JPH0510191Y2 - - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】 （産業上の利用分野） 本考案は空気調和機、温水器、冷凍・冷蔵装置
等に好適な空気熱源ヒートポンプに関する。

（従来の技術） 従来のヒートポンプ式空気調和機の系統図が第
５図に示されている。

暖房運転時、圧縮機１から吐出された高温・高
圧ガス冷媒は、実線矢印で示すように、四方弁２
を経て蓄熱熱交換器１０に入りこれに封入された
蓄熱材を加熱する。次いで、室内熱交換器３に入
り、ここで室内フアン４によつて送られる室内空
気に放熱することによつて凝縮液化して液冷媒と
なる。この液冷媒は冷房用絞り５及び暖房用絞り
６を流過する過程で絞られることにより気液二相
となつて室外熱交換器７に入り、ここで室外フア
ン８によつて送られる外気から吸熱することによ
つて蒸発気化して低温のガス冷媒となり、四方弁
２、アキユームレータ９を経て圧縮機１に再び吸
込まれる。

外気が低温で高湿度の場合に暖房運転を継続す
ると室外熱交換器７の表面に霜が付着するので、
この霜を除去するためにデフロスト運転が行われ
る。

デフロスト運転時には、制御器１５からの指令
により四方弁２が切り換えられ、室外フアン８が
停止され、電磁弁１１が開とされる。かくして、
圧縮機１から吐出された冷媒は、白抜矢印で示す
ように、四方弁２を経て室外熱交換器７に入り、
これを流過する過程でその表面に付着した霜を溶
融し、自身は凝縮液化する。次いで、この液冷媒
は逆止弁１２を経てその一部は冷房用絞り５を経
て室内熱交換器３に入り、ここで室内フアン４に
よつて送られる室内空気と熱交換することによつ
て蒸発気化する。しかし、液冷媒の大部分はバイ
パス管１３に介装された逆止弁１４及び電磁弁１
１を通つて蓄熱熱交換器１０に入り、ここで蓄熱
材から吸熱することによつて蒸発気化する。そし
て、これら蒸発気化したガス冷媒は四方弁２、ア
キユームレータ９を経て圧縮機１に戻る。

デフロスト運転が終了すると、制御器１５から
の指令により四方弁２が切り換えられると同時に
電磁弁１１が閉とされ、室外フアン８が運転され
ることにより再び暖房運転が開始される。

冷房運転時には、圧縮機１から吐出された冷媒
は、破線矢印で示すように、四方弁２、室外熱交
換器７、逆止弁１２、冷房用絞り５、室内熱交換
器３、蓄熱熱交換器１０、四方弁２、アキユーム
レータ９をこの順に経て圧縮機１に戻る。

（考案が解決しようとする問題点） 上記従来の空気調和機においては、その暖房運
転時、圧縮機１から吐出されたガス冷媒の全てが
蓄熱熱交換器１０を流過するため、蓄熱する必要
のない場合でも蓄熱熱交換器１０に熱が蓄えられ
る。

また、外気温度がある温度以上に上昇し又は負
荷が増大した場合には、圧縮機１から吐出された
冷媒ガスの温度が蓄熱材の許容温度を越えて上昇
し、これに伴い蓄熱材がその許容温度を越えて上
昇するため蓄熱材が劣化したり、沸騰したりして
その寿命が短くなるという問題があつた。

また、デフロスト運転時には蓄熱材が放熱して
その温度が低下するため、暖房運転の再開時、圧
縮機１から吐出されたガス冷媒が蓄熱熱交換器１
０を流過する際に蓄熱材によつて冷却されるの
で、暖房の立上りが悪いという問題があつた。

（問題点を解決するための手段） 本考案は上記問題点に対処するために提案され
たものであつて、その要旨とするところは、吸熱
運転時には圧縮機から吐出された冷媒が利用側熱
交換器、絞り及び熱源側熱交換器をこの順に経て
上記圧縮機に循環し、デフロスト運転時には圧縮
機から吐出された冷媒が上記熱源側熱交換器を経
て上記圧縮機に循環する空気熱源ヒートポンプに
おいて、吸熱運転時に高温の冷媒ガスが流れるガ
ス管に対して並列にホツトガスバイパス回路を接
続し、このホツトガスバイパス回路に蓄熱熱交換
器とその後流側に吸熱運転時は上記蓄熱熱交換器
の温度、熱源空気温度、負荷の温度に応じて開閉
され、デフロスト運転時は閉とされる電磁弁をこ
の順に直列に介装するとともにデフロスト運転時
にのみ液管内の液冷媒を上記蓄熱熱交換器と上記
電磁弁との間に導く液冷媒バイパス管を設けたこ
とを特徴とする空気熱源ヒートポンプにある。

（作用） 本考案においては、上記構成を具えているた
め、蓄熱熱交換器に熱を蓄える必要がある場合に
のみ電磁弁が開となるので、圧縮機から吐出され
た高温の冷媒ガスの一部がホツトガスバイパス回
路を流過し、このホツトガスバイパス回路に介装
された蓄熱熱交換器に熱が蓄えられる。しかし、
蓄熱熱交換器に熱を蓄える必要がない場合には電
磁弁が閉とされるので、吸熱運転時に圧縮機から
吐出された高温の冷媒ガスの全てが利用側熱交換
器に流入する。デフロスト運転時には電磁弁が閉
となつているので、液管内の液冷媒が液冷媒バイ
パス管を経て蓄熱熱交換器を流過し、これに封入
された蓄熱材から吸熱して蒸発気化する。

（実施例） 本考案の１実施例が第１図に示されている。

四方弁２と室内熱交換器３とを連結する冷媒配
管、即ち、暖房運転時に高温の冷媒ガスが流れる
ガス管２０に対して並列にホツトガスバイパス回
路２１が接続され、このホツトガスバイパス回路
２１には蓄熱熱交換器２２，２３とその後流側に
電磁弁２４がこの順に直列に介装されている。２
６は液冷媒バイパス管で、その一端はホツトガス
バイパス回路２１の蓄熱熱交換器２３と電磁弁２
４との間に連結され、他端は液管２５、即ち、冷
房用絞り５と逆止弁１２とを結び、デフロスト運
転中は液冷媒が流れる冷媒配管に連結されてい
る。この液冷媒バイパス管２６には電磁弁１１と
その液管２５側に液管２５に向かう流れを遮断す
る逆止弁１４が直列に介装されている。室内熱交
換器３に流入する室内空気の温度を検知する室温
センサー２７、室外熱交換器７に流入する外気の
温度を検知する外気温センサー２８及び蓄熱熱交
換器２３の蓄熱材の温度を検知する蓄熱温度セン
サー２９の出力は制御器３０に入力される。そし
て、電磁弁２４は制御器３０からの指令を受け、
暖房運転中、外気温度が予め設定された温度より
低く、かつ、蓄熱温度が予め設定された温度より
低く、かつ、室温が予め設定された温度より高く
なつた時、即ち、蓄熱熱交換器２２，２３に蓄熱
する必要がある時にのみ開き、これ以外の時には
暖房運転中でも閉とされ、また、デフロスト運転
時及び冷房運転時は閉とされる。他の構成は第５
図に示す従来のものと同様であり、対応する部材
には同じ符号が付されている。

しかして、蓄熱熱交換器２２，２３に蓄熱する
必要がある場合には制御器３０からの指令を受け
て電磁弁２４が開となる。従つて、圧縮機１から
吐出された高温の冷媒ガスは四方弁２を経てその
大部分はガス管２０に入るがその一部は分岐して
一点鎖線矢印で示すようにホツトガスバイパス回
路２１に流入し蓄熱熱交換器２２，２３、電磁弁
２４をこの順に経てさきに分岐した冷媒ガスと合
流する。そして、高温の冷媒ガスは蓄熱熱交換器
２２，２３を流過する際、これに封入された蓄熱
材を加熱する。蓄熱材の温度が次第に上昇して予
め設定された温度、即ち、蓄熱材が劣化しない温
度で、かつ、充分な熱量が蓄えられる温度に達す
ると、蓄熱温度センサー２９がこれを検知し、こ
れからの信号を受けた制御器３０からの指令によ
り電磁弁２４が閉とされるので、蓄熱材がその許
容温度以上に昇温することはない。なお、室温の
設定温度は蓄熱熱交換器２２，２３への蓄熱によ
つて室内居住者が寒さを感じない温度が選ばれ、
また、外気の設定温度は室外熱交換器７に着霜す
るおそれのある温度が選ばれる。

デフロスト運転時、制御器３０からの指令によ
り電磁弁１１が開、電磁弁２４が閉となるので、
液管２５内の液冷媒の一部に分岐して液冷媒バイ
パス管２６に入り、逆止弁１４、電磁弁１１を経
てホツトガスバイパス回路２１に流入し、蓄熱熱
交換器２３，２２をこの順に流過する過程で蓄熱
材から吸熱して蒸発気化する。他の作用、効果は
第５図に示す従来のものと同様であり、説明を省
略する。

上記第１の実施例においては、２個の蓄熱熱交
換器２２及び２３がホツトガスバイパス回路２１
に介装されているが、第２図に示すように、１個
の蓄熱熱交換器３２を介装することができ、ま
た、第３図に示すように３個の蓄熱熱交換器３
３，３４，３５を介装することができ、更に、第
４図に示すように電磁弁２４の後流側にホツトガ
スバイパス回路２１を流れる冷媒量を制御するた
めのキヤピラリチユーブ３６を介装することがで
きる。また、上記各実施例においては、液冷媒バ
イパス管２６に逆止弁１４と電磁弁１１を介装し
ているが、これに代えてデフロスト運転時に開と
される二方弁を用いることができる。

（考案の効果） 本考案においては、吸熱運転時に高温の冷媒ガ
スが流れるガス管に対して並列にホツトガスバイ
パス回路を接続し、このホツトガスバイパス回路
に蓄熱熱交換器とその後流側に吸熱運転時は上記
蓄熱熱交換器の温度、熱源空気温度、負荷の温度
に応じて開閉され、デフロスト運転時は閉とされ
る電磁弁をこの順に直列に介装するとともにデフ
ロスト運転時にのみ液管内の液冷媒を上記蓄熱熱
交換器と上記電磁弁との間に導く液冷媒バイパス
管を設けたため、蓄熱熱交換器に熱を蓄える必要
がある場合にのみ電磁弁が開となるので、圧縮機
から吐出された高温の冷媒ガスがホツトガスバイ
パス回路に介装された蓄熱熱交換器を流過して蓄
熱熱交換器に熱を蓄えるられる。しかし、蓄熱熱
交換器に熱を蓄える必要がない場合には電磁弁が
閉とされているので、吸熱運転時圧縮機から吐出
された高温の冷媒ガスの全てが利用側熱交換器に
流入する。デフロスト運転時には電磁弁が閉とな
つているので、液管内の液冷媒が液冷媒バイパス
管を経て蓄熱熱交換器を流過し、これに封入され
た蓄熱材から吸熱して蒸発気化する。

従つて、蓄熱熱交換器に熱を蓄える必要がある
ときのみ蓄熱熱交換器に熱を蓄えることができる
のみならず蓄熱熱交換器に封入された蓄熱材がそ
の許容温度以上に昇温しないので、この蓄熱材の
耐久性が増し、蓄熱材の沸騰による蓄熱熱交換器
の損傷を防止できる。更に、デフロスト運転後の
吸熱運転時、冷媒は蓄熱熱交換器を流過しないの
で吸熱運転の立上りが円滑となる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本考案の１実施例を示す系統図、第２
図ないし第４図はそれぞれ本考案の他の実施例を
示す部分的冷媒回路図である。第５図は従来のヒ
ートポンプ式空気調和機の系統図である。 圧縮機……１、利用側熱交換器……３、絞り…
…５，６、熱源側熱交換器……７、ガス管……２
０、ホツトガスバイパス回路……２１、蓄熱熱交
換器……２２，２３，３２，３３，３４，３５、
電磁弁……２４、液管……２５、液冷媒バイパス
管……２６、蓄熱温度センサー……２９、熱源空
気温度センサー……２８、負荷の温度センサー…
…２７。

Claims (1)

【実用新案登録請求の範囲】
1. 吸熱運転時には圧縮機から吐出された冷媒が利
   用側熱交換器、絞り及び熱源側熱交換器をこの順
   に経て上記圧縮機に循環し、デフロスト運転時に
   は圧縮機から吐出された冷媒が上記熱源側熱交換
   器を経て上記圧縮機に循環する空気熱源ヒートポ
   ンプにおいて、吸熱運転時に高温の冷媒ガスが流
   れるガス管に対して並列にホツトガスバイパス回
   路を接続し、このホツトガスバイパス回路に蓄熱
   熱交換器とその後流側に吸熱運転時は上記蓄熱熱
   交換器の温度、熱源空気温度、負荷の温度に応じ
   て開閉され、デフロスト運転時は閉とされる電磁
   弁をこの順に直列に介装するとともにデフロスト
   運転時にのみ液管内の液冷媒を上記蓄熱熱交換器
   と上記電磁弁との間に導く液冷媒バイパス管を設
   けたことを特徴とする空気熱源ヒートポンプ。