JPH06193997A

JPH06193997A - ヒートポンプ装置

Info

Publication number: JPH06193997A
Application number: JP5218750A
Authority: JP
Inventors: Paul F Swenson; エフスウェンソンポール
Original assignee: KONSORIDEITETSUDO NACHIYURARU; KONSORIDEITETSUDO NACHIYURARU GAS SERVICE CO Inc; Consolidated Natural Gas Service Co Inc
Current assignee: KONSORIDEITETSUDO NACHIYURARU; KONSORIDEITETSUDO NACHIYURARU GAS SERVICE CO Inc; Consolidated Natural Gas Service Co Inc
Priority date: 1992-09-03
Filing date: 1993-09-02
Publication date: 1994-07-15
Also published as: US5253805A; CA2101298A1

Abstract

(57)【要約】【目的】冷媒蒸気コンプレッサを作動させるのに燃料燃
焼式原動機または熱機関を利用した占有空間の空調用ヒ
ートポンプ装置を提供する。【構成】機関１２とコンプレッサ１１を屋外に配置し、
冷媒を屋外で循環させる伝熱回路を備えた冷媒回路と建
物の内部との間で熱の伝達を行う。機関１２から排出さ
れた熱は暖房および水の加熱のために機関冷却液回路５
１〜５４により建物の内部に運ばれる。【効果】冷媒を建物の占有空間その他の閉鎖領域におい
て循環させることなく空調できる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、家庭その他の居住単
位、作業領域および休養領域のような閉鎖空間の空気を
調節するためのヒートポンプ装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】熱機関作動式の蒸気圧縮サイクルヒート
ポンプは、例えば、米国再発行特許第３１，２８１号に
より公知である。本明細書においては、米国特許第４，
９７６，４６４号を引用してその説明に代えるが、この
米国特許には、建物現場の占有空間における空調および
飲料水加熱負荷において燃料燃焼式原動機により棄てら
れる(rejected)熱を使用することによりヒートポンプ装
置の熱効率を改善する構成が開示されている。特に、こ
の米国特許に開示されている装置は、ヒートポンプ燃料
燃焼式原動機の熱貯蔵装置として通常の家庭用温水タン
クを認識しており、タンク内の熱を周期的に使用してヒ
ートポンプの熱サイクルロスを避けることにより、ヒー
トポンプの運転期間と運転期間との間の加熱負荷を満足
させることが教示されている。設置する場合は、一般
に、熱ポンプコンプレッサおよび燃料燃焼式原動機、通
常は、内燃機関（以下、「機関」という）を建築物の外
のキャビネットに配置して、騒音を少なくするととも
に、燃料および燃焼生成物に関連する安全対策を簡素化
するようにしている。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】従来のヒートポンプ装
置では、冷媒が占有空間に漏洩するおそれがあった。

【０００４】本発明の目的は、機関と冷却回路を占有空
間(occupied space)から物理的に隔離するため２つの別
体をなす伝熱回路を備えた機関作動式のヒートポンプ装
置を提供することにある。

【０００５】

【課題を解決するための手段】本発明によれば、建物の
占有空間の空気を加熱するヒートポンプ装置が提供され
ている。このヒートポンプ装置は、建物の外部に配設さ
れ冷媒を含む冷却回路と、冷媒蒸気コンプレッサと、冷
媒の蒸発と凝縮とを行なう一対のコイルおよび膨脹バル
ブと、コンプレッサを作動するように建物の外部に配設
された燃料燃焼式原動機と、原動機の廃熱により加熱さ
れる第１の伝熱流体を建物に導いて建物の内部に熱を供
給する供給ラインおよび熱を吸収するために建物の内部
の熱を建物から原動機に伝達することにより冷却される
第１の伝熱流体を導く復帰ラインを有し、原動機の廃熱
を吸収するとともに廃熱を建物の内部に給送する第１の
伝熱回路と、冷却回路のコイルの一方と建物内の空気と
の間で熱の伝達を行う第２の伝熱流体を含むとともに前
記一方の冷却コイルと熱交換を行なった第２の伝熱流体
を建物の内部に導いて建物内の空気との熱交換を行なわ
せる供給ラインおよび建物内の空気と熱交換を行なった
第２の伝熱流体を建物から前記冷却コイルへ戻して伝熱
を継続して行わせる復帰ラインを有し、冷却回路と建物
の内部との間で伝熱を行なわせる第２の伝熱流体回路と
を備え、第２の伝熱流体回路は冷媒蒸気を建物の内部に
対して隔離することを特徴とする構成に係る。

【０００６】

【作用】上記のように、本発明は、機関と冷却回路との
双方を占有空間から物理的に隔絶する２つの別体をなす
伝熱回路を有する機関作動式のヒートポンプ装置を提供
するものである。一方の伝熱回路は屋外の機関から占有
空間へ棄てられる熱を伝えるとともに、一方の伝熱回路
は占有空間と屋外の蒸気圧縮ヒートポンプ回路の冷媒と
の間で熱を伝える。即ち、冷媒用の伝熱回路は、冷媒を
占有空間から隔離(isolation) するように冷媒と熱連通
しているが、物理的には分離されている。従って、本発
明によれば、占有空間に循環されて漏洩した場合に健康
または安全性を脅かすことになる冷媒を安全かつ経済的
に使用することができる。

【０００７】伝熱回路は、少なくとも一部が平行をなし
かつ互いに直接隣接するように配設されるのが好まし
い。回路をこのように平行して隣接させることにより材
料の経済性を改善するとともに設置労力を低減させるこ
とができる。実施例においては、伝熱回路は、同じ液体
を使用することにより、ポンプを安価に構成することが
できるとともに、かかる液体に共通の溜めを使用するこ
とができる。本発明の他の特徴は、伝熱液を移送するの
に、マルチチャンネル管路即ち導管を採用したことにあ
る。チャンネルは、理想的には、比較的高い熱効率を発
揮するパターンに配設される。

【０００８】本発明によれば、回路内の欠陥により冷媒
が調節空間に漏洩することがないように冷媒を調節空間
から隔離することにより、利用することができる冷媒を
選択するうえでの融通性を一層大きくすることができ
る。所定の用途に特に適した材料の１つとして、ヒート
ポンプにおいて高い性能係数を提供することが知られて
いるプロパンがある。プロパンは、その熱効率に加えて
入手が容易であること、低コストであることおよび環境
に対する害が比較的ないことから、回路に使用される隔
離熱交換器のコストを相殺するという経済性を発揮する
ことができる。これは、ヒートポンプ装置がヒートポン
プの作動効率を改良するのに使用される貯蔵タイプの温
水ヒータを含む場合や、原動機と連係する伝熱回路も同
時に使用されている場合に特に顕著である。

【０００９】

【実施例】図１には、空調装置、即ち、家、アパート、
オフィスなどの建物占有空間のような居住、作業または
休息領域の暖冷房を行なうヒートポンプ装置１０が示さ
れている。装置１０は、燃料燃焼式原動機(fuel-fired
prime mover)即ち機関１２により駆動されるヒートポン
プコンプレッサ１１と、貯蔵タイプの温水ヒータ１３と
を備えている。装置１０は更に、調節を受けている空間
即ちスペースからの空気を循環するダクト１８内に配設
された熱交換コイル１６および１７を備えている。装置
１０により調節を受けている閉鎖空間即ちスペース１９
は、破線により概略示されている。スペース１９を含
み、図１において破線１５の左側のゾーンに示されてい
る建物もまた、ボイラ室その他の装置室のような占有ま
たは通常は占有されていないその他の閉鎖領域を含むこ
とができる。

【００１０】機関１２は、内燃機関またはスターリング
(Stirling)、蒸気もしくはガスタービン駆動装置のよう
なその他の熱機関であり、ライン２０により供給される
天然ガスその他の可燃燃料を燃料とするのが好ましい。
図示のヒートポンプコンプレッサ１１は、逆ランキン(R
ankine) 蒸気圧縮サイクルを生ずる冷媒蒸気コンプレッ
サであるのが好ましい。往復コンプレッサ、ねじコンプ
レッサ、羽根コンプレッサまたは遠心コンプレッサのよ
うな種々のタイプのコンプレッサを使用することができ
る。更に、逆ブレイトン(Brayton) ヒートポンプサイク
ルも使用することができる。一般には、機関１２とコン
プレッサ１１は、建物の外に配置され、共通のキャビネ
ット２５に内蔵される。通常は、機関１２の機械的動力
出力能力は、ヒートポンプコンプレッサ１１の定格所要
出力に適合される。

【００１１】装置１０の動作を、先づ、暖房即ち加熱動
作について説明し、次いで、冷房即ち冷却動作について
説明する。加熱動作においては、冷媒流体は、ヒートポ
ンプコンプレッサ１１が作動されかつ４方向交差バルブ
１４がコントローラ６２により適宜位置決めされると、
キャビネット２５内にあるいはキャビネット２５に隣接
して屋外に配置された熱交換器２８を介し、更には相互
接続ライン２２乃至２４を通してキャビネット内にまた
はキャビネットに隣接して屋外に同様に配置された別の
熱交換器（コイル）２１を介して循環される。熱は、屋
外のコイル２１において冷媒流体により吸収され、この
流体から熱交換器２８の液体へ、以下において一層詳細
に説明するように熱交換される。ライン２３の冷媒液膨
脹バルブ２６により、冷媒は屋外のコイル２１に入り、
低圧および低温で一部蒸発する。屋外のコイル２１は、
動力ファン２７によりコイルを介して循環される屋外即
ち周囲の空気と熱交換関係にある。または、屋外のコイ
ル２１は、地下水のような地下媒体または太陽電池と熱
交換関係にあるようにすることができる。冷媒がコイル
２１を通過するときに冷媒により吸収される熱により、
冷媒は気化される。コンプレッサ１１は気化した冷媒の
圧力を高め、従って、冷媒流体の凝縮温度を冷媒が熱交
換器２８に入る前に高める。冷媒は、熱交換器２８にお
いて凝集して熱を放出する。本実施例では相互接続ライ
ン２２乃至２４で形成される回路により冷却回路が構成
されている。

【００１２】熱交換器２８は、冷媒が循環するコイル２
９と、伝熱流体が循環するコイル３０とを有している。
コイル２９と３０は、互いに熱連通している。コイル３
０内の伝熱流体は、水とエチレングリコールとの溶液の
ような液体、または熱を吸収しかつ伝達するとともに、
建物の現場で通常予想される冬の空気温度においては凍
結しないその他の液体であるのが好ましい。コイル２
９、３０により、双方のコイルに含まれる流体が物理的
に互いに隔離された状態で、熱は、一方のコイルに含ま
れる流体から他方のコイルに含まれる流体へ伝達され
る。加熱動作においては、伝熱液は供給ライン３０ａと
復帰ライン３０ｂを介して循環され、熱を冷媒コイル３
０から空気ダクトのコイル１６へ移送する。伝熱液は、
以下において説明するように、ポンプ５５により回路を
介して循環される。

【００１３】コイル３０、１６、ライン３０ａ、３０ｂ
およびポンプ５５は、冷媒を建物から隔離した状態で、
建物の外に配置された冷媒コイル２９と建物内の空気ダ
クト１８との間で熱の伝達を行う隔離回路（第２の伝熱
回路）を形成する。

【００１４】比較的高温の熱の貯蔵は、通常の商業的に
入手することができる貯蔵式温水ヒータの形態をなす装
置１３により行うのが好ましい。かかる用途に特に適し
ているのは、米国規格協会(American National Standar
ds Institute) の規格Ｚ−２１．１０に適合する装置で
ある。

【００１５】温水ヒータ１３は、例えば、約１１３乃至
１９０リットル（３０乃至５０ガロン）の容量をもった
タンク３１と、タンク３１の底部の中央に配設した、例
えば、３６，０００乃至１００，０００ｂｔｕ／時の範
囲の容量をもったバーナ３２とを備えている。バーナ３
２は、供給ライン３５からの天然ガスと空気とを混合
し、この混合物の燃焼を支持する。バーナ３２からの燃
焼生成物は、タンク３１の中央を垂直方向に延びる煙突
３３を介して、バーナに貯蔵されている温水に公知の態
様で導かれる。

【００１６】通常のサーモスタット制御弁３４が、タン
ク３１の水の温度に応答し、水の温度が所定の限界、例
えば、約４９°Ｃ（１２０°Ｆ）よりも低くなったとき
にバーナ３２を作動させるようになっている。ヒータ１
３のタンク３１の出口３６は、温かい飲料水をライン３
７を介してスペース１９にある流しの水栓(sink tap)な
どに供給する。公共のユーティリティラインのような冷
たい飲料水源がタンク３１の入口にライン３８を介して
供給し、水栓から水を使用することができるようにして
いる。

【００１７】ポンプ４１が配設されていて、タンク３１
に貯蔵されている温水を空気ダクト１８内の熱交換器
（コイル）１７を介して循環するように作用する。ポン
プ４１は、タンク３１の出口３６に接続された入口を有
しており、第一の電気制御の２−ポジションバルブ４
２、コイル１７に接続されたライン４３、コイル１７か
ら第２の電気制御の２−ポジションバルブ４５へ達する
ライン４４、ライン４８、第３の電気制御の２−ポジシ
ョンバルブ４９およびライン４６を介してタンクの入口
３９へ温水を循環させるようになっている。ポンプが非
作動の際にポンプ４１とバルブ４２との間で熱サイホン
誘導流が生ずるのを防止するように、チェックバルブ４
７が配設されている。

【００１８】液−液熱交換器５１が、機関１２から排出
された熱をタンク３１に貯蔵されている水に伝達するよ
うに配設されている。熱交換器５１は、健康上の理由か
ら、機関の液体冷却剤とタンク３１の飲料水との混合が
起こらないようにしている。図示の実施例においては、
機関１２の冷却剤は、熱交換器５１のシェル５４に対し
て供給ライン５２と復帰ライン５３とを介して循環され
る。ポンプ５６が、以下に述べるように、機関１２によ
り機械的に駆動され、機関１２を建物から隔離するとと
もに、機関１２の廃熱を建物に伝達することができる回
路（第１の伝熱回路）を形成するライン５２、５３を介
して冷却剤を循環する。熱交換器５１のコイル５７が、
バルブ４２および４９を介してタンク３１の出口３６と
入口３９に接続されている。コイル５７は、機関１２の
作動中適宜の場合には、シェル５４の機関冷却剤から熱
を受けるように配設されている。機関１２からの廃熱
は、廃熱およびタンク３１と連係するコイル１７がダク
ト１８のヒートポンプコイル１６の下流側に位置するよ
うに、ヒートポンプの冷媒が到達する温度よりも高い温
度で利用される。ブロア５８が、調節を受けている空間
即ちスペース１９からダクト１８を介して矢印５９によ
り示される方向へ空気を循環し、この空気をコイル１
６、１７で加熱する。

【００１９】サーモスタット６１が、スペース１９の空
気の温度を監視し、信号をコントローラ６２に提供す
る。スペース１９の温度が所定のレベルよりも低いとき
は、コントローラ６２はヒートポンプ装置１０の作動効
率を高めるようにヒートポンプ装置１０を操作する。コ
ントローラ６２は、熱の需要があることを示すサーモス
タット６１からの信号に応答して機関１２を始動させ、
ヒートポンプコンプレッサ１１を駆動することにより、
熱を屋外のコイル２１から隔離熱交換器２８を介して屋
内のダクトコイル１６へ移す。高温の流体がコイル１６
または１７にあってスペース１９内の空気がかかるコイ
ルにより加熱されるときには、サーモスタットコントロ
ールスイッチ（図示せず）またはコントローラ６２から
の信号によりブロア５８が作動される。サーモスタット
６１が熱の需要が満たされたことを示す信号をコントロ
ーラ６２に送ると、機関１２とヒートポンプコンプレッ
サ１１は隔離される。機関１２の作動の際に機関１２か
ら排出される熱は、温水コイル５７へ伝達され、更に、
ポンプ４１の作動によるタンク３１に対する水の循環に
より、水が貯蔵されるタンク３１へ移され、または空気
を加熱するのに使用されるダクトの熱交換コイル１７へ
導かれ、またはコントローラ６２により決定されるコン
トロールバルブ４２、４５および４９の位置によりタン
ク３１およびダクトのコイル１７へ伝達される。

【００２０】タンク３１の熱は、機関１２とヒートポン
プコンプレッサ１１の作動期間の間の適宜の時間にスペ
ース１９を加熱するのに使用される。簡単で有効な制御
法においては、コントローラ６２は、連続する熱要求の
際に、熱供給のモードを、1)ヒートポンプコンプレッサ
１１の作動と2)ヒートポンプコンプレッサ１１の作動な
しに行われるタンク３１の水からの熱交換との間で交互
に変える。後者のモードにおいては、コントローラ６２
は、ポンプ４１を作動させて水をタンク３１からコイル
１７へ循環させ、更に、このモードにおいては、バルブ
４２、４５および４９は、タンク３１から循環される水
がコイル５７をバイパスする位置までコントローラ６２
により動かされるのが好ましい。第１のモードの動作、
即ち、ヒートポンプの作動の際には、コントローラ６２
により定められるバルブ４２、４５および４９の位置に
よって機関１２から棄てられる熱はタンク３１に貯蔵す
ることができ、あるいはタンク３１における貯蔵とダク
トのコイルにおける熱交換とに同時に供することができ
る。後者の選択は、これらのバルブ４２、４５および４
９が図示の位置にあるときに行われる。この後者の選択
は、空間へ給送される空気の温度が最大とされる場合の
ように熱要求が大きい最も寒い天候において好ましいモ
ードである。

【００２１】床のスペースが約７４乃至２８０平方メー
トル（８００乃至３０００平方フィート）の典型的な居
住空間の場合には、タンク３１は、約１５０乃至１９０
リットル（４０乃至５０ガロン）の容量の水に、十分な
熱エネルギを、例えば、約７１乃至４９℃（１６０乃至
１２０°Ｆ）の温度幅で貯蔵することにより、１５乃至
２０分間中程度の熱負荷を満足させることができる。こ
の温度幅は、一般には、約４９℃（１２０°Ｆ）を越え
る温度で生ずるが、この温度では、バーナ３２は作動さ
れ、コイル１７へ給送される熱は全て機関１２に起源す
る。熱エネルギがタンク３１から専ら供給されるモード
での動作により熱需要を満足させることにより、一時間
または一日あたりの、ヒートポンプコンプレッサ１１を
作動させなければならない回数を少なくすることができ
る。従って、熱サイクルは、ヒートポンプコンプレッサ
１１が減速される始動と運転停止の際にロスが生ずる。
３０％に達する、ヒートポンプコンプレッサ１１の季節
的性能係数の増加を期待することができる。

【００２２】温水ヒータ１３は、機関１２により放出さ
れる熱に対する好都合で、経済的な熱貯蔵手段を提供す
る以外に、バーナ３２が作動するときのバックアップ熱
源として利用することができる。更に、温水ヒータ１３
のバーナ３２は、異常に高い熱要求の際または屋外のコ
イルが公知の態様でのヒートポンプ回路の逆作動により
加熱される霜取りモードの際に、ヒートポンプ１１の加
熱容量を補うように利用することができる。また、温水
ヒータ１３のバーナ３２は、厳しいサイクルロスによ
り、ヒートポンプ１１を作動させるのがあまり経済的で
はない比較的低い熱要求があるたびに利用することがで
きる。スペース１９の熱要求が比較的低いとき、例えば
設計負荷よりも２０％以上低いときには、コントローラ
６２は機関１２とヒートポンプ１１の作動を停止し、バ
ーナ３２に所要の熱を供給させることができる。更にま
た、温水ヒータ１３は、高温の飲料水を提供するという
通常の作用も行う。

【００２３】センサ７６により監視される最大温度設定
点は、少なくとも約７１℃（１６０°Ｆ）であり、約９
３℃（２００°Ｆ）よりも高くないようにする。手動調
整式であるのが好ましい通常のサーモスタット混合また
は調節バルブ７７がタンク３１の出口回路に配設され、
給送される飲料水の温度を例えば、約４９℃（１２０°
Ｆ）に制限している。タンク３１に本来設けられている
サーモスタットバーナ制御バルブ３４は、調節バルブの
温度よりもわずかに低い温度に設定され、機関１２から
の廃熱を優先的に利用することができるようにしてい
る。調節バルブ７７と貯蔵タンク３１とを備える本実施
例の装置は、以下に述べるように冷房モードで作動して
いるときに大きい有用性を発揮するが、これは、かかる
動作の際に生ずる廃熱を、高温の飲料水の比較的短い合
計最大需要(non-coincident demand) 期間における使用
のために一時的に貯蔵しておくことができるからであ
る。

【００２４】制御ライン８２により感知される冷却剤の
温度が、機関１２の安全で効率的な作動のための所定の
レベルよりも高いときには、バルブ８１は冷却剤を、屋
外に一般に配置される熱交換器８３へ偏向させ、スペー
ス１９の周囲の環境に熱を放出させる。熱交換器８３
は、例えば、ファン２７により得られる冷却空気流の通
路とすることができる。冷却剤は、熱交換器８３を通っ
て冷却されると、バルブ８１に戻り、次いで機関１２に
戻る。

【００２５】冷却動作においては、コントローラ６２
は、４方向交差バルブ１４の位置を切り替え、ヒートポ
ンプコンプレッサ１１を機関１２とともに作動させる。
冷媒流体は、熱交換器（コイル）２１と２９および相互
接続ライン２２乃至２４を介して循環される。熱は、関
連する隔離ループコイル３０からコイル２９の冷媒によ
り吸収され、コイル２１において、キャビネット２５を
取り巻く大気に放出される。コイル３０を介して循環さ
れる伝熱液はかくして冷却される。この冷却された液体
は、ポンプ５５によりダクトの熱交換器（コイル）１６
に循環され、ここで、ダクト１８およびスペース１９を
循環する空気を冷却する。

【００２６】上記したように、伝熱液並びに連係するラ
イン３０ａ、３０ｂとコイル３０および１６とにより形
成される回路は、コンプレッサ１１と、コイル２１、２
９と、関連するライン２２乃至２４とにより形成される
熱ポンプ回路内の冷媒を隔離する。これにより、装置１
０は、冷媒を建物のスペース１９その他の閉鎖領域にお
いて循環させることを必要とせずに、空気空間を調節す
ることができる。従って、屋内での使用には不適当であ
ると通常考えられている冷媒物質を、ヒートポンプ回路
において使用することができる。ヒートポンプ回路にお
いて使用するのに特に適した物質はプロパンであるが、
これは、冷媒として使用する場合の効率が良好であると
ともに、環境に対して無害であるからである。

【００２７】コイル３０とコイル１６との間で伝熱液を
案内するライン３０ａおよび３０ｂは、本発明によれ
ば、暖房または飲料水の加熱に使用するため、機関の廃
熱を建物に運ぶ機関廃熱回路ライン５２および５３と並
列に配置することにより最も好都合に配設することがで
きる。ライン３０ａ、３０ｂ、５２および５３の特に有
利な回路は、マルチチャンネル導管６６である。好まし
くは、導管６６は、ライン５２と５３が互いに隣接し、
かつ、ライン３０ａと３０ｂが互いに隣接するととも
に、ライン５２がライン３０ａから最も離隔するように
構成される。即ち、図２に示すように、機関からの廃熱
を運ぶ冷却液の供給を受けるチャンネル即ちライン５２
は一般に、最も熱い流体のラインであり、最も右に配置
され、この流体を熱交換器５１のシェル５４から戻すラ
イン５３はライン５２に隣接して配置されている。冷却
動作において冷たい伝熱液をヒートポンプ熱交換器コイ
ル３０から室内のコイル１６へ運ぶライン３０ａは機関
冷却液ライン５２および５３から最も離隔し、伝熱液を
戻すライン３０ｂは機関冷却液復帰ライン５３に隣接し
て配置されている。

【００２８】マルチチャンネル導管６６は、ゴムまたは
プラスチックの一体押出し体とすることができるととも
に、エラストマ発泡体のような絶縁材料により包囲され
た幾つかの別体をなして形成されるチューブの複合体と
することができる。ライン５２、５３、３０ａおよび３
０ｂが、概略示されているように、平行しかつ互いに直
接隣接して配置されている場合、特に、共通のマルチチ
ャンネル導管内に配置されている場合には、最少の労
力、止め具、ハンガーおよびスペースをもってキャビネ
ット２５から建物内に設置することができる。

【００２９】理想的には、隔離ループにある機関の冷却
液と伝熱液は、水とエチレングリコールとの溶液のよう
な同じ物質とされる。これらの回路のこれらの液体が同
じである場合には、ポンプ５６と５５は図３に示すよう
な単純な一体構成とすることができ、図３においては、
各回路からのインペラキャビティ６７、６８は、共通の
壁７３のシャフト孔７２において他方の回路のキャビテ
ィから気密にシールされてはいない。更に、ポンプを簡
単にするため、インペラ６９、７０を同じ共通のシャフ
ト７１に配置し、共通のシャフト７１により駆動させる
ことができる。シャフト７１は、機関のクランクシャフ
トと結合させるなどして機関１２により機械的に駆動さ
せるのが好ましい。更にまた、回路の液体を同一とする
ことにより、ポンプ５６、５５は共通の溜め７４を共有
することができる。図示のように、ポンプを機関にタン
デムに取着する場合には、機関の冷却液を循環するポン
プ５６は、機関に最も近接して取着することにより熱効
率を高めるのが望ましい。ヒートポンプ伝熱液隔離ルー
プは、冷媒を屋外に保持した状態で装置を作動させるこ
とができるほか、ヒートポンプ回路の冷媒の温度と機関
廃熱回路の冷却液の温度とを互いに独立させて最適の作
動効率を得ることができる。

【００３０】上記説明は一例を示すものであり、本発明
の範囲から逸脱することなく上記構成に対する加入、修
正または削除を行うことにより種々の変更を行うことが
できるものである。従って、本発明は、特許請求の範囲
に記載した以外には、本明細書に記載の特定の構成に限
定されるものではない。

【００３１】

【発明の効果】本発明は以上のように構成されているの
で、冷媒を建物の占有空間その他の閉鎖領域において循
環させることを必要とせずに、空気空間を調節すること
ができる。従って、屋内での使用には不適当であると通
常考えられている冷媒物質を、ヒートポンプ回路におい
て使用することができる。また、伝熱回路と機関冷却液
回路は、同じ液体を使用するのが理想的であり、これに
より、ポンプ構成を簡単にすることができるとともに、
溜めを共通にしかつマルチチャンネル導管を使用するこ
とができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】この図は、本発明に係るヒートポンプ装置の実
施例を示す概略図である。

【図２】この図は、屋外のヒートポンプ装置と占有空間
との間を延びる伝熱液管路のマルチチャンネル導管を示
す横断面図である。

【図３】この図は、伝熱回路において液体を循環させる
一対のタンデムポンプを示す概略横断面図である。

【符号の説明】

１０ヒートポンプ装置１１ヒートポンプコンプレッサ１２原動機（機関）１３温水ヒータ１４４方向交差バルブ１６、１７コイル１８ダクト１９スペース２０ライン２１コイル２２、２３、２４ライン２５キャビネット２６バルブ２７ファン２８熱交換器２９、３０コイル３１タンク３２バーナ３４サーモスタット制御バルブ３５ポンプ３７、３８ライン４１ポンプ４２バルブ４３、４４ライン４５バルブ４６ライン４８ライン４９バルブ５１熱交換器５２供給ライン５３復帰ライン５６、５７コイル５８ブロア６１サーモスタット６２コントローラ６６マルチチャンネル導管７６センサ７７混合または調節バルブ８１バルブ８２制御ライン８３熱交換器

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】建物の外部に配設され冷媒と、冷媒蒸気
コンプレッサと、冷媒の蒸発と凝縮とを行なう一対のコ
イルおよび膨脹バルブとを含む冷却回路と、前記冷媒蒸気コンプレッサを作動するように建物の外部
に配設された燃料燃焼式原動機と、前記燃料燃焼式原動機の廃熱により加熱される第１の伝
熱流体を建物に導いて建物の内部に熱を供給する供給ラ
インおよび熱を吸収するために建物の内部の熱を建物か
ら前記燃料燃焼式原動機に伝達することにより冷却され
る第１の伝熱流体を導く復帰ラインを有し、前記燃料燃
焼式原動機の廃熱を吸収するとともに廃熱を建物の内部
に給送する第１の伝熱回路と、前記冷却回路の前記一対のコイルの一方のコイルと建物
内の空気との間で熱の伝達を行う第２の伝熱流体を含む
とともに前記一方のコイルと熱交換を行なった第２の伝
熱流体を建物の内部に導いて建物内の空気との熱交換を
行なわせる供給ラインおよび建物内の空気と熱交換を行
なった第２の伝熱流体を建物から前記一方のコイルへ戻
して伝熱を継続して行わせる復帰ラインを有し、前記冷
却回路と建物の内部との間で伝熱を行なわせる第２の伝
熱回路とを備え、前記第２の伝熱回路は冷媒蒸気を建物
の内部に対して隔離することを特徴とする建物の占有空
間の空気を加熱するヒートポンプ装置。
【請求項２】前記冷却回路は該冷却回路に前記第２の
伝熱流体の加熱と冷却とを交互に行なわせるバルブ手段
を備えることを特徴とする請求項１に記載のヒートポン
プ装置。
【請求項３】前記第１および第２の伝熱供給および復
帰ラインはいずれも、平行して隣接する部分を有するこ
とを特徴とする請求項１に記載のヒートポンプ装置。
【請求項４】前記第１および第２の伝熱供給および復
帰ラインの部分はマルチチャンネル導管により形成され
ることを特徴とする請求項３に記載のヒートポンプ装
置。
【請求項５】前記マルチチャンネル導管は第一の伝熱
流体の供給および復帰ラインが互いに隣接するとともに
第２の伝熱流体の供給および復帰ラインが互いに隣接す
るように配設されることを特徴とする請求項４に記載の
ヒートポンプ装置。
【請求項６】第１の伝熱流体の供給ラインは第２の伝
熱流体の供給ラインから最も離隔して配置されているこ
とを特徴とする請求項５に記載のヒートポンプ装置。
【請求項７】前記冷媒はプロパンであることを特徴と
する請求項１に記載のヒートポンプ装置。
【請求項８】前記第１と第２の伝熱流体は液体である
ことを特徴とする請求項１に記載のヒートポンプ装置。
【請求項９】前記第１と第２の伝熱流体は同じ液体で
あることを特徴とする請求項８に記載のヒートポンプ装
置。
【請求項１０】前記第１と第２の伝熱流体をそれぞれ
の供給および復帰ラインを介して循環させる第１および
第２のポンプ手段を備え、該ポンプ手段は隣接するイン
ペラ室と、該隣接するインペラ室を分離する壁と、前記
インペラ室のそれぞれに配置されたインペラと、該イン
ペラを支持しかつ駆動するとともに気密シールを配設す
る必要がないように前記壁を貫通する共通のシャフトと
を有することを特徴とする請求項９に記載のヒートポン
プ装置。
【請求項１１】前記第１および第２の液体をそれぞれ
の供給および復帰ラインを介して循環させる第１および
第２のポンプ手段と、該第１および第２のポンプ手段の
前記第１および第２の流体に対する共通の溜めとを備え
ることを特徴とする請求項９に記載のヒートポンプ装
置。
【請求項１２】前記第１と第２の液体をそれぞれの供
給および復帰ラインを介して循環させる第１および第２
のポンプ手段を備え、該第１および第２のポンプ手段は
前記燃料燃焼式原動機に取着されるとともに前記燃料燃
焼式原動機により機械的に駆動され、第１のポンプ手段
は前記燃料燃焼式原動機と前記第２のポンプ手段との間
に配置されていることを特徴とする請求項９に記載のヒ
ートポンプ装置。