JP2017072356A - ヒートポンプ式熱源装置 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】 屋内に設置された空調機1へ供給される熱交換用水の温度を調整するヒートポンプ2を、備える。ヒートポンプ2が、屋外に設置された複数の屋外側ユニット4と、屋内に設置された一つの屋内側ユニット5と、を備える。屋内側ユニット5が、冷媒と熱交換用水とを熱交換する屋内側熱交換器6と、送水ポンプ7と、を備える。屋外側ユニット4が、屋外空気と冷媒とを熱交換する屋外側熱交換器8と、圧縮機9と、を備える。屋外側熱交換器8と圧縮機9と屋内側熱交換器6とに冷媒が循環するように設けた冷媒配管10と、屋内側熱交換器6と送水ポンプ7と空調機1とに熱交換用水が循環するように設けた水配管11と、を備える。
【選択図】図2
Description
また、ヒートポンプ式熱源装置の圧縮機は、故障予防等のために所定出力以上でないと運転できない構造になっている。この所定出力である最小限界出力は、大能力の圧縮機になるほど大きくなる。したがって、中間期などのように空調負荷が小さな場合に、圧縮機が能力過多となって無駄にエネルギーを消費する。しかも、年間を通して考えると空調負荷が最大でない時間が大半であるため、熱源装置の浪費するエネルギー消費量が膨大になる問題があった。
前記ヒートポンプが、屋外に設置された複数の屋外側ユニットと、前記屋内又は前記屋内付近に設置された一つの屋内側ユニットと、を備え、
前記屋内側ユニットが、冷媒と前記熱交換用水とを熱交換する屋内側熱交換器と、前記熱交換用水を前記屋内側熱交換器及び前記空調機に搬送する送水ポンプと、を備え、
前記屋外側ユニットが、屋外空気と前記冷媒とを熱交換する屋外側熱交換器と、前記冷媒を圧縮して前記屋外側熱交換器及び前記屋内側熱交換器に搬送する圧縮機と、を備え、
前記複数の屋外側ユニットの屋外側熱交換器及び圧縮機と前記一つの屋内側ユニットの屋内側熱交換器とに前記冷媒が循環するように設けた冷媒配管と、
前記一つの屋内側ユニットの屋内側熱交換器及び前記送水ポンプと前記空調機とに前記熱交換用水が循環するように設けた水配管と、を備えていることを最も主要な特徴とする。
一台分の圧縮機の能力を複数の圧縮機にて分担して負担するので、各圧縮機の最小限界出力が小さくて済む。したがって、空調負荷が小さな場合に、圧縮機が能力過多とならず、無駄なエネルギー消費がなくなって省エネ性を向上させることができる。
複数の屋外側熱交換器で一つの屋内側熱交換器を共用しているので部品点数が削減され、コスト安となる。
請求項8の発明によれば、整流部材のプレートによって、屋外側熱交換器の空気入口を遮ぎりながら屋外空気を空気入口の全域へ流れ込ませるので、屋外側熱交換器の着霜抑制と熱交換能力の低下防止効果が維持されつつ、熱交換ムラが無くなって熱交換効率が向上する。しかも、プレートを設けるだけの簡易構造なので製作コストが安価となる。
請求項9の発明によれば、一方のプレートの端部と空気入口の間隔部を通った屋外空気と、一方のプレートの端部と他方のプレートの端部の間隔部を通った屋外空気と、が合流して乱流を生じながら屋外側熱交換器の空気入口に流れ込むので、屋外側熱交換器をバイパスする屋外空気が減少して熱交換効率が高まる。
請求項10の発明によれば、第1のプレートと第2のプレートの面積比率が6:4〜7:3なので、ファンから離れたところからも空気入口の中央部に屋外空気が流れ込み易い。かつ、プレートと屋外側熱交換器の空気入口との間隔がファンから離れるにしたがって拡がっているので、空気入口の中央部に屋外空気が流れ込み易い。これらの相乗効果で屋外側熱交換器の空気入口全域の風量分布が均等化されて、熱交換の効率及び能力が確実に向上する。
2 ヒートポンプ
3 制御装置
4 屋外側ユニット
5 屋内側ユニット
6 屋内側熱交換器
7 送水ポンプ
8 屋外側熱交換器
9 圧縮機
10 冷媒配管
11 水配管
31 整流部材
32 空気入口
33 プレート
請求項7の発明によれば、整流部材のプレートによって、屋外側熱交換器の空気入口を遮ぎりながら屋外空気を空気入口の全域へ流れ込ませるので、屋外側熱交換器の着霜抑制と熱交換能力の低下防止効果が維持されつつ、熱交換ムラが無くなって熱交換効率が向上する。しかも、プレートを設けるだけの簡易構造なので製作コストが安価となる。
請求項9の発明によれば、第1のプレートと第2のプレートの面積比率が6:4〜7:3なので、ファンから離れたところからも空気入口の中央部に屋外空気が流れ込み易い。かつ、プレートと屋外側熱交換器の空気入口との間隔がファンから離れるにしたがって拡がっているので、空気入口の中央部に屋外空気が流れ込み易い。これらの相乗効果で屋外側熱交換器の空気入口全域の風量分布が均等化されて、熱交換の効率及び能力が確実に向上する。
Claims (10)
- 屋内に設置された空調機へ供給される熱交換用水の温度を調整するヒートポンプを、備え、
前記ヒートポンプが、屋外に設置された複数の屋外側ユニットと、前記屋内又は前記屋内付近に設置された一つの屋内側ユニットと、を備え、
前記屋内側ユニットが、冷媒と前記熱交換用水とを熱交換する屋内側熱交換器と、前記熱交換用水を前記屋内側熱交換器及び前記空調機に搬送する送水ポンプと、を備え、
前記屋外側ユニットが、屋外空気と前記冷媒とを熱交換する屋外側熱交換器と、前記冷媒を圧縮して前記屋外側熱交換器及び前記屋内側熱交換器に搬送する圧縮機と、を備え、
前記複数の屋外側ユニットの屋外側熱交換器及び圧縮機と前記一つの屋内側ユニットの屋内側熱交換器とに前記冷媒が循環するように設けた冷媒配管と、
前記一つの屋内側ユニットの屋内側熱交換器及び前記送水ポンプと前記空調機とに前記熱交換用水が循環するように設けた水配管と、を備えていることを特徴とするヒートポンプ式熱源装置。 - 空調負荷の増減に応じて複数の屋外側ユニットの圧縮機の始動と停止を切換えかつ出力を増減調整する制御装置を、備え、
前記制御装置が、
前記複数の屋外側ユニットの圧縮機を順次始動させて出力を増加調整する場合に始動が先行の前記圧縮機の出力を始動が後行の前記圧縮機の始動時出力分だけ下げて前記後行の圧縮機を始動させるように制御すると共に
前記複数の屋外側ユニットの圧縮機を順次停止させて出力を減少調整する場合に停止が後行の前記圧縮機の出力を停止が先行の前記圧縮機の停止直前出力分だけ上げて前記先行の圧縮機を停止させるように制御する請求項1記載のヒートポンプ式熱源装置。 - 屋外側ユニットの圧縮機毎に最小限界出力を相違させた請求項1又は2記載のヒートポンプ式熱源装置。
- 制御装置が、複数の屋外側ユニットの圧縮機を順次始動又は停止させる場合に前記複数の屋外側ユニットの圧縮機の始動又は停止の順序を異ならせた複数の運転パターンにて前記複数の屋外側ユニットの圧縮機の始動又は停止させるように制御する請求項2又は3記載のヒートポンプ式熱源装置。
- 制御装置が、複数の屋外側ユニットの圧縮機を順次始動又は停止させる場合に前記複数の屋外側ユニットの圧縮機の各々の合計始動回数又は合計作動時間の多少を比較して少ない前記屋外側ユニットの圧縮機を優先的に始動させかつ多い前記屋外側ユニットの圧縮機を優先的に停止させるように制御する請求項2又は3記載のヒートポンプ式熱源装置。
- 制御装置が、屋外側ユニットの屋外側熱交換器のデフロストが必要なときには前記複数の屋外側ユニットの圧縮機を順次始動又は停止させないように制御する請求項4又は5に記載のヒートポンプ式熱源装置。
- 屋外側ユニットが、面状の空気入口を有すると共にヒートポンプの冷媒と前記空気入口から流れ込む屋外空気とを熱交換する屋外側熱交換器と、前記空気入口が遮られるようにかつ前記屋外空気を前記空気入口へ流れ込ませるように設けられた整流部材と、を備え、
前記整流部材が、前記空気入口に対して間を隔てて対面するように設けられたプレートを、備えた請求項1から6のいずれかに記載のヒートポンプ式熱源装置。 - 屋外側ユニットが、面状の空気入口を有すると共にヒートポンプの冷媒と前記空気入口から流れ込む屋外空気とを熱交換する屋外側熱交換器と、前記空気入口が遮られるようにかつ前記屋外空気を分流させて前記空気入口の全域へ流れ込ませるように設けられた整流部材と、を備え、
前記整流部材が、前記空気入口に対して間を隔てて対面しかつ前記空気入口に沿って隣合うように設けられた複数のプレートを、備え、
前記空気入口と前記プレートの間隔部と、互いに隣合う前記プレートの間隔部と、を通って前記屋外空気が前記空気入口へ流れ込むように、前記プレートが配置されている請求項1から6のいずれかに記載のヒートポンプ式熱源装置。 - 一方のプレートの端部と屋外側熱交換器の空気入口の間隔部に、他方のプレートの端部が、前記一方のプレートと前記空気入口に対して互いに間を隔てて配置されている請求項8記載のヒートポンプ式熱源装置。
- 屋外空気を屋外側熱交換器の空気入口へ流れ込ませるファンを、備え、
整流部材が、第1のプレートと第2のプレートにて構成され、
前記第1のプレートと前記第2のプレートが、前記第1のプレートよりも前記第2のプレートの方が前記ファンから離れかつ前記プレートの面積比率が前記第1のプレート:前記第2のプレート=6:4〜7:3となるように、構成され、
前記第2のプレートが、前記空気入口と前記第2のプレートとの間隔が前記ファンから離れるにしたがって拡がるように、構成されている請求項8又は9記載のヒートポンプ式熱源装置。
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