JP2010175210A - 冷凍サイクル装置 - Google Patents

Abstract

【課題】蒸発器を通過する風量を増加させることで、エネルギー効率を高くした冷凍サイクル装置を提供すること。
【解決手段】蒸発器４を有する冷媒回路と、前記蒸発器４に空気を送風する送風手段１１と、前記蒸発器４の下方向に配され、筐体の底面部を構成する底板１２とを備え、前記蒸発器５の下端部と前記底板１２との間の間隙に通風抵抗体１４を配設したことを特徴とする冷凍サイクル装置で、蒸発器４と底板１２の間を通過する空気をより漏れなく遮断し、蒸発器４を通過する風量を増加させ、蒸発器４の熱交換性能を向上させることによって、エネルギー効率の高い冷凍サイクル装置を提供できる。
【選択図】図１

Description

本発明は、高圧側において超臨界となり得る物質を冷媒として用いる冷凍サイクル装置に関するものである。

従来、この種の冷凍サイクル装置は、図３に示すような、ヒートポンプ給湯機搭載の冷凍サイクル装置として代表的に利用される。したがって、以下では、ヒートポンプ給湯機搭載の冷凍サイクル装置を例にとって、その従来の構成と動作について説明する。

図３において、１は圧縮機、２は放熱器、３は膨張弁、４は蒸発器であり、これらはこの順で環状に構成され、冷媒回路５を形成している。また、各々の部品は、図４に示すように配されて筐体に格納されるのが代表的である。図４において、１１は送風ファン、１２は底板、１３は放熱器を覆うカバーである。

以上のように構成されたヒートポンプ給湯機搭載の冷凍サイクル装置について、以下にその動作を説明する。

圧縮機１から吐出された高圧の冷媒は放熱器２へ供給され、放熱器２において水と熱交換を行って放熱した後に膨張弁３に供給される。膨張弁３にて減圧された後、蒸発器４に供給されて吸熱した後、圧縮機１へ吸入される。一方、送風ファン１１は蒸発器４に空気を流通させて冷媒と熱交換させる。

ここで、蒸発器４の熱交換性能は通過する空気の風量や風速分布に大きく影響され、冷凍サイクル装置のエネルギー効率を高くするためには、蒸発器４に均一かつバイパスすることなく空気を流通させる必要がある。このような冷凍サイクル装置として、以下に記載のヒートポンプ式給湯機に搭載の冷凍サイクル装置がある（例えば、特許文献１参照）。
特開２００５−１５６０２４号公報

しかしながら、特許文献１に記載の冷凍サイクル装置は、遮音板と蒸発器の間隔を大きくしていることにより、蒸発器を通過する空気の風速分布を均一にして送風性能の改善を図っているものの、蒸発器の下端と底板の間隙を通過する風量には言及していない。蒸発器の下端と底板の間隙を通過する空気の風量が大きいと、蒸発器を通過する空気の風量が減少して、蒸発器の熱交換性能が低下するという課題があった。

上記課題を解決するために本発明は、蒸発器を通過する風量を増加させることで、エネルギー効率を高くした冷凍サイクル装置を提供することを目的とする。

上記目的を達成するために、本発明は、圧縮機、放熱器、減圧手段、蒸発器を有する冷媒回路と、前記蒸発器に空気を送風する送風手段と、前記蒸発器の下方向に配され、筐体の底面部を構成する底板とを備え、前記蒸発器の下端部と前記底板との間の間隙に通風抵抗体を配設したことを特徴とする冷凍サイクル装置で、蒸発器と底板の間を通過する空気をより漏れなく遮断し、蒸発器を通過する風量を増加させ、蒸発器の熱交換性能を向上させることによって、エネルギー効率の高い冷凍サイクル装置を提供できる。

本発明によれば、蒸発器を通過する風量を増加させることで、エネルギー効率を高くした冷凍サイクル装置を提供できる。

第１の発明は、圧縮機、放熱器、減圧手段、蒸発器を有する冷媒回路と、前記蒸発器に空気を送風する送風手段と、前記蒸発器の下方向に配され、筐体の底面部を構成する底板とを備え、前記蒸発器の下端部と前記底板との間の間隙に通風抵抗体を配設したことを特徴とする冷凍サイクル装置で、蒸発器と底板の間を通過する空気をより漏れなく遮断し、蒸発器を通過する風量を増加させ、蒸発器の熱交換性能を向上させることによって、エネルギー効率の高い冷凍サイクル装置を提供できる。

第２の発明は、通風抵抗体は、可塑性の材料であることを特徴とするもので、特に蒸発器の下端と底板の間隙の機密性を高くできるため、蒸発器を通過する風量を増加させ、蒸発器の熱交換性能を向上させることによって、エネルギー効率の高い冷凍サイクル装置を提供できる。

第３の発明は、通風抵抗体は、底板と一体的に形成して設けた凸部であることを特徴とするもので、部品点数や組み立て工数を増加させることなく、蒸発器を通過する風量を増加させ、蒸発器の熱交換性能を向上させることによって、エネルギー効率の高い冷凍サイクル装置を提供できる。

第４の発明は、圧縮機運転時、冷媒回路の高圧は超臨界圧力となることを特徴とするもので、高圧側冷媒温度を高くすることができ、放熱器受熱流体を効率よく加熱することができる。

以下、本発明の実施の形態について、図面を参照しながら説明する。なお、この実施の形態によって本発明が限定されるものではない。

（実施の形態１）
まず、本発明の実施の形態１における冷凍サイクル装置の構成について述べる。冷凍サイクル装置を構成する要素部品は従来の冷凍サイクル装置と同様であり、図３に示すように構成される。なお、冷媒回路５中には、二酸化炭素が冷媒として循環し、圧縮機１運転時、冷媒回路５の放熱器２の圧力である高圧は超臨界圧力である。

本実施の形態におけるヒートポンプユニット４１の断面図を図１に示す。図１において、１２は発泡剤である。図１に示すように、発泡剤１４は、蒸発器４と底板１２の間に配され、その両方に両面テープなどの接着手段によって接着されて構成される。

次に、上記のように構成された冷凍サイクル装置の作用について述べる。発泡剤１４を蒸発器４と底板１２の間に配することによって、発泡剤１４が通風抵抗体として作用し、蒸発器４と底板１２の間を通過する空気を遮断し、蒸発器４を通過する空気の風量を増加させることができる。

また、発泡剤１４は可塑性の材料からなるため、組み立て時に、蒸発器４の重みで発泡剤１４と蒸発器４の間の密着性および発泡剤１４と底板１２の間の密着性を高くし、蒸発器４と底板１２の間を通過する空気をより漏れなく遮断し、蒸発器４を通過する空気の風量を増加させることができる。

上記のように蒸発器４、底板１２および発泡剤１４を配して構成することによって、蒸
発器４を通過する空気の風量を増加させることができるため、蒸発器４における熱交換能を向上させることができる。

こうすることによって、蒸発器４の下部の間隙を通過する空気の流れを遮断することによって、蒸発器性能を向上させ、冷凍サイクル装置を高いエネルギー効率で運転することができる。

本実施の形態によれば、上記の通り、蒸発器と底板の間に可塑性の材料からなる発泡剤を配し、更に、発泡剤が蒸発器と底板の両方に両面テープなどの接着手段により接着する構成とすることによって、蒸発器を通過する空気の風量を増加させ、冷凍サイクル装置を高いエネルギー効率で運転することができるという効果を奏する。

なお、ここでは、熱交換器を蒸発器とするヒートポンプ給湯機に搭載の冷凍サイクル装置について述べたが、凝縮機として動作する熱交換器であっても同様の効果を得ることができる。

（実施の形態２）
以下では、本発明の実施の形態２における冷凍サイクル装置の構成について述べる。構成図を図２に示す。図２において、１５は、底板１２と一体的に形成して設けた凸部であるビードである。冷凍サイクル装置の構成は、図１に示すように、（実施の形態１）に同じである。図２に示すように、本実施の形態における冷凍サイクル装置は、絞り加工によってビード１５が形成された底板１２を備え、蒸発器４はビード１５に支えられるように配されて構成される。

次に、上記のように構成された冷凍サイクル装置の動作および作用について述べる。底板１２にビード１５を設け、またビード１５が蒸発器４の下部に位置するように構成されることによって、ビード１５が通風抵抗体として作用し、蒸発器４と底板１２の間を通過する空気を遮断し、蒸発器４を通過する空気の風量を増加させることができる。

上記のように、蒸発器４、底板１２およびビード１５を配して構成することによって、蒸発器４を通過する空気の風量を増加させることができるため、蒸発器４における熱交換能を向上させることができる。

なお、実施の形態はヒートポンプ給湯機搭載の冷凍サイクル装置を一例として用いて説明するが、本発明の実施の形態はヒートポンプ給湯機に限定されるものでなく、空気調和機や車両用空調装置などであってもよい。

以上のように本発明の冷凍サイクル装置は、蒸発器を通過する風量を増加させ、蒸発器の熱交換性能を向上させることによって、エネルギー効率の高い冷凍サイクル装置を提供できるので、ヒートポンプ給湯機搭載の冷凍サイクル装置や空気調和機搭載の冷凍サイクル装置など、高圧側において超臨界状態となり得る冷媒を用いる冷凍サイクル装置一般に対して有用である。

本発明の実施の形態１におけるヒートポンプ給湯機搭載の冷凍サイクル装置の概略断面図 本発明の実施の形態２におけるヒートポンプ給湯機搭載の冷凍サイクル装置の概略断面図 従来のヒートポンプ給湯機搭載の冷凍サイクル装置の構成図 従来のヒートポンプ給湯機搭載の冷凍サイクル装置の概略断面図

１ 圧縮機
２ 放熱器
３ 膨張弁
４ 蒸発器
５ 冷媒回路
１１ 送風ファン
１２ 底板
１４ 発泡剤

Claims (4)

1. 圧縮機、放熱器、減圧手段、蒸発器を有する冷媒回路と、前記蒸発器に空気を送風する送風手段と、前記蒸発器の下方向に配され筐体の底面部を構成する底板とを備え、前記蒸発器の下端部と前記底板との間の間隙に通風抵抗体を配設したことを特徴とする冷凍サイクル装置。
2. 通風抵抗体は、可塑性の材料であることを特徴とする請求項１に記載の冷凍サイクル装置。
3. 通風抵抗体は、底板と一体的に形成して設けた凸部であることを特徴とする請求項１に記載の冷凍サイクル装置。
4. 圧縮機運転時、冷媒回路の高圧は超臨界圧力となることを特徴とする請求項１〜３のいずれか１項に記載の冷凍サイクル装置。