JPH035505B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は家屋に設けられる冷暖房給湯システ
ム、特に複数の熱源を用いるようにした冷暖房給
湯システムに関する。

〔従来技術〕

近年、ヒートポンプ方式による冷暖房給湯シス
テムが一般家庭に設けられるようになつている。
ところでヒートポンプ方式の冷暖房給湯システム
においては屋外に空気熱交換器等の室外ユニツト
を設けて、外気と熱交換を行つているため、特に
厳寒時や寒冷地において暖房能力が不足する場合
がある。従つて室外空気熱交換器の他に熱交換装
置を設けて室外空気熱交換器の能力を補うことが
できれば都合がよい。また種々の熱交換装置を用
いて天候、気温及び地域等によつて熱交換装置を
使い分けることができれば便利である。

ところで、一般家屋において、屋根裏の空気は
外気より温度が高く（晴天時で外気より約５℃、
曇天時で約２℃高い）、また床下の空気は冬は外
気より約２〜３℃高く、夏は外気より約２℃低
い。また地中は年間を通じて温度が安定している
ため、特に寒冷地においては熱源として有効であ
る。従つてこれらの熱源を使用すれば省エネにも
なる。

〔発明の目的〕

本発明の目的は外気より高温の熱源を利用して
ヒートポンプの効率を向上させるとともに、厳寒
時や寒冷地における暖房能力を補うことのできる
冷暖房給湯システムを提供することである。

本発明の他の目的は天候、気温及び地域などに
応じて、種々の熱交換器あるいは熱源を選択的に
使い分けることのできる冷暖房給湯システムを提
供することである。

〔発明の構成〕

本発明によれば、家屋に設けられ、熱媒体によ
つて冷暖房を行うようにした冷暖房給湯システム
において、外気の熱を吸収するための第１の集熱
部と、地中の熱を吸収するための第２の集熱部と
がそれぞれ流路を開閉するための開閉手段を介し
て連結された第１の熱交換器と、室外に設置され
る第２の熱交換器と、該第１の熱交換器及び第２
の熱交換器に接続され、前記熱媒体の流路を切り
替えるための切替手段と、該切替手段に接続され
た圧縮機と、前記切替手段に接続され、室内に設
置される第３の熱交換器と、前記切替手段に第４
の熱交換器を介して連結された貯湯槽とを有し、
前記切替手段は前記第１の熱交換器に前記圧縮機
を介して前記第３の熱交換器及び第４の熱交換器
の少なくとも一方を接続するための第１のモード
と、前記第２の熱交換器に前記圧縮機を介して前
記第３の熱交換器及び第４の熱交換器の少なくと
も一方を接続するための第２のモードと、前記第
１の熱交換器と前記第２の熱交換器とを連結する
とともに、前記圧縮機を介して前記第３の熱交換
器及び第４の熱交換器の少なくとも一方を前記連
結された第１及び第２の熱交換器に接続する第３
のモードと、前記第３の熱交換器に前記圧縮機を
介して前記第４の熱交換器を接続する第４のモー
ドを備え、前記各モードを選択的に切り換えるこ
とができるように構成されていることを特徴とす
る冷暖房給湯システムが得られる。

〔発明の実施例〕

以下本発明について実施例に基づいて説明す
る。まず、第１図ａを参照して、本発明による冷
暖房給湯システムの構成について説明すると、第
１の熱交換器（例えば対ブライン熱交換器）１と
室外に設置される第２の熱交換器（例えば室外空
気熱交換器）２とが電磁弁１ａ及び２ａを介して
並列に接続されている。対ブライン熱交換器１に
はブラインポンプ１ｂを介して、第１の集熱部で
あるアブソーバ３及び第２の集熱部である地中熱
交換器４が接続されており、対ブライン熱交換器
１とアブソーバ３及び地中熱交換器４との流路は
それぞれ電磁弁３ａ及び４ａによつて制御されて
いる。

対ブライン熱交換器１の一端は四方弁５の第１
弁５ａに接続され、他端は膨張弁６に接続されて
いる。四方弁５の第２弁５ｂは圧縮機７の一端に
連結され、圧縮機７の他端は２つの分岐され、一
方は電磁弁７ａを介して四方弁５の第３弁５ｃに
接続され、他方は電磁弁７ｂを介して第４の熱交
換器（インタンクコンデンサ）８に接続され、こ
のインタンクコンデンサ８は膨張弁６に接続され
ている。

電磁弁７ａとインタンクコンデンサ８との間及
び四方弁５の第２弁５ｂと圧縮機７との間を連結
するため電磁弁８ａを有する一本の流路が設けら
れている。四方弁５の第４弁５ｄは並列に接続さ
れた第３の熱交換器（室内熱交換器）９の一端に
接続され、室内熱交換器９の他端は膨張弁６に接
続されている。

さらに図示のようにインタンクコンデンサ８に
は水ポンプ１０ａ及び三方弁１０ｂを介して貯湯
槽１０が接続されている。また貯湯槽１０に市水
が接続されており、三方弁１０ｂを介して給湯で
きるようになつている。

なお、上述の説明において、四方弁５、電磁弁
１ａ，２ａ，７ａ，７ｂ及び８ａ、膨張弁６によ
つて流路の切替部が構成されていることになる。

次に第１図ａに示した冷暖房給湯システムの動
作について説明すると、電磁弁３ａを制御するこ
とによつて対ブライン熱交換器１とアブソーバ３
を連結することができる。また電磁弁４ａを制御
することによつて対ブライン熱交換器１と地中熱
交換器とを連結することができる。即ち電磁弁３
ａ及び４ａを動作させることによつて対ブライン
熱交換器１とアブソーバ３及び地中熱交換器４と
の接続を選択的に制御できる。

第１図ｂを参照して、対ブライン熱交換器１を
用いて、室内暖房あるいは貯湯を行う場合、電磁
弁１ａ，７ａ及び７ｂを開いて対ブライン熱交換
器１、四方弁５の第１弁５ａ、第２弁５ｂ、圧縮
機７、電磁弁７ａ、四方弁５の第３弁５ｃ、第４
弁５ｄ、室内熱交換器９、膨張弁６、電磁弁１
ａ、対ブライン熱交換器１の順に熱媒体が循環す
る閉回路、及び対ブライン熱交換器１、四方弁の
第１弁５ａ、第２弁５ｂ、圧縮機７、電磁弁７
ｂ、インタンクコンデンサ８、膨張弁６、電磁弁
１ａ、対ブライン熱交換器１の順に熱媒体が循環
する閉回路を形成する。即ち室内熱交換器９によ
つて室内を暖房するとともに、インタンクコンデ
ンサ８を介して貯湯槽１０に湯が蓄えられる。な
お電磁弁７ｂを閉じれば室内暖房のみ、電磁弁７
ａを閉じれば貯湯のみ行えることは明らかであ
る。

第１図ｃを参照して、対ブライン熱交換器１を
用いて、室内冷房及び貯湯を行う場合には、電磁
弁１ａ，７ａ及び７ｂを開くと、圧縮機７から出
た熱媒体は電磁弁７ａ、四方弁５の第３弁５ｃ、
第１弁５ａ、対ブライン熱交換器１、電磁弁１ａ
を通過し、また電磁弁７ｂ、インタンクコンデン
サ８を通過する。この熱媒体は膨張弁６で合わさ
つて、室内熱交換器９、四方弁の第４弁５ｄ、第
２弁５ｂを通つて圧縮機７へはいる。従つてイン
タンクコンデンサ８を介して貯湯槽１０には湯が
蓄えられ、室内熱交換器９によつて室内を冷房す
ることができる。なお図示はしないが電磁弁７ｂ
を閉じれば室内冷房のみ、電磁弁７ａを閉じれば
室内冷房をしながら貯湯を行える。

また、第１図ｄ及びｅに示すように電磁弁１ａ
を閉じて電磁弁２ａを開けば、室外空気熱交換器
２を用いて、冷暖房及び貯湯ができることは容易
に理解できよう。さらに図示はしないが、電磁弁
１ａ及び２ａの両方を開けば、対ブライン熱交換
器１及び室外空気熱交換器２の両方を用いて、冷
暖房及び貯湯ができる。

第１図ｆを参照して、電磁弁８ａ，７ａを動作
させて、弁を開き、インタンクコンデンサ８、電
磁弁８ａ、圧縮機７、電磁弁７ａ、四方弁５の第
３弁５ｃ、第４弁５ｄ、室内熱交換器９、膨張弁
６、インタンクコンデンサ８を熱媒体が循環する
閉回路を形成する。この時、水ポンプ１０ａによ
つて貯湯槽１０、インタンクコンデンサ８、水ポ
ンプ１０ａ、三方弁１０ｂの順に湯が循環され、
貯湯槽１０の熱源によつて室内の暖房が行われ
る。

次に第１図ａ及び第２図を参照して、上述した
構成の冷暖房給湯システムを家屋に設置する場合
について説明する。

室外ユニツト１１内には上述した対ブライン熱
交換器１及び室外空気熱交換器２、圧縮機７、イ
ンタンクコンデンサ８等が収納されている。この
室外ユニツト１１には家屋１２の床下の開口部と
室外ユニツト１１に収納された室外空気熱交換器
２を連結するようにダクトが設けられ、室外ユニ
ツト１１に取り付けられているフアン１１ａを回
転させると、図中に矢印で示すように床下からの
空気が室外空気熱交換器２を通過して排出され
る。即ち前述したように床下の空気は外気に比べ
て、夏冷たく、冬暖いから室外空気熱交換器２の
効率があがる。

地中熱交換器４は家屋１２の床下において、地
中深く埋め込まれ、貯湯槽１０は床下面をいくぶ
ん堀り下げて設置されている。貯湯槽１０はポリ
エチレンテレフタレート等の可撓性部材によつて
形成されており、可撓性部材で形成すればおりた
たんで床下に運搬した後、広げ設置できるという
利点がある。

屋根１２ａの端部には、天井裏と外部を通風す
るガラリ等が設けられた開口部が設けられてい
る。屋根１２ａの中央部には一段高く形成された
屋根１２ｂが設けられている（以下越屋根とい
う。）。越屋根１２ｂの一部には図示のように雨水
を防止できるようにガラリ等が装置された開口部
が設けられている。この越屋根１２ｂ内にはアブ
ソーバ３が設置され、大気の自然循環によつて矢
印で示すように風の流れが形成される。前述のよ
うに屋根裏では一年を通して外気よりも気温が高
いからアブソーバ３の集熱効率が良好となる。な
おアブソーバ３の近傍にフアンを取り付けて強制
的に大気を循環させてもよい。

〔発明の効果〕

以上説明したように、本発明による冷暖房給湯
システムでは、室外に設置され床下の熱を吸収す
る熱交換器、屋根裏の熱を吸収する第１の集熱
部、地中の熱を吸収する第２の集熱部を設け、こ
れら室外熱交換器、第１の集熱部及び第２の集熱
部をそれぞれ任意に選択して使用するとともに、
室内に設置される熱交換器と貯湯槽とを接続して
冷暖房給湯を行うようにしたことによつて、外気
より高温の熱源が利用できるのでピートポンプの
効率が向上するとともに厳寒時や寒冷地では地中
熱交換器の使用によつて、暖房能力を補うことが
でき、また一時的に貯湯槽の温水を熱源に利用す
ることができ、さらに天候、気温及び地域などに
応じて熱源を選択できるという利点がある。

【図面の簡単な説明】

第１図ａは本発明による冷暖房給湯システムの
構成を示すための図、第１図ｂ〜ｆは本発明によ
る冷暖房給湯システムにおける熱媒体の経路を示
すための図、第２図は本発明による冷暖房給湯シ
ステムを家屋に取り付けた場合の一例を示す概略
図である。 １……対ブライン熱交換器、２……室外空気熱
交換器、３……アブソーバ、４……地中熱交換
器、５……四方弁、６……膨張弁、７……圧縮
機、８……インタンクコンデンサ、９……室内熱
交換器、１０……貯湯槽、１１……室外ユニツ
ト、１２……家屋。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 家屋に設けられ、熱媒体によつて冷暖房を行
   うようにした冷暖房給湯システムにおいて、外気
   の熱を吸収するための第１の集熱部と、地中の熱
   を吸収するための第２の集熱部とがそれぞれ流路
   を開閉するための開閉手段を介して連結された第
   １の熱交換器と、室外に設置される第２の熱交換
   器と、該第１の熱交換器及び第２の熱交換器に接
   続され、前記熱媒体の流路を切り替えるための切
   替手段と、該切替手段に接続された圧縮機と、前
   記切替手段に接続され、室内に設置される第３の
   熱交換器と、前記切替手段に第４の熱交換器を介
   して連結された貯湯槽とを有し、前記切替手段は
   前記第１の熱交換器に前記圧縮機を介して前記第
   ３の熱交換器及び第４の熱交換器の少なくとも一
   方を接続するための第１のモードと、前記第２の
   熱交換器に前記圧縮機を介して前記第３の熱交換
   器及び第４の熱交換器の少なくとも一方を接続す
   るための第２のモードと、前記第１の熱交換器と
   前記第２の熱交換器とを連結するとともに、前記
   圧縮機を介して前記第３の熱交換器及び第４の熱
   交換器の少なくとも一方を前記連結された第１及
   び第２の熱交換器に接続する第３のモードと、前
   記第３の熱交換器に前記圧縮機を介して前記第４
   の熱交換器を接続する第４のモードを備え、前記
   各モードを選択的に切り換えることができるよう
   に構成されていることを特徴とする冷暖房給湯シ
   ステム。 ２ 特許請求の範囲第１項の記載において、前記
   第１の集熱部は家屋の屋根裏空気から集熱するよ
   うにしたことを特徴とする冷暖房給湯システム。 ３ 特許請求の範囲第１項の記載において、前記
   第２の熱交換器は家屋の床下空気と熱交換するよ
   うにしたことを特徴とする冷暖房給湯システム。