JP5939676B2 - 二元ヒートポンプシステムおよび二元ヒートポンプシステムにおけるデフロスト方法 - Google Patents
二元ヒートポンプシステムおよび二元ヒートポンプシステムにおけるデフロスト方法 Download PDFInfo
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Description
図1は本発明の第1の実施の形態に係る二元ヒートポンプシステム(温水並列加熱方式)を示す図で、(a)が通常運転モード、(b)がデフロスト運転モードにおける系統図である。両図に示すように、本形態に係る二元ヒートポンプシステムの機器構成は図4に示す二元ヒートポンプシステムと同様である。すなわち、低段側ヒートポンプサイクルIは、低段側圧縮機1で高温・高圧にされた低段側冷媒が、第1の熱交換器である低段側温水加熱用熱交換器2とカスケード熱交換器3を経て、低段側膨張手段4で圧力を下げられた後、第2の熱交換器である空気採熱用熱交換器5を経て低段側圧縮機1に戻るように構成されている。一方、高段側ヒートポンプサイクルIIは、高段側圧縮機6で高温・高圧にされた高段側冷媒が、第3の熱交換器である高段側温水加熱用熱交換器7を経て、高段側膨張手段8およびカスケード熱交換器3を経て高段側圧縮機6に戻るように構成されている。ここで、本形態の場合、被加熱媒体を温水としたので、低段側温水加熱用熱交換器2および高段側温水加熱用熱交換器7は、温水加熱用となるが、熱水、蒸気、温風または熱風などを被加熱媒体とすることもでき、それぞれの場合に、熱水加熱用、蒸気加熱用、温風加熱用または熱風加熱用の熱交換器としても勿論機能させることができる。また、低段側膨張手段4および高段側膨張手段8は、膨張弁、膨張機、キャピラリなど、冷媒の圧力を低下させる機能を有するものであれば特に制限はない。
図2は本発明の第2の実施の形態に係る二元ヒートポンプシステム(第1の温水直列加熱方式)を示す図で、(a)が通常運転モード、(b)がデフロスト運転モードにおける系統図である。本形態は、図1に示す第1の実施の形態に対し温水の循環の方式が異なるだけで、制御装置を含め他の構成は全く同一であるので、同一部分には同一番号を付し、重複する説明は省略する。なお、本形態は、図5に示す従来技術に対応するものである。
図3は本発明の第3の実施の形態に係る二元ヒートポンプシステム(第2の温水直列加熱方式)を示す図で、(a)が通常運転モード、(b)がデフロスト運転モードにおける系統図である。本形態は、図2に示す第2の実施の形態に対し温水の循環の方向が異なる、すなわち温水入口と温水出口とが逆になっているだけで、その他の構成は全く同一であるので、同一部分には同一番号を付し、重複する説明は省略する。なお、本形態は、図6示す従来技術に対応するものである。
上述の如く第1〜第3の実施の形態において、高段側膨張手段8に並行に、途中に開閉弁を配設したバイパス管路を配設するとともに、デフロスト運転モードにおいては前記開閉弁が全開になるように制御するように構成しても良い。
II 高段側ヒートポンプサイクル
1 低段側圧縮機
2 低段側温水加熱用熱交換器
3 カスケード熱交換器
4 低段側膨張手段
5 空気採熱用熱交換器
6 高段側圧縮機
7 高段側温水加熱用熱交換器
8 高段側膨張手段
9 温水流量配分調整装置
10 温水合流装置
11 制御装置
12 デフロストセンサ
13 ポンプ
Claims (2)
- 低段側圧縮機で高温・高圧にされた低段側冷媒が、第1の熱交換器とカスケード熱交換器とを経て、低段側膨張手段で圧力を下げられた後、第2の熱交換器を経て前記低段側圧縮機に戻る低段側ヒートポンプサイクルと、高段側圧縮機で高温・高圧にされた高段側冷媒が、第3の熱交換器を経て、高段側膨張手段で圧力を下げられた後、前記カスケード熱交換器を経て前記高段側圧縮機に戻る高段側ヒートポンプサイクルとを前記カスケード熱交換器を介して結合することにより、空気から採熱して被加熱媒体を加熱する二元ヒートポンプシステムであって、
前記第2の熱交換器がデフロストすべき状態にあることを検出するデフロストセンサと、
前記デフロストセンサの出力信号に基づき、前記第2の熱交換器のデフロストを行うデフロスト運転モードまたは通常運転モードの何れかの運転モードを選択する制御手段とを有するとともに、
さらに前記制御手段は、
前記通常運転モードでは、前記低段側ヒートポンプサイクルの冷媒である低段側冷媒の熱を前記カスケード熱交換器で汲み上げて前記高段側ヒートポンプサイクルの冷媒である高段側冷媒に供給するとともに、前記被加熱媒体を前記第1の熱交換器と前記第3の熱交換器とにそれぞれ供給して、それぞれ前記低段側冷媒の熱と前記高段側冷媒の熱とを前記被加熱媒体に供給するように制御する一方、
前記デフロスト運転モードでは、前記被加熱媒体を前記第1の熱交換器のみへ供給し、前記第3の熱交換器への供給を止めて前記第3の熱交換器における前記被加熱媒体との熱交換を中止するとともに前記高段側膨張手段を全開させ、前記カスケード熱交換器を介して前記高段側冷媒の熱を前記低段側冷媒に供給するとともに、前記第1の熱交換器を介して前記低段側冷媒の熱を前記被加熱媒体に供給するように制御することを特徴とする二元ヒートポンプシステム。 - 低段側圧縮機で高温・高圧にされた低段側冷媒が、第1の熱交換器とカスケード熱交換器とを経て、低段側膨張手段で圧力を下げられた後、第2の熱交換器を経て前記低段側圧縮機に戻る低段側ヒートポンプサイクルと、高段側圧縮機で高温・高圧にされた高段側冷媒が、第3の熱交換器を経て、高段側膨張手段で圧力を下げられた後、前記カスケード熱交換器を経て前記高段側圧縮機に戻る高段側ヒートポンプサイクルとを前記カスケード熱交換器を介して結合することにより、空気から採熱して被加熱媒体を加熱する二元ヒートポンプシステムにおけるデフロスト方法であって、
前記第2の熱交換器のデフロスト時には、前記被加熱媒体を前記第1の熱交換器のみへ供給し、前記第3の熱交換器への供給を止めて前記第3の熱交換器における前記被加熱媒体との熱交換を中止するとともに前記高段側膨張手段を全開させ、前記カスケード熱交換器を介して前記高段側冷媒の熱を前記低段側冷媒に供給することにより、前記熱で前記第2の熱交換器のデフロストを行うと同時に、
前記第1の熱交換器を介して前記低段側冷媒の熱を前記被加熱媒体に供給して前記被加熱媒体の加熱を行うことを特徴とする二元ヒートポンプシステムにおけるデフロスト方法。
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