JPH05215347A - 熱搬送装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 本発明は、冷媒を加熱する時の圧力上昇を利
用して熱を暖房などに利用する熱搬送装置に関するもの
で、暖房時の熱搬送動力を極くわずかとし、かつ暖房サ
ーモＯＮ時の安定冷媒加熱運転を提供する。 【構成】 過熱検知器１ａを設けた冷媒加熱器１、受液
器４、第１開閉弁７を有する熱搬送部９に、室内熱交換
器１２、第２逆止弁１４を接続した暖房回路１０と、一
端は流路切換弁２６を介し他端は第２開閉弁２５を介し
て暖房回路１０に付加接続した圧縮機２２を有する冷房
回路２１と、サーモＯＮによる燃焼開始時に過熱検知器
１ａで過熱を検知した場合は以降のサーモＯＮ時は第２
開閉弁２５の開成と圧縮機２２の運転によるガスパージ
起動を燃焼開始時に加える制御装置３７を設けた構成と
する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、冷媒を加熱する時の圧
力上昇を利用して、熱を暖房などに利用する熱搬送装置
に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】従来この種の冷媒加熱により暖房を行な
う熱搬送装置として、例えば特開昭５７−１０１２６３
号公報に示される図３のような構成のものがある。

【０００３】即ち、圧縮機４１、流路切換弁４２、室外
送風機４３を有する室外熱交換器４４、第１電磁弁４
５、キャピラリチューブ４６、室内送風機４７を有する
室内熱交換器４８、第２電磁弁４９、逆止弁５０、アキ
ュムレータ５１を順次配管接続して循環路を構成し、さ
らに第３電磁弁５２、冷媒ポンプ５３、バーナ５４を有
する冷媒加熱器５５を直列に配管接続した直列配管回路
をキャピラリチューブ４６の下流と第２電磁弁４９の上
流との間に接続した回路に作動媒体として冷媒を封入し
ている。

【０００４】そして、暖房運転は圧縮機４１の駆動によ
り室外熱交換器４４側の冷媒を冷媒加熱器５５側に移す
汲み上げ運転の後に、冷媒加熱器５５をバーナ５４で加
熱することにより蒸発器とし、室内熱交換器４８を凝縮
器として、冷媒ポンプ５３を冷媒搬送手段として暖房サ
イクルを構成し、さらに冷房は圧縮機駆動による従来方
式の冷房サイクルを構成している。

【０００５】また、従来他の冷媒加熱により暖房を行な
う熱搬送装置として、冷房は圧縮機駆動による従来方式
で行ない、暖房はこの冷房用の圧縮機を冷媒ガスポンプ
として作用させるもの（図示せず）がある。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記従
来の構成では暖房運転時には冷媒循環用の搬送手段とし
て、冷媒ポンプあるいは圧縮機を駆動しなければなら
ず、熱搬送用動力として比較的大きな電気入力（暖房能
力４０００ｋｃａｌ／ｈ程度の時、冷媒ポンプで５０〜
６０Ｗ、圧縮機で３００〜４００Ｗ程度）を消費し、暖
房ランニングコストが高くなるという問題を有してい
た。

【０００７】本発明は、このような従来の課題を解決す
るもので、暖房時の熱搬送動力を極くわずかとし、かつ
暖房サーモＯＮ時の安定冷媒加熱運転を提供することを
目的とする。

【０００８】

【課題を解決するための手段】本発明は上記目的を達成
するため、過熱検知器を設けた冷媒加熱器と気液セパレ
ータを接続し、この気液セパレータと入口側および出口
側を第１開閉弁、第１逆止弁を介して各々接続した受液
器を有する熱搬送部に、前記気液セパレータ、室内熱交
換器、第２逆止弁、前記受液器を順次配管接続した暖房
回路と、一端は流路切換弁を介し他端は第２開閉弁を介
して前記暖房回路に付加接続した室外熱交換器と圧縮機
を有する冷房回路と、室温が設定値を下回ったサーモＯ
Ｎによる燃焼開始時に前記過熱検知器で過熱を検知した
場合は以降のサーモＯＮ時は前記第２開閉弁の開成と前
記圧縮機の運転によるガスパージ起動を燃焼開始時に加
える制御装置とを設けた構成としている。

【０００９】

【作用】本発明は上記構成により、極くわずかの電気入
力で済む第１開閉弁の開閉動作の繰返しで冷媒搬送を行
なって低ランニングコスト化し、さらに前回までのサー
モＯＮ時の燃焼開始時の立上り状態で状況判断して圧縮
機の運転によるガスパージ起動で着火時に冷媒加熱器に
液冷媒を確保して安定冷媒加熱運転が可能にできる。

【００１０】

【実施例】以下、本発明の実施例を図１で説明する。

【００１１】１は壁面に設けた過熱検知器１ａを有する
冷媒加熱器、２は気液分離器で、冷媒加熱器１と気液セ
パレータ２は入口管３と出口管３’で環状管路に接続さ
れている。４は気液セパレータ２の上方に設けた受液
器、５は受液器４と気液セパレータ２を接続する落込み
管６に設けた第１逆止弁、７は受液器４と気液セパレー
タ２とを接続する均圧管８に設けた第１開閉弁、９は冷
媒加熱器１、気液セパレータ２、受液器４、第１逆止弁
５、第１開閉弁７を有する熱搬送部、１０は気液セパレ
ータ２と室内送風機１１を有する室内熱交換器１２をガ
ス冷媒配管１３で接続し室内熱交換器１２と受液器４の
入口上流側近傍に設けた第２逆止弁１４と受液器４を液
冷媒配管１５で接続して熱搬送部９と環状の循環路にし
た暖房回路である。１６はガス冷媒配管１３の気液セパ
レータ２側に設けた第３逆止弁、１７は冷媒加熱器１に
対向して設けたバーナ、１８はバーナ１７への燃料の供
給を可変する燃料供給装置、１９は冷媒加熱器１の冷媒
出口側に設けた蒸発温度検知器、２０は室内熱交換器１
２に設けた流入空気側の温度を検知する室温検知器であ
る。

【００１２】２１は圧縮機２２、室外熱交換器２３、第
１減圧装置２４、第２開閉弁２５を有する冷房回路であ
り、一端は流路切換弁２６を介してガス冷媒配管１３に
接続するとともに、圧縮機２２の吐出管２７を第４逆止
弁２８を介してガス冷媒配管１３の第３逆止弁１６と四
方弁からなる流路切換弁２６の間に接続している。冷房
回路２１の他端は冷媒加熱器１と均圧管８に連通してい
る。２９は入口管３と液冷媒配管１５を連結し、第３開
閉弁３０と第２減圧装置３１を有する第２の冷房回路で
ある。３２は液冷媒配管１５に設けた液側サービスバル
ブ、３３はガス冷媒配管１３に設けたガス側サービスバ
ルブ、３４は液冷媒配管１５の室内熱交換器１２側に設
けた液側継手、３５はガス冷媒配管１３の室内熱交換器
１２側に設けたガス側継手であり、液側およびガス側サ
ービスバルブ３２、３３と液側およびガス側継手３４、
３５の間が室外側と室内側の設置距離に応じた接続冷媒
配管の長さを任意に設定できる。

【００１３】３６は室外熱交換器２３に設けた室外送風
機であり、３７は過熱検知器１ａ、第１開閉弁７、燃料
供給装置１８、蒸発温度検知器１９、室温検知器２０、
圧縮機２２、第２開閉弁２５に電気的に接続されるとと
もに、室温が設定値を下回ったサーモＯＮによる燃焼開
始時に過熱検知器１ａで過熱を検知した場合は以降のサ
ーモＯＮ時は第２開閉弁２５の開成と圧縮機２２の運転
によるガスパージ起動を燃焼開始時に加える制御装置で
ある。

【００１４】上記構成において、暖房は、冷媒加熱器１
でバーナ１７での燃焼熱により加熱された液冷媒が気液
二相状態で気液セパレータ２に流入し、液冷媒は気液セ
パレータ２の下方より再び冷媒加熱器１に流入する。一
方、気液分離されたガス冷媒はガス冷媒配管１３を通っ
て室内熱交換器１２に流入し、室内送風機１１の運転で
室内側に放熱した冷媒は凝縮液化してさらに過冷却液と
なる。受液器４に連通する均圧管８の第１開閉弁７が制
御装置３７により閉成すると、冷媒加熱器１での蒸発圧
力によって押された過冷却液が第２逆止弁１４を通って
受液器４内にわずか流入すると、受液器４内にあった飽
和ガス冷媒がこの過冷却液により冷却されて凝縮し、こ
の凝縮時の急速な減圧作用により新たな過冷却液冷媒は
受液器４内が満液になるまで一気に流入する。次に第１
開閉弁７が制御装置３７により開成すると受液器４と気
液セパレータ２の圧力が均圧管８により連通され同圧と
なり、受液器４内の液冷媒が重力により気液セパレータ
２に落下し、冷媒加熱器１に液冷媒が供給される。この
第１開閉弁７に電磁弁を使用すれば冷媒の循環のための
搬送動力は電磁弁の消費電力だけで良く、定格入力７Ｗ
程度の電磁弁を開閉動作させることで実質３〜４Ｗｈ程
度の微少搬送動力で冷媒を循環できる。

【００１５】図２は室温検知器２０が設定値に達したこ
とを検知してバーナ１７の燃焼が停止するサーモＯＦＦ
と、室温検知器２０が設定値を下回ったことを検知して
バーナ１７の燃焼が再開されるサーモＯＮとが繰返され
る場合を示す。

【００１６】図２において、時間ｔ₁ でサーモＯＮとな
って燃焼開始し時間ｔ₂ でサーモＯＦＦとなる。次に時
間ｔ₃ でサーモＯＮによる燃焼開始した時に冷媒加熱器
１への液冷媒の供給が不足して過熱検知器１ａの検知温
度があらかじめ設定した過熱検知値Ｔ_H を超え、時間ｔ
₄ で過熱検知が作動（検知の応答遅れによる冷媒加熱器
壁温のオーバーシュートがある）して第２開閉弁２５の
開成（約１分間）と圧縮機２２の運転（約３分間）によ
る冷却ポンプダウン運転により室内熱交換器１２側の液
冷媒を受液器４を介して冷媒加熱器１に強制的に引き込
み、過熱状態となった冷媒加熱器１を冷却すると共に室
外熱交換器２３側に流出した冷媒を第２開閉弁２５の閉
成後に圧縮機２２の運転で暖房回路に汲み上げて次の燃
焼開始に備える。時間ｔ₅ で冷却ポンプダウン運転の終
了に伴ない燃焼開始し、時間ｔ₆でサーモＯＦＦにより
燃焼停止する。

【００１７】時間ｔ₇ から時間ｔ₁₀までは前述の時間ｔ
₃ から時間ｔ₆ までと同じ動作であり、ここではサーモ
ＯＮ時の過熱検知が２回連続で発生した場合を示してい
る。

【００１８】時間ｔ₁₁でのサーモＯＮによる燃焼開始時
では過熱検知を伴なうサーモＯＮが複数回連続したの
で、燃焼開始の前に第２開閉弁２５の短時間の開成（約
１０秒間）と圧縮機２２の短時間の運転（約３０秒）に
より冷媒加熱器１内のガス冷媒を室外熱交換器２３側へ
流出させ、代りに液冷媒を冷媒加熱器１に引き込むとと
もに室外熱交換器２３側に若干漏れた冷媒を暖房回路に
回収するガスパージ起動を燃焼開始時に加えている。

【００１９】この短時間のガスパージ起動によって冷媒
加熱器１および受液器４に液冷媒を流入確保できるた
め、燃焼開始時の液冷媒不足による異常過熱の発生を防
止し、安定した冷媒加熱状態で立上り、時間ｔ₁₂でサー
モＯＦＦにより燃焼停止となる。そして以降はサーモＯ
Ｎ時は全てガスパージ起動が入った燃焼開始（時間
ｔ₁₃）とサーモＯＦＦ（時間ｔ₁₄）を繰返す。

【００２０】このサーモＯＮ時のガスパージ起動は、あ
る条件の時のみ必要となるもので、室内側と室外側の設
置距離および設置高低差、室温条件、装置内冷媒量の外
部リークなどによる経時的減少など各条件によって変
る。

【００２１】特に、装置内冷媒量が減少した場合、室温
が高く設定された場合、室内外の接続冷媒配管長が長い
場合、室内側が室外側より下方に設置されかつ高低差が
大きい場合などでは必要となる傾向となる。

【００２２】以上のように、サーモＯＮ時の異常過熱の
発生回数を最少限に押えられるため、冷媒の熱分解ある
いは冷媒加熱器の熱劣化の防止で機器の信頼性、耐久性
が向上できる。さらに、電気入力の大きい圧縮機の動作
時間は極く短時間であり、しかも必要な条件となった場
合にのみ限ることができるため、電気入力が低減でき経
済的でかつ動作回数が減るため耐久性が向上する。

【００２３】特に、ガスパージ起動を過熱検知を伴なう
サーモＯＮが複数回連続した時に実行させれば、ガスパ
ージ起動が必要な条件となっていることをより確実に判
定でき、より経済的な運転ができる。

【００２４】なお、冷房は流路切換弁２６を図１破線方
向に切換え、第２開閉弁２５と第３開閉弁３０の開成
と、圧縮機２２と室内送風機１１および室外送風機３６
の運転により、従来方式の圧縮機駆動の冷房を行なう。

【００２５】

【発明の効果】以上のように本発明の熱搬送装置は、過
熱検知器を設けた冷媒加熱器、受液器、第１開閉弁を有
する熱搬送部に室内熱交換器を接続した暖房回路に、圧
縮機を有する冷房回路を一端は流路切換弁を介し他端は
第２開閉弁を介して付加し、サーモＯＮによる燃焼開始
時に過熱検知器で過熱を検知した場合は以降のサーモＯ
Ｎ時は第２開閉弁の開成と圧縮機の運転によるガスパー
ジ起動を燃焼開始時に加える制御装置を設けているの
で、異常過熱の発生回数を最少限に押え、機器の信頼
性、耐久性が向上できるという効果がある。また、電気
入力の大きい圧縮機の運転時間および回数を最少限にで
き、経済性、耐久性が向上するという利点もある。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施例の熱搬送装置のシステム構成
図

【図２】本発明の実施例の制御動作図

【図３】従来の熱搬送装置のシステム構成図

【符号の説明】

１ 冷媒加熱器 １ａ 過熱検知器 ２ 気液セパレータ ４ 受液器 ５ 第１逆止弁 ７ 第１開閉弁 ９ 熱搬送部 １０ 暖房回路 １２ 室内熱交換器 １４ 第２逆止弁 ２１ 冷房回路 ２２ 圧縮機 ２３ 室外熱交換器 ２５ 第２開閉弁 ２６ 流路切換弁 ３７ 制御装置

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】過熱検知器を設けた冷媒加熱器と気液セパ
   レータを接続し、この気液セパレータと入口側および出
   口側を第１開閉弁、第１逆止弁を介して各々接続した受
   液器を有する熱搬送部に、前記気液セパレータ、室内熱
   交換器、第２逆止弁、前記受液器を順次配管接続した暖
   房回路と、一端は流路切換弁を介し他端は第２開閉弁を
   介して前記暖房回路に付加接続した室外熱交換器と圧縮
   機を有する冷房回路と、室温が設定値を下回ったサーモ
   ＯＮによる燃焼開始時に前記過熱検知器で過熱を検知し
   た場合は以降のサーモＯＮ時は前記第２開閉弁の開成と
   前記圧縮機の運転によるガスパージ起動を燃焼開始時に
   加える制御装置とを設けた熱搬送装置。
2. 【請求項２】ガスパージ起動は過熱検知を伴なうサーモ
   ＯＮが複数回連続した時に実行させる請求項１記載の熱
   搬送装置。