JPS6093275A - 内燃機関を用いた暖冷房給湯装置 - Google Patents

内燃機関を用いた暖冷房給湯装置

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JPS6093275A
JPS6093275A JP58202421A JP20242183A JPS6093275A JP S6093275 A JPS6093275 A JP S6093275A JP 58202421 A JP58202421 A JP 58202421A JP 20242183 A JP20242183 A JP 20242183A JP S6093275 A JPS6093275 A JP S6093275A
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JP
Japan
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hot water
heat
internal combustion
water system
water supply
Prior art date
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Pending
Application number
JP58202421A
Other languages
English (en)
Inventor
甲斐崎 充典
横山 篤一
小林 洋武
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
KOGATA GAS REIBO GIJUTSU
KOGATA GAS REIBOU GIJUTSU KENKIYUU KUMIAI
Original Assignee
KOGATA GAS REIBO GIJUTSU
KOGATA GAS REIBOU GIJUTSU KENKIYUU KUMIAI
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Filing date
Publication date
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Priority to JP58202421A priority Critical patent/JPS6093275A/ja
Publication of JPS6093275A publication Critical patent/JPS6093275A/ja
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    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02ATECHNOLOGIES FOR ADAPTATION TO CLIMATE CHANGE
    • Y02A30/00Adapting or protecting infrastructure or their operation
    • Y02A30/27Relating to heating, ventilation or air conditioning [HVAC] technologies
    • Y02A30/274Relating to heating, ventilation or air conditioning [HVAC] technologies using waste energy, e.g. from internal combustion engine

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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】 本発明は内燃機関を用いた暖冷房給湯装置に関するもの
である。
犬m * s器を用いた燃焼式の暖房km装−では熱効
率が比較u9低く、また電動機を駆動源とするヒートポ
ンプを用いた1援房給湯装置dでは維持費が高むことか
ら、近来内燃機関を駆動源とするヒートポンプを用いた
暖房給湯装置12IJ″−提案されている。
しかしながら従来はかかるヒートポンプの温熱並びに内
燃機関の排熱によって沸かした温水を大型のタンクに貯
湯し、かかる温水を給湯並びに暖房に利用する構成であ
るので1.g14スペースが大きく設置性が悪く、タン
クがらの放熱損失も大きいことに加えてJul並びに暖
房の負荷が共に大きい時には例えばに3湯温良が低くな
ったり、十分な暖房を行なえなかったり等、いずれかの
快適性が損なわれるというようないろいろな欠点を有し
ている。
本発明は以上の従来の欠点を極めて合理的な構成により
解決し、設置性の向上、貯湯タンクからの放熱損失の減
少並びに快適性の向上を計ると共に、ヒートポンプの効
率をも向上させ全体とじての熱効率の大1幅な向上を計
るものである。しかも本発明は、極めて合理的な構成で
冷N機能を持たせることにより、暖房、紺湯並ひに冷房
機能を一体化した、全体の効率が尚く、維持費の安い暖
冷房給湯装置を提供するものである。以下本発明を実施
例に基づいて詳細に説明すると次の曲りである。
符号1は例えば都市ガスを燃料とする内燃機関、2は該
内燃機関1を駆動源とするコンプレッサである。該コン
プレッサ2と、第1、第2の凝縮器3.3′、第1、第
2の蒸発器4,4′並びに影脹弁5とからヒートポンプ
6を構成する。かがるヒートポンプ6の具体的制御方法
、並びに制御素子等は適宜である。しかして前記第1の
凝縮器3を暖房給湯用のヒートポンプ温水系統Aの構成
要素とすると共に、前記第1の蒸発器4を冷房系統Fの
構成要素とし、また前記第2の凝縮器3′並びに第2の
蒸発器4′は外気に放熱する構成とする。該第1の蒸発
器4は直膨型室内機として直接に室内を冷房し得る構成
とする他、適宜の熱媒体を介して1liJ接旧に室内を
冷房する構成としても良い。杓号Bは目1記内燃別関1
の排熱を回収する排熱回収温水系統で、句二号7は排気
ガス熱交換器である。しかして本発明は該排熱回収海水
系統Bと、前記ヒートポンプ温水系統Aと、該排熱回収
温水系統B並びにヒートポンプ温水系統Aの温水を温熱
源とする熱交換部8とから通常温度温水系A1−150
を構成する。ここで通常温度とは、後述する高温水の需
要時に於いて必要な温水の温度よりも低く、通常の使用
に供し得る温水の1M腿を示すものである。
該熱交換部8は図に示すように貯湯量の少ない小型の貯
湯タンクで構成する他、貯湯量の更に少ない熱交換器で
構成することができる。更に前記排熱回収渇水系統Bは
、第2図に示すようにヒートポンプぬ水系統Aと同様に
熱交換部8に渇水を供給する41t成とする他、第1図
に示すように該熱交換部8の渇水を間接的に加熱する構
成としたり、第6図に不すように排熱回収温水系#l、
Bとヒートポンプ温水系統A間に熱交換a9を設けて、
該温水系統Aの温水分加熱することにより間接的に熱交
換部8に温熱を供給する構成としても良く、更にこの他
これら温水系統A、Bは熱交換部8の温熱源となる構成
であればその具体的接続方法等は適宜である。
しかして第1図並びに第2図にその実施例を示す発明は
、前記通常温度温水系統Oに適宜の放熱器、例えば暖房
用放熱器10や風呂追焚き熱交換器11等に至る放熱系
統りを接続すると共に、給水部12から前記熱交換部8
を間接的に通り出湯部13に至る給湯系統Eを構成し、
更に前記通常温度温水系統0または放熱系統りの適所に
補助ボイラー14(14,14’、14”、14”′、
・・・)を設けたことを特徴とする。図示の実施例に於
いて、補助ボイラー14は、通常温度温水系統0に於い
て、熱交換部8の上流側に設置したものまた補助ボイラ
ー14′は放熱系aDに於いて、熱交換部8の下流側に
設置したもので、これらは例えば−缶一水式湯沸機で構
成することができる。また補助ボイラー14“は、補助
ボイラー14′と同様に放熱系統りに於ける熱交換部8
の下流側に設置したものであるが、給湯系統Eと共用し
たものであり、これは例えば−缶二水式湯沸機によって
構成することができる。更に補助ボイラー14′// 
’4ま通常温良渇水系#、OK於いて、熱交換部8の下
流側に設置したもので、これは例えば自然循環式貯湯湯
沸機によつ″C構成することができるが、かかる湯沸機
の貯湯部は前記熱交換部8を兼用する構成としても良い
。ここで、補助ボイラー14.14’。
14″は暖房用並びに給湯用の温水の両者を昇温し得る
という特徴があり、また補助ボイラー14′、14“は
温水の使用側(設置しているので、温++コントロール
が容易で、立上りが良く、また熱損失が少ないという特
徴がある。尚、図に於いては便宜的に以上の補助ボイラ
ー14 、14’(14”) 。
14″を全て、&l&tした全体構成を示しているが、
これらの補助ボイラー14 、14’、 14〃、14
′〃は、必要となる暖房条件、給湯条件を勘案して、例
えばそれらのいずれが一つを選択したり、またLt 2
つ以上を組み合わせて設置するようにしても良い。
かかる構成に於いて本発明は暖房並びに給湯に際しては
、補助ボイラー14を作動させない状態に於いて通常温
度温水系統0の温水、即ち通常温度の温水を放熱系統り
に流すことにより暖房や風呂の造壁きを行なうことがで
き、また給湯系統Eに於いて、給水部12から供給され
、前記熱交換部8を通って熱された水を出湯部13から
給湯することができる。この峠、必要に応じて補助ボイ
ラー14を作動させることにより、例えば風呂の追焚き
時、暖房の立上り時、風呂のさし温時等に於ける高温水
の需要を賄うことができる。尚、第1図の構成は前記放
熱系統りを熱交換部8に従属させることにより給湯優先
としたもので、三方弁15によって給湯と、給湯並びに
暖房の切換えを行なうもの、また第2図の構成は前記放
熱系統りを熱交換部8と並列に接続することにより暖房
優先としたもので、三方弁15によって給湯、暖房の切
換えを行なうか、またはこれによって流量制御して給湯
、暖房を同時に行なうものである。
次に第6図にその実施例を示す発明は、前記通常温度温
水系統0に、給水部12と、該給水部12から前記排熱
回収温水系統B並びにヒートボンゾ温水系統Afi:経
た下流側に、出湯部13に至る給湯系統Eを64成する
と共に、けσ記熱交換部8をIIJJ接的に通り適宜の
放熱器10,11に至る放熱系統りを借成し、前記通常
温度温水系統0または放熱系統りの適[9「に補助ボイ
ラー14(14゜14’、 14”、 14”)を設け
たことを特徴とする。
これらの補助ボイラー14 、14’、 14″、 1
4”’は、前述した第1の発明の場合と同様の個所に設
置することができ、またこれらのいずれか一つを選択し
たり、または2つ以上を組み合わせて設置するようにす
ることも同様である。
かかる構成に於いて本究明は、補助ボイラー14を作動
させない状態に於いては熱交換部8に於いて通常湿度温
水系統Cと熱交換した通常温度の温水を放熱系統りに循
環させることにより暖房や風呂の迫焚きを行なうことが
でき、また通常温度温水系統0の温水を給湯系統Eによ
り出湯部13から供給することができる。そして前述し
た様な、市温水の需要は、前述の発明と同様に補助ボイ
ラー14を作動させることにより賄うことができる。
本発明は暖房給湯に際して、このように高温水の謔要時
に於いては補助ボイラー14を作動させるようにして、
通常は通常温度温水系統Cの温水の温度をかかる高温水
需要時の温度よりも低くしているので、ヒートポンプ6
の効率を向上することができると共に、前述した様な高
温水の需要時や、一時的な給湯負荷の増大時には、補助
ボイラー14の作動によって所望の温水を得ることがで
き、このことから前記熱交換部8に於ける貯湯量を減少
させることができるので、設置スペース並びに放熱損失
を減少することができる。またかかる補助ボイラー14
はヒートポンプ6と独立して作動させることもできるの
で、かかるヒートポンプ6が故障した場合にも最小限の
暖房並びに給湯を行なうことができる。更に本発明は給
湯等の負荷の変化に対応して内燃機関10回転数を制御
することによりヒートポンプ6の出力を容易に増減する
ことができ、即ち負荷の増大に対しては該内燃機関10
回転敢を上げてヒートポンゾロの出力を増大さぜれば通
常温度温水系統0の温水の温度を容易に上昇させること
もできるので、前記補助ボイラー13&i大答量のもの
を必要とせず、従って前述した通り熱交換部8として大
型の貯湯タンクを必要としないことと併せて装置全体の
小型化を達成し得る。また第1図、第2図の構成の場合
には、給湯系統Eの熱交換部8内の構成を二重管式とす
ることKより水検にも容易に対処することができる。
以上暖房並びに給湯に関してその動作を説明した通り、
本発明は暖房期には第1の凝縮器3に生ずる温熱により
ヒートポンプ温水系統Aを介して、並びに内燃機関1の
排熱により排熱回収温水系統Bを介して前述した通り暖
房並びに給湯を行なうことができる。この際、該第1の
凝縮器3に温熱を生じさせるべく発生する冷熱は、冷房
系統FをOFFとした状態に於いて第2の蒸発器4′を
介して外気に放熱することができる。
次に冷房期に於いては、第1の蒸発器4に生ずる冷熱に
より冷房系統Fを介して適宜室内の冷房を行なうことが
できる。ここで給湯や風呂の追焚き等を行なっておらず
、ヒートポンプ温水系統への温水が比較的低い温度の場
合には、前記第1の蒸G器4に冷熱を生じさせるべく発
生する温熱は第1の凝縮器3を介して該ヒートポンプ温
水系統Aに放熱することができ、効果的な熱回収を行な
うことができる。また給湯や風呂の追焚きを行なってい
てヒートポンプ温水系統Aの温水が高い温度の場合にも
、本発明は前記第1の凝縮器3に加えて、冷房系統Bの
第1の蒸発器4に対応する第2の凝縮器3′を設けてい
るので、かかる第2の凝縮器3′を介して外気に放熱す
ることができ、即ち冷房を給湯並びに風呂の追焚き等と
同時に行なうことができる。
本発明は以上の通り、通常の使用に供し得る温水の系統
、即ち通常温度温水系統と、高温水の簡要を賄う補助ボ
イラーとを設け、かかる通常温度温水系統の温熱源とし
て内燃機関並びに該内燃機関を駆動源とするヒートポン
プを用いているので、該ヒートポンプの凝縮温度を低下
させることができ、従って効率を効果的に向上させるこ
とができると共に、高温水の需要時に於いては補助ボイ
ラーを作動させてnr望の温水温度を得るようにしてい
るので十分な給湯並びに暖房温度を得ることができ、制
度の快適性を得られると共に熱交換部に於ける貯湯址を
減少させることができ、かがる熱交換部をタンクとして
でなく単なる熱交換器として構成することができるので
、設置スペースを減じ設置性を同上させると共に、放熱
損失も減少させ、前記したヒートポンプ効率の向上並び
に内燃機関の排熱回収と相埃って非常に高効率で低維持
費の@房給湯装置を構成することができるという特徴が
ある。しかも本発明は補助ボイラーをヒートポンプと独
立して作動させることもできるので、かかるヒートポン
プが故障した場合にも最小限の暖房並びに給湯を行なう
ことができるという特徴がある。更に本発明は暖房、給
湯に加えて冷房機能を極めて合理的に一体化することK
より、従来は単に外気に放熱していた冷房運転時に発生
する温熱を通常湿度温水系統の温熱源として使用するこ
とができ、このことからも本発明は全体としての効率が
高く、そして維持費が安く、しかも設置性の良い暖冷房
給湯装置を構成し得るという特徴がある。
【図面の簡単な説明】
第1図〜第6図は本発明の実施例を示す全体構成図であ
る。 符号A・・・ヒートポンプ温水系統、B・・・排熱回収
温水系統、0・・・放熱温度温水系統、D・・・放熱系
統、E・・・給湯系統、F・・・冷房系統、1・・・内
燃i関、2・・・コンプレッサ、3.3’・・・第1、
第2の凝縮器、4.4′・・・第1、第2の蒸発器、5
・・・膨張弁、6・・・ヒートポンプ、7・・・排気ガ
ス熱交換器、8・・・熱交換部、9・・・熱交換器、1
0・・・暖房用放熱器、11・・・風呂追抜き熱交換器
、12・・・給水部、13・・・出湯部、14(14,
14’、14“ l lrL、・・・)−、、補助ボイ
ラー、15・・・三方弁、16・・・ポンプ、17・・
・サーモバルブ。 第 1 図 13 図

Claims (2)

    【特許請求の範囲】
  1. (1) 内燃機関を駆動源とするコンプレッサを用いた
    ヒートポンプに、第1、第2の凝縮器並びに第1、第2
    の蒸発器を設け、該第1の凝縮器を暖房給湯用のヒート
    ポンプ温水系統の構成要素とし、またtjlJ記第1の
    蒸発器を冷房系統の構成要素とすると共に、IJtl記
    第2の凝縮器並びに第20然発器を外気に放熱する(1
    ゛イ成とし、更にrJU記内燃機関の排熱を回収する排
    熱回収温水系栃2と、HIJ記ヒートポンプ7111Δ
    水JわCと、これらの温水系統の温水を温熱rl’+ミ
    とする熱交換部とから通゛lイl+A度温゛水系統を構
    成し、該通常漏曳2品水系統に適宜の放熱器に牟る放熱
    系統を接続すると共に、給水部から前記熱交換部をl1
    jJ接的に辿り出湯部に至る給#、X、枕を4if成」
    −1前記刈常温度f!IA水系統または放熱系統の通F
    ltに、補助ボイラーを設けたことを特徴とする内燃促
    閃全14いたll壁冷房hJ湯装置。
  2. (2) 内燃機関を駆動源とするコンプレッサを用いた
    ヒートポンプに、第1、第2の凝縮器並びに第1、第2
    の蒸発器全般け、該第1の凝縮器をヒートポンプ温水系
    統の構成要素とし、また前記第1の蒸発器を冷房系統の
    構成要素とすると共に、前記第2の凝縮器並びに第2の
    蒸発器を外気に放熱する構成とし、史に前記内燃@A門
    の排熱を回収する排熱IL!l収温水氷温水系統記ヒー
    トポンプ温水系統と、これらの温水系統の温水を温熱源
    とする熱交換部とから1中常温度温水系統を病成し、そ
    して該熱交換部を間接的に通り、画室の放熱器に至る放
    熱系統を構成すると共に、Fi’J記通常湿度温水系統
    に、給水部と、該給水部から前記排熱回収温水系統並び
    にヒートポンプ温水系統を紅た下流側に、出湯部に至る
    給湯系統を構成し、前記通常温度温水系統または放熱系
    統の適所に、補助ボイラーを設けたことを特徴とする内
    燃@関を用いた暖冷房給湯装置。
JP58202421A 1983-10-28 1983-10-28 内燃機関を用いた暖冷房給湯装置 Pending JPS6093275A (ja)

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