JP2011052899A

JP2011052899A - ヒートポンプ装置

Info

Publication number: JP2011052899A
Application number: JP2009202497A
Authority: JP
Inventors: Atsushi Okamoto; 淳岡本; Osamu Furukawa; 修古川; Naoki Tomite; 直喜冨手; Akihiro Uchino; 晶弘内野
Original assignee: Sunpot Co Ltd
Current assignee: Sunpot Co Ltd
Priority date: 2009-09-02
Filing date: 2009-09-02
Publication date: 2011-03-17
Anticipated expiration: 2029-09-02
Also published as: JP5779315B2

Abstract

【課題】２４時間換気用のシステムを別個に設置することなく、ヒートポンプ装置の負荷に左右されずに２４時間換気を一定換気量で行うことができ、さらに、排気からの熱回収を行うことができるヒートポンプ装置を提供する。
【解決手段】空気を導入し、該空気と熱媒との間で熱交換を行う熱交換器４と、該熱交換器４に空気を供給する第１のファン５及び第２のファン９とを備えるヒートポンプ装置において、第１のファン５とは独立して、第２のファン９の空気取込口８ｂ及び部屋２の壁に設けられた換気口１０を接続するダクト１１と、第２のファン９の回転数を一定に保持する回転数保持手段９ａとを備え、第２のファン９により、第３種換気を常時一定換気量で行う。
【選択図】図１

Description

本発明は、ヒートポンプ装置に関する。

ヒートポンプ装置を利用する装置として、空気調和装置が知られている（例えば特許文献１参照）。前記空気調和装置は、室内の空気を排気する小型の換気扇を有する室内機と、導入した空気と冷媒又は熱媒との間で熱交換を行う熱交換器、及び、該熱交換器に外気を供給する室外ファンを有する室外機とを備え、換気扇により排気された空気を熱交換器に導くダクトが設けられている。

前記空気調和装置によれば、熱交換器において、ダクトを介して導かれた排気と、室外ファンにより供給された外気とが混合することにより、排気からの熱回収を行い、室内の冷房能力又は暖房能力を増加することができるとされている。

特開平６−１２３４４３号公報（図１及び図２）

ところで、近年、住宅において、シックハウス症候群等への対策のために第３種換気を２４時間行う（以下、２４時間換気という）ことが求められており、２４時間換気用の換気扇やスイッチ等を備えたシステムが設置されている。そこで、前記空気調和装置における換気扇を２４時間換気に利用することが考えられる。

しかしながら、前記空気調和装置において前記換気扇を２４時間換気に利用する場合には、室内の冷房又は暖房を強くするために室外ファンの回転数を大きくすると、室外ファンがダクトの排気口に隣接して設けられていることにより、該ダクトを介して室内の冷気又は暖気が大量に排気されることとなる。その結果、冷房又は暖房効率が悪くなる上に、２４時間換気を一定換気量で行うことができないという不都合がある。

そこで、本発明は、かかる不都合を解消して、２４時間換気用のシステムを別個に設置することなく、ヒートポンプ装置の負荷に左右されずに２４時間換気を一定換気量で行うことができ、さらに、排気からの熱回収を行うことができるヒートポンプ装置を提供することを目的とする。

そこで、前記目的を達成するために、本発明は、空気を導入し、該空気と熱媒との間で熱交換を行う熱交換器と、該熱交換器に空気を供給する第１のファン及び第２のファンとを備えるヒートポンプ装置において、第１のファンとは独立して、第２のファンの空気取込口及び部屋の壁に設けられた換気口を接続するダクトと、第２のファンの回転数を一定に保持する回転数保持手段とを備え、第２のファンにより、第３種換気を常時一定換気量で行うことを特徴とする。

本発明のヒートポンプ装置において、第２のファンは、常時作動し、部屋の排気を、換気口及びダクトを介して空気取込口から取り込み、熱交換器に供給する。このとき、第２のファンは、その回転数が回転数保持手段により一定に保持されているので、第２のファンによる熱交換器への空気供給量、すなわち、第２のファンによる第３種換気の換気量は常時一定となる。一方、第１のファンは、取り込んだ空気を熱交換器に供給するものの、ダクトから独立しているため、ダクトを介して部屋の排気を取り込むことはなく、第１のファンの運転状態が部屋の換気量に影響を与えることがない。

したがって、本発明のヒートポンプ装置によれば、運転負荷の大小によらず、２４時間換気を一定換気量で行うことができる。また、本発明のヒートポンプ装置によれば、第２のファンを２４時間換気に利用することができるので、２４時間換気用のシステムを別個に設置する必要がない。

また、本発明のヒートポンプ装置によれば、熱交換器において、第２のファン及びダクトを介して導かれた部屋の排気を用いることにより、該排気からの熱回収を行うことができる。

また、本発明のヒートポンプ装置は、前記熱交換器、第１のファン及び第２のファンを収容し、第１のファンの空気取込口及び第２のファンの空気取込口が連続してなる共通空気取込口を有する筐体と、該共通空気取込口を分画して第２のファンの空気取込口を第１のファンの空気取込口から独立させるアダプタとを備えることが好ましい。前記構成では、第１のファン及び第２のファンは、前記共通空気取込口から共通して空気を取り込むようになっている。前記構成によれば、従来から用いられている前記共通空気取込口を備える室外機に前記アダプタを取り付けることでその利用が可能となる上に、前記共通空気取込口の大きさや形状が前記室外機の機種によって異なる場合であっても、該アダプタの大きさを変更することにより第２のファンの空気取込量を調整し、所望の換気量にて２４時間換気を行うことができる。

また、本発明のヒートポンプ装置は、前記熱交換器で熱交換された熱媒の熱を、前記部屋の内部に設けられた暖房負荷に供給する他の熱交換器を備え、第２のファンにより、該暖房負荷で暖房が行われた該部屋の空気を取り込むことを特徴とすることが好ましい。本発明のヒートポンプ装置によれば、第２のファンによる第３種換気の換気量は常に一定であるので、運転負荷が大きい場合であっても、前記暖房負荷で暖められた部屋の空気が大量に排気されて暖房効率が悪くなることを防ぐことができる。

本実施形態のヒートポンプ装置を住宅に応用した例を示す説明図。図１に示すヒートポンプ装置に係るアダプタの接続部を示す説明図。

次に、添付の図面を参照しながら本発明の実施の形態についてさらに詳しく説明する。図１に示すヒートポンプ装置１は、寒冷地の屋外に設置され、部屋２の暖房に利用されるものである。ヒートポンプ装置１は、筐体３の内部に、導入した空気と第１の熱媒との間で熱交換を行う第１の熱交換器４と、外気を取り込み、第１の熱交換器４に供給する第１のファン５と、第１の熱交換器４の熱を利用して第１の熱媒と第２の熱媒との間で熱交換を行う第２の熱交換器７とを備えている。

筐体３の側面には、縦長に開口する共通空気取込口８が設けられ、共通空気取込口８に対向して、第１のファン５と第２のファン９とが設けられている。

共通空気取込口８の一部と、部屋２の壁に設けられた第１の換気口１０とが、ダクト１１及びアダプタ１２により接続されている。アダプタ１２は、図２に示すように、接続用筒状部１２ａと、分離板１２ｂとで構成されている。前記構成により、共通空気取込口８は、アダプタ１２で分割され、第１のファン５の空気取込口８ａ及び第２のファン９の空気取込口８ｂとなる。また、前記構成により、ダクト１１が、第１のファン５とは独立して、第２のファン９の空気取込口８ｂと第１の換気口１０とを接続することとなり、第１のファン５により部屋２の排気が取り込まれないようになっている。

第１のファン５及び第２のファン９は、第１の熱交換器４の空気取入側に設けられ、いずれもクロスフローファンである。第１のファン５は、第２のファン９と比較して、大きな送風能力すなわち空気取込能力を備えている。

第２のファン９は、その回転数を一定に保持する回転数保持手段としてのディップスイッチ９ａを備えており、２４時間一定回転で運転が可能となっている。第２のファン９は、ディップスイッチ９ａを備えることにより、第３種換気を常時一定換気量で行うことができるとともに、部屋２の大きさ等に応じて、換気量を容易に調整できるようになっている。

第１の熱交換器４には、第１の熱媒還流管１３の両端部が接続されている。第１の熱媒還流管１３は、その途中に、上流側から順に、圧縮器１４と、第１の熱媒と第２の熱媒との間で熱交換を行う第２の熱交換器７と、膨張弁１５とを備えている。

一方、部屋２の床６には、床下の空気と部屋２の内部の空気とを流通させるための開口部１６ａ，１６ｂが設けられている。床下には、第２の熱媒体と部屋２の空気との間で熱交換を行う第１の放熱器１７が設けられ、該第１の放熱器１７には第２の熱媒還流管１８の両端部が接続されている。第１の開口部１６ａは、第１の放熱器１７の上方に設けられ、第２の開口部１６ｂは、第１の開口部１６ａから離れた壁際に設けられている。

第２の熱媒還流管１８は、その途中に、上流側から順に、ポンプ１９と、第２の熱交換器７とを備えている。また、第２の熱媒還流管１８には、ポンプ１９の上流側で分岐するとともに、第２の熱交換器７の下流側で合流する分岐管２０が接続されている。分岐管２０は、その途中に、第２の熱媒と部屋の壁に設けられた第２の換気口２１から取り込んだ外気との間で熱交換を行う第２の放熱器２２を備えている。

次に、本実施形態のヒートポンプ装置１の作動について説明する。まず、第１のファン５が、空気取込口８ａから外気を取り込み、第１の熱交換器４に供給する。一方、第２のファン９が、第１の換気口１０及びダクト１１を介して部屋２の排気を空気取込口８ｂから取り込み、第１の熱交換器４に供給する。第１の熱交換器４は、外気及び部屋２の排気と第１の熱媒との間で熱交換を行うことにより、第１の熱媒で採熱を行う。

採熱した第１の熱媒は、第１の熱媒還流管１３を流通し、圧縮器１４で圧縮されることにより温度が上昇し、第２の熱交換器７に導入される。第２の熱交換器７は、温度上昇した第１の熱媒と第２の熱媒との間で熱交換を行うことにより、第２の熱媒で採熱を行う。第２の熱交換器７で熱交換された第１の熱媒は、膨張弁１５により膨張された後、第１の熱交換器４に還流される。

採熱した第２の熱媒は、ポンプ１９により、第２の熱媒還流管１８を流通し、第１の放熱器１７に導入され、第２の熱交換器７に還流される。第２の熱媒が第２の熱媒還流管１８を流通することにより、床下の空気を暖めることができる。また、第２の熱媒還流管１８を流通する第２の熱媒の一部は、分岐管２０を流通し、第２の放熱器２２に導入される。

第１の放熱器１７は、第１の開口部１６ａを介して、第２の熱媒と部屋２の内部の空気との間で熱交換を行うことにより、部屋２の内部の空気を暖める。また、第２の放熱器２２は、第２の熱媒と、第２の換気口２１から取り込まれた外気との間で熱交換を行うことにより、取り込まれた外気を暖める。取り込まれ暖められた外気は、部屋２の内部に供給される。この結果、部屋２の内部に空気の流れが生じ、部屋２の空気の一部が第２の開口部１６ｂを介して床下へ流通される。

以上のようにして、本実施形態のヒートポンプ装置１によれば、外気及び部屋２の排気から第１，第２の熱交換器４，７を介して採熱した熱を、第１，第２の放熱器１７，２２を介して部屋２の内部に供給することにより、部屋２の内部を暖房することができる。

このとき、本実施形態のヒートポンプ装置１では、第２のファン９は、常時作動し、その回転数がディップスイッチ９ａにより一定に保持されていることにより、第２のファン９による第１の熱交換器４への空気供給量、すなわち、第２のファン９による第３種換気の換気量は常時一定となる。一方、第１のファン５は、取り込んだ外気を第１の熱交換器４に供給するものの、ダクト１１からは独立しているため、ダクト１１を介して部屋２の排気を取り込むことはなく、第１のファン５の運転状態が部屋２の換気量に影響を与えることがない。

したがって、本実施形態のヒートポンプ装置１によれば、運転負荷の大小によらず、２４時間換気を一定換気量で行うことができる。また、本実施形態のヒートポンプ装置１によれば、第２のファン９を２４時間換気に利用することができるので、２４時間換気用のシステムを別個に設置する必要がない。

また、本発明のヒートポンプ装置１によれば、第２のファン９による第３種換気の換気量は常に一定であるので、運転負荷が大きい場合に、暖められた部屋２の空気が大量に排気されて暖房効率が悪くなることを防ぐことができる。

また、本実施形態のヒートポンプ装置１によれば、第１の熱交換器４において、第２のファン９及びダクト１１を介して導かれた部屋２の排気を用いることにより、該排気からの熱回収を行うことができる。

また、通常、寒冷地では、外気温の低下により第１の熱交換器４に霜が付着するため、該霜を除去するためにデフロスト運転を行う必要があるが、本実施形態のヒートポンプ装置１では、前記排気から回収した熱により、該霜を除去することができる。したがって、本実施形態のヒートポンプ装置１によれば、デフロスト運転の回数を減らすことができ、暖房効率を向上させることができる。

また、本実施形態のヒートポンプ装置１によれば、従来から用いられている共通空気取込口８を備える室外機にアダプタ１２を取り付けることでその利用が可能となる上に、共通空気取込口８の大きさや形状が機種によって異なる場合であっても、アダプタ１２の大きさを変更することにより第２のファン９の空気取込量を調整し、所望の換気量にて２４時間換気を行うことができる。

尚、本実施形態のヒートポンプ装置１は、部屋２の暖房に用いるとしているが、冷暖房を行う空気調和装置や、給湯に用いることも可能である。また、第１のファン５と第２のファン９は、クロスフローファンを用いているが、プロペラファンやシロッコファンを用いることも可能である。

１…ヒートポンプ装置、３…筐体、４…熱交換器、５…第１のファン、７…他の熱交換器、８…共通空気取込口、８ａ…第１のファンの空気取込口、８ｂ…第２のファンの空気取込口、９…第２のファン、９ａ…回転数保持手段、１０…換気口、１１…ダクト、１２…アダプタ、１７…第１の放熱器（暖房負荷）、２２…第２の放熱器（暖房負荷）。

Claims

空気を導入し、該空気と熱媒との間で熱交換を行う熱交換器と、
該熱交換器に空気を供給する第１のファン及び第２のファンとを備えるヒートポンプ装置において、
第１のファンとは独立して、第２のファンの空気取込口及び部屋の壁に設けられた換気口を接続するダクトと、
第２のファンの回転数を一定に保持する回転数保持手段とを備え、
第２のファンにより、第３種換気を常時一定換気量で行うことを特徴とするヒートポンプ装置。
請求項１記載のヒートポンプ装置において、
前記熱交換器、第１のファン及び第２のファンを収容し、第１のファンの空気取込口及び第２のファンの空気取込口が連続してなる共通空気取込口を有する筐体と、
該共通空気取込口を分画して第２のファンの空気取込口を第１のファンの空気取込口から独立させるアダプタとを備えるヒートポンプ装置。
請求項１又は請求項２記載のヒートポンプ装置において、
前記熱交換器で熱交換された熱媒の熱を、前記部屋の内部に設けられた暖房負荷に供給する他の熱交換器を備え、
第２のファンにより、該暖房負荷で暖房が行われた該部屋の空気を取り込むことを特徴とするヒートポンプ装置。