JPH09250839A

JPH09250839A - ヒートポンプ給湯機

Info

Publication number: JPH09250839A
Application number: JP6291496A
Authority: JP
Inventors: Takashi Tsuchino; 隆志土野
Original assignee: Daikin Industries Ltd
Current assignee: Daikin Industries Ltd
Priority date: 1996-03-19
Filing date: 1996-03-19
Publication date: 1997-09-22
Anticipated expiration: 2016-03-19
Also published as: JP2980022B2

Abstract

(57)【要約】【課題】給湯熱交換器を蒸発器として使用する。【解決手段】給湯熱交換器３７と圧縮機２５の吐出口
とを連結する冷媒管４１における電磁弁３２の下流側と
アキュムレータ３９の上流側とを、電磁弁３３が介接さ
れた冷媒管４２で連結する。したがって、圧縮機２５の
吐出口を室外熱交換器２７に接続するように四路切換弁
２６を切り換えると共に、電動弁３０,３１および電磁
弁３２を閉鎖することによって、給湯熱交換器３７を蒸
発器として使用することができ、貯湯タンク３８内の水
に蓄冷できる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】この発明は、蓄冷機能を有す
るヒートポンプ給湯機に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来より、給湯機能を有するヒートポン
プ給湯機がある。このヒートポンプ給湯機は、図７に示
すように、圧縮機１,四路切換弁２,室外熱交換器３,電
動膨張弁４および電動弁５,６を有する室外ユニットＸ
と、室内熱交換器７を有する室内ユニットＹと、給湯熱
交換器８を有する給湯ユニットＺとを備えている。

【０００３】上記構成のヒートポンプ給湯機において
は、冷暖房時には、電動弁５および電磁弁１０を閉鎖す
る一方、電磁弁９を開放する。そして、冷房時には、四
路切換弁２を室外熱交換器３側に切り換えて、室外熱交
換器３を凝縮器とする一方、室内熱交換器７を蒸発器と
して使用する。また、暖房時には、四路切換弁２を室内
熱交換器７側に切り換えて、室内熱交換器７を凝縮器と
する一方、室外熱交換器３を蒸発器として使用する。

【０００４】さらに、給湯時には、四路切換弁２を室外
熱交換器３側に切り換えて、電磁弁９を閉鎖する一方、
電動弁５および電磁弁１０を開放する。こうして、給湯
熱交換器８を凝縮器とする一方、室外熱交換器３を蒸発
器として使用して、給湯熱交換器８と給湯槽(図示せず)
内の水との熱交換によって上記給湯槽内の水に蓄熱する
のである。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記従
来のヒートポンプ給湯機においては、給湯接続ポート１
１,１２を介して電動膨張弁４と圧縮機１の吐出口との
間に接続されている給湯熱交換器８は、凝縮器としてし
か使用できない。したがって、給湯熱交換器８を蒸発器
として使用して、給湯槽内の水に蓄冷することは不可能
なのである。

【０００６】そこで、この発明の目的は、給湯熱交換器
を蒸発器として使用できる蓄冷機能を有するヒートポン
プ給湯機を提供することにある。

【０００７】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するた
め、請求項１に係る発明は、圧縮機,四路切換弁,室外熱
交換器,減圧手段,室内熱交換器および給湯熱交換器を有
すると共に、第１電磁弁が介接されて上記圧縮機の吐出
口と給湯熱交換器とを連結する第１冷媒管を有して、上
記室外熱交換器を凝縮器として機能させる一方上記室内
熱交換器を蒸発器として機能させて行う冷房運転と、上
記室内熱交換器を凝縮器として機能させる一方上記室外
熱交換器を蒸発器として機能させて行う暖房運転と、上
記給湯熱交換器を凝縮器として機能させる一方上記室外
熱交換器を蒸発器として機能させて行う給湯運転とを、
選択可能になっているヒートポンプ給湯機において、第
２電磁弁が介接されると共に、上記第１冷媒管における
上記第１電磁弁の下流側と上記圧縮機の吸入口とを連結
する第２冷媒管を備えたことを特徴としている。

【０００８】上記構成において、夏季の夜間において、
圧縮機の吐出口と給湯熱交換器とを連結する第１冷媒管
に介接された第１電磁弁が閉鎖される一方、上記第１冷
媒管における上記第１電磁弁の下流側と上記圧縮機の吸
入口とを連結する第２冷媒管に介接された第２電動弁が
開放される。そして、上記室外熱交換器を凝縮器として
機能させる一方上記給湯熱交換器を蒸発器として機能さ
せて蓄冷運転が行われる。そして、上記給湯熱交換器と
貯湯タンクの水との熱交換が行われて、上記貯湯タンク
の水に蓄冷される。

【０００９】一方、夏季の日中おいては、上記第１電磁
弁が開放されると共に、上記第２電磁弁が閉鎖される。
そして、上記給湯熱交換器を凝縮器として機能させる一
方上記室内熱交換器を蒸発器として機能させて放冷冷房
運転が行われる。そして、上記貯湯タンクの水に蓄積さ
れた冷熱を冷熱源とした冷房運転が行われる。こうし
て、外気を冷熱源とする場合よりも室内熱交換器の熱交
換能力を向上させて、日中における消費電力が削減され
る。

【００１０】

【発明の実施の形態】以下、この発明を図示の実施の形
態により詳細に説明する。図１は本実施の形態のヒート
ポンプ給湯機における冷媒回路図である。本ヒートポン
プ給湯機は、圧縮機２５,四路切換弁２６,室外熱交換器
２７および電動膨張弁２８を有する室外ユニット２１
と、室内熱交換器３５を有する室内ユニット２２と、室
内熱交換器３６を有する室内ユニット２３と、給湯熱交
換器３７および貯湯タンク２８を有する貯湯タンクユニ
ット２４とから構成される。

【００１１】上記室外ユニット２１における圧縮機２５
の吐出口は電磁弁３４が介接された冷媒管によって四路
切換弁２６に接続される一方、吸入口はアキュムレータ
３９が介接された冷媒管によって四路切換弁２６に接続
されている。そして、四路切換弁２６には、室外熱交換
器２７および電動膨張弁２８が冷媒管によって順次接続
されている。電動膨張弁２８と四路切換弁２６との間に
は、電動弁３０および室内ユニット２２の室内熱交換器
３５が介接された冷媒管と、電動弁３１および室内ユニ
ット２３の室内熱交換器３６が介接された冷媒管とが、
並列に接続されている。

【００１２】また、上記電動膨張弁２８と圧縮機２５の
吐出口とには、電動弁２９と給湯熱交換器３７と上記第
１電磁弁としての電磁弁３２とが冷媒管４０,４１によ
って順次接続されている。そして、冷媒管４１における
電磁弁３２の下流側とアキュムレータ３９の上流側と
が、上記第２電磁弁としての電磁弁３３が介接された冷
媒管４２で接続されている。

【００１３】ここで、上記給湯熱交換器３７は二重管熱
交換器であり、その外管の両端の夫々が冷媒管４０ある
いは冷媒管４１に接続されている。一方、内管の一端は
三方弁４３を介して貯湯タンク２８の深さ方向中間位置
に設けられた上側流入口４６に接続され、他端はポンプ
４４および三方弁４５を介して貯湯タンク２８の底に設
けられた下側流出口４７に接続されている。また、三方
弁４３を貯湯タンク３８における最下位置から上側へ向
かって略１/４の箇所に設けられた下側流入口４８に接
続し、三方弁４５を貯湯タンク３８の深さ方向中間位置
に設けられた上側流出口４９に接続している。こうし
て、上記二つの三方弁４３,４５を切り換えることによ
って、給湯熱交換器３７と熱交換を行う水を、貯湯タン
ク３８の中層の水と下層の水と下側半分の水に切り換え
るようにしている。

【００１４】上記構成のヒートポンプ給湯機は次のよう
に動作する。 (１) 冷房運転冷房運転に際しては、図２に示すように、圧縮機２５の
吐出口が室外熱交換器３７に接続されるように四路切換
弁２６を切り換えると共に、電動弁２９および電磁弁３
２を閉鎖する。こうすることによって、冷媒の循環経路
は、矢印で示すように、圧縮機２５→四路切換弁２６→
室外熱交換器２７→電動膨張弁２８→電動弁３０,３１
→室内熱交換器３５,３６→四路切換弁２６→アキュム
レータ３９→圧縮機２５となる。その結果、室内熱交換
器３５,３６が蒸発器として使用される一方、室外熱交
換器２７が凝縮器として使用されて、通常の冷房運転が
実行される。

【００１５】その際に、上記電動弁２９および電磁弁３
２は閉鎖されているので、貯湯タンク３８内の水の温度
は常温である。

【００１６】(２) 暖房運転暖房運転に際しては、図３に示すように、圧縮機２５の
吐出口が室内熱交換器３５,３６に接続されるように四
路切換弁２６を切り換えると共に、電動弁２９および電
磁弁３２を閉鎖する。こうすることによって、冷媒の循
環経路は、矢印で示すように、圧縮機２５→四路切換弁
２６→室内熱交換器３５,３６→電動弁３０,３１→電動
膨張弁２８→室外熱交換器２７→四路切換弁２６→アキ
ュムレータ３９→圧縮機２５となる。その結果、室内熱
交換器３５,３６が凝縮器として使用される一方、室外
熱交換器２７が蒸発器として使用されて、通常の暖房運
転が実行される。

【００１７】その際に、上記電動弁２９および電磁弁３
２は閉鎖されているので、貯湯タンク３８内の水の温度
は常温である。

【００１８】(３) 給湯運転給湯運転に際しては、図４に示すように、圧縮機２５の
吐出口が室内熱交換器３５,３６に接続されるように四
路切換弁２６を切り換えると共に、電動弁３０,３１お
よび電磁弁３３,３４を閉鎖する。こうすることによっ
て、冷媒の循環経路は、矢印で示すように、圧縮機２５
→給湯熱交換器３７→電動弁２９→電動膨張弁２８→室
外熱交換器２７→四路切換弁２６→アキュムレータ３９
→圧縮機２５となる。その結果、給湯熱交換器３７が凝
縮器として使用される一方、室外熱交換器２７が蒸発器
として使用されて、貯湯タンク３８内の水に蓄熱され
る。

【００１９】その際に、上記電動弁３０,３１及び電磁
弁３３,３４は閉鎖されているので、室内熱交換器３５,
３６による冷暖房は行われない。

【００２０】ここで、図１に示すように、上記貯湯タン
クユニット２４の三方弁４３を貯湯タンク３８の下側流
入口４８が給湯熱交換器３７に接続されるように切り替
える一方、三方弁４５を貯湯タンク３８の下側流出口４
７がポンプ４４に接続されるように切り替えた場合に
は、貯湯タンク３８全体の水に蓄熱される。また、三方
弁４３を貯湯タンク３８の上側流入口４６が給湯熱交換
器３７に接続されるように切り替える一方、三方弁４５
を貯湯タンク３８の上側流出口４９がポンプ４４に接続
されるように切り替えた場合には、貯湯タンク３８の上
側半分の水に蓄熱される。

【００２１】(４) 蓄冷運転蓄冷運転に際しては、図５に示すように、圧縮機２５の
吐出口が室外熱交換器２７に接続されるように四路切換
弁２６を切り換えると共に、電動弁３０,３１および電
磁弁３２を閉鎖する。こうすることによって、冷媒の循
環経路は、矢印で示すように、圧縮機２５→四路切換弁
２６→室外熱交換器２７→電動膨張弁２８→電動弁２９
→給湯熱交換器３７→アキュムレータ３９→圧縮機２５
となる。その結果、給湯熱交換器３７が蒸発器として使
用される一方、室外熱交換器２７が凝縮器として使用さ
れて、貯湯タンク３８内の水に蓄冷される。

【００２２】その際に、上記電動弁３０,３１は閉鎖さ
れているので、室内熱交換器３５,３６による冷暖房は
行われない。

【００２３】ここで、図１に示すように、上記貯湯タン
クユニット２４の三方弁４３を貯湯タンク３８の下側流
入口４８が給湯熱交換器３７に接続されるように切り替
える一方、三方弁４５を貯湯タンク３８の下側流出口４
７がポンプ４４に接続されるように切り替えた場合に
は、貯湯タンク３８の下層の水に蓄冷される。また、三
方弁４３を貯湯タンク３８の上側流入口４６が給湯熱交
換器３７に接続されるように切り替える一方、三方弁４
５を貯湯タンク３８の下側流出口４７がポンプ４４に接
続されるように切り替えた場合には、貯湯タンク３８の
下側半分の水に蓄冷される。

【００２４】このように、本実施の形態においては、給
湯熱交換器３７を蒸発器として使用して、貯湯タンクユ
ニット２４に蓄冷機能を持たせることができるのであ
る。

【００２５】(５) 放冷冷房運転放冷冷房運転に際しては、図６に示すように、圧縮機２
５の吐出口が室外熱交換器２７に接続されるように四路
切換弁２６を切り換えると共に、電動膨張弁２８および
電磁弁３３,３４を閉鎖する。こうすることによって、
冷媒の循環経路は、矢印で示すように、圧縮機２５→給
湯熱交換器３７→電動弁２９→電動弁３０,３１→室内
熱交換器３５,３６→四路切換弁２６→アキュムレータ
３９→圧縮機２５となる。その結果、給湯熱交換器３７
は凝縮器として使用される一方、室内熱交換器３５,３
６は蒸発器として使用されて、上記蓄冷運転によって貯
湯タンク３８内の水に蓄積された冷熱を室内ユニット２
２,２３に搬送して放出する放冷冷房運転が行われる。

【００２６】ところで、夏季の冷房運転時において、日
中には外気温度が高いために、高圧側の冷媒温度を十分
下げることができない。そこで、夜間電力を利用して上
記蓄冷運転をおこなって貯湯タンク３８内の水に蓄冷し
ておき、日中には貯湯タンク３８内の水に蓄積された冷
熱を冷熱源として放冷冷房運転を行うのである。このよ
うに、上記貯湯タンク３８内の水に蓄積された冷熱を冷
熱源として利用することによって、外気を冷熱源とする
場合よりも室内熱交換器３５,３６の熱交換能力を向上
させることができ、日中における消費電力を削減でき
る。

【００２７】上述のように、本実施の形態においては、
上記給湯熱交換器３７と圧縮機２５の吐出口とを電磁弁
３２が介接された冷媒管４１で接続し、この冷媒管４１
における電磁弁３２の下流側とアキュムレータ３９の上
流側とを電磁弁３３が介接された冷媒管４２で接続して
いる。したがって、圧縮機２５の吐出口が室外熱交換器
２７に接続されるように四路切換弁２６を切り換えると
共に、電動弁３０,３１および電磁弁３２を閉鎖するこ
とによって、給湯熱交換器３７を蒸発器として使用する
ことができ、貯湯タンク３８内の水に蓄冷することがで
きる。したがって、本実施の形態によれば、夏季におい
て、夜間電力を利用して貯湯タンク３８内の水に蓄冷し
て、日中に貯湯タンク３８内の水に蓄積された冷熱を冷
熱源として冷房運転を行うことができる。こうして、夏
季の日中における圧縮機２５の吸い込み温度の上昇を押
さえ、消費電力の削減を図ることができるのである。

【００２８】尚、この発明における室内ユニットの数や
給湯熱交換器３７の具体的構造は、上記実施の形態に限
定されるものではない。

【００２９】

【発明の効果】以上より明らかなように、請求項１に係
る発明のヒートポンプ給湯機は、圧縮機,四路切換弁,室
外熱交換器,減圧手段,室内熱交換器および給湯熱交換器
を有すると共に、第１電磁弁が介接されて上記圧縮機の
吐出口と給湯熱交換器とを連結する第１冷媒管と、第２
電磁弁が介接されて上記第１冷媒管における上記第１電
磁弁の下流側と上記圧縮機の吸入口とを連結する第２冷
媒管を有するので、上記第１電磁弁を閉鎖する一方、上
記第２電動弁を開放することによって、上記給湯熱交換
器を蒸発器として機能させることができる。したがっ
て、夏季において、夜間に上記給湯熱交換器を蒸発器と
して機能させる蓄冷運転を行って貯湯タンクの水に蓄冷
し、日中には、上記給湯熱交換器を凝縮器として機能さ
せる一方上記室内熱交換器を蒸発器として機能させる放
冷冷房運転を行って、外気を冷熱源とする場合よりも室
内熱交換器の熱交換能力を向上させることができる。

【００３０】すなわち、この発明によれば、夏季の夜間
における余剰電力によって蓄冷を行い、日中における電
力ピーク時には、上記放冷冷房運転を行って消費電力を
削減することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】この発明のヒートポンプ給湯機における冷媒回
路図である。

【図２】図１に示すヒートポンプ給湯機による冷房運転
時における四路切換弁,電動弁および電磁弁の状態を示
す図である。

【図３】図１に示すヒートポンプ給湯機による暖房運転
時における四路切換弁,電動弁および電磁弁の状態を示
す図である。

【図４】図１に示すヒートポンプ給湯機による給湯運転
時における四路切換弁,電動弁および電磁弁の状態を示
す図である。

【図５】図１に示すヒートポンプ給湯機による蓄冷運転
時における四路切換弁,電動弁および電磁弁の状態を示
す図である。

【図６】図１に示すヒートポンプ給湯機による放冷冷房
運転時における四路切換弁,電動弁および電磁弁の状態
を示す図である。

【図７】従来のヒートポンプ給湯機における冷媒回路図
である。

【符号の説明】

２１…室外ユニット、２２,２３…室内
ユニット、２４…貯湯タンクユニット、２５…
圧縮機、２６…四路切換弁、２７…室
外熱交換器、２８…電動膨張弁、２９
〜３１…電動弁、３２〜３４…電磁弁、
３５,３６…室内熱交換器、３７…給湯熱交換器、
３８…貯湯タンク、４０,４１…冷媒管。

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】圧縮機(２５),四路切換弁(２６),室外熱
交換器(２７),減圧手段(２８,３０,３１),室内熱交換器
(３５,３６)および給湯熱交換器(３７)を有すると共
に、第１電磁弁(３２)が介接されて上記圧縮機(２５)の
吐出口と給湯熱交換器(３７)とを連結する第１冷媒管
(４１)を有して、上記室外熱交換器(２７)を凝縮器とし
て機能させる一方上記室内熱交換器(３５,３６)を蒸発
器として機能させて行う冷房運転と、上記室内熱交換器
(３５,３６)を凝縮器として機能させる一方上記室外熱
交換器(２７)を蒸発器として機能させて行う暖房運転
と、上記給湯熱交換器(３７)を凝縮器として機能させる
一方上記室外熱交換器(２７)を蒸発器として機能させて
行う給湯運転とを、選択可能になっているヒートポンプ
給湯機において、第２電磁弁(３３)が介接されると共に、上記第１冷媒管
（４１)における上記第１電磁弁(３２)の下流側と上記
圧縮機(２５)の吸入口とを連結する第２冷媒管(４２)を
備えたことを特徴とするヒートポンプ給湯機。