JP2519706B2 - マルチ給湯機 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 〔発明の目的〕 （産業上の利用分野） この発明は給湯や除湿乾燥、必要に応じて追焚きもで
きるマルチ給湯機に係り、特に保湿乾燥ユニット側の冷
媒回路を改良したマルチ給湯機に関する。

（従来の技術） 一般に、この種のマルチ給湯機の中には、給湯の他の
除湿乾燥や追焚きができるようにした除湿乾燥機付きの
マルチ給湯機がある。

このマルチ給湯機は第２図に示すように構成され、空
冷式マルチ型室外ユニット１に貯湯ユニット２、除湿乾
燥ユニット３および追焚ユニット４が互いに並列接続さ
れる。貯湯ユニット２は室外ユニット１の一方に、その
他方に除湿乾燥ユニット３および追焚ユニット４がそれ
ぞれ接続され、冷媒が流れる循環回路を形成している。

室外ユニット１には冷凍サイクルを構成するコンプレ
ッサ５や四方切換弁６、アキュムレータ７、蒸発器８、
膨脹機構９等が適宜備えられる。膨脹機構９は可逆式膨
脹弁10と複数本のキャピラリチューブ11a,11b,11c,11d,
11eを組み合せたものであり、室外ユニット１の他のユ
ニット2,3,4側はそれぞれ二又に分岐され、各分岐管に
電磁弁12a,12b;12c,12dとパックドバルブ13a,13b;13c,1
3dが設けられる。

１組のパックドバルブ13b,13cを介して室外ユニット
１は貯湯ユニット２に接続される一方、この室外ユニッ
ト１は他の組のパックドバルブ13a,13dを介して追焚ユ
ニット４や除湿乾燥ユニット３に接続される。

このうち、貯湯ユニット２は貯湯サイクル（貯湯用冷
媒回路）15に設けられた貯湯用水熱交換器16とこの水熱
交換器16で加熱された水を貯湯するヒータ付き貯湯タン
ク17と、この貯湯タンク17と上記水熱交換器16との間を
循環させるポンプ18とを備えており、貯湯タンク17内に
貯溜された湯は給湯管19を介して給湯できるようになっ
ている。

また、追焚ユニット４はバス等の貯溜槽20とこの貯溜
槽２の貯溜水（湯）を追焚きする追焚用水熱交換器21と
を備えており、追焚用水熱交換器21は追焚サイクル（追
焚用冷媒回路）22に配設される。

さらに、追焚ユニット４に並列接続される除湿乾燥ユ
ニット３は除湿乾燥用凝縮器24と除湿用キャピラリチュ
ーブ25と除湿乾燥用蒸発器26とを備え、室内空気を除湿
乾燥させるようになっている。

（発明が解決しようとする問題点） 従来の除湿乾燥機付マルチ給湯機においては、貯湯ユ
ニット２の貯湯能力が大きく、除湿乾燥ユニット３の除
湿乾燥能力は小さくてよいため、両ユニット2,3間の能
力差が非常に大きく、能力制御が困難で、貯湯と除湿乾
燥（冷房）を同時に行うことは不可能であった。また、
除湿乾燥ユニット３を貯湯ユニット２と能力的に対応さ
せるには、除湿乾燥機の熱交換容量が非常に大きくなり
コストアップの要因となったり、除湿乾燥機の熱交換容
量は据付場所で制約を受け、熱交換容量の増大を自由に
図ることができなかった。

また、除湿乾燥ユニット３は除湿乾燥用蒸発器26の下
流側に室外ユニット１の蒸発器８が配設され、この蒸発
器８内を冷媒が流れるようになっているため、循環冷媒
の減圧制御は室外ユニット１側の膨脹機構９で主に行な
われる。このため、除湿乾燥機の除湿能力が小さい等の
問題があった。

この発明は上述した事情を考慮してなされたもので、
一方が暖房、他方が冷房のサイクルで、両サイクルの能
力差が大きいときの運転を可能にしたマルチ給湯機を提
供することを目的とする。

この発明の他の目的は、貯湯ユニットと除湿乾燥ユニ
ットとの能力別制御運転を可能にし、貯湯を行ないなが
ら除湿乾燥を行なうことができるマルチ給湯機を提供す
るするにある。

この発明のさらに他の目的は、外気温度が広範囲に変
化する地域にも据付け可能なマルチ給湯機を提供するこ
とにある。

〔発明の構成〕

（問題点を解決するための手段） この発明に係るマルチ給湯機は、上述した課題を解決
するために、膨脹機構、室外側熱交換器、コンプレッサ
を備えた室外ユニットと、給湯用の水を加熱する水熱交
換器を備えた給湯ユニットと、凝縮器、絞り装置、蒸発
器を備えた除湿乾燥ユニットとを備え、給湯ユニット側
と除湿乾燥ユニット側とが並列接続されるように室外ユ
ニットと配管接続して冷媒回路を構成したマルチ給湯機
において、前記除湿乾燥ユニットの出口側配管からコン
プレッサ吸入側配管に室外ユニットの膨脹機構および室
外側熱交換器をバイパスする電磁弁を備えたバイパス回
路を設けたものである。

（作用） このマルチ給湯機はマルチ型室外ユニットを互いに並
設された貯湯ユニットおよび除湿乾燥ユニットに冷媒配
管でそれぞれ接続して貯湯サイクルおよび除湿乾燥サイ
クルを構成し、前記除湿乾燥ユニット側の冷媒回路に、
室外ユニットの膨脹機構および蒸発器をバイパスするバ
イパス回路を設けたので、除湿乾燥運転時には室外ユニ
ットの膨脹機構や蒸発器を迂回させて冷媒を循環させる
ことができ、貯湯ユニットと除湿乾燥ユニットとが能力
的に大きく異なる場合にも、能力別制御運動を可能に
し、貯湯運転を行ないながら、除湿乾燥運転を行なうこ
とができる。

すなわち、マルチ給湯機において、一方が暖房（給
湯）で他方が冷房（除湿）のサイクルで、両サイクルの
能力差が大きな場合でも能力別制御運転を同時あるいは
個別に行ない得るようにしたものである。

また、室外ユニットのコンプレッサ吐出側において、
除湿乾燥ユニットの冷媒回路に、サブ凝縮器および凝縮
圧力調整弁を設けるとともに、上記サブ凝縮器および凝
縮圧力調整弁をバイパスするバイパス管を配設したの
で、室外温度が広範囲（例えば−10℃〜43℃）に変化す
る地域にも、このマルチ給湯機を適用することができ
る。

（実施例） 以下、この発明に係るマルチ給湯機の一実施例につい
て添付図面を参照して説明する。

第１図は除湿乾燥機を備えたこの発明のマルチ給湯機
の実施例を示す冷凍サイクル図を示すもので、このマル
チ給湯機は空冷式マルチ型室外ユニット30を有する。こ
の室外ユニット30の一方には貯湯ユニット31が接続さ
れ、その他方に互いに並列接続された除湿乾燥ユニット
32および追焚ユニット33が接続される。

室外ユニット30はマルチ給湯機の室外側冷凍サイクル
を構成するもので、内部にコンプレッサ35、四方切換弁
36、アキュムレータ37、室外側熱交換器としての蒸発器
38、膨脹機構39、室外側送風機40、サブ凝縮器41および
凝縮圧力調整弁42等が収容される。膨脹機構39は複数本
のキヤピラリチューブ44a,44b,44c,44d,44eと可逆式膨
脹弁45を組み込ませて構成され、冷凍サイクル（冷媒循
環回路）を流れる冷媒を多階段膨脹させ、減圧させてい
る。

コンプレッサ35からの冷媒吐出側は四方切換弁36を経
て二又は分岐され、各分岐管に電磁弁46a,46bがそれぞ
れ設けられる。一方の電磁弁46aの下流側にはパックド
バルブ47aが設けられ、このパックドバルブ47aを介して
室外ユニット30は貯湯ユニット31の上流側に接続され
る。貯湯ユニット31の下流側はパックドバルブ47cを介
して室外ユニット30側に接続される。このパックドバル
ブ47cの下流側は電磁弁46cを経て膨脹機構39のキャプラ
リチューブ44aに接続される。

前記貯湯ユニット31は室外ユニット30に接続されて貯
湯サイクル48を構成しており、この貯湯ユニット31内に
水を加熱する貯湯用水熱交換器49と、ヒータ付貯湯タン
ク50と、上記水熱交換器49および貯湯タンク50間で水あ
るいは湯を循環させるポンプ51とを備え、貯湯タンク50
内に貯湯された湯は給湯管52を介して必要な給湯設備に
給湯できるようになっている。

ところで、室外ユニット30のコンプレッサ35吐出側か
ら四方切換弁36を介して分岐された他方の分岐管は、電
磁弁46bの下流側にサブ凝縮器41や凝縮圧力調整弁42、
逆止弁54が順次接続され、この逆止弁54の下流側にパッ
クドバルブ47bが設けられる。このパックドバルブ47bは
除湿乾燥ユニット32および追焚ユニット33の上流側を室
外ユニット30に接続するものであり、上記除湿乾燥ユニ
ット32および追焚ユニット33の下流側はパックドバルブ
47dを介して室外ユニット30の膨脹機構39側に接続され
る。上記パックドバルブ47dの下流側にも電磁弁46dが設
けられる。

また、前記コンプレッサ36の吐出側において、他方の
分岐管には、電磁弁46b、サブ凝縮器41、凝縮圧力調整
弁42および逆止弁54をバイパスするようにバイパス配管
56が設けられる。このバイパス配管56の管径は他方の分
岐管の管径以下に形成される。さらに、前記電磁弁46b
の下流側から調整管57が分岐され、この調整管57は凝縮
圧力調整弁42に接続され、この調整弁42にてサブ凝縮器
41で凝縮される冷媒の凝縮圧力が調節される。

このように、除湿乾燥ユニット32および追焚ユニット
33は室外ユニット30にそれぞれ接続されて除湿乾燥サイ
クル58および追焚サイクル59が形成される。

上記除湿乾燥ユニット32は電磁弁60、除湿乾燥用凝縮
器61、絞り装置としての除湿用キャピラリチューブ（膨
脹弁でもよい。）62、除湿乾燥用蒸発器63および逆止弁
64を順次接続して構成される。除湿乾燥用凝縮器61およ
び蒸発器63に対向して除湿用送風機65が設けられる。

また、追焚ユニット33は除湿乾燥ユニット32に並列配
置され、この除湿乾燥ユニット32の電磁弁60上流側から
分岐された冷媒配管に電磁弁67、追焚用水熱交換器68お
よび電磁弁69が順次接続され、この電磁弁69の下流側は
前記除湿乾燥ユニット32の逆止弁64下流側に接続され、
合流せしめられる。

追焚用水熱交換器68は浴槽等の貯溜槽70に貯えられた
水または湯を追焚きできるように熱交換可能に設けられ
る。

前記除湿乾燥サイクル58および追焚サイクル59は室外
ユニット30の電磁弁46dの上流側からバイパス回路72が
分岐される。このバイパス回路72は途中に電磁弁73を備
える。バイパス回路72は膨脹機構39および蒸発器38をバ
イパスして、コンプレッサ35の吸込側、具体的にはアキ
ュムレータ37の上流側に接続される。このバイパス回路
72は貯湯サイクル48とは独立して構成され、除湿乾燥サ
イクル58の稼働時にのみバイパス回路72の電磁弁73が開
き、このバイパス回路72に除湿乾燥用循環冷媒を案内す
るようになっている。このバイパス回路72を設けること
により、除湿乾燥サイクル58は貯湯サイクル48の運転中
にも運転させることができる。

なお、第１図において符号75は余分な循環冷媒を貯溜
させるタンクである。

次に、マルチ給湯機の作用を説明する。

このマルチ給湯機は貯湯や除湿乾燥、追焚きを行なう
ことができる。

貯湯運転時には貯湯サイクル48が運転され、除湿乾燥
サイクル58および追焚サイクル59の運転は休止され、そ
の電磁弁46b,60,67,46dは閉じられる一方、貯湯サイク
ル48の電磁弁46a,46cは開放される。

貯湯サイクル48の運転によりコンプレッサ35から吐出
された冷媒は四方切換弁36を経て貯湯用水熱交換器49に
案内され、ここで水を加熱して湯にする。加熱された湯
はポンプ51により貯湯タンク50内に送られてこの貯湯タ
ンク50に貯溜され、必要な給湯に備えられる。

上記貯湯用水熱交換器49で熱交換され、凝縮された冷
媒は電磁弁46cを経て膨脹機構39に送られ、ここで膨脹
して減圧された後、蒸発器38に案内され、ここで周囲か
ら熱を奪って蒸発せしめられる。この蒸発器38で蒸発さ
れた冷媒は四方切換弁36、アキュムレータ37、タンク75
を経てコンプレッサ35に吸込まれ、次の貯湯サイクルに
備えられる。

また、除湿乾燥運転を行なう場合には、除湿乾燥サイ
クル58を起動させる。このとき、貯湯サイクル48や追焚
サイクル59の運転は停止され、電磁弁46a,67,69,46c,46
dが閉塞され、電磁弁46b,60,73が開かれる。

しかして、コンプレッサ35の運転によりこのコンプレ
ッサ35から吐出された冷媒は四方切換弁36を経て三方に
分流される。１つはバイパス配管56に案内され、もう１
つは電磁弁46bを経てサブ凝縮器41に案内され、ここで
一旦凝縮された後、凝縮圧力調整弁42に案内され、残り
は電磁弁46bから調整管57を経て凝縮圧力調整弁42に直
接導かれ、この凝縮圧力調整弁42で凝縮冷媒圧力が調整
される。凝縮圧力が調整された冷媒はバイパス配管56を
流れる冷媒と合流せしめられた後、除湿乾燥ユニット58
の除湿乾燥用凝縮器61に送られ、ここで凝縮せしめられ
る。この凝縮器61で凝縮された高圧の液冷媒は除湿用キ
ャピラリチューブ62で減圧された後、除湿乾燥用蒸発器
63に案内され、ここで周囲を冷却し、除湿乾燥させる。
除湿乾燥用蒸発器63で周囲を冷却することにより蒸発せ
しめられた冷媒は続いてバイパス回路72を通ってアキュ
ムレータ37に導かれ、このアキュムレータ37を経てコン
プレッサ35に吸い込まれる。

この除湿乾燥サイクル58においては、コンプレッサ35
の吐出側にサブ凝縮器41と凝縮圧力調整弁42と、これら
をバイパスするバイパス配管56を備えたので、外気温度
が広範囲に亘って変化する地域にも、この除湿乾燥器を
設置し、除湿乾燥を行なうことができる。

また、この除湿乾燥サイクル58はバイパス回路72を室
外ユニット30の膨脹機構39や蒸発器38をバイパスするよ
うに設け、貯湯サイクル48とはコンプレッサ35を共用す
るだけで独立した構成とすることができるので、貯湯運
転を行ないながら除湿乾燥運転を行なうことができる。
すなわち、このマルチ給湯機は大きな貯湯能力を必要と
する貯湯運転（暖房サイクル）と、小さな除湿乾燥能力
で足りる除湿乾燥運転（冷房サイクル）とを同時に行な
うことができる。このとき、除湿乾燥サイクル58は循環
冷媒が膨脹機構39や蒸発器38を通らないので、除湿乾燥
能力を低下させることがない。

次に、追焚運転を行なう場合には、追焚サイクル59を
起動させる。このとき、追焚サイクル59の電磁弁67,69,
46dを開き、他のサイクル48,58の電磁弁46a,46b,60,46
c,73を閉じる。

この状態でコンプレッサ35を駆動させると、コンプレ
ッサ35から吐出された冷媒は四方切換弁36、バイパス配
管56および電磁弁67を経て追焚用水熱交換器68に吐出さ
れ、ここで貯湯槽70に貯えられて水と熱交換して加熱
し、自ら凝縮される。凝縮された液冷媒は室外ユニット
30の膨脹機構39により減圧されて蒸発器38に案内され、
ここで吸熱して蒸発せしめられる。蒸発した冷媒は四方
切換弁36、アキュムレータ37を経てコンプレッサ35に還
流され、次の追焚サイクルに備えられる。

このマルチ給湯機においては、貯湯能力および追焚能
力に較べ極小能力の除湿乾燥機を付設し、貯湯運転と除
湿乾燥運転とを同時に、あるいはそれぞれ個別に行なう
ことができる。

なお、この発明の一実施例ではマルチ型室外ユニット
の一方に貯湯ユニットを、その他方に除湿乾燥ユニット
や追焚ユニットを接続した例を説明したが、必ずしも追
焚ユニットは必要とせず、また、上記室外ユニットに空
気調和機用室内ユニットをさらに並列接続できるように
してもよい。

〔発明の効果〕

以上に述べたようにこの発明に係るマルチ給湯機にお
いては、膨脹機構側、室外側熱交換器、コンプレッサを
備えた室外ユニットと、給湯用の水を加熱する水熱交換
器を備えた給湯ユニットと、凝縮器、絞り装置、蒸発器
を備えた除湿乾燥ユニットとを備え、給湯ユニット側と
除湿乾燥ユニット側とが並列接続されるように室外ユニ
ットと配管接続して冷媒回路を構成したマルチ給湯器に
おいて、前記除湿乾燥ユニットの出口側配管からコンプ
レッサ吸入側配管に室外ユニットの膨脹機構および室外
側熱交換器をバイパスする電磁弁を備えたバイパス回路
を設けたので、浴室の浴槽などに給湯する給湯ユニット
とともに、浴室内等の室内空間を除湿乾燥させる除湿乾
燥ユニットとを１つの冷媒回路で構成して給湯サイクル
と除湿乾燥サイクルとを組み合わせ、サイクル能力が大
幅に異なり、能力差が大きな両サイクルの双方を効率の
よい能力別制御運転を円滑かつスムーズに行なうことが
できる。

その際、このマルチ給湯機においては、電磁弁を備え
たバイパス回路を、除湿乾燥ユニットの出口側配管から
コンプレッサ吸入側配管に、室外ユニットの膨脹機構お
よび室外側熱交換器をバイパスさせて設けることによ
り、除湿乾燥サイクルの循環冷媒の減圧制御を室外ユニ
ットの膨脹機構で行なわせることなく、除湿乾燥ユニッ
ト側（絞り装置）だけで行なわせることができ、除湿能
力を向上させ、大きくすることができる。

また、このマルチ給湯機は、除湿乾燥ユニット側の冷
媒回路に、前記室外ユニットのコンプレッサ吐出側にお
いてサブ凝縮器および凝縮圧力調整弁をそれぞれ設ける
とともに、これらをバイパスするバイパス配管を備えた
ので、除湿乾燥ユニットに供給される吐出冷媒の圧力を
自由に調節でき、外気温度が大きく変化する地域にこの
マルチ給湯機を据付けて効率よく使用することができ
る。

【図面の簡単な説明】

第１図はこの発明に係るマルチ給湯機の一実施例を示す
冷凍サイクル図、第２図は従来のマルチ給湯機を示す図
である。 30……室外ユニット、31……貯湯ユニット、32……除湿
乾燥ユニット、33……追焚ユニット、35……コンプレッ
サ、36……四方切換弁、37……アキュムレータ、38……
蒸発器（室外側熱交換器）、39……膨脹機構、41……サ
ブ凝縮器、42……凝縮圧力調整弁、44a〜44e,62……キ
ャピラリチューブ、45……可逆式膨脹弁、46a〜46d,60,
67,69,73……電磁弁、48……貯湯サイクル、49……貯湯
用水熱交換器、50……貯湯タンク、56……バイパス配
管、57……調整管、58……除湿乾燥サイクル、59……追
焚サイクル、61……除湿乾燥用凝縮器、63……除湿乾燥
用蒸発器、68……追焚用水熱交換器、70……貯溜槽、72
……バイパス回路。

Claims (5)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】膨脹機構、室外側熱交換器、コンプレッサ
   を備えた室外ユニットと、給湯用の水を加熱する水熱交
   換器を備えた給湯ユニットと、凝縮器、絞り装置、蒸発
   器を備えた除湿乾燥ユニットとを備え、給湯側ユニット
   と除湿乾燥ユニット側とが並列接続されるように室外ユ
   ニットと配管接続して冷媒回路を構成したマルチ給湯機
   −において、前記除湿乾燥ユニットの出口側配管からコ
   ンプレッサ吸入側配管に室外ユニットの膨脹機構および
   室外側熱交換器をバイパスする電磁弁を備えたバイパス
   回路を設けたことを特徴とするマルチ給湯機。
2. 【請求項２】前記除湿乾燥ユニット側冷媒回路の入口側
   に、前記室外ユニットのコンプレッサ吐出側からサブ凝
   縮器および凝縮圧力調整弁をそれぞれ備えた冷媒回路を
   介設するとともに、上記サブ凝縮器および凝縮圧力調整
   弁と並列にバイパス配管を設けたことを特徴とする特許
   請求の範囲第１項に記載のマルチ給湯機。
3. 【請求項３】前記除湿乾燥ユニット側冷媒回路に追焚ユ
   ニットを設け、この追焚ユニットを除湿乾燥ユニットに
   並列接続させた特許請求の範囲第１項または第２項に記
   載のマルチ給湯機。
4. 【請求項４】前記サブ凝縮器の上流側に電磁弁を、凝縮
   圧力調整弁の下流側に逆止弁をそれぞれ設けた特許請求
   の範囲第２項に記載のマルチ給湯機。
5. 【請求項５】前記サブ凝縮器の上流側に設けられた電磁
   弁の下流側から分岐管を分岐し、この分岐管はサブ凝縮
   器をバイパスさせて凝縮圧力調整弁に接続した特許請求
   の範囲第４項に記載のマルチ給湯機。