JPH0626724A - 冷凍サイクル - Google Patents

冷凍サイクル

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JPH0626724A
JPH0626724A JP5076411A JP7641193A JPH0626724A JP H0626724 A JPH0626724 A JP H0626724A JP 5076411 A JP5076411 A JP 5076411A JP 7641193 A JP7641193 A JP 7641193A JP H0626724 A JPH0626724 A JP H0626724A
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JP
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heat
compressor
heat storage
pipe
way valve
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JP5076411A
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Shoichi Yoshida
正一 吉田
Toshiaki Kawamura
敏明 河村
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Toshiba Corp
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    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02BCLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO BUILDINGS, e.g. HOUSING, HOUSE APPLIANCES OR RELATED END-USER APPLICATIONS
    • Y02B30/00Energy efficient heating, ventilation or air conditioning [HVAC]
    • Y02B30/52Heat recovery pumps, i.e. heat pump based systems or units able to transfer the thermal energy from one area of the premises or part of the facilities to a different one, improving the overall efficiency

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  • Compression-Type Refrigeration Machines With Reversible Cycles (AREA)
  • Air Conditioning Control Device (AREA)

Abstract

(57)【要約】 【目的】コンプレッサからの放熱を有効かつ積極的に利
用して、コンプレッサに還流される冷媒の加熱を容易に
可能とし、かつ大きな設置スペースを必要とせず、小型
で簡単な構造の冷凍サイクルを提供することを目的とす
る。 【構成】冷凍サイクル中に吸熱用熱交換コイル10を備
えると共に暖房運転時の室外熱交換器3からの冷媒をコ
ンプレッサ1の吸込側配管に導く蓄熱用配管9を配設
し、吸熱用熱交換コイル10を収容した蓄熱槽11はコ
ンプレッサ1のケースを覆うように一体的に設けてコン
プレッサ1と熱交換可能に配設されている。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は室内を冷暖房する冷凍サ
イクルに係り、特に蓄熱槽を備えたヒートポンプ式冷凍
サイクルに関する。
【0002】
【従来の技術】従来、この種のヒートポンプ式冷凍サイ
クルは、図4に示すように、コンプレッサ30、四方弁
31、室外熱交換器32、膨脹弁33、室内熱交換器3
4を順次接続して構成され、四方弁31を切換操作する
ことにより室内を冷暖房するようになっている。
【0003】そして、この冷凍サイクルの途中には蓄熱
剤を充填した蓄熱槽35が備えられており、この蓄熱槽
35内には放熱(蓄熱)用熱交換コイル36及び吸熱用
熱交換コイル37が収納されている。この放熱用熱交換
コイル36が接続された放熱用配管38はコンプレッサ
30の吐出側高圧配管39に並設され、弁40を閉じる
ことにより吐出冷媒を放熱用熱交換コイル36に案内
し、吐出冷媒からの放熱により蓄熱が行われる。また、
吸熱用熱交換コイル37が接続された吸熱用配管41は
コンプレッサ30の吸込側低圧配管42に接続され、弁
43を閉じることにより戻り冷媒を吸熱用熱交換コイル
37に案内することで、戻り冷媒が加熱される。
【0004】そして、このようなヒートポンプ式冷凍サ
イクルにおける除霜運転は、四方弁31を切換え、コン
プレッサ30の吐出冷媒を室外熱交換器32に直接導
く、いわゆる反転除霜によって行われる。そして、この
反転除霜運転時には戻り冷媒を蓄熱槽35内に案内し、
冷媒を加熱・蒸発させてコンプレッサ30への液バック
等を防止するようにしている。
【0005】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、従来の
ヒートポンプ式冷凍サイクルでは、蓄熱槽35が独立し
て設置されており、蓄熱はコンプレッサ30からの高温
吐出冷媒を弁操作により放熱用熱交換コイル36に案内
することによって行われている。このため、冷凍サイク
ル内に種々の弁類が配置され、配管が複雑になり、蓄熱
槽35での蓄熱や冷媒加熱のための放熱の弁類の切換操
作が複雑になると共に、コスト高の要因となった。
【0006】また、蓄熱槽35が独立して設置されてい
るため、その設置スペースも大きくなり、小型化を図る
ことが困難であった。しかも、冷凍サイクル中で最も温
度の高いコンプレッサケースの熱はそのまま外部へ放熱
されており、この熱を有効に利用することができなかっ
た。
【0007】本発明は上記のような問題点を考慮し、コ
ンプレッサからの放熱を有効かつ積極的に利用して、コ
ンプレッサに還流される冷媒の加熱を容易に可能とし、
かつ大きな設置スペースを必要とせず、小型で簡単な構
造の冷凍サイクルを提供することを目的とする。
【0008】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、本発明はコンプレッサ、四方弁、室外熱交換器、膨
脹機構及び室内熱交換器を接続して構成され、上記四方
弁を切換えることによって冷暖房運転が可能な冷凍サイ
クルにおいて、吸熱用熱交換コイルを備え暖房運転時の
上記室外熱交換器からの冷媒を上記コンプレッサ吸込側
配管に導く蓄熱用配管を配設すると共に、上記吸熱用熱
交換コイルを収容した蓄熱槽を上記コンプレッサのケー
スを覆うように一体あるいは一体的に設けてコンプレッ
サと熱交換可能に配設したものである。
【0009】
【作用】このような構成によれば、コンプレッサケース
からの放熱を積極的に利用して蓄熱させることができる
ので、蓄熱槽内に放熱用熱交換コイルを設ける必要がな
くなる。また、蓄熱槽がコンプレッサと熱交換可能に配
設されているので、その分だけ近接した配置構造が可能
となり、設置スペースの有効利用を図ることができる。
【0010】
【実施例】以下、本発明の一実施例を図1〜図3を参照
して説明する。図1は、本発明に係るヒートポンプ式冷
凍サイクルを示し、この冷凍サイクルは冷暖房用空気調
和機に適用され、コンプレッサ1、四方弁2、室外熱交
換器3、膨脹機構としての膨脹弁(キャピラリーチュー
ブでも良い)4、室内熱交換器5を順次接続して構成さ
れており、閉じた冷媒循環回路6を構成している。一
方、コンプレッサ1の吐出側からホットガスバイパス配
管7が分岐されており、このバイパス配管7は途中に設
けられたバイパス弁8を介して室外熱交換器3と膨脹弁
4との間の冷媒配管6aに接続され、ホットガスバイパ
ス回路を構成している。また、四方弁2からコンプレッ
サ1の吸込側に至る低圧冷媒配管6bに蓄熱用配管9が
並列に接続される。蓄熱用配管9は途中に吸熱用熱交換
コイル10を備え、この熱交換コイル10は蓄熱剤が充
填された蓄熱槽11内に収容される。蓄熱槽11は、図
2に示すようにコンプレッサ1を外側から覆い、そのコ
ンプレッサケース1aに一体あるいは一体的に設けられ
る。蓄熱槽11内に収容される吸熱用熱交換コイル10
は周方向に延び、その他端側は蓄熱槽30から出てコン
プレッサ1の吸込側であるサクションカップ12に接続
される。
【0011】ところで、低圧側冷媒配管6bと蓄熱用配
管9との分岐部には切換用三方弁13が設けられる。こ
の三方弁13は図3に示すように構成され、弁ケーシン
グ14に1つの流入ポート15と2つの流出ポート16
a、16bが形成される。両流出ポート161a、6b
は弁体17により選択的に開口される。弁体17は弁棒
18を介してプランジャ19に一体的に連結され、プラ
ンジャ19はスプリング20によりばね付勢され、弁体
17を一方の弁シート21側に押圧される。また、上記
プランジャ19は電磁コイル22への通電により、スプ
リング20のばね力に抗して移動され、弁体17を他方
の弁シート23側に押し付ける。しかして、切換用三方
弁13は電磁コイル22への通電により、弁体17は流
出ポート16aを閉塞し、流入ポート15は一方の流出
ポート16bに連通され、通電を解除することにより他
方の流出ポート16aに連通される。この三方弁13の
各流出入ポート15、16a、16bに作用する冷媒圧
力は低圧で、流出入ポートの圧力差はほとんどないた
め、三方弁13が大口径のものであっても、弁の切換操
作は小さな切換力でスムーズに行うことができる。この
ため、三方弁13は簡単かつ単純構造の直動弁でよく、
しかも電磁コイル20も小さなもので足りる。また、三
方弁13は切換部からの冷媒漏れが少々生じても不都合
がないので、低コストで製造できる。
【0012】次に、この発明の冷凍サイクルの作用につ
いて説明する。冷房運転時には、四方弁2、三方弁13
は図1に示す状態でセットされる。しかして、コンプレ
ッサ1から吐出された冷媒は四方弁2を経て室外熱交換
器3に送られ、ここで周囲に放熱して凝縮される。この
凝縮された冷媒は膨脹弁4を通って膨脹作用を受けた
後、室内熱交換器5に案内され、ここで吸熱し、周囲の
空気を冷却する。冷却された空気は冷却風となって室内
に吹出され、室内を冷房する。
【0013】一方、暖房運転時には、四方弁2を暖房運
転側に切換える。この切換えにより、コンプレッサ1か
ら吐出される高温高圧冷媒は四方弁2を経て室内熱交換
器3に送られ、ここで放熱して周囲の空気を暖める。暖
められた空気は温風となって室内に吹出され、室内を暖
房している。室内を暖房することにより、凝縮された冷
媒は、膨脹弁4を経て室外熱交換器5に送られ、ここで
周囲から熱を奪って蒸発され、蒸発したガス冷媒は四方
弁2から三方弁13、低圧側冷媒配管6b及びサクショ
ンカップ12を経てコンプレッサ1内に還流される。
【0014】ところで、コンプレッサ1の運転時、コン
プレッサケース1aから放熱される熱は、熱伝導により
蓄熱槽11内に伝達され、蓄熱槽11内に時間をかけて
蓄熱される。蓄熱槽11内の蓄熱は三方弁13が蓄熱用
配管9側に切換えられない限り、低温低圧の冷媒が蓄熱
槽11内に流入しないので放熱されない。
【0015】次に除霜運転を行う場合には、四方弁2を
暖房運転側にセットしたままで、三方弁13を蓄熱用配
管9を選択するように切換え、バイパス弁8を開く。こ
れにより、コンプレッサ1からの高温高圧冷媒はホット
ガスバイパス回路7を経て室外熱交換器3に直接案内さ
れ、ここで放熱し、室外熱交換器3のフィンに付着した
霜を取り除く。室外熱交換器3を除霜することにより、
凝縮された低温低圧の冷媒は室外熱交換器3を出て、三
方弁13を経て蓄熱槽11内に案内され、吸熱用熱交換
コイル10を通る間に吸熱作用を受けて蒸発し、ガス冷
媒となり、このガス冷媒がサクションカップ12を経て
コンプレッサ1に還流される。従って、室外熱交換器3
に付着した霜を急速に除霜することができる。その際、
バイパス弁8の弁開度を調節することにより、ホットガ
スバイパス回路7を流れる冷媒流量を調節することがで
き、コンプレッサ1からの高温高圧吐出冷媒の一部をホ
ットガスバイパス回路7に流し、残りを四方弁2を介し
て室内熱交換器5に案内することにより、暖房運転を継
続させながら、除霜運転を行うことができ、暖房運転を
連続的に行うことができる。
【0016】このようにこの発明の実施例によれば、吸
熱用熱交換コイルを備え暖房運転時の上記室外熱交換器
からの冷媒を上記コンプレッサ吸込側配管に導く蓄熱用
配管を配設すると共に、上記吸熱用熱交換コイルを収容
した蓄熱槽を上記コンプレッサのケースを覆うように一
体あるいは一体的に設けてコンプレッサと熱交換可能に
配設したことにより、コンプレッサケースからの放熱を
積極的に利用して蓄熱させることができるので、蓄熱槽
内に放熱用熱交換コイルを設ける必要がなく、その分だ
け蓄熱槽を簡素化することができる。また、蓄熱槽は、
コンプレッサと熱交換可能に配設されているので、その
分だけ近接した配置構造が可能となり、設置スペースの
有効利用を図ることができ、大きなスペースを必要とせ
ず、小型化を図ることができる。さらに、蓄熱槽でコン
プレッサケースを覆い、両者を一体化したので、スペー
スを有効利用することに加えてコンプレッサからの騒音
を蓄熱槽で吸収することができ、コンプレッサの防音効
果を向上させることができる。
【0017】なお、この発明の実施例の説明において
は、低圧冷媒配管と蓄熱用配管との分岐部に三方弁を備
えた例について説明したが、各配管に通常の開閉弁を備
えるようにしても良い。また、除霜運転はホットガスバ
イパス回路7を利用した例について説明したが、この代
りに四方弁を切換えることによる反転除霜の場合にも、
同様にして適用することができる。
【0018】
【発明の効果】以上のように本発明によれば、以下のよ
うな効果を奏する。 (1)吸熱用熱交換コイルを備え暖房運転時の上記室外
熱交換器からの冷媒を上記コンプレッサ吸込側配管に導
く蓄熱用配管を配設すると共に、上記吸熱用熱交換コイ
ルを収容した蓄熱槽を上記コンプレッサのケースを覆う
ように一体あるいは一体的に設けてコンプレッサと熱交
換可能に配設したことにより、コンプレッサケースから
の放熱を積極的に利用して蓄熱させることができるの
で、蓄熱槽内に放熱用熱交換コイルを設ける必要がな
く、その分だけ蓄熱槽を簡素化することができる。 (2)蓄熱槽は、コンプレッサと熱交換可能に配設され
ているので、その分だけ近接した配置構造が可能とな
り、設置スペースの有効利用を図ることができ、大きな
スペースを必要とせず、小型化を図ることができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明に係る冷凍サイクルの一実施例を示す図
である。
【図2】本発明に係る冷凍サイクルに組込まれるコンプ
レッサと蓄熱槽との配置関係を示す簡略図である。
【図3】本発明に係る冷凍サイクルの切換用三方弁の弁
構造を示す断面図である。
【図4】従来のヒートポンプ式冷凍サイクルを示す図で
ある。
【符号の説明】
1…コンプレッサ、2…四方弁、3…室外熱交換器、4
…膨脹機構、5…室内熱交換器、6b…低圧側冷媒配
管、9…蓄熱用配管、10…吸熱用熱交換コイル、11
…蓄熱槽

Claims (4)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 コンプレッサ、四方弁、室外熱交換
    器、膨脹機構及び室内熱交換器を接続して構成され、上
    記四方弁を切換えることによって冷暖房運転が可能な冷
    凍サイクルにおいて、吸熱用熱交換コイルを備え暖房運
    転時の上記室外熱交換器からの冷媒を上記コンプレッサ
    吸込側配管に導く蓄熱用配管を配設すると共に、上記吸
    熱用熱交換コイルを収容した蓄熱槽を上記コンプレッサ
    のケースを覆うように一体あるいは一体的に設けてコン
    プレッサと熱交換可能に配設したことを特徴とする冷凍
    サイクル。
  2. 【請求項2】 蓄熱槽に収納される吸熱用熱交換コイ
    ルは、蓄熱槽内を周方向に延びるように延設された請求
    項1に記載の冷凍サイクル。
  3. 【請求項3】 蓄熱用配管の分岐部には切換用三方弁
    が設けられ、この三方弁の切換操作により低圧側冷媒配
    管および蓄熱用配管が択一的に選択される請求項1に記
    載の冷凍サイクル。
  4. 【請求項4】 コンプレッサの吐出側にはホットガス
    バイパス配管が分岐されており、このバイパス配管は途
    中にバイパス弁を備え、その先端は室外側熱交換器と膨
    脹機構との間に接続された請求項1に記載の冷凍サイク
    ル。
JP5076411A 1993-03-11 1993-03-11 冷凍サイクル Expired - Lifetime JPH0827092B2 (ja)

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JPH0827092B2 JPH0827092B2 (ja) 1996-03-21

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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2011080733A (ja) * 2009-10-09 2011-04-21 Hitachi Appliances Inc 空気調和機
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