JPS6321453A - 冷暖房装置 - 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】 ［産業上の利用分野］ この発明は、十分な冷暖房効果を得られるヒートポンプ
式の冷暖房装置に関する。

［従来の技術］ 従来、ヒートポンプ式の冷暖ｍ裂ｌとしては、一般に、
圧１ｉｉＩｌ！！、冷媒切換装置、暖房時には凝縮器に
そして冷房時には蒸発器となる利用側熱交換器、冷房時
には凝縮器にそして暖房時には蒸発器となる熱源側熱交
換器、絞り機構から構成されている。

［発ＩＩ＋が解決しようとする問題点］ヒートポンプ式
の冷暖ｍ装置は、外気温を熱椋として利用しているため
、従来の冷暖房装置にあっては、暖房時に外気温が低す
ぎると暖房鋤力が不足し十分な暖房効果を得ることがで
きず、また冷房時に外気温が高すぎると冷房能力が低下
し十分な冷房効果を得ることができないといった問題を
右している。

この発明は上記点に鑑み、外気温が低くても十分な暖房
効果を得、また外気温が高くても十分な冷房効果を得ら
れるようにすることを目的とじた冷暖房装詮を提供する
ものである。

［問題点を解決するための手段］ この発明は上記目的を達成するために、圧縮機、冷媒切
換装置、暖房時には凝縮器にそして冷ｍ時には蒸発器と
なる利用側熱交換器、冷房時には凝縮器にそして暖房時
には蒸発器となる熱源側熱交換器、絞り機構とにより構
成される主ヒートポンプ冷媒回路に、前記凝縮器と絞り
機構との間に残熱熱交換器を配設して主ヒートポンプ冷
媒回路の凝縮器を通った冷媒の残熱を熱源とした副ヒー
トポンプ冷媒回路を併設し、副ヒートポンプ冷媒回路に
あっては、前記利用側熱交換器の側と熱源側熱交換器の
側にそれぞれ位置する熱交換器と、暖房時には利用側熱
交換器の側の熱交換器を１３Ｊ、線温にそして冷房時に
は熱源側熱交換器の側の熱交換器を凝縮器とする切換弁
をもつ回路を構成した。

［作　用］ この発明によれば、主と一トポンプ冷媒回路の冷・暖い
ずれの運転時にあっても、凝縮器となる利用側熱交換器
或は熱源側熱交換器で凝縮されるも冷奴はいまだ十分な
温度を有しており、この冷媒の残熱を８ｒｔとする副ヒ
ートポンプ冷媒回路の冷媒が、暖房運転時には利用側熱
交換器の側の熱交換器で凝縮することにより暖房能力が
ｉ太し、また冷房運転時には熱源側熱交換器の側の熱交
換器で凝縮し絞り機構で低温となった冷媒が主ヒートポ
ンプ冷媒回路の熱源側熱交換器で凝縮するもいまだ残熱
を有している冷媒と熱交換することにより、主ヒートポ
ンプ冷媒回路の冷媒がここで更に冷却されて絞り機構へ
流れることから、利用側熱交換器での冷房走力は増大す
る。

［実施例］ 以下、この発明を図面に示す実施例に基づき詳細に説明
する。

１は圧縮機、２は冷媒切替装置、３は暖房時には凝ｍ機
にそして冷ｍ時には蒸発器となる利用側熱交換器、４は
冷房時には凝縮器にそして暖房時には蒸発器となる熱源
側熱交換器、５は絞り機構であり、これらは冷奴配管６
により直列に接続され、主ヒートポンプ冷媒回路８が構
成されている。

かかる構成にあって、冷暖房正転の基本動作は、次のよ
うになっている。

先ず、暖房運転時にあっては、圧縮機ｌにより圧縮され
高温となって吐出された冷媒ガスは冷媒切替装置２によ
り利用側熱交換器３に送られ、このときこの利用側熱交
換器３が凝ｌａ器となってここを通過する冷媒を凝縮し
、ここでａ縮された冷媒は絞り機構５を通過し、ここで
減圧された冷媒は熱源側熱交換器４に送り込まれ、この
ときこの熱源側熱交換器４が蒸発器となり、ここに送り
込まれた冷媒は蒸発し、そして冷媒切替装こ２を経て圧
縮機１に吸入され、この運動を繰返す。

次に、冷房正転時にあっては、圧１ａ＊１により圧縮さ
れ高温となって吐出された冷媒ガスは冷媒切替装置２に
より熱源側熱交換器４に送られ、このときこの熱源側熱
交換器４が凝縮器となってここを通過する冷媒を凝縮し
、ここで凝縮された冷媒は絞り機構５を通過し、ここで
減圧された冷媒は利用側熱交換器３に送り込まれ、この
ときこの利用側熱交換器３が蒸発器となり、ここに送り
込まれた冷奴は蒸発し室内の熱を奪い、更に冷媒切符装
置２を経て圧縮Ｉａ１に吸入され、この運動を繰返す。

９は前記主ヒートポンプ冷媒回路８の凝縮器と絞り機構
５との間に残熱熱交換器１０を配設して主ヒートポンプ
冷媒回路８の凝縮器を通った冷媒を熱源とした副ヒート
ポンプ冷媒回路であり、この副ヒートポンプ冷媒回路９
は圧縮器１１．前記残熱熱交換器１０．−利用側熱交換
器３の側に位置させた熱交？！器１２、熱源側熱交換器
４の側に位置させた熱交換器１３、絞り機構１４．暖房
時には利用側熱交換器３の側の熱交換器１２を凝縮器に
そして冷房時には熱源側熱交換器４の側の熱交換器１３
を凝縮器とする切換弁１５．１６から構成されている。

前記利用側熱交換器３ａに位置させた熱交換器１２は、
利用側熱交換器３と併設してもよく、或は利用側熱交換
器３を流れる冷媒と直接或は間接に熱交換するように構
成してもよい、また、熱源側熱交換器４の側に位ｌさせ
た熱交換器１３は、熱源側熱交換器４と併設してもよく
、或は熱源側熱交換器４を波れる冷奴と直接或は間接に
熱交換するように構成してもよい。

次に、上記主ヒートポンプ冷媒回路８の凝縮器と絞り機
構５と副ヒートポンプ冷媒回路９の残熱熱交換器ｌＯと
の関係について詳細に説明する。

凝縮器にあっては、前記の通り暖房運転時には利用側熱
交換器３が凝縮器となり、冷房運転時には熱源側熱交換
器４が凝縮器となる。冷媒の流れは、暖房運転時は利用
側熱交換器３からなるａ線温から絞り機構５へと流れ、
冷房運転時は熱源側熱交換器４からなる凝縮器から絞り
機構５へと流れる。したがって、凝縮器と絞り機構５と
の間に接続する残熱熱交換器１０は、暖房運転時には利
用側熱交換器３と絞り機構５との間に配設された状態と
なり、そして冷房運転時には熱源側熱交換器４と絞り機
構５との間に配設された状態とならなければならない。

そこで、第１図に示す実施例では、２個の絞り機構５ａ
、５．ｂが直列に接続され、それぞれの絞り機構５ａ、
５ｂには逆止弁１７ａ、１’７ｂをもつバイパス管１８
ａ、１８ｂが設けられ、そして前記２個の絞り機構５ａ
、５ｂの間に残熱熱交換器１０が配設された構成となっ
ており、暖房運転時には、凝縮器となる利用側熱交換器
３から流れてくる冷媒は、絞り機構５ａを通らないでバ
イパス管１８ａを通って残８熱交換器１０を通り、そし
て絞り機構５ｂを通って、ここで減圧されるようになり
、一方、冷房運転時には、凝縮器となる熱源側熱交換器
４から流れる冷媒は、絞り機構５５を通らないでバイパ
ス管１８ｂを通って残熱熱交換器１０を通り、そして絞
り機構５ａを通って、ここで減圧されるようになってい
る。

第２Ｕｉ４は他の実施の一例を示すものであり、この実
施例ではマニホールドチェックバルブ１９を用い、暖房
運転時、冷房運転時に、利用側熱交換器３から流れる冷
媒も、そして熱源側熱交換器４から流れる冷奴も、前記
マニホールドチェックバルブ１９を通って必ず残熱熱交
換器１０を通ってから絞り機構５を通るように構成され
ている。

図中２０．２１はファン、２２．２３は逆止弁である。

第１図、第２図は利用側熱交換器３を家屋２４内に設置
した冷媒回路図を示しているが、利用側熱交換器３を家
屋外に設置し、利用側熱交換器３と室内熱交換器とを熱
媒体を循環させる循環パイプで接続し、ポンプにより循
環パイプ内の熱媒体を循環させるようにしてもよい。

しかして、冷暖房いずれの運転時にあっても、主ヒート
ポンプ冷奴回路８の凝縮器となる利用側熱交換器３或は
熱源側熱交換器４で凝縮されるもいまだ十分な温度を有
している冷媒が絞り機構５で減圧される前に、副ヒート
ポンプ冷媒回路９の冷媒と残熱熱交換器１０で熱交換さ
れる。

以上、主ヒートポンプ冷媒回路８と副ヒートポンプ冷媒
回路９からなる冷暖房！Ａ置の冷暖ｍ運転動作を説明す
る。

主ヒートポンプ冷媒回路８の冷暖ｍ運転動作は前記した
基本動作の通り行なわれる。そこで、主ヒートポンプ冷
媒回路８の暖房運転時における副ヒートポンプ冷媒回路
９の動作は、主ヒートポンプ冷媒回路８の凝縮器となる
利用側熱交換器３を通った冷媒の残熱を、８に４とし残
熱熱交換器１０で７Ｎ発した冷媒が圧縮＠ｉｉにより圧
縮され高温となって吐出され、この高温となった冷媒は
切換弁１５．１６により利用側熱交換器３の側の熱交換
器１２に送られて凝縮し、利用側熱交換器３を通る冷媒
を直接或は間接に加熱し或は利用側熱交換器３とともに
家屋２４内を暖める。そして、上記熱交換器１２で凝縮
した冷媒は絞り機構１４を通り減圧され、ここで減圧さ
れた冷媒は残８８交換器１０に送られて前記主ヒートポ
ンプ冷媒回路８を流れる冷媒の残熱と熱交換して蒸発し
圧縮機１１に送られ、この運動な緑返す、しかして、家
屋２４は主ヒートポンプ冷媒回路８の利用側熱交換器３
と副ヒートポンプ冷媒回路９の熱交換器１２を通る冷媒
により暖められ暖房ｔトカが増大する。

次に、主ヒートポンプ冷奴回路８の冷房運転蒔における
副ヒートポンプ冷媒回路９の動作は、切換弁１５．１６
を切換えて、圧縮機１１から吐出された高温の冷媒を熱
源側熱交換器４の側の熱交換器１３に流す、ここで前記
高温の冷媒は放熱し、或は熱源側熱交換器４で凝縮した
主ヒートポンプ冷媒回路８を流れる冷媒と熱交換して凝
縮する。この副ヒートポンプ冷媒回路９の動作により、
主ヒートポンプ冷媒回路８の凝縮器となる熱源側熱交換
器４を通った残熱を有する冷媒が、前記熱交換器１３で
凝縮し絞り機構１４により減圧され低温となった副ヒー
トポンプ冷媒回路９を流れる冷媒と残熱熱交換器１０で
熱交換し、冷却されて絞り機構６に送られ、そして利用
側熱交換器３に流れるので、利用側熱交換器３を流れる
冷媒の冷房畳方は増大する。

［発明の効果］ 以上のように、この発明によれば、圧１ｉｉＪａ、冷媒
切換装置、暖房時には凝縮器にそして冷房時には蒸発器
となる利用側熱交換器、冷房時には凝縮器にそして暖房
時には蒸発器となる熱源側熱交換器、絞り機構とにより
構成される主ヒートポンプ冷奴回路に、前記凝縮器と絞
り機構との間に残熱熱交換器を配設して主ヒートポンプ
冷媒回路の凝縮器を通った冷媒の残熱を熱源とした醐ヒ
ートポンプ冷媒回路を併設し、副ヒートポンプ冷媒回路
にあっては、前記利用側熱交換器の側と熱源側熱交換器
の側にそれぞれ位置する熱交換器と、暖房時には利用側
熱交換器の側の熱交換器を凝縮器にそして冷房時には熱
源側熱交換器の側の熱交換器を凝縮器とする切換弁をも
つ回路を構成したから、暖房運動時にあっては、主ヒー
トポンプ冷媒回路の凝縮後の冷媒の残熱を熱源とした副
ヒートポンプ冷媒回路の冷媒により、併せて家屋内を暖
めるので暖！ｙ！能力が増大し、この結果、外気温が低
い場合であっても十分な暖房効果を得ることができる。

また、冷房運転時にあっては、主ヒートポンプ冷媒回路
の凝縮後の残熱を有する冷媒が、副ヒートポンプ冷媒回
路の低温の冷媒と熱交換して冷却されるので、利用側熱
交換器に流れる冷媒は一層低い温度となり、冷房能力が
増大し、この結果、外気温が高い場合であっても十分な
冷房効果を得ることができる。

【図面の簡単な説明】

第１図はこの発明の一実施例を示す冷暖房装置の冷媒回
路図、第２図はこの発明の他の実施例を示す冷媒回路図
である。 １・・・圧縮機。 ２・・・冷媒切替装置、３・・・利用側熱交換器４・・
・熱源側熱交換器、５・・・絞り機構８・・・主ヒート
ポンプ冷媒回路 ９・・・副ヒートポンプ冷媒回路 １０・・・残８８交換器、１１・・・圧縮機１２・・・
熱交換器、１３・・・熱交換器１４・・・絞り機構、１
５・・・切換弁１６・・・切換弁

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 　圧縮機、冷媒切換装置、暖房時には凝縮器にそして冷
   房時には蒸発器となる利用側熱交換器、冷房時には凝縮
   器にそして暖房時には蒸発器となる熱源側熱交換器、絞
   り機構とにより構成される主ヒートポンプ冷媒回路に、
   前記凝縮器と絞り機構との間に残熱熱交換器を配設して
   主ヒートポンプ冷媒回路の凝縮器を通った冷媒の残熱を
   熱源とした副ヒートポンプ冷媒回路を併設し、副ヒート
   ポンプ冷媒回路にあっては、前記利用側熱交換器の側と
   熱源側熱交換器の側にそれぞれ位置する熱交換器と、暖
   房時には利用側熱交換器の側の熱交換器を凝縮器にそし
   て冷房時には熱源側熱交換器の側の熱交換器を凝縮器と
   する切換弁をもつ回路を構成してなる冷暖房装置。