JP3818139B2 - Refrigeration air conditioner - Google Patents
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Description
【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は、熱源側冷媒サイクルと利用側冷媒サイクルの冷媒を、熱交換器を介して熱交換させ、利用側冷媒サイクルにおいて住宅等の冷・暖房を行う冷凍空調装置に関するものである。
【0002】
【従来の技術】
熱源側冷媒サイクルにより採熱した熱で、利用側冷媒サイクルに冷・暖房に使う冷媒を作り、室内放熱器に循環させて冷・暖房を行う冷凍空調装置においては、熱源側冷媒サイクルで採熱できる熱量が外気温度に左右されることから、外気温度が低いときには暖房能力が低下し、必要とする暖房雰囲気が得がたくなる。こうした問題を、例えば特開昭55―20315号公報に示されているヒートポンプ式の空調技術では、室内熱交換器に正特性サーミスタ加熱器を配置して、冷媒温度低下時の暖房能力低下を正特性サーミスタ加熱器で補うことで解決している。この技術では、室内熱交換器の冷媒温度をモニターしていて、冷媒温度が設定温度以下になったときには補助熱源として正特性サーミスタ加熱器を動作させ、暖房能力の不足を補っている。
【0003】
また、特開2000―2474号公報には、冷房専用の熱源側冷媒サイクルに暖房専用のボイラーを含む熱源側冷媒サイクルを併設し、暖房時にはボイラーを運転させて暖房に必要な熱を利用側冷媒サイクルに供給できるようにした冷凍空調装置が示されている。この冷凍空調装置では、冷房専用の熱源側冷媒サイクルと、ボイラーを含む暖房専用の熱源側冷媒サイクルを持つため、除霜運転の必要はなく、除霜運転による利用側冷媒サイクルの冷媒温度の低下もきたさない。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】
上記した従来のヒートポンプ式の空調技術においては、暖房運転の場合で室内暖房負荷が小さい場合でも、除霜運転時などでは利用側冷媒サイクルの冷媒温度が低下するため正特性サーミスタ加熱器による不必要な熱補給が行われることになり、非経済的であるといった問題点がある。
【0005】
一方、暖房専用の熱源側冷媒サイクルを持つものは、灯油ボイラーやガスボイラー又は電気ボイラーといった熱源機が必要で、構成が複雑になりコストも高く、設置スペースも拡大するといった問題点がある。
【0006】
本発明は、係る従来の問題点を解決するためになされたものであって、その課題とするところは、低コストで設置スペースも拡大しない快適な冷暖房を実現できる冷凍空調装置を得ることであり、その装置の安全性の向上を推進することである。
【0007】
【課題を解決するための手段】
前記課題を達成するために請求項1の発明は、熱源側冷媒を循環させる熱源側冷媒サイクルと、利用側冷媒を循環させる利用側冷媒サイクルの間に熱交換器を介在させて、熱源側冷媒と利用側冷媒とを前記熱交換器を介して熱的に接続して、利用側冷媒サイクルで冷房や暖房を行う冷凍空調装置について、その利用側冷媒サイクルを構成する冷媒貯留タンクに冷媒貯留タンク内の利用側冷媒を加熱する加熱手段を組込み、その接続口に不燃材よりなるフィルターを装着する手段を採用する。
【0014】
【発明の実施の形態】
図1〜図3によって示す本実施の形態は、図1によって全体の構成を示すように熱源側冷媒を循環させる熱源側冷媒サイクルと、利用側冷媒を循環させる利用側冷媒サイクルの間に採熱用の熱交換器1を介在させて、熱源側冷媒と利用側冷媒とを熱交換器1を介して熱的に接続して、利用側冷媒サイクルで冷房や暖房を行う冷凍空調装置に関するものである。熱源側冷媒サイクルは、熱源側冷媒を冷却するヒートポンプ方式の冷凍サイクルであり、冷凍空調装置の外殻2の外に置かれる熱交換器3と外殻2内に設けられる圧縮機及び流量調節弁(図示しない)並びに熱交換器1の一次流路を巡る熱源側冷媒循環閉路4で構成されるサイクルである。
【0015】
利用側冷媒サイクルは、不凍液等の利用側冷媒を循環させる利用側冷媒循環閉路5として構成され、利用側冷媒を貯留する冷媒貯留タンク6と、冷媒貯留タンク6の利用側冷媒を循環させる循環ポンプ7と、外部配管8を通じて熱交換器1の二次流路を経て冷媒貯留タンク6へ戻るサイクルである。外部配管8と熱交換器1を除く構成部分は、冷凍空調装置の外殻2内に収められている。
【0016】
冷媒貯留タンク6には往き側接続口9と、戻り側接続口10がそれぞれ設けられていて、往き側接続口9は、循環ポンプ7の吸込側に接続され、戻り側接続口10は、熱交換器1の二次流路に接続されている。循環ポンプ7の吐出側には、外殻2内に設けられた接続口11に外部配管8の往き側配管が接続され、熱交換器1の二次流路の入口側には外殻2内に設けられた接続口12に外部配管8の戻り側配管が接続されている。熱源側冷媒サイクルの熱源側冷媒と利用側冷媒サイクルの利用側冷媒とは相互に独立し、混じり合うことはないが熱交換器1により熱的には接続している。
【0017】
外部配管8は、往き側配管と戻り側配管とに接続された室内放熱器13により利用側冷媒の循環系として構成されている。室内放熱器13としては、室内空気を循環させながら冷却或いは加熱することで冷暖房機能を果す一機又は複数機のファンコイルユニットや、輻射による冷暖房機能を果す床暖房パネル等による一組又は複数組の輻射パネル等が接続される。
【0018】
冷媒貯留タンク6は、図2に示すように耐熱密閉容器として構成され、その一側からタンク内の冷媒を加熱する加熱手段として複数個のセラミックヒーター又は電気シーズヒーター14が組込まれている。冷媒貯留タンク6の往き側接続口9には、不燃材で筒状に構成されたフィルター15が冷媒貯留タンク6の上部の脱着口16からの抜き差しによって脱着できるように装着されている。フィルター15の脱着口16は、冷媒貯留タンク6に付設する圧力計や膨張逃し弁や自動空気抜弁等の付随機器を取付ける接続口付きフランジ17で閉止されている。この接続口付きフランジ17はパッキン18を挟んでネジにより冷媒貯留タンク6の上部に締め固定されている。
【0019】
冷媒貯留タンク6には、図3に示すように発泡スチロールによる断熱外套19が被着され、断熱が図られている。この断熱外套19の内側は、難燃性フェルト等の断熱材の貼付けによる難燃構造20になっていて、空炊き等による断熱外套19の延焼が防止されている。
【0020】
冷凍空調装置には、循環ポンプ7や圧縮機及び電気シーズヒーター14等を制御するマイコンを含む制御手段21が搭載されており、この制御手段21に冷房モードや暖房モードの設定を行う設定スイッチや、LEDや液晶等により運転状態等を表示する表示手段を備えたコントローラが信号線又は赤外線信号により信号のやりとりを可能に接続されている。制御手段21には冷媒貯留タンク6の出口の利用側冷媒の温度を検知する温度検知手段22の出力が制御情報として取込まれる。
【0021】
また、室内放熱器13にはコントローラ及び室温を検知する室温検知手段が備えられ、コントローラの操作によって冷媒の流量をそれ自体に設けられた流量調節弁を動かして、室温が設定温度になるようにフィードバック制御を行うとともに、冷凍空調装置の制御手段21に運転情報や設定温度及び室内温度を制御情報として送信する。
【0022】
冷凍空調装置のコントローラにより、暖房モードが設定されると、制御手段21により熱源側ヒートポンプ方式の暖房運転を行い、必要に応じて電気シーズヒーター14への通電を行う。制御手段21は、室内放熱器13のコントローラからの運転情報の取込みを行い、室内放熱器13のいずれかから運転要求の信号が入ると、利用側冷媒サイクルに送る利用側冷媒の温度を暖房できる温度になるように、熱源側ヒートポンプ方式の暖房運転と電気シーズヒーター14への通電を制御し、循環ポンプ7を動かし、利用側冷媒サイクルに利用側冷媒を循環させる。室内放熱器13側からの運転要求の信号が一つもない場合には、循環ポンプ7は停止状態におかれる。
【0023】
電気シーズヒーター14は、例えば容量1キロワットのものを四個設けた場合、住宅の負荷に応じた適切な組合せで通電され、消費電力の低減を図りながら暖房能力が確保される。冷媒貯留タンク6に暖房運転時の熱源となる電気シーズヒーター14を組込んでいるため、利用側冷媒を効率的に加熱でき、灯油ボイラーやガスボイラー等による暖房専用の熱源側冷媒サイクルを持つものより構成が簡素で、コストも低く設置スペースも縮小する。暖房モードでは冷媒貯留タンク6内の利用側冷媒の熱容量にて除霜運転における利用側冷媒の温度低下を防ぐと同時に、熱容量が不足した場合は電気シーズヒーター14によって加熱することが可能である。さらに外気温度が低下した場合の熱源側ヒートポンプ方式の暖房運転における能力不足も補うことができる。冷媒貯留タンク6は、断熱外套19で包まれているため、冷媒貯留タンク6内の利用側冷媒の温度低下は少なく、電力消費も少ない。万一、空炊きされるようなことがあっても、断熱外套19の難燃構造20により断熱外套19の延焼は防止され、安全性が保たれる。また、フィルター15についても不燃材で構成されているので、空炊き等によっても燃えることがなく安全性が確保される。
【0024】
フィルター15の保守は、付随機器を取付けたまま接続口付きフランジ17を外し、脱着口16から抜取って行うことができる。また、外部配管8との接続口11,12が冷凍空調装置の外殻2の内部に設けられているため、設置場所の床下へ向かって外部配管8を接続したり、外殻2の側面に向かって外部配管8を接続したりすることができ、配管の自由度が高い。
【0025】
一方、冷凍空調装置のコントローラにより、冷房モードが設定されると、制御手段21は熱源側冷媒サイクルを動かし、電気シーズヒーター14を断電状態におき、室内放熱器13のコントローラからの運転情報の取込みを行う。室内放熱器13のいずれかから運転要求の信号が入ると、室内放熱器13に送る利用側冷媒の温度を冷房できる、例えば7℃になるように、熱源側冷媒サイクルを制御する。室内放熱器13側からの運転要求の信号が一つもない場合には、循環ポンプ7は停止状態におかれる。
【0026】
【発明の効果】
請求項1の発明によれば、低コストで設置スペースも拡大しない快適な暖房を実現できる冷凍空調装置が得られ、空炊き等によるフィルターの延焼を防止することができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】 実施の形態の冷凍空調装置を示す構成図である。
【図2】 実施の形態の冷凍空調装置の冷媒貯留タンクの構成を示す分解斜視図である。
【図3】 実施の形態の冷凍空調装置の冷媒貯留タンク周りの構成を示す分解斜視図である。
【符号の説明】
1 熱交換器、 2 外殻、 3 熱交換器、 4 熱源側冷媒循環閉路、 5 利用側冷媒循環閉路、 6 冷媒貯留タンク、 8 外部配管、 11 接続口、 12 接続口、 14 電気シーズヒーター、 15 フィルター、 19 断熱外套、 20 難燃構造。[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to a refrigerating and air-conditioning apparatus for performing heat exchange between refrigerants of a heat source side refrigerant cycle and a usage side refrigerant cycle via a heat exchanger, and cooling and heating a house or the like in the usage side refrigerant cycle.
[0002]
[Prior art]
In a refrigeration air conditioner that uses the heat collected from the heat source side refrigerant cycle to produce refrigerant for cooling and heating in the use side refrigerant cycle and circulates it in the indoor radiator to cool and heat, heat is collected in the heat source side refrigerant cycle. Since the amount of heat that can be generated depends on the outside air temperature, the heating capacity is reduced when the outside air temperature is low, making it difficult to obtain the required heating atmosphere. For example, in the heat pump type air conditioning technology disclosed in Japanese Patent Application Laid-Open No. 55-20315, a positive temperature coefficient thermistor heater is arranged in the indoor heat exchanger to correct the heating capacity decrease when the refrigerant temperature decreases. It is solved by supplementing with a characteristic thermistor heater. In this technique, the refrigerant temperature of the indoor heat exchanger is monitored, and when the refrigerant temperature falls below the set temperature, a positive temperature coefficient thermistor heater is operated as an auxiliary heat source to compensate for the lack of heating capacity.
[0003]
Japanese Patent Laid-Open No. 2000-2474 discloses that a heat source side refrigerant cycle including a boiler dedicated to heating is added to a heat source side refrigerant cycle dedicated to cooling, and the boiler is operated during heating to use heat necessary for heating on the use side refrigerant A refrigeration air conditioner is shown that can be supplied to a cycle. This refrigeration air conditioner has a heat source side refrigerant cycle dedicated to cooling and a heat source side refrigerant cycle dedicated to heating including a boiler, so there is no need for defrosting operation, and the refrigerant temperature of the use side refrigerant cycle is reduced by defrosting operation. I will not come.
[0004]
[Problems to be solved by the invention]
In the above-described conventional heat pump type air conditioning technology, even when the indoor heating load is small in the case of heating operation, the refrigerant temperature of the use side refrigerant cycle decreases during defrosting operation, etc., so it is not necessary by the positive temperature coefficient thermistor heater There is a problem that it is uneconomical because the heat is replenished.
[0005]
On the other hand, those having a heat source side refrigerant cycle dedicated to heating require a heat source machine such as a kerosene boiler, a gas boiler, or an electric boiler, which has a problem that the configuration is complicated, the cost is high, and the installation space is expanded.
[0006]
The present invention has been made to solve the conventional problems, and the problem is to obtain a refrigerating and air-conditioning apparatus that can realize comfortable cooling and heating that does not increase the installation space at low cost. , Ru Oh be to promote the improvement on the safety of the device.
[0007]
[Means for Solving the Problems]
In order to achieve the above object, the invention of
[0014]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
The present embodiment shown in FIGS. 1 to 3 collects heat between a heat source side refrigerant cycle for circulating the heat source side refrigerant and a usage side refrigerant cycle for circulating the usage side refrigerant as shown in FIG. The present invention relates to a refrigerating and air-conditioning apparatus that performs cooling and heating in a use side refrigerant cycle by interposing a
[0015]
The usage-side refrigerant cycle is configured as a usage-side refrigerant circulation closed
[0016]
The
[0017]
The
[0018]
The
[0019]
As shown in FIG. 3, the
[0020]
The refrigerating and air-conditioning apparatus is equipped with a control means 21 including a microcomputer for controlling the
[0021]
Further, the
[0022]
When the heating mode is set by the controller of the refrigerating and air-conditioning apparatus, the control means 21 performs the heating operation of the heat source side heat pump system, and energizes the electric sheathed
[0023]
For example, when four
[0024]
Maintenance of the
[0025]
On the other hand, when the cooling mode is set by the controller of the refrigerating and air-conditioning apparatus, the control means 21 moves the heat source side refrigerant cycle, puts the
[0026]
【The invention's effect】
According to the first aspect of the present invention, it is possible to obtain a refrigeration air conditioner that can realize a comfortable heating that does not increase the installation space at low cost, and can prevent the spread of the filter due to empty cooking or the like .
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a configuration diagram showing a refrigerating and air-conditioning apparatus according to an embodiment.
FIG. 2 is an exploded perspective view showing a configuration of a refrigerant storage tank of the refrigerating and air-conditioning apparatus according to the embodiment.
FIG. 3 is an exploded perspective view showing a configuration around a refrigerant storage tank of the refrigerating and air-conditioning apparatus according to the embodiment.
[Explanation of symbols]
DESCRIPTION OF
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