JPH09210486A - 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

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JPH09210486A
JPH09210486A JP2255396A JP2255396A JPH09210486A JP H09210486 A JPH09210486 A JP H09210486A JP 2255396 A JP2255396 A JP 2255396A JP 2255396 A JP2255396 A JP 2255396A JP H09210486 A JPH09210486 A JP H09210486A
Authority
JP
Japan
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heat exchanger
heat
medium
low temperature
temperature heat
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Pending
Application number
JP2255396A
Other languages
English (en)
Inventor
Yoshiaki Kurosawa
美暁 黒澤
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Sanyo Electric Co Ltd
Original Assignee
Sanyo Electric Co Ltd
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Publication date
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Abstract

(57)【要約】 熱源機の効率低下を招いたり、熱源機の回転数低下を招
いたりすることなく冷暖房能力を制御することのできる
冷暖房装置を提供する。 【解決手段】 低温熱交換器8と中温熱交換器5,6と
を有する熱源機を備え、この熱源機の低温熱交換器と中
温熱交換器とを通じて熱交換される熱媒体を、室外側熱
交換器、及び室内側熱交換器に循環させて被調和室を冷
暖房するヒートポンプ式冷暖房装置において、冷暖房能
力の調整時に、低温側の熱媒体と高温側の熱媒体との間
で熱交換させる能力調整手段を設けたものである。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、熱源機を有するヒ
ートポンプ式冷暖房装置の改良に関する。
【0002】
【従来の技術】一般に、低温熱交換器と中温熱交換器と
を有する熱源機を備え、この熱源機の低温熱交換器と中
温熱交換器とを通じて熱交換される熱媒体を、室外側熱
交換器、及び室内側熱交換器に循環させて被調和室を冷
暖房するヒートポンプ式冷暖房装置は知られている。こ
の種のものでは、一般に燃焼器を用いて熱源機を駆動し
ているが、この燃焼器を用いて駆動するものでは、圧縮
機を用いた通常の空気調和機に比べると冷暖房能力の調
整が困難になるという問題がある。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】一般的な能力制御にあ
っては、燃焼器の燃焼量制御であったり、熱源機内部の
作動ガス圧力制御であったりするが、いずれのものも熱
源機の効率低下を招いたり、熱源機の回転数低下を招い
たりして好ましくなく、この熱源機の回転数低下を招く
と、共振点通過により大きな振動が発生するなどの問題
がある。また、燃焼器の燃焼量を制御する場合には、燃
焼幅の大きな燃焼器が必要になり、製造に要するコスト
が増大するなどの問題がある。
【0004】そこで、本発明の目的は、上記課題を解消
し、熱源機の効率低下を招いたり、熱源機の回転数低下
を招いたりすることなく冷暖房能力を制御することので
きるヒートポンプ式冷暖房装置を提供することにある。
【0005】
【課題を解決するための手段】請求項1記載の発明は、
低温熱交換器と中温熱交換器とを有する熱源機を備え、
この熱源機の低温熱交換器と中温熱交換器とを通じて熱
交換される熱媒体を、室外側熱交換器、及び室内側熱交
換器に循環させて被調和室を冷暖房するヒートポンプ式
冷暖房装置において、冷暖房能力の調整時に、低温側の
熱媒体と高温側の熱媒体との間で熱交換させる能力調整
手段を設けたことを特徴とするものである。
【0006】請求項2記載の発明は、低温熱交換器と中
温熱交換器とを有する熱源機を備え、この熱源機の低温
熱交換器と中温熱交換器とを通じて熱交換される熱媒体
を、室外側熱交換器、及び室内側熱交換器に循環させて
被調和室を冷暖房するヒートポンプ式冷暖房装置におい
て、冷暖房能力の調整時に、低温熱交換器に戻る低温熱
媒体と中温熱交換器に戻る高温熱媒体との間で熱交換さ
せる能力調整用熱交換器を設けたことを特徴とするもの
である。
【0007】請求項3記載の発明は、低温熱交換器と中
温熱交換器とを有する熱源機を備え、この熱源機の低温
熱交換器と中温熱交換器とを通じて熱交換される熱媒体
を、室外側熱交換器、及び室内側熱交換器に循環させて
被調和室を冷暖房するヒートポンプ式冷暖房装置におい
て、冷暖房能力の調整時に、低温熱交換器から送り出さ
れる低温熱媒体と中温熱交換器から送り出される高温熱
媒体との間で熱交換させる能力調整用熱交換器を設けた
ことを特徴とするものである。
【0008】
【発明の実施の形態】以下に本発明の一実施の形態を添
付図面に従って説明する。
【0009】図1は、ヒ−トポンプ式冷暖房装置の一実
施形態である空気調和機を構成する冷温水供給回路を示
している。この回路には熱源機として、ヴィルミエサイ
クルを利用した熱ガス機関1が使用されている。
【0010】このヴィルミエ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、互いに直交配
置された高温側ピストン2と低温側ピストン3とを備
え、これらがヘリウム等の作動ガスを封入した容器内に
収納されている。容器内部は、高温室12と中温室1
3、14と低温室15とに分かれている。また、加熱器
16を有しており、加熱器16は燃焼器11により加熱
される。
【0011】両ピストン2,3は、例えば高温側ピスト
ン2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3は、右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9で駆動さ
れるクランク10を介してつながれている。高温側ピス
トン2と低温側ピストン3とが動作すると、封入された
作動ガスが、高温再生器4と低温再生器7を通って移動
し、これらの再生器4,7を通過する際に、加熱された
り冷却されたりすることで作動ガスが昇圧されたり減圧
されたりする。例えば、高温室12の作動ガスが高温再
生器4を通って中温室13に移動するときには、作動ガ
スは高温再生器4に熱を蓄える。また、作動ガスが高温
再生器4から高温室12に戻るとき、高温再生器4に蓄
えられた熱が作動ガスに戻される。
【0012】また、外部との熱のやり取りは、中温室と
接続する中温熱交換器5,6及び低温室と接続する低温
熱交換器8が行う。例えば、加熱器16が高温室12の
作動ガスに熱を与え、中温室13,14の作動ガスが中
温熱交換器5,6において放熱するとともに、低温室1
5の作動ガスが低温熱交換器8において吸熱する。
【0013】すなわち、低温熱交換器8は本熱ガス機関
1の吸熱部を構成し、中温熱交換器5,6は本熱ガス機
関1の放熱部を構成する。
【0014】この実施の形態によれば、熱ガス機関1の
低温熱交換器(吸熱部)8、及び中温熱交換器(放熱
部)5,6を利用してなる空気調和機100が提供され
る。この空気調和機100は、熱ガス機関1と室内機2
00と室外機300とからなる。室内機200内には室
内熱交換器201が配設され、室外機300内には室外
熱交換器300が配設されている。203は室内ファ
ン、303は室外ファンである。低温熱交換器(吸熱
部)8と室内熱交換器201は、管路21と四方弁61
と管路22によりつながれ、さらに室内熱交換器200
と低温熱交換器(吸熱部)8は、管路23と四方弁62
と管路24によりつながれている。
【0015】また、中温熱交換器(放熱部)5と室外熱
交換器301は、管路31と四方弁61と管路32によ
りつながれ、さらに室外熱交換器301と中温熱交換器
(放熱部)6は、管路33と四方弁62と管路34によ
りつながれている。また、中温熱交換器(放熱部)5と
6は、管路35によりつながれている。管路を循環する
熱媒体としては、例えば水が用いられている。Pはポン
プである。
【0016】このようなものにあって、この実施の形態
によれば、冷暖房能力の調整時に、低温熱交換器8に戻
る低温熱媒体(冷水)と中温熱交換器5,6に戻る高温
熱媒体(温水)との間で熱交換させる能力調整用熱交換
器150が設けられる。この能力調整用熱交換器150
は、第一の流量調整弁としての三方弁151を介して管
路24につながり、第二の流量調整弁としての三方弁1
52を介して管路34につながる。なお、この場合の流
量調整弁は三方弁151,152に限定されるものでは
なく、流量をリニアに調整しながら切り換えるものでも
良い。。
【0017】つぎに、この実施の形態の作用について説
明する。冷房運転時には、燃焼器11の点火により熱ガ
ス機関1が作動し、中温熱交換器(放熱部)5,6から
放熱されるとともに、低温熱交換器(吸熱部)8が吸熱
される。また、四方弁61,62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
(吸熱部)8で吸熱された冷水は、管路21、四方弁6
1、管路22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23、四
方弁62、管路24を通じて低温熱交換器(吸熱部)8
に戻る。
【0018】このときには、中温熱交換器(放熱部)5
で放熱を受けた温水は、管路31、四方弁61、管路3
2を通じて室外熱交換器301に流れ、この室外熱交換
器301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33、四方弁62、管路34を通
じて中温熱交換器(放熱部)6に流れ、さらに管路35
を通じて中温熱交換器5に戻る。
【0019】暖房運転時には、燃焼器11の点火により
熱ガス機関1が作動し、中温熱交換器(放熱部)5,6
から放熱されるとともに、低温熱交換器(吸熱部)8が
吸熱される。また、四方弁61,62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(放熱部)5で放熱を受けた温水は、管路31、四方
弁61、管路22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2
3、四方弁62、管路34を通じて中温熱交換器(放熱
部)6に流れ、さらに管路35を通じて中温熱交換器5
に戻る。
【0020】このとき、低温熱交換器(吸熱部)8で吸
熱された冷水は、管路21、四方弁61、管路32を通
じて室外熱交換器301に流れ、そこで室外ファン30
3を回転させることにより熱交換を行った後、管路3
3、四方弁62、管路24を通じて低温熱交換器(吸熱
部)8に戻る。
【0021】つぎに、冷房運転時を例にとって能力調整
について説明する。図2を参照して、まず、室内機20
0側では温度設定が行なわれる(S1)。ついで、室内
機200の出口空気温度が温度センサ205(図1)を
用いて計測され(S2)、この計測温度がS1の設定温
度と比較され(S3)、両者の温度が等しければ運転が
継続される(S4)。
【0022】計測温度がステップS1の設定温度よりも
高い場合には(S5)、冷房運転を継続させるために、
ステップS6に移行し、第一の三方弁151と第二の三
方弁152とを切り換え、能力調整用熱交換器150を
バイパスさせて、能力調整用熱交換器150を用いない
通常の冷房運転を継続する。この場合には、冷房能力を
上昇させるため燃焼量を上昇させる(S6)。
【0023】計測温度がステップS1の設定温度よりも
低い場合には(S7)、冷房能力を減少させるために、
ステップS8に移行し、第一の三方弁151と第二の三
方弁152とを切り換え、低温熱交換器8に戻る低温熱
媒体(冷水)と中温熱交換器5,6に戻る高温熱媒体
(温水)とを、能力調整用熱交換器150に導いて、こ
の能力調整用熱交換器150で熱交換させる。このよう
にすれば低温熱交換器8に戻る低温熱媒体(冷水)の温
度は上昇し、中温熱交換器5,6に戻る高温熱媒体(温
水)の温度は下降するので、室内熱交換器201におけ
る熱交換量は減少し、結果的に、冷暖房能力が調整され
る(S8)。
【0024】熱ガス機関(熱源機)1に戻る温水の温度
が下降して、冷水の温度が上昇すると、熱ガス機関1の
回転数は上昇するので、この場合には燃焼器11の燃焼
量を絞って、当該回転数を減じる(S8)。これによれ
ば熱ガス機関1の回転数をほぼ一定に維持することがで
き、したがって、回転数及び燃焼量を大きく変動させる
ことなく、しかも熱ガス機関1の効率を低下させること
なく、能力調整を行うことができる。以上の能力制御は
コントローラ210が司る。
【0025】なお、暖房運転時の能力調整においては、
上述とほぼ同様のステップS1〜S8を経て調整が行な
われる。ただし、この場合には、計測温度がステップS
1の設定温度よりも低い場合にS6に移行し、計測温度
がステップS1の設定温度よりも高い場合にS8に移行
する制御が行なわれる。
【0026】図3は別の実施の形態を示している。この
実施の形態によれば、冷暖房能力の調整時に、低温熱交
換器8から送り出される低温熱媒体(冷水)と、中温熱
交換器5,6から送り出される高温熱媒体(温水)との
間で熱交換させる能力調整用熱交換器150が設けられ
る。この能力調整用熱交換器150は、第三の流量調整
弁としての三方弁153を介して管路31につながり、
第四の流量調整弁としての三方弁154を介して管路2
1につながる。なお、この場合の流量調整弁は三方弁1
53,154に限定されるものではなく、流量をリニア
に調整しながら切り換えるものでも良い。
【0027】すなわち、この実施の形態によれば、図1
のものと比較して、能力調整用熱交換器150を設ける
位置が異なっている。
【0028】この場合、図2のS8(冷暖房運転時の能
力調整)では、第三の三方弁153と第四の三方弁15
4とを切り換えて、低温熱交換器8から送り出される低
温熱媒体(冷水)と中温熱交換器5,6から送り出され
る高温熱媒体(温水)とを、能力調整用熱交換器150
に導いて、この能力調整用熱交換器150で熱交換させ
る。このようにすれば、図1に示したものと同様に、低
温熱交換器8から送り出される低温熱媒体(冷水)の温
度は上昇し、中温熱交換器5,6から送り出される高温
熱媒体(温水)の温度は下降するので、室内熱交換器2
01における熱交換量は減少し、結果的に、冷暖房能力
が調整される。
【0029】熱ガス機関(熱源機)1に戻る温水の温度
が下降して、冷水の温度が上昇すると、熱ガス機関1の
回転数は上昇するので、この場合には、図1に示したも
のと同様に、燃焼器11の燃焼量を絞って(S8)、当
該熱ガス機関1の回転数を減じさせればよい。これによ
れば熱ガス機関1の回転数をほぼ一定に維持することが
でき、したがって回転数及び燃焼量を大きく変動させる
ことなく、かつ効率を低下させることなく能力調整を行
うことができる。
【0030】
【発明の効果】以上の説明から明らかなように、本発明
によれば、熱源機の回転数、及び燃焼器の燃焼量を大き
く変動させることなく、かつ熱源機の効率を低下させる
ことなく冷暖房能力の調整を行うことができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明によるヒートポンプ式冷暖房装置の一実
施形態を示す回路図である。
【図2】同じくフローチャートである。
【図3】別の実施形態を示す回路図である。
【符号の説明】
5,6 中温熱交換器 8 低温熱交換器 150 能力調整用熱交換器 151 第一の三方弁 152 第二の三方弁 153 第三の三方弁 154 第四の三方弁 201 室内熱交換器 301 室外熱交換器

Claims (3)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 低温熱交換器と中温熱交換器とを有する
    熱源機を備え、この熱源機の低温熱交換器と中温熱交換
    器とを通じて熱交換される熱媒体を、室外側熱交換器、
    及び室内側熱交換器に循環させて被調和室を冷暖房する
    ヒートポンプ式冷暖房装置において、冷暖房能力の調整
    時に、低温側の熱媒体と高温側の熱媒体との間で熱交換
    させる能力調整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。
  2. 【請求項2】 低温熱交換器と中温熱交換器とを有する
    熱源機を備え、この熱源機の低温熱交換器と中温熱交換
    器とを通じて熱交換される熱媒体を、室外側熱交換器、
    及び室内側熱交換器に循環させて被調和室を冷暖房する
    ヒートポンプ式冷暖房装置において、冷暖房能力の調整
    時に、低温熱交換器に戻る低温熱媒体と中温熱交換器に
    戻る高温熱媒体との間で熱交換させる能力調整用熱交換
    器を設けたことを特徴とするヒートポンプ式冷暖房装
    置。
  3. 【請求項3】 低温熱交換器と中温熱交換器とを有する
    熱源機を備え、この熱源機の低温熱交換器と中温熱交換
    器とを通じて熱交換される熱媒体を、室外側熱交換器、
    及び室内側熱交換器に循環させて被調和室を冷暖房する
    ヒートポンプ式冷暖房装置において、冷暖房能力の調整
    時に、低温熱交換器から送り出される低温熱媒体と中温
    熱交換器から送り出される高温熱媒体との間で熱交換さ
    せる能力調整用熱交換器を設けたことを特徴とするヒー
    トポンプ式冷暖房装置。
JP2255396A 1996-02-08 1996-02-08 ヒートポンプ式冷暖房装置 Pending JPH09210486A (ja)

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* Cited by examiner, † Cited by third party
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CN107084461A (zh) * 2017-05-19 2017-08-22 刘宽 一种基于旋转导热的室温调节房

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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN107084461A (zh) * 2017-05-19 2017-08-22 刘宽 一种基于旋转导热的室温调节房
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