JPH056105B2 - - Google Patents

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JPH056105B2
JPH056105B2 JP59002273A JP227384A JPH056105B2 JP H056105 B2 JPH056105 B2 JP H056105B2 JP 59002273 A JP59002273 A JP 59002273A JP 227384 A JP227384 A JP 227384A JP H056105 B2 JPH056105 B2 JP H056105B2
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JP
Japan
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water
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compressor
evaporator
valve
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Sanji Tokuno
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Kyowa Hakko Kogyo Co Ltd
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    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F22—STEAM GENERATION
    • F22B—METHODS OF STEAM GENERATION; STEAM BOILERS
    • F22B3/00—Other methods of steam generation; Steam boilers not provided for in other groups of this subclass
    • F22B3/04—Other methods of steam generation; Steam boilers not provided for in other groups of this subclass by drop in pressure of high-pressure hot water within pressure-reducing chambers, e.g. in accumulators
    • F22B3/045—Other methods of steam generation; Steam boilers not provided for in other groups of this subclass by drop in pressure of high-pressure hot water within pressure-reducing chambers, e.g. in accumulators the drop in pressure being achieved by compressors, e.g. with steam jet pumps
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01D—SEPARATION
    • B01D3/00—Distillation or related exchange processes in which liquids are contacted with gaseous media, e.g. stripping
    • B01D3/007—Energy recuperation; Heat pumps
    • 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
    • F25B1/00—Compression machines, plants or systems with non-reversible cycle
    • 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
    • F25B29/00—Combined heating and refrigeration systems, e.g. operating alternately or simultaneously
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02B—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO BUILDINGS, e.g. HOUSING, HOUSE APPLIANCES OR RELATED END-USER APPLICATIONS
    • Y02B30/00—Energy efficient heating, ventilation or air conditioning [HVAC]
    • Y02B30/52—Heat recovery pumps, i.e. heat pump based systems or units able to transfer the thermal energy from one area of the premises or part of the facilities to a different one, improving the overall efficiency

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  • Compression-Type Refrigeration Machines With Reversible Cycles (AREA)
  • Central Heating Systems (AREA)
  • Jet Pumps And Other Pumps (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は、改良型機械圧縮式ヒートポンプに関
する。
従来の機械の機械圧縮式ヒートポンプは、所謂
フロン系冷媒が一般的に用いられている。ところ
が、これを中・高温域で長期間使用すると一部分
解が起こり、HCl、HF等が発生し水分が混入し
ている場合は装置を腐蝕させる恐れがある。又、
系全体を高圧下で運転する為、冷媒の漏洩があり
冷媒の種類によつては、毒性・危険性・腐蝕性が
問題となる。定期、不定期の補充、修理、オーバ
ーホール時の回収、再充填も厄介な作業であり、
冷媒自体も安価ではない。
上記欠点を改善すべき種々検討した結果、冷媒
として水を用いる改良型ヒートポンプを製作し、
かつ該ヒートポンプは系内圧力が大気圧以下の場
合でも運転可能であることが見い出された。
水を冷媒として使用する場合、温度条件によつ
て、圧縮機吸入・排出両側が大気圧以上；圧
縮機吸入側のみ大気圧以下、排出側は大気圧以
上；圧縮機吸入・排出両側が大気圧以下の場合
がある。
圧縮機吸入・排出両側が大気圧以上の場合： 冷媒として補給する水に含まれる不凝縮ガスを
蓄積してくるのでパージが必要であるが、排出側
が大気圧以上なので配管１７と弁７があればよ
い。
圧縮機吸入側のみ大気圧以下、排出側は大気
圧以上の場合： 蒸発器から圧縮機入口の間で外部から空気が漏
れ込んでくるし、また、補給する水に含まれる不
凝縮ガスが蓄積してくるのでパージが必要である
が、排出側が大気圧以上なので配管１７と弁７が
あればよい。
圧縮機吸入・排出両側が大気圧以下の場合： 系全体で外部から空気が漏れ込んでくるし、ま
た、補給する水に含まれる不凝縮ガスが蓄積して
くるのでパージが必要である。この場合、排出側
が大気圧以下であるので、パージするためには真
空発生装置８が必要であり、配管１７と弁７を通
して吸引する。
系内への空気に混入を可能な限り押さえる為、
圧縮機の軸封部（グランド、メカニカルシール、
ラビリンスシール等）のシール液又はシールガス
として、内部に流入しても問題のない水又は、水
蒸気を用いる。
系内にある、冷媒である水の量は、不凝縮性ガ
スのパージ又は、真空発生装置による抽気により
減少する。これに対しては、蒸発器内水面及び凝
縮器内水面が一定となるように、自動又は手動で
水を加圧型又は、常圧の給水装置より補給する。
圧縮機軸封部からの水又は水蒸気の流入量が、
系外へ排出される水蒸気量より多い場合は、逆に
系内の水の量が増加する。これに対しても、蒸発
器内水面及び凝縮器内水面が一定となる様に水を
水封させたオーバーフロー管か、二重弁又は吸引
装置により抜き取る。但し、この場合の水面は、
自動的に排水を行わしめる場合は、給水装置を作
動させる水面より高めとする必要がある。
ヒートポンプの負荷調整は、圧縮機のバイパス
弁調整、インレツトベーン開度調整又は、回転数
制御により行う。
本発明のヒートポンプは、従来からのシステム
構成要素である蒸発器、圧縮機、凝縮器、減圧弁
に加えて真空発生装置、給水装置、排水装置から
なりたつている。
真空発生装置は、ヒートポンプ系内に洩れ込ん
でくる不凝縮ガスを系外に排出するものであり、
給水装置はヒートポンプ系内水量の減少分を外部
から系内に補給するものであり、又、排水装置は
ヒートポンプ系内水量の増加分を系外に排出する
ものである。
本発明は以下の様な利点を有している。
(1) 冷媒として水を使用することにより、分解・
変質の恐れがないので、広範囲の温度にわたり
ヒートポンプの使用が可能である。
(2) 洩れた場合でも、毒性・危険性・腐蝕性がな
く安全である。
(3) 冷媒の補給・排出が容易である。
(4) 冷媒が安価である。
(5) 冷媒接液・接ガス部はFC、SS等安価な材質
を使用できる。
(6) 冷媒が水なので、圧縮器軸封部シールに水及
び水蒸気を用いることができ、システムの気密
性を高める事ができる。
(7) 運転・保守が容易である。
(8) 大気圧以下運転の場合は、熱源流体及び被加
熱流体側へ水がリークすることはなく、食品・
医薬品等への利用に有利である。
次に、図面によつて一具体例を説明する。第１
図は、水の蒸発、凝縮とも大気圧以下で行われる
低・中温用ヒートポンプを示す。
熱源流体は入口１１より入り、蒸発器１内を流
れる水に熱を与えて出口１２より出る。
又被加熱流体は入口１３より入り、凝縮器９内
で凝縮する水蒸気より熱を受け、昇温されて出口
１４より出ていく。一方ヒートポンプ内を流れる
水又は水蒸気は、蒸発器内で熱源流体を冷却又
は、凝縮させながら蒸発し、デミスターでミスト
を除去された後、圧縮器６に流れ込む。圧縮器６
で昇圧昇温された水蒸気は配管１５を通り、凝縮
器９に入る。凝縮器内では被加熱流体に熱を与え
ることにより、水蒸気自体は冷却され凝縮水とな
る。この水は配管１６を通り、蒸発器１に流れ込
む。配管１６の凝縮器９内の末端にはフロート弁
が取りつけられており、これにより凝縮器内水面
は所定のレベルに保たれる。又、配管１６の途中
には減圧弁１０が取りつけられており、これによ
り所定の圧力差が保持される。システム全体が大
気圧以下の為、混入してくる空気は、凝縮器９上
部から配管１７を通して真空発生装置８により吸
引され、大気中へ排出される。又、配管１７の途
中に取りつけられた真空調整弁７により、凝縮圧
力を所定の値に保つことができる。不凝縮性ガス
と共に水蒸気も、分圧相当分が系外に排出される
ので、新たに水の補給が必要となる。この補給
は、給水装置３より配管１８を通して行われる。
配管１８の蒸発器１内末端にはフロート弁が取り
つけられており、これにより、蒸発器内の水面は
所定のレベルに保たれる。
配管１９は、圧縮機軸封部（ラビリンス方式と
する）のシール用水蒸気ラインである。この水蒸
気は圧縮蒸気とともに配管１５を通り凝縮器９へ
流れ、更に凝縮水となつて配管１６を通り蒸発器
１へと流れていく。このシール部から系内へ流入
する水蒸気量が、真空発生装置８により系外へ排
出される水蒸気量より多い場合は、蒸発器の水面
が上がる。この場合の余分な水は配管２０を通り
排水装置２により排水する。
二重弁方式で手動で排出する場合は、装置上部
弁を開放しておき配管２０の蒸発装置内フロート
弁を通して余剰水を装置の受水ポツトに受け、ポ
ツト内水量が上部まで貯つた時、上部弁を閉じ下
弁を開け水を排出させる。
ヒートポンプの負荷調整は、バイパス弁５によ
り行う。
【図面の簡単な説明】
第１図は本発明のヒートポンプの一例を示す。 １は蒸発器、２は排水装置、３は給水装置、４
はデミスター、５はバイバス弁、６は圧縮器、７
は真空調整弁、８は真空発生装置、９は凝縮器、
１０は減圧弁、１１〜２０は配管をそれぞれ示
す。

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. １ 系内に冷媒としての水を補給及び排出する装
    置、蒸発器、圧縮機及び不凝縮ガスをパージする
    配管と弁とを備えた凝縮器又は不凝縮ガスをパー
    ジする配管と弁と真空発生装置とを備えた凝縮器
    から構成される水を冷媒とするヒートポンプ。
JP59002273A 1984-01-10 1984-01-10 ヒ−トポンプ Granted JPS60147067A (ja)

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JP59002273A JPS60147067A (ja) 1984-01-10 1984-01-10 ヒ−トポンプ
US06/689,805 US4638642A (en) 1984-01-10 1985-01-08 Heat pump
EP85100154A EP0150014B1 (en) 1984-01-10 1985-01-09 Heat pump
DE8585100154T DE3577474D1 (de) 1984-01-10 1985-01-09 Waermepumpe.

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