JPS583011Y2 - 熱ポンプ装置 - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】 この考案は、熱源側熱交換器（空気側熱交換器）と利用
側熱交換器および熱源側熱交換器の最下段にある過冷却
器とを減圧装置を介して接続し、圧縮機の吐出側および
吸込側を熱源側熱交換器および利用側熱交換器に切換え
接続する切換装置をそなえてなる熱ポンプ装置に関する
ものである。

まず、従来の熱ポンプ装置を第１図により説明する。

圧縮機１の吐出側は吐出管２を介して切換弁３に連結さ
れており、切換弁３の各切換口はそれぞれ配管４、配管
１４、配管１５を介して熱源側熱交換器（空気側熱交換
器）５、利用側熱交換器１３、液分離器１６に連結され
ている。

熱源側熱交換器５は並列に設けられている逆止め弁６、
毛細管７および配管８を介して熱源側熱交換器５の最下
段にある過冷却器９に接続されている。

過冷却器９は、空気によって過冷却されると同時に蒸発
器として働いている熱源側熱交換器５の下段を暖め、そ
の部分の着霜、氷結を防止するためのものである。

過冷却器９は配管１０、並列に設けられている減圧装置
である毛細管１１、逆止め弁１２を介して利用側熱交換
器１３に接続されている。

液分離器１６は吸込管１７を介して圧縮機１の吸込側に
連結されている。

冷房運転時には、圧縮機１で圧縮された高圧ガスは吐出
管２から切換弁３、配管４を経て熱源側熱交換器５に入
り、ここで放熱して中温になる。

ついで、冷媒は逆止吟弁６、配管８、過冷却器９、配管
１０を経て減圧装置である毛細管１１で減圧され、利用
ｇ４熱交換器１３に入り、ここで蒸発気化して低温にな
る。

蒸発気化した低圧の冷媒ガスは配管１４、切換弁３、配
管１５を経て液分離器１６に入りここで液冷媒が分離さ
れ、吸込管１７から再び圧縮機１に戻る。

暖房運転時には、切換弁３の切換えにより、圧縮機１で
圧縮された高圧ガスは吐出管２から切換弁３、配管１４
を経て利用側熱交換器１３に入りここで放熱し、液化し
て中温になる。

ついで液冷媒は逆止め弁１２、配管１０を経て過冷却器
９に入り、熱源側熱交換器５の下段を暖める。

過冷却器９を通った液冷媒は、配管８を経て毛細管７で
減圧された後、熱源側熱交換器５に入り、ついで蒸発気
化して低温になる。

蒸発気化した低圧の冷媒ガスは、配管４、切換弁３、配
管１５を経て液分離器１６に入り、ここで液冷媒が分離
され、吸込管１７から再び圧縮機１の吸込側に戻る。

過冷却器９は暖房運転時に、熱源側熱交換器５の特に着
霜の生じやすい下段のツイン表面を暖めて着霜を防止す
るとともに、除霜によって溶けたドレーンが下段で再び
氷結する二次的着霜を防止するために設けられている。

しかし、暖房運転時に負荷が減少して高圧側圧力が上昇
し、さらに外気温度が低下して低圧側圧力が低下した時
には、暖房運転時の減圧装置である毛細管７の圧力制御
範囲を越え、毛細管７の冷媒流量は圧縮機１の冷媒流量
よりも多くなり、利用側熱交換器１３の出口の冷媒は飽
和蒸気となりこの飽和蒸気が過冷却器９に入り、ここで
凝縮する。

したがって、このような場合、暖房能力がいちじるしく
低下し、減圧装置として毛細管を使用した熱ポンプ装置
の大きな欠点となっている。

この考案は、熱源側熱交換器の最下段に過冷却をそなえ
、暖房運転時の減圧装置として毛細管をそなえた熱ポン
プ装置における高圧側圧力上昇時や低圧側圧力低下時の
暖房能力のいちじるしい低下を容易に防止することを目
的とするものである。

本考案は上記の目的を達成するために、過冷却器と、利
用側熱交換器に接続した冷房運転用毛細管と逆止め弁の
並列回路との間の配管途中に冷房用毛細管として大きさ
を選定した別の毛細管を接続した。

つぎに、この考案の一実施態様を第２図により説明する
。

同図において第１図と同じものにはそれぞれ同じ符号を
つげである。

熱源側熱交換器５、第一毛細管１８、配管８、過冷却器
９、配管１０、第二毛細管１９、利用側熱交換器１３は
順次環状に接続されており、かつ第一毛細管１８は逆止
め弁６と並列に接続されている。

第一毛細管１８の大きさは、冷房用毛細管として大きさ
を選定した第二毛細管１９、過冷却器９、第一毛細管１
８と冷媒が流れて、暖房運転時に必要な減圧機能が得ら
れるように選定する。

暖房運転時には、利用側熱交換器１３を出た冷媒は第二
毛細管１９、配管１０、過冷却器９に流れる。

高圧側圧力が上昇したり、低圧側圧力が低下したりして
、毛細管１９を流れる冷媒量が圧縮機１の冷媒流量より
も多くなり、利用側熱交換器１３出口の冷媒が飽和蒸気
となった場合、毛細管１９にこの飽和蒸気が流入するゆ
え、毛細管１９の抵抗が大きくなり、毛細管１９を通過
する冷媒量は減少し、暖房能力のいちじるしい低下を防
止することができる。

第３図はこの考案の他の実施態様を示し、同図中第１図
および第２図と同じものには同じ符号をつげである。

熱源側熱交換器５、第一毛細管１８、配管８、過冷却器
９、配管１０、第二毛細管１９、配管２０、第三毛細管
２１、利用側熱交換器１３は順次環状に接続されており
、かつ、第一毛細管１８および第三毛細管２１にはそれ
ぞれ、逆止め弁が並列に接続されている。

毛細管の大きさは、冷房運転の場合には第二毛細管１９
、第三毛細管２１、暖房運転の場合には第二毛細管１９
、第一毛細管１８に冷媒が流れて必要な減圧機能が得ら
れるように選定されている。

この実施態様においても第２図の実施態様と同様に暖房
能力のいちじるしい低下を防止することができる。

ここで、この考案による冷凍サイクルの効果を第４図に
示したモリエル線図を参照して説明する。

同図において横軸はエンタルピーを表わし、縦軸は圧力
を表わす。

このモリエル線図は暖房運転時に高圧側圧力が上昇し、
低圧側圧力が低下した場合のものでありこの考案の冷凍
サイクルは点Ａ、Ｂ、Ｃ，Ｄ、Ｅ。

Ｆのようになり、従来の冷凍サイクルば点Ａ’ ＠ Ｃ
’ ＊Ｄ’、 Ｅ’、 Ｆ’のようになる。

すなわち、従来の冷凍サイクルにおいては、高圧側圧力
が上昇し、低圧側圧力が低下した場合には、毛細管を流
れる冷媒量が圧縮機の冷媒流量よりも多くなり、利用側
熱交換器出口の冷媒はＡ′の飽和蒸気の状態となり、こ
の飽和蒸気が過冷却器に入り、ここで凝縮してＣ′の液
冷媒となり、毛細管７に入る。

したがって、従来の冷凍サイクルにおいては、利用側熱
交換器出口の冷媒が乾き度の大きい飽和蒸気の点でサイ
クルがバランスするため、いちじるしく暖房能力が低下
する。

一方、この考案の冷凍サイクルにおいてば、高圧側圧力
が上昇し、低匡側圧力が低下して、毛細管を流れる冷媒
量が圧縮機の冷媒流量よりも多くなり、利用側熱交換器
出口の冷媒がＡの飽和蒸気となる。

そして、この飽和蒸気の状態で毛細管１９に入るため、
毛細管の抵抗が大きくなり、利用側熱交換器出口の冷媒
が乾き度の小さい点でサイクルがバランスし、いちじる
しい暖房能力の低下ばなくなる。

毛細管１９でＢ点まで減圧され、過冷却器９でＣ点まで
過冷却され、毛細管１８で蒸発器圧力であるＤ点まで減
圧される。

【図面の簡単な説明】

第１図は従来の熱ポンプ装置を示す系統図、第２図、第
３図はこの考案による熱ポンプ装置の異なる実施態様を
示す系統図、第４図ば従来の熱ポンプ装置とこの考案に
よる熱ポンプ装置とのモリエル線図である。 １・・・・・・圧縮機、３・・・・・・切換弁、５・・
・・・・熱源側熱交換器、６・・・・・・逆止め弁、９
・・・・・・過冷却器、１３・・・・・・利用側熱交換
器、１６・・・・・・液分離器、１８・・・・・・第一
毛細管、１９・・・・・・第二毛細管、２１・・・・・
・第三毛細管。

Claims (1)

【実用新案登録請求の範囲】
1. 熱源側熱交換器（空気側熱交換器）と利用側熱交換器お
   よび熱源側熱交換器の最下段にある過冷却器とを減圧装
   置を介して接続し、圧縮機の吐出側および吸込側を熱源
   側熱交換器および利用側熱交換器に切換え接続する切換
   装置をそなえてなる熱ポンプ装置において、過冷却器と
   、利用側熱交換器に接続した冷房運転用毛細管と逆止め
   弁の並列回路との間の配管途中に冷房用毛細管として大
   きさを選定した別の毛細管を接続したことを特徴とする
   熱ポンプ装置