JPS5986846A - ヒ−トポンプ給湯機 - Google Patents
ヒ−トポンプ給湯機Info
- Publication number
- JPS5986846A JPS5986846A JP57196449A JP19644982A JPS5986846A JP S5986846 A JPS5986846 A JP S5986846A JP 57196449 A JP57196449 A JP 57196449A JP 19644982 A JP19644982 A JP 19644982A JP S5986846 A JPS5986846 A JP S5986846A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- heat
- hot water
- heat exchanger
- solar
- collector
- 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.)
- Pending
Links
Classifications
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F24—HEATING; RANGES; VENTILATING
- F24D—DOMESTIC- OR SPACE-HEATING SYSTEMS, e.g. CENTRAL HEATING SYSTEMS; DOMESTIC HOT-WATER SUPPLY SYSTEMS; ELEMENTS OR COMPONENTS THEREFOR
- F24D17/00—Domestic hot-water supply systems
- F24D17/02—Domestic hot-water supply systems using heat pumps
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Physics & Mathematics (AREA)
- Thermal Sciences (AREA)
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Combustion & Propulsion (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- General Engineering & Computer Science (AREA)
- Heat-Pump Type And Storage Water Heaters (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】
産業上の利用分野
本発明はヒートポンプ給湯機において特に太陽熱利用シ
ステムに関するものである。
ステムに関するものである。
従来例の構成とその問題点
従来のこの種のヒートポンプ給湯機としては、空気熱源
によるもの、あるいは空気熱源に付加し、太陽熱コレク
ターで得た温水を熱源にしてヒートポンプを補助するシ
ステム、あるいは太陽熱コレクター自体をヒートポンプ
の蒸発器として構成した直膨型コレクターによるシステ
ム等が提案されている。これら従来方式において、空気
熱源によるヒートポンプ給湯機は外気より吸熱してヒー
トアップするものであるからヒートポンプの蒸発器温度
を外気温度以上で運転することは不可能であるから、外
気温度、エンタルピーでヒートポンプのＣＯＰに限界が
あり、当然省エネルギ効果にも限度がある。
によるもの、あるいは空気熱源に付加し、太陽熱コレク
ターで得た温水を熱源にしてヒートポンプを補助するシ
ステム、あるいは太陽熱コレクター自体をヒートポンプ
の蒸発器として構成した直膨型コレクターによるシステ
ム等が提案されている。これら従来方式において、空気
熱源によるヒートポンプ給湯機は外気より吸熱してヒー
トアップするものであるからヒートポンプの蒸発器温度
を外気温度以上で運転することは不可能であるから、外
気温度、エンタルピーでヒートポンプのＣＯＰに限界が
あり、当然省エネルギ効果にも限度がある。
又、上記空気熱源方式に付加して太陽熱コレクターで得
た温水全熱源にするシステムにおいては空気熱源のみに
比べて日射時の蒸発温度上昇に併うヒートポンプのＣＯ
Ｐの向上とこれによる省エネルギ効果は期待できるが、
太陽熱の集熱構成のために別途に温水循環用のポンプ、
水配管、ヒートポンプとの熱交換器等の設備の増大と冬
期Ｃ循環水系の凍結防止保証、さらに集熱回路とヒート
ポンプ系の相互運転制御の複雑さがあり、実用の域に達
していない。
た温水全熱源にするシステムにおいては空気熱源のみに
比べて日射時の蒸発温度上昇に併うヒートポンプのＣＯ
Ｐの向上とこれによる省エネルギ効果は期待できるが、
太陽熱の集熱構成のために別途に温水循環用のポンプ、
水配管、ヒートポンプとの熱交換器等の設備の増大と冬
期Ｃ循環水系の凍結防止保証、さらに集熱回路とヒート
ポンプ系の相互運転制御の複雑さがあり、実用の域に達
していない。
又、太陽熱コレクターをヒートポンプの蒸発器とする直
膨型コレクタ一方式の場合は、コレクターが直接ヒート
ポンプの蒸発器を構成しているので日射時には蒸発温度
が上昇し、これに伴なうヒートポンプのｃｏｐの向上と
省エネルギ効果は空気熱源方式に比べて期待出来る。又
コレクターへの循環はヒートポンプ冷媒回路そのもので
あるから簡単である。しかし、直膨型コレクタ一方式は
、コレクターでの冷媒蒸発集熱自体がビートポンプ運転
であるために、単に太陽熱集熱単独機能運転にもかかわ
らず圧縮機の運転を要しているので、いかなる日射時で
も圧縮機動力を除去することは出来ないと共に、日射の
ない場合におけるヒートポンプ運転をどうするのか、湯
温の確保をいかにするかの問題がある。
膨型コレクタ一方式の場合は、コレクターが直接ヒート
ポンプの蒸発器を構成しているので日射時には蒸発温度
が上昇し、これに伴なうヒートポンプのｃｏｐの向上と
省エネルギ効果は空気熱源方式に比べて期待出来る。又
コレクターへの循環はヒートポンプ冷媒回路そのもので
あるから簡単である。しかし、直膨型コレクタ一方式は
、コレクターでの冷媒蒸発集熱自体がビートポンプ運転
であるために、単に太陽熱集熱単独機能運転にもかかわ
らず圧縮機の運転を要しているので、いかなる日射時で
も圧縮機動力を除去することは出来ないと共に、日射の
ない場合におけるヒートポンプ運転をどうするのか、湯
温の確保をいかにするかの問題がある。
以上の様にヒートポンプ給湯機の従来構成には種々ある
〃；、いずれにおいて先実用域に達するには問題を有し
ていた。
〃；、いずれにおいて先実用域に達するには問題を有し
ていた。
発明の目的
本発明はかかる従来の問題を解消するもので、空気熱源
ヒートポンプ給湯機の冷媒回路全利用して太陽熱集熱回
路を構成して、集熱効率と集熱富力の向上を図った省エ
ネルギシステムを目的とするものである。
ヒートポンプ給湯機の冷媒回路全利用して太陽熱集熱回
路を構成して、集熱効率と集熱富力の向上を図った省エ
ネルギシステムを目的とするものである。
発明の構成
この目的全達成するために本発明は、ヒートポンプの凝
縮器を第１温水熱交換器と第２温水熱交換器の２分割に
て構成すると共に、前記第１温水熱交換器および第２温
水熱交換器の出口側に各々弁を設け、第１温水熱交換器
から太陽熱コレクターへ循環し高温高圧にて集熱した後
に第２温水熱交換器から空気熱源蒸発器への冷媒回路と
、第１温水熱交換器から直接第２温水熱交換器へ流した
後に減圧機構を介して太陽熱コレクターへ循環し低温低
圧にて集熱してから空気熱源蒸発器への冷媒回路を切換
える様に成したものである。
縮器を第１温水熱交換器と第２温水熱交換器の２分割に
て構成すると共に、前記第１温水熱交換器および第２温
水熱交換器の出口側に各々弁を設け、第１温水熱交換器
から太陽熱コレクターへ循環し高温高圧にて集熱した後
に第２温水熱交換器から空気熱源蒸発器への冷媒回路と
、第１温水熱交換器から直接第２温水熱交換器へ流した
後に減圧機構を介して太陽熱コレクターへ循環し低温低
圧にて集熱してから空気熱源蒸発器への冷媒回路を切換
える様に成したものである。
この構成によって、ヒートポンプの圧縮機から流出した
冷媒は先ず第１温水熱交換器で水を加熱し凝縮液化する
。この時、日射が強く太陽熱コレクターが水温よジ高い
場合には、冷媒を第１温水熱交換器から太陽熱コレクタ
ーへ循環させ高温高圧にて集熱し加熱蒸発させた後に第
２温水熱交換器で再度水を加熱し凝縮液化する２重加熱
効果の作用を有する。
冷媒は先ず第１温水熱交換器で水を加熱し凝縮液化する
。この時、日射が強く太陽熱コレクターが水温よジ高い
場合には、冷媒を第１温水熱交換器から太陽熱コレクタ
ーへ循環させ高温高圧にて集熱し加熱蒸発させた後に第
２温水熱交換器で再度水を加熱し凝縮液化する２重加熱
効果の作用を有する。
又、日射が弱く高温高圧にては集熱出来ないために太陽
熱コレクターの温度が水温よジ低い場合には、冷媒を第
１温水熱交換器から直接第２温水熱交換器へ流した後に
減圧機構を介して太陽熱コレクターへ循環し低温低圧に
て集熱してから空気熱源蒸発器へ流すので、日射の弱い
場合にも集熱寄与を向上させる作用を有するものである
。
熱コレクターの温度が水温よジ低い場合には、冷媒を第
１温水熱交換器から直接第２温水熱交換器へ流した後に
減圧機構を介して太陽熱コレクターへ循環し低温低圧に
て集熱してから空気熱源蒸発器へ流すので、日射の弱い
場合にも集熱寄与を向上させる作用を有するものである
。
実施例の説明
以下、本発明の一実施例を第１図、第２図を用いて説す
する。
する。
第１図において、１は圧゛縮機、２は第１温水熱交換器
、３は第２温水熱交換器で１．第１温水熱交換器２と第
２温水熱交換器３によジヒ■トポンプの凝縮器を構成し
ている。４は第１温水熱交換器２の出口側ｊに設けた冷
媒回路切換え用の弁、５は第２温水熱交換器３の出口側
に設けた冷媒回路切換え用の弁、６は太陽熱コレクター
、了は減圧機構、８は空気熱源蒸発器、９は室外ファン
、１０はアキュムレーターで以上の部材によジヒートポ
ンプの冷媒回路を成している。
、３は第２温水熱交換器で１．第１温水熱交換器２と第
２温水熱交換器３によジヒ■トポンプの凝縮器を構成し
ている。４は第１温水熱交換器２の出口側ｊに設けた冷
媒回路切換え用の弁、５は第２温水熱交換器３の出口側
に設けた冷媒回路切換え用の弁、６は太陽熱コレクター
、了は減圧機構、８は空気熱源蒸発器、９は室外ファン
、１０はアキュムレーターで以上の部材によジヒートポ
ンプの冷媒回路を成している。
又、１ｏは貯湯槽、１１は第１温水熱交換器２および第
２温水熱交換器３へ水を循環して温水を作るためのポン
プ、１２は給水管、１３は給湯管である。
２温水熱交換器３へ水を循環して温水を作るためのポン
プ、１２は給水管、１３は給湯管である。
以上の構成において本発明の特徴とするところは、ヒー
トポンプの凝縮器を第１温水熱交換器２と第２温水熱交
換器３の２分割にて構成すると共に、前記第１温水熱交
換器２および第２温水熱交換器３の出口側に各々弁４，
５を設け、第１温水熱交換器２から太陽熱コレクター６
へ循環し高温高圧にて集熱した後に第２温水熱交換器３
７５・ら空トー、＋− 気熱源蒸発器８への冷媒１回路と、第１温水熱交°換器
２から直接第２温水熱交換器３へ流し項後に減圧機溝７
を介して太陽熱コレクター６へ循環し低温低圧にて集熱
してから空気熱源蒸発器８への冷媒回路を切換えるよう
に成した点にある。
トポンプの凝縮器を第１温水熱交換器２と第２温水熱交
換器３の２分割にて構成すると共に、前記第１温水熱交
換器２および第２温水熱交換器３の出口側に各々弁４，
５を設け、第１温水熱交換器２から太陽熱コレクター６
へ循環し高温高圧にて集熱した後に第２温水熱交換器３
７５・ら空トー、＋− 気熱源蒸発器８への冷媒１回路と、第１温水熱交°換器
２から直接第２温水熱交換器３へ流し項後に減圧機溝７
を介して太陽熱コレクター６へ循環し低温低圧にて集熱
してから空気熱源蒸発器８への冷媒回路を切換えるよう
に成した点にある。
上記構成におけるヒートポンプの運転動作を次に説明す
る。圧縮機１から吐出した冷媒ガスは第１温水熱交換器
２でポンプ１１からの循環水を力口熱し冷媒ガスの全部
又は大部分が凝縮液化する。
る。圧縮機１から吐出した冷媒ガスは第１温水熱交換器
２でポンプ１１からの循環水を力口熱し冷媒ガスの全部
又は大部分が凝縮液化する。
この時、日射が強く太陽熱コレクター６の温度が水温よ
り高い場合には、弁４，５の動作により冷媒回路は実線
に示す様になる。つ壕ジ、第１温水熱交換器２を出た冷
媒は弁４を経て太陽熱コレクター６へ循環し、高温高圧
の状態で集熱加熱され蒸発した後に弁５． ４／２経て
第２温水熱交換器３へ流入して循環水を再加熱し凝縮液
化する。その後、減圧機構７を介して弁５がら空気熱源
蒸発器８、アキュムレータ１０から圧縮機１１の循環サ
イクルを行う。
り高い場合には、弁４，５の動作により冷媒回路は実線
に示す様になる。つ壕ジ、第１温水熱交換器２を出た冷
媒は弁４を経て太陽熱コレクター６へ循環し、高温高圧
の状態で集熱加熱され蒸発した後に弁５． ４／２経て
第２温水熱交換器３へ流入して循環水を再加熱し凝縮液
化する。その後、減圧機構７を介して弁５がら空気熱源
蒸発器８、アキュムレータ１０から圧縮機１１の循環サ
イクルを行う。
他方、日射が弱く高温高圧にて集熱出来ないような場合
、つ−ｔｆ）太陽熱コレゲタ−６の温度が水温より低い
場合には、弁４，５の動作により破線て示す冷媒回路を
構成する。従って第１温水熱交換器２を出た冷媒は弁４
を経て直接第２温水熱交換器３へ流入し循環水を刀口熱
し完全に凝縮液化する。その後、減圧機構７を介して弁
５を経て太陽熱コレクター６へ循環し低温低圧にて集熱
した後に弁４，５を経てから空気熱源蒸発器８、アキュ
ムレータ１０そして圧縮機１への循環サイクルを行なう
。
、つ−ｔｆ）太陽熱コレゲタ−６の温度が水温より低い
場合には、弁４，５の動作により破線て示す冷媒回路を
構成する。従って第１温水熱交換器２を出た冷媒は弁４
を経て直接第２温水熱交換器３へ流入し循環水を刀口熱
し完全に凝縮液化する。その後、減圧機構７を介して弁
５を経て太陽熱コレクター６へ循環し低温低圧にて集熱
した後に弁４，５を経てから空気熱源蒸発器８、アキュ
ムレータ１０そして圧縮機１への循環サイクルを行なう
。
以上のサイクル動作特性を第２図にて説明する。
縦軸Ｐは圧力、横軸１はエンタルピー、Ｌは液線、Ｇは
ガス線を示す。実線の特性図が太陽熱コレクター６での
高温高圧下での集熱の場合のサイクル特性図、破線が低
温低圧下での集熱の場合のサイクル特性図である。ａは
第１温水熱交換器２の入口状態、ｂは太陽熱コレクター
６の入口状態、Ｃは第２温水熱交換器３の入口状態、ｄ
は減圧機構７の入口状態、ｅは空気熱源蒸発器８の入口
状態、ｆは圧縮機１の入口状態を示す６以上の特性にお
いて高温高圧下での集熱によるヒートポンプ特性の効果
は、エンタルピー差（Ｃ−ｂ）の２重凝縮力ロ熱効果に
あり、ヒートポンプの力ロ熱能力の増力口と成績係数の
向上を得ることが出来るものである。
ガス線を示す。実線の特性図が太陽熱コレクター６での
高温高圧下での集熱の場合のサイクル特性図、破線が低
温低圧下での集熱の場合のサイクル特性図である。ａは
第１温水熱交換器２の入口状態、ｂは太陽熱コレクター
６の入口状態、Ｃは第２温水熱交換器３の入口状態、ｄ
は減圧機構７の入口状態、ｅは空気熱源蒸発器８の入口
状態、ｆは圧縮機１の入口状態を示す６以上の特性にお
いて高温高圧下での集熱によるヒートポンプ特性の効果
は、エンタルピー差（Ｃ−ｂ）の２重凝縮力ロ熱効果に
あり、ヒートポンプの力ロ熱能力の増力口と成績係数の
向上を得ることが出来るものである。
他方、破線の表示は同一文字にて（′）で示す。つ捷ジ
低温低圧下での集熱によるヒートポンプ特性の効果は、
空気熱源蒸発器８に付加して太陽熱コレクター６も蒸発
器として作用するので集熱の寄与により蒸発圧力、温度
ｅ′〜ｆ′が上昇するために、凝縮７ＪＯ熱量の増加と
成績係数の向上を得ることが出来るものである。
低温低圧下での集熱によるヒートポンプ特性の効果は、
空気熱源蒸発器８に付加して太陽熱コレクター６も蒸発
器として作用するので集熱の寄与により蒸発圧力、温度
ｅ′〜ｆ′が上昇するために、凝縮７ＪＯ熱量の増加と
成績係数の向上を得ることが出来るものである。
発明の効果
以上の様な本発明のヒートポンプ給湯機によれば次の様
な効果が得られる。
な効果が得られる。
（１） ヒートポンプの凝縮器を第１温水熱交換器と
第２温水熱交換器の２分割にて構成すると共に、前記第
１温水熱交換器および第２温水熱交換器の出口側に各々
弁を設け、第１温水熱交換器から太陽熱コレクターへ循
環し高温高圧にて集熱した後に第２温水熱交換器から空
気熱源蒸発器への冷媒回路と、第１温水熱交換器から直
接第２温水熱交換器へ流した後に減圧機構を介して太陽
熱コレクターへ循環し低温低圧にて集熱してから空気熱
源蒸発器への冷媒回路を切換える様に成しているので、
日射の強い場合には高温高圧にて集熱し、２重凝縮加熱
作用により加熱能力の増力口とヒートポンプ成績係数の
向上を得ることが出来ると共に、日射が弱く高温集熱効
果が少ない場合は低温低圧にて集熱する冷媒回路の切換
えにより、集熱効率が向上した集熱量の増大により、ヒ
ートポンプの加熱量と成績係数の向上を得ることが出来
る。
第２温水熱交換器の２分割にて構成すると共に、前記第
１温水熱交換器および第２温水熱交換器の出口側に各々
弁を設け、第１温水熱交換器から太陽熱コレクターへ循
環し高温高圧にて集熱した後に第２温水熱交換器から空
気熱源蒸発器への冷媒回路と、第１温水熱交換器から直
接第２温水熱交換器へ流した後に減圧機構を介して太陽
熱コレクターへ循環し低温低圧にて集熱してから空気熱
源蒸発器への冷媒回路を切換える様に成しているので、
日射の強い場合には高温高圧にて集熱し、２重凝縮加熱
作用により加熱能力の増力口とヒートポンプ成績係数の
向上を得ることが出来ると共に、日射が弱く高温集熱効
果が少ない場合は低温低圧にて集熱する冷媒回路の切換
えにより、集熱効率が向上した集熱量の増大により、ヒ
ートポンプの加熱量と成績係数の向上を得ることが出来
る。
（２） 日射の強弱によジ集熱温Ｉｎ切換え、日射の
強い時には高温にて、弱い時には低温にて集熱すること
により、集熱効率、集熱量の向上が得られる。
強い時には高温にて、弱い時には低温にて集熱すること
により、集熱効率、集熱量の向上が得られる。
（３） ビー１ポンプの冷媒回路全利用して集熱系を
構成しているのでζ小口径配管にて簡易構成出来ると共
に、凍結の問題も除去出来る等、実用据付け、運転上で
の効果を有することが出来る。
構成しているのでζ小口径配管にて簡易構成出来ると共
に、凍結の問題も除去出来る等、実用据付け、運転上で
の効果を有することが出来る。
第１図は本発明によるヒートポンプ給湯機の構成因、第
２図は本発明によるヒートポンプサイクル特性図である
。 １・・・・・圧縮機、２・・・・・・第１温水熱交換器
、３・・・・・・第２温水熱交換器、４，５−・・・・
・弁、６・・・・・・太陽熱コレクター、７・・・・・
・減圧機構、８パ°゛・空気熱源蒸発器。
２図は本発明によるヒートポンプサイクル特性図である
。 １・・・・・圧縮機、２・・・・・・第１温水熱交換器
、３・・・・・・第２温水熱交換器、４，５−・・・・
・弁、６・・・・・・太陽熱コレクター、７・・・・・
・減圧機構、８パ°゛・空気熱源蒸発器。
Claims (1)
- ヒートポンプの凝縮器を第１温水熱交換器と第２温水熱
交換器の２分割にて構成すると共に、前記第１温水熱交
換器および第２温水熱交換器の出口側に各々弁を設け、
第１温水熱交換器から太陽熱コレクターへ循環し高温高
圧にて集熱した後に第２温水熱交換器から空気熱源蒸発
器への冷媒回路と、第１温水熱交換器から直接第２温水
黙交換器へ流した後に減圧機構を介して太陽熱コレクタ
ーへ循環し低温低圧にて集熱してから空気熱源蒸発器へ
の冷媒回路を切換える様にして成るヒートポンプ給湯機
。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP57196449A JPS5986846A (ja) | 1982-11-09 | 1982-11-09 | ヒ−トポンプ給湯機 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP57196449A JPS5986846A (ja) | 1982-11-09 | 1982-11-09 | ヒ−トポンプ給湯機 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS5986846A true JPS5986846A (ja) | 1984-05-19 |
Family
ID=16357998
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP57196449A Pending JPS5986846A (ja) | 1982-11-09 | 1982-11-09 | ヒ−トポンプ給湯機 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS5986846A (ja) |
Cited By (8)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN103388861A (zh) * | 2012-05-08 | 2013-11-13 | 珠海兴业绿色建筑科技有限公司 | 太阳能空调 |
| CN103968574A (zh) * | 2014-04-21 | 2014-08-06 | 南京师范大学 | 一种全天候运行的高效蓄能型太阳能热泵供热方法 |
| CN104482690A (zh) * | 2014-11-28 | 2015-04-01 | 东南大学 | 一种利用太阳能热驱动的吸收式地源热泵装置 |
| CN105003952A (zh) * | 2015-07-27 | 2015-10-28 | 天津科苑生产力促进有限责任公司 | 三热源无霜热泵系统 |
| CN105222214A (zh) * | 2015-11-05 | 2016-01-06 | 中南大学 | 太阳能集热器和空气源热泵联合供热水系统及控制方法 |
| CN104110820B (zh) * | 2014-07-15 | 2017-01-18 | 天津大学建筑设计研究院 | 太阳能热水与锅炉余热回收耦合梯级利用的方法和装置 |
| CN108167796A (zh) * | 2017-12-26 | 2018-06-15 | 宁波江北峰尚环保设备有限公司 | 一种带有水循环系统的太阳能蒸发储热装置 |
| CN108870742A (zh) * | 2017-05-10 | 2018-11-23 | 青岛经济技术开发区海尔热水器有限公司 | 一种新型双能源热水系统及控制方法 |
-
1982
- 1982-11-09 JP JP57196449A patent/JPS5986846A/ja active Pending
Cited By (8)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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