JP2001099503A - ヒートポンプ装置 - Google Patents

ヒートポンプ装置

Info

Publication number
JP2001099503A
JP2001099503A JP27810599A JP27810599A JP2001099503A JP 2001099503 A JP2001099503 A JP 2001099503A JP 27810599 A JP27810599 A JP 27810599A JP 27810599 A JP27810599 A JP 27810599A JP 2001099503 A JP2001099503 A JP 2001099503A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
heat
refrigerant
heat exchanger
stage compressor
hot water
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.)
Granted
Application number
JP27810599A
Other languages
English (en)
Other versions
JP3625711B2 (ja
Inventor
Hiroshi Mukoyama
洋 向山
Osamu Kuwabara
修 桑原
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.)
Sanyo Electric Co Ltd
Original Assignee
Sanyo Electric Co Ltd
Priority date (The priority date 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 date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Sanyo Electric Co Ltd filed Critical Sanyo Electric Co Ltd
Priority to JP27810599A priority Critical patent/JP3625711B2/ja
Publication of JP2001099503A publication Critical patent/JP2001099503A/ja
Application granted granted Critical
Publication of JP3625711B2 publication Critical patent/JP3625711B2/ja
Anticipated expiration legal-status Critical
Expired - Fee Related legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F25REFRIGERATION OR COOLING; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS; MANUFACTURE OR STORAGE OF ICE; LIQUEFACTION SOLIDIFICATION OF GASES
    • F25BREFRIGERATION MACHINES, PLANTS OR SYSTEMS; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS
    • F25B2309/00Gas cycle refrigeration machines
    • F25B2309/06Compression machines, plants or systems characterised by the refrigerant being carbon dioxide
    • F25B2309/061Compression machines, plants or systems characterised by the refrigerant being carbon dioxide with cycle highest pressure above the supercritical pressure
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F25REFRIGERATION OR COOLING; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS; MANUFACTURE OR STORAGE OF ICE; LIQUEFACTION SOLIDIFICATION OF GASES
    • F25BREFRIGERATION MACHINES, PLANTS OR SYSTEMS; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS
    • F25B2339/00Details of evaporators; Details of condensers
    • F25B2339/04Details of condensers
    • F25B2339/047Water-cooled condensers
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F25REFRIGERATION OR COOLING; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS; MANUFACTURE OR STORAGE OF ICE; LIQUEFACTION SOLIDIFICATION OF GASES
    • F25BREFRIGERATION MACHINES, PLANTS OR SYSTEMS; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS
    • F25B9/00Compression machines, plants or systems, in which the refrigerant is air or other gas of low boiling point
    • F25B9/002Compression machines, plants or systems, in which the refrigerant is air or other gas of low boiling point characterised by the refrigerant
    • F25B9/008Compression machines, plants or systems, in which the refrigerant is air or other gas of low boiling point characterised by the refrigerant the refrigerant being carbon dioxide

Abstract

(57)【要約】 【課題】 ヒートポンプ装置30の効率を高める。 【解決手段】 熱利用側熱交換器を第1〜第3熱交換器
33〜35により形成し、圧縮機を前段及び後段圧縮機
31,32で形成する。そして、前段圧縮機31からの
冷媒を第3熱交換器35で熱交換させた後、後段圧縮機
32で圧縮し第2及び第1熱交換器34,33に順次循
環させる。一方、利用側熱媒体としての給湯水Aを第1
熱交換器33で冷媒と熱交換させた後、分流部K1で分
流して一方を第2熱交換器34に、他方を第3熱交換器
35に分流させ、その後これらを合流部K2で合流させ
て戻す。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、外部への熱供与を
効率的に行えるようにしたヒートポンプ装置に関する。
【0002】
【従来の技術】従来、ヒートポンプ装置は種々の装置に
用いられ、例えば図4にす示すような給湯機における給
湯水の加熱に用いられている。
【0003】ヒートポンプ装置110は、冷媒を圧縮す
る圧縮機111、冷媒と給湯水とを熱交換させる凝縮器
112、冷媒を減圧又は絞る減圧装置113、冷媒を蒸
発させる蒸発器114等を有している。
【0004】このヒートポンプ装置110に給湯機12
0が接続されている。給湯機120は、給湯水を貯留す
る給湯タンク121、該給湯水を凝縮器112を介して
循環させるポンプ122等を有している。
【0005】そして、圧縮機111で圧縮されて高温高
圧のホットガスとなった冷媒は、凝縮器112で給湯水
と熱交換する。これにより、給湯水が加熱されて湯とな
り、冷媒は熱を失って凝縮する。
【0006】凝縮した冷媒は、減圧装置113により減
圧又は絞られて蒸発器114に供給される。この蒸発器
114には外熱源である外気等がファン115により送
風されており、当該外気と熱交換して蒸発する。
【0007】この際の蒸発熱は、外気により供給される
ので、ヒートポンプ装置110としては熱を外気から汲
上げたことになり、その冷媒が圧縮機111に戻ってサ
イクルが1巡する。
【0008】このようなヒートポンプ装置110に用い
られている冷媒として、従来R−22等の塩素を含む冷
媒(以下、特定フロンガスと記載する)が用いられてき
た。
【0009】しかし、このR−22冷媒はオゾン層を破
壊する原因となることが判明し使用が規制され、これに
代わる冷媒として、地球温暖化係数の小さなHC290
(プロパン)等が用いられるようになっている。
【0010】しかし、HC290等は強燃性があるた
め、かかる危険性のない冷媒として二酸化炭素が検討さ
れている。
【0011】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記構
成では凝縮器112から取出すことができる熱に限界が
あり、例えば給湯機に場合には給湯水の温度を十分に高
温にすることが困難である問題があった。
【0012】そこで、本発明は、凝縮器から十分な熱が
取出せるようにして熱効率を高めたヒートポンプ装置を
提供することを目的とする。
【0013】
【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、冷媒を圧縮する圧縮機
と、冷媒と利用側熱媒体とが熱交換して当該利用側熱媒
体を加熱する熱利用側熱交換器と、冷媒を減圧又は絞る
減圧装置と、外熱源と熱交換して当該外熱源から熱を汲
上げる外熱源側熱交換器とを有したヒートポンプ装置に
おいて、熱利用側熱交換器が、第1及び第2熱交換器に
より形成されて、第1熱交換器で冷媒と熱交換した利用
側熱媒体が分流して、その一部が第2熱交換器機に供給
されて当該第2熱交換器を循環する冷媒と熱交換した
後、合流するようにして、利用側熱交換器から十分な熱
が取出せるようにたことを特徴とする。
【0014】請求項2にかかる発明は、圧縮機が、前段
圧縮機と該前段圧縮機からの冷媒を更に圧縮する後段圧
縮機とから形成されると共に、熱利用側熱交換器が前段
圧縮機と後段圧縮機との間に配設された第3熱交換器を
備えて、第1熱交換器からの利用側熱媒体が分流して、
一方が第2熱交換器に供給され、他方が第3熱交換器に
供給されて、当該第2及び第3熱交換器で冷媒と熱交換
した後合流するようにして、利用側熱交換器から十分な
熱が取出せるようにたことを特徴とする。
【0015】請求項3にかかる発明は、冷媒が二酸化炭
素であることを特徴とする。
【0016】
【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は本発明の実施の形態に係るヒートポ
ンプ装置30の回路図である。
【0017】このヒートポンプ装置30は、冷媒を圧縮
する前段及び後段圧縮機31,32、冷媒と利用側熱媒
体である給湯水との熱交換を行う熱利用側熱交換器であ
る第1〜第3熱交換器33〜35、冷媒を減圧又は絞る
減圧装置36、冷媒を蒸発させる外熱源側熱交換器であ
る蒸発器37等を有している。
【0018】また、第1〜第3熱交換器33〜35には
給湯ポンプ22から圧送された給湯水が循環するように
なっている。
【0019】このような構成のヒートポンプ装置30を
循環する冷媒として、二酸化炭素のように超臨界状態で
使用する冷媒やHC290のように凝縮状態を経て使用
する冷媒のように種々の冷媒が適用可能である。
【0020】図2は超臨界状態で使用する冷媒を用いた
場合の温度−エンタルピー線図であり、図3は凝縮状態
を経て使用する冷媒を用いた場合の温度−エンタルピー
線図である。
【0021】そこで、以下の説明では図2を中心に説明
するが、図2及び図3は同一符号を用いていることから
も分るように、基本的に同じ動作を行う。
【0022】なお、以下の文章中で、例えばP1→P2
やW1→W2と記載すると、温度−エンタルピー線図上
で点P1から点P2或は点W1から点W2に状態が変化
することを意味するものとする。
【0023】なお、Pは冷媒の状態点を示し、Wは給湯
水の状態点を示すものとするが、このとき図2及び図3
は冷媒の温度−エンタルピー線図であり、そこに給湯水
の温度を表示したために、例えばW2とW4は本来同じ
熱学的状態であるにも関わらず異なる点として記載され
ていることに注意を要する。
【0024】先ず、給湯水Aの流れを説明する。給水管
から給湯タンク21に給湯水が貯留され、その後バルブ
が切替えられて、当該給湯タンク21に貯留された給湯
水がポンプで圧送される。そのときの水量は流量調整バ
ルブ23で調整する。
【0025】このようにして圧送された給湯水は、第1
熱交換器33に供給されて冷媒と熱交換し(W1→W
2)、分流部K1で分流されて一方が第2熱交換器34
に供給され、他方が第3熱交換器35に供給される。
【0026】その後、分流された給湯水は、それぞれ第
2及び第3熱交換器34,35で冷媒と熱交換して更に
温度が上昇し(W2→W3、W4→W5)、合流部K2
で合流されて給湯タンク21に戻る。
【0027】次に、冷媒の流れを説明する。前段圧縮機
31で圧縮された冷媒(P1→P2)は、第3熱交換器
35に供給され、ここで給湯水と熱交換する(W4→W
5)。
【0028】冷媒は、第3熱交換器35で熱を奪われ、
等圧状態で温度が下がり(P2→P3)、後段圧縮機3
2に供給されて、更に圧縮される(P3→P4)。
【0029】後段圧縮機32からの冷媒は、第2熱交換
器34に供給され、ここで分流部K1で分流してきた給
湯水と熱交換し、この給湯水を加熱する(W2→W
3)。
【0030】第2熱交換器34で熱交換した冷媒は、第
1熱交換器33に供給され、ここで分流前の給湯水と熱
交換して(W1→W2)、過冷却状態となって減圧装置
36に供給される。
【0031】減圧装置36に供給された冷媒は、当該減
圧装置36で減圧又は絞られて(P5→P6)、蒸発器
37で外気と熱交換して加熱されて(P6→P1)、過
熱度状態となって前段圧縮機31に戻る。
【0032】従って、図1に示す冷媒のサイクルはP1
→P2→P3→P4→P5→→P6→P1となり、給湯
水はW1→W2となって分流し、W2→W3及びW4→
W5の状態変化した後合流して給湯タンク21に戻る。
【0033】なお、図2及び図3において示すP1→P
2’→P5→P6→P1のサイクルは図4に示す従来構
成の場合のヒートポンプ装置における温度−エンタルピ
ー線図を示し、W1→W2’はこのサイクルでの給湯水
の状態変化を示している。
【0034】これらの比較を行うとわるように、従来の
構成では給湯水をW2’の状態までしか加熱できないに
もかかわらず、図1に示す本発明にかかる構成ではそれ
より高い温度まで加熱することが出きるようになって、
給湯機からの出湯の温度を高くすることが可能になる。
【0035】
【発明の効果】以上説明したように請求項1にかかる発
明によれば、熱利用側熱交換器が、第1及び第2熱交換
器により形成されて、第1熱交換器で冷媒と熱交換した
利用側熱媒体が分流して、その一部が第2熱交換器機に
供給されて当該第2熱交換器を循環する冷媒と熱交換し
た後、合流するようにしたので、利用側熱交換器から十
分な熱が取出せるようになってサイクル効率を向上させ
ることが可能になる。
【0036】請求項2にかかる発明によれば、圧縮機
が、前段圧縮機と該前段圧縮機からの冷媒を更に圧縮す
る後段圧縮機とから形成されると共に、熱利用側熱交換
器が前段圧縮機と後段圧縮機との間に配設された第3熱
交換器を備えて、第1熱交換器からの利用側熱媒体が分
流して、一方が第2熱交換器に供給され、他方が第3熱
交換器に供給されて、当該第2及び第3熱交換器で冷媒
と熱交換した後合流するようにしたので、利用側熱交換
器から十分な熱が取出せるようになってサイクル効率を
向上させることが可能になる。
【0037】請求項3にかかる発明によれば、冷媒を二
酸化炭素にしたので、環境保護を可能にすると共に利用
側熱交換器から十分な熱が取出せるようになる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の実施の形態の説明に適用されるヒート
ポンプ装置の回路図である。
【図2】冷媒を超臨界状態で使用する場合の温度−エン
タルピー線図である。
【図3】冷媒を凝縮状態を経て使用する場合の温度−エ
ンタルピー線図である。
【図4】従来の技術の説明に適用されるヒートポンプ装
置の回路図である。
【符号の説明】
30 ヒートポンプ装置 33〜35 第1〜第3熱交換器 31 前段圧縮機 32 後段圧縮機 36 減圧装置 37 蒸発器 K1 分流部 K2 合流部

Claims (3)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 冷媒を圧縮する圧縮機と、冷媒と利用側
    熱媒体とが熱交換して当該利用側熱媒体を加熱する熱利
    用側熱交換器と、冷媒を減圧又は絞る減圧装置と、外熱
    源と熱交換して当該外熱源から熱を汲上げる外熱源側熱
    交換器とを有したヒートポンプ装置において、 前記熱利用側熱交換器が、第1及び第2熱交換器により
    形成されて、前記第1熱交換器で冷媒と熱交換した利用
    側熱媒体が分流して、その一部が前記第2熱交換器機に
    供給されて当該第2熱交換器を循環する冷媒と熱交換し
    た後、合流するようにしたことを特徴とするヒートポン
    プ装置。
  2. 【請求項2】 前記圧縮機が、前段圧縮機と該前段圧縮
    機からの冷媒を更に圧縮する後段圧縮機とから形成され
    ると共に、前記熱利用側熱交換器が前記前段圧縮機と後
    段圧縮機との間に配設された第3熱交換器を備えて、第
    1熱交換器からの利用側熱媒体が分流して、一方が第2
    熱交換器に供給され、他方が第3熱交換器に供給され
    て、当該第2及び第3熱交換器で冷媒と熱交換した後合
    流するようにしたことを特徴とする請求項1記載のヒー
    トポンプ装置。
  3. 【請求項3】 前記冷媒が二酸化炭素であることを特徴
    とする請求項1又は2記載のヒートポンプ装置。
JP27810599A 1999-09-30 1999-09-30 ヒートポンプ装置 Expired - Fee Related JP3625711B2 (ja)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP27810599A JP3625711B2 (ja) 1999-09-30 1999-09-30 ヒートポンプ装置

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP27810599A JP3625711B2 (ja) 1999-09-30 1999-09-30 ヒートポンプ装置

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JP2001099503A true JP2001099503A (ja) 2001-04-13
JP3625711B2 JP3625711B2 (ja) 2005-03-02

Family

ID=17592709

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP27810599A Expired - Fee Related JP3625711B2 (ja) 1999-09-30 1999-09-30 ヒートポンプ装置

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JP3625711B2 (ja)

Cited By (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP1554528A1 (en) * 2002-10-24 2005-07-20 Showa Denko K.K. Refrigeration system, compressing and heat-releasing apparatus and heat-releasing device
WO2006087011A1 (en) * 2005-02-18 2006-08-24 Carrier Corporation Co2-refrigeration device with heat reclaim
US7802441B2 (en) 2004-05-12 2010-09-28 Electro Industries, Inc. Heat pump with accumulator at boost compressor output
US7849700B2 (en) 2004-05-12 2010-12-14 Electro Industries, Inc. Heat pump with forced air heating regulated by withdrawal of heat to a radiant heating system
EP2309209A1 (en) * 2008-05-02 2011-04-13 Daikin Industries, Ltd. Refrigeration unit
WO2012008431A1 (ja) * 2010-07-15 2012-01-19 ダイキン工業株式会社 ヒートポンプシステム
WO2012008479A1 (ja) * 2010-07-15 2012-01-19 ダイキン工業株式会社 ヒートポンプシステム
EP3872412A1 (en) * 2020-02-25 2021-09-01 Panasonic Intellectual Property Management Co., Ltd. Refrigeration apparatus

Cited By (15)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP1554528A4 (en) * 2002-10-24 2014-04-30 Showa Denko Kk REFRIGERATING SYSTEM, COMPRESSOR AND THERMAL EMISSION APPARATUS, AND THERMAL EMISSION DEVICE
EP1554528A1 (en) * 2002-10-24 2005-07-20 Showa Denko K.K. Refrigeration system, compressing and heat-releasing apparatus and heat-releasing device
US7802441B2 (en) 2004-05-12 2010-09-28 Electro Industries, Inc. Heat pump with accumulator at boost compressor output
US7849700B2 (en) 2004-05-12 2010-12-14 Electro Industries, Inc. Heat pump with forced air heating regulated by withdrawal of heat to a radiant heating system
WO2006087011A1 (en) * 2005-02-18 2006-08-24 Carrier Corporation Co2-refrigeration device with heat reclaim
US8893520B2 (en) 2005-02-18 2014-11-25 Carrier Corporation CO2-refrigeration device with heat reclaim
EP2309209A1 (en) * 2008-05-02 2011-04-13 Daikin Industries, Ltd. Refrigeration unit
EP2309209A4 (en) * 2008-05-02 2014-11-19 Daikin Ind Ltd COOLING UNIT
WO2012008479A1 (ja) * 2010-07-15 2012-01-19 ダイキン工業株式会社 ヒートポンプシステム
CN102985767A (zh) * 2010-07-15 2013-03-20 大金工业株式会社 热泵***
CN102985768A (zh) * 2010-07-15 2013-03-20 大金工业株式会社 热泵***
JP2012021720A (ja) * 2010-07-15 2012-02-02 Daikin Industries Ltd ヒートポンプシステム
JP2012021721A (ja) * 2010-07-15 2012-02-02 Daikin Industries Ltd ヒートポンプシステム
WO2012008431A1 (ja) * 2010-07-15 2012-01-19 ダイキン工業株式会社 ヒートポンプシステム
EP3872412A1 (en) * 2020-02-25 2021-09-01 Panasonic Intellectual Property Management Co., Ltd. Refrigeration apparatus

Also Published As

Publication number Publication date
JP3625711B2 (ja) 2005-03-02

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US11231205B2 (en) Using heat recovered from heat source to obtain high temperature hot water
AU2001286333B2 (en) Method and arrangement for defrosting a vapor compression system
JP5470374B2 (ja) ヒートポンプ式暖房装置
JP3614330B2 (ja) 超臨界蒸気圧縮式冷凍サイクル
JP3615475B2 (ja) ヒートポンプ給湯機
AU2001286333A1 (en) Method and arrangement for defrosting a vapor compression system
JP2010127563A (ja) 冷凍システム
JP4827191B2 (ja) Co2を冷媒としたヒートポンプの運転方法
US7533539B2 (en) Refrigerating machine
JP4442237B2 (ja) 空気調和装置
JP2001099503A (ja) ヒートポンプ装置
JP2008275249A (ja) 冷凍サイクル
JP4033788B2 (ja) ヒートポンプ装置
JPS6277554A (ja) 給湯装置
JP4999531B2 (ja) 空気調和装置
KR101658021B1 (ko) 이원냉동사이클을 이용한 히트펌프 시스템
JPH1019402A (ja) ガスタービンによる低温冷凍システム
RU2287119C2 (ru) Способ и устройство для оттаивания в системе сжатия пара
JP2004226018A (ja) 冷凍装置
JP2004346759A (ja) 熱機関
JP2003262414A (ja) 圧縮式ヒートポンプ及び給湯装置
JP2007155176A (ja) 非共沸混合物冷媒を使用するヒートポンプシステムまたは空調機若しくは冷凍機システム
JP2001241785A (ja) Co2冷媒ヒートポンプおよび融雪装置
JP2007155174A (ja) 非共沸混合冷媒を使用するヒートポンプシステムまたは空調機若しくは冷凍機システム
JP2000257921A (ja) 氷蓄熱槽を備えた空気調和装置

Legal Events

Date Code Title Description
A977 Report on retrieval

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007

Effective date: 20040723

A131 Notification of reasons for refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131

Effective date: 20040817

A521 Written amendment

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523

Effective date: 20041014

TRDD Decision of grant or rejection written
A01 Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01

Effective date: 20041109

A61 First payment of annual fees (during grant procedure)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61

Effective date: 20041130

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20081210

Year of fee payment: 4

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20081210

Year of fee payment: 4

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20091210

Year of fee payment: 5

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20101210

Year of fee payment: 6

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20101210

Year of fee payment: 6

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20111210

Year of fee payment: 7

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20121210

Year of fee payment: 8

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20131210

Year of fee payment: 9

LAPS Cancellation because of no payment of annual fees