JPS6325470A

JPS6325470A - 冷凍サイクル装置

Info

Publication number: JPS6325470A
Application number: JP61169227A
Authority: JP
Inventors: 隆夫星
Original assignee: Toshiba Corp
Current assignee: Toshiba Corp
Priority date: 1986-07-18
Filing date: 1986-07-18
Publication date: 1988-02-02
Anticipated expiration: 2011-03-04
Also published as: JPH0820148B2

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】［発明の目的コ（産業上の利用分野）この考案は、空気調和機などに用いる冷凍ザイクル装置
に関する。

（従来の技術）一般に、空気調和機にあっては、第３図に示す冷凍ザイ
クル装置を備え、冷房および暖房運転を可能とするもの
がある。

第３図において、１は圧縮機で、この圧縮機１に四方弁
２．室内熱交換器３．減圧装置たとえば膨張弁４．室外
熱交換器５などを順次連通し、ヒートポンプ式冷凍サイ
クルを構成している。ぞして、室内熱交換器３の近傍に
室内ファン６を配設し、室外熱交換器５の近傍に室外フ
ァン７を配設している。

すなわち、暖房運転時は四方弁２の切換作動により図示
実線矢印の方向に冷媒を流してＷ房４Ｉイクルを形成し
、室内熱交換器３を凝縮器、室外熱交換器５を蒸発器と
して作用させる。また、冷房運転時は四方弁２の非作動
により図示破線矢印の方向に冷媒を流して冷房サイクル
を形成し、室外熱交換器５を凝縮器、室内熱交換器３を
蒸発器どして作用さゼる。

ただし、このような冷凍サイクル装置においては、暖房
運転時、起動に際しての暖房能力の立上がりが遅いとい
う欠点がある。

また、ａｌｌ房運転時、蒸発器として作用する室外熱交
換器５の表面に徐々に霜が付着し、そのままでは暖房能
力の低下を招いてしまう。そこで、定期的または必要に
応じて四方弁２を復帰し、これにより除霜サイクル（冷
房サイクル）を形成し、圧縮機１の吐出冷媒（高温冷媒
）によって室外熱交換器５の除霜を行なうようにしてい
る。しかしながら、このようないわゆる逆サイクル除霜
は暖房運転を中断するものであり、室内温度の低下が避
けられないという欠点がある。

これに対処し、たとえば第４図に示すように四方弁２と
室内熱交換器３との連通部に蓄熱体８を設けたものがあ
る。これは、通常の暖房運転において圧縮機１の吐出冷
媒の熱を蓄熱体８に蓄えておき、その蓄熱によって起動
に際しての暖房能力の不足分を補うものである。さらに
、逆サイクル除霜時、蓄熱体８の蓄熱を除霜熱として利
用することにより除霜能力を高め、これにより除霜時間
を短縮して暖房効率を高めるものである。

ただし、この場合、起動時における蓄熱体８の放熱量は
わずかであり、暖房能力を十分に補うためには大形の蓄
熱体８が必要となり、装置形状の大形化を招くなど新た
な問題がある。一方、除霜時は蓄熱体８を低温冷媒が通
るため蓄熱体８から多量の熱が放出され、よって除霜時
間を大幅に短縮することができるが、暖房が中断するこ
とには変わりがなく、室内温度の低下を完全に避けるこ
とはできないのが実情である。

（発明が解決しようとする問題点）この発明は上記のような感情に鑑みてなされたもので、
その目的とするところは、暖房能力の立上がりを速める
ことができ、しかも暖房運転を中断することなく除霜を
行なうことができ、室内温度の低下を抑えて快適性の大
幅な向上を可能とする冷凍ザイクル装置を提供すること
にある。

［発明の構成］（問題点を解決するための手段）圧縮機、蓄熱体の吸熱部、凝縮器、減圧装置。

蒸発器を順次連通してなる冷凍サイクルと、起動時、前
記減圧装置を経た冷媒を前記蓄熱体の放熱部を通して圧
縮機の吸込側に供給する手段と、前記蒸発器の着霜時、
前記蓄熱体の吸熱部を経た冷媒の一部を前記蒸発器に供
給し、その蒸発器を経た冷媒を前記減圧装置を経た冷媒
と共に前記蓄熱体の放熱部を通して圧縮機の吸込側に供
給する手段とからなる。

（作用）起動時、蓄熱体が蒸発器として作用し、その蓄熱体から
放出される多量の熱によって暖房能力の不足分が補われ
る。一方、除霜に際しても蓄熱体が蒸発器として作用し
、その放熱が除霜と暖房の両方に利用される。

（実施例）以下、この発明の一実施例について図面を参照して説明
する。

第１図に示すように、圧縮機１１、四方弁１２、蓄熱体
１３の吸熱用熱交換器１３ａ、室内熱交換器１４、減圧
装置たとえば膨張弁１５、暖房サイクル形成用の逆止弁
１６、室外熱交換器１１、電磁開閉弁１８、暖房サイク
ル形成用の逆止弁１９などを順次連通する。

そして、逆止弁１６に対し、冷房（除霜）サイクル形成
用の逆止弁２１と減圧装置たとえばキャピラリチューブ
２２との直列体を並列に接続する。さらに、四方弁１２
と室外熱交換器１７との間に冷房サイクル形成用の逆止
弁２３を通通し、これによりヒートポンプ式冷凍サイク
ルを構成する。

すなわち、暖房運転時は四方弁１２の切換作動により図
示実線矢印の方向に冷媒を流して暖房サイクルを形成し
、室内熱交換器１４を凝縮器、室外熱交換器１７を蒸発
器として作用させる。また、冷房運転時は四方弁１２の
復帰により図示二点鎖線矢印の方向に冷媒を流して冷房
サイクルを形成し、室外熱交換器１７を凝縮器、室内熱
交換器１４を蒸発器として作用させる。

また、ｖ３張弁１５と逆止弁１６との連通部を電磁開閉
弁３１．逆止弁３２．蓄熱体１３の放熱用熱交換器１３
ｂを介して四方弁１２に連通する。さらに、蓄熱体１３
の吸熱用熱交換器１３ａと室内熱交換器１４との連通部
を電磁開閉弁４１および逆止弁４２を介して室外熱交換
器１７と開閉弁１８との連通部に連通ずる。

なお、蓄熱体１３は、吸熱部である吸熱用熱交換器１３
ａおよび放熱部である放熱用熱交換器１３ｂの周りに蓄
熱材たとえばパラフィンを装填したものである。

そして、室内熱交換器１４の近傍に室内ファン５１、室
外熱交換器１７の近傍の室外ファン５２を配設する。

第２図は制御回路である。

６０は制御部で、マイクロコンピュータおよびその周辺
回路などからなり、外部に運転操作部６１、室内温度セ
ンサ６２、熱交温度センサ６３、蓄熱温度センサ６４、
ファン駆動回路６５、四方弁駆動回路６６、ファン駆動
回路６７、圧縮機駆動回路６８、弁駆動回路６９を接続
している。

運転操作部６１は、各種運転条件を入力するためのもの
である。室内温度センサ６２は、室内温度を検知するも
のである。熱交温度センサ６３は、室外熱交換器１７の
温度を検知するものである。蓄熱温度センサ６４は、蓄
熱体１３の温度を検知するものである。ファン駆動回路
６５は、室内ファンモータ５１Ｍを駆動するものである
。四方弁駆動回路６６は、四方弁１２を駆動するもので
ある。ファン駆動回路６７は、室外ファンモータ５２Ｍ
を駆動するものである。圧縮機駆動回路６８は、圧縮機
モータ１１Ｍを駆動するものである。弁駆動回路６９は
、電磁開閉弁１８、３１．４１をそれぞれ駆動するもの
である。

つぎに、上記のような構成において下記表を参照しなが
ら作用を説明する。

運転操作部６１で暖房運転を設定するとともに、所望の
室内濃度を設定し、かつ運転開始操作を行なう。すると
、制御部６０は、四方弁１２を切換作動するとともに、
開閉弁３１を開放し、圧縮機１１．室内ファン５１．室
外ファン５２をそれぞれ起動する。

こうして、圧縮ｌ１１１が起動すると、第１図に一点鎖
線矢印で示すように、圧縮機１の吐出冷媒が四方弁１２
．蓄熱体１３の吸熱用熱交換器１３ａ、室内熱交換器１
４．膨張弁１５．開閉弁３１．逆止弁３２．蓄熱体１３
の放熱用熱交換器１３ｂ、四方弁１２を通して循環する
。このとき、放熱用熱交換器１３ｂを流れる冷媒は、蓄
熱体１３に蓄えられている熱を多量に奪って気化する。

そして、室内熱交換器１４を流れる冷媒は、室内に熱を
放出して液化する。つまり、放熱用熱交換器１３ｂが蒸
発器として作用し、さらに室内熱交換器１４が凝縮器と
して作用し、暖房運転の開始となる。

しかして、制御部６０は、蓄熱温度センサ６４によって
蓄熱体１３の温度を検知しており、その検知温度が所定
値以下になるとく蓄熱を使い切ると）、開閉弁３１を閉
成し、開閉弁１８を開放する。すると、第１図に実線矢
印で示すように、圧縮機１の吐出冷媒が四方弁１２．蓄
熱体１３の吸熱用熱交換器１３ａ。

室内熱交換器１４．膨張弁１５．逆止弁１６．室外熱交
換器１７．開閉弁１８．逆止弁１９を通して循環する。

つまり、室内熱交換器１４が凝縮器として作用するとと
もに、室外熱交換器１７が蒸発器として作用し、通常の
暖房運転に移行する。このとき、吸熱用熱交換器１３ａ
を流れる高温冷媒の熱がその吸熱用熱交換器１３ａを介
して蓄熱体１３に移行し、蓄えられる。

しかして、この暖房運転時、制御部６０は定期的に室内
ファン５１の運転を停止し、これにより室内熱交換器１
４の凝縮作用を中断し、室外熱交換器１７の汲上げ熱の
ほとんど全てを蓄熱体１３に蓄える。

また、暖房運転が進むと、室外熱交換器１７の表面に徐
々に霜が付着するようになる。しかして、制御部６０は
熱交温度センサ６３によって室外熱交換器１７の温度を
定期的に検知しており、室外熱交換器１７の温度が所定
値以下となれば開閉弁３１．４１をそれぞれ開放する。

開閉弁３１．４１が開放すると、−１０＝第１図に破線矢印で示すように、圧縮ｉｉｉの吐出冷媒
が四方弁１２．蓄熱体１３の吸熱用熱交換器１３ａ。

室内熱交換器１４．膨張弁１５を通して流れ、さらに吸
熱用熱交換器１３ａを軽た冷媒の一部が開閉弁４１゜逆
止弁４２．室外熱交換器１７．逆止弁２１．キャピラリ
チューブ２２を通して流れ、そのキャピラリチューブ２
２を経た冷媒は膨張弁１５を経た冷媒と共に開閉弁３１
．逆止弁３２．放熱用熱交換器１３ｂ、四方弁１２を通
って圧縮機１１に吸込まれる。このとき、放熱用熱交換
器１３ｂを流れる冷媒は、蓄熱体１３に蓄えられている
熱を多量に奪って気化する。そして、室内熱交換器１４
を流れる冷媒は室内に熱を放出して液化し、室外熱交換
器１７を流れる冷媒はその室外熱交換器１７に付着して
いる霜に熱を与えて液化する。つまり、蓄熱体１３に蓄
えられている熱によって暖房および室外熱交換器１７の
除霜が行なわれる。なお、この除霜時、制卸部６０は除
霜効率を高めるべく室外ファン５２の運転をオフする。

このように、暖房運転の起動に際して蓄熱体１３を蒸発
器として作用させることにより、その蓄熱体１３から多
量の熱を放出させることができ、暖房能力の不足分を十
分に補うことができる。つまり、蓄熱体１３を人形化す
ることなく、暖房能力の立上がりを速めることができる
。また、室外熱交換器１７の除霜に際しては同じく蓄熱
体１３を蒸発器として作用させ、その蓄熱体１３の放熱
を除霜と暖房の両方に利用することにより、室内温度の
低下を招くことなく室外熱交換器１７の適切な除霜を行
なうことができる。すなわち、快適性の大幅な向上が図
れる。

ところで、冷房運転に際しては、制御部６０は、四方弁
１２を非作動状態とし、かつ全ての開閉弁を閉成し、圧
縮機１１．室内ファン５１．室外ファン５２を起動する
。この場合、第１図に二点鎖線矢印で示すように、圧縮
機１の吐出冷媒が四方弁１２．逆止弁２３．室外熱交換
器１７．逆止弁２１．キャピラリチューブ２２．膨張弁
１５．室内熱交換器１４．蓄熱体１３の吸熱用熱交換器
１３ａ、四方弁１２を通して循環する。つまり、室外熱
交換器１７が凝縮器として作用し、室内熱交換器１４が
蒸発器として作用する。

なお、上記実施例では空気調和機への適用について説明
したが、温水器などにも同様に適用可能である。その他
、この発明は上記実施例に限定されるものではなく、要
旨を変えない範囲で種々変形実施可能である。

［発明の効果］以上述べたようにこの発明によれば、圧縮機。

蓄熱体の吸熱部、凝縮器、減圧装置、蒸発器を順次連通
してなる冷凍サイクルと、起動時、前記減圧装置を経た
冷媒を前記蓄熱体の放熱部を通して圧縮機の吸込側に供
給する手段と、前記蒸発器の着霜時、前記蓄熱体の吸熱
部を経た冷媒の一部を前記蒸発器に供給し、その蒸発器
を経た冷媒を前記減圧装置を経た冷媒と共に前記蓄熱体
の放熱部を通して圧縮機の吸込側に供給する手段とを設
けたので、暖房能力の立上がりを速めることができ、し
かも暖房運転を中断することなく除霜を行なうことがで
き、室内温度の低下を抑えて快適性の大幅な向上を可能
とする冷凍サイクル装置を提供できる。

クルの構成を示す図、第２図は同実施例における制御回
路の構成を示す図、第３図および第４図はそれぞれ従来
における冷凍サイクル装置の構成を示す図である。

１１・・・圧縮機、１３・・・蓄熱体、１３ａ・・・吸
熱用熱交換器（吸熱部）、１３ｂ・・・放熱用熱交換器
（放熱部）、１４・・・室内熱交換器、１５・・・膨張
弁（減圧装置）、１７・・・室外熱交換器、６・・・制
御部。

Claims

【特許請求の範囲】

圧縮機、蓄熱体の吸熱部、凝縮器、減圧装置、蒸発器を
順次連通してなる冷凍サイクルと、起動時、前記減圧装
置を経た冷媒を前記蓄熱体の放熱部を通して圧縮機の吸
込側に供給する手段と、前記蒸発器の着霜時、前記蓄熱
体の吸熱部を経た冷媒の一部を前記蒸発器に供給し、そ
の蒸発器を経た冷媒を前記減圧装置を経た冷媒と共に前
記蓄熱体の放熱部を通して圧縮機の吸込側に供給する手
段とを具備したことを特徴とする冷凍サイクル装置。