JP6818198B2 - エネルギ効率が良いセントラル空調及びヒートポンプシステム - Google Patents
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Description
空調及びヒートポンプシステムであって、
複数の接続管と、
主熱交換システムであって、
主ケーシングと、
前記主ケーシング内に支持され、圧縮機出口と圧縮機入口とを有する圧縮機と、
前記主ケーシング内に支持され、少なくとも1つの前記接続管を介して前記圧縮機に接続された第一主熱交換器と、
前記主ケーシング内に支持され、少なくとも1つの前記接続管を介して前記圧縮機及び前記第一主熱交換器に接続された第二主熱交換器と、を備える前記主熱交換システムと、
熱分配システムであって、
少なくとも1つの前記接続管を介して前記主熱交換システムの前記第一主熱交換器に接続された第一ポンプ装置と、
少なくとも1つの前記接続管を介して前記第一主熱交換器と前記第一ポンプ装置に接続された少なくとも1つの端末装置と、を備える熱分配システムと、
換気装置であって、
吸気口を通して空気の吸入を可能にするように周囲空気に露出した前記吸気口を有する支持フレームと、
前記支持フレーム内で支持され、前記第一ポンプ装置と前記第一主熱交換器とに接続され、前記吸気口から引き込まれた前記周囲空気を予熱するための換気熱交換ユニットと、
前記支持フレーム内で支持され、前記吸気口を通して周囲空気を引き込み、所定の室内空間に空気を給送する遠心ファンと、を備える前記換気装置と、
高エネルギ効率構造であって、
少なくとも1つの前記接続管を介して前記第一主熱交換器と前記第二主熱交換器とに接続された第一エネルギ節約熱交換器と、
少なくとも1つの前記接続管を介して前記第一エネルギ節約熱交換器に接続された第二ポンプ装置と、
前記換気熱交換ユニットと前記吸気口との間の位置で前記支持フレームに支持された第二エネルギ節約熱交換器と、を備える高エネルギ効率構造と、を備え、
前記第二エネルギ節約熱交換器は前記第二ポンプ装置と前記第一エネルギ節約熱交換器に接続され、
前記空調及びヒートポンプシステムは、空調モードとヒートポンプモードとの間で選択的に動作され、
前記空調モードでは、所定量の蒸気冷媒が前記圧縮機から流出し、そこに熱を放出するために前記第二主熱交換器に流入するように誘導され、
前記第二主熱交換器から流出した前記冷媒は、熱を吸収するために前記第一主熱交換器に流入するように誘導され、
前記第一主熱交換器から流出した前記冷媒は、前記圧縮機に還流して空調サイクルを完了するように誘導され、
所定量の水が熱を前記冷媒に放出するために前記換気装置と前記第一主熱交換器とを通って循環し、前記第一主熱交換器から流出した前記水は、前記吸気口を通って流れる前記周囲空気を冷却するために前記換気熱交換ユニットに流入するように誘導され、
前記ヒートポンプモードでは、所定量の蒸気冷媒が、前記圧縮機から流出して、前記第一主熱交換器を通って循環する所定量の水に熱を放出するために前記第一主熱交換器に流入するように誘導され、
前記第一主熱交換器から流出した前記冷媒は、前記第一エネルギ節約熱交換器を通って循環する前記水に熱を放出するために前記第一エネルギ節約熱交換器に流入するように誘導され、
前記第一エネルギ節約熱交換器から流出する前記冷媒は、熱を吸収するために前記第二主熱交換器に流入するように誘導され、
前記第二主熱交換器から流出する前記冷媒は、前記圧縮機に還流して空調サイクルを完了するように誘導され、
前記水は、前記冷媒から熱を吸収するために前記第一エネルギ節約熱交換器を通って循環し、
前記第一エネルギ節約熱交換器から流出した前記水は、前記吸気口を通って流れる前記周囲空気に熱を放出するために前記第二エネルギ節約熱交換器に流入するように誘導される、空調及びヒートポンプシステムを提供する。
Claims (21)
- 空調及びヒートポンプシステムであって、
複数の接続管と、
主熱交換システムであって、
主ケーシングと、
前記主ケーシング内に支持され、圧縮機出口と圧縮機入口とを有する圧縮機と、
前記主ケーシング内に支持され、少なくとも1つの前記接続管を介して前記圧縮機に接続された第一主熱交換器と、
前記主ケーシング内に支持され、少なくとも1つの前記接続管を介して前記圧縮機及び前記第一主熱交換器に接続された第二主熱交換器と、を備える前記主熱交換システムと、
熱分配システムであって、
少なくとも1つの前記接続管を介して前記主熱交換システムの前記第一主熱交換器に接続された第一ポンプ装置と、
少なくとも1つの前記接続管を介して前記第一ポンプ装置と前記第一主熱交換器とに接続された少なくとも1つの端末装置と、を備える熱分配システムと、
換気装置であって、
吸気口を通して空気の吸入を可能にするように周囲空気に曝された前記吸気口を有する支持フレームと、
前記支持フレーム内で支持され、前記第一ポンプ装置と前記第一主熱交換器とに接続され、前記吸気口から引き込まれた前記周囲空気を予熱するための換気熱交換ユニットと、
前記支持フレーム内で支持され、前記吸気口を通して周囲空気を引き込み、所定の室内空間に空気を給送する遠心ファンと、を備える前記換気装置と、
高エネルギ効率構造であって、
少なくとも1つの前記接続管を介して前記第一主熱交換器と前記第二主熱交換器とに接続された第一エネルギ節約熱交換器と、
少なくとも1つの前記接続管を介して前記第一エネルギ節約熱交換器に接続された第二ポンプ装置と、
前記換気熱交換ユニットと前記吸気口との間の位置で前記支持フレーム内で支持され、前記第二ポンプ装置と前記第一エネルギ節約熱交換器に接続された予熱熱交換器と、を備える高エネルギ効率構造と、を備え、
前記空調及びヒートポンプシステムは、空調モードとヒートポンプモードとの間で選択的に動作され、
前記空調モードでは、所定量の蒸気冷媒が前記圧縮機から流出し、熱を放出するために前記第二主熱交換器に流入するように誘導され、
前記第二主熱交換器から流出した前記冷媒は、熱を吸収するために前記第一主熱交換器に流入するように誘導され、
前記第一主熱交換器から流出した前記冷媒は、前記圧縮機に還流して空調サイクルを完了するように誘導され、
所定量の水が熱を前記冷媒に放出するために前記換気装置と前記第一主熱交換器とを通って循環し、前記第一主熱交換器から流出した前記水は、前記吸気口を通って流れる前記周囲空気を冷却するために前記換気熱交換ユニットに流入するように誘導され、
前記ヒートポンプモードでは、所定量の蒸気冷媒が、前記圧縮機から流出して、前記第一主熱交換器を通って循環する所定量の水に熱を放出するために前記第一主熱交換器に流入するように誘導され、
前記第一主熱交換器から流出した冷媒は、前記第一エネルギ節約熱交換器を通って循環する前記水に熱を放出するために前記第一エネルギ節約熱交換器に流入するように誘導され、
前記第一エネルギ節約熱交換器から流出する前記冷媒は、熱を吸収するために前記第二主熱交換器に流入するように誘導され、
前記第二主熱交換器から流出する前記冷媒は、前記圧縮機に還流して空調サイクルを完了するように誘導され、
前記水は、前記冷媒から熱を吸収するために前記第一エネルギ節約熱交換器を通って循環し、
前記第一エネルギ節約熱交換器から流出した前記水は、前記吸気口を通って流れる前記周囲空気に熱を放出するために前記予熱熱交換器に流入するように誘導される、空調及びヒートポンプシステム。 - 前記第一エネルギ節約熱交換器は、前記第一主熱交換器に接続された第一冷媒入口と、前記第二主熱交換器に接続された冷媒出口と、前記第一主熱交換器に接続された第一水入口と、前記予熱熱交換器に接続された第一水入口と、同様に前記予熱熱交換器に接続された第一水出口と、を有する、請求項1に記載の空調及びヒートポンプシステム。
- 前記第一主熱交換器は、第一連通ポートと第二連通ポートとを有し、前記熱分配システムを循環する水と前記冷媒の間で熱交換を行うように構成され、前記第一主熱交換器は、前記空調及びヒートポンプシステムが前記空調モードで動作されるときは蒸発器として、また前記空調及びヒートポンプシステムが前記ヒートポンプモードで動作されるときは凝縮器として構成される、請求項2に記載の空調及びヒートポンプシステム。
- 前記第一主熱交換器は、第三連通ポートと第四連通ポートとをさらに有し、前記第三連通ポートと前記第四連通ポートとは前記熱分配システムに接続され、前記熱分配システムを通って循環する水の入口及び出口としての機能をそれぞれ果たす、請求項3に記載の空調及びヒートポンプシステム。
- 前記第二主熱交換器は、第一流路ポートと第二流路ポートとを有し、前記冷媒と前記周囲空気との間で熱交換を行って前記冷媒からの熱を放出するように構成され、前記第二主熱交換器は、前記空調及びヒートポンプシステムが前記空調モードで動作されるときは凝縮器として機能し、前記空調及びヒートポンプシステムが前記ヒートポンプモードで動作されるときは蒸発器として機能するように構成される、請求項4に記載の空調及びヒートポンプシステム。
- 前記主熱交換システムは、前記第一主熱交換器と前記第二主熱交換器との間を接続する切換装置をさらに備え、前記切換装置は、第一〜第四接続ポートを有し、空調切換モードとヒートポンプ切換モードとの間で切換えられ、前記空調切換モードでは、前記第一接続ポートは前記第二接続ポートに接続される一方、前記第三の接続ポートは前記第四の接続ポートに接続され、前記ヒートポンプ切換モードでは、前記切替装置は、前記第一接続ポートが前記第三の接続ポートに接続される一方、前記第二接続ポートが前記第四の接続ポートに接続されるように切り替えられる、請求項5に記載の空調及びヒートポンプシステム。
- 前記第一接続ポートは、前記圧縮機の前記圧縮機出口に接続され、前記第二接続ポートは、前記第二主熱交換器の前記第二流路ポートに接続され、前記第三接続ポートは、前記第一主熱交換器の前記第二連通ポートに接続され、前記第四接続ポートは、前記圧縮機の前記圧縮機入口に接続される、請求項6に記載の空調及びヒートポンプシステム。
- 前記主熱交換システムは、前記第一主熱交換器と前記第二主熱交換器との間に並列に接続された第一一方向弁と第二一方向弁をさらに備え、前記第一及び前記第二一方向弁は、一つの所定の方向の冷媒の流れを制限し、逆方向の流れは制限しないように構成される、請求項7に記載の空調及びヒートポンプシステム。
- 前記主熱交換システムは、前記第一一方向弁及び前記第二一方向弁にそれぞれ接続された第一フィルタ装置及び第二フィルタ装置をさらに含む、請求項8に記載の空調及びヒートポンプシステム。
- 前記主熱交換システムは、前記第一フィルタ装置及び前記第一エネルギ節約熱交換器にそれぞれ接続された第一膨張弁と第二膨張弁を備え、前記主熱交換器システムは、前記第一エネルギ節約熱交換器と前記第二フィルタ装置との間に接続された減圧弁をさらに備える、請求項9に記載の空調及びヒートポンプシステム。
- 前記高エネルギ効率構造は、前記第一エネルギ節約熱交換器と前記第二主熱交換器との間に接続された第二エネルギ節約熱交換器をさらに備え、前記第二エネルギ節約熱交換器は、前記第一エネルギ節約熱交換器に直列に接続され、かつ、前記第一エネルギ節約熱交換器の前記第一溶媒出口に接続された第二溶媒入口と、前記第二主熱交換器に接続された第二冷媒出口と、前記端末装置に接続された第二水入口と、前記第一エネルギ節約熱交換器の前記第一水入口に接続された第二水出口とを有し、前記第一エネルギ節約熱交換器の前記第一水出口は前記端末装置に接続される、請求項2に記載の空調及びヒートポンプシステム。
- 前記第一エネルギ節約熱交換器の前記第一水入口は、前記第一エネルギ節約熱交換器から追加の熱を吸収するために、前記第二エネルギ節約熱交換器の前記第二水出口に接続され、前記第二エネルギ節約熱交換器から流出する前記水が前記第一エネルギ節約熱交換器に流入するように誘導される、請求項11に記載の空調及びヒートポンプシステム。
- 前記ヒートポンプモードでは、前記第一主熱交換器を通って循環する所定量の水に熱を放出するために、所定量の蒸気冷媒が前記圧縮機を流出して前記第一主熱交換器に流入するように配置され、前記第一主熱交換器から流出した前記冷媒は、前記第一エネルギ節約熱交換器及び前記第二エネルギ節約熱交換器を通って循環する前記水に熱を放出するために前記第一エネルギ節約熱交換器及び前記第二エネルギ節約熱交換器に順次流入するように誘導され、前記第二主熱交換器から流出した冷媒は、熱を吸収するために前記第二主熱交換器に流入するように誘導され、前記第二主熱交換器から流出した前記冷媒は、前記圧縮機に還流してヒートポンプサイクルを完了するように誘導され、前記冷媒から熱を吸収するために所定量の水が順次前記第二エネルギ節約熱交換器及び前記第一エネルギ節約熱交換器を通って循環するように誘導され、前記第二エネルギ節約熱交換器から流出する前記水は、前記第一エネルギ節約熱交換器に流入するように誘導され、前記第一エネルギ節約熱交換器から流出する前記水は、前記周囲空気を予熱するために前記吸気口を通って流れる前記周囲空気に熱を放出するために前記予熱熱交換器に流入するように誘導される、請求項12に記載の空調及びヒートポンプシステム。
- 前記第一主熱交換器は、第一連通ポートと第二連通ポートとを有し、前記熱分配システムを循環する水と冷媒の間で熱交換を行うように構成され、前記第一主熱交換器は、前記空調及びヒートポンプシステムが前記空調モードで動作される場合は蒸発器として構成され、前記空調及びヒートポンプシスシステムが前記ヒートポンプモードで動作される場合は凝縮器として構成される、請求項13に記載の空調及びヒートポンプシステム。
- 前記第一主熱交換器は、第三連通ポート及び第四連通ポートをさらに有し、前記第三連通ポート及び前記第四連通ポートは、前記熱分配システムに接続され、前記熱分配システムを通って循環する水の入口及び出口としてそれぞれ機能する、請求項14に記載の空調及びヒートポンプシステム。
- 前記第二主熱交換器は、第一流路ポートと第二流路ポートとを有し、前記冷媒から熱を放出するために前記冷媒と前記周囲空気との間で熱交換を行うように構成され、前記第二主熱交換器は、前記空調及びヒートポンプシステムが前記空調モードで動作される場合は凝縮器として、前記空調及びヒートポンプシステムが前記ヒートポンプモードで動作される場合は蒸発器として動作するように構成される、請求項15に記載の空調及びヒートポンプシステム。
- 前記主熱交換システムは、前記第一主熱交換器と前記第二主熱交換器との間を接続する切換装置をさらに備え、前記切換装置は、第一〜第四接続ポートを有し、空調切換モードとヒートポンプ切換モードとの間で切り換えられ、前記空調切換モードでは、前記第一接続ポートが前記第二接続ポートに接続される一方で前記第三接続ポートが前記第四接続ポートに接続され、前記ヒートポンプ切換モードでは、前記切換装置は、前記第一接続ポートが前記第三接続ポートに接続される一方で前記第二接続ポートが前記第四接続ポートに接続されるように切り替えられる、請求項16に記載の空調及びヒートポンプシステム。
- 前記第一接続ポートは前記圧縮機の前記圧縮機出口に接続され、前記第二接続ポートは前記第二主熱交換器の前記第二流路ポートに接続され、前記第三接続ポートは前記第一主熱交換器の前記第二連通ポートに接続され、前記第四接続ポートは前記圧縮機の前記圧縮機入口に接続される、請求項17に記載の空調及びヒートポンプシステム。
- 前記主熱交換システムは、前記第一主熱交換器と前記第二主熱交換器との間に並列に接続された第一一方向弁と第二一方向弁をさらに備え、前記第一及び前記第二一方向弁は、一つの所定の方向の冷媒の流れを制限し、逆の方向の流れは制限しないように構成される、請求項18に記載の空調及びヒートポンプシステム。
- 前記主熱交換システムは、前記第一一方向弁及び前記第二一方向弁にそれぞれ接続された第一フィルタ装置及び第二フィルタ装置をさらに含む、請求項19に記載の空調及びヒートポンプシステム。
- 前記主熱交換システムは、第一膨張弁と、前記第一フィルタ装置及び前記第一エネルギ節約熱交換器にそれぞれ接続された第二膨張弁とを備え、前記主熱交換システムは、前記第一エネルギ節約熱交換器と前記第二フィルタ装置との間に接続された減圧バルブをさらに備える、請求項20に記載の空調及びヒートポンプシステム。
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