TW416000B - Heat pump type air conditioner - Google Patents

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經濟部中央標準局負工消費合作·杜印繁 416000 λ ir 1 ™Γ - * -·»— · - ··—- ·——. 零-_ -· · ~a·- — — 五、發明説明（1 ) 【發明所屬之技術領域】 本發明係關於使用非共沸混合冷媒的熱泵式空調機 【習知技術】 習知的熱泵式空調機，係利用配管將壓縮機、空氣側 熱交換器、水側熱交換器、膨脹閥以及四通閥連接在一起 ，來構成此冷凍循環；藉由切換四通閥，使冷媒在空氣側 熱交換器、膨脹閥、水側熱交換器中的流動順序相反，來 進行冷氣運轉或是暖氣運轉。對於此冷凍循環，當切換冷 氣運轉和暖氣運轉時，在空氣側熱交換器內流動的冷媒方 向相反。在此，成爲被冷卻流體或是被加熱流體的空氣流 ，一直以相同的方向通過熱交換器。因此，當冷氣運轉時 或是暖氣運轉時，冷媒的流動方向和空氣的流動方向相同 ，成爲平行流。 【發明所欲解決之課題】 對於如此的熱泵式空調機，若使用非共沸混合冷媒來 作爲冷媒，由於此種冷媒具有：在冷凍循環之凝結過程的 氣液混合區域（二相區域）中，當在相同的凝結壓力下， 在飽和蒸氣線上的凝結溫度最高，而在飽和液線上的凝結 溫度最低的性質，於是會有溫度梯度存在；因此，當在空 氣側熱交換器中的冷媒流動方向和空氣流成爲平行流時， 非共沸混合冷媒的熱交換器之傳熱性能，比純冷媒或共沸 冷媒低，進而會導致熱泵式空調機的冷氣•暖氣能力顯著 本紙張尺度適用中囡國家標準（CNS ) Λ4规格（210X297»苁； _4 . ---------裝—„-----訂------泉 (請先閱讀背而之注意事項再填巧本頁〕 經濟部中央標準局員工消費合作社印策 -5- 416000 λ Η" 五、發明説明（2 ) 地降低的問題》 因此，當使用非共沸混合冷媒時，爲了能夠確保具有 與純冷媒或共沸冷媒相同程度的性能，在冷氣運轉和暖氣 運轉時，都要考慮非共沸混合冷媒的溫度梯度特性，而使 冷媒和空氣對流；關於此種熱泵式空調機，如日本特開平 9 — 1 9 6 4 8 9號公報中所記載者。此熱泵式空調機， 係利用配管將壓縮機、空氣側熱交換器、水側熱交換器、 減壓機構以及四通閥連接在一起，來構成此冷凍循環；藉 由切換四通閥，使冷媒在空氣側熱交換器中的流動方向， 不論是在冷氣運轉或是在暖氣運轉時，皆和空氣流成相對 流動。然而，此熱泵式空調機，使用2個冷氣用毛細管和 1個暖氣用毛細管來作爲減壓機構，以及使用1個逆流防 止閥，構造不但複雜且價格昂貴。又，室外熱交換器係用 來和空氣作熱交換而不是和水作熱交換，所以並未充分地 考慮到在水側熱交換器中使用非共沸混合冷媒的問題。 本發明係爲了解決上述課題而發明出來，其目的爲提 供一種使用至少由2種以上的物質混合而成之沸點相異的 非共沸混合冷媒來作爲冷媒的熱泵式空調機，不但價廉且 小型’當進行冷氣運轉以及暖氣運轉時，分別可以得到適 當的冷氣性能和暖氣性能。 【解決課題所用的手段】 本發明之熱泵式空調機，係針對利用配管將壓縮機、 空氣側熱交換器、水側熱交換器、膨脹閥以及四通閥連接 本紙張尺廋適用中國國家標準（CNS ) Λ4規格（210:<297公1 1 I - I I - -I I I - 1— 士I- 1 II I. I ί—* I In I · I I HI - , . (請先閱讀背面之、';±意事項再填寫本頁) 經濟部中央標準局員工消費合作社印製 416000 五、發明説明（3 ) 在一起來構成冷凍循環，且使用由沸點相異的至少2種以 上的物質混合而成的非共沸混合冷媒，來作爲在冷凍循環 中流動的冷媒的熱泵式空調機，其特徵爲： 上述水側熱交換器，係構成在利用多數枚板所隔成的 空間中，冷媒和水交錯地流動來進行熱交換； 上述水側熱交換器的冷媒流通口設置在上下兩處，且 上述膨脹閥係根據冷媒的流動方向而具有相異的閥特性； 而且，藉由上述四通閥的切換，使得在上述空氣側熱 交換器中流動的冷媒方向，不論是進行冷氣運轉或是暖氣 運轉時皆相同，而使空氣流和冷媒流一直相對地流動； 而且，當進行冷氣運轉和暖氣運轉時，在上述膨脹閥 中的冷媒流動方向相反； 而且，在上述水側熱交換器中，當進行冷氣運轉時， 冷媒由下部往上部流動，而當進行暖氣運轉時，冷媒由上 部往下部流動。 【本發明之實施形態】 以下，參照第1圖〜第3圖來說明本發明之實施例。 第1圖係本發明之熱泵式空調機的冷凍循環系統圖。 此冷凍循環’係利用配管將壓縮機1、空氣側熱交換器2 、水側熱交換器3、膨脹閥4以及四通閥5、6、7連接 在一起’來構成此冷凍循環。空氣側熱交換器2，係將多 數根冷媒管並列地設置，使送風機的吹出空氣方向和冷媒 的流動方向相對。又，如第2圖所示，將多數枚長條狀的 I--------裝--^-----訂------泉 (請先閱讀背面之注意事項再填寫本页) 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) Λ4規袼（21〇χϋ^~]· -6- 經濟部中央標嗥局眞工消費合作社印製 416000 五、發明説明（4 ) 板3 a往橫向重疊來構成此水側熱交換器3。水側熱交換 器3的冷媒流通口 3 b以及水流通孔3 c ，則分別並排地 設置在構成熱交換器側面的板3 a的上下端部。膨脹閥4 的構造，如第3圖所示，對於冷氣運轉時的冷媒流動方向 和暖氣運轉時的冷媒流動方向，分別具有相異的流動阻力 ，因此分別具有適合冷氣運轉或暖氣運轉時的冷凍循環之 閥特性。在此，四通閥5 ' 6、7的實線和虛線，分別表 示在冷氣運轉時和暖氣運轉時的狀態°又，在第1圖中的 實線箭頭和虛線箭頭，係分別表示在冷氣運轉時和暖氣運 轉時的冷媒流動方向。在冷凍循環中流動的冷媒，係使用 沸點相異之至少2種以上的物質混合而成的非共沸混合冷 媒。 當進行冷氣運轉時，被壓縮機1壓縮成高溫高壓的冷 媒氣體，通過四通閥5、7的實線通路，流入空氣側熱交 換器2內。此時，冷媒氣體和送風機的送風作相向流動來 進行熱交換，變成高溫高壓的液態冷媒。此高溫高壓液態 冷媒，通過四通閥6的實線通路，在膨脹閥4中以實線所 示的方向流動而被降壓，然後由水側熱交換器3之下端部 冷媒流通口 3 b流入水側熱交換器3內。然後，在通過水 側熱交換器3時，與水進行熱交換，變成低溫低壓的冷媒 ，然後由上端部冷媒流通口 3 b流出。在此水側熱交換器 3中，冷媒由下部往上部流動，和在相鄰之處流動的水作 熱交換，而由氣液二相狀態變成氣相狀態。由水側熱交換 器3流出的低溫低壓冷媒，通過四通閥5的實線通路，回 本紙张尺度適用中國國家標隼（CNS ) ( 210X297公鋒) _ I I I 私本 ； ~~訂 n —~泉 {請t閱讀背而之注"事項再填寫本頁) 經濟部中央標準局員工消贽合作社印製 416000 Λ Η 五、發明説明（5 ) 到壓縮機1內。 當進行暖氣運轉時，將四通閥5、6、7切換至虛線 所示的位置。藉由此手段，被壓縮機1壓縮成高溫高壓的 冷媒氣體，通過四通閥5的虛線通路，由水側熱交換器3 的上端部冷媒流通口 3 b流入水側熱交換器3內。此時， 冷媒氣體和通過水側熱交換器3的水進行熱交換，變成高 溫高壓液態冷媒，然後由下端部冷媒流通口 3 b流出。在 此水側熱交換器3中，冷媒由上部往下部流動，和在相鄰 之處流動的水作熱交換，而由氣相狀態變成氣相狀態。然 後，高溫高壓液態冷媒，在膨脹閥4中，如虛線所示，往 與冷氣運轉時的流動方向之相反方向流動而被降壓，然後 通過四通閥6、7的虛線通路，流入空氣側熱交換器2內 。而且，和進行冷氣運轉時相同，冷媒和送風機的送風作 相向流動來進行熱交換，變成低溫低壓冷媒，通過四通閥 6的虛線通路，回到壓縮機1內。 在本實施例中，如第1圖的實線箭頭和虛線箭頭所示 ，藉由3個四通閥5、6、7的切換，可以使冷媒在空氣 側熱交換器2中的流動方向，不論是在冷氣運轉時或是在 暖氣運轉時，皆是在同一方向。於是，空氣流和冷媒流可 以一直作相向流動。藉由此手段，可以增大正在進行熱交 換中的冷媒和空氣之間的溫度差，即使是在使用非共沸混 合冷媒的情況下，也能夠具有和使用純冷媒或是共沸冷媒 時相同的冷氣•暖氣性能。又，當作成相對流動化時，對 於膨脹閥4而言，在冷氣運轉和暖氣運轉時，冷媒的流動 本紙張尺度適用中國國家標隼（CNS ) A4C格（210/291公益) ---------裝—；-----訂------泉 - * « (請先閲讀背而之注意事項再1A{^^fj 經濟部中央標準局員工消费合作社印製 416000 五、發明说明（6 ) 方向相反，由於將膨脹閥4作成根據冷媒的流動方向而分 別具有適合冷氣運轉和暖氣運轉時之冷凍循環的閥特性， 所以價格便宜且當進行冷氣運轉以及暖氣運轉時*分別可 以得到適當的冷氣性能和暖氣性能。進而，作爲水側熱交 換器3，由於在利用多數枚板3 a所隔成的空間內，冷媒 和水交錯地流動來進行熱交換，所以熱交換性能佳，可以 小型化。當作成此板式熱交換器3時，在水側熱交換器3 中，當進行冷氣運轉時，冷媒由下部往上部流動，而當進 行暖氣運轉時，冷媒由上部往下部流動，所以可以順暢地 進行冷氣運轉時之由氣液二相狀態變成氣相狀態，以及暖 氣運轉時之由氣相狀態變成液態狀態，得到適當的冷氣性 能和暖氣性能。 【發明之效果】 若根據本發明，對於使用由沸點相異的至少2種以上 的物質混合而成的非共沸混合冷媒，來作爲在冷凍循環中 流動的冷媒的熱泵式空調機，可以得到—種價廉、小型’ 而且當進行冷氣運轉以及暖氣運轉時’分別可以得到適當 的冷氣性能和暖氣性能的熱泵式空調機。 【圖面之簡單說明】 第1圖係本發明之熱泵式空調機的冷凍循環系統圖。 第2圖係在此冷凍循環中所使用的水側熱交換器之分 解立體圖。 本紙铁尺度適坩中國國家標準（CNS ) Λ4規格（2Ϊ〇Χ_ 297公负） _〇 _ I.--------裝--^-----訂------" (請先閱讀背面之洼意事項再域寫本页) 416000 五 明 説 明 發 圖 略 槪 面 咅 之 閥 脹 膨 的 用 使 所 中 環 循 冷 此 在 圖 3 第 明 說 JJBL· 圖 閥 器通 換四 交 ： 機熱 7 縮側、 壓水 6 器 換 交 熱 側閥 氣脹 空膨 (讀先閱讀背'"之注意事項再"寫本頁 經濟部中央標隼局員工消費合作社印製 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) /\4規桔（2丨ΟX 2V7公犮） _ Ί〇 _

Claims (1)

1. ABCD 416000 六、申請專利範圍 1 . 一種熱泵式空調機，係針對利用配管將壓縮機、 空氣側熱交換器、水側熱交換器、膨脹閥以及四通閥連接 在一起來構成冷凍循環，且使用由沸點相異的至少2種以 上的物質混合而成的非共沸混合冷媒，來作爲在冷凍循環 中流動的冷媒的熱泵式空調機，其特徵爲： 上述水側熱交換器，係構成在利用多數枚板所隔成的 空間中，冷媒和水交錯地流動來進行熱交換； 上述水側熱交換器的冷媒流通口設置在上下兩處，且 上述膨脹閥係根據冷媒的流動方向而具有相異的閥特性： 而且，藉由上述四通閥的切換，使得在上述空氣側熱 交換器中流動的冷媒方向，不論是進行冷氣運轉或是暖氣 運轉時皆相同，而使空氣流和冷媒流一直相對地流動： 而且，當進行冷氣運轉和暖氣運轉時，在上述膨脹閥 中的冷媒流動方向相反； 而且，在上述水側熱交換器中，當進行冷氣運轉時， 冷媒由下部往上部流動，而當進行暖氣運轉時，冷媒由上 部往下部流動。 2 .如申請專利範圍第1項的熱泵式空調機，其中， 上述水側熱交換器係構成在利用多數枚板所隔成的空間中 ，冷媒和水交錯且並排地流動來進行熱交換：而且，上述 水側熱交換器的冷媒和水的流通口，係分別設置在構成熱 交換器側面的板之上下端部處。 3 .如申請專利範圍第1項的熱泵式空調機，其中， 在冷凍循環中連接3個上述四通閥，藉由切換這3個四通 ----------參 -------訂------A _ C請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) 經濟部中央標隼局員工消費合作社印裝 本紙張尺度速用中國圃家揉準（CNS ) A4規格（210X297公釐） -11 - 416000 六、申請專利範圍 閥來切換冷氣運轉和暖氣運轉 A8 B8 C8 D8 經濟部中央標隼局員工消費合作社印I ---------裝 rf . (請先閱讀背面之注意事項再填寫本育) 訂 泉 本紙張尺度逋用中國國家標率（CNS ) A4规格（210Χ；Ζ97公釐） -12-