(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
圧縮機（１）、凝縮器（５）、減圧機構（７）および蒸発器（８）を順次接続してなる主冷媒回路（１０）と、
上記圧縮機（１）からの廃熱を蓄える蓄熱槽（２２）内に設けた蓄熱熱交換器（２３）を有して上記蓄熱槽（２２）内に蓄えられた熱を回収して上記主冷媒回路（１０）に供給する蓄熱回収回路（２５）と、
上記主冷媒回路（１０）および蓄熱回収回路（２５）に充填されたＨＦＣ３２系冷媒と
を備え、
上記圧縮機（１）は、蓄熱媒体を収容した上記蓄熱槽（２２）内に配置されており、
上記蓄熱槽（２２）内において、上記圧縮機（１）の外周面に上記蓄熱熱交換器（２３）が接触している
ことを特徴とする冷凍装置。
【請求項２】
圧縮機（１）、凝縮器（５）、減圧機構（７）および蒸発器（８）を順次接続してなる主冷媒回路（１０）と、
上記圧縮機（１）からの廃熱を蓄える蓄熱槽（２２）内に設けた蓄熱熱交換器（２３）を有して上記蓄熱槽（２２）内に蓄えられた熱を回収して上記主冷媒回路（１０）に供給する蓄熱回収回路（２５）と、
上記主冷媒回路（１０）および蓄熱回収回路（２５）に充填されたＨＦＣ３２系冷媒と、
上記ＨＦＣ３２系冷媒と水との間で熱交換する給湯用熱交換器（３２）を有する給湯回路（５０）と
を備え、
上記圧縮機（１）は、蓄熱媒体を収容した上記蓄熱槽（２２）内に配置されており、
上記蓄熱槽（２２）内において、上記圧縮機（１）の外周面に上記蓄熱熱交換器（２３）が接触している
ことを特徴とする冷凍装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は、たとえば給湯機能付き空気調和機等の冷凍装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、給湯機能付き空気調和機は、圧縮機と凝縮器との間から高温のＨＣＦＣ（ハイドロクロロフルオロカーボン）２２系冷媒を給湯用熱交換器に供給して、この給湯用熱交換器でＨＣＦＣ２２系冷媒と水との間で熱交換して、５０℃から６０℃の湯を得、さらに、この湯を夜間電力を利用して、大容量のヒータで加熱して、７０℃以上の湯を得て、この７０℃以上の湯をタンクに蓄えるようにしている。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上記従来の給湯機能付き空気調和機では、７０℃以上の高温の湯を得るために、大容量のヒータを必要とするために、ランニングコストおよび製造コストが高くなるという問題があった。
【０００４】
また、給湯機能を持たない空気調和機においても、ＨＣＦＣ２２系冷媒を用いているが、圧縮機から吐出されるＨＣＦＣ２２系冷媒の温度が十分に高くないため、暖房能力、デフロスト能力が低いという問題があった。
【０００５】
そこで、この発明の目的は、給湯能力、暖房能力、デフロスト能力を向上できる冷凍装置を提供することにある。より詳しくは、たとえば、給湯機能付き冷凍装置については、ヒータを用いることなく、あるいは、大容量ではなくて小容量のヒータを用いて、たとえば７０℃以上の高温の湯を得ることができて、ランニングコストおよび製造コストが安い給湯機能付き冷凍装置を提供することにある。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するため、請求項１の発明の冷凍装置は、
圧縮機、凝縮器、減圧機構および蒸発器を順次接続してなる主冷媒回路と、
上記圧縮機からの廃熱を蓄える蓄熱槽内に設けた蓄熱熱交換器を有して上記蓄熱槽内に蓄えられた熱を回収して上記主冷媒回路に供給する蓄熱回収回路と、
上記主冷媒回路および蓄熱回収回路に充填されたＨＦＣ（ハイドロフルオロカーボン）３２系冷媒と
を備え、
上記圧縮機は、蓄熱媒体を収容した上記蓄熱槽内に配置されており、
上記蓄熱槽内において、上記圧縮機の外周面に上記蓄熱熱交換器が接触している
ことを特徴としている。
【０００７】
上記構成の冷凍装置によれば、上記蓄熱媒体を収容した蓄熱槽内に配置された圧縮機からの廃熱の一部は蓄熱槽内の蓄熱媒体に蓄えられる。また、上記圧縮機からの廃熱の他の一部は、この圧縮機の外周面に接触している蓄熱熱交換器に、直接伝達される。そして、この蓄熱槽の蓄熱媒体に蓄えられた熱と、圧縮機からその外周面に接触している蓄熱熱交換器に直接伝えられた熱とは、蓄熱熱交換器を有する蓄熱回収回路によって回収されて、主冷媒回路に供給される。したがって、この主冷媒回路の圧縮機からの吐出されたＨＦＣ３２系冷媒ガスの温度は高温になる。
【０００８】
それに加えて、上記主冷媒回路および蓄熱回収回路に充填されているＨＦＣ３２系冷媒はＨＣＦＣ２２系冷媒に比べて断熱指数が大きいため、圧縮機から吐出されたＨＦＣ３２系冷媒ガスの温度がＨＣＦＣ２２系冷媒ガスの温度に比べて１０〜２０℃も高くなる。したがって、このＨＦＣ３２系冷媒と蓄熱回収回路との相乗作用によって、上記圧縮機から吐出されるＨＦＣ３２系冷媒の温度はたとえば７０℃を越えた温度になる。したがって、請求項１の冷凍装置は、暖房能力が高くなり、デフロスト能力が高くなる。
また、請求項２の発明の冷凍装置は、
圧縮機、凝縮器、減圧機構および蒸発器を順次接続してなる主冷媒回路と、
上記圧縮機からの廃熱を蓄える蓄熱槽内に設けた蓄熱熱交換器を有して上記蓄熱槽内に蓄えられた熱を回収して上記主冷媒回路に供給する蓄熱回収回路と、
上記主冷媒回路および蓄熱回収回路に充填されたＨＦＣ３２系冷媒と、
上記ＨＦＣ３２系冷媒と水との間で熱交換する給湯用熱交換器を有する給湯回路と
を備え、
上記圧縮機は、蓄熱媒体を収容した上記蓄熱槽内に配置されており、
上記蓄熱槽内において、上記圧縮機の外周面に上記蓄熱熱交換器が接触している
ことを特徴としている。
【０００９】
上記構成の冷凍装置によれば、上記蓄熱媒体を収容した蓄熱槽内に配置された圧縮機からの廃熱の一部は蓄熱槽内の蓄熱媒体に蓄えられる。また、上記圧縮機からの廃熱の他の一部は、この圧縮機の外周面に接触している蓄熱熱交換器に、直接伝達される。そして、この蓄熱槽の蓄熱媒体に蓄えられた熱と、圧縮機からその外周面に接触している蓄熱熱交換器に直接伝えられた熱とは、蓄熱熱交換器を有する蓄熱回収回路によって回収されて、主冷媒回路に供給される。したがって、この主冷媒回路の圧縮機からの吐出されたＨＦＣ３２系冷媒ガスの温度は高温になる。
【００１０】
それに加えて、上記主冷媒回路、蓄熱回収回路および給湯回路に充填されているＨＦＣ３２系冷媒はＨＣＦＣ２２系冷媒に比べて断熱指数が大きいため、圧縮機から吐出されたＨＦＣ３２系冷媒ガスの温度がＨＣＦＣ２２系冷媒ガスの温度に比べて１０〜２０℃も高くなる。したがって、このＨＦＣ３２系冷媒と蓄熱回収回路との相乗作用によって、上記圧縮機から吐出されるＨＦＣ３２系冷媒の温度はたとえば７０℃を越えた温度になる。したがって、この冷凍装置の暖房能力、デフロスト能力が高くなる。また、この高温のＨＦＣ３２系冷媒と水とを給湯用熱交換器で熱交換することによって、ヒータを用いることなく、あるいは、大容量ではなくて小容量のヒータを用いて、７０℃以上の極めて高温の湯を得ることができる。このように、７０℃以上の高温の湯が得ることができる上に、ヒータを用いないで、あるいは、小容量のヒータを用いるので、ランニングコストおよび製造コストが安い給湯機能付き冷凍装置を得ることができる。
【００１１】
【発明の実施の形態】
以下、この発明の冷凍装置を、一実施の形態の給湯機能付き空気調和機により詳細に説明する。
【００１２】
図１に示すように、この給湯機能付き空気調和機は、圧縮機１と、四路切換弁２と、ガス閉鎖弁３と、室内熱交換器５と、液閉鎖弁６と、減圧機構の一例としての膨張弁７と、室外熱交換器８とを順次配管で接続して、主冷媒回路１０を形成している。図１の四路切換弁２は暖房運転状態を示し、室内熱交換器５は凝縮器として機能し、室外熱交換器８は蒸発器として機能する。
【００１３】
上記圧縮機１は、モータ一体型で、図示しないが、ケーシング１ａ内に圧縮機本体とその圧縮機本体を駆動するモータとを収容してなる。上記圧縮機１は、蓄熱媒体を収容した蓄熱槽２２内に配置し、この蓄熱槽２２内に、圧縮機１の外周面に接触させた蓄熱熱交換器２３を設けている。
【００１４】
上記蓄熱熱交換器２３と弁２４とを直列に接続してなる蓄熱回収回路２５を、上記室外熱交換器８と膨張弁７との間の配管と、圧縮機１の吸い込み側との間に接続している。
【００１５】
また、上記四路切換弁２とガス閉鎖弁３との間の配管と、室内熱交換器５とガス閉鎖弁６との間の配管とを、弁３１と給湯用熱交換器３２の冷媒通路部３３とを直列接続してなる給湯用冷媒回路３５で接続している。さらに、上記給湯用熱交換器３２の水通路部３４と湯タンク３６とポンプ３７を順次接続して、給湯用水回路４０を形成している。上記給湯用冷媒回路３５と給湯用水回路４０とで給湯回路５０を形成している。
【００１６】
上記主冷媒回路１０と蓄熱回収回路２５と給湯用冷媒回路３５にＨＦＣ（ハイドロフルオロカーボン）３２系冷媒を充填している。ここで、ＨＦＣ３２系冷媒とは、ＨＦＣ３２冷媒単体あるいはＨＦＣ３２冷媒を含む混合冷媒をいう。
【００１７】
上記構成の給湯機能付き空気調和機において、上記圧縮機１から吐出された高温高圧のＨＦＣ３２系冷媒はガス閉鎖弁３を通って室内熱交換器５で室内を暖房するために室内に熱を放出して凝縮する。そして、上記室内熱交換器５からのＨＦＣ３２系冷媒は液閉鎖弁６を通り、さらに、膨張弁７を通って減圧されて、室外熱交換器８で外部より吸熱して蒸発して、四路切換弁２を通って圧縮機１に吸入される。
【００１８】
一方、上記圧縮機１からの廃熱は蓄熱槽２２内の蓄熱媒体に蓄えられている。そして、上記膨張弁７からのＨＦＣ３２系冷媒の一部は、蓄熱回収回路２５の弁２４を通り、さらに、蓄熱熱交換器２３で圧縮機１からの廃熱を蓄熱媒体を介して吸収して、圧縮機１に吸入される。このように、蓄熱槽２２の蓄熱媒体に蓄えられた圧縮機１の廃熱は、蓄熱熱交換器２３を有する蓄熱回収回路２５によって回収されて、主冷媒回路１０に供給される。したがって、この主冷媒回路１０の圧縮機１からの吐出ＨＦＣ３２系冷媒ガスの温度は高温になる。
【００１９】
それに加えて、上記主冷媒回路１０、蓄熱回収回路２５および給湯用冷媒回路３５に充填されているＨＦＣ３２系冷媒は、ＨＣＦＣ２２系冷媒に比べて断熱指数が大きい。そのため、同じ圧縮比で圧縮した場合で比較すると、ＨＦＣ３２系冷媒ガスの温度がＨＣＦＣ２２系冷媒ガスの温度に比べて１０〜２０℃も高くなる。したがって、このＨＦＣ３２系冷媒の断熱指数の大きさと蓄熱回収回路２５との相乗作用によって、上記圧縮機１から吐出されるＨＦＣ３２系冷媒の温度は７０℃を遥かに越えた温度になる。したがって、この給湯機能付き空気調和機の暖房能力が高くなる。また、この圧縮機１から吐出された高温のＨＦＣ３２系冷媒は、四路切換弁２を通り、さらに、ガス閉鎖弁３を通って室内熱交換器５に供給されると共に、給湯用冷媒回路３５の弁３１を通って給湯用熱交換器３２で水と熱交換して、この水を７０℃以上に暖める。給湯用水回路４０の湯タンク３６の水は、ポンプ３７によって給湯用熱交換器３２の水通路部３４を通って湯タンク３６に戻るように循環させられる。
【００２０】
このように、ＨＦＣ３２系冷媒の断熱指数の大きさと蓄熱回収回路２５との相乗作用によって得られた７０℃を遥かに越えた高温のＨＦＣ３２系冷媒と水とを給湯用熱交換器３２で熱交換することによって、ヒータを用いることなく、７０℃以上の極めて高温な湯を得ることができる。このように、ヒータを必要としないから、ランニングコストおよび製造コストが安い給湯機能付き空気調和機を得ることができる。
【００２１】
上記四路切換弁２を冷房側に切り換えて、ガス閉鎖弁３と液閉鎖弁６とを全閉にして、逆サイクルデフロスト運転をすることができる。このとき、蓄熱回収回路２５で圧縮機１の廃熱が回収され、かつ、ＨＦＣ３２系冷媒が大きい断熱指数を持つから、圧縮機１から極めて高温のＨＦＣ３２系冷媒が吐出されるから、きわめて効果的にデフロストが行われる。
【００２２】
上記実施の形態では給湯回路５０を設けているが、給湯回路５０を取り除いて、暖房能力の向上あるいはデフロスト能力の向上のうちの少なくとも一方の能力の向上を図ってもよい。
【００２３】
上記実施の形態では、アキュムレータを省略したが、このアキュムレータは蓄熱槽２２の内側に設けてもよく、あるいは、蓄熱槽２２の外側に設けてもよい。
【００２４】
なお、図示していないが、冷房運転時にも給湯回路４０が動作できるように、四路切換弁２と室外熱交換器８との間の配管と、給湯用熱交換器３２とを弁を有する配管で接続し、かつ、給湯用冷媒回路３５の給湯用熱交換器３２の下流側に膨張弁を設けてもよい。また、減圧機構としてキャピラリを用いてもよい。
【００２５】
【発明の効果】
以上より明らかなように、請求項１の発明によれば、蓄熱媒体を収容した蓄熱槽内に配置された圧縮機からの廃熱の一部を蓄熱槽内の蓄熱媒体に蓄えると共に、圧縮機からの廃熱の他の一部を、この圧縮機の外周面に接触している蓄熱熱交換器に直接伝達し、この蓄熱槽内の蓄熱媒体に蓄えた熱と、圧縮機からその外周面に接触している蓄熱熱交換器に直接伝達された熱とを、蓄熱熱交換器を有する蓄熱回収回路によって主冷媒回路に回収することと、上記主冷媒回路および蓄熱回収回路に充填したＨＦＣ３２系冷媒がＨＣＦＣ２２系冷媒に比べて断熱指数が大きいこととの相乗作用によって、上記圧縮機から吐出されるＨＦＣ３２系冷媒の温度はたとえば７０℃を遥かに越えた温度になるので、暖房能力、デフロスト能力の高い冷凍装置を得ることができる。
【００２６】
また、請求項２の発明によれば、蓄熱媒体を収容した蓄熱槽内に配置された圧縮機からの廃熱の一部を蓄熱槽内の蓄熱媒体に蓄えると共に、圧縮機からの廃熱の他の一部を、この圧縮機の外周面に接触している蓄熱熱交換器に直接伝達し、この蓄熱槽内の蓄熱媒体に蓄えた熱と、圧縮機からその外周面に接触している蓄熱熱交換器に直接伝達された熱とを、蓄熱熱交換器を有する蓄熱回収回路によって主冷媒回路に回収することと、上記主冷媒回路、蓄熱回収回路および給湯回路に充填したＨＦＣ３２系冷媒がＨＣＦＣ２２系冷媒に比べて断熱指数が大きいこととの相乗作用によって、上記圧縮機から吐出されるＨＦＣ３２系冷媒の温度はたとえば７０℃を遥かに越えた温度になって、この高温のＨＦＣ３２系冷媒と水とを給湯用熱交換器で熱交換しているので、ヒータを用いることなく、あるいは、小容量のヒータを用いて７０℃以上の極めて高温の湯が得ることができて、ランニングコストおよび製造コストが安い給湯機能付き冷凍装置を得ることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】  この発明の実施の形態の給湯機能付き空気調和機の回路図である。
【符号の説明】
１    圧縮機                      ５    室内熱交換器
７    膨張弁                      ８    室外熱交換器
２２  蓄熱槽                      ２３  蓄熱熱交換器
２５  蓄熱回収回路                ３２  給湯用熱交換器
３５  給湯用冷媒回路              ４０  給湯用水回路
５０  給湯回路
【図１】
0004269392.tif 000002