JP2002162128A - 温水冷媒加熱エアコン - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 外部に他の温水暖房装置を接続することを可
能とした温水冷媒加熱エアコンを提供することを目的と
する。 【解決手段】 本発明における温水冷媒加熱エアコン
は、室内側熱交換器と、室外側熱交換器と、冷媒循環路
と圧縮機と循環方向切替手段と、循環水加熱装置と、温
水循環路と、温水熱交換器と、を備えた温水冷媒加熱エ
アコンであって、冷媒の通過量を調節し、冷媒を減圧す
る減圧手段と、循環水温度を検出する温水温度検出器
と、所定の設定温度と循環水温度の温度差により、冷媒
の通過量を調節する制御部と、を備えた構成を有してい
る。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、暖房機能と冷房機
能を有する冷暖房エアコンにおいて、外部に他の温水暖
房装置を接続することを可能にした温水冷媒加熱エアコ
ンに関し、詳細には外部に接続した他の温水暖房装置の
負荷が大きく温水の温度が十分に上昇しない場合でも液
冷媒が圧縮機に戻ることがないようにした温水冷媒加熱
エアコンに関するものである。

【０００２】

【従来の技術】従来の温水冷媒加熱エアコンとしては、
特開２０００−９７５０９号公報（以下イ号公報と呼
ぶ）に「室内側熱交換器と室外側熱交換器とを連結する
冷媒循環回路に、圧縮機、減圧器、アキュームレータ、
及び冷暖房切り換え用の四方切り換え弁が設けられてい
る冷暖房エアコンにおいて、水を加熱するための温水器
と、前記温水器からの温水を通す温水熱交換器とが温水
循環回路で連結されている温水循環装置を備え、前記温
水循環装置の温水熱交換器が前記室外側熱交換器に沿設
され、冷暖房エアコンの暖房運転時に温水循環装置を加
熱運転して温水熱交換器の熱で室外側熱交換器を加熱で
きるようにしたことを特徴とする冷暖房エアコン」が開
示されている。また、従来の暖冷房装置としては、特開
２０００−１２１２０３号公報（以下ロ号公報と呼ぶ）
に「冷媒を圧縮する圧縮機と、前記圧縮機の下流に設け
た凝縮器と、前記凝縮器の下流に設けた減圧部と、前記
減圧部の下流に設けた蒸発器で形成した冷凍サイクル
と、被加熱流体を加熱する熱源機を備え、冷房時には冷
媒を冷凍サイクルで循環させ、暖房時には冷媒を冷凍サ
イクルで循環させて前記被加熱流体で前記蒸発器の冷媒
を加熱するとともに、前記被加熱流体を別設の暖房用熱
源とした暖冷房装置」が開示されている。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記従
来の技術は以下のような課題を有していた。 （１）イ号公報に開示の冷暖房エアコンは、温水加熱暖
房運転時において温水循環路に他の温水暖房装置が接続
された場合に、温水循環路を循環する温水は温水暖房装
置にも熱を供給するため、温水暖房装置を接続しない場
合に比べ温水温度が十分に上がらず、それに伴い温水−
冷媒熱交換器において冷媒が完全に気化されずに圧縮機
に流入するため圧縮機が液圧縮を起こし、圧縮機が停止
又は極端な場合は破損する等の不具合を生じるという課
題を有していた。 （２）ロ号公報に開示の暖冷房装置は、暖房時において
蒸発器の冷媒を加熱する被加熱流体が別設の暖房用熱源
にも熱を供給するため、被加熱流体の温度が十分に上が
らず、それに伴い蒸発器において冷媒が完全に気化され
ずに圧縮機に流入するため圧縮機が液圧縮を起こし、圧
縮機が停止又は極端な場合は破損する等の不具合が生じ
るという課題を有していた。

【０００４】本発明は上記従来の課題を解決するもの
で、外部に他の温水暖房装置を接続した場合であっても
液圧縮を起こすことがない温水冷媒加熱エアコンを提供
することを目的とする。

【０００５】

【課題を解決するための手段】上記課題を解決するため
に、本発明の請求項１に記載の発明は、室内側熱交換器
と、室外側熱交換器と、前記室内側熱交換器と前記室外
側熱交換器との間で冷媒を循環させる冷媒循環路と、前
記冷媒循環路内に配設された圧縮機と、前記冷媒循環路
において前記冷媒の循環する方向を切り替え、暖房運転
と冷房運転とを切り替える循環方向切替手段と、循環水
を加熱するための循環水加熱装置と、前記循環水加熱装
置で加熱された前記循環水が循環する温水循環路と、前
記室外側熱交換器に並設されるとともに前記温水循環路
に連結され、暖房運転時に前記循環水加熱装置で加熱さ
れた前記循環水が通過することで前記室外側熱交換器を
加熱する温水熱交換器と、を備えた温水冷媒加熱エアコ
ンであって、前記冷媒の通過量を調節するとともに前記
冷媒を減圧する減圧手段と、前記温水循環路内に配設さ
れ、前記温水循環路を循環する前記循環水の循環水温度
Ｔ_Wを検出する温水温度検出器と、温水加熱暖房運転時
において、予め設定された所定の設定温度Ｔ _Sと前記循
環水温度Ｔ_Wとの差に応じて、前記減圧手段を制御し前
記冷媒の通過量を調節する制御部と、を備えた構成を有
している。

【０００６】この構成により、以下のような作用を有す
る。 （１）室内の暖房を行う場合、圧縮機の吐出側が室内側
熱交換器に連通するように循環方向切替手段を切り替
え、圧縮機により冷媒循環路に冷媒を循環させる。冷媒
は圧縮機で加圧され高温高圧のガスとなり室内側熱交換
器を通過する。室内側熱交換器を通過した冷媒は中温高
圧の液となり冷媒循環路を通り、液となった冷媒は減圧
手段により減圧され、室外側熱交換器内に放出される。
室外側熱交換器内の冷媒は低温低圧のガスとなり圧縮機
に戻される。従って、室外側熱交換器では外部から冷媒
に熱が供給され、室内熱交換器では冷媒から室内の空気
に熱が放出され、室内の暖房が行われる。 （２）室内の冷房を行う場合、圧縮機の吐出側が室外側
熱交換器に連通するように循環方向切替手段を切り替
え、圧縮機により冷媒循環路に冷媒を循環させる。冷媒
は圧縮機で加圧され高温高圧のガスとなり室外側熱交換
器を通過する。室外側熱交換器を通過した冷媒は中温高
圧の液となり冷媒循環路を通り、液となった冷媒は減圧
手段により減圧され、室内側熱交換器内に放出される。
室内側熱交換器内の冷媒は低温低圧のガスとなり圧縮機
に戻される。従って、室内側熱交換器では室内の空気か
ら冷媒に熱が供給されることにより、室内の冷房が行わ
れる。室外側熱交換器では冷媒から外部に熱が放出され
る。また、この場合、送風ファンにより室外側熱交換器
に外気を供給することにより、室外側熱交換器からの熱
の放出効率を向上させる。 （３）室内の暖房のみを行う通常のヒートポンプによる
暖房運転においては、上記（１）の動作において、送風
ファンにより室外側熱交換器に外気を供給し、室外側熱
交換器に対し常に外気の熱を供給する。 （４）室内の暖房のみを行う温水加熱暖房運転において
は、上記（１）の動作において、循環ポンプを起動し、
温水循環路内に循環水を循環させ、循環水加熱装置によ
り循環水を加熱する。これにより、循環水加熱装置によ
り加熱された循環水（温水）は、温水熱交換器において
熱を放出する。放出された熱は、室外側熱交換器を通る
冷媒に吸熱され、上記（１）の動作により室内の空気に
放熱され暖房が行われる。 （５）室内の暖房のみを行う温水加熱暖房運転におい
て、温水温度検出器により検出された循環水の循環水温
度Ｔ_Wが所定の設定温度Ｔ_Sより低い場合は、上記（４）
の動作において、制御部により減圧手段を制御し、設定
温度Ｔ_Sと循環水温度Ｔ_Wとの差に応じた所定の通過量に
開度を調節し、室外側熱交換器に流入する冷媒の圧力を
下げる。

【０００７】（６）暖房時において、外気温度が高く、
冷媒が外気から吸熱することができる場合は、通常のヒ
ートポンプ運転を行い、外気温度が低く、冷媒が外気か
ら吸熱することが困難である場合は、冷媒が循環水から
吸熱する温水加熱暖房運転を行うので、外気温度が著し
く低い場合でも室内を効率的に暖房することができ、外
気の温度に影響されず暖房を行うことができる。 （７）外部に他の温水暖房装置を接続した際、それによ
り循環水の温度が十分に上がらない状態で温水加熱暖房
運転を行った場合、或いは外部に接続した温水暖房装置
の負荷が急に増加して、例えば運転停止状態から運転状
態になったり、風量が弱から強に変わったりした際に、
循環水の温度が下がった場合でも、室外側熱交換器にお
いて冷媒を完全に気化することができるように、減圧手
段により室外側熱交換器に流入する冷媒の圧力を下げて
冷媒の気化を促進させ、圧縮機に液冷媒が流入すること
で生じる液圧縮を防ぐことができる。 （８）循環水の温度が十分に上がらない場合に対応する
ために不必要な循環水加熱装置の能力向上を行う必要が
なく、外部に他の温水暖房装置を接続しない場合であっ
ても循環水加熱装置が安定した運転を行うことができ、
装置の大型化や製造コスト増大が生じることがない。

【０００８】ここで、循環方向切替手段としては、四方
弁を使用する又は二方弁を複数個使用する等が用いられ
る。減圧手段としては、冷媒の通過量を調節し減圧する
ことができる電子膨張弁等が用いられる。また、設定温
度Ｔ_Sは、リモコン等の運転指示手段により設定された
室温設定温度と実際の室内温度との差により適宜設定さ
れる。例えば、室内設定温度と実際の室内温度との温度
差が６℃であれば設定温度Ｔ_Sは９０℃に設定され、該
温度差が３℃であれば設定温度Ｔ_Sは７０℃に設定され
る。

【０００９】上記課題を解決するために、本発明の請求
項２に記載の発明は、請求項１に記載の温水冷媒加熱エ
アコンであって、前記室外側熱交換器に代えて、内部を
通る冷媒と周囲の空気との熱交換を行う空気−冷媒熱交
換器と、前記温水熱交換器に代えて、内部を冷媒が通る
冷媒管と内部を循環水が通る温水管とを備え前記冷媒と
前記循環水との熱交換を行う温水−冷媒熱交換器と、前
記室内側熱交換器より上流側及び下流側の前記冷媒循環
路と前記温水−冷媒熱交換器の冷媒管とに連通する冷媒
バイパス路と、前記冷媒循環路内の前記冷媒が、前記空
気−冷媒熱交換器と前記温水−冷媒熱交換器の内いずれ
か１方のみに流れるように前記冷媒の循環経路を切り替
える循環経路切替手段と、を備えた構成を有している。

【００１０】この構成により、請求項１の作用に加えて
以下のような作用を有する。 （１）室内の暖房を行う場合、圧縮機の吐出側が室内側
熱交換器に連通するように循環方向切替手段を切り替
え、圧縮機により冷媒循環路に冷媒を循環させる。更に
使用する暖房形態に応じて、循環経路切替手段により、
冷媒が空気−冷媒熱交換器と前記温水−冷媒熱交換器の
内いずれか１方のみに流れるように冷媒の循環経路を切
り替える。冷媒は圧縮機で加圧され高温高圧のガスとな
り室内側熱交換器を通過する。室内側熱交換器を通過し
た冷媒は中温高圧の液となり冷媒循環路を通り、液とな
った冷媒は減圧手段により減圧され、空気−冷媒熱交換
器又は温水−冷媒熱交換器内に放出される。空気−冷媒
熱交換器又は温水−冷媒熱交換器内の冷媒は低温低圧の
ガスとなり圧縮機に戻される。従って、空気−冷媒熱交
換器又は温水−冷媒熱交換器では外部から冷媒に熱が供
給され、室内側熱交換器では冷媒から室内の空気に熱が
放出され、室内の暖房が行われる。 （２）室内の冷房を行う場合、圧縮機の吐出側が空気−
冷媒熱交換器に連通するように循環方向切替弁を切り替
え、圧縮機により冷媒循環路に冷媒を循環させる。冷媒
は圧縮機で加圧され高温高圧のガスとなり空気−冷媒熱
交換器を通過する。空気−冷媒熱交換器を通過した冷媒
は中温高圧の液となり冷媒循環路を通り、液となった冷
媒は減圧手段により減圧され、室内側熱交換器内に放出
される。室内側熱交換器内の冷媒は低温低圧のガスとな
り圧縮機に戻される。従って、室内側熱交換器では室内
の空気から冷媒に熱が供給されることにより、室内の冷
房が行われる。空気−冷媒熱交換器では冷媒から外部に
熱が放出される。また、この場合、送風ファンにより空
気−冷媒熱交換器に外気を供給することにより、空気−
冷媒熱交換器からの熱の放出効率を向上させる。 （３）室内の暖房のみを行う通常のヒートポンプによる
暖房運転においては、上記（１）の動作において、循環
経路切替手段により、冷媒が空気−冷媒熱交換器に流れ
るように冷媒の循環経路を切り替える。更に送風ファン
により空気−冷媒熱交換器に外気を供給し、空気−冷媒
熱交換器に対し常に外気の熱を供給する。 （４）室内の暖房のみを行う温水加熱暖房運転において
は、上記（１）の動作において、循環経路切替手段によ
り、冷媒が温水−冷媒熱交換器に流れるように冷媒の循
環経路を切り替える。更に循環ポンプを起動し、温水循
環路内に循環水を循環させ、循環水加熱装置により循環
水を加熱する。これにより、循環水加熱装置により加熱
された循環水（温水）は、温水−冷媒熱交換器の温水管
において熱を放出する。放出された熱は、温水−冷媒熱
交換器の冷媒管を通る冷媒に吸熱され、上記（１）の動
作により室内の空気に放熱され暖房が行われる。 （５）室内の暖房のみを行う温水加熱暖房運転におい
て、温水温度検出器により検出された循環水の循環水温
度Ｔ_Wが所定の設定温度Ｔ_Sより低い場合は、上記（４）
の動作において、制御部により減圧手段を制御し、設定
温度Ｔ_Sと循環水温度Ｔ_Wとの差に応じた所定の通過量に
開度を調節し、温水−冷媒熱交換器に流入する冷媒の圧
力を下げる。 （６）外部に他の温水暖房装置を接続した場合、それに
より循環水の温度が十分に上がらない状態で温水加熱暖
房運転を行っても、温水−冷媒熱交換器において冷媒を
完全に気化することができるように、減圧手段により温
水−冷媒熱交換器に流入する冷媒の圧力を下げて冷媒の
気化を促進させ、圧縮機に液冷媒が流入することで生じ
る液圧縮を防ぐことができる。

【００１１】ここで、減圧手段としては、一般の冷暖房
エアコンに使用されているようなキャピラリーチューブ
や、冷媒の通過量を調節することができる電子膨張弁等
の減圧手段が用いられる。なお、空気−冷媒熱交換器と
温水−冷媒熱交換器のそれぞれに流入する冷媒を減圧す
るために、空気−冷媒熱交換器より上流側の冷媒循環路
及び温水−冷媒熱交換器より上流側の冷媒バイパス路に
それぞれ減圧手段を配設する。特に、冷媒バイパス路に
おいては、温水加熱運転時に温水−冷媒熱交換器に流入
する冷媒の通過量を調節し、任意の圧力に減圧すること
が可能な電子膨張弁を用いることが好ましい。また、循
環経路切換手段としては、温水暖房運転時において空気
−冷媒熱交換器及び温水−冷媒熱交換器に流れる冷媒の
上流側の冷媒循環路に電子膨張弁、二方弁等を配設し、
それぞれの冷媒循環路の開閉を行って、冷媒が空気−冷
媒熱交換器と室内側熱交換器との間を循環する経路を流
れるか、温水−冷媒熱交換器と室内側熱交換器との間を
循環する経路を流れるかを制御する。なお、循環経路切
換手段として電子膨張弁を用いた場合、この電子膨張弁
により循環する冷媒を減圧することもできるため、減圧
手段として用いることもできる。

【００１２】上記課題を解決するために、本発明の請求
項３に記載の発明は、請求項２に記載の温水冷媒加熱エ
アコンであって、前記循環経路切替手段及び前記減圧手
段として、前記冷媒循環路と前記冷媒バイパス路の上流
側との連通部より前記空気−冷媒熱交換器側の前記冷媒
循環路に配設された第１の膨張弁と、前記冷媒バイパス
路の前記温水−冷媒熱交換器より上流側に配設された第
２の膨張弁と、を備えた構成を有している。

【００１３】この構成により、請求項２の作用に加え以
下のような作用を有する。 （１）第２の膨張弁により温水−冷媒熱交換器に流入す
る冷媒の圧力を任意の圧力に容易に減圧することができ
る。 （２）第１の膨張弁及び第２の膨張弁の開閉を行うこと
により冷媒の循環経路を変更でき、更に第１の膨張弁及
び第２の膨張弁を絞ることにより冷媒の減圧を行うこと
ができるので、第１の膨張弁及び第２の膨張弁を循環経
路切替手段と減圧手段として用いることができ、部品点
数の削減が可能で構造の簡略化が可能である。

【００１４】ここで、第１の膨張弁及び第２の膨張弁と
しては、電子膨張弁等が用いられる。電子膨張弁はその
開度を自由に変更できるため、通過する液体状冷媒の流
量を変更することができ、その圧力を任意の圧力に調節
することができる。

【００１５】

【発明の実施の形態】以下に本発明の一実施の形態につ
いて、図面を参照しながら説明する。 （実施の形態１）図１は本発明の実施の形態１における
温水冷媒加熱エアコンの構成図である。

【００１６】図１において、１は本発明の実施の形態１
における温水冷媒加熱エアコン、２は室外に配設され燃
料により循環水を加熱して暖房用の温水とする機能を有
すると共に冷房用の放熱機能を備えた温水冷媒加熱エア
コン１の室外機、３は室内に配設され室内の空気と熱交
換を行うことにより室内の冷暖房を行う室内機、４は室
外機２の内部に配設され循環水を循環させると共に加熱
する温水循環装置、５は室外機２の内部に配設された開
放タンクからなり温水循環装置４に循環される循環水を
貯溜すると共に循環水の加熱による体積膨張分を吸収し
温水循環装置４内の循環水の圧力を一定に保つための膨
張タンク、６は室外機２の内部に配設され循環水を加熱
する循環水加熱装置、７は内部に循環水を通水し外部か
ら加熱することにより循環水を加熱する加熱管、８は燃
料を燃焼させることにより熱を発生させこの発生熱によ
り加熱管７を加熱する燃焼器、８ａは燃焼器８に燃料を
供給する燃料供給管、８ｂは燃料供給管８ａに配設され
燃焼器８に燃料をポンピングする燃料供給ポンプ、８ｃ
は燃料供給管８ａ配設され燃料供給ポンプ８ｂにかかる
燃料を一定の圧力に保つオイルレベラー、９は膨張タン
クの底部と加熱管７の上流側とに連通し膨張タンク５の
循環水を加熱管７に供給する上流側温水循環路、１０は
上流側温水循環路９に配設され膨張タンク５内の循環水
を加熱管７にポンピングする循環ポンプ、１１は内部に
加熱された循環水とフロンやアンモニア等の冷媒とを通
し循環水と冷媒とが熱交換する機能を有した温水−冷媒
熱交換器、１１ａは内部にフロンやアンモニア等の冷媒
を通す冷媒管、１１ｂは冷媒管１１ａと共に二重管を形
成し内部に循環水を通す温水管である。温水−冷媒熱交
換器１１において、冷媒管１１ａを循環する冷媒と、温
水管１１ｂを循環する循環水とが熱交換し、冷媒が循環
水の熱を吸熱する。

【００１７】１２は加熱管７の下流側と温水管１１ｂ
（温水−冷媒熱交換器１１）の上流側とを連通させ加熱
管７で加熱された循環水を温水管１１ｂ（温水−冷媒熱
交換器１１）に供給する中流側温水循環路、１３は温水
管１１ｂ（温水−冷媒熱交換器１１）の下流側と膨張タ
ンク５とを連通させる下流側温水循環路である。循環ポ
ンプ１０を駆動させることにより、循環水は、上流側温
水循環路９から加熱管７、中流側温水循環路１２、温水
管１１ｂ（温水−冷媒熱交換器１１）、下流側温水循環
路１３、膨張タンク５を経て上流側温水循環路９に循環
する。１４は中流側温水循環路１２に接続され床暖房装
置やファンコイルユニット等の外部機器（図示せず）に
循環水を送水する外部送水路、１４ａは外部送水路１４
の下流側端部に配設され外部機器が接続可能な外部送水
接続口、１５は下流側温水循環路１３に接続され外部機
器より循環水を戻水する外部戻水路、１５ａは外部戻水
路の上流側端部に配設され外部機器が接続可能な外部戻
水接続口である。

【００１８】１６は室外機２の内部に配設され冷媒を通
し冷媒と周囲の空気との熱交換を行う空気−冷媒熱交換
器、１７は室内機３の内部に配設され内部に冷媒を通し
冷媒と室内の空気との熱交換を行う室内側熱交換器、１
８は冷媒を圧縮する圧縮機、１９は圧縮機１８に連通し
冷媒を一時的に貯留し液体冷媒と気体冷媒とを分離する
アキュームレータ、２０は一端側が空気−冷媒熱交換器
１６に連通する上流側冷媒循環路、２１は上流側冷媒循
環路２０の他端側に連通して配設され冷媒の循環する方
向を切り替える循環方向切替手段である四方弁、２２は
四方弁２１と室内側熱交換器１７とを連通する中流側冷
媒循環路、２３は室内側熱交換器１７と空気−冷媒熱交
換器１６とを連通する下流側冷媒循環路、２４は四方弁
２１とアキュームレータ１９とを連通する圧縮機吸入
管、２５は圧縮機１８と四方弁２１とを連通する圧縮機
送出管、２６は冷媒管１１ａ（温水−冷媒熱交換器１
１）の下流側と圧縮機吸入管２４とを連通する下流側冷
媒バイパス路、２７は冷媒管１１ａ（温水−冷媒熱交換
器１１）の上流側と下流側冷媒循環路２３とを連通する
上流側冷媒バイパス路、２８は下流側冷媒循環路２３に
おいて上流側冷媒バイパス路２７の接続部より空気−冷
媒熱交換器１６側に配設された第１の膨張弁、２９は上
流側冷媒バイパス路２７に配設された第２の膨張弁であ
る。第１の膨張弁２８、第２の膨張弁２９は、各々空気
−冷媒熱交換器１６、温水−冷媒熱交換器１１に流入す
る冷媒の減圧を行う減圧手段としての機能と、開弁、閉
弁することにより各々空気−冷媒熱交換器１６、温水−
冷媒熱交換器１１へ冷媒を流入又は遮断し冷媒の経路を
決定する循環経路切替手段としての機能を有する。３０
は空気−冷媒熱交換器１６に通風させ周囲の空気との熱
交換を促進させるプロペラファン、３０ａはプロペラフ
ァン３０のファンモータ、３１は室内側熱交換器１７と
室内の空気との熱交換を促進させ熱交換された空気を室
内に送るクロスフローファン、３１ａはクロスフローフ
ァン３１のファンモータ、３２は中流側温水循環路１２
に配設され温水循環装置４内を循環する循環水の温度
（循環水温度Ｔ_W）を検出する温水温度検出器である。
温水温度検出器３２は、上流側温水循環路９，下流側温
水循環路１３に配設する場合もある。３３は後述のケー
シング等に配設され外気の温度（外気温度Ｔ_A）を検出
する外気温度検出器、３４はリモコン等の運転指示手
段、３５は温水温度検出器３２，外気温度検出器３３，
運転指示手段３４からの信号に基づいて、燃焼器８，燃
料供給ポンプ８ｂ，循環ポンプ１０，圧縮機１８，四方
弁２１，第１の膨張弁２８，第２の膨張弁２９，ファン
モータ３０ａ，ファンモータ３１ａ等の動作を制御する
制御部である。制御部３５は、その記憶部（図示せず）
に温水温度検出器３２により検出される循環水温度Ｔ_W
と比較するための設定温度Ｔ_S、及び外気温度検出器３
３により検出される外気温度Ｔ_Aと比較するための外気
設定温度Ｔ_ASが予め記憶されている。

【００１９】図２（ａ）は本発明の実施の形態１におけ
る室外機内の機器の要部正面配置図であり、図２（ｂ）
は図２（ａ）のＡ−Ａ線における要部矢視断面図であ
る。尚、図２において、冷媒循環路、温水循環路等の配
管は図示していない。図２において、２は室外機、５は
膨張タンク、８は燃焼器、８ｃはオイルレベラー、１０
は循環ポンプ、１１は温水−冷媒熱交換器、１１ａは冷
媒管、１１ｂは温水管、１６は空気−冷媒熱交換器、１
８は圧縮機、２１は四方弁、３０はプロペラファン、３
０ａはファンモータであり、これらは図１と同様のもの
である。温水−冷媒熱交換器１１は、膨張タンク５の外
周壁に螺旋状に配設され、これにより、室外機２内の空
間の省スペース化，室外機２の小型化を図ることができ
るとともに、膨張タンク５と温水−冷媒熱交換器１１が
互いに保温し合い、循環水の温度の低下を抑えることが
できる。

【００２０】４０は室外機２のケーシング、４０ａはケ
ーシング４０の吸入口、４０ｂはケーシング４０の吹出
口、４１はケーシング４０内の空間を空気−冷媒熱交換
器１６，プロペラファン３０，ファンモータ３０ａ側と
その他の機器類側とに仕切る仕切り板である。仕切り板
４１はプロペラファン３０を囲繞するように上部側及び
下部側をプロペラファン３０側に入り込ませて形成され
ている。４２は制御部３５の一部でありインバータ制御
のための力率改善の機能を有するリアクター、４３はリ
アクター４２と同様に制御部３５の一部であり各機器類
の駆動回路や入出力回路等が搭載された基板、矢印ｆは
プロペラファン３０により形成される外気の流路であ
る。基盤４３はプロペラファン３０の上方の仕切り板４
１上に配設され、循環ポンプ１０，リアクター４２はプ
ロペラファン３０の下方にプロペラファン３０と仕切り
板４１を隔てて配設され、その他の機器類は、プロペラ
ファン３０の側方にプロペラファン３０と仕切り板４１
を隔てて配設されている。

【００２１】以上のように構成された本実施の形態１の
温水冷媒加熱エアコンについて、その動作を以下図面を
参照しながら説明する。尚、本実施の形態１の温水冷媒
加熱エアコンは、通常のヒートポンプ運転、温水加熱暖
房運転、冷房運転の３通りの運転が可能であり、以下こ
の順に説明する。図３は本実施の形態１における暖房運
転時の動作を示すフローチャートであり、図４は本実施
の形態１における冷房運転時の動作を示すフローチャー
トである。

【００２２】（１）通常のヒートポンプ運転 まず、図３において、使用者がリモコン等の運転指示手
段３４を操作し、制御部３５に暖房運転開始の信号を送
信する（Ｓ１）。この信号に基づいて、制御部３５は、
四方弁２１を作動させ、上流側冷媒循環路２０と圧縮機
吸入管２４，圧縮機送出管２５と中流側冷媒循環路２２
を連通させる（Ｓ２）。次いで、制御部３５は、外気温
度検出器３３により検出された外気温度Ｔ_Aと予め設定
された外気設定温度Ｔ_ASとを比較し（Ｓ３）、外気温度
Ｔ_Aが外気設定温度Ｔ_AS以上の場合、第１の膨張弁２８
を開弁し第２の膨張弁２９を閉弁させる（Ｓ４）。更
に、制御部３５は、圧縮機１８，ファンモータ３０ａ，
ファンモータ３１ａを起動させる（Ｓ５）。これによ
り、プロペラファン３０，クロスフローファン３１によ
り送風が行われるとともに、冷媒は、空気−冷媒熱交換
器１６から上流側冷媒循環路２０，四方弁２１，圧縮機
吸入管２４，アキュームレータ１９，圧縮機１８，圧縮
機送出管２５，四方弁２１，中流側冷媒循環路２２，室
内側熱交換器１７，下流側冷媒循環路２３を経て空気−
冷媒熱交換器１６へと循環される。このとき、空気−冷
媒熱交換器１６内の冷媒は低圧、室内側熱交換器１７内
の冷媒は高圧となり、空気−冷媒熱交換器１６では冷媒
は外気の熱を吸熱し、室内側熱交換器１７では冷媒は室
内の空気に放熱する。これにより、室内の暖房が行われ
る。

【００２３】（２）温水加熱暖房運転 上記（１）の通常のヒートポンプ運転のステップＳ３
（図３）において、外気温度Ｔ_Aが外気設定温度Ｔ_AS未
満の場合、外気の温度が低く冷媒が外気から充分に吸熱
することが困難であるので、冷媒が温水から吸熱する温
水−冷媒熱交換器１１を使用する温水加熱暖房運転を行
う。図３において、制御部３５は、燃料供給ポンプ８ｂ
を起動させ燃焼器８を着火させるとともに、循環ポンプ
１０を起動させる（Ｓ６）。これにより、循環水加熱装
置６の加熱管７で加熱された温水は、中流側温水循環路
１２，冷媒管１１ａ，下流側温水循環路１３，膨張タン
ク５，上流側温水循環路９を経て加熱管７へ循環され
る。次いで、制御部３５は、ファンモータ３１ａを起動
し、第１の膨張弁２８を閉弁し、第２の膨張弁２９を開
弁し、圧縮機１８を起動する（Ｓ７）。これにより、ク
ロスフローファン３１が駆動されるとともに、冷媒は、
冷媒管１１ａから下流側冷媒バイパス路２６，圧縮機吸
入管２４，アキュームレータ１９，圧縮機１８，圧縮機
送出管２５，四方弁２１，中流側冷媒循環路２２，室内
側熱交換器１７，下流側冷媒循環路２３，上流側冷媒バ
イパス路２７を経て冷媒管１１ａへ循環される。次い
で、制御部３５はリモコン等の運転指示手段により設定
された室温設定温度と実際の室内温度との差より設定温
度Ｔ_Sを決定する（Ｓ８）。更に、設定温度Ｔ_Sと循環水
温度Ｔ_Wを比較し、その温度差に応じて第２の膨張弁２
９の開度を調節する（Ｓ９）。更に、循環水温度Ｔ_Wが
変化し、設定温度Ｔ_Sと循環水温度Ｔ _Wの温度差が変化す
れば、その変化した温度差に応じて、順次第２の膨張弁
２９の開度を調節する。即ち、設定温度Ｔ_Sと循環水温
度Ｔ_Wの温度差が小さくなれば第２の膨張弁２９の開度
を大きくし、設定温度Ｔ_Sと循環水温度Ｔ_Wの温度差が変
化しなければ第２の膨張弁２９の現在の開度を維持し、
設定温度Ｔ_Sと循環水温度Ｔ_Wの温度差が大きくなれば第
２の膨張弁２９を絞り、開度を小さくする。また、同時
に制御部３５は循環水温度Ｔ_Wが設定温度Ｔ_Sに近づくよ
うに燃焼器８の燃焼量を制御する。これにより、温水−
冷媒熱交換器１１に流入する冷媒を、循環水温度Ｔが低
い場合であっても十分に気化することできる。このと
き、温水−冷媒熱交換器１１の冷媒管１１ａ内の冷媒は
低圧、室内側熱交換器１７内の冷媒は高圧となり、温水
−冷媒熱交換器１１において、冷媒管１１ａ内を通る冷
媒は、温水管１１ｂを通る温水の熱を吸熱し、室内側熱
交換器１７では冷媒は室内の空気に放熱する。これによ
り、室内の暖房が行われる。

【００２４】（３）冷房運転 図４において、まず、使用者がリモコン等の運転指示手
段３４を操作し、制御部３５に冷房運転開始の信号を送
信する（Ｓ１０）。この信号に基づいて、制御部３５
は、四方弁２１を作動させ、上流側冷媒循環路２０と圧
縮機送出管２５，圧縮機吸入管２４と中流側冷媒循環路
２２を連通させる（Ｓ１１）。次いで、制御部３５は、
第１の膨張弁２８を開弁し第２の膨張弁２９を閉弁させ
る（Ｓ１２）。次いで、制御部３５は、圧縮機１８，フ
ァンモータ３０ａ，ファンモータ３１ａを起動させる
（Ｓ１３）。これにより、プロペラファン３０，クロス
フローファン３１により送風が行われるとともに、冷媒
は、空気−冷媒熱交換器１６から下流側冷媒循環路２
３，室内側熱交換器１７，中流側冷媒循環路２２，四方
弁２１，圧縮機吸入管２４，アキュームレータ１９，圧
縮機１８，圧縮機送出管２５，四方弁２１，上流側冷媒
循環路２０を経て空気−冷媒熱交換器１６へと循環され
る。このとき、空気−冷媒熱交換器１６内の冷媒は高
圧、室内側熱交換器１７内の冷媒は低圧となり、空気−
冷媒熱交換器１６では冷媒は外気に放熱し、室内側熱交
換器１７では冷媒は室内の空気の熱を吸熱する。これに
より、室内の冷房が行われる。

【００２５】なお、本実施の形態において、温水加熱暖
房運転と同時に他の温水暖房装置等の外部機器を接続
し、その運転を行う場合、外部送水接続口１４ａ及び外
部戻水接続口１５ａに外部機器の給水管及び戻水管を接
続し、温水冷媒加熱エアコン１において温水加熱暖房運
転を行う。これにより、室内の暖房と同時に温水暖房装
置等の外部機器にも温水となった循環水が供給され、温
水暖房装置等の外部機器を同時に使用することが可能と
なる。

【００２６】以上のように構成された本発明の実施の形
態１の温水冷媒加熱エアコンによれば、以下のような作
用が得られる。 （１）暖房時において、外気温度が高く、冷媒が外気か
ら吸熱することができる場合は、通常のヒートポンプ運
転を行い、外気温度が低く、冷媒が外気から吸熱するこ
とが困難である場合は、冷媒が温水から吸熱する温水加
熱暖房運転を行うので、外気温度が著しく低い場合でも
室内を効率的に暖房することができる。 （２）温水−冷媒熱交換器１１は、外気の流路ｆを避け
て配設されており、また、仕切り板４１により吸入口４
１ａと吸込口４１ｂが形成されている空間と遮断された
空間に配設されているので、室外機２の周辺の気温や自
然風による循環水の温度の低下を防ぐことができ、室外
機２内における放熱ロスが少なく、暖房効率が向上す
る。 （３）第２の膨張弁２９により温水−冷媒熱交換器１１
に流入する冷媒の流量を調節し、冷媒を減圧することが
できるので、外部に他の温水暖房装置を接続した場合、
それにより循環水の温度が十分に上がらない状態で暖房
運転をおこなっても、温水−冷媒熱交換器１１において
冷媒を完全に気化することができるように、設定温度Ｔ
_Sと循環水温度Ｔ_Wの温度差に応じて第２の膨張弁２９の
開度を調節し、温水−冷媒熱交換器１１に流入する冷媒
の圧力を下げ、冷媒の気化を促進させることができ、不
必要な循環水加熱装置６の能力向上を行う必要がない。

【００２７】

【発明の効果】以上のように本発明の温水冷媒加熱エア
コンによれば、以下のような有利な効果を得ることがで
きる。

【００２８】請求項１に記載の発明によれば、以下のよ
うな効果を得ることができる。 （１）暖房時において、外気温度が高く、冷媒が外気か
ら吸熱することができる場合は、通常のヒートポンプ運
転を行い、外気温度が低く、冷媒が外気から吸熱するこ
とが困難である場合は、冷媒が温水から吸熱する温水加
熱暖房運転を行うので、外気温度が著しく低い場合でも
室内を効率的に暖房することができ、外気の温度に影響
されず暖房を行うことができる温水冷媒加熱エアコンを
提供することができる。 （２）外部に他の温水暖房装置を接続した際、それによ
り循環水の温度が十分に上がらない状態で温水加熱暖房
運転を行った場合、或いは外部に接続した温水暖房装置
の負荷が急に増加して、例えば運転停止状態から運転状
態になったり、風量が弱から強に変わったりした際に、
循環水の温度が下がった場合でも、室外側熱交換器にお
いて冷媒を完全に気化することができるように、減圧手
段により室外側熱交換器に流入する冷媒の圧力を下げ、
冷媒の気化を促進させることができる温水冷媒加熱エア
コンを提供することができる。 （３）循環水の温度が十分に上がらない状態で暖房運転
をおこなっても、室外側熱交換器において冷媒を完全に
気化することができるので、圧縮機内に液体の冷媒が流
入することで起こる液圧縮が生じることがなく、安定し
た温水加熱暖房運転を行うことができる温水冷媒加熱エ
アコンを提供することができる。 （４）循環水の温度が十分に上がらない場合に対応する
ために不必要な循環水加熱装置の能力向上を行う必要が
なく、外部に他の温水暖房装置を接続しない場合であっ
ても循環水加熱装置が安定した運転を行うことができ、
装置の大型化や製造コスト増大が生じることがない温水
冷媒加熱エアコンを提供することができる。

【００２９】請求項２に記載の発明によれば、請求項１
の効果に加え、以下のような効果を得ることができる。 （１）外部に他の温水暖房装置を接続した場合、それに
より循環水の温度が十分に上がらない状態で暖房運転を
おこなっても、温水−冷媒熱交換器の冷媒管において冷
媒を完全に気化することができるように、減圧手段によ
り冷媒の通過量を調節し温水−冷媒熱交換器の冷媒管に
流入する冷媒の圧力を下げ、冷媒の気化を促進させるこ
とができる温水冷媒加熱エアコンを提供することができ
る。 （２）循環水の温度が十分に上がらない状態で暖房運転
をおこなっても、温水−冷媒熱交換器の冷媒管において
冷媒を完全に気化することができるので、圧縮機内に液
体の冷媒が流入することで起こる液圧縮が生じることが
なく、安定した温水加熱暖房運転を行うことができる温
水冷媒加熱エアコンを提供することができる。

【００３０】請求項３に記載の発明によれば、請求項２
の効果に加え、以下のような効果を得ることができる。 （１）第２の膨張弁により温水−冷媒熱交換器に流入す
る冷媒の圧力を任意の圧力に容易に減圧することができ
るので、循環水の温度が十分に上がらない状態で暖房運
転をおこなっても、温水−冷媒熱交換器において冷媒を
完全に気化することができる温水冷媒熱交換器を提供す
ることができる。 （２）第１の膨張弁及び第２の膨張弁の開閉を行うこと
により冷媒の循環経路を変更でき、更に第１の膨張弁及
び第２の膨張弁を絞ることにより冷媒の減圧を行うこと
ができるので、第１の膨張弁及び第２の膨張弁を循環経
路切替手段と減圧手段として用いることができ、部品点
数の削減が可能で構造の簡略化が可能である温水冷媒熱
交換器を提供することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施の形態１における温水冷媒加熱エ
アコンの構成図

【図２】（ａ）室外機内の機器の要部正面配置図（ｂ）
図２（ａ）のＡ−Ａ線における要部矢視断面図

【図３】実施の形態１における暖房運転時の動作を示す
フローチャート

【図４】実施の形態１における冷房運転時の動作を示す
フローチャート

【符号の説明】

１ 温水冷媒加熱エアコン ２ 室外機 ３ 室内機 ４ 温水循環装置 ５ 膨張タンク ６ 循環水加熱装置 ７ 加熱管 ８ 燃焼器 ８ａ 燃料供給管 ８ｂ 燃料供給ポンプ ８ｃ オイルレベラー ９ 上流側温水循環路 １０ 循環ポンプ １１ 温水−冷媒熱交換器 １１ａ 冷媒管 １１ｂ 温水管 １２ 中流側温水循環路 １３ 下流側温水循環路 １４ 外部送水路 １４ａ 外部送水接続口 １５ 外部戻水路 １５ａ 外部戻水接続口 １６ 空気−冷媒熱交換器 １７ 室内側熱交換器 １８ 圧縮機 １９ アキュームレータ ２０ 上流側冷媒循環路 ２１ 四方弁（循環方向切替手段） ２２ 中流側冷媒循環路 ２３ 下流側冷媒循環路 ２４ 圧縮機吸入管 ２５ 圧縮機送出管 ２６ 下流側冷媒バイパス路 ２７ 上流側冷媒バイパス路 ２８ 第１の膨張弁（循環経路切替手段） ２９ 第２の膨張弁（循環経路切替手段） ３０ プロペラファン ３０ａ ファンモータ ３１ クロスフローファン ３１ａ ファンモータ ３２ 温水温度検出器 ３３ 外気温度検出器 ３４ 運転指示手段 ３５ 制御部 ４０ ケーシング ４０a 吸入口 ４０b 吹出口 ４１ 仕切り板 ４２ リアクター ４３ 基板

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 室内側熱交換器と、室外側熱交換器と、
   前記室内側熱交換器と前記室外側熱交換器との間で冷媒
   を循環させる冷媒循環路と、前記冷媒循環路内に配設さ
   れた圧縮機と、前記冷媒循環路において前記冷媒の循環
   する方向を切り替え、暖房運転と冷房運転とを切り替え
   る循環方向切替手段と、循環水を加熱するための循環水
   加熱装置と、前記循環水加熱装置で加熱された前記循環
   水が循環する温水循環路と、前記室外側熱交換器に並設
   されるとともに前記温水循環路に連結され、暖房運転時
   に前記循環水加熱装置で加熱された前記循環水が通過す
   ることで前記室外側熱交換器を加熱する温水熱交換器
   と、を備えた温水冷媒加熱エアコンであって、 前記冷媒の通過量を調節するとともに前記冷媒を減圧す
   る減圧手段と、 前記温水循環路内に配設され、前記温水循環路を循環す
   る前記循環水の循環水温度Ｔ_Wを検出する温水温度検出
   器と、 温水加熱暖房運転時において、予め設定された所定の設
   定温度Ｔ_Sと前記循環水温度Ｔ_Wとの差に応じて、前記減
   圧手段を制御し前記冷媒の通過量を調節する制御部と、
   を備えたことを特徴とする温水冷媒加熱エアコン。
2. 【請求項２】 前記室外側熱交換器に代えて、内部を通
   る冷媒と周囲の空気との熱交換を行う空気−冷媒熱交換
   器と、 前記温水熱交換器に代えて、内部を冷媒が通る冷媒管と
   内部を循環水が通る温水管とを備え前記冷媒と前記循環
   水との熱交換を行う温水−冷媒熱交換器と、 前記室内側熱交換器より上流側及び下流側の前記冷媒循
   環路と前記温水−冷媒熱交換器の冷媒管とに連通する冷
   媒バイパス路と、 前記冷媒循環路内の前記冷媒が、前記空気−冷媒熱交換
   器と前記温水−冷媒熱交換器の内いずれか１方のみに流
   れるように前記冷媒の循環経路を切り替える循環経路切
   替手段と、を備えたことを特徴とする請求項１に記載の
   温水冷媒加熱エアコン。
3. 【請求項３】 前記循環経路切替手段及び前記減圧手段
   として、 前記冷媒循環路と前記冷媒バイパス路の上流側との連通
   部より前記空気−冷媒熱交換器側の前記冷媒循環路に配
   設された第１の膨張弁と、 前記冷媒バイパス路の前記温水−冷媒熱交換器より上流
   側に配設された第２の膨張弁と、を備えたことを特徴と
   する請求項２に記載の温水冷媒加熱エアコン。