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JP2004156806A - Warm/cold thermal system - Google Patents

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Publication number
JP2004156806A
JP2004156806A JP2002321107A JP2002321107A JP2004156806A JP 2004156806 A JP2004156806 A JP 2004156806A JP 2002321107 A JP2002321107 A JP 2002321107A JP 2002321107 A JP2002321107 A JP 2002321107A JP 2004156806 A JP2004156806 A JP 2004156806A
Authority
JP
Japan
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heat
circulating water
refrigerant
heat exchanger
outdoor unit
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
JP2002321107A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Masahiro Kobayashi
雅博 小林
Hiroshi Mukoyama
洋 向山
Takanori Iwasaki
崇徳 岩崎
Osamu Kuwabara
修 桑原
Yutaka Tamura
裕 田村
Mitsuhiro Ishikawa
光浩 石川
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Hokkaido Electric Power Co Inc
Sanyo Electric Co Ltd
Original Assignee
Hokkaido Electric Power Co Inc
Sanyo Electric Co Ltd
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Filing date
Publication date
Application filed by Hokkaido Electric Power Co Inc, Sanyo Electric Co Ltd filed Critical Hokkaido Electric Power Co Inc
Priority to JP2002321107A priority Critical patent/JP2004156806A/en
Publication of JP2004156806A publication Critical patent/JP2004156806A/en
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    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02BCLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO BUILDINGS, e.g. HOUSING, HOUSE APPLIANCES OR RELATED END-USER APPLICATIONS
    • Y02B30/00Energy efficient heating, ventilation or air conditioning [HVAC]
    • Y02B30/12Hot water central heating systems using heat pumps

Landscapes

  • Other Air-Conditioning Systems (AREA)
  • Steam Or Hot-Water Central Heating Systems (AREA)

Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To distribute heat from a plurality of outdoor units to a plurality of heat utilizing apparatus. <P>SOLUTION: This warm/cold thermal system is provided with first and second outdoor units 11, 12 equipped with compressors 13a, 13b to supply a high temperature refrigerant compressed by the compressors 13a, 13b; a plurality of heat utilizing apparatus such as a floor heating panel 5, an air conditioner 6 and a water heater 7 utilizing the heat of circulating water and utilization water which flow therein; and a heat exchanging part provided with first to third heat exchangers 21-23 exchanging heat between the refrigerant from the first and second outdoor units 11, 12 and the circulating water and utilization water which are circulated, and provided to be able to change a method of connection to the first and second outdoor units 11, 12 and a method of connection to the floor heating panel 5, air conditioner 6 and the water heater 7. Heat distribution is performed by changing the method of connection so that the quantity of heat demanded by each heat utilizing apparatus can be supplied. <P>COPYRIGHT: (C)2004,JPO

Description

【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は、複数の室外機からの冷媒と複数の熱利用機器に循環する循環水とを熱交換させ、かつ、各熱利用機器が要求する熱量を分配して供給できるようにした温冷熱システムに関する。
【0002】
【従来の技術】
今日、暖房,給湯器,空調機の熱源として冷凍回路が利用されている。かかる冷凍回路は、冷媒を圧縮する圧縮機、冷媒を凝縮させる凝縮器、冷媒を膨張させる膨張弁、冷媒を熱交換させる蒸発器を有し、温熱を利用するときは凝縮器で冷媒が放熱する熱を利用し、冷熱を利用する際には蒸発器で冷媒が蒸発する際に吸収する熱を利用している。
【0003】
温熱を利用する場合は、いわゆるヒートポンプと呼称され、冷凍効率が高いことからその利用が研究され、実用化されている。
【0004】
このような温熱、冷熱を利用する熱利用機器として、床暖房パネル、空調機、給湯器等多数有り、床暖房パネルと空調機とを1台のヒートポンプに接続して同時運転できるようにしたマルチヒートポンプが提案されている(特許文献1参照)。
【0005】
【特許文献1】
特開平6−88628号公報
【0006】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、従来のマルチヒートポンプでは、熱利用機器に冷媒を直接供給する構成であるため、例えば給湯器と床暖房パネルとを同時に熱利用機器とすることができないと共に、複数の熱利用機器が接続される場合には、大きな能力の圧縮機等を用いなければならず、コストアップの要因になると共に、各熱利用機器は常に同時運転されるとは限らないので、時には過剰能力になってしまう問題があった。
【0007】
そこで、本発明は、上記課題を解決した温冷熱システムを提供することを目的とする。
【0008】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決するため、請求項1にかかる発明は、圧縮機を備えて当該圧縮機で圧縮された高温の冷媒を供給する室外機と、循環水が流動して当該循環水の熱を利用する複数の熱利用機器と、室外機からの冷媒と、複数の熱利用機器からの循環水とを熱交換させ、その際に各熱利用機器が要求する熱量が、当該熱利用機器に供給されるように熱分配を行う熱交換分配器とを有することを特徴とする。
【0009】
請求項2にかかる発明は、室外機が複数設けられ、かつ、熱交換分配器が、冷媒の流動する1の1次回路と循環水の流動する1の2次回路とからなる熱交換器を複数備えて、複数の熱利用機器で要求される熱量に応じて各熱交換器の1次回路を複数の室外機に接続すると共に、当該各熱交換器の2次回路を複数の熱利用機器に接続したことを特徴とする。
【0010】
請求項3にかかる発明は、熱交換分配器が、冷媒の流動する1の1次回路と循環水の流動する2の2次回路とからなる熱交換器を備えて、室外機からの冷媒と、複数の熱利用機器からの循環水とを熱交換させることを特徴とする。
【0011】
請求項4にかかる発明は、室外機が、冷媒を蒸発させる蒸発器と、冷媒を凝縮させる凝縮器と、冷媒を膨張させる第1膨張弁と、冷媒の循環路を切換えるバイパスバルブとを備え、かつ、熱交換分配器における1の熱交換器の1次回路に第2膨張弁が接続して設けられて、複数の熱利用機器で冷熱と温熱が要求される場合には、圧縮機からの高温の冷媒を複数の熱交換器の1に供給し、該熱交換器に接続された熱利用機器を流動する循環水を加熱すると共に、当該熱交換器で熱交換した冷媒を第2膨張弁で減圧して当該第2膨張弁が接続された熱交換器で蒸発させることにより、該熱交換器の2次回路を循環する循環水を冷却して冷熱を与え、バイパスバルブを介して圧縮機に戻るようにしたことを特徴とする。
【0012】
請求項5にかかる発明は、熱交換分配器で、複数の熱利用機器がそれぞれ要求する熱量が供給できるように熱分配を行う際には、電磁弁により冷媒及び循環水の流路を切換える流路切換器を備えることを特徴とする。
【0013】
請求項6にかかる発明は、冷媒が、二酸化炭素冷媒であり、循環水が市水等の水又はブラインであることを特徴とする。
【0014】
【発明の実施の形態】
本発明の実施の形態を図を参照して説明する。図1は本発明に係る温冷熱システム1の回路図である。
【0015】
当該温冷熱システム1は、室外に配置される第1,第2室外機11,12からなる熱源部10、第1〜第3熱交換器21〜23からなる熱交換部20、床暖房パネル、空調機、給湯器等の熱利用部30を主要構成としている。
【0016】
熱利用部30における熱利用機器としては、床暖房パネル、空調機、融雪パネルのような循環水が循環する循環型熱利用機器、給湯器や風呂のように循環水が消費される給水型熱利用機器がある。
【0017】
また、これらの熱利用機器は、その要求温度により高温型熱利用機器と低温型熱利用機器に分類できる。この場合、高温型熱利用機器は要求温度が例えば60℃〜90℃の機器で床暖房パネルや給湯器が相当し、低温型熱利用機器は30℃〜45℃の機器で空調機や融雪パネルが相当する。
【0018】
なお、熱源部10における室外機の数、熱交換部20における熱交換器の数、熱利用部30における熱利用機器の種類や数は例示であって、本発明を限定するものではない。但し、室外機の数は2以上、熱交換器の数は3以上、熱利用機器の数は2以上が必要がある。
【0019】
本実施の形態では、循環型熱利用機器として床暖房パネル5や空調機6を例に説明し、給水型熱利用機器として給湯器7を例に説明する。
【0020】
そして、第1熱交換器21の1次回路には第1室外機11が接続され、第2熱交換器22及び第3熱交換器23の1次回路には第2室外機12が接続されている。
【0021】
また、第1熱交換器21及び第2熱交換器22の2次回路には、床暖房パネル5や空調機6等の循環型熱利用機器に循環水を供給するための循環水タンク31が接続され、第3熱交換器23の2次回路には給湯用の給水タンク32が接続されている。
【0022】
以上が概略構成であり、次に詳細な構成及び作用効果を説明する。
【0023】
熱源部10における第1,第2室外機11,12は、冷媒を圧縮して熱交換部20に供給する圧縮機13a,13b、熱交換部20で熱交換した冷媒を膨張させる膨張弁14a,14b、膨張した冷媒と送風機15a,15bで送風された外気と熱交換させることにより蒸発させる蒸発器16a,16bを主要構成としている。
【0024】
なお、循環水としては市水等の水やブラインが利用可能であり、冷媒としては二酸化炭素冷媒やHFC冷媒等の種々の冷媒を用いることができる。
【0025】
熱交換部20は第1〜第3熱交換器21〜23は内部配管されてユニット化され、それぞれの1次回路には第1,第2室外機11,12からの冷媒が循環し、2次回路には給湯器7の利用水や床暖房パネル5の循環水が循環するようになっている。
【0026】
なお、第1〜第3熱交換器21〜23における1次回路と2次回路とは、フィンを介して熱交換する構成でも良く、水、ブライン、油等の流体に浸されて、これを介して熱交換する構成でも良い。
【0027】
上述したように、第1熱交換器21の1次回路には第1室外機11が接続され、第2熱交換器22及び第3熱交換器23の1次回路には第2室外機12が接続され、第1熱交換器21及び第2熱交換器22の2次回路には循環水タンク31が接続され、第3熱交換器23の2次回路には給水タンク32が接続されているが、このような接続構成にしたのは下記理由による。
【0028】
即ち、床暖房パネル5、空調機6、給湯器7等の熱利用機器は、機種毎に必要とされる熱量が異なったり、使用時間帯が一致していなかったりする。
【0029】
無論、一度に利用されることもあるので、熱源部10側としてはこれに対応できるような熱供給能力を備えることが好ましい。
【0030】
しかし、このような熱供給を1台の室外機で賄おうとすると、非常に大きな熱供給能力の室外機を用いる必要がありコストアップの要因になると共に、複数の熱利用機器のうち一部が運転停止しているような場合には過剰能力となって経済性が悪くなる。
【0031】
そこで、本発明では、循環水タンク31や給水タンク32を設置して、一時的に急増する負荷量に対応できるようにしている。
【0032】
また、本発明では、大きな熱供給能力の室外機を設けないで、同一仕様の小型室外機を複数設けて、循環水タンク31側の循環型熱利用機器と給水タンク32側の給水型熱利用機器とで必要とする熱量にアンバランスが生じた際には、一部の室外機(図1では第2室外機12)の熱を循環水タンク31側に分配できるようにしている。
【0033】
無論、本発明は、第2室外機12の熱の一部を循環水タンク31側に供給できるようにする構成に限定されるものではなく、図2や図3に示すような構成であっても良い。
【0034】
図2に示す構成は、例えば給水タンク32側の熱利用機器として風呂の給湯を考えた場合に、風呂のお湯張りには大量の湯が短時間に消費されるので、このようなときは第1室外機11からの熱の一部を給水タンク32側に供給するようにした構成を示している。
【0035】
また、図3に示す構成は、図1と図2との構成を併せ持つ構成で、第1室外機11及び第2室外機12からの熱を負荷の状況に応じて分配できるようにしたものである。
【0036】
なお、図1〜図3に示す構成で、第1〜第3熱交換器21〜23の一次回路及び二次回路に接続されている弁は電磁弁等からなる熱分配器71a,71bで、循環水タンク31や給水タンク32の水温を検出し、これに基づき制御されるようになっている。
【0037】
この熱分配器71a,71bは、上述したように電磁弁により形成されているため、開弁、閉弁の何れかの態様をとる。しかし、現実にはより細かに熱量分配を行いたい場合もあるので、このような場合に対応するためには流量調整弁を用いることが好ましい。
【0038】
以下、図1に示す構成を例に説明する。循環型熱利用部31は、床暖房パネル5、給湯器7、循環水タンク31、給水タンク32、3方弁33、高温側ポンプ34、低温側ポンプ35、膨張缶36、給湯側ポンプ37等を主要構成としている。
【0039】
循環水タンク31は、1次流入管41、2次流出管42、1次流出管43、2次流入管44、空気抜弁45、安全弁46、タンクドレン47等を有して、外気に対して断熱されて循環水等が成層をなして貯留できるようになっている。なお、成層とはタンク内で対流が殆どなく、貯留されている循環水の温度勾配が例えばタンクの上部から下部に向って滑らかに変化している状態を言う。
【0040】
1次流入管41及び2次流出管42は、循環水タンク31の上部側に設けられ、1次流出管43及び2次流入管44は循環水タンク31の下部側に設けられている。
【0041】
空気抜弁45や安全弁46は、2次流出管42に接続して設けられ、1次流出管43や2次流入管44にはタンクドレン47が設けられている。
【0042】
空気抜弁45は、かかるシステムを初めて使用するときやメンテナンス後の使用再開時のように、循環水タンク31に循環水を貯留し始めた際に当該循環水タンク31や配管内の空気が逃るための逃道をなす弁である。
【0043】
安全弁46は、何らかの原因により循環水タンク31や該循環水タンク31に連通する配管の圧力が異常圧になって機器等の破損が生じないように、予め設定された圧力に達すると開弁して、この圧力以上にならないようにするためのものである。
【0044】
タンクドレン47は、メンテナンス時等において循環水タンク31や配管内の水を抜くためのものである。
【0045】
そして、熱交換部20で熱交換して温度上昇した循環水は、1次流入管41から循環水タンク31の上部に流入して、当該循環水タンク31に貯留される。
【0046】
循環水タンク31に貯留された循環水は、図1に示す実線矢印に示す流路(以下、流路Aと記載する)に従い、2次流出管42から流出して、3方弁33、高温側ポンプ34を介して床暖房パネル5に供給され、2次流入管44から循環水タンク31の下部に戻る。
【0047】
なお、床暖房パネル5と2次流入管44とを接続する配管と3方弁33とはバイパス管48により接続されている。このバイパス管48及び3方弁33により点線矢印に示す流路(以下、流路Bと記載する)が形成される。
【0048】
3方弁33は、循環水タンク31から流路Aを介して床暖房パネル5に供給される循環水と、バイパス管48から流路Bを介して床暖房パネル5に供給される循環水とを混合しすると共に、その混合比率を設定するためのもので、温度検出器49からの信号により床暖房パネル5に供給される循環水の温度が機器設定された設定温度になるようになるように、循環水タンク31からの循環水量とバイパス管48からの循環水量を調整する。
【0049】
即ち、高温側ポンプ34が駆動されると、当該高温側ポンプ34の送水量に応じた水量が床暖房パネル5に供給される。
【0050】
このとき、3方弁33により循環水タンク31からの循環水量が調整されるため、不足する分はバイパス管48を介して床暖房パネル5から戻ってきた循環水が供給されるようになる。
【0051】
これにより3方弁33では、循環水タンク31からの高温の循環水がバイパス管48からの低温の循環水と混合され、これにより温度調整されて床暖房パネル5に供給されることになる。
【0052】
なお、床暖房パネル5から戻ってきた循環水の一部は上述したようにバイパス管48を介して流路Aを循環するが、残りは2次流入管44を介して循環水タンク31に戻る。
【0053】
このようにして戻った循環水は、低温側ポンプ35により1次流出管43を介して空調機6に供給されて熱交換部20に戻る。
【0054】
ところで、循環水タンク31に貯留される循環水は、100℃を越えないように設計されているが、低温側ポンプ35や高温側ポンプ34によりこの循環水が圧送されるために、循環水の圧力は大気圧を下回る場合があり、かかる場合には90℃でも沸騰したりすることが危惧される。
【0055】
また、沸騰しないまでも循環水が温度上昇すると微少ながらも体積変化するが、この循環水が流動する配管は密閉配管であるため、その体積変動を吸収することができない。
【0056】
このような場合に、直ちに安全弁46を開弁して大気圧にしたり体積変化を吸収したりできるように動作圧を低くすると、安全弁46としての機能が失われてしまうと共に、安全弁46を開弁してしまうと定常状態に達した際には配管内等が負圧になってしまう問題がある。
【0057】
そこで、本発明では、膨張缶36を設けて多少の沸騰や体積変動が吸収出きるようにしている。
【0058】
これまでの説明においては、床暖房パネル5は1台として説明したが、複数台であっても良い。即ち、複数の部屋に床暖房パネル5を設けて、1台の循環水タンク31からの循環水を供給すことは可能である。
【0059】
但し、この場合には先に説明したように高温側ポンプ34を介して供給される循環水の温度は設定温度(一定温度)であるため、それぞれの床暖房パネル5毎に温度調整を行うことができない。
【0060】
床暖房パネル5毎に温度調整を行うようにするためには、図1に示すように各床暖房パネル5に熱動弁53を設けて、各床暖房パネル5のコントローラに設定された温度になるように、その床暖房パネル5に流入する循環水量を調整すればよい。
【0061】
1次流出管43から熱交換部20に戻る循環水は、空調機6を通るが、当該空調機6は、空調用熱交換器50、送風機51、ダクト52等を有し、送風機51を運転することにより外気が空調用熱交換器50を介してダクト52内に取込まれ、当該ダクト52を介して各部屋に送風される。
【0062】
そして、空調用熱交換器50に1次流出管43からの循環水が供給されることにより、外気が加熱されて温風となって各部屋を暖房する。
【0063】
このような空調機6で必要とする循環水の温度は、送風量等によっても異なるが、2次流入管44を介して循環水タンク31に戻ってきた循環水の温度より低い場合が多い。
【0064】
先に述べたように循環水タンク31は成層をなすので、2次流入管44と1次流出管43との開口位置が同じ高さであると、2次流入管44から循環水タンク31内に流入した循環水がそのまま1次流出管43を介して空調機6に供給されてしまい、空調機6が必要とする温度より高い温度の循環水が供給されるようになる。
【0065】
そこで、本発明では、2次流入管44の開口位置を1次流出管43の開口位置より高い位置に設定して、少なくとも2次流入管44から戻ってきた循環水より温度の低い循環水が空調機6に供給されるようにしている。
【0066】
給水型熱利用機器の例である給湯器7は、給水タンク32、給水ポンプ等を主要構成としている。
【0067】
なお、この給水タンク32には、1次流入管63、2次流出管(給湯管)64、1次流出管66、2次流入管65(市水等の供給管)、空気抜管61、安全弁62、タンクドレン67等が設けられて、外気に対して断熱されて湯が成層をなして貯留できるようになっている。
【0068】
これら1次流入管63、2次流出管64、1次流出管66、2次流入管65、空気抜管61、安全弁62、タンクドレン67等の作用は、循環水タンク31における1次流入管41、2次流出管42、1次流出管43、2次流入管44、空気抜弁45、安全弁46、タンクドレン47等と同じなので詳細な説明を省略する。
【0069】
1次流入管63は、第3熱交換器23と接続されて、この第3熱交換器23で加熱された利用水は給水タンク32の上部から当該給水タンク32に流入して貯留される。
【0070】
この給水タンク32の上部には、2次流出管64が設けられ、当該2次流出管64を介して湯が給湯できるようになっている。
【0071】
また、給水タンク32の下部には、1次流出管66が設けられて、この1次流出管66からの利用水が給水ポンプにより圧送されて第3熱交換器23に供給されるようになっている。
【0072】
さて、このような構成で、循環水タンク31側で要求される熱量が、第1室外機からの冷媒により賄える場合には、熱分配器71aを閉弁する。これにより第2室外機からの冷媒は、第3熱交換器にのみ循環するようになる。
【0073】
一方、第1室外機からの冷媒では循環水タンク31側で要求される熱量を賄えない場合には、熱分配器71aを開弁する。このとき、給水タンク32が満杯である等の状況に応じて熱分配器71bは適宜閉弁する。
【0074】
これにより、第2室外機からの冷媒は、第2熱交換器にも供給されるようになり、循環水タンク31側に熱を分配することが可能になる。
【0075】
なお、図2において熱分配器72a,72b、図3において熱分配器73a〜73hを開閉弁することにより、同様に熱分配を行うことが可能になる。
【0076】
以上説明したように、熱源部10を複数の小型室外機で構成すると共に熱交換部20を複数の熱交換器で構成したので、負荷の状態に応じて各室外機の熱を分配できるようになり、熱の利用効率が向上するようになる。
【0077】
次に、本発明の第2の実施の形態を図を参照して説明する。なお、第1の実施の形態と同一構成に関しては同一符号を用いて説明を適宜省略する。
【0078】
これまで説明した熱交換部20における熱交換器は、1の1次回路と1の2次回路とにより構成された2回路の熱交換器であった。
【0079】
これに対して、本実施の形態では、図4に示すように、1の1次回路と2の2次回路とにより構成された3回路の熱交換器24を用いたものである。
【0080】
このような3回路熱交換器24により構成された熱交換部20を用いることにより、中型の室外機1台を設置し、熱分配器74a、74bで流路制御することにより複数の熱利用機器に熱量を分配することが可能になる。
【0081】
次に、本発明の第3の実施の形態を図を参照して説明する。なお、第1及び第2の実施の形態と同一構成に関しては同一符号を用いて説明を適宜省略する。
【0082】
これまで説明した各実施の形態では、熱利用機器は温熱のみを利用する場合を説明した。このため室外機はヒートポンプとして作用した。
【0083】
しかし、空調機6では冷房も必要になる場合があり、床暖房パネル5に冷水を流して床冷房としても利用することは原理的に可能である。
【0084】
そこで、本発明では、図5に示すように、熱利用機器の1が温熱を利用し、1が冷熱を利用できるような場合のも対応できるようにしたものである。
【0085】
なお、図5に示す構成は、第1室外機11は、第1熱交換器21を介して温熱のみを供給し、第2室外機12は第3熱交換器23を介して温熱を供給し、第2熱交換器22を介して冷熱を供給する場合を示しているが、第1室外機11からも温熱、冷熱いずれも供給できるようにしても良い。
【0086】
図5に示す構成においては、第2室外機12における圧縮機13bと蒸発器16bとを接続する配管と、第3熱交換器23と膨張弁14bとを接続する配管とをバイパスバルブ26により接続している。
【0087】
また、第2熱交換器22と第3熱交換器23とにおける冷媒流入側の配管同士を配管29aにより接続し、第2熱交換器22における冷媒流入側の配管と第3熱交換器23における冷媒流出側の配管とを配管29bで接続し、さらに第2熱交換器22における冷媒流出側の配管と第3熱交換器23における冷媒流出側の配管とを配管29cで接続している。
【0088】
そして、配管29bに逆止弁28を、配管29cに膨張弁27を設け、さらに熱分配器75a〜75cを設けている。
【0089】
これにより、第3熱交換器23から温熱を供給し第2熱交換器22からの熱供給を行わない場合、第3熱交換器23及び第2熱交換器22から温熱を供給する場合、第3熱交換器23から温熱を供給し第2熱交換器22から冷熱を供給する場合は、以下のように冷媒を循環させる。
【0090】
先ず、第3熱交換器23から温熱を供給し、第2熱交換器22からの熱供給を行わない場合は、熱分配器75aを閉弁し、熱分配器75bを閉弁し、熱分配器75cを開弁すると共に、バイパスバルブ26を閉じ、膨張弁14bを適宜絞る。これにより、第2室外機12からの冷媒は第3熱交換器23にのみ供給され、膨張弁14b、蒸発器16bを介して圧縮機13bに戻るようになる。
【0091】
第3熱交換器23及び第2熱交換器22から温熱を供給する場合は、熱分配器75a〜75cを全て開弁し、膨張弁14bを適宜絞り、膨張弁27を全開にすると共にバイパスバルブ26を閉じる。
【0092】
これにより、第2室外機12からの冷媒は、第2熱交換器22及び第3熱交換器23に供給され、膨張弁14b、蒸発器16bを介して圧縮機13bに戻るようになる。
【0093】
また、第3熱交換器23から温熱を供給し第2熱交換器22から冷熱を供給する場合は、熱分配器75aを閉弁、熱分配器75bを開弁、熱分配器75cを閉弁すると共に、膨張弁14bを閉じ、膨張弁27を適宜絞り、バイパスバルブ26を全開にする。
【0094】
これにより、第2室外機12からの冷媒は、最初に第3熱交換器23に供給され、ここで利用水と熱交換して凝縮する。この凝縮した冷媒は、熱分配器75cが閉弁、熱分配器75bが開弁しているので、膨張弁27に供給されて膨張し、その後第2熱交換器22に供給されるようになる。
【0095】
そして、第2熱交換器22で循環水と熱交換して蒸発し、このときの蒸発潜熱を循環水から奪うことにより当該循環水を冷却する。
【0096】
循環水と熱交換した冷媒は、逆止弁28、熱分配器75cを介して第2室外機12に戻る。第2室外機12における膨張弁14bは閉じられ、バイパスバルブ26が開かれているので、そのまま圧縮機13bに戻る。
【0097】
以上により、温熱、冷熱のいずれも供給可能になり、利便性が向上する。
【0098】
【発明の効果】
以上説明したように、複数の室外機と複数の熱利用機器とを複数の熱交換器からなる熱交換部により接続したので、各熱利用機器が要求する熱量に応じた熱分配が可能になって、コストダウンが図られると共に経済性が向上する。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の第1の実施の形態の説明に適用される温冷熱システムの構成図である。
【図2】図1に代る温冷熱システムの構成図である。
【図3】図1に代る温冷熱システムの構成図である。
【図4】本発明の第2の実施の形態の説明に適用される温冷熱システムの構成図である。
【図5】本発明の第3の実施の形態の説明に適用される温冷熱システムの構成図である。
【符号の説明】
5 床暖房パネル
6 空調機
7 給湯器
10 熱源部
11 第1室外機
12 第2室外機
20 熱交換部
21 第1熱交換器
22 第2熱交換器
23 第3熱交換器
24 熱交換器
26 バイパスバルブ
27 膨張弁
28 逆止弁
30 熱利用部
31 循環型熱利用部
31 循環水タンク
32 給水タンク
34 高温側ポンプ
35 低温側ポンプ
36 膨張缶
48 バイパス管
71a,71b 熱分配器 熱分配器
72a,72b 熱分配器
73a〜73h 熱分配器
75a〜75c 熱分配器
[0001]
TECHNICAL FIELD OF THE INVENTION
The present invention relates to a heating / cooling heat system that exchanges heat between refrigerant from a plurality of outdoor units and circulating water circulating through a plurality of heat utilization devices, and that can distribute and supply the amount of heat required by each heat utilization device. About.
[0002]
[Prior art]
Today, refrigeration circuits are used as heat sources for heating, water heaters, and air conditioners. Such a refrigeration circuit has a compressor that compresses a refrigerant, a condenser that condenses the refrigerant, an expansion valve that expands the refrigerant, and an evaporator that exchanges heat with the refrigerant, and when the heat is used, the refrigerant radiates heat in the condenser. When heat is used and cold heat is used, the heat absorbed when the refrigerant evaporates in the evaporator is used.
[0003]
When using heat, it is called a so-called heat pump, and its use has been studied and put to practical use because of its high refrigeration efficiency.
[0004]
There are many floor heating panels, air conditioners, water heaters, and the like as heat utilization devices utilizing such hot and cold heat. A heat pump has been proposed (see Patent Document 1).
[0005]
[Patent Document 1]
JP-A-6-88628
[Problems to be solved by the invention]
However, in the conventional multi-heat pump, since the refrigerant is directly supplied to the heat utilization device, for example, the water heater and the floor heating panel cannot be simultaneously used as the heat utilization device, and a plurality of heat utilization devices are connected. In such a case, a compressor with a large capacity must be used, which causes a cost increase. In addition, since the heat utilization devices are not always operated at the same time, sometimes the capacity becomes excessive. was there.
[0007]
Therefore, an object of the present invention is to provide a heating and cooling system that solves the above-mentioned problems.
[0008]
[Means for Solving the Problems]
In order to solve the above problem, the invention according to claim 1 uses an outdoor unit that includes a compressor and supplies a high-temperature refrigerant compressed by the compressor, and uses heat of the circulating water by flowing the circulating water. Heat exchange between the plurality of heat utilization devices, the refrigerant from the outdoor unit, and the circulating water from the plurality of heat utilization devices, and at that time, the amount of heat required by each heat utilization device is supplied to the heat utilization device. And a heat exchange distributor that performs heat distribution.
[0009]
According to a second aspect of the present invention, there is provided a heat exchanger including a plurality of outdoor units, and a heat exchanger including a first primary circuit through which a refrigerant flows and a first secondary circuit through which circulating water flows. A plurality of heat exchangers are connected to a primary circuit of each heat exchanger to a plurality of outdoor units in accordance with the amount of heat required by the plurality of heat exchangers. Characterized in that it is connected to
[0010]
According to a third aspect of the present invention, the heat exchange distributor includes a heat exchanger including a first primary circuit in which the refrigerant flows and a second secondary circuit in which the circulating water flows. And heat exchange with circulating water from a plurality of heat utilization devices.
[0011]
According to the invention according to claim 4, the outdoor unit includes an evaporator for evaporating the refrigerant, a condenser for condensing the refrigerant, a first expansion valve for expanding the refrigerant, and a bypass valve for switching a circulation path of the refrigerant, In addition, when the second expansion valve is connected to the primary circuit of one heat exchanger in the heat exchange distributor and a plurality of heat utilization devices require cold heat and hot heat, the heat from the compressor is reduced. A high-temperature refrigerant is supplied to one of the plurality of heat exchangers to heat the circulating water flowing through the heat utilization equipment connected to the heat exchanger, and the second expansion valve is provided for the refrigerant that has exchanged heat with the heat exchanger. And evaporates in the heat exchanger to which the second expansion valve is connected, thereby cooling the circulating water circulating in the secondary circuit of the heat exchanger to give cool heat, and providing the compressor with a bypass valve. It is characterized by returning to.
[0012]
According to a fifth aspect of the present invention, in the heat exchange distributor, when performing heat distribution so that a plurality of heat utilization devices can supply the required amounts of heat, the flow of switching the flow paths of the refrigerant and the circulating water by the solenoid valve is performed. It is characterized by having a road switch.
[0013]
The invention according to claim 6 is characterized in that the refrigerant is a carbon dioxide refrigerant, and the circulating water is water such as city water or brine.
[0014]
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION
An embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings. FIG. 1 is a circuit diagram of a heating and cooling system 1 according to the present invention.
[0015]
The heating / cooling system 1 includes a heat source unit 10 including first and second outdoor units 11 and 12 disposed outside, a heat exchange unit 20 including first to third heat exchangers 21 to 23, a floor heating panel, The main configuration is a heat utilization unit 30 such as an air conditioner and a water heater.
[0016]
Examples of the heat utilization device in the heat utilization unit 30 include a circulation type heat utilization device in which circulating water circulates, such as a floor heating panel, an air conditioner, and a snow melting panel, and a water supply type heat in which circulating water is consumed such as a water heater or a bath. There are devices to use.
[0017]
Further, these heat utilization devices can be classified into high-temperature heat utilization devices and low-temperature heat utilization devices according to their required temperatures. In this case, the high-temperature-type heat utilization device is a device having a required temperature of, for example, 60 ° C. to 90 ° C., which corresponds to a floor heating panel or a water heater, and the low-temperature-type heat utilization device is a device of 30 ° C. to 45 ° C. Is equivalent.
[0018]
Note that the number of outdoor units in the heat source unit 10, the number of heat exchangers in the heat exchange unit 20, and the type and number of heat utilization devices in the heat utilization unit 30 are examples, and do not limit the present invention. However, it is necessary that the number of outdoor units is two or more, the number of heat exchangers is three or more, and the number of heat utilization devices is two or more.
[0019]
In the present embodiment, the floor heating panel 5 and the air conditioner 6 will be described as examples of the circulating heat utilization equipment, and the water heater 7 will be described as an example of the water supply heat utilization equipment.
[0020]
The first outdoor unit 11 is connected to the primary circuit of the first heat exchanger 21, and the second outdoor unit 12 is connected to the primary circuits of the second heat exchanger 22 and the third heat exchanger 23. ing.
[0021]
In the secondary circuit of the first heat exchanger 21 and the second heat exchanger 22, a circulating water tank 31 for supplying circulating water to circulating heat utilization equipment such as the floor heating panel 5 and the air conditioner 6 is provided. The hot water supply tank 32 is connected to the secondary circuit of the third heat exchanger 23.
[0022]
The above is the schematic configuration, and the detailed configuration and operation and effect will be described next.
[0023]
The first and second outdoor units 11 and 12 in the heat source unit 10 include compressors 13a and 13b that compress the refrigerant and supply the heat to the heat exchange unit 20, and expansion valves 14a and 14 that expand the refrigerant that has exchanged heat in the heat exchange unit 20. 14b, evaporators 16a and 16b, which evaporate by exchanging heat with the expanded refrigerant and the outside air blown by the blowers 15a and 15b, have a main configuration.
[0024]
Note that water such as city water or brine can be used as the circulating water, and various refrigerants such as a carbon dioxide refrigerant and an HFC refrigerant can be used as the refrigerant.
[0025]
The first to third heat exchangers 21 to 23 are internally piped to form a unit, and the refrigerant from the first and second outdoor units 11 and 12 circulates through the respective primary circuits. In the next circuit, water used for the water heater 7 and circulating water for the floor heating panel 5 circulate.
[0026]
In addition, the primary circuit and the secondary circuit in the first to third heat exchangers 21 to 23 may have a configuration in which heat is exchanged through fins. The primary circuit and the secondary circuit are immersed in a fluid such as water, brine, or oil. A configuration in which heat is exchanged via the heat exchanger may be used.
[0027]
As described above, the first outdoor unit 11 is connected to the primary circuit of the first heat exchanger 21, and the second outdoor unit 12 is connected to the primary circuits of the second heat exchanger 22 and the third heat exchanger 23. The circulating water tank 31 is connected to the secondary circuit of the first heat exchanger 21 and the second heat exchanger 22, and the water supply tank 32 is connected to the secondary circuit of the third heat exchanger 23. However, such a connection configuration is used for the following reasons.
[0028]
That is, the heat utilization devices such as the floor heating panel 5, the air conditioner 6, and the water heater 7 require different amounts of heat for each model, or use time zones do not match.
[0029]
Needless to say, since the heat source unit 10 may be used at once, it is preferable that the heat source unit 10 side has a heat supply capability capable of coping with this.
[0030]
However, if such a heat supply is to be covered by one outdoor unit, it is necessary to use an outdoor unit having a very large heat supply capacity, which causes a cost increase and a part of a plurality of heat utilization devices. In the case where the operation is stopped, the excess capacity is obtained and the economic efficiency is deteriorated.
[0031]
Therefore, in the present invention, the circulating water tank 31 and the water supply tank 32 are provided so as to cope with a temporarily increased load amount.
[0032]
Further, in the present invention, a plurality of small outdoor units having the same specification are provided without providing an outdoor unit having a large heat supply capacity, and a circulating heat utilization device on the circulating water tank 31 side and a water supply type heat utilization device on the water supply tank 32 side. When an imbalance occurs in the amount of heat required by the device, the heat of some of the outdoor units (the second outdoor unit 12 in FIG. 1) can be distributed to the circulating water tank 31 side.
[0033]
Of course, the present invention is not limited to a configuration that allows a part of the heat of the second outdoor unit 12 to be supplied to the circulating water tank 31, and has a configuration as shown in FIGS. 2 and 3. Is also good.
[0034]
In the configuration shown in FIG. 2, for example, when hot water supply to a bath is considered as the heat utilization device on the water supply tank 32 side, a large amount of hot water is consumed in filling the bath water in a short time. A configuration is shown in which a part of the heat from the one outdoor unit 11 is supplied to the water supply tank 32 side.
[0035]
The configuration shown in FIG. 3 is a configuration having both the configurations shown in FIGS. 1 and 2 so that heat from the first outdoor unit 11 and the second outdoor unit 12 can be distributed according to the load condition. is there.
[0036]
In the configuration shown in FIGS. 1 to 3, the valves connected to the primary and secondary circuits of the first to third heat exchangers 21 to 23 are heat distributors 71a and 71b including electromagnetic valves and the like. The water temperature of the circulating water tank 31 and the water supply tank 32 is detected, and control is performed based on the detected temperatures.
[0037]
Since the heat distributors 71a and 71b are formed by the solenoid valves as described above, the heat distributors 71a and 71b take any one of the valve-opening and valve-closing modes. However, in reality, there is a case where it is desired to distribute the heat quantity more finely. Therefore, in order to cope with such a case, it is preferable to use a flow control valve.
[0038]
Hereinafter, the configuration shown in FIG. 1 will be described as an example. The circulating heat utilization unit 31 includes a floor heating panel 5, a water heater 7, a circulating water tank 31, a water supply tank 32, a three-way valve 33, a high temperature side pump 34, a low temperature side pump 35, an expansion can 36, a hot water side pump 37, and the like. Is the main configuration.
[0039]
The circulating water tank 31 has a primary inflow pipe 41, a secondary outflow pipe 42, a primary outflow pipe 43, a secondary inflow pipe 44, an air vent valve 45, a safety valve 46, a tank drain 47, and the like. It is insulated so that circulating water and the like can be stored in layers. Note that stratification means that there is almost no convection in the tank, and the temperature gradient of the stored circulating water changes smoothly, for example, from the upper part to the lower part of the tank.
[0040]
The primary inflow pipe 41 and the secondary outflow pipe 42 are provided on the upper side of the circulating water tank 31, and the primary outflow pipe 43 and the secondary inflow pipe 44 are provided on the lower side of the circulating water tank 31.
[0041]
The air vent valve 45 and the safety valve 46 are provided to be connected to the secondary outflow pipe 42, and the primary drain pipe 43 and the secondary inflow pipe 44 are provided with a tank drain 47.
[0042]
The air vent valve 45 allows the air in the circulating water tank 31 and the piping to escape when the circulating water is started to be stored in the circulating water tank 31, such as when the system is used for the first time or when the use is resumed after maintenance. It is a valve that makes an escape.
[0043]
The safety valve 46 is opened when a predetermined pressure is reached so that the pressure in the circulating water tank 31 and the piping communicating with the circulating water tank 31 becomes abnormal pressure due to any cause and damage to equipment and the like does not occur. To prevent the pressure from exceeding this pressure.
[0044]
The tank drain 47 drains water from the circulating water tank 31 and the piping during maintenance or the like.
[0045]
Then, the circulating water whose temperature has been increased by heat exchange in the heat exchange unit 20 flows into the upper part of the circulating water tank 31 from the primary inflow pipe 41 and is stored in the circulating water tank 31.
[0046]
The circulating water stored in the circulating water tank 31 flows out of the secondary outflow pipe 42 according to a flow path indicated by a solid arrow shown in FIG. It is supplied to the floor heating panel 5 via the side pump 34 and returns to the lower part of the circulating water tank 31 from the secondary inflow pipe 44.
[0047]
The pipe connecting the floor heating panel 5 and the secondary inflow pipe 44 and the three-way valve 33 are connected by a bypass pipe 48. The bypass pipe 48 and the three-way valve 33 form a flow path (hereinafter, referred to as flow path B) indicated by a dotted arrow.
[0048]
The three-way valve 33 includes a circulating water supplied from the circulating water tank 31 to the floor heating panel 5 via the flow path A, and a circulating water supplied from the bypass pipe 48 to the floor heating panel 5 via the flow path B. To set the mixing ratio, so that the temperature of the circulating water supplied to the floor heating panel 5 by the signal from the temperature detector 49 becomes the set temperature set in the equipment. Next, the amount of circulating water from the circulating water tank 31 and the amount of circulating water from the bypass pipe 48 are adjusted.
[0049]
That is, when the high-temperature side pump 34 is driven, the amount of water according to the amount of water supplied by the high-temperature side pump 34 is supplied to the floor heating panel 5.
[0050]
At this time, since the amount of circulating water from the circulating water tank 31 is adjusted by the three-way valve 33, the circulating water returned from the floor heating panel 5 via the bypass pipe 48 is supplied to the shortage.
[0051]
Thereby, in the three-way valve 33, the high-temperature circulating water from the circulating water tank 31 is mixed with the low-temperature circulating water from the bypass pipe 48, whereby the temperature is adjusted and supplied to the floor heating panel 5.
[0052]
A part of the circulating water returned from the floor heating panel 5 circulates in the flow path A via the bypass pipe 48 as described above, but the rest returns to the circulating water tank 31 via the secondary inflow pipe 44. .
[0053]
The circulating water returned in this manner is supplied to the air conditioner 6 via the primary outflow pipe 43 by the low-temperature side pump 35 and returns to the heat exchange unit 20.
[0054]
By the way, the circulating water stored in the circulating water tank 31 is designed not to exceed 100 ° C. However, since the circulating water is pumped by the low-temperature pump 35 and the high-temperature pump 34, the circulating water is The pressure may be lower than the atmospheric pressure, and in such a case, it is feared that it will boil even at 90 ° C.
[0055]
Further, if the temperature of the circulating water rises even if it does not boil, the volume of the circulating water slightly changes, but since the pipe through which the circulating water flows is a closed pipe, the volume fluctuation cannot be absorbed.
[0056]
In such a case, if the operating pressure is lowered so that the safety valve 46 is immediately opened to make it atmospheric pressure or a volume change can be absorbed, the function as the safety valve 46 is lost and the safety valve 46 is opened. Then, when the steady state is reached, there is a problem that the inside of the pipe and the like becomes negative pressure.
[0057]
Therefore, in the present invention, the expansion can 36 is provided so that some boiling and volume fluctuation can be absorbed.
[0058]
In the above description, one floor heating panel 5 is described, but a plurality of floor heating panels may be used. That is, it is possible to provide floor heating panels 5 in a plurality of rooms and supply circulating water from one circulating water tank 31.
[0059]
However, in this case, since the temperature of the circulating water supplied via the high-temperature side pump 34 is the set temperature (constant temperature) as described above, it is necessary to perform temperature adjustment for each floor heating panel 5. Can not.
[0060]
In order to adjust the temperature for each floor heating panel 5, a thermal valve 53 is provided for each floor heating panel 5 as shown in FIG. Thus, the amount of circulating water flowing into the floor heating panel 5 may be adjusted.
[0061]
The circulating water returning from the primary outlet pipe 43 to the heat exchange unit 20 passes through the air conditioner 6, which has an air conditioner heat exchanger 50, a blower 51, a duct 52, and the like, and operates the blower 51. By doing so, outside air is taken into the duct 52 via the air-conditioning heat exchanger 50, and is blown to each room via the duct 52.
[0062]
When the circulating water from the primary outflow pipe 43 is supplied to the air-conditioning heat exchanger 50, the outside air is heated and becomes warm air to heat each room.
[0063]
Although the temperature of the circulating water required by the air conditioner 6 varies depending on the amount of air blown, the temperature of the circulating water returned to the circulating water tank 31 via the secondary inflow pipe 44 is often lower.
[0064]
As described above, since the circulating water tank 31 forms a stratified structure, if the opening positions of the secondary inflow pipe 44 and the primary outflow pipe 43 are at the same height, the secondary inflow pipe 44 and the circulating water tank 31 Is supplied to the air conditioner 6 via the primary outlet pipe 43 as it is, and circulating water having a temperature higher than the temperature required by the air conditioner 6 is supplied.
[0065]
Therefore, in the present invention, the opening position of the secondary inflow pipe 44 is set to a position higher than the opening position of the primary outflow pipe 43, and the circulating water having a temperature lower than that of the circulating water returning from at least the secondary inflow pipe 44 is obtained. The air is supplied to the air conditioner 6.
[0066]
A water heater 7 as an example of a water supply type heat utilization device has a water supply tank 32, a water supply pump, and the like as main components.
[0067]
In the water supply tank 32, a primary inflow pipe 63, a secondary outflow pipe (hot water supply pipe) 64, a primary outflow pipe 66, a secondary inflow pipe 65 (supply pipe for city water, etc.), an air vent pipe 61, a safety valve 62, a tank drain 67 and the like are provided to insulate the outside air and store hot water in a stratified state.
[0068]
The operations of the primary inflow pipe 63, the secondary outflow pipe 64, the primary outflow pipe 66, the secondary inflow pipe 65, the air vent pipe 61, the safety valve 62, the tank drain 67 and the like are performed by the primary inflow pipe 41 in the circulating water tank 31. , The secondary outflow pipe 42, the primary outflow pipe 43, the secondary inflow pipe 44, the air vent valve 45, the safety valve 46, the tank drain 47, etc., so that detailed description is omitted.
[0069]
The primary inflow pipe 63 is connected to the third heat exchanger 23, and the utilization water heated by the third heat exchanger 23 flows into the water supply tank 32 from above the water supply tank 32 and is stored therein.
[0070]
A secondary outflow pipe 64 is provided above the water supply tank 32, and hot water can be supplied through the secondary outflow pipe 64.
[0071]
Further, a primary outlet pipe 66 is provided below the water supply tank 32, and the water used from the primary outlet pipe 66 is pumped by a water supply pump and supplied to the third heat exchanger 23. ing.
[0072]
Now, in such a configuration, when the amount of heat required on the circulating water tank 31 side can be covered by the refrigerant from the first outdoor unit, the heat distributor 71a is closed. Thereby, the refrigerant from the second outdoor unit circulates only to the third heat exchanger.
[0073]
On the other hand, when the refrigerant from the first outdoor unit cannot supply the required amount of heat on the circulating water tank 31 side, the heat distributor 71a is opened. At this time, the heat distributor 71b is appropriately closed depending on the situation such as the water supply tank 32 being full.
[0074]
Thereby, the refrigerant from the second outdoor unit is also supplied to the second heat exchanger, so that heat can be distributed to the circulating water tank 31 side.
[0075]
By opening and closing the heat distributors 72a and 72b in FIG. 2 and the heat distributors 73a to 73h in FIG. 3, heat distribution can be performed in the same manner.
[0076]
As described above, since the heat source unit 10 is composed of a plurality of small outdoor units and the heat exchange unit 20 is composed of a plurality of heat exchangers, the heat of each outdoor unit can be distributed according to the state of the load. As a result, heat utilization efficiency is improved.
[0077]
Next, a second embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings. Note that the same components as those in the first embodiment are denoted by the same reference numerals, and description thereof will be omitted as appropriate.
[0078]
The heat exchanger in the heat exchange unit 20 described so far is a two-circuit heat exchanger constituted by one primary circuit and one secondary circuit.
[0079]
On the other hand, in the present embodiment, as shown in FIG. 4, a three-circuit heat exchanger 24 composed of one primary circuit and two secondary circuits is used.
[0080]
By using the heat exchange unit 20 constituted by such a three-circuit heat exchanger 24, one medium-sized outdoor unit is installed, and the flow path is controlled by the heat distributors 74a and 74b to thereby provide a plurality of heat utilization devices. Can be distributed to the heat source.
[0081]
Next, a third embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings. Note that the same components as those in the first and second embodiments are denoted by the same reference numerals, and description thereof is omitted as appropriate.
[0082]
In each of the embodiments described above, a case has been described in which the heat utilization device utilizes only warm heat. For this reason, the outdoor unit worked as a heat pump.
[0083]
However, the air conditioner 6 sometimes needs cooling, and it is in principle possible to flow cold water through the floor heating panel 5 and use it as floor cooling.
[0084]
Therefore, in the present invention, as shown in FIG. 5, it is possible to cope with a case where one of the heat utilization devices utilizes warm heat and one utilizes cold heat.
[0085]
In the configuration shown in FIG. 5, the first outdoor unit 11 supplies only the heat through the first heat exchanger 21, and the second outdoor unit 12 supplies the heat through the third heat exchanger 23. Although the case where cold heat is supplied through the second heat exchanger 22 is shown, both the hot and cold heat may be supplied from the first outdoor unit 11 as well.
[0086]
In the configuration shown in FIG. 5, a pipe connecting the compressor 13b and the evaporator 16b in the second outdoor unit 12 and a pipe connecting the third heat exchanger 23 and the expansion valve 14b are connected by a bypass valve 26. are doing.
[0087]
In addition, the pipes on the refrigerant inflow side of the second heat exchanger 22 and the third heat exchanger 23 are connected to each other by a pipe 29a, and the pipe on the refrigerant inflow side of the second heat exchanger 22 and the pipe of the third heat exchanger 23 are connected. The pipe on the refrigerant outflow side is connected by a pipe 29b, and the pipe on the refrigerant outflow side in the second heat exchanger 22 and the pipe on the refrigerant outflow side in the third heat exchanger 23 are connected by a pipe 29c.
[0088]
The check valve 28 is provided in the pipe 29b, the expansion valve 27 is provided in the pipe 29c, and the heat distributors 75a to 75c are further provided.
[0089]
Thereby, when supplying heat from the third heat exchanger 23 and not supplying heat from the second heat exchanger 22, when supplying heat from the third heat exchanger 23 and the second heat exchanger 22, When supplying heat from the third heat exchanger 23 and supplying cool heat from the second heat exchanger 22, the refrigerant is circulated as follows.
[0090]
First, when the heat is supplied from the third heat exchanger 23 and the heat is not supplied from the second heat exchanger 22, the heat distributor 75a is closed, the heat distributor 75b is closed, and the heat distribution is performed. The valve 75c is opened, the bypass valve 26 is closed, and the expansion valve 14b is throttled appropriately. Thereby, the refrigerant from the second outdoor unit 12 is supplied only to the third heat exchanger 23, and returns to the compressor 13b via the expansion valve 14b and the evaporator 16b.
[0091]
When supplying heat from the third heat exchanger 23 and the second heat exchanger 22, all the heat distributors 75a to 75c are opened, the expansion valve 14b is appropriately throttled, the expansion valve 27 is fully opened, and the bypass valve is opened. Close 26.
[0092]
Thereby, the refrigerant from the second outdoor unit 12 is supplied to the second heat exchanger 22 and the third heat exchanger 23, and returns to the compressor 13b via the expansion valve 14b and the evaporator 16b.
[0093]
In addition, when supplying heat from the third heat exchanger 23 and supplying cool heat from the second heat exchanger 22, the heat distributor 75a is closed, the heat distributor 75b is opened, and the heat distributor 75c is closed. At the same time, the expansion valve 14b is closed, the expansion valve 27 is appropriately throttled, and the bypass valve 26 is fully opened.
[0094]
Thereby, the refrigerant from the second outdoor unit 12 is first supplied to the third heat exchanger 23, where it exchanges heat with the used water and condenses. Since the heat distributor 75c is closed and the heat distributor 75b is open, the condensed refrigerant is supplied to the expansion valve 27 and expanded, and then supplied to the second heat exchanger 22. .
[0095]
Then, the circulating water is evaporated by exchanging heat with the circulating water in the second heat exchanger 22, and the latent heat of evaporation at this time is taken from the circulating water to cool the circulating water.
[0096]
The refrigerant that has exchanged heat with the circulating water returns to the second outdoor unit 12 via the check valve 28 and the heat distributor 75c. Since the expansion valve 14b of the second outdoor unit 12 is closed and the bypass valve 26 is open, the flow returns to the compressor 13b.
[0097]
As described above, both hot and cold heat can be supplied, and convenience is improved.
[0098]
【The invention's effect】
As described above, since the plurality of outdoor units and the plurality of heat utilization devices are connected by the heat exchange unit including the plurality of heat exchangers, heat distribution according to the amount of heat required by each heat utilization device becomes possible. As a result, cost can be reduced and economy can be improved.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a configuration diagram of a heating and cooling system applied to the description of a first embodiment of the present invention.
FIG. 2 is a configuration diagram of a heating and cooling system replacing FIG. 1;
FIG. 3 is a configuration diagram of a heating / cooling heat system replacing FIG. 1;
FIG. 4 is a configuration diagram of a heating and cooling system applied to the description of a second embodiment of the present invention.
FIG. 5 is a configuration diagram of a thermal cooling system applied to the description of a third embodiment of the present invention.
[Explanation of symbols]
5 Floor heating panel 6 Air conditioner 7 Water heater 10 Heat source unit 11 First outdoor unit 12 Second outdoor unit 20 Heat exchange unit 21 First heat exchanger 22 Second heat exchanger 23 Third heat exchanger 24 Heat exchanger 26 Bypass valve 27 Expansion valve 28 Check valve 30 Heat utilization unit 31 Circulating heat utilization unit 31 Circulating water tank 32 Water supply tank 34 High temperature side pump 35 Low temperature side pump 36 Expansion can 48 Bypass pipes 71a, 71b Heat distributor Heat distributor 72a , 72b Heat distributors 73a-73h Heat distributors 75a-75c Heat distributors

Claims (6)

圧縮機を備えて当該圧縮機で圧縮された高温の冷媒を供給する室外機と、
循環水が流動して当該循環水の熱を利用する複数の熱利用機器と、
前記室外機からの冷媒と、複数の前記熱利用機器からの循環水とを熱交換させ、その際に各熱利用機器が要求する熱量が、当該熱利用機器に供給されるように熱分配を行う熱交換分配器とを有することを特徴とする温冷熱システム。
An outdoor unit that includes a compressor and supplies a high-temperature refrigerant compressed by the compressor,
A plurality of heat utilization devices in which the circulating water flows and uses the heat of the circulating water,
The refrigerant from the outdoor unit and the circulating water from the plurality of heat utilization devices are subjected to heat exchange, and in this case, heat distribution required by each heat utilization device is distributed such that heat is supplied to the heat utilization devices. And a heat exchange distributor.
前記室外機が複数設けられ、かつ、前記熱交換分配器が、前記冷媒の流動する1の1次回路と前記循環水の流動する1の2次回路とからなる熱交換器を複数備えて、
複数の前記熱利用機器で要求される熱量に応じて各熱交換器の1次回路を複数の前記室外機に接続すると共に、当該各熱交換器の2次回路を複数の前記熱利用機器に接続したことを特徴とする請求項1記載の温冷熱システム。
A plurality of the outdoor units are provided, and the heat exchange distributor includes a plurality of heat exchangers each including a primary circuit in which the refrigerant flows and a secondary circuit in which the circulating water flows,
The primary circuit of each heat exchanger is connected to the plurality of outdoor units according to the amount of heat required by the plurality of heat utilization devices, and the secondary circuit of each heat exchanger is connected to the plurality of heat utilization devices. The heating and cooling system according to claim 1, wherein the heating and cooling system is connected.
前記熱交換分配器が、前記冷媒の流動する1の1次回路と前記循環水の流動する2の2次回路とからなる熱交換器を備えて、前記室外機からの冷媒と、複数の前記熱利用機器からの循環水とを熱交換させることを特徴とする請求項1記載の温冷熱システム。The heat exchange distributor includes a heat exchanger including a primary circuit in which the refrigerant flows and a secondary circuit in which the circulating water flows, and a refrigerant from the outdoor unit and a plurality of the refrigerants. 2. The heating / cooling heat system according to claim 1, wherein heat is exchanged with circulating water from the heat utilization equipment. 前記室外機が、冷媒を蒸発させる蒸発器と、冷媒を凝縮させる凝縮器と、冷媒を膨張させる第1膨張弁と、冷媒の循環路を切換えるバイパスバルブとを備え、かつ、前記熱交換分配器における1の前記熱交換器の1次回路に第2膨張弁が接続して設けられて、複数の前記熱利用機器で冷熱と温熱が要求される場合には、前記圧縮機からの高温の冷媒を複数の熱交換器の1に供給し、該熱交換器に接続された前記熱利用機器を流動する循環水を加熱すると共に、当該熱交換器で熱交換した冷媒を前記第2膨張弁で減圧して当該第2膨張弁が接続された前記熱交換器で蒸発させることにより、該熱交換器の2次回路を循環する前記循環水を冷却して冷熱を与え、前記バイパスバルブを介して前記圧縮機に戻るようにしたことを特徴とする請求項1乃至3いずれか1項記載の温冷熱システム。The outdoor unit includes an evaporator that evaporates the refrigerant, a condenser that condenses the refrigerant, a first expansion valve that expands the refrigerant, and a bypass valve that switches a circulation path of the refrigerant, and the heat exchange distributor A second expansion valve is connected to a primary circuit of the heat exchanger, and when a plurality of heat utilization devices require cold and warm heat, a high-temperature refrigerant from the compressor is provided. Is supplied to one of the plurality of heat exchangers and heats the circulating water flowing through the heat utilization device connected to the heat exchanger, and the refrigerant that has exchanged heat in the heat exchanger is passed through the second expansion valve. By depressurizing and evaporating in the heat exchanger to which the second expansion valve is connected, the circulating water circulating in the secondary circuit of the heat exchanger is cooled to give cold heat, and is passed through the bypass valve. 2. The apparatus according to claim 1, wherein said compressor is returned to said compressor. Optimum 3 temperature thermal system according to any one. 前記熱交換分配器で、複数の前記熱利用機器がそれぞれ要求する熱量が供給できるように熱分配を行う際には、電磁弁により前記冷媒及び循環水の流路を切換える流路切換器を備えることを特徴とする請求項1乃至4いずれか1項記載の温冷熱システム。In the heat exchange distributor, when performing heat distribution so that a plurality of heat utilization devices can supply the required amount of heat respectively, a flow path switching device that switches a flow path of the refrigerant and the circulating water by an electromagnetic valve is provided. The heating and cooling system according to any one of claims 1 to 4, wherein: 前記冷媒が、二酸化炭素冷媒であり、前記循環水が市水等の水又はブラインであることを特徴とする請求項1乃至5いずれか1項記載の温冷熱システム。The heating / cooling system according to any one of claims 1 to 5, wherein the refrigerant is a carbon dioxide refrigerant, and the circulating water is water such as city water or brine.
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