JPS6237302B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

本発明は圧縮機を利用した冷暖房給湯装置にお
いて、冷房運転時には、給湯が完了していない間
は自動的に冷房給湯運転を行ない、給湯完了後は
自動的に外気に排熱する冷房運転を行なうことに
よつて省エネルギーな給湯装置を実現することや
暖房運転時には、それまで給湯運転を行つていて
も強制的に暖房運転に切換えることによつて室内
の充分な快適性を保持することや各種手動スイツ
チの操作ミス等に関らず、正常な運転を可能なら
しめる冷暖房給湯装置を提供することを目的とす
る。 圧縮機を利用した冷暖房給湯装置として、第１
図に示す如き冷暖房給湯装置を提供する。第１図
において、Ａは室外ユニツト、Ｂは室内ユニツト
であり、圧縮機１、四方弁２、給湯用水熱交換器
３、熱源側空気熱交換器４、負荷側空気熱交換器
５、電磁弁６，７，８、絞り９，１０，１１，１
２，１３、逆止弁１４，１５、アキユームレータ
１６等により冷凍サイクルを構成している。特に
給湯用水熱交換器３は圧縮機１の吐出側と、熱源
側空気熱交換器４及び負荷側空気熱交換器５の中
間を接続する配管中に配置している。また室外ユ
ニツトＡには熱源側フアン１７、室内ユニツトＢ
には負荷側フアン１８及び補助ヒータ１９が配置
されている。また２０は蓄熱槽で、下部と頂部を
循環ポンプ２１、給湯用水熱交換器３、自力式湯
温制御弁２２を介して水循環回路２３により接続
している。また２４は給水管、２５は給湯管であ
り、水道水の加圧により押上げ式に給湯するよう
構成している。かかる冷暖房給湯装置において利
用パターンと冷媒の流れと構成部品の制御との対
比をまとめると第１表の如くになる。 ここでこれらの冷媒の流れを実現する制御機構
は、四方弁２の冷房と暖房サイクルの切換え、電
磁弁６，７，８の開閉、熱源側フアン１７、負荷
側フアン１８、補助ヒータ１９、循環ポンプ２１
のON―OFFを実現せしめる電気回路を含む。特
に熱源フアン１７、負荷側フアン１８、循環ポン
プ２１のON―OFFによつて空気又は水と熱交換
する冷媒の流れが加速され、これらに対置された
熱源側空気熱交換器４、負荷側空気熱交換器５、
給湯用水熱交換器３の内いづれか２つの熱交換器
中に冷媒の流れが実現されるものである。

【表】 すなわち室内では冷房しながら排熱を利用して
給湯することを可能とし（利用パターン）給湯
を必要としないときには外気を熱源とした冷房運
転を可能とし（利用パターン）、暖房期には外
気を熱源とした暖房運転を可能とし（利用パター
ン）、冷暖房を必要としないときには年間を通
じて外気を熱源とした給湯運転を可能とし（利用
パターン，，）、特に暖房期の低外気温時
において暖房又は給湯運転する際除霜運転も可能
（利用パターン，）としたものである。 従つて排熱利用の給湯ができるばかりでなく、
大気を熱源としたヒートポンプ給湯もできるので
年間を通じて省エネルギーな給湯装置を実現でき
るばかりでなく、熱源装置として冷暖房装置と構
成部品の多くを共通としているため、安価な冷暖
房給湯装置を実現できるものとなる。 しかるに各種利用パターンを実現するための構
成部品の制御は各々異なり、これらを一つの電気
回路で確実に実現せしめると共に、利用パターン
間で切換えを行う際にも、省エネルギー性、使い
勝手、手動スイツチの誤動作防止等を考慮したも
のとしなければならない。 本発明はかかる構成において、上記の点を考慮
した新規な冷暖房給湯装置を提供するものであ
り、その機能とする所は次のようなものである。 冷房を必要とする際には冷暖房操作スイツチ
（図示せず）のONと冷暖房切替スイツチの冷房
側投入又は冷房操作スイツチの投入により貯湯
が完了していなければ、給湯操作スイツチの入
切に係らず、給湯しながら冷房運転が行なわ
れ、完了すれば外気に排熱しながら冷房運転が
行なわれる。（ヒータ入切スイツチは関係な
し） 暖房を必要とする際には冷暖房操作スイツチ
のONと冷暖切替スイツチの暖房側投入又は暖
房操作スイツチの投入により、たとえ給湯操作
スイツチが入つていても、強制的に暖房運転に
切換わる。また低外気温時に熱源側空気熱交換
器４に着霜が起れば吹出温度を低下させること
なく自動的に除霜され、再び暖房運転を行な
う。なおヒータ入切スイツチの入側投入により
暖房能力を付勢することもできる。 給湯操作スイツチ（図示せず）が入つている
間は、蓄熱槽２０の最下部に設けたサーモスタ
ツト（図示せず）が切れるまで（貯湯が完了す
るまで）運転を続行する。出湯が行なわれて
も、給湯操作スイツチが入つていれば、再び貯
湯を行なう。この際冷暖房切替スイツチ（図示
せず）やヒータ入切スイツチ（図示せず）の位
置に係らない。また低外気温時に熱源側空気熱
交換器４に着霜が起れば室内に影響を及ぼすこ
となく自動的に除霜され、再び貯湯を行なう。
（冷暖房操作スイツチ（図示せず）はOFF） すなわち上記した主な３つの機能において、特
に本発明の特徴とする所は(1)冷房運転時には優先
的に給湯冷房運転とすることにより省エネルギー
を実現すること、(2)暖房運転時には給湯運転中で
も強制的に切替えることにより、住環境上の要求
を速時に満足せしめること、(3)給湯運転時には、
冷暖入切スイツチ等に係らず、給湯操作スイツチ
の操作のみによつて実現せしめること、等に存す
るものである。 次にかかる機能を実現せしめる電気回路の一実
施例を、以下図面をもつて説明する。第２図は本
発明になる冷暖房給湯装置を実現するための電気
回路の一実施例であり非通電状態における接点状
況を示している。第２図において室内ユニツトＢ
側に配置されるものとして２６は電源、２７は冷
暖房操作スイツチ、２８は冷暖切替スイツチ、２
９はヒータ入切スイツチ、３０は給湯スイツチで
ある。また３１，３２，３３，３４はリレー（３
１′，３２′，３３′，３３″，３４′はその接点）、
３５は電子制御装置であり、その内部には室内サ
ーモ用リレー（図示せず、接点は３６）やヒータ
入切スイツチ２９の操作により通電制御されるリ
レー（図示せず、接点は３７）等を内蔵してい
る。また室外ユニツトＢ側に配置されるものとし
て、３８，３９，４０はリレー（３８′，３８″，
３９′，４０′，４０″はその接点）、４１は蓄熱槽
２０の最下部に配置された貯湯検出手段、４２は
凍結防止センサ用リレー（図示せず、接点は４
３）やICタイマーを内蔵した電子制御装置であ
る。 かかる電気回路において、第１表の利用パター
ンに対応する通電状態を示したのが、第３図〜８
である。すなわち、冷房運転時には、給湯スイツ
チ３０の入切に関らず、貯湯が完了していなけれ
ば、貯湯検出手段４１が導通状態となるため、第
３図に示す如く冷房しながら排熱を利用して給湯
することが可能となる。また貯湯が完了すると貯
湯検出手段４１がOFFとなるため、第４図に示
す如く自動的に室外ユニツトＡ側において、ポン
プ２１が停止し、熱源側フアン１７が運転し、外
気に排熱しながら冷房運転が行なわれる。なお随
時の給湯により貯湯検出手段４１がONとなれば
再び冷房給湯運転するのはもちろんのことであ
る。 次に暖房運転時においては、給湯スイツチ３０
の入切に関らず、第６図に示す如く通常の暖房運
転が可能となり、低外気温時に熱源側空気熱交換
器４に着霜が起れば、第７図に示す如く、凍結防
止センサ用リレーの接点４３が切換わり、自動的
に除霜されると共に、補助ヒータ１９に通電され
る。 最後に年間を通じて給湯運転のみを行う場合に
は第５図に示す如く給湯スイツチ３０の投入のみ
で冷暖切替スイツチ２８やヒータ入切スイツチ２
９の位置に係らず、貯湯検出手段４１が切れるま
で貯湯することが可能となり、年間で水温が変化
しても、湯温制御弁２２が自動的に循環水量を調
整するので、一定の湯温を保証できる。また、低
外気温時に熱源側熱交換器４に着霜が起れば、第
８図に示す如く、凍結防止センサ用リレーの接点
４３が切換わり、自動的に除霜されると共に、蓄
熱槽２０中に冷水が混じる恐れもない。 以上説明した如く、本発明になる冷暖房給湯装
置は給湯操作スイツチの投入のみで蓄熱槽に常に
貯湯することによつて随時の給湯に供することを
可能とすると共に、冷房運転を要する時には、冷
房操作スイツチの投入のみによつて、第１義的に
は排熱を利用して貯湯しながら冷房し、蓄熱槽の
貯湯完了後は排熱しながら冷房することによつて
省エネルギを実現すると共に、暖房運転を要する
時にも、暖房操作スイツチの投入のみによつて、
たとえ給湯操作スイツチが投入されていても、強
制的に暖房運転に切換えることによつて、住環境
的な快適性を保持することを可能とするものであ
り、これらを自動的に実現することができるもの
である。 また排熱利用給湯ばかりでなく、大気を熱源と
したヒートポンプ給湯であるので、省エネルギー
な給湯装置を実現できるばかりでなく、熱源装置
として冷暖房装置と構成部品の多くを共通として
いるため、安価な冷暖房給湯装置を実現できるも
のとなる。また時間帯を問わず貯湯することが可
能となるため、従来の深夜電力温水器の如く、大
なる貯湯量を必要とせず、蓄熱槽の大きさも必要
最小限のものでよいという効果も有するものであ
る。 なお本実施例においては、たとえ給湯していて
も、優先的に冷暖房運転に切換える如く制御して
おり、室内サーモにより快適性を保証して冷暖房
を停止しても、給湯のみに運転に切換える如く制
御しておらないものの、室内サーモのOFF時に
給湯のみ運転に切換える如く制御することは、本
実施例の容易な改変で可能となるものである。従
つて本発明の要件となる制御機構とは、四方弁
２、電磁弁６，７，８、熱源側フアン１７、負荷
側フアン１８、補助ヒータ１９、循環ポンプ２１
及びこれらの構成部品の切換え、開閉、ON―
OFFを実現せしめる電気回路を含むものであ
り、給湯用水熱交換器３、熱源側熱交換器４、負
荷側空気熱交換器５の内いづれか２つの熱交換器
中に冷媒の流れを実現せしめる如く制御するもの
である。 本発明によれば、１つの熱源装置で、冷暖房給
湯が可能であり、蓄熱槽の縮小化も相まつて安価
な冷暖房給湯装置を実現できることや、冷房運転
時には、貯湯が完了していない間は、優先的に排
熱給湯しながら冷房する如く自動的に制御される
ので、省エネルギーに貢献できることや、暖房運
転時は、たとえ給湯していても、自動的に切換わ
るため、住環境的な快適性を保持することが可能
となり、操作も通常のヒートポンプエアコンと全
く同一でよいことや、給湯運転時は、冷暖房の操
作と無関係に給湯スイツチの投入のみで可能であ
り、給湯スイツチの投入中は、随時の給湯で貯湯
量が減つても、自動的に貯湯されるので、蓄熱槽
を縮小化でき、ヒートポンプ給湯で省エネルギー
にもなる優れた効果を奏するものである。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例における冷暖房給湯
装置の説明図、第２図は同冷暖房給湯装置を実現
するための電気回路図、第３図は冷房給湯運転時
(A)の電気回路の導通状態を示す電気回路図、第４
図は冷房運転時(B)の電気回路の導通状態を示す電
気回路図、第５図は給湯運転時（Ｃ、Ｄ、Ｇ）の
電気回路の導通状態を示す電気回路図、第６図は
暖房運転時(E)の電気回路の導通状態を示す電気回
路図、第７図は暖房除霜運転時(F)の電気回路の導
通状態を示す電気回路図、第８図は給湯除霜運転
時（Ｈ）の電気回路の導通状態を示す電気回路図
である。 １…圧縮機、２…四方弁、３…給湯用水熱交換
器、４…熱源側空気熱交換器、５…負荷側空気熱
交換器、１７…熱源側フアン、１８…負荷側フア
ン、１９…補助ヒータ、２１…循環ポンプ、２８
…冷暖切替スイツチ、２９…ヒータ入切スイツ
チ、３０…給湯スイツチ、４１…貯湯検出手段。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １ 圧縮機、四方弁、熱源側空気熱交換器、負荷
   側空気熱交換器を環状に連結してヒートポンプサ
   イクルを構成するとともに、圧縮機の吐出側と熱
   源側及び負荷側熱交換器の中間を接続する配管中
   に給湯用水熱交換器を配置し、該給湯用水熱交換
   器の水回路を蓄熱槽に接続し、冷房運転時は冷房
   操作スイツチの投入により、負荷側空気熱交換器
   と給湯用水熱交換器に冷媒の流れを実現せしめる
   制御機構と、蓄熱槽に配置された貯湯検出手段に
   より続いて負荷側空気熱交換器と熱源側空気熱交
   換器に冷媒の流れを実現せしめる制御機構を具備
   し、暖房運転時は暖房操作スイツチの投入により
   貯湯検出手段に関わらず負荷側空気熱交換器と熱
   源側空気熱交換器に冷媒の流れを実現せしめる制
   御機構を具備し、給湯運転時は給湯操作スイツチ
   の投入により給湯用水熱交換器と熱源側空気熱交
   換器に冷媒の流れを実現せしめる制御機構を具備
   したことを特徴とする冷暖房給湯装置。