JPS599459A - ヒ−トポンプ装置 - 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】 本発明はヒートポンプ装置に係わシ、特にヒートポンプ
により蓄熱と暖房を同一装置にて行うヒートポンプ装置
の改善に関する。

従来ヒートポンプにより暖房と蓄熱を行う装首例として
第１図に示す様々ものがある。この様な装置では主に蓄
熱は水で行われ、給湯用として使用される場合が多いが
、補助暖房用としても若干使われる。例に示した装置は
冷媒によるヒートポンプ側の回路と蓄熱回路とで構成さ
れる。ヒートポンプ請１路は、圧縮機１．三方弁２．腑
縮器３゜キャピラリチューブ４，７．蒸発器６．熱交換
器６から構成され、蓄熱回路は、蓄熱槽９．循環ポンプ
９．補助ヒータ１０．および熱交換器６から構成され、
熱交換器６はヒートポンプ回路と蓄熱回路の熱的力接合
部となっている。

その作用について説明すると、暖房時には圧縮機１から
吐出された高圧の冷媒蒸気は三方弁２により、ａ縮型３
へ送られ、ここで凝縮する。この際、冷媒は室内へ凝縮
熱を放出し、暖房する。液となった冷媒はキャピラリチ
ューブ４で膨張し、蒸発器５に入り、外気から熱を吸収
し蒸発する。しかる後再び圧縮機１で圧縮される。また
給湯時には三方弁２ｄ：暖房時とは別方向に切如換えら
れ、圧縮機１で圧縮された冷媒蒸気は熱交換器６へ入る
。

ここで冷媒蒸気は循環ポンプ９により蓄熱槽８から熱交
換器６へ送り込まれる熱媒体と間接的に接触し、熱を熱
媒体に与え凝縮する。液となった冷媒はキャピラリチュ
ーブ７で膨張し、蒸発器６に入り、外気から熱を吸収し
蒸発する。しかる後再び圧縮機で圧縮され同一サイクル
を繰り返えす。

一方熱交換器６を出だ熱媒体は自己の温度を高め再び蓄
熱槽へ運び込まれる。

この様に暖房と蓄熱を同一装置で行うものでは、蓄熱は
給湯用として使うかまたは全く別の回路を構成する補助
暖房用（例えば温室用や床暖房用）として利用されるこ
とが多く、循環ポンプ９は一方向にだけ送ることで問題
は生じなかった。しかしながら、暖房と蓄熱を同一ヒー
トポンプ装置で行い、かつ暖房への補助も別回路を構成
せず、ヒートポンプ熱源として同一回路を弁等を切り換
えて行う場合に、単にヒートポンプ冷媒回路に弁。

バイパス等を伺加し、暖房補助可能な構成に変更するだ
けで、循環ポンプ９の熱媒体の送り方向を房補助を行う
ならば、蓄熱槽８の内部へは同一部分へ冷温水の両方が
供給され、設定温度の温水が得られない。第２図はこの
様な従来例としてヒートポンプ給湯暖房の実施例を示し
たものである。

第２図は第１図に若干の管、弁が付加されていることを
除くと第１図と同一回路を構成しており、第１図と同−
検素に関しては同一番号を符している。この第２図にお
いて、１２．１４は電磁弁を示し、１１　．１３は逆止
弁を示している。また１５は給湯蛇口である。

この装置の作用について説明すると、暖房時には、圧縮
機１で圧縮された冷媒は三方弁２を通って凝縮器３へ入
り、校縮熱を室内へ運ぶ。その後液化して、キャピラリ
チューブ４で膨張し、逆止弁１１を通って、開状態にあ
る電磁弁１２を通過して蒸発器６に入り気化して外気か
ら熱を奪い、圧縮機１で再び圧縮される。この際、電磁
弁１４は閉じている。給湯時には、圧縮器１で圧縮され
た冷媒は、暖房時とは切り換えられた三方弁２を５　／
°　゛ 通って熱交換器６へ入り、貯湯槽８から循環ポンプ９に
よって送り込まれて来た水を加熱し、凝縮する。その後
、液化冷媒はキャピラリチューブ７を通って膨張し、開
状態にある電磁弁１２を通り、蒸発器６に入り、蒸発し
再び圧縮器１で圧縮され、循環を繰り返えす。この時、
電磁弁１４は閉じている。寸だ一方熱交換器６を通って
加熱された水は貯湯槽８の上部へ送られ貯湯される。

暖房の立上り時、または外気温が低下し暖房の負荷に対
応できるだけの熱が外気から得られない場合には、この
装置は暖房補助動作となる。圧縮機１により圧縮された
冷媒は暖房時と同じ方向に切り換えられた三方弁２を通
り、凝縮器３で凝縮し凝縮熱を室内へ放出し、液化して
、キャピラリチューブ４へ入り膨張し、逆止弁１１と１
３を通過して熱交換器６へ入る。ここで冷媒液は貯湯槽
１０から循環ポンプ９によって送り込まれて来た水から
熱をイ！Ｌで蒸発し、開状態にある電磁弁１４を通って
再び圧縮機１に吸入され、圧縮されて、循環を繰り返え
す。

この従来のヒートポンプ装置では、貯湯槽８の内部がす
でに沸き上っている場合、暖房補助の回路が作動し始め
ると、熱交換器６において循環ポンプ９により送り込ま
れて来た温水は冷媒に熱を奪われて、自分自身の温度を
低下させるため、それをそのまま貯湯槽８へ送り込むと
冷水と温水の混合が起き、給湯蛇口１６から出湯する際
、設定温度の温水が得られない。また、夜間に暖房補助
を必要とする場合に、貯湯槽８の下部には低温の市水が
溜められている場合がある。この様な時に熱交換器６へ
送り込まれる水は、低温であり十分々熱量を有していな
いため、室内へ負荷に見合う熱を供給できないとい・う
問題点もあった。

そこで、本発明は子艶従来の問題点を解消し、暖房運転
及び蓄熱運転のいずれもが効率よく行えるヒートポンプ
装置を提供するものである。

以下に本発明の一実施例におけるヒートポンプ装置につ
いて第３図を参考に説明する。

本実施例におけるヒートポンプ装置は、ヒ〜トポンプ回
路と、貯湯回路とから成り、ヒートボン７　　　　・ プ回路ｒ土、圧縮機１６．三方弁１７．蒸発器１８゜ａ
縮型１９．熱交換器２０．キャピラリチューブ２１．２
２．電磁弁２３，２４、逆止弁２５，２６から構成され
ている。また貯湯回路は貯湯槽２７、循環ポンプ２８，
２９、逆止弁３０　、３１　、電気ヒータ３２、熱交換
器２０から構成される。熱交換器２Ｑはヒートポンプ回
路と貯湯回路の接点であり、ここで水と冷媒が間接的に
接触し熱交換される。

この実症例において運転モードは、暖房運転。

貯湯運転、暖房補助運転の３モードある。まず暖房運転
時は循環ポンプ３０．３１動作せず、電磁弁２３は開、
電磁弁２４は閉となっている。貯湯運転時には、循環ポ
ンプは貯湯槽２７の下部から」二部へ水を送り込む循環
ポンプ２９のみ動作し他の循環ポンプ２８は停止してい
る。この時電磁弁２３、および２４は開と々っている。

暖房補助運転時には循環ポンプは上部から下部へ水を送
る循循ポンプ２８のみ動作し他は停止している。まだ電
磁弁２３が閉、電磁弁２４が開となる。

暖房運転時には、圧縮機１６で圧縮された冷媒は三方弁
１７を通り、凝縮器１９で室内へ熱を放出して室内を暖
房して、自分自身は液化し、キャピラリチューブ２１へ
入る。ここで冷媒は膨張し電磁弁２３を通−で蒸発器１
８へ入り外気から熱を得て蒸発し、圧縮機１６で再び圧
縮され循環を繰り返えす。給湯運転時には、圧縮機１６
で圧縮された冷媒は、暖房時とけ切り換えられた三方弁
１７を通って熱交換ｇ：ｙ　２Ｑへ入り、貯湯槽より循
環ポンプ２９によって送られて来た水に熱を与え、自分
自身は凝縮し、キャピラリチューブ２２へ入り膨張する
。その後冷媒は電磁弁２３を通って蒸発器１８へ入り、
外気から熱を得て蒸発し、再び圧縮器１６で圧縮されて
循環を繰り返えす。この時、熱交換器２Ｑを通過した水
は凝縮熱を得て、高温となり、貯湯槽２７の」二部へ運
び込まれ貯えられる。暖房補助時にに：、冷媒は圧縮機
１６で圧縮され高圧となり、暖房時と同じ向きに切り換
えられた三方弁１７を通って、ａ縮型１９へ入る。

ここで冷媒は凝縮し凝縮熱を室内へ放出し暖房を９ぺ゛ 行う。液化した冷媒はキャピラリチューブ２１で膨張し
、逆止弁２５，２６を通って熱交換器２０へ入り、貯湯
槽２７の上部から下部へ循環ポンプ２８により送り込ま
れて来る温度の高い水から熱を得て、蒸発する。蒸発し
た冷媒は電磁弁２４を通って圧縮機１６で再び圧縮され
循環を繰り返えす。一方熱を奪われて温度の低下した水
は循環ポンプ２８．逆止弁３０を通って、貯湯槽２６の
下部へ送り込まれて溜められる。

この装置において貯湯槽２７の上部から下部へ、下部か
ら上部へ送り込む方法として、循環ポンプ２台と逆止弁
２個を使用した方法を示しだが、他にも循環ポンプ１台
と切り換えのだめの四方弁を使用する方法等が考えられ
る。

以上の実砲例の説明から明らかなように本発明のヒート
ポンプ装置は圧縮機、室内に放熱する凝縮器、減圧装置
、熱交換器及び貯湯運転時には前記熱交換器に高温ガス
状冷媒を流入させ比較的大きな暖房能力を必要とする補
助暖房運転時には前記熱交換器に低霊液状冷媒を流入さ
せるよう冷媒流０ れを切り換える冷媒流れ切換手段からヒートポンプ回路
を形成し、前記熱交換器を水流れ切換手段及び水強制循
環手段を介して貯湯槽の上部及び下部に環状に連結して
貯湯回路を形成し、前記水流れ切換手段を、貯湯運転時
には貯湯槽下部から前記熱交換器を介して貯湯槽上部へ
と水が流れ、補助暖房運転時にはその逆の流れとしたも
のである。

従って、本発明のヒートポンプ装置によれば、貯湯時に
は貯湯槽の下部から水を送り川し、前記熱交換器を通過
させ、水の温度を上昇させ、貯湯槽の上部に回収し、又
暖房補助運転時には、貯湯槽の上部から水を送り出し、
前記熱交換器を通過させ水から冷媒へ熱を移させ水温を
低下させ、貯湯槽の下部へ回収で、き、これにより、水
が低温の場合には貯湯槽の下部へ溜まり、高温の場合に
は貯湯槽の上部へ溜められる。このため、水の貯湯槽内
での撹拌が防止され、暖房補助運転を行った後でも常に
一定温度の湯が出湯できる。まだこの装置では貯湯槽の
下部は常に上部よりも低温である為、ヒートポンプによ
る貯湯運転を行う際には、ａ縮圧力を低下させることが
でき、より高効率な運転が期待できる。

【図面の簡単な説明】

第１図は従来のヒートポンプ貯湯暖房装置の配管図、第
２図は従来の別のヒートポンプ給湯暖房装置における配
管図、第３図は本発明の一実施例におけるヒートポンプ
給湯暖房装置の配管図である。 １６・・・・・圧縮機、１９・・・・・ａ縮型、２０・
・・・・熱交換器、２１．２２・・・・・・キャピラリ
チューブ、２３．２４・・・・・電磁弁、２５．２６・
・・・・・逆止弁、２７・・・・・・貯湯槽、２８．２
９・・・・・循環ポンプ、３０．３１・・・・逆止弁。 代理人の氏名　弁理士　中　尾　敏　男　ほか１名第１
図 第２図 ／〜 第３図 ３

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 圧縮機、室内に放熱する凝縮器、減圧装置、熱交換器及
   び貯湯運転時には前記熱交換器に高温ガス状冷媒を流入
   させ比較的大きな暖房能力を必要とする補助暖房運転時
   には前記熱交換器に低温液状冷媒を流入させるよう冷媒
   流れを切り換える冷媒流れ切換手段からヒートポンプ回
   路を形成し、前記熱交換器を水流れ切換手段及び水強制
   循環手段を介して貯湯槽の上部及び下部に環状に連結し
   て貯湯回路を形成し、前記水流れ切換手段を、貯湯運転
   時には貯湯槽下部から前記熱交換器を介して貯湯槽上部
   へと水が流れ、補助暖房運転時にはその逆の流れとした
   ヒートポンプ装置。