JPS63267866A - ヒ−トポンプ式空気調和機 - 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、非共沸混合冷媒を用い、周波数可変装置を具
備したヒートポンプ式空気調和機に関するものである。

従来の技術 近年ヒートポンプ式空気調和機は非共沸混合冷媒を用い
て能力変化できるものが開発されている。

以下、図面を参照しながら、上述した従来のヒートポン
プ式空気調和機の一例について説明する。

第３図は従来の非共沸混合冷媒を用いたヒートポンプ式
空気調和機の回路構成図を示すものである。

同図において、１は圧縮機、２は四方弁、３は室外熱交
換器、４は電磁式膨張弁、５は室内熱交換器で順次連結
して冷凍サイクｐの主回路を構成している。

ここで圧縮機１の吐出側と四方弁２の途中に加熱器６を
設け、また圧縮機１の吸入側と四方弁２の途中に冷却器
７を設け、室外熱交換器３と電磁式膨張弁４の中間と充
填材を詰めた精溜塔８の底部とを第１の減圧器９、第２
の減圧器１０を介して加熱器６を貫通して接続するとと
もに、第１の減圧器９と第２の減圧器１０の中間と冷却
器７の底部とを逆止弁１１を介して接続し、また室内熱
交換器５と膨張弁４の中間と精溜塔８の底部とを第３の
減圧器１２を介して接続し、さらに精溜塔８の頂部８ａ
と冷却器７底部とを接続し、精溜塔８上部と冷却器７底
部とを接続して冷媒比率可変サイクルを構成していた。

以上のように構成されたヒートポンプ式空気調和機につ
いて、以下その動作について説明する。

冷房運転時、非共沸混合冷媒は第３図中の実線の如く流
れる。すなわち圧縮機１で圧縮された高温高圧のガス状
の冷媒は室外熱交換器３で凝縮され、高温高圧の液とな
り電磁式膨張弁４を通って減圧され低温低圧の液となる
。上記冷媒がさらに室内熱交換器５で蒸発し、低温低圧
のガスとなり、四方弁２を通って再び元の圧縮機へもど
るというサイクルをくり返すものである。

このとき室外熱交換器３を出た冷媒の一部は第１の減圧
器９、および第２の減圧器１ｏを通って加熱器６へ入り
、吐出ガスにより加熱され、ガス成分を発生させて精溜
塔８へ入る。精溜塔へ入った冷媒のガス成分は塔中を上
昇し、冷却器７に入り、ここで吸入ガスにより冷却液化
されるが第１の減圧器９を通った冷媒よりも圧力が低い
ため、冷却器底部にたまることになる。また一部は精溜
塔８の上部に還流され、塔中を上昇してくるガス成分と
気液接触を行い、物質移動および熱交換を行う。

このサイクルをくり返すことにより冷却器７の中の冷媒
は低沸点成分が多くなり、従って逆に主回路を流れる冷
媒の組成は高沸点成分が多い状態になり、能力および消
費電力とも小さくなる。

一方大きな能力を必要とする暖房運転時においては、第
３図中の破線の如く冷媒が流れる。すなわち、圧縮機１
で圧縮された高温高圧のガス状の冷媒は、四方弁２を通
って室内熱交換器５で凝縮され、高温高圧の液となり電
磁式膨張弁４を通って減圧され、さらに室外熱交換器ａ
で蒸発し、低温低圧のガスとなり、四方弁２を通って再
び元の圧縮１へもどるというサイクルをくり返すもので
ある。

このとき室内熱交換器５を出た冷媒の一部は第３の減圧
器１２、および精溜塔８を通って冷却器７へ入るが、第
２の減圧器１０を通った冷媒よりも圧力が高いため、逆
止弁１１、および第１の減圧器９を通って主回路へ流れ
ることになるため、冷却器内の冷媒組成は主回路の冷媒
組成と、かわらず、高沸点成分と低沸点成分の混合した
状態となり高能力が得られる。

発明が解決しようとする問題点 しかしながら上記のような構成では、暖房運転時、冷媒
組成比率をかえないで運転するにもかかわらず、圧縮機
１を出た吐出ガスは加熱器６で一部放熱するため、暖房
能力が低下してしまうという欠点を有していた。

本発明は上記問題点に濫み、放熱ロスをなくし、暖房能
力の低下を防ぐことを目的とするものである０ 問題点を解決するための手段 上記問題点を解決するために本発明のヒートポンプ式空
気調和機は、冷房運転時四方弁を通過した後で高温高圧
のガスを加熱器へ導くものである。

作　　用 本発明は、上記した構成により、非共沸混合冷媒の分離
性能を低下させることなく、暖房能力の向上をはかるこ
とができる。

実施例 以下、本発明の一実施例のヒートポンプ式空気調和機に
ついて図面を参照しながら説明する。

第１図は冷凍サイクル図である。圧縮機１３、四方弁１
４、室外熱交換器１５、電磁式膨張弁１６、室内熱交換
器１７が順次連結して冷凍サイクルの主回路を構成して
いる。ここで四方弁１４と室外熱交換器１５の途中に加
熱器１Ｂを設け、また圧縮機１３の吸入側と四方弁１４
の途中に冷却器１９を設け、室外熱交換器１５と電磁式
膨張弁１６の中間と充填材を詰めた精溜塔２０の底部と
を第１の減圧器２１、第２の減圧器２２、および加熱器
１８を通って接続するとともに、第１の減圧器２１と第
２の減圧器２２の中間と冷却器゛１９の底部とを逆止弁
２３を介して接続し、また室内熱交換器１７と膨張弁１
６の中間と精溜塔２０の底部とを第３の減圧器２４を介
して接続し、さらに精溜塔２０の頂部２０ａと冷却器１
９底部とを接続し、精溜塔２０上部と冷却器１９底部と
を接続して冷媒比率可変サイケｐを構成している。

以上のように構成されたヒートポンプ式空気調和機につ
いて以下その動作について説明する。

冷房運転時、非共沸混合冷媒は第２図中の実線の如く流
れる。ここで室外熱交換器１５を出た冷媒の一部は第１
の減圧器２１、および第２の減圧器２２を通って加熱器
１８へ入り、吐出ガスにより加熱され、ガス成分を発生
させて精溜塔２０へ入る。精溜塔２０へ入った冷媒のガ
ス成分は塔中を上昇し冷却器１９へ入り、ここで吸入ガ
スにより冷却液化されるが第１の減圧器２１を通った冷
媒よりも圧力が低いため、冷却器１９底部にたまること
になる。また一部は精溜塔２０の上部に還流され、塔中
を上昇してくるガス成分と気液接触を行い、物質移動お
よび熱交換を行う。

このサイクルをくり返すことにより、冷却器１９の中の
冷媒は低沸点成分が多くなり、従って逆に主回路を流れ
る冷媒の組成は高沸点成分が多い状態になり、能力およ
び消費電力とも小さくなる。

一方大きな能力を必要とする暖房運転時においては、第
１図中の破線の如く冷媒が流れる。ここで室内熱交換器
１７を出た冷媒の一部は第３の減圧器２４、および精溜
塔２０を通って冷却器１９へ入るが第２の減圧器２２を
通った冷媒よりも圧力が高いため、逆止弁２３、および
第１の減圧器２１を通って主回路へ流れることになるた
め、冷却器１９内の冷媒組成は主回路の冷媒組成とかわ
らず、高沸点成分と低沸点成分の混合した状態となり、
高暖房能力が得られる。

ここで加熱器１８は室外熱交換器１５と四方弁１４の途
中にあるため、室外熱交換器を出た冷媒は低温低圧のガ
ス状となっており、加熱器１８で放熱することはなくな
り、従って暖房能力の損失をふせぐことかできる。また
第２図は加熱器の構造を示した斜視図で、加熱器１８は
加熱器外管１８＆および加熱器内管１８ｂとから構成さ
れた二重管構造となっており、冷房時吐出ガスは図中矢
印で示すように加熱器内管１８ｂを通過し、また比率可
変サイクル側の液冷媒は加熱器外管１１３ａと内管１８
ｂの間を吐出ガスの流れと逆に通過することになる。従
って暖房運転時においては加熱器内管を吸入ガスが通過
することになるから吸入ガスの圧力損失を少なくするこ
とが可能となり、圧力損失に起因する暖房能力の低下を
ふせぐことかできるものである。

以上のように本実施例によれば、冷媒組成比率可変サイ
クルにおいて、非共沸混合冷媒の分離性能を低下させる
ことなく、暖房能力の向上をはかることができるもので
ある。

発明の効果 以上のように本発明は、非共沸混合冷媒を用い、周波数
可変装置を具備し、圧縮機、四方弁、室外熱交換器、電
磁式膨張弁、室内熱交換器を順次連結して冷凍サイクル
の主回路を構成し、前記四方弁と室外熱交換器の途中に
加熱器を設け、前記圧縮機の吸入側と四方弁の途中に冷
却器を設け、前記室外熱交換器と電磁式膨張弁の中間と
を第１の減圧器、第２の減圧器および前記加熱器を通っ
て接続するとともに、第１の減圧器と第２の減圧器の中
間と前記冷却器の底部とを逆止弁を介して接続し、また
前記室内熱交換器と、前記膨張弁の中間と前記精溜塔の
底部とを第３の減圧器を介して接続し、さらに前記精溜
塔の頂部と前記冷却器底部とを接続し、前記精溜塔上部
と前記冷却器底部とを接続して冷媒組成比率可変サイク
ルを構成することにより、分離性能を低下させることな
く暖房能力の低下をふせぐことか可能となる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例におけるヒートポンプ式空気
調和機の冷凍サイクル図、第２図は同空気調和機の加熱
器の斜視図、第３図は従来のヒートポンプ式空気調和機
の冷凍サイクル図である。 １８・・・・・・加熱器、１８ａ・・・・・・加熱器外
管、１８ｂ・・・・・・加熱器内管、１９・・・・・・
冷却器、２０・・・・・・精溜塔、２３・・・・・・逆
止弁。 代理人の氏名　弁理士　中　尾　敏　男　ほか１名１３
−　　圧Ｓ機 １４′−四方弁 １５゛−呈外　外交　換器 １６−を通式膨ル弁 Ｉ７・・−五円熱５．遺呑 １８−　　尻熱器 ｌ？゛°−涜却器 ２０−一　楕、Ｖ塔 ２ｔ゛”才１の減圧器 η−・−第２の威圧器

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 非共沸混合冷媒を用い、周波数可変装置を具備し、圧縮
   機、四方弁、室外熱交換器、電磁式膨張弁、室内熱交換
   器を順次連結して冷凍サイクルの主回路を構成し、前記
   四方弁と室外熱交換器の途中に加熱器を設け、前記圧縮
   機の吸入側と四方弁の途中に冷却器を設け、前記室外熱
   交換器と前記電磁式膨張弁の中間と充填材を詰めた精溜
   塔の底部とを第１の減圧器、第２の減圧器および前記加
   熱器を順に配設して接続するとともに、前記第１の減圧
   器と前記第２の減圧器の中間と前記冷却器の底部とを逆
   止弁を介して接続し、また、前記室内熱交換器と前記電
   磁式膨張弁の中間と前記精溜塔の底部とを第３の減圧器
   を介して接続し、さらに前記精溜塔の頂部と前記冷却器
   の頂部とを接続し、前記精溜塔の上部と前記冷却器の底
   部とを接続して冷媒組成比率可変サイクルを構成したヒ
   ートポンプ式空気調和機。