JP3654017B2 - 多機能ヒートポンプシステム - Google Patents
多機能ヒートポンプシステム Download PDFInfo
- Publication number
- JP3654017B2 JP3654017B2 JP35164198A JP35164198A JP3654017B2 JP 3654017 B2 JP3654017 B2 JP 3654017B2 JP 35164198 A JP35164198 A JP 35164198A JP 35164198 A JP35164198 A JP 35164198A JP 3654017 B2 JP3654017 B2 JP 3654017B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- heat exchanger
- compressor
- hot water
- valve
- refrigerant
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Expired - Fee Related
Links
Images
Landscapes
- Heat-Pump Type And Storage Water Heaters (AREA)
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、冷房、暖房、氷蓄熱、温水蓄熱、給湯加熱および各種の同時運転などを可能にする住宅などに使用される多機能ヒートポンプシステムに関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来、住宅用ヒートポンプシステムとして、ヒートポンプ給湯が可能で冷房の排熱を給湯加熱に利用することが可能なものや、貯湯槽に冷水蓄熱を行い電力負荷の平準化を図るものなど各種のものが提案されている。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
そして、現在でも、さらなる空調負荷のピーク時の電力負荷平準化や省エネルギー化等が要望されている。
本発明は、上記事情に鑑みなされたもので、請求項１に記載の発明は、氷蓄熱および温水蓄熱を利用して夜間電力を有効に利用できるとともに、氷蓄熱および冷房時の排熱を利用して給湯加熱可能な多機能ヒートポンプシステムを提供することを目的とするものである。
【０００４】
また、請求項２に記載の発明は、据付時や改修時の配管工事に伴う冷媒漏れに対応した多機能ヒートポンプシステムを提供することを目的とするものである。
【０００５】
さらに、請求項３に記載の発明は、電気温水器による給湯加熱を併用可能な多機能ヒートポンプシステムを提供することを目的とするものである。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するために、請求項１に記載の多機能ヒートポンプシステムは、圧縮機と室外熱交換器と第１の減圧機構と室内熱交換器とがこの順に環状に接続されるとともに、循環ポンプによって循環する貯湯槽からの循環水を加熱して給湯加熱を行う給湯用熱交換器と、第２の減圧機構と、氷蓄熱および温水蓄熱兼用の蓄熱槽と、第３の減圧機構とが介装され、これらの間に冷媒が循環されてなり、かつ、氷蓄熱運転時は、上記冷媒が上記圧縮機、上記室外熱交換器、上記第２の減圧機構、上記蓄熱槽および上記圧縮機の順に循環され、氷蓄熱・給湯加熱同時運転時は、上記冷媒が上記圧縮機、上記給湯用熱交換器、上記室外熱交換器、上記第２の減圧機構、上記蓄熱槽および上記圧縮機の順に循環され、冷房運転時は、上記冷媒が上記圧縮機、上記室外熱交換器、上記第１の減圧機構、上記室内熱交換器および上記圧縮機の順に循環され、冷房・給湯加熱同時運転時は、上記冷媒が上記圧縮機、上記給湯用熱交換器、上記室外熱交換器、上記第１の減圧機構、上記室内熱交換器および上記圧縮機の順に循環され、氷蓄熱利用冷房運転時は、上記冷媒が上記圧縮機、上記室外熱交換器、上記蓄熱槽、上記第１の減圧機構、上記室内熱交換器および上記圧縮機の順に循環され、氷蓄熱利用冷房・給湯加熱同時運転時は、上記冷媒が上記圧縮機、上記給湯用熱交換器、上記室外熱交換器、上記蓄熱槽、上記第１の減圧機構、上記室内熱交換器および上記圧縮機の順に循環され、温水蓄熱運転時は、上記冷媒が上記圧縮機、上記蓄熱槽、上記第２の減圧機構、上記室外熱交換器および上記圧縮機の順に循環され、外気を熱源とする暖房運転時は、上記冷媒が上記圧縮機、上記室内熱交換器、上記第１の減圧機構、上記室外熱交換器および上記圧縮機の順に循環され、温水蓄熱利用暖房運転時は、上記冷媒が上記圧縮機、上記室内熱交換器、上記第１の減圧機構、上記蓄熱槽および上記圧縮機の順に循環され、給湯加熱運転時は、上記冷媒が上記圧縮機、上記給湯用熱交換器、上記第３の減圧機構、上記室外熱交換器および上記圧縮機の順に循環されることを特徴とするものである。
【０００７】
また、請求項２に記載の多機能ヒートポンプシステムは、請求項１において、上記圧縮機、上記室外熱交換器、上記第１の減圧機構、上記室内熱交換器、上記給湯用熱交換器、上記第２の減圧機構、上記蓄熱槽および上記第３の減圧機構は、ユニット化されていることを特徴とするものである。
【０００８】
さらに、請求項３に記載の多機能ヒートポンプシステムは、請求項１または請求項３において、上記貯湯槽は、電気温水器からなることを特徴とするものである。
【０００９】
請求項１の発明においては、氷蓄熱運転、氷蓄熱・給湯加熱同時運転、冷房運転、冷房・給湯加熱同時運転、氷蓄熱利用冷房運転、氷蓄熱利用冷房・給湯加熱同時運転、温水蓄熱運転、外気を熱源とする暖房運転、温水蓄熱利用暖房運転および給湯加熱運転が可能となる。
したがって、氷蓄熱および温水蓄熱を利用して夜間電力が有効に利用されるため、空調負荷のピーク時の電力負荷平準化および割安な電力の利用による省ランニングコスト化が図られる。また、氷蓄熱および冷房時の排熱を利用して給湯加熱されるため、省エネルギー化および省コスト化が図られる。
【００１０】
請求項２の発明においては、圧縮機、室外熱交換器、第１の減圧機構、室内熱交換器、給湯用熱交換器、第２の減圧機構、蓄熱槽および第３の減圧機構がユニット化され一体化されているので、これらの間に冷媒を循環させる冷媒配管が当該ユニット内に収められ、外部には一切不要となるため、据付時や改修時の配管工事の際に、冷媒が当該ユニットの外部に漏れることがない。
【００１１】
請求項３の発明においては、電気温水器を貯湯槽としたので、電気温水器による給湯加熱を併せて行うことが可能となる。
【００１２】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の多機能ヒートポンプシステムの一実施の態様を図面に基づいて説明する。
図１は、本実施の態様に係る多機能ヒートポンプシステムの冷媒回路図である。
同図において、符号１は、圧縮機であり、この圧縮機１の吐出側には、Ｒ−２２（フロン）等の冷媒が流される冷媒配管２によって、乾式二重管式の給湯用熱交換器３が接続されている。冷媒配管２には、電磁開閉弁２Ａが介装されている。給湯用熱交換器３と、電気温水器４との間には循環ポンプ５によって循環水が循環される。電気温水器４は、電気ヒータによる本来の加熱が可能であり、さらに本実施の態様では給湯用熱交換器３による給湯加熱がなされ、この場合には貯湯槽として機能する。
【００１３】
給湯用熱交換器３には、冷媒配管６によってプロペラ式の送風機７が併設されたプレートフィン式の室外熱交換器８が接続されている。冷媒配管６には、電磁開閉弁９Ａ、電磁開閉弁９が、給湯用熱交換器３側から順に介装されている。
【００１４】
室外熱交換器８には、電磁開閉弁１０Ａが介装された冷媒配管１０が接続され、この冷媒配管１０は、３つの冷媒配管１１、１２、１３に分岐されている。分岐された冷媒配管１１は、電磁開閉弁１４を介して第１の膨張弁（第１の減圧機構）１５に接続されている。この第１の膨張弁１５には、両吸込シロッコ式の送風機１６が併設された室内熱交換器１７が接続されている。室内熱交換器１７には、冷媒配管１８によって圧縮機１に接続されている。冷媒配管１８には電磁開閉弁１９が介装されている。
【００１５】
上記分岐された冷媒配管１２は、第２の膨張弁（第２の減圧機構）２０に接続され、この第２の膨張弁２０には、冷媒配管２１によって冷媒過冷却型の氷蓄熱および温水蓄熱兼用の蓄熱槽２２が接続されている。
上記分岐された冷媒配管１３は、電磁開閉弁１３Ａを介して冷媒配管２１に接続されている。
【００１６】
蓄熱槽２２には、冷媒配管２３が接続され、この冷媒配管２３は、３つの冷媒配管２４、２５、２６に分岐されている。分岐された冷媒配管２４は、電磁開閉弁２７を介して、冷媒配管１１における電磁開閉弁１４と第１の膨張弁１５との間に接続されている。また、分岐された冷媒配管２５は、電磁開閉弁２８を介して、冷媒配管１８における室内熱交換器１７と電磁開閉弁１９との間に接続されている。また、分岐された冷媒配管２６は、電磁開閉弁２９を介して、冷媒配管１８における電磁開閉弁１９と圧縮機１との間に接続されている。
【００１７】
上記冷媒配管６における電磁開閉弁９Ａと電磁開閉弁９との間に、冷媒配管３０の一端が接続され、この冷媒配管３０の他端は、冷媒配管１８における電磁開閉弁１９より室内熱交換器１７側に接続されている。冷媒配管３０には、電磁開閉弁３１が介装されている。
また、冷媒配管６における電磁開閉弁９と室外熱交換器８との間に、冷媒配管３２の一端が接続され、この冷媒配管３２の他端は、冷媒配管２６における電磁開閉弁２９より圧縮機１側に接続されている。冷媒配管３２には、電磁開閉弁３３が介装されている。
【００１８】
上記冷媒配管２における圧縮機１と電磁開閉弁２Ａとの間に、冷媒配管３４の一端が接続され、この冷媒配管３４の他端は、冷媒配管６における電磁開閉弁９Ａと、冷媒配管６と冷媒配管３０との接続部６Ａとの間に、接続部６Ｂとして接続されている。冷媒配管３４には、電磁開閉弁３４Ａが介装されている。
また、上記接続部６Ｂには、冷媒配管３５の一端が接続され、この冷媒配管３５の他端は、冷媒配管１０における電磁開閉弁１０Ａより室外熱交換器８の反対側に接続されている。冷媒配管３５には、第３の膨張弁（第３の減圧機構）３６が介装されている。
【００１９】
ここで、図１において、二点鎖線で囲った部分、すなわち、圧縮機１、給湯用熱交換器３、循環ポンプ５、室外熱交換器８、送風機７、第１の膨張弁１５、室内熱交換器１７、送風機１６、第２の膨張弁２０、蓄熱槽２２、第３の膨張弁３６、各冷媒配管および各電磁開閉弁は、ユニットＡとしてユニット化されて構成されている。これらの機器および冷媒配管は、図２に概略示すように、筐体Ｂの中に収納されている。
送風機１６によって送風される空調空気は、給気ダクトＣによって住戸内に導かれ、還気ダクトＤによって戻される。
なお、同図において、Ｆはフィルタ、Ｇ、Ｈは、給湯加熱用配管である。
【００２０】
このように構成された多機能ヒートポンプシステムは、制御手段によって制御され、次のように各種の運転がなされる。
以下、各種の運転について説明する。
【００２１】
（氷蓄熱運転）
本運転は、通常、夏季の夜間に運転される。
図３に示すように、本運転では、電磁開閉弁３４Ａ、電磁開閉弁９、電磁開閉弁１０Ａ、第２の膨張弁２０および電磁開閉弁２９が開弁されるとともに、他の電磁開閉弁および膨張弁は閉弁され、そして冷媒は、実線矢印で示すように、圧縮機１、電磁開閉弁３４Ａ、電磁開閉弁９、室外熱交換器８、電磁開閉弁１０Ａ、第２の膨張弁２０、蓄熱槽２２、電磁開閉弁２９および圧縮機１の順に循環される。
【００２２】
この間に、圧縮機１から吐出された高温・高圧の冷媒ガスは、室外熱交換器８を通過する。室外熱交換器８は凝縮器として機能し、高温・高圧の冷媒ガスは、室外熱交換器８を通過する間に、凝縮して高圧の冷媒液となった後、第２の膨張弁２０により減圧されて低圧二相状態にされる。その後、蓄熱槽２２が蒸発器として機能し、冷媒が蓄熱槽２２を通過する間に蒸発して低圧ガスとされる一方、蓄熱槽２２には氷蓄熱される。その後、冷媒ガスは圧縮機１の吸入側に戻される。
【００２３】
本運転においては、夜間電力を利用して氷蓄熱を行うので、夜間電力を有効利用することができる。
【００２４】
（氷蓄熱・給湯加熱同時運転）
本運転は、通常、夏季の夜間に運転される。
図４に示すように、本運転では、電磁開閉弁２Ａ、電磁開閉弁９Ａ、電磁開閉弁９、電磁開閉弁１０Ａ、第２の膨張弁２０および電磁開閉弁２９が開弁されるとともに、他の電磁開閉弁および膨張弁は閉弁され、そして冷媒は、実線矢印で示すように、圧縮機１、電磁開閉弁２Ａ、給湯用熱交換器３、電磁開閉弁９Ａ、電磁開閉弁９、室外熱交換器８、電磁開閉弁１０Ａ、第２の膨張弁２０、蓄熱槽２２、電磁開閉弁２９および圧縮機１の順に循環される。
【００２５】
この間に、圧縮機１から吐出された高温・高圧の冷媒ガスは、給湯用熱交換器３を通過し、ここで循環ポンプ５によって循環する電気温水器４からの循環水を加熱して給湯加熱を行い、その後室外熱交換器８を通過する。この給湯用熱交換器３および室外熱交換器８は凝縮器として機能し、高温・高圧の冷媒ガスは、これらを通過する間に、凝縮して高圧の冷媒液となった後、第２の膨張弁２０により減圧されて低圧二相状態にされる。その後、蓄熱槽２２が蒸発器として機能し、冷媒が蓄熱槽２２を通過する間に蒸発して低圧ガスとされる一方、蓄熱槽２２には氷蓄熱される。その後、冷媒ガスは圧縮機１の吸入側に戻される。
【００２６】
本運転においては、夜間電力を利用して氷蓄熱を行うので、夜間電力を有効利用することができる。また、蓄熱槽２２の利用に伴って発生する排熱を、給湯用熱交換器３の給湯加熱に利用することができるから、省エネルギおよび省コスト化を図ることができる。
【００２７】
（冷房運転）
本運転は、通常、夏季に運転される。
本運転においては、通常行われている冷房運転がなされる。
図５に示すように、本運転では、電磁開閉弁３４Ａ、電磁開閉弁９、電磁開閉弁１０Ａ、電磁開閉弁１４、第１の膨張弁１５および電磁開閉弁１９が開弁されるとともに、他の電磁開閉弁および膨張弁は閉弁され、そして冷媒は、実線矢印で示すように、圧縮機１、電磁開閉弁３４Ａ、電磁開閉弁９、室外熱交換器８、電磁開閉弁１０Ａ、電磁開閉弁１４、第１の膨張弁１５、室内熱交換器１７、電磁開閉弁１９および圧縮機１の順に循環される。
【００２８】
この間に、圧縮機１から吐出された高温・高圧の冷媒ガスは、室外熱交換器８を通過する。この室外熱交換器８は凝縮器として機能し、高温・高圧の冷媒ガスは、この室外熱交換器８を通過する間に、凝縮して高圧の冷媒液となった後、第１の膨張弁１５により減圧されて低圧二相状態にされる。その後、室内熱交換器１７が蒸発器として機能し、冷媒が室内熱交換器１７を通過する間に蒸発して低圧ガスとされる。その後、冷媒ガスは圧縮機１の吸入側に戻される。
【００２９】
（冷房・給湯加熱同時運転）
本運転は、通常、夏季に運転される。
図６に示すように、本運転では、電磁開閉弁２Ａ、電磁開閉弁９Ａ、電磁開閉弁９、電磁開閉弁１０Ａ、電磁開閉弁１４、第１の膨張弁１５および電磁開閉弁１９が開弁されるとともに、他の電磁開閉弁および膨張弁は閉弁され、そして冷媒は、実線矢印で示すように、圧縮機１、電磁開閉弁２Ａ、給湯用熱交換器３、電磁開閉弁９Ａ、電磁開閉弁９、室外熱交換器８、電磁開閉弁１０Ａ、電磁開閉弁１４、第１の膨張弁１５、室内熱交換器１７、電磁開閉弁１９および圧縮機１の順に循環される。
【００３０】
この間に、圧縮機１から吐出された高温・高圧の冷媒ガスは、給湯用熱交換器３を通過し、ここで循環ポンプ５によって循環する電気温水器４からの循環水を加熱して給湯加熱を行い、その後室外熱交換器８を通過する。この給湯用熱交換器３および室外熱交換器８は凝縮器として機能し、高温・高圧の冷媒ガスは、これらを通過する間に、凝縮して高圧の冷媒液となった後、第１の膨張弁１５により減圧されて低圧二相状態にされる。その後、室内熱交換器１７が蒸発器として機能し、冷媒が室内熱交換器１７を通過する間に蒸発して低圧ガスとされる。その後、冷媒ガスは圧縮機１の吸入側に戻される。
【００３１】
本運転においては、室内熱交換器２０で発生する排熱を、給湯用熱交換器３の給湯加熱に利用することができるから、省エネルギーおよび省コスト化を図ることができる。
【００３２】
（氷蓄熱利用冷房運転）
本運転は、通常、夏季の昼間の電力ピーク時間帯（通常午後１時から午後４時頃）に運転される。
図７に示すように、本運転では、電磁開閉弁３４Ａ、電磁開閉弁９、電磁開閉弁１０Ａ、電磁開閉弁１３Ａ、電磁開閉弁２７、第１の膨張弁１５および電磁開閉弁１９が開弁されるとともに、他の電磁開閉弁および膨張弁は閉弁され、そして冷媒は、実線矢印で示すように、圧縮機１、電磁開閉弁３４Ａ、電磁開閉弁９、室外熱交換器８、電磁開閉弁１０Ａ、電磁開閉弁１３Ａ、蓄熱槽２２、電磁開閉弁２７、第１の膨張弁１５、室内熱交換器１７、電磁開閉弁１９および圧縮機１の順に循環される。
【００３３】
この間に、圧縮機１から出された高温・高圧の冷媒ガスは、室外熱交換器８および蓄熱槽２２を通過する。これら室外熱交換器８および蓄熱槽２２は凝縮器として機能し、高温・高圧の冷媒ガスは、これらを通過する間に、凝縮して高圧の冷媒液となった後、第１の膨張弁１５により減圧されて低圧二相状態にされる。その後、室内熱交換器１７が蒸発器として機能し、冷媒が室内熱交換器１７を通過する間に蒸発して低圧ガスとされる。その後、冷媒ガスは圧縮機１の吸入側に戻される。
【００３４】
本運転においては、蓄熱槽２２の氷蓄熱を利用して冷媒の凝縮を行うので、冷房能力が向上するとともに、夜間電力により氷蓄熱されているので電力ピークカットを図ることができる。
【００３５】
（氷蓄熱利用冷房・給湯加熱同時運転）
本運転は、通常、夏季の昼間の電力ピーク時間帯（通常午後１時から午後４時頃）に運転される。
図８に示すように、本運転では、電磁開閉弁２Ａ、電磁開閉弁９Ａ、電磁開閉弁９、電磁開閉弁１０Ａ、電磁開閉弁１３Ａ、電磁開閉弁２７、第１の膨張弁１５および電磁開閉弁１９が開弁されるとともに、他の電磁開閉弁および膨張弁は閉弁され、そして冷媒は、実線矢印で示すように、圧縮機１、電磁開閉弁２Ａ、給湯用熱交換器３、電磁開閉弁９Ａ、電磁開閉弁９、室外熱交換器８、電磁開閉弁１０Ａ、電磁開閉弁１３Ａ、蓄熱槽２２、電磁開閉弁２７、第１の膨張弁１５、室内熱交換器１７、電磁開閉弁１９および圧縮機１の順に循環される。
【００３６】
この間に、圧縮機１から出された高温・高圧の冷媒ガスは、給湯用熱交換器３を通過し、ここで循環ポンプ５によって循環する電気温水器４からの循環水を加熱して給湯加熱を行い、その後室外熱交換器８および蓄熱槽２２を通過する。これら給湯用熱交換器３、室外熱交換器８および蓄熱槽２２は凝縮器として機能し、高温・高圧の冷媒ガスは、これらを通過する間に、凝縮して高圧の冷媒液となった後、第１の膨張弁１５により減圧されて低圧二相状態にされる。その後、室内熱交換器１７が蒸発器として機能し、冷媒が室内熱交換器１７を通過する間に蒸発して低圧ガスとされる。その後、冷媒ガスは圧縮機１の吸入側に戻される。
【００３７】
本運転においては、蓄熱槽２２の氷蓄熱を利用して冷媒の凝縮を行うので、冷房能力が向上するとともに、夜間電力により氷蓄熱されているので電力ピークカットを図ることができる。また、室内熱交換器１７で発生する排熱を、給湯用熱交換器３の給湯加熱に利用することができるから、省エネルギおよび省コスト化を図ることができる。
【００３８】
（温水蓄熱運転）
本運転は、通常、冬季の夜間に運転される。
図９に示すように、本運転では、電磁開閉弁３４Ａ、電磁開閉弁３１、電磁開閉弁２８、第２の膨張弁２０、電磁開閉弁１０Ａおよび電磁開閉弁３３が開弁されるとともに、他の電磁開閉弁および膨張弁は閉弁され、そして冷媒は、実線矢印で示すように、圧縮機１、電磁開閉弁３４Ａ、電磁開閉弁３１、電磁開閉弁２８、蓄熱槽２２、第２の膨張弁２０、電磁開閉弁１０Ａ、室外熱交換器８、電磁開閉弁３３および圧縮機１の順に循環される。
【００３９】
この間に、圧縮機１から吐出された高温・高圧の冷媒ガスは、蓄熱槽２０を通過する。この蓄熱槽２２は凝縮器として機能し、高温・高圧の冷媒ガスは、これらを通過する間に、凝縮して高圧の冷媒液となる一方、蓄熱槽２２では温水蓄熱が行われる。その後、冷媒は第２の膨張弁２０により減圧されて低圧二相状態にされる。その後、室外熱交換器８が蒸発器として機能し、冷媒が室外熱交換器８を通過する間に蒸発して低圧ガスとされ、その後圧縮機１の吸入側に戻される。
【００４０】
本運転においては、夜間電力を利用して温水蓄熱を行うので、夜間電力を有効利用することができる。また、外気を熱源として室外熱交換器８によって採熱しこの熱を利用して、温水蓄熱を行うので、省エネルギーおよび省コスト化を図ることができる。
【００４１】
（外気を熱源とする暖房運転）
本運転は、通常、冬季の昼間に運転される。
本運転においては、外気を熱源とするヒートポンプとして作動する。
図１０に示すように、本運転では、電磁開閉弁３４Ａ、電磁開閉弁３１、第１の膨張弁１５、電磁開閉弁１４、電磁開閉弁１０Ａおよび電磁開閉弁３３が開弁されるとともに、他の電磁開閉弁および膨張弁は閉弁され、そして冷媒は、実線矢印で示すように、圧縮機１、電磁開閉弁３４Ａ、電磁開閉弁３１、室内熱交換器１７、第１の膨張弁１５、電磁開閉弁１４、電磁開閉弁１０Ａ、室外熱交換器８、電磁開閉弁３３および圧縮機１の順に循環される。
【００４２】
この間に、圧縮機１から吐出された高温・高圧の冷媒ガスは、室内熱交換器１７を通過する。室内熱交換器１７は凝縮器として機能し、高温・高圧の冷媒ガスは、この室内熱交換器１７を通過する間に、凝縮して高圧の冷媒液となる。その後、冷媒は第１の膨張弁１５により減圧されて低圧二相状態にされる。その後、室外熱交換器８が蒸発器として機能し、冷媒が室外熱交換器８を通過する間に蒸発して低圧ガスとされ、その後圧縮機１の吸入側に戻される。
【００４３】
（温水蓄熱利用暖房運転）
本運転は、通常、冬季の朝の暖房ピーク時に運転される。
図１１に示すように、本運転では、電磁開閉弁３４Ａ、電磁開閉弁３１、第１の膨張弁１５、電磁開閉弁１４、電磁開閉弁１３Ａおよび電磁開閉弁２９が開弁されるとともに、他の電磁開閉弁および膨張弁は閉弁され、そして冷媒は、実線矢印で示すように、圧縮機１、電磁開閉弁３４Ａ、電磁開閉弁３１、室内熱交換器１７、第１の膨張弁１５、電磁開閉弁１４、電磁開閉弁１３Ａ、蓄熱槽２２、電磁開閉弁２９および圧縮機１の順に循環される。
【００４４】
この間に、圧縮機１から吐出された高温・高圧の冷媒ガスは、室内熱交換器１７を通過する。室内熱交換器１７は凝縮器として機能し、高温・高圧の冷媒ガスは、この室内熱交換器１７を通過する間に、凝縮して高圧の冷媒液となる。その後、冷媒は第１の膨張弁１５により減圧されて低圧二相状態にされる。その後、蓄熱槽２２が蒸発器として機能し、冷媒がこれらを通過する間に蒸発して低圧ガスとされ、その後圧縮機１の吸入側に戻される。
【００４５】
本運転においては、外気温度よりも高い温度の蓄熱槽２２の温水蓄熱を利用して冷媒の蒸発を行うので、暖房能力が向上するとともに、夜間電力により温熱蓄熱されているので朝の電力ピークカットを図ることができる。
【００４６】
（給湯加熱運転）
本運転のヒートポンプによる給湯加熱は、通常、中間季に利用される。
図１２に示すように、本運転では、電磁開閉弁２Ａ、電磁開閉弁９Ａ、第３の膨張弁３６、電磁開閉弁１０Ａおよび電磁開閉弁３３が開弁されるとともに、他の電磁開閉弁および膨張弁は閉弁され、そして冷媒は、実線矢印で示すように、圧縮機１、電磁開閉弁２Ａ、給湯用熱交換器３、電磁開閉弁９Ａ、第３の膨張弁３６、電磁開閉弁１０Ａ、室外熱交換器８、電磁開閉弁３３および圧縮機１の順に循環される。
【００４７】
この間に、圧縮機１から吐出された高温・高圧の冷媒ガスは、給湯用熱交換器３を通過し、ここで循環ポンプ５によって循環する電気温水器４からの循環水を加熱して給湯加熱を行う。この給湯用熱交換器３は凝縮器として機能し、高温・高圧の冷媒ガスは、これらを通過する間に、凝縮して高圧の冷媒液となる。その後、冷媒は第３の膨張弁３６により減圧されて低圧二相状態にされる。その後、室外熱交換器８が蒸発器として機能し、冷媒が室外熱交換器８を通過する間に蒸発して低圧ガスとされ、その後圧縮機１の吸入側に戻される。
【００４８】
このような多機能ヒートポンプシステムにあっては、氷蓄熱運転、氷蓄熱・給湯加熱同時運転、冷房運転、冷房・給湯加熱同時運転、氷蓄熱利用冷房運転、氷蓄熱利用冷房・給湯加熱同時運転、温水蓄熱運転、外気を熱源とする暖房運転、温水蓄熱利用暖房運転および給湯加熱運転を行うことが可能であるので、氷蓄熱および温水蓄熱を利用して夜間電力を有効に利用することができ、したがって空調負荷のピーク時の電力負荷平準化および割安な電力の利用による省ランニングコスト化を図ることが可能になる。また、氷蓄熱および冷房時の排熱を利用して給湯加熱することができるため、省エネルギー化および省コスト化を図ることが可能になる。
【００４９】
さらに、圧縮機１、給湯用熱交換器３、循環ポンプ５、室外熱交換器８、送風機７、第１の膨張弁１５、室内熱交換器１７、送風機１６、第２の膨張弁２０、蓄熱槽２２、第３の膨張弁３６、各冷媒配管および各電磁開閉弁が、筐体Ｂの中に収納されてユニットＡとしてユニット化されているので、外部には一切冷媒配管を施設する必要がないため、据付時や改修時の配管工事の際に、冷媒がユニットＡの外部に漏れるのを防止することが可能になる。
【００５０】
加えて、電気温水器４を貯湯槽として使用したので、電気温水器として電気ヒータによる給湯加熱を行い、これによる給湯も併せて行うことが可能である。
【００５１】
【発明の効果】
以上説明したように、請求項１に記載の多機能ヒートポンプシステムによれば、氷蓄熱運転、氷蓄熱・給湯加熱同時運転、冷房運転、冷房・給湯加熱同時運転、氷蓄熱利用冷房運転、氷蓄熱利用冷房・給湯加熱同時運転、温水蓄熱運転、外気を熱源とする暖房運転、温水蓄熱利用暖房運転および給湯加熱運転を行うことができるから、氷蓄熱および温水蓄熱を利用して夜間電力を有効に利用することができるので、空調負荷のピーク時の電力負荷平準化および割安な電力の利用による省ランニングコスト化を図ることができるとともに、氷蓄熱および冷房時の排熱を利用して給湯加熱することができるので、省エネルギーおよび省コスト化を図ることができるという効果を奏する。
【００５２】
また、請求項２に記載の多機能ヒートポンプシステムによれば、圧縮機、室外熱交換器、減圧機構、室内熱交換器、給湯用熱交換器、第２の減圧機構、蓄熱槽および第３の減圧機構をユニット化し一体化したから、これらの間に冷媒を循環させる冷媒配管を当該ユニット内に収納することができ、外部には一切冷媒配管を施設する必要がないため、据付時や改修時の配管工事の際に、冷媒が当該ユニットの外部に漏れるのを防止することができる。
【００５３】
さらに、請求項３に記載の多機能ヒートポンプシステムによれば、電気温水器を貯湯槽としたから、電気温水器による給湯加熱を併せて行うことができるという利点を有する。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の多機能ヒートポンプシステムの一実施の態様を示す冷媒回路図である。
【図２】本発明に係るユニットを示す概略透視斜視図である。
【図３】本発明の多機能ヒートポンプシステムの一実施の態様を示す図であって、氷蓄熱運転時の冷媒回路図である。
【図４】本発明の多機能ヒートポンプシステムの一実施の態様を示す図であって、氷蓄熱・給湯加熱同時運転時の冷媒回路図である。
【図５】本発明の多機能ヒートポンプシステムの一実施の態様を示す図であって、冷房運転時の冷媒回路図である。
【図６】本発明の多機能ヒートポンプシステムの一実施の態様を示す図であって、冷房・給湯加熱同時運転時の冷媒回路図である。
【図７】本発明の多機能ヒートポンプシステムの一実施の態様を示す図であって、氷蓄熱利用冷房運転時の冷媒回路図である。
【図８】本発明の多機能ヒートポンプシステムの一実施の態様を示す図であって、氷蓄熱利用冷房・給湯加熱同時運転時の冷媒回路図である。
【図９】本発明の多機能ヒートポンプシステムの一実施の態様を示す図であって、温水蓄熱運転時の冷媒回路図である。
【図１０】本発明の多機能ヒートポンプシステムの一実施の態様を示す図であって、外気を熱源とする暖房運転時の冷媒回路図である。
【図１１】本発明の多機能ヒートポンプシステムの一実施の態様を示す図であって、温水蓄熱利用暖房運転時の冷媒回路図である。
【図１２】本発明の多機能ヒートポンプシステムの一実施の態様を示す図であって、給湯加熱運転時の冷媒回路図である。
【符号の説明】
１ 圧縮機
３ 給湯用熱交換器
４ 電気温水器（貯湯槽）
５ 循環ポンプ
８ 室外熱交換器
１５ 第１の膨張弁（第１の減圧機構）
１７ 室内熱交換器
２０ 第２の膨張弁（第２の減圧機構）
２２ 蓄熱槽
３６ 第３の膨張弁（第３の減圧機構）
【発明の属する技術分野】
本発明は、冷房、暖房、氷蓄熱、温水蓄熱、給湯加熱および各種の同時運転などを可能にする住宅などに使用される多機能ヒートポンプシステムに関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来、住宅用ヒートポンプシステムとして、ヒートポンプ給湯が可能で冷房の排熱を給湯加熱に利用することが可能なものや、貯湯槽に冷水蓄熱を行い電力負荷の平準化を図るものなど各種のものが提案されている。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
そして、現在でも、さらなる空調負荷のピーク時の電力負荷平準化や省エネルギー化等が要望されている。
本発明は、上記事情に鑑みなされたもので、請求項１に記載の発明は、氷蓄熱および温水蓄熱を利用して夜間電力を有効に利用できるとともに、氷蓄熱および冷房時の排熱を利用して給湯加熱可能な多機能ヒートポンプシステムを提供することを目的とするものである。
【０００４】
また、請求項２に記載の発明は、据付時や改修時の配管工事に伴う冷媒漏れに対応した多機能ヒートポンプシステムを提供することを目的とするものである。
【０００５】
さらに、請求項３に記載の発明は、電気温水器による給湯加熱を併用可能な多機能ヒートポンプシステムを提供することを目的とするものである。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するために、請求項１に記載の多機能ヒートポンプシステムは、圧縮機と室外熱交換器と第１の減圧機構と室内熱交換器とがこの順に環状に接続されるとともに、循環ポンプによって循環する貯湯槽からの循環水を加熱して給湯加熱を行う給湯用熱交換器と、第２の減圧機構と、氷蓄熱および温水蓄熱兼用の蓄熱槽と、第３の減圧機構とが介装され、これらの間に冷媒が循環されてなり、かつ、氷蓄熱運転時は、上記冷媒が上記圧縮機、上記室外熱交換器、上記第２の減圧機構、上記蓄熱槽および上記圧縮機の順に循環され、氷蓄熱・給湯加熱同時運転時は、上記冷媒が上記圧縮機、上記給湯用熱交換器、上記室外熱交換器、上記第２の減圧機構、上記蓄熱槽および上記圧縮機の順に循環され、冷房運転時は、上記冷媒が上記圧縮機、上記室外熱交換器、上記第１の減圧機構、上記室内熱交換器および上記圧縮機の順に循環され、冷房・給湯加熱同時運転時は、上記冷媒が上記圧縮機、上記給湯用熱交換器、上記室外熱交換器、上記第１の減圧機構、上記室内熱交換器および上記圧縮機の順に循環され、氷蓄熱利用冷房運転時は、上記冷媒が上記圧縮機、上記室外熱交換器、上記蓄熱槽、上記第１の減圧機構、上記室内熱交換器および上記圧縮機の順に循環され、氷蓄熱利用冷房・給湯加熱同時運転時は、上記冷媒が上記圧縮機、上記給湯用熱交換器、上記室外熱交換器、上記蓄熱槽、上記第１の減圧機構、上記室内熱交換器および上記圧縮機の順に循環され、温水蓄熱運転時は、上記冷媒が上記圧縮機、上記蓄熱槽、上記第２の減圧機構、上記室外熱交換器および上記圧縮機の順に循環され、外気を熱源とする暖房運転時は、上記冷媒が上記圧縮機、上記室内熱交換器、上記第１の減圧機構、上記室外熱交換器および上記圧縮機の順に循環され、温水蓄熱利用暖房運転時は、上記冷媒が上記圧縮機、上記室内熱交換器、上記第１の減圧機構、上記蓄熱槽および上記圧縮機の順に循環され、給湯加熱運転時は、上記冷媒が上記圧縮機、上記給湯用熱交換器、上記第３の減圧機構、上記室外熱交換器および上記圧縮機の順に循環されることを特徴とするものである。
【０００７】
また、請求項２に記載の多機能ヒートポンプシステムは、請求項１において、上記圧縮機、上記室外熱交換器、上記第１の減圧機構、上記室内熱交換器、上記給湯用熱交換器、上記第２の減圧機構、上記蓄熱槽および上記第３の減圧機構は、ユニット化されていることを特徴とするものである。
【０００８】
さらに、請求項３に記載の多機能ヒートポンプシステムは、請求項１または請求項３において、上記貯湯槽は、電気温水器からなることを特徴とするものである。
【０００９】
請求項１の発明においては、氷蓄熱運転、氷蓄熱・給湯加熱同時運転、冷房運転、冷房・給湯加熱同時運転、氷蓄熱利用冷房運転、氷蓄熱利用冷房・給湯加熱同時運転、温水蓄熱運転、外気を熱源とする暖房運転、温水蓄熱利用暖房運転および給湯加熱運転が可能となる。
したがって、氷蓄熱および温水蓄熱を利用して夜間電力が有効に利用されるため、空調負荷のピーク時の電力負荷平準化および割安な電力の利用による省ランニングコスト化が図られる。また、氷蓄熱および冷房時の排熱を利用して給湯加熱されるため、省エネルギー化および省コスト化が図られる。
【００１０】
請求項２の発明においては、圧縮機、室外熱交換器、第１の減圧機構、室内熱交換器、給湯用熱交換器、第２の減圧機構、蓄熱槽および第３の減圧機構がユニット化され一体化されているので、これらの間に冷媒を循環させる冷媒配管が当該ユニット内に収められ、外部には一切不要となるため、据付時や改修時の配管工事の際に、冷媒が当該ユニットの外部に漏れることがない。
【００１１】
請求項３の発明においては、電気温水器を貯湯槽としたので、電気温水器による給湯加熱を併せて行うことが可能となる。
【００１２】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の多機能ヒートポンプシステムの一実施の態様を図面に基づいて説明する。
図１は、本実施の態様に係る多機能ヒートポンプシステムの冷媒回路図である。
同図において、符号１は、圧縮機であり、この圧縮機１の吐出側には、Ｒ−２２（フロン）等の冷媒が流される冷媒配管２によって、乾式二重管式の給湯用熱交換器３が接続されている。冷媒配管２には、電磁開閉弁２Ａが介装されている。給湯用熱交換器３と、電気温水器４との間には循環ポンプ５によって循環水が循環される。電気温水器４は、電気ヒータによる本来の加熱が可能であり、さらに本実施の態様では給湯用熱交換器３による給湯加熱がなされ、この場合には貯湯槽として機能する。
【００１３】
給湯用熱交換器３には、冷媒配管６によってプロペラ式の送風機７が併設されたプレートフィン式の室外熱交換器８が接続されている。冷媒配管６には、電磁開閉弁９Ａ、電磁開閉弁９が、給湯用熱交換器３側から順に介装されている。
【００１４】
室外熱交換器８には、電磁開閉弁１０Ａが介装された冷媒配管１０が接続され、この冷媒配管１０は、３つの冷媒配管１１、１２、１３に分岐されている。分岐された冷媒配管１１は、電磁開閉弁１４を介して第１の膨張弁（第１の減圧機構）１５に接続されている。この第１の膨張弁１５には、両吸込シロッコ式の送風機１６が併設された室内熱交換器１７が接続されている。室内熱交換器１７には、冷媒配管１８によって圧縮機１に接続されている。冷媒配管１８には電磁開閉弁１９が介装されている。
【００１５】
上記分岐された冷媒配管１２は、第２の膨張弁（第２の減圧機構）２０に接続され、この第２の膨張弁２０には、冷媒配管２１によって冷媒過冷却型の氷蓄熱および温水蓄熱兼用の蓄熱槽２２が接続されている。
上記分岐された冷媒配管１３は、電磁開閉弁１３Ａを介して冷媒配管２１に接続されている。
【００１６】
蓄熱槽２２には、冷媒配管２３が接続され、この冷媒配管２３は、３つの冷媒配管２４、２５、２６に分岐されている。分岐された冷媒配管２４は、電磁開閉弁２７を介して、冷媒配管１１における電磁開閉弁１４と第１の膨張弁１５との間に接続されている。また、分岐された冷媒配管２５は、電磁開閉弁２８を介して、冷媒配管１８における室内熱交換器１７と電磁開閉弁１９との間に接続されている。また、分岐された冷媒配管２６は、電磁開閉弁２９を介して、冷媒配管１８における電磁開閉弁１９と圧縮機１との間に接続されている。
【００１７】
上記冷媒配管６における電磁開閉弁９Ａと電磁開閉弁９との間に、冷媒配管３０の一端が接続され、この冷媒配管３０の他端は、冷媒配管１８における電磁開閉弁１９より室内熱交換器１７側に接続されている。冷媒配管３０には、電磁開閉弁３１が介装されている。
また、冷媒配管６における電磁開閉弁９と室外熱交換器８との間に、冷媒配管３２の一端が接続され、この冷媒配管３２の他端は、冷媒配管２６における電磁開閉弁２９より圧縮機１側に接続されている。冷媒配管３２には、電磁開閉弁３３が介装されている。
【００１８】
上記冷媒配管２における圧縮機１と電磁開閉弁２Ａとの間に、冷媒配管３４の一端が接続され、この冷媒配管３４の他端は、冷媒配管６における電磁開閉弁９Ａと、冷媒配管６と冷媒配管３０との接続部６Ａとの間に、接続部６Ｂとして接続されている。冷媒配管３４には、電磁開閉弁３４Ａが介装されている。
また、上記接続部６Ｂには、冷媒配管３５の一端が接続され、この冷媒配管３５の他端は、冷媒配管１０における電磁開閉弁１０Ａより室外熱交換器８の反対側に接続されている。冷媒配管３５には、第３の膨張弁（第３の減圧機構）３６が介装されている。
【００１９】
ここで、図１において、二点鎖線で囲った部分、すなわち、圧縮機１、給湯用熱交換器３、循環ポンプ５、室外熱交換器８、送風機７、第１の膨張弁１５、室内熱交換器１７、送風機１６、第２の膨張弁２０、蓄熱槽２２、第３の膨張弁３６、各冷媒配管および各電磁開閉弁は、ユニットＡとしてユニット化されて構成されている。これらの機器および冷媒配管は、図２に概略示すように、筐体Ｂの中に収納されている。
送風機１６によって送風される空調空気は、給気ダクトＣによって住戸内に導かれ、還気ダクトＤによって戻される。
なお、同図において、Ｆはフィルタ、Ｇ、Ｈは、給湯加熱用配管である。
【００２０】
このように構成された多機能ヒートポンプシステムは、制御手段によって制御され、次のように各種の運転がなされる。
以下、各種の運転について説明する。
【００２１】
（氷蓄熱運転）
本運転は、通常、夏季の夜間に運転される。
図３に示すように、本運転では、電磁開閉弁３４Ａ、電磁開閉弁９、電磁開閉弁１０Ａ、第２の膨張弁２０および電磁開閉弁２９が開弁されるとともに、他の電磁開閉弁および膨張弁は閉弁され、そして冷媒は、実線矢印で示すように、圧縮機１、電磁開閉弁３４Ａ、電磁開閉弁９、室外熱交換器８、電磁開閉弁１０Ａ、第２の膨張弁２０、蓄熱槽２２、電磁開閉弁２９および圧縮機１の順に循環される。
【００２２】
この間に、圧縮機１から吐出された高温・高圧の冷媒ガスは、室外熱交換器８を通過する。室外熱交換器８は凝縮器として機能し、高温・高圧の冷媒ガスは、室外熱交換器８を通過する間に、凝縮して高圧の冷媒液となった後、第２の膨張弁２０により減圧されて低圧二相状態にされる。その後、蓄熱槽２２が蒸発器として機能し、冷媒が蓄熱槽２２を通過する間に蒸発して低圧ガスとされる一方、蓄熱槽２２には氷蓄熱される。その後、冷媒ガスは圧縮機１の吸入側に戻される。
【００２３】
本運転においては、夜間電力を利用して氷蓄熱を行うので、夜間電力を有効利用することができる。
【００２４】
（氷蓄熱・給湯加熱同時運転）
本運転は、通常、夏季の夜間に運転される。
図４に示すように、本運転では、電磁開閉弁２Ａ、電磁開閉弁９Ａ、電磁開閉弁９、電磁開閉弁１０Ａ、第２の膨張弁２０および電磁開閉弁２９が開弁されるとともに、他の電磁開閉弁および膨張弁は閉弁され、そして冷媒は、実線矢印で示すように、圧縮機１、電磁開閉弁２Ａ、給湯用熱交換器３、電磁開閉弁９Ａ、電磁開閉弁９、室外熱交換器８、電磁開閉弁１０Ａ、第２の膨張弁２０、蓄熱槽２２、電磁開閉弁２９および圧縮機１の順に循環される。
【００２５】
この間に、圧縮機１から吐出された高温・高圧の冷媒ガスは、給湯用熱交換器３を通過し、ここで循環ポンプ５によって循環する電気温水器４からの循環水を加熱して給湯加熱を行い、その後室外熱交換器８を通過する。この給湯用熱交換器３および室外熱交換器８は凝縮器として機能し、高温・高圧の冷媒ガスは、これらを通過する間に、凝縮して高圧の冷媒液となった後、第２の膨張弁２０により減圧されて低圧二相状態にされる。その後、蓄熱槽２２が蒸発器として機能し、冷媒が蓄熱槽２２を通過する間に蒸発して低圧ガスとされる一方、蓄熱槽２２には氷蓄熱される。その後、冷媒ガスは圧縮機１の吸入側に戻される。
【００２６】
本運転においては、夜間電力を利用して氷蓄熱を行うので、夜間電力を有効利用することができる。また、蓄熱槽２２の利用に伴って発生する排熱を、給湯用熱交換器３の給湯加熱に利用することができるから、省エネルギおよび省コスト化を図ることができる。
【００２７】
（冷房運転）
本運転は、通常、夏季に運転される。
本運転においては、通常行われている冷房運転がなされる。
図５に示すように、本運転では、電磁開閉弁３４Ａ、電磁開閉弁９、電磁開閉弁１０Ａ、電磁開閉弁１４、第１の膨張弁１５および電磁開閉弁１９が開弁されるとともに、他の電磁開閉弁および膨張弁は閉弁され、そして冷媒は、実線矢印で示すように、圧縮機１、電磁開閉弁３４Ａ、電磁開閉弁９、室外熱交換器８、電磁開閉弁１０Ａ、電磁開閉弁１４、第１の膨張弁１５、室内熱交換器１７、電磁開閉弁１９および圧縮機１の順に循環される。
【００２８】
この間に、圧縮機１から吐出された高温・高圧の冷媒ガスは、室外熱交換器８を通過する。この室外熱交換器８は凝縮器として機能し、高温・高圧の冷媒ガスは、この室外熱交換器８を通過する間に、凝縮して高圧の冷媒液となった後、第１の膨張弁１５により減圧されて低圧二相状態にされる。その後、室内熱交換器１７が蒸発器として機能し、冷媒が室内熱交換器１７を通過する間に蒸発して低圧ガスとされる。その後、冷媒ガスは圧縮機１の吸入側に戻される。
【００２９】
（冷房・給湯加熱同時運転）
本運転は、通常、夏季に運転される。
図６に示すように、本運転では、電磁開閉弁２Ａ、電磁開閉弁９Ａ、電磁開閉弁９、電磁開閉弁１０Ａ、電磁開閉弁１４、第１の膨張弁１５および電磁開閉弁１９が開弁されるとともに、他の電磁開閉弁および膨張弁は閉弁され、そして冷媒は、実線矢印で示すように、圧縮機１、電磁開閉弁２Ａ、給湯用熱交換器３、電磁開閉弁９Ａ、電磁開閉弁９、室外熱交換器８、電磁開閉弁１０Ａ、電磁開閉弁１４、第１の膨張弁１５、室内熱交換器１７、電磁開閉弁１９および圧縮機１の順に循環される。
【００３０】
この間に、圧縮機１から吐出された高温・高圧の冷媒ガスは、給湯用熱交換器３を通過し、ここで循環ポンプ５によって循環する電気温水器４からの循環水を加熱して給湯加熱を行い、その後室外熱交換器８を通過する。この給湯用熱交換器３および室外熱交換器８は凝縮器として機能し、高温・高圧の冷媒ガスは、これらを通過する間に、凝縮して高圧の冷媒液となった後、第１の膨張弁１５により減圧されて低圧二相状態にされる。その後、室内熱交換器１７が蒸発器として機能し、冷媒が室内熱交換器１７を通過する間に蒸発して低圧ガスとされる。その後、冷媒ガスは圧縮機１の吸入側に戻される。
【００３１】
本運転においては、室内熱交換器２０で発生する排熱を、給湯用熱交換器３の給湯加熱に利用することができるから、省エネルギーおよび省コスト化を図ることができる。
【００３２】
（氷蓄熱利用冷房運転）
本運転は、通常、夏季の昼間の電力ピーク時間帯（通常午後１時から午後４時頃）に運転される。
図７に示すように、本運転では、電磁開閉弁３４Ａ、電磁開閉弁９、電磁開閉弁１０Ａ、電磁開閉弁１３Ａ、電磁開閉弁２７、第１の膨張弁１５および電磁開閉弁１９が開弁されるとともに、他の電磁開閉弁および膨張弁は閉弁され、そして冷媒は、実線矢印で示すように、圧縮機１、電磁開閉弁３４Ａ、電磁開閉弁９、室外熱交換器８、電磁開閉弁１０Ａ、電磁開閉弁１３Ａ、蓄熱槽２２、電磁開閉弁２７、第１の膨張弁１５、室内熱交換器１７、電磁開閉弁１９および圧縮機１の順に循環される。
【００３３】
この間に、圧縮機１から出された高温・高圧の冷媒ガスは、室外熱交換器８および蓄熱槽２２を通過する。これら室外熱交換器８および蓄熱槽２２は凝縮器として機能し、高温・高圧の冷媒ガスは、これらを通過する間に、凝縮して高圧の冷媒液となった後、第１の膨張弁１５により減圧されて低圧二相状態にされる。その後、室内熱交換器１７が蒸発器として機能し、冷媒が室内熱交換器１７を通過する間に蒸発して低圧ガスとされる。その後、冷媒ガスは圧縮機１の吸入側に戻される。
【００３４】
本運転においては、蓄熱槽２２の氷蓄熱を利用して冷媒の凝縮を行うので、冷房能力が向上するとともに、夜間電力により氷蓄熱されているので電力ピークカットを図ることができる。
【００３５】
（氷蓄熱利用冷房・給湯加熱同時運転）
本運転は、通常、夏季の昼間の電力ピーク時間帯（通常午後１時から午後４時頃）に運転される。
図８に示すように、本運転では、電磁開閉弁２Ａ、電磁開閉弁９Ａ、電磁開閉弁９、電磁開閉弁１０Ａ、電磁開閉弁１３Ａ、電磁開閉弁２７、第１の膨張弁１５および電磁開閉弁１９が開弁されるとともに、他の電磁開閉弁および膨張弁は閉弁され、そして冷媒は、実線矢印で示すように、圧縮機１、電磁開閉弁２Ａ、給湯用熱交換器３、電磁開閉弁９Ａ、電磁開閉弁９、室外熱交換器８、電磁開閉弁１０Ａ、電磁開閉弁１３Ａ、蓄熱槽２２、電磁開閉弁２７、第１の膨張弁１５、室内熱交換器１７、電磁開閉弁１９および圧縮機１の順に循環される。
【００３６】
この間に、圧縮機１から出された高温・高圧の冷媒ガスは、給湯用熱交換器３を通過し、ここで循環ポンプ５によって循環する電気温水器４からの循環水を加熱して給湯加熱を行い、その後室外熱交換器８および蓄熱槽２２を通過する。これら給湯用熱交換器３、室外熱交換器８および蓄熱槽２２は凝縮器として機能し、高温・高圧の冷媒ガスは、これらを通過する間に、凝縮して高圧の冷媒液となった後、第１の膨張弁１５により減圧されて低圧二相状態にされる。その後、室内熱交換器１７が蒸発器として機能し、冷媒が室内熱交換器１７を通過する間に蒸発して低圧ガスとされる。その後、冷媒ガスは圧縮機１の吸入側に戻される。
【００３７】
本運転においては、蓄熱槽２２の氷蓄熱を利用して冷媒の凝縮を行うので、冷房能力が向上するとともに、夜間電力により氷蓄熱されているので電力ピークカットを図ることができる。また、室内熱交換器１７で発生する排熱を、給湯用熱交換器３の給湯加熱に利用することができるから、省エネルギおよび省コスト化を図ることができる。
【００３８】
（温水蓄熱運転）
本運転は、通常、冬季の夜間に運転される。
図９に示すように、本運転では、電磁開閉弁３４Ａ、電磁開閉弁３１、電磁開閉弁２８、第２の膨張弁２０、電磁開閉弁１０Ａおよび電磁開閉弁３３が開弁されるとともに、他の電磁開閉弁および膨張弁は閉弁され、そして冷媒は、実線矢印で示すように、圧縮機１、電磁開閉弁３４Ａ、電磁開閉弁３１、電磁開閉弁２８、蓄熱槽２２、第２の膨張弁２０、電磁開閉弁１０Ａ、室外熱交換器８、電磁開閉弁３３および圧縮機１の順に循環される。
【００３９】
この間に、圧縮機１から吐出された高温・高圧の冷媒ガスは、蓄熱槽２０を通過する。この蓄熱槽２２は凝縮器として機能し、高温・高圧の冷媒ガスは、これらを通過する間に、凝縮して高圧の冷媒液となる一方、蓄熱槽２２では温水蓄熱が行われる。その後、冷媒は第２の膨張弁２０により減圧されて低圧二相状態にされる。その後、室外熱交換器８が蒸発器として機能し、冷媒が室外熱交換器８を通過する間に蒸発して低圧ガスとされ、その後圧縮機１の吸入側に戻される。
【００４０】
本運転においては、夜間電力を利用して温水蓄熱を行うので、夜間電力を有効利用することができる。また、外気を熱源として室外熱交換器８によって採熱しこの熱を利用して、温水蓄熱を行うので、省エネルギーおよび省コスト化を図ることができる。
【００４１】
（外気を熱源とする暖房運転）
本運転は、通常、冬季の昼間に運転される。
本運転においては、外気を熱源とするヒートポンプとして作動する。
図１０に示すように、本運転では、電磁開閉弁３４Ａ、電磁開閉弁３１、第１の膨張弁１５、電磁開閉弁１４、電磁開閉弁１０Ａおよび電磁開閉弁３３が開弁されるとともに、他の電磁開閉弁および膨張弁は閉弁され、そして冷媒は、実線矢印で示すように、圧縮機１、電磁開閉弁３４Ａ、電磁開閉弁３１、室内熱交換器１７、第１の膨張弁１５、電磁開閉弁１４、電磁開閉弁１０Ａ、室外熱交換器８、電磁開閉弁３３および圧縮機１の順に循環される。
【００４２】
この間に、圧縮機１から吐出された高温・高圧の冷媒ガスは、室内熱交換器１７を通過する。室内熱交換器１７は凝縮器として機能し、高温・高圧の冷媒ガスは、この室内熱交換器１７を通過する間に、凝縮して高圧の冷媒液となる。その後、冷媒は第１の膨張弁１５により減圧されて低圧二相状態にされる。その後、室外熱交換器８が蒸発器として機能し、冷媒が室外熱交換器８を通過する間に蒸発して低圧ガスとされ、その後圧縮機１の吸入側に戻される。
【００４３】
（温水蓄熱利用暖房運転）
本運転は、通常、冬季の朝の暖房ピーク時に運転される。
図１１に示すように、本運転では、電磁開閉弁３４Ａ、電磁開閉弁３１、第１の膨張弁１５、電磁開閉弁１４、電磁開閉弁１３Ａおよび電磁開閉弁２９が開弁されるとともに、他の電磁開閉弁および膨張弁は閉弁され、そして冷媒は、実線矢印で示すように、圧縮機１、電磁開閉弁３４Ａ、電磁開閉弁３１、室内熱交換器１７、第１の膨張弁１５、電磁開閉弁１４、電磁開閉弁１３Ａ、蓄熱槽２２、電磁開閉弁２９および圧縮機１の順に循環される。
【００４４】
この間に、圧縮機１から吐出された高温・高圧の冷媒ガスは、室内熱交換器１７を通過する。室内熱交換器１７は凝縮器として機能し、高温・高圧の冷媒ガスは、この室内熱交換器１７を通過する間に、凝縮して高圧の冷媒液となる。その後、冷媒は第１の膨張弁１５により減圧されて低圧二相状態にされる。その後、蓄熱槽２２が蒸発器として機能し、冷媒がこれらを通過する間に蒸発して低圧ガスとされ、その後圧縮機１の吸入側に戻される。
【００４５】
本運転においては、外気温度よりも高い温度の蓄熱槽２２の温水蓄熱を利用して冷媒の蒸発を行うので、暖房能力が向上するとともに、夜間電力により温熱蓄熱されているので朝の電力ピークカットを図ることができる。
【００４６】
（給湯加熱運転）
本運転のヒートポンプによる給湯加熱は、通常、中間季に利用される。
図１２に示すように、本運転では、電磁開閉弁２Ａ、電磁開閉弁９Ａ、第３の膨張弁３６、電磁開閉弁１０Ａおよび電磁開閉弁３３が開弁されるとともに、他の電磁開閉弁および膨張弁は閉弁され、そして冷媒は、実線矢印で示すように、圧縮機１、電磁開閉弁２Ａ、給湯用熱交換器３、電磁開閉弁９Ａ、第３の膨張弁３６、電磁開閉弁１０Ａ、室外熱交換器８、電磁開閉弁３３および圧縮機１の順に循環される。
【００４７】
この間に、圧縮機１から吐出された高温・高圧の冷媒ガスは、給湯用熱交換器３を通過し、ここで循環ポンプ５によって循環する電気温水器４からの循環水を加熱して給湯加熱を行う。この給湯用熱交換器３は凝縮器として機能し、高温・高圧の冷媒ガスは、これらを通過する間に、凝縮して高圧の冷媒液となる。その後、冷媒は第３の膨張弁３６により減圧されて低圧二相状態にされる。その後、室外熱交換器８が蒸発器として機能し、冷媒が室外熱交換器８を通過する間に蒸発して低圧ガスとされ、その後圧縮機１の吸入側に戻される。
【００４８】
このような多機能ヒートポンプシステムにあっては、氷蓄熱運転、氷蓄熱・給湯加熱同時運転、冷房運転、冷房・給湯加熱同時運転、氷蓄熱利用冷房運転、氷蓄熱利用冷房・給湯加熱同時運転、温水蓄熱運転、外気を熱源とする暖房運転、温水蓄熱利用暖房運転および給湯加熱運転を行うことが可能であるので、氷蓄熱および温水蓄熱を利用して夜間電力を有効に利用することができ、したがって空調負荷のピーク時の電力負荷平準化および割安な電力の利用による省ランニングコスト化を図ることが可能になる。また、氷蓄熱および冷房時の排熱を利用して給湯加熱することができるため、省エネルギー化および省コスト化を図ることが可能になる。
【００４９】
さらに、圧縮機１、給湯用熱交換器３、循環ポンプ５、室外熱交換器８、送風機７、第１の膨張弁１５、室内熱交換器１７、送風機１６、第２の膨張弁２０、蓄熱槽２２、第３の膨張弁３６、各冷媒配管および各電磁開閉弁が、筐体Ｂの中に収納されてユニットＡとしてユニット化されているので、外部には一切冷媒配管を施設する必要がないため、据付時や改修時の配管工事の際に、冷媒がユニットＡの外部に漏れるのを防止することが可能になる。
【００５０】
加えて、電気温水器４を貯湯槽として使用したので、電気温水器として電気ヒータによる給湯加熱を行い、これによる給湯も併せて行うことが可能である。
【００５１】
【発明の効果】
以上説明したように、請求項１に記載の多機能ヒートポンプシステムによれば、氷蓄熱運転、氷蓄熱・給湯加熱同時運転、冷房運転、冷房・給湯加熱同時運転、氷蓄熱利用冷房運転、氷蓄熱利用冷房・給湯加熱同時運転、温水蓄熱運転、外気を熱源とする暖房運転、温水蓄熱利用暖房運転および給湯加熱運転を行うことができるから、氷蓄熱および温水蓄熱を利用して夜間電力を有効に利用することができるので、空調負荷のピーク時の電力負荷平準化および割安な電力の利用による省ランニングコスト化を図ることができるとともに、氷蓄熱および冷房時の排熱を利用して給湯加熱することができるので、省エネルギーおよび省コスト化を図ることができるという効果を奏する。
【００５２】
また、請求項２に記載の多機能ヒートポンプシステムによれば、圧縮機、室外熱交換器、減圧機構、室内熱交換器、給湯用熱交換器、第２の減圧機構、蓄熱槽および第３の減圧機構をユニット化し一体化したから、これらの間に冷媒を循環させる冷媒配管を当該ユニット内に収納することができ、外部には一切冷媒配管を施設する必要がないため、据付時や改修時の配管工事の際に、冷媒が当該ユニットの外部に漏れるのを防止することができる。
【００５３】
さらに、請求項３に記載の多機能ヒートポンプシステムによれば、電気温水器を貯湯槽としたから、電気温水器による給湯加熱を併せて行うことができるという利点を有する。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の多機能ヒートポンプシステムの一実施の態様を示す冷媒回路図である。
【図２】本発明に係るユニットを示す概略透視斜視図である。
【図３】本発明の多機能ヒートポンプシステムの一実施の態様を示す図であって、氷蓄熱運転時の冷媒回路図である。
【図４】本発明の多機能ヒートポンプシステムの一実施の態様を示す図であって、氷蓄熱・給湯加熱同時運転時の冷媒回路図である。
【図５】本発明の多機能ヒートポンプシステムの一実施の態様を示す図であって、冷房運転時の冷媒回路図である。
【図６】本発明の多機能ヒートポンプシステムの一実施の態様を示す図であって、冷房・給湯加熱同時運転時の冷媒回路図である。
【図７】本発明の多機能ヒートポンプシステムの一実施の態様を示す図であって、氷蓄熱利用冷房運転時の冷媒回路図である。
【図８】本発明の多機能ヒートポンプシステムの一実施の態様を示す図であって、氷蓄熱利用冷房・給湯加熱同時運転時の冷媒回路図である。
【図９】本発明の多機能ヒートポンプシステムの一実施の態様を示す図であって、温水蓄熱運転時の冷媒回路図である。
【図１０】本発明の多機能ヒートポンプシステムの一実施の態様を示す図であって、外気を熱源とする暖房運転時の冷媒回路図である。
【図１１】本発明の多機能ヒートポンプシステムの一実施の態様を示す図であって、温水蓄熱利用暖房運転時の冷媒回路図である。
【図１２】本発明の多機能ヒートポンプシステムの一実施の態様を示す図であって、給湯加熱運転時の冷媒回路図である。
【符号の説明】
１ 圧縮機
３ 給湯用熱交換器
４ 電気温水器（貯湯槽）
５ 循環ポンプ
８ 室外熱交換器
１５ 第１の膨張弁（第１の減圧機構）
１７ 室内熱交換器
２０ 第２の膨張弁（第２の減圧機構）
２２ 蓄熱槽
３６ 第３の膨張弁（第３の減圧機構）
Claims (3)
- 圧縮機と室外熱交換器と第１の減圧機構と室内熱交換器とがこの順に環状に接続されるとともに、循環ポンプによって循環する貯湯槽からの循環水を加熱して給湯加熱を行う給湯用熱交換器と、第２の減圧機構と、氷蓄熱および温水蓄熱兼用の蓄熱槽と、第３の減圧機構とが介装され、これらの間に冷媒が循環されてなり、かつ、
氷蓄熱運転時は、上記冷媒が上記圧縮機、上記室外熱交換器、上記第２の減圧機構、上記蓄熱槽および上記圧縮機の順に循環され、
氷蓄熱・給湯加熱同時運転時は、上記冷媒が上記圧縮機、上記給湯用熱交換器、上記室外熱交換器、上記第２の減圧機構、上記蓄熱槽および上記圧縮機の順に循環され、
冷房運転時は、上記冷媒が上記圧縮機、上記室外熱交換器、上記第１の減圧機構、上記室内熱交換器および上記圧縮機の順に循環され、
冷房・給湯加熱同時運転時は、上記冷媒が上記圧縮機、上記給湯用熱交換器、上記室外熱交換器、上記第１の減圧機構、上記室内熱交換器および上記圧縮機の順に循環され、
氷蓄熱利用冷房運転時は、上記冷媒が上記圧縮機、上記室外熱交換器、上記蓄熱槽、上記第１の減圧機構、上記室内熱交換器および上記圧縮機の順に循環され、
氷蓄熱利用冷房・給湯加熱同時運転時は、上記冷媒が上記圧縮機、上記給湯用熱交換器、上記室外熱交換器、上記蓄熱槽、上記第１の減圧機構、上記室内熱交換器および上記圧縮機の順に循環され、
温水蓄熱運転時は、上記冷媒が上記圧縮機、上記蓄熱槽、上記第２の減圧機構、上記室外熱交換器および上記圧縮機の順に循環され、
外気を熱源とする暖房運転時は、上記冷媒が上記圧縮機、上記室内熱交換器、上記第１の減圧機構、上記室外熱交換器および上記圧縮機の順に循環され、
温水蓄熱利用暖房運転時は、上記冷媒が上記圧縮機、上記室内熱交換器、上記第１の減圧機構、上記蓄熱槽および上記圧縮機の順に循環され、
給湯加熱運転時は、上記冷媒が上記圧縮機、上記給湯用熱交換器、上記第３の減圧機構、上記室外熱交換器および上記圧縮機の順に循環されることを特徴とする多機能ヒートポンプシステム。 - 上記圧縮機、上記室外熱交換器、上記第１の減圧機構、上記室内熱交換器、上記給湯用熱交換器、上記第２の減圧機構、上記蓄熱槽および上記第３の減圧機構は、ユニット化されていることを特徴とする請求項１に記載の多機能ヒートポンプシステム。
- 上記貯湯槽は、電気温水器からなることを特徴とする請求項１または請求項２に記載の多機能ヒートポンプシステム。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP35164198A JP3654017B2 (ja) | 1998-12-10 | 1998-12-10 | 多機能ヒートポンプシステム |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP35164198A JP3654017B2 (ja) | 1998-12-10 | 1998-12-10 | 多機能ヒートポンプシステム |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2000179985A JP2000179985A (ja) | 2000-06-30 |
| JP3654017B2 true JP3654017B2 (ja) | 2005-06-02 |
Family
ID=18418634
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP35164198A Expired - Fee Related JP3654017B2 (ja) | 1998-12-10 | 1998-12-10 | 多機能ヒートポンプシステム |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3654017B2 (ja) |
Families Citing this family (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2013083439A (ja) * | 2011-09-30 | 2013-05-09 | Daikin Industries Ltd | 給湯空調システム |
| JP5327308B2 (ja) * | 2011-09-30 | 2013-10-30 | ダイキン工業株式会社 | 給湯空調システム |
| WO2016189663A1 (ja) * | 2015-05-26 | 2016-12-01 | 三菱電機株式会社 | ヒートポンプ給湯システム |
-
1998
- 1998-12-10 JP JP35164198A patent/JP3654017B2/ja not_active Expired - Fee Related
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JP2000179985A (ja) | 2000-06-30 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| JP5030344B2 (ja) | ガスヒートポンプ式空気調和装置、エンジン冷却水加熱装置及びガスヒートポンプ式空気調和装置の運転方法 | |
| JP3886977B2 (ja) | 複合冷暖房システム | |
| US4100763A (en) | Multi-source heat pump HVAC system | |
| JP2000179970A (ja) | 空気調和システム | |
| JPS6155018B2 (ja) | ||
| JP4229881B2 (ja) | ヒートポンプシステム | |
| JPS6029861B2 (ja) | 太陽熱利用冷暖房給湯装置 | |
| JP3654017B2 (ja) | 多機能ヒートポンプシステム | |
| KR20020014073A (ko) | 축냉열식 냉난방장치 | |
| KR100531653B1 (ko) | 이원 히트펌프 시스템 | |
| JPH074777A (ja) | エンジン排熱回収装置 | |
| JP3370501B2 (ja) | 冷房システム | |
| KR20210075805A (ko) | 외기 엔탈피와 냉난방 부하에 순응하는 열교환기 절환용 사방변 등으로 공기열원과 다종의 지열원 또는 수열원을 이용하는 복합열원 히트펌프 시스템과 제어방법 | |
| JP3502155B2 (ja) | 蓄熱式空気調和機 | |
| JPH0658576A (ja) | 冷暖房装置 | |
| KR100371682B1 (ko) | 심야전기를 이용한 축열식 복합 냉,난방 시스템 | |
| JP2005037008A (ja) | 空気調和装置 | |
| JP3142897B2 (ja) | 蓄熱機能を備えた冷暖房装置 | |
| JPS6343664B2 (ja) | ||
| JPH10205932A (ja) | 空気調和装置 | |
| JPS6018895B2 (ja) | 太陽熱利用ヒ−トポンプ式空気調和機 | |
| JP2000257975A (ja) | ヒートポンプシステム | |
| JP2691423B2 (ja) | エンジン駆動熱ポンプ式空調装置 | |
| KR100308759B1 (ko) | 난방 겸용 에어콘 | |
| JPS5829396Y2 (ja) | 冷暖房装置 |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A977 | Report on retrieval |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007 Effective date: 20050201 |
|
| TRDD | Decision of grant or rejection written | ||
| A01 | Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01 Effective date: 20050208 |
|
| A61 | First payment of annual fees (during grant procedure) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61 Effective date: 20050221 |
|
| R150 | Certificate of patent or registration of utility model |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20090311 Year of fee payment: 4 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20100311 Year of fee payment: 5 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20110311 Year of fee payment: 6 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20130311 Year of fee payment: 8 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20140311 Year of fee payment: 9 |
|
| LAPS | Cancellation because of no payment of annual fees |