JPWO2010119642A1 - ヒートポンプ式暖房装置 - Google Patents
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Abstract
Description
図1は、本発明の第1実施形態に係るヒートポンプ式暖房装置1Aを示している。このヒートポンプ式暖房装置1Aは、冷媒を循環させる冷媒回路3を有するヒートポンプ20Aと、液体を循環させる循環路5と、機器の全体的な制御を行う制御装置6とを備えている。
なお、前記実施形態では、冷媒回路3で加熱した温水を暖房機4で大気中に放熱させているが、暖房機4は、例えば給湯もしくは融雪などの加熱源として用いられてもよい。これらの用途においても、上記と同様の効果が得られることは言うまでもない。
図4は、本発明の第2実施形態に係るヒートポンプ式暖房装置1Bを示している。図4に示すように、第2実施形態のヒートポンプ式暖房装置1Bは、第1実施形態のヒートポンプ式暖房装置1Aとほぼ同様な構成である。そのため、同一機能部品については同一の符号を付し、同様な構成およびその動作についての説明を省略する。なお、この点は、後述する第3〜第5実施形態においても同様である。
図6は、本発明の第3実施形態に係るヒートポンプ式暖房装置1Cを示している。本実施形態のヒートポンプ式暖房装置1Cが第1実施形態のヒートポンプ式暖房装置1Aと異なる点は、膨張手段として、エジェクタ25Cが用いられている点である。
図7は、本発明の第4実施形態に係るヒートポンプ式暖房装置1Dを示している。本実施形態のヒートポンプ式暖房装置1Dが第1実施形態のヒートポンプ式暖房装置1Aと異なる点は、循環路5が暖房機4の代わりに貯湯タンク50で構成されている点である。
制御装置6は、貯湯タンク50に設けられた図略のセンサによって貯湯タンク50内の温水量が少ないと判定すると、ヒートポンプ20Aを稼働させるとともにポンプ62を回転させる。これにより、放熱器22で水が加熱されて温水が生成されるとともに、この温水が貯湯タンク50に送られて貯湯が行われる。
制御装置6は、例えばユーザーによって図略の暖房スイッチがONにされると、暖房用ポンプ65を回転させる。これにより、貯湯タンク50内に貯められた温水が暖房機4に送られて暖房が行われる。
貯湯タンク50には、貯湯タンク50に水道水を供給する給水管91(図8参照)を設けてもよい。このようにすることで、暖房機4に流入する温水と水道水とを混ぜたり熱交換させたりして暖房機4に流入する温水の温度を自由に制御することがでる。さらに、水道水によって暖房機4へ流入する水の温度を制御可能となるため、貯湯タンク50には暖房機4で使用する温水より高い温度の温水を貯留しておいても、暖房機4には最適な温度を流入させることができる。このため、貯湯タンク50に蓄える蓄熱量を増加させるこができるので、ヒートポンプ20Aの運転を長時間停止しても暖房回路8での暖房運転を持続することができる。あるいは、送り管81に混合弁を設け、この混合弁に給水管91を接続してもよい。
図8は、本発明の第5実施形態に係るヒートポンプ式暖房装置1Eを示している。本実施形態のヒートポンプ式暖房装置1Eが第4実施形態のヒートポンプ式暖房装置1Dと異なる点は、貯湯タンク50内にタンク内熱交換器83が配設されている点である。また、貯湯タンク50の下部には給水管91が接続されており、貯湯タンク50の上部には出湯管92が接続されている。
図9は、本発明の第6実施形態に係るヒートポンプ式暖房装置1Fを示している。本実施形態のヒートポンプ式暖房装置1Fは、第4実施形態のヒートポンプ式暖房装置1Dに給湯用の構成を加えたものである。具体的には、貯湯タンク50内に給湯用熱交換器93が配設されており、この給湯用熱交換器93に給水管91および出湯管92が接続されている。すなわち、本実施形態では、給水管91から出湯管92に水道水を流しながら、貯湯タンク50内の温水で水道水を加熱して温水を生成できるようになっている。
Claims (12)
- 低圧冷媒を高圧冷媒にする圧縮機、高圧冷媒を放熱させる放熱器、高圧冷媒を低圧冷媒にする膨張手段、および低圧冷媒を吸熱させる蒸発器、を含む冷媒回路と、
加熱液体を生成するために前記放熱器を経由して液体を循環させる循環路と、
前記加熱液体の熱を放出する暖房機と、
前記冷媒回路に設けられた、前記放熱器で放熱した高圧冷媒から低圧冷媒へ熱を移動させる内部熱交換器と、
前記内部熱交換器から流出した高圧冷媒によって、前記循環路を流れる液体を前記放熱器へ流入する前に冷却する液体冷却用熱交換器と、
を備えたヒートポンプ式暖房装置。 - 前記液体冷却用熱交換器へ流入する液体の温度は、前記液体冷却用熱交換器へ流入する高圧冷媒の温度よりも高い、請求項1に記載のヒートポンプ式暖房装置。
- 前記内部熱交換器は、前記放熱器から流出した高圧冷媒と前記蒸発器から流出した低圧冷媒との間で熱交換を行わせるものである、請求項1または2に記載のヒートポンプ式暖房装置。
- 前記内部熱交換器は、前記放熱器から流出した高圧冷媒と前記蒸発器へ流入する前の低圧冷媒との間で熱交換を行わせるものである、請求項1または2に記載のヒートポンプ式暖房装置。
- 前記膨張手段は、膨張弁、膨張する冷媒から動力を回収する膨張機、またはエジェクタである、請求項1〜4のいずれか一項に記載のヒートポンプ式暖房装置。
- 前記循環路は、前記暖房機から前記液体冷却用熱交換器へ液体を導く供給管と、前記液体冷却用熱交換器から前記放熱器へ液体を導く中継管と、前記放熱器から前記暖房機へ加熱液体となった液体を導く回収管とを含む、請求項1〜5のいずれか一項に記載のヒートポンプ式暖房装置。
- 前記循環路は、前記加熱液体を貯めるタンクと、前記タンクから前記液体冷却用熱交換器へ液体を導く供給管と、前記液体冷却用熱交換器から前記放熱器へ液体を導く中継管と、前記放熱器から前記タンクへ加熱液体となった液体を導く回収管とを含み、
前記タンクに貯められた加熱液体を前記暖房機に送る送り管と、
前記暖房機で放熱した加熱液体を前記タンクに戻す戻し管と、をさらに備える、請求項1〜5のいずれか一項に記載のヒートポンプ式暖房装置。 - 前記循環路は、前記加熱液体を貯めるタンクと、前記タンクから前記液体冷却用熱交換器へ液体を導く供給管と、前記液体冷却用熱交換器から前記放熱器へ液体を導く中継管と、前記放熱器から前記タンクへ加熱液体となった液体を導く回収管とを含み、
前記タンク内に配設され、前記タンクに貯められた加熱液体によって熱媒体を加熱するタンク内熱交換器と、
前記タンク内熱交換器で加熱された熱媒体を前記暖房機に送る送り管と、
前記暖房機で放熱した熱媒体を前記タンク内熱交換器に戻す戻し管と、をさらに備える、請求項1〜5のいずれか一項に記載のヒートポンプ式暖房装置。 - 前記液体は水であり、前記加熱液体は温水であり、
前記タンクに水道水を供給する給水管と、前記タンクから温水を取り出す出湯管と、
をさらに備える、請求項7または8に記載のヒートポンプ式暖房装置。 - 前記循環路は、前記供給管と前記中継管とを接続するバイパス管と、前記液体を前記バイパス管を通さずに循環させるか前記バイパス管を通して循環させるかを切り替える切り替え手段をさらに含む、請求項6〜9のいずれか一項に記載のヒートポンプ式暖房装置。
- 前記供給管には、当該供給管に流入した液体の温度を検出する温度センサが設けられており、
前記温度センサで検出される液体温度が所定温度未満のときは前記液体が前記バイパス管を通して循環され、前記温度センサで検出される液体温度が前記所定温度以上のときは前記液体が前記バイパス管を通さずに循環されるように、前記切り替え手段を制御する制御装置をさらに備える、請求項10に記載のヒートポンプ式暖房装置。 - 前記冷媒は二酸化炭素である、請求項1〜11のいずれかに記載のヒートポンプ式暖房装置。
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