JPH0432669A - ヒートポンプシステムとその制御方法 - Google Patents
ヒートポンプシステムとその制御方法Info
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- JPH0432669A JPH0432669A JP13594790A JP13594790A JPH0432669A JP H0432669 A JPH0432669 A JP H0432669A JP 13594790 A JP13594790 A JP 13594790A JP 13594790 A JP13594790 A JP 13594790A JP H0432669 A JPH0432669 A JP H0432669A
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Landscapes
- Compression-Type Refrigeration Machines With Reversible Cycles (AREA)
Abstract
(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
産業上の利用分野
本発明は ヒートポンプによる高温から低温まで目的に
応じた温度が利用できるシステムに関するものであム 従来の技術 従来より、ヒートポンプで高温または低温を得る方法と
して、複数個の冷凍サイクル装置をカスケード式に連結
した多元の冷凍サイクル装置を用いたシステムが知られ
ている。第5図はこれを冷暖給湯システムとして適用し
た例であり、圧縮機1、常に凝縮器として作用する給湯
用熱交換器2、膨張弁3、常に蒸発器として作用する水
側熱交換器4等を連結して給湯用サイクル5を構成して
いも 次に圧縮機6、四方弁7の切換えにより凝縮器叉
は蒸発器として作用する水側熱交換器8、膨張弁9、四
方弁7の切換えにより蒸発器叉は凝縮器として作用する
空気側熱交換器10等を連結して冷暖ヒートポンプサイ
クル11を構成していもここで給湯用サイクル5にはフ
ロン系の単一冷媒R12が封入され 冷暖ヒートポンプ
サイクル11にはフロン系の単一冷媒R22が封入され
その水側熱交換器4及び8は同一の蓄熱槽12の中に
配置され 熱交換された水等を循環回路(図示せず)を
通して冷暖房を行なう如く構成していも本システムにお
いて夏期には、 主たる運転を給湯用サイクル5で行1
.% 水側熱交換器4で冷水を作りなが収 その排熱
を利用して給湯用熱交換器2で給湯水を作も また冷房
負荷が増大した時にζよ 冷暖ヒートポンプサイクル1
1も運転し 水側熱交換器8を蒸発器として作用させ冷
水を補助し その排熱を凝縮器として作用する空気側熱
交換器10から排出する。また給湯負荷があり冷房負荷
が減少し冷水温度が極端に下る時に(友 冷暖ヒートポ
ンプサイクル11を切換え 水側熱交換器8を凝縮器と
して作用させ加熱すも 次に中間期においては一般的に給湯モードのみであるの
で冷暖ヒートポンプサイクル11を適宜運転して水側熱
交換器8で加温しなが収 給湯用サイクル5により給湯
運転を行う。さらに冬期において3表 冷暖ヒートポン
プサイクル11を連続運転して加温しながら給湯用サイ
クル5により給湯運転を行し\ さらに暖房負荷が増大
した時には給湯用サイクル5を停止して暖房モードを優
先させも 発明が解決しようとする課題 上記従来例では、 冷房時、冷暖ヒートポンプサイクル
11を運転した場合の廃熱は 空気側熱交換器10から
排出するた敦 冷房の廃熱を給湯に利用することが出来
なく、不経済な運転となもまた 2元冷凍サイクルの高
段側になる給湯サイクル51ヨ 水側熱交換器4の温
度が冷房条件の7〜10℃程度の水を熱源として運転さ
れるたム高温給湯を行う上で圧縮比の増大により効率の
低下が避けられなl、X、などの課題があム本発明は、
高温または低温を得るための不具合点を解消し 特に
高温を効率よく実現できる多温度利用ヒートポンプシス
テムの提案を目的とするものであも 課題を解決するための手段 本発明になる多温度利用ヒートポンプシステムは、 高
温凝縮器 高温蒸発器 高温用圧縮機、 高温膨張弁を
環状に接続して高温サイクルを構成し低段圧縮機、 第
一制御弁、四方弁、中間凝縮器兼蒸発a 第一膨張弁、
熱源側熱交換器を環状に接続して第一中温サイクルを構
成し 前記低段圧縮機の吐出側と前記第一制御弁との間
から分岐上第二制御弁を介し中間凝縮銖 熱源側熱交換
器を経て四方弁を介して低段圧縮機の吸入側に接続して
第二中温サイクルを構成し 前記高温サイクルには、
高沸点冷媒を、前記第一および第二中温サイクルにcヨ
前記高温サイクルの冷媒より低沸点冷媒を用いるこ
とを特徴としたものである。
応じた温度が利用できるシステムに関するものであム 従来の技術 従来より、ヒートポンプで高温または低温を得る方法と
して、複数個の冷凍サイクル装置をカスケード式に連結
した多元の冷凍サイクル装置を用いたシステムが知られ
ている。第5図はこれを冷暖給湯システムとして適用し
た例であり、圧縮機1、常に凝縮器として作用する給湯
用熱交換器2、膨張弁3、常に蒸発器として作用する水
側熱交換器4等を連結して給湯用サイクル5を構成して
いも 次に圧縮機6、四方弁7の切換えにより凝縮器叉
は蒸発器として作用する水側熱交換器8、膨張弁9、四
方弁7の切換えにより蒸発器叉は凝縮器として作用する
空気側熱交換器10等を連結して冷暖ヒートポンプサイ
クル11を構成していもここで給湯用サイクル5にはフ
ロン系の単一冷媒R12が封入され 冷暖ヒートポンプ
サイクル11にはフロン系の単一冷媒R22が封入され
その水側熱交換器4及び8は同一の蓄熱槽12の中に
配置され 熱交換された水等を循環回路(図示せず)を
通して冷暖房を行なう如く構成していも本システムにお
いて夏期には、 主たる運転を給湯用サイクル5で行1
.% 水側熱交換器4で冷水を作りなが収 その排熱
を利用して給湯用熱交換器2で給湯水を作も また冷房
負荷が増大した時にζよ 冷暖ヒートポンプサイクル1
1も運転し 水側熱交換器8を蒸発器として作用させ冷
水を補助し その排熱を凝縮器として作用する空気側熱
交換器10から排出する。また給湯負荷があり冷房負荷
が減少し冷水温度が極端に下る時に(友 冷暖ヒートポ
ンプサイクル11を切換え 水側熱交換器8を凝縮器と
して作用させ加熱すも 次に中間期においては一般的に給湯モードのみであるの
で冷暖ヒートポンプサイクル11を適宜運転して水側熱
交換器8で加温しなが収 給湯用サイクル5により給湯
運転を行う。さらに冬期において3表 冷暖ヒートポン
プサイクル11を連続運転して加温しながら給湯用サイ
クル5により給湯運転を行し\ さらに暖房負荷が増大
した時には給湯用サイクル5を停止して暖房モードを優
先させも 発明が解決しようとする課題 上記従来例では、 冷房時、冷暖ヒートポンプサイクル
11を運転した場合の廃熱は 空気側熱交換器10から
排出するた敦 冷房の廃熱を給湯に利用することが出来
なく、不経済な運転となもまた 2元冷凍サイクルの高
段側になる給湯サイクル51ヨ 水側熱交換器4の温
度が冷房条件の7〜10℃程度の水を熱源として運転さ
れるたム高温給湯を行う上で圧縮比の増大により効率の
低下が避けられなl、X、などの課題があム本発明は、
高温または低温を得るための不具合点を解消し 特に
高温を効率よく実現できる多温度利用ヒートポンプシス
テムの提案を目的とするものであも 課題を解決するための手段 本発明になる多温度利用ヒートポンプシステムは、 高
温凝縮器 高温蒸発器 高温用圧縮機、 高温膨張弁を
環状に接続して高温サイクルを構成し低段圧縮機、 第
一制御弁、四方弁、中間凝縮器兼蒸発a 第一膨張弁、
熱源側熱交換器を環状に接続して第一中温サイクルを構
成し 前記低段圧縮機の吐出側と前記第一制御弁との間
から分岐上第二制御弁を介し中間凝縮銖 熱源側熱交換
器を経て四方弁を介して低段圧縮機の吸入側に接続して
第二中温サイクルを構成し 前記高温サイクルには、
高沸点冷媒を、前記第一および第二中温サイクルにcヨ
前記高温サイクルの冷媒より低沸点冷媒を用いるこ
とを特徴としたものである。
また 高温凝縮器からの高温出力 中間凝縮器兼蒸発器
からの中温出力 中間凝縮器兼蒸発器からの低温出力の
優先選択機能を設け、高温出力優先の場合(友 第二制
御弁を全開とし 同時に中間出力の要求が無ければ 第
一制御弁開度は閉じ、要求が有れば低段圧縮機の出力を
最大とし 吐出圧力が設定値になるように前記第−制御
弁開度を制御すム 中間出力優先の場合は 第一制御弁
を全開とし 同時に高温出力の要求が無ければ 第二制
御弁開度は閉ま 要求が有れば低段圧縮機の出力を最大
とし 吐出圧力が設定値になるように前記第二制御弁開
度を制御すも 低温出力優先の場合は 同時に高温出力
要求があれば第二制御弁を全脂 第一制御弁を全閉とし
低段圧縮機の吐出圧力が設定値を越えないように第一
制御弁開度を制御し 高温出力要求が無い場合は第二制
御弁を閉とし第一制御弁を全開とするものであ4作用 本発明の多温度利用ヒートポンプシステムにおいて、高
温出力を優先で得る場合は、 第二制御弁が全開となり
、中温出力要求および低温出力要求が無い場合は第一制
御弁全閉で第二中温サイクルが運転され 熱源側熱交換
器からの吸熱により中湿度が中間凝縮器で得られ その
凝縮熱を熱源として高温サイクルが運転される。ここで
高温サイクルと第二中温サイクルとの圧縮比を効率最高
のポイントに設定でき、これにより高温凝縮器では効率
よく高温が得られる。また同時に 中温出力の要求があ
る場合(友 低段圧縮機の出力を最大とし 吐出ガスが
中間凝縮器兼蒸発器へ流れるよう四方弁を切り換え 第
−制御弁開度を低段圧縮機の吐出圧力が設定値になるよ
う制御することにより低段圧縮機の余剰出力を中間凝縮
器兼蒸発器から中温として得られも また 同時に中温
出力要求がなく低温出力要求がある場合は、 四方弁を
切り換えることにより中間凝縮器兼蒸発器からの吸熱を
高温サイクルの熱源として用いることが出来るため省エ
ネルギーな運転が可能となム さらに低段圧縮機の吐出
圧力が設定値以下の場合は 第一制御弁を閉じる方向に
制ML、 設定値以上ならば第−制御後弁を開方向に
制御すム このことにより高温出力負荷と低温出力負荷
がバランスしてなくても安定な運転が可能となム 中温出力を優先で得る場合ζよ 第一制御弁を全開とし
て第一中間サイクルが運転され 熱源側熱交換器からの
吸熱により中温が中間凝縮器兼蒸発器で得られも また
同時に高温出力の要求がある場合は 低段圧縮機の出
力を最大とし 第二制御弁開度を低段圧縮機の吐出圧力
が設定値になるよう制御することにより、中間凝縮器で
得られる凝縮熱を熱源として、高温サイクルを運転し高
温凝縮器で高温が得られも 低温出力を優先で得る場合は 同時に高温出力要求も有
れば第二制御弁を全脂 第一制御弁を閉として低段圧縮
機を運転し 中間凝縮器兼蒸発器から吸熱し低温を殊
中間凝縮器での廃熱を高温サイクルの熱源として利用し
高温凝縮器で高温を得る。また高温出力が少ない場合も
しく LL 中間凝縮器兼蒸発器からの吸熱量が多い
場合ζL 低段圧縮機の吐出圧力が設定値を越えないよ
うに第一制御弁開度を制御し 余剰熱を熱源側熱交換器
から外部に放熱すも 以上のことにより、中間凝縮器兼蒸発器からの吸熱を高
温出力として利用でき、経済的な運転が可能となり、高
温出力と低温出力同時運転においては、 中間凝縮器で
の温度は高くできるため第二中温サイクルと高温サイク
ルの圧縮比を効率最大となるポイントの設定ができる。
からの中温出力 中間凝縮器兼蒸発器からの低温出力の
優先選択機能を設け、高温出力優先の場合(友 第二制
御弁を全開とし 同時に中間出力の要求が無ければ 第
一制御弁開度は閉じ、要求が有れば低段圧縮機の出力を
最大とし 吐出圧力が設定値になるように前記第−制御
弁開度を制御すム 中間出力優先の場合は 第一制御弁
を全開とし 同時に高温出力の要求が無ければ 第二制
御弁開度は閉ま 要求が有れば低段圧縮機の出力を最大
とし 吐出圧力が設定値になるように前記第二制御弁開
度を制御すも 低温出力優先の場合は 同時に高温出力
要求があれば第二制御弁を全脂 第一制御弁を全閉とし
低段圧縮機の吐出圧力が設定値を越えないように第一
制御弁開度を制御し 高温出力要求が無い場合は第二制
御弁を閉とし第一制御弁を全開とするものであ4作用 本発明の多温度利用ヒートポンプシステムにおいて、高
温出力を優先で得る場合は、 第二制御弁が全開となり
、中温出力要求および低温出力要求が無い場合は第一制
御弁全閉で第二中温サイクルが運転され 熱源側熱交換
器からの吸熱により中湿度が中間凝縮器で得られ その
凝縮熱を熱源として高温サイクルが運転される。ここで
高温サイクルと第二中温サイクルとの圧縮比を効率最高
のポイントに設定でき、これにより高温凝縮器では効率
よく高温が得られる。また同時に 中温出力の要求があ
る場合(友 低段圧縮機の出力を最大とし 吐出ガスが
中間凝縮器兼蒸発器へ流れるよう四方弁を切り換え 第
−制御弁開度を低段圧縮機の吐出圧力が設定値になるよ
う制御することにより低段圧縮機の余剰出力を中間凝縮
器兼蒸発器から中温として得られも また 同時に中温
出力要求がなく低温出力要求がある場合は、 四方弁を
切り換えることにより中間凝縮器兼蒸発器からの吸熱を
高温サイクルの熱源として用いることが出来るため省エ
ネルギーな運転が可能となム さらに低段圧縮機の吐出
圧力が設定値以下の場合は 第一制御弁を閉じる方向に
制ML、 設定値以上ならば第−制御後弁を開方向に
制御すム このことにより高温出力負荷と低温出力負荷
がバランスしてなくても安定な運転が可能となム 中温出力を優先で得る場合ζよ 第一制御弁を全開とし
て第一中間サイクルが運転され 熱源側熱交換器からの
吸熱により中温が中間凝縮器兼蒸発器で得られも また
同時に高温出力の要求がある場合は 低段圧縮機の出
力を最大とし 第二制御弁開度を低段圧縮機の吐出圧力
が設定値になるよう制御することにより、中間凝縮器で
得られる凝縮熱を熱源として、高温サイクルを運転し高
温凝縮器で高温が得られも 低温出力を優先で得る場合は 同時に高温出力要求も有
れば第二制御弁を全脂 第一制御弁を閉として低段圧縮
機を運転し 中間凝縮器兼蒸発器から吸熱し低温を殊
中間凝縮器での廃熱を高温サイクルの熱源として利用し
高温凝縮器で高温を得る。また高温出力が少ない場合も
しく LL 中間凝縮器兼蒸発器からの吸熱量が多い
場合ζL 低段圧縮機の吐出圧力が設定値を越えないよ
うに第一制御弁開度を制御し 余剰熱を熱源側熱交換器
から外部に放熱すも 以上のことにより、中間凝縮器兼蒸発器からの吸熱を高
温出力として利用でき、経済的な運転が可能となり、高
温出力と低温出力同時運転においては、 中間凝縮器で
の温度は高くできるため第二中温サイクルと高温サイク
ルの圧縮比を効率最大となるポイントの設定ができる。
実施例
以下本発明の一実施例について図面を参照しながら説明
する。第1図において、20(L 低段圧縮機で、第一
制御弁21、四方弁22、中間凝縮器兼蒸発器23、膨
張弁24、25、熱源側熱交換器26を環状に接続して
第一中温サイクル27を構成し 低段圧縮機20の吐出
側と第一制御弁21との間から分岐し 第二制御弁28
を介し中間凝縮器29、逆止弁30、熱源側熱交換器2
6を経て四方弁22を介し低段圧縮機20の吸入側に接
続して第二中温サイクル31を構成し 高段圧縮機32
、高温凝縮器33、膨張弁34、高温蒸発器35を環状
に接続して高温サイクル36を構成している。 374
友 低温/中温出力要求信号発生器であり、 38(主
高温出力要求信号発生器である。 39 ii、高温
出力 中温出力 低温出力の優先選択機能装置であり、
低温/中温出力要求信号発生器37と高温出力要求信号
発生器38の信号から優先選択機能装置3って優先選択
を行い制御装置40に信号を送る。また4 1 i表
圧力センサーであり、優先選択機能装置39の信号と
圧力センサー41の信号とを併せて制御装置40により
、第一制御弁21、第二制御弁28の開度、低段圧縮機
20の出力を制御すも 高温出力 中温出力優先 低温
出力優先のフローチャートメを第2〜4図に示す。
する。第1図において、20(L 低段圧縮機で、第一
制御弁21、四方弁22、中間凝縮器兼蒸発器23、膨
張弁24、25、熱源側熱交換器26を環状に接続して
第一中温サイクル27を構成し 低段圧縮機20の吐出
側と第一制御弁21との間から分岐し 第二制御弁28
を介し中間凝縮器29、逆止弁30、熱源側熱交換器2
6を経て四方弁22を介し低段圧縮機20の吸入側に接
続して第二中温サイクル31を構成し 高段圧縮機32
、高温凝縮器33、膨張弁34、高温蒸発器35を環状
に接続して高温サイクル36を構成している。 374
友 低温/中温出力要求信号発生器であり、 38(主
高温出力要求信号発生器である。 39 ii、高温
出力 中温出力 低温出力の優先選択機能装置であり、
低温/中温出力要求信号発生器37と高温出力要求信号
発生器38の信号から優先選択機能装置3って優先選択
を行い制御装置40に信号を送る。また4 1 i表
圧力センサーであり、優先選択機能装置39の信号と
圧力センサー41の信号とを併せて制御装置40により
、第一制御弁21、第二制御弁28の開度、低段圧縮機
20の出力を制御すも 高温出力 中温出力優先 低温
出力優先のフローチャートメを第2〜4図に示す。
夕風 この一実施例の構成における作用を、まず優先選
択機能装置39により高温出力優先が選択されている場
合について、第1皿 第2図を用い説明すも 高温出力
要求信号発生器38からの信号により高温出力優先が選
択されているとき、高温出力要求が有ると第二制御弁2
8が全開となも その時、中温出力要求も低温出力要求
もなければ第一制御弁21は全閉される。低段圧縮機2
0の吐出冷媒ガス6友 第二制御弁28、中間凝縮器
29を通り凝縮液化し逆止弁30へと流れも液冷媒は、
膨張弁25、熱源側熱交換器26を通り減圧蒸発し
四方弁22を通り低段圧縮機20へ吸入されも 同時に
高温サイクル36の高段圧縮機32が運転され 高温蒸
発器35で中間凝縮器29の凝縮熱を奪い冷媒は蒸発す
も 蒸発した冷媒ガスは 高段圧縮機20へ吸入吐出さ
れ 高温凝縮器33で凝縮し高温が得られる。凝縮した
液冷媒は、 膨張弁34、高温蒸発器35を通ることに
より減圧蒸発され再び高段圧縮機20へ吸入されも 同
時に中温出力要求がある時!友 低段圧縮機20の出力
は制御装置40により最大出力となム 次番ミ 中間
凝縮器兼蒸発器23で中温を得るための飽和圧力を設定
値として、低段圧縮機20の吐出圧力カ交 その設定値
より高ければそれを検知した圧力センサー41により制
御装置40を介して第一制御弁21に開動作を行し\
低段圧縮機20から吐出された冷媒ガスの一部を、第一
制御弁21、四方弁22を介し中間凝縮器兼蒸発器23
に流す。また 低段圧縮機20の吐出圧力カ丈その設定
値より低ければ圧力センサー41により制御装置40を
介して第一制御弁21に閉動作を行う。そうすることに
より高温出力負荷が大きい場合は 高温サイクル36の
高温蒸発器35と中間凝縮器29との熱交換量が大きく
、低段圧縮機20の吐出圧力が上がりにくいため中温出
力要求があっても高温出力が優先される。また高温出力
優先の時、同時に低温出力要求が有るときGEL 低
段圧縮機20の吐出圧力が設定値より低ければ第一制御
弁21は閉動作し 冷媒ガスは第二制御弁28を通り中
間凝縮器29で凝縮液化し逆止弁30、膨張弁24を通
り中間凝縮器兼蒸発器23で蒸発ガス化し低温が得られ
も 高温出力負荷が小さいときζよ 中間凝縮器29で
放熱が充分でなく吐出圧力が設定値を越えるため第一制
御弁21は開動作し 低段圧縮機20から吐出された冷
媒ガスを四方弁22から熱源用熱交換器26へ通し放熱
し吐出圧力の上昇を抑える。これにより中間凝縮器兼蒸
発器23での吸熱した廃熱を中間凝縮器29を介して高
温サイクル36での高温出力に有効に利用できも この
ことにより、高温出力優先運転中においても中温出力要
求が有れば低段圧縮機20の出力の余剰熱を利用できる
。また低温出力要求が有れば第二中温サイクル31と高
温サイクル36を最高の効率で運転可能な圧縮比にでき
、しかも低温部からの廃熱を高温サイクル36の熱源と
して有効に利用でき、高温出力負荷と低温出力負荷のバ
ランスが取れなくても安定な運転が可能となム 次に 中温出力優先が選択された場合について第1@
第3図を用い説明する。中温出力優先で中温出力要求が
あるとき第一制御弁2iを全開とす4 低段圧縮機20
から吐出された冷媒は、 第一制御弁21、四方弁22
を通り中間凝縮器兼蒸発器23で凝縮液化し中温が得ら
れる。その時高温出力要求があると低段圧縮機20(友
制御装置40により最大出力となり吐出圧力が設定値
以上に有るときは第二制御弁28を開動作させ高温サイ
クル36の熱源として中間凝縮器29へ冷媒を流す。ま
た中温出力負荷が多いとき(友 低段圧縮機20の吐出
圧力は設定値以上に上昇せず、従って第二制御弁28は
閉動作される。これにより中温出力優先が行える。これ
により中温出力優先では、 同時に高温出力要求がある
と低段圧縮機20の出力の余剰熱が高温出力として利用
できも次へ 低温出力優先が選択された場合について第
1医 第4図を用い説明する。低温出力優先で高温出力
要求が無い場合、第一制御弁21は全皿第二制御弁28
を全閉とする。低段圧縮機20から吐出された冷媒ガス
Ct 第一制御弁21を通り四方弁22、熱源側熱交
換器26で凝縮液化し膨張弁25、24を通り中間凝縮
器兼蒸発器23で減圧蒸発し低温が得られも 同時に高
温出力要求がある場合、第二制御弁28が全開となり低
段圧縮機20で吐出された冷媒ガスは、 中間凝縮器2
9で凝縮液化し高温サイクル36の熱源となる。
択機能装置39により高温出力優先が選択されている場
合について、第1皿 第2図を用い説明すも 高温出力
要求信号発生器38からの信号により高温出力優先が選
択されているとき、高温出力要求が有ると第二制御弁2
8が全開となも その時、中温出力要求も低温出力要求
もなければ第一制御弁21は全閉される。低段圧縮機2
0の吐出冷媒ガス6友 第二制御弁28、中間凝縮器
29を通り凝縮液化し逆止弁30へと流れも液冷媒は、
膨張弁25、熱源側熱交換器26を通り減圧蒸発し
四方弁22を通り低段圧縮機20へ吸入されも 同時に
高温サイクル36の高段圧縮機32が運転され 高温蒸
発器35で中間凝縮器29の凝縮熱を奪い冷媒は蒸発す
も 蒸発した冷媒ガスは 高段圧縮機20へ吸入吐出さ
れ 高温凝縮器33で凝縮し高温が得られる。凝縮した
液冷媒は、 膨張弁34、高温蒸発器35を通ることに
より減圧蒸発され再び高段圧縮機20へ吸入されも 同
時に中温出力要求がある時!友 低段圧縮機20の出力
は制御装置40により最大出力となム 次番ミ 中間
凝縮器兼蒸発器23で中温を得るための飽和圧力を設定
値として、低段圧縮機20の吐出圧力カ交 その設定値
より高ければそれを検知した圧力センサー41により制
御装置40を介して第一制御弁21に開動作を行し\
低段圧縮機20から吐出された冷媒ガスの一部を、第一
制御弁21、四方弁22を介し中間凝縮器兼蒸発器23
に流す。また 低段圧縮機20の吐出圧力カ丈その設定
値より低ければ圧力センサー41により制御装置40を
介して第一制御弁21に閉動作を行う。そうすることに
より高温出力負荷が大きい場合は 高温サイクル36の
高温蒸発器35と中間凝縮器29との熱交換量が大きく
、低段圧縮機20の吐出圧力が上がりにくいため中温出
力要求があっても高温出力が優先される。また高温出力
優先の時、同時に低温出力要求が有るときGEL 低
段圧縮機20の吐出圧力が設定値より低ければ第一制御
弁21は閉動作し 冷媒ガスは第二制御弁28を通り中
間凝縮器29で凝縮液化し逆止弁30、膨張弁24を通
り中間凝縮器兼蒸発器23で蒸発ガス化し低温が得られ
も 高温出力負荷が小さいときζよ 中間凝縮器29で
放熱が充分でなく吐出圧力が設定値を越えるため第一制
御弁21は開動作し 低段圧縮機20から吐出された冷
媒ガスを四方弁22から熱源用熱交換器26へ通し放熱
し吐出圧力の上昇を抑える。これにより中間凝縮器兼蒸
発器23での吸熱した廃熱を中間凝縮器29を介して高
温サイクル36での高温出力に有効に利用できも この
ことにより、高温出力優先運転中においても中温出力要
求が有れば低段圧縮機20の出力の余剰熱を利用できる
。また低温出力要求が有れば第二中温サイクル31と高
温サイクル36を最高の効率で運転可能な圧縮比にでき
、しかも低温部からの廃熱を高温サイクル36の熱源と
して有効に利用でき、高温出力負荷と低温出力負荷のバ
ランスが取れなくても安定な運転が可能となム 次に 中温出力優先が選択された場合について第1@
第3図を用い説明する。中温出力優先で中温出力要求が
あるとき第一制御弁2iを全開とす4 低段圧縮機20
から吐出された冷媒は、 第一制御弁21、四方弁22
を通り中間凝縮器兼蒸発器23で凝縮液化し中温が得ら
れる。その時高温出力要求があると低段圧縮機20(友
制御装置40により最大出力となり吐出圧力が設定値
以上に有るときは第二制御弁28を開動作させ高温サイ
クル36の熱源として中間凝縮器29へ冷媒を流す。ま
た中温出力負荷が多いとき(友 低段圧縮機20の吐出
圧力は設定値以上に上昇せず、従って第二制御弁28は
閉動作される。これにより中温出力優先が行える。これ
により中温出力優先では、 同時に高温出力要求がある
と低段圧縮機20の出力の余剰熱が高温出力として利用
できも次へ 低温出力優先が選択された場合について第
1医 第4図を用い説明する。低温出力優先で高温出力
要求が無い場合、第一制御弁21は全皿第二制御弁28
を全閉とする。低段圧縮機20から吐出された冷媒ガス
Ct 第一制御弁21を通り四方弁22、熱源側熱交
換器26で凝縮液化し膨張弁25、24を通り中間凝縮
器兼蒸発器23で減圧蒸発し低温が得られも 同時に高
温出力要求がある場合、第二制御弁28が全開となり低
段圧縮機20で吐出された冷媒ガスは、 中間凝縮器2
9で凝縮液化し高温サイクル36の熱源となる。
その隊 低温出力負荷が大きく高温出力が小さい場合、
中間凝縮器での凝縮熱量が低下し低段圧縮機20の吐出
圧力が設定値より高くなると圧力センサー41により制
御装置40から第一制御弁21に対して開動作を行う。
中間凝縮器での凝縮熱量が低下し低段圧縮機20の吐出
圧力が設定値より高くなると圧力センサー41により制
御装置40から第一制御弁21に対して開動作を行う。
それにより余剰の冷媒ガスζよ 第一制御弁21から四
方弁22を経て熱源側熱交換器26で放熱する。液化し
た冷媒cヨ膨張弁25、24を経て中間凝縮器兼蒸発器
23で減圧蒸発し低温が得られ 蒸発した冷媒は、 四
方弁22を経て低段圧縮機20に吸入される。このこと
により低温出力優先では、 高温出力要求がないとき第
一中温サイクル27の運転が行われム同時に高温出力要
求が有ると第二中温サイクル31が運転され 第二中温
サイクル31と高温サイクル36を最高の効率で運転可
能な圧縮比にでき、しかも低温部からの廃熱を高温サイ
クル36の熱源として有効に利用でき、さらに低温出力
負荷と高温出力負荷とのバランスが取れなくても安定な
運転が可能となa 封入冷媒については 高温サイクル36に高沸点冷媒が
封入されているため高温であっても圧力は低く、システ
ムとして耐圧的に有利とな本発明の効果 以上のように本発明は、 高温出力優先運転中において
も中温出力要求が有れば低段圧縮機の出力の余剰熱を利
用できる。また低温出力要求が有れば第二中温サイクル
と高温サイクルを最高の効率で運転可能な圧縮比にでき
、 しかも低温部からの廃熱を高温サイクルの熱源とし
て有効に利用でき、高温出力負荷と低温出力負荷のバラ
ンスが取れなくても安定な運転が可能となる。中温出力
優先で(戴 同時に高温出力要求があると低段圧縮機の
出力の余剰熱が利用できる。低温出力優先で6表 高温
出力要求がないとき第一中温サイクルの運転が行われ
同時に高温出力要求が有ると第二中温サイクルが運転さ
れ 第二中温サイクルと高温サイクルを最高の効率で運
転可能な圧縮比にでき、 しかも低温部からの廃熱を高
温サイクルの熱源として有効に利用でき、低温出力負荷
と高温出力負荷とのバランスが取れなくても安定な運転
が可能となるなどの多大な効果を有するものである。
方弁22を経て熱源側熱交換器26で放熱する。液化し
た冷媒cヨ膨張弁25、24を経て中間凝縮器兼蒸発器
23で減圧蒸発し低温が得られ 蒸発した冷媒は、 四
方弁22を経て低段圧縮機20に吸入される。このこと
により低温出力優先では、 高温出力要求がないとき第
一中温サイクル27の運転が行われム同時に高温出力要
求が有ると第二中温サイクル31が運転され 第二中温
サイクル31と高温サイクル36を最高の効率で運転可
能な圧縮比にでき、しかも低温部からの廃熱を高温サイ
クル36の熱源として有効に利用でき、さらに低温出力
負荷と高温出力負荷とのバランスが取れなくても安定な
運転が可能となa 封入冷媒については 高温サイクル36に高沸点冷媒が
封入されているため高温であっても圧力は低く、システ
ムとして耐圧的に有利とな本発明の効果 以上のように本発明は、 高温出力優先運転中において
も中温出力要求が有れば低段圧縮機の出力の余剰熱を利
用できる。また低温出力要求が有れば第二中温サイクル
と高温サイクルを最高の効率で運転可能な圧縮比にでき
、 しかも低温部からの廃熱を高温サイクルの熱源とし
て有効に利用でき、高温出力負荷と低温出力負荷のバラ
ンスが取れなくても安定な運転が可能となる。中温出力
優先で(戴 同時に高温出力要求があると低段圧縮機の
出力の余剰熱が利用できる。低温出力優先で6表 高温
出力要求がないとき第一中温サイクルの運転が行われ
同時に高温出力要求が有ると第二中温サイクルが運転さ
れ 第二中温サイクルと高温サイクルを最高の効率で運
転可能な圧縮比にでき、 しかも低温部からの廃熱を高
温サイクルの熱源として有効に利用でき、低温出力負荷
と高温出力負荷とのバランスが取れなくても安定な運転
が可能となるなどの多大な効果を有するものである。
第1図は本発明の一実施例である多温度利用ヒートポン
プシステムの構成@ 第2図は同装置における高温出力
優先の制御フローチャート、第3図は同装置における中
温出力優先の制御フローチャート 第4図は同装置にお
ける低温出力優先の8・・第二制御弁、 29・・中間
凝縮器 31・・第二中温サイクル、 32・・高段圧
縮穀 33・・高温凝縮縁 35・・高温蒸発銖 36
・・高温サイク/に37・・低温/中温要求信号発生器
38・・高温要求信号発生器 39・・優先選択機能
装置 40・・制御装置 41・・圧力センサ。 代理人の氏名 弁理士 粟野重孝 はか1名20・・低
段圧縮銑 21・・第一制御弁、 23・・中間凝縮器
兼蒸発器24、25、34・・膨張弁、26・・熱源側
熱交換器 27・・中温サイクツI/、2儀鏝圧縞機 第−制御弁 中間′Ji膳器兼姦仕器 第−中温サイクル 中聞凝縮巽 第二中@ゴイクル ・高段サイクル 高温X#基 、高1サイクル 低温/中、1饗求信号発生器 制御襞! 圧力七ンザー
プシステムの構成@ 第2図は同装置における高温出力
優先の制御フローチャート、第3図は同装置における中
温出力優先の制御フローチャート 第4図は同装置にお
ける低温出力優先の8・・第二制御弁、 29・・中間
凝縮器 31・・第二中温サイクル、 32・・高段圧
縮穀 33・・高温凝縮縁 35・・高温蒸発銖 36
・・高温サイク/に37・・低温/中温要求信号発生器
38・・高温要求信号発生器 39・・優先選択機能
装置 40・・制御装置 41・・圧力センサ。 代理人の氏名 弁理士 粟野重孝 はか1名20・・低
段圧縮銑 21・・第一制御弁、 23・・中間凝縮器
兼蒸発器24、25、34・・膨張弁、26・・熱源側
熱交換器 27・・中温サイクツI/、2儀鏝圧縞機 第−制御弁 中間′Ji膳器兼姦仕器 第−中温サイクル 中聞凝縮巽 第二中@ゴイクル ・高段サイクル 高温X#基 、高1サイクル 低温/中、1饗求信号発生器 制御襞! 圧力七ンザー
Claims (3)
- (1)高温凝縮器 高温蒸発器 高温用圧縮機高温膨張
弁を環状に接続して高温サイクルを構成し、低段圧縮機
、第一制御弁、四方弁、中間凝縮器兼蒸発器、第一膨張
弁、熱源側熱交換器を環状に接続して第一中温サイクル
を構成し、前記低段圧縮機の吐出側と前記第一制御弁と
の間から分岐し、第二制御弁を介し中間凝縮器、熱源側
熱交換器を経て四方弁を介し低段圧縮機の吸入側に接続
して第二中温サイクルを構成したことを特徴とするヒー
トポンプシステム。 - (2)高温サイクルには高沸点冷媒を、第一および第二
中温サイクルには、前記高温サイクルの冷媒より低沸点
冷媒を用いたことを特徴とする請求項1記載のヒートポ
ンプシステム。 - (3)高温凝縮器からの高温出力、中間凝縮器兼蒸発器
からの中温出力、中間凝縮器兼蒸発器からの低温出力の
優先選択機能を設け、高温出力優先の場合は第二制御弁
を全開とし、同時に中間出力の要求が無ければ、第一制
御弁開度は閉じ、要求が有れば低段圧縮機の出力を最大
とし、吐出圧力が設定値になるように前記第一制御弁開
度を制御する。中間出力優先の場合は、第一制御弁を全
開とし、同時に高温出力の要求が無ければ、第二制御弁
開度は閉じ、要求が有れば低段圧縮機の出力を最大とし
、吐出圧力が設定値になるように前記第二制御弁開度を
制御する。低温出力優先の場合は、同時に高温出力要求
があれば第二制御弁を全開、第一制御弁を全閉とし、低
段圧縮機の吐出圧力が設定値を越えないように第一制御
弁開度を制御し、高温出力要求が無い場合は第二制御弁
を閉とし、第一制御弁を全開とすることを特徴とする多
温度利用ヒートポンプシステムの制御方法。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2135947A JP2553738B2 (ja) | 1990-05-25 | 1990-05-25 | ヒートポンプシステムとその制御方法 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2135947A JP2553738B2 (ja) | 1990-05-25 | 1990-05-25 | ヒートポンプシステムとその制御方法 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH0432669A true JPH0432669A (ja) | 1992-02-04 |
JP2553738B2 JP2553738B2 (ja) | 1996-11-13 |
Family
ID=15163565
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2135947A Expired - Lifetime JP2553738B2 (ja) | 1990-05-25 | 1990-05-25 | ヒートポンプシステムとその制御方法 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP2553738B2 (ja) |
Cited By (11)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2010271000A (ja) * | 2009-05-25 | 2010-12-02 | Yamato:Kk | 蓄熱式冷凍システム |
WO2011036905A1 (ja) * | 2009-09-25 | 2011-03-31 | 株式会社 日立製作所 | 空調給湯システム及びヒートポンプユニット |
WO2011045976A1 (ja) * | 2009-10-16 | 2011-04-21 | 株式会社 日立製作所 | 空調給湯システム |
WO2011104877A1 (ja) | 2010-02-26 | 2011-09-01 | 株式会社 日立製作所 | 空調給湯システム |
WO2011108068A1 (ja) * | 2010-03-01 | 2011-09-09 | 株式会社 日立製作所 | 空調給湯システム |
WO2012014306A1 (ja) * | 2010-07-29 | 2012-02-02 | 株式会社 日立製作所 | 空調給湯システム |
WO2012114461A1 (ja) | 2011-02-22 | 2012-08-30 | 株式会社日立製作所 | 空調給湯システム及び空調給湯システムの制御方法 |
WO2012114462A1 (ja) * | 2011-02-22 | 2012-08-30 | 株式会社日立製作所 | 空調給湯システム及び空調給湯システムの制御方法 |
JP2012215354A (ja) * | 2011-04-01 | 2012-11-08 | Toshiba Carrier Corp | 二元冷凍サイクル装置 |
WO2013128668A1 (ja) | 2012-03-02 | 2013-09-06 | 株式会社 日立製作所 | 排熱回収システムおよびその運転方法 |
EP2532981A3 (en) * | 2011-06-10 | 2016-07-27 | Samsung Electronics Co., Ltd. | Water Supply Apparatus |
Families Citing this family (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP5042262B2 (ja) | 2009-03-31 | 2012-10-03 | 三菱電機株式会社 | 空調給湯複合システム |
-
1990
- 1990-05-25 JP JP2135947A patent/JP2553738B2/ja not_active Expired - Lifetime
Cited By (22)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2010271000A (ja) * | 2009-05-25 | 2010-12-02 | Yamato:Kk | 蓄熱式冷凍システム |
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EP2482005A4 (en) * | 2009-09-25 | 2016-12-21 | Hitachi Ltd | AIR CONDITIONING AND HOT WATER SUPPLY SYSTEM AND HEAT PUMP UNIT |
US9003817B2 (en) | 2009-09-25 | 2015-04-14 | Hitachi, Ltd. | Air-conditioning hot-water supply system, and heat pump unit |
CN102472535A (zh) * | 2009-09-25 | 2012-05-23 | 株式会社日立制作所 | 空调供热水***以及热泵单元 |
WO2011045976A1 (ja) * | 2009-10-16 | 2011-04-21 | 株式会社 日立製作所 | 空調給湯システム |
JP2011085331A (ja) * | 2009-10-16 | 2011-04-28 | Hitachi Ltd | 空調給湯システム |
CN102472537A (zh) * | 2009-10-16 | 2012-05-23 | 株式会社日立制作所 | 空气调节热水供给*** |
CN102753916A (zh) * | 2010-02-26 | 2012-10-24 | 株式会社日立制作所 | 空气调节热水供给*** |
WO2011104877A1 (ja) | 2010-02-26 | 2011-09-01 | 株式会社 日立製作所 | 空調給湯システム |
JP5335131B2 (ja) * | 2010-02-26 | 2013-11-06 | 株式会社日立製作所 | 空調給湯システム |
JP5373964B2 (ja) * | 2010-03-01 | 2013-12-18 | 株式会社日立製作所 | 空調給湯システム |
WO2011108068A1 (ja) * | 2010-03-01 | 2011-09-09 | 株式会社 日立製作所 | 空調給湯システム |
JP5572711B2 (ja) * | 2010-07-29 | 2014-08-13 | 株式会社日立製作所 | 空調給湯システム |
WO2012014306A1 (ja) * | 2010-07-29 | 2012-02-02 | 株式会社 日立製作所 | 空調給湯システム |
WO2012114462A1 (ja) * | 2011-02-22 | 2012-08-30 | 株式会社日立製作所 | 空調給湯システム及び空調給湯システムの制御方法 |
WO2012114461A1 (ja) | 2011-02-22 | 2012-08-30 | 株式会社日立製作所 | 空調給湯システム及び空調給湯システムの制御方法 |
JP5492347B2 (ja) * | 2011-02-22 | 2014-05-14 | 株式会社日立製作所 | 空調給湯システム及び空調給湯システムの制御方法 |
JP5629367B2 (ja) * | 2011-02-22 | 2014-11-19 | 株式会社日立製作所 | 空調給湯システム |
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WO2013128668A1 (ja) | 2012-03-02 | 2013-09-06 | 株式会社 日立製作所 | 排熱回収システムおよびその運転方法 |
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JP2553738B2 (ja) | 1996-11-13 |
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