JPH1054617A

JPH1054617A - 空気調和装置

Info

Publication number: JPH1054617A
Application number: JP20857996A
Authority: JP
Inventors: Koji Kashima; 弘次鹿島; Yoshihiro Ito; 芳浩伊藤
Original assignee: Toshiba Corp
Current assignee: Toshiba Corp
Priority date: 1996-08-07
Filing date: 1996-08-07
Publication date: 1998-02-24

Abstract

(57)【要約】【課題】臨界圧を越えて冷凍サイクルを構成するＨＣ
ＦＣ系以外の冷媒を用いて効率のよい冷房性能を確保す
る。【解決手段】圧縮機１から吐出された冷媒が、室外熱
交換器３、絞り装置５、室内熱交換器７を通り、再び圧
縮機１に戻る冷凍サイクルを構成する。冷媒には、臨界
圧を越えて冷凍サイクルを流れる冷媒を用いると共に、
冷房運転時に、冷媒冷却手段１９によって室外熱交換器
３の出口の冷媒温度を臨界点温度より下げるようにす
る。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】この発明は、地球環境に悪影
響を与えるといわれるＨＣＦＣ及びＣＦＣ系以外の冷媒
を用いた空気調和装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】一般に空気調和装置は、冷房運転時に、
圧縮機から吐出された冷媒が、室外熱交換器、絞り装
置、室内熱交換器を通り、再び圧縮機に戻る冷凍サイク
ルを構成する。この冷凍サイクル時において、室内熱交
換器のフィンとフィンの間を空気が通過する際に、冷媒
との間で熱交換が行なわれることで、冷却された空気は
吐出口から吹き出されるようになる。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】ＨＣＦＣ及びＣＦＣ系
以外の冷媒、例えばＣＯ₂を用いた冷房運転では図１３
に示す如く、臨界圧を越えて冷凍サイクルを構成する場
合があり、その臨界点温度３１℃の等温線は、臨界圧で
水平となり変化する。

【０００４】そのため、例えば、外気温度が３５℃と臨
界圧より高い場合は、空冷式の室外熱交換器では冷媒の
放熱性が極端に低下し、冷房性能が悪化するため、冷媒
の選択に制約を受けるようになる。

【０００５】そこで、この発明は、室外熱交換器の冷媒
出口温度を臨界点温度以下に下げることで、性能向上が
図れることがデータで証明された点に鑑みなされたもの
で、ＨＣＦＣ及びＣＦＣ系以外で臨界圧を越えて冷凍サ
イクルを構成する冷媒を用いても十分な冷房性能が得ら
れるようにした空気調和装置を提供することを目的とし
ている。

【０００６】

【課題を解決するための手段】前記目的を達成するため
に、この発明は、圧縮機から吐出された冷媒が室外熱交
換器、絞り装置、室内熱交換器を通り再び圧縮機に戻る
冷凍サイクルを構成する空気調和装置において、前記冷
媒には、ＨＣＦＣ及びＣＦＣ系以外で臨界圧を越えて冷
凍サイクルを流れる冷媒を用いると共に、冷房運転時
に、室外熱交換器の出口の冷媒温度を臨界点温度より下
げる冷媒冷却手段を備える。

【０００７】冷媒としては、炭酸ガス（ＣＯ₂）を用い
る。また、冷媒冷却手段としては、水熱源と、水流量制
御装置とで構成する。

【０００８】あるいは、空気と水を同時に、又はいずれ
か一方を選択して用いる。あるいは、蓄冷材を用いる。

【０００９】かかる空気調和装置によれば、圧縮機から
吐出された冷媒は、室外熱交換器、絞り装置、室内熱交
換器を通り、再び圧縮機に戻る冷凍サイクルを構成す
る。この運転時において、室内熱交換器を通過する空気
と冷媒との間で熱交換が行なわれ、空気は冷却される。
同時に、室外熱交換器の出口の冷媒は、冷媒冷却手段に
よって冷却され、臨界点温度以下まで下げられた状態で
冷凍サイクルを流れるため、臨界点温度を越える外気温
であっても、効率のよい冷房性能が得られる。

【００１０】

【発明の実施の形態】以下、図１乃至図３の図面を参照
しながらこの発明の実施形態を具体的に説明する。

【００１１】図１において、１は圧縮機、３は室外熱交
換器、５は絞り装置、７は室内熱交換器をそれぞれ示し
ている。冷房運転時は、四方弁９を切換えることで、圧
縮機１から吐出された冷媒は、四方弁９を介して実線で
示す如く室外熱交換器３、絞り装置５、室内熱交換器７
を通り、再び圧縮機１に戻る冷凍サイクルを構成する。
あるいは、暖房運転時は、点線で示す如く圧縮機１から
吐出された冷媒は、四方弁９を介して室内熱交換器７、
絞り装置５、室外熱交換器３を通り、再び圧縮機１に戻
る冷凍サイクルを構成する。

【００１２】冷媒には臨界点温度を越えて冷凍サイクル
を構成する炭酸ガス（ＣＯ₂）が用いられている。

【００１３】圧縮機１は吸込口１ａから取入れた冷媒を
圧縮し、高温・高圧のガスとして吐出口１ｂから吐出す
るよう機能する。

【００１４】室外熱交換器３は、図３に示す如く外側の
冷媒管１１と内側の水路管１３とから成る二重管構造と
なっている。冷媒管１１は冷媒が流れる内周面を溝付き
面１５となっている。水路管１３は外周に多数のフィン
１７を有し、水熱源１９からの水が流れる内周面は溝付
き面２１となっている。

【００１５】水路管１３は、水熱源１９、絞り弁２３、
室外熱交換器３を通り再び水熱源１９に戻る循環サイク
ルを構成する。水熱源１９は、水道水を始めとして、下
水、地下水の他、水であればいずれの水であっても可能
である。

【００１６】絞り弁２３は、冷房運転時において、室外
熱交換器３の出口の冷媒温度を検知する冷媒温度検知セ
ンサ２５と、外気温検知センサ２７からの検知信号に基
づき、作動制御される水流量制御装置となっている。例
えば、外気温、冷媒温度が臨界圧を大きく越える場合に
は、絞り弁２３を一杯に開き、水路管１３を流れる水量
を最大として冷媒との間で熱交換が行なわれるように
し、以下、検知信号に基づき水路管１３を流れる水量の
制御が行なわれるようになる。

【００１７】一方、冷凍サイクルを構成する絞り装置５
はキャピラリーチューブとなっていて、通過時に絞り作
用により冷媒を低温・低圧ガスとするよう機能する。

【００１８】室内熱交換器７は、冷媒が流れる冷媒管１
１に多数のフィン（図示していない）が設けられると共
に、フィンとフィンの間に風を通過させる送風ファン２
９を有している。

【００１９】このように構成された空気調和装置によれ
ば、冷房運転時に、圧縮機１から吐出された冷媒は、室
外熱交換器３、絞り装置５、室内熱交換器７を通り、再
び圧縮機１に戻る冷凍サイクルを構成する。この運転時
において、室内熱交換器７のフィンとフィンの間を通過
する空気と冷媒との間で熱交換が行なわれ、冷却された
空気は吹き出し口から吹き出されるようになる。

【００２０】同時に、室外熱交換器３の外気温と冷媒温
度が各検知センサ２５，２７により検知され、検知信号
に基づき絞り弁２３の開口量が制御される。即ち、外気
温及び冷媒温度が臨界点温度を大巾に越える場合には、
絞り弁２３は全開となって水路管１３を流れる水量は最
大となる。これにより、室外熱交換器３において、冷媒
管１１を流れる冷媒との間で熱交換が行なわれ、冷媒出
口温度は臨界点温度を下まわるようになると共に冷媒温
度は冷媒温度検知センサ２５によって最適値に管理され
る。

【００２１】この結果、図２の理論計算結果に示す如く
凝縮器圧力が臨界圧力レベル（７．３ＭＰａ）では、室
外熱交換器３の出口温度が約３５℃の時は、ＨＣＦＣ系
冷媒，Ｒ２２に比べて理論エネルギー消費効率（冷却能
力と圧縮機仕事の比）が最下位であるが、例えば、出口
温度を約２０度まで下げた場合には、Ｒ２２より大巾に
エネルギー消費効率の向上が図れることがわかる。

【００２２】この場合、炭酸ガス（ＣＯ₂）の凝縮器圧
力が８．５ＭＰａ以上になるとエネルギー消費効率がＲ
２２より悪化することから、凝縮器圧力は８．５以下の
条件で使用することが望ましい。

【００２３】なお、暖房運転においても外気温度より高
い水熱源１９を使用する場合には、絞り弁２３を開くこ
とで冷媒に高い温度の水熱源１９から熱を与え、蒸発冷
媒温度を上げることが可能となり、蒸発圧力の上昇によ
る暖房効率の向上が図れる。

【００２４】図４は室外熱交換器３の別の実施形態を示
したものである。

【００２５】即ち、室外熱交換器３を、図５に示す如く
冷媒が流れる冷媒管１１と、水が流れる水路管１３とで
二重管構造としてある。冷媒管１１の外周には、送風フ
ァン３１によって空気が通過する多数のフィン３３が設
けられると共に、内側内周に溝付き面１５を形成するこ
とで、伝熱面積の拡大を図っている。水路管１３は、水
熱源１９、絞り弁２３から室外熱交換器３を通り、再び
水熱源１９に戻る冷凍サイクルを構成すると共に、外周
に多数のフィン１７を有し、水熱源１９からの水が流れ
る内周面に、溝付き面２１を形成することで伝熱面積の
拡大を図っている。

【００２６】送風ファン３１は、外気温検知センサ２７
又は冷媒温度検知センサ２５からの検知信号に基づきオ
ン・オフに制御されるもので、例えば、外気温が臨界点
温度以下の場合は、送風ファン３１はオン、絞り弁２３
は閉に制御される。

【００２７】また、臨界点温度以上の場合は、送風ファ
ン３１はオフ、絞り弁２３は開となり、温度に対応して
絞り弁２３の開口量が制御される。

【００２８】なお、他の構成要素は、図１と同一のため
同一符号を付して詳細な説明を省略する。

【００２９】したがって、この実施形態によれば、例え
ば、冷房運転では、外気温が臨界点温度以下の場合に
は、外気温検知センサ２７により室外熱交換器３におい
て、絞り弁２３は閉、送風ファン３１はオンとなり、送
風ファン３１による空気熱源のみで冷媒との間で熱交換
が行なわれ、冷媒温度を臨界点温度以下に下げられる。
これにより、水より安い空気を有効利用でき、かつ、エ
ネルギー消費効率が向上し、効率のよい冷房性能が得ら
れる。

【００３０】一方、外気温が臨界点温度以上の場合に
は、送風ファン３１をオフ、絞り弁２３を開とする一
方、室外熱交換器３において、水と冷媒との間で熱交換
が行なわれ、冷媒温度を臨界点温度以下まで下げる。こ
れにより、エネルギー消費効率が向上し、効率のよい冷
房性能が得られる。

【００３１】図６は、室外熱交換器の別の実施形態を示
したものである。

【００３２】即ち、冷房運転時の冷媒回路の上流側に第
１の室外熱交換器３７を、下流側に第２の室外熱交換器
３９をそれぞれ設ける。

【００３３】第１の室外熱交換器３７は、外周に多数の
フィンが設けられた冷媒管（図示していない）と冷媒管
のフィンとフィンとの間に空気を通過させる送風ファン
４１とから成る空気用熱交換器となっている。

【００３４】送風ファン４１は、外気温度検知センサ２
７及び冷媒温度検知センサ２５からの検知信号、例え
ば、外気温及び冷媒温度が臨界点温度以上の時は弱、以
下の場合は強に制御される。

【００３５】第２の室外熱交換器３９は、二重管構造の
水用の熱交換器となっている。水用の熱交換器を構成す
る冷媒管１１、水路管１３、水熱源１９、絞り弁２３等
は図１及び図３と同一のため同一符号を付して詳細な説
明を省略する。また、他の構成要素も図１と同一のため
同一符号を付して詳細な説明を省略する。

【００３６】したがって、この実施形態によれば、例え
ば外気温度が、臨界点温度以上で、かつ、冷媒温度が外
気温以上であれば、送風ファン４１による空気熱源によ
る冷媒の熱交換と、水熱源１９による冷媒の熱交換との
組合せにより行なわれ冷媒出口温度は、臨界点温度以下
に下げられる。これにより、外気温度以上の冷媒熱は空
気にすてられることから、さらに高い水の利用ひん度が
減り、エネルギー消費効率が向上し、効率のよい冷房性
能が得られる。また、外気温が冷媒臨界点温度以下で
は、水熱源１９の絞り弁２３を閉じることにより、従来
の空気式エアコンと同様の安価な運転が可能となる。

【００３７】図７と図８は室外熱交換器の別の実施形態
を示したものである。

【００３８】即ち、循環サイクルを構成する水熱源１９
と絞り弁２３とを有する水路管１３に設けられ、冷媒冷
却用の蓄冷材となる水４３を一定量貯える水タンク４５
と、その水タンク４５内に設けられ、ほぼ平行に配置さ
れた連続する冷媒管４７と、冷媒管４７に設けられた多
数のフィン４９とにより室外熱交換器５１を構成するも
のである。

【００３９】水タンク４５は、断熱材で覆われ、外気温
の影響を受けないようになっていて、例えば、夏季にあ
っては、水温の低い時間帯に水を貯えることで、大きな
蓄熱エネルギーの確保が可能となっている。

【００４０】なお、他の構成要素は図１と同一のため、
同一符号を付して詳細な説明を省略する。

【００４１】かかる実施形態によれば、外気温が臨界点
温度を越えて大巾に高い場合、あるいは、負荷変動が大
きい場合にも、水タンク４５内に設けられた水４３によ
り、冷媒温度を臨界点温度以下の状態に保つことが可能
となる。これにより、エネルギー消費効率の向上が図れ
ると共に、効率のよい冷房性能が得られる。

【００４２】なお、蓄冷材となる水４３にかえて、潜熱
の大きなパラフィンを用いてもよい。このパラフィンを
用いることで、大きな潜熱の利用が可能となるため、水
タンク４５に比べてパラフィンを入れる容器は小さな形
状で済むため、室外熱交換器５１全体のコンパクト化が
図れる。

【００４３】また、水タンク４５にかえて、図９に示す
如く、水道等の水熱源１９からの水が開閉弁５２を開と
することで底部に送り込まれ、上方から給湯部５４へ取
り出せる電気温水器５６を利用してもよい。

【００４４】即ち、電気温水器５６の底部側に、冷媒パ
イプ４７と、冷媒パイプ４７に設けられた冷却フィン４
９とで構成された熱交換部５８を配置する。熱交換部５
８となる冷媒パイプ４７の一方は、電気温水器５６から
外方へ延長され、絞り装置５と、他方は電気温水器５６
から外方へ延長され、四方弁１９とそれぞれ接続してい
る。熱交換部５８の上下には、深夜電力Ｗによりオンと
なる第１電気ヒータと第２電気ヒータＨ−１，Ｈ−２が
設けられ、上位側の第２電気ヒータＨ−２は熱交換部５
８から離れた上方に位置している。

【００４５】なお、他の構成要素は図１と同一のため同
一符号を付して詳細な説明を省略する。

【００４６】したがって、この実施形態によれば、四方
弁９を切換えることで、実線で示す冷房運転が、又、点
線で示す暖房運転が行なえるようになる。一方、冷房運
転のシーズンに入った夏は、給湯負荷は減るので第１，
第２電気ヒータＨ−１、Ｈ−２の内、熱交換部５８の上
方に位置する第２電気ヒータＨ−２のみ使用し電気温水
器として利用する。

【００４７】これにより、第２電気ヒータＨ−２によっ
て加熱された温水は上方へ上昇し、貯湯される。一方、
底部側は水熱源１９から送り込まれる水により低い水温
状態が１日中確保されるため、冷房運転時に、熱交換部
５８を通過することで、冷媒温度は、臨界点温度以下に
下げられるようになり、エネルギー消費効率が向上する
と共に、電気温水器５６を利用するため、水タンク等の
設備が不用となり、システム全体のコンパクト化が図れ
る。また、深夜電力を利用するためコストの面で大変好
ましいものとなる。

【００４８】図１０は、室外熱交換器の別の実施形態を
示したものである。

【００４９】即ち、冷凍サイクル内に、第１，第２，第
３の室外熱交換器５１，５３，５５を設ける。第１の室
外熱交換器５１は、冷媒との熱交換に水を用いる水用の
熱交換器となっていて、図３に示す如く、冷媒が流れる
外側の冷媒管１１と水が流れる内側の水路管１３とから
成る二重管構造となっている。

【００５０】水路管１３は外周に多数のフィン１７を有
し、水熱源１９からの水が流れる内周面を溝付き面２１
として伝熱面積の拡大を図っている。水路管１３は水熱
源１９、絞り弁２３、第１の室外熱交換器５１を通り、
再び水熱源１９に戻る循環サイクルを構成し、外周は断
熱材により覆われ、氷点下でも外気温の影響が小さく抑
えられるようになっている。

【００５１】第２の室外熱交換器５３は、冷媒との熱交
換を、空気によって行なわれる空気用の熱交換器となっ
ていて、フィンを有する冷媒管に空気を通過させる送風
ファン５７を有する冷房用室外熱交換器となっている。

【００５２】第３の室外熱交換器５５は、冷媒との熱交
換を、空気によって行なわれる空気用の熱交換器となっ
ていて、フィンを有する冷媒管に空気を通過させる送風
ファン６０を有する暖房用室外熱交換器となっている。

【００５３】第１，第２，第３の室外熱交換器５１，５
３，５５は、それぞれパラレルに各開閉弁５９，６１，
６３を有するバイパス回路６５，６７，６９を有し、前
記各開閉弁５９，６１，６３は冷房運転モード時及び暖
房運転モード及び外気温度のレベルに対応して図外の制
御部からの信号により組合せた開閉が行なわれるように
なっている。これにより、冷房運転時には、冷媒は実線
又はで示す如く流れると共に、暖房運転時には、冷
媒は破線の又はで示す如く流れるようになってい
て、第１の熱交換器５１に対して上流側に第２の室外熱
交換器５３が、暖房運転時には、上流側に第３の室外熱
交換器５５がそれぞれ配置される構造となっている。な
お、室外熱交換器５１と５３を、１つの室外熱交換器に
２つのパスで構成してもかまわない。又、バイパス回路
６５，６７，６９と開閉弁５９，６１，６３の代わりに
送風ファン５７，６０及び水回路の絞り弁２３のＯＮ，
ＯＦＦ制御で対応してもかまわない。

【００５４】なお、他の構成要素は、図１と同一のた
め、同一符号を付して詳細な説明を省略する。

【００５５】かかる実施形態によれば、冷房：外気温
度が臨界点温度以上では図１０の実線のようにサイク
ル制御を行う。これにより、圧縮機１から出た高温の冷
媒から外気温度まで放熱でき、外気を放熱に有効に使え
ることから、水熱源１９の熱負荷が少なくでき、空気よ
りコスト的に高い水の消費を減らすことが出来、より効
率的である。外気温度が臨界点温度以下では従来の空
気式エアコンと同様に、室外熱交換器では冷媒の熱を外
気に放出する（図１０の実線の運転）。

【００５６】暖房：外気温度が約５〜７℃以下では室
外熱交換器は外気と水を併用して吸熱する（図１０の破
線の運転）。第３の室外熱交換器５５に着霜しないレ
ベルで送風ファン６０の回転を調整し、外気で冷媒を１
部加熱する。その後、水熱源１９で完全に冷媒を加熱
し、蒸気化して、圧縮機１に冷媒を戻す。空気熱源を１
部用いるため、水の熱負荷が低減でき、空気よりコスト
の高い水の量を減らすことが出来、効率的である。外
気温度が約５〜７℃以上では通常の空気熱源エアコンと
同様に室外熱交換器では冷媒を外気で加熱する（図１０
の破線の運転）。

【００５７】図１１は、室外熱交換器の別の実施形態を
示したものである。

【００５８】即ち、冷凍サイクル内に、第１，第２，第
３の室外熱交換器７１，７２，７３を設ける。第１の室
外熱交換器７１は、冷媒との熱交換に水と蓄冷材とを用
いる熱交換器となっていて、図３に示す如く冷媒が流れ
る外側の冷媒管１１と水が流れる内側の水路管１３とか
ら成る二重管構造となっている。

【００５９】冷媒管１１は冷媒が流れる内周面を溝付き
面１５として伝熱面積の拡大を図っている。水路管１３
は外周に多数のフィン１７を有し、水熱源１９からの水
が流れる内周面を溝付き面２１として伝熱面積の拡大を
図っている。水路管１３は水熱源１９、絞り弁２３、第
１の室外熱交換器７１を通り、再び水熱源１９に戻る循
環サイクルを構成し、第１の室外熱交換器７１は、蓄冷
材となるパラフィンが充填された容器を構成している。

【００６０】第１の室外熱交換器７１は、全体が断熱材
で覆われ、外気温の影響を受けないようになっていて、
通常の電力とは別に夜間の深夜電力Ｗ１により圧縮機１
を駆動することで、冷房の蓄冷運転時には１点鎖線で示
す冷凍サイクルが構成され、絞り装置５からの低温・低
圧のガスが開閉弁７５を開くことで第１の室外熱交換器
７１内を流れて蓄冷材を冷却するバイパス回路７７を備
えた構造となっている。

【００６１】第２の室外熱交換器７２は、冷媒との熱交
換を、空気によって行なわれる空気用の熱交換器となっ
ていて、フィンを有する冷媒管に空気を通過させる送風
ファン７９を有する冷房用室外熱交換器となっている。

【００６２】第３の室外熱交換器７３は、冷媒との熱交
換を、空気によって行なわれる空気用の熱交換器となっ
ていて、フィンを有する冷媒管に空気を通過させる送風
ファン８１を有する暖房用室外熱交換器となっている。

【００６３】第１，第２，第３の室外熱交換器７１，７
２，７３は、それぞれパラレルに各開閉弁８３，８５，
８７を有するバイパス回路８９，９１，９３を有し、前
記各開閉弁８３，８５，８７と、第１，第２の室外熱交
換器７１，７２の間に設けられた開閉弁９５は、冷房運
転モード時及び暖房運転モード及び外気温度のレベルに
対応して、図外の制御部からの信号により組合せた開閉
が行なわれるようになっている。これにより冷房運転時
及び暖房運転時には、図１０で示すように冷媒は実線
と点線で示す流れが確保されるようになってい
て、第１の熱交換器７１に対して上流側に第２の室外熱
交換器７２が、暖房運転時には、上流側に第３の室外熱
交換器７３がそれぞれ配置される構造となっている。

【００６４】なお、他の構成要素は、図１と同一のため
同一符号を付して詳細な説明を省略する。

【００６５】かかる実施形態によれば、図１０で示した
効果に加えて、第１の室外熱交換器７１内に充填された
蓄冷材をコストの安い深夜電力Ｗ１で蓄冷することがで
きるため、運転コストの低減が図れると共に、水熱源１
９との組合せにより、より確実に臨界点温度以下に冷媒
温度を下げることができる。

【００６６】図１２は、室外熱交換器の別の実施形態を
示したものである。

【００６７】即ち、冷凍サイクル内に、第１，第２，第
３の室外熱交換器９７，９８，９９を設ける。第１の室
外熱交換器９７は、電気温水器１０１を利用しており、
電気温水器１０１の下部に、水道等水熱源１０３からの
水が開閉弁１０５を開とすることで送り込まれ、上方か
ら給湯部１０７へ取り出せるようになっている。

【００６８】電気温水器１０１の底部側には、冷媒パイ
プと、冷媒パイプに設けられた冷却フィンとで構成され
た熱交換部１０９が配置され、熱交換部１０９となる冷
媒パイプの一方は、電気温水器１０１から外方へ延長さ
れ開閉弁９５を介して第２の室外熱交換器９８と、他方
は、電気温水器１０１から外方へ延長され第３の室外熱
交換器９９とそれぞれ接続している。

【００６９】熱交換部１０９の上下には、深夜電力Ｗ２
によりオンとなる第１電気ヒータＨ−１と第２電気ヒー
タＨ−２が設けられ、上位側の第２電気ヒータＨ−２は
熱交換部１０９から離れた上方に位置している。

【００７０】なお、第２，第３の室外熱交換器９８，９
８及び他の構成要素は図１１と同一のため同一符号を付
して詳細な説明を省略する。

【００７１】したがって、この実施形態によれば、図１
０，図１１の効果に加えて次のような効果を奏する。即
ち、冷房運転のシーズンに入った夏は、第１，第２電気
ヒータＨ−１，Ｈ−２の内、熱交換部１０９の上方に位
置する第２電気ヒータＨ−２のみ使用し電気温水器１０
１として利用する。

【００７２】これにより、第２電気ヒータＨ−２によっ
て加熱された温水は上方へ上昇し、底部側は水熱源１０
３から送り込まれる水により低い水温状態が１日中確保
されるため、冷房運転時に、熱交換部１０９を通過する
ことで、冷媒温度は、臨界点温度以下に下げられる。こ
の場合、外気温が臨界点温度より低い時、実線の如く
流れると共に、外気温が臨界点温度より以上の時は実線
の如く流れるようになり、エネルギー消費効率が向上
すると共に、電気温水器１０１を利用するため、水タン
ク等の設備が不用となり、システム全体のコンパクト化
が図れる。

【００７３】また、暖房運転時は、第１電気ヒータＨ−
１による電気温水器１０１の底部の温水により、熱交換
部１０９において冷媒に熱が与えられ、効率のよい暖房
運転が可能となる。

【００７４】

【発明の効果】以上、説明したように、この発明の空気
調和装置によれば、臨界圧を越えて冷凍サイクルを構成
する冷媒を用いても、冷媒冷却手段によって冷媒温度を
臨界点温度以下に下げることができるため、エネルギー
消費効率の向上が図れると共に効率のよい冷房性能が得
られる。これにより、ＨＣＦＣ及びＣＦＣ系以外の冷媒
の選択巾が広がるようになる。

【図面の簡単な説明】

【図１】この発明にかかる空気調和装置全体の回路図。

【図２】各冷媒の室外熱交換器出口温度における理論エ
ネルギー消費効率の説明図。

【図３】二重管構造とした室外熱交換器の断面図。

【図４】室外熱交換器の別の実施形態を示した図１と同
様の回路図。

【図５】図４の室外熱交換器の断面図。

【図６】室外熱交換器の別の実施形態を示した図１と同
様の回路図。

【図７】室外熱交換器の別の実施形態を示した図１と同
様の回路図。

【図８】図７の室外熱交換器の概要切断説明図。

【図９】室外熱交換器を電気温水器を利用する実施形態
とした図１と同様の回路図。

【図１０】室外熱交換器の別の実施形態を示した図１と
同様の回路図。

【図１１】室外熱交換器の別の実施形態を示した図１と
同様の回路図。

【図１２】室外熱交換器の別の実施形態を示した図１と
同様の回路図。

【図１３】縦軸に圧力、横軸にエンタルピとした時の冷
凍サイクルを示した説明図。

【符号の説明】

１圧縮機３室外熱交換器５絞り装置７室内熱交換器１９水熱源（冷媒冷却手段）

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】圧縮機から吐出された冷媒が室外熱交換
器、絞り装置、室内熱交換器を通り再び圧縮機に戻る冷
凍サイクルを構成する空気調和装置において、前記冷媒
には、ＨＣＦＣ及びＣＦＣ系以外で臨界圧を越えて冷凍
サイクルを流れる冷媒を用いると共に、冷房運転時に、
室外熱交換器の出口の冷媒温度を臨界点温度より下げる
冷媒冷却手段を備えることを特徴とする空気調和装置。
【請求項２】冷媒は、炭酸ガス（ＣＯ₂）であること
を特徴とする請求項１記載の空気調和装置。
【請求項３】冷媒冷却手段は、水熱源と、水流量制御
装置とで構成されることを特徴とする請求項１記載の空
気調和装置。
【請求項４】冷媒冷却手段は、空気と水を同時に、又
はいずれか一方を選択して用いることを特徴とする請求
項１記載の空気調和装置。
【請求項５】冷媒冷却手段に、蓄冷材を用いることを
特徴とする請求項１記載の空気調和装置。