JP2827656B2 - 熱搬送装置 - Google Patents

熱搬送装置

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JP2827656B2
JP2827656B2 JP1605492A JP1605492A JP2827656B2 JP 2827656 B2 JP2827656 B2 JP 2827656B2 JP 1605492 A JP1605492 A JP 1605492A JP 1605492 A JP1605492 A JP 1605492A JP 2827656 B2 JP2827656 B2 JP 2827656B2
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達規 桜武
克彦 山本
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Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、冷媒を加熱する時の圧
力上昇を利用して、熱を暖房などに利用する熱搬送装置
に関するものである。
【0002】
【従来の技術】従来この種の冷媒加熱により暖房を行な
う熱搬送装置として、例えば特開昭57−101263
号公報に示される図3のような構成のものがある。
【0003】即ち、圧縮機41、流路切換弁42、室外
送風機43を有する室外熱交換器44、第1電磁弁4
5、キャピラリチューブ46、室内送風機47を有する
室内熱交換器48、第2電磁弁49、逆止弁50、アキ
ュムレータ51を順次配管接続して循環路を構成し、さ
らに第3電磁弁52、冷媒ポンプ53、バーナ54を有
する冷媒加熱器55を直列に配管接続した直列配管回路
をキャピラリチューブ46の下流と第2電磁弁49の上
流との間に接続した回路に作動媒体として冷媒を封入し
ている。
【0004】そして、暖房運転は圧縮機41の駆動によ
り室外熱交換器44側の冷媒を冷媒加熱器55側に移す
汲み上げ運転の後に、冷媒加熱器55をバーナ54で加
熱することにより蒸発器とし、室内熱交換器48を凝縮
器として、冷媒ポンプ53を冷媒搬送手段として暖房サ
イクルを構成し、さらに冷房は圧縮機駆動による従来方
式の冷房サイクルを構成している。
【0005】また、従来他の冷媒加熱により暖房を行な
う熱搬送装置として、冷房は圧縮機駆動による従来方式
で行ない、暖房はこの冷房用の圧縮機を冷媒ガスポンプ
として作用させるもの(図示せず)がある。
【0006】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記従
来の構成では暖房運転時には冷媒循環用の搬送手段とし
て、冷媒ポンプあるいは圧縮機を駆動しなければなら
ず、熱搬送用動力として比較的大きな電気入力(暖房能
力4000Kcal/h程度の時、冷媒ポンプで50〜60
W、圧縮機で300〜400W程度)を消費し、暖房ラ
ンニングコストが高くなるという問題を有していた。
【0007】本発明は、このような従来の課題を解決す
るもので、暖房時の熱搬送動力を極くわずかとし、かつ
安定した暖房運転を可能にすることを目的としている。
【0008】
【課題を解決するための手段】本発明は上記目的を達成
するため、冷媒加熱器と気液セパレータを接続し、この
気液セパレータと入口側および出口側を第1開閉弁、第
1逆止弁を介して各々接続した受液器を有する熱搬送部
に、前記気液セパレータ、室内熱交換器、第2逆止弁、
前記受液器を順次配管接続した暖房回路と、流路切換弁
を介してこの暖房回路に付加接続した室外熱交換器と圧
縮機を有する冷房回路と、暖房運転開始したあと室温が
設定値に達した最初のサーモOFF時に圧縮機駆動によ
る冷媒汲み上げ運転を行なう制御装置を設けた構成とし
ている。
【0009】
【作用】本発明は上記構成により、極くわずかの電気入
力で済む第1開閉弁の開閉動作の繰返しで冷媒搬送を行
なって低ランニングコスト化し、さらに最初のサーモO
FF時の燃焼停止中にも室外熱交換器側の冷媒を暖房回
路側に汲み上げて室外熱交換器側の冷媒汲み上げ残量を
極くわずかにして暖房回路側の冷媒を十分確保する。
【0010】暖房回路側に十分冷媒を確保した上で以降
のサーモON/OFFの繰返し時の過渡変化特性を改善
し安定した暖房運転を可能にできる。
【0011】
【実施例】以下、本発明の実施例を図1で説明する。
【0012】1は冷媒加熱器、2は気液分離器で、冷媒
加熱器1と気液セパレータ2は入口管3と出口管3′で
環状管路に接続されている。4は気液セパレータ2の上
方に設けた受液器、5は受液器4と気液セパレータ2を
接続する落込み管6に設けた第1逆止弁、7は受液器4
と気液セパレータ2とを接続する均圧管8に設けた第1
開閉弁、9は冷媒加熱器1,気液セパレータ2,受液器
4,第1逆止弁5,第1開閉弁7を有する熱搬送部、1
0は気液セパレータ2と室内送風機11を有する室内熱
交換器12をガス冷媒配管13で接続し室内熱交換器1
2と受液器4の入口上流側近傍に設けた第2逆止弁14
と受液器4を液冷媒配管15で接続して熱搬送部9と環
状の循環路にした暖房回路である。16はガス冷媒配管
13の気液セパレータ2側に設けた第3逆止弁、17は
冷媒加熱器1に対向して設けたバーナ、18はバーナ1
7への燃料の供給を可変する燃料供給装置、19は冷媒
加熱器1の冷媒出口側に設けた蒸発温度検知器、20は
室内熱交換器12に設けた流入空気側の温度を検知する
室温検知器である。
【0013】21は圧縮機22,室外熱交換器23,第
1減圧装置24,第2開閉弁25を有する冷房回路であ
り、一端は流路切換弁26を介してガス冷媒配管13に
接続するとともに、圧縮機22の吐出管27を第4逆止
弁28を介してガス冷媒配管13の第3逆止弁16と四
方弁からなる流路切換弁26の間に接続している。冷房
回路21の他端は冷媒加熱器1と均圧管8に連通してい
る。29は入口管3と液冷媒配管15を連結し、第3開
閉弁30と第2減圧装置31を有する第2の冷房回路で
ある。32は液冷媒配管15に設けた液側サービスバル
ブ、33はガス冷媒配管13に設けたガス側サービスバ
ルブ、34は液冷媒配管15の室内熱交換器12側に設
けた液側継手、35はガス冷媒配管13の室内熱交換器
12側に設けたガス側継手であり、液側およびガス側サ
ービスバルブ32,33と液側およびガス側継手34,
35の間が室外側と室内側の設置距離に応じた接続冷媒
配管の長さを任意に設定できる。
【0014】36は室外熱交換器23に設けた室外送風
機であり、37は第1開閉弁7,燃料供給装置18,蒸
発温度検知器19,室温検知器20,圧縮機22に電気
的に接続されるとともに、暖房運転開始したあと室内側
の室温が設定値に達した最初のサーモOFF時に圧縮機
駆動による冷媒汲み上げ運転を行なう制御装置である。
【0015】上記構成において、暖房は、冷媒加熱器1
でバーナ17での燃焼熱により加熱された液冷媒が気液
二相状態で気液セパレータ2に流入し、液冷媒は気液セ
パレータ2の下方より再び冷媒加熱器1に流入する。一
方、気液分離されたガス冷媒はガス冷媒配管13を通っ
て室内熱交換器12に流入し、室内送風機11の運転で
室内側に放熱した冷媒は凝縮液化してさらに過冷却液と
なる。受液器4に連通する均圧管8の第1開閉弁7が制
御装置37により閉成すると、冷媒加熱器1での蒸発圧
力によって押された過冷却液が第2逆止弁14を通って
受液器4内にわずか流入すると、受液器4内にあった飽
和ガス冷媒がこの過冷却液により冷却されて凝縮し、こ
の凝縮時の急速な減圧作用により新たな過冷却液冷媒は
受液器4内が満液になるまで一気に流入する。次に第1
開閉弁7が制御装置37により開成すると受液器4と気
液セパレータ2の圧力が均圧管8により、連通され同圧
となり、受液器4内の液冷媒が重力により気液セパレー
タ2に落下し、冷媒加熱器1に液冷媒が供給される。こ
の第1開閉弁7に電磁弁を使用すれば冷媒の循環のため
の搬送動力は電磁弁の消費電力だけで良く、定格入力7
W程度の電磁弁を開閉動作させることで実質3〜4Wh
程度の微少搬送動力で冷媒を循環できる。
【0016】図2は上記第1開閉弁7の開閉動作による
受液器4の圧力変化をバーナ17の定常燃焼時で示した
もので、時間t1 において第1開閉弁7が開状態から閉
状態に切替るとともに減圧開始遅れ時間Tl を伴なった
あと受液器4内が過冷却液冷媒で冷却凝縮されて減圧時
間Tr で減圧による液冷媒の流入が完了(閉時間TOF F
=Tl +Tr )し、第1開閉弁7の次の開成により開時
間TONで受液器4内の液冷媒の冷媒加熱器1側への落込
みが完了する。この開閉動作の繰返し(開閉周期TS
閉時間TOFF +開時間TON)により冷媒加熱による熱搬
送運転が続行される。
【0017】ところで、この熱搬送運転を安定して行な
うには暖房回路内の冷媒を規定量以上確保する必要があ
り、従来の熱搬送装置と同様に暖房起動時に冷房回路に
滞溜した冷媒を暖房回路側へ移動させる冷媒汲み上げ運
転を行なう。
【0018】しかし、室外側温度が低い場合など冷房回
路に滞溜した冷媒量が多い場合は、冷媒を暖房回路側に
完全に汲み上げ切るのに長時間を要し、バーナ17での
燃焼による暖房運転開始までに時間がかかるため即暖性
に課題がある。
【0019】ところが、本発明の熱搬送装置では暖房起
動時の冷媒汲み上げ運転だけに依存することなく、暖房
運転により室温が設定値に達した最初のサーモOFF時
の燃焼停止時にも冷媒汲み上げ運転を実施して暖房快適
性を犠牲にすることなく冷房回路側の残冷媒を暖房回路
に回収し、以降のサーモON/OFFの繰返しによる燃
焼ON/OFF時の過渡変化に対して十分な冷媒量を確
保し冷媒加熱器1での異常過熱を発生による冷媒の熱分
解あるいは冷媒加熱器の熱劣化を防止し、機器の信頼
性,耐久性を向上できるだけでなく、暖房起動時の燃焼
開始までの時間が短く即暖性に優れた熱搬送入力のわず
かなため低ランニングコストで経済的な熱搬送装置を提
供できる。
【0020】なお、冷房は流路切換弁26を図1破線方
向に切換え、第2開閉弁25と第3開閉弁30の開成
と、圧縮機22と室内送風機11および室外送風機36
の運転により、従来方式の圧縮機駆動の冷房を行なう。
【0021】
【発明の効果】以上のように本発明の熱搬送装置は、冷
媒加熱器,受液器,第1開閉弁などを有する熱搬送部に
室内熱交換器を接続した暖房回路に、圧縮機などを有す
る冷房回路を付加し、暖房運転開始したあと室温が設定
値に達した最初のサーモOFF時に圧縮機駆動による冷
媒汲み上げ運転を行なう制御装置を設けているので、過
渡変化時の異常過熱が防止され、機器の信頼性,耐久性
が向上できるという効果がある。また、暖房起動時の燃
焼開始までの時間短縮と燃焼停止時の冷媒汲み上げで即
暖性,暖房快適性および経済性に優れた熱搬送装置を提
供できるという利点もある。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の一実施例の熱搬送装置のシステム構成
【図2】本発明の実施例の第1開閉弁動作図
【図3】従来の熱搬送装置のシステム構成図
【符号の説明】
1 冷媒加熱器 2 気液セパレータ 4 受液器 5 第1逆止弁 7 第1開閉弁 9 熱搬送部 10 暖房回路 12 室内熱交換器 14 第2逆止弁 21 冷房回路 22 圧縮機 23 室外熱交換器 26 流路切換弁 37 制御装置
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 昭60−30991(JP,A) 特開 平3−156218(JP,A) 特開 平5−288427(JP,A) (58)調査した分野(Int.Cl.6,DB名) F24D 7/00

Claims (1)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】冷媒加熱器と気液セパレータを接続し、こ
    の気液セパレータと入口側および出口側を第1開閉弁、
    第1逆止弁を介して各々接続した受液器を有する熱搬送
    部に、前記気液セパレータ、室内熱交換器、第2逆止
    弁、前記受液器を順次配管接続した暖房回路と、流路切
    換弁を介して前記暖房回路に付加接続した室外熱交換器
    と圧縮機を有する冷房回路と、暖房運転開始したあと室
    温が設定値に達した最初のサーモOFF時に圧縮機駆動
    による冷媒汲み上げ運転を行なう制御装置とを設けた熱
    搬送装置。
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