JPH055406Y2 - - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】 〈技術分野〉 本考案はエアコン等に用いられるヒートポンプ
サイクルに関する。

〈従来技術〉 第２図に従来のヒートポンプサイクルを示す。
第２図において、１はコンプレツサ、２は冷房時
と暖房時とで通路を切り換える四方弁、３は室外
側に配置される室外側熱交換器、４は室内側に配
置される室内側熱交換器、５は減圧装置としての
膨張弁である。このようなサイクルにおいて、冷
房時には四方弁２が図示の実線の如く通路を形成
する。従つて、コンプレツサ１より吐出された冷
媒は四方弁２を通して室外側熱交換器４で凝縮
し、膨張弁５で減圧してから室内側熱交換器４で
蒸発してコンプレツサ１に吸入されるサイクルを
形成する。一方で暖房時には四方弁２が図示の点
線の如く通路を形成する。従つて冷房時とは熱交
換器３，４を通過する通路の冷媒流れ方向が逆転
し、コンプレツサ１、四方弁２、室内側熱交換器
４、膨張弁５、室外熱交換器３、コンプレツサ１
の順序で冷媒が流れることになる。

ところでこのようなヒートポンプサイクルをエ
アコンに用いる場合、上記熱交換器３，４では送
風機が併設されており、室内側熱交換器４を通過
することにより加熱、冷却された空気が暖房や冷
房に供されている。又室外側熱交換器３では同様
に送風により吸熱、放熱が行われている。一般に
エアコン等空調機器では、送風方向は一定で逆方
向に送風することは不可能である。このため、熱
交換器３，４での熱交換効率を向上させるため
に、冷媒流れの方向と送風方向を対向流にして
も、冷・暖いずれか一方では対向流となるものの
他方では同一方向の流れになつてしまい効率が悪
いという問題があつた。

本考案は上記の点に鑑み、冷房、暖房いずれの
場合にも熱交換器３，４での冷媒流れ方向が同一
となるように工夫することで常時対向流による熱
交換を行うようにしたものである。

〈従来の問題点を解決するための手段〉 冷媒を圧縮するコンプレツサと、 第１の入口、出口及び第２の入口、出口を備
え、冷房時には第１の入口から第１の出口にかけ
て通路を形成すると共に第２の入口から第２の出
口にかけて通路を形成し、暖房時には第１の入口
から第２の出口にかけて通路を形成すると共に第
２の入口から第１の出口にかけて通路を形成する
ものであつて、第１の入口に上記コンプレツサの
吐出側が接続される第１の四方弁と、 室外側に配置され、入口側が上記第１の四方弁
の第１の出口に接続されるものであつて、出口側
から入口側に向つて送風を行う送風手段が併設さ
れる室外側熱交換器と、 第１の入口、出口及び第２の入口、出口を備え
冷房時には第１の入口から第１の出口にかけて通
路を形成すると共に第２の入口から第２の出口に
かけて通路を形成し、暖房時には第１の入口から
第２の出口にかけて通路を形成すると共に第２の
入口から第１の出口にかけて通路を形成するもの
であつて、第１の入口が上記室外側熱交換器の出
口に接続され、第２の出口が上記コンプレツサの
吸入側に接続される第２の四方弁と、 室内側に配置され、入口側が上記第１の四方弁
の第２の出口に接続されると共に出口側が上記第
２の四方弁の第２の入口に接続されるものであつ
て、出口側から入口側に向つて送風を行う送風手
段が併設される室内側熱交換器と、 入口側が上記第２の四方弁の第１の出口に接続
さ減、出口側が上記第１の四方弁の第２の入口に
接続される減圧装置と、 から構成されるヒートポンプサイクル。

〈作用〉 室内熱交換器の入口が第２の四方弁の第１の出
口に接続され、冷房時、暖房時いずれもこの第２
の四方弁の第１の出口より冷媒が吐出される流れ
となるから、冷、暖いずれの場合も室内側熱交換
器の入口側から冷媒が流入する一方で、送風手段
が室内側熱交換器の出口側から入口側に向つて送
風するから、冷、暖いずれも対向流による熱交換
となる。

又、室外側熱交換器の入口が第１の四方弁の第
１の出口に接続され、冷房時、暖房時いずれもこ
の第１の四方弁の第１の出口より冷媒が吐出され
る流れとなるから、冷、暖いずれの場合も室外側
熱交換器の入口から冷媒が流入する一方で送風手
段が室外側熱交換器の出口側から入口側に向つて
送風するから、冷、暖いずれも対向流による熱交
換となる。

〈実施例〉 以下本考案の実施例を図面に従つて説明する。
尚、この実施例を最近注目されている混合冷媒
（非共沸混合冷媒）を用いる場合のサイクル図に
ついて説明する。

第１図において、６はコンプレツサ、７は第１
の四方弁、８は室外側熱交換器、９は減圧装置と
して膨張弁、１０は室内側熱交換器、１１は第２
の四方弁、１２は冷媒熱交換器である。

上記第１の四方弁７は第１の入口７ａ、第１の
出口７ｂ及び第２の入口７ｃ、第２の出口７ｄを
備えて成る。この第１の四方弁７は冷房時には図
示の実線で示すように第１の入口７ａから第１の
出口７ｂにかけて通路を形成すると共に、第２の
入口７ｃから第２の出口７ｄにかけて通路を形成
する。又、暖房時には図示の点線で示すように、
第１の入口７ａから第２の出口７ｄにかけて通路
を形成すると共に、第２の入口７ｃから第１の出
口７ｂにかけて通路を形成するように通路を切り
換えるよう動作する。そしてこの第１の四方弁７
の第１の入口７ａにはコンプレツサ６の吐出側が
接続されて、コンプレツサ６の吐出冷媒を冷房時
には第１の出口７ｂから、暖房時には第２の出口
７ｄから吐出するようにしている。

上記室外側熱交換器８は室外に配置されるもの
であつて、入口側８ｄが上記第１の四方弁７の第
１の出口に接続されている。又、この室外側熱交
換器８には、出口側８ｂから入口側８ａに向つて
送風を行う送風手段（図示せず）が併設されてお
り、室外空気と通過冷媒とを熱交換するようにな
つている。

上記第２の四方弁１１は第１の入口１１ａ、第
１の出口１１ｄ、及び第２の入口１１ｃ、第２の
出口１１ｄを備えて成る。この第２の四方弁１１
は、冷房時図示の実線で示すように、第１の入口
１１ａから第１の出口１１ｂにかけて通路を形成
すると共に、第２の入口１１ｃから第２の出口１
１ｄにかけて通路を形成する。又、暖房時には図
示の点線で示すように、第１の入口１１ａから第
２の出口１１ｄにかけて通路を形成すると共に、
第２の入口１１ｃから第１の出口１１ｂにかけて
通路を形成するように通路を切り換えるよう動作
する。そして、この第２の四方弁１１の第１の入
口１１ａには上記室外側熱交換器８の吐出側が接
続されている。

上記室内側熱交換器１０は室内に配置されるも
のであつて、入口側１０ａが上記第１の四方弁７
の第１の出口７ｄに接続されると共に、出口側１
０ｂが上記第２の四方弁１１の第２の入口１１ｃ
に接続されている。そしてこの室内側熱交換器１
０には、出口側１０ｂから入口側１０ａに向つて
送風を行う送風手段（図示せず）が併設されてお
り、室内空気と通過冷媒とを熱交換するようにな
つている。

上記熱媒熱交換器１２は内管１２ａとこの内管
１２ａを囲繞する外管１２ｂとから構成されるも
のであつて、この内・外管１２ａ，１２ｂ間で熱
交換を行うものである。上記外管１２ｂの入口は
上記第２の四方弁１１の第１の出口１１ｂが接続
されていると共に、出口には上記膨張弁９の入口
側が接続される。又、上記内管１２ａの入口には
上記第２の四方弁１１の第２の出口１１ｄが接続
されていると共に、出口には上記コンプレツサ６
の吸入側が接続されている。

上記膨張弁９は減圧装置としての作用を持ち、
入口側が上記冷媒熱交換器１２の外管１２ｂの出
口側に接続されると共に出口側が第１の四方弁７
の第２の入口７ｃに接続されている。

さて、混合媒体（特に非共沸混合冷媒）につい
ては、「ヒートポンプによる新分野とその可能性
に関する調査研究報告書」（昭和59年７月社団法
人 日本機械工業連合会発行）に記載されている
ように、サイクルの成績係数を改善できる点で近
年注目されているものであるが、蒸発凝縮過程で
温度、組成変化を生じる（この特性を利用するこ
とで加熱能力、成績係数の改善が行われる）た
め、上記熱媒熱交換器１２の設置により非共沸混
合冷媒を用いたサイクルを具現している。

上記サイクルの動作について説明する。先ず冷
房の場合には、四方弁７，１１は実線の如く通路
を形成する。従つて、コンプレツサ６で圧縮され
た冷媒は第１の四方弁７の第１の入口７ａから第
１の出口７ｂを通つて室外側熱交換器８に送入さ
れる。室外熱交換器８では入口８ａから出口８ｂ
に向つて冷媒が流れると同時に出口８ｂから入口
８ａに室外空気が流通し熱交換を行う。この時室
外側熱交換器８は凝縮器として作用する。凝縮し
た冷媒は第２の四方弁１１の第１の入口１１ａか
ら第１の出口１１ｂを通つて熱媒熱交換器１２の
外管１２ｂに流入する。ここで冷媒は後述の室内
熱交換器１０で蒸発した冷媒と熱交換し、室外熱
交換器８で凝縮しなかつた冷媒が凝縮することに
なる。このようにして、凝縮した冷媒は膨張弁９
により適宜減圧が行われて、第１の四方弁７の第
２の入口から第２の出口７ｄを通つて室内側熱交
換器１０に流入する。ここで冷媒は通過方向に対
向する室内空気の流通作用により熱交換して蒸発
する。蒸発した冷媒は第２四方弁１１の第２の入
口１１ｃから第２の出口１１ｄを通つて上述の熱
媒熱交換器１２の内管１２ａを通過する。ここで
上述の如く減圧前の冷媒と熱交換に一部が蒸発す
る。この熱媒熱交換器１２により、蒸発温度と凝
縮温度との差を極力小さくして、成績係数を向上
させている。このようにして蒸発した冷媒はコン
プレツサ１に吸入される。

従つて、上記室内・外熱交換器８，１０では熱
媒の流通方向に対して空気流通方向が対向の関係
になる。

次に暖房時には、四方弁７，１１は点線で図示
するように通路を形成する。従つて、コンプレツ
サ６より吐出された冷媒は第１の四方弁７（７ａ
→７ｄ）を通つて室内側熱交換器１０に入口１０
ａ→出口１０ｂの方向で流入する。この時室内側
熱交換器１０は凝縮器として作用する。凝縮冷媒
は第２の四方弁１１（１１ｃ→１１ｂ）を通つて
熱媒熱交換器１２の外管１２ｂ側を通過すること
により更に凝縮して膨張弁９で減圧される。減圧
後の冷媒は第１の四方弁７（７ｃ→７ｂ）を通つ
て室外側熱交換器８に入口８ａ→出口８ｂの方向
で流入する。この時室外側熱交換器８は蒸発器と
して作用する。蒸発後の冷媒は熱媒熱交換器１２
の内管１２ａご更に蒸発し、コンプレツサ１に吸
入される。

このように四方弁７，１１によつて、冷、暖サ
イクルを切り換えても、室内・外熱交換器８，１
０においては入口８ａ，１０ａ→出口８ｂ，１０
ｂの方向で冷媒が流通することになる一方で、い
ずれの熱交換器８，１０においても出口８ｂ，１
０ｂ→入口８ａ，１０ａの方向で送風しているの
で、いずれの熱交換器８，１０においても対向流
での熱交換が行われることになる。

尚、本考案は非共沸混合媒体を用いない場合で
も有効であり、その揚熱媒熱交換器１２は不要と
なる。

〈効果〉 以上本考案によれば、冷房サイクル、暖房サイ
クルを四方弁にて切り換えてもいずれの場合も対
向流となるので、熱交換効率が優れる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本考案実施例のサイクル図、第２図は
従来のサイクル図。 ６……コンプレツサ、７……第１の四方弁、７
ａ……第１の入口、７ｂ……第２の出口、７ｃ…
…第２の入口、７ｄ……第２の出口、８……室外
側熱交換器、９……膨張弁、１０……室内側熱交
換器、１１……第２の四方弁、１１ａ……第１の
入口、１１ｂ……第１の出口、１１ｃ……第２の
入口、１１ｄ……第２の出口。

Claims (1)

1. 【実用新案登録請求の範囲】 冷媒を圧縮するコンプレツサと、 第１の入口、出口及び第２の入口、出口を備
   え、冷房時には第１の入口から第１の出口にかけ
   て通路を形成すると共に第２の入口から第２の出
   口にかけて通路を形成し、暖房時には第１の入口
   から第２の出口にかけて通路を形成すると共に第
   ２の入口から第１の出口にかけて通路を形成する
   ものであつて、第１の入口に上記コンプレツサの
   吐出側が接続される第１の四方弁と、 室外側に配置され、入口側が上記第１の四方弁
   の第１の出口に接続されるものであつて、出口側
   から入口側に向つて送風を行う送風手段が併設さ
   れる室外側熱交換器と、 第１の入口、出口及び第２の入口、出口を備え
   冷房時には第１の入口から第１の出口にかけて通
   路を形成すると共に第２の入口から第２の出口に
   かけて通路を形成し、暖房時には第１の入口から
   第２の出口にかけて通路を形成すると共に第２の
   入口から第１の出口にかけて通路を形成するもの
   であつて、第１の入口が上記室外側熱交換器の出
   口に接続され、第２の出口が上記コンプレツサの
   吸入側に接続される第２の四方弁と、 室内側に配置され、入口側が上記第１の四方弁
   の第２の出口に接続されると共に出口側が上記第
   ２の四方弁の第２の入口に接続されるものであつ
   て、出口側から入口側に向つて送風を行う送風手
   段が併設される室内側熱交換器と、 入口側が上記第２の四方弁の第１の出口に接続
   され、出口側が上記第１の四方弁の第２の入口に
   接続される減圧装置と、 から構成されるヒートポンプサイクル。