(57)【要約】【課題】除霜時に使用する蓄熱槽を冷房運転時おいても有効に利用して冷房性能の高いヒートポンプ空気調和機を提供する。【解決手段】圧縮機１で発生した熱を蓄積する蓄熱材１２と冷媒とを除霜時に熱交換させる蓄熱熱交換器１１を内蔵した蓄熱槽１０と、冷房運転時に室内熱交換器５から排出される除湿水を前記蓄熱槽１０に導くドレーン流路１５と、ドレーン流路からの除湿水と蓄熱材の熱交換を行なうドレーン熱交換器１６とを設けた構成としてある。これにより、冷房運転時に除湿水を利用して蓄熱材に蓄精した熱を冷却して圧縮機温度を下げることができ、冷房性能を向上させることができる。【選択図】図１
2015010733.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
圧縮機、四方弁、室内熱交換器、絞り装置、室外熱交換器、前記四方弁、アキュムレータ及び前記圧縮機の順に接続された冷媒回路を有するヒートポンプ空気調和機において、前記圧縮機で発生した熱を蓄積する蓄熱材と冷媒とを除霜時に熱交換させる蓄熱熱交換器を内蔵した蓄熱槽と、冷房運転時に前記室内熱交換器から排出される除湿水を前記蓄熱槽に導くドレーン流路と、前記ドレーン流路からの除湿水と前記蓄熱材との熱交換を行なうドレーン熱交換器とを設けたことを特徴とするヒートポンプ空気調和機。
【請求項２】
除湿水と圧縮機とが直接熱交換できるドレーン圧縮機熱交換器をさらに設置したことを特徴とする請求項１記載のヒートポンプ空気調和機。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、圧縮機で発生した熱を蓄積する蓄熱材と冷媒とを除霜時に熱交換させる蓄熱槽を有するヒートポンプ空気調和機に関する。
【背景技術】
【０００２】
一般にヒートポンプ空気調和機は、暖房運転時に、室外熱交換器に着霜すると、暖房サイクルから冷房サイクルに四方弁を切り替えて除霜を行っている。この除霜方式では、室内ファンが停止するとはいうものの、室内機から冷気が徐々に放出されることから暖房感が失われるという欠点がある。
【０００３】
そこで、室外機に設けられた圧縮機に蓄熱装置を設け、暖房運転中に蓄熱槽に蓄えられた圧縮機の廃熱を利用して除霜するようにしたヒートポンプ空気調和機が提案されている（例えば、特許文献１参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２０１２−０８７９４５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、上記ヒートポンプ空気調和機は、圧縮機で発生した熱を蓄積しこの蓄積した熱を暖房運転時に除霜に使用することによって除霜時においても暖房運転を継続可能なノンストップ除霜をおこなうことはできるが、冷房運転時おいては前記蓄熱槽が有効利用されていなかった。
【０００６】
本発明はこのような点に鑑みてなしたもので、冷房運転時おいても蓄熱槽を有効に利用して冷房性能の高いヒートポンプ空気調和機を提供することを目的としたものである。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明は上記目的を達成するため、圧縮機、四方弁、室内熱交換器、絞り装置、室外熱交換器、前記四方弁、アキュムレータ及び前記圧縮機の順に接続された冷媒回路を有するヒートポンプ空気調和機において、前記圧縮機で発生した熱を蓄積する蓄熱材と冷媒とを除霜時に熱交換させる蓄熱熱交換器を内蔵した蓄熱槽と、冷房運転時に前記室内熱交換器から排出される除湿水を前記蓄熱槽に導くドレーン流路と、前記ドレーン流路からの除湿水と前記蓄熱材との熱交換を行なうドレーン熱交換器とを設けた構成としてある。
【０００８】
これにより、冷房運転時に除湿水を利用して蓄熱材に蓄積した熱を冷却することができ、冷房性能の向上を図ることができる。
【発明の効果】
【０００９】
本発明によれば、冷房運転時の除湿水により蓄熱材に蓄積した熱を冷却して圧縮機を冷却することができるので、冷房性能を向上させることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
【図１】本発明の実施の形態１におけるヒートポンプ空気調和機の構成図
【発明を実施するための形態】
【００１１】
本発明の第１の実施の形態によるヒートポンプ空気調和機は、圧縮機、四方弁、室内熱交換器、絞り装置、室外熱交換器、前記四方弁、アキュムレータ及び前記圧縮機の順に接続された冷媒回路を有するヒートポンプ空気調和機において、前記圧縮機で発生した熱を蓄積する蓄熱材と冷媒とを除霜時に熱交換させる蓄熱熱交換器を内蔵した蓄熱槽と、冷房運転時に前記室内熱交換器から排出される除湿水を前記蓄熱槽に導くドレーン流路と、前記ドレーン流路からの除湿水と蓄熱材との熱交換を行なうドレーン熱交換器とを設けた構成としてあり、これにより、冷房運転時に除湿水を利用して蓄熱材に蓄積した熱を放散させて圧縮機を冷却することができ、冷房性能の向上することができる。
【００１２】
本発明の第２の実施の形態は、前記第１の実施の形態によるヒートポンプ空気調和機において、除湿水と圧縮機とが直接熱交換できるドレーン圧縮機熱交換器をさらに設置した構成としてあり、これにより、蓄熱材に充分な廃熱を蓄えていない状態でも、直接、圧縮機を除湿水により冷却することができ、冷房性能の向上することができる。
【００１３】
以下、本発明実施の形態について説明する。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。
【００１４】
（実施の形態１）
図１は本発明の実施の形態１におけるヒートポンプ空気調和機の構成図である。
【００１５】
本実施の形態１におけるヒートポンプ空気調和機は、冷媒を圧縮する圧縮機１、冷房運転と暖房運転で冷媒回路を切り替える四方弁２、冷房時には凝縮器となり暖房時には蒸発器となり冷媒と外気の熱を交換する室外熱交換器３、室外熱交換器３内を流れる冷媒と外気の熱交換を促進する室外ファン８、冷媒を減圧する絞り装置４、冷媒と室内空気の熱を交換し冷房時には蒸発器となり暖房時には凝縮器となる室内熱交換器５、室内熱交換器５内を流れる冷媒と室内空気の熱交換を促進する室内ファン９、圧縮機１の吸い込み側に接続したアキュムレータ６とで冷媒回路が形成されている。
【００１６】
また、圧縮機１の回りには圧縮機１からの熱を蓄熱するための蓄熱材１２と、蓄熱材１２に蓄えられた熱を取り出すため冷媒と熱交換する蓄熱熱交換器１１を内蔵した蓄熱槽１０が設置されている。
【００１７】
そして、前記室外熱交換器３と四方弁２との間に設置された流路切替手段７により、一方はアキュムレータ６に接続する通常回路２５と、他方は蓄熱熱交換器１１を通ってアキュムレータ６に接続する蓄熱回路２６が備えられている。
【００１８】
また、冷房運転時に室内熱交換器５に付着し排出される除湿水をうけるためのドレーン受け１３には、ドレーン受け１３内のドレーン水１４を蓄熱槽１０に導くドレーン流路１５が設けてあり、このドレーン流路１５の下流には前記蓄熱材１２と熱交換するドレーン熱交換器１６及び圧縮機１と直接熱交換するドレーン圧縮機熱交換器１７を備えている。
【００１９】
なお、室外機２２は圧縮機１、四方弁２、室外熱交換器３、絞り装置４、アキュムレータ６、流路切替手段７、蓄熱槽１０、室外ファン８、ドレーン熱交換器１６、ドレーン圧縮機熱交換器１７で構成され、室内機２１は室内熱交換器５、室内ファン９、ドレーン受け１３で構成され、室外機２２と室内機２１は液側接続管２３とガス側接続管２４、ドレーン流路１５で接続されている。
【００２０】
この様に構成されたヒートポンプ空気調和機について動作を説明する。動作の説明では本発明の特徴である冷房運転時の動作を主体に説明を行なう。
【００２１】
冷房運転時には、圧縮機１によって圧縮された冷媒は高温高圧の冷媒となって四方弁２を通り流路切替手段７を介して室外熱交換器３に送られる。そして、室外ファン８によって外気と熱交換を促進して放熱し、高圧の液冷媒となり絞り装置４に送られる。絞り装置４では減圧されて低温低圧の二相冷媒となり、液接続管２３を通って、室内熱交換器５に送られる。
【００２２】
室内ファン９によって吸い込まれた室内空気は室内熱交換器５を通って冷媒と熱交換し、冷媒は室内空気の熱を吸熱し蒸発気化して低温のガス冷媒となる。このとき冷媒によって吸熱された室内空気は温度湿度が低下して室内ファン９によって室内に吹き出され室内を冷房する。また、ガス冷媒は、ガス側接続管２４を通過して四方弁２に入り、アキュムレータ６を経て圧縮機１に戻る。
【００２３】
この時、冷媒によって吸熱された室内空気は温度湿度が低下し、即ち空気中の水分が凝縮して除湿水であるドレーンとして室内熱交換器５の表面に付着する。付着したドレーンは重力により落下してドレーン受け１３に溜まる。
【００２４】
さらに、ドレーン受け１３に溜まったドレーン水１４はドレーン流路１５を通って室外機２２に送られる。室外機２２に送られたドレーン水１４はドレーン流路１５の下流に取り付けられたドレーン熱交換器１６及びドレーン圧縮機熱交換器１７を流れて室外に排出される。
【００２５】
ここで、上記ドレーン熱交換器１６を通ったドレーン水１４は蓄熱材１２の熱を吸熱して蓄熱材１２の温度を下げることになり、さらに蓄熱材１２を内蔵する蓄熱槽１０と圧縮機１は接触しているため、結果的に圧縮機１の温度を下げることになる。また、ドレーン圧縮機熱交換器１７を通ったドレーン水１４は圧縮機１の熱を直接吸熱して圧縮機１の温度を下げる。
【００２６】
ヒートポンプ空気調和機が起動後間もなくで、蓄熱材１２の蓄熱量が少なく温度が高くない場合でも、圧縮機１の温度上昇は速いことから、ドレーン圧縮機熱交換器１７を通ったドレーン水は熱交換して圧縮機１の温度を下げることができる。
【００２７】
この様に、ドレーン水１４が何れのルートを通っても圧縮機１の温度を下げることになるため、圧縮機１の吐出温度が低下するとともに、吐出圧力を下げることができるため、圧縮機１の入力が低下してヒートポンプ空気調和機の冷房運転時の効率を向上することができる。
【００２８】
また、暖房運転の起動時に圧縮機１によって圧縮された冷媒は高温高圧の冷媒となって四方弁２を通り、ガス接続管２４に送られる。室内ファン９によって吸い込まれた室内空気は室内熱交換器５を通って冷媒と熱交換し、冷媒は室内空気へ熱を放熱し凝縮して高圧の液冷媒となる。このとき室内空気は冷媒の熱を吸熱し温度が上昇した状態で室内ファン７によって室内に吹き出され室内を暖房する。その後、冷媒は液接続管２３を通って絞り装置４に送られ、絞り装置４において減圧されて低温低圧の二相冷媒となり、室外熱交換器３に送られて、室外ファン８によって外気と熱交換を促進して蒸発気化し、通常回路２５に接続した状態の流路切替手段７、四方弁２を経由してアキュムレータ６を通って圧縮機１へ戻される。
【００２９】
このようにこのヒートポンプ空気調和機は、冷房運転時に室内熱交換器５から排出される除湿水を前記蓄熱槽１０に導くドレーン流路１５と、除湿水と蓄熱材１２の熱交換を行なうドレーン熱交換器１６とを備えたことにより、蓄熱材１２に蓄積した熱を除湿水により冷却して圧縮機１の温度を下げることで冷房性能を向上させることができる。
【００３０】
また、この実施の形態では、除湿水と前記圧縮機１とが直接熱交換できるドレーン圧縮機熱交換器１７をさらに設置したことにより、蓄熱材１２に充分な廃熱を蓄えていなくても、圧縮機１を直接除湿水により冷却することができるので、冷房性能を向上させることができる。
【００３１】
尚、本発明の実施の形態では、ドレーン熱交換器１６とドレーン圧縮機熱交換器１７を併設して同時に使用するもので説明したが、いずれか一方のみを設けてもよく、またいずれか一方のみ単独で使用するようにしてもよいものである。
【産業上の利用可能性】
【００３２】
本発明は蓄熱槽を有効に利用して冷房性能の高いヒートポンプ空気調和機を提供でき、一般用はもちろん業務用のヒートポンプ空気調和機に広く適用できる。
【符号の説明】
【００３３】
１  圧縮機
２  四方弁
３  室外熱交換器
４  絞り装置
５  室内熱交換器
６  アキュムレータ
１０  蓄熱槽
１１  蓄熱熱交換器
１２  蓄熱材
１５  ドレーン流路
１６  ドレーン熱交換器
１７  ドレーン圧縮機熱交換器
【図１】
2015010733.tif 000003