JPS6252335A

JPS6252335A - 空気調和装置

Info

Publication number: JPS6252335A
Application number: JP60189909A
Authority: JP
Inventors: Akio Mitani; 三谷　明男; Masatoshi Shimura; 志村　政利; Hiroshi Ito; 浩伊藤
Original assignee: Toshiba Corp
Current assignee: Toshiba Corp
Priority date: 1985-08-30
Filing date: 1985-08-30
Publication date: 1987-03-07

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〕本発明は、冷暖房兼用の空気調和装置に係り。

特に、ＯＪ！房運転開始時の立ち上り特性を改善できる
ようにした空気調和装置に関する。

〔発明の技術的背景とその問題点〕

周知のように、圧縮機、四方弁、室内熱交換器。

膨張弁、全外熱交換器を組み合わせた空気調和装置は、
四方弁の操作だけで暖房運転と冷房運転とに切換えるこ
とができる。

ところで、このような空気調和装置を暖房用として使用
した場合１通常は、運転開始時点から温風が吹き出すま
で相当の時間を必要とする。これは、運転開始時点では
圧縮機等の冷凍サイクル部品が冷えており、圧縮機入口
蒸気の比容積が大きいことに起因する。居住者にとって
は、運転開始時点から温風が吹き出すことが望ましく、
このような要望を満たすために９通常は圧縮機のケース
に電気ヒータを装着し、運転開始と同時に電気ヒータを
付勢することによって温風が吹き出すまでの時間を短縮
する方式が採用されている。しかし。

上記のように電気ヒータを装着する方式では、電気ヒー
タでの電力消費を伴うため、省エネルギ化の点において
好ましい方式とは言えない。

そこで、このような不具合を解消するために。

最近では暖房運転時の余剰熱を蓄熱材に蓄えておき、翌
日の運転開始時にその熱を放出させることによって温風
吹き出しまでの時間の短縮化を図るうとする提案がなさ
れている。

しかしながら、上記のように蓄熱材を設ける方式にあっ
ても、蓄熱材に蓄えられた熱を運転開始時に効率良く使
用することができず、このため温風吹き出しまでの時間
をそれ程短縮できない問題があった。

〔発明の目的〕

本発明は、このような事情に鑑みてなされたもので、そ
の目的とするところは、蓄熱材に蓄えられた熱を暖房運
転開始時に効率よく使用することができ、もって暖房運
転開始と同時に温風を吹き出させることができる冷暖房
兼用の空気調和装置を提供することにあるー。

〔発明の概要〕

本発明によれば、＠房運転モード時には、圧縮機〜四方
弁〜室内熱交換器〜膨張弁〜室外熱交換器〜前記四方弁
〜前記圧縮機からなる経路で作動媒体を循環させる冷暖
房兼用の空気調和装置において、前記室内熱交換器と同
様に室内に設置され断熱容器内に収容された蓄熱材およ
び上記蓄熱材中に埋め込まれた蓄熱用熱交換器および上
記蓄熱材に蓄熱された熱を放熱させるための放熱用熱交
換器および室内空気を上記放熱用熱交換器に選択的に接
触させて循環させる室内空気循環手段から構成され、上
記蓄熱用熱交換器が前記室内熱交換器と並列に接続され
てなる蓄熱ユニットと、１１！房運転時に前記蓄熱用熱
交換器に前記作動媒体を通流させて前記蓄熱材に蓄熱す
る手段と、暖房運転立ち上り時に前記室内空気循環手段
を動作させる制御系とを備えた空気調和装置が提供され
る。

〔発明の効果〕

本弁明によれば、暖房運転時の余剰熱を室内に設置され
た蓄熱ユニットに蓄えておき、暖房運転開始時に蓄熱ユ
ニットに蓄えられている熱を冷凍サイクルを経ずに直接
的に室内へ放熱させるようにしている。このため、蓄熱
材に蓄えられた熱を冷凍サイクルを経由させて放熱させ
るものに比べて、運転開始と同時にＩＪＩＩを吹き出さ
せることができ、しかも蓄熱材に蓄えられた熱を直接的
に室内に放熱させているので高温の温風を吹き出させる
ことができる。したがって、理想的な暖房運転の実現に
寄与できる。また、上記構成であると。

除霜運転時に、この除霜運転に影響を与えることなく蓄
熱ユニットの熱を室内に向けて放熱させることができる
。したがって、除霜運転中も実質的に暖房運転を継続で
きることになり、より快適な空気調和の実現に寄与でき
る。

〔発明の実施例〕

以下２本発明の実施例を図面を参照しながら説明する。

第１図は本発明の一実施例に係る空気調和装置の系統図
である。

同図において、１は圧縮様であり、この圧縮機１の吐出
口は配管を介して四方弁２の第１の接続口ａに接続され
ている。四方弁２の第２の接続口すは弁３．室内熱交換
器４．膨張弁５および室外熱交換器６を介して四方弁２
の第３の接続口Ｃに接続されている。そして、四方弁２
の第４の接続口ｄは圧縮機１の吸込み口に接続されてい
る。上記室内熱交換器４および室外熱交換器６は、それ
ぞれ公知のものと同様に図示しない熱交換器とファン７
．８とで構成されている。

しかして、四方弁２の第２の接続口すと膨張弁５との間
には、弁３および室内熱交換器４からなる直列回路と並
列に弁９．蓄熱ユニット１０および弁１１からなる直列
回路が接続されている。このように構成された系統には
作動媒体が封入されている。

蓄熱ユニット１０は、具体的には第２図に示すように構
成されている。すなわち、この蓄熱ユニット１０は大き
く別けて、蓄熱部２１と、この蓄熱部２１の上方に蓄熱
部２１に連接して設けられた放熱部２２とで構成されて
いる。蓄熱部２１は。

縦長に形成された断熱容器２３と、この断熱容器２３内
に収容された蓄熱材２４と、この蓄熱材２４中に埋め込
まれるように配置された蓄熱用熱交換器２５とで構成さ
れている。一方、放熱部２２は、断熱容器２３の上壁が
その底壁となるように配置された角型のカバー２６と、
このカバー２６の１つの側壁の下方に形成された吸込み
口２７と、上記側壁の上方に形成された吐出０２８と、
カバー２６に囲まれた空間内で吸込み口２７に対向する
位置に配置された放熱用熱交換器２９と、カバー２６で
囲まれた空間内に配置され吸込み口２７を介して吸込ん
だ空気を放熱用熱交換器２つに接触させた後、吐出口２
８から吐出させるファン３０と、吐出口２８を選択的に
開閉するダンパ３１とで構成されている。放熱用熱交換
器２９は、たとえば複数のヒートパイプで構成されてお
り、それぞれの下端部が断熱容器２３の土壁を貫通して
前記蓄熱材２４中に差し込まれている。

上記のように構成された蓄熱ユニット１０は、第３図に
示すように室内３２の床３３上に設置されている。なお
、前記室内熱交換器４は第３図に示すように室内３２の
壁３４に掛けられている。そして、前述した蓄熱ユニッ
ト１０の蓄熱用熱交換器２５の両端が弁９と弁１１とに
接続されている。

しかして、前記圧縮機１．弁３，９，１１．ファン７．
８，３０．ダンパ３１は、制御装置３５によって表１に
示すように制御される。

表　　１次に、上記のように構成された空気調和装置の動作を説
明する。

まず、四方弁２は、暖房運転時には丁度第１回に示す状
態、つまり第１の接続口ａと第２の接続口すとが通じ、
第３の接続口Ｃと第４の接続口ｄとが通じた状態にセッ
トされ、また、冷房運転時には第１の接続口ａと第３の
接続口Ｃとが通じ。

第２の接続口すと第４の接続口ｄとが通じた状態にセッ
トされる。

今、四方弁２が暖房運転にセットされているものとする
。定常暖房運転モードでは１表１に示すように、圧縮機
１の回転数が最適数に、ファン７゜８がＯＮ状態に、フ
ァン３０がＯＦＦ状態に、弁３が゛開″に、弁９，１１
が゛閉″に、ダンパ３１が“閉″に、それぞれ制御され
る。したがって１作動媒体は、圧縮機１〜四方弁２の第
１および第２の接続ロａ、ｂ〜弁３〜空内熱交換器４〜
膨張弁５〜室外熱交換器６〜四方弁２の第３および第４
の接続ロｃ、ｄ〜圧縮ｖａ１の経路で循環する。このよ
うな経路で作動媒体が循環すると、室内熱交換器４はａ
Ｍ器として機能し、室外熱交換器６は蒸発器として機能
するので、室内の暖房を実現できることになる。

上記のような定常暖房運転モードで運転されているとき
、室内３２の温度が設定温度に達すると。

制御装置３５は蓄熱運転モードに切り換える。このよう
に、蓄熱運転モードに切り変わると２表１に示すように
圧縮機１の回転数が一定に、ファン７．３０がＯＦＦ状
態に、ファン８がＯＮ状態に。

弁３が“閉″に、弁９，１１が゛開″に、ダンパ３１が
“閉″に制御される。したがって１作動媒体は、室内熱
交換器４は通らず、蓄熱ユニット１０の蓄熱用熱交換器
２５を通ることになる。このため１作動媒体が有してい
る熱、つまり余剰熱が蓄熱材２４に蓄えられる。そして
、室内３２の温度が設定温度より低下すると制御装置１
１ｆｆ３５は。

表１に示す定常暖房運転モードに切り換える。したがっ
て、暖房運転を行なっている間に、蓄熱ユニット１０の
蓄熱材２４に蓄熱される。

上記のような暖房運転は、暖房を必要としなくなった時
点でいつでも停止できるが、今、就眠に伴って停止させ
たものとする。このように停止させると、蓄熱材２４に
蓄えられている熱が室内３２へ放熱されようとするが、
蓄熱材２４が断熱容器２３内に収容されていることとダ
ンパ３１が閉”状態に保持されていることとが相まって
。

非常に少ない放熱量に抑えられる。

しかして、翌朝、＠房運転を開始するために制御装置３
５を作動させると、制−装置３５は、予め定められた期
間だけ表１に示す立ち上りモードを選択して各要素を制
御する。立ち上がりモードでは９表１に示すように、圧
縮機１が高速回転状態に、ファン７．８．３０がＯＮ状
態に、弁３が開”状態に、弁９．１１が閉”状態に、ダ
ンパ３１が“開”状態に制御される。このため２作動媒
体は、定常暖房運転モードの場合と同じ経路で流れる。

暖房運転開始時には、各要素が冷えているので室内熱交
換器４からは高温の空気は吹き出されない。しかし、前
述のように蓄熱ユニット１０のファン３０が回転してお
り、しかもダンパ３１が゛°開″に保持されているので
、室内３２の空気が吸い込み口２７から吸い込まれ放熱
用熱交換器２９に接触した後、吐出口２８から吐出され
循環する。このため、室内３２の空気は、放熱用熱交換
器２９を介して蓄熱材２４に蓄えられていた熱で加温さ
れる。したがって、暖房運転開始と同時に室内３２は急
速に温度上昇する。そして。

運転開始時点から所定時間１ｆｉ−経過すると、制御装
置３５は表１に示す定常暖房運転モードへと切り換える
。

なお、暖房運転を行なうと室外熱交換器６の配管に着霜
が生じ、能力が低下する。このため、制御装置３５は着
霜量が所定レベルに達した時点毎に、所定期間だけ表１
に示す除霜運転モ７ドに切り換える。この場合、蓄熱ユ
ニット１０を前記関係に設けているので実質的に暖房運
転を継続しながら除霜が行われることになる。

一方、冷房運転モードの場合には、四方弁２が前記関係
にセットされ、各要素は表１に示す状態に制御される。

この場合２表１から判かるように。

弁９，１１が“閉″に制御され、蓄熱ユニット１０が冷
凍サイクルから完全に切り離される。したがって、蓄熱
ユニット１０の存在によって冷房運転モード時の冷凍サ
イクルが影響を受けるようなことはない。

このように、室内熱交換器４と並列に室内に前記構成の
蓄熱ユニット１０を設け、暖房運転時における余剰熱を
蓄熱ユニット１０の蓄熱材２４に蓄熱しておき、暖房運
転−開始時に、蓄熱材２４−に蓄熱された熱で直接的に
室内３２の空気を加温するようにしている。したがって
、蓄熱材に蓄熱された熱を暖房運転開始時に冷凍サイク
ルを介して学内へ放熱するようにしたものとは違って、
暖房運転開始時点から室内温度を急速に高めることがで
きる。また、前述の如く、除霜運転時にも実質的に暖房
運転を継続させることができるので２結局、前述した効
果を発揮させることができる。

なお２本発明は上述した実施例に限定されるものではな
い。すなわち、上述した実施例では、＠房運転時に室内
の温度が設定値に達している間。

室内熱交換器４側への作動媒体の流れ止め１代りに蓄熱
ユニット１０の蓄熱用熱交換器２５へ作動媒体を流して
蓄熱する方式を採用しているが、暖房運転を行なってい
る期間中、室内熱交換器４と蓄熱用熱交換器２５とに並
列に作動媒体を通流させるようにしてもよい。この場合
には、蓄熱ユニット１０と弁１１との間に絞りを介在さ
せ、蓄熱ユニット１ｏ側に作動媒体が多量に流れること
によって起こる不具合、つまり暖房能力の低下を防止す
る必要がある。また、放熱用熱交換器は必ずしもヒート
パイプで構成する必要はない。さらに。

放熱用熱交換器の室内空気に触れる部分と蓄熱材に触れ
る部分との間に弁を介在させ、ファン３０を動作させる
ときに上記弁を゛開パに制御するようにしてもよい。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例に係る空気調和装置の系統図
、第２図は同空気調和装置に組み込まれた蓄熱ユニット
の縦断面図、第３図は室内熱交換器および蓄熱ユニット
の室内への配置の一例を示す図である。１・・・圧縮機、２・・・四方弁、３，９．１１・・・
弁、４・・・室内熱交換器、５・・・膨張弁、６・・・
室外熱交換器。？、８．３０・・・ファン、１０・・・蓄熱ユニット。２１・・・蓄熱部、２２・・・放熱部、２３・・・断熱
容器。２４・・・蓄熱材、２５・・・蓄熱用熱交換器、２６・
・・カバー、２７・・・吸込み口、２８・・・吐出口、
２９・・・放熱用熱交換器、３１・・・ダンパ、３５・
・・制御装置。出願人代理人　弁理士　鈴江武彦２５−” 第２図第３図

Claims

【特許請求の範囲】

（１）暖房運転モード時には、圧縮機〜四方弁〜室内熱
交換器〜膨張弁〜室外熱交換器〜前記四方弁〜前記圧縮
機からなる経路で作動媒体を循環させる冷暖房兼用の空
気調和装置において、前記室内熱交換器と同様に室内に
設置され断熱容器内に収容された蓄熱材および上記蓄熱
材中に埋め込まれた蓄熱用熱交換器および上記蓄熱材に
蓄熱された熱を放熱させるための放熱用熱交換器および
室内空気を上記放熱用熱交換器に選択的に接触させて循
環させる室内空気循環手段から構成され、上記蓄熱用熱
交換器が前記室内熱交換器と並列に接続されてなる蓄熱
ユニットと、暖房運転時に前記蓄熱用熱交換器に前記作
動媒体を通流させて前記蓄熱材に蓄熱する手段と、暖房
運転立ち上り時に前記室内空気循環手段を動作させる制
御系とを具備してなることを特徴とする空気調和装置。
（２）前記室内空気循環手段は、前記放熱用熱交換器を
覆うように配置されたカバーと、このカバーに設けられ
た空気吸込み口および空気吐出口と、前記カバーで覆わ
れた空間内に配置され前記空気吸込み口を介して吸込ん
だ空気を前記放熱用熱交換器に接触させた後、前記空気
吐出口から吐出させるファンと、前記空気吐出口を選択
的に開閉するダンパとで構成されてなることを特徴とす
る特許請求の範囲第１項記載の空気調和装置。
（３）前記放熱用熱交換器は、ヒートパイプで構成され
てなることを特徴とする特許請求の範囲第１項記載の空
気調和装置。