JP3004773B2 - 空気調和機 - Google Patents
空気調和機Info
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Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は，蓄熱槽を有する冷凍サ
イクルを備え，蓄熱槽の蓄熱材に蓄えられた熱を利用し
て室内の暖房を行いつつ蒸発器に付着した霜を除霜する
空気調和機に関する。
イクルを備え，蓄熱槽の蓄熱材に蓄えられた熱を利用し
て室内の暖房を行いつつ蒸発器に付着した霜を除霜する
空気調和機に関する。
【０００２】
【従来の技術】この種の空気調和機の一例となるヒート
ポンプ式の空気調和機１a の冷凍サイクルを図５に示
す。上記空気調和機１a の図示状態では，四方弁１９の
流路切り替えによって暖房運転モードになっている。そ
して，暖房運転中，第１の電磁弁１８は閉じられ，第２
の電磁弁２１は開かれている。そこで，圧縮機２から吐
出された高温の冷媒は蓄熱槽３a の与熱用熱交換器１０
によって蓄熱材２０に蓄熱し，四方弁１９，室内の凝縮
器４，膨張弁２８，室外の蒸発器９，四方弁１９，電磁
弁２１，圧縮機２の順に，実線の矢印で示すように，冷
媒管３０内を流通し，これによって室内が暖房されるよ
うになっている。このとき，外気温が低いと，上記蒸発
器９の表面に霜が付着し暖房能力に低下をきたすことが
ある。そのため，適宜蒸発器９の表面の除霜をする必要
がある。そこで，上記蓄熱槽３a が冷凍サイクルの冷媒
管３０に連結され，これによって，除霜運転中の暖房能
力を増加させると共に除霜時間の短縮化を図るようにな
っている。上記蓄熱槽３a は，図６に示すように，槽内
の蓄熱材２０中に上記与熱用熱交換器１０と後述する受
熱用熱交換器１１とが収容されている。そこで，除霜運
転と暖房運転とを同時に行う際には，上記電磁弁１８が
開かれ，上記電磁弁２１が閉じられる。そして，圧縮機
２から吐出された冷媒は破線の矢印で示すように，上記
膨張弁２８を迂回して電磁弁１８を流通して蒸発器９に
導かれる。このとき，上記冷媒は電磁弁１８において大
きく減圧されることがないため，比較的高い温度で上記
蒸発器９を加熱する。これによって，蒸発器９の除霜が
行われる。そして，上記凝縮器４及び蒸発器９において
凝縮された冷媒はキャピラリチューブ７において減圧さ
れて一部気化した後，上記蓄熱槽３a の蓄熱材２０に蓄
えられた熱を受熱用熱交換器１１により取り出して完全
に気化された後上記圧縮機２に戻るようになっている。
ポンプ式の空気調和機１a の冷凍サイクルを図５に示
す。上記空気調和機１a の図示状態では，四方弁１９の
流路切り替えによって暖房運転モードになっている。そ
して，暖房運転中，第１の電磁弁１８は閉じられ，第２
の電磁弁２１は開かれている。そこで，圧縮機２から吐
出された高温の冷媒は蓄熱槽３a の与熱用熱交換器１０
によって蓄熱材２０に蓄熱し，四方弁１９，室内の凝縮
器４，膨張弁２８，室外の蒸発器９，四方弁１９，電磁
弁２１，圧縮機２の順に，実線の矢印で示すように，冷
媒管３０内を流通し，これによって室内が暖房されるよ
うになっている。このとき，外気温が低いと，上記蒸発
器９の表面に霜が付着し暖房能力に低下をきたすことが
ある。そのため，適宜蒸発器９の表面の除霜をする必要
がある。そこで，上記蓄熱槽３a が冷凍サイクルの冷媒
管３０に連結され，これによって，除霜運転中の暖房能
力を増加させると共に除霜時間の短縮化を図るようにな
っている。上記蓄熱槽３a は，図６に示すように，槽内
の蓄熱材２０中に上記与熱用熱交換器１０と後述する受
熱用熱交換器１１とが収容されている。そこで，除霜運
転と暖房運転とを同時に行う際には，上記電磁弁１８が
開かれ，上記電磁弁２１が閉じられる。そして，圧縮機
２から吐出された冷媒は破線の矢印で示すように，上記
膨張弁２８を迂回して電磁弁１８を流通して蒸発器９に
導かれる。このとき，上記冷媒は電磁弁１８において大
きく減圧されることがないため，比較的高い温度で上記
蒸発器９を加熱する。これによって，蒸発器９の除霜が
行われる。そして，上記凝縮器４及び蒸発器９において
凝縮された冷媒はキャピラリチューブ７において減圧さ
れて一部気化した後，上記蓄熱槽３a の蓄熱材２０に蓄
えられた熱を受熱用熱交換器１１により取り出して完全
に気化された後上記圧縮機２に戻るようになっている。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】ところで，表面に着霜
した蒸発器９内の冷媒が凝縮するときの圧力（凝縮圧
力）は，例えば０℃以下である霜の温度に対応する飽和
圧力になり，比較的低い。従って，上記電磁弁１８とし
て冷媒圧力損失が十分小さなものが採用されている場合
には，上記凝縮器４内の冷媒も蒸発器９内と同じく低い
圧力になり，凝縮しにくくなる。このため，除霜運転時
の暖房能力は極めて小さくなる。逆に，上記凝縮器４内
の圧力を上げて暖房能力を大きくすべく，冷媒圧力損失
の大きな電磁弁１８を採用すると，冷媒は上記凝縮器４
で多くが凝縮し，上記蒸発器９には，液比率の大きな気
液２相状態の冷媒が流入することになる。そのため，冷
媒の凝縮潜熱に依存する除霜能力は極めて小さなものに
なる。従って，除霜時間が長びくことにもなる。このよ
うに，上記従来の空気調和機１a は，除霜運転中の暖房
能力と除霜能力とが不均衡であった。 そこで，本発明の
目的とするところは，除霜運転中の暖房能力と除霜能力
とのバランスのとれた運転を行い得る空気調和機を提供
することにある。
した蒸発器９内の冷媒が凝縮するときの圧力（凝縮圧
力）は，例えば０℃以下である霜の温度に対応する飽和
圧力になり，比較的低い。従って，上記電磁弁１８とし
て冷媒圧力損失が十分小さなものが採用されている場合
には，上記凝縮器４内の冷媒も蒸発器９内と同じく低い
圧力になり，凝縮しにくくなる。このため，除霜運転時
の暖房能力は極めて小さくなる。逆に，上記凝縮器４内
の圧力を上げて暖房能力を大きくすべく，冷媒圧力損失
の大きな電磁弁１８を採用すると，冷媒は上記凝縮器４
で多くが凝縮し，上記蒸発器９には，液比率の大きな気
液２相状態の冷媒が流入することになる。そのため，冷
媒の凝縮潜熱に依存する除霜能力は極めて小さなものに
なる。従って，除霜時間が長びくことにもなる。このよ
うに，上記従来の空気調和機１a は，除霜運転中の暖房
能力と除霜能力とが不均衡であった。 そこで，本発明の
目的とするところは，除霜運転中の暖房能力と除霜能力
とのバランスのとれた運転を行い得る空気調和機を提供
することにある。
【０００４】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に，請求項１に係る発明が採用する主たる手段は，その
要旨とするところが，圧縮機，蓄熱槽，室内側の凝縮
器，絞り機構及び室外側の蒸発器をこれらの順序で冷媒
管を介して連結してなる冷凍サイクルを備え，上記蓄熱
槽に蓄えた熱を取り出して上記蒸発器を除霜する空気調
和機において，上記蒸発器の除霜時に，冷媒流通順序を
上記圧縮機，凝縮器，蓄熱槽，蒸発器の順に切り替える
冷媒流路切替手段を設けてなる点に係る空気調和機とし
て構成されている。また，請求項２に係る発明が採用す
る主たる手段は，その要旨とするところが，圧縮機，蓄
熱槽，室内側の凝縮器，第一の絞り機構及び室外側の蒸
発器をこれらの順序で冷媒管を介して連結してなる冷凍
サイクルを備え，上記蓄熱槽に蓄えた熱を取り出して上
記蒸発器を除霜する空気調和機において，上記蒸発器の
除霜時に，冷媒流通順序を上記圧縮機，室内側凝縮器，
第一の絞り機構と兼用することもある第二の絞り機構，
逆止弁，蓄熱槽，室外側蒸発器の順に切り替える冷媒流
路切替手段を設け，上記圧縮機からの冷媒の一部を第三
の絞り機構を介して，上記逆止弁と蓄熱槽の間の冷媒管
にバイパスして合流させる構成とし，第二の絞り機構と
第三の絞り機構の流路抵抗を調節することにより，暖房
能力と除霜能力との能力配分を調整してなる点に係る空
気調和機として構成されている。
に，請求項１に係る発明が採用する主たる手段は，その
要旨とするところが，圧縮機，蓄熱槽，室内側の凝縮
器，絞り機構及び室外側の蒸発器をこれらの順序で冷媒
管を介して連結してなる冷凍サイクルを備え，上記蓄熱
槽に蓄えた熱を取り出して上記蒸発器を除霜する空気調
和機において，上記蒸発器の除霜時に，冷媒流通順序を
上記圧縮機，凝縮器，蓄熱槽，蒸発器の順に切り替える
冷媒流路切替手段を設けてなる点に係る空気調和機とし
て構成されている。また，請求項２に係る発明が採用す
る主たる手段は，その要旨とするところが，圧縮機，蓄
熱槽，室内側の凝縮器，第一の絞り機構及び室外側の蒸
発器をこれらの順序で冷媒管を介して連結してなる冷凍
サイクルを備え，上記蓄熱槽に蓄えた熱を取り出して上
記蒸発器を除霜する空気調和機において，上記蒸発器の
除霜時に，冷媒流通順序を上記圧縮機，室内側凝縮器，
第一の絞り機構と兼用することもある第二の絞り機構，
逆止弁，蓄熱槽，室外側蒸発器の順に切り替える冷媒流
路切替手段を設け，上記圧縮機からの冷媒の一部を第三
の絞り機構を介して，上記逆止弁と蓄熱槽の間の冷媒管
にバイパスして合流させる構成とし，第二の絞り機構と
第三の絞り機構の流路抵抗を調節することにより，暖房
能力と除霜能力との能力配分を調整してなる点に係る空
気調和機として構成されている。
【０００５】
【作用】上記請求項１に係る発明の空気調和機において
は，蓄熱槽に蓄えられた熱を取り出して蒸発器に付着し
た霜を取り除く場合に，冷媒流路切替手段により冷媒流
通順序が圧縮機，凝縮器，蓄熱槽，蒸発器の順に切り替
えられる。この時，上記凝縮器で放熱した冷媒は上記蒸
発器に至る直前に上記蓄熱槽によって加熱される。即
ち，蓄熱槽に蓄えられた熱は凝縮器で放熱した冷媒によ
って効率良く取り出され，凝縮器を通過し暖房に寄与す
る冷媒の除霜能力が大きく損なわれない。このため，除
霜に必要な時間を短縮することができる。また，上記請
求項２に係る発明の空気調和機においては，蓄熱槽に蓄
えられた熱を取り出して蒸発器に付着した霜を取り除く
場合に，冷媒流路切替手段により冷媒流通順序が圧縮
機，室内側凝縮器，第二の絞り機構，逆止弁，蓄熱槽，
室外側蒸発器の順に切り替えられる。この時，上記圧縮
機からの高温の冷媒の一部は第三の絞り機構を介して上
記逆止弁と蓄熱槽の間の冷媒管に合流させられる。これ
により，上記冷媒の一部の熱は上記凝縮器において放出
されることなく蒸発器の除霜に供される。そして，上記
第二の絞り機構と第三の絞り機構の流路抵抗を調整する
ことにより，暖房能力と除霜能力との能力配分が調整さ
れ，暖房能力と除霜能力とのバランスのとれた運転を行
うことが可能となる。しかも，凝縮器を通過し暖房能力
に寄与する冷媒についても，凝縮器で一旦放熱した後蓄
熱槽を通過するため，蓄熱槽の熱が効率良く供給され
る。これによって，例えば大きな能力の暖房運転を行い
つつ短時間で蒸発器の除霜を行うことができる。
は，蓄熱槽に蓄えられた熱を取り出して蒸発器に付着し
た霜を取り除く場合に，冷媒流路切替手段により冷媒流
通順序が圧縮機，凝縮器，蓄熱槽，蒸発器の順に切り替
えられる。この時，上記凝縮器で放熱した冷媒は上記蒸
発器に至る直前に上記蓄熱槽によって加熱される。即
ち，蓄熱槽に蓄えられた熱は凝縮器で放熱した冷媒によ
って効率良く取り出され，凝縮器を通過し暖房に寄与す
る冷媒の除霜能力が大きく損なわれない。このため，除
霜に必要な時間を短縮することができる。また，上記請
求項２に係る発明の空気調和機においては，蓄熱槽に蓄
えられた熱を取り出して蒸発器に付着した霜を取り除く
場合に，冷媒流路切替手段により冷媒流通順序が圧縮
機，室内側凝縮器，第二の絞り機構，逆止弁，蓄熱槽，
室外側蒸発器の順に切り替えられる。この時，上記圧縮
機からの高温の冷媒の一部は第三の絞り機構を介して上
記逆止弁と蓄熱槽の間の冷媒管に合流させられる。これ
により，上記冷媒の一部の熱は上記凝縮器において放出
されることなく蒸発器の除霜に供される。そして，上記
第二の絞り機構と第三の絞り機構の流路抵抗を調整する
ことにより，暖房能力と除霜能力との能力配分が調整さ
れ，暖房能力と除霜能力とのバランスのとれた運転を行
うことが可能となる。しかも，凝縮器を通過し暖房能力
に寄与する冷媒についても，凝縮器で一旦放熱した後蓄
熱槽を通過するため，蓄熱槽の熱が効率良く供給され
る。これによって，例えば大きな能力の暖房運転を行い
つつ短時間で蒸発器の除霜を行うことができる。
【０００６】
【実施例】以下添付図面を参照して，本発明を具体化し
た実施例につき説明し，本発明の理解に供する。尚，以
下の実施例は，本発明を具体化した一例であって，本発
明の技術的範囲を限定する性格のものではない。ここ
に，図１は本発明の一実施例に係る空気調和機の冷凍サ
イクルを示す構成図，図２は上記空気調和機の蓄熱槽に
用いられる共用熱交換器を示す斜視図，図３は上記空気
調和機の圧力−エンタルピ挙動を示すモリエル線図，図
４は図２のＧ矢視に視た共用熱交換器を蓄熱槽に収容し
た状態を示す状態説明図である。但し，図５に示した上
記従来の空気調和機１a と共通する要素には，同一の符
号を使用すると共に，その詳細な説明は省略する。本実
施例に係る空気調和機１の冷凍サイクルは，図１に示す
ように，圧縮機２，三方弁１５，四方弁１９，凝縮器
４，膨張弁（第一の絞り機構）８，蒸発器９，四方弁１
９が順次冷媒管３０を介して連結されてなっている。更
に，上記膨張弁８に並列に，キャピラリチューブ（第二
の絞り機構）５，逆止弁１６，共用熱交換器１２，電磁
弁１３が順次上記冷凍サイクルに接続され，上記逆止弁
１６と共用熱交換器１２とを連結する冷媒管と上記三方
弁１５の一方の冷媒出口とが接続され，上記共用熱交換
器１２と電磁弁１３とを連結する冷媒管と上記三方弁１
５の他方の冷媒出口と四方弁１９とを連結する冷媒管と
が逆止弁１７を介して接続されている。更に，上記三方
弁１５の一方の冷媒出口の冷媒管と他方の冷媒出口の冷
媒管とは，キャピラリチューブ６（第三の絞り機構）を
介して連結されている。上記共用熱交換器１２は，図２
に示すように，多重に屈曲した１本の冷媒管３０が多数
の冷却フィン２５に嵌通して固定されてなっている。こ
の共用熱交換器１２は，蓄熱槽３内の，例えばポリエチ
レングリコール，パラフィン，酢酸ナトリウム３水塩等
よりなる蓄熱材２０中に配設される（図４）。なお，上
記キャピラリチューブ６を備えた冷媒管は，圧縮機２か
らの高温の冷媒の一部を上記凝縮機９側に直接流通させ
るために設けられたものであって，上記凝縮器４及びキ
ャピラリチューブ５に並列に上記冷凍サイクルに連結さ
れている。
た実施例につき説明し，本発明の理解に供する。尚，以
下の実施例は，本発明を具体化した一例であって，本発
明の技術的範囲を限定する性格のものではない。ここ
に，図１は本発明の一実施例に係る空気調和機の冷凍サ
イクルを示す構成図，図２は上記空気調和機の蓄熱槽に
用いられる共用熱交換器を示す斜視図，図３は上記空気
調和機の圧力−エンタルピ挙動を示すモリエル線図，図
４は図２のＧ矢視に視た共用熱交換器を蓄熱槽に収容し
た状態を示す状態説明図である。但し，図５に示した上
記従来の空気調和機１a と共通する要素には，同一の符
号を使用すると共に，その詳細な説明は省略する。本実
施例に係る空気調和機１の冷凍サイクルは，図１に示す
ように，圧縮機２，三方弁１５，四方弁１９，凝縮器
４，膨張弁（第一の絞り機構）８，蒸発器９，四方弁１
９が順次冷媒管３０を介して連結されてなっている。更
に，上記膨張弁８に並列に，キャピラリチューブ（第二
の絞り機構）５，逆止弁１６，共用熱交換器１２，電磁
弁１３が順次上記冷凍サイクルに接続され，上記逆止弁
１６と共用熱交換器１２とを連結する冷媒管と上記三方
弁１５の一方の冷媒出口とが接続され，上記共用熱交換
器１２と電磁弁１３とを連結する冷媒管と上記三方弁１
５の他方の冷媒出口と四方弁１９とを連結する冷媒管と
が逆止弁１７を介して接続されている。更に，上記三方
弁１５の一方の冷媒出口の冷媒管と他方の冷媒出口の冷
媒管とは，キャピラリチューブ６（第三の絞り機構）を
介して連結されている。上記共用熱交換器１２は，図２
に示すように，多重に屈曲した１本の冷媒管３０が多数
の冷却フィン２５に嵌通して固定されてなっている。こ
の共用熱交換器１２は，蓄熱槽３内の，例えばポリエチ
レングリコール，パラフィン，酢酸ナトリウム３水塩等
よりなる蓄熱材２０中に配設される（図４）。なお，上
記キャピラリチューブ６を備えた冷媒管は，圧縮機２か
らの高温の冷媒の一部を上記凝縮機９側に直接流通させ
るために設けられたものであって，上記凝縮器４及びキ
ャピラリチューブ５に並列に上記冷凍サイクルに連結さ
れている。
【０００７】本実施例の空気調和機１は上記したように
構成されている。上記空気調和機１はヒートポンプ式の
ものであって，四方弁１９の流路切り替えによって冷房
運転を行うこともできるが，以下暖房運転に関して説明
する。そこで，暖房運転を行う際には，三方弁１５は蓄
熱槽３への流路が開放され，電磁弁１３は閉じられる。
従って，圧縮機２から吐出された高温の冷媒は共用熱交
換器１２において蓄熱材２０を加熱した後，逆止弁１
７，四方弁１９，凝縮器４，膨張弁８，蒸発器９，四方
弁１９を経て圧縮機２に戻る（実線の矢印）。この際，
上記冷媒は室外の蒸発器９において外気より吸熱し，室
内の凝縮器４において室内の暖房を行うと共に蓄熱材２
０に蓄熱する。一方上記暖房運転を行いつつ除霜運転を
実行する際には，膨張弁８が全閉にされ，三方弁１５が
四方弁１９への流路を開放するように切り替えられると
共に，電磁弁１３が開放される。これによって，上記暖
房運転のみの場合に対して，冷媒流通順序が圧縮機２，
凝縮器４，キャピラリチューブ５，逆止弁１６，蓄熱槽
３，蒸発器９の順に切り替えられる。即ち，圧縮機２か
ら吐出された冷媒は，四方弁１９を経て凝縮器４におい
て放熱し凝縮した後，キャピラリチューブ５，逆止弁１
６を通って共用熱交換器１２において蓄熱材２０から吸
熱して高温となり，更に電磁弁１３，蒸発器９，四方弁
１９を通って圧縮機２に戻る（破線の矢印）。この順に
冷媒を流通させることによって，凝縮器４において暖房
能力に寄与した冷媒の蒸発器９における除霜能力も大き
く損なわれることなく，暖房運転を継続しながら除霜運
転が行われる。これは，上記順では，冷媒は凝縮器４で
一旦放熱した後蓄熱槽３に至るので，蓄熱槽３に蓄えら
れた熱は冷媒に効率良く取り出されるためであり，その
結果除霜時間を短縮することが可能となる。なお，上記
逆止弁１６は暖房運転時に圧縮機２から吐出された冷媒
がキャピラリチューブ５を通って膨張弁８へ流入するの
を防ぐために設けられており，上記逆止弁１７は除霜運
転中に圧縮機２からの冷媒が電磁弁１３へ流入すること
を防ぐために設けられている。即ち，上記膨張弁８，電
磁弁１３，三方弁１５，逆止弁１６，１７及びこれらに
関連して接続された冷媒管よりなる構成が本発明にいう
冷媒流路切替手段である。
構成されている。上記空気調和機１はヒートポンプ式の
ものであって，四方弁１９の流路切り替えによって冷房
運転を行うこともできるが，以下暖房運転に関して説明
する。そこで，暖房運転を行う際には，三方弁１５は蓄
熱槽３への流路が開放され，電磁弁１３は閉じられる。
従って，圧縮機２から吐出された高温の冷媒は共用熱交
換器１２において蓄熱材２０を加熱した後，逆止弁１
７，四方弁１９，凝縮器４，膨張弁８，蒸発器９，四方
弁１９を経て圧縮機２に戻る（実線の矢印）。この際，
上記冷媒は室外の蒸発器９において外気より吸熱し，室
内の凝縮器４において室内の暖房を行うと共に蓄熱材２
０に蓄熱する。一方上記暖房運転を行いつつ除霜運転を
実行する際には，膨張弁８が全閉にされ，三方弁１５が
四方弁１９への流路を開放するように切り替えられると
共に，電磁弁１３が開放される。これによって，上記暖
房運転のみの場合に対して，冷媒流通順序が圧縮機２，
凝縮器４，キャピラリチューブ５，逆止弁１６，蓄熱槽
３，蒸発器９の順に切り替えられる。即ち，圧縮機２か
ら吐出された冷媒は，四方弁１９を経て凝縮器４におい
て放熱し凝縮した後，キャピラリチューブ５，逆止弁１
６を通って共用熱交換器１２において蓄熱材２０から吸
熱して高温となり，更に電磁弁１３，蒸発器９，四方弁
１９を通って圧縮機２に戻る（破線の矢印）。この順に
冷媒を流通させることによって，凝縮器４において暖房
能力に寄与した冷媒の蒸発器９における除霜能力も大き
く損なわれることなく，暖房運転を継続しながら除霜運
転が行われる。これは，上記順では，冷媒は凝縮器４で
一旦放熱した後蓄熱槽３に至るので，蓄熱槽３に蓄えら
れた熱は冷媒に効率良く取り出されるためであり，その
結果除霜時間を短縮することが可能となる。なお，上記
逆止弁１６は暖房運転時に圧縮機２から吐出された冷媒
がキャピラリチューブ５を通って膨張弁８へ流入するの
を防ぐために設けられており，上記逆止弁１７は除霜運
転中に圧縮機２からの冷媒が電磁弁１３へ流入すること
を防ぐために設けられている。即ち，上記膨張弁８，電
磁弁１３，三方弁１５，逆止弁１６，１７及びこれらに
関連して接続された冷媒管よりなる構成が本発明にいう
冷媒流路切替手段である。
【０００８】上記したような暖房運転と除霜運転の併用
時の冷媒の状態を図３のモリエル線図に示す。同図にお
いて，点Ａ〜Ｆは図１の冷媒管の位置Ａ〜Ｆにおける冷
媒の状態に対応する。このモリエル線図によれば，除霜
時に圧縮機２からの冷媒（Ａ）は，凝縮器４において放
熱・凝縮して（Ｂ）の状態になった後，キャピラリチュ
ーブ５を通過して減圧状態（Ｃ）になる。続いてこの冷
媒は共用熱交換器１２において加熱されて高温の状態
（Ｄ）になった後，蒸発器９において一部が放熱・凝縮
することによって蒸発器９の表面の霜を溶かして状態
（Ｅ）になり圧縮機２へ戻るサイクル線Ｑの流れを形成
している。但し，上記したように，キャピラリチューブ
６を備えたバイパス流路が設けられているので，実際の
除霜時には上記主流となるサイクル線Ｑの流れに加え
て，サイクル線ｑで示すバイパス流れが追加されること
になる。このとき，上記サイクル線Ｑの冷媒流通量と上
記サイクル線ｑの冷媒流通量の比率は，上記キャピラリ
チューブ５とキャピラリチューブ６のそれぞれの流路抵
抗の比で決定され，これらを合わせた全体の循環量は，
両者の流路抵抗の和により決定される。従って，除霜能
力を大きくする場合には，キャピラリチューブ５よりも
キャピラリチューブ６の流路抵抗を小さくし，暖房能力
を大きくする場合には，逆にキャピラリチューブ５の流
路抵抗を小さく設定すればよい。また，全体の冷媒循環
量を調節するためには，上記キャピラリチューブ５，６
の流路抵抗以外に，例えば電磁弁１３の流路抵抗を所要
の値に設定してもよい。
時の冷媒の状態を図３のモリエル線図に示す。同図にお
いて，点Ａ〜Ｆは図１の冷媒管の位置Ａ〜Ｆにおける冷
媒の状態に対応する。このモリエル線図によれば，除霜
時に圧縮機２からの冷媒（Ａ）は，凝縮器４において放
熱・凝縮して（Ｂ）の状態になった後，キャピラリチュ
ーブ５を通過して減圧状態（Ｃ）になる。続いてこの冷
媒は共用熱交換器１２において加熱されて高温の状態
（Ｄ）になった後，蒸発器９において一部が放熱・凝縮
することによって蒸発器９の表面の霜を溶かして状態
（Ｅ）になり圧縮機２へ戻るサイクル線Ｑの流れを形成
している。但し，上記したように，キャピラリチューブ
６を備えたバイパス流路が設けられているので，実際の
除霜時には上記主流となるサイクル線Ｑの流れに加え
て，サイクル線ｑで示すバイパス流れが追加されること
になる。このとき，上記サイクル線Ｑの冷媒流通量と上
記サイクル線ｑの冷媒流通量の比率は，上記キャピラリ
チューブ５とキャピラリチューブ６のそれぞれの流路抵
抗の比で決定され，これらを合わせた全体の循環量は，
両者の流路抵抗の和により決定される。従って，除霜能
力を大きくする場合には，キャピラリチューブ５よりも
キャピラリチューブ６の流路抵抗を小さくし，暖房能力
を大きくする場合には，逆にキャピラリチューブ５の流
路抵抗を小さく設定すればよい。また，全体の冷媒循環
量を調節するためには，上記キャピラリチューブ５，６
の流路抵抗以外に，例えば電磁弁１３の流路抵抗を所要
の値に設定してもよい。
【０００９】上記したように，本実施例によれば，キャ
ピラリチューブ５及びキャピラリチューブ６の流路抵抗
を調整することにより，除霜運転中の暖房能力と除霜能
力の配分が調整され，暖房能力と除霜能力とのバランス
がとれた運転を行うことが可能となる。しかも，凝縮器
４を通過し暖房能力に寄与する冷媒についても，凝縮器
４で一旦放熱した後蓄熱槽３を通過するため，蓄熱槽３
の熱が効率良く供給され，除霜能力が大きく損なわれる
ことがない。これによって，例えば大きな能力の暖房運
転を行いつつ短時間で蒸発器９の除霜を行うことができ
る。また，従来のような与熱用熱交換器１０と受熱用熱
交換器１１とが１つの共用熱交換器１２で兼用されてい
るため，蓄熱槽３に収容される蓄熱材２０が少量ですむ
うえ，蓄熱槽３のコンパクト化が可能である等大きな利
点を有する。なお，上記共用熱交換器１２における蓄熱
時の温度分布曲線Ｔ1 ，放熱時の温度分布曲線Ｔ2 を図
４に示す。上記それぞれの温度分布曲線Ｔ1 ，Ｔ2 で囲
まれた斜線部の面積が蓄熱材への熱の出入り量に相当す
るが，これは，従来の与熱用熱交換器１０及び受熱用熱
交換器１１により形成される蓄熱時及び放熱時の温度分
布曲線Ｔ11，Ｔ12により囲まれた斜線部により表される
熱の出入り量（図６）とほぼ同等であって，熱交換器の
小型化を図ったにもかかわらず熱交換効率が変わらない
ことを示している。なお，上記実施例では，暖房運転の
みのとき，圧縮機からの吐出冷媒を共用熱交換器１２に
常時流通させるようにしたが，これに限定されるもので
はなく，上記三方弁を適時切り替えて上記吐出冷媒によ
る蓄熱量を制御することもできる。また，除霜運転時に
膨張弁８を全閉にするように構成したが，これに替え
て，キャピラリチューブと全閉全開式の電磁弁の組合せ
を用いることもできる。更に，上記した実施例では，予
め設定された流路抵抗のキャピラリチューブ５及びキャ
ピラリチューブ６を設けたが，上記キャピラリチューブ
５もしくはキャピラリチューブ６またはこれらの双方に
替えて，冷媒流通量可変の膨張弁を用いてもよい。これ
によって，上記暖房能力と除霜能力とのバランスを運転
中に微調整することも可能である。
ピラリチューブ５及びキャピラリチューブ６の流路抵抗
を調整することにより，除霜運転中の暖房能力と除霜能
力の配分が調整され，暖房能力と除霜能力とのバランス
がとれた運転を行うことが可能となる。しかも，凝縮器
４を通過し暖房能力に寄与する冷媒についても，凝縮器
４で一旦放熱した後蓄熱槽３を通過するため，蓄熱槽３
の熱が効率良く供給され，除霜能力が大きく損なわれる
ことがない。これによって，例えば大きな能力の暖房運
転を行いつつ短時間で蒸発器９の除霜を行うことができ
る。また，従来のような与熱用熱交換器１０と受熱用熱
交換器１１とが１つの共用熱交換器１２で兼用されてい
るため，蓄熱槽３に収容される蓄熱材２０が少量ですむ
うえ，蓄熱槽３のコンパクト化が可能である等大きな利
点を有する。なお，上記共用熱交換器１２における蓄熱
時の温度分布曲線Ｔ1 ，放熱時の温度分布曲線Ｔ2 を図
４に示す。上記それぞれの温度分布曲線Ｔ1 ，Ｔ2 で囲
まれた斜線部の面積が蓄熱材への熱の出入り量に相当す
るが，これは，従来の与熱用熱交換器１０及び受熱用熱
交換器１１により形成される蓄熱時及び放熱時の温度分
布曲線Ｔ11，Ｔ12により囲まれた斜線部により表される
熱の出入り量（図６）とほぼ同等であって，熱交換器の
小型化を図ったにもかかわらず熱交換効率が変わらない
ことを示している。なお，上記実施例では，暖房運転の
みのとき，圧縮機からの吐出冷媒を共用熱交換器１２に
常時流通させるようにしたが，これに限定されるもので
はなく，上記三方弁を適時切り替えて上記吐出冷媒によ
る蓄熱量を制御することもできる。また，除霜運転時に
膨張弁８を全閉にするように構成したが，これに替え
て，キャピラリチューブと全閉全開式の電磁弁の組合せ
を用いることもできる。更に，上記した実施例では，予
め設定された流路抵抗のキャピラリチューブ５及びキャ
ピラリチューブ６を設けたが，上記キャピラリチューブ
５もしくはキャピラリチューブ６またはこれらの双方に
替えて，冷媒流通量可変の膨張弁を用いてもよい。これ
によって，上記暖房能力と除霜能力とのバランスを運転
中に微調整することも可能である。
【００１０】
【発明の効果】上記したように請求項１に係る発明は圧
縮機，蓄熱槽，室内側の凝縮器，絞り機構及び室外側の
蒸発器をこれらの順序で冷媒管を介して連結してなる冷
凍サイクルを備え，上記蓄熱槽に蓄えた熱を取り出して
上記蒸発器を除霜する空気調和機において，上記蒸発器
の除霜時に，冷媒流通順序を上記圧縮機，凝縮器，蓄熱
槽，蒸発器の順に切り替える冷媒流路切替手段を設けた
ので，上記蓄熱槽に蓄えた熱が効率良く取り出され，凝
縮器を通過した冷媒の除霜能力が大きく損なわれること
がなく，除霜時間を短縮することができる。また，請求
項２に係る発明は圧縮機，蓄熱槽，室内側の凝縮器，第
一の絞り機構及び室外側の蒸発器をこれらの順序で冷媒
管を介して連結してなる冷凍サイクルを備え，上記蓄熱
槽に蓄えた熱を取り出して上記蒸発器を除霜する空気調
和機において，上記蒸発器の除霜時に，冷媒流通順序を
上記圧縮機，室内側凝縮器，第一の絞り機構と兼用する
こともある第二の絞り機構，逆止弁，蓄熱槽，室外側蒸
発器の順に切り替える冷媒流路切替手段を設け，上記圧
縮機からの冷媒の一部を第三の絞り機構を介して，上記
逆止弁と蓄熱槽の間の冷媒管にバイパスして合流させる
構成とし，第二の絞り機構と第三の絞り機構の流路抵抗
を調節することにより，暖房能力と除霜能力との能力配
分を調整することを特徴とする空気調和機であるので，
第２の絞り機構と第三の絞り機構の流路抵抗を調節する
ことにより，除霜運転中の暖房能力と除霜能力の配分が
調整され，暖房能力と除霜能力とのバランスがとれた運
転を行うことが可能となる。しかも，凝縮器を通過し暖
房能力に寄与する冷媒についても，凝縮器を通過した冷
媒に蓄熱槽から効率良く熱が供給されるため，その分だ
け除霜能力が高まり除霜時間を短縮することができる。
これによって，例えば大きな能力の暖房運転を行いつつ
短時間で蒸発器の除霜を行うことができる。
縮機，蓄熱槽，室内側の凝縮器，絞り機構及び室外側の
蒸発器をこれらの順序で冷媒管を介して連結してなる冷
凍サイクルを備え，上記蓄熱槽に蓄えた熱を取り出して
上記蒸発器を除霜する空気調和機において，上記蒸発器
の除霜時に，冷媒流通順序を上記圧縮機，凝縮器，蓄熱
槽，蒸発器の順に切り替える冷媒流路切替手段を設けた
ので，上記蓄熱槽に蓄えた熱が効率良く取り出され，凝
縮器を通過した冷媒の除霜能力が大きく損なわれること
がなく，除霜時間を短縮することができる。また，請求
項２に係る発明は圧縮機，蓄熱槽，室内側の凝縮器，第
一の絞り機構及び室外側の蒸発器をこれらの順序で冷媒
管を介して連結してなる冷凍サイクルを備え，上記蓄熱
槽に蓄えた熱を取り出して上記蒸発器を除霜する空気調
和機において，上記蒸発器の除霜時に，冷媒流通順序を
上記圧縮機，室内側凝縮器，第一の絞り機構と兼用する
こともある第二の絞り機構，逆止弁，蓄熱槽，室外側蒸
発器の順に切り替える冷媒流路切替手段を設け，上記圧
縮機からの冷媒の一部を第三の絞り機構を介して，上記
逆止弁と蓄熱槽の間の冷媒管にバイパスして合流させる
構成とし，第二の絞り機構と第三の絞り機構の流路抵抗
を調節することにより，暖房能力と除霜能力との能力配
分を調整することを特徴とする空気調和機であるので，
第２の絞り機構と第三の絞り機構の流路抵抗を調節する
ことにより，除霜運転中の暖房能力と除霜能力の配分が
調整され，暖房能力と除霜能力とのバランスがとれた運
転を行うことが可能となる。しかも，凝縮器を通過し暖
房能力に寄与する冷媒についても，凝縮器を通過した冷
媒に蓄熱槽から効率良く熱が供給されるため，その分だ
け除霜能力が高まり除霜時間を短縮することができる。
これによって，例えば大きな能力の暖房運転を行いつつ
短時間で蒸発器の除霜を行うことができる。
【図１】 本発明の一実施例に係る空気調和機の冷凍サ
イクルを示す構成図。
イクルを示す構成図。
【図２】 上記空気調和機の蓄熱槽に用いられる共用熱
交換器を示す斜視図。
交換器を示す斜視図。
【図３】 上記空気調和機の圧力−エンタルピ挙動を示
すモリエル線図。
すモリエル線図。
【図４】 図２のＧ矢視に視た共用熱交換器を蓄熱槽に
収容した状態を示す状態説明図。
収容した状態を示す状態説明図。
【図５】 本発明の背景の一例となる従来の空気調和機
の冷凍サイクルを示す構成図。
の冷凍サイクルを示す構成図。
【図６】 図５の蓄熱槽内部の状態を示す状態説明図。
１，１a …空気調和機 ２…圧縮機 ３，３a …蓄熱槽 ４…凝縮器 ５…キャピラリチューブ（絞り機構） ６…キャピラ
リチューブ ７…キャピラリチューブ ８…膨張弁
（絞り機構） ９…蒸発器 １０…与熱用熱
交換器 １１…受熱用熱交換器 １２…共用熱
交換器 １３…電磁弁 １５…三方弁 １６，１７…逆止弁 ３０…冷媒管
リチューブ ７…キャピラリチューブ ８…膨張弁
（絞り機構） ９…蒸発器 １０…与熱用熱
交換器 １１…受熱用熱交換器 １２…共用熱
交換器 １３…電磁弁 １５…三方弁 １６，１７…逆止弁 ３０…冷媒管
Claims (2)
- 【請求項１】 圧縮機，蓄熱槽，室内側の凝縮器，絞り
機構及び室外側の蒸発器をこれらの順序で冷媒管を介し
て連結してなる冷凍サイクルを備え，上記蓄熱槽に蓄え
た熱を取り出して上記蒸発器を除霜する空気調和機にお
いて， 上記蒸発器の除霜時に，冷媒流通順序を上記圧縮機，凝
縮器，蓄熱槽，蒸発器の順に切り替える冷媒流路切替手
段を設けたことを特徴とする空気調和機。 - 【請求項２】 圧縮機，蓄熱槽，室内側の凝縮器，第一
の絞り機構及び室外側の蒸発器をこれらの順序で冷媒管
を介して連結してなる冷凍サイクルを備え，上記蓄熱槽
に蓄えた熱を取り出して上記蒸発器を除霜する空気調和
機において， 上記蒸発器の除霜時に，冷媒流通順序を上記圧縮機，室
内側凝縮器，第一の絞り機構と兼用することもある第二
の絞り機構，逆止弁，蓄熱槽，室外側蒸発器の順に切り
替える冷媒流路切替手段を設け，上記圧縮機からの冷媒
の一部を第三の絞り機構を介して，上記逆止弁と蓄熱槽
の間の冷媒管にバイパスして合流させる構成とし，第二
の絞り機構と第三の絞り機構の流路抵抗を調節すること
により，暖房能力と除霜能力との能力配分を調整するこ
とを特徴とする空気調和機。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP3179278A JP3004773B2 (ja) | 1991-07-19 | 1991-07-19 | 空気調和機 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP3179278A JP3004773B2 (ja) | 1991-07-19 | 1991-07-19 | 空気調和機 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0526542A JPH0526542A (ja) | 1993-02-02 |
| JP3004773B2 true JP3004773B2 (ja) | 2000-01-31 |
Family
ID=16063047
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP3179278A Expired - Fee Related JP3004773B2 (ja) | 1991-07-19 | 1991-07-19 | 空気調和機 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3004773B2 (ja) |
Families Citing this family (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP4569174B2 (ja) * | 2004-05-31 | 2010-10-27 | ダイキン工業株式会社 | 空気調和装置 |
| JP2006308156A (ja) * | 2005-04-27 | 2006-11-09 | Matsushita Electric Ind Co Ltd | 空気調和機 |
Family Cites Families (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS6089555U (ja) * | 1983-11-25 | 1985-06-19 | 株式会社東芝 | ヒ−トポンプエアコン |
| JPS6448553U (ja) * | 1987-09-18 | 1989-03-24 |
-
1991
- 1991-07-19 JP JP3179278A patent/JP3004773B2/ja not_active Expired - Fee Related
Also Published As
| Publication number | Publication date |
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| JPH0526542A (ja) | 1993-02-02 |
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