JPH1183236A

JPH1183236A - 凝縮熱吸収ユニット

Info

Publication number: JPH1183236A
Application number: JP16346598A
Authority: JP
Inventors: Hideyuki Ohashi; 秀幸大橋; Masatsugu Arimura; 正嗣有村
Original assignee: Yamaha Motor Co Ltd
Current assignee: Yamaha Motor Co Ltd
Priority date: 1997-07-15
Filing date: 1998-06-11
Publication date: 1999-03-26

Abstract

(57)【要約】【課題】ヒートポンプ装置を室内暖房以外にも加熱用に
利用可能とするに当たり改造工事が簡単に実施できるよ
うな凝縮熱吸収ユニットを提供し、またヒートポンプ装
置に使用されヒートポンプ装置の暖房能力をよりよく向
上することが可能である。【解決手段】圧縮機６により暖房運転中、冷媒を圧縮機
６から室内熱交換器４１、膨張弁、室外熱交換器１１そ
して圧縮機６の順に循環させる冷媒回路２００を備え、
圧縮機６と室外熱交換器１１を内蔵する室外機２と室内
熱交換器４１を内蔵する室内機３とからなるヒートポン
プ装置１に使用され、暖房時、室内熱交換器４１より上
流の高圧高温冷媒が導かれる冷媒入口５１１と、この高
温高圧冷媒が通過する冷媒放熱器５１２と、この冷媒放
熱器５１２通過後の冷媒の出口となる冷媒出口５１３と
を配置するとともに、凝縮熱吸収のための熱運搬液が導
かれる熱運搬液入口５２１と、冷媒放熱器５１２からの
熱を熱運搬液に伝達する受熱器５２３と、凝縮熱利用の
ための熱運搬液の出口である熱運搬液出口５２４を配置
した凝縮熱吸収ユニット５００を備えている。

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、ヒートポンプ装
置に使用される凝縮熱吸収ユニットに関する。

【０００２】

【従来の技術】ヒートポンプ装置には、例えば暖房時、
エンジンあるいは電動モータで駆動する圧縮機で加圧
し、高温高圧化した冷媒を室内機に循環させて暖房する
ものがある。しかし、室内機のみの暖房で室内の人に十
分暖かく感じさせるのには、多くのエネルギー消費を必
要とする。このため、室内機を配置した部屋内の床に床
暖房パネルを配置し、高温高圧化した冷媒の室内機への
供給の途中において分岐して、冷媒−温水熱交換器で受
熱した温水を床暖房パネルに循環するようにし、床暖房
パネルと室内機の両方で室内を暖房するヒートポンプ装
置がある。

【０００３】さらに、圧縮機により高温高圧化した冷媒
の室内機への供給の途中において分岐し、冷媒−熱運搬
液熱交換器で受熱した熱運搬液の熱量を給湯や乾燥等に
利用することも考えられる。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】しかし、部屋内の暖房
用に室内機のみを配置する既存のヒートポンプ装置にお
いて、床暖房や給湯や乾燥等を可能にするためには、設
置された室外機を改造し、室外機内に上記冷媒−熱運搬
液熱交換器を配置すると共に、室外機内の配管が必要と
なるため、工数費用がかかる問題があった。また、室外
機によっては、冷媒−熱運搬液熱交換器を配置するスペ
ースが室外機内になく、改造そのものが困難となってい
た。

【０００５】この発明は、かかる点に鑑みてなされたも
ので、第１の目的は、ヒートポンプ装置を室内暖房以外
にも加熱用に利用可能とするに当たり改造工事が簡単に
実施できるような凝縮熱吸収ユニットを提供し、第２の
目的は、ヒートポンプ装置に使用されヒートポンプ装置
の暖房能力をよりよく向上することが可能な凝縮熱吸収
ユニットを提供することである。

【０００６】

【課題を解決するための手段】前記課題を解決し、かつ
目的を達成するために、この発明は、以下のように構成
した。

【０００７】請求項１記載の発明は、『圧縮機により暖
房運転中、冷媒を圧縮機から室内熱交換器、膨張弁、室
外熱交換器そして圧縮機の順に循環させる冷媒回路を備
え、圧縮機と室外熱交換器を内蔵する室外機と室内熱交
換器を内蔵する室内機とからなるヒートポンプ装置に使
用され、暖房時、前記室内熱交換器より上流の高圧高温
冷媒が導かれる冷媒入口と、この高温高圧冷媒が通過す
る冷媒放熱器と、この冷媒放熱器通過後の冷媒の出口と
なる冷媒出口とを配置するとともに、凝縮熱吸収のため
の熱運搬液が導かれる熱運搬液入口と、前記冷媒放熱器
からの熱を熱運搬液に伝達する受熱器と、凝縮熱利用の
ための熱運搬液の出口である熱運搬液出口を配置したこ
とを特徴とする凝縮熱吸収ユニット。』である。

【０００８】この請求項１記載の発明によれば、熱運搬
液管路と、室外機と室内機との間の冷媒管路の途中から
分岐した冷媒管路とを、冷媒入口、冷媒出口、熱運搬液
入口、熱運搬液出口にそれぞれ接続することのみで、凝
縮熱の利用と室内熱交換器による暖房との両方が可能と
なる。

【０００９】請求項２記載の発明は、『前記室内機に膨
張弁を配置した前記ヒートポンプ装置に使用され、前記
冷媒出口と前記冷媒放熱器との間の冷媒回路中に膨張弁
を配置したことを特徴とする請求項１記載の凝縮熱吸収
ユニット。』である。

【００１０】この請求項２記載の発明によれば、熱運搬
液管路と、室外機と室内機との間の冷媒管路の途中から
分岐した冷媒管路とを、冷媒入口、冷媒出口、熱運搬液
入口、熱運搬液出口にそれぞれ接続することのみで、凝
縮熱利用と室内熱交換器による暖房との両方が可能とな
る。

【００１１】請求項３記載の発明は、『熱運搬液として
水を使用するとともに、前記熱運搬液入口と、前記受熱
器との間の冷却水回路途中に、空気分離器と前記冷却水
ポンプを配置したことを特徴とする請求項１記載の凝縮
熱吸収ユニット。』である。

【００１２】この請求項３記載の発明によれば、空気を
分離するので受熱器での効率よい受熱、放熱器での効率
よい放熱が可能となり、凝縮熱利用効率が向上する。ま
た、冷却水ポンプは受熱前の水を循環するので熱負荷が
小さく、また、空気が分離された後の水を循環するので
吐出効率が良い。

【００１３】請求項４記載の発明は、『前記空気分離器
に冷却水供給部と、高圧空気リリーフ部を設けたことを
特徴とする請求項３記載の凝縮熱吸収ユニット。』であ
る。

【００１４】この請求項４記載の発明によれば、空気の
みでなく、蒸気も空気分離器から吐出され放熱用の循環
冷却水が減少していくが、空気分離器が水タンクとして
活用でき、且つ冷却水の補給も可能となる。

【００１５】請求項５記載の発明は、『前記冷媒放熱器
と前記受熱器を二重管熱交換器で構成し、この二重管熱
交換器と前記冷却水ポンプを６面体のパネル内に収容
し、且つ１つの面に前記冷媒入口、前記冷媒出口、前記
熱運搬液入口、前記熱運搬液出口を配置したことを特徴
とする請求項１記載の凝縮熱吸収ユニット。』である。

【００１６】この請求項５記載の発明によれば、６面体
のパネルの１面に配管用の出入り口を集中しており、配
管工事が簡単となる。

【００１７】

【発明の実施の形態】以下、この発明の凝縮熱吸収ユニ
ットの一実施形態としての凝縮熱吸収ユニットが組み込
まれるヒートポンプ装置を図面に基づいて説明する。

【００１８】図１はヒートポンプ装置の室外機の構成を
示す図、図２はヒートポンプ装置の室内機の構成を示す
図ある。

【００１９】ヒートポンプ装置１は主に、室外機２と、
室内機３とで構成されている。室内機３は、図２に示す
ように冷媒用の室内熱交換器４１、減圧用の電子膨張弁
４２及び室内熱交換用の送風ファン４４が不図示のケー
シング内に備えられ、各部屋Ｒ毎に配置される。また、
各部屋Ｒに室内温度センサー４３及びリモコン操作部８
７が備えられている。ある部屋Ｒには、放熱部としての
床暖房パネル８５が設けられると共に、床暖房状態検知
手段を構成する床暖房温度センサー８５ａが設けられて
いる。また、他のある部屋Ｒには、給水装置８６が設け
られ、さらに図示しない他のある部屋には加熱装置が設
けられる。

【００２０】室外機２は、図１に示すようにエンジン
５、圧縮機６，６等が配設され、さらにメインアキュム
レータ（以下、水−冷媒間熱交換器すなわち排熱回収器
ともいう）８、サブアキュムレータ９、冷媒用の室外熱
交換器１１及び放熱用ラジエータ１３等が配設されてい
る。放熱用ラジエータ１３には、冷却ファン１３ａが備
えられている。

【００２１】エンジン５として水冷式ガス燃料エンジン
が用いられるが、例えば電動モータで圧縮機６，６を駆
動するようにしてもよい。エンジン５の吸気通路には吸
気管２１ａを介してガスミキサ２１ｂ、エアクリーナ２
１ｃが接続されている。ガスミキサ２１ｂは燃料管路２
２によりガス燃料源に接続され、ガスミキサ２１ｂには
一体化されたスロットル弁の駆動モータ２２ａ、燃料管
路２２にはガス流量制御弁２２ｂ、ゼロガバナ（減圧
弁）２２ｄ及び電磁弁２２ｃが設けられ、燃料ガスボン
ベへ連結される。

【００２２】また、エンジン５の排気通路には、排気管
２３ａを介して排ガス熱交換器２３ｂ、排気サイレンサ
２３ｃ、ミストセパレータ２３ｄが接続されている。排
ガス熱交換器２３ｂ、排気サイレンサ２３ｃ及びミスト
セパレータ２３ｄに生じるドレン水は、中和器２３ｅに
排出される。また、エンジン５には潤滑油タンク２４ａ
が備えられ、澗滑油量が減少すると電磁弁２４ｂが開
き、潤滑油が重力によって供給されるようになってい
る。

【００２３】エンジン５の出力軸５ａには、クラッチ６
ａ，６ａを介して冷媒回路２００に配置された圧縮機
６，６が接続されている。圧縮機６の吐出口は冷媒管路
１６ａ、ポート１５ａ，１５ｃが連通して冷房運転位置
に切り替えられた四方弁１５、冷媒管路１６ｂを介して
冷媒用の室外熱交換器１１に接続され、この冷媒用の室
外熱交換器１１は冷媒管路１６ｃ、メインアキュムレー
タ８内の熱交換部８ａ（冷房時、冷媒を過冷却にする機
能を有する）、冷媒管路１７ａ，１７ｃを介して図２に
示す室内機３に配置された電子膨脹弁４２、冷媒用の室
内熱交換器４１に接続されている。冷媒管路１７ａと冷
媒管路１７ｃは、継ぎ手１００で接続され、冷媒管路１
７ａには、ドライヤ１０１、開閉弁１０２が配置されて
いる。

【００２４】この冷媒用の室内熱交換器４１は冷媒管路
１７ｂ，１７ｄを介して、図１に示す室外機２に配置さ
れたポート１５ｄ，１５ｂが連通して冷房運転位置に切
り替えられた四方弁１５、冷媒管路１６ｄ、メインアキ
ュムレータ８、冷媒管路１６ｅ、サブアキュムレータ
９、冷媒管路１６ｆを介して圧縮機６，６の吸い込み口
に接続されている。冷媒管路１７ｂと冷媒管路１７ｄ
は、継ぎ手１１０で接続され、冷媒管路１７ｂには、開
閉弁１１１が配置されている。

【００２５】なお、暖房運転時には四方弁１５が切り換
えられ、ポート１５ａとポート１５ｄが連通する一方、
ポート１５ｃとポート１５ｂが連通する。これにより、
圧縮機６から圧送される冷媒は室内機３に送られ室内熱
交換器４１、電子膨張弁４２を経て、室外機３に戻り、
室外熱交換器１１、メインアキュムレータ８、サブアキ
ュムレータ９を経て圧縮機６に吸引される。

【００２６】冷媒管路１６ｅには、毛細管９００が配置
され、９１０，９１０は各々温度検知器と毛細管を組み
合わせたものであり、冷媒温度を検知することによりメ
インアキュームレータ８内の液相冷媒のレベルを検知す
るためのものである。また、９１１は開閉弁、９１２は
オイル排出通路であり、アキュームレータ下部に溜める
オイル量が多くなると手動あるいは自動により開閉弁９
１１を開け、オイルをメインアキュームレータ８からサ
ブアキュームレータ９の方へ流すようにしている。

【００２７】また、冷媒管路１６ａの途中には、冷媒中
の潤滑油を分離するオイルセパレータ１９ａが設けら
れ、このオイルセパレータ１９ａで分離された潤滑油量
が所定値以上になると、オイルストレーナ１９ｂ、毛細
管１９ｃを介して圧縮機６，６の吸い込み口側の冷媒管
路１６ｆに戻される。また、冷媒管路１６ａはオイルス
トレーナ２０ａ、管内圧力が所定圧以上時に開く電磁弁
２０ｂを介してメインアキュムレータ８側の冷媒管路１
６ｄに接続されており、これにより冷媒管路圧力の異常
上昇を回避している。

【００２８】冷媒管路１６ｄと冷媒管路１６ｃ間に接続
された冷媒管路１６ｇには、電磁弁９０、オイルストレ
ーナ９１が配置され、冷房時、冷媒用の室内熱交換器４
１の負荷が特に小さくなる時、電磁弁９０が開き、冷媒
を冷媒用の室内熱交換器４１を迂回してメインアキュー
ムレータ８へ流すようにし、負荷とのバランスをとるよ
うにしている。冷媒管路１６ａには圧縮機６の高圧側圧
力センサー６１０が配置され、冷媒管路１６ｆには圧縮
機６の低圧側圧力センサー６１１が配置されている。ま
た、冷媒管路１６ｃには冷媒用の室外熱交換器１１と熱
交換器８ａの中間に、冷媒温度センサーＣが配置されて
いる。

【００２９】室外機２には、冷却水循環システムが備え
られ、この冷却水循環システムの循環路Ｓは、エンジン
５のエンジン冷却水ジャケット２８ｂ、切換弁Ｋ、これ
らを連通する循環通路２９ａ１，２９ａ２からなるエン
ジン側循環半路Ｓ１と、リニア三方弁２８ｄ、貯湯タン
ク３０１内の熱交換部３０２、サーモスタット３０３、
他方は水−冷媒間熱交換器８内の熱交換部２９ｇ、冷却
水ポンプ２８ｅ、排ガス熱交換器２３ｂ、これらを連通
する循環通路２９ｂ，２９ｃ，２９ｃ１，２９ｃ２，２
９ｃ３，２９ｆ１，２９ｆ２，２９ｐ，２９ｅ１，２９
ｅ２からなる放熱側循環半路Ｓ２を有している。エンジ
ン側循環半路Ｓ１と放熱側循環半路Ｓ２で、冷却水温度
が所定値を越えた場合のエンジン暖機時の循環路を形成
している。

【００３０】循環通路２９ｃと循環通路２９ｃ１は、継
ぎ手１２０で接続され、循環通路２９ｃ３と循環通路２
９ｃ２は、継ぎ手１３０で接続される。また、連通路２
９ｑはエンジン５の始動直後の暖機運転中エンジン側循
環半路Ｓ１を迂回し、放熱側循環半路Ｓ２を閉回路とす
る循環通路を構成する。

【００３１】また、放熱用ラジエータ１３には、冷却水
用リザーバタンク３０ａが水管路３０ｃ、冷却水循環シ
ステムの循環路Ｓ全体のリリーフ弁機能を有する注入口
３０ｂを介して接続されている。注入口３０ｂには切換
弁Ｋの１つのポートも接続される。なお、冷却水用リザ
ーバタンク３０ａには上部に注水口３０ｄと大気との連
通路３０ｅが設けられている。

【００３２】貯湯タンク３０１は、水配管３１０を介し
て水道管３１１に接続され、この水配管３１０には開閉
弁３１２、逆止弁３１３が配置されている。また、貯湯
タンク３０１には、リリーフ弁３１４と開閉弁３１５が
設けられている。開閉弁３１２は常時開いており、開閉
弁３１５を開くことで、貯湯タンク３０１内に水配管３
１０から水道水が供給され、リリーフ弁３１４により貯
湯タンク３０１内の異常昇圧が防止される。逆止弁３１
３は、貯湯タンク３０１内の水圧が上昇した際に、水道
管３１１側に逆流することを規制している。貯湯タンク
３０１には、温水を供給する供給湯路３３０ａが接続さ
れ、温水を給水装置８６に供給する。

【００３３】このヒートポンプ装置１には、図２に示す
ように室外機２の外側近傍に、凝縮熱吸収ユニット５０
０が備えられ、凝縮熱吸収ユニット５００と凝縮熱吸収
ユニット５００から温水が循環供給される床暖房パネル
８５とで凝縮熱利用装置の一実施形態となる床暖房装置
Ａが構成される。

【００３４】図２に示すように室外機２の外側近傍に、
凝縮熱吸収ユニット５００が備えられている。凝縮熱吸
収ユニット５００は、冷媒管路５０１，５０２を介して
冷媒管路１７ｃ，１７ｄに接続され、冷却水配管５０
３，５０４を介して床暖房パネル８５に接続される。冷
却水配管５０３には、床暖開閉弁８９が設けられてい
る。

【００３５】次に、凝縮熱吸収ユニット５００を図３乃
至図７に基づいて説明する。図３は凝縮熱吸収ユニット
の回路図、図４は凝縮熱吸収ユニットの正面図、図５は
凝縮熱吸収ユニットの平面図、図６は凝縮熱吸収ユニッ
トの右側面図、図７は図４のVII-VII線に沿う断面図で
ある。

【００３６】まず、図３の凝縮熱吸収ユニットの回路図
について説明する。凝縮熱吸収ユニット５００には、冷
媒回路５１０と、冷却水回路５２０が配置されている。
冷媒回路５１０には、暖房時、室内熱交換器４１よりの
上流の高圧高温冷媒が導かれる冷媒入口５１１と、この
高温高圧冷媒が通過する冷媒放熱器５１２と、この冷媒
放熱器５１２及び電子膨張弁５１４、通過後の冷媒の出
口となる冷媒出口５１３とが配置されている。また、冷
媒放熱器５１２の両側には温度センサ５１５，５１６が
配置されている。冷媒入口５１１と冷媒放熱器５１２の
一方は冷媒管路５４０により接続され、冷媒放熱器５１
２の他方と電子膨張弁５１４の一方は冷媒管路５４１に
より接続され、電子膨張弁５１４の他方と冷媒出口５１
３は冷媒管路５４２により接続されている。

【００３７】冷却水回路５２０には、部屋Ｒの床に配置
される床暖房パネル８５から導かれる熱運搬液入口５２
１と、熱運搬液である冷却水を循環させる冷却水ポンプ
５２２と、冷媒放熱器５１２からの熱を熱運搬液である
冷却水に伝達する受熱器５２３と、床暖房パネル８５へ
の冷却水の出口である熱運搬液出口５２４が配置されて
いる。また、熱運搬液入口５２１と、受熱器５２３との
間の床暖房用の冷却水回路５２０途中に、空気分離器５
２５と冷却水ポンプ５２２を配置し、受熱器５２３の入
り側には温度センサ５２６が配置されている。熱運搬液
入口５２１と空気分離器５２５の一方は熱運搬液管路５
５０により接続され、空気分離器５２５の他方と冷却水
ポンプ５２２の一方は熱運搬液管路５５１により接続さ
れ、冷却水ポンプ５２２の他方と受熱器５２３の一方は
熱運搬液管路５５２により接続され、受熱器５２３の他
方と熱運搬液出口５２４は熱運搬液管路５５３により接
続されている。

【００３８】空気分離器５２５には、冷却水供給部５２
７と、空気リリーフ部５２８が備えられている。冷却水
供給部５２７は、主に第１給水用キャップ５３０、給水
配管５２７ｅ、リザーブタンク５２７ａから成り、リザ
ーブタンク５２７ａには第２給水用キャップ５２７ｂが
取り付けられている。第１給水用キャップ５３０を外し
て第１給水口５３０ａから供給される冷却水は、給水配
管５２７ｅを通って空気分離器５２５内へ供給される。
また、第２給水用キャップ５２７ｂを給水配管５３１の
端部、排気管５２７ｃの端部と一緒にリザーブタンク５
２７ａより取り外す場合には、リザーブタンク５２７ａ
内に給水することができる。

【００３９】リザーブタンク５２７ａの冷却水は、給水
配管５３１、給水配管５２７ｅにより空気分離器５２５
に供給される。給水配管５２７ｅには空気リリーフ部５
２８の空気リリーフ弁５２８ａが配置され、この空気リ
リーフ弁５２８ａは空気分離器５２５の上部５２５ａの
空気室に接続されたリリーフ管５２８ｂからの空気圧力
が所定圧力になると開放され、空気分離器５２５の圧力
が過剰に上昇することを防止する。

【００４０】空気分離器５２５は、空気を分離するので
受熱器５２３での効率よい受熱、床暖房パネル８５での
効率よい放熱が可能となり、床暖房効率が向上する。ま
た、冷却水ポンプ５２２は床暖房パネル８５で放熱後の
水を循環するので熱負荷が小さく、また、空気が分離さ
れた後の水を循環するので吐出効率が良い。

【００４１】また、空気分離器５２５に冷却水供給部５
２７と、空気リリーフ部５２８を設けており、空気のみ
でなく、蒸気も空気分離器５２５から吐出され床暖房用
の循環冷却水が減少していくが、空気分離器５２５が水
タンクとして活用でき、且つ冷却水の補給も可能とな
る。

【００４２】冷媒放熱器５１２と受熱器５２３を、冷媒
からの受熱壁と冷却水への放熱壁を共通一体化した熱交
パネル５２９で構成し、この熱交パネル５２９と冷却水
ポンプ５２２を凝縮熱吸収ユニット５００の外殻を構成
する６面体のパネル内に収容し、且つ１つの面に冷媒入
口５１１、冷却出口５１３、熱運搬液入口５２１、熱運
搬液出口５２４を配置され、６面体のパネルの１面に配
管用の出入り口を集中している。

【００４３】また、凝縮熱吸収ユニット５００は、床暖
房パネル８５との間の冷却水配管５０３，５０４と、室
外機２と室内機３との間の冷媒管路１７ｃ，１７ｄの途
中から分岐した冷媒配管５０１，５０２とを、熱運搬液
出口５２４、熱運搬液入口５２１、冷媒出口５１３、冷
媒入口５１１にそれぞれ接続することのみで、床暖房パ
ネル８５と室内熱交換器４１との両方による暖房が可能
となる。

【００４４】次に、凝縮熱吸収ユニット５００の配置構
造を、図４乃至図７に基づいて説明する。

【００４５】凝縮熱吸収ユニット５００は、下面パネル
５６０、上面パネル５６１、前面パネル５６２、背面パ
ネル５６３、右側面パネル５６４及び左側面パネル５６
５を組み付けて６面体の箱体５６６が形成される。この
凝縮熱吸収ユニット５００は、右側面パネル５６４及び
左側面パネル５６５に設けられたステー５６７，５６８
により所定場所に設置される。

【００４６】図７に示すように前面パネル５６２及び上
面パネル５６１は一体化されて着脱可能になっており、
前面パネル５６２及び上面パネル５６１の一体化により
取り外した状態で、第１給水用キャップ５３０または第
２給水用キャップ５２７ｂのいずれかを取り外して前面
側上方から冷却水を空気分離器５２７、あるいはリザー
ブタンク５２７ａに補充可能である。

【００４７】箱体５６６の内部は、左側の冷却水系機器
配置スペース５７０と右側の冷媒系機器配置スペース５
７１とに区画されている。冷却水系機器配置スペース５
７０には、冷却水ポンプ５２２、空気分離器５２５及び
リザーブタンク５２７ａが配置されている。冷却水ポン
プ５２２は、背面パネル５６３側に配置され、空気分離
器５２５及びリザーブタンク５２７ａは前面パネル５６
２側に配置され、第１給水用キャップ５３０及び第２給
水用キャップ５２７ｂは冷却水ポンプ５２２より離間し
ている。

【００４８】従って、第１給水用キャップ５３０または
第２給水用キャップ５２７ｂのいずれかを取り外して前
面側から冷却水をリザーブタンク５２７ａに補充すると
きに、電動モータで駆動する冷却水ポンプ５２２に給水
がかからないから、絶縁不良等によるショートが冷却水
ポンプ５２２の電動モータ部に発生しにくい。

【００４９】冷媒系機器配置スペース５７１には、熱交
パネル５２９及び電子膨張弁５１４が配置され、さらに
電装ボックス５７２が配置されている。電装ボックス５
７２には、制御基板５７３、電源トランス５７４、通信
線端子台５７５及び電線端子台５７６等の電気機器が配
置されている。

【００５０】電装ボックス５７２を冷媒系機器配置スペ
ース５７１に配置することで、第１給水用キャップ５３
０または第２給水用キャップ５２７ｂのいずれかを取り
外して前面側から冷却水をリザーブタンク５２７ａに補
充する給水時に、電装ボックス５７２内の電気機器に給
水がかかりにくい。また、電装ボックス５７２と電子膨
張弁５１４とが近接して配置され、電装ボックス５７２
と電子膨張弁５１４との間の配線を短縮することができ
る。

【００５１】また、冷媒系配管である冷媒管路５４０、
冷媒管路５４１及び冷媒管路５４２は、銅管で構成さ
れ、冷却水系配管である熱運搬液管路５５０、熱運搬液
管路５５１、熱運搬液管路５５２及び熱運搬液管路５５
３は、ゴムホースで構成され、一般に銅管よりゴムホー
スの方が単価が安く、銅管配管を短縮してコスト低減が
可能になっている。

【００５２】右側面パネル５６４には、配線取り出し部
５７７が設けられ、さらに右側面パネル５６４に、上か
ら下に１列に冷却出口５１３、冷媒入口５１１、熱運搬
液出口５２４及び熱運搬液入口５２１が配置され、さら
に熱運搬液入口５２１の下方にドレン排水口５８０が設
けられ、６面体のパネルの１面に配管用の出入り口を集
中しており、配管工事が簡単となり、同様に配線工事も
簡単となる。

【００５３】次に、冷却水供給部５２７の給水口部７６
０の構造を、図８に基づいて説明する。冷却水供給部５
２７の給水口部７６０には、給水筒７６１と、この給水
筒７６１の開口７６１ａを開閉する第１給水用キャップ
５３０と、この第１給水用キャップ５３０内に配設され
た空気リリーフ弁５２８ａとが備えられている。さら
に、第１給水用キャップ５３０には、給水時以外におい
ては常時給水筒７６１を密閉シールする蓋部５２８ａ４
が備えられている。

【００５４】空気リリーフ弁５２８ａは、その弁体５２
８ａ１で給水筒７６１の中間部に形成された弁座口７６
１ｂを開閉するようになっており、弁体５２８ａ１は蓋
部５２８ａ４との間に配置されるスプリング５２８ａ２
により常に閉じ方向に付勢されている。

【００５５】空気リリーフ弁５２８ａは、冷却水の床暖
房用冷却水循環回路である床暖房用の冷却水回路５２０
の最高内圧を規定する。即ち、床暖房用の冷却水回路５
２０の内圧が開弁圧を越えると、空気リリーフ弁５２８
ａが開き、残留する空気、水蒸気あるいは温水を給水配
管５３１を介してリザーブタンク５２７ａに導き、床暖
房用の冷却水回路５２０の構成部品を異常な水蒸気が発
生したとしても保護可能としている。

【００５６】空気リリーフ弁５２８ａにはゴム製の逆止
弁５２８ａ３が配置され、床暖房用の冷却水回路５２０
の内方の圧力が外方より低くなると開き外方から内側へ
の流れを許容する。冷却水ポンプ５２２が停止し、床暖
房が中止せられると、冷却水の温度が下がり、床暖房用
の冷却水回路５２０中の水蒸気分が凝縮して内圧が大気
圧以下に下がり、外方と内方の差圧が生じると空気リリ
ーフ弁５２８の逆止弁５２８ａ３が開き、リザーブタン
ク５２７ａ内の水が大気圧により給水配管５３１内を押
し上げられて床暖房用の冷却水回路５２０中に補充され
る。

【００５７】図９はヒートポンプ装置の制御回路図であ
る。ヒートポンプ装置１は、室内機制御装置８１及び室
外機制御装置８２を有している。室内機制御装置８１
は、室内機３の制御を行い、室外機制御装置８２は、室
外機２の制御を行う。

【００５８】室内機制御装置８１には、床暖房温度セン
サー８５ａ及び室内温度センサー４３からの温度情報が
入力され、リモコン操作部８７からの指令に基づき送風
ファン４４や電子膨張弁４２を制御し、室内暖房を行
い、また床暖開閉弁８９を開閉して床暖房を行い、運転
状態の情報の授受を室外機制御装置８２との間で行う。

【００５９】室外機制御装置８２はエンジン５の運転を
行う。また、室外機制御装置８２には、高圧側圧力セン
サー６１０、低圧側圧力センサー６１１、その他のセン
サー群Ｆからの情報が入力され、さらに室外熱交換器入
口空気センサーＣから温度情報が入力され、これらの温
度情報に基づき、リニア三方弁２８ｄ、四方弁１５、そ
の他のアクチュエータ群Ｅを制御する。室外機制御装置
８２は床暖ユニット制御装置８０との間で運転状態の情
報の授受を行う。

【００６０】暖房運転中、室内機制御装置８２は電子膨
張弁４２のサブクール制御を行う。床暖房運転も同時に
実施される場合には、床暖ユニット制御装置８０と室内
機制御装置８２とで、凝縮熱吸収ユニット５００内の電
子膨張弁５１４のサブクール制御を行うサブクール制御
とは、室内熱交換器８５あるいは冷媒放熱器５１２で凝
縮して放熱し冷却された冷媒の温度（室内温度センサ４
３あるいは温度センサ５１６）が、高圧の圧力値（高圧
側圧力センサ６１０で検知）を基に、予め記憶されるメ
モリーデータから求まる飽和液温度より、所定値（サブ
クール値）だけ低くなるように制御することである。

【００６１】飽和液温度から所定値を引いた目標温度に
対して、温度センサ４３あるいは温度センサ５１６で検
知される冷媒温度検知値が大なる程、電子膨張弁４２あ
るいは５１４の開度を小さくする。これにより、冷媒循
環量が低下し、その分所定冷媒量当たりの放熱量が増加
して冷媒温度検知値が低下し、且つ電子膨張弁４２ある
いは５１４の開度が小さくなる分、高圧圧力が増加して
飽和液温度が上昇して、目標温度に対して冷媒温度検知
値を略同等とすることができる。また、目標温度に対し
て冷媒温度検知値が小なる程、電子膨張弁４２あるいは
５１４の開度を大きくする。これにより冷媒循環量が増
加し、その分所定冷媒量当たりの放熱量が減少して冷媒
温度検知値が増加し、且つ電子膨張弁４２あるいは５１
４の開度が大きくなる分、高圧圧力が減少して飽和温度
が低下して、目標温度に対して冷媒温度検知値を略同等
とすることができる。

【００６２】図１０は運転時のエネルギーの流れ図であ
る。

【００６３】エンジン５で燃料が燃焼して発生するエネ
ルギーＥ₁の内、Ｅ₂の機械エネルギーが圧縮機６により
冷媒に与えられ、エネルギーＥ₁の内の排熱はさらに分
岐され、エネルギーＥ₃がエンジン冷却水に回収され、
エネルギーＥ₄が排気ガスとともにあるいはエンジン５
表面から大気中に放出される。エンジン冷却水に回収さ
れるエネルギーＥ₃は、リニヤ三方弁２８ｄにおいてエ
ンジン冷却水がＩ₂、Ｉ₁に分岐するのに連れてエネルギ
ーＥ₃₁とエネルギーＥ₃₂に分岐する。蒸発器（暖房時室
外熱交換器１１、冷房時床暖房パネル８５）においてエ
ネルギーＥ₅が冷媒に与えられ、エネルギーＥ₃₁が熱交
換部２９ｇにおいて冷媒に与えられる。これにより、エ
ネルギーＥ₅とエネルギーＥ₃₁とエネルギーＥ₄とが合流
しエネルギーＥ₆となる。エネルギーＥ₆は分岐し、エネ
ルギーＥ₆₁、Ｅ₆₂となる。エネルギーＥ₆₁は凝縮器（暖
房時室内熱交換器４１、冷房時室外熱交換器１１）にお
いて放熱される。エネルギーＥ₆₂は床暖房パネル８５か
ら放熱される。

【００６４】一方エネルギーＥ₃₂が貯湯タンク３０１の
昇温に使用された後でもエンジン冷却水温度が高いと、
サーモスタット３０３がエンジン冷却水を分岐して放熱
用ラジエータ１３の方へ流す。すなわち、分岐する前の
エンジン冷却水量Ｉ₁によりエネルギーＥ₃₂の一部エネ
ルギーＥ₃₂₁が貯湯タンク３０１内の温水に与えられ、
エネルギーＥ₃₂の残りのエネルギーＥ₃₂₁は放熱用ラジ
エータ１３において大気中に放出される。

【００６５】エネルギーＥ₂はエネルギーＥ₁の３０〜４
０％であり、暖房時外気温度が低いのでエネルギーＥ₅
は小さい。このため暖房開始時早期に室内温度を上昇す
るのは困難であるが、暖房開始時、リニヤ三方弁２８ｄ
の開度を大きく（少なくとも２０％開度以上と）し、Ｉ
₂を大きくして排熱の一部を冷媒に取り込むので、室内
熱交換器４１による放熱を大きくすることができ、放熱
が開始されると送風ファン４４により、室内の人が直ち
に暖かい空気流を感知することができ、暖房要求を早期
に満たすことができる。また、暖房開始時リニヤ三方弁
２８ｄの開度を早期に５０％さらには１００％（Ｉ₂＝
５０〜１００％）とするとより良い。さらに、電子膨張
弁５１４を所定開度に対して２０％開度以下さらには全
閉にし、床暖房パネル８５の放熱量を抑えることによ
り、床暖房に優先して室内熱交換器４１による放熱をす
ることができる。放熱が開始されると送風ファン４４に
より、室内の人が直ちに暖かい空気流を感知することが
でき、暖房要求を早期に満たすことができる。

【００６６】また、冷房時においては、蒸発器（室内熱
交換器４１）により吸熱がされつつ、エネルギーＥ₃₁、
エネルギーＥ₆₂は０とされる。

【００６７】なお、冷房運転中には電子膨張弁５１４が
通常は全閉にされるが所定開度のままだし、床暖房パネ
ル８５の替わりに水ベッドを結合すれば、凝縮熱吸収ユ
ニット５００にて冷却された冷却水により、水ベッドを
冷却でき夏期における睡眠を快適にすることができる。
即ち凝縮熱吸収ユニット５００は冷却水の冷熱源且つ循
環装置、即ち冷却装置としても利用することができる。

【００６８】図１１は凝縮熱利用装置の他の実施の形態
を示す図である。この実施の形態では、図１及び図２に
より示すエンジン駆動式ヒートポンプ装置１の床暖房パ
ネル８５の替わりに、熱交換タンク１０００及び主給湯
タンク１００１を備えている。熱交換タンク１０００に
は、市水が供給され、内部には放熱部１００２が配置さ
れている。放熱部１００２に、凝縮熱吸収ユニット５０
０から吸収した凝縮熱を循環させるようにしている。

【００６９】この熱交換タンク１０００と主給湯タンク
１００１とが連結されている。主給湯タンク１００１に
は、市水の水圧よりは高い開弁圧のリリーフ弁１００３
及び蛇口１００４が設けられ、主給湯タンク１００１の
内部にはフロート式の湯面レベル保持弁１００５が設け
られている。

【００７０】この実施の形態では、凝縮熱利用装置を、
市水の導入部を設けた熱交換タンク１０００内に設ける
放熱部１００２へ凝縮熱を循環させるようにし、且つ主
給湯タンク１００１に内部の温水の導出部を設けてなる
給湯装置Ｇとしており、暖房開始時膨張弁５１４を一時
的に全閉にすることにより給湯装置Ｇに優先して早期に
室内の暖房を可能とすることができる。

【００７１】図１２は凝縮熱利用装置のさらに他の実施
の形態を示す図である。この実施の形態では、前記他の
実施形態と同様床暖房パネル８５の替わりに、乾燥機１
１００が備えられている。乾燥機１１００のケーシング
１１０１の前側には開閉扉１１０２がヒンジ１１０３を
支点に開閉可能になっている。乾燥機１１００のケーシ
ング１１０１内には、空気取入口１１０４ａを有する取
入シュラウド１１０４、空気排出口１１０５ａを有する
排出シュラウド１１０５及び回転ドラム１１０６が設け
られている。ケーシング１１０１には、取入シュラウド
１１０４により外気を導く外気導入路１１０７が形成さ
れ、排出シュラウド１１０５により内気を排出する内気
排出路１１０８が形成されている。回転ドラム１１０６
は、回転ドラム保持軸受装置１１０９により回転可能に
なっており、ドラム駆動モータ１１１０により回転す
る。

【００７２】取入シュラウド１１０４の空気取入口１１
０４ａから外気が取り入れられ、外気を導く外気導入路
１１０７には、放熱部１１１１が配置されるとともに、
ファン１１１２が配置されている。放熱部１１１１に、
凝縮熱吸収ユニット５００から凝縮熱を循環させるよう
にしている。

【００７３】この実施の形態では、凝縮熱利用装置を、
外気を導く外気導入路１１０７と、内気を排出する内気
排出路１１０８とを設けたケーシング１１０１の外気導
入路１１０７に設置する放熱部１１１１へ凝縮熱を循環
させるようにした乾燥装置Ｈとしており、暖房開始時膨
張弁５１４を一時的に全閉にすることにより乾燥装置Ｈ
に優先して早期に室内の暖房を可能とすることができ
る。

【００７４】図１３は凝縮熱利用装置のさらに他の実施
の形態を示す図である。この実施の形態では、床暖房装
置Ｉ、乾燥装置Ｈ、及び給湯装置Ｇが備えられている。
給湯装置Ｇは、貯湯タンク１２００を有し、市水が供給
される。貯湯タンク１２００にはリリーフ弁１２０３及
び蛇口１２０４が設けられ、貯湯タンク１２００の内部
には湯面レベル保持弁１２０５が設けられている。ま
た、貯湯タンク１２００の内部には、放熱部１２０６が
配置されている。放熱部１００２に、凝縮熱吸収ユニッ
ト５００から凝縮熱を循環させるようにしている。床暖
房装置Ｉは床暖房パネル８５を有し、この床暖房装置Ｉ
及び乾燥装置Ｈは、分岐湯量を調節可能なリニヤ三方弁
１２１０を介して凝縮熱吸収ユニット５００から凝縮熱
を循環させるようにしている。

【００７５】この実施の形態では、床暖房装置Ｉ、乾燥
装置Ｈ、あるいは給湯装置Ｇの内少なくとも２つの凝縮
熱利用装置のそれぞれの放熱部に凝縮熱を循環させるよ
うにしており、暖房開始時膨張弁５１４を一時的に全閉
にすることにより複数の凝縮熱利用装置に優先して早期
に室内の暖房を可能とすることができる。なお、給湯装
置Ｇの放熱部１００２と床暖房パネル８５を並列に連結
したが、放熱部１００２から床暖房パネル８５へ凝縮熱
を吸収した冷却水を直列に循環させるようにしても良
い。

【００７６】図１４は凝縮熱利用装置のさらに他の実施
の形態を示す図である。この実施の形態では、図１及び
図２によって示すエンジン駆動式ヒートポンプ装置１の
床暖房パネル８５の替わりに、給湯装置Ｊが備えられ、
貯湯タンク１２００が熱運搬液出口５２４により凝縮熱
吸収ユニット５００Ｂに接続されている。これは、図２
に示す凝縮熱吸収ユニット５００と異なり市水の水圧を
利用しており、市水を熱運搬液入口５２１´、熱運搬液
管路５５０´を介して直接放熱部を兼ねる貯湯タンク１
２００に供給するようになっており、この市水は受熱器
５２３´を通り、熱運搬液管路５５３´、熱運搬液出口
５２４´を介して貯湯タンク１２００に送られる。

【００７７】この実施の形態では、凝縮熱利用装置を、
エンジン冷却水が循環する冷媒放熱器５１２´で構成さ
れるエンジン冷却水放熱部と、このエンジン冷却水放熱
部に相対する受熱器５２３´で構成される受熱部を設
け、この受熱部に市水を導くとともに、受熱部で温度上
昇した市水を外部に導出可能とする導出部を設けてなる
給湯装置Ｊとしており、暖房開始時膨張弁５１４を一時
的に全閉にすることにより凝縮熱利用装置を給湯装置Ｊ
とすることで、給湯装置Ｊに優先して早期に室内の暖房
を可能とすることができる。

【００７８】図１５は凝縮熱吸収ユニットのさらに他の
実施の形態を示す図である。この実施の形態では、凝縮
熱吸収ユニット５００Ｃは図３に示す凝縮熱吸収ユニッ
ト５００に対して、四方弁２０００を収蔵させたもので
あり、四方弁２０００のポートｅに冷媒配管５４２を、
ポートｆに冷媒配管５４０を、ポートｇに冷媒配管２０
０１を、そしてポートｈに冷媒配管２００２をそれぞれ
接続し、冷媒配管２００１の他端を冷媒出入口５１１´
に、冷媒配管２００２の他端を冷媒出入口５１３´にそ
れぞれ接続している点が相違する。

【００７９】暖房運転中には四方弁２０００のポートｇ
とポートｆ、ポートｅとポートｈとをそれぞれ連通さ
せ、冷房運転中にはポートｈとポートｆ、ポートｅとポ
ートｇとをそれぞれ連通させる。これにより冷房運転中
においても本来外部に放出排気される凝縮熱を吸収する
ことができる。冷媒出入口５１１´は暖房運転中は実質
的には冷媒入口となる一方、冷房運転中は実質的には冷
媒出口となる。他方、冷媒出入口５１３´は暖房運転中
は実質的には冷媒出口となる一方、冷房運転中は実質的
には冷媒入口となる。これにより、冷暖房運転中におい
ても、凝縮熱を効果的に利用可能となる。

【００８０】なおさらに、凝縮熱吸収ユニット５００Ｃ
は、冷暖房運転中には四方弁２０００のポートｇとポー
トｆ、ポートｅとポートｈとをそれぞれ連通させ、暖房
運転中にはポートｈとポートｆ、ポートｅとポートｇと
をそれぞれ連通させるようにすれば、冷媒蒸発による放
熱ユニットとなり、受熱器５２３を通過する冷却水に冷
熱を与えることができるので、冷房暖房両運転中に、冷
却装置としても利用できる。

【００８１】

【発明の効果】前記したように、請求項１記載の発明で
は、熱運搬液管路と、室外機と室内機との間の冷媒管路
の途中から分岐した冷媒管路とを、冷媒入口、冷媒出
口、熱運搬液入口、熱運搬液出口にそれぞれ接続するこ
とのみで、凝縮熱の利用と室内熱交換器による暖房との
両方が可能となる。

【００８２】請求項２記載の発明では、室内機に膨張弁
を配置したヒートポンプ装置に使用され、冷媒出口と冷
媒放熱器との間の冷媒回路中に膨張弁を配置したから、
熱運搬液管路と、室外機と室内機との間の冷媒管路の途
中から分岐した冷媒管路とを、冷媒入口、冷媒出口、熱
運搬液入口、熱運搬液出口にそれぞれ接続することのみ
で、凝縮熱利用と室内熱交換器による暖房との両方が可
能となる。

【００８３】請求項３記載の発明では、熱運搬液として
水を使用するとともに、熱運搬液入口と、受熱器との間
の冷却水回路途中に、空気分離器と冷却水ポンプを配置
したから、空気を分離するので受熱器での効率よい受
熱、放熱器での効率よい放熱が可能となり、凝縮熱利用
効率が向上する。また、冷却水ポンプは受熱前の水を循
環するので熱負荷が小さく、また、空気が分離された後
の水を循環するので吐出効率が良い。

【００８４】請求項４記載の発明では、空気分離器に冷
却水供給部と、高圧空気リリーフ部を設けたから、空気
のみでなく、蒸気も空気分離器から吐出され放熱用の循
環冷却水が減少していくが、空気分離器が水タンクとし
て活用でき、且つ冷却水の補給も可能となる。

【００８５】請求項５記載の発明では、冷媒放熱器と受
熱器を二重管熱交換器で構成し、この二重管熱交換器と
冷却水ポンプを６面体のパネル内に収容し、且つ１つの
面に冷媒入口、冷媒出口、熱運搬液入口、熱運搬液出口
を配置したから、６面体のパネルの１面に配管用の出入
り口を集中しており、配管工事が簡単となる。

【図面の簡単な説明】

【図１】ヒートポンプ装置の室外機の構成を示す図であ
る。

【図２】ヒートポンプ装置の室内機の構成を示す図あ
る。

【図３】凝縮熱吸収ユニットの回路図である。

【図４】凝縮熱吸収ユニットの正面図である。

【図５】凝縮熱吸収ユニットの平面図である。

【図６】凝縮熱吸収ユニットの右側面図である。

【図７】図４のVII-VII線に沿う断面図である。

【図８】冷却水供給部の給水口部の構造を示す断面図で
ある。

【図９】ヒートポンプ装置の制御回路図である。

【図１０】運転時のエネルギーの流れ図である。

【図１１】凝縮熱利用装置の他の実施の形態を示す図で
ある。

【図１２】凝縮熱利用装置のさらに他の実施の形態を示
す図である。

【図１３】凝縮熱利用装置のさらに他の実施の形態を示
す図である。

【図１４】凝縮熱利用装置のさらに他の実施の形態を示
す図である。

【図１５】凝縮熱吸収ユニットのさらに他の実施の形態
を示す図である。

【符号の説明】

１ヒートポンプ装置２室外機３室内機５エンジン６圧縮機８水−冷媒間熱交換器１１室外熱交換器２８ｂエンジン冷却水ジャケット４１室内熱交換器４２電子膨張弁８５床暖房パネル２００冷媒回路５００凝縮熱吸収ユニット５１１冷媒入口５１２冷媒放熱器５１３冷媒出口５２１冷却水入口５２２冷却水ポンプ５２３受熱器５２４冷却水出口Ｒ部屋

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】圧縮機により暖房運転中、冷媒を圧縮機か
ら室内熱交換器、膨張弁、室外熱交換器そして圧縮機の
順に循環させる冷媒回路を備え、圧縮機と室外熱交換器
を内蔵する室外機と室内熱交換器を内蔵する室内機とか
らなるヒートポンプ装置に使用され、暖房時、前記室内
熱交換器より上流の高圧高温冷媒が導かれる冷媒入口
と、この高温高圧冷媒が通過する冷媒放熱器と、この冷
媒放熱器通過後の冷媒の出口となる冷媒出口とを配置す
るとともに、凝縮熱吸収のための熱運搬液が導かれる熱
運搬液入口と、前記冷媒放熱器からの熱を熱運搬液に伝
達する受熱器と、凝縮熱利用のための熱運搬液の出口で
ある熱運搬液出口を配置したことを特徴とする凝縮熱吸
収ユニット。
【請求項２】前記室内機に膨張弁を配置した前記ヒート
ポンプ装置に使用され、前記冷媒出口と前記冷媒放熱器
との間の冷媒回路中に膨張弁を配置したことを特徴とす
る請求項１記載の凝縮熱吸収ユニット。
【請求項３】熱運搬液として水を使用するとともに、前
記熱運搬液入口と、前記受熱器との間の冷却水回路途中
に、空気分離器と前記冷却水ポンプを配置したことを特
徴とする請求項１記載の凝縮熱吸収ユニット。
【請求項４】前記空気分離器に冷却水供給部と、高圧空
気リリーフ部を設けたことを特徴とする請求項３記載の
凝縮熱吸収ユニット。
【請求項５】前記冷媒放熱器と前記受熱器を二重管熱交
換器で構成し、この二重管熱交換器と前記冷却水ポンプ
を６面体のパネル内に収容し、且つ１つの面に前記冷媒
入口、前記冷媒出口、前記熱運搬液入口、前記熱運搬液
出口を配置したことを特徴とする請求項１記載の凝縮熱
吸収ユニット。