JP2011027358A - Heater - Google Patents

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Masanobu Wada
賢宣 和田
Hiroshi Hasegawa
寛 長谷川
Atsuo Okaichi
敦雄 岡市
Osamu Kosuda
修 小須田
Katsushi Taniguchi
勝志 谷口
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Panasonic Corp
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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a heater preventing liquid compression while enabling cooling treatment of an intermediate temperature liquid. <P>SOLUTION: The heater 100 includes a heat pump 101 and a hot water storage tank 102. The heat pump 101 has: a refrigerant circuit 117 including a compression means constituted of a first compression mechanism 108 and a second compression mechanism 113, a radiator 105, an expansion mechanism 109, a gas-liquid separator 106 and an evaporator 107; and a gas phase refrigerant flowing passage 118. An intermediate temperature water flowing passage 126 is connected to the hot water storage tank 102, and a heat exchanger 119 is provided astride the gas phase refrigerant flowing passage 118 and the intermediate temperature water flowing passage 126. <P>COPYRIGHT: (C)2011,JPO&INPIT

Description

本発明は、ヒートポンプとタンクを備えた暖房装置に関する。   The present invention relates to a heating device including a heat pump and a tank.

従来から、ヒートポンプで生成した加熱液体をタンクに貯め、その加熱液体を暖房に利用する暖房装置が知られている。例えば、特許文献1には、図4に示すような、暖房装置を兼用する給湯装置1が開示されている。   2. Description of the Related Art Conventionally, there is known a heating apparatus that stores heated liquid generated by a heat pump in a tank and uses the heated liquid for heating. For example, Patent Literature 1 discloses a hot water supply device 1 that also serves as a heating device, as shown in FIG.

図4に示す給湯装置1は、ヒートポンプ3と貯湯タンク2を備えている。ヒートポンプ3は、圧縮機構4、放熱器5、膨張弁6、主蒸発器7および副蒸発器8が配管により順に接続された冷媒回路30、ならびに副蒸発器8を迂回するバイパス路9を含む。バイパス路9にはバイパス弁10が設けられており、冷媒回路30のバイパス路9が分岐する位置と副蒸発器8との間には電磁弁11が設けられている。   A water heater 1 shown in FIG. 4 includes a heat pump 3 and a hot water storage tank 2. The heat pump 3 includes a compression mechanism 4, a radiator 5, an expansion valve 6, a refrigerant circuit 30 in which a main evaporator 7 and a sub-evaporator 8 are sequentially connected by piping, and a bypass path 9 that bypasses the sub-evaporator 8. A bypass valve 10 is provided in the bypass passage 9, and an electromagnetic valve 11 is provided between a position where the bypass passage 9 of the refrigerant circuit 30 branches and the sub-evaporator 8.

貯湯タンク2は、取出し管12および戻し管13によって放熱器5と接続されている。取出し管12にはポンプ18が設けられており、このポンプ18が稼働すると、貯湯タンク2の下部から抜き出された水が放熱器5に送られ、ここで加熱されて加熱液体とされた後に貯湯タンク2の上部に戻される。また、貯湯タンク2の下部には給水配管14が接続されており、貯湯タンク2の上部には給湯配管15が接続されている。   The hot water storage tank 2 is connected to the radiator 5 by an extraction pipe 12 and a return pipe 13. The extraction pipe 12 is provided with a pump 18, and when this pump 18 is operated, water extracted from the lower part of the hot water storage tank 2 is sent to the radiator 5, where it is heated to become a heated liquid. It is returned to the upper part of the hot water storage tank 2. A hot water supply pipe 14 is connected to the lower part of the hot water storage tank 2, and a hot water supply pipe 15 is connected to the upper part of the hot water storage tank 2.

貯湯タンク2には、利用側回路16が接続されている。利用側回路16は、上流端が貯湯タンク2の上部に接続され、下流端が貯湯タンク2の下部に接続された温水路17と、暖房用放熱部25を含む循環水回路19と、貯湯タンク2から温水路17に流れ込む高温水と循環水回路19を循環する水との間で熱交換を行わせる中間熱交換器20とで構成されている。   A use side circuit 16 is connected to the hot water storage tank 2. The use-side circuit 16 includes a hot water passage 17 having an upstream end connected to the upper portion of the hot water storage tank 2 and a downstream end connected to the lower portion of the hot water storage tank 2, a circulating water circuit 19 including a heating radiator 25, and a hot water storage tank. 2 and an intermediate heat exchanger 20 that exchanges heat between the high-temperature water flowing into the hot water channel 17 and the water circulating in the circulating water circuit 19.

さらに、貯湯タンク2には、副蒸発器8を経由する冷却路22が接続されている。副蒸発器8は、いわゆるプレート式熱交換器であり、冷却路22は、貯湯タンク2の下部側面と副蒸発器8の二次側流入口とをつなぐ上流管22aと、副蒸発器8の二次側流出口と貯湯タンク2の下部底面とをつなぐ下流管22bとを有している。下流管22bにはポンプ23が設けられており、このポンプ23が稼働すると、副蒸発器8において貯湯タンク2の下部から抜き出された水と冷媒回路30を循環する冷媒との間で熱交換が行われる。   Further, the hot water storage tank 2 is connected with a cooling path 22 via the sub-evaporator 8. The sub-evaporator 8 is a so-called plate heat exchanger, and the cooling path 22 includes an upstream pipe 22 a that connects the lower side surface of the hot water storage tank 2 and the secondary side inlet of the sub-evaporator 8, and the sub-evaporator 8. A downstream pipe 22b that connects the secondary side outlet and the lower bottom surface of the hot water storage tank 2 is provided. The downstream pipe 22b is provided with a pump 23. When this pump 23 is operated, heat exchange is performed between the water extracted from the lower part of the hot water storage tank 2 in the sub-evaporator 8 and the refrigerant circulating in the refrigerant circuit 30. Is done.

暖房用放熱部25における暖房対象が比較的低負荷である場合、循環水の暖房用放熱部25での放熱量が少ないために、中間熱交換器20で温水路17の高温水から循環水に移動する熱量が少なくなる。そして、十分に冷却されなかった高温水は、温度低下が少ない中温水となって貯湯タンク2の下部に流入し、貯湯タンク2の下部に中温水が貯められる。このような中温水が放熱器5に供給されるとヒートポンプ3のCOPが低下する。そこで、給湯装置1では、蒸発器を主蒸発器7と副蒸発器8に分割し、副蒸発器8で中温水の熱を冷媒に吸収させることにより中温水を冷却するようにしている。換言すれば、中温水の熱を利用して冷媒を蒸発させている。   When the heating target in the heating radiator 25 has a relatively low load, the amount of heat released in the heating radiator 25 for the circulating water is small, so that the intermediate heat exchanger 20 changes the hot water from the hot water 17 to the circulating water. Less heat is transferred. The high-temperature water that has not been sufficiently cooled flows into the lower part of the hot water storage tank 2 as intermediate temperature water with little temperature drop, and the intermediate hot water is stored in the lower part of the hot water storage tank 2. When such medium temperature water is supplied to the radiator 5, the COP of the heat pump 3 is lowered. Therefore, in the hot water supply apparatus 1, the evaporator is divided into the main evaporator 7 and the sub-evaporator 8, and the sub-evaporator 8 absorbs the heat of the intermediate-temperature water in the refrigerant so that the intermediate-temperature water is cooled. In other words, the refrigerant is evaporated using the heat of the medium temperature water.

特開2007−10207号公報JP 2007-10207 A

しかしながら、図4に示す給湯装置1のように、主蒸発器7で冷媒の蒸発過程の前半部分を行い、副蒸発器8で中温水の熱を利用して冷媒の蒸発過程の後半部分を行うようにした構成では、貯湯タンク2の下部に中温水が貯められていない場合に、冷媒の全量を蒸発させることができず、圧縮機構4に気液二相状態の冷媒が吸入されることになる。そうすると、圧縮機構4において液圧縮が行われるため、圧縮機構4の信頼性および冷凍サイクルの安定性が低下する。   However, like the hot water supply apparatus 1 shown in FIG. 4, the main evaporator 7 performs the first half of the refrigerant evaporation process, and the sub-evaporator 8 performs the second half of the refrigerant evaporation process using the heat of intermediate temperature water. In such a configuration, when the medium temperature water is not stored in the lower part of the hot water storage tank 2, the entire amount of the refrigerant cannot be evaporated, and the refrigerant in the gas-liquid two-phase state is sucked into the compression mechanism 4. Become. Then, since the liquid compression is performed in the compression mechanism 4, the reliability of the compression mechanism 4 and the stability of the refrigeration cycle are lowered.

本発明は、このような事情に鑑み、中温液体の冷却処理を可能としながらも液圧縮を防ぐことのできる暖房装置を提供することを目的とする。   In view of such circumstances, an object of the present invention is to provide a heating device that can prevent liquid compression while allowing cooling of an intermediate temperature liquid.

本発明に係る暖房装置は、冷媒を圧縮する圧縮手段、前記圧縮手段で圧縮された冷媒を放熱させる放熱器、前記放熱器で放熱した冷媒を膨張させる膨張手段、前記膨張手段で膨張した冷媒を気相冷媒と液相冷媒に分離する気液分離器、および前記気液分離器で分離された液相冷媒を蒸発させる蒸発器、を含む冷媒回路と、前記気液分離器で分離した気相冷媒を前記冷媒回路における前記蒸発器と前記圧縮手段との間の部分に導く気相冷媒流通路と、下部から抜き出された液体が前記放熱器で加熱液体とされた後に上部に戻されるタンクと、前記タンクに貯められた加熱液体を放熱させる暖房機と、上流端および下流端が前記タンクに接続された、前記加熱液体の温度低下により生じる前記タンク内の中温液体を流すための中温液体流通路と、前記気相冷媒流通路を流れる気相冷媒によって前記中温液体流通路を流れる中温液体を冷却する熱交換器と、を備えることを特徴とする。   The heating device according to the present invention includes a compression unit that compresses the refrigerant, a radiator that radiates the refrigerant compressed by the compression unit, an expansion unit that expands the refrigerant radiated by the radiator, and a refrigerant expanded by the expansion unit. A gas-liquid separator that separates a gas-phase refrigerant and a liquid-phase refrigerant, and an evaporator that evaporates the liquid-phase refrigerant separated by the gas-liquid separator, and a gas phase separated by the gas-liquid separator A gas-phase refrigerant flow path for introducing a refrigerant to a portion between the evaporator and the compression means in the refrigerant circuit, and a tank returned to the upper part after the liquid extracted from the lower part is heated by the radiator A heater for dissipating the heated liquid stored in the tank; and an intermediate temperature liquid for flowing the intermediate temperature liquid in the tank caused by a temperature drop of the heated liquid, the upstream end and the downstream end of which are connected to the tank A flow passage, A heat exchanger for cooling the medium-temperature liquid by the gas-phase refrigerant flowing through the Kikisho refrigerant flow passage through the medium-temperature fluid channel, characterized in that it comprises a.

上記の構成によれば、蒸発器の上流側に気液分離器を設け、この気液分離器で分離した気相冷媒によってタンク内に生じた中温液体を冷却するようにしているので、蒸発器では中温液体の有無に拘わらず液相冷媒を確実に蒸発させることができる。そして、蒸発器で蒸発した冷媒は、気液分離器で分離された気相冷媒と合流した後に圧縮手段に吸入されるので、圧縮手段には気相状態の冷媒のみを吸入させることができる。従って、本発明によれば、中温液体の冷却処理を可能としながらも液圧縮を防ぐことができ、圧縮手段の信頼性および冷凍サイクルの安定性を向上させることができる。   According to the above configuration, the gas-liquid separator is provided on the upstream side of the evaporator, and the intermediate temperature liquid generated in the tank is cooled by the gas-phase refrigerant separated by the gas-liquid separator. Then, the liquid refrigerant can be reliably evaporated regardless of the presence or absence of the medium temperature liquid. The refrigerant evaporated in the evaporator is combined with the gas-phase refrigerant separated by the gas-liquid separator and then sucked into the compression means, so that only the gas-phase refrigerant can be sucked into the compression means. Therefore, according to the present invention, liquid compression can be prevented while enabling the cooling process of the medium temperature liquid, and the reliability of the compression means and the stability of the refrigeration cycle can be improved.

本発明の第1実施形態に係る暖房装置の構成図The block diagram of the heating apparatus which concerns on 1st Embodiment of this invention. (a)は中温水冷却運転を実行する場合のヒートポンプのモリエル線図、(b)は中温水冷却運転を実行しない場合のヒートポンプのモリエル線図(A) is a Mollier diagram of the heat pump when the intermediate temperature water cooling operation is executed, and (b) is a Mollier diagram of the heat pump when the intermediate temperature water cooling operation is not executed. 本発明の第2実施形態に係る暖房装置の構成図The block diagram of the heating apparatus which concerns on 2nd Embodiment of this invention. 従来の給湯装置の構成図Configuration diagram of conventional hot water supply equipment

以下、本発明の実施形態について、図面を参照しながら説明する。なお、本発明は、以下の実施の形態によって限定されるものではない。   Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings. In addition, this invention is not limited by the following embodiment.

(第1実施形態)
図1に、本発明の第1実施形態に係る暖房装置100を示す。この暖房装置100は、液体を加熱して加熱液体を生成し、その加熱液体を利用して暖房を行うものである。本実施形態では、熱媒体である液体として水が用いられている。ただし、本発明の液体は、必ずしもこれに限定されるものではない。例えば、液体として、水にプロピレングリコール等を混入した不凍液を用いたり、オイルを用いたりすることも可能である。以下では、液体が水であり、加熱液体が温水であるとして説明する。
(First embodiment)
In FIG. 1, the heating apparatus 100 which concerns on 1st Embodiment of this invention is shown. This heating apparatus 100 heats a liquid, produces | generates a heating liquid, and heats using the heating liquid. In this embodiment, water is used as the liquid that is the heat medium. However, the liquid of the present invention is not necessarily limited to this. For example, as the liquid, it is possible to use an antifreeze liquid in which propylene glycol or the like is mixed in water, or oil. In the following description, it is assumed that the liquid is water and the heated liquid is hot water.

[暖房装置100の構成]
暖房装置100は、ヒートポンプ101と貯湯タンク102を備えている。
[Configuration of Heating Device 100]
The heating device 100 includes a heat pump 101 and a hot water storage tank 102.

ヒートポンプ101は、膨張機一体型圧縮機103と、第2圧縮機104と、放熱器105と、気液分離器106と、蒸発器107とを備えている。膨張機一体型圧縮機103は、第1回転軸111により互いに連結され第1圧縮機構108と膨張機構109と第1モータ110を収納する第1密閉容器112を有している。第2圧縮機104は、第2シャフト115により互いに連結された第2圧縮機構113と第2モータ114を収納する第2密閉容器116を有している。   The heat pump 101 includes an expander-integrated compressor 103, a second compressor 104, a radiator 105, a gas-liquid separator 106, and an evaporator 107. The expander-integrated compressor 103 includes a first sealed container 112 that is connected to each other by a first rotating shaft 111 and that houses a first compression mechanism 108, an expansion mechanism 109, and a first motor 110. The second compressor 104 has a second sealed container 116 that houses a second compression mechanism 113 and a second motor 114 that are connected to each other by a second shaft 115.

第1圧縮機構108(本発明の圧縮機構に相当)、放熱器105、膨張機構109、気液分離器106および蒸発器107は、配管により順に接続されている。また、第2圧縮機構113(本発明の第2の圧縮機構に相当)は、配管により第1圧縮機構108と並列に接続されている。そして、これらの機器および配管は、冷媒を循環させる冷媒回路117を構成している。本実施形態では、冷媒として二酸化炭素が用いられている。   The first compression mechanism 108 (corresponding to the compression mechanism of the present invention), the radiator 105, the expansion mechanism 109, the gas-liquid separator 106, and the evaporator 107 are sequentially connected by piping. The second compression mechanism 113 (corresponding to the second compression mechanism of the present invention) is connected in parallel with the first compression mechanism 108 by a pipe. And these equipment and piping comprise the refrigerant circuit 117 which circulates a refrigerant | coolant. In the present embodiment, carbon dioxide is used as the refrigerant.

放熱器105は、冷媒と貯湯タンク102から供給される水との間で熱交換を行って温水を生成するためのものであり、冷媒側流路105aと水側流路105bとを有している。冷媒側流路105aの一端には、第1圧縮機構108および第2圧縮機構113が配管等を介して接続されており、冷媒側流路105aの他端には、膨張機構109が配管を介して接続されている。   The radiator 105 is for generating heat by exchanging heat between the refrigerant and the water supplied from the hot water storage tank 102, and has a refrigerant side channel 105a and a water side channel 105b. Yes. A first compression mechanism 108 and a second compression mechanism 113 are connected to one end of the refrigerant side flow path 105a via a pipe or the like, and an expansion mechanism 109 is connected to the other end of the refrigerant side flow path 105a via the pipe. Connected.

また、ヒートポンプ101は、気相冷媒流通路118を備えている。気相冷媒流通路118は、その一端が気液分離器106の気相部に接続され、他端が蒸発器107と第1圧縮機構108および第2圧縮機構113とを繋ぐ配管に接続されている。そして、気液分離器106で分離した気相冷媒は、気相冷媒流通路118によって蒸発器107と第1圧縮機構108および第2圧縮機構113とを繋ぐ配管に導かれる。また、気液分離器106で分離した液相冷媒は、冷媒回路117に沿って蒸発器107に送られる。   The heat pump 101 also includes a gas-phase refrigerant flow passage 118. One end of the gas-phase refrigerant flow path 118 is connected to the gas-phase portion of the gas-liquid separator 106, and the other end is connected to a pipe connecting the evaporator 107, the first compression mechanism 108, and the second compression mechanism 113. Yes. The gas-phase refrigerant separated by the gas-liquid separator 106 is guided to a pipe connecting the evaporator 107 with the first compression mechanism 108 and the second compression mechanism 113 through the gas-phase refrigerant flow passage 118. The liquid phase refrigerant separated by the gas-liquid separator 106 is sent to the evaporator 107 along the refrigerant circuit 117.

貯湯タンク102は、往き管120および戻り管121によって放熱器105と接続されている。また、貯湯タンク102の下部には給水配管122が接続されている。   The hot water storage tank 102 is connected to the radiator 105 by the forward pipe 120 and the return pipe 121. A water supply pipe 122 is connected to the lower part of the hot water storage tank 102.

具体的に、貯湯タンク102の下部底面には往き口120aが設けられ、貯湯タンク102の上部側面には戻り口121aが設けられている。往き口120aには、往き管120の一端が接続され、往き管120の他端は、放熱器105の水側流路105bの一端に接続されている。また、往き管120には、往き口120aの近傍に第1ポンプ124が設けられている。一方、戻り口121aには、戻り管121の一端が接続され、戻り管121の他端は、放熱器105の水側流路105bの他端に接続されている。そして、第1ポンプ124が稼働すると、貯湯タンク102の下部から抜き出された水が放熱器105に送られ、ここで加熱されて加熱液体とされた後に貯湯タンク102の上部に戻される。   Specifically, an outlet 120 a is provided on the bottom surface of the hot water storage tank 102 and a return port 121 a is provided on the upper side surface of the hot water storage tank 102. One end of the forward tube 120 is connected to the forward port 120 a, and the other end of the forward tube 120 is connected to one end of the water-side channel 105 b of the radiator 105. Further, the forward pipe 120 is provided with a first pump 124 in the vicinity of the forward opening 120a. On the other hand, one end of the return pipe 121 is connected to the return port 121a, and the other end of the return pipe 121 is connected to the other end of the water-side flow path 105b of the radiator 105. When the first pump 124 is operated, the water extracted from the lower part of the hot water storage tank 102 is sent to the radiator 105, where it is heated to be a heated liquid and then returned to the upper part of the hot water storage tank 102.

また、貯湯タンク102には、暖房路123が接続されている。暖房路123は、貯湯タンク102の上部側面に設けられた温水往き口123aと、ラジエータなどの暖房機123bと、貯湯タンク102の中間部側面に設けられた温水還り口123cと、が配管で順に接続されて構成されている。また、暖房路123には、第2ポンプ125が設けられている。第2ポンプ125は、図例では暖房機123bの上流側に配置されているが、暖房機123bの下流側に配置されていてもよい。   In addition, a heating path 123 is connected to the hot water storage tank 102. The heating path 123 includes a hot water outlet 123a provided on the upper side surface of the hot water storage tank 102, a heater 123b such as a radiator, and a hot water return port 123c provided on the intermediate side surface of the hot water storage tank 102 in order by piping. Connected and configured. The heating path 123 is provided with a second pump 125. The second pump 125 is arranged on the upstream side of the heater 123b in the illustrated example, but may be arranged on the downstream side of the heater 123b.

ここで、貯湯タンク102の上部とは、鉛直方向において貯湯タンク102の上側3分の1から5分の1程度の部分をいい、貯湯タンク102の下部とは、鉛直方向において貯湯タンク102の下側3分の1から5分の1程度の部分をいい、貯湯タンク102の中間部とは、それらの間の部分をいう。   Here, the upper part of the hot water storage tank 102 means a portion of the upper third of the hot water storage tank 102 in the vertical direction to about one fifth, and the lower part of the hot water storage tank 102 means the lower part of the hot water storage tank 102 in the vertical direction. A side portion of about 1/3 to 1/5 is referred to, and an intermediate portion of the hot water storage tank 102 is a portion between them.

なお、本実施形態では、温水還り口123cが貯湯タンク102の中間部側面に設けられているが、温水還り口123cは、貯湯タンク102の下部に設けられていてもよい。あるいは、温水還り口123cが貯湯タンク102の中間部と下部の双方に設けられていて、暖房機123bから流出する温水の温度に応じて、その温水がどちらに還されるかが選択されるようになっていてもよい。   In this embodiment, the hot water return port 123 c is provided on the side surface of the intermediate portion of the hot water storage tank 102, but the hot water return port 123 c may be provided in the lower part of the hot water storage tank 102. Or the hot water return port 123c is provided in both the intermediate part and the lower part of the hot water storage tank 102, and it is selected according to the temperature of the warm water flowing out from the heater 123b to which direction the warm water is returned. It may be.

さらに、本実施形態では、貯湯タンク102に中温水流通路126が接続されているとともに、この中温水流通路126と前述した気相冷媒流通路118に跨って熱交換器119が設けられている。中温水流通路126は、温水の温度低下により生じる貯湯タンク102内の中温水を流すためのものであり、熱交換器119は、気相冷媒通路118を流れる気相冷媒によって中温水流通路126を流れる中温水を冷却するためのものである。   Further, in the present embodiment, an intermediate temperature water flow passage 126 is connected to the hot water storage tank 102, and a heat exchanger 119 is provided across the intermediate temperature water flow passage 126 and the gas-phase refrigerant flow passage 118 described above. . The intermediate temperature water flow passage 126 is for flowing intermediate temperature water in the hot water storage tank 102 caused by the temperature drop of the hot water, and the heat exchanger 119 is driven by the gas phase refrigerant flowing in the gas phase refrigerant passage 118. It is for cooling the intermediate temperature water flowing through.

ここで、中温水とは、外気温よりも高いがそのまま暖房に使うには不十分な温度(例えば、30〜65℃程度)の水のことである。なお、例えば冷媒としてR410Aを用いた場合は、中温水の温度は30〜40℃程度となる。   Here, the medium temperature water is water having a temperature (for example, about 30 to 65 ° C.) that is higher than the outside air temperature but insufficient for heating as it is. For example, when R410A is used as the refrigerant, the temperature of the medium temperature water is about 30 to 40 ° C.

中温水流通路126の上流端は、貯湯タンク102の中間部側面に設けられた送水口126aに接続されており、下流端は、貯湯タンク102の下部側面に設けられた復水口126bに接続されている。ただし、送水口126aは、貯湯タンク102の下部に設けられていてもよい。あるいは、送水口126aが貯湯タンク102の中間部から下部にかけて上下方向に複数設けられているとともに、中温水流通路126の上流端もそれらに対応して複数に枝分かれしており、貯湯タンク102内の中温水の位置に応じて、どの送水口から中温水が取り出されるかが選択されるようになっていてもよい。   The upstream end of the intermediate temperature water passage 126 is connected to a water supply port 126 a provided on the side surface of the hot water storage tank 102, and the downstream end is connected to a condensate port 126 b provided on the lower side surface of the hot water storage tank 102. ing. However, the water supply port 126 a may be provided in the lower part of the hot water storage tank 102. Alternatively, a plurality of water supply ports 126 a are provided in the vertical direction from the middle part to the lower part of the hot water storage tank 102, and the upstream end of the intermediate temperature water flow passage 126 is also branched into a plurality of branches corresponding to them. Depending on the position of the medium temperature water, it may be selected from which water outlet the medium temperature water is taken out.

熱交換器119は、内管と外管の二重管構造を有しており、内管の内部に第1流路119aが形成され、内管と外管との間に第2流路119bが形成されている(図1では簡略化のためにそれらを平行線で描いている)。第1流路119aは気相冷媒流通路118の一部を構成しており、第2流路119bは中温水流通路126の一部を構成している。すなわち、気液分離器106で分離された気相冷媒が第1流路119aを流れ、貯湯タンク102の中間部から抜き出された中温水が第2流路11を流れる。第1流路119aの気相冷媒の流れと第2流路119bの中温水の流れは対向流である。   The heat exchanger 119 has a double tube structure of an inner tube and an outer tube, a first channel 119a is formed inside the inner tube, and a second channel 119b is formed between the inner tube and the outer tube. (In FIG. 1, they are drawn as parallel lines for the sake of simplicity). The first flow path 119 a constitutes a part of the gas-phase refrigerant flow path 118, and the second flow path 119 b constitutes a part of the intermediate temperature water flow path 126. That is, the gas-phase refrigerant separated by the gas-liquid separator 106 flows through the first flow path 119 a, and the medium-temperature water extracted from the intermediate portion of the hot water storage tank 102 flows through the second flow path 11. The flow of the gas-phase refrigerant in the first flow path 119a and the flow of intermediate temperature water in the second flow path 119b are counterflows.

中温水流通路126は、より詳しくは、送水口126aと熱交換器119の第2流路119bの流入口とを繋ぐ上流管126Aと、第2流路119bの流出口と往復水口126bとを繋ぐ下流管126Bとを有している。本実施形態では、下流管126Bに第3ポンプ127が設けられているが、第3ポンプ127は、上流管126Aに設けられていてもよい。   More specifically, the intermediate temperature water passage 126 includes an upstream pipe 126A that connects the water inlet 126a and the inlet of the second flow path 119b of the heat exchanger 119, and an outlet and a reciprocating water inlet 126b of the second flow path 119b. And a downstream pipe 126B to be connected. In the present embodiment, the third pump 127 is provided in the downstream pipe 126B, but the third pump 127 may be provided in the upstream pipe 126A.

上流管126Aには、送水口126aの近傍(すなわち、中温水流通路126の上流端の近傍)に第1開閉弁128が設けられている。一方、下流管126Bには、復水口126bの近傍(すなわち、中温水流通路126の下流端の近傍であって第3ポンプ127の下流側)に第2開閉弁129が設けられている。また、下流管126Bには、第3ポンプ127の上流側に、排出弁131を有する排出路130が接続されており、排出路130を介して排出口132に中温水流通路126内の中温水を排出できるようになっている。なお、排出路130は、上流管126Aの第1開閉弁128の下流側に接続されていてもよい。さらに、下流管126Bには、熱交換器119で冷却された中温水の温度を検出するための流量調整用温度センサ133が設けられている。   In the upstream pipe 126A, a first opening / closing valve 128 is provided in the vicinity of the water supply port 126a (that is, in the vicinity of the upstream end of the intermediate temperature water flow passage 126). On the other hand, in the downstream pipe 126B, a second on-off valve 129 is provided in the vicinity of the condensing port 126b (that is, in the vicinity of the downstream end of the intermediate temperature water flow passage 126 and downstream of the third pump 127). Further, a discharge passage 130 having a discharge valve 131 is connected to the downstream pipe 126B on the upstream side of the third pump 127, and the medium-temperature water in the medium-temperature water flow passage 126 is connected to the discharge port 132 through the discharge passage 130. Can be discharged. The discharge path 130 may be connected to the downstream side of the first on-off valve 128 of the upstream pipe 126A. Further, the downstream pipe 126B is provided with a flow rate adjusting temperature sensor 133 for detecting the temperature of the medium-temperature water cooled by the heat exchanger 119.

また、貯湯タンク102には、中温液体流通路126の上流端に対応する高さ位置に、貯湯タンク102内の水温度を検出するための貯湯温度センサ132が設けられている。ここで、「中温水流通路126の上流端に対応する高さ位置」とは、中温水流通路126の上流端を中心として上下30cm以内の範囲にあればよい。   The hot water storage tank 102 is provided with a hot water storage temperature sensor 132 for detecting the water temperature in the hot water storage tank 102 at a height position corresponding to the upstream end of the intermediate temperature liquid flow passage 126. Here, the “height position corresponding to the upstream end of the intermediate temperature water flow passage 126” may be within a range of 30 cm above and below the upstream end of the intermediate temperature water flow passage 126 as a center.

さらに、暖房装置100は、第1〜第3ポンプ214,125,127、各種弁128,129,131、および各種温度センサ132,133と接続された制御装置134を備えている。そして、制御装置134は、貯湯運転および暖房運転を行うとともに、中温水冷却運転を行う。中温水冷却運転では、制御装置134は、貯湯温度センサ132および流量調整用温度センサ133によって検出される温度等に基づいて第3ポンプならびに開閉弁128,129および排出弁131を制御する。   The heating device 100 further includes a control device 134 connected to the first to third pumps 214, 125, 127, various valves 128, 129, 131, and various temperature sensors 132, 133. The control device 134 performs a hot water storage operation and a heating operation, and also performs an intermediate temperature water cooling operation. In the medium-temperature water cooling operation, the control device 134 controls the third pump, the on-off valves 128 and 129, and the discharge valve 131 based on the temperature detected by the hot water storage temperature sensor 132 and the flow rate adjusting temperature sensor 133.

[暖房装置100の動作]
次に、暖房装置100の動作について説明する。
[Operation of Heating Device 100]
Next, operation | movement of the heating apparatus 100 is demonstrated.

まず、ヒートポンプ101の動作について説明する。第1圧縮機構108で圧縮された冷媒は、第1圧縮機構108から一度第1密閉容器112の内部に吐出された後、第1密閉容器112の外へ流出する。同様に、第2圧縮機構113で圧縮された冷媒は、第2圧縮機構113から一度第2密閉容器116の内部に吐出された後、第2密閉容器116の外へ流出する。   First, the operation of the heat pump 101 will be described. The refrigerant compressed by the first compression mechanism 108 is once discharged from the first compression mechanism 108 into the first sealed container 112 and then flows out of the first sealed container 112. Similarly, the refrigerant compressed by the second compression mechanism 113 is once discharged from the second compression mechanism 113 into the second sealed container 116 and then flows out of the second sealed container 116.

第1密閉容器112の外へ流出した冷媒と第2密閉容器116の外へ流出した冷媒は、合流して放熱器105に流入し、ここで放熱させられる。放熱器105で放熱した冷媒は、膨張機構109に直接吸入される。   The refrigerant that has flowed out of the first sealed container 112 and the refrigerant that has flowed out of the second sealed container 116 join together and flow into the radiator 105, where they are dissipated. The refrigerant radiated by the radiator 105 is directly sucked into the expansion mechanism 109.

膨張機構109において冷媒は膨張し、膨張機構109は膨張する冷媒から動力を回収する。また、膨張した冷媒は気液二相状態となる。膨張後の冷媒は、膨張機構109から直接吐出される。   The refrigerant expands in the expansion mechanism 109, and the expansion mechanism 109 recovers power from the expanding refrigerant. The expanded refrigerant is in a gas-liquid two-phase state. The expanded refrigerant is directly discharged from the expansion mechanism 109.

膨張機構109から吐出された冷媒は、気液分離器106に流入する。気液分離器106では、冷媒が気相冷媒と液相冷媒とに分離される。液相冷媒は、冷媒回路117を構成する配管を通じて蒸発器107に流入する。この時、液相冷媒の流れに気相冷媒の一部が混合しても構わない。蒸発器107に流入した液相冷媒は、ここで吸熱して蒸発する。一方、気相冷媒は、気相冷媒流通路118を通じて熱交換器119の第1流路119aに流入する。熱交換器119の第1流路119aに流入した気相冷媒は、中温水冷却運転が行われている場合は熱交換器119において中温水により加熱される。   The refrigerant discharged from the expansion mechanism 109 flows into the gas / liquid separator 106. In the gas-liquid separator 106, the refrigerant is separated into a gas phase refrigerant and a liquid phase refrigerant. The liquid phase refrigerant flows into the evaporator 107 through the piping that constitutes the refrigerant circuit 117. At this time, a part of the gas phase refrigerant may be mixed with the flow of the liquid phase refrigerant. The liquid-phase refrigerant that has flowed into the evaporator 107 absorbs heat here and evaporates. On the other hand, the gas-phase refrigerant flows into the first flow path 119a of the heat exchanger 119 through the gas-phase refrigerant flow passage 118. The gas-phase refrigerant that has flowed into the first flow path 119a of the heat exchanger 119 is heated by the intermediate temperature water in the heat exchanger 119 when the intermediate temperature water cooling operation is performed.

蒸発器107から流出した冷媒は、熱交換器119から流出した冷媒と合流し、第1圧縮機構108および第2圧縮機構113に吸入される。   The refrigerant that has flowed out of the evaporator 107 merges with the refrigerant that has flowed out of the heat exchanger 119 and is sucked into the first compression mechanism 108 and the second compression mechanism 113.

続いて、貯湯運転および暖房運転について説明する。   Subsequently, hot water storage operation and heating operation will be described.

まず、給水配管122より水道水等の水が貯湯タンク102内に供給される。給水配管122から供給される水は、室温程度の低温水である。そして、第1ポンプ124が駆動することで、貯湯タンク102の下部底面に設けられた往き口120aから低温水が往き管120に流出する。低温水は往き管120を流れ、ヒートポンプ101の放熱器105に流入する。低温水は、放熱器105で高温の冷媒から吸熱して高温の温水となる。放熱器105から流出した高温水は、戻り管121を流れ、貯湯タンク102の上部側面に設けられた戻り口121aから、貯湯タンク102に流入する。これにより、貯湯タンク102内において、貯湯タンク102の上部から高温水層L1が形成され、貯湯タンク102の下部の低温水層L2と温度成層を形成する。   First, water such as tap water is supplied from the water supply pipe 122 into the hot water storage tank 102. The water supplied from the water supply pipe 122 is low-temperature water at about room temperature. Then, when the first pump 124 is driven, low-temperature water flows out to the forward pipe 120 from the forward outlet 120 a provided in the lower bottom surface of the hot water storage tank 102. The low-temperature water flows through the forward pipe 120 and flows into the radiator 105 of the heat pump 101. The low-temperature water absorbs heat from the high-temperature refrigerant by the radiator 105 and becomes high-temperature hot water. The high temperature water flowing out of the radiator 105 flows through the return pipe 121 and flows into the hot water storage tank 102 from the return port 121a provided on the upper side surface of the hot water storage tank 102. Thereby, in the hot water storage tank 102, the high temperature water layer L1 is formed from the upper part of the hot water storage tank 102, and the low temperature water layer L2 of the lower part of the hot water storage tank 102 and temperature stratification are formed.

貯湯タンク102の上部に貯留される高温水は、貯湯タンク102の上部側面に設けられた温水往き口123aから暖房路123へと供給される。温水往き口123aから流出した高温水は、ラジエータなどの暖房機123bへ流入して室内空気へ放熱し、水温低下により中温水となる。暖房機123bから流出した中温水は、貯湯タンク102の中間部側面に設けられた温水還り口123cから貯湯タンク102内に流入する。これにより、貯湯タンク102内において、貯湯タンク102の上部の高温水層L1と貯湯タンク102の下部の低温水層L2との間に、中温水層L3が形成される。   The high temperature water stored in the upper part of the hot water storage tank 102 is supplied to the heating path 123 from a hot water outlet 123 a provided on the upper side surface of the hot water storage tank 102. The high temperature water flowing out from the warm water outlet 123a flows into the heater 123b such as a radiator and dissipates heat to the room air, and becomes medium warm water due to a decrease in the water temperature. The intermediate warm water that has flowed out of the heater 123 b flows into the hot water storage tank 102 from the hot water return port 123 c provided on the side surface of the intermediate portion of the hot water storage tank 102. As a result, in the hot water storage tank 102, an intermediate hot water layer L3 is formed between the high temperature water layer L1 above the hot water storage tank 102 and the low temperature water layer L2 below the hot water storage tank 102.

続いて、中温水冷却運転について説明する。この中温水冷却運転は、貯湯運転と同時に行われる。   Next, the medium temperature water cooling operation will be described. This intermediate temperature water cooling operation is performed simultaneously with the hot water storage operation.

貯湯タンク102内に中温水層L3が発生していない場合(低温水のみまたは高温水のみ、あるいは低温水層L2と高温水層L1で温度成層が形成されている時)には、中温水流通路126に設けられた第3ポンプ127は停止しており、第1開閉弁128および第2開閉弁129は閉状態とされている。さらに、排出弁131は開状態とされており、中温水流通路126内からは排水されている。   When the intermediate temperature water layer L3 is not generated in the hot water storage tank 102 (only when the low temperature water or only the high temperature water is formed, or when the temperature stratification is formed by the low temperature water layer L2 and the high temperature water layer L1), the intermediate temperature water circulation is performed. The third pump 127 provided in the passage 126 is stopped, and the first on-off valve 128 and the second on-off valve 129 are closed. Further, the discharge valve 131 is in an open state, and the medium temperature water flow passage 126 is drained.

貯湯タンク102内に中温水層L3が発生すると、排出弁131が閉じられ、第1開閉弁128および第2開閉弁129が開かれる。そして、第3ポンプ127が駆動し、貯湯タンク102内の中温水が、中温水流通路126に流入する。   When the intermediate temperature water layer L3 is generated in the hot water storage tank 102, the discharge valve 131 is closed, and the first on-off valve 128 and the second on-off valve 129 are opened. Then, the third pump 127 is driven, and the medium temperature water in the hot water storage tank 102 flows into the medium temperature water flow passage 126.

このような排出弁131および開閉弁128,129ならびに第3ポンプ127の制御は、制御装置134によって行われる。貯湯タンク102に設けられた貯湯温度センサ132で検出される水温度が、制御装置134に出力され、制御装置134は、貯湯温度センサ132で検出される水温度が、予め設定された設定温度域(例えば、45〜70℃)内にあるか否かを判断する。貯湯温度センサ132で検出される水温度が設定温度域を下回っているあるいは上回っている場合には、制御装置134は、排出弁131を開状態とし、第1開閉弁128および第2開閉弁129を閉状態とするとともに、第3ポンプ127を停止状態にする。   The control of the discharge valve 131, the on-off valves 128 and 129, and the third pump 127 is performed by the control device 134. The water temperature detected by the hot water storage temperature sensor 132 provided in the hot water storage tank 102 is output to the control device 134, and the control device 134 sets the water temperature detected by the hot water storage temperature sensor 132 to a preset temperature range. It is judged whether it exists in (for example, 45-70 degreeC). When the water temperature detected by the hot water storage temperature sensor 132 is lower or higher than the set temperature range, the control device 134 opens the discharge valve 131, opens the first on-off valve 128 and the second on-off valve 129. Is closed and the third pump 127 is stopped.

そして、貯湯温度センサ132で検出される水温度が設定温度域内になると、制御装置134は、排出弁131を閉じ、第1開閉弁128および第2開閉弁129を開き、第3ポンプ127の稼働を開始する。ついで、制御装置134は、中温水流通路126の下流管126Bに設けられた流量調整用温度センサ133で検出される温度が所望の温度範囲(例えば、10〜30℃程度)に保たれるように、第3ポンプ127の回転数を制御する。   When the water temperature detected by the hot water storage temperature sensor 132 falls within the set temperature range, the control device 134 closes the discharge valve 131, opens the first on-off valve 128 and the second on-off valve 129, and operates the third pump 127. To start. Next, the control device 134 keeps the temperature detected by the flow rate adjusting temperature sensor 133 provided in the downstream pipe 126B of the intermediate temperature water flow passage 126 within a desired temperature range (for example, about 10 to 30 ° C.). In addition, the rotational speed of the third pump 127 is controlled.

その後、貯湯温度センサ132で検出される水温度が設定温度域を下回るあるいは上回ると、制御装置134は、第3ポンプ127の稼働を停止するとともに、第1開閉弁128および第2開閉弁129を閉じ、排出弁131を開く。なお、貯湯タンク102内の低温水層L2の上面の上昇速度が高温水層L1の下面の下降速度よりも大きな場合は、貯湯温度センサ132で検出される水温度が設定温度域を下回ることになり、それと逆の場合は、貯湯温度センサ132で検出される水温度が設定温度域を上回ることになる。   After that, when the water temperature detected by the hot water storage temperature sensor 132 falls below or exceeds the set temperature range, the control device 134 stops the operation of the third pump 127 and switches the first on-off valve 128 and the second on-off valve 129. Close and open the drain valve 131. When the rising speed of the upper surface of the low temperature water layer L2 in the hot water storage tank 102 is higher than the lowering speed of the lower surface of the high temperature water layer L1, the water temperature detected by the hot water temperature sensor 132 is below the set temperature range. In the opposite case, the water temperature detected by the hot water storage temperature sensor 132 exceeds the set temperature range.

<第1実施形態の効果>
本実施形態に係る暖房装置100では、蒸発器107の上流側に気液分離器106を設け、この気液分離器106で分離した気相冷媒によって貯湯タンク102内に生じた中温水を冷却するようにしているので、蒸発器107では中温水の有無に拘わらず液相冷媒を確実に蒸発させることができる。そして、蒸発器107で蒸発した冷媒は、気液分離器106で分離された気相冷媒と合流した後に第1圧縮機構108および第2圧縮機構113に吸入されるので、第1圧縮機構108および第2圧縮機構113には気相状態の冷媒のみを吸入させることができる。従って、本実施形態によれば、中温水の冷却処理を可能としながらも液圧縮を防ぐことができ、第1圧縮機構108および第2圧縮機構113の信頼性および冷凍サイクルの安定性を向上させることができる。
<Effects of First Embodiment>
In the heating apparatus 100 according to the present embodiment, a gas-liquid separator 106 is provided on the upstream side of the evaporator 107, and the medium-temperature water generated in the hot water storage tank 102 is cooled by the gas-phase refrigerant separated by the gas-liquid separator 106. Thus, the evaporator 107 can reliably evaporate the liquid refrigerant regardless of the presence or absence of the medium temperature water. The refrigerant evaporated in the evaporator 107 joins with the gas-phase refrigerant separated in the gas-liquid separator 106 and is then sucked into the first compression mechanism 108 and the second compression mechanism 113, so that the first compression mechanism 108 and Only the refrigerant in the gas phase state can be sucked into the second compression mechanism 113. Therefore, according to this embodiment, liquid compression can be prevented while allowing the cooling process of the medium-temperature water to be performed, and the reliability of the first compression mechanism 108 and the second compression mechanism 113 and the stability of the refrigeration cycle are improved. be able to.

また、膨張機構109から吐出された冷媒を、気液分離器106において気相冷媒と液相冷媒に分離し、液相冷媒のみを蒸発器107に流入させることで、蒸発器107における圧力損失を低減できる。このことにより、膨張機一体型圧縮機103の第1圧縮機構108と、第2圧縮機104の第2圧縮機構113との吸入部圧力の低下を低減し、ヒートポンプ101の高効率化が可能となる。   Further, the refrigerant discharged from the expansion mechanism 109 is separated into a gas-phase refrigerant and a liquid-phase refrigerant in the gas-liquid separator 106, and only the liquid-phase refrigerant flows into the evaporator 107, thereby reducing the pressure loss in the evaporator 107. Can be reduced. As a result, a decrease in suction portion pressure between the first compression mechanism 108 of the expander-integrated compressor 103 and the second compression mechanism 113 of the second compressor 104 can be reduced, and the efficiency of the heat pump 101 can be increased. Become.

気液分離器106で分離した気相冷媒は、気相冷媒流通路118を通じて熱交換器119の第1流路119aに流入する。そして、貯湯タンク102内に生成され、中温水流通路126に流入する中温水が、熱交換器119の第2流路119bに流入し、熱交換器119において、第1流路119aの気相冷媒と第2流路119bの中温水との間で熱交換が行われる。つまり、第1流路119aの気相冷媒は、第2流路119bの中温水により加熱される。   The gas-phase refrigerant separated by the gas-liquid separator 106 flows into the first flow path 119a of the heat exchanger 119 through the gas-phase refrigerant flow path 118. Then, the medium-temperature water generated in the hot water storage tank 102 and flowing into the medium-temperature water flow passage 126 flows into the second flow path 119b of the heat exchanger 119, and in the heat exchanger 119, the vapor phase of the first flow path 119a. Heat exchange is performed between the refrigerant and the medium temperature water of the second flow path 119b. That is, the gas-phase refrigerant in the first channel 119a is heated by the medium temperature water in the second channel 119b.

気液分離器106において分離された気相冷媒は飽和温度である。一方、気液分離器106において分離された液相冷媒は、蒸発器107において飽和温度以上に過熱されるため、気相冷媒流通路118において気相冷媒が加熱されなければ、膨張機一体型圧縮機103の第1圧縮機構108と、第2圧縮機104の第2圧縮機構113との吸入部で、蒸発器107通過後の冷媒が、気相冷媒流通路118通過後の冷媒と合流すると、その過熱度が低下してしまう。しかし、本実施形態の暖房装置100では、気液分離器106において分離された気相冷媒が、熱交換器119において中温水流通路126を流れる中温水により加熱され飽和温度以上に昇温されるので、蒸発器107通過後の冷媒と気相冷媒流通路118通過後の冷媒とが合流する際の過熱度の低下を抑制することができる。このことにより、膨張機一体型圧縮機103の第1圧縮機構108および第2圧縮機104の第2圧縮機構113の吸入温度の低下を防ぎ、第1圧縮機構108および第2圧縮機構113の吐出温度を高温に維持し、高暖房能力を有する暖房装置100を提供することができる。   The gas-phase refrigerant separated in the gas-liquid separator 106 has a saturation temperature. On the other hand, the liquid-phase refrigerant separated in the gas-liquid separator 106 is heated to the saturation temperature or higher in the evaporator 107. Therefore, if the gas-phase refrigerant is not heated in the gas-phase refrigerant flow passage 118, the expander-integrated compression is used. When the refrigerant that has passed through the evaporator 107 joins the refrigerant that has passed through the gas-phase refrigerant flow passage 118 at the suction portion of the first compression mechanism 108 of the machine 103 and the second compression mechanism 113 of the second compressor 104, The degree of superheat will decrease. However, in the heating apparatus 100 of the present embodiment, the gas-phase refrigerant separated in the gas-liquid separator 106 is heated by the medium-temperature water flowing through the medium-temperature water flow passage 126 in the heat exchanger 119 and raised to the saturation temperature or higher. Therefore, it is possible to suppress a decrease in the degree of superheat when the refrigerant after passing through the evaporator 107 and the refrigerant after passing through the gas-phase refrigerant flow passage 118 merge. This prevents a decrease in suction temperature of the first compression mechanism 108 of the expander-integrated compressor 103 and the second compression mechanism 113 of the second compressor 104, and discharge of the first compression mechanism 108 and the second compression mechanism 113. It is possible to provide a heating apparatus 100 that maintains a high temperature and has a high heating capacity.

図2(a)は、中温水冷却運転を実行する場合のヒートポンプのモリエル線図であり、図2(b)は、中温水冷却運転を実行しない場合のヒートポンプのモリエル線図である。   FIG. 2A is a Mollier diagram of the heat pump when the intermediate temperature water cooling operation is executed, and FIG. 2B is a Mollier diagram of the heat pump when the intermediate temperature water cooling operation is not executed.

ヒートポンプ101の運転条件として、高圧を10.0MPa、低圧を3・0MPaとし、蒸発器107出口の加熱度を5℃とする。中温水冷却運転を実行しない場合は、放熱器105の出口での冷媒温度は、暖房路123から還ってくる中温水に規定され45℃となる。   As operating conditions of the heat pump 101, the high pressure is set to 10.0 MPa, the low pressure is set to 3.0 MPa, and the degree of heating at the outlet of the evaporator 107 is set to 5 ° C. When the medium temperature water cooling operation is not executed, the refrigerant temperature at the outlet of the radiator 105 is defined as medium temperature water returning from the heating path 123 and becomes 45 ° C.

図2(b)に示すように、中温水冷却運転を実行しない場合には、圧縮手段吸入部(図1における第1圧縮機構108および第2圧縮機構113の吸入部。以下、第1圧縮機構108および第2圧縮機構113を総称して「圧縮手段」ともいう。)での冷媒温度を見ると、膨張機構109の下流に設けられた気液分離器106で分離された液相冷媒は、蒸発器107で大気熱を受け、約−0.55℃(3.0MPaの飽和温度+過熱度5℃)となって蒸発器107から流出し(図中のa点)、圧縮手段吸入部へと至る。一方、気液分離器106で分離された気相冷媒は、熱交換器119で受熱することが無いので、約−5.55℃(3.0MPaの飽和温度)で(図中のb点)、圧縮手段吸入部へと至る。   As shown in FIG. 2 (b), when the intermediate temperature water cooling operation is not performed, the compression means suction portion (the suction portion of the first compression mechanism 108 and the second compression mechanism 113 in FIG. 1; hereinafter, the first compression mechanism). 108 and the second compression mechanism 113 are also collectively referred to as “compression means”), the liquid phase refrigerant separated by the gas-liquid separator 106 provided downstream of the expansion mechanism 109 is: Upon receiving atmospheric heat in the evaporator 107, the temperature becomes about −0.55 ° C. (3.0 MPa saturation temperature + superheat degree 5 ° C.) and flows out of the evaporator 107 (point a in the figure), to the suction means of the compression means And so on. On the other hand, since the gas-phase refrigerant separated by the gas-liquid separator 106 does not receive heat by the heat exchanger 119, it is at about −5.55 ° C. (3.0 MPa saturation temperature) (point b in the figure). To the compression means suction part.

このため、蒸発器107を通過した冷媒と、気相冷媒流通路118を流れた冷媒とが、圧縮手段に吸入される前に合流すると、その温度は約−3.41℃となり、圧縮手段が吸入する冷媒温度が低下してしまう(約−0.55℃→約−3.41℃)。このことにより、圧縮手段の吐出温度が低下する。例えば、圧縮手段の吸入温度が約−0.55℃であれば、圧縮手段の吸入温度が約−3.41℃となることで、約93.8℃であった圧縮手段吐出温度が約90.2℃まで低下してしまう。   For this reason, when the refrigerant that has passed through the evaporator 107 and the refrigerant that has flowed through the gas-phase refrigerant flow passage 118 join before being sucked into the compression means, the temperature becomes approximately −3.41 ° C., and the compression means The refrigerant temperature to be sucked is lowered (about −0.55 ° C. → about −3.41 ° C.). This lowers the discharge temperature of the compression means. For example, if the suction temperature of the compression means is about −0.55 ° C., the suction temperature of the compression means becomes about −3.41 ° C., so that the discharge temperature of the compression means that was about 93.8 ° C. is about 90 ° C. .It drops to 2 ° C.

一方、同様のヒートポンプ101の運転条件(高圧を10.0MPa、低圧を3.0MPaとし、蒸発器107出口の加熱度を5℃)で、中温水冷却運転を実行する場合には、暖房路123から還ってくる中温水を中温水流通路126に流すことによって気相冷媒流通路118を流れる気相冷媒で冷却して、放熱器105出口温度を40℃とする。   On the other hand, when the medium temperature water cooling operation is performed under the same operating conditions of the heat pump 101 (high pressure is 10.0 MPa, low pressure is 3.0 MPa, and the degree of heating at the outlet of the evaporator 107 is 5 ° C.), the heating path 123 is used. The intermediate temperature water returning from the refrigerant is cooled by the gas phase refrigerant flowing in the gas phase refrigerant flow path 118 by flowing the medium temperature water through the medium temperature water flow path 126, and the outlet temperature of the radiator 105 is set to 40 ° C.

図2(a)に示すように、中温水冷却運転を実行する場合には、圧縮手段吸入部での冷媒温度を見ると、膨張機構109の下流側に設けられた気液分離器106で分離された液相冷媒は、蒸発器107で大気熱を受け、約−0.55℃(3.0MPaの飽和温度+過熱度5℃)となって蒸発器107から流出し(図中のa点)、圧縮手段吸入部へと至る。一方、気液分離器106で分離された気相冷媒は、熱交換器119で中温水流通路126を流れる45℃の中温水から受熱し約22.4℃となって(図中のb点)、圧縮手段吸入部へと至る。この時、中温水は熱交換器119出口で40℃となる。また、中温水流通路126を流れる中温水の流量は暖房路123から貯湯タンク102に還ってくる水量と等しく、貯湯タンク102内での中温水層L3の増加が抑えられている。   As shown in FIG. 2A, when the intermediate temperature water cooling operation is executed, the refrigerant temperature at the suction portion of the compression means is separated by the gas-liquid separator 106 provided on the downstream side of the expansion mechanism 109. The liquid refrigerant thus received is subjected to atmospheric heat in the evaporator 107, becomes approximately −0.55 ° C. (3.0 MPa saturation temperature + superheat degree 5 ° C.), and flows out of the evaporator 107 (point a in the figure). ) To the compression means suction part. On the other hand, the gas-phase refrigerant separated by the gas-liquid separator 106 receives heat from 45 ° C. medium-temperature water flowing through the intermediate-temperature water flow passage 126 by the heat exchanger 119 and becomes about 22.4 ° C. (point b in the figure). ) To the compression means suction part. At this time, the medium temperature water becomes 40 ° C. at the outlet of the heat exchanger 119. Further, the flow rate of the intermediate warm water flowing through the intermediate warm water flow passage 126 is equal to the amount of water returning from the heating path 123 to the hot water storage tank 102, and the increase of the intermediate warm water layer L3 in the hot water storage tank 102 is suppressed.

蒸発器107を通過した冷媒と、気相冷媒流通路118を流れた冷媒とが、圧縮手段に吸入される前に合流すると、その温度は約8.86℃となる。このことにより、圧縮手段の吐出温度は約105.4℃となり、圧縮手段の吐出温度を高温にすることができる。   When the refrigerant that has passed through the evaporator 107 and the refrigerant that has flowed through the gas-phase refrigerant flow passage 118 join before being sucked into the compression means, the temperature becomes approximately 8.86 ° C. As a result, the discharge temperature of the compression unit becomes approximately 105.4 ° C., and the discharge temperature of the compression unit can be increased.

また、本実施形態の暖房装置100では、気液分離器106において分離された気相冷媒が流入する気相冷媒流通路118に液相冷媒が混入した場合、熱交換器119において中温水により加熱されるので、液相冷媒は蒸発し、膨張機一体型圧縮機103の第1圧縮機構108および第2圧縮機104の第2圧縮機構113が液冷媒を吸入して液圧縮を起こすことを防ぐことができる。このことにより、膨張機一体型圧縮機103の第1圧縮機構108および第2圧縮機104の第2圧縮機構113の信頼性を向上させ、高信頼性を有する暖房装置100を提供することができる。   Further, in the heating device 100 of the present embodiment, when the liquid phase refrigerant is mixed in the gas phase refrigerant flow passage 118 into which the gas phase refrigerant separated in the gas-liquid separator 106 flows, the heat exchanger 119 heats with medium temperature water. As a result, the liquid refrigerant evaporates, preventing the first compression mechanism 108 of the expander-integrated compressor 103 and the second compression mechanism 113 of the second compressor 104 from sucking the liquid refrigerant and causing liquid compression. be able to. Accordingly, the reliability of the first compression mechanism 108 of the expander-integrated compressor 103 and the second compression mechanism 113 of the second compressor 104 can be improved, and the heating apparatus 100 having high reliability can be provided. .

また、本実施形態の暖房装置100によれば、暖房装置100を運転することで貯湯タンク102内に生成される中温水を中温水流通路126に導き、熱交換器119において気液分離器106で分離された気相冷媒により冷却し、冷却後の低温水を貯湯タンク102内に戻すことで、貯湯タンク102内の中温水層L3を排除することができる。このことにより、貯湯タンク102の往き口120aから流出し、往き管120を通じてヒートポンプ101の放熱器105に流入する水が、中温水になることを防ぎ、常に低温水とすることができる。そして、ヒートポンプ101の放熱器105の入口と出口との間での冷媒の温度落差を大きくでき、ヒートポンプ101の加熱能力の低下を防ぎ、高加熱能力を維持することができる。   Further, according to the heating device 100 of the present embodiment, the medium-temperature water generated in the hot water storage tank 102 by operating the heating device 100 is guided to the medium-temperature water flow passage 126, and the gas-liquid separator 106 in the heat exchanger 119. The medium temperature water layer L3 in the hot water storage tank 102 can be eliminated by cooling with the gas-phase refrigerant separated in (3) and returning the cooled low temperature water into the hot water storage tank 102. As a result, the water flowing out from the outlet 120a of the hot water storage tank 102 and flowing into the radiator 105 of the heat pump 101 through the outgoing pipe 120 can be prevented from becoming medium temperature water, and can always be low temperature water. And the temperature difference of the refrigerant | coolant between the inlet_port | entrance of the heat radiator 105 of the heat pump 101 and an exit can be enlarged, the fall of the heating capability of the heat pump 101 can be prevented, and a high heating capability can be maintained.

図2(a)および図2(b)に示すように、気液分離器106において分離された気相冷媒により中温水を45℃から40℃に冷却することで、放熱器105の前後でのエンタルピ差が大きくなっている。このことにより、放熱器105での放熱量が増加するため、ヒートポンプ101の加熱能力が大きくなる。   As shown in FIG. 2A and FIG. 2B, the intermediate temperature water is cooled from 45 ° C. to 40 ° C. by the gas-phase refrigerant separated in the gas-liquid separator 106, so that The enthalpy difference is increasing. As a result, the amount of heat dissipated in the radiator 105 increases, so that the heating capacity of the heat pump 101 increases.

また、本実施形態の暖房装置100では、貯湯タンク102内に中温水層L3が発生していない場合には、中温水流通路126に設けられた第3ポンプ127は停止しており、第1開閉弁128および第2開閉弁129は閉状態にある。さらに、排出弁131が開状態とされており、中温水流通路126内からは排水されている。このことにより、中温水流通路126に中温水が流入しない時に、中温水流通路126の周囲温度が水の凍結温度以下に達した場合でも、中温水流通路126内で水が凍結して配管等が破損することを防ぐことができる。また、中温水流通路126の周囲温度が水の凍結温度以下の状態において、貯湯温度センサ132で測定された温度値が設定温度範囲に入った場合に、貯湯タンク102内に生成された中温水を即座に中温水流通路126に流入させることができる。   Moreover, in the heating apparatus 100 of this embodiment, when the intermediate temperature water layer L3 is not generated in the hot water storage tank 102, the third pump 127 provided in the intermediate temperature water flow passage 126 is stopped, and the first The on-off valve 128 and the second on-off valve 129 are in a closed state. Further, the discharge valve 131 is opened, and the medium temperature water flow passage 126 is drained. As a result, when intermediate temperature does not flow into the intermediate temperature water flow passage 126 and the ambient temperature of the intermediate temperature water flow passage 126 reaches or falls below the freezing temperature of the water, the water is frozen in the intermediate temperature water flow passage 126 and the piping. Etc. can be prevented from being damaged. In addition, in the state where the ambient temperature of the intermediate temperature water passage 126 is equal to or lower than the freezing temperature of water, the intermediate temperature water generated in the hot water storage tank 102 when the temperature value measured by the hot water temperature sensor 132 enters the set temperature range. Can immediately flow into the warm water flow passage 126.

<変形例>
前記実施形態では、排出弁131が開状態とされる一定時間が、貯湯温度センサ132によって検出される水温度が設定温度域を下回っているあるいは上回っている期間の全時間となっているが、排出弁131が開状態とされる一定時間は、その期間の全時間よりも短くなっていてもよい。例えば、中温水流通路126内の水が排出可能な時間だけ、排出弁131を開状態としてもよい。
<Modification>
In the above-described embodiment, the certain time during which the discharge valve 131 is opened is the total time during which the water temperature detected by the hot water storage temperature sensor 132 is below or above the set temperature range. The fixed time for which the discharge valve 131 is opened may be shorter than the total time of the period. For example, the discharge valve 131 may be opened for a time during which water in the intermediate temperature water passage 126 can be discharged.

また、本実施形態の暖房装置100では、中温水流通路126の下流管126Bに流量調整用温度センサ133が設けられているので、この流量調整用温度センサ133で検出される温度に基づいて凍結防止を図ることもできる。例えば、流量調整用温度センサ133で検出される温度が水の凍結温度に近くなると、第3ポンプ127の回転数を増加させ、中温水流通路126を流れる中温水の流量を増加させるようにしてもよい。このことにより、熱交換器119の第1流路119aを流れる気相冷媒が水の凍結温度に近い場合に、熱交換器119の第2流路119bでの中温水の流動を激しくし、水温が水の凍結温度に近づいても、熱交換器119の第2流路119bを流れる中温水が、熱交換器119の第2流路119bの出口近傍で凍結しにくくすることができる。   Further, in the heating apparatus 100 of the present embodiment, the flow rate adjustment temperature sensor 133 is provided in the downstream pipe 126B of the intermediate temperature water flow passage 126, so that the freezing is performed based on the temperature detected by the flow rate adjustment temperature sensor 133. It can also be prevented. For example, when the temperature detected by the flow rate adjusting temperature sensor 133 approaches the freezing temperature of water, the number of rotations of the third pump 127 is increased, and the flow rate of the intermediate temperature water flowing through the intermediate temperature water flow passage 126 is increased. Also good. As a result, when the gas-phase refrigerant flowing through the first flow path 119a of the heat exchanger 119 is close to the freezing temperature of water, the flow of intermediate temperature water in the second flow path 119b of the heat exchanger 119 is intensified. Even when the temperature approaches the freezing temperature of water, the medium-temperature water flowing through the second flow path 119b of the heat exchanger 119 can be made difficult to freeze near the outlet of the second flow path 119b of the heat exchanger 119.

あるいは、貯湯タンク102内に中温水層L3が発生している場合でも、流量調整用温度センサ133で検出される温度が水の凍結温度に極めて近くなると(あるいは水の凍結温度を下回ると)、制御装置134によって第3ポンプ127の稼働を停止し、第1開閉弁128および第2開閉弁129を閉じ、排出弁131を開いてもよい。このようにすれば、中温水流通路126内の水が排出されるため、中温水流通路126内で水が凍結して配管等が破損することを防ぐことができる。また、中温水流通路126の周囲温度が水の凍結温度以下の状態から、中温水流通路126の周囲温度が水の凍結温度以上の状態になった場合に、貯湯タンク102内に生成された中温水を即座に温水熱交換回路126に流入させることができる。   Alternatively, even when the intermediate temperature water layer L3 is generated in the hot water storage tank 102, when the temperature detected by the flow rate adjustment temperature sensor 133 is very close to the freezing temperature of water (or below the freezing temperature of water), The operation of the third pump 127 may be stopped by the control device 134, the first on-off valve 128 and the second on-off valve 129 may be closed, and the discharge valve 131 may be opened. In this way, since the water in the intermediate temperature water flow passage 126 is discharged, it is possible to prevent the piping and the like from being damaged by freezing of water in the intermediate temperature water flow passage 126. Further, when the ambient temperature of the intermediate temperature water flow passage 126 is equal to or lower than the freezing temperature of water, the ambient temperature of the intermediate temperature water flow passage 126 is equal to or higher than the freezing temperature of water. The medium temperature water can immediately flow into the warm water heat exchange circuit 126.

(第2実施形態)
図3に、本発明の第2実施形態に係る暖房装置300を示す。本実施形態において、前述した第1実施形態と共通部品については同一符号を付し、その詳細な説明は省略する。
(Second Embodiment)
In FIG. 3, the heating apparatus 300 which concerns on 2nd Embodiment of this invention is shown. In the present embodiment, the same components as those in the first embodiment described above are denoted by the same reference numerals, and detailed description thereof is omitted.

[暖房装置300の構成]
本実施形態の暖房装置300では、中温水流通路126に排出路130(図1参照)が接続されておらず、代わりにバイパス弁302を有するバイパス路301が設けられている。このバイパス路301は、中温水流通路126における上流管126Aの第1開閉弁128の下流側の位置から下流管126Bにおける第3ポンプ127と第2開閉弁129の間の位置に至っている。
[Configuration of Heating Device 300]
In the heating apparatus 300 of the present embodiment, the discharge path 130 (see FIG. 1) is not connected to the medium-temperature water flow path 126, and a bypass path 301 having a bypass valve 302 is provided instead. The bypass passage 301 extends from a position downstream of the first opening / closing valve 128 of the upstream pipe 126A in the intermediate temperature water flow passage 126 to a position between the third pump 127 and the second opening / closing valve 129 in the downstream pipe 126B.

[暖房装置300の動作]
続いて、バイパス路301の動作について説明する。
[Operation of Heating Device 300]
Subsequently, the operation of the bypass path 301 will be described.

貯湯タンク102内に中温水層L3が発生していない場合(低温水のみまたは高温水のみ、あるいは低温水層L2と高温水層L1で温度成層が形成されている時)には、第1開閉弁128および第2開閉弁129は閉状態とされ、バイパス路301に設けられたバイパス弁302が開状態とされている。そして、第3ポンプ127が駆動し、中温水流通路126に貯留された水が循環させられる。   When the intermediate temperature water layer L3 is not generated in the hot water storage tank 102 (only when the temperature stratification is formed by the low temperature water layer L2 and the high temperature water layer L1), the first opening / closing is performed. The valve 128 and the second on-off valve 129 are closed, and the bypass valve 302 provided in the bypass passage 301 is opened. Then, the third pump 127 is driven, and the water stored in the intermediate temperature water flow passage 126 is circulated.

貯湯タンク102内に中温水層L3が発生すると、第1開閉弁128および第2開閉弁129が開かれるとともに、バイパス弁302が閉じられる。そして、第3ポンプ127は駆動し続け、貯湯タンク102内の中温水が、中温水流通路126に流入する。このように、本実施形態では、第3ポンプ127は常時稼働している。   When the intermediate temperature water layer L3 is generated in the hot water storage tank 102, the first on-off valve 128 and the second on-off valve 129 are opened, and the bypass valve 302 is closed. Then, the third pump 127 continues to be driven, and the medium temperature water in the hot water storage tank 102 flows into the medium temperature water flow passage 126. Thus, in the present embodiment, the third pump 127 is always operating.

このようなバイパス弁302および開閉弁128,129の制御は、制御装置134によって行われる。貯湯タンク102に設けられた貯湯温度センサ132で検出される水温度が、制御装置134に出力され、制御装置134は、貯湯温度センサ132で検出される水温度が、予め設定された設定温度域(例えば、45〜70℃)内にあるか否かを判断する。貯湯温度センサ132で検出される水温度が、設定温度域を下回っているあるいは上回っている場合には、制御装置134は、第1開閉弁128および第2開閉弁129を閉状態とし、バイパス弁302を開状態とする。   Such control of the bypass valve 302 and the on-off valves 128 and 129 is performed by the control device 134. The water temperature detected by the hot water storage temperature sensor 132 provided in the hot water storage tank 102 is output to the control device 134, and the control device 134 sets the water temperature detected by the hot water storage temperature sensor 132 to a preset temperature range. It is judged whether it exists in (for example, 45-70 degreeC). When the water temperature detected by the hot water storage temperature sensor 132 is lower or higher than the set temperature range, the control device 134 closes the first on-off valve 128 and the second on-off valve 129, and bypass valve 302 is opened.

そして、貯湯温度センサ132で検出される水温度が設定温度域内になると、制御装置134は、第1開閉弁128および第2開閉弁129を開き、バイパス弁302を閉じる。ついで、制御装置134は、中温水流通路126の下流管126Bに設けられた流量調整用温度センサ133で検出される温度が所望の温度範囲(例えば、10〜30℃程度)に保たれるように、第3ポンプ127の回転数を制御する。   When the water temperature detected by the hot water storage temperature sensor 132 falls within the set temperature range, the control device 134 opens the first on-off valve 128 and the second on-off valve 129 and closes the bypass valve 302. Next, the control device 134 keeps the temperature detected by the flow rate adjusting temperature sensor 133 provided in the downstream pipe 126B of the intermediate temperature water flow passage 126 within a desired temperature range (for example, about 10 to 30 ° C.). In addition, the rotational speed of the third pump 127 is controlled.

その後、貯湯温度センサ132で検出される水温度が設定温度域を下回るあるいは上回ると、制御装置134は、第1開閉弁128および第2開閉弁129を閉じ、バイパス弁302を開く。   Thereafter, when the water temperature detected by the hot water storage temperature sensor 132 falls below or exceeds the set temperature range, the control device 134 closes the first on-off valve 128 and the second on-off valve 129 and opens the bypass valve 302.

<第2実施形態の効果>
本実施形態の暖房装置300では、貯湯温度センサ132で検出される水温度が設定温度範囲域を外れている時、中温水流通路126とバイパス路301とで閉ループが形成され、この閉ループに中温水流通路126に貯留された水を循環させる。このことにより、中温水流通路126に中温水が流入しない時に、中温水流通路126の周囲温度が水の凍結温度以下に達した場合でも、中温水流通路126内の水の流動を激しくし、中温水流通路126内で水が凍結して配管等が破損することを防ぐことができる。また、中温水流通路126の周囲温度が水の凍結温度以下の状態から、貯湯温度センサ132で測定された温度値が設定温度範囲に入った場合に、貯湯タンク102内に生成された中温水を即座に温水熱交換回路126に流入させることができる。
<Effects of Second Embodiment>
In the heating device 300 of the present embodiment, when the water temperature detected by the hot water storage temperature sensor 132 is outside the set temperature range, a closed loop is formed by the intermediate temperature water flow passage 126 and the bypass passage 301, The water stored in the hot water flow passage 126 is circulated. As a result, even when the medium temperature water does not flow into the medium temperature water flow passage 126 and the ambient temperature of the medium temperature water flow passage 126 reaches the water freezing temperature or less, the water flow in the medium temperature water flow passage 126 is made intense. Further, it is possible to prevent the piping and the like from being damaged due to freezing of water in the intermediate temperature water flow passage 126. Further, when the temperature value measured by the hot water storage temperature sensor 132 enters the set temperature range from the state where the ambient temperature of the intermediate temperature water flow passage 126 is equal to or lower than the freezing temperature of water, the intermediate temperature water generated in the hot water storage tank 102 is generated. Can immediately flow into the hot water heat exchange circuit 126.

また、本実施形態の暖房装置300では、中温水流通路126が停止時に、中温水流通路126およびバイパス路301内で水を循環させることで、暖房装置300の水系回路(貯湯タンク102、中温水流通路126、暖房路123)に貯留された水を、排水などにより減らすことなく保つことができる。   Further, in the heating device 300 of the present embodiment, when the intermediate temperature water flow passage 126 is stopped, water is circulated in the intermediate temperature water flow passage 126 and the bypass passage 301, so that the water system circuit (the hot water storage tank 102, the middle The water stored in the warm water flow passage 126 and the heating passage 123) can be maintained without being reduced by drainage or the like.

<変形例>
前記実施形態では、バイパス弁302が開状態とされるとともに第3ポンプ127が稼働する一定時間が、貯湯温度センサ132によって検出される水温度が設定温度域を下回っているあるいは上回っている期間の全時間となっているが、バイパス弁302が開状態とされるとともに第3ポンプ127が稼働する一定時間は、その期間の全時間よりも短くなっていてもよい。例えば、その期間のうちに、間欠的にバイパス弁302を開状態とするとともに第3ポンプ127を稼働させてもよい。
<Modification>
In the above-described embodiment, the fixed time during which the bypass valve 302 is opened and the third pump 127 is operated is a period in which the water temperature detected by the hot water storage temperature sensor 132 is below or above the set temperature range. Although it is the total time, the fixed time during which the bypass pump 302 is opened and the third pump 127 is operated may be shorter than the total time of the period. For example, the third pump 127 may be operated while the bypass valve 302 is intermittently opened during the period.

(その他の実施形態)
前記第1および第2実施形態では、膨張機一体型圧縮機103と第2圧縮機104が用いられていたが、本発明は、膨張機一体型圧縮機103のみを用いた暖房装置にも適用可能である。すなわち、本発明の圧縮手段は、第1圧縮機構108および第2圧縮機構113で構成されていても、第1圧縮機構108のみで構成されていてもよい。
(Other embodiments)
In the first and second embodiments, the expander-integrated compressor 103 and the second compressor 104 are used. However, the present invention is also applicable to a heating apparatus using only the expander-integrated compressor 103. Is possible. That is, the compression means of the present invention may be composed of the first compression mechanism 108 and the second compression mechanism 113 or may be composed of only the first compression mechanism 108.

また、本発明では、必ずしも膨張機一体型圧縮機103が用いられる必要はなく、第1圧縮機構108と膨張機構109が別々の容器に収容され、膨張機構109が発電機に連結されていてもよい。   In the present invention, the expander-integrated compressor 103 is not necessarily used. Even if the first compression mechanism 108 and the expansion mechanism 109 are accommodated in separate containers and the expansion mechanism 109 is connected to the generator. Good.

さらに、本発明の膨張手段としては、膨張機構109以外にも、例えば膨張弁を採用可能である。   Furthermore, in addition to the expansion mechanism 109, for example, an expansion valve can be employed as the expansion means of the present invention.

本発明の暖房装置は、特に、中温水の生成を抑制し、ヒートポンプを高効率化することが可能な暖房装置として有用である。   The heating device of the present invention is particularly useful as a heating device that can suppress the production of medium-temperature water and increase the efficiency of the heat pump.

100,300 冷凍サイクル装置
101 ヒートポンプ
102 貯湯タンク
103 膨張機一体型圧縮機
104 第2圧縮機
105 放熱器
106 気液分離器
107 蒸発器
118 気相冷媒流通路
119 熱交換器
126 中温水流通路
127 第3ポンプ
128 第1開閉弁
129 第2開閉弁
130 排出路
131 排出弁
132 貯湯温度センサ
133 流量調整用温度センサ
134 制御装置
301 バイパス路
302 バイパス弁
L1 高温水層
L2 低温水層
L3 中温水層
DESCRIPTION OF SYMBOLS 100,300 Refrigeration cycle apparatus 101 Heat pump 102 Hot water storage tank 103 Expander-integrated compressor 104 Second compressor 105 Radiator 106 Gas-liquid separator 107 Evaporator 118 Gas-phase refrigerant flow path 119 Heat exchanger 126 Medium temperature water flow path 127 Third pump 128 First on-off valve 129 Second on-off valve 130 Discharge passage 131 Discharge valve 132 Hot water storage temperature sensor 133 Flow rate adjusting temperature sensor 134 Controller 301 Bypass passage 302 Bypass valve L1 High temperature water layer L2 Low temperature water layer L3 Medium temperature water layer

Claims (14)

冷媒を圧縮する圧縮手段、前記圧縮手段で圧縮された冷媒を放熱させる放熱器、前記放熱器で放熱した冷媒を膨張させる膨張手段、前記膨張手段で膨張した冷媒を気相冷媒と液相冷媒に分離する気液分離器、および前記気液分離器で分離された液相冷媒を蒸発させる蒸発器、を含む冷媒回路と、
前記気液分離器で分離した気相冷媒を前記冷媒回路における前記蒸発器と前記圧縮手段との間の部分に導く気相冷媒流通路と、
下部から抜き出された液体が前記放熱器で加熱液体とされた後に上部に戻されるタンクと、
前記タンクに貯められた加熱液体を放熱させる暖房機と、
上流端および下流端が前記タンクに接続された、前記加熱液体の温度低下により生じる前記タンク内の中温液体を流すための中温液体流通路と、
前記気相冷媒流通路を流れる気相冷媒によって前記中温液体流通路を流れる中温液体を冷却する熱交換器と、
を備える暖房装置。
Compression means for compressing the refrigerant, a radiator for dissipating the refrigerant compressed by the compression means, an expansion means for expanding the refrigerant dissipated by the radiator, and a refrigerant expanded by the expansion means as a gas phase refrigerant and a liquid phase refrigerant A refrigerant circuit comprising: a gas-liquid separator to be separated; and an evaporator for evaporating the liquid-phase refrigerant separated by the gas-liquid separator;
A gas-phase refrigerant flow passage for guiding the gas-phase refrigerant separated by the gas-liquid separator to a portion of the refrigerant circuit between the evaporator and the compression means;
A tank withdrawn from the lower part is heated by the radiator and then returned to the upper part;
A heater for dissipating heat from the heated liquid stored in the tank;
An intermediate temperature liquid flow passage for flowing an intermediate temperature liquid in the tank caused by a temperature drop of the heated liquid, the upstream end and the downstream end being connected to the tank;
A heat exchanger that cools the intermediate temperature liquid flowing through the intermediate temperature liquid flow passage by the gas phase refrigerant flowing through the gas phase refrigerant flow passage;
A heating device comprising:
前記中温液体流通路の上流端は、前記タンクの中間部または下部に接続されており、前記中温液体流通路の下流端は、前記タンクの下部に接続されている、請求項1に記載の暖房装置。   The heating according to claim 1, wherein an upstream end of the intermediate temperature liquid flow passage is connected to an intermediate portion or a lower portion of the tank, and a downstream end of the intermediate temperature liquid flow passage is connected to a lower portion of the tank. apparatus. 前記タンクにおける前記中温液体流通路の上流端に対応する高さ位置に設けられた、前記タンク内の液体温度を検出するための温度センサをさらに備え、
前記中温液体流通路には、ポンプが設けられており、
前記温度センサによって検出される液体温度が設定温度域内になると、前記ポンプが稼働を開始する、請求項2に記載の暖房装置。
A temperature sensor provided at a height position corresponding to the upstream end of the intermediate temperature liquid flow path in the tank, for detecting the liquid temperature in the tank;
The intermediate temperature liquid flow passage is provided with a pump,
The heating apparatus according to claim 2, wherein the pump starts operating when a liquid temperature detected by the temperature sensor falls within a set temperature range.
前記温度センサによって検出される液体温度が前記設定温度域を下回るあるいは前記設定温度域を上回ると、前記ポンプが稼働を停止する、請求項3に記載の暖房装置。   The heating device according to claim 3, wherein when the liquid temperature detected by the temperature sensor falls below the set temperature range or exceeds the set temperature range, the pump stops operating. 前記中温液体流通路には、前記上流端の近傍に第1開閉弁が設けられているとともに、前記下流端の近傍に第2開閉弁が設けられており、
前記ポンプは、前記熱交換器と前記第2開閉弁の間に配置されている、請求項3または4に記載の暖房装置。
The intermediate temperature liquid flow passage is provided with a first on-off valve in the vicinity of the upstream end, and a second on-off valve in the vicinity of the downstream end,
The heating device according to claim 3 or 4, wherein the pump is disposed between the heat exchanger and the second on-off valve.
前記温度センサによって検出される液体温度が前記設定温度域内になると、前記第1開閉弁および前記第2開閉弁が開かれ、前記温度センサによって検出される液体温度が前記設定温度域を下回るあるいは前記設定温度域を上回ると、前記第1開閉弁および前記第2開閉弁が閉じられる、請求項5に記載の暖房装置。   When the liquid temperature detected by the temperature sensor falls within the set temperature range, the first on-off valve and the second on-off valve are opened, and the liquid temperature detected by the temperature sensor falls below the set temperature range, or The heating device according to claim 5, wherein when the temperature exceeds a set temperature range, the first on-off valve and the second on-off valve are closed. 前記中温液体流通路における前記第1開閉弁と前記ポンプの間の部分には、排出弁を有する排出路が接続されており、
前記温度センサによって検出される液体温度が前記設定温度域を下回っているあるいは前記設定温度域を上回っている期間のうちの一定時間、前記排出弁が開状態とされる、請求項6に記載の暖房装置。
A discharge path having a discharge valve is connected to a portion between the first on-off valve and the pump in the intermediate temperature liquid flow path,
7. The discharge valve according to claim 6, wherein the discharge valve is opened for a certain period of time during a period in which the liquid temperature detected by the temperature sensor is below the set temperature range or above the set temperature range. Heating device.
前記中温液体流通路における前記第1開閉弁と前記熱交換器の間の位置から前記ポンプと前記第2開閉弁の間の位置に至る、バイパス弁を有するバイパス路をさらに備え、
前記温度センサによって検出される液体温度が前記設定温度域を下回っているあるいは前記設定温度域を上回っている期間のうちの一定時間、前記バイパス弁が開状態とされるとともに前記ポンプが稼働する、請求項6に記載の暖房装置。
A bypass path having a bypass valve from the position between the first on-off valve and the heat exchanger to the position between the pump and the second on-off valve in the intermediate temperature liquid flow path;
The liquid temperature detected by the temperature sensor is lower than the set temperature range or is higher than the set temperature range for a certain period of time, the bypass valve is opened and the pump operates. The heating device according to claim 6.
前記中温液体流通路には、前記熱交換器で冷却された中温液体の温度を検出するための流量調整用温度センサが設けられており、
前記流量調整用温度センサによって検出される温度に基づいて前記ポンプの回転数を制御する制御装置をさらに備える、請求項3〜8のいずれか一項に記載の暖房装置。
The intermediate temperature liquid flow passage is provided with a flow rate adjusting temperature sensor for detecting the temperature of the intermediate temperature liquid cooled by the heat exchanger,
The heating device according to any one of claims 3 to 8, further comprising a control device that controls a rotation speed of the pump based on a temperature detected by the temperature sensor for flow rate adjustment.
前記熱交換器は、内管と外管の二重管構造を有し、前記内管の内部に前記気相冷媒が流れる第1流路が形成され、前記内管と前記外管との間に前記中温液体が流れる第2流路が形成されている、請求項1〜9のいずれか一項に記載の暖房装置。   The heat exchanger has a double tube structure of an inner tube and an outer tube, a first flow path through which the gas-phase refrigerant flows is formed inside the inner tube, and the space between the inner tube and the outer tube The heating device according to any one of claims 1 to 9, wherein a second flow path through which the medium-temperature liquid flows is formed. 前記第1流路の気相冷媒の流れと前記第2流路の中温液体の流れは対向流である、請求項10に記載の暖房装置。   The heating device according to claim 10, wherein the flow of the gas-phase refrigerant in the first flow path and the flow of the medium-temperature liquid in the second flow path are counterflows. 前記膨張手段は、膨張する冷媒から動力を回収する膨張機構である、請求項1〜11のいずれか一項に記載の暖房装置。   The heating device according to any one of claims 1 to 11, wherein the expansion means is an expansion mechanism that recovers power from the expanding refrigerant. 前記圧縮手段は、回転軸により前記膨張機構と連結された圧縮機構を含む、請求項12に記載の暖房装置。   The heating device according to claim 12, wherein the compression means includes a compression mechanism connected to the expansion mechanism by a rotation shaft. 前記圧縮手段は、前記圧縮機構と並列に接続された第2の圧縮機構をさらに含む、請求項13に記載の暖房装置。   The heating device according to claim 13, wherein the compression means further includes a second compression mechanism connected in parallel with the compression mechanism.
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Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR101280312B1 (en) 2011-08-31 2013-07-01 김봉석 Hot water heating device using cooling apparatus
WO2013115073A1 (en) * 2012-02-01 2013-08-08 国立大学法人 東京大学 Energy-saving device and energy-saving method which utilize self-heat recuperation
KR20160074227A (en) * 2014-12-18 2016-06-28 한국과학기술연구원 Cooling and heating system
JP2016528471A (en) * 2013-08-19 2016-09-15 トレイン・エアー・コンディショニング・システムズ・(チャイナ)・カンパニー・リミテッド Gas cooler

Cited By (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR101280312B1 (en) 2011-08-31 2013-07-01 김봉석 Hot water heating device using cooling apparatus
WO2013115073A1 (en) * 2012-02-01 2013-08-08 国立大学法人 東京大学 Energy-saving device and energy-saving method which utilize self-heat recuperation
JPWO2013115073A1 (en) * 2012-02-01 2015-05-11 国立大学法人 東京大学 Energy saving device and energy saving method using self-heat regeneration
JP2016528471A (en) * 2013-08-19 2016-09-15 トレイン・エアー・コンディショニング・システムズ・(チャイナ)・カンパニー・リミテッド Gas cooler
KR20160074227A (en) * 2014-12-18 2016-06-28 한국과학기술연구원 Cooling and heating system
KR101642437B1 (en) * 2014-12-18 2016-07-25 한국과학기술연구원 Cooling and heating system

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