JP2007187428A - 換気排熱・蓄熱材併用高効率ヒートポンプ暖冷房装置 - Google Patents

換気排熱・蓄熱材併用高効率ヒートポンプ暖冷房装置 Download PDF

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JP2007187428A JP2006028953A JP2006028953A JP2007187428A JP 2007187428 A JP2007187428 A JP 2007187428A JP 2006028953 A JP2006028953 A JP 2006028953A JP 2006028953 A JP2006028953 A JP 2006028953A JP 2007187428 A JP2007187428 A JP 2007187428A
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Yoshiko Morita
與志子 森田
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KIITEKKU KOGYO KK
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Abstract

【課題】 夏季においては冷房運転ができると共に、冬期に暖房運転する場合は換気風量だけでなく別途熱源不足を補完し、更に極めて高効率の運転効果を上げること。
【解決手段】 第二の水熱交換器を設置し、住宅用換気風量を熱源として不足した熱源を蓄熱材タンクによるサブ熱源として活用し蓄熱材から熱源として温水を導入し、ヒートポンプの暖房運転を機能させるシステムを構成すると共に年間を通してヒートポンプは高効率で稼働し、エネルギー消費の削減を図る事が出来る。
【選択図】図１

Description

住宅の換気排熱を熱源とするヒートポンプは、その住宅の換気風量の多少により能力が制約される。換気風量が少なくなると熱源不足を起しヒートポンプの運転が不可能となる。本装置はこの熱源不足を補完し、更に高効率で暖房運転が可能な装置である。夏期においては冷房運転の出来る装置でもある。
換気排熱を利用したヒートポンプ暖房は寒冷地においては極めて有効であるが、住宅においては換気風量が住宅の大小によって制約される。小さな住宅においては換気風量が少なく、従って熱源不足を起こしヒートポンプ運転稼動が不可能となる。いかなる規模の住宅においてもヒートポンプの運転を可能にする為には別途熱源を補完する必要がある。
寒冷地における暖房用ヒートポンプとしての換気排熱を熱源とするシステムは既に公示されている。しかし換気風量が少ない住宅においてはヒートポンプ暖房運転が出来ない状況となっている。これは熱源としての換気風量が少ない為、換気用空気熱交換器６で冷媒ガスを充分に蒸発ガス化出来ず、冷媒循環量も不足し、ヒートポンプの能力を上げることが出来ないことによる。故にヒートポンプ能力を上げる為には別途熱源を補完する必要がある。
ヒートポンプ暖房運転の熱源として住宅の換気風量は、極めて有効である。しかし住宅の規模により換気風量が制約された場合、別途熱源を補完する方法として蓄熱材を挿入した温水容器を設置し、これを熱源として活用する。この蓄熱材は温水温度４０℃で液状となり温水の温度が下り３０℃以下になると固型に状態変化する。蓄熱材は固型に状態変化する時に発熱する性質を持っている。この性質を利用しヒートポンプのサブ熱源として活用する。蓄熱材容器から温水配管にて熱源ポンプ９により第二の水熱交換器５に温水が供給され、冷媒ガスの蒸発用熱源とする。冷媒は電子膨張弁を通過後、第二の水熱交換器５及び換気用空気熱交換器６にて蒸発ガス化され圧縮機１に循環する。
寒冷地において住宅の換気風量を熱源とするヒートポンプ暖房運転において本発明はその熱源不足を補完し、更に極めて高効率の運転効果を上げることが出来る。
本発明には次のような実施例がある。
圧縮機１、四方弁２、第一の水熱交換器３、電子膨張弁４、第二の水熱交換器５、換気用空気熱交換器６の構成からなる本システムによる実施例。
冷房用空気熱交換器１０を接続し、夏期において冷房運転が出来る本システムによる実施例。
本発明の概要図 暖房運転 圧縮機１から吐出した高温・高圧の冷媒ガスは四方弁２を経由して第一の水熱交換器３に入り、二次側の低温水により冷却されて凝縮液となる。冷媒ガスは電子膨張弁４で減圧され第二の水熱交換器５に導入される。ここでは冷媒は温水により加熱され蒸発しガス化する。更に冷媒は換気用空気熱交換器６に導かれて更に蒸発ガス化が進み、冷媒は完全にガス状態となる。換気用空気熱交換器６で完全にガス化した冷媒は四方弁２を経由して圧縮機１に循環し、以下このサイクルを繰り返す。 冷房運転 圧縮機１から吐出した冷媒ガスは四方弁２および電動弁１１を経由して冷房用空気熱交換器１０に導入され外部から空気を吸入して冷却され凝縮液となる。冷媒は逆止弁１３を通過して第二の水熱交換器を経由し、電子膨張弁４にて減圧されて、第一の水熱交換器３に入る。ここで冷媒は外部冷水から熱を吸収し、蒸発ガス化する。ガス化した冷媒は四方弁２を経由して圧縮機１に戻る。以下このサイクルを循環する。
符号の説明
１． 圧縮機
２． 四方弁
３． 第一の水熱交換器
４． 電子膨張弁
５． 第二の熱交換器陽
６． 換気用空気熱交換器
７． 蓄熱材タンク
８． 暖房用循環ポンプ
９． 熱源用循環ポンプ
１０． 冷房用空気熱交換器
１１． 電動ボールバルブ
１２． 電動ボールバルブ
１３． 逆止弁
１４． 冷媒配管
１５． 逆止弁

Claims (6)

  1. 圧縮機１、四方弁２、第一の水熱交換器３は冷媒配管にて連結する。
  2. 第一の水熱交換器３は電子膨張弁４、第二の水熱交換器５と連結している。
  3. 第二の水熱交換器５は換気用空気熱交換器６、電動ボールバルブ１２、四方弁２を経由して圧縮機１に冷媒配管を介して連結している。
  4. 暖房用循環ポンプ８は温水配管にて第一の水熱交換器３と連結している。
  5. 熱源用循環ポンプ９は、熱源用水配管にて第二の水熱交換器５と蓄熱材タンク７と連結している。
  6. 冷房用空気熱交換器１０は電動ボールバルブ１１を経由して四方弁２に連結しており、他方冷房用空気熱交換器１０は逆止弁１３を経由し冷媒管１４に接続している。
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Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN102261761A (zh) * 2011-06-22 2011-11-30 河南科技大学 蓄能型发动机尾气余热溴化锂空调及其发生器单元
KR101340640B1 (ko) * 2011-09-15 2013-12-20 주식회사 에어텍 폐열회수용 하이브리드 히트펌프장치
CN105972861A (zh) * 2016-06-30 2016-09-28 华东建筑设计研究院有限公司 基于工艺废热回收利用的水源热泵系统装置

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