JP2012107851A - 追設熱交換器の暖房切替装置 - Google Patents

Abstract

【課題】空気調和機の室外機内凝縮器に追加で配管系統内に設置する追設熱交換器に対し、これまでこの追設熱交換器は冷房時のみ消費電力削減効果があったが、暖房時は効果が無く逆に冬季外気温が低い時は室外機の凝縮器が凍り着霜のためヒートカット運転が頻繁に発生するという課題があった。
【解決手段】上記解決手段として追設熱交換器に対し、冷房時はこれまでと同じ凝縮機と膨張弁の間に位置し、暖房時は室内機側の蒸発器と膨張弁との間に追設熱交換器が位置するように、逆止弁とパイロット弁の組み合わせによるバルブ切替によって、冷媒の圧力の差で自動的に切替る追設熱交換器の暖房切替装置を提供し、追設熱交換器２枚を並列に動作するため配管の分岐管内に絞りを設けて圧力バランスを取ることのできる絞り分岐管を持った追設熱交換器を提供する。
【選択図】図３

Description

本発明は、空調機・冷凍機の室外機及に於ける追設熱交換器に関する。

近年、空調機・冷凍機などで経年劣化したものに室外機に追加で凝縮器を取付けて機能を蘇らせたり消費電力を削減するものが出ている。例えば特許第３２１８２８９号公報（特許文献１）、或いは特許第３４９２４２２号公報（特許文献２）に開示されている。

図１のａ図にその冷凍サイクルに於ける冷媒の流れと追設熱交換器の配置の概略を示す。図のように特許文献１、２では圧縮機から送られた高温高圧冷媒ガスを室外機の凝縮器で凝縮液化し、配管経路の後に追加で熱交換器を取付け、室外機の凝縮器で凝縮できなかった飽和状態の冷媒ガスを再凝縮し完全な液化冷媒として室内機に送り冷房効果を向上させ、或いは空調機・冷凍機の消費電力を削減するものである。

特許第３２１８２８９号公報 特許第３４９２４２２号公報

しかしながら、これらの発明による空調機では冷房時は効果はあるものの暖房時では全く効果が無いという課題があった。一般の空調機では暖房時は冷媒の流れが冷房時とは逆になる。すなわち室外機の熱交換器では冷房時は凝縮器たが暖房時は蒸発器として作用し、例えば暖房時では冬季に外気温が１０℃以下の場合は室外機本体の熱交換器に入る冷媒ガスの温度も追設熱交換器を通る事により冷却されて大気温度に近くなる。

このため室外機本体の熱交換器が蒸発器として作用した場合、冷媒ガスは０℃以下になることが多く、この室外機の熱交換器のフィンが凍りつき着霜することからファンの風が通らなくなるため、空調機は一時的に冷房運転に切替え凝縮器に高温高圧冷媒ガスを通して霜を溶かすデフロスト運転を頻繁に行うようになり運転効率が非常に悪くなるという問題があった。

冬季の暖房時に於ける着霜作用の解決策としてこの追設熱交換器の配管に逆止弁を設け、暖房時は追設熱交換器に冷媒ガスを通さないように設置したものもある。しかし年間を通して日本の気候の中で、夏季で冷房運転のみを行う期間は少なく、この少ない期間のみの節電効果では設置経費に対する効果の割合が少ないという問題もあった。

また、これまでの追設熱交換器は１枚で使用していたが製作できる大きさが限定しているため大型の室外機には対応できず、且つ圧力損失も大きく圧縮機に余分な負荷を掛ける事となり、場合によっては消費電力の増大を招くこともあった。

これらの問題を鑑み上記課題を解決するために、本発明である追設熱交換器の暖房切替装置では以下の手段を採用する。

すなわち、上記図１のｂ図に示す様に追設熱交換器の配置を冷房時とは逆に暖房時は室内機から戻る配管と膨張弁との間に位置するようにバルブで切替える機構を設ける。

通常、暖房時では圧縮機から発生した高温高圧冷媒ガスは室内機で冷媒ガスの持つ高温エネルギーを室内に放出すると同時に、室内の空気の温度で冷やされ凝縮液化し室内機から出て室外機の膨張弁で減圧され室外機内熱交換器で蒸発して冷媒ガスとなるが、この室内機から出た凝縮液化冷媒にはまだ熱エネルギーが残っている。本発明ではこの余剰熱エネルギーを追設熱交換器を通して室外機の熱交換器に吸収させる方法をとり、冷房暖房それぞれの状態に合わせてバルブの切替を自動的に行うものである。

また、追設熱交換器を２枚対で使用し圧力損失を減らす方法として、配管経路の分岐管の枝管に絞りを設けることで圧力バランスが生じ２枚の追設熱交換器に均等に冷媒ガスを流すことができる。また、この分岐管を複数連結して大型冷凍機にも対応できる。

本発明の追設熱交換器の暖房切替装置によれば、前記追設熱交換器に対して冷房時の効率向上効果のみならず暖房運転でも効率向上ができ、且つ暖房運転時の除霜対策にも効果的に機能する。
しかも、この暖房時の効果向上によって空調機の電力削減に寄与し、地球温暖化対策に寄与する。

また、この配管の分岐管に絞りを設けることにより２枚の追設熱交換器に均等な量の冷媒ガスを流すことができる。これは冷媒ガスを流す圧力損失を押さえることができ、何枚もの追設熱交換器を並列に動作することができ大型冷凍機にも対応できる。

本発明機能の概略図を示す。 本発明の追設熱交換器の暖房切替装置を設置するにあたり室外機内膨張弁逆流不可の場合の冷房サイクル図である。 本発明の追設熱交換器の暖房切替装置を設置するにあたり室外機内膨張弁逆流不可の場合の暖房サイクル図である。 本発明の追設熱交換器の暖房切替装置を設置するにあたり室外機内膨張弁逆流可の場合の冷房サイクル図である。 本発明の追設熱交換器の暖房切替装置を設置するにあたり室外機内膨張弁逆流可の場合の暖房サイクル図である。 本発明に於ける追設熱交換器を室外機に取付けた概観図である。 本発明に於ける追設熱交換器を二枚合わせた概観図である。 分岐管１９の内部構造例を示す。 本発明である追設熱交換器の暖房切替装置の冷凍サイクルとモリエル線図である。

以下、本発明の実施の形態について、図面に基いて説明する。ただし、本発明の暖房切替装置に於ける切替機本体を追設熱交換器制御装置８と呼び、追設熱交換器７を含み分岐管１９、カバー２０、追設熱交換器制御装置８を含んだものを本発明である追設熱交換器の暖房切替装置と呼ぶ。

（実施の形態１）
本発明による追設熱交換器の暖房切替装置について、図２，３を参照しながら実施の形態１として膨張弁の冷媒の流れ方向が暖房時通常の流れ方の反対方向が不可の場合の冷媒の流れを説明する。

図２で冷房運転でのサイクルを表すと、室外機１の中にある圧縮機２から出力する高温高圧の冷媒ガスは矢印ｃ１を通り四方弁３を出て矢印ｃ２の方向に流れ凝縮器６で凝縮液化し矢印ｃ３を経由して追設熱交換器制御装置８に入る。この制御装置ではまず逆止弁１５が流れを止め矢印ｃ４の方向に液化冷媒ガスを流す。また、この流れｃ４からはパイロット弁１７の制御ポートにも冷媒ガスの高圧の圧力が掛かりこのパイロット弁１７は動通状態となる。

続いてｃ４の流れは逆止弁１８を通り矢印ｃ５になり開放状態のストップ弁９を通り追設熱交換器７に入り追加凝縮を行って矢印ｃ７になる。このｃ７では上記パイロット弁１７が動通状態になっているためであり、パイロット弁１４は制御ポートが高圧になっていないため動通状態ではなく、冷媒の流れは必然的にこのｃ７となって流れてゆく。また、逆止弁１５も流れの方向は矢印ｃ４側になるが、先のｃ４が高圧の冷媒のため冷媒圧力は同じであり抜ける方向は矢印ｃ８の方向しかない。よってｃ８を通り膨張弁４へと流れてゆく。

この膨張弁４では矢印ｃ９の方向が正規の冷房時の流れ方向であり、この流れで今度は矢印ｃ１０の通り再び追設熱交換器制御装置８に入る。このときの冷媒ガスは膨張弁を通過後の低圧の気液二相飽和状態の冷媒ガスとなっている。この低圧冷媒ガスは逆止弁１２を抜け矢印ｃ１１の方向に流れる。

ここで、上記パイロット弁１４はこの制御ポートに掛かる冷媒の圧力が低圧のため動通状態ではない。
また逆止弁１３では、この反対側の圧力が高圧の液化冷媒であり押し開くことができないため動通しない。そのため矢印ｃ１１の方向に冷媒ガスは流れ矢印１２を経て室外機１に再び戻り、矢印ｃ１３の後、矢印ｃ１４にて室内機１０に入る。この後、矢印ｃ１５を経て四方弁３を経由する矢印ｃ１６の後圧縮機２に戻るサイクルを繰り返す。

また、上記追設熱交換器制御装置８では追設熱交換器７に冷媒ガスを通す場合と通さない場合を選択できるようにバイパス弁を持つ。この追設熱交換器７に冷媒ガスを通し再凝縮あるいは過冷却を行うときはバイパス弁１１及びバイパス弁１６を閉じ、且つストップ弁９を開くことにより冷媒ガスを追設熱交換器７に通すことができる。逆にこのバイパス弁１１及びバイパス弁１６を開き、且つストップ弁９を閉じることにより冷媒ガスはバイパス弁１１及びバイパス弁１６を抜けてバイパスとなり、且つストップ弁９を閉じることにより追設熱交換器７に冷媒ガスが流れないことになる。

この機能を持つことにより、従来は追設熱交換器７を取り付けた時の１週間前と取付け工事後の１週間の使用電力差で効果の判定を行っているが、例えば取り付け工事前と工事後の気候の差が著しい場合には電力削減効果が判定し辛いという課題があった。このバイパス弁機構があればいつでも追設熱交換器７の取付け効果が比較できることと、万一不具合が発生した場合、本体と追設熱交換器とを切り離すことができる。以下、実施の形態２でも同様の機能を持つ。

この冷房サイクルで、各部位の温度変化を述べると、圧縮機２から出た高温高圧冷媒ガスの温度は矢印ｃ２から後の位置で約８０℃、この温度で室外機の凝縮器６を通過後の矢印ｃ３では５５℃となり、この後追設熱交換器通過後の矢印ｃ７では大気温度に近い３８℃まで下がる。この温度で膨張弁４を通過後の矢印ｃ１０以降では１０℃位である。矢印ｃ１４でもこの１０℃近辺の温度で室内機に入り室内機の蒸発器では気化熱を奪って冷媒ガスはマイナスになる。このときの室内機から吹き出す風の温度も通常のエアコンでは正常なもので１５℃位であるが追設熱交換器を装着すると１０℃以下にさがり設定温度に到達しやすくなる。

蒸発器を出た冷媒ガスは室内の空気の温度を吸収してマイナスから５℃程になり室外機の圧縮機に戻る。空調機ではこの蒸発器から後の冷媒ガスの湿り度と温度を見て膨張弁の開度を制御しており、一般的な蒸発器後の温度が５℃である。

このように追設熱交換器を取付けて過冷却を増して膨張弁への進入温度を下げることは、室内機での蒸発温度を下げ、蒸発器後の適正温度に早く到達することから膨張弁の開度を下げ冷凍サイクル中の冷媒の流量を少なくするようにインバータが圧縮機を制御し、消費電力の削減に貢献する。

また、このサイクルでの室外機１の外気からの風の流れを表すａＬ→ａＭ→ａＨの温度変化では、まずファン５で吸い込んだ空気の外気温は夏場ではａＬは３４℃として、追設熱交換器７を通過後のａＭは４０℃、次に室外機１の凝縮器６後では６０℃となる。

次に本発明による追設熱交換器の暖房機能による実施の形態１に於ける暖房運転のサイクルを図３に示す。

上述と同様暖房サイクルでも図３の室外機１の中にある圧縮機２から出力する高温高圧の冷媒ガスは矢印ｈ１を通り四方弁３を出て矢印ｈ２の方向に流れ今度は矢印ｈ３方向に流れ室内機１０に入って、上記冷房サイクルでは蒸発器となっていた室内機は今度は凝縮器となって高温高圧冷媒ガスの、その持てる熱エネルギーを室内に放出して且つ冷され凝縮液化して室外機に戻る。

次にこの凝縮液化冷媒ガスは追設熱交換器制御装置８に入り、まず矢印ｈ４の流れで逆止弁１２を流れず、矢印ｈ５にて逆止弁１３を通過する。この時、パイロット弁１４の制御ポートにも冷媒ガスの圧力が掛かりこのパイロット弁１４は動通状態となる。その後矢印ｈ６のように逆止弁１８には流れずストップ弁９を通過後追設熱交換器７に入る。

ここで追設熱交換器７に入った高圧液化冷媒ガスは室内機で室内に放出した熱エネルギーを室内で全て放出したわけではなくまだ十分な熱エネルギーを残したまま送出される。この余剰熱エネルギーをこの追設熱交換器７で放出し、室外機１の凝縮器６では暖房時蒸発器となる熱交換器で吸熱することにより、より吸熱効果を得ることができ、且つ着霜を防ぐことができる。

この追設熱交換器７で余剰熱エネルギーを放出した液化冷媒ガスは矢印ｈ８を通り矢印ｈ９の方向に流れる。ここではパイロット弁１７は制御ポートに高圧が掛かっていないため動通せず矢印ｈ８の如く通過し、パイロット弁１４は先に矢印ｈ４で制御ポートに高圧液化冷媒ガスによって動通状態となっていたため矢印ｈ９の如く流通する。

この後矢印ｈ１０のように流れる。このとき逆止弁１２も動通可能の方向にあるがこの冷媒ガスは矢印ｈ４と同一圧力の高圧であるため流出せず矢印ｈ１１の方向に流れ、室外機１に戻り膨張弁４で矢印ｈ１２の方向にて減圧する。

減圧した気液二相飽和冷媒ガスは矢印ｈ１３のように再び追設熱交換器制御装置８に入り逆止弁１５を通過して矢印ｈ１４の流れ追設熱交換器制御装置８を出てゆく。この時の矢印ｈ１３の流れはパイロット弁１７では制御ポートに高圧は掛からないため動通状態ではなく、且つ逆止弁１５を通過した冷媒ガスは低圧であり、逆止弁１８の反対側は矢印ｈ６の高圧液化冷媒ガスが閉じているため押し広げる力も無く逆止弁１８は閉じたままである。そのため矢印ｈ１４となり矢印ｈ１５を経て室外機１の凝縮器６で蒸発し温度を下げて矢印ｈ１６後、四方弁３を通過し矢印ｈ１７となって圧縮機２に戻る。

ここでも先の室内機からでた余剰熱エネルギーで追設熱交換器制御装置８そのものが暖められ、この制御装置を通過する矢印ｈ１４では、マニホールド内熱交換器２２で矢印ｈ６の高温冷媒ガスの熱を受け取り、膨張弁４を通過した飽和状態の冷媒ガスを暖め、室外機の凝縮器６で蒸発するときの温度を上げ着霜を防止する。

また、追設熱交換器７を通過するファン５の吸い込み風量を追設熱交換器７から放出する熱エネルギーを無駄なく凝縮器６で吸熱するために凝縮器６をカバー２０で囲むことが望ましい。

この実施の形態１における暖房サイクルでの各部の温度を示すと、圧縮機２から出た高圧高温冷媒ガスの温度は矢印ｈ１〜３にて８５℃であり室内機１０で放熱凝縮後の液化冷媒ガスの温度は４０℃で矢印ｈ４まで到達する。この温度で追設熱交換器７に入り冷却すると２０℃まで下がり矢印ｈ９〜１１を経て膨張弁４では矢印１２後１０℃くらいまで下げられ、矢印ｈ１４でマニホールド内熱交換器２２を通過後の矢印ｈ１５では１６℃まで暖められて室外機１の凝縮器６に入り、この凝縮器で蒸発しながら吸熱し矢印ｈ１６以降で５℃に達し圧縮機２へ戻る。

前記同様に、このサイクルでの室外機１の外気からの風の流れを表すａＬ→ａＭ→ａＨの温度変化では、まずファン５で吸い込んだ空気の外気温は冬場ではａＬは５℃として、追設熱交換器７を通過後のａＭは１０℃まで暖められ、次に室外機１の凝縮器６後では５℃となり着霜にはなりにくい。

（実施の形態２）
前述の実施の形態１に対し、実施の形態２では室外機中の膨張弁の冷媒の流れが暖房時でも冷房時と同じ方向の流れが可能な、つまり暖房時では通常の流れの反対方向に流すことが可能な空調機に対して追設熱交換器制御装置８の機器構成が異なる方法を図４及び図５を参照しながらそれぞれ冷房サイクル、暖房サイクルに分けて説明する。

このような実施の形態１と実施の形態２のように形式を分けた理由は実施の形態２のように膨張弁の流れ方向が暖房時は通常の冷媒の流れの反対方向から流すことが可能な場合、追設熱交換器制御装置８の機器構成の中で実施の形態１で説明したパイロット弁が不要になるため安価に構成できるためである。

この実施の形態２に於ける冷房サイクルについて図４を参照しつつ説明すると、室外機１の圧縮機２から出力する高温高圧の冷媒ガスは矢印ｃ１を通り四方弁３を出て矢印ｃ２の方向に流れ凝縮器６で凝縮液化し矢印ｃ３を経由して追設熱交換器制御装置８に入る。この制御装置ではまず逆止弁１５が流れを止め矢印ｃ４の方向に高圧液化冷媒ガスを流す。

続いてｃ４の流れは逆止弁１８を通り逆止弁１３は流れを止め、矢印ｃ５になり開放状態のストップ弁９を通る。その後矢印ｃ６を経て追設熱交換器７に入り追加凝縮及び過冷却を行って矢印ｃ７になり矢印ｃ８を通り膨張弁４へと流れてゆく。

この膨張弁４では矢印ｃ９の方向が正規の冷房時の流れ方向であり、この流れで今度は矢印ｃ１０の通り再び追設熱交換器制御装置８に入る。このときの冷媒ガスは膨張弁を通過後の低圧の気液二相飽和状態の冷媒ガスとなっている。この低圧冷媒ガスは逆止弁１２を抜け矢印ｃ１１の方向に流れる。この矢印ｃ１１ではこの後逆止弁１３の方向が動通状態の方向であるが、先に矢印ｃ５で高圧液化冷媒ガスがこの後逆止弁１３にも掛かることから膨張弁を通過した低圧冷媒ガスでは押し広げることができず、矢印ｃ１２へと流れて行く。

また、逆止弁１５でも矢印ｃ１０からの流れは逆止弁１５を通過可能な方向であるが、先に矢印ｃ４の高温高圧冷媒ガスが堰き止めているため矢印ｃ１０の低圧冷媒ガスでは押し広げる力は無く、矢印ｃ１１の方向に流れざるを得ない状況となる。

次に矢印１２を経て室外機１に再び戻り、矢印ｃ１３の後、矢印ｃ１４にて室内機１０に入る。この後、矢印ｃ１５を経て四方弁３を経由する矢印ｃ１６の後圧縮機２に戻るサイクルを繰り返す。

このときの各部位での冷媒ガスの温度或いはファン５で送る送風温度は実施の形態１で示した冷房サイクルの温度経緯と同じであるため割愛する。

次に本発明による追設熱交換器の暖房機能による実施の形態２に於ける暖房運転のサイクルを図５に示す。

上述と同様暖房サイクルでも図４の室外機１の中にある圧縮機２から出力する高温高圧の冷媒ガスは矢印ｈ１を通り四方弁３を出て矢印ｈ２の方向に流れ今度は矢印ｈ３方向に流れ室内機１０に入り、上記冷房サイクルでは蒸発器となっていた室内機は今度は凝縮器となって高圧高温冷媒ガスの、その持てる熱エネルギーを室内に放出して冷却し凝縮液化して室外機に戻る。

次にこの凝縮液化冷媒ガスは高圧のまま追設熱交換器制御装置８に入り、まず矢印ｈ４の流れで逆止弁１２に流れず矢印ｈ５にて逆止弁１３を通過する。その後矢印ｈ６のように逆止弁１８には流れず追設熱交換器７に入る。

ここで追設熱交換器７に入った高圧液化冷媒ガスは室内機で室内に放出した熱エネルギーをここでも室内に全て放出したわけではなく、まだ十分な熱エネルギーを残したまま送出される。この余剰熱エネルギーをこの追設熱交換器７で放出し、室外機１の凝縮器６では暖房時蒸発器となる熱交換器で吸熱することにより、より吸熱効果を得ることができ、着霜を防ぐことができる。

この追設熱交換器７で余剰熱エネルギーを放出した液化冷媒ガスは矢印ｈ８を通り矢印ｈ９の方向に流れる。

この後膨張弁４入るが、先の実施の形態１の暖房時の膨張弁に入る方向とは逆の冷房時の方向と同じ方向から入り矢印ｈ１０の流れで減圧し矢印ｈ１１に抜けて再び追設熱交換器制御装置８に入る。

このとき逆止弁１２も動通可能の方向にあるが矢印ｈ４は高圧のため流出できず矢印ｈ１２の方向に流れ、今度は逆止弁１５を通って矢印ｈ１３の方向に流れ、室外機１に戻る。

この逆止弁１５を通過した冷媒ガスは低圧であり、逆止弁１８の反対側は矢印ｈ６の高圧液化冷媒ガスが逆止弁を閉じているため押し広げる力は無く、そのため矢印ｈ１３となり矢印ｈ１４を経て室外機１の凝縮器６で蒸発し温度を下げて矢印ｈ１５後四方弁３を通過し矢印ｈ１６となって圧縮機２に戻る。

このときの各部位での冷媒ガスの温度或いはファン５で送る送風温度は実施の形態１で示した暖房サイクルの温度経緯とほぼ同じであるため割愛する。

（実施の形態３）
上記、実施の形態１及び実施の形態２に於ける冷房サイクル、暖房サイクルの追設熱交換器の効果を図９冷凍サイクルとモリエル線図にて説明すると、同図では通常のサイクルではａ→ｂ→ｃ→ｄと状態が変化し図中の様に
冷房サイクル ＣＯＰ＝（ｈ１−ｈ４）／（ｈ２−ｈ１）
暖房サイクル ＣＯＰ＝（ｈ２−ｈ３）／（ｈ２−ｈ１）
というＣＯＰの計算式が成り立つ。

次に、冷房時は本発明による追設熱交換器を備えた凝縮器の場合、この追設熱交換器は図中の過冷却部として作用しｄ→ｄ’、ａ→ａ’矢印１０１と膨張弁の絞りは完全に液相に入り膨張弁にとっては好ましい状態となり、尚且つ冷媒の冷却が進みＣＯＰ向上に貢献する。

本発明によれば、このＣＯＰの状況は同図より
冷房サイクル ＣＯＰ＝（ｈ１−ｈ４’）／（ｈ２−ｈ１）
と表せる。

また暖房時は冷媒のサイクルが逆の流れから室外機の凝縮器は蒸発器となり外気からの熱を吸収するが、この蒸発器の前面に追設熱交換器を備え、余剰熱エネルギーを吸収すると共にこの追設熱交換器は図中の過熱部として作用しｂ→ｂ’、ｃ→ｃ’矢印１０２のように断熱圧縮の等エントロピー線はシフトし熱サイクルに於けるＣＯＰの向上に貢献する。

本発明によれば、このＣＯＰの状況は同図より
暖房サイクル ＣＯＰ＝（ｈ２’−ｈ３）／（ｈ２’−ｈ１’）
と表せる。

このように、追設熱交換器を本発明による暖房機能制御機器によって制御を行うと通常の冷房時のＣＯＰ向上のみならず暖房時に於いてもＣＯＰの向上が期待できる。特に暖房時は一般に室外機の経年劣化の状態に左右されず、新しい室外機にも安定した機能向上が図れる。

上記、図９に於ける冷凍サイクルという用語に関して、一般に空調・冷凍機の冷媒ガスの循環サイクルを総して冷凍サイクルと呼び、この冷凍サイクルの中でも冷房、冷凍など温度を下げることについては冷凍サイクル、暖房や給湯など温度を上げることについてはヒートポンプと熱力学では呼んでいる。
また、冷凍サイクルの中に冷房サイクルと暖房サイクルを含み、本発明ではこの冷凍サイクルと冷房サイクル、暖房サイクルを区別して扱う。

一般的に、基本的な冷凍サイクルやヒートポンプの機能の中で、低温から高温への昇温や逆の降温時の高低差を短くすることが圧縮機の負荷を減らすことに繋がり節電に繋がる。本発明の暖房効果は室内機からの余剰熱エネルギーを室外機の吸熱に回し、外気が低温時にもこの温度差を縮める作用となり省エネに大きく貢献する。

実験では暖房時の室外機の吸熱温度が通常の外気温５℃の時、本発明の暖房切替装置を追設熱交換器に取付けて室外機の凝縮機の吸熱温度を１０℃まで上げると使用電力量は１０％削減され、１５℃まで上げると使用電力量は２０％削減された。

（実施の形態４）
図６では本発明に於ける追設熱交換器の室外機取り付け状態を表す。本発明に於ける追設熱交換器ではアルミ押出材で構成する多穴管チューブとアルミコルゲートフィンを組み合わせヘッダ管で連結したパラレルフロー型熱交換器を使用する。この熱交換器では圧力損失を減らすため同一熱交換器を２枚一組で構成する。

同図は縦に１枚ずつ２枚を分岐管１９で入口管、出口管それぞれを繋ぐ。また図７では同じ熱交換器を２枚合わせて入口管、出口管をそれぞれＹ管である分岐管１９で連結する。
このように２枚一組で使用する場合、２枚と同じ熱容量に相当する熱交換器１枚を単独で使用する場合と比べて配管の圧力損失は４分の１に抑えることができる。

図８に分岐管１９の内部構造を示す。この分岐管１９の内部では両方に分かれた枝管それぞれに絞り２１を設け、冷媒の通過に抵抗を与えることにより冷媒の流れは抵抗の無いところへ向かうが、もう片方の枝管にも同じ口径の絞り抵抗があることで圧力バランスが取れ、それぞれの枝管全体に均等な圧力が掛かる状態で圧送できる仕組みを作り、２本の枝管に均等に冷媒が流れる作用を構成する。また、この絞り２１の代わりに口径の小さい細管を枝管に使用してもよい。

また、この絞り分岐管と同じ効果を持たせるために追設熱交換器本体の入口管内に絞りを設けても良い。この時２枚の熱交換器を図７のように一体として形成し、入口管、出口管をＹ管で繋ぎこのＹ管内部にそれぞれ絞りを設けてもよい。

この成果は、数組の枝管に対しても有効に働き、同じ容量の追設熱交換器であれば何組でも並列接続して同様に均等に冷媒を流すことができる。この効果により大容量の室外機にも適切な数量の熱交換器を追加することにより対応できる。

上記実施形態は、すべての点で例示であって制限的なものではないと考えられるべきである。本発明の範囲は上記説明ではなくて特許請求の範囲によって示され、特許請求の範囲と均等の意味及び範囲内での全ての変更が含まれることが意図される。

１室外機、２圧縮機、３四方弁、４膨張弁、５ファン、６凝縮器、７追設熱交換器、８追設熱交換器制御装置、９ストップ弁、１０室内機、１１バイパス弁、１２、１３逆止弁、１４パイロット弁、１５逆止弁、１６バイパス弁、１７パイロット弁、１８逆止弁、１９分岐管、２０カバー、２１絞り、２２マニホールド内熱交換器

Claims (5)

1. 空気調和機、冷凍機の室外機内凝縮器に繋がる配管系統内に追加で設置する追設熱交換器７に対し、冷房時はこれまでと同じ凝縮機６と膨張弁４の間の配管系統に位置し、暖房時は室内機側の蒸発器と膨張弁４との間に追設熱交換器７が位置するように、逆止弁とパイロット弁の組み合わせによるバルブ切替によって、冷媒の圧力の差で自動的に切替る追設熱交換器制御装置。
2. 請求項１の追設熱交換器制御装置８を使い、追設熱交換器７を室外機の凝縮器６の前面に貼りつける様に取り付け、且つカバー２０で追設熱交換器７以外の空気取込み通路を塞ぎ、暖房時に於いてファン５によって外気を室外機内凝縮器６に入る前に追設熱交換器７を通し、室内機からの余剰熱エネルギーを追設熱交換器７に通す事によりこの熱エネルギーを放出させ室外機内凝縮器６で吸熱することを特徴とする追設熱交換器。
3. 請求項１の追設熱交換器制御装置８であって、この制御装置内にマニホールド内熱交換器２２を設置し、暖房時室内機から出た余剰熱エネルギーを持った高圧液化冷媒をこの熱交換器を通し、膨張弁を通過した飽和冷媒ガスに熱を伝えることにより室外機の凝縮器の着霜を抑え暖房効率を上げる追設熱交換器制御装置内熱交換器。
4. 請求項１の追設熱交換器７に取付ける配管であって、同じ熱交換器を２枚並列に動作させるための分岐管１９内に絞り２１を設けることによって冷媒の流れの抵抗となり、この抵抗が冷媒ガスの圧力でバランスを取り、分岐管１９に接続された２枚の追設熱交換器それぞれに均等に冷媒ガスを流すことのできる絞り分岐管。
5. 請求項４の絞り分岐管と同じ作用を成し、追設熱交換器本体の入口管内に絞りを設けた追設熱交換器。

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