JPS5885065A - 熱ポンプ装置 - Google Patents
熱ポンプ装置Info
- Publication number
- JPS5885065A JPS5885065A JP56184046A JP18404681A JPS5885065A JP S5885065 A JPS5885065 A JP S5885065A JP 56184046 A JP56184046 A JP 56184046A JP 18404681 A JP18404681 A JP 18404681A JP S5885065 A JPS5885065 A JP S5885065A
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- JP
- Japan
- Prior art keywords
- refrigerant
- heat
- boiling point
- evaporator
- temperature
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Granted
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- Compression-Type Refrigeration Machines With Reversible Cycles (AREA)
- Central Heating Systems (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】
本発明は、非共沸混合冷媒を用いる仁とによって、高効
率で省エネルギな熱ポンプ装置を提供す２ることを目的
とするものである。
率で省エネルギな熱ポンプ装置を提供す２ることを目的
とするものである。
従来、家庭内温排熱、太陽熱、燃焼熱等の排熱エネルギ
を熱ポンプ装置の蒸発器で回収する技術は公知のもので
ある。またかかる排熱エネルギは、その特性上高温度で
あっても、熱量的に不足がちで、かつまた間欠的であり
、外気からの熱回収と併用するため、２つの蒸発器で直
列又は並列に回収する技術も公知のものである。
を熱ポンプ装置の蒸発器で回収する技術は公知のもので
ある。またかかる排熱エネルギは、その特性上高温度で
あっても、熱量的に不足がちで、かつまた間欠的であり
、外気からの熱回収と併用するため、２つの蒸発器で直
列又は並列に回収する技術も公知のものである。
しかるに、かかる公知の技術においては、一つの圧縮機
を用いた冷凍サイクルにおいて、単一冷媒を用いたもの
であり、蒸発器における蒸発温度は一定となり、かつそ
の一定となる蒸発温度は排熱エネルギの温度レベルと外
気の温度レベルの低い方よりも必ず低温となる。従って
蒸発器において過熱が大きくなるだけだったり、温度レ
ベルの高い方にサイクルを切換えたりして利用している
のが現状で、サイクル効率上は必ずしも改善されたもの
ではなかった。
を用いた冷凍サイクルにおいて、単一冷媒を用いたもの
であり、蒸発器における蒸発温度は一定となり、かつそ
の一定となる蒸発温度は排熱エネルギの温度レベルと外
気の温度レベルの低い方よりも必ず低温となる。従って
蒸発器において過熱が大きくなるだけだったり、温度レ
ベルの高い方にサイクルを切換えたりして利用している
のが現状で、サイクル効率上は必ずしも改善されたもの
ではなかった。
本発明は、一つの圧縮機、複数の蒸発器を用いた冷媒サ
イクルにおいて、非共沸混合冷媒を用いることによって
、上記した従来技術の欠点を解消することを目的とした
ものである。すなわち、同一の蒸発圧力でありながら温
度レベルの異なる複数の蒸発器を作製し、異なる温度レ
ベルをもつ複数の熱源に対応して、高い温度レベルの熱
源に対しては高い蒸発温度をもつ蒸発器で熱交換させ、
低い温度レベルの熱源１ｒ一対しては低い蒸発温度をも
つ蒸発器で熱交換させる仁とによって、複数の熱源から
熱回収しながら、従来技術に比して圧縮機入力を低減さ
せ、高効率で省エネルギが可能となるもので、非共沸混
合冷媒を用いた一つの圧縮機を有し、凝縮器出口高沸点
冷媒をより多く含んだ液相成分と低沸点冷媒をより多く
含んだ気相成分に分離する気液分離器を設け、低沸点冷
媒をより多く含んだ成分を液化膨張後外気と熱交換する
第１０蒸発器を設け、かつ膨張後の高沸点冷媒をより多
く含んだ成分と混合し、この混合された元の成分比をも
つ非共沸混合冷媒を外気よりも高温度レベルの熱源と熱
交換する第ｆの蒸発器を設は以下本発明の熱ポンプ装置
の構成を図面に基づいて説明する。第１図は本発明の熱
ポンプ装置を外気とその他の熱源を利用したヒートポン
プ暖房装置に適用した一実施例を示す。（１）は圧縮機
、（２）は凝縮機、（３）は気液分離器であ勢、非共沸
混合冷媒を用いるとき、液相側には高沸点冷媒をより多
く含み、気相側には低沸点冷媒をより多く含むことにな
る。（４）は気液分離器（３）で分離された液相成分の
ための絞り装置、（５）は気液分離器（３）で分離され
た気相を液化するための熱交換器、（６）は低沸点冷媒
をより多く含んだ成分のための絞り装置である。り７）
は低沸点冷媒をよ艶多く含んだ成分に対する蒸発器であ
り、蒸発器（７）を通過した低沸点冷媒をより多く含ん
だ成分は、絞り装置（４）からの高沸点冷媒をより多く
含んだ成分と混合され、熱交換８８（６）に送られる。
イクルにおいて、非共沸混合冷媒を用いることによって
、上記した従来技術の欠点を解消することを目的とした
ものである。すなわち、同一の蒸発圧力でありながら温
度レベルの異なる複数の蒸発器を作製し、異なる温度レ
ベルをもつ複数の熱源に対応して、高い温度レベルの熱
源に対しては高い蒸発温度をもつ蒸発器で熱交換させ、
低い温度レベルの熱源１ｒ一対しては低い蒸発温度をも
つ蒸発器で熱交換させる仁とによって、複数の熱源から
熱回収しながら、従来技術に比して圧縮機入力を低減さ
せ、高効率で省エネルギが可能となるもので、非共沸混
合冷媒を用いた一つの圧縮機を有し、凝縮器出口高沸点
冷媒をより多く含んだ液相成分と低沸点冷媒をより多く
含んだ気相成分に分離する気液分離器を設け、低沸点冷
媒をより多く含んだ成分を液化膨張後外気と熱交換する
第１０蒸発器を設け、かつ膨張後の高沸点冷媒をより多
く含んだ成分と混合し、この混合された元の成分比をも
つ非共沸混合冷媒を外気よりも高温度レベルの熱源と熱
交換する第ｆの蒸発器を設は以下本発明の熱ポンプ装置
の構成を図面に基づいて説明する。第１図は本発明の熱
ポンプ装置を外気とその他の熱源を利用したヒートポン
プ暖房装置に適用した一実施例を示す。（１）は圧縮機
、（２）は凝縮機、（３）は気液分離器であ勢、非共沸
混合冷媒を用いるとき、液相側には高沸点冷媒をより多
く含み、気相側には低沸点冷媒をより多く含むことにな
る。（４）は気液分離器（３）で分離された液相成分の
ための絞り装置、（５）は気液分離器（３）で分離され
た気相を液化するための熱交換器、（６）は低沸点冷媒
をより多く含んだ成分のための絞り装置である。り７）
は低沸点冷媒をよ艶多く含んだ成分に対する蒸発器であ
り、蒸発器（７）を通過した低沸点冷媒をより多く含ん
だ成分は、絞り装置（４）からの高沸点冷媒をより多く
含んだ成分と混合され、熱交換８８（６）に送られる。
（８）は混合された元の成分比をもつ非共沸混合冷媒に
対する蒸発器、（９）はアキュームレータであり、マキ
ュームレータ（９）の出口は圧縮機（１）の吸入口に接
続されている。勾は室内の空気と凝縮ＩＮりを流れる冷
媒を鵬交換させるためのファン、鵠は外気と蒸発ＩＩ
ｆｆ）を流れる冷媒を熱交換させるためのファン、鱒は
家庭内温排熱、太陽熱、燃焼熱等の排熱エネルギを一収
した水等の搬送流体と蒸発器（８）を流れる冷媒を熱交
換させるための搬送管である。
対する蒸発器、（９）はアキュームレータであり、マキ
ュームレータ（９）の出口は圧縮機（１）の吸入口に接
続されている。勾は室内の空気と凝縮ＩＮりを流れる冷
媒を鵬交換させるためのファン、鵠は外気と蒸発ＩＩ
ｆｆ）を流れる冷媒を熱交換させるためのファン、鱒は
家庭内温排熱、太陽熱、燃焼熱等の排熱エネルギを一収
した水等の搬送流体と蒸発器（８）を流れる冷媒を熱交
換させるための搬送管である。
このように、蒸発器（７）（＾は圧縮機（１）にアキュ
ームレータ（−）を通して連通しているので、同じ蒸発
圧力をもっているものの、蒸発−（８）を流れる冷媒は
元の成分比をもつ非共沸混合冷媒であり、蒸発＃ （７
）を流れる冷媒は低沸点冷媒をより多く含んだ成分であ
るため、蒸発器（１）の蒸発温度は蒸発器（ｎの蒸発温
度より高温に保つことが可能となる。従って、凝縮器（
２）における凝縮温度および蒸発１１＜１における蒸発
温度を、従来の単一冷媒を用いた冷凍サイクルの凝縮温
度および蒸発温度と略同−とすると、より高温度レベル
の排熱エネルギを熱回収する蒸発器（８）の蒸発温度は
蒸発器（ｎの蒸発温度より高温となるため、圧縮機（１
）の入力を低減することが可能となるものである。
ームレータ（−）を通して連通しているので、同じ蒸発
圧力をもっているものの、蒸発−（８）を流れる冷媒は
元の成分比をもつ非共沸混合冷媒であり、蒸発＃ （７
）を流れる冷媒は低沸点冷媒をより多く含んだ成分であ
るため、蒸発器（１）の蒸発温度は蒸発器（ｎの蒸発温
度より高温に保つことが可能となる。従って、凝縮器（
２）における凝縮温度および蒸発１１＜１における蒸発
温度を、従来の単一冷媒を用いた冷凍サイクルの凝縮温
度および蒸発温度と略同−とすると、より高温度レベル
の排熱エネルギを熱回収する蒸発器（８）の蒸発温度は
蒸発器（ｎの蒸発温度より高温となるため、圧縮機（１
）の入力を低減することが可能となるものである。
上記作用を第２図に示した一定圧力における低沸点冷媒
濃度対温度のグラフで説明する。なお、この第２図にお
いては、説明の都合上一定の凝縮圧力と蒸発圧力のグラ
フを上下に並べて配置している。第２図上に示した（ｘ
）＋ Ｑｃ）点は、第１図における（ａ）〜（ｋ）点に
おける圧力・・温度・濃度に対応している。すなわち（
ａ）点−（ｂ）点間は、凝縮器（２）における凝縮過程
であゆ、非共沸混合冷媒を用いているため温度低下が見
られる。（Ｃ）点および＠）点は、気液分離１１（３）
で分離された気相および液相の状態点である。（ｄ）点
−（ｅ）点間は、絞り装置（４）における絞り過程であ
り、凝縮圧力から蒸発圧力への圧力低下とともに、温度
低下をもたらす。（ｃ）点−（１）点間は、低沸点冷媒
をより多く含んだ成分Ｏ熱交換１！ （Ｓ）における熱
交換過程であり、（ｆ）点において冷媒が完全に液化さ
れる如（熱交換器（６）は構成されるものである。（ｆ
）点−葎）点間は、絞り装置（６）における絞り過程で
あり、同じく凝縮圧力から蒸発圧力への圧力低下をもた
らす。−）点−Ｑｌ）点間は、蒸発器（７）における外
気との熱交換による蒸発過程であり、非共沸混合冷媒の
場合、温度上昇が見られる。（ｉ）点は、絞り装置（４
）後の低沸点冷媒をより多く含んだ（ｅ）黒成分と、蒸
発器（至）後の高沸点冷媒をより多く含んだ伽）黒成分
が混合された状態点を表わし、その成分比は圧縮機（１
）後の非共沸混合冷媒の元の成分比と同じものとなる。
濃度対温度のグラフで説明する。なお、この第２図にお
いては、説明の都合上一定の凝縮圧力と蒸発圧力のグラ
フを上下に並べて配置している。第２図上に示した（ｘ
）＋ Ｑｃ）点は、第１図における（ａ）〜（ｋ）点に
おける圧力・・温度・濃度に対応している。すなわち（
ａ）点−（ｂ）点間は、凝縮器（２）における凝縮過程
であゆ、非共沸混合冷媒を用いているため温度低下が見
られる。（Ｃ）点および＠）点は、気液分離１１（３）
で分離された気相および液相の状態点である。（ｄ）点
−（ｅ）点間は、絞り装置（４）における絞り過程であ
り、凝縮圧力から蒸発圧力への圧力低下とともに、温度
低下をもたらす。（ｃ）点−（１）点間は、低沸点冷媒
をより多く含んだ成分Ｏ熱交換１！ （Ｓ）における熱
交換過程であり、（ｆ）点において冷媒が完全に液化さ
れる如（熱交換器（６）は構成されるものである。（ｆ
）点−葎）点間は、絞り装置（６）における絞り過程で
あり、同じく凝縮圧力から蒸発圧力への圧力低下をもた
らす。−）点−Ｑｌ）点間は、蒸発器（７）における外
気との熱交換による蒸発過程であり、非共沸混合冷媒の
場合、温度上昇が見られる。（ｉ）点は、絞り装置（４
）後の低沸点冷媒をより多く含んだ（ｅ）黒成分と、蒸
発器（至）後の高沸点冷媒をより多く含んだ伽）黒成分
が混合された状態点を表わし、その成分比は圧縮機（１
）後の非共沸混合冷媒の元の成分比と同じものとなる。
（＋）点−（ｊ）点間は、熱交換器（５）において高沸
点冷媒をより多く含む成分を液化する際の蒸発過程であ
り、温度上昇が見られる。０）点−へ）点間は、蒸発器
（８）における外気よりも温度レベルの高い排熱エネル
ギとの熱交換による蒸発過程であり、蒸発器（ｎにおけ
る蒸発過程よりも高沸点冷媒をよ秒多く含むため高い蒸
発温度過程を保持することが可能となる。伽）点−（ω
点間は、圧縮機（１）における圧縮過程であり、蒸発圧
力から凝縮圧力まで非共沸混合冷媒は圧縮される。かか
る混合冷媒の状部変化を通じて、上記した高効率で省エ
ネルギなヒートダンプ暖房装置を提供できるものであり
、外気よりも高温度レベルとなる排熱エネルギが熱量的
に多量にある場合に特に好適となるものである。
点冷媒をより多く含む成分を液化する際の蒸発過程であ
り、温度上昇が見られる。０）点−へ）点間は、蒸発器
（８）における外気よりも温度レベルの高い排熱エネル
ギとの熱交換による蒸発過程であり、蒸発器（ｎにおけ
る蒸発過程よりも高沸点冷媒をよ秒多く含むため高い蒸
発温度過程を保持することが可能となる。伽）点−（ω
点間は、圧縮機（１）における圧縮過程であり、蒸発圧
力から凝縮圧力まで非共沸混合冷媒は圧縮される。かか
る混合冷媒の状部変化を通じて、上記した高効率で省エ
ネルギなヒートダンプ暖房装置を提供できるものであり
、外気よりも高温度レベルとなる排熱エネルギが熱量的
に多量にある場合に特に好適となるものである。
を用いた場合、凝縮過程においては温度低下、蒸発過程
においては温度上昇が見られるので、凝縮器（２）、蒸
発器（７） （ｓ）では熱源と対向流とし、熱交換器（
５）においても対向流とするのがよい。
においては温度上昇が見られるので、凝縮器（２）、蒸
発器（７） （ｓ）では熱源と対向流とし、熱交換器（
５）においても対向流とするのがよい。
以上説明した如く、本発明の熱ポンプ装置は、非共沸混
合冷媒を用い、高沸点冷媒をより多く含んだ成分と低沸
点冷媒をより多く含んだ成分に分離し、低沸点冷媒をよ
り多く含んだ成分を第１の蒸発器において外気等の低熱
源と熱交換した後、前記高沸点冷媒をより多く含んだ成
分と混合し、この混合後の、元の成分比をもつ非共沸混
合冷媒をＩｇ＝の蒸発器においてより高温度レベルの熱
源と熱交換させる如く構成したので、高効率で省エネル
ギな熱ポンプ装置を提供できるに至ったものである。
合冷媒を用い、高沸点冷媒をより多く含んだ成分と低沸
点冷媒をより多く含んだ成分に分離し、低沸点冷媒をよ
り多く含んだ成分を第１の蒸発器において外気等の低熱
源と熱交換した後、前記高沸点冷媒をより多く含んだ成
分と混合し、この混合後の、元の成分比をもつ非共沸混
合冷媒をＩｇ＝の蒸発器においてより高温度レベルの熱
源と熱交換させる如く構成したので、高効率で省エネル
ギな熱ポンプ装置を提供できるに至ったものである。
なお、実施例においては省略したが、絞り装置入口の過
冷却をとるための熱交換器を設けたものや、給湯装置等
に利用した熱ｌンプ装置も本発明に含まれるものであり
、高温度レベルのＭ置としては、家庭内温排熱、太陽熱
、燃焼熱等の外気より温度レベルの高い排熱エネルギが
好適となるものである。
冷却をとるための熱交換器を設けたものや、給湯装置等
に利用した熱ｌンプ装置も本発明に含まれるものであり
、高温度レベルのＭ置としては、家庭内温排熱、太陽熱
、燃焼熱等の外気より温度レベルの高い排熱エネルギが
好適となるものである。
第１図は本発明の熱プンブ装置〇一実施例を示す構成図
、１８２図は第１図の各状態点を説明するための低沸点
冷媒濃度対温度のグラフである。 （１）・・・圧縮機、（２）・・・凝縮器、（３）・・
・気液分離器、（４）・・・絞り装置、（５）・・・熱
交換器、（６）・・・絞り装置、（７） （１）・・・
蒸発器 代理人 森本義弘 手続補正書（自制 昭和５６年１り月／Ａ日 特許庁長官殿 １、事件の表示 昭和 ５６ｉ１ 持 許 ｍ第 １８４０４６
号２、発明の￥１称 熱ボング装置 ３補１１−をする者 １１件との関係 特許出願人 名称 （５８２）松下電器産業株式会社４、代 理 人 ５ の日付（発送日）昭和 年
月 日 ６ 補正により増加する発明の数 ７補正の対象 明細書の発明の詳細な説明の欄 ８、補正の内容 ■明細書の発明の詳細な説明の橋 （１）第３頁第１行目 「冷媒サイクル」とあるを「冷凍サイクル」に訂正する
。
、１８２図は第１図の各状態点を説明するための低沸点
冷媒濃度対温度のグラフである。 （１）・・・圧縮機、（２）・・・凝縮器、（３）・・
・気液分離器、（４）・・・絞り装置、（５）・・・熱
交換器、（６）・・・絞り装置、（７） （１）・・・
蒸発器 代理人 森本義弘 手続補正書（自制 昭和５６年１り月／Ａ日 特許庁長官殿 １、事件の表示 昭和 ５６ｉ１ 持 許 ｍ第 １８４０４６
号２、発明の￥１称 熱ボング装置 ３補１１−をする者 １１件との関係 特許出願人 名称 （５８２）松下電器産業株式会社４、代 理 人 ５ の日付（発送日）昭和 年
月 日 ６ 補正により増加する発明の数 ７補正の対象 明細書の発明の詳細な説明の欄 ８、補正の内容 ■明細書の発明の詳細な説明の橋 （１）第３頁第１行目 「冷媒サイクル」とあるを「冷凍サイクル」に訂正する
。
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 １、非共沸混合冷媒を用いた一つの圧縮機を有し、凝縮
器出口に高沸点冷媒をよ秒多（含んだ液相成分と低沸点
冷媒をより多く含んだ気相成分に分離する気液分離器を
設け、低沸点冷媒をより多（含んだ成分を液化膨張機外
気と熱交換する第１の蒸発器を設け、かつ膨張後の高沸
点冷媒をよゆ多（含−んだ成分と混合し、この混合後の
元の成分比をもつ非共沸風合冷媒を外気よりも高温度レ
ベルの熱源と熱交換する第２の蒸発器を設けた熱Ｉンプ
装置。 １ 低沸点冷媒をより多（含んだ気相成分の液化は、混
合後の元の成分比をもつ非共沸混合冷媒との熱交換によ
って行なわれる特許請求の範囲第１項記載の熱ポンプ装
置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP56184046A JPS5885065A (ja) | 1981-11-16 | 1981-11-16 | 熱ポンプ装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP56184046A JPS5885065A (ja) | 1981-11-16 | 1981-11-16 | 熱ポンプ装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS5885065A true JPS5885065A (ja) | 1983-05-21 |
| JPS6246780B2 JPS6246780B2 (ja) | 1987-10-05 |
Family
ID=16146412
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP56184046A Granted JPS5885065A (ja) | 1981-11-16 | 1981-11-16 | 熱ポンプ装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS5885065A (ja) |
-
1981
- 1981-11-16 JP JP56184046A patent/JPS5885065A/ja active Granted
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS6246780B2 (ja) | 1987-10-05 |
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