JP2012077921A - 冷凍装置 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】冷凍装置である空調機(10)では、室外熱交換器(40)に主熱交換部(50)と補助熱交換部(55)とが形成される。冷媒回路(20)には、四路弁(60)が設けられる。冷房運転時には、四路弁(60)が第1状態に設定され、室外熱交換器(40)が直列状態となる。冷房運転時において、冷媒は、主熱交換部(50)を通過する間に凝縮し、その後に補助熱交換部(55)を通過して過冷却状態となる。暖房運転時には、四路弁(60)が第2状態に設定され、室外熱交換器(40)が並列状態となる。暖房運転時において、冷媒は、その一部が主熱交換部(50)を、その残りが補助熱交換部(55)をそれぞれ流れ、主熱交換部(50)又は補助熱交換部(55)を通過する間に蒸発する。
【選択図】図2
Description
本発明の実施形態1について説明する。本実施形態は、冷凍装置によって構成された空調機(10)である。
図1に示すように、本実施形態の空調機(10)は、利用側ユニットである室内ユニット(12)と、熱源側ユニットである室外ユニット(11)とを一つずつ備えている。この空調機(10)では、室外ユニット(11)と室内ユニット(12)を配管で接続することによって冷媒回路(20)が形成されている。
室外熱交換器(40)の詳細な構造について、図4〜図6を参照しながら説明する。本実施形態の室外熱交換器(40)は、一つの熱交換器ユニット(45)によって構成されている。
四路弁(60)の詳細な構造について、図7を参照しながら説明する。この四路弁(60)は、弁本体(61)と、パイロット弁(62)とを備えている。
空調機(10)の運転動作について説明する。この空調機(10)は、冷却動作である冷房運転と、加熱動作である暖房運転とを行う。また、暖房運転中において、この空調機(10)は、室外熱交換器(40)に付着した霜を融かすために除霜動作を行う。
冷房運転時の空調機(10)の運転動作について、図1を参照しながら説明する。
暖房運転時の空調機(10)の運転動作について、図2を参照しながら説明する。
室外空気の温度が低い(例えば、0℃以下)の状態で暖房運転を行うと、蒸発器として機能する室外熱交換器(40)に霜が付着する。室外熱交換器(40)に霜が付着すると、室外熱交換器(40)を通過しようとする室外空気の流れが阻害され、室外熱交換器(40)における冷媒の吸熱量が減少する。そこで、室外熱交換器(40)への霜の付着が予想される運転状態において、空調機(10)は、例えば暖房運転の継続時間が所定値(たとえは数十分)に達する行う毎に、除霜動作を行う。
本実施形態の空調機(10)では、室外熱交換器(40)に主熱交換部(50)と補助熱交換部(55)とが設けられ、補助熱交換部(55)の伝熱管(58)が主熱交換部(50)の伝熱管(53)よりも少数となっている。また、本実施形態の空調機(10)には、四路弁(60)が設けられる。
図8に示すように、本実施形態の空調機(10)には、四路弁(60)に代えて三つの電磁弁(91,92,93)が切換機構(35)として設けられていてもよい。ここでは、本変形例の空調機(10)の冷媒回路(20)について、図1の冷媒回路(20)と異なる点を説明する。
図9に示すように、本実施形態の空調機(10)には、四路弁(60)に代えて二つの三方弁(96,97)が切換機構(35)として設けられていてもよい。ここでは、本変形例の空調機(10)の冷媒回路(20)について、図1の冷媒回路(20)と異なる点を説明する。
本発明の実施形態2について説明する。本実施形態は、上記実施形態1の空調機(10)において、四路弁(60)の構成を変更したものである。ここでは、本実施形態の四路弁(60)について、上記実施形態1の四路弁(60)と異なる点を説明する。
本実施形態の四路弁(60)は、四方切換弁(34)が第1状態と第2状態の一方から他方へ切り換わると、外部からの制御信号を受信することなく、自動的に第1状態と第2状態の一方から他方へ切り換わる。つまり、四方切換弁(34)が第1状態から第2状態に切り換わると、四路弁(60)も第1状態から第2状態に切り換わる。また、四方切換弁(34)が第2状態から第1状態に切り換わると、四路弁(60)も第2状態から第1状態に切り換わる。
上記の各実施形態については、以下のような構成としてもよい。
上記各実施形態の空調機(10)では、室外熱交換器(40)が複数の熱交換器ユニット(45a,45b)で構成されていてもよい。
上記各実施形態の空調機(10)では、室外熱交換器(40)が主熱交換器ユニット(41,42)と補助熱交換器ユニット(43)とで構成されていてもよい。本変形例の室外熱交換器(40)では、主熱交換器ユニット(41,42)が主熱交換部(50a,50b)を構成し、補助熱交換器ユニット(43)が補助熱交換部(55)を構成する。
上記第2変形例の空調機(10)では、一つの補助熱交換器ユニット(43)に複数の補助熱交換部(55)が形成されていてもよい。
図24に示すように、上記第2及び第3変形例の室外熱交換器(40)では、補助熱交換器ユニット(43)が、第2主熱交換器ユニット(42)の下方ではなく、第2主熱交換器ユニット(42)の下端部と重なるように配置されていてもよい。つまり、本変形例の室外熱交換器(40)では、補助熱交換器ユニット(43)が室外熱交換器(40)の下端寄りに配置される。また、室外熱交換器(40)を通過する室外空気の流れ方向において、補助熱交換器ユニット(43)は、第2主熱交換器ユニット(42)の上流側に配置されている。
20 冷媒回路
21 第1ガス側配管
23 液側配管
31 圧縮機
32 室内熱交換器(利用側熱交換器)
35 切換機構
40 室外熱交換器(熱源側熱交換器)
50 主熱交換部
51 第1ヘッダ
52 第2ヘッダ
53 伝熱管
54 フィン
55 補助熱交換部
56 第1ヘッダ
57 第2ヘッダ
58 伝熱管
59 フィン
60 四路弁
71 第1ポート
72 第2ポート
73 第3ポート
74 第4ポート
Claims (4)
- 圧縮機(31)と、冷媒を室外空気と熱交換させる熱源側熱交換器(40)と、冷媒を対象物と熱交換させる利用側熱交換器(32)とが設けられて冷凍サイクルを行う冷媒回路(20)を備え、
上記熱源側熱交換器(40)で冷媒が凝縮し且つ上記利用側熱交換器(32)で冷媒が蒸発して上記対象物を冷却する冷却動作と、上記利用側熱交換器(32)で冷媒が凝縮し且つ上記熱源側熱交換器(40)で冷媒が蒸発して上記対象物を加熱する加熱動作とが切り換え可能な冷凍装置であって、
上記熱源側熱交換器(40)は、主熱交換部(50)と補助熱交換部(55)とを備え、
上記主熱交換部(50)と上記補助熱交換部(55)のそれぞれは、第1ヘッダ(51,56)と、第2ヘッダ(52,57)と、それぞれの一端が第1ヘッダ(51,56)に接続されて他端が第2ヘッダ(52,57)に接続された複数の扁平な伝熱管(53,58)と、該伝熱管(53,58)に接合されたフィン(54,59)とを備え、
上記補助熱交換部(55)に設けられた伝熱管(58)の本数は、上記主熱交換部(50)に設けられた伝熱管(53)の本数よりも少なく、
上記熱源側熱交換器(40)を、冷媒が上記主熱交換部(50)を通過後に上記補助熱交換部(55)を通過する直列状態と、冷媒の一部が上記主熱交換部(50)を通過して残りが上記補助熱交換部(55)を通過する並列状態とに切り換えるための切換機構(35)を備え、
冷却動作では上記切換機構(35)が上記熱源側熱交換器(40)を直列状態とし、加熱動作では上記切換機構(35)が上記熱源側熱交換器(40)を並列状態とする
ことを特徴とする冷凍装置。 - 請求項1において、
上記補助熱交換部(55)は、上記主熱交換部(50)の下方、又は上記熱源側熱交換器(40)の下端寄りに配置されている
ことを特徴とする冷凍装置。 - 請求項2において
加熱動作中に上記熱源側熱交換器(40)に付着した霜を融かすために、上記圧縮機(31)から吐出された冷媒を上記熱源側熱交換器(40)へ供給する除霜動作を実行可能となっており、
除霜動作では上記切換機構(35)が上記熱源側熱交換器(40)を並列状態とする
ことを特徴とする冷凍装置。 - 請求項1乃至3の何れか一つにおいて、
上記冷媒回路(20)は、一端が上記主熱交換部(50)の第1ヘッダ(51)に接続して他端が上記圧縮機(31)の吐出側または吸入側に連通するガス側配管(21)と、上記利用側熱交換器(32)の液側端に接続する液側配管(23)とを備え、
上記熱源側熱交換器(40)では、上記主熱交換部(50)の第2ヘッダ(52)と上記補助熱交換部(55)の第2ヘッダ(57)が互いに連通する一方、
上記ガス側配管(21)に接続する第1ポート(71)と、上記補助熱交換部(55)の第1ヘッダ(56)に接続する第2ポート(72)と、上記液側配管(23)に接続する第3ポート(73)と、上記主熱交換部(50)の第2ヘッダ(52)又は上記補助熱交換部(55)の第2ヘッダ(57)に接続する第4ポート(74)とを有する四路弁(60)が上記切換機構(35)として設けられ、
上記四路弁(60)は、
上記熱源側熱交換器(40)を直列状態とするときには、第2ポート(72)が第3ポート(73)と連通し且つ第1ポート(71)及び第4ポート(74)が閉鎖される第1状態となり、
上記熱源側熱交換器(40)を並列状態とするときには、第1ポート(71)が第2ポート(72)と連通し且つ第3ポート(73)が第4ポート(74)と連通する第2状態となる
ことを特徴とする冷凍装置。
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