JPS60205159A - 冷媒加熱式ヒ−トポンプ装置 - 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】 〔発明の技術分野〕 この発明は、空気調和機等に用いられる冷媒加熱式ヒー
）７ンゾ装置に係り、特に、冷媒加熱用ガスインジェク
ション回路を備えた冷媒加熱式ヒートポンプ装置に関す
る。

〔発明の技術的背景とその問題点〕

室内冷暖房用空気調和機などに適用される冷媒加熱式ヒ
ートポンゾ回路は、圧縮機、四方弁、室内側熱交換器、
絞り機構および室外側熱交換器を順次接続し、冷媒循環
用冷凍サイクルを構成しており、この冷凍サイクルの液
側冷媒配管からガスインジエク／ヨン回路を分岐させ、
分岐されたガスインジェクション回路を圧縮機に接続し
て暖房運転時の暖房能力を向上させるようになっている
。

ところで、暖房運転を長時間継続させると、室外側熱交
換器に着霜か生じ、この着霜が次第に成長すると、室外
側熱交換器の熱交換機能が損なわれるため、除霜運転が
定期的に行なわれる。除霜運転は、室内側熱交換器を収
容した室内機の運転を停止して行なわれるため、その間
に室温の低下を招く問題があったり、従来の冷媒加熱式
ヒートポンプ装置では、暖房運転時に室外側熱交換器へ
の着霜を有効的に防止することが困難でおった。

〔発明の目的〕

この発明は上述した事情を考慮してなされたもので、冷
媒加熱により暖房能力全増大させることができるととも
に、暖房運転時に室外側熱り換器への着霜を防ぎ、着霜
時には除霜運転を積極的に行ない得るようにした冷媒加
熱式ヒートポンプ装置を提供することを目的とする。

〔発明の概要〕

上述した目的を達成するために、この発明に係る冷媒加
熱式ヒートボンゾ装置は、圧縮機、四方弁、室内側熱交
換器、絞り機構および室外側熱交換器等′ｆｔｌ１１次
接続して冷凍サイクルを構成し、この冷凍サイクルの液
冷媒側ラインから分岐されたガスインジェクション回路
を圧縮機に接続したものにおいて、上記ガスインジェク
ション回路に組み込まれる冷媒加熱器の下流側から着霜
防止用回路を分岐させ、この着霜防止用回路を前記液冷
媒側ラインの室外側熱交換器近くに接続したものでちゃ
、暖房運転を継続させながら室外側熱変換器への着霜を
防止できるようにしたものである。

〔発明の実施例〕

以下、この発明に係る冷媒加熱式ヒートポンプ装置の実
施例について添付図面を参照して説明する。

図は、室内を冷暖房する空気調和機などに適用される冷
媒加熱式ヒートポンプ装置であって、図中符号１０はこ
のヒートポンゾ装置の冷凍サイクルを示す。この冷凍サ
イクル１０は圧縮機１１、四方弁１２、室内側熱交換器
１３、絞り機構１４および室外側熱交換器１５等を順次
接続することにより構成され、冷媒循環用の閉じた回路
を形成している。上記室内側熱交換器１３と室外側熱又
換器１５とを接続する冷凍サイクル１０の液冷媒ライン
１０　ａ　Ｋはキャピラリチューブ１７．リキッドタン
ク１８．ドライヤ１９および膨張弁ルが）１次直列に接
続逼れる。このキャピラリチューブ１７および膨張弁か
により前記絞シ機構１４が構成される。また、上記膨張
弁間およびドライヤ１９をバイパスするパイノにス回路
２１が設けられており、このバイパス回路２１に冷房時
に液冷媒を流す逆上弁ｎが介装される。

一方、液冷媒ライン１０ａのドライヤ１９と膨張弁間と
の間からガスインジェクション回路列が分岐されておシ
、このガスインジェクション回路Ｕはストレーナ６、絞
り機構としてのキャビラリチューゾ加、冷媒加熱器部お
よびガスインジェクション電磁弁四および逆止弁２９ｔ
−順次介して圧縮機１１に接続され、この圧縮機１１に
冷媒加熱器υで加熱されたガス冷媒をインジェクション
し、暖房能力を向上させるようになっている。

また、ガスインジェクション回路列の冷媒加熱器υとガ
スインジェクション電磁弁Ｚとの間から着霜防止用路園
が分岐されており、との着霜防止回路間は冷凍サイクル
１０の膨張弁間と室外側熱交換器１５０間に接続される
。上記着霜防止回路（資）には除霜用電磁弁３１が介装
される。この除霜用電磁弁３１はガスインジェクション
亀磁弁公と連係して切換作動し、選択的に開閉される。

除霜用電磁弁３１を設ける代りに、着霜防止回路間の分
岐部に三方切換弁を設け、着霜防止回路加とガスインジ
ェクション回路列とを選択的に切換使用できるようにし
てもよい。この場合にはガスインジェクションを磁弁四
が４登となる。

前記ガスインジェクション回路Ｕに組み込まれる冷媒加
熱器τは温水循環回路お内を流れる温水と熱交換可能に
設けられる。温水循環回路おけ例えば給水を加熱するソ
ーラ温水器３４を有し、この温水器あて加熱された温水
が移送ポンプあにより三方切換弁あを経て冷媒加熱器ｎ
に送られ、ここで冷媒を加熱し、ガス化する。冷媒加熱
にょシ温度降下した水はソーラ温水器あに還流され、再
加熱される。

温水循環回路おに組み込まれる三方切換弁あの残りのボ
ー）ａは除霜熱交換器３７に接続される。

しかして、三方切換弁あの切換操作にょシ、ソーラ温水
器調からの温水は室外側熱交換器１５に対向して設置さ
れた除霜熱交換器３７に案内され、この熱交換器３７か
らの放熱により、室外熱交換器１５に付着した霜を積極
的に除去するようになっている。

除霜により温度降下した水はソーラ温水器あに還流され
て、再加熱される。この温水循環回路おにおいては、移
送ボンデあの下流側分岐部に三方切換弁あを設け、この
切換弁３６を切換操作する例について説明したが、この
切換弁あの代シに分岐部下流側に温水用電磁弁を各々設
け、各電磁弁を選択的に開閉切換操作できるようにして
もよい。この温水循環回路おけ、必要に応じて給湯でき
るようになっている。

なお、図において符号４０は温水循環回路に給水を供給
する貯溜タンクであシ、符号４１は冷凍サイクルに組み
込まれるパックトノζシブである。４２はサクションカ
ップ、４３は逆止弁である。

次に、この発明の作用について説明する。

冷房運転時には、冷凍サイクル１００四方弁１２を図に
示すようにセットし、圧＃Ｉ機１１を駆動させる。

この圧縮機１１の駆動により、圧縮機１１から吐出され
る高温・高圧冷媒は四方弁１２を経て央線矢印Ａで示す
ように室外側熱交換器１５に案内されてここで放熱され
、凝縮される。凝縮された液冷媒は逆止弁２２ヲ経てリ
キッドタンク１８に案内された後、キャピラリチューブ
１７を通シ、ここで絞り作用を受けて膨張し、室内側熱
交換器１３に送られる。室内側熱交換器１３では室内空
気を冷却して温度上昇する一方、温度上昇したガス冷媒
は四方弁１２を経てサクションカップ４２から圧縮機１
】内に還流され、１つの冷房サイクルが終了する。

一方、暖房運転は四方弁１２を切換えることによシ行な
われる。この暖房運転時には圧ｍ機１１からの高温高圧
冷媒が破線矢印Ｂで示すように四方弁１２を経て室内側
熱交換器１３に吐出され、この室内側熱交換器１３で放
熱されて室内空気を加熱し、室内を暖房する。この放熱
により凝縮された冷媒はキャピラリチューブ１７により
第１段階の絞り作用を受けてリキソ１タンク１８に案内
される一方、このリキッドタンク１８からドライヤ１９
を経て膨張弁２０に案内され、塚２段の絞り作用を受け
てガス化し、続いて室外側熱交換器１５に送られる。こ
の室外側熱交換器１５では周囲から吸熱して温度上昇し
、温度上昇したガス冷媒が四方弁１２およびサクション
カップ４２を触て圧縮機１１に還流され、１つの暖房サ
イクルが終了する。

ところで、暖房運転時には、暖房能力を向上させるため
、ガスインジェクション回路２４ヲ介して１点鎖線矢印
Ｃで示すように圧縮機１１にガスインジェクションが行
なわれる。このガスインジェクション時には、リキッド
タンク１８内の液冷媒の一部はドライヤ１９およびスト
レーナ２５ヲ経てキャピラリチューブ局に案内され、こ
こで絞り作用を受けた後、冷媒加熱器部に送られる。こ
の冷媒加熱器ｎでは温水循環回路お内を循環する温水と
熱交換して加熱・加圧され温度上昇する。温度上昇した
ガス冷媒は、ガスインジェクション電磁弁あおよび逆止
弁２９ヲ経て圧縮機にインジェクションされ、暖房能力
が向上せしめられる。

しかして、暖房運転を継続すると、室外側熱り換器１５
の熱変換フィン（図示せず）等に霜がつき、この付着し
た絹が次第に成長する。着霜が成長すると室外側熱交換
器１５の熱交換機能が損なわれるが、この発明において
は、ガスインジェクション回路冴から分岐された着霜防
止回路Ｉが設けられておジ、との着霜防止回路３ｏを経
て冷媒加熱器ｎで温度上昇したガス冷媒を案内し、この
ガス冷媒を液冷媒ライン１０ａを通る冷媒と合流させて
室外側熱交換器１５に定期的あるいは適宜にインジェク
ションすることにより、この熱交換器１５に案内される
冷媒温度を上昇させることができ、室外側熱交換器１５
での着霜を有効的に防止できる。しかも、この着霜を防
止するために、暖房運転を中止させる必要がない。

また、室外側熱交換器１５０着霜時には、着霜防止回路
３０ｉ通って案内されるガスインジェクションにより付
着した霜が除去されるが、この除霜運転音より積極的か
つ効果的に行なうために、温水循環回路おの三方切換弁
３６を切換え、ソーラ温水器あからの温水を除霜用熱交
換器３７に案内し、てもよい。これにより、室外側熱変
換器１５に付着した霜を積極的に除去することができる
。

なお、この発明の実施例においては、ガスインジェクシ
ョン回路に組み込まれる冷媒加熱器は冷媒を温水と熱交
換して加熱する例について示したが、冷媒は電気ピータ
あるいは燃焼ガスで加熱するようにしてもよい。

また、温水循環回路はソーラ温水器にょシ給水を加熱す
る例について説明したが、このソーラ温水器の代りに加
熱源としてエンジンを利用し、このエンジン排水を冷媒
加熱器に案内するようにしてもよい。この場合、圧縮機
はエンジンの作動によりベルトプーリ等の動力伝達機構
を介して駆動されるようにしてもよい。

〔発明の効果〕

以上に述べたようにこの発明に係る冷媒加熱式ヒートポ
ンプ装置においては、ガスインジェクション回路に冷媒
加熱器を設け、この冷媒加熱器で加熱されたガス冷媒を
圧縮機にガスインジェクションさせることができるから
、暖房運転時の暖房能力の増大を確実に図ることができ
る。

また、ガスインジェクション回路の冷媒加熱器下流側か
ら着霜防止回路を分岐させ、との着霜防止回路を液冷媒
ラインの室外側熱交換器近くに接続したから、この着霜
防止回路を通して冷媒加熱器で加熱されたガス冷媒を室
外側熱交換器にガスインジェクションさせることがでさ
、これにより室外側熱交換器への着霜を積極的かつ有効
的に防止することができ、着霜時にはその除霜を暖房運
転を継続させながら行なうことができる。

【図面の簡単な説明】

図はこの発明に係る冷媒加熱式ヒートポンプ装置の一実
施例を示す冷凍サイクル図である。 １０・・・冷凍サイクル、１１・・・圧縮機、１２・・
・四方弁、１３・・・室内側熱交換器、１４・・・絞り
機構、１５・・・室外側熱交換器、１９・・・ドライヤ
、加・・・膨張弁、Ｕ・・・ガスインジェクション回路
、谷・・・冷媒加熱器、羽・・・ガスインジェクション
電磁弁、加・・・７１ｆ霜防止回路、３１・・・電磁弁
、３３・・・温水循環回路、あ・・・ソーラ温水器、３
７・・・除霜用熱交換器。 出願人代理人　波　多　野　久

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、圧縮機、四方弁、室内側熱交換器、絞り機構および
   室外側熱交換器等を順次接続して冷凍サイクルを構成し
   、この冷凍サイクルの液冷媒ラインから分岐されたガス
   インジェクション回路を圧縮機に接続した冷媒加熱式ヒ
   ートポンプ装置において、上記ガスインジェクション回
   路に組み込まれる冷媒加熱器の下流側から着霜防止用回
   路を分岐させ、この着霜防止用回路を前記液冷媒ライン
   の室外側熱交換器近くに接続したことを特徴とする冷媒
   加熱式ヒートポンプ装置。 ２、ガスインジェクション回路の冷媒加熱器下流側にガ
   スインジェクション電磁弁を設けるとともに、この電磁
   弁と前記冷媒加熱器の間から着霜防止用回路を分岐させ
   、この着霜防止用回路に設けられた電磁弁は前記ガスイ
   ンジェクション電磁弁と選択的に開閉せしめられるよう
   に設定された特許請求の範囲第１項に記載の冷媒加熱式
   ヒートポンゾ装置。 ３、冷媒加熱器はガスインジェクション回路内を流れる
   冷媒を温水、燃焼ガスあるいは電気ヒータによシ加熱す
   るように構成された特許請求の範囲第１項に記載の冷媒
   加熱式ヒートポンプ装置。