JPH05126423A - 冷暖房装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 水の蒸発潜熱を利用し、外気の湿球温度で利
用側冷媒サイクルの冷媒を冷却し、圧縮機を運転しない
冷房運転のできる外気温度を高くし、年間の省エネルギ
ーの効果を大きくした冷暖房装置を提供することを目的
とする。 【構成】 利用側冷媒サイクルに第２補助熱交換器１９
と直列に蒸発式補助熱交換器３０を設け、この第２補助
熱交換器１９と蒸発式補助熱交換器３０への冷媒流通を
切り換える切換弁３４ａ，３４ｂを備えた。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、熱源側冷媒サイクルと
利用側冷媒サイクルに分離した冷暖房装置の詳しくは低
外気冷房サイクルに関するものである。

【０００２】

【従来の技術】従来、熱源側冷媒サイクルと利用側冷媒
サイクルに分離した冷暖房装置の低外気冷房サイクル
は、特開平２−１９５１３３号公報に示されており、図
３のように構成されていた。

【０００３】図３において、１１は圧縮機、１２は四方
弁、１３は熱源側熱交換器、１３ａは熱源側熱交換器１
３に送風する送風装置、１４は冷房用減圧装置、１５は
暖房用減圧装置、１６は暖房時に冷房用減圧装置１４を
閉止する逆止弁、１７は冷房時に暖房用減圧装置１５を
閉止する逆止弁、１８は第１補助熱交換器であり、これ
らを環状に連接し、熱源側冷媒サイクルを形成してい
る。１９は第２補助熱交換器で、第１補助熱交換器１８
と熱交換するように一体に形成されている。

【０００４】２０は冷媒搬送装置で冷房と暖房で冷媒の
流出方向が反対となる可逆特性を持っている。これら
は、室外ユニットａに収納されている。

【０００５】２１ａ，２１ｂは電気式の切換弁で第２補
助熱交換器１９と第３補助熱交換器２２を直列に接続す
る場合に切り換えるものである。２２ａは第３補助熱交
換器２２に送風する送風装置でこれらは室外ユニットｂ
に収納されている。

【０００６】２３は利用側熱交換器で室内ユニットｃに
収納され接続配管ｄ，ｅ，ｆで室外ユニットａ，ｂと接
続されている。

【０００７】第２補助熱交換器１９と冷媒搬送装置２
０、利用側熱交換器２３、切換弁２１ａ，２１ｂ、第３
補助熱交換器２２及び接続配管ｇ，ｈ，ｉを環状に連接
し利用側冷媒サイクルを形成している。

【０００８】以上のように構成された冷暖房装置につい
てその動作を説明する。外気温度が高い時の通常の冷房
運転時は図中実線矢印の冷媒サイクルとなり、熱源側冷
媒サイクルでは、圧縮機１１からの高温高圧ガスは四方
弁１２を通り、熱源側熱交換器１３で放熱して凝縮液化
し、逆止弁１６を通って冷房用膨張弁１４で減圧され、
第１補助熱交換器１８で蒸発して四方弁１２を通り、圧
縮機１１へ循環する。

【０００９】この時利用側冷媒サイクルの第２補助熱交
換器１９と第１補助熱交換器１８が熱交換し、利用側冷
媒サイクルのガス冷媒が冷却されて液化し、冷媒搬送装
置２０に送られ、この冷媒搬送装置２０によって接続配
管ｄを通って利用側熱交換器２３へ送られて冷房して吸
熱蒸発し、ガス化して接続配管ｅを通って切換弁２１
ａ，２１ｂから接続配管ｆを通り第２補助熱交換器１９
に循環することになる。

【００１０】また、外気温度が低い場合（例えば０度）
の冷房運転時は、熱源側冷媒サイクルの運転を停止し、
切換弁２１ａ，２１ｂを作動させるとともに送風装置２
２ａを運転し、第２補助熱交換器１９に変わって第３補
助熱交換器２２を使用する利用側冷媒サイクルを形成す
る。つまり、外気温度によって、第３補助熱交換器２２
で冷却し利用側熱交換器２３で冷房吸熱する冷媒サイク
ルを形成する。

【００１１】一方、暖房運転時においては、図中破線矢
印の冷媒サイクルとなり、熱源側冷媒サイクルでは、圧
縮機１１からの高温高圧冷媒は、四方弁１２から第１補
助熱交換器１８に送られ、放熱して凝縮液化し、逆止弁
１７から暖房用減圧装置１５で減圧し、熱源側熱交換器
１３で吸熱蒸発し、四方弁１２を通って圧縮機１１へ循
環する。

【００１２】この時利用側冷媒サイクルの第２補助熱交
換器１９と第１補助熱交換器１８が熱交換し、利用側冷
媒サイクル内の液冷媒が加熱されてガス化し、接続配管
ｆを通って切換弁２１ａ，２１ｂから接続配管ｅを通り
利用側熱交換器２３へ送られ、暖房して放熱液化し接続
配管ｄを通って、冷媒搬送装置２０へ送られ第２補助熱
交換器１９へ循環する。

【００１３】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記の
ような構成では、第３補助熱交換器２２は外気の顕熱で
冷却するため、外気の乾球温度に左右されることにな
る。従って、圧縮機１１を運転せず、第３補助熱交換器
２２のみを使用した利用側冷媒サイクルの冷房運転ので
きる外気温度が低くなり、年間を通じての省エネルギー
の効果を大きくできない課題があった。

【００１４】また、第３補助熱交換器２２内への冷媒滞
留による利用側冷媒サイクルの冷媒量の増加により、利
用側冷媒サイクルの立ち上がりが遅くなる。さらに、冬
季に第３補助熱交換器２２での液化冷媒の滞留で、冷媒
搬送装置２０の液圧縮により損傷する課題があった。

【００１５】本発明の多室冷暖房装置は上記課題に鑑
み、圧縮機を運転せず第３補助熱交換器のにの利用側冷
媒サイクルの冷房運転できる外気温度を低下させ、年間
の省エネルギー効果を大きくするものである。

【００１６】また、利用側冷媒サイクルの冷媒量を低減
し立ち上がりを早くするとともに、液化冷媒での液圧縮
による冷媒搬送装置の損傷を防止するものである。

【００１７】

【課題を解決するための手段】上記課題を解決するため
に、本発明の冷暖房装置は、圧縮機、四方弁、熱源側熱
交換器、減圧装置及び第１補助熱交換器を環状に連接し
てなる熱源側冷媒サイクルと、前記第１補助熱交換器と
一体に形成し熱交換する第２補助熱交換器と、冷媒搬送
装置及び利用側熱交換器と、前記第２補助熱交換器と直
列に配設した蒸発式補助熱交換器を有する利用側冷媒サ
イクルと、前記第２補助熱交換器と蒸発式補助熱交換器
への冷媒流通を切り換える切換弁とを備えた。

【００１８】また、圧縮機、四方弁、熱源側熱交換器、
減圧装置及び第１補助熱交換器を環状に連接してなる熱
源側冷媒サイクルと、前記第１補助熱交換器と一体に形
成し熱交換する第２補助熱交換器と、冷媒搬送装置及び
利用側熱交換器と、前記第２補助熱交換器と直列に放熱
用第１補助熱交換器を有する利用側冷媒サイクルと、前
記第３補助熱交換器と一体に形成し熱交換する放熱用第
２補助熱交換器と、クーリングタワーと、補助搬送装置
とを環状に連接した放熱回路を備えた。

【００１９】

【作用】本発明の冷暖房装置は、上記した構成によっ
て、外気の湿球温度により蒸発式補助熱交換器を冷却す
ることが可能となり、外気の乾球温度が高くても冷却能
力が増加し、圧縮機を停止した利用側冷媒サイクルの冷
房運転が可能となる。

【００２０】また、放熱用の熱交換器がなくなるため、
利用側冷媒サイクル内の冷媒量が低減できると共に、放
熱用熱交換器での冷媒の液化滞留がなくなる。

【００２１】

【実施例】以下、本発明の第１の実施例の冷暖房装置に
ついて、図面を参照しながら説明する。

【００２２】図１は、本発明の第１の実施例における冷
暖房装置の冷媒サイクルを示すものである。

【００２３】図１において、３０は第２補助熱交換器１
９と直列に設け利用側冷媒サイクルの熱を放熱する蒸発
式補助熱交換器で水の蒸発潜熱で冷却している。３１は
蒸発式補助熱交換器３０に散水器３２から散水する冷却
水を送水する補助搬送装置、３３は蒸発式補助熱交換器
３０に送風する補助送風機、３４ａ，３４ｂは蒸発式補
助熱交換器３０へ利用側冷媒サイクルの冷媒を流通させ
る切換弁であり、その他の構成は従来例と同じであり、
ここでは同一符号を用いて示し、その説明を省略する。

【００２４】また、この冷媒サイクルの動作についても
従来例と同一であり詳細な説明は省略するが、従来例と
異なる利用側冷媒サイクルの低外気温時の蒸発式補助熱
交換器３０を利用した冷房運転についての説明を以下に
行う。

【００２５】図１において、外気温度が低い冷房運転時
は利用側冷媒サイクルの運転とともに切換弁３４ａ、３
４ｂを切り換え、蒸発式補助熱交換器３０へ冷媒を流通
させる。同時に補助搬送装置３１、補助送風機３３を運
転し、蒸発式補助熱交換器３０へ水を循環散布して水の
蒸発潜熱で冷却し、液化した冷媒を冷媒搬送装置２０に
より利用側熱交換器２３へ流通し冷房するサイクルを形
成する。

【００２６】以上のように本実施例によれば、第２補助
熱交換器１９と直列に配設した蒸発式補助熱交換器３０
を有する利用側冷媒サイクルと、第２補助熱交換器１９
と蒸発式補助熱交換器３０への冷媒流通を切り換える切
換弁３４ａ，３４ｂとを備えたので、外気の湿球温度に
より蒸発式補助熱交換器３０を冷却することが可能とな
り、外気の乾球温度が高くても冷却能力が増加し、圧縮
機１１を停止した利用側冷媒サイクルの冷房運転が可能
となる外気温度が高くなる。従って、年間を通じての省
エネルギーの効果が大きくなる。

【００２７】次に、本発明による冷暖房装置の第２の実
施例について、図面を参照しながら説明するが、第１の
実施例と同一構成の部分は同一符号を付し、その詳細な
説明は省略する。

【００２８】図２において、３５は第２補助熱交換器１
９と直列に設けられた放熱用第１補助熱交換器、３６は
放熱用第１補助熱交換器３５と一体に形成し熱交換する
放熱用第２補助熱交換、３７は冷却水を外気で冷却する
クーリングタワー、３８は放熱用第２補助熱交換器３６
と補助搬送装置３１及びクーリングタワー３７を環状に
連接した放熱回路であり、その他の構成は従来例及び第
１の実施例と同じであり、ここでは同一符号を用いて示
し、その説明を省略する。

【００２９】また、この冷媒サイクルの動作についても
従来例と同一であり詳細な説明は省略するが、従来例及
び第１の実施例と異なる利用側冷媒サイクルの低外気温
時のクーリングタワー３７を利用した冷房運転について
の説明を以下に行う。

【００３０】図２において、外気温度が低い冷房運転時
は利用側冷媒サイクルの運転とともに補助搬送装置３
１、補助送風機３３を運転してクーリングタワー３７に
より、外気で冷却された水を放熱用第２補助熱交換器３
６へ循環して放熱用第１補助熱交換器３５を冷却する。
放熱用第１補助熱交換器３５で冷却し凝縮し、液化され
た冷媒を冷媒搬送装置２０により利用側熱交換器２３へ
流通し冷房するサイクルを形成する。この時、放熱用第
２補助熱交換器３６は蒸発潜熱で冷却された水で冷却さ
れる。

【００３１】以上のように本実施例によれば、第２補助
熱交換器１９と直列に放熱用第１補助熱交換器３５を有
する利用側冷媒サイクルと、放熱用第１補助熱交換器３
５と一体に形成し熱交換する放熱用第２補助熱交換器３
６と、クーリングタワー３７と、補助搬送装置３１とを
環状に連接した放熱回路３８を備えたので、外気の湿球
温度により放熱用第２補助熱交換器３６を冷却すること
が可能となり、外気の乾球温度が高くても冷却能力が増
加し、圧縮機１１を停止した利用側冷媒サイクルの冷房
運転が可能となる外気温度が高くなる。従って、年間を
通じての省エネルギーの効果が大きくなる。

【００３２】また、利用側冷媒サイクル内の冷媒量を低
減することができるため、立ち上がりが早くなる。さら
に、冷媒搬送装置２０への多量の液化冷媒の流入による
液圧縮をなくすことができ、冷媒搬送装置２０の損傷を
防止することができる。

【００３３】

【発明の効果】以上のように、本発明の冷暖房装置は、
圧縮機、四方弁、熱源側熱交換器、減圧装置及び第１補
助熱交換器を環状に連接してなる熱源側冷媒サイクル
と、前記第１補助熱交換器と一体に形成し熱交換する第
２補助熱交換器と、冷媒搬送装置及び利用側熱交換器
と、前記第２補助熱交換器と直列に配設した蒸発式補助
熱交換器を有する利用側冷媒サイクルと、前記第２補助
熱交換器と蒸発式補助熱交換器への冷媒流通を切り換え
る切換弁とを備えたので、外気の湿球温度により蒸発式
補助熱交換器を冷却することが可能となり、外気の乾球
温度が高くても冷却能力が増加し、圧縮機を停止した利
用側冷媒サイクルの冷房運転が可能となる外気温度が高
くなる。従って、年間を通じての省エネルギーの効果が
大きくなる。

【００３４】また、圧縮機、四方弁、熱源側熱交換器、
減圧装置及び第１補助熱交換器を環状に連接してなる熱
源側冷媒サイクルと、前記第１補助熱交換器と一体に形
成し熱交換する第２補助熱交換器と、冷媒搬送装置及び
利用側熱交換器と、前記第２補助熱交換器と直列に放熱
用第１補助熱交換器を有する利用側冷媒サイクルと、前
記放熱用第１補助熱交換器と一体に形成し熱交換する放
熱用第２補助熱交換器と、クーリングタワーと、補助搬
送装置とを環状に連接した放熱回路を備えたので、外気
の湿球温度により放熱用第２補助熱交換器を冷却するこ
とが可能となり、外気の乾球温度が高くても冷却能力が
増加し、圧縮機を停止した利用側冷媒サイクルの冷房運
転が可能となる外気温度が高くなる。

【００３５】従って、年間を通じての省エネルギーの効
果が大きくなる。また、利用側冷媒サイクル内の冷媒量
を低減することができるため、立ち上がりが早くなる。
さらに、冷媒搬送装置への多量の液化冷媒の流入による
液圧縮をなくすことができ、冷媒搬送装置の損傷を防止
することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の第１の実施例における冷暖房装置の冷
凍サイクル図

【図２】本発明の第２の実施例における冷暖房装置の冷
凍サイクル図

【図３】従来の冷暖房装置の冷凍サイクル図

【符号の説明】

１３ 熱源側熱交換器 １８ 第１補助熱交換器 １９ 第２補助熱交換器 ２１ 冷媒搬送装置 ２３ 利用側熱交換器 ３０ 蒸発式補助熱交換器 ３１ 補助搬送装置 ３４ａ，３４ｂ 切換弁 ３５ 放熱用第１補助熱交換器 ３６ 放熱用第２補助熱交換器 ３７ クーリングタワー ３８ 放熱回路

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 圧縮機、四方弁、熱源側熱交換器、減圧
   装置及び第１補助熱交換器を環状に連接してなる熱源側
   冷媒サイクルと、前記第１補助熱交換器と一体に形成し
   熱交換する第２補助熱交換器と、冷媒搬送装置及び利用
   側熱交換器と、前記第２補助熱交換器と直列に配設した
   蒸発式補助熱交換器を有する利用側冷媒サイクルと、前
   記第２補助熱交換器と蒸発式補助熱交換器への冷媒流通
   を切り換える切換弁とを備えた冷暖房装置。
2. 【請求項２】 圧縮機、四方弁、熱源側熱交換器、減圧
   装置及び第１補助熱交換器を環状に連接してなる熱源側
   冷媒サイクルと、前記第１補助熱交換器と一体に形成し
   熱交換する第２補助熱交換器と、冷媒搬送装置及び利用
   側熱交換器と、前記第２補助熱交換器と直列に放熱用第
   １補助熱交換器を有する利用側冷媒サイクルと、前記放
   熱用第１補助熱交換器と一体に形成し熱交換する放熱用
   第２補助熱交換器と、クーリングタワーと、補助搬送装
   置とを環状に連接した放熱回路を備えた冷暖房装置。