(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
第１、第２及び第３の熱交換器と、圧縮機と、膨張弁と、制御弁アセンブリとを含む熱伝達アセンブリであって、
前記圧縮機は、前記熱交換器に選択的に分配するための圧縮冷媒を供給し、
前記膨張弁は、前記第１及び第２の熱交換器に対し、膨張冷媒を選択的に分配し、
前記制御弁アセンブリは、
前記熱交換器、膨張弁及び圧縮機と連通して前記冷媒の循環に協調し、それによって、前記圧縮冷媒を前記第３の熱交換器に分配し、前記膨張冷媒を前記第１または第２の熱交換器に分配し、
または、前記圧縮冷媒を前記第１または前記第３の熱交換器に分配し、前記膨張冷媒を前記第２の熱交換器に分配し、
または、前記圧縮冷媒を前記第２の熱交換器に分配し、前記膨張冷媒を前記第１の熱交換器に分配し、
または、前記膨張冷媒を前記第３の熱交換器に分配し、前記圧縮冷媒を前記第１または第２の熱交換器に分配することができ、
前記第１、第２または第３の熱交換器のいずれかが動作していないとき、動作していない熱交換器からの冷媒を前記圧縮機へ排出するように構成されている。
【請求項２】
請求項１に記載された熱伝達アセンブリであって、
前記弁アセンブリは、第１、第２及び第３の弁装置を含み、
前記第１の弁装置は、前記第１の熱交換器を前記圧縮機に連結して前記圧縮機から冷媒を受け、または前記圧縮機へ冷媒を分配し、及び、前記第２の弁装置を前記圧縮機に接続して前記第２の弁装置へ圧縮冷媒を分配し、
前記第２の弁装置は、前記第３の弁装置に接続されて前記第３の弁装置へ圧縮冷媒を分配し、もしくは、前記第３の弁装置から冷媒を排出して前記圧縮機へ分配し、及び、圧縮冷媒を前記第２の熱交換器に分配するか、もしくは前記第２の熱交換器から冷媒を排出して前記圧縮機へ分配し、
前記第３の弁装置は、前記第１の熱交換器に関連する前記膨張弁を介して前記第１の熱交換器に接続されて、前記第１の熱交換器を孤立させ、または、前記第１の熱交換器へ冷媒を分配し、もしくは、前記第１の熱交換器から冷媒を受け、
前記第３の弁装置は、更に、前記第２の熱交換器に関連する前記膨張弁を介して前記第２の熱交換器に接続されて、前記第２の熱交換器を孤立させ、または、前記第２の熱交換器へ冷媒を分配し、もしくは、前記第２の熱交換器から冷媒を受け、
前記第３の弁装置は、更に、前記第３の熱交換器に連結されて、前記第３の熱交換器を孤立させ、または、前記第３の熱交換器から冷媒を受け、もしくは、前記第３の熱交換器へ冷媒を分配する。
【請求項３】
請求項１または２の何れかに記載された熱伝達アセンブリであって、
前記第１の熱交換器は、建物の内部に位置し、
前記第２の熱交換器は、前記建物の外部に位置し、
前記第３の熱交換器は、水本体に関連付けられており、前記水本体に熱を分配する。
【請求項４】
請求項３に記載された熱伝達アセンブリであって、
前記水本体は、水泳プール、水ヒーターまたは類似物である。
【請求項５】
請求項１または２の何れかに記載された熱伝達アセンブリであって、
前記第１の熱交換器は、建物の内部に位置しており、
前記第２の熱交換器は、加熱された水の供給系に関連付けられており、前記加熱された水の供給系から熱を受け、
前記第３の熱交換器は、温水ヒーターに関連付けられており、前記温水ヒーターに熱を分配する。
【請求項６】
請求項１または２の何れかに記載された熱伝達アセンブリであって、
前記第１及び第３の熱交換器は、建物の内部に位置しており、
前記第２の熱交換器は、前記建物の外部に位置している。
【請求項７】
請求項１または２の何れかに記載された熱伝達アセンブリであって、
前記熱交換器の少なくとも１つは、温水供給系に関連付けられており、前記温水供給系から熱エネルギーを回収し、
前記熱交換器の少なくとも１つは、水加熱器に関連付けられており、前記水加熱器に熱を分配する。
【発明の詳細な説明】
技術分野
本発明は、エネルギー管理システムに関し、特に、少なくとも３機の熱交換器（加熱装置及び冷却装置）の間の熱エネルギーをモニタし分配するシステムに関する。
特に、本発明は、例えば、空冷を提供し、同時に、空冷手段から棄却される熱を、例えば、家庭の温水ヒーター、水泳プール等に提供される水を加熱するのに使用することができるエネルギー管理システムに関する。条件が満たされると、過剰エネルギーは必要に応じて大気へ棄却することができる。
本発明はまた、本発明のエネルギー管理システムまたは他の用途に使用することができる三方向弁にも関する。
本発明は、また、エネルギー管理システム内における冷媒転換弁の使用に関し、それによって、同一回路、すなわち、流路を、異なる構成において使用することができるようにする。上記異なる構成とは、水型、空気型及び／又は類似の方の熱交換器を通る冷媒を循環させるために異なるエネルギー所要量が要求されるような構成である。
発明の背景
今日の社会は、熱制御された環境、すなわち、快適なレベルまで、加熱または冷却されることによって「調節」された環境で生活することに慣れてきている。空気制御された温度、湿度等だけでなく、今日の社会は、「蛇口から」温水及び冷水が即座に出る設備、快適なレベルまで加熱される水泳プール等を要求する。例えば、家庭内の状況では、加熱されたプール等を備えて空調された家を要求することは珍しいことではない。休日のリゾートでは、空調された部屋、温水プール、食糧貯蔵冷凍室、サウナ等の高温室等、更に要求が厳しくなっている。
家庭、ビジネスまたはリゾート用地のこれらすべての個別の構成要素は、エネルギー需要が高く、結果として燃料費のコストアップを招く。最近では燃料費及び電気代が高騰しているため、このようなシステムは、その運転費用がますますコスト高になる。
人間は、このような制御された環境を要求するだけでなく、異なる季節には異なる快適レベルを要求する。すなわち、例えば、冬の要求と夏の要求とは異なる。
本発明の目的
本発明の目的は、上述の問題点を解消し、または実質的に改善することである。
発明の開示
本発明は、熱伝達アセンブリを開示する。この熱伝達アセンブリは、第１、第２及び第３の熱交換器と、圧縮機と、膨張弁と、制御弁アセンブリとを含んでいる。
前記圧縮機は、選択的に分配するための圧縮冷媒を、熱交換器に供給する。前記膨張弁は、第１及び第２の熱交換器のそれぞれに対し、膨張冷媒を選択的に分配する。
制御弁アセンブリは、熱交換器、膨張弁及びアセンブリと連通して冷媒の循環に協調する。それによって、圧縮冷媒を第３の熱交換器に分配し、膨張冷媒を第１もしくは第２の熱交換器に分配する。または、圧縮冷媒を第１または第３の熱交換器に分配し、膨張冷媒を第２の熱交換器に分配する。または、圧縮冷媒を第２の熱交換器に分配し、膨張冷媒を前記第１の熱交換器に分配する。または、膨張冷媒を第３の熱交換器に分配し、圧縮冷媒を第１もしくは第２の熱交換器に分配する。
前記制御弁アセンブリは、不動作時は、第１、第２または第３の熱交換器のいずれか１つからの冷媒を圧縮機へ排出するようにも構成される。
本発明は、更に、請求項１に記載された熱伝達アセンブリを開示する。この熱伝達アセンブリにおいて、前記弁アセンブリは、第１、第２及び第３の弁装置を含む。前記第１の弁装置は、前記第１の熱交換器を、前記圧縮機に連結して、前記圧縮機から冷媒を受け、もしくは前記圧縮機へ冷媒を分配し、更に、前記第２の弁装置を前記圧縮機に接続して、前記第２の弁装置へ圧縮冷媒を分配する。
前記第２の弁装置は、前記第３の弁装置に接続され、前記第３の弁装置へ圧縮冷媒を分配し、もしくは前記第３の弁装置から冷媒を排出して前記圧縮機へ分配する。第２の弁装置は、また、圧縮冷媒を前記第２の熱交換器に分配し、もしくは第２の熱交換器から冷媒を排出して圧縮機へ分配する。
前記第３の弁装置は、前記第１の熱交換器に関連する膨張弁を介して前記第１の熱交換器に接続されて、第１の熱交換器を孤立させるか、第１の熱交換器へ冷媒を分配するか、第１の熱交換器から冷媒を受ける。前記第３の弁装置は、また、前記第２の熱交換器に関連する膨張弁を介して第２の熱交換器に接続され、前記第２の熱交換器を孤立させ、または、前記第２の熱交換器へ冷媒を分配し、もしくは、前記第２の熱交換器から冷媒を受ける。前記第３の弁装置は、更に、前記第３の熱交換器に連結されて、前記第３の熱交換器を孤立させ、前記第３の熱交換器から冷媒を受け、もしくは、前記第３の熱交換器へ冷媒を分配する。
【図面の簡単な説明】
本発明の好適な態様を、添付図面を参照し、例として説明する。
図１は本発明の第１の態様によるエネルギー管理システムの第１の実施例を概略図で示す。
図２は、本システムの第２の実施例を示す。
図３は、本システムの第３の実施例を示す。
図４は、本システムの第４の実施例を示す。
図５は、本発明の第２の態様による三方向弁の第１の実施例を示す。
図６は、弁の第２の実施例を示す。
図７は、弁の第３の実施例を示す。
図８は、弁の第４の実施例を示す。
好適な実施例の詳細な説明
図１〜４は様々な構成部品の設備をフローチャートの形態で示す。この設備は、空調装置等の熱冷却手段と、プール加熱器等の加温手段とを同時に提供するのに使用することができる。
図１は本発明のエネルギー管理システム（熱伝達アセンブリ）の第１の実施例を示す。この実施例は、家庭状況、及びリゾート、ホテル、モーテル、養護施設等の商業用設備に適する。この実施例は、プール加熱と空調との両方が必要な場合に特に適している。このシステムは、もちろん、商業用衣類乾燥機及び／又は空調からのエネルギー回収、または、ポータブル温水貯蔵へ回収されるクリーニング空間を冷却するための熱回収のための専用温水発生器等の他の類似用途にも使用することができる。このシステムは、この後、熱回収エネルギー管理システムとしてプール加熱器及び空調の実施例を記載する。
このシステムは、ガラス工場の水加熱器チューブによる空調及び温室加熱、ポータブル温水供給へのクリーニング衣類乾燥機熱回収、効果的冷却のためのクリーニング熱回収すなわちポータブル温水へ供給されるエネルギー、コンクリート温水回路スラブ加熱への空調、多階層冷却塔水回路の空調、エネルギーの放散または収集及び、多階層オフィスのビルの日のあたる側の同時加熱及び冷却、及び構造物の日陰側の加熱、または、水冷却塔を使用してのツインファンコイルの空調に特に有用である。
図１において、外部ファンコイルは符号１１で示されている。外部コイル１１は、プロペラまたは遠心型ファンを含むことができる。プロペラまたは遠心型ファンは、アルミニウム製の拡張フィンを有するチューブ型装置を通る空気を動かすためのものである。そのようなコイルは通常、凝縮コイル（加熱目的に使用さる際）として知られており、夏期には、圧縮機からの過加熱排出冷媒ガスに含まれる熱エネルギーを捨てるために使用される。コイル１１は、冬期には、周囲環境からエネルギーを収集する蒸発器（冷却目的に使用さる際）としても使用される。
１２で示される屋内ファンコイル蒸発器は、遠心スクロールファンを有する。遠心スクロールファンは、通常、産業上、チューブ型アルミニウム製拡張フィンコイルを通る空気を循環させるために使用される。コイル１２は、夏期には冷却に使用され、冷媒によってエネルギーが収集される。冷媒は空気よりもかなり低い温度でこのコイルを通るため、冷媒は蒸発し、液体から気体になり、それによって熱エネルギーを吸収する。この部品１２は、凝縮器としても使用され、冬期には、熱エネルギーを放散させて、空気加熱のために内部生活空間を加熱する。
プール水冷熱交換器を１３で示す。第一に、プール熱交換器は凝縮器であり、過加熱排出ガスが冷却され、その熱エネルギーをプール水に与える。これは、水からエネルギーを収集する蒸発器としても使用される。
サーモスタット膨張弁（ＴＸ弁）は、１４、１５で示される。その第一の目的は、蒸発によって発生した圧力低下により、冷媒を液体から蒸発気体状態にすることである。サーモスタット膨張弁１４、１５は、エネルギーの効率的収集のため、蒸気になる冷媒の量を調整する。空気型熱交換器でも水型熱交換器でもよく、任意にガス抜き等をされる。
１６で示される弁は特別目的の部品であり、２フロー多方向操作可能機能を持つよう設計され、製造される。ポートＡ、Ｃが開いているとき、ポートＢは閉じている。ポートＡ、Ｂが開いているとき、ポートＣが閉じており、ポートＢ、Ｃが開いているときはポートＡは閉じている。弁１６の操作に関しては、図５〜８を参照して後で詳しく記載する。
このポート構成により、所望により、冷媒を異なる熱交換器へ転換して、エネルギーを放散し、またはエネルギーを収集することができる。
１７で示される圧縮機は、冷凍効果を生成する。冷媒蒸気が圧縮機の低圧吸入ポートに入ると、ピストンまたは他の回転タービンまたは羽根型圧縮機によって圧縮され、それによって体積が減少する。この機能は、冷媒気体の温度が上げることである。冷却が起こると、熱交換器の過加熱排出蒸気が熱エネルギーを失い、飽和して液体に戻り、再使用することができる。
冷媒転換弁１８、１９は各々４つのポートを有する。その機能は、冷媒の流れを変えることである。
このシステム設計において、冷媒転換弁１８、１９は、１つの熱交換器から別の熱交換器へ冷媒を転換するために用いられると共に、冷媒の圧力を軽減するために用いられ、更に、要求に応じて、圧縮機吸入によって回収し、システムの別の部分に使用することができるようにするために用いられている。排出方向が変化し、過加熱排出ガス蒸気の中に引き込まれるエネルギーに新しい路を供する。弁を電気的に操作することによって、Ｕ字型ヨークの状態を非付勢状態から付勢状態へ変えることができる。非付勢状態では、流路はポートＤとａとの間、及びポートｃとｂとの間にある。付勢状態では、流路はポートＤとｂとの間、及びポートａとｃとの間にある。付勢状態を湾曲した実線で示し、一方、非付勢状態を湾曲した破線で示す。
図１に示すシステム全体は下記のように動作する。
夏期サイクルの運転では、冷媒転換弁１９は非付勢状態にあり、屋内ファンコイル１２はポートｃ、ｂを介して圧縮機１７の低圧入口に接続され、圧縮機１７の高圧排出ガスはポートＤからａへ移動する。高圧ガスは、非付勢である転換弁１８に入り、Ｄポートを通りポートａを出る。次に、水冷チューブインチューブ熱交換器１３に入る。過加熱高圧排出ガス蒸気はその熱エネルギーをプール水に与え、液体冷媒に戻る。冷媒は、更に移動し、弁１６を通って、ポートＢに入る。家庭内で冷却が必要とされる場合、ポートＢ，Ａが開いており、ポートＣが閉じているときに、屋内ファンコイルを使用する。冷媒は次にＴＸ弁１４に入り、屋内ファンコイル熱交換器内で冷媒の蒸発が開始する。内部温度条件が満たされると、システムは、内部サーモスタットに制御され、断続してサイクル作動する。プールも、サーモスタットの使用によって制御され、所望の設定温度が達成され、冷却が依然として必要な場合、プールサーモスタットは、弁１６を付勢して、ポートＡ、Ｃを開け、ポートＢを閉じるよう信号を発する。同時に、転換弁１８が付勢され、中で冷媒が凝縮されているプール水熱交換器の圧力を減圧する。この冷媒は次に転換弁１８のポートａ、ｃへ流れ戻り、圧縮機吸入口へ戻る。本明細書では吸入ポートと呼ぶ。転換弁１８が付勢されるため、排出ガスはポートＤからポートｂへ流れてフィンチューブ型アルミニウム製熱交換器外部ファンコイル１１に入り、過加熱冷媒蒸気を使用して、排出熱エネルギーを外部環境へ放散する。
冬期サイクルの運転では、一般に、家庭加熱とプール加熱とが必要である。第一の要求は家庭加熱であるが、その要求は、水泳プールを２８℃に維持するのに必要なエネルギーに比較して、相対的に小さな所要量である。従って、電子管理設備をプログラムして、家庭加熱を優先できるようにして、最良の日中環境要因を使用してプール加熱負荷所要量に適合させる。大半の場合、日中は多くの人々は勤め先にいるため、日中の要求は多くない。プール加熱負荷条件は、昼間の利用可能な運転時間中にプールの最高熱損失を補う大きさの設備を正しく選択することによって、満たされる。但し、週末及び祝日には家庭加熱の所要量は第一に満たされる。電子管理設備はまず家庭への加熱要求を最初に満たし、次に必要に応じてプールを加熱するようプログラムされる。
家庭で必要とされる加熱のため、転換弁１９は付勢されて、高圧排出ガスがポートＤからポートｂへ流れて屋内ファンコイル熱交換器１２へ入り、空気加熱を提供する。過加熱冷媒ガス蒸気は、その熱エネルギーを空気へ与え、そのため凝縮されて液体に戻る。ＴＸ弁膨張装置１４を通って移動した後、弁１６へ入り、弁１６も付勢されてポートＡ、Ｃが開いており、ポートＢは閉じている。冷媒がこのポート構成を過ぎると、外部ファンコイル熱交換器１１に入り、膨張して外部の周囲空気からエネルギーを収集し、冷媒は蒸気になり、転換弁１８（付勢されていない）のポートｃ、ｂを介して圧縮機１７に戻り、圧縮機１７の吸入ポートへ行き、冷凍サイクルを繰り返す。家庭加熱条件が満たされ、プール加熱が依然として要求されている場合、転換弁１９は消勢され排出ガスがポートＤからポートｂへ流れて転換弁１８に入る（非付勢状態にある）。排出ガスはポートＤに入り、ポートａを出て、プール水加熱交換器１３へ入り、そこで過加熱冷媒ガス蒸気は、熱エネルギーをプール水へ放出する。同時に弁１６が付勢され、ポートＢ、Ｃが開き、ポートＡが閉じる。凝縮された液体冷媒は次にＴＸ弁１５を通って移動し、冷媒は蒸発して外部ファンコイル熱交換器１１内へ入り、外部の周囲空気からエネルギーを収集する。冷媒は膨張し、エネルギーを収集し、蒸気になり、転換弁１８を介してポートｃ、ｂを通り圧縮機１７の吸入ポートへ戻る。そこで、冷凍サイクルが完了する。
冬期間は、冷媒温度が、大半の場合に、０℃よりも低くなるため、外部ファンコイル熱交換器１１に霜が蓄積するため、冬期は除霜サイクル操作が発生する。空気型アルミニウム製拡張フィンチューブ熱交換器の効率を減じる過剰な霜の蓄積を防止するため、除霜サイクルを利用できるようにする必要がある。電子管理設備は、必要なときは必ずこの除霜サイクルを利用できるようにし、最適な運転効率を維持するようプログラムされる。効率的な運転を維持することが、全ての機能的要求よりも優先する。除霜サイクルは、外部ファンコイルの温度を感知するサーモスタットを有して、−１０℃で開始し、＋１０℃でリセットし、除霜が完了する。除霜サイクル運転は下記のように行われる。転換弁１９が消勢されると、排出ガスはポートＤからポートａへ流れる。排ガスは、ポートａを出た後、転換弁１８のポートＤへ入り、ポートｂを出て、外部ファンコイル１１に入る。過加熱排出ガス蒸気が外部ファンコイル１１に入ると、霜の蓄積が除かれる。サーモスタットが＋１０℃に達すると、システムは、電子管理設備にプログラムされたように、機能的条件を満たす。従って、過加熱排出ガス蒸気は、その熱エネルギーが氷を溶かすのに当てられ、従って液体冷媒になる。冷媒は、次にＴＸ膨張装置１５に入り、弁１６へ移動する。弁１６は付勢されているため、ポートＣ、Ｂが開き、ポートＡが閉じている。膨張冷媒は、２８℃であるプール水から熱エネルギーを収集する。蒸気になって熱エネルギーを収集すると、転換弁１８を介し、ポートａ、ｃ（付勢されている）を通って圧縮機に戻り、圧縮機１７の吸入ポートに入り、除霜サイクルが完了する。
図２は、図１に示すシステムの変形例を示し、本発明の第２の実施例である。図２において、空気型熱交換器を１機のみ使用し、一方、チューブインチューブ型熱交換器を２機使用する。
図２の実施例は、商業クリーニング、ホテル、モーテル、または養護病院施設に適しており、これらの施設では、洗浄等のために温水が絶えず必要とされる。商業クリーニング作業環境は極めて暑く、湿度の高いものであり、これらの条件下で働く従業員の能率は、平均より低い。このシステム設計は、これらのパラメータを考慮に入れ、これらの条件の過酷さを軽減し、エネルギー回収と空気冷却を同時に利用できるようにする。商業クリーニングではおびただしい量の水を使用するため、水を加熱して使用後に排水する費用が高くなる。貯蔵容器またはタンクの使用により、水を廃棄処分する前にエネルギーを回収することができる。捨てられる温水は、即座には蓄積されないため、実際には回収できない期間もある。この期間の間、回収サイクル用の十分な量の温廃水が実行可能になるまで、作業空間内で空冷からのエネルギー回収が可能である。
この型のシステムの他の用途の例としては、次のようなものを挙げることができる。
（ａ）空調、プール加熱及びポータブル温水
（ｂ）スラブ加熱及びポータブル温水温室水、及びチューブ網目状加熱及び冷却
（ｃ）プール加熱及びスパ加熱
（ｄ）２つの別々のプールのプール加熱
（ｅ）タンクまたは容器を同時に冷却、加熱する熱貯蔵
図２に示す構成要素の詳細は下記の通りである。熱回収コイル２１は循環ポンプの助けで作用し、チューブインチューブ熱交換器コイルを通って、水を移動させる。この型のコイルは通常、蒸発器コイルとして知られ、貯蔵槽等の温廃水から熱エネルギーを回収するために使用される。
屋内ファンコイル蒸発器２２は、チューブ型アルミニウム製拡張フィンコイルを通る空気の循環用遠心スクロールファンを有し、空冷からのエネルギー回収のため使用される。エネルギーは冷媒によって収集される。冷媒は空気よりもかなり低い温度でこのコイルを通るため、冷媒は蒸発して、液体から気体に変わり、それによって熱エネルギーを吸収する。
温水熱交換器２３はチューブインチューブ型熱交換器コイル凝縮器であり、過加熱排出ガスが冷却される。次にその熱エネルギーを、温水貯蔵タンク等の水に与える。
サーモスタット膨張弁（ＴＸ弁）２４、２５は、第一に冷媒を膨張させて液体から蒸気ガス状態にし、それによって圧力低下が起こり、蒸発を発生させる。サーモスタット膨張弁２４、２５は、エネルギーの効率的な収集のため、蒸発器２２への冷媒の量を調整する。
弁２６は特別目的の弁であり、２フロー多方向操作可能機能を提供するよう設計され製造される。ポートＡ、Ｃが開いているとき、ポートＢは閉じている。ポートＡ、Ｂが開いているとき、ポートＣが閉じており、ポートＢ、Ｃが開いているときはポートＡは閉じている。このポート構成により、所望により、冷媒を異なる熱交換器へ転換して、エネルギーを放散するかまたはエネルギーを収集することが可能である。
圧縮機２７は、冷凍効果を作り出す。冷媒が圧縮機２７の吸入ポートに吸入されると、ピストンまたは他の回転タービンまたは羽根型圧縮機によって圧縮され、それによって冷媒の体積が減少し、圧力と気体温度とが上昇する。熱交換器内のこの過加熱排出蒸気を冷却することによって、冷媒は熱エネルギーを失い、液体に戻り、再使用することができる。冷媒転換弁２８、２９は各々４つのポートを有し、冷媒の流れを変えるよう操作することができる。
このシステム設計の冷媒転換弁２８、２９は、１つの熱交換器から別の熱交換器へ冷媒を転換する機能のために使用される。冷媒の圧力を減圧するためにも使用され、要求により、圧縮機吸入によって回収され、システムの別の部分に使用ことができる。排出方向も変わり、過加熱排出ガス蒸気に伴出されるエネルギーに新しい流路を提供する。弁を電気的に操作することによって、Ｕ字型ヨークの状態を非付勢状態から付勢状態へ変えることができる。非付勢状態では、流路はポートＤとａとの間、及びポートｃとｂとの間にある。従って、付勢状態では、流路はポートＤとｂとの間、及びポートａとｃとの間にある。付勢状態をＵ字型湾曲実線で示し、一方、非付勢状態をＵ字型湾曲破線で示す。
上述の実施例において、熱伝達アセンブリは、第１の熱交換器２２と、第２の熱交換器２１と、第３の熱交換器２３と、膨張弁２４、２５と、圧縮機２７と、弁２６、２８、２９を有する制御弁アセンブリとを含む。
図２に示すシステム全体は下記のように動作する。ポータブル水加温への温水及び空冷熱回収を実行するとき、転換弁２９が非付勢状態にあれば、屋内ファンコイル２２は冷却吸入を使用して、ポートｃ、ｂを介して圧力が減圧され、排出ガスはポートＤからａへ移動する。転換弁２９を出た後、排出ガスは転換弁２８に入りポートＤを通り、ポートａから出る（これも非付勢である）。次に水冷チューブインチューブ温水熱交換器２３に入る。過加熱高圧排出ガス蒸気はその熱エネルギーを水に与え、飽和して液体冷媒に戻る。更に移動して弁２６を通って、ポートＡに入る。作業場内部で空気回収冷却が必要とされる場合、屋内ファンコイルを使用する。ポートＡ、Ｂが開いていて、ポートＣが閉じているときに、冷媒は次にＴＸ弁２４に入り、屋内ファンコイル熱交換器２２内で冷媒の蒸発が開始する。作業場からエネルギーを収集し、冷媒蒸気は屋内ファンコイル熱交換器２２を離れ、転換弁２９のポートｂに入り、次にポートｃから出て、圧縮機２７の吸入ポートへ戻り、その後、繰り返し、冷凍サイクルに使用される。空冷熱回収は、水貯蔵タンクまたは容器が一杯になり、次の温水回収サイクルの準備ができるまで、または、汚染されていない新鮮な温水の温度条件が満たされるまで続く。温廃水回収槽温度はサーモスタットの使用により制御され、水温が所望の最小設定値に達すると、サーモスタットが、貯蔵タンクまたは容器が排水されるべきであるという信号を、フロートレベルスイッチを介して、電子管理設備に発する。よって、貯蔵タンクまたは容器が一杯になると、フロートスイッチが作動し、水エネルギー回収が開始する。弁２６は付勢され、ポートＡ、Ｃを開き、ポートＢを閉じて、温水廃水回収サイクルに戻る。
除霜サイクル運転も利用でき、温廃水回収冷却コイルチューブインチューブ熱交換器２１が凍って性能が低下するのを排除する。廃水からのエネルギーの回収は、冷却温度が、大半の場合、霜の蓄積する１０℃よりも低いため、廃水チューブインチューブ水冷却蒸発コイル熱交換器内に氷が蓄積する結果となることもある。従って、チューブインチューブ水冷却蒸発熱交換器２１の性能を低下させる氷の過剰蓄積を防止するために、除霜サイクルを利用できるようにする必要がある。電子管理設備は、最適な運転効率を維持するため、必要なときは必ずこの除氷サイクルを利用できるようプログラムされる。効率的運転を維持することが、全ての機能的要求よりも優先する。除氷サイクルは、チューブインチューブ水冷却蒸発熱交換器２１の温度を感知するサーモスタットを有し、０℃で開始し、＋１０℃でリセットし、除霜が完了する。転換弁２９が付勢されると、排出ガスは、そのポートＤからポートａへ流れる。排出ガスは、次に転換弁２８のポートＤへ入り、ポートｂを出て、チューブインチューブ水冷却蒸発コイル熱交換器２１に入る。過加熱排出ガス蒸気がチューブインチューブ冷冷却蒸発コイル熱交換器２１に入るとき、氷の蓄積が除かれる。サーモスタットが＋１０℃に達すると、システムは、電子管理設備にプログラムされたように、機能的条件を供する。従って、過加熱排出ガス蒸気は、その熱エネルギーが氷を溶かすのに当てられ、液体冷媒になる。液体冷媒は、次にＴＸ膨張装置２５に入り、弁２６へ移動する。弁２６は付勢されているため、ポートＢ、Ｃが開き、ポートＡが閉じる。膨張冷媒は、作業場の内部空気から熱エネルギーを収集し、蒸気になると、転換弁２９（付勢されていない）のポートｂ、ｃを介して圧縮機に戻り、圧縮機２７の吸入ポートに入り、除霜運転サイクルが完了する。
図３は図１、２のシステムの別の変形例を示し、本発明の第３の実施例を構成する。この実施例は、アルミニウム製拡張フィン付空気型チューブ熱交換器を３機使用する。
この実施例は、２つの別々の生活スペースまたは作業スペースを空調するのに使用することができる。この場合、システムを説明するのに家庭を用いる。普通サイズの家庭は、一般に、２つの別々の場所を空調するために、２つの別々のヒートポンプを必要とするが、一方はあまり使用されないため、ツインファンコイル熱交換器を備えた１つの外部装置熱交換器のみを使用して、両方の空調所要量を満たさなければならない。
このシステムの一般的な他の用途は下記の通りである。
（ａ）冷却室または冷凍室の空調
（ｂ）果物、石膏製品等の物品を乾燥するための乾燥室の除湿
（ｃ）コンピュータ室空調及び湿度制御、多階層ビルの空調、日のあたる側と日陰側の同時冷却及び加熱
（ｄ）ツイン冷却室の適用
（ｅ）ツイン冷凍室または二重温度冷却室及び冷凍室
図３に示す構成部分の詳細は下記の通りである。
外部ファンコイル３１は、アルミニウム製拡張フィン付チューブ型装置を通る空気を動かす推進器型ファンである。この型のコイルは、一般に、凝縮器コイルとして知られ、夏期には、圧縮機から出る過加熱排出冷媒ガスから熱エネルギーを棄却するために使用される。冬期には外部環境からエネルギーを収集する蒸発器としても使用される。
屋内ファンコイル蒸発器３２は遠心スクロールファンを有し、通常、チューブ型アルミニウム製拡張フィンコイルを通る空気の循環のために使用され、夏には冷却のため使用される。冷媒は、空気よりもかなり低い温度でこのコイルを通るため、エネルギーは冷媒によって収集される。冷媒は蒸発し、液体から気体になり、それによって熱エネルギーを吸収する。これは、凝縮器としても使用され、熱エネルギーを放散させて、冬期に空気を加熱して、内部生活空間を加熱する。
屋内ファンコイル蒸発器３３は遠心スクロールファンを有し、通常、チューブ型アルミニウム製拡張フィンコイルを通る空気の循環のために使用され、夏に冷却のため使用される。冷媒は空気よりもかなり低い温度でこのコイルを通るため、エネルギーは冷媒によって収集される。冷媒は蒸発し、液体から気体になり、それによって熱エネルギーを吸収する。これは、凝縮器としても使用され、熱エネルギーを放散させて、冬期に空気を加熱して内部生活空間を加熱する。
サーモスタット膨張弁（ＴＸ弁）３４、３５の第一の目的は、冷媒を膨張して、冷媒を液体から蒸発気体の状態にし、圧力低下により蒸発を発生させることである。サーモスタット膨張弁３４、３５は、エネルギーの効率的な収集のため、蒸気になる冷媒の量を調整し、空気型熱交換器でも、水型熱交換器でもよく、任意にガス抜き等をされて使用される。
弁３６もまた特別目的の装置であり、２フロー多方向操作可能機能を利用することができる。弁３６はポートＡ、Ｃが開いているとき、ポートＢは閉じている。ポートＡ、Ｂが開いているとき、ポートＣが閉じており、ポートＢ、Ｃが開いているときはポートＡは閉じている。このポート構成により、所望により、冷媒を、異なる熱交換器へ転換して、エネルギーを放散するか、またはエネルギーを収集することが可能である。
圧縮機３７の機能は、冷凍効果を作り出すことである。冷媒が圧縮機３７の吸入ポートに吸入されると、ピストンまたは他の回転タービンまたは羽根型圧縮機によって圧縮され、それによって体積が減少し、結果として気体温度が上昇する。熱交換器内のこの過加熱排出蒸気を冷却することによって、冷媒は熱エネルギーを失い、飽和して液体に戻り、何度も再使用することができる。
転換弁３８、３９は各々、固着された４つのチューブを具備し、冷媒の流れを変える機能を備える。
このシステム設計の転換弁は、１つの熱交換器から別の熱交換器へ冷媒を転換する機能のために使用される。冷媒の圧力を軽くするためにも使用され、要求により、システムの他の部分に使用される圧縮機吸入によって回収することができる。排出方向も変わり、過加熱排出ガス蒸気に伴出されるエネルギーに、新しい流路を提供する。弁を電気的に励磁することによって、Ｕ字型ヨークの状態を非付勢状態から付勢状態へ変えることができる。非付勢状態では、流路はポートＤとａとの間、及びポートｃとｂとの間にある。付勢状態では、流路はポートＤとｂとの間、及びポートａとｃとの間にある。図面を参照すると、実線は付勢状態を示し、破線は非付勢状態を示す。
図３に示すシステムは下記のように作用する。
夏期冷却サイクルの運転では、転換弁３９は非付勢状態にあるとき、屋内ファンコイル３２の冷媒吸入は、ポートｂ、ｃを介して、圧力が減圧され、圧縮機３７の吸入ポートＤへ流れ戻る。圧縮機３７からの排出ガスは、ポートＤからａへ移動し、転換弁３９を出た後、排出ガスはポートＤを通って転換弁３８に入り、次にポートｂを出る（付勢状態にある）。冷媒は、次に外部ファンコイル３１等に入る。過加熱高圧排出ガス蒸気はその熱エネルギーを空気に与え、飽和して液体冷媒に戻る。冷媒は、更に移動して、弁３６を通り、そのポートＣに入る。家庭内で冷却が必要とされる場合、ポートＣ、Ｂが開いていて、ポートＡが閉じているときに、屋内ファンコイル３２を使用する。冷媒は、次に、ＴＸ弁３４に入り、屋内ファンコイル熱交換器３２内で冷媒の蒸発が発生する。内部温度条件が満たされると、システムは内部サーモスタットによって制御され、断続してサイクル作動する。二次冷却装置である屋内ファンコイル３３もサーモスタットによって制御される。サーモスタットによって制御されて、ファンコイル蒸発器３２のスイッチを切り、ファンコイル蒸発器３３の冷却が要求されるとき、二次要求サーモスタットは、弁３６を付勢して、ポートＢ、Ｃを開け、ポートＡを閉じるよう信号を発する。冷媒は、次に、転換弁３８のポートａ、ｃを通って流れ戻り、圧縮機３７の取入または吸入ポートへ戻る。転換弁３８が付勢されるため、排出ガスは、ポートＤからポートｂへ流れてフィンチューブ型アルミニウム製熱交換器外部ファンコイル３１に入り、排出ガス熱エネルギーを外部環境へ放散する。
冬期サイクル運転では、ファンコイル熱交換器３２、３３による家庭加熱が必要とされる。家庭加熱の一次要求はファンコイル熱交換器３２にあり、家庭加熱の二次要求はファンコイル熱交換器３３にある。従って、電子管理設備に必要な条件をプログラムし、家庭加熱一次要求３２を優先して利用できるようにし、条件が満たされた場合、二次要求３３を使用する。一次要求３２及び二次要求３３の両方が満たされると、システムは、サーモスタットによって制御され、断続してサイクル作動するが、相互交換可能な優先順位付で二次要求３３が選択された場合、一次要求３２の優先を維持する。
ファンコイル熱交換器３２が作動されて加熱を行うと、転換弁３９は、排出ガスが、ポートＤからポートａへ流れてファンコイル熱交換器３２へ入り、従って空気加熱を提供するように、付勢される。過加熱高圧排出ガス蒸気は、その熱エネルギーを空気に与え、凝縮して液体になる。液体は、弁膨張装置３４を通って移動した後、弁３６に入る。弁３６は付勢されているため、ポートＡ、Ｃが開き、ポートＢが閉じる。冷媒がこのポート構成を過ぎると、ファンコイル熱交換器３１に入り、膨張して、蒸気として作用し、外部の周囲空気からエネルギーを収集し、転換弁３８（付勢されていない）のポートｂ、ｃを介して、圧縮機に戻り、もう１度冷凍サイクルを繰り返す。家庭加熱優先要求３２の条件が満たされ、家庭加熱二次要求３３が依然として要求されている場合、転換弁３９は付勢されて、排出ガスをポートＤからａへ流れさせて、転換弁３８に入らせる（非付勢状態にある）。排出ガスはポートＤに入り、ポートａを出て、屋内ファンコイル熱交換器３３へ入り、そこで過加熱冷媒ガス蒸気は、熱エネルギーを空気へ放す。同時に弁３６は付勢され、ポートＢ、Ｃを開け、ポートＡを閉じる。凝縮された液体冷媒は、次に、弁膨張装置３５を通って移動し、蒸発して外部ファンコイル熱交換器３１内へ入り、外部の周囲空気からエネルギーを収集する。冷媒は膨張し、蒸気になり、転換弁３８のポートｂ、ｃを通り、圧縮機３７の吸入ポートへ戻る。それによって、冷凍サイクル操作が完了する。
冬期は、冷媒温度が、大半の場合に、霜蓄積の０℃よりも低くなるため、結果として外部ファンコイル熱交換器３１に霜が蓄積する。従って、空気型アルミニウム製拡張フィンチューブ熱交換器３１の効率を結果として減じる過剰な霜の蓄積を防止するために、除霜サイクルを利用できるようにする必要がある。電子管理設備は、必要に応じてこの除霜サイクルを利用できるようにし、最適な運転効率を維持するようプログラムされる。これは、全ての機能的要求よりも優先する。除霜サイクルは、サーモスタットを有し、外部ファンコイル３１の温度を感知し、−１０℃で開始し、＋１０℃でリセットして、除霜が完了する。除霜サイクル操作において、転換弁３９が付勢されるとき、排出ガスはポートＤからポートａへ流れる。排ガスは、ポートａを離れた後、転換弁３８のポートＤへ入り、ポートｂを出て、外部ファンコイル３１に入る。過加熱排出ガス蒸気が外部ファンコイル３１に入ると、サーモスタットが＋１０℃に達するまで、霜の蓄積が除かれる。システムは、その後、電子管理設備にプログラムされたように機能的要求を提供する。過加熱排出ガス蒸気は、その熱エネルギーが氷を溶かすのに当てられ、従って液体冷媒になる。冷媒は、次に、弁膨張装置３５に入り、弁３６へ移動する。弁３６は付勢されているため、ポートＣ、Ａが開き、ポートＢが閉じる。膨張冷媒は、温度の高い屋内ファンコイル熱交換器３２から熱エネルギーを収集する。蒸気になると、転換弁３９のポートｂ、ｃ（付勢されていない）を通って圧縮機に戻る。圧縮機３７の吸入ポートに入り、除霜サイクル運転が完了する。
図４は、図１〜３に示すシステムの更に別の変形例を示し、本発明の第４の実施例を構成する。この実施例は、チューブインチューブ熱交換器を３機有する。
この実施例は、商業リゾート、ホテル、モーテル、または老人ホーム等に特に適している。これらの場所では、洗浄等のために温水が絶えず必要とされる。このシステム設計は、温廃水からの回収可能なエネルギーの貯蔵を考慮に入れる。商業クリーニングではおびただしい量の水を使用するため、水を加熱するのにコストがかかるが、使用後は排水に捨てる。貯蔵容器の使用により、水を捨てる前にエネルギーを回収することができ、入って来る汚染されていない新鮮な水加熱器タンクまたは容器に再利用することもできるため、通常は廃水として捨てられるエネルギーを再利用して、ランニングコストを低減することができる。使用済温水の捨てられる量は、即座には蓄積されないため、実際には回収できない期間もある。熱貯蔵プールからのエネルギーの回収期間は、別の回収サイクルのために十分な温廃水が蓄積されるまで実際的ではない。その後、通常作業時間内のクリーニング温廃水の連続したエネルギー回収が可能になる。なんらかの欠陥が生じた場合、不足が夜間または一定の時間内に補われるまで、エネルギーは熱貯蔵プールから回収される。
このシステムの他の用途のいくつかを下記に挙げる
（ａ）熱エネルギーを水に貯蔵する熱貯蔵槽、及び二次冷却及び加熱手段用の別々の貯蔵冷水、循環ポンプを使用して冷水または温水を冷却及び加熱手段としてアルミニウム製拡張フィン付水型チューブ空気ファンコイルへ循環させ、一次エネルギー源として川水、海水、地下水等の使用
（ｂ）温水ポータブルへの製薬業廃水回収、及びポータブル温水への冷却塔エネルギー回収
（ｃ）冷却水ループ回路及び加熱水ループ回路を提供し、冷却及び加熱のために居住住宅へ個々に配管された郊外水エネルギーループ回路
図４に示す構成部分の詳細は下記の通りである。
熱回収コイル４１は、チューブインチューブ熱交換器コイルを通る水を動かす循環ポンプを具備し、通常、蒸発器コイルとして知られており、貯蔵槽等の温廃水から熱エネルギーを回収するのに使用される。
熱プール貯蔵コイル熱交換器４２は循環ポンプを使用して作用し、一般に、熱貯蔵プール、タンク等からの熱回収のために使用されるチューブインチューブ型熱交換器コイルを通る水の循環のために使用される。冷媒は空気よりもかなり低い温度でこのコイルを通るため、冷媒によってエネルギーを収集され、冷媒は蒸発し、液体から気体になり、それによって熱エネルギーを吸収する。
温水熱交換器４３は、チューブインチューブ型熱交換器コイル凝縮器であり、過加熱排出ガスは冷却され、循環ポンプを使用して熱エネルギーを温水貯蔵タンク等の水に与える。
サーモスタット膨張弁（弁）４４、４５の第一の目的は、冷媒を膨張させて液体から蒸気状態にし、圧力低下により蒸発を発生させることである。サーモスタット膨張弁は、エネルギーの効率的な収集のため、蒸気になる冷媒の量を調整する。空サーモスタット膨張弁は、気型熱交換器でも水型熱交換器でもよく、任意にガス抜き等をされてもよい。
弁４６は特別目的の装置であり、２フロー多方向操作可能機能を提供するよう設計され、製造される。ポートＡ、Ｃが開いているとき、ポートＢは閉じている。ポートＡ、Ｂが開いているとき、ポートＣが閉じており、ポートＢ、Ｃが開いているときはポートＡは閉じている。このポート構成により、所望により、冷媒を異なる熱交換器へ転換して、エネルギーを放散するかまたはエネルギーを収集することが可能である。
圧縮機４７は、冷凍効果を作り出すよう機能する。冷媒が圧縮機の吸入ポートに吸入されると、圧縮され、それによって体積が減少する。この機能により、気体の温度及び圧力が上昇する。熱交換器内のこの過加熱排出蒸気を冷却することによって、冷媒は熱エネルギーを失い、液体に戻り、再使用することができる。
転換弁４８、４９は各々、固着された４つのチューブを有する。機能は冷媒の流れを変えることである。
このシステム設計の転換弁は、１つの熱交換器から別の熱交換器へ冷媒を転換する機能のために使用される。冷媒の圧力を減圧するために使用され、圧縮機吸入によって回収され、要求により、システムの他の部分に使用することができる。排出方向も変わり、過加熱排出ガス蒸気に伴出されるエネルギーの使用に新しい路を提供する。弁を電気的に操作することによって、Ｕ字型ヨークの状態を非付勢状態から付勢状態へ変えることができる。非付勢状態では、流路はポートＤとａとの間、及びポートｃとｂとの間にある。従って、付勢状態では、流路はポートＤとｂとの間、及びポートａとｃとの間にある。図４を参照すると、Ｕ字型曲線の実線は付勢状態を示し、Ｕ字型曲線の破線は非付勢状態を示す。
図４に示すシステムは下記のように作用し、ポータブル水への温水及び廃水の熱回収を達成する。転換弁４９が非付勢状態にあるとき、チューブインチューブ熱水貯蔵熱交換器４２は、ポートｂ、ｃを介して、圧力が減圧され、排出ガスはポートＤからａへ移動する。排出ガスは、転換弁４９を離れた後、転換弁４８のポートＤを通ってその内部に入り、ポートａから出る（これも付勢されていない）。冷媒は、次に、水冷チューブインチューブ温水熱交換器４３または類似のものに入る。過加熱高圧排出ガス蒸気は、その熱エネルギーをタンクまたは容器に蓄えられた水に与え、飽和して液体冷媒にする。冷媒は、更に移動し、弁４６を通って、ポートＡに入る。廃水タンクまたは容器内部で廃水回収が必要ではない場合、熱プール貯蔵熱交換器コイルを使用し、ポートＡ、Ｂが開いているときは、ポートＣは閉じている。冷媒は次に弁４４に入り、熱プール貯蔵コイル熱交換器４２内で冷媒の蒸発が開始し、プールまたは熱プール貯蔵タンク等からエネルギーを収集する。冷媒蒸気は、熱プール貯蔵コイル熱交換器４２を離れ、転換弁４９のポートｂに入り、ポートｃを出て、圧縮機４７の吸入ポートへ戻り、冷凍サイクルを繰り返す。熱プール貯蔵熱回収は、廃水貯蔵タンクまたは容器が一杯になり、次の温水回収サイクルの準備ができるまで、または、汚染されていない新鮮な温水の温度条件が満たされるまで、プール貯蔵水からエネルギーを回収し続ける。温廃水回収槽またはタンク温度は、サーモスタットの使用により制御され、水温が所望の最小設定値に達すると、サーモスタットが、貯蔵容器またはタンクを、フロートレベルスイッチを介して、ポンプまたは排水弁を使用して空にするべきであるという信号を、電子管理設備に発する。よって、貯蔵タンクまたは槽が満たされ、フロートスイッチを作動して、廃水エネルギー回収を開始するまで、弁４６は付勢され、ポートＡ、Ｃを開き、ポートＢを閉じて、温水廃水回収サイクルに戻る。温水貯蔵タンクまたは容器等が満たされる場合、温水廃水回収は、熱貯蔵プールにエネルギーを供給し続け、貯蔵され、次の温水要求サイクルで使用される。熱貯蔵プールサイクルへの温水廃水回収は、転換弁４９が付勢状態のときに発生する。排出ガスがポートＤに入り、ポートｂから出て、チューブインチューブ熱プール貯蔵熱交換器４２へ入り、そこで、過加熱冷媒ガス蒸気は、その熱エネルギーを熱貯蔵プールへ与える。冷媒ガス蒸気は、液体冷媒になり、弁４６へ移動し、ポートＢに入り、ポートＣを離れる。次に弁４５に入り、そこで冷媒の蒸発が開始し、廃水回収蒸発器へ流れ、廃水エネルギーを収集する。蒸発器内部での冷媒蒸発は、エネルギーを収集し、次に圧縮機へ戻り、転換弁４８のポートｂに入り、ポートｃを出て、圧縮機４７に戻り、廃水熱貯蔵サイクルをを終結する。廃水回収サーモスタットは、最小水温が達成されたと信号を、電子管理設備へ発することになる。
温廃水回収冷却コイルチューブインチューブ熱交換器４１が凍結し、性能が低下する場合には、除霜サイクル運転が利用できるようにされる。廃水からのエネルギー回収が廃水チューブインチューブ冷水蒸発コイル熱交換器４１内に蓄積された氷と合うときに、タイミングを合わせた除氷サイクル運転が始まる。冷媒温度は、大半の場合に、１０℃よりも低いため、氷の蓄積が発生する。従って、チューブインチューブ冷水蒸発コイル熱交換器の効率を低下する過剰な氷の蓄積を防止するために、除霜サイクルを利用できるようにする必要がある。電子管理設備は、最適な運転効率を維持するために、必要なときは、必ずこの除霜サイクルを利用できるようプログラムされる。効果的な運転を維持することは、全ての機能的要求よりも優先する。除氷サイクルは、チューブインチューブ冷水蒸発コイル熱交換器４１の温度を感知するサーモスタットを有し、０℃で開始し、＋１０℃でリセットして、除霜が完了する。除氷サイクルは、転換弁４９が付勢されていないときに、働くする。排出ガスはポートＤからポートａへ流れる。排出ガスはポートａを離れた後、転換弁４８（付勢されている）のポートＤへ入り、ポートｂを出て、チューブインチューブ冷水蒸発コイル熱交換器４１に入る。過加熱排出ガス蒸気がチューブインチューブ冷水蒸発コイル熱交換器４１に入るとき、氷の蓄積は除かれる。サーモスタットが＋１０℃に達すると、システムは、電子管理設備にプログラムされたように、機能的要求を提供する。過加熱排出ガス蒸気は、その熱エネルギーが氷を溶かすのに当てられ、液体冷媒になる。次に弁膨張装置４５に入り、弁４６へ移動し、弁４６は付勢されているため、ポートＣ、Ｂが開き、ポートＡが閉じる。膨張冷媒は、熱水貯蔵プール等から熱エネルギーを収集する。蒸気になると、ポートｂ、ｃを通って転換弁４９（付勢されていない）を介して圧縮機に戻り、圧縮機の吸入ポートに入り、除氷サイクル操作が完了する。
上述の図１〜４の記載から理解されるように、先行技術で実施されている機能的相互関係を有さない全体的に別々の部品を提供する代わりに、本発明によって１つの可逆熱回路が提供され、１つ以上の熱交換器を使用して、熱を、加熱手段と冷却手段との間に分配する。例えば、夏期には、外気温が例えば３０℃になるため、屋内の所望の温度は２１℃であり、所望のプール温度は２８℃である。エネルギー管理装置は、従来の空調装置と同様に運転され、運転の間、空調プロセスから放出される熱は熱交換器によって回収され、水泳プールを加熱するのに使用される。従って、水泳プールだけのために、単独の加熱装置を操作しなければならないのではなく、プール加熱は、空調サイクルから消費された熱から得られる。家屋及びプールの温度はサーモスタットによってモニタすることができ、適切なサーモスタットが設けられ、エネルギー管理システムを運転し、作用させる。
本発明の最も有用な形態は、加熱及び冷却操作の両方が望まれるものであるが、例えば、冬等の１年のある時期には、加熱の要求の方が冷却の要求よりも高いため、追加エネルギーが消費されることが認識される。追加容量がこれに対処するよう供給されなければならないことは明らかである。
本発明には数多くの用途がある。本発明の好適な適用例ではあるが、限定されない例を下記に挙げる。
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加熱及び冷却の２つの必要性
説明：この種類のエネルギー管理システムの条件付き環境は、２つの共通した、または別個の主体であり、別個の冷却及び別個の加熱を必要とする。それらの場所は、建設費の削減のために、できるだけ近接して戦略的に配置することが必要である。
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これらの型の熱貯蔵システムは、水または液体パイプラインを貯蔵容器に取り付け、必要に応じてパイプを様々な加熱及び冷却コイルに取り付けることのできる多数の用途に使用することができる。一般に、二次冷却及び加熱システムとして知られている。
前述のようにシステムを使用することによって、廃熱エネルギーが削除されるため、あるいは少なくとも削減されるため、燃料コスト、従って、システムランニングコストが劇的に減少する事が認識される。
中央処理装置を使用してシステムの全体的操作を制御するのが好ましいことは、当業者には理解されよう。そのような中央処理装置の実際の設計考慮は、もちろんシステムの特定の設定に左右されるが、当業者には明らかである。
本発明を実際に具体化する様々な形態があるが、適切なサーモスタット、一定の形態の熱交換器冷媒ガスの使用等はすべて当業者によって選択されると認識される。
別の態様では、本発明は三方向弁に関し、図５〜８に示す。図５〜８の弁は、図１〜４のシステムで具体化され、第１の実施例では符号１６、第２の実施例では符号２６、第３の実施例では符号３６、第４の実施例では符号４６が与えられている。
三方向弁１３は、３つの入／出路のいずれの２つへ液体を二方向に流れさせるのに効果的な弁である。これによって、同一システム部品を異なる機能のために使用することができることが認められる。例えば、ある季節、例えば夏には、熱は第１の熱交換器から第２の熱交換器へ伝達されることが望まれ、別の季節、例えば冬には、反対方向へ伝達されることが望まれる。過去には個別のシステムが必要であった。
三方向弁は、図５〜８に示すように、様々な構成で実行され、図面から弁の操作は当業者には理解される。図示のように、弁は３つの入／出路１４、１５、１６を有し、３路のうちの２つの整列は、可動部材１７の運動によって達成される。可動部材１７は、図５〜７ではパイロットまたはソレノイドによって操作可能な摺動可能部材として実現され、図８ではサーボモータによって操作可能な回転可能部材として実現される。
本発明によるヒートポンプエネルギー管理技術の基本基準は下記の通りであると理解される。
（１）環境衝撃削減
（２）再利用及び回収エネルギーの最大化
（３）ＣＯ2放出の削減
（４）排出廃エネルギーの削減
臨界チャージ冷凍ヒートポンプを使用することが最も好ましい。そのようなヒートポンプの設計は、中に例えば液体受容器等の液体貯蔵容器を有さず、臨界チャージであるオゾン層へ不必要に冷媒をまき散らすことがない。
本発明には様々な用途範囲があり、水及び空気、加熱及び冷却、並びに、廃棄される熱エネルギーの回収をカバーし、熱接地回路及び／又は地下水、ダム、川または冷却池を含む。但しそれらに限定されない。
弁構造は他の液体、流体または他の気体のために下記の材料製でもよく、液体、流体及び／又は気体を伝達するのに使用してもよく、加熱しても冷却してもしなくてもよく、例えば、水、油、蒸気、グリコール、エチレングリコール、相変化流体またはその他である。
弁は、プラスチック、ナイロン、鉄金属、非鉄金属、オストロン（Ostolon）、ポリプロピレンテフロン、または類似物を含む様々な材料の型及び複合材料から製造され得る。
本発明のすべてのそのような変形例及び変更は当業者には明らかであり、本発明の範囲内にあると見なされる。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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