JP2010139202A - 給湯・空気調和機 - Google Patents
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Abstract
【課題】冷房運転中の凝縮器から放熱される熱を利用して給湯を行なえるようにした給湯・空気調和機であって、給湯が停止された状態においても冷房運転を継続することができるようにする。
【解決手段】給湯・空気調和機において、コンプレッサ2と凝縮器3と膨張装置4と蒸発器5とを有し、冷媒がこれらのコンプレッサ2と凝縮器3と膨張装置4と蒸発器5とを循環する冷凍サイクル装置6と、水供給部から水が供給され、供給された水が凝縮器3において熱交換されて温度が上昇した後に還流される貯湯タンク7と、貯湯タンク7内の水温を検出する水温検出部16と、貯湯タンク7内の水温が目標温度より上昇した場合に、凝縮器3において熱交換されて温度が上昇した水を貯湯タンク7以外へ排水する排水機構17と、を備え、蒸発器5と熱交換した空気を室内に供給して室内を冷房する。
【選択図】図1
【解決手段】給湯・空気調和機において、コンプレッサ2と凝縮器3と膨張装置4と蒸発器5とを有し、冷媒がこれらのコンプレッサ2と凝縮器3と膨張装置4と蒸発器5とを循環する冷凍サイクル装置6と、水供給部から水が供給され、供給された水が凝縮器3において熱交換されて温度が上昇した後に還流される貯湯タンク7と、貯湯タンク7内の水温を検出する水温検出部16と、貯湯タンク7内の水温が目標温度より上昇した場合に、凝縮器3において熱交換されて温度が上昇した水を貯湯タンク7以外へ排水する排水機構17と、を備え、蒸発器5と熱交換した空気を室内に供給して室内を冷房する。
【選択図】図1
Description
本発明は、給湯・空気調和機に関し、特に、冷房運転中の空気調和機の凝縮器から放熱される熱を利用して給湯を行なうようにした給湯・空気調和機に関する。
下記特許文献1に記載されているように、冷房運転中の空気調和機の凝縮器から放熱される熱を利用して給湯を行なうようにした冷房兼給湯装置が知られている。
特許文献1に記載された冷房兼給湯装置においては、コンデンサ(凝縮器)が給湯槽内に配置され、冷房運転中にコンデンサから放熱される熱により給湯槽内の水が加熱され、温水が生成される。そして、この温水を、各種の給湯設備において使用することができる。これにより、冷房運転中にコンデンサから放熱される熱を給湯用に有効に利用することができ、熱エネルギーの無駄が防止されている。
特開平6−26732号公報
しかしながら、特許文献1に記載された冷房兼給湯装置おいては、以下の点について考慮されていない。
給湯槽内の温水の利用が停止されると、給湯槽内の水温が次第に上昇する。そして、給湯槽内の水温が冷媒の凝縮温度に達すると、コンデンサからの放熱が行なえなくなり、蒸発器での吸熱も行なえなくなり、結局、冷房運転を行えなくなる。
本発明は、このような課題を解決するためになされたものであり、その目的は、冷房運転中の凝縮器から放熱される熱を利用して給湯を行なえるようにした給湯・空気調和機であって、しかも、給湯が停止された状態においても冷房運転を継続することができる給湯・空気調和機を提供することである。
本発明の実施の形態に係る第1の特徴は、給湯・空気調和機において、コンプレッサと凝縮器と膨張装置と蒸発器とを有し、冷媒がこれらのコンプレッサと凝縮器と膨張装置と蒸発器とを循環する冷凍サイクル装置と、水供給部から水が供給され、供給された水が前記凝縮器において熱交換されて温度が上昇した後に還流される貯湯タンクと、前記貯湯タンク内の水温を検出する水温検出部と、前記貯湯タンク内の水温が目標温度より上昇した場合に、前記凝縮器において熱交換されて温度が上昇した水を前記貯湯タンク以外へ排水する排水機構と、を備え、前記蒸発器と熱交換した空気を室内に供給して室内を冷房することである。
本発明によれば、冷房運転中の凝縮器から放熱される熱を利用して給湯を行なうことができ、しかも、給湯が停止された状態においても冷房運転を継続することができる給湯・空気調和機を提供することができる。
以下、本発明の一実施の形態を図面を用いて説明する。
図1は、本実施の形態の給湯・空気調和機の構成を示すブロック図であり、この給湯・空気調和機1は、コンプレッサ2と凝縮器3と膨張装置4と蒸発器5とを有する冷凍サイクル装置6を備え、冷媒がこれらのコンプレッサ2と凝縮器3と膨張装置4と蒸発器5とを循環している。
コンプレッサ2では、気体冷媒が圧縮され、高温・高圧の気体冷媒となる。
凝縮器3では、高温・高圧の気体冷媒から熱が放熱され、高圧の液体冷媒となる。この凝縮器3は、後述するように冷媒と水とが熱交換する冷媒−水熱交換器となっている。 膨張装置4では、高圧の液体冷媒が細い管内を通ることにより圧力が下げられ、低温・低圧の液体冷媒となる。
蒸発器5は、空気と冷媒が熱交換する一般的なフィンドチューブ熱交換器からなり、内部の低温・低圧の液体冷媒が気化され、低圧の気体冷媒となる。液体冷媒が気体冷媒に気化する場合に、周囲の空気から気化熱を奪うことにより周囲が冷却され、図示しない送風ファンが駆動されることにより冷房用の冷風が生成され、この冷風が室内に吹き出し、室内を冷房する。蒸発器5を通過した低圧の気体冷媒は、コンプレッサ2内に吸込まれ、圧縮される。
また、この給湯・空気調和機1は、給湯用の貯湯タンク7を備えている。この貯湯タンク7には、第1パイプ8と、第2パイプ9と、第3パイプ10と、第4パイプ11との一端が接続されている。第1パイプ8と第2パイプ9とは、貯湯タンク7の下部に連通し、第3パイプ10と第4パイプ11とは貯湯タンク7の上部に連通している。
第1パイプ8の他端は、水供給部である水道設備(図示せず)に接続されており、水道水が第1パイプ8を通って貯湯タンク7内に供給される。
第2パイプ9の他端は、凝縮器3に接続されており、第2パイプ9の途中にはポンプ12が設けられている。ポンプ12が駆動されることにより、貯湯タンク7内の水が凝縮器3に供給される。凝縮器3に供給された水は、凝縮器3から放熱される熱により加熱されるとともに、凝縮器3を流れる冷媒の放熱を促進させる。
第3パイプ10の他端は、凝縮器3に接続されており、凝縮器3で加熱された水(温水)が第3パイプ10を通って貯湯タンク7内に還流される。なお、第3パイプ10の途中には切換弁13が設けられており、この切換弁13は、凝縮器3で加熱された水(温水)を第3パイプ10を通して貯湯タンク7内に還流させる第1切換位置と、第3パイプ10の途中から分岐された排水パイプ14を通して貯湯タンク7以外へ排水する第2切換位置とに切換可能に設けられている。
第4パイプ11の他端は、湯を使用する給湯設備(図示せず)に接続されている。
さらに、この給湯・空気調和機1は、給湯・空気調和機1を運転するための制御回路15を備えている。この制御回路15には、コンプレッサ2と、ポンプ12と、切換弁13と、貯湯タンク7内の水温を検出する水温検出部である水温センサ16とが接続されている。
なお、切換弁13と排水パイプ14と制御回路15とにより、貯湯タンク7内の水温“Tu”が目標温度“Ts”より上昇した場合に、凝縮器3において熱交換されて加熱された水を排水パイプ14を通して貯湯タンク7外へ排水する排水機構17が構成されている。目標温度“Ts”は、冷媒の凝縮温度より低い温度に設定されている。
図2は、給湯・空気調和機1の運転時の動作について説明するフローチャートである。
まず、設定された運転状態が給湯・空気調和機1が冷房運転であるか否かが判断される(S1)。冷房運転でないと判断された場合は(S1のNO)、冷房以外の他の運転制御が行われる(S2)。
設定された運転状態が冷房運転であると判断された場合は(S1のYES)、ポンプ12とコンプレッサ3とがオンされる(S3)。ポンプ12がオンされることにより、貯湯タンク7内の水が第2パイプ9を通って凝縮器3に供給されて加熱され、凝縮器3で加熱された水は第3パイプ10を通って貯湯タンク7内に還流され、又は、排水パイプ14を通って貯湯タンク7以外へ排水される。一方、蒸発器5で冷房用の冷風が生成され、この冷風が室内に吹き出し、室内を冷房する。
ポンプ12とコンプレッサ3とがオンされた後、貯湯タンク7内の水温“Tu”が、目標温度“Ts”より高いか否かが判断される(S4)。目標温度“Ts”は、上述したように、冷媒の凝縮温度より低い温度に設定されている。
貯湯タンク7内の水温“Tu”が、目標温度“Ts”より低い場合は(S4のNO)、切換弁13が第1切換位置に切換えられる(S5)。切換弁13が第1切換位置に切換えられることにより、貯湯タンク7内から供給されて凝縮器3で加熱された水は第3パイプ10を通って貯湯タンク7内に還流される。
一方、貯湯タンク7内の水温“Tu”が、目標温度“Ts”より上昇した場合は(S4のYES)、切換弁13が第2切換位置に切換えられる(S6)。
切換弁13が第2切換位置に切換えられることにより、貯湯タンク7内から供給されて凝縮器3で加熱された水は、第3パイプ10の一部と排水パイプ14とを通って貯湯タンク7以外へ排水される。
なお、貯湯タンク7内から供給された水が貯湯タンク7以外へ排水されることにより、貯湯タンク7内の水量が減少するので、その減少した水量が水道設備から第1パイプ8を通って貯留タンク7に供給される。水道設備からの水が貯湯タンク7に供給されることにより、貯湯タンク7内の水温が下がるとともに、その水温が目標温度“Ts”を下回ると、切換弁13が第1切換位置に切換えられる。
このような構成において、給湯・空気調和機1を冷房運転している場合には、凝縮器3から放熱される熱で貯湯タンク7内の水が加熱されて温水が生成され、生成された温水を給湯設備に供給することにより、熱エネルギーの無駄を無くして熱エネルギーの有効利用を図ることができる。
貯湯タンク7内の温水の消費が停止されると、貯湯タンク7内の水温が次第に上昇する。貯湯タンク7内の水温が上昇すると、それに伴なって凝縮器3での熱交換性能が低下し、給湯タンク7内の水温が冷媒の凝縮温度に達すると、凝縮器3からの放熱が行なえなくなり、蒸発器5での吸熱も行なえなくなり、結局、冷房運転を行えなくなる。
そこで、この給湯・空気調和機1では、貯湯タンク7内の水温を水温センサ16で検出し、貯湯タンク7内の水温が目標温度“Ts”より上昇した場合には、切換弁13が第2切換位置に切換えられ、凝縮器3において加熱された水が排水パイプ14を通して貯湯タンク7以外へ排水される。これにより、貯湯タンク7内の水温がそれ以上上昇することを防止することができる。
なお、目標温度“Ts”は、冷媒の凝縮温度より低く設定されているので、貯湯タンク7内の水温が目標温度“Ts”に達しても、凝縮器3での熱交換、及び、蒸発器5での吸熱を継続することができ、冷房運転を継続することができる。
また、排水パイプ14からの排水が開始されると、排水により減少した水量が水道設備から第1パイプ8を通って貯留タンク7に供給されるので、貯湯タンク7内の水温が下がる。これにより、凝縮器3での熱交換性能、及び、蒸発器5での吸熱性能を高めることができ、冷房運転性能を高めることができる。
さらに、水の貯湯タンク7への流入口となる第1パイプ8と貯湯タンク7から凝縮器への第2パイプ9とは、貯湯タンク7の下部に連通させてあるため、貯湯タンク7内のできるだけ低温の水が凝縮器3に供給されることになり、熱交換効率が向上する。
1…給湯・空気調和機、2…コンプレッサ、3…凝縮器、4…膨張装置、5…蒸発器、6…冷凍サイクル装置、7…給湯タンク、16…水温センサ(水温検出部)、17…排水機構
Claims (2)
- コンプレッサと凝縮器と膨張装置と蒸発器とを有し、冷媒がこれらのコンプレッサと凝縮器と膨張装置と蒸発器とを循環する冷凍サイクル装置と、
水供給部から水が供給され、供給された水が前記凝縮器において熱交換されて温度が上昇した後に還流される貯湯タンクと、
前記貯湯タンク内の水温を検出する水温検出部と、
前記貯湯タンク内の水温が目標温度より上昇した場合に、前記凝縮器において熱交換されて温度が上昇した水を前記貯湯タンク外へ排水する排水機構と、を備え、前記蒸発器と熱交換した空気を室内に供給して室内を冷房することを特徴とする給湯・空気調和機。 - 前記目標温度は、前記冷媒の凝縮温度より低い温度に設定されていることを特徴とする請求項1記載の給湯・空気調和機。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
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JP2008318042A JP2010139202A (ja) | 2008-12-15 | 2008-12-15 | 給湯・空気調和機 |
Applications Claiming Priority (1)
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JP2008318042A JP2010139202A (ja) | 2008-12-15 | 2008-12-15 | 給湯・空気調和機 |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
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JP2010139202A true JP2010139202A (ja) | 2010-06-24 |
Family
ID=42349476
Family Applications (1)
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JP2008318042A Pending JP2010139202A (ja) | 2008-12-15 | 2008-12-15 | 給湯・空気調和機 |
Country Status (1)
Country | Link |
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JP (1) | JP2010139202A (ja) |
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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WO2018139011A1 (ja) * | 2017-01-26 | 2018-08-02 | 株式会社Kelk | 流体加熱装置 |
JP2020094699A (ja) * | 2018-12-10 | 2020-06-18 | 株式会社ヤマト | 水加熱システム及び温浴施設及びスポーツ施設 |
-
2008
- 2008-12-15 JP JP2008318042A patent/JP2010139202A/ja active Pending
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Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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WO2018139011A1 (ja) * | 2017-01-26 | 2018-08-02 | 株式会社Kelk | 流体加熱装置 |
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