JP5572150B2 - ヒートポンプ用凝縮器、ヒートポンプ、およびそれらの製造方法 - Google Patents
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- 液化作動流体が満たされるとき、充填レベル(520)まで満たされる作動流体スペース(530)を含み、前記充填レベル(520)の上に位置する気化領域(540)を気化作動流体で満たすことができる凝縮器スペース(510)と、
内容物が、液体に関して、前記作動流体スペース(530)の中の液化作動流体から分離されるように形成され、冷たいプロセス水のためのプロセス水流入導管(610)および加熱されたプロセス水のためのプロセス水流出導管(620)を含むプロセス水槽(600)と、を備え、
前記プロセス水槽(600)は、前記作動流体スペース(530)の中に少なくとも部分的に配置され、前記作動流体スペース(530)の壁(590)から間隔を置いた壁(630)を含み、ギャップ(640)は、前記作動流体スペース(530)の前記壁(590)と前記プロセス水槽(600)の前記壁(630)との間に形成され、前記ギャップは、前記気化領域(540)に通じ、かつ、稼働中は少なくとも部分的に気化作動流体を保持すること、
を特徴とする、ヒートポンプ用凝縮器(500)。 - 前記凝縮器スペース(510)が、
加熱され圧縮された気化作動流体の流動(438)の中に配置された分離凝縮器領域(512)と、
液化作動流体を前記分離凝縮器領域(512)に輸送するように配置された循環ポンプ(588)と、
を備えたこと、を特徴とする、請求項1に記載のヒートポンプ用凝縮器。 - 前記気化領域(540)が前記分離凝縮器領域(512)の周りに延在していること、を特徴とする、請求項2に記載のヒートポンプ用凝縮器。
- 前記プロセス水槽(600)は、液体に関してプロセス水から分離された液化作動流体がポンプ搬送される熱交換器(660)を含み、前記熱交換器(660)は、前記熱交換器(660)の流出導管(663)より液化作動流体の前記充填レベル(520)に近く配置された流入導管(662)を与えられていること、を特徴とする、請求項1〜請求項3のいずれかに記載のヒートポンプ用凝縮器。
- 前記プロセス水槽(600)は、前記作動流体スペース(530)の中に配置され、その結果、前記プロセス水槽(600)の外表面の75%以上が前記充填レベル(520)より下に配置されていること、を特徴とする、請求項1〜請求項4のいずれかに記載のヒートポンプ用凝縮器。
- 前記プロセス水槽(600)が円筒形状もしくは円錐形状であること、を特徴とする、請求項1〜請求項5のいずれかに記載のヒートポンプ用凝縮器。
- 液化作動流体が前記作動流体スペース(530)の中に満たされるとき、液化作動流体によって囲まれるように前記作動流体スペース(530)の中に配置され、かつ、前記作動流体スペース(530)の下側領域から上側領域に延在している上昇流導管(580)を備えたこと、を特徴とする、請求項1〜請求項6のいずれかに記載のヒートポンプ用凝縮器。
- 循環ポンプ(588)が、より冷たい液化作動流体を前記作動流体スペース(530)の下側領域から上側領域に運ぶために、前記上昇流導管(580)の中に配置され、前記上側領域の終わりは分離凝縮器領域(512)に導くこと、を特徴とする、請求項7に記載のヒートポンプ用凝縮器。
- 圧縮機のモータ部分(411,431)が、前記上昇流導管(580)の中に配置され、その結果、前記モータ部分(411,431)によって駆動される搬送ホイールが、液化作動流体に接触しないで、かつ、モータ軸(412,432)が密封された状態で凝縮器の開口部を貫通していること、を特徴とする、請求項7または請求項8に記載のヒートポンプ用凝縮器。
- 前記開口部は凝縮器の底部に存在し、前記モータ軸(412)は回転できるが、液化作動流体は実質的に前記開口部を通過しないように密封されていること、を特徴とする、請求項9に記載のヒートポンプ用凝縮器。
- 前記開口部は、前記モータ軸(432)が貫通する前記上昇流導管(580)の上端部に存在し、前記開口部は、液化作動流体が前記圧縮機の搬送効果を阻害しないように形成されていること、を特徴とする、請求項9または請求項10に記載のヒートポンプ用凝縮器。
- 前記モータ部分(411,431)が固定具(417)によって前記上昇流導管(580)に取り付けられていること、を特徴とする、請求項9〜請求項11のいずれかに記載のヒートポンプ用凝縮器。
- 前記モータ部分(411)は、横断面が丸い形状もしくは角のある形状を有し、複数の固定具(417)が、前記上昇流導管(580)の内部の対向の円周上の前記モータ部分(411)から前記上昇流導管(580)の壁に横枝状態で延在し、前記上昇流導管(580)の外側の形状は丸いこと、を特徴とする、請求項12に記載のヒートポンプ用凝縮器。
- 少なくとも3つの固定具(417)が配置され、前記固定具(417)は、前記固定具(417)の全ての隣接ペアの2つの隣接している前記固定具(417)の間の角度範囲が+/−20度の寛容範囲内で同じであるように、配置されていること、を特徴とする、請求項12または請求項13に記載のヒートポンプ用凝縮器。
- 経路(414,424)が圧縮気化作動流体のために存在し、前記経路(414,424)は液化作動流体と熱的に結合され、その結果、圧縮気化作動流体が前記経路(414,424)に沿って移動し、かつ、液化作動流体が前記作動流体スペース(530)の中に満たされるとき、圧縮気化作動流体が液化作動流体に熱を与えること、を特徴とする、請求項1〜請求項14のいずれかに記載のヒートポンプ用凝縮器。
- 前記経路の一部分(414)は凝縮器の底部に沿って延在し、前記経路の別の部分(424)は前記作動流体スペース(530)の側面部で底部から上方に延在していること、を特徴とする、請求項15に記載のヒートポンプ用凝縮器。
- 圧縮機(430)は、液化の前の気化作動流体を圧縮するように配置され、圧縮された前記気化作動流体は中間クーラー(440)に誘導され、前記中間クーラー(440)は、暖かいプロセス水のための流入導管(671)と冷たいプロセス水のための流出導管(672)とに通じ合うように形成された流動導管と帰還導管とを有すること、を特徴とする、請求項1〜請求項16のいずれかに記載のヒートポンプ用凝縮器。
- 前記プロセス水槽(600)は、暖かいプロセス水のためのプロセス水流出導管(620)、暖かいプロセス水のための循環ポンプからの循環帰還導管(621)、および、冷たいプロセス水のためのプロセス水流入導管(610)を含むこと、を特徴とする、請求項1〜請求項17のいずれかに記載のヒートポンプ用凝縮器。
- 前記中間クーラー(440)からの前記流入導管(671)は前記プロセス水槽(600)の上部領域に配置され、前記中間クーラー(440)への前記流出導管(672)は前記プロセス水槽(600)の下部領域に配置されていること、を特徴とする、請求項17に記載のヒートポンプ用凝縮器。
- 前記ギャップ(640)は、平均して0.5cmより大きく、10cmより小さいこと、を特徴とする、請求項1〜請求項19のいずれかに記載のヒートポンプ用凝縮器。
- 前記プロセス水槽(600)は、支持フィン(680)によって前記作動流体スペース(530)の壁(590)に取り付けられ、前記支持フィン(680)は、気化経路のための開口部を有するように形成されていること、を特徴とする、請求項1〜請求項20のいずれかに記載のヒートポンプ用凝縮器。
- 前記プロセス水槽(600)は、液体に関して、プロセス水から分離された液化作動流体をポンプ搬送できる熱交換器(660)を含み、前記熱交換器(660)は、前記熱交換器(660)の流出導管(663)より液化作動流体の前記充填レベル(520)の近くに配置された流入導管(662)を与えられ、
前記プロセス水槽(600)は上部と下部を有し、前記熱交換器(660)は前記プロセス水槽(600)の上部より下部に多く延在するように配置されていること、を特徴とする、請求項1〜請求項21のいずれかに記載のヒートポンプ用凝縮器。 - 請求項1〜請求項22のいずれかに記載のヒートポンプ用凝縮器(500)と、
蒸発器(200)と、を備え、
前記蒸発器(200)は、ヒートポンプの組立方向において、前記ヒートポンプ用凝縮器(500)の下に配置されていること、を特徴とする、ヒートポンプ。 - 液化作動流体が満たされるとき、充填レベルまで満たされる作動流体スペース(530)を含み、前記充填レベルの上に位置する気化領域(540)を気化作動流体で満たすことができる凝縮器スペース(510)と、
内容物が、液体に関して、前記作動流体スペース(530)の中の液化作動流体から分離されるように形成され、冷たいプロセス水のためのプロセス水流入導管(610)および加熱されたプロセス水のためのプロセス水流出導管(620)を含むプロセス水槽(600)と、を備えたヒートポンプ用凝縮器の製造方法であって、
前記プロセス水槽(600)が前記作動流体スペース(530)の中に少なくとも部分的に配置されるように、前記凝縮器スペース(510)および前記プロセス水槽(600)を製作するステップを含み、
前記プロセス水槽(600)を製作する際において、前記プロセス水槽(600)の壁は、前記作動流体スペース(530)の壁(590)から間隔を置くように製作され、ギャップ(640)は、前記作動流体スペースの前記壁(590)と前記プロセス水槽(600)の前記壁(630)との間に形成され、前記ギャップは、前記気化領域(540)に通じ、かつ、稼働中は少なくとも部分的に気化作動流体を保持すること、
を特徴とする、ヒートポンプ用凝縮器の製造方法。 - 前記凝縮器スペース(510)および前記プロセス水槽(600)を製作するステップが、前記凝縮器スペース(510)と前記プロセス水槽(600)を製作するためにプラスチック射出成形を含むこと、を特徴とする、請求項24に記載のヒートポンプ用凝縮器の製造方法。
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