JPS62245036A

JPS62245036A - ヒ−トポンプ式融雪・冷暖房・給湯装置

Info

Publication number: JPS62245036A
Application number: JP8953186A
Authority: JP
Inventors: Zenji Shinobu; 信夫　善治; Masaharu Yoshikawa; 吉川　正治
Original assignee: Sharp Corp
Current assignee: Sharp Corp
Priority date: 1986-04-17
Filing date: 1986-04-17
Publication date: 1987-10-26

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】く技術分野〉本発明は、圧縮式ヒートポンプサイクルを利用した融雪
、暖房、冷房、給湯の各機能を有する装置に関するもの
である。

〈従来技術〉従来積雪地域においては、屋根に積った雪を排除する手
段として、６雪おろし′と呼ばれる人力によって雪を屋
根からおろす原始的な方法が一般的に行なわれてきた。

この方法は作業中に起こる転落事故の危険性があり、ま
た作業のための人件費が多大となる。さらに都市部では
屋根からおろした雪を道路の余スペースへ貯雪する場所
を確保するのもままならないのが現状である。一方、人
力エネルギー消費のない方法として、屋根勾配を大きく
し雪の自重を利用して落下させる方式もある。この場合
は落雷のためのスペースや落雷による事故を防ぐ等の対
策が必要となる。最近では電気ヒーターや散水等により
熱を加えて雷を融かす方法も行なわれているが、電気ヒ
ーターの場合ランニングコストが高くなり、散水の場合
は放熱ロスが大きく不経済であり、水が凍結するという
問題がある。またこのような熱エネルギーを投入する装
置は設置するための諸工事や設備機器が必要となる。ま
たこれらの機器は融雪単独の機能のみであるため、夏期
及び中間期等の非融雪時には不用な設備となり、投入費
の割に利用期間が短かいというのが実情である。さらに
一般には住居の空調や給湯としては専用の機器が使用さ
れており、融雪装置、冷暖房機、給湯器等の設置スペー
スは非常に大きくなるという問題がある。

〈発明の目的〉本発明は上述の問題点を解決するため、ヒートポンプを
利用して安全かつ経済的で住宅の美観を損なうことなく
年間を通した機器の有効利用と多機能一体化蕎こよる省
スペースを実現することのできる融雪・冷暖房・給湯装
置を提供することを目的とするものである。

〈発明の構成〉上記目的を達成するために、本発明は熱媒体の通るパイ
プを設けた屋根材により葺かれた融雪兼集熱用屋根とポ
ンプ及び蓄熱槽内の温水と熱交換する熱交換器より成る
融雪兼集熱回路と、圧縮機。

膨張弁、熱交換器及び送風機を収納した室外ユニットと
、該室外ユニットに冷媒配管で接続された冷房用室内コ
イルおよび蓄熱槽加熱用熱交換器より成るヒートポンプ
回路と、蓄熱槽内の熱を取り出す熱交換器及びポンプ並
びに暖房用室内コイルより成る暖房回路と、蓄熱槽を装
備する給湯回路と、を連結してシステムを構成し、融雪
、暖房。

冷房および給湯の全てを実行することを可能としている
。

〈実施例〉以下、本発明の１実施例を図面に従って説明する。

第１図は本発明の１実施例を示すシステム系統図である
。ｌは圧縮機、２は屋外熱交換器、３は送風機、４は膨
張弁等の絞り装置、５は四方弁、６．７，８，９，１０
，１１．１２はそれぞれ切替弁であり、これらで一つの
ユニットが構成される。また、１３は冷媒・水熱交換器
、２２は冷房用室内コイルで上記ユニットと配管により
接続され、ヒートポンプサイクルを構成する。１４は循
環ポンプ、１５は蓄熱槽で上記冷媒・水熱交換器１３と
配管で接続され温水加熱回路を構成する。

１６はブライン・水熱交換器、１７は循環ポンプ、１８
は融雪兼集熱屋根で融雪兼集熱回路を構成する。１９は
水・水熱交換器、２０は循環ポンプ、２１は暖房用室内
コイルで暖房回路を構成する。

さらに２３は給湯口で上記蓄熱槽１５とで給湯回路を構
成する。

第２図は上記システムにおける融雪兼集熱屋根材１８の
１実施例を示す構成図である。２４は融雪兼集熱用屋根
材であり、水平方向に配設された板状のフィン２５とこ
のフィン２５の中央部に一体に成形された冷媒管２６と
から構成される。屋根材２４の表面には耐候性に優れる
暗色系の塗装または着色アルマイト等の処理が施され集
熱器として使用する場合の日射の吸収を良くする。また
フィン２５の上端部には上方に向かってＵ字状に折曲さ
れた上係合部２５ａが形成されるとともに、下端部には
下方に向かってＵ字状に折曲された下僚合部２５ｂが形
成されており、この上会下係合部２５ａ、２５ｂが互薯
こ引掛るように接合されることで上下に隣接する屋根材
２４が相互に結合される。２７は防水ルーフィング層、
２８は断熱材、２９は野地板であり、３０は屋根の最上
部に設けられた棟包みである。

つぎに融雪時の作用について説明する。

第１図において、圧縮ｆｉｔで高温・高圧に圧縮された
冷媒ガスは図の矢印（実線）の方向に流れ、四方弁・切
換弁７を通って冷媒・水熱交換器１３に入り、ここで循
環ポンプ１４により循環する蓄熱槽１５内の熱媒と熱交
換し、熱媒を加熱すると同時に自らは凝縮潜熱を放出し
て凝縮する。液体となった冷媒は切換弁８を通って絞り
装置４に至り、ここで断熱膨張により減圧されて低温・
低圧の未蒸発冷媒となって切換弁１１を通り、屋外熱交
換器２に流入し、送風機３により送られる外気と熱交換
することにより、大気熱を吸収して蒸発する。蒸発した
低温・低圧の冷媒ガスは、四方弁５を通って圧縮機１に
戻り、ヒートポンプサイクルを完結する。一方、冷媒・
水熱交換器１３で加熱された温水は循環ポンプ１４によ
り蓄熱槽１５を循環し、槽内の温水温度を上げる。加熱
された蓄熱槽１５内の熱はブライン・水熱交換器１６を
介してブラインに与えられ循環ポンプ１７により融雪兼
集熱屋根Ｉ８に運ばれ屋根で蓄熱槽１５内の熱を放熱し
屋根上の雪を融かす。

非融雪時には蓄熱槽Ｉ５内の熱は水・水熱交換器１９を
介して温水に与えられ、循環ポンプ２゜により運ばれ、
暖房用室丙コイル２目こ供給され暖房用として使用する
とともに給湯口２３に温水を供給して給湯用としても使
用する。また、融雪兼集熱屋根１８に雪のないときには
太陽熱集熱を行い、循環ポンプ１７で循環するブライン
で融雪時とは逆に熱交換器１６を介して蓄熱槽■５内に
熱を与える。

次に冷房時の作用について説明する。

第１図において圧縮機ｌで高温・高圧に圧縮された冷媒
ガスは、蓄熱槽１５内の水温が比較的低い場合には図の
矢印（破線）の方向に流れ、切換弁７を通って冷媒・水
熱交換器１３に入り、ここで循環ポンプ１４により循環
する蓄熱槽１５内の温水と熱交換し温水を加熱するとと
もに自らは凝縮潜熱を放出して凝縮する。液となった冷
媒は切換弁８を通って絞り装置４に至りここで断熱膨張
により減圧され、低温・低圧の未蒸発冷媒となって切換
弁１０を通り冷房用室内コイル２２に流入し、室内空気
の熱を吸収して蒸発する。蒸発した低温・低圧の冷媒ガ
スは切替弁１２を通り、四方弁５を通って圧縮器ｌに戻
り冷媒サイクルは完結する。このとき冷媒・水熱交換器
１３で放出された熱は、蓄熱槽１５内の温水を加熱する
ことになり、冷房時の排熱を回収している。また蓄熱槽
１５内の温度が高い場合には図の矢印（一点鎖線〕の方
向に流れ四方弁５を通って室外熱交換器２に入り、送風
機３により送られる外気と熱交換することにより、外気
に熱を放出すると同時に自らは凝縮潜熱を放出して凝縮
する。液体となった冷媒は切換弁１１を通り絞り装置４
に至り、ここで断熱膨張により減圧され低温・低圧の未
蒸発冷媒となって切換弁９を通り、冷房用室内コイル２
２に流入し室内空気と熱交換することにより蒸発する。

蒸発した低温・低圧の冷媒ガスは切換弁６、四方弁５を
通って圧縮機１に戻り、冷房サイクルが完結する。また
冷房時での冷媒回路は２流路を切換える方法と各々単独
で使用する方法が可能である。

なお、図中の切換弁は上記動作説明中の各流路に記載し
たものが開いており他の弁は閉じている。

以上の動作により本システムは融雪、冷春暖房。

給湯を全て行うことができる。

〈発明の効果〉以上の説明で明らかなように、本発明の融雪・冷暖房・
給湯装置によればヒートポンプサイクルを利用して温水
を作りこれによって屋根材を加熱し、屋根の雪を融かす
ものであるため、雷おろしという過酷な労働を不要とし
、また前述の他の雪処理方法が持つ問題点を解消し、安
全、経済的に屋根上の雪を排除することができるととも
に融雪装置が屋根材と一体化しているため建物の美観を
損なわず、さらに機能として冷暖房・給湯の機能を併せ
もつため設備機器の年間を通した有効利用が図れるとい
う効果を有する。

【図面の簡単な説明】

第１１／は本発明の１実施例を示す融雪・冷暖房・給湯
装置のシステム系統図である。第２図は、第１図に示す融雪兼集熱用屋根の要部詳細断
面図である。ｌ・・・圧縮機、２・・・室外熱交換器、４・・・絞り
装置、３・・・冷媒・ブライン熱交換器、１５・・・蓄
熱槽、ｌ８・・・融雪兼集熱屋根、２１・・・暖房用室
内コイル、２２・・・冷房用室内コイル。

Claims

【特許請求の範囲】１、熱媒体の通るパイプを設けた屋根材により葺かれた
融雪兼集熱用屋根、ポンプ及び蓄熱槽内の温水と熱交換
するブライン・水熱交換器より成る融雪兼集熱回路と、
蓄熱槽内の温水を暖房用室内コイルへ循環する暖房回路
と、圧縮機、膨張弁及び屋外熱交換器を備えた室外ユニ
ットと、該室外ユニットに冷媒配管で接続された冷房用
室内コイル及び蓄熱槽加熱用水・冷媒熱交換器からなる
ヒートポンプ回路と、を装備して構成され、該ヒートポ
ンプ回路によち空気熱を吸収し、蓄熱槽内の温水を加熱
するとともに該温水の熱で融雪、冷暖房および給湯を実
行することを特徴とするヒートポンプ式融雪・冷暖房・
給湯装置。２、積雪が無く日射のある場合には、屋根より太陽熱が
集熱され融雪兼集熱回路により蓄熱槽内の温水が加熱さ
れる特許請求の範囲第１項記載のヒートポンプ式融雪・
冷暖房・給湯装置。３、冷房運転期間で前記蓄熱槽内の温度が低い場合には
、前記水・冷媒熱交換器を凝縮器として用い、蓄熱槽内
の温度が高い場合には、前記屋外熱交換器を凝縮器とし
て用いるように切換選定手段を付与した特許請求の範囲
第１項または第２項記載のヒートポンプ式融雪・冷暖房
・給湯装置。