JPH0622872U - 暖冷房システム - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 一年を通して快適な暖冷房環境が経済的に得
られる暖冷房システムを提供する。 【構成】 ヒートポンプ回路１を流れる熱媒の流路を四
方弁９で切り換えて暖冷房を行う。暖房サイクル、冷房
サイクルの何れの場合も、コンプレッサ２の高圧側は熱
源器１０の熱交換部一次側１９に接続されているので、
熱交換部二次側２８とで熱交換が行われ、床暖房装置３
１で床暖房が行われる。これにより、暖房時は足元から
部屋全体が温められ、また、冷房時には頭寒足熱と云う
快適な環境が、必要最小限度のエネルギ消費で得られ
る。

Description

【考案の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】

本発明は暖冷房システムに関し、特にコンプレッサの高圧側出力における高温 度の熱媒の熱量を有効に利用することで、一年を通して快適な暖冷房環境が得ら れる省エネルギ型の暖冷房システムに関する。

【０００２】

【従来の技術】

従来において居住空間の室温を制御する場合、夏期は冷房器、例えばクーラー 等を用い、冬期は暖房器、例えばストーブ等をそれぞれ単独で用いるか、１台の エアーコンディショナで暖冷房を行うのが一般的である。

【０００３】

【考案が解決しようとする課題】

自然界における同一スペース内の温度分布は、下方より上方に行くに従って温 度が高くなり、スペース内の上方部分は、下方部分に比較して暖かくなるのが常 である。従って、夏期における冷房器の使用は、足元が過度に冷える反面、頭部 分の温度が暖かくなるので、室内の汚れた空気が低い位置によどんだ状態になり 、室内にいると不快感を招くばかりでなく、冷え症、疲労感等いわゆる冷房病を 招くことがしばしばある。

【０００４】 一方、冬期における暖房器の使用は、上記の自然界の温度分布に見られるよう に、暖かい空気は全て天井付近に上昇してしまうので、室内の汚れた空気は、中 間スペースより下方位置に滞留しているため、不健康で、かつ、不快感を招くば かりでなく、足元は常に寒いという状態になる。このため、従来の暖房器で足元 まで暖かくするには、暖房器は長時間に渡って高出力で連続運転をしなければな らず、設備コストや省エネルギを考えると好ましいものではない。

【０００５】 本考案はこのような課題に鑑み開発されたものであり、暖冷房の際にコンプレ ッサの高圧側出力における高温度の熱媒の持つ熱を有効に利用し、この熱を熱交 換して床暖房等を行って居住空間の下方部分を適宜温度に加温することで、快適 な暖冷房環境が経済的に得られる暖冷房システムを提供することを目的とする。

【０００６】

【課題を解決するための手段】

上記の目的を達成するため、コンプレッサで圧縮された熱媒を、流路切換手段 により凝縮器と蒸発器の動作をそれぞれ交代させて暖冷房を行うヒートポンプ式 暖冷房システムであって、このコンプレッサの高圧側出力を熱交換部を備えた熱 源器の熱交換部流入口に接続し、熱源器の熱交換部流出口を流路切換手段の流入 口の一端に接続したことを特徴とする構成した。 この場合、熱交換部を備えた熱源器の熱交換部流入口と、この熱源器の熱交換 部流出口の間に熱媒流量制御手段を介装したバイパス管路を設けると共に、この 熱源器の熱交換部流入口に、または、熱源器の熱交換部流入口と熱交換部流出口 の双方に熱媒流量制御手段を設けるのが好ましく、また、熱源器に電気ヒータ、 ガスバーナ、灯油バーナ、太陽熱、地熱或は温泉熱等の補助熱源を設け、さらに 、熱源器に温水パイプによる輻射熱式床暖房装置、給湯配管、浴槽加温配管等を 接続するのが好ましい。

【０００７】

【作用】

このように構成された本考案は、次のような作用を行う。 まずヒートポンプ回路が暖房サイクルのときは、コンプレッサで低圧側より取 り込んだ低温の熱媒ガスを圧縮し、高圧側より高温の熱媒ガスが吐出され、熱媒 ガスは熱源器に送られる。熱源器では熱交換部で熱交換が行われ、床暖房等で用 いる熱媒が加温されて暖房が行われる。熱交換の行われた熱媒ガスは、流路切換 手段により凝縮器として作用するファンコイルユニット（室内側）に送られ、熱 源器の熱交換部で消費しなかった熱が空気中の熱と交換されて暖房が行われる。 熱媒はこのファンコイルユニットを通過すると液化し、次に蒸発器として作用す るファンコイルユニット（屋外側）に送られる。ここでは、熱媒が蒸発する際に 大気と熱交換を行い低圧ガスとなる。そして、気化された低温の熱媒ガスは流路 切換手段によりコンプレッサの低圧側に戻される。

【０００８】 冷房サイクルのときも上記と同様に、コンプレッサで低圧側より取り込んだ低 温の熱媒ガスを圧縮し、高圧側より高温の熱媒ガスが吐出され、熱媒ガスは熱源 器に送られる。熱源器では熱交換部で熱交換が行われ、床暖房等で用いる熱媒が 加温されて暖房が行われる。熱交換の行われた熱媒ガスは、流路切換手段により 凝縮器として作用するファンコイルユニット（屋外側）に送られ、熱源器の熱交 換部で消費しなかった熱を大気中に放出する。熱媒はこのファンコイルユニット を通過すると液化し、蒸発器として作用するファンコイルユニット（室内側）に 送られる。ここでは、熱媒が蒸発する際に空気中の熱との熱交換により冷房を行 い、熱媒は低圧ガスとなる。そして、気化された低温の熱媒ガスは流路切換手段 によりコンプレッサの低圧側に戻される。

【０００９】

【実施例】

次に図面を用いて本考案による暖冷房システムの一実施例を説明する。 図１において、１はヒートポンプ回路、２はコンプレッサ、３は室内用ファン コイルユニット、４、及び６は逆止弁、５、及び７は膨張弁、８は屋外用ファン コイルユニット、９は四方弁、１０は熱源器、２９は熱媒の戻り管、３０は熱媒 の往き管、３１は床暖房装置、３２は給湯装置、３３は浴槽加温装置を示してい る。熱源器１０には熱交換部を有しており、これらは、コンプレッサ２から送ら れてくる熱媒が通る熱交換部一次側１９と、床暖房装置３１等で用いる熱媒が通 る熱交換部二次側２８が近接して設けられ、高効率の熱交換が行われるようにな っている。この場合、床暖房装置３１には、例えば実公昭５９−１６７３０号に 示されるような、温水パイプを用いた輻射熱による床暖房装置用ユニットを用い るとよい。熱源器１０は様々なエネルギが利用できる多機能熱源であり、例えば 、深夜電力等のコストの低いエネルギ源を用いた電気ヒータ２０や、図示してい ないが、ガスや灯油を燃料とするバーナ、太陽熱、地熱、或は温泉熱等の熱源を 利用することができる。

【００１０】 本実施例において、上記した各部材は次のように構成される。 コンプレッサ２の出力である高圧側は、熱源器１０の熱交換部一次側１９の流 入ポートに接続管１１で接続され、熱交換部二次側の流出ポートは接続管１２で 四方弁９のポートＡに接続される。四方弁９のポートＢは接続管１４で室内用フ ァンコイルユニット３の一端に接続され、室内用ファンコイルユニット３の他端 は接続管２６で膨張弁５の一端、及び逆止弁４の流入側に接続される。膨張弁５ の他端、及び逆止弁４の流出側は接続管１５で、もう一方の膨張弁７の一端、及 び逆止弁６の流出側に接続され、膨張弁７の他端、及び逆止弁６の流入側は接続 管２７で屋外用ファンコイルユニット８の一端に接続される。屋外用ファンコイ ルユニット８の他端は接続管１６で四方弁９のポートＤに接続され、四方弁９の ポートＣは接続管１７でコンプレッサ２の入力である低圧側に接続される。さら に本実施例では、熱源器１０の熱交換部一次側１９の流入ポートと流出ポートに 、バルブ２１を介装したバイパス管１３を設けると共に、熱源器１０の熱交換部 一次側１９の流入ポートと流出ポートにバルブ２２、及び２３を設けている。

【００１１】 以上のように構成された本実施例は、次のような作用を有する。 まずヒートポンプ回路１が暖房サイクルのときは、コンプレッサ２で低圧側よ り取り込んだ低温の熱媒ガスを圧縮し、高圧側より高温の熱媒ガスが吐出され、 熱媒ガスは接続管１１で熱源器１０に送られる。熱源器１０では熱交換部一次側 １９と熱交換部二次側２８とで熱交換が行われ、戻り管２９からの熱媒に熱を与 えて往き管３０に送り出し、例えば床暖房装置３１で床暖房が行われる。 熱交換の行われた熱媒ガスは、熱源器１０の熱交換部一次側１９の流出ポート から接続管１２で、流路切換手段である四方弁９のポートＡに送られる。暖房サ イクルでは、四方弁９はポートＡとポートＢ、ポートＣとポートＤがそれぞれ連 通している。これにより、熱媒ガスは四方弁９のポートＡ、ポートＢを通り、接 続管１４で室内用ファンコイルユニット３に送られる。このとき、室内用ファン コイルユニット３は凝縮器として作用するので、熱源器１０で消費しなかった熱 が空気中の熱と交換されて暖房が行われる。 熱媒は室内用ファンコイルユニット３を通過すると液化し、接続管２６で逆止 弁４に送られ、逆止弁４からは接続管１５で膨張弁７に送られる。逆止弁４は冷 房サイクル時の熱媒逆流防止用であり、暖房サイクルでは膨張弁５は閉止してい るまた、膨張弁７の代わりにキャピラリチューブ（図示せず）を用いてもよい。 液化した熱媒は膨張弁７を通過する際に減圧され、さらに温度が低下して膨張（ 気化）し、接続管２７で屋外用ファンコイルユニット８に送られる。このとき、 屋外用ファンコイルユニット８は蒸発器として作用するので、熱媒が蒸発する際 に大気と熱交換を行い低圧ガスとなる。屋外用ファンコイルユニット８で完全に 気化された熱媒ガスは、接続管１６で四方弁９のポートＤに送られ、ポートＣよ り接続管１７でコンプレッサ２の入力である低圧側に戻される。

【００１２】 このようにして暖房を行うと、室内用ファンコイルユニット３からは温風が噴 き出て室内が温められると共に、床暖房装置３１からは輻射熱が放出されるので 、従来のように室内の上方だけが温まって、足元が寒いと云うことが無くなる。 この場合の温度調節は、バイパス管１３のバルブ２１と熱源器１０の熱交換部一 次側１９の流入ポートと流出ポートに設けられたバルブ２２、及び２３の開度調 整によって、或は往き管３０に設けられたバルブ２４と戻り管２９に設けられた バルブ２５の開度調整によって行われる。具体的には、熱源器１０で交換する熱 量は、室内用ファンコイルユニット３で交換する熱量よりやや多い目に設定する と、快適な暖房環境が得られる。なお、これらのバルブ２１〜２５の制御は、図 示はしていないが室内のコントローラによって制御されるので、自動バルブを使 用するのが好ましい。また、バルブ２２は逆止弁を用いてもよい。

【００１３】 次にヒートポンプ回路１が冷房サイクルのときも上記と同様に、コンプレッサ ２で低圧側より取り込んだ低温の熱媒ガスを圧縮し、高圧側より高温の熱媒ガス が吐出され、熱媒ガスは接続管１１で熱源器１０に送られる。熱源器１０では熱 交換部一次側１９と熱交換部二次側２８とで熱交換が行われ、戻り管２９からの 熱媒に熱を与えて往き管３０に送り出し、例えば床暖房装置３１で床暖房が行わ れる。 熱交換の行われた熱媒ガスは、熱源器１０の熱交換部一次側１９の流出ポート から接続管１２で、流路切換手段である四方弁９のポートＡに送られる。冷房サ イクルでは、四方弁９はポートＡとポートＤ、ポートＢとポートＣとがそれぞれ 連通している。これにより、熱媒ガスは四方弁９のポートＡ、ポートＤを通り、 接続管１６で屋外用ファンコイルユニット８に送られる。このとき、屋外用ファ ンコイルユニット８は凝縮器として作用するので、熱源器１０で消費しなかった 熱が大気中に放出されて熱媒が冷却される。 熱媒は屋外用ファンコイルユニット８を通過すると液化し、接続管２７で逆止 弁６に送られ、逆止弁６からは接続管１５で膨張弁５に送られる。逆止弁６は暖 房サイクル時の熱媒逆流防止用であり、冷房サイクルでは膨張弁７は閉止してい るまた、膨張弁５の代わりにキャピラリチューブ（図示せず）を用いてもよい。 液化した熱媒は膨張弁５を通過する際に減圧され、さらに温度が低下して膨張（ 気化）し、接続管２６で室内用ファンコイルユニット３に送られる。このとき、 室内用ファンコイルユニット３は蒸発器として作用するので、熱媒が蒸発する際 に空気中の熱を奪って冷房を行い、熱媒は空気との熱交換により低圧ガスとなる 。室内用ファンコイルユニット３で完全に気化された熱媒ガスは、接続管１４で 四方弁９のポートＢに送られ、ポートＣより接続管１７でコンプレッサ２の入力 である低圧側に戻される。

【００１４】 このようにして冷房を行うと、室内用ファンコイルユニット３からは冷風が噴 き出て室内が冷されると共に、床暖房装置３１からは輻射熱が放出されるので、 従来のように室内の足元だけが過度に冷され健康が害されると云うことが無くな る。つまり、最も理想的とされる「頭寒足熱」という空調環境が得られる。この 場合の温度調節は、バイパス管１３のバルブ２１と熱源器１０の熱交換部一次側 １９の流入ポートと流出ポートに設けられたバルブ２２、及び２３の開度調整に よって、或は往き管３０に設けられたバルブ２４と戻り管２９に設けられたバル ブ２５の開度調整によって行われる。具体的には、熱源器１０で交換する熱量は 、屋外用ファンコイルユニット８で交換する熱量より少ない目に設定すると、快 適な冷房環境が得られる。なお、これらのバルブ２１〜２５の制御は、図示はし ていないが室内のコントローラによって制御されるので、自動バルブを使用する のが好ましい。また、バルブ２２は逆止弁を用いてもよい。

【００１５】

【考案の効果】

以上の説明で明らかなように本考案の暖冷房システムは、次のような優れた効 果を有している。つまり、ヒートポンプによって高められた熱を有効に利用して 居住空間の下方部分を温めているので、暖房に要するエネルギはほとんど不要で あり、装置全体で見た場合、エネルギ費が非常に安価に押えられると共に、一年 を通して快適な暖冷房環境を得ることができるものである。

【図面の簡単な説明】

【図１】本考案の構成を示す回路図である。

【符号の説明】

１ ヒートポンプ回路 ２ コンプレッサ ３ 室内用ファンコイルユニット ４、６ 逆止弁 ５、７ 膨張弁 ８ 屋外用ファンコイルユニット ９ 四方弁 １０ 熱源器 ３１ 床暖房装置

Claims (4)

【実用新案登録請求の範囲】
1. 【請求項１】 コンプレッサで圧縮された熱媒を、流路
   切換手段により凝縮器と蒸発器の動作をそれぞれ交代さ
   せて暖冷房を行うヒートポンプ式暖冷房システムであっ
   て、このコンプレッサの高圧側出力を熱交換部を備えた
   熱源器の熱交換部流入口に接続し、熱源器の熱交換部流
   出口を流路切換手段の流入口の一端に接続したことを特
   徴とする暖冷房システム
2. 【請求項２】 熱交換部を備えた熱源器の熱交換部流入
   口と、この熱源器の熱交換部流出口の間に熱媒流量制御
   手段を介装したバイパス管路を設けると共に、この熱源
   器の熱交換部流入口に、または、熱源器の熱交換部流入
   口と熱交換部流出口の双方に熱媒流量制御手段を設けた
   ことを特徴とする請求項１に記載の暖冷房システム。
3. 【請求項３】 上記の熱源器に電気ヒータ、ガスバー
   ナ、灯油バーナ、太陽熱、地熱或は温泉熱等の補助熱源
   を設けたことを特徴とする請求項１又は２に記載の暖冷
   房システム。
4. 【請求項４】 上記の熱源器に温水パイプによる輻射熱
   式床暖房装置、給湯配管、浴槽加温配管等を接続したこ
   とを特徴とする請求項１乃至３に記載の暖冷房システ
   ム。