JPH03181751A - ヒートポンプ装置 - Google Patents

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。

Description

【発明の詳細な説明】 ［発明の目的］ （産業上の利用分野） 本発明はヒートポンプ装置に係り、特に熱源水の温度の
変動幅を年間を通して一定させ、常に効率を高く保持す
るのに好適なヒートポンプ装置に関する。

（従来の技術） 熱源が保有する熱を媒体に伝え、需要家が必要とすると
ころにこの媒体を送って熱供給を果たす場合、ヒートポ
ンプ装置が好んで使用される。

このようなヒートポンプ装置は第３図に示されるように
熱源水槽１から熱源水人口管２を介して取り出された熱
源水が蒸発器３に供給され、そこで媒体に熱を奪われて
温度が下がり、熱源水出口管４を経て系外に導かれる。

一方、媒体は熱源水から奪った熱により蒸発し、圧縮機
（図示せず）に導かれて圧縮され、高温、高圧の気体と
して凝縮器５に供給される。この凝縮器５には低温水槽
６から低温水人口管７を通して冷却水が供給され、媒体
との間で熱交換が行なわれる。すなわち、冷却水はここ
で媒体の熱を奪って高温水となり、−方媒体は凝縮して
液相に戻される。高温水は高温水管８を通して高温水槽
９に回収され、そこから温水供給管１０を介して各需要
家へ供給される。

なお、符号１１は熱源水取水管、符号１２は温水回仮管
をそれぞれ示している。

（発明が解決しようとする課題） しかしながら、かかるヒートポンプは一方の熱源である
熱源水の温度が年間を通して大きく変動しているため、
性能が一定しないという問題がある。第４図はヒートポ
ンプの性能の目安となる成績係数が熱源水の温度に大き
く左右される様子を示している。成績係数とはヒートポ
ンプの圧縮機への人力と、凝縮器５で取り出される熱量
との比のことで、値が大きい程ヒートポンプの性能は優
れていると見なされる。得られる熱源水の温度が高い場
合にはヒートポンプの成績係数は高い値を示すことにな
るが、仮に、低い温度の熱源水しか得られないとすると
成績係数は著しく低いレベルに留まることになる。

本発明の目的はヒートポンプの高熱源に使用される熱源
水の温度レベルを均一に保つようにしたヒートポンプ装
置を提供することにある。

［発明の構成コ （課題を解決するための手段） 上記目的を達成するために本発明は第１の高温熱源と低
温熱源とを備え、第１の高温熱源から送られる熱源水を
蒸発器の加熱媒体として蒸発器に、低温熱源から送られ
る冷却水を凝縮器の冷却媒体として凝縮器にそれぞれ供
給して熱媒体を蒸発せしめ、さらに温度上昇した熱媒体
を冷却して凝縮させるようにしたヒートポンプ装置にお
いて、第１の高温熱源の熱源水が保有する温度よりも高
い温度の熱源水を蒸発器に対して供給する第２の高温熱
源を設けたことを特徴とするものである。

（作　用） 上記構成によるものは第２の高温熱源の熱源水が保有す
る温度が第１の高温熱源の熱源水が保有する温度よりも
高く、第１の高温熱源の熱源水に第２の高温熱源の熱源
水を混合せしめ、あるいは第２の高温熱源の熱源水を第
１の高温熱源の熱源水に代えて蒸発器に供給することに
より熱源水の温度レベルを常に均一に保つことができる
。

（実施例） 以下、本発明の一実施例を第１図を参照して説明する。

なお、従来の技術として第３図中にて説明されたものと
同一の部分には同一の符号を付しており、これらの説明
は省略する。

第１図において、熱源となる水槽は第１の熱源水槽１と
共に、少なくとも第１の熱源水槽１の熱源水よりも高い
一定の温度レベルにある温水を溜めておく第２の熱源水
槽１３が設けられる。この第２の熱源水槽１３には熱源
水人口管２と通じさせた熱源水注入管１４が接続され、
この経路内に調節弁１５が設けられる。また、この第２
の熱源水槽１３には低温水の代わりに熱源水を凝縮器５
に導く低温水人口管７と通じさせた熱源水抽出管１６が
接続され、この接続部に第１の切換弁１７が設けられる
。

さらに、高温水管８から分岐され、第２の熱源水槽１３
にその他端を接続される熱源水回収管１８がその分岐部
に介装される第２の切換弁１９と共に設けられている。

次に、上記構成によるところの作用を説明する。

蓄熱運転においては第１および第２の切換弁１７゜１９
が第２の熱源水槽１３側にそれぞれ開かれる。このとき
、熱源水は第１の熱源水槽１から熱源水入口管２を通し
て蒸発器３に供給され、媒体を加熱して後、系外へ放出
される。一方、温度の低い熱源水の一部が第２の熱源水
槽１３から熱源水抽出管１６を通して汲み上げられ、凝
縮器５に供給されて媒体を冷却して温度上昇を逐げ、高
温水管８および熱源水回収管１８を通して第２の熱源水
槽１３へ回収される。この運転を一定時間継続すること
により第２の熱源水槽１３内の熱源水の温度は上昇し、
第１の熱源水槽１内の熱源水の温度レベルよりも高い温
度となる。この蓄熱運転における圧縮機等の動力につい
ては深夜電力を充てることにより経済的な負担を軽減す
る。

一方、通常の熱負荷を担う運転は次のように行なわれる
。蓄熱運転時に第２の熱源水槽１３側に開かれた第１お
よび第２の切換弁１７．１９が低温水槽６および高温水
槽９側に開かれる。熱源水の温度が設計温度に満たない
とき、蓄熱運転で温度の上昇した第２の熱源水槽１３内
の水が熱源水注入管１４を通して熱源水人口管２を通る
熱源水に混合される。このとき、調節弁１５は注入され
る熱源水の量を調節し、熱源水の温度を一定に保つ。

先に述べたようにヒートポンプの熱源水の温度が低下す
る場合に成績係数は低いままであるが、本実施例におい
ては熱源水の温度が設計温度に保持されるので、ヒート
ポンプの性能は常に高い値に保つことができる。

また、第２図は本発明の他の実施例を示している。

本実施例は熱源として空気が使用される場合の適用例で
ある。第２の熱源水槽１３から蒸発器３の第１の熱交換
器２０の入口側にかけて、熱源水人口管２１が接続され
、供給経路が構成される。また、第１の熱交換器２０の
出口側から第２の熱源水槽１３にかけて戻り経路を構成
する熱源水戻り管２２が設けられる。さらに、熱源とし
て空気を用いる空気熱交換器２３と蒸発器３の第２の熱
交換器２４との間に循環経路を構成する循環水人口管お
よび出口管２５．２６が接続され、循環水が空気熱交換
器２３と蒸発器３との間を循環する。

本実施例においても深夜電力を用いて運転される空気熱
交換器２３および第２熱交換器２４によって第２の熱源
水槽１３内に溜められた熱源水が温められる。この熱源
水を利用することによりヒートポンプの運転を常に設計
温度に保持することができ、ヒートポンプの性能低下を
免れることが可能である。

［発明の効果］ 以上の説明から明らかなように本発明においては第１の
高温熱源の熱源水が保有する温度よりも高い温度の熱源
水を蒸発器に対して供給する第２の高温熱源を設けてい
るので、ヒートポンプ装置の熱源水の温度レベルを常に
均一に保つことができ、ヒートポンプの効率を常に高く
保つことが可能である。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明によるヒートポンプ装置の一実施例を示
す構成図、第２図は本発明の他の実施例を示す構成図、
第３図は従来の装置を示す構成図、第４図は熱源水入口
温度と成績係数との関係を示す線図である。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 第１の高温熱源と低温熱源とを備え、前記第１の高温熱
   源から送られる熱源水を蒸発器の加熱媒体として該蒸発
   器に、前記低温熱源から送られる冷却水を凝縮器の冷却
   媒体として該凝縮器にそれぞれ供給して熱媒体を蒸発せ
   しめ、さらに温度上昇した該熱媒体を冷却して凝縮させ
   るようにしたヒートポンプ装置において、前記第１の高
   温熱源の熱源水が保有する温度よりも高い温度の熱源水
   を前記蒸発器に対して供給する第２の高温熱源を設けた
   ことを特徴とするヒートポンプ装置。