(57)【要約】【課題】寒冷地の住宅にヒートポンプを用いる場合において、冬期におけるその効率の低下を、簡素なシステムをもって効果的に防止する。【解決手段】凝縮器１ａにおいて住宅の暖房などの用に供する水又は不凍液との熱交換を行うヒートポンプシステム１であって、蒸発器１ｂにおいて冷媒を住宅の換気の排気により暖める当該排気の導入手段１ｆを備えている。外気温が所定の温度以下であるときに、導入手段１ｆによる住宅の換気の排気の導入をなす。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
凝縮器において住宅の暖房などの用に供する水又は不凍液との熱交換を行うヒートポンプシステムであって、
蒸発器において冷媒を住宅の換気の排気により暖める当該排気の導入手段を備えていることを特徴とする寒冷地の住宅用ヒートポンプシステム。
【請求項２】
外気温が所定の温度以下であるときに、導入手段による住宅の換気の排気の導入をなすようにしたことを特徴とする請求項１に記載の寒冷地の住宅用ヒートポンプシステム。
【請求項３】
凝縮器において住宅の暖房などの用に供する水又は不凍液との熱交換を行うヒートポンプシステムであって、
第一の蒸発器と、第二の蒸発器と、凝縮器と第一及び第二の蒸発器のいずれか一方を選択的に接続させる切り替え弁手段とを備えており、
第一の蒸発器において冷媒を外気によって暖め、第二の蒸発器において冷媒を住宅の換気の排気の導入手段によって当該排気によって暖めるようになっており、
外気温が所定の温度以下であるときに、切り替え弁手段によって第二の蒸発器と凝縮器とを接続させ、かつ、前記導入手段による住宅の換気の排気の導入をなすようにしたことを特徴とする寒冷地の住宅用ヒートポンプシステム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、住宅用のヒートポンプシステムの改良に関する。
【背景技術】
【０００２】
現在、住宅の暖房や給湯などにヒートポンプが利用されている。ヒートポンプは冷媒の状態変化による熱の吸放出を利用して温水などを作り出すことから、化石燃料を必要とせず、また、一般に化石燃料によって温水を作り出すよりも効率が良く、環境負荷も低いことから、その普及が望まれるところである。
【０００３】
ここで、一般に、かかるヒートポンプはユニット化されて住宅の室外に設置されて利用されており、その蒸発器における冷媒の加温は外気によってなされるようになっている。このため、北海道などの冬期に外気温が摂氏−１０度以下になる寒冷地においては、冬期はヒートポンプの効率は著しく低下してしまう。こうしたことから、寒冷地においては他の地域よりも、住宅用のヒートポンプの普及率は低い状況にある。
【０００４】
なお、寒冷地でのヒートポンプの効率の低下の防止技術として、特許文献１に示されるものがある。
【特許文献１】特開２００６−２６６５２３号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
この発明が解決しようとする主たる問題点は、寒冷地の住宅にヒートポンプを用いる場合において、冬期におけるその効率の低下を、簡素なシステムをもって効果的に防止する点にある。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
前記課題を達成するために、この発明にあっては、第一の観点から、ヒートポンプシステムを、凝縮器において住宅の暖房などの用に供する水又は不凍液との熱交換を行うヒートポンプシステムであって、
蒸発器において冷媒を住宅の換気の排気により暖める当該排気の導入手段を備えているものとした。
【０００７】
また、前記課題を達成するために、この発明にあっては、第二の観点から、ヒートポンプシステムを、
凝縮器において住宅の暖房などの用に供する水又は不凍液との熱交換を行うヒートポンプシステムであって、
第一の蒸発器と、第二の蒸発器と、凝縮器と第一及び第二の蒸発器のいずれか一方を選択的に接続させる切り替え弁手段とを備えており、
第一の蒸発器において冷媒を外気によって暖め、第二の蒸発器において冷媒を住宅の換気の排気の導入手段によって当該排気によって暖めるようになっており、
外気温が所定の温度以下であるときに、切り替え弁手段によって第二の蒸発器と凝縮器とを接続させ、かつ、前記導入手段による住宅の換気の排気の導入をなすようにした。
【発明の効果】
【０００８】
この発明にかかるヒートポンプシステムにあっては、その蒸発器における冷媒の加温を住宅の換気の排気を利用してなせるようにしており、冬期において外気より暖かい住宅の室内空気の排気により前記加温をなすことにより、冬期におけるヒートポンプの効率の低下を、簡素なシステムでありながら効果的に防止することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００９】
以下、図１及び図２に基づいて、この発明を実施するための最良の形態について、説明する。ここで、図１は冬期以外の時期におけるヒートポンプシステム１の運転態様を、図２は冬期のヒートポンプシステム１の運転態様を、それぞれ示している。
【００１０】
この実施の形態にかかるヒートポンプシステム１は、水又は不凍液を温めて住宅の暖房などの用に供させるために用いられるものである。かかるヒートポンプシステム１は、典型的には、暖房機２ｂで用いる温水や不凍液、バス２ｃやキッチンなどの水回りで用いられる温水を、これらの機器ないし設備に供給するために用いられる。
【００１１】
すなわち、かかるヒートポンプシステム１は、凝縮器１ａにおいて住宅の暖房などの用に供する水又は不凍液との熱交換を行うようになっている。図中符号２は給湯系を示しており、前記熱交換は、典型的には、凝縮器１ａを構成する配管と給湯ユニット２ａへの水の供給管とを隣接させ両管を介してヒートポンプシステム１の冷媒によって水を暖めることでなされる。
【００１２】
図中符号１はヒートポンプシステムを示している。かかるヒートポンプシステム１は、ユニット化して、住宅の室外などに設置される。かかるヒートポンプシステム１は、第一の蒸発器１ｂ’と、第二の蒸発器１ｂ”と、凝縮器１ａと第一及び第二の蒸発器１ｂ’、１ｂ”のいずれか一方を選択的に接続させる切り替え弁手段１ｅとを備えている。図示の例では、圧縮機１ｃと凝縮器１ａと膨張弁１ｄとを恒常的に接続させると共に、膨張弁１ｄの二次側（冷媒の流出側）と蒸発器１ｂとの間と、圧縮機１ｃの一次側（冷媒の流入側）と蒸発器１ｂとの間に三方弁などの切り替え弁手段１ｅを配して前記選択的な接続をなすようにしている。
【００１３】
そして、第一の蒸発器１ｂ’において冷媒を外気によって暖め、第二の蒸発器１ｂ”において冷媒を住宅の換気の排気の導入手段１ｆによって当該排気によって暖めるようにしている。すなわち、凝縮器１ａと第一の蒸発器１ｂ’とが接続されているときには両者の間を循環する冷媒を外気によって暖め、凝縮器１ａと第二の蒸発器１ｂ”とが接続されているときには両者の間を循環する冷媒を住宅の換気の排気によって暖めるようにしている。前記導入手段１ｆは、典型的には、第三種換気の送風機の二次側（エアの流出側）から送り出されるエアを第二の蒸発器１ｂ”に導く流路を含んで構成される。具体的には、かかるエアの流路中に第二の蒸発器１ｂ”を設置することで、かかるエアによって第二の蒸発器１ｂ”において冷媒を暖めることができる。
【００１４】
そして、この実施の形態にあっては、外気温が所定の温度以下であるときに、切り替え弁手段１ｅによって第二の蒸発器１ｂ”と凝縮器１ａとを接続させ、かつ、前記導入手段１ｆによる住宅の換気の排気の導入をなすようにしている。具体的には、外気温がヒートポンプの効率を所定値よりも低下させる温度になったときは、第二の蒸発器１ｂ”と凝縮器１ａとを接続させるようにヒートポンプシステム１の運転を制御する。より具体的には、現在利用されているヒートポンプシステム１では、外気温が−１０℃以下になると屋外設置の蒸発器１ｂにおいて冷媒が十分に吸熱できず効率が著しく低下することから、外気温が摂氏−１０度以下になったときに第二の蒸発器１ｂ”と凝縮器１ａとを接続させるようにヒートポンプシステム１の運転を制御する。
【００１５】
このように構成させたヒートポンプシステム１によれば、簡素なシステムをもって、年間を通じてヒートポンプの効率を低下させないようにこれを利用することができる。したがって、かかるシステムは、ヒートポンプのランニングコストの低廉化に資すると共に、寒冷地におけるヒートポンプの普及に資するものである。
【００１６】
図示の例とは別に、ヒートポンプシステム１の蒸発器１ｂを単一にすると共に、外気温が所定の温度以下になったときに、この蒸発器１ｂにおいて冷媒を住宅の換気の排気により暖めるようにしておいても良い。例えば、蒸発器１ｂを外気に晒す第一の経路と、前記換気の排気に晒す第二の経路をそれぞれ設けると共に、外気温が所定の温度以下になるまでは第一の経路によって外気を導入し排気を導入させず、外気温が所定の温度以下になったときは第二の経路によって排気を導入し外気を導入させないようにする。
【図面の簡単な説明】
【００１７】
【図１】ヒートポンプシステム１の構成図（春、夏、秋期）
【図２】ヒートポンプシステム１の構成図（冬期）
【符号の説明】
【００１８】
１  ヒートポンプシステム１
１ｂ  蒸発器１ｂ
１ｆ  導入手段１ｆ
【図１】
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【図２】
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