JPH02197763A - 冷凍サイクルおよび給湯システム - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〔発明の目的〕 （産業上の利用分野） 本発明は２系統の冷媒を備えた冷凍サイクルおよび給湯
システムに関する。

（従来の技術） 一般に用いられているヒートポンプ形冷凍サイクルは、
コンプレッサと、凝縮器と、蒸発器とを順次管路で接続
して構成されるものであり、コンプレッサたとえばロー
タリ形コンプレッサにおいてはケース内に１つのシリン
ダを有し、このシリンダで圧縮された冷媒をケース内に
一旦吐出した後にケース外に吐出するようにしている。

また空気熱源によるヒートポンプ方式の給湯システムに
おいては、第３図に示すようにコンプレッサ１と放熱器
２を設けた給湯タンク３と蒸発器４とを管路５で接続し
た冷凍サイクルを備えているが、５０℃以上の温水を給
湯するには、５０℃以上の温度の放熱源たとえば６０℃
放熱源を必要とし、空気熱源によるヒートポンプ方式で
は、放熱源の温度が高い程石油ガス等の高温熱源に比べ
て熱交換効率が低下してしまう。

また上記冷凍サイクルに組み込まれるコンプレッサとし
て、ケース内に２つのシリンダを有するロータリ形コン
プレッサを用いたものも提案されているが、２つのシリ
ンダを有するロータリ形コンプレッサは、第４図に示す
ようにケース１０内に電動機１１とこの電動機１１に直
結した圧縮装置１２を有し、圧縮装置１２の主軸受１３
と副軸受１４の間に２つのシリンダ１５．１６を設け、
電動機１１から延びる軸１６のシリンダ１５゜１６に対
応する部位に偏心大径部１７．１８を形成し、偏心大径
部１７．１８を周方向に１８０度の間隔を置いて位置さ
せることで、管路１９からケース内に送られた冷媒を２
つのシリンダ１５゜１６でそれぞれ圧縮し、圧縮した冷
媒をケース内に吐出させ、ケース内で混合された圧縮冷
媒を管路２０を介して外部に吐出させるようにしている
。

（発明が解決しようとする課題） ヒートポンプ形冷凍サイクルにおいては、コンプレッサ
から吐出する冷媒ガスの圧力は一柾類であるため、二種
類の温度を必要とするものたとえｉｆ　床暖房（３０℃
）とルームエアコン（５０℃）を同時運転することがで
きない。

また空気熱源によるヒートポンプ方式の給湯システムで
は、熱交換効率の低下に伴いヒートポンプ運転に消費さ
れる電力瓜の増大を招き、特に冬期は水道の水温が１０
℃程度と低く、出水（５０℃以上の温水）との温度差が
大きく、大容量の熱源を必要とし、装置が大型化してし
まうという難点がある。

本発明は上記した点に鑑みてなされたもので、コンプレ
ッサから吐出する冷媒ガスの圧力を二種類のものとしこ
れにより二種類の温度を必要とする機器を同時運転でき
るようにした冷凍サイクルおよび給湯タンク内に高温用
放熱器と低温用放熱器を設け、これら高温用放熱器と低
温用放熱器をコンプレッサの複数のシリンダにそれぞれ
接続することで、ヒートポンプ凝縮圧力を低く保ち、エ
ネルギー効率を高め得るようにした給湯システムを提供
することを目的とする。

〔発明の構成〕

（課題を解決するための手段） 本発明の冷凍サイクルは、複数のシリンダを組み込んだ
コンプレッサと、並列接続した少なくとも１つの凝縮器
と、蒸発器とを順次管路で接続するとともに、コンプレ
ッサの複数のシリンダの吐出側を複数の凝縮器にそれぞ
れ連結管を介して実質的に連通させて構成される。

本発明の給湯システムは、ケース内に複数のシリンダを
組み込んだコンプレッサと、高温用放熱器と低温用放熱
器とを内蔵し高温用放熱器と低温用放熱器を並列接続し
た給湯タンクと、蒸発器とを管路で接続１−た冷凍サイ
クルを備え、コンプレッサの一方のシリンダを高温用放
熱器に、他方のシリンダを低温用放熱器にそれぞれ接続
して構成される。

本発明のコンプレッサは、複数のシリンダのうちの一方
のシリンダをケース内に連通し、他方のシリンダをケー
ス外の機器に接続して構成される。

（作　用） 本発明の冷凍サイクルにおいては、コンプレッサから２
種類の冷媒が複数の凝縮器にそれぞれ送られるので、凝
縮器の特性を使用条件に応じて選択することで、使用目
的に適した機器を同時に作動できる。

本発明の給湯システムにおいては、コンプレ・ンサの２
つのシリンダによってそれぞれ圧縮された高温高圧のガ
ス冷媒は、給湯タンク内に配置した高温用放熱器と低温
用放熱器に別々に送られ、低温用放熱器には低温の水が
導入されるので、比較的低温となり、ガス圧縮圧力が小
さく設定され、コンプレッサにおける圧縮仕事も軽減さ
れ、また高７２ｉ用放熱器には低；Ｈ用放熱器により加
熱された水が導入されるので、比較的高ｌＨとなり、こ
こで加熱された水は５０℃以上の温水となり、出水され
ることになる。

本発明のコンプレッサにおいては、一方のシリンダで圧
縮された冷媒ガスはケース内を通って外部に導かれ、他
方のシリンダで圧縮された冷媒ガスは直接外部に導かれ
るので、異なる吐出ガス圧を形成する。

（実施例） 以下本発明の一実施例を図面につき説明する。

なお第１図および第２図およびにおいて第３図および第
４図と同一部材については同一符号を付す。

第１図において符号３０は本発明の給湯システムに組み
込まれるコンプレッサを示し、このコンプレッサ３０は
、２つのシリンダ３１．３２を備え、蒸発器４から延び
る管路５ａはケース３３内に開口している。また給湯タ
ンク３４内には高温用放熱器３５と低温用放熱器３６が
上下方向に間隔を置いて配置されている。そして上側に
位置する高温用放熱器３５は一端を管路５ｂを介してシ
リンダ３１に他端を管路５ｄを介して蒸発器４ｂに、下
側に位置する低温用放熱器３６は一端を管路５Ｃを介（
２てシリンダ３２に他端を管路５ｅを介して蒸発器４ｂ
にそれぞれ接続されている。上記管路５および管路５ｅ
にはそれぞれ冷媒制御弁３７．３８が配置されている。

一方上記給湯タンク３４の低温用放熱器３６より下側の
部位に給水管３９が接続され、また給湯タンク３４の高
温用放熱器３５より上側の部位には出水管４０が接続さ
れている。

第２図は本発明の冷凍サイクルに組み込まれるコンプレ
ッサ５０を示し、このコンプレッサ５０に設けた２つの
シリンダ１５．１６にはそれぞれ管路１９ａ、管路１９
ｂが接続されている。上側に位置するシリンダ１５のバ
ルブカバー５１にはケース内に連通ずる開口５２が形成
されている。

また下側に位置するシリンダ１６のバルブカバー５２に
囲まれる空間５３は副軸受１４に設けた通路５４を介し
てシリンダ１６に形成した空間５５に連通している。上
記空間５５はケース１０を挿通した吐出管５６に接続さ
れている。

上記コンプレッサ５０のシリンダ１６に連通ずる吐出管
５６は、冷凍サイクルに並列接続された２つの凝縮器５
７．５８の一方の凝縮器５７に、またケース内に連通ず
る吐出管２０は他方の凝縮器５８にそれぞれ接続されて
いる。上記吐出管５６を流れる冷媒ガスにはオイルが混
入しているので、図示しないオイルセパレータを中間に
配置することが望ましく、この場合にはオイルセパレー
タと吸い込み側に位置する管路とを細管で結び、オイル
セパレータで分離されたオイルをコンプレッサに戻すよ
うにする。オイルセパレータの設置は吐出ガスの脈動を
外部機器へ直接伝えるのを防ぐ作用をもっている。上記
凝縮器５７．５８は蒸発器５９および管路６０を介して
管路１９ａ、管路１９　ｂに接続されている。

つぎに作用を説明する。

上記給湯システムにおいては、コンプレッサ３０の２つ
のシリンダ３１．３２によってそれぞれ圧縮された高温
高圧のガス冷媒は、給湯タンク３４内に配置した高温用
放熱器３５と低温用放熱器３６に別々に送られ、低温用
放熱器３６には給湯タンク３４の低温用放熱器３６より
下側の部位にか接続された給水管３つから低温の水（冬
期で約１０℃）が導入されるので、低温用放熱器３６の
温度は比較的低温（約４０℃）となり、したがってガス
凝縮圧力（コンプレッ→）゛吐出圧力）も約１４ｋｇ／
ｃｄｇと低くなり、コンプレッサにおける圧縮仕事は軽
減されることになる。

一方給湯タンク３４の高温用放熱器３５には、低温用放
熱器３６より加熱された約３５℃の温水が導入されるの
で、高温用放熱器３５の温度は比較的高温（約５５℃）
となり、したがってガス凝縮圧力（コンプレッサ吐出圧
力）も約２２ｋｇ／ｃｄｇと高くなり、ここで加熱され
た水は５０℃以上の温水となり上側の部位に接続された
出水管４０から出水されることになる。

上記冷凍サイクルにおいては、コンプレッサ５０の２つ
のシリンダ１５．１６のうちの一方のシリンダ１５によ
って圧縮された高温高圧のガス冷媒は、ケース内に吐出
され、電動機１１の巻線を冷却しながらかつ混入されて
いるオイルを分離しながら吐出管２０を介して凝縮器５
８に送られ、また他方のシリンダ１６によって圧縮され
た高温高圧のガス冷媒は、吐出管５６を通って直接凝縮
器５７に送られるので、２種類の吐出圧力を同時に得る
ことができ、したがって凝縮器として床暖房器とルーム
エアコンを選定したり、給湯器に置けるブレヒータと主
ヒータを選定したりすると効果的であり、またウィンド
またはスルザオル型のように２列以上の凝縮器を備えた
機器の空気上流側と空気下流側に接続しても同様である
。

〔発明の効果〕

以上述べたように本発明の冷凍サイクルによれば、冷凍
サイクルの凝縮器に２種類のものを選定して、その目的
に応じた使用ができ、また本発明のコンプレッサによれ
ば、構造を簡単にしながら２つの異なる吐出圧力を得る
ことができるので、適用範囲が広くなりかつケース内を
高圧に保つのでオイルの循環性を確保でき、また本発明
の給湯システムによれば、ヒートポンプ凝縮圧力を低く
保つことができるので、高いエネルギ効率を得ることが
できる。

【図面の簡単な説明】 第１図は本発明の給湯システムの概略図、第２図は本発
明の冷凍サイクルのコンプレッサ部を詳細に示す図、第
３図は従来の給湯システムの概略図、第４図は従来の冷
凍サイクルのコンプレッサ部を詳細に示す図である。 １２・・・圧縮装置、１３・・・主軸受、１４・・・副
軸受、１５・・・シリンダ、１６・・・シリンダ、１９
ａ、１９ｂ・・・管路、３０・・・コンプレッサ、３１
．３２・・・シリンダ、３４・・・給湯タンク、３５・
・・高温用放熱器、３６・・・低温用放熱器、５１・・
・バルブカバー、５２・・・開口、５６・・・吐出管、
５７．５８・・・凝縮器。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、複数のシリンダを組み込んだコンプレッサと、複数
   の凝縮器と、少なくとも１つの蒸発器とを順次管路で接
   続し、コンプレッサの複数のシリンダの吐出側を複数の
   凝縮器にそれぞれ連結管を介して実質的に連通させたこ
   とを特徴とする冷凍サイクル。 ２、コンプレッサの複数のシリンダのうちの一方のグル
   ープのシリンダをケース内に連通し、他方のグループの
   シリンダをケース外の機器に接続したことを特徴とする
   請求項１記載の冷凍サイクル。 ３、ケース内に設けた複数のシリンダは同じ駆動軸に配
   置されていることを特徴とする請求項１または２記載の
   冷凍サイクル。 ４、ケース内に複数のシリンダを組み込んだコンプレッ
   サと、高温用放熱器と低温用放熱器とを内蔵し高温用放
   熱器と低温用放熱器を並列接続した給湯タンクと、蒸発
   器とを管路で接続した冷凍サイクルを備え、コンプレッ
   サの一方のシリンダを高温用放熱器に、他方のシリンダ
   を低温用放熱器にそれぞれ接続したことを特徴とする給
   湯システム。