JP3526464B2 - 空調装置 - Google Patents
空調装置Info
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- JP3526464B2 JP3526464B2 JP09494293A JP9494293A JP3526464B2 JP 3526464 B2 JP3526464 B2 JP 3526464B2 JP 09494293 A JP09494293 A JP 09494293A JP 9494293 A JP9494293 A JP 9494293A JP 3526464 B2 JP3526464 B2 JP 3526464B2
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- Japan
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- heat exchanger
- circuit
- stage
- supercooling
- pipe
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-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02A—TECHNOLOGIES FOR ADAPTATION TO CLIMATE CHANGE
- Y02A30/00—Adapting or protecting infrastructure or their operation
- Y02A30/27—Relating to heating, ventilation or air conditioning [HVAC] technologies
- Y02A30/274—Relating to heating, ventilation or air conditioning [HVAC] technologies using waste energy, e.g. from internal combustion engine
Landscapes
- Compression-Type Refrigeration Machines With Reversible Cycles (AREA)
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は空調装置、特に詳述すれ
ば、改良された室外機熱交換器を有する空調装置に関す
る。
ば、改良された室外機熱交換器を有する空調装置に関す
る。
【０００２】
【従来の技術】室内を快適な温度に保つための空調装置
は、一般には図３に示すように、冷房サイクル時コンプ
レッサー１からの高温高圧のガスを室外熱交換器２にて
凝縮させて高温高圧の液とさせ、さらに、過冷却熱交換
部３で完全に液相とさせ、次いで、膨脹弁４にて低温低
圧の気液二相とした後室内熱交換器５に送る構成となっ
ている。室内熱交換器５では、室内の熱を奪った冷媒が
低温低圧のガスとなってコンプレッサー１へ戻る。
は、一般には図３に示すように、冷房サイクル時コンプ
レッサー１からの高温高圧のガスを室外熱交換器２にて
凝縮させて高温高圧の液とさせ、さらに、過冷却熱交換
部３で完全に液相とさせ、次いで、膨脹弁４にて低温低
圧の気液二相とした後室内熱交換器５に送る構成となっ
ている。室内熱交換器５では、室内の熱を奪った冷媒が
低温低圧のガスとなってコンプレッサー１へ戻る。
【０００３】一方暖房サイクル時には、冷房サイクルの
逆サイクルを、即ち、コンプレッサー１からの高温高圧
のガスは室内熱交換器５内で凝縮し、室内に放熱しなが
ら高温高圧の液となって過冷却熱交換部３に入り、完全
に液相となった冷媒が膨脹弁４で低温低圧の気液二相と
なって室外熱交換器２へ入る。室外熱交換器２では、低
温低圧の気液二相の冷媒が、室外熱を奪い蒸発し、低温
低圧のガスとなってコンプレッサー１へ戻る。
逆サイクルを、即ち、コンプレッサー１からの高温高圧
のガスは室内熱交換器５内で凝縮し、室内に放熱しなが
ら高温高圧の液となって過冷却熱交換部３に入り、完全
に液相となった冷媒が膨脹弁４で低温低圧の気液二相と
なって室外熱交換器２へ入る。室外熱交換器２では、低
温低圧の気液二相の冷媒が、室外熱を奪い蒸発し、低温
低圧のガスとなってコンプレッサー１へ戻る。
【０００４】この種の空調装置用コンプレッサー１の駆
動源として内燃機関を用いる場合、暖房サイクル時の室
外熱交換器２の冷媒の蒸発作用は内燃機関の排熱を利用
できる利点を有する。即ち、内燃機関の冷却水用ラジエ
ータの上に室外熱交換器２を配し、ラジエータの放熱に
より、低温低圧気液二相の冷媒を蒸発させ、低温低圧の
ガス相とさせる。
動源として内燃機関を用いる場合、暖房サイクル時の室
外熱交換器２の冷媒の蒸発作用は内燃機関の排熱を利用
できる利点を有する。即ち、内燃機関の冷却水用ラジエ
ータの上に室外熱交換器２を配し、ラジエータの放熱に
より、低温低圧気液二相の冷媒を蒸発させ、低温低圧の
ガス相とさせる。
【０００５】
【本発明が解決しようとする課題】前述したような室外
熱交換器の配置は、たとえば、冷房サイクル時、常に、
ラジエータからの排熱にさらされ、高温高圧ガスの冷媒
を放熱しながら高温高圧液の冷媒とする凝縮作用の効率
が悪い。それ故に、本発明は前述した冷房サイクル時の
従来技術の不具合を解消させることを解決すべき課題と
する。
熱交換器の配置は、たとえば、冷房サイクル時、常に、
ラジエータからの排熱にさらされ、高温高圧ガスの冷媒
を放熱しながら高温高圧液の冷媒とする凝縮作用の効率
が悪い。それ故に、本発明は前述した冷房サイクル時の
従来技術の不具合を解消させることを解決すべき課題と
する。
【０００６】
【課題を解決するための手段】本発明は、前述した課題
を解決するために、ラジエータの配置及び室外熱交換器
のパイプ列の配列を改良する。
を解決するために、ラジエータの配置及び室外熱交換器
のパイプ列の配列を改良する。
【０００７】具体的には、本発明は、空調用冷媒回路
が、コンプレッサー、室内熱交換器、膨脹弁、および室
外熱交換器を有し、コンプレッサーを内燃機関で駆動す
る空調装置において、コンプレッサーを駆動する内燃機
関は、エンジン冷却水のための冷却水回路に配され、室
外熱交換器の一部と対向し且つ暖房時に使用するラジエ
ータと、該冷却水回路とは別の冷却水回路に配され且つ
冷房時に使用する別のラジエータを有し、室外熱交換器
の他部は、その内部にパイプを配設した複数の段からな
り、その中央部の段に過冷却回路部のためのパイプが配
設され、冷房時過冷却回路部の段以外の各段のパイプの
入口部に高温高圧ガスを供給し、その出口側のパイプを
過冷却回路部の段のパイプの入口側に接続し、且つ過冷
却回路部の外側に過冷却回路部に接続される温度が低い
直線管路部Ｂ５，Ｃ５が存在し、更にその外側に、入口
部に接続される温度が高い直線管路部Ｂ１，Ｃ１が存在
し、さらに、暖房時過冷却回路部に室内熱交換器からの
冷媒を供給し、該過冷却回路部からの冷媒を膨張弁を介
して過冷却回路部の段以外の各段及び室外熱交換器の一
部に供給することを特徴とする空調装置を提供する。
が、コンプレッサー、室内熱交換器、膨脹弁、および室
外熱交換器を有し、コンプレッサーを内燃機関で駆動す
る空調装置において、コンプレッサーを駆動する内燃機
関は、エンジン冷却水のための冷却水回路に配され、室
外熱交換器の一部と対向し且つ暖房時に使用するラジエ
ータと、該冷却水回路とは別の冷却水回路に配され且つ
冷房時に使用する別のラジエータを有し、室外熱交換器
の他部は、その内部にパイプを配設した複数の段からな
り、その中央部の段に過冷却回路部のためのパイプが配
設され、冷房時過冷却回路部の段以外の各段のパイプの
入口部に高温高圧ガスを供給し、その出口側のパイプを
過冷却回路部の段のパイプの入口側に接続し、且つ過冷
却回路部の外側に過冷却回路部に接続される温度が低い
直線管路部Ｂ５，Ｃ５が存在し、更にその外側に、入口
部に接続される温度が高い直線管路部Ｂ１，Ｃ１が存在
し、さらに、暖房時過冷却回路部に室内熱交換器からの
冷媒を供給し、該過冷却回路部からの冷媒を膨張弁を介
して過冷却回路部の段以外の各段及び室外熱交換器の一
部に供給することを特徴とする空調装置を提供する。
【０００８】好ましくは、過冷却回路部の段以外の段を
該過冷却回路部の片側に少なくとも２段有し、該段の入
口部に接続される温度が高い直線管路部Ａ１，Ｂ１がそ
の間に管路部が存在しないよう平行関係に配される。
該過冷却回路部の片側に少なくとも２段有し、該段の入
口部に接続される温度が高い直線管路部Ａ１，Ｂ１がそ
の間に管路部が存在しないよう平行関係に配される。
【０００９】
【作用】冷房時室外熱交換器の冷媒の凝縮液を流すパイ
プ間に過冷却回路部を配するので、過冷却回路部の効果
を高め、加えて、ラジエータをバイパスさせるので、吸
熱量を抑え、過冷却効果を一層高め得る。即ち、冷房時
にラジエータ（図２の１０’相当）とは別体のラジエー
タ（図２の１０相当）に冷却水を流すことで前記バイパ
スを行う。
プ間に過冷却回路部を配するので、過冷却回路部の効果
を高め、加えて、ラジエータをバイパスさせるので、吸
熱量を抑え、過冷却効果を一層高め得る。即ち、冷房時
にラジエータ（図２の１０’相当）とは別体のラジエー
タ（図２の１０相当）に冷却水を流すことで前記バイパ
スを行う。
【００１０】
【実施例】図１と図２に本発明の実施例を示す。先ず
は、暖房時のサイクルを中心にその説明をする。コンプ
レッサー１からの高温高圧ガスを四方切換弁６を介して
室内熱交換器５に送る。室内熱交換器５は、冷媒を凝縮
させ室内を暖房させながら高温高圧の液となるも、絞り
機構７による圧降下のため一部気相となり、気液二相の
冷媒が過冷却熱交換部３に入り冷媒を液相とさせる。次
いで、液相は膨脹弁４により、低温低圧の気液二相とな
って室外熱交換器２，２’に入る。室外熱交換器２，
２’は低温低圧の気液二相の冷媒を外部熱により蒸発さ
せ、低温低圧ガスとさせ、冷媒をコンプレッサー１へ戻
す。
は、暖房時のサイクルを中心にその説明をする。コンプ
レッサー１からの高温高圧ガスを四方切換弁６を介して
室内熱交換器５に送る。室内熱交換器５は、冷媒を凝縮
させ室内を暖房させながら高温高圧の液となるも、絞り
機構７による圧降下のため一部気相となり、気液二相の
冷媒が過冷却熱交換部３に入り冷媒を液相とさせる。次
いで、液相は膨脹弁４により、低温低圧の気液二相とな
って室外熱交換器２，２’に入る。室外熱交換器２，
２’は低温低圧の気液二相の冷媒を外部熱により蒸発さ
せ、低温低圧ガスとさせ、冷媒をコンプレッサー１へ戻
す。
【００１１】コンプレッサー１を駆動するエンジン８の
冷却水回路９中のラジエータ１０’を室外熱交換器２の
一部２′と対向させ、両者間の熱交換を可能にする。こ
のため、室外熱交換器の一部２’はラジエータ１０’か
らの排熱により、冷媒を効率よく蒸発させる。エンジン
冷却水回路９はバッファタンク１２とポンプ１３、及び
排熱交換器１４を介してエンジン８に戻る。
冷却水回路９中のラジエータ１０’を室外熱交換器２の
一部２′と対向させ、両者間の熱交換を可能にする。こ
のため、室外熱交換器の一部２’はラジエータ１０’か
らの排熱により、冷媒を効率よく蒸発させる。エンジン
冷却水回路９はバッファタンク１２とポンプ１３、及び
排熱交換器１４を介してエンジン８に戻る。
【００１２】冷房時はコンプレッサー１からの高温高圧
ガスの冷媒が、四方切換弁６を介して、室外熱交換器の
一部２’と室外熱交換器の他部２に入り、放熱しなが
ら、冷媒を凝縮させ、高温高圧液とさせ、さらに過冷却
熱交換器３により完全に凝縮させ、この冷媒を膨脹弁４
にて、低温低圧の気液二相とさせる。低温低圧の気液二
相は、室内熱交換器５により吸熱し即ち室内を冷房させ
ながら、蒸発して低温低圧ガスとなって四方切換弁６を
介しコンプレッサー１へ戻る。図１と関連させて説明す
ると、冷房時はコンプレッサー１から送られた冷媒は、
図２のように、四方切換弁６を介して室外熱交換器の他
部２の入口２ａから室外熱交換器の他部２に入り、出口
２ｂから排出される。出口２ｂから排出された冷媒は過
冷却熱交換部３（過冷却回路部１６相当）の入口３ａか
ら過冷却熱交換部３（過冷却回路部１６相当）に入り、
出口３ｂから排出される。出口３ｂから排出された冷媒
は膨張弁４を介して室内熱交換器５に送られ室内を冷房
する。室内熱交換器５に入った冷媒は、絞り機構７をバ
イパスする。
ガスの冷媒が、四方切換弁６を介して、室外熱交換器の
一部２’と室外熱交換器の他部２に入り、放熱しなが
ら、冷媒を凝縮させ、高温高圧液とさせ、さらに過冷却
熱交換器３により完全に凝縮させ、この冷媒を膨脹弁４
にて、低温低圧の気液二相とさせる。低温低圧の気液二
相は、室内熱交換器５により吸熱し即ち室内を冷房させ
ながら、蒸発して低温低圧ガスとなって四方切換弁６を
介しコンプレッサー１へ戻る。図１と関連させて説明す
ると、冷房時はコンプレッサー１から送られた冷媒は、
図２のように、四方切換弁６を介して室外熱交換器の他
部２の入口２ａから室外熱交換器の他部２に入り、出口
２ｂから排出される。出口２ｂから排出された冷媒は過
冷却熱交換部３（過冷却回路部１６相当）の入口３ａか
ら過冷却熱交換部３（過冷却回路部１６相当）に入り、
出口３ｂから排出される。出口３ｂから排出された冷媒
は膨張弁４を介して室内熱交換器５に送られ室内を冷房
する。室内熱交換器５に入った冷媒は、絞り機構７をバ
イパスする。
【００１３】冷房時、エンジン８からの別の冷却水回路
１５を用い、エンジン冷却水を回路１５を介して別のラ
ジエータ１０に供給し、冷却水を放熱させて冷却し、次
いで、バッファタンク１２へ戻るようにする。このよう
な冷却水回路の使用は、冷房時に室外熱交換器の一部
２’側へ高温のエンジン冷却水をもっていかないので、
冷媒の凝縮を効率よく行うことができる。
１５を用い、エンジン冷却水を回路１５を介して別のラ
ジエータ１０に供給し、冷却水を放熱させて冷却し、次
いで、バッファタンク１２へ戻るようにする。このよう
な冷却水回路の使用は、冷房時に室外熱交換器の一部
２’側へ高温のエンジン冷却水をもっていかないので、
冷媒の凝縮を効率よく行うことができる。
【００１４】図１を参照する。室外熱交換器２は上下に
複数の段（Ａ，Ｂ，Ｃ，……）に分け、各段に冷媒用パ
イプ列を横列させ、室外熱交換器の他部２の中央部に過
冷却回路部１６を配す。下段（Ｃ）のパイプ列の内過冷
却回路部１６と反対側のパイプに冷房時高温高圧ガスを
流し、過冷却回路部１６と対向する側のパイプから凝縮
した高温高圧液を取出す。この凝縮液は過冷却回路部１
６へ供給する。最上段（Ａ）と次の段（Ｂ）のパイプ列
の内対向するパイプに冷房時高温高圧ガスを流し、反対
側から凝縮液を取出し、ヘッダー１１に集められた凝縮
液を過冷却回路部１６へ供給する。より詳述すれば、室
外熱交換器２は図１のように複数の段Ａ，Ｂ，Ｃで構成
され、冷媒は分流されて入口２ａからそれぞれの段に入
る。それぞれの段から排出された冷媒はヘッダー１１で
合流されて過冷却熱交換部３（過冷却回路部１６相当）
の入口３ａから過冷却回路部１６に入り、出口３ｂから
排出される。段Ａ，Ｂ，Ｃの管路は、図示例では、それ
ぞれ４つの屈曲部と５つの直線管路部で構成される。す
なわち、段Ａは直線管路部Ａ１〜Ａ５、段Ｂは直線管路
部Ｂ１〜Ｂ５、段Ｃは直線管路部Ｃ１〜Ｃ５が設けられ
ている。
複数の段（Ａ，Ｂ，Ｃ，……）に分け、各段に冷媒用パ
イプ列を横列させ、室外熱交換器の他部２の中央部に過
冷却回路部１６を配す。下段（Ｃ）のパイプ列の内過冷
却回路部１６と反対側のパイプに冷房時高温高圧ガスを
流し、過冷却回路部１６と対向する側のパイプから凝縮
した高温高圧液を取出す。この凝縮液は過冷却回路部１
６へ供給する。最上段（Ａ）と次の段（Ｂ）のパイプ列
の内対向するパイプに冷房時高温高圧ガスを流し、反対
側から凝縮液を取出し、ヘッダー１１に集められた凝縮
液を過冷却回路部１６へ供給する。より詳述すれば、室
外熱交換器２は図１のように複数の段Ａ，Ｂ，Ｃで構成
され、冷媒は分流されて入口２ａからそれぞれの段に入
る。それぞれの段から排出された冷媒はヘッダー１１で
合流されて過冷却熱交換部３（過冷却回路部１６相当）
の入口３ａから過冷却回路部１６に入り、出口３ｂから
排出される。段Ａ，Ｂ，Ｃの管路は、図示例では、それ
ぞれ４つの屈曲部と５つの直線管路部で構成される。す
なわち、段Ａは直線管路部Ａ１〜Ａ５、段Ｂは直線管路
部Ｂ１〜Ｂ５、段Ｃは直線管路部Ｃ１〜Ｃ５が設けられ
ている。
【００１５】
【効果】過冷却回路部１６に隣接する段Ｂと段Ｃは、そ
れぞれ温度が低い直線管路部Ｂ５，Ｃ５が過冷却回路部
１６側に位置するように設けられている。これにより、
室外熱交換器２の入口２ａから入る温度の高い冷媒から
離れて過冷却回路部１６を位置させることができるため
過冷却回路部１６への熱侵入をさけることができ、過冷
却回路部１６の冷却効率を上げ、空調装置の冷却効率を
上げることができる。互いに隣り合う室外熱交換器２の
段Ａと段Ｂにおいて、入口２ａ側に位置する直線管路部
Ａ１とＢ１が隣り合うように段Ａと段Ｂのパイプが配置
される。これにより、段Ａの高温部分と段Ｂの低温部分
が隣り合ったり、段Ａの低温部分と段Ｂの高温部分が隣
り合うことを防止する。この結果、室外熱交換器２の冷
却効率を上げることができ、空調装置の冷却効率を上げ
ることができる。
れぞれ温度が低い直線管路部Ｂ５，Ｃ５が過冷却回路部
１６側に位置するように設けられている。これにより、
室外熱交換器２の入口２ａから入る温度の高い冷媒から
離れて過冷却回路部１６を位置させることができるため
過冷却回路部１６への熱侵入をさけることができ、過冷
却回路部１６の冷却効率を上げ、空調装置の冷却効率を
上げることができる。互いに隣り合う室外熱交換器２の
段Ａと段Ｂにおいて、入口２ａ側に位置する直線管路部
Ａ１とＢ１が隣り合うように段Ａと段Ｂのパイプが配置
される。これにより、段Ａの高温部分と段Ｂの低温部分
が隣り合ったり、段Ａの低温部分と段Ｂの高温部分が隣
り合うことを防止する。この結果、室外熱交換器２の冷
却効率を上げることができ、空調装置の冷却効率を上げ
ることができる。
【図１】室外熱交換器の正面図である。
【図２】本発明の一例の説明図である。
【図３】空調装置の基本原理を示す図である。
１ コンプレッサー
２，２’，５ 熱交換器
３ 過冷却熱交換器
４ 膨脹弁
６ 四方切換弁
８ エンジン
１０，１０’ ラジエータ
１１ ヘッダー
１６ 過冷却回路部
─────────────────────────────────────────────────────
フロントページの続き
(56)参考文献 特開 昭63−116069（ＪＰ，Ａ)
特開 平１−302079（ＪＰ，Ａ)
実開 昭51−60044（ＪＰ，Ｕ)
(58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名)
F25B 27/02
Claims (2)
- 【請求項１】 空調用冷媒回路が、コンプレッサー、室
内熱交換器、膨脹弁、および室外熱交換器を有し、コン
プレッサーを内燃機関で駆動する空調装置において、コ
ンプレッサーを駆動する内燃機関は、エンジン冷却水の
ための冷却水回路に配され、室外熱交換器の一部と対向
し且つ暖房時に使用するラジエータと、該冷却水回路と
は別の冷却水回路に配され且つ冷房時に使用する別のラ
ジエータを有し、室外熱交換器の他部は、その内部にパ
イプを配設した複数の段からなり、その中央部の段に過
冷却回路部のためのパイプが配設され、冷房時過冷却回
路部の段以外の各段のパイプの入口部に高温高圧ガスを
供給し、その出口側のパイプを過冷却回路部の段のパイ
プの入口側に接続し、且つ過冷却回路部の外側に過冷却
回路部に接続される温度が低い直線管路部Ｂ５，Ｃ５が
存在し、更にその外側に、入口部に接続される温度が高
い直線管路部Ｂ１，Ｃ１が存在し、さらに、暖房時過冷
却回路部に室内熱交換器からの冷媒を供給し、該過冷却
回路部からの冷媒を膨張弁を介して過冷却回路部の段以
外の各段及び室外熱交換器の一部に供給することを特徴
とする空調装置。 - 【請求項２】 過冷却回路部の段以外の段を該過冷却回
路部の片側に少なくとも２段有し、該段の入口部に接続
される温度が高い直線管路部Ａ１，Ｂ１がその間に管路
部が存在しないよう平行関係に配される請求項１記載の
空調装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP09494293A JP3526464B2 (ja) | 1993-03-31 | 1993-03-31 | 空調装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP09494293A JP3526464B2 (ja) | 1993-03-31 | 1993-03-31 | 空調装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH06281290A JPH06281290A (ja) | 1994-10-07 |
| JP3526464B2 true JP3526464B2 (ja) | 2004-05-17 |
Family
ID=14124006
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP09494293A Expired - Fee Related JP3526464B2 (ja) | 1993-03-31 | 1993-03-31 | 空調装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3526464B2 (ja) |
-
1993
- 1993-03-31 JP JP09494293A patent/JP3526464B2/ja not_active Expired - Fee Related
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH06281290A (ja) | 1994-10-07 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A521 | Written amendment |
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