JPH0760026B2 - 冷媒加熱暖冷房機 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 産業上の利用分野 本発明は室内外のユニットを冷媒配管接続して冷暖房を
行なう装置において、特にバーナ等で冷媒を加熱して室
内ユニットへ熱房を行なう暖冷房装置に関するものであ
る。

従来の技術 室内外のユニットを冷媒配管で接続して暖冷房を行う装
置としては、一般的に実用化されているヒートポンプエ
アコンが主流である。しかし、ヒートポンプエアコンの
場合には、暖房を最も必要とする低外気温時に能力が低
下すると共に、室外熱交換器の着霜を除去するために一
時的に暖房を中止して除霜運転を必要とする等の問題が
あり、暖房運転上で課題を残している。以上の様なヒー
トポンプエアコンの暖房の課題を解決するためにガス、
石油のバーナで冷媒を加熱して圧縮機で室内ユニットに
熱を搬送する方式が提案されている。この方式を第２図
に示す。１は圧縮機、２は四方弁、３は室外熱交換器、
４は逆止弁、５は減圧装置、６は室内熱交換器であり、
室外熱交換器と並列に開閉弁７とバーナ８をもつ冷媒加
熱器９を設けた構成となっており、暖房時は実線矢印、
冷房時は破線矢印の方向へ冷媒は流れる。

以上のような構成において、暖房運転時には冷媒加熱器
９でバーナ８の燃焼熱で加熱蒸発させたガス冷媒を圧縮
機１の運転によって室内熱交換器６へ送って放熱させ、
凝縮液化した冷媒を冷媒加熱器９に還流させる。また、
冷房運転時には圧縮機１から吐出した高温高圧のガス冷
媒を室外熱交換器３に流して放熱液化させた冷媒を減圧
装置５により冷媒圧力を低減させて室内熱交換器６へ送
って冷房し、吸熱して蒸発したガス冷媒を圧縮機１に吸
入させて循環させていた。

発明が解決しようとする課題 しかしながら上記のような構成においては、暖房運転時
に石油あるいは都市ガス等の燃料をバーナ８で燃焼させ
て冷媒加熱器９で冷媒を加熱するだけでなく、冷媒を搬
送するための圧縮器１の運転費が大きくなり、暖房運転
維持費が高くなるという課題を有していた。

本発明は以上のような従来の課題を解消するもので、暖
房運転時には圧縮機を運転せずに冷媒加熱器で蒸発する
冷媒圧力で熱駆動して冷媒を循環させて熱搬送すること
により運転維持費の安価な暖房を行ない、さらに冷房を
も信頼性高く構成することを目的としたものである。

課題を解決するための手段 上記課題を解決するために本発明の冷媒加熱暖冷房機
は、冷媒加熱器とその上方に配置した気液セパレータと
を環状に配管接続し、前記気液セパレータの上方に第２
逆止弁を介して圧力導入弁を有する圧力導入弁付レシー
バを配置し、前記圧力導入弁の出口側には第１逆止弁を
接続し、圧力導入弁の入口側は冷媒加熱器に連通させた
熱駆動型熱搬送ブロックと、この熱駆動型熱搬送ブロッ
クの前記気液セパレータと四方弁と室内熱交換器と前記
第１逆止弁とを配管接続して暖房回路を形成するととも
に、圧縮機、前記四方弁、第１開閉弁、室外熱交換器、
第２開閉弁、前記熱駆動型搬送ブロック、第３開閉弁、
減圧装置、前記室内熱交換器、前記四方弁を順次環状に
配管接続して冷房回路を付加接続するとともに、前記熱
駆動型熱搬送ブロックは冷媒加熱器出口側を室外熱交換
器に接続し、冷媒加熱器入口側を前記減圧装置に接続し
た構成としたものである。

作用 本発明は上記した構成により、暖房運転時には冷媒加熱
器で冷媒をバーナの燃焼熱で加熱蒸発させることにより
発生する蒸発圧力上昇を利用して、気液セパレータを通
してガス冷媒を室内熱交換器へ圧送し、さらに室内熱交
換器に流入して放熱液化した液冷媒を第１逆止弁を通し
て圧力導入弁付レシーバに送り込む。ここで、圧力導入
弁を開成して冷媒加熱器で発生した蒸発圧力をレシーバ
部に作用させて液冷媒を冷媒加熱器に送り込むととも
に、圧力導入弁を閉成してレシーバ部に室内熱交換器か
らの液冷媒を導入する。

このようにして、暖房時にはバーナの燃焼熱で冷媒を加
熱昇圧させ室内側に冷媒を圧送する熱駆動型の熱搬送を
ポンプレスで行ない、圧縮機の運転を不要とする。

冷房時には従来同様の圧縮機運転による冷凍サイクルに
基づく冷房であるが、室外熱交換器の出口側に暖房用の
熱駆動型熱搬送ブロックを位置させ、冷房時の過剰冷媒
を熱駆動型熱搬送ブロック収納して、冷房運転の能力確
保と信頼性を保つものである。

実施例 以下、本発明の実施例を図面に基づいて説明する。

第１図において、10は圧力導入弁11とレシーバ部12から
なる圧力導入弁付レシーバ、13は室内熱交換器14と圧力
導入弁付レシーバ10を接続する冷媒配管15に設けた第１
逆止弁、16は圧力導入弁付レシーバ10と気液セパレータ
17を接続する冷媒配管18に設けた第２逆止弁、19は気液
セパレータ17と冷媒加熱器20の入口側とを接続する冷媒
配管であり、冷媒加熱器20の出口側と圧力導入弁11およ
び気液セパレータ17とは冷媒配管21で連結されている。
22は、冷媒加熱器20とその上方に配置した気液セパレー
タ17とを環状に配管接続し、気液セパレータ17の上方に
第２逆止弁16を介して圧力導入弁11を有する圧力導入弁
付レシーバ10を配置し、前記圧力導入弁11の出口側には
第１逆止弁13を接続し、圧力導入弁11の入口側は冷媒加
熱器20に連通させた熱駆動型熱搬送ブロックであり、23
は気液セパレータ17のガス出口管24と四方弁25を介して
室内熱交換器14を接続する冷媒配管26に設けた第３逆止
弁であり、熱駆動型熱搬送ブロック22の気液セパレータ
17と四方弁25と室内熱交換器14と熱駆動型熱搬送ブロッ
ク22の第１逆止弁13とを順次配管接続して暖房回路を形
成している。27は冷媒加熱器20に設けたバーナ、28は室
内熱交換器14に設けた送風機である。29は圧縮機30と、
冷媒配管26の第３の逆止弁23と四方弁25とを接続する部
分を連結する冷媒配管31に設けた第４逆止弁、32は四方
弁25と室外熱交換器33の入口側とを接続する冷媒配管34
に設けた第１開閉弁、35は室外熱交換器33の出口側と熱
駆動型熱搬送ブロック22を接続する冷媒配管36に設けた
第２開閉弁であり、冷媒配管36の一端は熱駆動型熱搬送
ブロック22の冷媒配管21に接続されている。

37は第１逆止弁13と室内熱交換器14を接続する冷媒配管
15と冷媒加熱器20の入口側とを接続する冷媒配管であ
り、第３開閉弁38と減圧装置39を有している。40は四方
弁25と圧縮機30をアキュームレータ41を介して連結する
冷媒配管である。このように圧縮機30、四方弁25、室外
熱交換器33、熱駆動型熱搬送ブロック22、減圧装置39、
室内熱交換器14、四方弁25、アキュームレータ41、圧縮
機30を順次環状に配管接続して冷房回路を付加接続する
とともに、熱駆動型熱搬送ブロック22は冷房回路に対し
て冷媒加熱器20の出口側を室外熱交換器33に接続し、冷
媒加熱器入口側を減圧装置39に接続している。42は室外
熱交換器33に設けた送風機である。

この構成において、まず暖房運転時の動作を説明する。

バーナ27の燃焼により冷媒加熱器20で加熱された気液２
相状態の冷媒は気液セパレータ17に入り、ガス出口管24
よりガス冷媒が冷媒配管26により第３逆止弁23、四方弁
25を通って室内熱交換器14に流入する。ここで送風機28
の運転により放熱液化し、過冷却状態の液冷媒となって
冷媒配管15を通って第１逆止弁13を経て圧力導入弁11が
閉成している時にレシーバ部12に入っているガス状冷媒
を過冷却状態の液冷媒で凝縮させて流入する。このあと
圧力導入弁11の開成とともに冷媒加熱器20で液冷媒を加
熱蒸発させて発生した蒸発圧力を冷媒配管21を経てレシ
ーバ部12に作用させて流入していた液冷媒を第２逆止弁
16を通して気液セパレータ17に落下させ、液冷媒を冷媒
配管19によって冷媒加熱器20に液冷媒を送り込むことに
より暖房サイクルをくり返す。このように、暖房運転は
圧縮機30を運転することなく圧力導入弁11の開閉動作の
繰返しとバーナ27の燃焼熱による冷媒の蒸発時の圧力上
昇によりポンプレスで熱を室内側に送るもので熱駆動型
の熱搬送を行なっている。

次に、冷房運転時について説明する。

冷房運転時は圧縮機30の運転により高温高圧で吐出され
たガス冷媒を冷媒配管31および34により第４逆止弁29、
四方弁25、第１開閉弁32を通って室外熱交換器33に導
き、送風機42の運転により放熱し液化させるとともに、
冷媒配管36を通り第２開閉弁35を経て熱駆動型熱搬送ブ
ロック22に導く。ここで液化した冷媒はレシーバ部12、
気液セパレータ17あるいは冷媒加熱器20に入って、冷媒
配管37の第３開閉弁38を経て減圧装置39によって低圧の
冷媒となって室内熱交換器14に入る。ここで送風機28の
運転により集熱して冷房作用を行ない蒸発ガス化した冷
媒は四方弁25を通ってアキュームレータ41より圧縮機30
に戻る。このように冷房は圧縮機の運転による冷凍サイ
クルを行なうものである。

発明の効果 本発明の冷媒加熱暖冷房機では、暖房運転時にこの熱駆
動型熱搬送を保証するためには室内熱交換器14で凝縮液
化した液冷媒の過冷却度が重要であり、この過冷却度は
従来のヒートポンプエアコンあるいは圧縮機運転による
冷媒加熱よりも大きくする必要があり、そのため暖房運
転に必要な暖房回路内の冷媒量が多く必要となる。

この暖房時の冷媒量は冷房運転に必要な冷媒量よりも大
きくなり、冷房運転時に過剰冷媒による冷房能力の低下
や、さらには液圧縮などによる機器の破損防止が重要で
ある。本発明の冷媒加熱暖冷房機ではこの冷房時の過剰
冷媒を暖房回路の一部である熱駆動型熱搬送ブロック22
を液冷媒収容部とすることにより、特に新たな液冷媒収
容部を設けることなく対応し、冷房運転の性能および信
頼性を保証している。

さらに、冷房運転時に多くの冷媒を暖房時の暖房回路中
に保っているため、冷房から暖房運転に切り換えた場合
でも暖房回路中の冷媒が多いため、冷房回路に溜まって
いる冷媒は室外熱交換器に溜まっている冷媒のみであ
り、この冷媒を暖房回路にくみ上げるポンプダウン運転
も容易で、かつ短時間で行なえるため、ポンプダウンか
ら暖房運転開始までもごく短時間でできる効果がある。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例による冷媒加熱暖冷房機の回
路構成図、第２図は従来の暖冷房機の構成図である。 22……熱駆動型熱搬送ブロック、10……圧力導入弁付レ
シーバ、13……第１逆止弁、14……室内熱交換器、16…
…第２逆止弁、17……気液セパレータ、20……冷媒加熱
器、30……圧縮機、33……室外熱交換器、39……減圧装
置。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】冷媒加熱器とその上方に配置した気液セパ
   レータとを環状に配管接続し、前記気液セパレータの上
   方に第２逆止弁を介して圧力導入弁を有する圧力導入弁
   付レシーバを配置し、前記圧力導入弁の出口側には第１
   逆止弁を接続し、圧力導入弁の入口側は冷媒加熱器に連
   通させた熱駆動型熱搬送ブロックと、この熱駆動型熱搬
   送ブロックの前記気液セパレータと四方弁と室内熱交換
   器と前記第１逆止弁とを配管接続して暖房回路を形成す
   るとともに、圧縮機、前記四方弁、第１開閉弁、室外熱
   交換器、第２開閉弁、前記熱駆動型熱搬送ブロック、第
   ３開閉弁、減圧装置、前記室内熱交換器、前記四方弁を
   順次環状に配管接続して冷房回路を付加接続するととも
   に、前記熱駆動型熱搬送ブロックは冷媒加熱器出口側を
   室外熱交換器に接続し、冷媒加熱器入口側を前記減圧装
   置に接続した冷媒加熱暖冷房機。