JPH033868B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は、冷却回路より温水装置へ熱エネルギ
を伝達するための装置に係り、更に詳細には冷媒
過熱低減器／温水ヒータ及び該冷媒過熱低減器／
温水ヒータを空調装置に一体的に組込む方法に係
る。

典型的な蒸気圧縮冷却装置に於ては、コンプレ
ツサ、コンデンサ、蒸発気、膨張装置の如き種々
の構成要素は、蒸発気と熱交換する関係にある流
体とコンデンサと熱交換する関係にある流体との
間に熱エネルギを伝達するように配列されてい
る。また冷媒をコンデンサへ循環させる前にガス
状の冷媒より過熱エネルギを除去する過熱低減器
を使用することが上述の如き冷却装置との関連で
知られている。

通常の建物の設備には、一般に、包囲された空
間へ加熱された水を供給するための温水ヒータが
設けられている。多くの温水ヒータは入口延長パ
イプに接続された冷水入口と、温水タンクの頂部
を通つて延在する温水出口とを有している。水が
水供給系より冷媒過熱低減器へ導かれ該過熱低減
器に於て水が温水タンクへ戻される前に予熱され
るよう、温水ヒータと冷却回路の過熱低減器との
間に水を導く導管を適宜に接続することが知られ
ている。空調装置に於ては、冷房が必要とされる
場合には、熱エネルギが包囲された空間より大気
または他の熱シンクへ伝達され放出される。この
熱エネルギは浪費されることが多い。本発明によ
る組合せ装置によれば、包囲された空間に於ては
必要とされない上述の如き熱エネルギは、水に熱
エネルギを与えて種々の目的用途に於て使用され
る加熱された水を供給するために使用される。か
くして加熱された水は住居に於て風呂、洗浄、調
理などの用途に使用されて良い。商業的な用途と
しては、レストラン、スーパーマーケツト、種々
のプロセス的利用、及び冷却装置よりの廃熱エネ
ルギまたは過剰エネルギが温水加熱の需要の一部
または全体を満すために使用される他の任意の用
途がある。

冷却装置が冷房モード中に水を加熱するための
過剰の熱を供給することができることに加えて、
冷却回路のなかには暖房の季節中に包囲された空
間へ熱エネルギを供給し得るよう運転サイクルを
逆転し得るものがある。かかる型式の冷却回路は
一般にヒートポンプと呼ばれている。もし必要な
らば、暖房の季節中にヒートポンプにより与えら
れる熱エネルギの一部は、本発明による冷媒過熱
低減器／温水ヒータにより温水を供給するために
使用されて良い。

本発明の特定の実施例に於ては、一般に三つに
分割された装置として知られている空調装置が組
合せ作動を達成し得るよう使用される。本発明に
於て使用される如き三つに分割された装置は、三
つの独立したセクシヨン、即ち大気と熱交換する
関係に設けられた屋外熱交換器を含む屋外セクシ
ヨンと、暖房または冷房を行うべく包囲された空
間内に循環される熱伝達流体と熱交換する関係に
おかれた屋外セクシヨンと、冷房回路のコンプレ
ツサと冷媒過熱低減器／温水ヒータとを含むコン
プレツサセクシヨンとを有する冷却回路を含んで
いる。

過熱低減器／温水ヒータを流れる水の流れに対
する制御装置は、特にその系の効率的且安全な運
転を可能にするよう構成されている。本発明に於
ては、水供給系より熱交換器へ水が連続的に循環
されるよう、冷却装置のコンプレツサが運転され
る場合にはポンプが連続的に運転される。バイパ
ス導管が過熱低減器／温水ヒータと並列的に設け
られている。バイパス導管はそのバイパス導管を
通る水の体積を制限する絞りオリフイスを含んで
いる。装置に流入する水の温度を検出すべく流入
水温度検出装置が設けられる。また過熱低減器／
温水ヒータより流出する水の温度を検出すべく流
出水温度検出装置が設けられる。過熱低減器／温
水ヒータを通る水の流れを制御する弁が設けら
れ、温水加熱装置へ戻される水の温度を測定する
安全センサが設けられる。コンプレツサとの関連
で運転されるポンプは、流入する水の温度が所望
の水温度以下であり流出する水の温度が水を加熱
することが必要とされる温度以上である場合に
は、過熱低減器／温水ヒータに水を循環させるべ
く作動する。

安全センサは、水の温度が住居内に水を供給す
る際の安全なレベル以上に上昇した場合には、過
熱低減器／温水ヒータよりの水の流れを阻止すべ
く、冷却回路のコンプレツサを含む制御回路全体
の作動を停止させるよう機能する。すべての温度
センサは過熱低減器／温水ヒータを通る水の流れ
を制御する一体的な制御装置を構成するよう水弁
に対し直列に接続される。絞りを有するバイパス
導管を使用することにより或る量の水を連続的に
循環させることができ、これにより温度の読みを
正確にすることができる。

系内の水弁を制御する安全温度センサを設ける
ことにより、主要な制御構成要素の何れかが故障
した場合にも温水過熱の問題が発生することが回
避される。住居に於ては、温水の蛇口を開いた場
合に極端に高温の温水が温水ヒータより直接吹出
すことが起り得る。上述の安全装置を設けること
により、過剰に高い温度の水が水タンクまたは温
水加熱装置へ至る復帰導管に流入することがなく
なり、これにより非常に温度の高い温水が吹出す
という問題が回避される。

装置のコンプレツサセクシヨンに於けるコンプ
レツサと過熱低減器／温水ヒータとを一体化する
ことにより、現場に於ける冷媒導管接続部の数が
低減され、また設置の誤りの可能性が低減され
る。適正な冷媒導管接続部が工場に於て形成され
る。一つのキヤビネツトに上述の二つの構成要素
を設けることにより、系の設備の一部として装着
されなければならない構成要素の数が低減され
る。更に工場に於て制御系は工場に於てその導線
の接続が行われるので、現場に於て行われなけれ
ばならない導線の接続の数が低減される。

本発明の一つの目的は、内部を通る水の流れに
対する制御を一体化する制御装置を有する冷媒過
熱低減器／温水ヒータを提供することである。

本発明の他の一つの目的は、過熱低減器／温水
ヒータを通る水の流れを制御する水弁を制御する
装置を提供することである。

本発明の更に他の一つの目的は、単一のセクシ
ヨン内にコンプレツサと冷媒過熱低減器／温水熱
交換器とを組込まれたコンプレツサセクシヨンで
あつて屋内熱交換器及び屋外熱交換器とは独立し
たコンプレツサセクシヨンを含む複構成要素冷却
装置を提供することである。

本発明の更に他の一つの目的は、冷却回路の冷
媒に保有された熱エネルギを最大限に利用して温
水の加熱を行うように構成された安全で経済的で
信頼性の高い装置を提供することである。

本発明の一つの局面によれば、これらの目的及
び他の目的は本発明の好ましい実施例によつて達
成され、本発明によればコンプレツサと温水加熱
装置とを含む組合せ冷却回路が開示される。加熱
されるべき水を受ける水入口、水を放出する水出
口、水入口より水を受けるべく接続され水加熱装
置に水を循環させるポンプが開示される。このポ
ンプは冷却回路のコンプレツサとの関連で作動さ
れる。冷却回路より高温のガス状の冷媒を受け、
該冷媒より水加熱装置内を流れる熱エネルギを伝
達すべく熱交換装置が接続される。第一の水導管
手段により熱交換装置がポンプに接続される。熱
交換装置より水出口へ至る水の流れを制御する弁
装置が設けられ、第二の水導管手段により熱交換
装置が弁装置に接続される。第三の水導管手段に
より弁装置が水出口に接続され、内部を流れる水
の流れを制限する流れ絞りを含むバイパス手段に
より第一の水導管手段が第三の水導管手段に接続
される。第三の水導管手段を経て水出口へ至る水
（バイパス手段内を流れる水を含む）の温度を検
出する安全温度センサが設けられる。安全温度セ
ンサは回路装置を経て弁装置に接続されており、
それと熱交換する関係にて循環される水の温度が
或る閾値を越えた場合には装置の作動を完全に遮
断しまた熱交換器を通る水の流れを阻止すべく弁
装置を閉弁させる。更に本発明の装置は、水入口
を通る水の温度を検出する流入水温度センサと、
第二の水導管手段を通る水の温度を検出する流出
水温度センサと、及び安全センサ、流入水温度セ
ンサ及び流出水温度センサに接続された弁装置を
含み三つのすべての温度センサが適当な水温度を
検出した場合にのみ弁装置を開弁させて水の流れ
を許すようよう構成された回路装置とを含んでい
る。

本発明の他の一つの局面によれば、温水導管及
び冷水導管と住居に熱伝達流体を導くための装置
とを含む主要な温水加熱装置を有し空調装置と温
水加熱装置とよりなるコンパクトな組合せが住居
の用途に使用されるべく開示される。空調させる
べき空間の外部に配置されるよう設計された該屋
外セクシヨンは、冷却回路の屋外熱交換器と屋外
熱交換器を通る冷媒と熱交換する関係にて空気を
循環させるフアン装置とを含んでいる。住居に熱
伝達流体を導く装置に接続された屋内セクシヨン
は、熱交換流体が屋内熱交換器を通る冷媒と熱交
換する関係にて循環されるよう配置された冷却回
路の屋内熱交換器を含んでいる。コンプレツサセ
クシヨンは冷却回路の一部を構成するコンプレツ
サと、内部を流れる水に熱エネルギを伝達すべく
コンプレツサより高温のガス状冷媒を受けるよう
接続された冷媒過熱低減器／温水ヒータ（水−冷
媒熱交換器とも呼ばれる）とを含んでいる。コン
プレツサはコンプレツサセクシヨンの過熱低減
器／温水ヒータと組合されて冷媒導管により屋内
セクシヨンの熱交換器及び屋外セクシヨンの熱交
換器に接続される。他の一つの冷媒導管により屋
外セクシヨンの熱交換器が直接屋内セクシヨンの
熱交換器に接続される。コンプレツサセクシヨン
の過熱低減器／温水ヒータは水導管により主要な
温水加熱装置へ至る温水導管及び冷水導管に接続
され、これにより温水加熱装置のための水がコン
プレツサセクシヨン内に於て予熱される。

以下に添付の図を参照しつつ、本発明を実施例
について詳細に説明する。

過熱低減器／温水ヒータを使用するための制御
装置の実施例は三つの部分に分割された空調装置
との関連で使用されるものである。冷媒過熱低減
器／温水ヒータの制御装置は他の用途に於て使用
されても良く、図示の特定の構造的組合せに限定
されるものではない。

添付の第１図に温水ヒータと空調装置との組合
せが図示されている。この第１図は温水ヒータと
空調装置とが一体化されていることを解図的に示
している。空調装置はコンプレツサセクシヨン１
０と、屋内セクシヨン９０と、屋外セクシヨン９
２とを含んでいる。温水加熱装置は水貯容タンク
５４と、取出し導管５６と、冷水導管５８と、温
水導管６０とを含んでいる。コンプレツサセクシ
ヨン１０の水加熱部分は冷水導管５８及び温水導
管６０より水貯容タンク５４に接続されている。

冷却回路はコンプレツサ１２と、接続導管１４
と、マフラー１６と、接続導管１８と、冷媒搬送
ループ１９を含む過熱低減器／温水ヒータ２０
と、接続導管２２と、逆転弁２４と、接続導管２
６と、アキユムレータ２８と、コンプレツサ吸入
導管３０とを含んでいる。逆転弁２４には屋内熱
交換器３６に接続された冷媒導管３２が接続され
ている。屋内熱交換器３６は導管４４により膨張
装置４６、導管４８、膨張装置５０、導管５２、
屋外熱交換器３８に接続されている。屋外熱交換
器３８は導管３４により逆転弁２４に接続されて
いる。これらの構成要素は屋内熱交換器３６と屋
外熱交換器３８との間に於て熱エネルギの伝達が
行われるよう冷却回路を構成している。水循環回
路は水貯容タンク５４と、冷水導管５８と、流入
水温度センサ６２と、ポンプ６４と、導管６６
と、過熱低減器／温水ヒータ２０の水搬送部分６
７と、流出水温度センサ６８と、水弁７０と、安
全センサ７２とを含んでいる。導管６６と導管６
０との間には絞り装置７６を有するバイパス導管
７４が接続されている。

第１図に於て、コンプレツサセクシヨン１０は
コンプレツサ１２、アキユムレータ２８、マフラ
ー１６、逆転弁２４、及び温水ヒータの種々の構
成要素を含んでいる。屋内セクシヨン９０は屋内
熱交換器３６と屋内フアン４０とを含んでいる。
屋外セクシヨン９２は屋外熱交換器３８と屋外フ
アン４２とを含んでいる。

温水ヒータを解図的に示す第２図に於て、温水
ヒータは閉ループを構成していることが解る。冷
水導管５８は水入口６３がそれと熱交換する関係
にある流入水温度センサ（サーマルスイツチ）を
有するよう接続されている。水入口６３には温水
貯容タンク５４と過熱低減器／温水ヒータ２０と
の間にて水を循環させるポンプ６４が接続されて
いる。ポンプ６４及び過熱低減器／温水ヒータ２
０には第一の導管６６が接続されている。過熱低
減器／温水ヒータ２０の水搬送ループ、即ちルー
プ１９は導管６６及び第二の導管６９に接続され
ている。第二の導管６９は水弁７０に接続されて
おり、流出水温度センサ６８と熱交換する関係に
おかれている。バイパス導管７４は第一の導管６
６を第三の導管６０と接続している。内部を流れ
る水の流れを絞る非常に狭いオリフイスを有する
絞り装置７６がバイパス導管７４内に設けられて
いる。安全センサ７２が導管６０内を流れる水の
温度を検出し得るよう導管６０にそれと熱交換す
る関係にて設けられている。

第２図に於て、流入水温度センサ６２は、検出
された温度が125〓（51.5℃）またはそれ以下に
低下したとき閉成して導通状態となり、検出され
た温度が140〓（60℃）またはそれ以上になつた
とき開成して不導通状態となるよう設計されてい
る。流出水温度センサ６８は、水の温度が135〓
（57℃）となつたとき閉成し、水の温度が100〓
（37.8℃）に低下したとき開成するよう設計され
ている。安全センサ７２は水の温度が180〓（82
℃）にまで上昇したとき開成し、水の温度が160
〓（70℃）に低下したとき閉成するよう設計され
ている。

第３図に於て、温水加熱装置が、空調装置と一
体化されていること及びそれらの作動が示されて
いる。この第３図に於て導線Ｌ−１及び導線Ｌ−
２は制御回路電源として示されている。導線Ｌ−
１には導線１００により常開の安全センサリレー
接点８２に接続されている。接点８２は導線１０
１によりコンプレツサリレー接点CR及び流入水
温度センサ６２に接続されている。接点CRは導
線１０４によりコンプレツサ接触器１０４′及び
ポンプ６４に接続されている。Ｌ−２は導線１０
３によりコンプレツサ接触器、ポンプ６４、ソレ
ノイド弁７０に接続されている。流入温度センサ
６２は導線１０５により流出水温度センサ６８に
接続されており、流出水温度センサ６８は導線１
０７により水ソレノイド弁７０に接続されてい
る。

第４図に於て、導線Ｌ−３と導線Ｌ−４との間
には導線１２１、安全センサ７２、導線１２３、
安全センサリレー８０、導線１２５が直列に接続
されている。

作 動 包囲された空間を暖房または冷房すべく空調装
置のコンプレツサが作動されると、コンプレツサ
リレーは接点CRを閉じ、安全センサリレー接点
SSRが閉成してコンプレツサを作動させるべくコ
ンプレツサ接触器に電力が供給され、またポンプ
６４に電力が供給される。かかる状況に於ては、
ポンプ６４は水貯容タンク５４または冷水導管５
８より温水ヒータを経て水貯容タンク５４へ水を
循環させる。ポンプ６４はコンプレツサが作動さ
れている期間中には連続的に作動され、過熱低減
器／温水ヒータ２０を経て水を循環させ及び／又
はバイパス導管７４及び絞り装置７６を経て少量
の水を供給する。かくして少量の水がバイパス導
管７４を流れることにより、水貯容タンク５４内
の水の温度を流入水温度センサ６２に於て連続的
に検出することができる。

水ソレノイド弁７０は常閉型のものである。水
ソレノイド弁７０は三つのすべての温度センサ、
即ち流入温度センサ６２、流出水温度センサ６
８、安全センサ７２のすべてがそれぞれ所定の温
度条件を検出すことにより閉成されている場合に
のみ開弁される。従つて流出水の温度が140〓
（60℃）以下であり更に加熱されることが必要で
ある場合、過熱低減器／温水ヒータより流出する
水の温度が135〓（57℃）以上であり水が十分に
加熱されていることにより流出水温度センサ６８
が閉成されている場合、及び常閉型の安全センサ
７２が180〓（82℃）以下の温度を検出しており
水が過剰には加熱されていないことを示している
場合には、水ソレノイド弁７０は開弁され、水が
過熱低減器／温水ヒータを経て水貯容タンク５４
へ循環される。流入温度センサ６２が140〓（60
℃）以上の温度を検出している場合は、安全セン
サ７２は開成され、過熱低減器／温水ヒータ２０
を通る水の流れが停止される。また流出水温度セ
ンサ６８が135〓（57℃）以下の温度を検出して
いる場合には、安全センサ７２は閉成せず、水ソ
レノイド弁７０は閉弁状態に維持される。水の温
度が135〓（57℃）に到達すると、水ソレノイド
弁７０が水の温度は100〓（37.8℃）に低下する
まで開弁され、その時点に於て流入水温度センサ
６８が開成して水ソレノイド弁７０が閉弁され
る。流入水温度センサ６２は水の温度を検出し水
の温度が140〓（60℃）以上になると開成し、流
入する水の温度が125〓（51.5℃）に低下するま
で閉成しないようになつている。

水貯容タンク５４へ戻される水の温度を検出す
べく設けられた安全センサ７２は、水の温度が
180〓（82℃）の場合に開成し、水の温度が160〓
（71℃）の場合に閉成するように設計されている。
従つて温水加熱装置より排出されるる水の温度が
180〓（82℃）以上である場合には、安全センサ
７２は開成してコンプレツサ１２及びポンプ６４
を含む装置の運転を停止させ、ソレノイド弁７０
が閉弁する。この安全センサ７２は水の温度が
160〓（71℃）に低下するまで開成状態に維持さ
れる。

以上に於ては本発明を冷却回路より熱エネルギ
を伝達する温水ヒータのための組合せ制御装置を
用いた実施例について説明したが、冷媒過熱低減
器／温水ヒータのための上述の如き特定の構成が
他の特殊な用途に適用されても良い。また以上に
於ては、空調装置の屋内セクシヨン及び屋外セク
シヨンより分離された単一のコンプレツサセクシ
ヨン内にコンプレツサ及び温水加熱熱交換器を使
用するための構成要素の組合せ及び物理的構成が
示されている。各セクシヨンが分離されているこ
とにより設備費を低減することができ、冷媒導管
の接続部の数を低減することができ、保守を容易
化することができる。単一のコンプレツサセクシ
ヨン内に冷媒過熱低減器を組込むことにより、過
熱低減器に対する種々の構成要素の接続を工場に
於て行うことができる。従来の冷媒過熱低減器／
温水ヒータは互いに独立した構成要素として販売
されており、そのため現場に於て冷媒に関する接
続手段が組込まれ、現場に於て水に関する接続部
の接続が行われることを要するものであつた。

以上に於ては本発明を特定の実施例について詳
細に説明したが、本発明はかかる実施例に限定さ
れるものではなく、本発明の範囲内にて種々の実
施例が可能であることは当業者にとつて明らかで
あろう。

【図面の簡単な説明】

第１図は空調／温水加熱装置を示す概略構成図
である。第２図は過熱低減器／温水ヒータを含む
温水加熱装置を示す概略構成図である、第３図は
温水加熱装置の水部分のための制御装置の種々の
感熱検出装置を示す部分結線図である。第４図は
制御回路の一部を構成する安全センサ及び安全セ
ンサリレー部分を示す部分結線図である。 １０……コンプレツサセクシヨン、１２……コ
ンプレツサ、１４……接続導管、１６……マフラ
ー、１８……接続導管、１９……冷媒搬送ルー
プ、２０……過熱低減器／温水ヒータ、２２……
接続導管、２４……逆転弁、２６……接続導管、
２８……アキユームレータ、３０……コンプレツ
サの吸入導管、３２……冷媒導管、３４……導
管、３６……屋内熱交換器、３８……屋外熱交換
器、４０……屋内フアン、４２……屋外フアン、
４４……導管、４６……膨張装置、４８……導
管、５０……膨張装置、５２……導管、５４……
水貯容タンク、５６……取出し導管、５８……冷
水導管、６０……温水導管、６２……流入水温度
センサ、６４……ポンプ、６６……導管、６７…
…水搬送部分、６８……流出水温度センサ、７０
……水（ソレノイド）弁、７２……安全センサ、
７４……バイパス導管、７６……絞り装置、８２
……安全センサリレー接点、９０……屋内セクシ
ヨン、９２……屋外セクシヨン。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ コンプレツサを含む冷却回路と温水加熱装置
   との組合せにして、 加熱される水を受入るための水入口と、 水を放出するための水出口と、 前記水入口より水を受入れて前記温水加熱装置
   内に水を循環させるように接続され前記コンプレ
   ツサと関係して作動されるポンプと、 前記冷却回路より高温のガス状の冷媒を受入れ
   前記冷媒より前記温水加熱装置内を流れる水へ熱
   エネルギを伝達するように接続された熱交換器装
   置と、 前記熱交換器装置を前記ポンプへ接続している
   第一の水導管装置と、 前記熱交換器装置から前記水出口に至る水の流
   れを制御するために設けられた弁装置と、 前記熱交換器装置を前記弁装置へ接続している
   第二の水導管装置と、 前記弁装置を前記水出口へ接続している第三の
   水導管装置と、 水の流量を制限する流量絞りを含み前記第一の
   水導管装置を前記第三の水導管装置へ接続してい
   るバイパス装置と、 前記バイパス装置を流れる水を含み前記第三の
   導管装置を通つて前記水出口へ流れる水の温度を
   検出する安全温度センサと、 前記安全温度センサを前記弁装置へ接続する回
   路装置であつて、前記安全温度センサと熱交換関
   係にて循環している水の温度が所定の閾値を越え
   たときに前記熱交換器装置を流れる水の流れを阻
   止するために前記弁装置を閉弁させる回路装置
   と、 を含んでいることを特徴とする組合せ。 ２ コンプレツサを含む冷却回路と温水加熱装置
   との組合せにして、 加熱される水を受入れるための水入口と、 水を放出するための水出口と、 前記水入口から水を受入れて前記温水加熱装置
   内に水を循環させるように接続され前記コンプレ
   ツサと関係して作動されるポンプと、 前記冷却回路から高温のガス状の冷媒を受入れ
   前記冷媒より前記温水加熱装置内を流れる水へ熱
   エネルギを伝達するように接続された熱交換器装
   置と、 前記水出口へ流れる水の温度を検出する安全温
   度センサと、 前記安全温度センサを前記コンプレツサ及び前
   記ポンプへ接続する回路装置であつて、前記安全
   温度センサと熱交換関係にて循環している水の温
   度が所定の閾値を越えたときに前記熱交換器装置
   内を流れる水の流れを阻止するために前記コンプ
   レツサ及び前記ポンプを停止させる回路装置と、 を含むことを特徴とする組合せ。