JP4809055B2

JP4809055B2 - エアコン他機能付加装置

Info

Publication number: JP4809055B2
Application number: JP2005373580A
Authority: JP
Inventors: 芳郎柴
Original assignee: ゼネラルヒートポンプ工業株式会社
Priority date: 2005-12-26
Filing date: 2005-12-26
Publication date: 2011-11-02
Anticipated expiration: 2025-12-26
Also published as: JP2007178008A

Description

本発明は、エアコンやヒートポンプ装置に関するものである。

従来のエアコンシステムは、特許公開平１０−３３９５１３号公報に記載されている。このエアコンシステムは２つの室内機で冷房と暖房を同時に行うことができるという利点があるため、主に冷房と暖房が同時にある用途に利用されている。
特許公開平１０−３３９５１３号公報

しかしながら、一般的には冷房と暖房の同時利用以外の多機能エアコンは用途が限られており市場が少ないため、専用に開発を行うことは容易ではなく、市場が未成熟な機能の組み合わせの多機能エアコンについては、開発をしても市場で受け入れられないため生産中止となったり、開発コストに対しての利益が見込めないため開発を断念したりすることが多かった。特に、市場が未成熟な機能の組み合わせとしては、空冷エアコンと水冷機能、空冷エアコンと給湯機能、空冷エアコンと床暖房などがある。

本発明は、エアコン他機能付加装置と、市販の空冷エアコンの室外機の配管を一部改造するとともにエアコン他機能付加装置を室外機に取り付ける手段と、市販の空冷エアコンの室内機をベースに改造したエアコン他機能付加装置と、エアコン他機能付加装置を室内機として取り付ける手段を具備するものである。

本発明によれば、新たに多機能エアコンを開発することなく空冷エアコンに水冷機能または／かつ給湯機能を容易に付加し、または、市販の空冷エアコンの室内機を改造するだけで容易に給湯や床暖房を行うことが可能になる。また、エアコン他機能付加装置を用いることにより、室外機内に二方弁や受液器等の機器を組み込む必要がないため、室外機内のスペースによらないので室外機内の形状によらず改造をすることができるので、マルチエアコンを含むすべての市販エアコンに対応できる。

本発明の請求項１に記載の発明は、冷媒−水熱交換器と冷媒配管と膨張弁と二方弁と水配管からなる水冷機能付加装置５４と、市販の空冷エアコン室外機１内の配管を一部改造して、水冷機能付加装置５４と室外機１の間に冷媒配管を接続することにより市販の空冷エアコンに水冷機能を付加させる方法、としたものあり、一部改造した室外機の横に設置してその室外機に冷媒配管により接続してユニット内の二方弁を切り替えることで、空冷の冷暖房運転だけでなく、エアコンを運転する時の熱源を空冷または水冷に切り替えが可能となり、水冷が利用できなくなった場合に空冷に自動的に切り替える、または、水冷と空冷の効率の良い方を自動的に切り替えることができるという作用を有している。

本発明の請求項２に記載の発明は、冷媒−水熱交換器と冷媒配管と二方弁と水配管と比例弁からなる給湯機能付加装置７４と、市販の空冷エアコン室外機１内の配管を一部改造して、給湯機能付加装置７４と室外機１の間に冷媒配管を接続することにより市販の空冷エアコンに給湯機能を付加させる方法、としたものであり、一部改造した室外機の横に設置してその室外機に冷媒配管により接続してユニット内の二方弁を切り替えるとともに比例二方弁で水の流量を調整することで、空冷の冷暖房運転だけでなく、空冷で給湯、さらには、冷房時に同時に給湯運転（熱回収運転）を行うことができるという作用を有している。

本発明の請求項３に記載の発明は、冷媒−水熱交換器と冷媒配管と膨張弁と二方弁と水配管と比例弁からなる水冷及び給湯機能付加装置１８１と、市販の空冷エアコン室外機１内の配管を一部改造して、水冷及び給湯機能付加装置１８１と、室外機１の間に冷媒配管を接続することにより市販の空冷エアコンに水冷機能と給湯機能を付加させる方法、としたものであり、一部改造した室外機の横に設置してその室外機に冷媒配管により接続してユニット内の二方弁を切り替え、比例二方弁で水の流量を調整することで、空冷の冷暖房運転だけでなく、冷暖房または給湯を運転する時の熱源を空冷または水冷に切り替えが可能となり、水冷が利用できなくなった場合に空冷に自動的に切り替える、または、水冷と空冷の効率の良い方を自動的に切り替える、さらには、冷房時に同時に給湯運転を行うことができるという作用を有している。

本発明の請求項４に記載の発明は、市販の空冷エアコンの室内機をベースに改造された、冷媒−水熱交換器冷媒配管と逆止弁と水配管からなる、床暖房等の温水加熱を可能にする床暖房機能付加装置９７と、市販の空冷エアコンの室内機をベースに改造して床暖房等の温水加熱を可能とする方法、としたものであり、本発明を暖房モードにすることにより本発明で床暖房用温水加熱を行うことができるという作用を有している。

本発明の請求項５に記載の発明は、市販の空冷エアコンの室内機をベースに改造された、冷媒−水熱交換器と冷媒配管と逆止弁と水配管と比例弁からなる、給湯を可能にする給湯機能付加装置１１０と、市販の空冷エアコンの室内機をベースに改造して給湯を可能とする方法、としたものであり、本発明を暖房モードにすることにより本発明で給湯を行うことができるという作用を有している。

本発明の請求項６に記載の発明は、ヒートポンプで多機能化する時に高圧冷媒液管のＴ字分岐で使用される三方受液器、としたものであり、凝縮器で凝縮した冷媒液を一時的に蓄え、運転状態の変化により凝縮器内と蒸発器内に存在する冷媒量が変わったときに、それらの冷媒量の変化を吸収し、装置を円滑に運転できるようにするとともに高圧冷媒液のＴ字分岐の役割を行うという作用を有している。

本発明の請求項７に記載の発明は、ヒートポンプで多機能化する時に高圧冷媒液管の十字分岐で使用される四方受液器、としたものであり、凝縮器で凝縮した冷媒液を一時的に蓄え、運転状態の変化により凝縮器内と蒸発器内に存在する冷媒量が変わったときに、それらの冷媒量の変化を吸収し、装置を円滑に運転できるようにするとともに高圧冷媒液の十字分岐の役割を行うという作用を有している。

通常の空冷エアコンは例えば図４のように室外機１と室内機８、９とその間の冷媒配管１９、２０、２１、２２、２３、２４、２５、２６という構成で室内７の冷暖房に利用される。空冷エアコンの冷房時、冷媒は、圧縮機２で圧縮されて配管１６を通り、四方弁３を通り、配管１７を通り、空気熱交換器４で凝縮・液化し、配管１８を通り、室外機１を出て室外に入り、配管１９を通り、室内７に入り、配管２０を通り、配管２１と配管２２に分岐して室内機８、９に入り、膨張弁１４，１５で膨張し、空気熱交換器１０、１１で蒸発・気化し、配管２３、２４を通り、配管２５に集まり、室内７を出て屋外に入り、配管２６を通り、室外機１に入り、配管２７を通り、四方弁３を通り、配管２８を通り、圧縮機２へ送られ、これらを繰り返す。逆に、空冷エアコンの暖房時、冷媒は、圧縮機２で圧縮されて配管１６を通り、四方弁３を通り、配管２７を通り、室外機１を出て屋外に入り、配管２６を通り、室内７に入り、配管２５を通り、配管２３と２４に分岐して室内機８、９に入り、熱交換器１０、１１で凝縮・液化し、配管２１、２２を通り、配管２０に集まり、室内７を出て屋外に入り、配管１９を通り、室外機１に入り、配管１８を通り、膨張弁６で膨張し、空気熱交換器４で蒸発・気化し、配管１７を通り、四方弁３を通り、配管２８を通り、圧縮機２へ送られ、これらを繰り返す。このとき、ファン５、１２、１３は運転している。

（本発明の請求項１に記載の発明の実施例）

一方、図１は、本発明装置の冷媒−水熱交換器５５と冷媒配管１３９、１４０、１４１、１３６、１３７，１３８と膨張弁５８と二方弁５６、５７、１３３、１３４と水配管６１、６２からなる水冷機能付加装置５４と、市販の空冷エアコン室外機１内の配管を一部改造して、水冷機能付加装置５４と、室外機１の間に冷媒配管１２９，１３０，１３１，１３２を接続することにより市販の空冷エアコンに水冷機能を付加させる方法を示したものである。これにより、空冷モードの冷房、空冷モードの暖房の他に水冷モードの冷房、水冷モードの暖房の切り替え可能となる。それぞれのモードについて冷媒の流れを図１と図２で説明する。

空冷モードの冷房時、冷媒は、圧縮機２で圧縮されて配管１６を通り、四方弁３を通り、配管３１を通り、改造部分配管１２８を通り、室内機１を出て屋外に入り、配管１３１を通り、水冷機能付加装置５４に入り、配管１３７へ入り、配管１３６を通り、屋外に入り、配管１３２に入り、室外機１に入り、改造部分配管１２７を通り、配管３２を通り、空気熱交換器４で凝縮・液化し、配管３３を通り、改造部分配管１２５を通り、屋外へ入り、配管１２９を通り、水冷機能付加装置５４に入り、配管１３９を通り、三方受液器１３５を通り、配管１４０を通り、屋外へ入り、配管１３０を通り、室外機１へ入り、改造部分配管１２６を通り、配管３４を通り、（あとは空冷エアコン冷房時と同様に）室外機１を出て室外に入り、配管１９を通り、室内７に入り、配管２０を通り、配管２１と配管２２に分岐して室内機８、９に入り、膨張弁１４，１５で膨張し、空気熱交換器１０、１１で蒸発・気化し、配管２３、２４を通り、配管２５に集まり、室内７を出て屋外に入り、配管２６を通り、室外機１に入り、配管２７を通り、四方弁３を通り、配管２８を通り、圧縮機２へ送られ、これらを繰り返す。このとき、ファン５、１２、１３は運転しており、二方弁５６、５７は閉の状態であり、二方弁１３３、１３４は開の状態であり、ポンプ４６は停止している。

空冷モードの暖房時、冷媒は、圧縮機２で圧縮されて配管１６を通り、四方弁３を通り、配管２７を通り、室外機１を出て屋外に入り、配管２６を通り、室内７に入り、配管２５を通り、配管２３と２４に分岐して室内機８、９に入り、熱交換器１０、１１で凝縮・液化し、配管２１、２２を通り、配管２０に集まり、室内７を出て屋外に入り、配管１９を通り、室外機１に入り、配管３４を通り、改造部分配管１２６を通り、屋外に入り、配管１３０を通り、水冷機能付加装置５４へ入り、配管１４０を通り、三方受液器１３５を通り、配管１３９を通り、屋外に入り、配管１２９を通り、室外機１に入り、改造部分配管１２５を通り、配管３３を通り、膨張弁６で膨張し、空気熱交換器４で蒸発・気化し、配管３２を通り、改造部分配管１２７を通り、屋外へ入り、配管１３２を通り、水冷機能付加装置５４へ入り、配管１３６を通り、配管１３７を通り、屋外へ入り、配管１３１を通り、室外機１へ入り、改造部分配管１２８を通り、配管３１を通り、（あとは空冷エアコン暖房時と同様に）四方弁３を通り、配管２８を通り、圧縮機２へ送られ、これらを繰り返す。このとき空冷モード冷房時と同様に、ファン５、１２、１３は運転しており、二方弁５６、５７は閉の状態であり、二方弁１３３、１３４は開の状態であり、ポンプ４６は停止している。

水冷モードの冷房時、冷媒は、圧縮機２で圧縮されて配管１６を通り、四方弁３を通り、配管３１を通り、改造部分配管１２８を通り、室内機１を出て屋外に入り、配管１３１を通り、水冷機能付加装置５４に入り、配管１３７を通り、配管１３８を通り、冷媒−水熱交換器５５で凝縮・液化し、配管１４１を通り、三方受液器１３５を通り、配管１４０を通り、屋外へ入り、配管１３０を通り、改造部分配管１２６を通り、配管３４を通り、あとは空冷モードの冷房時と同様である。このとき、ファン５は停止、ファン１２、１３は運転しており、二方弁５６、５７は開の状態であり、二方弁１３３、１３４は閉の状態であり、ポンプ４６は運転している。

水冷モードの暖房時、冷媒は、圧縮機２で圧縮されて配管１６を通り、四方弁３を通り、配管２７を通り、室外機１を出て屋外に入り、配管２６を通り、室内７に入り、配管２５を通り、配管２３と２４に分岐して室内機８、９に入り、熱交換器１０、１１で凝縮・液化し、配管２１、２２を通り、配管２０に集まり、室内７を出て屋外に入り、配管１９を通り、室外機１に入り、配管３４を通り、改造部分配管１２６を通り、屋外に入り、配管１３０を通り、水冷機能付加装置５４へ入り、配管１４０を通り、三方受液器１３５を通り、配管１４１を通り、膨張弁５８で膨張し、冷媒−水熱交換器５５で蒸発・気化し、配管１３８を通り、配管１３７を通り、屋外へ入り、配管１３１を通り、室外機１へ入り、改造部分配管１２８を通り、配管３１を通り、四方弁３を通り、配管２８を通り、圧縮機２へ戻り、これらを繰り返す。このときも水冷モード冷房時と同様に、ファン５は停止、ファン１２、１３は運転しており、二方弁５６、５７は開の状態であり、二方弁１３３、１３４は閉の状態であり、ポンプ４６は運転している。

水冷モードの水熱源としては井水、地中熱、河川水、海水、下水処理水などが利用可能である。水熱源の温度は平均的に外気よりも夏は低く、冬は高いためにヒートポンプの熱源としては有効であり、空冷よりも水熱源（水冷）の方が効率の高い運転が見込むことが出来る。

しかし、上記の水熱源を用いる場合は一般的にはリスクが生じる。例えば、井水熱源で利用していた時に、井水が枯れる、または、井水の水質が悪くなる、または、井水槽のコンクリート内の石灰分が井水に溶け出してしまい、冷媒−水熱交換器に多量のスケールがついてしまう、といった理由で井水が熱源として使えなくなってしまうこともある。地中熱に関しても熱源配管の漏れ等で使用できなくなる、または、採熱量が足りなくなるといったリスクがある。河川水、海水、下水処理水に関しても同様に冷媒−水熱交換器にスケールやスライムがつく場合がある。

本発明の請求項１に記載の発明によれば、水熱源に問題があった場合に空冷に切り替えることが可能となり、その間空調を使用している間に、水熱源の清掃、洗浄、修理といったメンテナンスを行うことができる。

また、別の利用方法もある。水熱源の温度に対して、外気温度は一日で変動が大きいため、水熱源の温度に対して、外気温の平均温度は夏に高く、冬に低いが、夏でも朝は温度が低く、冬は昼に温度が高くなることもある。外気のほうが有利に働く温度においては空冷に切り替えて、水熱源の方が有利に働く温度においては水冷に切り替えるといった使い方も可能である。例えば、外気温センサーを室外機の空気取り入れ口に設置し、また、水熱源の水冷機能付加ユニット５４への入り口に水温センサーを設置して、それぞれの温度を比較し、冷房時に関しては温度が低い方のモードを運転し、暖房時に関しては温度が高いほうのモードを運転するといった利用ができ、効率の高い運転が可能となる。

（本発明の請求項２に記載の発明の実施例）

図３は、本発明装置の冷媒−水熱交換器７５と冷媒配管１８２、１５３、１５４、１５５、１５６、１５７と二方弁１５１、１５２、９２、１５０、９１と比例弁７６と水配管７９、８０、８１からなる給湯機能付加装置７４と、市販の空冷エアコン室外機１内の配管を一部改造して、給湯機能付加装置７４と、室外機１の間に冷媒配管１４６、１４７、１４８、１４９を接続することにより市販の空冷エアコンに給湯機能を付加させる方法を示したものである。これにより、空冷モードの冷房、空冷モードの暖房の他に、空冷モードの給湯、さらに、冷房時同時給湯運転（熱回収運転）ができるようになる。それぞれのモードについて冷媒の流れを図３と図２で説明する。

空冷モードの冷房時、冷媒は、圧縮機２で圧縮されて配管６７を通り、改造部分配管１４５を通り、室内機１を出て屋外に入り、配管１４９を通り、給湯機能付加装置７４に入り、配管１５６へ入り、配管１５５を通り、屋外に入り、配管１４８に入り、室外機１に入り、改造部分配管１４４を通り、配管６８を通り、四方弁３を通り、配管１７を通り、空気熱交換器４で凝縮・液化し、配管３３を通り、改造部分配管１４２を通り、屋外へ入り、配管１４６を通り、給湯機能付加装置７４に入り、配管１８２を通り、三方受液器１８０を通り、配管１５３を通り、屋外へ入り、配管１４７を通り、室外機１へ入り、改造部分配管１４３を通り、配管３４を通り、（あとは空冷エアコン冷房時と同様に）室外機１を出て室外に入り、配管１９を通り、室内７に入り、配管２０を通り、配管２１と配管２２に分岐して室内機８、９に入り、膨張弁１４，１５で膨張し、空気熱交換器１０、１１で蒸発・気化し、配管２３、２４を通り、配管２５に集まり、室内７を出て屋外に入り、配管２６を通り、室外機１に入り、配管２７を通り、四方弁３を通り、配管２８を通り、圧縮機２へ送られ、これらを繰り返す。このとき、ファン５、１２、１３は運転しており、二方弁９１、９２は閉の状態であり、二方弁１５０、１５１、１５２は開の状態であり、ポンプ８３は停止している。

空冷モードの暖房時、冷媒は、圧縮機２で圧縮されて配管６７を通り、改造部分配管１４５を通り、室内機１を出て屋外に入り、配管１４９を通り、給湯機能付加装置７４に入り、配管１５６へ入り、配管１５５を通り、屋外に入り、配管１４８に入り、室外機１に入り、改造部分配管１４４を通り、配管６８を通り、四方弁３を通り、配管２７を通り、室外機１を出て屋外に入り、配管２６を通り、室内７に入り、配管２５を通り、配管２３と２４に分岐して室内機８、９に入り、熱交換器１０、１１で凝縮・液化し、配管２１、２２を通り、配管２０に集まり、室内７を出て屋外に入り、配管１９を通り、室外機１に入り、配管３４を通り、改造部分配管１４３を通り、屋外に入り、配管１４７を通り、給湯機能付加装置７４へ入り、配管１５３を通り、三方受液器１８０を通り、配管１８２を通り、屋外に入り、配管１４６を通り、室外機１に入り、改造部分配管１４３を通り、配管３３を通り、膨張弁６で膨張し、空気熱交換器４で蒸発・気化し、配管１７を通り、四方弁３を通り、配管２８を通り、圧縮機２へ送られ、これらを繰り返す。このとき空冷モード冷房時と同様に、ファン５、１２、１３は運転しており、二方弁９１、９２は閉の状態であり、二方弁１５０，１５１，１５２は開の状態であり、ポンプ８３は停止している。

空冷モードの給湯時、冷媒は、圧縮機２で圧縮されて配管６７を通り、改造部分配管１４５を通り、室内機１を出て屋外に入り、配管１４９を通り、給湯機能付加装置７４に入り、配管１５６へ入り、配管１５７を通り、冷媒−水熱交換器７５で凝縮・液化し、配管１５４を通り、三方受液器１８０を通り、配管１８２を通り、屋外に入り、配管１４６を通り、室外機１に入り、改造部分配管１４２を通り、配管３３を通り、膨張弁６で膨張し、空気熱交換器４で蒸発・気化し、配管１７を通り、四方弁３を通り、配管２８を通り、圧縮機２へ送られ、これらを繰り返す。このときファン５は運転、ファン１２、１３は停止しており、二方弁９１、９２、１５１は開の状態であり、二方弁１５０、１５２は開の状態であり、ポンプ８３は運転している。

冷房時同時給湯運転（熱回収運転）時、冷媒は、圧縮機２で圧縮されて配管６７を通り、改造部分配管１４５を通り、室内機１を出て屋外に入り、配管１４９を通り、給湯機能付加装置７４に入り、配管１５６へ入り、配管１５７を通り、冷媒−水熱交換器７５で凝縮・液化し、配管１５４を通り、三方受液器１８０を通り、配管１５３を通り、屋外へ入り、配管１４７を通り、室外機１へ入り、改造部分配管１４３を通り、配管３４を通り、（あとは空冷エアコン冷房時と同様に）室外機１を出て室外に入り、配管１９を通り、室内７に入り、配管２０を通り、配管２１と配管２２に分岐して室内機８、９に入り、膨張弁１４，１５で膨張し、空気熱交換器１０、１１で蒸発・気化し、配管２３、２４を通り、配管２５に集まり、室内７を出て屋外に入り、配管２６を通り、室外機１に入り、配管２７を通り、四方弁３を通り、配管２８を通り、圧縮機２へ送られ、これらを繰り返す。このとき、ファン５は停止し、ファン１２、１３は運転しており、二方弁１５０、１５１は閉の状態であり、二方弁１５２、９１、９２は開の状態であり、ポンプ８３は運転している。

給湯運転は瞬間給湯と循環給湯の２種類あり、上記空冷モード給湯時と上記冷房時同時給湯運転（熱回収運転）の両方とも適用される。瞬間給湯時は二方弁８４が開となり、補給水を直接給湯機能付加装置７４に入れて比例弁７６の流量調整により出湯温度を調整し、貯湯槽８２に温水を送る。循環給湯時は二方弁８４が閉、比例弁７６は全開となり、貯湯槽８２内の温度が放熱ロスや床暖房などの加熱利用で低下したときにその温度を昇温させる。

冷房・暖房に給湯機能を付加させることにより、新たに給湯装置を取り付けることなく、比較的安価な給湯機能付加装置を追加するだけで、給湯を行うことができるとともに、冷房・暖房は昼間に行い、夜間は給湯運転で湯を蓄熱槽に貯めることができ、安価な夜間電力を用いることができる。また、夏季の冷房時は熱回収による給湯運転ができるため効率の高い運転ができる。

（本発明の請求項３に記載の発明の実施例）

図５は、本発明の請求項１に記載の発明と本発明の請求項２に記載の発明を組み合わせた実施例であり、これにより、空冷モードの冷房、暖房の他に空冷モードの給湯、水冷モードの冷房、暖房、給湯さらに、冷房時同時給湯運転（熱回収運転）の切り替えが可能となる。

（本発明の請求項４に記載の発明の実施例）

図６は本発明装置の、市販の空冷エアコンの室内機をベースに改造された、冷媒−水熱交換器冷媒配管１００と逆止弁１０１と水配管１０６、１０７からなる、床暖房の温水加熱を可能にする床暖房機能付加装置９７と、市販の空冷エアコンの室内機をベースに改造して床暖房の温水加熱を可能とする方法を示したものである。

床暖房ユニット９７を図４の室内機８と見立てて暖房を行うことにより、床暖房機能付加装置９７内の冷媒−水熱交換器１００が凝縮器として働き、ポンプ９９を運転することにより床暖房９６内の温水が加熱されることにより、床暖房としての機能を実現する。また、誤って冷房モードにしても床暖房機能付加装置９７内に冷媒が流れないように逆止弁１０１が取り付けられている。

これは市販の空冷エアコンの室内機の制御部分をそのまま残して、制御上室内機と認識させることにより、室内機を暖房モードにすることにより室内機ユニットを温水加熱ができるようにしたものである。これを用いることにより、空調だけでなく、床暖房が可能となり、冬季の居住環境が向上するとともに、床暖房専用熱源機器を新たに取り付けることが不要になるため、安価に空調と床暖房のシステムが構築可能である。

また、冷房・暖房同時タイプのマルチエアコンを利用した場合は、床暖房機能付加装置の床暖房運転と冷房を同時に行うことにより、熱回収運転が可能である。

また、床暖房機能付加装置は室内機を改造したものであるが、室外に設置して、温水を床暖房に供給するという使用方法も可能である。

（本発明の請求項５に記載の発明の実施例）

図７は本発明装置の市販の空冷エアコンの室内機をベースに改造された、冷媒−水熱交換器１１５と冷媒配管１１８、１１９と逆止弁１１７と水配管１２０、１２１と比例弁１１６からなる、給湯を可能にする給湯機能付加装置１１０と、市販の空冷エアコンの室内機をベースに改造して給湯を可能とする方法を示したものである。

給湯機能付加装置１１０を図４の室内機８と見立てて暖房を行うことにより、給湯ユニット１１０内の冷媒−水熱交換器１１５が凝縮器として働き、ポンプ１１２を運転することにより補給水１１４や貯湯槽１１１の水が加熱されることにより、給湯としての機能を実現する。また、誤って冷房モードにしても給湯ユニット１１０内に冷媒が流れないように逆止弁１１７が取り付けられている。

これは市販の空冷エアコンの室内機の制御部分をそのまま残して、制御上室内機と認識させることにより、室内機を暖房モードにすることにより室内機を給湯ができるようにしたものである。これを用いることにより、空調だけでなく、給湯が可能となり、給湯専用機器を新たに取り付けることが不要になるため、安価に空調と給湯のシステムが構築可能である。

また、冷房・暖房同時タイプのマルチエアコンを利用した場合は、給湯ユニットと冷房を同時に行うことにより、熱回収運転が可能である。

また、給湯機能付加装置は室内機を改造したものであるが、貯湯槽も含めて室外設置も可能である。

（本発明の請求項６に記載の発明の実施例）

図８は本発明装置のヒートポンプで多機能化する時に高圧冷媒液管のＴ字分岐で使用される三方受液器を示したものであり、冷媒管１７６が三本受液器上部より貫通しており、冷媒管の一つから冷媒液が受液器１７４内に入り、残りの二つのうち一つから冷媒液が出る。

例えば、図１において水冷機能を付加した時に水冷機能付加装置５４内の高圧冷媒液管のＴ字分岐に三方受液器１３５を使用する。また、図３において給湯昨日を付加した時に給湯機能付加装置７４内の高圧冷媒液管のＴ字分岐に三方受液器１８０を使用する。このように、空冷冷暖房に水冷または給湯機能を付加するときには高圧冷媒液管のＴ字分岐があり、そこで本発明装置の三方受液器が利用できる。

これにより、凝縮器で凝縮した冷媒液を一時的に蓄え、運転状態の変化により凝縮器内と蒸発器内に存在する冷媒量が変わったときに、それらの冷媒量の変化を吸収し、装置を円滑に運転できるようにする受液器の役割とともに高圧冷媒液のＴ字分岐の役割を兼用することができる。

また、通常の二方向の受液器を２台設置する必要がなくなり、分岐管も不要なため、省スペース化とコスト削減効果がある。

（本発明の請求項７に記載の発明の実施例）

図７は本発明装置のヒートポンプで多機能化する時に高圧冷媒液管の十字分岐で使用される四方受液器を示したものであり、冷媒管１７９が四本受液器上部より貫通しており、冷媒管の一つから冷媒液が受液器１７７内に入り、残りの三つのうち一つから冷媒液が出る。

例えば、図５において水冷機能と給湯機能を付加した時に水冷及び給湯機能付加装置１８１内の高圧冷媒液管の十字分岐に四方受液器１６３を使用する。このように、空冷冷暖房に水冷と給湯機能を付加するときには高圧冷媒液管の十字分岐があり、そこで本発明装置の四方受液器が利用できる。

これにより、凝縮器で凝縮した冷媒液を一時的に蓄え、運転状態の変化により凝縮器内と蒸発器内に存在する冷媒量が変わったときに、それらの冷媒量の変化を吸収し、装置を円滑に運転できるようにする受液器の役割とともに高圧冷媒液の十字分岐の役割を兼用することができる。

また、通常の二方向の受液器を三台設置する必要がなくなり、分岐管も不要なため、省スペース化とコスト削減効果がある。

本願発明は、住宅や建築物の空調、給湯、床暖房として有用である。

本発明の、冷媒−水熱交換器と冷媒配管と膨張弁と二方弁と水配管からなる水冷機能付加装置５４と、市販の空冷エアコン室外機１内の配管を一部改造して、水冷機能付加装置５４と、室外機１の間に冷媒配管を接続することにより市販の空冷エアコンに水冷機能を付加させる方法を示したものである。図１は図２の右に位置しており、図が大きいため分割した。図中の点線部分は室外機内の改造部分である。市販の空冷エアコンの室内機と配管系統を示したものである。図２は図１または図３の左に位置しており、図が大きいため分割した。本発明の、冷媒−水熱交換器と冷媒配管と二方弁と水配管と比例弁からなる給湯機能付加装置７４と、市販の空冷エアコン室外機１内の配管を一部改造して、給湯機能付加装置７４と、室外機１の間に冷媒配管を接続することにより市販の空冷エアコンに給湯機能を付加させる方法を示したものである。図３は図２に右に位置しており、図が大きいため分割した。図中の点線部分は室外機内の改造部分である。市販の空冷エアコンの室内機と室外機とその配管系統を示したものである。本発明の、冷媒−水熱交換器と冷媒配管と膨張弁と二方弁と水配管と比例弁からなる水冷及び給湯機能付加装置１７７と、市販の空冷エアコン室外機１内の配管を一部改造して、水冷及び給湯機能付加装置１７７と、室外機１の間に冷媒配管を接続することにより市販の空冷エアコンに水冷機能と給湯機能を付加させる方法を示したものである。図中の点線部分は室外機内の改造部分である。本発明の、市販の空冷エアコンの室内機をベースに改造された、冷媒−水熱交換器冷媒配管と逆止弁と水配管からなる、床暖房等の温水加熱を可能にする室内機ユニットと、市販の空冷エアコンの室内機をベースに改造して床暖房等の温水加熱を可能とする方法を示したものである。本発明の、市販の空冷エアコンの室内機をベースに改造された、冷媒−水熱交換器と冷媒配管と逆止弁と水配管と比例弁からなる、給湯を可能にする室内機ユニットと、市販の空冷エアコンの室内機をベースに改造して給湯を可能とする方法を示したものである。本発明の、ヒートポンプで多機能化する時に高圧冷媒液管のＴ字分岐で使用される三方受液器を示したものである。図中の点線部分は受液器中に配管が挿入されている様子を示す。本発明の、ヒートポンプで多機能化する時に高圧冷媒液管の十字分岐で使用される四方受液器を示したものである。図中の点線部分は受液器中に配管が挿入されている様子を示す。

符号の説明

１市販エアコン室外機
２圧縮機
３四方弁
４冷媒−空気熱交換器
５ファン
６膨張弁
７室内
８市販エアコン室内機
９市販エアコン室内機
１０冷媒−空気熱交換器
１１冷媒−空気熱交換器
１２ファン
１３ファン
１４膨張弁
１５膨張弁
１６高圧冷媒ガス管
１７冷媒ガス管
１８冷媒液管
１９冷媒液管
２０冷媒液管
２１冷媒液管
２２冷媒液管
２３冷媒ガス管
２４冷媒ガス管
２５冷媒ガス管
２６冷媒ガス管
２７冷媒ガス管
２８低圧冷媒ガス管
３１冷媒ガス管
３２冷媒ガス管
３３冷媒液管
３４冷媒液管
４６ポンプ
４７水配管
４８水配管
４９水熱源
５４水冷機能付加装置
５５冷媒−水熱交換器
５６二方弁
５７二方弁
５８膨張弁
６１水配管
６２水配管
７４給湯機能付加装置
９７床暖房機能付加装置
９８床暖房配管
９９ポンプ
１００冷媒−水熱交換器
１０１逆止弁
１０５冷媒液管
１０６水配管
１０７水配管
１０８水配管
１０９水配管
１１０給湯機能付加装置
１１１貯湯槽
１１２ポンプ
１１３二方弁
１１４補給水
１１５冷媒−水熱交換器
１１６比例二方弁
１１７逆止弁
１１８冷媒ガス管
１１９冷媒液管
１２０水配管
１２１水配管
１２２水配管
１２３水配管
１２４水配管
１２５冷媒液管（改造部分）
１２６冷媒液管（改造部分）
１２７冷媒ガス管（改造部分）
１２８冷媒ガス管（改造部分）
１２９冷媒液管
１３０冷媒液管
１３１冷媒ガス管
１３２冷媒ガス管
１３３二方弁
１３４二方弁
１３５三方受液器
１３６冷媒ガス管
１３７冷媒ガス管
１３８冷媒ガス管
１３９冷媒液管
１４０冷媒液管
１４１冷媒液管
１４２改造部分冷媒液管
１４３改造部分冷媒液管
１４４改造部分冷媒ガス管
１４５改造部分冷媒ガス管
１４６冷媒液管
１４７冷媒液管
１４８冷媒ガス管
１４９冷媒ガス管
１５０二方弁
１５１二方弁
１５２二方弁
１５３冷媒液管
１５４冷媒液管
１５５冷媒ガス管
１５６冷媒ガス管
１５７冷媒ガス管
１５８改造部分冷媒液管
１５９改造部分冷媒液管
１６０冷媒液管
１６１冷媒液管
１６２二方弁
１６３受液器
１６４冷媒液管
１６５冷媒液管
１６６冷媒液管
１６７冷媒液管
１６８冷媒ガス管
１６９冷媒ガス管
１７０冷媒ガス管
１７１冷媒ガス管
１７２冷媒ガス管
１７３冷媒ガス管
１７４受液器（立面図）
１７５受液器（平面図）
１７６冷媒液管（３本）
１７７受液器（立面図）
１７８受液器（平面図）
１７９冷媒液管（４本）
１８０三方受液器
１８１水冷及び給湯機能付加装置
１８２冷媒液管

Claims

市販の空冷エアコンの室外機（１）に接続されることで、前記空冷エアコンに水冷機能を付加させるように構成された、水冷機能付加装置（５４）であって、
冷媒と水との熱交換を行うための、冷媒−水熱交換器（５５）と、
前記冷媒−水熱交換器（５５）に接続された一対の冷媒配管のうちの一方である、第一の付加装置内冷媒配管（１３８）と、
前記冷媒−水熱交換器（５５）に接続された前記一対の冷媒配管のうちの他方である、第二の付加装置内冷媒配管（１４１）と、
前記第一の付加装置内冷媒配管（１３８）に介装された、第一の二方弁（５６）と、
前記室外機（１）側の空気熱交換器（４）に接続された同室外機（１）側の一対の冷媒配管のうちの一方であって同室外機（１）内に備えられた四方弁（３）に向かうように設けられたものを切断した際の前記空気熱交換器（４）側の部分である第一の室外機側冷媒配管（３２）に対して接続されるとともに、前記第一の付加装置内冷媒配管（１３８）と接続された、第一の室外機接続用冷媒配管（１３６）と、
前記第一の室外機接続用冷媒配管（１３６）に介装された、第二の二方弁（１３３）と、
前記空気熱交換器（４）に接続された前記室外機（１）側の前記一対の冷媒配管のうちの前記一方を切断した際の前記四方弁（３）側の部分である第二の室外機側冷媒配管（３１）に対して接続されるとともに、前記第一の付加装置内冷媒配管（１３８）及び前記第一の室外機接続用冷媒配管（１３６）と接続された、第二の室外機接続用冷媒配管（１３７）と、
前記第二の付加装置内冷媒配管（１４１）に介装された、第三の二方弁（５７）と、
前記第二の付加装置内冷媒配管（１４１）に介装された、膨張弁（５８）と、
前記空気熱交換器（４）に接続された同室外機（１）側の前記一対の冷媒配管のうちの他方であって前記空冷エアコンの室内機（９）に向かうように設けられたものを切断した際の前記空気熱交換器（４）側の部分である第三の室外機側冷媒配管（３３）に対して接続されるとともに、前記第二の付加装置内冷媒配管（１４１）と接続された、第三の室外機接続用冷媒配管（１３９）と、
前記第三の室外機接続用冷媒配管（１３９）に介装された、第四の二方弁（１３４）と、
前記空気熱交換器（４）に接続された前記室外機（１）側の前記一対の冷媒配管のうちの前記他方を切断した際の前記室内機（９）側の部分である第四の室外機側冷媒配管（３４）に対して接続されるとともに、前記第二の付加装置内冷媒配管（１４１）及び前記第三の室外機接続用冷媒配管（１３９）と接続された、第四の室外機接続用冷媒配管（１４０）と、
を備えたことを特徴とする、水冷機能付加装置。
市販の空冷エアコンの室外機（１）に接続されることで、前記空冷エアコンに給湯機能を付加させるように構成された、給湯機能付加装置（７４）であって、
冷媒と水との熱交換を行うための、冷媒−水熱交換器（７５）と、
前記冷媒−水熱交換器（７５）に接続された一対の冷媒配管のうちの一方である、第一の付加装置内冷媒配管（１５７）と、
前記冷媒−水熱交換器（７５）に接続された前記一対の冷媒配管のうちの他方である、第二の付加装置内冷媒配管（１５４）と、
前記第一の付加装置内冷媒配管（１５７）に介装された、第一の二方弁（９１）と、
前記室外機（１）内に備えられた圧縮機（２）と四方弁（３）とを接続するように設けられた同室外機（１）側の冷媒配管を切断した際の前記四方弁（３）側の部分である第一の室外機側冷媒配管（６８）に対して接続されるとともに、前記第一の付加装置内冷媒配管（１５７）と接続された、第一の室外機接続用冷媒配管（１５５）と、
前記第一の室外機接続用冷媒配管（１５５）に介装された、第二の二方弁（１５０）と、
前記圧縮機（２）と前記四方弁（３）とを接続するように設けられた前記室外機（１）側の前記冷媒配管を切断した際の前記圧縮機（２）側の部分である第二の室外機側冷媒配管（６７）に対して接続されるとともに、前記第一の付加装置内冷媒配管（１５７）及び前記第一の室外機接続用冷媒配管（１５５）と接続された、第二の室外機接続用冷媒配管（１５６）と、
前記第二の付加装置内冷媒配管（１５４）に介装された、第三の二方弁（９２）と、
前記室外機（１）内に備えられた空気熱交換器（４）に接続された同室外機（１）側の一対の冷媒配管のうちの一方であって同室外機（１）から前記空冷エアコンの室内機（９）に向かうように設けられたものを切断した際の前記空気熱交換器（４）側の部分である第三の室外機側冷媒配管（３３）に対して接続されるとともに、前記第二の付加装置内冷媒配管（１５４）と接続された、第三の室外機接続用冷媒配管（１８２）と、
前記第三の室外機接続用冷媒配管（１８２）に介装された、第四の二方弁（１５１）と、
前記空気熱交換器（４）に接続された前記室外機（１）側の前記一対の冷媒配管のうちの前記一方を切断した際の前記室内機（９）に向かう側の部分である第四の室外機側冷媒配管（３４）に対して接続されるとともに、前記第二の付加装置内冷媒配管（１５４）及び前記第三の室外機接続用冷媒配管（１８２）と接続された、第四の室外機接続用冷媒配管（１５３）と、
第四の室外機接続用冷媒配管（１５３）に介装された、第五の二方弁（１５２）と、
を備えたことを特徴とする、給湯機能付加装置。
市販の空冷エアコンの室外機（１）に接続されることで、前記空冷エアコンに水冷機能及び給湯機能を付加させるように構成された、水冷・給湯機能付加装置（５４）であって、
冷媒と水熱源（４９）からの水との熱交換を行うための、冷媒−水熱交換器（５５）と、
前記冷媒−水熱交換器（５５）に接続された一対の冷媒配管のうちの一方である、第一の付加装置内冷媒配管（１７０）と、
前記冷媒−水熱交換器（５５）に接続された前記一対の冷媒配管のうちの他方である、第二の付加装置内冷媒配管（１６６）と、
前記第一の付加装置内冷媒配管（１７０）に介装された、第一の二方弁（５６）と、
前記室外機（１）側の空気熱交換器（４）に接続された同室外機（１）側の一対の冷媒配管のうちの一方であって同室外機（１）内に備えられた四方弁（３）に向かうように設けられたものを切断した際の前記空気熱交換器（４）側の部分である第一の室外機側冷媒配管（３２）に対して接続されるとともに、前記第一の付加装置内冷媒配管（１７０）と接続された、第一の室外機接続用冷媒配管（１６８）と、
前記第一の室外機接続用冷媒配管（１６８）に介装された、第二の二方弁（１３３）と、
前記空気熱交換器（４）に接続された前記室外機（１）側の前記一対の冷媒配管のうちの前記一方を切断した際の前記四方弁（３）側の部分である第二の室外機側冷媒配管（３１）に対して接続されるとともに、前記第一の付加装置内冷媒配管（１７０）及び前記第一の室外機接続用冷媒配管（１６８）と接続された、第二の室外機接続用冷媒配管（１６９）と、
前記第二の付加装置内冷媒配管（１６６）に介装された、第三の二方弁（５７）と、
前記第二の付加装置内冷媒配管（１６６）に介装された、膨張弁（５８）と、
前記空気熱交換器（４）に接続された前記室外機（１）側の前記一対の冷媒配管のうちの他方であって前記空冷エアコンの室内機（９）に向かうように設けられたものを切断した際の前記空気熱交換器（４）側の部分である第三の室外機側冷媒配管（３３）に対して接続されるとともに、前記第二の付加装置内冷媒配管（１６６）と接続された、第三の室外機接続用冷媒配管（１６４）と、
前記第三の室外機接続用冷媒配管（１６４）に介装された、第四の二方弁（１３４）と、
前記空気熱交換器（４）に接続された前記室外機（１）側の前記一対の冷媒配管のうちの前記他方を切断した際の前記室内機（９）側の部分である第四の室外機側冷媒配管（３４）に対して接続されるとともに、前記第二の付加装置内冷媒配管（１６６）及び前記第三の室外機接続用冷媒配管（１６４）と接続された、第四の室外機接続用冷媒配管（１６５）と、
前記第四の室外機接続用冷媒配管（１６５）に介装された、第五の二方弁（１６２）と、
冷媒と給湯用の水との熱交換を行うための、冷媒−水熱交換器（７５）と、
前記冷媒−水熱交換器（７５）に接続された一対の冷媒配管のうちの一方である、第三の付加装置内冷媒配管（１７３）と、
前記冷媒−水熱交換器（７５）に接続された前記一対の冷媒配管のうちの他方であって、前記第二の付加装置内冷媒配管（１６６）、前記第三の室外機接続用冷媒配管（１６４）、及び前記第四の室外機接続用冷媒配管（１６５）と接続された、第四の付加装置内冷媒配管（８１）と、
前記第三の付加装置内冷媒配管（１７３）に介装された、第六の二方弁（９１）と、
前記室外機（１）内に備えられた圧縮機（２）と前記四方弁（３）とを接続するように設けられた同室外機（１）側の冷媒配管を切断した際の前記四方弁（３）側の部分である第五の室外機側冷媒配管に対して接続されるとともに、前記第三の付加装置内冷媒配管（１７３）と接続された、第五の室外機接続用冷媒配管（１７１）と、
前記第五の室外機接続用冷媒配管（１７１）に介装された、第七の二方弁（１５０）と、
前記圧縮機（２）と前記四方弁（３）とを接続するように設けられた前記室外機（１）側の前記冷媒配管を切断した際の前記圧縮機（２）側の部分である第六の室外機側冷媒配管（６７）に対して接続されるとともに、前記第三の付加装置内冷媒配管（１７３）及び前記第五の室外機接続用冷媒配管（１７１）と接続された、第六の室外機接続用冷媒配管（１７２）と、
前記第二の付加装置内冷媒配管（８１）に介装された、第八の二方弁（９２）と、
を備えたことを特徴とする、水冷・給湯機能付加装置。