JP2001099503A - ヒートポンプ装置 - Google Patents
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- F25—REFRIGERATION OR COOLING; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS; MANUFACTURE OR STORAGE OF ICE; LIQUEFACTION SOLIDIFICATION OF GASES
- F25B—REFRIGERATION MACHINES, PLANTS OR SYSTEMS; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS
- F25B9/00—Compression machines, plants or systems, in which the refrigerant is air or other gas of low boiling point
- F25B9/002—Compression machines, plants or systems, in which the refrigerant is air or other gas of low boiling point characterised by the refrigerant
- F25B9/008—Compression 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
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
効率的に行えるようにしたヒートポンプ装置に関する。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
素であることを特徴とする。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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)。
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)。
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)。
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。
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。
→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。
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。
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。
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。
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。
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。
ポンプ装置の回路図である。
タルピー線図である。
ンタルピー線図である。
置の回路図である。
Claims (3)
- 【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。 - 【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。 - 【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。
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JP27810599A Expired - Fee Related JP3625711B2 (ja) | 1999-09-30 | 1999-09-30 | ヒートポンプ装置 |
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1999
- 1999-09-30 JP JP27810599A patent/JP3625711B2/ja not_active Expired - Fee Related
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