JPS5922437Y2 - 冷暖房給湯装置 - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】 本考案は圧縮機を用いた冷暖房給湯装置に関するもので
、冷房期には冷房排熱を利用して給湯し、中間期、暖房
期には外気を熱源として給湯すると共に、所定の冷暖房
能力を保持しながら、暖房時のすみやかな除霜運転を可
能とし、省エネルギーで低コストな冷暖房給湯装置を提
供するものである。

従来、圧縮機を用いた冷暖房給湯装置として、例えば第
１図に示すような装置が提案されている。

第１図において、Ａは室内ユニット、Ｂは室外ユニット
である。

１は圧縮機、２は四方弁、３は熱源側空気熱交換器、４
ａ 、４ ｂは絞り機構、５は負荷側空気熱交換器で
、これらを一連の冷媒配管により接続し、ヒートポンプ
サイクルとすると共に、熱源側ファン６、負荷側ファン
７を配置している。

さらに圧縮機１と四方弁２を結ぶ吐出冷媒配管８ａの途
中から分岐し、絞り機構４ ａ 、４ ｂの間の冷媒配
管に接続される冷媒配管において給湯用水熱交換器９と
絞り機構４Ｃを付設し、循環ポンプ１０からの循環水と
熱交換可能としている。

１１は蓄熱槽、１２は、蓄熱槽１１と循環ポンプ１０と
給湯用水熱交換器９を接続する水循環回路であり、蓄熱
槽１１の下部から循環水を給湯用水熱交換器９で熱交換
させることによって、蓄熱槽１１の上部から貯湯するよ
うに構成している。

この際蓄熱槽１１中の水温は低温域と高温域が若干の混
合層を境界として明確に分離されることになる。

また１３は給水管であり、本例では水道水の加圧により
蓄熱槽１１中は常に満水状態とされると共に、蓄熱槽１
１の上部から給湯回路１４を接続することにより蓄熱槽
１１中の温水が下部からの押上げ式により給湯されるよ
うに構成している。

第１図の冷暖房給湯装置における冷媒の流れを利用パタ
ーンとの対比および制御手段との関連で整理すると、第
１表のようになる。

すなわち、冷房期においては、常に負荷側空気熱交換器
５を蒸発器として作用させ、冷房運転させながら、貯湯
が完了しない間は給湯用水熱交換器９を凝縮器として作
用させることにより、冷房排熱のすべてを貯湯に利用す
る（利用パターンＡ）と共に、貯湯が完了した後は熱源
側空気熱交換器３を凝縮器として作用させることにより
冷房排熱を大気に放出するように構成している。

（利用パターンＢ）。また中間期、暖房期の給湯運転時
においては、負荷側空気熱交換器５を作用させず、給湯
用水熱交換器９を凝縮器として作用させ、熱源側空気熱
交換器３を蒸発器として作用させることにより、大気を
熱源として給湯することを可能としたものである。

（利用パターンＣ，Ｄ）。

最後に暖房剤の暖房運転時には、循環ポンプ１０を停止
し、負荷側空気熱交換器５を凝縮器として作用させ、熱
源側空気熱交換器３を蒸発器として作用させることによ
り、大気を熱源として暖房運転することを可能ならしめ
たものである。

（利用パターンＥ）。しかしながら、このような装置は
次のような欠点をもっている。

（１）貯湯完了後の冷房運転（利用パターンＢ）におい
ては、循環ポンプ１０が停止し給湯用水熱交換器９への
冷媒側の抵抗も小さいため、給湯用水熱交換器９中の静
止水と径々に熱交換し、冷媒がたまり込むという現象が
みられ、熱源側空気熱交換器３側への冷媒循環量が減少
し、ガス欠の状態となるため、所定の冷房能力を保持で
きないばかりか、異常な高温の吐出温度となり、運転に
支障をきたすものとなる。

（２）また暖房運転（利用パターンＥ）においても、冷
房運転と同様に常に凝縮器として作用する給湯用水熱交
換器９側への冷媒の溜り込みが起り、極端なガス欠状態
となるため、圧縮機１への吸入圧力が極端に低下し、所
定の暖房能力を保持できないばかりか、通常の暖房負荷
条件においてすら、熱源側空気熱交換器３から吸入ライ
ンにかけて霜付きを起すものとなる。

本考案は以上のような欠点をもつ冷暖房給湯装置の改良
に係り、年間給湯を可能としながら、所定の冷暖房能力
を保持せしめると共に、低外気温時のすみやかな除霜運
転を可能としたものである。

以下本考案をその一実施例を示す第２図ないし第７図を
参考に説明する。

第２図において、圧縮機２１、四方弁２２、熱源側空気
熱交換器２３．絞り２４ａ。

２４ｂ、負荷側空気熱交換器２５、アキュムレータ２６
等が通常の冷媒配管により接続されて冷暖房運転可能と
している。

また２７．２８は所定の冷暖房能力を保持すべく挿入さ
れた暖房用絞りと逆止弁であり、２９．３０は、絞り２
４ ａと暖房用絞り２７（および逆止弁２８）の中間点
および四方弁２２とアキュームレータ２６の中間点を結
ぶバイパス回路に設けられた電磁弁と吸入バイパス用絞
りであり、これらは特に暖房期の除霜運転時に開路する
ことにより、すみやかな除霜を可能ならしめるものであ
り、通常な閉止の状態となっている。

そして本実施例の特徴とするところは、圧縮機２１の吐
出側と四方弁２２の中間点および、暖房用絞り２７（お
よび逆止弁２８）と、紋’）２４ｂの中間点を結ぶ冷媒
配管中に、圧縮機２１の吐出側から順に、電磁弁３１．
給湯用水熱交換器３２、絞す３３、逆止弁３４を配置す
ると共に、絞り３３と逆止弁３４の中間点および電磁弁
２９と吸入バイパス用紋り３０の中間点を電機弁３５を
介して接続したことにある。

また３６は熱源側ファン、３７は負荷側ファンである。

また３８は、蓄熱槽３９の下部と頂部を循環ポンプ４０
、給湯用水熱交換器３２、湯温制御弁４１を介して接続
する水循環回路であり、湯温制御弁４１は特に年間の入
口水温の変動にも拘らず給湯用水熱交換器３２の出口水
温を一定にするように循環水量を制御するためのもので
ある。

また４２は給水管、４３は給湯管である。

次に本実施例の作用態様を以下に説明すると、冷房給湯
運転（利用パターンＡ）時においては電磁弁３１を開放
し、電磁弁３５を閉止すると共に第１表Ａに示す制御手
段を用いることによって、第３図の矢印で示す方向に冷
媒が流れ、冷房かつ給湯が可能となるものである。

また貯湯完了後の冷房運転（利用パターンＢ）において
は、電磁弁３１を閉止し、電磁弁３５を開設すると共に
第１表Ｂに示す制御手段を用いることによってそれまで
給湯用水熱交換器３２を流れていた冷媒が電磁弁３５を
介して吸入ライン側に抜けると共に、その後は閉止され
た電磁弁３１と逆止弁３４により給湯用水熱交換器３２
内には冷媒が流れず、常に低圧を維持することによって
冷媒液が溜り込むことがなく、第４図に示すような通常
の熱源側空気熱交換器２３を凝縮器とした冷房運転によ
り、所定の冷房能力を保持することが可能となるもので
ある。

また中間期、暖房期の給湯運転（利用パターンＣ，Ｄ）
においては、電磁弁３１を開設し、電磁弁３５を閉止す
ると共に、第１表Ｃ，Ｄに示す制御手段を用いることに
よって第５図に示すような冷媒の流れになり給湯運転が
可能となるものであり、入口水温の変動に対しては湯温
制御弁４１により自動的に循環水量を調整し、常に高温
の給湯用水を貯湯することか゛できる。

最後に暖房運転（利用パターンＥ）においては、冷房運
転（利用パターンＢ）と同様に、電磁弁３１を閉止し、
電磁弁３５を開設すると共に、第１表Ｅに示す制御手段
を用いることによって第６図に示すような通常の熱源側
空気熱交換器２３を蒸発器とした暖房運転になり、所定
の暖房能力を保持することが可能となるものである。

また特に低外気温時の暖房運転（または給湯運転）にお
いては、熱源側空気熱交換器２３に着霜を生ずるが、こ
の際には、四方弁２２を冷房サイクルに切り換え、負荷
側ファン３７を停止し電磁弁２９を開放することによっ
て、第７図に示すような冷媒の流れになり、室内側には
冷風を吹き出すことなく除霜運転が可能となるものであ
る。

なお暖房運転を中断することなく除霜運転を行うために
は、室内側の吹出口に補助ヒータ（図示せず）を設け、
負荷側ファン３７の運転と、補助ヒータの通電を行うよ
うに制御してもよい。

以上説明したように、本実施例の特徴とするところは、
外気を熱源とした冷房および暖房運転時においては、給
湯用水熱交換器３２内には冷媒を流さず、運転の切換時
においては、給湯用水熱交換器３２内の冷媒を抜いて常
に吸入ラインと同じ低圧に維持することによって冷媒液
の溜り込みを防止するよう工夫したものであり、通常の
最適な冷媒量により、所定の冷暖房能力を保持するよう
にしたことにある。

また本実施例の他の特徴とするところは、低外気温時の
除霜運転における吸入バイパス用絞り３０を、給湯用水
熱交換器３２からの冷媒流れ切換時の絞りと兼用するこ
とにより、構成を簡素化したことにある。

上記実施例から明らかなように、本考案によれば、圧縮
機を用いた冷暖房給湯装置において、年間給湯を可能と
すると共に、給湯冷房、冷房、暖房運転時において、所
定の冷暖房能力を保持することが可能となり、また、で
きるだけ数少い電磁弁により、各種の運転パターンを満
足すべく運転可能とし、特に除霜運転時の吸入バイパス
用絞りを兼用することにより構成を簡素化できるもので
ある。

【図面の簡単な説明】

第１図は従来の冷暖房給湯装置の構成図、第２図は本考
案の一実施例を示す冷暖房給湯装置の構成図、第３図は
同装置の冷房給湯運転時の構成図、第４図は同装置の冷
房運転時の構成図、第５図は同装置の給湯運転時の構成
図、第６図は同装置の暖房運転時の構成図、第７図は同
装置の除霜運転時の構成図である。 ２１・・・・・・圧縮機、２２・・・・・・四方弁、２
３・・・・・・熱源側空気熱交換器、２４ ａ 、２４
ｂ・・・・・・絞り（第１の絞り）、２５・・・・・
・負荷側空気熱交換器、２９・・・・・・電磁弁（第３
の電磁弁）、３０・・・・・・吸入バイパス用絞り（第
３の絞す）、３１・・・・・・電磁弁（第１の電磁弁）
、３２・・・・・・給湯用水熱交換器、３３・・・・・
・絞り（第２の絞す）、３４・・・・・・逆止弁、３５
・・・・・・電磁弁（第２の電磁弁）。

Claims (1)

【実用新案登録請求の範囲】
1. 圧縮機、四方弁、熱源側空気熱交換器、第１の絞り、負
   荷側空気熱交換器等からなり、圧縮機の吐出側から順に
   第１の電磁弁、給湯用水熱交換器、第２の絞り、逆止弁
   を介して、前記第１の絞りに接続される分岐冷媒配管を
   設けると共に、第２の絞りと逆止弁の中間から吸入ライ
   ンに至るバイパス配管に第２の電磁弁を設けた冷暖房給
   湯装置。