JPS59208347A - 貯湯槽付の熱ポンプ式室温調節装置 - 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】 本発明は、貯湯槽を付設した熱ポンプ式室温調節装置に
関するものである。

冷房装置、暖房装置或いはその両方の機能を有する冷暖
房装置等の熱ポンプ式室温調節装置に、さらに貯湯槽を
付設する場合の問題は、熱交換器等の本来の室温調節機
器に加えて、これら機器よりも容積がかなり大きな貯湯
槽が設＆Ｊられるために、室温調節装置全体を大型化し
てしまうことである。事業用の室６ＦＡ調節装置の場合
でも省スペースの観点からコンバクｌ−であることが望
ましいが、特に設置スペースが制約される家庭用の温度
調節装置の場合には、−Ｒコンパクト化が大きな課題と
なる。

本発明の目的は、上述の問題に鑑め、貯湯槽を付設する
ものでありながら熱ポンプ式室温調節装置をコンパクト
にすることができる貯易槽付の熱ポンプ式室温調節装置
を提供せんとすることにある。

上記目的を達成する本発明は、圧縮機により冷媒を圧縮
循環ざセる冷媒回路に、室温調節用の循環水回路の循環
水と熱交換する水熱交換器′　と、貯湯槽内の温水と熱
交換する貯湯用熱交換器とを設けた貯湯種付の熱ポンプ
式室温調節装置において、円筒状の貯湯槽を角筒状のパ
ネルで囲った構成とし、前記角筒状パネルの内側コ−ナ
ーと貯湯槽外壁とに形成される空間に前記水熱交換器を
長手方向に沿って配設したことを特徴とするものである
。

以下、本発明を図に示ず実施例により説明する。

第１〜３図は、本発明の実ｈｉｈ例である貯湯種付の熱
ポンプ式冷暖房装置をそれぞれ一部省略して示した斜視
図、第５〜８図は同装置を暖房。

冷房等の各運転モート毎に示した回路図である。

この冷暖房装置は外殻に枠組されたフレーム５１を有し
、そのフレーム５１のり１周を四角筒状になるようにパ
ネル５０で囲め、狭い場所へのビット収納をしやずくし
である。四角？仝伏のパネル５０の略中央には円筒状の
貯湯槽１が設置され、この貯／ＩＪ槽ｌの′Ｔ一部にエ
ンジン２と、このエンジン２に駆動されてフＩノオン等
の冷媒を圧縮する圧縮機３が設けられている。貯湯槽１
の外周はクラスウール等の断−９０Ｊ４．０で被覆され
ている。断熱材４０の表面はさらに樹脂コーティング或
いはフィルムコーチインクにより防水処理がしである。

防水処理は断熱材４０の全外面であることが望ましいが
、外側に配置した後述の水熱交換器９と対面する部分や
、」二記二つのパネル５０同士の突合せ部にできた隙間
と対面する部分のように、凝縮水や外部からの浸入水を
受けやすい部分のみに部分的に施すようにしてもよい。

エンジン２はシリンダ２ａを横置きとし、例えは灯油を
燃料にして駆動される。エンジン２の吸気側にばエアク
リーナ４、気化器５が連結され、また排気側に設けた排
気＠６は、マフラ７、排気サンレンサ８を経て機体上方
へ延長している。土た、エンジン２の側部にば１すｉ熱
材の仕切壁３８を介して、後述する冷暖房運転を制御す
るための電子制御ボックス３９が設けである。さらにフ
レーム５１下部の周囲全体は防音断熱板５３で囲まれ、
エンジン２や圧縮機３が発生する騒音の漏洩を防止し、
かつ断熱を行っている。防音断熱板５３は、クラスウー
ル等の防音断熱材５３ａを中にし、その両側を外板５３
ｂと多孔性の内板５３ｃとで挾むように形成されている
。

第４図の横断面図に示すように、角筒状パネル５０の内
側コーナーと貯湯槽１との間に形成された四隅の空間に
は、その一つに上記排気サンレンサ８が通り、また他の
一つには後述する冷媒回路ｌのパイプライン５４が通り
、さらに残りの二つにはそれぞれ後述する水熱交換器９
と暖房用補助熱交換器１０とが長手方向の上下に沿って
収納されている。

」−記角筒状のパネル５０の内側コーナーと貯湯槽１と
の間に形成されている空間は、本来デッドスペースとな
ってしまうところであるが、」二連のようにこのデッド
スペース空間に水熱交換器９の熱交換器を長尺化させて
収納させたことにより、その分だけ装置全体をコンバク
Ｉ−にしている。また、この実施例の場合、暖房用補助
熱交換器１０についても同様の効果を奏している。

貯湯槽】の内部には、後述する貯湯用熱交換器１４が下
部側に、またエンジン排熱を回収するための排熱回収熱
交換器１５がＪ：　ｆｌｉ例にそれぞれ挿入され、さら
にこれら熱交換器］４，１５を内側に包含するようにし
たガイド扱１６が設けられている。また、貯／Ａ槽１の
上方（５こは、フレーム５１の外側を覆っている細面５
２の内？Ｊｌ’１面に沿って、後述する冷媒回路■の室
外空気熱交換器１１とエンジン２のラジェータ１２とが
、前者を下側に、後者を」二側にするように設置され、
かつその中央に送風用のファン１３を設けている。上記
室外空気熱交換器１１は、装置の最外面（パネル５０の
外側面）より７ｃｍ以上離れるようにしであるのかよい
。

第５〜８図に示すように、上記圧縮＋ｊｌｊ　３はフレ
オン′、・の冷媒を圧縮循環する冷媒回路■を形成して
いる。この冷媒回路Ｉには、」−二連した室外空気熱交
換器１１、水熱交換器９、これらの熱交換器に隣接して
設げた絞り１７．１８及び逆止弁１９，２０、さらに貯
湯槽１中を通るようにした貯湯用熱交換器１４が設りら
れている。

これらの機器に冷媒を送る循環路は、三方切換弁２１．
２３及び四方切換弁２２を切換えることにより、１＆述
するような暖房回路、冷房回路、貯湯回路等にそれぞれ
切換えられるようになっている。また、圧縮機３の吐出
側と吸入（ｉ’ｉＪとをバイパスするようにアンロード
弁３３が設υ）であり、エンジン２が過負荷となるとき
、吐出側の高圧ガスの一部を吸入側へ逃して過負荷を防
止することができるようにしである。

水熱交換器９には循環水回路■がｊｌす、この循環水回
路■に水熱交換器９で熱交換されノ、：循環水がポンプ
２４により強？１ｉｌＪ曹環され、室２５の冷暖房を行
うようになっ−でいる。楯環水回：・１；７■における
水熱交換器９の下流側には、弁２６゜２７を介してバイ
パス回路■”が設けられ、流路の切換えができるように
なっている。そのバイパス回路■゛　には暖房用補助熱
ダ換器１０が設けである。

エンジン２の冷却水は、冷却水回路■を介し。

てポンプ２８により強制循環される。冷却７Ｊ＜回路■
の冷却水はエンジン２のシリンダ２ａのン４ン却を行っ
て熱を奪うと共に、さらに排気管６ｌ−１ｊの排ガス熱
交換器２９を通って熱を奪し）、この奪ったエンジン排
熱を貯湯槽１の中に設けたυｌ−熱回収熱交換器１５及
び」二連した暖房用補助り１シ交換器１０に放出する。

冷却水口（洛ＩＩＩには三つの弁３０．３１．３２が設
りてあり、これらを選択的に切換えることにより冷却水
を実線矢印で示すように排！：スト回ｒｌｌ然交換器１
５と暖房用補助熱交換器１０（こｉ哲理させたり、鎖線
矢印で示すように排熱回１１又ｆフシ交１犯器１５をバ
イパスさせて直接暖房用袖ＤＪＪ　ｐ”、７％交換器１
３だけにｉｌ　シたり、或いはラソエーク１２へｉ盾に
させたりすることができる。

上述した装置において、冷媒回路■におｉＪる三方弁２
１．２３及び四方弁２２を切１カ操１乍−釘ることによ
り、次のような暖房１冷房、　Ｕ’ｉ’湯ケ午の各運転
を行うことかできる。

（暖房運転） 第５図に示すように、圧縮機３で圧縮され、た冷媒の流
れを、矢印で示ず流路となるように三方弁２１．２３及
び四方弁２２を設定する。この設定により、水熱交換器
９は冷媒の凝縮器として作用し、また室外空気熱交換器
１１は蒸発器として作用する。即ち、圧縮機３の圧縮に
より高温高圧のガスになった冷媒は、水熱交換器９にお
いて熱交換により凝縮し、その凝縮熱を循環水回路ＩＩ
の循環水に与える。液化した冷媒は、次いで絞り１７を
通るときＩすｉ熱膨張し、一部ガス化した低温低圧の冷
媒となり、室外空気熱交換器１１において外気から熱を
奪い完全にカス化する。。ガス化した低温の冷媒は、再
び圧縮機３に戻り上記サイクルを繰り返す。

循環水回路■では、弁２６を閉し、２７を開いた状態に
してあり、循環水は矢印のよ・）に循環を行う。このた
め循環水ば水熱父換機９で冷媒の凝縮熱で加熱され、昇
温した循環水はバイパス回路■”に入って暖房用むｉ？
助熱交換器１０を通る。暖房用補助熱交換器１０では、
エンジン排熱によりさらに昇温する。このように昇温し
た循環水は、循環水回路ｒ＋を経て室２５−２入り、暖
房に供せられる。

（冷房運転） 第６図に示すように、圧ｔｉｒｉ機３で圧縮した冷媒の
流れを矢印で示すような流路にするように三方弁２１．
２３及び四方弁２２を設定する。

この設定により、水熱交換器９は冷媒のｉと発器として
作用し、また室外空気熱交換器１１は凝縮器として作用
する。即ぢ、圧縮機３により高温高圧のガスにされた冷
媒は、室外空気熱交換、Ｌ、１．ｊ、ｌ　］　ｌにおい
てｆｉ縮し、その６Ｘｔｉｎ熱を放熱して高温高圧の液
体になる。液化した冷媒は、次いで絞り１８を逍るとき
断熱膨張し、低温低圧の冷媒となり、水熱交換器９にお
いて循環水回路Ｈの循環水から熱を奪ッて蒸発する。ガ
ス化した冷媒は再び圧縮機３に戻り上記サイクルを繰り
返す。

循環水回路■では、弁２６を開き、２７を閉じた状態に
してあり、冷却された低？Ａ？＋の循環水を矢印のよう
に循環させ、室２５の冷房に供す（冷房→−貯湯運転） 第７図に示すように、圧縮機３で圧縮した冷媒の流れを
、矢印で示す流路となるように三方弁２１．２３及び四
方弁２２を設定する。この運転では、」二辺した第６図
の冷房運転状態の三方弁２１を、冷媒通路が室外空気熱
交換器１１を通らないで貯湯用熱交換器１４へ通るよう
に切接えたものである。このため貯湯用熱交換器１４が
室外空気熱交換器１１に代って／ｆ縮器として作用し、
高？ＪＡガス冷媒が発生ずる凝縮；）Ｊ４を貯湯槽１中
に放出する。

（貯湯運転） 第８図に示すように、圧縮機３で圧縮された冷媒の流れ
を、矢印で示す流路となるように三方弁２１２３及び四
方弁２２を設定する。ごの冷媒流路により室外空気熱交
換器１】ば蒸発器として作用し、また貯湯用熱交換器１
４は凝縮器として作用する。室外空気熱交換器１１は絞
り１７により断熱膨張した低７（旨低圧の冷媒をガス化
させ、また貯湯用熱交換器１４は圧縮機３により加圧さ
れた高温ガス冷媒の凝縮熱を貯湯槽１巾に放出する。

上述の冷暖房装置では、フレーム５１下部におけるエン
ジン２の設置床より下側が配管スペース５５となってお
り、ここに貯湯槽１の給水口３４に連絡する給水パイプ
３４ａ及び出湯１−１３５に連絡する出呂パイプ３５ａ
、循環水回路■の室２５への循環水出口となる循環パイ
プ５６ａ及び室２５から戻る循環水入口となる循環パイ
プ５６ｂがそれぞれ設けられ、これらの各パイプはそれ
ぞれ弾性接手５７を介して外部と接続されている。５８
はエンジン２に対する燃料パイプであり、同じく弾性接
手５９を介して図示しない外部の燃料タンクと接続され
ている。

弾性接手５７．５９は防振効果を有しており、エンジン
２や圧縮機３に基つく振動、騒音が配管を通して室２５
側へ伝達されるのを防止する。

また、装置下部に配管スペース５５が集中して設けであ
るため、既設配管への接続を容易にし、またピット収納
時の収納性を良好にする。

貯湯槽ｌは、第９図の概略図に示すように下部に給水口
３４を有し、上部に出湯口３５を有している。低温熱源
である冷媒回路■の貯湯用熱交換器１４は下側に挿入さ
れ、その−に部をガイド板１６のラッパ状ガイド部１６
ａが覆っており、さらに筒状ガイド部１６ｂが出湯口３
５へ向けて上方へ延び、その途中に高温熱源である排熱
回収熱交換器１５が挿入されている。

このため、貯湯槽１内の水は矢印で示すような循環を行
って加温され、湯水全体が均一で、しかも高レベルの温
度に昇温する。そのため同じタンク容量であっても商い
熱り士を保存することが可能になる。また、高温湯が常
に出湯口３５に供給され、低温湯と混ざることなく　Ｅ
Ｊ時に供給可能になる。

この貯湯槽１は第１０図に示す実施態様のようにするこ
ともできる。この実施態様では、ガイド板１６の筒状カ
イト部１６ｂを槽の外（）１すに一旦出し、その上端出
口側にサーモ弁３６を設け、このサーモ弁３６を経由し
て再びパイプ３７を槽内側の出湯口３５に望ませるよう
にしている。そして、高温熱源の排熱回収熱交換器１５
を経た湯水が設定水温以上になったときたり、その湯水
を出湯口３５付近に供給するようになっている。また第
１１図の実施態様のように、ガイド板１６に筒状ガイド
部を設すす、ラッパ状ガイド部のみで構成するようにし
てもよい。

既に前述したように、また第１２図にも概略を示すよう
に、上記冷暖房装置のエンジン２はシリンダ２ａが横置
きにしである。このため貯湯槽１下部のエンジンスペー
ス高さを低くすることができ、その結果、クランクを縦
型にした場合に比べて貯湯槽１の容量を大きくすること
ができる。即ち、第１２図に示すように、シリンダ２ａ
が縦型であると、エンジンスペースば２゛のように縦方
向に長くなり、貯湯槽１の下部を鎖線で示すように底上
げしなければならなくなるからである。また、シリンダ
２ａを横置したものは、クランクケースの横幅が犬きく
なるためオイルパン容量を大きくし、メンテナンスフリ
ー化を容易にする。また、クランク軸高さが低くくなる
ため、エンジン２の設置床・＼の起振力のモーメントが
小さくなり、振ｕＪを小さくすることができる。

横置のシリンダ２ａば、釘ｊ綿２ａ”　で示すように、
装置にした場合であっても−）二部と同様の効果を得る
ごとができる。また、第１３図の実施態様のように、エ
ンジン２を貯硯櫓］の」二部に置くようにしてもよく、
この場合もシリンダ２ａが横置または装置のものは、ぶ
（Ｙ型のものよりも貯湯槽１の容量を全体的に大８くす
ることができる。

また、エンジン２の設置スペースを、第１４図に示すよ
うに、貯湯槽１の底面を外周を残すようにて凹ませて形
成し、エンジン２の周囲か貯湯槽１の一部で囲まれた構
造にしてもよい。

このような構成にすると、エンジン２が放出する熱を貯
湯槽１の加熱及び保温に有効に寄与させることができる
。

上述した実施例は、本発明の室温調節装置が冷暖房装置
である場合を説明したが、貯湯槽を付設するものであれ
ば、本発明は室渚、調節装置が冷房装置単独の場合或い
は暖房装置単独の場合であっても適用可能である。

上述したように本発明は、圧縮機により冷媒を圧縮循環
させる冷媒回１１８に、室温羽節用の循環水回路の循環
水と熱交換する水ｐシ交挟器と、貯／Ａ槽内の温水と熱
交換する貯湯用熱交換器とを設けた熱ポンプ式室温調節
装置において、円筒状の貯湯槽を角筒状のパネルで囲っ
た構成とし、前記角筒状パネルの内側コーナーと貯湯槽
外壁とに形成される空間に前記水熱交換器を長平方向に
沿って配設する構成としたので、本来デフ１−スペース
となるべき空間が水熱交１※器の設置に利用され、その
水熱交換器が本来占めるスペース分だけ装置全体をコン
バク１−にすることができる。また、円筒状の貯湯槽の
外周を角筒状のパネルで囲う構成としているため、装置
のビット収納を容易にすることができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明による室温調節装置を、外パネルを外し
た状態で要部を示しノコ斜視図、第２図は同装置を配管
系を中心にして示した斜視図、第３図は同装置を外パネ
ル装着の状態で、一部を破断して示した斜視図、第４図
は同装置の横断面概略図、第５〜８図は同装置シ゛を運
転するときの冷媒等の回路図を示し、第５図は暖房運転
時、第６図は冷房運転時、第７図は冷房＋貯湯運転時、
第８図は貯湯運転時をそれぞれ示す。 第９〜１１図は本発明装置におりる貯ぺ５槽の実施態様
をそれぞれ示す（Ｉ！略図、第１２〜１３図はそれぞれ
同装置の実施例を示すｆｆ１ｉｔｆ所而概１略図面第１
４図は同装置の他の実施例による下部構造を示す緬断面
概略図である。 ■・・貯湯槽、　　２・・エンジン、　　２ａ・・シリ
ンダ、　３・・圧縮機、　９・・水熱交換器、　１４・
・貯」用熱交換器、　５０・・パネル、　　■・・冷媒
回路、■・・循環水回路。 −討１

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 圧縮機により冷媒を圧縮循環させる冷媒回路に、室温調
   節用の循環水回路の循環水と熱交換する水熱交換器と、
   貯湯槽内の？Ｈｒ水と熱交換する貯湯用熱交換器とを設
   けた熱ポンプ式室温調節装置において、円筒状の貯ｔｇ
   　ｇ７を角筒状のパネルで囲った構成とし、前記角筒状
   パネルの内側コーナーと貯湯槽外壁とに形成される空間
   に前記水熱交換器を長手方向に沿って配設したことを特
   徴とする貯湯槽イ１の熱ポンプ武家温調ｎｉ丁装置。