JPH0968365A - 給湯・空調システム - Google Patents

給湯・空調システム

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Publication number
JPH0968365A
JPH0968365A JP22197295A JP22197295A JPH0968365A JP H0968365 A JPH0968365 A JP H0968365A JP 22197295 A JP22197295 A JP 22197295A JP 22197295 A JP22197295 A JP 22197295A JP H0968365 A JPH0968365 A JP H0968365A
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JP
Japan
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heat
water
hot water
air
heat exchanger
Prior art date
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Withdrawn
Application number
JP22197295A
Other languages
English (en)
Inventor
Hitoshi Sakakibara
仁 榊原
Masaru Hashimoto
勝 橋本
Masao Arakawa
雅夫 荒川
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Panasonic Electric Works Co Ltd
Original Assignee
Matsushita Electric Works Ltd
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Publication date
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Withdrawn legal-status Critical Current

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    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02B—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO BUILDINGS, e.g. HOUSING, HOUSE APPLIANCES OR RELATED END-USER APPLICATIONS
    • Y02B30/00—Energy efficient heating, ventilation or air conditioning [HVAC]
    • Y02B30/12—Hot water central heating systems using heat pumps

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  • Steam Or Hot-Water Central Heating Systems (AREA)

Abstract

(57)【要約】 【課題】 部屋の冷暖房空調や給湯を使用者が機器をそ
の都度操作することなしに効果的な給湯、空調の制御の
行える給湯・空調システムを提供する。 【解決手段】 コンプレッサ1aを有するヒートポンプ
1と貯湯側の水熱交換器2と空調側の水熱交換器3と空
気熱交換器4とを第1の配管1cにより連結し、配管1
c内を流れる熱媒体により熱交換を行うようにするとと
もに、給湯のための湯を貯える貯湯槽5と、冷暖房のた
めの蓄冷熱を行う蓄冷熱槽6と、冷暖房を行う空調機7
と、水熱交換器2と貯湯槽5とを第2の配管18により
連結し、水熱交換器3と蓄冷熱槽6と空調機7とを第3
の配管19により連結し、第2の配管18内を流れる水
により貯湯を行い、第3の配管19内を流れる水または
不凍液により冷暖房空調を行い、前記各機器の動作を制
御部8、9により制御するようにした給湯・空調システ
ムにおいて、制御部8、9では、空調要求あるいは給湯
要求のある時間を予め設定しておき、該設定パターンに
基づいて前記各機器を制御するようにした。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、ヒートポンプと貯
湯側の水熱交換器と空調側の水熱交換器と空気熱交換器
との間で熱媒体により熱交換を行うとともに、貯湯槽と
蓄冷熱槽で貯湯、蓄冷熱を行うようにして、給湯及び冷
暖房を行うようにした給湯・空調システムに関するもの
である。
【0002】
【従来の技術】従来、ヒートポンプ(熱源器)を使用し
て空調や給湯を行うシステムがある。ヒートポンプは、
内部に圧縮機(コンプレッサ)と膨張弁を有し、水熱交
換器や空気熱交換器やこれらを連結する配管、及び、配
管内を流れるフロン等の熱媒体を使用し、この熱媒体の
流れる方向を配管上に設置された弁により制御し、熱を
放出したり吸収したりすることにより、空調や給湯を行
うようにしているのである。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上述の
ヒートポンプは、熱源として外気や排気熱を活用でき、
省エネ効果の高い熱源器ではあるが、一般には、主とし
て冷房や暖房等の空調システムや給湯システムのいずれ
かに活用されており、空調と給湯の両方を含んだシステ
ム、つまり、例えば、冷房時に発生する熱エネルギーを
お湯づくりに利用するというようなシステムに活用され
る例は少なく、十分に機能を活用した制御は行われてい
なかった。
【0004】本発明は、上記の点に鑑みてなしたもので
あり、その目的とするところは、部屋の冷暖房空調や給
湯を使用者が機器をその都度操作することなしに効果的
な給湯、空調の制御の行える給湯・空調システムを提供
することにある。
【0005】
【課題を解決するための手段】請求項1記載の発明は、
コンプレッサを有するヒートポンプと貯湯側の水熱交換
器と空調側の水熱交換器と空気熱交換器とを第1の配管
により連結し、該配管内を流れる熱媒体により熱交換を
行うようにするとともに、給湯のための湯を貯える貯湯
槽と、冷暖房のための蓄冷熱を行う蓄冷熱槽と、冷暖房
を行う空調機と、前記貯湯側の水熱交換器と貯湯槽とを
第2の配管により連結し、前記空調側の水熱交換器と蓄
冷熱槽と空調機とを第3の配管により連結し、第2の配
管内を流れる水により貯湯を行い、第3の配管内を流れ
る水または不凍液により冷暖房空調を行い、前記各機器
の動作を制御部により制御するようにした給湯・空調シ
ステムにおいて、前記制御部では、空調要求あるいは給
湯要求のある時間を予め設定しておき、該設定パターン
に基づいて前記各機器を制御するようにしたことを特徴
とするものである。
【0006】
【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態の一例
を図面に基づき説明する。図1は、本発明の実施の形態
の一例を示す給湯・空調システムの概略構成図である。
1はヒートポンプ(熱源器)であり、コンプレッサ(圧
縮機)1a、膨張弁1b、配管1c、ヒートポンプコン
トローラ1d、コンプレッサコントローラ1eを有して
なる。2は貯湯側の水熱交換器であり、3は空調側の水
熱交換器であり、4は空気熱交換器である。各交換器と
ヒートポンプ1とは配管1cにより接続される。配管1
c内はフロン等の熱媒体が流れ、熱媒体の圧縮、膨張及
び液化、気化により熱交換が行われ、冷暖房、湯沸かし
等の作用が行われるようになっている。なお、本実施の
形態では、配管1cは便宜上簡略化して記載されている
が、実際は、冷房時や暖房時や貯湯時で熱媒体の流れの
方向が変えられたり、また状況に応じて使用する熱交換
器2〜4の組み合わせを変えたりするために、多数の弁
が設けられたりして複雑な構成になっている。コンプレ
ッサコントローラ1eは、コンプレッサ1aのインバー
タ周波数を制御するものである。
【0007】5は貯湯槽であり、配管18により水熱交
換器2と接続され、ヒートポンプ1との間で水熱交換器
2を介して貯湯動作が行われる。ヒートポンプ1におい
て、コンプレッサ1aにより高温高圧の熱媒体が水熱交
換器2へ送られる。貯湯槽5側では、貯湯ポンプ11に
より貯湯槽5と配管18を流れる水が水熱交換器2へ送
られる。図1においては、貯湯槽5の下部から貯湯槽5
内の水が貯湯ポンプ11により吸い上げられ、バルブ1
2を経て水熱交換器2へ送られる。水熱交換器2では、
ヒートポンプ1の高温の熱媒体との熱交換が行われ、貯
湯槽5からの水はここで熱を受け取りお湯となり、貯湯
槽5の上部へと戻され、貯湯槽5にお湯が蓄えられる。
バルブ12は温度調整用の比例バルブであり、作られる
お湯を一定温度にするために、配管18を流れる水量を
制御するためのものである。つまり、水熱交換器2のお
湯の出口温度をセンサ12cで検知し、この情報からバ
ルブ開閉コントローラ12aによりバルブ12の開放率
を変化させるようになっている。例えば、お湯の温度が
設定値より低ければ、流量を減らすことにより水熱交換
器2の出口温度を上げ、お湯の温度が設定値より高けれ
ば、流量を多くすることにより熱交換器2の出口温度を
下げるようにするのである。お湯の使用は、図1におい
ては、貯湯槽5の上部よりお湯を取り出し、混合弁24
により水道水22と混合することで使用時の湯温調整を
行う。そして、必要に応じて汲み上げポンプ25を設
け、シンク、浴槽、洗面台等27にある蛇口26にお湯
を送る。ここで、貯湯槽5内の使用されたお湯の分量
は、貯湯槽5下部に接続されている水道22から常時供
給される。なお、水道22と貯湯槽5間にある止水弁2
3は平常は開放状態である。
【0008】次に、空調動作について説明する。空調動
作はヒートポンプ1と蓄冷熱槽6及び空調機(ファンコ
イルユニット:FCU)7との間で水熱交換器3を介し
て熱エネルギーのやり取りが行われる。まず、冷房時の
動作について説明すると、ヒートポンプ1において、膨
張弁1bにより低圧で霧状になった熱媒体が水熱交換器
3へ送られる。蓄冷熱槽6のある空調側では、空調側配
管19と循環ポンプ20により蓄冷熱槽6、配管19、
混合タンク21を流れる水(ただし、冷房時に蓄冷熱槽
6内を0度以下にする必要性があり、ここでは不凍液
(ブライン水)を用いる)が空調側の水熱交換器3へ送
られる。水熱交換器3において、前記霧状の熱媒体が配
管19のブライン水から熱を奪い気化する。これによ
り、配管19のブライン水が冷却されることになる。冷
却されたブライン水は蓄冷熱槽6に一旦蓄えられるか、
あるいは直接に混合タンク21へ送られる。混合タンク
21にはさらに、FCU7と配管19a、19b及びF
CU用のポンプ15が設けられており、配管19aから
ポンプ15によりFCU7に冷水が送られ、放冷され、
温まった水が配管19bにより混合タンク21に戻って
くる。混合タンク21では、水熱交換器3や蓄冷熱槽6
側のブライン水とFCU7側のブライン水とが混合され
ることになり、水熱交換器3からの直接の冷却水あるい
は蓄冷熱槽6からの冷却水の混合により、FCU7側を
送られるブライン水が適切な温度に冷却され、冷房がな
される。一般的には、水熱交換器3により冷却されるブ
ライン水の温度は約−3度で、混合タンク21で混合さ
れFCU7側へ送られる水の温度は5〜7度位に調整さ
れる。また、冷房時においては、蓄冷熱槽6内に水を入
れた袋6aが氷点以下で凍るため、潜熱として蓄冷エネ
ルギーを蓄えることができる。水熱交換器3から直接混
合タンク21へ送るか一旦蓄冷熱槽6へ蓄えるかの切り
換え、つまり、直接空調か間接空調かの切り換えは、3
方バルブ13により行われる。
【0009】FCU7においては、配管19aにより送
られてきた冷水(ブライン水)をコイル7bに送り込
む。ファン7aにより、室内空気34が吸気口7fより
吸い込まれ、コイル7bを通過し、送風口7gから室内
に再度送られる。ここで、室内空気34は、冷水により
冷却されたコイル7bを通過するときに冷却される。な
お、バルブ7dは使用時は開放となり、未使用時には閉
となる。このように、空気に冷熱エネルギーを与えたこ
とにより、温められたブライン水は混合タンク21へ戻
り、水熱交換器3又は蓄冷熱槽6からの冷却されたブラ
イン水と混合、冷却され、再度ポンプ15によりFCU
7に送られる。
【0010】一方、暖房時は、ヒートポンプ1内の熱媒
体の流れが冷房時とは逆になり、コンプレッサ1aから
の高温の熱媒体が空調側の水熱交換器3に送られる。こ
れにより、空調側の配管19では熱を受け取ることにな
り、ブライン温水がFCU7に送られ暖房が行われる。
その他の基本動作は冷房時に同様であるので説明を省略
する。なお、暖房時のブライン温水は約60度、FCU
7に送られる水温は約45度に調整される。
【0011】また、以上の各機器の動作の制御は、コン
トロールパネル8とCPU9により制御線10を介して
行われる。
【0012】なお、28は部屋、29は廊下、30は天
井、31は床下、32は部屋換気口、33は集中換気口
を示している。
【0013】本実施形態の給湯・空調システムによれ
ば、空調と給湯とが同一のヒートポンプ1で行うことが
でき、貯湯槽5を有しているので作製したお湯を蓄える
ことができ、蓄冷熱槽6を有しているので、夏期には冷
房エネルギー、冬期には暖房エネルギーを蓄えることが
できる。
【0014】ここで、本実施の形態においては、コント
ロールパネル8により、空調要求及び給湯要求をする時
間が設定できるようになっており、この設定されたパタ
ーンに応じて、CPU9から制御線10を介して各機器
を動作させるための制御信号が送られる。つまり、例え
ば、4LDKの住宅における空調要求パターン及び3点
給湯(台所、洗面所、浴室)の給湯要求パターンが図2
に示すようになっているとすると、この1日の生活パタ
ーンは大きくは変化することがないので、予め、この要
求パターンをコントロールパネル8により設定してお
く。CPU9では、コントロールパネル8により設定さ
れた空調及び給湯の各要求パターンに基づいて各機器の
動作を制御するための制御信号を制御線10を介して送
るようにすれば、この住宅の居住者は、自分で空調機等
を操作することなく快適に生活できるのである。また、
図2に参考データとして記載されているように、空調機
の使用エネルギーの合計(全館)が予め把握できるの
で、このエネルギーレベルに応じて、ヒートポンプ1の
動作周波数のコントロールを行うことができる。
【0015】従って、本実施の形態の給湯・空調システ
ムでは、省エネと快適の両方を満足できる給湯及び冷暖
房空調が行えるようになるのである。
【0016】
【発明の効果】以上のように、請求項1記載の発明によ
れば、コンプレッサを有するヒートポンプと貯湯側の水
熱交換器と空調側の水熱交換器と空気熱交換器とを第1
の配管により連結し、該配管内を流れる熱媒体により熱
交換を行うようにするとともに、給湯のための湯を貯え
る貯湯槽と、冷暖房のための蓄冷熱を行う蓄冷熱槽と、
冷暖房を行う空調機と、前記貯湯側の水熱交換器と貯湯
槽とを第2の配管により連結し、前記空調側の水熱交換
器と蓄冷熱槽と空調機とを第3の配管により連結し、第
2の配管内を流れる水により貯湯を行い、第3の配管内
を流れる水または不凍液により冷暖房空調を行い、前記
各機器の動作を制御部により制御するようにした給湯・
空調システムにおいて、前記制御部では、空調要求ある
いは給湯要求のある時間を予め設定しておき、該設定パ
ターンに基づいて前記各機器を制御するようにしたの
で、部屋の冷暖房空調や給湯を使用者が機器をその都度
操作することなしに効果的な給湯、空調の制御の行える
給湯・空調システムが提供できた。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の実施の形態の一例を示す給湯・空調シ
ステムの概略構成図である。
【図2】同上に係る空調及び給湯の要求パターンを示す
模式図である。
【符号の説明】
1 ヒートポンプ 1a コンプレッサ 1b 膨張弁 1c 配管 1d ヒートポンプコントローラ 1e コンプレッサ動作周波数コントローラ 2 水熱交換器 3 水熱交換器 4 空気熱交換器 5 貯湯槽 6 蓄冷熱槽 7 FCU(ファンコイルユニット) 7a ファン 7b コイル 7c FCUコントローラ 7d 開閉バルブ 7e FCUコントロールパネル 7f 吸気口 7g 送風口 8 コントロールパネル 9 CPU 10 制御線 11 貯湯ポンプ 12 温度調整用比例バルブ 12a バルブコントローラ 12c 温度センサ 13 直間切換3方バルブ 13a バルブコントローラ 14 蓄冷熱槽出口バルブ 14a バルブコントローラ 15 FCU用ポンプ 15a FCU用ポンプコントローラ 16 換気用ファン 16a 換気用ファンコントローラ 17 ヒータユニット 17a ヒータ 17b ヒータ用ポンプ 17c ヒータコントローラ 18 貯湯側配管 19 空調側配管 19a FCU側往管 19b FCU側還管 20 循環ポンプ 20a 循環ポンプコントローラ 21 混合タンク 22 水道 23 止水弁 24 混合弁 25 汲み上げ用ポンプ 26 蛇口 27 シンク、浴槽、洗面台等 28 部屋 29 廊下 30 天井 31 床下 32 部屋換気口 33 集中換気口 34 室内空気 35 室内空気 36 空気熱交換空気流

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 コンプレッサを有するヒートポンプと貯
    湯側の水熱交換器と空調側の水熱交換器と空気熱交換器
    とを第1の配管により連結し、該配管内を流れる熱媒体
    により熱交換を行うようにするとともに、給湯のための
    湯を貯える貯湯槽と、冷暖房のための蓄冷熱を行う蓄冷
    熱槽と、冷暖房を行う空調機と、前記貯湯側の水熱交換
    器と貯湯槽とを第2の配管により連結し、前記空調側の
    水熱交換器と蓄冷熱槽と空調機とを第3の配管により連
    結し、第2の配管内を流れる水により貯湯を行い、第3
    の配管内を流れる水または不凍液により冷暖房空調を行
    い、前記各機器の動作を制御部により制御するようにし
    た給湯・空調システムにおいて、前記制御部では、空調
    要求あるいは給湯要求のある時間を予め設定しておき、
    該設定パターンに基づいて前記各機器を制御するように
    したことを特徴とする給湯・空調システム。
JP22197295A 1995-08-30 1995-08-30 給湯・空調システム Withdrawn JPH0968365A (ja)

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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
AU708613B3 (en) * 1999-02-22 1999-08-05 Shao Kuang Huang Heating and cooling system
CN112013565A (zh) * 2019-05-31 2020-12-01 国家电投集团科学技术研究院有限公司 热泵机组耦合水储能供能系统

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AU708613B3 (en) * 1999-02-22 1999-08-05 Shao Kuang Huang Heating and cooling system
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Effective date: 20021105