JPH08327180A - ヒートポンプ式冷暖房装置 - Google Patents
ヒートポンプ式冷暖房装置Info
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- JPH08327180A JPH08327180A JP13233895A JP13233895A JPH08327180A JP H08327180 A JPH08327180 A JP H08327180A JP 13233895 A JP13233895 A JP 13233895A JP 13233895 A JP13233895 A JP 13233895A JP H08327180 A JPH08327180 A JP H08327180A
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- hot water
- heat exchanger
- water supply
- heating
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- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F25—REFRIGERATION OR COOLING; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS; MANUFACTURE OR STORAGE OF ICE; LIQUEFACTION SOLIDIFICATION OF GASES
- F25B—REFRIGERATION MACHINES, PLANTS OR SYSTEMS; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS
- F25B25/00—Machines, plants or systems, using a combination of modes of operation covered by two or more of the groups F25B1/00 - F25B23/00
- F25B25/005—Machines, plants or systems, using a combination of modes of operation covered by two or more of the groups F25B1/00 - F25B23/00 using primary and secondary systems
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F25—REFRIGERATION OR COOLING; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS; MANUFACTURE OR STORAGE OF ICE; LIQUEFACTION SOLIDIFICATION OF GASES
- F25B—REFRIGERATION MACHINES, PLANTS OR SYSTEMS; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS
- F25B9/00—Compression machines, plants or systems, in which the refrigerant is air or other gas of low boiling point
- F25B9/14—Compression machines, plants or systems, in which the refrigerant is air or other gas of low boiling point characterised by the cycle used, e.g. Stirling cycle
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Abstract
(57)【要約】
【目的】 冷暖房運転と同時に又は個別に給湯できると
ともに、給湯温度の上昇を可能にしたヒートポンプ式冷
暖房装置を提供する。 【構成】 熱ガス機関１の低温熱交換器１３と、熱ガス
機関１の中温熱交換器１１と、室外機３００に設けた室
外熱交換器３０１と、室内機２００に設けた室内熱交換
器２０１と、これらを接続する管路４０〜４７と、外部
給水管７０と、外部供給水の加熱を行う給湯用熱交換器
６０と、給湯用熱交換器６０により加熱された温水を供
給する給湯管５０と、給湯管５０を通る温水を加熱する
補助加熱手段９０とを備える。
ともに、給湯温度の上昇を可能にしたヒートポンプ式冷
暖房装置を提供する。 【構成】 熱ガス機関１の低温熱交換器１３と、熱ガス
機関１の中温熱交換器１１と、室外機３００に設けた室
外熱交換器３０１と、室内機２００に設けた室内熱交換
器２０１と、これらを接続する管路４０〜４７と、外部
給水管７０と、外部供給水の加熱を行う給湯用熱交換器
６０と、給湯用熱交換器６０により加熱された温水を供
給する給湯管５０と、給湯管５０を通る温水を加熱する
補助加熱手段９０とを備える。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、外部からの熱又は動力
により作動する熱ガス機関を利用して冷暖房と給湯を行
う装置に関する。
により作動する熱ガス機関を利用して冷暖房と給湯を行
う装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】従来、スターリングサイクル機関や吸収
式冷凍機関など燃焼等による高温熱源や電動機などの動
力を駆動源として冷暖房等を行う熱ガス機関は知られて
いる。この種の熱ガス機関の特徴は、冷媒としてフロン
を使用せず、ヘリウム、窒素、アンモニア等の気体を使
用して、ヒートポンプ仕事を行うことである。この種の
熱ガス機関では、フロンを使用する逆ランキン式冷暖房
機のように冷媒を用いて室内機に冷温熱を搬送すること
ができないという欠点がある。
式冷凍機関など燃焼等による高温熱源や電動機などの動
力を駆動源として冷暖房等を行う熱ガス機関は知られて
いる。この種の熱ガス機関の特徴は、冷媒としてフロン
を使用せず、ヘリウム、窒素、アンモニア等の気体を使
用して、ヒートポンプ仕事を行うことである。この種の
熱ガス機関では、フロンを使用する逆ランキン式冷暖房
機のように冷媒を用いて室内機に冷温熱を搬送すること
ができないという欠点がある。
【０００３】そこで、従来は、熱ガス機関の吸熱用熱源
と、熱ガス機関の放熱用熱源と、室内熱交換器と、室外
熱交換器とを管路でつなぎ、冷温水により熱搬送を行う
空気調和装置が提案されている（例えば、特許第１８５
７５８１号）。
と、熱ガス機関の放熱用熱源と、室内熱交換器と、室外
熱交換器とを管路でつなぎ、冷温水により熱搬送を行う
空気調和装置が提案されている（例えば、特許第１８５
７５８１号）。
【０００４】この空気調和装置においては、室内機や室
外機等の端末機器が冷房と暖房に兼用されるので、四方
弁を用いて冷水回路と温水回路を切り換えている。
外機等の端末機器が冷房と暖房に兼用されるので、四方
弁を用いて冷水回路と温水回路を切り換えている。
【０００５】
【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、冷房時に室内機により室内から汲み上げ
た熱と熱サイクルを駆動するために投入した熱とを、室
外機により外気に放出するため、エネルギの有効利用が
図れないという問題がある。また、上記した熱を有効利
用しようとしても、上記従来例では熱搬送媒体として水
を用いており、かつその水を冷房と暖房とで共用するた
めに、不凍液が必要となり、そのままでは給湯水として
利用することができないという問題がある。また、ヒー
トポンプの稼働率を考えると、熱ガス機関で熱が発生す
る時点と給湯要求時点とが一致しないと、熱の有効利用
が図れないという問題もある。
来の構成では、冷房時に室内機により室内から汲み上げ
た熱と熱サイクルを駆動するために投入した熱とを、室
外機により外気に放出するため、エネルギの有効利用が
図れないという問題がある。また、上記した熱を有効利
用しようとしても、上記従来例では熱搬送媒体として水
を用いており、かつその水を冷房と暖房とで共用するた
めに、不凍液が必要となり、そのままでは給湯水として
利用することができないという問題がある。また、ヒー
トポンプの稼働率を考えると、熱ガス機関で熱が発生す
る時点と給湯要求時点とが一致しないと、熱の有効利用
が図れないという問題もある。
【０００６】これら諸問題を解消するため、放熱用熱源
につながる熱搬送回路に給湯用熱交換器をつなぎ、この
給湯用熱交換器に外部供給水或いは循環水を通すことに
よって外部供給水等を加熱し、給湯することも考えられ
る。
につながる熱搬送回路に給湯用熱交換器をつなぎ、この
給湯用熱交換器に外部供給水或いは循環水を通すことに
よって外部供給水等を加熱し、給湯することも考えられ
る。
【０００７】しかしながら、この方法では、放熱用熱源
の放熱温度（例えば３０〜５０℃）以上の高温水を得る
ことはできないという問題がある。
の放熱温度（例えば３０〜５０℃）以上の高温水を得る
ことはできないという問題がある。
【０００８】そこで、本発明の目的は、上記した従来例
の課題を解消し、冷暖房運転と同時に又は個別に給湯で
きるとともに、給湯温度の上昇を可能にしたヒートポン
プ式冷暖房装置を提供することにある。
の課題を解消し、冷暖房運転と同時に又は個別に給湯で
きるとともに、給湯温度の上昇を可能にしたヒートポン
プ式冷暖房装置を提供することにある。
【０００９】
【課題を解決するための手段】請求項１に記載の発明
は、外部からの熱又は動力により作動する熱ガス機関を
有し、この熱ガス機関の吸熱用熱源と、前記熱ガス機関
の放熱用熱源と、室外機に設けた室外熱交換器と、室内
機に設けた室内熱交換器とを熱搬送回路でつないだヒー
トポンプ式冷暖房装置において、前記放熱用熱源につな
がる前記熱搬送回路に給湯用熱交換器をつなぎ、この給
湯用熱交換器に外部供給水或いは循環水を通して加熱・
給湯する給湯回路を設け、この給湯回路に補助加熱手段
を設けたことを特徴とするものである。
は、外部からの熱又は動力により作動する熱ガス機関を
有し、この熱ガス機関の吸熱用熱源と、前記熱ガス機関
の放熱用熱源と、室外機に設けた室外熱交換器と、室内
機に設けた室内熱交換器とを熱搬送回路でつないだヒー
トポンプ式冷暖房装置において、前記放熱用熱源につな
がる前記熱搬送回路に給湯用熱交換器をつなぎ、この給
湯用熱交換器に外部供給水或いは循環水を通して加熱・
給湯する給湯回路を設け、この給湯回路に補助加熱手段
を設けたことを特徴とするものである。
【００１０】請求項２に記載の発明は、外部からの熱又
は動力により作動する熱ガス機関を有し、この熱ガス機
関の吸熱用熱源と、前記熱ガス機関の放熱用熱源と、室
外機に設けた室外熱交換器と、室内機に設けた室内熱交
換器とを熱搬送回路でつないだヒートポンプ式冷暖房装
置において、前記放熱用熱源につながる前記熱搬送回路
に給湯用熱交換器をつなぎ、この給湯用熱交換器に外部
供給水或いは循環水を通して加熱・給湯する給湯回路を
設け、この給湯回路に加熱用熱交換器と燃焼器からなる
補助加熱手段を設けたことを特徴とするものである。
は動力により作動する熱ガス機関を有し、この熱ガス機
関の吸熱用熱源と、前記熱ガス機関の放熱用熱源と、室
外機に設けた室外熱交換器と、室内機に設けた室内熱交
換器とを熱搬送回路でつないだヒートポンプ式冷暖房装
置において、前記放熱用熱源につながる前記熱搬送回路
に給湯用熱交換器をつなぎ、この給湯用熱交換器に外部
供給水或いは循環水を通して加熱・給湯する給湯回路を
設け、この給湯回路に加熱用熱交換器と燃焼器からなる
補助加熱手段を設けたことを特徴とするものである。
【００１１】請求項３に記載の発明は、前記室内機以外
の前記各機器を前記室外機に収容したことを特徴とする
ものである。
の前記各機器を前記室外機に収容したことを特徴とする
ものである。
【００１２】請求項４に記載の発明は、前記補助加熱手
段を熱源機に収容し、この熱源機及び室内機以外の各機
器を室外機に収容したことを特徴とするものである。
段を熱源機に収容し、この熱源機及び室内機以外の各機
器を室外機に収容したことを特徴とするものである。
【００１３】請求項５に記載の発明は、外部からの熱又
は動力により作動する熱ガス機関を有し、この熱ガス機
関の吸熱用熱源と、前記熱ガス機関の放熱用熱源と、室
外機に設けた室外熱交換器と、室内機に設けた室内熱交
換器とを熱搬送回路でつないだヒートポンプ式冷暖房装
置において、前記放熱用熱源につながる前記熱搬送回路
に給湯用熱交換器をつなぎ、この給湯用熱交換器に外部
供給水或いは循環水を通して加熱・給湯する給湯回路を
設け、この給湯回路に補助加熱手段を設け、更に、冷房
と暖房と給湯とを同時又は個別に制御する制御手段を設
けたことを特徴とするものである。
は動力により作動する熱ガス機関を有し、この熱ガス機
関の吸熱用熱源と、前記熱ガス機関の放熱用熱源と、室
外機に設けた室外熱交換器と、室内機に設けた室内熱交
換器とを熱搬送回路でつないだヒートポンプ式冷暖房装
置において、前記放熱用熱源につながる前記熱搬送回路
に給湯用熱交換器をつなぎ、この給湯用熱交換器に外部
供給水或いは循環水を通して加熱・給湯する給湯回路を
設け、この給湯回路に補助加熱手段を設け、更に、冷房
と暖房と給湯とを同時又は個別に制御する制御手段を設
けたことを特徴とするものである。
【００１４】
【作用】請求項１に記載の発明では、熱ガス機関の放熱
用熱源で暖められた温水が熱搬送回路を通じて室内機の
室内熱交換器に入ると、室内は暖房されて、そのときに
は、吸熱用熱源で冷やされた冷水が室外機の室外熱交換
器に入り、そこでは室外から吸熱する。一方、熱ガス機
関の吸熱用熱源で冷やされた冷水が熱搬送回路を通じて
室内機の室内熱交換器に入ると、室内は冷房されて、そ
のときには、放熱用熱源で暖められた温水が室外機の室
外熱交換器に入り、そこでは室外に放熱する。特に冷房
時には、放熱用熱源で暖められた温水を通じて放熱する
ので、そこに給湯用熱交換器を設けておけば、その温水
を利用して、外部供給水或いは循環水を加熱して給湯す
ることができる。また、給湯回路には補助加熱手段が設
けられるので、加熱・給湯された温水の温度を高めたい
時には、この補助加熱手段を動作させることにより、給
湯温度を例えば８０℃程度にまで上昇させることができ
る。更に、以上の発明によれば、放熱する熱源を利用し
て加熱・給湯するので、エネルギの有効利用が図られ
る。尚、本発明によれば、冷房時に限らず、暖房時にも
給湯は可能である。
用熱源で暖められた温水が熱搬送回路を通じて室内機の
室内熱交換器に入ると、室内は暖房されて、そのときに
は、吸熱用熱源で冷やされた冷水が室外機の室外熱交換
器に入り、そこでは室外から吸熱する。一方、熱ガス機
関の吸熱用熱源で冷やされた冷水が熱搬送回路を通じて
室内機の室内熱交換器に入ると、室内は冷房されて、そ
のときには、放熱用熱源で暖められた温水が室外機の室
外熱交換器に入り、そこでは室外に放熱する。特に冷房
時には、放熱用熱源で暖められた温水を通じて放熱する
ので、そこに給湯用熱交換器を設けておけば、その温水
を利用して、外部供給水或いは循環水を加熱して給湯す
ることができる。また、給湯回路には補助加熱手段が設
けられるので、加熱・給湯された温水の温度を高めたい
時には、この補助加熱手段を動作させることにより、給
湯温度を例えば８０℃程度にまで上昇させることができ
る。更に、以上の発明によれば、放熱する熱源を利用し
て加熱・給湯するので、エネルギの有効利用が図られ
る。尚、本発明によれば、冷房時に限らず、暖房時にも
給湯は可能である。
【００１５】請求項２に記載の発明では、補助加熱手段
は加熱用熱交換器と燃焼器からなるので、燃焼器を燃焼
し、給湯用熱交換器で加熱された温水を、加熱用熱交換
器に通せば、給湯温度を高められる。
は加熱用熱交換器と燃焼器からなるので、燃焼器を燃焼
し、給湯用熱交換器で加熱された温水を、加熱用熱交換
器に通せば、給湯温度を高められる。
【００１６】請求項３に記載の発明では、室内機以外の
各機器が室外機に収容されるので、各機器がコンパクト
にまとめられる。
各機器が室外機に収容されるので、各機器がコンパクト
にまとめられる。
【００１７】請求項４に記載の発明では、補助加熱手段
が熱源機に収容され、この熱源機及び室内機以外の各機
器が室外機に収容されるので、室外機、熱源機を分散配
置できるので、狭い場所への配置が可能になる。
が熱源機に収容され、この熱源機及び室内機以外の各機
器が室外機に収容されるので、室外機、熱源機を分散配
置できるので、狭い場所への配置が可能になる。
【００１８】請求項５に記載の発明では、請求項１記載
のものに加えて、冷房と給湯、暖房と給湯のほかに、給
湯だけを個別に制御することができる。
のものに加えて、冷房と給湯、暖房と給湯のほかに、給
湯だけを個別に制御することができる。
【００１９】
【実施例】以下に本発明の一実施例を添付図面に従って
説明する。
説明する。
【００２０】図１は本発明に係るヒートポンプ式冷暖房
装置の一実施例の構成を示したもので、この回路には熱
源としてスターリングサイクル機関のヒートポンプを利
用した熱ガス機関１が使用されている。なお、このスタ
ーリングサイクル熱ガス機関１自体は公知であり、詳細
な説明は省略するが、高温側ピストン３と低温側ピスト
ン５とを備えている。両ピストン３，５は、例えば高温
側ピストン３が上死点へ向かう中間の位置へ到達すると
きには、低温側ピストン５は上死点に達する等のよう
に、互いに９０°位相をずらして動作可能に、モータ６
で駆動されるクランク７を介してつながれている。
装置の一実施例の構成を示したもので、この回路には熱
源としてスターリングサイクル機関のヒートポンプを利
用した熱ガス機関１が使用されている。なお、このスタ
ーリングサイクル熱ガス機関１自体は公知であり、詳細
な説明は省略するが、高温側ピストン３と低温側ピスト
ン５とを備えている。両ピストン３，５は、例えば高温
側ピストン３が上死点へ向かう中間の位置へ到達すると
きには、低温側ピストン５は上死点に達する等のよう
に、互いに９０°位相をずらして動作可能に、モータ６
で駆動されるクランク７を介してつながれている。
【００２１】高温側ピストン３と低温側ピストン５とが
動作すると、封入されたヘリウムが、再生器９を通って
移動し、この再生器９を通過する際に、加熱されたり冷
却され、かつ各ピストンの動作による容積変化により、
ヘリウムが昇圧されたり減圧されたりする。ヘリウムの
昇圧時には温度が上がり中温熱交換器１１に放熱し、減
圧時には温度が下がり低温熱交換器１３から吸熱する。
動作すると、封入されたヘリウムが、再生器９を通って
移動し、この再生器９を通過する際に、加熱されたり冷
却され、かつ各ピストンの動作による容積変化により、
ヘリウムが昇圧されたり減圧されたりする。ヘリウムの
昇圧時には温度が上がり中温熱交換器１１に放熱し、減
圧時には温度が下がり低温熱交換器１３から吸熱する。
【００２２】つまり低温熱交換器１３は本熱ガス機関１
の吸熱用熱源を構成し、中温熱交換器１１は本熱ガス機
関１の放熱用熱源を構成する。
の吸熱用熱源を構成し、中温熱交換器１１は本熱ガス機
関１の放熱用熱源を構成する。
【００２３】しかして、この実施例によれば、熱ガス機
関１の低温熱交換器（吸熱用熱源）１３、および中温熱
交換器（放熱用熱源）１１を利用してなる空気調和機１
０１が提供される。この空気調和機１０１は、室内機２
００と、熱ガス機関１を含む室外機３００によって構成
される。
関１の低温熱交換器（吸熱用熱源）１３、および中温熱
交換器（放熱用熱源）１１を利用してなる空気調和機１
０１が提供される。この空気調和機１０１は、室内機２
００と、熱ガス機関１を含む室外機３００によって構成
される。
【００２４】室内機２００は、室内熱交換器２０１と室
内ファン２０３とを備えている。また、室外機３００
は、熱ガス機関１と室外熱交換器３０１と室外ファン３
０３とを備え、さらに、温水用ポンプ２０と、冷水用ポ
ンプ２１と、四方弁３０，３１と、給湯用熱交換器６０
と、この給湯用熱交換器６０に外部供給水を導くための
外部給水管７０とを備えている。
内ファン２０３とを備えている。また、室外機３００
は、熱ガス機関１と室外熱交換器３０１と室外ファン３
０３とを備え、さらに、温水用ポンプ２０と、冷水用ポ
ンプ２１と、四方弁３０，３１と、給湯用熱交換器６０
と、この給湯用熱交換器６０に外部供給水を導くための
外部給水管７０とを備えている。
【００２５】そして、この実施例によれば、給湯用熱交
換器６０には、外部給水管７０のほかに給湯管（給湯回
路）５０がつながれ、この給湯管５０には、加熱用熱交
換器９１及び燃焼器９２からなる補助加熱手段９０と開
閉弁５１とが設けられる。そして、この開閉弁５１を開
くと、外部給水管７０を通じて供給される外部供給水
が、給湯用熱交換器６０、更には加熱用熱交換器９１に
導かれ、そこで加熱された後、給湯管５０を通じて給湯
されるようになっている。
換器６０には、外部給水管７０のほかに給湯管（給湯回
路）５０がつながれ、この給湯管５０には、加熱用熱交
換器９１及び燃焼器９２からなる補助加熱手段９０と開
閉弁５１とが設けられる。そして、この開閉弁５１を開
くと、外部給水管７０を通じて供給される外部供給水
が、給湯用熱交換器６０、更には加熱用熱交換器９１に
導かれ、そこで加熱された後、給湯管５０を通じて給湯
されるようになっている。
【００２６】図１は冷房運転時を示すが、この冷房運転
時における冷水、温水の流れを基準として、図１の熱搬
送回路４０〜４７を説明する。
時における冷水、温水の流れを基準として、図１の熱搬
送回路４０〜４７を説明する。
【００２７】冷房運転時には、四方弁３０，３１は図１
において実線で示すように切り替えられる。この場合、
低温熱交換器（吸熱用熱源）１３で吸熱された冷水は、
管路４０を通って四方弁３０に至り、管路４１を通じて
室内熱交換器２０１に流れ、そこで熱交換を行い、室内
ファン２０３を回転させることにより室内に冷風を送り
出した（冷房）後、管路４２、四方弁３１、冷水用ポン
プ２１、管路４３を通じて低温熱交換器（吸熱用熱源）
１３に戻る。
において実線で示すように切り替えられる。この場合、
低温熱交換器（吸熱用熱源）１３で吸熱された冷水は、
管路４０を通って四方弁３０に至り、管路４１を通じて
室内熱交換器２０１に流れ、そこで熱交換を行い、室内
ファン２０３を回転させることにより室内に冷風を送り
出した（冷房）後、管路４２、四方弁３１、冷水用ポン
プ２１、管路４３を通じて低温熱交換器（吸熱用熱源）
１３に戻る。
【００２８】このとき、中温熱交換器（放熱用熱源）１
１で放熱された温水は、管路４４、温水用ポンプ２０、
四方弁３０、更には管路４５を通じて室外熱交換器３０
１に流れ、そこで室外ファン３０３を回転させることに
より熱交換を行った後、管路４６、四方弁３１、給湯用
熱交換器６０、管路４７を通じて中温熱交換器（放熱用
熱源）１１に戻る。このように冷温水の循環により、給
湯用熱交換器６０と室外熱交換器３０１、あるいはどち
らか一方の熱交換器６０，３０１を通じて熱サイクルに
よる廃熱が放熱され、室内熱交換器２０１を通じて室内
空気から熱が吸熱されて、冷房が行われる。
１で放熱された温水は、管路４４、温水用ポンプ２０、
四方弁３０、更には管路４５を通じて室外熱交換器３０
１に流れ、そこで室外ファン３０３を回転させることに
より熱交換を行った後、管路４６、四方弁３１、給湯用
熱交換器６０、管路４７を通じて中温熱交換器（放熱用
熱源）１１に戻る。このように冷温水の循環により、給
湯用熱交換器６０と室外熱交換器３０１、あるいはどち
らか一方の熱交換器６０，３０１を通じて熱サイクルに
よる廃熱が放熱され、室内熱交換器２０１を通じて室内
空気から熱が吸熱されて、冷房が行われる。
【００２９】特に、この冷房運転時には、室外熱交換器
３０１だけで放熱するよりも、給湯用熱交換器６０でも
放熱する方が、冷房効率が向上するし、しかも給湯用熱
交換器６０で放熱すればするほど、給湯量が増えるの
で、エネルギを有効利用して一石二鳥の効果を奏するも
のである。
３０１だけで放熱するよりも、給湯用熱交換器６０でも
放熱する方が、冷房効率が向上するし、しかも給湯用熱
交換器６０で放熱すればするほど、給湯量が増えるの
で、エネルギを有効利用して一石二鳥の効果を奏するも
のである。
【００３０】ただし、給湯用熱交換器６０での加熱温度
は、そこでの放熱温度を当然に越えることはできない。
給湯用熱交換器６０での加熱温度はたかだか３０〜５０
℃程度である。給湯温度を上昇させたい時には、この実
施例では補助加熱手段９０の燃焼器９２を燃焼させれば
よい。これによれば、補助加熱手段９０の加熱用熱交換
器９１を通る温水は燃焼器９２で加熱され、燃焼器９２
の容量にもよるが、給湯温度は８０℃程度に上昇する。
は、そこでの放熱温度を当然に越えることはできない。
給湯用熱交換器６０での加熱温度はたかだか３０〜５０
℃程度である。給湯温度を上昇させたい時には、この実
施例では補助加熱手段９０の燃焼器９２を燃焼させれば
よい。これによれば、補助加熱手段９０の加熱用熱交換
器９１を通る温水は燃焼器９２で加熱され、燃焼器９２
の容量にもよるが、給湯温度は８０℃程度に上昇する。
【００３１】次に、暖房運転時には、四方弁３０，３１
は図１において点線で示すように切り替えられる。この
場合、中温熱交換器（放熱用熱源）１１で放熱された温
水は、管路４４、温水用ポンプ２０、四方弁３０、管路
４１を通じて室内熱交換器２０１に流れ、そこで室内フ
ァン２０３を回転させることにより熱交換を行い、室内
に温風を送り出した（暖房）後、管路４２、四方弁３
１、給湯用熱交換器６０、管路４７を通じて中温熱交換
器（放熱用熱源）１１に戻る。
は図１において点線で示すように切り替えられる。この
場合、中温熱交換器（放熱用熱源）１１で放熱された温
水は、管路４４、温水用ポンプ２０、四方弁３０、管路
４１を通じて室内熱交換器２０１に流れ、そこで室内フ
ァン２０３を回転させることにより熱交換を行い、室内
に温風を送り出した（暖房）後、管路４２、四方弁３
１、給湯用熱交換器６０、管路４７を通じて中温熱交換
器（放熱用熱源）１１に戻る。
【００３２】このとき、低温熱交換器（吸熱用熱源）１
３で吸熱された冷水は、管路４０、四方弁３０、管路４
５を通じて室外熱交換器３０１に流れ、そこで室外ファ
ン３０３を回転させることにより熱交換を行った後、管
路４６、四方弁３１、冷水用ポンプ２１、管路４３を通
じて低温熱交換器（吸熱用熱源）１３に戻る。このよう
に冷温水の循環により、室外熱交換器３０１を通じて外
気から熱が吸収され、給湯用熱交換器６０と室内熱交換
器２０１、あるいはどちらか一方の熱交換器６０，２０
１を通じて熱サイクルによる廃熱が放熱され、暖房又は
給湯、あるいは暖房と給湯の同時運転が行われる。
３で吸熱された冷水は、管路４０、四方弁３０、管路４
５を通じて室外熱交換器３０１に流れ、そこで室外ファ
ン３０３を回転させることにより熱交換を行った後、管
路４６、四方弁３１、冷水用ポンプ２１、管路４３を通
じて低温熱交換器（吸熱用熱源）１３に戻る。このよう
に冷温水の循環により、室外熱交換器３０１を通じて外
気から熱が吸収され、給湯用熱交換器６０と室内熱交換
器２０１、あるいはどちらか一方の熱交換器６０，２０
１を通じて熱サイクルによる廃熱が放熱され、暖房又は
給湯、あるいは暖房と給湯の同時運転が行われる。
【００３３】この実施例によれば、給湯時には、外部給
水管７０を通じて、外部水が給湯用熱交換器６０に供給
され、ここを通る温水によって加熱され、給湯管５０及
び開閉弁５１を経て給湯に利用される。
水管７０を通じて、外部水が給湯用熱交換器６０に供給
され、ここを通る温水によって加熱され、給湯管５０及
び開閉弁５１を経て給湯に利用される。
【００３４】ただし、給湯用熱交換器６０での加熱温度
は、そこでの放熱温度を当然に越えることはできない。
給湯用熱交換器６０での加熱温度は冷房運転時のそれよ
りも更に低下する。給湯温度を上昇させたい時には、こ
の実施例では、補助加熱手段９０の燃焼器９２を燃焼さ
せればよい。これによれば、補助加熱手段９０の加熱用
熱交換器９１を通る温水は燃焼器９２で加熱され、燃焼
器９２の容量にもよるが、給湯温度は上昇する。なお、
暖房時には、室内機２００における放熱も加わるため、
給湯に利用できる温水の温度は低下するので、給湯時に
は、室内機２００の能力を制限するか（暖房温度に制限
を設けるか）あるいは室内機の暖房運転を停止すること
が望ましい。
は、そこでの放熱温度を当然に越えることはできない。
給湯用熱交換器６０での加熱温度は冷房運転時のそれよ
りも更に低下する。給湯温度を上昇させたい時には、こ
の実施例では、補助加熱手段９０の燃焼器９２を燃焼さ
せればよい。これによれば、補助加熱手段９０の加熱用
熱交換器９１を通る温水は燃焼器９２で加熱され、燃焼
器９２の容量にもよるが、給湯温度は上昇する。なお、
暖房時には、室内機２００における放熱も加わるため、
給湯に利用できる温水の温度は低下するので、給湯時に
は、室内機２００の能力を制限するか（暖房温度に制限
を設けるか）あるいは室内機の暖房運転を停止すること
が望ましい。
【００３５】以上の実施例では、室内機２００以外の各
機器はすべてが室外機３００にまとめて収容されコンパ
クトである。
機器はすべてが室外機３００にまとめて収容されコンパ
クトである。
【００３６】図２は、本発明の別の実施例を示してい
る。ほとんどの構成は、図１のものと同じであるので、
図１と同一構成を有するものについては同一符号を付し
て説明を省略する。図２の実施例の冷暖房装置１０２が
図１の実施例の装置１０１と異なる点は、室内機２００
以外の各機器が、すべて室外機３００にまとめて収容さ
れるのではなく、補助加熱手段９０が熱源機４００に収
容される点にある。
る。ほとんどの構成は、図１のものと同じであるので、
図１と同一構成を有するものについては同一符号を付し
て説明を省略する。図２の実施例の冷暖房装置１０２が
図１の実施例の装置１０１と異なる点は、室内機２００
以外の各機器が、すべて室外機３００にまとめて収容さ
れるのではなく、補助加熱手段９０が熱源機４００に収
容される点にある。
【００３７】これによれば、熱源機４００及び室外機３
００を、別々の箇所に分散して配置できるので、設置場
所が狭い時でも、夫々の設置スペースを選択でき、設置
スペースの有効利用が図られる。
００を、別々の箇所に分散して配置できるので、設置場
所が狭い時でも、夫々の設置スペースを選択でき、設置
スペースの有効利用が図られる。
【００３８】図３は、本発明の別の実施例を示してい
る。図３の実施例の冷暖房装置１０３が図１の実施例の
装置１０１と異なる点は、給湯用熱交換器６０の取付位
置を、中温熱交換器（放熱用熱源）１１からの復路４７
側ではなく往路４４側にした点にある。
る。図３の実施例の冷暖房装置１０３が図１の実施例の
装置１０１と異なる点は、給湯用熱交換器６０の取付位
置を、中温熱交換器（放熱用熱源）１１からの復路４７
側ではなく往路４４側にした点にある。
【００３９】このように構成しても、図１に示す実施例
１０１と同様に冷房、暖房の個別運転を行うことができ
るほか、給湯も行うことができる。しかし、図３に示す
実施例の冷暖房装置１０３の場合には、暖房運転と給湯
運転の併用は困難であり、給湯時には暖房運転を停止す
ることが望ましい。
１０１と同様に冷房、暖房の個別運転を行うことができ
るほか、給湯も行うことができる。しかし、図３に示す
実施例の冷暖房装置１０３の場合には、暖房運転と給湯
運転の併用は困難であり、給湯時には暖房運転を停止す
ることが望ましい。
【００４０】上記の各実施例の場合の省エネルギ効果
は、例えば熱ガス機関１を駆動するために投入した熱
（仕事）を１とし、冷房時の成績係数（ＣＯＰ）を０．
７とすると、給湯に利用できる熱は１．７となる。した
がって、冷房の場合と給湯の場合を加えると、利用でき
る熱は２．４となり、冷房のみを行う場合に比べて非常
に有効な熱利用が図れる。熱駆動ヒートポンプの場合の
燃焼器の効率０．８を考慮しても、有効に利用できる熱
は２．２という値になり、この場合でも非常に省エネル
ギ性に富んでいる。
は、例えば熱ガス機関１を駆動するために投入した熱
（仕事）を１とし、冷房時の成績係数（ＣＯＰ）を０．
７とすると、給湯に利用できる熱は１．７となる。した
がって、冷房の場合と給湯の場合を加えると、利用でき
る熱は２．４となり、冷房のみを行う場合に比べて非常
に有効な熱利用が図れる。熱駆動ヒートポンプの場合の
燃焼器の効率０．８を考慮しても、有効に利用できる熱
は２．２という値になり、この場合でも非常に省エネル
ギ性に富んでいる。
【００４１】また、上記各実施例により給湯を行うと付
加的な効果として熱ガス機関１の効率改善を行うことも
できる。
加的な効果として熱ガス機関１の効率改善を行うことも
できる。
【００４２】すなわち、ヒートポンプは熱を汲み上げる
熱源の温度（Ｔc ）に対する熱を放出する熱源の温度
（Ｔm ）の温度比（Ｔm ／Ｔc ）を小さくした方が効率
を高めることができるが、上記各実施例の場合には、熱
を放出する熱源である温水の温度が水で冷やされる（例
えば、冷房時の水道水の標準温度は約２７℃）ため、空
気熱源（例えば、冷房時の空気の標準温度は約３５℃）
に比べて低くなり、熱ガス機関１の効率を改善すること
ができる。
熱源の温度（Ｔc ）に対する熱を放出する熱源の温度
（Ｔm ）の温度比（Ｔm ／Ｔc ）を小さくした方が効率
を高めることができるが、上記各実施例の場合には、熱
を放出する熱源である温水の温度が水で冷やされる（例
えば、冷房時の水道水の標準温度は約２７℃）ため、空
気熱源（例えば、冷房時の空気の標準温度は約３５℃）
に比べて低くなり、熱ガス機関１の効率を改善すること
ができる。
【００４３】上記の各実施例における各ポンプや各四方
弁は、それぞれ弁等を操作するアクチュエータ（図示せ
ず）を装備しており、この装置１０１〜１０３内には、
これらのアクチュエータを各運転モードに応じて上記の
ように制御する制御手段としてのマイクロコンピュータ
等の制御装置（図示せず）が搭載される。
弁は、それぞれ弁等を操作するアクチュエータ（図示せ
ず）を装備しており、この装置１０１〜１０３内には、
これらのアクチュエータを各運転モードに応じて上記の
ように制御する制御手段としてのマイクロコンピュータ
等の制御装置（図示せず）が搭載される。
【００４４】以上、本発明の実施例に基づいて本発明を
説明したが、本発明は、上記各実施例に限定されるもの
でないことは明らかである。
説明したが、本発明は、上記各実施例に限定されるもの
でないことは明らかである。
【００４５】例えば、上記の実施例では、熱ガス機関１
としてスターリングサイクルヒートポンプを利用したも
のを示したが、熱ガス機関１としては、温水を生成しう
る放熱熱源と冷水を生成しうる吸熱熱源を有するもので
あれば如何なるものであってもよく、例えば、吸収式ヒ
ートポンプ等を用いてもよい。また、上記の実施例で
は、冷水や温水の経路を制御するために四方弁や開閉弁
を用いているが、開閉弁や三方弁の組み合わせによって
実現することもできる。
としてスターリングサイクルヒートポンプを利用したも
のを示したが、熱ガス機関１としては、温水を生成しう
る放熱熱源と冷水を生成しうる吸熱熱源を有するもので
あれば如何なるものであってもよく、例えば、吸収式ヒ
ートポンプ等を用いてもよい。また、上記の実施例で
は、冷水や温水の経路を制御するために四方弁や開閉弁
を用いているが、開閉弁や三方弁の組み合わせによって
実現することもできる。
【００４６】
【発明の効果】以上の説明から明らかなように、請求項
１に記載の発明によれば、放熱用熱源につながる熱搬送
回路に給湯用熱交換器をつなぎ、この給湯用熱交換器に
外部供給水或いは循環水を通して加熱・給湯するので、
特に冷房時に外気に放出していた熱を、給湯用に活用し
有効利用できるとともに、給湯回路には補助加熱手段が
設けられるので、加熱・給湯された温水の温度を高めた
い時には、この補助加熱手段を動作させることにより、
給湯温度を例えば８０℃程度にまで上昇させることがで
きる。更に、この発明によれば放熱する熱源を利用して
加熱・給湯するので、エネルギの有効利用が図られる。
１に記載の発明によれば、放熱用熱源につながる熱搬送
回路に給湯用熱交換器をつなぎ、この給湯用熱交換器に
外部供給水或いは循環水を通して加熱・給湯するので、
特に冷房時に外気に放出していた熱を、給湯用に活用し
有効利用できるとともに、給湯回路には補助加熱手段が
設けられるので、加熱・給湯された温水の温度を高めた
い時には、この補助加熱手段を動作させることにより、
給湯温度を例えば８０℃程度にまで上昇させることがで
きる。更に、この発明によれば放熱する熱源を利用して
加熱・給湯するので、エネルギの有効利用が図られる。
【００４７】請求項２に記載の発明では、補助加熱手段
は加熱用熱交換器と燃焼器からなるので、燃焼器を燃焼
し、給湯用熱交換器で加熱された温水を、加熱用熱交換
器に通せば、給湯温度を高めることができる。
は加熱用熱交換器と燃焼器からなるので、燃焼器を燃焼
し、給湯用熱交換器で加熱された温水を、加熱用熱交換
器に通せば、給湯温度を高めることができる。
【００４８】請求項３に記載の発明では、室内機以外の
各機器が室外機に収容されるので、各機器をコンパクト
にまとめることができる。
各機器が室外機に収容されるので、各機器をコンパクト
にまとめることができる。
【００４９】請求項４に記載の発明では、補助加熱手段
が熱源機に収容され、この熱源機及び室内機以外の各機
器が室外機に収容されるので、室外機、熱源機を分散配
置することができ、狭い設置スペースを有効利用でき
る。
が熱源機に収容され、この熱源機及び室内機以外の各機
器が室外機に収容されるので、室外機、熱源機を分散配
置することができ、狭い設置スペースを有効利用でき
る。
【００５０】請求項５に記載の発明では、請求項１記載
のものに加えて、冷房と給湯、暖房と給湯のほかに給湯
だけを個別に制御することができる。
のものに加えて、冷房と給湯、暖房と給湯のほかに給湯
だけを個別に制御することができる。
【図１】本発明のヒートポンプ式冷暖房装置の一実施例
を示す回路図である。
を示す回路図である。
【図２】本発明のヒートポンプ式冷暖房装置の別の実施
例を示す回路図である。
例を示す回路図である。
【図３】本発明のヒートポンプ式冷暖房装置の更に別の
実施例を示す回路図である。
実施例を示す回路図である。
１ 熱ガス機関 ９ 再生器 １１ 中温熱交換器（放熱用熱源） １３ 低温熱交換器（吸熱用熱源） ２０ 温水用ポンプ ２１ 冷水用ポンプ ３０，３１ 四方弁 ４０〜４７ 管路 ５０ 給湯管（給湯回路） ５１ 開閉弁 ６０ 給湯用熱交換器 ７０ 外部給水管 ８１ 貯湯槽 ８３ 循環ポンプ ８４ 切換弁 ８５ 二方弁 ８６ 管路 ９０ 加熱手段 ９１ 加熱用熱交換器 ９２ 燃焼器 １０１〜１０３ 冷暖房装置 ２００ 室内機 ２０１ 室内熱交換器 ２０３ 室内ファン ３００ 室外機 ３０１ 室外熱交換器 ３０３ 室外ファン
Claims (5)
- 【請求項１】 外部からの熱又は動力により作動する熱
ガス機関を有し、この熱ガス機関の吸熱用熱源と、前記
熱ガス機関の放熱用熱源と、室外機に設けた室外熱交換
器と、室内機に設けた室内熱交換器とを熱搬送回路でつ
ないだヒートポンプ式冷暖房装置において、前記放熱用
熱源につながる前記熱搬送回路に給湯用熱交換器をつな
ぎ、この給湯用熱交換器に外部供給水或いは循環水を通
して加熱・給湯する給湯回路を設け、この給湯回路に補
助加熱手段を設けたことを特徴とするヒートポンプ式冷
暖房装置。 - 【請求項２】 外部からの熱又は動力により作動する熱
ガス機関を有し、この熱ガス機関の吸熱用熱源と、前記
熱ガス機関の放熱用熱源と、室外機に設けた室外熱交換
器と、室内機に設けた室内熱交換器とを熱搬送回路でつ
ないだヒートポンプ式冷暖房装置において、前記放熱用
熱源につながる前記熱搬送回路に給湯用熱交換器をつな
ぎ、この給湯用熱交換器に外部供給水或いは循環水を通
して加熱・給湯する給湯回路を設け、この給湯回路に加
熱用熱交換器と燃焼器からなる補助加熱手段を設けたこ
とを特徴とするヒートポンプ式冷暖房装置。 - 【請求項３】 前記室内機以外の前記各機器を前記室外
機に収容したことを特徴とする請求項１又は２記載のヒ
ートポンプ式冷暖房装置。 - 【請求項４】 前記補助加熱手段を熱源機に収容し、こ
の熱源機及び前記室内機以外の前記各機器を前記室外機
に収容したことを特徴とする請求項１又は２記載のヒー
トポンプ式冷暖房装置。 - 【請求項５】 外部からの熱又は動力により作動する熱
ガス機関を有し、この熱ガス機関の吸熱用熱源と、前記
熱ガス機関の放熱用熱源と、室外機に設けた室外熱交換
器と、室内機に設けた室内熱交換器とを熱搬送回路でつ
ないだヒートポンプ式冷暖房装置において、前記放熱用
熱源につながる前記熱搬送回路に給湯用熱交換器をつな
ぎ、この給湯用熱交換器に外部供給水或いは循環水を通
して加熱・給湯する給湯回路を設け、この給湯回路に補
助加熱手段を設け、更に、冷房と暖房と給湯とを同時又
は個別に制御する制御手段を設けたことを特徴とするヒ
ートポンプ式冷暖房装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP13233895A JPH08327180A (ja) | 1995-05-30 | 1995-05-30 | ヒートポンプ式冷暖房装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP13233895A JPH08327180A (ja) | 1995-05-30 | 1995-05-30 | ヒートポンプ式冷暖房装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH08327180A true JPH08327180A (ja) | 1996-12-13 |
Family
ID=15079005
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP13233895A Pending JPH08327180A (ja) | 1995-05-30 | 1995-05-30 | ヒートポンプ式冷暖房装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH08327180A (ja) |
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN102230689A (zh) * | 2011-06-03 | 2011-11-02 | 北京建筑工程学院 | 新型制冷、除湿、制热的多功能系统 |
| CN102466283A (zh) * | 2010-11-11 | 2012-05-23 | 中国科学院理化技术研究所 | 太阳能再生溶液空调系统 |
| CN102645054A (zh) * | 2011-02-16 | 2012-08-22 | 松下电器产业株式会社 | 冷热水供水装置 |
| CN102840726A (zh) * | 2011-06-23 | 2012-12-26 | 三星电子株式会社 | 热泵及用于控制热泵的方法 |
-
1995
- 1995-05-30 JP JP13233895A patent/JPH08327180A/ja active Pending
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN102466283A (zh) * | 2010-11-11 | 2012-05-23 | 中国科学院理化技术研究所 | 太阳能再生溶液空调系统 |
| CN102645054A (zh) * | 2011-02-16 | 2012-08-22 | 松下电器产业株式会社 | 冷热水供水装置 |
| CN102230689A (zh) * | 2011-06-03 | 2011-11-02 | 北京建筑工程学院 | 新型制冷、除湿、制热的多功能系统 |
| CN102840726A (zh) * | 2011-06-23 | 2012-12-26 | 三星电子株式会社 | 热泵及用于控制热泵的方法 |
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