JP2012180980A - 空気調和機 - Google Patents
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Abstract
【課題】 暖房運転時には、圧縮機の吐出冷媒の熱を室外熱交換器に伝達して、室外熱交換器での着霜を防止しながら吐出冷媒の温度上昇を抑制する一方、冷房運転時においては、室内熱交換器で発生する凝縮水の冷熱を利用して室外熱交換器を冷却し、圧縮機の吐出温度上昇を抑制する。
【解決手段】 冷媒回路は、圧縮機1と四方弁2と室外熱交換器3と膨張弁5と室内熱交換器4とを順次接続して構成され、圧縮機1の吐出側配管13に二重菅熱交換器9を設ける一方、室外熱交換器3の下部に蓄熱体7を設けている。暖房運転時には、圧縮機1の吐出冷媒の熱を二重菅熱交換器9より室外熱交換器3に伝達して、室外熱交換器3での着霜を防止しながら吐出冷媒の温度上昇を抑制する一方、冷房運転時においては、室内熱交換器4で発生する凝縮水の熱を利用して室外熱交換器3を冷却し、圧縮機1での吐出温度上昇を抑制する。
【選択図】図1
Description
本発明は、空気調和機に関わり、より詳細には冷媒回路の構成に関するものである。
従来の空気調和機は、例えば図3に示すように、室外機16に、圧縮機1と、室外熱交換器3と、室外送風ファン17と、アキュームレータ6と、図示しないキャピラリチューブ、または、膨張弁とを備え、室内機14に、室内熱交換器4と、室内送風ファン15と、室内熱交換器4から滴下する凝縮水を受ける露受皿8とを備えている。室外機16に備えられた圧縮機1の吐出管には四方弁2が接続され、同四方弁2と室外熱交換器3は、接続配管4a、4bを介して室内機14に備えられた室内熱交換器4に夫々接続されている。
圧縮機1と四方弁2と室外熱交換器3とキャピラリチューブと室内熱交換器4とは冷暖房運転が可能な冷凍サイクルを構成しており、暖房運転時には、圧縮機1で圧縮され高温高圧となった冷媒は四方弁2を介して室内熱交換器4に送出され、同室内熱交換器4で周囲を流れる空気に放熱して凝縮し、凝縮した冷媒はキャピラリチューブで減圧された後、室外熱交換器3に流入し、同室外熱交換器3で周囲を流れる空気から吸熱して蒸発する。蒸発した冷媒はアキュームレータ6を介して圧縮機1に還流するようになっている。
暖房運転時において、室内熱交換器4で凝縮した冷媒が室外熱交換器3で蒸発する際、蒸発の気化熱により室外熱交換器3の表面は冷却され、放熱フィン3a間を通過する空気中に含まれる水蒸気が霜や氷になって付着し、室外熱交換器3での熱交換の障害となる。また、除霜運転を行い冷媒配管表面から霜や氷を除去しても、放熱フィン3a表面に霜や氷が残っている場合があり、暖房運転を再開すると霜や氷が急速に成長し、再度、暖房運転を停止しなければならないという不具合が生じていた。
上記した問題に対処すべく、室外機16においては、圧縮機1の吐出管と室外熱交換器3との間に放熱板18を設けている。圧縮機1から吐出される冷媒の熱が放熱板18を介して室外熱交換器3の表面や放熱フィン3aに伝達されるようになっており、除霜運転終了時に霜や氷が放熱フィン3a表面に残っていたとしても、着霜現象の発生を防止するか、あるいは遅らせることができるようになっている。同時に、圧縮機1における冷媒の吐出温度の上昇を抑制することができる(特許文献1参照)。
しかしながら、冷房運転時においては、圧縮機1からの熱が放熱板18を介して室外熱交換器3に伝達されるため、室外熱交換器3からの放熱が阻害されることとなっていた。
本発明は、上記問題点に鑑み、暖房運転時には、圧縮機の吐出冷媒の熱を室外熱交換器に伝達して、室外熱交換器での着霜を防止すると共に、吐出冷媒の温度上昇を抑制する一方、冷房運転時においても、圧縮機の吐出温度上昇を抑制することを目的とする。
本発明は、上記課題を解決するため、圧縮機と、四方弁と、室外熱交換器と、膨張弁と、室内熱交換器とを順次接続して冷媒回路を構成してなる空気調和機において、前記圧縮機の吐出側に吐出冷媒の熱を吸収する熱吸収部を設け、前記室内熱交換器に同室内熱交換器から滴下する凝縮水を受ける露受皿を設け、蓄えた熱を前記室外熱交換器に伝える蓄熱体を設けるとともに、前記熱吸収部が吸収した熱と、前記露受皿の凝縮水の熱とを前記蓄熱体に伝える伝熱手段を夫々設けてなり、前記蓄熱体は前記伝熱手段により伝えられた熱を蓄わえてなる構成となっている。
上記の構成によれば、暖房運転時、熱吸収部の熱を伝熱手段と蓄熱体とを介して室外熱交換器に伝熱し、室外熱交換器での着霜を防止すると共に、吐出冷媒の温度上昇を抑制する一方、冷房運転時、露受皿の凝縮水の熱も伝熱手段と蓄熱体を介して室外熱交換器に伝熱して、圧縮機の吐出温度上昇を抑制することができる。
また、前記熱吸収部の熱を前記蓄熱体に伝達する伝熱手段が、前記熱吸収部と前記蓄熱体とを接続する接続管と、同接続管が接続される前記蓄熱体に形成された媒体流通路と、これら媒体流通路と、前記接続管と前記熱吸収部とを流通する媒体とからなり、前記露受皿の凝縮水の熱を前記蓄熱体に伝達する伝熱手段が、前記露受皿から導出された排出管と、同排出管が接続される前記蓄熱体に形成された凝縮水流通路とからなり、前記媒体流通路を流れる媒体と、前記凝縮水流通路を流れる凝縮水により吐出冷媒あるいは凝縮水の熱が前記蓄熱体に伝えられる構成となっている。
本発明によれば、暖房運転時には、圧縮機の吐出冷媒の熱を室外熱交換器に伝達して、室外熱交換器での着霜を防止すると共に、吐出冷媒の温度上昇を抑制できる一方、冷房運転時においても、凝縮水で室外熱交換器を冷却することにより圧縮機の吐出温度上昇を抑制できるようになっている。
以下、本発明の実施の形態を、添付図面に基づいた実施例として詳細に説明する。
図1は本発明による空気調和機の冷媒回路である。尚、従来図と同じ構成については、同一の符号を付して説明する。本発明による空気調和機の冷媒回路は、圧縮機1と、四方弁2と、室外熱交換器3と、膨張弁5と、室内熱交換器4とを順次接続して構成されている。また、圧縮機1の吐出側配管13に、熱吸収部としての二重管熱交換器9を設ける一方、室外熱交換器3の下方に蓄熱体7を設けている。
熱吸収部としての二重管熱交換器9の中心部には吐出側配管13が通過する一方、二重管熱交換器9の圧縮機1側となる第一接続部9aには、熱吸収部が吸収した熱を蓄熱体7に伝える伝熱手段としての、接続管10の往路10aの一端が接続され、同往路10aの他端は室外熱交換器3の下方に設けられた蓄熱体7の端部に開口された後述する媒体流通路10cの接続口10c−1に接続されている。また、二重管熱交換器9の四方弁2側となる第二接続部9bには接続管10の復路10bの一端が接続され、同復路10bの他端は室外熱交換器3の下方に設けられた蓄熱体7の端部に開口された媒体流通路10cの接続口10c−2に接続されている。蓄熱体7に形成されたU字状の媒体流通路10cにより往路10aと復路10bとは接続され、また、復路10bにはポンプ11が設けられている。
二重管熱交換器9において、中心部を通過する吐出側配管13の外周面と、二重管熱交換器9の内周面とで形成される流路9cと上記した接続管10及び媒体流通路10cには、吐出側配管13内を流れる冷媒と熱交換を行う不凍液等からなる媒体が充填されており、ポンプ11が始動されると媒体は、復路10bから第二接続部9bを介して二重管熱交換器9の流路9c内を、圧縮機1から吐出される高温の冷媒と対向流となるよう流れながら熱交換を行い、加熱されて第一接続部9aから往路10a内に流出する。往路10a内に流出した高温の媒体は、蓄熱体7の媒体流通路10cに流入し同媒体流通路10cを流通しながら蓄熱体7を加熱するようになっている。蓄熱体7を加熱し低温となった媒体は、復路10bを介して再び二重管熱交換器9に還流するようになっている。
室内熱交換器4の下方には、同室内熱交換器4から滴下する凝縮水を受ける露受皿8が設けられており、同露受皿8からは、蓄熱体7を冷却するために凝縮水を蓄熱体7に伝達する伝熱手段としての排出管12が導出されている。同排出管12は、室外熱交換器3の下部に設けられた蓄熱体7の端部に開口した後述する凝縮水流通路12aの接続口12a−1に接続されており、露受皿8から排出された低温の凝縮水は排出管12を介して蓄熱体7の凝縮水流通路12aに流入し、同凝縮水流通路12aを流通しながら蓄熱体7を冷却し、蓄熱体7の端部に開口された凝縮水流通路12aの排出口12a−2から、後述するように室外機の底板上に排出されるようになっている。
蓄熱体7は、図2(A)の斜視図で示すように、底面部7aと右側壁7bと左側壁7cと、室外熱交換器3を収容し、同室外熱交換器3から滴下する凝縮水を受ける凝縮水受部7dとから形成されている。蓄熱体7は、図2(B)の断面図で示すように、外郭7eを板金材等から形成し、同外郭7e内に蓄熱性を有する蓄熱部材7fを充填しており、室外熱交換器7と蓄熱体7とを接触させることで、蓄熱部材7fは蓄えた熱を外郭7eを介して室外熱交換器3に伝えるようになっている。
蓄熱部材7fには、媒体流通路10c及び凝縮水流通路12aが図2(A)及び図2(B)に示すように、夫々U字状に形成されて上下に配置されており、上記したように、媒体流通路10cに二重管熱交換器9からの高温の媒体が流通すると蓄熱部材7fは加熱されるとともに、蓄熱し、凝縮水流通路12aに露受皿8からの低温の凝縮水が流通すると、蓄熱部材7fは冷却されるとともに、蓄熱するようになっている。
蓄熱体7は、図示しない室外機の底板状に配置されるようになっており、室外熱交換器3は、図2(B)の点線で示すように、蓄熱体7の上部に配置されるようになっている。冷房運転時、室外熱交換器3から凝縮水受部7dに落下した凝縮水は、凝縮水受部7dの両端部から室外機の底板に落下し、同底板に設けられた排出口から外部に排出されるようになっている。また、凝縮水流通路12aを流通した凝縮水も、同凝縮水流通路12aの開放端から室外機の底板に落下し、同底板に設けられた排出口から外部に排出されるようになっている。
次に、暖房運転時の冷媒の流れについて説明する。暖房運転時、圧縮機1で圧縮され高温高圧となった冷媒は、点線で示すように、吐出側配管13から四方弁2を介して室内熱交換器4に流入し、同室内熱交換器4の周囲を流れる空気と熱交換して放熱し凝縮する。凝縮した冷媒は、続いて膨張弁5で減圧されて低温低圧となり、室外熱交換器3に流入する。室外熱交換器3に流入した低温低圧の冷媒は、周囲を流れる空気から吸熱して蒸発し、四方弁2とアキュームレータ6を介して圧縮機1に還流するようになっている。
暖房運転時には、接続管10に備えられたポンプ11が運転されるようになっている。ポンプ11が始動されると、接続管10内の媒体は、上記したように、復路10bから第二接続部9bを介して二重管熱交換器9の流路9c内を第一接続部9aに向かって流れ、吐出側配管13内を対向して流れる高温の冷媒と熱交換して加熱されるようになっている。
加熱された媒体は、二重管熱交換器9の第一接続部9aから往路10aに送出され、蓄熱体7の蓄熱部材7fに形成された媒体流通路10cを流れることにより、蓄熱部材7fを加熱するようになっている。蓄熱部材7fを加熱して低温となった熱交換流体は復路10bにより、再び二重管熱交換器9に送出され、加熱されるようになっている。
媒体流通路10c内を流れる媒体により加熱された蓄熱体7は、周囲に徐々に熱を放出し、室外熱交換器3を下方から暖めるようになっている。暖房運転時には、室外熱交換器3に流入した低温低圧の冷媒は、周囲を流れる空気から吸熱して蒸発するが、蒸発時の気化熱により室外熱交換器3の表面が冷却され、特に低外気温時にはフィン間を通過する空気中に含まれる水蒸気は霜や氷になって付着しやすいが、蓄熱体7から放出される熱により室外熱交換器3を暖めることにより霜や氷の生成を防止して、円滑に暖房運転を継続することができるようになっている。
また、二重管熱交換器9を流れる媒体により圧縮機1から吐出側配管13に吐出された高温高圧の冷媒が冷却されて、吐出温度の上昇が抑制されることにより、冷媒回路を流れる冷媒として、例えば、温暖化影響指数(GWP)は低いが圧縮機からの吐出温度が高くなる傾向にあるR32を使用したとしても、吐出温度の上昇を抑制することができるようになっている。
次に、冷房運転時の冷媒の流れについて説明する。冷房運転時、圧縮機1で圧縮され高温高圧となった冷媒は、図1の実線で示すように、吐出側配管13から四方弁2を介して室外熱交換器3に流入し、同室外熱交換器3の周囲を流れる空気と熱交換して放熱し凝縮する。凝縮した冷媒は、続いて膨張弁5で減圧されて低温低圧となり、室内熱交換器4に流入する。室内熱交換器4に流入した低温低圧の冷媒は、周囲を流れる空気から吸熱して蒸発し、四方弁2とアキュームレータ6を介して圧縮機1に還流するようになっている。
冷房運転時、室内熱交換器4に流入した低温低圧の冷媒は、周囲を流れる空気から吸熱して蒸発するが、蒸発時の気化熱により室内熱交換器4の表面は冷却され、フィン間を通過する空気中に含有される水分は結露し、低温の凝縮水となって室内熱交換器4の下方に設けられた露受皿8に落下する。
露受皿8に落下し貯留された低温の凝縮水は所定量に達すると、排出管12を介して露受皿8から排出されるようになっている。排出管12に排出された低温の凝縮水は、室外熱交換器3の下部に設けられた蓄熱体7に導びかれ、蓄熱部材7fに形成された凝縮水流通路12aを流通することにより、蓄熱部材7fを冷却するようになっている。蓄熱部材7fを冷却して常温となった凝縮水は、外部に排出されるようになっている。
低温の凝縮水により冷却された蓄熱体7は、外郭7を介して伝熱し、室外熱交換器3を冷却するようになっている。冷房運転時、室外熱交換器3に流入した冷媒は、同室外熱交換器3の周囲に熱を放出して凝縮するが、上述したように、蓄熱体7によっても冷却できるようになっており、これにより室外熱交換器3の流出口における冷媒の温度及び圧力を低下させることができるようになっている。
室外熱交換器3の流出口における冷媒の温度及び圧力が所定範囲内に低下すると、室内熱交換器4の流出口での冷媒の温度及び圧力が所定範囲内に低下することとなり、圧縮機1に流入する蒸発した冷媒の温度も充分低下させることができる。これにより、圧縮機1で冷媒を圧縮させても、圧縮機1の吐出温度上昇を抑制できることとなり、上記したような、温暖化影響指数(GWP)が低いR32等の冷媒を使用したとしても冷房運転を継続することができる。
1 圧縮機
2 四方弁
3 室外熱交換器
4 室内熱交換器
5 膨張弁
6 アキュームレータ
7 蓄熱体
7a 底面部
7b 右側壁
7c 左側壁
7d 凝縮水受部
7e 外郭
7f 蓄熱部材
8 露受皿
9 二重管熱交換器
9a 第一接続部
9b 第二接続部
9c 流路
10 接続管
10a 往路
10b 復路
10c 媒体流通路
11 ポンプ
12 排出管
12a 凝縮水流通路
13 吐出管
2 四方弁
3 室外熱交換器
4 室内熱交換器
5 膨張弁
6 アキュームレータ
7 蓄熱体
7a 底面部
7b 右側壁
7c 左側壁
7d 凝縮水受部
7e 外郭
7f 蓄熱部材
8 露受皿
9 二重管熱交換器
9a 第一接続部
9b 第二接続部
9c 流路
10 接続管
10a 往路
10b 復路
10c 媒体流通路
11 ポンプ
12 排出管
12a 凝縮水流通路
13 吐出管
Claims (2)
- 圧縮機と、四方弁と、室外熱交換器と、膨張弁と、室内熱交換器とを順次接続して冷媒回路を構成してなる空気調和機において、
前記圧縮機の吐出側に吐出冷媒の熱を吸収する熱吸収部を設け、前記室内熱交換器に同室内熱交換器から滴下する凝縮水を受ける露受皿を設け、蓄えた熱を前記室外熱交換器に伝える蓄熱体を設けるとともに、前記熱吸収部が吸収した熱と、前記露受皿の凝縮水の熱とを前記蓄熱体に伝える伝熱手段を夫々設けてなり、前記蓄熱体は前記伝熱手段により伝えられた熱を蓄わえてなることを特徴とする空気調和機。 - 前記熱吸収部の熱を前記蓄熱体に伝達する伝熱手段が、前記熱吸収部と前記蓄熱体とを接続する接続管と、同接続管が接続される前記蓄熱体に形成された媒体流通路と、これら媒体流通路と、前記接続管と前記熱吸収部とを流通する媒体とからなり、前記露受皿の凝縮水の熱を前記蓄熱体に伝達する伝熱手段が、前記露受皿から導出された排出管と、同排出管が接続される前記蓄熱体に形成された凝縮水流通路とからなり、前記媒体流通路を流れる媒体と、前記凝縮水流通路を流れる凝縮水により、吐出冷媒あるいは凝縮水の熱が前記蓄熱体に伝えられることを特徴とする請求項1に記載の空気調和機。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2011044568A JP2012180980A (ja) | 2011-03-02 | 2011-03-02 | 空気調和機 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2011044568A JP2012180980A (ja) | 2011-03-02 | 2011-03-02 | 空気調和機 |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP2012180980A true JP2012180980A (ja) | 2012-09-20 |
Family
ID=47012323
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2011044568A Withdrawn JP2012180980A (ja) | 2011-03-02 | 2011-03-02 | 空気調和機 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP2012180980A (ja) |
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN104654686A (zh) * | 2015-02-03 | 2015-05-27 | 珠海格力电器股份有限公司 | 空调系统 |
JP2016142483A (ja) * | 2015-02-03 | 2016-08-08 | 三菱重工冷熱株式会社 | 空気冷却器 |
-
2011
- 2011-03-02 JP JP2011044568A patent/JP2012180980A/ja not_active Withdrawn
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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CN104654686A (zh) * | 2015-02-03 | 2015-05-27 | 珠海格力电器股份有限公司 | 空调系统 |
JP2016142483A (ja) * | 2015-02-03 | 2016-08-08 | 三菱重工冷熱株式会社 | 空気冷却器 |
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Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
A300 | Withdrawal of application because of no request for examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A300 Effective date: 20140513 |