JP6554156B2 - Co2冷媒を利用した二段膨脹構造を有する多段ヒートポンプおよびその循環方法 - Google Patents
Co2冷媒を利用した二段膨脹構造を有する多段ヒートポンプおよびその循環方法 Download PDFInfo
- Publication number
- JP6554156B2 JP6554156B2 JP2017215195A JP2017215195A JP6554156B2 JP 6554156 B2 JP6554156 B2 JP 6554156B2 JP 2017215195 A JP2017215195 A JP 2017215195A JP 2017215195 A JP2017215195 A JP 2017215195A JP 6554156 B2 JP6554156 B2 JP 6554156B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- refrigerant
- pressure
- precooler
- gas
- expansion device
- 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.)
- Active
Links
Images
Classifications
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- 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
- F25B9/006—Compression machines, plants or systems, in which the refrigerant is air or other gas of low boiling point characterised by the refrigerant the refrigerant containing more than one component
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- 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
- F25B40/00—Subcoolers, desuperheaters or superheaters
- F25B40/02—Subcoolers
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- 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
- F25B41/00—Fluid-circulation arrangements
- F25B41/20—Disposition of valves, e.g. of on-off valves or flow control valves
- F25B41/22—Disposition of valves, e.g. of on-off valves or flow control valves between evaporator and compressor
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- 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
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- 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
- F25B2400/00—General features or devices for refrigeration machines, plants or systems, combined heating and refrigeration systems or heat-pump systems, i.e. not limited to a particular subgroup of F25B
- F25B2400/13—Economisers
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- 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
- F25B2600/00—Control issues
- F25B2600/25—Control of valves
- F25B2600/2513—Expansion valves
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Physics & Mathematics (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- Thermal Sciences (AREA)
- General Engineering & Computer Science (AREA)
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
- Heat-Pump Type And Storage Water Heaters (AREA)
Description
110:圧縮機
120:凝縮器
130:第1予冷器
131:第2予冷器
140:第1膨脹装置
141:第2膨脹装置
142:第3膨脹装置
150:気液分離器
160:蒸発器
Claims (7)
- 圧縮機、凝縮器、気液分離器、膨脹装置、および蒸発器を含む二段膨脹構造を有する多段ヒートポンプであって、
前記凝縮器と前記気液分離器との間に構成され、前記凝縮器を通過した二酸化炭素(CO2)と少なくとも1つ以上の他の冷媒を混合した混合冷媒を膨脹させて圧力を低下させる第1膨脹装置、
前記気液分離器の次に配置された第2予冷器、
前記気液分離器と前記第2予冷器との間に配置され、前記気液分離器から吐出された気体状態の前記二酸化炭素(CO2)を膨脹させて圧力を低下させる第2膨脹装置、
前記第2予冷器と蒸発器との間に配置され、前記気液分離器から吐出された液体状態の前記他の冷媒と前記二酸化炭素(CO2)の一部とを前記第2予冷器で冷却した後、膨脹させて圧力を低下させて前記蒸発器に吐出する第3膨脹装置、および
前記凝縮器と前記第1膨脹装置との間に配置され、前記蒸発器の吐出口に連結する第1予冷器を含み、
前記第1膨脹装置によって前記冷媒は高圧から中間圧に膨脹され、前記第3膨脹装置によって前記中間圧から低圧に膨脹される、二段の膨脹構造を有し、
前記蒸発器で気化された冷媒と前記第2予冷器を通過した前記二酸化炭素(CO2)とが混合された混合冷媒と、前記凝縮器を通過した冷媒とを前記第1予冷器によって熱交換し、冷却後に前記圧縮機に移動されることを特徴とする、
二段膨脹構造を有する多段ヒートポンプ。 - 前記冷媒は、
沸点が互いに異なる二酸化炭素(CO2)とHFC系混合冷媒とを含み、前記二酸化炭素(CO2)の割合を50%〜90%に増加して前記高圧での圧力を低下させ、暖房用温水および温風の提供が可能であることを特徴とする、
請求項1に記載の二段膨脹構造を有する多段ヒートポンプ。 - 前記冷媒は、
前記凝縮器の熱を暖房用温水として用いるヒートポンプ機能と同時に、前記蒸発器の低温は冷凍装置に適用可能であることを特徴とする、
請求項1に記載の二段膨脹構造を有する多段ヒートポンプ。 - 前記第2予冷器から吐出された冷媒と前記蒸発器から吐出された冷媒との互いに異なる圧力差を補正して前記圧縮機に送るエジェクタまたは蒸発圧力制御装置(EPR)
をさらに含む、
請求項3に記載の二段膨脹構造を有する多段ヒートポンプ。 - 前記蒸発器は、
外気温度が低い場合にも暖房機能を実行するように、前記第1膨脹装置によって前記冷媒が高圧から中間圧に膨脹した後、前記第3膨脹装置によって前記中間圧から低圧に膨脹する、二段の膨脹工程を実行した前記冷媒の流入により気化温度が低くなることを特徴とする、
請求項3に記載の二段膨脹構造を有する多段ヒートポンプ。 - 圧縮機から吐出された二酸化炭素(CO2)と少なくとも1つ以上の他の冷媒が混合された冷媒とを凝縮器で凝縮し、
前記凝縮器を通過した前記冷媒を、第1膨脹装置を利用して膨脹させて圧力を低下させ、
前記第1膨脹装置を通過した前記冷媒から、気液分離器を利用して沸点が低い前記他の冷媒と前記二酸化炭素(CO2)の一部とを液体として分離し、残りの前記二酸化炭素(CO2)を気体として分離し、
前記気液分離器から吐出された高圧の気体状態である前記二酸化炭素(CO2)を、第2膨脹装置を利用して膨脹させて圧力を低下させて第2予冷器に移動させ、
前記気液分離器から吐出された液体状態である前記他の冷媒と前記二酸化炭素(CO2)の一部とを前記第2予冷器で冷却した後、第3膨脹装置を利用して膨脹させて圧力を低めて蒸発器に吐出し、前記蒸発器で前記他の冷媒と前記二酸化炭素(CO2)の一部とを外気熱によって気化させ、および
前記第2予冷器を通過した前記二酸化炭素(CO2)と前記蒸発器によって気化された前記他の冷媒と前記二酸化炭素(CO2)の一部とを、互いに熱交換した混合冷媒を第1予冷器に移動させ、
前記第1予冷器において、前記凝縮器を通過した冷媒を、前記圧縮機に吸入される前記混合冷媒によって冷却すること
を含む、
二段膨脹構造を有する多段ヒートポンプの循環方法。 - 二段膨脹構造を有する多段ヒートポンプであって、
沸点が互いに異なる二酸化炭素(CO2)と少なくとも1つ以上の他の冷媒とを含む混合冷媒を圧縮する圧縮機、
前記圧縮機の次に配置され、前記圧縮機を通過した冷媒を凝縮する凝縮器、
前記凝縮器の次に配置され、前記凝縮器を通過した冷媒を膨脹させて圧力を低下させる第1膨脹装置、
前記第1膨脹装置の次に配置され、前記第1膨脹装置によって前記凝縮器を通過した冷媒の圧力を低下させることにより、沸点が低い前記他の冷媒と前記二酸化炭素(CO2)の一部とを液体として分離し、前記二酸化炭素(CO2)の残りを気体として分離させる気液分離器、
前記気液分離器の次に配置され、前記気液分離器を通過した冷媒を冷却する第2予冷器、
前記気液分離器と前記第2予冷器との間に配置され、前記気液分離器から吐出された気体状態の前記二酸化炭素(CO2)を膨脹させて圧力を低下させる第2膨脹装置、
前記第2予冷器と蒸発器との間に配置され、前記気液分離器から吐出された液体状態の前記他の冷媒と前記二酸化炭素(CO2)の一部とを前記第2予冷器で冷却した後、膨脹させて圧力を低下させて前記蒸発器に吐出する第3膨脹装置、および
前記凝縮器と前記第1膨脹装置との間に配置され、前記蒸発器の吐出口に連結する第1予冷器を含み、
前記混合冷媒は、
前記凝縮器の熱を暖房用温水として用いるヒートポンプ機能と共に、前記蒸発器の低温は冷凍装置に適用可能であり、
前記蒸発器は、
外気温度が低い場合にも暖房機能を実行するように、前記第1膨脹装置によって冷媒が高圧から中間圧に膨脹した後、前記第3膨脹装置によって前記中間圧から低圧に膨脹する、二段の膨脹工程を実行した冷媒の流入により気化温度が低くなり、
前記蒸発器で気化された冷媒と前記第2予冷器を通過した前記二酸化炭素(CO2)とが混合された混合冷媒と、前記凝縮器を通過した冷媒とを前記第1予冷器によって熱交換し、冷却後に前記圧縮機に移動されることを特徴とする、
二段膨脹構造を有する多段ヒートポンプ。
Applications Claiming Priority (2)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
KR1020160148838A KR101811957B1 (ko) | 2016-11-09 | 2016-11-09 | Co2 냉매를 이용한 2단 팽창 구조를 갖는 다단 열펌프 및 그 순환 방법 |
KR10-2016-0148838 | 2016-11-09 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP2018077041A JP2018077041A (ja) | 2018-05-17 |
JP6554156B2 true JP6554156B2 (ja) | 2019-07-31 |
Family
ID=60936536
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2017215195A Active JP6554156B2 (ja) | 2016-11-09 | 2017-11-08 | Co2冷媒を利用した二段膨脹構造を有する多段ヒートポンプおよびその循環方法 |
Country Status (2)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP6554156B2 (ja) |
KR (1) | KR101811957B1 (ja) |
Families Citing this family (7)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN110507058B (zh) * | 2019-08-26 | 2024-06-25 | 北京建筑大学 | 一种微型空气源热泵烫发装置及方法 |
CN111174456A (zh) * | 2020-03-06 | 2020-05-19 | 吉风环境科技(江苏)有限公司 | 一种分体复叠式co2空气源热泵机组 |
CN114739029B (zh) * | 2021-01-07 | 2024-04-19 | 中国科学院理化技术研究所 | 多用途二氧化碳热泵冷热联供*** |
CN113701390A (zh) * | 2021-09-15 | 2021-11-26 | 上海海洋大学 | 二氧化碳双级压缩制冷循环㶲分析方法 |
CN113915800B (zh) * | 2021-09-27 | 2023-03-03 | 河南科技大学 | 一种高温双源热泵装置 |
US11801476B2 (en) | 2022-01-02 | 2023-10-31 | AirMyne, Inc. | Efficient and fully automated catalytic direct carbon dioxide capture from air system |
US20230213246A1 (en) * | 2022-01-02 | 2023-07-06 | AirMyne, Inc. | Using Carbon Dioxide From A Direct Air Capture System As A Low Global Warming Car And Industrial Refrigerant |
Family Cites Families (18)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPS5440521Y2 (ja) * | 1975-02-18 | 1979-11-29 | ||
JPH01314857A (ja) * | 1988-06-14 | 1989-12-20 | Nippon Denso Co Ltd | 冷凍サイクル |
JPH10332212A (ja) * | 1997-06-02 | 1998-12-15 | Toshiba Corp | 空気調和装置の冷凍サイクル |
JP3702855B2 (ja) * | 2001-09-28 | 2005-10-05 | 三菱電機株式会社 | ヒートポンプ床暖房空調装置 |
JP2004053179A (ja) * | 2002-07-23 | 2004-02-19 | Sanyo Electric Co Ltd | 冷蔵庫 |
JP2004198063A (ja) * | 2002-12-20 | 2004-07-15 | Sanyo Electric Co Ltd | 非共沸混合冷媒および冷凍サイクル、並びに冷凍装置 |
US7131294B2 (en) * | 2004-01-13 | 2006-11-07 | Tecumseh Products Company | Method and apparatus for control of carbon dioxide gas cooler pressure by use of a capillary tube |
KR100528292B1 (ko) * | 2004-05-04 | 2005-11-15 | 삼성전자주식회사 | 히트펌프식 공기조화기 |
KR100596157B1 (ko) | 2004-12-08 | 2006-07-04 | 김진일 | 이산화탄소 혼합 냉매를 이용한 냉동장치 |
JP4408413B2 (ja) * | 2004-12-22 | 2010-02-03 | 日立アプライアンス株式会社 | 冷凍装置及びこれを用いた空気調和機 |
JP2007093105A (ja) * | 2005-09-28 | 2007-04-12 | Sanyo Electric Co Ltd | 冷凍装置及び気液分離器 |
JP2007162988A (ja) * | 2005-12-12 | 2007-06-28 | Sanden Corp | 蒸気圧縮式冷凍サイクル |
JP4841287B2 (ja) | 2006-03-29 | 2011-12-21 | 三洋電機株式会社 | 冷凍装置 |
EP2302310A1 (en) * | 2008-06-03 | 2011-03-30 | Panasonic Corporation | Refrigeration cycle device |
JP4833330B2 (ja) * | 2009-11-27 | 2011-12-07 | 三菱電機株式会社 | 超臨界蒸気圧縮式冷凍サイクルおよびこれを用いる冷暖房空調設備とヒートポンプ給湯機 |
JP5625699B2 (ja) * | 2010-09-30 | 2014-11-19 | ダイキン工業株式会社 | 冷凍回路 |
JP6213299B2 (ja) * | 2014-02-25 | 2017-10-18 | 株式会社富士通ゼネラル | 冷凍サイクル装置 |
JP6497581B2 (ja) * | 2015-03-12 | 2019-04-10 | パナソニックIpマネジメント株式会社 | 冷凍機ユニット |
-
2016
- 2016-11-09 KR KR1020160148838A patent/KR101811957B1/ko active IP Right Grant
-
2017
- 2017-11-08 JP JP2017215195A patent/JP6554156B2/ja active Active
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
JP2018077041A (ja) | 2018-05-17 |
KR101811957B1 (ko) | 2017-12-22 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
JP6554156B2 (ja) | Co2冷媒を利用した二段膨脹構造を有する多段ヒートポンプおよびその循環方法 | |
Arpagaus et al. | Multi-temperature heat pumps: A literature review | |
JP6125000B2 (ja) | 二元冷凍装置 | |
KR100958399B1 (ko) | 보조냉각기를 이용한 hvac 장치 | |
US10101060B2 (en) | Cooling system | |
Lee et al. | Potential benefits of saturation cycle with two-phase refrigerant injection | |
Cao et al. | Performance analysis of an ejector-assisted two-stage evaporation single-stage vapor-compression cycle | |
JP2000161805A (ja) | 冷凍装置 | |
KR101449899B1 (ko) | 히트펌프 이코노마이저, 히트펌프 및 이를 이용한 냉난방 시스템 | |
US20160363354A1 (en) | Refrigeration cycle apparatus | |
US20130055754A1 (en) | Air conditioner | |
WO2021065944A1 (ja) | 空気調和装置 | |
JP2018028395A (ja) | ヒートポンプ装置 | |
Zheng et al. | Performance analysis of a novel vapor injection cycle enhanced by cascade condenser for zeotropic mixtures | |
Lee et al. | Performance investigation of multi-stage saturation cycle with natural working fluids and low GWP working fluids | |
CN210861850U (zh) | 双级节流非共沸工质机械过冷co2跨临界制冷循环*** | |
JP2010078165A (ja) | 冷凍空調装置 | |
JP5895662B2 (ja) | 冷凍装置 | |
KR101743296B1 (ko) | 냉매시스템 | |
US11326789B2 (en) | Air conditioning system and control method thereof | |
JP2006003023A (ja) | 冷凍装置 | |
Shan | A Review of Trans-Critical CO2 refrigeration cycle | |
KR100770594B1 (ko) | 냉난방 겸용 공기조화기 | |
KR101579117B1 (ko) | 핫가스 제상과 히트펌프를 병행한 시스템 | |
KR20240024340A (ko) | 냉장 시스템 및 방법 |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
A977 | Report on retrieval |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007 Effective date: 20180810 |
|
A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20180821 |
|
A521 | Request for written amendment filed |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20181119 |
|
A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20190226 |
|
A521 | Request for written amendment filed |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20190315 |
|
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: 20190618 |
|
A61 | First payment of annual fees (during grant procedure) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61 Effective date: 20190705 |
|
R150 | Certificate of patent or registration of utility model |
Ref document number: 6554156 Country of ref document: JP Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150 |
|
R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |