JP3645324B2 - ヒートポンプ方式冷暖房装置 - Google Patents
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は、室内に蒸発器と凝縮器を配置して、室内の除湿を行うことができるようにしたヒートポンプ方式冷暖房装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
ヒートポンプ方式冷暖房装置は、基本的には、室内と室外とに各々熱交換器を配置して、室内暖房時には室内側が凝縮器で室外側が蒸発器になり、室内冷房時には室内側が蒸発器で室外側が凝縮器になるように冷媒流路を切り換えている。
【０００３】
そして、室内の温度をあまり変えずに除湿を行う除湿モードを得るために、室内に電気ヒータを追加して、冷房運転状態で電気ヒータを働かせるようにしたものがある。
【０００４】
しかし、そのように冷房効果と相殺するために電気ヒータを用いるのは、電力の消費が増大して極めて不経済である。冷房時には室外凝縮器で熱を外部に放出していることを考えると、電気ヒータを別設して室内でさらに発熱させることはエネルギの無駄遣いとさえ言える。また、室内熱交換器が凝縮器になる暖房状態では、室内の除湿を全く行うことができない。
【０００５】
そこで、電気自動車等では、例えば図４に示されるように、暖房時に室内の除湿を行うことができるように、室外に熱交換器８１を設けると共に室内に蒸発器８２と凝縮器８３を併設して、室外熱交換器８１を蒸発器にした時に、室内凝縮器８３で暖房用の多量の放熱が行われるのと同時に、室内蒸発器８２における放冷により除湿が行われるようにしたものがある。
【０００６】
８４はファン、８５はブロア、８６は可動のエアミックスドア、８７は圧縮機、８８はリキッドタンク、８９…は膨張弁、９０…は逆止弁、９１は電磁弁、９２は蒸発圧力調整弁である。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
暖房時と冷房時の冷媒の流れの切り換えは、２組の連通路が形成された一つの弁体を回転させる四方弁９３によって行われている。図４において、実線の矢印は暖房時の冷媒の流れを示し、破線の矢印は冷房時の冷媒の流れを示している。
【０００８】
このように、四方弁９３によって冷媒流路の切り換えを行うと、冷房時には、圧縮機８７から送り出された高圧冷媒を凝縮器になる室外熱交換器８１に流すだけで、室内凝縮器８３に流すことはできない。室内蒸発器８２と室内凝縮器８３とに冷媒を流すと、室外熱交換器８１が蒸発器になってしまうので、室内が暖房状態になってしまう。
【０００９】
したがって、このシステムでは弱冷房状態で十分な除湿を行うことができず、非常に不便な場合があった。なお、室内蒸発器８２における放冷を少なくして弱冷房状態にすると除湿量が少なくなってしまう。
【００１０】
そこで本発明は、暖房時の除湿だけでなく、弱冷房状態でも十分な除湿を行うことのできるヒートポンプ方式冷暖房装置を提供することを目的とする。
【００１１】
【課題を解決するための手段】
上記の目的を達成するため、本発明のヒートポンプ方式冷暖房装置は、蒸発器と凝縮器を室内に配置すると共に熱交換器を室外に配置して、上記蒸発器と凝縮器と熱交換器とに流す冷媒の流れ方向を切り換えることによって、室内において、除湿を行いながら冷房と暖房を選択的に行うことができるようにしたヒートポンプ方式冷暖房装置において、室内暖房時には、蒸発器になる上記室外熱交換器と上記室内蒸発器と上記室内凝縮器とに冷媒が流れ、室内冷房時には、凝縮器になる上記室外熱交換器と上記室内蒸発器と上記室内凝縮器とに冷媒が流れるように、上記冷媒の流れ方向を切り換えるための冷媒流路切換手段を設けたことを特徴とする。
【００１２】
なお、上記冷媒流路切換手段が、室内冷房時に上記室内凝縮器への冷媒の流れを止めることができるようにしてもよい。
また、上記冷媒流路切換手段が、３つの管路の連通関係を切り換えるための三方向弁を２個含んでいて、上記２個の三方向弁が圧縮器の出口側に並列に接続されていてもよい。
【００１３】
【発明の実施の形態】
図面を参照して実施の形態を説明する。
図１は、本発明の第１の実施の形態のヒートポンプ方式冷暖房装置を示しており、１は室外熱交換器、２は室内蒸発器、３は室内凝縮器、４はファン、５はブロア、６は可動のエアミックスドア、７は圧縮機、８はアキュムレータ（低圧側受液器）、９…は膨張弁、１０…は逆止弁、１１は電磁弁、１２は蒸発圧力調整弁である。
【００１４】
圧縮器７の出口側管路には、第１と第２の三方向弁１３，１４が並列に接続されている。三方向弁１３，１４は共に、Ｃ（コモン）接続口をＮＯ（ノーマルオープン）とＮＣ（ノーマルクローズ）のいずれか一方の接続口に選択的に連通させるようになっており、両方の三方向弁１３，１４共に、ＮＯ接続口が圧縮器７の出口に接続されている。
【００１５】
第１の三方向弁１３のＣ接続口は室外熱交換器１の一端側に接続され、ＮＣ接続口は、第２の三方向弁１４のＮＣ接続口と共に蒸発圧力調整弁１２の出口に接続されている。
【００１６】
また、第２の三方向弁１４のＣ接続口は室内凝縮器３の入口に接続されている。蒸発圧力調整弁１２の出口から分岐した管路は、アキュムレータ８の入口に接続されていて、そのアキュムレータ８の出口は圧縮器７の入口に接続されている。
【００１７】
室外熱交換器１の他端側は、冷房時用に、逆止弁１０ａと膨張弁９ａを介して室内蒸発器２の入口に接続され、暖房時用に、膨張弁９ｂと電磁弁１１と逆止弁１０ｂを介して室内凝縮器３の出口と接続されている。
【００１８】
また、その電磁弁１１と逆止弁１０ｂとの間が膨張弁９ｃを介して室内蒸発器２の入口に接続されている。室内蒸発器２の出口は蒸発圧力調整弁１２の入口に接続されている。なお、膨張弁９ｂに電動膨張弁を用いれば電磁弁１１と兼用することができる。
【００１９】
次に、上記第１の実施の形態の動作を、図２の図表も参照して説明する。なお、弁類の切り換えは、図示されていない制御回路から入力される制御信号によって自動的に行われる。
【００２０】
普通の冷房運転時には、第１の三方向弁１３はＣとＮＯとを連通させ、第２の三方向弁１４はＣとＮＣとを連通させ、電磁弁１１は閉じてある。その結果、冷媒は破線の矢印で示されるように室外熱交換器１と室内蒸発器２に流れて、室外熱交換器１は凝縮器になり、室内蒸発器２によって室内で冷房と除湿が行われる。室内凝縮器３には冷媒は流れない。なお、第２の三方向弁１４のＣとＮＣとの連通により、室内凝縮器３内に残留していた冷媒蒸気が、低圧側のアキュムレータ８へ吸い出されて回収される。
【００２１】
弱冷房除湿運転時には、第１の三方向弁１３はＣとＮＯとを連通させ、第２の三方向弁１４はＣとＮＯとを連通させ、電磁弁１１は閉じてある。その結果、冷媒は二重線の矢印で示されるように室外熱交換器１と室内蒸発器２と室内凝縮器３とに流れて、室外熱交換器１は凝縮器になる。
【００２２】
その結果、室内蒸発器２によって室内で強い放冷と除湿とが行われるのと同時に、室内凝縮器３において室内蒸発器２における放冷より弱い放熱が行われて、室内は弱冷房状態になる。
【００２３】
暖房除湿運転時には、第１の三方向弁１３はＣとＮＣとを連通させ、第２の三方向弁１４はＣとＮＯとを連通させ、電磁弁１１を開く。その結果、冷媒は実線の矢印で示されるように室外熱交換器１と室内蒸発器２と室内凝縮器３とに流れて、室外熱交換器１は蒸発器になる。
【００２４】
その結果、室内凝縮器３により室内で強い放熱が行われるのと同時に、室内蒸発器２において、室内凝縮器３における放熱より弱い放冷が行われてそこで除湿が行われる。
【００２５】
図３は、本発明の第２の実施の形態を示しており、第１の実施の形態に設けられているアキュムレータ８に代えて高圧側にリキッドタンク１３を設けると共に、第１の実施の形態において室内蒸発器２の入口部に設けられていた二つの膨張弁９を一つの温度式膨張弁９に置き換えて、それに伴ってその周辺の配管を変えたものである。
【００２６】
第２の実施の形態における蒸発器と凝縮器に対する冷媒の流れの動作は第１の実施の形態と同じであり、破線の矢印は普通の冷房運転時の冷媒の流れ、二重線の矢印は弱冷房除湿運転時の冷媒の流れ、実線の矢印は暖房除湿運転時の冷媒の流れを示している。
【００２７】
【発明の効果】
本発明によれば、室内暖房時には、蒸発器になる室外熱交換器と室内蒸発器と室内凝縮器とに冷媒を流して室内の除湿を行うことができ、室内冷房時には、凝縮器になる室外熱交換器と室内蒸発器と室内凝縮器とに冷媒を流して、弱冷房状態で除湿を行うことができる。
【００２８】
また、室内冷房時に室内凝縮器への冷媒の流れを止めることができるようにすることにより、普通の冷房状態にもすることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１の実施の形態の構成図である。
【図２】本発明の第１の実施の形態の動作を説明するための図表である。
【図３】本発明の第２の実施の形態の構成図である。
【図４】従来例の構成図である。
【符号の説明】
１ 室外熱交換器
２ 室内蒸発器
３ 室内凝縮器
１１ 電磁弁
１３，１４ 三方向弁
【発明の属する技術分野】
この発明は、室内に蒸発器と凝縮器を配置して、室内の除湿を行うことができるようにしたヒートポンプ方式冷暖房装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
ヒートポンプ方式冷暖房装置は、基本的には、室内と室外とに各々熱交換器を配置して、室内暖房時には室内側が凝縮器で室外側が蒸発器になり、室内冷房時には室内側が蒸発器で室外側が凝縮器になるように冷媒流路を切り換えている。
【０００３】
そして、室内の温度をあまり変えずに除湿を行う除湿モードを得るために、室内に電気ヒータを追加して、冷房運転状態で電気ヒータを働かせるようにしたものがある。
【０００４】
しかし、そのように冷房効果と相殺するために電気ヒータを用いるのは、電力の消費が増大して極めて不経済である。冷房時には室外凝縮器で熱を外部に放出していることを考えると、電気ヒータを別設して室内でさらに発熱させることはエネルギの無駄遣いとさえ言える。また、室内熱交換器が凝縮器になる暖房状態では、室内の除湿を全く行うことができない。
【０００５】
そこで、電気自動車等では、例えば図４に示されるように、暖房時に室内の除湿を行うことができるように、室外に熱交換器８１を設けると共に室内に蒸発器８２と凝縮器８３を併設して、室外熱交換器８１を蒸発器にした時に、室内凝縮器８３で暖房用の多量の放熱が行われるのと同時に、室内蒸発器８２における放冷により除湿が行われるようにしたものがある。
【０００６】
８４はファン、８５はブロア、８６は可動のエアミックスドア、８７は圧縮機、８８はリキッドタンク、８９…は膨張弁、９０…は逆止弁、９１は電磁弁、９２は蒸発圧力調整弁である。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
暖房時と冷房時の冷媒の流れの切り換えは、２組の連通路が形成された一つの弁体を回転させる四方弁９３によって行われている。図４において、実線の矢印は暖房時の冷媒の流れを示し、破線の矢印は冷房時の冷媒の流れを示している。
【０００８】
このように、四方弁９３によって冷媒流路の切り換えを行うと、冷房時には、圧縮機８７から送り出された高圧冷媒を凝縮器になる室外熱交換器８１に流すだけで、室内凝縮器８３に流すことはできない。室内蒸発器８２と室内凝縮器８３とに冷媒を流すと、室外熱交換器８１が蒸発器になってしまうので、室内が暖房状態になってしまう。
【０００９】
したがって、このシステムでは弱冷房状態で十分な除湿を行うことができず、非常に不便な場合があった。なお、室内蒸発器８２における放冷を少なくして弱冷房状態にすると除湿量が少なくなってしまう。
【００１０】
そこで本発明は、暖房時の除湿だけでなく、弱冷房状態でも十分な除湿を行うことのできるヒートポンプ方式冷暖房装置を提供することを目的とする。
【００１１】
【課題を解決するための手段】
上記の目的を達成するため、本発明のヒートポンプ方式冷暖房装置は、蒸発器と凝縮器を室内に配置すると共に熱交換器を室外に配置して、上記蒸発器と凝縮器と熱交換器とに流す冷媒の流れ方向を切り換えることによって、室内において、除湿を行いながら冷房と暖房を選択的に行うことができるようにしたヒートポンプ方式冷暖房装置において、室内暖房時には、蒸発器になる上記室外熱交換器と上記室内蒸発器と上記室内凝縮器とに冷媒が流れ、室内冷房時には、凝縮器になる上記室外熱交換器と上記室内蒸発器と上記室内凝縮器とに冷媒が流れるように、上記冷媒の流れ方向を切り換えるための冷媒流路切換手段を設けたことを特徴とする。
【００１２】
なお、上記冷媒流路切換手段が、室内冷房時に上記室内凝縮器への冷媒の流れを止めることができるようにしてもよい。
また、上記冷媒流路切換手段が、３つの管路の連通関係を切り換えるための三方向弁を２個含んでいて、上記２個の三方向弁が圧縮器の出口側に並列に接続されていてもよい。
【００１３】
【発明の実施の形態】
図面を参照して実施の形態を説明する。
図１は、本発明の第１の実施の形態のヒートポンプ方式冷暖房装置を示しており、１は室外熱交換器、２は室内蒸発器、３は室内凝縮器、４はファン、５はブロア、６は可動のエアミックスドア、７は圧縮機、８はアキュムレータ（低圧側受液器）、９…は膨張弁、１０…は逆止弁、１１は電磁弁、１２は蒸発圧力調整弁である。
【００１４】
圧縮器７の出口側管路には、第１と第２の三方向弁１３，１４が並列に接続されている。三方向弁１３，１４は共に、Ｃ（コモン）接続口をＮＯ（ノーマルオープン）とＮＣ（ノーマルクローズ）のいずれか一方の接続口に選択的に連通させるようになっており、両方の三方向弁１３，１４共に、ＮＯ接続口が圧縮器７の出口に接続されている。
【００１５】
第１の三方向弁１３のＣ接続口は室外熱交換器１の一端側に接続され、ＮＣ接続口は、第２の三方向弁１４のＮＣ接続口と共に蒸発圧力調整弁１２の出口に接続されている。
【００１６】
また、第２の三方向弁１４のＣ接続口は室内凝縮器３の入口に接続されている。蒸発圧力調整弁１２の出口から分岐した管路は、アキュムレータ８の入口に接続されていて、そのアキュムレータ８の出口は圧縮器７の入口に接続されている。
【００１７】
室外熱交換器１の他端側は、冷房時用に、逆止弁１０ａと膨張弁９ａを介して室内蒸発器２の入口に接続され、暖房時用に、膨張弁９ｂと電磁弁１１と逆止弁１０ｂを介して室内凝縮器３の出口と接続されている。
【００１８】
また、その電磁弁１１と逆止弁１０ｂとの間が膨張弁９ｃを介して室内蒸発器２の入口に接続されている。室内蒸発器２の出口は蒸発圧力調整弁１２の入口に接続されている。なお、膨張弁９ｂに電動膨張弁を用いれば電磁弁１１と兼用することができる。
【００１９】
次に、上記第１の実施の形態の動作を、図２の図表も参照して説明する。なお、弁類の切り換えは、図示されていない制御回路から入力される制御信号によって自動的に行われる。
【００２０】
普通の冷房運転時には、第１の三方向弁１３はＣとＮＯとを連通させ、第２の三方向弁１４はＣとＮＣとを連通させ、電磁弁１１は閉じてある。その結果、冷媒は破線の矢印で示されるように室外熱交換器１と室内蒸発器２に流れて、室外熱交換器１は凝縮器になり、室内蒸発器２によって室内で冷房と除湿が行われる。室内凝縮器３には冷媒は流れない。なお、第２の三方向弁１４のＣとＮＣとの連通により、室内凝縮器３内に残留していた冷媒蒸気が、低圧側のアキュムレータ８へ吸い出されて回収される。
【００２１】
弱冷房除湿運転時には、第１の三方向弁１３はＣとＮＯとを連通させ、第２の三方向弁１４はＣとＮＯとを連通させ、電磁弁１１は閉じてある。その結果、冷媒は二重線の矢印で示されるように室外熱交換器１と室内蒸発器２と室内凝縮器３とに流れて、室外熱交換器１は凝縮器になる。
【００２２】
その結果、室内蒸発器２によって室内で強い放冷と除湿とが行われるのと同時に、室内凝縮器３において室内蒸発器２における放冷より弱い放熱が行われて、室内は弱冷房状態になる。
【００２３】
暖房除湿運転時には、第１の三方向弁１３はＣとＮＣとを連通させ、第２の三方向弁１４はＣとＮＯとを連通させ、電磁弁１１を開く。その結果、冷媒は実線の矢印で示されるように室外熱交換器１と室内蒸発器２と室内凝縮器３とに流れて、室外熱交換器１は蒸発器になる。
【００２４】
その結果、室内凝縮器３により室内で強い放熱が行われるのと同時に、室内蒸発器２において、室内凝縮器３における放熱より弱い放冷が行われてそこで除湿が行われる。
【００２５】
図３は、本発明の第２の実施の形態を示しており、第１の実施の形態に設けられているアキュムレータ８に代えて高圧側にリキッドタンク１３を設けると共に、第１の実施の形態において室内蒸発器２の入口部に設けられていた二つの膨張弁９を一つの温度式膨張弁９に置き換えて、それに伴ってその周辺の配管を変えたものである。
【００２６】
第２の実施の形態における蒸発器と凝縮器に対する冷媒の流れの動作は第１の実施の形態と同じであり、破線の矢印は普通の冷房運転時の冷媒の流れ、二重線の矢印は弱冷房除湿運転時の冷媒の流れ、実線の矢印は暖房除湿運転時の冷媒の流れを示している。
【００２７】
【発明の効果】
本発明によれば、室内暖房時には、蒸発器になる室外熱交換器と室内蒸発器と室内凝縮器とに冷媒を流して室内の除湿を行うことができ、室内冷房時には、凝縮器になる室外熱交換器と室内蒸発器と室内凝縮器とに冷媒を流して、弱冷房状態で除湿を行うことができる。
【００２８】
また、室内冷房時に室内凝縮器への冷媒の流れを止めることができるようにすることにより、普通の冷房状態にもすることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１の実施の形態の構成図である。
【図２】本発明の第１の実施の形態の動作を説明するための図表である。
【図３】本発明の第２の実施の形態の構成図である。
【図４】従来例の構成図である。
【符号の説明】
１ 室外熱交換器
２ 室内蒸発器
３ 室内凝縮器
１１ 電磁弁
１３，１４ 三方向弁
Claims (2)
- 蒸発器と凝縮器を室内に配置すると共に熱交換器を室外に配置して、圧縮機で圧縮されたあと上記室内蒸発器と上記室内凝縮器と上記室外熱交換器とに流される冷媒の流れ方向を切り換えることによって、上記室内において、除湿を行いながら冷房と暖房を選択的に行うことができるようにしたヒートポンプ方式冷暖房装置において、
暖房除湿運転時には、蒸発器になる上記室外熱交換器と上記室内蒸発器と上記室内凝縮器とに冷媒が流れ、普通の冷房除湿運転時には、上記室内凝縮器への冷媒の流れが止められて、凝縮器になる上記室外熱交換器と上記室内蒸発器とに冷媒が流れ、弱冷房除湿運転時には、凝縮器になる上記室外熱交換器と上記室内蒸発器と上記室内凝縮器とに冷媒が流れるように、上記冷媒の流れ方向を切り換えるための２個の三方向弁を上記圧縮機の出口側に並列に接続したことを特徴とするヒートポンプ方式冷暖房装置。 - 上記２個の三方向弁のうち一方の三方向弁は、上記室外熱交換器の一端側を、上記圧縮機の出口か上記室内蒸発器の出口と上記圧縮機の入口との間の管路かの何れか一方に選択的に連通させる状態に配置され、他方の三方向弁は、上記室内凝縮器の入口を、上記圧縮機の出口か上記室内蒸発器の出口と上記圧縮機の入口との間の管路かの何れか一方に選択的に連通させる状態に配置されている請求項１記載のヒートポンプ方式冷暖房装置。
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| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP23397695A JP3645324B2 (ja) | 1995-09-12 | 1995-09-12 | ヒートポンプ方式冷暖房装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP23397695A JP3645324B2 (ja) | 1995-09-12 | 1995-09-12 | ヒートポンプ方式冷暖房装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0979689A JPH0979689A (ja) | 1997-03-28 |
| JP3645324B2 true JP3645324B2 (ja) | 2005-05-11 |
Family
ID=16963591
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP23397695A Expired - Fee Related JP3645324B2 (ja) | 1995-09-12 | 1995-09-12 | ヒートポンプ方式冷暖房装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3645324B2 (ja) |
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US9494355B2 (en) | 2011-04-04 | 2016-11-15 | Denso Corporation | Refrigerant cycle device |
| US9523521B2 (en) | 2012-11-16 | 2016-12-20 | Denso Corporation | Refrigeration cycle apparatus |
| US9696070B2 (en) | 2012-05-14 | 2017-07-04 | Denso Corporation | Flow rate adjustment valve for refrigeration cycle |
| US9771954B2 (en) | 2012-11-16 | 2017-09-26 | Denso Corporation | Ejector |
Families Citing this family (4)
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| JP5866600B2 (ja) * | 2011-11-10 | 2016-02-17 | 株式会社テージーケー | 車両用冷暖房装置、複合弁および制御弁 |
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1995
- 1995-09-12 JP JP23397695A patent/JP3645324B2/ja not_active Expired - Fee Related
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US9494355B2 (en) | 2011-04-04 | 2016-11-15 | Denso Corporation | Refrigerant cycle device |
| US9696070B2 (en) | 2012-05-14 | 2017-07-04 | Denso Corporation | Flow rate adjustment valve for refrigeration cycle |
| US9523521B2 (en) | 2012-11-16 | 2016-12-20 | Denso Corporation | Refrigeration cycle apparatus |
| US9771954B2 (en) | 2012-11-16 | 2017-09-26 | Denso Corporation | Ejector |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH0979689A (ja) | 1997-03-28 |
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