JPH0354375Y2 - - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本考案は冷凍製品の寒冷地向けヒートポンプに
適用される冷凍サイクルに関する。

〔従来の技術〕

従来のヒートポンプ式空気調和機の冷凍サイク
ルは、第６図に示すように圧縮機２１、四方切換
弁２２、室内側熱交換器２３、膨張弁２４、室外
側熱交換器２５、キヤピラリチユーブ２６等より
構成され、暖房運転時は実線矢印で示すように、
冷房運転時は点線矢印で示すようにそれぞれ冷媒
が流れるようになつている。なお、図中ａ，ｂ，
ｃ，ｄ，ｅ，ｆは暖房運転時の冷媒状態を示し、
そのＰ−ｈ線図を第７図に示す。

暖房運転時に圧縮機２１を出た高温高圧の冷媒
ガス（状態ａ）は、四方切換弁２２を通り室内側
熱交換器２３で放熱凝縮（状態ｂ）して室内を暖
房する。その後、膨張弁２４で圧力低下（状態
ｃ）し、室外側熱交換器２５で吸熱蒸発した後、
四方切換弁２２を通つて圧縮機２１へ戻る（状態
ｄ）。また、このとき膨張弁２４の手前で液冷媒
の一部をキヤピラリチユーブ２６を介して吸入ラ
インに流し（状態ｅ）、圧縮機２１の冷却を行う
（状態ｆ）。

一方、冷房運転時は四方切換弁２２により流れ
を切換え、圧縮機２１→四方切換弁２２→室外側
熱交換器２５→膨張弁２４→室内側熱交換器２３
→四方切換弁２２→圧縮機２１と冷媒を流し、室
内側熱交換器２３で吸熱蒸発させて室内を冷房す
る。なお、このときキヤピラリチユーブ２６には
前後差圧が小さいため、ほとんど流れることはな
い。

〔考案が解決しようとする問題点〕

ところで、このような冷凍サイクルでは暖房運
転中に外気温度が低くなると、熱交換器表面への
霜の付着や蒸発圧力の低下等により室外側熱交換
器２５での吸熱能力が減少する。室外側熱交換器
２５の吸熱能力が減少すると、圧縮機２１への吸
込み冷媒比体積が大きくなり、冷媒循環量が減少
することにより室内側熱交換器２３での放熱量が
減少し、第７図の一点鎖線の如く暖房能力が低下
する。この現象は特に寒冷地で著しく、寒冷地で
はヒートポンプ冷凍サイクルは不向きとされてい
た。

本考案はこのような問題点に着目してなされた
もので、その目的とするところは、暖房運転中に
室外側熱交換器の吸熱能力が減少しても室外側熱
交換器の吸熱能力を回復させることができるヒー
トポンプ冷凍サイクルを提供することにある。

〔問題点を解決するための手段〕

上記問題点を解決するために本考案は、圧縮機
からの吐出冷媒ガスの一部を蓄熱槽で放熱凝縮さ
せ、調節弁を経て同圧縮機へ戻す冷媒回路を設け
るとともに、前記絞り装置と室外側熱交換器との
間に前記蓄熱槽を経由するヒートアツプ回路と、
前記蓄熱槽をバイパスするバイパス回路と、前記
ヒートアツプ回路とバイパス回路への冷媒流れを
切換える切換手段とを設けたことを特徴とするも
のである。

〔作用〕

つまり、本考案では暖房運転中に室外側熱交換
器の吸熱能力が減少した時にヒートアツプ回路へ
冷媒を流し、蓄熱槽に蓄熱された熱を吸熱するこ
とにより室外側熱交換器の吸熱能力を回復させる
ことができる。

〔実施例〕

以下、図面を参照して本考案の実施例について
説明する。

第１図は本考案の第１実施例を示し、図中１は
圧縮機、２は四方切換弁、３は室内側熱交換器、
４は膨張弁、５は三方切換弁、６は蓄熱槽、７は
室外側熱交換器、８は調節弁、９はホツトガスバ
イパス回路、１０はヒートアツプ回路、１１はバ
イパス回路である。また、実線矢印は暖房運転時
の冷媒流れを、点線矢印は冷房運転時の冷媒流れ
をそれぞれ示し、図中のア，イ，ウ，エ，オ，
カ，キ，クは第２図及び第３図に示すＰ−ｈ線図
での状態点を示したものである。

上記の構成において暖房運転時に圧縮機１を出
た冷媒ガス（状態ア）は、四方切換弁２を通り室
内側熱交換器３で放熱凝縮（状態イ）する。その
後、膨張弁４で圧力低下（状態ウ）し、三方切換
弁５で通常はバイパス回路１１へ流され、室外側
熱交換器７で吸熱蒸発（状態エ）した後、四方切
換弁２を経て圧縮機１へ戻る。また、このとき圧
縮機１を出た冷媒ガスの一部は、ホツトバイパス
回路９へ流れて蓄熱槽６に入り、ここで熱交換し
て蓄熱を行う。そして、蓄熱槽６で放熱凝縮した
液冷媒（状態ク）は調節弁８で適当に絞られた後
（状態オ）、室外側熱交換器７からの冷媒（状態
エ）と共に圧縮機１へ戻り、圧縮機１へ未蒸発な
液冷媒（状態カ）を戻すことで冷却を行う。

次に室外側熱交換器７の吸熱能力が外気温の低
下による着霜で減少し、暖房能力が低下した場合
は、三方切換弁５を操作してヒートアツプ回路１
０へ冷媒を流す。そして、蓄熱槽６に蓄熱された
熱を吸熱（状態キ）し、室外側熱交換器７の入口
冷媒温度を上昇させ、室外側熱交換器７の表面に
付着した霜を融かす。また、このときホツトガス
バイパス回路９の調節弁８を調節して冷媒循環量
を増加し（状態ク）、吸入ラインへ流すことで圧
縮機１の吸込み冷媒圧力を上昇させる。この状態
を第３図のＰ−ｈ線図に示す。そして、室外側熱
交換器７の吸熱能力が回復したら、再び三方切換
弁５をバイパス回路１１へ切換え、調節弁８を調
節して蓄熱槽６に蓄熱を再開する。

このように室外側熱交換器７の吸熱能力が減少
した時にヒートアツプ回路１０へ冷媒を流し、蓄
熱槽６に蓄熱された熱を吸熱することにより室外
側熱交換器７の吸熱能力を回復させることができ
る。なお、冷房運転時は四方切換弁２を切換え
て、圧縮機１→四方切換弁２→室外側熱交換器７
→バイパス回路１１→三方切換弁５→絞り弁４→
室内側熱交換器３→四方切換弁２→圧縮機１と冷
媒を流し、室内側熱交換器３で吸熱蒸発させて室
内を冷却する。

次に第４図は本考案の第２実施例を示す図であ
る。この実施例は圧縮機１に液インジエクシヨン
口１２を設け、調節弁８を出た冷媒を液インジエ
クシヨン口１２へ戻すようにした以外は第１実施
例と同じ構成である。なお、図中のア，イ，ウ，
エ，オ，カ，キは第５図に示すＰ−ｈ線図での状
態点を示したものである。

暖房運転時に圧縮機１を出た冷媒ガス（状態
ア）は、四方切換弁２を通り室内側熱交換器３で
放熱凝縮（状態イ）する。その後、膨張弁４で圧
力低下（状態ウ）し、三方切換弁５で通常はバイ
パス回路１１へ流され、室外側熱交換器７で吸熱
蒸発（状態エ）した後、四方切換弁２を経て圧縮
機１へ戻る。また、このとき圧縮機１を出た冷媒
ガスの一部は、ホツトバイパス回路９へ流れて蓄
熱槽６に入り、ここで熱交換して蓄熱を行う。そ
して、蓄熱槽６で放熱凝縮した液冷媒を調節弁８
で適当に絞り、液インジエクシヨン口１２より圧
縮機１のシリンダ内部へ噴射して圧縮機１の冷却
を行なう。また、外気温度が低下し、室外側熱交
換器７の吸熱能力が減少した場合は第１実施例と
同様に三方切換弁５を操作してヒートアツプ回路
１０へ冷媒を流し、蓄熱槽６に蓄熱された熱を熱
を吸熱（状態カ）して室外側熱交換器７の入口冷
媒温度を上昇させることにより室外側熱交換器７
の吸熱能力を回復させることができる。

〔考案の効果〕

以上説明したように本考案によれば、暖房運転
中に室外側熱交換器の吸熱能力が減少した時にヒ
ートアツプ回路へ冷媒を流し、蓄熱槽に蓄熱され
た熱を吸熱することにより室外側熱交換器の吸熱
能力を回復させることができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本考案の第１実施例を示すヒートポン
プ冷凍サイクルの概略構成図、第２図は同サイク
ルの暖房運転時における蓄熱中の冷媒状態を示す
Ｐ−ｈ線図、第３図は同サイクルの暖房運転時に
おけるヒートアツプ作動中の冷媒状態を示すＰ−
ｈ線図、第４図は本考案の第２実施例を示すヒー
トポンプ冷凍サイクルの概略構成図、第５図は同
サイクルの暖房運転時における冷媒状態を示すＰ
−ｈ線図、第６図は従来のヒートポンプ冷凍サイ
クルの概略構成図、第７図は同サイクルの暖房運
転時における冷媒状態を示すＰ−ｈ線図である。 １……圧縮機、２……四方切換弁、３……室内
側熱交換器、４……膨張弁、５……三方切換弁、
６……蓄熱槽、７……室外側熱交換器、８……調
節弁、９……ホツトガスバイパス回路、１０……
ヒートアツプ回路、１１……バイパス回路、１２
……液インジエクシヨン口。

Claims (1)

【実用新案登録請求の範囲】
1. 圧縮機、室内側熱交換器、絞り装置及び室外側
   熱交換器を具備してなるヒートポンプ冷凍サイク
   ルにおいて、前記圧縮機からの吐出冷媒ガスの一
   部を蓄熱槽で放熱凝縮させ、調節弁を経て同圧縮
   機へ戻す冷媒回路を設けるとともに、前記絞り装
   置と室外側熱交換器との間に前記蓄熱槽を経由す
   るヒートアツプ回路と、前記蓄熱槽をバイパスす
   るバイパス回路と、前記ヒートアツプ回路とバイ
   パス回路への冷媒流れを切換える切換手段とを設
   けたことを特徴とするヒートポンプ冷凍サイク
   ル。