JPH0410525Y2 - - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】 （産業上の利用分野） 本考案は、冷暖房および給湯に供するために用
いるヒートポンプ式の冷暖房給湯装置に関するも
のである。

（従来技術） 従来、空気熱源ヒートポンプ式冷暖房装置にお
いて、外気温度低下に伴つて暖房能力が大きく低
下するのを補うために、別熱源で高圧液冷媒を加
熱する冷媒加熱器を付設したものが提案されてお
り、更にこの冷暖房装置に給湯システムを付加し
た第５図図示の冷暖房給湯装置も知られている。

第５図の冷暖房給湯装置は、高圧縮比の圧縮機
１、四路切換弁２、室内熱交換器３、膨張機構
（冷房用および暖房用）４，５、レシーバ６、室
外熱交換器７、熱媒加熱装置１５で加熱された熱
媒で高圧液冷媒を加熱する冷媒加熱器８、該冷媒
加熱器８にて加熱気化したガス冷媒を前記圧縮機
１吐出側の高圧ガス冷媒回路１０に導びくべく設
けた低圧縮比の圧縮機（以下ガスポンプと称す）
９を備え、該ガスポンプ９を、冷房時、低負荷暖
房時および給湯専用運転時には機能を停止する機
構、即ち、バイパス回路１１を有する冷暖房回路
Ｘと、貯湯タンク１２、給湯水を冷媒凝縮熱で加
熱する冷媒給湯加熱器１３および前記給湯水を前
記熱媒加熱装置１５で加熱された熱媒の放熱によ
りさらに加熱する熱媒給湯加熱器１４を備えた給
湯水加熱回路Ｙとで構成されている。図中符号Ａ
は貯湯タンクユニツト、Ｂは室外ユニツト、Ｃは
室内ユニツトを示している。

そして、この冷暖房給湯装置においては、冷媒
給湯加熱器１３および熱媒給湯加熱器１４は貯湯
タンクユニツトＡ側に設置され、冷媒加熱器８お
よび熱媒加熱装置１５は室外ユニツトＢ側に設置
されており、貯湯タンクユニツトＡと室外ユニツ
トＢとは、冷媒配管１６，１７および熱媒配管１
８，１９からなる４本の連絡配管で接続されてい
る。そのため、同一熱源を利用する冷媒加熱器８
と熱媒給湯加熱器１４とを別体構成とせざるを得
ないとともに、４本の連絡配管からの放熱ロスが
大きくなり、省スペース、省エネルギーの点で改
善の余地を残していた。

（考案の目的） 本考案は、上記の点に鑑みてなされたもので、
その目的は、貯湯タンクユニツトと室外ユニツト
との連絡配管からの放熱ロスを可及的に少なくせ
んとすることにある。

（考案の構成） 本考案は、高圧縮比の圧縮機、四路切換弁、室
内熱交換器、膨張機構、室外熱交換器、熱媒加熱
装置で加熱された熱媒の放熱によつて高圧液冷媒
を加熱する冷媒加熱器および該冷媒加熱器にて加
熱気化したガス冷媒を前記圧縮機吐出側の高圧ガ
ス冷媒回路に導びくべく設けた低圧縮比の圧縮機
を備え、該圧縮機を冷房時、低負荷暖房時および
給湯専用運転時には機能しなくする機構を有する
冷暖房回路と、給湯水を冷媒凝縮熱で加熱する冷
媒給湯加熱器および前記給湯水を前記熱媒加熱装
置で加熱された熱媒の放熱によりさらに加熱する
熱媒給湯加熱器を備えた給湯水加熱回路とで構成
される冷暖房給湯装置において、前記冷媒加熱器
と熱媒給湯加熱器とを一体に構成し且つ前記両圧
縮機および熱媒加熱装置の近傍に設置して、熱媒
回路からの放熱ロスを可及的に少なくし得るよう
にしたことを特徴としている。

（実施例） 以下、第１図に示す実施例に基づいて、本考案
の冷暖房給湯装置を説明する。

本実施例では、エンジン駆動ヒートポンプ式冷
暖房給湯装置が示されている。

この冷暖房給湯装置の主要構成要素は第５図図
示の従来例のものと同様なので詳しい説明を省略
する。

本実施例においては、圧縮機１およびガスポン
プ９は共にエンジン２０によつて駆動され、熱媒
加熱用の熱源としてはエンジン２０の排熱が用い
られる。又、ガスポンプ９の機能を停止する機構
としては、圧縮機１吐出側の高圧ガス冷媒回路１
０とガスポンプ９の吸入側とを連絡するバイパス
回路２１が採用されている。該バイパス回路２１
には開閉弁２２が介設されていて、冷房時、低負
荷暖房時および給湯専用運転時に開とされる。更
に、冷媒加熱器８と熱媒給湯加熱器１４とは一体
にユニツト化されて共用熱交換器２３を構成して
いる。該共用熱交換器２３の具体例が第２図ない
し第４図に示されている。第２図イ，ロに示す具
体例においては、熱媒が流通する熱媒流通管２３
ａ内に高圧液冷媒が流通する冷媒流通管２３ｂを
配置し且つ前記熱媒流通管２３ａ外方に給湯水が
流通する給湯水流通管２３ｃを配置して構成さ
れ、熱媒流通管２３ａと冷媒流通管２３ｂとの間
の熱交換によつて冷媒加熱器８として作用し、熱
媒流通管２３ａと給湯水流通管２３ｃとの間の熱
交換によつて熱媒給湯加熱器１４として作用す
る。第３図イ，ロに示す具体例においては、熱媒
流通管２３ａ内に１本の冷媒流通管２３ｂと４本
の給湯水流通管２３ｃ，２３ｃ……とを配置して
構成されている。又、第４図に示す具体例におい
ては、熱媒が流通するケーシング２３ａ内に冷媒
流通管２３ｂと給湯水流通管２３ｃとに多数のク
ロスフイン２３ｄを設けたものを配置して構成さ
れている。

そして、前記共用熱交換器２３は、ポンプ２
４、エンジン２０の冷却水ジヤケツト２５、エン
ジン２０の排熱を熱媒として作用する冷却水に回
収し、熱媒加熱装置として作用する排熱熱交換器
１５と共に熱媒回路Ｚを構成している。符号２６
はマフラー、２７はラジエータ、２８は三方流量
制御弁である。

本実施例においては、貯湯タンクユニツトＡ
は、貯湯タンク１２および給湯水循環ポンプ２９
を備えている。又、室外ユニツトＢは、圧縮機
１、ガスポンプ９、四路切換弁２、膨張機構５、
レシーバ６、室外熱交換器７、アキユムレータ３
０、冷媒給湯加熱器１３および熱媒回路Ｚを構成
する各要素を併えている。更に、室内ユニツトＣ
は室内熱交換器３および膨張機構４を備えてい
る。

従つて、本実施例においては、貯湯タンクユニ
ツトＡと室外ユニツトＢとは給湯水加熱回路Ｙの
一部を構成する二本の水配管３１，３２で接続さ
れている。

図面中、符号３３は室内フアン、３４は室外フ
アン、３５〜４１は逆止弁、４２〜４４は開閉弁
である。

次に第１図図示の冷暖房給湯装置の作用を説明
する。

（） 冷房給湯運転 開閉弁２２および４２を開として、圧縮機１お
よびガスポンプ９を駆動させると、圧縮機１から
レシーバ６までは太実線矢印に従い、レシーバ６
から圧縮機１までは細実線矢印に従つて冷媒が循
環し、冷媒給湯加熱器１３にて給湯水加熱を、室
内ユニツトＣにて冷房をそれぞれ行なう。この
時、開閉弁２２の開作動に伴い、圧縮機１の吐出
側からガスポンプ９の吸入側へバイパス回路２１
を介して高圧ガス冷媒の一部がバイパスし、これ
によつて、ガスポンプ９の機能が停止される。従
つて、共用熱交換器２３での冷媒加熱は行なわれ
なくなり、給湯水は共用熱交換器２３における熱
媒との熱交換および凝縮器として作用する冷媒給
湯加熱器１３における冷媒凝縮熱との熱交換によ
つて加熱されることとなる。

（） 冷房運転 開閉弁２２のみを開として、圧縮機１およびガ
スポンプ９を駆動させると、冷媒が細実線矢印に
従つて循環し、室内ユニツトＣにて冷房を行な
う。この場合には、ガスポンプ９は停止状態にあ
り（即ち、冷媒加熱停止）、給湯水は、共用熱交
換器２３のみにて加熱される。冷媒給湯加熱器１
３は停止状態にある。

（） 暖房給湯運転（暖房負荷小） 開閉弁２２および４３を開として、圧縮機１お
よびガスポンプ９を駆動させると、冷媒が点線矢
印に従つて循環し、室内ユニツトＣにて暖房を行
なう。この場合には、ガスポンプ９は停止状態に
あり（即ち、冷媒加熱停止）、給湯水は共用熱交
換器２３のみにて加熱される。冷媒給湯加熱器１
３は停止状態にある。

（） 暖房運転（暖房負荷中および大） 開閉弁４３のみを開として、圧縮機１およびガ
スポンプ９を駆動させると、冷媒が点線矢印に従
つて循環し、室内ユニツトＣにて暖房を行なう。
この場合、ガスポンプ９は正常な運転状態にあ
り、共用熱交換器２３での冷媒加熱も行なわれる
結果、給湯水は共用熱交換器２３、冷媒給湯加熱
器１３のいずれでも加熱されない。

（Ｖ） 貯湯運転 開閉弁２２および４２を開として、圧縮機１お
よびガスポンプ９を駆動させると、冷媒が太実線
矢印に従つて循環し、冷媒給湯加熱器１３にて給
湯水加熱を行なう。この場合、ガスポンプ９は機
能停止状態にあり（即ち、冷媒加熱停止）、給湯
水は共用熱交換器２３および冷媒給湯加熱器１３
で加熱される。

さて、本実施例の冷暖房給湯装置について、例
えば外気が冬場条件（乾球温度７℃、温球温度６
℃）の貯湯専用運転を従来例と比較して考察す
る。第５図の従来例では、室外ユニツトＢから貯
湯タンクユニツトＡへの熱媒往路温度は60〜80
℃、熱媒復路温度は50℃以上必要である（冷媒給
湯加熱器１３で給湯水が50℃前後に加熱されるた
め、熱媒給湯加熱器１４では50℃以上の加熱域）
ので、熱媒配管１８，１９での外気との温度差が
非常に大きくなり、放熱ロスが大きい。

一方、本実施例においては、熱媒回路Ｚは全て
室外ユニツトＢ内に設置されているため、その放
熱ロスはわずかである。又、本実施例において、
貯湯タンクユニツトＡと室内ユニツトＢとを連絡
する水配管３１，３２を流れる水は、往路の水配
管３１においてほぼ外気に近い温度であり、復路
の水配管３２においては60〜70℃であるが、その
放熱量は従来例における熱媒往路なみであり、ト
ータルで約1/2の放熱ですむことになる。

又、本実施例では、冷媒給湯加熱器１３も室外
ユニツトＢ側に設置しているため、従来例におけ
る往路の冷媒配管１６の放熱ロスに相当する熱量
が給湯水加熱に供されることとなる。なお、復路
の冷媒配管１７での放熱ロスは加熱能力に大きく
影響しない。従つて、冬場の貯湯運転において効
果的である。

更に、本実施例においては、従来、室外ユニツ
トＢと貯湯タンクユニツトＡとの間の配管が２本
の冷媒配管１６，１７と２本の熱媒配管１８，１
９との計４本必要で且つ熟練を要する工事であつ
たが、簡単な２本の水配管３１，３２ですむこと
となり、工事の省力化が図れる。

（考案の効果） 叙上の如く、本考案によれば、熱源を共用する
冷媒加熱器８と熱媒給湯加熱器１４とを一体にユ
ニツト化して圧縮機１，９および熱媒加熱装置１
５と共に室外ユニツトＢ側に設置したので、熱媒
回路からの配管放熱ロスを大巾に少なくすること
ができ、給湯能力向上を図り得るという実用的な
効果がある。

又、冷媒加熱器８と熱媒給湯加熱器１４とを一
体にユニツト化したので、従来、冷媒加熱器が専
有していたスペースを用いて設置できることとな
り、大きなスペースを必要としないという利点も
ある。

【図面の簡単な説明】

第１図は本考案の実施例にかかる冷暖房給湯装
置の系統図、第２図ないし第４図は本実施例の冷
暖房給湯装置における共用熱交換器の具体例を示
し、第２図においてイは側面図、ロはイの−
断面図、第３図においてイは側面図、ロはイの
−断面図、第４図は斜視図、第５図は従来の冷
暖房給湯装置の系統図である。 １……高圧縮比の圧縮機、２……四路切換弁、
３……室内熱交換器、４，５……膨張機構、７…
…室外熱交換器、８……冷媒加熱器、９……低圧
縮比の圧縮機、１０……高圧ガス冷媒回路、１３
……冷媒給湯加熱器、１４……熱媒給湯加熱器、
１５……熱媒加熱装置、２０……エンジン、Ｘ…
…冷暖房回路、Ｙ……給湯水加熱回路。

Claims (1)

1. 【実用新案登録請求の範囲】 １ 高圧縮比の圧縮機１、四路切換弁２、室内熱
   交換器３、膨張機構４，５、室外熱交換器７、
   熱媒加熱装置１５で加熱された熱媒の放熱によ
   つて高圧液冷媒を加熱する冷媒加熱器８および
   該冷媒加熱器８にて加熱気化したガス冷媒を前
   記圧縮機１吐出側の高圧ガス冷媒回路１０に導
   びくべく設けた低圧縮比の圧縮機９を備え、該
   低圧縮比の圧縮機９を、冷房時、低負荷暖房時
   および給湯専用運転時には機能を停止する機構
   を有する冷暖房回路Ｘと、給湯水を冷媒凝縮熱
   で加熱する冷媒給湯加熱器１３および前記給湯
   水を前記熱媒加熱装置１５で加熱された熱媒の
   放熱によりさらに加熱する熱媒給湯加熱器１４
   を備えた給湯水加熱回路Ｙとで構成される冷暖
   房給湯装置において、前記冷媒加熱器８と熱媒
   給湯加熱器１４とを一体に構成し且つ前記両圧
   縮機１，９および熱媒加熱装置１５の近傍に設
   置したことを特徴とする冷暖房給湯装置。 ２ 前記圧縮機１，９を駆動する手段としてエン
   ジン２０を用い且つ該エンジン２０の排熱を回
   収する排熱熱交換器群を前記熱媒加熱装置１５
   とした前記実用新案登録請求の範囲第１項記載
   の冷暖房給湯装置。