JPH01312334A - 冷暖房装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 （産業上の利用分野） 本発明は蒸気圧縮式冷凍サイクルを用いた冷暖房装置に
関する。

（従来の技術） 近年ヒートポンプルームエアコンは、インバータの搭載
やマイクロプロセッサによるサイクル制御等により機能
性が向上し、しかも安全性、清浄性に優れていることか
ら、家庭用冷暖房機器としてその地位を確立してきた。

また、今後の研究開発により、さらに高機能化・高効率
化が実現し、飛躍的な需要拡大が期待できる。

従来のヒートポンプエアコンのシステム構成図を第４図
に示す。同図において、ヒートポンプエアコンは、室外
に設置された室外ユニ・ノド３１、室内に設置された室
内ユニット３２、及びこれらを接続する第１の冷媒配管
３３、第２の冷媒配管３４で構成されている。室外ユニ
ット３１は仕切板２８によって、室外熱交換器３、室外
ファン５、が具備された熱交換室９と圧縮機１、四方弁
２、膨張弁４、室外ユニット制御回路６が配置された機
械室ｌＯとに仕切られている。また、室内ユニット３２
は室内熱交換器１３、室内ファン１４及び室内ユニット
制御回路１５が室内ユニット箱体１６の内部に具備され
ている。

次に、この装置の動作原理を説明する。なお、第４図に
おいて、冷房運転時の冷媒の流れを実線の矢印で、暖房
運転時の冷媒の流れを破線の矢印で、また空気の流れを
波形の実線の矢印で示す。

冷房運転時、圧縮機１から吐出した高温・高圧の冷媒蒸
気は四方弁２を通って室外熱交換器３に入り、室外ファ
ン５によって強制循環されている室外空気に放熱して凝
縮する。この凝縮した冷媒は、膨張弁４で減圧されて低
温・低圧となり、第２の冷媒配管３４を通って室内熱交
換器１３に入る。そして、この室内熱交換器１３によっ
て、室内ファン１４により強制循環されている室内空気
から吸熱して気化することにより、冷房が行われる。そ
して、この気化した冷媒は、第１の冷媒配管３３を通り
四方弁２を通って圧縮機１に吸入され、再び高温・高圧
の蒸気になって、冷房サイクルを形成する。

一方、暖房運転時、圧縮機１から吐出した高温・高圧の
冷媒蒸気は四方弁２を通り第１の冷媒配管３３を通って
室内熱交換器１３に入る。そして、この室内熱交換器１
３によって、室内ファン１４により強制循環されている
室内空気に放熱して凝縮することにより、暖房が行われ
る。この凝縮した冷媒は、第２の冷媒配管３４を通り膨
張弁４で減圧されて低温・低圧となり、室外熱交換器３
に入る。そして、この室外熱交換器３によって、室外フ
ァン５により強制循環されている室外空気から吸熱して
気化する。この気化した冷媒は四方弁２を通って圧縮機
１に吸入され、再び高温・高圧の蒸気になって、暖房サ
イクルを形成する。　゛（発明が解決しようとする課題
） しかし、上記従来の冷暖房装置の室外ユニット３１にお
いては、圧縮機１で冷媒を圧縮して高温にすること、及
び圧縮機１のモータが発熱すること等によって圧縮機１
の缶体が高温になり、圧縮機１の缶体から自然対流によ
り直接熱が放出されることになる。加えて、冷房時は、
冷凍サイクルの凝縮過程が室外熱交換器３で行われ、該
室外熱交換器３から外部に熱を排出するので、圧縮機１
の缶体からの放熱量と室外熱交換器３からの放熱量が大
きい程、圧縮機１の吐出圧力が低減されて冷房能力や冷
房効率が向上する。一方、暖房時は、冷凍サイクルの凝
縮過程における放熱を暖房として用いるので、圧縮機１
の缶体からの放熱量が大きい程、暖房能力の低下を招く
。

本発明は、係る実情に鑑みてなされたもので、冷房時は
、圧縮機の缶体と室外熱交換器３からの放熱を促進し、
暖房時は、圧縮機の缶体から放出される熱を室外熱交換
器３において吸熱回収して利用することにより、冷房及
び暖房における効率の向上を図ることを目的とする。

（課題を解決するための手段） 本発明の冷暖房装置は、室内に設置された室内ユニット
と室外に設置された室外ユニットとが冷媒配管で接続さ
れて蒸気圧縮式冷凍サイクルを構成する冷暖房装置にお
いて、上記室外ユニットの内部が空気通過口を有する仕
切板によって室外熱交換器及び室外ファンを有する熱交
換室と機械室とに仕切られており、上記仕切板の空気通
過口は上流側通過口と下流側通過口とに分割され、これ
ら両通過口のいずれか一方が開口するように切換え可能
に設けられるとともに、上記室外熱交換器の一部が上記
上流側開口部に近接して対向配置されたものである。

（作用） 冷房運転時、第１図に示すように、圧縮機１から吐出し
た高温・高圧の冷媒蒸気は四方弁２を通って室外熱交換
器３に入り、室外ファン５によって強制循環している室
外空気に放熱して凝縮する。

凝縮した冷媒は膨張弁４で減圧されて低温・低圧となり
、この後筒２の冷媒配管３４を通って室内熱交換器１３
に入る。そして、この室内熱交換器１３に入った冷媒が
、室内ファン１４により強制循環している室内空気から
吸熱して気化することにより、冷房が行われる。この気
化した冷媒は、第１の冷媒配管３３を通り四方弁２を通
って圧縮ｌｉｔに吸入され、再び高温・高圧の蒸気にな
って、冷房サイクルを形成する。

室外ユニット３１では、室外空気が空気通風口９ａを通
って熱交換室９内に流れ込み、室外熱交換器３及び室外
ファン５を通過した後、もう一方の空気通風口９ｂから
熱交換室９の外部に流出する（矢印Ａ、Ｂ）。このとき
、空気流切替機１２によって空気通過口１１の下流側１
１ｂを開口する。これにより、空気取入口１０ａを通じ
て機械室１０に流入した室外空気（矢印Ｄ）は、室外フ
ァン５によって生じる負圧により、空気通過口１１の下
流側１１ｂを通過して熱交換室９内に流入する（矢印Ｃ
）。

この際、機械室１０に流入した室外空気は、圧縮機１の
缶体から放出される熱を吸熱することになるが、この吸
熱した室外空気の熱風は、空気通過口１１の下流側１１
ｂを通過して直接空気通風口９ｂから排出されるので、
室外熱交換器３の放熱を妨げることはない。

暖房運転時、第２図に示すように、圧縮機１から吐出し
た高温・高圧の冷媒蒸気は四方弁２を通り、第一１の冷
媒配管３３を通って室内熱交換器１３に入り、室内ファ
ン１４によって強制循環されている室内空気に放熱して
凝縮することにより、暖房が行われる。凝縮した冷媒は
第２の冷媒配管３４を通り膨張弁４で減圧されて低温・
低圧となり、室外熱交換器３に入る。そして、この室外
熱交換器３に入った冷媒が室外ファン５により強制循環
されている室外空気から吸熱して気化する。気化した冷
媒は四方弁２を通って圧縮機１に吸入され、再び高温・
高圧の蒸気になって、暖房サイクルを形成する。

室外ユニット３１では、室外空気が空気通行口９ａを通
って熱交換室９に流れ込み、室外熱交換器３及び室外フ
ァン５を通過した後、もう一方の空気通風口９ｂから熱
交換室９の外部に流出する（矢印Ａ、Ｂ）。このとき、
空気流切替機１２によって空気通過口１１の上流側１１
ａを開口する。

これにより、空気取入口１０ａを通じて機械室１０に流
入した室外空気（矢印Ｄ）は、室外ファン５によって生
じる負圧により、空気通過口１１の上流側１１ａを通過
して熱交換室９内に流入する（矢印Ｃ）。

この際、機械室１０に流入した室外空気は、圧縮機１の
缶体から放出される熱を吸熱するとともに、この吸熱し
た室外空気の熱風は、空気通過口１１の上流側を通過し
て室外熱交換器３の吸熱を促進する。

上記のように、冷房運転では圧縮機の缶体の熱を室外フ
ァンによる気流で外部に排出して圧縮機の缶体の放熱を
促進し、暖房運転では圧縮機の缶体から放出された熱が
室外熱交換器で吸収される。

（実施例） 以下、本発明の一実施例を図面を参照して説明する。

第１図は本発明の実施例を示す冷暖房装置のシステム構
成図である。

同図において、本装置は、室外に設置された室外ユニッ
ト３１、室内に設置された室内ユニット３２、及びこれ
らを接続する第１の冷媒配管３３、第２の冷媒配管３４
を主要部材として構成され、室外ユニット３１には圧縮
機１、四方弁２、室外熱交換器３、膨張弁４、室外ファ
ン５、室外ユニット制御回路６が室外ユニット箱体７の
内部に具備され、室内ユニット３２には室外熱交換器１
３、室内ファン１４及び室内ユニット制御回路１５が室
内ユニット箱体１６の内部に具備されている。

室外ユニット箱体７は空気通過口１１を有する仕切板８
により熱交換室９と機械室１０とに仕切られている。

熱交換室９には室外熱交換器３及び室外ファン５が配置
されるとともに、室外熱交換器３と対向する側壁及び室
外ファン５と対向する側壁にそれぞれ通風口９ａ、９ｂ
を設けている。そして、通風口９ａから室外熱交換器３
を経て熱交換室９に流入した空気は室外ファン５を介し
てもう一方の通風口９ｂから流出するようになっている
。また、室外熱交換器３の一部は空気通過口１１の上流
側１１ａの開口部に近接して対向配置されている。

機械室１０の側壁には外部空気の空気取入口１０ａが設
けられるとともに、その内部に圧縮機１、四方弁２、膨
張弁４、室外ユニット制御回路６が配置されている。

仕切板８の空気通過口１１には空気流切替機１２が装着
されている。この空気切替機１２は、冷房時は下流側１
１ｂの空気通過口１１（図では下方）を開口し、暖房時
は上流側１１ａの空気通過口１１（図では上方）を開口
するするように切替えるものである。

第３図は空気流切替機１２の具体例を示す斜視図である
。

同図において、空気流切替機１２は、空気通過口１１の
左右両側縁に設けられたダンパ取付枠２０に、左ダンパ
１７及び右ダンパ１８がダンパ軸１９を介して支持され
た構造となっており、左ダンパ１７と右ダンパ１８とは
ダンパ軸１９を中心として所定角度ずらせた状態で取付
けられている。そして、右ダンパ１８（もしくは左ダン
パ１７）にダンパワイヤ２１が接続されており、該ダン
パワイヤ２１はワイヤプーリー２２、伝動歯車２３を介
してダンパモータ２４に接続されている。これにより、
ダンパモータ２４の回転が左ダンパ１７及び右ダンパ１
８に伝えられるようになっている。

例えば暖房運転では、第３図に示すように、空気通過口
１１の下流側１１ｂに設けられた左ダンパ１７を閉じ、
上流側１１ａに設けられた右ダンパ１８を開いて図中右
方に空気が流れるようにする。

一方、冷房運転になるとダンパモータ２４が所定の角度
だけ回転して空気通過口１１の下流側１１ｂに設けられ
た左ダンパ１７を開き、上流側１１ａに設けられた右ダ
ンパ１８を閉じて図中左方に空気が流れるようにする。

次に、上記冷暖房装置の動作を説明する。

まず、冷房運転時の動作を第１図を参照して説明する。

同図において、室外ユニット３１の波形の矢印Ａ、Ｂ、
Ｃ，Ｄは室外空気の流れを、室内ユニット３２の波形の
矢印Ｅ、Ｆは室内空気の流れを表している。また、冷媒
の流れを実線の矢印で示している。

圧縮機１から吐出した高温・高圧の冷媒蒸気は四方弁２
を通って室外熱交換器３に入り、室外ファン５によって
強制循環されている室外空気に放熱して凝縮する。凝縮
した冷媒は膨張弁４で減圧されて低温・低圧となり、こ
の後筒２の冷媒配管３４を通って室内熱交換器１３に入
る。そして、この室内熱交換器１３に入った冷媒が、室
内ファン１４により強制循環されている室内空気から吸
熱して気化することにより、冷房が行われる。この気化
した冷媒は、第１の冷媒配管３３を通り四方弁２を通っ
て圧縮機１に吸入され、再び高温・高圧の蒸気になって
、冷房サイクルを形成する。

室外ユニット３１では、室外空気が空気通風口９ａを通
って熱交換室９内に流れ込み、室外熱交換器３及び室外
ファン５を通過した後、もう一方の空気通風口９ｂから
熱交換室９の外部に流出する（矢印Ａ、Ｂ）。このとき
、空気流切替機１２によって空気通過口１１の下流側１
１ｂを開口する。これにより、空気取入口１０ａを通じ
て機械室１０に流入した室外空気（矢印Ｄ）は、室外フ
ァ′？５によって生じる負圧により、空気通過口１１の
下流側１１ｂを通過して熱交換室９内に流入する（矢印
Ｃ）。

この際、機械室ＩＯに流入した室外空気は、圧縮機１の
缶体から放出される熱を吸熱することになるが、この吸
熱した室外空気の熱風は、空気通過口１１の下流側１１
ｂを通過して直接空気通風口９ｂから排出されるので、
室外熱交換器３の放熱を妨げることはない。

次に、暖房運転時の動作を第２図を参照して説明する。

同図において、室外ユニット３１０波形の矢印Ａ、Ｂ、
Ｃ，Ｄは室外空気の流れを、室内ユニット３２の波形の
矢印Ｅ、Ｆは室内空気の流れを表している。また、冷媒
の流れを破線の矢印で示している。

圧縮機１から吐出した高温・高圧の冷媒蒸気は四方弁２
を通り、第１の冷媒配管３３を通って室内熱交換器１３
に入り、室内ファン１４によって強制循環されている室
内空気に放熱して凝縮することにより、暖房が行われる
。凝縮した冷媒は第２の冷媒配管３４を通り、膨張弁４
で減圧されて低温・低圧となり、室外熱交換器３に入る
。そして、この室外熱交換器３に入った冷媒が、室外フ
ァン５により強制循環されている室外空気から吸熱して
気化する。気化した冷媒は四方弁２を通って圧縮機１に
吸入され、再び高温・高圧の蒸気になって、暖房サイク
ルを形成する。

室外ユニット３１では、室外空気が空気通風口９ａを通
って熱交換室９に流れ込み、室外熱交換器３及び室外フ
ァン５を通過した後、もう一方の空気通風口９ｂから熱
交換室９の外部に流出する（矢印Ａ、Ｂ）。このとき、
空気流切替機１２によって空気通過口１１の上流側１１
ａを開口する。

これにより、空気取入口１０ａを通じて機械室１０に流
入した室外空気（矢印Ｄ）は、室外ファン５によって生
じる負圧により、空気通過口１１の上流側１１ａを通過
して熱交換室９内に流入する（矢印Ｃ）。

この際、機械室１０に流入した室外空気は、圧縮機１の
缶体から放出される熱を吸熱することになるが、この吸
熱した室外空気の熱風は、空気通過口１１の上流側１１
ａを通過して室外熱交換器３の吸熱を促進する。

上記に示すように、冷房運転では圧縮機の缶体の熱を室
外ファンによる気流で外部に排出して圧縮機の缶体の放
熱を促進し、暖房運転では圧縮機の缶体から放出された
熱が室外熱交換器で吸収される。

（発明の効果） 本発明による冷暖房装置では、以下の効果がある。

冷房の場合、圧縮機の缶体からの放熱が増大し、これは
室外熱交換器の熱交換能力が大きくなったのと等価であ
るので、冷媒の凝縮温度が低下し吐出圧力が低くなって
、圧縮機の圧縮比が低減される。これにより、冷房能力
、成績係数が向上する。

一方、暖房の場合、室外空気の熱とともに圧縮機の缶体
から放出された熱も室外熱交換器で吸収するので、冷媒
の蒸発温度が上昇し吸入圧力が高（なる。これにより、
冷媒の密度が大きくなり圧縮機の冷媒質量流量が増加し
て、能力の向上が図れる。また、吸入圧力の増大によっ
て、圧縮機の圧縮比が減少し、成績係数を向上すること
ができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の実施例を示す冷暖房装置の冷房運転時
における動作を示したシステム構成図、第２図は本発明
の実施例を示す冷暖房装置の暖房運転時における動作を
示したシステム構成図、第３図は本発明の空気流切替機
の具体例を示す斜視図、第４図は従来の冷暖房装置のシ
ステム構成図である。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １）室内に設置された室内ユニットと室外に設置された
   室外ユニットとが冷媒配管で接続されて蒸気圧縮式冷凍
   サイクルを構成する冷暖房装置において、 上記室外ユニットの内部が空気通過口を有する仕切板に
   よって室外熱交換器及び室外ファンを有する熱交換室と
   機械室とに仕切られており、上記仕切板の空気通過口は
   上流側通過口と下流側通過口とに分割され、これら両通
   過口のいずれか一方が開口するように切換え可能に設け
   られるとともに、上記室外熱交換器の一部が上記上流側
   開口部に近接して対向配置されたことを特徴とする冷暖
   房装置。