JPS6017637Y2 - ヒ−トポンプ式空気調和装置 - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】 本考案はエネルギー有効比（ＥＥＲ）が大で経済的運転
を果しながら、暖房および除湿の各運転が可能な空気調
和装置に関する。

冷、暖房および除湿の運転が可能な従来の空気調和装置
は、第１図に示すように室内ユニットに室内コイル５′
と並設して電気ヒータ１８′を配置した構造であり、暖
房時の能力増分と除湿時の再熱分とを電気ヒータ１８′
に持たせるようにしていた。

ところが、装置は電気ヒータ１８′を室内コイル５′と
は全態別に設けていたので、奥行方向長が大となる構造
上の欠点があったし、除湿時に室；内コイル全体を蒸発
器として使用しているので、蒸発能力に見合った再熱容
量を持たせる関係上、電気ヒータ１８′は大形のものが
必要となり、消費電力量が多く、ランニングコスト増を
もたらす経済上の不利は免れ得なかった。

： このように電気ヒータの容量が大きくなったのでは
、暖房時のエネルギー有効比（ＥＥＲ）即ち冷房又は暖
房能力（Ｋｃａｌ ／ ｈ）の消費電力（Ｗ）に対する
比が小さくて、電力費が嵩み、効率の低下につながる問
題があることは言う迄もない。

さらに暖房時期におけるデフロスト運転の場合に、電気
ヒータをデフロスト用熱源としようとすれば、室内ファ
ン１０′を運転する必要があり、従ってコールドドラフ
トなどの不快感わ与えることも欠点とされていた。

しかも電気ヒータが比較的高温状態となるために危険性
が増大するし、複雑な保安装置を必要とすることも問題
であった。

本考案は、従来のこの種装置が上述する如き諸種の欠点
を有していた実状に鑑みて、その改善をはかるべく案出
するに至ったものであって、特に冷房サイクル又は暖房
サイクルに切換可能な可逆冷凍サイクルを備えたヒート
ポンプ式空気調和装置にいて、冷房サイクル時蒸発器、
暖房サイクル時凝縮器として夫々作用する室内コイルを
、相互間の直接的な熱伝導が威されないように第１室内
コイルと第２室内コイルとに区分して、該第２室内コイ
ルを前記第１室内コイルに対し空気流路中の下流側に配
設し、前記第２室内コイルにおける伝熱管群のうちの一
部を冷媒系統から分離し、かつ開放腰この開放した伝熱
管内に電気ヒータを挿設する一方、圧縮機と四路切換弁
との間の吸入管にアキュムレータを介設すると共に、冷
房サイクル時凝縮器、暖房サイクル時蒸発器として夫々
作用する室外コイルから減圧膨張機構に至る高圧液管と
、前記第２室内フイルから前記アキュムレータに至る冷
房サイクル時に低圧となるガス管との間を、開閉弁及び
キャピラリーチューブを介設したバイパス回路で接続し
、前記開閉弁を開放すると共に前記電気ヒータに通電し
て、除湿運転を可能とした構成としたものであり、暖房
能力の増大に利用される電気ヒータを運転して顕熱変化
の少ない快適感をもたらす除湿運転が簡単に行なえる点
に特徴が存する。

以下、本考案の１実施例について添付図面を参照しつつ
詳述する。

第２図は本考案装置の１例に係る配管系統図であって、
圧縮機１．四路切換弁２．室外コイル３、減圧膨張機構
４例えば冷・暖兼用キャピラリーチューブ、クロスフィ
ンコイル形室内コイル５を要素とし、前記四路切換弁２
の切換えにより冷凍サイクルを冷房サイクル又は暖房サ
イクルに切換えて冷暖房可能に可逆冷凍サイクルを構成
している。

この図示装置は室外ユニットＡと室内ユニットＢとから
なる分離型装置であって、閉鎖弁８，８と管継手９，９
の間を連絡配管２５．２５により連絡せしめている。

室内コイル５はクロスフィンコイルによって構成して、
このクロスフィンコイルを２分割り、 一方を第１室内
コイル６、他方を第２室内コイル７に夫々形威し、前記
第１．第２室内コイル６．７を相互間での直接的な熱伝
導が行われないような構造となす一方、室内ファン１０
が起生ずる空気流路中において、第１室内コイル６が風
上側、第２室内コイル７が風下側となるよう配設してい
る。

なお、室内コイル５を２分割する手段としては、別体を
なす第１室内コイル６、第２室内コイル７を並設するよ
うにしても良く、さらに第３図々示の如く単体構造とな
したクロスフィンコイルのフィン１５を、長手方向中心
線部に一連のスリット１６が設けられたスリット付フィ
ンに形成し、スリット１６を前後に挾む２つの伝熱管１
７群間で、フィン１５を介した直接的な熱伝導が威され
ないようにしたものであっても良い。

しかして第３図々示の室内コイル５は、スリット１６に
よって分けられた前部・後部を第１室内コイル６と第２
室内コイル７とに形成している。

上記構成になる室内コイル５は、第２室内コイル７にお
ける伝熱管１７群のうちの一部の伝熱管１７．１７、例
えば１パスにおける中間部の伝熱管１７を冷媒系統から
分離した独立管となし、かつ、その管端を開放せしめ、
この開放した伝熱管１７．１７内に電気ヒータ１８を挿
設している。

このｔ気ヒータ１８としては棒状のシーズヒータ等が使
用されるものであって、後述するように暖房時の能力を
増大させるとともに、除湿運転時の再熱用熱源として利
用される。

一方、冷媒回路中には適宜個所に冷媒量調節器１１を設
けて、冷凍運転中における循環冷媒量の調節を行い得る
ようにしている。

上記冷媒量調節器１１は第２図に示す如く、室外コイル
３とキャピラリーチューブ４とを連絡する液管２１と、
第２室内コイル７からアキュムレータ１２に至る冷凍サ
イクル時低圧となるガス管２２との間に接続したバイパ
ス回路２０、圧縮機１と四路切換弁２との間の吸入管中
に介設したアキュムレータ１２からなっていて、前記バ
イパス回路２０には開閉弁１４及びキャピラリーチュー
ブ１３が直列に介設されている。

この冷媒量調節器１１は、除湿運転時に冷媒貯溜の目的
で作動させるが、その態様については後述の作用説明の
内容によって明らかにされる。

次に、本考案装置の作用について述べると、先ず暖房運
転時は、四路切換弁２の操作によって、冷媒を第２図に
おいて破線矢示の方向に流すことによって第２室内コイ
ル７と第１室内コイル６とが共に凝縮器として機能し、
一方室外コイル３が蒸発器として機能する暖房サイクル
が形成される。

ここで外気温が極端に低下して暖房能力が不足するよう
な事態になると、電気ヒータ１８に通電することにより
、第２室内コイル７の高圧冷媒を加熱して能力増を果す
ことができる。

この場合、電気ヒータ１８の熱はその殆んどがフィンを
介して直接的に第２室内コイル７を流通する冷媒の加熱
に供され、流通空気を直接加熱する量が少いことは言う
迄もなく、従って高温状態を必要としなくて極めて安全
性の高い設計が可能である。

一方、冷房運転時は、四路切換弁２を切換操作すること
によって、冷媒を第２図において実線矢示の方向に流通
せしめ、室外コイル３が凝縮器として機能し、第１室内
コイル６と第２室内コイル７とが蒸発器として機能する
冷房サイクルが形成される。

この冷房運転が行われる時期で中間期などの場合に、温
度の低下は不要で、湿度の低下のみを必要とする除湿運
転がのそまれるときがあるが、かかる場合には電気ヒー
タ１８に通電し、かつ前記冷媒量調節器１１を作動させ
て冷房運転から除湿運転に転することが可能である。

即ち、第２図において、冷媒の流れは一点鎖線矢示の経
路となり、室外コイル３を流れた冷媒の一部がキャピラ
リーチューブ１３で減圧後、アキュムレータ１２内に流
れ込んで貯溜する結果、循環冷媒量は冷房運転時に比し
て少くなる。

従って第１室内コイル６に流入する冷媒量は少なくなる
ので、この低圧液冷媒は流通空気と熱交換して第１室内
コイル６で全量が蒸発し過熱ガスとなり、かつ流通空気
は冷却とともに脱湿が威される。

上記過熱ガスは第２室内コイル７を介して、アキュムレ
ータ１２に流れてゆく。

第２室内コイル７を流れる過熱ガスは、電気ヒータ１８
を挿設している伝熱管１７近傍の伝熱管１７内を流れる
が、電気ヒータ１８で発生した熱は伝熱管１７とその周
囲に設けたフィン１５に伝達され、そこで流通空気と熱
交換し、前記熱の大部分は流通空気に伝達される。

しかも、伝熱管１７内を流れる冷媒は、ガス状であるの
で、熱伝達率は小さく、フィン１５を介して、伝熱管１
７に伝達された熱は、あまり冷媒には伝達されない。

一方、第１室内コイル６で冷却脱湿された流通空気は、
電気ヒータ１８を挿設している伝熱管１７とその周囲の
フィン１５を介して、電気ヒータ１８の発生熱と熱交換
し、再熱され、除湿運転が威される。

この場合の室内コイル５における冷媒状態は、第３図に
示すように、第１室内コイル６のイ部が湿りガスと乾き
ガスの境界部に、口部が約２０°Ｃの過熱ガスの存在部
に、へ部が約２４℃の過熱ガスの存在部になる。

このようにして除湿を行った後の過熱ガスはアキュムレ
ータ１２における飽和状態の低圧液冷媒と混和して適正
な過熱度の冷媒となった後、圧縮機１に吸入される。

以上の実施例において、前記電磁弁１４を可逆流通形の
もとなすとともに、暖房運転時において、過負荷を検知
する如く構成即ち、圧縮機あるいは装置の運転電流又は
冷媒の凝縮温度等を検知する如くなし、所定値以上に上
昇すると、前記電磁弁１４を開くようにすれば、過負荷
時の高圧圧力が異常上昇するのを防止することができる
。

本考案は以上の説明によって明らかなように、ヒートポ
ンプ式空気調和装置において、室内コイル３を相互間の
直接的な熱伝導が威されないような第１室内コイル６と
第２室内コイル７とに区分して第２室内コイル７を第１
室内コイル６に対し空気流路中の下流側に配設し、前記
第２室内コイル７における伝熱管群のうちの一部を冷媒
系統から分離し、かつ開放し、この開放した伝熱管内に
電気ヒータ１８を挿設する一方、圧縮機１と四路切換弁
２との間の吸入管にアキュムレータ１２を介設すると共
に、前記室外コイル３から減圧膨張□機構４に至る高圧
液管２１と、前記第２室内コイル７からアキュムレータ
１２に至る冷房サイクル時低圧となるガス管２２との間
を、開閉弁１４及びキャピラリーチューブ１３を介設し
たバイパス回路２０て接続し、前記開閉弁１４を開放す
ると共に前記電気ヒータ１８に通電し、除湿運転を可能
とした構成てあり、電気ヒータ１８は暖房時の外気温低
下に伴う暖房能力低下分を補助するに足る容量であれば
よいので、小容量で済み、例えば１）（Ｐで暖房能力２
５００Ｋｃａｌ／ ｈのものに対しヒータ容量７００Ｗ
で良く、従ってエネルギー有効比（ＥＥＲ）を大きくし
て運転経済性を改善することができる。

しかも電気ヒータ１８は、空気加熱でなく冷媒を加熱す
るヒータとして使用するので、比較的低温域のものでよ
くて、安全性が高い利点がある。

さらに除湿運転時には、バイパス回路２０を介してアキ
ュムレータ１２に液冷媒を貯溜させることにより、冷媒
循環量を下げ室内コイル５の蒸発能力を電気ヒータ１８
の能力に見合うように下げることができるので、小容量
の電気ヒータ１８によって支障なく除湿運転が行えるし
、室内コイル５の一部を再熱用として利用する形式であ
るので、室内ユニットの奥行寸法を小さくシ、コンパク
トにまとめることが可能である。

特に電気ヒータ１８と室内コイル５を流れる冷媒との熱
交換を行わせ゛る構造であるため、除霜用熱源として利
用可能であるばかりでなく、その際、室内ファンを停止
したま）で除霜が行えるのでコールドドラフト等の問題
を解消することができる。

以上の如く本考案は種々のすぐれた効果を奏し、実用価
値に富むヒートポンプ式空気調和装置である。

【図面の簡単な説明】

第１図は従来の空気調和装置に係る室内ユニットの略示
構造図、第２図は本考案空気調和装置例に係る冷凍回路
図、第３図は第２図々示装置における室内コイルの斜視
図、第４図は第３図の要部拡大断面図である。 １・・・・・・圧縮機、２・・・・・・四路切換弁、３
・・・・・・室外コイル、４・・・・・・減圧膨張機構
、５・・・・・・室内コイル、６・・・・・・第１室内
コ、イル、７・・・・・・第２室内コイル、１２・・・
・・・アキュムレータ、１３・・・・・・キャピラリー
チューブ、１４・・・・・・開閉弁、１８・・・・・・
電気ヒータ、２０・・・・・・バイパス回路、２１・・
・・・・高圧液管、２２・・・ガス管。

Claims (1)

【実用新案登録請求の範囲】
1. 圧縮機１．四路切換弁２．室外コイル３．減圧膨Ｍ構４
   、クロスフィンコイル形室内コイル５を備え、前記四
   路切換弁２の切換えにより冷凍サイクルを冷房サイクル
   又は暖房サイクルに切換えて冷暖房可能としたヒートポ
   ンプ式空気調和装置において、前記室内コイル５を、相
   互間の直接的な熱伝導が威されないように第１室内コイ
   ル６と第２室内コイル７とに区分して、第２室内コイル
   ７を第１室内コイル６に対し空気流路中の下流側に配設
   腰前記第２室内コイル７における伝熱管群のうちの一部
   を冷媒系統から分離し、かつ開放し、この開放した伝熱
   管内に電気ヒータ１８を挿設する一方、前記圧縮機１と
   前記四路切換弁２との間の吸入管にアキュムレータ１２
   から介設すると共に、前記室外コイル３から減圧膨張機
   構４に至る高圧液管２１と、前記第２室内コイル７から
   アキュムレータ１２に至る冷房サイクル時低圧となるガ
   ス管２２との間を、開閉弁１４及びキャピラリーチュー
   ブ１３を介設したバイパス回路で接続し、前記開閉弁１
   ４を開放すると共に前記電気ヒータ１８に通電して、除
   湿運転を可能としたことを特徴とするヒートポンプ式空
   気調和装置。