JPH0220913B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は、空調装置に関し、合理的な手段でも
つて、気温いかんにかかわらず、総合エネルギー
効率の優れた状態で空調を行えるようにする事を
目的とする。

次に、例示図により本発明の実施態様を説明す
る。

先ず、凝縮器１、蒸発器２、吸収器３、発生器
４等から成る吸収式ヒートポンプＡについて説明
する。

凝縮器１において、発生器４から送られてくる
アルコールや水等のガス状熱運搬媒体を、それか
ら室内用あるいは室外用熱交換器５，６に供給さ
れる熱運搬流体に熱を与える事によつて凝縮させ
るべく構成し、そして、蒸発器２において、凝縮
器１から送られてくる液状熱運搬媒体を、後述の
圧縮式ヒートポンプの熱運搬媒体によつて蒸発さ
せるべく構成してある。また、吸収器３におい
て、蒸発器２から送られてくるガス状熱運搬媒体
を臭化、塩化あるいはヨウ化リチウム等の吸収液
に吸収させるべく構成し、そして、発生器４にお
いて、吸収器３から送られてくる吸収液をガスバ
ーナ等の適宜加熱装置７によつて加熱して、ガス
状熱運搬媒体を発生させるべく構成し、さらに、
発生器４から吸収器３に吸収液を還流させると共
に、熱交換器８の作用で復路９ａの吸収液から往
路９ｂの吸収液に熱を与えるべく構成してある。

次に、コンプレツサー１０、減圧器１１等から
成る圧縮式ヒートポンプＢについて説明する。

室内用あるいは室外用熱交換器５，６から送ら
れてくるフロン等の熱運搬媒体を、コンプレツサ
ー１０で加圧した後、蒸発器２の放熱管２ａに供
給して冷却すべく構成し、そして、放熱管２ａか
らの熱運搬媒体を、減圧器１１での断熱膨張によ
り冷却した後、室内用あるいは室外用熱交換器
５，６に還元させるべく構成してある。また、コ
ンプレツサー１０及び減圧器１１に対してバイパ
ス流路１１ａ，１１ｂを設けると共に、減圧器用
バイパス流路１１ｂに熱運搬媒体循環用ポンプ１
２を設け、かつ、バイパス流路１１ａ，１１ｂの
入口夫々に流路切換弁１３ａ，１３ｂを設け、も
つて、熱運搬媒体がコンプレツサー１０及び減圧
器１１を通過する作用状態と、熱運搬媒体がバイ
パス流路１１ａ，１１ｂを通過する非作用状態と
に切換自在に構成してある。

また、コンプレツサー駆動用モータ１４ａとポ
ンプ駆動用モータ１４ｂの電源回路に、それらモ
ータを背反的に運転及び停止させるスイツチ１５
を設けてある。

次に、上述の空調装置の使用方法について説明
する。

冷房に際して、冷暖房切換弁１６を操作して、
第１図に示すように、室外用熱交換器６を、そこ
からの熱運搬流体が吸収器３から凝縮器１に送ら
れた後還流するように吸収式ヒートポンプＡに接
続すると共に、室内用熱交換器５を圧縮式ヒート
ポンプＢに直結する。そして、外気温と冷房目標
温度の温度差が比較的小さい時には、圧縮式ヒー
トポンプＢを非作用状態にして、単に熱運搬媒体
を循環させ、もつて、吸収式ヒートポンプＡの単
独作用で冷房を行わせる。つまり、圧縮式ヒート
ポンプＢにおいて、コンプレツサー１０を停止す
ると共に流路切換弁１３ａ，１３ｂでコンプレツ
サー１０及び減圧器１１の入口側を閉じた状態
で、ポンプ１２を運転し、バイパス流路１１ａ，
１１ｂを利用して、コンプレツサー１０と減圧器
１１を通さずに、熱運搬媒体を室内用熱交換器５
と蒸発器２にわたつて単純に循環させ、室内から
の熱を室内用熱交換器５で熱運搬媒体に付与す
る。そして、吸収式ヒートポンプＡにおいて、加
熱装置７で発生器４の吸収液を加熱して、熱運搬
媒体を発生器４→凝縮器１→蒸発器２→吸収器３
の順に送ると共に、吸収器３と発生器４にわたる
吸収液の循環により、熱運搬媒体を吸収器３から
発生器４に送る。その結果、室内用熱交換器５で
加熱された熱運搬媒体からの熱を蒸発器２で吸収
式ヒートポンプＡの熱運搬媒体に付与し、つま
り、蒸発器２における圧縮式ヒートポンプＢの熱
運搬媒体による加熱で吸収式ヒートポンプＡの熱
運搬媒体を蒸発させ、その蒸発で発生したガス状
熱運搬媒体を吸収器３で吸収液に吸収させ、その
吸収に伴う発熱により室外用熱交換器６からの熱
運搬流体に熱を付与し、吸収器３で加熱された熱
運搬流体を凝縮器１から室外用熱交換器６に送
り、室外用熱交換器６で熱運搬流体の熱を外部放
出させ、もつて、室内の熱を室内用熱交換器５→
蒸発器２→吸収器３→室外用熱交換器６の順に送
つて室外用熱交換器６から外部に放出する。ま
た、上記温度差が比較的大きい時には、圧縮式ヒ
ートポンプＢを作用状態にして、吸収式ヒートポ
ンプＡと圧縮式ヒートポンプＢの両方の作用で冷
房を行わせる。

つまり、ポンプ１２を停止すると共にバイパス
流路１１ａ，１１ｂを流路切換弁１３ａ，１３ｂ
で閉じた状態で、コンプレツサー１０を運転し、
熱運搬流体を室内用熱交換器５ーコンプレツサー
１０→蒸発器２→減圧器１１の順で循環させ、吸
収式ヒートポンプＡを上述の温度差が小さい場合
と同様に運転し、圧縮式ヒートポンプＢと吸収式
ヒートポンプＡの協働ヒートポンプ作用によつ
て、上述の温度差が小さい場合と同様の動作によ
り室内の室内用熱交換器５→蒸発器２→吸収器３
→室外用熱交換器６の順に送つて室外用熱交換器
６から外部に放出する。

暖房に際して、冷暖房切換弁１６を操作して、
第２図に示すように、室内用熱交換器５を、そこ
からの熱運搬流体が吸収器３から凝縮器１に送ら
れた後還流するように吸収式ヒートポンプＡに接
続すると共に、室外用熱交換器６を圧縮式ヒート
ポンプＢに直結する。そして、外気温と暖房目標
温度の温度差が比較的小さい時には、吸収式ヒー
トポンプＡの単独作用で暖房を行わせる。つま
り、圧縮式ヒートポンプＢにおいて、コンプレツ
サー１０を停止すると共に流路切換弁１３ａ，１
３ｂでコンプレツサー１０及び減圧器１１の入口
側を閉じた状態で、ポンプ１２を運転し、バイパ
ス流路１１ａ，１１ｂを利用して、熱運搬流体を
室外用熱交換器６と蒸発器２にわたつて単純に循
環させ、室外からの熱を室外用熱交換器６で熱運
搬流体に付与する。そして、吸収式ヒートポンプ
Ａを前述の冷房の場合と同様に運転し、室外用熱
交換器６で加熱された熱運搬流体からの熱を蒸発
器２で吸収式ヒートポンプＡの熱運搬流体に付与
し、つまり、蒸発器２における圧縮式ヒートポン
プＢの熱運搬流体による加熱で吸収式ヒートポン
プＡの熱運搬流体を蒸発させ、その蒸発で発生し
たガス状熱運搬流体を吸収器３で吸収液に吸収さ
せ、その吸収に伴う発熱により室内用熱交換器５
からの熱運搬流体に熱を付与し、吸収器３で加熱
された熱運搬流体を凝縮器１から室内用熱交換器
５に送り、室内用熱交換器５で熱運搬流体の熱を
室内に放出させ、もつて、室外の熱を室外用熱交
換器６→蒸発器２→吸収器３→室内用熱交換器５
の順に送つて室内用熱交換器５から室内に付与す
る。また、上記温度差が比較的大きい時には、吸
収式及び圧縮式ヒートポンプＡ，Ｂの両方で暖房
を行わせる。

つまり、ポンプ１２を停止すると共にバイパス
流路１１ａ，１１ｂを流路切換弁１３ａ，１３ｂ
で閉じた状態で、コンプレツサー１０を運転し、
熱運搬流体を室外用熱交換器６→コンプレツサー
１０→蒸発器２→減圧器１１の順で循環させ、吸
収式ヒートポンプＡを上述の温度差が小さい場合
と同様に運転し、圧縮式ヒートポンプＢと吸収式
ヒートポンプＡの協働ヒートポンプ作用によつ
て、上述の温度差が小さい場合と同様の動作によ
り室外の熱を室外用熱交換器６→蒸発器２→吸収
器３→室内用熱交換器５の順に送つて室内用熱交
換器５から室内に付与する。

すなわち、吸収式あるいは圧縮式ヒートポンプ
Ａ，Ｂを単独使用した場合、及び、それらを併用
した場合における入熱部と排熱部の温度差と総合
熱エネルギー効率の相関は、一般に第３図に示す
ようになり、他方、実用上30℃ないし40℃程度の
温度差が十分な冷房あるいは暖房を行う上で必要
である。その結果、吸収式ヒートポンプＡをその
実用限界である35℃程度以下の温度差において使
用し、35℃程度以上の温度差において吸収式及び
圧縮式ヒートポンプＡ，Ｂを併用する事によつ
て、温度差いかんにかかわらず可及的に総合熱エ
ネルギー効率を高くできるようになつた。

尚、前記発生器４の複数個を直列接続した吸収
式ヒートポンプＡを利用してもよい。

前記圧縮式ヒートポンプＢにおいて、熱運搬流
体の流路を切換える手段は各種変更でき、それら
を弁機構１３ａ，１３ｂと総称し、また、コンプ
レツサー１０とポンプ１２を背反的に運転及び停
止する手段も各種変更でき、それらをスイツチ機
構１５と総称し、さらに、弁機構１３ａ，１３ｂ
とスイツチ機構１５を連係操作できるように構成
したり、あるいは、外気温及び室内目標温度等の
情報に基いて自動的に弁機構１３ａ，１３ｂ及び
スイツチ機構１５が操作されるように構成するこ
とができる。

本発明による空調装置は、冷房あるいは暖房専
用であつてもよく、また、給湯設備を組込んだも
のであつてもよい。

以上要するに、本発明による空調装置は、吸収
式ヒートポンプＡの凝縮器１を室外用及び室内用
熱交換器５，６の一方に接続すると共に、前記熱
交換器５，６の他方に接続された圧縮式ヒートポ
ンプＢを、前記吸収式ヒートポンプＡの蒸発器２
に接続して、熱を前記室内用熱交換器５、圧縮式
ヒートポンプＢ、吸収式ヒートポンプＡ、室外用
熱交換器６の順に運搬する冷房状態、並びに、熱
を前記室外用熱交換器６、圧縮式ヒートポンプ
Ｂ、吸収式ヒートポンプＡ、室内用熱交換器５の
順に運搬する暖房状態の少なくとも一方が行える
ように構成し、前記圧縮式ヒートポンプＢにおい
て、コンプレツサー１０及び減圧器１１に対する
バイパス流路１１ａ，１１ｂを設けると共に、熱
運搬流体が前記コンプレツサー１０及び減圧器１
１を通過する作用状態と、熱運搬流体が前記バイ
パス流路１１ａ，１１ｂを通過する非作用状態と
に切換えるための弁機構１３ａ，１３ｂを設け、
かつ、前記コンプレツサー１０と熱運搬流体循環
用ポンプ１２を背反的に運転及び停止できるよう
に構成したスイツチ機構１５を設けてある事を特
徴とする。

すなわち、上述のように吸収式ヒートポンプＡ
と圧縮式ヒートポンプＢを室外用及び室内用熱交
換器５，６の間において直列的に接続すると共
に、前記弁機構１３ａ，１３ｂとスイツチ機構１
５によつて圧縮式ヒートポンプＢの作動状態を切
換えるようにする事によつて、先に詳述したよう
に、吸収式ヒートポンプＡ単独による空調が実用
上可能な気温条件下では、圧縮式ヒートポンプＢ
よりも総合熱エネルギー効率の良い吸収式ヒート
ポンプＡのみを利用し、そして、吸収式ヒートポ
ンプＡ単独による空調が実用上不可能な気温条件
下では、吸収式ヒートポンプＡ及び圧縮式ヒート
ポンプＢを併用する事によつて、圧縮式ヒートポ
ンプＢの単独使用よりも総合熱エネルギー効率を
良くでき、全体として気温にかかわらず省エネル
ギー面で有利な状態で空調を行えるようになつ
た。

ちなみに、冷房状態と暖房状態のいずれにおい
ても吸収式ヒートポンプから圧縮式ヒートポンプ
に熱を運搬するように構成すると、蒸発器におい
て吸収式ヒートポンプの熱運搬流体と圧縮式ヒー
トポンプの熱運搬流体との温度差が小さくなり、
蒸発器での熱の受渡し能力が不足して、実用上必
要な熱運搬能力が得られない欠点がある。

しかし、本発明におけるように圧縮式ヒートポ
ンプから吸収式ヒートポンプに熱を運搬するよう
に構成すると、蒸発器において圧縮式ヒートポン
プの熱運搬流体の温度を吸収式ヒートポンプの熱
運搬流体よりも十分に高くでき、蒸発器での熱の
受渡し能力を十分に大きくでき、実用上必要な熱
運搬能力を十分かつ確実に発揮させることができ
る。

【図面の簡単な説明】

図面は本発明に係る空調装置の実施の態様を例
示し、第１図は冷房状態を示すフローシート、第
２図は暖房状態を示すフローシート、第３図は入
熱部と排熱部との温度差変化による総合熱エネル
ギー効率の変化を示すグラフである。 １……凝縮器、２……蒸発器、５……室内用熱
交換器、６……室外用熱交換器、１０……コンプ
レツサー、１１……減圧器、１１ａ，１１ｂ……
バイパス流路、１２……ポンプ、１３ａ，１３ｂ
……弁機構、１５……スイツチ機構、Ａ……吸収
式ヒートポンプ、Ｂ……圧縮式ヒートポンプ。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １ 吸収式ヒートポンプＡの凝縮器１を空外用及
   び室内用熱交換器５，６の一方に接続すると共
   に、前記熱交換器５，６の他方に接続された圧縮
   式ヒートポンプＢを、前記吸収式ヒートポンプＡ
   の蒸発器２に接続して、熱を前記室内用熱交換器
   ５、圧縮式ヒートポンプＢ、吸収式ヒートポンプ
   Ａ、室外用熱交換器６の順に運搬する冷房状態、
   並びに、熱を前記室外用熱交換器６、圧縮式ヒー
   トポンプＢ、吸収式ヒートポンプＡ、室内用熱交
   換器５の順に運搬する暖房状態の少なくとも一方
   が行えるように構成し、前記圧縮式ヒートポンプ
   Ｂにおいて、コンプレツサー１０及び減圧器１１
   に対するバイパス流路１１ａ，１１ｂを設けると
   共に、熱運搬媒体が前記コンプレツサー１０及び
   減圧器１１を通過する作用状態と、熱運搬媒体が
   前記バイパス流路１１ａ，１１ｂを通過する非作
   用状態とに切換えるための弁機構１３ａ，１３ｂ
   を設け、かつ、前記コンプレツサー１０と熱運搬
   媒体循環用ポンプ１２を背反的に運転及び停止で
   きるように構成したスイツチ機構１５を設けてあ
   る事を特徴とする空調装置。