JP2017026159A - Heat pump device - Google Patents
Heat pump device Download PDFInfo
- Publication number
- JP2017026159A JP2017026159A JP2013251439A JP2013251439A JP2017026159A JP 2017026159 A JP2017026159 A JP 2017026159A JP 2013251439 A JP2013251439 A JP 2013251439A JP 2013251439 A JP2013251439 A JP 2013251439A JP 2017026159 A JP2017026159 A JP 2017026159A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- refrigerant
- sub
- heat exchange
- defrosting
- expansion device
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Pending
Links
Images
Classifications
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F25—REFRIGERATION OR COOLING; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS; MANUFACTURE OR STORAGE OF ICE; LIQUEFACTION SOLIDIFICATION OF GASES
- F25B—REFRIGERATION MACHINES, PLANTS OR SYSTEMS; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS
- F25B49/00—Arrangement or mounting of control or safety devices
- F25B49/02—Arrangement or mounting of control or safety devices for compression type machines, plants or systems
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F25—REFRIGERATION OR COOLING; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS; MANUFACTURE OR STORAGE OF ICE; LIQUEFACTION SOLIDIFICATION OF GASES
- F25B—REFRIGERATION MACHINES, PLANTS OR SYSTEMS; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS
- F25B13/00—Compression machines, plants or systems, with reversible cycle
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F25—REFRIGERATION OR COOLING; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS; MANUFACTURE OR STORAGE OF ICE; LIQUEFACTION SOLIDIFICATION OF GASES
- F25B—REFRIGERATION MACHINES, PLANTS OR SYSTEMS; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS
- F25B41/00—Fluid-circulation arrangements
- F25B41/30—Expansion means; Dispositions thereof
- F25B41/385—Dispositions with two or more expansion means arranged in parallel on a refrigerant line leading to the same evaporator
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F25—REFRIGERATION OR COOLING; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS; MANUFACTURE OR STORAGE OF ICE; LIQUEFACTION SOLIDIFICATION OF GASES
- F25B—REFRIGERATION MACHINES, PLANTS OR SYSTEMS; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS
- F25B47/00—Arrangements for preventing or removing deposits or corrosion, not provided for in another subclass
- F25B47/02—Defrosting cycles
- F25B47/022—Defrosting cycles hot gas defrosting
- F25B47/025—Defrosting cycles hot gas defrosting by reversing the cycle
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F25—REFRIGERATION OR COOLING; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS; MANUFACTURE OR STORAGE OF ICE; LIQUEFACTION SOLIDIFICATION OF GASES
- F25B—REFRIGERATION MACHINES, PLANTS OR SYSTEMS; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS
- F25B2313/00—Compression machines, plants or systems with reversible cycle not otherwise provided for
- F25B2313/023—Compression machines, plants or systems with reversible cycle not otherwise provided for using multiple indoor units
- F25B2313/0233—Compression machines, plants or systems with reversible cycle not otherwise provided for using multiple indoor units in parallel arrangements
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F25—REFRIGERATION OR COOLING; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS; MANUFACTURE OR STORAGE OF ICE; LIQUEFACTION SOLIDIFICATION OF GASES
- F25B—REFRIGERATION MACHINES, PLANTS OR SYSTEMS; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS
- F25B2313/00—Compression machines, plants or systems with reversible cycle not otherwise provided for
- F25B2313/027—Compression machines, plants or systems with reversible cycle not otherwise provided for characterised by the reversing means
- F25B2313/02742—Compression machines, plants or systems with reversible cycle not otherwise provided for characterised by the reversing means using two four-way valves
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F25—REFRIGERATION OR COOLING; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS; MANUFACTURE OR STORAGE OF ICE; LIQUEFACTION SOLIDIFICATION OF GASES
- F25B—REFRIGERATION MACHINES, PLANTS OR SYSTEMS; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS
- F25B2313/00—Compression machines, plants or systems with reversible cycle not otherwise provided for
- F25B2313/031—Sensor arrangements
- F25B2313/0314—Temperature sensors near the indoor heat exchanger
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F25—REFRIGERATION OR COOLING; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS; MANUFACTURE OR STORAGE OF ICE; LIQUEFACTION SOLIDIFICATION OF GASES
- F25B—REFRIGERATION MACHINES, PLANTS OR SYSTEMS; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS
- F25B2313/00—Compression machines, plants or systems with reversible cycle not otherwise provided for
- F25B2313/031—Sensor arrangements
- F25B2313/0315—Temperature sensors near the outdoor heat exchanger
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F25—REFRIGERATION OR COOLING; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS; MANUFACTURE OR STORAGE OF ICE; LIQUEFACTION SOLIDIFICATION OF GASES
- F25B—REFRIGERATION MACHINES, PLANTS OR SYSTEMS; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS
- F25B2347/00—Details for preventing or removing deposits or corrosion
- F25B2347/02—Details of defrosting cycles
- F25B2347/021—Alternate defrosting
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F25—REFRIGERATION OR COOLING; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS; MANUFACTURE OR STORAGE OF ICE; LIQUEFACTION SOLIDIFICATION OF GASES
- F25B—REFRIGERATION MACHINES, PLANTS OR SYSTEMS; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS
- F25B2400/00—General features or devices for refrigeration machines, plants or systems, combined heating and refrigeration systems or heat-pump systems, i.e. not limited to a particular subgroup of F25B
- F25B2400/04—Refrigeration circuit bypassing means
- F25B2400/0411—Refrigeration circuit bypassing means for the expansion valve or capillary tube
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F25—REFRIGERATION OR COOLING; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS; MANUFACTURE OR STORAGE OF ICE; LIQUEFACTION SOLIDIFICATION OF GASES
- F25B—REFRIGERATION MACHINES, PLANTS OR SYSTEMS; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS
- F25B2600/00—Control issues
- F25B2600/25—Control of valves
- F25B2600/2501—Bypass valves
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F25—REFRIGERATION OR COOLING; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS; MANUFACTURE OR STORAGE OF ICE; LIQUEFACTION SOLIDIFICATION OF GASES
- F25B—REFRIGERATION MACHINES, PLANTS OR SYSTEMS; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS
- F25B2600/00—Control issues
- F25B2600/25—Control of valves
- F25B2600/2513—Expansion valves
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F25—REFRIGERATION OR COOLING; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS; MANUFACTURE OR STORAGE OF ICE; LIQUEFACTION SOLIDIFICATION OF GASES
- F25B—REFRIGERATION MACHINES, PLANTS OR SYSTEMS; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS
- F25B2700/00—Sensing or detecting of parameters; Sensors therefor
- F25B2700/21—Temperatures
- F25B2700/2115—Temperatures of a compressor or the drive means therefor
- F25B2700/21152—Temperatures of a compressor or the drive means therefor at the discharge side of the compressor
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Physics & Mathematics (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- Thermal Sciences (AREA)
- General Engineering & Computer Science (AREA)
- Air Conditioning Control Device (AREA)
Abstract
Description
本発明は、冷媒回路を備えるヒートポンプ装置に関する。 The present invention relates to a heat pump device including a refrigerant circuit.
従来より、例えば室外の空気を熱源として、冷凍サイクルによって熱需要部に熱を運ぶヒートポンプ装置がある。このヒートポンプ装置において、温熱を熱需要部に運ぶ際に、室外に設置された熱交換器に発生する霜を除去する手段が、提案されている。 2. Description of the Related Art Conventionally, there is a heat pump device that conveys heat to a heat demand section by a refrigeration cycle using outdoor air as a heat source, for example. In this heat pump device, means for removing frost generated in a heat exchanger installed outdoors when carrying warm heat to a heat demanding unit has been proposed.
特許文献1には、並列に複数設置された室外熱交換器22の出口側と、圧縮機21の吸入側との間に設けられた第1切替弁25と、それらの室外熱交換器22の出口側と、圧縮機21の吐出側との間に設けられた第2切替弁26とを備える空気調和装置が開示されている。この特許文献1は、除霜が要求された室外熱交換器22において、第1切替弁25を開き、第2切替弁26を閉じることによって、その室外熱交換器22だけに、圧縮機21から吐出される高温ガスの冷媒が流通し、除霜する。その際、圧縮機21から吐出された後、除霜要求がある室外熱交換器22の出口側から入口側に向けて逆方向に流通し、除霜に使用された冷媒と、圧縮機21から吐出された後、室内熱交換器41を流通して暖房に使用された冷媒とが合流する。そして、この合流した冷媒が、除霜要求がない室外熱交換器22に流通して吸熱する。これにより、この従来技術は、室内熱交換器41での暖房を継続しつつ、除霜要求がある室外熱交換器22を除霜しようとするものである。
In
また、特許文献2には、第1の蒸発器15cと第2の蒸発器16cとで冷却運転が行われるショーケースが開示されている。この従来技術は、冷媒回路に設けられた複数の弁を切り替えて、圧縮機14aから吐出された高温の冷媒が、凝縮器14bに流通して放熱した後、膨張弁23を通過せずに、第1の蒸発器15cに流通して、第1の蒸発器15cを除霜する。そして、第1の蒸発器15cから流出した冷媒が、膨張弁23に流通して、第2の蒸発器16cで吸熱して、ショーケース内を冷却する。このように、特許文献2は、第2の蒸発器16cでショーケース内を冷却しつつ、第1の蒸発器15cを除霜するという除霜冷却運転を行おうとするものである。
しかしながら、特許文献1に開示された空気調和装置は、除霜を伴わない通常の暖房運転では、複数の室外熱交換器22に並列に冷媒を流すが、除霜を伴う暖房運転では、除霜要求がある室外熱交換器22を流通する冷媒を、除霜要求がない室外熱交換器22に直列に流通させる。このため、特許文献1は、冷媒の流通経路が複雑であり、この複雑な流通経路の切り替えを行うための多数の切替弁が必要である。従って、装置の小型化が困難であること、コストが高くなること、及び故障率が高く信頼性が低いことが問題となる。また、切替弁が多いと、冷媒溜りが発生する場所が増えてしまい、多量の冷媒が必要となる問題もある。更に、特許文献1は、圧縮機21から吐出された高温の冷媒で除霜するため、除霜自体は早期に処理されるものの、エネルギ消費が激しい。また、特許文献2においても、特許文献1と同様の問題がある。
However, the air conditioner disclosed in
本発明は、上記のような課題を背景としてなされたもので、小型、安価、高信頼性が得られ、冷媒溜りを抑制し、高い省エネ性を備えつつ、除霜時に快適性を保つヒートポンプ装置を提供するものである。 The present invention was made against the background of the above problems, and is a heat pump device that is small, inexpensive, highly reliable, suppresses refrigerant accumulation, has high energy savings, and maintains comfort during defrosting. Is to provide.
本発明に係るヒートポンプ装置は、圧縮機、第1の熱交換ユニット、膨張装置及び第2の熱交換器が配管で接続され、冷媒が流通する冷媒回路と、冷媒回路の動作を制御する制御部と、を有し、第1の熱交換ユニットは、直列に接続された複数の副熱交換部と、複数の副熱交換部の間に設けられた副膨張装置と、を有し、制御部は、副熱交換部を除霜する際、副膨張装置の上流側に流通する冷媒と、副膨張装置の下流側に流通する冷媒との圧力差を副膨張装置で高める除霜時制御手段を有することを特徴とする。 The heat pump device according to the present invention includes a refrigerant circuit in which a compressor, a first heat exchange unit, an expansion device, and a second heat exchanger are connected by a pipe and through which refrigerant flows, and a control unit that controls the operation of the refrigerant circuit. And the first heat exchange unit has a plurality of sub heat exchange units connected in series and a sub expansion device provided between the plurality of sub heat exchange units, and a control unit The defrosting control means for increasing the pressure difference between the refrigerant flowing upstream of the sub-expansion device and the refrigerant flowing downstream of the sub-expansion device by the sub-expansion device when defrosting the auxiliary heat exchange unit. It is characterized by having.
本発明によれば、除霜時制御手段が、副熱交換部を除霜する際、副膨張装置の上流側に流通する冷媒と、副膨張装置の下流側に流通する冷媒との圧力差を副膨張装置で高めるため、少なくとも1つの副熱交換部を除霜しつつ、それ以外の副熱交換部によって、暖房又は冷房が継続される。このため、ヒートポンプ装置の利用者は、除霜時に快適性を損なわない。 According to the present invention, when the defrosting control means defrosts the auxiliary heat exchange unit, the pressure difference between the refrigerant flowing upstream of the auxiliary expansion device and the refrigerant flowing downstream of the auxiliary expansion device is calculated. In order to raise with a subexpansion apparatus, heating or cooling is continued by the other sub heat exchange part, defrosting at least one sub heat exchange part. For this reason, the user of a heat pump apparatus does not impair comfort at the time of defrosting.
以下、本発明に係るヒートポンプ装置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、以下に説明する実施の形態によって本発明が限定されるものではない。また、図1を含め、以下の図面では各構成部材の大きさの関係が実際のものとは異なる場合がある。 Hereinafter, embodiments of a heat pump device according to the present invention will be described with reference to the drawings. The present invention is not limited to the embodiments described below. Moreover, in the following drawings including FIG. 1, the relationship of the size of each component may be different from the actual one.
実施の形態1.
図1は、実施の形態1に係るヒートポンプ装置1を示す模式図である。この図1に基づいて、ヒートポンプ装置1について説明する。図1に示すように、空気調和装置等を構成するヒートポンプ装置1は、冷媒回路8と制御部21とを備えている。このうち、冷媒回路8は、圧縮機2、第1の熱交換ユニット4、膨張装置6及び第2の熱交換器7が配管で接続され、冷媒が流通するものである。なお、使用される冷媒は、例えばフロン系、炭化水素系、二酸化炭素等のような使用される温度及び圧力の範囲内で気液2相化する冷媒である。
FIG. 1 is a schematic diagram showing a
冷媒回路8は、流通する冷媒の凝縮及び気化を利用して、例えば室外空気11及び室内空気12のうち一方から吸熱し、他方に放熱する。そして、冷媒回路8においては、圧縮機2の圧縮に要する動力に対し効率よく、冷媒を介して室外空気11と室内空気12との間で熱が移動される。室内空気12を冷却する場合、膨張装置6で低温低圧化して気液2相の状態となった冷媒が、室内に設置された第2の熱交換器7に流通する。一方、室内空気12を加熱する場合、圧縮機2で高温高圧化して気相の状態となった冷媒が、第2の熱交換器7に流通する。このように、冷媒回路8における冷媒の流通方向は、室内空気12の冷房時又は暖房時で、逆転する。
The
(圧縮機2、圧送切替部3)
圧縮機2は、冷媒を気相の状態で圧送して高温高圧化するものである。この圧縮機2の吐出側には、圧送切替部3が設けられており、この圧送切替部3は、冷媒回路8における冷媒の流通方向を切り替えるものである。この圧送切替部3は、例えば4方弁であり、この4方弁は、4つの接続路A、B、C、Dが接続されている。圧送切替部3は、このうち、接続路Aと接続路B、接続路Cと接続路Dが接続された第1の状態、接続路Aと接続路C、接続路Bと接続路Dが接続された第2の状態という2つの状態に変更することができる。例えば、接続路Aが圧縮機2の吐出側に接続され、接続路Bが第2の熱交換器7に接続され、接続路Cが第1の熱交換ユニット4に接続され、接続路Dが圧縮機2の吸入側に接続されている。この圧送切替部3を切り替えることにより、圧縮機2から吐出された冷媒が、第1の熱交換ユニット4に流入するか又は第2の熱交換器7に流入するかが変更される。
(
The
(第1の熱交換ユニット4)
第1の熱交換ユニット4は、室外で使用されるものであり、例えばファン(図示せず)で送風された室外空気11を熱源として、この室外空気11と冷媒とを熱交換するものである。第1の熱交換ユニット4は、第1の副熱交換部41と第2の副熱交換部42とを備えており、これらの第1の副熱交換部41と第2の副熱交換部42とは、直列に接続されている。これにより、これらの第1の副熱交換部41と第2の副熱交換部42には、冷媒が並列方向に流通するのではなく、常に直列方向に流通する。なお、副熱交換部は2つに限るものではなく、複数設置することもできる。
(First heat exchange unit 4)
The first
(副膨張装置43)
そして、これらの第1の副熱交換部41と第2の副熱交換部42との間には、副膨張装置43が設けられており、この副膨張装置43は、高圧の液相の冷媒を膨張させて低温低圧化し、気液2相冷媒とするものである。なお、この副膨張装置43は、例えば、冷媒の流通量及び冷媒の圧力を、その開度で変更する膨張弁である。副膨張装置43は、第1の副熱交換部41と第2の副熱交換部42との間に設けられているため、第1の熱交換ユニット4を流通する冷媒は、常に、副膨張装置43に流入する。
(Sub-expansion device 43)
A
(副バイパス弁45)
また、冷媒回路8には、副膨張装置43をバイパスする副バイパス回路44が設けられており、副バイパス回路44には、副バイパス回路44における冷媒の流通量を調節する副バイパス弁45が設けられている。この副バイパス弁45が閉じると、第1の熱交換ユニット4を流通する冷媒は、副バイパス回路44に流入せず、全て副膨張装置43に流入する。一方、副バイパス弁45が開くと、第1の熱交換ユニット4を流通する冷媒は、副バイパス回路44と副膨張装置43とに分かれて流入する。なお、その際、副膨張装置43が絞られていれば、副膨張装置43に流入する冷媒は減り、残りの多くの冷媒が副バイパス回路44に流入する。
(Sub bypass valve 45)
Further, the
(流入切替部5)
第1の熱交換ユニット4のうち、第1の副熱交換部41の一端側には、流入切替部5が設けられており、流入切替部5は、第1の熱交換ユニット4における冷媒の流通方向を切り替えるものである。この流入切替部5は、例えば圧送切替部3と同様に、4方弁であり、この4方弁は、4つの接続路A、B、C、Dが接続されている。流入切替部5は、このうち、接続路Aと接続路B、接続路Cと接続路Dが接続された第1の状態、接続路Aと接続路C、接続路Bと接続路Dが接続された第2の状態という2つの状態に変更することができる。例えば、接続路Aが膨張装置6に接続され、接続路Bが第1の副熱交換部41に接続され、接続路Cが第2の副熱交換部42に接続され、接続路Dが圧送切替部3に接続されている。
(Inflow switching part 5)
In the first
この流入切替部5を切り替えることによって、冷媒が第1の熱交換ユニット4に流入する際、先ず、第1の副熱交換部41に流入し、その後、第2の副熱交換部42に流入するか、又は、先ず、第2の副熱交換部42に流入し、その後、第1の副熱交換部41に流入するかが変更される。更に、流入切替部5を切り替えることによって、第1の熱交換ユニット4から、流入元とは逆の側に流出する冷媒が、圧縮機2の吸入側に流入するか又は膨張装置6に流入するかが変更される。
By switching the inflow switching unit 5, when the refrigerant flows into the first
(第1の温度検出部41a及び第2の温度検出部42a)
また、冷媒回路8は、冷媒の温度を検出する2つの第1の温度検出部41a及び第2の温度検出部42aを備えており、夫々例えば第1の副熱交換部41と副膨張装置43との間と、第2の副熱交換部42と副膨張装置43との間に設けられている。これらの第1の温度検出部41a及び第2の温度検出部42aは、配管の温度を測定することによって、間接的に冷媒の温度を検出している。
(
The
(膨張装置6)
膨張装置6は、高圧の液相の冷媒を膨張させて低温低圧化し、気液2相冷媒とするものである。なお、この膨張装置6は、例えば、冷媒の流通量を及び冷媒の圧力を、その開度で変更する膨張弁である。
(Expansion device 6)
The
(バイパス弁62)
また、冷媒回路8には、膨張装置6をバイパスするバイパス回路61が設けられており、バイパス回路61には、バイパス回路61における冷媒の流通量を調節するバイパス弁62が設けられている。このバイパス弁62が閉じると、冷媒回路8を流通する冷媒は、バイパス回路61に流入せず、全て膨張装置6に流入する。一方、バイパス弁62が開くと、冷媒回路8を流通する冷媒は、バイパス回路61と膨張装置6とに分かれて流入する。なお、その際、膨張装置6が絞られていれば、膨張装置6に流入する冷媒は減り、残りの多くの冷媒がバイパス回路61に流入する。
(Bypass valve 62)
The
(第2の熱交換器7)
第2の熱交換器7は、室内で使用されるものであり、例えばファン(図示せず)で送風された室内空気12を熱源として、この室内空気12と冷媒とを熱交換する負荷熱交換器である。
(Second heat exchanger 7)
The
(制御部21)
制御部21は、冷媒回路8の動作を制御するものである。この制御部21は、除霜時制御手段22と、閾値判定手段23と、終了判定手段24とを備えている。
(Control unit 21)
The
(除霜時制御手段22)
除霜時制御手段22は、第1の副熱交換部41又は第2の副熱交換部42を除霜する際、副膨張装置43の上流側に流通する冷媒と、副膨張装置43の下流側に流通する冷媒との圧力差を、副膨張装置43で高めるものである。また、除霜時制御手段22は、第1の副熱交換部41又は第2の副熱交換部42を除霜する際、バイパス弁62を開くように構成することもできる。更に、除霜時制御手段22は、第1の副熱交換部41又は第2の副熱交換部42を除霜する際、副バイパス弁45を閉じるように構成してもよい。また、そのほかに、除霜時制御手段22は、膨張装置6の動作を制御することもできる。
(Defrosting control means 22)
When the defrosting control means 22 defrosts the first sub
(閾値判定手段23、終了判定手段24)
閾値判定手段23は、第1の温度検出部41a又は第2の温度検出部42aで検出された冷媒の温度が、予め決められた閾値以上であるか否かを判定するものである。この閾値は、例えば0℃に設定することができるが、適宜変更可能である。そして、終了判定手段24は、第1の副熱交換部41又は第2の副熱交換部42を除霜している間に、冷媒の温度が閾値以上であると閾値判定手段23で判定された場合、第1の副熱交換部41又は第2の副熱交換部42の除霜が終了したと判定するものである。
(Threshold determination means 23, end determination means 24)
The threshold
次に、本実施の形態1に係るヒートポンプ装置1の動作について説明する。
Next, operation | movement of the
(通常暖房運転)
先ず、通常暖房運転、即ち、第1の熱交換ユニット4で吸熱し、第2の熱交換器7で放熱する運転について説明する。このとき、冷媒は、圧縮機2、圧送切替部3、第2の熱交換器7、膨張装置6、流入切替部5、第1の熱交換ユニット4、流入切替部5、圧送切替部3、圧縮機2の順に、流通する。第1の熱交換ユニット4において、第1の副熱交換部41及び第2の副熱交換部42のいずれも、室外空気11から吸熱するだけであるため、流入切替部5から、第1の副熱交換部41に先に冷媒が流入してもよいし、第2の副熱交換部42に先に冷媒が流入してもよい。また、膨張装置6で十分に冷媒を膨張させるために、バイパス弁62は閉じられる。なお、副膨張装置43を全開、副バイパス弁45を開、又はそのいずれも実行することによって、第1の熱交換ユニット4における圧損を極力低減する。
(Normal heating operation)
First, the normal heating operation, that is, the operation of absorbing heat by the first
このように、圧縮機2から吐出された高温の冷媒は、第2の熱交換器7で室内空気12と熱交換して放熱され、室内を暖房する。その際、低温となって液化した冷媒は、膨張装置6で膨張し低圧化して気液2相化する。そして、この冷媒が第1の熱交換ユニット4で室外空気11から吸熱して気化し、圧縮機2に吸入されて再び高温高圧化される。これにより、ヒートポンプ装置1は、継続して室内を暖房することができる。
As described above, the high-temperature refrigerant discharged from the
(通常冷房運転)
次に、通常冷房運転、即ち、第1の熱交換ユニット4で放熱し、第2の熱交換器7で吸熱する運転について説明する。このとき、冷媒は、圧縮機2、圧送切替部3、流入切替部5、第1の熱交換ユニット4、流入切替部5、膨張装置6、第2の熱交換器7、圧送切替部3、圧縮機2の順に、流通する。この通常冷房運転の場合も、第1の熱交換ユニット4において、第1の副熱交換部41及び第2の副熱交換部42のいずれも、室外空気11に放熱するだけであるため、通常暖房運転の場合と同様に、流入切替部5から、第1の副熱交換部41に先に冷媒が流入してもよいし、第2の副熱交換部42に先に冷媒が流入してもよい。また、膨張装置6で十分に冷媒を膨張させるために、バイパス弁62は閉じられる。なお、副膨張装置43を全開、副バイパス弁45を開、又はそのいずれも実行することによって、第1の熱交換ユニット4における圧損を極力低減する。
(Normal cooling operation)
Next, a normal cooling operation, that is, an operation in which heat is radiated by the first
このように、圧縮機2から吐出された高温の冷媒は、第1の熱交換ユニット4で室外空気11と熱交換して放熱される。その際、低温となって液化した冷媒は、膨張装置6で膨張し低圧化して気液2相化する。そして、この冷媒が第2の熱交換器7で室内空気12から吸熱して、室内を冷房する。その後、吸熱して気化した冷媒が、圧縮機2に吸入されて再び高温高圧化される。これにより、ヒートポンプ装置1は、継続して室内を冷房することができる。
As described above, the high-temperature refrigerant discharged from the
(除霜運転)
以上説明したように、空気調和装置といったヒートポンプ装置1では、主に通常暖房運転及び通常冷房運転が行われる。しかし、通常暖房運転を続けると、第1の熱交換において、低温状態の冷媒と室外空気11とで熱交換することによって、室外空気11に含まれる水分が、第1の熱交換ユニット4の外面に付着して霜となる。これにより熱抵抗が増大し、第1の熱交換ユニット4は、その熱交換効率が低下する。この場合、除霜運転が必要となる。
(Defrosting operation)
As described above, in the
(高温除霜運転)
除霜運転として、高温除霜運転について説明する。この高温除霜運転では、冷媒の流通方向が、通常冷房運転時と同じである。即ち、圧縮機2から吐出された高温の冷媒が、第1の熱交換ユニット4に流入する。これにより、第1の熱交換ユニット4に付着した霜は、その高温の冷媒によって溶かされ、除霜される。なお、その際、第1の熱交換ユニット4の近傍に設けられたファンは、高温除霜運転時に除霜のために使用される熱が、通常暖房運転時には低温である室外空気11に逃げることを抑制するため、停止される。
(High temperature defrosting operation)
As the defrosting operation, the high temperature defrosting operation will be described. In this high-temperature defrosting operation, the refrigerant flow direction is the same as in the normal cooling operation. That is, the high-temperature refrigerant discharged from the
しかしながら、この高温除霜運転においては、低温の冷媒が第2の熱交換器7に流通しており、たとえ第2の熱交換器7の近傍に設けられたファンが停止されていても、除霜するための熱源の一部は、室内空気12で賄われる。このため、通常暖房運転をしている間に、除霜が必要になり、高温除霜運転が行われた場合、室内空気12の温度が低下し、室内における快適性が保ち難い。そこで、本実施の形態1に係るヒートポンプ装置1は、高温除霜運転に加え、除霜暖房運転及び半高温除霜運転を実行可能とすることによって、快適性を担保している。
However, in this high-temperature defrosting operation, low-temperature refrigerant flows through the
(除霜暖房運転)
先ず、除霜暖房運転、即ち、第1の副熱交換部41及び第2の副熱交換部42のいずれか一方を除霜しつつ、他方で吸熱し、第2の熱交換器7で放熱する運転について説明する。一例として、第1の副熱交換部41を除霜しつつ、第2の副熱交換部42で吸熱する場合について説明する。このとき、冷媒は、圧縮機2、圧送切替部3、第2の熱交換器7、バイパス回路61及び膨張装置6、流入切替部5、第1の副熱交換部41、副膨張装置43、第2の副熱交換部42、流入切替部5、圧送切替部3、圧縮機2の順に、流通する。
(Defrost heating operation)
First, defrosting heating operation, that is, while defrosting one of the first auxiliary
制御部21における除霜時制御手段22は、バイパス弁62を開き、膨張装置6に流通する冷媒の量を減らすと共に、膨張装置6の開度を全開にして、膨張装置6での冷媒の膨張を抑制する。そして、制御部21における除霜時制御手段22は、副バイパス弁45を閉じ、副膨張装置43に流通する冷媒の量を増やして、副膨張装置43での冷媒の膨張を促す。なお、これらは、冷媒回路8における圧損を低減するためでもある。
The defrosting control means 22 in the
これにより、圧縮機2から吐出された高温の冷媒は、第2の熱交換器7で室内空気12と熱交換して放熱され、室内を暖房する。その際、若干低温となった冷媒は、膨張装置6で過度に膨張されないため、少なくとも室内空気12の温度、即ち、除霜に十分な温度を有しつつ、第1の副熱交換部41に流通し、これを除霜する。このとき、たとえば制御部21は、第2の熱交換器7から流出した冷媒の温度(温度検出部9で検知する)が、室内空気12の温度よりも所定温度差(たとえば4℃)高くなるように、副膨張装置43の開度を調節する。圧縮機2の周波数や室外空気11の温度に応じて副膨張装置43の開度を一意に決めるようにしても良い。そして、副膨張装置43で膨張し低圧化して気液2相化した冷媒は、第2の副熱交換部42で室外空気11から吸熱して気化し、圧縮機2に吸入されて再び高温高圧化される。
Thus, the high-temperature refrigerant discharged from the
このように、ヒートポンプ装置1は、第1の副熱交換部41を除霜しつつ、第2の副熱交換部42で吸熱して、第2の熱交換器7で放熱することによって、室内を継続して暖房することができる。なお、この除霜暖房運転においては、第1の副熱交換部41及び第2の副熱交換部42の両方で吸熱する通常暖房運転における最大能力には及ばないものの、室内の温度がある程度高ければ、最大能力で暖房する必要性は低いため、快適性を阻害することはない。
Thus, the
(半高温除霜運転)
次に、半高温除霜運転、即ち、第1の副熱交換部41及び第2の副熱交換部42のいずれか一方を除霜しつつ、他方で吸熱し、第2の熱交換器7でも吸熱する運転について説明する。一例として、第1の副熱交換部41を除霜しつつ、第2の副熱交換部42で吸熱する場合について説明する。このとき、冷媒は、圧縮機2、圧送切替部3、流入切替部5、第1の副熱交換部41、副膨張装置43、第2の副熱交換部42、流入切替部5、バイパス回路61及び膨張装置6、第2の熱交換器7、圧送切替部3、圧縮機2の順に、流通する。
(Semi-high temperature defrosting operation)
Next, a semi-high temperature defrosting operation, that is, while defrosting one of the first auxiliary
制御部21における除霜時制御手段22は、バイパス弁62を開き、膨張装置6に流通する冷媒の量を減らすと共に、膨張装置6の開度を全開にして、膨張装置6での冷媒の膨張を抑制する。そして、制御部21における除霜時制御手段22は、副バイパス弁45を閉じ、副膨張装置43に流通する冷媒の量を増やして、副膨張装置43での冷媒の膨張を促す。なお、これらは、冷媒回路8全体における圧損を極力低減するためでもある。また副膨張装置43の開度は圧縮機2の周波数や室外空気11の温度に応じて一意に決めるようにする。
The defrosting control means 22 in the
これにより、圧縮機2から吐出された高温の冷媒は、第1の副熱交換部41に流入し、第1の副熱交換部41に付着した霜が、その高温の冷媒によって溶かされ、除霜される。その後、副膨張装置43で膨張し低圧化して気液2相化した冷媒は、第2の副熱交換部42で室外空気11から吸熱して気化する。そして、気化した冷媒は、膨張装置6で過度に膨張されないため、高温のまま(とはいえ、最大でも熱源である室外空気11と同じ温度程度までであり、通常は室内空気12を暖房できる温度ではない)、第2の熱交換器7に流入する。その際、高温除霜運転と比べて冷媒が高温のまま、第2の熱交換器7に流入するため、第2の熱交換器7における過度の吸熱が抑制される。そして、第2の熱交換器7から流出した冷媒は、圧縮機2に吸入されて再び高温高圧化される。
As a result, the high-temperature refrigerant discharged from the
このように、半高温除霜運転では、除霜暖房運転とは異なり、除霜しつつ暖房を継続するものではないが、除霜に必要な熱源の大部分が第2の副熱交換部42で室外空気11から賄われる。これに対し、高温除霜運転では、第2の副熱交換部42も除霜するため、除霜に必要な熱源は、第2の熱交換器7における室内空気12である。従って、半高温除霜運転では、第2の熱交換器7における室内空気12からの吸熱が、高温除霜運転よりも抑制される。このように、通常暖房運転をしている間に、除霜が必要になっても、半高温除霜運転であれば、室内空気12の温度が過度に低下することを抑制し、従って、快適性を損なわない。
Thus, in the semi-high temperature defrosting operation, unlike the defrosting heating operation, heating is not continued while defrosting, but most of the heat source necessary for defrosting is the second auxiliary
なお、除霜暖房運転又は半高温除霜運転において、第1の副熱交換部41を除霜する例について説明したが、流入切替部5を切り替えることによって、第2の副熱交換部42を除霜することも可能である。更に、除霜暖房運転と半高温除霜運転とを、制御部21によって適宜変更する構成としてもよい。例えば、室内が充分に暖まっておらず、室内の温度が低い場合、除霜暖房運転を行って、暖房を継続する。また、室内が充分に暖まっており、室内の温度が高い場合、半高温除霜運転を行って、除霜能力を高める。これにより、より効率的な除霜及び暖房の運転が可能である。
In addition, although the example which defrosts the 1st sub
また、これらの除霜暖房運転又は半高温除霜運転において、制御部21は、除霜の終了を判定する。具体的には、閾値判定手段23が、第1の温度検出部41a又は第2の温度検出部42aで検出された冷媒の温度が、予め決められた閾値以上であるか否かを判定し、終了判定手段24が、第1の副熱交換部41又は第2の副熱交換部42を除霜している間に、冷媒の温度が閾値以上であると閾値判定手段23で判定された場合、副熱交換部の除霜が終了したと判定する。なお、第1の副熱交換部41を除霜する場合、第1の温度検出部41aで検出された冷媒の温度で判定すればよく、第2の副熱交換部42を除霜する場合、第2の温度検出部42aで検出された冷媒の温度で判定すればよい。また、高温除霜運転における除霜の終了判定は、第1の熱交換ユニット4から膨張装置6の間に設けた温度検出部10を使って、第1の熱交換ユニット4から流出する冷媒の温度が予め決められた閾値以上であるか否かで判定すればよい。また予め決められた閾値とは、例えば、霜が溶ける温度としての0℃より若干高い温度(たとえば3℃)とする。このようにするのは、副熱交換部の除霜が終了していなければ、霜の融解熱のため、霜が溶ける温度より冷媒の温度が高くならない、ことを利用したもので、若干高い温度としているのは、冷媒と霜との間の熱抵抗分の増加や室外空気の気圧によって霜の融解温が変化することなどを考慮しているためである。
Moreover, in these defrost heating operation or semi-high temperature defrost operation, the
以上のように、本実施の形態1に係るヒートポンプ装置1は、室外に設置される第1の熱交換ユニット4が、第1の副熱交換部41、第2の副熱交換部42及び副膨張装置43で構成されている。そして、除霜時制御手段22は、第1の副熱交換部41又は第2の副熱交換部42を除霜する際、第1の熱交換ユニット4を流通する冷媒の圧力差を副膨張装置43で高める。これにより、ヒートポンプ装置1は、第1の副熱交換部41及び第2の副熱交換部42のいずれか一方を除霜するために、放熱し、それと同時に、他方から吸熱する。
As described above, in the
そして、第1の副熱交換部41及び第2の副熱交換部42のいずれか一方を除霜していても、他方から吸熱することによって、室内に設置された第2の熱交換器7で室内空気12に温熱を供給することができる(除霜暖房運転)。また、第1の副熱交換部41及び第2の副熱交換部42のいずれか一方を除霜していても、他方から吸熱することによって、第2の熱交換器7で吸熱する量を低減することができる(半高温除霜運転)。これにより、除霜暖房運転では、快適性が飛躍的に向上し、半高温除霜運転では、快適性を損なわない。
And even if any one of the 1st sub
前述の如く、除霜暖房運転では、熱需要部である室内に温熱が供給されたまま、除霜することができるため、利用者の不快感を抑制し、快適性が向上する。また、除霜暖房運転では、圧縮機2から吐出された冷媒が、第1の熱交換ユニット4よりも先に第2の熱交換器7(負荷熱交換器)に供給されるため、この第2の熱交換器7で放熱された冷媒の残熱を利用して、第1の熱交換ユニット4のうち、第1の副熱交換部41又は第2の副熱交換部42を除霜する。このため、エネルギ効率が高い。なお、高温除霜運転及び半高温除霜運転では、圧縮機2から吐出された高温の冷媒が、第2の熱交換器7よりも先に第1の熱交換ユニット4に供給されるため、エネルギ効率はあまり高くないが高速で除霜することが可能である。
As described above, in the defrosting heating operation, defrosting can be performed while warm heat is supplied to the room that is the heat demand section, so that user discomfort is suppressed and comfort is improved. In the defrosting heating operation, the refrigerant discharged from the
また、副膨張装置43だけを付加することによって、除霜暖房運転及び半高温除霜運転を実現しているため、流通経路が簡素で済み、また、機器数増加に伴う装置の大型化及びコスト上昇を抑えることができる。更に、冷媒の流通経路は、通常暖房運転と除霜暖房運転とで同じであり、また、通常冷房運転と半高温除霜運転とで同じである。このため、余計な弁を省くことができ、冷媒溜りが発生する部位を減らすことができる。従って、除霜工程の前後で冷媒溜りが発生せず、冷媒溜りを解消するための処理も不要で、ヒートポンプ装置1の運用が簡便である。これにより、配管の耐圧性能を下げることが許容され、また、冷媒の量の増加を抑えることができ、従って、コスト上昇を抑えることができる。
In addition, since only the
また、圧送切替部3が設けられているため、この圧送切替部3で冷媒の流通方向を変更することができる。このため、室内空気12に温熱を供給する通常暖房運転と、室内空気12に冷熱を供給する通常冷房運転とのいずれもが可能である。更に、圧縮機2から吐出された冷媒が、第1の熱交換ユニット4よりも先に第2の熱交換器7(負荷熱交換器)に供給されて、この第2の熱交換器7で放熱された冷媒の残熱を利用して、第1の熱交換ユニット4のうち、第1の副熱交換部41又は第2の副熱交換部42を除霜する除霜暖房運転と、圧縮機2から吐出された高温の冷媒が、第2の熱交換器7よりも先に第1の熱交換ユニット4に供給されて、第1の熱交換ユニット4のうち、第1の副熱交換部41又は第2の副熱交換部42を高温冷媒で直接除霜する高温除霜運転及び半高温除霜運転とを使い分けることができる。
Moreover, since the pressure
更に、流入切替部5が設けられているため、この流入切替部5で第1の熱交換ユニット4における冷媒の流通方向を変更することができる。また、この流入切替部5で冷媒の流通方向を切り替えつつ、除霜時制御手段22が、副膨張装置43の圧力差を高めることによって、第1の副熱交換部41及び第2の副熱交換部42のうち、先に冷媒が流通する副熱交換部に放熱して除霜し、且つその後に冷媒が流通する副熱交換部で吸熱することができる。更にまた、この流入切替部5と圧送切替部3とのいずれも採用することによって、除霜暖房運転及び半高温除霜運転とを、第1の副熱交換部41及び第2の副熱交換部42で行うことができる。
Furthermore, since the inflow switching unit 5 is provided, the inflow switching unit 5 can change the refrigerant flow direction in the first
また、バイパス回路61とバイパス弁62とが設けられているため、このバイパス弁62を閉じて、膨張装置6の前後で冷媒の圧力差を高くする運転、即ち、通常暖房運転、通常冷房運転及び高温除霜運転が可能であると共に、このバイパス弁62を開いて、膨張装置6の前後で冷媒の圧力差を低くし、副膨張装置43の前後で冷媒の圧力差を高くする運転、即ち、除霜暖房運転及び半高温除霜運転が可能である。このため、除霜時のエネルギ効率が向上する。
Further, since the
更に、副バイパス回路44と副バイパス弁45とが設けられているため、この副バイパス弁45を閉じて、副膨張装置43の前後で冷媒の圧力差を高くする運転、即ち、除霜暖房運転及び半高温除霜運転が可能であると共に、この副バイパス弁45を開いて、副膨張装置43をバイパスすることによって、副膨張装置43の前後で冷媒の圧力差を低くし、第1の副熱交換部41及び第2の副熱交換部42のいずれもから吸熱又は放熱する運転、即ち、通常暖房運転、通常冷房運転及び高温除霜運転が可能である。これにより、第1の熱交換ユニット4における圧損の増加を抑制し、効率の低下を抑止することができる。
Further, since the
更に、副膨張装置43は、冷媒の流通量及び冷媒の圧力差を開度で調節する膨張弁が採用されているため、副膨張装置43の前後における冷媒の圧力差を微調整することができる。このため、除霜時の運転条件の変更及び温度調整等の精度が向上する。
Furthermore, since the expansion valve which adjusts the flow volume of a refrigerant | coolant and the pressure difference of a refrigerant | coolant with an opening degree is employ | adopted for the
更にまた、第1の温度検出部41a又は第2の温度検出部42aが設けられているため、除霜暖房運転及び半高温除霜運転における除霜終了の判定精度が極めて高い。このため、除霜に要する無駄なエネルギ消費を抑えることができる。また、除霜時間を抑えることができ、快適性の向上又は不快感の低減の効果がより高まる。
Furthermore, since the 1st
(変形例)
次に、本実施の形態1の変形例に係るヒートポンプ装置1について説明する。ヒートポンプ装置1は、通常冷房運転、高温除霜運転及び半高温除霜運転が不要である場合、圧送切替部3を省いても、通常暖房運転及び除霜暖房運転は可能である。また、通常暖房運転及び除霜暖房運転が不要である場合、圧送切替部3を省いても、通常冷房運転、高温除霜運転及び半高温除霜運転は可能である。このように、用途によって、運転の種類を選択すれば、圧送切替部3を省くことができる。
(Modification)
Next, a
また、第1の副熱交換部41及び第2の副熱交換部42のいずれか一方のみを除霜すれば済む場合、流入切替部5を省くこともできる。例えば、第1の副熱交換部41及び第2の副熱交換部42のいずれか一方に霜が発生し易い場合、そのいずれか一方を高温除霜運転で効率的に除霜し、他方を除霜暖房運転で暖房しつつ除霜するように構成することができる。これにより、流入切替部5を省いても、快適性の低下を抑制することができる。
Moreover, when it is sufficient to defrost only one of the first sub
また、膨張装置6の開度を全開にしても、圧損が許容できる範囲であれば、バイパス回路61及びバイパス弁62を省くこともできる。これにより、コスト削減に資する。この膨張装置6と同様に、副膨張装置43の開度を全開にしても、圧損が許容できる範囲であれば、副バイパス回路44及び副バイパス弁45を省くこともできる。
Moreover, even if the opening degree of the
更に、副膨張装置43は、冷媒の流通量を調整する膨張弁ではなく、キャピラリチューブで構成されていてもよい。このキャピラリチューブは、膨張弁のように開度を変更するものではなく、冷媒の流通量に応じて、通過前後の圧力差が固定されている。これにより、除霜暖房運転の場合等において、圧縮機2の周波数等の運転条件が固定されるため、膨張弁よりも、運転条件の自由度及び調整の自由度が若干下がるものの、より低コスト且つ小型化しつつ、実施の形態1と同等の効果が得られる。
Further, the
更にまた、上記実施の形態1では、熱需要部において、第2の熱交換器7によって、室内空気12を加熱又は冷却する構成を説明したが、これに限らず、水等の液体を加熱又は冷却する構成としてもよい。この場合、第2の熱交換器7で加熱又は冷却された液体を利用して、室内に配置されたファンコイル、ラジエータ又は床暖房等で、室内を間接的に加熱又は冷却するようにしてもよい。このように、熱需要部は、室内空気12を加熱又は冷却する代わりに、給湯や暖房用の湯や冷房用の冷水等を生成するものであってもよい。
Furthermore, in the first embodiment, the configuration in which the
実施の形態2.
次に、本実施の形態2に係るヒートポンプ装置100について説明する。図2は、実施の形態2に係るヒートポンプ装置100を示す模式図である。本実施の形態2は、第1の副熱交換部41及び第2の副熱交換部42に、冷媒が分岐して流通する複数の流通経路が形成されている点で、実施の形態1と相違する。本実施の形態2では、実施の形態1と共通する部分は同一の符号を付して説明を省略し、実施の形態1との相違点を中心に説明する。
Next, the
本実施の形態2では、図2に示すように、第1の副熱交換部41に、常に並列に冷媒が分岐して流通する第1の流通経路4a及び第2の流通経路4bが形成されている。そして、この第1の流通経路4a及び第2の流通経路4bは、そのまま、第2の副熱交換部42にも形成されている。第1の流通経路4aは、第1の副熱交換部41と第2の副熱交換部42との間で分岐し、一方は副膨張装置43の一端部に接続され、他方は第1の副バイパス回路44aの一端部に接続されている。そして、第1の流通経路4aは、副膨張装置43の他端部と第1の副バイパス回路44aの他端部とで、再び合流する。なお、第1の副バイパス回路44aには、第1の副バイパス弁45aが設けられている。この第1の副バイパス弁45aは、第1の副バイパス回路44aに冷媒が流通するか否かを制御するものである。
In the second embodiment, as shown in FIG. 2, a
また、第2の流通経路4bも、第1の副熱交換部41と第2の副熱交換部42との間で分岐し、一方は副膨張装置43の一端部に接続され、他方は第2の副バイパス回路44bの一端部に接続されている。そして、第2の流通経路4bは、副膨張装置43の他端部と第2の副バイパス回路44bの他端部とで、再び合流する。なお、第2の副バイパス回路44bには、第2の副バイパス弁45bが設けられている。この第2の副バイパス弁45bは、第2の副バイパス回路44bに冷媒が流通するか否かを制御するものである。
The
以上のとおり、副膨張装置43は、第1の流通経路4aと第2の流通経路4bとが合流した部分に設置されている。なお、第1の温度検出部41a及び第2の温度検出部42aは、第1の流通経路4aと第2の流通経路4bとが合流した部分に設置された副膨張装置43の両端部に設けられている。
As described above, the
実施の形態2に係るヒートポンプ装置100は、複数の流通経路が形成されている点で、実施の形態1と相違するが、通常暖房運転、通常冷房運転、除霜暖房運転、半高温除霜運転及び高温除霜運転の動作は、実施の形態1と同様である。なお、実施の形態1の副バイパス弁45を開閉する同じタイミングで、実施の形態2の第1の副バイパス弁45aと第2の副バイパス弁45bとは同時に開閉される。また、実施の形態1の変形例で採用された構成は、実施の形態2でも採用することが可能である。
The
以上説明したように、実施の形態2では、第1の副熱交換部41及び第2の副熱交換部42に、冷媒が分岐して流通する第1の流通経路4a及び第2の流通経路4bが形成されているため、第1の副熱交換部41及び第2の副熱交換部42における圧損がより低減される。このため、実施の形態1で得られる効果に加え、冷媒回路8における冷凍サイクルの高効率化を達成できる。
As described above, in the second embodiment, the
また、第1の流通経路4aと第2の流通経路4bとに、夫々第1の副バイパス回路44aと第2の副バイパス回路44bとが接続されているため、副膨張装置43をバイパスするバイパス機能が向上し、冷媒の圧力差が低減される。また、第1の流通経路4a及び第2の流通経路4bにおける冷媒の圧力差又は温度等が、多少不均衡であっても、副膨張装置43の両端部で、第1の流通経路4aと第2の流通経路4bとが一旦合流するため、この不均衡は自然に是正される。またその際、第1の流通経路4aと第2の流通経路4bとは、それぞれ第1の副バイパス回路44aと第2の副バイパス回路44bとへ分岐してから合流しているので、合流することによる圧損の増加はない。
Further, since the first
なお、上記実施の形態2では、第1の副バイパス弁45aと第2の副バイパス弁45bとは、第1の副バイパス回路44aと第2の副バイパス回路44bとのそれぞれに設けられた別体の弁としているが、同じタイミングで同時に開閉されるものであり、弁体を一体で形成したり、あるいは開閉のために必要な駆動動力を供給するモーターを1台で兼用したりしてもよい。このようにした場合、小型化または低コスト化の効果を得ることがより容易となる。
In the second embodiment, the first sub bypass valve 45a and the second
また第1の流通経路4aに、第1の副バイパス回路44aおよび第1の副バイパス弁45aを複数備えても良い。また第2の流通経路4bに、第2の副バイパス回路44bおよび第2の副バイパス弁45bを複数備えても良い。また、上記実施の形態2では、副膨張装置43の前後の第1の副熱交換部41と第2の副熱交換部42とで、同数の流通経路(第1の流通経路4a、第2の流通経路4b)としているが、異なる数の流通経路であっても良い。なお、その場合、副膨張装置43の前後において少ない数の流通経路を備えた側では、少なくとも1つの流通経路から複数の副バイパス回路を分岐することになる。
The
1 ヒートポンプ装置、2 圧縮機、3 圧送切替部、4 第1の熱交換ユニット、4a 第1の流通経路、4b 第2の流通経路、5 流入切替部、6 膨張装置、7 第2の熱交換器、8 冷媒回路、9 温度検出部、10 温度検出部、11 室外空気、12 室内空気、21 制御部、22 除霜時制御手段、23 閾値判定手段、24 終了判定手段、41 第1の副熱交換部、41a 第1の温度検出部、42 第2の副熱交換部、42a 第2の温度検出部、43 副膨張装置、44 副バイパス回路、44a 第1の副バイパス回路、44b 第2の副バイパス回路、45 副バイパス弁、45a 第1の副バイパス弁、45b 第2の副バイパス弁、61 バイパス回路、62 バイパス弁、100 ヒートポンプ装置。
DESCRIPTION OF
Claims (11)
前記冷媒回路の動作を制御する制御部と、を有し、
前記第1の熱交換ユニットは、
直列に接続された複数の副熱交換部と、
複数の前記副熱交換部の間に設けられた副膨張装置と、を有し、
前記制御部は、
前記副熱交換部を除霜する際、前記副膨張装置の上流側に流通する冷媒と、前記副膨張装置の下流側に流通する冷媒との圧力差を前記副膨張装置で高める除霜時制御手段を有する
ことを特徴とするヒートポンプ装置。 A refrigerant circuit in which a compressor, a first heat exchange unit, an expansion device, and a second heat exchanger are connected by piping, and a refrigerant flows;
A control unit for controlling the operation of the refrigerant circuit,
The first heat exchange unit includes:
A plurality of auxiliary heat exchange units connected in series;
A secondary expansion device provided between the plurality of secondary heat exchange units,
The controller is
When defrosting the sub heat exchanger, the defrosting control increases the pressure difference between the refrigerant flowing upstream of the sub expansion device and the refrigerant flowing downstream of the sub expansion device by the sub expansion device. A heat pump device comprising: means.
前記冷媒回路における冷媒の流通方向を切り替える圧送切替部を更に有する
ことを特徴とする請求項1記載のヒートポンプ装置。 The refrigerant circuit is
The heat pump device according to claim 1, further comprising a pressure feed switching unit that switches a flow direction of the refrigerant in the refrigerant circuit.
前記第1の熱交換ユニットにおける冷媒の流通方向を切り替える流入切替部を更に有する
ことを特徴とする請求項1又は2記載のヒートポンプ装置。 The refrigerant circuit is
The heat pump device according to claim 1, further comprising an inflow switching unit that switches a flow direction of the refrigerant in the first heat exchange unit.
前記膨張装置をバイパスするバイパス回路と、
前記バイパス回路に設けられ、前記バイパス回路における冷媒の流通量を調節するバイパス弁と、を更に有する
ことを特徴とする請求項1〜3のいずれか1項に記載のヒートポンプ装置。 The refrigerant circuit is
A bypass circuit for bypassing the expansion device;
The heat pump device according to any one of claims 1 to 3, further comprising a bypass valve provided in the bypass circuit and configured to adjust a circulation amount of the refrigerant in the bypass circuit.
前記副熱交換部を除霜する際、前記バイパス弁を開く
ことを特徴とする請求項4記載のヒートポンプ装置。 The defrosting control means includes
The heat pump device according to claim 4, wherein the defrost valve is opened when defrosting the auxiliary heat exchange unit.
前記副膨張装置をバイパスする副バイパス回路と、
前記副バイパス回路に設けられ、前記副バイパス回路における冷媒の流通量を調節する副バイパス弁と、を更に有する
ことを特徴とする請求項1〜5のいずれか1項に記載のヒートポンプ装置。 The refrigerant circuit is
A sub-bypass circuit that bypasses the sub-inflator;
The heat pump device according to claim 1, further comprising: a sub bypass valve that is provided in the sub bypass circuit and adjusts a refrigerant flow rate in the sub bypass circuit.
前記副熱交換部を除霜する際、前記副バイパス弁を閉じる
ことを特徴とする請求項6記載のヒートポンプ装置。 The defrosting control means includes
The heat pump device according to claim 6, wherein the sub bypass valve is closed when the sub heat exchange unit is defrosted.
冷媒が分岐して流通する複数の流通経路が形成されており、
前記複数の流通経路毎に、前記副バイパス回路及び前記副バイパス弁が設けられている
ことを特徴とする請求項6又は7記載のヒートポンプ装置。 In the auxiliary heat exchange part,
A plurality of distribution channels through which the refrigerant branches and distributes are formed,
The heat pump device according to claim 6 or 7, wherein the sub bypass circuit and the sub bypass valve are provided for each of the plurality of flow paths.
冷媒の流通量を調節する膨張弁で構成されている
ことを特徴とする請求項1〜8のいずれか1項に記載のヒートポンプ装置。 The secondary expansion device is
The heat pump device according to any one of claims 1 to 8, wherein the heat pump device includes an expansion valve that adjusts a circulation amount of the refrigerant.
キャピラリチューブで構成されている
ことを特徴とする請求項1〜8のいずれか1項に記載のヒートポンプ装置。 The secondary expansion device is
It is comprised with the capillary tube. The heat pump apparatus of any one of Claims 1-8 characterized by the above-mentioned.
冷媒の温度を検出する温度検出部を更に有し、
前記制御部は、
前記温度検出部で検出された冷媒の温度が、予め決められた閾値以上であるか否かを判定する閾値判定手段と、
前記副熱交換部を除霜している間に、冷媒の温度が前記閾値以上であると前記閾値判定手段で判定された場合、前記副熱交換部の除霜が終了したと判定する終了判定手段と、を更に有する
ことを特徴とする請求項1〜10のいずれか1項に記載のヒートポンプ装置。 The refrigerant circuit is
A temperature detection unit for detecting the temperature of the refrigerant;
The controller is
Threshold determination means for determining whether the temperature of the refrigerant detected by the temperature detection unit is equal to or higher than a predetermined threshold;
An end determination for determining that the defrosting of the auxiliary heat exchange unit is completed when the threshold determination unit determines that the temperature of the refrigerant is equal to or higher than the threshold while defrosting the auxiliary heat exchange unit. The heat pump device according to claim 1, further comprising: means.
Priority Applications (2)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2013251439A JP2017026159A (en) | 2013-12-04 | 2013-12-04 | Heat pump device |
PCT/JP2014/067592 WO2015083392A1 (en) | 2013-12-04 | 2014-07-01 | Heat pump device |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2013251439A JP2017026159A (en) | 2013-12-04 | 2013-12-04 | Heat pump device |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP2017026159A true JP2017026159A (en) | 2017-02-02 |
Family
ID=53273170
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2013251439A Pending JP2017026159A (en) | 2013-12-04 | 2013-12-04 | Heat pump device |
Country Status (2)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP2017026159A (en) |
WO (1) | WO2015083392A1 (en) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
WO2018186250A1 (en) * | 2017-04-06 | 2018-10-11 | パナソニックIpマネジメント株式会社 | Air conditioner |
Families Citing this family (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
KR101972638B1 (en) * | 2016-08-01 | 2019-04-25 | 윤명진 | Alternate heat exchanger type heat pump system |
KR101864636B1 (en) * | 2017-01-17 | 2018-06-07 | 윤유빈 | Waste heat recovery type hybrid heat pump system |
US10704847B2 (en) * | 2017-09-20 | 2020-07-07 | Hamilton Sunstrand Corporation | Rotating heat exchanger/bypass combo |
Family Cites Families (13)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPS5726376A (en) * | 1980-07-24 | 1982-02-12 | Fuji Electric Co Ltd | Cooling unit for refrigerating plant |
JPS5747176A (en) * | 1980-09-02 | 1982-03-17 | Okamura Corp | Method of and apparatus for cooling air curtain type refrigerated display case |
JPS58178176A (en) * | 1982-04-14 | 1983-10-19 | 株式会社岡村製作所 | Method and device for cooling air curtain type refrigerating case, etc. |
JPH0517577Y2 (en) * | 1986-03-15 | 1993-05-11 | ||
US4722388A (en) * | 1986-09-08 | 1988-02-02 | Drury Chauncey R | Heat exchanger |
AU3056997A (en) * | 1996-05-02 | 1997-11-19 | Store Heat And Produce Energy, Inc. | Defrost operation for heat pump and refrigeration systems |
JPH10205933A (en) * | 1997-01-20 | 1998-08-04 | Fujitsu General Ltd | Air conditioner |
JP2000274780A (en) * | 1999-03-19 | 2000-10-06 | Fujitsu General Ltd | Air conditioner |
JP4634000B2 (en) * | 2002-11-26 | 2011-02-16 | ダイキン工業株式会社 | Refrigeration equipment |
JP2005069673A (en) * | 2003-08-06 | 2005-03-17 | Gac Corp | Cooling unit and cooling system |
JP4539553B2 (en) * | 2005-01-28 | 2010-09-08 | 株式会社デンソー | Heat pump water heater |
DE102005018125A1 (en) * | 2005-04-20 | 2006-10-26 | Bernhard Wenzel | A method for defrosting evaporators in heat pump systems has each evaporator provided with a similar tubular defrost unit by which the evaporators are operated alternately |
JP5510145B2 (en) * | 2009-09-09 | 2014-06-04 | 株式会社富士通ゼネラル | Heat pump equipment |
-
2013
- 2013-12-04 JP JP2013251439A patent/JP2017026159A/en active Pending
-
2014
- 2014-07-01 WO PCT/JP2014/067592 patent/WO2015083392A1/en active Application Filing
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
WO2018186250A1 (en) * | 2017-04-06 | 2018-10-11 | パナソニックIpマネジメント株式会社 | Air conditioner |
JPWO2018186250A1 (en) * | 2017-04-06 | 2020-02-13 | パナソニックIpマネジメント株式会社 | Air conditioner |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
WO2015083392A1 (en) | 2015-06-11 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
US7805961B2 (en) | Supercooling apparatus of simultaneous cooling and heating type multiple air conditioner | |
KR101758179B1 (en) | Heat pump type speed heating apparatus | |
JP5383816B2 (en) | Air conditioner | |
KR101175451B1 (en) | Hot water supply device associated with heat pump | |
US20120006050A1 (en) | Air-conditioning apparatus | |
EP2597381B1 (en) | Cold/hot water supply apparatus | |
JP6667719B2 (en) | Air conditioner | |
JP6548742B2 (en) | Air conditioner | |
KR101754685B1 (en) | Heat pump type speed heating apparatus | |
JP2013096661A (en) | Heat pump device and heat pump water heater | |
JP5404761B2 (en) | Refrigeration equipment | |
JP2017026159A (en) | Heat pump device | |
EP2461109B1 (en) | Cold/hot water supply apparatus | |
WO2018043454A1 (en) | Air conditioning and hot water supplying system | |
WO2019167250A1 (en) | Air conditioner | |
JP5496161B2 (en) | Refrigeration cycle system | |
KR101873419B1 (en) | Refrigeration cycle apparatus for air conditioner | |
JP5627564B2 (en) | Refrigeration cycle system | |
EP2489946B1 (en) | Cold/hot water supply apparatus | |
KR20140063930A (en) | An engine-driven heat pump system | |
JP6455752B2 (en) | Refrigeration system | |
KR100983325B1 (en) | An air conditioning system with one body heat sink | |
JP2009109061A (en) | Heat pump type air conditioning device comprising heating panel | |
JP2013084073A (en) | Automatic vending machine | |
JP6835116B2 (en) | Refrigeration equipment |