JPS5886363A - 冷暖房給湯装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 不発明は熱動機関駆動による冷暖房と給湯を行なうこと
ができる冷暖房給湯装置に関する。

従来の空気調和装置には、例えば特開昭５６−９６０号
公報に記載されているように、エンジンで駆動される圧
縮機、室内ｆ１＋１１熱交換器、室外側熱交換器、膨張
器、および四方弁より構成され、四方弁により冷房時は
室内側熱交換器を蒸発器、室外側熱交換器を凝縮器とし
て使用し、暖房時は室内側熱交換器を凝縮器、室外側熱
交換器全蒸発器として使用し、エンジンを冷却した温水
が流れる原動機冷却系統の補助熱交換器を室内側熱交換
器と室外側熱交換器のうち少なくとも一方側の近くに設
置したものがあり、また冷暖房給湯装置には、特開昭５
６−５０５６７号公報に記載されているように、エンジ
ンで駆＃Ｉされる圧縮機を備えた冷暖房装置と、前記エ
ンジンの排熱全給湯熱源および前記冷暖房装置の暖房補
助熱源にする排熱利用熱交換器とを具備したものがあっ
た。

しかしながら前者装置にエンジンの排熱を暖房、除霜、
除湿時の補助熱源として利用するにとどまっており、後
者装置はエンジンの排熱のみを給湯熱源として利用する
にとどまっており、いずれも有効な利用とは言い難かっ
た。葦だ、両者装置はいずれも冷暖房切換えに四方弁を
用いているので、この切換え時高低圧冷媒圧力差により
冷媒音が発生する欠点を有していた。

不発明の目的は、エンジンの排熱ケ暖房、除霜、除湿、
給湯の補助熱源として利用するとともにヒートポンプ式
冷凍機を給湯熱源として利用して給湯取り出しを両熱源
による強力な加熱で瞬時に行なうことにより給湯取り出
し用の熱交換器をコンパクトにし、且つ給湯蓄熱ケ外部
貯湯槽で行なう（３） ことによりエンジンとヒートポンプ式冷凍機を収納した
ユニットの小型、薄型化を図り、併せてヒートポンプ式
冷凍機の冷媒切換えを三方弁環の切換弁で行なうことに
より圧縮機の連続運転を可能とした冷暖房給湯装置を提
供することにある。

その目的を達成するために、不発明による冷暖房給湯装
置に、熱動機関によって駆動される冷媒圧縮機と、該圧
縮機の吐出冷媒を冷房給湯サイクルと暖房サイクルとに
切換える冷媒用切換弁と、冷暖房サイクル時にそれぞれ
一方が凝縮器、他方が蒸発器として作用する室内用およ
び室外用熱交換器と、給湯サイクル時に凝縮器として作
用する給湯用熱交換器とを有するヒートポンプ式冷媒回
路と、前記熱動機関と、該機関からの高温排水を室内用
加熱器と給湯用加熱器に切換導入する水用切換弁と、前
記高温排水の熱を室外に排棄する室外用放熱器とを有す
る排熱水回路と、前記給湯用熱交換器および給湯用加熱
器と熱交換関係に配設され市水が加熱流通される吸熱器
と、該吸熱器の市水出口側に配設される外部貯湯槽とを
有する給４１ 湯回路とから構成したものである。

以下本発明による冷暖房給湯装置の実施例について図面
を参照して説明する。

まずヒートポンプ式冷媒回路の構成について説明する。

後述するエンジン等の熱動機関１で駆動される圧縮機２
によって圧縮された冷媒は三方弁等の冷媒用切換弁６に
至り、その切換弁乙によって、室内用熱交換器４に向う
回路５と給湯用熱交換器６に向う回路７とに分岐される
。室内用熱交換器４に向った回路５は逆止弁８を経て後
述する膨張弁９全通らない膨張弁バイパス回路１０を通
り、室内用熱交換器４全経て三方弁１１に至り、その三
方弁１１によってアキュムレータ１２を経て圧縮機２に
戻る回路１６と、逆止弁１４、膨張弁１５を経て室外用
熱交換器１６に向う回路１７とに分岐される。

給湯用熱交換器６に向った回路７は、その給湯用熱交換
器６を通ったのち三方弁１８に至り、その三方弁１８に
よって、直接室外用熱交換器１６に向う回路１９と、逆
止弁２０、膨張弁１５を通ったのち室外用熱交換器１６
に向う回路２１とに分岐される。室外用熱交換器１６に
向った回路１９．２１はその熱交換器を通ったのち、電
磁弁２２、アキュムレータ１２１Ｆｒ：経て圧縮機２に
戻る回路２６と、逆止弁２４に向う回路２５とに分岐さ
れ、逆止弁２４に向った回路２５は、その逆止弁を通っ
たのち三方弁２６に至り、その三方弁によって直接室内
用熱交換器４に向う膨張弁バイパス回路１０と、膨張弁
９ヶ通ったのち室内用熱交換器４に向う回路２７とに分
岐される。室内用熱交換器４に向った回路１０．２７は
前述の三方弁１１に至る回路に接続されている。室内用
熱交換器４および室外用熱交換器１６にはファン２８．
２９が取付けられている。

つぎに熱動機関１の排熱水回路の構成について説明する
。循環ポンプ６０から送出され熱動機関１を冷却して高
温となった循環水はサーモパルプ６１を経て三方弁等の
水用切換弁６２に至り、その切換弁３２により室内用加
熱器６６に向う回路６４と、給湯用加熱器３５に向う回
路６６とに分岐される。室内用加熱器６３に向った回路
３４は、その熱交換器ケ通ったのち循環ポンプ６０に戻
る回路に接続され、給湯用加熱器６５に向った回路３６
に、その給湯用加熱器ヶ通ったのち室外用放熱器６７を
経て循環ポンプ６０に戻る回路に接続されている。室内
用加熱器６６はファン２８で室内空気と、室外用放熱器
６７はファン６８で外気と熱交換される。

つぎに給湯回路は、市水給水配管６？力・らソレノイド
弁４［Ｊ、吸熱器４１ケ通り、この吸熱器の出口側配管
温匿により比例的に制御される電動弁４２を経て外部貯
湯槽４６に至るように構成されており、内側に配設した
吸熱器４１と外側に配設した給湯用熱交換器６および給
湯用加熱器６５とで二重管式熱交換器４４を形成してい
る。４５は給湯取り出し用の蛇口である つぎに冷房、暖房、給湯、貯湯、除湿、除霜のそれぞれ
の運転時におけるヒートポンプ式冷媒回路と、排熱水回
路の作動ケ説明する。

（リ　冷房運転時における冷媒回路の説明熱動機関１に
より圧縮機２が駆動され冷媒が圧縮器より吐出される。

冷媒は三方弁等の切換弁３を通って二重管式熱交換ビη
４４内の給湯用熱交換器６（この時給湯水が流れていな
いので凝縮されない）、三方弁１８ケ通って室外用熱交
換器１６に入りｗ稲され逆止弁２４へと流れる。逆止弁
倉出た冷媒は三方弁２６に入り膨張弁９へと向う。膨張
弁ケ通過した冷媒に室内用熱交換器４で蒸発され低圧カ
ス冷媒となり三方弁１１紫通ってアキュムレータ１２に
入り圧縮機２へと流れ吸い込１れる。なお、吸熱器４１
に市水が流れているときは給湯用熱交換器６で冷媒は一
次凝紬、室外用熱交換器１６で二次凝縮され、冷房と同
時に給湯連転が竹なわれる。

（２）暖房運転時における冷媒回路の説明圧縮機２より
吐出された冷媒は切換弁６を通って逆止弁８へと入る。

逆止弁を通過した冷媒は膨張弁・・イバス回路１０へと
流れ室内用熱交換器４へと入る。室内用熱交換器で凝縮
された冷媒は三方弁１１に入り逆止弁１４方向へと流れ
る。逆止弁倉出た冷媒に膨張弁１５で膨張され室外用熱
交換器１６へ入り、ここで蒸発し電磁弁２２へ流れアキ
ュムレータ１２へ入る。アキュムレータに入った冷媒は
圧縮機２に吸い込捷れる。

（３）給湯、貯湯運転時における冷媒（ロ）路の説明圧
縮機より吐出された冷媒は切換弁６ケ通って二重管式熱
交換器４４内の給湯用熱交換器６に入り凝縮される。こ
の時給湯回路ケ通る水は吸熱器４１で加温される。凝節
された冷媒は三方弁１８より逆止弁２０倉通過し膨張弁
１５で膨張され室外用熱交換器１６へ流れる。熱交換路
内で蒸発され低圧カス冷媒となった冷媒は市１磁弁２２
よりアキュムレータ１２ケ経て圧縮機２に吸い込まれる
。

（４ン　　給湯、貯湯運転時における排熱水１０回路の
説明 熱ｖＪ槻関１ヶ冷却して高温になった餉環水はサーモバ
ルブ３１２柱て三方９ｆ−等の切換弁３２に入り二重管
式熱交換器４４内の給湯用加熱器６５に流れる。この時
給湯回路ケ通る水は吸熱器４１で加温される。二重管式
熱交換器４４内で熱交換された循環水は室外用放熱器６
７ケ通り（この時ファン６８は放熱防止のため止めてお
く）、循環ポンプ３０に戻る。

（リ　暖房運転時における排熱水回路の説明熱動機関１
倉冷却し高温となった循環水はサーモバルブ３１より切
換弁６２ケ介して室内用加熱器６３へ流れ、熱會放出し
て循環ポンプ３０に戻る （６）除湿運転時における冷媒回路および排熱水回路の
説明 冷媒回路はｎ１述の（１）の冷房運転時と同回路とし、
排熱水Ｎ路に前述の（５）の暖房運転時と同回路とする
。この時室内用熱交換器４で冷却除湿された空気は室内
用加熱器６３で杓加熱されて通過時に常温の乾燥空気と
なって放出される。

（７）除霜運転時における冷媒（ロ）路および排熱水回
路の説明 暖房運転時において外気温の低下とともに室外用熱交換
′＃１６に霜の氷層現象が現われてくる。この時暖房運
転より冷房運転に切換弁６で切換え、室外用熱交換乙１
６を凝縮詣として作用させ除霜する。また室内用熱交換
器は冷ｊ虱が放出されるため室内用加熱器６６に切換弁
６２より温水を俯＠させて加温する。

本発明による冷暖房給湯装置は、 （リ　二車管式熱交換器が用いられているので、給湯連
転および冷房運転時における貯湯は既設の外部貯湯槽が
あればよく、機器のコストが低減され、また貯湯槽全内
蔵しなくてもよいので機器を小型化することができてコ
ストが低減してメンテナンスが容易となり、また貯湯遣
が無段階で選べ温度の変更もサーモバルブの設定を変え
ることによって容易にできる、 （２）電動弁によって水道水の流量が一定に制御される
ため給湯時の冷凍負荷が一定している、（３）冷房、暖
房、給湯とどの回路ｔとっても冷媒回路の配管長があま
り変化しない、 （４）給湯？行なわない時に室外用熱交換器および室外
用放熱器によって凝縮熱および熱動機関排熱水の熱が放
出される、 以上（υ〜（りの特徴があり、従来の特開昭５６−９６
０号公報および特開昭５６−３０５６７号公報の装置と
比較して下目己の利点がある。

（リ　熱ｔｖＪ機関の排熱と冷媒凝縮熱とによる強力熱
源で瞬時に給湯加熱できるのでコンパクトな二車管式熱
交換器でよく、ヒートボング式冷凍機と熱動機関ケ収納
したユニットの小型、薄型化ケ図ることかできる。

（２）室外用放熱器と室外用熱交ｆ＃　ｂ　’に別系統
にし、ファンも別にしているため、冷房運転時に熱動機
関の排熱が室外用熱交換器（凝権乙）に熱伝導されない
ので凝縮放熱を妨けることもなく、また暖房時に室外用
熱交換′＃（蒸発ｂ）を通過した低温空気が室外用放熱
詣會通過しないので（この時、排熱水は室内側を流れ、
室外側は滞溜している）、水が凍結しない。

（３）　　ヒートポンプ式冷媒回路に四方弁の代りに、
三方弁等の切換弁（但し三方弁２個ケ代用してもよい）
ヲ便っているので、切換時冷媒音が発生しない。

【図面の簡単な説明】

図面は本発明による冷暖房給湯装置のヒートポンプ式冷
媒回路、熱動機関排熱水回路および給湯回路の構成を示
す系統図である。 １　・・・　熱動機関 ２　・・・　圧Ｉｉｉ機 ６　・・・　冷媒用切換弁 ４　・・・　室内用熱交換器 ６　・・・　給湯用熱交換器 １６　・・・　室外用熱交換器 ６２　・・・　水用切換弁 ６６　・・・　室内用加熱器 ６５　・・・　給湯用加熱器 ６７　・・・　室外用放熱器 ４１　・・・　吸熱器 ４６　・・・　外部貯湯槽 ４４　・・・　二重管式熱交換器 代理人　弁理士　　膝　杢　　　礒 第１頁の続き Ｑ多発　明　者　江利用基光 群馬県邑楽郡大泉町大字坂田１８ ０番地東京三洋電機株式会社内 ３０３−

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. （１）熱動機関によって駆ｗＪされる冷媒圧ｍ機と、該
   圧縮機の吐出冷媒を冷房給湯サイクルと暖房サイクルと
   に切換える冷媒用切換弁と、冷暖房サイクル時にそれぞ
   れ一方が凝＠器、他方が蒸発器として作用する室内用お
   よび室外用熱交換器と、給湯サイクル時に凝縮器として
   作用する給湯用熱交換器とを有するヒートポンプ式冷媒
   回路と、前記熱動機関と、該機関からの高温排水を室内
   用加熱器と給湯用加熱器に切換導入する水用切換弁と、
   前記高温排水の熱を室外に排棄する室外用放熱器とを有
   する排熱水回路と、前記給湯用熱交換器および給湯用加
   熱器と熱交換関係に配設され市水が加熱流通される吸熱
   器と、該吸熱器の市水出口側に配設される外部貯湯槽と
   を有する給湯回路とからなる冷暖房給湯装置。
2. （２）給湯用熱交換器および給湯用加熱器と吸熱器とを
   それぞれ二重管式熱交換器とした特許請求の範囲第（１
   ）項記載の冷暖房給湯装置。 （３ン　　室外用熱交換器および室外用放熱５ｉそれぞ
   れ独立のファンによって外気で個別に冷却するようにし
   た特許請求の範囲第（り項記載の冷暖房給湯装置。