説明

ヒートポンプ装置

【課題】24時間換気用のシステムを別個に設置することなく、ヒートポンプ装置の負荷に左右されずに24時間換気を一定換気量で行うことができ、さらに、排気からの熱回収を行うことができるヒートポンプ装置を提供する。
【解決手段】空気を導入し、該空気と熱媒との間で熱交換を行う熱交換器4と、該熱交換器4に空気を供給する第1のファン5及び第2のファン9とを備えるヒートポンプ装置において、第1のファン5とは独立して、第2のファン9の空気取込口8b及び部屋2の壁に設けられた換気口10を接続するダクト11と、第2のファン9の回転数を一定に保持する回転数保持手段9aとを備え、第2のファン9により、第3種換気を常時一定換気量で行う。

【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本発明は、ヒートポンプ装置に関する。
【背景技術】
【0002】
ヒートポンプ装置を利用する装置として、空気調和装置が知られている(例えば特許文献1参照)。前記空気調和装置は、室内の空気を排気する小型の換気扇を有する室内機と、導入した空気と冷媒又は熱媒との間で熱交換を行う熱交換器、及び、該熱交換器に外気を供給する室外ファンを有する室外機とを備え、換気扇により排気された空気を熱交換器に導くダクトが設けられている。
【0003】
前記空気調和装置によれば、熱交換器において、ダクトを介して導かれた排気と、室外ファンにより供給された外気とが混合することにより、排気からの熱回収を行い、室内の冷房能力又は暖房能力を増加することができるとされている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0004】
【特許文献1】特開平6−123443号公報(図1及び図2)
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0005】
ところで、近年、住宅において、シックハウス症候群等への対策のために第3種換気を24時間行う(以下、24時間換気という)ことが求められており、24時間換気用の換気扇やスイッチ等を備えたシステムが設置されている。そこで、前記空気調和装置における換気扇を24時間換気に利用することが考えられる。
【0006】
しかしながら、前記空気調和装置において前記換気扇を24時間換気に利用する場合には、室内の冷房又は暖房を強くするために室外ファンの回転数を大きくすると、室外ファンがダクトの排気口に隣接して設けられていることにより、該ダクトを介して室内の冷気又は暖気が大量に排気されることとなる。その結果、冷房又は暖房効率が悪くなる上に、24時間換気を一定換気量で行うことができないという不都合がある。
【0007】
そこで、本発明は、かかる不都合を解消して、24時間換気用のシステムを別個に設置することなく、ヒートポンプ装置の負荷に左右されずに24時間換気を一定換気量で行うことができ、さらに、排気からの熱回収を行うことができるヒートポンプ装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【0008】
そこで、前記目的を達成するために、本発明は、空気を導入し、該空気と熱媒との間で熱交換を行う熱交換器と、該熱交換器に空気を供給する第1のファン及び第2のファンとを備えるヒートポンプ装置において、第1のファンとは独立して、第2のファンの空気取込口及び部屋の壁に設けられた換気口を接続するダクトと、第2のファンの回転数を一定に保持する回転数保持手段とを備え、第2のファンにより、第3種換気を常時一定換気量で行うことを特徴とする。
【0009】
本発明のヒートポンプ装置において、第2のファンは、常時作動し、部屋の排気を、換気口及びダクトを介して空気取込口から取り込み、熱交換器に供給する。このとき、第2のファンは、その回転数が回転数保持手段により一定に保持されているので、第2のファンによる熱交換器への空気供給量、すなわち、第2のファンによる第3種換気の換気量は常時一定となる。一方、第1のファンは、取り込んだ空気を熱交換器に供給するものの、ダクトから独立しているため、ダクトを介して部屋の排気を取り込むことはなく、第1のファンの運転状態が部屋の換気量に影響を与えることがない。
【0010】
したがって、本発明のヒートポンプ装置によれば、運転負荷の大小によらず、24時間換気を一定換気量で行うことができる。また、本発明のヒートポンプ装置によれば、第2のファンを24時間換気に利用することができるので、24時間換気用のシステムを別個に設置する必要がない。
【0011】
また、本発明のヒートポンプ装置によれば、熱交換器において、第2のファン及びダクトを介して導かれた部屋の排気を用いることにより、該排気からの熱回収を行うことができる。
【0012】
また、本発明のヒートポンプ装置は、前記熱交換器、第1のファン及び第2のファンを収容し、第1のファンの空気取込口及び第2のファンの空気取込口が連続してなる共通空気取込口を有する筐体と、該共通空気取込口を分画して第2のファンの空気取込口を第1のファンの空気取込口から独立させるアダプタとを備えることが好ましい。前記構成では、第1のファン及び第2のファンは、前記共通空気取込口から共通して空気を取り込むようになっている。前記構成によれば、従来から用いられている前記共通空気取込口を備える室外機に前記アダプタを取り付けることでその利用が可能となる上に、前記共通空気取込口の大きさや形状が前記室外機の機種によって異なる場合であっても、該アダプタの大きさを変更することにより第2のファンの空気取込量を調整し、所望の換気量にて24時間換気を行うことができる。
【0013】
また、本発明のヒートポンプ装置は、前記熱交換器で熱交換された熱媒の熱を、前記部屋の内部に設けられた暖房負荷に供給する他の熱交換器を備え、第2のファンにより、該暖房負荷で暖房が行われた該部屋の空気を取り込むことを特徴とすることが好ましい。本発明のヒートポンプ装置によれば、第2のファンによる第3種換気の換気量は常に一定であるので、運転負荷が大きい場合であっても、前記暖房負荷で暖められた部屋の空気が大量に排気されて暖房効率が悪くなることを防ぐことができる。
【図面の簡単な説明】
【0014】
【図1】本実施形態のヒートポンプ装置を住宅に応用した例を示す説明図。
【図2】図1に示すヒートポンプ装置に係るアダプタの接続部を示す説明図。
【発明を実施するための形態】
【0015】
次に、添付の図面を参照しながら本発明の実施の形態についてさらに詳しく説明する。図1に示すヒートポンプ装置1は、寒冷地の屋外に設置され、部屋2の暖房に利用されるものである。ヒートポンプ装置1は、筐体3の内部に、導入した空気と第1の熱媒との間で熱交換を行う第1の熱交換器4と、外気を取り込み、第1の熱交換器4に供給する第1のファン5と、第1の熱交換器4の熱を利用して第1の熱媒と第2の熱媒との間で熱交換を行う第2の熱交換器7とを備えている。
【0016】
筐体3の側面には、縦長に開口する共通空気取込口8が設けられ、共通空気取込口8に対向して、第1のファン5と第2のファン9とが設けられている。
【0017】
共通空気取込口8の一部と、部屋2の壁に設けられた第1の換気口10とが、ダクト11及びアダプタ12により接続されている。アダプタ12は、図2に示すように、接続用筒状部12aと、分離板12bとで構成されている。前記構成により、共通空気取込口8は、アダプタ12で分割され、第1のファン5の空気取込口8a及び第2のファン9の空気取込口8bとなる。また、前記構成により、ダクト11が、第1のファン5とは独立して、第2のファン9の空気取込口8bと第1の換気口10とを接続することとなり、第1のファン5により部屋2の排気が取り込まれないようになっている。
【0018】
第1のファン5及び第2のファン9は、第1の熱交換器4の空気取入側に設けられ、いずれもクロスフローファンである。第1のファン5は、第2のファン9と比較して、大きな送風能力すなわち空気取込能力を備えている。
【0019】
第2のファン9は、その回転数を一定に保持する回転数保持手段としてのディップスイッチ9aを備えており、24時間一定回転で運転が可能となっている。第2のファン9は、ディップスイッチ9aを備えることにより、第3種換気を常時一定換気量で行うことができるとともに、部屋2の大きさ等に応じて、換気量を容易に調整できるようになっている。
【0020】
第1の熱交換器4には、第1の熱媒還流管13の両端部が接続されている。第1の熱媒還流管13は、その途中に、上流側から順に、圧縮器14と、第1の熱媒と第2の熱媒との間で熱交換を行う第2の熱交換器7と、膨張弁15とを備えている。
【0021】
一方、部屋2の床6には、床下の空気と部屋2の内部の空気とを流通させるための開口部16a,16bが設けられている。床下には、第2の熱媒体と部屋2の空気との間で熱交換を行う第1の放熱器17が設けられ、該第1の放熱器17には第2の熱媒還流管18の両端部が接続されている。第1の開口部16aは、第1の放熱器17の上方に設けられ、第2の開口部16bは、第1の開口部16aから離れた壁際に設けられている。
【0022】
第2の熱媒還流管18は、その途中に、上流側から順に、ポンプ19と、第2の熱交換器7とを備えている。また、第2の熱媒還流管18には、ポンプ19の上流側で分岐するとともに、第2の熱交換器7の下流側で合流する分岐管20が接続されている。分岐管20は、その途中に、第2の熱媒と部屋の壁に設けられた第2の換気口21から取り込んだ外気との間で熱交換を行う第2の放熱器22を備えている。
【0023】
次に、本実施形態のヒートポンプ装置1の作動について説明する。まず、第1のファン5が、空気取込口8aから外気を取り込み、第1の熱交換器4に供給する。一方、第2のファン9が、第1の換気口10及びダクト11を介して部屋2の排気を空気取込口8bから取り込み、第1の熱交換器4に供給する。第1の熱交換器4は、外気及び部屋2の排気と第1の熱媒との間で熱交換を行うことにより、第1の熱媒で採熱を行う。
【0024】
採熱した第1の熱媒は、第1の熱媒還流管13を流通し、圧縮器14で圧縮されることにより温度が上昇し、第2の熱交換器7に導入される。第2の熱交換器7は、温度上昇した第1の熱媒と第2の熱媒との間で熱交換を行うことにより、第2の熱媒で採熱を行う。第2の熱交換器7で熱交換された第1の熱媒は、膨張弁15により膨張された後、第1の熱交換器4に還流される。
【0025】
採熱した第2の熱媒は、ポンプ19により、第2の熱媒還流管18を流通し、第1の放熱器17に導入され、第2の熱交換器7に還流される。第2の熱媒が第2の熱媒還流管18を流通することにより、床下の空気を暖めることができる。また、第2の熱媒還流管18を流通する第2の熱媒の一部は、分岐管20を流通し、第2の放熱器22に導入される。
【0026】
第1の放熱器17は、第1の開口部16aを介して、第2の熱媒と部屋2の内部の空気との間で熱交換を行うことにより、部屋2の内部の空気を暖める。また、第2の放熱器22は、第2の熱媒と、第2の換気口21から取り込まれた外気との間で熱交換を行うことにより、取り込まれた外気を暖める。取り込まれ暖められた外気は、部屋2の内部に供給される。この結果、部屋2の内部に空気の流れが生じ、部屋2の空気の一部が第2の開口部16bを介して床下へ流通される。
【0027】
以上のようにして、本実施形態のヒートポンプ装置1によれば、外気及び部屋2の排気から第1,第2の熱交換器4,7を介して採熱した熱を、第1,第2の放熱器17,22を介して部屋2の内部に供給することにより、部屋2の内部を暖房することができる。
【0028】
このとき、本実施形態のヒートポンプ装置1では、第2のファン9は、常時作動し、その回転数がディップスイッチ9aにより一定に保持されていることにより、第2のファン9による第1の熱交換器4への空気供給量、すなわち、第2のファン9による第3種換気の換気量は常時一定となる。一方、第1のファン5は、取り込んだ外気を第1の熱交換器4に供給するものの、ダクト11からは独立しているため、ダクト11を介して部屋2の排気を取り込むことはなく、第1のファン5の運転状態が部屋2の換気量に影響を与えることがない。
【0029】
したがって、本実施形態のヒートポンプ装置1によれば、運転負荷の大小によらず、24時間換気を一定換気量で行うことができる。また、本実施形態のヒートポンプ装置1によれば、第2のファン9を24時間換気に利用することができるので、24時間換気用のシステムを別個に設置する必要がない。
【0030】
また、本発明のヒートポンプ装置1によれば、第2のファン9による第3種換気の換気量は常に一定であるので、運転負荷が大きい場合に、暖められた部屋2の空気が大量に排気されて暖房効率が悪くなることを防ぐことができる。
【0031】
また、本実施形態のヒートポンプ装置1によれば、第1の熱交換器4において、第2のファン9及びダクト11を介して導かれた部屋2の排気を用いることにより、該排気からの熱回収を行うことができる。
【0032】
また、通常、寒冷地では、外気温の低下により第1の熱交換器4に霜が付着するため、該霜を除去するためにデフロスト運転を行う必要があるが、本実施形態のヒートポンプ装置1では、前記排気から回収した熱により、該霜を除去することができる。したがって、本実施形態のヒートポンプ装置1によれば、デフロスト運転の回数を減らすことができ、暖房効率を向上させることができる。
【0033】
また、本実施形態のヒートポンプ装置1によれば、従来から用いられている共通空気取込口8を備える室外機にアダプタ12を取り付けることでその利用が可能となる上に、共通空気取込口8の大きさや形状が機種によって異なる場合であっても、アダプタ12の大きさを変更することにより第2のファン9の空気取込量を調整し、所望の換気量にて24時間換気を行うことができる。
【0034】
尚、本実施形態のヒートポンプ装置1は、部屋2の暖房に用いるとしているが、冷暖房を行う空気調和装置や、給湯に用いることも可能である。また、第1のファン5と第2のファン9は、クロスフローファンを用いているが、プロペラファンやシロッコファンを用いることも可能である。
【符号の説明】
【0035】
1…ヒートポンプ装置、 3…筐体、 4…熱交換器、 5…第1のファン、 7…他の熱交換器、 8…共通空気取込口、 8a…第1のファンの空気取込口、 8b…第2のファンの空気取込口、 9…第2のファン、 9a…回転数保持手段、 10…換気口、 11…ダクト、 12…アダプタ、 17…第1の放熱器(暖房負荷)、 22…第2の放熱器(暖房負荷)。

【特許請求の範囲】
【請求項1】
空気を導入し、該空気と熱媒との間で熱交換を行う熱交換器と、
該熱交換器に空気を供給する第1のファン及び第2のファンとを備えるヒートポンプ装置において、
第1のファンとは独立して、第2のファンの空気取込口及び部屋の壁に設けられた換気口を接続するダクトと、
第2のファンの回転数を一定に保持する回転数保持手段とを備え、
第2のファンにより、第3種換気を常時一定換気量で行うことを特徴とするヒートポンプ装置。
【請求項2】
請求項1記載のヒートポンプ装置において、
前記熱交換器、第1のファン及び第2のファンを収容し、第1のファンの空気取込口及び第2のファンの空気取込口が連続してなる共通空気取込口を有する筐体と、
該共通空気取込口を分画して第2のファンの空気取込口を第1のファンの空気取込口から独立させるアダプタとを備えるヒートポンプ装置。
【請求項3】
請求項1又は請求項2記載のヒートポンプ装置において、
前記熱交換器で熱交換された熱媒の熱を、前記部屋の内部に設けられた暖房負荷に供給する他の熱交換器を備え、
第2のファンにより、該暖房負荷で暖房が行われた該部屋の空気を取り込むことを特徴とするヒートポンプ装置。

【図1】
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【図2】
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【公開番号】特開2011−52899(P2011−52899A)
【公開日】平成23年3月17日(2011.3.17)
【国際特許分類】
【出願番号】特願2009−202497(P2009−202497)
【出願日】平成21年9月2日(2009.9.2)
【出願人】(000106483)サンポット株式会社 (17)
【Fターム(参考)】