JPS59150267A - ヒ−トポンプ式床暖房装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 産業上の利用分野 本発明は、住宅の床暖房７機能を有する冷暖房可能な汎
用性のあるヒートポンプ式床暖房装置に関するものであ
る。

従来例の構成とその問題点 従来のヒートポンプ式床暖房装置のシステム構成は第１
図に示す如く室外ユニットｖ１室内ユニットＷ、床用放
熱器ｉよシ構成される。そして冷暖房共用の場合の基本
的な冷凍サイクルは第２図に示す如く、圧縮機ａ１冷房
と暖房の運転を切り換える四方弁ｂ１室内ユニット接続
用の第１の三方弁Ｃ１室内ユニッｌ−ｗと室外ユニット
ｖを接続する第１の接続配管ｄ１室外ユニット接・読用
の第１の接続部ｅ１暖房時凝縮器となり冷房時蒸発器と
なる室内熱交換器量１床用放熱器行きの接続部ｑ、床用
放熱器行きの配管ｈ１床用放熱器ｉ、床用放熱器帰りの
配管５１床用放熱器帰りの接続部ｋ、冷房時冷媒が床用
放熱器“ｉへ流れ込むことを防ぐ暖房用逆止弁ｌ、室外
ユニット接続用の第２の接続部ｍ、室内ユニットｗと室
外ユニットｖを接続する第２の接続部Ｗｎ、室内ユニッ
ト接続用の第２の三方弁０、冷暖房共用減圧装置ｐ１暖
房時蒸発器となり冷房時凝縮器となる室外熱交換器Ｑを
それぞれ埋伏直列に連結し、暖房時に床用放熱器ｉへ冷
媒を流す冷房用逆止弁ｒと冷房用減圧装置Ｓの直列回路
を床用放熱器ｉと暖房用逆止弁ｌとの直列回路に並列に
連結することにより冷凍サイクルを構成する。さらに前
記室内熱交換器量に室内送風機ｔを付設し、室外熱交換
器Ｑに室外送風ａｕを付設したものである。ここで第１
の接続配管ｄの管径と室内ユニット接続用の第１の三方
弁Ｃ１室外ユニット接続用の第１の接続部ｅの口径は３
／／８インチであり、その他の配庁ｈ　、　ｊ　。

第２の接続配管ｎの管径及び接続部ｑ＋に＋室外ユニッ
ト接続用の第２の接続部ｍ、室内ユニット接続用の第２
の三方弁０の口径は１／４インチである。

暖房運転時の動作を説明すると、圧縮機ａで高温高圧に
圧縮された冷媒は四方弁すを通り第１の三方弁Ｃを通っ
て室内ユニッ）ｗに移り、室内熱交換器量で顕熱放熱を
行ない、接続部ｑを介して床用放熱器ｉに入ってさらに
潜熱放熱を行ない凝、ａする。そして再び接続部ｋを介
して室内ユニットＷにもどり、暖房用逆止弁ｌを（由り
、室外ユニット接続用の第２の接続部ｍと室内ユニット
接続用の第２の三方弁０を介して室外ユニットｖにもど
る。そして冷暖房共用減圧装置ｐで減圧され低温低圧に
なり室外熱交換器Ｑで吸熱蒸発を行ない四方弁すを通っ
た後、圧縮Ｓ−へもどるという動作を行なう。

冷房運転時の動作を説明すると、圧縮機ａで高温高圧に
圧縮された冷媒は四方弁すを通って室外熱交換器　に入
りここで放熱凝縮を行ない、冷暖房共用減圧装置ｐで減
圧され、室内ユニット接続用の第２の三方弁０と室外ユ
ニット接続用の第２の接続部ｍを通って室内ユニットＷ
に入る。そして冷房用逆止弁ｒを通り冷房用減圧装置Σ
でさらに減圧され低温低圧になり、室内熱交換器ｆで吸
熱蒸発を行ない、室外ユニット接続用の第１の接続部ｅ
と第１の三方弁Ｃを通って室外ユニットｖに入り、四方
弁すを通って圧縮・機ａにもどるという動作を行なう。

以上のように床用放熱器ｉへの分配接続部を室内ユニッ
トｗに設けた室内分配方式でシステムを構成する場合に
は以下の説明の如く種々の問題点を生じる。

例えば室内ユニッ）ｗに壁掛はタイプを用いた時の室内
分配方式を考えてみる。一般に壁掛はタイプの室内ユニ
ットは薄型でコンパクトでめることが一時徴であるだめ
、床暖房と共用する場合に＜ｄ床用放熱器ｉへの配管を
接続するスペースがなく、工事性の点で非常に困雌であ
り、さらに外観をも悪くしてしまい結果的には室内ユニ
ットＷは床置きタイプに限定されてしまうという欠点を
有する。

また床用放熱器行きの配管りの径が１／４インチと細い
ため抵抗による圧力損失が大きくなり、配管内を流れる
冷媒の圧力が降下してしまい床用放熱に’の温度が下が
り暖房能力が減少して居住者に不快感を与えてしまうと
いう欠点もあった。このことを第６図に示す実際のモリ
エル線図を用いて説明を行なう。

第６図において、実線は床用放熱器行きの配管中で管径
が細いだめ圧力損失を生じる従来列のモリエル線図、点
線は圧力損失がない場合の凝縮器側の′特性、一点破線
は等温度である。ヒートポンプ式床暖房装置の冷凍サイ
クルは室内熱交換器量と床用放熱器ｉが直列に接続され
ているため圧縮機ａからの吐出冷媒はまず室内熱交換器
ｆで第５図の点Ａから点Ｂまで顕熱放熱を行なう。次゛
に床用放熱に’でさらに潜熱放熱を行ない凝縮をする。

ここで床用放熱器行きの配管り中で圧力損失がある従来
列と、圧力損失のない場合を比較して考えてみる。まず
圧力損失のある従来例の場きは、配管り中で点Ｂから点
りまで圧力降Ｆが生じ床用放熱器ｉでの放熱は実線上の
点りから点Ｆまでとなる。圧、力順失のない場合は点線
上の点Ｃがら点Ｅまで放熱を行なう。ここで各点の温度
を一点破線で示す等製線により比較すると圧力損失のあ
る従来例の方が全体的に低いことが理解できる。以上の
ことかられかるように従来ρ１では床用放熱器行きの配
管りの径が１／４インチと細いだめ、配Ｉｈ中で冷媒の
圧力損失を生じ、結果的に床用放熱器ｉの温度が低下し
、暖房能力を減少させ、居住者に不快感を与えてしまう
。

発明の目的 本発明は上記従来の問題点を解消するもので、どのよう
な室内ユニットでもシステムを構成できるよう汎用性を
持たせ、工事性を良好にし、さらに快適な暖房運転を行
なえるようにすることを目的とする。

発明の構成 この目的を達成するだめに本発明は、室外ユニット、室
内ユニット、床用放熱器の接続を分配ユニットを設ける
ことにょシ行なうものである。つまり分配ユニットに室
外ユニットとの専用接続部、室内ユニットとの専用接続
部、床用放熱器との専用接続部をそれぞれ設け、寸だ接
続補助配管により室内熱交換器と床用放熱器を直列接続
することにより、従来の欠へであったシステム構成時に
室内ユニットが床置きタイプに限定されてしまうという
問題点を解消しているのである。さらに床用放熱器行き
の接続部の口径を暖房時における室内ユニット帰り接続
部の口径よりも大きくすることにより、それらに接続さ
れる床用放熱器行きの配管の管径を暖房時における室内
ユニット帰り配管の管径よりも大きくして冷媒の圧力損
失を防いでいるのである。

実施列の説明 本発明の一実施例におけるヒートポンプ式床暖房装置に
ついて、第３図及び第４図を参考に説明する。

捷ず、システム全体は第３図に示す如く室外ユニットｖ
１室内ユニットＷ１床用放熱器１１分配ユニットｙより
構成されている。そして冷暖房共用の場合の基本的な冷
凍ザイクルは第４図に示す如く、圧縮機１、冷房と暖房
の運転を切り換える四方弁２、分配ユニット接続用の第
１の三方弁３、室外ユニットｖと分配ユニノ）ｙを連結
する第１の接続配管４、室外ユニット専用第１接続部６
、室内ユニット専用第１接続部７、室外ユニット専用第
１接続部６と室内ユニット専用第１接続部７を連結する
ことにより室内側回路と室外側回路を接続する第１内部
配管６、分配ユニットｙと室内ユニッ）ｗを連結する第
２の接続配管８、分配ユニット用室内第１接続部９、暖
房時凝縮器となり冷房時蒸発器となる室内熱交換器１０
、分配ユ、＝シト用室内第２接続部１１、室内ユニノ）
ｗと分配ユニットｙを連結する第３の接続配管１２、室
内ユニット専用第２接続部１３、床用放熱器専用行き接
続部１５、床用放熱器ｉの冷媒通路１７、室内ユニット
専用第２接続部１３と床用放熱器専用行き接続部１５を
連結して室内熱交換器１０と床用放熱器ｉを直列接続す
る第２内部配庁１４、床用放熱器行き配管１６、床用放
熱器帰り配管１８、床用放熱器専用帰り接続部１９、冷
房時に床用放熱器ｉに冷媒が流れ込むことを防ぐ暖房用
逆止弁２０、室外ユニット専用第２接続部２２、床用放
熱器専用帰り接続部１９と室外ユニット専用第２接続部
２２を連結することにより床用放熱器ｉからの帰り冷媒
を室外ユニットｖに送る第３内部配Ｗ２１、分配ユニッ
トｙと室外ユニットｖを連結する第４の接続配管２３、
分配ユニット接続用の第２の三方弁２４、冷暖房共用減
圧装置２５、暖房時蒸発器となり冷房時凝縮器となる室
外熱交換ａ２６等から成り、以上のものを環状直列に連
結し、暖房時に床用放熱器ｉへ冷媒を流す冷房用逆止弁
２８と冷房専用減圧装置２９の直列回路を床用放熱器ｉ
の冷媒通路１７と暖房用逆止弁２０の直列回路に並列連
結することにより冷凍サイクルを構成する。ざらに前記
室内熱交換器１０に室内送風機２７を、室外熱交換器２
６に室外送風機３０を附設したものである。ここで各接
続部の口径は、分配ユニット接続用の第１の三方弁３、
室外ユニット専用第１接続部５、室内ユニット専用第１
接続部７、分配ユニット用室内第１接続部９及び床用放
熱器専用行き接続部１６が各々３／８インチであシ、そ
の他の分配ユニット接続用の第２の三方弁２４、室外ユ
ニット専用第２接続部２２、室内ユニット専用第２接続
部１３、分配ユニット用室内第２接続部１１及び床用放
熱器専用帰り接続部１９が各々１／４インチである。尚
、接続配管４゜９．１２，２３．床用放熱器行き配管１
６、床用放熱器帰り配管１８、内部配管６，１４．２１
のそれぞれの管径は、それぞれが接続される接続部５．
７，９，１１．１３，１５，１９．．２２．および三方
弁３．２４の口径と同じである。

以上の構成において、次に動作について説明する。まず
、暖房時の動作を説明すると、圧縮４１で高温高圧に圧
縮された冷媒は、四方弁２を通り分配ユニット接続用の
第１の三方弁３を通って室外ユニットｖを出て、第１の
接続配管４を通り室外ユニット専用第１接続部６を通っ
て分配ユニットｙに入る。そして第１内部配管６を通り
室内ユニット専用第１接続部７を通って分配ユニッ）ｙ
を出て、第２の接続配管８を通り、分配ユニット用室内
第１接続部９より室内ユニッ）ｗへ入る。

そして室内熱交換器１０で顕熱放熱を行ない分配ユニッ
ト用室内第２接続部１１を通って室内ユニットＷを出て
、第３の接続部Ｗ１２を通り室内ユニット専用第２接続
部１３を通って一度分配ユニットｙへもどされる。分配
ユニットｙへもどされた冷媒は、第２内部配管１４を通
り床用放熱器専用行き接続部１５を通って分配ユニット
ｙを出て床用放熱器行き配管１６を通り床用放熱器１へ
送られ、ここでさらに潜熱放熱を行ない凝縮をする。

そして床用放熱器帰り配管１８を通り床用放熱器帰用帰
り接続部１９を通って再び分配ユニットｙにもどり、暖
房用逆止弁２ｏと第３内部配ａ２１を通り室外ユ＝ソト
専用第２接続部２２を通り、分配ユニットｙを出て第４
の接続配管２３を通り分配ユニット接続用の第２の三方
弁２４を通って室外ユニソ）ｖへもどる。′そして冷暖
房共用減圧装置２６で減圧され低温低圧になり室外熱交
換器２６で吸熱蒸発を行ない四方弁２を通って圧縮機１
へもどるのである。

冷房運転時の動作を説明すると、圧縮機１で高温高圧に
圧縮された冷媒は室外熱交換器２６で放熱凝縮を行ない
冷暖房共用減圧装置２６で減圧され、分配ユニット接続
用の第２の三方弁２４を通って室外ユニットｖを出て第
４の接続部管２３を通り、室外ユニット専用第２接続部
２２を通って分配ユニットｙに入る。そして第３内部配
管２１から分岐された冷房用逆止弁２８を通り冷房専用
減圧装置２９でさらに減圧され低温低圧になり第２内部
配管１４を通って室内ユニット専用第２接続部１３よシ
分配ユニットｙを出る。そして第３の接続配管１２を通
り分配ユニット用室内第２接続部１１を通って室内ユニ
ッ）ｗに入り、室内熱交換器１ｏで吸熱蒸発を行ない分
配ユニット用室内第１接続部９から室内ユニットＷを出
て、第２の接続配管８を通り、室内ユニット専用第１接
続部７を通って分配ユニットｙにもどる。ここでは第１
内部配Ｗ６を通り室外ユニット専用第１接続部６を介し
てそのまま分配ユニットｙを出て、第１の接続配−’ｆ
！４ｆ通り分配ユニット接続用の第１の三方弁３を通っ
て室外ユニツ）ｖへもどる。そして四方弁２を通った後
、圧縮機１へもどるのである。

以上のように本発明のヒートポンプ式床暖房装置は、室
外ユニットｖ１室内ユニツ）ｗ、床用放熱器ｉを分配ユ
ニッ）ｙを介して接続してシステムを構成するようにし
、さらに分配ユニット〜ｙの床用放熱器専用行き接続部
１６の口径を室内ユニット専用第２接続部１３の口径よ
りも大きくすることにより、それらに接続される床用放
熱器行き配管１６の管径を暖房時に室内ユニットからの
帰り配管となる第３の接続部Ｗ１２の管径よりも大きく
して従来の問題点を解消したものである。

以下にその説明を行なう。

例えば室内二二ッ）ｗに壁掛はタイプを用いた時の分配
ユニットｙによるシステムの構成を考えてみる。本発明
は床用放熱器ｉへの配管接続部となる床用放熱器専用行
き接続部１６．及び床用放熱器専用帰り接続部１９が分
配ユニットｙに設けられているため、室内ユニットｗの
工事は通常のエアコンと同様高圧低圧の二つの接続配置
８．１２の接続だけとなり、さらに外観も損ねず薄型、
コンパクトが特長の壁掛はタイプでも何ら支障なくシス
テムが構成できる。また当然床置きタイプその池のタイ
プの室内ユニッ）ｗでも同様のことが言える。つまり室
内ユニッ）ｗのタイプに関係なく同一の室外ユニッ）ｖ
及び分配ユニットｙでシステムが構成でき、従来の室内
分配方式では達成しえなかった汎用性という効果が備わ
ったのである。さらに分配ユニットｙを介してシステム
を構成する場合には必ずしも新たにシステム一式を購入
する必要はなく、既に冷暖房エアコンがある場合にはこ
の分配ユニットｙと床用放熱器ｉを購入すればヒートポ
ンプ式床暖房システムが構成できるようになる。次に接
続部の口径についてであるが、本発明の実施例では床用
放熱器専用行き接続部１５の口径が３／８インチであり
、室内ユニット専用第２接続部１３の口径が１／４イン
チである。

つまり床用放熱器行き配Ｗ１６の方が暖房時に室内ユニ
ットからの帰り配管となる第３の接続配管１２よりも太
くなっているのである。この効果について以下に説明を
行なう。

第４図より明らかなように、ヒートポンプ式床暖房装置
の冷凍サイクルは、室内熱交換器１０と床用放熱に’が
直列に接続されているため、圧縮機１からの吐出冷媒は
、まず室内熱交換器１０で顕熱放熱を行ない、次に床用
放熱器ｉで潜熱放熱を行なうのである。この場合室内熱
交換器１０から床用放熱ｉｌｉまでの配管の太さによっ
ては圧力損失を生じてしまう。そのため床用放熱器専用
行き接続部１５０口径を室内ユニット専用第２接続部１
３０口径よりも大きくすることにより各々に接続される
床用放熱器行き配Ｗ１６の管径を暖房・寺室内熱交換器
１０からの帰り配管となる第３の接続部′１ｖ１２の管
径よりも大きくして、冷媒が圧力損失を生じないように
しているのである。この結果を第６図Ｏモリエル線図に
て示すと、圧縮機１からの吐出冷媒は、室内熱交換器１
０で点Ａから点Ｂまで顕熱放熱を行ない圧力損失のない
まま床用放熱器ｉへ行きここで同図点線上の点Ｃから点
Ｅまで潜熱放熱を行なうのである。ここで床用放熱ｂ’
を流れる冷媒の温度を一点破線で示す等製線で見ると従
来例である実線上の点り２点Ｆよりも高くなっているこ
とが理解できる。つまり結果として従来のように床用放
熱器全体の濃度低ド。

暖房能力の減少を防ぐことができるようになり、居住者
に対して快適な暖房感を与えることかり能となる。

また、上記実施例では分配ユニット接続用の第１の三方
弁３と第２の三方弁２４を用いているので、この三方弁
３，２４を通じて、室内ユニットＷ及び床用放熱器ｉの
エアパージかり能となる。

以上のように本発明のヒートポンプ式床暖房装置はシス
テム構成時の汎用性と、システム購入時の融通性にすぐ
れ、さらに快適な暖房効果を得られるという利点を有す
る。

発明の効果 本発明のヒートポンプ式床暖房装置は、圧縮機、室外熱
交換器、減圧装置を有する室外ユニットと、室内熱交換
器を有する室内ユニットと、床用放熱器と、さら１て分
配ユニットとを備え、この分配ユニットは室外ユニット
と第１の接続配管を弁して接続する室外ユニット専用第
１接続部、室外ユニット中の減圧装置の上流側に第４の
接続配管を介して接続する室外ユニット専用第２接続部
、室内ユニットと第２の接続配管を介して接続する室内
ユニット専用第１接続部、室内ユニットと第３の接続配
管を介して接続する室内ユニット専用第２接、涜部、床
用放熱器行き配管を接続する床用放熱器専用行き接続部
、床用放熱器帰り配管を接続する床用放熱器専用帰り接
続部を有し、さらに前記室外ユニット専用第１接続部と
前記室内ユニット専用、第１接続部を第１内部配管によ
り連結し、前記室内ユニット専用第２接続部と前記床用
放熱器専用行き接続部を第２内部配管により連結し、さ
らに前記床用放熱器専用帰シ接続部と前記室外ユニット
専用第２接続部を第３内部配管により連結し、室外ユニ
ット、室内ユニット、床用放熱器をこの分配ユニットに
より接続してシステム構成を成シたもので、室内ユニッ
トのタイプに関係なくシステムを構成できるという汎用
性を有すると共に、工事性をも改善でき、さらに床用放
熱器専用行き接続部の口径を室内ユニット専用第２接続
部の口径よりも大きくしているため、床用放熱器の温度
低下、暖房能力の減少を解消し、居住者に対して快適な
暖房感を与えることができるという効果を有する。

【図面の簡単な説明】

第１図は従来のヒートポンプ式床暖房装置のシブ式床暖
房装置のシステム構成図、第４図は同床暖房装置におけ
る冷媒回路図、第６図はモリエル線図である。 ■　・・室外ユニット、Ｗ・・・・室内ユニット、ｉ−
・・床用放熱器、ｙ−・−・−分配ユニット、１・・・
・・・圧・・・第１内部配管、７・・・・室内ユニット
専用第１接続部、１０・・−・・・室内熱交換器、１３
・・−・室内ユニット専用第２接続部、１４・・・第２
内部配管、１５・・・・・床用放熱器専用行き接続部、
１６・　・床用放熱器行き配庁、１８−・−・床用放熱
器帰り配碇、１９・床用放熱器専用帰り接続部、２１−
・・・第３内部配管、２２−　・室外ユニット専用第２
接続部、２５−　・冷暖共用減圧装置（減圧装置）、２
６−至外熱交換器。 代理人の氏名　弁理士　中　尾　敏　男　・・牙か１名
第１図

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. （１）圧縮機、室外熱交換器、減圧装置を有する室外ユ
   ニットと、室内熱交換器を有する室内ユニットと、床用
   放熱器と、前記室外ユニットに前記室内ユニットと床用
   放熱器を接続する分配ユニットとを備え、前記分配ユニ
   ットは、前記室外ユニットを接続する室外ユニット専用
   第１接続部、室外ユニット中の前記減圧装置の上流側を
   接続する室外ユニット専用ｇ２接続部、前記室内ユニッ
   トを接続する室内ユニット専用第１接続部および室内ユ
   ニット専用第２接続部、前記床用放熱器への床用放熱器
   行き配管を接続する床用放熱器専用行き接続部、床用放
   熱器からの床用放熱器帰り配管を接続する床用放熱器専
   用帰り接続部を有し、さらに前記室外ユニット専用第１
   接続部と前記室内ユニット専用第１接続部を第１内部配
   管により連結し、前記室内ユニット専用第２接続部と前
   記床用放熱器専用行き接続部を第２内部配管によシ連結
   し、さらに前記床用放熱器専用帰り接続部と前記室外ユ
   ニット専用第２接続部を第３内部配管により連結したヒ
   ートポンプ式床暖房装置。
2. （２）　　床用放熱器専用行き接続部の口径を、室内ユ
   ニット専用第２接続部の口径よシも大きくした特許請求
   の範囲第１項記載のヒートポンプ式床暖房装置。