JPS63251765A

JPS63251765A - 冷暖房給湯装置

Info

Publication number: JPS63251765A
Application number: JP8296987A
Authority: JP
Inventors: 清水　満郎
Original assignee: Sanden Corp
Current assignee: Sanden Corp
Priority date: 1987-04-06
Filing date: 1987-04-06
Publication date: 1988-10-19

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］本発明は、ヒートポンプとボイラを併用した冷暖房給湯
装置、特にヒートポンプの排熱部分が改牌された冷暖房
給湯装置に関する。

［従来の技術］従来、冷暖房用ヒートポンプの排熱を用いて給湯予熱を
行なう冷暖房給湯装置が知られており、これはヒートポ
ンプで一旦水を所定温度まで予熱した後、ボイラで給湯
温度まで加熱することにより給湯を行なうものである。

しかし、給湯時には一度に多量の温水が使用されるので
、従来装置におけるヒートポンプの排熱能力ではカバー
しきれず、給湯予熱効果が低下する欠点がある。

このため、同出願人は、前回特願昭６０−２８９３１１
号として第２図に示すような冷暖房給湯装置を出願して
いる。この冷暖房給湯装置は、冷暖房用のヒートポンプ
１、ヒートポンプ１に内蔵された給湯予熱熱交換器２、
給湯タンク３、ボイラ４及びポンプＰＩ、Ｐ２から構成
され、各機器内に取付けられた温度センサａ、ｂの検出
信号に応じて所定のコントローラがポンプＰＩ、Ｐ２等
を制御するようになっている。

具体的には、給湯予熱運転時に給湯タンク３内の湯温が
予熱熱交換器２よりも低下すると、ポンプＰｌが作動し
て予熱熱交換器２で加熱された温水が給湯タンク３に供
給される。また、非給湯運転時に給湯タンク３の湯温が
一定値以下になると、ポンプＰ２が作動してボイラ４で
加熱された温水が給湯タンク３に供給される。

尚、９はブラインタンクで、ヒートポンプ１のブライン
熱交換器５とボイラ４からの熱交換器１０とで加熱また
は冷却されたブラインが、各部屋に設置された空調用の
端末ヒートポンプ（図示せず）に供給されるようになっ
ている。

［発明が解決しようとする問題点］しかし、前述の先願給湯装置にあっては、排熱用の送風
機７が圧縮機８と連動しているので、予熱熱交換器２の
給湯予熱が足りない場合でも送風機７と空気熱交換器６
で排熱が行なわれる難点がある。一方、真夏ピークの冷
房運転時には、圧縮機８と送風機７がフル回転しても、
外気温度が高いので排熱が不充分になるおそれがあり、
従って上限負荷に対応するため大きい圧縮機８が必要と
される。また、排熱の一部は、予熱熱交換器２の給湯予
熱として使用されるが、給湯タンク３内の湯温が高いと
給湯予熱が行なわれないので、圧縮機８のモータ能力は
この分も考慮して更に大きくしなければならない。

本発明は、かかる事情に鑑みてなされたものであり、そ
の目的は、給湯予熱に必要な熱量を充分確保できると共
に比較的小型の圧縮機でも真夏ピーク時の排熱に対処し
得る冷暖房給湯装置を提供することにある。

［問題点を解決するための手段］上記目的を達成するため、第１発明の冷暖房給湯装置で
は、ヒートポンプに凝縮温度を検出する温度センサを設
け、冷房運転時に温度センサの検出信号に応じてヒート
ポンプの排熱手段を作動・停止させる制御手段を設けて
いる。

また、第２発明の冷暖房給湯装置では、ヒートポンプに
凝縮温度を検出する温度センサを設け、給湯タンクの一
部に排水手段を取付け、冷房運転時に温度センサの検出
信号に応じてヒートポンプの排熱手段を作動・停止させ
ると共に前記凝縮温度が一定値を超えると排水手段を作
動させる制御手段を設けている。

［作　用］前記第１発明の構成により、冷房運転時にヒートポンプ
排熱側の凝縮温度が設定値以上になると、温度センサが
これを検出して制御手段が排熱手段を作動させ、排熱を
促進して圧縮機の冷房負荷を軽減する。一方、給湯予熱
が行なわれる場合は、冷媒の排熱が予熱熱交換器で消費
されるので凝縮温度が設定値以下に低下する。このため
、圧縮機の作動中でも温度センサがこれを検出して制御
手段が排熱手段を停止させ、排熱の殆んどが給湯予熱に
使用されることになる。

また、第２発明の構成により、真夏ピーク時に給湯予熱
が停止して冷媒の凝縮温度が一定値まで上昇すると、温
度センサからの検出信号を受けて制御手段が給湯タンク
の排水手段を作動させる。

このため、排熱量の最大時には、ヒートポンプ側の排熱
手段と給湯タンク側の排水手段の双方が作動して排熱作
用を効率良く行なう。

［実施例］第１図には、本発明に係る冷暖房給湯装置の空調回路図
が示されており、この冷暖房給湯装置は、ヒートポンプ
１１、ヒートポンプ１１に内蔵された給湯予熱熱交換器
１２、給湯タンク１３、ボイラ１４、ポンプＰＬ、Ｐ２
から構成されている。

ヒートポンプ１１は、給湯予熱熱交換器１２、ブライン
熱交換器１５、空気熱交換器１６、送風機１７、圧縮機
１８、四方弁１９及び２ｇＩのキャピラ９２０．２１か
ら成り、四方弁１９の切替えにより冷暖房の双方が行な
えるようになっている。

ブライン熱交換器１５は、低温または高温のブラインを
形成し、このブラインはブライン管２２を通じて各部屋
の端末ヒートポンプ（図示せず）に供給される。

従って、冷房運転時には、キャピラリ２０で気化膨張し
た冷媒が実線矢印方向に流れてブライン熱交換器１５で
ブラインが冷却され、圧縮機１８で高温となった冷媒が
予熱熱交換器１２で温水を予熱した後、四方弁１９を経
て残りの熱が熱交換器１６で放出される。また、暖房運
転時には、冷媒が点線矢印方向に流れて熱交換器１６で
吸熱し、更に圧縮機１８で高温とされた後、予熱熱交換
器・１２及びブライン熱交換器１５で放熱する。

予熱熱交換器１２には、パイプ２３によって給湯タンク
１３が接続され、ポンプＰＩによって両者の間を温水が
循環できるようになっている。また、流入側のパイプ２
３には給水バイブ２４が合流して接続され、電磁弁２５
を開放すると給湯タンク１３に給水が行なわれる。給湯
タンク１３の底部には、排水バイブ２６が接続され、電
磁弁２７を開放すると排水が行なわれる。更に、給湯タ
ンク１３は、パイプ２８によってボイラ１４と接続され
、ボイラ１４で加熱された温水がポンプＰ２により循環
して供給される。

予熱熱交換２２１２と給湯タンク１３には、各々温度セ
ンサａ、ｂが取付けられており、これらの温度センサａ
、ｂは、第３図の制御回路図に示すように温水温度を検
出して各検出信号をコントローラ３０に送る。コントロ
ーラ３０は、これらの信号に基づいてポンプＰＩ、Ｐ２
の制御を行ない、給湯タンク１３内の温水を一定温度に
維持する。

具体的には、給湯予熱時に給湯タンク１３の湯温が予熱
熱交換器１２よりも低下すると、ポンプＰｉを作動させ
て加熱された温水を給湯タンク１３に供給する。また、
非給湯予熱時に給湯タンク１３のＡ　Ｉ！！が一定値以
下になると、ポンプＰ２が作動してボイラ１４からの加
熱水が給湯クンク１３に循環供給される。

、更に、詳細は図示してないが、コントローラ３０は、
圧縮機１８を制御してブライン温度を一定に維Ｆ、’ｉ
すると共に、四方弁１９等を作動させて冷媒の流れを切
換える。ここまでのコントローラ３０の作用は、第２図
の冷暖房給湯装置とほぼ同様である。

本実施例では、空気熱交換器１６に温度センサＣが取付
けられ、この温度センサＣは、冷房運転時に冷媒の凝縮
温度を検出してその信号をコントａ−ラ３０に送る。コ
ントローラ３０は、この検出信号に基づいて送風機１７
及び給湯タンク１３の排水用電磁弁２７を制御作動させ
る。

以上のように構成された冷暖房給湯装置の作動を第４図
のフローチャートに従って説明する。

まず、ステップＳｔで冷房運転が開始されると、ヒート
ポンプ１１の冷媒が第１図の実線矢印方向に流れ、ブラ
イン熱交換器１５でブラインが冷却されると共に熱交換
器１６でｔ、Ｉ熱が行なわれる。

また、熱交換器１６の凝縮温度は、温度センサＣで常時
検出され、この信号がコントローラ３０に送られる（Ｓ
２）。

次に、ステップＳ３で凝縮温度が設定値より高いかどう
かが判別され、低い場合には送風機１７が停止された後
（Ｓ４　）　、最明のステップＳ１に戻る。即ち、冷房
運転中であっても′熱交換器１６からの排熱が停止され
、この分の排熱は給湯Ｔ−熱に釘効に使用されることに
なる。凝縮温度の設定値は、ヒートポンプ１１の冷却能
力、外気温度、ｆｗｌ易予熱力等を考慮して予めコント
ローラ３０内に記憶され、この実施例では約３９°Ｃに
設定されている。

一方、給湯温度が充分高い場合は、給湯予熱が行なわれ
ないので凝縮温度が設定値より高くなってステップＳ３
からステップＳ５に進み、送風機１７が作動して排熱が
行なわれる。続いて、ステップＳ６でコントローラ３０
内のタイマが作動し、一定時間経過後に再び凝縮温度と
設定値の比較が行なわれる（Ｓ７）。

通常は送風機１７の排熱作用で凝縮温度が低下し、ステ
ップＳ７からステップＳ１に戻って上述の動作がくり返
される。しかし、真夏のピーク時には外気温度が相当高
くなるので、送風機１７の排熱だけではヒートポンプ１
１内の熱を充分に放出し切れない場合が生ずる。このた
め、ステップＳ７で凝縮温度が設定値以下にならず、ス
テップＳ８に進んで給湯タンク１３の電磁弁２７が一定
時間開放される。従って、高温水の一部が排水バイブ２
６（第１図）から流出してこの分だけ内部熱量が減少し
、冷媒の排熱が給湯予熱に使用されるので凝縮温度も低
下する。あとは、ステップＳｔに戻って上述の動作がく
り返される。

尚、ステップＳ６のタイマを省略してステップＳ７の設
定値を５３よりも高くし、凝縮温度がより高いときに排
水させてもよい。また、上記実施例では、空気熱交換器
１６の送風機１７を制御しているが、排熱手段に水冷熱
交換器が使用される場合は、水循環用のポンプを同様に
制御すればよい。

［発明の効果］以上詳述したように、第１発明では、ヒートポンプに凝
縮温度を検出する温度センサを設け、冷房運転時に温度
センサの検出信号に応じてヒートポンプの排熱手段を作
動・停止させる制御手段を設けたから、凝縮温度が低い
とりト熱手段が停止されて排熱が給湯予熱にｑ効に使用
され、凝縮温度が高いと排熱手段が作動して小型の圧縮
機でも充分にυｌ：熱が行なえる効果がある。

また、第２発明では、ヒートポンプに凝縮温度を検出す
る温度センサを設け、給湯タンクの一部に排水手段を取
付け、冷房運転時に温度センサの検出信号に応じてヒー
トポンプの排熱手段を作動・停止させると共に前記凝縮
ｌＡＬ度が一定値を超えると排水手段を作動させる制御
手段を設けたから、第１発明の効果に加えて、真夏のピ
ーク時に排熱手段と排水手段の双方で排熱が行なわれ、
ヒートポンプの圧縮機をより小型化できる効果がある。

【図面の簡単な説明】

第１図は、本発明に係る冷暖房給湯装置の空調回路図、
第２図は従来品の空調回路図、第３図は本発明の制御回
路図、第４図はその制御動作を示すフローチャートであ
る。１１・・・ヒートポンプ、１２・・・給湯予熱熱交換器
、１３・・・給湯タンク、１４・・・ボイラ、１６・・
・空気熱交換器、１７・・・送風機、１８・・・圧縮機
、２６・・・排水パイプ、２７・・・排水用電磁弁、３
０・・・コントローラ、ＰＩ、Ｐ２・・・ポンプ、ａ、
ｂ、ｃ・・・温度でンサ特許出願人　　サンデン株式会社代理人　弁理士　　吉　１）粘　孝第２図第３丙第４図

Claims

【特許請求の範囲】

（１）冷暖房用のヒートポンプと、ヒートポンプに接続
された給湯予熱熱交換器と、給湯予熱熱交換器に接続さ
れた給湯タンクと、給湯タンクに接続された温水形成用
のボイラとを具備し、給湯予熱運転時に給湯予熱熱交換
器から給湯タンクに温水が供給され、非給湯予熱運転時
にボイラから給湯タンクに温水が供給される冷暖房給湯
装置において、前記ヒートポンプに凝縮温度を検出する
温度センサを設け、冷房運転時に温度センサの検出信号
に応じてヒートポンプの排熱手段を作動・停止させる制
御手段を設けたことを特徴とする冷暖房給湯装置。
（２）前記排熱手段が、空気熱交換器と送風機とから成
る特許請求の範囲第１項に記載の冷暖房給湯装置。
（３）前記排熱手段が、水冷熱交換器と水循環用ポンプ
とから成る特許請求の範囲第１項に記載の冷暖房給湯装
置。
（４）冷暖房用のヒートポンプと、ヒートポンプに接続
された給湯予熱熱交換器と、給湯予熱熱交換器に接続さ
れた給湯タンクと、給湯タンクに接続された温水形成用
のボイラとを具備し、給湯予熱運転時に給湯予熱熱交換
器から給湯タンクに温水が供給され、非給湯予熱運転時
にボイラから給湯タンクに温水が供給される冷暖房給湯
装置において、前記ヒートポンプに凝縮温度を検出する
温度センサを設け、前記給湯タンクの一部に排水手段を
取付け、冷房運転時に温度センサの検出信号に応じてヒ
ートポンプの排熱手段を作動・停止させると共に前記凝
縮温度が一定値を超えると排水手段を作動させる制御手
段を設けたことを特徴とする冷暖房給湯装置。
（５）前記排熱手段が、空気熱交換器と送風機から成る
特許請求の範囲第４項に記載の冷暖房給湯装置。
（６）前記排熱手段が、水冷熱交換器と水循環用ポンプ
とから成る特許請求の範囲第４項に記載の冷暖房給湯装
置。
（７）前記排水手段が、給湯タンクの排水パイプに設け
られた電磁弁である特許請求の範囲第４項に記載の冷暖
房給湯装置。