JPS6017634Y2 - 分離形冷暖房機 - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】 本考案は、冷房と暖房の各能力をそれぞれ効率よく発揮
することができ、しかも、簡易構造、低コストの装置と
なし得て実用性に富む分離形冷暖房機の構成に関する。

冷凍サイクルによる冷房運転と、灯油、ガスなどの燃焼
熱で得られた温水による暖房運転との併用になる冷暖房
機は、それぞれの能力を十分に発揮し得る特徴があると
ころから最近頓に利用されてきている。

しかしながら、この種の冷房運転は、水（温水）を利用
する方式であるために、冷房用蒸発器と暖房用温水コイ
ルとを室内側に設けるものでは、室外ユニット側との間
の連続配管が４本要するし、暖房運転の際、水を所定温
度まで高めるのに可成り時間がかかるので、暖房の立上
りが遅い問題があり、また、水の補給が必要で管理上可
成り手間が要るし、さらには、冬期の暖房運転停止時に
水凍結によって管破裂などの事故を招きやすいなど種々
の欠点がある。

本考案は、このような従来装置の欠点を克服して、取扱
上の簡便さ、機構の簡略化を果し得る新規な冷暖房機を
提供しようとして戊されたものであって、特に、冷房は
通常の圧縮機運転による冷房サイクルで行わせ、暖房は
同じ冷媒を用いた自然循環式暖房サイクルで行わせる点
を基本となし、さらに、室外ユニットに設けた暖房用熱
源コイルを、燃焼器の燃焼排ガスで効率良く間接的に加
熱し得る如くなしその際に熱利用効率の向上をはかるた
めに、冷媒を加熱するための高温空気を、前記暖房用熱
源コイルに囲繞させたチャンバー内で循環流動し得る如
くした構成を特徴とする。

本考案の具体的内容について、添付図面の各実施例にも
とづき以下詳述する。

本考案に係る冷暖房機は、第１図に例示する如く、室外
ユニット１と室内ユニット２とを夫々独立して有する分
離構造であって、室外ユニット１には、圧縮機３．凝縮
器４．減圧器５．アキュムレータ６暖房用熱源コイル１
２および燃焼器１４が設けられる一方、室内ユニット２
には室内コイル７と室内ファン８とが設けられている。

室外ユニット１は、戸外の地上または機械室の床面など
低所に据置かれる一方、室内ユニット２は、室内の壁面
上部に取り付けられて、室内ユニット２を室外ユニット
１よりも高所に配設し、両ユニット１，２の冷媒回路相
互を連結配管９，１０により接続せしめる。

室外ユニット１においては、アキュムレータ６、圧縮機
３．＠縮型４．減圧器５からなる直列回路を、流入側接
続口１８と流出側接続口１７との間に接続していて、圧
縮機３．＠綿密４．減圧器５室内コイル７、アキュムレ
ータ６の直列循環冷凍回路を両ユニット１，２間に形成
させる如くなっている。

さらに、前記室外ユニット１には、凝縮器４に対し並列
させて暖房用熱源コイル１２を接続している。

この暖房用熱源コイル１２（以下熱源コイル１２と略称
する）は、冷媒出口１２ａを冷媒入口１２ｂよりも高位
置となした熱交換器であって、例えば、上下方向蛇行路
の縦形に配置した対空気熱交換器に形成しており、冷媒
出口１２ａを減圧器５の出口側に、冷媒人口１２ｂを圧
縮機３の吐出側に夫々接続せしめている。

この熱源コイル１２と、暖房運転時に付勢せしめる送風
機１３と、燃焼器１４と、該燃焼器１４の燃焼室に接続
した排ガス導管１５の一部をなす熱交換部１５−１ と
を、チャンバー１１内に収納させて、送風機１３、熱交
換部１５−、、熱源コイル１２が、送風機１３の付勢に
よりチャンバー１１内に生じる風の循環流路中において
前後方向の直列関係となる如く配設している。

なお、燃焼器１４は、詳細示しないが、燃焼用空気とし
てチャンバー１１の外方に存する新鮮空気を採り入れる
ようになっており、また、この燃焼器１４と前記燃焼室
とは、何れも熱発生部となる関係上、暖房用熱源として
有効に利用する見地から前記チャンバー１１内に収納す
ることが好ましい。

なお、排ガス導管１５は前記燃焼室に接続した独立の気
流路であって、その熱交換部１５−１を伝熱性の良い材
料からなる対空気熱交換器に形成せしめている。

従って、送風機１３が起生じた風と燃焼排ガスとは熱交
換部１５−１の器壁を介して熱交換が威される。

一方、室内ユニット２において室内コイル７は、伝熱管
の両管端間に上下レベル差が存する如く、例えば、上下
方向蛇行路の縦形に配置した対空気熱交換器に形成して
いて、高位置側管端７ｂをを連結管９によって流出側接
続口１７に、また、低位置側管端７ａを連絡管１０によ
って流入側接続口１８に夫々連絡している。

上述の構造を有する冷暖房機は、さらに回路切換装置を
室外ユニット１の冷媒回路中に設けている。

この回路切換装置は、圧縮機３．＠綿密４．減圧器５．
室内コイル７、アキュムレータ６の間に冷媒を強制循環
させる圧縮冷凍サイクルと、熱源コイル１２゛の冷媒出
口１２ａを室内コイル７の高位置側管端７ｂに、また冷
媒人口１２ｂを低位置側管端７ａに夫々連絡させて、冷
媒を熱源コイル１２と室内コイル７との間に自然循環に
より流動せしめる自然循環式冷媒サイクルとに切換える
機能を有するものであって、種々の構造が考えられる。

第１図示例の回路切換装置は、圧縮機３の吸入ラインお
よび吐出ラインに夫々介設した電磁弁１９および逆止弁
２６と、この吸入ラインと吐出ラインとを短絡するため
の電磁弁２１と、減圧器５の入口側に直列接続した電磁
弁２０と、減圧器５および電磁弁２０からなる直列回路
に対して並列接続してなる電磁弁２２と、凝縮器４の両
端に接続した電磁弁２３，２４と、さらに熱源コイル１
２の冷媒人口１２ｂに接続した電磁弁２５とから形成さ
れている。

次に、上記冷暖房機の冷暖房運転の態様について説明す
る。

まず、冷房運転の場合を述べると、圧縮機３゜室外ファ
ン１６および室内ファン８を運転し、電磁弁１９，２０
，２３，２４を付勢により開弁する一方、送風機１３お
よび燃焼器１４は停止し、電磁弁２１，２２，２５は消
勢により閉弁しておく。

圧縮機３の運転により、冷媒は実線矢示の通り流通して
通常の圧縮冷凍サイクルによる冷房サイクルによる冷房
サイクルが形成され、凝縮器４ては、該コイル内の冷媒
が室外ファン１６で送られる冷風により冷却されること
により凝縮液化する。

一方、室内コイル７は、低圧冷媒が室内空気から蒸発潜
熱を奪取して蒸発器として作用するので冷房運転が円滑
に行われる。

なお、圧縮機３および室外ファン１６の発停は、室内ユ
ニット２に設けた温度調節器（図示せず）の指令によっ
て自動的に威される。

次いで、暖房運転を述べると、室内ファン８゜送風機１
３および燃焼器１４を運転し、電磁弁２１．２２．２５
を付勢により開弁する一方、圧縮機３．室外ファン１６
を停止し、かつ、電磁弁１９．２０．２３，２４を消勢
により閉弁する。

燃焼器１４の燃焼運転により生じた高温の燃焼排ガスは
、送風機１３から送られてくる冷風と排ガス導管１５の
熱交換部１５−１において熱交換する結果、冷風は温度
上昇によって適温の風となり、熱源コイル１２に吹き当
てられるので、熱源コイル１２内で冷媒は加熱されて蒸
発気化する。

この高温冷媒ガスは、冷媒出口１２ａ、電磁弁２２、連
結管９を経て室内コイル７の高位置側管端７ｂに至り、
該室内コイル７を流通する間に室内空気に顕熱および凝
縮潜熱を放出して凝縮液化し、室内を暖房する。

この液化した冷媒は、低位置側管端？ａ、連結管１０を
自重により流下腰さらに、電磁弁２１を経て熱源コイル
１２の冷媒人口１２ｂに至って熱源コイル１２で再び温
風により加熱される。

このときの冷媒流れは破線矢示の通りであって、冷媒は
、気相液相変化を伴って、しかも比重差による自然循環
流通を行うので動力を一切使わない自然循環式暖房サイ
クルによる暖房運転が行われることは言う迄もない。

以上説明した運転態様のうち暖房運転時において、熱交
換部１５−４で加熱された熱風は熱源コイル１２で冷媒
の加熱に供した後、排出するのではなく、再び熱交換部
１５−１に送って循環流動させるようにしているので、
熱利用効率は頓に向上する利点があるし、暖房開始時の
立上りも頗る迅速である。

従って、熱交換部１５−１を小形のコンパクトな構造と
することも可能である。

なお、熱源コイル１２通過部の温風温度を冷媒の耐熱許
容温度以下、例えば１５０°Ｃに規制するためには、送
風機１３の風量を適正な値に制御するようにすれば良い
。

次に第２図は本考案冷暖房機の変型を示したものであっ
て、前記例におけるチャンバー１１内の仕切２７を省略
して、チャンバー１１内に送風機１３、熱源コイル１２
．熱交換部１５−１を順に配置した簡易構造であり、暖
房時においては、熱源コイル１２および熱交換部１５−
１を通過した風は、チャンバー１１の内壁に沿って送風
機１３側に戻るので、循環流動が威されることとなり、
熱利用効率の高い暖房運転を行い得る。

本考案は、以上の説明によって明らかなように、冷房運
転は圧縮冷凍サイクルにより、暖房運転は燃焼器１３の
燃焼熱を利用した自然循環暖房サイクルによって夫々行
わせているので、冷房能力、暖房能力を何れも負荷に応
じた適正な値に設定することが可能であり、従来のヒー
トポンプ冷暖房機の如く暖房能力が不足する欠点は、こ
こに解消されると共に、暖房運転は、圧縮機３の運転が
停止されるためランニングコストは低廉におさまる。

また、熱媒体としての水は一切不要であることから補給
の手間が省けるし、凍結事故などの心配は全くない。

さりに、暖房運転は、燃焼排ガスとの間の間接的な熱交
換を行わせる方式であるため、熱源コイル１２が排ガス
により腐蝕するおそれは全くなく、かつ、冷媒の温度上
昇速度が大で、暖房の立上りが早い利点を有する。

特に、送風機１３の風を燃焼排ガスで加熱した後、熱源
コイル１２を経て送風機１３に再び戻す循環流動方式と
威しているので、熱利用効率が飛躍的に向上する効果が
奏される。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明冷暖房機の１例に係る装置回路図、第２
図は本考案冷暖房機の例における要部の略示構造図であ
る。 １・・・・・・室外ユニット、２・・・・・・室内ユニ
ット、３・・・・・・圧縮機、４・・・・・・凝縮器、
５・・・・・・減圧器、７・・・・・・室内コイル、７
ａ・・・・・・低位置側管端、７ｂ・・・・・・高位置
側管端、８・・・・・・室内ファン、９，１ｏ・・・・
・・連結管、１１・・・・・・チャンバー、１２・・・
・・・暖房用熱源コイル、１２ａ・・・・・・冷媒出口
、１２ｂ・・・・・・冷媒入口、１３・・・・・・送風
機、１４・・・・・・燃焼器、１５・・・・・・排ガス
導管、１５−１・・・・・・熱交換部。

Claims (1)

【実用新案登録請求の範囲】
1. 圧縮機３．＠縮型４．減圧器５．暖房用熱源コイル１２
   ９回路切換装置および燃焼器１４を備えた室外ユニット
   １、伝熱管の両端間に上下レベル差が存する室内コイル
   ７を有し、かつ室外ユニット１よりも高所に配設した室
   内ユニット２、両ユニット１，２の冷媒回路相互を接続
   する連結管９．１０からなり、前記暖房用熱源コイル１
   ２を冷媒出口１２ａが冷媒人口１２ｂに高位置となる上
   下方向に配設して、この暖房用熱源コイル１２と、暖房
   運転時に付勢する送風機１３と、燃焼器１４の燃焼室に
   接続した排ガス導管１５の一部をなす熱交換部１５−１
   とを、チャンバー１１内に収納し、かつ、送風機１３
   の付勢により前記チャンバー１１内に生じる風の循環流
   路中において暖房用熱源コイル１２と熱交換部１５−□
   とが前後の直列的関係となる如く配置する一方、前記回
   路切換装置を、圧縮機３．＠綿密４．減圧器５．室内コ
   イル７に冷媒を強制循環する圧縮冷凍サイクルによる冷
   房運転と、暖房用熱源コイル１２の冷媒出口１２ａおよ
   び冷媒人口１２ｂを、室内コイル７の高位置側管端７ｂ
   および低位置側管端７ａに夫々連絡して、冷媒を暖房用
   熱源コイル１２と室内コイル７との間に自然循環する自
   然循環冷媒サイクルによる暖房運転とに切換え可能は如
   く形成してなることを特徴とする分離形冷暖房機。