JPS5921959A - 熱源ユニツト - 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、浴槽或いは貯湯槽への熱の授受を行う熱交換
器と、室内の冷暖房を行う熱交換器と、室外気との熱の
授受を行う熱交換器とを設けてなる熱利用装置等に適用
して好適な熱源ユニットに関する。本出願人は先に上記
構成でなるヒートポンプ式冷凍サイクル利用の熱利用装
置を出願している。

これによれば水加熱機能と、冷暖房機能とを兼ね備え、
しかも可及的に有効な熱エネルギの利用ができ、非常に
省エネルギ性に優れ、かつ合理的な住宅用熱利用装置が
得られる。

ところで、一般にヒートポンプによる室内の冷暖房は、
当該室内に配置した室内機（熱交換器とファンを組み合
わせたユニット、室外機も同様）で行うか或は多室の場
合はダクトを介して冷暖房空気を各部屋に分配供給して
行うようにしている。

この場合室外機は冷媒管を通路抵抗等からあまり長くで
きない関係上室内機に近い屋外等に設置されることにな
る。

一方、前記本出願人が先に提案した熱利用装置に於て室
内外気用の二つの熱交換器のほかに貯湯槽或は浴槽へ配
設する熱交換器も備えせしめているから、これを例えば
浴槽に配設する場合は、通常浴室と冷暖房を必要とする
室とはかなり離れている場合が多いので、冷媒管はこれ
らを最短距離でｐ配管できるように構成することが好ま
しいことから室側へはダクトで冷温風を循環せしめるこ
とになる。これらの点により、熱交換ユニットやこれら
を冷媒管で接続してなるヒートポンプの熱源ユニットは
必然的に浴室や貯湯槽近傍の屋外又は屋内に１箇所にま
とめて設備することが要求されれる。

本発明はかかる要求に応えるべくなされたもので、箱体
内部に相互に画成して形成した２つの通風路に夫々ヒー
トポンプの相反する機能となる熱交換器とこれら熱交換
器を経由して空気を送風させるファンとを配設すると共
に、前記２つの通風路によりて熱交換された暖気と冷気
とを屋内と屋外とに選択的に切り換えて供給できるよう
にした構造の熱源ユニットを提供することを目的とする
。

このため、第一の発明においては、前記暖・冷気の切換
供給手段として２つの通風路を画成すると同時に屋内と
屋外とに選択的に連通させる通風路の切換手段を設けた
構成とする。

以下に第一発明を第１図及び第２図に示した一実施例に
基づいて説明する。

第１図において、１は住宅の浴室に設置された浴槽であ
り、該浴槽１内空間の一部が仕切壁２によって仕切られ
、該仕切壁２の上・下部には夫々温水循環用の孔２ａ、
　２ｂが開口されている。そして該浴槽１の仕切壁２で
仕切られた小空間３に熱交換コイルからなる熱交換器４
を配管する。核熱交換器４の管路両端は、浴槽ｌ外壁を
液密に貫通して外部に突き出す。尚、浴槽１外壁は断熱
材で形成され、その開口面を覆う蓋５も同じく断熱材で
形成されている。これにより蓋５を閉めた浴槽１は保温
機能を維持することができる。

一方、前記浴槽１内の熱交換器４の一端に直列に接続さ
れた同一の機能をもつ熱交換器６と、該熱交換器６の他
端に膨張弁７を介して一端を接続した反対の機能をもつ
熱交換器８とが、夫々本発明に係る熱源ユニット９の屋
内及び屋外に選択的に連通ずるように切換自由に形成さ
れた２つの通風路に配設しである。該熱源ユニット９の
具体的な構成については後述する。

そして、前記熱交換器４の他端と、熱交換器８の他端と
を４万弁１０を介してコンプレッサ１１の吸入口及び吐
出口に切換自由に接続することにより閉回路が形成され
る。該閉回路内には熱媒体としてのフロンが封入され、
このフロンをコンプレッサ１１で循環させることにより
全体としてヒートポンプを構成している。

ここで、モータ１２で駆動されるコンプレッサ１１は従
来より家庭用冷暖房装置に使用されている出力ＩＫＷ前
後の小型のものが使用され、これに伴ないヒートポンプ
システム全体が小型化される。

次に、前記熱源ユニット９の具体的な構成を第２図に基
づいて説明する。該熱源ユニット９は中央部に開口部１
３を備えた矩形枠箱型の本体１４を、例えば浴室等の屋
内外を仕切る外壁に嵌めこんで取り付けられる。本体１
４の屋内に面した壁の底部と頂部には夫々屋内側の空気
人口１５及び空気出口１６が開口され、これらに対向す
る屋外に面した壁部分には夫々屋外側の空気人口１７及
び空気出口１８が開口されている。ここで、屋内側の空
気人口１５及び空気出口１６はダクＨ９，２０を介して
部屋内に通じている。又、両空気入口１５．１７の間及
び両空気出口１６．１８の間には夫々通風路切換弁２１
．２２が水平方向回動自由に中心面を軸支して取り付け
られている。切換弁２１．２２は夫々の支軸相互が開口
部１３との干渉を避けて屈曲形成された軸２３を介して
連結され、本体１４頂壁を貫通させた上側の切換弁２２
の支軸をこれに連結した手動レバー２４又はモータ等を
介して回転させることにより、軸２３を介して２つの切
換弁２１．２２を同一回転方向に連動させて後述する２
つの通風路を切換制御できるようになっている。

そして、開口部１３を挾んで両側の本体１４内部空間に
夫々、前記熱交換器６，８及びこれら熱交換器６．８を
経由して下方から上方に空気を送風するファン２５．２
６が取り付けられる。又、開口部１３の底壁と切換弁２
５との間に形成される本体１４内部空間には前記コンプ
レッサ１１が配設される。尚、コンプレッサ１１と各熱
交換器４，６．８は第１図に示した如く本体１４の内外
を通した配管により連結されているが、第２図では省略
しである。

次に本実施例装置の作用を説明する。まず、通常入浴の
空時間となる昼間等に風呂を沸かす場合には浴槽１に水
を張り蓋５を閉めた１＆４方弁１０を第１図で実線位置
にセットする。一方、夏期等気温の高い時に冷房したい
場合には熱源ユニット９の切換弁２１．２２を実線位置
にセットする。この状態でモータ１２のスイッチを入れ
てコンプレッサ１１を駆動させると共にファン２５．２
６のスイッチを入れて、これを駆動させる。この場合、
コンプレッサ１１の吐出口に４方弁】Ｏを介して接続さ
れる浴槽１内の熱交換器４及びこれと直列に接続された
熱交換器６が凝縮器として機能し、コンプレッサ１１の
吸込口に接続される熱交換器８が蒸発器として機能する
と共に、熱交換器８が介装された通風路Ｂがダク）１９
．２０を介して部屋側に連通し、他方の熱交換器６が介
装された通風路Ａが空気人口１７及び空気出口１８を介
して屋外に通じる。

従って、まず凝縮器として機能する熱交換器４により浴
槽１内の水が５０℃程度まで温められる。

一方、これと併行して蒸発器として機能する熱交換器８
により冷却された空気がファン２６によって図中鎖線矢
印方向に送風され、ダク）１９，２０を介して部屋内を
循環するため、部屋内の冷房が行なわれる。

次に、冬期等寒冷時においては、同じく浴槽１に水を張
り４方弁１０を前記実線位置にセットしたまま切換弁２
１．２２を図示鎖線位置に切換えた状態でコンプレッサ
１１と２つのファン２５．２６を駆動させると、風呂水
加熱と部屋内の暖房とを併行して行なえる。即ち、前記
と同様凝縮器として機能する熱交換器４により風呂水の
加熱が行なわれると共に、切換弁２１．２２位置により
熱交換Ｂ６が介装された通風路ＡがダクＨ９，２０を介
して部屋側に連通ずるため、該熱交換器６で暖められた
空気がファン２５により部屋内に循環され部屋内が暖房
される。又、屋外の空気はファン２６により空気人口１
７から取り入れられ蒸発器として機能する熱交換器８に
より冷却された後、空気出口１８から排出される。

そして、この場合には、凝縮器として機能する２つの熱
交換器４．６はこれらを流れるフロンの温度と湯温度又
は部屋温度との差に応じて両者の組合わせにおける熱交
換効率が最も高められるように作動するため風呂水加熱
と部屋暖房とを効率よくかつ経済的に行なうことができ
る。

又、同じく冷寒時に風呂使用後暖房を行なう場合は、浴
槽１内の残湯を抜くことなく４方弁１ｏを図示点線位置
に切換えると共に、切換弁２１．２２も実線位置に切換
えた状態でコンプレッサ１１とファン２５．２６を駆動
する。

このようにすれば今度はコンプレッサ１１の吸込口、吐
出口との接続がこれまでの場合とは逆になるため熱交換
器４．６が蒸発器として機能し、熱交換器８が凝縮器と
して機能する。従って、熱交換器８で暖められた空気が
ファン２Ｇにより部屋内に送風されて暖房が行なわれる
のであるが、この場合特に蒸発器としで機能する熱交換
器４において高温に保温された浴槽１内の残湯がら熱が
効果的に供給されることによりフロンの蒸発が促進され
、暖房効率が高められる。

次に、冷暖房は行なわず、風呂だけを沸がしたい場合に
は４方弁１０位置は実線位置、切換弁２１゜２２は鎖線
位置にセットし、この時部屋に通じる通風路Ａ側のファ
ン２５の駆動を停止し、他方のファン２６だけ駆動する
。この場合、熱交換器６で暖められた空気は部屋へ送風
はされないが、部屋内への自然流入を完全に遮断するた
めには、ダクト１９゜２０に通じる部屋内の空気出入口
を開閉できるようにすればよい。

又、本装置による安全性、経済性を利用したものとして
浴室を乾燥室として利用することが挙げられる。即ち、
通常浴室は居室に比べて狭いものであるから、風呂水を
排水して熱交換器４を露出せしめ、これにより風呂水を
沸かす場合と同様４方弁を実線位置にセットしてヒート
ポンプを駆動させると、該熱交換器４が空気加熱器とし
て機能し、比較的短時間で浴室ｌ内を暖める。従ってこ
れにより浴室内を洗濯物の乾燥室として利用することが
できるのである。この場合浴室には通常換気窓や換気扇
があるので、洗濯物からの蒸発による湿り空気は換気窓
や換気扇を利用して交換でき、又、浴室内温度も温度検
知器によるヒートポンプ制御等で適宜に設定することで
効果的な利用ができる。この場合、一方の通風路例えば
通風路Ａの熱交換器６上方の空間に面した屋内側の壁に
開閉自由な換気窓を設ければこの換気窓を開け、切換弁
２１．２２を実線位置にした状態でファン２５を駆動す
ることにより浴室の空気を換気窓から空気出口１８を介
して屋外に排出させて効率よく排気を行なうことができ
、別途換気扇を設ける必要もないので合理的である。尚
、かかる換気以外の場合、切換弁２１．２２及びファン
２５．２６の操作は冷暖房の使用に応じてセットすれば
よい。

以上示したように、本発明に係る熱源ユニット９を用い
ると、従来のし−トポンプにおける室内機及び室外機を
１個のユニット内に組み込んであるため該ユニットを家
屋の壁に嵌め込んで使用でき、室内機や室外機の設置ス
ペースがない場合でも容易に設置することが可能である
と同時に部屋空間や庭等屋外空間を狭めることもなく、
しかも美観性にも優れる。特に本実施例の如く熱源ユニ
ットに浴槽や貯湯槽の熱交換器を接続して使用する場合
は、浴室や貯湯槽が設けられる部屋の壁に嵌め込むこと
により冷媒管を可及的に短縮できコンパクトにしてエネ
ルギロスが少ない熱利用装置が得られ、さらに切換弁の
操作のみで湯沸しと冷暖房とを併行して行なえる。

尚、本実施例の如く熱源ユニソ１−９の本体中央部分に
開口部１３を設けることも容易に行なえ、この場合該開
口部１３に開閉自由又は嵌め込み式のガラスを取り付け
ることにより、窓として利用することができ又、開口部
１３の底壁を利用し、或いはこれと平行に棚板を取り付
けて飾り棚としたり、照明灯を組み込んでルームライト
とすること等もできる。

次に第二の発明について説明する。このものは、暖・冷
気の切換供給手段として、屋内側に連通ずる通風路と屋
外側に連通ずる通風路とに介装した熱交換器の冷媒流通
方向を切換る冷媒切換弁を設けた構成とする。

第３図は第二の発明に係る熱源ユニット３１を示し、該
熱源ユニット３１の内部は仕切壁３２により上下２段に
仕切られる。その上段に形成される通風路Ｃは屋旧例に
配した空気人口３３及び空気出口３４が開設され、それ
ぞれダク１−３５．３６を介して部屋内に通じている。

そして該通風路Ｃに空気人口３３と空気出口３４との間
を仕切るように熱交換器３７を配設すると共に該熱交換
器３７を経由して上方から下方に空気を送風するファン
３８を設ける。

一方、熱源ユニット３１の下段に形成される通風路りは
屋外側に面した壁に空気人口３９及び空気出口４０が開
設され、これらの間を仕切るように熱交換器４１を配設
すると共に、該熱交換器４１を経由して」三方から下方
に空気を送風するファン４２を設ける。

そして、これら熱交換器３７．４１の一端相互を膨張弁
４３を介して接続すると共に、熱交換器４１の他端を熱
源ユニット３１外部の浴槽４４に配設された熱交換器４
５の一端に接続し、該熱交換器４５の他端と前記熱交換
器３７の他端とを４方弁４６を介してコンプレッサ４７
の吸入口及び吐出口に接続して閉回路を形成する。尚４
方弁４６及びコンプレッサ４７は電源ユニット３１の底
部に設置してあり、４方弁４６は熱源ユニット３１の屋
内側壁面を貫通して取り付けられた操作レバーを介して
切換操作できるようになっている。

次にかかる実施例装置の作用を説明する。第４図に示す
冷媒回路図において、４方弁４６を実線位置にセットし
てコンプレッサ４７を駆動すると、浴槽４４内の熱交換
器４５及び通風路り内の熱交換器４１は凝縮器として機
能し、通風路Ｃ内の熱交換器３７は蒸発器として機能す
る。従って熱交換器４５の加熱作用により風呂の湯沸し
、又は洗濯物の乾燥が行なえ、又、夏期等ではファン４
２と共にファン３８を駆動すれば熱交換器３７で冷却さ
れて空気をダクト３５．３６を介して部屋内に送風して
冷房を行なうことができる。

又、冬期において４方弁４６を図示点線位置に切り換え
風呂使用後残湯を抜くことなくコンプレッサ４７及びフ
ァン３８．４２を駆動させれば前記第一発明の実施例で
述べたのと同様通風路Ｃ内の熱交換器３７は凝縮器とし
て機能しこれによって暖められた空気がファン３８で部
屋内に送風され暖房が行なえかつ、浴槽４４内の残湯か
ら熱交換器４５に供給される熱により暖房効率が高めら
れる。

さらに風呂湯沸しのみを行ないたい場合は、ファン３８
の駆動を停止すればよいことも第一発明の実施例同様で
ある。

第５図は、前記第二発明の実施例の応用例を示し、第４
図の回路図において、２つの熱交換器３７゜４１の膨張
弁４３接続側と反対側の管路端を第二の４万弁４８を介
して、浴槽内の熱交換器４５の一端と第一の４方弁４６
の一ポートとに切換自由に接続したものである。

このようにすれば第二の４万弁４８を図示実線位置にセ
ットすれば前記第一実施例と同様の機能が得られると共
に、図示点線位置に切り換えセットした場合には、浴槽
加熱（風呂湯沸し又は洗濯物の乾燥）と併行して部屋内
の暖房が行なえる（第一の４万弁４６の図示実線切換位
置）。即ち、第一発明の実施例と全く同一の機能が得ら
れる。この場合、第二の４方弁４８は熱源ユニットの内
部又は外部のいずれに設けてもよい。

又、第二発明で示した熱源ユニットにおいても中央部に
開口部を設けることば容易であり、この場合窓、飾り棚
等として利用できることは第一発明の場合と同様である
。

以上説明したように本発明によれば熱源ユニットを家屋
の壁に嵌め込んで使用できるため、部屋空間や庭等屋外
空間を狭めることもなく美観性にも優れしかも切換手段
の切換操作一つで部屋内の冷・暖房を切り換えることが
できる。

特に、浴槽や貯湯槽の熱交換器を接続すれば湯沸しと冷
暖房とを併行して行なえる総合的な住宅用熱利用装置の
熱源ユニットとして使用することができこの場合も冷媒
管を可及的に短縮できコンパクトにして省エネルギ性に
優れる等種々の特長を備えるものである。

【図面の簡単な説明】

第１図は第一の発明に係る熱源ユニットを使用した熱利
用装置を示す構成図、第２図は同上の熱源ユニットを示
す斜視図、第３図は第二の発明に係る熱源ユニットを使
用した構成図、第４図は同」一実施例の冷媒回路図、第
５図は第二発明の第二の実施例を示す冷媒回路図である
。 ６、　８．３７．４１・・・熱交換器　　９．３１・・
・熱源ユニット　　１１．４７・・・コンプレッサ　　
１４・・・本体１５．３３・・・空気入口（屋内側）　
　　１６．３４・・・空気出口（屋内側）　　　１７．
３９・・・空気人口（屋外側）１８、４０・・・空気出
口（屋外側）　　　２１．２２・・・通風路切換弁　　
２５．２６．３８．４２・・・ファ゛ツ　　４６・・・
４方弁・ 特許出願人　ミサワホーム株式会社 代理人　　弁理士　笹　島　富二雄 第４図 第５１・４ ２ ＝３（

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 ＋ｌ）箱体の壁に屋内に連通ずる空気入・出口と屋外−
   に連通ずる空気入・出口とを形成する一方、前記箱体内
   部をその２つの切換位置において、前記屋内側の空気入
   ・出口と屋外側の空気入・出口とに選択的に連通させる
   ように２つの空間に仕切る切換弁を設け、かつ前記２つ
   の空間にヒートポンプの相反する機能となる熱交換器と
   該熱交換器を経由して空気を空気入口から空気出口方向
   に送風するファンとを各別に配設して構成したことを特
   徴とする熱源ユニット。 （２）箱体の壁に屋内に連通ずる空気入・出口と屋外に
   連通ずる空気入・出口とを形成する一方、前記箱体内部
   を前記屋内側の空気入・出口に連通ずる空間と屋内側の
   空気入・出口に連通ずる空間とに仕切る仕切壁を設け、
   かつ、これら２つの空間にヒートポンプの相反する機能
   となる熱交換器と該熱交換器を経由して空気を空気人口
   から空気出口方向に送風するファンとを各別に設けて構
   成したことを特徴とする熱源ユニット。