JP3906034B2 - 給湯装置及びこの給湯装置を用いた冷凍装置 - Google Patents

給湯装置及びこの給湯装置を用いた冷凍装置 Download PDF

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Description

【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は給湯装置及びこの給湯装置を用いた冷凍装置に関する。
【0002】
【従来の技術】
一般に、圧縮機及び熱源側熱交換器を備えた熱源側ユニットと、氷蓄熱槽内に蓄熱用熱交換器が水没状態で配設された氷蓄熱ユニットと、利用側熱交換器を備えた利用側ユニットとを有し、製氷運転または冷房運転を実施可能とする氷蓄熱ユニットを備えた冷凍装置(空気調和装置)が知られている。
【0003】
製氷運転は、圧縮機からのガス冷媒が熱源側熱交換器を経て液冷媒となり、その後に膨張弁を通り、氷蓄熱槽内の蓄熱用熱交換器に流入して蒸発し、この氷蓄熱槽内で蓄熱用熱交換器外周に氷が形成される製氷動作が実施された後、ガス冷媒が圧縮機へ戻されて実施される。
【0004】
冷房運転には、解氷冷房運転と通常冷房運転とがあり、解氷冷房運転は、圧縮機から熱源側熱交換器へ導かれて液冷媒となった冷媒が、氷蓄熱槽内の蓄熱用熱交換器へ流入して過冷却状態となり、この過冷却状態の液冷媒が利用側熱交換器へ供給されることにより実施され、通常冷房運転は、圧縮機から熱源側熱交換器へ導かれて液冷媒となった冷媒を、氷蓄熱槽内の蓄熱用熱交換器へ流すことなく利用側熱交換器へ供給することにより実施される。
【0005】
ここで熱源側熱交換器から大気に捨てられていた廃熱を有効に利用することが考えられ、熱源側熱交換器の代替となって廃熱を利用する給湯用熱交換器と給湯用熱交換器で加熱される給湯漕とを備えた給湯装置を冷媒配管で接続して、給湯用蓄熱運転を可能に構成した冷凍装置(空気調和装置)が考案されていた。
【0006】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、この冷凍装置の給湯装置の給湯漕は、漕内の温度むらや給湯漕の下部に溜まった塵埃の配管への吸い込み等の問題があった。
【0007】
そこで、本発明は、上述の点に考慮して、給湯漕内の温度むらを改善し給湯漕底部の塵埃を吸い込みにくい給湯装置を提供することにある。
【0008】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決するため、請求項1にかかる発明は、水を加熱する給湯用熱交換器と給湯漕とを備え、且つ前記給湯用熱交換器と前記給湯漕とを水配管で繋いで、この給湯用熱交換器と給湯漕との間で水を循環させて給湯漕に温水を蓄えるように構成した給湯装置において、前記水配管に接続して前記給湯漕内に温水を吐出する吐出管と前記水配管に接続して前記給湯漕内の水を吸い込む吸込管とを設け、且つ前記吐出管は前記給湯漕に略垂直に設けられその側面に複数の吐出口を備え、前記吸込管は前記給湯漕に略水平に設けられその上面に複数の吸込口を備え、複数の吐出口の開放方向と複数の吸込口の開放方向とが略直交していることを特徴とする。
【0009】
請求項2にかかる発明は、吐出管と吸込管とは給湯漕内でそれぞれ複数の支管に分岐することを特徴とする。
【0012】
請求項3にかかる発明は、給湯漕はその内部に水の攪拌装置を備えることを特徴とする。
【0013】
請求項4にかかる発明は、攪拌装置は複数の回転翼で構成されることを特徴とする。
【0014】
請求項5にかかる発明は、攪拌装置は吐出口からの水流により駆動されることを特徴とする。
【0015】
請求項6にかかる発明は、圧縮機、熱源側熱交換器を備えた熱源側ユニットと、利用側熱交換器を備えた利用側ユニットとにより構成された冷凍装置において、給湯装置と熱源側ユニットと利用側ユニットとを冷媒配管で接続し、給湯装置の給湯漕に蓄熱することを特徴とする。
【0016】
請求項7にかかる発明は、冷凍装置において、利用側ユニットが空気調和運転を行うことを特徴とする。
【0017】
【発明の実施の形態】
本発明の実施例を図を参照して説明する。
【0018】
本発明の実施例の給湯装置を備えた空気調和装置(冷凍装置)は、圧縮機、熱源側熱交換器を備えた熱源側ユニットと、利用側熱交換器を備えた利用側ユニットと、給湯用熱交換器と給湯漕とを備えた給湯装置とを冷媒配管で接続して構成されている。
【0019】
図1において、1は室外ユニット(熱源側ユニット)を示す。この室外ユニット1には、圧縮機2と、四方弁3と、図示しない室外ファンによって熱交換作用を行う空冷の室外熱交換器(熱源側熱交換器)4と、室外側膨張弁5とレシーバタンク6と、アキュムレータ7とが内蔵されこれら機器は配管でつながれている。
【0020】
8はユニット間配管9を構成する液管10につながれる液側接続口であり、11はユニット間配管9を構成するガス管12につながれるガス側接続口である。12は吐出専用口であり、圧縮機2の吐出管から分岐した吐出専用配管13につながれている。14は吸込専用口で、圧縮機2の吸込管から分岐した吸込専用配管15につながれている。
【0021】
このように、吐出専用口12(吐出専用配管13)、吸込専用口14(吸込専用配管15)は、ユニット間配管9を構成する液管10並びにガス管12につながれる液並びにガス側の接続口8,11とは別個に設けられている。
【0022】
上記室外ユニット1には室内ユニット(利用側ユニット)16、蓄熱ユニット19及び給湯装置28がユニット間配管9(液管10,ガス管12),吐出専用配管13,吸込専用配管15を介してつながれている。
【0023】
室内ユニット16には、室内熱交線器17と、室内側膨張弁18とが備えられている。また、蓄熱ユニット19には、蓄熱漕50と蓄熱用熱交換器20とが備えてられている。
【0024】
蓄熱用熱交換器20は第1ないし第3の接続端を有し、第1の接続端21は第1開閉弁22並びに逆止弁23を介して蓄熱用熱交換器20に、第2の接続端24は第2開閉弁25を介して蓄熱用熱交換器20に、第3の接続端26は蓄熱側膨張弁27を介して蓄熱用熱交換器20に夫々つながれている。
【0025】
給湯装置28には、給湯漕34と給湯用熱交換器29とが備えられており、入口端30、出口端31を有し、入口端30は開閉弁32並びに逆止弁33を介して給湯用熱交換器29に、出口端31は給湯用熱交換器29に夫々つながれている。尚、入口端30は室外ユニット1の吐出専用口12につながれ、吐出専用配管13と連通している。出口端31はユニット間配管9の液管10につながれている。
【0026】
このような構成を備えた空気調和装置において、夏期の夜間に冷房運転を停止して蓄熱ユニット19と給湯装置28を利用して、給湯用の蓄熱をしながら氷蓄熱を行う方法について説明する。
【0027】
即ち、圧縮機2から吐出された冷媒は、図1の実線矢印で示すよう逆止弁38、給湯装置28の開閉弁32、逆止弁33、給湯用熱交換器29、蓄熱ユニット19の蓄熱側膨張弁27、蓄熱用熱交換器20、蓄熱ユニット19の第2開閉弁25、アキュムレータ7、圧縮機2に戻るように循環する。
【0028】
これによって、給湯用熱交換器29が凝縮器、蓄熱用熱交換器20が蒸発器として作用する。給湯用熱交換器29で加熱された温水は給湯漕34に蓄えられ、蓄熱用熱交換器20で生成された氷は蓄熱漕50に蓄えられる。
【0029】
ここで、例えば、給湯装置28による蓄熱が早く終了した場合は、給湯装置28の開閉弁32を閉めて、圧縮機2から吐出された冷媒を破線矢印で示すよう逆止弁38、四方弁3、室外熱交換器4、室外側膨張弁(全開)5、レシーバタンク6、蓄熱ユニット19の蓄熱側膨張弁27、蓄熱用熱交換器20、第2開閉弁25、アキュムレータ7、圧縮機2にと戻るように循環する。これによって、室外熱交換器4が凝縮器、蓄熱用熱交換器20が蒸発器として作用する。
【0030】
一方、蓄熱ユニット19による氷蓄熱が早く終了した場合は、蓄熱ユニット19の蓄熱側膨張弁27を全閉に設定して、圧縮機2から吐出された冷媒を一点鎖線矢印で示すよう逆止弁38、給湯装置28の第1開閉弁32、逆止弁33、給湯用熱交換器29、室外ユニット1のレシーバタンク6、室外側膨張弁5、室外熱交換器4、四方弁3、アキュムレータ7、圧縮機2に戻るように循環する。これによって、給湯用熱交換器29が凝縮器、室外熱交換器4が蒸発器としてして作用する。
【0031】
上述したようにして、夏期の夜間に空気調和装置を運転して冷房運転用の氷蓄熱と、給湯用の蓄熱とをしておき、夏期の昼間には氷蓄熱を利用した冷房運転と給湯漕34に蓄熱した温水の給湯を行うことができる。
【0032】
このように、氷蓄熱と給湯用の蓄熱の併用によって、深夜電力を利用した空気調和装置の節電が計られると共に夏期の昼間消費電力のピークシフトが計られる。
【0033】
一方、冬期の夜間に、暖房運転を停止して蓄熱ユニット19と給湯装置28を利用して、給湯用の蓄熱をし次に温水蓄熱を行う方法について説明する。
【0034】
即ち、圧縮機2から吐出された冷媒は、図2の実線矢印で示すように、逆止弁38、給湯装置28の開閉弁32、逆止弁33、給湯用熱交換器29、室外ユニット1のレシーバタンク6、室外側膨張弁5、室外熱交換器4、四方弁3、アキュムレータ7、圧縮機2に戻るように循環する。
【0035】
これによって、給湯用熱交換器29が凝縮器、室外熱交換器4が蒸発器として作用し、給湯用熱交換器29で加熱された温水は給湯漕34に蓄えられる。
【0036】
この運転によって、給湯装置28による蓄熱が十分に行われると、次に温水蓄熱に切り換える。
【0037】
即ち、圧縮機2から吐出された冷媒は、図2の破線矢印で示すように、逆止弁38、蓄熱ユニット19の第1開閉弁22、逆止弁23、蓄熱熱交換器20、室外ユニット1のレシーバタンク6、室外側膨張弁5、室外熱交換器4、四方弁3、アキュムレータ7、圧縮機2に戻るように循環して蓄熱漕50に温水が蓄えられる。
【0038】
上述したように、冬期の夜間に空気調和装置を運転して、給湯用の蓄熱と温水蓄熱をしておき、冬期の昼間にはこの温水蓄熱を利用した暖房運転と給湯漕34に蓄熱した温水の給湯を行うことができる。
【0039】
このように、温水蓄熱と給湯用の蓄熱の併用によって、深夜電力を利用した空気調和装置の節電が計られる。
【0040】
ここで図3に基づいて本発明の詳細について説明する。
【0041】
図3は本発明の実施例を示す空気調和装置の給湯装置28の説明図で、給湯漕34と給湯用熱交換器29とは水配管51を介して接続されており、水配管51の途中に設けられた循環ポンプ35で給湯漕34の水を給湯用熱交換器29で加熱して給湯漕34に戻して給湯漕34内に湯を蓄えるようになっている。
【0042】
水配管51に接続して給湯漕34内に温水を吐出する吐出管53と水配管51に接続して給湯漕34内の水を吸い込む吸込管52とが設けられている。
【0043】
吸込管52は給湯漕34の底部に突出して略水平に設けられその上面に複数の吸込口52Aを備え、吐出管53は給湯漕34の中央部に突出して略垂直に設けられており、その側面に複数の吐出口53Aを備えている。
【0044】
このようにすることにより吸込口52Aに吐出口53Aからの比較的高温の温水が吸い込まれることによる給湯用熱交換器29の効率低下の虞が無くなると共に給湯漕34内部の温度を均一にして給湯漕34の貯湯能力を改善し、しいては蓄熱漕50の蓄熱能力を向上させることが出来る。
【0045】
図4に示すように、吐出管53と吸込管52とをそれぞれ複数の支管53B,52Bに分岐することによりさらに給湯漕34内部の温度を均一にして給湯漕34の貯湯能力を改善し、しいては蓄熱漕50の蓄熱能力を向上させることが出来る。
【0046】
又吸込口52Aの配置を上述したようにすることにより吸込口52Aにおける流速をさげ、給湯漕34底部の塵埃を吸い込みにくくすることができる。
【0047】
図3に示すように、54は給湯漕34の内部に設けられた攪拌装置で、その下部に設けられた回転翼54Aが回転することにより給湯漕34の温水を強制的に攪拌して給湯漕34内の温度むらをさらに改善することができる。
【0048】
又攪拌装置54はモータ駆動にすることもできるが吐出口からの水流により駆動されるようにすることにより攪拌装置54用の駆動装置を設ける必要を無くすことが可能である。
【0049】
36はこの給湯漕34に給湯ポンプ37を介してつながれた出湯口でここでは一個しか表示していないが複数用いても良い。
【0050】
上述したように、給湯漕34の吸込管52と吐出管53との配置と各々の吸込口52Aと吐出口53Aとを複数にすると共に攪拌装置を追加することにより、給湯漕34内の温度むらを改善し給湯漕34底部の塵埃を吸い込みにくい空気調和装置の給湯漕34を提供することができる。
【0051】
なお、本発明は上述した実施例に限定されず、本発明の要旨を逸脱しない範囲で種々変形可能である。
【0052】
【発明の効果】
以上説明したように、請求項1にかかる発明によれば、水を加熱する給湯用熱交換器と給湯漕とを備え、且つ前記給湯用熱交換器と前記給湯漕とを水配管で繋いで、この給湯用熱交換器と給湯漕との間で水を循環させて給湯漕に温水を蓄えるように構成した給湯装置において、前記水配管に接続して前記給湯漕内に温水を吐出する吐出管と前記水配管に接続して前記給湯漕内の水を吸い込む吸込管とを設け、且つ前記吐出管は前記給湯漕に略垂直に設けられその側面に複数の吐出口を備え、前記吸込管は前記給湯漕に略水平に設けられその上面に複数の吸込口を備え、複数の吐出口の開放方向と複数の吸込口の開放方向とが略直交しているようにしたので、給湯漕内の温度むらを改善し給湯漕底部の塵埃を吸い込みにくい給湯装置を提供することができる。
【0053】
請求項2にかかる発明によれば、吐出管と吸込管とは給湯漕内でそれぞれ複数の支管に分岐することにより、給湯漕内の温度むらを改善し給湯漕底部の塵埃を吸い込みにくい給湯装置を提供することができる。
【0056】
請求項3にかかる発明によれば、給湯漕はその内部に水の攪拌装置を備えることにより、給湯漕内の温度むらを改善し給湯漕底部の塵埃を吸い込みにくい給湯装置を提供することができる。
【0057】
請求項4にかかる発明によれば、攪拌装置は複数の回転翼で構成されることにより、給湯漕内の温度むらを改善し給湯漕底部の塵埃を吸い込みにくい給湯装置を提供することができる。
【0058】
請求項5にかかる発明によれば、攪拌装置は吐出口からの水流により駆動されることにより、給湯漕内の温度むらを改善し給湯漕底部の塵埃を吸い込みにくい給湯装置提供することができる。
【0059】
請求項6にかかる発明によれば、圧縮機、熱源側熱交換器を備えた熱源側ユニットと、利用側熱交換器を備えた利用側ユニットとにより構成された冷凍装置において、給湯装置と熱源側ユニットと利用側ユニットとを冷媒配管で接続し、給湯装置の給湯漕に蓄熱することにより、給湯漕内の温度むらを改善し給湯漕底部の塵埃を吸い込みにくい給湯装置提供することができる。
【0060】
請求項7にかかる発明によれば、冷凍装置において、利用側ユニットが空気調和運転を行うことにより、給湯漕内の温度むらを改善し給湯漕底部の塵埃を吸い込みにくい給湯装置提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の実施例を示す空気調和装置の夏期夜間の冷媒回路の説明図である。
【図2】本発明の実施例を示す空気調和装置の冬期夜間の冷媒回路の説明図である。
【図3】本発明の実施例を示す給湯装置の説明図である。
【図4】本発明の実施例を示す給湯装置の吸込管と吐出管との説明図である。
【符号の説明】
1 室外ユニット(熱源側ユニット)
2 圧縮機
4 室外熱交換器(熱源側熱交換器)
16 室内ユニット(利用側ユニット)
19 蓄熱ユニット
28 給湯装置
29 給湯用熱交換器
34 給湯漕
35 循環ポンプ
52 吸込管
52A 吸込口
53 吐出管
53A 吐出口
54 攪拌装置
54A 回転翼

Claims (7)

  1. 水を加熱する給湯用熱交換器と給湯漕とを備え、且つ前記給湯用熱交換器と前記給湯漕とを水配管で繋いで、この給湯用熱交換器と給湯漕との間で水を循環させて給湯漕に温水を蓄えるように構成した給湯装置において、前記水配管に接続して前記給湯漕内に温水を吐出する吐出管と前記水配管に接続して前記給湯漕内の水を吸い込む吸込管とを設け、且つ前記吐出管は前記給湯漕に略垂直に設けられその側面に複数の吐出口を備え、前記吸込管は前記給湯漕に略水平に設けられその上面に複数の吸込口を備え、複数の吐出口の開放方向と複数の吸込口の開放方向とが略直交していることを特徴とする給湯装置。
  2. 前記吐出管と吸込管とは前記給湯漕内でそれぞれ複数の支管に分岐することを特徴とする請求項1に記載の給湯装置。
  3. 前記給湯漕はその内部に水の攪拌装置を備えることを特徴とする請求項1乃至2に記載の給湯装置。
  4. 前記攪拌装置は複数の回転翼で構成されることを特徴とする請求項1乃至3に記載の給湯装置。
  5. 前記攪拌装置は前記吐出口からの水流により駆動されることを特徴とする請求項1乃至4に記載の給湯装置。
  6. 圧縮機、熱源側熱交換器を備えた熱源側ユニットと、利用側熱交換器を備えた利用側ユニットとにより構成された冷凍装置において、請求項1乃至5に記載の給湯装置と前記熱源側ユニットと前記利用側ユニットとを冷媒配管で接続し、前記給湯装置の給湯漕に蓄熱することを特徴とする冷凍装置。
  7. 請求項6に記載の冷凍装置において、前記利用側ユニットが空気調和運転を行うことを特徴とする空気調和装置。
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