JP2013120006A

JP2013120006A - 空気調和機

Info

Publication number: JP2013120006A
Application number: JP2011267947A
Authority: JP
Inventors: Yukitaka Mitsuyanagi; 幸隆三柳; Kouji Kurisuya; 広治栗須谷
Original assignee: Panasonic Corp
Current assignee: Panasonic Corp
Priority date: 2011-12-07
Filing date: 2011-12-07
Publication date: 2013-06-17
Also published as: CN103148547A

Abstract

【課題】加工性を向上させた空気調和機を提供すること。
【解決手段】本発明の空気調和機は、冷媒を圧縮する圧縮機１１と、圧縮機１１で発生した熱を蓄積する蓄熱材１９を収容する蓄熱槽１８と、内部に冷媒が流れ蓄熱材と熱交換する蓄熱熱交換器２０とを備え、蓄熱熱交換器２０を、略垂直の蛇行状でかつ圧縮機１１の外周面に沿うように円弧状に形成したことにより、蓄熱熱交換器２０の加工性が向上し、ひいては組み立て性も向上する。
【選択図】図３

Description

本発明は、蓄熱装置を備えた空気調和機に関する。

従来、ヒートポンプ式空気調和機による暖房運転時、室外熱交換器に着霜した場合には、暖房サイクルから冷房サイクルに四方弁を切り替えて除霜を行っている。この除霜方式では、室内ファンは停止するものの、室内機から冷気が徐々に放出されることから暖房感が失われるという欠点がある。

そこで、室外機に設けられた圧縮機に蓄熱装置を設け、暖房運転中に蓄熱槽に蓄えられた圧縮機の廃熱を利用して除霜するようにしたものが提案されている（例えば、特許文献１参照）。

特開平３−３１６６６号公報

しかしながら従来の蓄熱装置は、冷媒の流れる流路が横方向であるため、圧縮機の湾曲に沿って内部の冷媒流路も湾曲させる必要があり、加工が難しいという課題を有していた。

本発明は、前記従来の課題を解決するもので、加工性を向上させた空気調和機を提供することを目的とする。

上記目的を達成するために、本発明の空気調和機は、冷媒を圧縮する圧縮機と、圧縮機で発生した熱を蓄積する蓄熱材を収容する蓄熱槽と、内部に冷媒が流れ蓄熱材と熱交換する蓄熱熱交換器とを備え、蓄熱熱交換器を、略垂直の蛇行状でかつ圧縮機の外周面に沿うように円弧状に形成したことにより、蓄熱熱交換器の加工性が向上する。

本発明によれば、加工性を向上させた空気調和機を提供することができる。

本発明の実施の形態１における空気調和機の冷凍サイクルの構成図同実施の形態１における蓄熱槽の外観斜視図同実施の形態１における蓄熱槽の外観斜視図

第１の発明の空気調和機は、冷媒を圧縮する圧縮機と、圧縮機で発生した熱を蓄積する蓄熱材を収容する蓄熱槽と、内部に冷媒が流れ蓄熱材と熱交換する蓄熱熱交換器とを備え、蓄熱熱交換器を、略垂直の蛇行状でかつ圧縮機の外周面に沿うように円弧状に形成したことにより、蓄熱熱交換器の加工性が向上する。

第２の発明の空気調和機は、特に第１の発明において、蓄熱熱交換器は、直管とＵ字型
形状のＵ字管とで構成されたことにより、簡単な構成で蓄熱熱交換器を形成することができる。

以下、本発明の実施の形態について、図面を参照しながら説明する。なお、この実施の形態によって本発明が限定されるものではない。

（実施の形態１）
図１は実施の形態１における空気調和機の冷凍サイクルの構成図である。

本実施の形態における空気調和機は、室内に設置される室内機１と、室外に設置される室外機２とを冷媒配管３で接続することによって構成されている。

室内機１には、室内空気と冷媒とが熱交換を行う室内熱交換器５と、室内熱交換器５での熱交換を促進し室内へ送風するための室内送風ファン６を備える。また、室内温度を検出する室内温度検出手段である温度センサ７と、室内熱交換器の温度を検出する室内熱交換器温度検出手段である温度センサ８とを備える。

室外機２には、室外空気と冷媒とが熱交換を行う室外熱交換器９と、室外熱交換器９での熱交換を促進し送風する室外ファン１０と、冷媒を圧縮し高温冷媒を吐出する圧縮機１１と、冷媒の流路の順逆を切り換える四方弁１２と、冷媒を減圧する減圧装置１３と、室外熱交換器の温度を検出する室外熱交換器温度検出手段である温度センサ１４と、外気の温度を検出する外気温度検出手段である温度センサ１５とを備える。

そして、冷房運転時には、圧縮機１１、四方弁１２、室外熱交換器９、減圧装置１３、室内熱交換器５、四方弁１２、圧縮機１１の順に冷媒が流れ、暖房運転時には、圧縮機１１、四方弁１２、室内熱交換器５、減圧装置１３、室外熱交換器９、四方弁１２、圧縮機１１の順に冷媒が流れるように冷凍サイクルが構成されている。

また、室内機１へ運転指示を行うリモコン装置（図示せず）を備え、リモコン装置では、冷房運転や暖房運転の指示、室内設定温度を設定することができ、通常の空調運転では、室内設定温度となるように空調運転が実施される。

また、圧縮機１１の周囲には樹脂性の蓄熱槽１８が配置され、蓄熱槽１８の内部には、蓄熱材１９と、蓄熱材１９から熱をもらう蓄熱熱交換器２０とが配置され、蓄熱熱交換器２０の内部に設けられた冷媒管に流れる冷媒と、蓄熱材１９とが熱交換を行う。蓄熱材１９はエチレングリコール水溶液などの化学物質が混入された溶液や、単純な水、さらにはアルミニウムや銅などの金属部材などを使用することが考えられる。すなわち圧縮機１１から放熱される熱量を蓄えることができるような物質であれば何を用いても問題は無い。

また、圧縮機１１の吐出管と、減圧装置１３と室外熱交換器９との間とを接続する除霜用バイパス回路２１を設け、除霜用バイパス回路２１には除霜用二方弁２２を設けている。そして除霜用二方弁２２を開閉することによって除霜用バイパス回路２１に冷媒を流している。

以上のように構成された空気調和機において、除霜運転について説明する。実施の形態２における冷凍サイクルの構成は、暖房運転を継続しながら除霜運転を実施することができる。

まず、温度センサ１４で検出される室外熱交換器の温度が除霜運転開始条件である温度を検出すると、除霜運転が開始される。なお、除霜運転開始の条件はこれに限定されるこ
とはなく、例えば、外気温度や、除霜運転開始条件の温度を下回る時間が所定時間継続した場合などの条件を追加することも考えられる。また、室外熱交換器９の温度検出は、室外熱交換器９の冷媒管の温度を検出することによって代用されてもよい。

そして、除霜運転が開始されると、除霜用二方弁２２およびバイパス用二方弁１７を開弁して、減圧装置１３を適切な開度に制御することによって、暖房運転を継続しながら除霜運転を実施することができる。

このような暖房運転を継続しながらの除霜運転は、除霜用二方弁２２とバイパス用二方弁１７の両方が開状態で初めて行われることになるが、バイパス用二方弁１７を除霜用二方弁２２より先に開制御すると、蓄熱材１９に蓄積された熱量が無駄に使用されることになり、除霜用二方弁２２とバイパス用二方弁１７の両方を同時に開制御すると、室外熱交換器９からの冷媒と室内熱交換器５からの冷媒が同時に圧縮機１１に吸入されることになり、圧力変動を惹起するおそれがあることから、除霜用二方弁２２の開制御とバイパス用二方弁１７の開制御に適切な時間差を設定することで、圧力変動を極力抑えることができるとともに、圧縮機１１への液冷媒の流入を阻止して圧縮機１１の信頼性を向上させることができる。そのため本実施の形態では、除霜用二方弁２２をバイパス用二方弁１７よりも先に開弁するようにしている。

図２は、本実施の形態における圧縮機１１と蓄熱槽１８の外観斜視図であり、図３は蓄熱熱交換器の外観斜視図である。

図２、図３に示されるように、略Ｕ字形状に構成された蓄熱槽１８が圧縮機１１の外周面をその周方向に部分的に覆うように構成され、蓄熱槽１８は、バンドによって圧縮機１１とアキュームレータに固定される。

また、蓄熱槽１８は上方が開口した蓄熱槽本体１８ａと、蓄熱槽本体１８ａの上方開口を閉塞する蓋体１８ｂとを備えており、蓄熱槽１８の内部には、蓄熱熱交換器２０が設けられるとともに、蓄熱熱交換器２０と熱交換するための蓄熱材（例えば、エチレングリコール水溶液）１９が充填されており、蓄熱槽１８と蓄熱熱交換器２０と蓄熱材１９とで蓄熱装置を構成している。

また蓄熱熱交換器２０は、例えば銅管等を略垂直の蛇行状でかつ圧縮機１１の外周面に沿うように円弧状に形成されており、両端で弾性材料から作製された栓体を介して蓄熱槽１８の蓋体１８ｂに支持されている。蓄熱熱交換器２０の両端は冷凍サイクルを構成する冷媒配管に接続されている。

また、蓄熱熱交換器２０は、Ｕ字型形状のＵ字管２０ａと、まっすぐな形状の直管２０ｂとで構成されているため、簡単な組み立てで蓄熱熱交換器２０を組み立てることができる。

上記の構成において、蓄熱熱交換器２０は、蛇行状に形成した後に直線部分を円弧状に曲げて形成するのではなく、蛇行部分の角度を調整することにより円弧状に形成されるため任意の形状とすることができ、さらに各蛇行部分の長さを変えて構成することができる。

これによって、蓄熱熱交換器２０を収納する蓄熱槽１８において圧縮機１１に組み付けた状態で周囲への突出部分を削減し、さらに蓄熱槽１８の下側周辺に他の部品が存在する場合には蓄熱槽１８の下側の一部を削除して構成することが可能となり、室外ユニット内部空間を有効に使用して、圧縮機および蓄熱槽の移動によって起こりえる部品相互の当た
りや破損を抑制することができる。

以上、上述の１つの実施の形態を挙げて本発明を説明したが、本発明は、上述の実施の形態に限定されない。

例えば、室外ユニット内部の蓄熱槽周辺において、空間に余裕のある部分には蓄熱熱交換器の蛇行状部分を多く配設し、空間に余裕のない部分には少なく配設して構成することにより、室外ユニット内部空間をさらに有効に使用して、圧縮機および蓄熱槽の移動によって起こりえる部品相互の当たりや破損を抑制することができる。

以上のように本発明は、１台の室外機に１台の室内機が接続される空気調和機だけではなく、１台の室外機に複数台の室内機が接続されるマルチ型の空気調和機であっても適用することができる。

１８蓄熱槽
１９蓄熱材
２０蓄熱熱交換器

Claims

冷媒を圧縮する圧縮機と、前記圧縮機で発生した熱を蓄積する蓄熱材を収容する蓄熱槽と、内部に冷媒が流れ前記蓄熱材と熱交換する蓄熱熱交換器とを備え、前記蓄熱熱交換器を、略垂直の蛇行状でかつ前記圧縮機の外周面に沿うように円弧状に形成したことを特徴とする空気調和機。
前記蓄熱熱交換器は、直管とＵ字型形状のＵ字管とで構成されたことを特徴とする請求項１に記載の空気調和機。