JP2006017440A - Heat pump air conditioner - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は冷房運転とヒートポンプ暖房を行う空冷式空調機器の分野とヒートポンプで給湯を行うヒートポンプ給湯機器の分野の両方を含んでいる。 The present invention includes both the field of air-cooled air conditioning equipment that performs cooling operation and heat pump heating, and the field of heat pump hot water supply equipment that supplies hot water using a heat pump.
従来技術は、ヒートポンプ空調機、ヒートポンプ温水機、暖房増強ヒートポンプ機などがある。 Conventional technologies include heat pump air conditioners, heat pump water heaters, and heating enhanced heat pump machines.
ヒートポンプ空調機は冷媒回路を切り替えて冷房および暖房する空調用機器で図2に冷媒系統と主要機器を示す。 The heat pump air conditioner is an air conditioning device for cooling and heating by switching a refrigerant circuit, and FIG. 2 shows a refrigerant system and main devices.
ヒートポンプ温水機は温水温度を室外空気から熱を奪いそれを温水の加熱に利用する機器で図3に冷媒系統と主要機器を示す。 The heat pump water heater is a device that takes the temperature of the hot water from the outdoor air and uses it for heating the hot water. FIG. 3 shows the refrigerant system and the main devices.
暖房能力増強ヒートポンプは、ボイラーなどと組み合わせボイラーの熱を冷媒に移動させ結果として暖房能力を増強させる空調用機器で図4に冷媒系統と主要機器を示す。図4における蓄熱媒体行き管34および蓄熱媒体戻り管35はボイラーとの循環用配管を示す。 The heating capacity enhancing heat pump is an air conditioning device that moves the heat of the boiler combined with a boiler or the like to the refrigerant and consequently increases the heating capacity. FIG. 4 shows a refrigerant system and main equipment. The heat storage
冷房および暖房する空調機は、電力使用量が大きい事から国全体の電力供給に影響を与えるため、省エネルギー機器が求められている。 Air-conditioners for cooling and heating use large amounts of power, and thus affect the power supply of the whole country, so energy-saving equipment is required.
ヒートポンプ空調機においては、消費電力の低下、低外気温時の暖房能力低下対策および低外気温時の除霜時冷風吹出し対策が課題である。 In heat pump air conditioners, measures to reduce power consumption, measures to reduce heating capacity at low outside temperatures, and measures to blow out cold air during defrosting at low outside temperatures are issues.
冷房運転時には室内からの熱と圧縮機の入力エネルギーを室外熱交換器で外気に捨てていて、何ら利用されていない。 During cooling operation, the heat from the room and the input energy of the compressor are thrown away into the outside air by the outdoor heat exchanger, and nothing is used.
暖房運転はヒートポンプ運転を行い、室外熱交換器で外気から熱を汲み上げるが、そのため外気温度が低下すると汲み上げ熱量が低下し、ひいては暖房能力が不足することがある。 In the heating operation, heat pump operation is performed, and heat is pumped up from the outside air by the outdoor heat exchanger. For this reason, when the outside air temperature is lowered, the amount of pumped heat is decreased, and thus the heating capacity may be insufficient.
また、おおよそ2℃以下の低外気温時には、室外熱交換器に霜が付くため外気の流通を妨げ、同時に霜が熱抵抗となるため外気から熱を汲み上げる事が困難となる。そのため室外熱交換器に付着した霜を溶かす必要がある。この除霜のために暖房運転から切り替え、一時冷房運転を行い空調室内の熱で霜を溶かしていた。これは空調室内から熱を奪うため、室内温度が低下してしまう事となり快適な空調とは成らない事実がある。 Further, when the outside air temperature is approximately 2 ° C. or less, frost is formed on the outdoor heat exchanger, so that the circulation of the outside air is hindered. At the same time, the frost becomes a thermal resistance, so that it is difficult to pump heat from the outside air. Therefore, it is necessary to melt the frost adhering to the outdoor heat exchanger. For this defrosting, switching from the heating operation, a temporary cooling operation was performed, and the frost was melted by the heat in the air-conditioned room. Since this takes heat from the air-conditioned room, the room temperature decreases, and there is a fact that the air-conditioning room is not comfortable.
ヒートポンプ温水機は、外気からの熱をヒートポンプ動作で温水温度の上昇に利用する機器である。従い冬期夏期とも外気を冷却しているが、夏期に冷風を冷房に利用する事はできなかった。 A heat pump water heater is a device that uses heat from outside air to increase the temperature of the hot water in a heat pump operation. Therefore, although the outside air is cooled in winter and summer, cold air cannot be used for cooling in summer.
暖房能力増強ヒートポンプ機では、空調機の他にボイラーなど熱源を有している機器と接続を行い、その熱を暖房能力の増加に使っているものである。この機器は暖房能力の増加を行っているが、外気温度が高く暖房能力増強運転が不要な時にヒートポンプ運転を行い熱を外気から汲み上げ、その熱を逆にボイラー側に供給する事は出来ない。 The heating capacity enhancing heat pump machine is connected to an apparatus having a heat source such as a boiler in addition to an air conditioner, and uses the heat for increasing the heating capacity. Although this equipment has increased heating capacity, when the outside air temperature is high and heating capacity augmentation operation is unnecessary, heat pump operation is performed to pump heat from the outside air, and the heat cannot be supplied to the boiler side.
暖房能力増強ヒートポンプ機の別の例では、圧縮機の駆動にガスエンジンを使用したものがある。これはガスエンジンのエンジン冷却水を熱交換器を通して空調機の暖房能力増強に利用している。この機器の場合、エンジン冷却のために捨てる熱の一部を暖房能力増強に利用している。しかしこの機器で効率の高いヒートポンプ運転を行なおうとしても結局エンジンは運転しなければならず、結果排熱がまた出てしまう事となり、省エネルギーの機器とはならないのが現状である。もし、ヒートポンプ温水機と同じ運転を行ったとしても外気から汲み上げた熱を逆にエンジン側に熱として供給する事は不可能である。 Another example of a heating capacity enhanced heat pump machine uses a gas engine to drive the compressor. This uses the engine coolant of the gas engine to increase the heating capacity of the air conditioner through the heat exchanger. In the case of this equipment, a part of the heat that is thrown away for cooling the engine is used to increase the heating capacity. However, even if an efficient heat pump operation is performed with this device, the engine must eventually be operated, and as a result, exhaust heat is generated again, so that it is not an energy saving device. Even if the same operation as the heat pump water heater is performed, it is impossible to supply heat pumped up from the outside air to the engine side.
また、冷房運転の場合、エンジン冷却のための排熱と空調室内からの熱と両方の熱を捨てなければならないため、エネルギーの節減にはならない。 Further, in the case of cooling operation, both the exhaust heat for cooling the engine and the heat from the air-conditioning room must be discarded, which does not save energy.
また、冷房運転および暖房運転をしないでヒートポンプ温水機と同じような温水だけを作る事はできない。 Moreover, it is not possible to make only hot water similar to a heat pump water heater without cooling operation and heating operation.
電気駆動機械圧縮式の冷媒圧縮機を装備し、共に室外熱交換器、室外送風機、室内熱交換器、室内送風機、冷媒対蓄熱媒体熱交換器、蓄熱媒体槽および蓄熱媒体循環ポンプを装備し、冷媒流の通過および遮断を行う複数の制御弁および冷暖切換弁を装備し、圧力を減圧する減圧装置と冷媒の流れを自動的に閉止する逆止弁を装備し、これらを組み合わせて冷媒循環サイクルおよび蓄熱媒体循環サイクルを形成させる。これらの内、圧縮機、室外送風機、室内送風機、蓄熱媒体循環ポンプ、複数の制御弁および冷暖切換弁を制御する事で、冷房運転、暖房運転、冷房および暖房運転をしない時には蓄熱媒体への蓄熱運転、蓄熱媒体から熱を取り込み使用する暖房能力増強運転および除霜運転、冷房排熱の蓄熱媒体への蓄熱運転などが可能となる。 Equipped with electric drive mechanical compression type refrigerant compressor, both equipped with outdoor heat exchanger, outdoor fan, indoor heat exchanger, indoor fan, refrigerant vs. heat storage medium heat exchanger, heat storage medium tank and heat storage medium circulation pump, Equipped with multiple control valves and cooling / heating switching valves for passing and blocking refrigerant flow, equipped with decompression device for reducing pressure and check valve for automatically closing the flow of refrigerant, combining these to make a refrigerant circulation cycle And form a heat storage medium circulation cycle. Of these, by controlling the compressor, outdoor blower, indoor blower, heat storage medium circulation pump, multiple control valves and cooling / heating switching valve, heat storage to the heat storage medium when cooling operation, heating operation, cooling and heating operation is not performed Operation, heating capacity increasing operation and defrosting operation in which heat is taken in from the heat storage medium, and heat storage operation of the cooling exhaust heat to the heat storage medium can be performed.
蓄熱媒体槽には外部からの熱が与えられるようにボイラーを接続可能とし、または電気ヒーターを装備する事で低外気温時の暖房能力増強が可能となる。 A boiler can be connected to the heat storage medium tank so that heat from the outside can be applied, or an electric heater can be provided to increase the heating capacity at low outside temperatures.
蓄熱媒体槽の内にコイル状の熱交換器を内在させたり、または蓄熱媒体槽外側にコイルを密着させ蓄熱媒体槽と熱交換可能なよう装備すれば、外部からの水道水などが加熱可能で温水として利用が可能となる。 By installing a coiled heat exchanger inside the heat storage medium tank, or by installing a coil in close contact with the heat storage medium tank so that heat can be exchanged with the heat storage medium tank, tap water from outside can be heated. It can be used as hot water.
本発明によれば、空調機として冷房運転が可能で、かつ冷房時には排熱を蓄熱媒体槽に回収し間接的に水道水などを加熱し温水として利用する事が可能である。この運転の時は、冷房しつつ冷房排熱を利用するため両者を含めたエネルギー効率はかなり高くなる。 According to the present invention, it is possible to perform a cooling operation as an air conditioner, and at the time of cooling, it is possible to collect exhaust heat in a heat storage medium tank and indirectly heat tap water or the like and use it as hot water. During this operation, since the cooling exhaust heat is used while cooling, the energy efficiency including both is considerably increased.
本発明による暖房運転は、ヒートポンプ暖房をするためエネルギー効率は高い。ただし、従来のヒートポンプにおいては外気温度の低下と略比例で汲み上げ熱量が低下するため、暖房能力が不足となる事があった。その上、外気2度以下となると室外熱交換器に着霜が発生し、これが通風妨害と熱伝達妨害をするため、暖房運転中であっても一時冷房運転とし、除霜運転をしなければならなかった。除霜運転も暖房能力を低下させる別要因である。 Since the heating operation according to the present invention performs heat pump heating, the energy efficiency is high. However, in the conventional heat pump, the amount of heat that is pumped is substantially proportional to the decrease in the outside air temperature, so that the heating capacity may be insufficient. In addition, when the outside air becomes 2 degrees or less, frost is generated in the outdoor heat exchanger, which disturbs ventilation and heat transfer. Therefore, even during heating operation, temporary cooling operation must be performed and defrost operation must be performed. did not become. Defrosting operation is another factor that reduces the heating capacity.
本発明は、蓄熱運転や外部ボイラーなどで蓄熱媒体槽に蓄熱し、その熱を利用して暖房運転や除霜運転する事が可能であるため外気温度にかかわらず安定した高い暖房能力を確保できる。 In the present invention, heat can be stored in a heat storage medium tank by a heat storage operation or an external boiler, and the heat can be used for heating operation or defrosting operation. Therefore, stable high heating capacity can be ensured regardless of the outside air temperature. .
本発明は、夏期は蓄熱媒体槽への蓄熱を冷房排熱で行い、冬期は暖房が規定温度まで達した状態や暖房が不要な時にも蓄熱運転が行えるため外部からの熱の供給は少なくて済み省エネルギーな空調機とする事が可能である。 In the present invention, heat is stored in the heat storage medium tank in the summer by cooling exhaust heat, and in the winter the heat storage operation can be performed even when the heating reaches the specified temperature or when heating is unnecessary, so there is little supply of heat from the outside. It can be used as an energy-saving air conditioner.
本発明は冷房排熱を回収し、それを給湯に利用が可能なため、厨房など冷房と給湯が同時に必要とされる場合、大幅な省エネルギーとする事ができる。 Since the present invention collects cooling exhaust heat and can use it for hot water supply, when cooling and hot water supply such as a kitchen are required at the same time, significant energy saving can be achieved.
本発明の圧縮機は電気駆動機械圧縮式の冷媒圧縮機を使用する。 The compressor of the present invention uses an electrically driven mechanical compression type refrigerant compressor.
本発明は冷媒回路を切り替える事で冷房運転および暖房運転を行う機器で、暖房運転時必要な場合には蓄熱媒体の保有熱を利用し低外気温時の暖房能力不足を補い、室外熱交換器の除霜に蓄熱媒体の熱を利用し、冷房及び暖房をしていない時には、ヒートポンプ運転で室外空気から熱を取り込み蓄熱媒体の温度を上昇させ、冷房運転時には室外に排出する熱を蓄熱媒体の温度の上昇とし冷房排熱の回収を行う事が可能である。 The present invention is a device that performs cooling operation and heating operation by switching the refrigerant circuit. When necessary during heating operation, the heat stored in the heat storage medium is used to compensate for the lack of heating capacity at low outside temperature, and the outdoor heat exchanger When the heat of the heat storage medium is used for defrosting, and when cooling and heating are not performed, heat is taken from the outdoor air in the heat pump operation to increase the temperature of the heat storage medium, and during the cooling operation, the heat discharged to the outside of the heat storage medium It is possible to recover the cooling exhaust heat as the temperature rises.
本発明の冷媒系統、蓄熱媒体系統および主要機器を図1に示す。図1は圧縮機、室外熱交換器、室外送風機および冷媒対蓄熱媒体熱交換器などを一つの筐体に納め室外機50とし、室内熱交換器および室内送風機などを一つの筺体に納め室内機51とし、蓄熱媒体槽および蓄熱媒体循環ポンプなどを一つの筐体に納め蓄熱媒体ユニット52とした例である。 The refrigerant system, heat storage medium system, and main equipment of the present invention are shown in FIG. FIG. 1 shows an
室内機51は、プレートフィンチューブ式の室内熱交換器15に室内送風機17をモーターで回す事で室内空気を通過させ、冷媒と空気を熱交換させ、通過空気を冷却および加熱し、冷房および暖房するものである。 The
冷媒系統の機器は、圧縮機1、冷暖切換弁2、制御弁3、制御弁4、室外熱交換器5、逆止弁6、減圧装置7、制御弁8、制御弁9、閉鎖弁10、閉鎖弁12、減圧装置13、逆止弁14、室内熱交換器15、閉鎖弁16、閉鎖弁18、気液分離器19、減圧装置20、逆止弁21、冷媒対蓄熱媒体熱交換器22、減圧装置23、逆止弁24、制御弁25、接続配管32および接続配管33である。 The equipment of the refrigerant system includes a compressor 1, a cooling / heating switching valve 2, a control valve 3, a control valve 4, an
蓄熱媒体は水および不凍液など液体である。蓄熱媒体系統は、冷媒対蓄熱媒体熱交換器22、蓄熱媒体槽26、電気ヒーター27、蓄熱媒体循環ポンプ28、蓄熱媒体行き管34および蓄熱媒体戻り管35である。 The heat storage medium is liquid such as water and antifreeze. The heat storage medium system is the refrigerant pair heat storage medium heat exchanger 22, the heat storage medium tank 26, the
本発明の機器の運転は、冷房運転、冷房排熱回収運転、暖房運転、暖房能力増強A運転、暖房能力増強S運転、除霜A運転、除霜B運転および蓄熱運転の8種類がある。 There are eight types of operation of the apparatus of the present invention: cooling operation, cooling exhaust heat recovery operation, heating operation, heating capacity enhancement A operation, heating capacity enhancement S operation, defrosting A operation, defrosting B operation, and heat storage operation.
冷房運転は、蓄熱媒体槽26の温度が規定まで上がり昇温が不要な場合で室内を冷房が必要な時に行う。ただし、蓄熱媒体槽26の熱を使う必要がない場合には、冷房が必要となった場合だけで冷房運転を行う事も可能である。 The cooling operation is performed when the temperature of the heat storage medium tank 26 has risen to a specified level and heating is not necessary, and the room needs to be cooled. However, when it is not necessary to use the heat of the heat storage medium tank 26, the cooling operation can be performed only when the cooling is necessary.
冷房運転における冷媒の流れ方は、図1で圧縮機1から吐出された冷媒は、冷暖切換弁2を通り、制御弁3、室外熱交換器5、逆止弁6、制御弁8、制御弁9、閉鎖弁10、接続配管32、閉鎖弁12、減圧装置13、室内熱交換器15、閉鎖弁16、接続配管33、閉鎖弁18、冷暖切換弁2、気液分離器19、圧縮機1と流れ一巡し冷凍サイクルとなる。この時、制御弁25および制御弁4は閉止状態となっている。 In the cooling operation, the refrigerant flows from the compressor 1 in FIG. 1 through the cooling / heating switching valve 2, the control valve 3, the
逆止弁14は自動的に閉止状態となっている。蓄熱媒体循環ポンプ28は停止させる。室外送風機11は運転し、室外熱交換器5に空気を流通させ室内からの吸熱と圧縮機の入力分の熱とを排熱させる。室内送風機17は通常運転し空調する室内の空気を循環させ、冷却および除湿を行う。 The
冷房排熱回収運転は、蓄熱媒体槽26の温度が規定温度より低い温度で昇温が必要な場合で室内を冷房が必要な時に行う。 The cooling exhaust heat recovery operation is performed when it is necessary to raise the temperature of the heat storage medium tank 26 at a temperature lower than the specified temperature, and the room needs to be cooled.
冷房排熱回収運転における冷媒の流れ方は、図1で圧縮機1を吐出した冷媒は、冷暖切換弁2を通り、逆止弁21、冷媒対蓄熱媒体熱交換器22、逆止弁24、制御弁25、制御弁9、閉鎖弁10、接続配管32、閉鎖弁12、減圧装置13、室内熱交換器15、閉鎖弁16、接続配管33、閉鎖弁18、冷暖切換弁2、気液分離器19、圧縮機1と流れ一巡し冷凍サイクルとなる。
この時、制御弁3および制御弁8は閉止状態とする。制御弁4は、通過状態とし、冷媒が室外熱交換器に溜まり込まないようにする。In the cooling / exhaust heat recovery operation, the refrigerant flows from the compressor 1 in FIG. 1 through the cooling / heating switching valve 2, the check valve 21, the refrigerant-to-heat storage medium heat exchanger 22, the
At this time, the control valve 3 and the
逆止弁14は自動的に閉止状態となっている。蓄熱媒体循環ポンプ28は蓄熱媒体を冷媒対蓄熱媒体熱交換器22と蓄熱媒体槽26とを循環する運転をする。このため冷房の排熱は蓄熱媒体槽26の蓄熱媒体温度上昇となって、外部の水道水30などを昇温可能で温水として利用が出来る。冷房排熱回収運転の場合、室外送風機11は停止、室内送風機17は運転し室内空気を冷房および除湿する。 The
暖房運転は室内を暖房が必要な時に行う。 Heating operation is performed when the room needs to be heated.
暖房運転における冷媒の流れ方は、図1で圧縮機1から吐出された冷媒は、冷暖切換弁2を通り、閉鎖弁18、接続配管33、閉鎖弁16、室内熱交換器15、逆止弁14、閉鎖弁12、接続配管32、閉鎖弁10、制御弁9、制御弁8、減圧装置7、室外熱交換器5、制御弁3、冷暖切換弁2、気液分離器19、圧縮機1と流れ一巡した冷凍サイクルとなる。この時、制御弁25および制御弁4は閉止状態とする。 In the heating operation, the refrigerant flows from the compressor 1 in FIG. 1 through the cooling / heating switching valve 2, the closing valve 18, the connecting
蓄熱媒体循環ポンプ28は停止とする。室外送風機11は通常は運転し、室外空気を室外熱交換器5に流通させ熱を取り込む。室内送風機17は通常は運転し、室内空気を室内熱交換器15に通過させ冷媒と空気との熱交換を行い空気温度を上昇させ暖房する。 The heat storage
暖房能力増強運転は2種類あって、一つは冷媒対蓄熱媒体熱交換器22だけを使う場合の暖房能力増強A運転、もう一つは室外熱交換器5と冷媒対蓄熱媒体熱交換器22とを同時に使う場合の暖房能力増強S運転である。 There are two types of heating capacity increasing operation, one is heating capacity increasing A operation when only the refrigerant pair heat storage medium heat exchanger 22 is used, and the other is the
暖房能力増強A運転では室外熱交換器5は使用せず冷媒対蓄熱媒体熱交換器22だけ使用し、冷媒の流れ方は、図1で圧縮機1から吐出された冷媒は、冷暖切換弁2を通り、閉鎖弁18、接続配管33、閉鎖弁16、室内熱交換器15、逆止弁14、閉鎖弁12、接続配管32、閉鎖弁10、制御弁9、制御弁25、減圧装置23、冷媒対蓄熱媒体熱交換器22、減圧装置20、冷暖切換弁2、気液分離器19、圧縮機1と流れ一巡した冷凍サイクルとなる。この時、制御弁8および制御弁4は閉止状態で、制御弁3は流通状態とする。 In the heating capacity enhancement A operation, the
室外送風機11は停止状態で、室内送風機17は通常は運転し、室内空気を室内熱交換器15に通過させて空気の加熱を行う。蓄熱媒体循環ポンプ28は蓄熱媒体を冷媒対蓄熱媒体熱交換器22と蓄熱媒体槽26とを循環する運転を行い、蓄熱媒体槽26の熱を暖房に利用する。この運転は蓄熱媒体槽26に十分な熱の蓄積がある時や、蓄熱媒体槽26にボイラーなど十分な熱源が用意されている場合に利用する。 The outdoor blower 11 is stopped, the
外気が低く室外熱交換器5だけではでは十分な暖房能力が得られない場合であっても、蓄熱媒体槽26に蓄熱してある熱を利用する事で暖房能力の増強が可能となる。 Even if the outdoor air is low and the
暖房能力増強S運転では、室外熱交換器5と冷媒対蓄熱媒体熱交換器22とを同時に使用し、冷媒の流れ方は、図1で圧縮機1から吐出された冷媒は、冷暖切換弁2を通り、閉鎖弁18、接続配管33、閉鎖弁16、室内熱交換器15、逆止弁14、閉鎖弁12、接続配管32、閉鎖弁10、制御弁9、冷媒は二つに分かれ一方は制御弁8、減圧装置7、室外熱交換器5、制御弁3の経路で、冷暖切換弁2にいたる。分かれた冷媒のもう一方は、制御弁25、減圧装置23、冷媒対蓄熱媒体熱交換器22、減圧装置20を通り冷暖切換弁2に至る経路をたどり、冷暖切換弁2の上流で合流した冷媒は冷暖切換弁2から気液分離器19に入り圧縮機1に至り一巡した冷凍サイクルとなる。 In the heating capacity-enhancing S operation, the
室外送風機11および室内送風機17は運転する。室内送風機17は室内空気を室内熱交換器15に通過させて空気の加熱を行う。蓄熱媒体循環ポンプ28は蓄熱媒体を冷媒対蓄熱媒体熱交換器22と蓄熱媒体槽26とを循環する運転を行い、蓄熱媒体槽26の熱を暖房に利用する。この運転は蓄熱媒体槽26に熱の蓄積がある時や、蓄熱媒体槽26にボイラーなど熱源が用意されている場合に利用する。制御弁4は閉止状態とする。 The outdoor blower 11 and the
室外熱交換器5と冷媒対蓄熱媒体熱交換器22とを同時に使うために、減圧装置20を設置し、外気温度に対する蒸発温度と整合させている。減圧装置20がない場合、蓄熱媒体温度の方が外気温度よりかなり高いため、冷媒の蒸発温度は蓄熱媒体の温度に応じた高い温度となるため、室外熱交換器5から吸熱できなくなる。 In order to use the
室外熱交換器5と冷媒対蓄熱媒体熱交換器22とを同時に使う理由は、二つある。一つは両方の熱交換器を同時に使う事で、室外熱交換器5に着霜が起こり難くなるためと、もう一つは蓄熱媒体槽26にある熱は有限量であるため、室外熱交換器5からの汲み上げ熱量を多くし、蓄熱媒体槽26の熱を温存したいためである。 There are two reasons for using the
除霜運転は、低外気温時に暖房運転を行うと室外熱交換器5に霜が付き、そのため通風抵抗が増加し、また霜の熱抵抗で熱伝達性能が低下するため、室外空気から熱を汲み上げられなくなるのを避けるため、霜を溶かし流過させる事を行う。除霜運転には、室内熱交換器15に高温の冷媒を流す除霜A運転と、冷媒対蓄熱媒体熱交換器22に冷媒を流しその熱を利用する除霜B運転がある。 In the defrosting operation, when the heating operation is performed at a low outside air temperature, the
除霜A運転の時の冷媒の流れ方は、図1で圧縮機1から吐出された冷媒は、冷暖切換弁2を通り、制御弁3、室外熱交換器5、逆止弁6、制御弁8、制御弁9、閉鎖弁10、接続配管32、閉鎖弁12、減圧装置13、室内熱交換器15、閉鎖弁16、接続配管33、閉鎖弁18、冷暖切換弁2、気液分離器19、圧縮機1と流れ一巡した冷凍サイクルとなる。この時、制御弁25および制御弁4は閉止状態とする。逆止弁14は自動的に閉止状態となっている。 In the defrosting A operation, the refrigerant flows from the compressor 1 in FIG. 1 through the cooling / heating switching valve 2, the control valve 3, the
蓄熱媒体循環ポンプ28は運転していても停止していてもよい。室外送風機11は停止状態とし、室内送風機17は運転または停止でもどちらでもよい。除霜A運転では室内からの熱を除霜に利用するため、室内温度は低下する。ただし、蓄熱媒体槽26の熱を使用したくない場合には、除霜A運転を行う。 The heat storage
除霜B運転の時の冷媒の流れ方は、図1で圧縮機1から吐出された冷媒は、冷暖切換弁2を通り、制御弁4、室外熱交換器5、逆止弁6、制御弁8、制御弁25、減圧装置23、冷媒対蓄熱媒体熱交換器22、減圧装置20、冷暖切換弁2から気液分離器19に入り圧縮機1に至り一巡した冷凍サイクルとなる。 In the defrosting B operation, the refrigerant flows from the compressor 1 in FIG. 1 through the cooling / heating switching valve 2, the control valve 4, the
蓄熱媒体循環ポンプ28は運転し、蓄熱媒体槽26の熱を冷媒対蓄熱媒体熱交換器22に送り除霜のための熱とする。室外送風機11は停止状態とし、室内送風機17は運転または停止でもどちらでもよい。この時、制御弁3および制御弁9は閉止状態とする。逆止弁24および逆止弁21は自動的に閉止状態となっている。 The heat storage
除霜B運転は、室内へは冷媒がごく僅か熱が供給されるため室内温度への影響は少なく、室内送風機が運転していると室内空気を撹拌するため室内温度のむらが減少する。 In the defrosting B operation, since the refrigerant is supplied with very little heat into the room, the influence on the room temperature is small. When the indoor blower is operating, the room air is agitated to reduce the unevenness in the room temperature.
蓄熱運転は、蓄熱媒体槽26にヒートポンプ運転で蓄熱する運転で、冷房運転も暖房運転もしていない時に行う事ができる。蓄熱運転の時の冷媒の流れ方は、図1で圧縮機1から吐出された冷媒は、冷暖切換弁2を通り、逆止弁21、冷媒対蓄熱媒体熱交換器22、逆止弁24、制御弁25、制御弁8、減圧装置7、室外熱交換器5、制御弁4、冷暖切換弁2から気液分離器19に入り圧縮機1に至り一巡した冷凍サイクルとなる。 The heat storage operation is an operation in which heat is stored in the heat storage medium tank 26 by a heat pump operation, and can be performed when neither the cooling operation nor the heating operation is performed. In the heat storage operation, the refrigerant flows from the compressor 1 in FIG. 1 through the cooling / heating switching valve 2, the check valve 21, the refrigerant-to-heat storage medium heat exchanger 22, the
蓄熱媒体循環ポンプ28は運転し、室外熱交換器5で室外空気から汲み上げた熱を冷媒対蓄熱媒体 熱交換器22を通して蓄熱媒体槽26に蓄熱する。室外送風機11は運転状態とし、室内送風機17は運転または停止でもどちらでもよい。この時、制御弁3および制御弁9は閉止状態とする。逆止弁6は自動的に閉止状態となっている。 The heat storage
蓄熱運転は、暖房運転をしていない時、すなわち空調機として使用していない時および暖房運転し室内温度が規定温度まで上昇した時に行える。したがい、蓄熱運転で蓄熱媒体槽26の温度を上げておき、不足の熱量をボイラーおよび電気ヒーターなどで補い増加させる事が可能で、省エネルギーを図る事ができる。 The heat storage operation can be performed when the heating operation is not performed, that is, when the air conditioner is not used and when the room temperature rises to a specified temperature after the heating operation. Therefore, it is possible to increase the temperature of the heat storage medium tank 26 in the heat storage operation, and to supplement and increase the shortage of heat with a boiler, an electric heater, etc., and to save energy.
図1は、室外機50、室内機51および蓄熱媒体ユニット52の3機体に別けてあるが、これらは統合し1機体または2機体でも可能である。 Although FIG. 1 is divided into three bodies, that is, an
減圧装置7、13、20、23は図1では細管で示してあるが、電動膨張弁に替える事も可能である。その場合には、細管、逆止弁および制御弁を含め電動膨張弁に置き換える事も可能である。 Although the
本発明の8種類の運転における冷暖切換弁、室外送風機、室内送風機、各制御弁および蓄熱媒体循環ポンプの動作と高圧と低圧を分ける主減圧装置の図1のNoを表1に示す。表1は圧縮機1が定常の運転になっている場合を示し、圧縮機停止中、始動途中及び停止途中の状態ではない。 Table 1 shows Nos. In FIG. 1 of the main pressure reducing device that divides the operation of the cooling / heating switching valve, the outdoor blower, the indoor blower, each control valve, and the heat storage medium circulation pump from the high pressure and the low pressure in the eight types of operation of the present invention. Table 1 shows a case where the compressor 1 is in a steady operation, and is not in a state where the compressor is stopped, in the middle of starting or in the middle of stopping.
注 開:冷媒が通過できる状態を示す。
閉:冷媒が通過できない状態を示す。
(運転),(停止):運転または停止が絶対的条件ではない事を示す。Note: Indicates that refrigerant can pass through.
Closed: Indicates that the refrigerant cannot pass.
(Run), (Stop): Indicates that run or stop is not an absolute condition.
本発明は、冷房、暖房、給湯または暖房能力増強などの特徴があるため、温暖地で冷房を主として利用し給湯も必要な場合、また厨房など冷房期間が長く給湯を多く使用する場合および冷房期間が短く暖房期間中の外気温度が低い地域で暖房能力増強運転を使用するような場合など、従来のヒートポンプにはない使い方や対応不可能な地域での使用が省エネルギーで可能なため利用価値は高い。 Since the present invention has features such as cooling, heating, hot water supply, or heating capacity enhancement, when cooling is mainly used in warm regions and hot water is required, or when a long cooling period such as a kitchen uses a large amount of hot water and a cooling period The use value is high because it is possible to use it in areas where the heat pump is not available or can not be used, such as when heating capacity augmentation operation is used in areas where the outside air temperature during the heating period is low and the temperature is low. .
これらの使い別けは、蓄熱媒体槽の大きさの選定、ボイラーなど外部熱源の有無および水道水の接続などによっていて、室外機および室内機は同一のもので対処できる。 Depending on the selection of the size of the heat storage medium tank, the presence or absence of an external heat source such as a boiler, and the connection of tap water, the outdoor unit and the indoor unit can be dealt with by using the same one.
また、排熱回収やヒートポンプ蓄熱などが可能なため省エネルギー機器であるため利用可能性は非常に高い。 Moreover, since it is an energy-saving device because it can perform exhaust heat recovery, heat pump heat storage, etc., the applicability is very high.
1 圧縮機
2 冷暖切換弁(実線は冷房時、破線は暖房時の流れ方を示す)
3 制御弁
4 制御弁
5 室外熱交換器(冷媒対空気)
6 逆止弁
7 減圧装置
8 制御弁
9 制御弁
10 閉鎖弁
11 室外送風機(Mはモーターを示す)
12 閉鎖弁
13 減圧装置
14 逆止弁
15 室内熱交換器(冷媒対空気)
16 閉鎖弁
17 室内送風機(Mはモーターを示す)
18 閉鎖弁
19 気液分離器
20 減圧装置
21 逆止弁
22 冷媒対蓄熱媒体熱交換器
23 減圧装置
24 逆止弁
25 制御弁
26 蓄熱媒体槽
27 電気ヒーター
28 蓄熱媒体循環ポンプ
29 温水弁
30 水道水
31 電気ヒーター用電気配線
32 接続配管
33 接続配管
34 蓄熱媒体行き管
35 蓄熱媒体戻り管
36 貯湯槽
50 室外機
51 室内機
52 蓄熱媒体ユニット1 Compressor 2 Cooling / heating switching valve (solid line indicates cooling, broken line indicates heating flow)
3 Control valve 4
6
12
16 Shut-off
18
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