JP2010024913A - Compressor and heat pump type water heater using it - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、例えば給湯装置用のヒートポンプ回路に用いられる圧縮機及びこれを用いたヒートポンプ式給湯装置に関するものである。 The present invention relates to a compressor used in, for example, a heat pump circuit for a hot water supply apparatus and a heat pump hot water supply apparatus using the compressor.
従来、この種のヒートポンプ式給湯装置としては、圧縮機から吐出した冷媒を水熱交換器(ガスクーラ)に流通した後、膨張弁を介して蒸発器に流通し、圧縮機に吸入するヒートポンプ回路と、給湯用水をポンプによって水熱交換器に流通することによりヒートポンプ回路の冷媒によって給湯用水を加熱する給湯回路と、ヒートポンプ回路で加熱された給湯回路の給湯用水を貯溜する貯湯タンクとを備え、貯湯タンクに貯溜される給湯用水を所定温度に加熱するようにしたものが知られている(例えば、特許文献1参照。)。 Conventionally, this type of heat pump type hot water supply apparatus includes a heat pump circuit that circulates refrigerant discharged from a compressor to a water heat exchanger (gas cooler), then circulates to an evaporator via an expansion valve, and sucks it into the compressor. A hot water supply circuit for heating the hot water supply water by the refrigerant of the heat pump circuit by circulating the hot water supply water to the water heat exchanger by a pump, and a hot water storage tank for storing hot water for the hot water supply circuit heated by the heat pump circuit, A hot water supply water stored in a tank is known to be heated to a predetermined temperature (see, for example, Patent Document 1).
また、前記給湯装置に用いられる圧縮機としては、冷媒吸入口及び冷媒吐出口を有する圧縮機本体と、冷媒吸入口から圧縮機本体内に吸入した冷媒を圧縮する圧縮機構と、圧縮機構を駆動するモータとを備え、圧縮機構から吐出した冷媒をモータに流通することによりモータを冷媒で冷却した後、冷媒を圧縮機本体の冷媒吐出口から外部に吐出するようにしたものが知られている(例えば、特許文献2参照。)。
しかしながら、前記給湯装置のヒートポンプ回路においては、冬季の給湯運転における圧縮機の吐出冷媒の温度が高くなるため、圧縮機では圧縮機構の吐出冷媒によるモータの冷却が不十分になり、モータの効率を低下させるという問題点があった。 However, in the heat pump circuit of the hot water supply device, the temperature of the refrigerant discharged from the compressor in the hot water supply operation in the winter season becomes high, so that the motor is insufficiently cooled by the refrigerant discharged from the compression mechanism in the compressor. There was a problem of lowering.
本発明は前記問題点に鑑みてなされたものであり、その目的とするところは、圧縮機構の吐出冷媒の温度が高くなった場合でも、モータを流通する冷媒によってモータを十分に冷却することのできる圧縮機及びこれを用いたヒートポンプ式給湯装置を提供することにある。 The present invention has been made in view of the above problems, and the object of the present invention is to sufficiently cool the motor by the refrigerant flowing through the motor even when the temperature of the refrigerant discharged from the compression mechanism becomes high. An object of the present invention is to provide a compressor that can be used and a heat pump type hot water supply apparatus using the compressor.
本発明は前記目的を達成するために、冷媒吸入口及び冷媒吐出口を有する圧縮機本体と、冷媒吸入口から圧縮機本体内に吸入した冷媒を圧縮する圧縮機構と、圧縮機構を駆動するモータとを備え、圧縮機構から吐出した冷媒をモータに流通することによりモータを冷却し、冷媒を圧縮機本体の冷媒吐出口から外部に吐出するようにした圧縮機において、前記圧縮機本体内に設けられ、圧縮機本体から外部に吐出した冷媒によって加熱される所定の流体と圧縮機構から吐出した冷媒とを熱交換することにより、モータを流通する前の冷媒を冷却する熱交換器を備えている。 In order to achieve the above object, the present invention provides a compressor main body having a refrigerant suction port and a refrigerant discharge port, a compression mechanism that compresses refrigerant sucked into the compressor main body from the refrigerant suction port, and a motor that drives the compression mechanism. A compressor that cools the motor by circulating the refrigerant discharged from the compression mechanism to the motor and discharges the refrigerant to the outside from the refrigerant discharge port of the compressor main body. And a heat exchanger that cools the refrigerant before flowing through the motor by exchanging heat between the predetermined fluid heated by the refrigerant discharged to the outside from the compressor body and the refrigerant discharged from the compression mechanism. .
これにより、吐出冷媒の温度が高くなった場合でも、圧縮機構から吐出した冷媒の温度が熱交換器によって低下することから、モータを流通する冷媒によってモータが十分に冷却される。この場合、圧縮機本体内の吐出冷媒の温度が低下することにより、圧縮機本体内の潤滑油の温度も低下する。 Thereby, even when the temperature of the discharged refrigerant becomes high, the temperature of the refrigerant discharged from the compression mechanism is lowered by the heat exchanger, so that the motor is sufficiently cooled by the refrigerant flowing through the motor. In this case, the temperature of the lubricating oil in the compressor body also decreases due to a decrease in the temperature of the discharged refrigerant in the compressor body.
また、本発明は前記目的を達成するために、圧縮機から吐出した冷媒を水熱交換器に流通した後、膨張弁を介して蒸発器に流通し、圧縮機に吸入するヒートポンプ回路と、給湯用水をポンプによって水熱交換器に流通することによりヒートポンプ回路の冷媒によって給湯用水を加熱する給湯回路と、ヒートポンプ回路で加熱された給湯回路の給湯用水を貯溜する貯湯タンクとを備え、貯湯タンクに貯溜される給湯用水を所定温度に加熱するようにしたヒートポンプ式給湯装置において、前記圧縮機として請求項1記載の圧縮機を備え、ヒートポンプ回路で加熱された給湯回路の給湯用水を圧縮機の熱交換器に流通するように構成している。
In order to achieve the above object, the present invention provides a heat pump circuit that circulates refrigerant discharged from a compressor to a water heat exchanger, then circulates to an evaporator via an expansion valve, and sucks it into the compressor. The hot water storage tank is provided with a hot water supply circuit that heats hot water supply water by the refrigerant of the heat pump circuit by circulating the water to the water heat exchanger by a pump, and a hot water storage tank that stores hot water supply water of the hot water supply circuit heated by the heat pump circuit. A heat pump type hot water supply apparatus configured to heat stored hot water supply water to a predetermined temperature, wherein the compressor includes the compressor according to
これにより、例えば冬季の給湯運転において圧縮機の吐出冷媒の温度が高くなった場合でも、圧縮機構から吐出した冷媒の温度が熱交換器によって低下することから、モータを流通する冷媒によってモータが十分に冷却される。この場合、圧縮機本体内の吐出冷媒の温度が低下することにより、圧縮機本体内の潤滑油の温度も低下する。 Thus, for example, even when the temperature of the refrigerant discharged from the compressor becomes high in the hot water supply operation in winter, the temperature of the refrigerant discharged from the compression mechanism is lowered by the heat exchanger. To be cooled. In this case, the temperature of the lubricating oil in the compressor body also decreases due to a decrease in the temperature of the discharged refrigerant in the compressor body.
本発明によれば、吐出冷媒の温度が高くなった場合でも、圧縮機構から吐出する冷媒の温度を低下させてモータを十分に冷却することができるので、モータの効率の低下を効果的に抑制することができる。また、圧縮機本体内の潤滑油の温度も低下させることができるので、潤滑油の粘性を高めて圧縮機構のシール性を向上させることができ、圧縮機構の性能(体積効率)を高めることができる。 According to the present invention, even when the temperature of the discharged refrigerant becomes high, the temperature of the refrigerant discharged from the compression mechanism can be lowered to sufficiently cool the motor, so that the reduction in the efficiency of the motor is effectively suppressed. can do. Moreover, since the temperature of the lubricating oil in the compressor body can also be lowered, the viscosity of the lubricating oil can be increased to improve the sealing performance of the compression mechanism, and the performance (volume efficiency) of the compression mechanism can be improved. it can.
図1及び図2は本発明の一実施形態を示すもので、図1は圧縮機の側面断面図、図2はヒートポンプ式給湯装置の概略構成図である。 1 and 2 show an embodiment of the present invention, FIG. 1 is a side sectional view of a compressor, and FIG. 2 is a schematic configuration diagram of a heat pump type hot water supply apparatus.
同図に示す圧縮機1は、上端及び下端を閉鎖した圧縮機本体2と、冷媒を圧縮するスクロール型の圧縮機構3と、圧縮機構3を駆動する駆動シャフト4と、駆動シャフト4を回転させるモータ5と、圧縮機構3から吐出した冷媒を冷却する熱交換器6とを備えている。
A
圧縮機本体2は、上端及び下端を開口した円筒状のハウジング2aと、ハウジング2aの上端開口部を閉鎖する上蓋2bと、ハウジング2aの下端開口部を閉鎖する下蓋2cとからなり、ハウジング2aの側面には冷媒吸入口2d及び冷媒吐出口2eが設けられている。また、圧縮機本体2内の底部は潤滑油Aを貯溜するようになっている。
The
圧縮機構3は、互いに渦巻体を対向させた固定スクロール部材3a及び可動スクロール部材3bを備えた周知の機構からなり、可動スクロール部材3aはハウジング2aの内周面に固定された支持部材3cに自転を規制されながら旋回可能に支持されている。固定スクロール部材3aは可動スクロール部材3aの上方に配置され、その上面中央には冷媒吐出孔3dが設けられている。また、圧縮機本体2の冷媒吐出口2eは支持部材3cの下方に配置されている。
The
駆動シャフト4は上端側を支持部材3cに回動自在に支持され、その下端はハウジング2aの内周面に固定された軸受け4aに回動自在に支持されている。駆動シャフト4の上端には偏心シャフト4bが設けられ、偏心シャフト4bは可動スクロール部材3bの下面中央に回動自在に連結されている。また、駆動シャフト4は中空状に形成され、中空部分の油通路4cを介して圧縮機本体2内の底部の潤滑油Aを圧縮機構3に供給するようになっている。
The
モータ5は、駆動シャフト4に固定されたロータ5aと、ハウジング2aの内周面に固定されたステータ5bとからなり、圧縮機構3の下方に配置されている。
The
熱交換器6は、流体を流通するチューブ6aと、チューブ6aに設けられた複数の伝熱フィン6bとからなり、チューブ6a及び伝熱フィン6bを側方から囲むように形成された取付板6cによって固定スクロール部材3aの上面に固定されている。取付板6cは上面及び下面を開口しており、固定スクロール部材3aの冷媒吐出孔3dから吐出した冷媒を熱交換器6に流通して上方に案内するようになっている。
The
以上のように構成された圧縮機においては、モータ5によって駆動シャフト4が回転すると、偏心シャフト4bによって可動スクロール部材3bが固定スクロール部材3aに対して自転を規制されながら公転する。これにより、圧縮機本体2の冷媒吸入口2dから吸入された冷媒が各スクロール部材3a,3b間で圧縮され、固定スクロール部材3aの冷媒吐出孔3dから熱交換器6を介して圧縮機本体2内の上部に吐出される。圧縮機本体2内の上部に吐出された冷媒は、固定スクロール部材3a及び支持部材3cとハウジング2aの内面との間を流通するとともに、モータ5の隙間を流通した後、圧縮機本体2の冷媒吐出口2eから外部に吐出される。
In the compressor configured as described above, when the
前記圧縮機1を用いたヒートポンプ式給湯装置は、冷媒を流通するヒートポンプ回路10と、給湯用水を流通する第1給湯回路20と、給湯用水を流通する第2給湯回路30と、浴槽用水を流通する浴槽用回路40と、ヒートポンプ回路10の冷媒と第1給湯回路20の給湯用水とを熱交換する第1水熱交換器50と、第2給湯回路30の給湯用水と浴槽用回路40の浴槽用水とを熱交換する第2水熱交換器60とを備えている。
The heat pump type hot water supply apparatus using the
ヒートポンプ回路10は、圧縮機1、膨張弁11、蒸発器12及び第1水熱交換器50を接続してなり、図中実線矢印で示すように圧縮機1、第1水熱交換器50、膨張弁11、蒸発器12、圧縮機1の順に冷媒を流通させるようになっている。尚、このヒートポンプ回路10で使用される冷媒は、例えば二酸化炭素等の自然系冷媒である。
The
第1給湯回路20は、貯湯タンク21、第1ポンプ22、圧縮機1の熱交換器6及び第1水熱交換器50を接続してなり、図中白抜き矢印で示すように貯湯タンク21、第1ポンプ22、第1水熱交換器50、圧縮機1の熱交換器6、貯湯タンク21の順に給湯用水を流通させるようになっている。貯湯タンク21には、給水管23及び第2給湯回路30が接続され、給水管23から供給された給湯用水は貯湯タンク21を介して第1給湯回路20を流通するようになっている。貯湯タンク21と浴槽Aとは、第2ポンプ24が設けられた流路25を介して接続され、図中一点鎖線矢印で示すように第2ポンプ24によって貯湯タンク21内の給湯用水が浴槽Aに供給されるようになっている。
The first hot
第2給湯回路30は、貯湯タンク21、第3ポンプ31及び第2水熱交換器60を接続してなり、図中破線矢印で示すように貯湯タンク21、第2水熱交換器60、第3ポンプ31、貯湯タンク21の順に給湯用水を流通させるようになっている。
The second hot
浴槽用回路40は、浴槽A、第4ポンプ41及び第2水熱交換器60を接続してなり、図中黒塗り矢印で示すように浴槽A、第4ポンプ41、第2水熱交換器60、浴槽Aの順に浴槽用水を流通させるようになっている。
The
第1水熱交換器50は、ヒートポンプ回路10及び第1給湯回路20に接続され、ヒートポンプ回路10を流通する冷媒と第1給湯回路20を流通する給湯用水とを熱交換させるようになっている。
The first
第2水熱交換器60は、第2給湯回路30及び浴槽用回路40に接続され、第2給湯回路30の給湯用水と浴槽用回路40の浴槽用水とを熱交換させるようになっている。
The second
前記給湯装置は、ヒートポンプ回路10及び第1水熱交換器50が配置された加熱ユニット70と、貯湯タンク21、第1ポンプ22、第2ポンプ24、第2給湯回路30、第4ポンプ41及び第2水熱交換器60が配置されたタンクユニット80とを備え、加熱ユニット70とタンクユニット80とは第1給湯回路20を介して接続されている。
The hot water supply apparatus includes a
以上のように構成された給湯装置においては、冷媒回路10の高温冷媒と第1の給湯回路20の給湯用水とが第1の水熱交換器50によって熱交換され、給湯回路20の給湯用水が加熱される。また、第1の水熱交換器50から流出した給湯回路20の給湯用水は圧縮機1の熱交換器6を流通し、熱交換器6によって圧縮機1内の吐出冷媒と熱交換される。その際、第1の水熱交換器50から流出した給湯回路20の給湯用水の温度(例えば86℃)は、圧縮機1の圧縮機構3から吐出した冷媒の温度(例えば110℃)よりも低いため、吐出冷媒の温度が吐出温度よりも低い温度(例えば100℃)まで低下し、温度が低下した吐出冷媒によってモータ5が冷却される。そして、モータ5を冷却した分だけ高い温度(例えば105℃)となった冷媒が圧縮機1から吐出される。また、給湯回路20の給湯用水は圧縮機1の熱交換器6で冷媒と熱交換した分だけ高い温度(例えば90℃)となって圧縮機1の熱交換器6から貯湯タンク21側に流出する。
In the hot water supply apparatus configured as described above, the high temperature refrigerant of the
このように、本実施形態によれば、給湯回路20の給湯用水と圧縮機1の圧縮機構3から吐出した冷媒とを圧縮機1内の熱交換器6によって熱交換することにより、圧縮機1のモータ5を流通する前の冷媒を冷却するようにしたので、例えば冬季の給湯運転において圧縮機1の吐出冷媒の温度が高くなった場合でも、圧縮機構3から吐出する冷媒の温度を低下させてモータ5を十分に冷却することができ、モータの効率の低下を効果的に抑制することができる。また、圧縮機本体2内の吐出冷媒の温度が低下することにより、圧縮機本体2内の潤滑油Aの温度も低下させることができるので、潤滑油Aの粘性を高めて圧縮機構3のシール性を向上させることができ、圧縮機構3の性能(体積効率)を高めることができる。更に、圧縮機1の熱交換器6によって給湯回路20の給湯用水の温度を上昇させることができるので、COPの向上を図ることもできる。
As described above, according to the present embodiment, the
尚、前記実施形態では、ヒートポンプ式給湯装置に用いられる圧縮機1を示したが、圧縮機から外部に吐出した冷媒によって所定の流体を加熱する装置であれば、給湯装置以外の装置に用いられる圧縮機に本発明を適用することができる。
In the above embodiment, the
1…圧縮機、2…圧縮機本体、2d…冷媒吸入口、2e…冷媒吐出口、3…圧縮機構、5…モータ、6…熱交換器、10…ヒートポンプ回路、12…膨張弁、13…蒸発器、21…貯湯タンク。
DESCRIPTION OF
Claims (2)
前記圧縮機本体内に設けられ、圧縮機本体から外部に吐出した冷媒によって加熱される所定の流体と圧縮機構から吐出した冷媒とを熱交換することにより、モータを流通する前の冷媒を冷却する熱交換器を備えた
ことを特徴とする圧縮機。 A compressor main body having a refrigerant suction port and a refrigerant discharge port, a compression mechanism that compresses the refrigerant sucked into the compressor main body from the refrigerant suction port, and a motor that drives the compression mechanism, and the refrigerant discharged from the compression mechanism In the compressor that cools the motor by circulating to the motor and discharges the refrigerant from the refrigerant discharge port of the compressor body to the outside.
The refrigerant before flowing through the motor is cooled by exchanging heat between a predetermined fluid provided in the compressor body and heated by the refrigerant discharged to the outside from the compressor body and the refrigerant discharged from the compression mechanism. A compressor comprising a heat exchanger.
前記圧縮機として請求項1記載の圧縮機を備え、
ヒートポンプ回路で加熱された給湯回路の給湯用水を圧縮機の熱交換器に流通するように構成した
ことを特徴とするヒートポンプ式給湯装置。 After circulating the refrigerant discharged from the compressor to the water heat exchanger, it is circulated to the evaporator via the expansion valve, and the heat pump circuit sucked into the compressor and the hot water supply water are circulated to the water heat exchanger by the pump. A hot water supply circuit that heats hot water supply water by a refrigerant of the heat pump circuit and a hot water storage tank that stores hot water supply water of the hot water supply circuit heated by the heat pump circuit so that the hot water stored in the hot water storage tank is heated to a predetermined temperature. In the heat pump type hot water supply device,
The compressor according to claim 1 as the compressor.
A heat pump type hot water supply apparatus configured to distribute hot water for a hot water supply circuit heated by a heat pump circuit to a heat exchanger of a compressor.
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CN104956081A (en) * | 2013-02-08 | 2015-09-30 | 株式会社神户制钢所 | Compression device |
-
2008
- 2008-07-17 JP JP2008185859A patent/JP2010024913A/en not_active Withdrawn
Cited By (2)
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CN104956081A (en) * | 2013-02-08 | 2015-09-30 | 株式会社神户制钢所 | Compression device |
CN104956081B (en) * | 2013-02-08 | 2019-06-28 | 株式会社神户制钢所 | Compression set |
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