JP3029904U - ヒートポンプ式冷暖房装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 暖房のためのボイラーを併用しないで暖房が
可能であるし、室温を基準に暖房と冷房間の連続運転が
可能なので操作性に優れている。 【解決手段】 熱源水が供給される排熱水槽３には温度
センサー５が設けてある。熱源水は熱源ポンプ７により
水冷式ヒートポンプパッケージ６に送られて熱交換し、
温・冷水排出管８により排出される。温・冷水排出管８
の途中には暖房時に開弁する電磁式開閉弁９が設けてあ
り、その下流側には温度センサー５の温度信号に対応し
て作動する３電磁式３ポート弁１２が設けてある。電磁
式開閉弁９の上流側と下流側との間には温調弁１５が設
けてある。温調弁１５は冷媒配管１６を介して水冷式ヒ
ートポンプパッケージ６の圧縮機６Ｂと接続されてい
る。

Description

【考案の詳細な説明】

【０００１】

【考案が属する技術分野】

本考案は、例えば工場等の建屋内の冷暖房に用いるヒートポンプ式冷暖房装置 に関する。

【０００２】

【従来の技術】

従来、冷暖房装置としてヒートポンプ式のものは広く用いられているが、暖房 用補助熱源として灯油あるいはガスを熱源とするボイラーを併用しており、また 暖房運転と冷房運転の切り替えは切り替えスイッチを操作することにより行なう ようになっている。

【０００３】

【考案が解決しようとする課題】

しかし、補助熱源としてボイラーを併用すると、当然のこととしてボイラーの 設置費が掛るし、設置スペースも必要であり、暖房ための燃費が嵩むことになる 。また、暖房運転と冷房運転の切り替えは切り替えスイッチによって行なうよう になっており、室温を基準に自動切り替えができるものは知られていない。更に 、水冷式ヒートポンプパッケージを構成する水熱交換機には凍結防止サーモスタ ットを設け、暖冷房時に低圧圧力が所定値以下に低下すると作動を停止して凍結 を防止するようにしてあるため、冷房暖房間の自動連続運転ができないという問 題がある。

【０００４】 本考案は上述した従来技術の諸欠点に鑑みなされたもので、ボイラーを併用し ないで所定の温度に暖房することができるし、室温を基準に暖房冷房間で自動連 続運転を行うことができるので操作性に優れているヒートポンプ式冷暖房装置を 提供することを目的とする。

【０００５】

【課題を解決するための手段】

上述した課題を解決するために構成された本考案の手段は、熱源水としての地 下水が供給される排熱水槽と、該排熱水槽内の水温を検知する水温センサーと、 水熱交換機および圧縮機を含んで構成され、熱源ポンプを介して前記排熱水槽か ら熱源水が供給される水冷式ヒートポンプパッケージと、該水冷式ヒートポンプ パッケージにより熱交換した前記熱源水の温・冷水を排出する排出管と、該排出 管の途中に設けられ、暖房時に設定暖房温度と室温センサーからの室温信号を比 較する制御部からの開弁信号により開弁する開閉弁と、該開閉弁の下流側に位置 して前記排出管に設けられ、前記水温センサーからの水温信号によって前記熱源 水が所定の温度領域内にある時には前記排熱水槽に温・冷水を還流させ、前記熱 源水が前記温度領域より低温あるいは高温になったときには該温・冷水を外部に 排出する三方弁と、前記開閉弁の上流側と下流側との間に設置され、前記水冷式 ヒートポンプを構成する圧縮機のガス吐出口側と冷媒配管を介して接続されてお り、冷房作動時に該圧縮機のガス圧が所定圧力になったときに開弁して前記温・ 冷水を前記水冷式ヒートポンプパッケージから前記三方弁側に流出させる圧力式 制御弁とからなる。

【０００６】

【考案の実施の形態】

以下、本考案の実施の形態を図面に基づき詳述する。図において、１は受水槽 を示し、該受水槽１にはボーリング井戸ポンプ２を介して例えば１０℃以上の地 下水が供給されるようになっている。３は例えば工場の敷地内に設置される排熱 水槽で、該排熱水槽３は前記受水槽１に貯留されている地下水が供給ポンプ４を 介して供給され、熱源水として貯留するようになっている。そして、排熱水槽３ には水温センサー５が設置してあり、該水温センサー５は排熱水槽３内の熱源水 の温度を常時検知して後述する制御盤１７に温度信号を送っている。

【０００７】 ６は水熱交換機６Ａ、圧縮機６Ｂおよび凍結防止サーモスタット６Ｃを備えた 公知の水冷式ヒートポンプパッケージを示す。該水冷式ヒートポンプパッケージ ６（以下ヒートポンプ６という。）の水熱交換機６Ａには熱源ポンプ７を介して 前記排熱水槽３内の熱源水が供給されており、水熱交換機６Ａにはガスの吐出圧 力が所定圧力まで低下した時に、作動を停止して機器の凍結を防止するための凍 結防止サーモスタット６Ｃが設けてある。他方、８は水熱交換機６Ａに基端側が 接続されて温水または冷水が供給される温・冷水排出管を示し、該温・冷水排出 管８は先端側が還元井戸（図示せず。）に連通している。９は前記温・冷水排出 管８の途中に設けられた電磁式開閉弁を示す。１０は例えば工場の建屋内に設置 してある室温センサーで、該室温センサー１０から信号線１１を介して制御盤１ ７に室温信号が送られる。制御盤１７は室温信号から建屋内が暖房温度域にある と判断した場合には前記電磁式開閉弁９に開弁信号を送り、冷房温度域にあると 判断した場合には閉弁信号を送るようになっている。

【０００８】 次に、１２は電磁式開閉弁９の下流側に位置して温・冷水排出管８に設けられ た電磁式３ポート弁を示す。該電磁式３ポート弁１２は流入ポート１２Ａ、流出 ポート１２Ｂおよび還流ポート１２Ｃを有しており、還流ポート１２Ｃは戻し管 １３を介して排熱水槽３と連通している。この電磁式３ポート弁１２（以下３ポ ート弁１２という。）は信号線１４、制御盤１７を介して排熱水槽３の水温セン サー５と接続されており、熱源水の水温が１０℃以上４０℃以下の場合には流出 ポート１２Ｂは閉弁状態、還流ポート１２Ｃは開弁状態となって、ヒートポンプ ６からの排水は還流ポート１２Ｃから戻し管１３を介して排熱水槽３にリターン される。他方、熱源水の水温が１０℃より低い場合または４０℃より高い場合に は、還流ポート１２Ｃは閉弁状態、流出ポート１２Ｂは開弁状態となって、ヒー トポンプ６からの排水は流出ポート１２Ｂを介して還元井戸に排出するようにな っており、熱源水の水温が１０℃以上４０℃以下の温度領域を保つようにしてあ る。なお、熱源水の水温を１０℃以上に保つとするのは例示であり、この温度に 本考案装置が限定されるものではない。

【０００９】 更に、１５は電磁式開閉弁９の上流側と下流側との間に位置して温・冷水排出 管８に設けられた温調弁（圧力式制水弁）を示す。該温調弁１５は圧縮機６Ｂの 高圧側吐出口と冷媒配管１６を介して接続されており、冷房時に圧縮機６Ｂから 送られるガスの吐出圧力がばね力と均衡したときに開弁して、ヒートポンプ６か らの排水を３ポート弁１２側に送るようになっている。ここで、ヒートポンプ６ 自体の動作について見ると、冷房時に冷房効果が表われて室温が低下すると、圧 縮機６Ｂは吐出圧力（高圧側圧力）の低下に伴って吸込み圧力（低圧側圧力）も 低下することにより凍結防止サーモスタット６Ｃが働き、圧縮機６Ｂは動作を停 止するようになっている。そこで、圧縮機６Ｂのガス圧により作動する温調弁１ ５を温・冷水排出管８に設置し、排熱水槽３の熱源水を水熱交換機６Ａに供給す る構成にすることにより、凍結防止サーモスタット６Ｃが作動するのを事前に回 避し、圧縮機６Ｂの連続運転を可能にしている。

【００１０】 １７は動作スイッチ１７Ａ、温度設定スイッチ１７Ｂを有する制御盤を示す。 該制御盤１７は水温センサー５からの水温信号から熱源水が所定温度領域内であ るかを判断して３ポート弁１２を開弁または閉弁し、前記温度設定スイッチ１７ Ｂにより設定した暖房温度と室温センサー１０により検知した室温を比較判断し て電磁式開閉弁９を作動する機能を有している。

【００１１】 本実施の形態は上述の構成からなるが、次にその作動を暖房時、冷房時に分け て説明する。先ず、暖房時から説明する。制御盤１７の温度設定スイッチ１７Ｂ により所望の暖房温度を設定し、動作スイッチ１７ＡをＯＮにすると、熱源ポン プ７、ヒートポンプ６が始動して排熱水槽３内の熱源水が水熱交換機６Ａに供給 され、冷媒と熱交換が行なわれることによりヒートポンプ６から室内に温風が供 給される。そして、上述の如く熱交換された熱源水は排水として常開の電磁式開 閉弁９を介して３ポート弁１２へ送られる。水温センサー５からの水温信号によ って制御部１７は熱源水の水温が所定温度領域内例えば１０〜４０℃以内か、又 は領域外例えば１０℃より下または４０℃より上であるかを判定し、１０℃より 下の場合および４０℃より上の場合には流出ポート１２Ｂを開弁し、還流ポート １２Ｃを閉弁して排水を還元井戸等の外部へ放出する。この１０℃より下の場合 に外部へ放出するのは、低温の排水が排熱水槽３に還流されて熱源水の温度が低 下し、水熱交換機６Ａに低温水が供給されることによって凍結状態になるのを防 止するためである。また、熱源水の水温が４０℃より上である場合に外部に排出 するのは、圧縮機６Ｂの過熱を防止するためである。

【００１２】 他方、冷房時の作動について説明する。制御盤１７の温度設定スイッチ１７Ｂ により所望の冷房温度を設定し、動作スイッチ１７ＡをＯＮにすると、熱源ポン プ７、ヒートポンプ６が始動して排熱水槽３内の熱源水が水熱交換機６Ａに供給 され、冷媒と熱交換が行なわれることによりヒートポンプ６から室内に冷風が供 給される。そして、上述の如く熱交換された熱源水は排水として温・冷水排出管 ８により放出される。この際、室温センサー１０からの室温信号が冷房温度領域 内であると制御部１７が判定すると、制御部１７から電磁式開閉弁９に閉弁信号 が送られて電磁式開閉弁９は閉弁状態になる。そして、冷房効果が表われて室温 が低下し、圧縮機６Ｂの吐出圧力（高圧側圧力）の低下に伴って吸込み圧力（低 圧側圧力）も低下して吐出圧力が温調弁１５のばね力と均衡状態になると、温調 弁１５が開弁して熱交換された熱源水の排水は温調弁１５を介して３ポート弁１ ２へ送られる。このように、高圧圧力を一定に保って低圧が下がるのを防ぐこと により、凍結防止サーモスタット６Ｃが働いて圧縮機６Ｂが停止するのを事前に 回避し、圧縮機６Ｂは連続運転することが可能である。

【００１３】 なお、排熱水槽３内の熱源水の温度は、サーモスタットを用いて検知するよう にしてもよい。

【００１４】 また、本実施の形態では電磁式開閉弁９を用いたが、モーターバルブを用いる こともできる。

【００１５】

【考案の効果】

本考案は以上詳述した如くであって、水冷式ヒートポンプパッケージにより熱 源水と熱交換した温・冷水を排出する排出管に設けた開閉弁の上流側と下流側と の間に圧力式制御弁を設け、該圧力式制御弁は冷房時に圧縮機のガス圧が所定圧 力になったときに開弁して前記排出管の温水を流出させるように構成してある。 これにより、圧縮機の吐出圧（高圧圧力）が低下して低圧圧力（吸込み圧）が下 がるのを防止し、一定に保って凍結防止サーモスタットが作動する事態を事前に 防止することができるから、暖房状態と冷房状態との間で自動連続運転が可能な ヒートポンプ式冷暖房装置として使用することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本考案の実施の形態に係るヒートポンプ式冷暖
房装置の構成図である。

【符号の説明】

３ 排熱水槽 ５ 水温センサー ６ 水冷式ヒートポンプパッケージ ６Ａ 水熱交換機 ６Ｂ 圧縮機 ７ 熱源ポンプ ８ 温・冷水排出管 ９ 電磁式開閉弁 １０ 室温センサー １２ 電磁式３ポート弁 １５ 温調弁（圧力式制水弁） １７ 制御部

Claims (1)

【実用新案登録請求の範囲】
1. 【請求項１】 熱源水としての地下水が供給される排熱
   水槽と、該排熱水槽内の水温を検知する水温センサー
   と、水熱交換機および圧縮機を含んで構成され、熱源ポ
   ンプを介して前記排熱水槽から熱源水が供給される水冷
   式ヒートポンプパッケージと、該水冷式ヒートポンプパ
   ッケージにより熱交換した前記熱源水の温・冷水を排出
   する排出管と、該排出管の途中に設けられ、暖房時に設
   定暖房温度と室温センサーからの室温信号を比較する制
   御部からの開弁信号により開弁する開閉弁と、該開閉弁
   の下流側に位置して前記排出管に設けられ、前記水温セ
   ンサーからの水温信号によって前記熱源水が所定の温度
   領域内にある時には前記排熱水槽に温・冷水を還流さ
   せ、前記熱源水が前記温度領域より低温あるいは高温に
   なったときには該温・冷水を外部に排出する三方弁と、
   前記開閉弁の上流側と下流側との間に設置され、前記水
   冷式ヒートポンプを構成する圧縮機のガス吐出口側と冷
   媒配管を介して接続されており、冷却作動時に該圧縮機
   のガス圧が所定圧力になったときに開弁して前記温・冷
   水を前記水冷式ヒートポンプパッケージから前記三方弁
   側に流出させる圧力式制御弁とから構成してなるヒート
   ポンプ式冷暖房装置。