JPH07190530A - 冷媒加熱式冷暖房機 - Google Patents

冷媒加熱式冷暖房機

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JPH07190530A
JPH07190530A JP33035393A JP33035393A JPH07190530A JP H07190530 A JPH07190530 A JP H07190530A JP 33035393 A JP33035393 A JP 33035393A JP 33035393 A JP33035393 A JP 33035393A JP H07190530 A JPH07190530 A JP H07190530A
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JP
Japan
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refrigerant
heat exchanger
compressor
heater
heating
Prior art date
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Pending
Application number
JP33035393A
Other languages
English (en)
Inventor
Kiyoshi Sawai
澤井  清
Ikuo Akamine
育雄 赤嶺
Hitoshi Mogi
仁 茂木
Sadao Kawahara
定夫 河原
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Panasonic Holdings Corp
Original Assignee
Matsushita Electric Industrial Co Ltd
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Publication date
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  • Compression-Type Refrigeration Machines With Reversible Cycles (AREA)

Abstract

(57)【要約】 【目的】 R22代替冷媒に対応した冷媒加熱式冷暖房
機を提供する。 【構成】 ヒートポンプ式冷凍サイクルの室外熱交換器
に対して並列となるように冷媒加熱器を付加して冷媒回
路を構成し、この冷媒回路の冷媒にはR134aを使用
する。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、室外側に燃焼バーナを
備えた冷媒加熱器を備えた冷媒加熱式冷暖房機に関する
ものである。
【0002】
【従来の技術】従来より提案されている冷媒加熱式冷暖
房機(例えば特開平3−102145号公報)を図3に
示す。このような冷媒加熱式冷暖房機においては、冷房
時にはヒートポンプ式冷却効果を利用し、一方冬季には
室外で燃料(天然ガスや石油等)を燃やして冷媒を加熱
し、圧縮機でその高温の冷媒を室内に搬送して暖房に利
用している。このような冷媒加熱式冷暖房機は、従来の
ヒートポンプ式冷凍サイクルの熱汲み上げ作用を利用し
た暖房方式とは異なって、外気温度が低下しても暖房能
力が下がるという欠点が無く、快適な暖房機器として近
年寒冷地を中心に普及してきている。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】従来より、このような
冷媒加熱式冷暖房機においては、冷媒はHCFC22が
用いられてきているが、地球環境の保護(オゾン層の破
壊防止)の観点から、従来の塩素を含む冷媒(CFC,
HCFC冷媒)から塩素を含まない冷媒(HFC冷媒)
へと早急に転換を図る必要が生じてきた。このような情
勢のもと、HCFC22の代替冷媒はHFC32を中心
にした混合冷媒系(HFC32/125/134a(3
0/10/60wt%),あるいはHFC32/125
(60/40wt%)など)が有力視されている。これ
らの混合冷媒はその特性(能力、エネルギー効率)はH
CFC22に近いが、HFC32が可燃性冷媒であるた
め、混合冷媒であっても冷媒加熱式冷暖房機のような燃
焼をともなう機器に使用することは、安全性の観点から
大きな問題が生じてくる。
【0004】そこで、本発明は上記の欠点を無くし、将
来にわたって安全な冷媒加熱式冷暖房機を提供すること
を、その第1の目的とする。
【0005】さらに、本発明の第2の目的は、冷媒加熱
部が過熱することが無く、より信頼性の高い冷媒加熱式
冷暖房機を提供することにある。
【0006】また、本発明の第3の目的は、HFC22
代替冷媒に対応するとともに、暖房時の消費電力の小さ
い冷媒加熱式冷暖房機を提供することにある。
【0007】
【課題を解決するための手段】そして上記第1の目的を
達成するための技術的な手段1は、圧縮機、四方弁、室
外熱交換器、減圧機構、室内熱交換器を順次環状に配設
して構成したヒートポンプ式冷凍サイクルに、前記室外
熱交換器に対して並列となるように冷媒加熱器を付加し
て冷媒回路を構成し、この冷媒回路の冷媒にR134a
を使用することである。
【0008】さらに、上記第2の目的を達成するための
技術的な手段2は、上記の技術的手段1に加えて、圧縮
機の吸入ガス温度を検知するセンサを設け、暖房運転時
にこの吸入ガス温度がほぼ一定となるように、前記圧縮
機の回転数を制御する手段を備えることである。
【0009】そして上記第3の目的を達成するための技
術的な手段3は、圧縮機、四方弁、室外熱交換器、減圧
機構、室内熱交換器を順次環状に配設して構成したヒー
トポンプ式冷凍サイクルに、前記室外熱交換器に対して
並列となるように、冷媒ポンプと冷媒加熱器を連結した
回路を付加して冷媒回路を構成し、この冷媒回路の冷媒
にはR134aを使用することである。
【0010】
【作用】この技術的手段による作用は次のようになる。
【0011】技術的手段1によれば、冷媒加熱式冷暖房
機の冷媒に不燃性冷媒HFC134aを用いるので、た
とえ運転中に冷媒加熱器から冷媒が漏れて、燃焼器にて
加熱された場合にも、燃えたり爆発したりすることがな
く安全である。
【0012】技術的手段2によれば、冷媒加熱器での燃
焼量が変化した場合においても、圧縮機の吸入温度がほ
ぼ一定となるように圧縮機が回転するので、常に燃焼量
に比例した冷媒循環量が確保される。したがって、冷媒
加熱器の一部が過熱したり、または温度が異常に上昇し
たりすることもなく、その信頼性が向上する。
【0013】また、技術的手段3によれば、暖房運転時
に液ポンプによって冷媒を搬送するので、その必要動力
は圧縮機(ガスポンプ)に比較して約1/10程度に小
さくなり、暖房運転時の消費電力が低減される。
【0014】
【実施例】以下、本発明の一実施例を添付図面にもとづ
いて説明する。図1において1は回転数可変型圧縮機、
2は四方弁、3は室外熱交換器、4は逆止弁、5は減圧
機構であるキャピラリーチューブ、6は室内熱交換器、
7は逆止弁であり、これらの部品は環状に配設されて冷
凍サイクルを構成している。また、8は電磁弁、9は冷
媒加熱器、10は燃焼器である。冷媒加熱器9は、気体
燃料あるいは液体燃料を燃やす燃焼器10を備えてい
る。
【0015】冷房運転時は電磁弁8が閉じ、燃焼器10
と冷媒加熱器9は動作しない。また、図1に示した実線
の矢印の方向に冷媒が流れるように、四方弁2が設定さ
れている。この冷房時の働きは、通常のルームエアコン
と同一なので省略する。
【0016】暖房運転時には、電磁弁8が開き、破線の
矢印の方向に冷媒が流れるように四方弁2を設定した状
態で、圧縮機1を動作させる。さらに、冷媒加熱器9を
燃焼器10にて加熱し、冷媒を加熱気化させる。この冷
媒ガスを圧縮機1にて吸い込んで圧送し、室内熱交換器
で凝縮させて、その熱を暖房に利用する。そして、この
冷媒加熱式冷暖房機の冷媒にはHFC134aを用いて
いる。
【0017】オゾン層破壊の問題から使用が規制を受け
るHCFC22の代替冷媒として、一般の空調機におい
てはHFC32を中心にした混合冷媒系(HFC32/
125/134a,あるいはHFC32/125など)
が有力視されている。しかし、HFC32が可燃性冷媒
であるため、冷媒加熱式冷暖房機のような燃焼をともな
う機器に使用することは、混合冷媒であっても安全性の
観点から大きな問題が生じてくる。HFC134は、従
来の冷媒加熱式冷暖房機で使用していた冷媒HCFC2
2と同様に冷媒自体には可燃性がないので、冷媒が燃焼
器10の付近で万一漏れても燃えることもなく、安全性
に関して従来と同じ取扱いができるという利点を有して
いる。
【0018】一方、HFC134aは、その単位体積当
たりの冷凍能力がHCFC22の約65%程度という特
性を有している。冷媒加熱式冷暖房機の暖房時は、冷凍
サイクルの低圧側を強制加熱しているために低圧が高圧
と同程度まで高く、低い圧縮機回転数でも十分な冷媒循
環量を確保することができるので、従来の冷媒加熱式冷
暖房機(HCFC22使用)においては、圧縮機の定格
運転周波数は約40Hzと低く設定されていた。したが
って、冷媒がHFC134aの場合には、圧縮機の定格
運転周波数を60Hzに変更すればよく何等の問題も発
生しない。むしろ、定格運転周波数が下限の40Hzか
ら60Hzへ高くなるので、そのぶん能力制御範囲が拡
大し、暖房負荷に見合った快適な運転ができるようにな
るという利点も生まれる。
【0019】また、図1において12は圧縮機1の吸入
温度を検知する温度センサ、13は冷媒加熱式冷暖房機
の制御部、14は操作部、15は室温センサ、16は圧
縮機1のインバータ回路である。
【0020】また本発明では、暖房運転時操作部14で
設定された設定温度と室温センサ15で検知された室温
との差に比例して、燃焼部10の燃焼量を制御(燃料弁
11の開度を制御)するという従来の制御方法に加え
て、圧縮機1の吸入温度を検知し、この吸入温度がほぼ
一定値になるように圧縮機1の回転数を制御する。この
制御手段により、燃焼量が急激に増加した場合でも、吸
入温度の上昇を検知して圧縮機1の回転数が速やかに高
くなり、単位冷媒循環量当たりの熱搬送量がほぼ一定に
保たれる。したがって、冷媒の循環量不足が原因で冷媒
加熱器9の一部が過熱にいたることもなく、冷媒加熱器
9の信頼性が高くなるという効果が得られる。
【0021】次に、本発明の別の実施例について図2に
基づいて説明する。図2においては、図1と異なり圧縮
機1の吸入部に電磁弁17が設けてあり、さらに電磁弁
8と冷媒加熱器9の間に冷媒ポンプ18を設けている。
【0022】暖房時の冷媒の流れ方向を破線の矢印で示
す。電磁弁8は開き、電磁弁17は閉じた状態で、冷媒
ポンプ18を動作して冷媒を循環させ、冷媒加熱器9で
加熱気化した冷媒を室内熱交換器6で凝縮させて、その
凝縮熱を暖房に利用する。また、この冷媒加熱式冷暖房
機においても冷媒にHFC134aを使用しているの
で、図1で説明した冷暖房機と同様に、HCFC22の
代替冷媒に対応するとともに、冷媒が漏れたときにも十
分安全な機器を提供するものである。さらに、この冷媒
加熱式冷暖房機は、冷媒の搬送に冷媒ポンプ18を用い
冷媒の昇圧を液相にて行うので、圧縮機で昇圧する場合
に比べてその動力は1/10程度まで小さくなる。した
がって、暖房時の消費電力が著しく低い冷媒加熱式冷暖
房機を提供することになる。
【0023】
【発明の効果】本発明によれば、次に記す効果が得られ
る。
【0024】(1)冷媒に不燃性冷媒HFC134aを
用いるので、たとえ運転中に冷媒加熱器から冷媒が漏れ
て、燃焼器にて加熱された場合にも、燃えたり爆発した
りすることがなく安全な冷媒加熱式冷暖房機を提供する
ことができる。
【0025】(2)冷媒加熱器での燃焼量が変化した場
合においても、圧縮機の吸入温度がほぼ一定となるよう
に圧縮機が回転するので、常に燃焼量に比例した冷媒循
環量が確保され、その結果、冷媒加熱器の一部が過熱し
たり、または温度が異常に上昇したりすることもなく、
その信頼性の高い冷媒加熱式冷暖房機を提供することが
できる。
【0026】(3)暖房運転時に液ポンプによって冷媒
を搬送するので、その必要動力は圧縮機(ガスポンプ)
に比較して約1/10程度に小さくなり、暖房運転時の
消費電力が低い冷媒加熱式冷暖房機を提供することがで
きる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の一実施例の冷媒加熱式冷暖房機の構成
【図2】別の本発明の一実施例を示す冷媒加熱式冷暖房
機の構成図
【図3】従来の冷媒加熱式冷暖房機の構成図
【符号の説明】 1 圧縮機 2 四方弁 3 室外熱交換器 5 キャピラリーチューブ 6 室内熱交換器 8 電磁弁 9 冷媒加熱器 10 燃焼器 12 温度センサ 13 制御部 18 冷媒液ポンプ
フロントページの続き (72)発明者 河原 定夫 大阪府門真市大字門真1006番地 松下電器 産業株式会社内

Claims (3)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 圧縮機、四方弁、室外熱交換器、減圧機
    構、室内熱交換器を順次環状に配設して構成したヒート
    ポンプ式冷凍サイクルに、前記室外熱交換器に対して並
    列となるように冷媒加熱器を付加して冷媒回路を構成
    し、この冷媒回路の冷媒にはR134aを使用してなる
    冷媒加熱式冷暖房機。
  2. 【請求項2】 圧縮機、四方弁、室外熱交換器、減圧機
    構、室内熱交換器を順次環状に配設して構成したヒート
    ポンプ式冷凍サイクルに、前記室外熱交換器に対して並
    列となるように冷媒加熱器を付加して冷媒回路を構成
    し、この冷媒回路の冷媒にはR134aを使用するとと
    もに、前記圧縮機の吸入ガス温度を検知するセンサを設
    け、暖房運転時に前記吸入ガス温度がほぼ一定となるよ
    うに、前記圧縮機の回転数を制御する手段を備えてなる
    冷媒加熱式冷暖房機。
  3. 【請求項3】 圧縮機、四方弁、室外熱交換器、減圧機
    構、室内熱交換器を順次環状に配設して構成したヒート
    ポンプ式冷凍サイクルに、前記室外熱交換器に対して並
    列となるように、冷媒ポンプと冷媒加熱器を連結した回
    路を付加して冷媒回路を構成し、この冷媒回路の冷媒に
    はR134aを使用してなる冷媒加熱式冷暖房機。
JP33035393A 1993-12-27 1993-12-27 冷媒加熱式冷暖房機 Pending JPH07190530A (ja)

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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20090165473A1 (en) * 2007-12-27 2009-07-02 Abb Oy Air dehumidifier for frequency converter arrangement

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20090165473A1 (en) * 2007-12-27 2009-07-02 Abb Oy Air dehumidifier for frequency converter arrangement
US8424320B2 (en) * 2007-12-27 2013-04-23 Abb Oy Air dehumidifier for frequency converter arrangement

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