JPH11344240A - 空気調和熱源装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】環境問題により、自然冷媒を使用し、なおかつ
空調部屋には冷媒を導入する直膨式をやめ、二次冷媒と
して水を使用して環境上問題の発生しない省エネタイプ
の空調方式としたものである。 【解決手段】構成部品２〜７にて構築される周期の空冷
ヒートポンプサイクルにて冷温水を製造し、冷温水循環
ポンプ８にて往ヘッダ１０と還ヘッダ９間を循環させる
とともに、往ヘッダ１０及び還ヘッダ９より水配管１５
及び１６にて接続された各ファンコイル１４に冷温水を
循環し冷暖房を行うものである。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、複数の個別空調を
行う一般住宅用空気調和装置の熱源装置に関するもので
ある。

【０００２】

【従来の技術】従来技術における個別空調装置として
は、各空調部屋に直膨式熱交換器を設置し、室外機との
間を冷媒配管にて接続して成る、いわゆるパッケージ型
空調機のマルチタイプがある。本方式は、冷媒ポンプ等
の付帯設備を必要とせず、比較的設置工事が簡単であり
一般的に普及している。但しこの方式は環境問題、すな
わちオゾン層を破壊するフロンを使用するばかりでな
く、空調部屋内に冷媒を導入している点で問題を有して
いる。

【０００３】従来技術の中にも、この環境問題（使用冷
媒）を解決すべく考案された発明がある。公知例を特開
平7−301433号公報（個別分散空気調和装置）に示す。

【０００４】しかし、本発明においては、環境問題を解
決すべくオゾン層破壊性のない代替フロン（ＨＦＣ１３
４ａ）を二次冷媒として室外熱源機と各部屋空気調和機
との間に使用している。そのためオゾン破壊係数が０で
毒性が無い冷媒といえども、各空調部屋に代替フロンが
導かれているため、万一冷媒が洩れた場合には空調部屋
にフロンが充満することになり危険性を秘めている。

【０００５】一方、住宅環境は高断熱・高気密性指向に
あり、その性能は今後益々向上してゆく。この環境下に
おいて、代替フロンが毒性無しといえども、高気密性の
部屋に漏れることは避けなければ成らない。

【０００６】以上のように直膨マルチタイプ及び公知例
においても空調部屋に、今後その使用を制限されるであ
ろうと思われる冷媒を導入しているという点で問題を有
している。

【０００７】その他の従来技術として、図２に示すチラ
ーユニットとファンコイルによる水方式が有るが、この
方式は循環ポンプ，水配管，シスターン等の付帯設備工
事が必要であり、工事費用が増大するなどの難点が有
る。更にファンコイルを一部のみ使用している場合でも
ポンプがフル運転しており空調負荷低時の搬送費が大き
いなどの他、ファンコイルに分配する水配管の抵抗を均
一にすることの困難さから水分配不均等による空調効果
の低下も招いている。

【０００８】

【発明が解決しようとする課題】従来技術は前述の通
り、環境問題における使用冷媒の問題と、水方式にした
場合には工事性での難点がある。

【０００９】本発明においては、この問題を解決すべく
次の項目を発明の目的としている。

【００１０】１．各部屋の空調装置（ファンコイルユニ
ット）には、二次冷媒として取扱いに簡便で、環境上問
題のない水を使用し、さらに、従来の直膨式マルチタイ
プの工事性に劣らぬよう、水循環ポンプ他の付帯機器を
熱源装置内に収納し、さらに室内機との接続部にはワン
タッチ接手を採用し、直膨式マルチ機の設置時に生ずる
配管接続（ロー付作業）の特殊作業を排除し、本装置の
設置が簡単に行える様工夫したものである。

【００１１】２．近年住宅は、高級志向となり高断熱，
高気密化されている。その結果空調用電力も当然省エネ
化を図る必要が有り本発明にては、圧縮機の省エネ運転
としてインバータ制御を採用、更に循環ポンプにおいて
も、空調負荷の大小によりポンプ回転数を変化させ省エ
ネ運転とするものである。

【００１２】３．冷温水を製造する熱源装置の冷媒に
は、環境上問題の無い自然冷媒を使用した。

【００１３】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に本発明の第１においては、現地工事を大幅に省略する
ため、二次冷媒である水を循環するポンプ，往還分岐ヘ
ッダ，膨張タンク及び室内機との接続を行う水配管接続
接手を熱源機ケーシング内に収納していることを特徴と
する。

【００１４】第２においては、冷房あるいは暖房負荷の
大小を熱源機への還り水温の変化により検出するサーミ
スタを水側熱交換器に取り付け、空調負荷の変化に追随
して圧縮機のインバータ制御により低負荷時は、低出力
として省エネ運転を行う。一方、二次冷媒（水）循環用
ポンプにおいては、室内機（ファンコイルユニット）の
運転台数変化に伴って、ファンコイルへの循環系統をバ
イパス制御する三方弁の作動により、往還ヘッダ間をバ
イパスし熱源装置の水側熱交換器水速は変化することな
く、ポンプ流量を減らす制御をしているためにポンプ搬
送動力を低減することができることを特徴とする。

【００１５】第３においては、環境上問題の無い自然冷
媒を使用したことを特徴とする。

【００１６】即ち、本発明によれば、二次冷媒である水
の循環回路に必要となる補器類を熱源装置ケーシング内
に収納しているため工事費が大幅に低減できる。また、
空調負荷に応じた省エネ運転を行うために、ランニング
コストを低減できる。

【００１７】さらには、環境上問題とならない自然冷媒
と、二次冷媒として水を使用しているため、環境上全く
問題のないシステムとすることができる。

【００１８】

【発明の実施の形態】図１は本発明の一実施例であり、
冷温水を製造する熱源装置１と、室内ファンコイル１４
（本発明では、５台の場合を図示）を水配管にて接続し
た例を図示している。

【００１９】この図１において、２は圧縮機、３は冷暖
房運転時に冷媒流路を切り替える四方弁、４は空気側熱
交換器、５は流路可逆型膨張弁、６は水側熱交換器、７
はアキュムレータ、８は冷温水循環ポンプ、９は冷温水
還ヘッダ、１０は冷温水往ヘッダ、１１は水配管接続用
ワンタッチ式接手、１２は水温変化による水の膨張を吸
収する膨張タンク、１３は水配管バイパス用電動三方
弁、１４はファンコイルユニット、１５は往側水配管、
１６は還側水配管である。

【００２０】次に作用について説明する。まず、熱源ユ
ニット１にて冷温水を製造するわけであるが、冷房に供
する冷水は圧縮機２より吐出された高温高圧の冷媒ガス
が、四方弁３を通り空気側熱交換器４にて凝縮液化し冷
媒液となる。冷媒液は膨張弁５にて低圧の冷媒２相液へ
と減圧され、水側熱交換器６にて水より吸熱し蒸発気化
することにより、被冷却水である水は冷却される。

【００２１】暖房に供する温水は、圧縮機２より吐出さ
れた高温高圧の冷媒ガスが、四方弁３を通り水側熱交換
器５へと流入し、ここで水側に凝縮熱を放熱し水を加熱
する一方、冷媒は凝縮液化する。凝縮した冷媒液は膨張
弁５にて減圧され、空気側熱交換器４にて蒸発気化し、
アキュムレータ７を通り、圧縮機２へと循環し冷凍サイ
クルを成す。こうして冷暖房用の冷温水は熱源装置１内
の冷凍サイクルにて製造される。

【００２２】一方、冷房時の室内空調は熱源装置１にて
製造された冷水が循環ポンプ８にてファンコイル１４内
に循環される。水側熱交換器６を出た冷水は、往ヘッダ
１０にて各部屋毎に分配接続された水配管（往側）１５
にてファンコイル１４に流入、ここで室内空気とファン
（図示せず）により熱交換をし、水配管（還側）１６に
て還ヘッダ９に集合され、さらにポンプによって循環回
路を形成するものである。

【００２３】暖房時の室内空調においても冷房時と同
様、熱源装置１にて製造された温水が循環ポンプ８によ
り、熱源装置１とファンコイル１４との間を循環し、各
部屋の暖房を行うものである。

【００２４】ここで本案にては、冷温水分岐ヘッダを熱
源装置内に収納し、分岐ヘッダ近傍に設けた水配管接手
１１により、各部屋毎に水の流量を調整することが可能
であり、試運転調整時に流量調整を行い、各部屋の流量
を均一にすることによりファンコイルの性能を最大限に
発揮することができる。

【００２５】また、ファンコイルの運転に連動して、熱
源装置内往還ヘッダ間に設けた各部屋接続配管毎のバイ
パス用電動三方弁により、ファンコイル未使用時にはフ
ァンコイルへの通水を断とし、往還ヘッダ間の水循環回
路を形成することにより、水側熱交換器内の水速を変え
ることなく、いわゆる最適水速を保ち熱交換機性能を確
保した状態のまま、循環ポンプはファンコイルへの通水
断による水配管抵抗の減少により、回転数を低下して運
転することができるため、ポンプ動力を減らす結果とな
る。

【００２６】圧縮機の運転制御としては、ファンコイル
よりの戻り温度を検知して負荷の大小を判断しインバー
タ制御を採用しているため、負荷の減少により当然省動
力運転となり、システムとしては大幅な省エネ運転にな
る。

【００２７】

【発明の効果】本発明によれば、熱源装置と室内機を設
置し、その間を水配管にて接続すれば別途工事等がなく
据付完了であり、工期短縮と現地作業の信頼性向上を大
幅に改善することができる。

【００２８】また、省エネ運転を行うためランニングコ
スト低減の他、運転音の低減も図ることができる。

【００２９】熱源装置には、パッケージ型空調機にては
ユニットが分離しているために可燃性や毒性の問題より
採用が難しい自然冷媒を本方式ではユニットが単一のた
め危険性が極めて少ないことと、冷媒封入量が少なくす
ることが出来る、本発明に採用した。なお二次冷媒とし
ては水を使用しているため、各空調部屋にはフロンを導
くことがないため、環境上の問題が全くないことにな
る。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施例である空気調和熱源装置を示
す系統図である。

【図２】従来技術の空気調和熱源装置を示す系統図であ
る。

【符号の説明】

１…熱源装置、２…圧縮機、３…四方弁、４…空気側熱
交換器、５…可逆型膨張弁、６…水側熱交換器、７…ア
キュムレータ、８…冷温水循環ポンプ、９…還ヘッダ、
１０…往ヘッダ、１１…接手、１２…膨張タンク、１３
…電動三方弁、１４…ファンコイル、１５…水配管（往
側）、１６…水配管（還側）、１７…シスターン。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】複数の空調部屋に対して個別に空気調和を
   行うファンコイルユニットに対し、冷却源，加熱源とな
   る熱源装置として、圧縮機，空気側熱交換器，減圧装置
   及び水側熱交換器より構成される周知の空冷ヒートポン
   プサイクルにて冷暖房に供する冷温水を製造する熱源装
   置であり、この熱源装置において、複数の空調部屋に設
   置されたファンコイルユニットに対し、二次冷媒として
   水を使用、この二次冷媒（水）を循環するポンプ，冷温
   水往還分岐ヘッダ，二次冷媒の体積変化を吸収する膨張
   タンク及び往還分岐ヘッダ間をバイパス制御する電動弁
   を熱源装置ケーシング内に収納し、ファンコイルとの接
   続部はワンタッチ接続とし、現地工事を大幅に省略可能
   としたことを特徴とした空気調和熱源装置。