(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
冷媒を圧縮する圧縮機と、前記圧縮機の下流に設けた凝縮器と、前記凝縮器の下流に設けた減圧部と、前記減圧部の下流に設けた蒸発器で形成した冷凍サイクルと、被加熱流体を加熱する熱源機を備え、冷房時には冷媒を冷凍サイクルで循環させ、暖房時には冷媒を冷凍サイクルで循環させて前記被加熱流体で前記蒸発器の冷媒を加熱するとともに、前記被加熱流体を別設の暖房用熱源とし、冷媒の循環、前記熱源機と前記蒸発器の経路における前記被加熱流体の循環、前記熱源機と別設の暖房用熱源の経路における前記被加熱流体の循環の３者を独立させ、外気温度が所定温度以下になると、前記熱源機と前記蒸発器の経路における前記被加熱流体を循環させ、室内温度が所定温度以下になると、前記熱源機と別設の暖房用熱源の経路における前記被加熱流体を循環させる暖冷房装置。
【請求項２】
冷媒を圧縮する圧縮機と、前記圧縮機の下流に設けた凝縮器と、前記凝縮器の下流に設けた減圧部と、前記減圧部の下流に設けた蒸発器で形成した冷凍サイクルと、冷媒と被加熱流体を加熱する熱源機を備え、冷房時には冷媒を冷凍サイクルで循環させ、暖房時には冷媒を前記圧縮機、前記凝縮器、前記熱源機の順に循環させるとともに、前記被加熱流体を別設の暖房用熱源とし、暖房時に外気温度が所定温度以上になると、作動モードを切り換えて、前記圧縮機、前記凝縮器、前記熱源機の順に循環させていた部分の冷媒を、前記圧縮機、前記凝縮器、前記減圧部、前記蒸発器で形成した冷凍サイクルで循環させ、室内温度が所定温度以下になると、前記熱源機と別設の暖房用熱源の経路における前記被加熱流体を循環させる暖冷房装置。
【請求項３】
被加熱流体を温水、またはブラインとした請求項１または２記載の暖冷房装置。
【請求項４】
冷媒を圧縮する圧縮機と、前記圧縮機の下流に設けた凝縮器と、前記凝縮器の下流に設けた減圧部と、前記減圧部の下流に設けた蒸発器で形成した冷凍サイクルと、冷媒を加熱する熱源機を備え、冷房時には冷媒を冷凍サイクルで循環させ、暖房時には冷媒を前記圧縮機、前記凝縮器、前記熱源機の順に循環させるとともに、冷媒を別設の暖房用熱源とし、暖房時に外気温度が所定温度以上になると、作動モードを切り換えて、前記圧縮機、前記凝縮器、前記熱源機の順に循環させていた部分の冷媒を、前記圧縮機、前記凝縮器、前記減圧部、前記蒸発器で形成した冷凍サイクルで循環させ、室内温度が所定温度以下になると、別設の暖房用熱源の経路に冷媒を循環させる暖冷房装置。
【請求項５】
熱源機内の被加熱流体や冷媒を触媒燃焼部で加熱する請求項１、２、または４記載の暖冷房装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は主として、家庭用、または業務用の暖冷房装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
暖冷房装置として、図４に示すように、冷媒を圧縮する圧縮機１、圧縮機１の下流に設けた凝縮器２、凝縮器２の下流に設けた減圧部３、減圧部３の下流に設けた蒸発器４で冷凍サイクルを形成し、蒸発器４の部分を冷房に適用し、凝縮器２の部分を暖房に適用することにより、年間を通した快適空調に対応していた。実使用において、冷房時には室内に蒸発器４を設定し、暖房時には室内に凝縮器２を設定するように四方弁等により、冷媒の流れ方向を切り換えていた。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
従来例の暖冷房装置には以下に説明する課題がある。暖房時に室外温度が低下すると、蒸発器４において十分に熱を得られなくなるため、冷媒の蒸発が不十分となり、成績係数が著しく低下し、室内における暖房能力も不足する。そのため、特に寒冷地においては、暖房能力不足が大きな課題となっており、成績係数低下に伴うランニングコストの上昇も課題とされていた。また、上方からの温風による暖房となるため、足元が寒く、十分な暖房感が得られなかった。
【０００４】
【課題を解決するための手段】
本発明は上記課題を解決するため、冷媒を圧縮する圧縮機と、圧縮機の下流に設けた凝縮器と、凝縮器の下流に設けた減圧部と、減圧部の下流に設けた蒸発器で形成した冷凍サイクルと、被加熱流体を加熱する熱源機を備え、冷房時には冷媒を冷凍サイクルで循環させ、暖房時には冷媒を冷凍サイクルで循環させて被加熱流体で蒸発器の冷媒を加熱するとともに、被加熱流体を別設の暖房用熱源とし、冷媒の循環、熱源機と蒸発器の経路における被加熱流体の循環、熱源機と別設の暖房用熱源の経路における被加熱流体の循環の３者を独立させ、外気温度が所定温度以下になると、熱源機と蒸発器の経路における被加熱流体を循環させ、室内温度が所定温度以下になると、熱源機と別設の暖房用熱源の経路における被加熱流体を循環させる暖冷房装置とする。
【０００５】
【発明の実施の形態】
（実施の形態１）
以下、図面を用いて本発明の実施の形態１について説明する。図１に実施の形態１の構成図を示す。実施の形態１の暖冷房装置は冷媒を圧縮する圧縮機１、圧縮機１の下流に設けた凝縮器２、凝縮器２の下流に設けた減圧部３、減圧部３の下流に設けた蒸発器４で形成した冷凍サイクルと、被加熱流体を加熱する熱源機５と、別設の暖房用熱源である床暖房６で構成している。実施の形態１では、別設の暖房用熱源を一つとしているが、複数でも良い。熱源機５と蒸発器４の間にはポンプａ７を設け、熱源機５と床暖房６の間にはポンプｂ８を設けている。冷凍サイクルには冷媒を循環させ、熱源機５と蒸発器４の経路、熱源機５と床暖房６の経路には被加熱流体として温水を循環させている。
【０００６】
次に、作動についての説明を行なう。まず、冷房時には冷媒を圧縮機１、凝縮器２、減圧部３、蒸発器４で形成した冷凍サイクルで循環させ、蒸発器４を室内に設定するようにし、冷風で室内温度を低下させる。一方、暖房時には冷媒の流れ方向を切り換えて凝縮器２を室内に設定するようにし、温風で室内温度を上昇させる。外気温度が低下すると、室外に設定した蒸発器４における冷媒の蒸発が不十分となるため、熱源機５で昇温させた被加熱流体で蒸発器４の冷媒を加熱する。これにより、十分な暖房能力を確保でき、成績係数低下に伴うランニングコストの増加も抑制することができる。さらに、熱源機５で昇温させた被加熱流体は別設の暖房用熱源である床暖房６にも適用し、足元の暖房感も高めている。
【０００７】
暖房時において、冷媒の循環、熱源機５と蒸発器４の経路における被加熱流体の循環、熱源機５と床暖房６の経路における被加熱流体の循環の３者を各々、独立させることにより、外気温度や暖房モードに対応した最適な快適暖房を実現することができる。特に外気温度が所定温度以下になると、熱源機５と蒸発器４の経路における被加熱流体を循環させ、室内温度が所定温度以下になると、熱源機５と床暖房６の経路における被加熱流体を循環させることにより、システムとして高効率化も可能となる。
【０００８】
被加熱流体は温水でも良いが、凍結を抑制するためには不凍液等を混入したブラインとすることが望ましい。熱源機５には燃焼部を設けているが、特に限定する必要はなく、火炎を形成しない触媒燃焼部を設けることにより、安全性を高め、高効率化を図ることもできる。
【０００９】
（実施の形態２）
図２に実施の形態２の構成図を示す。実施の形態１と構成要素はほぼ同じであるが、実施の形態２では、圧縮機１、蒸発器４、熱源機５の間に三方弁ａ９を設け、凝縮器２、減圧部３、熱源機５の間に三方弁ｂ１０を設けている。また、実施の形態１とは異なり、冷凍サイクルだけでなく、熱源機５と圧縮機１と凝縮器２の経路にも冷媒を循環させており、熱源機５と床暖房６の経路には被加熱流体として温水を循環させている。
【００１０】
作動については、冷房時は実施の形態１と同様であり、冷媒を圧縮機１、凝縮器２、三方弁ｂ１０、減圧部３、蒸発器４、三方弁ａ９の順に循環させて冷凍サイクルを形成する。一方、暖房時には冷媒を圧縮機１、凝縮器２、三方弁ｂ１０、熱源機５、三方弁ａ９の順に循環させ、室内に設定した凝縮器２からの温風で室内温度を上昇させる。冷媒を蒸発器４ではなく、熱源機５で蒸発させるため、外気温度が低い場合でも冷媒の蒸発は不十分にはならない。この場合、圧縮機１はほとんど圧縮仕事をすることはなく、冷媒を循環させるポンプとして作用するため、ランニングコストの低減にも有効となる。さらに、熱源機５で昇温させた被加熱流体は別設の暖房用熱源である床暖房６にも適用し、足元の暖房感も高めている。
【００１１】
外気温度が所定温度以上になると、作動モードを切り換えて、圧縮機１、凝縮器２、三方弁ｂ１０、熱源機５、三方弁ａ９の順に循環させていた部分の冷媒を、圧縮機１、凝縮器２、三方弁ｂ１０、減圧部３、蒸発器４、三方弁ａ９の順に冷凍サイクルで循環させ、凝縮器２を室内に設定するようにし、温風で室内温度を上昇させることにより、システムとして効率を向上させることができる。この時も熱源機５で昇温させた被加熱流体は別設の暖房用熱源である床暖房６に適用し、足元の暖房感も高めている。
【００１２】
（実施の形態３）
図３に実施の形態３の構成図を示す。実施の形態１と構成要素はほぼ同じであるが、実施の形態３では、圧縮機１、凝縮器２、床暖房６の間に三方弁ｃ１１を設け、圧縮機１、蒸発器４、熱源機５の間に三方弁ｄ１２を設け、熱源機５、減圧部３、三方弁ｅ１３の間に三方弁ｆ１４を設けている。また、実施の形態１、実施の形態２とは異なり、すべての経路には冷媒のみを循環させている。
【００１３】
作動については、冷房時は実施の形態１、実施の形態２と同様であり、冷媒を圧縮機１、三方弁ｃ１１、凝縮器２、三方弁ｅ１３、三方弁ｆ１４、減圧部３、蒸発器４、三方弁ｄ１２の順に循環させて冷凍サイクルを形成する。一方、暖房時には実施の形態２と同様、冷媒を圧縮機１、三方弁ｃ１１、凝縮器２、三方弁ｅ１３、三方弁ｆ１４、熱源機５、三方弁ｄ１２の順に循環させ、室内に設定した凝縮器２からの温風で室内温度を上昇させる。さらに、冷媒の一部を三方弁ｃ１１を介して床暖房６にも送り、足元の暖房感を高めている。実施の形態３は冷媒のみを循環させるため、配管接続等、取り付け時の利便性が優れており、被加熱流体を循環させるポンプも不要となる。
【００１４】
外気温度が所定温度以上になると、作動モードを切り換えて、圧縮機１、三方弁ｃ１１、凝縮器２、三方弁ｅ１３、三方弁ｆ１４、熱源機５、三方弁ｄ１２の順に循環させていた部分の冷媒を、圧縮機１、三方弁ｃ１１、凝縮器２、三方弁ｅ１３、三方弁ｆ１４、減圧部３、蒸発器４、三方弁ｄ１２の順に冷凍サイクルで循環させ、凝縮器２を室内に設定するようにし、温風で室内温度を上昇させることにより、システムとして効率を向上させることができる。この時も冷媒の一部を三方弁ｃ１１を介して床暖房６にも送り、足元の暖房感も高めている。
【００１５】
【発明の効果】
以上、説明したように、本発明の暖冷房装置によれば、次のような効果を得ることができる。外気温度が低下しても、熱源機で昇温させた被加熱流体で蒸発器の冷媒を加熱することにより、十分な暖房能力を確保することができ、ランニングコストの低減も可能となる。さらに、熱源機で昇温させた被加熱流体を別設の暖房用熱源である床暖房にも適用し、足元の暖房感も高めることができる。また、冷媒を被加熱流体で加熱するのではなく、熱源機で蒸発させることにより、圧縮仕事を著しく低減し、一層、ランニングコストを抑制することができる。また、冷媒のみを循環させることにより、配管接続等、取り付け時の利便性を高めることも可能となる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施の形態１の暖冷房装置の構成図
【図２】本発明の実施の形態２の暖冷房装置の構成図
【図３】本発明の実施の形態３の暖冷房装置の構成図
【図４】従来例の暖冷房装置の構成図
【符号の説明】
１  圧縮機
２  凝縮器
３  減圧部
４  蒸発器
５  熱源機
６  床暖房
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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