JP2009287903A - 蓄熱式ヒートポンプ装置 - Google Patents

Abstract

【課題】除霜時間を短縮化し、圧縮機の故障を抑制することのできる蓄熱式ヒートポンプ装置を提供する。
【解決手段】圧縮機２、四方切換弁３、室内熱交換器４、第１減圧装置５、蓄熱槽６、第２減圧装置７、室外熱交換器８、を順次環状に接続した主冷媒回路１０と、主冷媒回路１０の第１減圧装置５と蓄熱槽６との間から分岐して圧縮機２の吸入側に接続された除霜運転用バイパス回路２０と、を備えている。暖房蓄熱運転時には、冷媒を、圧縮機２、四方切換弁３、室内熱交換器４、第１減圧装置５、蓄熱槽６、第２減圧装置７、室外熱交換器８、四方切換弁３、圧縮機２の順に流れるように主冷媒回路１０内で冷媒を循環させる。除霜運転時には、冷媒を、圧縮機２、四方切換弁３、室外熱交換器８、第２減圧装置７、蓄熱槽６、圧縮機２の順に流れるよう、主冷媒回路１０の一部と除霜運転用バイパス回路２０とを含む回路内で冷媒を循環させる。
【選択図】図２

Description

本発明は、蓄熱式ヒートポンプ装置に関するものである。

省エネルギーや環境保全の観点から、蓄熱式のヒートポンプ装置が広く使用されてきている（例えば特許文献１参照）。この蓄熱式ヒートポンプ装置は、図６に示すように、通常、圧縮機２、四方切換弁３、室内熱交換器４、第１減圧装置５，蓄熱槽６，第２減圧装置７，室外熱交換器８が環状に接続された冷媒回路１０と、幾つかの機器をバイパスするためのバイパス回路３０，４０とを備えている。このように構成された蓄熱式ヒートポンプ装置１は、圧縮機２で高温高圧となった冷媒を室内熱交換器４に送って室内を暖房し、室内熱交換器４を出た冷媒を第１減圧装置５で高圧から中間圧まで減圧した後に蓄熱槽６内の蓄熱材６ａに温熱を蓄熱する。その後、冷媒は、第２減圧装置７で減圧されて室外熱交換器８で蒸発して再度圧縮機２に吸入されて上記サイクルを繰り返す。上述したような暖房運転を続けると、室外熱交換器８内を流れる冷媒と熱交換した外気が冷却されることで室外熱交換器８に霜が付着するため、この霜を融かすための除霜運転を定期的に行う必要がある。この除霜運転においては、図７に示すように、室内熱交換器４で室内の空気に熱を放出して凝縮した冷媒が第１減圧装置５で減圧された後、蓄熱材６ａによって加熱されてガス化された後に、バイパス回路４０を介して室外熱交換器８へと送られ、室外熱交換器８に付着した霜を融かす。
特開平５−３４０３３号公報

以上のように、除湿運転では、室外熱交換器８に送られる冷媒は蓄熱材６ａによって加熱されているが、実際は室外熱交換器８に付着した霜を融かすのに十分な温度であるとはいえず、除霜に時間を有するという問題があった。また、この除霜運転では、冷媒は室外熱交換器８において凝縮放熱して霜を融かしているため、液化した状態で冷媒が圧縮機２に戻っている。このため、除霜時間が長くなると、この圧縮機２へ液化した状態で冷媒が戻る、いわゆる液戻り現象が長時間続くこととなり、圧縮機２が故障する原因となるおそれがあった。

そこで、本発明は、除霜時間を短縮化し、圧縮機の故障を抑制することのできる蓄熱式ヒートポンプ装置を提供することを課題とする。

本発明に係る蓄熱式ヒートポンプ装置は、上記課題を解決するためになされたものであり、冷媒を圧縮する圧縮機、前記圧縮機からの冷媒の流路を切り替える四方切換弁、冷媒を凝縮可能な室内熱交換器、冷媒を減圧する第１減圧装置、蓄熱用熱交換器及び蓄熱材を有する蓄熱槽、冷媒を減圧する第２減圧装置、冷媒を蒸発可能な室外熱交換器、を順次環状に接続した主冷媒回路と、前記主冷媒回路の第１減圧装置と蓄熱槽との間から分岐して前記圧縮機の吸入側に接続された除霜運転用バイパス回路と、を備え、暖房蓄熱運転時には、冷媒が、圧縮機、四方切換弁、室内熱交換器、第１減圧装置、蓄熱槽、第２減圧装置、室外熱交換器、四方切換弁、圧縮機の順に流れるように前記主冷媒回路内で冷媒を循環させ、除霜運転時には、冷媒が、圧縮機、四方切換弁、室外熱交換器、第２減圧装置、蓄熱槽、圧縮機の順に流れるよう、前記主冷媒回路の一部と除霜運転用バイパス回路とを含む回路内で冷媒を循環させるように構成されている。

上記構成によれば、除霜運転用バイパス回路が形成されており、除霜運転時には、冷媒が、圧縮機、四方切換弁、室外熱交換器、第２減圧装置、蓄熱槽、圧縮機の順に流れる。このように、室外熱交換器を流れる冷媒は圧縮機で圧縮された高温の冷媒であるので、室外熱交換器の霜を融かす除霜運転の時間を短縮化することができる。また、冷媒は蓄熱槽内の蓄熱用熱交換器内を流れるが、除霜運転時においては、蓄熱用熱交換器内を流れる冷媒は蓄熱材と熱交換をすることで蒸発してガス化してから圧縮機に戻るため、いわゆる液戻り現象を防止することができ、ひいては圧縮機の故障を防止することができる。

上記蓄熱式ヒートポンプ装置は種々の構成をとることができるが、例えば、蓄熱式ヒートポンプ装置は、一般的に蓄熱材の利用温度幅が５〜３０℃程度であるため、この５〜３０℃の間に相変化温度を有するトリメチロールエタン水溶液やテトラブチルアンモニウムブロマイド水溶液を蓄熱材として使用することが好ましい。

また、上記蓄熱材としてトリメチロールエタン水溶液を使用する場合は、トリメチロールエタン濃度を６０ｗｔ％以下とすることが好ましい。トリメチロールエタン濃度を６０ｗｔ％以下とすることによって、蓄熱材が放熱する際に析出するのはトリメチロールエタン水和物のみとなり、一般的な蓄熱材の利用温度幅では融解が困難なトリメチロールエタン単体の析出を防止することができる。

また、上記蓄熱材としてテトラブチルアンモニウムブロマイド水溶液を使用する場合は、テトラブチルアンモニウムブロマイド濃度を４０ｗｔ％以下とすることが好ましい。このような濃度とすることによって、蓄熱材が放熱する際に析出するのは、融解しやすいテトラブチルアンモニウムブロマイド水和物のみとなり、効率よく冷媒と熱交換することができる。

また、上記主冷媒回路の蓄熱槽と第２減圧装置との間から分岐して圧縮機の吸入側に接続された暖房立ち上げ運転用バイパス回路をさらに備え、暖房立ち上げ運転時には、冷媒が、圧縮機、四方切換弁、室内熱交換器、第１減圧装置、蓄熱槽、圧縮機の順に流れるよう、前記主冷媒回路の一部と前記暖房立ち上げ運転用バイパス回路とを含む回路内で冷媒を循環させるように構成していることが好ましい。外気温度が低温の場合は、暖房運転を立ち上げるのに時間がかかっていたが、暖房立ち上げ運転用バイパス回路をさらに備えることで、外気温度が低温である場合でも蓄熱槽の蓄熱材に蓄熱された温熱を利用して冷媒を蒸発させることで、迅速に暖房運転を立ち上げることができる。

本発明によれば、除霜運転時間を短縮化し、圧縮機の故障を抑制することができる蓄熱式ヒートポンプ装置を提供する。

以下、本発明に係る蓄熱式ヒートポンプ装置の実施形態について図面を参照しつつ説明する。図１は、本実施形態に係る蓄熱式ヒートポンプ装置の暖房蓄熱運転時における冷媒回路図、図２は蓄熱式ヒートポンプ装置の除霜運転時における冷媒回路図、図３は蓄熱式ヒートポンプ装置の暖房立ち上げ運転時における冷媒回路図を示している。

図１に示すように、蓄熱式ヒートポンプ装置１は、圧縮機２と、圧縮機２の吐出側に接続された四方切換弁３と、四方切換弁３に接続された室内熱交換器４と、室内熱交換器４に接続された第１減圧装置５と、第１減圧装置５に接続された蓄熱槽６と、蓄熱槽６に接続された第２減圧装置７と、第２減圧装置７及び四方切換弁３に接続された室外熱交換器８と、によって構成された環状の主冷媒回路１０を備えている。また、蓄熱式ヒートポンプ装置１は、主冷媒回路１０の第１減圧装置５と蓄熱槽６との間から分岐して圧縮機２の吸入側に接続された除霜運転用バイパス回路２０を備えており、この除霜運転用バイパス回路２０には第１開閉弁９が設置されている。またさらに蓄熱式ヒートポンプ装置１は、主冷媒回路１０の蓄熱槽６と第２減圧装置７との間から分岐して圧縮機２の吸入側に冷媒を送るよう上記バイパス回路２０の途中に接続された暖房立ち上げ運転用バイパス回路３０を備えており、この暖房立ち上げ運転用バイパス回路３０には第２開閉弁１１が設置されている。

上記蓄熱式ヒートポンプ装置１の各回路に設置された各機器について説明する。まず、主冷媒回路１０に設置された機器から説明すると、圧縮機２は、駆動装置（図示省略）によって駆動され、吸引した冷媒を内部で圧縮して高圧・高温とし、四方切換弁３へと吐出するように構成されている。四方切換弁３は冷媒の流路を切り替える弁であり、本実施形態では、後述する暖房蓄熱運転時及び暖房立ち上げ運転時には圧縮機２から吐出された冷媒を室内熱交換器４に送り、後述する除霜運転時には圧縮機２からの冷媒を室外熱交換器８に送るように冷媒の流路を切り替える。

室内熱交換器４は、室内に設置されており、その内部を流れる冷媒と室内の空気とを熱交換させて室内を暖房したり冷房したりする熱交換器であり、本実施形態のように室内を暖房する際にはその内部を流れる冷媒の熱を室内に放熱させて冷媒を凝縮液化させる凝縮器として使用する。一方、室外熱交換器８は、屋外に設置されており、その内部を流れる冷媒と外気とを熱交換させる熱交換器であり、本実施形態のように室内を暖房する場合には、冷媒を蒸発させる蒸発器として使用する。なお、これら室内熱交換器４及び室外熱交換器８はともにファン（図示省略）が隣接して設置されており、このファンが作動することで各熱交換器内を流れる冷媒と空気との熱交換を行うことができる。

第１減圧装置５は、冷媒を減圧する装置であり、例えば毛細管などとすることができる。また、第２減圧装置７も同様に冷媒を減圧させる装置であり、本実施形態では第２減圧装置７として膨張弁を用いており、暖房蓄熱運転においては、蓄熱槽６から送られてきた冷媒を減圧させて室外熱交換器８に送り、除霜運転においては、室外熱交換器８から送られてきた冷媒を減圧して蓄熱槽６へ送るように構成されている。なお、この第２減圧装置７は、冷媒の通過を制御するように開閉可能に構成されている。

蓄熱槽６は、その内部に蓄熱材６ａを充填しており、この蓄熱材６ａ内を蓄熱用熱交換器６ｂが蛇行して延びている。なお、主冷媒回路１０を循環する冷媒は、蓄熱槽６の蓄熱用熱交換器６ｂ内を流れる。蓄熱材６ａは蓄熱用熱交換器６ｂ内を流れる冷媒と熱交換して蓄熱したり放熱したりするものであり、その材料として種々のものを用いることができる。例えば、トリメチロールエタン水溶液や、テトラブチルアンモニウムブロマイド水溶液を用いることが好ましい。蓄熱材６ａとしてトリメチロール水溶液を使用した場合は、トリメチロール濃度を６０ｗｔ％以下とすることが好ましく、２０〜６０ｗｔ％とすることがより好ましい。また、蓄熱材６ａとしてテトラブチルアンモニウムブロマイド水溶液を使用した場合は、テトラブチルアンモニウムブロマイド濃度を４０ｗｔ％以下とすることが好ましく、１５〜４０ｗｔ％とすることがより好ましい。また、蓄熱用熱交換器６ｂは、内部を流れる冷媒と蓄熱材６ａとを熱交換させるものであれば特に限定されるものではなく、種々の熱交換器を用いることができる。

除霜運転用バイパス回路２０に設置された第１開閉弁９は、除霜運転用バイパス回路２０を開閉するように構成されており、同様に暖房立ち上げ運転用バイパス回路３０に設置された第２開閉弁１１は、暖房立ち上げ運転用バイパス回路３０を開閉するように構成されている。

次に、上述したように構成された蓄熱式ヒートポンプ装置１の動作について説明する。まず、暖房蓄熱運転時の蓄熱式ヒートポンプ装置の動作について図１を参照しつつ説明する。図１に示すように、暖房蓄熱運転時は、第１開閉弁９及び第２開閉弁１１を閉状態とし、第２減圧装置７は冷媒を減圧するような開度に調節する。また、圧縮機２から吐出された冷媒が室内熱交換器４に送られるように四方切換弁３で冷媒の流路を切り替える。これらにより、暖房蓄熱運転時には、冷媒は主冷媒回路１０のみを循環する。より詳細には、圧縮機２に吸入された冷媒は圧縮されて高温高圧となって吐出され、四方切換弁３を介して室内熱交換器４に送られる。室内熱交換器４において、冷媒は室内の空気と熱交換して室内の空気を暖める一方、冷媒自体は室内の空気に熱を放出することで凝縮して液化する。そして、室内熱交換器４を出た冷媒は第１減圧装置５へと送られ、第１減圧装置５で高圧から中間圧まで減圧されて蓄熱槽６へと送られる。蓄熱槽６に送られた冷媒は、蓄熱用熱交換器６ｂ内を流れて蓄熱槽６内に収容された蓄熱材６ａに放熱し、蓄熱材６ａに温熱を蓄熱する。そして、蓄熱槽６を出た冷媒は、第２減圧装置７に送られて中間圧から低圧へとさらに減圧されて室外熱交換器８へと進み、室外熱交換器８において外気と熱交換して外気から吸熱して蒸発し、四方切換弁３を介して再度圧縮機２に吸入されて上記サイクルを繰り返す。なお、蓄熱材６ａに十分に蓄熱された後は、冷媒は蓄熱用熱交換器６ｂにおいて放熱や吸熱をほとんど行わず、通常の暖房運転となる。

以上の暖房蓄熱運転を例えば外気温が約５℃以下の低温下で行うと、室外熱交換器８に霜が付着してしまうため、この霜を融かす除霜運転が必要となる。この除霜運転時の蓄熱式ヒートポンプ装置１の動作について図２を参照しつつ説明する。図２に示すように、除霜運転時には、第１開閉弁９を開状態、第２開閉弁１１を閉状態とし、第２減圧装置７は冷媒を減圧できるような開度に調節する。そして、圧縮機２から吐出された冷媒が室外熱交換器８に送られるように、四方切換弁３で冷媒の流路を切り替える。これらにより、除霜運転時には、冷媒は主冷媒回路１０の一部と除霜運転用バイパス回路２０とからなる除霜運転用回路内を循環する。なお、図２では除霜運転用回路部分を太線で示している。より詳細には、圧縮機２に吸入された冷媒が圧縮されて高温高圧となって吐出され、四方切換弁３を介して室外熱交換器８に送られる。室外熱交換器８に送られた冷媒は、室外熱交換器８内を流れる際に室外熱交換器８に付着している霜に放熱して霜を融かした後、冷媒自体は凝縮液化して第２減圧装置７に送られる。そして、冷媒は、第２減圧装置７で減圧されて低温低圧となり蓄熱槽６へと送られる。蓄熱槽６内では、蓄熱用熱交換器６ｂ内を流れる冷媒が、蓄熱材６ａから吸熱して蒸発してガス化し、除霜運転用バイパス回路２０を通って再度圧縮機２に吸入されて、上記サイクルを繰り返す。この除霜運転の終了は、室外熱交換器８を構成するフィンや伝熱管などの温度や冷媒の温度等を検知して、その温度が所定温度となった時点で除霜運転を終了させるか、もしくは除霜時間を予め決めておきその時間が来たら自動的に除霜運転を終了するように構成することができる。なお、除霜運転中は、室外熱交換器８の送風ファン（図示省略）は停止させている。

続いて、外気温度が低い場合に使用される暖房立ち上げ運転時における蓄熱式ヒートポンプ装置１の動作について図３を参照しつつ説明する。図３に示すように、暖房立ち上げ運転時には、第１開閉弁９及び第２減圧装置７を閉状態とし、第２開閉弁１１を開状態とする。また、圧縮機２から吐出された冷媒が室内熱交換器４へと送られるように四方切換弁３で冷媒の流路を切り替える。これらにより、暖房立ち上げ運転時には、冷媒は主冷媒回路１０の一部と暖房立ち上げ運転用バイパス回路３０とから構成された暖房立ち上げ運転用回路内を循環する。なお、図３では暖房立ち上げ運転用回路部分を太線で示している。より詳細には、圧縮機２に吸入された冷媒が圧縮されて高温高圧となり、四方切換弁３を介して室内熱交換器４に送られる。室内熱交換器４に送られた冷媒は、室内の空気と熱交換して室内の空気を暖める一方、冷媒自体は室内の空気に熱を放出することで凝縮して液化する。そして、室内熱交換器４を出た冷媒は第１減圧装置５において減圧されて蓄熱槽６へと送られる。蓄熱槽６に送られた冷媒は、蓄熱用熱交換器６ｂ内を流れて蓄熱槽６内の蓄熱材６ａと熱交換し、蓄熱材６ａから吸熱して蒸発し、バイパス回路３０を通って再度圧縮機２に吸入されて上記サイクルを繰り返す。この暖房立ち上げ運転は、例えば、蓄熱用熱交換器６ｂにおける冷媒の蒸発温度が外気温度以下になると、上述したような暖房蓄熱運転や、通常の暖房運転に切り替えることが好ましい。

次に、上述した各運転時における蓄熱材６ａの相変化について図４及び図５を参照しつつ説明する。ここで、上述した蓄熱材６ａの好ましい材料についてより詳細に説明すると、まず、上記暖房蓄熱運転において行う蓄熱材６ａへの蓄熱は、室内熱交換器４で凝縮して蓄熱槽６に送られてくる通常４０℃程度の冷媒の顕熱で行うため、蓄熱材６ａの蓄熱上限温度は約２０〜３０℃程度である。また、上記除霜運転や暖房立ち上げ運転時には、上記暖房蓄熱運転時において蓄熱材６ａに蓄熱した温熱を放熱して冷媒の蒸発熱源として利用するが、この放熱時の蓄熱材６ａの下限温度は約５〜１０℃である。このように、蓄熱材６ａの利用温度幅は一般的に約５〜３０℃程度であるため、この温度幅内に相変化温度をもつ潜熱蓄熱材が本実施形態の蓄熱材６ａとして好ましく用いられ、このような蓄熱材６ａとしては、上述したトリメチロールエタン水溶液や、テトラブチルアンモニウムブロマイド水溶液を挙げることができる。これら各蓄熱材６ａの相変化について、図４及び図５に基づいて説明する。まず、図４に示すように、トリメチロールエタン水溶液の相変化について説明する。なお、図４の横軸はトリメチロールエタン水溶液中のトリメチロールエタンの濃度（ｗｔ％）を示し、縦軸は温度（℃）を示す。トリメチロールエタン濃度５０ｗｔ％のトリメチロールエタン水溶液を蓄熱材６ａとして用いた場合、暖房蓄熱運転において蓄熱が終了した約３０℃のトリメチロールエタン水溶液は図４のＡ点の状態にある。この蓄熱された温熱を除霜運転や暖房立ち上げ運転にて放熱すると、トリメチロールエタン水溶液は、まずＡ点からＢ点へと液体顕熱状体で放熱し、次にＢ点から図４の固体析出融解線に沿ってＣ点まで温度降下する。なお、このとき蓄熱用熱交換器６ｂの周囲に固体であるトリメチロールエタン水和物（ＴＭＥ・３Ｈ_２Ｏ）が析出する。この状態から暖房蓄熱運転を行うと、蓄熱用熱交換器６ｂ内を流れる冷媒からトリメチロールエタン水溶液に放熱されるため、トリメチロールエタン水溶液はＣ点の状態から固体析出・融解線に沿って固体のトリメチロールエタン水和物が溶解されていき、Ｂ点に達して固体が全て融解した後はＢ点からＡ点まで顕熱変化で加熱されて蓄熱を終了する。

なお、図４の相図から分かるように、トリメチロールエタンの濃度が６０ｗｔ％を超えると冷却による固体析出にあたってトリメチロールエタン単体とトリメチロールエタン水和物の両者が析出されるが、上記実施形態における蓄熱温度ではトリメチロールエタン単体として析出した固体を融解することが困難なため、蓄熱材６ａとしてトリメチロールエタン水溶液を使用する場合は、トリメチロールエタンの濃度を６０ｗｔ％以下とすることが好ましい。

また、蓄熱材６ａにテトラブチルアンモニウムブロマイド濃度が４０ｗｔ％のテトラブチルアンモニウムブロマイド水溶液を使用した場合について図５を参照しつつ説明する。図５に示すように、蓄熱が終了した約３０℃のテトラブチルアンモニウムブロマイド水溶液は、Ａ点の状態にあり、除霜運転や暖房立ち上げ運転においてこれを５℃程度まで放熱することで、まずＡ点の状態から顕熱変化による放熱でＢ点の状態となり、Ｂ点からは固体析出・融解線に沿ってＣ点の状態になるまで固体のテトラブチルアンモニウムブロマイド水和物（ＴＢＡＢ・２６Ｈ_２Ｏ）を蓄熱用熱交換器６ｂの周りに析出させながら放熱を続ける。この間、テトラブチルアンモニウムブロマイド水溶液は、固体析出に伴って潜熱を放熱するとともに、温度降下にともなって顕熱も放出する。

この状態から暖房蓄熱運転を開始すると、テトラブチルアンモニウムブロマイド水溶液は、点Ｃの状態から固体析出・融解線に沿ってＢ点の状態となってテトラブチルアンモニウムブロマイド水和物を全て融解し、その後、Ｂ点からＡ点まで顕熱変化で加温されて蓄熱を終了する。なお、図５から分かるように、テトラブチルアンモニウムブロマイドの濃度が４０ｗｔ％のときに固体析出・融解線はピークに達しているが、この４０ｗｔ％よりも濃度が低い場合はテトラブチルアンモニウムブロマイド水和物（ＴＢＡＢ・２６Ｈ_２Ｏ）単体の析出となるが、４０ｗｔ％よりもテトラブチルアンモニウムブロマイドの濃度が高い場合はテトラブチルアンモニウムブロマイド水和物と他の成分の混合した析出となるため、蓄熱放熱にあたっての阻害要因となる。このため、蓄熱材６ａとしてテトラブチルアンモニウムブロマイド水溶液を用いた場合は、その濃度を４０ｗｔ％以下とすることが好ましい。

以上、本実施形態によれば、第１減圧装置５と蓄熱槽６との間から分岐して圧縮機２の吸入側に接続される除湿運転用バイパス回路２０を備えているため、除霜運転時には、冷媒を、圧縮機２，四方切換弁３，室外熱交換器８、第２減圧装置７、蓄熱槽６，圧縮機２の順で循環させることができる。このように、圧縮機２によって高温高圧となった冷媒を室外熱交換器８へと送るため、室外熱交換器８を除霜する時間を短縮化することができる。また、蓄熱槽６において、蓄熱用熱交換器６ｂ内を流れる冷媒は、蓄熱材６ａと熱交換して蒸発してガス化されるため、冷媒は圧縮機２へガスの状態で戻ることができ、いわゆる液戻りの現象を防止することができる。

以上、本発明の実施形態について説明したが、本発明はこれらに限定されるものではなく、本発明の趣旨を逸脱しない限りにおいて種々の変更が可能である。例えば、上記蓄熱材６ａは、トリメチロールエタン水溶液やテトラブチルアンモニウムブロマイド水溶液以外の蓄熱材として公知の材料も使用することができる。

また、上記実施形態においては、第２減圧装置７は、開閉可能に構成されているが、例えば、暖房立ち上げ運転用バイパス回路３０の分岐点と第２減圧装置７との間に別途開閉弁を設置することで、開閉機構を有さない第２減圧装置７を用いることができる。

本発明に係る蓄熱式ヒートポンプ装置の実施形態を示す暖房蓄熱運転時における冷媒回路図である。 本発明に係る蓄熱式ヒートポンプ装置の実施形態を示す除霜運転時における冷媒回路図である。 本発明に係る蓄熱式ヒートポンプ装置の実施形態を示す暖房立ち上げ運転時における冷媒回路図である。 本実施形態に係る蓄熱材として用いるトリメチロールエタン水溶液の相図である。 本実施形態に係る蓄熱材として用いるテトラブチルアンモニウムブロマイド水溶液の相図である。 暖房蓄熱運転時における従来の蓄熱式ヒートポンプ装置を示す冷媒回路図である。 除霜運転時における従来の蓄熱式ヒートポンプを示す冷媒回路図である。

符号の説明

１ 蓄熱式ヒートポンプ装置
２ 圧縮機
３ 四方切換弁
４ 室内熱交換器
５ 第１減圧装置
６ 蓄熱槽
６ａ 蓄熱材
６ｂ 蓄熱用熱交換器
７ 第２減圧装置
８ 室外熱交換器
１０ 主冷媒回路
２０ 除霜運転用バイパス回路
３０ 暖房立ち上げ運転用バイパス回路

Claims (6)

1. 冷媒を圧縮する圧縮機、前記圧縮機からの冷媒の流路を切り替える四方切換弁、冷媒を凝縮可能な室内熱交換器、冷媒を減圧する第１減圧装置、蓄熱用熱交換器及び蓄熱材を有する蓄熱槽、冷媒を減圧する第２減圧装置、冷媒を蒸発可能な室外熱交換器、を順次環状に接続した主冷媒回路と、
   前記主冷媒回路の第１減圧装置と蓄熱槽との間から分岐して前記圧縮機の吸入側に接続された除霜運転用バイパス回路と、を備え、
   暖房蓄熱運転時には、冷媒が、圧縮機、四方切換弁、室内熱交換器、第１減圧装置、蓄熱槽、第２減圧装置、室外熱交換器、四方切換弁、圧縮機の順に流れるように前記主冷媒回路内で冷媒を循環させ、
   除霜運転時には、冷媒が、圧縮機、四方切換弁、室外熱交換器、第２減圧装置、蓄熱槽、圧縮機の順に流れるよう、前記主冷媒回路の一部と除霜運転用バイパス回路とを含む回路内で冷媒を循環させる、蓄熱式ヒートポンプ装置。
2. 前記蓄熱材は、トリメチロールエタン水溶液である、請求項１に記載の蓄熱式ヒートポンプ装置。
3. 前記トリメチロールエタン水溶液は、トリメチロールエタン濃度が６０ｗｔ％以下である、請求項２に記載の蓄熱式ヒートポンプ装置。
4. 前記蓄熱材は、テトラブチルアンモニウムブロマイド水溶液である、請求項１に記載の蓄熱式ヒートポンプ装置。
5. 前記テトラブチルアンモニウムブロマイド水溶液は、テトラブチルアンモニウムブロマイド濃度が４０ｗｔ％以下である、請求項４に記載の蓄熱式ヒートポンプ装置。
6. 前記主冷媒回路の蓄熱槽と第２減圧装置との間から分岐して前記圧縮機の吸入側に接続された暖房立ち上げ運転用バイパス回路をさらに備え、
   暖房立ち上げ運転時には、冷媒が、圧縮機、四方切換弁、室内熱交換器、第１減圧装置、蓄熱槽、圧縮機の順に流れるよう、前記主冷媒回路の一部と前記暖房立ち上げ運転用バイパス回路とを含む回路内で冷媒を循環させる、請求項１〜５のいずれかに記載の蓄熱式ヒートポンプ装置。

Images