JP2015010733A - Heat pump air conditioner - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、圧縮機で発生した熱を蓄積する蓄熱材と冷媒とを除霜時に熱交換させる蓄熱槽を有するヒートポンプ空気調和機に関する。 The present invention relates to a heat pump air conditioner having a heat storage tank that exchanges heat between a heat storage material that accumulates heat generated by a compressor and a refrigerant during defrosting.
一般にヒートポンプ空気調和機は、暖房運転時に、室外熱交換器に着霜すると、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、室内ファンが停止するとはいうものの、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。 In general, when a heat pump air conditioner is frosted on an outdoor heat exchanger during heating operation, the four-way valve is switched from a heating cycle to a cooling cycle to perform defrosting. In this defrosting method, although the indoor fan is stopped, there is a drawback that a feeling of heating is lost because cold air is gradually discharged from the indoor unit.
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ヒートポンプ空気調和機が提案されている(例えば、特許文献1参照)。 Therefore, a heat pump air conditioner has been proposed in which a heat storage device is provided in the compressor provided in the outdoor unit, and defrosting is performed using the waste heat of the compressor stored in the heat storage tank during the heating operation. (For example, refer to Patent Document 1).
しかしながら、上記ヒートポンプ空気調和機は、圧縮機で発生した熱を蓄積しこの蓄積した熱を暖房運転時に除霜に使用することによって除霜時においても暖房運転を継続可能なノンストップ除霜をおこなうことはできるが、冷房運転時おいては前記蓄熱槽が有効利用されていなかった。 However, the heat pump air conditioner performs non-stop defrosting capable of continuing heating operation even during defrosting by accumulating heat generated in the compressor and using the accumulated heat for defrosting during heating operation. However, the heat storage tank was not effectively used during the cooling operation.
本発明はこのような点に鑑みてなしたもので、冷房運転時おいても蓄熱槽を有効に利用して冷房性能の高いヒートポンプ空気調和機を提供することを目的としたものである。 The present invention has been made in view of these points, and an object of the present invention is to provide a heat pump air conditioner having high cooling performance by effectively using a heat storage tank even during cooling operation.
本発明は上記目的を達成するため、圧縮機、四方弁、室内熱交換器、絞り装置、室外熱交換器、前記四方弁、アキュムレータ及び前記圧縮機の順に接続された冷媒回路を有するヒートポンプ空気調和機において、前記圧縮機で発生した熱を蓄積する蓄熱材と冷媒とを除霜時に熱交換させる蓄熱熱交換器を内蔵した蓄熱槽と、冷房運転時に前記室内熱交換器から排出される除湿水を前記蓄熱槽に導くドレーン流路と、前記ドレーン流路からの除湿水と前記蓄熱材との熱交換を行なうドレーン熱交換器とを設けた構成としてある。 To achieve the above object, the present invention provides a heat pump air conditioner having a refrigerant circuit connected in the order of a compressor, a four-way valve, an indoor heat exchanger, an expansion device, an outdoor heat exchanger, the four-way valve, an accumulator, and the compressor. A heat storage tank having a built-in heat storage heat exchanger that exchanges heat between the heat storage material that accumulates heat generated by the compressor and the refrigerant during defrosting, and dehumidified water discharged from the indoor heat exchanger during cooling operation Is provided with a drain channel for guiding the heat to the heat storage tank, and a drain heat exchanger for exchanging heat between the dehumidified water from the drain channel and the heat storage material.
これにより、冷房運転時に除湿水を利用して蓄熱材に蓄積した熱を冷却することができ、冷房性能の向上を図ることができる。 Thereby, the heat accumulated in the heat storage material can be cooled using the dehumidified water during the cooling operation, and the cooling performance can be improved.
本発明によれば、冷房運転時の除湿水により蓄熱材に蓄積した熱を冷却して圧縮機を冷却することができるので、冷房性能を向上させることができる。 According to the present invention, since the heat accumulated in the heat storage material can be cooled by the dehumidified water during the cooling operation, the compressor can be cooled, so that the cooling performance can be improved.
本発明の第1の実施の形態によるヒートポンプ空気調和機は、圧縮機、四方弁、室内熱交換器、絞り装置、室外熱交換器、前記四方弁、アキュムレータ及び前記圧縮機の順に接続された冷媒回路を有するヒートポンプ空気調和機において、前記圧縮機で発生した熱を蓄積する蓄熱材と冷媒とを除霜時に熱交換させる蓄熱熱交換器を内蔵した蓄熱槽と、冷房運転時に前記室内熱交換器から排出される除湿水を前記蓄熱槽に導くドレーン流路と、前記ドレーン流路からの除湿水と蓄熱材との熱交換を行なうドレーン熱交換器とを設けた構成としてあり、これにより、冷房運転時に除湿水を利用して蓄熱材に蓄積した熱を放散させて圧縮機を冷却することができ、冷房性能の向上することができる。 The heat pump air conditioner according to the first embodiment of the present invention includes a compressor, a four-way valve, an indoor heat exchanger, an expansion device, an outdoor heat exchanger, the four-way valve, an accumulator, and a refrigerant connected in this order. In a heat pump air conditioner having a circuit, a heat storage tank having a built-in heat storage heat exchanger for exchanging heat between a heat storage material that accumulates heat generated by the compressor and a refrigerant during defrosting, and the indoor heat exchanger during cooling operation And a drain heat exchanger for exchanging heat between the dehumidified water from the drain flow path and the heat storage material. The heat accumulated in the heat storage material can be dissipated using the dehumidified water during operation to cool the compressor, and the cooling performance can be improved.
本発明の第2の実施の形態は、前記第1の実施の形態によるヒートポンプ空気調和機において、除湿水と圧縮機とが直接熱交換できるドレーン圧縮機熱交換器をさらに設置した構成としてあり、これにより、蓄熱材に充分な廃熱を蓄えていない状態でも、直接、圧縮機を除湿水により冷却することができ、冷房性能の向上することができる。 In the heat pump air conditioner according to the first embodiment, the second embodiment of the present invention has a drain compressor heat exchanger that can directly exchange heat between the dehumidified water and the compressor, Thereby, even in a state where sufficient waste heat is not stored in the heat storage material, the compressor can be directly cooled by the dehumidified water, and the cooling performance can be improved.
以下、本発明実施の形態について説明する。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。 Hereinafter, embodiments of the present invention will be described. Note that the present invention is not limited to the embodiments.
(実施の形態1)
図1は本発明の実施の形態1におけるヒートポンプ空気調和機の構成図である。
(Embodiment 1)
FIG. 1 is a configuration diagram of a heat pump air conditioner according to Embodiment 1 of the present invention.
本実施の形態1におけるヒートポンプ空気調和機は、冷媒を圧縮する圧縮機1、冷房運転と暖房運転で冷媒回路を切り替える四方弁2、冷房時には凝縮器となり暖房時には蒸発器となり冷媒と外気の熱を交換する室外熱交換器3、室外熱交換器3内を流れる冷媒と外気の熱交換を促進する室外ファン8、冷媒を減圧する絞り装置4、冷媒と室内空気の熱を交換し冷房時には蒸発器となり暖房時には凝縮器となる室内熱交換器5、室内熱交換器5内を流れる冷媒と室内空気の熱交換を促進する室内ファン9、圧縮機1の吸い込み側に接続したアキュムレータ6とで冷媒回路が形成されている。
The heat pump air conditioner in the first embodiment includes a compressor 1 that compresses refrigerant, a four-way valve 2 that switches a refrigerant circuit between cooling operation and heating operation, a condenser during cooling, an evaporator during heating, and heat of the refrigerant and outside air. The
また、圧縮機1の回りには圧縮機1からの熱を蓄熱するための蓄熱材12と、蓄熱材12に蓄えられた熱を取り出すため冷媒と熱交換する蓄熱熱交換器11を内蔵した蓄熱槽10が設置されている。
Further, around the compressor 1, a
そして、前記室外熱交換器3と四方弁2との間に設置された流路切替手段7により、一方はアキュムレータ6に接続する通常回路25と、他方は蓄熱熱交換器11を通ってアキュムレータ6に接続する蓄熱回路26が備えられている。
And, by the flow path switching means 7 installed between the
また、冷房運転時に室内熱交換器5に付着し排出される除湿水をうけるためのドレーン受け13には、ドレーン受け13内のドレーン水14を蓄熱槽10に導くドレーン流路15が設けてあり、このドレーン流路15の下流には前記蓄熱材12と熱交換するドレーン熱交換器16及び圧縮機1と直接熱交換するドレーン圧縮機熱交換器17を備えている。
The
なお、室外機22は圧縮機1、四方弁2、室外熱交換器3、絞り装置4、アキュムレータ6、流路切替手段7、蓄熱槽10、室外ファン8、ドレーン熱交換器16、ドレーン圧縮機熱交換器17で構成され、室内機21は室内熱交換器5、室内ファン9、ドレーン受け13で構成され、室外機22と室内機21は液側接続管23とガス側接続管24、ドレーン流路15で接続されている。
The
この様に構成されたヒートポンプ空気調和機について動作を説明する。動作の説明では本発明の特徴である冷房運転時の動作を主体に説明を行なう。 The operation of the heat pump air conditioner configured as described above will be described. In the description of the operation, the operation during the cooling operation, which is a feature of the present invention, will be mainly described.
冷房運転時には、圧縮機1によって圧縮された冷媒は高温高圧の冷媒となって四方弁2を通り流路切替手段7を介して室外熱交換器3に送られる。そして、室外ファン8によって外気と熱交換を促進して放熱し、高圧の液冷媒となり絞り装置4に送られる。絞り装置4では減圧されて低温低圧の二相冷媒となり、液接続管23を通って、室内熱交換器5に送られる。
During the cooling operation, the refrigerant compressed by the compressor 1 becomes a high-temperature and high-pressure refrigerant, passes through the four-way valve 2, and is sent to the
室内ファン9によって吸い込まれた室内空気は室内熱交換器5を通って冷媒と熱交換し、冷媒は室内空気の熱を吸熱し蒸発気化して低温のガス冷媒となる。このとき冷媒によって吸熱された室内空気は温度湿度が低下して室内ファン9によって室内に吹き出され室内を冷房する。また、ガス冷媒は、ガス側接続管24を通過して四方弁2に入り、アキュムレータ6を経て圧縮機1に戻る。
The indoor air sucked by the
この時、冷媒によって吸熱された室内空気は温度湿度が低下し、即ち空気中の水分が凝縮して除湿水であるドレーンとして室内熱交換器5の表面に付着する。付着したドレーンは重力により落下してドレーン受け13に溜まる。
At this time, the temperature and humidity of the indoor air absorbed by the refrigerant decreases, that is, moisture in the air condenses and adheres to the surface of the
さらに、ドレーン受け13に溜まったドレーン水14はドレーン流路15を通って室外機22に送られる。室外機22に送られたドレーン水14はドレーン流路15の下流に取り付けられたドレーン熱交換器16及びドレーン圧縮機熱交換器17を流れて室外に排出される。
Further, the
ここで、上記ドレーン熱交換器16を通ったドレーン水14は蓄熱材12の熱を吸熱して蓄熱材12の温度を下げることになり、さらに蓄熱材12を内蔵する蓄熱槽10と圧縮機1は接触しているため、結果的に圧縮機1の温度を下げることになる。また、ドレーン圧縮機熱交換器17を通ったドレーン水14は圧縮機1の熱を直接吸熱して圧縮機1の温度を下げる。
Here, the
ヒートポンプ空気調和機が起動後間もなくで、蓄熱材12の蓄熱量が少なく温度が高くない場合でも、圧縮機1の温度上昇は速いことから、ドレーン圧縮機熱交換器17を通ったドレーン水は熱交換して圧縮機1の温度を下げることができる。
Even if the heat pump air conditioner is shortly after startup, even if the heat storage amount of the
この様に、ドレーン水14が何れのルートを通っても圧縮機1の温度を下げることになるため、圧縮機1の吐出温度が低下するとともに、吐出圧力を下げることができるため、圧縮機1の入力が低下してヒートポンプ空気調和機の冷房運転時の効率を向上することができる。
Thus, since the temperature of the compressor 1 is lowered regardless of which route the
また、暖房運転の起動時に圧縮機1によって圧縮された冷媒は高温高圧の冷媒となって四方弁2を通り、ガス接続管24に送られる。室内ファン9によって吸い込まれた室内空気は室内熱交換器5を通って冷媒と熱交換し、冷媒は室内空気へ熱を放熱し凝縮して高圧の液冷媒となる。このとき室内空気は冷媒の熱を吸熱し温度が上昇した状態で室内ファン7によって室内に吹き出され室内を暖房する。その後、冷媒は液接続管23を通って絞り装置4に送られ、絞り装置4において減圧されて低温低圧の二相冷媒となり、室外熱交換器3に送られて、室外ファン8によって外気と熱交換を促進して蒸発気化し、通常回路25に接続した状態の流路切替手段7、四方弁2を経由してアキュムレータ6を通って圧縮機1へ戻される。
Further, the refrigerant compressed by the compressor 1 at the start of the heating operation becomes a high-temperature and high-pressure refrigerant, passes through the four-way valve 2, and is sent to the
このようにこのヒートポンプ空気調和機は、冷房運転時に室内熱交換器5から排出される除湿水を前記蓄熱槽10に導くドレーン流路15と、除湿水と蓄熱材12の熱交換を行なうドレーン熱交換器16とを備えたことにより、蓄熱材12に蓄積した熱を除湿水により冷却して圧縮機1の温度を下げることで冷房性能を向上させることができる。
As described above, this heat pump air conditioner has a
また、この実施の形態では、除湿水と前記圧縮機1とが直接熱交換できるドレーン圧縮機熱交換器17をさらに設置したことにより、蓄熱材12に充分な廃熱を蓄えていなくても、圧縮機1を直接除湿水により冷却することができるので、冷房性能を向上させることができる。
In this embodiment, the drain
尚、本発明の実施の形態では、ドレーン熱交換器16とドレーン圧縮機熱交換器17を併設して同時に使用するもので説明したが、いずれか一方のみを設けてもよく、またいずれか一方のみ単独で使用するようにしてもよいものである。
In the embodiment of the present invention, the
本発明は蓄熱槽を有効に利用して冷房性能の高いヒートポンプ空気調和機を提供でき、一般用はもちろん業務用のヒートポンプ空気調和機に広く適用できる。 INDUSTRIAL APPLICABILITY The present invention can provide a heat pump air conditioner having high cooling performance by effectively using a heat storage tank, and can be widely applied to a heat pump air conditioner for business use as well as general use.
1 圧縮機
2 四方弁
3 室外熱交換器
4 絞り装置
5 室内熱交換器
6 アキュムレータ
10 蓄熱槽
11 蓄熱熱交換器
12 蓄熱材
15 ドレーン流路
16 ドレーン熱交換器
17 ドレーン圧縮機熱交換器
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Compressor 2 Four-
Claims (2)
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
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JP2013134594A JP2015010733A (en) | 2013-06-27 | 2013-06-27 | Heat pump air conditioner |
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Cited By (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
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