JPH04332358A - 除霜機能をもつヒートポンプ装置 - Google Patents

除霜機能をもつヒートポンプ装置

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JPH04332358A
JPH04332358A JP3018187A JP1818791A JPH04332358A JP H04332358 A JPH04332358 A JP H04332358A JP 3018187 A JP3018187 A JP 3018187A JP 1818791 A JP1818791 A JP 1818791A JP H04332358 A JPH04332358 A JP H04332358A
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heat pump
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JP3018187A
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Yoshiaki Shoji
庄子 喜章
Toshio Hayashi
利雄 林
Masato Nakanishi
正人 中西
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Takasago Thermal Engineering Co Ltd
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Takasago Thermal Engineering Co Ltd
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    • F25REFRIGERATION OR COOLING; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS; MANUFACTURE OR STORAGE OF ICE; LIQUEFACTION SOLIDIFICATION OF GASES
    • F25BREFRIGERATION MACHINES, PLANTS OR SYSTEMS; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS
    • F25B39/00Evaporators; Condensers
    • F25B39/02Evaporators
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    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F25REFRIGERATION OR COOLING; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS; MANUFACTURE OR STORAGE OF ICE; LIQUEFACTION SOLIDIFICATION OF GASES
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    • F25B41/00Fluid-circulation arrangements
    • F25B41/40Fluid line arrangements
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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】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は,蒸発器を外気中に設置
してヒートポンプを稼働するさいに,蒸発器の表面に発
生する霜を,ヒートポンプを稼働しながら(蒸発器とし
ての機能を停止させることなく)除去する方法および装
置に関する。
【0002】
【従来の技術】空気熱源ヒートポンプ装置では,空気調
和機を例とするとその暖房運転では屋外機の空気熱交換
器を蒸発器として,屋内機の空気熱交換器を凝縮器とし
て機能させ,蒸発器で外気から抜熱して凝縮器で放熱す
る運転が行われるが,外気が低温高湿度の場合には蒸発
器の表面に霜が発生することがある。このような現象が
生ずると蒸発器の熱交換性能が低下し,ヒートポンプの
能力低下をきたす。
【0003】従来より,この霜発生による能力低下を防
止し,ヒートポンプの性能を維持させることを目的とし
て各種の除霜運転方式が提案されている。最も代表的な
ものは,屋外機の空気熱交換器を一時的に凝縮器とした
逆運転を行なう逆サイクルデフロスト方式である。また
,高温の冷媒ガスを一時的に供給するホットガスデフロ
スト方式も知られている。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】逆サイクルデフロスト
方式やホットガスデフロスト方式では,いずれも蒸発器
としての機能を停止して除霜するものであるから,除霜
の間はヒートポンプ機能は停止し,加えて,熱の逆移動
が生ずるという問題がある。
【0005】本発明はこのような問題を解決し,蒸発器
の表面に発生する霜を,ヒートポンプを稼働しながら(
蒸発器としての機能を停止させることなく)除去するこ
とを目的としたものである。
【0006】
【課題を解決するための手段】本発明によれば,ヒート
ポンプの蒸発器を外気中に設置し,この蒸発器で外気か
ら抜熱して凝縮器で放熱するヒートポンプの運転方法に
おいて,該蒸発器として冷媒がその中を通過する多数本
の伝熱管を備えた多管式熱交換器を使用し,この多管式
熱交換器の各伝熱管に冷媒を供給配分するさいに,全伝
熱管のうち少なくとも数本には冷媒が供給されないよう
に配分供給し,この冷媒が供給されない伝熱管を時間の
経過に伴って他の伝熱管に順次移動させることを特徴と
するヒートポンプの除霜運転方法を提供する。そして,
この除霜運転を行なうヒートポンプ装置として,圧縮機
→凝縮器→膨張弁→蒸発器→圧縮機の順に冷媒が循環す
るヒートポンプ装置であって,該蒸発器が多数本の伝熱
管を備えた多管式熱交換器からなり,該膨張弁と蒸発器
との間に蒸発器の各伝熱管に冷媒を分配するデストリビ
ユータが介装され,このデストリビユータの各伝熱管に
通ずる全冷媒出口ポートのうち一部だけを閉塞するポー
ト閉塞手段が設けられ,このポート閉塞手段を全ポート
に周回させる周回機構を設けたことを特徴とするヒート
ポンプ装置を提供する。ここで,デストリビユータは多
数の冷媒出口ポートを円周方向に連設してなる筒体から
なり,この筒体内に冷媒出口ポートの一部を閉塞するポ
ート閉塞手段が軸回りに回転可能に設置される。
【0007】
【実施例】図1は本発明に従うヒートポンプ装置の全体
を図解的に示したものであり,1は圧縮機,2は凝縮器
,3は受液器,4は膨張弁,5は蒸発器,6はアキュー
ムレータを示しており,冷媒はこの順に循環する。蒸発
器5は多数本の伝熱管7を並列に配置し,その表面にフ
インを付けた多管式熱交換器である。各伝熱管7には膨
張弁4を経た冷媒がデストリビユータ8によって分配さ
れる。各伝熱管7を通過した冷媒はアキュームレータ6
に入る。
【0008】図2は本発明に従うデストリビユータ8の
詳細を示したもので,図3はそのA−A線矢視図である
。図示のように,このデストリビユータ8は円筒形の容
器本体9の円周面に多数の冷媒出口ポート10が同一円
周線上に等間隔で設けられ,図示しない冷媒入口から容
器本体9内に導入された冷媒は各ポート10を経て各伝
熱管7に分配される。11はオリフイスである。12は
一部のポートだけを閉塞するポート閉塞栓である。
【0009】ポート閉塞栓12は,ポート10の全数 
(図例では16個) の一部 (図例では3個)だけを
閉塞する大きさの閉塞面を有している。この閉塞面がど
のポートにも移動できるように容器本体9内において回
転可能に設置されている。具体的には,容器本体9の天
板13に外方に突出するボンネット14を取付け, こ
のボンネット14内に回転軸15を挿入し,この回転軸
15にポート閉塞栓12が固定されている。回転軸15
はボンネット14の外側に設けられた駆動部16に気密
状態で接続され,この駆動部16によって回転動力を付
与される。駆動部16はタイマー付のモータからなる。 このようにしてポート閉塞栓12は容器の軸まわりに容
器本体内で回転することによって,その閉塞面が円周面
上に配置される各ポート10の幾つかを閉塞しながら周
回することになり,閉塞されないポートと閉塞されるポ
ートが常に存在しながら,閉塞されるポートの位置が移
動する。
【0010】以上の構成になるデストリビユータ8を使
用した本発明のヒートポンプ装置によれば,圧縮機1で
圧縮した冷媒を凝縮器2で気体または液体に放熱しなが
ら凝縮液化し,この冷媒液を膨張弁4で絞ったうえデス
トリビユータ8で各伝熱管7に分配し,蒸発器5で外気
から抜熱しつつ蒸発させ,この冷媒ガスを圧縮機1で再
び圧縮するという通常のヒートポンプ動作を行わせる場
合に,該ポート閉塞栓12を時間をかけて周回させるこ
とにより,蒸発器5の表面に霜が発生するような条件下
においても,その着霜はヒートポンプの該運転態様のま
ま除去することができる。図4は,この除霜作用を図解
的に示したものである。
【0011】図4は,デストリビユータ8のポート閉塞
栓12を経時的に周回移動させることによって, 蒸発
器5の伝熱管のうち数本だけに冷媒の供給を停止する運
転を行っているさいに,冷媒の供給が停止している伝熱
管の帯域をS(蒸発器5のハッチング部分)で表したも
のである。ポート閉塞栓12がaから順にfまで回転し
再びaに戻って1回転するとSの帯域も元に戻るという
サイクルを繰り返す。したがって,どの伝熱管もある時
点では冷媒の供給が停止している時間帯が存在しながら
ほかの伝熱管には冷媒が供給されることになる。この冷
媒の供給が停止している帯域Sでは蒸発器として機能し
ないので当然のことながら霜は発生しない。この帯域S
を除く部分で着霜するような外気条件もしくは運転条件
の場合にあっても,この着霜帯域はいずれ冷媒の供給が
停止する時間帯に遭遇する。この停止時間帯の長さを適
切に制御すれば,付着した霜は外気との間で熱移動・物
質移動により昇華若しくは融解する。とくに日射がある
ようなところに蒸発器が設置された場合には直射を受け
る分だけ停止時間帯の長さを短くすることができる。通
常はこの停止時間帯は日中では10分程度で十分であり
, 長くても20分程度でよい。
【0012】
【発明の効果】以上のようにして本発明によれば,ヒー
トポンプ装置の蒸発器での除霜をヒートポンプ装置の運
転を継続しながら(蒸発器としての機能を働かせながら
)実現することができる。また冷媒の供給が停止する帯
域Sが循環サイクルを繰り返すことによって,冷媒が供
給されている帯域の冷媒供給時間が帯域Sの時間帯分だ
け短くなるから着霜の厚みもそれだけ薄くなり,帯域S
での昇華・融解時間も全体として短くなる。加えて,従
来の逆サイクルデフロスト方式やホットガスデフロスト
方式のように除霜運転の発停制御のための検出機構等は
不要となりタイマーによって帯域Sの周回時間を設定す
る操作を行なうだけでよい。特にヒートポンプの停止や
熱ロスを回避することができる点で従来方式にはない有
利な除霜が実現できる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明に従うヒートポンプ装置の機器配置図で
ある。
【図2】図1のデストリビユータの詳細を示す部分断面
図である。
【図3】図2のA−A矢視図である。
【図4】本発明に従う除霜運転のサイクル図である。
【符号の説明】
1  圧縮機 2  凝縮器 3  受液器 4  膨張弁 5  蒸発器 6  アキユムレータ 7  伝熱管 8  デストリビユータ 9  筒状の容器本体 10  冷媒出口ポート 11  オリフイス 12  ポート閉塞栓 15  回転軸 16  駆動部

Claims (3)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】  ヒートポンプの蒸発器を外気中に設置
    し,この蒸発器で外気から抜熱して凝縮器で放熱するヒ
    ートポンプの運転方法において,該蒸発器として冷媒が
    その中を通過する多数本の伝熱管を備えた多管式熱交換
    器を使用し,この多管式熱交換器の各伝熱管に冷媒を供
    給配分するさいに,全伝熱管のうち少なくとも数本には
    冷媒が供給されないように配分供給し,この冷媒が供給
    されない伝熱管を時間の経過に伴って他の伝熱管に順次
    移動させることを特徴とするヒートポンプの除霜運転方
    法。
  2. 【請求項2】  圧縮機→凝縮器→膨張弁→蒸発器→圧
    縮機の順に冷媒が循環するヒートポンプ装置であって,
    該蒸発器が多数本の伝熱管を備えた多管式熱交換器から
    なり,該膨張弁と蒸発器との間に蒸発器の各伝熱管に冷
    媒を分配するデストリビユータが介装され,このデスト
    リビユータの各伝熱管に通ずる全冷媒出口ポートのうち
    一部だけを閉塞するポート閉塞手段が設けられ,このポ
    ート閉塞手段を全ポートに周回させる周回機構を設けた
    ことを特徴とするヒートポンプ装置。
  3. 【請求項3】  デストリビユータは,多数の冷媒出口
    ポートを円周方向に連設してなる筒体からなり,この筒
    体内に冷媒出口ポートの一部を閉塞するポート閉塞手段
    が軸回りに回転可能に設置されている請求項1に記載の
    ヒートポンプ装置。
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