JPH0633305Y2 - ヒートポンプ式空気調和機 - Google Patents

ヒートポンプ式空気調和機

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JPH0633305Y2
JPH0633305Y2 JP1987170764U JP17076487U JPH0633305Y2 JP H0633305 Y2 JPH0633305 Y2 JP H0633305Y2 JP 1987170764 U JP1987170764 U JP 1987170764U JP 17076487 U JP17076487 U JP 17076487U JP H0633305 Y2 JPH0633305 Y2 JP H0633305Y2
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JP
Japan
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heat storage
refrigerant
heat exchanger
heat
temperature
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JP1987170764U
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JPH02566U (ja
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春信 水上
久司 服部
堯 新田
一美 本間
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Mitsubishi Heavy Industries Ltd
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Mitsubishi Heavy Industries Ltd
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    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02EREDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
    • Y02E60/00Enabling technologies; Technologies with a potential or indirect contribution to GHG emissions mitigation
    • Y02E60/14Thermal energy storage

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  • Compression-Type Refrigeration Machines With Reversible Cycles (AREA)

Description

【考案の詳細な説明】 (産業上の利用分野) 本考案はヒートポンプ式空気調和機に関する。
(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4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のガス冷媒
は、実線矢印で示すように、四方弁2を経て一部が蓄熱
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、ここで室内空気を加熱
することによって凝縮液化して液冷媒となる。この液冷
媒は絞り4及び暖房用絞り5を流過する過程で絞られる
ことにより気液二相となって室外熱交換器6に入り、こ
こで外気から吸熱することによって蒸発気化して低温の
ガス冷媒となり、四方弁2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6の表面に霜が付着するので、この霜を状況
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四方弁2が上記と逆に切り換えら
れ、かつ、電磁弁9が開とされる。しかして、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を経て室外熱交換器6を流過する過程でその表面に付
着した霜を溶融することにより凝縮液化する。次いで、
この液冷媒は逆止弁7を経てその大部分はバイパス管11
に介装された逆止弁8及び電磁弁9を通って蓄熱熱交換
器10に入り、ここで蓄熱材から吸熱することによって蒸
発気化する。液冷媒の一部は絞り4を経て室内熱交換器
3に入りここで蒸発気化する。そして、これら蒸発気化
したガス冷媒は合流して四方弁2を経て圧縮機1に戻
る。
デフロスト運転が処理すると、四方弁2が切り換えられ
ると同時に電磁弁9が閉とされ、再び暖房運転が開始さ
れる。
冷房運転時には電磁弁9が閉とされ圧縮機1から吐出さ
れた冷媒は一点鎖線矢印で示すように、四方弁2、室外
熱交換器6、逆止弁7、絞り4、室内熱交換器3、四方
弁2をこの順に経て圧縮機1に戻る。
この空気調和機においては、そのデフロスト運転開始後
の暖房能力が第7図に破線Bで示すように変化するの
で、一点鎖線Aで示す蓄熱熱交換器を具えていないもの
のそれに比しデフロスト時間が大巾に短縮するという利
点がある。
(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、暖房運転時、圧縮機
1から吐出されるガス冷媒の全てが蓄熱熱交換器10を流
過するため、圧縮機1を始動すると、ガス冷媒の温度が
第5図に破線Aで示すように変化するのに伴ってこれに
若干遅れて、蓄熱熱交換器10に封入された蓄熱材の温度
も一点鎖線Bで示すように変化して吐出ガス温度t1まで
上昇する。そして、吐出ガス温度t1は過負荷条件時には
100℃以上にも達する。
一方、外気温度の上昇に伴って冷媒の蒸発温度即ち飽和
温度t2は第6図に破線Aで示すように上昇し、また、吐
出ガス温度t1も第6図に実線Bで示すように上昇する。
しかして、外気温度がある温度以上に上昇し又負荷が増
大すると、吐出ガス温度t1が蓄熱材の許容温度t3を越え
て上昇し、これに伴い蓄熱材がその許容温度t3を越えて
上昇するための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った。
また、デフロスト運転時、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、圧縮機から吐出され
たガス冷媒が蓄熱熱交換器10を流過する際に蓄熱材によ
って冷却されるので、暖房の立上りが悪いという問題が
あった。
(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
あって、その要旨とするところは、圧縮機、四方弁、室
内熱交換器、絞り及び室外熱交換器により冷凍サイクル
を構成してなるヒートポンプ式空気調和機において、暖
房運転時に高温のガス冷媒が流れるガス側配管から垂直
又は斜めに立上る冷媒管を設け、同冷媒管に蓄熱材を封
入した蓄熱熱交換器を付設するとともに同冷媒管の他端
を暖房運転時及び冷房運転時に閉となりデフロスト運転
時にのみ開となる電磁弁を介して液側配管に接続したこ
とを特徴とするヒートポンプ式空気調和機にある。
(作用) 本考案においては、暖房運転時は電磁弁が閉とされてい
るので、圧縮機から吐出された高温のガス冷媒の一部が
ガス側配管から垂直又は斜めに立上がる冷媒管に流入
し、この冷媒管に付設された蓄熱熱交換器に封入された
蓄熱材を加熱することによって自身は凝縮液化する。そ
して、この冷媒管内で凝縮した液冷媒はその内壁面を伝
って下降してガス側配管内に入りここを流過する高温の
ガス冷媒と熱交換して再び蒸発気化する。このサーモサ
イフォン現象を繰り返すことによって蓄熱材の温度はガ
ス冷媒が凝縮しない温度、即ち、冷媒の飽和温度まで昇
温する。
(実施例) 本考案の1実施例が第1図ないし第3図に示されてい
る。
第1図において、1は圧縮機、2は四方弁、3は室内熱
交換器、4は絞り、5は暖房用絞り、6は室外熱交換
器、7は逆止弁、8は逆止弁、9は電磁弁、11はバイパ
ス管で、以上は第4図に示す従来のものと同様である。
バイパス管11は、室内熱交換器3及び絞り4に対して並
列に介装され、その一端は室内熱交換器3と室外熱交換
器6との間の液側配管12に連結され、他端は室内熱交換
器3と四方弁2とを接続するガス側配管13に連結され、
このバイパス管11には蓄熱熱交換器10が介装されてい
る。
この蓄熱熱交換器10は第2図及び第3図に示すように円
筒形のケース10aと、このケース10a内に封入された芒硝
(Na2SO4・10H2O)のように潜熱形蓄熱材10bと、ケース10a
の中央部を貫通して上下に伸びこのケース10aと熱交換
可能に結合された冷媒管10cと、ケース10a内に設けられ
て放射方向に伸びる複数の伝熱フィン10dを具えてい
る。そして、この冷媒管10cの下端はガス側配管13に結
合され、上端は電磁弁9及び逆止弁8を介して液側配管
12に連通している。なお、電磁弁9は暖房運転時及び冷
房運転時には閉となり、デフロスト運転時にのみ開とな
る。
暖房運転時、四方弁2は実線に示すように切り換えら
れ、電磁弁9は閉とされる。圧縮機1から吐出された高
温のガス冷媒は、実線矢印で示すように、四方弁2を経
てガス側配管13を通り室内熱交換器3、絞り4、液側配
管12、暖房用絞り5、室外熱交換器6、四方弁2をこの
順に経て圧縮機1に戻る。この際、ガス側配管13を通る
高温のガス冷媒の一部は蓄熱熱交換器10の冷媒管10c内
に流入してここで蓄熱材10bと熱交換してこれを加熱す
ると同時に自身は冷却されて凝縮液化して冷媒管10cの
内壁面に結露16する。そして、この冷媒の露16は冷媒管
10cの内壁面を伝って降下してガス側配管13内に入り、
ここを流過する高温のガス冷媒によって加熱されて再び
蒸発気化する。このサーモサイフォン現象を繰返すこと
によって蓄熱材10bの温度が上昇し、ガス冷媒が凝縮し
ない温度、即ち、冷媒の飽和温度に到達するとガス冷媒
から蓄熱材10bへの熱伝達は停止する。即ち、第5図に
示すように、吐出冷媒ガス温度Aの上昇に伴って蓄熱材
10bの温度は第5図に実線Cで示すように上昇するが、
飽和温度t2以上に上昇することはない。そして、蓄熱材
10bとして芒硝のような潜熱形蓄熱材を用いれば蓄熱量
の減少も少なくて済む。
デフロスト運転時には四方弁2は破線のように切り換え
られ、電磁弁9が開とされる。従って、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6、逆止弁7、液側配管12を経てバイパス管11に
介装された逆止弁8、電磁弁9を通って蓄熱熱交換器10
に入り、ここで冷媒管10cを流過する過程で蓄熱材10bか
ら吸熱して蒸発気化し、ガス側配管13、四方弁2を経て
圧縮機1に戻る。このデフロスト運転時の暖房能力の変
化は第7図に実線Aで示すようになり、一点鎖線Bで示
す従来のもののそれと大差ない性能を得ることができ
る。なお、第7図の破線Cは蓄熱熱交換器を備えていな
い場合を示し、暖房能力はデフロスト運転が終了した
後、次第に上昇する。
上記実施例においては、蓄熱熱交換器10の冷媒管10cは
ケース10aの中央部を貫通して垂直に伸びているが、こ
の冷媒管10cはこの内部で凝縮液化した液冷媒がこの内
壁面を伝ってガス側配管13内に下降しうる限り若干斜め
になっていても良く、また、この冷媒管10cが蓄熱材10b
と熱交換しうる限り蓄熱熱交換器10の形式、構造は任意
に選択しうる。
第8図には本考案の第2の実施例が示されている。この
第2の実施例においては、ガス側配管13から立上る冷媒
管に複数(図には2個)の蓄熱熱交換器10A及び10Bが付
設されている。即ち、ガス側配管13から垂直に立上る垂
直管12の上端に一対の下部傾斜分岐管13A、13Bが接続さ
れ、これら下部傾斜分岐管13A、13Bの上端に各蓄熱熱交
換器10A、10Bを垂直に貫通する冷媒管10cの下端が接続
され、これら冷媒管10cの上端は上部傾斜分岐管14A、14
Bの下端に接続され、これら上部傾斜分岐管14A、14Bの
上端はそれぞれ垂直管15の下端に接続されている。な
お、蓄熱熱交換器10A、10Bの構造は第1の実施例におけ
る蓄熱熱交換器10と同様である。
第1の実施例の蓄熱熱交換器10の設置スペースが上下方
向で制約される場合、第2の実施例に示すように蓄熱熱
交換器を複数に分割して、これら分割された蓄熱熱交換
器10A、10Bの上下方向の高さを低くし、かつ、これら複
数の蓄熱熱交換器10A、10Bを並列に接続して同じ平面内
に設置することにより容量及び熱伝達性能を低下させず
に蓄熱熱交換器の上下方向の設置スペースを少なくする
ことができる。他の作用、効果は第1の実施例と同様で
あるため説明を省略する。なお、蓄熱熱交換器は2個に
限らず3個以上に分割しうることは勿論である。
(考案の効果) 本考案においては、暖房運転時に高温のガス冷媒が流れ
るガス側配管から垂直又は斜めに立上る冷媒管を設け、
同冷媒管に蓄熱材を封入した蓄熱熱交換器を付設すると
ともに同冷媒管の他端を暖房運転時及び冷房運転時に閉
となりデフロスト運転時にのみ開となる電磁弁を介して
液側配管に接続したため、暖房運転時圧縮機から吐出さ
れた高温のガス冷媒の一部がガス側配管を経て冷媒管に
流入してこの冷媒管に付設された蓄熱熱交換器に封入さ
れた蓄熱材と熱交換してこれを加熱することによって自
身は凝縮液化する。そして、この液冷媒は冷媒管の内壁
面を伝って下降してガス側配管内に入りここを流過する
高温のガス冷媒と熱交換して再び蒸発気化する。このサ
ーモサイフォン現象を繰り返すことによって蓄熱材の温
度は冷媒ガスが凝縮しない温度まで昇温する。
かくして、蓄熱材の温度は冷媒ガスが凝縮しない温度、
即ち、冷媒の飽和温度以上には上昇しないため、外気温
度が上昇して圧縮機から吐出されるガス冷媒の温度が蓄
熱材の許容温度以上に上昇した場合であっても、蓄熱材
の温度はその許容温度を越えることがなく、従って、蓄
熱材の寿命は著しく延長することができる。また、蓄熱
材は圧縮機から吐出された高温のガス冷媒の一部によっ
て加熱されるので、デフロスト運転後の暖房の立上りが
円滑となり暖房のフィーリングも向上する。
【図面の簡単な説明】
第1図ないし第3図は本考案の1実施例を示し、第1図
は系統図、第2図は蓄熱熱交換器及びその近辺の縦断面
図、第3図は第2図のIII−III線に沿う横断面図であ
る。第4図は従来のヒートポンプ式空気調和機の系統図
である。第5図は暖房運転開始時の冷媒ガス及び蓄熱材
の温度の時間的変化を示す線図、第6図は外気温度の変
化に伴う吐出冷媒ガス及び冷媒の飽和温度の変化を示す
線図、第7図はデフロスト運転後の暖房運転における暖
房能力の時間的変化を示す線図、第8図は本考案の第2
の実施例における蓄熱熱交換器及びその近辺の縦断面図
である。 圧縮機……1、四方弁……2、室内熱交換器……3、絞
り……4、5、室外熱交換器……6、ガス側配管……1
3、冷媒管……10c、蓄熱熱交換器……10、10A、10B、蓄
熱材……10b、電磁弁……9、液側配管……12
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)考案者 本間 一美 愛知県名古屋市中村区岩塚町字高道1番地 三菱重工業株式会社名古屋研究所内

Claims (1)

    【実用新案登録請求の範囲】
  1. 【請求項1】圧縮機、四方弁、室内熱交換器、絞り及び
    室外熱交換器により冷凍サイクルを構成してなるヒート
    ポンプ式空気調和機において、暖房運転時に高温のガス
    冷媒が流れるガス側配管から垂直又は斜めに立上がる冷
    媒管を設け、同冷媒管に蓄熱材を封入した蓄熱熱交換器
    を付設するとともに同冷媒管の他端を暖房運転時及び冷
    房運転時に閉となりデフロスト運転時にのみ開となる電
    磁弁を介して液側配管に接続したことを特徴とするヒー
    トポンプ式空気調和機。
JP1987170764U 1987-10-02 1987-11-10 ヒートポンプ式空気調和機 Expired - Lifetime JPH0633305Y2 (ja)

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JP15054287 1987-10-02
JP62-150542 1987-10-02
JP1987170764U JPH0633305Y2 (ja) 1987-10-02 1987-11-10 ヒートポンプ式空気調和機

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JPH02566U JPH02566U (ja) 1990-01-05
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