JP2002089995A - ヒートポンプ式空気調和機 - Google Patents

ヒートポンプ式空気調和機

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JP2002089995A
JP2002089995A JP2000284125A JP2000284125A JP2002089995A JP 2002089995 A JP2002089995 A JP 2002089995A JP 2000284125 A JP2000284125 A JP 2000284125A JP 2000284125 A JP2000284125 A JP 2000284125A JP 2002089995 A JP2002089995 A JP 2002089995A
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JP
Japan
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heat
heat recovery
water
waste
air conditioner
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English (en)
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Eiji Kuwabara
永治 桑原
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Toshiba Carrier Corp
Original Assignee
Toshiba Carrier Corp
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    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02ATECHNOLOGIES FOR ADAPTATION TO CLIMATE CHANGE
    • Y02A30/00Adapting or protecting infrastructure or their operation
    • Y02A30/27Relating to heating, ventilation or air conditioning [HVAC] technologies
    • Y02A30/274Relating to heating, ventilation or air conditioning [HVAC] technologies using waste energy, e.g. from internal combustion engine
    • YGENERAL 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
    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02BCLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO BUILDINGS, e.g. HOUSING, HOUSE APPLIANCES OR RELATED END-USER APPLICATIONS
    • Y02B30/00Energy efficient heating, ventilation or air conditioning [HVAC]
    • Y02B30/52Heat 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】本発明は、ヒートポンプ冷凍サイクルと熱回収
機能を備えて、排熱源の近傍に位置する場合に排熱を有
効に回収し、特に冬季の暖房運転時における高効率の運
転をなすヒートポンプ式空気調和機を提供する。 【解決手段】冷凍サイクル構成部品が収容される室内ユ
ニットBと室外ユニットAとに分離され、かつ室外ユニ
ットが排熱源である排温水Wを貯留する排熱回収水槽1
の近傍に位置していて、冷凍サイクルの液ラインとサー
ビスバルブ11を介して分岐し、サクションラインに接
続されるとともに、その中途部が排熱回収水槽内に延出
される熱回収用補助ライン12と、この熱回収用補助ラ
インに設けられ排温水から熱回収する熱回収機構17と
を具備した。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、排熱源が近傍に存
在する場合に、この排熱源から熱回収する機能を備えた
ヒートポンプ式空気調和機に関する。
【0002】
【従来の技術】たとえば一般家庭で用いられるエアコン
である空気調和機は、冷房運転ばかりでなく、暖房運転
の切換えが容易なヒートポンプ式の冷凍サイクル機能を
備えたものがほとんどである。
【0003】この種の空気調和機は、それぞれに冷凍サ
イクル構成部品が収容される室内ユニットと室外ユニッ
トとに分離されていて、暖房運転時は、外気から熱をく
み上げて室内に温風を吹出すようになっている。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】ところが、暖房運転を
なす冬季においては外気温度が低いから、外気から熱を
くみ上げるには、いわゆるCOP(成績効率)が悪く、
理想とする暖房機能を得難い。
【0005】たとえば、この空気調和機の近傍に、外気
よりも高温の排熱源が存在していれば、当然、外気から
吸熱するよりも、この排熱を用いて熱をくみ上げたほう
が有利である。上記排熱源としては、エンジンの排気で
あったり、ボイラの排熱であったり、焼却炉の燃焼熱、
そのほか多数存在する。
【0006】しかしながら、一般家庭で多用される空気
調和機であるので、この近傍に排熱源が存在したとして
も、これを有効活用することはほとんど不可能な構成と
なっている。
【0007】本発明は上述の課題を解決するためになさ
れたものであり、その目的とするところは、空気熱源の
ヒートポンプ冷凍サイクルを備えるとともに熱回収機能
を持たせて、排熱源の近傍に位置する場合に排熱を有効
に回収し、特に冬季の暖房運転時における高効率の運転
をなすヒートポンプ式空気調和機を提供しようとするも
のである。
【0008】
【課題を解決するための手段】上記目的を満足するため
本発明は、請求項1として、冷凍サイクル構成部品が収
容される室内ユニットと室外ユニットとに分離されるヒ
ートポンプ式空気調和機において、上記冷凍サイクルに
おける液ラインと接続機器を介して分岐し、サクション
ラインに接続されるとともに、その中途部が上記排熱源
に延出される熱回収用補助ラインと、この熱回収用補助
ラインに設けられ、上記排熱源から熱回収する熱回収手
段とを具備したことを特徴とする。
【0009】請求項2として、請求項1記載のヒートポ
ンプ式空気調和機において上記熱回収手段は、冷媒の流
量を調整する流量調整機構と、外気温度を検知する外気
温度センサと、この外気温度センサの検知信号を受けて
上記流量調整機構を電気的に制御する制御装置を具備し
たことを特徴とする。
【0010】請求項3として、請求項2記載のヒートポ
ンプ式空気調和機において上記熱回収手段は、排熱源と
しての排温水を貯留する排熱回収水槽に設けられ上記流
量調整機構を通過した冷媒を導通させて排温水と熱交換
をなす熱回収熱交換器と、上記排熱回収水槽内の温排水
の温度を検知して上記制御装置へ検知信号を送る水温セ
ンサを備えたことを特徴とする。
【0011】請求項4として、請求項1記載のヒートポ
ンプ式空気調和機において上記熱回収手段は、冷媒の流
量を調整する流量調整機構と、排熱源としての排温水を
貯留する排熱回収水槽に設けられ、上記流量調整機構を
通過した冷媒を導通させて排温水と熱交換をなす熱回収
熱交換器と、外気温度を検知する外気温度センサと、上
記排熱回収水槽内の温排水の温度を検知する水温センサ
と、この水温センサからの検知信号と外気温度センサか
ら検知信号を受けて比較演算し、上記流量調整機構を制
御して暖房運転と排熱回収運転との切換えをなす制御装
置とを具備したことを特徴とする。
【0012】このような課題を解決する手段を採用する
ことにより、請求項1ないし請求項4の発明によれば、
空気熱源のヒートポンプ冷凍サイクルを備え、かつ排熱
源に対する排熱回収機能を有して、特に冬季の暖房運転
時における高効率の運転をなす。
【0013】
【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態を図面
にもとづいて説明する。図1は、ヒートポンプ式空気調
和機における第1の実施の形態の冷凍サイクル構成と、
電気的制御の説明をなす図である。
【0014】すなわち、この空気調和機は、室外に配置
される室外ユニットAと、室内に配置される室内ユニッ
トBとからなり、それぞれのユニットA,B内に後述す
る冷凍サイクル構成部品が収容される。
【0015】特に、室外ユニットAは、排熱源である、
ここでは排温水Wを貯留する排熱回収水槽1の近傍に配
置されている。排熱源として、上記排温水Wばかりでな
く、たとえば排熱で加熱された温風を適用してもよい。
【0016】上記室外ユニットAには、圧縮機2と、四
方弁3と、室外熱交換器4および減圧装置をなす主膨張
弁(パルスモータバルブ)5とが収容される。上記室内
ユニットBには、室内熱交換器6が収容される。
【0017】これら圧縮機2と、四方弁3と、室外熱交
換器4と、主膨張弁5および室内熱交換器6は、互いに
冷媒配管Pを介してヒートポンプ式冷凍サイクルを構成
するように接続される。
【0018】なお、室外ユニットAから延出する2本の
冷媒配管Pと、室内ユニットBから延出する2本の冷媒
配管Pは、互いに接続機器であるサービスバルブ(パッ
クドバルブ)7を介して連通される。
【0019】また、室外ユニットAにおける上記主膨張
弁5と室内熱交換器6とを連通する冷媒配管Pの中途部
に補助冷媒配管Paの一端部が分岐され、ここには補助
膨張弁10と、サービスバルブ11が接続される。
【0020】そして、上記補助冷媒配管Paは、その中
途部が上記排熱回収水槽1に延出され、他端部は上記四
方弁3と圧縮機1吸込み部とを連通する冷媒配管Pの中
途部にサービスバルブ11を介して接続される。
【0021】すなわち、この補助冷媒配管Paは暖房運
転時における液ラインから分岐してサクションラインに
接続されていて、上記室外熱交換器4と並行な熱回収用
補助ライン12を構成している。
【0022】上記熱回収用補助ライン12の補助膨張弁
10は、このラインにおける流量調整機構としての作用
をなす。そして、この補助膨張弁10と直列に、かつ上
記排熱回収水槽1内に収容される熱回収熱交換器13が
設けられる。
【0023】上記排熱回収水槽1は、図2にも示すよう
に、上面が開口する矩形箱状の槽からなっていて、上面
開口部は図示しない蓋体によって閉塞され、密閉構造を
なす。この排熱回収水槽1の内部には、排熱源としての
排温水Wが満タンに近い状態で貯留され、かつこの排温
水中に上記熱回収熱交換器13が浸漬されている。
【0024】そして、排熱回収水槽1の排温水Wに、図
1にのみ示す水温センサ14が浸漬されていて、槽1内
の排温水Wの温度を検知して、室外ユニットA内に収容
される制御装置15へ検知温度信号を送るようになって
いる。
【0025】また、室外ユニットA内で、外気に接する
部位には、外気温度を検知する外気温度センサ16が取
付けられていて、外気温度の検知信号を上記制御装置1
5へ送るようになっている。
【0026】このようにして、補助膨張弁10と、熱回
収熱交換器13と、水温センサ14と、外気温度センサ
16および制御装置15で、排熱源である排温水Wから
後述するように熱回収をなす熱回収機構17(熱回収手
段)が構成される。
【0027】また、制御装置15は、水温センサ14か
らの検知信号と、外気温度センサ16から検知信号を受
けて比較演算し、上記主膨張弁5および補助膨張弁10
を制御して、暖房運転と排熱回収運転との切換えをなす
手段を備えている。
【0028】さらに上記制御装置15は、ここでは図示
しないが、室内温度を検知するセンサや、室外熱交換器
4導入側の冷媒温度を検知するセンサ、圧縮機2吐出部
の冷媒温度を検知するセンサ、圧縮機2吸込み部の冷媒
温度を検知するセンサなどから検知信号を受ける。
【0029】そして、圧縮機2と、四方弁3と、室外熱
交換器4および室内熱交換器6に対向して配置される図
示しない送風機および主膨張弁5に必要な制御信号を送
って、ヒートポンプ冷凍サイクルを電気的に制御するよ
うになっている。
【0030】このようにして構成されるヒートポンプ式
空気調和機であって、リモコン(遠隔操作盤)から暖房
運転が指示されると、制御装置15は外気温度センサ1
6と水温センサ14からの検知信号を受けて、以下のよ
うな判断制御をなす。
【0031】すなわち、制御装置15は各センサ14,
16からの検知温度を比較し、演算をなす。外気温度が
排熱回収水槽1内の排温水Wの温度より高い結果が得ら
れたときは、冷凍サイクルによる暖房運転を開始する。
【0032】このとき、熱回収用補助ライン12の補助
膨張弁10は全閉にされて冷媒流通を阻止し、主膨張弁
5は室外熱交換器4のスーパーヒートが一定になるよ
う、その開度が制御される。
【0033】冷媒は、図3に矢印で示すように、圧縮機
2―四方弁3―室内熱交換器6―主膨張弁5―室外熱交
換器4―四方弁3―圧縮機2の順に導かれる。室内熱交
換器6において冷媒は凝縮し、ここに導かれる室内空気
に凝縮熱を放出する。室内空気は温度上昇してから再び
室内へ吹出され、よって室内の暖房がなされる。
【0034】上記制御装置15での演算結果が、外気温
度よりも排温水Wの温度が高い場合には、排熱回収運転
に切換えるよう制御する。上記主膨張弁5は全閉にされ
て冷媒の流通を阻止し、熱回収用補助ライン12の補助
膨張弁10は熱回収熱交換器13のスーパーヒートが一
定になるよう、その開度が制御される。
【0035】冷媒は、図4に矢印で示すように、冷凍サ
イクルの液ラインから熱回収用補助ライン12に導か
れ、排熱回収水槽1内の熱回収熱交換器13において槽
1内に貯留される排温水Wと熱交換する。熱回収熱交換
器13での熱交換作用により冷媒は排温水Wから吸熱し
て蒸発し、そのあと圧縮機2に導かれる。
【0036】特に外気温度が低い状態で行われる排熱回
収運転であるから、同じ外気温度で外気から吸熱する通
常の暖房運転と比較して、冷媒の蒸発温度を高くとるこ
とができ、高効率での運転がなされ充分な暖房効果を得
られる。
【0037】図5は、第2の実施の形態の、ヒートポン
プ式空気調和機の冷凍サイクル構成を示す。基本的に
は、先に説明した冷凍サイクル構成と同一であり、同一
構成部品については同番号を付して新たな説明を省略す
る。
【0038】ここでの特徴は、熱回収用補助ライン12
Aにおいて、補助膨張弁10を室外ユニットAから出し
て排熱回収水槽1の近傍に設けたことであり、熱回収機
構17としての構成および作用は何ら変りがない。
【0039】したがって、先に説明した熱回収用補助ラ
イン12における補助膨張弁10のように室外ユニット
A内に設けたものと比較して、室外ユニットAの改造度
合いを少なくでき、コストに与える影響が低減される。
【0040】図6は、第3の実施の形態の、ヒートポン
プ式空気調和機の冷凍サイクル構成を示す。同様に、基
本的には、先に説明した冷凍サイクル構成と同一であ
り、同一構成部品については同番号を付して新たな説明
を省略する。
【0041】ここでの特徴は、熱回収用補助ライン12
Bにおいて、補助冷媒配管Paの一端接続位置である冷
凍サイクルの液ラインからの分岐位置が相違する。それ
以外の熱回収機構17としての構成と作用に変りがな
い。
【0042】具体的には、室外ユニットAと室内ユニッ
トBとの間の渡り冷媒配管Pの中途部から補助冷媒配管
Paが分岐され、室外ユニットAから出た補助膨張弁1
0と、排熱回収水槽1内の熱回収熱交換器13を備えて
いる。
【0043】この熱回収用補助ライン12Bの場合は、
第1、第2の実施の形態における熱回収用補助ライン1
2,12Aで室外ユニットAの接続部に必要だったサー
ビスバルブ11が不要となり、その分、部品費の低減を
図れる。
【0044】
【発明の効果】以上説明したように本発明によれば、空
気熱源のヒートポンプ冷凍サイクルを備え、室外ユニッ
トが排熱源の近傍に位置した場合に、それ自体に排熱回
収機能を持たせて、特に冬季の暖房運転時において高効
率の運転をなすという効果を奏する。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の第1の実施の形態を示す、ヒートポン
プ式空気調和機の冷凍サイクル構成図と、その制御関係
を説明する図。
【図2】同実施の形態を示す、排熱回収水槽と、熱回収
熱交換器の概略的な構成を説明する図。
【図3】同実施の形態の、暖房運転時の冷凍サイクルを
説明する図。
【図4】同実施の形態の、排熱回収運転時の冷凍サイク
ルを説明する図。
【図5】本発明の第2の実施の形態を示す、ヒートポン
プ式空気調和機の冷凍サイクル構成図と、その制御関係
を説明する図。
【図6】本発明の第3の実施の形態を示す、ヒートポン
プ式空気調和機の冷凍サイクル構成図と、その制御関係
を説明する図。
【符号の説明】
B…室内ユニット、 A…室外ユニット、 W…排温水(排熱源)、 12…熱回収用補助ライン、 17…熱回収機構(熱回収手段) 10…補助膨張弁(冷媒流量調整機構)、 16…外気温度センサ、 15…制御装置、 1…排熱回収水槽、 13…熱回収熱交換器、 14…水温センサ。

Claims (4)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】冷凍サイクル構成部品が収容される室内ユ
    ニットと室外ユニットとに分離されるヒートポンプ式空
    気調和機において、 上記冷凍サイクルにおける液ラインと接続機器を介して
    分岐し、サクションラインに接続されるとともに、その
    中途部が排熱源に延出される熱回収用補助ラインと、 この熱回収用補助ラインに設けられ、上記排熱源から熱
    回収する熱回収手段とを具備したことを特徴とするヒー
    トポンプ式空気調和機。
  2. 【請求項2】上記熱回収手段は、冷媒の流量を調整する
    流量調整機構と、外気温度を検知する外気温度センサ
    と、この外気温度センサの検知信号を受けて上記流量調
    整機構を電気的に制御する制御装置を具備したことを特
    徴とする請求項1記載のヒートポンプ式空気調和機。
  3. 【請求項3】上記熱回収手段は、排熱源としての排温水
    を貯留する排熱回収水槽に設けられ上記流量調整機構を
    通過した冷媒を導通させて排温水と熱交換をなす熱回収
    熱交換器と、上記排熱回収水槽内の温排水の温度を検知
    して上記制御装置へ検知信号を送る水温センサを備えた
    ことを特徴とする請求項2記載のヒートポンプ式空気調
    和機。
  4. 【請求項4】上記熱回収手段は、冷媒の流量を調整する
    流量調整機構と、排熱源としての排温水を貯留する排熱
    回収水槽に設けられ、上記流量調整機構を通過した冷媒
    を導通させて排温水と熱交換をなす熱回収熱交換器と、
    外気温度を検知する外気温度センサと、上記排熱回収水
    槽内の温排水の温度を検知する水温センサと、この水温
    センサからの検知信号と外気温度センサから検知信号を
    受けて比較演算し、上記流量調整機構を制御して暖房運
    転と排熱回収運転との切換えをなす制御装置とを具備し
    たことを特徴とする請求項1記載のヒートポンプ式空気
    調和機。
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Cited By (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
GB2451091A (en) * 2007-07-16 2009-01-21 Jack Culley Waste Heat Recovery from a Refrigeration Circuit
CN101806516A (zh) * 2010-04-13 2010-08-18 中山市爱美泰电器有限公司 一种热泵空调热水器
CN104976840A (zh) * 2015-07-03 2015-10-14 南京天加空调设备有限公司 一种风冷冷水或热水机组的电子膨胀阀控制方法
US9488387B2 (en) 2012-06-12 2016-11-08 Mitsubishi Heavy Industries, Ltd. Heat-source selecting device for heat source system, method thereof, and heat source system
CN106765611A (zh) * 2017-02-14 2017-05-31 青岛理工大学 一种一体机及热交换系统

Cited By (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
GB2451091A (en) * 2007-07-16 2009-01-21 Jack Culley Waste Heat Recovery from a Refrigeration Circuit
CN101806516A (zh) * 2010-04-13 2010-08-18 中山市爱美泰电器有限公司 一种热泵空调热水器
US9488387B2 (en) 2012-06-12 2016-11-08 Mitsubishi Heavy Industries, Ltd. Heat-source selecting device for heat source system, method thereof, and heat source system
CN104976840A (zh) * 2015-07-03 2015-10-14 南京天加空调设备有限公司 一种风冷冷水或热水机组的电子膨胀阀控制方法
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