JP2646517B2 - 吸収式空冷ヒートポンプ冷暖房装置 - Google Patents

吸収式空冷ヒートポンプ冷暖房装置

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JP2646517B2 JP7330789A JP7330789A JP2646517B2 JP 2646517 B2 JP2646517 B2 JP 2646517B2 JP 7330789 A JP7330789 A JP 7330789A JP 7330789 A JP7330789 A JP 7330789A JP 2646517 B2 JP2646517 B2 JP 2646517B2
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茂吉 黒沢
武 横山
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Tokyo Gas Co Ltd
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Tokyo Gas Co Ltd
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    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F25REFRIGERATION OR COOLING; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS; MANUFACTURE OR STORAGE OF ICE; LIQUEFACTION SOLIDIFICATION OF GASES
    • F25BREFRIGERATION MACHINES, PLANTS OR SYSTEMS; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS
    • F25B2315/00Sorption refrigeration cycles or details thereof
    • F25B2315/006Reversible sorption cycles

Description

【発明の詳細な説明】 (産業上の利用分野) 本発明は吸収式空冷ヒートポンプ冷暖房装置に関する
ものである。
(従来の技術及び発明の目的) 吸収式サイクルは各種冷温水装置に於いて広く実用に
供されているが、ヒートポンプ冷暖房装置、特に空冷ヒ
ートポンプ冷暖房装置としては殆んど実用化されていな
い。
本発明は冷房及び暖房運転の切り替えを、少ない構成
要素で行えるようにすることにより、吸収式空冷ヒート
ポンプ冷暖房装置の実用化を図ることを目的とするもの
である。
(発明の構成) 本発明の構成を実施例に対応する第1図及び第2図を
参照して説明すると、本発明は、室内側及び室外側に設
置する熱交換部I,Oの夫々に、第1並びに第2の熱交換
器1i,1o;2i,2oを設け、該第1の熱交換器1i,1oは、夫々
の一端側を第1の四方弁3の各選択口4i,4oに接続し、
他端側を第1の膨張弁5を介して相互に接続すると共
に、第2の熱交換器2i,2oは、夫々の一端側及び他端側
を、夫々第2の四方弁6及び第3の四方弁7の各選択口
8i,8o;9i,9oに接続し、再生器10からの高温冷媒蒸気経
路11に前記第1の四方弁3の共通入口12に接続すると共
に、前記室内側の第1の熱交換器1iの他端側と前記第1
の膨張弁5間の適所と前記第2の四方弁6の共通入口13
間に第2の膨張弁14と開閉弁15の並列経路を構成し、ま
た該第2の四方弁6の共通出口16を前記再生器10に至る
希溶液経路17に接続すると共に、該再生器10からの濃溶
液経路18を気液混合器19を介して前記第3の四方弁7の
共通入口20に接続し、更に前記第1並びに第3の四方弁
6,7の共通出口21,22から前記気液混合気19に至る冷媒蒸
気経路23を構成したものである。
(作用及び実施例) 以上の構成に於いて、暖房を行う場合には、第1図に
示すように、第1の四方弁3は共通入口12を選択口4i
介して室内側の第1の熱交換器1iと連通させ、共通出口
21を選択口4oを介して室外側の第1の熱交換器1oと連通
させるように切替える。また第2の四方弁6は、共通入
口13を選択口8oを介して室外側の第2の熱交換器2oと連
通させると共に、共通出口16は選択口8iを介して室内側
の第2の熱交換器2iと連通させ、更に第3の四方弁7
は、共通入口20を選択口9iを介して室内側の第2の熱交
換器2iと連通させると共に、共通出口22を、選択口9o
介して室外側の第2の熱交換器2oと連通させるように切
り替える。そして、開閉弁15は閉としておく。
しかして、再生器10に於いて加熱源24により加熱され
て発生した高温の冷媒蒸気は、高温冷媒蒸気経路11を通
り、第1の四方弁3を経て室内側の第1の熱交換器1i
至り、ここで室内に放熱して暖房に供すると共に、自体
は温度が低下し、凝縮する。次いで冷媒は、分岐部25か
ら分岐して流れる。即ち、冷媒の一部は第1の膨張弁5
を経て減圧されて室外側の第1の熱交換器1oに至り、こ
こで蒸発して外気の熱を奪い、しかる後第1の四方弁3
を経て冷媒蒸気経路23に至る。また、冷媒の残部は第2
の膨張弁14を経て減圧され、ここから第2の四方弁6を
経て室外側の第2の熱交換器20に至り、ここで蒸発して
外気の熱を奪い、しかる後第3の四方弁7を経て冷媒蒸
気経路23に至る。このようにして室外側の第1及び第2
の熱交換器1o,2oに於いて蒸発して外気の熱を奪った冷
媒蒸気は、合流部26に於いて合流して冷媒蒸気経路23を
流れ、気液混合器19に至る。
一方、該気液混合器19には再生器10から濃溶液経路18
を経て濃溶液が供給されており、冷媒蒸気は該濃溶液と
混合状態で、気液混合器19から第3の四方弁7の共通入
口20に至り、選択口9iを経て室内側の第2の熱交換器2i
に至る。このように第2の熱交換器2iに至った混合状態
の濃溶液と冷媒蒸気は、ここで放熱しながら吸収反応し
て希溶液となる。しかして希溶液は該熱交換器2iから第
2の四方弁6の選択口8i、共通出口16を介して希溶液経
路17を通り、再生器10に還流する。
以上の動作に於いては、室内側の熱交換部Iの第1,第
2の熱交換器1i,2iが、夫々吸収式サイクルの凝縮器、
吸収器として動作して系内の熱を室内側に放熱すると共
に、室外側の熱交換部Oの第1及び第2の熱交換器1o,2
oが蒸発器として動作して外気の熱を系内に奪い、こう
してヒートポンプ動作の暖房を行うことができる。
以上の暖房運転に於いて、外気温度の低下により第2
の熱交換器2oに霜が発生した場合には、それまで閉状態
の開閉弁15を開とする。
かかる状態に於いては、前述したように四方弁3から
室内側の第1の熱交換器1iに至った高温冷媒は、該第1
の熱交換器1iに於いても若干放熱し、一部凝縮しながら
該熱交換器1iを素通りし、そして第2の膨張弁14をバイ
パスし、開閉弁15を経て室外側の第2の熱交換器2oに至
り、ここで放熱して凝縮し、かかる放熱により霜を溶か
し、除去することができる。従って、暖房運転に於ける
適宜時点に開閉弁15を開とすることにより、前述の動作
により必要に応じて室外側の第2の熱交換器2oの除霜を
行うことができる。
以上と同様に、室外側の第1の熱交換器1oに対応する
第1の膨張弁5をバイパスするバイパス経路27を設け、
該バイパス経路27に開閉弁28を設ければ、暖房運転に於
ける適宜時点に該開閉弁28を開とすることにより、前述
と同様の動作により必要に応じての、室外側の第1の熱
交換器1oの除霜を行うことができる。該第1の熱交換器
1oの除霜は、このような開閉弁28を設けたバイパス経路
27を構成しないで、前記第2の熱交換器2oと熱的に結合
させる構成とすれば、前述した動作に於ける第2の熱交
換器2oの放熱を利用して行うこともできる。
以上の除霜動作に於いては、前述した通り高温冷媒蒸
気の熱の一部が室内側の第1の熱交換器1iで放熱すると
共に、室内側の第2の熱交換器2iは、濃溶液経路18を介
して再生器10から入る熱や吸収熱により暖房可能な温度
に維持されるので、暖房を継続することができる。
次に、冷房を行う場合には、第2図に示すように、第
1の四方弁3は共通入口12を選択口4oを介して室外側の
第1の熱交換器1oと連通させ、共通出口21を選択口4i
介して室内側の第1の熱交換器1iと連通させるように切
替える。また第2の四方弁6は、共通入口13を選択口8i
を介して室内側の第2の熱交換器2iと連通させると共
に、共通出口16は選択口8oを介して室外側の第2の熱交
換器2oと連通させ、更に第3の四方弁7は、共通入口20
を選択口9oを介して室外側の第2の熱交換器2oと連通さ
せると共に、共通出口22を、選択口9iを介して室内側の
第2の熱交換器2iと連通させるように切り替える。そし
て、開閉弁15は開としておく。
以上のように切り替えると、冷媒及び溶液は第2図中
の仮想線で示すように流れ、室外側の熱交換部Oの第1,
第2の熱交換器1o,2oが、夫々吸収式サイクルの凝縮
器、吸収器として動作して系内の熱を室外側に放熱する
と共に、室内側の熱交換部Iの第1及び第2の熱交換器
1i,2iの双方が蒸発器として動作して室内の熱を系内に
奪い、こうして冷房を行うことができる。
以上の構成に於いて、気液混合気19は、濃溶液側をキ
ャピラリ・チューブ等の減圧手段29により減圧して容器
内で冷媒蒸気と混合させる構成等とする他、濃溶液を駆
動流とし、冷媒蒸気を二次流とするエゼクタで構成する
こともでき、後者の場合には圧力差を有効に利用して、
前記吸収動作を昇圧した条件の基で行うことができるよ
うになり、この場合には吸収式サイクルの温度差を大と
したり、吸収温度を高くすることができ、空冷ヒートポ
ンプとして最適な吸収式サイクルを行わせることができ
る。本発明は、適宜の冷媒、吸収剤を用いた吸収式サイ
クルに適用することができ、以上の説明に於ける希溶液
とは冷媒が多く含まれている状態の溶液、濃溶液は冷媒
の少ない状態の溶液を表わすものである。尚、図中符号
30はポンプ、31は溶液熱交換器を示すものである。
(発明の効果) 本発明は以上の通り、室内側及び室外側に設置する熱
交換部の夫々に、第1並びに第2の熱交換器を設けると
共に、これら複数の四方弁により切り替えて、室内側ま
たは室外側のいずれか一方側に於ける第1及び第2の熱
交換器の双方を同時に蒸発器として交互に動作可能とす
ると共に、他方側の第1及び第2の熱交換器を凝縮器及
び吸収器として動作させることにより吸収式サイクルを
利用した空冷ヒートポンプ冷暖房装置を構成することが
できるという効果がある。殊に本発明は、室内側及び室
外側に於ける第1及び第2の熱交換器の全てを、冷暖房
運転にかかわらず常時使用するようにしたので、熱交換
部のスペース効率が良いという効果がある。
【図面の簡単な説明】
第1図及び第2図は、夫々暖房運転、冷房運転を表わし
た本発明の実施例に対応する系統説明図である。 符号1i,1o……第1の熱交換器、2i,2o……第2の熱交換
器、3,6,7……四方弁、4i,4o;8i,8o;9i,9o……選択口、
5,14……膨張弁、10……再生器、11……高温冷媒蒸気経
路、12,13,20……共通入口、15,28……開閉弁、16,21,2
2……共通出口、17……希溶液経路、18……濃溶液経
路、19……気液混合器、23……冷媒蒸気経路、24……加
熱源、25……分岐部、26……合流部、27……バイパス経
路、29……減圧手段、30……ポンプ、31……溶液熱交換
器。

Claims (3)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】室内側及び室外側に設置する熱交換部の夫
    々に、第1並びに第2の熱交換器を設け、該第1の熱交
    換器は、夫々の一端側を第1の四方弁の各選択口に接続
    し、他端側を第1の膨張弁を介して相互に接続すると共
    に第2の熱交換器は、夫々の一端側及び他端側を夫々第
    2の四方弁及び第3の四方弁の各選択口に接続し、再生
    器からの高温冷媒蒸気経路を前記第1の四方弁の共通入
    口に接続すると共に、前記室内側の第1の熱交換器の他
    端側と前記第1の膨張弁間の適所と前記第2の四方弁の
    共通入口間に第2の膨張弁と開閉弁の並列経路を構成
    し、また該第2の四方弁の共通出口を前記再生器に至る
    希溶液経路に接続すると共に、該再生器からの濃溶液経
    路を気液混合器を介して前記第3の四方弁の共通入口に
    接続し、更に前記第1並びに第3の四方弁の共通出口か
    ら前記気液混合器に至る冷媒蒸気経路を構成したことを
    特徴とする吸収式空冷ヒートポンプ冷暖房装置。
  2. 【請求項2】第1項記載の第1の膨張弁をバイパスする
    バイパス経路を設け、該バイパス経路に開閉弁を設けた
    ことを特徴とする吸収式空冷ヒートポンプ冷暖房装置。
  3. 【請求項3】第1項記載の気液混合器は、濃溶液を駆動
    流とし、冷媒蒸気を二次流とするエゼクタで構成したこ
    とを特徴とする吸収式空冷ヒートポンプ冷暖房装置。
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