JPH0425463B2 - - Google Patents
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- JPH0425463B2 JPH0425463B2 JP14745183A JP14745183A JPH0425463B2 JP H0425463 B2 JPH0425463 B2 JP H0425463B2 JP 14745183 A JP14745183 A JP 14745183A JP 14745183 A JP14745183 A JP 14745183A JP H0425463 B2 JPH0425463 B2 JP H0425463B2
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- Japan
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- water
- condenser
- temperature
- evaporator
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Landscapes
- Heat-Pump Type And Storage Water Heaters (AREA)
Description
本発明は比較的低温の熱源水から100℃程度の
高温利用水を得ることが可能な複合ヒートポンプ
加熱装置に関する。 低温域温水を熱源水として最高100℃の高温利
用水を得る熱回収用のヒートポンプ加熱装置とし
て単段サイクルになるものを使用したのでは、蒸
発温度，凝縮温度ともに高くて、単位循環量当り
の加熱能力が小さい冷媒を用いなければならない
ので、冷媒循環量が多く必要で装置容積が大とな
る欠点があつた。 そこで２つの単段サイクルを組み合わせて加熱
能力を増大させた複合昇温装置が第17回空気調
和・冷凍連合講演会講演論文集（1983、４、11、
於東京）第96頁乃至第99頁に記載の如く既に提案
されている。 これは第２図に示す構造であつて第１圧縮機１
Ａ，第１対水形凝縮器２Ａ，第１膨脹弁３Ａ及び
第１対水形蒸発器４Ａからなる低温側加熱サイク
ルＡと、第２圧縮機１Ｂ，第２対水形凝縮器２
Ｂ，第２膨脹弁３Ｂ及び第２蒸発器４Ｂからなる
高温側加熱サイクルＢとを両凝縮器２Ａ，２Ｂに
ついては低温側の凝縮器２Ａが上流側となるよう
に利用水系を直列に接続すると共に、両蒸発器４
Ａ，４Ｂについては高温側の蒸発器４Ｂが上流側
となるように熱源水系を直列に接続していて、利
用水系及び熱源水系を夫々共通にしたものであ
る。 この装置は単段システムと比較した場合、単段
システムを100としたとき、成績係数は130、加熱
能力は107となつて、成績係数及び加熱能力を高
めて高温水が得られることがわかつているが、そ
のうちの成績係数については、後述する比較結果
を示す第１表によつて明らかにされる通り、高温
側加熱サイクルＢの成績係数が2.74と低くて単段
システムの場合と基本的に変りがなく、従つて単
段システムの問題点である高圧縮比に由来する成
績係数の低い点、吐出ガス温度が高い点をその
まゝ踏襲しているのでさらに改善が望まれてお
り、しかも圧縮機１Ｂの容積が比較的大きくなる
問題も解決すべき点である。 このように、特に100℃近くの高温水を得るた
めの従来のヒートポンプ加熱装置では改善すべき
点が依然として残されている実状に対処して本発
明は成されたものであつて、本発明の目的は複合
昇温システムの利点を活かしながらさらに成績係
数の向上をはかつて高能力、高効率の運転のもと
で低装置コストを果しながら高温水を安定的に得
さしめる点に存するものである。 そのために本発明は第１圧縮機，第１対水形凝
縮器，第１膨脹弁及び第１対水形蒸発器からなる
低温側加熱サイクルと、第２圧縮機，第２対水形
凝縮器，第２膨脹弁及び第２対水形蒸発器からな
る高温側加熱サイクルとを備え、第１対水形凝縮
器の水側通路が上流側に、第２対水形凝縮器の水
側通路が下流側になる直列利用水系を形成してな
る複合ヒートポンプ加熱装置において、第１対水
形蒸発器の水側通路は独立の熱源水系を形成する
一方、第１対水形凝縮器の前記水側通路の出口か
ら分流し、第２対水形蒸発器の水側通路を介して
第１対水形凝縮器の前記水側通路の入口に合流す
る循環水通路を形成して、高温側加熱サイクルの
熱源を低温側加熱サイクルの第１対水形凝縮器に
よつて加熱された利用水の一部からとるようにし
たものであつて、高温側加熱サイクルの蒸発温度
を従来の複合昇温システムに比し高くし得て第２
圧縮機の圧縮比をより小さくすることが可能とな
り、ここに所期の目的は達成されるに至つたもの
である。 以下、本発明の実施例について添付図面を参照
しながら説明する。 第１図は本発明装置例の略示装置回路図であつ
て、第１圧縮機１Ａ，第１対水形凝縮器（以下第
１凝縮器と称す）２Ａ，第１膨脹弁３Ａ及び第１
対水形蒸発器（以下第１蒸発器と称す）４Ａから
なる低温側加熱サイクルＡと、第２圧縮機１Ｂ，
第２対水形凝縮器（以下第２凝縮器と称す）２
Ｂ，第２膨脹弁３Ｂ及び第２対水形蒸発器（以下
第２蒸発器と称す）４Ｂからなる高温側加熱サイ
クルＢとを備えている。 第１蒸発器４Ａは、その水側通路６Ａが独立し
た熱源水系に形成していて、冷媒入口側で低圧液
冷媒が出口側の熱源水すなわち、冷媒に熱付与し
た後に送り出される低温水と熱交換を行ない、冷
媒出口側で低圧ガス冷媒が入口側の熱源水すなわ
ち冷媒に熱付与するため送り込まれる水と熱交換
を行なう形態で、冷媒流通方向と熱源水流通方向
とが対向関係をなす対向流形となつている。 一方、第１凝縮器２Ａは、その水側通路５Ａが
第２凝縮器２Ｂの水側通路５Ｂと直列接続されて
いて、前者５Ａを上流側、後者５Ｂを下流側とす
る配管形態となしていると共に、冷媒入口側で高
圧ガス冷媒が水側通路５Ａの出口側の利用水、す
なわち第２凝縮器２Ｂを経て需要側に送る中間高
温水と熱交換を行ない、冷媒出口側で高圧液冷媒
が入口側の利用水、すなわち、需要側で熱交換し
た後に戻される温水と第２蒸発器４Ｂで熱交換し
た低温水との混合になる低温水と熱交換を行なう
形態で、冷媒流通方向と利用水流通方向とが対向
関係をなす対向流形となつている。 そしてこの低温側加熱サイクルＡには冷媒Ｒ２
２が使用される。 第２凝縮器２Ｂは冷媒入口側で高圧ガス冷媒が
水側通路５Ｂの出口側における利用水、すなわち
需要側に送る高温水と熱交換を行ない、冷媒出口
側で高圧液冷媒が入口側の利用水、すなわち、第
１凝縮器２Ａで熱交換を行なつた後の中間高温水
と交換を行なう形態で冷媒流通方向と利用水流通
方向とが対向関係をなす対向流形となつている。 一方、第２蒸発器４Ｂは水側通路６Ｂの入口
を、循環水ポンプ７が介設された配管によつて、
前記水側通路５Ａの出口と前記水側通路５Ｂの入
口とを接続する配管に分岐接続せしめると共に、
水側通路６Ｂの出口を前記水側通路５Ａの入口に
接続した配管に分岐接続せしめていて、第１凝縮
器２Ａの水側通路５Ａの出口から分流し、第２蒸
発器４Ｂの水側通路６Ｂを介して第１凝縮器２Ａ
の水側通路５Ａの入口に合流する循環水通路を形
成することにより、第１凝縮器２Ａで熱交換した
利用水の一部を取り出して前記水側通路６Ｂに流
通後、再び第１凝縮器２Ａの水側通路５Ａに戻さ
せるようにしている。 上記第２蒸発器４Ｂは冷媒入口側で低圧液冷媒
が第１凝縮器２Ａの水側通路５Ａ入口に戻す低温
水と熱交換を行ない、冷媒出口側で低圧ガス冷媒
が前記中間高温水すなわち第１凝縮器２Ａで熱交
換を行なつて第２凝縮器２Ｂに流入する直前の利
用水から分流せしめた温水と熱交換を行なう形態
で、冷媒流通方向と水流通方向とが対向関係をな
す対向流形となつている。 そしてこの高温側加熱サイクルＢには冷媒Ｒ１
１４が使用される。 叙上の構成を有する加熱装置は、高温側加熱サ
イクルＢの熱源として低温側加熱サイクルＡで第
１段階として加熱された利用水を用いているので
高温側加熱サイクルＢの蒸発温度を上げる結果と
なり、第２圧縮機１Ｂの圧縮比を小さくすること
が可能である。 ところでこの加熱装置と第２図々示の従来の複
合ヒートポンプ加熱装置とを、第３図に示すよう
に熱源水の入口，出口温度、利用水の入口，出口
温度、低温側及び高温側の凝縮温度Tc，蒸発温
度Te、利用水の流量が同じ条件になるように設
定して夫々理論特性を求めると、次の第１表の結
果が得られる。但し、運転条件として過熱度，過
冷却度をいずれも５℃と定める。
高温利用水を得ることが可能な複合ヒートポンプ
加熱装置に関する。 低温域温水を熱源水として最高100℃の高温利
用水を得る熱回収用のヒートポンプ加熱装置とし
て単段サイクルになるものを使用したのでは、蒸
発温度，凝縮温度ともに高くて、単位循環量当り
の加熱能力が小さい冷媒を用いなければならない
ので、冷媒循環量が多く必要で装置容積が大とな
る欠点があつた。 そこで２つの単段サイクルを組み合わせて加熱
能力を増大させた複合昇温装置が第17回空気調
和・冷凍連合講演会講演論文集（1983、４、11、
於東京）第96頁乃至第99頁に記載の如く既に提案
されている。 これは第２図に示す構造であつて第１圧縮機１
Ａ，第１対水形凝縮器２Ａ，第１膨脹弁３Ａ及び
第１対水形蒸発器４Ａからなる低温側加熱サイク
ルＡと、第２圧縮機１Ｂ，第２対水形凝縮器２
Ｂ，第２膨脹弁３Ｂ及び第２蒸発器４Ｂからなる
高温側加熱サイクルＢとを両凝縮器２Ａ，２Ｂに
ついては低温側の凝縮器２Ａが上流側となるよう
に利用水系を直列に接続すると共に、両蒸発器４
Ａ，４Ｂについては高温側の蒸発器４Ｂが上流側
となるように熱源水系を直列に接続していて、利
用水系及び熱源水系を夫々共通にしたものであ
る。 この装置は単段システムと比較した場合、単段
システムを100としたとき、成績係数は130、加熱
能力は107となつて、成績係数及び加熱能力を高
めて高温水が得られることがわかつているが、そ
のうちの成績係数については、後述する比較結果
を示す第１表によつて明らかにされる通り、高温
側加熱サイクルＢの成績係数が2.74と低くて単段
システムの場合と基本的に変りがなく、従つて単
段システムの問題点である高圧縮比に由来する成
績係数の低い点、吐出ガス温度が高い点をその
まゝ踏襲しているのでさらに改善が望まれてお
り、しかも圧縮機１Ｂの容積が比較的大きくなる
問題も解決すべき点である。 このように、特に100℃近くの高温水を得るた
めの従来のヒートポンプ加熱装置では改善すべき
点が依然として残されている実状に対処して本発
明は成されたものであつて、本発明の目的は複合
昇温システムの利点を活かしながらさらに成績係
数の向上をはかつて高能力、高効率の運転のもと
で低装置コストを果しながら高温水を安定的に得
さしめる点に存するものである。 そのために本発明は第１圧縮機，第１対水形凝
縮器，第１膨脹弁及び第１対水形蒸発器からなる
低温側加熱サイクルと、第２圧縮機，第２対水形
凝縮器，第２膨脹弁及び第２対水形蒸発器からな
る高温側加熱サイクルとを備え、第１対水形凝縮
器の水側通路が上流側に、第２対水形凝縮器の水
側通路が下流側になる直列利用水系を形成してな
る複合ヒートポンプ加熱装置において、第１対水
形蒸発器の水側通路は独立の熱源水系を形成する
一方、第１対水形凝縮器の前記水側通路の出口か
ら分流し、第２対水形蒸発器の水側通路を介して
第１対水形凝縮器の前記水側通路の入口に合流す
る循環水通路を形成して、高温側加熱サイクルの
熱源を低温側加熱サイクルの第１対水形凝縮器に
よつて加熱された利用水の一部からとるようにし
たものであつて、高温側加熱サイクルの蒸発温度
を従来の複合昇温システムに比し高くし得て第２
圧縮機の圧縮比をより小さくすることが可能とな
り、ここに所期の目的は達成されるに至つたもの
である。 以下、本発明の実施例について添付図面を参照
しながら説明する。 第１図は本発明装置例の略示装置回路図であつ
て、第１圧縮機１Ａ，第１対水形凝縮器（以下第
１凝縮器と称す）２Ａ，第１膨脹弁３Ａ及び第１
対水形蒸発器（以下第１蒸発器と称す）４Ａから
なる低温側加熱サイクルＡと、第２圧縮機１Ｂ，
第２対水形凝縮器（以下第２凝縮器と称す）２
Ｂ，第２膨脹弁３Ｂ及び第２対水形蒸発器（以下
第２蒸発器と称す）４Ｂからなる高温側加熱サイ
クルＢとを備えている。 第１蒸発器４Ａは、その水側通路６Ａが独立し
た熱源水系に形成していて、冷媒入口側で低圧液
冷媒が出口側の熱源水すなわち、冷媒に熱付与し
た後に送り出される低温水と熱交換を行ない、冷
媒出口側で低圧ガス冷媒が入口側の熱源水すなわ
ち冷媒に熱付与するため送り込まれる水と熱交換
を行なう形態で、冷媒流通方向と熱源水流通方向
とが対向関係をなす対向流形となつている。 一方、第１凝縮器２Ａは、その水側通路５Ａが
第２凝縮器２Ｂの水側通路５Ｂと直列接続されて
いて、前者５Ａを上流側、後者５Ｂを下流側とす
る配管形態となしていると共に、冷媒入口側で高
圧ガス冷媒が水側通路５Ａの出口側の利用水、す
なわち第２凝縮器２Ｂを経て需要側に送る中間高
温水と熱交換を行ない、冷媒出口側で高圧液冷媒
が入口側の利用水、すなわち、需要側で熱交換し
た後に戻される温水と第２蒸発器４Ｂで熱交換し
た低温水との混合になる低温水と熱交換を行なう
形態で、冷媒流通方向と利用水流通方向とが対向
関係をなす対向流形となつている。 そしてこの低温側加熱サイクルＡには冷媒Ｒ２
２が使用される。 第２凝縮器２Ｂは冷媒入口側で高圧ガス冷媒が
水側通路５Ｂの出口側における利用水、すなわち
需要側に送る高温水と熱交換を行ない、冷媒出口
側で高圧液冷媒が入口側の利用水、すなわち、第
１凝縮器２Ａで熱交換を行なつた後の中間高温水
と交換を行なう形態で冷媒流通方向と利用水流通
方向とが対向関係をなす対向流形となつている。 一方、第２蒸発器４Ｂは水側通路６Ｂの入口
を、循環水ポンプ７が介設された配管によつて、
前記水側通路５Ａの出口と前記水側通路５Ｂの入
口とを接続する配管に分岐接続せしめると共に、
水側通路６Ｂの出口を前記水側通路５Ａの入口に
接続した配管に分岐接続せしめていて、第１凝縮
器２Ａの水側通路５Ａの出口から分流し、第２蒸
発器４Ｂの水側通路６Ｂを介して第１凝縮器２Ａ
の水側通路５Ａの入口に合流する循環水通路を形
成することにより、第１凝縮器２Ａで熱交換した
利用水の一部を取り出して前記水側通路６Ｂに流
通後、再び第１凝縮器２Ａの水側通路５Ａに戻さ
せるようにしている。 上記第２蒸発器４Ｂは冷媒入口側で低圧液冷媒
が第１凝縮器２Ａの水側通路５Ａ入口に戻す低温
水と熱交換を行ない、冷媒出口側で低圧ガス冷媒
が前記中間高温水すなわち第１凝縮器２Ａで熱交
換を行なつて第２凝縮器２Ｂに流入する直前の利
用水から分流せしめた温水と熱交換を行なう形態
で、冷媒流通方向と水流通方向とが対向関係をな
す対向流形となつている。 そしてこの高温側加熱サイクルＢには冷媒Ｒ１
１４が使用される。 叙上の構成を有する加熱装置は、高温側加熱サ
イクルＢの熱源として低温側加熱サイクルＡで第
１段階として加熱された利用水を用いているので
高温側加熱サイクルＢの蒸発温度を上げる結果と
なり、第２圧縮機１Ｂの圧縮比を小さくすること
が可能である。 ところでこの加熱装置と第２図々示の従来の複
合ヒートポンプ加熱装置とを、第３図に示すよう
に熱源水の入口，出口温度、利用水の入口，出口
温度、低温側及び高温側の凝縮温度Tc，蒸発温
度Te、利用水の流量が同じ条件になるように設
定して夫々理論特性を求めると、次の第１表の結
果が得られる。但し、運転条件として過熱度，過
冷却度をいずれも５℃と定める。
【表】
この第１表の結果から、例えば加熱能力
100000Kcal／ｈで比較すると従来装置は下記第
２表の通りであり、
100000Kcal／ｈで比較すると従来装置は下記第
２表の通りであり、
【表】
但し、総合成績係数3.49は100.000÷（33.3×
860）から求められる。 一方、本発明装置例は下記第３表の通りの特性
が得られる。
860）から求められる。 一方、本発明装置例は下記第３表の通りの特性
が得られる。
【表】
【表】
但し、総合成績係数3.71は100.000÷（31.3×
860）から求められる。 注※；利用水入口水（30℃×23.8）と高温側Ｂ
熱源循環水（50℃×166.0）との混合後
の度。 以上の結果から成績係数と冷媒循環容積とを比
較すると下記第４表の通りとなり成績係数で６％
向上し、冷媒循環容積、すなわち圧縮機容積＝装
置の大きさでは約39％減少することが可能であ
り、また、高温側加熱サイクルＢの圧縮比も小さ
くなつて吐出ガス温度の低下、につながることが
明らかである。
860）から求められる。 注※；利用水入口水（30℃×23.8）と高温側Ｂ
熱源循環水（50℃×166.0）との混合後
の度。 以上の結果から成績係数と冷媒循環容積とを比
較すると下記第４表の通りとなり成績係数で６％
向上し、冷媒循環容積、すなわち圧縮機容積＝装
置の大きさでは約39％減少することが可能であ
り、また、高温側加熱サイクルＢの圧縮比も小さ
くなつて吐出ガス温度の低下、につながることが
明らかである。
【表】
本発明は叙上の構成ならびに特性を有するもの
であつて、高温側加熱サイクルＢの熱源として低
温側加熱サイクルＡで加熱された水を利用してい
ることにより、高温側加熱サイクルＢの蒸発温度
を上げて圧縮比を小さくし得ることにより、装置
全体の成績係数を向上でき、また、装置全体の容
量殊に圧縮機容量を小さくすることが可能とな
り、さらに高温側吐出温度、圧力を下げて信頼性
の向上が期されるなどの実用面でのすぐれた効果
を奏する。
であつて、高温側加熱サイクルＢの熱源として低
温側加熱サイクルＡで加熱された水を利用してい
ることにより、高温側加熱サイクルＢの蒸発温度
を上げて圧縮比を小さくし得ることにより、装置
全体の成績係数を向上でき、また、装置全体の容
量殊に圧縮機容量を小さくすることが可能とな
り、さらに高温側吐出温度、圧力を下げて信頼性
の向上が期されるなどの実用面でのすぐれた効果
を奏する。
第１図は本発明装置の１実施例に係る装置回路
図、第２図は従来装置の装置回路図、第３図は本
発明装置例と従来装置との運転条件比較図であ
る。 １Ａ…第１圧縮機、１Ｂ…第２圧縮機、２Ａ…
第１凝縮器、２Ｂ…第２凝縮器、３Ａ…第１膨脹
弁、３Ｂ…第２膨脹弁、４Ａ…第１蒸発器、４Ｂ
…第２蒸発器、５Ａ，５Ｂ，６Ａ，６Ｂ…各水側
通路、Ａ…低温側加熱サイクル、Ｂ…高温側加熱
サイクル。
図、第２図は従来装置の装置回路図、第３図は本
発明装置例と従来装置との運転条件比較図であ
る。 １Ａ…第１圧縮機、１Ｂ…第２圧縮機、２Ａ…
第１凝縮器、２Ｂ…第２凝縮器、３Ａ…第１膨脹
弁、３Ｂ…第２膨脹弁、４Ａ…第１蒸発器、４Ｂ
…第２蒸発器、５Ａ，５Ｂ，６Ａ，６Ｂ…各水側
通路、Ａ…低温側加熱サイクル、Ｂ…高温側加熱
サイクル。
Claims (1)
- １ 第１圧縮機１Ａ，第１対水形凝縮器２Ａ，第
１膨脹弁３Ａ及び第１対水形蒸発器４Ａからなる
低温側加熱サイクルＡと、第２圧縮機１Ｂ，第２
対水形凝縮器２Ｂ，第２膨脹弁３Ｂ及び第２対水
形蒸発器４Ｂからなる高温側加熱サイクルＢとを
備え、第１対水形凝縮器２Ａの水側通路５Ａが上
流側に、第２対水形凝縮器２Ｂの水側通路５Ｂが
下流側による直列利用水系を形成してなる複合ヒ
ートポンプ加熱装置において、第１対水形蒸発器
４Ａの水側通路６Ａは独立の熱源水系を形成する
一方、第１対水形凝縮器２Ａの前記水側通路５Ａ
の出口から分流し、第２対水形蒸発器４Ｂの水側
通路６Ｂを介して第１対水形凝縮器２Ａの前記水
側通路５Ａの入口に合流する循環水通路を形成し
たことを特徴とする複合ヒートポンプ加熱装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP58147451A JPS6038561A (ja) | 1983-08-11 | 1983-08-11 | 複合ヒ−トポンプ加熱装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP58147451A JPS6038561A (ja) | 1983-08-11 | 1983-08-11 | 複合ヒ−トポンプ加熱装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS6038561A JPS6038561A (ja) | 1985-02-28 |
| JPH0425463B2 true JPH0425463B2 (ja) | 1992-04-30 |
Family
ID=15430646
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP58147451A Granted JPS6038561A (ja) | 1983-08-11 | 1983-08-11 | 複合ヒ−トポンプ加熱装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS6038561A (ja) |
Families Citing this family (14)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS61142338A (ja) * | 1984-12-13 | 1986-06-30 | Komatsu Ltd | オ−トデセル装置付きエンジンの制御方法 |
| JPH0635873B2 (ja) * | 1986-03-22 | 1994-05-11 | 日立建機株式会社 | 建設機械の油圧制御装置 |
| WO1988002441A1 (fr) * | 1986-10-05 | 1988-04-07 | Hitachi Construction Machinery Co., Ltd. | Dispositif de commande d'entrainement pour machines de construction hydrauliques |
| JP2855526B2 (ja) * | 1987-12-20 | 1999-02-10 | 株式会社加藤製作所 | 特殊車両におけるエンジンの自動減速方法及び装置 |
| JP2552555B2 (ja) * | 1989-11-02 | 1996-11-13 | 大阪府 | ヒートポンプの作動方法 |
| JP3115887B2 (ja) * | 1990-09-28 | 2000-12-11 | 株式会社小松製作所 | クローズドセンタ・ロードセンシングシステムにおけるポンプの吐出容積の可変回路 |
| JPH04350468A (ja) * | 1991-04-23 | 1992-12-04 | Asahi Breweries Ltd | 液体の冷却装置 |
| JP3520301B2 (ja) * | 1995-09-18 | 2004-04-19 | コベルコ建機株式会社 | 油圧作業機のエンジン回転数の制御方法 |
| JP5096678B2 (ja) * | 2006-01-10 | 2012-12-12 | 株式会社荏原製作所 | 冷凍装置 |
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-
1983
- 1983-08-11 JP JP58147451A patent/JPS6038561A/ja active Granted
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS6038561A (ja) | 1985-02-28 |
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