JPH03241272A - 冷暖房方法又は冷温水の供給方法 - Google Patents

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】 （産業上の利用分野） この発明は、冷暖房方法又は冷温水の供給方法に関する
ものである。

（従来の技術） 冷暖房方法としては、熱ポンプによる方法が広く行われ
ている。この方法は、冷媒ガスを圧縮機から凝縮器、膨
張弁、蒸発器を経て圧縮機へと循環させて、熱の移動を
図るものである。

この方法では、冷媒ガスが凝縮器で放熱し、蒸発器で吸
熱するので、暖房時には凝縮器の放熱を利用することと
し、冷房時［Ｈ蒸発器の吸熱を利用することとしている
。従って、暖房時と冷房時とでに冷媒ガスの流ｎを変更
する必要があり、そのために四方切換弁が必要とされ、
また受液器が必要とされた。

上述の熱ポンプによる従来の暖房方法を、図面について
説明すると次のとおりである。第２図は、暖房時におけ
る冷媒ガスの流れを示している。第２図では、圧縮機で
圧縮されて高温となった冷媒ガスは、四方切換弁４通り
、室内に設置された凝縮器へ流れ、次いで膨張弁と受液
器とを通り、低温となって蒸発器へ入り、その後圧縮機
へ戻る、という循環をする。このとき、冷媒ガスは凝縮
器で放熱するので、その放熱を直接空気に移して暖めら
れた空気を作り、この空気を暖房用に供給して来た。こ
の場合、蒸発器が通常は室外に置かれており、ここで発
生する冷熱は外気に吸収させて廃棄された。

他方、上述の熱ポンプにおける従来の冷房は、冷媒ガス
を次のように流して行われた。第３図は、従来の冷房方
法における冷媒ガスの流れを示している。第３図におい
て、圧縮器で圧縮されて高温となった冷媒ガスは、四方
切換弁を通り、室外に設置された凝縮器へ流れ、次いで
膨張弁と受液器とを通り、低温となって室内に設置され
た蒸発器に入り、その後圧縮機へ戻る、という循環をす
る。このとき、冷媒ガスは蒸発器内で吸熱するので、そ
の吸熱を利用して空気を冷却し、冷却された空気を冷房
用に供給して来た。この場合に、室外に設置された凝縮
器内での発熱は、外気に吸収させて廃棄された。

（発明が解決する課題） このように、従来の冷暖房方法では、暖房時には冷熱が
廃棄され、冷房時には温熱が廃棄された。これは、熱エ
ネルギーの利用という観点から見ると、甚だ不経済なこ
とである。冷房時には、なるほど冷熱の利用だけで冷房
の目的を達することができるが、生活全体を考えると、
他面では、例えば風呂用など（Ｃ必らず温熱も必要とさ
れるので、冷房時に温熱を廃棄することは、不経済であ
ると考えられた。そこで、この発明者は、従来の冷暖房
方法が、暖房時に冷熱を廃棄し、冷房時に温熱を廃棄し
ているのを改め、これらの廃棄熱を有効に利用しようと
企てた。

（課題解決のための手段） この発明者は、従来の冷暖房方法において、廃熱棟でも
利用して、温熱と冷熱とを同時に利用できるようにする
ためには、冷媒ガスとは別に、加温用媒体と冷却用媒体
とを循環させ、これらの媒体を冷媒ガスによってそれぞ
れ加熱又は冷却しておき、これら媒体からの熱交換によ
り空気又は水をそれぞれ加熱又は冷却して供給すること
が、好都合であることを見出した。すなわち、従来の凝
縮器内で冷媒ガスとの熱交換によって加温用媒体を加熱
してこれを循環させ、また従来の蒸発器内で冷媒ガスと
の熱交換によって冷却用媒体を冷却してこれを循環させ
、これらの媒体を介して空気又は水を加熱又は冷却し、
こうして加熱又は冷却された空気又は水を供給するよう
にすると、温熱と冷熱とを有効に利用できるだけでなく
、消費される温熱と冷熱との間に不均衡を生じても、容
易にそれに順応できるなど、色々な利益の得られること
が見出された。

寸た、この発明者は、上述の冷暖房方法において、加熱
又は冷却された空気又は水を能率よく供給するには、加
熱用媒体及び冷却用媒体として液体を用いるのが好都合
であることを見出した。さらに、この発明者は、加熱又
は冷却された空気又は水を安定に供給するＫは、加熱用
液体のタンクと冷却用液体のタンクとを設け、ここに成
る程度多量の加熱用液体と冷却用液体とを貯えておくの
が必要であることを見出した。

この発明は、このような知見に基づいて完成されたもの
である。

（発明要旨） この発明は、冷媒ガスを圧縮機から凝縮器、膨張弁、蒸
発器を経て圧縮機へ戻して循環させ、冷媒ガスが凝縮器
内で発生する温熱を利用して流体を加熱し、冷媒ガスが
蒸発器内で発生する冷熱を利用して流体を冷却する方法
において、凝縮器内で発生する温熱を液体に吸収させて
加温用液体として循環させ、蒸発器内で発生する冷熱を
液体に吸収させて冷却用液体として循環させ、これらの
液体がそれぞれ循環する間に、それぞれの液体の持つ温
熱又は冷熱を空気又は水に移して、暖気、冷気、温水又
は冷水を生成させ、これを供給することを特徴とする、
冷暖房方法又は冷温水の供給方法に関するものである。

また、この発明は、冷媒ガスを圧縮機から凝縮器、膨張
弁、蒸発器を経て圧縮機へ戻して循環させ、冷媒ガスが
凝縮器内で発生する温熱を利用して流体を加熱し、冷媒
ガスが蒸発器内で発生する冷熱を利用して流体を冷却す
る方法において、凝縮器内で発生する温熱を液体に吸収
させて加温用液体とし、これを循環させるとともに一時
的に高温タンク内に貯蔵し、蒸発器内で発生する冷熱を
液体に吸収させて冷却用液体とし、これを循環させると
ともに一時的に低温タンク内に貯蔵し、これらの液体が
それぞれ循環する間に、それぞれの液体の持つ温熱又は
冷熱を空気又は水に移して暖気、冷気、温水又は冷水を
生成させ、これを供給することを特徴とする冷暖房方法
又は冷温水の供給方法に関するものである。

この発明に係る方法を図面に基づき説明すると１次のと
おりである。第１図は、この発明方法を示した模型図で
ある。第１図において、冷媒ガスは圧＆ｍｌにより圧縮
されて通路Ａを通り、凝縮器２、膨張弁３、蒸発器４を
この順序に通って、圧縮機Ｉへ戻され、ここに通路Ａに
よる循環通路を形成している。この通路Ａに沿った各部
は、これ壕で熱ポンプ式の冷暖房装置において採用され
て来た各部と同じであるが、ただ四方切換弁と受液器と
が付設されていなくて、冷媒ガスが常に一方向にだけ流
される点で異なっている。

第１図に示したこの発明に係る方法は、凝縮器２内に通
路Ｂが通され、また蒸発器４内に通路Ｃが通され、通路
Ｂと通路Ｃとにそれぞれ加温用液体と冷却用液体とが循
環せしめられている点で、従来方法と異なっている。ま
た、通路Ｂには高温タンク５と高温用熱交換器６とが付
設され、同様に通路Ｃには低温タンク７と低温用熱交換
器８とが付設されている点で異なっている。さらに、高
温用熱交換器６と低温用熱交換器８内に、それぞれ空気
又は水の通路りとＥとが通されている点でも異なってい
る。通路りとＥとの出口から得られる空気又は水が、冷
暖房用の空気又は冷温水として利用されることとなる。

通路Ｂｔ−流れる加温用液体は、凝縮器２内で冷媒ガス
と熱交換を行い、冷媒ガスの発する熱を吸収して高温と
なる。高温となった加温用液体は、ポンプＰにより流さ
れて高温タンク５に入り、次いで高温用熱交換器６を通
って、再び凝縮器２に入り、こうして通路Ｂ内を循環す
る。

加温タンクは、加温用媒体を成る程度大量に貯え、加温
用液体の温度が急激に大きく変化するのを緩和する役目
を果たしている。

高温用熱交換器６内には、空気又は水の通路りが設けら
れ、そこで加温用液体と、通路り内を流れる空気又は水
との間で熱交換が行われる。

その結果、通路りを流れる空気又は水は、温風又は温水
となる。こうして通路りの出口で温風又は温水を得るこ
とができる。この温風が暖房用に供給され、温水はその
１１温水として使用され・又は他のものを暖めるのに使
用される。

他方、通路Ｃを流れる冷却用液体は、循環ポンプＰによ
り流されて、蒸発器傷内へ入り、ここで冷媒ガスと熱交
換を行い、冷媒ガスの発する冷熱を吸収して低温となる
。低温となった冷却用液体は、低温用熱交換器８に入り
、次いで低温タンク７を通って、再び蒸発器４に入り、
こうして通路Ｃ内を循環する。低温タンク７は、冷却用
液体の貯蔵所となり、冷却用液体の温度が急激に大きく
変化するのを緩和する役目全果たしている。

低温用熱交換器８内には、空気又は水の通路Ｅが設けら
れ、そこで通路Ｅ内を通る空気又は水と冷却用液体との
熱交換が行われる。その結果、通路Ｅ内を通る空気又は
水は冷風又は冷水となる。こうして、通路Ｅの出口で冷
風又は冷水金得ることができる。この冷風が冷房用に供
給され、冷水はそのまま使用され、又は池の物音冷却す
るのに使用される。

この発明では、冷媒ガスとして、ただ１種類の冷媒ガス
だけを用いてもよいが、沸点の異なる２種類以上のもの
を混合して用いることもできる。２種類以上のもの全混
合して用いると、加温用液体と冷却用液体との温度差を
一層太きくすることができる。

加温用液体と冷却用液体とは、同じものを用いてもよい
が、また異なるものを用いることもできる。液体として
は水又は水溶液を用いるのが好ましい。水溶液としては
、例えばブラインを用いることもできる。

（実施例） 冷媒ガスとして、フレオンＲ２２ＣＣＨＣＩ　Ｆ２、モ
ノクロロジフルオロメタン）ヲ使用し、夏期に約６°Ｃ
の冷水と約５８°Ｃの温水とをそれぞれ１２万Ｋｃａｌ
／ｈｒＸ１８万Ｋ　ｃ　ａ　ｌ　／　ｈ　ｒの割合で得
る場合を例に取り、第１図について実施の一例を以下に
説明する。

圧縮機ｌとしては２１５ＫＷ／ｈｒのもの金用い、圧縮
機１から、フレオンＲ２２が２５に９／−の圧力、６２
°Ｃの温度をもって凝縮器２−・向かって流れ、凝縮器
２内で１８万Ｋｃａｌ／ｈｒの放熱をして、膨張弁３へ
流れるようにした。その後、膨張弁３を出たフレオンＲ
２２は、蒸発器４へ入り、蒸発器４で蒸発して１２万Ｋ
ｃａｌ／ｈｒ’を吸熱し、ここで１２万Ｋｃａｇ／ｈｒ
の冷熱を発するようにした。その結果、フレオンＲ２２
は４．５　Ｋ９／ｃＩＩＩの圧力、−３°Ｃの温度をも
って圧縮機１へ入ることとなった。フレオンＲ２２は、
上述のような温度と圧力をもって通路Ａ内を循環してい
る。通路Ａｆｆ７．５ｃｒｎの直径のパイプで構成され
ていた。

このとき、通路Ｂには加温用液体として水が循環される
。通路Ｂは直径７．５ａのバイブで作られている。通路
Ｂ’（ｚ流れる加温用液体は、凝縮器２内で冷媒ガスの
フレオンＲ２２と熱交換して加熱される。フレオンＲ２
２は凝縮器２へ入るとき２５　Ｋｙ／ｃｒｊ　の圧力と
６２℃の温度とを持っているから、加温用液体は６２℃
より僅かに下の温度、例えば５８℃までは加熱されるこ
とができる。だから、加温用液体の温度は上限を５８°
Ｃ下限を５５°Ｃにすることができる。

そこで、加温用液体の温度が５５°Ｃ以下になったとき
、圧縮機１が稼動して冷媒ガスが凝縮器２内へ送り込き
れて加温用液体が昇温せしめられ、加温用液体の湿度が
５８°Ｃ以上になったとき、圧縮機１が停止して冷媒ガ
スを凝縮器内へ送り込まなくなるようにした。

他方、通路ＣＫＨ冷却用液体として水が循環される。通
路Ｃは直径７，５σのバイブで構成されている。通路Ｃ
を流れる冷却用液体は、蒸発器４内で冷媒ガスのフレオ
ンＲ２２と熱交換して冷却される。フレオンＲ２２ｉｊ
、蒸発器４を出るときに４、５　Ｋ９／−の圧力と一３
°Ｃの温度を持っているから、冷却用液体は一３°Ｃよ
り僅か上の温度、例えば２°Ｃ寸では冷却されることが
できる。だから、冷却用液体の温度は、下限を５°Ｃと
し上限を８°Ｃにすることができる。

そこで、冷却用液体の温度が８°Ｃ以上に上昇したとき
、圧縮機１が稼動して冷媒ガスを蒸発器４内へ送り込ん
で冷却用液体を冷却し、冷却用液体の温度が５°Ｃ以下
になったとき、圧縮機１が停止して、冷媒ガスを蒸発器
４内へ送り込１なくなるようにした。

フレオンＲ２２は、凝縮器２内で１８万Ｋｃａｌ／ｈｒ
の発熱をする。そこで、凝縮器２は、これだけの熱量を
伝えるだけの伝熱面積を持ったものとされている。凝縮
器２内で加熱された加温用液体は、１．５ＫＷの循環ポ
ンプＰにより通路Ｂ内を循環せしめられる。高温タンク
５は約１８）ンの容量を持ったタンクで、この中に加温
用液体が約１５トン貯えられている。通路Ｂには高温用
熱交換器６が付設されている。高温用熱交換器６は１８
万Ｋｃａｌ／　ｈ　ｒの伝熱面積を持ち、通路Ｂを流れ
る加温用液体から、通路Ｄｉ流れる空気へ熱を移動させ
る。

通路Ｄｉ流れる空気は２．２ＫＷ／ｈｒの循環ポンプＰ
で送られ、５５〜５８°Ｃの温水となって供給される。

フレオンＲ２２Ｈ蒸発器４内で１２万Ｋ　ｃ　ａ　ｌｌ
　／　ｈ　ｒの冷熱を発する。そこで、蒸発器４は、こ
れだけの熱４１伝えるだけの伝熱面積を持ったものとさ
れている。蒸発器山内で冷却された冷却用液体は、０．
７５ＫＷの循環ポンプＰにより通路Ｃ内を循環せしめら
れる。低温タンク７は約３トンの容量を持ったタンクで
、この中に約３トンの冷却用液体が貯えられている。通
路Ｃ［は、低温用熱交換器８が付設されている。低温用
熱交換器８は１２万Ｋｃａｌｊ／ｂｒの伝熱面積を持ち
、通路Ｃを流れる冷却用液体から通路Ｅを流れる水へ冷
熱が移動し、通路Ｅｉ流れる水が冷却される。通路Ｅを
流れる水１ｉ１．０．７５ＫＷ／ｈｒの循環ポンプＰで
送られて７〜ｌＯ°Ｃの冷水となって循環される。この
循環の途中に、エヤハンドリングユニットヲ取り付けて
、ここで空気を冷却して約１８°Ｃの空気として冷房用
に供した。

（発明の効果） この発明方法によれば、凝縮機内で発生する温熱を液体
に吸収させて加温用液体として循環させ、また舊発器内
で発生する冷熱を液体に吸収させて冷却用液体として循
環させるので、温熱と冷熱とを直接空気に移行させる場
合のように、冷媒ガスの流れる方向を変える必要がなく
、従って四方切換弁と受液器とが必要でなくなっている
。また、熱を伝えるのに液体を用い、加温用液体と冷却
用液体とを用いたので、これらの液体に熱を蓄積するこ
とができ、従って頻繁に圧ｗｉ機を稼働させたり停止さ
せたりすることがなくなり、加熱と冷却とを効率よく行
うことができ、また必要に応して大量の温熱と冷熱とを
取り出すことができる。さらに、加温用液体と冷却用液
体とがそれぞれ循環する間に、それぞれの液体の持つ温
熱又は冷熱を空気又は水に移して暖気、冷気、温水又は
冷水を生成させ、これを供給することとしたので、供給
される空気又は水は、加温用液体又は冷却用液体を介し
て、間接に加温又は冷却されることとなるため、塩度変
化の少ない空気又は水を安定して供給することができる
。その上に、加温用液体と冷却用液体とを循環させるか
ら、液体の循環によって多量の熱を移動させることがで
き、従って成績係数を大きく向上させることができる。

こうして、この発明方法によれば、瓜熱と冷熱との双方
の熱を有効に利用できることとなる。

さらに、加温用液体を高温タンクに貯えるようにすれば
、例えば、凝縮器内で冷媒ガスの発生する熱量が急激に
少なくなったり、高温用熱交換器内で空気又は水による
熱の需要が急激に大きくなったような場合にも、加塩用
液体の温度変化が少なく、従って温風又は温水を一層安
定して供給することができる。また、冷却用液体を低層
タンクに貯えるようにすれば、例えば蒸発器内で冷媒ガ
スの吸収する熱量が急激に少なくなったり、低温用熱交
換器内で空気又は水による熱の需要が急激に大きくなっ
たような場合にも、冷却用液体の温度変化が少なく、従
って冷風又は冷水を一層安定して供給することができる
。この発明は、このような利点をもたらすものである。

【図面の簡単な説明】

第１図は、この発明方法の実施の一例を示した模型図で
ある。第２図及び第３図は、従来方法の模型図である。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、冷媒ガスを圧縮機から凝縮器、膨張弁、蒸発器を経
   て圧縮機へ戻して循環させ、冷媒ガスが凝縮器内で発生
   する温熱を利用して流体を加熱し、冷媒ガスが蒸発器内
   で発生する冷熱を利用して流体を冷却する方法において
   、凝縮器内で発生する温熱を液体に吸収させて加温用液
   体として循環させ、蒸発器内で発生する冷熱を液体に吸
   収させて冷却用液体として循環させ、これらの液体がそ
   れぞれ循環する間に、それぞれの液体の持つ温熱又は冷
   熱を空気又は水に移して、暖気、冷気、温水又は冷水を
   生成させ、これを供給することを特徴とする、冷暖房方
   法又は冷温水の供給方法。 ２、冷媒ガスを圧縮機から凝縮器、膨張弁、蒸発器を経
   て圧縮器へ戻して循環させ、冷媒ガスが凝縮器内で発生
   する温熱を利用して流体を加熱し、冷媒ガスが蒸発器内
   で発生する冷熱を利用して流体を冷却する方法において
   、凝縮器内で発生する温熱を液体に吸収させて加温用液
   体とし、これを循環させるとともに一時的に高温タンク
   内に貯蔵し、蒸発器内で発生する冷熱を液体に吸収させ
   て冷却用液体とし、これを循環させるとともに一時的に
   低温タンク内に貯蔵し、これらの液体がそれぞれ循環す
   る間に、それぞれの液体の持つ温熱又は冷熱を空気又は
   水に移して暖気、冷気、温水又は冷水を生成させ、これ
   を供給することを特徴とする冷暖房方法又は冷温水の供
   給方法。