JP2012137290A - 生活排水の総合的活用システム - Google Patents

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Abstract

【課題】 ヒートポンプ式空気調和装置又は給湯装置の冷媒と熱交換する熱源媒体(水や不凍液)を、冷却塔又はヒーティングタワーで冷却又は加熱したり、大規模な地下水槽において周囲の土壌との熱交換によって冷却又は加熱したり、温度上昇又は低下に応じて排出・再供給したりする必要のない、生活用建屋用のヒートポンプ式空気調和装置又は給湯装置を供給することを提供する。
【解決手段】 生活排水及び/又は雨水を貯留する貯留水槽の内部に槽内熱交換器を設け、該槽内熱交換器において、ヒートポンプ式空気調和装置又は給湯装置の冷媒と熱交換する熱源媒体を、貯留水槽に貯留された生活排水及び/又は雨水と熱交換させることによって冷却又は加熱する。
【選択図】 図29

Description

本発明は、生活排水の活用システムに関し、特に低汚濁生活排水を冷熱源又は温熱源として利用するとともに、低汚濁生活排水を高汚濁排水発生箇所で再利用する生活排水の総合的活用システムに関する。
石油、天然ガスや石炭などの化石燃料の枯渇を防止するため、あるいは、それら化石燃料を燃焼させる際に発生し、地球温暖化を引き起こすと言われている炭酸ガスの発生を抑制するため、エネルギー消費の抑制が叫ばれている。特に、わが国においては、近年、いわゆる民生部門におけるエネルギー消費の伸びが著しいが、民生部門においては、冷房、暖房及び給湯のために消費されるエネルギーの割合が60%以上を占めているため、これら冷房、暖房及び給湯用途のエネルギー消費の抑制が喫緊の課題になっている。
一般に、民生用の冷房には、共沸混合冷媒や非共沸混合冷媒を用いるヒートポンプ式の空気調和装置が使用される。また、最近のヒートポンプ式空気調和装置は冷暖房併用機が主流となっており、また、給湯用としても炭酸ガスを冷媒として用いるヒートポンプ式の給湯装置が使用されるようになってきている。
このようなヒートポンプ式の空気調和装置又は給湯装置においては、上記のような冷媒が保有する冷熱によって室内空気を冷却したり(冷房の場合)、冷媒が保有する温熱によって室内空気を加熱したり(暖房の場合)、あるいは冷媒が保有する温熱によって水を加熱したり(給湯の場合)するわけであるが、この際、室外に設けられた室外機において、冷媒を冷却(冷房の場合)又は加熱(暖房又は給湯の場合)する必要がある。そして、現在、主流となっているヒートポンプ式の空気調和装置及び給湯装置においては、冷媒の冷却及び加熱を行う室外機は、冷媒が管内を流れる熱交換器に外気を吹き付けて熱交換させることにより冷媒を冷却又は加熱する空冷式を採用している。
しかしながら、一般に空冷式の熱交換器は熱交換効率が悪いため、ヒートポンプ式の空気調和装置又は給湯装置においては、成績係数(=投入した電力量当たりに除去又は放出される熱量)を高めてエネルギー効率を改善させるには制約がある。特に、室外機が風通しの悪い場所に設置されるような場合には、実際の成績係数は装置の理想値と比較してもさらに低下し、その結果、冷房、暖房又は給湯に多量のエネルギーを消費するようになる。
一方、空冷式のヒートポンプ式空気調和装置を冷房運転する場合には、いわゆるヒートアイランド現象を助長するという別の問題も生じる。すなわち、室外機からは空気調和装置において消費される電力が変換した熱に加えて、室内から除去された熱が大気中に排出されることになるが、この結果として、夏期の都市部での気温の上昇が引き起こされる。特に、住居等が過密に存在しているエリアにおいては、排出熱による気温上昇が室外機での熱交換効率のさらなる低下を引き起こし、空気調和装置の消費電力のアップ→排熱の増加→気温の上昇→室外機での熱交換効率の低下→‥‥‥、という悪循環が生じることになる。
このような空冷式のヒートポンプ式空気調和装置又は給湯装置の問題点を回避するために、冷媒の冷却又は加熱を水又は不凍液(ブライン)との熱交換によって行う水冷式のヒートポンプ式の空気調和装置又は給湯装置が実用化又は提案されている。
そして、それら水冷式ヒートポンプ式の空気調和装置又は給湯装置は大きく以下の2種類に分けられるが、このいずれのタイプの技術においても、以下で説明するような問題が生じる(以下では、説明を簡単にするために、空気調和装置を冷房運転するケースについて説明する)。
第1種:冷媒を「冷却塔又はヒーティングタワーで冷却又は加熱される水又は不凍液」との熱交換によって冷却又は加熱するタイプ(例えば、特許文献1)
第2種:冷媒を「水槽内に貯留された水又は不凍液」との熱交換によって冷却又は加熱するタイプ(例えば、特許文献2又は特許文献3)
まず、第1種の技術においては、冷媒を冷却する冷却水は冷却塔で冷却されるのであるが、冷却塔では冷却水を大気と効率よく接触させるために送風機を備えた大型の装置となり、しかも、冷却塔は通常は屋上に設置されるため、冷却水配管を「冷媒と冷却水が熱交換する熱交換器(通常は建物の下層部に設置される)」と「屋上に設置される冷却塔」の間で配管を引き回さなければならないという問題がある。さらに、冷却水中には、大気との直接接触の際に、埃、微生物、植物の種子などが混入するため、冷却水を頻繁に交換したり、冷却水配管を頻繁に清掃したりしなければならないという問題がある。
次に、第2種の技術においては、水槽内に貯留された水は冷媒からの排熱により温度が上昇するため、その温度上昇を抑えなければならず、そのために、水槽内の水を適宜排水して新しい水を供給したり(特許文献2)、あるいは、水槽を地下に設置し、周囲の土壌への放熱によって冷却したり(特許文献3)する。
しかしながら、前者の方法では、冷房の排熱処理のためだけにフレッシュな水が無駄に使用されることになり、水資源の浪費を引き起こすだけでなく、特に、水槽内に貯留される水として水道水などの生活用水を使用される場合には、その生活用水を製造するためのエネルギーも浪費していることになり、エネルギー使用量の抑制にはつながらない。一方、後者の方法では、周囲の土壌との熱交換だけで排熱しようとすると、必要な熱交換面積は非常に大きなものとなり、結果として、地下水槽を設置するためのコストも大きくなる。
特開平4−90433 特開平4−257630 特開2005−127612
本発明はこのような事情に鑑みてなされたものであり、その目的とするところは、人が個人又は集団で生活する建屋において使用されるヒートポンプ式空気調和装置又は給湯装置であって、該ヒートポンプ式空気調和装置又は給湯装置の冷媒と熱交換する熱源媒体(水や不凍液)を、冷却塔又はヒーティングタワーで冷却又は加熱したり、大規模な地下水槽において周囲の土壌との熱交換によって冷却又は加熱したり、温度上昇又は低下に応じて排出・再供給したりする必要のないヒートポンプ式空気調和装置又は給湯装置を供給することを提供することを目的とする。
上記目的を達成するために、ヒートポンプ式空気調和システムに係る第1の発明は、(11)後記室内熱交換器に空気を送る室内送風機と;該室内送風機から送られた空気と「圧縮性流体である冷媒1」とを熱交換させる室内熱交換器と;を備え、人が個人又は集団で生活する建屋(以下、生活用建屋と略記する)の内部に設けられる室内機ユニットと、(12W)前記冷媒1と「水、水溶液又はその他の不凍液である熱源媒体1」とを熱交換させる室外熱交換器W1と、(3)前記生活用建屋から排出される生活排水、及び/又は、生活用建屋に落下する雨水(以下、生活排水・雨水と略記する)を収集して後記貯留水槽に供給する、排水・雨水収集供給系統と、(4)前記排水・雨水収集供給系統から供給される生活排水・雨水、又は、該生活排水・雨水と水道水や井戸水等の生活用水(以下、生活用水と略記する)とを受け入れて貯留する貯留水槽であって、前記生活排水・雨水、又は、前記生活排水・雨水と生活用水との混合水と前記熱源媒体1とを熱交換させる槽内熱交換器1と;前記生活排水・雨水又は該混合水を下水道配管に放流するための放流手段と;を備える貯留水槽と、(15)前記冷媒1を前記室内熱交換器と前記室外熱交換器W1との間で循環させるとともに、循環経路中に圧縮機構と膨張機構を備えた冷媒循環系統1と、(16)前記熱源媒体1を前記室外熱交換器W1と前記槽内熱交換器1との間で循環させる熱源媒体循環系統1と、を備えるようにしたものである。
この際、冷媒1としては、液相―気相の相転移な可能な物質を使用し、前記室内熱交換器及び前記室外熱交換器W1において、冷媒1の液相−気相の相転移が生じることにより、冷媒1と熱源媒体1との間で潜熱の移動が生じるようにすることができる。
また、ヒートポンプ式空気調和システムに係る第2の発明は、(11)後記室内熱交換器に空気を送る室内送風機と;該室内送風機から送られた空気と「圧縮性流体である冷媒1」とを熱交換させる室内熱交換器と;を有し、生活用建屋の内部に設けられる室内機ユニットと、(12A)後記室外熱交換器A1に外気を送る室外送風機1と;該室外送風機1から送られた外気と前記冷媒1とを熱交換させる室外熱交換器A1と;を有する外気熱交換ユニット1と、(12W’)前記室外熱交換器A1に直列に設けられ、前記冷媒1と「水、水溶液又はその他の不凍液である熱源媒体1」とを熱交換させる室外熱交換器W1と、(3)生活排水・雨水を収集して後記貯留水槽に供給する、排水・雨水収集供給系統と、(4)前記排水・雨水収集供給系統から供給される生活排水・雨水、又は、該生活排水・雨水と生活用水とを受け入れて貯留する貯留水槽であって、前記生活排水・雨水、又は、前記生活排水・雨水と生活用水との混合水と前記熱源媒体1とを熱交換させる槽内熱交換器1と;前記生活排水・雨水又は該混合水を下水道配管に放流するための放流手段と;を有する貯留水槽と、(15’)前記冷媒1を前記室内熱交換器と「前記室外熱交換器A1と前記室外熱交換器W1との直列体」との間で循環させるとともに、後循環経路中に圧縮機構と膨張機構を有する冷媒循環系統1と、(16)前記熱源媒体1を前記室外熱交換器W1と前記槽内熱交換器1との間で循環させる熱源媒体循環系統1と、を備えるようにしたものである。
この際、冷媒1としては、液相―気相の相転移な可能な物質を使用し、前記室内熱交換器及び「前記室外熱交換器A1及び/又は前記室外熱交換器W1」において、冷媒1の液相−気相の相転移が生じることにより、冷媒1と熱源媒体1との間で潜熱の移動が生じるようにすることができる。
また、ヒートポンプ式給湯システムに係る第3の発明は、(21E)水と「圧縮性流体である冷媒2」とを熱交換させる湯沸熱交換器と、(21T)前記湯沸熱交換器で前記冷媒2との熱交換によって生成した湯を貯留する貯湯槽と、(22W)前記冷媒2と「水、水溶液又はその他の不凍液である熱源媒体2」とを熱交換させる室外熱交換器W2と、(3)生活排水・雨水を収集して後記貯留水槽に供給する、排水・雨水収集供給系統と、(4)前記排水・雨水収集供給系統から供給される生活排水・雨水、又は、該生活排水・雨水と生活用水とを受け入れて貯留する貯留水槽であって、前記生活排水・雨水、又は、前記生活排水・雨水と生活用水との混合水と前記熱源媒体2とを熱交換させる槽内熱交換器2と;前記生活排水・雨水又は該混合水を下水道配管に放流するための放流手段と;を備える貯留水槽と、(25)循環経路中に圧縮機構と膨張機構を備え、前記冷媒2を「圧縮機構→湯沸熱交換器→膨張機構→室外熱交換器W2」の経路で循環させる冷媒循環系統2と、(26)前記熱源媒体2を前記室外熱交換器W2と前記槽内熱交換器2との間で循環させる熱源媒体循環系統2と、を備えるようにしたものである。
この際、冷媒2としては、二酸化炭素を使用することができる。
また、ヒートポンプ式給湯システムに係る第4の発明は、(21E)水と「圧縮性流体である冷媒2」とを熱交換させる湯沸熱交換器と、(21T)前記湯沸熱交換器で前記冷媒2との熱交換によって生成した湯を貯留する貯湯槽と、(22A)後記室外熱交換器A2に外気を送る室外送風機2と;該室外送風機2から送られた外気と前記冷媒2とを熱交換させる室外熱交換器A2と;を有する外気熱交換ユニット2と、(22W’)前記室外熱交換器A2に直列に設けられ、前記冷媒2と「水、水溶液又はその他の不凍液である熱源媒体2」とを熱交換させる室外熱交換器W2と、(3)生活排水・雨水を収集して後記貯留水槽に供給する、排水・雨水収集供給系統と、(4)前記排水・雨水収集供給系統から供給される生活排水・雨水、又は、該生活排水・雨水と生活用水とを受け入れて貯留する貯留水槽であって、前記生活排水・雨水、又は、前記生活排水・雨水と生活用水との混合水と前記熱源媒体2とを熱交換させる槽内熱交換器2と;前記生活排水・雨水又は該混合水を下水道配管に放流するための放流手段と;を有する貯留水槽と、(25’)循環経路中に圧縮機構と膨張機構を有し、前記冷媒2を「圧縮機構→湯沸熱交換器→膨張機構→室外熱交換器A2と室外熱交換器W2との直列体」の経路で循環させる冷媒循環系統2と、(26)前記熱源媒体2を前記室外熱交換器W2と前記槽内熱交換器2との間で循環させる熱源媒体循環系統2と、を備えるようにしたものである。
この際、冷媒2としては、二酸化炭素を使用することができる。
また、ヒートポンプ式空気調和・給湯統合システムに係る第5の発明は、(11)後記室内熱交換器に空気を送る室内送風機と;該室内送風機から送られた空気と「圧縮性流体である冷媒1」とを熱交換させる室内熱交換器と;を備え、生活用建屋の内部に設けられる室内機ユニットと、(21E)水と「圧縮性流体である冷媒2」とを熱交換させる湯沸熱交換器と、
(21T)前記湯沸熱交換器で前記冷媒2との熱交換によって生成した湯を貯留する貯湯槽と、(12W)前記冷媒1と「水、水溶液又はその他の不凍液である熱源媒体1」とを熱交換させる室外熱交換器W1と、(22W)前記冷媒2と「水、水溶液又はその他の不凍液である熱源媒体2」とを熱交換させる室外熱交換器W2と、(3)生活排水・雨水を収集して後記貯留水槽に供給する、排水・雨水収集供給系統と、(4”)前記排水・雨水収集供給系統から供給される生活排水・雨水、又は、該生活排水・雨水と生活用水とを受け入れて貯留する貯留水槽であって、前記生活排水・雨水、又は、前記生活排水・雨水と生活用水との混合水と前記熱源媒体1とを熱交換させる槽内熱交換器1と;前記生活排水・雨水又は該混合水と前記熱源媒体2とを熱交換させる槽内熱交換器2と;前記生活排水・雨水又は該混合水を下水道配管に放流するための放流手段と;を備える貯留水槽と、(15)前記冷媒1を前記室内熱交換器と前記室外熱交換器W1との間で循環させるとともに、循環経路中に圧縮機構と膨張機構を備えた冷媒循環系統1と、(25)循環経路中に圧縮機構と膨張機構を備え、前記冷媒2を「圧縮機構→湯沸熱交換器→膨張機構→室外熱交換器W2」の経路で循環させる冷媒循環系統2と、(16)前記熱源媒体1を前記室外熱交換器W1と前記槽内熱交換器1との間で循環させる熱源媒体循環系統1と、(26)前記熱源媒体2を前記室外熱交換器W2と前記槽内熱交換器2との間で循環させる熱源媒体循環系統2と、を備えるようにしたものである。
また、ヒートポンプ式空気調和・給湯統合システムに係る第6の発明は、(11)後記室内熱交換器に空気を送る室内送風機と;該室内送風機から送られた空気と「圧縮性流体である冷媒1」とを熱交換させる室内熱交換器と;を有し、生活用建屋の内部に設けられる室内機ユニットと、(21E)水と「圧縮性流体である冷媒2」とを熱交換させる湯沸熱交換器と、(21T)前記湯沸熱交換器で前記冷媒2との熱交換によって生成した湯を貯留する貯湯槽と、(12A)後記室外熱交換器A1に外気を送る室外送風機1と;該室外送風機1から送られた外気と前記冷媒1とを熱交換させる室外熱交換器A1と;を有する外気熱交換ユニット1と、(12W’)前記室外熱交換器A1に直列に設けられ、前記冷媒1と「水、水溶液又はその他の不凍液である熱源媒体1」とを熱交換させる室外熱交換器W1と、(22A)後記室外熱交換器A2に外気を送る室外送風機2と;該室外送風機2から送られた外気と前記冷媒2とを熱交換させる室外熱交換器A2と;を有する外気熱交換ユニット2と、(22W’)前記室外熱交換器A2に直列に設けられ、前記冷媒2と「水、水溶液又はその他の不凍液である熱源媒体2」とを熱交換させる室外熱交換器W2と、(3)生活排水・雨水を収集して後記貯留水槽に供給する、排水・雨水収集供給系統と、(4”)前記排水・雨水収集供給系統から供給される生活排水・雨水、又は、該生活排水・雨水と生活用水とを受け入れて貯留する貯留水槽であって、前記生活排水・雨水、又は、前記生活排水・雨水と生活用水との混合水と前記熱源媒体1とを熱交換させる槽内熱交換器1と;前記生活排水・雨水又は該混合水と前記熱源媒体2とを熱交換させる槽内熱交換器2と;前記生活排水・雨水又は該混合水を下水道配管に放流するための放流手段と;を有する貯留水槽と、(15’)前記冷媒1を前記室内熱交換器と「前記室外熱交換器A1と前記室外熱交換器W1との直列体」との間で循環させるとともに、後循環経路中に圧縮機構と膨張機構を有する冷媒循環系統1と、(25’)循環経路中に圧縮機構と膨張機構を有し、前記冷媒2を「圧縮機構→湯沸熱交換器→膨張機構→室外熱交換器A2と室外熱交換器W2との直列体」の経路で循環させる冷媒循環系統2と、(16)前記熱源媒体1を前記室外熱交換器W1と前記槽内熱交換器1との間で循環させる熱源媒体循環系統1と、(26)前記熱源媒体2を前記室外熱交換器W2と前記槽内熱交換器2との間で循環させる熱源媒体循環系統2と、を備えるようにしたものである。
また、ヒートポンプ式空気調和・給湯統合システムに係る第7の発明は、(11)後記室内熱交換器に空気を送る室内送風機と;該室内送風機から送られた空気と「圧縮性流体である冷媒1」とを熱交換させる室内熱交換器と;を備え、生活用建屋の内部に設けられる室内機ユニットと、(21E)水と「圧縮性流体である冷媒2」とを熱交換させる湯沸熱交換器と、
(21T)前記湯沸熱交換器で前記冷媒2との熱交換によって生成した湯を貯留する貯湯槽と、(12W)前記冷媒1と「水、水溶液又はその他の不凍液である熱源媒体3」とを熱交換させる室外熱交換器W1と、(22W)前記冷媒2と「水、水溶液又はその他の不凍液である熱源媒体3」とを熱交換させる室外熱交換器W2と、(3)生活排水・雨水を収集して後記貯留水槽に供給する、排水・雨水収集供給系統と、(4”’)前記排水・雨水収集供給系統から供給される生活排水・雨水、又は、該生活排水・雨水と生活用水とを受け入れて貯留する貯留水槽であって、前記生活排水・雨水、又は、前記生活排水・雨水と生活用水との混合水と前記熱源媒体3とを熱交換させる槽内熱交換器3と;前記生活排水・雨水又は該混合水を下水道配管に放流するための放流手段と;を備える貯留水槽と、(15)前記冷媒1を前記室内熱交換器と前記室外熱交換器W1との間で循環させるとともに、循環経路中に圧縮機構と膨張機構を備えた冷媒循環系統1と、(25)循環経路中に圧縮機構と膨張機構を備え、前記冷媒2を「圧縮機構→湯沸熱交換器→膨張機構→室外熱交換器W2」の経路で循環させる冷媒循環系統2と、(7)前記熱源媒体3を「室外熱交換器W1→室外熱交換器W2→槽内熱交換器3」又は「室外熱交換器W2→室外熱交換器W1→槽内熱交換器3」のいずれかの経路で循環させる熱源媒体循環系統3と、を備えるようにしたものである。
また、ヒートポンプ式空気調和・給湯統合システムに係る第8の発明は、(11)後記室内熱交換器に空気を送る室内送風機と;該室内送風機から送られた空気と「圧縮性流体である冷媒1」とを熱交換させる室内熱交換器と;を有し、生活用建屋の内部に設けられる室内機ユニットと、(21E)水と「圧縮性流体である冷媒2」とを熱交換させる湯沸熱交換器と、(21T)前記湯沸熱交換器で前記冷媒2との熱交換によって生成した湯を貯留する貯湯槽と、(12A)後記室外熱交換器A1に外気を送る室外送風機1と;該室外送風機1から送られた外気と前記冷媒1とを熱交換させる室外熱交換器A1と;を有する外気熱交換ユニット1と、(12W’)前記室外熱交換器A1に直列に設けられ、前記冷媒1と「水、水溶液又はその他の不凍液である熱源媒体3」とを熱交換させる室外熱交換器W1と、(22A)後記室外熱交換器A2に外気を送る室外送風機2と;該室外送風機2から送られた外気と前記冷媒2とを熱交換させる室外熱交換器A2と;を有する外気熱交換ユニット2と、(22W’)前記室外熱交換器A2に直列に設けられ、前記冷媒2と「水、水溶液又はその他の不凍液である熱源媒体3」とを熱交換させる室外熱交換器W2と、(3)生活排水・雨水を収集して後記貯留水槽に供給する、排水・雨水収集供給系統と、(4”’)前記排水・雨水収集供給系統から供給される生活排水・雨水、又は、該生活排水・雨水と生活用水とを受け入れて貯留する貯留水槽であって、前記生活排水・雨水、又は、前記生活排水・雨水と生活用水との混合水と前記熱源媒体3とを熱交換させる槽内熱交換器3と;前記生活排水・雨水又は該混合水を下水道配管に放流するための放流手段と;を有する貯留水槽と、(15’)前記冷媒1を前記室内熱交換器と「前記室外熱交換器A1と前記室外熱交換器W1との直列体」との間で循環させるとともに、後循環経路中に圧縮機構と膨張機構を有する冷媒循環系統1と、(25’)循環経路中に圧縮機構と膨張機構を有し、前記冷媒2を「圧縮機構→湯沸熱交換器→膨張機構→室外熱交換器A2と室外熱交換器W2との直列体」の経路で循環させる冷媒循環系統2と、(7)前記熱源媒体3を「室外熱交換器W1→室外熱交換器W2→槽内熱交換器3」又は「室外熱交換器W2→室外熱交換器W1→槽内熱交換器3」のいずれかの経路で循環させる熱源媒体循環系統3と、を備えるようにしたものである。
また、ヒートポンプ式空気調和・給湯統合システムに係る第9の発明は、第7又は第8の発明のヒートポンプ式空気調和・給湯統合システムにおいて、前記熱源媒体循環系統3(7)は経路切り替え手段を有し、該経路切り替え手段の切り替えによって、熱源媒体3の循環経路を「室外熱交換器W1←→槽内熱交換器3」及び/又は「室外熱交換器W2←→槽内熱交換器3」に切り替える機能を有するようにしたものである。
また、ヒートポンプ式空気調和・給湯統合システムに係る第10の発明は、第7乃至第9のいずれか一つの発明のヒートポンプ式空気調和・給湯統合システムにおいて、前記貯留水槽(4”’)は、前記生活排水・雨水と「水、水溶液又はその他の不凍液である熱源媒体1」とを熱交換させる槽内熱交換器1を有した上で、(16)前記熱源媒体1を前記室外熱交換器W1と前記槽内熱交換器1との間で循環させる熱源媒体循環系統1を備え、前記熱源媒体循環系統3(7)と前記熱源媒体循環系統1(16)とは一体的な系統を構成した上で、経路切り替え手段を有し、該経路切り替え手段の切り替えによって、室外熱交換器W1に熱源媒体1が供給される運転モードと、室外熱交換器W1に熱源媒体3が供給される運転モードを切り替える機能を有するようにしたものである。
また、ヒートポンプ式空気調和システム又はヒートポンプ式空気調和・給湯統合システムに係る第11の発明は、第2の発明のヒートポンプ式空気調和システム、又は、第6又は第10の発明のヒートポンプ式空気調和・給湯統合システムにおいて、(16C)前記熱源媒体循環系統1の運転及び停止を、以下の「(ア)及び/又は(イ)」、又は、「(ア)及び/又は(イ)」及び「(ウ)及び/又は(エ)」に基づき制御する制御する熱交換制御手段1を備えるようにしたものである。
(ア)前記貯留水槽(4)に貯留されている前記生活排水・雨水、又は、前記生活排水・雨水と生活用水との混合水の温度情報
(イ)熱源媒体1の温度情報
(ウ)外気温度情報
(エ)前記生活用建屋内の室内温度情報
また、ヒートポンプ式給湯システム又はヒートポンプ式空気調和・給湯統合システムに係る第12の発明は、第4の発明のヒートポンプ式給湯システム、又は、第6の発明のヒートポンプ式空気調和・給湯統合システムにおいて、(26C)前記熱源媒体循環系統2の運転及び停止を、以下の「(ア’)及び/又は(イ’)」、又は、「(ア’)及び/又は(イ’)」及び「(ウ)及び/又は(オ)」に基づき制御する熱交換制御手段2を備えるようにしたものである。
(ア’)前記貯留水槽(4)に貯留されている前記生活排水・雨水、又は、前記生活排水・雨水と生活用水との混合水の温度情報
(イ’)熱源媒体2の温度情報
(ウ)外気温度情報
(オ)貯湯槽(21T)内の湯温度情報
また、ヒートポンプ式空気調和・給湯統合システムに係る第13の発明は、第10の発明のヒートポンプ式空気調和・給湯統合システムにおいて、(7C)前記熱源媒体循環系統3の運転及び停止を、以下の「(ア”’)及び/又は(イ)」、又は、「(ア”’)及び/又は(イ)」及び「(ウ)〜(オ)のうちの少なくとも一つ」に基づき制御する熱交換制御手段3を備えるようにしたものである。
(ア”’)前記貯留水槽(4”’)における温度測定手段で測定された温度情報
(イ)熱源媒体3の温度情報
(ウ)外気温度情報
(エ)生活用建屋内の室内温度情報
(オ)貯湯槽(21T)内の湯温度情報
また、ヒートポンプ式空気調和システム又はヒートポンプ式空気調和・給湯統合システムに係る第14の発明は、第1、第2又は第3の発明のヒートポンプ式空気調和システム、又は、第5乃至第13のいずれか一つの発明のヒートポンプ式空気調和・給湯統合システムにおいて、前記冷媒循環系統1(15)又(15’)は経路切り替え手段を有し、該経路切り替え手段の切り替えによって、冷媒1を「圧縮機構→室外熱交換器W1→膨張機構→室内熱交換器」又は「圧縮機構→室外熱交換器A1と室外熱交換器W1との直列体→膨張機構→室内熱交換器」の経路で循環させる冷房運転と、冷媒1を「圧縮機構→室内熱交換器→膨張機構→室外熱交換器W1」又は「圧縮機構→室内熱交換器→膨張機構→室外熱交換器A1と室外熱交換器W1との直列体」の経路で循環させる暖房運転を切り替える機能を有するようにしたものである。
また、ヒートポンプ式空気調和システム、ヒートポンプ式給湯システム又はヒートポンプ式空気調和・給湯統合システムに係る第15の発明は、第1乃至第14のいずれか一つの発明のヒートポンプ式空気調和システム、ヒートポンプ式給湯システム又はヒートポンプ式空気調和・給湯統合システムにおいて、前記貯留水槽(4)は、貯留されている生活排水・雨水の液位を測定する液位測定手段を有した上で、(13)前記貯留水槽(4)における放流手段における放流の実行及び停止を制御する放流制御手段を備え、該放流制御手段(13)は、以下の(カ)、又は、(カ)及び(キ)に基づき制御を行うようにしたものである。
(カ)前記貯留水槽(4)における液位測定手段で測定された液位情報
(キ)前記貯留水槽(4)貯留されている前記生活排水・雨水、又は、前記生活排水・雨水と生活用水との混合水の温度情報
また、ヒートポンプ式空気調和システム、ヒートポンプ式給湯システム又はヒートポンプ式空気調和・給湯統合システムに係る第16の発明は、第1乃至第15のいずれか一つの発明のヒートポンプ式空気調和システム、ヒートポンプ式給湯システム又はヒートポンプ式空気調和・給湯統合システムにおいて、前記貯留水槽(4)は、貯留されている生活排水・雨水の液位を測定する液位測定手段を有した上で、(14)前記貯留水槽に生活用水を補給する生活用水補給手段を備え、該生活用水補給手段(14)は、以下の(カ)、又は、(カ)及び(キ)に基づき、生活用水の補給の実行及び停止を行う機能を有するようにしたものである。
(カ)前記貯留水槽(4)における液位測定手段で測定された液位情報
(キ)前記貯留水槽(4)貯留されている前記生活排水・雨水、又は、前記生活排水・雨水と生活用水との混合水の温度情報
また、ヒートポンプ式空気調和システム、ヒートポンプ式給湯システム又はヒートポンプ式空気調和・給湯統合システムに係る第17の発明は、第1乃至第16のいずれか一つの発明のヒートポンプ式空気調和システム、ヒートポンプ式給湯システム又はヒートポンプ式空気調和・給湯統合システムにおいて、前記貯留水槽(4)は、貯留されている生活排水・雨水の液位を測定する液位測定手段を有した上で、
前記排水・雨水収集供給系統(3)は、以下の(カ)、又は、(カ)及び(キ)に基づき、収集した生活排水及び/又は雨水の一部又は全部を、前記貯留水槽(4)ではなく、下水道配管に放流する機能を有するようにしたものである。
(カ)前記貯留水槽(4)における液位測定手段で測定された液位情報
(キ)前記貯留水槽(4)貯留されている前記生活排水・雨水、又は、前記生活排水・雨水と生活用水との混合水の温度情報
また、ヒートポンプ式空気調和システム、ヒートポンプ式給湯システム又はヒートポンプ式空気調和・給湯統合システムに係る第18の発明は、第1乃至第17のいずれか一つの発明のヒートポンプ式空気調和システム、ヒートポンプ式給湯システム又はヒートポンプ式空気調和・給湯統合システムにおいて、排水・雨水収集供給系統は、生活用建屋における高汚濁排水発生箇所から排出される排水を収集対象から除外し、前記貯留水槽(4)は、貯留されている生活排水・雨水を、生活用建屋内の高汚濁排水発生箇所に接続された給水系統に供給する生活排水・雨水供給手段を有するようにしたものである。
第1、第2、第11、又は、第14乃至第18のいずれか一つの発明のヒートポンプ式空気調和システム、又は、第5乃至第18のいずれか一つの発明のヒートポンプ式空気調和・給湯統合システムにおいては、冷媒1を室外熱交換器W1において熱源媒体1(又は熱源媒体3)と熱交換させることによって冷却(冷房の場合)又は加熱(暖房の場合)するため、空冷式のヒートポンプ式空気調和装置のように、室外機における熱交換効率が悪いが故に多量のエネルギーを消費したり、冷房運転の際にヒートアイランド現象を助長したりする問題を回避又は軽減することができる。
また、熱源媒体1(又は熱源媒体3)は、閉経路である熱源媒体循環系統1(又は熱源媒体循環系統3)を循環し、冷房や暖房に伴って生じた温廃熱や冷廃熱は貯留槽内の生活排水・雨水に移行するため、当然のことながら、第1種の従来技術のように大型の装置である冷却塔やヒーティングタワーを設置したり、冷却塔やヒーティングタワーとの間で配管を引き回したりする必要がない。また、熱源媒体が外気と直接接触することがないため熱源媒体が汚染されることはなく、したがって、熱源媒体を頻繁に交換したり、熱源媒体配管を頻繁に清掃したりする手間も要しない。
さらに、本発明のヒートポンプ式空気調和システムを運転した場合、又は、本発明のヒートポンプ式空気調和・給湯統合システムを冷暖房運転した場合、冷媒1→熱源媒体1(又は熱源媒体3)→貯留水槽内の生活排水・雨水という順に温熱(冷房の場合)又は冷熱(暖房の場合)が移動することにより、貯留水槽内の生活排水・雨水の温度が上昇(冷房の場合)又は低下(暖房の場合)するが、該貯留水槽には、生活用建屋で人が生活している限り、排水・雨水収集供給系統から適宜新しい生活排水・雨水が流入し、温度が上昇又は低下した貯留水と置換するため、貯留水槽内の生活排水・雨水の温度は一定範囲内に留まる。このため、第2種の従来技術のように、水槽内の水の温度変化を抑制するためだけに新しい生活用水を消費したり、周囲の土壌との間での熱交換面積を確保するために大型の地下水槽を設けたりする必要もない。
このうち特に第2又は第11の発明のヒートポンプ式空気調和システム、又は、第6、第11又は第13の発明のヒートポンプ式空気調和・給湯統合システムにおいては、冷媒1を、熱源媒体1(又は熱源媒体3)との熱交換に加えて、外気との熱交換によってもの冷却(冷房の場合)又は加熱(暖房の場合)するため、熱交換効率をさらに向上することができる。さらに特に第11の発明のヒートポンプ式空気調和システム、又は、第11又は第13の発明のヒートポンプ式空気調和・給湯統合システムにおいては、新しい生活排水・雨水の流入が少なく、温度が上昇又は低下した貯留水との置換があまり起こらず、貯留水槽内の生活排水・雨水の温度が過上昇(冷房の場合)又は過低下(暖房の場合)した場合に、熱源媒体1(又は熱源媒体3)の循環を停止することができる。これによって、貯留水槽内の生活排水・雨水の温度の過上昇又は過冷却→熱源媒体1(又は熱源媒体3)の過上昇又は過冷却→冷媒1の熱交換効率の低下という悪連鎖を回避することができる。
第3、第4、第12、又は、第14乃至第18のいずれか一つの発明のヒートポンプ式給湯システム、又は、第5乃至第18のいずれか一つの発明のヒートポンプ式空気調和・給湯統合システムにおいては、冷媒2を室外熱交換器W2において熱源媒体2(又は熱源媒体3)と熱交換させることによって加熱するため、空冷式のヒートポンプ式給湯装置のように、室外機における熱交換効率が悪いが故に多量のエネルギーを消費する問題を回避又は軽減することができる。
また、熱源媒体2(又は熱源媒体3)は、閉経路である熱源媒体循環系統2(又は熱源媒体循環系統3)を循環し、給湯に伴って生じた冷廃熱は貯留槽内の生活排水・雨水に移行するため、当然のことながら、第1種の従来技術のように大型の装置であるヒーティングタワーを設置したり、ヒーティングタワーとの間で配管を引き回したりする必要がない。また、熱源媒体が外気と直接接触することがないため熱源媒体が汚染されることはなく、したがって、熱源媒体を頻繁に交換したり、熱源媒体配管を頻繁に清掃したりする手間も要しない。
さらに、本発明のヒートポンプ式給湯システムを運転した場合、又は、本発明のヒートポンプ式空気調和・給湯統合システムを湯沸運転した場合、冷媒2→熱源媒体2(又は熱源媒体3)→貯留水槽内の生活排水・雨水という順に冷熱が移動することにより貯留水槽内の生活排水・雨水の温度が低下するが、該貯留水槽には、生活用建屋で人が生活している限り、排水・雨水収集供給系統から適宜新しい生活排水・雨水が流入し、温度が低下した貯留水と置換するため、貯留水槽内の生活排水・雨水の温度は一定範囲内に留まる。このため、第2種の従来技術のように、水槽内の水の温度変化を抑制するためだけに新しい生活用水を消費したり、周囲の土壌との間での熱交換面積を確保するために大型の地下水槽を設けたりする必要もない。
このうち特に第4又は第12の発明のヒートポンプ式給湯システム、又は、第6、第12又は第13の発明のヒートポンプ式空気調和・給湯統合システムにおいては、冷媒2を、熱源媒体2(又は熱源媒体3)との熱交換に加えて、外気との熱交換によってもの加熱するため、熱交換効率をさらに向上することができる。さらに特に第12の発明のヒートポンプ式給湯システム、又は、第12又は第12の発明のヒートポンプ式空気調和・給湯統合システムにおいては、新しい生活排水・雨水の流入が少なく、温度が低下した貯留水との置換があまり起こらず、貯留水槽内の生活排水・雨水の温度が過低下した場合に、熱源媒体2(又は熱源媒体3)の循環を停止することができる。これによって、貯留水槽内の生活排水・雨水の温度の過冷却→熱源媒体2(又は熱源媒体3)の過冷却→冷媒2の熱交換効率の低下という悪連鎖を回避することができる。
また、第5又は第6の発明のヒートポンプ式空気調和・給湯統合システムにおいては、排水・雨水収集供給系統及び貯留水槽が空気調和用と給湯用に併用できるため、設備の有効利用の点で効果的である。しかも、特に、本発明のヒートポンプ式空気調和・給湯統合システムを「冷房+湯沸」併用運転している場合、冷媒1→熱源媒体1→貯留水槽内の生活排水・雨水の順に移動する温熱と、冷媒2→熱源媒体2→貯留水槽内の生活排水・雨水の順に移動する冷熱がお互いに打ち消しあうことによって、貯留水槽内の生活排水・雨水の温度が一方方向に上昇又は低下することが抑制されるため、熱源媒体1及び熱源媒体2の温度も一定に保たれるようになる。この結果、室外熱交換器W1及び室外熱交換器W2での熱交換効率も良好に保たれるため、冷房及び給湯におけるエネルギー効率も装置の理想値に近い値を保つことができるようになる。
一方、第7乃至第10のいずれか一つの発明のヒートポンプ式空気調和・給湯統合システムにおいては、第5又は第6の発明のヒートポンプ式空気調和・給湯統合システムと同様の効果が実現できるだけでなく、「冷房+湯沸」併用運転時に良好なエネルギー効率を実現するという効果がより一層顕著なものとなる。すなわち、熱源媒体3が冷媒1と冷媒2の双方と熱交換し、「室外熱交換器W1→室外熱交換器W2→槽内熱交換器3」又は「室外熱交換器W2→室外熱交換器W1→槽内熱交換器3」の経路で循環されるため、冷媒1からの温熱が給湯に有効に利用される、又は、冷媒2からの冷熱が冷房に有効に利用されることによって、給湯又は冷房のエネルギー効率が高められる。
なお、このうち特に第9又は10の発明のヒートポンプ式空気調和・給湯統合システムにおいては、冷房単独運転、暖房単独運転又は湯沸単独運転において、熱源媒体3がそれぞれ必要な熱交換器(室外熱交換器W1又は室外熱交換器W2)のみを循環するようにできる。また、「暖房+湯沸」併用運転時に、熱源媒体3を「室外熱交換器W1→室外熱交換器W2→槽内熱交換器3」又は「室外熱交換器W2→室外熱交換器W1→槽内熱交換器3」の経路で循環させて冷媒1と冷媒2の双方と熱交換させると、「冷房+給湯」併用の場合とは逆に、給湯又は暖房のエネルギー効率が悪くなるこという問題が生じるが、第10の発明のヒートポンプ式空気調和・給湯統合システムにおいては、この問題を回避するために、室外熱交換器W1には熱源媒体1が、室外熱交換器W2には熱源媒体3が、それぞれ別個に循環するようにすることができる。
また、第15の発明のヒートポンプ式空気調和システム、ヒートポンプ式給湯システム又はヒートポンプ式空気調和・給湯統合システムにおいては、例えば、貯留水槽内の生活排水・雨水の液位、又は、液位及び温度が一定範囲に留まるように放流の実行及び停止が行われる。
さらにこれに加えて、貯留水槽内の生活排水・雨水の温度が適正範囲を逸脱した場合に、生活排水・雨水を下水道配管に放流し、第16の発明のヒートポンプ式空気調和システム、ヒートポンプ式給湯システム又はヒートポンプ式空気調和・給湯統合システムにおける生活用水補給手段の援けを借りて、温度が適正範囲を逸脱した生活排水・雨水を生活排水で置換・稀釈することにより、貯留水槽内の(生活用水で稀釈された)生活排水・雨水の温度を適正範囲に戻すことができる。
また、第16の発明のヒートポンプ式空気調和システム、ヒートポンプ式給湯システム又はヒートポンプ式空気調和・給湯統合システムにおいては、上記のように「温度上昇又は低下→放流→液位の低下→生活用水の補給」というステップを経ることによってだけではなく、温度情報から直接に生活用水を補給して、貯留水槽内の(生活用水で稀釈された)生活排水・雨水の温度を適正範囲に戻すことができる。
なお、本発明のヒートポンプ式空気調和システム、ヒートポンプ式給湯システム又はヒートポンプ式空気調和・給湯統合システムにおいては、貯留水槽内の生活排水・雨水の温度を一定範囲に保つのは、一義的には、上記のように生活用建屋内で発生する生活排水が流入することによる置換効果によるものであって、生活用水の補給はあくまでも補助的なものである。したがって、この発明の実施においては、熱源媒体の温度を適正に保つために第2種の従来技術のように大量のフレッシュな水を浪費することはない。
また、第17の発明のヒートポンプ式空気調和システム、ヒートポンプ式給湯システム又はヒートポンプ式空気調和・給湯統合システムにおいては、例えば、冷媒循環系統1と冷媒循環系統2のいずれもが運転していない(→空気調和も給湯も行っていない)場合に、すべての生活排水・雨水を直接下水道配管に放流することにより、貯留水槽を経由して下水道配管に放流することに伴う装置の消耗、エネルギーの使用を回避することができる。
あるいは、ヒートポンプ式空気調和システム又はヒートポンプ式空気調和・給湯統合システムを冷房(単独)運転している際に、貯留水槽内の生活排水・雨水の温度が十分に低い場合に、温度が高い風呂からの排水だけを直接下水道配管に放流するようにすることもできる。
また、第18の発明のヒートポンプ式空気調和システム、ヒートポンプ式給湯システム又はヒートポンプ式空気調和・給湯統合システムにおいては、トイレなど高汚濁排水が発生する箇所から排出される排水が貯留水槽に流入しないため、貯留水槽内に設置される槽内熱交換器の表面に汚濁物が付着して熱交換効率が低下したり、槽内熱交換器が腐食したりすることを回避できる。しかも、貯留水槽に貯留された汚濁度の低い生活排水・雨水をトイレなどの高汚濁排水発生箇所で再利用することによって、生活建屋全体としての生活用水の使用量が低減できるというメリットもある。
以下、図面を参照して本発明の実施の形態について説明する。ただし、本発明はかかる実施形態に限定されず、その技術思想の範囲内で種々の変更が可能である。なお、以下の説明では、生活用建屋の一例として家屋を挙げて説明するが、生活用建屋は家屋に限定されず、人が集団で生活する学校、病院、オフィスビルなども含む。
(第1の実施形態)
図1は、本発明の第1の実施形態に係るヒートポンプ式空気調和システムの機器構成と、該空気調和システムを冷房運転している場合の冷媒及び熱源媒体の循環経路を説明するための構成図である。
本実施形態のヒートポンプ式空気調和システムは、家屋1の内部に設けられた室内機ユニット2、家屋1の外部に設けられた室外機ユニット3、地中部に設けられた貯留水槽5、及びそれらを接続する配管から構成される。
室内機ユニット2は、室内送風機21及びフィンチューブ式の熱交換器である室内熱交換器22を備える。
一方、室外機ユニット3は、鋼板製又はプラスチック製の筐体に、プレート式の熱交換器である室外熱交換器W1_31W、圧縮機1_32、膨張弁1_33、循環ポンプ1_34、四方弁A_35及び四方弁B_36を備える。この際、室外熱交換器W1_31Wは、筐体の内部に収納しても、筐体の一面を構成させてもよい。
貯留水槽5は、多管式の熱交換器である槽内熱交換器1_51を内部に備える。室内機ユニット2においては、室内送風機21が家屋1内の空気を室内熱交換器22に吹き付け、一方、貯留水槽5には、家屋1内から排出された生活排水及び家屋1に落下した雨水が、排水・雨水収集供給系統(図1には示されない)から供給されて貯留されている。
なお、貯留水槽5は鋼板製であり、周囲の土壌との間での熱交換効率を高めるため、土壌側の壁面には熱伝導面積を増やすためにフィンが設けられており、これによって、貯留水槽5に貯留された生活排水・雨水の温度が著しく上昇したり、低下したりすることを防ぐことができる。ただし、周囲の土壌との熱交換はあくまでも補助的なものであって、本実施形態のヒートポンプ式空気調和システムにおいては、熱交換面積を確保するために第2種の従来技術のように貯留水槽5を大規模にする必要はない。
また、槽内熱交換器1_51は貯留水槽5の内部に設けても良いが、例えば、貯留水槽5の側面を水管壁としたり、貯留水槽5をタンクジャケット式熱交換器としたりすることによって、貯留水槽5と槽内熱交換器1_51とを一体化することも可能である。
図1に太実線で示す通り、冷房運転においては、共沸混合冷媒又は非共沸混合冷媒である冷媒1は、室内熱交換器22→四方弁A_35→圧縮機1_32→四方弁A_35→室外熱交換器W1_31W→膨張弁1_33→室内熱交換器22の経路で、水又は不凍液である熱源媒体1は、槽内熱交換器1_51→循環ポンプ1_34→四方弁B_36→室外熱交換器W1_31W→四方弁B_36→槽内熱交換器1_51の経路で、それぞれ循環する。そして、家屋1内の空気と冷媒1とが室内熱交換器22で、冷媒1と熱源媒体1とが室外熱交換器W1_31Wで、熱源媒体1と貯留水槽5内の生活排水・雨水とが槽内熱交換器1_51で、それぞれ熱交換することにより、家屋1内の空気から貯留水槽5内の生活排水・雨水へ温熱が移動する。
上記の温熱移動の結果として、貯留水槽5内の生活排水・雨水の温度は一時的に上昇するが、排水・雨水収集供給系統から新たに生活排水又は雨水が供給されるたびに、高温の生活排水・雨水は比較的低温の生活排水・雨水によって置換又は稀釈されることにより、貯留水槽5内の生活排水・雨水の温度が適正範囲に留まる。
図2は、本発明の第1の実施形態に係るヒートポンプ式空気調和システムを暖房運転している場合の冷媒及び熱源媒体の循環経路を説明するための構成図である。
暖房運転においては、冷媒1及び熱源媒体2の循環経路は、四方弁A_35及び四方弁B_36の切り替えにより図2に太実線で示す通りに切り替わる。この場合でも、冷房運転の場合と同じく、冷媒1と熱源媒体1とは、室外熱交換器W1_31Wにおいて対向に流れるため、冷媒1と熱源媒体1との間の熱交換は効率的に行われる。そして、冷房の場合と同様の熱交換が行われることにより、最終的には、家屋1内の空気から貯留水槽5内の生活排水・雨水へ冷熱が移動する。
上記の冷熱移動の結果として、貯留水槽5内の生活排水・雨水の温度は一時的に低下するが、排水・雨水収集供給系統から新たに生活排水又は雨水が供給されるたびに、高温の生活排水・雨水は比較的低温の生活排水・雨水によって置換又は稀釈されることにより、貯留水槽5内の生活排水・雨水の温度が適正範囲に留まる。
(第2の実施形態)
図3は、本発明の第2の実施形態に係るヒートポンプ式空気調和システムの機器構成と、該空気調和システムを冷房運転している場合の冷媒及び熱源媒体の循環経路を説明するための構成図である。
また、図4は、本発明の第2の実施形態に係るヒートポンプ式空気調和システムを暖房運転している場合の冷媒及び熱源媒体の循環経路を説明するための構成図である。
本実施形態のヒートポンプ式空気調和システムは、冷媒1の循環系統において、膨張弁1_33と室外熱交換器W1_31Wとの間にフィンチューブ式の熱交換器である室外熱交換器A1_31Aが設けられるとともに、室外熱交換器A1_31Aに外気を送る室外送風機1_31Aが設けられることを除いて、基本的な機器構成は第1の実施形態のヒートポンプ式空気調和システムと同じである。すなわち、本実施形態においては、室外機ユニット3は、鋼板製又はプラスチック製の筐体に、室外熱交換器W1_31W、室外熱交換器A1_31A、室外送風機1_31A、圧縮機1_32、膨張弁1_33、循環ポンプ1_34、四方弁A_35及び四方弁B_36を備える。この際、室外熱交換器W1_31Wは、筐体の内部に収納しても、筐体の一面を構成させてもよい。
なお、本実施形態においては、室外熱交換器A1_31Aを膨張弁1_33と室外熱交換器W1_31Wとの間に設けているが、その代わりに、室外熱交換器W1_31Wと四方弁A_35との間に設けてもよい。
本実施形態のヒートポンプ式空気調和システムでは、冷房運転又は暖房運転が行われている際には、室外送風機1_31Aは常時運転するが、循環ポンプ1_34は、貯留水槽5に設けられた水温計(図3及び図4には図示しない)によって測定された貯留水槽5内の生活排水・雨水の温度情報と、室外機ユニット3に設けられた気温計(図3及び図4には図示しない)によって測定された外気温度情報(又は、室内機ユニット2に設けられた気温計(図3及び図4には図示しない)によって測定された生活用建屋内の室内温度)とに基づいて、その運転及び停止が制御される。すなわち、冷房運転時には、貯留水槽5内の生活排水・雨水の温度Twが「外気温度Ta(又は生活用建屋内の室内温度Tr)に冷房運転時の圧縮機1_32の動力負荷に基づいて計算されるΔTc(≧0)を加えた温度(Ta(又はTr)+ΔTc)」より低い場合に循環ポンプ1_34を運転し、TwがTa(又はTr)+ΔTcより高い場合には循環ポンプ1_34を停止する。
一方、暖房運転時には、Twが「外気温度Ta(又は生活用建屋内の室内温度Tr)から暖房運転時の圧縮機1_32の動力負荷に基づいて計算されるΔTh(≧0)を減じた温度(Ta(又はTr)−ΔTh)」より高い場合に循環ポンプ1_34を運転し、Twが「『Ta(又はTr)−ΔTh』と0℃の少なくともいずれか一方」より低い場合には、循環ポンプ1_34を停止する(ここで、0℃を下回った場合に循環ポンプ1_34を停止するのは、貯留水槽5内の生活排水・雨水の氷結を回避するためである)。
なお、上記では、循環ポンプ1_34の運転・停止制御を、貯留水槽5内の生活排水・雨水の温度情報と外気温度情報(又は生活用建屋内の室内温度情報)とに基づいて行っているが、貯留水槽5内の生活排水・雨水の温度情報の代わりに熱源媒体1の温度情報を、外気温度情報(又は生活用建屋内の室内温度情報)の代わりに冷媒1の温度情報を使用し、上記に代わる適切な基準を用いて制御することも可能である。その場合、冷媒1や熱源媒体1の温度は、室外熱交換器W1_31Wの前後で測定することが望ましい。
(第3の実施形態)
図5は、本発明の第3の実施形態に係るヒートポンプ式空気調和・給湯統合システムの機器構成と、該ヒートポンプ式空気調和・給湯統合システムを冷房単独運転している場合の冷媒及び熱源媒体の循環経路を説明するための構成図である。
また、図6は、本発明の第3の実施形態に係るヒートポンプ式空気調和・給湯統合システムを暖房単独運転している場合の冷媒及び熱源媒体の循環経路を説明するための構成図である。
また、図7は、本発明の第3の実施形態に係るヒートポンプ式空気調和・給湯統合システムを湯沸単独運転している場合の冷媒及び熱源媒体の循環経路を説明するための構成図である。
また、図8は、本発明の第3の実施形態に係るヒートポンプ式空気調和・給湯統合システムを「冷房+湯沸」併用運転している場合の冷媒及び熱源媒体の循環経路を説明するための構成図である。
また、図9は、本発明の第3の実施形態に係るヒートポンプ式空気調和・給湯統合システムを「暖房+湯沸」併用運転している場合の冷媒及び熱源媒体の循環経路を説明するための構成図である。
本実施形態のヒートポンプ式空気調和・給湯統合システムにおいては、第1の実施形態のヒートポンプ式空気調和システムを構成する装置・機器に加えて、給湯ユニット4、貯湯槽6、槽内熱交換器2_52及びそれらを接続する配管が加わる。ここで、給湯ユニット4は、鋼板製又はプラスチック製の筐体に、室外熱交換器W2_41W、圧縮機2_42、膨張弁2_43、循環ポンプ2_44、給水ポンプ45、湯沸熱交換器46を備える。この際、室外熱交換器W2_41Wは、筐体の内部に収納しても、筐体の一面を構成させてもよい。
なお、本実施形態のヒートポンプ式空気調和・給湯統合システムにおいては、室外機ユニット3と給湯ユニット4とは独立の筐体で構成されているが、これを一体化し、一つの筐体に、室外熱交換器W1_31W、圧縮機1_32、膨張弁1_33、循環ポンプ1_34、四方弁A_35、四方弁B_36、室外熱交換器W2_41W、圧縮機2_42、膨張弁2_43、循環ポンプ2_44、給水ポンプ45及び湯沸熱交換器46を備えるようにすることも可能である。この際、室外熱交換器W1_31W及び/又は室外熱交換器W2_41Wは、筐体の内部に収納しても、筐体の一面を構成させてもよい。
本実施形態のヒートポンプ式空気調和・給湯統合システムにおいては、冷媒1及び熱源媒体1の循環系統及び関連機器(冷房及ぶ暖房用)と冷媒2及び熱源媒体2の循環系統及び関連機器(給湯用)とは独立しており、冷媒1及び熱源媒体1の循環系統及び関連機器の機能は、基本的には、第1の実施形態のヒートポンプ式空気調和システムにおける機能と同じである。
一方、本実施形態の冷媒2及び熱源媒体2の循環系統及び関連機器の機能は、以下の通りとなっている。すなわち、湯沸運転時には、二酸化炭素である冷媒2は、湯沸熱交換器46→膨張弁2_43→室外熱交換器W2_41W→圧縮機2_42→湯沸熱交換器46の経路で、水又は不凍液である熱源媒体2は、槽内熱交換器2_52→循環ポンプ2_44→室外熱交換器W2_41W→槽内熱交換器2_52の経路で、それぞれ循環する(図7、図8及び図9において循環経路を太実線で示す)。そして、給水ポンプ45から供給された水と冷媒2とが湯沸熱交換器46で、冷媒2と熱源媒体2とが室外熱交換器W2_41Wで、熱源媒体2と貯留水槽5内の生活排水・雨水とが槽内熱交換器2_52で、それぞれ熱交換することにより、貯留水槽5内の生活排水・雨水から水へ温熱が移動し、生成した熱湯が貯湯槽6に蓄えられる。
なお、湯沸熱交換器46と室外熱交換器W1_31Wにはプレート式の熱交換器を、槽内熱交換器2_52には多管式の熱交換器を、それぞれ採用している。また、熱源媒体2と熱源媒体3は異なる種類の液体(水と不凍液、異なる種類の不凍液、等)を使用してもよいし、同じ液体(水、同じ種類の不凍液、等)を使用してもよい。
(第4の実施形態)
図10は、本発明の第4の実施形態に係るヒートポンプ式空気調和・給湯統合システムの機器構成と、該ヒートポンプ式空気調和・給湯統合システムを冷房単独運転している場合の冷媒及び熱源媒体の循環経路を説明するための構成図である。
また、図11は、本発明の第4の実施形態に係るヒートポンプ式空気調和・給湯統合システムを暖房単独運転している場合の冷媒及び熱源媒体の循環経路を説明するための構成図である。
また、図12は、本発明の第4の実施形態に係るヒートポンプ式空気調和・給湯統合システムを湯沸単独運転している場合の冷媒及び熱源媒体の循環経路を説明するための構成図である。
また、図13は、本発明の第4の実施形態に係るヒートポンプ式空気調和・給湯統合システムを「冷房+湯沸」併用運転している場合の冷媒及び熱源媒体の循環経路を説明するための構成図である。
また、図14は、本発明の第4の実施形態に係るヒートポンプ式空気調和・給湯統合システムを「暖房+湯沸」併用運転している場合の冷媒及び熱源媒体の循環経路を説明するための構成図である。
本実施形態のヒートポンプ式空気調和・給湯統合システムは、冷媒1の循環系統において、膨張弁1_33と室外熱交換器W1_31Wとの間に室外熱交換器A1_31Aが設けられるとともに、室外熱交換器A1_31Aに外気を送る室外送風機1_31Aが設けられること、及び、冷媒2の循環系統において、膨張弁2_43と室外熱交換器W2_41Wとの間に室外熱交換器A2_41Aが設けられるとともに、室外熱交換器A2_41Aに外気を送る室外送風機2_41Aが設けられることを除いて、基本的な機器構成は第3の実施形態のヒートポンプ式空気調和システムと同じである。
すなわち、本実施形態においては、室外機ユニット3は、鋼板製又はプラスチック製の筐体に、室外熱交換器W1_31W、室外熱交換器A1_31A、室外送風機1_31A、圧縮機1_32、膨張弁1_33、循環ポンプ1_34、四方弁A_35及び四方弁B_36を備える。この際、室外熱交換器W1_31Wは、筐体の内部に収納しても、筐体の一面を構成させてもよい。一方、給湯ユニット4は、鋼板製又はプラスチック製の筐体に、室外熱交換器W2_41W、室外熱交換器A2_41A、室外送風機2_41A、圧縮機2_42、膨張弁2_43、循環ポンプ2_44、給水ポンプ45、湯沸熱交換器46を備える。この際、室外熱交換器W2_41Wは、筐体の内部に収納しても、筐体の一面を構成させてもよい。
なお、本実施形態においては、室外機ユニット3と給湯ユニット4の双方に、室外送風機と室外熱交換器Aの組み合わせである外気熱交換ユニットを設けているが、外気熱交換ユニットは、室外機ユニット3と給湯ユニット4のいずれか一方だけに設けることも可能である。
また、本実施形態のヒートポンプ式空気調和・給湯統合システムにおいては、室外機ユニット3と給湯ユニット4とは独立の筐体で構成されているが、これを一体化し、一つの筐体に、室外熱交換器W1_31W、室外熱交換器A1_31A、室外送風機1_31A、圧縮機1_32、膨張弁1_33、循環ポンプ1_34、四方弁A_35、四方弁B_36、室外熱交換器W2_41W、室外熱交換器A2_41A、室外送風機2_41A、圧縮機2_42、膨張弁2_43、循環ポンプ2_44、給水ポンプ45及び湯沸熱交換器46を備えるようにすることも可能である。この際、室外熱交換器W1_31W及び/又は室外熱交換器W2_41Wは、筐体の内部に収納しても、筐体の一面を構成させてもよい。
さらに、本実施形態においては、室外熱交換器A1_31Aを膨張弁1_33と室外熱交換器W1_31Wとの間に設けているが、その代わりに、室外熱交換器W1_31Wと四方弁A_35との間に設けてもよい。また、室外熱交換器A2_41Aを膨張弁2_43と室外熱交換器W2_41Wとの間に設けているが、その代わりに、室外熱交換器W2_41Wと圧縮機2_42との間に設けてもよい。
本実施形態のヒートポンプ式空気調和・給湯統合システムでは、冷房運転又は暖房運転が行われている際には、室外送風機1_31Aは常時運転するが、循環ポンプ1_34は、貯留水槽5に設けられた水温計(図10〜図14には図示しない)によって測定された貯留水槽5内の生活排水・雨水の温度情報と、室外機ユニット3に設けられた気温計(図10〜図14には図示しない)によって測定された外気温度情報(又は、室内機ユニット2に設けられた気温計(図10〜図14には図示しない)によって測定された生活用建屋内の室内温度)とに基づいて、その運転及び停止が制御される。すなわち、冷房運転時には、貯留水槽5内の生活排水・雨水の温度Twが「外気温度Ta(又は生活用建屋内の室内温度Tr)に冷房運転時の圧縮機1_32の動力負荷に基づいて計算されるΔTc(≧0)を加えた温度(Ta(又はTr)+ΔTc)」より低い場合に循環ポンプ1_34を運転し、TwがTa(又はTr)+ΔTcより高い場合には循環ポンプ1_34を停止する。
一方、暖房運転時には、Twが「外気温度Ta(又は生活用建屋内の室内温度Tr)から暖房運転時の圧縮機1_32の動力負荷に基づいて計算されるΔTh(≧0)を減じた温度(Ta(又はTr)−ΔTh)」より高い場合に循環ポンプ1_34を運転し、Twが「『Ta(又はTr)−ΔTh』と0℃の少なくともいずれか一方」より低い場合には、循環ポンプ1_34を停止する(ここで、0℃を下回った場合に循環ポンプ1_34を停止するのは、貯留水槽5内の生活排水・雨水の氷結を回避するためである)。
一方、本実施形態では、湯沸運転が行われている際には、室外送風機2_41Aは常時運転するが、循環ポンプ2_44は、貯留水槽5に設けられた水温計(図10〜図14には図示しない)によって測定された貯留水槽5内の生活排水・雨水の温度情報と、貯湯槽6に設けられた湯温度計(図10〜図14には図示しない)によって測定された湯温度情報とに基づいて、その運転及び停止が制御される。すなわち、貯留水槽5内の生活排水・雨水の温度Twが「貯湯槽6内の湯温度Ttから圧縮機2_42の動力負荷に基づいて計算されるΔTb(≧0)を減じた温度(Tt−ΔTb)」より高い場合に循環ポンプ2_44を運転し、Twが「『Tt−ΔTb』と0℃の少なくともいずれか一方」より低い場合には、循環ポンプ2_44を停止する(ここで、0℃を下回った場合に循環ポンプ2_44を停止するのは、貯留水槽5内の生活排水・雨水の氷結を回避するためである)。
なお、本実施形態のヒートポンプ式空気調和・給湯統合システムは、電力料金が割安に設定されている夜間だけに湯沸運転することができる。夜間は、通常、家屋1から生活排水が排出されないため、雨が降っている場合を除き、貯留水槽5内の生活排水・雨水は新しい生活排水・雨水によって置換されず、結果として、貯留水槽5内の生活排水・雨水の温度は一方的に低下してしまう。特に、貯湯槽6の容量が貯留水槽5の容量と比較して大きい場合には、夜間に貯湯槽6内の湯を所定の炊き上げ設定温度(80℃前後)まで加熱する前に、貯留水槽5内の生活排水・雨水の温度Twが0℃に達して循環ポンプ2_44は停止し、それ以降は、冷媒2は熱源媒体2との熱交換によって加温されず、室外送風機2_41Aによって送られる外気との熱交換だけによって加温されることになる。
ところで、一般に、空冷式のヒートポンプ式給湯装置の熱交換効率が悪くなるのは、貯湯槽6内の湯の温度が高くなってからである。したがって、上記のように湯沸完了前に熱源媒体2との熱交換が停止しては、本発明のヒートポンプ式給湯システム又はヒートポンプ式空気調和・給湯統合システムの効果が低減してしまう。
この問題を回避するためには、本実施形態のヒートポンプ式空気調和・給湯統合システムの湯沸運転が開始されてもすぐには循環ポンプ2_44を起動せず、貯湯槽6内の湯の(平均)温度が、炊き上げ設定温度、湯沸運転開始時の貯留水槽5内の生活排水・雨水の温度、貯湯槽6の容量、貯留水槽5の容量等から定めた温度に達してから循環ポンプ2_44を起動するようにすれば、貯湯槽6内の湯の温度が高くなって以降の熱交換効率の低下を回避することができる。
なお、上記では、循環ポンプ1_34の運転・停止制御を、貯留水槽5内の生活排水・雨水の温度情報と外気温度情報(又は生活用建屋内の室内温度情報)とに基づいて行っているが、貯留水槽5内の生活排水・雨水の温度情報の代わりに熱源媒体1の温度情報を、外気温度情報(又は生活用建屋内の室内温度情報)の代わりに冷媒1の温度情報を使用し、上記に代わる適切な基準を用いて制御することも可能である。また、循環ポンプ2_44の運転・停止制御については、貯留水槽5内の生活排水・雨水の温度情報の代わりに熱源媒体2の温度情報を、貯湯槽6内の湯温度情報の代わりに冷媒2の温度情報を使用し、上記に代わる適切な基準を用いて制御することも可能である。その場合、冷媒1、冷媒2、熱源媒体1、熱源媒体2の温度は、室外熱交換器W1_31W又は室外熱交換器W2_41Wの前後で測定することが望ましい。
(第5の実施形態)
図15は、本発明の第5の実施形態に係るヒートポンプ式空気調和・給湯統合システムの機器構成と、該ヒートポンプ式空気調和・給湯統合システムを冷房単独運転している場合の冷媒及び熱源媒体の循環経路を説明するための構成図である。
また、図16は、本発明の第5の実施形態に係るヒートポンプ式空気調和・給湯統合システムを湯沸単独運転している場合の冷媒及び熱源媒体の循環経路を説明するための構成図である。
また、図17は、本発明の第5の実施形態に係るヒートポンプ式空気調和・給湯統合システムを「冷房+湯沸」併用運転している場合の冷媒及び熱源媒体の循環経路を説明するための構成図である。
本実施形態のヒートポンプ式空気調和・給湯統合システムは暖房機能を有していないため、第3の実施形態のヒートポンプ式空気調和・給湯統合システムが備えていた冷暖房切り替え用の四方弁A_35及び四方弁B_36は備えていない。また、室外機ユニット3に熱源媒体3が供給される経路と給湯ユニット4に熱源媒体3が供給される経路が一体化されているため、貯留水槽5内の熱交換器も槽内熱交換器3_53のみとなるとともに、循環ポンプ2_44は備えていない。その代わりに、室外機ユニット3には、熱源媒体3の循環経路を切り替えるための三方弁A1_371、三方弁A2_372、三方弁A3_373及び三方弁A4_374が設けられている。
なお、本実施形態のヒートポンプ式空気調和・給湯統合システムにおいては、室外機ユニット3と給湯ユニット4とは独立の筐体で構成されているが、これを一体化し、一つの筐体に、室外熱交換器W1_31W、圧縮機1_32、膨張弁1_33、循環ポンプ1_34、三方弁A1_371、三方弁A2_372、三方弁A3_373、三方弁A4_374、室外熱交換器W2_41W、圧縮機2_42、膨張弁2_43、給水ポンプ45及び湯沸熱交換器46を備えるようにすることも可能である。この際、室外熱交換器W1_31W及び/又は室外熱交換器W2_41Wは、筐体の内部に収納しても、筐体の一面を構成させてもよい。
本実施形態のヒートポンプ式空気調和・給湯統合システムにおいては、冷媒1及び冷媒2の循環系統は第3の実施形態のヒートポンプ式空気調和・給湯統合システムと同じである。それに対して、熱源媒体3の循環系統は、それぞれの運転の場合に、以下のように変わる(図16及び図17において循環経路を太実線で示す)。

冷房単独運転の場合:槽内熱交換器3_53→循環ポンプ1_34→三方弁A1_371→室外熱交換器W1_31W→三方弁A2_372→三方弁A3_373→三方弁A4_374→槽内熱交換器3_53

湯沸単独運転の場合:槽内熱交換器3_53→循環ポンプ1_34→三方弁A1_371→三方弁A2_372→三方弁A3_373→室外熱交換器W2_41W→三方弁A4_374→槽内熱交換器3_53

「冷房+湯沸」併用運転の場合:槽内熱交換器3_53→循環ポンプ1_34→三方弁A1_371→室外熱交換器W1_31W→三方弁A2_372→三方弁A3_373→室外熱交換器W2_41W→三方弁A4_374→槽内熱交換器3_53

一方、家屋1内の空気から貯留水槽5内の生活排水・雨水への温熱の移動、及び、貯留水槽5内の生活排水・雨水から水への温熱が移動は、熱源媒体1及び熱源媒体2が熱源媒体3に代わることを除けば、第3の実施形態のヒートポンプ式空気調和・給湯統合システムと同じである。
(第6の実施形態)
図18は、本発明の第6の実施形態に係るヒートポンプ式空気調和・給湯統合システムの機器構成と、該ヒートポンプ式空気調和・給湯統合システムを冷房単独運転している場合の冷媒及び熱源媒体の循環経路を説明するための構成図である。
また、図19は、本発明の第6の実施形態に係るヒートポンプ式空気調和・給湯統合システムを湯沸単独運転している場合の冷媒及び熱源媒体の循環経路を説明するための構成図である。
また、図20は、本発明の第6の実施形態に係るヒートポンプ式空気調和・給湯統合システムを「冷房+湯沸」併用運転している場合の冷媒及び熱源媒体の循環経路を説明するための構成図である。
本実施形態のヒートポンプ式空気調和・給湯統合システムは、冷媒1の循環系統において、膨張弁1_33と室外熱交換器W1_31Wとの間に室外熱交換器A1_31Aが設けられるとともに、室外熱交換器A1_31Aに外気を送る室外送風機1_31Aが設けられること、及び、冷媒2の循環系統において、膨張弁2_43と室外熱交換器W2_41Wとの間に室外熱交換器A2_41Aが設けられるとともに、室外熱交換器A2_41Aに外気を送る室外送風機2_41Aが設けられることを除いて、基本的な機器構成は第5の実施形態のヒートポンプ式空気調和システムと同じである。
すなわち、本実施形態においては、室外機ユニット3は、鋼板製又はプラスチック製の筐体に、室外熱交換器W1_31W、室外熱交換器A1_31A、室外送風機1_31A、圧縮機1_32、膨張弁1_33、循環ポンプ1_34、三方弁A1_371、三方弁A2_372、三方弁A3_373及び三方弁A4_374を備える。この際、室外熱交換器W1_31Wは、筐体の内部に収納しても、筐体の一面を構成させてもよい。一方、給湯ユニット4は、鋼板製又はプラスチック製の筐体に、室外熱交換器W2_41W、室外熱交換器A2_41A、室外送風機2_41A、圧縮機2_42、膨張弁2_43、給水ポンプ45、湯沸熱交換器46を備える。この際、室外熱交換器W2_41Wは、筐体の内部に収納しても、筐体の一面を構成させてもよい。
なお、本実施形態においては、室外機ユニット3と給湯ユニット4の双方に、室外送風機と室外熱交換器Aの組み合わせである外気熱交換ユニットを設けているが、外気熱交換ユニットは、室外機ユニット3と給湯ユニット4のいずれか一方だけに設けることも可能である。
また、本実施形態のヒートポンプ式空気調和・給湯統合システムにおいては、室外機ユニット3と給湯ユニット4とは独立の筐体で構成されているが、これを一体化し、一つの筐体に、室外熱交換器W1_31W、室外熱交換器A1_31A、室外送風機1_31A、圧縮機1_32、膨張弁1_33、循環ポンプ1_34、三方弁A1_371、三方弁A2_372、三方弁A3_373、三方弁A4_374、室外熱交換器W2_41W、室外熱交換器A2_41A、室外送風機2_41A、圧縮機2_42、膨張弁2_43、給水ポンプ45及び湯沸熱交換器46を備えるようにすることも可能である。この際、室外熱交換器W1_31W及び/又は室外熱交換器W2_41Wは、筐体の内部に収納しても、筐体の一面を構成させてもよい。
さらに、本実施形態においては、室外熱交換器A1_31Aを膨張弁1_33と室外熱交換器W1_31Wとの間に設けているが、その代わりに、室外熱交換器W1_31Wと四方弁A_35との間に設けてもよい。また、室外熱交換器A2_41Aを膨張弁2_43と室外熱交換器W2_41Wとの間に設けているが、その代わりに、室外熱交換器W2_41Wと圧縮機2_42との間に設けてもよい。
本実施形態のヒートポンプ式空気調和・給湯統合システムでは、冷房単独運転が行われている際には、室外送風機1_31Aは常時運転するが、循環ポンプ1_34は、貯留水槽5に設けられた水温計(図18〜図20には図示しない)によって測定された貯留水槽5内の生活排水・雨水の温度情報と、室外機ユニット3に設けられた気温計(図10〜図14には図示しない)によって測定された外気温度情報(又は、室内機ユニット2に設けられた気温計(図10〜図14には図示しない)によって測定された生活用建屋内の室内温度)とに基づいて、その運転及び停止が制御される。すなわち、貯留水槽5内の生活排水・雨水の温度Twが「外気温度Ta(又は生活用建屋内の室内温度Tr)に冷房運転時の圧縮機1_32の動力負荷に基づいて計算されるΔTc(≧0)を加えた温度(Ta(又はTr)+ΔTc)」より低い場合に循環ポンプ1_34を運転し、TwがTa(又はTr)+ΔTcより高い場合には循環ポンプ1_34を停止する。
次に、本実施形態では、湯沸単独運転が行われている際には、室外送風機2_41Aは常時運転するが、循環ポンプ1_34は、貯留水槽5に設けられた水温計(図18〜図20には図示しない)によって測定された貯留水槽5内の生活排水・雨水の温度情報と、貯湯槽6に設けられた湯温度計(図10〜図14には図示しない)によって測定された湯温度情報とに基づいて、その運転及び停止が制御される。すなわち、貯留水槽5内の生活排水・雨水の温度Twが「貯湯槽6内の湯温度Ttから圧縮機2_42の動力負荷に基づいて計算されるΔTb(≧0)を減じた温度(Tt−ΔTb)」より高い場合に循環ポンプ1_34を運転し、TwがTt−ΔTbより低い場合には循環ポンプ1_34を停止する。
最後に、「冷房+湯沸」併用運転が行われている際には、貯留水槽5内の生活排水・雨水の温度Twが、「外気温度Ta(又は生活用建屋内の室内温度Tr)に冷房運転時の圧縮機1_32の動力負荷に基づいて計算されるΔTcを加えた温度(Ta(又はTr)+ΔTc)」より低く、「貯湯槽6内の湯温度Ttから冷房運転時の圧縮機1_32の動力負荷に基づいて計算されるΔTc’と圧縮機2_42の動力負荷に基づいて計算されるΔTbとを減じた温度(Tt−ΔTc’−ΔTb)」より高い場合に循環ポンプ1_34を運転し、それ以外の場合には循環ポンプ2_44を停止する。
なお、上記では、循環ポンプ1_34の運転・停止制御を、貯留水槽5内の生活排水・雨水の温度情報、外気温度情報(又は生活用建屋内の室内温度情報)及び貯湯槽6内の湯温度情報に基づいて行っているが、貯留水槽5内の生活排水・雨水の温度情報の代わりに熱源媒体3の温度情報を、外気温度情報(又は生活用建屋内の室内温度情報)の代わりに冷媒1の温度情報を、貯湯槽6内の湯温度情報の代わりに冷媒2の温度情報を使用し、上記に代わる適切な基準を用いて制御することも可能である。その場合、冷媒1、冷媒2、熱源媒体3の温度は、室外熱交換器W1_31W又は室外熱交換器W2_41Wの前後で測定することが望ましい。
(第7の実施形態)
図21は、本発明の第7の実施形態に係るヒートポンプ式空気調和・給湯統合システムの機器構成と、該ヒートポンプ式空気調和・給湯統合システムを冷房単独運転している場合の冷媒及び熱源媒体の循環経路を説明するための構成図である。
また、図22は、本発明の第7の実施形態に係るヒートポンプ式空気調和・給湯統合システムを暖房単独運転している場合の冷媒及び熱源媒体の循環経路を説明するための構成図である。
また、図23は、本発明の第7の実施形態に係るヒートポンプ式空気調和・給湯統合システムを湯沸単独運転している場合の冷媒及び熱源媒体の循環経路を説明するための構成図である。
また、図24は、本発明の第7の実施形態に係るヒートポンプ式空気調和・給湯統合システムを「冷房+湯沸」併用運転している場合の冷媒及び熱源媒体の循環経路を説明するための構成図である。
また、図25は、本発明の第7の実施形態に係るヒートポンプ式空気調和・給湯統合システムを「暖房+湯沸」併用運転している場合の冷媒及び熱源媒体の循環経路を説明するための構成図である。
本実施形態のヒートポンプ式空気調和・給湯統合システムは暖房機能を有するため、第5の実施形態のヒートポンプ式空気調和・給湯統合システムが備えていなかった四方弁A_35及び四方弁B_36を備えている。一方、暖房運転時に室外熱交換器W1_31Wに熱源媒体1を供給するために槽内熱交換器1_52を備え、三方弁A1_371、三方弁A2_372、三方弁A3_373及び三方弁A4_374の代わりに、三方弁B1_371、三方弁B2_372、三方弁B3_373、三方弁B4_374、三方弁B5_375、三方弁B5_375を備えている。また、熱源媒体循環用のポンプも2台(循環ポンプ1_34及び循環ポンプ2_44)としている。
なお、本実施形態のヒートポンプ式空気調和・給湯統合システムにおいては、室外機ユニット3と給湯ユニット4とは独立の筐体で構成されているが、これを一体化し、一つの筐体に、室外熱交換器W1_31W、圧縮機1_32、膨張弁1_33、循環ポンプ1_34、四方弁A_35、四方弁B_36、三方弁B1_371、三方弁B2_372、三方弁B3_373、三方弁B4_374、三方弁B5_375、三方弁B5_375、室外熱交換器W2_41W、圧縮機2_42、膨張弁2_43、循環ポンプ2_44、給水ポンプ45及び湯沸熱交換器46を備えるようにすることも可能である。この際、室外熱交換器W1_31W及び/又は室外熱交換器W2_41Wは、筐体の内部に収納しても、筐体の一面を構成させてもよい。
本実施形態のヒートポンプ式空気調和・給湯統合システムにおいては、冷媒1及び冷媒2の循環系統は第3の実施形態のヒートポンプ式空気調和・給湯統合システムと同じである。また、熱源媒体3の循環系統は、経由する循環ポンプと弁類が複雑になったことを除いて、第5の実施形態のヒートポンプ式空気調和・給湯統合システムと同じである。
一方、今回新たに加わった暖房運転用の熱源媒体1用の循環系統は、暖房単独運転の場合でも、「暖房+湯沸」併用運転の場合でも同じであり、槽内熱交換器1_51→三方弁B1_381→四方弁B_36→室外熱交換器W1_31W→四方弁B_36→三方弁B2_382→槽内熱交換器1_51の経路となる(図22及び図25において、循環経路を太実線で示す)。
(第8の実施形態)
図26は、本発明の第8の実施形態に係るヒートポンプ式空気調和・給湯統合システムの機器構成と、該ヒートポンプ式空気調和・給湯統合システムを冷房単独運転している場合の冷媒及び熱源媒体の循環経路を説明するための構成図である。
また、図27は、本発明の第8の実施形態に係るヒートポンプ式空気調和・給湯統合システムを暖房単独運転している場合の冷媒及び熱源媒体の循環経路を説明するための構成図である。
また、図28は、本発明の第8の実施形態に係るヒートポンプ式空気調和・給湯統合システムを湯沸単独運転している場合の冷媒及び熱源媒体の循環経路を説明するための構成図である。
また、図29は、本発明の第8の実施形態に係るヒートポンプ式空気調和・給湯統合システムを「冷房+湯沸」併用運転している場合の冷媒及び熱源媒体の循環経路を説明するための構成図である。
また、図30は、本発明の第8の実施形態に係るヒートポンプ式空気調和・給湯統合システムを「暖房+湯沸」併用運転している場合の冷媒及び熱源媒体の循環経路を説明するための構成図である。
本実施形態のヒートポンプ式空気調和・給湯統合システムは、冷媒1の循環系統において、膨張弁1_33と室外熱交換器W1_31Wとの間に室外熱交換器A1_31Aが設けられるとともに、室外熱交換器A1_31Aに外気を送る室外送風機1_31Aが設けられること、及び、冷媒2の循環系統において、膨張弁2_43と室外熱交換器W2_41Wとの間に室外熱交換器A2_41Aが設けられるとともに、室外熱交換器A2_41Aに外気を送る室外送風機2_41Aが設けられることを除いて、基本的な機器構成は第7の実施形態のヒートポンプ式空気調和システムと同じである。
すなわち、本実施形態においては、室外機ユニット3は、鋼板製又はプラスチック製の筐体に、室外熱交換器W1_31W、室外熱交換器A1_31A、室外送風機1_31A、圧縮機1_32、膨張弁1_33、循環ポンプ1_34、循環ポンプ2_44、四方弁A_35、四方弁B_36、三方弁B1_371、三方弁B2_372、三方弁B3_373、三方弁B4_374、三方弁B5_375及び三方弁B5_375を備える。この際、室外熱交換器W1_31Wは、筐体の内部に収納しても、筐体の一面を構成させてもよい。一方、給湯ユニット4は、鋼板製又はプラスチック製の筐体に、室外熱交換器W2_41W、室外熱交換器A2_41A、室外送風機2_41A、圧縮機2_42、膨張弁2_43、給水ポンプ45、湯沸熱交換器46を備える。この際、室外熱交換器W2_41Wは、筐体の内部に収納しても、筐体の一面を構成させてもよい。
なお、本実施形態においては、室外機ユニット3と給湯ユニット4の双方に、室外送風機と室外熱交換器Aの組み合わせである外気熱交換ユニットを設けているが、外気熱交換ユニットは、室外機ユニット3と給湯ユニット4のいずれか一方だけに設けることも可能である。
また、本実施形態のヒートポンプ式空気調和・給湯統合システムにおいては、室外機ユニット3と給湯ユニット4とは独立の筐体で構成されているが、これを一体化し、一つの筐体に、室外熱交換器W1_31W、室外熱交換器A1_31A、室外送風機1_31A、圧縮機1_32、膨張弁1_33、循環ポンプ1_34、四方弁A_35、四方弁B_36、三方弁B1_371、三方弁B2_372、三方弁B3_373、三方弁B4_374、三方弁B5_375、三方弁B5_375、室外熱交換器W2_41W、室外熱交換器A2_41A、室外送風機2_41A、圧縮機2_42、膨張弁2_43、循環ポンプ2_44、給水ポンプ45及び湯沸熱交換器46を備えるようにすることも可能である。この際、室外熱交換器W1_31W及び/又は室外熱交換器W2_41Wは、筐体の内部に収納しても、筐体の一面を構成させてもよい。
さらに、本実施形態においては、室外熱交換器A1_31Aを膨張弁1_33と室外熱交換器W1_31Wとの間に設けているが、その代わりに、室外熱交換器W1_31Wと四方弁A_35との間に設けてもよい。また、室外熱交換器A2_41Aを膨張弁2_43と室外熱交換器W2_41Wとの間に設けているが、その代わりに、室外熱交換器W2_41Wと圧縮機2_42との間に設けてもよい。
本実施形態のヒートポンプ式空気調和・給湯統合システムでは、冷房単独運転、湯沸単独運転及び「冷房+湯沸」併用運転が行われている際には、循環ポンプ2_44が運転されるが、循環ポンプ2_44の運転及び停止の制御方法は、第6の実施形態のヒートポンプ式空気調和・給湯統合システムにおける循環ポンプ1_34の運転及び停止の制御方法と同じである。なお、「暖房+湯沸」併用運転の場合の循環ポンプ2_44の運転及び停止の制御の方法は、湯沸単独運転の場合と同じである。
一方、本実施形態では、暖房単独運転及び「暖房+湯沸」併用運転が行われている際には、循環ポンプ1_34が運転され、その運転及び停止は、貯留水槽5に設けられた水温計(図26〜図30には図示しない)によって測定された貯留水槽5内の生活排水・雨水の温度情報と、室外機ユニット3に設けられた気温計(図26〜図30には図示しない)によって測定された外気温度情報(又は、室内機ユニット2に設けられた気温計(図26〜図30には図示しない)によって測定された生活用建屋内の室内温度)とに基づいて制御される。すなわち、貯留水槽5内の生活排水・雨水の温度Twが「外気温度Ta(又は生活用建屋内の室内温度Tr)から暖房運転時の圧縮機1_32の動力負荷に基づいて計算されるΔTh(≧0)を減じた温度(Ta(又はTr)−ΔTh)」より高い場合に循環ポンプ1_34を運転し、Twが「『Ta(又はTr)−ΔTh』と0℃の少なくともいずれか一方」より低い場合には、循環ポンプ1_34を停止する(ここで、0℃を下回った場合に循環ポンプ1_34を停止するのは、貯留水槽5内の生活排水・雨水の氷結を回避するためである)。
なお、上記では、循環ポンプ1_34の運転・停止制御を、貯留水槽5内の生活排水・雨水の温度情報と外気温度情報(又は生活用建屋内の室内温度情報)とに基づいて行っているが、貯留水槽5内の生活排水・雨水の温度情報の代わりに熱源媒体1の温度情報を、外気温度情報(又は生活用建屋内の室内温度情報)の代わりに冷媒1の温度情報を使用し、上記に代わる適切な基準を用いて制御することも可能である。その場合、冷媒1や熱源媒体1の温度は、室外熱交換器W1_31Wの前後で測定することが望ましい。
(第9の実施形態)
図31は、本発明の第9の実施形態に係るヒートポンプ式空気調和・給湯統合システムの給排水系統の機器構成と、該給排水系統における給排水経路の一例を説明するための構成図である。
また、図32は、本発明の第9の実施形態に係るヒートポンプ式空気調和・給湯統合システムの給排水系統における給排水経路の別の一例を説明するための構成図である。
また、図33は、本発明の第9の実施形態に係るヒートポンプ式空気調和・給湯統合システムの給排水系統における給排水経路のさらに別の一例を説明するための構成図である。
本実施形態のヒートポンプ式空気調和・給湯統合システムの給排水系統においては、上水道配管81から家屋1内の風呂11、台所12、洗濯機13、洗い場14及び貯留水槽5に水道水が供給される(貯留水槽5に対しては開閉弁83を介して)。また、風呂11、台所12、洗濯機13及び洗い場14で使用済みとなった生活排水は、それぞれ三方弁C1_71、三方弁C2_72、三方弁C3_73、三方弁C4_74及び三方弁C5_75を介して、貯留水槽5に供給されるか、下水道配管82に放流される。
一方、家屋1に落下した雨水は雨どい16で集められ、これも三方弁C6_76を介して貯留水槽5に供給されるか、下水道配管82に放流される。
さらに、貯留水槽5内の生活排水・雨水は、排水ポンプ54で下水道配管82に放流されるか、排水再利用ポンプ55でトイレ15の水洗用水として供給される。ここで、排水ポンプ54は、液位計57の測定信号に基づいて運転及び停止する。
なお、トイレ15を水洗後の排水は、貯留水槽5に供給されることなく、すべて下水道配管82に放流される。
開閉弁83は、演算機2_84からの指示信号に基づき開閉され、演算機2_84は「貯留水槽5内の生活排水・雨水の液位を測定する液位計57からの測定信号」及び「貯留水槽5内の生活排水・雨水の温度を測定する温度計1_56からの測定信号」に基づき指示信号を生成する。
また、三方弁のうち、三方弁C2_72、三方弁C3_73、三方弁C4_74、三方弁C5_75及び三方弁C6_76については、冷媒循環系統1における圧縮機1_32と冷媒循環系統2における圧縮機2_42の運転及び停止の信号に基づき開方向が決定される。一方、三方弁C1_71は、それらに加えて、四方弁A_35の開方向(すなわち冷房運転と暖房運転の別)、及び、演算器1_78からの指示信号に基づき開方向が決定され、演算器1_78は「風呂11からの排水の温度を測定する温度計2_77とからの測定信号」と「貯留水槽5内の生活排水・雨水の温度を測定する温度計1_56からの測定信号」に基づき指示信号を生成する。
図31の給排水経路は、圧縮機1_32と圧縮機2_42の双方が停止している(すなわち、空気調和も給湯も行われていない)場合の給排水経路である。風呂11、台所12、洗濯機13及び洗い場14で発生した生活排水、及び、雨どいで集められた雨水は、すべて下水道配管に放流されており、貯留水槽5内の排水ポンプ54も運転していない。
一方、図32の給排水経路は、圧縮機1_32と圧縮機2_42の少なくとも一方が運転しており、貯留水槽5内の生活排水・雨水の液位も温度も適正な範囲にある場合の給排水経路である。風呂11、台所12、洗濯機13及び洗い場14で発生した生活排水、及び、雨どいで集められた雨水は、すべて貯留水槽5に供給されている。排水ポンプ54も運転することによって、貯留水槽5内の生活排水・雨水の液位を適正範囲内に保っている。
最後に、図33の給排水経路は、圧縮機1_32が稼動して冷房運転がなされており、かつ、貯留水槽5内の生活排水・雨水の液位が適正値より低く、また、貯留水槽5内の生活排水・雨水の温度が風呂11からの排水の温度よりも低い場合の給排水経路である。台所12、洗濯機13及び洗い場14で発生した生活排水、及び、雨どいで集められた雨水は貯留水槽5に供給されているが、風呂11からの排水は、貯留水槽5内の生活排水・雨水の温度を上げないように下水道配管に放流されている。一方、貯留水槽5内の生活排水・雨水の液位を適正値まで上げるように、上水道配管から貯留水槽5に水道水が補給されている。
本発明は、ヒートポンプ式の空気調和装置や給湯装置を設計・製造する産業において利用することができる。また、空気調和装置や給湯装置を備えた家屋、病院、学校、オフィスビルなどの建物を設計・製造・建築する産業において利用することができる。
本発明の第1の実施形態に係るヒートポンプ式空気調和システムの機器構成と、該空気調和システムを冷房運転している場合の冷媒及び熱源媒体の循環経路を説明するための構成図である。 本発明の第1の実施形態に係るヒートポンプ式空気調和システムを暖房運転している場合の冷媒及び熱源媒体の循環経路を説明するための構成図である。 本発明の第2の実施形態に係るヒートポンプ式空気調和システムの機器構成と、該空気調和システムを冷房運転している場合の冷媒及び熱源媒体の循環経路を説明するための構成図である。 本発明の第2の実施形態に係るヒートポンプ式空気調和システムを暖房運転している場合の冷媒及び熱源媒体の循環経路を説明するための構成図である。 本発明の第3の実施形態に係るヒートポンプ式空気調和・給湯統合システムの機器構成と、該ヒートポンプ式空気調和・給湯統合システムを冷房単独運転している場合の冷媒及び熱源媒体の循環経路を説明するための構成図である。 本発明の第3の実施形態に係るヒートポンプ式空気調和・給湯統合システムを暖房単独運転している場合の冷媒及び熱源媒体の循環経路を説明するための構成図である。 本発明の第3の実施形態に係るヒートポンプ式空気調和・給湯統合システムを湯沸単独運転している場合の冷媒及び熱源媒体の循環経路を説明するための構成図である。 本発明の第3の実施形態に係るヒートポンプ式空気調和・給湯統合システムを「冷房+湯沸」併用運転している場合の冷媒及び熱源媒体の循環経路を説明するための構成図である。 本発明の第3の実施形態に係るヒートポンプ式空気調和・給湯統合システムを「暖房+湯沸」併用運転している場合の冷媒及び熱源媒体の循環経路を説明するための構成図である。 本発明の第4の実施形態に係るヒートポンプ式空気調和・給湯統合システムの機器構成と、該ヒートポンプ式空気調和・給湯統合システムを冷房単独運転している場合の冷媒及び熱源媒体の循環経路を説明するための構成図である。 本発明の第4の実施形態に係るヒートポンプ式空気調和・給湯統合システムを暖房単独運転している場合の冷媒及び熱源媒体の循環経路を説明するための構成図である。 本発明の第4の実施形態に係るヒートポンプ式空気調和・給湯統合システムを湯沸単独運転している場合の冷媒及び熱源媒体の循環経路を説明するための構成図である。 本発明の第4の実施形態に係るヒートポンプ式空気調和・給湯統合システムを「冷房+湯沸」併用運転している場合の冷媒及び熱源媒体の循環経路を説明するための構成図である。 本発明の第4の実施形態に係るヒートポンプ式空気調和・給湯統合システムを「暖房+湯沸」併用運転している場合の冷媒及び熱源媒体の循環経路を説明するための構成図である。 本発明の第5の実施形態に係るヒートポンプ式空気調和・給湯統合システムの機器構成と、該ヒートポンプ式空気調和・給湯統合システムを冷房単独運転している場合の冷媒及び熱源媒体の循環経路を説明するための構成図である。 本発明の第5の実施形態に係るヒートポンプ式空気調和・給湯統合システムを湯沸単独運転している場合の冷媒及び熱源媒体の循環経路を説明するための構成図である。 本発明の第5の実施形態に係るヒートポンプ式空気調和・給湯統合システムを「冷房+湯沸」併用運転している場合の冷媒及び熱源媒体の循環経路を説明するための構成図である。 本発明の第6の実施形態に係るヒートポンプ式空気調和・給湯統合システムの機器構成と、該ヒートポンプ式空気調和・給湯統合システムを冷房単独運転している場合の冷媒及び熱源媒体の循環経路を説明するための構成図である。 本発明の第6の実施形態に係るヒートポンプ式空気調和・給湯統合システムを湯沸単独運転している場合の冷媒及び熱源媒体の循環経路を説明するための構成図である。 本発明の第6の実施形態に係るヒートポンプ式空気調和・給湯統合システムを「冷房+湯沸」併用運転している場合の冷媒及び熱源媒体の循環経路を説明するための構成図である。 本発明の第7の実施形態に係るヒートポンプ式空気調和・給湯統合システムを冷房単独運転している場合の冷媒及び熱源媒体の循環経路を説明するための構成図である。 本発明の第7の実施形態に係るヒートポンプ式空気調和・給湯統合システムを暖房単独運転している場合の冷媒及び熱源媒体の循環経路を説明するための構成図である。 本発明の第7の実施形態に係るヒートポンプ式空気調和・給湯統合システムを湯沸単独運転している場合の冷媒及び熱源媒体の循環経路を説明するための構成図である。 本発明の第7の実施形態に係るヒートポンプ式空気調和・給湯統合システムを「冷房+湯沸」併用運転している場合の冷媒及び熱源媒体の循環経路を説明するための構成図である。 本発明の第7の実施形態に係るヒートポンプ式空気調和・給湯統合システムを「暖房+湯沸」併用運転している場合の冷媒及び熱源媒体の循環経路を説明するための構成図である。 本発明の第8の実施形態に係るヒートポンプ式空気調和・給湯統合システムを冷房単独運転している場合の冷媒及び熱源媒体の循環経路を説明するための構成図である。 本発明の第8の実施形態に係るヒートポンプ式空気調和・給湯統合システムを暖房単独運転している場合の冷媒及び熱源媒体の循環経路を説明するための構成図である。 本発明の第8の実施形態に係るヒートポンプ式空気調和・給湯統合システムを湯沸単独運転している場合の冷媒及び熱源媒体の循環経路を説明するための構成図である。 本発明の第8の実施形態に係るヒートポンプ式空気調和・給湯統合システムを「冷房+湯沸」併用運転している場合の冷媒及び熱源媒体の循環経路を説明するための構成図である。 本発明の第8の実施形態に係るヒートポンプ式空気調和・給湯統合システムを「暖房+湯沸」併用運転している場合の冷媒及び熱源媒体の循環経路を説明するための構成図である。 本発明の第9の実施形態に係るヒートポンプ式空気調和・給湯統合システムの給排水系統の機器構成と、該給排水系統における給排水経路の一例を説明するための構成図である。 本発明の第9の実施形態に係るヒートポンプ式空気調和・給湯統合システムの給排水系統における給排水経路の別の一例を説明するための構成図である。 本発明の第9の実施形態に係るヒートポンプ式空気調和・給湯統合システムの給排水系統における給排水経路のさらに別の一例を説明するための構成図である。
1‥‥‥家屋
11‥‥‥風呂
12‥‥‥台所
13‥‥‥洗濯機
14‥‥‥洗い場
15‥‥‥トイレ
16‥‥‥雨どい
2‥‥‥室内機ユニット
21‥‥‥室内送風機
22‥‥‥室内熱交換器
3‥‥‥室外機ユニット
31F‥‥‥室外送風機1
31A‥‥‥室外熱交換器A1
31W‥‥‥室外熱交換器W1
32‥‥‥圧縮機1
33‥‥‥膨張弁1
34‥‥‥循環ポンプ1
35‥‥‥四方弁A
36‥‥‥四方弁B
371‥‥‥三方弁A1
372‥‥‥三方弁A2
373‥‥‥三方弁A3
374‥‥‥三方弁A4
381‥‥‥三方弁B1
382‥‥‥三方弁B2
383‥‥‥三方弁B3
384‥‥‥三方弁B4
385‥‥‥三方弁B5
386‥‥‥三方弁B6
4‥‥‥給湯ユニット
41F‥‥‥室外送風機2
41A‥‥‥室外熱交換器A2
41W‥‥‥室外熱交換器W2
42‥‥‥圧縮機2
43‥‥‥膨張弁2
44‥‥‥循環ポンプ2
45‥‥‥給水ポンプ
46‥‥‥湯沸熱交換器
5‥‥‥貯留水槽
51‥‥‥槽内熱交換器1
52‥‥‥槽内熱交換器2
53‥‥‥槽内熱交換器3
54‥‥‥排水ポンプ
55‥‥‥排水再利用ポンプ
56‥‥‥温度計1
57‥‥‥液位計
6‥‥‥貯湯槽
71‥‥‥三方弁C1
72‥‥‥三方弁C2
73‥‥‥三方弁C3
74‥‥‥三方弁C4
75‥‥‥三方弁C5
76‥‥‥三方弁C6
77‥‥‥温度計2
78‥‥‥演算器1
81‥‥‥上水道配管
82‥‥‥下水道配管
83‥‥‥開閉弁
84‥‥‥演算器2

Claims (7)

  1. (11)後記室内熱交換器に空気を送る室内送風機と;
    該室内送風機から送られた空気と「圧縮性流体である冷媒1」とを熱交換させる室内熱交換器と;
    を備え、人が個人又は集団で生活する建屋(以下、「人が個人又は集団で生活する建屋」を「生活建屋」と略記する)の内部に設けられる室内機ユニットと、
    (12W)前記冷媒1と「水、水溶液又はその他の不凍液である熱源媒体1」とを熱交換させる室外熱交換器W1と、
    (3)前記生活建屋のうち高汚濁排水発生箇所以外の箇所から排出される生活排水(以下、「前記生活建屋のうち高汚濁排水発生箇所以外の箇所から排出される生活排水」を「低汚濁生活排水」と略記する)を収集して後記貯留水槽に供給する低汚濁生活排水収集供給系統と、
    (4)前記低汚濁生活排水収集供給系統から供給される低汚濁生活排水、又は、該低汚濁生活排水と水道水や井戸水等の生活用水(以下、「水道水や井戸水等の生活用水」を「生活用水」と略記する)とを受け入れて貯留する貯留水槽であって、
    前記低汚濁生活排水、又は、前記低汚濁生活排水と前記生活用水との混合水(以下、「前記低汚濁生活排水と前記生活用水との混合水」を「低汚濁生活排水用水混合水」と略記する)と前記熱源媒体1とを熱交換させる槽内熱交換器1と;
    「前記低汚濁生活排水又は前記低汚濁生活排水用水混合水」を生活建屋内の前記高汚濁排水発生箇所に供給するための低汚濁生活排水供給手段と;
    「前記低汚濁生活排水又は前記低汚濁生活排水用水混合水」を下水道配管に放流するための放流手段と;
    を備える貯留水槽と、
    (15)前記冷媒1を前記室内熱交換器と前記室外熱交換器W1との間で循環させるとともに、循環経路中に圧縮機構と膨張機構を備えた冷媒循環系統1と、
    (16)前記熱源媒体1を前記室外熱交換器W1と前記槽内熱交換器1との間で循環させる熱源媒体循環系統1と、
    を備えることを特徴とする生活排水の総合的活用システム。
  2. (12A)後記室外熱交換器A1に外気を送る室外送風機1と;
    前記室外熱交換器W1に直列に設けられ、前記室外送風機1から送られた外気と前記冷媒1とを熱交換させる室外熱交換器A1と;
    を有する外気熱交換ユニット1
    を備えるとともに、
    前記冷媒循環系統1(15)においては、前記冷媒1を前記室内熱交換器と「前記室外熱交換器W1と前記室外熱交換器A1との直列体」との間で循環させる
    ことを特徴とする請求項1に記載の生活排水の総合的活用システム。
  3. (21E)水と「圧縮性流体である冷媒2」とを熱交換させる湯沸熱交換器と、
    (21T)前記湯沸熱交換器で前記冷媒2との熱交換によって生成した湯を貯留する貯湯槽と、
    (22W)前記冷媒2と「水、水溶液又はその他の不凍液である熱源媒体2」とを熱交換させる室外熱交換器W2と、
    (25)循環経路中に圧縮機構と膨張機構を備え、前記冷媒2を「圧縮機構→湯沸熱交換器→膨張機構→室外熱交換器W2」の経路で循環させる冷媒循環系統2と、
    を備えるとともに、
    前記貯留水槽(4)は、「前記低汚濁生活排水又は前記低汚濁生活排水用水混合水」と前記熱源媒体2とを熱交換させ、該熱源媒体2を加熱する槽内熱交換器2を備えた上で、
    (26)前記熱源媒体2を前記室外熱交換器W2と前記槽内熱交換器2との間で循環させる熱源媒体循環系統2と、
    を備えることを特徴とする、請求項1又は2に記載の生活排水の総合的活用システム。
  4. (22A)後記室外熱交換器A2に外気を送る室外送風機2と;
    前記室外熱交換器W2に直列に設けられ、該室外送風機2から送られた外気と前記冷媒2とを熱交換させる室外熱交換器A2と;
    を有する外気熱交換ユニット2
    を備えるとともに、
    前記冷媒循環系統2(25)においては、前記冷媒1を前記室内熱交換器と「前記室外熱交換器W2と前記室外熱交換器A2との直列体」との間で循環させる
    ことを特徴とする請求項3に記載の生活排水の総合的活用システム。
  5. (21E)水と「圧縮性流体である冷媒2」とを熱交換させる湯沸熱交換器と、
    (21T)前記湯沸熱交換器で前記冷媒2との熱交換によって生成した湯を貯留する貯湯槽と、
    (22W’)前記冷媒2と「水、水溶液又はその他の不凍液である熱源媒体1」とを熱交換させる室外熱交換器W2’と、
    (25)循環経路中に圧縮機構と膨張機構を備え、前記冷媒2を「圧縮機構→湯沸熱交換器→膨張機構→室外熱交換器W2’」の経路で循環させる冷媒循環系統2と、
    を備えるとともに、
    前記熱源媒体循環系統1(16)は、系統内に室外熱交換器W2’を含んだ上で、前記熱源媒体1を「室外熱交換器W1→室外熱交換器W2’→槽内熱交換器1」又は「室外熱交換器W2’→室外熱交換器W1→槽内熱交換器1」のいずれかの経路で循環させる、
    ことを特徴とする、請求項1又は2に記載の生活排水の総合的活用システム。
  6. 前記熱源媒体循環系統1(16)は経路切り替え手段を備え、該経路切り替え手段の切り替えによって、熱源媒体1の循環経路を「室外熱交換器W2’←→槽内熱交換器1」又は「室外熱交換器W1←→槽内熱交換器1」に切り替える機能を有することを特徴とする、請求項5に記載の生活排水の総合的活用システム。
  7. (22A)後記室外熱交換器A2に外気を送る室外送風機2と;
    前記室外熱交換器W2’に直列に設けられ、該室外送風機2から送られた外気と前記冷媒2とを熱交換させる室外熱交換器A2と;
    を有する外気熱交換ユニット2
    を備えるとともに、
    前記冷媒循環系統2(25)においては、前記冷媒1を前記室内熱交換器と「前記室外熱交換器W2’と前記室外熱交換器A2との直列体」との間で循環させる
    ことを特徴とする請求項5又は6に記載の生活排水の総合的活用システム。
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