JPS6071862A - 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】 産業上の利用分野 本発明はヒートポンプ装置の冷凍サイクル内部の熱交換
の改良に関する。

従来例の構成とその問題点 従来のヒートポンプ装置は、例えば冷暖房装置等に応用
した場合、負荷条件に応じて圧縮機吸入２ベー〕゛ 過熱度は変化する。特に低外気温暖房運転時においては
熱源側熱交換器に着霜を生じ、外気からの吸熱量が減少
するため冷凍サイクル中を循環する冷媒が蒸発しきらず
、アキュームレータ内に貯留されたシ、ついには圧縮機
への液バツクが起って故障の原因ともなるものであった
。この様な対策として、冷凍サイクル中のより高温な凝
縮器出口とより低温な蒸発器出口を熱交換させることに
より、蒸発潜熱を拡大してサイクル効率を改善したシ、
圧縮機吸入過熱度を確保する様な試みも行なわれている
。しかしながら、この場合には、低外気温暖房運転時の
過熱度確保には効果があるものの、高外気温時には過熱
度が大きくなシ過ぎて、冷媒ガス比容積が増大して循環
量が低下するためサイクル効率が低下したりするもので
あった。

発明の目的 本発明は上記従来例の欠点を解消するため、冷凍サイク
ルの負荷に対する挙動に鑑みてなされたものであシ、そ
の目的とする所は負荷に関らず圧縮機吸入過熱度を安定
的に制御することを可能な３ページ らしめるものである。

発明の構成 本発明になるヒートポンプ装置は、より高温の凝縮器出
口とよシ低温の蒸発器出口を少くとも二種類の互いに溶
解混合する流体を封入したヒートパイプにより熱交換さ
せることにより構成されるものである。

実施例の説明 本発明になるヒートポンプ装置の一実施例を、第１図を
もって説明する。第１図において、１は圧縮機、２は四
方弁、３は負荷側熱交換器、４はレシーバ兼アキューム
レータで下部にレシーバ５、上部にアキュームレータ６
を配置して一体に形成している。また７は絞り装置、８
は熱源側熱交換器であり、第１図の実施例では、負荷側
熱交換器３は凝縮器、熱源側熱交換器８は蒸発器として
機能し、冷凍サイクル中の冷媒は、１−＊　２−＋　３
−＋　５−７−８−２−６−１の順に循環する如く構成
されている。

さて本実施例の特徴とする所は、レシーバ兼ア特開昭Ｇ
Ｏ−７１８Ｇ２（２） キュームレータ４の構成であり、第２図にその要部を示
す。第２図において、１１は負荷側熱交換器３からの配
管、１２は絞り装置７への配管、１３は四方弁２からの
配管、１４は圧縮機１への配管であり、１５はオイル孔
である。また１６は複数のヒートパイプであシ、加熱部
１７はレシーノく６内の冷媒液中に浸潤され、冷却部１
８はアキュームレータ６内に臨ましめると共に、その表
面にはフィン１９．２０を設けている。さらにヒートノ
くイブ１６中には、フロロカーボンと有機溶剤からなる
混合流体を封入せしめたものであり、加熱部１７に貯っ
た混合液体は、レシーバ６内の冷媒液により加熱され沸
騰し、冷却部１７に移動してアキュームレータ６内を加
熱して凝結滴下し加熱部１７に戻る如く構成している。

次に本発明になるヒートポンプ装置の作用様態を説明す
る。第３図は、冷凍サイクル中を循環する冷媒の圧力−
エンタルピ線図であり、より高温の外気温Ａと、よシ低
温の外気温Ｂの時の作動特性を同線図上に示している。

即ち点１Ａ　、　Ｉ　Ｂは圧６ページ 縮機１の出口を表わし、点２Ａ、２Ｂはレシーバ６内状
態を表わし、点３Ａ、３Ｂは絞り装置子の出口を表わし
、点４Ａ、４Ｂはアキュームレータ６内の状態を表わす
。ここで一般にヒートポンプ装置は外気温がＡからＢに
低下するにつれて、レシーバ６内状態の温度はＴ２Ａか
ら”２Ｂへ低下しアキュームレータｅ内の状態の温度も
Ｔ４Ａ　から”４Ｂ　へ低下するが、その低下度合はア
キュームレータ６内温度の方が大きい。即ち第４図に示
す如く、外気温を横軸に（レシーバ温度−アキュームレ
ータ温度）及び圧縮機吸入過熱度を縦軸にとると、ヒー
トパイプ１６を用いないときは実線に示す如く前者は右
下シ、後者は左下りのカーブとなり、さらに低下した外
気温Ｃでは、ついに圧縮機吸入過熱度がゼロとなり、液
バツクの可能性を生じてくる。

しかるに本発明になるヒートポンプ装置においては、混
合流体を封入したヒートパイプ１６により熱交換を促進
しており、その動作特性は第６図に示される。即ちヒー
トパイプ１６は（レシーバ６ページ 温度−アキュームレータ温度）の温度差を駆動源として
熱搬送を行い、加熱部１７では沸騰、冷却部１８では凝
縮を行うが混合流体の特性としてヒートパイプ１６の両
端では加熱部１７の方が冷却部１８より温度が高く管長
方向に温度勾配を生じる。従って、上記温度差がヒート
パイプ１６中の温度勾配を上回るとき初めて沸騰・凝縮
を開始し、熱搬送を行うことが可能となるものであって
、その作動開始温度差Δｔ℃は、主に混合流体の選択に
よって決定されるものである。

従って本発明になるヒートポンプ装置は、上記の特性を
もつ混合流体を封入したヒートパイプ１６により、レシ
ーバ６とアキュームレータ６の熱交換を促進しているた
め、前出の第４図において、外気温が低下し、（レシー
バ温度−アキュームレータ温度）の温度差がΔｔ’ｃを
越える外気温りから熱搬送を開始し始め、より低外気温
になる程熱搬送が促進され、上記温度差及び圧縮機吸入
部熱度は、第４図一点鎖線で示した如き特性となシ、圧
縮機吸入過熱度の低下度合は大幅に改善されるこ７ペー
ジ とが可能となるものである。また逆に外気温が上昇する
時には、（レシーバ温度−アキュームレータ温度）の温
度差は減少し、外気温りよりも上昇すると上記温度差は
Δｔ℃　より小さくなるため、ヒートパイプ１６は作動
せず、従来例の如く過熱度が過大に大きくなるという欠
点を排除することが可能となるものである。

また、上記実施例においては、ヒートノ（イブの位置を
凝縮器出口のレシーノ；と蒸発器出口のアキュームレー
タを一体として形成し、その内部を貫通せしめたため、
コンパクトな構成となり、壁面を通じての熱交換も可能
とする。

なお、ヒートパイプの混合流体として、本発明の実施例
ではフロロカーボンと有機溶剤を用いた場合について説
明したが、他にアルコール類、グリコール類などを用い
てもよく、また沸点の異なるフロロカーボン同志やアル
コール同志でもよく、少くとも二種類で構成され、動作
温度範囲内で凝固せず、互いに溶解、混合する流体であ
ればよい。

ｉ！た、上記実施例においては、凝縮器出口のし特開ｔ
Ｉ北０−７１８６２　（３） シーバと蒸発器出口のアキュームレータヲ一体トして形
成し、その内部を貫通する如くヒートパイプを配置した
が、本発明はこの構成に限るものではなく、ヒートパイ
プの蒸発部と凝縮部を同一容器中に配置させる必要はな
い。

発明の詳細 な説明した如く本発明になるヒートポンプ装置は、凝縮
器出口と蒸発器出口を、少くとも二種類の互いに溶解混
合する流体を封入したヒートパイプによシ熱交換せしめ
たため、ある外気温以下でヒートパイプが作動し圧縮機
吸入加熱度を安定的に保持することが可能となり、外気
温が上昇し過ぎるときにはヒートパイプは作動せず過熱
度が過大に増大することを防止することが可能となるも
のである。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例のヒートポンプ装置の構成図
、第２図は第１図の要部構成図、第３図から第５図は第
１図の動作説明図である。 １・・・・・・圧縮機、３・・・・・・負荷側熱交換器
、６・・・・・・９ページ レシーバ、６・・・・・・アキュームレータ、８・・・
・・・熱源側熱交換器、１６・・・・・・ヒートパイプ
。 代理人の氏名　弁理士　中　尾　敏　男　ほか１名−派 ゛寸　へ１ 宋　ｊ　凶 Ｃ８Ｄ　Ａ　外気温 第５図 レシーバ悲−アキュームレ−タブ級

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 ０）圧縮機・凝縮器・絞り装置・蒸発器を構成要素とし
   、前記凝縮器の出口と前記蒸発器の出口を、少くとも二
   種類の互いに溶解混合する流体を封入したヒートパイプ
   により熱交換せしめたことを特徴とするヒートポンプ装
   置２ （２）ヒートバイブを、凝縮器出口のレシーバと蒸発器
   出口のアキュームレータを一体として形成し、その内部
   を貫通する如く配置したことを特徴とする特許請求の範
   囲第１項記載のヒートポンプ装置。