JPS60162159A - 熱ポンプ装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 産業上の利用分野 本発明は、蒸気圧縮式の熱ポンプ装置において、装置内
を循環する冷媒量を、冷房時、暖房時で可変にして、最
適な冷媒量を保つ熱ポンプ装置に関する。

従来例の構成とその問題点 従来の熱ポンプ装置は、第１図のような構成を成してい
る。すなわち、圧縮機１、四方弁２、室内側熱交換器３
、絞り装置４、室外側熱交換器６が順に配管接続されて
おり、暖房時、冷媒は実線矢印で示す回路の方向に流れ
、冷房時は点線矢印で示す方向に流れる。

このような、従来のものにおいて、冷房、暖房の成績係
数は装置内を流れている冷媒量によっても変化し、冷暖
それぞれの運転で性能が好適となる冷媒量が存在して、
冷房時の方が暖房時よりも冷媒量が多いのが一般的であ
る。これを補うために従来は、受液器を設けたり、ある
いはチャージモジュレータを用いたりしていたが、これ
らは余剰冷媒を収容する機能しかなく、好適な冷媒量を
維持することが困難なものであった。′まだ最近の様に
、冷暖房能力比を拡大したいという要望に対しては、こ
れらの従来例では、十分に対応できるものではなかった
。

発明の目的 本発明の目的は、冷房時、暖房時共に、性能が好適とな
る様な冷媒量を保ち得て低外気温時の暖房能力の不足を
解消でき、かつ、冷暖能力比を拡大しうる熱ポンプ装置
を提供することを目的とする。

発明の構成 本発明は、蒸気圧縮式の熱ポンプ装置において、圧縮機
、四方弁、室内側熱交換路、絞り装置、室外側熱交換Ｈ
ｇを構成要素として配管接続し、前記四方弁と前記室内
熱交換器の間に吸収剤を入れた容器を設けて配管内を流
れる冷媒が、吸収剤に接触［−ながら流れて、その吸収
剤に、吸収、あるいは、離脱さ７１．るように構成され
るものである。

実施例の説明 第２図１１１、本発明になる熱ポンプ装置の一実施例で
あり、６は圧縮機、７は冷暖切りかえのための四方ブｅ
、８は管内を流れる流体を吸収、離脱させる吸収剤で、
容器９に入っている。１０は室内側熱交換Ｈ；４，１１
は絞り装置、１２は室外側熱交換器で、順に配管接続さ
れている。配管内を流れるフロンなどの冷媒は、暖房時
、実線矢印で示す方向に流れ、冷房時、点線矢印で示す
方向に流れる。

かかる装置において、暖房時、圧縮機６で圧縮された高
温高圧の冷媒（たとえばＲ２２など）ガスは、西方弁７
を通って、容Ｒ１の中へ流れ込み吸収剤８と接触する。

この吸収剤８としてＣ１、圧縮機用ｒｉ１滑油テあル、
：ｙ、＝　：／　（５ＵＮＩＳＯ）　４　Ｃ−８（商品
名）などが用いられる。ここでし１４、冷媒としてＲ２
２を、吸収剤としてスニソ４ＧＳを例にとる。第３図に
、Ｒ２２とスニソ４ＧＳとの溶解性を示すグラフを示す
。第３図において、容ｔｇｅ内に入ってきた高温高圧（
温度ＴＨ１圧力ＰＨ）ガスは点Ａで示され、Ｒ２２に対
する溶解度はＷＡ（ｗｔ％）で示される。］〜たがって
、容器９内でスニソ４ＧＳに対し、ＷＡ（ｗｔ％）のＲ
２２が溶は込み、残りのＲ２２が室内側熱交換器１ｏで
凝縮し、絞り装置１１で低圧１で絞られ、室外側熱交換
器１２で蒸発して四方ジ↑７を経出し、圧縮機６へ１に
る。

次に冷房時は、暖房時とは逆に冷媒が流れ、圧縮機６で
圧縮された高温高圧の冷媒（たとえばＲ２２など）ガス
は、四方弁７を通って室外側熱交換器１２に入り凝縮液
化する。さらに、絞り装置１１で低比重で絞られ、室内
側熱交換器１ｏで蒸発し、低温低圧（温度ＴＬ、圧力Ｐ
Ｌ）のガスとなって容ａ＝９に流入する。ここで、暖房
時と同様、第３図を用いてＲ２２とスニソ４ＧＳとの溶
解性を見ると、ガスの状態ｄ］、点Ｂで示され、Ｒ２２
がＷＢ　（ｗｔの）溶解する。したがって、容器９内で
スニソ４Ｃ，Ｓに対しＷＢ（ｗｔ％）のＲ２２が溶は込
み、残りのＲ２２が四方弁７を経由して圧縮機６へ吸入
される。甘だ、スニン４ＧＳとＲ２２の様な場合ＷＡ〉
ＷＢとなるので、容器９内に溶は込むＲ２２の量は、暖
房時の方が多い、すなわち、装置内を循環する冷媒量は
冷房時の方が多くなり、冷暖それぞれの運転で性能が好
適となる様な冷媒量になろう なお、吸収剤８としては、本実施例で示したス二ン４Ｇ
Ｓの様に、高圧で冷媒をよく溶かす物質、第３図で言え
ば右上がりの特性を持つ一般的な吸収剤で良く、特に、
圧縮機用潤滑油を吸収剤として用いれば、万一、吸１■
剤が装置内をＵｋ環するようなことがあっても、圧縮機
やモータ、その他構成部品に支障をきたすようなことが
ないなどの利点もある。

次に、本発明の異なる実施例について説明する。

本実施例の構成要素は、前記実施例と同様、第２図で示
されるが、本実施例の特徴は、熱ポンプ装置内を循環す
る冷媒が非共沸混合冷媒である所にある。本実施例によ
ると、暖房時は実線矢印方向に非共沸混合冷媒が流れ、
冷房時は点線矢印方向に流れる。したがって、暖房時と
冷房時で、吸収剤８に吸収される冷媒の組成が異なる、
言いかえれば、装置内を循環する冷媒の組成が暖房時と
冷房時で異なってくる点が本実施例の作用様態を特徴づ
けるものであり、以下詳細に説明する。

かかる装置において、暖房時、圧縮機６で圧縮された高
温高圧の非共Ｉ４１１混合冷媒（Ｒ１３Ｂ　１／Ｒ１２
、Ｒ１３Ｂ１７Ｒ２２など）が四方弁７を通って吸収剤
８０入っている容認９に流入する。この吸収剤８として
は、先の実施例と同様スニソ４ＧＳ（商品名）などが挙
げられ、ここでは−例として冷媒としてＲ１３Ｂ１／Ｒ
１２の非共沸混合冷媒を、吸収剤としてスニソ４ＧＳを
挙げ第４図に、Ｒ１３Ｂ１とスニン４ＧＳ、Ｒ１２とス
ニン４ＧＳぞれぞれの溶解性を示すグラフを載せる。第
４図において、容ａａｅ内に流入した高温高圧（温度Ｔ
Ｈ１圧力ＰＨ）の冷媒ガス（Ｒ１３Ｂ１／Ｒ１２）の状
態Ｃ：、Ｒ１３Ｂ１が点■で、Ｒ１２が点■で示され、
それぞれスニソ４（、ＳにＷｌ（ｗｔ％）、Ｒ５（ｗｔ
％）溶解する。したがって、スニソ４ＧＳに対して、容
ｇｇ　９内にＷｌ（ｗｔ％）のＲ１３Ｂ１が溶解し、か
つＲ３（ｗｔ％）のＲ１２が溶解する。

溶解しなかった残りのＲ１３Ｂ１とＲ１２が非共ｎ１１
混合冷媒Ｒ１３Ｂ１／Ｒ１２となって装置内を循環し、
室内側熱交換器１０、絞り装置１１、室外側熱交換品１
２、四方弁７を順に経由して、圧縮機６に吸入される。

ところで、吐出ガスのような高温高圧（ＴＨ９ＰＨ）の
状態においては、第４図からも明らかなように、Ｒ３は
Ｗｌに比較して非常に犬となる。すなわち、Ｒ１２の方
がＲ１３Ｂ１より、スニソ４ＧＳには非常によく溶けて
いる。

したがって、暖房時には、冷媒はＲ１３Ｂ１儂度が高い
組成で、装置内を？Ｉｉ’ｉ環することになる。

一方、冷房時は、１１−縮機６で圧縮された高温高圧の
Ｒ１３Ｂ１／Ｒ１２が四方弁子、室外側熱交換器１２、
絞り装置１１、室内側熱交換器１ｏを順に通って容器９
に流入する。この流入した低温低圧（温度ＴＬ、圧力Ｐ
Ｌ）の冷媒ガス（Ｒ１３Ｂ１／Ｒ１２）の状態は、第４
図において、Ｒ１３Ｂ１が点■、Ｒ１２が点■で示され
、それぞれスニソ４ＧＳにＲ２（ｗｔ％）のＲ１３Ｂ１
、Ｒ３（ｗｔ％）のＲ１２が溶解する。溶解しなかった
残りのＲ１３Ｂ１とＲ１２が、非共沸混合冷媒となって
装置内を循環し、四方弁７を経由して圧縮機６に吸入さ
れるが、この吸入ガスの温度、圧力（ＴＬ。

ｐＬ）でのＲ１３Ｂ１／Ｒ１２の組成については図から
も明らかなように、Ｒ４〉Ｒ２ではあるが、先はどの暖
房時のＲ５，Ｗｌのような差はなくなる。

つまり、溶解量に差はなくなってくるっまた、各冷媒の
冷暖房時の溶解量に注目してみルト、Ｒ１３Ｂ１にツイ
テは、Ｗ１＃Ｗ２．Ｒ１２についてはＷｓ　＞　Ｒ４と
なっている。つまり、冷房時と暖房時とで、スニソ４Ｇ
Ｓに溶解するＲ１３Ｂ１量は、少なく、かつほぼ同じで
、Ｒ１２量は、冷房時少なく、暖房時に多い。すなわち
、冷房時には、充てんした濃度に近い組成のＲ１３Ｂ１
／Ｒ１２で、寸だ、暖房時には、Ｒ１３Ｂ１濃度の非常
に高い組成のＲ１３Ｂ１／Ｒ１２で装置内を循環するこ
とになるっ 一般に、低沸点冷媒はど、圧縮機６の吸入比容積が小さ
くなって冷媒循環量が多くなり、能力が増加し、高沸点
冷媒はど、能力は減少し、成績係数は高くなる。捷だ、
これは非共沸混合冷媒の場合にも同様に言えることであ
る。すなわち、本実施例では、暖房時に低沸点冷媒であ
るＲ１３Ｂ１濃度の高い組成で循環させ、冷房時には、
高沸点冷媒であるＲ１２を多く含１せて循環させること
により、暖房時の暖房能力の」二昇、冷房時の冷房能力
の減少と成績係数の上列を、ｆｆｉ’ｉ　ｊｆ−な構成
で行なわせることができる。

また、この説明では、−例としてＲ１３Ｂ１／Ｒ１２と
スニソ４ＧＳを挙げたが、冷媒としては、たとえばＲ１
３Ｂ１／Ｒ２２，Ｒ１３／１２．Ｒ１３／２２などの非
共沸混合冷媒を用いても良く、吸収剤としては、第４図
に示すごとく、高圧はど、溶解量の増える一般の吸収剤
の特性を持ちがっ非」１ミｎ１１混合冷媒の中の低沸点
冷媒はど溶がしにくいという性質を持っているものであ
れば１÷１い。

発明の効果 以上述べた如く、本発明の装置は、冷房、暖房切り換え
可能な熱ボンゾ装置において、吸収剤を入れた容器を設
けるだけの簡単な構造で、冷房時と暖房時で、単一冷媒
の場合には、そこに吸収させる冷媒量を変化させ、冷房
、暖房時に性能が好適となる冷媒量を維持できる効果が
ある。

また、非共沸混合冷媒に本発明を適用することによって
、冷房時、暖房時で循環する組成を変化させ従来の熱ポ
ンプ装置の欠点であった低外気温時の暖房能力の不足を
解消でき、かつ、冷暖能力比を拡大し得るなどの効果が
ある。

捷だ、本発明の構成要素の一つとなる吸収剤に圧縮機用
潤滑油を用いることによって、万一、冷媒配管内に吸収
剤が混入したとしても、圧縮機の潤滑油と同じものであ
るので圧縮機、モータ等に悪影響を及ぼすことがないな
どの効果も合わせ持つ。

【図面の簡単な説明】

第１図ｒ１従来の冷暖房熱ポンプ装置の回路図、第２図
にＬ本発明の一実施例の熱ポンプ装置の回路図、第３図
は構成要素となる吸収剤の一例であるスニソ４ＧＳ中へ
のＲ２２の溶解度を示すグラフ、第４図はスニソ４ＧＳ
中へのＲ１３Ｂ１とＲ１２の溶解度を示すグラフである
。 ６・・・・・・圧縮機、７・・・・・・四方弁、８・・
・・・・吸収剤、９・・・・・客語、１０・・・・・・
室内側熱交換器、１２・・・・・・室外側熱交換品。 代理人の氏名　弁理士　中　尾　敏　男　ほか１名第１
図 第２図 ０ 第３図 房麟獲　Ｐ２２　（ｗｔ；別 第４図 ｏ　Ｗ＋　＊２　’Ｗ４　Ｒ３１００

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. （１）圧縮機、四方弁、室内側熱交換器、絞り装置。 室外側熱交換器を構成要素として配管接続し、前記四方
   弁と、前記室内側熱交換８５の間に吸収剤を入れた容器
   を設け、配管内を流れる冷媒と、前記吸収剤が前記容器
   内で接触するように構成した熱ポンプ装置。
2. （２）配管内を流れる冷媒は、非共沸混合冷媒で構成し
   た特許請求の範囲第１項記戦の熱ポンプ装置。
3. （３）吸収剤は、圧縮機用潤滑油で構成した特許請求の
   範囲第２項記載の熱ポンプ装置。