JPH0442589B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 （産業上の利用分野） 本発明は、ヒートポンプマルチ型の冷暖房給湯
装置に関するものである。

（従来技術） 従来、複数の室内機（即ち、室内熱交換器）を
有する空気熱源ヒートポンプマルチ型の冷暖房装
置において、外気温度低下に伴つて暖房能力が大
きく低下するのを補うために、別熱源で高圧液冷
媒を加熱する冷媒加熱器を付設したものが提案さ
れており更に、この冷暖房装置に給湯システムを
付加した冷暖房給湯装置も知られている。

かかる構造の冷暖房給湯装置において、暖房
時、２室以上の運転（室内機２台以上運転）の場
合、高圧による圧縮機駆動源、例えばエンジンの
回転数制御と冷媒加熱との併用により適正な暖房
運転ができるが、室内機１室運転の場合、冷媒加
熱を行なうと、暖房能力が大きすぎることとな
り、エンジン最低回転数の運転でも、高圧が上昇
し、第２図図示の如く、冷媒加熱のON−OFF制
御を行なわざるをえない。その結果、暖房１室運
転時には、高圧が短時間にサイクリングすること
となり、それに伴つてエンジン回転数も変動し、
場合によつては、エンストに至ることがある。一
般に、エンジンの出力特性は、回転数が低いほ
ど、軸トルクが低下するため、低回転数域の過負
加運転は好ましくないのである。

又、冷媒加熱後のガス冷媒をガスポンプによつ
て圧縮機の吐出側へ導びくようにしたものにおい
ては（実願昭58−40176号）圧縮機の吐出とガス
ポンプの吸入とをバイパスさせることによつて冷
媒加熱を停止するようになつているが、上記のよ
うな短時間のサイクリングは、ガスポンプにとつ
て好ましい運転ではなく、システムの信頼性を損
なうことにもなる。

そして、暖房１室運転は、一般家庭において朝
一番から夕方にかけて最も多く出現し、前記の問
題がシステムトラブルの原因となつていた。

一方、暖房シーズンには、給湯需要も多く、給
湯能力が他シーズン以上に要求される。ところ
が、最低回転数の暖房１室運転が多いと、給湯能
力が少ななり、夕方以降の給湯需要に対応できな
くなることがある。

（発明の目的） 本発明は、上記の点に鑑みてなされたもので、
その目的は、暖房１室運転時には、冷媒加熱を止
め、ヒートポンプ能力のみによる暖房運転をし、
且つ高圧によるエンジン回転数制御を行なうこと
によつて、エンジンを定格回転数付近で安定運転
するとともに、エンジン排熱を給湯能力として活
用せんとすることにある。

（発明の構成） 本発明は、かかる目的達成のため、エンジンに
よつて駆動される圧縮機、四路切換弁、複数の室
内熱交換器、冷房用および暖房用膨張機構、室外
熱交換器および前記エンジンの排熱で加熱された
熱媒の放熱により高圧液冷媒を加熱する冷媒加熱
器を備えた冷暖房回路と、給湯水を冷媒凝縮熱で
加熱すべく前記冷暖房回路に付設された冷媒給湯
加熱器および前記給湯水をエンジンの排熱で加熱
された熱媒の放熱により加熱する熱媒給湯加熱器
を備えた給湯水加熱回路とで構成される冷暖房給
湯装置において、前記エンジンに、暖房負荷の増
減に対応する如くエンジン回転数を制御する回転
数制御手段を付設するとともに、前記冷媒加熱器
には、前記室内熱交換器の単数暖房運転時におい
て高圧液冷媒の供給を停止すべく作用する開閉弁
を付設して、室内熱交換器の単数暖房運転時に
は、冷媒加熱を停止してヒートポンプ能力のみに
よつて暖房運転し且つ暖房負荷に対応するエンジ
ン回転数制御を行なうことによつて、エンジン回
転数を定格値付近の安定域に保持せしめると同時
に、エンジン排熱を給湯能力として有効に活用し
得るようにすることを特徴としている。

（実施例） 以下、添付の図面を参照して、本発明の実施例
にかかる冷暖房給湯装置を説明する。

この冷暖房給湯装置は、エンジン１により駆動
される圧縮機２、油分離器３、四路切換弁４、複
数（本実施例ではＡ室、Ｂ室およびＣ室用の３
個）の室内熱交換器５，５，５、冷房用膨張機構
６，６，６、レシーバ７、暖房用膨張機構８、室
外熱交換器９、前記エンジン１の排熱を利用して
高圧液冷媒を加熱する冷房加熱器１０、該冷媒加
熱器１０にて加熱気化したガス冷媒をレシーバ７
を経て前記圧縮機２吐出側の高圧ガス冷媒回路１
３に導くべく設けたガスポンプ１１およびアキユ
ムレータ１２を備えた冷暖房回路Ｘと、貯湯タン
ク１４、給湯水循環ポンプ１５、給湯水を冷媒凝
縮熱で加熱すべく前記冷暖房回路Ｘに付設し冷媒
給湯加熱機１６および前記冷暖房給湯加熱器１６
で加熱された給湯水をエンジン１の排熱を利用し
て更に加熱する熱媒給湯加熱器１７を備えた給湯
水加熱回路Ｙとで構成されている。

前記冷媒加熱器１０および熱媒給湯加熱器１７
は共にエンジン１の排熱を回収した熱媒（本実施
例ではエンジン冷却水）の放熱によつて冷媒およ
び給湯水を加熱するように構成されており、冷却
水循環ポンプ１８、エンジン１の冷却水ジヤケツ
ト１９、エンジン１の排熱を冷却水に回収する排
熱熱交換器２０およびラジエータ２１と共に熱媒
加熱回路Ｚを構成している。

前記油分離器３とガスポンプ１１の吸入管２２
との間には、冷房時、１室暖房時および給湯専用
時（即ち、冷媒加熱器１０による冷媒加熱停止
時）に高圧ガス冷媒の１部をバイパスさせてガス
ポンプ１１の機能を停止させるためのバイパス回
路２３が介設されている。該バイパス回路２３途
中には、開閉弁２４を併設したキヤピラリチユー
ブ２５が設けられている。該キヤピラリチユーブ
２５、開閉弁２４の閉成時に油分離器３で分離さ
れた潤滑油をガスポンプ１１へ返し戻しするため
のものである。

しかして、本実施例においては、エンジン１
は、高圧圧力検出センサー２６あるいは低圧圧力
検出センサー２７からの信号を受ける回転数制御
手段２８によつて、冷暖房回路Ｘにおける高圧圧
力あるいは低圧圧力が所定値に保持されるように
回転数制御される。即ち、暖房運転時には、圧縮
機２の吐出圧力を高圧圧力検出センサー２６によ
つて検知し、設定圧力以下になれば、回転数制御
手段２８から増速信号をアクチユエータに出力
し、スロツトバルプを開けて、エンジン１の回転
数を増速し、逆に設定圧力以上になれば、上記と
反対の動作をさせて、エンジン１の回転数を減速
させる。又、冷房運転時には、圧縮機２の吸入圧
力を検知し、設定圧力以上になれば増速、設定圧
力以下になれば減速を行なう。

更に、前記冷媒加熱器１０による冷媒加熱の停
止は、冷媒加熱器１０の入口側に介設された開閉
弁２９を閉成することによつて行なわれる。

図面中、符号３０は室内フアン、３１は室外フ
アン、３２はマフラー、３３は膨張タンク、３４
〜４１は逆止弁、４２〜４５は開閉弁である。

次に、図示の冷暖房給湯装置の作用を暖房運転
時について説明する。

多室運転時、即ち室内熱交換器５，５，５のう
ち複数が運転されている時、冷媒は第１図に点線
矢印で示す方向に循環し、冷媒加熱器１０による
冷媒加熱と回転数制御手段２８によるエンジン回
転数制御とにより、暖房負荷の増減に対応するよ
うになつている。

次に、一般家庭における昼間時のように、１室
運転時、即ち、室内熱交換器５，５，５のうち単
数が運転されている時には、開閉弁２９を閉成し
て、冷媒加熱器１０への高圧液冷媒の供給を停止
すると同時に、開閉弁２４を開成して、圧縮機２
の吐出ガス冷媒の一部をガスポンプ１１の吸入側
にバイパスさせて、ガスポンプ１１の機能を停止
させる。従つて、、冷暖房回路Ｘにおいては、ヒ
ートポンプ能力のみによる暖房運転が行なわれる
こととなるとともに、エンジン１回転数は、回転
数制御手段２８により定格回転数付近に制御され
ることとなる。その結果、エンジン１の排熱の大
部分を熱媒給湯加熱器１７にまわすことができ、
給湯能力の向上につながる。更に、エンジン１の
運転状態が常に安定するばかりでなく、エンジン
排熱も従来例の最低回転数のときに比べて多くな
り、給湯能力が増大する。

なお、冷房時および給湯専用時における冷媒の
流れは、それぞれ第１図に細実線矢印および太実
線矢印に示す方向である。

なお、本実施例においては、高圧圧力による回
転数制御の場合を示したが、暖房負荷の増減を対
応して変化する凝縮温度、室内温度を検知して回
転数制御を行なつても同じである。

（発明の効果） 叙上の如く、本発明によれば、暖房１室運転時
に、エンジン排熱を利用した冷媒加熱器１０によ
る冷媒加熱を停止し、ヒートポンプ能力のみによ
る暖房運転をし、同時に高圧等を検知して暖房負
荷に対応する如くエンジン回転数制御を行なうよ
うにしたので、従来例における冷媒加熱器のON
−OFF制御の如くサイクリングをおこすおそれ
がなく、エンジン１を定格回転数付近で安定運転
することができ、エンジントラブルの防止により
システムの信頼性を向上せしめることができると
いう優れた効果がある。

又、暖房１室運転時には、冷媒加熱器１０によ
る冷媒加熱を停止するようにしたので、エンジン
排熱を給湯水加熱用にまわすことができるととも
に、エンジンの定格回転数運転によりエンジン排
熱が増大するととなり、給湯能力を著しく増大せ
しめることができるという効果もある。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の実施例にかかる冷暖房給湯装
置の系統図、第２図は従来の冷暖房給湯装置にお
ける運転時間Ｔに対する高圧Ｐおよびエンジン回
転数ｎの変化を示す特性図である。 １……エンジン、２……圧縮機、４……四路切
換弁、５……室内熱交換器、６……冷房用膨張機
構、８……暖房用膨張機構、９……室外熱交換
器、１０……冷媒加熱器、１６……冷媒給湯加熱
器、１７……熱媒給湯加熱器、２８……回転数制
御手段、２９……開閉弁、Ｘ……冷暖房回路、Ｙ
……給湯水加熱回路。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １ エンジン１によつて駆動される圧縮機２、四
   路切換弁４、複数の室内熱交換器５，５…、冷房
   用膨張機構６，６…、暖房用膨張機構８、室外熱
   交換器９および前記エンジン１の排熱で加熱され
   た熱媒の放熱により高圧液冷媒を加熱する冷媒加
   熱器１０を備えた冷暖房回路Ｘと、給湯水を冷媒
   凝縮熱で加熱すべく前記冷暖房回路Ｘに付設され
   た冷媒給湯加熱器１６および前記給湯水をエンジ
   ン１の排熱で加熱された熱媒の放熱により加熱す
   る熱媒給湯加熱器１７を備えた給湯水加熱回路Ｙ
   とで構成される冷暖房給湯装置において、前記エ
   ンジン１に暖房負荷の増減に対応する如くエンジ
   ン回転数を制御する回転数制御手段２８を付設す
   るとともに、前記冷媒加熱器１０には、前記室内
   熱交換器５，５…の単数暖房運転時において高圧
   液冷媒の供給を停止すべく作用する開閉弁２９を
   付設したことを特徴とする冷暖房給湯装置。