JPS59150268A - 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−の居室内の冷暖房を目的としたヒート
ポンプ式床暖房装置に関するもので、安価なヒートポン
プ式床暖房装置を供給するものである。

従来例の構成とその問題点 従来この種のヒートポンプ式床暖房装置は、第１図に示
すように、室外ユニット１、室内ユニット２及び床面な
どに設けた放熱器３を接続し、室外ユニッｌ−１内には
、圧縮機４、四方弁６、室外熱交換器６と、源側主管７
を分岐した源側支管８ａ、８ｂ中に電磁二方弁９ａ、９
ｂ及びキャピラリチューブ１０ａ、１０ｂを備え、ガス
側支管１１ａ、１１ｂ中にも、電磁二方弁１２’ａ　、
　１２ｂを設け、室外ユニット１と室内ユニット２及び
放熱器３とを結ぶ男ツブリング１３ａ、１３ｂ。

１４ａ、１４ｂが設けられている。１５は室外ファンで
ある。また室内ユニット２には室内熱交換器１６と室内
ファン１７を具備している。

また従来の制御装置は第２図の電気回路図のようにな゛
ってお沙、冷暖切換スイッチ１８の冷房側接点１９に、
電磁二方弁９ａ用のリレーコイル９ａＣと、電磁二方弁
１２ａ用のリレーコイル１２ａＣと、室内ファン１７用
のリレーコイル１７ａＣと、圧縮機４及び室外ファン１
５用のリレーコイル２０ａｃとがおのおの運転スイッチ
２１及び冷暖切換スイッチ１８の冷房側接点１９を介し
て電源２２に接続されている。また、冷暖切換スイッチ
１８の暖房側接点２３と運転スイッチ２１を介して、四
方弁Ｓ用のコイル６Ｃと、電磁二方弁９ｂ用のコイル９
ｈａと、電磁三方弁１２ｂ用のコイル１２ｂごと、圧縮
機４及び室外ファン１６用のリレーコイル２０　ｂ　ｃ
とが、それぞれ電源ηに接続され、さらに電磁二方弁９
ａ用のリレーコイル２４ｂｃと電磁二方弁１２ａ用のリ
レーコイル２５ｂＣと、室内ファン１７用リレーコイル
１７ｂＣとが、それぞれ温風ＯＮスイッチ２６、前記暖
房側接点２３及び運転スイッチ２１を介して電源２２に
接続されている。２７ａｃ、２８ｂｃ。

２９ａｃ、３０ｂｃ、３１　ａｃ、３２ｂｃ、３３ａｃ
、３３ｂｃは、それぞれリレーコイル９ａａ。

２４ｂｃ、１２ａｃ、２５ｂｃ、１７ａｃ、１７ｂｃ、
２０ｂｃに対応するリレー接点である。そして、リレー
接点２７ａｃ、２８ｂＣの並列回路と直列に電磁二方弁
９ａ用のコイル９Ｃが接続され、この直列枝路が運転ス
イッチ２１を介して電源に接続されている。壕だ、リレ
ー接点２９ａａ。

５ｏｂｃの並列回路と直列に電磁三方弁１２ａ用のコイ
ル１２ｃが接続され、この直列枝路が運転スイッチ２１
を介して電源２２に接続されている。

まだリレー接点３１　ａｃ、３２ｂｃの並列回路と直列
に室内ファン１７が接続され、この直列枝路が運転スイ
ッチ２１を介して電源２２に接続されている。さらにま
たリレー接点３３　ａ　ｃ、　３３ｂｃの並列回路と直
列に圧縮機４並びに室外ファン１５が接続され、この直
列枝路が運転スイッチ２１を介して電源２２に接続され
ている。

以上のような構成において、次に従来のヒートポンプ式
床暖房装置の動作を説明する。今、冷暖切換スイッチ１
８が冷房側接点１９に倒されていて、運転スイッチ２１
が閉じると、リレーコイル９ａｃ、１２ａｃ、１７ａｃ
、２０ａｃに電圧がかかり、電磁二方弁９ａ、１２ａ用
のリレー接点づ７ａｃ、２９ａＣ！が閉じてコイル９ｃ
、１２ｃに電圧が印加され電磁三方弁９　ａ、　、　１
２　ｃは開となる。

そして、リレー接点３１　ａｃ　、３３ａｃも閉じて室
内ファン１７、室外ファン１５、圧縮機４Ｃ桓ヤ千加寺
れ吻ゼ駆動される。

そして圧縮機４から吐出された冷媒は、四方弁５を通り
、室外熱交換器６で室外ファン１５の送風により放熱、
凝縮し、源側主管７、源側支管８ａ、電磁二方弁９ａを
通り、キャピラリチューブ１０ａで減圧され、カップリ
ング１３ａを経て、室内ユニット２へ入り、室内熱交換
器１６で蒸発し、室内ファン１７の送風により、冷房運
転を行ない、冷媒はガス状態になって、室外ユニット１
へ返ってきて、カップリング１４ａ１ガス側支管１１ａ
、電磁二方弁１２ａを通り、一方弁６から圧縮機４へも
どる一連の冷媒循環回路を通って冷房運転を行なってい
る。

また暖房運転では、冷暖切換スイッチ１８が暖房側接点
２３に倒されていて、運転スイッチ２１を閉じると、電
磁二方弁９ｂ、１２ｂのコイル９ｂＣ，１２ｂｃに電圧
が印加され、また四方弁５用のコイル５Ｃにも通電され
、さらに、リレーコイル２０ｂｃの励磁によって、リレ
ー接点３３ｂＣが閉じて室外ファン１６が駆動される。

これにより冷媒は、圧縮機４から吐出されて、四方弁６
、電磁二方弁１２ｂ１ガス側支管１１ｂ１カツプリング
１４ｂをへて、床面に設けた放熱器３により床暖房を行
ない、室外ユニット１に返ってきて、キャピラリチュー
ブ１ｏｂで減圧し、電磁二方弁９ｂをへて、室外熱交換
器６で吸熱し、四方弁５を通り、圧縮機４へもどる。こ
の床暖房運転時の冷媒状態は第３図のモリエル線図上で
示すと、床面に設けた放熱器３内での状態は、点Ａから
点Ｂまでを放熱して床暖房を行なっていることになる。

従って破線の等製線からもわかるように、点Ａと度差を
生じているため居室内の床は部分的に温度が違ってきて
不快をあたえていた。まだこの温度の差を解消しようと
すると、非常に複雑な冷媒回路を構成しなければならず
コストも高くなるという欠点があった。また、この床面
に設けた放熱器３は断熱材（図示せず）などの非常に熱
容量の大きな材質から成っているだめ、運転スイッチ２
１を入れても、すぐには暖房感は得られなかった。

そこでいち早く暖房感を得ようとすると、温風ＯＮスイ
ッチ２６を閉じて室内ユニット２の室内熱交換器１６に
も冷媒を流し、室内ファン１７により強制対流方式によ
って室温を上昇させて、いち早く暖房感を得ようとする
手段がとられていた。

しかし、上記のような手段で暖房の立上がりを早くする
と、電磁二方弁９ａ　、１２ａを制御する専用の電気回
路（リレーコイル２４ｂｃ、２５ｂｃやリレー接点２８
ｂｃ、３０ｂｃ）が必要となり、また、温風ＯＮスイッ
チ２ｄを閉じた時、急速に室内熱交換器１６にガス冷媒
が流れ込んで、室内ユニット２やそれを据付けている壁
や床からも、冷媒の衝撃音が出たり、また逆に温風ＯＮ
スイッチ２６を開いて室内ユニット２からの放熱を止め
た時には、今まで室内熱交換器１６で凝縮していた冷媒
は電磁三方弁１２ａ、９ａが同時に閉止されるため、冷
媒の循環量が減少してしまい、床暖房能力を低下させる
などの問題があった。以上のように従来のヒートポンプ
式床暖房装置は、床面に設けた放熱器３と室外ユニット
１を接続し、さらに室外ユニット１と室内ユニット２を
接続するだめカップリングが４個も必要となり、室外ユ
ニット１内では、高価な電磁二方弁９ａ、ｓｂ。

１２ａ、１２ｂも同じく４個使用し、またこの電磁三方
弁（４個）を制御する専用の電気回路（リレーコイルや
リレー接点）も必要とするなど数々の欠点を有していた
。

にみられる欠点を除去するもので、安価にして冷媒音が
小さく、床暖房能力が効率よく十分に出せるようにする
ことを目的とする。

一発明の構成 本発明のヒートポンプ式床暖房装置は、室外ユニットと
室内ユニットとを、また、前記室外ユニットと床面に設
けた放熱器とを、それぞれ接続配管にて接続し、前記室
外ユニットの前記接続配管との接続口を、三方向流通可
能なカップリングにて形成したもので、必要なカップリ
ングの数を少くし、前記カップリングを制御する電気回
路を簡素なものとし、コストの低減を図っている。

実施雀りの説明 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４図ないし第６図を参考に説明する。

冷凍サイクルを示す第４図において、１は室外ユニット
で、圧縮機４０、四方弁４１、室外熱交換器４２、第１
の逆止弁４３、冷房用キャピラリチューブ４４．３方向
流通可能なカップリング４６、室内ユニット２とをつな
ぐカップリング４８、床面などに設けた放熱器３とを接
続するカップリング４７、暖房用キャピラリチューブ４
８、第２の逆止弁４９及び室外ファン６０と配管から成
る。室内ユニット２は室内熱交換器５１及び室内ファン
５２から成る。

この冷凍サイクルを制御する電気回路は、第５図に示す
ように、冷暖切換スイッチ５３の冷房側接点５４に、リ
レーコイル５４．５５を並列接続し、これを冷暖切換ス
イッチ６３および運転スイッチ５７を介して電源６８に
接続している。壕だ冷暖切換スイッチ５３の暖房側接点
５９には、四方弁４１用のコイル６０とリレーコイル６
１が並列に接続され、これが冷暖切換スイッチ５３と運
転スイッチ５７を介して電源５８に接続されると共に、
リレーコイルｅ２が温風ＯＮスイッチ６３を介して前記
暖房側接点５９に接続されている〇５５ａ　、Ｓｅａ　
、６１　ａ　、６２ａはそれぞれリレーコイル５５，５
６，６１．６２に対応するリレー接点で、室外ファン６
ｏならびに圧縮機４０の並列回路がリレー接点５５ａ　
、６１　ａの並列枝路と直列に接続され、この直列枝路
が運転スイッチ６７を介して電源５８に接続されている
。また、室内ファン５２がリレー接点６２ａならびに６
６ａと運転スイッチ６７を介して電源５８に接続されて
いる。

第６図は第４図の冷凍サイクル図中の３方向流通可能な
カップリング４６の断面構造図である。

上記構成において、床暖房運転を行なうときの氏 作用について匁明する。

冷暖切換スイッチ５３が暖房側接点５９．６１に倒され
ていて、運転スイッチ６７が入れられると、四方弁４１
用のコイル６ｏ及びリレーコイル６１に電圧が印加され
、四方弁４１の通路は暖房になり、まだリレー接点６１
ａが閉じて、室外ファン６０と圧縮機４０が駆動され、
冷媒は破線矢印のように、圧縮機４０から吐出され、四
方弁４１、カップリング４４を経て、室内ユニット２へ
入シ、温風ＯＮスイッチ６３が開いていれば室内ファン
６２は回転していないので、自然対流で室内熱交換器６
１で一部放熱する６そして気液混合状態になった冷媒は
、３方向流通可能なカップリング４６を通シ（第６図の
破線矢印）、床面などに設けた放熱器３に入って、ここ
で放熱して居室内を床暖房する。そして液化した冷媒は
、カップリング４７を経て室外ユニット１へもどり、暖
房用キャピラリチューブ４８で減圧し、第２の逆止弁２ ４９を通り、室外熱交換器はかで吸熱してガス化し、四
方弁４１を通り、圧縮機４０へもどる。この床暖房運転
時における冷媒回路には、ｉ別高価な電磁二方弁を使用
せず、安価な逆止弁４３．４９を使用すると共に、まだ
カップリングにおいても従来は４個使用していたものを
２個にし、新たに第６図に示すような３方向流通可能な
カップリング４６を１個使用することにより、安価なヒ
ートポンプ式床暖房装置を構成できる。それと共に、高
価な電磁二方弁を制御する専用の電気回路も必要とせず
、室内熱交換器６１は自然対流により、第３図のモリエ
ル線図のガス域の点Ａより、気液混合域の点Ｃまでを放
熱して、床面などに設けた放熱器３では、点Ｃから点Ｂ
の気液混合域の圧力。

が一定ならば温度も一定（破線の等製線）という範囲で
放熱しているので、入口（点Ｃ）と出口（点Ｂ）とでは
、温度差が発生せず、簡単な冷媒回路で、床面温度が均
一の頭寒足熱の床暖房が可能である。そして暖房の立上
がり時に、温風ＯＮスイッチ６３を閉じることによシ、
１個のリレーコイル６２が励磁され、リレー接点６２ａ
が閉じて室内ファン６２が回転する。このような、きわ
めて簡単な電気回路と電気部品により、室内熱交換器６
１からの室内ファン６２による温風により、いち早く室
温を上昇させて暖房感を得ることができる。そして暖房
時における冷媒循環回路は同一なので、従来のもののよ
うに使用していなかった室内ｓｈｈ熱交換器６１に急激
に冷媒が流れ込むことにより生ずる冷媒衝撃音がなく、
また電磁二方弁の弁当り音等の耳ざわりな音も発生せず
、静かな暖房運転ができる。また、この温風による暖房
を停止した時にも、室内ファン６２が停止するだけでそ
の他特別な制御手段を必要とせず、冷媒がどこかへたま
って冷媒の循環量を減少させて、床暖房能力を低下させ
るということもない。

なお、冷房運転時には、冷暖切換スイッチ６６を冷房側
接点６４へ入れて運転スイッチ６７を閉じると、リレー
コイル５５．５６に電圧がかかり、。

リレー接点５５ａ　、６６ａが閉じて、室内ファン５２
、室外ファン６０、圧縮機４０が運転される。

そして、冷媒は実線矢印で示すように、圧縮機４０、四
方弁４１、室外熱交換器４２、第１の逆止弁４３、冷房
用キャピラリチューブ４４．３方向流通可能なカップリ
ング４６を通り、室内ユニット２へ入り、室内ファン５
２の強制対流方式テ室内熱交換器６１で蒸発して室内を
冷房し、室外ユニット１へもどってきて、カップリング
４６、四方弁４１、圧縮機４０へ返る。この時、床面な
どに設けた放熱器３は入口側に第２の逆止弁４９があり
、また出口側は、冷房用キャピラリチューブ４４で減圧
された後なので冷媒は流れない。また約７〜Ｇの圧力で
あり、この圧力の飽和温度は約１６℃で、床の温度約２
６℃よりもはるかに低いため、冷媒が流れて放熱器が凝
縮器となり床面を冷やして足元を冷たくするということ
もなく、壕だ、床の温度が冷媒の飽和温度よりも高いた
め、ガス状の冷媒約２０〜３０ｐ程度しかたまらないの
で、冷媒の循環量を減少させて冷房能力を低下させると
いうこともない。

そして暖房時と同じく、高価な電磁二方弁を使用せず、
安価な逆止弁を使用していることから、またこの高価な
電磁二方弁を制御する専用の電気回路や電気部品を使用
しないため、安価なヒートポンプ式床暖房装置を構成で
きる。また構成部品がきわめて簡単なためサービス面で
もメンテナンスが行ないやすい。

発明の効果 上記実施例よシ明らかなように、本発明のヒートポンプ
式床暖房装置は、室外ユニットに、３方向流通可能なカ
ップリングを介して、室内放熱器を有する室内ユニット
を接続すると共に、前記３方向流通可能なカップリング
を介して、前記室外ユニットに、前記室内ユニットと、
床面などに設けた放熱器を直列状態に接続したもので、
高価な電磁二方弁や、カップリングを４個使用すること
なく、また電磁二方弁を制御する特別の専用電気回路や
電気部品を使用することなく、安価なヒートポンプ式房
暖房装置を構成することができる上に、床面などに設け
られる放熱器の温度分布の差が小さく、冷房時における
冷媒の循環量の減少も少ないものである。

【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冷凍サイ
クル図、第２図は同ヒートポンプ式床暖房装置の電気回
路図、第３図はモリエル線図、第４図は、本発明の一実
施例におけるヒートポンプ、弐床暖房装置の冷凍サイク
ル図、第６図は同ヒートポンプ式床暖房装置の概略電気
回路図、第６図は同ヒートポンプ式床暖房装置の３方向
流通可能なカップリングの断面図である。 １・・・・・・室外ユニット、２・・・・・・室内ユニ
ット、３・・・・・・放熱器、４ｏ・・・・・・圧縮機
、４１・・・・・・四方弁、４２・・・・・・室外熱交
換器、４３・・・・・・第１の逆止弁、４５・・・・・
・３方向流通可能なカップリング、４６・・・・・・カ
ップリング、４７・・・・・・カップリング（他のカッ
プリング）、４９・・・・・・第２の逆止弁、５１・・
・・・・室内熱交換器。 代理人の氏名　弁理士　中　尾　敏　男　ほか１名＠１
図 Ｃ１ 殿 第４図 第　３　図 工〉グツＬピー

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. （１）室外ユニットに、３方向流通可能なカップリング
   を介して、室内放熱器を有する室内ユニットを接続する
   と共に、前記３方向流通可能なカップリングを介して、
   前記室外ユニットに、前記室内ユニットと、床面などに
   設けた放熱器を直列状態に接続したヒートポンプ式床暖
   房装置。
2. （２）室外ユニットは、カップリング、四方弁、圧縮機
   、前記四方弁、室外熱交換器、第１の逆止弁。 ３方向流通可能なカップリングを一連に接続した冷媒枝
   路と、前記室外熱交換器と前記第１の逆止弁の接続点に
   向けて一連に接続された他のカップリングと第２の逆止
   弁の直列枝路を有し、前記カップリングと３方向流通可
   能なカップリングの間に室外ユニットを接続し、前記他
   のカップリングと３方向流通可能なカップリングの間に
   床面などに設けた放熱器を接続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。