JPS62153665A

JPS62153665A - 冷暖房給湯装置

Info

Publication number: JPS62153665A
Application number: JP60289311A
Authority: JP
Inventors: 清水　満郎
Original assignee: Sanden Corp
Current assignee: Sanden Corp
Priority date: 1985-12-24
Filing date: 1985-12-24
Publication date: 1987-07-08
Also published as: JPH0454867B2

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】〔産業上の利用分野〕本発明は冷暖房給湯装置に関し、特に大量の給湯熱量を
必要とする施設等に用いられる冷暖房給湯装置に関する
。

〔従来の技術〕

従来、ヒートポンプ装置を用いて、ヒートポンプ装置自
体の加熱力あるいは冷房時の排熱（冷房排熱）を利用し
て給湯予熱を行うようにした冷暖房給湯装置が知られて
いる。

一般に、ヒートポンプ装置は外気温が高くなるほど、そ
の能力及び効率が向上する一方、暖房負荷が低減するの
で、ヒートポンプ装置の能力に余裕が生じ、給湯用ボイ
ラーに比較して給湯二不ルギーコストが低くなるという
利点がある。

ところが、ヒートポンプ装置で高温の給湯温度まで加熱
する場合（−は、給湯エイ・ルギーコストが上昇するば
かりでなく、暖房エイ・ルギーコストも上昇してしまう
。

従って、従来の冷暖房給湯装置ではヒートポンプ装置で
所定の温度まで予熱して、その後。

温水ボイラーで給湯温度まで加熱して給湯を行っている
。

〔発明が解決しようとする問題点〕

ところで、一般に給湯負荷にはピークがあり。

このピーク時には多量の給湯が必要であるから。

即ち、一時に多量の温水が流れることになるから、ヒー
トポンプ装置の能力を大きくオーバしてしまい、実質的
に給湯予熱効果が極めて小さくなってしまう一方、暖房
能力が大幅に低減してしまうという問題点がある。

また、ヒートポンプ装置は熱の汲み上げ温度差が小さい
ほど、効率が向上するため、冷房時においてはブライン
温度を高くシ、一方、暖房時においてはブライン温度が
低い程効率が良く。

配管等における吸熱、あるいは放熱ロスが小さくなる。

ところが、上記の場合、酷暑時期及び厳寒期には、エア
ハンドリングユニット及びファンコイルユニットの能力
を大きくしないと、必要な冷暖房能力が得られない。

さらに、給湯温度が低い程、ヒートポンプ装置による給
湯予熱量が大きくなり、放熱ロスが少なくなる。ところ
が、給湯温度を下げた場合。

追い焚き装置のない温水ボイラーによる給湯方式では、
浴槽内の湯の加温時に多量のさし湯が必要となる。

さらに、給湯のピ２り負荷対策としてヒートポンプ装置
によって加温された温水を蓄える貯湯タンク（予熱タン
ク）を設けた場合、貯湯温度が低いので、放熱ロスが低
減する反面、必要蓄熱量を確保するためタンク容量を大
きくしなければならない。

本発明の目的は給湯ピーク時においても冷暖房効率及び
給湯効率のよい冷暖房給湯装置を提供することにある。

本発明の他の目的は貯湯容量タンク容量が小さくて済む
冷暖房給湯装置を提供することにある。

〔問題点を解決するだめの手段〕

本発明によれば、圧縮機と、該圧縮機の吐出側に第１の
切換弁を介して連結された第１の熱交換器と、該第１の
切換弁を介して前記第１の熱交換器と並列に配設された
バイパス管路と。

前記第１の熱交換器に第２の切換弁を介して一端が連結
され、他ｉが膨張装置に連結された第２の熱交換器と、
該膨張装置を介して前記第２の熱交換器に一端が連結さ
れ、他端が前記第２の切換弁に連結された第３の熱交換
器とを備え。

前記第２の切換弁が前記圧縮機の吸入側に連結されたヒ
ートポンプ装置と、前記第１の熱交換器に循環管路によ
って連結された給湯予熱タンクと、前記循環管路中に設
けた循環ポンプと。

前記給湯予熱タンクに連結された温水ボイラーと、前記
第２の熱交換器とブライン循環管路によって連結された
ブラインタンクとを有することを特徴とする冷暖房給湯
装置が得られる。そして、上記のブラインタンクのブラ
イン温度及び上記の温水ボイラーの給湯温度を外気温に
応じて調整するようにしてもよい。

また９本発明によれば圧縮機と、該圧縮機の吐出側に第
１の切換弁を介して連結された第１の熱交換器と、該第
１の切換弁を介して前記第１の熱交換器と並列に配設さ
れたバイパス管路と、前記第１の熱交換器に第２の切換
弁を介して一端が連結され、他端が膨張装置に連結され
た第２の熱交換器と、該膨張装置を介して前記第２の熱
交換器に一端が連結され、他端が前記第２の切換弁に連
結された第３の熱交換器とを備え、前記第２の切換弁が
前記圧縮機の吸入ｉ！ｌ’１に連結されだヒートポンプ
装着と、前記第１の熱交換器に循環管路によって連結さ
れた給湯予熱タンクと、前記循環管路中に設けた循環ポ
ンプと、前記給湯予熱タンつて連結された温水ボイラー
と、前記第２の熱交換器とブライン循環管路によって連
結されたブラインタンクと、温水ボイラーの温水を循環
させて、前記ブラインタンクのブラインと熱交換を行う
第４の熱交換器と、該第４の熱交換器をバイパスさせて
、＠記温水ボイラーの温水を前記給湯予熱タンクに循環
させるための第３の切換弁とを有することを特徴とする
冷暖房給湯装置が得られる。

〔実施例〕

以下本発明について実施例によって説明する。

図面を参照して、まず９本発明による冷暖房給湯装置の
構成について説明すると、圧縮機１の吐出側（出口側）
は三方弁２の第１のポート２ａに連結されている。三方
弁２の第２のポー）２ｂは給湯予熱用熱交換器６の一端
に連続され、三方弁２の第３ポー）２ｃと給湯予熱用熱
交換器３の他端とが連結されている。即ち、給湯予熱用
熱交換器３に並列にバイパス管路３１が設けられている
。

給湯予熱用熱交換器３の他端は四方弁４の第１のポート
４ａに連結されている。四方弁４の第２のポー）４ｂに
は三方弁５の第１のポート５ａが連結され、その第２の
ポー）５ｂは冷媒−ブライン熱交換器６の一端に連結さ
れている。

冷媒−ブライン熱交換器６の他端は三方弁５の第３のポ
ート５ｃに連結されるとともに膨張装置（メカトロ膨張
弁）９を介して送風機８を備える冷媒−空気熱交換器７
の一端に連結されている。冷媒−空気熱交換器７の他端
は四方弁４の第５のポー）４ｃに連結され、四方弁４の
第４のポー）４ｄは圧縮機１の吸入側（人口（ｉｌｌｌ
）に連結されている。

給湯予熱用熱交換器３には逆止弁３２ａを備える温水管
路６２によって給湯予熱タンク１６が接続されており、
一方、給湯予熱タンク１３には温水管路３２によシ市水
が給水される。また循環ポンプ１４の駆動により、給湯
予熱タンク１３内の水が給湯予熱用熱交換器３を介して
循環する。

給湯予熱タンク１３は三方弁１７を備える温水管１３に
よって温水ボイラ１５に連結されており、循環ポンプ１
６の駆動によって、給湯予熱タンク１６内の水（温水）
が温水ボイラー１５を循環する。一方、＠水ボイラー１
５には給湯管１５１を介して蛇口１５ａ、１５ｂが取り
付けられている。さらに、三方弁１７には図示のように
ブラインタンク１０内に配設されたバックアップ用熱交
換器１１の一端が接続され、バックアップ用熱交換器１
１の他端は温水ボイラー１５に連結されている。冷媒−
ブライン熱交換器６は複数の室に設けられた室内ユニッ
ト（図示せず）にブラインタンク１ｏを介してブライン
管路１０１によって連結されており、ブラインタンク１
０内のブラインはブライン循環ポンプ１２によって循環
する。

冷房運動の場合、三方弁２によって圧縮機１と給湯予熱
用熱交換器３が連結され、圧縮機１からの冷媒は給湯予
熱用熱交換器３．四方弁４の第１のポー）４ａ、第３の
ボート４ｃ冷媒−空気熱交換器７．膨張装置９．冷媒−
ブライン熱交換器６．三方弁５．四方弁４の第２のボー
ト４ｂ、第４のポート４ｄを通って圧縮機１に戻るよう
に、冷媒流路が形成される。給湯予熱タンク１６には市
水が給湯予熱用熱交換器６を介して給水される。即ち、
市水は給湯予熱用熱交換器ろで予熱されて、給湯予熱タ
ンク１乙に給水される。給湯予熱タンク１６内への給水
が所定の温度より低いと、循環ポンプ１４が駆動され、
給湯予熱タンク１６内の水が給湯予熱用熱交換器６を介
して再循環され、さらに加温される。また、ブライン循
環ポンプ１２が駆動されて、ブラインタンク１０及び冷
媒−ブライン熱交換器６を介して、室内ユニットに低温
のブライン（あるいは冷水）が循環される。即ち。

冷”媒−ブライン熱交換器乙によって室内ユニットを循
環するブラインが冷却されて、その結果。

冷房が行われる。なお、給湯予熱用熱交換器６での加熱
量が多い場合には送風機８が停止される。

給湯が始まると、給湯予熱タンク１３内の温水は温水ボ
イラー１５で加熱されて、蛇口１５ａ及び１５ｂより給
湯される。そして、給湯中には常に循環ポンプ１４が駆
動される。冷房及び暖房のオフシーズンにおいては、圧
縮機１からの冷媒が給湯予熱用熱交換器６．四方弁４の
第１のボート４ａ、第２のポート４ｂ、三方弁５゜膨張
装置９．冷媒−空気熱交換器７．四方弁４の第３のポー
ト４Ｃ９第４のボート４ｄを通って圧縮機１に戻る冷媒
流路が形成される。

一方、前述と同様にして、市水が給湯予熱用熱交換器６
で予熱されて給水子熱タンク１６に給水される。給湯予
熱タンクへの給水が所定温度よシ低いと、循環ポンプ１
４が駆動され、給湯予熱タンク１６内の水が給湯予熱用
熱交換器６を介して再循環され、さらに加温される。給
湯が始まると、給湯予熱タンク１３の温水は温水ボイラ
ー１５で加熱され、蛇口１５＆及び１５ｂより給湯され
る。そして、給湯中は常に循環ポンプ１４が駆動される
。なお、給湯予熱タンク１６の温水が所定温度を越え、
かつ給湯が行われていない場合には、ヒートポンプ装置
（即ち圧縮機１）の駆動が停止される。

暖房時において、ヒートポンプ装置の暖房能力に余裕が
あってブライン温度が暖房に必要な温度を維持している
場合には、三方弁２によって圧縮機１と給湯予熱用熱交
換器６が連結され。

圧縮機１からの冷媒は給湯予熱用熱交換器３゜四方弁４
の第１のポート４ａ、第２のボート４ｂ。

三方弁５．冷媒−ブライン熱交換器６．膨張袋＠９．冷
媒−空気熱交換器７．四方弁４の第３のポート４０．第
４のポー）４ｄを通って圧縮機１に戻るように流媒流路
が形成される。

ブライン循環ポンプ１２の駆動によシ、ブラインタンク
１０及び冷媒−ブライン熱交換器６を介して、室内ユニ
ットに高温のブライン（あるいはｌ＠水）が循環される
。即ち、冷媒−ブライン熱交換器によって室内ユニット
を循環するブラインが加温されて、その結果、暖房が行
われる。

一方、市水が給湯予熱用熱交換器６で予熱されて給水子
熱タンク１５に給水される。さらに。

循環ポンプ１４が駆動され、給湯予熱タンク１６内の温
水が給湯予熱用熱交換器６を介して循環され、加温され
る。給湯が始まると、給湯予熱タンク１３の温水は温水
ボイラー１５で加熱されて、蛇口１５ａ及び１５ｂより
給湯される。

ところで、暖房時に、ヒートポンプ装置の暖房能力に余
裕がない場合には（即ち、厳寒期あるいは暖房の立上り
時）には、まず、三方弁２によって圧縮機１から吐出さ
れた冷媒は給湯予熱用熱交換器６をバイパスして、四方
弁４の第１のボート４ａ、第２のポート４ｂ、三方弁５
の第１のポート５　’　＋第２のボート５ｂ、冷媒−ブ
ライン熱交換器６．；膨張装置９．冷媒−空慨然交換器
７．四方弁４の第３のポート４ｃ。

第４のポート４ｄを通って圧縮機１に戻るように流媒流
路が形成される。一方、循環ポンプ１６の駆動により、
温水ボイラー１５で加熱された温水ボイラー１５内の温
水が三方弁１７を介して、バックアップ用熱交換器１１
に循環される。

従って、ブラインタンク１０内のブラインが加温される
。

内ユニットに循環され、暖房が行われる。

ところで、２０はマイコン制御によるコントローラであ
り、冷房、暖房、給湯予熱の運転七機８の制御を行う。

また、コントローラ２０はブライン温度センサー２１の
信号に応じて圧縮機１の運転を制御して、ブライン＠度
のコントロールを行う。

冷房時においては、冷媒−ブライン熱交換器６の入口及
び出口に設けられた冷媒温度センサー（図示せず）によ
って、暖房時においては。

冷媒−空気熱交換器７０人口及び出［］に設けられた冷
媒温度センサ（図示せず）によって冷媒温度を検知して
コントローラ２０によってメカトロ膨張弁９の開度を制
御する。さらに、給湯予熱熱交換器温度センサー２２と
給湯予熱只、度センサ２３とによって給湯予熱交換器６
の出口ＩＩ＋温度と給湯予熱タンク１６の温水との温度
差を検知して、給湯予熱温度（給湯予熱タンク１３の温
度）が低下すると、コントローラ２０は循環ポンプ１４
を運転して、再加熱を行う。

また、外気温度センサ２５で検知された外気温に基づい
て、コントローラ２０は圧縮機１及び温水ボイラー１５
の運転を制御して、給湯予熱温度、給湯温度、及びブラ
イン温度を制御する。なお、下記の表に外気温度とブラ
イン温度及び給湯温度との関係（制御）について−例を
″ｉ″′　　　　以下金白ｉ？ｊｌｌ却温度（例）また、給湯ピーク時前に、三方弁１７によって温水ボイ
ラー１５と給湯予熱タンク１６とを接続して、循環ポン
プを駆動させ、給湯予熱タンク１３内の水を温水ボイラ
１５へ循環させて。

給湯蓄熱量を増大させる。

このように、暖房能力に余裕のある場合、冷暖房オフシ
ーズンには、ヒートポンプ装置によって給水を予熱する
ことができ、給湯エネルギーコストが低減できる。

また、冷房時には、ヒートポンプ装置の排熱を利用して
、大幅に給湯エイ・ルギーコストの低減がはかれ、これ
によって圧縮機の負荷が低減するから、圧縮機の駆動手
段（例えばモータ）の能力を小さくできる。

ところで、暖房時においては外気温が高くなるほど、ま
た、冷房時においては外気温が低くなるほど、熱負荷は
小さくなる。従って、外気温度に応じて、ブライン温度
を変えることにより、ヒートポンプ装置の効率を向上す
ることができ、また、配管等の放熱（吸熱）ロス念低、
威することができる。例えば、外気温１０℃、湿度５０
％の場合、ブライン温度を５０℃から４５℃に下げると
、ヒートポンプ装着の効率は約１０％向上する。一方、
外気温度が高い場合は、浴槽からの放熱が少なくなり、
さらに、／易の適温がイ氏くなるため、給湯温度を下げ
ても差しつかえない。なお、外気温度２０℃、湿度５０
％、給水温度１５℃、ヒートポンプ装置による給湯予熱
温度を５０℃とした場合、給湯温度を６５℃から５６℃
に下げると約５％給湯エイ・ルギーコストを低減できる
。

一方、ヒートポンプ装置の暖房能力に余裕のない場合に
も、温水ボイラーをバックアップとして用いることがで
き、給湯予熱及び暖房を十分に行うことができる。

また、給湯予熱タンク内温水を給湯予熱用熱交換器を介
して再循環させているから、短時間に大量の給湯を行う
場合にもヒートポンプ装置によって効率よく加熱を行う
ことができ、従って、給湯予熱用熱交換器を小さくする
ことができる。

〔発明の効果〕

以上説明したように本発明による冷暖房給湯装置では従
来の冷暖房給湯装置に比べて冷暖房及び給湯の能力を実
質的に高くすることができ。

まだ、給湯ピーク時においても冷暖房給湯能力内の終水
を第１の熱交換器に再循環して加熱しているから、給湯
予熱タンク内の温水を適温に維持でき、従って給湯予熱
タンクを小型化できる。

【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一実施例を示す図
である。１・・・圧縮機、２・・・三方弁、３・・・給湯予熱用
熱交換器、４・・・四方弁、５・・・三方弁、６冷媒−
ブライン熱交換器、７・・・冷媒−空気熱交換器、８・
・・送風機、９・・・膨張装置、１ｏ・・・ブラインタ
ンク、１１・・・バックアップ用熱交換器、１２・・・
ブライン循環ポンプ、１ろ・・・給湯予熱タンク。１４・・・循環ポンプ、１５・・・温水ボイラ、１６・
・・循環ポンプ、１７・・・三方弁。

Claims

【特許請求の範囲】１、圧縮機と、該圧縮機の吐出側に第１の切換弁を介し
て連結された第１の熱交換器と、該第１の切換弁を介し
て前記第１の熱交換器と並列に配設されたバイパス管路
と、前記第１の熱交換器に第２の切換弁を介して一端が
連結され、他端が膨張装置に連結された第２の熱交換器
と、該膨張装置を介して前記第２の熱交換器に一端が連
結され、他端が前記第２の切換弁に連結された第３の熱
交換器とを備え、前記第２の切換弁が前記圧縮機の吸入
側に連結されたヒートポンプ装置と、前記第１の熱交換
器に循環管路によって連結された給湯予熱タンクと、前
記循環管路中に設けた循環ポンプと、前記給湯予熱タン
クに連結された温水ボイラーと、前記第２の熱交換器と
ブライン循環管路によって連結されたブラインタンクと
を有することを特徴とする冷暖房給湯装置。２、特許請求の範囲第１項の記載において、前記ブライ
ンタンクのブライン温度及び前記温水ボイラーからの給
湯温度を外気温に応じて調節するようにしたことを特徴
とする冷暖房給湯装置。３、圧縮機と、該圧縮機の吐出側に第１の切換弁を介し
て連結された第１の熱交換器と、該第１の切換弁を介し
て前記第１の熱交換器と並列に配設されたバイパス管路
と、前記第１の熱交換器に第２の切換弁を介して一端が
連結され、他端が膨張装置に連結された第２の熱交換器
と、該膨張装置を介して前記第２の熱交換器に一端が連
結され、他端が前記第２の切換弁に連結された第３の熱
交換器とを備え、前記第２の切換弁が前記圧縮機の吸入
側に連結されたヒートポンプ装置と、前記第１の熱交換
器に循環管路によって連結された給湯予熱タンクと、前
記循環管路中に設けた循環ポンプと、前記給湯予熱タン
クに連結された温水ボイラーと、前記第２の熱交換器と
ブライン循環管路によって連結されたブラインタンクと
、前記温水ボイラーの温水を循環させて、前記ブライン
タンクのブラインと熱交換を行う第４の熱交換器と、該
第４の熱交換器をバイパスさせて、前記温水ボイラーの
温水を前記給湯予熱タンクに循環させるための第３の切
換弁とを有することを特徴とする冷暖房給湯装置。