JPH0634236A - 下水熱源ヒートポンプ - Google Patents
下水熱源ヒートポンプInfo
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- JPH0634236A JPH0634236A JP19528692A JP19528692A JPH0634236A JP H0634236 A JPH0634236 A JP H0634236A JP 19528692 A JP19528692 A JP 19528692A JP 19528692 A JP19528692 A JP 19528692A JP H0634236 A JPH0634236 A JP H0634236A
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- 239000010865 sewage Substances 0.000 title claims abstract description 65
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 68
- 238000010438 heat treatment Methods 0.000 claims abstract description 22
- 238000001816 cooling Methods 0.000 abstract description 10
- 239000003507 refrigerant Substances 0.000 abstract description 10
- 239000013505 freshwater Substances 0.000 abstract description 4
- 239000007788 liquid Substances 0.000 abstract description 3
- 238000001704 evaporation Methods 0.000 abstract 1
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- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 6
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 description 3
- 230000007423 decrease Effects 0.000 description 2
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Landscapes
- Control Of Non-Positive-Displacement Pumps (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【目的】 ターボ圧縮機を使用した下水熱源ヒートポン
プにおいて、下水温度が設計値より大幅に低下した場合
においても、圧縮機がサージングを起こさないように
し、補助ボイラなしで暖房運転ができるようにする。 【構成】 下水温度検出器と、下水温度が設定値以下に
低下した時、前記温度検出器が検出した温度信号に応じ
て凝縮器の暖房用温水の出口側に設けられた温度調節器
の設定温度を自動的に低下させる信号変換器とを設け
た。
プにおいて、下水温度が設計値より大幅に低下した場合
においても、圧縮機がサージングを起こさないように
し、補助ボイラなしで暖房運転ができるようにする。 【構成】 下水温度検出器と、下水温度が設定値以下に
低下した時、前記温度検出器が検出した温度信号に応じ
て凝縮器の暖房用温水の出口側に設けられた温度調節器
の設定温度を自動的に低下させる信号変換器とを設け
た。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明はターボ圧縮機を使用した
下水熱源ヒートポンプに関するものである。
下水熱源ヒートポンプに関するものである。
【０００２】
【従来の技術】図３および図４はターボ圧縮機を使用し
た下水熱源ヒートポンプのサイクルフロー図である。図
３は冷房運転時のフロー、図４は暖房運転時のフローを
示している。これらの図の回路は基本的に同一構成のも
のであるが、それぞれの運転状態に応じて、関係のない
部分は図示省略した部分がある。各図の太線の配管は、
各図の運転状態に応じたメインフローを示している。
た下水熱源ヒートポンプのサイクルフロー図である。図
３は冷房運転時のフロー、図４は暖房運転時のフローを
示している。これらの図の回路は基本的に同一構成のも
のであるが、それぞれの運転状態に応じて、関係のない
部分は図示省略した部分がある。各図の太線の配管は、
各図の運転状態に応じたメインフローを示している。
【０００３】図３において、１はモータ、２は同モータ
に連る増速機、３は同増速機に連るターボ圧縮機、４は
同圧縮機の吐出側に配管によって連るダブルバンドル凝
縮器、６は同凝縮器に配管によって連るオリフィス、７
は同オリフィスに配管によって連るダブルバンドル蒸発
器であり、この蒸発器は前記圧縮機３の吸入側に配管に
よって連っている。Ａは凝縮器４に連る下水配管、Ｂは
凝縮器７に連る下水配管、Ｃは凝縮器４に連る温水配
管、Ｄは凝縮器７に連る冷水配管である。５は下水配管
Ａ上に設けられた汚水ポンプ、１７は下水配管Ｂ上に設
けられた汚水ポンプ、１２は温水配管Ｃ上に設けられた
温水ポンプ、８は冷水配管Ｄ上に設けられた冷水ポンプ
である。また１５は遮断弁、１６はフィルタであり、こ
れらの遮断弁とフィルタは、下水配管Ａ、下水配管Ｂ、
温水配管Ｃ、冷水配管Ｄのそれぞれに設けられている。
１３は温水配管Ｃの出口側配管に設けられた温度調節
器、９は冷水配管Ｄの出口側配管に設けられた温度調節
器、１１は圧縮機３に設けられた吸込ベーン、１０は同
ベーンを駆動するベーンモータである。温度調節器１
３、９は前記ベーンモータ１０と信号線で接続されてい
る。１４は下水配管Ａにおいて凝縮器４をバイパスする
配管上に設けられた流量調節弁である。図４において、
１８は下水配管Ｂにおいて蒸発器７をバイパスする配管
上に設けられた流量調節弁である。流量調節弁１４は温
度調節器１３と信号線によって接続されている。また図
４の流量調節弁１８は温度調節器９と信号線によって接
続されている。なお、図の煩雑化を避けるために、図３
（冷房運転時フロー図）には下水配管Ｂに設けられた流
量調節弁１８が、図４（暖房運転時フロー図）には下水
配管Ａに設けられた流量調節弁１４がそれぞれ図示省略
してある。
に連る増速機、３は同増速機に連るターボ圧縮機、４は
同圧縮機の吐出側に配管によって連るダブルバンドル凝
縮器、６は同凝縮器に配管によって連るオリフィス、７
は同オリフィスに配管によって連るダブルバンドル蒸発
器であり、この蒸発器は前記圧縮機３の吸入側に配管に
よって連っている。Ａは凝縮器４に連る下水配管、Ｂは
凝縮器７に連る下水配管、Ｃは凝縮器４に連る温水配
管、Ｄは凝縮器７に連る冷水配管である。５は下水配管
Ａ上に設けられた汚水ポンプ、１７は下水配管Ｂ上に設
けられた汚水ポンプ、１２は温水配管Ｃ上に設けられた
温水ポンプ、８は冷水配管Ｄ上に設けられた冷水ポンプ
である。また１５は遮断弁、１６はフィルタであり、こ
れらの遮断弁とフィルタは、下水配管Ａ、下水配管Ｂ、
温水配管Ｃ、冷水配管Ｄのそれぞれに設けられている。
１３は温水配管Ｃの出口側配管に設けられた温度調節
器、９は冷水配管Ｄの出口側配管に設けられた温度調節
器、１１は圧縮機３に設けられた吸込ベーン、１０は同
ベーンを駆動するベーンモータである。温度調節器１
３、９は前記ベーンモータ１０と信号線で接続されてい
る。１４は下水配管Ａにおいて凝縮器４をバイパスする
配管上に設けられた流量調節弁である。図４において、
１８は下水配管Ｂにおいて蒸発器７をバイパスする配管
上に設けられた流量調節弁である。流量調節弁１４は温
度調節器１３と信号線によって接続されている。また図
４の流量調節弁１８は温度調節器９と信号線によって接
続されている。なお、図の煩雑化を避けるために、図３
（冷房運転時フロー図）には下水配管Ｂに設けられた流
量調節弁１８が、図４（暖房運転時フロー図）には下水
配管Ａに設けられた流量調節弁１４がそれぞれ図示省略
してある。
【０００４】冷房サイクルフローを示す図３において、
モータ１から増速機２を介して駆動されるターボ圧縮機
３で圧縮された冷媒ガスは、ダブルバンドル凝縮器(dou
blebundle condenser) ４に流入し、汚水ポンプ５によ
って下水配管Ａを経て供給された下水で冷やされて凝縮
する。凝縮した冷媒液はオリフィス６を経てダブルバン
ドル蒸発器(double bundle evaporator)７で蒸発し、冷
水ポンプ８によって冷水配管Ｄを経て供給された冷水を
冷却し、冷房用冷水として供給する。蒸発した冷媒ガス
はターボ圧縮機３に還流して、サイクルを形成する。冷
水の出口温度は温度調節器９からの制御信号によりベー
ンモータ１０を介して、圧縮機の吸込ベーン１１の角度
を調節し、冷媒ガスの流量を調節して冷水出口温度の制
御が行われる。
モータ１から増速機２を介して駆動されるターボ圧縮機
３で圧縮された冷媒ガスは、ダブルバンドル凝縮器(dou
blebundle condenser) ４に流入し、汚水ポンプ５によ
って下水配管Ａを経て供給された下水で冷やされて凝縮
する。凝縮した冷媒液はオリフィス６を経てダブルバン
ドル蒸発器(double bundle evaporator)７で蒸発し、冷
水ポンプ８によって冷水配管Ｄを経て供給された冷水を
冷却し、冷房用冷水として供給する。蒸発した冷媒ガス
はターボ圧縮機３に還流して、サイクルを形成する。冷
水の出口温度は温度調節器９からの制御信号によりベー
ンモータ１０を介して、圧縮機の吸込ベーン１１の角度
を調節し、冷媒ガスの流量を調節して冷水出口温度の制
御が行われる。
【０００５】冷房運転時に若干の暖房負荷の要求があ
り、温水が必要となったときには、温水ポンプ１２を起
動し、温水配管Ｃを経て、ダブルバンドル凝縮器４に清
水を供給し、下水配管Ａの汚水に排熱していた冷媒ガス
の熱を温水配管Ｃの水に排熱して、暖房用等の熱源とし
て利用される温水の製造を行う。温水制御は温度調節器
１３で温水配管Ｃ上の温水出口温度を検出し、流量調節
弁１４でダブルバンドル凝縮器４に入る下水配管Ａの汚
水の量を調節して行われる。
り、温水が必要となったときには、温水ポンプ１２を起
動し、温水配管Ｃを経て、ダブルバンドル凝縮器４に清
水を供給し、下水配管Ａの汚水に排熱していた冷媒ガス
の熱を温水配管Ｃの水に排熱して、暖房用等の熱源とし
て利用される温水の製造を行う。温水制御は温度調節器
１３で温水配管Ｃ上の温水出口温度を検出し、流量調節
弁１４でダブルバンドル凝縮器４に入る下水配管Ａの汚
水の量を調節して行われる。
【０００６】図４は暖房サイクル時のフローを示し、温
水ポンプ１２によって温水配管Ｃを経て供給された水
は、ダブルバンドル凝縮器４で冷媒ガスの顕熱と液化潜
熱を奪って暖められ、暖房用温水となる。温水の出口温
度は温度調節器１３からの制御信号によりベーンモータ
１０を介して、圧縮機の吸込ベーン１１の角度を調節
し、冷媒ガスの流量を調節して、温水出口温度の制御が
行われる。
水ポンプ１２によって温水配管Ｃを経て供給された水
は、ダブルバンドル凝縮器４で冷媒ガスの顕熱と液化潜
熱を奪って暖められ、暖房用温水となる。温水の出口温
度は温度調節器１３からの制御信号によりベーンモータ
１０を介して、圧縮機の吸込ベーン１１の角度を調節
し、冷媒ガスの流量を調節して、温水出口温度の制御が
行われる。
【０００７】暖房運転時に若干の冷房負荷の要求があ
り、冷水が必要となったときには、冷水ポンプ８を起動
し、冷水配管Ｄを経てダブルバンドル蒸発器７に清水を
供給して、下水配管Ｂを経て供給される汚水から吸熱し
ていた冷媒液の熱を、上記冷水配管Ｄの水から吸熱し、
冷房用等に利用される冷水の製造を行う。冷水制御は温
度調節器９で冷水配管Ｄ上の冷水出口温度を検出し、汚
水ポンプ１７で下水配管Ｂを経てダブルバンドル蒸発器
７に入る汚水の量を、流量調節弁１８で調節して行われ
る。
り、冷水が必要となったときには、冷水ポンプ８を起動
し、冷水配管Ｄを経てダブルバンドル蒸発器７に清水を
供給して、下水配管Ｂを経て供給される汚水から吸熱し
ていた冷媒液の熱を、上記冷水配管Ｄの水から吸熱し、
冷房用等に利用される冷水の製造を行う。冷水制御は温
度調節器９で冷水配管Ｄ上の冷水出口温度を検出し、汚
水ポンプ１７で下水配管Ｂを経てダブルバンドル蒸発器
７に入る汚水の量を、流量調節弁１８で調節して行われ
る。
【０００８】以上のようにダブルハンドル凝縮器４とダ
ブルバンドル蒸発器７は、冷房時に冷水と温水を同時に
取り出して不要な熱を汚水に排熱し、また暖房時に温水
と冷水を同時に取り出して必要な熱を汚水から吸熱する
ことを可能とするものである。都市における下水の冬季
平均温度は一般に１３℃〜１５℃程度であるから熱源と
して利用可能である。
ブルバンドル蒸発器７は、冷房時に冷水と温水を同時に
取り出して不要な熱を汚水に排熱し、また暖房時に温水
と冷水を同時に取り出して必要な熱を汚水から吸熱する
ことを可能とするものである。都市における下水の冬季
平均温度は一般に１３℃〜１５℃程度であるから熱源と
して利用可能である。
【０００９】
【発明が解決しようとする課題】下水熱源ヒートポンプ
にターボ冷凍機を使用した場合冬季暖房運転（図４）を
行う時、下水温度が設計値より大幅に低下している状態
で、暖房用温水出口温度を一定にして運転すると、ター
ボ圧縮機の吸込圧が低下して圧縮比が増大し、ヒートポ
ンプの容量が不足して、圧縮機がサージングを起こし、
風圧が変動し、過大な振動と騒音のために運転不能とな
る場合がある。この対策として補助ボイラが設置される
が、建設費と機械室スペースの増大及び煩雑な運転操作
と保守・燃料費の増大を招く。
にターボ冷凍機を使用した場合冬季暖房運転（図４）を
行う時、下水温度が設計値より大幅に低下している状態
で、暖房用温水出口温度を一定にして運転すると、ター
ボ圧縮機の吸込圧が低下して圧縮比が増大し、ヒートポ
ンプの容量が不足して、圧縮機がサージングを起こし、
風圧が変動し、過大な振動と騒音のために運転不能とな
る場合がある。この対策として補助ボイラが設置される
が、建設費と機械室スペースの増大及び煩雑な運転操作
と保守・燃料費の増大を招く。
【００１０】本発明は、冬季に下水温度が設計値を大幅
に低下している時においても、圧縮機のサージングを起
こすことなく、かつ補助ボイラを設置することもなく、
下水熱源ヒートポンプの暖房運転ができるようにしよう
とするものである。
に低下している時においても、圧縮機のサージングを起
こすことなく、かつ補助ボイラを設置することもなく、
下水熱源ヒートポンプの暖房運転ができるようにしよう
とするものである。
【００１１】
【課題を解決するための手段】本発明は上記課題を解決
したものであって、ターボ圧縮機を使用した下水熱源ヒ
ートポンプにおいて、下水温度検出器と、下水温度が設
定値以下に低下した時、前記温度検出器が検出した温度
信号に応じて凝縮器の暖房用温水の出口側に設けられた
温度調節器の設定温度を自動的に低下させる信号変換器
とを設けたことを特徴とする下水熱源ヒートポンプに関
するものである。
したものであって、ターボ圧縮機を使用した下水熱源ヒ
ートポンプにおいて、下水温度検出器と、下水温度が設
定値以下に低下した時、前記温度検出器が検出した温度
信号に応じて凝縮器の暖房用温水の出口側に設けられた
温度調節器の設定温度を自動的に低下させる信号変換器
とを設けたことを特徴とする下水熱源ヒートポンプに関
するものである。
【００１２】
【作用】下水温度が設計値より大幅に低下すると、温水
出口温度調節器の設定温度が自動的に逐次低下し、圧縮
機吸込圧の低下が防止されて、圧縮機はサージングを起
こさない。したがって補助ボイラの設置も不要となる。
出口温度調節器の設定温度が自動的に逐次低下し、圧縮
機吸込圧の低下が防止されて、圧縮機はサージングを起
こさない。したがって補助ボイラの設置も不要となる。
【００１３】
【実施例】図１は本発明の一実施例の暖房運転時のサイ
クルフロー図である。図において、１９は下水配管Ｂの
入口側配管に設けられている下水温度検出器、２０は同
検出器の温度検出値を変換して、その信号を温水配管Ｃ
の出口側配管上に設けられている温度調節器へ送る信号
変換器である。上記以外の部分の構成および作用は従来
の技術と同じであるから説明を省略する。また、図１に
は図の煩雑化を避けるため、従来技術の項で示した下水
配管Ａ上の流量調節弁１４と、下水配管Ｂ上の流量調節
弁１８は図示省略してある。
クルフロー図である。図において、１９は下水配管Ｂの
入口側配管に設けられている下水温度検出器、２０は同
検出器の温度検出値を変換して、その信号を温水配管Ｃ
の出口側配管上に設けられている温度調節器へ送る信号
変換器である。上記以外の部分の構成および作用は従来
の技術と同じであるから説明を省略する。また、図１に
は図の煩雑化を避けるため、従来技術の項で示した下水
配管Ａ上の流量調節弁１４と、下水配管Ｂ上の流量調節
弁１８は図示省略してある。
【００１４】本装置において、暖房用温水の出口温度調
節器１３の設定温度は、下水温度検出器１９の検出温度
が設定値以下になると、信号変換器２０の信号によって
自動的に逐次低下するようになっている。
節器１３の設定温度は、下水温度検出器１９の検出温度
が設定値以下になると、信号変換器２０の信号によって
自動的に逐次低下するようになっている。
【００１５】図２は上記実施例における変換モードの一
例で、下水温度が低下して１０℃に達すると温水出口温
度の設定値は、それまで４５℃であったものが逐次低下
を始め、下水温度が７℃のとき４０℃となる。なお本装
置においては、一時的な下水温度低下時においても温水
温度は低下することになるが、例えば温水温度が４５℃
から３８〜４０℃程度に一時的に低下しても、室温には
大きな変動を与えないので支障はない。なお、信号変換
器２０の変換モードは任意に選択設定されるようになっ
ている。
例で、下水温度が低下して１０℃に達すると温水出口温
度の設定値は、それまで４５℃であったものが逐次低下
を始め、下水温度が７℃のとき４０℃となる。なお本装
置においては、一時的な下水温度低下時においても温水
温度は低下することになるが、例えば温水温度が４５℃
から３８〜４０℃程度に一時的に低下しても、室温には
大きな変動を与えないので支障はない。なお、信号変換
器２０の変換モードは任意に選択設定されるようになっ
ている。
【００１６】本実施例によれば、冬季下水温度が設計値
より大幅に低下しても、圧縮機にサージングを起こすこ
となく、あるいはまた、補助ボイラを設置することな
く、下水熱源ヒートポンプの暖房運転を行うことができ
る。なお本発明は既設プラントに対して、現地で容易に
改造施工することができる。
より大幅に低下しても、圧縮機にサージングを起こすこ
となく、あるいはまた、補助ボイラを設置することな
く、下水熱源ヒートポンプの暖房運転を行うことができ
る。なお本発明は既設プラントに対して、現地で容易に
改造施工することができる。
【００１７】
【発明の効果】本発明の下水熱源ヒートポンプにおいて
は、下水温度検出器と、下水温度が設定値以下に低下し
た時、前記温度検出器が検出した温度信号に応じて凝縮
器の暖房用温水の出口側に設けられた温度調節器の設定
温度を自動的に低下させる信号変換器とを設けてあるの
で、下水温度が設計値を大幅に低下した時でも、圧縮機
はサージングを起こすことはなく、したがって補助ボイ
ラを設置することなく暖房運転を行うことができる。
は、下水温度検出器と、下水温度が設定値以下に低下し
た時、前記温度検出器が検出した温度信号に応じて凝縮
器の暖房用温水の出口側に設けられた温度調節器の設定
温度を自動的に低下させる信号変換器とを設けてあるの
で、下水温度が設計値を大幅に低下した時でも、圧縮機
はサージングを起こすことはなく、したがって補助ボイ
ラを設置することなく暖房運転を行うことができる。
【図１】本発明の一実施例の暖房運転時のサイクルフロ
ー図。
ー図。
【図２】上記実施例における信号変換モードの一例の
図。
図。
【図３】従来の下水熱源ヒートポンプの冷房運転時のサ
イクルフロー図。
イクルフロー図。
【図４】従来の下水熱源ヒートポンプの暖房運転時のサ
イクルフロー図。
イクルフロー図。
Ａ 下水配管 Ｂ 下水配管 Ｃ 温水配管 Ｄ 冷水配管 １ モータ ２ 増速機 ３ ターボ圧縮機 ４ ダブルバンドル凝縮器 ５ 汚水ポンプ ６ オリフィス ７ ダブルバンドル蒸発器 ８ 冷水ポンプ ９ 温度調節器 １０ ベーンモータ １１ 吸込ベーン １２ 温水ポンプ １３ 温度調節器 １４ 流量調節弁 １５ 遮断弁 １６ フィルタ １７ 汚水ポンプ １８ 流量調節弁 １９ 下水温度検出器 ２０ 信号変換器
Claims (1)
- 【請求項１】 ターボ圧縮機を使用した下水熱源ヒート
ポンプにおいて、下水温度検出器と、下水温度が設定値
以下に低下した時、前記温度検出器が検出した温度信号
に応じて凝縮器の暖房用温水の出口側に設けられた温度
調節器の設定温度を自動的に低下させる信号変換器とを
設けたことを特徴とする下水熱源ヒートポンプ。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP19528692A JPH0634236A (ja) | 1992-07-22 | 1992-07-22 | 下水熱源ヒートポンプ |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP19528692A JPH0634236A (ja) | 1992-07-22 | 1992-07-22 | 下水熱源ヒートポンプ |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0634236A true JPH0634236A (ja) | 1994-02-08 |
Family
ID=16338634
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP19528692A Pending JPH0634236A (ja) | 1992-07-22 | 1992-07-22 | 下水熱源ヒートポンプ |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0634236A (ja) |
Cited By (9)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US7054850B2 (en) | 2000-06-16 | 2006-05-30 | Canon Kabushiki Kaisha | Apparatus and method for detecting or recognizing pattern by employing a plurality of feature detecting elements |
| KR100722542B1 (ko) * | 2007-02-06 | 2007-05-28 | 함성철 | 지열용 히트펌프 |
| CN100464137C (zh) * | 2007-07-20 | 2009-02-25 | 哈尔滨工业大学 | 带淋激椭圆腔板式换热器的污水源热泵系统 |
| JP2012115813A (ja) * | 2010-12-03 | 2012-06-21 | Mitsubishi Heavy Ind Ltd | 生物処理方式による排水処理設備用ヒートポンプシステム、及びこれを備えた生物処理方式による排水処理設備、並びに、生物処理方式による排水処理設備用ヒートポンプシステムの制御方法 |
| CN105540704A (zh) * | 2015-12-16 | 2016-05-04 | 烟台市环境卫生管理处 | 污水加热装置及其污水加热工艺 |
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| WO2024064382A1 (en) * | 2022-09-23 | 2024-03-28 | Johnson Controls Tyco IP Holdings LLP | Heat exchanger for hvac&r system |
-
1992
- 1992-07-22 JP JP19528692A patent/JPH0634236A/ja active Pending
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