JPH10122678A - ヒートポンプ式給湯装置 - Google Patents
ヒートポンプ式給湯装置Info
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- JPH10122678A JPH10122678A JP27494196A JP27494196A JPH10122678A JP H10122678 A JPH10122678 A JP H10122678A JP 27494196 A JP27494196 A JP 27494196A JP 27494196 A JP27494196 A JP 27494196A JP H10122678 A JPH10122678 A JP H10122678A
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-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F25—REFRIGERATION OR COOLING; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS; MANUFACTURE OR STORAGE OF ICE; LIQUEFACTION SOLIDIFICATION OF GASES
- F25B—REFRIGERATION MACHINES, PLANTS OR SYSTEMS; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS
- F25B25/00—Machines, plants or systems, using a combination of modes of operation covered by two or more of the groups F25B1/00 - F25B23/00
- F25B25/005—Machines, plants or systems, using a combination of modes of operation covered by two or more of the groups F25B1/00 - F25B23/00 using primary and secondary systems
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F25—REFRIGERATION OR COOLING; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS; MANUFACTURE OR STORAGE OF ICE; LIQUEFACTION SOLIDIFICATION OF GASES
- F25B—REFRIGERATION MACHINES, PLANTS OR SYSTEMS; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS
- F25B9/00—Compression machines, plants or systems, in which the refrigerant is air or other gas of low boiling point
- F25B9/14—Compression machines, plants or systems, in which the refrigerant is air or other gas of low boiling point characterised by the cycle used, e.g. Stirling cycle
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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
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- Y02B—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO BUILDINGS, e.g. HOUSING, HOUSE APPLIANCES OR RELATED END-USER APPLICATIONS
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- Y02B30/52—Heat recovery pumps, i.e. heat pump based systems or units able to transfer the thermal energy from one area of the premises or part of the facilities to a different one, improving the overall efficiency
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 ヒートポンプの効率を低下させることなく、
高温水の得られる給湯システムを有するヒートポンプ式
給湯装置を提供する。 【解決手段】 燃焼器６１からの熱により作動する熱ガ
ス機関１と、この熱ガス機関１の放熱用熱源１１につな
がる熱搬送回路４４，４１と、この熱搬送回路４４，４
１に設けられる給湯用熱交換器４００と、この給湯用熱
交換器４００に水を供給して温水を得る給湯回路４０２
とを備えたヒートポンプ式給湯装置である。熱搬送回路
４４に燃焼器６１の排熱を回収する熱回収熱交換器７１
をつなぎ、この熱回収熱交換器７１で回収される排熱に
より熱搬送回路４４，４１を通る熱媒体を加熱して、給
湯用熱交換器４００、給湯回路４０２で得られる温水の
温度を上昇可能にしたことを特徴とする。
高温水の得られる給湯システムを有するヒートポンプ式
給湯装置を提供する。 【解決手段】 燃焼器６１からの熱により作動する熱ガ
ス機関１と、この熱ガス機関１の放熱用熱源１１につな
がる熱搬送回路４４，４１と、この熱搬送回路４４，４
１に設けられる給湯用熱交換器４００と、この給湯用熱
交換器４００に水を供給して温水を得る給湯回路４０２
とを備えたヒートポンプ式給湯装置である。熱搬送回路
４４に燃焼器６１の排熱を回収する熱回収熱交換器７１
をつなぎ、この熱回収熱交換器７１で回収される排熱に
より熱搬送回路４４，４１を通る熱媒体を加熱して、給
湯用熱交換器４００、給湯回路４０２で得られる温水の
温度を上昇可能にしたことを特徴とする。
Description
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、外部からの熱又は
動力により作動する熱ガス機関を利用して暖房と給湯を
行う装置に関する。
動力により作動する熱ガス機関を利用して暖房と給湯を
行う装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】従来、スターリングサイクル機関や吸収
式冷凍機関など燃焼等による高温熱源や電動機などの動
力を駆動源として冷暖房等を行う熱ガス機関は知られて
いる。この種の熱ガス機関の特徴は、冷媒としてフロン
を使用せず、ヘリウム、窒素、アンモニア等の気体を使
用して、ヒートポンプ仕事を行うことである。この種の
熱ガス機関では、フロンを使用する逆ランキン式冷暖房
機のように冷媒を用いて利用側ユニットに冷温熱を搬送
することができないという欠点がある。
式冷凍機関など燃焼等による高温熱源や電動機などの動
力を駆動源として冷暖房等を行う熱ガス機関は知られて
いる。この種の熱ガス機関の特徴は、冷媒としてフロン
を使用せず、ヘリウム、窒素、アンモニア等の気体を使
用して、ヒートポンプ仕事を行うことである。この種の
熱ガス機関では、フロンを使用する逆ランキン式冷暖房
機のように冷媒を用いて利用側ユニットに冷温熱を搬送
することができないという欠点がある。
【０００３】そこで、従来は、熱ガス機関の吸熱用熱源
と、熱ガス機関の放熱用熱源と、利用側熱交換器と、熱
源側熱交換器とを管路でつなぎ、冷温水により熱搬送を
行う空気調和装置が提案されている（例えば、特許第１
８５７５８１号）。この空気調和装置においては、利用
側ユニットや熱源側ユニット等の端末機器が冷房と暖房
に兼用されるので、四方弁を用いて冷水回路と温水回路
を切り換えている。
と、熱ガス機関の放熱用熱源と、利用側熱交換器と、熱
源側熱交換器とを管路でつなぎ、冷温水により熱搬送を
行う空気調和装置が提案されている（例えば、特許第１
８５７５８１号）。この空気調和装置においては、利用
側ユニットや熱源側ユニット等の端末機器が冷房と暖房
に兼用されるので、四方弁を用いて冷水回路と温水回路
を切り換えている。
【０００４】しかしながら、上記従来の構成では、冷房
時に利用側ユニットにより室内から汲み上げた熱と熱サ
イクルを駆動するために投入した熱とを、熱源側ユニッ
トにより外気に放出するため、エネルギの有効利用が図
れないという問題がある。また、上記した熱を有効利用
しようとしても、上記従来例では熱搬送媒体として水を
用いており、かつその水を冷房と暖房とで共用するため
に不凍液が必要となり、そのままでは給湯水として利用
することができないという問題がある。
時に利用側ユニットにより室内から汲み上げた熱と熱サ
イクルを駆動するために投入した熱とを、熱源側ユニッ
トにより外気に放出するため、エネルギの有効利用が図
れないという問題がある。また、上記した熱を有効利用
しようとしても、上記従来例では熱搬送媒体として水を
用いており、かつその水を冷房と暖房とで共用するため
に不凍液が必要となり、そのままでは給湯水として利用
することができないという問題がある。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】これを解消するため
に、放熱用熱源につながる熱搬送回路に給湯用熱交換器
を設けておいて、この給湯用熱交換器に外部供給水或い
は循環水を通して加熱・給湯するシステムを構築するこ
とが考えられる。この場合、前述の熱ガス機関を利用し
た給湯装置では、温水の温度を例えば８０℃程度にまで
上昇させようとすると、熱ガス機関の放熱側の作動ガス
温度をそれ以上にする必要があり、熱ガス機関の成績係
数（ＣＯＰ）が大きく低下するという問題がある。
に、放熱用熱源につながる熱搬送回路に給湯用熱交換器
を設けておいて、この給湯用熱交換器に外部供給水或い
は循環水を通して加熱・給湯するシステムを構築するこ
とが考えられる。この場合、前述の熱ガス機関を利用し
た給湯装置では、温水の温度を例えば８０℃程度にまで
上昇させようとすると、熱ガス機関の放熱側の作動ガス
温度をそれ以上にする必要があり、熱ガス機関の成績係
数（ＣＯＰ）が大きく低下するという問題がある。
【０００６】そこで、本発明の目的は、上記した従来例
の課題を解消し、ヒートポンプの効率を低下させること
なく、高温水の得られる給湯システムを有するヒートポ
ンプ式給湯装置を提供することにある。
の課題を解消し、ヒートポンプの効率を低下させること
なく、高温水の得られる給湯システムを有するヒートポ
ンプ式給湯装置を提供することにある。
【０００７】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、請求項１に記載の発明は、燃焼器からの熱により作
動する熱ガス機関と、この熱ガス機関の放熱用熱源につ
ながる熱搬送回路と、この熱搬送回路に設けられる給湯
用熱交換器と、この給湯用熱交換器に水を供給して温水
を得る給湯回路とを備えたヒートポンプ式給湯装置にお
いて、前記熱搬送回路に前記燃焼器の排熱を回収する熱
回収熱交換器をつなぎ、この熱回収熱交換器で回収され
る排熱により前記熱搬送回路を通る熱媒体を加熱して、
前記給湯回路で得られる温水の温度を上昇可能にしたこ
とを特徴とするものである。
に、請求項１に記載の発明は、燃焼器からの熱により作
動する熱ガス機関と、この熱ガス機関の放熱用熱源につ
ながる熱搬送回路と、この熱搬送回路に設けられる給湯
用熱交換器と、この給湯用熱交換器に水を供給して温水
を得る給湯回路とを備えたヒートポンプ式給湯装置にお
いて、前記熱搬送回路に前記燃焼器の排熱を回収する熱
回収熱交換器をつなぎ、この熱回収熱交換器で回収され
る排熱により前記熱搬送回路を通る熱媒体を加熱して、
前記給湯回路で得られる温水の温度を上昇可能にしたこ
とを特徴とするものである。
【０００８】請求項２に記載の発明は、燃焼器からの熱
により作動する熱ガス機関と、この熱ガス機関の放熱用
熱源につながる熱搬送回路と、この熱搬送回路に設けら
れる給湯用熱交換器と、この給湯用熱交換器に水を供給
して温水を得る給湯回路とを備えたヒートポンプ式給湯
装置において、前記熱搬送回路には前記給湯用熱交換器
と並列に利用側熱交換器をつなぐとともに、前記給湯用
熱交換器及び／又は前記利用側熱交換器に熱媒体を供給
可能に前記熱搬送回路を切換える切換弁を設け、且つ前
記熱搬送回路に前記燃焼器の排熱を回収する熱回収熱交
換器をつなぎ、この熱回収熱交換器で回収される排熱に
より前記熱搬送回路を通る熱媒体を加熱して、前記給湯
回路で得られる温水の温度及び／又は前記利用側熱交換
器での利用温度を上昇可能にしたことを特徴とするもの
である。
により作動する熱ガス機関と、この熱ガス機関の放熱用
熱源につながる熱搬送回路と、この熱搬送回路に設けら
れる給湯用熱交換器と、この給湯用熱交換器に水を供給
して温水を得る給湯回路とを備えたヒートポンプ式給湯
装置において、前記熱搬送回路には前記給湯用熱交換器
と並列に利用側熱交換器をつなぐとともに、前記給湯用
熱交換器及び／又は前記利用側熱交換器に熱媒体を供給
可能に前記熱搬送回路を切換える切換弁を設け、且つ前
記熱搬送回路に前記燃焼器の排熱を回収する熱回収熱交
換器をつなぎ、この熱回収熱交換器で回収される排熱に
より前記熱搬送回路を通る熱媒体を加熱して、前記給湯
回路で得られる温水の温度及び／又は前記利用側熱交換
器での利用温度を上昇可能にしたことを特徴とするもの
である。
【０００９】これらの発明では、熱ガス機関の放熱用熱
源で暖められる熱媒体は熱搬送回路を通じて給湯用熱交
換器に入る。この場合に、熱搬送回路には燃焼器の排熱
を利用した熱回収熱交換器が設けられるので、前記熱媒
体は、この熱回収熱交換器を通じて加熱され、前記放熱
用熱源で加熱可能な温度以上に暖められる。よって、高
温に暖められた熱媒体が給湯用熱交換器に入るので、こ
の給湯用熱交換器に供給される水の温度は高温になる。
これによれば、熱ガス機関の作動ガスの温度は上昇せ
ず、効率が低下するようなことはない。
源で暖められる熱媒体は熱搬送回路を通じて給湯用熱交
換器に入る。この場合に、熱搬送回路には燃焼器の排熱
を利用した熱回収熱交換器が設けられるので、前記熱媒
体は、この熱回収熱交換器を通じて加熱され、前記放熱
用熱源で加熱可能な温度以上に暖められる。よって、高
温に暖められた熱媒体が給湯用熱交換器に入るので、こ
の給湯用熱交換器に供給される水の温度は高温になる。
これによれば、熱ガス機関の作動ガスの温度は上昇せ
ず、効率が低下するようなことはない。
【００１０】請求項３に記載の発明は、燃焼器からの熱
により作動する熱ガス機関と、この熱ガス機関の放熱用
熱源につながる熱搬送回路と、この熱搬送回路に設けら
れる給湯用熱交換器と、この給湯用熱交換器に水を供給
して温水を得る給湯回路とを備えたヒートポンプ式給湯
装置において、給湯回路には燃焼器の排熱を利用して温
水を加熱する熱回収熱交換器を設けたことを特徴とする
ものである。
により作動する熱ガス機関と、この熱ガス機関の放熱用
熱源につながる熱搬送回路と、この熱搬送回路に設けら
れる給湯用熱交換器と、この給湯用熱交換器に水を供給
して温水を得る給湯回路とを備えたヒートポンプ式給湯
装置において、給湯回路には燃焼器の排熱を利用して温
水を加熱する熱回収熱交換器を設けたことを特徴とする
ものである。
【００１１】請求項４に記載の発明は、燃焼器からの熱
により作動する熱ガス機関と、この熱ガス機関の放熱用
熱源につながる熱搬送回路と、この熱搬送回路に設けら
れる給湯用熱交換器と、この給湯用熱交換器に水を供給
して温水を得る給湯回路とを備えたヒートポンプ式給湯
装置において、前記熱搬送回路には前記給湯用熱交換器
と並列に利用側熱交換器をつなぐとともに、前記給湯用
熱交換器及び／又は前記利用側熱交換器に熱媒体を供給
可能に前記熱搬送回路を切換える切換弁を設け、前記給
湯回路には前記燃焼器の排熱を利用して温水を加熱する
熱回収熱交換器を設けたことを特徴とするものである。
により作動する熱ガス機関と、この熱ガス機関の放熱用
熱源につながる熱搬送回路と、この熱搬送回路に設けら
れる給湯用熱交換器と、この給湯用熱交換器に水を供給
して温水を得る給湯回路とを備えたヒートポンプ式給湯
装置において、前記熱搬送回路には前記給湯用熱交換器
と並列に利用側熱交換器をつなぐとともに、前記給湯用
熱交換器及び／又は前記利用側熱交換器に熱媒体を供給
可能に前記熱搬送回路を切換える切換弁を設け、前記給
湯回路には前記燃焼器の排熱を利用して温水を加熱する
熱回収熱交換器を設けたことを特徴とするものである。
【００１２】これらの発明では、熱ガス機関の放熱用熱
源で暖められる熱媒体は熱搬送回路を通じて給湯用熱交
換器に入り、この給湯用熱交換器に供給される水を加熱
する。これによれば、給湯回路において温水が得られ
る。この温水は、燃焼器の排熱を利用した熱回収熱交換
器を通過し、この熱回収熱交換器を通じて直接加熱され
る。従って、給湯回路で得られる水の温度は高温にな
る。これによれば、熱ガス機関の作動ガスの温度は上昇
せず、効率が低下することはない。
源で暖められる熱媒体は熱搬送回路を通じて給湯用熱交
換器に入り、この給湯用熱交換器に供給される水を加熱
する。これによれば、給湯回路において温水が得られ
る。この温水は、燃焼器の排熱を利用した熱回収熱交換
器を通過し、この熱回収熱交換器を通じて直接加熱され
る。従って、給湯回路で得られる水の温度は高温にな
る。これによれば、熱ガス機関の作動ガスの温度は上昇
せず、効率が低下することはない。
【００１３】請求項５に記載の発明は、請求項１乃至４
に記載のものにおいて前記熱ガス機関を構成する燃焼器
には当該燃焼器の排熱を利用して燃焼用空気を予熱する
予熱用熱交換器を設けたことを特徴とするものである。
に記載のものにおいて前記熱ガス機関を構成する燃焼器
には当該燃焼器の排熱を利用して燃焼用空気を予熱する
予熱用熱交換器を設けたことを特徴とするものである。
【００１４】
【発明の実施の形態】以下に本発明の一実施の形態を添
付図面に従って説明する。
付図面に従って説明する。
【００１５】図１は本発明に係るヒートポンプ式冷暖房
装置の一実施の形態の構成を示したもので、この回路に
は熱源としてスターリングサイクル機関のヒートポンプ
を利用した熱ガス機関１が使用されている。なお、この
スターリングサイクル熱ガス機関１自体は公知であり、
詳細な説明は省略するが、高温側ピストン３と低温側ピ
ストン５とを備えている。両ピストン３，５は、例えば
高温側ピストン３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５は上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
６で駆動されるクランク７を介してつながれている。
装置の一実施の形態の構成を示したもので、この回路に
は熱源としてスターリングサイクル機関のヒートポンプ
を利用した熱ガス機関１が使用されている。なお、この
スターリングサイクル熱ガス機関１自体は公知であり、
詳細な説明は省略するが、高温側ピストン３と低温側ピ
ストン５とを備えている。両ピストン３，５は、例えば
高温側ピストン３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５は上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
６で駆動されるクランク７を介してつながれている。
【００１６】参照符号６１は燃焼器であり、この燃焼器
６１は、高温側ピストン３で押し出される作動ガス（ヘ
リウム）を加熱する。
６１は、高温側ピストン３で押し出される作動ガス（ヘ
リウム）を加熱する。
【００１７】高温側ピストン３と低温側ピストン５とが
動作すると、封入されたヘリウムが、再生器９を通って
移動し、この再生器９を通過する際に、加熱されたり冷
却され、かつ各ピストンの動作による容積変化により、
ヘリウムが昇圧されたり減圧されたりする。ヘリウムの
昇圧時には温度が上がり中温熱交換器１１に放熱し、減
圧時には温度が下がり低温熱交換器１３から吸熱する。
動作すると、封入されたヘリウムが、再生器９を通って
移動し、この再生器９を通過する際に、加熱されたり冷
却され、かつ各ピストンの動作による容積変化により、
ヘリウムが昇圧されたり減圧されたりする。ヘリウムの
昇圧時には温度が上がり中温熱交換器１１に放熱し、減
圧時には温度が下がり低温熱交換器１３から吸熱する。
【００１８】つまり低温熱交換器１３は本熱ガス機関１
の吸熱用熱源を構成し、中温熱交換器１１は本熱ガス機
関１の放熱用熱源を構成する。
の吸熱用熱源を構成し、中温熱交換器１１は本熱ガス機
関１の放熱用熱源を構成する。
【００１９】この実施の形態によれば、熱ガス機関１の
低温熱交換器（吸熱用熱源）１３、および中温熱交換器
（放熱用熱源）１１を利用してなる空気調和機１００が
提供される。この空気調和機１００は、利用側ユニット
２００と、熱ガス機関１を含む熱源側ユニット３００と
によって構成される。利用側ユニット２００は、利用側
熱交換器２０１と室内ファン２０３とを備える。熱源側
ユニット３００は、熱ガス機関１と、熱源側熱交換器３
０１と、室外ファン３０３と、温水用ポンプ２０と、冷
水用ポンプ２１と、四方弁３０，３１とを備える。
低温熱交換器（吸熱用熱源）１３、および中温熱交換器
（放熱用熱源）１１を利用してなる空気調和機１００が
提供される。この空気調和機１００は、利用側ユニット
２００と、熱ガス機関１を含む熱源側ユニット３００と
によって構成される。利用側ユニット２００は、利用側
熱交換器２０１と室内ファン２０３とを備える。熱源側
ユニット３００は、熱ガス機関１と、熱源側熱交換器３
０１と、室外ファン３０３と、温水用ポンプ２０と、冷
水用ポンプ２１と、四方弁３０，３１とを備える。
【００２０】この実施の形態によれば、中温熱交換器１
１と温水用ポンプ２０との間の熱搬送回路４４には、熱
回収熱交換器７１がつながれる。この熱回収熱交換器７
１は、熱ガス機関１を構成する燃焼器６１の排熱を回収
する。また、この燃焼器６１には、当該燃焼器６１の排
熱を利用して、ブロワ６２から送られる燃焼用空気を予
熱するための予熱用熱交換器８１が設けられる。
１と温水用ポンプ２０との間の熱搬送回路４４には、熱
回収熱交換器７１がつながれる。この熱回収熱交換器７
１は、熱ガス機関１を構成する燃焼器６１の排熱を回収
する。また、この燃焼器６１には、当該燃焼器６１の排
熱を利用して、ブロワ６２から送られる燃焼用空気を予
熱するための予熱用熱交換器８１が設けられる。
【００２１】四方弁３０，３１と利用側熱交換器２０１
との間をつなぐ熱搬送回路４１，４２には、該熱搬送回
路４１，４２を三方向に切換えるための切換弁６３，６
５を介して、給湯用熱交換器４００がつながれ、この給
湯用熱交換器４００には外部供給水を導くための外部給
水管４０１を備える給湯回路４０２がつながれる。４０
３はコックである。
との間をつなぐ熱搬送回路４１，４２には、該熱搬送回
路４１，４２を三方向に切換えるための切換弁６３，６
５を介して、給湯用熱交換器４００がつながれ、この給
湯用熱交換器４００には外部供給水を導くための外部給
水管４０１を備える給湯回路４０２がつながれる。４０
３はコックである。
【００２２】図１は暖房運転時を示すが、この暖房運転
時における冷水、温水の流れを基準として、図１の熱搬
送回路４０〜４７を説明する。暖房運転時には、四方弁
３０，３１は実線で示すように切り替えられる。この場
合、中温熱交換器（放熱用熱源）１１で放熱された温水
は、管路４４、熱回収熱交換器７１、温水用ポンプ２
０、四方弁３０、管路４１、切換弁６３を通じて利用側
熱交換器２０１に流れるとともに、給湯用熱交換器４０
０に流れる。利用側熱交換器２０１に流れる温水は、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４２、
切換弁６５、四方弁３１、管路４７を通じて中温熱交換
器（放熱用熱源）１１に戻る。
時における冷水、温水の流れを基準として、図１の熱搬
送回路４０〜４７を説明する。暖房運転時には、四方弁
３０，３１は実線で示すように切り替えられる。この場
合、中温熱交換器（放熱用熱源）１１で放熱された温水
は、管路４４、熱回収熱交換器７１、温水用ポンプ２
０、四方弁３０、管路４１、切換弁６３を通じて利用側
熱交換器２０１に流れるとともに、給湯用熱交換器４０
０に流れる。利用側熱交換器２０１に流れる温水は、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４２、
切換弁６５、四方弁３１、管路４７を通じて中温熱交換
器（放熱用熱源）１１に戻る。
【００２３】給湯用熱交換器４００に流れる温水は、外
部給水管４０１を通じて供給される水と熱交換を行い、
温水回路４０２を通じて温水を得た後、切換弁６５、四
方弁３１、管路４７を通じて中温熱交換器（放熱用熱
源）１１に戻る。
部給水管４０１を通じて供給される水と熱交換を行い、
温水回路４０２を通じて温水を得た後、切換弁６５、四
方弁３１、管路４７を通じて中温熱交換器（放熱用熱
源）１１に戻る。
【００２４】給湯だけを行う場合には、切換弁６３，６
５が、図２に示すように切り換えられる。これによれ
ば、中温熱交換器（放熱用熱源）１１で放熱された温水
は、管路４４、熱回収熱交換器７１、温水用ポンプ２
０、四方弁３０、管路４１、切換弁６３を通じて、給湯
用熱交換器４００にのみ流れる。
５が、図２に示すように切り換えられる。これによれ
ば、中温熱交換器（放熱用熱源）１１で放熱された温水
は、管路４４、熱回収熱交換器７１、温水用ポンプ２
０、四方弁３０、管路４１、切換弁６３を通じて、給湯
用熱交換器４００にのみ流れる。
【００２５】給湯用熱交換器４００に流れる温水は、外
部給水管４０１を通じて供給される水と熱交換を行い、
温水回路４０２を通じて温水を得た後、切換弁６５、四
方弁３１、管路４７を通じて中温熱交換器（放熱用熱
源）１１に戻る。
部給水管４０１を通じて供給される水と熱交換を行い、
温水回路４０２を通じて温水を得た後、切換弁６５、四
方弁３１、管路４７を通じて中温熱交換器（放熱用熱
源）１１に戻る。
【００２６】この実施の形態によれば、切換弁６３，６
５の切り換えにより、利用側熱交換器２０１の利用によ
る暖房のみの運転も可能になる。
５の切り換えにより、利用側熱交換器２０１の利用によ
る暖房のみの運転も可能になる。
【００２７】このような場合、低温熱交換器（吸熱用熱
源）１３で吸熱された冷水は、管路４０、四方弁３０、
管路４５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４６、四方弁３１、冷水用ポンプ２１、管路
４３を通じて低温熱交換器１３に戻る。
源）１３で吸熱された冷水は、管路４０、四方弁３０、
管路４５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４６、四方弁３１、冷水用ポンプ２１、管路
４３を通じて低温熱交換器１３に戻る。
【００２８】このように冷温水の循環により、熱源側熱
交換器３０１を通じて外気から熱が吸収され、給湯用熱
交換器４００と利用側熱交換器２０１、あるいはどちら
か一方の熱交換器４００，２０１を通じて熱サイクルに
よる廃熱が放熱され、暖房又は給湯、あるいは暖房と給
湯の同時運転が行われる。
交換器３０１を通じて外気から熱が吸収され、給湯用熱
交換器４００と利用側熱交換器２０１、あるいはどちら
か一方の熱交換器４００，２０１を通じて熱サイクルに
よる廃熱が放熱され、暖房又は給湯、あるいは暖房と給
湯の同時運転が行われる。
【００２９】以上において、給湯時には、外部給水管４
０１を通じて、外部水が給湯用熱交換器４００に供給さ
れ、ここを通る温水によって加熱され、コック４０３を
経て給湯に利用される。ただし、通常であれば、給湯用
熱交換器４００での加熱温度は、そこでの放熱温度を当
然に越えることはできず、３０℃〜５０℃程度である。
これに対して、この実施の形態によれば、熱回収熱交換
器７１における燃焼排熱回収により、給湯用熱交換器４
００に供給される温水の温度を上昇させることができる
ので、中温熱交換器１１での作動ガス温度を上昇させる
ことなく、給湯用熱交換器４００での加熱温度を上昇さ
せることができる。
０１を通じて、外部水が給湯用熱交換器４００に供給さ
れ、ここを通る温水によって加熱され、コック４０３を
経て給湯に利用される。ただし、通常であれば、給湯用
熱交換器４００での加熱温度は、そこでの放熱温度を当
然に越えることはできず、３０℃〜５０℃程度である。
これに対して、この実施の形態によれば、熱回収熱交換
器７１における燃焼排熱回収により、給湯用熱交換器４
００に供給される温水の温度を上昇させることができる
ので、中温熱交換器１１での作動ガス温度を上昇させる
ことなく、給湯用熱交換器４００での加熱温度を上昇さ
せることができる。
【００３０】従って、熱ガス機関１の効率を低下させる
ことなく、給湯回路４０２を利用することにより、例え
ば、６０℃〜８０℃程度の温水を得ることができる。
ことなく、給湯回路４０２を利用することにより、例え
ば、６０℃〜８０℃程度の温水を得ることができる。
【００３１】この実施の形態によれば、燃焼器６１に
は、燃焼器６１の排熱を利用して、ブロワ６２から送ら
れる燃焼用空気を予熱するための予熱用熱交換器８１が
設けられるので、熱ガス機関１の効率を上昇させること
ができる。
は、燃焼器６１の排熱を利用して、ブロワ６２から送ら
れる燃焼用空気を予熱するための予熱用熱交換器８１が
設けられるので、熱ガス機関１の効率を上昇させること
ができる。
【００３２】冷房運転時には、図３に示すように、四方
弁３０，３１、および切換弁６３，６５が切り替えられ
る。この場合、低温熱交換器（吸熱用熱源）１３で吸熱
された冷水は、管路４０を通って四方弁３０に至り、管
路４１、切換弁６３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
４２、切換弁６５、四方弁３１、冷水用ポンプ２１、管
路４３を通じて低温熱交換器１３に戻る。
弁３０，３１、および切換弁６３，６５が切り替えられ
る。この場合、低温熱交換器（吸熱用熱源）１３で吸熱
された冷水は、管路４０を通って四方弁３０に至り、管
路４１、切換弁６３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
４２、切換弁６５、四方弁３１、冷水用ポンプ２１、管
路４３を通じて低温熱交換器１３に戻る。
【００３３】このとき、中温熱交換器（放熱用熱源）１
１で放熱された温水は、管路４４、温水用ポンプ２０、
四方弁３０、更には管路４５を通じて熱源側熱交換器３
０１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４６、四方弁３１、管路
４７を通じて中温熱交換器１１に戻る。
１で放熱された温水は、管路４４、温水用ポンプ２０、
四方弁３０、更には管路４５を通じて熱源側熱交換器３
０１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４６、四方弁３１、管路
４７を通じて中温熱交換器１１に戻る。
【００３４】これによれば、冷温水の循環により、熱源
側熱交換器３０１を通じて熱サイクルによる廃熱が放熱
され、利用側熱交換器２０１を通じて、室内空気から熱
が吸熱されて、被調和室の冷房が行われる。
側熱交換器３０１を通じて熱サイクルによる廃熱が放熱
され、利用側熱交換器２０１を通じて、室内空気から熱
が吸熱されて、被調和室の冷房が行われる。
【００３５】以上の実施の形態では、利用側ユニット２
００、給湯用熱交換器４００以外の各機器はすべてが熱
源側ユニット３００の内部にまとめて収容されるので、
コンパクトに設計することができる。
００、給湯用熱交換器４００以外の各機器はすべてが熱
源側ユニット３００の内部にまとめて収容されるので、
コンパクトに設計することができる。
【００３６】上記の各実施の形態における各ポンプや各
四方弁は、それぞれ弁等を操作するアクチュエータ（図
示せず）を装備しており、この装置１００内には、これ
らのアクチュエータを各運転モードに応じて上記のよう
に制御する制御手段としてのマイクロコンピュータ等の
制御装置（図示せず）が搭載される。
四方弁は、それぞれ弁等を操作するアクチュエータ（図
示せず）を装備しており、この装置１００内には、これ
らのアクチュエータを各運転モードに応じて上記のよう
に制御する制御手段としてのマイクロコンピュータ等の
制御装置（図示せず）が搭載される。
【００３７】以上、本発明の実施の形態に基づいて本発
明を説明したが、本発明は、上記各実施の形態に限定さ
れるものでないことは明らかである。
明を説明したが、本発明は、上記各実施の形態に限定さ
れるものでないことは明らかである。
【００３８】例えば、図４に示すように、燃焼器６１の
排熱を利用して温水を直接加熱する熱回収熱交換器７１
を、給湯回路に設けることができる。この場合には、熱
回収熱交換器７１は、熱搬送回路から切り離されて、給
湯回路の前記コック４０３につながる管５００と、温水
取出管５０１との間につながれる。この場合には、熱回
収熱交換器７１によって、温水が直接加熱されるので、
燃焼器６１の排熱をきわめて有効に利用することがで
き、省エネの効果は絶大である。
排熱を利用して温水を直接加熱する熱回収熱交換器７１
を、給湯回路に設けることができる。この場合には、熱
回収熱交換器７１は、熱搬送回路から切り離されて、給
湯回路の前記コック４０３につながる管５００と、温水
取出管５０１との間につながれる。この場合には、熱回
収熱交換器７１によって、温水が直接加熱されるので、
燃焼器６１の排熱をきわめて有効に利用することがで
き、省エネの効果は絶大である。
【００３９】上記の実施の形態では、熱ガス機関１とし
てスターリングサイクルヒートポンプを利用したものを
示したが、熱ガス機関１としては、温水を生成しうる放
熱熱源と冷水を生成しうる吸熱熱源を有するものであれ
ば如何なるものであってもよく、吸収式ヒートポンプ等
を用いてもよい。
てスターリングサイクルヒートポンプを利用したものを
示したが、熱ガス機関１としては、温水を生成しうる放
熱熱源と冷水を生成しうる吸熱熱源を有するものであれ
ば如何なるものであってもよく、吸収式ヒートポンプ等
を用いてもよい。
【００４０】
【発明の効果】以上の説明から明らかなように、熱搬送
回路には燃焼器の排熱を利用した熱回収熱交換器が設け
られるので、熱媒体は、この熱回収熱交換器を通じて加
熱されて、放熱用熱源で暖められる温度以上の高温に暖
められた後、給湯用熱交換器に供給され、給湯用熱交換
器に供給される水と熱交換されるので、従来のものより
も高温の温水を得ることができる。この場合、排熱回収
するので、熱ガス機関の作動ガスの温度は上昇せず、効
率が低下することはない。
回路には燃焼器の排熱を利用した熱回収熱交換器が設け
られるので、熱媒体は、この熱回収熱交換器を通じて加
熱されて、放熱用熱源で暖められる温度以上の高温に暖
められた後、給湯用熱交換器に供給され、給湯用熱交換
器に供給される水と熱交換されるので、従来のものより
も高温の温水を得ることができる。この場合、排熱回収
するので、熱ガス機関の作動ガスの温度は上昇せず、効
率が低下することはない。
【００４１】また、これらの発明では、熱ガス機関の放
熱用熱源で暖められる熱媒体は熱搬送回路を通じて給湯
用熱交換器に入り、この給湯用熱交換器に供給される水
を加熱するので、給湯回路において温水が得られる。こ
の温水は、燃焼器の排熱を利用した熱回収熱交換器を通
過し、この熱回収熱交換器を通じて直接加熱されるの
で、給湯回路で得られる水の温度は更に高温になる。こ
の場合に、熱ガス機関の作動ガスの温度は上昇せず、効
率が低下することはない。
熱用熱源で暖められる熱媒体は熱搬送回路を通じて給湯
用熱交換器に入り、この給湯用熱交換器に供給される水
を加熱するので、給湯回路において温水が得られる。こ
の温水は、燃焼器の排熱を利用した熱回収熱交換器を通
過し、この熱回収熱交換器を通じて直接加熱されるの
で、給湯回路で得られる水の温度は更に高温になる。こ
の場合に、熱ガス機関の作動ガスの温度は上昇せず、効
率が低下することはない。
【図１】本発明のヒートポンプ式冷暖房装置の一実施の
形態を示す回路図である。
形態を示す回路図である。
【図２】給湯時の回路図である。
【図３】冷房運転時の回路図である。
【図４】別の実施の形態を示す回路図である。
１ 熱ガス機関 １１ 中温熱交換器（放熱用熱源） １３ 低温熱交換器（吸熱用熱源） ４０〜４７ 管路 ６１ 燃焼器 ６２ ブロワ ６３，６５ 切換弁 ７１ 熱回収熱交換器 ８１ 予熱用熱交換器 ４００ 給湯用熱交換器 ４０１ 外部給水管
Claims (5)
- 【請求項１】 燃焼器からの熱により作動する熱ガス機
関と、この熱ガス機関の放熱用熱源につながる熱搬送回
路と、この熱搬送回路に設けられる給湯用熱交換器と、
この給湯用熱交換器に水を供給して温水を得る給湯回路
とを備えたヒートポンプ式給湯装置において、 前記熱搬送回路に前記燃焼器の排熱を回収する熱回収熱
交換器をつなぎ、この熱回収熱交換器で回収される排熱
により前記熱搬送回路を通る熱媒体を加熱して、前記給
湯回路で得られる温水の温度を上昇可能にしたことを特
徴とするヒートポンプ式給湯装置。 - 【請求項２】 燃焼器からの熱により作動する熱ガス機
関と、この熱ガス機関の放熱用熱源につながる熱搬送回
路と、この熱搬送回路に設けられる給湯用熱交換器と、
この給湯用熱交換器に水を供給して温水を得る給湯回路
とを備えたヒートポンプ式給湯装置において、 前記熱搬送回路には前記給湯用熱交換器と並列に利用側
熱交換器をつなぐとともに、前記給湯用熱交換器及び／
又は前記利用側熱交換器に熱媒体を供給可能に前記熱搬
送回路を切換える切換弁を設け、且つ前記熱搬送回路に
前記燃焼器の排熱を回収する熱回収熱交換器をつなぎ、
この熱回収熱交換器で回収される排熱により前記熱搬送
回路を通る熱媒体を加熱して、前記給湯回路で得られる
温水の温度及び／又は前記利用側熱交換器での利用温度
を上昇可能にしたことを特徴とするヒートポンプ式給湯
装置。 - 【請求項３】 燃焼器からの熱により作動する熱ガス機
関と、この熱ガス機関の放熱用熱源につながる熱搬送回
路と、この熱搬送回路に設けられる給湯用熱交換器と、
この給湯用熱交換器に水を供給して温水を得る給湯回路
とを備えたヒートポンプ式給湯装置において、 前記給湯回路には前記燃焼器の排熱を利用して温水を加
熱する熱回収熱交換器を設けたことを特徴とするヒート
ポンプ式給湯装置。 - 【請求項４】 燃焼器からの熱により作動する熱ガス機
関と、この熱ガス機関の放熱用熱源につながる熱搬送回
路と、この熱搬送回路に設けられる給湯用熱交換器と、
この給湯用熱交換器に水を供給して温水を得る給湯回路
とを備えたヒートポンプ式給湯装置において、 前記熱搬送回路には前記給湯用熱交換器と並列に利用側
熱交換器をつなぐとともに、前記給湯用熱交換器及び／
又は前記利用側熱交換器に熱媒体を供給可能に前記熱搬
送回路を切換える切換弁を設け、前記給湯回路には前記
燃焼器の排熱を利用して温水を加熱する熱回収熱交換器
を設けたことを特徴とするヒートポンプ式給湯装置。 - 【請求項５】 前記熱ガス機関を構成する燃焼器には当
該燃焼器の排熱を利用して燃焼用空気を予熱する予熱用
熱交換器を設けたことを特徴とする請求項１乃至４のい
ずれかに記載のヒートポンプ式給湯装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP27494196A JPH10122678A (ja) | 1996-10-17 | 1996-10-17 | ヒートポンプ式給湯装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP27494196A JPH10122678A (ja) | 1996-10-17 | 1996-10-17 | ヒートポンプ式給湯装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH10122678A true JPH10122678A (ja) | 1998-05-15 |
Family
ID=17548692
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP27494196A Pending JPH10122678A (ja) | 1996-10-17 | 1996-10-17 | ヒートポンプ式給湯装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH10122678A (ja) |
-
1996
- 1996-10-17 JP JP27494196A patent/JPH10122678A/ja active Pending
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