JPH0626731A - 冷暖房給湯機 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 （修正有） 【目的】 どの運転モードにおいても冷媒ガス流れを同
一方向にすることにより、全ての熱交換器はカウンター
フロー状態とし圧縮機に負担をかけなくする。 【構成】 圧縮機１の出口を給湯熱交換器２の一端と、
冷温水熱交換器３の一端と、空気熱交換器４の一端とに
夫々二方弁６，１０，１３を介して並列に接続し、空気
熱交換器４の他端は四方弁１６に接続すると共に、逆弁
１２と膨脹弁１１を介して冷温水熱交換器３の上記一端
と接続し、更に逆止弁１２と三方弁８を介して給湯熱交
換器２の他端部に接続し、給湯熱交換器２の他端部と冷
温水熱交換器３の他端部は四方弁１６の入口と接続し、
空気熱交換器４の上記一端部は膨脹弁１５と逆止弁１４
を介して四方弁１６に接続し、四方弁１６の出口は蓄積
器５と吸入圧力調整弁１７を介して圧縮機１の入口に接
続する。これによりすべての運転モードで冷媒の流れを
同一方向とし、被冷却加熱物に対し対向流となる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】この発明は冷房、暖房、給湯、冷
房時給湯、暖房時給湯（給湯時給湯）などの運転に適し
た冷暖房給湯機に関するものである。

【０００２】

【従来技術とその問題点】従来の冷暖房機或いは冷暖給
湯機は全て四方切換弁により、冷媒流れの方向を変える
ことによって、冷暖切換又は給湯運転を行うような構造
となっている為に、冷温水対冷媒ガスの関係が、或る運
転モードにおいては対向流となり、又別の運転モードで
は非対向流となるような構成であった。このように非対
向流となる条件下では、熱交換損失が常に生じているこ
とになる。これは空気熱交換器においても同様であっ
て、冬季暖房運転時には空気熱交換器の着霜が膨脹弁装
置（キャピラリー）に近いほど着霜するが、それにも拘
らずデフロスト運転時ホットガスは最後に通過するた
め、勢いデフロスト運転時間は長くなる等の欠点があ
る。

【０００３】従って、この発明の目的は上記従来装置の
欠点を払拭し、改良された冷暖房給湯機を提供する事で
あり、どのモードの運転においても冷媒ガス流れを同一
方向にする事により、全ての熱交換器はカウンターフロ
ー状態とし、温水側出口温度の高温化及び冷水側出口温
度の低温化についても、圧縮機に負担をかける事なく運
転が可能な改良された冷暖房給湯機を提供する事であ
る。

【０００４】

【問題点を解決するための手段】この発明は、圧縮機１
の出口を、給湯熱交換器２の一端と、冷温水熱交換器３
の一端と、空気熱交換器４の一端とに夫々二方弁切換弁
６、１０、１３を介して並列に接続し、上記空気熱交換
器４の他端は四方切換弁１６に接続すると共に、逆止弁
１２と膨脹弁１１を介して上記冷温水熱交換器３の上記
一端と接続し、更に、上記逆止弁１２と三方弁８を介し
て上記給湯熱交換器２の他端部に接続し、上記給湯熱交
換器２の他端部と上記冷温水熱交換器３の他端部は四方
切換弁１６の入口と接続し、上記空気熱交換器４の上記
一端部は膨脹弁１５と逆止弁１４を介して上記四方切換
弁１６に接続し、上記四方切換弁１６の出口は蓄積器５
と吸入圧力調整弁１７を介して上記圧縮機１の入口に接
続し、上記構成により全ての運転モードにおいて冷媒ガ
スの流れを同一方向であって且つ冷温水または空気に対
して対向流となるようにした冷暖房給湯機である。

【０００５】この構成により、外部から温度調節センサ
ー、給湯水位センサー等により、運転指令が入った場
合、その運転指令の続くかぎり、冷房、暖房、給湯、冷
房時給湯、暖房時給湯（給湯時給湯運転）を行う。冷媒
ガスは運転モードに従い、その運転に必要な熱交換器以
外には流れない様な冷媒回路及び電気制御回路構成とな
っている。

【０００６】この発明の上記構成により、どのモードの
運転においても冷媒ガス流れを同一方向にし、これによ
り全ての熱交換器はカウンターフロー状態となる為、温
水側出口温度の高温化及び冷水側出口温度の低温化につ
いては、圧縮機に負担をかける事なく運転が可能とな
る。

【０００７】また、デフロスト運転時においても、ホッ
トガスは膨張弁側より順に空気熱交換器に流す為に運転
時間は短く、冷媒流れは一方向の為にデフロスト運転に
入る時と完了後切れる時の騒音が小さくなり、又、圧縮
機は停止する事なく連続運転となり、デフロスト運転に
よる放熱ロスも従来機に比べ少なくなる等の利点がある
為に省エネルギー型の冷暖房給湯機となるものである。

【０００８】更に、冷房時の廃熱は全て給湯側に回収出
来、これにより冷却熱量、加熱熱量についても高い能力
を発揮することができる。また、暖房運転においても給
湯運転も同時に運転出来る為に、負荷側には所望の熱量
を供給する事が出来るなどの数々の利点がある。

【０００９】

【実施例】以下、この発明による好適な実施例について
図面を参照して説明する。

【００１０】第１図〜第５図はいずれも本発明の同一の
装置を示したものであり、運転モード別に図示してい
る。この発明の装置の回路構成の説明としては簡便のた
め第１図を参照して説明する。

【００１１】この図において、圧縮器１の出口に分岐管
１８を接続し、その第１の出口は二方弁６を介して、給
湯熱交換器２の入口に接続される。給湯熱交換器２の出
口は逆止弁７を介して三方弁８の入口に接続され、その
第１の出口は逆止弁９の出口と合流して、四方切替弁１
６の入口に結合されている。

【００１２】分岐管１８の第２の出口は、別の分岐管１
９の入口に接続され、分岐管１９の第１の出口は二方弁
１０を介して膨張弁１１の出口と合流し、冷温水熱交換
器３の入口に接続され、その出口は逆止弁９を介して三
方弁の第１の出口と合流し、四方切替弁１６に結合され
ている。

【００１３】分岐管１９の第２の出口は二方弁１３を介
して膨張弁１５の出口と合流し、空気熱交換器４に接続
される。空気熱交換器４の第１の出口は、四方切替弁１
６の他端に結合されている。空気熱交換器４の第２の出
口は、逆止弁１２を介して上記三方弁８の第２の出口と
合流し、膨張弁１１の入口に接続され二方弁１０の出口
と合流し、冷温水熱交換器３の入口に結合されている。

【００１４】四方切替弁１６の他端は逆止弁１４の入口
に接続され、膨張弁１５を介して空気熱交換器４の入口
に結合されている。四方切替弁１６と圧縮器１の間に
は、蓄積器５とその下流側に吸入圧力調整弁１７が取り
付けてある。

【００１５】以上の構成において、圧縮機１より吐出さ
れた高温・高圧の冷媒は、運転モードの指示（冷房、暖
房、給湯、冷房時給湯、暖房時給湯）により三方弁、二
方弁６，１０，１３、四方切替弁１６等は開閉する。又
熱交換器と、それらを結合している冷媒回路は全て同一
方向に流れる構成となっている。

【００１６】それぞれの運転モードにおける、冷媒の流
れを図面を参照して説明すれば大略次の通りである。

【００１７】１．冷房単独運転 第１図において、圧縮機１より吐出された高温・高圧の
冷媒は、分流管１８，１９、二方弁１３の順に通り、空
気熱交換器４に送られ、そこで冷媒は冷却（放熱）され
逆止弁１２を通り膨張弁１１に至り、そこで蒸発され、
冷温水熱交換３にて冷水を冷却後、下流側の逆止弁９四
方切替弁１６の順に通り、蓄積器５と吸入圧力調整弁１
７を介して、圧縮機１に戻る。冷房運転中は、この動作
を繰返す。この時冷媒は、二方弁６，１０が閉じられ、
空気熱交換器４の入口側逆止弁１４が作動し流れない。
給湯熱交換器２の下流側も逆止弁７の作動により逆流は
防止される。即ち、冷媒は給湯熱交換器２へは流れな
い。

【００１８】２．暖房単独運転 第２図において、圧縮機１より吐出された高温・高圧の
冷媒は、分岐管１８，１９，二方弁１０の順に通り、冷
温水熱交換器３に送られ、そこで冷媒は温水を加熱後、
下流側の逆止弁９、四方切替弁１６、逆止弁１４の順に
通り、膨張弁１５に至り、そこで蒸発後、空気熱交換器
にて吸熱後、下流側の四方切替弁を通って、蓄積器５と
吸入圧力調整弁１７を介して、圧縮機１に戻る、暖房運
転中はこの動作を繰返す。この時冷媒は二方弁６，１３
が閉じられ、給湯熱交換器２の下流側も逆止弁７の作動
により逆流は防止される。即ち、冷媒は給湯熱交換器２
へは流れない。

【００１９】３．給湯単独運転 第３図において圧縮機１より吐出された高温・高圧の冷
媒は分岐管１８、二方弁６の順に通り、給湯用交換器２
にて給湯水を加熱後、下流側の逆止弁７、三方弁８、四
方切替弁１６、逆止弁１４の順に通り、膨張弁１５に至
り、そこで蒸発後空気熱交換器にて吸熱後、下流側の四
方切替弁１６を通って蓄積器５と吸入圧力調整弁１７を
介して、圧縮機１に戻る。給湯運転中はこの動作を繰返
す。この時冷媒は二方弁１０，１３が閉じられ冷温水熱
交換器３の下流側も逆止弁９の作動により流れない。
又、逆止弁１２への流れは空気熱交換器４より下流の四
方切替弁１６に冷媒が流れるので、冷温水熱交換器３側
は圧力的に高圧側となり、その為、冷媒は冷温水熱交換
器３へは流れない。

【００２０】４．冷房時給湯運転 第４図において、圧縮機１より吐出された高温・高圧の
冷媒は分岐管１８、二方弁６の順に通り、給湯熱交換器
２にて給湯水を加熱後、下流側の逆止弁７、三方弁８の
順に通り膨張弁１１に至り、そこで蒸発後、冷温水熱交
換器３にて、冷水を冷却後、逆止弁９、四方切替弁１６
の順に通り、蓄積器５と吸入圧力調整弁１７を介して、
圧縮機１に戻る。冷房時給湯運転中はこの動作を繰返
す。この時冷媒は二方弁１０，１３は閉じられており、
又、三方弁８は冷温水熱交換器３の膨張弁１１側に開い
ている。このとき、逆止弁１２も作動している為に逆流
は防止されているので冷媒は空気熱交換器４へは流れな
い。

【００２１】５．暖房時給湯運転 第５図において、圧縮機１より吐出された高温・高圧の
冷媒は、分岐管１８，１９により各々二方弁６，１０が
開となり給湯用熱交換器２、冷温水熱交換器３に送ら
れ、給湯水の加熱と暖房温水の加熱を同時に行い、下流
側の三方弁８を通った冷媒と逆止弁９を通った冷媒とが
合流して四方切替弁１６、逆止弁１４の順に通り、膨張
弁１５にて蒸発後、空気熱交換器にて吸熱し、四方切替
弁１６を通り蓄積器５と吸入圧力調整弁を介して圧縮機
１に戻る。暖房時給湯運転中はこの動作を繰返す。この
時冷温水熱交換器３側は高圧側となり、冷媒は空気熱交
換器４の下流側逆止弁１２へは流れない。

【００２２】

【発明の効果】この発明によれば、外部より温度調節セ
ンサー、給湯水位センサー等により運転指令が入った場
合、その運転指令が続く限り冷暖房給湯運転が続く。こ
の場合三方弁８、二方弁６，１０，１３、四方切替弁１
６、逆止弁７，９，１２，１４の設置により、冷媒はそ
れぞれの運転モードに必要な熱交換のみに流れ、その他
の不必要な熱交換器には流れない構成となっている。従
って、冷媒の抵抗を少なくする事による能力向上が図れ
る。これにより冷媒の圧力を安定させると同時に、空気
熱交換器４に対しても冷媒流れが一方向なので冬期着霜
が少なくなり、又、着霜時の霜取運転も短時間で完了で
きる。又、他の熱交換器２，３についても冷媒流れは一
方向なので、各々の冷温水と冷媒ガスとの熱交換は対向
流（カウンターフロー）方式となる為に熱交換能力も向
上することのほか、この発明の上記目的を全て満足する
等、数々の利点を得る事が出来るものである。

【図面の簡単な説明】

【図１】この発明の冷暖給湯機による冷房単独運転の動
作モードを示す冷媒回路図。

【図２】この発明の冷暖給湯機による暖房単独運転の動
作モードを示す冷媒回路図。

【図３】この発明の冷暖給湯機による給湯単独運転の動
作モードを示す冷媒回路図。

【図４】この発明の冷暖給湯機による冷房時給湯運転の
動作モードを示す冷媒回路図。

【図５】この発明の冷暖給湯機による暖房時給湯運転の
動作モードを示す冷媒回路図。 １ 圧縮機 ２ 給湯熱交換器 ３ 冷温水熱交換器 ４ 空気熱交換器 ５ 蓄積機 ６，１０，１３ 二方切換弁 ７，９，１２，１４ 逆止弁 ８ 三方切換弁 １１，１５ 膨脹弁 １６ 四方切換弁 １７ 調整弁

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 圧縮機（１）の出口を、給湯熱交換器
   （２）の一端と、冷温水熱交換器（３）の一端と、空気
   熱交換器（４）の一端とに夫々二方弁切換弁（６、１
   ０、１３）を介して並列に接続し、 上記空気熱交換器（４）の他端は四方切換弁（１６）に
   接続すると共に、逆止弁（１２）と膨脹弁（１１）を介
   して上記冷温水熱交換器（３）の上記一端と接続し、更
   に、上記逆止弁（１２）と三方弁（８）を介して上記給
   湯熱交換器（２）の他端部に接続し、 上記給湯熱交換器（２）の他端部と上記冷温水熱交換器
   （３）の他端部は四方切換弁（１６）の入口と接続し、 上記空気熱交換器（４）の上記一端部は膨脹弁（１５）
   と逆止弁（１４）を介して上記四方切換弁（１６）に接
   続し、 上記四方切換弁（１６）の出口は蓄積器（５）と吸入圧
   力調整弁（１７）を介して上記圧縮機（１）の入口に接
   続し、 上記構成により全ての運転モードにおいて冷媒ガスの流
   れを同一方向であって且つ冷温水または空気に対して対
   抗流となるようにした冷暖房給湯機。
2. 【請求項２】 上記３種類の熱交換器のうち２個は、同
   一運転モードにおいて常に対向流状態となる多段対向流
   を形成してなる請求項１の冷暖房給湯機。
3. 【請求項３】 上記熱交換器（２，３，４）と上記蓄積
   機（５）の間に接続された四方切換弁（１６）は夫々の
   上記熱交換器の出口側に接続され、上記圧縮機（１）よ
   り吐出された高温、高圧の一次冷媒ガスが全ての運転モ
   ードにおいて上記四方切換弁（１６）には流入しないよ
   うに構成とした請求項１の冷暖房給湯機。