JP2759366B2 - 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と室外熱交換器２を設け、該室内熱交換器１と室外
熱交換器２の一端側の夫々を四方弁３の各選択口3a,3b
に接続すると共に、他端側の夫々に膨張弁4a,4bと逆止
弁5a,5bの並列経路6a,6bの一端側を接続し、該並列経路
6a,6b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７からの高圧冷媒蒸気経路８及び吸収
器９に至る低圧冷媒蒸気経路10の夫々を前記四方弁３の
各共通口3i,3oに接続し、前記吸収器９との熱交換部11
を設けた吸収器放熱経路12を構成して、その上流側を前
記並列経路6bの他端側に接続すると共に、下流側を三方
弁13の共通口13cに接続し、該三方弁13の一方の選択口1
3aを前記室外熱交換器２の一端側に接続すると共に、他
方の選択口13bを逆止弁14を経て前記室内熱交換器１の
一端側に接続し、また前記吸収器放熱経路12に於いて、
吸収器９と熱交換部11の上流側に冷媒タンク15と、この
冷媒タンク15からの経路を共通口16cに接続した三方弁1
6とを設け、該三方弁16の一方の選択口16aは前記熱交換
部11側に接続すると共に、他方の選択口16bは吸収式サ
イクルを構成する溶液タンク17に逆止弁18を介して接続
して冷媒量調節機構19を構成したものである。

（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２図を参照して説明する。尚、第２図が本発明の
全体構成に対応する実施例を示す系統図であり、第１図
は冷房、暖房及び除霜運転を説明するために、全体構成
から冷媒量調節機構19に係る構成を便宜的に省略した系
統図である。

まず、冷房を行う場合には、第１図（ａ）に示すよう
に、四方弁３は共通口3iを選択口3bを介して室外熱交換
器２と連通させると共に、共通口3oを選択口3a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12の三方弁13は、共通口
13cと選択口13aを連通させるように操作する。

しかして再生器７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
８を通り、四方弁３を経て室外熱交換器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5bを経
て室内側との経路20bを流れ、室内機Ｒ内の膨張弁4a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３を経て低圧蒸気経路10に還流し、再生器７から
吸収器９に至る濃溶液経路21の濃溶液と合流して吸収器
９に至り、ここで濃溶液に吸収された後に溶液タンク17
に流入し、次いで希溶液経路22を経て再生器７に還流す
る。

一方、吸収器放熱経路12を流れる冷媒は熱交換部11に
於いて、吸収器９で発生する吸収熱を奪って蒸発し、三
方弁13から経路24を経て前記再生器７からの冷媒蒸気と
合流して室外熱交換器２に至り、ここで凝縮して放熱さ
れる。こうして、室外熱交換器２から逆止弁5bを経て並
列経路6bの他端側に至った冷媒は、一部が吸収器放熱経
路12に分岐して流入し、循環する。

以上の如くして、室内熱交換器１を蒸発器として動作
させると共に、室外熱交換器２に、再生器７からの冷媒
蒸気と吸収器９で発生する熱を奪った冷媒蒸気を合流さ
せて流入して凝縮器として動作させるので、この室外熱
交換器２は吸収器９の冷却用放熱手段を兼用し、こうし
て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３は共通口3oを選択口3bを介して室外熱交換
器２と連通させると共に、共通口3iを選択口3a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12の三方弁
13は、共通口13cと選択口13bを連通させるように操作す
る。

しかして再生器７に於いて発生した高温高圧の冷媒蒸
気は高圧冷媒蒸発経路８を通り、四方弁３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5aを経て室内側との経路20bを流れ、一部は吸収
器放熱経路12に流入すると共に残りは膨張弁4bを経て減
圧されて室外熱交換器２に至る。そして冷媒は該室外熱
交換器２に於いて蒸発して外気の熱を奪う。そして外気
の熱を奪った低圧の冷媒蒸気は、前述の冷房運転と同様
に四方弁３を経て低圧蒸気経路10を通り、冷房運転と同
様に再生器７から吸収器９に至る濃溶液経路21の濃溶液
と合流して吸収器９に至り、該濃溶液に吸収された後に
溶液タンク17に流入し、次いで希溶液経路22を経て再生
器７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12に流入した冷媒は熱交換部11に於いて、吸収
器９で発生する吸収熱を奪って蒸発し、三方弁13を経て
放熱経路25を流れ、逆止弁14を経て室内側との経路20a
に至り、前記高圧蒸気経路８から四方弁３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７からの冷媒蒸気と、吸収器９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共に、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。

以上の暖房運転に於いて、室外熱交換器２に霜が発生
した場合には、三方弁13を操作して、共通口13cと選択
口13aを対応させると、前記経路20bから流入した吸収器
放熱経路12の冷媒は冷房時と同様に経路24を経て室外熱
交換器２の一端側に至り、一部は四方弁３を経て低圧蒸
気経路10へと流れると共に、残りは該室外熱交換器２を
一端側から他端側方向に流れ、ここで放熱して凝縮し、
かかる放熱により、それまで蒸発器として動作していた
室外熱交換器２の霜を溶かし、除去することができる。
そして、該室外熱交換器２に於いて凝縮し、逆止弁5bを
経た冷媒は、再び吸収器放熱経路12に流入して、一部は
前述した通り、低圧冷媒経路10へと流れると共に、残り
は室外熱交換器２との間を循環して除霜を行うことがで
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12を流れる冷媒の量の、全体量に対しての割合は、
本発明に係る冷媒量調節機構19により調節して適切に維
持することができる。

即ち、暖房運転を表した第２図（ａ）の状態に於い
て、吸収器放熱経路12に流入する冷媒量が過多となる場
合には、かかる冷媒量の過多に対応する冷媒タンク15内
の液面の上昇を液面計26によって検出して三方弁16を制
御し、第２図（ｂ）に示すように共通口16cと選択口16b
を連通状態として、吸収器放熱経路12に流入した冷媒を
逆止弁18を設けた返送経路27を経て、溶液タンク17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16を制御して再び第２図（ａ）に示す状態に
戻し、このようにして冷媒タンク15の液面を一定に制御
することにより、吸収器放熱経路12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。

以上に詳細に説明した本発明は、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、23,29はポンプ、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
ができると共に、除霜運転も可能であるという効果があ
る。更に、本発明では、以上の各運転において、吸収器
放熱経路を流れる冷媒の量の、全体量に対する割合を、
冷媒量調節機構により適切に維持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）、（ｃ）は本発明の全体構成の実
施例を、全体構成中、冷媒量調節機構の部分を便宜的に
省略した構成、動作を冷房運転、暖房運転、除霜運転に
於いて説明した系統図、第２図（ａ）、（ｂ）は本発明
の全体構成の実施例を冷媒量の調節動作に於いて説明し
た系統図である。 符号１……室内熱交換器、２……室外熱交換器、３……
四方弁、４……膨張弁、5,14,18……逆止弁、6a,6b……
並列経路、７……再生器、８……高圧冷媒蒸気経路、９
……吸収器、10……低圧冷媒蒸気経路、11……熱交換
部、12……吸収器放熱経路、13,16……三方弁、15……
冷媒タンク、17……溶液タンク、19……冷媒量調節機
構、20a,20b……室内側との経路、21……濃溶液経路、2
2……希溶液経路、24……経路、25……放熱経路、23,29
……ポンプ、26……液面計、27……返送経路、28……減
圧手段、30……溶液熱交換器。

Claims (1)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】室内熱交換器と室外熱交換器を設け、該室
   内熱交換器と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
   の上流側を前記並列経路の他端側に接続すると共に、下
   流側を三方弁の共通口に接続し、該三方弁の一方の選択
   口を前記室外熱交換器の一端側に接続すると共に、他方
   の選択口を逆止弁を経て前記室内熱交換器の一端側に接
   続し、前記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
   口は吸収式サイクルを構成する溶液タンクに逆止弁を介
   して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