(57)【要約】  本発明はヒートポンプ式冷暖房装置に係り、より詳しくは温水生成手段を付設したヒートポンプ式冷暖房装置に関するもので、温水加熱効率を向上し、暖房を迅速で良好にし、輻射暖房を兼ねるようにして快適な暖房ができるようにしたものである。本発明は、圧縮機１１、四方バルブ１２、室内熱交換器１３、冷房用膨脹バルブ１４、暖房用膨脹バルブ１５、室外熱交換器１６及び前記四方バルブ１２を冷媒導管１７で順に連結し、前記四方バルブ１２と圧縮機１１を吸入導管１８で連結した冷凍サイクル１０と；前記冷媒導管１７の圧縮機１１と四方バルブ１２の間にバイパス導管２１を連結し、前記バイパス導管２１に凝縮管２３を形成して貯湯槽２５に内蔵するとともに前記凝縮管２３内に熱媒体加熱導管２４を挿入して二重管型熱交換器２２を形成した温水発生手段２０と；前記室内熱交換器１３の側面に補助熱交換器３１を設置し、前記補助熱交換器３１と熱媒体加熱導管２４を循環ポンプ３３付設供給管３２と帰還管３４で閉回路が形成されるように連結した室内熱交換器補助手段３０とを含んでなるものである。
2012500380.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
圧縮機、四方バルブ、室内熱交換器、冷房用膨脹バルブ、暖房用膨脹バルブ、室外熱交換器及び前記四方バルブを冷媒導管で順に連結し、前記四方バルブと圧縮機を吸入導管で連結した冷凍サイクルと；前記冷媒導管の圧縮機と四方バルブの間にバイパス導管を連結し、前記バイパス導管に凝縮管を形成して貯湯槽に内蔵するとともに前記凝縮管内に熱媒体加熱導管を挿入して二重管型熱交換器を形成した温水発生手段と；前記室内熱交換器の側面に補助熱交換器を設置し、前記補助熱交換器と熱媒体加熱導管を循環ポンプ付設供給管と帰還管で閉回路が形成されるように連結した室内熱交換器補助手段とを含んでなることを特徴とする、ヒートポンプ式冷暖房装置。
【請求項２】
圧縮機、四方バルブ、室内熱交換器、冷房用膨脹バルブ、暖房用膨脹バルブ、室外熱交換器及び前記四方バルブを冷媒導管で順に連結し、前記四方バルブと圧縮機を吸入導管で連結した冷凍サイクルと；前記冷媒導管の圧縮機と四方バルブの間にバイパス導管を連結し、前記バイパス導管に凝縮管を形成して貯湯槽に内蔵するとともに前記凝縮管内に熱媒体加熱導管を挿入して二重管型熱交換器を形成した温水発生手段と；前記室内熱交換器の側面に補助熱交換器を設置し、前記補助熱交換器と熱媒体加熱導管を循環ポンプ付設供給管と帰還管で閉回路が形成されるように連結した室内熱交換器補助手段と；前記供給管と帰還管に連結して前記室内熱交換器設置位置に付設する輻射熱発生手段とを含んでなることを特徴とする、ヒートポンプ式冷暖房装置。
【請求項３】
二重管型熱交換器はジグザグ状に形成されたことを特徴とする、請求項１または２に記載のヒートポンプ式冷暖房装置。
【請求項４】
輻射熱発生手段はファンコイルユニット、ラジエーター、床敷設放熱コイルの中で選択されることを特徴とする、請求項２に記載のヒートポンプ式冷暖房装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明はヒートポンプ式冷暖房装置に係り、より詳しくは温水生成手段を付設したヒートポンプ式冷暖房装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
周知のように、ヒートポンプ式冷暖房装置は、周知の冷凍サイクルを正逆に駆動して、すなわち暖房時は室内熱交換器を凝縮器とするとともに室外熱交換器を蒸発器として作用するようにして、室内熱交換器で高温・高圧の冷媒ガスが凝縮されるとき、その凝縮熱を用いて室内空気を加熱して対流暖房を行い、一方、冷房時は室外熱交換器を凝縮器とするとともに室内熱交換器を蒸発器として作用するようにして、室内熱交換器で冷媒液を蒸発させ、その蒸発熱によって室内空気を冷却して対流冷房を実施するものである。
【０００３】
一方、前記のようなヒートポンプ式冷暖房装置は、人が居住する住宅などに設置するとき、風呂用または給湯用などの温水（以下、“給湯用温水”という）の生成ができなくて付加の温水生成手段を設置しなければならないため、その費用が別にかかったので、本発明の発明者及び出願人は前記のような問題点を改善したヒートポンプ式冷暖房装置を提案して特許文献１に開示している。
【０００４】
前記特許文献１に開示されたヒートポンプ式冷暖房装置は、圧縮機、四方バルブ、室内熱交換器、冷房用減圧機構、暖房用減圧機構、室外熱交換器及び前記四方バルブを導管で順に連結し、前記四方バルブと圧縮機を冷媒ガス吸入導管で連結した冷媒回路において、前記導管の圧縮機と四方バルブの間に連結され、熱交換器が設置されたバイパス管と、前記熱交換器との熱交換の関係を成す第２熱交換器が一側に設置され、他側に前記室内熱交換器設置室内に付設される輻射熱発生手段が設置された温水加熱回路とを備え、室内を対流方式で冷暖房し、暖房の際に輻射暖房も一緒に行って室内の上下温度差がなく騷音が減少し、気流が居住者の皮膚に直接接触する量が減少して快適な暖房をなすとともにいつも温水を使うことができるようにしたものである。
【０００５】
特許文献１；ＫＲ３５７９８８（Ｂ１）
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかし、前記のようなヒートポンプ式冷暖房装置は、１台を稼動して冷暖房と給湯用温水を同時に得ることができる利点があるが、温水は高温・高圧の冷媒ガスと間接熱交換によって生成されるので、加熱効率の改善が要望されている。
【０００７】
そして、給湯用温水は一定温度に維持するので使用には問題がないが、冷暖房を中断する場合、冷凍サイクルの高温部と低温部が平衡を維持しながら冷媒液が圧縮機に集まるため、冷暖房を中断してから再開するとき、特に暖房運転の際にはヒートポンプのウォームアップ時間（正常可動準備時間）が長くかかって快適感が落ちている。
【０００８】
また、暖房とともに給湯用温水を生成する場合、室内熱交換器での冷媒ガスの凝縮熱発生が少ないため、暖房熱量が充足されない現象も発生するものである。
【０００９】
本発明は前記のような問題点を解決するために、温水加熱効率を向上し、暖房を迅速で良好に達成することができるヒートポンプ式冷暖房装置を提供することをその目的とする。
【００１０】
本発明の他の目的は、前記主目的に加え、輻射暖房を兼ねるようにして快適な暖房ができるようにしたヒートポンプ式冷暖房装置を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
前記のような目的を達成するために、本発明は、圧縮機、四方バルブ、室内熱交換器、冷房用膨脹バルブ、暖房用膨脹バルブ、室外熱交換器及び前記四方バルブを冷媒導管で順に連結し、前記四方バルブと圧縮機を吸入導管で連結した冷凍サイクルと；前記冷媒導管の圧縮機と四方バルブの間にバイパス導管を連結し、前記バイパス導管に凝縮管を形成して貯湯槽に内蔵するとともに前記凝縮管に熱媒体加熱導管を挿入して二重管型熱交換器を形成した温水発生手段と；前記室内熱交換器の側面に補助熱交換器を設置し、前記補助熱交換器と熱媒体加熱導管を循環ポンプ付設供給管と帰還管で閉回路が形成されるように連結した室内熱交換器補助手段とを含んでなるものである。
【００１２】
また、本発明は、圧縮機、四方バルブ、室内熱交換器、冷房用膨脹バルブ、暖房用膨脹バルブ、室外熱交換器及び前記四方バルブを冷媒導管で順に連結し、前記四方バルブと圧縮機を吸入導管で連結した冷凍サイクルと；前記冷媒導管の圧縮機と四方バルブの間にバイパス導管を連結し、前記バイパス導管に凝縮管を形成して貯湯槽に内蔵するとともに前記凝縮管に熱媒体加熱導管を挿入して二重管型熱交換器を形成した温水発生手段と；前記室内熱交換器の側面に補助熱交換器を設置して前記補助熱交換器と熱媒体加熱導管を循環ポンプ付設供給管と帰還管で閉回路が形成されるように連結した室内熱交換器補助手段と；前記供給管と帰還管に連結して前記室内熱交換器設置位置に付設する輻射熱発生手段とを含んでなるものである。
【発明の効果】
【００１３】
以上のように、本発明は、貯蔵槽内に二重管型熱交換器を内蔵して冷媒ガスと温水が直接熱交換することにより、温水加熱効率が向上し、さらに二重管型熱交換器で加熱された熱媒体を室内熱交換器に設置された補助加熱手段の補助熱交換器に循環させることにより、暖房運転開始時に迅速な暖房が可能であるとともに暖房熱量の不足現象を防止することにより良好な暖房が可能なものである。
【００１４】
また、本発明は、対流暖房と輻射暖房を兼ねることにより室内の上下温度差が小さいので、快適な暖房が可能なものである。
【図面の簡単な説明】
【００１５】
【図１】本発明の第１実施例の構成図である。
【図２】本発明の第１実施例の二重管型熱交換器の断面図である。
【図３】本発明の第２実施例の構成図である。
【発明を実施するための形態】
【００１６】
図１は本発明の第１実施例の構成図、図２は本発明の第１実施例の二重管型熱交換器の断面図である。本発明の第１実施例は、冷凍サイクル１０、温水発生手段２０、及び室内熱交換器補助手段３０に大別される。
【００１７】
前記冷凍サイクル１０は、 圧縮機１１、四方バルブ１２、室内熱交換器１３、冷房用膨脹バルブ１４、暖房用膨脹バルブ１５、室外熱交換器１６及び前記四方バルブ１２を冷媒導管１７で順に連結し、前記四方バルブ１２と圧縮機１１を吸入導管１８で連結したものである。
【００１８】
前記温水発生手段２０は、前記冷媒導管１７の圧縮機１１と四方バルブ１２の間にバイパス導管２１の両端を一定間隔で連結し、前記バイパス導管２１に凝縮管２３を形成して貯湯槽２５に内蔵するとともに、前記凝縮管２３内に水、ブラインなどの熱媒体加熱導管２４を挿入して二重管型熱交換器２２に形成したものである。
【００１９】
前記二重管型熱交換器２２は、ジグザグ状に形成して放熱面積を増大することで温水加熱効率を一層向上させることができるようにし、前記凝縮管２３及び熱媒体加熱導管２４は前記形状の外に円形にも構成することができるものである。
【００２０】
前記室内熱交換器補助手段３０は、前記室内熱交換器１３の側面に補助熱交換器３１を設置し、前記補助熱交換器３１と熱媒体加熱導管２４を循環ポンプ３３付設供給管３２と帰還管３４で閉回路が形成されるように連結して、暖房時に室内熱交換器１３の補助機能をするようにしたものである。
【００２１】
そして、前記バイパス導管２１の入口及び前記冷媒導管１７の前記バイパス導管入口側連結部の後方にソレノイドバルブ４１ａ、４１ｂを設置し、これらを選択的に開閉するかまたは同時に開放することで冷暖房と同時に温水を生成するか、あるいは冷暖房のみをするようにしたものであり、また、前記供給管３２にソレノイドバルブ４２を設置し、これを閉鎖することで補助熱交換器３１の機能を停止するようにしたものである。
【００２２】
未説明符号１９ａ、１９ｂはチェックバルブ、１９ｃは膨脹タンク、２７は給水管、２８は温水引出管である。
【００２３】
以上のような本発明の第１実施例は、冷暖房のみをするときは、ソレノイドバルブ４１ｂを開放し［ソレノイドバルブ４１ａは閉鎖状態にする］圧縮機１１を駆動して高温・高圧の冷媒ガスを実線矢印の方向に流れるようにすれば、室内熱交換器１３で冷媒ガスが凝縮し、その凝縮熱によって室内を対流方式で暖房し、一方、高温・高圧の冷媒ガスを仮想線矢印の方向に流れるようにすれば、冷房用膨脹バルブ１４で膨脹した冷媒液が室内熱交換器１３で蒸発するとき、その蒸発熱によって室内を冷房するのは周知のものと同様である。
【００２４】
前記のように運転するとき、温水を生成するためには、ソレノイドバルブ４１ａを開放し、圧縮機１１で圧縮された高温・高圧の冷媒ガスをバイパス導管２１を経由させれば、凝縮管２３を流れながら凝縮し、その凝縮熱が貯湯槽２５内に貯蔵された給水（加熱しようとする温水）及び熱媒体加熱導管２４内の熱媒体と熱交換して温水を生成するとともに熱媒体を加熱するものである。
【００２５】
前記のように、熱媒体加熱導管２４で加熱された熱媒体はソレノイドバルブ４２を開放して循環ポンプ３３を駆動し、室内熱交換器１３の側面に設置された補助熱交換器３１に循環させれば、暖房開始または暖房中断後の再開時のウォームアップ時間にも室内の温度を速かに上昇させることで快適な暖房が可能であり、さらにヒートポンプのウォームアップ時間が終わった後にもずっと稼動すれば暖房熱量を良好に補充することができるものである。
【００２６】
図３は本発明の第２実施例の構成図で、前記第１実施例と同一構成要素は同一符号を付与し、その具体的な説明は省略し、前記第１実施例と違う点は前記熱媒体加熱導管２４に輻射熱発生手段５０を付設したことである。
【００２７】
前記輻射熱発生手段５０は、前記供給管３２と帰還管３４に第２供給管５２と第２帰還管５３を連結し、前記第２供給管及び帰還管５２、５３にファンコイルユニット、ラジエーター、床敷設放熱コイルなどの熱交換器５１を設置し、前記第２供給管５２にソレノイドバルブ５４を設置したものである。
【００２８】
本発明の前記第２実施例は、前記第１実施例のような暖房時に輻射暖房をするためには、室内熱交換器補助手段３０の使用時はソレノイドバルブ５４を開放しソレノイドバルブ４２は開放状態にするか閉鎖し、室内熱交換器補助手段３０の使用中断時はソレノイドバルブ５４のみを開放するかまたはソレノイドバルブ４２、５４をすべて開放した後、循環ポンプ３３を駆動すれば、熱媒体加熱導管２４で加熱された実逓加熱交換器５１を循環しながら室内を室内熱交換器１３によって対流方式で暖房するとともに輻射暖房をすることで室内の上下温度差が小さいので快適な暖房が可能であり、さらにソレノイドバルブ４１ａの開度をソレノイドバルブ４１ｂの開度より大きくして熱交換器５１からの放熱量を室内熱交換器１３の温風吐出量より多くすれば、温風が居住者に触れる量が少なくなり、これによっても快適な暖房の上昇効果を達成するものである。
【００２９】
本発明は前記のような実施例１及び実施例２に基づいて説明したが、前記のような実施例に限定されるものではなく、本発明の精神を逸脱しない範囲内で、例えば室内熱交換器１３に貯湯槽を設置して冷・温水を生成するか、輻射熱発生手段５０の熱交換器５１を前記室内熱交換器１３の設置場所の外の他の場所に設置するなどの多様な変更が可能であるのはいうまでもない。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【国際調査報告】
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