(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
熱源側冷媒を循環させる熱源側冷媒サイクルと、利用側冷媒を循環させる利用側冷媒サイクルの間に熱交換器を介在させて、熱源側冷媒と利用側冷媒とを前記熱交換器を介して熱的に接続して、利用側冷媒サイクルで冷房や暖房を行う冷凍空調装置であって、その利用側冷媒サイクルを構成する冷媒貯留タンクにその冷媒貯留タンク内の利用側冷媒を加熱する加熱手段を組込み、その接続口に不燃材よりなるフィルターを装着した冷凍空調装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、熱源側冷媒サイクルと利用側冷媒サイクルの冷媒を、熱交換器を介して熱交換させ、利用側冷媒サイクルにおいて住宅等の冷・暖房を行う冷凍空調装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
熱源側冷媒サイクルにより採熱した熱で、利用側冷媒サイクルに冷・暖房に使う冷媒を作り、室内放熱器に循環させて冷・暖房を行う冷凍空調装置においては、熱源側冷媒サイクルで採熱できる熱量が外気温度に左右されることから、外気温度が低いときには暖房能力が低下し、必要とする暖房雰囲気が得がたくなる。こうした問題を、例えば特開昭５５―２０３１５号公報に示されているヒートポンプ式の空調技術では、室内熱交換器に正特性サーミスタ加熱器を配置して、冷媒温度低下時の暖房能力低下を正特性サーミスタ加熱器で補うことで解決している。この技術では、室内熱交換器の冷媒温度をモニターしていて、冷媒温度が設定温度以下になったときには補助熱源として正特性サーミスタ加熱器を動作させ、暖房能力の不足を補っている。
【０００３】
また、特開２０００―２４７４号公報には、冷房専用の熱源側冷媒サイクルに暖房専用のボイラーを含む熱源側冷媒サイクルを併設し、暖房時にはボイラーを運転させて暖房に必要な熱を利用側冷媒サイクルに供給できるようにした冷凍空調装置が示されている。この冷凍空調装置では、冷房専用の熱源側冷媒サイクルと、ボイラーを含む暖房専用の熱源側冷媒サイクルを持つため、除霜運転の必要はなく、除霜運転による利用側冷媒サイクルの冷媒温度の低下もきたさない。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
上記した従来のヒートポンプ式の空調技術においては、暖房運転の場合で室内暖房負荷が小さい場合でも、除霜運転時などでは利用側冷媒サイクルの冷媒温度が低下するため正特性サーミスタ加熱器による不必要な熱補給が行われることになり、非経済的であるといった問題点がある。
【０００５】
一方、暖房専用の熱源側冷媒サイクルを持つものは、灯油ボイラーやガスボイラー又は電気ボイラーといった熱源機が必要で、構成が複雑になりコストも高く、設置スペースも拡大するといった問題点がある。
【０００６】
本発明は、係る従来の問題点を解決するためになされたものであって、その課題とするところは、低コストで設置スペースも拡大しない快適な冷暖房を実現できる冷凍空調装置を得ることであり、その装置の安全性の向上を推進することである。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
前記課題を達成するために請求項１の発明は、熱源側冷媒を循環させる熱源側冷媒サイクルと、利用側冷媒を循環させる利用側冷媒サイクルの間に熱交換器を介在させて、熱源側冷媒と利用側冷媒とを前記熱交換器を介して熱的に接続して、利用側冷媒サイクルで冷房や暖房を行う冷凍空調装置について、その利用側冷媒サイクルを構成する冷媒貯留タンクに冷媒貯留タンク内の利用側冷媒を加熱する加熱手段を組込み、その接続口に不燃材よりなるフィルターを装着する手段を採用する。
【００１４】
【発明の実施の形態】
図１〜図３によって示す本実施の形態は、図１によって全体の構成を示すように熱源側冷媒を循環させる熱源側冷媒サイクルと、利用側冷媒を循環させる利用側冷媒サイクルの間に採熱用の熱交換器１を介在させて、熱源側冷媒と利用側冷媒とを熱交換器１を介して熱的に接続して、利用側冷媒サイクルで冷房や暖房を行う冷凍空調装置に関するものである。熱源側冷媒サイクルは、熱源側冷媒を冷却するヒートポンプ方式の冷凍サイクルであり、冷凍空調装置の外殻２の外に置かれる熱交換器３と外殻２内に設けられる圧縮機及び流量調節弁(図示しない)並びに熱交換器１の一次流路を巡る熱源側冷媒循環閉路４で構成されるサイクルである。
【００１５】
利用側冷媒サイクルは、不凍液等の利用側冷媒を循環させる利用側冷媒循環閉路５として構成され、利用側冷媒を貯留する冷媒貯留タンク６と、冷媒貯留タンク６の利用側冷媒を循環させる循環ポンプ７と、外部配管８を通じて熱交換器１の二次流路を経て冷媒貯留タンク６へ戻るサイクルである。外部配管８と熱交換器１を除く構成部分は、冷凍空調装置の外殻２内に収められている。
【００１６】
冷媒貯留タンク６には往き側接続口９と、戻り側接続口１０がそれぞれ設けられていて、往き側接続口９は、循環ポンプ７の吸込側に接続され、戻り側接続口１０は、熱交換器１の二次流路に接続されている。循環ポンプ７の吐出側には、外殻２内に設けられた接続口１１に外部配管８の往き側配管が接続され、熱交換器１の二次流路の入口側には外殻２内に設けられた接続口１２に外部配管８の戻り側配管が接続されている。熱源側冷媒サイクルの熱源側冷媒と利用側冷媒サイクルの利用側冷媒とは相互に独立し、混じり合うことはないが熱交換器１により熱的には接続している。
【００１７】
外部配管８は、往き側配管と戻り側配管とに接続された室内放熱器１３により利用側冷媒の循環系として構成されている。室内放熱器１３としては、室内空気を循環させながら冷却或いは加熱することで冷暖房機能を果す一機又は複数機のファンコイルユニットや、輻射による冷暖房機能を果す床暖房パネル等による一組又は複数組の輻射パネル等が接続される。
【００１８】
冷媒貯留タンク６は、図２に示すように耐熱密閉容器として構成され、その一側からタンク内の冷媒を加熱する加熱手段として複数個のセラミックヒーター又は電気シーズヒーター１４が組込まれている。冷媒貯留タンク６の往き側接続口９には、不燃材で筒状に構成されたフィルター１５が冷媒貯留タンク６の上部の脱着口１６からの抜き差しによって脱着できるように装着されている。フィルター１５の脱着口１６は、冷媒貯留タンク６に付設する圧力計や膨張逃し弁や自動空気抜弁等の付随機器を取付ける接続口付きフランジ１７で閉止されている。この接続口付きフランジ１７はパッキン１８を挟んでネジにより冷媒貯留タンク６の上部に締め固定されている。
【００１９】
冷媒貯留タンク６には、図３に示すように発泡スチロールによる断熱外套１９が被着され、断熱が図られている。この断熱外套１９の内側は、難燃性フェルト等の断熱材の貼付けによる難燃構造２０になっていて、空炊き等による断熱外套１９の延焼が防止されている。
【００２０】
冷凍空調装置には、循環ポンプ７や圧縮機及び電気シーズヒーター１４等を制御するマイコンを含む制御手段２１が搭載されており、この制御手段２１に冷房モードや暖房モードの設定を行う設定スイッチや、ＬＥＤや液晶等により運転状態等を表示する表示手段を備えたコントローラが信号線又は赤外線信号により信号のやりとりを可能に接続されている。制御手段２１には冷媒貯留タンク６の出口の利用側冷媒の温度を検知する温度検知手段２２の出力が制御情報として取込まれる。
【００２１】
また、室内放熱器１３にはコントローラ及び室温を検知する室温検知手段が備えられ、コントローラの操作によって冷媒の流量をそれ自体に設けられた流量調節弁を動かして、室温が設定温度になるようにフィードバック制御を行うとともに、冷凍空調装置の制御手段２１に運転情報や設定温度及び室内温度を制御情報として送信する。
【００２２】
冷凍空調装置のコントローラにより、暖房モードが設定されると、制御手段２１により熱源側ヒートポンプ方式の暖房運転を行い、必要に応じて電気シーズヒーター１４への通電を行う。制御手段２１は、室内放熱器１３のコントローラからの運転情報の取込みを行い、室内放熱器１３のいずれかから運転要求の信号が入ると、利用側冷媒サイクルに送る利用側冷媒の温度を暖房できる温度になるように、熱源側ヒートポンプ方式の暖房運転と電気シーズヒーター１４への通電を制御し、循環ポンプ７を動かし、利用側冷媒サイクルに利用側冷媒を循環させる。室内放熱器１３側からの運転要求の信号が一つもない場合には、循環ポンプ７は停止状態におかれる。
【００２３】
電気シーズヒーター１４は、例えば容量１キロワットのものを四個設けた場合、住宅の負荷に応じた適切な組合せで通電され、消費電力の低減を図りながら暖房能力が確保される。冷媒貯留タンク６に暖房運転時の熱源となる電気シーズヒーター１４を組込んでいるため、利用側冷媒を効率的に加熱でき、灯油ボイラーやガスボイラー等による暖房専用の熱源側冷媒サイクルを持つものより構成が簡素で、コストも低く設置スペースも縮小する。暖房モードでは冷媒貯留タンク６内の利用側冷媒の熱容量にて除霜運転における利用側冷媒の温度低下を防ぐと同時に、熱容量が不足した場合は電気シーズヒーター１４によって加熱することが可能である。さらに外気温度が低下した場合の熱源側ヒートポンプ方式の暖房運転における能力不足も補うことができる。冷媒貯留タンク６は、断熱外套１９で包まれているため、冷媒貯留タンク６内の利用側冷媒の温度低下は少なく、電力消費も少ない。万一、空炊きされるようなことがあっても、断熱外套１９の難燃構造２０により断熱外套１９の延焼は防止され、安全性が保たれる。また、フィルター１５についても不燃材で構成されているので、空炊き等によっても燃えることがなく安全性が確保される。
【００２４】
フィルター１５の保守は、付随機器を取付けたまま接続口付きフランジ１７を外し、脱着口１６から抜取って行うことができる。また、外部配管８との接続口１１，１２が冷凍空調装置の外殻２の内部に設けられているため、設置場所の床下へ向かって外部配管８を接続したり、外殻２の側面に向かって外部配管８を接続したりすることができ、配管の自由度が高い。
【００２５】
一方、冷凍空調装置のコントローラにより、冷房モードが設定されると、制御手段２１は熱源側冷媒サイクルを動かし、電気シーズヒーター１４を断電状態におき、室内放熱器１３のコントローラからの運転情報の取込みを行う。室内放熱器１３のいずれかから運転要求の信号が入ると、室内放熱器１３に送る利用側冷媒の温度を冷房できる、例えば７℃になるように、熱源側冷媒サイクルを制御する。室内放熱器１３側からの運転要求の信号が一つもない場合には、循環ポンプ７は停止状態におかれる。
【００２６】
【発明の効果】
請求項１の発明によれば、低コストで設置スペースも拡大しない快適な暖房を実現できる冷凍空調装置が得られ、空炊き等によるフィルターの延焼を防止することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】  実施の形態の冷凍空調装置を示す構成図である。
【図２】  実施の形態の冷凍空調装置の冷媒貯留タンクの構成を示す分解斜視図である。
【図３】  実施の形態の冷凍空調装置の冷媒貯留タンク周りの構成を示す分解斜視図である。
【符号の説明】
１  熱交換器、  ２  外殻、  ３  熱交換器、  ４  熱源側冷媒循環閉路、  ５  利用側冷媒循環閉路、  ６  冷媒貯留タンク、  ８  外部配管、  １１  接続口、  １２  接続口、  １４  電気シーズヒーター、  １５  フィルター、  １９  断熱外套、  ２０  難燃構造。
【図１】
0003818139.tif 000002
【図２】
0003818139.tif 000003
【図３】
0003818139.tif 000004