JPS61101771A - ヒ−トポンプ式冷暖房給湯機 - 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】 〔産業上の利用分野〕 この発明はヒートポンプ式給湯機に関し、特に効率を高
めるとともに冷暖房をも可能にしたヒートポンプ式給湯
機に関するものである。

〔従来の技術〕

従来の空気熱源ヒートポンプ式給湯機の例を第４図に示
す。図において、１は給湯用圧縮機、２は給湯用凝縮器
、３は膨張機構、４は送風機５を備えた蒸発器であり、
これらを順次冷媒配管で連結してヒートポンプ回路を構
成している。そして実線矢印は冷媒の流れを示す。

６は貯湯タンク、７は貯湯タンク６下部にもうけた給水
口で、市水配管８と減圧逆止弁９を介して貯湯タンク６
に接続されている。１０は貯湯タンク６上部にもうけた
給湯口で、給湯配管１工を介して給湯栓１２に接続して
いる。

１３け貯湯タンク６下部にもうけた循環水取出口、１４
は貯湯タンク上部にもうけた循環水返し口、１５は循環
ポンプであり、そして給湯用凝縮器２と水管で接続して
いる。１６は貯湯タンク６下部に取付けられた電気ヒー
タである。

つぎに、上記第４図に示した各構成機器の運転制御回路
の一例を第５図に示す。図において、１８は給湯運転ス
イッチ、１９は貯湯タンク６内の水温を検出するサーモ
スタット、２０はヒートポンプ運転からヒータ運転へ切
換えるサーモスタット、２１は電気ヒータ１６に相当す
るヒ〜り回路、２２は給湯用圧縮機１に相当する給湯用
圧縮機モータ回路、２３は送風機５に相当する送風機モ
ータ回路、２４は循環ポンプ１５に相当するポンプモー
タ回路である。

次に、動作について説明する。まず、給湯運転スイッチ
１８を閉接し、サーモスタット１９が閉成し、サーモス
タット２０が第５図に示すように、ｂ接点側に接点接続
しでいると、すなわち貯湯タンク６の水温が所定値以下
の場合、給湯用圧縮機モータ回路２２．送風機モータ回
路２３．及びポンプモータ回路２４が作動しヒートポン
プ運転を行なう。これにより給湯用圧縮＠１から吐出さ
れた高温高圧冷媒ガス（フロン１２）は給湯用凝縮器２
において、貯湯タンク６下部から循環ポンプ１５によっ
て送られる給湯水と熱交換し、給湯水を加熱し、自らは
凝縮液化し、膨張機構３で減圧され蒸発器４にて空気よ
り採熱し、蒸発し、給湯用圧縮機１にもどる冷凍サイク
ルを形成する。一方、給湯水側は市水配管８．減圧逆止
弁９を通り給水口？より給水される。また貯湯タンク６
を満している給湯水は循環水取出口１３より循環ポンプ
１５たよって給湯用凝縮器２に送られ加熱され循環水返
し口１４をへて貯湯タンク６にもど９循環される。この
ようにして貯湯タンク６内の給湯水は順次循環用熱ぢれ
昇温されていく。この時、貯湯タンク６内は貯湯水の循
環により均一な温度分布になっている。こうして昇温を
続は貯湯タンク６内の給湯水が所定温度以上になると、
サーモスタット２０の接点はｂ接点側よりａ接点側に切
換わり、給湯用圧縮機モータ回路２２．送風機モータ回
路２３及びポンプモータ回路２４は停止する。同時に、
ヒータ回路２１が作動し、電気ヒータ１６に通電される
。貯湯タンク６内の給湯水が所定の温度となると、サー
モスタット１９は開成し、ヒータ回路２１が停止する。

〔発明が解決しようとする問題点〕

以上のように従来の空気熱源ヒートポンプ式給湯機は構
成されていた。従って、外気温度が低い冬期（例えば０
℃以下）では、空気からの採熱量が少ない為、蒸発圧力
が低くな９、給湯能力が小さかった０また、高温給湯水
を得ようとすれば、凝縮圧力が上昇し、給湯用圧縮機１
の圧縮比（＝凝縮圧力／蒸発圧力）が８以上となり、か
つ給湯用圧縮機】の吐出冷媒外気温が上昇しく例えば１
３０℃以上）給湯用圧縮機１の信頼性及び内命に大きな
影響を与える為、給湯用圧ｖ３機１の運転を停止させ、
その代替として、補助熱源（例えば電気ヒータ）によっ
て昇温する等の手段がとられていた。しかし、これは機
器の効率（成績係数）を悪くしていた。

また、空気熱源ヒートポンプ式であるため、夏期、外気
温が高い４付、給湯能力が天さく・冬期外気温が低い場
合には給湯能力が小さくなる。これは、給湯負荷とは全
く逆の傾向でめり、負荷は外気温が高い夏期には小さく
、外気温の低い冬期には大きくなる。従って、機器の特
性と、負荷とのバランス７戸とれず、＠種選定において
は、がなυ大きな容量の機器が必要であった。

〔問題を解決するための手段〕

従って、この発明によるヒートポンプ式冷暖房給湯機は
、空気熱源ヒートポンプの水側熱交換器および水熱源ヒ
ートポンプ給湯機の蒸発器を熱的に結合させるとともに
、給湯用冷凍サイクルの運転中に空調用水回路の水温が
低下した場合には、空調用水回路の水温を検出する凍結
保ｊ用サーモスタットにより給湯用冷凍サイクルの運転
を停止し、かつ空調用冷凍サイクルを加熱運転させるも
のである。また、ドックアップ加熱運転中は電気ヒータ
へ通電することによって貯湯タンク内の水温を上昇させ
るものである。

〔作　用〕

この様に構成されたヒートポンプ式冷暖房給湯機に於い
ては、給湯用冷凍サイクル運転中に水温が低下しても、
給湯用冷凍サイクルを停止させて空調用冷凍サイクルを
加熱運転させるものであるために、空調用水回路の凍結
を防止することが出来る。また、ドックアップ加熱運転
中は電気ヒータへの通電によって貯湯タンク内の水温を
上昇させるものであるために、効率が高められるととも
に冷暖房をも可能となるものである。

〔実施例〕

通常、単段の冷凍サイクルに於いて、凝縮温度と蒸発温
度の差が太きく、特に給湯水温度が高くなると冷凍サイ
クルの成績係数（ｃ、ｏ、ｐ）は悪くなる。これは圧縮
機の圧縮比が大きくなり、パ　　　　偉績効率が低下す
るためである。

例えば、給湯水温度６７℃、外気θ℃の場合について、
単段圧縮の空気熱源ヒートポンプチラーの場合と、二元
冷凍、即ち低段側を空気熱源ヒートポンプチラーとし、
高段側に水熱源ヒートポンプ給湯機を設けて、低段側の
凝縮熱を高段側の採熱量とした場合の圧縮機の偉績効率
を比較してみる。第３図にレシプロ圧縮機の圧縮比と偉
績効率との関係、及びそれぞれの方式の運転特性を表わ
すモリエル線図を示す。単段方式の場合（冷媒としてフ
ロン２２使用）、高圧３２　Ｋ１ｃ／−ａ　ｄ　ｓ　。

低圧４にり／　ｄ　ａ　ｄ　ｓ圧縮比８となり、偉績効
率は４２チである。二元冷凍方式の場合、低段側（冷媒
としてＲ−２２使用）、高圧１４にり／　ｉ　ａ　ｄ　
ｓ低圧４　Ｍｙ／ａｄ　ａ　ｄ　ｓ圧縮比３．５となり
、体積効率７２チ、高段側（冷媒としてフロン１２使用
）、高圧２０砂／Ｌ：ｐＩａｄ８低圧６．６　Ｋｙ／ｃ
ａ　ａ　ｄ　ｓ圧縮比３となり、偉績効率は７５％であ
る。これらの偉績効率をもとに、それぞれのモリエル線
図上からみた理論加熱Ｃ，Ｏ，Ｐは、単段方式では１．
４、二元冷凍方式では２を越え、二元冷凍方式の方が効
率が良くなる。

次に、本発明によるヒートポンプ式冷暖房給湯機の一実
施例を第１図に示す。図において、ｌは給湯用圧縮機、
２は給湯用凝縮器、３は膨張機構１６は貯湯タンク、７
は貯湯タンク６下部に設けた給水口で、市水配管８と減
圧逆止弁９を介して貯湯タンク６に接続されている。１
０は貯湯タンク６上部に設けた給湯口で、給湯配管１１
を介して給湯栓１２に接続している。

１３は貯湯タンク６下部に設けた循環水取出口、１４は
貯湯タンク６上部に設けた循環水返し口、１５は循環ポ
ンプであって、水管によって給湯用凝縮器２と接続され
ている。１６は貯湯タンク６の下部内に取り付けられた
加熱用の電気ヒータ、１９は貯湯タンク６の下部内に取
り付けられたサーモスタットである。２５は空調用冷凍
サイクルと水回路を共用して空調用の冷温水を作る水側
熱交換器、２６はアキュムレータであって、これらは冷
媒配管によって順次連結されることにより水熱源ヒート
ポンプ回路を構成している。２７はアキュムレータ２５
に取り付けられたクランクケースヒータ、２８はアキュ
ムレータ２６に取り付けられたヒータである。

２９は空調用圧縮器、３０は四方弁、３１は膨張機構、
３２は送風機３３を備えた空気側熱交換器、これらと上
記水側熱交換器を順次冷媒配管で連結して空気熱源ヒー
トポンプ回路を構成している。

３４は空調用循環ポンプ、３５は三方弁３６を備えた放
熱器であって、これらと水側熱交換器２５を順次水配管
で連結することにより、空調用水回路を構成している。

そしてこの第１図に示す構成図に於いて、実線矢印は暖
房時に於ける冷媒の流れを示し、破線矢印は冷房時に於
ける冷媒の流れを示し、更に白抜き矢印は冷温水の流れ
を示している。

次に、上記第１図に示した各構成機器の運転制御回路の
一実施例を第２図に示す。図において、１８は給湯運転
スイッチ、１９は貯湯タンク６内の水温を検出し、所定
温度に達すると、接点を開成するサーモスタット、２１
は電気ヒータ１６に相当するヒータ回路、２２は給湯用
圧縮機１に相当する給湯用圧縮器モータ回路、２４は循
環ポンプ１５に相当するポンプモータ回路、３７は装置
の運転時間を制御するタイマ、３８はタイマ３７の出力
接点、３９は補助リレー、４０ａｌ、４０ａ２は補助リ
レー３９の出力接点、４１は暖房運転時に空調用温水の
温度を検出し、所定値以上になると閉成して給湯用圧縮
機上−タ２２を制御するサーモスタット、４２は補助リ
レー、４３は補助リレー４２の出力接点、４５は空調用
水回路の水温を感知し、空調用水回路の加熱運転の開始
を制御するサーモスタット、４６はサーモスタット４５
よりも設定値が高く、空調用水制路の水温を感知して空
調用水回路の加熱運転の開始を制御するサーモスタット
”　７”　補助’Ｊ　し％　　４　ｓ　ａ　ｌ＋４８ａ
２＋４８ａ３＋４８ａ’＋４８ａ５＋４９ｂｌ、４９ｂ
２は補助リレー４７の出力接点、５０は遅延タイマ、５
１は遅延タイマ５０の出力限時接点、５２は空調運転ス
イッチ、５３は補助リレー、５４　ａ　”　＋　５４　
ａ　２ｒ　５５　＋　５６は補助リレー５３の出力接点
、５７は補助リレー、５８は補助リレー５７の出力接点
、５９は冷暖房切換スイッチ、６０は補助リレー、６１
ａｌ、６１ａ２゜６３ｃｌ、６３ｃ２＋６３ｃ３は補助
リレー６０の出力接点、６４はサーモスタット４５よシ
設定値が低く、かつ空調用冷媒回路の冷媒温を検出して
冷房運転時のみ作用する凍結防止サーモスタット、６５
は補助リレー、６６は補助リレー６５の出力接点、６７
は空調用循環ポンプ３４に相当するポンプモータ回路、
６８は空調用冷水温度を検出し、冷房運転を制御するサ
ーモスタットであり、サーモスタット４５よりも設定値
が高く設定されている。６９は空調用温水温度を検出し
＼暖房運転を制御するサーモスタットであり、サーモス
タット４１よりも設定値が高く設定されている。７０は
空調用圧縮機２９に相当する空調用圧縮機モータ回路、
７１は送風機７３に相当する送風機モータ回路、７２は
四方弁３０のコイル、７３は補助リレー、７３ａｌ　、
７３ｂｌは補助リレー７３の出力接点、７４は補助リレ
ー、７４　ａ　’　＋　７４　ａ　２は補助リレー７４
の出力接点である。

以下、上記第１図、第２図に示すヒートポンプ式冷暖房
給湯機の動作を詳細に説明する。

まず、給湯運転スイッチ１８が閉成されて、空調運転ス
イッチ５２が切側に接点接続されている場合、すなわち
貯湯加熱運転モードについて説明する。

貯湯加熱運転時間帯になると、タイマ３７の作用により
、接点３８が閉成する。この時１貯湯タンク６内の水が
所定水温以下の場合には１サーモスタツト１９は閉成し
ており、補助リレー３９が励磁されるとともに接点４０
ａ１が閉成されてポンプモータ回路２４が作動する。補
助リレー６５は電源投入と同時に励磁され、接点６６が
閉成される。また、補助リレー３９が励磁されて接点４
０ａ２が閉成されることによシ、補助リレー５３が励磁
されるために、接点５４ａ１．５４ａ２は閉成、接点５
５は開成、接点５６がａ側に接点接続され、接点５４３
２は冷房用凍結防止サーモスタット６４を短絡する。

また、接点５５が開成しているために、空調用圧縮機モ
ータ回路７０．送風機モータ回路７１の運転制御は接点
４８ａ１の開閉により制御される。

この時、冷暖切換スイッチ５９が暖器接点に接続してい
る場合は、補助リレー６０が励磁され１接点６１ａｌ　
＋６１ａ２が閉成、接点６３ｃｌ。

６３ｃ２，６３ｃ３がａ側に接点接続され、接点６１ａ
１で冷房用凍結防市サーモスタット６４を短絡している
。

接点５４ａ１が閉成されると、補助リレー５７が励磁さ
れ、接点５８がａ側に接点接続され、空調用循環ポンプ
モータ回路６７が作動する。一方、補助リレー４７が非
励磁の場合、接点４９ｂ１は閉成されており、給湯用圧
縮機モータ回路２２が作動し、貯湯加熱運転を開始し、
また補助リレー４２が励磁され、接点４３が開成し、そ
れまで給湯用圧縮機モータ回路２２が停止している間通
電されていたクランクケースヒータ２７およびヒータ２
８が非通電となる。そして給湯用圧縮機１より送られて
来る高温高圧冷媒は給湯用凝縮器２において貯湯タンク
６の下部から循環ポンプ１５によって送られてきた給湯
水と熱交換することにより放熱凝縮し、更に膨張機構３
で減圧され、水側熱交換器２５で空調用循環ポンプ３４
によって送られてきた冷水と熱交換することにより冷却
し、冷媒は採熱蒸発し、アキュムレータ２６をへテ給湯
用圧縮機ｌへもどる冷凍サイクルを形成する。

一方、市水配管８．減圧逆止弁９を通り給水ロアより給
水され、貯湯タンク６を満たしている給湯水は、循環水
取出口１３より循環ポンプ１５によって給湯用凝縮器２
に送られて加熱され、循環水返し口１４をへて貯湯タン
ク６にもどるように循環される。

このようにして貯湯タンク６内の水は順次循環加熱され
て昇温する０また、給湯側の冷凍サイクルにとっては熱
源水回路の空調用水回路は、空調用循環ポンプ３４によ
り水側熱交換器２５に送られ、水側熱交換器２５で冷却
されて三方弁３６へ送られる。空調負荷がある場合は三
方弁３６の切換によって放熱器３５へ送られ、空調負荷
がない場合は三方弁３６の切換によって放熱器３５をバ
イパスして空調用循環ポンプ３４にもどる０空調負荷が
水側熱交換器２５に於ける冷却能力を下回ると、空調用
水回路の水温は次第に低下していく。

ここで、冷暖房切換スイッチ５９が冷側接点に接続され
ている場合には、補助リレー６０は非励磁となり、接点
６３Ｃ３はｂ側接点に接続される。

また、冷暖房切換スイッチ５９が暖器接点に接続されて
いる場合には、補助リレー６０が励磁され、その接点６
３Ｃ３がａ側接点に接続されるＯ接点６３Ｃ３がａ側接
点に接続されている時に空調用水回路の本温か給湯側冷
凍サイクルの採熱によって所定の水温以下になると、ま
ずサーモスタット６９、さらにサーモスタット４６が閉
成されるために補助リレー７４が励磁され、その接点７
４ａ１が閉成して補助リレー４７および遅延タイマ５０
が励磁されるために接点４８＠４が閉成する。また接点
６３ｃ３がｂ側接点に接続している時に空調用水回路の
水温が給湯側冷凍サイクルの採熱により所定の水温以下
になると、まずサーモスタット６８が閉成し、さらにサ
ーモスタット４５が閉成する。サーモスタット４８が閉
成すると、補助リレー７３が非励磁になり、接点７３ｂ
１が閉成して補助リレー４７、遅延タイマ５０が励磁さ
れて接点４８ａ３が閉成する。つまり、冷暖房切換スイ
ッチ５９が、暖器接点に接続されている場合には、サー
モスタット４５及びサーモスタット６８にくラヘて設定
値の高いサーモスタット４Ｇ及びサーモスタット６９と
接点４８ａ４．接点７４ａ１によって回路を形成し、冷
暖房切換スイッチ５９が冷側接点に接続されている場合
には、設定値の低いサーモスタット４５及びサーモスタ
ット６８と接点４８ａ３＋接点７３ｂ１によって回路を
形成する。補助リレー４７が励磁されると、接点４９ｂ
１が開成して給湯用圧縮機モータ回路２２が停止するた
めに貯湯加熱運転が一旦停止させられる。同時に接点４
８ａ５が閉成してヒータ回路２１が作動するために、電
気ヒータ１６に通電される。まだ・補助リレー４２が非
励磁となることから接点４３は閉成し、クランクケース
ヒータ２７およびヒータ２８に通電される。

一方、接点４８ａｌが閉成すると空調用圧縮機モータ回
路７０と送風機モータ回路７１が動作する。この時、接
点４８ａ２が閉成し、接点４９ｂ２が開成するために四
方弁３０のコイル７２は非通電の状態になってから、一
定時間後に遅延タイマ５０の接点５１が閉成し、四方弁
３０のコイル７２が通電される。これによって空調用冷
凍サイクルは一定時間、冷房運転したのち暖房運転、す
なわち給湯側冷凍サイクルの熱源水のバックアップ加熱
運転に入る。冷房運転時は空調用圧縮機２９より送られ
た高温高圧冷媒は四方弁３０によって破線矢印の示す方
向に切換えられ空気側熱交換器３２へ送られ凝縮し、膨
張機構３１で減圧され水側熱交換器２５へ送られ蒸発し
、四方弁３０をへて空調用圧縮機２９へもどることによ
り空調用冷凍サイクルを形成する。一定時間の冷房運転
後〜バックアップ加熱運転が行なわれると、四方弁３０
の切換により空調用圧縮機２９より送シ出された高温高
圧冷媒ガスは、四方弁３０を通って実線矢印の示す方向
に送られ、水側熱交換器２５に於いて空調用循環ポンプ
３４で送られてきた冷温水と熱交換されて加熱し、自か
らは放熱凝縮して膨張機構３１で減圧され、空気側熱交
換器３２で採熱蒸発し、四方弁３０をへて空調用圧縮機
２９へもどる。このバックアップ加熱運転によって空調
用水回路の水温が上昇し、接点６３Ｃ３がｂ側接点に接
続されている場合は、サーモスタット６８が閉成する温
度まで上昇すると補助リレー７３が励磁し、接点７３ｂ
１が開成して補助リレー４７．遅延タイマ５０の励磁が
とけて接点４８ａ１が開成するために、空調用圧縮機モ
ータ回路７０と送風機モータ回路７１が動作を停止し、
バックアップ加熱運転が終了する。一方、接点４８ａ５
が開成することでヒータ回路２１の動作が停止し、電気
□　ヒータ１６が非通電になり接点４９ｂ１が閉成する
ことで給湯用圧縮機モータ回路２２が動作して再び貯湯
加熱運転を開始し補助リレー４２が励磁されて接点４３
が開成してクランクケースヒータ２７とヒータ２８が非
通電になる。また、接点６３Ｃ３がａ側接点に接続され
ている場合はサーモスタット６９が開成する温度まで空
調用水回路の水温が上昇すると補助リレー７４が非励磁
となり、接点７４ａ１が開成して補助リレー４７．遅延
タイマ５０の励磁がとけ、接点４８ａ１が開成して空調
用圧縮機モータ回路７０と送風機モータ回路７１の動作
が停止し、これに伴なってバックアップ加熱運転が終了
する。一方、接点４８ａ５が開成することでヒータ回路
２１の動作が停止し、電気ヒータ１６が非通電となって
接点４９ｂｌが閉成することで給湯用圧縮機モータ回路
２２が動作し、再び貯湯加熱運転を開始し、クランクケ
ースヒータ２７とクランクケースヒータ２８が非通電に
なる。このようにして貯湯加熱運転によって貯湯タンク
６内の水温が所定の温度以上となり、サーモスタット１
９が開成するか、あるいは貯湯加熱運転時間帯が終了し
てタイマ３７の動作により接点３８が開成すると、補助
リレー３９の励磁がとけ、接点４０ａｔ、４０ａ２が開
成する。接点４０ａ１が開成するとポンプモータ回路２
４が停止するために給湯用圧縮機モータ回路２２が停止
し、補助リレー４２の励磁がとけて接点４３が閉成する
ためにクランクケースヒータ２７．ヒータ２８が通電さ
れる。一方、接点４０ａ２が開成することで補助リレー
５３の励磁がとけて接点５４ａｌ、５４ａ２が開成する
ために接点５５が閉成し、接点５６がｂ側接点に接続す
るために接点５４ａ１が開成して補助リレー５７の励磁
がとけて接点５８がｂ側接点に接続されることにより空
調用循環ポンプモータ回路６７が停止して給湯加熱運転
が終了する。

つぎに給湯運転スイッチ１８が閉成され、空調運転スイ
ッチ５２が入側接点に接続されており、冷暖房切換スイ
ッチ５９が暖器接点に接続されている場合、つ″！シ貯
湯加熱運転と暖房運転を同時に行なう場合について説明
する。電源が投入されると補助リレー６５が励磁されて
接点６６が閉成される。空調運転スイッチ５２が入側接
点に接続されると補助リレー５７が励磁されて接点５８
がａ側接点に接続される。また、冷暖房切換スイッチ５
９が暖器接点に接続されると、補助リレー６０が励磁し
、その接点６１ａ！、６１ａ２が閉成して接点６３ｃ１
．６３ｃ２＋６３ｃ３がそれぞれａ側接点に接続される
。接点６１ａ１が閉成すると凍結防止サーモスタット６
４が短絡される。接点５８がａ側接点に接続すると、空
調用循環ポンプモータ回路６７が動作し、補助リレー５
３が非励磁であるので＼接点５５が閉成されており、接
点６３Ｃ２がａ側接点に接続されているので、空調用水
回路の冷温水が所定の水温以下の場合はサーモスタット
６９が閉成されて補助リレー７４が励磁されることによ
り接点７４ａ２が閉成され、空調用圧縮機モータ回路７
０と送風機モータ回路が動作する。また接点６１ａ２が
閉成されて四方弁３０のコイル７２が通電され、暖房運
転を行なう。空調用圧縮機２９を出た高温高圧の冷媒ガ
スは四方弁３０で実線矢印の方向に切換えられて水側熱
交換器２５に送られ、ここで空調用循環ポンプ３４から
送ちれた空調用冷温水と熱交換して加熱し、自からは放
熱凝縮し、膨張機構３１で減圧され、空気側熱交換器３
２で大気より採熱し、蒸発して四方弁３０をへて空調用
圧縮機２９にもどり、冷水サイクルを形成する。空調用
循環ポンプ３４から送られた空調用冷温水は水側熱交換
器２５で加熱され三方弁３６へ送られ、三方弁３６によ
り空調負荷のある場合は放熱器３５へ送られ、空調負荷
のない場合は放熱器３５をバイパスし、空調用循環ポン
プ３４へもどる。空調用水回路の冷温水が所定の水温以
上になるとサーモスタット６９が開成されて補助リレー
７４が非励磁になり、接点７４ａ２が開成されて空調用
圧縮機モータ回路７０と送風機モータ回路７１が停止す
ることから暖房運転が停止される。このように、暖房運
転の運転制御はサーモスタット６９によって行なわれる
。この暖房運転を行なっている時に、同時に貯湯加熱運
転を行なう場合は、給湯運転スイッチ１８が閉成され、
貯湯加熱運転時間帯になるとタイマ：、　　　　　　３
７の動作によって接点３８が閉成し、貯湯タンク６内の
貯湯水温が所定の温度以下である場合には、サーモスタ
ット１９が閉成して補助リレー３９が励磁される。これ
により接点４０ａ１が閉成さし、ポンプモータ回路２４
が動作する。接点４９ｂｌが閉成し、接点６３ｃ　１が
ａ側接点に接゛続され、接点５６がｂ側接点に接続され
る、とともに空調用水回路の冷温水が所定の温度以下の
場合にはサーモスタット４１が開成するために給湯用圧
縮機モータ回路２２は動作せず、即ち貯湯加熱運転は停
止され、空調用水回路の冷温水が所定の温度以上の場合
にはサーモスタツｚ１が７成して給湯用圧縮機モータ回
路２２が動作することにより貯湯加熱運転を行なう。ま
た、給湯用圧縮機モータ回路２２が動作している時には
補助リレー４２が励磁され、接点４３が開成してクラン
クケースヒータ２７とヒータ２８は非通電となる。この
ようにして、貯湯加熱運転と暖房運転が同時に行なわれ
る。

つぎに給湯運転スイッチ１８が閉成され、空調運転スイ
ッチ５２が入側接点に接続されていて、冷暖房切換スイ
ッチ５９が冷側接点に接続している場合、つまシ貯湯加
熱運転と冷房運転を同時に行なう場合について説明する
。ここで、電源が投入されると補助リレー６５が励磁さ
れ接点６６が閉成される。空調運転スイッチ５２が入側
接点に接続されると補助リレー５７が励磁されて接点５
８がａ側接点に接続される。また冷暖房切換スイッチが
冷側接点に接続されると、補助リレー６０の励磁が解か
れることから接点６１ａｌ　、６１ａ２が開成し、接点
６３ｃｌ　、６３ｃ！、６３ｃ３がそれぞれｂ側接点に
接続される。

接点５８がａ側接点に接続することで空調用循環ポンプ
モータ回路６７が動作するが・補助リレー５３が非励磁
であるために接点５５が閉成されており、接点６３ｃ２
がｂ側接点に接続されているので、空調用水回路の冷温
水が所定の水温以上の場合はサーモスタット６８が閉成
されて補助リレー７３が励磁されて接点７３ａ　１が閉
成し、空調用圧縮機モータ回路７０と送風機モータ回路
７１が動作する。また、接点６１ａ２が開成されて四方
弁３０のコイル７２が非通電になるために冷房運転を行
なう。ここで、空調用圧縮機２９から出力された高温高
圧の冷媒ガスは四方弁３０で破線矢印の方向に切換えら
れて空気側熱交換器３２から大気へ放熱されることによ
り凝縮し、膨張機構３１で減圧され水側熱交換器２５に
送られ、ここで空調用循環ポンプ３４から送られた空調
用冷温水と熱交換して冷却し、自からは採熱より蒸発し
て四方弁３０をへて空調用圧縮機２９にもどることによ
り冷凍サイクルを形成する。空調用循環ポンプ３４から
送られた空調用冷温水は水側熱交換器２５で冷却されて
三方弁３６へ送られ、三方弁３６により空調負荷のある
場合は放熱器３５へ送られ・空調負荷のない場合は放熱
器３５をノくイ・くスし空調用循環ポンプ３４へもどる
。空調用水回路の冷温水が所定の水温以下になると、サ
ーモスタット６８が開成されて補助リレー７３が非励磁
になり、接点７３ａ１が開成されて空調用圧縮機モータ
回路７０と送風機モータ回路７１が停止して冷房運転が
停止する。このように冷房運転の運転制御はサーモスタ
ット６８によって行なわれる。

この冷房運転を行なっている時に、同時に貯湯加熱運転
を行なう場合は、給湯運転スイッチ１８が閉成され１貯
湯加熱運転時間帯になるとタイマ３７の動作により接点
３８が閉成し、貯湯タンクＧ内の貯湯水温が所定の温度
以下の場合には、サーモスタット１９が閉成して補助リ
レー３９が励磁される。これによシ接点４０ａ１が閉成
され、ポンプモータ回路２４が動作する。接点４０ｂ１
が閉成されていると、接点６３ｃｌがｂ側接点に接続さ
れており、給湯用圧縮機モータ回路２２が動作し、貯湯
加熱運転を行なう。貯湯加熱運転時は補助リレー４２が
励磁されて接点４３が開成し、クランクケースヒータ２
７とヒータ２８が非通電になる。空調負荷が少なく、冷
房運転がサーモスタット６８の開成により停止し、なお
給湯側冷凍サイクルの採熱により空調用水回路の冷温水
温度が下りつづけた場合には、接点６３ｃ３がｂ側接点
に接続され、空調用水回路の冷温水温度が所定の温度以
下になるとサーモスタット４５が閉成する。

しかし、サーモスタット６８は開成しているために、補
助リレー７３は非励磁となり、接点７３ｂ１は閉成して
補助リレー４７と遅延タイマ５０が励磁し、接点４８ａ
３が閉成する。これにより接点４９ｂ１が閉成し、給湯
用圧縮機モータ回路２２が停止し、一旦貯湯加熱運転が
停止する。また接点４８ａ５が閉成し、ヒータ回路２１
が作動して電気ヒータ１６に通電される。同時に補助リ
レー４２が非励磁になり、接点４３が閉成し、クランク
ケースヒータ２７とヒータ２８に通電される。

一方、接点４８ａ１が閉成することで、空調用圧縮機モ
ータ回路７０と送風機モータ回路７１が動作する。また
、接点４８ａ２が閉成し、接点４９ｂ２が開成し、四方
弁３０のコイル７２は非通電の状態になってから、一定
時間後に遅延タイマ５０の接点５１が閉成し、四方弁３
０のコイル７２が通電される。これによって空調用冷凍
サイクルは一定時間、冷房運転したのち暖房運転、すな
わち給湯側冷凍サイクルの熱源水のバックアップ加熱運
転に入る。このバックアップ加熱運転によって空調用水
回路の冷温水温度が上昇し、サーモスタット６８が閉成
する温度まで上昇すると、補助リレー７３が励磁して接
点７３ｂ１が開成し・補助リレー４７．遅延タイマ５０
の励磁がとけて接点４８ａ２が開成し、四方弁３０のコ
イル７２が非通電になり、バックアップ加熱運転が終了
し）接点４８ａ１が開成され、サーモスタット６８によ
って空調用圧縮機モータ回路７０と送風機モータ回路７
１の動作が制御される冷房運転を行なう。

また、接点４８ａ５が開成することでヒータ回路２１の
動作が停止し電気ヒータ１６が非通電になり接点４９ｂ
ｌが閉成し、給湯用圧縮機モータ回路２２が動作すると
、再び貯湯加熱運転を開始して補助リレー４２が励磁さ
れると接点４３が開成し、クランクケースヒータ２７と
クランクケースヒータ２８が非通電となる。

〔発明の効果〕

以上説明した様に、この発明によるヒートポンプ式冷暖
房給湯機は、給湯用冷凍サイクル運転中に空調用水回路
の水温が低下した場合には、空調用水回路の水温を検出
する凍結保ｊ用サーモスタットによυ給湯用冷凍サイク
ルの運転を停止し、かつ空調用冷凍サイクルをバックア
ップ加熱運転させるものであるために、空調用水回路の
凍結を防止することが出来る。また、バックアップ加熱
運転中はすみやかに加熱を行なう為、給湯用冷凍サイク
ルが一時停止となるが、電気ヒータへの通電によって貯
湯タンク内水温を昇温させる為、スムーズな昇温か行な
える等の種々優れた効果を有する。

【図面の簡単な説明】

第１図はこの発明によるヒートポンプ式冷暖房給湯機の
一実施例を示す構成図、第２図は第１図に示す構成図に
対する電気系を示す回路図、第３図はレシプロ圧縮機の
圧縮比と体積効率の関係を示す図、第４図は従来の空気
熱源ヒートポンプ式給湯機の一例を示すシステム図、第
５図は第４図に対する電気系を示す回路図である。 図において、１は給湯用圧縮機、２は給湯用凝縮器、３
は膨張機講、６は貯湯タンク、１５は循環ポンプ、１℃
は電気ヒータ、２５は水側熱交換器、２６はアキュムレ
ータ、２７はクランクケースヒータ、２８はクランクケ
ースヒータ、２９は空調用圧縮機、３０は四方弁、３１
は膨張機構、３２は空気側熱交換器、３４は空調用循環
ポンプ、３５は放熱器、３６は三方弁、４１はサーモス
タット、４５はサーモスタット、４６はサーモスタット
、５０は遅延タイマ、６８はサーモスタット、６９はサ
ーモスタット、７２はコイルである。 なお、図中、同一符号は同一または相当部分を示す。 代理人　大　岩　増　雄（ほか２名） 第す図 手続補正書（自発） １、事件の表示　　　特願昭５９−２２４７７５号２、
発明＜７）名称　　　ヒートポンプ式冷暖房給湯機３、
補正をする者 事件との関係　　特許出願人 住　所　　　　　東京都千代田区丸の内二丁目２番３号
名　称　　（６０１）三菱電機株式会社代表者片山仁八
部 ４、代理人 住　所　　　　　東京都千代田区丸の内二丁目２番３号
５、？Ｉ！１正の対象 （１）明細書の発明の詳細な説明の欄 （２）明ｗＪ害の図面の簡単な説明の鎧６、補正の内容 （１）明細書筒６頁２０行目「ドックアップ」とあるを
「バックアップ」と補正する。 （２）同第７頁９行目「トンクアップ」とあるを「バッ
クアップ」と補正する。 （３）同第８頁８行目ｒ　３２ｋｇ／ｃｒｌ　ａ　ｄ　
ｓＪとあるをｒ　３２ｋｇ１ｃｔｄ　　ａ　　ｂ　ｓＪ
と補正する。 （４）同第８頁９行目ｒ　４ｋｇ／ｃｄ　ａ　ｄ　ｓＪ
とあるをｒ　４ｋｇ／ｃ＋ｄ　ａ　ｂ　ｓＪと補正する
。 ｆ５１同第８頁１１行目ｒ　１４ｋｇ／ｃ＋ｆ’ａ　ｄ
　ｓＪとあるをｒ　１４ｋｇ／ｃｆ　ａ　ｂ　ｓＪと補
正する。 （６）同第８頁１２行目ｒ　４ｋｇ／ｃｆ　ａ　ｄ　ｓ
Ｊとあるを「４ｋｇ／ｃｒｊ　ａ　ｂ　ｓＪ　ト補ｉＥ
　ｆ　７１゜（７）同第８頁１４行目 ’１　　　　　ｒ２０ｋｇ／ｃｉ　ａ　ｄ　ｓ低圧６．
８ｋｇ／　ｃ＋／　ａ　ｄ　ｓＪとあるを ｒ２０ｋｇ／ｃイａｂｓ低圧６．６ｋｇ／ｃｎ？　ａ　
ｂ　ｓＪと補正する。 （８）同＠１１頁１１行目Ｕサーモスタノｌ−４５Ｊと
あるを［サーモスタット４１及びサーモスタッ１−４５
　ｊと補正する。 （９）同第１２頁１３行目〜１４行目「サーモスタット
４１より」とあるを［サーモスタット４６よりも」と補
正する。 θ０）同第１７頁１行目［サーモスタット４８」とある
を「サーモスタット６８Ｊと補正する。 （１１）同第２００頁１２行目クランクケースヒータ２
８」とあるを「ヒータ２８」と補正する。 （１２）同第２３頁２行目「冷水サイクル」とあるを「
冷凍サイクル」と補正する。 （１３）同第２９頁１２行目〜１３行目「クランクケー
スヒータ２８」とあるを「ヒータ２８Ｊと補正する。 （１４）同第３００頁２０行目２８はクランクケースヒ
ータ、」とあろを「２８はヒータ、」と補正する。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 　圧縮機，給湯用凝縮器，膨張機構及び蒸発器として作
   用する水側熱交換器が順次冷媒配管により接続されて構
   成される給湯用冷凍サイクルと、給湯用循環ポンプによ
   つて上記給湯用凝縮器に流通された貯湯タンク内の給湯
   水と熱交換関係を形成する給湯水回路と、圧縮機，四方
   弁，非利用側熱交換器，膨張機構及び水側熱交換器が順
   次冷媒配管により接続されて構成される空調用冷凍サイ
   クルと、空調用循環ポンプにより上記水側熱交換器を介
   して負荷側に流通される空調用冷温水回路とを備え、上
   記水側熱交換器によつて給湯用冷凍サイクルと冷温水を
   介して熱交換関係に空調用冷凍サイクルを配設するとと
   もに、上記給湯用冷凍サイクル運転中に上記空調用水回
   路の水温が低下した場合には、凍結保護用サーモスタツ
   トにより上記空調用水回路の水温を検出して給湯用冷凍
   サイクルの運転を停止するとともに空調用冷凍サイクル
   ルをバックアツプ加熱運転させると共に、上記貯湯タン
   ク内に設けた電気ヒータを通電加熱させることを特徴と
   するヒートポンプ式冷暖房給湯機。