使在蓄热装置在前后左右任意方向倾斜、蓄热材料浸入槽或毛细管内的情况下，槽或毛细管内的蓄热材料的液面也会在蓄热槽内部的液面的某一位置物理平衡，所以液面不会到达槽或毛细管的朝向大气的开口部，蓄热材料不会向外部泄露。因此，在将蓄热装置组装进空气调节机时或者搬运、放置调节机时，即使蓄热装置倾斜，也能够防止蓄热材料的泄露。

另外，本发明在设置于蓄热槽的盖和蓄热槽中的任一个设置嵌合槽，进行嵌合，并且在该嵌合槽配置上述槽，设置有槽的部件由树脂成型，由此能够以低成本提供蓄热装置。

发明的效果

根据本发明，能够以低成本实现一种蓄热装置，其能够实现蓄热材料的蒸发抑制和内部压力的降低，不论蓄热装置往前后左右哪个方向倾斜都能够防止蓄热材料的泄露。

附图说明

图1是表示具备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的空气调节机在除霜、供暖时的动作和制冷剂的流向的示意图。

图4是表示本发明的蓄热装置的安装到压缩机的状态的立体图。

图5是表示本发明的蓄热装置的安装到压缩机前的状态的立体图。

图6是表示本发明的蓄热装置的结构例的立体图。

图7是表示本发明的蓄热装置的槽的结构例的立体图。

图8是表示本发明的蓄热装置的盖与蓄热槽的嵌合部的结构例的截面图。

图9是表示本发明的蓄热装置的盖与蓄热槽的嵌合部的其他结构例的截面图。

图10是现有的蓄热装置的截面图。

具体实施方式

第一发明为一种大气开放型的蓄热装置，其具备蓄热槽和收纳于蓄热槽的蓄热用热交换器和蓄热材料，在蓄热槽的上部沿蓄热槽的外周遍及大致整周地配置有槽或毛细管，槽或毛细管的一端在蓄热槽的内部开口，另一端在大气中开口。像这样，由于在蓄热槽的上部且沿蓄热槽的外周遍及大致整周地配置有槽或毛细管，因此即使在蓄热装置在前后左右任意方向倾斜、蓄热材料侵入槽或毛细管内的情况下，槽或毛细管内的蓄热材料的液面也会在蓄热槽内部的液面的某一位置物理平衡，所以液面不会到达槽或毛细管的朝向大气的开口部，蓄热材料不会向外部泄露。

第二发明为一种大气开放型的蓄热装置，其包括：蓄热槽；收纳于蓄热槽的蓄热用热交换器和蓄热材料；和封闭蓄热槽的上部开口部的盖，在蓄热槽和盖中的任一个的外周部形成嵌合槽，使与嵌合槽成为相对侧的盖或蓄热槽隔着垫部件与嵌合槽嵌合，并且在嵌合槽内设置有槽，由此，能够容易地形成槽，同时能够实现盖的装卸，提高蓄热槽的组装性和服务性。

第三发明中，嵌合槽的截面形状与垫部件的截面形状匹配，嵌合槽与垫部件之间没有间隙，所以上述槽的气密性提高，能够减少蓄热材料从嵌合部泄露。

第四发明中，设置有上述槽的盖或蓄热槽由树脂成型，通过树脂成型能够容易地加工槽，所以能够以低成本提供蓄热装置。

第五发明中，上述记载的蓄热装置配置成与在空气调节机的室外机中设置的压缩机外接，将压缩机的废热蓄积于蓄热装置，利用该蓄热能量改善空气调节机的供暖运转特性。

以下，参照附图对本发明的实施方式进行说明。但是，并不由本实施方式限定本发明。

（实施方式1）

图1表示具备本发明实施方式的蓄热装置的空气调节机的结构，空气调节机包括通过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和室外热交换器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，通过控制装置进行控制。

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。另外，汇合的部位可以是蓄存器26与压缩机6之间，在这种情况下，能够避免因蓄存器26自身具有的热容量而带走热。

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的外壁蓄积于在蓄热槽32的内部收纳的蓄热材料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，如果温度传感器44检测到蒸发温度比未结霜时低，则由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，经由第七配管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的制冷剂中包含从室外热交换器14返回的液相制冷剂，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，由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表示将蓄热装置31安装于压缩机6的状态，蓄热装置31由带状物33紧贴固定于压缩机6。另外，如图5所示，为了使蓄热槽32的传热部54与压缩机6的紧贴性良好，将具有弹性且传热性能优秀的树脂制（例如有机硅等）的片35间隔于蓄热槽32与压缩机6之间。

图6是表示蓄热装置31的图，蓄热装置31收纳有：蓄热槽32；将该蓄热槽32的上方开口部封闭的盖48；在蓄热槽32的内部例如使铜管等蛇行状地折弯而得到的蓄热热交换器34；和以水为成分的蓄热材料36（例如乙二醇水溶液等）。另外，蓄热热交换器34的两端部通过密封部件50保持与盖48的气密性并且被支承固定。另外，蓄热材料36充填了常温下蓄热槽32的最大容积的八成左右。

蓄热槽32以与压缩机6的外周表面接触的形状形成，由树脂材料成型。

另外，盖48也由树脂材料成型，如图8所示，在盖48，嵌合槽49沿盖48的外周遍及整周地形成，在嵌合槽49设置有垫部件37，与蓄热槽32嵌合来确保气密性。另外，在设置于盖48的外周的嵌合槽49配置有槽52。该槽52的长度为蓄热槽32的整周长的八成以上，该槽52的一端在蓄热槽32的内部开口，另一端在大气中开口（参照图7）。

接着，说明上述结构的蓄热装置的作用。

如上所述，蓄热装置31将在供暖运转时在压缩机6产生的热蓄积于蓄热材料36，在从通常供暖运转转变为除霜、供暖运转时，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，由蓄热热交换器34从蓄热材料36吸热而蒸发，气相化，所以压缩机6产生的热的吸热效率和保温效率越高越优选。

本发明的蓄热装置31中，由树脂形成蓄热槽32，所以与热传导率高的金属制的蓄热装置相比难以散热，能够提高保温效果。另外，为了提高吸热效率，在压缩机6与蓄热槽32之间间隔有传热性能优秀的片35并紧贴。在此，通过在片52设置多个连通孔，即使组装时空气侵入也能将其排出，能够抑制热传导性降低。

另外，如果由含有碳、金属粉等的热传导率高的树脂形成蓄热槽32的传热部54（参照图5），则能够进一步提高蓄热装置31的吸热效率。在这种情况下，蓄热槽32可以由如下方法形成：对于传热部54，可以由高热传导性树脂一次成型，之后由不是高热传导性而是一般的树脂二次成型，也可以由一般的树脂将蓄热槽32整体一次成型，同时仅在传热部54混入碳、金属粉等。另外，由热传导率高的金属板构成传热部54也能够得到同样的效果。

另外，如本发明的蓄热装置31所述，在使用以水为成分的蓄热材料36的情况下，需要在抑制水的蒸发的同时，对因蒸汽而造成的蓄热槽32内部压力的上升进行处理。

于是，在本发明的蓄热装置31中，在设置于盖48的外周的嵌合槽49内配置槽52，该槽52的一端在蓄热槽32的内部开口，另一端在大气中开放，所以蓄热槽32内的蒸发蒸气通过该槽52向大气放出，从而抑制压力上升。另外，通过将该槽52的开口面积设定得小来抑制蓄热材料36的蒸发量。

在此，槽52使蓄热槽32内部与大气（外部）连通，所以例如在蓄热装置31倾斜的情况下，蓄热材料36浸入槽52内向外部泄露。但是，在本发明的蓄热装置31中，槽52沿蓄热槽32的外周构成，且槽52的长度为蓄热槽32的大致整周、优选整周长的八成以上，即使蓄热装置31倾斜蓄热材料36进入槽52内，槽52内的液面也会在某个位置与蓄热槽32内的液面物理平衡，所以液面不会到达槽52的朝向大气的开口部，蓄热材料36不会向外部泄露。另外，在本实施方式中，蓄热槽32构成为马蹄形，但蓄热槽的形状不限定于上述方式。另外，槽52由毛细管构成沿蓄热槽32的外周配置也能够得到与上述同样的效果。

因此，将蓄热装置31组装进空气调节机时或者搬运、放置空气调节机时，蓄热装置31倾斜等情况下，能够防止蓄热材料的泄露。

另外，如上所述，本发明的蓄热装置31，在盖48形成嵌合槽49，在该嵌合槽49配置有槽52，在嵌合槽49设置有垫部件37，与蓄热槽32嵌合来确保气密性。根据这样的结构，能够容易地配置槽52，同时能够实现盖48的装卸，提高蓄热槽32的组装性和服务性。而且，通过由树脂材料将盖48成型，槽48的加工变得容易，能够以低成本实现蓄热装置31。另外，在本实施方式中，在盖48设置嵌合槽49和槽52，但它们也可以设置在蓄热槽32。

另外，如图9所示，通过使嵌合槽49的截面形状与垫部件37的截面形状匹配，在嵌合槽49与垫部件37之间没有间隙，所以槽52的气密性提高，能够降低蓄热材料从嵌合部泄露。

产业上的可利用性

本发明的蓄热装置涉及将压缩机中产生的废热蓄积到蓄热材料，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。

符号的说明

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

31蓄热装置

32蓄热槽

33带状物

34蓄热热交换器

35片

36蓄热材料

37垫部件

38第六配管

40第七配管

42第二电磁阀

44温度传感器

48盖

49嵌合槽

50密封部件

52槽

54传热部

Claims (5)

1.一种蓄热装置，其为大气开放型的蓄热装置，其特征在于：

所述蓄热装置具备以与压缩机的外周表面接触的方式构成为马蹄形的蓄热槽和收纳于所述蓄热槽的蓄热材料，在所述蓄热槽的上部沿蓄热槽的外周遍及所述外周的整周长的八成以上的长度地配置有使蓄热槽的内部与大气连通的槽或毛细管，所述槽或毛细管的一端在所述蓄热槽的内部开口，另一端在大气中开口，所述一端的开口和所述另一端的开口设置于所述蓄热槽的马蹄形状的一端。

2.如权利要求1所述的蓄热装置，其特征在于：

所述蓄热槽在上部具有开口部并且具备封闭所述开口部的盖，在所述蓄热槽和所述盖中的任一个的外周部形成有嵌合槽，使与所述嵌合槽成为相对侧的所述盖或所述蓄热槽隔着垫部件与所述嵌合槽嵌合，并且在所述嵌合槽内设置有所述槽。

3.如权利要求2所述的蓄热装置，其特征在于：

所述嵌合槽的截面形状与所述垫部件的截面形状匹配。

4.如权利要求2所述的蓄热装置，其特征在于：

设置有所述槽的所述盖或所述蓄热槽由树脂成型。

5.如权利要求1至4中任一项所述的蓄热装置，其特征在于：

所述蓄热装置配置成与在空气调节机的室外机中设置的压缩机外接。