JPH02169968A - ヒートポンプ式冷暖房給湯装置 - Google Patents

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Ｗ！】

この発明は、冷房、暖房、冷房給湯、［房給湯および給
湯運転を行えるようにしたヒートポンプ式冷暖房給湯装
置に関するものである。

【従来の技術］ 近年、ヒートポンプ技術の向上に伴い、冷房。 ＋ＩＪｊ房のみではなく、これらに加えて給湯も行う、
と−トポンプ式冷暖房給湯装置の提案が増加している。 これらは、給湯のみの運転の他に、冷房運転の冷媒の凝
縮排熱を利用する経済的な運転を行うものが多数提案さ
れている。 第７図は、例えば実開昭６１−２０３２６８号公報に示
された従来のヒートポンプ式冷暖房給湯装置の冷媒回路
構成図である。第７図にわいて、１は圧縮機、３は四方
切換弁、４は室外熱交換器、５Ａ、５Ｂは絞り装置、６
は室内熱交換器、８はアキュムレータ、１０は給湯用熱
交換器、３０゜３１．３２，３３，３４および３５は電
磁開閉弁、１５．３６，３７は逆止弁であり、以上の各
部材を接続してヒートポンプ冷媒回路を構成している。 また、１７．１８は給湯用水用管路、２１は給湯口であ
る。 次に、以上の構成のヒートポンプ式冷暖房給湯装置の冷
媒回路の各運転モード時の動作について説明する。 冷房運転時は、電磁開閉弁３０，３２を開、電磁開閉弁
３１，３３，３４，３５を閉として運転する。暖房運転
時は、電磁開閉弁３０，３２．３４を開、電磁開閉弁３
１，３３，３５を閉として運転する。また、冬期の給湯
運転時は電磁開閉弁３１．３２．３４を開、電磁開閉弁
３０，３３゜３５を閉として運転し、夏期の給湯運転時
は電磁開閉弁３３，３４，３５を開、電磁開閉弁３０゜
３１．３２を閉として運転する。さらに、冷房給湯運転
時は電磁開閉弁３０，３３を開、電磁開閉弁３１，３２
，３４，３５を閉として運転し、暖房給湯運転時は電磁
開閉弁３０，３１，３２，３４を開、電磁開閉弁３３．
３５を閉として運転する。 上記のようにして、冷房、暖房、給湯の各運転と、冷房
と給湯とを同時に行う冷房給湯運転および暖房と給湯と
を行う暖房給湯運転とを行うものである。これらの運転
時において、四方切換弁３はそれぞれの運転モードに対
応した冷媒の流れを構成するように切り換える。 【発明が解決しようとする課１！［１ 従来のヒートポンプ式冷暖房給湯装置は、以上のように
構成されているので、冷房、暖房２給湯。 冷房給湯、＠房給湯の各運転が電磁開閉弁の開閉と四方
切換弁の切り換えとによって一応可能であるが、多数の
電磁開閉弁を用いているため、冷媒回路の構成が複雑に
なるとともに、制御も複雑となり、冷凍サイクルの信頼
性が低いという問題点があった。また、冷媒回路に多く
の電磁開閉弁を設けると、これらが流路抵抗となり冷凍
サイクルの性能低下を来すので、エネルギ効率上好まし
くない。そして、流路抵抗による損失を低減するために
、口径の大きな電磁開閉弁を用いると、高価な装置にな
り、しかも上記のような回路部品からの放熱が大きくな
り、性能を低下させ、電磁開閉弁の電気入力も大きくな
９、ランニングコストも高くなるという問題点が発生す
る。さらに従来のヒートポンプ式冷暖房給湯装置では、
冷房給湯運転時に給湯用熱交換器のみを凝縮器として使
用するため、給湯温度や出湯量によって冷房能力が変わ
り、冷房負荷と給湯負荷との整合（マツチング）がとれ
ず、冷房能力の不足、ａｍ圧力の上昇によって圧縮機に
過大な負荷がかかる運転が発生するという問題点もあっ
た。 この発明は上記のような問題点を解決するためニナされ
たもので、冷房、暖房および給湯のそれぞれの機能を満
足させる運転ができ、冷房給湯。 暖房給湯も良好な運転状態で行うことができ、さらに冷
媒回路の構成を簡素にできるヒートポンプ式冷暖房給湯
装置を得ることを目的とするものである。 【！Ｉ！題を解決するための手段】 この発明に係るヒートポンプ式冷暖房給湯装置は、圧Ｉ
Ｉ機の吐出口と四方切換弁との間の冷媒回路に第１の電
磁開閉弁を設け、圧縮機の吐出口と第１の電磁開閉弁と
の間で冷媒回路から分岐された第２の電磁開閉弁を設け
た分岐回路に給湯用熱交換器を接続し、第１．第２の電
磁開閉弁の開閉および四方切換弁の切９換えにより、冷
房、暖房。 給湯２冷房給湯２暖房給湯の各運転を行うようにしたも
のである。

【作用】

この発明におけるヒートポンプ式冷暖房給湯装置は、上
記の各運転を従来のもののように多数の電磁開閉弁を用
いることなく、２つの電磁開閉弁によって行うことがで
き、冷媒回路が簡素となり、また冷媒回路の流路抵抗が
減少するとともに電磁開閉弁への電気入力が減少し、さ
らに重量が軽減し小形化ができろ。

【実施例】

以下、この発明の一実施例を第１図ないし第６図につい
て説明する。 第１図はこの発明の一実施例によるヒートポンプ式冷暖
房給湯装置の冷媒回路の構成図である。 第１図において、１は圧縮機、３は四方切換弁、４は室
外熱交換器、５は絞り装置、６は室内熱交換器、８はア
キュムレータ、１ｏは給湯用熱交換器であり、これらを
主な構成要素としてヒートポンプ冷媒回路を構成してい
る。圧縮機１の吐出口と四方切換弁３の入口との間を接
続する冷媒回路の吐出冷媒配管７に第１の電磁開閉弁２
を設けてあり、吐出冷媒配管７の圧縮機１吐出口と第１
の電磁開閉弁２との間から分岐回路を形成する給湯用冷
媒配管２９が設けられ、この冷媒配管２９には第２の電
磁開閉弁９、給湯用熱交換器１０および逆止弁１５がこ
の順に冷媒上流側から下流側に向って設けてあり、冷媒
配管２９の下流端を絞り装ｗ５の一端に接続させである
。絞り装Ｍ５は、一端を室外熱交換器４および室内熱交
換器６と逆止弁１１および１２を介して接続してあり、
他端・湯用水回路は、給湯クンク１９と給湯用熱交換器
１０の入口側がポンプ１６を有するＷ路１７で接続して
あり、給湯用熱交換器１０の出口側が電路１８で給湯ク
ンク１９と接続してあり、給湯タンク１９には給水管２
０および給湯口２１も接続しである。さらに制御系はリ
モートコントローラ２２、これに信号線２５で接続した
室内ユニット４１のコントローラ２３、このコントロー
ラ２３と信号線２６で接続した室外ユニット４２のコン
トローラ２４、およびコントローラ２４に信号線２７で
接続した温度検出器２８を有し、この検出器２８は貯湯
タンク１９内の水温を検出するものである。そして、リ
モートコントローラ２２により冷暖房、給湯運転を制御
する信号を信号線２５を用いてコントローラ２３に送り
、これで室内ユニット４１を制御し、また信号線２６を
用いてコントローラ２４にも送り室外ユニット４２も制
御する。温度検出器２８で検出した貯湯タンク１９内の
水温検出信号を信号線２７を用いてコントローラ２４に
送ることｔでも室外ユニット４２を制御する。さらに、
コントローラ２４によって室外ユニ：ｙ　Ｉ−４２側の
他の入力信号を受信し、圧縮機１、四方切換弁３、第１
．第２電磁開閉弁２，９などの刷部信号を出力し、同様
にコントローラ２３によって室内ユニット４１側の入出
力制御を行うように構成しである。 上述した構成の冷媒回路では、第１．第２の電磁開閉弁
２，９の開閉および四方切換弁、３の切り換えによって
、冷房、冷房給湯、暖房、暖房給湯、および給湯の各運
転を行う。 第２図によって冷房運転を説明する。この運転時には、
第１の電磁開閉弁２を開とし、第２の電磁開閉弁９を閉
として圧縮機１の運転を行う。これの吐出冷媒は第２図
の矢印に示すように、圧縮機１−第１の電磁開閉弁２→
四方切換弁３−室外熱交換器４−逆止弁１１−絞り装置
５−逆止弁１４−室内熱交換器６→四方切換弁３−圧縮
機１の経路で循環する。この運転時には、第２の電磁開
閉弁９が閉じているので、通常のビー１−ポンプ式冷暖
房装置の冷房運転と同様な動作をする。 次に、冷房給湯運転について説明する。この運転時は、
貯湯タンク１９の１温度検出器２８から給湯負荷の発生
が室外ユニット４２のコントローラ２４に入力さね、ま
た室内側からも冷房負荷の発。 生が入力されている場合であり、上述した冷房運転状態
で第２の電磁開閉弁９を開く。また、ポンプ１６を駆動
させ、貯湯タンク１９と給湯用熱交換Ｈｉｏとの間で給
湯水を循環させる。圧縮機１の運転により、吐出冷媒は
第３図の矢印に示すように、冷房運転時と同様に室外熱
交換器４に流れるものと、圧縮機１→第２の電磁開閉弁
９呻給湯用熱交換器１〇−逆止弁１５の順に流れるもの
とに分流され、これらの冷媒が逆上弁１１．１５の下流
で合流され、以後は冷房運転時と同様の流れになる。こ
の運転により給湯用熱交換器１５で冷媒によって給湯循
環水を加熱するが、給湯循環水の温度は給湯負荷の発生
パターンによって多様である。すなオ）ち、給湯循環水
の温度が低い時は、給湯用熱交換器１０の凝縮温度が低
くなるため、圧力が低く、冷媒は給湯用熱交換器１０に
主に流れ、圧縮ｔ＊　ｉが低負荷状態で冷房しながら貯
湯タンク内の給湯水を加熱して行く。貯湯タンク内の給
湯水の温度上昇に伴い、冷媒の凝縮温度も上昇するが、
この状態になると給湯用熱交換器１０の凝縮能力が低下
し、冷媒は室外熱交換器４に主に流れるようになる。こ
の場合には、貯湯タンク内の給湯水の温度が上昇してお
り、これを急速に加熱する必要がなく、この運転を続け
ることにより冷房しながら貯湯タンク内の給湯水を所定
温度に加熱することができる。給湯水が所定温度に達す
ると、温度検出譬の入力によって第２の電磁開閉弁９を
閉じ、ポンプも停止し、冷房運転に移行する。すなわち
、第２の電磁開閉弁９の開閉により、圧縮機１の運転を
続けながら、冷房運転と冷房給湯運転とを切り換えるこ
とができる。 第４図によって暖房運転を説明する。この運転時には、
第１の電磁開閉弁２を開とし、第２の電磁ｒＩｌｉ閉弁
９を閉とし、四方切換弁３を切り換え冷媒の流れを冷房
運転時と逆になるようにして圧縮機１を運転する。これ
の吐出冷媒は、第４図の矢印に示すように、圧縮機１→
第１の電磁開閉弁２−四方切換弁３−室内熱交換器６−
逆止弁１２−絞り装Ｎ５→逆止弁１３−室外熱交換器４
−四方切換弁３−圧縮機１の経路で循環し、通常のヒト
ポンプ式冷暖房装置の暖房運転と同様な動作をする。 次に、暖房給湯運転について説明する。この運転時は、
給湯負荷と暖房負荷とが発生している場合であゆ、上述
した暖房運転状態で、第２の電磁開閉弁９を開いて行う
。圧縮機１の運転により、吐出冷媒は第５図の矢印に示
すように暖房運転時と同様に室内熱交換器６に流れるも
のと、給湯用熱交換器１０に流れるものとに分流され、
これらの冷媒が逆止弁１２．１５の下流で合流され、以
後は暖房運転時と同様の流れになる。 さらに、第６図によって給湯運転を説明する。 この運転時は、第１の電磁開閉々閉じ、第２のｍｍ開閉
弁９を閉じて運転を行い、この場合１こはポンプを駆動
させ、貯湯タンクと給湯用熱交換器１０との間で給湯水
を循環させる。圧縮機１の運転によ吟、吐出冷媒は第６
図の矢印に示すように、給湯用熱交換器１０、絞り装Ｍ
５および室外熱交換器４を通って循環する。そして、第
１の電ｕ１開閉弁２の開閉によって、第２の電磁開閉弁
９が開いているため、給湯運転と暖房給湯運転とを圧縮
機１の運転を続けながら行うことができる。 従って、暖房給湯運転中に暖房負荷が増大した場合には
、−時的に第２の電磁開閉弁９を閉じ、給湯運転機能を
停止して暖房能力を大きくしたり、暖房給湯運転中に出
湯によって給湯負荷が増大した場合には、−時的に第１
の電磁開閉弁２を閉じ、給湯能力を増加させたりする運
転を行うことができる。これらの運転は室内側暖房負荷
信号および貯湯タンク内の給湯水の温度信号に基づいて
刷部するものである。また、冷房運転中あるいは暖房運
転中は、第２の電磁開閉弁９が閉じ給湯用熱交換ｖｓ１
０が動作しないため、この熱交換器１ｏへの冷媒の流入
、寝込みがなく、給湯運転中は室内熱交換＠６が低圧側
となるため、この熱交換器６への冷媒の流入、寝込みが
なく、運転中に冷媒の過不足を生じろことがなく、安定
した運転ができる。さらに冷房給湯運転中に、凝縮器側
となる室外熱交換器４および給湯用熱交換器１０の冷媒
の流れは、循環する給湯水の温度が低い場合には、給湯
用熱交換器１０の能力が支配的となって給湯能力を大き
くでき、給湯水の温度が上昇して来ると給湯用熱交換器
１０の凝縮能力が減少するため、室外熱交換器４の能力
が支配的となり、従って給湯用熱交換器１０、室外熱交
換器４への冷媒の流れが自動的に調整され、冷房能力が
変化することなく運転できろ。

【発明の効果】

以上説明したように、この発明によれば圧縮機の吐出口
と四方切換弁との間の冷媒回路に第１の電磁開閉弁を設
け、圧縮機の吐出口と第１の電磁開閉弁との間から分岐
され第２の電磁開閉弁を設けた分岐回路に給湯用熱交換
器を接続し、第１゜第２の電磁開閉弁の開閉および四方
切換弁の切り換えにより、冷房、暖房、給湯、冷房給湯
、暖房給湯の各運転を行うようにしたので、従来のもの
のように多数の電磁開閉弁を用いることなく、２つのｒ
ｉ電磁開閉弁よって上記各運転ができ、冷媒回路が簡素
となって安価に製作でき、また冷媒回路の流路抵抗が減
少するとともに電磁開閉弁への電気入力が大幅に減少し
、冷凍サイクルの性能が向上し、ランニングコストも低
減し、さらに冷媒回路の重量の軽減、小形化が可能とな
り実用性の高いヒートポンプ式冷暖房給湯装置が得られ
るという効果がある。

【図面の簡単な説明】

第１図はこの発明の一実施例によると−トボンブ式冷暖
房給湯装置の冷媒回路を示す構成図、第２図、第３図、
第４図、第５図および第６図は第１図の冷媒流路を給湯
用水回路を除いて示す冷房運転時、冷房給湯運転時、暖
房運転時、暖房給湯運転時、および給湯運転時の説明図
、第７図は従来例のヒートポンプ式冷暖房給湯装置の冷
媒回路を示す構成図である。 １・・圧縮機、２　第１の電磁開閉弁、３　四方切換弁
、４　室外熱交換器、５・−絞り装置、６室内熱交換盟
、８　アキュムレータ、９　第２の電磁開閉弁、１０　
給湯用熱交換器、１１，１２゜１３．１４，１５　　逆
止弁。 なお、図中同一符号は同−又は相当部分を示す。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 圧縮機、四方切換弁、室外熱交換器、絞り装置、室内熱
   交換器および給湯用熱交換器をヒートポンプ冷媒回路の
   主な構成要素として、冷房、暖房給湯運転を行うヒート
   ポンプ式冷暖房給湯装置において、圧縮機の吐出口と四
   方切換弁との間の冷媒回路に第１の電磁開閉弁を設け、
   圧縮機の吐出口と第１の電磁開閉弁との間で冷媒回路か
   ら分岐され第２の電磁開閉弁を設けた分岐回路に給湯用
   熱交換器を接続し、冷房および暖房運転時には第１の電
   磁開閉弁を開、第２の電磁開閉弁を閉とし、給湯運転時
   には、第１の電磁開閉弁を閉、第２の電磁開閉弁を開と
   し、冷房給湯運転時および暖房給湯運転時には、第１、
   第２の電磁開閉弁をともに開とし、四方切換弁の切換え
   と相まって上記各運転を行うようにしたことを特徴とす
   るヒートポンプ式冷暖房給湯装置。