JPH0949649A - 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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- JPH0949649A JPH0949649A JP20347195A JP20347195A JPH0949649A JP H0949649 A JPH0949649 A JP H0949649A JP 20347195 A JP20347195 A JP 20347195A JP 20347195 A JP20347195 A JP 20347195A JP H0949649 A JPH0949649 A JP H0949649A
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- heat
- hot water
- heat exchanger
- water supply
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 冷房あるいは暖房の要求がなく、給湯の要求
のみがあるときにも、その給湯の要求に十分対応できる
ヒートポンプ式冷暖房装置を提供する。 【解決手段】 放熱用熱源１１につながる熱搬送回路に
給湯用熱交換器６０をつなぐとともに、この給湯用熱交
換器６０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５０をつなぎ、且つ放熱用熱源１１につな
がる熱搬送回路には、室外熱交換器３０１又は室内熱交
換器２０１をバイパスさせて、給湯用熱交換器６０に冷
温水を流すための熱搬送回路切替手段４００を設け、給
湯の要求のみがあるときに、熱搬送回路切替手段４００
を切替えて、給湯用熱交換器６０にのみ冷温水を流し
て、加熱・給湯するものである。
のみがあるときにも、その給湯の要求に十分対応できる
ヒートポンプ式冷暖房装置を提供する。 【解決手段】 放熱用熱源１１につながる熱搬送回路に
給湯用熱交換器６０をつなぐとともに、この給湯用熱交
換器６０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５０をつなぎ、且つ放熱用熱源１１につな
がる熱搬送回路には、室外熱交換器３０１又は室内熱交
換器２０１をバイパスさせて、給湯用熱交換器６０に冷
温水を流すための熱搬送回路切替手段４００を設け、給
湯の要求のみがあるときに、熱搬送回路切替手段４００
を切替えて、給湯用熱交換器６０にのみ冷温水を流し
て、加熱・給湯するものである。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】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。
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。
【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、冷房あるい
は暖房の要求がなく給湯の要求のみがあるときに、室外
熱交換器あるいは室内熱交換器にも冷温水が流れてしま
うという問題がある。
は暖房の要求がなく給湯の要求のみがあるときに、室外
熱交換器あるいは室内熱交換器にも冷温水が流れてしま
うという問題がある。
【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、冷房あるいは暖房の要求がなく、給湯
の要求のみがあるときにも、その給湯の要求に十分対応
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。
の課題を解消し、冷房あるいは暖房の要求がなく、給湯
の要求のみがあるときにも、その給湯の要求に十分対応
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。
【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ぐととも
に、この給湯用熱交換器には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つなぎ、且つ前記放熱
用熱源につながる熱搬送回路には、前記室内熱交換器又
は前記室外熱交換器をバイパスさせて、前記給湯用熱交
換器に温水を流すための熱搬送回路切替手段を設けたこ
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ぐととも
に、この給湯用熱交換器には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つなぎ、且つ前記放熱
用熱源につながる熱搬送回路には、前記室内熱交換器又
は前記室外熱交換器をバイパスさせて、前記給湯用熱交
換器に温水を流すための熱搬送回路切替手段を設けたこ
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ぐとともに、この給湯用熱交換
器には外部供給水或いは循環水を通して加熱・給湯する
給湯回路をつなぎ、且つこの給湯回路には前記給湯用熱
交換器をバイパスさせて、外部供給水或いは循環水を流
すための給湯回路切替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ぐとともに、この給湯用熱交換
器には外部供給水或いは循環水を通して加熱・給湯する
給湯回路をつなぎ、且つこの給湯回路には前記給湯用熱
交換器をバイパスさせて、外部供給水或いは循環水を流
すための給湯回路切替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、請求項１又は２
記載のものにおいて、室内機以外の前記各機器を室外機
に収容したことを特徴とするものである。
記載のものにおいて、室内機以外の前記各機器を室外機
に収容したことを特徴とするものである。
【００１２】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、熱搬送回路切替手段を設
けているので、例えば冷房あるいは暖房の要求がなく給
湯の要求のみがあるときに、室外熱交換器あるいは室内
熱交換器にも温水が流れないように、室外熱交換器又は
室内熱交換器をバイパスして、給湯用熱交換器に温水を
流せるので、冷暖房運転の停止時であっても、熱ガス機
関を運転しさえすれば、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。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。
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、熱搬送回路切替手段を設
けているので、例えば冷房あるいは暖房の要求がなく給
湯の要求のみがあるときに、室外熱交換器あるいは室内
熱交換器にも温水が流れないように、室外熱交換器又は
室内熱交換器をバイパスして、給湯用熱交換器に温水を
流せるので、冷暖房運転の停止時であっても、熱ガス機
関を運転しさえすれば、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。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。
【００１３】請求項２に記載の発明では、給湯回路切替
手段を設けているので、熱ガス機関を運転しない場合で
あってもその切替手段を切り替えれば、給湯できないま
でも、外部供給水或いは循環水をそのまま給水すること
が可能になる。
手段を設けているので、熱ガス機関を運転しない場合で
あってもその切替手段を切り替えれば、給湯できないま
でも、外部供給水或いは循環水をそのまま給水すること
が可能になる。
【００１４】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。
【００１５】
【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。
付図面に従って説明する。
【００１６】図１は本発明に係るヒートポンプ式冷暖房
装置の一実施の形態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。
装置の一実施の形態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。
【００１７】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。
【００１８】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。
【００１９】しかして、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１０１が提供される。この空気調和機１０１は、室内
機２００と、熱ガス機関１を含む室外機３００によって
構成される。
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１０１が提供される。この空気調和機１０１は、室内
機２００と、熱ガス機関１を含む室外機３００によって
構成される。
【００２０】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、三方弁（熱搬送回路切替手段）４００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７
０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、三方弁（熱搬送回路切替手段）４００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７
０とを備えている。
【００２１】そして、この実施の形態によれば、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には開閉弁５
１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に導かれ、そこで加熱された後、給湯管５
０を通じて給湯されるようになっている。
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には開閉弁５
１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に導かれ、そこで加熱された後、給湯管５
０を通じて給湯されるようになっている。
【００２２】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。
【００２３】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。
【００２４】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、
三方弁（熱搬送回路切替手段）４００、四方弁３０、更
には管路４５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、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６
０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、
三方弁（熱搬送回路切替手段）４００、四方弁３０、更
には管路４５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、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６
０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。
【００２５】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。
【００２６】これは室外ファン３０３の回転数を制御す
ることにより容易に達成され、ファンを停止した時が最
大給湯能力となる。
ることにより容易に達成され、ファンを停止した時が最
大給湯能力となる。
【００２７】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、三方弁（熱搬送回
路切替手段）４００、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。
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、三方弁（熱搬送回
路切替手段）４００、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。
【００２８】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。
【００２９】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。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ことは否めない。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。
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。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ことは否めない。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。
【００３０】しかして、この実施の形態によれば、冷房
あるいは暖房運転の要求がなく給湯運転のみの要求があ
るとき、図２に示すように、四方弁３０，３１、三方弁
（熱搬送回路切替手段）４００が夫々切り替えられる。
あるいは暖房運転の要求がなく給湯運転のみの要求があ
るとき、図２に示すように、四方弁３０，３１、三方弁
（熱搬送回路切替手段）４００が夫々切り替えられる。
【００３１】これによれば、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、三方弁（熱搬送回路切替手段）４００に流れ、室
内機２００をバイパスして管路４８を通じて給湯用熱交
換器６０に流れ、そこから管路４７を通じて中温熱交換
器（放熱用熱源）１１に戻る。
源）１１で放熱された温水は、管路４４、温水用ポンプ
２０、三方弁（熱搬送回路切替手段）４００に流れ、室
内機２００をバイパスして管路４８を通じて給湯用熱交
換器６０に流れ、そこから管路４７を通じて中温熱交換
器（放熱用熱源）１１に戻る。
【００３２】給湯用熱交換器６０には、外部給水管７０
を通じて外部水が供給され、この外部水は給湯用熱交換
器６０で加熱され、給湯管５０及び開閉弁５１を経て給
湯に利用される。この場合において、給湯用熱交換器６
０での加熱温度は、３０℃〜５０℃程度になることは否
めない。
を通じて外部水が供給され、この外部水は給湯用熱交換
器６０で加熱され、給湯管５０及び開閉弁５１を経て給
湯に利用される。この場合において、給湯用熱交換器６
０での加熱温度は、３０℃〜５０℃程度になることは否
めない。
【００３３】一方、低温熱交換器（吸熱用熱源）１３で
吸熱された冷水は、管路４０、四方弁３０、管路４５を
通じて室外熱交換器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４
６、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。
吸熱された冷水は、管路４０、四方弁３０、管路４５を
通じて室外熱交換器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４
６、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。
【００３４】これによれば、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、熱サイク
ルにより給湯用熱交換器６０を通じて放熱され、この熱
が給湯に利用されることになる。
交換器３０１を通じて外気から熱が吸収され、熱サイク
ルにより給湯用熱交換器６０を通じて放熱され、この熱
が給湯に利用されることになる。
【００３５】以上の実施の形態では、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。
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。
【００３６】図３は、本発明の別の実施の形態を示して
いる。これによれば、外部給水管７０には三方弁（給湯
回路切替弁）４１０がつながれ、この三方弁（給湯回路
切替手段）４１０には、給湯用熱交換器６０をバイパス
する管路４９がつながれ、該管路４９は加熱用熱交換器
９１の下流に位置する給湯管５０につながれる。このよ
うにすることによって三方弁（給湯回路切替手段）４１
０を切り替え、開閉弁５１を開くと、熱ガス機関１の運
転とは無関係に外部供給水を供給することが可能にな
る。
いる。これによれば、外部給水管７０には三方弁（給湯
回路切替弁）４１０がつながれ、この三方弁（給湯回路
切替手段）４１０には、給湯用熱交換器６０をバイパス
する管路４９がつながれ、該管路４９は加熱用熱交換器
９１の下流に位置する給湯管５０につながれる。このよ
うにすることによって三方弁（給湯回路切替手段）４１
０を切り替え、開閉弁５１を開くと、熱ガス機関１の運
転とは無関係に外部供給水を供給することが可能にな
る。
【００３７】上記の各実施の形態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。
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。
【００３８】また、上記各実施の形態により給湯を行う
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。
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。
【００３９】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、上記各実施の形態の場合に
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３
５℃）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、上記各実施の形態の場合に
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３
５℃）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。
【００４０】上記の各実施の形態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。
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。
【００４１】以上、本発明の実施の形態に基づいて本発
明を説明したが、本発明は、上記各実施の形態に限定さ
れるものでないことは明らかである。
明を説明したが、本発明は、上記各実施の形態に限定さ
れるものでないことは明らかである。
【００４２】例えば、上記の実施の形態では、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、上記の実施の
形態では、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。
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、上記の実施の
形態では、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。
【００４３】
【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。また、熱搬送回路切替手段が設けられ
ているので、例えば冷房あるいは暖房の要求がなく給湯
の要求のみがあるときに、室外熱交換器又は室内熱交換
器をバイパスして、給湯用熱交換器に温水を流せるの
で、熱ガス機関を運転しさえすれば、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。
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。また、熱搬送回路切替手段が設けられ
ているので、例えば冷房あるいは暖房の要求がなく給湯
の要求のみがあるときに、室外熱交換器又は室内熱交換
器をバイパスして、給湯用熱交換器に温水を流せるの
で、熱ガス機関を運転しさえすれば、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。
【００４４】請求項２に記載の発明では、給湯回路切替
手段を設けているので、例えば給水要求があるときに
は、熱ガス機関を運転しなくても、外部供給水或いは循
環水を給水することができる。
手段を設けているので、例えば給水要求があるときに
は、熱ガス機関を運転しなくても、外部供給水或いは循
環水を給水することができる。
【００４５】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。
【図１】本発明のヒートポンプ式冷暖房装置の一実施の
形態を示す回路図である。
形態を示す回路図である。
【図２】図１の回路で熱搬送回路切替手段を切替えた状
態を示す回路図である。
態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別の実施
の形態を示す回路図である。
の形態を示す回路図である。
１ 熱ガス機関 １１ 中温熱交換器（放熱用熱源） １３ 低温熱交換器（吸熱用熱源） 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 １０１ 冷暖房装置 ２００ 室内機 ２０１ 室内熱交換器 ３００ 室外機 ３０１ 室外熱交換器 ４００ 熱搬送回路切替手段 ４１０ 給湯回路切替手段
Claims (3)
- 【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
ぐとともに、この給湯用熱交換器には外部供給水或いは
循環水を通して加熱・給湯する給湯回路をつなぎ、且つ
前記放熱用熱源につながる熱搬送回路には、前記室内熱
交換器又は前記室外熱交換器をバイパスさせて、前記給
湯用熱交換器に温水を流すための熱搬送回路切替手段を
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
ぐとともに、この給湯用熱交換器には外部供給水或いは
循環水を通して加熱・給湯する給湯回路をつなぎ、且つ
この給湯回路には前記給湯用熱交換器をバイパスさせ
て、外部供給水或いは循環水を流すための給湯回路切替
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。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP20347195A JPH0949649A (ja) | 1995-08-09 | 1995-08-09 | ヒートポンプ式冷暖房装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP20347195A JPH0949649A (ja) | 1995-08-09 | 1995-08-09 | ヒートポンプ式冷暖房装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0949649A true JPH0949649A (ja) | 1997-02-18 |
Family
ID=16474696
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP20347195A Pending JPH0949649A (ja) | 1995-08-09 | 1995-08-09 | ヒートポンプ式冷暖房装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0949649A (ja) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN102207318A (zh) * | 2011-06-15 | 2011-10-05 | 沈学明 | 一种地源热泵中央空调主机 |
| CN102734982A (zh) * | 2011-03-30 | 2012-10-17 | 哈尔滨工大金涛科技股份有限公司 | 直接式污水源热泵 |
| CN104676962A (zh) * | 2013-11-28 | 2015-06-03 | 财团法人工业技术研究院 | 冷热共生热泵设备 |
-
1995
- 1995-08-09 JP JP20347195A patent/JPH0949649A/ja active Pending
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN102734982A (zh) * | 2011-03-30 | 2012-10-17 | 哈尔滨工大金涛科技股份有限公司 | 直接式污水源热泵 |
| CN102734982B (zh) * | 2011-03-30 | 2014-10-08 | 哈尔滨工大金涛科技股份有限公司 | 直接式污水源热泵 |
| CN102207318A (zh) * | 2011-06-15 | 2011-10-05 | 沈学明 | 一种地源热泵中央空调主机 |
| CN104676962A (zh) * | 2013-11-28 | 2015-06-03 | 财团法人工业技术研究院 | 冷热共生热泵设备 |
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