JP2713351B2 - 吸収式ヒートポンプ冷暖房装置に於ける冷媒系統 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 （産業上の利用分野） 本発明は吸収式ヒートポンプ冷暖房装置に於ける冷媒
系統に関するものである。

（従来の技術） 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、特に空冷式
ヒートポンプ冷暖房装置としては殆ど実用化されていな
い。この吸収式サイクルを用いて空冷式ヒートポンプ冷
暖房装置を構成する場合、冷房運転に於いては蒸発器か
ら吸熱するので、室内側熱交換器を蒸発器異として動作
させれば良く、この点に関しては室内側熱交換器への冷
媒配管は２管で良いが、暖房運転に於いては凝縮器と吸
収器の両方に於いて発生する熱を放熱するので、通常考
えられる構成では、室内側熱交換器はこれらの動作をさ
せる２つの熱交換器が必要となり、従って室内側熱交換
器への冷媒配管は４管が必要となり、結局室内側熱交換
器への冷媒配管は四管式となってしまう。

（発明が解決しようとする課題） 四管式の冷媒配管では、配管、施工が煩雑となり、所
要スペースも大きくなってしまうという課題がある。

本発明は以上の課題を解決することを目的とするもの
である。

（課題を解決するための手段） 上記の課題を解決するための本発明の構成を、その実
施例を表わした図につき説明すると、本発明の吸収式ヒ
ートポンプ冷暖房装置に於ける冷媒系統は、室内熱交換
器１と、第一及び第二の室外熱交換器2,3を設け、該室
内熱交換器１と第一室外熱交換器２の一端側の夫々を四
方弁４の各選択口4a,4bに接続すると共に、他端側の夫
々に膨張弁5a,5bと逆止弁6a,6bの並列経路7a,7bの一端
側を接続し、該並列経路7a,7bの他端側を相互に接続す
ると共に、吸収サイクルを構成する再生器８からの高圧
冷媒蒸気経路９及び吸収器10に至る低圧冷媒蒸気経路11
の夫々を前記四方弁４の各共通口4i,4oに接続し、前記
吸収器10との熱交換部12を設けた吸収器放熱経路13を構
成して、その上流側及び下流側を、対応して設けた各三
方弁14,15の共通口14c,15cに接続すると共に、夫々の三
方弁14,15の一方の選択口14a,15b間に前記第二室外熱交
換器３を接続し、上流側三方弁14の他方の選択口14bを
前記並列経路7bの他端側に接続すると共に、下流側三方
弁15の他方の選択口15bを逆止弁16を介して前記室内熱
交換器１の一端側に接続したものである。

上記の構成に於いて、第２図または第３図に示すよう
に第一室外熱交換器２の他端側に接続している並列経路
7bの逆止弁6bに代えて、開閉弁６′を接続する構成とす
ることができる。また本発明の冷媒系統は、第２図に示
すように、上記の吸収器放熱経路13に於いて、吸収器10
との熱交換部12の上流側に冷媒タンク17と、この冷媒タ
ンク17からの経路を共通口18cに接続した三方弁18とを
設け、該三方弁18の一方の選択口18aは前記熱交換部12
側に接続すると共に、他方の選択口18bは並列経路7bの
他端側に接続して冷媒量調節機構19を構成することがで
きる。

（作用及び実施例） 次に、上記の本発明の作用を、実施例に対応する第１
図〜第３図を参照して説明する。

まず、冷房を行う場合には、第１図（ａ）に示すよう
に、四方弁４は共通口4iを選択口4bを介して第一室外熱
交換器２と連通させると共に、共通口4oを選択口4aを介
して室内熱交換器１と連通させる。一方、図中ハッチン
グで示したように、吸収器放熱経路13の上流側三方弁14
は、共通口14cと選択口14aを連通させ、下流側三方弁15
は、共通口15cと選択口15aを連通させるように操作す
る。

しかして再生器８に於いて適宜の加熱源により加熱さ
れて発生した高温高圧の冷媒蒸気は、高圧冷媒蒸気経路
９を通り、四方弁４を経て第一室外熱交換器２に至り、
ここで外気に放熱して凝縮する。次いで冷媒は逆止弁6b
を経て室内側との経路20bを流れ、室内器Ｒ内の膨張弁5
aを経て減圧されて室内熱交換器１に至る。そして冷媒
は該室内熱交換器１に於いて蒸発して室内の熱を奪い、
室内の冷房を行うことができる。このようにして室内の
熱を奪った低圧の冷媒蒸気は、室内側との経路20aを流
れ、四方弁４を経て低圧蒸気経路11に還流し、再生器８
から吸収器10に至る濃溶液経路21の濃溶液と合流して吸
収器10に至り、ここで吸収された後に溶液タンク22に流
入し、次いで希溶液経路23を経て再生器８に還流する。

一方、吸収器放熱経路13を流れる冷媒は熱交換部12に
於いて、吸収器10で発生する吸収熱を奪って蒸発し、下
流側三方弁15を経て第二室外熱交換器３に至り、ここで
外気に放熱して凝縮した後、三方弁14から吸収器放熱経
路13に還流して循環する。

このようにして、室内熱交換器１を蒸発器、第一室外
熱交換器２を凝縮器として動作させると共に、第二室外
熱交換器３を吸収器10の冷却用放熱手段として動作させ
ることにより、吸収式サイクルを利用した冷房を行うこ
とができる。

次に暖房を行う場合には、第１図（ｂ）に示すよう
に、四方弁４は共通口4oを選択口4bを介して第一室外熱
交換器２と連通させると共に、共通口4iを選択口4aを介
して室内熱交換器１と連通させる。一方、前述と同様に
図中ハッチングで示したように、吸収器放熱経路13の上
流側三方弁14は、共通口14cと選択口14bを連通させ、下
流側三方弁15は、共通口15cと選択口15bを連通させる。

しかして再生器８に於いて発生した高温高圧の冷媒蒸
気は高圧冷媒蒸気経路９を通り、四方弁４を経て室内側
との経路20aを流れて、室内熱交換器１に至り、ここで
室内に放熱して凝縮し、暖房に供される。次いで冷媒は
逆止弁6aを経て室内側との経路20bを流れ、一部は前記
上流側三方弁14から吸収器放熱経路13に流入すると共に
残りは膨張弁5bを経て減圧されて第一室外熱交換器２に
至る。そして冷媒は該第一室外熱交換器２に於いて蒸発
して外気の熱を奪う。そして外気の熱を奪った低圧を冷
媒蒸気は、前述の冷房運転と同様に四方弁４を経て低圧
蒸気経路11を通り、冷房運転と同様に再生器８から吸収
器10に至る濃溶液経路21の濃溶液と合流して吸収器10に
至り、該濃溶液に吸収された後に溶液タンク22に流入
し、次いで希溶液経路23を経て再生器８に還流する。

一方、前述した通り、室内側との経路20bから吸収器
放熱経路13に流入した冷媒は熱交換部12に於いて、吸収
器10で発生する吸収熱を奪って蒸発し、下流側三方弁15
を経て放熱経路24を流れ、逆止弁16を経て室内側との経
路20aに至り、前記高圧蒸気経路９から四方弁４を経て
流入した高温高圧の冷媒蒸気と合流して室内熱交換器１
に至り、ここで放熱して室内の暖房に供される。

このように、再生器９からの冷房蒸気と、吸収器８で
発生する熱を奪った冷媒蒸気を合流させて室内熱交換器
１に供給して凝縮器として動作させると共に、第一室外
熱交換器２を蒸発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ヒートポンプ暖房を行うことができ
る。

以上の説明から明らかなように、本発明に於いては冷
房運転は勿論のこと暖房運転に於いても室内熱交換器１
への経路、即ち室内側との経路20a,20bは一対で良く、
従って室内熱交換器１への配管は二管式として構成する
ことができる。

次に、上記の構成に於いて、第一室外熱交換器２の他
端側に接続している並列経路7bの逆止弁6bに代えて、開
閉弁６′を接続する構成とした場合には、以下に示すよ
うに除霜運転を行うことができる。即ち、第２図に示す
ように、暖房運転に於いて、開閉弁６′を開とすると、
再生器８から室内側との経路20aを経て室内熱交換器１
に至った冷媒蒸気は、ここで一部放熱し、凝縮しながら
室内側との経路20bを経て並列経路7bの他端側に至り、
膨張弁5b側でなく開閉弁６′側を流れて第一室外熱交換
器２に至る。そして冷媒蒸気はここで凝縮し、かかる放
熱により、それまで蒸発器として動作していた該第一室
外熱交換器２の霜を溶かし、除去することができる。

かかる除霜運転に於いて、吸収器放熱経路13は、第１
図（ａ）と同様に、第二室外熱交換器３と連通状態とし
て、吸収器10に於いて発生する熱を該第二室外熱交換器
３に於いて放熱することにより、かかる放熱を除霜に利
用することができる。

以上の冷房、暖房又は除霜運転に於いて、吸収器放熱
経路13を流れる冷媒の量の、全体量に対しての割合は、
例えば第３図に示す冷媒量調節機構19により調節するこ
とができる。即ち、例えば暖房運転を表わした第３図
（ａ）の状態に於いて吸収器放熱経路13に流入する冷媒
量が次第に過多となる場合には、かかる冷媒量の過多に
対応する冷媒タンク17内の液面の上昇を液面計26によっ
て検出して三方弁18を制御し、第３図（ｂ）に示すよう
に共通口18cと選択口18bを連通状態として、室内側との
経路20bから吸収器放熱経路13に流入した冷媒を返送経
路27を経て、該室内側との経路20b側に返送すると共
に、このようにして過多を解消した場合には、三方弁18
を制御して再び第３図（ａ）に示す状態に戻し、このよ
うにして冷媒タンク17の液面を一定に制御することによ
り、吸収器放熱経路13を流れる冷媒の量の、全体量に対
しての割合を適切に維持することができる。

以上の本発明は、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、濃溶液と
は冷媒の少ない溶液を表わすものである。

尚、図中の符号28は減圧手段、29は希溶液経路23のポ
ンプ、30は溶液熱交換器である。

（発明の効果） 本発明は以上の通り、冷房運転に於いては蒸発器とし
て動作させる室内熱交換器を、暖房運転に於いては再生
器からの冷媒蒸気と、吸収器で発生する熱を奪った冷媒
とを合流させて供給して、凝縮器として動作させるの
で、冷房運転は勿論のこと暖房運転に於いても室内熱交
換器への経路、即ち室内側との経路は一対で良く、従っ
て該室内熱交換器への配管を二管式として構成すること
ができるという効果がある。また本発明は、第一室外熱
交換器の逆止弁に代えて開閉弁を使用することにより、
簡単な構成でデフロスト運転可能な構成とすることがで
きるという効果がある。

【図面の簡単な説明】

第１図（ａ）、（ｂ）は本発明の一実施例の構成、動作
を冷房運転、暖房運転に於いて説明した系統説明図、第
２図は本発明の他の実施例の構成、動作を除霜運転に於
いて説明した系統説明図、第３図（ａ）、（ｂ）は本発
明の他の実施例の構成、動作を冷媒量の調節動作に於い
て説明した系統説明図である。 符号１……室内熱交換器、２……第一室外熱交換器、３
……第二室外熱交換器、４……四方弁、５……膨張弁、
6,16……逆止弁、６′……開閉弁、7a,7b……並列経
路、８……再生器、９……高圧冷媒蒸気経路、10……吸
収器、11……低圧冷媒蒸気経路、12……熱交換部、13…
…吸収器放熱経路、14,15,18……三方弁、16…、17……
冷媒タンク、19……冷媒量調節機構、20a,20b……室内
側との経路、21……濃溶液経路、22……溶液タンク、23
……希溶液経路、24……放熱経路、25,29……ポンプ、2
6……液面計、27……返送経路、28……減圧手段、30…
…溶液熱交換器。

Claims (3)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】室内熱交換器と、第一及び第二の室外熱交
   換器を設け、該室内熱交換器と第一室外熱交換器の一端
   側の夫々を四方弁の各選択口に接続すると共に、他端側
   の夫々に膨張弁と逆止弁の並列経路の一端側を接続し、
   該並列経路の他端側を相互に接続すると共に、吸収サイ
   クルを構成する再生器からの高圧冷媒蒸気経路及び吸収
   器に至る低圧冷媒蒸気経路の夫々を前記四方弁の各共通
   口に接続し、前記吸収器との熱交換部を設けた吸収器放
   熱経路を構成して、その上流側及び下流側を、対応して
   設けた各三方弁の共通口に接続すると共に、夫々の三方
   弁の一方の選択口間に前記第二室外熱交換器を接続し、
   上流側三方弁の他方の選択口を前記並列経路の他端側に
   接続すると共に、下流側三方弁の他方の選択口を逆止弁
   を介して前記室内熱交換器の一端側に接続したことを特
   徴とする吸収式ヒートポンプ冷暖房装置に於ける冷媒系
   統
2. 【請求項２】請求項１の第一室外熱交換器の他端側に接
   続している並列経路の逆止弁に代えて、開閉弁を接続し
   た構成としたことを特徴とする吸収式ヒートポンプ冷暖
   房装置に於ける冷媒系統
3. 【請求項３】請求項１の吸収器放熱経路に於いて、吸収
   器との熱交換部の上流側に冷媒タンクと、この冷媒タン
   クからの経路を共通口に接続した三方弁とを設け、該三
   方弁の一方の選択口は前記熱交換部側に接続すると共
   に、他方の選択口は並列経路の他端側に接続して冷媒量
   調節機構を構成したことを特徴とする吸収式ヒートポン
   プ冷暖房装置に於ける冷媒系統