JPS5969674A - ヒ−トポンプ式冷暖房湯沸かし装置 - 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】 本発明はヒ、−トボンプ式冷暖房装置に関し、特に外気
熱、冷房運転時の排熱を有効に利用できる行なうことの
可能な冷暖房装置が普及しつつある。

この装置には、夏は冷房装置のみを使用し、冬には別場
所に各種暖房器具、特にガスや石油燃焼器を設置して使
用するという煩しさから解放されるという利点だけで々
く、ガスや石油機器に比して−り一 爆発、火災のおそれが無いという最大の利点がある。し
かしながら、このような普及によってもなお一般家庭に
おいては風呂あるいは台所の給湯のためにガスあるいは
石油機器の使用が必要であシ、爆発、火災、更にはガス
中毒のおそれが完全に解消されるとは言えないのが現状
である。特にアパートやリースマンションの経営者にと
っては、上記した危険防止のための物心両面にわたる管
理負担が少なくない。

本発明は、ヒートポンプ式冷暖房装置の経済性、安全性
に着目し、冷房運転時の排熱、外気熱をシャワーや風呂
の湯沸かしに利用できるようなヒートポンプ式冷暖房湯
沸かし装置を提供することにより、上述した問題点の解
消に寄与しようとするものである。

以下、図面を参照して説明する。

第１図は従来のヒートポンプ式冷暖房装置の概略構成図
である。

冷媒圧縮機１に対し、差圧を利用するパイロット弐四方
切換え弁２を介して室内空気との熱交換器６と冷媒の絞
９抵抗部としてのキャピラリ４と室外空気との熱交換器
５とを接続している。６は気液分離器、７は室内空気を
取り入れて室内熱交換器６を通し室内に吹き出す室内送
風機、８は室外空気を取シ入れて室外熱交換器５を通し
室外に吹き出す室外送風機である。

この装置は、四方切換え弁２により冷房運転と暖房運転
とが切り換えられる。すなわち図中実線で示すように、
冷媒圧縮機１からの高圧高温冷媒を四方切換え弁２によ
シ熱交換器５を通して室外に放熱させて液化してからキ
ャピラリ４で絞って熱交換器３で蒸発させることにより
、室内空気を冷却する冷房運転が行なわれる。また破線
で示すように、冷媒圧縮機１からの高圧高温冷媒を四方
切換え弁２により熱交換器６を通して室内に放熱させて
液化してからキャピラリ４で絞って熱交換器５で室外空
気と熱交換させ、外気熱を吸収することによシ、室内空
気を温める暖房運転が行なわれる。

以上の説明で明らかなように、冷房運転時には熱交換器
５を通して熱エネルギーを室外に排出していることにな
る。

本発明はこの排熱及び外気熱をシャワーや風呂の湯沸か
しに利用できるようにするとともに、シャワーや風呂の
湯を暖房時の熱源として利用できるようにしたものであ
シ、第２図にその概略構成図を示す。図中、第１図と同
部分については同番号を付している。

この装置は、冷媒圧縮機１と四方切換え弁２との間に、
シャワー熱交換器１０と浴槽に配設した風呂熱交換器９
と四方切換え弁１１を挿入接続したものである。１２．
１３はシャワー熱交換器１０、風呂熱交換器９と四方切
換え弁１１との間に挿入接続された三方電磁弁、１４は
バイパス用の三方電磁弁、１５は逆止弁である。前記シ
ャワー熱交換器１０と風呂熱交換器９とバイパス用二方
電磁弁１４とは並列接続している。

この装置は、四方切換え弁２，１１と三方電磁弁１２，
１３．１４の切換え動作によシ、■冷房と湯沸かしモー
ド、■暖房と湯沸かしモード、■５− 湯沸かしモード、■風呂・シャワー熱利用暖房モードの
４つの動作モードが実現できる。

以下に各モードについて説明する。

■　冷房と湯沸かしモード 冷媒圧縮機１→四方切換え弁１１（図中太い実線）→シ
ャワー熱交換器１０・風呂熱交換器９→四方切換え弁２
（図中太い実線）→室外熱交換器５→キャピラリ４→室
内熱交換器６→四方切換え弁２（図中細い実線）→気液
分離器６→冷媒圧縮機１という冷媒循環回路が形成され
る。この場合、三方電磁弁１２．１３は開であシ、冷媒
圧縮機１からの高圧高温冷媒はシャワー熱交換器１０で
シャワー用タンク２１に満たされた水と熱交換してシャ
ワー水を加熱するとともに、風呂熱交換器９で浴槽２４
に満たされた水との間で熱交換して風呂湯沸かしを同時
に行なう。なおシャワー熱交換器１０、風呂熱交換器９
で十分な放熱が行なわれる場合は、室外熱交換器５であ
えて室外送風機８を運転して無駄々放熱を行なう必要は
無い。このモードでは冷房による排熱をシャワー水の加
熱と６一 風呂の湯沸かしの熱源として有効利用を図れる。

勿論、室外熱交換器乙においては室内送風機７が駆動さ
れ、キャピラリ４を通して送られてくる冷却液化された
冷媒の蒸発により室内空気の冷却が行なわれ、冷房運転
が行なわれる。そして浴槽に水を入れず三方電磁弁１３
を閉にして室外送風機８を運転するようにして風呂湯沸
かしを行なわずに冷房運転を行なうこともできる。

■　暖房と湯沸かしモード 冷媒圧縮機１→四方切換え弁１１（図中太い実線）→シ
ャワー熱交換器１０・風呂熱交換器９→四方切換え弁２
（図中太い破線）→室内熱交換器６→キャピラリ４→室
外熱交換器５→四方切換え弁２（図中細い破線）→気液
分離器６→冷媒圧縮機１という冷媒循環回路が形成され
る。このモードでは、冷媒圧縮機１からの高圧高温冷媒
は、シャワー熱交換器１０でシャワー水を加熱するとと
もに風呂熱交換器９で浴槽２４に満たされた水との間で
熱交換して風呂湯沸かしを同時に行なう。

更に室内送風機７運転によシ室内熱交換器６で室内への
放熱を行なって暖房運転が行なわれる。そして浴槽２４
に水を入れず三方電磁弁１６を閉にして風呂湯沸かしを
行なわずに暖房運転を行なうこともできる。室内熱交換
器３を出た液化冷媒はキャピラリ４で絞られ、室外送風
機８運転による室外熱交換器５で蒸発して室外空気との
間で熱交換し外気熱を吸収して冷媒圧縮機１へ戻る。な
お外気温低下で室外熱交換器５での外気熱の吸収が少な
く、暖房能力が不足する場合を考慮して風呂熱交換器９
及びシャワー熱交換器１０に並列に三方電磁弁１４を接
続し、暖房能力低下時は三方電磁弁１２．１３を閉にし
、三方電磁弁１４を開にして冷媒を風呂熱交換器９及び
シャワー熱交換器１０をバイパスさせるようにしても良
い。

■　湯沸かしモード 冷媒循環回路は上記した暖房と湯かしモード■の場合と
同じであるが、室内送風機７を停止する。

すなわち冷媒圧縮機１からの高圧高温冷媒をシャワー熱
交換器１０、風呂熱交換器９で熱交換させるようにして
、外気熱を湯沸かしのみに利用するように運転される。

このようなモードは、冷房あるいは暖房を必要としない
春季、秋季に最適である。

■　風呂・シャワー熱利用暖房モード 冷媒圧縮機１→四方切換え弁１１（図中太い破線）→逆
止弁１８→四方切換え弁２（図中太い破＃）→室内熱交
換器６−キャピラリ４→室外熱交換器５→逆止弁１６→
シャワー熱交換器１０・風呂熱交換器９→二方電磁弁１
２．１３（それぞれ開状態）→四方切換え弁（図中細い
破線）→気液分離器６→冷媒圧縮機１という冷媒循環回
路が形成される。このモードでは風呂熱交換器９及びシ
ャワー熱交換器１０が蒸発器の機能となシ、室外熱交換
器５と同じ機能となる。従って冬期外気温が低下して室
外熱交換器５からの熱吸収が不足し暖房能力が低下した
場合には、あらかじめ昼間に湯沸かしモード■で運転し
ておいて、夜間に風呂・シャワー熱利用暖房モードに切
換えることによって解決できる。また昼間に湯沸かしモ
ード■で運転していない場合で夜間に暖房する場合は、
シャ９− ワー用タンク２１内の水を熱源にする。ここでシャワー
用タンク２１内の熱容量は小さいため水温の低下が早く
、シャワー用タンク２１内の水が凍結する可能性がある
。そこでシャワー用タンク２１内に設けたサーモスタッ
ト２２によって水温を検出し、水温が低下して設定温度
以下になったならば市水２６回路中に設けた電磁弁１８
を開にして強制的に市水２６を流し込みシャワー用タン
ク２１内の水の凍結を防止するとともに市水２３を暖房
の□熱源に利用する。なお１９はシャワー用水栓で、通
常のシャワー利用は該シャツ用水栓１９を手動で開閉動
作を行なう。２０はシャワー配管、２４は浴槽である。

６６は可逆電磁弁であり、風呂・シャワー熱利用暖房モ
ード■で閉となシ、室外熱交換器５から出た冷媒が全て
逆止弁１６へ流れるように作用する。

第３図は本発明装置の屋内への設置構造の一例を示す。

本発明装置６０は、浴室６１の外壁３２の一部を構成し
得るようなパネルユニット構造にまとめ１０− られる。す々わち窓ろろを有するパネルユニット内には
、冷媒圧縮機１、室外熱交換器５、室外送風機８等が内
設され、外壁ろ２に設けた開口に嵌め込み式に取シ付け
られている。そして室内送風機７はダクト６４を通して
室内ろ５と連通ずるように構成される。丑だ風呂熱交換
器９は浴槽２４内に配設される。

以上のように、外気熱及び冷房運転時の排熱をシャワー
及び風呂湯沸かしの熱源として利用することができる他
、暖房運転時にも湯沸かしを行なうことができる。しか
も冷房あるいは暖房を必要としない春季、秋季には、シ
ャワー及び風呂湯沸かし単独の運転も行なうことができ
る。特に風呂湯沸かしの熱量に比して少ない熱量で済む
シャワー熱交換器１０では三方電磁弁１ろ、１４を閉に
することにより、冬期の外気温低下時に暖房能力低下の
ため風呂湯沸かしを行なえないような場合でも、シャワ
ーだけは使用することができる。逆に夏季の暑い時期に
は、冷房の他にシャワーを頻繁に使うことができる。ま
た冬期の外気温の低い深夜等で暖房利用するときは、あ
らかじめ昼間に湯沸かしモード■で風呂湯沸かし及びシ
ャワー水の加熱を行ない、夜間に風呂・シャワー熱利用
暖房モード■に切換えれば能力不足を解消できる。

なおシャワー用タンクは装置と一体的に設置されるが、
別置であっても良い。また深夜電力利用のシャワー用温
水タンクが設置されている場合には、このタンク内にシ
ャワー熱交換器を設置する。

以上説明してきたように、本発明によるヒートポンプ式
冷暖房湯沸かし装置は、次のような効果を有している。

■冷房あるいは暖房の他に外気熱、冷房運転時の排熱を
熱源としてシャワー、風呂湯沸かしを行なうことができ
、湯沸かしのみにも利用できるので、年間を通しての装
置の有効利用、エネルギーコストの大幅な低減化を図れ
る。■上記■により、風呂湯沸かしの他に落とし湯とし
てシャワーを使うことができる。■冬期の外気温低下で
風呂湯沸かしができないような場合でもシャワーを使用
することができる。■冬期の外気温低下の時は風呂湯の
熱またはシャワー水の熱を暖房の熱源として利用できる
ので暖房能力の不足を解決できる。また風呂湯がなくて
シャワー水の熱を利用する場合はシャワー水の熱容量が
不足すると市水がシャワー用タンク内に流れ込むので、
シャワー用タンク内の凍結を防止できるとともに、市水
の熱を暖房に利用できる。■従来のように冷暖房装置と
湯沸かし装置とを別個に設置する場合に比して、設置工
事の簡略化、設置スペースの縮小化、装置全体のコスト
ダウンを図れる。■ガスあるいは石油機器の設置箇所を
減らして各種の危険性の解消化に寄与する。

【図面の簡単な説明】

第１図は従来のヒートポンプ式冷暖房装置の概略構成図
、第２図は本発明の一実施例の概略構成図、第６図は本
発明装置の屋内への設置構造の一例を示す説明図である
。 １・・・冷媒圧縮機　　２，１１・・・四方切換え弁６
・・・室内熱交換器　　４・・・キャピラリ５・・・室
外熱交換器　　９・・・風呂熱交換器１０・・・シャワ
ー熱交換器 一１３＝ １２．１３．１４・・・三方電磁弁 １８・・・電磁弁　　２２・・・サーモスタット２６・
・・市水 １４−

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. （１）冷媒圧縮機、四方切換え弁、二方弁、シャワー用
   タンク内に配設されるべきシャワー熱交換器、浴槽に設
   置されるべき風呂熱交換器、冷媒の絞シ抵抗部、室内空
   気と熱交換する室内熱交換器、室外空気と熱交換する室
   外熱交換器を含み、前記四方切換え弁と二方弁の切り換
   えにより、少なくとも冷媒圧縮機→四方切換え弁→室内
   熱交換器→絞り抵抗部→室外熱交換器耐シヤワー熱交換
   器あるいは風呂熱交換器−四方切換え弁→冷媒圧縮機と
   いう冷媒循環回路を形成し、前記シャワー熱交換器ある
   いは風呂熱交換器を蒸発器として機能させたことを特徴
   とするヒートポンプ式冷暖房湯沸かし装置。
2. （２）冷媒圧縮機、四方切換え弁、二方弁、シャワー用
   タンク内に配設されるべきシャワー熱交換器、浴槽に設
   置されるべき風呂熱交換器、冷媒の絞り１− 抵抗部、室内空気と熱交換する室内熱交換器、室外空気
   と熱交換する室外熱交換器を含み、前記四方切換え弁と
   二方弁の切り換えにより、少なくとも冷媒圧縮機→四方
   切換え弁→室内熱交換器→絞り抵抗部→室外熱交換器耐
   シヤワー熱交換器あるいは風呂熱交換器→四方切換え弁
   →冷媒圧縮機という冷媒循環回路を形成し、前記シャワ
   ー用タンク内にシャワー水の温度を検出するサーモスタ
   ツ