JP3523772B2 - 空気調和機 - Google Patents
空気調和機Info
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Description
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、ヒートポンプ式の
空気調和機に係り、特に、暖房作用と並行して除霜作用
をなす冷凍サイクルに関する。 【０００２】 【従来の技術】ヒートポンプ式の冷凍サイクルを備えた
空気調和機において、冬季など外気温が低い条件下での
暖房運転を行うと、室外熱交換器において蒸発した水分
が凍結し霜となって付着することが多い。 【０００３】そのまま放置すれば霜の層が厚くなって室
外熱交換器全体を覆ってしまい、熱交換効率を阻害する
ので、適宜、霜を溶融しなければならない。すなわち、
除霜運転の必要がある。 【０００４】ヒートポンプ式冷凍サイクルであるから、
最も簡単な除霜運転として、暖房運転モードを冷房運転
モードに変更すればよい。すると、圧縮機から吐出され
る高温の冷媒ガスが直接的に室外熱交換器に導かれ、こ
の熱で霜を溶融する。 【０００５】しかしながら、この種の方式では除霜運転
時間が短くてすむとはいえ、暖房運転を中断しなければ
ならず、実際に被空調室にいる居住人にとって極めて不
快感を覚えることになる。 【０００６】 【発明が解決しようとする課題】そこで、暖房運転を中
断することなく、除霜運転を並行して行う種々の提案が
なされている。その最も代表的なのは、図６に示すよう
な冷凍サイクルを備えた空気調和機である。 【０００７】すなわち、圧縮機ａの吐出部に接続される
冷媒管Ｐは蓄熱材を収容する蓄熱槽ｂ内の蓄熱用熱交換
部ｃに連通され、四方弁ｄを介して室内熱交換器ｅと、
膨張機構である電子自動膨張弁ｆと、室外熱交換器ｇの
順に接続される。 【０００８】また、室内熱交換器ｅと電子自動膨張弁ｆ
とを連通する冷媒管Ｐの中途部に蓄熱バイパス路ｈの一
端部が接続されていて、この中途部には開閉弁ｉと、蓄
熱槽ｂ内に配置される吸熱用熱交換部ｊが設けられ、他
端部は圧縮機ａの吸込み部に接続される。 【０００９】そして、圧縮機ａの吐出部には除霜用バイ
パス路ｋの一端部が接続されていて、この中途部には開
閉弁ｍが設けられ、他端部は電子自動膨張弁ｆと室外熱
交換器ｇとの間に接続される。 【００１０】除霜運転を行うには、電子自動膨張弁ｆを
絞った状態にして暖房運転モードを維持するとともに、
除霜用バイパス路ｋの開閉弁ｍを開放して圧縮機ａから
吐出されるホットガスの一部を室外熱交換器ｇに導き、
その熱でここに付着している霜を溶融させる。 【００１１】同時に、蓄熱バイパス路ｈの開閉弁ｉを開
放して、室内熱交換器ｅで放熱した液冷媒を蓄熱槽ｂ内
に配置される吸熱用熱交換部ｊに導く。したがって、冷
媒は蓄熱槽ｂ内の蓄熱材から吸熱して効率よく蒸発し、
暖房作用が継続される。 【００１２】しかるに、この種の冷凍サイクルにも欠点
があって、室外熱交換器ｇでの凝縮温度が低いため、室
外熱交換器ｇでの凝縮量が多くなり圧力が低下する。除
霜運転を開始すると、室外熱交換器ｇへ流れる冷媒の流
量が極端に多くなり、室内熱交換器ｅへ流れる冷媒の流
量が激減してしまう。 【００１３】除霜時間は比較的短くてすむが、暖房作用
に必要な十分に高温である凝縮温度が得られなくなり、
暖房運転と除霜運転とを並行して行うことにより暖房効
率の低下が見られる。 【００１４】本発明は上記事情に着目してなされたもの
であり、その目的とするところは、蓄熱槽を備えて、暖
房運転を継続したまま除霜運転をなすことを前提とし
て、冷媒凝縮温度を暖房に必要な程度に上昇させ、暖房
効率の向上を図った空気調和機を提供しようとするもの
である。 【００１５】 【課題を解決するための手段】上記目的を満足するた
め、本発明の空気調和機は、２シリンダ式の圧縮機−四
方弁−室内熱交換器−膨張機構−室外熱交換器−上記圧
縮機の順にヒートポンプ式冷凍サイクルを構成するよう
冷媒管を介して連通する空気調和機において、一端が上
記圧縮機の吐出部側に接続され、他端が上記膨張機構お
よび室外熱交換器との間に接続されるとともに、その中
途部に第１の開閉弁を備えた第１のバイパス路と、上記
室内熱交換器および上記膨張機構の間と上記圧縮機の吸
込み部とを連通し、その中途部に第２の開閉弁および蓄
熱槽内に配置される吸熱用熱交換部を備えた第２のバイ
パス路と、上記第１のバイパス路の他端接続部から上記
室外熱交換器の入り口までの冷媒管に設けられた補助膨
張機構とを具備し、上記室外熱交換器は、複数の冷媒流
路を備え、上記補助膨張機構は各冷媒流路のそれぞれ入
り口に接続され、暖房運転時に上記第１の開閉弁と第２
の開閉弁とを開放して、第１のバイパス路と第２のバイ
パス路に冷媒を導くことにより、暖房作用を継続しなが
ら上記室外側熱交換器に対する除霜作用をなすことを特
徴とする。 【００１６】 【００１７】 【００１８】 【００１９】 【００２０】このような課題を解決する手段を採用する
ことにより、２シリンダ式の圧縮機において、各シリン
ダは暖房用と除霜用に分かれることになり、それぞれ十
分な冷媒流量を確保できる。 【００２１】そして、除霜用の吐出冷媒が流れる室外熱
交換器までの冷媒管に補助膨張機構を設けたので、暖房
側の吐出圧力を高められ、暖房に十分な程度に冷媒凝縮
温度が上昇し、複数の冷媒流路を備えた室外熱交換器に
おいて、各冷媒流路それぞれに対して最適分流をなし、
暖房効率の向上を得る。 【００２２】 【００２３】 【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態を、図
面にもとづいて説明する。図１において、図中１は、た
とえば互いに同一排出容量の第１のシリンダ１ａと、第
２のシリンダ１ｂとを備えたロータリ式圧縮機である。
この圧縮機１は、圧縮した冷媒ガスの吐出部１ｃが共用
されていて、ここに冷媒管Ｐが接続される。 【００２４】上記吐出部１ｃに接続される冷媒管Ｐは、
蓄熱槽２内に配置される蓄熱用熱交換部２ａに接続さ
れ、さらに蓄熱槽２から出て、四方弁３を介して室内熱
交換器４に接続される。 【００２５】そして、この冷媒管Ｐには膨張機構である
電子自動膨張弁５および室外熱交換器６が順次設けられ
る。この室外熱交換器６から上記四方弁３の別のポート
を介して、上記ロータリ式圧縮機１の吸込み側に設けら
れる冷媒分流部７に接続される。 【００２６】この冷媒分流部７から、上記圧縮機１の第
１のシリンダ１ａ吸込み部に接続される第１の吸込み冷
媒管Ｐａと、第２のシリンダ１ｂ吸込み部に接続される
第２の吸込み冷媒管Ｐｂとに分岐される。これらで、主
冷凍サイクル回路Ｓが構成される。 【００２７】一方、この主冷凍サイクル回路Ｓには、除
霜用バイパス路である第１のバイパス路８と、蓄熱用バ
イパス路である第２のバイパス路９が付設される。はじ
めに第１のバイパス路８から説明すると、このバイパス
路８の一端部は上記圧縮機吐出部１ｃと蓄熱用熱交換部
２ａとの間に接続され、他端部は電子自動膨張弁５と室
外熱交換器６との間に接続される。 【００２８】このバイパス路８の中途部には、第１の開
閉弁１０が設けられ、さらにバイパス路８と冷媒管Ｐと
の接続部１１と、上記室外熱交換器６との間に補助膨張
機構である補助キャピラリ１２が設けられる。 【００２９】上記第２のバイパス路９は、その一端部が
上記室内熱交換器４と電子自動膨張弁５との間に接続さ
れる。他端部は、上記第２の吸込み冷媒管Ｐｂの中途部
に接続される。 【００３０】そして、蓄熱バイパス路９の中途部には、
第２の開閉弁１３と、補助膨張機構である補助キャピラ
リ１４および蓄熱槽２内に配置される吸熱用熱交換部２
ｂが直列的に設けられる。 【００３１】上記蓄熱槽２は、耐圧性のある密閉容器か
らなり、この全外周面には断熱材が貼着されて断熱構造
となっている。槽内には９分目ほど収容される水と、水
面上の残りの空間部に存在する空気からなる蓄熱材Ｗが
充填される。そして、この蓄熱材Ｗに浸漬される状態
で、上記蓄熱用熱交換部２ａおよび吸熱用熱交換器２ｂ
が配置される。 【００３２】空気調和機を構成する冷凍サイクルは以上
であって、上記室内熱交換器４を収容する室内ユニット
Ｙａには、室内熱交換器４に対向して横流ファン１５ａ
を備えた室内送風機１５が配置される。 【００３３】また、室内熱交換器４以外の冷凍サイクル
構成機器は全て室外ユニットＹｂに収容されており、特
に室外熱交換器６に対向して遠心ファン１６ａを備えた
室外送風機１６が配置される。 【００３４】たとえば、冷房運転モードは、図に実線矢
印に示すように冷媒を導く。このときあらかじめ、第１
の開閉弁１０と第２の開閉弁１３は閉成される。冷媒
は、２シリンダ式圧縮機１−蓄熱槽２内の蓄熱用熱交換
部２ａ−四方弁３−室外熱交換器６−補助キャピラリ１
２−電子自動膨張弁５−室内熱交換器４−四方弁３と順
次送られ、ここから第１の吸込み管Ｐａから第１のシリ
ンダ１ａに吸込まれる冷媒と、第２の吸込み管Ｐｂから
第２のシリンダ１ｂに吸込まれる冷媒に分流される。 【００３５】暖房運転モードでは、第１の開閉弁１０と
第２の開閉弁１３は閉成し、図に破線矢印に示すように
冷媒を導く。冷媒は、２シリンダ式圧縮機１−蓄熱槽２
内の蓄熱用熱交換部２ａ−四方弁３−室内熱交換器４−
電子自動膨張弁５−補助キャピラリ１２−室外熱交換器
６−四方弁３と順次送られ、さらに第１の吸込み管Ｐａ
から第１のシリンダ１ａに吸込まれる冷媒と、第２の吸
込み管Ｐｂから第２のシリンダ１ｂに吸込まれる冷媒に
分流される。 【００３６】外気温が低下して室外熱交換器６に霜が厚
く付着した場合は、除霜をなす。この除霜運転モードは
暖房運転モードの上に、第１，第２の開閉弁１０，１３
を開放する。ただし、電子自動膨張弁５はほとんど閉成
状態とし、室内送風機１５はＯＮとするが、室外送風機
１６はＯＦＦに変える。 【００３７】圧縮機１から吐出されるホットガスの一部
は第１のバイパス路８に分流案内され、第２のキャピラ
リ１２で一旦絞られてから室外熱交換器６に導びかれ、
ここに付着している霜を溶融する。 【００３８】同時に、圧縮機１から吐出された残りの冷
媒ガスは上記室内熱交換器４に導かれて凝縮液化し、凝
縮熱を被空調室に放出して暖房作用を継続する。そし
て、室内熱交換器４で放熱した液冷媒を、第２の開閉弁
１３を介して第２のバイパス路９に導く。ここに導かれ
た冷媒は、蓄熱槽２内に配置される吸熱用熱交換部２ｂ
において蓄熱槽２内の蓄熱材Ｗから吸熱し、効率よく蒸
発してから圧縮機１に吸込まれる。 【００３９】以上のように暖房作用が継続され、同時
に、除霜作用が行われることになる。特に、上記２シリ
ンダ式の圧縮機１において、室外熱交換器６で除霜作用
をなした冷媒のほとんどは第１の吸込み管Ｐａから第１
のシリンダ１ａに吸込まれ、かつ室内熱交換器４で暖房
作用をなした冷媒のほとんどは第２の吸込み管Ｐｂから
第２のシリンダ１ｂに吸込まれる。 【００４０】すなわち、各シリンダ１ａ，１ｂは除霜用
と暖房用とに区分けされることになり、各用途先の冷媒
流量が十分に確保されることになる。また、室外熱交換
器６の冷媒入り口側に補助キャピラリ１２を設けたの
で、第１バイパス路８に流れる冷媒の流量を制限するこ
とができ主冷凍サイクル回路Ｓに対する圧縮機１の吐出
圧を十分に高められ、暖房作用に必要な程度に冷媒凝縮
温度が上昇することとなる。 【００４１】図２に示すような、冷凍サイクルを構成し
てもよい。ここでは、第２のバイパス路８の中途部に、
上記第１の開閉弁１０とともに補助膨張機構である補助
キャピラリ１２ａが設けられることが、先に図１で説明
したものと相違し、その他は同一であるので、同番号を
付して新たな説明を省略する。 【００４２】冷房運転モードと暖房運転モードの冷媒の
流通経路と各構成部品の作用は、先に説明したものと全
く同一である。除霜運転モードは、暖房運転の継続と並
行してなされることも変わりがなく、したがって先に説
明したものと同様の作用効果を得られる。 【００４３】図３に示すような、冷凍サイクルを構成し
てもよい。ここでは、複数の冷媒流路ｐ1 ，ｐ2 からな
る室外熱交換器６Ａを備えていて、それぞれの冷媒流路
の入り口に補助キャピラリ１２ａ，１２ｂが接続される
こと以外は、先に説明したものと同一であるので、同番
号を付して新たな説明は省略する。 【００４４】このような複数の冷媒流路ｐ1 ，ｐ2 から
なる室外熱交換器６Ａと、補助キャピラリ１２ａ，１２
ｂを備えた冷凍サイクルを構成することにより、補助キ
ャピラリ１２ａ，１２ｂが分流最適化用キャピラリを兼
ねるので、複数の各流路ｐ1，ｐ2 に対する最適分流が
可能となる。 【００４５】図４に示すような、冷凍サイクルを構成し
てもよい。ここでは、第２の吸込み冷媒管Ｐｂにおける
第２のバイパス路８の接続部１７と、第１，第２の吸込
み冷媒管Ｐａ，Ｐｂの冷媒分流部７との間に、第３の開
閉弁１８が設けられること以外は、先に図３で説明した
ものと同一であり、同番号を付して新たな説明を省略す
る。 【００４６】暖房運転時は上記第３の開閉弁１８が開放
される。したがって、冷媒分流部７から第１の吸込み管
Ｐａを介して第１のシリンダ１ａに冷媒が吸込まれる一
方、冷媒分流部７から第２の吸込み管Ｐｂを介して第２
のシリンダ１ｂに冷媒が吸込まれる。 【００４７】除霜運転時になると、上記第３の開閉弁１
８は閉成される。したがって、室外熱交換器６Ａの除霜
をなした冷媒は第１の吸込み管Ｐａから第１のシリンダ
１ａに吸込まれ、第２のバイパス路９に導かれた冷媒は
第２のシリンダ１ｂに吸込まれる。 【００４８】すなわち、除霜が開始されて除霜中の冷媒
は、蓄熱槽２内の吸熱用熱交換部２ｂにおいて室外熱交
換器６Ａよりも多くの熱量を吸熱し、より多く蒸発す
る。そのため、圧縮機１の吸込み側の圧力（蒸発圧力）
は、室外熱交換器６Ａよりも蓄熱槽２の吸熱用熱交換部
２ｂの方が高い。 【００４９】この状態で第１の吸込み管Ｐａと第２の吸
込み管Ｐｂを連通させると、蓄熱槽２の吸熱用熱交換部
２ｂからの冷媒は、圧力差で室外熱交換器６Ａ側の吸込
み管である第１の吸込み管Ｐａ側に流れ込み、室外熱交
換器６Ａからの冷媒の流れを阻害してしまう。 【００５０】したがって、そのままでは室外熱交換器６
Ａへの冷媒の流量が少なくなって、除霜時間が長くなる
が、上述の冷凍サイクルのように、第２の吸込み管Ｐｂ
の中途部に第３の開閉弁１８を備えて除霜中は閉成する
ことにより、室外熱交換器６Ａの吸込み流量が減少しな
いですみ、除霜用バイパス路である第１のバイパス路８
に十分な除霜用冷媒流量が確保されて除霜時間の短縮化
を得る。 【００５１】図５に示すような、冷凍サイクルを構成し
てもよい。ここでは、第２の吸込み冷媒管Ｐｂにおける
第２のバイパス路９の接続部と、第１，第２の吸込み冷
媒管Ｐａ，Ｐｂの冷媒分流部７との間に、逆止弁２０が
設けられること以外は、先に図４で説明したものと同一
であり、同番号を付して新たな説明を省略する。 【００５２】この逆止弁２０は、第２の吸込み冷媒管Ｐ
ｂにおいて冷媒分流部７から第２のシリンダ１ｂ吸込み
方向への冷媒の流れを正方向とする向きに設けられ、こ
の逆方向の冷媒の流通を阻止する。 【００５３】除霜運転中において、圧縮機１吸込み側の
圧力（蒸発圧力）は室外熱交換器６Ａよりも蓄熱槽２の
吸熱用熱交換部２ｂからの方が高く、第２のバイパス路
９からより多くの冷媒が流れ込もうとする。 【００５４】上記逆止弁２０を上述の位置で、かつ向き
に設けることにより、少なくとも、第２のバイパス路９
から第１の吸込み管Ｐａを介して第１のシリンダ１ａに
吸込まれる冷媒を阻止できる。 【００５５】よって、室外熱交換器６Ａの吸込み流量が
減少しないですみ、第１のバイパス路８には十分な除霜
用冷媒流量が確保されて除霜時間の短縮化を得る。しか
も、開閉弁１８と比較して廉価な逆止弁２０を利用する
ところから、コストの低減にも寄与する。 【００５６】なお、上記各実施の形態においては、膨張
機構５として電子自動膨張弁を備えたが、これに限定さ
れるものではなく、単純に、キャピラリを備えてもよ
い。また、圧縮機１の吐出側に蓄熱槽２内に配置される
蓄熱用熱交換部２ａを備えたが、これに限定されるもの
ではなく、加熱ヒータを配置してもよい。 【００５７】 【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
暖房運転と並行して除霜運転を行うことを前提として、
暖房効率の向上を図るとともに、除霜時間の短縮化を得
て、除霜効率の向上を得るという効果を奏する。
空気調和機に係り、特に、暖房作用と並行して除霜作用
をなす冷凍サイクルに関する。 【０００２】 【従来の技術】ヒートポンプ式の冷凍サイクルを備えた
空気調和機において、冬季など外気温が低い条件下での
暖房運転を行うと、室外熱交換器において蒸発した水分
が凍結し霜となって付着することが多い。 【０００３】そのまま放置すれば霜の層が厚くなって室
外熱交換器全体を覆ってしまい、熱交換効率を阻害する
ので、適宜、霜を溶融しなければならない。すなわち、
除霜運転の必要がある。 【０００４】ヒートポンプ式冷凍サイクルであるから、
最も簡単な除霜運転として、暖房運転モードを冷房運転
モードに変更すればよい。すると、圧縮機から吐出され
る高温の冷媒ガスが直接的に室外熱交換器に導かれ、こ
の熱で霜を溶融する。 【０００５】しかしながら、この種の方式では除霜運転
時間が短くてすむとはいえ、暖房運転を中断しなければ
ならず、実際に被空調室にいる居住人にとって極めて不
快感を覚えることになる。 【０００６】 【発明が解決しようとする課題】そこで、暖房運転を中
断することなく、除霜運転を並行して行う種々の提案が
なされている。その最も代表的なのは、図６に示すよう
な冷凍サイクルを備えた空気調和機である。 【０００７】すなわち、圧縮機ａの吐出部に接続される
冷媒管Ｐは蓄熱材を収容する蓄熱槽ｂ内の蓄熱用熱交換
部ｃに連通され、四方弁ｄを介して室内熱交換器ｅと、
膨張機構である電子自動膨張弁ｆと、室外熱交換器ｇの
順に接続される。 【０００８】また、室内熱交換器ｅと電子自動膨張弁ｆ
とを連通する冷媒管Ｐの中途部に蓄熱バイパス路ｈの一
端部が接続されていて、この中途部には開閉弁ｉと、蓄
熱槽ｂ内に配置される吸熱用熱交換部ｊが設けられ、他
端部は圧縮機ａの吸込み部に接続される。 【０００９】そして、圧縮機ａの吐出部には除霜用バイ
パス路ｋの一端部が接続されていて、この中途部には開
閉弁ｍが設けられ、他端部は電子自動膨張弁ｆと室外熱
交換器ｇとの間に接続される。 【００１０】除霜運転を行うには、電子自動膨張弁ｆを
絞った状態にして暖房運転モードを維持するとともに、
除霜用バイパス路ｋの開閉弁ｍを開放して圧縮機ａから
吐出されるホットガスの一部を室外熱交換器ｇに導き、
その熱でここに付着している霜を溶融させる。 【００１１】同時に、蓄熱バイパス路ｈの開閉弁ｉを開
放して、室内熱交換器ｅで放熱した液冷媒を蓄熱槽ｂ内
に配置される吸熱用熱交換部ｊに導く。したがって、冷
媒は蓄熱槽ｂ内の蓄熱材から吸熱して効率よく蒸発し、
暖房作用が継続される。 【００１２】しかるに、この種の冷凍サイクルにも欠点
があって、室外熱交換器ｇでの凝縮温度が低いため、室
外熱交換器ｇでの凝縮量が多くなり圧力が低下する。除
霜運転を開始すると、室外熱交換器ｇへ流れる冷媒の流
量が極端に多くなり、室内熱交換器ｅへ流れる冷媒の流
量が激減してしまう。 【００１３】除霜時間は比較的短くてすむが、暖房作用
に必要な十分に高温である凝縮温度が得られなくなり、
暖房運転と除霜運転とを並行して行うことにより暖房効
率の低下が見られる。 【００１４】本発明は上記事情に着目してなされたもの
であり、その目的とするところは、蓄熱槽を備えて、暖
房運転を継続したまま除霜運転をなすことを前提とし
て、冷媒凝縮温度を暖房に必要な程度に上昇させ、暖房
効率の向上を図った空気調和機を提供しようとするもの
である。 【００１５】 【課題を解決するための手段】上記目的を満足するた
め、本発明の空気調和機は、２シリンダ式の圧縮機−四
方弁−室内熱交換器−膨張機構−室外熱交換器−上記圧
縮機の順にヒートポンプ式冷凍サイクルを構成するよう
冷媒管を介して連通する空気調和機において、一端が上
記圧縮機の吐出部側に接続され、他端が上記膨張機構お
よび室外熱交換器との間に接続されるとともに、その中
途部に第１の開閉弁を備えた第１のバイパス路と、上記
室内熱交換器および上記膨張機構の間と上記圧縮機の吸
込み部とを連通し、その中途部に第２の開閉弁および蓄
熱槽内に配置される吸熱用熱交換部を備えた第２のバイ
パス路と、上記第１のバイパス路の他端接続部から上記
室外熱交換器の入り口までの冷媒管に設けられた補助膨
張機構とを具備し、上記室外熱交換器は、複数の冷媒流
路を備え、上記補助膨張機構は各冷媒流路のそれぞれ入
り口に接続され、暖房運転時に上記第１の開閉弁と第２
の開閉弁とを開放して、第１のバイパス路と第２のバイ
パス路に冷媒を導くことにより、暖房作用を継続しなが
ら上記室外側熱交換器に対する除霜作用をなすことを特
徴とする。 【００１６】 【００１７】 【００１８】 【００１９】 【００２０】このような課題を解決する手段を採用する
ことにより、２シリンダ式の圧縮機において、各シリン
ダは暖房用と除霜用に分かれることになり、それぞれ十
分な冷媒流量を確保できる。 【００２１】そして、除霜用の吐出冷媒が流れる室外熱
交換器までの冷媒管に補助膨張機構を設けたので、暖房
側の吐出圧力を高められ、暖房に十分な程度に冷媒凝縮
温度が上昇し、複数の冷媒流路を備えた室外熱交換器に
おいて、各冷媒流路それぞれに対して最適分流をなし、
暖房効率の向上を得る。 【００２２】 【００２３】 【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態を、図
面にもとづいて説明する。図１において、図中１は、た
とえば互いに同一排出容量の第１のシリンダ１ａと、第
２のシリンダ１ｂとを備えたロータリ式圧縮機である。
この圧縮機１は、圧縮した冷媒ガスの吐出部１ｃが共用
されていて、ここに冷媒管Ｐが接続される。 【００２４】上記吐出部１ｃに接続される冷媒管Ｐは、
蓄熱槽２内に配置される蓄熱用熱交換部２ａに接続さ
れ、さらに蓄熱槽２から出て、四方弁３を介して室内熱
交換器４に接続される。 【００２５】そして、この冷媒管Ｐには膨張機構である
電子自動膨張弁５および室外熱交換器６が順次設けられ
る。この室外熱交換器６から上記四方弁３の別のポート
を介して、上記ロータリ式圧縮機１の吸込み側に設けら
れる冷媒分流部７に接続される。 【００２６】この冷媒分流部７から、上記圧縮機１の第
１のシリンダ１ａ吸込み部に接続される第１の吸込み冷
媒管Ｐａと、第２のシリンダ１ｂ吸込み部に接続される
第２の吸込み冷媒管Ｐｂとに分岐される。これらで、主
冷凍サイクル回路Ｓが構成される。 【００２７】一方、この主冷凍サイクル回路Ｓには、除
霜用バイパス路である第１のバイパス路８と、蓄熱用バ
イパス路である第２のバイパス路９が付設される。はじ
めに第１のバイパス路８から説明すると、このバイパス
路８の一端部は上記圧縮機吐出部１ｃと蓄熱用熱交換部
２ａとの間に接続され、他端部は電子自動膨張弁５と室
外熱交換器６との間に接続される。 【００２８】このバイパス路８の中途部には、第１の開
閉弁１０が設けられ、さらにバイパス路８と冷媒管Ｐと
の接続部１１と、上記室外熱交換器６との間に補助膨張
機構である補助キャピラリ１２が設けられる。 【００２９】上記第２のバイパス路９は、その一端部が
上記室内熱交換器４と電子自動膨張弁５との間に接続さ
れる。他端部は、上記第２の吸込み冷媒管Ｐｂの中途部
に接続される。 【００３０】そして、蓄熱バイパス路９の中途部には、
第２の開閉弁１３と、補助膨張機構である補助キャピラ
リ１４および蓄熱槽２内に配置される吸熱用熱交換部２
ｂが直列的に設けられる。 【００３１】上記蓄熱槽２は、耐圧性のある密閉容器か
らなり、この全外周面には断熱材が貼着されて断熱構造
となっている。槽内には９分目ほど収容される水と、水
面上の残りの空間部に存在する空気からなる蓄熱材Ｗが
充填される。そして、この蓄熱材Ｗに浸漬される状態
で、上記蓄熱用熱交換部２ａおよび吸熱用熱交換器２ｂ
が配置される。 【００３２】空気調和機を構成する冷凍サイクルは以上
であって、上記室内熱交換器４を収容する室内ユニット
Ｙａには、室内熱交換器４に対向して横流ファン１５ａ
を備えた室内送風機１５が配置される。 【００３３】また、室内熱交換器４以外の冷凍サイクル
構成機器は全て室外ユニットＹｂに収容されており、特
に室外熱交換器６に対向して遠心ファン１６ａを備えた
室外送風機１６が配置される。 【００３４】たとえば、冷房運転モードは、図に実線矢
印に示すように冷媒を導く。このときあらかじめ、第１
の開閉弁１０と第２の開閉弁１３は閉成される。冷媒
は、２シリンダ式圧縮機１−蓄熱槽２内の蓄熱用熱交換
部２ａ−四方弁３−室外熱交換器６−補助キャピラリ１
２−電子自動膨張弁５−室内熱交換器４−四方弁３と順
次送られ、ここから第１の吸込み管Ｐａから第１のシリ
ンダ１ａに吸込まれる冷媒と、第２の吸込み管Ｐｂから
第２のシリンダ１ｂに吸込まれる冷媒に分流される。 【００３５】暖房運転モードでは、第１の開閉弁１０と
第２の開閉弁１３は閉成し、図に破線矢印に示すように
冷媒を導く。冷媒は、２シリンダ式圧縮機１−蓄熱槽２
内の蓄熱用熱交換部２ａ−四方弁３−室内熱交換器４−
電子自動膨張弁５−補助キャピラリ１２−室外熱交換器
６−四方弁３と順次送られ、さらに第１の吸込み管Ｐａ
から第１のシリンダ１ａに吸込まれる冷媒と、第２の吸
込み管Ｐｂから第２のシリンダ１ｂに吸込まれる冷媒に
分流される。 【００３６】外気温が低下して室外熱交換器６に霜が厚
く付着した場合は、除霜をなす。この除霜運転モードは
暖房運転モードの上に、第１，第２の開閉弁１０，１３
を開放する。ただし、電子自動膨張弁５はほとんど閉成
状態とし、室内送風機１５はＯＮとするが、室外送風機
１６はＯＦＦに変える。 【００３７】圧縮機１から吐出されるホットガスの一部
は第１のバイパス路８に分流案内され、第２のキャピラ
リ１２で一旦絞られてから室外熱交換器６に導びかれ、
ここに付着している霜を溶融する。 【００３８】同時に、圧縮機１から吐出された残りの冷
媒ガスは上記室内熱交換器４に導かれて凝縮液化し、凝
縮熱を被空調室に放出して暖房作用を継続する。そし
て、室内熱交換器４で放熱した液冷媒を、第２の開閉弁
１３を介して第２のバイパス路９に導く。ここに導かれ
た冷媒は、蓄熱槽２内に配置される吸熱用熱交換部２ｂ
において蓄熱槽２内の蓄熱材Ｗから吸熱し、効率よく蒸
発してから圧縮機１に吸込まれる。 【００３９】以上のように暖房作用が継続され、同時
に、除霜作用が行われることになる。特に、上記２シリ
ンダ式の圧縮機１において、室外熱交換器６で除霜作用
をなした冷媒のほとんどは第１の吸込み管Ｐａから第１
のシリンダ１ａに吸込まれ、かつ室内熱交換器４で暖房
作用をなした冷媒のほとんどは第２の吸込み管Ｐｂから
第２のシリンダ１ｂに吸込まれる。 【００４０】すなわち、各シリンダ１ａ，１ｂは除霜用
と暖房用とに区分けされることになり、各用途先の冷媒
流量が十分に確保されることになる。また、室外熱交換
器６の冷媒入り口側に補助キャピラリ１２を設けたの
で、第１バイパス路８に流れる冷媒の流量を制限するこ
とができ主冷凍サイクル回路Ｓに対する圧縮機１の吐出
圧を十分に高められ、暖房作用に必要な程度に冷媒凝縮
温度が上昇することとなる。 【００４１】図２に示すような、冷凍サイクルを構成し
てもよい。ここでは、第２のバイパス路８の中途部に、
上記第１の開閉弁１０とともに補助膨張機構である補助
キャピラリ１２ａが設けられることが、先に図１で説明
したものと相違し、その他は同一であるので、同番号を
付して新たな説明を省略する。 【００４２】冷房運転モードと暖房運転モードの冷媒の
流通経路と各構成部品の作用は、先に説明したものと全
く同一である。除霜運転モードは、暖房運転の継続と並
行してなされることも変わりがなく、したがって先に説
明したものと同様の作用効果を得られる。 【００４３】図３に示すような、冷凍サイクルを構成し
てもよい。ここでは、複数の冷媒流路ｐ1 ，ｐ2 からな
る室外熱交換器６Ａを備えていて、それぞれの冷媒流路
の入り口に補助キャピラリ１２ａ，１２ｂが接続される
こと以外は、先に説明したものと同一であるので、同番
号を付して新たな説明は省略する。 【００４４】このような複数の冷媒流路ｐ1 ，ｐ2 から
なる室外熱交換器６Ａと、補助キャピラリ１２ａ，１２
ｂを備えた冷凍サイクルを構成することにより、補助キ
ャピラリ１２ａ，１２ｂが分流最適化用キャピラリを兼
ねるので、複数の各流路ｐ1，ｐ2 に対する最適分流が
可能となる。 【００４５】図４に示すような、冷凍サイクルを構成し
てもよい。ここでは、第２の吸込み冷媒管Ｐｂにおける
第２のバイパス路８の接続部１７と、第１，第２の吸込
み冷媒管Ｐａ，Ｐｂの冷媒分流部７との間に、第３の開
閉弁１８が設けられること以外は、先に図３で説明した
ものと同一であり、同番号を付して新たな説明を省略す
る。 【００４６】暖房運転時は上記第３の開閉弁１８が開放
される。したがって、冷媒分流部７から第１の吸込み管
Ｐａを介して第１のシリンダ１ａに冷媒が吸込まれる一
方、冷媒分流部７から第２の吸込み管Ｐｂを介して第２
のシリンダ１ｂに冷媒が吸込まれる。 【００４７】除霜運転時になると、上記第３の開閉弁１
８は閉成される。したがって、室外熱交換器６Ａの除霜
をなした冷媒は第１の吸込み管Ｐａから第１のシリンダ
１ａに吸込まれ、第２のバイパス路９に導かれた冷媒は
第２のシリンダ１ｂに吸込まれる。 【００４８】すなわち、除霜が開始されて除霜中の冷媒
は、蓄熱槽２内の吸熱用熱交換部２ｂにおいて室外熱交
換器６Ａよりも多くの熱量を吸熱し、より多く蒸発す
る。そのため、圧縮機１の吸込み側の圧力（蒸発圧力）
は、室外熱交換器６Ａよりも蓄熱槽２の吸熱用熱交換部
２ｂの方が高い。 【００４９】この状態で第１の吸込み管Ｐａと第２の吸
込み管Ｐｂを連通させると、蓄熱槽２の吸熱用熱交換部
２ｂからの冷媒は、圧力差で室外熱交換器６Ａ側の吸込
み管である第１の吸込み管Ｐａ側に流れ込み、室外熱交
換器６Ａからの冷媒の流れを阻害してしまう。 【００５０】したがって、そのままでは室外熱交換器６
Ａへの冷媒の流量が少なくなって、除霜時間が長くなる
が、上述の冷凍サイクルのように、第２の吸込み管Ｐｂ
の中途部に第３の開閉弁１８を備えて除霜中は閉成する
ことにより、室外熱交換器６Ａの吸込み流量が減少しな
いですみ、除霜用バイパス路である第１のバイパス路８
に十分な除霜用冷媒流量が確保されて除霜時間の短縮化
を得る。 【００５１】図５に示すような、冷凍サイクルを構成し
てもよい。ここでは、第２の吸込み冷媒管Ｐｂにおける
第２のバイパス路９の接続部と、第１，第２の吸込み冷
媒管Ｐａ，Ｐｂの冷媒分流部７との間に、逆止弁２０が
設けられること以外は、先に図４で説明したものと同一
であり、同番号を付して新たな説明を省略する。 【００５２】この逆止弁２０は、第２の吸込み冷媒管Ｐ
ｂにおいて冷媒分流部７から第２のシリンダ１ｂ吸込み
方向への冷媒の流れを正方向とする向きに設けられ、こ
の逆方向の冷媒の流通を阻止する。 【００５３】除霜運転中において、圧縮機１吸込み側の
圧力（蒸発圧力）は室外熱交換器６Ａよりも蓄熱槽２の
吸熱用熱交換部２ｂからの方が高く、第２のバイパス路
９からより多くの冷媒が流れ込もうとする。 【００５４】上記逆止弁２０を上述の位置で、かつ向き
に設けることにより、少なくとも、第２のバイパス路９
から第１の吸込み管Ｐａを介して第１のシリンダ１ａに
吸込まれる冷媒を阻止できる。 【００５５】よって、室外熱交換器６Ａの吸込み流量が
減少しないですみ、第１のバイパス路８には十分な除霜
用冷媒流量が確保されて除霜時間の短縮化を得る。しか
も、開閉弁１８と比較して廉価な逆止弁２０を利用する
ところから、コストの低減にも寄与する。 【００５６】なお、上記各実施の形態においては、膨張
機構５として電子自動膨張弁を備えたが、これに限定さ
れるものではなく、単純に、キャピラリを備えてもよ
い。また、圧縮機１の吐出側に蓄熱槽２内に配置される
蓄熱用熱交換部２ａを備えたが、これに限定されるもの
ではなく、加熱ヒータを配置してもよい。 【００５７】 【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
暖房運転と並行して除霜運転を行うことを前提として、
暖房効率の向上を図るとともに、除霜時間の短縮化を得
て、除霜効率の向上を得るという効果を奏する。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施の形態の、空気調和機の冷凍サ
イクル構成図。 【図２】他の実施の形態の、空気調和機の冷凍サイクル
構成図。 【図３】さらに他の実施の形態の、空気調和機の冷凍サ
イクル構成図。 【図４】さらに他の実施の形態の、空気調和機の冷凍サ
イクル構成図。 【図５】さらに他の実施の形態の、空気調和機の冷凍サ
イクル構成図。 【図６】従来の、空気調和機の冷凍サイクル構成図。 【符号の説明】 １…２シリンダ式の圧縮機、 ３…四方弁、 ４…室内熱交換器、 ５…膨張機構（電子自動膨張弁）、 ６，６Ａ…室外熱交換器、 Ｐ…冷媒管、 ８…第１のバイパス路、 １０…第１の開閉弁、 ９…第２のバイパス路、 １３…第２の開閉弁、 ２…蓄熱槽、 ２ｂ…吸熱用熱交換部、 １２…補助膨張機構（補助キャピラリ）、 １２ａ…補助膨張機構（補助キャピラリ）、 ｐ1 ，ｐ2 …（複数の）冷媒流路、 ７…冷媒分流部、 Ｐａ…第１の吸込み冷媒管、 Ｐｂ…第２の吸込み冷媒管、 １８…第３の開閉弁、 ２０…逆止弁。
イクル構成図。 【図２】他の実施の形態の、空気調和機の冷凍サイクル
構成図。 【図３】さらに他の実施の形態の、空気調和機の冷凍サ
イクル構成図。 【図４】さらに他の実施の形態の、空気調和機の冷凍サ
イクル構成図。 【図５】さらに他の実施の形態の、空気調和機の冷凍サ
イクル構成図。 【図６】従来の、空気調和機の冷凍サイクル構成図。 【符号の説明】 １…２シリンダ式の圧縮機、 ３…四方弁、 ４…室内熱交換器、 ５…膨張機構（電子自動膨張弁）、 ６，６Ａ…室外熱交換器、 Ｐ…冷媒管、 ８…第１のバイパス路、 １０…第１の開閉弁、 ９…第２のバイパス路、 １３…第２の開閉弁、 ２…蓄熱槽、 ２ｂ…吸熱用熱交換部、 １２…補助膨張機構（補助キャピラリ）、 １２ａ…補助膨張機構（補助キャピラリ）、 ｐ1 ，ｐ2 …（複数の）冷媒流路、 ７…冷媒分流部、 Ｐａ…第１の吸込み冷媒管、 Ｐｂ…第２の吸込み冷媒管、 １８…第３の開閉弁、 ２０…逆止弁。
─────────────────────────────────────────────────────
フロントページの続き
(72)発明者 山崎 健治
静岡県富士市蓼原336番地 株式会社東
芝富士工場内
(56)参考文献 特開 昭63−247573（ＪＰ，Ａ)
特開 平２−13765（ＪＰ，Ａ)
特開 平３−28672（ＪＰ，Ａ)
(58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名)
F25B 47/02
Claims (1)
- (57)【特許請求の範囲】 【請求項１】２シリンダ式の圧縮機−四方弁−室内熱交
換器−膨張機構−室外熱交換器−上記圧縮機の順にヒー
トポンプ式冷凍サイクルを構成するよう冷媒管を介して
連通する空気調和機において、一端が 上記圧縮機の吐出部側に接続され、他端が上記膨
張機構および室外熱交換器との間に接続されるととも
に、その中途部に第１の開閉弁を備えた第１のバイパス
路と、 上記室内熱交換器および上記膨張機構の間と上記圧縮機
の吸込み部とを連通し、その中途部に第２の開閉弁およ
び蓄熱槽内に配置される吸熱用熱交換部を備えた第２の
バイパス路と、 上記第１のバイパス路の他端接続部から上記室外熱交換
器の入り口までの冷媒管に設けられた補助膨張機構とを
具備し、上記室外熱交換器は、複数の冷媒流路を備え、上記補助
膨張機構は各冷媒流路のそれぞれ入り口に接続され、 暖房運転時に上記第１の開閉弁と第２の開閉弁とを開放
して、第１のバイパス路と第２のバイパス路に冷媒を導
くことにより、暖房作用を継続しながら上記室外側熱交
換器に対する除霜作用をなすことを特徴とする空気調和
機。
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|---|---|---|---|
| JP12986797A JP3523772B2 (ja) | 1997-05-20 | 1997-05-20 | 空気調和機 |
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ID=15020260
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| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP12986797A Expired - Fee Related JP3523772B2 (ja) | 1997-05-20 | 1997-05-20 | 空気調和機 |
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| CN114251745B (zh) * | 2021-12-10 | 2023-03-07 | 广东美的制冷设备有限公司 | 一种空调系统及空调控制方法 |
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| JP2503659B2 (ja) * | 1989-06-23 | 1996-06-05 | ダイキン工業株式会社 | 蓄熱式空気調和装置 |
-
1997
- 1997-05-20 JP JP12986797A patent/JP3523772B2/ja not_active Expired - Fee Related
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| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2015133107A1 (ja) * | 2014-03-04 | 2015-09-11 | パナソニックＩｐマネジメント株式会社 | ヒートポンプ温水生成装置 |
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| Publication number | Publication date |
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| JPH10318635A (ja) | 1998-12-04 |
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