JPH09112969A - 冷媒加熱式冷暖房機 - Google Patents

冷媒加熱式冷暖房機

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JPH09112969A
JPH09112969A JP29169395A JP29169395A JPH09112969A JP H09112969 A JPH09112969 A JP H09112969A JP 29169395 A JP29169395 A JP 29169395A JP 29169395 A JP29169395 A JP 29169395A JP H09112969 A JPH09112969 A JP H09112969A
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JP
Japan
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refrigerant
hot water
heat exchanger
heating
air conditioner
Prior art date
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Pending
Application number
JP29169395A
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English (en)
Inventor
Tokuichi Yokoyama
篤一 横山
Mototsuna Kanzaki
基維 神崎
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Tokyo Gas Co Ltd
Original Assignee
Tokyo Gas Co Ltd
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Publication date
Application filed by Tokyo Gas Co Ltd filed Critical Tokyo Gas Co Ltd
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 室外機の小型・軽量化が可能で、設置工事及
び配管工事の容易な冷暖房機を提供する。 【解決手段】 冷媒加熱式冷暖房機1は、冷媒の圧縮膨
張サイクル(コンプレッサー39、凝縮器67、膨張弁
48等)を含み、冷媒の加熱器17及び冷媒と室内空気
との熱交換器3を有する。冷媒の加熱器17が、外部の
温水供給熱源機(給湯熱源機5)より供給される温水に
よって冷媒を加熱する温水−冷媒熱交換器からなる。し
たがって、冷媒の加熱をガス燃焼式でなく温水−冷媒熱
交換器式としたため、加熱器やガス配管、電磁弁、比例
弁が不要となるばかりか、熱交換器の容積も少なくでき
るので室外機がコンパクトになる。また、設置工事に伴
うガス栓増設工事も不要なため、施工がきわめて容易に
なる。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、フロン等の冷媒を
冷房及び暖房用の熱媒として用いる冷媒加熱式冷暖房機
に関する。特には、コンパクトで新たなガス栓の増設工
事が不要となるように改良された冷媒加熱式冷暖房機に
関する。
【0002】
【従来の技術】一般的な冷媒の圧縮膨張サイクル(冷凍
サイクル)とともに熱媒の加熱循環手段を有する冷暖房
機は既に広く用いられている。そのような冷暖房機で
は、加熱手段としてガスの燃焼による加熱器を用いるこ
とにより、単なる圧縮膨張サイクルにおける暖房運転
(冷房の逆運転)に比べ、外気温度の変化に左右されな
い安定した暖房を行うことができる。
【0003】図3は、ガス燃焼による加熱器を有する従
来の冷媒加熱式冷暖房機の構成を示す模式的系統図であ
る。図3の従来の冷媒加熱式冷暖房機101は、冷媒の
圧縮膨張サイクル(通常の電気式冷房機)と、その冷媒
のガス燃焼による加熱回路の双方を有する。
【0004】圧縮膨張(冷房)サイクルは、室外機10
1aの中心部に描かれているコンプレッサー39から、
冷媒配管41→四方弁43→配管65→凝縮器67→配
管69→膨張弁48→三方弁49→配管47→室内熱交
換器3→配管45→四方弁43→配管61→配管63→
三方弁35→配管37→コンプレッサー39というサイ
クルである。冷媒ガスは、コンプレッサー39(モータ
ー38で駆動される)で圧縮され、凝縮器67で外気に
よって冷却されて液体となり、膨張弁48で膨張して気
体となり、その際の蒸発潜熱で温度低下し、室内熱交換
器3で室内空気と熱交換して室内空気を冷却する。な
お、凝縮器67及び室内熱交換器3には図示しないファ
ンが設けられている。
【0005】冷媒の加熱循環(暖房)サイクルは、コン
プレッサー39→冷媒配管41→配管45→室内熱交換
器3→配管47→三方弁49→配管51→冷媒加熱器1
03中の加熱管105→配管33→三方弁35→コンプ
レッサー39というサイクルである。冷媒加熱器103
において加熱管105中の冷媒はガスバーナー107に
よって加熱され、加熱された冷媒はコンプレッサー39
によって室内熱交換器3に送られ、室内空気と熱交換し
て室内空気を加熱する。ガスバーナー107には、ガス
元管117から、2個の電磁弁115、113及び配管
109、さらに比例弁111を経てガスが供給される。
ここで、電磁弁113、115はガス供給をON−OF
Fする弁であり、比例弁111は、冷媒への加熱量を調
節するための自動制御ガス流量調節弁である。
【0006】図4は、従来の温水加熱式冷暖房機の構成
を示す模式的系統図である。この温水加熱式冷暖房機1
20は、冷房装置としての冷媒の圧縮膨張サイクルと、
暖房装置としての温水加熱循環サイクルを有する。冷媒
の圧縮膨張サイクルは、室外機120aの下部に描かれ
ているコンプレッサー39→冷媒配管65→凝縮器67
→膨張弁48→配管69→配管47→室内熱交換器12
1→配管45→配管61→コンプレッサー39というサ
イクルである。その作用は、図3の冷媒加熱式冷暖房機
の場合と同様である。
【0007】図4の温水加熱式冷暖房機の温水加熱循環
サイクルは、室外機120aの中段右寄りに描かれてい
るポンプ127→温水加熱器118内の加熱管119→
温水配管129→配管131→暖房熱交換器123→配
管125→ポンプ127というサイクルである。このサ
イクル中で、温水は加熱器118のバーナー107によ
って加熱され、暖房熱交換器123で室内空気と熱交換
して室内空気を暖める。
【0008】図5は、従来の給湯熱源機と冷房専用室外
機とを組合せた冷暖房機の構成を示す模式的系統図であ
る。図5の冷暖房機も、図4の温水−冷媒熱交換器同様
に、冷房装置としての冷媒の圧縮膨張サイクルと、暖房
装置としての温水加熱循環サイクルを有する。冷媒の圧
縮膨張サイクルは、室外機120aの下部に描かれてい
るコンプレッサー39→冷媒配管65→凝縮器67→膨
張弁48→配管69→配管47→室内熱交換器121→
配管45→コンプレッサー39というサイクルである。
その作用は、図3の冷媒加熱式冷暖房機の場合と同様で
ある。
【0009】図5の冷暖房機の温水加熱循環サイクル
は、独自の燃焼器を有しておらず、外部の給湯熱源機5
から温水の循環供給を受けている。すなわち、給湯熱源
機5の循環式給湯ライン7の行き配管7aから分枝した
温水配管11から電磁弁13、配管131を経て温水が
暖房熱交換器123(室内機142内)に供給され、こ
こで室内空気を暖めた後、配管125を経て循環式給湯
ライン7の戻り配管7bに戻される。なお、給湯熱源機
5の循環式給湯ライン7には、床暖房装置9等の他の温
水需要機器が接続されている。
【0010】
【発明が解決しようとする課題】上述の三形式の冷暖房
機には、次のような問題点があった。 (1)図3の従来の冷媒加熱式冷暖房機: ガス燃焼による加熱器には、熱交換器の他に、ガス
燃焼のためのバーナーと燃焼室、それに付属する空気採
り入れファン、排気口、さらにガス配管、比例弁、電磁
弁が必要なため、室外機が大きくならざるをえなかっ
た。 室外機にガス配管を設置する必要があるので、室外
機の設置場所付近にガス配管を行う必要があった。
【0011】(2)図4の温水加熱式冷暖房機: ガス燃焼による加熱器には、熱交換器の他に、ガス
燃焼のためのバーナーと燃焼室、それに付属する空気採
り入れファン、排気口、さらにガス配管、比例弁、電磁
弁が必要なため、室外機が大きくならざるをえなかっ
た。 室外機にガス配管を設置する必要があるので、室外
機の設置場所付近にガス配管を行う必要があった。 行き戻りの冷媒管(図4の47、45)及び行き戻
りの温水管(図4の131、125)の合計4本の配管
を、室外機と室内機との間に配管しなければならないの
で施工に手間がかかっていた。
【0012】(3)図5の給湯熱源機と冷房専用の室外
機とを組合せた冷暖房機: 行き戻りの冷媒管(図5の47、45)及び行き戻
りの温水管(図5の131、125)の合計4本の配管
を、室外機と室内機との間に配管しなければならないの
で施工に手間がかかっていた。
【0013】本発明は、室外機の小型・軽量化が可能
で、設置工事及び配管工事の容易な冷暖房機を提供する
ことを目的とする。
【0014】
【課題を解決するための手段】上記課題を解決するた
め、本発明の冷媒加熱式冷暖房機は、冷媒の圧縮膨張サ
イクルを含み、冷媒の加熱器及び冷媒と室内空気との熱
交換器を有する冷媒の循環回路を備えた冷媒加熱式冷暖
房機であって;上記冷媒の加熱器が、外部の給湯熱源機
より供給される温水によって上記冷媒を加熱する温水−
冷媒熱交換器からなることを特徴とする。したがって、
冷媒の加熱をガス燃焼式でなく温水−冷媒熱交換器式と
したため、大容積の加熱器や比例弁が不要となるので室
外機がコンパクトになる。また、設置工事に伴うガス配
管工事も不要なため、施工がきわめて容易になる。ここ
で、給湯熱源機とは、建屋内を循環する温水回路に供給
する温水を加熱する機械をいう。
【0015】
【発明の実施の形態及び実施例】以下、本発明の実施例
に係る図面を参照しつつより具体的に説明する。図1
は、本発明の一実施例に係る冷媒加熱式冷暖房機の構成
を示す模式的系統図である。図1の冷媒加熱式冷暖房機
は、図3の従来の冷媒加熱式冷暖房機と同様に、冷媒の
圧縮膨張サイクル(通常の電気式冷房機)と、その冷媒
の加熱循環サイクルの双方を有する。
【0016】すなわち、圧縮膨張サイクルは、室外機1
aの中心部に描かれているコンプレッサー39から、冷
媒配管41→四方弁43→配管65→凝縮器67→配管
69→膨張弁48→三方弁49→配管47→室内熱交換
器3→配管45→四方弁43→配管61→配管63→三
方弁35→配管37→コンプレッサー39というサイク
ルである。冷媒ガスは、コンプレッサー39(モーター
38駆動)で圧縮され、凝縮器67で外気によって冷却
されて液体となり、膨張弁48で膨張して気体となり、
その際の蒸発潜熱で温度低下し、室内熱交換器3で室内
空気と熱交換して室内空気を冷却する。
【0017】冷媒の加熱循環サイクルは、コンプレッサ
ー39→冷媒配管41→四方弁43→配管45→室内熱
交換器3→配管47→三方弁49→配管51→温水−冷
媒熱交換器17中の熱交冷媒チューブ31→配管33→
三方弁35→配管37→コンプレッサー39というサイ
クルである。ここで、本発明の特徴的な事項であるが、
冷媒加熱式冷暖房機1の温水加熱循環サイクルは、独自
の加熱器を有しておらず、外部の熱源機である給湯熱源
機5から温水の循環供給を受けている。すなわち、給湯
熱源機5の循環式給湯ライン7の行き配管7aから分枝
した温水配管11から、電磁弁13、配管15を経て、
温水が室外機1a内の温水−冷媒熱交換器17に供給さ
れる。ここで熱交温水チューブ19を通る温水と、熱交
冷媒チューブ31を通る冷媒との間で熱交換され、冷媒
が暖められる。熱交温水チューブ19をでた温水は、配
管21を経て循環式給湯ライン7の戻り配管7bに戻さ
れる。
【0018】図2は、図1の冷媒加熱式冷暖房機の温水
−冷媒熱交換器の一例としての二重管式熱交換器を示す
平面図である。図2の二重管式熱交換器17は、熱交温
水チューブ19と熱交冷媒チューブ31との間で熱交換
を行う。すなわち、外側の太い管である熱交温水チュー
ブ19bの内側に、比較的細い熱交冷媒チューブ31b
が通っている。温水は、入側熱交温水チューブ19aか
ら入って、中央部の熱交温水チューブ19bを通り、出
側の熱交温水チューブ19cから出ていく。なお、熱交
温水チューブ19bは、図の奥行き方向にスパイラルに
巻かれている(この例では約1回り半)。同様に、冷媒
は入側の熱交冷媒チューブ31aから入って中央部の熱
交冷媒チューブ31bを通り出側の熱交冷媒チューブ3
1cから出て行く。この熱交換器17においては、温水
と冷媒とは反対方向に対向して流れる。
【0019】8畳〜10畳用の冷媒加熱式冷暖房機用に
おける温水−冷媒熱交換器の具体的寸法等を述べる。 内管(冷媒管):径12.7mm×肉厚1.0mm×長さ
1.31m 外管(温水管):径22.2mm×肉厚1.2mm×長さ
1.14m 管材質:C1220T−O(銅) 伝熱面積:0.05m2 容積:2.7リットル この容積の値は、従来の冷媒加熱式冷暖房機におけるガ
スバーナー式の加熱器の容積10リットルと比べて3.
7分の1である。一般的に冷媒加熱器の容積について
は、本発明は従来の1/3 〜1/4 とすることが可能であ
る。
【0020】すなわち、この実施例の冷媒加熱式冷暖房
機の特徴をまとめると以下のとおりである。 従来の加熱器の代わりに、温水−冷媒熱交換器を設
け、冷媒加熱を行うので、加熱器やガス配管、電磁弁、
比例弁が不要になるため、室外機の小型軽量化が可能に
なる。 温水配管は既設の給湯器に接続し、冷媒加熱のため
の温水を供給するので、ガス配管を必要としないため、
設置場所が制限されず、新たなガス栓の増設も必要とし
ない。 室内機への熱供給は、熱交換器で加熱された冷媒に
よって行うので、室内への配管が、冷媒管だけになるた
め、従来の温水加熱式冷暖房機に比べ施工しやすくな
る。
【0021】図6は、本発明の他の一実施例に係る冷媒
加熱式冷暖房機の構成を示す模式的系統図である。この
実施例においては、温水供給熱源機として、従来の温水
加熱式冷暖房機の室外機120aを用いている。すなわ
ち、既設の温水加熱式冷暖房機の室外機120aの温水
加熱器118で加熱された温水を、温水配管131から
分岐させて取出し(温水配管151)、冷媒加熱式冷暖
房機の室外機1aに導き、同室外機1a内の温水−冷媒
熱交換器17の熱交温水チューブ19に投入している。
熱交温水チューブ19を出た温水は、配管21→配管1
53を経て、温水加熱式冷暖房機の室外機120aの温
水戻り配管125へと戻される。この実施例は、ある部
屋用の既設の温水加熱式冷暖房機に加えて、他の部屋用
の冷媒加熱式冷暖房機1を追加で増設した場合である。
【0022】図6の実施例では1台のガス燃焼式温水加
熱器(温水加熱式冷暖房機室外機120aの加熱器11
8)が、2台の冷暖房機に温水を供給していることとな
る。このような手段は、一見すると、温水加熱器の能力
不足に結びつくことが考えられる。しかし、一般的に加
熱器(暖房)が最大能力を発揮するのは、冷たい部屋に
暖房を入れて暖め始める時であり、部屋が暖まってから
は能力の数分の1ですむ。したがって、既設の温水加熱
式冷暖房機のある部屋と新設の冷媒加熱式冷暖房機のあ
る部屋とを同時に暖め始める場合以外は、加熱能力不足
の問題は起きない。また、同時に暖め始める場合でも、
暖かくなるまでの時間が多少長くなる程度である。
【0023】
【発明の効果】以上の説明から明らかなように、本発明
の冷媒加熱式冷暖房機は以下の効果を発揮する。 従来の加熱器とガス配管、電磁弁、比例弁が不要に
なるため、室外機の小型軽量化が可能になる。 既設の給湯器等から冷媒加熱のための温水を供給す
るので、ガス配管を必要としないため、設置場所が制限
されず、新たなガス栓の増設も必要としない。 室内機への熱供給は、熱交換器で加熱された冷媒に
よって行うので、室内への配管が冷媒管だけになるた
め、従来の温水加熱式冷暖房機に比べ施工しやすくな
る。 温水熱源機として既設の温水加熱式冷暖房機を利用
することもでき、一層設置が容易になる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の一実施例に係る冷媒加熱式冷暖房機の
構成を示す模式的系統図である。
【図2】図1の冷媒加熱式冷暖房機の温水−冷媒熱交換
器の一例としての二重管式熱交換器を示す平面図であ
る。
【図3】ガスバーナーを有する従来の冷媒加熱式冷暖房
機の構成を示す模式的系統図である。
【図4】従来の温水加熱式冷暖房機の構成を示す模式的
系統図である。
【図5】従来の給湯熱源機と冷房専用室外機とを組合せ
た冷暖房機の構成を示す模式的系統図である。
【図6】本発明の他の一実施例に係る冷媒加熱式冷暖房
機の構成を示す模式的系統図である。
【符号の説明】
1 冷暖房機 1a 室外機 1b 室内機 3 室内熱交換器 5 給湯熱源機 7 循環給湯ライン 9 床暖房装置 11 分岐管 13 ソレノイドバルブ 15、21 温水配
管 17 温水−冷媒熱交換器 19 熱交温水チュ
ーブ 31 熱交冷媒チューブ 33、37、41、45、47、51、61、63、6
5、69 冷媒配管 35、49 三方弁 38 モーター 39 コンプレッサー 43 四方弁 48 膨張弁 67 凝縮器 101 従来型冷媒加熱式冷暖房機 101a 室外機 101b 室内機 103 冷媒加熱器 105 加熱管 107 バーナー 109 ガス配管 111 比例弁 113、115 電
磁弁 117 ガス元管 118 温水加熱器 119 加熱管 120 温水加熱式
冷暖房機 120a 室外機 120b 室内機 121 冷房熱交換器 123 暖房熱交換
器 125、129、131 温水配管 127 ポンプ 140 冷房室外機 142 室内機 151、153 温
水配管

Claims (4)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 冷媒の圧縮膨張サイクルを含み、冷媒の
    加熱器及び冷媒と室内空気との熱交換器を有する冷媒の
    循環回路を備えた冷媒加熱式冷暖房機であって;上記冷
    媒の加熱器が、外部の温水供給熱源機より供給される温
    水によって上記冷媒を加熱する温水−冷媒熱交換器から
    なることを特徴とする冷媒加熱式冷暖房機。
  2. 【請求項2】 上記温水−冷媒熱交換器が二重管式の熱
    交換器である請求項1記載の冷媒加熱式冷暖房機。
  3. 【請求項3】 上記温水供給熱源機が給湯熱源機である
    請求項1又は2記載の冷媒加熱式冷暖房機。
  4. 【請求項4】 上記温水供給熱源機が温水加熱式冷暖房
    機である請求項1又は2記載の冷媒加熱式冷暖房機。
JP29169395A 1995-10-16 1995-10-16 冷媒加熱式冷暖房機 Pending JPH09112969A (ja)

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Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2003074909A (ja) * 2001-09-05 2003-03-12 Chofu Seisakusho Co Ltd エアコンの室外機
US7069983B2 (en) 2002-12-06 2006-07-04 Matsushita Electric Industrial Co., Ltd. Air conditioner
JP2022173913A (ja) * 2021-05-10 2022-11-22 三菱電機株式会社 送風装置

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