JPH0953843A - 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
- Publication number
- JPH0953843A JPH0953843A JP20459895A JP20459895A JPH0953843A JP H0953843 A JPH0953843 A JP H0953843A JP 20459895 A JP20459895 A JP 20459895A JP 20459895 A JP20459895 A JP 20459895A JP H0953843 A JPH0953843 A JP H0953843A
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- JP
- Japan
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- heat
- heat exchanger
- hot water
- outdoor
- gas engine
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 簡単に除霜運転できるとともに、好ましくは
暖房運転を継続しながら除霜運転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。 【解決手段】 外部からの熱又は動力により作動する熱
ガス機関1を有し、この熱ガス機関1の吸熱用熱源13
と、熱ガス機関1の放熱用熱源11と、室外機に設けた
室外熱交換器301と、室内機に設けた室内熱交換器2
01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、放熱用熱源11につながる熱搬送回路に放
熱器302をつなぎ、この放熱器302を室外熱交換器
301の風上に配置し、除霜運転時には放熱用熱源11
と室内熱交換器201とをつないだまま、放熱用熱源1
1と放熱器302とをつなぐ切替手段を設けたものであ
る。
暖房運転を継続しながら除霜運転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。 【解決手段】 外部からの熱又は動力により作動する熱
ガス機関1を有し、この熱ガス機関1の吸熱用熱源13
と、熱ガス機関1の放熱用熱源11と、室外機に設けた
室外熱交換器301と、室内機に設けた室内熱交換器2
01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、放熱用熱源11につながる熱搬送回路に放
熱器302をつなぎ、この放熱器302を室外熱交換器
301の風上に配置し、除霜運転時には放熱用熱源11
と室内熱交換器201とをつないだまま、放熱用熱源1
1と放熱器302とをつなぐ切替手段を設けたものであ
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】更にまた、この種のヒートポンプ式冷暖房
装置にあっては、外気が著しく低い時に、暖房運転を行
うと、室外機の室外熱交換器に着霜し、暖房運転を継続
できなくなるという問題がある。この場合には、従来、
一時的に暖房運転を停止し、除霜運転に切り替えるよう
にしているが、これだとせっかく暖まっている室内の温
度が除霜運転中に低下してしまうという問題がある。
装置にあっては、外気が著しく低い時に、暖房運転を行
うと、室外機の室外熱交換器に着霜し、暖房運転を継続
できなくなるという問題がある。この場合には、従来、
一時的に暖房運転を停止し、除霜運転に切り替えるよう
にしているが、これだとせっかく暖まっている室内の温
度が除霜運転中に低下してしまうという問題がある。
【0007】そこで、本発明の目的は、上記した従来例
の有する課題を解消し、簡単に除霜運転できるととも
に、好ましくは暖房運転を継続しながら除霜運転するこ
とが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。
の有する課題を解消し、簡単に除霜運転できるととも
に、好ましくは暖房運転を継続しながら除霜運転するこ
とが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。
【0008】
【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
がる熱搬送回路に放熱器をつなぎ、この放熱器を前記室
外熱交換器の風上に配置し、除霜運転時には前記放熱用
熱源と前記放熱器とをつなぐ切替手段を設けたものであ
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
がる熱搬送回路に放熱器をつなぎ、この放熱器を前記室
外熱交換器の風上に配置し、除霜運転時には前記放熱用
熱源と前記放熱器とをつなぐ切替手段を設けたものであ
る。
【0009】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熱搬送回路に放
熱器をつなぎ、この放熱器を前記室外熱交換器の風上に
配置し、除霜運転時には前記放熱用熱源と前記室内熱交
換器とをつないだまま、前記放熱用熱源と前記放熱器と
をつなぐ切替手段を設けたものである。
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熱搬送回路に放
熱器をつなぎ、この放熱器を前記室外熱交換器の風上に
配置し、除霜運転時には前記放熱用熱源と前記室内熱交
換器とをつないだまま、前記放熱用熱源と前記放熱器と
をつなぐ切替手段を設けたものである。
【0010】請求項3記載の発明は、請求項1又は2記
載のものにおいて、前記放熱器と前記室外熱交換器とを
一体に成形したものである。
載のものにおいて、前記放熱器と前記室外熱交換器とを
一体に成形したものである。
【0011】請求項1に記載の発明では、暖房運転時に
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ので、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るので、そこでは室外か
ら吸熱する。一方、冷房運転時には、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ので、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
換器に入るので、そこでは室外に放熱する。除霜運転時
には、放熱用熱源で暖められた温水が熱搬送回路を通じ
て、室外熱交換器の風上に配置された放熱器に入るの
で、この放熱器からの熱が室外熱交換器に触れるので、
これにより室外熱交換器の除霜が行われる。
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ので、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るので、そこでは室外か
ら吸熱する。一方、冷房運転時には、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ので、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
換器に入るので、そこでは室外に放熱する。除霜運転時
には、放熱用熱源で暖められた温水が熱搬送回路を通じ
て、室外熱交換器の風上に配置された放熱器に入るの
で、この放熱器からの熱が室外熱交換器に触れるので、
これにより室外熱交換器の除霜が行われる。
【0012】請求項2に記載の発明では、請求項1のも
のに加えて、暖房運転を継続しながら、放熱用熱源で暖
められた温水を、室外熱交換器の風上に配置された放熱
器に流すことができるので、暖房運転を継続したまま、
この放熱器からの熱により室外熱交換器の除霜が行われ
る。
のに加えて、暖房運転を継続しながら、放熱用熱源で暖
められた温水を、室外熱交換器の風上に配置された放熱
器に流すことができるので、暖房運転を継続したまま、
この放熱器からの熱により室外熱交換器の除霜が行われ
る。
【0013】請求項3に記載の発明では、放熱器と室内
熱交換器とが一体であるので、組み立てが簡単で、作り
勝手がよい。
熱交換器とが一体であるので、組み立てが簡単で、作り
勝手がよい。
【0014】
【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。
【0015】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。
【0016】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。
【0017】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。
【0018】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とによって
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とによって
構成される。
【0019】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と放熱器302
と室外ファン303とを備え、さらに、温水用ポンプ2
0と、冷水用ポンプ21と、三方弁400と、流量制御
弁500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。尚、三方弁400と流
量制御弁500とは切替手段を構成する。
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と放熱器302
と室外ファン303とを備え、さらに、温水用ポンプ2
0と、冷水用ポンプ21と、三方弁400と、流量制御
弁500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。尚、三方弁400と流
量制御弁500とは切替手段を構成する。
【0020】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、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。
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。
【0021】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。
【0022】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。
【0023】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60と室外熱交換器30
1、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2
01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60と室外熱交換器30
1、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2
01を通じて室内空気から熱が吸熱されて、冷房が行わ
れる。
【0024】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。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。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。
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。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。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。
【0025】給湯温度を上昇させたい時には、この実施
の形態では補助加熱手段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9
2の容量にもよるが、給湯温度は80℃程度にまで上昇
する。
の形態では補助加熱手段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9
2の容量にもよるが、給湯温度は80℃程度にまで上昇
する。
【0026】また、この冷房運転時には、管路49a上
の流量制御弁500を開くことも可能である。この流量
制御弁500を開くと、放熱器302にも温水が流れる
ので、結局、放熱器302と室外熱交換器301の双方
に温水が流れることになる。これによれば、熱交換器の
容量が増大するので、外気に対する放熱容量が増加し、
中温熱交換器(放熱用熱源)11に戻る温水の温度が低
下し、冷房装置の効率を向上させることができる。
の流量制御弁500を開くことも可能である。この流量
制御弁500を開くと、放熱器302にも温水が流れる
ので、結局、放熱器302と室外熱交換器301の双方
に温水が流れることになる。これによれば、熱交換器の
容量が増大するので、外気に対する放熱容量が増加し、
中温熱交換器(放熱用熱源)11に戻る温水の温度が低
下し、冷房装置の効率を向上させることができる。
【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、流量制御弁500は全閉である。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、流量制御弁500は全閉である。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】次に、除霜運転について説明する。外気が
著しく低い時に、暖房運転を行うと、室外機300の室
外熱交換器301に着霜し、暖房運転を継続できなくな
る。
著しく低い時に、暖房運転を行うと、室外機300の室
外熱交換器301に着霜し、暖房運転を継続できなくな
る。
【0030】この場合には、室内機200の室内熱交換
器201に温水を流しながら、管路49a上の流量制御
弁500を開いて、放熱器302にも温水を流す。この
放熱器302に温水を流すと、この放熱器302は室外
熱交換器301の風上に位置しているので、この室外熱
交換器301に温風がかかる。この温風がかかることに
より室外熱交換器301の霜が除霜される。
器201に温水を流しながら、管路49a上の流量制御
弁500を開いて、放熱器302にも温水を流す。この
放熱器302に温水を流すと、この放熱器302は室外
熱交換器301の風上に位置しているので、この室外熱
交換器301に温風がかかる。この温風がかかることに
より室外熱交換器301の霜が除霜される。
【0031】要するに、これによれば、暖房運転を継続
しながら、除霜運転に切り替えることができるので、暖
まっている室内の温度を維持しながら、室外熱交換器3
01の霜をほぼ確実に除霜することができる。
しながら、除霜運転に切り替えることができるので、暖
まっている室内の温度を維持しながら、室外熱交換器3
01の霜をほぼ確実に除霜することができる。
【0032】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。
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。
【0033】給湯温度を上昇させたい時には、この実施
の形態では、補助加熱手段90の燃焼器92を燃焼させ
ればよい。
の形態では、補助加熱手段90の燃焼器92を燃焼させ
ればよい。
【0034】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。
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】また、この実施の形態によれば、空調運転
の要求がなく給湯運転のみの要求があるとき、流量制御
弁500が全閉にされ、三方弁400が切り替えられ、
四方弁30,31が点線の位置に切り替えられる。
の要求がなく給湯運転のみの要求があるとき、流量制御
弁500が全閉にされ、三方弁400が切り替えられ、
四方弁30,31が点線の位置に切り替えられる。
【0036】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。
【0037】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。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越えることはできず、30
℃程度であるので、必要があれば、補助加熱手段90の
燃焼器92を燃焼させる。
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。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越えることはできず、30
℃程度であるので、必要があれば、補助加熱手段90の
燃焼器92を燃焼させる。
【0038】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。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。
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。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。
【0039】図1を参照して、外部給水管70に三方弁
71を設け、この三方弁71に給湯用熱交換器60をバ
イパスするバイパス管72を設けることは望ましい。こ
れによれば、三方弁71を切り替えることにより、外部
水を、給湯用熱交換器60をバイパスして流せるので、
熱ガス機関1を運転しなくても、補助加熱手段90の動
作により給湯が可能になるという利点が得られる。ある
いは、給湯の要求がない場合にも対応できる。
71を設け、この三方弁71に給湯用熱交換器60をバ
イパスするバイパス管72を設けることは望ましい。こ
れによれば、三方弁71を切り替えることにより、外部
水を、給湯用熱交換器60をバイパスして流せるので、
熱ガス機関1を運転しなくても、補助加熱手段90の動
作により給湯が可能になるという利点が得られる。ある
いは、給湯の要求がない場合にも対応できる。
【0040】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。
【0041】図2は、本発明の別の実施の形態を示して
いる。図1の実施の形態では、室外機300に内蔵され
る室外熱交換器301と放熱器302とが夫々別体であ
るが、この実施の形態では、室外熱交換器と放熱器とが
一体の熱交換器304として成形されている。これによ
れば、組み立てが簡単になり、きわめて作り勝手のよい
ものになる。
いる。図1の実施の形態では、室外機300に内蔵され
る室外熱交換器301と放熱器302とが夫々別体であ
るが、この実施の形態では、室外熱交換器と放熱器とが
一体の熱交換器304として成形されている。これによ
れば、組み立てが簡単になり、きわめて作り勝手のよい
ものになる。
【0042】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。
【0043】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。
【0044】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。
【0045】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。
【0046】したがって、温水用ポンプ20と、冷水用
ポンプ21と、管路40〜47と、給湯管50と、図示
しない制御装置及びアクチュエータと、四方弁30及び
31と、開閉弁51等は制御手段を構成する。
ポンプ21と、管路40〜47と、給湯管50と、図示
しない制御装置及びアクチュエータと、四方弁30及び
31と、開閉弁51等は制御手段を構成する。
【0047】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。
【0048】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。
【0049】
【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、除霜運転時には、放熱用熱源
で暖められた温水が熱搬送回路を通じて、室外熱交換器
の風上に配置された放熱器に入るので、この放熱器から
の熱が室外熱交換器に触れるので、これにより室外熱交
換器の除霜を行うことができる。
1に記載の発明によれば、除霜運転時には、放熱用熱源
で暖められた温水が熱搬送回路を通じて、室外熱交換器
の風上に配置された放熱器に入るので、この放熱器から
の熱が室外熱交換器に触れるので、これにより室外熱交
換器の除霜を行うことができる。
【0050】請求項2に記載の発明によれば、請求項1
のものに加えて、暖房運転を継続しながら、放熱用熱源
で暖められた温水を、室外熱交換器の風上に配置された
放熱器に流すことができるので、暖房運転を継続したま
ま、この放熱器からの熱により室外熱交換器の除霜を行
うことができる。
のものに加えて、暖房運転を継続しながら、放熱用熱源
で暖められた温水を、室外熱交換器の風上に配置された
放熱器に流すことができるので、暖房運転を継続したま
ま、この放熱器からの熱により室外熱交換器の除霜を行
うことができる。
【0051】請求項3に記載の発明によれば、放熱器と
室内熱交換器とが一体であるので、組み立てが簡単で、
作り勝手がよいものになる。
室内熱交換器とが一体であるので、組み立てが簡単で、
作り勝手がよいものになる。
【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】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 300 室外機 302 放熱器 301 室外熱交換器 400 三方弁 500 流量制御弁
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熱搬送回路に並列に放熱器を
つなぎ、この放熱器を前記室外熱交換器の風上に配置
し、除霜運転時には前記放熱用熱源と前記放熱器とをつ
なぐ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熱搬送回路に並列に放熱器を
つなぎ、この放熱器を前記室外熱交換器の風上に配置
し、除霜運転時には前記放熱用熱源と前記室内熱交換器
とをつないだまま、前記放熱用熱源と前記放熱器とをつ
なぐ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】 前記放熱器と前記室外熱交換器とを一体
に成形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 |
---|---|---|---|
JP20459895A JPH0953843A (ja) | 1995-08-10 | 1995-08-10 | ヒートポンプ式冷暖房装置 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP20459895A JPH0953843A (ja) | 1995-08-10 | 1995-08-10 | ヒートポンプ式冷暖房装置 |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH0953843A true JPH0953843A (ja) | 1997-02-25 |
Family
ID=16493120
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP20459895A Pending JPH0953843A (ja) | 1995-08-10 | 1995-08-10 | ヒートポンプ式冷暖房装置 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JPH0953843A (ja) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2000205682A (ja) * | 1999-01-08 | 2000-07-28 | Sharp Corp | 冷却装置 |
-
1995
- 1995-08-10 JP JP20459895A patent/JPH0953843A/ja active Pending
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2000205682A (ja) * | 1999-01-08 | 2000-07-28 | Sharp Corp | 冷却装置 |
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