JPH09229504A - ヒートポンプ式冷暖房装置の熱源側ユニット - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 燃焼器や、熱源機本体の表面からの放熱など
の内部から発生する熱を、燃焼用空気として直ちに回収
し、燃焼効率の向上を図ると共に、燃焼器の燃焼に熱源
側ユニット内部の空気を使用し、熱源側ユニット内部の
空気を移動させることによって空気の循環経路を作り、
特に冷房時には、熱源側ユニット内部が高温になるのを
防止することができる熱源側ユニットを提供する。 【解決手段】 燃焼器と、この燃焼器を用いて駆動する
熱源機１とを収納する熱源側ユニット３００において、
この熱源側ユニット３００に収納される熱源機１の上方
の空間に、燃焼器に燃焼用空気を送るためのブロア４０
０と、その空気吸込口４０１を配置したものである。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、燃焼器からの熱に
より駆動される熱源機を有するヒートポンプ式冷暖房装
置の熱源側ユニットの改良に関する。

【０００２】

【従来の技術】一般に、低温熱交換器と高温熱交換器と
を有する熱源機を備え、この熱源機の低温熱交換器と高
温熱交換器とを通じて熱交換される熱媒体を、熱源側熱
交換器、及び利用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、上述した熱源機のほかに、この熱源器
を駆動するための燃焼器を備えており、これらのものは
熱源側ユニット内に収容されている。この燃焼器には燃
焼用空気を送る必要がある。

【０００３】従来のものでは、燃焼用空気を送るために
送風用ブロアが用いられ、このブロアは通常熱源側ユニ
ット内の空いた空間に設置される。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】しかしながらこの種の
ものでは、燃焼器の燃焼による放熱や、熱源機の本体表
面からの放熱などによって、熱源側ユニット内の温度が
上昇して、各種機器類に熱的悪影響を及ぼすという問題
がある。またその一方で温度の高い空気を燃焼器に送風
すれば、その分だけ燃焼器の効率が向上するので、従来
から可能な限り温度の高い空気を燃焼器に送風したいと
いう要求がある。

【０００５】そこで、本発明の目的は、上記課題を解消
し、熱源側ユニット内の温度を向上させることなく、燃
焼器の効率を向上させることのできるヒートポンプ式冷
暖房装置の熱源側ユニットを提供することにある。

【０００６】

【課題を解決するための手段】請求項１記載の発明は、
燃焼器からの熱により駆動される熱源機を有するヒート
ポンプ式冷暖房装置の熱源側ユニットにおいて、前記燃
焼器に燃焼用空気を送るためのブロアを、熱源側ユニッ
ト内の熱源機の上方に配置したものである。

【０００７】請求項２記載の発明は、燃焼器からの熱に
より駆動される熱源機を有するヒートポンプ式冷暖房装
置の熱源側ユニットにおいて、前記燃焼器に燃焼用空気
を送るためのブロアを、熱源側ユニット内の熱源機の上
方に配置し、このブロアの吸込口を下向きにしたもので
ある。

【０００８】これらの発明によれば、燃焼器に燃焼用空
気を送るためのブロアと、その吸込口を熱源側ユニット
に収納される熱源機の上方の空間に、配置したので燃焼
器や、熱源機本体の表面からの放熱などの内部から発生
する熱を、燃焼用空気として直ちに回収することがで
き、燃焼効率の向上を図れると共に、燃焼器の燃焼に、
熱源側ユニット内部の空気を使用するため、熱源側ユニ
ット内部の空気の移動による循環経路が形成されるの
で、特に冷房時には熱源側ユニット内部が高温になるの
を防止することができる。

【０００９】

【発明の実施の形態】以下に本発明の実施形態を添付図
面に従って説明する。

【００１０】図１は、本発明に係る熱源側ユニットを備
える空気調和装置の一実施の形態を示す回路図である
が、この回路には熱源機として、ヴィルミエサイクルを
利用した熱源機１が使用されている。

【００１１】このヴィルミエサイクル熱源機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１３、１
４と、低温室１５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。

【００１２】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。

【００１３】また、外部との熱のやり取りは、加熱器１
６，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１５の作動ガスが低温熱交換器８において吸
熱する。

【００１４】すなわち、加熱器１６と低温熱交換器８は
熱源機１の吸熱部を構成し、中温熱交換器５，６は熱源
機１の放熱部を構成する。

【００１５】この実施の形態によれば、上述の熱源機１
を利用して、ヒートポンプ式冷暖房装置（以下、「空気
調和機」という。）１００が構成される。この空気調和
機１００は、利用側ユニット２００と、熱源機１を収容
する熱源側ユニット３００とからなる。利用側ユニット
２００内には利用側熱交換器２０１が配設され、熱源側
ユニット３００内には、上記の熱源機１のほかに、熱源
側熱交換器３０１が配設される。２０３は室内ファン、
３０３は室外ファンである。

【００１６】例えば冷房時には、低温熱交換器（吸熱
部）８と利用側熱交換器２０１は、管路２１と四方弁６
１と管路２２によりつながれ、さらに利用側熱交換器２
００と低温熱交換器（吸熱部）８は、管路２３と四方弁
６２と管路２４によりつながれる。

【００１７】また、中温熱交換器（放熱部）５と熱源側
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、さらに熱源側熱交換器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によりつながれる。管路を循環する熱媒
体としては、例えば、水が用いられる。

【００１８】次に、熱源側ユニット３００内の機器類の
配置構成を説明する。

【００１９】図２に示すように、まず、熱源側ユニット
３００内の左上隅部には室外ファン３０３が配置され、
右下隅部にはヴィルミエサイクルを利用した上述の熱源
機１が配置される。この配置構成には安定性がよいとい
う利点がある。

【００２０】また、この実施の形態によれば、上述の燃
焼器１１に燃焼用空気を送るためのブロア４００が設け
られる。このブロア４００は、空気吸込口４０１ととも
に、熱源側ユニット３００の天井３００ａに固定され
る。すなわち、このブロア４００は、熱源機１の上方に
位置しており、空気送風管４０３によって熱源機１の高
温部包囲体４０５に連結されている。

【００２１】この高温部包囲体４０５は、熱源機１の高
温側ピストン２（図１）、高温再生器４（図１）、高温
室１２（図１）などの熱源機１の主に加熱部を司る部位
を内蔵し、更には燃焼器１１（図１）を内蔵し、上述し
たブロア４００は、この燃焼器１１よりも上位に配置さ
れている。

【００２２】次に、冷暖房運転について説明する。

【００２３】冷房運転時には、燃焼器１１の点火により
熱源機１が作動して、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を通じて利用側熱交換器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。

【００２４】このとき、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３２を
通じて熱源側熱交換器３０１に流れ、そこで室外ファン
３０３を回転させることにより、熱交換を行った後に、
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。

【００２５】暖房運転時には、燃焼器１１の点火により
熱源機１が作動して、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を通じて利用側熱交換器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。

【００２６】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
じて熱源側熱交換器３０１に流れ、そこで室外ファン３
０３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。

【００２７】このヒートポンプ式冷暖房装置を用いて冷
暖房運転を行なうときには、燃焼器１１（図１）や熱源
機１の本体表面から熱が放熱され、この放熱された熱
は、熱源側ユニット３００内の上層空間部に滞留する。

【００２８】したがって、この実施の形態によれば、上
層空間部に滞留する高温の空気が、天井に設置されたブ
ロア４００の空気吸込口４０１から吸い込まれ、この吸
い込まれた高温の空気が、空気送風管４０３を通って上
記の高温部包囲体４０５の中にある燃焼器１１（図１）
に送風される。

【００２９】これによれば、燃焼器１１や熱源機１の本
体表面から放熱された熱を燃焼用空気として熱回収し、
燃焼器１１の燃焼用に利用することによって、燃焼燃焼
器１１の効率を高めることができる。また、熱源側ユニ
ット３００内の空気を使用するため、熱源側ユニット３
００内では空気が循環し、移動するので空気の循環経路
が形成され、特に冷房時には熱源側ユニット３００内が
高温になるのを防止することができるなどの効果を奏す
る。

【００３０】

【発明の効果】燃焼器に燃焼用空気を送るためのブロア
を熱源側ユニットに収納される熱源機の上方の空間に、
配置したので燃焼器や、熱源機本体の表面からの放熱な
どの内部から発生する熱を、燃焼用空気として直ちに熱
回収し、燃焼効率の向上を図れると共に、燃焼器の燃焼
に熱源側ユニット内部の空気を使用するため、熱源側ユ
ニット内部の空気の移動による空気の循環経路が形成さ
れるので、特に冷房時には、熱源側ユニット内部が高温
になるのを防止することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明に係る熱源側ユニットを備える空気調和
装置の一実施の形態における冷媒回路図である。

【図２】本発明に係る熱源側ユニットを示す断面図であ
る。

【符号の説明】 １ 熱源機 ２ 高温側ピストン ３ 低温側ピストン ４ 高温再生器 ５，６ 中温熱交換器（放熱部） ７ 低温再生器 ８ 低温熱交換器（吸熱部） １１ 燃焼器 １２ 高温室 １３，１４ 中温室 １００ 空気調和機 ２００ 利用側ユニット ３００ 熱源側ユニット ４００ ブロア ４０１ 空気吸込口 ４０３ 空気送風管 ４０５ 高温部包囲体

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 燃焼器からの熱により駆動される熱源機
   を有するヒートポンプ式冷暖房装置の熱源側ユニットに
   おいて、前記燃焼器に燃焼用空気を送るためのブロア
   を、熱源側ユニット内の熱源機の上方に配置したことを
   特徴とするヒートポンプ式冷暖房装置の熱源側ユニッ
   ト。
2. 【請求項２】 燃焼器からの熱により駆動される熱源機
   を有するヒートポンプ式冷暖房装置の熱源側ユニットに
   おいて、前記燃焼器に燃焼用空気を送るためのブロア
   を、熱源側ユニット内の熱源機の上方に配置し、このブ
   ロアの吸込口を下向きにしたことを特徴とするヒートポ
   ンプ式冷暖房装置の熱源側ユニット。