JPH09229505A - ヒートポンプ式冷暖房装置の熱源側ユニット - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 熱源機本体が作動することにより発生する騒
音を熱源側ユニットの外部へ漏れにくくすると共に、燃
焼器の燃焼効率の向上の図れるヒートポンプ式冷暖房装
置の熱源側ユニットを提供する。 【解決手段】 燃焼器と、この燃焼器に燃焼用空気を送
るためのブロアと、燃焼機を用いて駆動する熱源機とを
収納するヒートポンプ式冷暖房装置の熱源側ユニットに
おいて、この熱源側ユニット３００に収納される熱源機
１の低温室に対向する熱源側ユニット３００の一側壁部
３００ａに燃焼用空気を取り込むための燃焼用空気吸込
口６００を形成し、熱源側ユニット３００のその他の壁
部を閉鎖し、熱源機１の高温室の上方の熱源側ユニット
３００内部の空間にブロア４００と吸込口４０１を配置
したものである。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、燃焼器からの熱に
より駆動される熱源機を有するヒートポンプ式冷暖房装
置の熱源側ユニットの改良に関する。

【０００２】

【従来の技術】一般に、低温熱交換器と高温熱交換器と
を有する熱源機を備え、この熱源機の低温熱交換器と高
温熱交換器とを通じて熱交換される熱媒体を、熱源側熱
交換器、及び利用側熱交換器に循環させて被調和室を冷
暖房するヒートポンプ式冷暖房装置は知られている。こ
の種のものでは、上述した熱源機のほかにこの熱源機を
駆動するための燃焼器を備えており、これらのものは熱
源側ユニット内に収容されている。この燃焼器には燃焼
用空気を送る必要がある。

【０００３】従来のものでは、燃焼用空気を送るために
ブロアが用いられ、熱源側ユニット内に燃焼用空気を取
り込むために、熱源側ユニットのベースプレート部に多
数の穴が設けられ、この多数の穴から燃焼用空気が取り
込まれるようになっている。これによれば、燃焼用空気
は熱源側ユニットの底部（ベースプレート部）から上部
に向けて移動して、ブロア吸込口を通してブロアに吸い
込まれ、このブロアを通じて熱源機の燃焼器へと送られ
るのが一般的である。

【０００４】これによれば、熱源側ユニットのベースプ
レート部に、多数の穴が設けられるので、熱源側ユニッ
トの軽量化が図られるなどの利点がある。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、従来の
ように、熱源側ユニットのベースプレート部の多数の穴
から燃焼用空気を熱源側ユニット内に取り入れることに
なると、ベースプレート部の多数の穴から熱源機の運転
によって発生する音や、ブロアが作動することによって
発生する音が、熱源側ユニット外に漏れるという問題が
ある。

【０００６】また、従来のものでは、ベースプレート部
の多数の穴から燃焼用空気を取り入れるので、熱源側ユ
ニット内の空気をまんべんなく循環させることはでき
ず、したがって熱源側ユニット内に篭った熱の排出を効
果的に図ることはできず、熱源側ユニット内各部を効率
的に冷却することはできないなどの問題がある。

【０００７】そこで、本発明の目的は、上記の課題を解
消し、熱源機本体等が作動することにより発生する騒音
を熱源側ユニットの外部へ漏れにくくするとともに、熱
源側ユニット内の空気を効率よく循環させることのでき
るヒートポンプ式冷暖房装置の熱源側ユニットを提供す
ることにある。

【０００８】

【課題を解決するための手段】請求項１記載の発明は、
燃焼器と、この燃焼器に燃焼用空気を送るためのブロア
と、前記燃焼機を用いて駆動する熱源機とを収納するヒ
ートポンプ式冷暖房装置の熱源側ユニットにおいて、こ
の熱源側ユニットの側壁部に、前記燃焼用空気を取り込
むための吸込口を形成するとともに、前記熱源側ユニッ
トのその他の壁部を閉鎖し、前記熱源機の高温室の上方
の熱源側ユニット内部の空間に、前記ブロアとその吸込
口を配置したことを特徴とするものである。

【０００９】請求項２記載の発明は、燃焼器と、この燃
焼器に燃焼用空気を送るためのブロアと、前記燃焼機を
用いて駆動する熱源機とを収納するヒートポンプ式冷暖
房装置の熱源側ユニットにおいて、この熱源側ユニット
に収納される熱源機の低温室に対向する前記熱源側ユニ
ットの壁部に、前記燃焼用空気を取り込むための吸込口
を形成するとともに、前記熱源側ユニットのその他の壁
部を閉鎖し、前記熱源機の高温室の上方の熱源側ユニッ
ト内部の空間に、前記ブロアとその吸込口を配置したこ
とを特徴とするものである。

【００１０】請求項３記載の発明は、燃焼器と、この燃
焼器に燃焼用空気を送るためのブロアと、前記燃焼機を
用いて駆動する熱源機とを収納するヒートポンプ式冷暖
房装置の熱源側ユニットにおいて、この熱源側ユニット
に収納される熱源機の低温室に対向する前記熱源側ユニ
ットの壁部の下方に、前記燃焼用空気を取り込むための
吸込口を形成するとともに、熱源側ユニットのその他の
壁部を閉鎖し、前記熱源機の高温室の上方の熱源側ユニ
ット内部の空間に、前記ブロアとその吸込口を配置した
ことを特徴とするものである。

【００１１】これらの発明によれば、熱源機本体等が作
動することにより発生する騒音を熱源側ユニットの外部
へ漏れにくくすると共に、熱源側ユニット内の空気をま
んべんなく循環させて、燃焼用空気として取り込み、そ
れと共に熱源側ユニット内に篭った熱の排出をはかり、
その熱を燃焼用エネルギーとして利用して、かつ熱源側
ユニット内各部を冷却することができる。

【００１２】

【発明の実施の形態】以下に本発明の実施形態を添付図
面に従って説明する。

【００１３】図１は、本発明に係る熱源側ユニットを備
える空気調和装置の一実施の形態を示す回路図である
が、この回路には熱源機として、ヴィルミエサイクルを
利用した熱源機１が使用されている。

【００１４】このヴィルミエサイクル熱源機１自体は公
知であり、詳細な説明は省略するが、互いに直交配置さ
れた高温側ピストン２と低温側ピストン３とを備え、こ
れらがヘリウム等の作動ガスを封入した容器内に収納さ
れている。容器内部は、高温室１２と、中温室１３、１
４と、低温室１５に分かれている。また、加熱器１６を
有しており、加熱器１６は、燃焼器１１により加熱され
る。

【００１５】両ピストン２，３は、例えば高温側ピスト
ン２が上死点へ向かう中間の位置へ到達するときには、
低温側ピストン３は、右死点に達する等のように、互い
に９０℃位相をずらして動作可能に、モータ９で駆動さ
れるクランク１０を介してつながれている。高温側ピス
トン２と低温側ピストン３とが動作すると、封入された
作動ガスが、高温再生器４と低温再生器７を通って移動
し、これらの再生器４，７を通過する際に、加熱された
り冷却されたりすることで、作動ガスが昇圧されたり減
圧されたりする。例えば、高温室１２の作動ガスが高温
再生器４を通って中温室１３に移動するときには、作動
ガスは高温再生器４に熱を蓄える。また、作動ガスが高
温再生器４から高温室１２に戻るとき、高温再生器４に
蓄えられた熱が作動ガスに戻される。

【００１６】また、外部との熱のやり取りは、加熱器１
６，中温室と接続する中温熱交換器５，６及び低温室と
接続する低温熱交換器８が行う。例えば、加熱器１６が
高温室１２の作動ガスに熱を与え、中温室１３，１４の
作動ガスが中温熱交換器５，６において放熱するととも
に、低温室１５の作動ガスが低温熱交換器８において吸
熱する。

【００１７】すなわち、加熱器１６，低温熱交換器８は
熱源機１の吸熱部を構成し、中温熱交換器５，６は熱源
機１の放熱部を構成する。

【００１８】この実施の形態によれば、上述の熱源機１
を利用して、ヒートポンプ式冷暖房装置（以下、「空気
調和機」という。）１００が構成される。この空気調和
機１００は、利用側ユニット２００と、熱源機１を収容
する熱源側ユニット３００とからなる。利用側ユニット
２００内には利用側熱交換器２０１が配設され、熱源側
ユニット３００内には、上記の熱源機１のほかに、熱源
側熱交換器３０１が配設される。２０３は室内ファン、
３０３は室外ファンである。

【００１９】例えば冷房時には、低温熱交換器（吸熱
部）８と利用側熱交換器２０１は、管路２１と四方弁６
１と管路２２によりつながれ、さらに利用側熱交換器２
００と低温熱交換器（吸熱部）８は、管路２３と四方弁
６２と管路２４によりつながれる。

【００２０】また、中温熱交換器（放熱部）５と熱源側
熱交換器３０１は、管路３１と四方弁６１と管路３２に
よりつながれ、さらに熱源側熱交換器３０１と中温熱交
換器（放熱部）６は、管路３３と四方弁６２と管路３４
によりつながれる。また、中温熱交換器（放熱部）５と
６は、管路３５によりつながれる。管路を循環する熱媒
体としては、例えば、水が用いられる。

【００２１】次に、熱源側ユニット３００内の機器類の
配置構成を説明する。

【００２２】図２に示すように、まず、熱源側ユニット
３００内の左上隅部には室外ファン３０３が配置され、
右下隅部にはヴィルミエサイクルを利用した上述の熱源
機１が配置される。この配置構成には安定性がよいとい
う利点がある。

【００２３】また、この実施の形態によれば、上述の燃
焼器１１に燃焼用空気を送るためのブロア４００が設け
られる。このブロア４００は、空気吸込口４０１ととも
に、熱源側ユニット３００の天井３００ａに固定され
る。すなわち、このブロア４００は、熱源機１の上方に
位置しており、空気送風管４０３によって高温部包囲体
４０５に連結される。この高温部包囲体４０５は、熱源
機１の高温側ピストン２（図１）、高温再生器４（図
１）、高温室１２（図１）などの熱源機１の主に加熱を
司る部位を内蔵し、更には燃焼器１１（図１）を内蔵
し、上述したブロア４００は、この燃焼器１１よりも上
位に配置される。

【００２４】更に、図２を参照して、熱源側ユニット３
００の一側壁部３００ｂには、燃焼用空気の吸込口６０
０が形成される。すなわち、この燃焼用空気の吸込口６
００は、熱源機１の低温室１５（図１）側に対向する一
側壁部３００ｂに設けられ、その位置は、一側壁部３０
０ｂの下方に設けられる。この熱源側ユニット３００は
その一側壁部３００ｂの下方に吸込口６００を有する六
面体であるが、この実施の形態によれば、吸込口６００
以外は、外部から空気を取り込む開口部はなく、その他
の熱源側ユニット３００の面はすべて閉鎖される。

【００２５】次に、冷暖房運転について説明する。

【００２６】冷房運転時には、燃焼器１１の点火により
熱源機１が作動して、中温熱交換器（放熱部）５，６か
ら放熱されるとともに、低温熱交換器（吸熱部）８が吸
熱される。また、四方弁６１，６２は図１において実線
で示すように切り替えられる。この場合、低温熱交換器
（吸熱部）８で吸熱された冷水は、管路２１、四方弁６
１、管路２２を通じて利用側熱交換器２０１に流れ、そ
こで熱交換を行い、室内ファン２０３を回転させること
により室内に冷風を送り出した（冷房）後、管路２３、
四方弁６２、管路２４を通じて低温熱交換器（吸熱部）
８に戻る。

【００２７】このとき、中温熱交換器（放熱部）５で放
熱を受けた温水は、管路３１、四方弁６１、管路３２を
通じて熱源側熱交換器３０１に流れ、そこで室外ファン
３０３を回転させることにより熱交換を行った後、管路
３３、四方弁６２、管路３４を通じて中温熱交換器（放
熱部）６に流れ、さらに管路３５を通じて中温熱交換器
５に戻る。

【００２８】暖房運転時には、燃焼器１１の点火により
熱源機１が作動して、中温熱交換器（放熱部）５，６か
ら放熱されるとともに、低温熱交換器（吸熱部）８が吸
熱される。また、四方弁６１，６２は図１において点線
で示すように切り替えられる。この場合、中温熱交換器
（放熱部）５で放熱を受けた温水は、管路３１、四方弁
６１、管路２２を通じて利用側熱交換器２０１に流れ、
そこで室内ファン２０３を回転させることにより熱交換
を行い、室内に温風を送り出した（暖房）後、管路２
３、四方弁６２、管路３４を通じて中温熱交換器（放熱
部）６に流れ、さらに管路３５を通じて中温熱交換器５
に戻る。

【００２９】このとき、低温熱交換器（吸熱部）８で吸
熱された冷水は、管路２１、四方弁６１、管路３２を通
じて熱源側熱交換器３０１に流れ、そこで室外ファン３
０３を回転させることにより熱交換を行った後、管路３
３、四方弁６２、管路２４を通じて低温熱交換器（吸熱
部）８に戻る。

【００３０】このヒートポンプ式冷暖房装置を用いて冷
暖房運転を行なうときには、燃焼器１１（図１）や熱源
機１の本体表面から熱が放熱され、この放熱された熱
は、熱源側ユニット３００内の上層空間部に滞留する。

【００３１】この実施の形態によれば、以下に詳述する
経路を経て、燃焼器１１の燃焼用空気が取り込まれ、か
つこの燃焼用空気は熱源側ユニット３００内の機器類を
冷却しながら、熱源機１の上方の空間に到達し、最終的
には、熱源機１の上方の空間に位置するブロア４００の
空気吸込口４０１に吸い込まれ、このブロア４００を通
じて、燃焼器１１に送られる。

【００３２】燃焼用空気の送風経路を説明すると、図２
を参照して、燃焼用空気は一側壁部３００ｂに設けられ
た吸込口６００を通じて熱源側ユニット３００内に取り
込まれる。この吸込口６００は、一側壁部３００ｂの下
方に設けられるので、取り込まれた燃焼用空気は、まず
熱源機１の低温室１５に接触してここで冷却される。こ
の熱源側ユニット３００の壁部は、吸込口６００以外の
面が全て閉鎖されているので、吸込口６００から吸い込
まれた空気は、全てがブロア４００の位置する熱源機１
の上方の空間に向かう。

【００３３】したがって、図２に実線矢印で示すように
空気は循環される。すなわち燃焼用空気は低温室１５で
冷却された後、クランク１０を収容する本体、更には燃
焼器１１を収容する高温部包囲体４０５を冷却して流
れ、最後にブロア４００の空気吸込口４０１を通じて吸
い込まれ、このブロア４００から空気送風管４０３を通
じて燃焼器１１に送られる。

【００３４】この実施の形態によれば、熱源側ユニット
３００の側面に燃焼用空気の吸込口６００が設けられ、
それ以外の面は全て閉鎖されるので、それ以外の面から
音が漏れ出ることはなく、騒音が抑制される。また、図
２に実線矢印で示すように、熱源側ユニット３００内を
空気が効果的に循環するので、熱源側ユニット３００内
に篭る熱量は少なくなる。熱源側ユニット３００内に篭
るべき熱量が、空気により奪われるので、この燃焼用空
気の温度は上昇する。この熱回収によって温度上昇した
空気が、ブロア４００を介して、燃焼器１１に送られる
ので、燃焼器１１の効率が向上されるなど種々の効果が
得られる。

【００３５】以上、一実施の形態に基づいて、本発明を
説明したが、本発明は、これに限定されるものでないこ
とは明らかである。

【００３６】例えば、熱源側ユニット３００の側面に燃
焼用空気の吸込口６００が設けられるが、この吸込口６
００は熱源機１の低温室１５（図１）側に対向する一側
壁部３００ｂに設けることに限定されるものではない。

【００３７】

【発明の効果】以上の説明から明らかなように、本発明
によれば、熱源側ユニットの一側壁部に燃焼用空気を取
り込むための吸込口を設け、熱源側ユニットのその他の
壁部は閉鎖しているので、熱源機本体の動作音などが、
熱源側ユニットの外部へ漏れにくくなり、騒音が抑制さ
れる。また、吸込口から取り込まれる燃焼用空気は、熱
源機本体等から発生する熱を回収しながら、熱源側ユニ
ット内を効率よく循環するので、熱源側ユニット内各部
は冷却されるとともに、ブロアに吸い込まれる空気の温
度は上昇するので、燃焼効率を向上させることができ
る。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明に係る空気調和装置の一実施の形態を示
す回路図である。

【図２】本発明に係る熱源側ユニットを示す断面図であ
る。

【符号の説明】

１ 熱源機 １０ クランク １１ 燃焼器 １２ 高温室 １３，１４ 中温室 １５ 低温室 １００ 空気調和機 ２００ 利用側ユニット ３００ 熱源側ユニット ４００ ブロア ４０１ 空気吸込口 ４０３ 空気送風管 ４０５ 高温部包囲体 ６００ 燃焼用空気吸込口

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 燃焼器と、この燃焼器に燃焼用空気を送
   るためのブロアと、前記燃焼機を用いて駆動する熱源機
   とを収納するヒートポンプ式冷暖房装置の熱源側ユニッ
   トにおいて、 この熱源側ユニットの側壁部に、前記燃焼用空気を取り
   込むための吸込口を形成するとともに、前記熱源側ユニ
   ットのその他の壁部を閉鎖し、前記熱源機の高温室の上
   方の熱源側ユニット内部の空間に、前記ブロアとその吸
   込口を配置したことを特徴とするヒートポンプ式冷暖房
   装置の熱源側ユニット。
2. 【請求項２】 燃焼器と、この燃焼器に燃焼用空気を送
   るためのブロアと、前記燃焼機を用いて駆動する熱源機
   とを収納するヒートポンプ式冷暖房装置の熱源側ユニッ
   トにおいて、 この熱源側ユニットに収納される熱源機の低温室に対向
   する前記熱源側ユニットの壁部に、前記燃焼用空気を取
   り込むための吸込口を形成するとともに、前記熱源側ユ
   ニットのその他の壁部を閉鎖し、前記熱源機の高温室の
   上方の熱源側ユニット内部の空間に、前記ブロアとその
   吸込口を配置したことを特徴とするヒートポンプ式冷暖
   房装置の熱源側ユニット。
3. 【請求項３】 燃焼器と、この燃焼器に燃焼用空気を送
   るためのブロアと、前記燃焼機を用いて駆動する熱源機
   とを収納するヒートポンプ式冷暖房装置の熱源側ユニッ
   トにおいて、 この熱源側ユニットに収納される熱源機の低温室に対向
   する前記熱源側ユニットの壁部の下方に、前記燃焼用空
   気を取り込むための吸込口を形成するとともに、熱源側
   ユニットのその他の壁部を閉鎖し、前記熱源機の高温室
   の上方の熱源側ユニット内部の空間に、前記ブロアとそ
   の吸込口を配置したことを特徴とするヒートポンプ式冷
   暖房装置の熱源側ユニット。